JP2002164278A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布液の吐出制御性と消費効率とを同時に改
善すること。 【解決手段】 レジスト液タンク７８とレジストノズル
６２との間に、レジスト液流路の分岐点を有する１入力
ポート／２出力ポート型の流路切換部８０が設けられ
る。レジスト液タンク７８と流路切換部８０の入力ポー
トＩＮとは配管８２で接続され、この配管８２の途中に
ポンプ８４およびフィルタ８６が設けられる。流路切換
部８０において、第１出力ポートＯＵＴ1は配管８８を
介してレジストノズル６２のレジスト導入部に接続さ
れ、第２出力ポートＯＵＴ2は配管９０を介してレジス
ト液タンク７８の容器内部に接続される。配管９０の途
中に圧力制御弁９２が設けられる。ポンプ８４、流路切
換部８０および圧力制御弁９２は制御部１００によって
制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばＬＣＤ
（Liquid Crystal Display）や半導体デバイス等の製造
プロセスにおいて被処理基板にノズルより所定の塗布液
を供給して基板上に塗布膜を形成する塗布装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＬＣＤや半導体デバイスの製
造プロセスにおけるリソグラフィー工程では、被処理基
板（ガラス基板、半導体基板）上にレジスト液を塗布す
るために、いわゆるスピンコート法が常用ないし多用さ
れている。しかし、従来一般のスピンコート法では、被
処理基板を高速で回転させるため、多量のレジスト液が
遠心力で基板の外へ飛散して、無駄に捨てられたりパー
ティクルの原因になる等の問題がある。

【０００３】そこで、スピンコート法に替わる新しいレ
ジスト塗布法として、図１２に示すように、被処理基板
１上でレジストノズル２をたとえば直角ジグザグ状に相
対移動または走査させながらレジストノズル２よりレジ
スト液Ｒを細径の線状で連続的に吐出させることによ
り、高速回転を要することなく基板１上に所望の膜厚で
レジスト液Ｒを塗布するようにした技法（スピンレス
法）が提案されている。このスピンレス法に使用される
レジストノズル２は、口径の非常に小さい（たとえば１
００μｍ程度の）吐出口を有し、相当高い圧力でレジス
ト液Ｒを吐出するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなスピンレ
ス法において、被処理基板１の端から端までほぼ均一な
膜厚でレジスト液Ｒを塗布する場合は、図１２に示すよ
うに、レジストノズル２の走査領域を被処理基板１の面
積よりも大きめに設定し、レジストノズル２が各ライン
走査の折り返し付近で被処理基板１の外にいったん出て
いる間もレジスト液Ｒを吐出し続けるようにしている。
被処理基板１の外で吐出されたレジスト液Ｒは、基板周
囲に配置されたレジスト受部または回収部（図示せず）
に受けられたうえで捨てられており、全く無駄になって
いる。

【０００５】このように被処理基板１の外でレジストノ
ズル２よりレジスト液Ｒを無駄に吐出させる理由は、上
記のような微細径吐出方式ではレジスト液供給系内の内
圧伝播速度または応答性が低く、レジスト液Ｒの供給を
止めてもレジストノズル２の吐出が直ぐには止まらない
一方で、レジスト液Ｒの供給を開始してもレジストノズ
ル２からの吐出が直ぐには始まらない（あるいは急激に
出始める）ためである。つまり、レジスト液の吐出制御
性と消費効率とがトレードオフの関係にあり、前者（吐
出制御性）を優先させている。しかし、後者（消費効
率）を犠牲にすることで、スピンコート法に対するスピ
ンレス法の優位性が薄れてしまっている。

【０００６】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、所望の塗布膜を得るための塗布液消
費量を節減できる塗布装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】本発明の別の目的は、塗布液を細径で吐出
する方式においても応答性の優れた吐出制御を可能とす
る塗布装置を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、塗布液の吐出制御性
と消費効率とを同時に改善できる塗布装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【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、本発明の塗布装置は、被処理基板に向けて所定の
塗布液を吐出するためのノズルと、前記塗布液を貯留す
る塗布液貯留部と、前記塗布液貯留部と所定の流路分岐
点とを結ぶ第１の流路と、前記流路分岐点と前記ノズル
の吐出口とを結ぶ第２の流路と、前記流路分岐点と前記
塗布液貯留部とを結ぶ第３の流路と、前記塗布液貯留部
から前記塗布液を前記第１の流路を介して前記流路分岐
点側へ送るための塗布液供給手段と、前記第２および第
３の流路における前記塗布液の流れを制御するための制
御手段とを有する構成とした。

【００１０】本発明の塗布装置では、塗布液貯留部から
の塗布液の流れを流路分岐点にて第１の流路または第２
の流路に選択的に切り換えることができる。たとえば、
ノズルより塗布液を吐出させるときは、第２の流路を遮
断し、第１の流路を流通状態とすればよい。塗布液の吐
出を止めるときは、第１の流路を遮断し、第２の流路を
通流状態とすればよい。第２の流路が通流状態にあると
き、塗布液は第２の流路を介して塗布液貯留部へ導かれ
る。これにより、塗布液供給手段の動作（塗布液供給動
作）を持続させながら、塗布液の吐出開始および停止を
迅速かつ安定に行うことができる。

【００１１】制御手段は、第２および第３の流路におけ
る塗布液の流れを相関的または独立的に制御することが
できる。被処理基板に対してノズルを相対的に移動させ
る態様では、被処理基板に対するノズルの位置に応じて
第２および第３の流路における塗布液の流れを制御して
よい。ノズルの塗布液吐出動作が所定のシーケンスで制
御される態様では、該シーケンスにしたがって第２およ
び第３の流路における塗布液の流れを制御してよい。

【００１２】好ましくは、制御手段において、第２およ
び第３の流路に第１および第２の弁をそれぞれ設け、被
処理基板上に設定された塗布領域にノズルより塗布液を
供給する塗布モード中は第１の弁を開状態にするととも
に第２の弁を閉状態にし、塗布モードの開始直前および
終了直後においては第２の弁を開状態にするとともに第
１の弁を閉状態にしてよい。第１または第２の弁は、オ
ン・オフ制御式、流量制御式あるいは圧力制御式のいず
れであってもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１１を参照して本
発明の好適な実施形態を説明する。

【００１４】図１に、本発明の塗布装置が組み込み可能
なシステム例として塗布現像処理システムを示す。この
塗布現像処理システムは、クリーンルーム内に設置さ
れ、たとえばＬＣＤ基板を被処理基板とし、ＬＣＤ製造
プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗
浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベー
クの各処理を行うものである。露光処理は、このシステ
ムに隣接して設置される外部の露光装置（図示せず）で
行われる。

【００１５】この塗布現像処理システムは、大きく分け
て、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０と、プロセス
ステーション（Ｐ／Ｓ）１２と、インタフェース部（Ｉ
／Ｆ）１４とで構成される。

【００１６】システムの一端部に設置されるカセットス
テーション（Ｃ／Ｓ）１０は、複数の基板Ｇを収容する
カセットＣを所定数たとえば４個まで載置可能なカセッ
トステージ１６と、このステージ１６上のカセットＣに
ついて基板Ｇの出し入れを行う搬送機構２０とを備えて
いる。この搬送機構２０は、基板Ｇを保持できる手段た
とえば搬送アームを有し、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの４軸で動作
可能であり、後述するプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）
１２側の主搬送装置３８と基板Ｇの受け渡しを行えるよ
うになっている。

【００１７】プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２は、
上記カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０側から順に洗
浄プロセス部２２と、塗布プロセス部２４と、現像プロ
セス部２６とを基板中継部２３、薬液供給ユニット２５
およびスペース２７を介して（挟んで）横一列に設けて
いる。

【００１８】洗浄プロセス部２２は、２つのスクラバ洗
浄ユニット（ＳＣＲ）２８と、上下２段の紫外線照射／
冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０と、加熱ユニット
（ＨＰ）３２と、冷却ユニット（ＣＯＬ）３４とを含ん
でいる。

【００１９】塗布プロセス部２４は、レジスト塗布ユニ
ット（ＣＴ）４０と、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４２
と、エッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４と、上下２
段型アドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４
６と、上下２段型加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）
４８と、加熱ユニット（ＨＰ）５０とを含んでいる。

【００２０】現像プロセス部２６は、３つの現像ユニッ
ト（ＤＥＶ）５２と、２つの上下２段型加熱／冷却ユニ
ット（ＨＰ／ＣＯＬ）５５と、加熱ユニット（ＨＰ）５
３とを含んでいる。

【００２１】各プロセス部２２，２４，２６の中央部に
は長手方向に搬送路３６，５２，５８が設けられ、主搬
送装置３８，５４，６０が各搬送路に沿って移動して各
プロセス部内の各ユニットにアクセスし、基板Ｇの搬入
／搬出または搬送を行うようになっている。なお、この
システムでは、各プロセス部２２，２４，２６におい
て、搬送路３６，５２，５８の一方の側にスピンナ系の
ユニット（ＳＣＲ，ＣＴ，ＤＥＶ等）が配置され、他方
の側に熱処理または照射処理系のユニット（ＨＰ，ＣＯ
Ｌ，ＵＶ等）が配置されている。

【００２２】システムの他端部に設置されるインタフェ
ース部（Ｉ／Ｆ）１４は、プロセスステーション１２と
隣接する側にイクステンション（基板受け渡し部）５７
およびバッファステージ５６を設け、露光装置と隣接す
る側に搬送機構５９を設けている。

【００２３】図２に、この塗布現像処理システムにおけ
る処理の手順を示す。先ず、カセットステーション（Ｃ
／Ｓ）１０において、搬送機構２０が、ステージ１６上
の所定のカセットＣの中から１つの基板Ｇを取り出し、
プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２の洗浄プロセス部
２２の主搬送装置３８に渡す（ステップＳ1）。

【００２４】洗浄プロセス部２２において、基板Ｇは、
先ず紫外線照射／冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０に
順次搬入され、上段の紫外線照射ユニット（ＵＶ）では
紫外線照射による乾式洗浄を施され、次に下段の冷却ユ
ニット（ＣＯＬ）では所定温度まで冷却される（ステッ
プＳ2）。この紫外線照射洗浄では基板表面の有機物が
除去される。これによって、基板Ｇの濡れ性が向上し、
次工程のスクラビング洗浄における洗浄効果を高めるこ
とができる。

【００２５】次に、基板Ｇはスクラバ洗浄ユニット（Ｓ
ＣＲ）２８の１つでスクラビング洗浄処理を受け、基板
表面から粒子状の汚れが除去される（ステップＳ3）。
スクラビング洗浄の後、基板Ｇは、加熱ユニット（Ｈ
Ｐ）３２で加熱による脱水処理を受け（ステップＳ
4）、次いで冷却ユニット（ＣＯＬ）３４で一定の基板
温度まで冷却される（ステップＳ5）。これで洗浄プロ
セス部２２における前処理が終了し、基板Ｇは、主搬送
装置３８により基板受け渡し部２３を介して塗布プロセ
ス部２４へ搬送される。

【００２６】塗布プロセス部２４において、基板Ｇは、
先ずアドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４
６に順次搬入され、最初のアドヒージョンユニット（Ａ
Ｄ）では疎水化処理（ＨＭＤＳ）を受け（ステップＳ
6）、次の冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度ま
で冷却される（ステップＳ7）。

【００２７】その後、基板Ｇは、レジスト塗布ユニット
（ＣＴ）４０でレジスト液を塗布され、次いで減圧乾燥
ユニット（ＶＤ）４２で減圧による乾燥処理を受け、次
いでエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４で基板周縁
部の余分（不要）なレジストを除かれる（ステップＳ
8）。

【００２８】次に、基板Ｇは、加熱／冷却ユニット（Ｈ
Ｐ／ＣＯＬ）４８に順次搬入され、最初の加熱ユニット
（ＨＰ）では塗布後のベーキング（プリベーク）が行わ
れ（ステップＳ9）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一
定の基板温度まで冷却される（ステップＳ10）。なお、
この塗布後のベーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５０を
用いることもできる。

【００２９】上記塗布処理の後、基板Ｇは、塗布プロセ
ス部２４の主搬送装置５４と現像プロセス部２６の主搬
送装置６０とによってインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４
へ搬送され、そこから露光装置に渡される（ステップＳ
11）。露光装置では基板Ｇ上のレジストに所定の回路パ
ターンを露光される。そして、パターン露光を終えた基
板Ｇは、露光装置からインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４
に戻される。インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４の搬送機
構５９は、露光装置から受け取った基板Ｇをイクステン
ション５７を介してプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１
２の現像プロセス部２６に渡す（ステップＳ11）。

【００３０】現像プロセス部２６において、基板Ｇは、
現像ユニット（ＤＥＶ）５２のいずれか１つで現像処理
を受け（ステップＳ12）、次いで加熱／冷却ユニット
（ＨＰ／ＣＯＬ）５５の１つに順次搬入され、最初の加
熱ユニット（ＨＰ）ではポストベーキングが行われ（ス
テップＳ13）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基
板温度まで冷却される（ステップＳ14）。このポストベ
ーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５３を用いることもで
きる。

【００３１】現像プロセス部２６での一連の処理が済ん
だ基板Ｇは、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）２４内の
搬送装置６０，５４，３８によりカセットステーション
（Ｃ／Ｓ）１０まで戻され、そこで搬送機構２０により
いずれか１つのカセットＣに収容される（ステップＳ
1）。

【００３２】この塗布現像処理システムにおいては、塗
布プロセス部２４のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）に本
発明を適用することができる。以下、図３〜図１１につ
き本発明をレジスト塗布ユニット（ＣＴ）に適用した実
施形態を説明する。

【００３３】図３に、本発明の第１の実施形態によるレ
ジスト塗布ユニット（ＣＴ）内のノズル走査機構の構成
を示す。この実施形態のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）
は、スピンレス法によって基板Ｇ上に所望の膜厚でレジ
スト液を塗布するために、基板Ｇ上でレジストノズル６
２をＸＹ方向で駆動するノズル走査機構６４を有してい
る。

【００３４】図３に示すように、このレジスト塗布ユニ
ット（ＣＴ）内で基板Ｇはステージ６６の上にほぼ水平
に載置される。このステージ６６には、基板Ｇの搬入／
搬出時に基板Ｇを水平姿勢で下から支持するための昇降
可能な複数本のリフトピン（図示せず）が設けられてい
る。

【００３５】このノズル走査機構６４では、ステージ６
６のＸ方向の両側にＹ方向に延びる一対のＹガイドレー
ル６８，７０が配置されるとともに、両Ｙガイドレール
６８，７０の間にＸ方向に延在するＸガイドレール７２
がＹ方向に移動可能に架け渡されている。所定位置たと
えばＹガイドレール６８の一端に配置されたＹ方向駆動
部７４が，無端ベルト等の伝動機構（図示せず）を介し
てＸガイドレール７２を両Ｙガイドレール６８，７０に
沿ってＹ方向に駆動するようになっている。また、Ｘガ
イドレール７２に沿ってＸ方向にたとえば自走式または
外部駆動式で移動できるキャリッジ（搬送体）７６が設
けられており、このキャリッジ７６にレジストノズル６
２が取り付けられている。レジストノズル６２は、後述
するレジスト液供給部（図３では図示省略）よりレジス
ト液を導入するレジスト液導入部と、導入したレジスト
液を垂直下方に吐出する微細径（たとえば１００μｍ程
度）の１個または複数個の吐出口とを有している。

【００３６】図４に、このレジスト塗布ユニット（Ｃ
Ｔ）におけるレジスト塗布処理部の要部の構成を示す。
このレジスト塗布処理部は、レジストノズル６２に対す
るレジスト液Ｒの供給とその制御を行うための流体系の
回路および電気制御系統を有している。

【００３７】この実施形態におけるレジスト流体系の回
路では、レジスト液タンク（レジスト液貯留部）７８と
レジストノズル６２との間に、レジスト液流路の分岐点
を有する１入力ポート／２出力ポート型の流路切換部８
０が設けられている。

【００３８】レジスト液タンク７８と流路切換部８０の
入力ポートＩＮとは配管８２で接続され、この配管８２
の途中にポンプ８４およびフィルタ８６が設けられる。
ポンプ８４は、レジスト液タンク７８よりレジスト液Ｒ
を吸い上げ、吸い上げたレジスト液Ｒを流路切換部８０
に向けて所定の圧力で吐き出す。フィルタ８６はレジス
ト液Ｒから異物を取り除く。

【００３９】流路切換部８０において、第１出力ポート
ＯＵＴ1は配管８８を介してレジストノズル６２のレジ
スト導入部に接続され、第２出力ポートＯＵＴ2は配管
９０を介してレジスト液タンク７８の容器内部に接続さ
れる。配管９０の途中に圧力制御弁９２が設けられる。

【００４０】上記流体系のうち、ポンプ８４、流路切換
部８０および圧力制御弁９２は、たとえばマイクロコン
ピュータからなる制御部１００によって制御される。よ
り詳細には、ポンプ８４の吸い込み／吐き出し動作がポ
ンプ駆動部たとえば駆動モータ１０２を通じて制御部１
００により制御される。流路切換部８０は、後述するよ
うに第１出力ポートＯＵＴ1側の流路と第２出力ポート
ＯＵＴ2側の流路とを選択的に切り換えできる電磁弁ま
たはソレノイドバルブを有しており、該ソレノイドバル
ブの開閉動作ないしバルブ位置が制御部１００によって
制御される。圧力制御弁９２は、たとえば電磁比例弁か
らなり、流路切換部８０からレジスト液タンク７８へ戻
るレジスト液Ｒの圧力を制御部１００の制御の下でリア
ルタイムに調節する。

【００４１】なお、配管９０（レジスト液リターン流
路）内の圧力、あるいは配管８８ないしレジストノズル
６２（レジスト液吐出流路）内の圧力を検出するための
圧力センサ（図示せず）を設け、そのセンサ出力信号を
モニタ信号またはフィードバック信号として制御部１０
０に与えることも可能である。

【００４２】また、制御部１００は上記ノズル走査機構
６４の動作を制御する。ノズル走査機構６４の駆動部は
たとえばステップモータで構成されてよい。制御部１０
０がレジストノズル６２の位置を監視またはフィードバ
ックできるようにするために、位置センサ１０４が設け
られてよい。この位置センサ１０４は、たとえば、ノズ
ル走査機構６４におけるＸＹ駆動部（７４，７６）の駆
動モータに取り付けられたロータリエンコーダまたはＸ
Ｙガイドレール（６８，７０，７２）に取り付けられた
リニアエンコーダ等で構成されてよい。

【００４３】図５に、流路切換部８０の一構成例を示
す。この構成例では、たとえばステンレス鋼からなるブ
ロック状の本体１０６の中に、流路分岐点ＢＧが設けら
れ、入力ポートＩＮと分岐点ＢＧとをつなぐ第１流路１
０８、分岐点ＢＧと第１出力ポートＯＵＴ1とをつなぐ
第２流路１１０、および分岐点ＢＧと第２出力ポートＯ
ＵＴ2とをつなぐ第３流路１１２が形成されている。そ
して、第２流路１１０および第３流路１１２をそれぞれ
開閉するためのソレノイドバルブ１１４，１１６が本体
１０６に取り付けられている。

【００４４】各ソレノイドバルブ１１４，１１６は、た
とえば弁座１１４ａ，１１６ａに対してポペット１１４
ｂ，１１６ｂを離間・密着させることよって弁の開閉を
行う機構を有し、ポペット１１４ｂ，１１６ｂをコイル
バネ１１４ｃ，１１６ｃに抗して吸引駆動するためのソ
レノイドを外付けのバルブ駆動部１１４ｄ，１１６ｄに
内蔵している。各バルブ駆動部１１４ｄ，１１６ｄに
は、各ソレノイドバルブ１１４，１１６の開閉を制御す
るための制御信号ＣＳ1，ＣＳ2が制御部１００（図４）
より与えられる。この実施形態では、制御部１００が各
ソレノイドバルブ１１４，１１６の開閉を独立に制御で
きるようになっている。したがって、両ソレノイドバル
ブ１１４，１１６を相補的な開閉状態（一方が開状態
で、他方が閉状態）に切り換えられるだけでなく、同時
に開状態または閉状態にすることも可能となっている。

【００４５】図６に、この実施形態におけるレジスト塗
布処理の手順（特に制御部１００の制御手順）を示す。
図７および図８に、この実施形態におけるレジスト塗布
処理の作用を示す。

【００４６】主搬送装置５４（図１）により塗布処理前
の基板Ｇが本レジスト塗布ユニット（ＣＴ）に搬入さ
れ、上記リフトピン（図示せず）により該基板Ｇがステ
ージ６６（図３）上に載置されてから、レジスト塗布処
理が実行される。

【００４７】制御部１００は、初期化（ステップＡ1）
の中で、ノズル走査機構６４を制御して、レジストノズ
ル６２を初期位置（Ｘ0，Ｙ0）にセットする。また、流
路切換部８０を制御して、第１出力ポートＯＵＴ1側の
流路を閉じ、第２出力ポートＯＵＴ2側の流路を開けて
おく。この時点で、ポンプ駆動部１０２を制御して、ポ
ンプ８４の運転（吐出動作）を開始させてもよい。これ
により、ポンプ８４より配管８２を介して流路切換部８
０まで送られたレジスト液Ｒは、レジストノズル６２側
に供給されることなく、配管９０を介してレジスト液タ
ンク７８に戻される。制御部１００は、圧力制御弁９２
を制御して、配管９０内を流れるレジスト液Ｒの圧力を
所望の値たとえばレジストノズル６２より吐出するとき
の配管８８内の圧力と同じ値に調節することができる。
このような圧力制御により、レジスト液タンク７８へ戻
されるレジスト液Ｒの流量を抑制し、ひいてはレジスト
液Ｒの流入による泡の発生を防止できるという作用効果
も得られる。

【００４８】次に、制御部１００は、ノズル走査機構６
４のＸ駆動部７６を制御して、レジストノズル６２のＸ
方向における１ライン分の移動を開始させる（ステップ
Ａ2）。 そして、レジストノズル６２が（正確にはノ
ズル吐出口が）たとえば基板Ｇの一端に差し掛かる直前
の所定位置Ｘ1まで移動したところで（ステップＡ3）、
レジストノズル６２よりレジスト液Ｒの吐出を開始させ
るため、流路切換部８０を制御して、第１出力ポートＯ
ＵＴ1側の流路を開けるとともに、第２出力ポートＯＵ
Ｔ2側の流路を閉じる（ステップＡ4）。それまで流路切
換部８０より配管９０を介してレジスト液タンク７８側
へ流れていたレジスト液Ｒは、流路切換部８０で上記の
ように流路の方向切換がなされると、配管８８を介して
レジストノズル６２側に流れ始め、レジストノズル６２
の吐出口より所定圧力で速やかに吐き出される。こうし
て、レジストノズル６２は基板Ｇ上にレジスト液Ｒを吐
出しながらＸ方向に一定速度で移動する。

【００４９】上記のようなＸ方向のライン走査によって
レジストノズル６２が基板Ｇの他端付近に設定された所
定位置Ｘ2に到達すると（ステップＡ5）、制御部１００
はレジストノズル６２からのレジスト液Ｒの吐出を停止
させる（ステップＡ6）。そのために、流路切換部８０
を制御して、第１出力ポートＯＵＴ1側の流路を閉じる
とともに、第２出力ポートＯＵＴ2側の流路を開ける。
これにより、ポンプ８４側から配管８２を介して流路切
換部８０に送られてきたレジスト液Ｒは、流路切換部８
０にて第２出力ポートＯＵＴ2側の流路へ導かれ、配管
９０を介してレジスト液ボトル７８へ戻るようになる。
このため、レジストノズル６２においては残圧が非常に
低く、レジスト液Ｒは直ぐ切れる。

【００５０】制御部１００は、ノズル走査機構６４のＸ
駆動部７６を制御して、所定の折り返し位置Ｘ0でレジ
ストノズル６２のＸ方向における１ライン分の移動を終
了させる（ステップＡ7，Ａ8）。通常は、レジストノズ
ル６２の移動を止めるのに一定の減速時間を伴うので、
折り返し位置Ｘ0の手前で減速を開始させてよい。

【００５１】次に、制御部１００は、ノズル走査機構６
４のＹ駆動部７４を制御して、折り返し位置Ｘ0にてレ
ジストノズル６２をＹ方向に一定距離またはピッチｙc
だけ移動させる（ステップＡ9）。次いで、折り返し位
置Ｘ0をスタート点として前のラインとは逆向きでＸ方
向におけるレジストノズル６２の移動動作とレジスト液
Ｒの吐出動作を上記と同様のシーケンスで実行制御する
（ステップＡ10→Ａ11→Ａ2‥）。

【００５２】上記のようなレジスト塗布動作によれば、
図７および図８に示すように、レジストノズル６２が基
板Ｇ上を走査している間はレジストノズル６２よりレジ
スト液Ｒを連続的に吐出し、レジストノズル６２が基板
Ｇの外に出ている間はレジスト液Ｒの吐出を中断するこ
とができる。したがって、基板Ｇの外で無駄に吐出され
捨てられるレジスト液Ｒの量を可及的に減らし、レジス
ト液使用効率を大幅に改善することができる。

【００５３】また、この実施形態では、レジスト液Ｒの
吐出を中断している間はレジスト液タンク７８→配管８
２→流路切換部８０→配管９０→レジスト液タンク７８
の流体回路をレジスト液Ｒが循環して流れるようになっ
ており、しかも流路切換部８０がレジストノズル６２の
手前に位置しているので、レジストノズル６２における
レジスト液Ｒの吐出開始と吐出停止を高い応答速度で制
御することが可能である。これにより、レジスト液の吐
出制御性ひいては塗布加工精度とレジスト液消費効率と
を同時に実現できる。

【００５４】この実施形態において、レジストノズル６
２におけるレジスト液Ｒの吐出開始と吐出停止をより一
層スムースにするため、流路切換部８０において両ソレ
ノイドバルブ１１４，１１６の開閉動作に速度制御を付
けたり時間差を設けてもよい。たとえば、吐出開始時に
は、吐出流路側のソレノイドバルブ１１４の開閉動作
（閉→開）をリターン流路側のソレノイドバルブ１１６
の開閉動作（開→閉）よりも少し早いタイミングで行っ
てよい。反対に、吐出停止時には、吐出流路側のソレノ
イドバルブ１１４の開閉動作（開→閉）よりもリターン
流路側のソレノイドバルブ１１６の開閉動作（閉→開）
を少し早いタイミングで実行してよい。

【００５５】また、塗布液の吐出開始・停止の応答性の
上から、流路切換部８０とレジストノズル６２間の流路
が短かいほど好ましい。したがって、配管８８を省いて
流路切換部８０をレジストノズル６２に直接接続する構
成、あるいは図９に示すように両者（８０，６２）を一
体にする構成としてもよい。

【００５６】図９の構成例では、第１出力ポートＯＵＴ
1にレジストノズル６２のノズル孔を形成している。こ
のノズル孔は、１個でもよく、あるいは複数個（たとえ
ば一定ピッチで一列に）でもよい。分岐点ＢＧとノズル
孔（ＯＵＴ1）間の圧力伝播速度を上げるため、流路１
１０をできるだけ狭くする構成が好ましい。このように
第１出力ポートＯＵＴ1側で流路を絞る（圧力の損失分
が増大する）ことに合わせて、図示のように第２出力ポ
ートＯＵＴ2側も同様に流路を絞る構成としてよく、そ
の場合は圧力調整弁９２を省くことができる。このよう
に、部品削減、制御機構の軽減、装置の信頼性向上等を
はかることができる。

【００５７】なお、この実施形態におけるスピンレス法
においても、基板Ｇの端から端までむらなくほぼ均一な
膜厚でレジスト液Ｒを塗布するためには、基板Ｇの外に
少量ではあるがレジストノズル６２よりレジスト液Ｒを
無駄に吐出するのは避けられないことが多々ある。その
場合は、ステージ６６上に基板Ｇの周囲でレジスト液Ｒ
を受ける回収部材またはカバー部材等（図示せず）を設
けてもよい。

【００５８】また、レジストノズル６２より吐出された
レジスト液Ｒが基板Ｇ上で拡散するように、レジスト液
Ｒの吐出（供給）と一緒に、またはそれに先立って溶剤
を基板Ｇ上に供給する機構（図示せず）を設けてもよ
い。さらに、レジストノズル６２より細径の線状で吐出
されるレジスト液Ｒの流れを安定に維持するために、レ
ジストノズル６２付近の空間を所定濃度の溶剤雰囲気に
制御する機構を設けてもよい。

【００５９】図１０に、本発明の第２の実施形態による
レジスト塗布ユニット（ＣＴ）の特徴部分の構成を示
す。この第２の実施形態では、スピンチャック１１８上
に基板Ｇを載置して、静止状態の基板Ｇ上にレジスト液
Ｒを大まかに分布させて供給する第１工程と、基板Ｇ上
でレジスト液Ｒを広げて塗布膜をレベリング（膜厚均一
化）するために基板Ｇをスピン回転させる第２工程とを
順次行うようにしている。第１工程では、上記第１の実
施形態におけるＸＹ走査機構（図３）およびレジスト塗
布処理部（図４）を用いることができる。

【００６０】従来一般のスピンコート法では基板中心部
にレジスト液を滴下してから２０００〜３０００ｒｐｍ
以上の高速度でスピン回転させるのに対して、この第２
実施形態の方式では基板上にレジスト液をある程度広く
分布させてからたとえば１０００ｒｐｍ程度の低速度で
スピン回転させるため基板の外に飛散するレジスト液を
少なくすることができる。

【００６１】図１０において、スピンチャック１１８の
回転軸１１８ａは駆動部１２０内に設けられている回転
駆動部（図示せず）に作動結合されている。スピンチャ
ック１１８の上面に設けられているチャック吸引口（図
示せず）は回転軸１１８ａ内に貫通している空気通路を
介して負圧源たとえば真空ポンプ（図示せず）に接続さ
れている。駆動部１２０内には、スピンチャック１１８
を昇降移動させるための昇降駆動部（図示せず）も設け
られている。基板Ｇの搬入／搬出時にはスピンチャック
１１８が上昇して外部搬送装置つまり主搬送装置５４
（図１）と基板Ｇのやりとりを行うようになっている。

【００６２】スピンチャック１１８を取り囲むように回
転カップ１２２が回転可能に設けられ、さらに回転カッ
プ１２２の外側にドレインカップ１２４が固定配置され
ている。両カップ１２２，１２４のいずれも上面が開口
している。回転カップ１２２の底部は、筒状の支持部材
１２６を介して駆動部１２６内の回転駆動部に作動接続
されている。

【００６３】回転カップ１２２の上方には、ロボットア
ーム１２８により上下移動可能な蓋体１３０が配置され
ている。回転カップ１２２の上方でレジストノズル６２
を走査させるとき、つまり基板Ｇ上にレジスト液Ｒを供
給する工程（第１工程）の間は、蓋体１３０がノズル走
査機構６４の上方に退避している。第１工程が終了し
て、塗布膜のレベリングを行う工程（第２の工程）に際
して蓋体１３０が降りてきて回転カップ１２２の上面を
閉じる。なお、図示省略するが、蓋体１３０および回転
カップ１２２の上面は相互に係合する構成になってい
る。そして、駆動部１２０の回転駆動によりスピンチャ
ック１１８と回転カップ１２２および蓋体１３０が一緒
に回転することにより、基板Ｇ上でレジスト液Ｒが遠心
力で広げられ、基板Ｇの外に飛散したレジスト液Ｒは回
転カップ１２２に受けられる。スピンチャック１１８の
下面には回転カップ１２２の底面を密閉するためのリン
グ状シール部材１３１が取付されている。

【００６４】回転カップ１２２に回収されたレジスト液
Ｒは、カップ１２２底部の外周縁部に形成されているド
レイン口１３２を通ってドレインカップ１２４へ導か
れ、ドレインカップ１２４底部のドレイン口１３４より
廃液処理部（図示せず）へ送られる。なお、スピン回転
中にドレイン口１３４より空気が流出して回転カップ１
２２内部が負圧になるのを防止するために、回転カップ
１２２の上部または蓋体１３０に適当な給気口（図示せ
ず）が設けられてよい。回転カップ１２２側からドレイ
ンカップ１２４内に流入した空気はドレインカップ１２
４の外周面に形成された排気口１３６より排気系統（図
示せず）へ排出される。

【００６５】この第２の実施形態における第１の工程で
は、上記したように基板Ｇ上にレジスト液Ｒをある程度
広く分布させて供給すればよく、基板全面にむらなく均
一塗布する必要はない。したがって、たとえば図１０の
（Ａ）に示すように、レジストノズル６２を基板Ｇの外
へ出すことなく始終基板Ｇ上で走査させることも可能で
ある。さらに、このような直角ジグザグ状の走査パター
ンでは、図１０の（Ｂ）に示すように、折り返し部ＵＹ
（Ｙ方向移動）の区間でもレジスト液Ｒの吐出を続行さ
せてもよい。

【００６６】この場合、本実施形態のレジスト塗布処理
部（図４）によれば、制御部１００が流路切換部８０に
おける両ソレノイドバルブ１１４，１１６の開閉動作お
よびレジスト液リターン流路における圧力制御弁９２の
圧力調節機能さらには必要に応じてポンプ８４の吐き出
し圧力を適度に制御することにより、折り返し部ＵＹ付
近における基板Ｇ上のレジスト液供給レートの変動を極
力少なくすることができる。

【００６７】上記した実施形態において、レジスト液リ
ターン流路の圧力制御弁９２を流量制御弁に置き換える
ことが可能である。また、流路切換部８０における両ソ
レノイドバルブ１１４，１１６を互いに分離した個別の
弁構造とすることも可能であり、各々を圧力制御弁また
は流量制御弁として構成することも可能である。また、
レジスト液吐出制御の精度は上記実施形態よりも低下す
ることになるが、レジスト液リターン流路側でソレノイ
ドバルブ１１６または圧力（流量）制御弁９２のいずれ
か一方を省くことも可能であり、さらには両方（１１
６，９２）を省くことも可能である。あるいは、レジス
ト液リターン流路側だけに弁を設け、レジスト液吐出流
路側の弁（１１４）を省くことも可能である。

【００６８】上記した実施形態におけるＸＹ型のノズル
走査機構（６４）や直角ジグザグ状の走査パターンは一
例であり、本発明の技術思想を限定するものではない。
種々の構造または方式の走査機構を使用することが可能
であり、任意の走査パターンを選択することができる。

【００６９】また、本発明は、レジストノズルを用いて
被処理基板上に塗布液を供給する任意のアプリケーショ
ンに適用可能であり、走査式でなくても、たとえば静止
状態で塗布液を吐出する方式にも適用可能である。その
場合、時間的なシーケンスにしたがって流路切換部を制
御すればよい。本発明における塗布液としては、レジス
ト液以外にも、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配
線材料等の液体も可能である。本発明における被処理基
板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガ
ラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能であ
る。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の塗布装置
によれば、所望の塗布膜を得るための塗布液消費量を大
幅に節減可能であり、塗布液を細径で吐出する方式にお
いても応答性の優れた吐出制御を行うことができる。さ
らに、塗布液の吐出制御性と消費効率とを同時に改善す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板処理装置が適用可能な塗布現像処
理システムの構成を示す平面図である。

【図２】実施形態の塗布現像処理システムにおける処理
の手順を示すフローチャートである。

【図３】本発明の第１の実施形態によるレジスト塗布ユ
ニット（ＣＴ）内のノズル走査機構の構成を示す斜視図
である。

【図４】実施形態のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）にお
けるレジスト塗布処理部の要部の構成を示すブロック図
である。

【図５】実施形態における流路切換部の一構成例を示す
断面図である。

【図６】実施形態におけるレジスト塗布処理の手順を示
すフローチャートである。

【図７】実施形態におけるレジスト塗布処理の作用を模
式的に示す平面図である。

【図８】実施形態におけるレジスト塗布処理の作用を模
式的に示す斜視図である。

【図９】実施形態における流路切換部の一変形例の構成
を示す断面図である。

【図１０】本発明の第２の実施形態によるレジスト塗布
ユニット（ＣＴ）内の特徴部分の構成を示す一部断面正
面図である。

【図１１】実施形態におけるレジスト塗布処理の作用を
模式的に示す平面図である。

【図１２】従来技術におけるレジスト塗布処理の作用を
模式的に示す斜視図である。

【符号の説明】

４０ レジスト塗布ユニット（ＣＴ） ６２ レジストノズル ６４ ノズル走査機構 ７８ レジスト液タンク ８０ 流路切換部 ８２，８８，９０ 配管 ８４ ポンプ ９２ 圧力制御弁 １００ 制御部 １１４，１１６ ソレノイドバルブ １１８ スピンチャック １２０ 駆動部 １２２ 回転カップ １３０ 蓋体

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０５Ｄ 7/00 Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０１ Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０１ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｚ Ｆターム(参考） 2H025 AA18 AB16 AB20 EA04 4D075 AC04 AC84 AC91 DA06 DB13 DC22 4F042 AA06 BA12 CA01 CB02 CB08 CB19 CB20 5F046 JA01 JA03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理基板に向けて所定の塗布液を吐出
   するためのノズルと、 前記塗布液を貯留する塗布液貯留部と、 前記塗布液貯留部と所定の流路分岐点とを結ぶ第１の流
   路と、 前記流路分岐点と前記ノズルの吐出口とを結ぶ第２の流
   路と、 前記流路分岐点と前記塗布液貯留部とを結ぶ第３の流路
   と、 前記塗布液貯留部から前記塗布液を前記第１の流路を介
   して前記流路分岐点側へ送るための塗布液供給手段と、 前記第２および第３の流路における前記塗布液の流れを
   制御する制御手段とを有する塗布装置。
2. 【請求項２】 被処理基板に向けて所定の塗布液を吐出
   するためのノズルと、 前記被処理基板に対して前記ノズルを相対的に移動させ
   るための駆動手段と、 前記塗布液を貯留する塗布液貯留部と、 前記塗布液貯留部と所定の流路分岐点とを結ぶ第１の流
   路と、 前記流路分岐点と前記ノズルの吐出口とを結ぶ第２の流
   路と、 前記流路分岐点と前記塗布液貯留部とを結ぶ第３の流路
   と、 前記塗布液貯留部から前記塗布液を前記第１の流路を介
   して前記流路分岐点側へ送るための塗布液供給手段と、 前記被処理基板に対する前記ノズルの位置に応じて前記
   第２および第３の流路における前記塗布液の流れを制御
   する制御手段とを有する塗布装置。
3. 【請求項３】 被処理基板に向けて所定の塗布液を吐出
   するためのノズルと、 前記ノズルより前記塗布液を吐出する動作を所定のシー
   ケンスで制御するシーケンス制御手段と、 前記塗布液を貯留する塗布液貯留部と、 前記塗布液貯留部と所定の流路分岐点とを結ぶ第１の流
   路と、 前記流路分岐点と前記ノズルの吐出口とを結ぶ第２の流
   路と、 前記流路分岐点と前記塗布液貯留部とを結ぶ第３の流路
   と、 前記塗布液貯留部から前記塗布液を前記第１の流路を介
   して前記流路分岐点側へ送るための塗布液供給手段と、 前記塗布液吐出動作のシーケンスにしたがって前記第２
   および第３の流路における前記塗布液の流れを制御する
   制御手段とを有する塗布装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段が、前記第２の流路に設け
   られた第１の弁と、前記第３の流路に設けられた第２の
   弁とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に記載の塗布装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段が、前記被処理基板上に設
   定された塗布領域に前記ノズルより前記塗布液を供給す
   る塗布モード中は前記第１の弁を開状態にするとともに
   前記第２の弁を閉状態にし、前記塗布モードの開始直前
   および終了直後においては前記第１の弁を閉状態にする
   とともに前記第２の弁を開状態にすることを特徴とする
   請求項４に記載の塗布装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段が、前記第１および第２の
   弁の各開閉状態を独立的に制御することを特徴とする請
   求項４または５に記載の塗布装置。
7. 【請求項７】 前記第１の弁が、前記第２の流路におけ
   る前記塗布液の流れをオン・オフするための第１の開閉
   弁を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記
   載の塗布装置。
8. 【請求項８】 前記第１の弁が、前記第２の流路におい
   て前記塗布液を所望の流量で流すための第１の流量制御
   弁を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記
   載の塗布装置。
9. 【請求項９】 前記第１の弁が、前記第２の流路におい
   て前記塗布液を所望の圧力で流すための第１の圧力制御
   弁を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記
   載の塗布装置。
10. 【請求項１０】 前記第２の弁が、前記第３の流路にお
    ける前記塗布液の流れを選択的にオン・オフするための
    第２の開閉弁を含むことを特徴とする請求項４〜９のい
    ずれかに記載の塗布装置。
11. 【請求項１１】 前記第２の弁が、前記第３の流路にお
    いて前記塗布液を所望の流量で流すための第２の流量制
    御弁を含むことを特徴とする請求項４〜９のいずれかに
    記載の塗布装置。
12. 【請求項１２】 前記第２の弁が、前記第３の流路にお
    いて前記塗布液を所望の圧力で流すための第２の圧力制
    御弁を含むことを特徴とする請求項４〜９のいずれかに
    記載の塗布装置。