JP3194071B2

JP3194071B2 - 塗布膜形成方法及びその装置

Info

Publication number: JP3194071B2
Application number: JP08320695A
Authority: JP
Inventors: 公男元田; 清久立山; 伝大森
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 2001-07-30
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JPH08255745A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばレジスト膜の
ような溶剤による液状塗布膜を、ＬＣＤ基板等の基板上
やこの上に形成された層の上に形成するための塗布膜形
成方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体技術の分野では、ＬＣＤ
基板の上に形成された半導体層、絶縁体層、電極層を選
択的に所定のパターンにエッチングする場合に、半導体
ウエハの場合と同様にパターン部のマスキングとして層
の表面にレジスト膜を形成することが行われている。

【０００３】例えば、レジスト膜の形成方法として、角
形のＬＣＤ基板（以下に基板という）を、処理容器内に
配設される載置台上に載置固定した状態で、処理容器の
開口部を蓋体で閉止して、処理容器と載置台を回転さ
せ、例えば、この基板上面の中心部に溶剤と感光性樹脂
とからなるレジスト液を滴下し、そのレジスト液を基板
の回転力と遠心力とにより基板中心部から周縁部に向け
て放射状に拡散させて塗布する方法が知られている。

【０００４】この方法においては、レジスト液が基板の
中心位置から周縁部に向けて拡散していく過程におい
て、レジスト液中の溶剤が蒸発する。このために拡散す
る方向でレジスト液の粘度が異なり、中心部と周辺部と
では形成されたレジスト膜の厚さが異なる。また、基板
は、中心位置よりも外周部で周速がはるかに増加するの
で、飛散する量も多い。すなわち、均一な塗布に限界が
あった。

【０００５】このため、例えば、レジスト液の温度調
整あるいはレジスト膜形成雰囲気中にレジスト液に使用
されているのと同じ溶剤を充満させてレジスト液中の溶
剤の蒸発を抑制する方法や、レジスト液塗布前にレジ
スト液の溶剤を基板表面にて滴下する方法が考えられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者す
なわちレジスト液の温度調整あるいはレジスト膜形成
雰囲気中にレジスト液に使用されているのと同じ溶剤を
充満させてレジスト液中の溶剤の蒸発を抑制する方法で
は、レジスト液の使用量が多くなり、例えば、レジスト
液の塗布量の、数％しか実際のレジスト膜の形成に寄与
していない。しかも、レジスト液の量が多いため、基板
角部裏面への廻り込みが生じ、基板角部裏面に付着した
レジスト液が乾燥し、パーティクルの発生原因となると
いう問題もあった。

【０００７】また、後者すなわちレジスト液塗布前に
レジスト液の溶剤を基板表面にて滴下する方法でも、基
板上の溶剤そのものの均一性や、乾燥状態の違いによ
り、均一な塗布が困難で上記問題を充分に解決すること
はできない。また、この方法においても、特に基板が矩
形状の角形の場合には、基板全面にレジスト膜を形成す
るには余分にレジスト液を使用しなければならないとい
う不都合があり、上記の方法と同様に基板角部裏面へ
の塗布液の廻り込みが生じ、その後乾燥してパーティク
ルが発生し、歩留まりの低下を招くという問題があっ
た。

【０００８】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、塗布液の使用量が少なくて済み、かつ、塗布膜の膜
厚の均一性及び歩留まりの向上を図れるようにした塗布
膜形成方法及びその装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の塗布膜形成方法は、処理容器内に
収容される基板の一面上に塗布液を供給して、塗布膜を
形成する方法を前提とし、上記基板の一面上に溶剤を塗
布した後、上記基板に、所定量の塗布液を供給し、第１
の回転数で回転させて、基板の一面に拡散させ、その
後、上記処理容器に蓋体を閉止して、基板を処理容器内
に封入し、この状態で、上記基板を上記第１の回転数よ
り高速の第２の回転数で回転させ、かつ、処理容器の上
部より処理容器内に導入される気体を処理容器の内側壁
に沿って下部側方へ流すと共に、処理容器の外周側及び
上方を包囲した状態で、処理容器の外部上方から処理容
器の外側壁に沿って気体を流しつつ、塗布膜の膜厚を整
えることを特徴とするものである（請求項１）。この場
合、上記処理容器を基板と共に回転させる方が好ましい
（請求項２）。

【００１０】また、この発明の第２の塗布膜形成方法
は、上記第１の塗布膜形成方法と同様に、処理容器内に
収容される基板の一面上に塗布液を供給して、塗布膜を
形成する方法を前提とし、上記基板の一面上に溶剤を塗
布した後、上記基板に、所定量の塗布液を供給し、第１
の回転数で回転させて、基板の一面に拡散させ、その
後、上記処理容器に蓋体を閉止して、上記基板を処理容
器内に封入し、この状態で、上記基板を上記第１の回転
数より高速の第２の回転数で回転させて、塗布膜の膜厚
を整え、その後、上記基板を上記第２の回転数より低速
で回転させつつ上記処理容器内の上方に上記基板を上昇
させた後、上記処理容器内に不活性ガスを噴射させて、
処理容器内を不活性ガス雰囲気に置換することを特徴と
するものである（請求項３）。この場合、上記不活性ガ
スを、放射状に噴射させる方が好ましい（請求項８）。

【００１１】この発明において、上記塗布液としては、
レジスト（フェノールノボラック樹脂とナフトキノンジ
アジドエステル），ＡＲＣ（反射防止膜；ＡｎｔｉＲ
ｅｆｌｅｃｔｉｏｎＣｏａｔｉｎｇ）等を使用するこ
とができる。また、上記溶剤としては、メチル−３−メ
トキシプロピオネート（ＭＭＴ，沸点：１４５℃，粘
度：１．１ｃｐｓ）の他、乳酸エチル（ＥＬ，沸点：１
５４℃，粘度：２．６ｃｐｓ）、エチル−３−エトキシ
プロピオネート（ＥＥＰ，沸点：１７０℃，粘度：１．
３ｃｐｓ），ピルビン酸エチル（ＥＰ，沸点：１４４
℃，粘度：１．２ｃｐｓ）、プロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ，沸点：１４６
℃，粘度：１．３ｃｐｓ）、２−ヘプタノン（沸点：１
５２℃，粘度：１．１ｃｐｓ）、シクロヘキサノン（Ａ
ＲＣの溶剤）等この分野で知られているものを使用する
ことができる。

【００１２】また、この発明の塗布膜形成方法におい
て、上記塗布液を基板の中心部に供給する方が好ましく
（請求項４）、また、上記溶剤を基板の中心部からずれ
た位置に供給する方が好ましい（請求項５）。この場
合、溶剤を基板の周辺部に供給するか（請求項６）、あ
るいは、矩形状の基板の場合には、基板の角部に溶剤を
供給する方がよい（請求項７）。

【００１３】また、この発明の第１の塗布膜形成装置
は、基板の一面を上に向けて支持し、かつ、基板を回転
させる回転手段と、上記基板を包囲するカップ状をな
し、かつ、その底部側部に排気孔を有する処理容器と、
上記処理容器の開口部を閉止し、気体導入口を有する
蓋体と、上記蓋体の下方に位置して、上記気体導入口
から導入された気体を外方へ拡散する整流板と、上記
処理容器の外方を包囲し、その下部に排気手段と接続す
る排気口を有する固定容器と、上記固定容器の開口部
を閉止し、中心側の同心円上に複数の気体供給孔を有す
る固定蓋体と、上記基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤
供給手段と、上記基板に塗布液を供給する塗布液供給
手段とを具備することを特徴とするものである（請求項
９）。

【００１４】また、この発明の第２の塗布膜形成装置
は、基板の一面を上に向けて支持し、かつ、基板を回転
させる回転手段と、上記基板を包囲するカップ状をな
し、かつ、その底部側部に排気孔を有する処理容器と、
上記処理容器の開口部を閉止し、気体導入口を有する
蓋体と、上記蓋体の下方に位置して、上記気体導入口
から導入された気体を外方へ拡散する整流板と、上記
処理容器の外方を包囲し、その下部に排気手段と接続す
る排気口を有する固定容器と、上記固定容器の開口部
を閉止し、中心側の同心円上に複数の気体供給孔を有す
る固定蓋体と、上記基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤
供給手段と、上記基板に塗布液を供給する塗布液供給
手段と、上記回転手段の基板支持面より下方に配設さ
れ、回転手段と共に昇降可能な不活性ガス供給ノズルと
を具備することを特徴とするものである（請求項１
０）。

【００１５】この発明の塗布膜形成装置において、上記
回転手段を垂直方向に移動可能に形成する方が好ましい
（請求項１１）。また、上記処理容器を回転手段と共に
回転可能に形成する方が好ましい（請求項１２）。この
場合、上記回転手段と処理容器との間にシール部材を介
在して、気密性を保持する方が好ましく（請求項１
４）、また上記回転手段と処理容器の回転軸部を、固定
円筒を介して二重軸構造にすると共に、固定円筒と両軸
間にそれぞれラビリンス部を形成する方が好ましい（請
求項１５）。また、上記処理容器の底部外周側に排液口
を設けると共に、この排液口を処理容器の回転方向の接
線方向に開口させる方が好ましい（請求項１６）。加え
て、上記処理容器の開口部を閉止する蓋体の中心部に、
溶剤及び塗布液の供給可能な中空状頭部を形成し、この
中空状頭部に蓋を閉止可能に設けることも可能であり
（請求項２１）、また、上記中空状頭部内にベアリング
を介して溶剤供給手段及び塗布液供給手段の取付部材を
取付けることも可能である（請求項２２）。また、上記
不活性ガス供給ノズルは、不活性ガスを放射状に噴射す
るよう形成する方が好ましい（請求項２４）。

【００１６】また、この発明の塗布膜形成装置におい
て、少なくとも上記塗布液供給手段に、温度調整機構を
設ける方が好ましい（請求項１３）。また、上記塗布液
供給手段を基板の中心部に配置し、溶剤供給手段を、基
板の中心部からずれた位置に配置する方が好ましい（請
求項１７）。この場合、溶剤供給手段を、基板の周辺部
に配置するか（請求項１８）、あるいは、基板が矩形状
である場合には、基板の四隅部に溶剤供給手段を配置す
る方がよい（請求項１９）。また、上記塗布液供給手段
の外周に沿って平行に溶剤供給手段を配置すると共に、
溶剤供給手段の供給口を複数分岐することも可能である
（請求項２０）。

【００１７】また、この発明の塗布膜形成装置におい
て、上記処理容器の底面、内側面及び蓋体の下面に向っ
て洗浄液を噴射する洗浄ノズルを更に具備する方が好ま
しい（請求項２３）。

【００１８】

【作用】上記技術的手段によるこの発明によれば、基板
の一面上に塗布液の溶剤を塗布して拡散させた後、基板
のほぼ中心部上に、所定量の塗布液を供給し、第１の回
転数で回転させて、基板の一面に拡散させ、そして、処
理容器に蓋体を閉止して、基板を処理容器内に封入した
後、基板を第１の回転数より高速の第２の回転数で回転
させて、塗布膜の膜厚を整える。これにより、溶剤に対
する適正な配合割合の塗布液を供給することができ、塗
布液の使用量が少なくすることができ、塗布液の基板角
部裏面への廻り込みを防止することができる。また、溶
剤と塗布液との接触による塗布液の粘度を均一にして均
一な厚さの塗布膜を形成することができる。

【００１９】また、上記基板を第２の回転数で回転させ
る際、処理容器の上部より導入される気体を処理容器の
側壁に沿って下部側方へ流すことにより、基板より飛散
された塗布液のミストを基板へ再付着させることなく排
除することができると共に、処理容器の開口部と蓋体と
の当接部へのミストの付着を防止することができる。更
に、処理容器の上部より導入される気体を処理容器の側
壁に沿って下部側方へ流すと共に、処理容器の外周側及
び上方を包囲した状態で、処理容器の外部上方から下方
に向って気体を流すことにより、処理容器内から排出さ
れたミストの上方への舞い上がりを防止することができ
ると共に、処理容器の外周側を包囲する固定容器の内壁
面へのミストの付着を防止することができ、更に確実に
塗布液のミストを排除することができる。

【００２０】また、塗布膜の膜厚を整えた後、基板を第
２の回転数より低速で回転させつつ処理容器内の上方に
基板を上昇させ、処理容器内に不活性ガスを噴射させ
て、処理容器内を不活性ガス雰囲気に置換することによ
り、処理容器内の負圧状態を解除することができ、以後
の蓋体の開放を容易にすることができる。

【００２１】

【実施例】以下にこの発明の実施例を添付図面に基いて
詳細に説明する。ここでは、この発明の塗布膜成形方法
及び塗布膜形成装置をＬＣＤ（液晶表示）基板（ガラス
基板）のレジスト膜の形成方法及び形成装置に適用した
場合について説明する。

【００２２】この発明の塗布膜形成装置は、図１に示す
ように、被塗布体である角形状の基板、例えばＬＣＤ基
板Ｇ（以下に基板という）を水平状態に真空によって吸
着保持する回転手段例えばスピンチャック１０と、この
スピンチャック１０の上部及び外周部を包囲する処理室
１１を有する上方部が開口したカップ状の処理容器１２
（以下に回転カップという）と、回転カップ１２の開口
部１２ａに閉止可能に被着（着脱）される蓋体１６と、
この蓋体１６の下方に水平状に垂設され基板Ｇの外周縁
より外方へ突出する平板状の整流板１３と、処理容器１
２の外周側を包囲する上方が開口したカップ状の固定容
器１４（以下にドレンカップという）と、このドレンカ
ップ１４の開口部に閉止可能に被着（着脱）される固定
蓋体１５と、蓋体１６と固定蓋体１５を閉止位置と待機
位置に移動する蓋体移動手段であるロボットアーム２０
と、スピンチャック１０と回転カップ１２を回転する手
段である駆動モータ２１と、上記スピンチャック１０の
上方位置に移動可能に構成される塗布液の溶剤（溶媒）
Ａの供給ノズル４０（溶剤供給手段）と塗布液例えばレ
ジスト液Ｂの供給ノズル５０（塗布液供給手段）とを近
接させて一体に取り付けた噴頭６０と、この噴頭６０を
把持して噴頭待機位置と基板上方位置間で移動させる移
動手段であるノズル移動機構７０とを有する。

【００２３】この場合、ノズル４０，５０からの溶剤供
給路及びレジスト液供給路のそれぞれには、中を流れる
溶剤Ａ及びレジスト液Ｂを予め設定された温度（例えば
２３℃）に設定するための温度調整液Ｃを循環供給する
温度調整機構６１が設けられている。なおこの場合、少
なくともレジスト液Ｂが温度調整されればよい。また、
上記スピンチャック１０の下方近傍位置にはスピンチャ
ック１０との間にベアリング３４ａを介してスピンチャ
ック１０と共に昇降可能な取付部材３４が取り付けられ
ており、この取付部材３４に、回転カップ１２の洗浄ノ
ズル３５と、不活性ガス例えば窒素（Ｎ₂）ガスの供給
ノズル３６が取り付けられている。

【００２４】上記スピンチャック１０は例えばポリエー
テル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）製の耐熱性合成樹
脂製部材にて形成され、予め設定されたプログラムに基
いて駆動し、回転速度を可変できる駆動モータ２１の駆
動によって回転される回転軸２２を介して水平方向に回
転（自転）可能になっており、また回転軸２２に連結さ
れる昇降シリンダ２３の駆動によって上下方向に移動し
得るようになっている。この場合、回転軸２２は、固定
円筒例えば固定カラー２４の内周面にベアリング２５ａ
を介して回転可能に装着される回転内筒２６ａの内周面
に嵌着されるスプライン軸受２７に摺動可能に連結され
ている。スプライン軸受２７には従動プーリ２８ａが装
着されており、従動プーリ２８ａには駆動モータ２１の
駆動軸２１ａに装着された駆動プーリ２１ｂとの間にベ
ルト２９ａが掛け渡されている。したがって、駆動モー
タ２１の駆動によってベルト２９ａを介して回転軸２２
が回転してスピンチャック１０が回転される。また、回
転軸２２の下部側は図示しない筒体内に配設されてお
り、筒体内において回転軸２２はバキュームシール部３
０を介して昇降シリンダ２３に連結され、昇降シリンダ
２３の駆動によって回転軸２２が上下方向に移動し得る
ように構成されている。

【００２５】上記回転カップ１２は例えばステンレス鋼
製部材にて形成され、上記固定カラー２４の外周面にベ
アリング２５ｂを介して装着される回転外筒２６ｂの上
端部に固定される連結筒３１を介して取付けられてお
り、回転カップ１２の底部１２ｂとスピンチャック１０
の下面との間にはシール用のＯリング３２が介在されて
スピンチャック１０が下降してＯリング３２と当接した
状態で気密が保持されるようになっている。また、回転
外筒２６ｂに装着される従動プーリ２８ｂと上記駆動モ
ータ２１に装着される駆動プーリ２１ｂに掛け渡される
ベルト２９ｂによって駆動モータ２１からの駆動が回転
カップ１２に伝達されて回転カップ１２が回転されるよ
うに構成されている。この場合、従動プーリ２８ｂの直
径は上記回転軸２２に装着された従動プーリ２８ａの直
径と同一に形成され、同一の駆動モータ２１にベルト２
９ａ，２９ｂが掛け渡されているので、回転カップ１２
とスピンチャック１０は同一回転する。なお、固定カラ
ー２４を介して二重軸部を形成するスピンチャック１０
と回転カップ１２の回転軸部からのごみの進入が防止さ
れている。すなわち、固定カラー２４と回転内筒２６ａ
及び回転外筒２６ｂとの対向面にはラビリンスシール部
３３が形成されて回転処理時に下部の駆動系から回転カ
ップ１２内にごみが進入するのを防止している（図３参
照）。

【００２６】また、回転カップ１２は、側壁１２ｃの内
面が上側に向って縮径されたテーパ面１２ｅを形成して
なり、下部周辺部すなわち側壁１２ｃの下部側の周方向
の適宜位置には排気孔１２ｄが穿設されている。

【００２７】回転カップ１２の開口１２ａを閉止する蓋
体１６の周辺下面には、回転カップ１２との金属同士の
接触を避けるために例えばデルリン（商品名）製の当接
リング１６ａが固着されており、また、蓋体１６の中央
部にはベアリング１６ｂを介して上記ロボットアーム２
０にて支持される支持円柱１９が取り付けられ、支持円
柱１６の中央に空気導入口１６ｃ（気体導入口）が設け
られている。

【００２８】このように蓋体１６に空気導入口１６ｃを
設け、回転カップ１２に排気孔１２ｄを設けることによ
り、回転カップ１２の回転に伴って処理室１１内が負圧
となって空気導入口１６ｃから回転カップ１２内に空気
が流れ、この空気が整流板１３によって回転カップ１２
の内側壁に沿って排気孔１２ｄから排出されるので、レ
ジスト液のミストが基板Ｇに再付着するのを防止するこ
とができ、かつ、回転カップ１２の回転時に処理室１１
内が過剰な負圧になるのを防止することができる。

【００２９】なお、上記空気導入口１６ｃは支持円柱１
９に直接設けてもよく、あるいは支持円柱１９に穿設さ
れた貫通孔内に貫挿されるパイプ部材にて形成すること
もできる。特に、空気導入口１６ｃをパイプ部材にて形
成する場合には、使用する溶剤Ａあるいはレジスト液Ｂ
の種類、乾燥性，粘性等の性状によってパイプ部材の孔
径を選択して使用することができる点で好ましい。例え
ば、乾燥性の高いレジストを使用する場合は、レジスト
の乾燥が早いと、基板Ｇの全面にレジスト液が行き渡り
難くなり部分的に膜厚が厚くなる現象が生じるので、こ
の場合は空気導入口１６ｄの孔径を小さくしてレジスト
の乾燥を抑制することで、レジスト膜の膜厚の均一化を
図ることができる。また、逆に乾燥性の低いレジストを
使用する場合には、空気導入口１６ｄの孔径の大きいも
のを使用してレジストの乾燥を促進させることで、レジ
スト膜の均一化を図ることができる。

【００３０】一方、上記ドレンカップ１４の底部の外周
側には複数の排液口１４ａが同心円上に設けられ、この
排液口１４ａの内周側の適宜箇所（例えば周方向の４箇
所）には図示しない排気装置に接続する排気口１４ｂが
設けられている。この場合、排液口１４ａは基板Ｇ及び
回転カップ１２の回転方向（例えば時計方向）の接線方
向に開口されている。このように排液口１４ａを基板Ｇ
及び回転カップ１２の回転方向の接線方向に設けた理由
は、基板Ｇ及び回転カップ１２の回転に伴って飛散され
るレジスト液のミストを速やかに外部に排出するように
したためである。

【００３１】また、固定蓋体１５は支持円柱１９に支持
されるステンレス鋼製部材にて形成されており、この固
定蓋体１５の外周下面には、ドレンカップ１４との金属
同士の接触を避けるためにデルリン（商品名）製のリン
グ状の当接部材１５ａが固着されている。また、固定蓋
体１５の中心側の同心円上には複数の空気供給孔１５ｂ
が設けられている。

【００３２】このように、固定蓋体１５の中心側の同心
円上に複数の空気供給孔１５ｂ（気体供給孔）を設け、
ドレンカップ１４の底部に排気口１４ｂを設けることに
より、回転カップ１２の回転時に空気供給孔１５ａから
ドレンカップ１４内に流れた空気が回転カップ１２の外
側壁に沿って流れ、回転処理時に処理室１１内で遠心力
により飛散し排気孔１２ｄを通ってドレンカップ１４内
に流れ込んだミストが回転カップ１２の上部側へ舞い上
がるのを防止して、排気口１４ｂから外部に排出するこ
とができる。

【００３３】上記蓋体１６は回転処理時には回転カップ
１２の開口部１２ａに固定されて一体に回転される必要
がある。そこで、図４に示すように当接リング１６ａの
下面に嵌合凹所１７ｂを設け、この嵌合凹所１７ｂを回
転カップ１２の上部に突出する固定ピン１７ａに嵌合さ
せて蓋体１６を回転カップ１２に固定している。この場
合、固定ピン１７ａの頂部を球面状に形成することによ
り、嵌合凹所１７ｂとの接触によって発生するごみを少
なくしている。なお、固定ピン１７ａは必ずしも回転カ
ップ側に突出する必要はなく、蓋体側に固定ピン１７ａ
を突出させ、回転カップ側に嵌合凹所１７ｂを設けても
よい。また、嵌合凹所１７ｂ内を図示しない吸引手段に
接続させて固定ピン１７ａと嵌合凹所１７ｂとの接触に
よって発生するごみを外部に排出させるようにしてもよ
い。

【００３４】上記蓋体１６を開閉する場合には、図１に
想像線で示すように、蓋体１６の上面に突設された膨隆
頭部１８の下にロボットアーム２０を挿入し、膨隆頭部
１８に設けられた係止溝１８ａにロボットアーム２０か
ら突出する係止ピン２０ａを係合させた後、ロボットア
ーム２０を上下動させることによって行うことができ
る。なお、蓋体１６を開放するときの膨隆頭部１８の係
止溝１８ａとロボットアーム２０の係止ピン２０ａとの
位置合せ、及び蓋体１６を閉じるときの固定ピン１７ａ
と嵌合凹所１７ｂの位置合せは、サーボモータ等にて形
成される駆動モータ２１の回転角を制御することによっ
て行うことができる。

【００３５】上記実施例では、蓋体１６と回転カップ１
２との固定を固定ピン１７ａと嵌合凹所１７ｂの嵌合に
より行う場合について説明したが、必ずしもこのような
構造とする必要はなく、別途押圧機構を用いて蓋体１６
を回転カップ１２に固定すれば、蓋体１６の開放時のご
みの発生や回転処理時の蓋体１６のガタツキ等を防止す
ることができる。なお、上記固定蓋体１５は蓋体１６を
回転自在に支持する支持円柱１９に固定されているの
で、蓋体１６の開閉移動に伴って上下移動してドレンカ
ップ１４の開口部を開閉することができる。

【００３６】一方、上記溶剤供給ノズル４０は溶剤供給
路である溶剤供給チューブ４１と開閉バルブ４２を介し
て溶剤タンク４３に接続されており、溶剤タンク４３内
に供給される窒素（Ｎ₂ ）ガスの加圧を制御することに
よって溶剤タンク４３内の溶剤Ａが基板Ｇ上に所定時間
中所定量の溶剤Ａの供給が可能となっている。

【００３７】レジスト液供給ノズル５０は、レジスト液
供給路であるレジスト液供給チューブ５１を介してレジ
スト液Ｂを収容するレジスト液タンク５２（塗布液供給
源）に連通されている。このチューブ５１には、サック
バックバルブ５３、エアーオペレーションバルブ５４、
レジスト液Ｂ中の気泡を分離除去するための気泡除去機
構５５、フィルタ５６及びベローズポンプ５７が順次設
けられている。このベローズポンプ５７は、駆動部によ
り制御された状態で伸縮可能となっており、所定量のレ
ジスト液Ｂをレジスト液供給ノズル５０を介して基板Ｇ
の中心部に供給例えば滴下可能となっている。従来のレ
ジスト液Ｂの供給量より少量のレジスト液Ｂの供給量制
御を可能としている。この駆動部は、一端がベローズポ
ンプの一端に吸着されたねじと、このねじに螺合される
ナットとからなるボールねじ５８と、このナットを回転
させることによりねじを直線動させるステッピングモー
タ５９とにより構成されている。レジスト液供給ノズル
５０の口径は、具体的には、５００×６００ｍｍの基板
用の場合には、内径がφ０．５〜φ５ｍｍ、好ましくは
φ３ｍｍに設定されている。このように、ノズルの径を
基板の寸法に応じて設定することにより、なるべく少量
のレジスト液Ｂをなるべく長い時間をかけて供給できる
ようになっている。供給時間が短いと膜厚の均一性が良
くなく、また長すぎるとレジスト液が基板の周縁部まで
いかなくなる。ここでなるべく少量とは、上記ノズルの
口径そしてレジスト液供給圧力に依存する。

【００３８】上記のように構成されるレジスト液供給系
において、レジスト液の吐出時間はベローズポンプ５７
のステッピングモータ５９の駆動時間によって制御（制
御精度：±２ｍｓｅｃ）されるようになっている。ま
た、レジスト液の吐出量はベローズポンプ５７の駆動動
作、例えば駆動時間並びに駆動速度と、レジスト液供給
路を開閉するためのエアーオペレーションバルブ５４の
開閉動作（ＯＮ−ＯＦＦ動作）によって設定されるよう
になっている。上記ベローズポンプ５７の駆動時間の設
定及びエアーオペレーションバルブ５４のＯＮ−ＯＦＦ
動作は、予め設定されたプログラムに基いてコンピュー
タの作用で自動的に制御される。

【００３９】レジスト液Ｂの吐出時間の制御はレジスト
液供給ノズル５０に設けた可変オリフィス（図示せず）
の開閉動作によって行うことも可能である。また、ベロ
ーズポンプ５７を用いずにレジスト液タンク５２へのＮ
₂ ガスの加圧によってレジスト液Ｂの供給を行うことも
可能であり、この場合のレジスト液Ｂの吐出時間制御は
Ｎ₂ ガスの加圧量の調整によって行うことができる。

【００４０】上記レジスト液供給系に設けられたサック
バックバルブ５３は、レジスト液供給ノズル５０からの
レジスト液吐出後、レジスト液供給ノズル５０先端内壁
部に表面張力によって残留しているレジスト液Ｂをレジ
スト液供給ノズル５０内に引き戻すためのバルブであ
り、これにより、残留レジスト液の固化を阻止するため
のものである。この場合、少量のレジスト液Ｂを吐出す
るレジスト液供給ノズル５０において、通常通りサック
バックバルブ５３の負圧作用によってレジスト液Ｂをレ
ジスト液供給ノズル５０内に引き戻すと、ノズル５０先
端付近の空気も一緒にノズル５０内に巻き込まれてしま
い、ノズル５０先端に付着したレジスト液Ｂの残滓がノ
ズル５０内に入り、ノズル５０の目詰まりを起こすばか
りか、乾燥したレジストがパーティクルとなり基板Ｇが
汚染されると共に、歩留まりの低下をきたすという虞れ
がある。

【００４１】この問題を解決するために、図５（ａ）に
示すように、レジスト液供給ノズル５０のノズル孔５０
ａに比較して、開口部近くの部分の肉厚５０ｂを厚くし
ている。すなわち、このノズル５０は、筒状の先端部
と、この筒状の先端部に続く、逆円錐台形部とを有す
る。代わって、図５（ｂ）に示すように、レジスト液供
給ノズル５０の筒状の先端部又は開口部に外フランジ５
０ｃを設けることにより、サックバックの際にノズル５
０先端付近の空気の巻き込みを防止することができる。
また、図５（ｃ）に示すように、レジスト液供給ノズル
５０の垂直に延びた円筒状の先端に横Ｓ字状に延びた細
径の屈曲部５０ｄを形成し、この屈曲部５０ｄの中央付
近までサックバックを行うことにより、同様にノズル先
端部の空気の巻き込みを防止することができる。

【００４２】上記温度調整機構６１（温度調整手段）
は、図６に示すように、溶剤供給チューブ４１及びレジ
スト供給チューブ５１の外周をそれぞれ包囲するように
設けられる温度調整液供給路６２と、この温度調整液供
給路６２の両側の端部に両端がそれぞれ接続された循環
路６３と、循環路６３のそれぞれに設けられた循環ポン
プ６４と、循環路６３の途中に接続された温度調整液Ｃ
（例えば恒温水）を一定温度に維持するサーモモジュー
ル６５とにより構成されている。このように構成された
温度調整機構６１により、溶剤供給チューブ４１内を流
れる溶剤Ａとレジスト供給チューブ５１内を流れるレジ
スト液Ｂを所定温度（例えば、約２３℃）に維持するこ
とができる。

【００４３】図６上では、溶剤供給ノズル４０と溶剤供
給チューブ４１とが、また、レジスト液供給ノズル５０
とレジスト液供給チューブ５１とが、それぞれ一体に形
成されているが、図７を参照して以下に詳述するよう
に、別体として形成することも好ましい。

【００４４】上記噴頭６０は例えばステンレス鋼あるい
はアルミニウム合金製部材にて形成されている。この噴
頭６０の上面には迂回通路６０ｂの一部をなすＵ字状の
孔がそれぞれ形成され、この孔の底部には噴頭６０の下
面まで延出した垂直貫通孔６０ｃが形成されている。各
貫通孔６０ｃは、下方に向かうに従って大径となる傾斜
中部６０ｄと、大径の下部６０ｅとを有し、この下部６
０ｅの内周面には雌ねじが形成されている。このような
構成の噴頭６０に、ノズル４０，５０を装着する場合に
は、貫通孔６０ｃ中に、円筒状のノズル４０，５０をそ
れぞれ上部並びに下部が延出するように貫挿し、ノズル
４０，５０が貫通可能な垂直貫通孔を有するほぼ円錐形
の合成樹脂でできたシール部材６６を傾斜中部６０ｄに
詰め、ノズル４０，５０が貫通可能な垂直貫通孔を有す
る取付けねじ部材６７をねじ付け下部５ｃ中に捩入する
ことにより、シール部材６６を中部６０ｄの傾斜内周面
に押圧させている。このようにして、ノズル４０，５０
は噴頭６０に液密に装着されている。この場合、中間部
５ｂの上面とシール部材６６との上面との間に図示のよ
うにＯリング６８を介在させることにより、迂回通路１
５とノズル４０，５０との間の水密維持を更に確実にす
ることができる。

【００４５】上記噴頭６０は、水平方向（Ｘ，Ｙ方向）
の回転及び垂直方向（Ｚ方向）に移動可能な移動アーム
７１の先端に装着されている。移動アーム７１は、図２
に示すように、ドレンカップ１４の外側方に配設され、
図示しないステッピングモータ等の駆動手段によって溶
剤供給ノズル４０及びレジスト液供給ノズル５０をそれ
ぞれ基板Ｇの中心部上方の作動位置とノズル待機部７２
上方の待機位置との間に選択的に移動されるようになっ
ている。すなわち、待機位置から溶剤供給ノズル４０が
基板Ｇの中心位置へ移動され、所定時間経過後、次にレ
ジスト液供給ノズル５０が基板Ｇの中心位置へ移動され
た後、両ノズル４０，５０は待機部７２へ移動されるよ
うになっている。上記噴頭６０すなわち溶剤供給ノズル
４０及びレジスト液供給ノズル５０の移動機構は必しも
上述の回転する移動アーム７１による必要はなく、例え
ばリニア式のスキャン機構を用いてもよい。

【００４６】また、上記Ｎ₂ガス供給ノズル３６は、図
８に示すように、ドーナツ状の中空パイプにて形成され
るノズル本体３６ａと、このノズル本体３６ａの外周面
に適宜間隔をおいて穿設される多数の小孔３６ｂとで構
成されている。このように構成されるＮ₂ガス供給ノズ
ル３６は、上記スピンチャック１０と共に昇降する取付
部材３４に取り付けられ、固定カラー２４を貫通するＮ
₂ガス供給チューブ３６ｃを介して図示しないＮ₂ガス供
給源に接続されている。そして、回転処理後のスピンチ
ャック１０の上昇と共に上昇して回転カップ１２の処理
室１１内に位置した際に、Ｎ₂ガス供給源から供給され
るＮ₂ガスを処理室１１内に放射状に噴射して、処理室
１１内をＮ₂パージすると共に、処理室１１内の負圧状
態を解除して、以後の蓋体１６の開放を容易に行えるよ
うにしてある。

【００４７】また、上記Ｎ₂ガス供給ノズル３６と共に
取付部材３４に取り付けられる洗浄ノズル３５は、図３
及び図９に示すように、回転カップ１２の底面に向って
傾斜する底面洗浄ノズル体３５ａと、回転カップ１２の
内側面に向って水平状に突出する側面洗浄ノズル体３５
ｂと、蓋体１６の下面に向って傾斜する蓋体洗浄ノズル
体３５ｃとで構成されている。これら、ノズル体３５ａ
〜３５ｃは、固定カラー２４を貫通する洗浄液供給チュ
ーブ３６ｄを介して図示しない洗浄液供給源に接続され
ている。この洗浄ノズル３５によって回転カップ１２の
洗浄を行う場合には、図９に示すように、まず、回転処
理後にスピンチャック１０の上昇と共に上昇して各ノズ
ル体３５ａ〜３５ｃを回転カップ１２の処理室１１内に
位置させ、次に、洗浄液供給源から供給される洗浄液を
各ノズル体３５ａ〜３５ｃから回転する回転カップ１２
の底面、内側面及び蓋体１６の下面（具体的には、蓋体
１６と回転カップ１２の当接部）に向かって噴射させ
て、回転カップ１２及び蓋体１６に付着するレジスト液
を洗浄することができる。この洗浄処理は所定枚数の基
板Ｇの処理を行った後、定期的に行えばよい。

【００４８】次に、上記のように構成される塗布膜形成
装置によるレジスト膜の形成手順を、図１０のフローチ
ャート及び図１１の説明図を参照して説明する。

【００４９】まず、回転カップ１２の蓋体１６及びドレ
ンカップ１４の固定蓋体１５を開放し、そして、基板Ｇ
を、図示しない搬送アームによって静止したスピンチャ
ック１０上に移動させ、基板Ｇを真空吸着によってスピ
ンチャック１０が保持し基板Ｇを支持する。次に、スピ
ンチャック１０の回転駆動により基板Ｇを処理時の定常
回転より低速に回転（回転数：例えば２００〜８００ｒ
ｐｍ，加速度：３００〜５００ｒｐｍ／ｓｅｃ）させる
と共に、回転カップ１２を同じ速度で回転させる。この
回転中に、移動機構７０の移動アーム７１が待機位置７
２から回転して基板Ｇの中心部上方に移動させられた噴
頭６０の溶剤供給ノズル４０から基板表面に塗布液の溶
剤Ａとして例えばエチルセロソルブアセテート（ＥＣ
Ａ）を例えば２０秒（ｓｅｃ）間で例えば２６．７ｃｃ
供給例えば滴下する（ステップ）。また、基板Ｇを回
転させずに静止した状態で溶剤Ａを滴下し、その後回転
してもよい。このようにして溶剤Ａを２０ｓｅｃ間供給
した後、スピンチャック１０及び回転カップ１２の回転
数を上記低速回転数による回転状態で溶剤Ａの供給を停
止する（ステップ）。このとき、溶剤Ａは基板Ｇの全
面に拡散され塗布される（図１１（ａ）参照）。

【００５０】次に、スピンチャック１０を、高速回転
（第１の回転数：５００から１５００ｒｐｍ程度の範囲
例えば１０００ｒｐｍ，加速度：３００〜６００ｒｐｍ
／ｓｅｃ）させると同時に、基板表面上の溶剤膜上の中
心部上方に移動されたレジスト液供給ノズル５０ａから
塗布液例えばレジスト液Ｂを例えば５ｓｅｃ間供給例え
ば８ｃｃ滴下する（ステップ）。このときの溶剤Ａが
乾燥する時期は、予め実験により求めることができる。
例えば、基板Ｇの表面を目視し、光の干渉縞が見えてい
る間は乾燥しておらず、乾燥したら干渉縞が見えなくな
るので、その時期を知ることができる。この場合５ｓｅ
ｃ間の供給時期には、上記したベローズポンプ５７の駆
動時間を制御でき、レジスト液の供給量を正確にかつ微
妙に制御できるように構成されている。このようにして
レジスト液Ｂを５ｓｅｃ供給（滴下）した後、レジスト
液Ｂの供給を停止すると同時に、スピンチャック１０及
び回転カップ１２の回転を停止する（ステップ）。こ
の状態では、レジスト液Ｂは基板Ｇの角部Ｇａを残した
略同心円内に塗布される（図１１（ｂ）参照）。このと
き、レジスト液Ｂを基板Ｇの角部Ｇａを含む全域に供給
すると、レジスト液Ｂの無駄が生じるばかりでなく、レ
ジスト液Ｂのミストが飛散して回転カップ１２及び基板
Ｇの裏面に付着する虞れが生じるという問題がある。し
たがって、レジスト液Ｂの量は、所定の膜厚で基板Ｇの
全域に供給される必要最小限の量に設定されることが望
ましい。

【００５１】次に、レジスト液Ｂの供給を停止し、レジ
スト液供給ノズル５０を待機位置に移動した後、ロボッ
トアーム２０によって固定蓋体１５及び蓋体１６をドレ
ンカップ１４及び回転カップ１２の上方開口部１２ａに
閉止し、回転カップ１２内に基板Ｇを封入する（ステッ
プ）。

【００５２】このようにしてドレンカップ１４の開口部
を固定蓋体１５で閉止すると共に、回転カップ１２の開
口部１２ａを蓋体１６で閉止し密閉した状態で、スピン
チャック１０及び回転カップ１２を例えば１５ｓｅｃ
間、上記第１の回転数より高速に回転（第２の回転数：
１０００〜３０００ｒｐｍ程度の範囲例えば１４００ｒ
ｐｍ，加速度：５００ｒｐｍ／ｓｅｃ）させると、レジ
スト液Ｂは基板Ｇの全面に行き渡りレジスト膜の膜厚が
整えられる（ステップ，図１１（ｃ）参照）。この時
のレジスト液Ｂの吐出量と時間でレジスト膜の膜厚が決
定する。なお、この状態では溶剤Ａ及びレジスト膜は乾
燥されていないウエットな状態である。

【００５３】また、上記膜厚形成工程中において、スピ
ンチャック１０及び回転カップ１２の回転に伴う負圧及
び排気口１４ｂ側で常時排気されることによって、空気
導入口１６ｃから処理室１１内に空気が流れ、その空気
が整流板１３によって回転カップ１２の内側壁側に案内
され、内側壁に沿って排気孔１２ｄから排出されるの
で、処理室１１内に飛散されたレジスト液のミストは基
板Ｇに再付着することなく、また回転カップ１２の開口
部と蓋体１６との当接部へのミストの付着を防止すべく
外部へ排出される。また、固定蓋体１５に設けられた空
気供給孔１５ｂからドレンカップ１４内にも空気が流
れ、その空気は回転カップ１２の外側壁に沿って排気口
１４ｂから排出されるので、回転カップ１２の処理室１
１内から排出されたミストの上方への舞い上がりを防止
し、ドレンカップ１４の内側壁へのミストの付着を防止
することができる。

【００５４】塗布処理が終了した後、スピンチャック１
０及び回転カップ１２の回転を低速例えば５００ｒｐｍ
で回転して基板Ｇの姿勢を制御しながらスピンチャック
１０を僅かに上昇させてＮ₂ガス供給ノズル３６を処理
室１１内に露呈させる（ステップ，図９参照）。そし
て、Ｎ₂ガス供給ノズル３６の小孔３６ｂから処理室１
１内に放射状にＮ₂ガスを噴射させて処理室１１内をＮ₂
ガスで置換すると共に、処理室１１内の負圧状態を解除
する（ステップ）。その後、スピンチャック１０及び
回転カップ１２の回転を停止した後、ロボットアーム２
０によって蓋体１６を待機位置に移動させて、図示しな
い搬送アームによって基板Ｇを取出して、塗布作業を完
了する。

【００５５】また、必要に応じて、基板Ｇを搬出した
後、回転カップ１２の開口部１２ａを蓋体１６で閉止し
た状態で、スピンチャック１０を上昇させて洗浄ノズル
３５の各ノズル体３５ａ〜３５ｃを処理室１１内に露呈
させ、そして、回転カップ１２を回転させながら各ノズ
ル体３５ａ〜３５ｃから洗浄液を噴射して、回転カップ
１２の底部１２ｂ，側壁部１２ｃ，蓋体１６の下面及び
蓋体１６と回転カップ１２の当接部に付着したレジスト
液等を除去する。この洗浄処理は基板Ｇの所定枚数が処
理された後に定期的に行われる。

【００５６】上記のように構成されるこの発明に係る塗
布膜形成装置はＬＣＤ基板Ｇのレジスト塗布装置として
単独で使用される他、後述するＬＣＤ基板Ｇのレジスト
塗布・現像処理システムに組み込んで使用することがで
きる。以下に、上記実施例の塗布膜形成装置を組み込ん
だレジスト塗布・現像処理システムの構造について説明
する。

【００５７】上記レジスト塗布・現像処理システムは、
図１２に示すように、基板Ｇを搬入・搬出するローダ部
９０と、基板Ｇの第１処理部９１と、中継部９３を介し
て第１処理部９１に連設される第２処理部９２とで主に
構成されている。なお、第２処理部９２には受渡し部９
４を介してレジスト膜に所定の微細パターンを露光する
ための露光装置９５が連設可能になっている。

【００５８】上記ローダ部９０は、未処理の基板Ｇを収
容するカセット９６と、処理済みの基板Ｇを収容するカ
セット９７を載置するカセット載置台９８と、このカセ
ット載置台９８上のカセット９６，９７との間で基板Ｇ
の搬出入を行うべく水平（Ｘ，Ｙ）方向と垂直（Ｚ）方
向の移動及び回転（θ）可能な基板搬出入ピンセット９
９とで構成されている。

【００５９】上記第１処理部９１は、Ｘ，Ｙ、Ｚ方向の
移動及びθ回転可能なメインアーム８０の搬送路１０２
の一方の側に、基板Ｇをブラシ洗浄するブラシ洗浄装置
１２０と、基板Ｇを高圧ジェット水で洗浄するジェット
水洗浄装置１３０と、基板Ｇの表面を疎水化処理するア
ドヒージョン処理装置１０５と、基板Ｇを所定温度に冷
却する冷却処理装置１０６とを配置し、搬送路１０２の
他方の側に、この発明の塗布膜形成装置である塗布処理
装置１０７及び塗布膜除去装置１０８を配置してなる。

【００６０】一方、上記第２処理部９２は、第１処理部
９１と同様に、Ｘ，Ｙ、Ｚ方向の移動及びθ回転可能な
メインアーム８０ａを有し、このメインアーム８０ａの
搬送路１０２ａの一方の側に、レジスト液塗布の前後で
基板Ｇを加熱してプリベーク又はポストベークを行う加
熱処理装置１０９を配置し、搬送路１０２ａの他方の側
に、現像装置１１０を配置している。

【００６１】また、上記中継部９３は、基板Ｇを支持す
る支持ピン９３ａを立設する受渡し台９３ｂを有する箱
体９３ｃの底面にキャスタ９３ｄを具備した構造とする
ことにより、必要に応じてこの中継部９３を第１処理部
９１及び第２処理部９２から引出して、第１処理部９１
又は第２処理部９２内に作業員が入って補修や点検等を
容易に行うことができる。

【００６２】なお、上記受渡し部９４には、基板Ｇを一
時待機させるためのカセット１１１と、このカセット１
１１との間で基板Ｇの出入れを行う搬送用ピンセット１
１２と、基板Ｇの受渡し台１１３が設けられている。

【００６３】上記のように構成される塗布・現像処理シ
ステムにおいて、カセット９６内に収容された未処理の
基板Ｇはローダ部９０の搬出入ピンセット９９によって
取出された後、第１処理部９１のメインアーム８０に受
け渡され、そして、ブラシ洗浄装置１２０内に搬送され
る。このブラシ洗浄装置１２０内にてブラシ洗浄された
基板Ｇは引続いてジェット水洗浄装置１３０内にて高圧
ジェット水により洗浄される。この後、基板Ｇは、アド
ヒージョン処理装置１０５にて疎水化処理が施され、冷
却処理装置１０６にて冷却された後、この発明に係る塗
布膜形成装置１０７にて、上述した手順によりフォトレ
ジストすなわち感光膜が塗布形成され、引続いて塗布膜
除去装置１０８によって基板Ｇの辺部の不要なレジスト
膜が除去される。したがって、この後、基板Ｇを搬出す
る際には縁部のレジスト膜は除去されているので、メイ
ンアーム８０にレジストが付着することもない。そし
て、このフォトレジストが加熱処理装置１０９にて加熱
されてベーキング処理が施された後、露光装置９５にて
所定のパターンが露光される。そして、露光後の基板Ｇ
は現像装置１１０内へ搬送され、現像液により現像され
た後にリンス液により現像液を洗い流し、現像処理を完
了する。

【００６４】現像処理された処理済みの基板Ｇはローダ
部９０のカセット９７内に収容された後に、搬出されて
次の処理工程に向けて移送される。

【００６５】なお、上記実施例においては、溶剤供給ノ
ズル４０を噴頭６０にレジスト液供給ノズル５０と一体
的に備えた構成について説明したが、これに限定される
ものではなく、図１３に示す実施例のように示すよう
に、リンス液供給ノズル４５を有する噴頭４６と一体的
に設けて溶剤を供給してもよい。この例では、溶剤の供
給路とレジスト液の供給路とに、共通の温度調節機構６
１が配設されている（図１４参照）。また、噴頭６０と
移動機構７０の移動アーム７１とは一体に形成され、噴
頭６０と移動アーム７１に温度調整液供給路６２を形成
し、この供給路６２内に溶剤供給チューブ４１とレジス
ト液供給チューブ５１とを配管して、同一の温度調整液
Ｃによって溶剤Ａとレジスト液Ｂとの温度調節を行える
ようにしている。このように構成することにより、温度
調節機構６１の構造を簡略化することができると共に、
溶剤Ａとレジスト液Ｂとを同一の温度に維持することが
できる。

【００６６】噴頭６０とノズル４０，５０との配列並び
に構成は上記例に限定されるものではなく、例えば図１
５ないし図１８に示すようにしてもよい。図１５に示す
例は、レジスト液供給ノズル５０の外周にこれと同軸的
に溶剤供給ノズル４０を配置した場合である。このため
に、レジスト液供給ノズル５０と溶剤供給ノズル４０と
を二重管構造にし、かつ溶剤供給ノズル４０の先端をレ
ジスト液供給ノズル５０の先端よりも下方に突出させて
いる。勿論、溶剤供給ノズル４０の先端をレジスト液供
給ノズル５０の先端とが同一レベルになるように、もし
くは前者の方が短くなるように構成してもよい。代わっ
て、溶剤供給ノズル４０の外側にレジスト液供給ノズル
５０を配設するようにしてもよい。また、図１６に示す
ように、レジスト液供給ノズル５０と溶剤供給ノズル４
０とが併設され、これらの吐出口６９が共通となってい
る機構を採用してもよい。

【００６７】図１７に示すように、噴頭６０内に形成さ
れ中央に吐出口６９を有する環状の溶剤貯留タンク６０
ｆ内の溶剤中に溶剤供給ノズル４０の先端を挿入すると
共に、レジスト液供給ノズル５０の先端をタンク６０ｆ
内の上部に位置させて、気化した溶剤の雰囲気にノズル
５０の先端を晒すようにしてもよい。このように、レジ
スト液供給ノズル５０の先端外周に溶剤供給ノズル４０
の先端を配置することにより、レジスト液供給ノズル５
０に付着するレジストを溶剤によって洗浄することがで
きると共に、レジスト液の乾燥を防止することができ、
レジスト液の乾燥によるパーティクルの発生を防止する
ことができる。

【００６８】また、図１８に示すように、レジスト液供
給ノズル５０の外周に沿って平行に溶剤供給ノズル４０
を配置すると共に、このノズル４０の先端を複数に（こ
の例では４つ分岐させるように）してもよい。この結
果、溶剤は一度に４箇所に供給される。好ましくは、こ
れら分岐ノズル部４０ａは、基板Ｇと相似形をなす矩形
の４つの角にそれぞれ対応するように配設され、基板Ｇ
の中心に対して対角線上の対称位置に同時に溶剤が供給
される。このようにすれば、矩形の基板において溶剤の
拡散をある程度均一にすることができる。

【００６９】なお、上記実施例では、回転カップ１２の
蓋体１６をロボットアーム２０で移動させて開放し、溶
剤Ａの供給ノズル４０，レジスト液Ｂの供給ノズル５０
などを、移動機構７０で基板Ｇの中心部上方に移動し
て、溶剤Ａ，レジスト液Ｂを滴下する構成について説明
したが、回転カップ１２の開口部１２ａを蓋体１６で閉
止した状態で滴下するように構成してもよい。例えば、
図１９に示すように、蓋体１６の膨隆頭部１８部分を中
空状に形成し、また、この上端部を蓋１８Ａで閉止可能
に構成する。そして、蓋１８Ａを開け、移動機構７０に
より上記ノズルを膨隆頭部１８の中空上方すなわち基板
Ｇの中心部上方に移動させ、溶剤Ａ，レジスト液Ｂを滴
下する。また、図２０に示すように、中空状の膨隆頭部
１８の内側にノズル取付部材１８Ｂをベアリング１８Ｃ
などにより、蓋体１６を回転可能に取付ける。そして、
回転カップ１２の開口部１２ａを蓋体１６で閉止した状
態で、ノズル取付部材１８Ｂに取着したノズル４０，５
０から溶剤Ａ，レジスト液Ｂを基板Ｇの中心部に滴下す
るように構成してもよい。

【００７０】上記したように、蓋体１６で開口部１２ａ
を閉止した状態で溶剤Ａ，レジスト液Ｂを滴下すること
により、移動機構７０による移動式に比べて処理スルー
プットの短縮化、密閉状態下での溶剤Ａの滴下から塗布
処理終了までの処理プロセスを実現することが可能とな
る。例えば、溶剤Ａの供給後、レジスト液Ｂを供給しな
がら回転カップ１２を回転し、次にレジスト液Ｂの供給
を停止して、回転カップ１２を回転するというようなプ
ロセスも実現できる。

【００７１】上記実施例では、この発明に係る塗布膜形
成装置をＬＣＤ基板のレジスト塗布装置に適用した場合
について説明したが、ＬＣＤ基板以外の半導体ウエハや
ＣＤ等の被処理体の塗布膜形成装置にも適用でき、レジ
スト以外のポリイミド系塗布液（ＰＩＱ）やガラス剤を
含有する塗布液（ＳＯＧ）等にも適用できることは勿論
である。

【００７２】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、基板の一面上に塗布液の溶剤を塗布して拡散させた
後、基板のほぼ中心部上に、所定量の塗布液を供給し、
第１の回転数で回転させて、基板の一面に拡散させ、処
理容器に蓋体を閉止して、基板を処理容器内に封入した
後、基板を第１の回転数より高速の第２の回転数で回転
させて、塗布膜の膜厚を整えるので、溶剤に対する適正
な配合割合の塗布液を供給することができ、塗布液の使
用量を少なくすることができ、塗布液の基板角部裏面へ
の廻り込みを防止することができる。また、溶剤と塗布
液との接触による塗布液の粘度を均一にして均一な厚さ
の塗布膜を形成することができる。したがって、歩留ま
りの向上及びスループットの向上を図ることができる。

【００７３】また、基板を第２の回転数で回転させる
際、処理容器の上部より導入される気体を処理容器の側
壁に沿って下部側方へ流すことにより、基板より飛散さ
れた塗布液のミストを基板へ再付着させることなく排除
することができると共に、処理容器の開口部と蓋体との
当接部へのミストの付着を防止することができる。

【００７４】更には、処理容器の上部より導入される気
体を処理容器の側壁に沿って下部側方へ流すと共に、処
理容器の外周側及び上方を包囲した状態で、処理容器の
外部上方から下方に向って気体を流すことにより、処理
容器内から排出されたミストの上方への舞い上がりを防
止することができると共に、処理容器の外周側を包囲す
る固定容器の内壁面へのミストの付着を防止することが
できるので、更に確実に塗布液のミストを排除すること
ができる。

【００７５】また、塗布膜の膜厚を整えた後、基板を第
２の回転数より低速で回転させつつ処理容器内の上方に
基板を上昇させ、処理容器内に不活性ガスを噴射させ
て、処理容器内を不活性ガス雰囲気に置換することによ
り、処理容器内の負圧状態を解除することができ、以後
の蓋体の開放を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係わる塗布膜の形成方法
を実施するための塗布膜形成装置の概略図である。

【図２】図１に示す塗布膜形成装置の概略平面図であ
る。

【図３】塗布膜形成装置の要部拡大断面図である。

【図４】この発明における処理容器と蓋体を示す一部断
面斜視図である。

【図５】この発明におけるレジスト液供給ノズルの先端
部のそれぞれ異なる変形例を示す断面図である。

【図６】塗布膜形成装置に使用されている噴頭を拡大し
て示す斜視図である。

【図７】噴頭の断面図である。

【図８】この発明における不活性ガス供給ノズルの概略
斜視図である。

【図９】この発明における不活性ガス供給ノズル及び洗
浄ノズルの使用状態を示す断面図である。

【図１０】塗布膜形成装置を使用してレジスト膜を形成
する方法を説明するためのフローチャートである。

【図１１】この発明の塗布膜形成方法により形成される
塗布膜の形成状態を示す説明図である。

【図１２】塗布膜形成装置が適用されたレジスト塗布・
現像システムの全体を概略的に示す斜視図である。

【図１３】噴頭の変形例を示す斜視図である。

【図１４】噴頭の変形例を示す断面図である。

【図１５】噴頭のノズル集合体の別の変形例を示す断面
図である。

【図１６】噴頭のノズル集合体の更に別の変形例を示す
断面図である。

【図１７】噴頭のノズル集合体の更に別の変形例を示す
断面図である。

【図１８】ノズル集合体の変形例と、塗布膜形成体であ
るＬＣＤ基板とを示す斜視図である。

【図１９】液滴下方法の他の一例を示す説明図である。

【図２０】液滴下方法の更に他の一例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１０スピンチャック（回転手段）１２回転カップ（処理容器）１３整流板１４ドレンカップ（固定容器）１４ｂ排気口１５固定蓋体１５ｂ空気供給孔（気体供給孔）１６蓋体１６ｃ空気導入口（気体導入口）１８膨隆頭部１８Ａ蓋１８Ｂノズル取付部材（溶剤及び塗布液供給手段の取
付部材）１８Ｃベアリング２４固定カラー（固定円筒）２６ａ回転内筒２６ｂ回転外筒３２シール用Ｏリング（シール部材）３３ラビリンス部４０溶剤供給ノズル（溶剤供給手段）４０ａ分岐ノズル部５０レジスト液供給ノズル（塗布液供給手段）６１温度調整機構７０移動機構（溶剤・塗布液供給手段の移動手段）ＧＬＣＤ基板（基板）Ａ溶剤Ｂレジスト液（塗布液）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大森伝熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (56)参考文献特開昭63−133526（ＪＰ，Ａ) 特開平３−293055（ＪＰ，Ａ) 特開平５−114554（ＪＰ，Ａ) 特開平２−101732（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 B05C 11/08 B05D 1/40 G03F 7/16 502

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】処理容器内に収容される基板の一面上に
塗布液を供給して、塗布膜を形成する方法において、上記基板の一面上に溶剤を塗布した後、上記基板に、所
定量の塗布液を供給し、第１の回転数で回転させて、基
板の一面に拡散させ、その後、上記処理容器に蓋体を閉
止して、上記基板を処理容器内に封入し、この状態で、
上記基板を上記第１の回転数より高速の第２の回転数で
回転させ、かつ、処理容器の上部より処理容器内に導入
される気体を処理容器の内側壁に沿って下部側方へ流す
と共に、処理容器の外周側及び上方を包囲した状態で、
処理容器の外部上方から処理容器の外側壁に沿って気体
を流しつつ、塗布膜の膜厚を整えることを特徴とする塗
布膜形成方法。
【請求項２】請求項１記載の塗布膜形成方法におい
て、上記処理容器を基板と共に回転させるようにしたことを
特徴とする塗布膜形成方法。
【請求項３】処理容器内に収容される基板の一面上に
塗布液を供給して、塗布膜を形成する方法において、上記基板の一面上に溶剤を塗布した後、上記基板に、所
定量の塗布液を供給し、上記基板及び上記処理容器を第
１の回転数で回転させて、基板の一面に拡散させ、その
後、上記処理容器に蓋体を閉止して、上記基板を処理容
器内に封入し、この状態で、上記基板及び上記処理容器
を上記第１の回転数より高速の第２の回転数で回転させ
て、塗布膜の膜厚を整え、その後、上記基板及び上記処
理容器を上記第２の回転数より低速で回転させつつ上記
処理容器内の上方に上記基板を上昇させた後、上記処理
容器内に不活性ガスを噴射させて、処理容器内を不活性
ガス雰囲気に置換することを特徴とする塗布膜形成方
法。
【請求項４】請求項１又は３記載の塗布膜形成方法に
おいて、上記塗布液を基板の中心部に供給することを特徴とする
塗布膜形成方法。
【請求項５】請求項１又は３記載の塗布膜形成方法に
おいて、上記溶剤を基板の中心部からずれた位置に供給すること
を特徴とする塗布膜形成方法。
【請求項６】請求項１又は３記載の塗布膜形成方法に
おいて、上記溶剤を基板の周辺部に供給することを特徴とする塗
布膜形成方法。
【請求項７】請求項１又は３記載の塗布膜形成方法に
おいて、上記溶剤を、矩形状基板の角部に供給することを特徴と
する塗布膜形成方法。
【請求項８】請求項３記載の塗布膜形成方法におい
て、上記不活性ガスを、放射状に噴射させることを特徴とす
る塗布膜形成方法。
【請求項９】基板の一面を上に向けて支持し、かつ、
基板を回転させる回転手段と、上記基板を包囲するカップ状をなし、かつ、その底部側
部に排気孔を有する処理容器と、上記処理容器の開口部を閉止し、気体導入口を有する蓋
体と、上記蓋体の下方に位置して、上記気体導入口から導入さ
れた気体を外方へ拡散する整流板と、上記処理容器の外方を包囲し、その下部に排気手段と接
続する排気口を有する固定容器と、上記固定容器の開口部を閉止し、中心側の同心円上に複
数の気体供給孔を有する固定蓋体と、上記基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤供給手段と、上記基板に塗布液を供給する塗布液供給手段とを具備す
ることを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項１０】基板の一面を上に向けて支持し、か
つ、基板を回転させる回転手段と、上記基板を包囲するカップ状をなし、かつ、その底部側
部に排気孔を有する処理容器と、上記処理容器の開口部を閉止し、気体導入口を有する蓋
体と、上記蓋体の下方に位置して、上記気体導入口から導入さ
れた気体を外方へ拡散する整流板と、上記処理容器の外方を包囲し、その下部に排気手段と接
続する排気口を有する固定容器と、上記固定容器の開口部を閉止し、中心側の同心円上に複
数の気体供給孔を有する固定蓋体と、上記基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤供給手段と、上記基板に塗布液を供給する塗布液供給手段と、上記回転手段の基板支持面より下方に配設され、回転手
段と共に昇降可能な不活性ガス供給ノズルとを具備する
ことを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項１１】請求項９記載の塗布膜形成装置におい
て、上記回転手段を垂直方向に移動可能に形成してなること
を特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項１２】請求項９又は１０記載の塗布膜形成装
置において、上記処理容器を回転手段と共に回転可能に形成してなる
ことを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項１３】請求項９又は１０記載の塗布膜形成装
置において、少なくとも上記塗布液供給手段に、温度調整機構を設け
たことを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項１４】請求項１２記載の塗布膜形成装置にお
いて、上記回転手段と処理容器との間にシール部材を介在して
なることを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項１５】請求項１２記載の塗布膜形成装置にお
いて、上記回転手段と処理容器の回転軸部を、固定円筒を介し
て二重軸構造とすると共に、固定円筒と両軸間にそれぞ
れラビリンスシール部を形成してなることを特徴とする
塗布膜形成装置。
【請求項１６】請求項１２記載の塗布膜形成装置にお
いて、上記処理容器の底部外周側に排液口を設けると共に、こ
の排液口を処理容器の回転方向の接線方向に開口するこ
とを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項１７】請求項９又は１０記載の塗布膜形成装
置において、上記塗布液供給手段を、基板の中心部に配置し、溶剤供
給手段を、上記基板の中心部からずれた位置に配置する
ことを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項１８】請求項９又は１０記載の塗布膜形成装
置において、上記溶剤供給手段を、基板の周辺部に配置することを特
徴とする塗布膜形成装置。
【請求項１９】請求項９又は１０記載の塗布膜形成装
置において、上記溶剤供給手段を、矩形状基板の四隅部に配置するこ
とを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項２０】請求項９又は１０記載の塗布膜形成装
置において、上記塗布液供給手段の外周に沿って平行に溶剤供給手段
を配置すると共に、溶剤供給手段の供給口を複数分岐し
たことを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項２１】請求項１２記載の塗布膜形成装置にお
いて、上記処理容器の開口部を閉止する蓋体の中心部に、溶剤
及び塗布液の供給可能な中空状頭部を形成し、この中空
状頭部に蓋を閉止可能に設けたことを特徴とする塗布膜
形成装置。
【請求項２２】請求項１２記載の塗布膜形成装置にお
いて、上記処理容器の開口部を閉止する蓋体の中心部に、中空
状の頭部を形成すると共に、この頭部内にベアリングを
介して溶剤供給手段及び塗布液供給手段の取付部材を取
付けることを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項２３】請求項９、１０又は１２記載の塗布膜
形成装置において、上記処理容器の底面、内側面及び蓋体の下面に向って洗
浄液を噴射する洗浄ノズルを更に具備することを特徴と
する塗布膜形成装置。
【請求項２４】請求項１０記載の塗布膜形成装置にお
いて、上記不活性ガス供給ノズルは、不活性ガスを放射状に噴
射するよう形成してなることを特徴とする塗布膜形成装
置。