JP2003164785A

JP2003164785A - 塗布方法及び塗布装置

Info

Publication number: JP2003164785A
Application number: JP2001369170A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Asuke; 慎太郎足助
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2003-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】時間経過に伴う塗布膜の蒸発ムラを抑制し、
膜厚精度の向上を図ることができる塗布方法及び塗布装
置を提供する。【解決手段】塗布装置１０は、液体吐出ヘッド２１か
ら液体材料を吐出して基板２０に液体材料を塗布する。
塗布に際し、基板２０を冷却し、冷却された基板２０に
液体材料を塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗布方法及び塗布
装置に関し、特に、液体吐出ヘッドから液体材料を吐出
して基板に液体材料を塗布する液体吐出方式の塗布方法
及び塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、基板に液体材料を塗布する技術と
して、液体吐出方式による塗布技術の利用が拡大する傾
向にある。液体吐出方式による塗布技術は、一般に、基
板と液体吐出ヘッドとを相対的に移動させながら、液体
吐出ヘッドに設けられた複数のノズルから液体材料を液
滴として吐出し、その液滴を基板上に繰り返し付着させ
て塗布膜を形成するものであり、スピンコート方式など
の従来の塗布技術に比べて、液体材料の消費に無駄が少
なく、液体材料の吐出制御を行いやすいといった利点を
有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液体吐
出方式による塗布技術では、基板と液体吐出ヘッドとを
相対的に移動させながら液体材料の塗布を行うため、相
対移動中に、すでに塗布した領域から塗布膜の蒸発が進
む。そのため、塗り始めと塗り終わりとで、塗布膜に時
間経過に伴う蒸発ムラが生じ、これが膜厚精度の低下を
招くおそれがある。

【０００４】特に、液体吐出方式によって、大型の基板
に液体材料を塗布する場合には、塗り始めと塗り終わり
との時間差が大きいため、上述した蒸発ムラが生じやす
く、膜厚精度の低下を招きやすい。

【０００５】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、時間経過に伴う塗布膜の蒸発ムラを抑制
し、膜厚精度の向上を図ることができる塗布方法及び塗
布装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の塗布方法は、液体吐出ヘッドから液体材
料を吐出して基板に前記液体材料を塗布する塗布方法で
あって、前記基板を冷却し、冷却された前記基板に前記
液体材料を塗布することを特徴とする。

【０００７】本発明の塗布方法では、基板を冷却し、冷
却された基板に液体材料を塗布することにより、基板に
塗布された液体材料の温度が降下し、液体材料の蒸発が
抑制される。そのため、時間経過に伴う塗布膜の蒸発ム
ラが抑制され、膜厚精度の向上が図られる。また、時間
経過に伴う塗布膜の蒸発ムラが抑制されることから、大
型の基板に対しても、精度よく塗布を行うことができ
る。

【０００８】上記の塗布方法において、前記基板が搭載
されるステージを冷却し、該ステージを介して前記基板
を冷却してもよい。基板が搭載されるステージを介して
基板を冷却することにより、塗布中、基板の冷却状態を
容易かつ確実に維持することができる。そのため、塗布
開始時点と塗布終了時点とで基板の温度を一定に保ち、
塗布膜の蒸発ムラを確実に抑制することができる。

【０００９】また、上記の塗布方法においては、前記基
板の塗布中に、次に塗布する前記基板を予め冷却するの
が好ましい。基板の塗布中に、次に塗布する基板を予め
冷却することにより、基板冷却に要する時間によるスル
ープットの低下を防止できる。

【００１０】また、上記の塗布方法において、前記基板
が配される空間に冷却ガスを供給してもよい。基板が配
される空間に冷却ガスを供給することにより、基板と周
囲との温度差が少なくなり、基板を短時間で冷却でき
る。また、基板と周囲との温度差が少なくなることによ
り、基板をより均一に冷却できるとともに、基板の冷却
状態を確実に維持できる。

【００１１】また、上記の塗布方法においては、前記液
体吐出ヘッドを一定温度に温調するのが好ましい。液体
吐出ヘッドを一定温度に温調することにより、冷却され
た基板に対して、液体吐出ヘッドから安定して液体材料
を吐出することができる。すなわち、上記温調により、
冷却雰囲気、あるいは冷却された基板との接近による液
体吐出ヘッドの温度降下、及びその温度降下に伴う液体
吐出ヘッドの吐出性能の低下が防止される。

【００１２】また、上記の塗布方法において、前記液体
材料は、蒸発速度指数が３０以下の溶媒を含んでもよ
い。液体材料が、蒸発速度指数が３０以下の溶媒を含む
ことにより、基板に塗布された液体材料の蒸発がさらに
抑制される。そのため、蒸発ムラがさらに抑制される。

【００１３】また、上記の目的を達成するために、本発
明の塗布装置は、液体吐出ヘッドから液体材料を吐出し
て基板に前記液体材料を塗布する塗布装置であって、前
記基板を冷却する冷却装置を備えることを特徴とする。

【００１４】本発明の塗布装置は、基板を冷却する冷却
装置を備えることから、上述した本発明の塗布方法を実
施できる。つまり、本発明の塗布装置では、冷却装置に
よって基板を冷却し、冷却された基板に液体材料を塗布
することにより、基板に塗布された液体材料の温度が降
下し、液体材料の蒸発が抑制される。そのため、時間経
過に伴う塗布膜の蒸発ムラが抑制され、膜厚精度の向上
が図られる。また、時間経過に伴う塗布膜の蒸発ムラが
抑制されることから、大型の基板に対しても、精度よく
塗布を行うことができる。

【００１５】上記の塗布装置において、前記基板を保持
するステージを備え、前記冷却装置は、前記ステージを
冷却し、該ステージを介して前記基板を冷却してもよ
い。基板が搭載されるステージを介して基板を冷却する
ことにより、塗布中、基板の冷却状態を容易かつ確実に
維持することができる。そのため、塗布開始時点と塗布
終了時点とで基板の温度を一定に保ち、塗布膜の蒸発ム
ラを確実に抑制することができる。

【００１６】また、上記の塗布装置においては、前記冷
却装置は、前記基板の塗布中に、次に塗布する前記基板
を予め冷却する予備冷却部を有するのが好ましい。上記
予備冷却部において、基板の塗布中に、次に塗布する基
板を予め冷却することにより、基板冷却に要する時間に
よるスループットの低下を防止できる。

【００１７】また、上記の塗布装置においては、前記ス
テージを複数備え、前記予備冷却部は、次に塗布する前
記基板が搭載されるステージであってもよい。予備冷却
部が、次に塗布する基板が搭載されるステージであるこ
とにより、所定のステージ上での基板の塗布中に、別の
ステージ上で次に塗布する基板が冷却される。この場
合、基板の冷却後、その基板が基板ステージに搭載され
たそのままの状態で次の塗布動作に移れることから、動
作に無駄が少なく基板の冷却温度も維持しやすい。ま
た、新たに予備冷却部を設けるスペースが必要がなく、
装置の省スペース化及び簡素化を図ることができる。

【００１８】また、上記の塗布装置において、前記基板
が配される空間に冷却ガスを供給する冷却ガス供給装置
を備えてもよい。上記冷却ガス供給装置を備え、基板が
配される空間に冷却ガスを供給することにより、基板と
周囲との温度差が少なくなり、基板を短時間で冷却でき
る。また、基板と周囲との温度差が少なくなることによ
り、基板をより均一に冷却できるとともに、基板の冷却
状態を確実に維持できる。

【００１９】また、上記の塗布装置において、前記液体
吐出ヘッドを一定温度に温調する温調装置を備えるのが
好ましい。上記温調装置を備え、液体吐出ヘッドを一定
温度に温調することにより、冷却された基板に対して、
液体吐出ヘッドから安定して液体材料を吐出することが
できる。すなわち、上記温調により、冷却雰囲気、ある
いは冷却された基板との接近による液体吐出ヘッドの温
度降下、及びその温度降下に伴う液体吐出ヘッドの吐出
性能の低下が防止される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る塗布
装置の実施の形態の一例を模式的に示しており、本実施
例の塗布装置は、液体吐出方式の塗布装置である。

【００２１】図１において、塗布装置１０は、レジスト
等の液体材料を基板２０に向けて吐出する液体吐出ヘッ
ド２１、基板２０が搭載される基板ステージ２２、及び
これらを統括的に制御する制御装置２３等を備えて構成
されており、液体吐出ヘッド２１と基板ステージ２２と
は、一つのチャンバ２４内に配置されている。また、図
１において、ＸＹＺ直交座標系が用いられ、ＸＹＺ直交
座標系は、基板２０が搭載される基板ステージ２２に対
して平行となるようにＸ軸及びＹ軸が設定され、Ｚ軸が
基板ステージ２２に対して直交する方向に設定されてい
る。

【００２２】基板２０としては、本実施例では、半導体
素子の製造に用いられるシリコンからなるウエハが用い
られる。また、基板２０上に塗布される液体材料として
は、レジスト（フォトレジスト）が用いられる。すなわ
ち、本実施例は、半導体素子の製造プロセスに用いられ
るレジストの塗布装置に本発明を適用したものである。
なお、本発明が適用される塗布装置は、半導体素子の製
造プロセス用に限定されず、液晶表示素子、ＥＬ素子、
撮像素子（ＣＣＤ）、磁気ヘッド等のデバイスの他、カ
ラーフィルタやタッチパネル等の装置の製造用としても
適用可能であり、１０００×１２００ｍｍなどの液晶基
板のごとく、大型の基板に対して特に有効である。その
ため、本発明に用いられる基板としては、シリコン基板
に限らず、ガラス基板、石英基板、セラミックス基板、
金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基
板等、他の材質の基板も適用される。また、本発明に用
いられる液体材料としては、レジストに限定されず、カ
ラーインク、保護膜用液体材料、または塗布シリコン酸
化膜を形成するための液体材料であるＳＯＧ（SpinOn G
lass）、低誘電率層間絶縁膜を形成するためのＬow-k材
料、その他揮発性液体材料など他の液体材料も適用可能
である。

【００２３】液体吐出ヘッド２１は、液体吐出方式によ
り、液体材料（レジスト）をノズル３０から吐出するも
のである（図２参照）。液体吐出方式としては、圧電体
素子としてのピエゾ素子を用いてインクを吐出させるピ
エゾ方式、液体材料を加熱し発生した泡（バブル）によ
り液体材料を吐出させるバブル方式等、公知の種々の技
術を適用できる。このうち、ピエゾ方式は、液体材料に
熱を加えないため、材料の組成等に影響を与えないとい
う利点を有する。なお、本実施の形態では、上述のう
ち、ピエゾ方式を用いた。

【００２４】図２は、ピエゾ方式による液体材料の吐出
原理を説明するための図である。図２において、液体材
料を収容する液体室３１に隣接してピエゾ素子３２が設
置されている。液体室３１には、液体材料を収容する材
料タンクを含む液体材料供給系３４を介して液体材料が
供給される。ピエゾ素子３２は駆動回路３３に接続され
ており、この駆動回路３３を介してピエゾ素子３２に電
圧を印加し、ピエゾ素子３２を変形させることにより、
液体室３１が変形し、ノズル３０から液体材料が吐出さ
れる。この場合、印加電圧の値を変化させることによ
り、ピエゾ素子３２の歪み量が制御される。また、印加
電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２
の歪み速度が制御される。液体吐出ヘッド２１では、こ
うしたピエゾ素子３２への印加電圧の制御により、ノズ
ル３０からの液体材料の吐出の制御が行われる。

【００２５】図１に戻り、基板ステージ２２は、基板２
０を保持するための真空吸着用の孔や、リフトアップ用
の機構（いずれも不図示）等を有しており、基板２０を
真空圧で吸着保持する。また、不図示のベース上に配置
され、二次元平面内（図１中のＸＹ平面内）で駆動自在
に配置されている。また、基板ステージ２２は、例えば
リニアモータ等からなる駆動装置３５を有しており、制
御装置２３の指令のもとで、基板２０の所定位置への位
置決めや移動を行う。液体材料の塗布時において、液体
吐出ヘッド２１から液体材料を吐出しながら、基板ステ
ージ２２を介して、基板２０と液体吐出ヘッド２１とを
相対移動させることにより、基板２０上に液体材料の塗
布膜が形成される。

【００２６】図３（ａ）及び（ｂ）は、塗布時における
基板２０と液体吐出ヘッド２１との相対移動の一例を示
す図である。図３（ａ）の例では、液体吐出ヘッド２１
の幅（図３におけるＹ方向の長さ）が基板２０上の塗布
領域２０ａの幅（図３におけるＹ方向の長さ）に対して
小さく形成されている。この場合、基板２０と液体吐出
ヘッド２１とをＸ方向及びＹ方向に相対移動させること
により、基板２０全体に液体材料が塗布される。すなわ
ち、図３（ａ）において、液体吐出ヘッド２１は、ま
ず、基板２０上をＸ方向に相対的に走査移動し、基板２
０上の塗布領域２０ａのうち、Ｙ方向の一部の領域（図
３における上部領域）を塗布する。続いて、液体吐出ヘ
ッド２１は、Ｙ方向に相対的にシフト移動し、その後、
再びＸ方向に基板２０上を相対的に走査移動し、先に塗
布した領域に隣接するＹ方向の一部の領域を塗布する。
このように、図３（ａ）の例では、液体吐出ヘッド２１
は、Ｘ方向への走査移動と、Ｙ方向へのシフト移動とを
繰り返すことにより、基板２０上の塗布領域２０ａの全
体を塗布する。

【００２７】また、図３（ｂ）の例では、液体吐出ヘッ
ド２１の幅が基板２０上の塗布領域２０ａの幅に対して
大きく形成されている。この場合、基板２０と液体吐出
ヘッド２１とをＸ方向にのみ相対移動させることによ
り、基板２０全体に液体材料が塗布される。すなわち、
図３（ｂ）において、液体吐出ヘッド２１は、基板２０
上を、Ｘ方向に相対的に一度走査移動を行うことによ
り、基板２０上の塗布領域２０ａの全体を塗布する。液
体吐出ヘッド２１には、前述したノズル３０（図３参
照）がＹ方向に複数並べて設けられており、複数のノズ
ル３０のうち、基板２０上の塗布領域２０ａの形状に応
じて選択されたノズル３０から液体材料が吐出される。

【００２８】なお、上述したように、本実施例では、基
板ステージ２２を介して基板２０を移動させることによ
り、塗布時における基板２０と液体吐出ヘッド２１との
相対移動を行う。しかしながら、本発明はこれに限定さ
れず、液体吐出ヘッド２１を移動させて上記相対移動を
行ってもよく、あるいは基板２０と液体吐出ヘッド２１
との双方を移動させて上記相対移動を行ってもよい。基
板２０と液体吐出ヘッド２１との双方を移動させる場
合、一方（例えば液体吐出ヘッド２１）の移動により上
記走査移動を行い、他方（例えば基板２０）の移動によ
り上記シフト移動を行ってもよい。また、基板２０と液
体吐出ヘッド２１との間隔（距離）は、不図示のＺ駆動
装置を介して調整される。さらに、液体吐出ヘッド２１
あるいは基板２０のＸＹ平面に対する傾きを調整する手
段や、ＸＹ平面内での回転角を調整する手段を備えても
よい。

【００２９】図１に戻り、本実施例の塗布装置１０は、
基板２０を冷却する冷却装置５０と、液体吐出ヘッド２
１を一定温度に温調する温調装置５１と、冷却ガス供給
装置５２とを備えている。冷却装置５０は、本実施例で
は、基板ステージ２２を介して基板２０を冷却するよう
に構成されている。冷却方式としては、例えば、所定温
度に冷却された冷媒を対象となる物体内またはその近傍
に流動させ、冷媒との熱交換により対象物体を冷却させ
る方式が用いられる。冷媒としては、例えば、クロロフ
ルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハ
イドロフルオロカーボンなどのフルオロカーボン系や、
炭化水素系、アンモニア、空気等が用いられる。なお、
本発明に適用される冷却方式は上記方式に限定されず、
ペルティエ効果を利用した方式、トムソン効果を利用し
た方式など、種々の公知の技術が適用可能である。

【００３０】温調装置５１は、液体吐出ヘッド２１を加
熱するヒータ（電熱線などを含む）、液体吐出ヘッド２
１の温度（特にノズル３０近傍及び液体室近傍の温度）
を計測する計測器、計測器からの計測結果に基づいてヒ
ータを制御する制御器（いずれも不図示）等を備えて構
成されており、液体吐出ヘッド２１を所定の温度に加熱
するとともに、所定の温度範囲内に液体吐出ヘッド２１
及びその内部の液体材料を温調するようになっている。

【００３１】冷却ガス供給装置５２は、冷却ガスが収容
されたタンク等を備え、所定の温度に設定された冷却ガ
スを塗布装置１０のチャンバ２４内に供給する。冷却ガ
スとしては、窒素ガスやヘリウムガスなど、液体材料に
対して不活性なガスが好ましい。なお、チャンバ２４内
の内部圧力を高めるように、冷却ガスでチャンバ２４内
をパージしてもよい。

【００３２】上記構成の本実施例の塗布装置１０では、
液体材料の塗布に際し、冷却装置５０によって、基板ス
テージ２２を介して基板２０を冷却する。また、冷却ガ
ス供給装置５２によって基板２０が配される空間に冷却
ガスを供給し、その空間の雰囲気温度を低下させる。

【００３３】基板ステージ２２の冷却温度としては、例
えば、液体材料の種類や所望膜厚などの塗布条件に応じ
て、５〜１５℃の範囲内の所定の温度に設定される。さ
らに、塗布条件によっては、５℃以下にも冷却され、−
５℃〜１５℃の範囲内の所定の温度に設定される。５℃
以下に基板ステージ２２を冷却する際には、基板２０が
配される空間を目標冷却温度以下の低温の冷却ガスでパ
ージし、結露を防止する。なお、上記冷却温度は一例で
あって、本発明は上記冷却温度に限定されない。また、
本実施例の塗布装置１０では、基板ステージ２２上に基
板２０が真空圧で吸着保持されることから、基板ステー
ジ２２が冷却されることにより基板２０も速やかに冷却
される。

【００３４】基板ステージ２２上の基板２０が冷却され
ると、基板２０に液体材料を塗布する。この際、基板２
０が冷却された状態にあることから、基板２０に塗布さ
れた液体材料は温度降下し、この温度降下により蒸発が
抑制される。

【００３５】このように、本実施例では、基板２０を冷
却し、冷却された基板２０に液体材料を塗布することに
より、基板２０に塗布された液体材料の蒸発が抑制され
る。そのため、時間経過に伴う塗布膜の蒸発ムラが抑制
され、膜厚精度の向上が図られる。また、時間経過に伴
う塗布膜の蒸発ムラが抑制されることから、大型の基板
２０に対しても、精度よく塗布を行うことが可能とな
る。

【００３６】また、本実施例では、基板２０が搭載され
る基板ステージ２２を介して基板２０の冷却を行うこと
から、塗布中、基板２０の冷却状態が容易かつ確実に維
持される。そのため、塗布開始時点と塗布終了時点とで
基板２０の温度が一定に保たれ、塗布膜の蒸発ムラが確
実に抑制される。

【００３７】また、本実施例では、冷却ガス供給装置５
２を介して、基板２０が配される空間に冷却ガスが供給
されることから、基板２０と周囲雰囲気との温度差が少
なくなり、基板２０が短時間で冷却される。また、基板
２０と周囲との温度差が少なくなることにより、基板２
０がより均一に冷却されるとともに、基板２０の冷却状
態がさらに確実に維持される。

【００３８】ここで、本実施例において液体材料として
用いられるレジストを形成する物質としては、例えば、
半導体デバイス製造において一般的に用いられている、
クレゾールノボラック系樹脂に感光剤としてジアゾナフ
トキノン誘導体を配合した市販のポジ型のレジストをそ
のまま利用できる。ポジ型のレジストとは、所定のパタ
ーンに応じて放射線に暴露することにより、放射線によ
って暴露された領域が現像液により選択的に除去可能と
なる物質のことである。なお、レジストとしては、これ
に限定されず処理プロセスに応じて任意のものが適用可
能である。レジストに含まれる溶剤成分としては、種々
の有機溶剤、例えば、メトキシプロピオン酸メチル、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プ
ロピレングリコールモノプロピルエーテル、メトキシメ
チルプロピネオート、エトキシエチルプロピオネート、
エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、エチ
ルラクテート、エチルピルビネート、メチルアミルケト
ン、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、ブチルア
セテートなどから選ばれる一種または複数種の利用が可
能である。

【００３９】また、液体材料に含まれる溶剤成分として
は、蒸発速度指数が３０以下であることが好ましい。こ
こで、蒸発速度指数Ｅは、次式（１）に示すように溶剤
の飽和蒸気圧と分子量によって決定される値である。溶
剤は、蒸発速度指数が大きいほうが蒸発しやすく、逆に
その値が小さいほうが蒸発しにくい。なお、溶剤として
一般的に用いられる酢酸ブチルの場合、蒸発速度指数Ｅ
は１００である。蒸発速度指数Ｅ＝ｋｐＭ …（１）ここで、ｋ：定数（２０℃のときｋ＝０．１１、３０℃
のときｋ＝０．０５４）、ｐ：飽和蒸気圧、Ｍ：分子量
である。液体材料が、蒸発速度指数が３０以下の溶媒を
含むことにより、基板２０に塗布された液体材料の蒸発
がさらに抑制される。そのため、蒸発ムラがさらに抑制
される。なお、蒸発速度指数が３０以下の溶媒として
は、例えば、メチルアミノケトン、エチレングリコール
モノメチルアセテート、乳酸エチル、３−エトキシプロ
ピオン酸エチルなどが挙げられる。

【００４０】また、本実施例では、基板ステージ２２の
冷却や、冷却ガスによる雰囲気温度の冷却に対して、温
調装置５１を介して、液体吐出ヘッド２１を一定温度に
温調する。液体吐出ヘッド２１の温調温度は、液体材料
の特性や液体吐出ヘッド２１の吐出特性に応じて、例え
ば２０〜２２℃に設定される。液体吐出ヘッド２１を一
定温度に温調することにより、冷却された基板２０に対
して、液体吐出ヘッド２１から安定して液体材料を吐出
することができる。すなわち、この温調により、冷却雰
囲気、あるいは冷却された基板２０との接近による液体
吐出ヘッド２１の温度降下、及びその温度降下に伴う液
体吐出ヘッド２１の吐出性能の低下が防止される。な
お、上記温調温度は一例であって、本発明は上記温調温
度に限定されない。

【００４１】ここで、本実施例に基づいて、基板上にレ
ジスト（ＴＦＲ−Ｈ：東京応化社製）を液体吐出方式に
より塗布した実施結果について説明する。塗布条件は、
基板の冷却を行わない従来の塗布方法で塗布膜の膜均一
性が±１０％前後の条件と同一とした。基板ステージの
冷却温度は１５℃とし、液体吐出ヘッドの温度は２２℃
とした。この場合、基板の冷却及び液体吐出ヘッドの温
調により、蒸発ムラに伴う塗布ムラが解消され、±２％
程度の膜均一性を得ることができた。

【００４２】次に、図４は、上記塗布装置１０による塗
布手順の一例を模式的に示す図である。本例では、塗布
装置１０は、基板ステージ２２を複数（ここでは２つ）
備えており、一方の基板ステージ２２ａでの基板２０の
塗布中に、次に塗布する基板２０を予め冷却する。

【００４３】まず、図４（ａ）において、一方の基板ス
テージ２２ａでは、基板２０と液体吐出ヘッド２１とが
相対的に移動されながら塗布動作が行われている。ま
た、基板ステージ２２ａは冷却装置５０によって冷却さ
れており、液体吐出ヘッド２１は温調装置５１によって
温調されている。この基板ステージ２２ａでの基板２０
の塗布中に、次に塗布する基板２０を、他方の基板ステ
ージ２２ｂ上に搭載する。この基板ステージ２２ｂは、
冷却装置５０によりすでに冷却された状態にあり、基板
ステージ２２ｂに搭載された基板２０は基板ステージ２
２ｂ上で速やかに冷却される。

【００４４】次に、図４（ｂ）において、基板ステージ
２２ａでは、基板２０の全体に液体材料が塗布され塗布
膜が形成される。基板ステージ２２ｂでは、基板ステー
ジ２２ａでの塗布時間の間に基板２０が所望の温度にま
で冷却され安定した冷却状態となる。

【００４５】次に、図４（ｃ）において、塗布膜が形成
された基板２０を載せた基板ステージ２２ａに代わっ
て、次の基板２０を載せた基板ステージ２２ｂを塗布位
置に配置する。基板ステージ２２ｂ上の基板２０はすで
に所望の冷却状態にあるので、速やかに次の塗布動作が
行われる。また、基板ステージ２２ａでは、塗布膜が形
成された基板２０が搬出されるとともに、次の基板２０
が搭載される。そして、基板ステージ２２ａ，２２ｂが
入れ替わった状態で、図４（ａ）の状態に戻り、以後上
述した動作が繰り返される。

【００４６】このように、本例では、基板２０の塗布中
に、次に塗布する基板２０を予め冷却することにより、
先の基板２０の塗布が終了した時点で、次の基板２０が
すでに所望の冷却状態となっている。そのため、基板２
０の冷却に要する時間に伴うスループットの低下を防止
できる。また、本例では、次に塗布する基板２０の冷却
場所が基板ステージ２２ｂであることから、基板２０の
塗布中に、そのステージ上で次に塗布する基板２０が冷
却される。この場合、基板２０の冷却後、その基板２０
が基板ステージ２２に搭載されたそのままの状態で次の
塗布動作に移れ、載せ変え等を伴わないことから、動作
に無駄が少なく基板２０の冷却温度が確実に維持され
る。

【００４７】なお、上記例では、次の基板を予め冷却す
る予備冷却部を基板ステージとしているが、予備冷却部
を基板ステージ以外の場所に設けてもよい。例えば、冷
却用のチャンバを別に設け、そこを予備冷却部としても
よい。この場合、急速な冷却を行うなど基板ステージで
の冷却条件とは異なる条件での冷却を実施できる。これ
により、冷却しにくい材質の基板の冷却に要する時間の
短縮化を図ることができる。また、上記例では、塗布時
において、基板ステージを介して基板を冷却している
が、基板ステージによる冷却を省略してもよい。すなわ
ち、例えば、チャンバからなる予備冷却部で予め冷却し
ておき、冷却完了後、塗布装置のチャンバ内に搬入す
る。この場合、チャンバ内の雰囲気を冷却ガスのパージ
等によって冷却状態にしておくことにより、基板ステー
ジでの冷却を省略することが可能である。

【００４８】また、上述したように、本発明の塗布方法
及び塗布装置を用いることにより、膜厚精度の向上を図
ることができることから、半導体素子の製造に際し、高
精度あるいは高品質なデバイスを製造することが可能と
なる。上述した実施例では、半導体素子の製造プロセス
に本発明を適用した例を示したが、他の製造プロセスに
本発明を適用することにより、液晶表示素子、ＥＬ素
子、撮像素子（ＣＣＤ）、磁気ヘッド等のデバイスの
他、カラーフィルタやタッチパネル等の装置等、各種デ
バイスあるいは装置の高品質化を図ることができる。

【００４９】以上、添付図面を参照しながら本発明に係
る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係
る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例
において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一
例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において
設計要求等に基づき種々変更可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の塗布方法
及び塗布装置によれば、基板を冷却し、冷却された基板
に液体材料を塗布することにより、液体材料の蒸発を抑
制することができる。そのため、時間経過に伴う塗布膜
の蒸発ムラを抑制し、膜厚精度の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗布装置の実施の形態の一例を
模式的に示す図である。

【図２】ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明
するための図である。

【図３】塗布時における基板と液体吐出ヘッドとの相
対移動の一例を示す図である。

【図４】本発明の塗布装置による塗布手順の一例を模
式的に示す図である。

【符号の説明】

１０…塗布装置２０…基板２１…液体吐出ヘッド
２１ａ…吐出面２２…基板ステージ２３…制御装置２４…チャンバ
３０…ノズル３４…液体材料供給系５０…冷却装置５１…温調装
置５２…冷却ガス供給装置

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４ＤＦターム(参考） 2H025 AB13 AB16 AB17 EA04 4D075 AC07 AC96 BB18X BB23X BB93X DA06 DB01 DB13 DB14 DB31 DC22 EA05 EA33 EA45 4F041 AA06 AB01 4F042 AA07 AB00 BA19 BA27 DA09 DB48 5F046 JA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体吐出ヘッドから液体材料を吐出して
基板に前記液体材料を塗布する塗布方法であって、前記基板を冷却し、冷却された前記基板に前記液体材料
を塗布することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】前記基板が搭載されるステージを冷却
し、該ステージを介して前記基板を冷却することを特徴
とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】前記基板の塗布中に、次に塗布する前記
基板を予め冷却することを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の塗布方法。
【請求項４】前記基板が配される空間に冷却ガスを供
給することを特徴とする請求項１から請求項３のうちの
いずれかに記載の塗布方法。
【請求項５】前記液体吐出ヘッドを一定温度に温調す
ることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいず
れかに記載の塗布方法。
【請求項６】前記液体材料は、蒸発速度指数が３０以
下の溶媒を含むことを特徴とする請求項１から請求項５
のうちのいずれかに記載の塗布方法。
【請求項７】液体吐出ヘッドから液体材料を吐出して
基板に前記液体材料を塗布する塗布装置であって、前記基板を冷却する冷却装置を備えることを特徴とする
塗布装置。
【請求項８】前記基板が搭載されるステージを備え、前記冷却装置は、前記ステージを冷却し、該ステージを
介して前記基板を冷却することを特徴とする請求項７に
記載の塗布装置。
【請求項９】前記冷却装置は、前記基板の塗布中に、
次に塗布する前記基板を予め冷却する予備冷却部を有す
ることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の塗
布装置。
【請求項１０】前記ステージを複数備え、前記予備冷却部は、次に塗布する前記基板が搭載される
ステージであることを特徴とする請求項９に記載の塗布
装置。
【請求項１１】前記基板が配される空間に冷却ガスを
供給する冷却ガス供給装置を備えることを特徴とする請
求項７から請求項１０のうちのいずれかに記載の塗布装
置。
【請求項１２】前記液体吐出ヘッドを一定温度に温調
する温調装置を備えることを特徴とする請求項７から請
求項１１のうちのいずれかに記載の塗布装置。