JP2001297964A - 塗布膜形成方法および塗布処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイナミック塗布方式において塗布液の供給
量を一層少なくすることができる塗布膜形成方法および
塗布処理装置を提供すること、および、このように塗布
液の量を少なくすることができるとともに、塗布膜の膜
厚を均一化することができる塗布膜形成方法および塗布
処理装置を提供すること。 【解決手段】 処理容器４２内に収容された基板Ｇの表
面上に塗布液を供給して塗布膜を形成するにあたり、塗
布液を基板Ｇに吐出する工程と、基板Ｇを回転させて基
板Ｇ上に塗布液を拡げる回転工程とをほぼ同時に行わ
れ、塗布液吐出工程において塗布液吐出開始から所定時
間経過後に塗布液吐出速度を低下させる。また、この塗
布液吐出速度を低下させる時点Ｔ１と吐出速度を変化さ
せる時点前後の吐出速度の比率Ｒ１／Ｒ２とを制御して
塗布膜の膜厚プロファイルを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置（Ｌ
ＣＤ）基板や半導体基板の表面上に、例えばレジスト液
のような塗布液を塗布する塗布膜形成方法および塗布処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造にお
いては、ガラス製の矩形のＬＣＤ基板にフォトレジスト
液を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応
してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、
いわゆるフォトリソグラフィー技術により回路パターン
が形成される。従来から、このような一連の工程を実施
するための複数の処理ユニットを備えたレジスト塗布現
像処理システムが用いられている。

【０００３】このようなレジスト塗布現像処理システム
において、レジスト液を塗布する工程では、矩形のＬＣ
Ｄ基板（以下、基板という）は、レジストの定着性を高
めるために、アドヒージョン処理ユニットにて疎水化処
理（ＨＭＤＳ処理）され、冷却ユニットで冷却後、レジ
スト塗布ユニットに搬入される。

【０００４】レジスト塗布処理ユニットでは、基板がス
ピンチャック上に保持された状態で回転されながら、そ
の上方に設けられたノズルから基板の表面にレジスト液
が供給され、基板の回転による遠心力によってレジスト
液が拡散され、これにより、基板の表面全体にレジスト
膜が形成される。

【０００５】このレジスト液が塗布された基板は、端面
処理ユニット（エッジリムーバー）により周縁の余分な
レジストが除去された後、加熱処理ユニットに搬入され
てプリベーク処理が行われ、冷却ユニットで冷却され、
露光装置に搬送されてそこで所定のパターンが露光さ
れ、その後現像処理され、ポストベーク処理が施され
て、所定のレジストパターンが形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
パターンの微細化に伴い、レジスト膜厚を一層均一にす
る必要があるとともに、製造コスト低減等の観点から、
レジスト消費量を減らすこと、すなわち、各基板に対す
るレジスト液の吐出量を削減することが要望されてい
る。

【０００７】レジスト消費量を減らす（省レジスト）方
法の一つとして、基板を回転させながらレジスト液を吐
出する、いわゆるダイナミック塗布方式が検討されてお
り、一定の効果は確認されているものの、一層の省レジ
スト化が望まれている。また、このようなダイナミック
塗布方式において、塗布膜の膜厚均一性が必ずしも十分
ではないのが現状である。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、ダイナミック塗布方式において塗布液の供給
量を一層少なくすることができる塗布膜形成方法および
塗布処理装置を提供することを目的とする。また、この
ように塗布液の量を少なくすることができるとともに、
塗布膜の膜厚を均一化することができる塗布膜形成方法
および塗布処理装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、処理容器内に収容された基板の表面上に
塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成方法であ
って、塗布液を基板に吐出する塗布液吐出工程と、基板
を回転させて基板上に塗布液を拡げる回転工程とを具備
し、前記塗布液吐出工程および回転工程は、ほぼ同時に
行われ、前記塗布液吐出工程において塗布液吐出開始か
ら所定時間経過後に塗布液吐出速度を低下させることを
特徴とする塗布膜形成方法を提供する。

【００１０】また、本発明は、処理容器内に収容された
基板の表面上に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布
膜形成方法であって、塗布液を基板に吐出する塗布液吐
出工程と、基板を回転させて基板上に塗布液を拡げる回
転工程とを具備し、前記塗布液吐出工程および回転工程
は、ほぼ同時に行われ、前記塗布液吐出工程において塗
布液吐出開始から所定時間経過後に塗布液吐出速度を低
下させ、この塗布液吐出速度を低下させる時点と吐出速
度を変化させる時点前後の吐出速度の比率とを制御して
塗布膜の膜厚プロファイルを制御することを特徴とする
塗布膜形成方法を提供する。

【００１１】さらに、本発明は、基板の表面上に塗布液
を塗布する塗布処理装置であって、上部に開口部を有
し、基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で基板
を回転させる基板回転手段と、塗布液を基板に吐出する
塗布液吐出ノズルと、塗布液吐出ノズルから塗布液を吐
出させるための吐出駆動手段と、吐出駆動手段による塗
布液の吐出および基板回転手段による基板の回転がほぼ
同時に行われ、かつ塗布液吐出開始から所定時間経過後
に塗布液吐出速度が低下するように、前記基板回転手段
および前記吐出駆動手段とを制御する制御手段とを具備
することを特徴とする塗布処理装置を提供する。

【００１２】さらにまた、本発明は、基板の表面上に塗
布液を塗布する塗布処理装置であって、上部に開口部を
有し、基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で基
板を回転させる基板回転手段と、塗布液を基板に吐出す
る塗布液吐出ノズルと、塗布液吐出ノズルから塗布液を
吐出させるための吐出駆動手段と、吐出駆動手段による
塗布液の吐出および基板回転手段による基板の回転がほ
ぼ同時に行われ、塗布液吐出開始から所定時間経過後に
塗布液吐出速度が低下するように、前記基板回転手段お
よび前記吐出駆動手段とを制御するとともに、この塗布
液吐出速度を低下させる時点と吐出速度を変化させる時
点前後の吐出速度の比率とを制御する制御手段とを具備
することを特徴とする塗布処理装置を提供する。

【００１３】本発明によれば、塗布液吐出工程および回
転工程をほぼ同時に行う、いわゆるダイナミック塗布方
式を前提とし、塗布液吐出工程において塗布液吐出開始
から所定時間経過後に塗布液吐出速度を低下させる。こ
のように、途中で吐出速度を低下させることにより、基
板上に所望の塗布膜を形成するために必要な塗布液の使
用量を少なくすることができる。

【００１４】また、これに加えてこの塗布液吐出速度を
低下させる時点と吐出速度を変化させる時点前後の吐出
速度の比率とを制御することにより、塗布液の使用量の
低減に加えて塗布膜の膜厚プロファイルを制御すること
ができ、これらを適正に調整することにより、より一層
の膜厚均一化を図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発
明の塗布処理装置の一実施形態に係るレジスト塗布処理
ユニットを搭載したＬＣＤ基板のレジスト塗布・現像処
理システムを示す平面図である。

【００１６】この塗布・現像処理システムは、複数の基
板Ｇを収容するカセットＣを載置するカセットステーシ
ョン１と、基板Ｇにレジスト塗布および現像を含む一連
の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理部
２と、露光装置（図示せず）との間で基板Ｇの受け渡し
を行うためのインターフェイス部３とを備えており、処
理部２の両端にそれぞれカセットステーション１および
インターフェイス部３が配置されている。

【００１７】カセットステーション１は、カセットＣと
処理部２との間でＬＣＤ基板Ｇの搬送を行うための搬送
機構１０を備えている。そして、カセットステーション
１においてカセットＣの搬入出が行われる。また、搬送
機構１０はカセットの配列方向に沿って設けられた搬送
路１０ａ上を移動可能な搬送アーム１１を備え、この搬
送アーム１１によりカセットＣと処理部２との間で基板
Ｇの搬送が行われる。

【００１８】処理部２は、前段部２ａと中段部２ｂと後
段部２ｃとに分かれており、それぞれ中央に搬送路１
２、１３、１４を有し、これら搬送路の両側に各処理ユ
ニットが配設されている。そして、これらの間には中継
部１５、１６が設けられている。

【００１９】前段部２ａは、搬送路１２に沿って移動可
能な主搬送装置１７を備えており、搬送路１２の一方側
には、２つの洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ、２１ｂが
配置されており、搬送路１２の他方側には紫外線照射ユ
ニット（ＵＶ）と冷却ユニット（ＣＯＬ）とが２段に重
ねられた処理ブロック２５、加熱処理ユニット（ＨＰ）
が２段に重ねられてなる処理ブロック２６および冷却ユ
ニット（ＣＯＬ）が２段に重ねられてなる処理ブロック
２７が配置されている。

【００２０】また、中段部２ｂは、搬送路１３に沿って
移動可能な主搬送装置１８を備えており、搬送路１３の
一方側には、レジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）２２お
よび基板Ｇの周縁部のレジストを除去する周縁レジスト
除去ユニット（ＥＲ）２３が一体的に設けられており、
搬送路１３の他方側には、加熱処理ユニット（ＨＰ）が
２段に重ねられてなる処理ブロック２８、加熱処理ユニ
ット（ＨＰ）と冷却処理ユニット（ＣＯＬ）が上下に重
ねられてなる処理ブロック２９、およびアドヒージョン
処理ユニット（ＡＤ）と冷却ユニット（ＣＯＬ）とが上
下に重ねられてなる処理ブロック３０が配置されてい
る。

【００２１】さらに、後段部２ｃは、搬送路１４に沿っ
て移動可能な主搬送装置１９を備えており、搬送路１４
の一方側には、３つの現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４
ａ、２４ｂ、２４ｃが配置されており、搬送路１４の他
方側には加熱処理ユニット（ＨＰ）が２段に重ねられて
なる処理ブロック３１、およびともに加熱処理ユニット
（ＨＰ）と冷却処理ユニット（ＣＯＬ）が上下に重ねら
れてなる処理ブロック３２、３３が配置されている。

【００２２】以上のように、処理部２は、搬送路を挟ん
で一方の側に洗浄処理ユニット２１ａ、レジスト塗布処
理ユニット２２、現像処理ユニット２４ａのようなスピ
ナー系ユニットのみを配置しており、他方の側に加熱処
理ユニットや冷却処理ユニット等の熱系処理ユニットの
みを配置する構造となっている。

【００２３】また、中継部１５、１６のスピナー系ユニ
ット配置側の部分には、薬液供給ユニット３４が配置さ
れており、さらに主搬送装置のメンテナンスを行うため
のスペース３５が設けられている。

【００２４】上記主搬送装置１７，１８，１９は、それ
ぞれ水平面内の２方向のＸ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構、
および垂直方向のＺ軸駆動機構を備えており、さらにＺ
軸を中心に回転する回転駆動機構を備えており、それぞ
れ基板Ｇを支持するアーム１７ａ，１８ａ，１９ａを有
している。

【００２５】上記主搬送装置１７は、搬送機構１０のア
ーム１１との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、前
段部２ａの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬
出、さらには中継部１５との間で基板Ｇの受け渡しを行
う機能を有している。また、主搬送装置１８は中継部１
５との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、中段部２
ｂの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さら
には中継部１６との間の基板Ｇの受け渡しを行う機能を
有している。さらに、主搬送装置１９は中継部１６との
間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、後段部２ｃの各
処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さらにはイ
ンターフェイス部３との間の基板Ｇの受け渡しを行う機
能を有している。なお、中継部１５、１６は冷却プレー
トとしても機能する。

【００２６】インターフェイス部３は、処理部２との間
で基板を受け渡しする際に一時的に基板を保持するエク
ステンション３６と、さらにその両側に設けられた、バ
ッファーカセットを配置する２つのバッファーステージ
３７と、これらと露光装置（図示せず）との間の基板Ｇ
の搬入出を行う搬送機構３８とを備えている。搬送機構
３８はエクステンション３６およびバッファステージ３
７の配列方向に沿って設けられた搬送路３８ａ上を移動
可能な搬送アーム３９を備え、この搬送アーム３９によ
り処理部２と露光装置との間で基板Ｇの搬送が行われ
る。

【００２７】このように各処理ユニットを集約して一体
化することにより、省スペース化および処理の効率化を
図ることができる。

【００２８】このように構成されたレジスト塗布・現像
処理システムにおいては、カセットＣ内の基板Ｇが、処
理部２に搬送され、処理部２では、まず、前段部２ａの
処理ブロック２５の紫外線照射ユニット（ＵＶ）で表面
改質・洗浄処理が行われ、冷却処理ユニット（ＣＯＬ）
で冷却された後、洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ，２１
ｂでスクラバー洗浄が施され、処理ブロック２６のいず
れかの加熱処理ユニット（ＨＰ）で加熱乾燥された後、
処理ブロック２７のいずれかの冷却ユニット（ＣＯＬ）
で冷却される。

【００２９】その後、基板Ｇは中段部２ｂに搬送され、
レジストの定着性を高めるために、処理ブロック３０の
上段のアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）にて疎水化
処理（ＨＭＤＳ処理）され、下段の冷却処理ユニット
（ＣＯＬ）で冷却後、レジスト塗布処理ユニット（Ｃ
Ｔ）２２でレジストが塗布され、周縁レジスト除去ユニ
ット（ＥＲ）２３で基板Ｇの周縁の余分なレジストが除
去される。その後、基板Ｇは、中段部２ｂの中の加熱処
理ユニット（ＨＰ）の一つでプリベーク処理され、処理
ブロック２９または３０の下段の冷却ユニット（ＣＯ
Ｌ）で冷却される。

【００３０】その後、基板Ｇは中継部１６から主搬送装
置１９にてインターフェイス部３を介して露光装置に搬
送されてそこで所定のパターンが露光される。そして、
基板Ｇは再びインターフェイス部３を介して搬入され、
必要に応じて後段部２ｃの処理ブロック３１，３２，３
３のいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）でポストエク
スポージャーベーク処理を施した後、現像処理ユニット
（ＤＥＶ）２４ａ，２４ｂ，２４ｃのいずれかで現像処
理され、所定の回路パターンが形成される。現像処理さ
れた基板Ｇは、後段部２ｃのいずれかの加熱処理ユニッ
ト（ＨＰ）にてポストベーク処理が施された後、いずれ
かの冷却ユニット（ＣＯＬ）にて冷却され、主搬送装置
１９，１８，１７および搬送機構１０によってカセット
ステーション１上の所定のカセットに収容される。

【００３１】次に、本発明の一実施形態に係るレジスト
塗布処理ユニット（ＣＴ）２２について説明する。図２
は、本発明の一実施形態に係るレジスト塗布処理ユニッ
トの模式的断面図である。

【００３２】図２に示すように、レジスト塗布処理ユニ
ット（ＣＴ）２２には、基板回転手段である駆動装置４
０により回転されるスピンチャック４１が設けられ、こ
のスピンチャック４１上には、ＬＣＤ基板Ｇがその表面
を水平にして吸着載置されるようになっている。また、
基板を収納する容器、例えば、このスピンチャック４１
とともに回転され下方からスピンチャック４１および基
板Ｇを包囲する有底円筒形状の回転カップ（処理容器）
４２が設けられている。この回転カップ４２も駆動装置
４０により回転されるようになっている。駆動装置４０
は、ステッピングモータ４０ａ、ステッピングモータ４
０ａの回転を伝達するベルト４０ｂ，４０ｃ、スピンチ
ャック４１および回転カップ４２を回転させるための伝
達機構４０ｄを備えている。

【００３３】この回転カップ４２の外周側には、回転カ
ップ４２の外周側と下方側を覆う中空リング状の外カッ
プ４３が配置され、さらにその外側にドレインカップ４
４が配置されている。このドレインカップ４４は、レジ
スト塗布の際に飛散したレジスト液を下方に導くことが
可能となっている。

【００３４】回転カップ４２の上部開口には、図示しな
い装着アームにより、中央部に開口４６を有する環状の
蓋体４５が装着されるようになっている。この環状の蓋
体４５は、回転カップ４２が基板Ｇとともに回転される
際、回転カップ４２とともに回転するようになってい
る。この蓋体４５の開口４６には、レジスト液の吐出
時、レジスト液の飛散を防止するための円筒状の筒状部
材４７が立設されている。

【００３５】回転カップ４２の上方には、図示しない装
着アームによって、外蓋６０が装着されるようになって
おり、この外蓋の上には支持柱５０および支持柱５４が
立設されている。

【００３６】支持柱５０からは、基板Ｇにレジスト液や
溶剤を供給するための噴頭４９を先端に有するアーム４
８が延出している。この噴頭４９には、塗布液であるレ
ジスト液を吐出するためのレジスト液吐出ノズル５１
と、シンナー等の溶剤を吐出するための溶剤吐出ノズル
５２が設けられており、多系統のノズルユニットを構成
している。レジスト液吐出ノズル５１にはレジスト液供
給配管７１が接続され、このレジスト液供給配管７１は
レジスト液タンク７５に挿入されている。レジスト液供
給配管７１には、サックバックバルブ７２、エアオペレ
ージョンバルブ７３、およびモータポンプ（吐出駆動手
段）７４が設けられている。このモータポンプ７４によ
りレジスト液の吐出駆動力が与えられるとともに、レジ
スト液の吐出速度を調整可能となっている。また、エア
オペレーションバルブ７３により配管７１が開閉されて
レジスト液の供給・停止が行われ、サックバックバルブ
７２によりレジスト液停止後に液だれが生じないように
レジスト液の吸引が行われる。一方、溶剤吐出ノズル５
２には溶剤供給配管７６が接続され、図示しない溶剤タ
ンクからこの溶剤供給配管７６を介して溶剤吐出ノズル
５２から溶剤が吐出されるようになっている。

【００３７】また、アーム４８は、支持柱５０内の機構
（図示せず）により揺動可能および昇降可能に構成さ
れ、レジスト液や溶剤の吐出時には、図２に示すよう
に、レジスト液吐出ノズル５１や溶剤吐出ノズル５２が
基板Ｇの上方であって、環状の蓋体４５の開口４６の上
方に位置される。一方、レジスト液等の吐出後には、待
避位置に移動されるようになっている。

【００３８】このレジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）２
２には、このユニットをコントロールするコントローラ
８０が設けられている。このコントローラ８０は、レジ
スト液供給配管７１に設けられたサックバックバルブ７
２、エアオペレーションバルブ７３およびモーターポン
プ７５を制御し、スピンチャック４１および回転カップ
４２を回転させるためのステッピングモータ４０ａを制
御する他、アーム４８やアーム５５の制御等、レジスト
塗布処理ユニット（ＣＴ）２２の駆動系を全て制御する
ようになっている。

【００３９】環状の蓋体４５の開口４６には、小蓋５３
が装着されるように構成されている。この小蓋５３は、
支持柱５４から延出するように設けられた搬送アーム５
５により搬送されるようになっている。この搬送アーム
５５は、支持柱５４内の機構（図示せず）により昇降自
在に構成され、その先端に、小蓋５３の係止部５６を係
止するための係止爪５７を有している。そして、搬送ア
ーム５５は、小蓋５３を吊持し、図３に示すよう開口４
６に小蓋５３を装着するようになっている。小蓋５３に
は適宜のシール機構（図示せず）が設けられており、こ
れによりシールされるようになっている。

【００４０】また、回転カップ４２の底部の外周側部分
には、円周上に複数の空気の流出孔５８が設けられてお
り、環状の蓋体４５の外周側部分には、円周上に複数の
空気の流入孔５９が設けられている。回転カップ４２を
回転させることにより、回転カップ４２内の空気に遠心
力が働き、図２に矢印で示すように、回転カップ４２の
流出孔５８から空気が外部に流出されるとともに、蓋体
４５の流入孔５９を介して外部から空気が流入されるよ
うな気流が形成される。すなわち、この空気の流入孔５
９および流出孔５８も気流形成手段として機能する。そ
して、この流出孔５８および流入孔５９の大きさを変更
することにより気流を調整することができる。

【００４１】次に、このように構成されるレジスト塗布
処理ユニット（ＣＯＴ）により基板Ｇ表面にレジスト膜
を形成する際の動作について説明する。図３はこのよう
な塗布処理動作を説明するためのフローチャート、図４
はＬＣＤ基板の回転速度と処理時間との関係を示すグラ
フである。

【００４２】まず、環状の蓋体４５が図示しない搬送ア
ームにより回転カップ４２から外されるとともに、基板
Ｇが図示しない搬送アームによりスピンチャック４１上
に搬送されて真空吸着される（ＳＴ１）。

【００４３】環状の蓋体４５が図示しない搬送アームに
より回転カップ４２の上部開口に装着され（ＳＴ２）、
次いで、レジスト液吐出ノズル５１および溶剤吐出ノズ
ル５２が基板Ｇの上方であって、環状の蓋体４５の開口
４６の上方に位置され、基板Ｇの回転開始前に、溶剤吐
出ノズル５２から、シンナー等の溶剤が環状の蓋体４５
の開口４６を通して基板Ｇに吐出される（ＳＴ３）。次
いで、レジスト液吐出ノズル５１から、レジスト液が蓋
体４５の開口４６を通して基板Ｇに第１の吐出速度で吐
出され（ＳＴ４）、ほぼ同時に基板Ｇおよび回転カップ
４２の回転が開始される（ＳＴ５）。この際の基板の回
転は、図４に示すように、最高速度を例えば１５００ｒ
ｐｍとし、１５００ｒｐｍで所定時間保持した後に減速
する。

【００４４】次いで、このように基板Ｇを回転させた状
態で、モータポンプ７４を制御してレジスト液の吐出速
度を第１の吐出速度よりも低い第２の吐出速度へ減速す
る（ＳＴ６）。このようにレジスト液を吐出させながら
基板Ｇを回転させることにより、基板Ｇ上でレジスト液
が拡散し、基板Ｇレジスト膜（塗布膜）が形成される。

【００４５】このように基板Ｇを回転させながらレジス
ト液を吐出するいわゆるダイナミック塗布およびシンナ
ー等の溶剤による基板のプリウェット処理により、より
少ないレジスト使用量でレジスト膜形成することがで
き、省レジスト化を図ることができるが、これに加えて
上述のＳＴ６のように、基板Ｇの回転途中で吐出速度を
減速することにより、より一層の省レジスト効果を得る
ことができる。

【００４６】このようにしてレジスト膜を形成した後、
レジスト液の吐出ならびに基板Ｇおよび回転カップ４２
が停止され（ＳＴ７）、搬送アーム５５により、小蓋５
３が搬送されて、環状の蓋体４５の開口４６に装着され
る（ＳＴ８）。その後図４に示すように、再び基板Ｇお
よび回転カップ４２が回転され、回転速度１３４０ｒｐ
ｍで所定時間保持され、レジスト膜の膜厚が整えられる
（ＳＴ９）。このようにレジスト膜の膜厚を整える際、
環状の蓋体４５の開口４６に小蓋５３が装着されている
ため、レジスト液の外部への飛散を確実に防止すること
ができる。また、開口４６からの空気の侵入を防止する
ことができ、基板周囲に処理に悪影響を及ぼす気流が生
じず、レジスト膜の膜厚が不均一になることが防止され
る。

【００４７】その後、基板Ｇおよび回転カップ４２が停
止され（ＳＴ１０）、外蓋６０および蓋体４５が外され
（ＳＴ１１）、基板Ｇが搬出される（ＳＴ１２）。

【００４８】次に、上記ダイナミック塗布の際のレジス
ト液の吐出速度について詳細に説明する。図５はダイナ
ミック塗布の際の基板の回転速度とレジスト液の吐出速
度との関係を示す図である。ここでは上記第１の吐出速
度がＲ１であり、第２の吐出速度がＲ２であって、吐出
開始後からＴ１で吐出速度を低下させる。このように基
板を回転する途中で吐出速度を低下させることにより、
上述したように、より少ないレジスト量で塗布膜を形成
することができ、大きな省レジスト効果を得ることがで
きるが、この際に、Ｔ１およびＲ１／Ｒ２の値を制御す
ることにより、レジスト液の使用量の低減に加えてレジ
スト膜の膜厚プロファイルを制御することができ、これ
らを適正に調整することにより、より一層の膜厚均一化
を図ることができる。具体的には、Ｔ１を大きくするこ
とにより、中央部と周辺部との間の部分の膜厚が小さく
なり、それに伴って周辺部の膜厚も小さくなる傾向にあ
り、一方、Ｒ１／Ｒ２が大きくなることによって中央部
と周辺部との間の部分の膜厚が大きくなり、それに引き
ずられて周辺部の膜厚が大きくなる傾向が見られる。し
たがって、膜厚プロファイルを把握し、これが均一にな
るようにコントローラ８０によりモータポンプ７４を制
御してＴ１およびＲ１／Ｒ２を適正な値にすることによ
り膜厚を確実に均一化することができる。Ｔ１までの吐
出時間の全体の吐出時間に対する比率の好ましい範囲は
０．４から０．６、特に好ましくは０．４７〜０．５６
であり、Ｒ１／Ｒ２の値の好ましい範囲は１．５〜９で
あり、これらの範囲においてレジスト膜の膜厚をより均
一にすることができる。

【００４９】基板Ｇの定常回転速度（ここでは１５００
ｒｐｍ）の時間Ｔｃを制御することによっても膜厚プロ
ファイルを制御することができ、膜厚の均一化に寄与す
る。具体的には、Ｔｃの時間を長くすることにより、中
央部と周辺部との間の部分の膜厚が大きくなる傾向とな
る。

【００５０】また、上述したようにレジスト液の吐出開
始と基板Ｇの回転開始とはほぼ同時であるが、レジスト
液の吐出開始を若干早め、レジスト液吐出開始から基板
Ｇの回転開始までの時間（レジスト液吐出開始タイミン
グ）Ｔｓを０．２ｓｅｃ以上とすることが好ましい。Ｔ
ｓが０．２ｓｅｃ未満であると良好な塗布膜が形成され
ないおそれがある。レジスト液の吐出終了と基板Ｇの回
転終了とはほぼ同時であることが好ましく、具体的には
これらの時間の差（レジスト吐出終了タイミング）Ｔｅ
が−０．２〜０．２ｓｅｃであれば膜厚プロファイルに
ほとんど影響を与えないため好ましい。

【００５１】次に、レジスト吐出速度条件または基板回
転条件を種々変化させてレジスト塗布を行い、その際の
膜厚均一性を把握した結果について説明する。ここで
は、上で説明したように、シンナーでプリウェットを行
った後、基板Ｇ上にレジスト液を吐出するとともに、基
板Ｇを回転してダイナミック塗布を行った。合計の吐出
時間は３．４ｓｅｃとした。

【００５２】まず第１の実験においては、レジスト液の
合計量を１×１０^−２Ｌ（１０ｃｃ）とし、Ｒ２を１．
２×１０^−３Ｌ／ｓに固定して吐出速度の切り替え時点
Ｔ１を変化させた。その際の条件を表１に示す。なお、
表１中、Ｔ２はトータルの吐出時間である３．４ｓｅｃ
からＴ１を引いた値である。

【００５３】

【表１】

【００５４】表１の各条件でレジスト膜を形成した後、
非接触型膜厚測定装置を用いて膜厚を測定した。膜厚の
測定は、図６に示すように、サンプル基板に対して周辺
１０ｍｍを除く部分の片対角ライン５１点について行っ
た。その結果を図７に示す。

【００５５】図７に示すように、Ｔ１のタイミングを遅
くするほど中央部と周辺部との間の肩の部分の膜厚が低
下し、それに従って周辺部の膜厚も低下する傾向にあ
り、Ｔ１までの吐出時間の全体の吐出時間に対する比率
の好ましい範囲である０．４から０．６を満たす、Ｔ１
＝１．４〜２．０ｓｅｃのサンプルＮｏ．４〜１０は良
好な膜厚均一性がみられたが、その中でもその比率が
０．４７〜０．５６を満たすＴ１＝１．６〜１．９ｓｅ
ｃのＮｏ．６〜９が良好であり、図８に示すように、Ｔ
１＝１．８ｓｅｃのＮｏ．８において特に良好な膜厚均
一性が得られた。

【００５６】第２の実験では、レジスト液の合計量を１
×１０^−２Ｌ（１０ｃｃ）とし、吐出速度の切り替えタ
イミングＴを１．８ｓｅｃに固定してＲ１／Ｒ２を変化
させた。その際の条件を表２に示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】第１の実験と同様にサンプル基板に対して
周辺１０ｍｍを除く部分の片対角ライン５１点について
膜厚を測定した。その結果を図９に示す。図９に示すよ
うに、Ｒ１／Ｒ２の値が大きくなるほど、中央部と周辺
部との間の肩の部分の膜厚が上昇する傾向にあり、Ｒ１
／Ｒ２が１．５〜９を満たすサンプルＮｏ．１４，１５
において良好な膜厚均一性が得られた、中でもＮｏ．１
５が特に良好な膜厚均一性を示した。

【００５９】第３の実験では、レジスト液の合計量を１
×１０^−２Ｌ（１０ｃｃ）とし、Ｔ１を１．８ｓｅｃに
固定し、定常回転数での時間Ｔｃを０．２ｓｅｃ、０．
４ｓｅｃ、０．６ｓｅｃと変化させた。したがって、Ｔ
ｃが長くなった分トータルの吐出時間を増加させた。そ
の際の条件を表３に示す。なお、表３中Ｔ２はトータル
の吐出時間からＴ１を引いた時間である。

【００６０】

【表３】

【００６１】第１の実験と同様にサンプル基板に対して
周辺１０ｍｍを除く部分の片対角ライン５１点について
膜厚を測定した。その結果を図１０に示す。図１０に示
すように、Ｔｃを長くすると、中央部と周辺部との間の
肩の部分の膜厚が上昇する傾向があることが確認され
た。

【００６２】第４の実験では、レジスト液の吐出開始タ
イミングを変化させた。具体的には図５に示す吐出開始
タイミングＴｓの値を０〜０．５ｓｅｃの間で変化させ
た。その際の条件を表４に示す。なお、Ｔｓの値は基板
回転開始前の時間を示す。

【００６３】

【表４】

【００６４】第１の実験と同様にサンプル基板に対して
周辺１０ｍｍを除く部分の片対角ライン５１点について
膜厚を測定した。その結果を図１１に示す。図１１に示
すように、塗布開始タイミングは膜厚プロファイルにほ
とんど影響を与えない。しかし、塗布状態を確認したと
ころ、Ｔｓが０．２ｓｅｃ未満であるサンプルＮｏ．２
２，２３は全面に亘って塗布状態が悪いことが確認され
た。

【００６５】第５の実験では、レジスト液の吐出終了タ
イミングを変化させた。具体的には図５に示す吐出終了
タイミングＴｅの値を−０．２〜０．４ｓｅｃの間で変
化させた。その際の条件を表５に示す。なお、Ｔｅの値
は基板回転停止前の時間を示す。したがって、−０．２
ｓｅｃは回転停止０．２ｓｅｃ後ということになる。

【００６６】

【表５】

【００６７】第１の実験と同様にサンプル基板に対して
周辺１０ｍｍを除く部分の片対角ライン５１点について
膜厚を測定した。その結果を図１２に示す。図１２に示
すように、塗布終了タイミングＴｅが−０．２〜０．２
ｓｅｃであれば膜厚プロファイルにほとんど影響を与え
ないことがわかる。

【００６８】なお、本発明は上記実施形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で
はレジスト塗布・現像処理システムに本発明を適用した
場合について説明したが、これに限るものではない。ま
た、レジスト液を塗布する場合について示したが、スピ
ンコートにより塗布膜を形成する場合であれば、他の塗
布液を適用することも可能である。さらに、上記実施の
形態では、被処理基板としてＬＣＤ基板を用いた場合に
ついて示したが、これに限らず半導体ウエハ等他の基板
への塗布膜形成にも適用することができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
塗布液吐出工程および回転工程をほぼ同時に行う、いわ
ゆるダイナミック塗布方式を前提とし、塗布液吐出工程
において塗布液吐出開始から所定時間経過後に塗布液吐
出速度を低下させるので、基板上に所望の塗布膜を形成
するために必要な塗布液の使用量を少なくすることがで
きる。

【００７０】また、これに加えてこの塗布液吐出速度を
低下させる時点と吐出速度を変化させる時点前後の吐出
速度の比率とを制御することにより、塗布液の使用量の
低減に加えて塗布膜の膜厚プロファイルを制御すること
ができ、これらを適正に調整することにより、より一層
の膜厚均一化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布処理装置の一実施形態に係るレジ
スト塗布処理ユニットを搭載したＬＣＤ基板のレジスト
塗布・現像処理システムを示す平面図。

【図２】上記レジスト塗布現像システムに搭載された本
発明の一実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットを示
す断面図。

【図３】レジスト塗布処理ユニットにより基板Ｇ表面に
レジスト膜を形成する際の動作を説明するためのフロー
チャート。

【図４】ＬＣＤ基板の回転速度と処理時間との関係を示
すグラフ。

【図５】ダイナミック塗布の際のＬＣＤ基板の回転速度
およびレジスト液の吐出速度のを示すグラフ。

【図６】レジスト膜の膜厚測定の際の測定点を示す模式
図。

【図７】吐出速度の切り替え時点Ｔ１を変化させた第１
の実験における各サンプルの膜厚分布を示す図。

【図８】吐出速度の切り替え時点Ｔ１を変化させた第１
の実験における各サンプルの膜厚分布を示す図。

【図９】Ｒ１／Ｒ２を変化させた第２の実験における各
サンプルの膜厚分布を示す図。

【図１０】定常回転数での時間Ｔｃを変化させた第３の
実験における各サンプルにおける膜厚分布を示す図。

【図１１】吐出開始タイミングＴｓを変化させた第４の
実験における各サンプルにおける膜厚分布を示す図。

【図１２】吐出終了タイミングＴｅを変化させた第５の
実験における各サンプルにおける膜厚分布を示す図。

【符号の説明】

２２…レジスト塗布処理ユニット（塗布処理装置） ４０…駆動装置（基板回転手段） ４０ａ…ステッピングモータ（基板回転手段） ４１…スピンチャック ４２…回転カップ（処理容器） ４５…環状の蓋体 ４６…開口 ５１…レジスト吐出ノズル（塗布液吐出ノズル） ５２…溶剤吐出ノズル ５３…小蓋 ７４…モーターポンプ ８０…コントローラ（制御手段） Ｇ…ＬＣＤ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０２ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｄ (72)発明者 橋本 博士 熊本県菊池郡大津町大字高尾野字平成272 番地の４東京エレクトロン九州株式会社大 津事業所内 Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AB16 AB17 EA05 4D075 AC64 AC84 AC92 AC94 DC21 EA45 4F042 AA07 BA05 BA12 BA25 EB29 5F046 CD01 JA02 JA05 JA06 JA09 JA13 JA16 JA22 LA18

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理容器内に収容された基板の表面上に
   塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成方法であ
   って、 塗布液を基板に吐出する塗布液吐出工程と、 基板を回転させて基板上に塗布液を拡げる回転工程とを
   具備し、 前記塗布液吐出工程および回転工程は、ほぼ同時に行わ
   れ、 前記塗布液吐出工程において塗布液吐出開始から所定時
   間経過後に塗布液吐出速度を低下させることを特徴とす
   る塗布膜形成方法。
2. 【請求項２】 処理容器内に収容された基板の表面上に
   塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成方法であ
   って、 塗布液を基板に吐出する塗布液吐出工程と、 基板を回転させて基板上に塗布液を拡げる回転工程とを
   具備し、 前記塗布液吐出工程および回転工程は、ほぼ同時に行わ
   れ、 前記塗布液吐出工程において塗布液吐出開始から所定時
   間経過後に塗布液吐出速度を低下させ、この塗布液吐出
   速度を低下させる時点と吐出速度を変化させる時点前後
   の吐出速度の比率とを制御して塗布膜の膜厚プロファイ
   ルを制御することを特徴とする塗布膜形成方法。
3. 【請求項３】 前記塗布液吐出工程において、前記塗布
   液の吐出速度を低下させる前の吐出速度をＲ１と低下さ
   せた後の吐出速度をＲ２とした場合に、Ｒ１／Ｒ２の値
   が１．５〜９の範囲であることを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載の塗布膜形成方法。
4. 【請求項４】 前記塗布液の吐出速度を低下させた時点
   までの時間の全体の吐出時間に対する比率が０．４〜
   ０．６であることを特徴とする請求項１から請求項３の
   いずれか１項に記載の塗布膜形成方法。
5. 【請求項５】 前記塗布液吐出工程における塗布液の吐
   出を開始後、０．２秒以上経過後に前記回転工程におけ
   る基板の回転を行うことを特徴とする請求項１から請求
   項４のいずれか１項に記載の塗布膜形成方法。
6. 【請求項６】 前記塗布液吐出工程における塗布液吐出
   終了から前記回転工程における基板回転終了までの時間
   が−０．２〜２．０秒であることを特徴とする請求項１
   から請求項５のいずれか１項に記載の塗布膜形成方法。
7. 【請求項７】 前記回転工程は、回転開始から所定値ま
   で回転速度を上昇させ、その回転速度で一定時間保持し
   た後、回転速度を低下させ、 前記保持時間を変化させることにより塗布膜の膜厚プロ
   ファイルを制御することを特徴とする請求項１から請求
   項６のいずれか１項に記載の塗布膜形成方法。
8. 【請求項８】 前記塗布液吐出工程に先立って溶剤を基
   板に吐出する工程を行うことを特徴とする請求項１から
   請求項７のいずれか１項に記載の塗布膜形成方法。
9. 【請求項９】 基板の表面上に塗布液を塗布する塗布処
   理装置であって、 上部に開口部を有し、基板を収容する処理容器と、 前記処理容器内で基板を回転させる基板回転手段と、 塗布液を基板に吐出する塗布液吐出ノズルと、 塗布液吐出ノズルから塗布液を吐出させるための吐出駆
   動手段と、 吐出駆動手段による塗布液の吐出および基板回転手段に
   よる基板の回転がほぼ同時に行われ、かつ塗布液吐出開
   始から所定時間経過後に塗布液吐出速度が低下するよう
   に、前記基板回転手段および前記吐出駆動手段とを制御
   する制御手段とを具備することを特徴とする塗布処理装
   置。
10. 【請求項１０】 基板の表面上に塗布液を塗布する塗布
    処理装置であって、 上部に開口部を有し、基板を収容する処理容器と、 前記処理容器内で基板を回転させる基板回転手段と、 塗布液を基板に吐出する塗布液吐出ノズルと、 塗布液吐出ノズルから塗布液を吐出させるための吐出駆
    動手段と、 吐出駆動手段による塗布液の吐出および基板回転手段に
    よる基板の回転がほぼ同時に行われ、塗布液吐出開始か
    ら所定時間経過後に塗布液吐出速度が低下するように、
    前記基板回転手段および前記吐出駆動手段とを制御する
    とともに、この塗布液吐出速度を低下させる時点と吐出
    速度を変化させる時点前後の吐出速度の比率とを制御す
    る制御手段とを具備することを特徴とする塗布処理装
    置。