JP3800291B2 - 塗布方法及び塗布装置 - Google Patents
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Description
【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の技術に関し、特に、例えばレジスト膜のような溶剤による液状塗布膜を半導体ウェハあるいはマスク基板等の被処理基板上やこの上に形成された層の上に均一に塗布するための塗布方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体製造装置用の半導体ウェハ、各種表示器やフォトマスク製造用のガラス基板等の精密パターン形成用の基板（以下、「基板」という。）に対して塗布液を滴下し、回転遠心力によって被処理基板全面に塗布液を拡げて塗布する、いわゆる回転塗布装置による塗布技術が知られている。
【０００３】
周知のように、半導体技術の分野では、半導体ウェハ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、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なわれている。
【０００４】
このレジスト膜の形成方法として、上記の回転塗布装置による塗布方法によりウェハ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、そのレジスト液をウェハの回転力と遠心力とによりウェハ中心部から周縁部に向けて拡散させて塗布を行う。
【０００５】
この方法においては、レジスト液がウェハ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。すなわち、均一な塗布に限界があった。
【０００６】
このため、従来では、レジスト液塗布前にレジスト液の溶媒をウェハ表面に滴下する方法が提案されている。さらに、均一に溶媒の塗布が行われうようにウェハ上に溶媒を気体と混合して均一に噴霧して塗布を行う二流体ノズルを使用するスプレー式の塗布装置が用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、溶媒として使用する溶剤は揮発性を有するため、ノズルが長時間置かれると溶剤の揮発によりノズル配管内での溶剤の下流端液面が後退し、配管内での溶剤量が変動してしまう。よって、次回の溶剤の吐出量が変動してしまうという問題があった。この溶剤の吐出量がばらついてしまう結果、レジスト塗布のムラとなっていた。
【０００８】
この状態は、溶剤の塗布停止時から塗布開始時までの塗布待機時間が比較的長時間になると顕著になる。このことは、変動量が小さくともレジスト液塗布前の溶媒塗布を少量の溶剤で実施する上で、溶剤全体量に占める割合が大きくなるため、ウェハ毎の処理のばらつきが大きくなる問題があった。
【０００９】
この発明は揮発性の大きい液体において塗布待機時間の長短に関係なく最適量の塗布液を排出させることができ、塗布の均一化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にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
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。すわなち、請求項１に係る発明は、液体と気体とを同時に供給してスプレイノズルの先端部で混合して、被処理基板に噴霧塗布する塗布方法であって、噴霧塗布工程の直前に気体のみを所定時間供給する工程を経て、被処理基板への噴霧塗布工程を行い、かつ、前記気体のみの供給工程の前に液体のみを所定時間供給して前記スプレイノズルに溜まった液体を吐出廃棄する処理工程を行うことを特徴とする。
【００１１】
（削除）
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の塗布方法であって、前記液体は揮発性を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明は、液体と気体とを同時に供給してスプレイノズルの先端部で混合して、被処理基板に噴霧塗布する塗布装置であって、前記スプレイノズルに液体を供給する液体供給系と、前記液体供給系に合流する気体を供給する気体供給系と、前記液体供給系と気体供給系の作動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は噴霧塗布を行う直前にて前記スプレイノズルへ気体供給系より所定時間気体のみを供給するよう制御し、かつ、前記気体供給系より気体のみを供給する前に、前記液体供給系より液体のみを所定時間供給して前記スプレイノズルに溜まった液体を吐出廃棄するよう制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記請求項３に記載の塗布装置であって、前記制御手段は、前記液体供給系と気体供給系の作動のタイミングを指示するタイミング指示手段と、前記タイミング指示手段からの信号に応じて前記液体供給系と気体供給系からの液体または気体の吐出を制御する吐出制御手段と、を備え、前記タイミング指示手段からの気体供給系からの気体供給の完了の信号により、前記吐出制御手段により噴霧塗布を行うことを特徴とする。
【００１６】
（削除）
【００１７】
本発明の作用は次のとおりである。請求項１に係る発明の塗布方法においては、気体と液体とを同時に供給して噴霧塗布を行う工程の直前において、気体のみ所定時間供給する工程を行う。そして、その工程を経て噴霧工程が行われる。そのため、噴霧工程の直前においては、スプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により液体が吹き飛ばされる。よって、噴霧工程における液体の下流端液面は常に混合部位に位置することとなり、液体の吐出量が一定となる。
【００１８】
また、請求項１に係る発明の塗布方法においては、前記気体のみの供給工程の前に液体のみを所定時間供給して前記スプレイノズルに溜まった液体が吐出廃棄される。そのためスプレイノズルに溜まった液体に特性変化が生じていた場合にも、そのような液体は廃棄されるので均一的な塗布が行える。また、この液体のみの吐出廃棄が行われてスプレイノズル内の先端部まで液体が残留しても、その後で気体のみが供給されスプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により液体が吹き飛ばされる。よって、噴霧工程における液体の下流端液面は常に混合部位に位置することとなり、液体の吐出量が一定となる。
【００１９】
請求項２に係る発明の塗布方法においては、前記請求項１に記載の塗布方法で使用される液体は揮発性を有する。揮発性を有する液体の場合、スプレイノズル内で液体量の変動が揮発により著しい。しかしながら気体のみの供給工程で液体の下流端液面が常に混合部位に規定され、液体の吐出量が一定となる。
【００２１】
請求項３に係る発明の塗布装置においては、液体供給系と気体供給系とを制御手段により制御して、気体と液体とを同時に供給して噴霧塗布を行う直前において、気体のみ所定時間供給を行う。そのため、噴霧塗布を行う直前においては、スプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により残留する液体が吹き飛ばされる。よって、噴霧塗布における液体の下流端液面は常に混合部位に位置することとなり、液体の吐出量が一定となる。さらに、請求項３に係る発明においては、気体供給系より気体のみを供給する前に、液体供給系より液体のみを所定時間供給してスプレイノズルに溜まった液体が吐出廃棄される。そのためスプレイノズルに溜まった液体に特性変化が生じていた場合にも、そのような液体は廃棄されるので均一的な塗布が行える。また、この液体のみの吐出廃棄が行われてスプレイノズル内の先端部まで液体が残留しても、その後で気体のみが供給されスプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により残留する液体が吹き飛ばされる。
【００２２】
請求項４に係る発明の塗布装置においては、タイミング指示手段からの気体供給系からの気体供給の完了の信号により、吐出制御手段が気体と液体とを同時に供給して噴霧塗布を行う。即ち、気体のみの供給により液体の下流端液面が液体と気体の混合部位に設定された後に噴霧工程が実施されるので、液体がさらに揮発して液面位置が変動することが防止できる。
【００２３】
（削除）
【００２４】
【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、本発明方法を適用した本発明装置による回転式基板塗布装置の概略構成を示す図である。
【００２５】
図中、符号１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。この吸引式スピンチャック１は、中空の回転軸２を介して回転モータ３によって駆動されるようになっており、回転モータ３の駆動により基板Ｗとともに鉛直軸回りで回転される。吸引式スピンチャック１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５が配設されている。図示省略されているが、飛散防止カップ5と回転軸２とは相対昇降するように構成されており、これらを相対昇降させた状態で未処理基板Ｗを飛散防止カップ５内に搬入したり、処理済の基板Ｗを飛散防止カップ５外へ搬出するようになっている。
【００２６】
飛散防止カップ５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基板Ｗに対して吐出する塗布液吐出ノズル１１が配設されている。この塗布液吐出ノズル１１は、塗布液供給部１３から塗布液であるフォトレジスト液を供給されるようになっており、駆動部１５によってその先端部を図１に示す供給位置と、飛散防止カップ５の側方に離れた図示しない待機位置とにわたって揺動移動されるようになっている。
【００２７】
また、溶媒（液体）を霧状にして基板Ｗに噴射するための溶媒噴霧ノズル（以下、スプレイノズルと称す）１７が塗布液吐出ノズル１１に並設され溶媒供給機構６が構成されている。溶媒供給機構６は、このスプレイノズル１７に配管接続される溶媒を供給する溶媒（液体）供給系８及び溶媒を霧状にするために混合されるＮ2等の気体を供給する気体供給系７とを備えている。
【００２８】
スプレイノズル１７は、溶媒供給源１９からの溶媒を噴霧するため後述する二流体ノズルで構成されており、処理室のスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面へ溶媒を吐出して、塗布する。また、スプレイノズル１７には、電磁開閉弁２１を通して加圧されたＮ2ガスが供給されるようになっている。したがって、図１中に点線で示すように、電磁開閉弁２１を開放すると溶媒がスプレイノズル１７の先端部に取り付けられたスプレイガン１７ａから噴霧され、ほぼ基板Ｗの半径を覆う範囲に溶媒が噴霧されるようになっている。なお、スプレイガン１７ａは、噴霧範囲が基板Ｗの全面を覆うものであってもよい。
【００２９】
また、スプレイノズル１７は、駆動部２３により図１に示す供給位置と飛散防止カップ５の側方に位置する待機位置とにわたって揺動移動されるように構成されている。それとともに、基板Ｗを回転させない状態で溶媒を噴霧する場合には、基板Ｗの全面にわたって溶媒を噴霧できるように上記の供給位置から一定範囲をスキャンするように移動可能に構成されている。尚、待機位置では吐出廃棄される溶媒を受ける容器が配置されてあってもよい。
【００３０】
次に図２を参照してスプレイガン１７ａと溶媒供給系８及び気体供給系７に関して説明する。溶媒供給系８は、溶媒を貯留する容器８１や図示しない貯留された溶媒を加圧圧送する加圧器等からなる溶媒供給源１９、流量計８２、濾過機（フィルタ）８３、電磁開閉弁１９ａを介して、配管１９ｂによりスプレイガン１７ａへ配管接続される。
【００３１】
気体供給系は配管７ａに順次、溶媒液を霧状にするためのＮ2等の気体の気体供給体７１、流量系７２、フィルタ７３を備え、電磁開閉弁２１を介してスプレイガン１７ａに連結される。
【００３２】
スプレイガン１７ａは図２に示すように、溶媒供給系８に接続される液体供給ノズル１７ｂと液体供給ノズル１７ｂの先端部近傍で気体供給系７に接続される気体供給ノズル１７ｃとで構成され、この合流点が溶媒と気体の混合される混合部位に規定される。スプレイガン１７ａの先端孔内壁に設けられる拡散孔１７ｄの空洞と上記の混合部位との間で溶媒とＮ２が混合されて溶媒が霧状に噴出されるようになっている。この拡散孔１７ｄの開き角度は小さ過ぎると霧状にならず、大き過ぎると横方向に無駄な噴出があるため、スプレー形状例えば４５〜９０度程度が望ましい。
【００３３】
上述した回転モータ３と、塗布液供給部１３と、駆動部１５と、溶媒供給機構６と、電磁開閉弁１９ａ，２１と、駆動部２３とは制御部３１によって制御されるようになっている。なお、制御部３１は、メモリ３３に予め格納されている、後述するタイムチャートに応じた処理プログラムによって上記各部の制御を行うようになっている。すなわち、制御部３１やメモリ３３が本発明の制御手段を構成し、タイムチャートによりタイミング指示を行う制御部３１の機能がタイミング指示手段に、スプレイノズル１７からの吐出の動作を司る機能が吐出制御手段に相当する。
【００３４】
以上の構成の塗布装置において、塗布液供給部１３から供給されるフォトレジスト液は、例えばキノンジアジド系の感光材とアルカリ可溶のフェノール系樹脂と有機溶剤とからなるポジ型のものがあり、含有する有機溶剤の例としては、ＥＣＡ（エチルセロソルブアセテート）、ＥＬ（乳酸エチル）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）等を主成分とするものがあげられる。
【００３５】
なお、上記の溶媒供給源１９が貯留する溶媒としては、フォトレジスト液に含まれている溶媒と同種の有機溶剤を使用すればよい。例えば、フォトレジスト液の主溶媒として利用されているＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）やＥＬ（乳酸エチル）などが利用できる。
【００３６】
次に、図３のタイムチャートを参照して、フォトレジスト液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処理プログラムは、図１に示したメモリ３３に予め格納されており、制御部３１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１に載置されて吸着保持されており、スプレイノズル１７が待機位置に待機されているものとする。
【００３７】
まず、回転モータ３の回転駆動を開始する。具体的には、スピンチャック１がｔ１時点で回転数Ｒ１（例えば、１００ｒｐｍ）に達するように制御部３１が回転モータ３を正転駆動する。一方、スプレイノズル１７はｔ１１時点で電磁開閉弁１９ａを開き溶媒のみを少量だけ吐出廃棄する処理（以下、プリディスペンス）をｔ１２時点まで行う。これは、スプレイガン１７ａ先端部にて一定時間以上待機置いた溶媒で特性変化した部分を吐出廃棄することで塗布液の均一性を保つ目的で行われる。
【００３８】
次に、ｔ１２時点で電磁開閉弁１９ａと閉じて電磁開閉弁２１を開きＮ2を供給する。このＮ2の供給はｔ１３まで継続する。これにより、前述のプリディスペンスによりスプレイガン１７ａの混合部位より下流側にて残留する溶媒は吹き飛ばされる。溶媒の下流端液面は、この気体による吹き飛ばしにより混合部位に規定されることとなる。なお、プリディスペンスから気体のみの供給工程への移行はタイミング的に同時でなくとも、タイムラグを設けて処理を続けるようにしてもよい。
【００３９】
そして、ｔ１３時点で電磁開閉弁２１を閉じると、スプレイノズル１７が駆動部２３により待機位置から供給位置へ移動される。ｔ１４時点でスプレイノズル１７が供給位置に位置すると溶媒噴霧塗布の工程が実施される。
【００４０】
基板Ｗの回転数が回転数Ｒ１で安定した時点でｔ１４時点において、電磁開閉弁１９ａと２１を開放してスプレイノズル１７から溶媒を霧状にして供給開始し、ｔ１５時点においてまず電磁開閉弁１９ａを閉じやや遅れて電磁開閉弁２１を閉止してその供給を停止する。すなわち、上記のｔ１４時点からｔ１５時点までが溶媒噴霧時間であり、この間に供給される溶媒の量は、例えば、０．３ミリリットルである。ここで電磁開閉弁２１を遅れて閉じるのは、スプレイガン１７ａ先端からの液ダレ防止のためである。
【００４１】
ここで、電磁開閉弁２１を遅れて閉じるため溶媒の下流端液面は工程（ｔ１２〜ｔ１３）と同様に混合部位に規定される。そして、次回の溶媒塗布までの待機期間置かれることとなり、その期間に溶媒が揮発し混合部位より液面が後退する場合がある。下流端液面が混合部位より後退してしまうと、気体のみを供給しても液面を規定する作用をはたさないが、第一の実施例ではプリディスペンス工程（ｔ１１〜ｔ１２）が実施されるため、液面規定の作用を損ねる事はない。
【００４２】
なお、溶媒の供給を停止したｔ１５時点以降において、駆動部２３がスプレイノズル１７を待機位置に移動するとともに、それに代えて駆動部１５が塗布液吐出ノズル１１を供給位置にまで移動する。
【００４３】
次いで、ｔ３時点において基板Ｗの回転数が回転数Ｒ２（例えば、１０００ｒｐｍ）に達するように、ｔ２時点で回転数を上げてゆく。そして、この回転数Ｒ２が安定した時点ｔｓにおいて、塗布液吐出ノズル１１から一定流量でフォトレジスト液を供給開始し、その時点から供給時間Ｔｓｅになるｔｅ時点においてフォトレジスト液の供給を停止する。
【００４４】
そこで、基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液Ｒによって基板Ｗの表面全体が覆われる前に、回転数を回転数Ｒ２（１０００ｒｐｍ）よりも高い回転数Ｒ３（例えば、２５００ｒｐｍ）に上げ始める（ｔ４時点）。このとき回転数をｔ４時点から上げ始めてｔ５時点で回転数Ｒ３に到達するように制御するが、この間は例えば、約０．１ｓｅｃである。
【００４５】
なお、基板Ｗの表面全体には上述したように予め溶媒が塗布されているので、フォトレジスト液と基板Ｗ表面との接触角が非常に小さくなっている。したがって、フォトレジスト液の径の拡大が速くなり、フォトレジスト液により基板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。
【００４６】
このようにして基板Ｗの表面全体がフォトレジスト液によって覆われ、ｔ７時点で基板Ｗの回転数を回転数Ｒ４（例えば、１５００ｒｐｍ）に下げ、この回転数Ｒ４をｔ７時点からｔ８時点まで保持することにより、基板Ｗの表面全体を覆っているフォトレジスト液のうち僅かな余剰分を振り切る。これにより基板Ｗの表面に所望膜厚のフォトレジスト被膜が形成される。
【００４７】
上述したように基板Ｗのフォトレジスト液を供給する前に溶媒を塗布しておき、フォトレジスト液と基板Ｗ表面との接触角を小さくしているので、その後に供給されたフォトレジスト液の径を容易に拡げることができる。また、フォトレジスト液に先立って供給する溶媒を噴霧するようにしたため短時間で広範囲にわたり供給することができ、基板Ｗの表面に回路パターン等の凹凸が形成されていたとしてもその部分に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に起因するムラがフォトレジスト被膜に生じることを防止できる。
【００４８】
さらに溶媒の吐出量は、溶媒塗布の直前に行われる気体のみの供給工程（ｔ１２〜ｔ１３）にて常にスプレイノズル１７内における溶媒下流端液面が一定位置に規定されるため、吐出量も一定となる。すなわち、溶媒がその揮発性によりスプレイノズル１７内をその下流端液面を後退させて行くことによりスプレイノズル１７内の溶媒量は変動するが、吐出量は一定とすることができる。
【００４９】
また、気体のみの供給工程は、スプレイノズル１７の移動期間（ｔ１３〜ｔ１４）を間にして溶媒噴霧塗布工程（ｔ１４〜ｔ１５）の直前に行われるので、液面が規定されてからの溶媒の揮発量の変動が最小限に抑えられる。
【００５０】
次に、図４のタイムチャートを参照して参考例によるフォトレジスト液塗布処理について説明する。なお、この塗布処理を実施する装置は、上記の図１に示した構成と同一であり、そのメモリ３３に格納されている処理プログラムが以下のように異なるだけである。
【００５１】
まず、第一の実施例と異なって参考例では溶媒のプリディスペンスを行わない。そこでスプレイノズル１７が待機位置で気体のみの供給工程（ｔ２２〜ｔ２３）を行い、スプレイノズル１７を移動後（ｔ２４）で基板Ｗを吸引式スピンチャック１に吸着保持させた状態で、回転モータ３を駆動することなく、つまり、基板Ｗを静止させた状態で溶媒を噴霧する（ｔ２４〜ｔ２５）。具体的には、ｔ２４時点でスプレイノズル１７から基板Ｗの表面に溶媒を噴霧して供給開始しつつ、ｔ２５時点までの溶媒噴霧時間内に溶媒が基板Ｗの表面全体にゆきわたるように駆動部２３でスプレイガン１７ａを移動する。
【００５２】
このｔ２５時点で溶媒の噴霧を停止する時、気体供給系７よるＮ2の供給を停止した後に溶媒供給系８による溶媒の供給を停止するように制御する。この停止手順のタイミングは僅かに溶媒供給系８の停止をずらせばよく、こうすることでＮ2の供給停止後に溶媒のみ僅かに供給されることとなり、常に溶媒の下流端液面はスプレイガン１７ａにおける混合部位より下流に規定されることとなる。
【００５３】
次に、ｔｓ時点において塗布液吐出ノズル１１からフォトレジスト液を供給開始し、供給時間Ｔｓｅが経過するとｔｅ時点でその供給を停止する。つまり、基板Ｗを静止させた状態でフォトレジスト液の供給を完了する。
【００５４】
ｔｅ時点においてフォトレジスト液の供給を停止するとともに、基板Ｗの回転数を回転数Ｒ２に向けて上昇させ、これをｔ１時点からｔ２時点まで維持した後、ｔ３時点で基板Ｗの回転数が回転数Ｒ３に到達するようにｔ２時点から加速を開始する。この時点ｔ２は、基板Ｗの表面全体を覆う前に設定されている。
【００５５】
以上、上記参考例では、プリディスペンスを行わないが溶媒の噴霧塗布の停止時に積極的に溶媒の下流端液面が混合部位より下流側に位置するようにしている。そうすることにより次回に気体のみの供給工程を実施する際に常に混合部位から下流側に存在する溶媒を吹き出すことで液面を規定するものである。
【００５６】
また、噴霧塗布の停止時の制御としては、溶媒とＮ2との供給を同時に停止するようにしてもよい。こうすることでスプレイガン１７ａの混合部位の下流側には吹き飛ばされた溶媒が少なからず残留することとなり、次回の気体のみの供給工程（ｔ１１〜ｔ１２）で吹き飛ばされることとなる。
【００５７】
なお、第一実施例および参考例では、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、本発明方法はＳＯＧ液（Spin On Glass、シリカ系被膜形成材とも呼ばれる）やポリイミド樹脂などの塗布液であっても適用可能である。
【００５８】
また、上記の説明では、溶媒の噴霧を塗布装置内で実施するようにしているが、別体の装置で溶媒噴霧だけを実施した後、塗布装置で塗布液の塗布を行うようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１の発明では、液体と気体とを同時に供給してスプレイノズルの先端部で混合して被処理基板に噴霧塗布する塗布方法であって、噴霧塗布工程の直前に気体のみを所定時間供給する工程を経て、被処理基板への噴霧塗布工程を行う、ことを特徴し、気体と液体とを同時に供給して噴霧塗布を行う工程の直前において、気体のみ所定時間供給する工程を行う。そして、その工程を経て噴霧工程が行われる。そのため、噴霧工程の直前においては、スプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により残留液体が吹き飛ばされる。よって、噴霧工程における液体の下流端液面は常に混合部位に位置することとなり、液体の吐出量が一定となる。しかも、気体のみの供給工程の前に液体のみを所定時間供給してスプレイノズルに溜まった液体を吐出廃棄するので、スプレイノズルに溜まった液体に特性変化が生じていた場合にも、そのような液体は廃棄されて均一的な塗布を行うことができる。
【００６０】
請求項３に係る発明は、液体と気体とを同時に供給してスプレイノズルの先端部で混合して、被処理基板に噴霧塗布する塗布装置であって、前記スプレイノズルに液体を供給する液体供給系と、前記液体供給系に合流する気体を供給する気体供給系と、前記液体供給系と気体供給系の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は噴霧塗布を行う直前にて前記スプレイノズルへ気体供給系より所定時間気体を供給するよう制御することで、気体と液体とを同時に供給して噴霧塗布を行う直前において気体のみ所定時間供給を行う。そのため、噴霧塗布を行う直前においては、スプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により液体が吹き飛ばされる。よって、噴霧塗布における液体の下流端液面は常に混合部位に位置することとなり、液体の吐出量が一定となる塗布装置が提供される。しかも、気体供給系より気体のみを供給する前に、液体供給系より液体のみを所定時間供給してスプレイノズルに溜まった液体を吐出廃棄するので、スプレイノズルに溜まった液体に特性変化が生じていた場合にも、そのような液体は廃棄されて均一的な塗布を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法を適用した回転式基板塗布装置の概略構成を示す図である。
【図２】 スプレイノズルの構成を示す概略構成図である。
【図３】 第一実施例に係るフォトレジスト液塗布方法を示すタイムチャート図である。
【図４】 参考例に係るフォトレジスト液塗布方法を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
１ 吸引式スピンチャック
５ 飛散防止カップ
６ 溶媒供給機構
７ 気体供給系
８ 溶媒（気体）供給系
１１ 塗布液吐出ノズル
１３ 塗布液供給部
１５、２３ 駆動部
１７ スプレイノズル
１７ａ スプレイガン
１９ 溶媒供給源
１９ａ、２１ 電磁開閉弁
３１ 制御部
３３ メモリ
Ｗ 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布方法及び塗布装置の技術に関し、特に、例えばレジスト膜のような溶剤による液状塗布膜を半導体ウェハあるいはマスク基板等の被処理基板上やこの上に形成された層の上に均一に塗布するための塗布方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体製造装置用の半導体ウェハ、各種表示器やフォトマスク製造用のガラス基板等の精密パターン形成用の基板（以下、「基板」という。）に対して塗布液を滴下し、回転遠心力によって被処理基板全面に塗布液を拡げて塗布する、いわゆる回転塗布装置による塗布技術が知られている。
【０００３】
周知のように、半導体技術の分野では、半導体ウェハ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、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なわれている。
【０００４】
このレジスト膜の形成方法として、上記の回転塗布装置による塗布方法によりウェハ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、そのレジスト液をウェハの回転力と遠心力とによりウェハ中心部から周縁部に向けて拡散させて塗布を行う。
【０００５】
この方法においては、レジスト液がウェハ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。すなわち、均一な塗布に限界があった。
【０００６】
このため、従来では、レジスト液塗布前にレジスト液の溶媒をウェハ表面に滴下する方法が提案されている。さらに、均一に溶媒の塗布が行われうようにウェハ上に溶媒を気体と混合して均一に噴霧して塗布を行う二流体ノズルを使用するスプレー式の塗布装置が用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、溶媒として使用する溶剤は揮発性を有するため、ノズルが長時間置かれると溶剤の揮発によりノズル配管内での溶剤の下流端液面が後退し、配管内での溶剤量が変動してしまう。よって、次回の溶剤の吐出量が変動してしまうという問題があった。この溶剤の吐出量がばらついてしまう結果、レジスト塗布のムラとなっていた。
【０００８】
この状態は、溶剤の塗布停止時から塗布開始時までの塗布待機時間が比較的長時間になると顕著になる。このことは、変動量が小さくともレジスト液塗布前の溶媒塗布を少量の溶剤で実施する上で、溶剤全体量に占める割合が大きくなるため、ウェハ毎の処理のばらつきが大きくなる問題があった。
【０００９】
この発明は揮発性の大きい液体において塗布待機時間の長短に関係なく最適量の塗布液を排出させることができ、塗布の均一化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にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
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。すわなち、請求項１に係る発明は、液体と気体とを同時に供給してスプレイノズルの先端部で混合して、被処理基板に噴霧塗布する塗布方法であって、噴霧塗布工程の直前に気体のみを所定時間供給する工程を経て、被処理基板への噴霧塗布工程を行い、かつ、前記気体のみの供給工程の前に液体のみを所定時間供給して前記スプレイノズルに溜まった液体を吐出廃棄する処理工程を行うことを特徴とする。
【００１１】
（削除）
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の塗布方法であって、前記液体は揮発性を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明は、液体と気体とを同時に供給してスプレイノズルの先端部で混合して、被処理基板に噴霧塗布する塗布装置であって、前記スプレイノズルに液体を供給する液体供給系と、前記液体供給系に合流する気体を供給する気体供給系と、前記液体供給系と気体供給系の作動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は噴霧塗布を行う直前にて前記スプレイノズルへ気体供給系より所定時間気体のみを供給するよう制御し、かつ、前記気体供給系より気体のみを供給する前に、前記液体供給系より液体のみを所定時間供給して前記スプレイノズルに溜まった液体を吐出廃棄するよう制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記請求項３に記載の塗布装置であって、前記制御手段は、前記液体供給系と気体供給系の作動のタイミングを指示するタイミング指示手段と、前記タイミング指示手段からの信号に応じて前記液体供給系と気体供給系からの液体または気体の吐出を制御する吐出制御手段と、を備え、前記タイミング指示手段からの気体供給系からの気体供給の完了の信号により、前記吐出制御手段により噴霧塗布を行うことを特徴とする。
【００１６】
（削除）
【００１７】
本発明の作用は次のとおりである。請求項１に係る発明の塗布方法においては、気体と液体とを同時に供給して噴霧塗布を行う工程の直前において、気体のみ所定時間供給する工程を行う。そして、その工程を経て噴霧工程が行われる。そのため、噴霧工程の直前においては、スプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により液体が吹き飛ばされる。よって、噴霧工程における液体の下流端液面は常に混合部位に位置することとなり、液体の吐出量が一定となる。
【００１８】
また、請求項１に係る発明の塗布方法においては、前記気体のみの供給工程の前に液体のみを所定時間供給して前記スプレイノズルに溜まった液体が吐出廃棄される。そのためスプレイノズルに溜まった液体に特性変化が生じていた場合にも、そのような液体は廃棄されるので均一的な塗布が行える。また、この液体のみの吐出廃棄が行われてスプレイノズル内の先端部まで液体が残留しても、その後で気体のみが供給されスプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により液体が吹き飛ばされる。よって、噴霧工程における液体の下流端液面は常に混合部位に位置することとなり、液体の吐出量が一定となる。
【００１９】
請求項２に係る発明の塗布方法においては、前記請求項１に記載の塗布方法で使用される液体は揮発性を有する。揮発性を有する液体の場合、スプレイノズル内で液体量の変動が揮発により著しい。しかしながら気体のみの供給工程で液体の下流端液面が常に混合部位に規定され、液体の吐出量が一定となる。
【００２１】
請求項３に係る発明の塗布装置においては、液体供給系と気体供給系とを制御手段により制御して、気体と液体とを同時に供給して噴霧塗布を行う直前において、気体のみ所定時間供給を行う。そのため、噴霧塗布を行う直前においては、スプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により残留する液体が吹き飛ばされる。よって、噴霧塗布における液体の下流端液面は常に混合部位に位置することとなり、液体の吐出量が一定となる。さらに、請求項３に係る発明においては、気体供給系より気体のみを供給する前に、液体供給系より液体のみを所定時間供給してスプレイノズルに溜まった液体が吐出廃棄される。そのためスプレイノズルに溜まった液体に特性変化が生じていた場合にも、そのような液体は廃棄されるので均一的な塗布が行える。また、この液体のみの吐出廃棄が行われてスプレイノズル内の先端部まで液体が残留しても、その後で気体のみが供給されスプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により残留する液体が吹き飛ばされる。
【００２２】
請求項４に係る発明の塗布装置においては、タイミング指示手段からの気体供給系からの気体供給の完了の信号により、吐出制御手段が気体と液体とを同時に供給して噴霧塗布を行う。即ち、気体のみの供給により液体の下流端液面が液体と気体の混合部位に設定された後に噴霧工程が実施されるので、液体がさらに揮発して液面位置が変動することが防止できる。
【００２３】
（削除）
【００２４】
【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、本発明方法を適用した本発明装置による回転式基板塗布装置の概略構成を示す図である。
【００２５】
図中、符号１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。この吸引式スピンチャック１は、中空の回転軸２を介して回転モータ３によって駆動されるようになっており、回転モータ３の駆動により基板Ｗとともに鉛直軸回りで回転される。吸引式スピンチャック１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５が配設されている。図示省略されているが、飛散防止カップ5と回転軸２とは相対昇降するように構成されており、これらを相対昇降させた状態で未処理基板Ｗを飛散防止カップ５内に搬入したり、処理済の基板Ｗを飛散防止カップ５外へ搬出するようになっている。
【００２６】
飛散防止カップ５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基板Ｗに対して吐出する塗布液吐出ノズル１１が配設されている。この塗布液吐出ノズル１１は、塗布液供給部１３から塗布液であるフォトレジスト液を供給されるようになっており、駆動部１５によってその先端部を図１に示す供給位置と、飛散防止カップ５の側方に離れた図示しない待機位置とにわたって揺動移動されるようになっている。
【００２７】
また、溶媒（液体）を霧状にして基板Ｗに噴射するための溶媒噴霧ノズル（以下、スプレイノズルと称す）１７が塗布液吐出ノズル１１に並設され溶媒供給機構６が構成されている。溶媒供給機構６は、このスプレイノズル１７に配管接続される溶媒を供給する溶媒（液体）供給系８及び溶媒を霧状にするために混合されるＮ2等の気体を供給する気体供給系７とを備えている。
【００２８】
スプレイノズル１７は、溶媒供給源１９からの溶媒を噴霧するため後述する二流体ノズルで構成されており、処理室のスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面へ溶媒を吐出して、塗布する。また、スプレイノズル１７には、電磁開閉弁２１を通して加圧されたＮ2ガスが供給されるようになっている。したがって、図１中に点線で示すように、電磁開閉弁２１を開放すると溶媒がスプレイノズル１７の先端部に取り付けられたスプレイガン１７ａから噴霧され、ほぼ基板Ｗの半径を覆う範囲に溶媒が噴霧されるようになっている。なお、スプレイガン１７ａは、噴霧範囲が基板Ｗの全面を覆うものであってもよい。
【００２９】
また、スプレイノズル１７は、駆動部２３により図１に示す供給位置と飛散防止カップ５の側方に位置する待機位置とにわたって揺動移動されるように構成されている。それとともに、基板Ｗを回転させない状態で溶媒を噴霧する場合には、基板Ｗの全面にわたって溶媒を噴霧できるように上記の供給位置から一定範囲をスキャンするように移動可能に構成されている。尚、待機位置では吐出廃棄される溶媒を受ける容器が配置されてあってもよい。
【００３０】
次に図２を参照してスプレイガン１７ａと溶媒供給系８及び気体供給系７に関して説明する。溶媒供給系８は、溶媒を貯留する容器８１や図示しない貯留された溶媒を加圧圧送する加圧器等からなる溶媒供給源１９、流量計８２、濾過機（フィルタ）８３、電磁開閉弁１９ａを介して、配管１９ｂによりスプレイガン１７ａへ配管接続される。
【００３１】
気体供給系は配管７ａに順次、溶媒液を霧状にするためのＮ2等の気体の気体供給体７１、流量系７２、フィルタ７３を備え、電磁開閉弁２１を介してスプレイガン１７ａに連結される。
【００３２】
スプレイガン１７ａは図２に示すように、溶媒供給系８に接続される液体供給ノズル１７ｂと液体供給ノズル１７ｂの先端部近傍で気体供給系７に接続される気体供給ノズル１７ｃとで構成され、この合流点が溶媒と気体の混合される混合部位に規定される。スプレイガン１７ａの先端孔内壁に設けられる拡散孔１７ｄの空洞と上記の混合部位との間で溶媒とＮ２が混合されて溶媒が霧状に噴出されるようになっている。この拡散孔１７ｄの開き角度は小さ過ぎると霧状にならず、大き過ぎると横方向に無駄な噴出があるため、スプレー形状例えば４５〜９０度程度が望ましい。
【００３３】
上述した回転モータ３と、塗布液供給部１３と、駆動部１５と、溶媒供給機構６と、電磁開閉弁１９ａ，２１と、駆動部２３とは制御部３１によって制御されるようになっている。なお、制御部３１は、メモリ３３に予め格納されている、後述するタイムチャートに応じた処理プログラムによって上記各部の制御を行うようになっている。すなわち、制御部３１やメモリ３３が本発明の制御手段を構成し、タイムチャートによりタイミング指示を行う制御部３１の機能がタイミング指示手段に、スプレイノズル１７からの吐出の動作を司る機能が吐出制御手段に相当する。
【００３４】
以上の構成の塗布装置において、塗布液供給部１３から供給されるフォトレジスト液は、例えばキノンジアジド系の感光材とアルカリ可溶のフェノール系樹脂と有機溶剤とからなるポジ型のものがあり、含有する有機溶剤の例としては、ＥＣＡ（エチルセロソルブアセテート）、ＥＬ（乳酸エチル）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）等を主成分とするものがあげられる。
【００３５】
なお、上記の溶媒供給源１９が貯留する溶媒としては、フォトレジスト液に含まれている溶媒と同種の有機溶剤を使用すればよい。例えば、フォトレジスト液の主溶媒として利用されているＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）やＥＬ（乳酸エチル）などが利用できる。
【００３６】
次に、図３のタイムチャートを参照して、フォトレジスト液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処理プログラムは、図１に示したメモリ３３に予め格納されており、制御部３１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１に載置されて吸着保持されており、スプレイノズル１７が待機位置に待機されているものとする。
【００３７】
まず、回転モータ３の回転駆動を開始する。具体的には、スピンチャック１がｔ１時点で回転数Ｒ１（例えば、１００ｒｐｍ）に達するように制御部３１が回転モータ３を正転駆動する。一方、スプレイノズル１７はｔ１１時点で電磁開閉弁１９ａを開き溶媒のみを少量だけ吐出廃棄する処理（以下、プリディスペンス）をｔ１２時点まで行う。これは、スプレイガン１７ａ先端部にて一定時間以上待機置いた溶媒で特性変化した部分を吐出廃棄することで塗布液の均一性を保つ目的で行われる。
【００３８】
次に、ｔ１２時点で電磁開閉弁１９ａと閉じて電磁開閉弁２１を開きＮ2を供給する。このＮ2の供給はｔ１３まで継続する。これにより、前述のプリディスペンスによりスプレイガン１７ａの混合部位より下流側にて残留する溶媒は吹き飛ばされる。溶媒の下流端液面は、この気体による吹き飛ばしにより混合部位に規定されることとなる。なお、プリディスペンスから気体のみの供給工程への移行はタイミング的に同時でなくとも、タイムラグを設けて処理を続けるようにしてもよい。
【００３９】
そして、ｔ１３時点で電磁開閉弁２１を閉じると、スプレイノズル１７が駆動部２３により待機位置から供給位置へ移動される。ｔ１４時点でスプレイノズル１７が供給位置に位置すると溶媒噴霧塗布の工程が実施される。
【００４０】
基板Ｗの回転数が回転数Ｒ１で安定した時点でｔ１４時点において、電磁開閉弁１９ａと２１を開放してスプレイノズル１７から溶媒を霧状にして供給開始し、ｔ１５時点においてまず電磁開閉弁１９ａを閉じやや遅れて電磁開閉弁２１を閉止してその供給を停止する。すなわち、上記のｔ１４時点からｔ１５時点までが溶媒噴霧時間であり、この間に供給される溶媒の量は、例えば、０．３ミリリットルである。ここで電磁開閉弁２１を遅れて閉じるのは、スプレイガン１７ａ先端からの液ダレ防止のためである。
【００４１】
ここで、電磁開閉弁２１を遅れて閉じるため溶媒の下流端液面は工程（ｔ１２〜ｔ１３）と同様に混合部位に規定される。そして、次回の溶媒塗布までの待機期間置かれることとなり、その期間に溶媒が揮発し混合部位より液面が後退する場合がある。下流端液面が混合部位より後退してしまうと、気体のみを供給しても液面を規定する作用をはたさないが、第一の実施例ではプリディスペンス工程（ｔ１１〜ｔ１２）が実施されるため、液面規定の作用を損ねる事はない。
【００４２】
なお、溶媒の供給を停止したｔ１５時点以降において、駆動部２３がスプレイノズル１７を待機位置に移動するとともに、それに代えて駆動部１５が塗布液吐出ノズル１１を供給位置にまで移動する。
【００４３】
次いで、ｔ３時点において基板Ｗの回転数が回転数Ｒ２（例えば、１０００ｒｐｍ）に達するように、ｔ２時点で回転数を上げてゆく。そして、この回転数Ｒ２が安定した時点ｔｓにおいて、塗布液吐出ノズル１１から一定流量でフォトレジスト液を供給開始し、その時点から供給時間Ｔｓｅになるｔｅ時点においてフォトレジスト液の供給を停止する。
【００４４】
そこで、基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液Ｒによって基板Ｗの表面全体が覆われる前に、回転数を回転数Ｒ２（１０００ｒｐｍ）よりも高い回転数Ｒ３（例えば、２５００ｒｐｍ）に上げ始める（ｔ４時点）。このとき回転数をｔ４時点から上げ始めてｔ５時点で回転数Ｒ３に到達するように制御するが、この間は例えば、約０．１ｓｅｃである。
【００４５】
なお、基板Ｗの表面全体には上述したように予め溶媒が塗布されているので、フォトレジスト液と基板Ｗ表面との接触角が非常に小さくなっている。したがって、フォトレジスト液の径の拡大が速くなり、フォトレジスト液により基板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。
【００４６】
このようにして基板Ｗの表面全体がフォトレジスト液によって覆われ、ｔ７時点で基板Ｗの回転数を回転数Ｒ４（例えば、１５００ｒｐｍ）に下げ、この回転数Ｒ４をｔ７時点からｔ８時点まで保持することにより、基板Ｗの表面全体を覆っているフォトレジスト液のうち僅かな余剰分を振り切る。これにより基板Ｗの表面に所望膜厚のフォトレジスト被膜が形成される。
【００４７】
上述したように基板Ｗのフォトレジスト液を供給する前に溶媒を塗布しておき、フォトレジスト液と基板Ｗ表面との接触角を小さくしているので、その後に供給されたフォトレジスト液の径を容易に拡げることができる。また、フォトレジスト液に先立って供給する溶媒を噴霧するようにしたため短時間で広範囲にわたり供給することができ、基板Ｗの表面に回路パターン等の凹凸が形成されていたとしてもその部分に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に起因するムラがフォトレジスト被膜に生じることを防止できる。
【００４８】
さらに溶媒の吐出量は、溶媒塗布の直前に行われる気体のみの供給工程（ｔ１２〜ｔ１３）にて常にスプレイノズル１７内における溶媒下流端液面が一定位置に規定されるため、吐出量も一定となる。すなわち、溶媒がその揮発性によりスプレイノズル１７内をその下流端液面を後退させて行くことによりスプレイノズル１７内の溶媒量は変動するが、吐出量は一定とすることができる。
【００４９】
また、気体のみの供給工程は、スプレイノズル１７の移動期間（ｔ１３〜ｔ１４）を間にして溶媒噴霧塗布工程（ｔ１４〜ｔ１５）の直前に行われるので、液面が規定されてからの溶媒の揮発量の変動が最小限に抑えられる。
【００５０】
次に、図４のタイムチャートを参照して参考例によるフォトレジスト液塗布処理について説明する。なお、この塗布処理を実施する装置は、上記の図１に示した構成と同一であり、そのメモリ３３に格納されている処理プログラムが以下のように異なるだけである。
【００５１】
まず、第一の実施例と異なって参考例では溶媒のプリディスペンスを行わない。そこでスプレイノズル１７が待機位置で気体のみの供給工程（ｔ２２〜ｔ２３）を行い、スプレイノズル１７を移動後（ｔ２４）で基板Ｗを吸引式スピンチャック１に吸着保持させた状態で、回転モータ３を駆動することなく、つまり、基板Ｗを静止させた状態で溶媒を噴霧する（ｔ２４〜ｔ２５）。具体的には、ｔ２４時点でスプレイノズル１７から基板Ｗの表面に溶媒を噴霧して供給開始しつつ、ｔ２５時点までの溶媒噴霧時間内に溶媒が基板Ｗの表面全体にゆきわたるように駆動部２３でスプレイガン１７ａを移動する。
【００５２】
このｔ２５時点で溶媒の噴霧を停止する時、気体供給系７よるＮ2の供給を停止した後に溶媒供給系８による溶媒の供給を停止するように制御する。この停止手順のタイミングは僅かに溶媒供給系８の停止をずらせばよく、こうすることでＮ2の供給停止後に溶媒のみ僅かに供給されることとなり、常に溶媒の下流端液面はスプレイガン１７ａにおける混合部位より下流に規定されることとなる。
【００５３】
次に、ｔｓ時点において塗布液吐出ノズル１１からフォトレジスト液を供給開始し、供給時間Ｔｓｅが経過するとｔｅ時点でその供給を停止する。つまり、基板Ｗを静止させた状態でフォトレジスト液の供給を完了する。
【００５４】
ｔｅ時点においてフォトレジスト液の供給を停止するとともに、基板Ｗの回転数を回転数Ｒ２に向けて上昇させ、これをｔ１時点からｔ２時点まで維持した後、ｔ３時点で基板Ｗの回転数が回転数Ｒ３に到達するようにｔ２時点から加速を開始する。この時点ｔ２は、基板Ｗの表面全体を覆う前に設定されている。
【００５５】
以上、上記参考例では、プリディスペンスを行わないが溶媒の噴霧塗布の停止時に積極的に溶媒の下流端液面が混合部位より下流側に位置するようにしている。そうすることにより次回に気体のみの供給工程を実施する際に常に混合部位から下流側に存在する溶媒を吹き出すことで液面を規定するものである。
【００５６】
また、噴霧塗布の停止時の制御としては、溶媒とＮ2との供給を同時に停止するようにしてもよい。こうすることでスプレイガン１７ａの混合部位の下流側には吹き飛ばされた溶媒が少なからず残留することとなり、次回の気体のみの供給工程（ｔ１１〜ｔ１２）で吹き飛ばされることとなる。
【００５７】
なお、第一実施例および参考例では、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、本発明方法はＳＯＧ液（Spin On Glass、シリカ系被膜形成材とも呼ばれる）やポリイミド樹脂などの塗布液であっても適用可能である。
【００５８】
また、上記の説明では、溶媒の噴霧を塗布装置内で実施するようにしているが、別体の装置で溶媒噴霧だけを実施した後、塗布装置で塗布液の塗布を行うようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１の発明では、液体と気体とを同時に供給してスプレイノズルの先端部で混合して被処理基板に噴霧塗布する塗布方法であって、噴霧塗布工程の直前に気体のみを所定時間供給する工程を経て、被処理基板への噴霧塗布工程を行う、ことを特徴し、気体と液体とを同時に供給して噴霧塗布を行う工程の直前において、気体のみ所定時間供給する工程を行う。そして、その工程を経て噴霧工程が行われる。そのため、噴霧工程の直前においては、スプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により残留液体が吹き飛ばされる。よって、噴霧工程における液体の下流端液面は常に混合部位に位置することとなり、液体の吐出量が一定となる。しかも、気体のみの供給工程の前に液体のみを所定時間供給してスプレイノズルに溜まった液体を吐出廃棄するので、スプレイノズルに溜まった液体に特性変化が生じていた場合にも、そのような液体は廃棄されて均一的な塗布を行うことができる。
【００６０】
請求項３に係る発明は、液体と気体とを同時に供給してスプレイノズルの先端部で混合して、被処理基板に噴霧塗布する塗布装置であって、前記スプレイノズルに液体を供給する液体供給系と、前記液体供給系に合流する気体を供給する気体供給系と、前記液体供給系と気体供給系の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は噴霧塗布を行う直前にて前記スプレイノズルへ気体供給系より所定時間気体を供給するよう制御することで、気体と液体とを同時に供給して噴霧塗布を行う直前において気体のみ所定時間供給を行う。そのため、噴霧塗布を行う直前においては、スプレイノズルの気体と液体の混合部位の下流側で気体により液体が吹き飛ばされる。よって、噴霧塗布における液体の下流端液面は常に混合部位に位置することとなり、液体の吐出量が一定となる塗布装置が提供される。しかも、気体供給系より気体のみを供給する前に、液体供給系より液体のみを所定時間供給してスプレイノズルに溜まった液体を吐出廃棄するので、スプレイノズルに溜まった液体に特性変化が生じていた場合にも、そのような液体は廃棄されて均一的な塗布を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法を適用した回転式基板塗布装置の概略構成を示す図である。
【図２】 スプレイノズルの構成を示す概略構成図である。
【図３】 第一実施例に係るフォトレジスト液塗布方法を示すタイムチャート図である。
【図４】 参考例に係るフォトレジスト液塗布方法を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
１ 吸引式スピンチャック
５ 飛散防止カップ
６ 溶媒供給機構
７ 気体供給系
８ 溶媒（気体）供給系
１１ 塗布液吐出ノズル
１３ 塗布液供給部
１５、２３ 駆動部
１７ スプレイノズル
１７ａ スプレイガン
１９ 溶媒供給源
１９ａ、２１ 電磁開閉弁
３１ 制御部
３３ メモリ
Ｗ 基板
Claims (4)
- 液体と気体とを同時に供給してスプレイノズルの先端部で混合して、被処理基板に噴霧塗布する塗布方法であって、
噴霧塗布工程の直前に気体のみを所定時間供給する工程を経て、被処理基板への噴霧塗布工程を行い、
かつ、前記気体のみの供給工程の前に液体のみを所定時間供給して前記スプレイノズルに溜まった液体を吐出廃棄する処理工程を行う、
ことを特徴とする塗布方法。 - 前記請求項１に記載の塗布方法であって、
前記液体は揮発性を有する、ことを特徴とする塗布方法。 - 液体と気体とを同時に供給してスプレイノズルの先端部で混合して、被処理基板に噴霧塗布する塗布装置であって、
前記スプレイノズルに液体を供給する液体供給系と、
前記液体供給系に合流する気体を供給する気体供給系と、
前記液体供給系と気体供給系の作動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は噴霧塗布を行う直前にて前記スプレイノズルへ気体供給系より所定時間気体のみを供給するよう制御し、かつ、前記気体供給系より気体のみを供給する前に、前記液体供給系より液体のみを所定時間供給して前記スプレイノズルに溜まった液体を吐出廃棄するよう制御することを特徴とする塗布装置。 - 前記請求項３に記載の塗布装置であって、
前記制御手段は、前記液体供給系と気体供給系の作動のタイミングを指示するタイミング指示手段と、
前記タイミング指示手段からの信号に応じて前記液体供給系と気体供給系からの液体または気体の吐出を制御する吐出制御手段と、
を備え、
前記タイミング指示手段からの気体供給系からの気体供給の完了の信号により、前記吐出制御手段により噴霧塗布を行うことを特徴とする塗布装置。
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