JPH0985156A

JPH0985156A - 回転式基板塗布装置

Info

Publication number: JPH0985156A
Application number: JP7269495A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Sanada; 雅和真田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】塗布液供給ノズルの水平断面形状を工夫する
ことによって、所望膜厚の塗布被膜を得るために供給す
る塗布液の量を極めて少なくすることができる回転式基
板塗布装置を提供する。【解決手段】ノズル部４１は、水平断面形状が八角形
状である吐出孔４７とノズル部下面４１ａを形成されて
おり、塗布液供給ノズルの塗布液通路４２を圧送されて
きたフォトレジスト液を、ほぼその形状で基板の表面に
吐出する。基板の回転中心付近に滴下されたフォトレジ
スト液は、各頂点部分から周方向に曲げられながら伸長
する幅広のヒゲを生じ、その間から直線的に伸長するヒ
ゲを生じ、これらの相互作用により隙間を急激に狭める
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、フ
ォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基
板、光ディスク用の基板などの基板にフォトレジスト液
などの塗布液を塗布する装置に係り、特に、基板を所定
の回転数で低速回転させつつ、その回転中心付近に塗布
液を供給することによって塗布液を基板の表面全体に拡
げ、その後に基板を所定の回転数で高速回転させること
によって基板表面に所望膜厚の塗布被膜を形成する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の回転式基板塗布装置につ
いて、図１０を参照して説明する。この図は回転式基板
塗布装置の要部を示し、この装置は基板Ｗをほぼ水平姿
勢で吸引支持して回転させる吸引式スピンチャック１０
と、そのほぼ回転中心の上方に、塗布液の一例であるフ
ォトレジスト液を基板Ｗの表面に供給するための塗布液
供給ノズル３０を備えている。なお、この塗布液供給ノ
ズル３０は、下方の基板Ｗに向かって開口している吐出
孔の水平断面形状がほぼ円形に形成されているものであ
る。

【０００３】このように構成された装置では、図１１の
タイムチャートに示すように回転数制御を行なって基板
Ｗの表面に所望の膜厚のフォトレジスト膜を得るように
なっている。

【０００４】すなわち、まず、吸引式スピンチャック１
０を図示しないモータによって回転駆動して、基板Ｗを
所定の回転数Ｒ１（例えば９００ｒｐｍ）で回転させ
る。その回転が安定した時点で、塗布液供給ノズル３０
からほぼ一定の流量でフォトレジスト液Ｒを吐出させ始
め（図１１中の符号ｔ_S）、基板Ｗの回転中心付近にフ
ォトレジスト液Ｒを供給し続ける。そしてフォトレジス
ト液Ｒの供給開始時点ｔ_Sから所定時間経過した時点
（図１１中の符号ｔ_E）でフォトレジスト液Ｒの供給を
停止する。その後、吸引式スピンチャック１０の回転数
を、現在の回転数Ｒ１よりも高い回転数Ｒ２（例えば
３，０００ｒｐｍ）に上げて所定時間これを保つことに
よって、基板Ｗの表面に供給された余剰のフォトレジス
ト液Ｒを振り切り、基板Ｗの表面に所望する膜厚のフォ
トレジスト膜を形成するようになっている。

【０００５】上述したような従来装置においては、図１
２（ａ）〜図１２（ｆ）の模式図に示すようなフォトレ
ジスト液Ｒの挙動によってフォトレジスト膜が形成され
る。なお、これらの図では、簡略的に基板Ｗを円で示
し、フォトレジスト液Ｒをハッチングした領域で示し、
各図における基板Ｗの回転数を矢印の大きさで模式的に
示している。

【０００６】まず、基板Ｗを回転数Ｒ１で低速回転させ
つつ基板Ｗの表面にフォトレジスト液Ｒを供給し始めた
直後の状態では、フォトレジスト液Ｒは平面視で円形状
の塊Ｒ_a（以下、これをコアＲ_aと称する）となって基
板Ｗの回転中心付近にある。さらにフォトレジスト液Ｒ
を供給し続けると、このコアＲ_aの径は回転に伴う遠心
力が作用してほぼ円形状を保ったまま基板Ｗの周縁に向
かって同心円状に拡がっていく。

【０００７】コアＲ_aは暫くの間（数秒間）は円形状を
保っているが、その後に大きく形を変えていく。具体的
には、この円形状のコアＲ_aの円周部から基板Ｗの周縁
部に向かって多数の細長いフォトレジスト液Ｒ_bの流れ
（以下、これをヒゲＲ_bと称する）が放射状に伸び始め
る（図１２（ａ））。この多数のヒゲＲ_bは、遠心力に
よってコアＲ_aの径の拡大とともに基板Ｗの周縁部に向
かって伸び続けるが、ヒゲＲ_bはコアＲ_aに比べてその
回転半径が大きく、そのために遠心力が強く作用するの
で、コアＲ_aの径の拡大よりも速く基板Ｗの周縁部に向
かって伸びることになる（図１２（ｂ））。

【０００８】さらに基板Ｗの回転を回転数Ｒ１で続ける
（このときフォトレジスト液Ｒも供給され続けている）
と、多数のヒゲＲ_bの先端部は、基板Ｗの周縁部に到達
する（図１２（ｃ））。このように多数のヒゲＲ_bが基
板Ｗの周縁部に到達すると、フォトレジスト液Ｒはコア
Ｒ_aからヒゲＲ_bを通って基板Ｗの周縁部に達して飛散
（飛散フォトレジスト液Ｒ_c）する。さらにコアＲ_aの
径が大きくなるとともにヒゲＲ_bの幅が拡がる（図１２
（ｃ）中の二点鎖線と図１２（ｄ））ことによって、フ
ォトレジスト液Ｒで覆われていないヒゲＲ_b間の領域が
次第に少なくなって基板Ｗの全面がフォトレジスト液Ｒ
（コアＲ_a，ヒゲＲ_b）によって覆われる（図１２
（ｅ））。なお、この時点で塗布液供給ノズル３０から
のフォトレジスト液Ｒの吐出を停止するように予め時間
設定されている（図１１中の符号ｔ_E）。

【０００９】以上のように、フォトレジスト液Ｒで基板
Ｗの表面全体を覆った後に、基板Ｗの回転数を現在の回
転数Ｒ１よりも高い回転数Ｒ２として、基板Ｗの表面を
覆っているフォトレジスト液Ｒの余剰分（余剰フォトレ
ジスト液Ｒ_d）を振り切ることによって、基板Ｗの表面
に所望の膜厚のフォトレジスト膜Ｒ’を形成する（図１
２（ｆ））。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来装置には、次のような問題点がある。すなわち、
図１２（ｃ）に示すように、多数のヒゲＲ_bが基板Ｗの
周縁部に到達すると、これ以降に供給されるフォトレジ
スト液Ｒの大部分は、コアＲ_aからヒゲＲ_bを通って基
板Ｗの周囲に放出されて飛散する（飛散フォトレジスト
液Ｒ_c）ことになる。したがって、基板Ｗの表面全体が
フォトレジスト液Ｒによって覆われるまでに大量のフォ
トレジスト液Ｒを供給する必要があり、フォトレジスト
液の使用量が極めて多くなるという問題点がある。つま
り、所望膜厚のフォトレジスト膜を得る際のフォトレジ
スト液Ｒの利用効率が極めて低いという問題点がある。
因みに、このフォトレジスト液などの塗布液は、現像液
やリンス液などの処理液に比較して非常に高価であるの
で、飛散する不要な塗布液の量を少なくすることは半導
体装置等の製造コストを低減する上で重要な課題であ
る。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、塗布液供給ノズルの水平断面形状を工
夫することによって、所望膜厚の塗布被膜を得るために
供給する塗布液の量を極めて少なくすることができる回
転式基板塗布装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の回転式基板塗布装置は、回転支持
手段により基板を所定の回転数で低速回転させつつ、そ
の回転中心付近に塗布液供給ノズルを介して塗布液を供
給し、その後に前記回転数を所定の回転数で高速回転さ
せることによって基板表面に所定膜厚の塗布被膜を形成
する回転式基板塗布装置において、前記塗布液供給ノズ
ルは、少なくとも吐出孔が、その水平断面形状において
非円形状に形成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、請求項２に記載の回転式基板塗布装
置は、回転支持手段により基板を所定の回転数で低速回
転させつつ、その回転中心付近に塗布液供給ノズルを介
して塗布液を供給し、その後に前記回転数を所定の回転
数で高速回転させることによって基板表面に所定膜厚の
塗布被膜を形成する回転式基板塗布装置において、前記
塗布液供給ノズルは、少なくともノズル下面外形が、水
平断面形状において非円形状に形成されていることを特
徴とするものである。

【００１４】また、請求項３に記載の回転式基板塗布装
置は、請求項１または請求項２に記載の回転式基板塗布
装置において、前記水平断面形状は、多角形であること
を特徴とするものである。

【００１５】また、請求項４に記載の回転式基板塗布装
置は、請求項１または請求項２に記載の回転式基板塗布
装置において、前記水平断面形状は、八角形であること
を特徴とするものである。

【００１６】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。基板を回転支持手段により所定の回転数で低速回転
させつつ、その回転中心付近に塗布液供給ノズルを介し
て塗布液を供給し、低速回転時の回転数よりも高い所定
の回転数で基板を高速回転させることにより、基板の表
面に所望膜厚の塗布被膜を形成する。基板表面に塗布液
を供給する塗布液供給ノズルは、少なくとも吐出孔が、
その水平断面形状において非円形状に形成されているの
で、基板表面に供給された塗布液は、比較的高粘度であ
れば滴下された瞬間、例えば、図５の模式図に示すよう
に、吐出孔の形状とほぼ同じ非円形状で滴下された状態
となっている。つまり、塗布液Ｒが非円形状を呈した状
態で回転中心付近に位置してコアＲ_a’を形成している
（図中のハッチング領域）。

【００１７】そして、この非円形状のコアＲ_a’は、基
板Ｗの回転に伴って図５の模式図に示すような挙動を示
す。すなわち、非円形状のコアＲ_a’の基板周縁に近い
部分と基板周縁に遠い部分、換言すると、回転半径が長
い部分と回転半径が短い部分では、当然のことながら回
転半径が長い部分の方が、回転半径が短い部分に比較し
て大きな遠心力を受けることになるので、まず、非円形
状のコアＲ_a’のそれらの部分から基板Ｗの周縁に向け
て幅の広い塗布液の流れ（以下、幅広のヒゲＲ_eと称す
る）（図中に二点鎖線で示す）が伸長し始める。その
後、各幅広のヒゲＲ_eの間から、従来例で示した放射状
の塗布液の流れであるヒゲＲ_b（図中に点線で示す）が
伸長し始める。

【００１８】多数の幅広のヒゲＲ_eは、ヒゲＲ_bに比較
して〔幅広なために〕多くの塗布液を含むために強く慣
性力の作用を受けるので、周縁に向かって直線的に伸長
するのではなく基板の周方向に曲げられつつ伸長し、そ
の一方、多数のヒゲＲ_bは、基板の周縁に向かって直線
的に伸長する。また、これらの伸長とともに、コア
Ｒ_a’の径も拡大してゆく。これらの直線的に伸長する
ヒゲＲ_bと周方向に曲げられながら伸長する幅広のヒゲ
Ｒ_eの相互作用により、ヒゲＲ_bおよび幅広のヒゲＲ_e
が基板Ｗの周縁部に達するまでに〔ヒゲＲ_bおよび幅広
のヒゲＲ_eの間の〕塗布液に覆われていない隙間が急速
に狭まり、塗布液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆うまでの時
間（被覆所要時間）を短縮することができる。被覆所要
時間が短いということは、塗布液の供給を開始してか
ら、塗布液が基板Ｗの全面を覆って塗布液の供給が停止
されるまでの時間が短いことを意味する。換言すれば、
ヒゲＲ_bおよび幅広のヒゲＲ_eが基板Ｗの周縁部に達し
てから塗布液の供給が停止されるまでの時間が短くな
り、それだけヒゲＲ_bおよび幅広のヒゲＲ_eを通って基
板Ｗの周縁部から飛散する塗布液の量が少なくなるの
で、所望膜厚の塗布被膜を得るのに要する塗布液の量を
少なくすることができる。

【００１９】また、請求項２に記載の発明の作用は次の
とおりである。基板を回転支持手段により所定の回転数
で低速回転させつつ、その回転中心付近に塗布液供給ノ
ズルを介して塗布液を供給し、低速回転時の回転数より
も高い所定の回転数で高速回転させることにより、基板
の表面に所望膜厚の塗布被膜を形成する。基板表面に塗
布液を供給する塗布液供給ノズル下面外形が、その水平
断面形状において非円形状に形成されているので、基板
表面に供給された塗布液は、比較的低粘度であれば、滴
下された瞬間、その表面張力により、ノズル下面全体に
拡がり、その外形である非円形状にならって、外形とほ
ぼ同じ非円形状で滴下された状態となっている。つま
り、塗布液Ｒが非円形状を呈した状態で回転中心付近に
位置してコアＲ_a’を形成している（図５中のハッチン
グ領域）。この場合の挙動については、上述した請求項
１と同様であるので、説明については省略する。

【００２０】また、請求項３に記載の発明の作用は次の
とおりである。すなわち、塗布液供給ノズルの水平断面
形状が多角形状に形成されているので、基板に供給され
た塗布液は、ほぼその形状を呈した状態で回転中心付近
に位置してコアを形成する。コアは多角形状であるの
で、その外周部の複数個の頂点部分はコアの中心からの
距離が長く、そのため頂点以外の部分よりも強い遠心力
を受けることになる。したがって、まず、各頂点から幅
広のヒゲが成長し、それらの各間隙からヒゲが成長し、
これらの相互作用によってヒゲおよび幅広のヒゲの間の
隙間が急速に狭まり、塗布液が基板の表面全体を覆うま
での時間（被覆所要時間）を短縮することができる。そ
の結果、ヒゲおよび幅広のヒゲが基板の周縁部に達して
から塗布液の供給が停止されるまでの時間が短くなり、
それだけヒゲおよび幅広のヒゲを通って基板の周縁部か
ら飛散する塗布液の量が少なくなるので、所望膜厚の塗
布被膜を得るのに要する塗布液の量を少なくすることが
できる。

【００２１】また、請求項４に記載の発明の作用は次の
とおりである。塗布液供給ノズルの水平断面形状は、多
角形状であればいくつの頂点数を有していてもよいので
はなく、例えば、多角形のうち三角形や四角形は、その
頂点数が少なく幅広のヒゲの発生数が少ないので、ヒゲ
との相互作用により各隙間を狭めるのに時間がかかり、
その一方、八角形を越える多角形は、その頂点数が多く
なり過ぎて、ヒゲと幅広のヒゲとの性質がほぼ同じにな
り、従来例で説明した円形状のコアに近い作用を生じる
ので、やはり相互作用により各隙間を狭めるのに時間が
かかる。

【００２２】そこで、塗布液供給ノズルの水平断面形状
を八角形状に形成することにより、幅広のヒゲの性質を
保ちつつ、ヒゲとの相互作用を好適に生じさせることが
できる。その結果、被覆所要時間を短縮することがで
き、ヒゲおよび幅広のヒゲが基板の周縁部に達してから
塗布液の供給が停止されるまでの時間が短くなり、それ
だけヒゲおよび幅広のヒゲを通って基板の周縁部から飛
散する塗布液の量が少なくなるので、所望膜厚の塗布被
膜を得るのに要する塗布液の量を少なくすることができ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。図１は、実施例に係る回転式基板塗
布装置を示す縦断面図である。

【００２４】図中、符号１０は、吸引式スピンチャック
であって基板Ｗをほぼ水平姿勢で吸着支持するものであ
る。この吸引式スピンチャック１０は、中空の回転軸１
１を介して回転モータ１２によって回転駆動される。吸
引式スピンチャック１０の周囲には、塗布液であるフォ
トレジスト液などの飛散を防止するための飛散防止カッ
プ１３が配置されている。また、図示しない搬送手段が
未処理の基板Ｗを吸引式スピンチャック１０に載置した
り、吸引式スピンチャック１０から処理済みの基板Ｗを
受け取る際には、図示しない昇降手段が回転軸１１と飛
散防止カップ１３とを相対昇降させることによって、吸
引式スピンチャック１０を飛散防止カップ１３の上方へ
と移動させる（図中の二点鎖線）。

【００２５】飛散防止カップ１３は、上カップ１４と、
円形整流板１５と、下カップ１７等から構成されてい
る。上カップ１４は、上部に開口部１４ａと、基板Ｗの
回転によるフォトレジスト液などの飛沫を下方へ案内す
る傾斜面１４ｂとを有する。

【００２６】円形整流板１５は、開口部１４ａから流入
して基板Ｗの周縁に沿って流下する気流を下カップ１７
に整流して案内するとともに、上カップ１４の傾斜面１
４ｂによって下方に案内されたフォトレジスト液などの
飛沫をこの気流に乗せて下カップ１７に案内する。

【００２７】下カップ１７の底部には、排液口１７ａが
配設されている。この排液口１７ａは、排液タンク１７
ｂに接続されており、回転振り切り後のフォトレジスト
液などを回収するようになっている。下カップ１７の底
部には、さらにカップ排気口１７ｃが配設されている。
このカップ排気口１７ｃは、排気ポンプ１７ｄに接続さ
れており、飛散防止カップ１３内に滞留する霧状のフォ
トレジスト液などを空気とともに吸引して排気するよう
になっている。

【００２８】円形整流板１５の内側には、基板Ｗの裏面
に回り込んだフォトレジスト液や付着したミストを除去
するための洗浄液を基板Ｗの裏面に向けて吐出するため
のバックリンスノズル２０が配設されている。このバッ
クリンスノズル２０には、管継手１８と供給配管１８ａ
を介して洗浄液供給部１８ｂから洗浄液が供給されるよ
うになっている。

【００２９】さらに、飛散防止カップ１３の開口部１４
ａの上方であって、基板Ｗのほぼ回転中心の上方には、
フォトレジスト液を吐出する塗布液供給ノズル４０が配
設されている。この塗布液供給ノズル４０は、その先端
部が下方の基板Ｗに向けられ、その先端部にはノズル部
４１が取り付けられている。

【００３０】次に、図２および図３を参照して、塗布液
供給ノズル４０およびノズル部４１について説明する。
なお、図２は塗布液供給ノズル４０の先端部付近および
ノズル部４１の縦断面図を示し、図３はノズル部４１を
下方からみた図である。

【００３１】塗布液供給ノズル４０は、その内部に所定
の内径を有する塗布液通路４２を有し、その下方には塗
布液通路４２の内径よりも大きな内径を有するリング状
の凹部４３が形成されている。このリング状の凹部４３
には、Ｏリング４４が嵌め込まれている。さらに、リン
グ状の凹部４３の下方には、ノズル部４１を取り付ける
ための内ネジ部４５が形成されている。この内ネジ部４
５には、ノズル部４１の上方側面部に形成された外ネジ
部４６を螺合させることにより、ノズル部４１が塗布液
供給ノズル４０の先端部に取り付けられるようになって
いる。

【００３２】ノズル部４１は、水平断面形状が八角形状
である吐出孔４７とノズル部下面４１ａを形成されてお
り、塗布液供給ノズル４０の塗布液通路４２を圧送され
てきたフォトレジスト液を、ほぼその形状で基板Ｗの表
面に吐出するようになっている。なお、後述するよう
に、ノズル部４１の吐出孔４７とノズル部下面４１ａに
は、種々の水平断面形状を採用することができ、基板Ｗ
のサイズやその表面状態、または塗布処理の条件（いわ
ゆるレシピー）などに応じて最適な水平断面形状を有す
るノズル部４１に交換可能に構成されている。

【００３３】また、塗布液供給ノズル４０へフォトレジ
スト液を所定量だけ供給する図示しない塗布液供給手段
と、吸引式スピンチャック１０と飛散防止カップ１３と
を相対昇降する図示しない昇降手段と、回転モータ１２
とは、制御部５０によって制御されるように構成されて
いる。なお、制御部５０は、メモリ５１に格納された、
後述するタイムチャートに応じたプログラムによって上
記各部の制御を行なうようになっている。

【００３４】次に、図１１のタイムチャートおよび図４
（ａ）〜（ｇ）を参照して、フォトレジスト塗布処理に
ついて説明する。なお、このタイムチャートに相当する
プログラムは、図１に示したメモリ５１に格納されて制
御部５０によって実行される。また、処理対象の基板Ｗ
は、既に吸引式スピンチャック１０に載置されて吸引保
持され、さらに基板Ｗの回転中心付近の上方には、塗布
液供給ノズル４０のノズル部４１が位置しているものと
する。また、図４の模式図は、簡略的に基板Ｗを円形状
で表し、滴下されたフォトレジスト液をハッチングした
領域で表すとともに、基板の回転数の大小を矢印の大き
さで示している。

【００３５】まず、回転モータ１２の回転駆動を開始す
る。具体的には、制御部５０が回転モータ１２を正転駆
動することによって基板Ｗを平面視で『反時計方向』に
回転する。このときの回転数Ｒ１は、例えば、９００ｒ
ｐｍである。

【００３６】次いで、基板Ｗの回転が回転数Ｒ１で安定
した後（数秒後）、時間ｔ_Sの時点で塗布液供給ノズル
４０のノズル部４１からフォトレジスト液を基板Ｗの表
面に吐出開始する。この時点では、八角形状を呈する吐
出孔４７を介して供給されたフォトレジスト液は、吐出
孔４７の形状でその輪郭をほぼ保ったまま、基板Ｗの回
転中心付近に平面視でほぼ八角形状の塊Ｒ_a’（以下、
これをコアＲ_a’と称する）となっている（図４
（ａ））。

【００３７】さらに基板Ｗの回転中心付近にフォトレジ
スト液を供給し続けると、コアＲ_a’は、次のように大
きくその形状を変えていく。この八角形状のコアＲ_a’
の８か所の各頂点部分から基板Ｗの周縁部に向かって、
幅の広いフォトレジスト液Ｒ_eの流れ（以下、これを幅
広のヒゲＲ_eと称する）が伸び始める（図４（ｂ），図
５）。八角形のコアＲ_a’の各頂点部分から幅広のヒゲ
Ｒ_eが伸び始めるのは、基板Ｗの回転中心からの距離が
頂点以外の部分よりも長いので、より強い遠心力を受け
るためである。これらの幅広のヒゲＲ_eは、そこに含ま
れるフォトレジスト液の量が多いので、基板Ｗの周縁部
に向けて直線的に伸長するのではなく、強い慣性力を受
けて回転方向とは逆の方向にその幅を拡げつつ、周方向
に曲げられながらコアＲ_a’の径の拡大よりも速く伸長
する。

【００３８】さらに、コアＲ_a’から伸長する８本の幅
広のヒゲＲ_eの各間隙からは、多数の細長いフォトレジ
スト液Ｒ_bの流れ（以下、これをヒゲＲ_bと称する）が
放射状に伸び始める（図４（ｃ），図５）。この多数の
ヒゲＲ_bは、遠心力によってコアＲ_a’の径の拡大とと
もに基板Ｗの周縁部に直線的に向かって伸び続けるが、
ヒゲＲ_bはコアＲ_a’に比べて遠心力が大きく加わるの
で、コアＲ_a’の径の拡大よりも速く基板Ｗの周縁部に
向かい、幅広のヒゲＲ_eとともに伸長することになる
（図４（ｄ））。

【００３９】このとき、図４（ｃ），（ｄ）に示すよう
に、基板Ｗの周縁部に直線的に伸長するヒゲＲ_bと周方
向に曲げられながら伸長する幅広のヒゲＲ_eの相互作用
により、ヒゲＲ_bおよび幅広のヒゲＲ_eが一体となって
基板Ｗの周縁部に達するまでに〔ヒゲＲ_bおよび幅広の
ヒゲＲ_eの間の〕フォトレジスト液Ｒにより覆われてい
ない隙間が急速に狭まる。

【００４０】そして図４（ｄ）に示すように、一体とな
ったヒゲＲ_bおよび幅広のヒゲＲ_eの先端部が基板Ｗの
周縁部に到達すると、基板Ｗの周囲にフォトレジスト液
Ｒが飛散する（飛散フォトレジスト液Ｒ_c）。しかしな
がら、幅広のヒゲＲ_eが周方向に曲げられていることに
より、基板Ｗの周縁部に向かって拡大／伸長していくコ
アＲ_a／ヒゲＲ_b／幅広のヒゲＲ_eが一体となって、フ
ォトレジスト液Ｒによって基板Ｗの表面全体が覆われる
までの時間が従来に比較して大幅に短縮される（図４
（ｄ），（ｅ），（ｆ））。このようにして基板Ｗの表
面全体がフォトレジスト液Ｒによって覆われた時点（図
１１の時間ｔ_E’）において、制御部５０は塗布液供給
ノズル４０からのフォトレジスト液Ｒの吐出を停止す
る。

【００４１】そして、図１１に示すように、回転数Ｒ１
よりも高い回転数Ｒ２での回転を所定時間継続して基板
Ｗの表面全体を覆っているフォトレジスト液Ｒのうちの
余剰分（余剰フォトレジスト液Ｒ_d）を振り切ることに
よって、基板Ｗの表面に所望膜厚のフォトレジスト膜
Ｒ’を形成することができる（図４（ｇ））。

【００４２】なお、フォトレジスト液Ｒの吐出を停止す
る時間ｔ_E’は、図１１から明らかなように、従来例で
のフォトレジスト液Ｒの吐出停止時間ｔ_Eよりも短くす
ることができる。その結果、１枚の基板Ｗのフォトレジ
スト液塗布処理に要する時間を短縮することができ、順
次に基板Ｗにフォトレジスト液の塗布処理を行なう際に
は、スループットを向上させることができる。

【００４３】また、フォトレジスト液Ｒの吐出を停止す
る時間ｔ_E’は、基板Ｗにフォトレジスト液Ｒを吐出し
て、基板Ｗの表面全体がフォトレジスト液Ｒで覆われる
時間を実際に計測し、この結果に基づいて設定されるも
のである。そして、フォトレジスト液Ｒの吐出開始時間
ｔ_Sからの前記時間をメモリ５１に記憶させておくかタ
イマー等に設定しておき、吐出開始からその時間後に吐
出が停止されるようにする。

【００４４】このように基板Ｗの表面に、八角形状の水
平断面形状を有する吐出孔４７を介してフォトレジスト
液を供給することにより、各頂点分から幅広のヒゲＲ_e
を生じさせ、周方向に曲げられつつ伸長する幅広のヒゲ
Ｒ_eと基板Ｗの周縁部に直線的に伸長するヒゲＲ_aとの
相互作用により、フォトレジスト液により覆われていな
い間隙を急速に狭めることができる。したがって、一体
となった幅広のヒゲＲ_eとヒゲＲ_aとが基板Ｗの周縁部
に到達してから、フォトレジスト液Ｒの供給が停止され
るまでの時間が短くなるので、幅広のヒゲＲ_eとヒゲＲ
_aとを通して基板Ｗの周囲に放出・飛散するフォトレジ
スト液Ｒの量を少なくすることができる。その結果、所
望膜厚のフォトレジスト膜を得るために供給するフォト
レジスト液の量を極めて少なくすることができる。

【００４５】なお、ノズル部４１の吐出孔４７の水平断
面形状は、図６に示すように、円形状の外周部の、八角
形の各頂点に対応する部分に、それぞれ凹部４７ａを形
成して放射状の吐出孔４７としてもよい。また、図７に
示すように、八角形の各辺に対応する部分を、吐出孔４
７の中心部に向けて円弧状に突出させた星型状の吐出孔
４７としてもよい。

【００４６】さらに、ノズル部４１の吐出孔４７の水平
断面形状を、図８（ａ）に示すように、五角形状の吐出
孔４７としてもよい。また、同図（ｂ）に示すように、
五角形の各頂点に対応する部分に、それぞれ凹部４７ａ
を形成して放射状の吐出孔４７としてもよく、さらに、
同図（ｃ）に示すように、五角形の各辺に対応する部分
を、中心部に向かって円弧状に突出形成した星型状の吐
出孔４７としてもよい。

【００４７】なお、基板表面に滴下されたフォトレジス
ト液が遠心力によって中心部から放射状を呈して基板周
縁部に向かって伸長してゆくことから、多数の幅広のヒ
ゲＲ_eの各間隔がほぼ均等になるように、上述した吐出
孔４７の水平断面形状は、中心部からの距離が長い部
分、すなわち、幅広のヒゲＲ_eを生じさせる部分（図３
では各頂点部分）を円周方向に均等に形成するのが好ま
しい。すなわち、上述した吐出孔４７の水平断面形状
は、八角形（五角形）のうち正八角形（正五角形）とす
るのが好ましい。このようにすることにより、幅広のヒ
ゲＲ_eとヒゲＲ_bとの相互作用が好適に行なわれる。但
し、液晶表示装置用のガラス基板などの角形の基板にお
いては、回転中心から外縁までの距離が均等ではないの
で、幅広のヒゲＲ_eを生じさせる部分を円周方向に不等
間隔で形成するようにしてもよい。

【００４８】なお、吐出孔４７の水平断面形状として
は、上述した（正）五角形、（正）八角形だけでなく、
例えば、（正）六角形や（正）七角形であってもよく、
さらに十字形（＋形）や、楕円形を二つ交差させたよう
な楕円交差形状であってもよい。すなわち、基板表面に
対してフォトレジスト液を供給した際に、少なくとも２
種類の回転半径を得られるような非円形状の吐出孔であ
れば種々の形状を採用することが可能である。ただし、
三角形や四角形の水平断面形状は、その頂点数が少なく
幅広のヒゲの数が少なくなるので、フォトレジスト液の
間隙を狭める時間を速くする効果が薄く、八角形を越え
る多角形は、従来例の円形状に近くなって幅広のヒゲに
よる効果を得にくいので好ましくない。

【００４９】また、基板Ｗの回転数の制御を、図９に示
すようにしてもよい。すなわち、基板Ｗを回転数Ｒ３
（例えば、１，５００ｒｐｍ）で回転駆動し、吐出開始
時間ｔ_sにおいてフォトレジスト液Ｒを吐出し始め、吐
出停止時間ｔ_E”までの間に、回転数Ｒ３よりも高い回
転数Ｒ４（例えば、３，０００ｒｐｍ）に上げる。回転
数Ｒ３から回転数Ｒ４に回転数を上げる際には、短時間
で完了するようにする（例えば、０．０７秒など）。こ
のようにフォトレジスト液Ｒを吐出中に回転数を急激に
上げることにより、幅広のヒゲＲ_eおよびヒゲＲ_bは周
方向に強い慣性力を受け、それらが基板Ｗの周縁部へ伸
びるよりも周方向への広がりを速めることができ、間隙
を急速に狭めることができ、被覆所要時間をさらに短縮
することが可能である。

【００５０】なお、上述した実施例では、塗布液として
フォトレジスト液を例に採って説明したが、本発明は、
これに限定されるものではなく、例えば、表面保護や絶
縁膜として利用されるパシベーション膜形成用の塗布液
（例えば、ポリイミド）などを塗布する装置にも適用す
ることができる。また、露光後の塗布被膜を現像する現
像液や、現像作用を停止させるためなどのリンス液を基
板表面に供給する装置にも適用することが可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、塗布液を非円形状の状態で基
板の回転中心付近に滴下することができ、回転半径が長
い部分から幅広のヒゲを基板の周縁に向けて伸長させる
ことができる。さらにこの幅広のヒゲは、周方向に曲げ
られて伸長するので、それらの間から基板周縁に向けて
直線的に伸長するヒゲとの相互作用により、塗布液で覆
われていない隙間を急速に狭めることができる。したが
って、塗布液が基板の表面全体を覆うまでの時間を短縮
することができる。その結果、ヒゲを通して基板の周囲
に飛散する塗布液の量を少なくすることができ、所望膜
厚の塗布被膜を得るのに要する塗布液の量を少なくする
ことができる。これにより現像液やリンス液などの有機
溶剤を主成分とする処理液に比較して高価な塗布液の量
を少なくすることができるので、半導体装置などの製造
コストを低減することができるとともにスループットを
向上させることができる。

【００５２】また、請求項２に記載の発明によれば、上
記請求項１と同様に作用し、同様の効果を奏する。

【００５３】また、請求項３に記載の発明によれば、多
角形状の各頂点から幅広のヒゲを基板の周縁に向けて伸
長させることができるので、これらの相互作用によって
隙間を急激に狭めることができ、塗布液が基板の表面全
体を覆うまでの時間を短縮することができる。よって、
塗布液が基板の表面全体を覆うまでの時間を短縮するこ
とができる。その結果、ヒゲを通して基板の周囲に飛散
する塗布液の量を少なくすることができ、所望膜厚の塗
布被膜を得るのに要する塗布液の量を少なくすることが
できる。

【００５４】また、請求項４に記載の発明によれば、塗
布液供給ノズルの水平断面形状を八角形状に形成するこ
とにより、幅広のヒゲの性質を保ちつつ、ヒゲとの相互
作用を好適に生じさせることができる。その結果、被覆
所要時間を短縮することができ、ヒゲを通って基板の周
縁部から飛散する塗布液の量が少なくなるので、所望膜
厚の塗布被膜を得るのに要する塗布液の量を少なくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る回転式基板塗布装置の縦断面図で
ある。

【図２】塗布液供給ノズルおよびノズル部の縦断面図で
ある。

【図３】ノズル部の吐出孔を示す平面図である。

【図４】フォトレジスト液の基板表面での挙動を示す模
式図である。

【図５】フォトレジスト液の基板表面での挙動を示す模
式図である。

【図６】ノズル部の吐出孔の変形例を示す平面図であ
る。

【図７】ノズル部の吐出孔の変形例を示す平面図であ
る。

【図８】ノズル部の吐出孔の変形例を示す平面図であ
る。

【図９】回転数制御の変形例を示すタイムチャートであ
る。

【図１０】従来例に係る回転式基板塗布装置の要部を示
す図である。

【図１１】従来例に係る塗布液塗布方法を示すタイムチ
ャートである。

【図１２】従来例に係る塗布液塗布の説明に供する図で
ある。

【符号の説明】

１０ … 吸引式スピンチャック４０ … 塗布液供給ノズル４１ … ノズル部４７ … 吐出孔５０ … 制御部５１ … メモリＷ … 基板Ｒ … フォトレジスト液（塗布液）Ｒ_a … コアＲ_b … ヒゲＲ_c … 飛散フォトレジスト液Ｒ_d … 余剰フォトレジスト液Ｒ_e … 幅広のヒゲ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転支持手段により基板を所定の回転数
で低速回転させつつ、その回転中心付近に塗布液供給ノ
ズルを介して塗布液を供給し、その後に前記回転数を所
定の回転数で高速回転させることによって基板表面に所
定膜厚の塗布被膜を形成する回転式基板塗布装置におい
て、前記塗布液供給ノズルは、少なくとも吐出孔が、その水
平断面形状において非円形状に形成されていることを特
徴とする回転式基板塗布装置。
【請求項２】回転支持手段により基板を所定の回転数
で低速回転させつつ、その回転中心付近に塗布液供給ノ
ズルを介して塗布液を供給し、その後に前記回転数を所
定の回転数で高速回転させることによって基板表面に所
定膜厚の塗布被膜を形成する回転式基板塗布装置におい
て、前記塗布液供給ノズルは、少なくともノズル下面外形
が、水平断面形状において非円形状に形成されているこ
とを特徴とする回転式基板塗布装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の回転式
基板塗布装置において、前記水平断面形状は、多角形で
あることを特徴とする回転式基板塗布装置。
【請求項４】請求項１または請求項２に記載の回転式
基板塗布装置において、前記水平断面形状は、八角形で
あることを特徴とする回転式基板塗布装置。