JP3844670B2 - 塗布膜形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばフォトマスク用のレチクル基板、半導体ウエハ、または液晶ディスプレイ用のガラス基板といった各種基板に対し塗布液を供給し、該塗布液による液膜を形成する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスやLCDの製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィと呼ばれる技術により被処理基板へのレジスト処理が行われている。この処理では、表面に所定のマスクパターンが形成されたレチクル基板を用いて露光処理が行われており、このレチクル基板表面へのマスクパターンの形成は、先ずガラス製の基板の表面に所定の薬液(塗布液)の塗布を行って液膜を形成し、しかる後当該液膜を露光した後、現像処理を行って所望のパターンを得る、一連の工程により行われる。
【0003】
ここで上述液膜を形成する方法としては、従来、基板を水平に保持すると共に鉛直軸周りに回転させ、基板中央に向けて上方から塗布液を供給して基板表面の遠心力により該塗布液を全体に拡散させるスピンコーティング法が採られていた。しかしこの方法によると、塗布液が外方に広がるため基板の周縁が汚れやすく、この周縁部に付着した塗布液からパーティクルが発生しやすいという問題があった。レチクル基板にパーティクルが付着すると、該パーティクルの影がそのまま回路パターンの形状となってしまうため、パーティクル付着は極力避けなければならない。この対策として、図20に示すように酸化亜鉛の層12とマスクパターンを形成する塗布液の層13とを備えたレチクル基板11に対しては、例えば電子線による露光時に基板の帯電を防止するために、基板周縁部14で酸化亜鉛を露出させてアースをとることが有効であると考えられるが、スピンコーティング法の場合には基板全面に塗布膜が形成されるので、アースをとる手法を採用できない。
【0004】
そこで発明者は図21に示すような塗布装置を用いて塗布処理を行うことを検討している。図中11は角型をなすレチクル基板であり、Y方向に移動自在な図示しない基板保持部により水平保持され、その上方にはX方向に延びるスリット15が形成されたプレート16と、このスリット15を介して下方側のレチクル基板11にマスクパターン形成用の塗布液の供給を行うノズル部17とが設けられている。18a,18bはプレート16の上方のスリット14を挟む位置に設けられる一対のシャッタであり、その上方を移動するノズル部17から落下した塗布液を回収できるように例えばトレイ状のものが用いられる。
【0005】
そして塗布処理時には、ノズル部17をシャッタ18a上方からシャッタ18b上方までX方向に往復(スキャン)させると共に該ノズル部17の下方側に載置したレチクル基板11をY方向に間欠送りしていくことで、図22に示すようにレチクル基板11表面に、スリット15に対応した長さの塗布液の線がレチクル基板11表面に隙間なく配列されていく。ここでスリット15はレチクル基板11の周縁に塗布液が供給されず、下層の酸化亜鉛が露出するようにその長さが決定されており、本来ならばレチクル基板周縁に塗布されたはずの塗布液はシャッタ18a,18bにて回収されることとなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このノズル部をスキャンさせて塗布液の塗布を行う方法では、レチクル基板を回転させないため周縁部の汚染を抑え、酸化亜鉛を露出させたままレチクル基板の表面全体に塗布液を塗布することができ、更には塗布液に無駄が生じないという利点もある。しかしながら、塗布液供給時にはレチクル基板の表面、シャッタの上面(液受け面)または側面(シャッタ18aとシャッタ18bとの対向面)に当たる塗布液の一部が跳ね返り、ミストとなって飛び散ると共に、これがパーティクルとなってレチクル基板表面に付着してしまう場合があった。特にシャッタでは、ノズル部のスキャン時に最初に塗布液が当たる側面部において、その衝撃からミストが発生しやすく、また塗布装置内では清浄な空気による下降流の形成が行われているが、シャッタ周辺で生じたミストはこの下降流と共にスリットを介してレチクル基板側に流れて行きやすいという問題もある。
【0007】
また、シャッタ表面に形成される塗布液による薄膜は、塗布処理を重ねるうちに徐々に厚みを増し、その一部が剥がれてパーティクルの原因となることから、両シャッタは所定のタイミングで取り外し、例えば洗浄済みのシャッタと交換すると共に取り外したシャッタの洗浄を行わなければならず、作業が煩わしいという点も問題であった。またシャッタ洗浄に要するスペースを確保する必要もあり、装置が大型化してしまうという問題もある。
【0008】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、ノズル部を左右方向にスキャンさせると共に基板を前後に移動させ、基板表面に塗布液の液膜を形成する装置において、基板表面へのパーティクルの付着を抑える技術を提供することにある。本発明の他の目的は基板表面に形成される塗布膜の歩留まりを向上させる技術を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る塗布膜形成装置は、基板を水平保持する基板保持部と、
この基板保持部を前後方向に移動させる第1の駆動部と、
前記基板保持部に保持された基板と対向して設けられ、該基板に塗布液を吐出するノズル部と、
このノズル部を左右方向に移動させる第2の駆動部と、
基板の被塗布領域における左右方向の幅に対応して開口するスリットを有し、前記ノズル部と基板との間に設けられるプレートと、
このプレートよりも上側且つ前記スリット近傍に設けられる吸引口を介し、該スリット幅と対応する範囲に亘って塗布液から生じたミストの吸引を行う吸引機構と、を備え、
ノズル部を左右方向に移動させ、スリットを介して基板上に塗布液を直線状に塗布した後、この直線状の塗布領域が前後方向に隙間なく並べられるように基板を間欠移動させて塗布膜を形成することを特徴とする。
【0010】
このような構成によれば、例えば塗布処理時において飛散する塗布液のミスト等の微少な浮遊物をスリット内部に流入する前に、該スリットの上方側にて回収できるため、塗布膜形成時に基板が汚染されにくい。特に浮遊物の中でも塗布液のミストの回収という点で効果を上げるためには、上記吸引口の幅を、ノズル部の左右方向の移動範囲に対応させることが好ましい。
【0011】
また、他の発明に係る塗布膜形成装置は、基板を水平保持する基板保持部と、
この基板保持部を前後方向に移動させる第1の駆動部と、
前記基板保持部に保持された基板と対向して設けられ、該基板に塗布液を吐出するノズル部と、
このノズル部を左右方向に移動させる第2の駆動部と、
基板の被塗布領域における左右方向の幅に対応して開口するスリットを有し、前記ノズル部と基板との間に設けられるプレートと、
前記スリットの両端に設けられ、ノズル部からの塗布液を受けるシャッタと、
このシャッタの液受け面における前記スリット側の端部に設けられ、ノズル部が基板の被塗布領域から外れてシャッタ上方へと移動するときに、該シャッタに最初に当たる塗布液の衝撃を緩和し、ミストの発生量を抑えるための衝撃緩和部と、を備え、
前記衝撃緩和部は、液受け面におけるスリット側の端部が横向き且つ鋭角に突出して形成され、
ノズル部を左右方向に移動させ、スリットを介して基板上に塗布液を直線状に塗布した後、この直線状の塗布領域が前後方向に隙間なく並べられるように基板を間欠移動させて塗布膜を形成することを特徴とする。
【0012】
ここで衝撃緩和部は、例えばポーラス構造とすると共にその内側にて衝突する塗布液の吸引を行うことが好ましく、このような構成とすることで、シャッタに衝突する塗布液の衝撃を和らげ、ミストの発生を著しく軽減することができる。
【0013】
また上記の構成に加え、シャッタの液受け面を水平保持される基板に対して傾斜させ、更に液受け面における衝撃緩和部よりも上側の領域に、該液受け面表面に付着した塗布液を洗い流す溶剤の供給を行う溶剤供給口を形成し、液受け面における衝撃緩和部よりも下側の領域に、前記溶剤を吸引するための吸引口を形成することで、液受け面に付着した塗布液が固化してパーティクルとなって浮遊することを防ぐことができる。なお傾斜させた液受け面の前方位置にはミスト飛散防止の効果を高めるために、既述の吸引口を設けることが好ましく、また洗浄の利便からシャッタ及びスリット近傍部位は着脱自在とすることが好ましい。
【0014】
また、更に他の発明に係る塗布膜形成装置は、基板の処理空間を形成する筐体と、
この筐体内に設けられ、基板を水平保持する基板保持部と、
この基板保持部を前後方向に移動させる第1の駆動部と、
前記筐体内に前記基板保持部に保持された基板と対向して設けられ、該基板側に塗布液を吐出するノズル部と、
このノズル部を左右方向に移動させる第2の駆動部と、
前記筐体内に清浄化した空気を供給するフィルタユニットと、
前記筐体内をフィルタユニット及びノズル部を含む上部側空間と、基板保持部及びこれに保持される基板を含む下部側空間とに離隔するプレートと、
このプレートにおいて、前記ノズル部から供給される塗布液が基板の被塗布領域に塗布されるように、該被塗布領域の左右方向の幅に対応して形成されるスリットと、
前記プレートにおいて、該プレートを上方側から眺めたときにおける下部側空間内での基板の移動領域以外の領域に、前記フィルタユニットから供給される空気が下部側空間へ通流するように一または複数箇所形成される通気口と、
前記下部側空間から排気を行う排気手段と、を備え、
ノズル部を左右方向に移動させ、スリットを介して基板上に塗布液を直線状に塗布した後、この直線状の塗布領域が前後方向に隙間なく並べられるように基板を間欠移動させて塗布膜を形成することを特徴とする。
【0015】
このような構成によれば、上部側空間では下降流がスリットに集中して向かうことを防ぐことができ、下部側空間では基板を避けるようにして空気が流れるため、仮に上部側空間にてミストなどが生じてもレチクル基板Rに向かうおそれは少ない。なお筐体内での気流溜まりの発生を抑え、満遍なく清浄化を行うためには、フィルタユニットにおける空気の供給流量が筐体内の排気流量の総量と一致するように制御することが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る塗布膜形成装置について、レチクル基板にマスクパターン形成用の塗布液からなる液膜(塗布膜)を形成する場合を例にとり、図1〜図9を参照しながら先ず第1の実施の形態について説明を行う。図1は本実施の形態の全体構造を示す縦断面図であり、その周囲は外装体をなす筐体21により囲われ、天井部には気体例えば装置外部から取り込んだ空気を清浄化して下方側に供給するフィルタユニット22が設けられており、またその内部空間は水平なプレート23により上下に区画されている。ここで筐体21及びプレート23にて区画される上下の空間を夫々上部側空間24、下部側空間25と呼ぶものとすると、基板であるレチクル基板Rは下部側空間25に載置され、上部側空間24からプレート23に嵌め込まれるスリット部材26のスリット27を介して塗布液を塗布される構成とされており、また配置箇所については後述するがプレート23には複数の通気口28が形成されており、フィルタユニット22から供給される空気を下部側空間26へと流すことができる構成とされている。本実施の形態はこのような構成であることから、前記縦断面図(図1)に対応する平面図については、天井部を外して筐体21を眺めた状態を示した図2と、更にプレート23を外して眺めた状態を示した図3とに分けて図示するものとし、各空間毎に順に説明を行う。
【0017】
先ず下部側空間25側から説明すると、3は基板である例えば正方形状をなすレチクル基板Rを例えば4辺で把持すると共にこれを水平な状態に保つ基板保持部であり、この基板保持部3はその下方側を昇降自在且つ鉛直軸周りに回転自在に構成される支持基体41を介し、Y方向に延設されるレール42にガイドされながら移動する移動体43により支持されている。また支持基体41の上には基板保持部3及びこれに把持されるレチクル基板Rの前後方向及び下方側を囲うと共に、レチクル基板R表面よりも若干高いレベルまで立ち上げられたカバー体44が設けられている。
【0018】
ところで筐体21内を上下に区画するプレート23の下面側には図1及び図3に示すようにY方向に延びる一対の垂れ壁29が設けられており、カバー体44は、該カバー体44が移動体43の移動に伴いY方向前端側に移動する際に、垂れ壁29及びプレート23と共にレチクル基板Rの周囲を僅かな隙間を介して囲むことができるように、その横幅が決定されている。なおプレート23、カバー体44及び垂れ壁29は特許請求の範囲における揮発保護部に相当するものである。
【0019】
また支持基体41は図1に示す状態から上下に一段ずつ昇降することが可能であり、例えばレチクル基板Rを筐体21内へ搬入するときには下降し、塗布処理を行うときには状況に応じて搬入時の状態から一段または二段上昇するように構成されているが、例えば二段上昇するのは塗布処理時であり、このときカバー体44の上面はプレート23の下面側と僅かな隙間を形成するようになっている。
【0020】
一方、カバー体44の底面には上方側に向けて気体例えば空気と共に溶剤を噴霧する気体供給手段であるブロー手段45が設けられている。このブロー手段45は、レチクル基板Rの裏面側に向けて溶剤を含む気体のブローを行うことで例えばレチクル基板Rをとり囲む空間内に溶剤雰囲気を形成し、レチクル基板Rの表面に塗布された塗布液から溶剤が揮発することを抑えるためのものである。従って気体と共に供給される溶剤は塗布液に含まれるものと同じであり、ここではシンナー溶液を用いるものとする。
【0021】
次いで基板保持部3及びその関連部位の構成について図4〜図6を参照しながら説明を行う。基板保持部3は、図4に示すようにレチクル基板Rの4辺を各々が同形状の把持部31にて内側(基板側)に押圧して水平保持するものであり、これら把持部31は支持基体41から鉛直方向に延びる支持部32により下端部を支持された構成とされている。把持部31には例えば図4に示す3箇所において、例えば搬送アームAからレチクル基板Rの受け渡しを行うための該把持部31内を貫通する昇降ピン33が設けられている。ここで図4中に点線で示すA1は、基板保持部3との間でレチクル基板Rの受け渡しを行うフォーク状の搬送アームであり、昇降ピン33はこの搬送アームA1に接触せず、且つレチクル基板Rを概ね水平に保った状態で受け渡しを行えるような位置に設けられ、その数は3箇所以上であることが好ましいため、例えば5箇所としてもよい。また詳細は後述するが、把持部31及び昇降ピン33は図示しない駆動機構の働きにより図中矢印で示すようにレチクル基板R側に把持または離す方向に移動可能となっている。
【0022】
また、図5を参照しながら昇降ピン33の設けられた箇所を例に把持部31の構造を詳細に説明すると、図示するようにレチクル基板Rの外周面は上下端の角部が傾斜するようにカットされており、断面くの字型をなす把持部31の傾斜面31a,31bは、この上下のカット面(以下C面という)の角度に合致する形状とされている。また把持部31は下部側の傾斜面31bが上部側の傾斜面31aよりも突出した形状とされており、例えばレチクル基板Rが図5に示す位置にて水平保持されるとすると、昇降ピン33が貫通する孔部34は当該保持位置よりも下方側に形成される。
【0023】
ここで基板保持部3と搬送アームA1との間で行われるレチクル基板Rの受け渡しについて、筐体21内への搬入時を例に簡単な作用説明を行う。先ずレチクル基板Rは、図3に点線で示すように搬送アームAにより筐体21の側面に形成される開口部21aを介して搬入される。ここでは図示を省略するが、搬送アームAはレチクル基板R裏面側のカット面を支持した状態で搬送を行うように構成されている。
【0024】
そして搬送アームAが筐体21内の所定の受け渡し位置まで進入したとき、レチクル基板Rの下方側には各昇降ピン33が該レチクル基板RのC面下方側に位置するように、基板保持部3が待機しており、全ての昇降ピン33を上昇させることで図6(a)中に点線にて示すようにレチクル基板Rが搬送アームAから受け渡され、搬送アームAは後退する。しかる後、昇降ピン33を傾斜面31bよりも下方側まで下降させることでレチクル基板Rは下側の4辺のC面を傾斜面31bにより支持され(図6(a)実線部)、係る状態で把持部31をレチクル基板R側へと移動させると、レチクル基板Rは傾斜面31bに沿って上昇し、上側のC面が傾斜面31aに接触することで略水平に保持される。
【0025】
次いで再び図1及び図3に戻り、下部側空間25内の他の部位について説明すると、筐体21の底面には図1及び図2に図示する位置に三箇所の排気口46が設けられており、またレチクル基板Rの前面(塗布時にレチクル基板Rが進む側を前側としている)にも排気口47が設けられている。これら排気口46及び47は各々が共通に接続される排気ポンプ51と共に特許請求の範囲に記載の排気手段を構成するものであり、排気ポンプにおける排気流量は、例えば装置外方に設けられる制御部5により制御される。また制御部5は、移動体43をY方向に(前後方向)に移動させると共に、その他移動体に接続する基板保持部3及び支持基体41における各駆動部位の駆動を担う第1の駆動部52の制御をも行うように構成されており、これら各装置を結ぶ各種配管及び配線は、例えば筐体21内を区画形成して設けられる図示しない収納エリア内に格納される。この収納エリア内は例えばレチクル基板の載置される処理空間よりも陰圧となるように圧力制御が行われる。
【0026】
次に上部側空間24内の説明を行うが、先ずプレート23に形成される既述の通気口28の位置について図2を参照しながら説明すると、図中点線で示すL字型の領域R1は上方側から眺めたときに、レチクル基板Rが筐体21に搬入された後、既述のレール42にガイドされて移動しうる領域を示すものであり、図示するように通気口28は、例えばフィルタユニット22により形成される下降流がスリット27に集中することを防ぎ、均等に分散させると共に下部側空間25内では気流が領域R1の外方に向かうような位置に設けられる。
【0027】
そして他の部位について簡単に説明すると、スリット27の上方には該スリット27を介してレチクル基板Rへの塗布液の塗布を行うノズル部6が設けられ、スリット27の左右端にはこれを挟むように着脱自在な一対のシャッタ7(7a,7b)が設けられる。更に、ノズル部6の前方側には前記ノズル部6をガイド部材61に沿ってX方向(左右方向)に往復移動させる第2の駆動部52が、また後方側にはスリット27及びシャッタ7(7a,7b)近傍における雰囲気を吸引するための吸引機構62が、夫々設けられている。第2の駆動部52は制御部5により制御されており、またノズル部6における塗布液の供給についても塗布液供給部53を介して制御部5から制御を行うように構成されている。
【0028】
吸引機構63について図1、図2及び図7を参照して詳細に説明すると、この吸引機構63は前方側に吸引口64が形成される吸引ユニット65と、例えばその後方側上端部に接続する配管65aを介して接続する吸引ポンプ66とで構成され、吸引口64はスリット27及びシャッタ7(7a,7b)に対応するX方向の範囲に、即ち概ねノズル部6の移動領域に対応する幅に亘って形成されている。また図7に示すように吸引ユニット65内は吸引口64から配管65aに向かう気流を安定させ、吸引口64における各部位毎の吸引力の均一化を図るためのバッファ空間をなす空洞部65bが形成されている。この空洞部65bには例えば塗布処理時において吸引される塗布液のミストを回収するための例えばメッシュ等で構成されるトラップ機構67が介設されており、このトラップ機構67は本実施の形態においては気流の安定化を図る整流板の役割をも兼ねる構成とされている。なお作図の都合上、図7ではスリット27及びスリット部材26の図示を省略している。
【0029】
次に主に図7〜図9を参照しながらシャッタ7(7a,7b)について詳細な説明を行う。図7はシャッタ7aを例に図示した縦断面図であり、その上面は前方側に向かうにつれて低くなるように傾斜する液受け面71を構成し、この液受け面71の上端部近傍には図示しない溶剤供給部から供給される溶剤を液受け面71全域に供給するための溶剤供給口72が形成されている。溶剤供給口72より供給される溶剤は、液受け面71に塗布液が付着し、滞留することを防ぐため、或いは付着した塗布液を洗い流すためのものであり、具体的には例えばシンナー溶液が用いられる。また液受け面71の下端部近傍は、流れ落ちるシンナー溶液等がこぼれおちることを防ぐため僅かに立ち上がると共に当該流れ落ちる液分を回収するための吸引口73が形成されている。
【0030】
また塗布処理時において、ノズル部6は対向するシャッタ7(7a,7b)の上方を折り返しながら塗布液の供給を行うため、例えば塗布液は液受け面71に対して、図8に点線で示すような軌跡P1に沿って供給され、液受け面71のスリット27側の端部に最初に塗布液が当たることになる。この部分は衝突の衝撃により塗布液からミストが生じやすいため、これを防ぐべく当該端部は、この場所の下方側部位よりも突出する突出端として構成され、この部分を衝撃緩和部74と呼ぶこととすると、例えばその形状は図9に示すように、横方向に、つまり塗布液P2の衝突方向(進行方向)に対して先端が鋭角とされている。またその材質としては、例えばポリビニルアルコール等のポーラス(多孔質)構造のものが用いられ、その内側には例えば図7にて示すように、既述の吸引口73と共に図示しない吸引ポンプに接続する流路75が接続され、衝撃緩和部に衝突する塗布液の衝撃を和らげると共に、これを吸引する構成とされている。
【0031】
次いでスリット部材26について説明を行うと、該スリット部材26は図8及び図9に示すように両シャッタ7a,7bに挟まれる位置に設けられる一対の断面L字型の部材26a,26bにより構成されており、既述のスリット27は部材26a及び26bの対向面の間に形成される。スリット27における前後方向の幅は、例えばノズル部6から供給される塗布液が僅かな隙間を介して下方側に向かう程度であり、この幅狭のスリット27を形成する部材26a及び26bの対向面部は、上方に設けられるフィルタユニット22により形成される下降流が流入することを防ぐように下方側に向けて延びた形状とされている。
【0032】
ここで再び図1及び図2に戻って他の部位について説明すると、制御部5はこの上部側空間24において、筐体21天井部に設けられる既述のフィルタユニット21における空気の供給流量及び吸引ポンプ66における排気流量の制御を行うように構成されている。即ち、下部側空間25の排気流量を調節する排気ポンプの制御と併せて、筐体21内における全ての給排気制御を行うように構成されており、例えばフィルタユニット21における空気の供給流量は、上部側空間24において吸引口64を介して行われる排気の排気流量と、下部側空間25において排気口46及び47を介して行われる排気の排気流量との合計値と一致するように制御がなされる。
【0033】
次に本実施の形態の作用について説明する。先ず図示しないシャッタが開き、搬送アームAが開口部21aを介して筐体21内に進入し、レチクル基板Rが既述のような手順で基板保持部3に受け渡される。このときカバー体44は、上方に立ち上がる部位がスリット27の形成される前方側を向いており、基板保持部3がレチクル基板Rを受け取って水平保持が完了すると、図10(a)において矢印▲1▼で示すように支持基体41が90度回転する。そしてカバー体44が開口部21a側を向いた状態とされた後、支持基体41を一段上昇させ、係る状態で被塗布領域先端部がスリット27の下方側に位置するまでレチクル基板Rを移動させ、矢印▲2▼に示すようにノズル部6を往路のみ一回だけスキャンさせて該レチクル基板表面に一本の塗布液の線を形成する。
【0034】
しかる後、図10(b)に示すように高さはそのままでレチクル基板Rを前進させてから、矢印▲3▼に示すように先程スキャンしたノズル部6の復路のスキャンを行い、先程塗布を行った領域と反対側の被塗布領域端部に一本の塗布液の線を形成する。このとき支持基体41は、レチクル基板Rの受け取りを行った最下段の状態から一段上げた状態とされるが、この状態におけるカバー体44の上端部の高さは図11(a)に実線で示すように垂れ壁29の下端よりも僅かに低い位置とされており、カバー体44がいずれの方向を向いていようとも互いが接触することはない。そして図10(c)に示すように一旦レチクル基板Rを後退させ、垂れ壁29に接触しない位置にて90度回転させて元の向きに戻すと共に支持気体41を更に一段上昇させる。
【0035】
図11(b)は支持基体41を二段上昇させた状態を示すものであり、図示するようにこのときのカバー体44上端は、プレート23の下面近傍位置まで上昇する。ここで上述した塗布液の線を二本形成する工程を前工程、その後行う工程を後工程と呼ぶものとすると、二段上昇するのは後工程のときのみであり、更に後工程におけるカバー体44の向きは常に図11(b)の状態、即ちレチクル基板Rよりも上方まで立ち上がる部位が前後を向くときだけであるので、レチクル基板Rを前後に移動させてもカバー体44と垂れ壁29とは接触せず、係る状態で既に塗布された2本の塗布液の線に挟まれる領域の先端部に対して、矢印▲4▼で示すように塗布液を供給していく。
【0036】
ここで図12及び図13を参照しながら後工程時の作用について詳細な説明を行う。先ず図10(b)でも示したようにノズル部6がレチクル基板Rにおける被塗布領域Q1の先端位置にて一端側から他端側へ往路のスキャンを行い、前工程にて塗布した二本の線の間に線状の塗布を行うと、例えば該ノズル部6がシャッタ7(7a)上で折り返す間に、レチクル基板Rの前方側への移動が行われ、しかる後ノズル部6による復路のスキャンが行われる。ノズル部6の折り返し時にレチクル基板Rが前進する距離は、例えば隣り合う塗布液の線が隙間なく配列されるように予め調節されており、以後上述のようにノズル部6のX方向へのスキャン塗布と、レチクル基板RのY方向への間欠移動とを繰り返すことで図12に示すように塗布液の線がレチクル基板R表面に隙間なく配列されていく。
【0037】
後工程にて塗布が進行すると、図10でも示したように垂れ壁29により挟まれる空間内にレチクル基板Rが徐々に進入することとなるが、既述のように垂れ壁29はスリット27よりも前方側に位置するため、レチクル基板Rの前記空間内に進入する範囲は図13に示すようにその時点における既塗布領域Q2と一致し、このようにレチクル基板Rは既塗布領域Q2がプレート23(ここでは図示せず)、カバー体44及び垂れ壁29により囲まれながら処理が行われる。
【0038】
ここで塗布処理時における筐体21内の気流について説明すると、フィルタユニット22からプレート23上面側に向けて供給される空気は、図14に示すように複数の通気口29に分散されて下部側空間25に向かい、下部側空間25内では各々が筐体21底面の側面部近傍に設けられる排気口46、或いは側面部に設けられる排気口47から排気が行われるため、気流は中央部のレチクル基板を避けるようにして下降流を形成する。既述のようにフィルタユニット22から供給される空気は清浄化が図られており、例えば塗布処理時に塗布液から生じるミストや、各駆動部位から生じるパーティクル等を気流と共に外部に排出するキャリアの役割を果たす。また一部の気流はスリット27近傍へ向かうが、当該部位では吸引口64にて常時吸引が行われるため、気流は殆どスリット27に流入することなく例えばスリット27上方のノズル部6の移動領域やシャッタ7近傍にて生じるミスト等と共に吸引口64へと流れていく。
【0039】
一方、後工程におけるレチクル基板R周辺のプレート23、カバー体44及び垂れ壁29により囲まれる空間については、図15に示すようにカバー体44の下端部に設けられるブロー手段を介して気体とシンナーとを併せた噴霧が行われている。従って当該空間内にはシンナー雰囲気が形成されると共にレチクル基板Rの周囲には例えば全周に亘り図中に矢印で示すようなシンナー気流が形成され、係る状態で後工程は行われる。なおプレート23における垂れ壁29により挟まれる領域には、その下面側を冷却するための図示しない冷却手段が設けられており、後工程では上述したシンナー気流の形成と共に上面側からレチクル基板Rの上方空間の冷却が行われている。こうして塗布膜の形成が終了すると、レチクル基板Rは搬入時とは逆の手順で筐体21外部へと搬出される。
【0040】
これまで述べてきたように本実施の形態によれば、スリット27近傍に吸引口64を設け、ノズル部6の移動領域に対応する範囲に亘って吸引を行う構成としているため、塗布液成分からなるミスト等の微少な浮遊物がスリットを介してレチクル基板R側に向かって該レチクル基板R表面が汚染されるすることを抑えることができる。吸引口64にて吸引されるミストにはノズル部6から塗布液の吐出を行うときに生じるもの以外にも、(1)スリット27を介してレチクル基板Rから跳ね上がってくるものや(2)シャッタ7近傍部位で生じるミスト等が含まれるが、本実施の形態では(1)に関してはスリット27が形成されるスリット部26の形状をX方向に狭くすると共に下方側に延ばした(厚くした)形状として跳ね返りを抑えており、(2)についてもシャッタ7(7a,7b)の端部に衝撃緩和部74を設け、衝突する塗布液の衝撃を和らげると共にその内側で衝突する塗布液の吸引を行ってミストの発生を軽減しているため、吸引口64の吸引領域におけるミストの発生自体が抑えられており、上述効果を一層高めている。また、スリット部26及びシャッタ7(7a,7b)は洗浄が容易となるように着脱自在な構成とされているため、この点においても前記浮遊物の発生を防ぐことができ、レチクル基板Rの汚染防止に効果的である。
【0041】
またシャッタ7については、上記の効果に加え、傾斜する液受け面71にシンナー溶液を流すと共にこれを下方側で回収して塗布液が付着部位に留まることを防いでいるため、例えば固化した塗布液からパーティクルが発生することを防ぐ効果も有する。仮にシンナー溶液と衝突した塗布液が弾け飛んでミストが生じたとしても、液受け面71の前方では吸引口64による吸引が行われているため、飛散する心配は少ない。
【0042】
更にまた、プレート23に設けた複数の通気口28は、該プレート23を上方側から眺めたときにおけるレチクル基板Rの移動領域外に配置されているため、上部側空間24内では下降流がスリットに集中して向かうことを防ぐことができ、下部側空間25内ではレチクル基板Rを避けるようにして空気が流れるため、仮に上部側空間25でミストなどが生じてもレチクル基板Rに向かうおそれは少ない。これに加え、筐体21内への気体の供給流量は、該筐体21内の排気流量の総量と一致するように制御されており、これにより筐体21内には気流溜まりが生じることない。従って本実施の形態では筐体21内全域に亘って下降流による清浄化を図ることができる。また下部側空間25では底面のみならず側方からも排気を行っているため、ユニット内に気流のよどみ部が生じることを防ぎ、常に清浄な気流がユニット内に生じるという効果がある。
【0043】
更に下部側空間25内では、塗布処理時においてプレート23、カバー体44及び垂れ壁29にてレチクル基板Rの周囲を囲うように構成しているため、レチクル基板Rを汚染から保護した状態で塗布膜の形成を行うことができる。特に本実施の形態ではレチクル基板Rの周囲に気体を供給して気体の壁を形成すると共に、該気体と共にシンナー溶液を噴霧しているため、レチクル基板Rの表面保護のみならず、既塗布領域における塗布液からの溶剤の揮発を抑える効果もある。更にプレート23に設けた冷却手段(図示せず)は、おけるレチクル基板Rの既塗布領域上方を冷却するため、溶剤揮発を防止する効果を一層高めることができる。
【0044】
これに加えて、カバー体44は支持基体41を介して回転、昇降及び進退自在に構成されているため、例えば前工程としてレチクル基板Rの被塗布領域に塗布液を線状に2本供給しておき、しかる後後工程としてレチクル基板Rを90度回転させて前記2本の線の間に塗布液を塗布していく手法をとることができる。このような塗布手法によれば、上述したような線状の塗布領域を並べて塗布膜を形成するときに左右端の塗布形状が乱れないという利点がある。またカバー体44は下端位置(下段)から2段階分けて上昇させることが可能であるため、例えば搬送時には下段、塗布処理の前工程では中段、後工程では上段と状況に応じて使い分けることが可能である。これにより例えば前工程を行うときにはカバー体44が垂れ壁に接触することを防ぐことができ、前工程よりも時間を要する後工程ではレチクル基板Rを限界までプレート23に接近させて、レチクル基板Rの表面保護及び乾燥(溶剤の揮発)防止の効果を高めることができる。
【0045】
また基板保持部3はレチクル基板RをC面で保持するようにしているため、少ない接触面積で安定した保持を行うことができ、パーティクルが発生しにくいという利点がある。なお基板保持部3におけるレチクル基板Rの保持態様は上述実施の形態のものに限られるものではなく、以下に図16〜図18を参照しながら他の例について説明する。
【0046】
図16及び図17は第2の実施の形態における基板保持部を示すものであり、ここに示す基板保持部100は4本の支持ピン101にてレチクル基板Rの周囲を保持するものである。各支持ピン101は、レチクル基板Rにおける下方側のC面を支持面102にて角部X1,X2の2点のみで点接触の状態で支持するように構成されるものであり、搬送アームAにより筐体21内に搬送されてきたレチクル基板Rは、先ずレチクル基板Rの側方にて待機していた支持ピン101(101a,101b,101c)が前進することで図17に示すように3箇所(3辺)にて保持され、係る状態で支持ピン101dが残る一辺を押し込むことで概ね水平に保持される。本実施の形態によれば、支持ピン101におけるレチクル基板Rを支持する部位が点接触であるため、第1の実施の形態に比べてよりパーティクル発生のおそれが少ない。また図18に示す平面図は第3の実施の形態における基板保持部を示すものであり、これは第1の実施の形態における把持部31を該把持部31よりも幅を狭めた把持部103に変えた構成としたものであり、このような構成によることでも第2の実施の形態と同様の効果を上げることができる。
【0047】
なお、特許請求の範囲において、ノズル部はスリットを介して基板上に塗布液を行う旨の記載をしたが、これは上述実施の形態に示したようにノズル部がスリット上方から塗布液を供給する場合に限定する趣旨ではなく、例えばノズル部先端に形成される吐出孔がスリット内部に入り込み、係る状態で塗布液の吐出を行う場合も含まれる。
【0048】
次に上述の塗布膜形成装置を塗布ユニットに組み込んだパターン形成装置について図19を参照しながら簡単に説明する。図中81はカセットステーションであり、例えば25枚のウエハWを収納したカセットCを載置するカセット載置部82と、載置されたカセットCとの間でウエハWの受け渡しを行うための受け渡し手段83とが設けられている。この受け渡し手段83の奥側には筐体84にて周囲を囲まれる処理部S1が接続されている。処理部S1の中央には主搬送手段85が設けられており、これを取り囲むように例えば奥を見て右側には塗布・現像ユニットを組み合わせてなる液処理ユニット86が、左側、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニット等を多段に積み重ねた棚ユニットU1,U2,U3が夫々配置されている。
【0049】
棚ユニットU1,U2,U3は、液処理ユニット86の前処理及び後処理を行うためのユニットなどを各種組み合わせて構成されるものであり、例えば減圧乾燥ユニット、加熱ユニット、冷却ユニット等が含まれる。なお棚ユニットU2及びU3については、ウエハWを受け渡すための受け渡し台を備えた受け渡しユニットも組み込まれる。また、上述した主搬送手段85は例えば昇降及び前後に移動自在で且つ鉛直軸周りに回転自在に構成されており、液処理ユニット86及び棚ユニットU1,U2,U3を構成する各ユニット間でウエハWの受け渡しを行うことが可能となっている。処理部S1の奥側にはインタ−フェイスユニットS2を介して露光ユニットS3が接続されている。インタ−フェイスユニットS2は例えば昇降自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成された受け渡し手段87により処理部S1と露光ユニットS3との間でウエハWの受け渡しを行うものである。
【0050】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ノズル部を左右方向にスキャンさせると共に基板を前後に移動させ、基板表面に塗布液の液膜を形成する装置において、基板表面へのパーティクルの付着を抑えることができる。また他の発明によれば、基板表面に形成される塗布膜の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る塗布膜形成装置の実施の形態を示す縦断面図である。
【図2】前記実施の形態について下部側空間を示す平面図である。
【図3】前記実施の形態について上部側空間を示す平面図である。
【図4】基板保持部の構成を示す概略平面図である。
【図5】基板保持部における把持部近傍部位について示す縦断面図である。
【図6】基板保持部におけるレチクル基板の受け渡しの様子を示す説明図である。
【図7】スリット近傍部位の説明を行うための概略縦断面図である。
【図8】シャッタ及びスリット部材の位置関係、及び塗布液の供給経路を示す斜視図である。
【図9】衝撃緩和部及びその周辺部位を示す説明図である。
【図10】基板搬入から塗布処理の前工程までの作用を示す作用説明図である。
【図11】支持基体の昇降時における位置関係を説明する説明図である。
【図12】塗布処理の後工程の作用を示す作用説明図である。
【図13】塗布処理の後工程の作用を示す作用説明図である。
【図14】筐体21内に形成される気流の向きを示す説明図である。
【図15】塗布処理の後工程の作用を示す作用説明図である。
【図16】本発明に係る塗布膜形成装置の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図17】本発明に係る塗布膜形成装置の他の実施の形態を示す平面図である。
【図18】本発明に係る塗布膜形成装置の更に他の実施の形態を示す平面図である。
【図19】前記塗布膜形成装置を組み込んだパターン形成装置の一例を示す平面図である。
【図20】レチクル基板表面に形成されるマスクパターンの様子を示す説明図である。
【図21】従来発明に係る塗布膜形成装置の構成を説明する概略斜視図である。
【図22】従来発明に係る塗布膜形成装置における作用を示す作用説明図である。
【符号の説明】
R レチクル基板
22 フィルタユニット
23 プレート
24 上部側空間
25 下部側空間
26 スリット部材
27 スリット
28 通気口
29 垂れ壁
3 基板保持部
31 把持部
41 支持基体
44 カバー体
45 ブロー手段
46,47 排気口
48 排気ポンプ
5 制御部
51 第1の駆動部
52 第2の駆動部
6 ノズル部
63 吸引機構
64 吸引口
65b 空洞部
67 トラップ機構
7(7a,7b) シャッタ
71 液受け面
72 溶剤供給口
73 吸引口
74 衝撃緩和部
Claims (24)
- 基板を水平保持する基板保持部と、
この基板保持部を前後方向に移動させる第1の駆動部と、
前記基板保持部に保持された基板と対向して設けられ、該基板に塗布液を吐出するノズル部と、
このノズル部を左右方向に移動させる第2の駆動部と、
基板の被塗布領域における左右方向の幅に対応して開口するスリットを有し、前記ノズル部と基板との間に設けられるプレートと、
このプレートよりも上側且つ前記スリット近傍に設けられる吸引口を介し、該スリット幅と対応する範囲に亘って塗布液から生じたミストの吸引を行う吸引機構と、を備え、
ノズル部を左右方向に移動させ、スリットを介して基板上に塗布液を直線状に塗布した後、この直線状の塗布領域が前後方向に隙間なく並べられるように基板を間欠移動させて塗布膜を形成することを特徴とする塗布膜形成装置。 - 吸引口の幅は、ノズル部の左右方向の移動範囲に対応するものであることを特徴とする請求項1記載の塗布膜形成装置。
- 基板を水平保持する基板保持部と、
この基板保持部を前後方向に移動させる第1の駆動部と、
前記基板保持部に保持された基板と対向して設けられ、該基板に塗布液を吐出するノズル部と、
このノズル部を左右方向に移動させる第2の駆動部と、
基板の被塗布領域における左右方向の幅に対応して開口するスリットを有し、前記ノズル部と基板との間に設けられるプレートと、
前記スリットの両端に設けられ、ノズル部からの塗布液を受けるシャッタと、
このシャッタの液受け面における前記スリット側の端部に設けられ、ノズル部が基板の被塗布領域から外れてシャッタ上方へと移動するときに、該シャッタに最初に当たる塗布液の衝撃を緩和し、ミストの発生量を抑えるための衝撃緩和部と、を備え、
前記衝撃緩和部は、液受け面におけるスリット側の端部が横向き且つ鋭角に突出して形成され、
ノズル部を左右方向に移動させ、スリットを介して基板上に塗布液を直線状に塗布した後、この直線状の塗布領域が前後方向に隙間なく並べられるように基板を間欠移動させて塗布膜を形成することを特徴とする塗布膜形成装置。 - 衝撃緩和部はポーラス構造とされており、該衝撃緩和部の内側では吸引が行われることを特徴とする請求項3記載の塗布膜形成装置。
- シャッタは脱着自在に構成されることを特徴とする請求項3または4記載の塗布膜形成装置。
- シャッタの液受け面は、基板保持部により水平保持される基板に対し傾斜していることを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
- 基板を水平保持する基板保持部と、
この基板保持部を前後方向に移動させる第1の駆動部と、
前記基板保持部に保持された基板と対向して設けられ、該基板に塗布液を吐出するノズル部と、
このノズル部を左右方向に移動させる第2の駆動部と、
基板の被塗布領域における左右方向の幅に対応して開口するスリットを有し、前記ノズル部と基板との間に設けられるプレートと、
前記スリットの両端に設けられ、ノズル部からの塗布液を受けると共にその液受け面が基板保持部により水平保持される基板に対し傾斜しているシャッタと、
このシャッタの液受け面における前記スリット側の端部に設けられ、ノズル部が基板の被塗布領域から外れてシャッタ上方へと移動するときに、該シャッタに最初に当たる塗布液の衝撃を緩和し、ミストの発生量を抑えるための衝撃緩和部と、
前記液受け面近傍且つ対向する方向に設けた吸引口を介し、シャッタの左右方向の幅と 対応する範囲に亘って浮遊物の吸引を行う吸引機構と、を備え、
ノズル部を左右方向に移動させ、スリットを介して基板上に塗布液を直線状に塗布した後、この直線状の塗布領域が前後方向に隙間なく並べられるように基板を間欠移動させて塗布膜を形成することを特徴とする塗布膜形成装置。 - 液受け面における衝撃緩和部よりも上側の領域には、該液受け面表面に付着した塗布液を洗い流す溶剤の供給を行う溶剤供給口が形成され、液受け面における衝撃緩和部よりも下側の領域には、前記溶剤を吸引するための吸引口が形成されることを特徴とする請求項7記載の塗布膜形成装置。
- 基板の処理空間を形成する筐体と、
この筐体内に設けられ、基板を水平保持する基板保持部と、
この基板保持部を前後方向に移動させる第1の駆動部と、
前記筐体内に前記基板保持部に保持された基板と対向して設けられ、該基板側に塗布液を吐出するノズル部と、
このノズル部を左右方向に移動させる第2の駆動部と、
前記筐体内に清浄化した空気を供給するフィルタユニットと、
前記筐体内をフィルタユニット及びノズル部を含む上部側空間と、基板保持部及びこれに保持される基板を含む下部側空間とに離隔するプレートと、
このプレートにおいて、前記ノズル部から供給される塗布液が基板の被塗布領域に塗布されるように、該被塗布領域の左右方向の幅に対応して形成されるスリットと、
前記プレートにおいて、該プレートを上方側から眺めたときにおける下部側空間内での基板の移動領域以外の領域に、前記フィルタユニットから供給される空気が下部側空間へ通流するように一または複数箇所形成される通気口と、
前記下部側空間から排気を行う排気手段と、を備え、
ノズル部を左右方向に移動させ、スリットを介して基板上に塗布液を直線状に塗布した後、この直線状の塗布領域が前後方向に隙間なく並べられるように基板を間欠移動させて塗布膜を形成することを特徴とする塗布膜形成装置。 - 基板の移動領域は、基板が第1の駆動部により移動させられる前後方向の移動領域と、該基板が筐体内への搬入出時に通過する領域とを含むことを特徴とする請求項9記載の塗布膜形成装置。
- 排気手段は、筐体の底面及び側面に形成される排気口を介して排気を行うものであることを特徴とする請求項9または10記載の塗布膜形成装置。
- プレートよりも上側且つスリット近傍に設けられる吸引口を介し、該スリット幅と対応する範囲に亘って浮遊物の吸引を行う吸引機構を備えることを特徴とする請求項9、10または11記載の塗布膜形成装置。
- フィルタユニットにおける空気の供給流量が、排気手段に及び吸引機構における排気流量の合計と一致するように、フィルタユニット、排気手段及び吸引機構の各制御を行う制御部を備えることを特徴とする請求項12記載の塗布膜形成装置。
- 吸引機構は、吸引口の奥側に気流の安定化を図るためのバッファ空間を設けたものであることを特徴とする請求項1、2、7、12または13記載の塗布膜形成装置。
- 吸引機構は、吸引口またはその奥側に気流の安定化を図るための整流板を設けたものであることを特徴とする請求項1、2、7、12、13または14記載の塗布膜形成装置。
- 吸引機構は、吸引口またはその奥側に吸引した浮遊物を回収するためのトラップ機構を設けたものであることを特徴とする請求項1、2、7、12、13、14または15記載の塗布膜形成装置。
- 浮遊物は、塗布液から生じたミストを含むものであることを特徴とする請求項7、12、13、14、15または16記載の塗布形成装置。
- 基板を水平保持する基板保持部と、
この基板保持部を前後方向に移動させる第1の駆動部と、
前記基板保持部に保持された基板と対向して設けられ、該基板に塗布液を吐出するノズル部と、
このノズル部を左右方向に移動させる第2の駆動部と、
基板の被塗布領域における左右方向の幅に対応して開口するスリットを有し、当該領域外に塗布液が塗布されることを防ぐと共に、前記スリットよりも前方側における基板の移動領域上方を覆うように前記ノズル部と基板との間に設けられるプレートと、
塗布処理時において、前記基板の周囲を囲う揮発保護部と、
この揮発保護部内に気体の供給を行う気体供給部と、を備え、
スリットの前縁部及び後縁部は、プレートを下方側にL字型に屈折して上下方向の長さを大きく構成し、
ノズル部を左右方向に移動させ、スリットを介して基板上に塗布液を直線状に塗布した後、この直線状の塗布領域が前後方向に隙間なく並べられるように基板を間欠移動させて塗布膜を形成することを特徴とする塗布膜形成装置。 - プレートにおける揮発保護部と共に基板の周囲を囲む領域には、該プレート下面側を冷却するための冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項18記載の塗布膜形成装置。
- 揮発保護部は、基板の下方部及び前後の側方部を囲い且つ基板保持部と共に移動可能なカバー体と、スリット前方側で且つ前記カバー体の移動領域を妨げない位置に、該移動領域側方を挟むように設けられる一対の垂れ壁とで構成され、
移動に伴い基板の既塗布領域をプレート、カバー体及び垂れ壁にて囲うものであることを特徴とする請求項18及び19記載の塗布膜形成装置。 - 気体供給手段は、基板の裏面側に向けて気体を供給し、基板の周囲に気体のカーテンを形成するものであることを特徴とする請求項18、19または20記載の塗布膜形成装置。
- カバー体は基板及び基板保持部と一体的に回転、昇降及び進退できるように構成され、基板の搬入出時、基板保持部による基板の搬送時または塗布処理時の各状況下に応じて高さ又は向きを変化させることができるものであることを特徴とする請求項20または21記載の塗布膜形成装置。
- 気体供給手段は、塗布液中に含まれるものと同じ溶剤を気体と共に噴霧するものであることを特徴とする請求項18ないし22のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
- スリットの形成される部位は、プレートに対して着脱自在に構成されることを特徴とする請求項18記載の塗布膜形成装置。
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