JP2001269607A - 塗布処理装置および塗布処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラ
ス基板や半導体ウエハ等の基板の表面にレジスト液等を
塗布液を塗布して塗布膜を形成し、その後に塗布膜の減
圧乾燥等の処理を行う塗布処理装置および塗布処理方法
を提供する。 【解決手段】 基板Ｇに塗布液を塗布する処理装置２２
は、レジスト液吐出ノズル７３ａ等の基板Ｇに塗布液を
塗布する塗布手段と、ガス導入口５８ａ・５８ｂを閉口
することにより内部の減圧が可能となるチャンバ４３を
具備する。塗布液を基板Ｇ上に供給した後に塗布膜を形
成し、チャンバ４３内を減圧保持して塗布膜を予備的に
乾燥させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、液晶ディ
スプレイ（ＬＣＤ）用ガラス基板や半導体ウエハ等の基
板の表面にレジスト液等の塗布液を塗布して塗布膜を形
成し、その後に塗布膜の減圧乾燥等の処理を行う塗布処
理装置および塗布処理方法に関する。

【従来の技術】

【０００２】例えば、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技術により所定のパ
ターンが形成される。

【０００３】このような回路パターンの形成は、複数の
処理ユニットが集約されたレジスト塗布・現像システム
を用いて行われる。このようなシステムにおいては、ま
ず、基板に対して必要に応じて紫外線照射により表面改
質・洗浄処理が行われた後、洗浄ユニットによりブラシ
洗浄および超音波水洗浄が施される。その後、基板はレ
ジストの安定性を高めるために、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、引き続
き、レジスト塗布処理ユニットにてレジスト塗布が行わ
れる。こうして、レジスト膜が形成された基板には、加
熱処理ユニットによるプリベーク、露光装置による所定
のパターンの露光、現像処理ユニットでの現像処理、加
熱処理ユニットでのポストベーク処理が順次施され、基
板に所定の回路パターンが形成される。

【０００４】ここで、レジストの塗布からプリベーク前
までの処理工程について、より詳しく説明すると、まず
疎水化処理された基板を、水平回転可能なスピンチャッ
クに吸着保持し、基板上部よりレジスト液を供給した後
に基板を回転させる。これにより、レジスト液は遠心力
により拡散して基板上に膜状に形成される。

【０００５】このとき、基板の周縁部では、形成された
レジスト膜が不均一な厚みを有し、また、基板の側面や
裏面にレジストが付着する場合が殆どである。このよう
なレジストは、その後の基板の搬送過程等においてパー
ティクル等の発生の原因となり、また、基板の搬送装置
を汚す原因にもなることから、これらのレジストは、シ
ンナー等の処理液を基板周縁の所定位置に吐出すること
により除去され、基板はその後にプリベーク処理へと送
られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したレジスト膜の
形成からプリベーク前の基板周縁および裏面のレジスト
の除去に至る工程を用いた場合には、その後に基板がプ
リベーク処理等され、または基板が露光されて現像処理
されたときに、プリベーク処理等の加熱処理に際して基
板を支持する固定ピンや基板を昇降させるリフトピン等
との接触跡が、基板に転写されることがあった。これ
は、レジストの乾燥が不十分な状態から急峻に加熱乾燥
を行った場合に、リフトピン等の接触部分とリフトピン
等が接触しない部分とで、熱履歴が異なること等が主な
原因である。

【０００７】また、レジスト膜が形成された後すぐに、
基板の周縁部のレジストを除去する工程へと基板を搬送
した場合には、レジスト膜の乾燥が不十分であることか
ら、搬送中に膜厚が変化する可能性があり、また、パー
ティクル等が付着し易く、製品の品質を低下させたり、
不良品の発生を招く可能性も高い。さらに、基板を搬送
するアーム等へ未乾燥のレジストが付着して基板を汚染
することも起こり得る。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、種々の塗布液を用いて基板に塗布膜を形成す
るに当たって、基板における転写発生の防止および塗布
膜の厚み変化の防止、ならびに基板へのパーティクル等
の付着防止を図った塗布処理装置および塗布処理方法を
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】上記課題の１つである転
写の発生を解決するために、本出願人は、特願平１０−
２３３５９９号、同１０−３６９３０６号において、基
板にレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニットと、
レジスト膜が形成された基板を減圧乾燥する減圧乾燥ユ
ニットと、減圧乾燥後の基板から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とを一列に配した処理
装置を提案している。

【００１０】しかしながら、このようなレジスト塗布処
理ユニット、減圧乾燥ユニット、周縁レジスト除去ユニ
ットを別々に設けた構成では、各ユニットが占有するス
ペースが広くなるために、装置が大型化する問題があっ
た。また、同装置は、レジスト塗布処理ユニットから減
圧乾燥ユニットへの基板の搬送過程では、レジスト膜の
乾燥は必ずしも十分なものではないことから、従来と同
様に、膜厚の変化やパーティクルの付着の問題を内在す
るものであった。

【００１１】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、第１の発明は、チャンバ内に載置
された基板に塗布液を塗布する処理装置であって、前記
チャンバが、下部容器と下部容器を閉塞する蓋体とから
なり、前記蓋体に開閉自在なガス導入口が形成され、前
記ガス導入口を閉口することにより前記チャンバ内の減
圧が可能となることを特徴とする塗布処理装置、を提供
する。

【００１２】第２の発明は、基板に塗布液を塗布する処
理装置であって、基板に塗布液を塗布する処理装置であ
って、ガス導入口が形成された蓋体を有し、前記ガス導
入口を閉口することにより内部の減圧が可能となり、基
板が収容されるチャンバと、前記基板に塗布液を塗布す
る塗布手段と、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】第３の発明は、基板に塗布液を塗布する処
理装置であって、ガス導入口が形成された蓋体を有し、
前記ガス導入口を閉口することにより内部の減圧が可能
となり、基板が収容されるチャンバと、前記基板に塗布
液を塗布する塗布手段と、前記チャンバ内を減圧する排
気手段と、を具備することを特徴とする塗布処理装置、
を提供する。

【００１４】第４の発明は、基板に塗布液を塗布し、形
成された塗布膜に乾燥処理を施す処理装置であって、ガ
ス導入口が形成された蓋体を有し、前記ガス導入口を閉
口することにより内部の減圧が可能となり、基板が収容
されるチャンバと、前記基板に塗布液を塗布する塗布手
段と、前記基板の周縁部の塗布膜および裏面に付着した
塗布液を除去する周縁塗布膜除去装置と、前記基板を、
前記チャンバと前記周縁塗布膜除去装置との間で搬送す
る搬送手段と、を具備することを特徴とする塗布処理装
置、を提供する。

【００１５】上述した本発明の塗布処理装置では、塗布
膜が形成された状態で基板を搬送することなく、ガス導
入口を開口した状態ではガス導入口からチャンバ内に流
入するガスによって、また、チャンバ内を減圧雰囲気と
することによって、基板に形成された塗布膜の乾燥を促
進することができることから、その後に周縁塗布膜除去
装置へと基板を搬送しても、塗布膜厚の変化が起こり難
く、しかも、パーティクル等が付着し難くなる。

【００１６】また、塗布液の塗布処理を行うチャンバへ
減圧手段を設けることで、別途、周縁塗布膜除去装置の
前段に減圧乾燥ユニットを設ける必要がなくなることか
ら、装置自体のコンパクト化が図られる。さらに、基板
周縁の塗布膜等の除去後に加熱処理ユニットにおいて乾
燥を行う際には、塗布膜が予備的に乾燥されていること
から、加熱時の熱履歴による転写の発生が抑制される。

【００１７】本発明によれば、このような装置を用いた
第１の塗布処理方法として、ガス導入口が形成された蓋
体を有するチャンバ内に載置された基板に塗布液を塗布
する処理方法であって、前記蓋体を上空待機させた状態
で、静止した基板に塗布液を供給する第１工程と、前記
基板に塗布膜を形成する第２工程と、前記蓋体を降下さ
せてチャンバに処理室を形成し、前記ガス導入口を開口
して前記処理室にガスを導入しながら前記塗布膜の厚み
を調整する第３工程と、前記ガス導入口を閉口し、前記
チャンバ内を減圧して所定時間保持することにより、前
記塗布膜を乾燥させる第４工程と、を有することを特徴
とする塗布処理方法、を提供する。

【００１８】また、第２の塗布処理方法として、ガス導
入口が形成された蓋体と回転可能な内側カップおよび固
定された外側カップを有する下部容器とからなるチャン
バ内に載置された基板に、塗布液を塗布する処理方法で
あって、前記蓋体を上空待機させた状態で、静止した基
板に塗布液を供給する第１工程と、前記基板を回転させ
て塗布膜を形成する第２工程と、前記蓋体を降下させて
チャンバに処理室を形成し、前記ガス導入口を開口して
前記処理室にガスを導入しながら前記塗布膜の厚みを調
整する第３工程と、前記基板の回転を停止または減速し
て前記ガス導入口を閉口し、前記内側カップを回転させ
ることによって前記処理室内を減圧して所定時間保持す
ることにより、前記塗布膜を乾燥させる第４工程と、を
有することを特徴とする塗布処理方法、が提供される。

【００１９】これらの塗布処理方法では、チャンバに排
気手段を設け、第４工程中に、および／または第４工程
後に、チャンバ内をさらに減圧して所定時間保持する第
５工程を加えることも好ましい。このような方法を用い
た場合には、第３工程では、ガス導入口からチャンバ内
へ流入するガスが塗布膜からの揮発成分と共に排出さ
れ、また、第４工程では弱い減圧乾燥によって塗布膜の
乾燥が行われるので、強制的な排気を行う第５工程を加
えても、塗布膜の急激な乾燥や脱気が起こらず、膜性状
に悪影響を与えることがない。

【００２０】なお、特開平７−２８３１０８号公報に
は、薄膜形成後に減圧乾燥を行い、その後に端縁洗浄、
加圧乾燥を行う基板処理装置および基板処理方法が開示
されており、薄膜形成を行うスピンコータ内で減圧乾燥
が行える旨、記載されている。しかしながら、同公報に
開示された減圧乾燥は、膜形成の直後に真空ポンプ等の
排気手段を用いて行うものであり、本発明のように、膜
形成の段階でガス導入口から流入したガスがチャンバ内
を流れつつ塗布膜の乾燥が行われることや、真空ポンプ
等の排気手段を用いることなく、基板および基板が載置
されたステージやチャンバの構成要素を回転させること
によってチャンバ内部を減圧することについては記載さ
れていない。また、同公報に記載の減圧乾燥は、膜厚変
化の防止や端縁処理後の加熱処理時間の短縮を目的とし
ているが、転写防止については何ら触れられていない。

【００２１】

【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、ＬＣＤ基板に塗布液としてのレ
ジストを塗布し、処理するレジスト塗布・現像処理シス
テムを例に説明する。

【００２２】図１はレジスト塗布・処理システムの平面
図であり、このレジスト塗布・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。

【００２３】カセットステーション１は、カセットＣと
処理部２との間で基板Ｇの搬送を行うための搬送機構１
０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１
０はカセットの配列方向に沿って設けられた搬送路１０
ａ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。

【００２４】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１２
・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。

【００２５】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。

【００２６】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／減圧乾燥処理ユニット（Ｃ
Ｔ／ＶＤ）２２が設けられている。レジスト塗布／減圧
乾燥処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２の隣には、レジス
ト塗布／減圧乾燥処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２にお
いてレジスト膜が形成された後の基板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
が設けられている。

【００２７】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（ＣＯ
Ｌ）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。

【００２８】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。

【００２９】なお、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／減圧乾燥
処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２、現像処理ユニット２
４ａ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。

【００３０】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。

【００３１】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（図示せず。）を有している。

【００３２】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１５との
間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、中段部２ｂ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。

【００３３】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つのバッファステージ３
７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。

【００３４】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。

【００３５】このように構成されたレジスト塗布・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・２１ｂ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。

【００３６】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）された後、下段の冷却処理ユニッ
ト（ＣＯＬ）で冷却される。次いで、レジスト塗布／減
圧乾燥処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２において、基板
Ｇにレジストが塗布される。

【００３７】このレジスト塗布工程では、後に詳細に説
明するように、基板Ｇの処理面にレジスト液が供給され
た後に、基板Ｇを回転させる等して基板Ｇ全面にレジス
ト液を拡げ、次いで、処理室を形成する蓋体に設けられ
たガス導入口からガスを流入させつつ、レジスト中の揮
発成分とともに排出されるようにして、徐々にレジスト
膜を乾燥させつつ、レジスト膜の厚みを調整する。その
後、必要に応じて基板の回転等を停止し、または減速す
るとともに、ガス導入口を閉口して処理室内を所定の減
圧雰囲気に保持して、レジスト膜の減圧乾燥を行う。

【００３８】このようなレジスト塗布／減圧乾燥処理ユ
ニット（ＣＴ／ＶＤ）２２での処理の終了後に、基板Ｇ
は周縁レジスト除去ユニット（ＥＲ）２３へ搬送され、
基板Ｇの周縁部のレジストの除去（以下、このような処
理を「エッジリムーブ」という。）が行われる。なお、
エッジリムーブは、基板Ｇのレジスト膜が形成された面
の周縁部のレジストの除去と、基板Ｇの側面ならびに基
板Ｇの裏面に付着したレジストの除去と、を行う処理を
いうものとする。

【００３９】その後、基板Ｇは、中段部２ｂの中の加熱
処理ユニット（ＨＰ）の１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。次いで、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・３
２・３３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。

【００４０】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。

【００４１】次に、本発明の塗布処理装置の一形態であ
るレジスト塗布／減圧乾燥処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）
２２について詳細に説明する。図２は、レジスト塗布／
減圧乾燥処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２を模式的に示
す断面図であって、蓋体４５を下部容器４４に装着した
状態を示している。

【００４２】図２に示されるように、レジスト塗布／減
圧乾燥処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２には、基板Ｇを
主面を水平にした状態で吸着保持するスピンチャック４
０が回転自在に設けられている。基板Ｇとスピンチャッ
ク４０を内部に配置することとなるチャンバ４３は、下
部容器４４と蓋体４５から構成され、さらに、下部容器
４４は、回転可能な内側カップ４４ａと、内側カップ４
４ａの外周側と下方側を覆う外側カップ４４ｂとからな
り、外側カップ４４ｂは固定されている。蓋体４５は、
内側カップ４４ａを閉塞し、内側カップ４４ａと共に回
転可能な内蓋４５ａと、外側カップ４４ｂを閉塞する外
蓋４５ｂから構成されている。

【００４３】スピンチャック４０は連結棒５６により駆
動モータ４１と連結されており、駆動モータ４１により
回転され、従って、スピンチャック４０上の基板Ｇもま
た回転される。また、スピンチャック４０は、例えば、
駆動モータ４１や連結棒５６とともに昇降させるような
昇降機構（図示せず。）により昇降可能に構成されてお
り、外側カップ４４ｂの上面よりも上方に突出できるよ
うになっている。こうして、主搬送装置１８から基板Ｇ
を受け取り、または後処理である周縁レジスト除去ユニ
ット（ＥＲ）２３への基板Ｇの搬送を容易に行うことが
できる構造となっている。なお、基板Ｇの授受が行える
ように、スピンチャック４０を固定して、下部容器４４
を昇降可能な構成とすることもできる。

【００４４】内側カップ４４ａは回転機構４２により、
筒状体５７の周りに回転可能な構造となっており、回転
機構４２は、駆動モータ４１とは別に設けられた駆動機
構（図示せず。）により、スピンチャック４０とは独立
して回転することが可能となっている。

【００４５】内側カップ４４ａの底部外縁には流出口５
０が形成されており、基板Ｇから飛散したレジスト液
と、蓋体４５に形成されたガス導入口５８ａからチャン
バ４３内へ流入したガスがこの流出口５０から、外側カ
ップ４４ｂの底部外縁へ向けて排出される。一方、外側
カップ４４ｂには仕切板４７が設けられており、仕切板
４７は、外側カップ４４ｂ内でのガス流路を形成すると
ともに、流出口５０から排出されたレジスト液を外側カ
ップ４４ｂの底部外縁へ導く役割を果たしている。

【００４６】なお、ガス導入口５８ａからチャンバ４３
内へ流入するガスは、レジスト塗布／減圧乾燥処理ユニ
ット（ＣＴ／ＶＤ）２２が配置される場所の雰囲気ガス
であることが一般的であり、多くの場合、空気である。
しかしながら、例えば、ガス導入口５８ａにガス導入管
を取り付けて、特にパーティクルの含有量が少ないよう
に調整されたガス等を流入させることも可能である。

【００４７】図２記載の内側カップ４４ａには、その底
部下面の外縁部にフィン５９が配設されており、フィン
５９は、内側カップ４４ａを回転させたときに、排出口
５０からのレジスト液やガスの排出を促進させるよう
に、チャンバ４３内に気流を起こす形状に設計されてい
る。従って、ガス導入口５８ａ・５８ｂを閉塞した状態
において、内側チャンバ４４ａを回転させると、チャン
バ４３内に負圧を発生させることも可能である。

【００４８】外側カップ４４ｂの底部外縁にはドレイン
排出口４６ａが形成されており、内側カップ４４ａから
排出されたレジスト液は、このドレイン排出口４６ａか
ら外部へ排出される。また、外側カップ４４ｂの底部に
は、排気口４６ｂが形成されており、チャンバ４３内に
流入したガスが自然排気されるようになっている。排気
口４６ｂは、工場ダクト等の弱い排気機構に連通するよ
うに構成され、逆に、この排気機構によりガス導入口５
８ａ・５８ｂからチャンバ４３内部にガスが導入され
る。

【００４９】さらに、外側カップ４４ｂには、ガス流路
からガスの一部を強制的に取り込み、排気するための排
気管４８が、ガス流路に開口部を有するように配設され
ている。排気管４８を用いたチャンバ４３内の強制排気
は、排気管４８に取り付けられた真空ポンプ等の減圧ポ
ンプ４９により行われる。

【００５０】内蓋４５ａの上部中央には、支持部材５２
が取り付けられており、支持部材５２の上端には、係止
部材６１が配設されている。これら内蓋４５ａと支持部
材５２および係止部材６１の中央を貫通するように、ガ
ス導入口５８ａが形成されており、係止部材６１上に
は、ガス導入口５８ａからチャンバ４３内へのガスの流
入を制御することができるように、弁５４を有する開閉
装置５３が配設されている。こうして、例えば、開閉装
置５３および後述する開閉装置５５を用いてガス導入口
５８ａ・５８ｂを閉じて排気管４８からの強制排気を行
うことにより、チャンバ４３内を、より真空度の高い減
圧雰囲気とすることが容易に行える。

【００５１】内蓋４５ａの下部には、内蓋４５ａと微小
隔離するように整流板５１が形成されている。従って、
ガス導入口５８ａから流入したガスは、図２中の矢印で
示されるように、整流板５１と内蓋４５ａとの間を流れ
て、排出口５０から外側カップ４４ｂへ導かれ、排気口
４６ｂまたは排気管４８を通って、排気される。

【００５２】外蓋４５ｂの上部には、ガス導入口５８ｂ
が形成されており、ガス導入口５８ｂは開閉装置５５に
より、開閉可能となっている。図２では、開閉装置５５
として、左右方向にスライドするものを示しているが、
このような形態に限定されるものではない。ガス導入口
５８ｂからチャンバ４３内へ流入したガスは、内蓋４５
ａと外蓋４５ｂとの間を通って、内側カップ４４ａに形
成された排出口５０から排出されるガス等と混合されな
がら、外側カップ４４ｂに形成されているガス流路を通
って、排気口４６ｂあるいは排気管４８から、外部へと
排出される。

【００５３】外蓋４５ｂの中央部には、支持部材５２が
貫通しており、支持部材５２と外蓋４５ｂとの間は気密
にシールされているが、これらの部材は固定はされてお
らず、従って、外蓋４５ｂは支持部材５２の上下方向に
可動である。

【００５４】外蓋４５ｂの上面に取り付けられた支持棒
６２には、上面に突起部６５ｂが形成された円環状のベ
ース部材６３が固定されており、突起部６５ｂは、係止
部材６１の下面に形成されている凹部６５ａと嵌合する
形状となっている。こうして、昇降機構６４により支持
棒６２を上昇させた場合には、支持棒６２と共に外蓋４
５ｂとベース部材６３がまず上昇し、ベース部材６３と
係止部材６１とが突起部６５ｂと凹部６５ａが嵌合して
接触した時点から、係止部材６１と支持部材５２および
内蓋４５ａも上昇し、チャンバ４３全体が開口した状態
となる。

【００５５】図３の断面図は、上述のようにして、チャ
ンバ４３が開口した状態を示している。図３の状態から
支持棒６２を降下させた場合には、内蓋４５ａが内側カ
ップ４４ａの上開口部を閉塞した後に係止部材６１とベ
ース部材６３が離れて、ベース部材６３と外蓋４５ｂ
が、外蓋４５ｂが外側カップ４４ｂを閉塞するまで下降
する。こうして、チャンバ４３全体が閉塞された図２記
載の状態となる。

【００５６】外側カップ４４ｂの外側には支持柱７０が
立設されており、支持柱７０からは基板Ｇにレジスト液
や溶剤を供給するためのヘッド７２を先端に有するアー
ム７１が延出している。図２および図３に記載のヘッド
７２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７３ａと、シンナー等の溶剤を吐出す
るための溶剤吐出ノズル７３ｂとを有しており、多系統
のノズルユニットを構成している。

【００５７】アーム７１は、支持柱７０内の機構（図示
せず。）により、回転可能および昇降可能に構成され、
ヘッド７２は、レジスト液や溶剤の供給時には、図３に
示されるように基板Ｇの中央部上空に位置され、一方、
蓋体４５で下部容器４４を閉塞する際には、図２に示さ
れるように退避位置へ移動されるようになっている。

【００５８】次に、以上のように構成されるレジスト塗
布／減圧乾燥処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２における
処理方法について説明する。図４は、以下に説明する処
理動作の簡単なフローチャートである。まず、図３に示
されるように、蓋体４４を上昇させてチャンバ４３を開
口した状態とする（ＳＴ１）。このとき、アーム７１に
ついては図２に示されるようにヘッド７２が退避位置に
ある状態とする。次いで、スピンチャック４０を上昇さ
せて、主搬送装置１８から基板Ｇをスピンチャック４０
上へ載置、固定する（ＳＴ２）。

【００５９】スピンチャック４０を、基板Ｇとともに内
側カップ４４ａ内に収容して、図３に示されるように、
アーム７１を回動させてヘッド７２を基板Ｇの中央部上
方に位置させ、例えば、溶剤吐出ノズル７３ｂからシン
ナー等の溶剤を基板Ｇに吐出した後、レジスト液吐出ノ
ズル７３ａからレジスト液を基板Ｇに塗布する（ＳＴ
３）。レジスト液の塗布後には、アーム７１を回動させ
てヘッド７２を退避位置へ移動させ、基板Ｇおよびスピ
ンチャック４０を、例えば１５００ｒｐｍ程度の回転速
度で回転させる（ＳＴ４）。こうして生じる遠心力によ
り、レジスト液は外周へ向けて拡散されて、基板Ｇ上に
レジスト膜が形成され、飛散したレジスト液は、排出口
５０を経て外側カップ４４ｂ下部へ導かれ、ドレイン排
出口４６ａより外部に排出される。所定時間ほど基板Ｇ
を回転させた後、一旦、基板Ｇの回転を停止する（ＳＴ
５）。

【００６０】その後、蓋体４５を降下させて、内側カッ
プ４４ａ、外側カップ４４ｂをそれぞれ内蓋４５ａ、外
蓋４５ｂにより閉塞した状態とし（ＳＴ６）、また、ガ
ス導入口５８ａ・５８ｂを開口させた状態とする（ＳＴ
７）。この状態において、基板Ｇを、例えば１３４０ｒ
ｐｍで回転させる（ＳＴ８）。これによりレジスト膜の
膜厚が調整される。なお、この膜厚調整の際に基板Ｇか
ら飛散したレジスト液は、レジスト液の拡散処理時と同
様に、排出口５０を経て外部へ排出される。

【００６１】このレジスト膜の膜厚調整の際には、内側
カップ４４ａは内蓋４５ａによって閉塞されているため
に、処理に悪影響を及ぼす気流の発生を防止することが
でき、これにより、膜厚の均一化が図られる。また、内
蓋４５ａには整流板５１が設けられていることから、ガ
ス導入口５８ａから流入したガスは直接に基板Ｇに当た
ることがないために、レジスト膜へ悪影響を及ぼさな
い。さらに、流入したガスは整流板５１と内蓋４５ａと
の間を外周方向へ流され、排出口５０から外側カップ４
４ｂへと流出することから、レジスト膜厚が変化し易い
基板Ｇの周縁部近傍に積極的に気流が形成されて、その
部分の乾燥状態が制御されることから、基板Ｇの周縁部
の膜厚を制御して、レジスト膜の膜厚均一性の向上が図
られる。

【００６２】レジスト膜の膜厚が均一になったら、基板
Ｇの回転数をレジスト膜に厚みの変化が起きない程度に
まで落とすか、または停止させ（ＳＴ９）、ガス導入口
５８ａを閉じてガスが内側カップ４４ａと内蓋４５ａに
より形成される処理室内に導入されないようにする（Ｓ
Ｔ１０）。次に、内側カップ４４ａと内蓋４５ａを所定
の回転数、例えば、１３４０ｒｐｍで回転させる（ＳＴ
１１）。この内側カップ４４ａの回転により、内側カッ
プ４４ａ内に残留していたレジスト液は、外側カップ４
４ｂへと排出される。

【００６３】この内側カップ４４ａと内蓋４５ａの回転
初期においては、ガス導入口５８ｂは開口した状態とし
ておくことが好ましい。ガス導入口５８ｂから外側カッ
プ４４ｂ内に導入されたガスにより、回転する内側カッ
プ４４ａと固定された外側カップ４４ｂとの間での乱流
の発生が防止され、排気をスムーズに行うことが可能と
なる。また、内側カップ４４ａから排出されるレジスト
液やそのミストが、外側カップ４４ｂ内で飛散すること
を防止することができる。

【００６４】内側カップ４４ａ内のレジスト液が排出さ
れた状態となった後には、ガス導入口５８ｂを閉口する
（ＳＴ１２）。これにより、内側カップ４４ａの底部下
面の外縁部に設けられたフィン５９は、チャンバ４３内
に残留するガスを、外部へ排出するように機能し、チャ
ンバ４３内に負圧を発生させる。こうしてチャンバ４３
内が減圧されることにより、レジスト膜中の揮発成分の
蒸発が促進され、レジスト膜の減圧乾燥を行うことが可
能となる。

【００６５】しかしながら、このフィン５９によって発
生する負圧は、フィン５９の形状や内側カップ４４ａの
回転数によって変化し、従って、必ずしも十分に大きい
負圧を得ることができない場合もあることから、状況に
応じて、排気ポンプ４９を動作させて、排気管４８より
強制的に排気を行うことも好ましい（ＳＴ１３）。こう
して、チャンバ４３内を所定の減圧状態、例えば、０．
１Ｔｏｒｒ程度に減圧することが可能となり、この状態
で所定時間保持すると、さらに乾燥処理を進めることが
可能となる。なお、排気管４８から強制的に排気を行う
際には、排気口４６ｂからのガスの逆流が起こらないよ
うに、排気口４６ｂを閉塞する等の処置を施すことが好
ましい。

【００６６】所定時間の減圧乾燥処理が終了した後に
は、強制排気を行った場合には強制排気を停止し、ま
た、内側カップ４４ａの回転を停止する（ＳＴ１４）。
その後、蓋体４５を上昇させて（ＳＴ１５）、基板Ｇを
周縁レジスト除去ユニット２３へ搬送する（ＳＴ１
６）。周縁レジスト除去ユニット２３において、基板Ｇ
にはエッジリムーブが施され（ＳＴ１７）、周縁レジス
ト除去ユニット２３に減圧機構が併設されている場合に
は、好ましくは減圧乾燥処理が行われる（ＳＴ１８）。
周縁レジスト除去ユニット２３での処理が終了した後に
は、基板Ｇは加熱処理ユニットへ搬送される（ＳＴ１
９）。

【００６７】上述した処理方法に従って、レジスト塗布
／減圧乾燥処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２において、
適度にレジスト膜が乾燥された基板Ｇは、加熱処理ユニ
ットにおける熱処理において、レジスト膜の急激な乾燥
が起こることがないために、転写の発生が抑制されるこ
ととなる。

【００６８】つまり、本発明において、熱処理前の減圧
乾燥により適度にレジスト膜の乾燥を行う理由は、熱処
理後に基板Ｇに転写が生ずる大きな原因が、基板Ｇにお
いてリフトピン等が接触した部分の温度履歴が他の非接
触部分と異なるために、熱処理時にレジストの膜厚がリ
フトピン等の形状に対応して変化することと考えられ、
また、露光・現像処理後に転写が生ずる原因が、基板Ｇ
上に形成された回路パターンの線幅がリフトピン等の形
状に対応するように変化することと考えられるためであ
る。つまり、上述した工程に従ってレジスト膜を加熱処
理前に適度に乾燥させておくと、レジスト膜の流動性が
小さくなり、また、加熱による成分の急激な蒸発が起こ
らないことから、レジスト膜の膜厚が変化し難く、これ
により、基板Ｇにおける転写の発生が回避されることと
なる。

【００６９】こうした転写発生防止の効果に加えて、レ
ジスト膜の形成後に、基板Ｇを搬送することなく、レジ
スト膜を減圧乾燥した場合には、次工程である周縁レジ
スト除去ユニット（ＥＲ）２３への基板Ｇの搬送途中で
の膜厚に変化が生じ難く、また、搬送装置にレジスト液
が付着して、パーティクル等の発生の原因となり、基板
を汚す等の事態が回避される。さらに、レジスト膜やそ
の周縁や裏面に付着したレジスト液は、適度に乾燥され
ているので、エッジリムーブを容易に行うことが可能と
なる。

【００７０】さて、上述したレジスト塗布／減圧乾燥処
理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２は、図５の平面図および
図６の断面図に示すように、周縁レジスト除去ユニット
（ＥＲ）２３と連接して構成することが可能である。当
然に、図５および図６におけるレジスト塗布／減圧乾燥
処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２としては、前述した図
２および図３に記載の構成を有したものを用いることが
できるが、図５および図６においては、図２および図３
のレジスト塗布／減圧乾燥処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）
２２の細部を省略して簡略化したものを記しており、外
側カップ４４ｂの外側に、カバー９７を設けた形態とし
ている。

【００７１】レジスト塗布／減圧乾燥処理ユニット（Ｃ
Ｔ／ＶＤ）２２から周縁レジスト除去ユニット（ＥＲ）
２３への基板Ｇの搬送は、ガイドレール９５に沿って搬
送アーム９６を移動させることにより行われる。周縁レ
ジスト除去ユニット（ＥＲ）２３には、基板Ｇを載置す
るためのステージ９３が設けられており、ステージ９３
の上の２つのコーナー部には、基板Ｇを位置決めするた
めの２つのアライメント機構９１が設けられている。

【００７２】基板Ｇの４辺それぞれには、基板Ｇに形成
されたレジスト膜の外縁部分や側面および裏面に付着し
たレジストを、基板Ｇから除去するためのリムーバヘッ
ド９２が設けられている。各リムーバヘッド９２は、内
部からシンナー等の溶剤を吐出するように断面略Ｕ字状
を有し、基板Ｇの４辺に沿って移動するようになってい
る。従って、リムーバヘッド９２は、基板Ｇの各辺に沿
ってシンナーを吐出しながら、かつ、吐出されたシンナ
ーおよび溶解したレジストを吸引しつつ、基板Ｇの４辺
の周縁のレジストを除去することができる。なお、エッ
ジリムーブの処理後には、基板Ｇは主搬送装置１８（図
１参照。）を用いて加熱処理ユニット（ＨＰ）へと送ら
れる。

【００７３】このような装置構成とすることにより、レ
ジスト塗布／減圧乾燥処理ユニット（ＣＴ／ＶＤ）２２
での処理後に、近接した周縁レジスト除去ユニット（Ｅ
Ｒ）２３へ基板Ｇが搬送されることから、基板Ｇの移動
時間を短縮することができ、また、搬送アーム９６のレ
ジストによる汚れを低減することができる。さらに、レ
ジストの塗布、減圧乾燥、エッジリムーブの３つの作業
を独立したユニットで構成した場合と比較して、装置の
省スペース化、小型化を図ることができる。

【００７４】なお、周縁レジスト除去ユニット（ＥＲ）
２３を、減圧雰囲気に保持することが可能なチャンバ内
に形成することも好ましい。この場合には、エッジリム
ーブが終了した後に、チャンバ内を減圧してさらにレジ
スト膜の乾燥を促進することにより、加熱処理ユニット
（ＨＰ）での乾燥時間を短縮し、かつ、基板Ｇにおける
転写の発生をより効果的に防止することが可能となる。

【００７５】以上、本発明の実施の形態について説明し
てきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるもので
はない。例えば、基板への塗布膜の形成方法として、基
板を回転させるスピンコートによる形態を挙げて説明し
たが、塗布膜の形成方法はこのような方法に限定される
ものではない。また、本発明の処理装置は、ＬＣＤ基板
におけるカラーフィルタ用色彩レジストの塗布・現像シ
ステム、或いは半導体ウエハにおけるレジスト塗布・処
理システム等にも好適に用いられる。さらに、基板とし
てＬＣＤ基板について説明してきたが、半導体ウエハ、
ＣＤ基板等の他の基板についても用いることが可能であ
る。

【００７６】

【発明の効果】上述の通り、本発明によれば、レジスト
液等の塗布液を用いて形成された塗布膜は、加熱処理前
に減圧雰囲気において予備的に乾燥されることから、熱
処理後等に基板における転写の発生が防止される。ま
た、塗布膜を適度に減圧乾燥した後に基板が搬送される
ことから、搬送途中で塗布膜厚に変化が生じ難く、ま
た、搬送装置に塗布液が付着してパーティクル等発生を
引き起こす等の基板の汚染原因を排除することが可能と
なる。さらに、塗布膜やその周縁や裏面に付着した塗布
液は適度に乾燥された状態となるので、エッジリムーブ
を容易に行うことが可能となり、エッジリムーブ後に再
び減圧乾燥を行った場合には、基板における転写の発生
をより効果的に防止して、しかも加熱処理ユニットにお
ける熱処理時間を短縮することが可能となる。このよう
な種々の効果に加えて、塗布液の塗布、減圧乾燥、エッ
ジリムーブという３つの処理を独立して行う３つのユニ
ットからなる装置と比較して、前２者が一体的に構成さ
れたユニットを用いた装置とすることができることか
ら、装置の省スペース化、小型化にも大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象となる塗布処理装置が適用される
レジスト塗布・現像システムを示す平面図。

【図２】本発明にかかるレジスト塗布／減圧乾燥処理ユ
ニットの一実施形態を示し、蓋体を下降させた状態を示
す断面図。

【図３】本発明にかかるレジスト塗布／減圧乾燥処理ユ
ニットの一実施形態を示し、蓋体を上昇させた状態を示
す断面図。

【図４】本発明の塗布処理方法の一実施形態を示す説明
図。

【図５】本発明にかかるレジスト塗布／減圧乾燥処理ユ
ニットと周縁レジスト除去ユニットの一実施形態を示す
平面図。

【図６】図５記載のレジスト塗布／減圧乾燥処理ユニッ
トと周縁レジスト除去ユニットの断面図。

【符号の説明】

２２；レジスト塗布／減圧乾燥処理ユニット ２３；周縁レジスト除去ユニット ４０；スピンチャック ４４；下部容器 ４４ａ；内側カップ ４４ｂ；外側カップ ４５；蓋体 ４６ａ；ドレイン流出口 ４７；仕切板 ４８；排気管 ５０；流出口 ５１；整流板 ５３・５５；開閉機構 ５８ａ・５８ｂ；ガス導入口 ５９；フィン ６１；係止部材 ６３；ベース部材 Ｇ；基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 AB13 AB16 AB17 EA05 4D075 AC64 BB56Y CA48 DA06 DB13 DC22 DC24 EA05 EA45 4F042 AA07 AA10 DC03 EB06 EB27

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ内に載置された基板に塗布液を
   塗布する処理装置であって、 前記チャンバが、下部容器と下部容器を閉塞する蓋体と
   からなり、 前記蓋体に開閉自在なガス導入口が形成され、前記ガス
   導入口を閉口することにより前記チャンバ内の減圧が可
   能となることを特徴とする塗布処理装置。
2. 【請求項２】 基板に塗布液を塗布する処理装置であっ
   て、 ガス導入口が形成された蓋体を有し、前記ガス導入口を
   閉口することにより内部の減圧が可能となり、基板が収
   容されるチャンバと、 前記基板に塗布液を塗布する塗布手段と、 を具備することを特徴とする塗布処理装置。
3. 【請求項３】 基板に塗布液を塗布する処理装置であっ
   て、 ガス導入口が形成された蓋体を有し、前記ガス導入口を
   閉口することにより内部の減圧が可能となり、基板が収
   容されるチャンバと、 前記基板に塗布液を塗布する塗布手段と、 前記チャンバ内を減圧する排気手段と、 を具備することを特徴とする塗布処理装置。
4. 【請求項４】 基板に塗布液を塗布し、形成された塗布
   膜に乾燥処理を施す処理装置であって、 ガス導入口が形成された蓋体を有し、前記ガス導入口を
   閉口することにより内部の減圧が可能となり、基板が収
   容されるチャンバと、 前記基板に塗布液を塗布する塗布手段と、 前記基板の周縁部の塗布膜および裏面に付着した塗布液
   を除去する周縁塗布膜除去装置と、 前記基板を、前記チャンバと前記周縁塗布膜除去装置と
   の間で搬送する搬送手段と、 を具備することを特徴とする塗布処理装置。
5. 【請求項５】 前記チャンバおよび／または前記周縁塗
   布膜除去装置に、内部の減圧を行う排気機構が備えられ
   ていることを特徴とする請求項４に記載の塗布処理装
   置。
6. 【請求項６】 前記チャンバが、回転可能な内側カップ
   と固定された外側カップからなる下部容器を有し、 前記蓋体が、前記内側カップを閉塞する内蓋と、前記外
   側カップを閉塞する外蓋とから構成され、 前記内蓋および外蓋のそれぞれに、開閉可能なガス導入
   口が形成されてい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項に記載の塗布処理装置。
7. 【請求項７】 前記チャンバが、フィンが配設された回
   転可能な内側カップと固定された外側カップからなる下
   部容器を有し、 前記フィンが、前記内側カップを回転させたときに前記
   チャンバ内の気流を制御し、および／または、前記チャ
   ンバ内を減圧するように動作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項に記載の塗布処理装
   置。
8. 【請求項８】 ガス導入口が形成された蓋体を有するチ
   ャンバ内に載置された基板に塗布液を塗布する処理方法
   であって、 前記蓋体を上空待機させた状態で、静止した基板に塗布
   液を供給する第１工程と、 前記基板に塗布膜を形成する第２工程と、 前記蓋体を降下させてチャンバに処理室を形成し、前記
   ガス導入口を開口して前記処理室にガスを導入しながら
   前記塗布膜の厚みを調整する第３工程と、 前記ガス導入口を閉口し、前記処理室内を減圧して所定
   時間保持することにより、前記塗布膜を乾燥させる第４
   工程と、 を有することを特徴とする塗布処理方法。
9. 【請求項９】 ガス導入口が形成された蓋体と回転可能
   な内側カップおよび固定された外側カップを有する下部
   容器とからなるチャンバ内に載置された基板に、塗布液
   を塗布する処理方法であって、 前記蓋体を上空待機させた状態で、静止した基板に塗布
   液を供給する第１工程と、 前記基板を回転させて塗布膜を形成する第２工程と、 前記蓋体を降下させてチャンバに処理室を形成し、前記
   ガス導入口を開口して前記処理室にガスを導入しながら
   前記塗布膜の厚みを調整する第３工程と、 前記基板の回転を停止または減速して前記ガス導入口を
   閉口し、前記内側カップを回転させることによって前記
   処理室内を減圧して所定時間保持することにより、前記
   塗布膜を乾燥させる第４工程と、 を有することを特徴とする塗布処理方法。
10. 【請求項１０】 前記第４工程後に、前記チャンバに配
    設された排気手段を用いて、前記チャンバ内をさらに減
    圧して所定時間保持する第５工程を有することを特徴と
    する請求項９に記載の塗布処理方法。