JP2007313453A - Coating method and coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、長尺形のノズルを用いて被処理基板上に処理液の塗布膜を形成する塗布方法および塗布装置に関する。 The present invention relates to a coating method and a coating apparatus for forming a coating film of a processing liquid on a substrate to be processed using a long nozzle.
LCD等のフラットパネルディスプレイ(FPD)の製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程には、スリット状の吐出口を有する長尺形のレジストノズルを走査して被処理基板(ガラス基板等)上にレジスト液を塗布するスピンレスの塗布法がよく用いられている。 In a photolithography process in the manufacturing process of flat panel displays (FPD) such as LCD, a long resist nozzle having a slit-like discharge port is scanned to apply a resist solution onto a substrate to be processed (glass substrate or the like). A spinless coating method is often used.
スピンレス法は、たとえば特許文献1に開示されるように、吸着保持型の載置台またはステージ上に基板を水平に載置して、ステージ上の基板と長尺形レジストノズルの吐出口との間にたとえば数100μm程度の微小な塗布ギャップを設定し、基板上方でレジストノズルを走査方向(一般にノズル長手方向と直交する水平方向)に移動させながら基板上にレジスト液を帯状に吐出させて塗布する。長尺形レジストノズルを基板の一端から他端まで1回移動させるだけで、基板上に所望の膜厚でレジスト塗布膜を形成することができる。
In the spinless method, as disclosed in, for example,
最近は、大型基板に有利なスピンレス法として、たとえば特許文献2に開示されるように、基板を支持するためのステージを浮上式に構成し、ステージ上で基板を空中に浮かせたまま水平方向に搬送し、所定の塗布位置でステージ上方に設置した長尺形レジストノズルより直下を通過する基板に向けてレジスト液を帯状に吐出させることにより、基板上の一端から他端までレジスト液を塗布するようにした浮上搬送方式が普及している。 Recently, as a spinless method advantageous for large substrates, for example, as disclosed in Patent Document 2, a stage for supporting a substrate is configured to be a floating type, and the substrate is floated horizontally in the air on the stage. The resist solution is applied from one end to the other end of the substrate by ejecting the resist solution in a strip shape toward the substrate that is transported and passes directly below the long resist nozzle installed above the stage at a predetermined application position. The levitation conveyance method as described above is widespread.
上記のようなノズル移動方式および浮上搬送方式のいずれにおいても、1回の塗布走査によって基板上に形成するレジスト塗布膜のアウトラインを基板の形状に合わせるために、塗布走査の開始前にステージ上で基板の位置合わせを行っている。FPD用の矩形の基板については、水平面内で四方からピン等の押圧部材を基板の四辺に押し当てることで、基板の向きを塗布走査の向きに平行に合わせ、基板の中心をステージまたは長尺形レジストノズルの中心に合わせる(センタリングする)ことができる。このようなアライメント機能により、レジスト塗布膜のアウトラインが基板エッジから一定距離だけ内側に収まって基板の各辺と平行になるようにしている。
一般に、基板上面(被処理面)の周縁部には、製品領域と非製品領域またはマージン領域とを分かつ仮想の領域境界線が設定される。レジスト塗布処理においては、領域境界線より内側の製品領域がレジスト塗布膜の膜厚を保証しなければならない膜厚保証領域である。したがって、製品領域内のレジスト塗布膜を規格内または許容範囲内の膜厚に形成すればよく、領域境界線より外側のマージン領域内ではレジスト塗布膜が許容範囲から如何様に外れても構わない。もっとも、スピンレス法においては、マージン領域内でレジスト塗布膜が許容範囲を超えて盛り上がる傾向があり、特に塗布走査方向の始端付近および終端付近で大きく盛り上がりやすい。そこで、そのようなレジスト塗布膜の盛り上がりが製品領域に及ばないように、塗布走査の開始位置および終了位置を出来るだけ領域境界線よりも外側に離して基板エッジ寄りに設定することも行われている。 In general, a virtual region boundary line is set at the peripheral portion of the upper surface (surface to be processed) of the substrate, dividing the product region from the non-product region or the margin region. In the resist coating process, the product region inside the region boundary line is a film thickness guarantee region where the film thickness of the resist coating film must be guaranteed. Therefore, the resist coating film in the product region may be formed to a thickness within the standard or within the allowable range, and the resist coating film may be out of the allowable range in the margin region outside the region boundary line. . However, in the spinless method, the resist coating film tends to swell beyond the allowable range within the margin region, and is particularly likely to swell significantly near the beginning and end of the coating scanning direction. Therefore, in order to prevent the swell of the resist coating film from reaching the product area, the start position and the end position of the coating scan are set as close to the substrate edge as possible as far as possible from the area boundary line. Yes.
しかしながら、基板の外形寸法には公差があり、たとえば長辺サイズが2mを超えるFPD用の基板にもなると、±1〜2mm程度の公差が出る。さらに、基板の反りも基板外形寸法の誤差になる。従来は、レジスト塗布膜のアウトラインや膜厚プロファイルがそのような基板外形寸法の公差や誤差の影響をまともに受けていた。特に、塗布走査方向においては、基板サイズの公差や誤差によって塗布走査の開始位置または終了位置がそのぶんずれてしまい、上記のようなレジスト塗布膜の始端付近または終端付近の許容値を越える盛り上がりが膜厚保証領域(製品領域)内に入ったり、あるいはレジスト塗布液が基板エッジの外へはみ出てステージを汚すようなことがあった。 However, there is a tolerance in the outer dimensions of the substrate. For example, when the long-side size is larger than 2 m for an FPD substrate, a tolerance of about ± 1 to 2 mm is obtained. Further, the warpage of the substrate also causes an error in the substrate external dimensions. Conventionally, the outline and thickness profile of the resist coating film have been properly affected by such tolerances and errors in the outer dimensions of the substrate. In particular, in the coating scanning direction, the starting position or the ending position of coating scanning is shifted due to the tolerance or error of the substrate size, and the above-described swell exceeds the allowable value near the start or end of the resist coating film. There are cases where the film enters the film thickness guarantee area (product area), or the resist coating solution protrudes out of the edge of the substrate and soils the stage.
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、スピンレス塗布法において基板上に形成される塗布膜のアウトラインや膜厚プロファイルに基板サイズの公差や誤差の影響が現れないようにして、塗布処理の信頼性および製品歩留まりを向上させるようにした塗布方法および塗布装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the effects of substrate size tolerances and errors on the outline and film thickness profile of the coating film formed on the substrate in the spinless coating method. It is an object of the present invention to provide a coating method and a coating apparatus which improve the reliability of the coating process and the product yield in such a manner that the above-mentioned phenomenon does not appear.
上記の目的を達成するために、本発明の塗布方法は、被処理基板と長尺形ノズルの吐出口とを微小なギャップを隔ててほぼ水平に対向させ、前記基板に対して前記ノズルより処理液を吐出させながら前記ノズルを相対的に水平方向で移動させる塗布走査を行って、前記基板上に前記処理液の塗布膜を形成する塗布方法であって、前記塗布走査に先立ち、所定の場所で前記基板をその板面と平行な一次元方向または二次元方向に移動させて前記基板の位置合わせを行う工程と、前記基板の位置合わせの際に前記基板のサイズを所定の方向で測定する工程と、前記基板サイズの測定値にしたがって前記塗布走査のための所定のパラメータを補正する工程とを有する。 In order to achieve the above object, the coating method of the present invention is such that the substrate to be processed and the discharge port of the long nozzle are substantially horizontally opposed with a minute gap therebetween, and the substrate is processed by the nozzle. A coating method for forming a coating film of the processing liquid on the substrate by performing a coating scan in which the nozzle is moved relatively in a horizontal direction while discharging a liquid, and a predetermined location prior to the coating scan The step of aligning the substrate by moving the substrate in a one-dimensional direction or two-dimensional direction parallel to the plate surface, and measuring the size of the substrate in a predetermined direction during the alignment of the substrate And a step of correcting a predetermined parameter for the application scanning according to the measured value of the substrate size.
また、本発明の塗布装置は、被処理基板をほぼ水平に支持するためのステージと、前記ステージ上で前記基板をその板面と平行な一次元方向または二次元方向に移動させて前記基板の位置合わせを行うアライメント機構と、前記位置合わせの済んだ前記基板に対して長尺形ノズルの吐出口を微小なギャップを隔ててほぼ水平に対向させ、前記ノズルより処理液を吐出させながら前記ノズルを相対的に水平方向で移動させる塗布走査を行って、前記基板上に前記処理液の塗布膜を形成する塗布処理部と、前記基板の位置合わせの際に前記基板のサイズを所定の方向で測定する基板サイズ測定部と、前記基板サイズの測定値にしたがって前記塗布走査のために前記塗布処理部で用いる所定のパラメータを補正するパラメータ補正部とを有する。 Further, the coating apparatus of the present invention includes a stage for supporting the substrate to be processed substantially horizontally, and the substrate is moved on the stage in a one-dimensional direction or a two-dimensional direction parallel to the plate surface. An alignment mechanism that performs alignment, and an ejection port of a long nozzle facing the substrate that has been aligned substantially horizontally across a minute gap, while discharging a processing liquid from the nozzle, the nozzle And a coating processing section for forming a coating film of the processing liquid on the substrate, and a size of the substrate in a predetermined direction when aligning the substrate. A substrate size measuring unit for measuring; and a parameter correcting unit for correcting a predetermined parameter used in the coating processing unit for the coating scanning in accordance with the measured value of the substrate size.
本発明においては、スピンレス法の塗布走査に先立ち、基板の位置合わせを行う際に基板の一部位が既定の基準位置に合わせられることを利用して、基板のサイズを所定方向で測定する。そして、この基板サイズ測定値を基に塗布走査用の所定のパラメータを補正してから、塗布走査を実行する。これにより、基板サイズの公差や誤差を塗布走査の際にキャンセルして、基板上に所望のアウトラインや膜厚プロファイルで塗布膜を形成することができる。 In the present invention, prior to spin-less coating scanning, the size of the substrate is measured in a predetermined direction by utilizing the fact that a portion of the substrate is aligned with a predetermined reference position when aligning the substrate. Then, a predetermined parameter for application scanning is corrected based on the measured substrate size, and then application scanning is executed. Accordingly, tolerances and errors in the substrate size can be canceled during application scanning, and a coating film can be formed on the substrate with a desired outline or film thickness profile.
本発明において、基板サイズ測定値を基に補正をかける塗布走査用のパラメータとして、好適には、基板上に設定される塗布走査の始点または終点の位置、塗布走査の始点から終点までの距離、基板に対してノズルより処理液の吐出を開始または終了するタイミング、吐出持続時間を選ぶことができる。あるいは、塗布走査において基板に対するノズルの相対移動速度の時間特性を規定する走査速度制御波形や、ノズルより処理液を吐出する圧力の時間特性を規定する吐出圧力制御波形を補正パラメータとすることも可能である。 In the present invention, as a parameter for application scanning to be corrected based on the substrate size measurement value, preferably, the position of the start point or end point of the application scan set on the substrate, the distance from the start point to the end point of the application scan, The timing for starting or ending the discharge of the processing liquid from the nozzle to the substrate and the discharge duration can be selected. Alternatively, the correction parameter can be a scanning speed control waveform that defines the time characteristic of the relative movement speed of the nozzle relative to the substrate in the application scan, or a discharge pressure control waveform that defines the time characteristic of the pressure at which the processing liquid is discharged from the nozzle It is.
本発明の好適な一態様において、基板は矩形であり、塗布走査は基板の第1の辺からそれと反対側の第2の辺に向かって行われ、基板の位置合わせの際には少なくともその第1の辺から第2の辺までの長さが基板サイズとして測定される。この場合、基板の位置合わせにおいては、基板の第1の辺および第2の辺のいずれか一方を既定の基準位置に合わせるのが、位置合わせだけでなく基板サイズ測定のうえでも好ましい。 In a preferred aspect of the present invention, the substrate has a rectangular shape, and the application scan is performed from the first side of the substrate toward the second side opposite to the substrate, and at least the first side is aligned when the substrate is aligned. The length from one side to the second side is measured as the substrate size. In this case, in the alignment of the substrate, it is preferable not only for alignment but also for measuring the substrate size that either one of the first side and the second side of the substrate is aligned with a predetermined reference position.
本発明の好適な一態様において、アライメント機構は、基板を一次元方向または二次元方向に移動可能に支持する基板支持部と、基板の第1および第2の辺の側面にそれぞれ当接可能な第1および第2の当接部材と、基板の第1および第2の辺のいずれか一方が既定の基準位置に位置決めされるまで第1および第2の当接部材の少なくとも一方を移動させる移動部とを有する。また、基板サイズ測定部は、基板の位置合わせが完了した状態における第1および第2の当接部材の位置に基づいて基板サイズの測定値を求める。 In a preferred aspect of the present invention, the alignment mechanism is capable of abutting on a substrate support portion that supports the substrate so as to be movable in a one-dimensional direction or a two-dimensional direction, and side surfaces of the first and second sides of the substrate. Movement for moving at least one of the first and second contact members until the first and second contact members and one of the first and second sides of the substrate are positioned at a predetermined reference position Part. Further, the substrate size measuring unit obtains a measured value of the substrate size based on the positions of the first and second contact members in a state where the alignment of the substrates is completed.
基板サイズ測定部は、好適な一態様として、基板の第1および第2の辺のいずれか一方が既定の基準位置に位置決めされた状態で他方の辺の位置を検出する位置センサを有し、その位置センサにより得られる位置情報に基づいて基板サイズの測定値を求める。あるいは、別の好適な一態様として、第1および第2の当接部材の少なくとも一方について基板の位置合わせの開始前の原位置から完了時の往動位置までの移動距離を測定する移動距離センサを有し、その移動距離センサにより得られる移動距離測定値に基づいて基板サイズの測定値を求める。 The substrate size measuring unit has a position sensor that detects the position of the other side in a state where one of the first and second sides of the substrate is positioned at a predetermined reference position, as a preferred aspect. A measured value of the substrate size is obtained based on the position information obtained by the position sensor. Alternatively, as another preferred embodiment, a movement distance sensor that measures a movement distance from an original position before starting alignment of the substrate to a forward movement position at completion of at least one of the first and second contact members The measurement value of the substrate size is obtained based on the movement distance measurement value obtained by the movement distance sensor.
本発明の塗布方法および塗布装置によれば、上記のような構成および作用により、スピンレス塗布法において基板上に形成される塗布膜のアウトラインや膜厚プロファイルに基板サイズの公差や誤差の影響が現れないようにして、塗布処理の信頼性および製品歩留まりを向上させることができる。 According to the coating method and the coating apparatus of the present invention, due to the above-described configuration and operation, the influence of the substrate size tolerance and error appear in the outline and film thickness profile of the coating film formed on the substrate in the spinless coating method. In this way, the reliability of the coating process and the product yield can be improved.
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に、本発明の塗布方法および塗布装置の適用可能な構成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。 FIG. 1 shows a coating and developing treatment system as a configuration example to which the coating method and the coating apparatus of the present invention can be applied. This coating / development processing system is installed in a clean room and uses, for example, an LCD substrate as a substrate to be processed, and performs cleaning, resist coating, pre-baking, development, and post-baking in the photolithography process in the LCD manufacturing process. is there. The exposure process is performed by an external exposure apparatus (not shown) installed adjacent to this system.
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。 This coating and developing system is roughly divided into a cassette station (C / S) 10, a process station (P / S) 12, and an interface unit (I / F) 14.
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、このカセットステージ16上の側方でかつカセットCの配列方向と平行に設けられた搬送路17と、この搬送路17上で移動自在でステージ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。
A cassette station (C / S) 10 installed at one end of the system includes a
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。
The process station (P / S) 12 includes, in order from the cassette station (C / S) 10 side, a
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。
The
塗布プロセス部24は、スピンレス方式のレジスト塗布ユニット(CT)40と、減圧乾燥ユニット(VD)42と、上下2段型アドヒージョン/冷却ユニット(AD/COL)46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。 The coating process unit 24 includes a spinless resist coating unit (CT) 40, a vacuum drying unit (VD) 42, an upper and lower two-stage adhesion / cooling unit (AD / COL) 46, and an upper and lower two-stage heating / cooling. A unit (HP / COL) 48 and a heating unit (HP) 50 are included.
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)53と、加熱ユニット(HP)55とを含んでいる。
The
各プロセス部22,24,26の中央部には長手方向に搬送路36,51,58が設けられ、搬送装置38,54,60がそれぞれ搬送路36,51,58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36,51,58の一方の側に液処理系のユニット(SCR,CT,DEV等)が配置され、他方の側に熱処理系のユニット(HP,COL等)が配置されている。
Conveying
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)56およびバッファステージ57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。この搬送機構59は、Y方向に延在する搬送路19上で移動自在であり、バッファステージ57に対して基板Gの出し入れを行なうほか、イクステンション(基板受け渡し部)56や隣の露光装置と基板Gの受け渡しを行うようになっている。
The interface unit (I / F) 14 installed at the other end of the system is provided with an extension (substrate transfer unit) 56 and a
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、カセットステージ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の搬送装置38に渡す(ステップS1)。
FIG. 2 shows a processing procedure in this coating and developing processing system. First, in the cassette station (C / S) 10, the
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、最初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)。この紫外線洗浄では主として基板表面の有機物が除去される。
In the
次に、基板Gはスクラバ洗浄ユニット(SCR)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(HP)32で加熱による脱水処理を受け(ステップS4)、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、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。
Next, the substrate G is subjected to a scrubbing cleaning process by one of the scrubber cleaning units (SCR) 28 to remove particulate dirt from the substrate surface (step S3). After the scrubbing cleaning, the substrate G is subjected to dehydration treatment by heating in the heating unit (HP) 32 (step S4), and then cooled to a constant substrate temperature by the cooling unit (COL) 34 (step S5). Thus, the pretreatment in the
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)46に順次搬入され、最初のアドヒージョンユニット(AD)では疎水化処理(HMDS)を受け(ステップS6)、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)。 In the coating process unit 24, the substrate G is first sequentially carried into an adhesion / cooling unit (AD / COL) 46, and undergoes a hydrophobic treatment (HMDS) in the first adhesion unit (AD) (step S6). The cooling unit (COL) cools to a constant substrate temperature (step S7).
その後、基板Gは、レジスト塗布ユニット(CT)40でスピンレス法により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る(ステップS8)。 Thereafter, the substrate G is coated with a resist solution by a spinless method in a resist coating unit (CT) 40, and then subjected to a drying process by reduced pressure in a reduced pressure drying unit (VD) 42 (step S8).
次に、基板Gは、加熱/冷却ユニット(HP/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。 Next, the substrate G is sequentially carried into the heating / cooling unit (HP / COL) 48, and the first heating unit (HP) performs baking after coating (pre-baking) (step S9), and then the cooling unit ( COL) to cool to a constant substrate temperature (step S10). In addition, the heating unit (HP) 50 can also be used for baking after this application | coating.
上記塗布処理の後、基板Gは、塗布プロセス部24の搬送装置54と現像プロセス部26の搬送装置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S11)。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56を介してプロセスステーション(P/S)12の現像プロセス部26に渡す(ステップS11)。
After the coating process, the substrate G is transported to the interface unit (I / F) 14 by the
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)53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)55を用いることもできる。
In the
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)12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S1)。
The substrate G that has undergone a series of processing in the
この塗布現像処理システムにおいては、たとえば塗布プロセス部24のレジスト塗布ユニット(CT)40に本発明を適用することができる。以下、図3〜図22につき本発明をレジスト塗布ユニット(CT)40に適用した一実施形態を説明する。 In this coating and developing system, the present invention can be applied to, for example, the resist coating unit (CT) 40 of the coating process unit 24. An embodiment in which the present invention is applied to a resist coating unit (CT) 40 will be described below with reference to FIGS.
図3に、この実施形態におけるレジスト塗布ユニット(CT)40および減圧乾燥ユニット(VD)42の全体構成を示す。 FIG. 3 shows the overall configuration of the resist coating unit (CT) 40 and the vacuum drying unit (VD) 42 in this embodiment.
図3に示すように、支持台または支持フレーム70の上にレジスト塗布ユニット(CT)40と減圧乾燥ユニット(VD)42とがX方向に横一列に配置されている。塗布処理を受けるべき新たな基板Gは、搬送路51側の搬送装置54(図1)により矢印FAで示すようにレジスト塗布ユニット(CT)40に搬入される。レジスト塗布ユニット(CT)40で塗布処理の済んだ基板Gは、支持台70上のガイドレール72に案内されるX方向に移動可能な搬送アーム74により、矢印FBで示すように減圧乾燥ユニット(VD)42に転送される。減圧乾燥ユニット(VD)42で乾燥処理を終えた基板Gは、搬送路51側の搬送装置54(図1)により矢印FCで示すように引き取られる。
As shown in FIG. 3, a resist coating unit (CT) 40 and a vacuum drying unit (VD) 42 are arranged in a horizontal row on the support base or
レジスト塗布ユニット(CT)40は、X方向に長く延びるステージ76を有し、このステージ76上で基板Gを同方向に平流しで搬送しながら、ステージ76の上方に配置された長尺形のレジストノズル78より基板G上にレジスト液を供給して、スピンレス法で基板上面(被処理面)に一定膜厚のレジスト塗布膜を形成するように構成されている。ユニット(CT)40内の各部の構成および作用は後に詳述する。
The resist coating unit (CT) 40 includes a
減圧乾燥ユニット(VD)42は、上面が開口しているトレーまたは底浅容器型の下部チャンバ80と、この下部チャンバ80の上面に気密に密着または嵌合可能に構成された蓋状の上部チャンバ(図示せず)とを有している。下部チャンバ80はほぼ四角形で、中心部には基板Gを水平に載置して支持するためのステージ82が配設され、底面の四隅には排気口83が設けられている。各排気口83は排気管(図示せず)を介して真空ポンプ(図示せず)に通じている。下部チャンバ80に上部チャンバを被せた状態で、両チャンバ内の密閉された処理空間を該真空ポンプにより所定の真空度まで減圧できるようになっている。
The vacuum drying unit (VD) 42 includes a tray or shallow container type
図4および図5に、本発明の一実施形態におけるレジスト塗布ユニット(CT)40内のより詳細な全体構成を示す。 4 and 5 show a more detailed overall configuration in the resist coating unit (CT) 40 in one embodiment of the present invention.
この実施形態のレジスト塗布ユニット(CT)40においては、ステージ76が、従来のように基板Gを固定保持する載置台として機能するのではなく、基板Gを空気圧の力で空中に浮かせるための基板浮上台として機能する。そして、ステージ76の両サイドに配置されている直進運動型の基板搬送部84が、ステージ76上で浮いている基板Gの両側縁部をそれぞれ着脱可能に保持してステージ長手方向(X方向)に基板Gを搬送するようになっている。
In the resist coating unit (CT) 40 of this embodiment, the
詳細には、ステージ76は、その長手方向(X方向)において5つの領域M1,M2,M3,M4,M5に分割されている(図5)。左端の領域M1は搬入領域であり、塗布処理を受けるべき新規の基板Gはこの領域M1内の所定位置に搬入される。この搬入領域M1には、搬送装置54(図1)の搬送アームから基板Gを受け取ってステージ76上にローディングするためにステージ下方の原位置とステージ上方の往動位置との間で昇降移動可能な複数本のリフトピン86が所定の間隔を置いて設けられている。これらのリフトピン86は、たとえばエアシリンダ(図示せず)を駆動源に用いる搬入用のリフトピン昇降部85(図16)によって昇降駆動される。
Specifically, the
この搬入領域M1は浮上式の基板搬送が開始される領域でもあり、この領域内のステージ上面には基板Gを搬入用の浮上高さまたは浮上量Haで浮かせるために高圧または正圧の圧縮空気を噴き出す噴出口88が一定の密度で多数設けられている。ここで、搬入領域M1における基板Gの浮上量Haは、特に高い精度を必要とせず、たとえば250〜350μmの範囲内に保たれればよい。また、搬送方向(X方向)において、搬入領域M1のサイズは基板Gのサイズを上回っているのが好ましい。さらに、搬入領域M1には、基板Gをステージ76上で位置合わせするための後述するアライメント機構200(図13〜図15)も設けられている。
The loading area M 1 is also the area substrate transfer of a floating starts, high-pressure or positive pressure to the stage upper surface of the region to float in flying height or flying height H a for carrying the substrate G A number of
ステージ76の中心部に設定された領域M3はレジスト液供給領域または塗布領域であり、基板Gはこの塗布領域M3を通過する際に上方のレジストノズル78からレジスト液Rの供給を受ける。塗布領域M3における基板浮上量Hbはノズル78の下端(吐出口)と基板上面(被処理面)との間の塗布ギャップS(たとえば240μm)を規定する。この塗布ギャップSはレジスト塗布膜の膜厚やレジスト消費量を左右する重要なパラメータであり、高い精度で一定に維持される必要がある。このことから、塗布領域M3のステージ上面には、たとえば図6に示すような配列または分布パターンで、基板Gを所望の浮上量Hbで浮かせるために高圧または正圧の圧縮空気を噴き出す噴出口88と負圧で空気を吸い込む吸引口90とを混在させて設けている。そして、基板Gの塗布領域M3内を通過している部分に対して、噴出口88から圧縮空気による垂直上向きの力を加えると同時に、吸引口90より負圧吸引力による垂直下向きの力を加えて、相対抗する双方向の力のバランスを制御することで、塗布用の浮上量Hbを設定値HS(たとえば50μm)付近に維持するようにしている。搬送方向(X方向)における塗布領域M3のサイズは、レジストノズル78の直下に上記のような狭い塗布ギャップSを安定に形成できるほどの余裕があればよく、通常は基板Gのサイズより小さくてよく、たとえば1/3〜1/4程度でよい。
A region M 3 set at the center of the
図6に示すように、塗布領域M3においては、基板搬送方向(X方向)に対して一定の傾斜した角度をなす直線C上に噴出口88と吸引口90とを交互に配し、隣接する各列の間で直線C上のピッチに適当なオフセットαを設けている。かかる配置パターンによれば、噴出口88および吸引口90の混在密度を均一にしてステージ上の基板浮上力を均一化できるだけでなく、基板Gが搬送方向(X方向)に移動する際に噴出口88および吸引口90と対向する時間の割合を基板各部で均一化することも可能であり、これによって基板G上に形成される塗布膜に噴出口88または吸引口90のトレースまたは転写跡が付くのを防止することができる。塗布領域M3の入口では、基板Gの先端部が搬送方向と直交する方向(Y方向)で均一な浮上力を安定に受けるように、同方向(直線J上)に配列する噴出口88および吸引口90の密度を高くするのが好ましい。また、塗布領域M3においても、ステージ76の両側縁部(直線K上)には、基板Gの両側縁部が垂れるのを防止するために、噴出口88のみを配置するのが好ましい。
As shown in FIG. 6, in the application region M 3 , the
再び図5において、搬入領域M1と塗布領域M3との間に設定された中間の領域M2は、搬送中に基板Gの浮上高さ位置を搬入領域M1における浮上量Haから塗布領域M3における浮上量Hbへ変化または遷移させるための遷移領域である。この遷移領域M2内でもステージ76の上面に噴出口88と吸引口90とを混在させて配置することができる。その場合は、吸引口90の密度を搬送方向に沿って次第に大きくし、これによって搬送中に基板Gの浮上量が漸次的にHaからHbに移るようにしてよい。あるいは、この遷移領域M2においては、吸引口90を含まずに噴出口88だけを設ける構成も可能である。
5 again, the middle region M 2, which is set between the loading area M 1 and the application area M 3 are, coating the flying height of the substrate G during transport from the flying height H a of the loading area M 1 it is a transition region for changing or transition to flying height H b in the area M 3. Even in the transition region M 2 , the
塗布領域M3の下流側隣の領域M4は、搬送中に基板Gの浮上量を塗布用の浮上量Hbから搬出用の浮上量Hc(たとえば250〜350μm)に変えるための遷移領域である。この遷移領域M4でも、ステージ76の上面に噴出口88と吸引口90とを混在させて配置してもよく、その場合は吸引口90の密度を搬送方向に沿って次第に小さくするのがよい。あるいは、吸引口90を含まずに噴出口88だけを設ける構成も可能である。また、図6に示すように、塗布領域M3と同様に遷移領域M4でも、基板G上に形成されたレジスト塗布膜に転写跡が付くのを防止するために、吸引口90(および噴出口88)を基板搬送方向(X方向)に対して一定の傾斜した角度をなす直線E上に配置し、隣接する各列間で配列ピッチに適当なオフセットβを設ける構成が好ましい。
A region M 4 adjacent to the downstream side of the coating region M 3 is a transition region for changing the flying height of the substrate G from the flying height H b for coating to the flying height H c (for example, 250 to 350 μm) during transportation. It is. Even in the transition region M 4 , the
ステージ76の下流端(右端)の領域M5は搬出領域である。レジスト塗布ユニット(CT)40で塗布処理を受けた基板Gは、この搬出領域M5内の所定位置または搬出位置から搬送アーム74(図3)によって下流側隣の減圧乾燥ユニット(VD)42(図3)へ搬出される。この搬出領域M5には、基板Gを搬出用の浮上量Hcで浮かせるための噴出口88がステージ上面に一定の密度で多数設けられているとともに、基板Gをステージ76上からアンローディングして搬送アーム74(図3)へ受け渡すためにステージ下方の原位置とステージ上方の往動位置との間で昇降移動可能な複数本のリフトピン92が所定の間隔を置いて設けられている。これらのリフトピン92は、たとえばエアシリンダ(図示せず)を駆動源に用いる搬出用のリフトピン昇降部91(図16)によって昇降駆動される。
A region M 5 at the downstream end (right end) of the
レジストノズル78は、ステージ76上の基板Gを一端から他端までカバーできる長さで搬送方向と直交する水平方向(Y方向)に延びる長尺状のノズル本体の下端にスリット状の吐出口78aを有し、門形または逆さコ字形のノズル支持体130に昇降可能に取り付けられ、レジスト液供給機構170(図12、図16)からのレジスト液供給管94(図4)に接続されている。
The resist
図4、図7および図8に示すように、基板搬送部84は、ステージ76の左右両サイドに平行に配置された一対のガイドレール96と、各ガイドレール96上に軸方向(X方向)に移動可能に取り付けられたスライダ98と、各ガイドレール96上でスライダ98を直進移動させる搬送駆動部100と、各スライダ98からステージ76の中心部に向かって延びて基板Gの左右両側縁部を着脱可能に保持する保持部102とをそれぞれ有している。
As shown in FIGS. 4, 7, and 8, the
ここで、搬送駆動部100は、直進型の駆動機構たとえばリニアモータによって構成されている。また、保持部102は、基板Gの左右両側縁部の下面に真空吸着力で結合する吸着パッド104と、先端部で吸着パッド104を支持し、スライダ98側の基端部を支点として先端部の高さ位置を変えられるように弾性変形可能な板バネ型のパッド支持部106とをそれぞれ有している。吸着パッド104は一定のピッチで一列に配置され、パッド支持部106は各々の吸着パッド104を独立に支持している。これにより、個々の吸着パッド104およびパッド支持部106が独立した高さ位置で(異なる高さ位置でも)基板Gを安定に保持できるようになっている。
Here, the
図7および図8に示すように、この実施形態におけるパッド支持部106は、スライダ98の内側面に昇降可能に取り付けられた板状のパッド昇降部材108に取り付けられている。スライダ98に搭載されているたとえばエアシリンダからなるパッドアクチエータ109(図16)が、パッド昇降部材108を基板Gの浮上高さ位置よりも低い原位置(退避位置)と基板Gの浮上高さ位置に対応する往動位置(結合位置)との間で昇降移動させるようになっている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
図9に示すように、各々の吸着パッド104は、たとえば合成ゴム製で直方体形状のパッド本体110の上面に複数個の吸引口112を設けている。これらの吸引口112はスリット状の長穴であるが、丸や矩形の小孔でもよい。吸着パッド104には、たとえば合成ゴムからなる帯状のバキューム管114が接続されている。これらのバキューム管114の管路116はパッド吸着制御部115(図16)の真空源にそれぞれ通じている。
As shown in FIG. 9, each
保持部102においては、図4に示すように、片側一列の真空吸着パッド104およびパッド支持部106が1組毎に分離している分離型または完全独立型の構成が好ましい。しかし、図10に示すように、切欠き部118を設けた一枚の板バネで片側一列分のパッド支持部120を形成してその上に片側一列の真空吸着パッド104を配置する一体型の構成も可能である。
As shown in FIG. 4, the holding
上記のように、ステージ76の上面に形成された多数の噴出口88およびそれらに浮上力発生用の圧縮空気を供給する圧縮空気供給機構122(図11)、さらにはステージ76の塗布領域M3内に噴出口88と混在して形成された多数の吸引口90およびそれらに真空の圧力を供給するバキューム供給機構124(図11)により、搬入領域M1や搬出領域M5では基板Gを搬入出や高速搬送に適した浮上量で浮かせ、塗布領域M3では基板Gを安定かつ正確なレジスト塗布走査に適した設定浮上量HSで浮かせるためのステージ基板浮上部145(図16)が構成されている。
As described above, the large number of
図11に、ノズル昇降機構75、圧縮空気供給機構122およびバキューム供給機構124の構成を示す。ノズル昇降機構75は、塗布領域M3の上を搬送方向(X方向)と直交する水平方向(Y方向)に跨ぐように架設された門形フレーム130と、この門形フレーム130に取り付けられた左右一対の鉛直運動機構132L,132Rと、これらの鉛直運動機構132L,132Rの間に跨る移動体(昇降体)のノズル支持体134とを有する。各鉛直運動機構132L,132Rの駆動部は、たとえばパルスモータからなる電動モータ138L、138R、ボールネジ140L,140Rおよびガイド部材142L,142Rを有している。パルスモータ138L、138Rの回転力がボールネジ機構(140L,142L)、(140R,142R)によって鉛直方向の直線運動に変換され、昇降体のノズル支持体134と一体にレジストノズル78が鉛直方向に昇降移動する。パルスモータ138L,138Rの回転量および回転停止位置によってレジストノズル78の左右両側の昇降移動量および高さ位置を任意に制御できるようになっている。ノズル支持体134は、たとえば角柱の剛体からなり、その下面または側面にレジストノズル78をフランジ、ボルト等を介して着脱可能に取り付けている。
FIG. 11 shows the configuration of the
圧縮空気供給機構122は、ステージ76上面で分割された複数のエリア別に噴出口88に接続された正圧マニホールド144と、それら正圧マニホールド144にたとえば工場用力の圧縮空気供給源146からの圧縮空気を送り込む圧縮空気供給管148と、この圧縮空気供給管148の途中に設けられるレギュレータ150とを有している。バキューム供給機構124は、ステージ76上面で分割された複数のエリア別に吸引口90に接続された負圧マニホールド152と、それらの負圧マニホールド152からたとえば工場用力の真空源154に空気を引き込むバキューム管156と、このバキューム管156の途中に設けられる絞り弁158とを有している。
The compressed
図12に、レジスト液供給機構170の構成を示す。このレジスト液供給機構170は、レジスト液Rを貯留するボトル172より吸入管174を介して少なくとも塗布処理1回分(基板1枚分)のレジスト液Rをレジストポンプ176に予め充填しておき、塗布処理時にレジストポンプ176よりレジスト液Rを吐出管またはレジスト液供給管94を介してレジストノズル78に所定の圧力で圧送し、レジストノズル78から基板G上にレジスト液Rを所定の流量で吐出するようになっている。
FIG. 12 shows the configuration of the resist
ボトル172は密閉されており、ボトル内の液面に向けてガス管178より圧送ガスたとえばN2ガスが一定の圧力で供給されるようになっている。ガス管178には、たとえばエアオペレートバルブからなる開閉弁180が設けられている。
The
吸入管174の途中には、フィルタ182、脱気モジュール184および開閉弁186が設けられている。フィルタ182はボトル172から送られてくるレジスト液R中の異物(ごみ類)を除去し、脱気モジュール184はレジスト液中の気泡を除去する。開閉弁186は、たとえばエアオペレートバルブからなり、吸入管174におけるレジスト液Rの流れをオン(全開導通)またはオフ(遮断)する。
A
レジスト液供給管94の途中には、開閉弁188が設けられている。フィルタやサックバックバルブは設けられていない。この開閉弁188は、たとえばエアオペレートバルブからなり、レジスト液供給管94におけるレジスト液Rの流れをオン(全開導通)またはオフ(遮断)する。レジストポンプ176は、たとえばシリンジポンプからなり、ポンプ室を有するポンプ本体190と、ポンプ室の容積を任意に変えるためのピストンまたはプランジャ192と、このプランジャ192を往復運動させるためのポンプ駆動部194とを有している。
An open /
レジスト液供給制御部196は、局所コントローラであり、コントローラ230(図16)からの指令に応じてレジスト液供給機構170内の各部、特にレジストポンプ176のポンプ駆動部194や各開閉弁180,186,188等を制御する。
The resist solution
図13〜図15に、ステージ76の搬入領域M1に設けられるアライメント機構200の構成を示す。このアライメント機構200は、図13に示すように、ステージ76の搬入領域M1に搬入された基板Gの四隅に当接可能な複数本たとえば8本のアライメントピン202A,202B,204A,204B,206A,206B,208A,208Bを有している。
In FIGS. 13 to 15 shows the configuration of the
図14に示すように、これら8本のアライメントピンのうち、塗布領域M3寄りの2本のピン202A,202Bは、既定の基準位置Paで基板Gの前端の辺Gaを受け止めるようにしてこれに当接するようになっている。また、固定ピン202A,202Bと対向する2本のピン204A,204Bは、既定の原位置Pbから上記基準位置Paに向かって移動を開始して、途中から基板Gの後端の辺Gbに当接しながら同方向に移動し、基板Gの前端の辺Gaを反対側の固定ピン202A,202Bに押し付けるように機能する。塗布走査方向を基準として左側の2本のピン206A,206Bおよび右側の2本のピン208A,208Bは、それぞれ既定の原位置Pc,Pdからステージ76の中心を通る線(仮想線)76Cに向かって互いに接近する方向に同時に移動して、基板Gの左側の辺Gcおよび右側の辺Gdにそれぞれ当接し(基板Gを左右両側から挟んで)、基板Gの中心線をステージ中心線76Cに合わせる(センタリングする)ように動作する。
As shown in FIG. 14, of these eight alignment pins, two
図15Aおよび図15Bに、X方向可動アライメントピン204A,204Bを駆動するためのピン駆動部210の構成例を示す。Y方向可動アライメントピン206A,206B,208A,208Bの駆動にも、ピン駆動部210と同様のピン駆動部を用いることができる。
FIG. 15A and FIG. 15B show a configuration example of the
ピン駆動部210は、たとえばシリンダからなる昇降駆動部212と、この昇降駆動部212の垂直駆動軸の先端(上端)に結合された水平支持板214と、この水平支持板214の上に取付された水平駆動部216とを有している。水平駆動部216のピン駆動軸218が、その先端部にアライメントピン204A(204B)を鉛直に支持して一定の水平方向(X方向)に前進移動または後退移動し、可動範囲内の任意の位置で停止できるようになっている。
The
水平駆動部216は、図示省略するが、たとえば電動モータと、この電動モータの回転力をピン駆動軸218の水平直進運動に変換するための運動変換機構と、電動モータの動作(回転・停止)を制御するための制御部とを備えている。アライメントピン204A(204B)の前進移動の際に負荷トルクが一定値を超えると、制御部が電動モータの回転を停止させ、アライメントピン204A(204B)をその停止位置に保持するようになっている。
Although not shown, the
この実施形態では、アライメントの際に塗布走査方向(X方向)における基板Gの長さを測定するための位置(または移動距離)センサ220をピン駆動部210に搭載している。図示の構成例の位置(移動距離)センサ220は水平リニアスケールであり、水平支持板214に固定されたピン移動方向(X方向)と平行に延びる目盛部220aと、この目盛部220aをアライメントピン204A(204B)側から光学的に読み取るようにピン駆動軸218に取付された目盛読取部220bとを有している。
In this embodiment, a position (or movement distance)
アライメント動作において、基板Gがリフトピン86の下降によってステージ76の搬入領域M1に上方から搬入されると、先ずシリンダ212の昇降駆動により、アライメントピン204A(204B)がステージ76よりも低い所定の退避位置から基板Gよりもピン先端が高くなる所定の往動位置まで垂直に上昇する。この時、アライメントピン204A(204B)は移動方向(X方向)において原位置Pbに在り、基板Gの後端の辺Gbと不定の距離を隔てて向き合う。
In the alignment operation, when the substrate G is carried into the carry-in area M 1 of the
次に、水平駆動部216が動作して、アライメントピン204A(204B)を前進させる。アライメントピン204A(204B)はこの前進移動の途中で基板Gの後側辺Gbの側面に当接し、そのまま基板Gを押しながら前進移動する。基板Gは、ステージ76の噴出口88より与えられる空気圧(浮上力)で浮いており、水平方向にスムースに移動することができる。こうして、基板Gはアライメントピン204A(204B)に押されて押圧方向(X方向)に移動し、やがてその前端側の辺Gaの側面が固定アライメントピン202A,202Bに当接する(図14)。そうすると、X方向において基板Gは可動アライメントピン204A,204Bと固定アライメントピン202A,202Bとで挟まれて動かなくなり、負荷トルクの上昇により水平駆動部216の駆動も停止して、X方向におけるアライメントが完了する(図15B)。一方、Y方向においては、左側の可動アライメントピン206A,206Bと右側の可動アライメントピン208A,208Bとが基板Gを左右両側から挟み込んだ状態でアライメントが完了する。
Next, the
こうしてアライメントが完了してから、位置(移動距離)センサ220を通じて、可動アライメントピン204A,204Bの現在位置つまり往動位置Pb'を読み取る。コントローラ230(図16)は、位置(移動距離)センサ220で読み取った可動アライメントピン204A,204Bの往動位置Pb'(測定値)と固定アライメントピン202A,202Bの基準位置Pa(既定値)との間の距離間隔DGを求め、この距離間隔DGを当該基板Gの基板長さの測定値とする。あるいは、位置(移動距離)センサ220を通じて可動アライメントピン204A,204Bの原位置Pbから往動位置Pb'までの移動距離δXを求め、その原位置Pb(既定値)と固定アライメントピン202A,202B側の基準位置Pa(既定値)との間の基準距離(既定値)Dxから移動距離δX(測定値)を引いて、その差(Dx−δX)の値を基板Gの長さの測定値とすることも可能である。
After the alignment is completed in this way, the current position of the
なお、固定アライメントピン202A,202Bは、基準位置Paで鉛直方向にのみ移動すればよく、図示省略するが、たとえば昇降駆動部212(図15A,図15B)に直結されるものでよい。 The fixed alignment pins 202A, 202B may be moved only in the vertical direction at the reference position P a, although not shown, for example, the elevation driving unit 212 (FIG. 15A, FIG. 15B) may be those which are directly connected to.
図16に、この実施形態のレジスト塗布ユニット(CT)40における制御系の主要な構成を示す。コントローラ230は、マイクロコンピュータからなり、ユニット内の各部、特にレジスト液供給機構170、ノズル昇降機構75、ステージ基板浮上部145、基板搬送部84(搬送駆動部100、パッド吸着制御部115、パッドアクチエータ109)、搬入用リフトピン昇降部85、搬出用リフトピン昇降部91、アライメント機構200、位置(移動距離)センサ220等の個々の動作と全体の動作(シーケンス)を制御する。
FIG. 16 shows the main configuration of the control system in the resist coating unit (CT) 40 of this embodiment. The
次に、この実施形態のレジスト塗布ユニット(CT)40における塗布処理動作を説明する。 Next, the coating processing operation in the resist coating unit (CT) 40 of this embodiment will be described.
コントローラ230は、たとえば光ディスク等の記憶媒体に格納されている塗布処理プログラムを主メモリに取り込んで実行し、プログラムされた一連の塗布処理動作を制御する。図17に、この塗布処理動作の主要な手順を示す。
The
最初に、搬送装置54(図1)より未処理の新たな基板Gがステージ76の搬入領域M1に搬入される。この場合、リフトピン86が往動位置で該基板Gを受け取り、搬送装置54が退出した後に、リフトピン86が下降して基板Gを搬送用の高さ位置つまり浮上量Haの高さ位置(図5)まで降ろす(ステップA1)。
First, a new unprocessed substrate G is carried into the carry-in area M 1 of the
次いで、アライメント機構200が作動し、上記のように浮上状態の基板Gに四方からアライメントピン202A〜208Bを押し付けるようにして、基板Gをステージ76上で位置合わせする(ステップA2)。このアライメントの際に、上記したように位置(移動距離)センサ220を通じて搬送方向における基板Gの長さサイズを測定する(ステップA3)。
Next, the
コントローラ230は、基板長さサイズの測定値を基に、この基板Gに対する塗布走査のための所定のパラメータを補正する。かかる補正パラメータとして、基板Gに対する塗布走査の開始位置、終了位置、走査距離、走査時間、レジスト液吐出の開始タイミング、終了タイミング、吐出持続時間等を選ぶことができる。
The
あるいは、レジストノズル78の吐出圧力および基板Gの搬送速度をそれぞれ制御するための図18に示すような吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)の波形を可変の補正パラメータとすることもできる。これらの吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)は、塗布走査に際してコントローラ230がメモリから波形信号または圧力制御信号および搬送速度制御信号として読み出してレジスト液供給機構170および基板搬送部84に与えるものである。
Alternatively, the discharge pressure control waveform SP (t) and the scanning speed control waveform SV (t) as shown in FIG. 18 for controlling the discharge pressure of the resist
このような吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)は時間軸上に設定されており、これを塗布走査方向のX軸上の波形SP(x),SV(x)に置き換えることができる。その場合、走査速度制御波形SV(t)においては、その立ち上がりの始端が塗布走査の開始位置に対応し、立ち下がりの終端が塗布走査の終了位置に対応する。なお、吐出圧力制御波形SP(t)と走査速度制御波形SV(t)の間には任意の時間差が設けられてよく、たとえば吐出圧力制御波形SP(t)に対して走査速度制御波形SV(t)が幾らか遅れるように両者のタイミング関係が設定される。 Such a discharge pressure control waveform SP (t) and a scanning speed control waveform SV (t) are set on the time axis, and are used as waveforms SP (x) and SV (x) on the X axis in the application scanning direction. Can be replaced. In this case, in the scanning speed control waveform SV (t), the start end of the rising corresponds to the start position of the application scanning, and the end of the falling corresponds to the end position of the application scanning. An arbitrary time difference may be provided between the discharge pressure control waveform SP (t) and the scanning speed control waveform SV (t). For example, the scanning speed control waveform SV (t) is compared with the discharge pressure control waveform SP (t). The timing relationship between the two is set so that t) is somewhat delayed.
一般に、吐出圧力制御波形SP(t)と走査速度制御波形SV(t)は、基板長さの規格値または標準値に基づいて設定されている。したがって、外形寸法の公差や反り等で基板Gの基板長さが標準値からずれていた場合に、標準の吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)を用いて塗布走査を行ったならば、その基板のずれ(誤差)に応じて塗布走査の開始位置または塗布走査の終了位置がずれることになる。通常、ステージ76上では上記したアライメントだけでなく塗布走査でも基板Gの前端の辺Gaを基準位置に合わせるので、基板長さの誤差の有無や誤差の度合いに拘らず基板G上の塗布走査の開始を常に一定位置に制御することができる。つまり、基板長さが標準値からずれていると、概して塗布走査の終了位置に影響が現れ、たとえば当該基板Gの基板長さが標準値よりも小さく、その誤差の度合いが大きいと、基板Gの後端を行き過ぎてしまい、基板Gの外へレジスト液をこぼしてしまうこともある。
In general, the discharge pressure control waveform SP (t) and the scanning speed control waveform SV (t) are set based on the standard value or standard value of the substrate length. Therefore, when the substrate length of the substrate G deviates from the standard value due to tolerances or warpage of the outer dimensions, the application scanning is performed using the standard discharge pressure control waveform SP (t) and the scanning speed control waveform SV (t). Then, the start position of the application scan or the end position of the application scan is shifted according to the deviation (error) of the substrate. Normally, on the
そこで、この実施形態では、上記のようにステージ76の搬入領域M1における基板Gのアライメントの際に得られる基板長さの測定値を基に、コントローラ230において吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)を補正する(ステップA4)。具体的には、標準の吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)を上記のようにX軸上の吐出圧力制御波形SP(x)および走査速度制御波形SV(x)に置き換えて、両波形SP(x),SV(x)に基板長さの測定値に応じた補正をかけ、補正後の両波形SP(x),SV(x)を時間軸上の吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)に置き換える。あるいは、基板長さの測定値を時間に換算して、標準の吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)に直接補正をかけることも可能である。
Therefore, in this embodiment, the
この実施形態においては、上記のような塗布走査パラメータ補正機能により、たとえば当該基板Gの基板長さが標準値よりも小さい場合は、図18において一点鎖線で示すように、吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)の終端部分を短縮するような補正がかけられる。この補正は塗布走査が開始される前に行われる。 In this embodiment, for example, when the substrate length of the substrate G is smaller than the standard value by the coating scanning parameter correction function as described above, as shown by a one-dot chain line in FIG. Correction is performed so as to shorten the end portion of t) and the scanning speed control waveform SV (t). This correction is performed before the application scan is started.
上記のようにして搬入領域M1において基板Gのアライメントおよび基板長さ測定が済むと、アライメント機構200はアライメントピン202A〜208Bを基板Gから離して垂直下方に退避位置まで下ろす。その直後に、基板搬送部84は、保持部102で基板Gの側縁部を保持したままスライダ98を搬送始点位置から搬送方向(X方向)へ比較的高速の一定速度で直進移動させる。こうして基板Gがステージ76上を浮いた状態で搬送方向(X方向)へ直進移動し、基板Gの前端部が塗布領域M3内の設定位置または塗布走査開始位置に着いたところで、基板搬送部84が第1段階の基板搬送を停止する。
When the loading area M 1 in the manner described above requires alignment and substrate length measurements of the substrate G, the
上記のように基板Gが塗布領域M3内の設定位置つまり塗布走査開始位置に到着しそこで停止すると、コントローラ230の制御の下でノズル昇降機構75(図11)が作動して、レジストノズル78を垂直下方に降ろし、ノズルの吐出口78aと基板Gとの距離間隔または塗布ギャップを初期値(たとえば60μm)に合わせる。次いで、コントローラ230の制御の下で、レジスト液供給機構170(図12)がレジスト液Rの吐出を開始するのと同時に基板搬送部84も第2段階の基板搬送を開始し、一方でノズル昇降機構75がレジストノズル78を塗布ギャップが設定値SA(たとえば240μm)になるまで一瞬に上昇させ、その後はそのまま基板Gを水平移動させる。こうして、レジスト液供給機構170におけるレジスト液吐出動作と基板搬送部84における基板搬送動作との同期のとれた協働または連携により、基板Gに対する塗布走査が行われる(ステップA5)。
As described above, when the substrate G arrives at the set position in the coating area M 3 , that is, stops at the coating scanning start position, the nozzle lifting mechanism 75 (FIG. 11) operates under the control of the
ここで、レジスト液供給機構170におけるレジスト液吐出動作は、上記のようにアライメント動作の際に得られた基板長さ測定値を基づいて補正した吐出圧力制御波形SP(t)にしたがって行われる。また、基板搬送部84における第2段階つまり塗布走査用の基板搬送は、上記のようにアライメントの際に得られた基板長さ測定値に基づいて補正した走査速度制御波形SV(t)にしたがって行われる。
Here, the resist solution discharge operation in the resist
こうして、塗布領域M3内において、基板Gが水平姿勢で搬送方向(X方向)に一定速度VSで移動するのと同時に、長尺形のレジストノズル78が直下の基板Gに向けてレジスト液Rを一定の吐出圧力PSで帯状に吐出することにより、図19および図20に示すように基板Gの前端側から後端側に向かってレジスト液の塗布膜RMが一定の膜厚で形成されていく。
Thus, in the coating region M 3 , the substrate G moves at a constant speed V S in the transport direction (X direction) in a horizontal posture, and at the same time, the long resist
図21に示すように、塗布領域M3で上記のような塗布処理が済むと、つまり基板Gの後端部がレジストノズル78の直下を過ぎるあたりで、レジスト液供給機構170がレジストノズル78からのレジスト液Rの吐出を終了させる。これとほぼ同時に、基板搬送部84は第2段階(塗布走査用)の基板搬送を停止する。
As shown in FIG. 21, when the above-described coating process is completed in the coating region M 3 , that is, when the rear end portion of the substrate G passes just below the resist
図22に、上記のような塗布走査によって基板G上に形成されるレジスト塗布膜RMの塗布走査終了後のパターンを模式的に示す。基板Gの周縁部には、一点鎖線Lで示すように、製品領域つまり膜厚保証領域ESと非製品領域つまり膜厚非保証領域(マージン領域)EMとを分かつ仮想の領域境界線が設定されている。 FIG. 22 schematically shows a pattern after the end of the application scan of the resist coating film RM formed on the substrate G by the application scan as described above. On the peripheral edge of the substrate G, as indicated by a one-dot chain line L, a product region, that is, a film thickness guarantee region ES, and a non-product region, that is, a film thickness non-guaranteed region (margin region) EM are divided. ing.
この実施形態においては、上記のように基板Gの基板長さ測定値を基に補正した吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)にしたがって塗布走査が行われるので、基板G上にレジスト塗布膜RMを所望のアウトライン(外郭線)および膜厚プロファイルで形成することができる。つまり、図22に示すように、基板G上でレジスト塗布膜RMのアウトラインを基板エッジの外へはみ出させることなくマージン領域EM内の所望の位置に合わせ、塗布走査の開始位置付近および終了位置付近にできるレジスト塗布膜RMの盛り上がりRMAを実質的にマージン領域EM内に止める(膜厚保証領域ESに入ってこないようにする)ことができる。 In this embodiment, since the application scanning is performed according to the discharge pressure control waveform SP (t) and the scanning speed control waveform SV (t) corrected based on the measured substrate length of the substrate G as described above, the substrate is scanned. A resist coating film RM can be formed on G with a desired outline (outline) and a film thickness profile. That is, as shown in FIG. 22, the outline of the resist coating film RM on the substrate G is aligned with a desired position in the margin area EM without protruding outside the substrate edge, and near the start position and end position of the coating scan. The rising RMA of the resist coating film RM that can be formed can be substantially stopped in the margin area EM (so as not to enter the film thickness guarantee area ES).
なお、塗布走査方向と直交する方向(Y方向)においても、アライメントの際に基板Gをステージ76上でセンタリングしてレジストノズル78の中心線に合わせているので、基板Gの幅サイズに公差や誤差があっても、その誤差を左右均等に2分割して、レジスト塗布膜RMのアウトラインおよび膜厚プロファイルを左右均等に揃えることができる。
Even in the direction (Y direction) orthogonal to the application scanning direction, the substrate G is centered on the
上記のような塗布走査が終了した後に、ノズル昇降機構75がレジストノズル78を垂直上方に持ち上げて基板Gから退避させる。次いで、基板搬送部84は搬送速度の比較的大きい第3段階の基板搬送を開始する。そして、基板Gが搬出領域M5内の搬送終点位置に着くと、基板搬送部84は第3段階の基板搬送を停止する。この直後に、パッド吸着制御部115が吸着パッド104に対するバキュームの供給を止め、これと同時にパッドアクチエータ109が吸着パッド104を往動位置(結合位置)から原位置(退避位置)へ下ろし、基板Gの両側端部から吸着パッド104を分離させる。この時、パッド吸着制御部115は吸着パッド104に正圧(圧縮空気)を供給し、基板Gからの分離を速める。代わって、リフトピン92が基板Gをアンローディングするためにステージ下方の原位置からステージ上方の往動位置へ上昇する。
After the application scanning as described above is completed, the
しかる後、搬出領域M5に搬出機つまり搬送アーム74がアクセスし、リフトピン92から基板Gを受け取ってステージ76の外へ搬出する(ステップA6)。基板搬送部84は、基板Gをリフトピン92に渡したなら直ちに搬入領域M1へ高速度で引き返す。搬出領域M5で上記のように処理済の基板Gが搬出される頃に、搬入領域M1では次に塗布処理を受けるべき新たな基板Gについて上記と同様にして搬入、アライメント、基板長さ測定、搬送開始が順次行われる。
Thereafter, access is unloaded machine clogging the
上記のように、この実施形態のレジスト塗布ユニット(CT)40は、ステージ76の塗布領域M3における塗布走査に先立って、搬入領域M1でアライメント機構200により基板Gの位置合わせを行うとともに、位置(移動距離)センサ220を用いて基板Gの長さサイズを測定し、基板サイズ測定値に応じて塗布走査用の所定のパラメータ、たとえば塗布走査開始位置(タイミング)、塗布走査終了位置(タイミング)、塗布走査距離(塗布走査時間)あるいは吐出圧力制御波形SP(t)および走査速度制御波形SV(t)等に補正をかける。そして、こうして補正をかけたパラメータを用いて塗布領域M3で塗布走査を行うことにより、基板Gのサイズに公差や誤差があっても、基板G上に形成されるレジスト塗布膜RMのアウトラインや膜厚プロファイルに基板サイズの誤差の影響が現れないようにすることが可能であり、ひいては塗布処理の信頼性および製品歩留まりを向上させることができる。
As described above, the resist coating unit (CT) 40 of this embodiment aligns the substrate G by the
以上本発明を好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.
たとえば、上記実施形態では、可動アライメントピン204A,204Bの位置または移動距離を測定するために、光学式のセンサ(水平リニアスケール220)を用いた。しかし、非光学式のセンサも使用可能であり、水平駆動部216内の電動モータの回転量から移動距離測定値を求めることも可能である。
For example, in the above embodiment, an optical sensor (horizontal linear scale 220) is used to measure the position or moving distance of the
また、上記実施形態では、アライメントの際に基板Gのサイズを塗布走査方向のみで測定した。しかし、塗布走査方向(X方向)と直交する方向(Y方向)で基板サイズを測定してもよく、その基板サイズ測定値に基づいて塗布処理用の所定のパラメータを補正することができる。たとえば、Y方向において基板Gのセンタリングを行わず、基板Gの片方の辺を基準位置に合わせる場合、基板サイズに公差や誤差があると、基板Gの中心線がステージ中心線76Cの中心線からずれる。そこで、Y方向において基板サイズ測定値に応じてレジストノズル78を変位させることも可能である。他面において、基板Gに対するアライメントを塗布走査方向(X方向)のみで行い、それと直交する方向(Y方向)では省くことも可能である。また、塗布走査方向(X方向)において、アライメントピン202A,202Bを固定型から可動型に変更することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, the size of the board | substrate G was measured only in the application | coating scanning direction in the case of alignment. However, the substrate size may be measured in a direction (Y direction) orthogonal to the coating scanning direction (X direction), and a predetermined parameter for coating processing can be corrected based on the measured substrate size. For example, when the substrate G is not centered in the Y direction and one side of the substrate G is aligned with the reference position, if there is a tolerance or an error in the substrate size, the center line of the substrate G is separated from the center line of the
上記した実施形態は浮上搬送式のスピンレス塗布法に係るものであったが、本発明は吸着固定型のステージ上に基板を水平に載置固定して、基板上方で長尺形レジストノズルをノズル長手方向と直交する水平方向に移動させながら基板上の端から端までレジスト液を塗布する方式のスピンレス塗布法にも適用可能である。その場合でも、吸着固定型ステージの上で基板の位置合わせを行うためのアライメント機構を設けるとともに、アライメントの際に基板のサイズ(特に塗布走査方向のサイズ)を測定する基板サイズ測定部を備えることができる。 The above-described embodiment relates to the levitation transfer type spinless coating method, but the present invention horizontally mounts and fixes the substrate on the suction-fixed type stage, and the long resist nozzle is nozzled above the substrate. The present invention can also be applied to a spinless coating method in which a resist solution is applied from end to end on a substrate while moving in a horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction. Even in such a case, an alignment mechanism for aligning the substrate on the suction-fixed stage is provided, and a substrate size measuring unit that measures the size of the substrate (particularly, the size in the application scanning direction) is provided at the time of alignment. Can do.
また、本発明における基板サイズの測定は塗布走査の直前に行うのが最も好ましいが、塗布現像処理システム(図1)内でレジスト塗布ユニット(CT)40よりもプロセスフローに関して上流に位置する任意のユニットで基板のアライメントが行われる場合にはその場所で基板のサイズを測定することも可能である。 The measurement of the substrate size in the present invention is most preferably performed immediately before the application scan, but any arbitrary position upstream in the process flow from the resist application unit (CT) 40 in the application development processing system (FIG. 1). When the substrate is aligned in the unit, the size of the substrate can be measured at that location.
本発明における処理液としては、レジスト液以外にも、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の塗布液も可能であり、現像液やリンス液等も可能である。本発明における被処理基板はLCD基板に限らず、他のフラットパネルディスプレイ用基板、半導体ウエハ、CD基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。 In addition to the resist solution, for example, a coating solution such as an interlayer insulating material, a dielectric material, and a wiring material can be used as the processing solution in the present invention, and a developing solution, a rinsing solution, and the like are also possible. The substrate to be processed in the present invention is not limited to an LCD substrate, and other flat panel display substrates, semiconductor wafers, CD substrates, photomasks, printed substrates and the like are also possible.
40 レジスト塗布ユニット(CT)
75 ノズル昇降機構
76 ステージ
78 レジストノズル
78a 吐出口
84 基板搬送部
100 搬送駆動部
170 レジスト液供給機構
200 アライメント機構
202A,202B X方向固定アライメントピン
204A,204B X方向可動アライメントピン
206A,206B,208A,208B Y方向可動アライメントピン
210 ピン駆動部
220 位置(移動距離)センサ
230 コントローラ
40 resist coating unit (CT)
75
Claims (21)
前記塗布走査に先立ち、所定の場所で前記基板をその板面と平行な一次元方向または二次元方向に移動させて前記基板の位置合わせを行う工程と、
前記基板の位置合わせの際に前記基板のサイズを測定する工程と、
前記基板サイズの測定値にしたがって前記塗布走査のための所定のパラメータを補正する工程と
を有する塗布方法。 The substrate to be processed and the discharge port of the long nozzle are opposed substantially horizontally with a minute gap, and the nozzle is moved in the horizontal direction while discharging the processing liquid from the nozzle to the substrate. A coating method for performing a coating scan to form a coating film of the treatment liquid on the substrate,
Prior to the application scan, the substrate is moved at a predetermined location in a one-dimensional direction or a two-dimensional direction parallel to the plate surface, and the substrate is aligned.
Measuring the size of the substrate during alignment of the substrate;
Correcting a predetermined parameter for the application scanning according to the measured value of the substrate size.
前記塗布走査は、前記基板の第1の辺からそれと反対側の第2の辺に向かって行われ、
前記基板サイズ測定工程は、少なくとも前記基板の第1の辺から第2の辺までの長さを測定する請求項1〜7のいずれか一項に記載の塗布方法。 The substrate is rectangular;
The application scan is performed from the first side of the substrate toward the second side opposite to the first side,
The coating method according to claim 1, wherein the substrate size measurement step measures at least a length from a first side to a second side of the substrate.
前記ステージ上で前記基板をその板面と平行な一次元方向または二次元方向に移動させて前記基板の位置合わせを行うアライメント機構と、
前記位置合わせの済んだ前記基板に対して長尺形ノズルの吐出口を微小なギャップを隔ててほぼ水平に対向させ、前記ノズルより処理液を吐出させながら前記ノズルを相対的に水平方向で移動させる塗布走査を行って、前記基板上に前記処理液の塗布膜を形成する塗布処理部と、
前記基板の位置合わせの際に前記基板のサイズを測定する基板サイズ測定部と、
前記基板サイズの測定値にしたがって前記塗布走査のために前記塗布処理部で用いる所定のパラメータを補正するパラメータ補正部と
を有する塗布装置。 A stage for supporting the substrate to be processed substantially horizontally;
An alignment mechanism for aligning the substrate by moving the substrate in a one-dimensional direction or a two-dimensional direction parallel to the plate surface on the stage;
The discharge port of the long nozzle is opposed to the aligned substrate substantially horizontally with a small gap, and the nozzle is moved relatively in the horizontal direction while discharging the processing liquid from the nozzle. A coating processing unit that performs coating scanning to form a coating film of the processing liquid on the substrate;
A substrate size measuring unit for measuring the size of the substrate at the time of alignment of the substrate;
And a parameter correction unit that corrects a predetermined parameter used in the coating processing unit for the coating scanning in accordance with the measured value of the substrate size.
前記塗布処理部は、前記基板の第1の辺からそれと反対側の第2の辺に向かって前記塗布処理を行い、
前記基板サイズ測定部は、少なくとも前記基板の第1の辺から第2の辺までの長さを測定する請求項10〜16のいずれか一項に記載の塗布装置。 The substrate is rectangular;
The coating treatment unit performs the coating treatment from the first side of the substrate toward the second side opposite to the first side,
The coating apparatus according to claim 10, wherein the substrate size measuring unit measures at least a length from a first side to a second side of the substrate.
前記基板を前記一次元方向または二次元方向に移動可能に支持する基板支持部と、
前記基板の第1および第2の辺の側面にそれぞれ当接可能な第1および第2の当接部材と、
前記基板の第1および第2の辺のいずれか一方が既定の基準位置に位置決めされるまで前記第1および第2の当接部材の少なくとも一方を移動させる移動部と
を有する請求項17に記載の塗布装置。 The alignment mechanism is
A substrate support unit that supports the substrate so as to be movable in the one-dimensional direction or the two-dimensional direction;
First and second contact members capable of contacting the side surfaces of the first and second sides of the substrate, respectively;
The moving part which moves at least one of the said 1st and 2nd contact member until any one of the 1st and 2nd edge | side of the said board | substrate is positioned in the predetermined reference position. Coating device.
The substrate size measuring unit includes a movement distance sensor that measures a movement distance from an original position before starting the alignment of the substrate to a forward movement position at the completion of at least one of the first and second contact members. The coating apparatus according to claim 19, wherein the substrate size measurement value is obtained based on a movement distance measurement value obtained by the movement distance sensor.
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