JP2004209313A - 基板塗布装置および基板塗布方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】均一な膜厚の塗膜を基板に形成することができる基板塗布装置および基板塗布方法を提供する。
【解決手段】ノズル21を被膜形成位置に移動して位置決めした後、供給源56からの液盛用塗布液57をノズル吐出部211に吐出すると同時に、被膜形成ブロック51をノズル21の長手方向Yに移動させる。これにより、ノズル21の先端部211はその長手方向Yの全域にわたって微細ノズル531、541から吐出された液盛用塗布液57によって被膜58が形成される。さらにノズル21を塗布開始位置に移動して位置決めした後、ノズル21を降下させて吐出部211に形成された被膜58を基板Pの表面に接触させて液溜りを形成する。これに続いて、ノズル21を塗布方向Xに水平移動させながらノズル吐出部211から塗布液を吐出して塗膜形成を行う。
【選択図】 図6
【解決手段】ノズル21を被膜形成位置に移動して位置決めした後、供給源56からの液盛用塗布液57をノズル吐出部211に吐出すると同時に、被膜形成ブロック51をノズル21の長手方向Yに移動させる。これにより、ノズル21の先端部211はその長手方向Yの全域にわたって微細ノズル531、541から吐出された液盛用塗布液57によって被膜58が形成される。さらにノズル21を塗布開始位置に移動して位置決めした後、ノズル21を降下させて吐出部211に形成された被膜58を基板Pの表面に接触させて液溜りを形成する。これに続いて、ノズル21を塗布方向Xに水平移動させながらノズル吐出部211から塗布液を吐出して塗膜形成を行う。
【選択図】 図6
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ノズルの吐出部から吐出される塗布液を基板に供給して該基板に塗膜を形成する基板塗布装置および基板塗布方法に関するものである。なお、この基板としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板(以下、単に「基板」という)が含まれる。
【0002】
【従来の技術】
この種の基板塗布装置として、例えば一方向に長いスリットを有する塗布液供給ノズルから塗布液を基板に向けて吐出しながら、該ノズルを基板に沿って移動することによって基板に塗膜を形成する装置が知られている(特許文献1参照)。この特許文献1に記載の装置では、基板全体にわたって平坦で均一な膜厚を有する塗膜を形成すべく、次のようにして塗布処理を実行している。すなわち、基板(特許文献1中の「被塗工材」に相当)をノズル(特許文献1中の「口金」に相当)の直下まで移動させた後、塗布液をノズルに供給して、スリットの長手方向全体においてノズルと基板との間に液溜り(特許文献1中の「塗料ビード」に相当)を形成する。その後、基板をスリットの長手方向と直交する所定の塗布方向に走行させることにより塗膜を形成する。この走行時には、ノズルへの塗布液の供給量と基板への塗布量をバランスさせ、塗布液の液盛り状態を一定に保持している。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−229497号公報(第10頁、図3)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献1に記載の装置では、スリットからノズル吐出口側に向けて塗布液を供給してノズル吐出部に液溜りを形成しているが、このようにノズル内部から塗布液を供給する場合には、スリットの長手方向に均一な膜厚の液溜りを形成することが困難であった。
【0005】
また、この種の基板塗布装置で用いられるノズルでは、2つのリップが設けられ、これらのリップの先端部の間に吐出口が形成されている。そして、このように構成されたノズル吐出部に対して液溜りを形成するためにノズルに塗布液を供給した際、その塗布液の一部がリップの先端部を超えてリップの側面部に付着してしまうことがあった。このようにリップの側面部に塗布液が乗り上げてしまった状態のまま塗膜形成処理を実行してしまうと、基板に形成された塗膜のうち上記乗上状態の部分を通過した領域の膜厚が他の領域の膜厚と異なってしまい、膜厚の不均一が生じてしまう。
【0006】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、均一な膜厚の塗膜を基板に形成することができる基板塗布装置および基板塗布方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる基板塗布装置は、ノズルを所定の塗布開始位置に位置決めした後に、該ノズルの吐出部から塗布液を吐出しながら該ノズルを基板に対して所定の塗布方向に相対移動させて基板に塗膜を形成する基板塗布装置であって、上記目的を達成するため、塗布液と同一または異なる濃度の液盛用塗布液をノズルの外側からノズル吐出部に供給して液盛りする被膜形成手段と、被膜形成手段を制御して塗布開始位置へのノズルの位置決め前に液盛用塗布液の被膜をノズル吐出部に形成する制御手段とを備えている。
【0008】
このように構成された装置では、ノズルが所定の塗布開始位置に位置決めされる前に、液盛用塗布液がノズルの外側からノズル吐出部に供給されて被膜が形成されているため、ノズル吐出部に確実に、しかも均一に被膜を形成することができる。そして、この被膜形成後に、その被膜が形成された状態のままノズルが所定の塗布開始位置に位置決めされるのに続いて、塗膜形成が実行される。すなわち、塗膜形成処理の際に被膜が液溜りとして機能することとなるが、上記したように被膜(液溜り)の膜厚は均一であり、しかも被膜の形成範囲はノズル吐出部となっているので、塗膜を均一な膜厚で基板に形成することができる。
【0009】
ここで、ノズル吐出部を洗浄する洗浄手段をさらに設けるようにしてもよい。
そして、被膜形成手段による被膜形成前に、洗浄手段によりノズル吐出部を洗浄しておくと、ノズル吐出部に塗布液の残渣などが残存するのを防止することができる。その結果、被膜形成手段により形成される被膜の均一性をさらに高め、良好な液溜りを形成することができる。
【0010】
また、ノズルを塗布開始位置に位置決めするために駆動手段を設け、該駆動手段により被膜形成手段および基板のうち少なくとも一方を移動させて位置決めを実行してもよい。
【0011】
また、この種の基板塗布装置では、ノズルとして、塗布方向側に設けられたフロントリップと、塗布方向の反対側に設けられたリアリップとを有し、フロントリップの先端部とリアリップの先端部とを離間して吐出部を構成しているものを採用することが多い。このようなノズルを採用した装置では、フロントリップの先端部に液盛用塗布液を塗布するフロント塗布部と、リアリップの先端部に液盛用塗布液を塗布するリア塗布部と、フロント塗布部およびリア塗布部に液盛用塗布液を供給する供給手段とを備えた被膜形成手段を用いることができる。
【0012】
このようにフロントリップに対してはフロント塗布部を設け、またリアリップに対してはリア塗布部を設けることで、各リップに対応して液盛用塗布液を塗布することができ、種々の被膜を形成することができる。例えば、フロントリップの先端部については該先端部の全面に塗布するのではなく、塗布方向における被膜の幅を該先端部の幅よりも狭く設定しておくと、仮に塗膜形成時にノズルへの塗布液の供給量が多少変動したとしても、該先端部に形成される被膜がバッファとして機能して上記変動を吸収することができる。つまり、塗布液供給量の変動が生じたとしても、その変動に応じて被膜の幅が変化するのみで塗膜の膜厚はほぼ一定に維持することができる。より具体的には、塗布方向と直交するノズル移動方向に、フロント塗布部をノズルに対して相対移動させるフロント移動機構をさらに設け、供給手段から供給された液盛用塗布液をフロント塗布部から吐出することによって塗布方向におけるフロントリップの先端部の幅よりも狭い幅で液盛用塗布液を該先端部に塗布しながら、フロント塗布部をノズルに対して相対移動させて該先端部に液盛りするように構成することができる。
【0013】
一方、リアリップの先端部については該先端部の全面に塗布することでエッジ効果により塗膜の均一性をより効果的に高めることができる。より具体的には、塗布方向と直交するノズル移動方向に、リア塗布部をノズルに対して相対移動させるリア移動機構をさらに設け、供給手段から供給された液盛用塗布液をリア塗布部から吐出することによって塗布方向におけるリアリップの先端部の幅とほぼ同一幅で液盛用塗布液を該先端部に塗布しながら、リア塗布部を相対移動させて該先端部に液盛りするように構成することができる。
【0014】
また、供給手段が、塗膜を構成する塗布液の種類に応じて液盛用塗布液の濃度を調整するように構成してもよく、この場合、基板に塗布する塗布液に対応した濃度の液盛用塗布液で被膜を形成することができる。したがって、本発明は次のような点で有利となる。塗布液による塗膜形成の初期段階では塗膜の膜厚は不安定であり、その初期段階での挙動は塗布液の種類によりそれぞれ相違している場合が多い。そこで、本発明では塗布液の種類に応じて液盛用塗布液の濃度を調整することで塗膜形成の初期段階での膜厚の不安定性を抑制し、早期に膜厚の均一性を高めることが可能となる。
【0015】
この発明にかかる基板塗布方法は、ノズルの吐出部から吐出される塗布液を基板に供給して該基板に塗膜を形成する基板塗布方法であって、上記目的を達成するため、塗布液と同一または異なる濃度の液盛用塗布液をノズルの外側よりノズル吐出部に供給して液盛りする被膜形成工程と、ノズル吐出部に液盛りされた被膜が基板に接触するように基板に対してノズルを位置決めした後、ノズルの吐出部から塗布液を吐出しながらノズルを基板に対して所定の塗布方向に相対移動させて基板に塗膜を形成する塗膜形成工程とを備えている。
【0016】
このように構成された基板塗布方法では、装置発明と同様に、液盛用塗布液をノズルの外側からノズル吐出部に供給して被膜を形成しているため、ノズル吐出部に確実に、しかも均一に被膜を形成することができる。また、この被膜形成後に、液盛りされた被膜が基板に接触させることで均一な厚みの液溜りを形成することができる。しかも、その液溜りを用いて塗膜形成を実行しているので、塗膜を均一な膜厚で基板に形成することができる。
【0017】
さらに、被膜形成工程前に、ノズル吐出部を洗浄する洗浄工程を実行するようにしてもよく、この洗浄工程を追加することにより、ノズル吐出部に塗布液の残渣などが残存するのを防止することができる。その結果、ノズル吐出部に形成される被膜の均一性をさらに高め、良好な液溜りを形成することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は本発明にかかる基板塗布装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の基板塗布装置を構成するノズルを示す図である。また、図3は図2のノズルを洗浄するノズル洗浄ユニットを示す図である。さらに、図4は図2のノズルの吐出部に被膜を形成する被膜形成ユニットを示す図である。この基板布装置は、図1に示すように、レジスト液や現像液などの塗布液を基板Pに供給して基板Pの表面に均一な塗膜を形成するための処理ユニット1を備えている。この処理ユニット1では、基板保持部11が基板Pを真空吸着し水平に保持している。
そして、この基板保持部11の周囲にカップ12が配置されて塗布液の飛散を防止している。
【0019】
また、この処理ユニット1の基板保持部11により保持された基板Pに対して塗布液を供給する塗布液供給部2が設けられている。この塗布液供給部2は、図1および図2に示すように、基板Pの上面に沿って基板Pの短辺方向(図1の奥行き方向)に延びるノズル21を有している。このノズル21は、断面が倒立家型の部材であり、その底面の両側壁は逆三角形状に傾斜している。すなわち、図2(b)に示すように、2つのリップ21F、21Rが互いに所定間隔だけ離間して配置されており、それらの先端部211が塗布液を基板Pに向けて吐出するノズル吐出部として機能するとともに、リップ21F、21Rに挟まれてなるスリット(ノズル孔)212を介して液溜め213に接続されている。
【0020】
また、このように構成されたノズル21を図1の上下および左右方向に移動させるためにノズル駆動機構3が構成されている。このノズル駆動機構3は本発明の「駆動手段」に相当するものであり、図1に示すようにノズル支持アーム31の下端にノズル21を固定するとともに、そのノズル支持アーム31の上端部を移動フレーム32に上下移動可能に支持している。このため、装置全体を制御する制御ユニット4からの動作指令に応じてエアーシリンダや駆動モータなどの駆動源(図示省略)からの駆動力によりノズル支持アーム31を上下駆動してノズル21を上下方向に位置決め可能となっている。さらに、このノズル駆動機構3では、移動ガイド33が処理ユニット1、被膜形成ユニット5、ノズル洗浄ユニット6およびノズル待機ユニット7との間で図1の左右方向に延びており、該移動ガイド33により移動フレーム32を移動可能に支持している。そして、制御ユニット4からの動作指令に応じて駆動モータ(図示省略)を作動させることでノズル21を左右方向に位置決め可能となっている。なお、ノズル21の相対位置決めのためには、ノズル21を移動させる代わりに、またノズル移動とともに、処理ユニット1、被膜形成ユニット5、ノズル洗浄ユニット6およびノズル待機ユニット7を移動させるようにしてもよい。
【0021】
このノズル21の内部においては、図2(b)および図3に示すように、スリット212の途中にはスリット212よりも幅の広い液溜め213が形成されている。この液溜め213は、次に説明する塗布液圧送ユニットから供給された塗布液をノズル21の長手方向Yに均一に拡散させるためのものである。
【0022】
この塗布液圧送ユニット8は、図1に示すように、塗布液を貯溜したガラス瓶81を収納し、かつ内部が気密に封止された加圧タンク82を有している。加圧タンク82の上部には、図示しない窒素ガス源から加圧された窒素ガスが供給される加圧配管83が開口している。加圧配管83の途中には、給排用三方弁84及びレギュレータ85が加圧タンク82側からこの順に配置されている。なお、三方弁84は、窒素ガスを加圧タンク82に供給するかまたは他に排気するかを選択できる。また、塗布液供給配管86は、その一端がガラス瓶81の底面近傍に達しており、他端がノズル21に接続されている。この塗布液供給配管86の途中には、塗布液供給弁88及びサックバックバルブ87が配置されている。
【0023】
次に、ノズル洗浄ユニット6について図3を参照しつつ説明する。ノズル洗浄ユニット6は、ノズル21が洗浄位置P2(図1参照)にあるときにこのノズル21と対向可能な位置に配置された洗浄ブロック61と、洗浄ブロック61の下方に配置されたノズルポット62とを有している。洗浄ブロック61は、図3から明らかなように、ノズル21の長手方向Yにおいてノズル21よりも短く、洗浄ブロック移動機構63によってノズル21の長手方向に移動可能となっている。したがって、この洗浄ブロック61は、ノズル21をその長手方向Yの全域にわたって走査が可能であり、さらに同図の二点鎖線で示すように、ノズル21から退避した位置に移動可能である。なお、洗浄ブロック61がノズル21から退避した位置には、ノズルポット62とは異なる別の洗浄ブロック専用のポット64が配置されている。ノズルポット62は、従来装置において洗浄位置P2のノズル21用に設けられていたポットと同様のものであり、塗布液の溶剤が適当なレベルまで貯留されている。このノズルポット62は、洗浄ブロック61を挟んでノズル21と対向するように配置されており、エアあるいは油圧シリンダ等のアクチュエータ65(図1参照)により昇降が可能となっている。なお、洗浄ブロック61を移動させるための洗浄ブロック移動機構63は、ノズル21の長手方向に沿って設けられた移動ガイド631と、この移動ガイド631に沿って洗浄ブロック61を移動させるためのモータ632(図1参照)とを含んでいる。
【0024】
洗浄ブロック61は、図3に示すように、上部に開口する溝611を有している。溝611は、ノズル21の長手方向Yに沿って形成されており、その上部はノズル21の先端部211の形状に合わせてV字状の傾斜面を有している。また、溝611の底部には、下方に貫通する排出溝612が形成されている。溝611の方向Xにおいて対向する側壁には、1対の洗浄ノズル66が突出して設けられている。この1対の洗浄ノズル66は、ノズル21が洗浄ブロック61に対向する洗浄位置P2に待機している状態で、ノズル21の先端部近傍に対向するように配置されており、バルブ67を介してリンス液供給源68に接続されている。なお、このリンス液供給源68から洗浄ノズル66へ供給されるリンス液としては、ノズル21へ供給されている塗布液の溶剤と同種のものが用いられる。また、洗浄ブロック61の両端にはカバー613が固定されており、このカバー613に取付部材614を介して洗浄液排出ガイド615が設けられている。洗浄液排出ガイド615は、洗浄位置P2にあるノズル21のスリット212に近接するように配置されており、洗浄ブロック61の長手方向のほぼ全域にわたって延び、かつ下方に所定の長さを有している。また、この洗浄液排出ガイド615は溝611の中央部に位置している。
【0025】
ノズルポット62は、少なくともノズル21の長手方向Xの長さよりも長く形成されており、その上部には開口部621が形成されている。開口部621は、洗浄ブロック61の排出溝612に対向している。またこのノズルポット62の中央部には、長手方向のほぼ全域にわたって延び、かつ下方に所定の長さを有する塗布液排出ガイド622が設けられている。この塗布液排出ガイド622は、洗浄ブロック61が退避位置(図3の二点鎖線で示す位置)に退避し、ノズルポット62が上昇してノズル21の先端がノズルポット62内に位置する状態において、ノズル21先端のスリット212に近接するように設けられている。
【0026】
次に、被膜形成ユニット5について図4を参照しつつ説明する。被膜形成ユニット5は、ノズル21が被膜形成位置P3(図1参照)にあるときにこのノズル21と対向可能な位置に配置された被膜形成ブロック51と、被膜形成ブロック51をノズル21の長手方向Yに移動させる被膜形成ブロック移動機構52とを有している。この被膜形成ブロック51は、図4から明らかなように、ノズル21の長手方向Yにおいてノズル21よりも短く、被膜形成ブロック移動機構52によってノズル21の長手方向に移動可能となっている。したがって、この被膜形成ブロック51は、ノズル21をその長手方向Yの全域にわたって走査が可能であり、さらに同図の二点鎖線で示すように、ノズル21から退避した位置に移動可能である。なお、被膜形成ブロック移動機構52は、ノズル21の長手方向に沿って設けられた移動ガイド521と、この移動ガイド521に沿って被膜形成ブロック51を移動させるためのモータ522(図1参照)とを含んでいる。
【0027】
被膜形成ブロック51は、図4に示すように、上部に開口する溝511を有している。溝511は、ノズル21の長手方向Yに沿って形成されており、その上部はノズル21の先端部211の形状に合わせてV字状の傾斜面を有している。
また、溝511の底部には、フロントリップ21Fの先端部211F(図2(b)参照)に対応してフロント塗布部53が設けられるとともに、リアリップ21Rの先端部211R(図2(b)参照)に対応してリア塗布部54が設けられている。
【0028】
これらの塗布部53、54はバルブ55を介して液盛用塗布液の供給源56に接続されている。このため、被膜形成ブロック移動機構52により被膜形成ブロック51をノズル21の長手方向Yに移動しながら制御ユニット4からの開指令に応じてバルブ55が開くことでノズル21の吐出部211全体に液盛用塗布液の被膜を形成することができる。すなわち、被膜形成ブロック移動機構52が本発明の「フロント移動機構」および「リア移動機構」として機能し、これによってフロント塗布部53およびリア塗布部54が被膜形成ブロック51と一体的にノズル21の長手方向Yに移動しながら、供給源56からバルブ55を介して供給される液盛用塗布液がフロント塗布部53の微細ノズル531からフロントリップ21Fの先端部211Fに吐出されて液盛りされると同時に、リア塗布部54の微細ノズル541からリアリップ21Rの先端部211Rに吐出されて液盛りされる。こうして、ノズル21の吐出部211全体に液盛用塗布液の被膜が形成される。なお、この供給源56から塗布部53、54へ供給される液盛用塗布液としては、ノズル21へ供給されている塗布液と同種のものが用いられている。
【0029】
次に、上記のように構成された基板塗布装置の動作について図5および図6を参照しつつ説明する。図5は図1の基板塗布装置の動作を示すフローチャートである。また、図6は図1の基板塗布装置の動作を示す模式図である。この基板塗布装置では、基板保持部11に未処理の基板Pが搬送されるまで、ノズル21は待機位置P1でノズル待機ユニット7に待機し、ノズル21の先端部211の乾燥が防止されている。また、被膜形成ユニット5において被膜形成ブロック51は退避位置(図4の二点鎖線位置)に位置決めされるとともに、ノズル洗浄ユニット6において洗浄ブロック61は退避位置(図3の二点鎖線位置)に位置決めされており、塗布方向Xに移動するノズル21と干渉するのを防止している。
【0030】
そして、他の基板処理装置から未処理基板Pが基板搬送ロボットにより処理ユニット1に搬送され、基板保持部11により保持される(ステップS1)と、制御ユニット4がそのメモリ(図示省略)に予め記憶されている塗布プログラムにしたがって装置各部を制御することで以下の処理(ステップS2〜S8)を実行する。
【0031】
まず、ノズル21を洗浄位置P2に移動して位置決めした(ステップS2)後、図6(a)に示すようにノズル21が洗浄ブロック61の上方で待機している状態において洗浄ノズル66からリンス液69を吐出すると同時に、洗浄ブロック移動機構63により洗浄ブロック61をノズル21の長手方向Yに移動させる。これにより、ノズル21の吐出部211はその長手方向Yの全域にわたって洗浄ノズル66から吐出されたリンス液69によって洗浄される(ステップS3:洗浄工程)。ここで、ノズル21の先端に吐出されたリンス液69及びそれによって洗浄された塗布液は洗浄液排出ガイド615を伝って下方に流れる。そして洗浄ブロック61の底部に形成された排出溝612を通ってノズルポット62内に排出される。
【0032】
ノズル21先端部の洗浄が終了すれば、同図(b)に示すように、洗浄されたノズル21を被膜形成位置P3に移動して位置決めする(ステップS4)。これにより、フロント塗布部53の微細ノズル531がフロントリップ21Fの先端部211Fに対向するとともに、リア塗布部54の微細ノズル541がリアリップ21Rの先端部211Rに対向するように、ノズル21が被膜形成ブロック51の上方で位置決めされる。
【0033】
そして、この配置関係のまま、バルブ55が開いて供給源56からの液盛用塗布液57がフロント塗布部53の微細ノズル531からフロントリップ21Fの先端部211Fに吐出されるとともに、リア塗布部54の微細ノズル541からリアリップ21Rの先端部211Rに吐出される。また、液盛用塗布液57の吐出と同時に、被膜形成ブロック移動機構52により被膜形成ブロック51をノズル21の長手方向Yに移動させる。これにより、同図(c)に示すようにノズル21の吐出部211はその長手方向Yの全域にわたって微細ノズル531、541から吐出された液盛用塗布液57によって被膜58が形成される(ステップS5:被膜形成工程)。
【0034】
そして、被膜58が形成されたノズル21を塗布開始位置P4に移動して位置決めした(ステップS6)後、同図(d)に示すようにノズル21を降下させて吐出部211に形成された被膜58を基板Pの表面に接触させて液溜りを形成する(ステップS7)。これに続いて、ノズル21を基板Pの長手方向、つまり塗布方向Xに水平移動させながらノズル吐出部211から塗布液を吐出して塗膜形成を行う(ステップS8:塗膜形成工程)。この塗布液の吐出動作は、三方弁84を供給側に切り換え、さらに塗布液供給弁88を開いてガラスビン81から塗布液をノズル21に供給することで行う。ノズル21が基板Pの塗布領域の終端に到達すると、三方弁84を排気側に切り換えるとともに塗布液供給弁88を閉じて塗布液の供給を停止する。このようにして基板Pの所定領域への塗布液の塗布が終了すれば、ノズル21を待機位置P1に移動して次の処理のために待機させる。
【0035】
以上のように、この実施形態によれば、ノズル21を用いて基板Pに塗膜D(図2)を形成する(塗膜形成工程)前に、液盛用塗布液57をノズル21の下方側からノズル吐出部211を供給して被膜58を形成しているため、ノズル21の先端側面部(ノズル先端の傾斜面)に液盛用塗布液を付着させることなく、ノズル吐出部211に確実に、しかも均一に被膜58を形成することができる。そして、この被膜形成工程(ステップS5)後に、その被膜58が形成された状態のままノズル21を塗布開始位置P4に位置決めし、その被膜58を基板Pの表面に接触させることによって液溜りを形成した後で塗膜形成を実行する、すなわち塗膜形成処理の際に被膜58を液溜りとして機能させてているので、上記したように液溜りの膜厚を均一に、しかも液溜りの形成範囲をノズル吐出部211に限定することができる。このように均一で、かつ所望範囲内に形成された液溜りを用いて塗膜形成を行っているので、塗膜D(図2参照)を均一な膜厚で基板Pに形成することができる。
【0036】
また、被膜形成前に、ノズル洗浄ユニット6によりノズル吐出部211を洗浄している(ステップS3)ため、ノズル吐出部211に塗布液の残渣などが残存するのを防止することができ、被膜58を形成する段階では常にノズル吐出部211は清浄な状態にとなっている。したがって、被膜形成ユニット5により形成される被膜58の均一性をさらに高め、良好な液溜りを形成することができる。
もちろん、この良好な液溜りを用いて塗膜Dを形成するため、塗膜Dの均一性もより一層向上することができる。
【0037】
さらに、この実施形態では、塗布液圧送ユニット8とは別個にノズル吐出部211に液盛用塗布液57を供給する供給手段(上記実施形態のバルブ55および供給源56)を設け、該供給手段から供給される液盛用塗布液57をノズル吐出部211の外側から塗布するように構成しているので、液盛用塗布液57の濃度を基板Pに塗布する塗布液に対応した値に設定することができる。すなわち、従来装置では塗膜形成前にノズルから塗布液を吐出させることによって液溜りを形成しているため、必然的に液溜りの濃度は常に塗布液の濃度と同一となるのに対し、本実施形態では液溜りの濃度を調整することができ、次のような作用効果が得られる。塗布液による塗膜形成の初期段階では塗膜の膜厚は不安定であり、その初期段階での挙動は塗布液の種類によりそれぞれ相違している場合が多い。したがって、塗布液の種類に応じて液盛用塗布液の濃度を調整することで塗膜形成の初期段階での膜厚の不安定性を抑制し、早期に膜厚の均一性を高めるという改良が可能となる。この点、液溜りの濃度を調整することができる本実施形態によれば、上記改良に対応することができ、膜厚の均一性をさらに向上させることができるという作用効果を奏する。
【0038】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、微細ノズル531を用いてフロントリップ21Fの先端部211Fに液盛用塗布液57を塗布するとともに、微細ノズル541を用いてリアリップ21Rの先端部211Rに液盛用塗布液57を塗布しているが、ノズル径を変更してフロントリップ21F側およびリアリップ21R側の各々で塗布方向Xにおける被膜58の幅を変化させるようにしてもよい。例えば図7に示すように、塗布方向Xにおけるフロントリップ21Fの先端部211Fの幅W21fよりも狭い幅Wfで液盛用塗布液57を該先端部211Fに塗布してフロント側被膜58Fを形成してもよい。このように被膜58Fの幅Wfを先端部211Fの幅W21fよりも狭くすることにより次のような作用効果が得られる。すなわち、塗膜形成時にノズル21への塗布液の供給量が多少変動したとしても、該先端部211Fに形成される被膜58Fがバッファとして機能して上記変動を吸収することができる。つまり、塗布液供給量の変動が生じたとしても、その変動に応じて被膜(液溜り)58Fの幅Wfが変化するのみで塗膜の膜厚はほぼ一定に維持することができる。
【0039】
また、リアリップ21R側については、塗布方向Xにおけるリアリップ21Rの先端部211Rの幅W21rとほぼ同一幅で液盛用塗布液57を該先端部211Rに塗布してリア側被膜58Rを形成してもよい。このように被膜58Rの幅Wrを先端部211Rの幅W21rとほぼ同一値に設定することにより、いわゆるエッジ効果により塗膜の均一性をより効果的に高めることができる。
【0040】
また、液盛用塗布液57の塗布方法は、上記したノズル方式に限定されるものではなく、ノズル21の外側よりノズル吐出部211に液盛用塗布液を塗布することができる限り如何なる塗布方法を採用してもよい。
【0041】
また、上記実施形態では、洗浄ノズル66からリンス液69をノズル吐出部211に供給することでノズル洗浄を行っているが、洗浄方法についてはこれに限定されるものではなく、従来より多用されている非接触方法(例えば特開2000−167470号公報に記載の技術)、接触方法(例えば特開平9−293653号公報に記載の技術)ならびに非接触方法と接触方法を組み合わせた方法(例えば特開平11−74179号公報に記載の技術)などを用いることができる。
【0042】
さらに、上記実施形態では、被膜形成工程(ステップS5)の直前にノズル吐出部211を洗浄しているが、直前にノズル洗浄する代わりに塗膜形成工程(ステップS8)が完了した時点でノズル洗浄を行い、待機位置P1で待機させるようにしてもよい。
【0043】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ノズルが所定の塗布開始位置に位置決めされる前に、液盛用塗布液がノズルの外側からノズル吐出部に供給して被膜を形成しているので、ノズル吐出部に均一な膜厚の被膜(液溜り)を形成することができる。しかも、この被膜を液溜りとして機能させつつ塗膜形成を行うように構成しているので、塗膜を均一な膜厚で基板に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる基板塗布装置の一実施形態を示す図である。
【図2】図1の基板塗布装置を構成するノズルを示す図である。
【図3】図2のノズルを洗浄するノズル洗浄ユニットを示す図である。
【図4】図2のノズルの吐出部に被膜を形成する被膜形成ユニットを示す図である。
【図5】図1の基板塗布装置の動作を示すフローチャートである。
【図6】図1の基板塗布装置の動作を示す模式図である。
【図7】本発明にかかる基板塗布装置の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
5…被膜形成ユニット(被膜形成手段)
6…ノズル洗浄ユニット(洗浄手段)
21…ノズル
21F…フロントリップ
21R…リアリップ
52…被覆形成ブロック移動機構(フロント移動機構、リア移動機構)
53…フロント塗布部
54…リア塗布部
55…バルブ(供給手段)
56…供給源(供給手段)
57…液盛用塗布液
58…被膜
58F…フロント側被膜
58R…リア側被膜
211…ノズル吐出部
211F…(フロントリップの)先端部
211R…(リアリップの)先端部
D…塗膜
P4…塗布開始位置
P…基板
X…塗布方向
Y…ノズルの長手方向(ノズル移動方向)
【発明の属する技術分野】
この発明は、ノズルの吐出部から吐出される塗布液を基板に供給して該基板に塗膜を形成する基板塗布装置および基板塗布方法に関するものである。なお、この基板としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板(以下、単に「基板」という)が含まれる。
【0002】
【従来の技術】
この種の基板塗布装置として、例えば一方向に長いスリットを有する塗布液供給ノズルから塗布液を基板に向けて吐出しながら、該ノズルを基板に沿って移動することによって基板に塗膜を形成する装置が知られている(特許文献1参照)。この特許文献1に記載の装置では、基板全体にわたって平坦で均一な膜厚を有する塗膜を形成すべく、次のようにして塗布処理を実行している。すなわち、基板(特許文献1中の「被塗工材」に相当)をノズル(特許文献1中の「口金」に相当)の直下まで移動させた後、塗布液をノズルに供給して、スリットの長手方向全体においてノズルと基板との間に液溜り(特許文献1中の「塗料ビード」に相当)を形成する。その後、基板をスリットの長手方向と直交する所定の塗布方向に走行させることにより塗膜を形成する。この走行時には、ノズルへの塗布液の供給量と基板への塗布量をバランスさせ、塗布液の液盛り状態を一定に保持している。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−229497号公報(第10頁、図3)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献1に記載の装置では、スリットからノズル吐出口側に向けて塗布液を供給してノズル吐出部に液溜りを形成しているが、このようにノズル内部から塗布液を供給する場合には、スリットの長手方向に均一な膜厚の液溜りを形成することが困難であった。
【0005】
また、この種の基板塗布装置で用いられるノズルでは、2つのリップが設けられ、これらのリップの先端部の間に吐出口が形成されている。そして、このように構成されたノズル吐出部に対して液溜りを形成するためにノズルに塗布液を供給した際、その塗布液の一部がリップの先端部を超えてリップの側面部に付着してしまうことがあった。このようにリップの側面部に塗布液が乗り上げてしまった状態のまま塗膜形成処理を実行してしまうと、基板に形成された塗膜のうち上記乗上状態の部分を通過した領域の膜厚が他の領域の膜厚と異なってしまい、膜厚の不均一が生じてしまう。
【0006】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、均一な膜厚の塗膜を基板に形成することができる基板塗布装置および基板塗布方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる基板塗布装置は、ノズルを所定の塗布開始位置に位置決めした後に、該ノズルの吐出部から塗布液を吐出しながら該ノズルを基板に対して所定の塗布方向に相対移動させて基板に塗膜を形成する基板塗布装置であって、上記目的を達成するため、塗布液と同一または異なる濃度の液盛用塗布液をノズルの外側からノズル吐出部に供給して液盛りする被膜形成手段と、被膜形成手段を制御して塗布開始位置へのノズルの位置決め前に液盛用塗布液の被膜をノズル吐出部に形成する制御手段とを備えている。
【0008】
このように構成された装置では、ノズルが所定の塗布開始位置に位置決めされる前に、液盛用塗布液がノズルの外側からノズル吐出部に供給されて被膜が形成されているため、ノズル吐出部に確実に、しかも均一に被膜を形成することができる。そして、この被膜形成後に、その被膜が形成された状態のままノズルが所定の塗布開始位置に位置決めされるのに続いて、塗膜形成が実行される。すなわち、塗膜形成処理の際に被膜が液溜りとして機能することとなるが、上記したように被膜(液溜り)の膜厚は均一であり、しかも被膜の形成範囲はノズル吐出部となっているので、塗膜を均一な膜厚で基板に形成することができる。
【0009】
ここで、ノズル吐出部を洗浄する洗浄手段をさらに設けるようにしてもよい。
そして、被膜形成手段による被膜形成前に、洗浄手段によりノズル吐出部を洗浄しておくと、ノズル吐出部に塗布液の残渣などが残存するのを防止することができる。その結果、被膜形成手段により形成される被膜の均一性をさらに高め、良好な液溜りを形成することができる。
【0010】
また、ノズルを塗布開始位置に位置決めするために駆動手段を設け、該駆動手段により被膜形成手段および基板のうち少なくとも一方を移動させて位置決めを実行してもよい。
【0011】
また、この種の基板塗布装置では、ノズルとして、塗布方向側に設けられたフロントリップと、塗布方向の反対側に設けられたリアリップとを有し、フロントリップの先端部とリアリップの先端部とを離間して吐出部を構成しているものを採用することが多い。このようなノズルを採用した装置では、フロントリップの先端部に液盛用塗布液を塗布するフロント塗布部と、リアリップの先端部に液盛用塗布液を塗布するリア塗布部と、フロント塗布部およびリア塗布部に液盛用塗布液を供給する供給手段とを備えた被膜形成手段を用いることができる。
【0012】
このようにフロントリップに対してはフロント塗布部を設け、またリアリップに対してはリア塗布部を設けることで、各リップに対応して液盛用塗布液を塗布することができ、種々の被膜を形成することができる。例えば、フロントリップの先端部については該先端部の全面に塗布するのではなく、塗布方向における被膜の幅を該先端部の幅よりも狭く設定しておくと、仮に塗膜形成時にノズルへの塗布液の供給量が多少変動したとしても、該先端部に形成される被膜がバッファとして機能して上記変動を吸収することができる。つまり、塗布液供給量の変動が生じたとしても、その変動に応じて被膜の幅が変化するのみで塗膜の膜厚はほぼ一定に維持することができる。より具体的には、塗布方向と直交するノズル移動方向に、フロント塗布部をノズルに対して相対移動させるフロント移動機構をさらに設け、供給手段から供給された液盛用塗布液をフロント塗布部から吐出することによって塗布方向におけるフロントリップの先端部の幅よりも狭い幅で液盛用塗布液を該先端部に塗布しながら、フロント塗布部をノズルに対して相対移動させて該先端部に液盛りするように構成することができる。
【0013】
一方、リアリップの先端部については該先端部の全面に塗布することでエッジ効果により塗膜の均一性をより効果的に高めることができる。より具体的には、塗布方向と直交するノズル移動方向に、リア塗布部をノズルに対して相対移動させるリア移動機構をさらに設け、供給手段から供給された液盛用塗布液をリア塗布部から吐出することによって塗布方向におけるリアリップの先端部の幅とほぼ同一幅で液盛用塗布液を該先端部に塗布しながら、リア塗布部を相対移動させて該先端部に液盛りするように構成することができる。
【0014】
また、供給手段が、塗膜を構成する塗布液の種類に応じて液盛用塗布液の濃度を調整するように構成してもよく、この場合、基板に塗布する塗布液に対応した濃度の液盛用塗布液で被膜を形成することができる。したがって、本発明は次のような点で有利となる。塗布液による塗膜形成の初期段階では塗膜の膜厚は不安定であり、その初期段階での挙動は塗布液の種類によりそれぞれ相違している場合が多い。そこで、本発明では塗布液の種類に応じて液盛用塗布液の濃度を調整することで塗膜形成の初期段階での膜厚の不安定性を抑制し、早期に膜厚の均一性を高めることが可能となる。
【0015】
この発明にかかる基板塗布方法は、ノズルの吐出部から吐出される塗布液を基板に供給して該基板に塗膜を形成する基板塗布方法であって、上記目的を達成するため、塗布液と同一または異なる濃度の液盛用塗布液をノズルの外側よりノズル吐出部に供給して液盛りする被膜形成工程と、ノズル吐出部に液盛りされた被膜が基板に接触するように基板に対してノズルを位置決めした後、ノズルの吐出部から塗布液を吐出しながらノズルを基板に対して所定の塗布方向に相対移動させて基板に塗膜を形成する塗膜形成工程とを備えている。
【0016】
このように構成された基板塗布方法では、装置発明と同様に、液盛用塗布液をノズルの外側からノズル吐出部に供給して被膜を形成しているため、ノズル吐出部に確実に、しかも均一に被膜を形成することができる。また、この被膜形成後に、液盛りされた被膜が基板に接触させることで均一な厚みの液溜りを形成することができる。しかも、その液溜りを用いて塗膜形成を実行しているので、塗膜を均一な膜厚で基板に形成することができる。
【0017】
さらに、被膜形成工程前に、ノズル吐出部を洗浄する洗浄工程を実行するようにしてもよく、この洗浄工程を追加することにより、ノズル吐出部に塗布液の残渣などが残存するのを防止することができる。その結果、ノズル吐出部に形成される被膜の均一性をさらに高め、良好な液溜りを形成することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は本発明にかかる基板塗布装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の基板塗布装置を構成するノズルを示す図である。また、図3は図2のノズルを洗浄するノズル洗浄ユニットを示す図である。さらに、図4は図2のノズルの吐出部に被膜を形成する被膜形成ユニットを示す図である。この基板布装置は、図1に示すように、レジスト液や現像液などの塗布液を基板Pに供給して基板Pの表面に均一な塗膜を形成するための処理ユニット1を備えている。この処理ユニット1では、基板保持部11が基板Pを真空吸着し水平に保持している。
そして、この基板保持部11の周囲にカップ12が配置されて塗布液の飛散を防止している。
【0019】
また、この処理ユニット1の基板保持部11により保持された基板Pに対して塗布液を供給する塗布液供給部2が設けられている。この塗布液供給部2は、図1および図2に示すように、基板Pの上面に沿って基板Pの短辺方向(図1の奥行き方向)に延びるノズル21を有している。このノズル21は、断面が倒立家型の部材であり、その底面の両側壁は逆三角形状に傾斜している。すなわち、図2(b)に示すように、2つのリップ21F、21Rが互いに所定間隔だけ離間して配置されており、それらの先端部211が塗布液を基板Pに向けて吐出するノズル吐出部として機能するとともに、リップ21F、21Rに挟まれてなるスリット(ノズル孔)212を介して液溜め213に接続されている。
【0020】
また、このように構成されたノズル21を図1の上下および左右方向に移動させるためにノズル駆動機構3が構成されている。このノズル駆動機構3は本発明の「駆動手段」に相当するものであり、図1に示すようにノズル支持アーム31の下端にノズル21を固定するとともに、そのノズル支持アーム31の上端部を移動フレーム32に上下移動可能に支持している。このため、装置全体を制御する制御ユニット4からの動作指令に応じてエアーシリンダや駆動モータなどの駆動源(図示省略)からの駆動力によりノズル支持アーム31を上下駆動してノズル21を上下方向に位置決め可能となっている。さらに、このノズル駆動機構3では、移動ガイド33が処理ユニット1、被膜形成ユニット5、ノズル洗浄ユニット6およびノズル待機ユニット7との間で図1の左右方向に延びており、該移動ガイド33により移動フレーム32を移動可能に支持している。そして、制御ユニット4からの動作指令に応じて駆動モータ(図示省略)を作動させることでノズル21を左右方向に位置決め可能となっている。なお、ノズル21の相対位置決めのためには、ノズル21を移動させる代わりに、またノズル移動とともに、処理ユニット1、被膜形成ユニット5、ノズル洗浄ユニット6およびノズル待機ユニット7を移動させるようにしてもよい。
【0021】
このノズル21の内部においては、図2(b)および図3に示すように、スリット212の途中にはスリット212よりも幅の広い液溜め213が形成されている。この液溜め213は、次に説明する塗布液圧送ユニットから供給された塗布液をノズル21の長手方向Yに均一に拡散させるためのものである。
【0022】
この塗布液圧送ユニット8は、図1に示すように、塗布液を貯溜したガラス瓶81を収納し、かつ内部が気密に封止された加圧タンク82を有している。加圧タンク82の上部には、図示しない窒素ガス源から加圧された窒素ガスが供給される加圧配管83が開口している。加圧配管83の途中には、給排用三方弁84及びレギュレータ85が加圧タンク82側からこの順に配置されている。なお、三方弁84は、窒素ガスを加圧タンク82に供給するかまたは他に排気するかを選択できる。また、塗布液供給配管86は、その一端がガラス瓶81の底面近傍に達しており、他端がノズル21に接続されている。この塗布液供給配管86の途中には、塗布液供給弁88及びサックバックバルブ87が配置されている。
【0023】
次に、ノズル洗浄ユニット6について図3を参照しつつ説明する。ノズル洗浄ユニット6は、ノズル21が洗浄位置P2(図1参照)にあるときにこのノズル21と対向可能な位置に配置された洗浄ブロック61と、洗浄ブロック61の下方に配置されたノズルポット62とを有している。洗浄ブロック61は、図3から明らかなように、ノズル21の長手方向Yにおいてノズル21よりも短く、洗浄ブロック移動機構63によってノズル21の長手方向に移動可能となっている。したがって、この洗浄ブロック61は、ノズル21をその長手方向Yの全域にわたって走査が可能であり、さらに同図の二点鎖線で示すように、ノズル21から退避した位置に移動可能である。なお、洗浄ブロック61がノズル21から退避した位置には、ノズルポット62とは異なる別の洗浄ブロック専用のポット64が配置されている。ノズルポット62は、従来装置において洗浄位置P2のノズル21用に設けられていたポットと同様のものであり、塗布液の溶剤が適当なレベルまで貯留されている。このノズルポット62は、洗浄ブロック61を挟んでノズル21と対向するように配置されており、エアあるいは油圧シリンダ等のアクチュエータ65(図1参照)により昇降が可能となっている。なお、洗浄ブロック61を移動させるための洗浄ブロック移動機構63は、ノズル21の長手方向に沿って設けられた移動ガイド631と、この移動ガイド631に沿って洗浄ブロック61を移動させるためのモータ632(図1参照)とを含んでいる。
【0024】
洗浄ブロック61は、図3に示すように、上部に開口する溝611を有している。溝611は、ノズル21の長手方向Yに沿って形成されており、その上部はノズル21の先端部211の形状に合わせてV字状の傾斜面を有している。また、溝611の底部には、下方に貫通する排出溝612が形成されている。溝611の方向Xにおいて対向する側壁には、1対の洗浄ノズル66が突出して設けられている。この1対の洗浄ノズル66は、ノズル21が洗浄ブロック61に対向する洗浄位置P2に待機している状態で、ノズル21の先端部近傍に対向するように配置されており、バルブ67を介してリンス液供給源68に接続されている。なお、このリンス液供給源68から洗浄ノズル66へ供給されるリンス液としては、ノズル21へ供給されている塗布液の溶剤と同種のものが用いられる。また、洗浄ブロック61の両端にはカバー613が固定されており、このカバー613に取付部材614を介して洗浄液排出ガイド615が設けられている。洗浄液排出ガイド615は、洗浄位置P2にあるノズル21のスリット212に近接するように配置されており、洗浄ブロック61の長手方向のほぼ全域にわたって延び、かつ下方に所定の長さを有している。また、この洗浄液排出ガイド615は溝611の中央部に位置している。
【0025】
ノズルポット62は、少なくともノズル21の長手方向Xの長さよりも長く形成されており、その上部には開口部621が形成されている。開口部621は、洗浄ブロック61の排出溝612に対向している。またこのノズルポット62の中央部には、長手方向のほぼ全域にわたって延び、かつ下方に所定の長さを有する塗布液排出ガイド622が設けられている。この塗布液排出ガイド622は、洗浄ブロック61が退避位置(図3の二点鎖線で示す位置)に退避し、ノズルポット62が上昇してノズル21の先端がノズルポット62内に位置する状態において、ノズル21先端のスリット212に近接するように設けられている。
【0026】
次に、被膜形成ユニット5について図4を参照しつつ説明する。被膜形成ユニット5は、ノズル21が被膜形成位置P3(図1参照)にあるときにこのノズル21と対向可能な位置に配置された被膜形成ブロック51と、被膜形成ブロック51をノズル21の長手方向Yに移動させる被膜形成ブロック移動機構52とを有している。この被膜形成ブロック51は、図4から明らかなように、ノズル21の長手方向Yにおいてノズル21よりも短く、被膜形成ブロック移動機構52によってノズル21の長手方向に移動可能となっている。したがって、この被膜形成ブロック51は、ノズル21をその長手方向Yの全域にわたって走査が可能であり、さらに同図の二点鎖線で示すように、ノズル21から退避した位置に移動可能である。なお、被膜形成ブロック移動機構52は、ノズル21の長手方向に沿って設けられた移動ガイド521と、この移動ガイド521に沿って被膜形成ブロック51を移動させるためのモータ522(図1参照)とを含んでいる。
【0027】
被膜形成ブロック51は、図4に示すように、上部に開口する溝511を有している。溝511は、ノズル21の長手方向Yに沿って形成されており、その上部はノズル21の先端部211の形状に合わせてV字状の傾斜面を有している。
また、溝511の底部には、フロントリップ21Fの先端部211F(図2(b)参照)に対応してフロント塗布部53が設けられるとともに、リアリップ21Rの先端部211R(図2(b)参照)に対応してリア塗布部54が設けられている。
【0028】
これらの塗布部53、54はバルブ55を介して液盛用塗布液の供給源56に接続されている。このため、被膜形成ブロック移動機構52により被膜形成ブロック51をノズル21の長手方向Yに移動しながら制御ユニット4からの開指令に応じてバルブ55が開くことでノズル21の吐出部211全体に液盛用塗布液の被膜を形成することができる。すなわち、被膜形成ブロック移動機構52が本発明の「フロント移動機構」および「リア移動機構」として機能し、これによってフロント塗布部53およびリア塗布部54が被膜形成ブロック51と一体的にノズル21の長手方向Yに移動しながら、供給源56からバルブ55を介して供給される液盛用塗布液がフロント塗布部53の微細ノズル531からフロントリップ21Fの先端部211Fに吐出されて液盛りされると同時に、リア塗布部54の微細ノズル541からリアリップ21Rの先端部211Rに吐出されて液盛りされる。こうして、ノズル21の吐出部211全体に液盛用塗布液の被膜が形成される。なお、この供給源56から塗布部53、54へ供給される液盛用塗布液としては、ノズル21へ供給されている塗布液と同種のものが用いられている。
【0029】
次に、上記のように構成された基板塗布装置の動作について図5および図6を参照しつつ説明する。図5は図1の基板塗布装置の動作を示すフローチャートである。また、図6は図1の基板塗布装置の動作を示す模式図である。この基板塗布装置では、基板保持部11に未処理の基板Pが搬送されるまで、ノズル21は待機位置P1でノズル待機ユニット7に待機し、ノズル21の先端部211の乾燥が防止されている。また、被膜形成ユニット5において被膜形成ブロック51は退避位置(図4の二点鎖線位置)に位置決めされるとともに、ノズル洗浄ユニット6において洗浄ブロック61は退避位置(図3の二点鎖線位置)に位置決めされており、塗布方向Xに移動するノズル21と干渉するのを防止している。
【0030】
そして、他の基板処理装置から未処理基板Pが基板搬送ロボットにより処理ユニット1に搬送され、基板保持部11により保持される(ステップS1)と、制御ユニット4がそのメモリ(図示省略)に予め記憶されている塗布プログラムにしたがって装置各部を制御することで以下の処理(ステップS2〜S8)を実行する。
【0031】
まず、ノズル21を洗浄位置P2に移動して位置決めした(ステップS2)後、図6(a)に示すようにノズル21が洗浄ブロック61の上方で待機している状態において洗浄ノズル66からリンス液69を吐出すると同時に、洗浄ブロック移動機構63により洗浄ブロック61をノズル21の長手方向Yに移動させる。これにより、ノズル21の吐出部211はその長手方向Yの全域にわたって洗浄ノズル66から吐出されたリンス液69によって洗浄される(ステップS3:洗浄工程)。ここで、ノズル21の先端に吐出されたリンス液69及びそれによって洗浄された塗布液は洗浄液排出ガイド615を伝って下方に流れる。そして洗浄ブロック61の底部に形成された排出溝612を通ってノズルポット62内に排出される。
【0032】
ノズル21先端部の洗浄が終了すれば、同図(b)に示すように、洗浄されたノズル21を被膜形成位置P3に移動して位置決めする(ステップS4)。これにより、フロント塗布部53の微細ノズル531がフロントリップ21Fの先端部211Fに対向するとともに、リア塗布部54の微細ノズル541がリアリップ21Rの先端部211Rに対向するように、ノズル21が被膜形成ブロック51の上方で位置決めされる。
【0033】
そして、この配置関係のまま、バルブ55が開いて供給源56からの液盛用塗布液57がフロント塗布部53の微細ノズル531からフロントリップ21Fの先端部211Fに吐出されるとともに、リア塗布部54の微細ノズル541からリアリップ21Rの先端部211Rに吐出される。また、液盛用塗布液57の吐出と同時に、被膜形成ブロック移動機構52により被膜形成ブロック51をノズル21の長手方向Yに移動させる。これにより、同図(c)に示すようにノズル21の吐出部211はその長手方向Yの全域にわたって微細ノズル531、541から吐出された液盛用塗布液57によって被膜58が形成される(ステップS5:被膜形成工程)。
【0034】
そして、被膜58が形成されたノズル21を塗布開始位置P4に移動して位置決めした(ステップS6)後、同図(d)に示すようにノズル21を降下させて吐出部211に形成された被膜58を基板Pの表面に接触させて液溜りを形成する(ステップS7)。これに続いて、ノズル21を基板Pの長手方向、つまり塗布方向Xに水平移動させながらノズル吐出部211から塗布液を吐出して塗膜形成を行う(ステップS8:塗膜形成工程)。この塗布液の吐出動作は、三方弁84を供給側に切り換え、さらに塗布液供給弁88を開いてガラスビン81から塗布液をノズル21に供給することで行う。ノズル21が基板Pの塗布領域の終端に到達すると、三方弁84を排気側に切り換えるとともに塗布液供給弁88を閉じて塗布液の供給を停止する。このようにして基板Pの所定領域への塗布液の塗布が終了すれば、ノズル21を待機位置P1に移動して次の処理のために待機させる。
【0035】
以上のように、この実施形態によれば、ノズル21を用いて基板Pに塗膜D(図2)を形成する(塗膜形成工程)前に、液盛用塗布液57をノズル21の下方側からノズル吐出部211を供給して被膜58を形成しているため、ノズル21の先端側面部(ノズル先端の傾斜面)に液盛用塗布液を付着させることなく、ノズル吐出部211に確実に、しかも均一に被膜58を形成することができる。そして、この被膜形成工程(ステップS5)後に、その被膜58が形成された状態のままノズル21を塗布開始位置P4に位置決めし、その被膜58を基板Pの表面に接触させることによって液溜りを形成した後で塗膜形成を実行する、すなわち塗膜形成処理の際に被膜58を液溜りとして機能させてているので、上記したように液溜りの膜厚を均一に、しかも液溜りの形成範囲をノズル吐出部211に限定することができる。このように均一で、かつ所望範囲内に形成された液溜りを用いて塗膜形成を行っているので、塗膜D(図2参照)を均一な膜厚で基板Pに形成することができる。
【0036】
また、被膜形成前に、ノズル洗浄ユニット6によりノズル吐出部211を洗浄している(ステップS3)ため、ノズル吐出部211に塗布液の残渣などが残存するのを防止することができ、被膜58を形成する段階では常にノズル吐出部211は清浄な状態にとなっている。したがって、被膜形成ユニット5により形成される被膜58の均一性をさらに高め、良好な液溜りを形成することができる。
もちろん、この良好な液溜りを用いて塗膜Dを形成するため、塗膜Dの均一性もより一層向上することができる。
【0037】
さらに、この実施形態では、塗布液圧送ユニット8とは別個にノズル吐出部211に液盛用塗布液57を供給する供給手段(上記実施形態のバルブ55および供給源56)を設け、該供給手段から供給される液盛用塗布液57をノズル吐出部211の外側から塗布するように構成しているので、液盛用塗布液57の濃度を基板Pに塗布する塗布液に対応した値に設定することができる。すなわち、従来装置では塗膜形成前にノズルから塗布液を吐出させることによって液溜りを形成しているため、必然的に液溜りの濃度は常に塗布液の濃度と同一となるのに対し、本実施形態では液溜りの濃度を調整することができ、次のような作用効果が得られる。塗布液による塗膜形成の初期段階では塗膜の膜厚は不安定であり、その初期段階での挙動は塗布液の種類によりそれぞれ相違している場合が多い。したがって、塗布液の種類に応じて液盛用塗布液の濃度を調整することで塗膜形成の初期段階での膜厚の不安定性を抑制し、早期に膜厚の均一性を高めるという改良が可能となる。この点、液溜りの濃度を調整することができる本実施形態によれば、上記改良に対応することができ、膜厚の均一性をさらに向上させることができるという作用効果を奏する。
【0038】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、微細ノズル531を用いてフロントリップ21Fの先端部211Fに液盛用塗布液57を塗布するとともに、微細ノズル541を用いてリアリップ21Rの先端部211Rに液盛用塗布液57を塗布しているが、ノズル径を変更してフロントリップ21F側およびリアリップ21R側の各々で塗布方向Xにおける被膜58の幅を変化させるようにしてもよい。例えば図7に示すように、塗布方向Xにおけるフロントリップ21Fの先端部211Fの幅W21fよりも狭い幅Wfで液盛用塗布液57を該先端部211Fに塗布してフロント側被膜58Fを形成してもよい。このように被膜58Fの幅Wfを先端部211Fの幅W21fよりも狭くすることにより次のような作用効果が得られる。すなわち、塗膜形成時にノズル21への塗布液の供給量が多少変動したとしても、該先端部211Fに形成される被膜58Fがバッファとして機能して上記変動を吸収することができる。つまり、塗布液供給量の変動が生じたとしても、その変動に応じて被膜(液溜り)58Fの幅Wfが変化するのみで塗膜の膜厚はほぼ一定に維持することができる。
【0039】
また、リアリップ21R側については、塗布方向Xにおけるリアリップ21Rの先端部211Rの幅W21rとほぼ同一幅で液盛用塗布液57を該先端部211Rに塗布してリア側被膜58Rを形成してもよい。このように被膜58Rの幅Wrを先端部211Rの幅W21rとほぼ同一値に設定することにより、いわゆるエッジ効果により塗膜の均一性をより効果的に高めることができる。
【0040】
また、液盛用塗布液57の塗布方法は、上記したノズル方式に限定されるものではなく、ノズル21の外側よりノズル吐出部211に液盛用塗布液を塗布することができる限り如何なる塗布方法を採用してもよい。
【0041】
また、上記実施形態では、洗浄ノズル66からリンス液69をノズル吐出部211に供給することでノズル洗浄を行っているが、洗浄方法についてはこれに限定されるものではなく、従来より多用されている非接触方法(例えば特開2000−167470号公報に記載の技術)、接触方法(例えば特開平9−293653号公報に記載の技術)ならびに非接触方法と接触方法を組み合わせた方法(例えば特開平11−74179号公報に記載の技術)などを用いることができる。
【0042】
さらに、上記実施形態では、被膜形成工程(ステップS5)の直前にノズル吐出部211を洗浄しているが、直前にノズル洗浄する代わりに塗膜形成工程(ステップS8)が完了した時点でノズル洗浄を行い、待機位置P1で待機させるようにしてもよい。
【0043】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ノズルが所定の塗布開始位置に位置決めされる前に、液盛用塗布液がノズルの外側からノズル吐出部に供給して被膜を形成しているので、ノズル吐出部に均一な膜厚の被膜(液溜り)を形成することができる。しかも、この被膜を液溜りとして機能させつつ塗膜形成を行うように構成しているので、塗膜を均一な膜厚で基板に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる基板塗布装置の一実施形態を示す図である。
【図2】図1の基板塗布装置を構成するノズルを示す図である。
【図3】図2のノズルを洗浄するノズル洗浄ユニットを示す図である。
【図4】図2のノズルの吐出部に被膜を形成する被膜形成ユニットを示す図である。
【図5】図1の基板塗布装置の動作を示すフローチャートである。
【図6】図1の基板塗布装置の動作を示す模式図である。
【図7】本発明にかかる基板塗布装置の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
5…被膜形成ユニット(被膜形成手段)
6…ノズル洗浄ユニット(洗浄手段)
21…ノズル
21F…フロントリップ
21R…リアリップ
52…被覆形成ブロック移動機構(フロント移動機構、リア移動機構)
53…フロント塗布部
54…リア塗布部
55…バルブ(供給手段)
56…供給源(供給手段)
57…液盛用塗布液
58…被膜
58F…フロント側被膜
58R…リア側被膜
211…ノズル吐出部
211F…(フロントリップの)先端部
211R…(リアリップの)先端部
D…塗膜
P4…塗布開始位置
P…基板
X…塗布方向
Y…ノズルの長手方向(ノズル移動方向)
Claims (9)
- ノズルを所定の塗布開始位置に位置決めした後に、該ノズルの吐出部から塗布液を吐出しながら該ノズルを前記基板に対して所定の塗布方向に相対移動させて前記基板に塗膜を形成する基板塗布装置において、
前記塗布液と同一または異なる濃度の液盛用塗布液を前記ノズルの外側から前記ノズル吐出部に供給して液盛りする被膜形成手段と、
前記被膜形成手段を制御して前記塗布開始位置への前記ノズルの位置決め前に前記液盛用塗布液の被膜を前記ノズル吐出部に形成する制御手段と
を備えたことを特徴とする基板塗布装置。 - 前記ノズル吐出部を洗浄する洗浄手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記被膜形成手段による被膜形成前に、前記洗浄手段を制御して前記ノズル吐出部を洗浄する請求項1記載の基板塗布装置。 - 前記被膜形成手段および前記基板のうち少なくとも一方を移動して前記ノズルを前記塗布開始位置に位置決めする駆動手段をさらに備えた請求項1または2記載の基板塗布装置。
- 前記ノズルは、前記塗布方向側に設けられたフロントリップと、前記塗布方向の反対側に設けられたリアリップとを有しており、前記フロントリップの先端部と前記リアリップの先端部とを離間して前記吐出部を構成している請求項1ないし3のいずれかに記載の基板塗布装置において、
前記被膜形成手段は、前記フロントリップの先端部に前記液盛用塗布液を塗布するフロント塗布部と、前記リアリップの先端部に前記液盛用塗布液を塗布するリア塗布部と、前記フロント塗布部および前記リア塗布部に前記液盛用塗布液を供給する供給手段とを備える基板塗布装置。 - 前記塗布方向と直交するノズル移動方向に、前記フロント塗布部を前記ノズルに対して相対移動させるフロント移動機構をさらに備え、
前記供給手段から供給された前記液盛用塗布液を前記フロント塗布部から吐出することによって前記塗布方向における前記フロントリップの先端部の幅よりも狭い幅で前記液盛用塗布液を該先端部に塗布しながら、前記フロント塗布部を前記ノズルに対して相対移動させて該先端部に液盛りする請求項4記載の基板塗布装置。 - 前記塗布方向と直交するノズル移動方向に、前記リア塗布部を前記ノズルに対して相対移動させるリア移動機構をさらに備え、
前記供給手段から供給された前記液盛用塗布液を前記リア塗布部から吐出することによって前記塗布方向における前記リアリップの先端部の幅とほぼ同一幅で前記液盛用塗布液を該先端部に塗布しながら、前記リア塗布部を相対移動させて該先端部に液盛りする請求項4または5記載の基板塗布装置。 - 前記供給手段は、前記塗膜を構成する塗布液の種類に応じて前記液盛用塗布液の濃度を調整する請求項4ないし6のいずれかに記載の基板塗布装置。
- ノズルの吐出部から吐出される塗布液を基板に供給して該基板に塗膜を形成する基板塗布方法において、
前記塗布液と同一または異なる濃度の液盛用塗布液を前記ノズルの外側より前記ノズル吐出部に供給して液盛りする被膜形成工程と、
前記ノズル吐出部に液盛りされた被膜が前記基板に接触するように前記基板に対して前記ノズルを位置決めした後、前記ノズルの吐出部から塗布液を吐出しながら前記ノズルを前記基板に対して所定の塗布方向に相対移動させて前記基板に塗膜を形成する塗膜形成工程と
を備えたことを特徴とする基板塗布方法。 - 前記被膜形成工程前に、前記ノズル吐出部を洗浄する洗浄工程をさらに備えた請求項8記載の基板塗布方法。
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JP2002378857A JP2004209313A (ja) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 基板塗布装置および基板塗布方法 |
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JP2012060137A (ja) * | 2011-09-22 | 2012-03-22 | Tokyo Electron Ltd | 液処理装置、液処理方法及び記憶媒体 |
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