JP3920514B2

JP3920514B2 - Coating film forming device

Info

Publication number: JP3920514B2
Application number: JP36180699A
Authority: JP
Inventors: 高広北野; 祐晃森川; 幸彦江崎; 信和石坂; 法久古閑; 和宏竹下; 博文大隈; 正己飽本
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: JP2001176786A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハやＬＣＤ基板等の被処理基板上に、例えばレジスト液等の塗布膜用の塗布液を塗布することで成膜を行う塗布膜形成装置に関する。
【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。この技術は、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）にレジスト液を塗布して当該表面に液膜を形成し、フォトマスクを用いて当該レジスト膜を露光した後、現像処理を行うことにより所望のパターンを得る、一連の工程により行われる。
【０００３】
従来において、上述の工程におけるレジスト液の塗布工程はいわゆるスピンコーティング法により行なわれている。この方法は側方を全周に亘って囲うカップ内に回転自在なスピンチャックを設け、このスピンチャックでウエハを水平に吸着保持し、ウエハ中央部上方のノズルからレジスト液をウエハＷに供給すると共にウエハＷを回転させることにより、ウエハの遠心力によりレジスト液が拡散してウエハ全体に液膜を形成する方法である。
【０００４】
ところで、形成されるレジストパターンの線幅はレジスト膜の膜厚と露光波長とに比例する。従って、近年要求が高まってきている前記パターンの微細化に対応するためには、できるだけ液膜を薄くする必要があり、スピンコーティング法においてはウエハの回転速度を上げることで薄膜化を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の方法ではウエハを高速回転させているため、内周部に比して外周部の周速度が大きくなり、特にウエハを大型化した際に外周部で空気の乱流が発生するという問題がある。この乱流は膜厚を変動させるのでウエハ全体の膜厚が不均一となり、パターンの微細化を阻害する要因となっていた。
【０００６】
このような事情から、スピンコーティング法によらない塗布膜形成装置が検討されている。この方法はウエハＷの上方に塗布液の吐出孔が当該ウエハＷと対向するノズル１１を設け、図１６に示すようにこのノズル１１を図示しないガイド部材に沿ってＸ方向に往復させると共にウエハＷをＹ方向に間欠送りし、いわゆる一筆書きの要領でウエハＷ表面にレジスト液を供給するものである。
【０００７】
この方法においては、直線状の塗布領域を横に並べて全面を塗布するため、ノズル１１のスキャン回数が多く、従ってできる限りノズル１１のスキャン速度を大きくとって処理時間を短縮することが実用的である。
【０００８】
そこで、ノズル１１をＸ方向へ移動させる際、例えば一端側で６〜１０ｍｓで数ｍ／ｓ程度まで加速させ、他端側で急激な減速を行うことを検討しているが、当該ノズルの加速時及び減速時に大きな振動が生じてしまうという問題がある。従って、スループットを上げるためにノズル１１のスキャン速度を上げようとすると、この振動が増大し、例えば塗布、現像システム内の他のユニットや露光装置にまで振動が伝播するおそれが生じる。
【０００９】
本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであり、その目的は塗布液の歩留まりが高くかつ均一な塗布膜を形成することができ、しかもスループットの高い塗布膜形成装置を提供することにある。また本発明の他の目的は、振動が小さい塗布膜形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係る塗布膜形成装置は、基板を保持する第１の基板保持部と第２の基板保持部とを備えた基板保持部と、各々基板保持部に保持された基板と対向するようにかつ互にＹ方向に離間して共通の基体に設けられるとともに、前記第１の基板保持部に保持された基板に対して塗布液を吐出する第１の塗布液ノズル及び前記第２の基板保持部に保持された基板に対して塗布液を吐出する第２の塗布液ノズルと、前記基体に設けられ、これら第１の塗布液ノズル及び第２の塗布液ノズルを互に逆向きにかつ対称にＸ方向に移動させるＸ方向駆動部と、前記基体と基板保持部とを相対的にＹ方向に間欠的に移動させるＹ方向駆動部と、を備え、前記第１の塗布液ノズルと第２の塗布液ノズルとを互に逆向きにかつ対称にＸ方向に移動させることにより各基板表面に塗布液を夫々の基板内における塗布膜形成領域のＸ方向の一端から他端まで直線状に塗布した後、第１の塗布液ノズル及び第２の塗布液ノズルをＹ方向に相対的に移動させて、既に塗布された領域の隣の領域に塗布液ノズルを対向させ、こうしてＸ方向に塗布した領域を各々の塗布膜形成領域の一端側から他端側まで順次Ｙ方向に並べていくことを特徴とする。
【００１１】
この発明においてＹ方向駆動部は、第１の塗布液ノズル及び第２の塗布液ノズルをＹ方向に間欠的に移動させる塗布液ノズル用のＹ方向駆動部と、基板保持部をＹ方向に間欠的に移動させる基板保持部用のＹ方向駆動部とを備えているとよい。またＸ方向駆動部は、前記第１の塗布ノズルと第２の塗布ノズルとに共通に設けられていることが好適である。こうしたＸ方向駆動部の構成としては、例えば前記基体のＸ方向に伸びる一端側に設けられた駆動プーリと、当該基体の他端側に設けられた従動プーリと、これら駆動プーリと従動プーリとに巻き掛けられたエンドレスベルトと、このエンドレスベルトを正逆回転させるために前記駆動プーリに設けられた駆動源と、を備え、前記エンドレスベルトのＸ方向に平行な一対のベルト部分の一方に前記第１の塗布ノズルが設けられ、当該ベルト部分の他方に第２の塗布ノズルが設けられるようにするとよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る塗布膜形成装置についてレジスト膜の形成を例にとって、先ず第１の実施の形態について図１及び図２に示す概略説明図を参照しながら説明する。基板であるウエハＷは昇降部２１ａにより昇降自在な例えばバキュームチャックよりなる基板保持部２１により水平に保持されており、昇降部２１ａは、Ｙ方向に伸びるガイド部をなすレール２５にガイドされながら移動する移動体２１ｂの上に設けられている。この移動体２１ｂには例えば基板保持部２１の両側に張り出し、ウエハＷ表面よりも若干高いレベルまで立ち上げられた一対のマスク支持部材２２が設けられている。このマスク支持部材２２の上には、マスク部材２３が設けられており、このマスク部材２３は該マスク部材２３上方から供給されるレジスト液がウエハＷの塗布膜形成領域に付着することを防ぐようにウエハＷの塗布膜形成領域に対応する部分のみ開口する形状とされている。マスク部材２３は例えば装置外に設けられる図示しない洗浄装置にて洗浄できるようにカップ２２から取り外しが可能な構成となっている。
【００２１】
前記移動体２１ｂは筐体２４の外側に設けられるモータ２７により回動し、Ｙ方向に伸びるボールネジ２６と螺合し、ボールネジ２６の回転力によりＹ方向に移動できるようになっている。ここで特許請求の範囲における「基板保持部をＹ方向に間欠的に移動させる基板保持部用のＹ方向駆動部」は、レール２５、ボールネジ２６及びモータ２７等が相当する。
【００２２】
また筐体２４底面には、例えば前記基板保持部２１等の移動領域を挟むようにして一組の液槽２８が設けられており、溶剤例えばシンナー溶液が貯溜される。この溶剤はウエハＷ表面に供給される塗布液の揮発を抑えるためのものであり、ウエハＷ周辺が適当な溶剤蒸気の雰囲気となるように液槽２８内で温度、濃度等の制御がされている。なおこの例においては、溶剤蒸気の雰囲気を形成して外部と区画するために、筐体２４などの装置本体がケース体２０により囲まれている。
【００２３】
前記筐体２４における例えば図２中左側の側面及びこの側面に並ぶケース体２０の側面には図示しないがウエハＷの搬入出ができるように開口部が形成されている。例えばウエハＷの搬入出は、図示しない搬送アームをケース体２０及び筐体２４の開口部を介してマスク支持部材２２とウエハＷ裏面との間に差し込み、当該搬送アーム及び／または基板保持部２１の昇降動作により両者の間でウエハＷを受け渡すことにより行われる。
【００２４】
次に、基板保持部２１上方側を移動し、ウエハＷ表面に塗布液の供給を行う塗布液ノズル３周辺についての説明を行う。塗布液ノズル３は、吐出孔３ａがウエハＷと対向し、Ｘ方向に移動自在となるようにガイド部材３１に支持される構成となっており、このガイド部材３１は、筐体２４の対向する側壁の上端付近に設けられ、Ｙ方向に伸びるレール３２ａ及びレール３２ｂに左右端がガイドされながらＹ方向に移動できるように構成されている。
【００２５】
塗布液ノズル３はガイド部材３１と平行して設けられるボールネジ３３と螺合されており、このボールネジ３３の一端に設けられるモータ３４によりボールネジ３３を正逆回転させることで、塗布液ノズル３がガイド部材３１に案内され、Ｘ方向に往復できる構成となっている。一方、塗布液ノズル３は液供給部３５と接続されており、液温及び濃度等の調整がなされた塗布液例えばレジスト液をこの液供給部３５から図示しない流量調整用のバルブを介して供給され、ウエハＷと対向する吐出孔３ａからレジスト液の吐出が行われる。
【００２６】
また、ガイド部材３１の一端側には、例えばレール３２ｂと平行して設けられ、モータ３７により駆動されるボールネジ３６が螺合され、このボールネジ３６を回転させることによりガイド部材３１は塗布液ノズル３及びボールネジ３３と一体に、レール３２ａ、３２ｂにガイドされてＹ方向に移動する。このモータ３７の他、モータ３４、モータ２７及び前記昇降部２１ａは制御部３８と接続されており、例えば各々の動作が制御される。ガイド部材３１、ボールネジ３３、モータ３４等は特許請求の範囲における「塗布液ノズルをＸ方向に往復移動させるＸ方向駆動部」に相当し、レール３２ａ，３２ｂ、ボールネジ３６、モータ３７等が「塗布液ノズルをＹ方向に間欠的に移動させる塗布液ノズル用のＹ方向駆動部」に相当する。
【００２７】
次に上述実施の形態における作用について説明する。先ず図２における筐体２４の左端側に基板保持部２１を位置させ、ケース体２０及び筐体２４の各開口部（図示せず）を介して図示しない搬送アームによりウエハＷを基板保持部２１上に受け渡す、この受け渡しは、基板保持部２１及び前記搬送アームの少なくとも一方の昇降動作により行われる。そして、塗布液ノズル３のＸ方向における移動領域がウエハＷの一端に位置するように基板保持部２１及び／またはガイド部材３１をＹ方向に移動させる。このとき塗布液ノズル３はガイド部材３１の一端側にて待機させる。
【００２８】
そしてウエハＷを停止させておいて図３に示すように塗布液ノズル３によるレジスト液の吐出を行いながら一端側から他端側へスキャン（往路）を行い、他端側にて折り返した塗布液ノズル３が復路にて塗布膜形成領域上方に至るまで、即ち塗布液ノズル３がマスク部材２３上方を移動する間に基板保持部２１とガイド部材３１とを同時にＹ方向に逆向きに微小量例えば各々０．５ｍｍずつ移動させる。こうしてウエハＷ表面の塗布膜形成領域Ｗ１全域にレジスト液の液膜が形成され、その後基板保持部２１をウエハ搬入時の位置に戻し、ウエハＷが搬出される。
【００２９】
本実施の形態によれば、塗布液ノズル３によりいわば一筆書きの要領でレジスト液をウエハＷ上に塗布しているため、スピンコーティング法に比べてレジスト液の歩留まりを飛躍的に向上させることができると共に、ウエハＷの回転による空気の乱流の発生といったことも起こらないので膜厚の均一性が高いなどの効果があり、またマスク部材４１によりウエハＷの周縁部にレジスト液が塗布されないようにしているため、レジスト膜のウエハＷ周縁部からの膜剥れを防止できると共に、ウエハＷの裏面側が汚れることもないので、搬送アームなどを汚すおそれもない。
【００３０】
そしてウエハＷと塗布液ノズル３とを同時に互にＹ方向に逆向きに移動させることによりスキャン領域を移動させるようにしているため、理屈からすれば一方のみをＹ方向に移動させた場合に比して半分の時間で済む。一筆書きで塗布する場合スキャン回数が多いことから、この手法はスループットの向上を図る上で有効である。
【００３１】
なお、図４に示すように、ウエハＷの周縁部全体を覆うマスク部材２３に代えて塗布液ノズル３のＸ方向移動領域両端において、塗布液ノズル３のスキャン領域に対応するウエハＷの周縁領域のみを覆う一組のマスク部材３９ａ，３９ｂを塗布液ノズル３と一体となってＹ方向に移動できるように設け、これらマスク部材３９ａ及び３９ｂの離間間隔を駆動機構４０によってウエハＷの塗布膜形成領域Ｗ１の幅に応じて変化するように構成してもよい。
【００３２】
図５は第２の実施の形態であり、この例では、図５中塗布液ノズル３の右側を手前側と呼ぶことにすると、手前側の領域において図示しない搬送アームにより複数のウエハＷを順番に例えば３台の基板保持部４１に載置し、基板保持部４１を奥側に、塗布液ノズル３のガイド部材３１を手前側に間欠的に移動させて、既述した実施の形態と同様にしてウエハＷ上にレジスト液を塗布する。そして塗布が終了したウエハＷから順番に奥側領域で搬出され、最後尾のウエハＷの塗布が終了した時点で、各基板保持部４１を元の位置まで戻し、あるいは今度は搬出した領域にてウエハＷを基板保持部４１に載置して、同様に処理を行う。
【００３３】
このような実施の形態によれば、複数の基板保持部を同一のレール２５上に設け、各基板保持部と塗布液ノズル３とを夫々逆方向に移動させるようにしてレジスト液の塗布を行っているので、第１の実施の形態と同様の効果があるのに加え、塗布処理とウエハＷの搬入、搬出とを並行して行うことができるのでスループットがより向上する。
【００３４】
次に第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図６の概略図に示すようにＹ方向に伸びるレール２５に沿ってガイドされるように２基の基板保持部５１ａ及び５１ｂを設け、その上方に、基板保持部５１ａ及び５１ｂの夫々に対応する塗布液ノズル５２ａ及び５２ｂと前記塗布液ノズル５２ａ及び５２ｂの夫々をＸ方向に移動できるようにガイドする一組のガイド手段５３ａ及び５３ｂと、これらガイド手段５３ａ及び５３ｂを両端で夫々支持する支持体５４、５５と、を設けた構成となっている。なおこの例においてガイド手段５３ａ及び５３ｂが支持体５４、５５に沿ってガイドされながらＹ方向に駆動されるように構成し、塗布液ノズル５２ａ及び５２ｂと基板保持部５１ａ及び５１ｂとを第１の実施の形態と同様に逆向きにＹ方向に移動させるようにしてもよい。
【００３５】
また塗布液ノズル５２ａ及び５２ｂは、例えば図７に示すように長方形状をなす基体５０のＹ方向に対向する一組の辺に沿って移動できるように構成してもよい。図７では塗布液ノズル５２ａ及び５２ｂをＸ方向に駆動するためのボールネジ部５６及びモータ５７を示してある。ここで、図６及び図７に示した装置の動作は同様であるため図７に示す例を代表して作用及び効果を説明する。
【００３６】
先ず本実施の形態における塗布工程開始時の基体５０の位置は、基体５０がこれから移動する方向をＹ方向前方とすると、例えば基板保持部５１ａ及び５１ｂに保持されるウエハＷａ及びＷｂの前方端に、夫々塗布液ノズル５２ａ及び塗布液ノズル５２ｂのＸ方向往復領域（スキャン領域）が位置するように位置決めされる。
【００３７】
そして、塗布液ノズル５２ａ、５２ｂは図８に示すように互にＸ方向逆側の位置からレジスト液の塗布を開始する。このＸ方向の移動は各々の塗布液ノズルが対称に動くように、例えば塗布液ノズル５２ａ、５２ｂが夫々の移動領域の一端側から移動を開始して所定の速度に達するまでの加速期、当該所定速度を維持する等速期、他端側付近にて停止して折り返すまでの減速期、の全ての期間において塗布液ノズル５２ａと塗布液ノズル５２ｂとの同期が図られる。つまり塗布液ノズル５２ａ及び５２ｂは基体５０の中心Ｐに対して常に点対称となるように位置する。従って、例えば塗布液ノズル５２ａがその移動領域を図８に示す基体５０の一端Ｘ１側から移動を開始して他端Ｘ２側へと到着する時、同時に塗布液ノズル５２ｂは当該移動領域における基体５０のＸ１側端部へと到着する。
【００３８】
塗布液ノズル５２ａ及び５２ｂが夫々の移動領域端部にて折り返すとき、ウエハＷａ及びウエハＷｂがＹ方向前方へと間欠移動し、塗布液ノズル５２ａ、５２ｂにより同様にして塗布が行われ、このような動作を繰り返すことでウエハＷａとウエハＷｂとの夫々の表面全体にいわゆる一筆書きの要領でレジスト液を供給することができる。なおこの場合においても、基体５０をＹ方向後方にウエハＷａ、Ｗｂと同時に移動させるようにしてもよい。
【００３９】
このように、本実施の形態では共通の基体５０に２基の塗布液ノズル５２ａ及び５２ｂを設けているので、例えば２枚のウエハに対して同時にレジスト液の塗布を行うことができる。そして、両塗布液ノズル５２ａ、５２ｂのＸ方向への往復移動が図８に示す基体５０の中心点Ｐを挟んで点対称となるように移動させているので、互の塗布液ノズルの加速時及び減速時に生じる衝撃は基体５０を伝って相殺されることとなり、いわば互の塗布液ノズル５２ａ、５２ｂがカウンターバランスとして働き、振動を抑えることができる。
【００４０】
なお、第３の実施の形態におけるレジスト液の塗布は以下のように行ってもよい。即ち図９に示すように、基体５０についてＹ方向の長さがウエハ２枚分の直径より長いものを用意し、当該基体５０の中心点Ｐに対して点対称に塗布液ノズル５２ａ及び５２ｂをＸ方向に移動させると共に、ウエハＷａ及びウエハＷｂを基体５０の外側から中心点Ｐに向けて間欠移動させるものである。このようにしても前記の場合と同様に互の塗布液ノズルによる衝撃の発生を抑えながら同時に２枚のウエハに対して一筆書きでレジスト液の塗布を行うことができる。
【００４１】
次に第４の実施の形態について図１０、図１１及び図１２を参照しながら説明を行う。本実施の形態は、例えば第１の実施の形態におけるガイド部材３１に代えて使用しうる塗布液ノズルをＸ方向に移動させるＸ方向駆動部に特徴があるので当該部位についてのみ説明を行う。
【００４２】
図１０は本実施の形態におけるＸ方向駆動部６０を示す概略斜視図であり、Ｘ方向に伸びる長方形状の基体６１上の両端には、一方に駆動プーリ６２、他方には従動プーリ６３が設けられており、各プーリ６２、６３にはエンドレスベルト６４が掛けられている。駆動プーリ６２上部にはモータ６５が設けられており駆動プーリ６２を回転させると、当該駆動プーリ６２の正逆回転に伴ってベルト６４も回転する。
【００４３】
ここで両プーリ６２、６３に掛けられたエンドレスベルト６４の平行な一対のベルト部分に夫々６４ａ、６４ｂの符号を割り当てると、一方側のベルト部分６４ａにはノズル支持体７、他方側のベルト部分６４ｂには衝撃緩和用の移動体であるバランサー８が設けられ、夫々がベルト６４の回転に伴ってＸ方向に逆向きに対称に移動する。また駆動プーリ６２と従動プーリ６３との間には、夫々がＸ方向に伸びる上下に平行な２本のガイド軸６６及び６７が設けられており、ノズル支持体７及びバランサー８をＸ方向にガイドするように構成されている。またノズル支持体７には、吐出孔７０を有する塗布液ノズル７１が設けられている。前記バランサー８の重量は、例えばノズル支持体７及び塗布液ノズル７１の総重量と等しい大きさに設定される。
【００４４】
以下ガイド軸６６及び６７によりノズル支持体７及びバランサー８がガイドされる機構について説明する。図１１はノズル支持体７及びバランサー８の断面図であり、ここに示すようにノズル支持体７及びバランサー８は、固定部材７２及び８２によりベルト６４を挟むようにして当該ベルト６４に固定されている。ノズル支持体７及びバランサー８には前記ガイド軸６６及び６７が貫通する貫通孔７３及び８３が形成されており、図１２に示すようにこの貫通孔７３、８３の外周面は空気が通流できるように多孔質部材例えば多数の孔の開いた筒状体７３ａにより形成されている。この筒状体７３ａの外側には通気室７３ｂが形成されており、この通気室７３ｂは、ノズル支持体７（バランサー８）の中に形成された流路７５を介して空気供給管７６に接続されている。この空気供給管７６には図示しない空気供給源から加圧空気が供給されており、この加圧空気が流路７５、８５及び筒状体７３ａを介してガイド軸６６（６７）と筒状体７３ａとの隙間に吹き出される。なお図１１ではガイド軸６６、６７及び貫通孔７３、８３を含む部分を単に円として簡略化している。従って、ノズル支持体７及びバランサー８は加圧空気を介在させた状態でガイド軸６６にガイドされるので、高速で移動させても機械的な摩擦が起こらないため、部品の磨耗が抑えられるという効果がある。なおここで用いる加圧空気にかけられる圧力は例えば２Ｋｇ／ｃｍ2以上である。
【００４５】
また本実施の形態においてバランサー８に代えてノズル支持体７と同形状のノズル支持体８Ａを設け、これに塗布液ノズルを取り付けるようにしてもよいし、塗布液ノズル７１を水平方向に向くように構成し、垂直に保持されたウエハＷに対して塗布を行うようにしてもよく、この場合例えば図１３に示すようにＸ方向駆動部６０を挟んで対向する２枚のウエハＷへノズル支持体７、８Ａに設けられる塗布液ノズル７１、８１によりレジスト液の塗布を行う構成が挙げられる。
【００４６】
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塗布・現像装置の一例の概略について図１４及び図１５を参照しながら説明する。図１４及び図１５中、９はウエハカセットを搬入出するための搬入出ステ−ジであり、例えば２５枚収納されたカセットＣが例えば自動搬送ロボットにより載置される。搬入出ステ−ジ９に臨む領域にはウエハＷの受け渡しア−ム９０がＸ，Ｚ，Ｙ方向およびθ回転（鉛直軸回りの回転）自在に設けられている。更にこの受け渡しア−ム９０の奥側には、例えば搬入出ステ−ジ９から奥を見て例えば右側には塗布・現像系のユニットＵ１（塗布ユニット９２，現像ユニット９１）が、左側、手前側、奥側には各々のユニットが多段に重ねられ構成された加熱・冷却系のユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ４が夫々配置されている。また、塗布ユニット９２，現像ユニット９１と加熱・冷却系ユニットとの間でウエハＷの受け渡しを行うための、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ウエハ搬送ア−ムＭＡが設けられている。但し図１４では便宜上ユニットＵ２及びウエハ搬送ア−ムＭＡは描いていない。
【００４７】
塗布・現像系のユニットにおいては、例えば上段に２個の上述の現像装置を備えた供えた現像ユニット９１が、下段に２個の塗布ユニット９２が設けられている。例えば加熱・冷却系のユニットにおいては、加熱ユニットや冷却ユニット、疎水化処理ユニット等がユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ４の中に７段の棚状に収納配置された構造となっている。
【００４８】
塗布・現像系ユニットや加熱・冷却系ユニットを含む上述の部分をプロセスステーションブロックと呼ぶことにすると、このプロセスステーションブロックの奥側にはインタ−フェイスブロック１００を介して露光装置１０１が接続されている。インタ−フェイスブロック１００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ウエハ搬送ア−ム１０２により露光装置１０１の間でウエハＷの受け渡しを行うものである。
【００４９】
この装置のウエハの流れについて説明すると、先ず外部からウエハＷが収納されたウエハカセットＣが前記搬入出ステ−ジ９に搬入され、ウエハ搬送ア−ム９０によりカセットＣ内からウエハＷが取り出され、既述の加熱・冷却ユニットＵ３の棚の一つである受け渡し台を介してウエハ搬送ア−ムＭＡに受け渡される。次いでユニットＵ３の一の棚の処理部内にて疎水化処理が行われた後、塗布ユニット９２にてレジスト液が塗布され、レジスト膜が形成される。レジスト膜が塗布されたウエハＷは加熱ユニットで加熱された後、ユニットＵ４のインターフェースブロック１００のウエハ搬送アーム１０２と受渡し可能な冷却ユニットに搬送され、処理後にインタ−フェイスブロック１００，ウエハ搬送アーム１０２を介して露光装置１０１に送られ、ここでパタ−ンに対応するマスクを介して露光が行われる。露光処理後のウエハをウエハ搬送アーム１０２で受け取り、ユニットＵ４の受け渡しユニットを介してプロセスステーションブロックのウエハ搬送アームＭＡに渡す。
【００５０】
この後ウエハＷは加熱ユニットで所定温度に加熱され、しかる後冷却ユニットで所定温度に冷却され、続いて現像ユニット９１に送られて現像処理され、レジストマスクが形成される。しかる後ウエハＷは搬入出ステ−ジ９上のカセットＣ内に戻される。
【００５１】
以上において本実施の形態で用いられる基板はＬＣＤ基板であってもよい。また塗布液としてはレジスト液に限らず層間絶縁材料、低誘電体材料、強誘電体材料、配線材料、有機金属材料、金属ペースト等を用いるようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば塗布液の歩留まりが高くかつ面内均一性の高い塗布膜を形成することができ、しかもスループットの高い塗布膜形成装置を提供することができる。また本発明は、振動が小さい塗布膜形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である塗布膜形成装置について示す概略構成図である。
【図２】上記塗布膜形成装置の平面図である。
【図３】ウエハＷの周縁部を覆うマスク部材を用いた場合の塗布液の供給の様子を示した説明図である。
【図４】マスク部材の他の例を示した説明図である。
【図５】第２の実施の形態における塗布液供給の様子を示した概略斜斜視図である。
【図６】第３の実施の形態に係る塗布膜形成装置を示す概略斜視図である。
【図７】第３の実施の形態に係る塗布膜形成装置の他の例を示す概略斜視図である。
【図８】第３の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図９】第３の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図１０】第４の実施の形態に係るＸ方向駆動部を示す概略斜視図である。
【図１１】第４の実施の形態に係るノズル支持体７及びバランサー８を示す縦断面図である。
【図１２】前記ノズル支持体７について説明する部分拡大図である。
【図１３】第４の実施の形態に係るＸ方向駆動部の他の例を示した概略断面図である。
【図１４】前記塗布膜形成装置を組み込んだ塗布・現像装置の一例を示す斜視図である。
【図１５】前記塗布膜形成装置を組み込んだ塗布・現像装置の一例を示す平面図である。
【図１６】スピンコーティング法を用いない塗布膜形成装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｗウエハ
Ｗ１塗布膜形成領域
２１基板保持部
２３マスク部材
２４筐体
３塗布液ノズル
３１ガイド部材
２５，３２ａ，３２ｂレール
２６，３３，３６ボールネジ
２７，３４，３７モータ
５０基体
５１ａ，５１ｂ基板保持部
５２ａ，５２ｂ塗布液ノズル
５３ａ，５３ｂガイド手段
６０Ｘ方向駆動部
６２駆動プーリ
６３従動プーリ
６４エンドレスベルト
６６，６７ガイド軸
７ノズル支持体
８バランサー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating film forming apparatus that forms a film by applying a coating solution for a coating film such as a resist solution on a substrate to be processed such as a semiconductor wafer or an LCD substrate.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of semiconductor devices and LCDs, resist processing is performed on a substrate to be processed by a technique called photolithography. In this technique, for example, a resist solution is applied to a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), a liquid film is formed on the surface, the resist film is exposed using a photomask, and then a development process is performed to obtain a desired pattern. Is performed by a series of steps.
[0003]
Conventionally, the resist solution coating step in the above-described step is performed by a so-called spin coating method. In this method, a rotatable spin chuck is provided in a cup that encloses the entire side, and the wafer is sucked and held horizontally by the spin chuck, and a resist solution is supplied to the wafer W from a nozzle above the center of the wafer. At the same time, by rotating the wafer W, the resist solution is diffused by the centrifugal force of the wafer to form a liquid film on the entire wafer.
[0004]
By the way, the line width of the formed resist pattern is proportional to the film thickness of the resist film and the exposure wavelength. Therefore, it is necessary to make the liquid film as thin as possible in order to cope with the miniaturization of the pattern which has been increasingly demanded in recent years. In the spin coating method, the film is thinned by increasing the rotation speed of the wafer. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above method, since the wafer is rotated at a high speed, the peripheral speed of the outer peripheral portion becomes larger than that of the inner peripheral portion, and particularly when the wafer is enlarged, the turbulent air flow occurs at the outer peripheral portion. There is. Since this turbulent flow changes the film thickness, the film thickness of the entire wafer becomes non-uniform, which is a factor that hinders pattern miniaturization.
[0006]
Under such circumstances, an apparatus for forming a coating film that is not based on the spin coating method has been studied. In this method, a nozzle 11 having a coating solution discharge hole facing the wafer W is provided above the wafer W, and the nozzle 11 is reciprocated in the X direction along a guide member (not shown) as shown in FIG. Is intermittently fed in the Y direction, and a resist solution is supplied to the surface of the wafer W in the manner of one-stroke writing.
[0007]
In this method, since the linear coating areas are arranged side by side and the entire surface is coated, it is practical to reduce the processing time by increasing the scanning speed of the nozzles 11 as much as possible, and therefore taking the scanning speed of the nozzles 11 as much as possible. is there.
[0008]
Therefore, when moving the nozzle 11 in the X direction, for example, it is considered to accelerate to about several m / s in 6 to 10 ms on one end side, and perform rapid deceleration on the other end side. There is a problem that large vibrations occur during time and deceleration. Accordingly, if the scanning speed of the nozzle 11 is increased in order to increase the throughput, this vibration increases, and for example, the vibration may propagate to other units and exposure apparatuses in the coating and developing system.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a coating film forming apparatus which can form a uniform coating film with a high yield of coating liquid and has a high throughput. . Another object of the present invention is to provide a coating film forming apparatus with small vibration.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  A coating film forming apparatus according to the invention of claim 1 is:A substrate holding unit including a first substrate holding unit and a second substrate holding unit for holding a substrate, and a substrate holding unit that is respectively opposed to the substrate held by the substrate holding unit and spaced apart from each other in the Y direction. A first coating solution nozzle that discharges the coating solution to the substrate held by the first substrate holding unit and the substrate held by the second substrate holding unit. A second coating liquid nozzle that discharges the liquid, and an X-direction drive unit that is provided on the substrate and moves the first coating liquid nozzle and the second coating liquid nozzle in the X direction in opposite directions and symmetrically to each other And a Y-direction drive unit that intermittently moves the base and the substrate holding unit relatively in the Y-direction, and the first coating liquid nozzle and the second coating liquid nozzle are opposite to each other The coating liquid is applied to the surface of each substrate by moving it in the X direction symmetrically. After coating in a straight line from one end to the other end in the X direction of the coating film forming region in the plate, the first coating liquid nozzle and the second coating liquid nozzle are moved relative to each other in the Y direction, and the coating is already applied. The coating liquid nozzle is made to face an area adjacent to the above-mentioned area, and the areas thus coated in the X direction are sequentially arranged in the Y direction from one end side to the other end side of each coating film forming area.
[0011]
  In this invention, the Y-direction driving unit intermittently moves the first coating liquid nozzle and the second coating liquid nozzle in the Y direction and the substrate holding unit intermittently in the Y direction. It is preferable that a Y-direction drive unit for the substrate holding unit to be moved is provided. Further, it is preferable that the X-direction drive unit is provided in common for the first application nozzle and the second application nozzle. For example, the X-direction drive unit includes a drive pulley provided on one end side extending in the X direction of the base, a driven pulley provided on the other end of the base, and the drive pulley and the driven pulley. An endless belt wound around and a drive source provided in the drive pulley for rotating the endless belt forward and backward, and the first end of the pair of belt portions parallel to the X direction of the endless belt. One application nozzle may be provided, and the second application nozzle may be provided on the other side of the belt portion.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, a first embodiment will be described with reference to the schematic explanatory views shown in FIGS. 1 and 2, taking a resist film formation as an example of the coating film forming apparatus according to the present invention. The wafer W, which is a substrate, is held horizontally by a substrate holding unit 21 made of, for example, a vacuum chuck that can be moved up and down by an elevating unit 21a. It is provided on the moving body 21b. For example, the movable body 21b is provided with a pair of mask support members 22 projecting on both sides of the substrate holding portion 21 and raised to a level slightly higher than the surface of the wafer W. A mask member 23 is provided on the mask support member 22. The mask member 23 prevents the resist solution supplied from above the mask member 23 from adhering to the coating film forming region of the wafer W. Further, only the portion corresponding to the coating film forming region of the wafer W is opened. The mask member 23 is configured to be removable from the cup 22 so that it can be cleaned by a cleaning device (not shown) provided outside the device, for example.
[0021]
The moving body 21b is rotated by a motor 27 provided on the outside of the housing 24, is screwed with a ball screw 26 extending in the Y direction, and can be moved in the Y direction by the rotational force of the ball screw 26. Here, the “Y direction driving unit for the substrate holding unit that intermittently moves the substrate holding unit in the Y direction” in the claims corresponds to the rail 25, the ball screw 26, the motor 27, and the like.
[0022]
In addition, a set of liquid tanks 28 are provided on the bottom surface of the housing 24 so as to sandwich the moving region of the substrate holding portion 21 and the like, for example, and a solvent such as a thinner solution is stored therein. This solvent is for suppressing volatilization of the coating liquid supplied to the surface of the wafer W, and the temperature, concentration, etc. are controlled in the liquid tank 28 so that the periphery of the wafer W has an appropriate solvent vapor atmosphere. Yes. In this example, the apparatus body such as the casing 24 is surrounded by the case body 20 in order to form an atmosphere of solvent vapor and partition the outside.
[0023]
For example, an opening is formed on the side surface of the housing 24 on the left side in FIG. 2 and the side surface of the case body 20 aligned with the side surface so that the wafer W can be loaded and unloaded. For example, when the wafer W is loaded and unloaded, a transfer arm (not shown) is inserted between the mask support member 22 and the back surface of the wafer W through the opening of the case body 20 and the casing 24, and the transfer arm and / or the substrate holding unit 21 is inserted. This is done by transferring the wafer W between the two by the lifting and lowering operation.
[0024]
Next, the periphery of the coating liquid nozzle 3 that moves above the substrate holding unit 21 and supplies the coating liquid to the surface of the wafer W will be described. The coating liquid nozzle 3 is configured to be supported by a guide member 31 so that the discharge hole 3 a faces the wafer W and is movable in the X direction. The guide member 31 faces the housing 24. It is provided in the vicinity of the upper end of the side wall, and is configured to be movable in the Y direction while the left and right ends are guided by rails 32a and 32b extending in the Y direction.
[0025]
The coating liquid nozzle 3 is screwed with a ball screw 33 provided in parallel with the guide member 31, and the coating liquid nozzle 3 is guided by rotating the ball screw 33 forward and backward by a motor 34 provided at one end of the ball screw 33. It is guided by the member 31 and can reciprocate in the X direction. On the other hand, the coating liquid nozzle 3 is connected to a liquid supply unit 35, and a coating liquid, for example, a resist solution, whose liquid temperature and concentration are adjusted, is supplied from the liquid supply unit 35 through a flow rate adjusting valve (not shown). Then, the resist solution is discharged from the discharge holes 3a facing the wafer W.
[0026]
Further, a ball screw 36 provided in parallel with the rail 32b and driven by a motor 37 is screwed to one end side of the guide member 31, and the guide member 31 is rotated by rotating the ball screw 36. The ball screw 33 and the ball screw 33 are guided by the rails 32a and 32b and moved in the Y direction. In addition to the motor 37, the motor 34, the motor 27, and the elevating unit 21a are connected to a control unit 38, and each operation is controlled, for example. The guide member 31, the ball screw 33, the motor 34, and the like correspond to the “X direction driving unit for reciprocating the coating solution nozzle in the X direction” in the claims, and the rails 32a and 32b, the ball screw 36, the motor 37, and the like are “applying”. This corresponds to a “Y direction driving unit for a coating liquid nozzle that intermittently moves the liquid nozzle in the Y direction”.
[0027]
Next, the operation in the above embodiment will be described. First, the substrate holding portion 21 is positioned on the left end side of the housing 24 in FIG. 2, and the wafer W is transferred to the substrate holding portion 21 by a transfer arm (not shown) through each opening (not shown) of the case body 20 and the housing 24. This delivery, which is delivered to the top, is carried out by raising and lowering at least one of the substrate holder 21 and the transfer arm. Then, the substrate holding unit 21 and / or the guide member 31 are moved in the Y direction so that the moving region in the X direction of the coating liquid nozzle 3 is located at one end of the wafer W. At this time, the coating solution nozzle 3 stands by at one end of the guide member 31.
[0028]
  And the wafer W is stoppedAs shown in FIG.Scanning (outward path) from one end side to the other end side while discharging the resist liquid from the coating liquid nozzle 3, until the coating liquid nozzle 3 turned back at the other end side reaches the upper part of the coating film formation region on the return path, That is, while the coating liquid nozzle 3 moves above the mask member 23, the substrate holding portion 21 and the guide member 31 are simultaneously moved by a minute amount, for example, 0.5 mm each in the opposite direction in the Y direction. Thus, a liquid film of a resist solution is formed over the entire coating film formation region W1 on the surface of the wafer W, and then the substrate holding unit 21 is returned to the position at the time of carrying in the wafer and the wafer W is carried out.
[0029]
According to the present embodiment, since the resist solution is applied onto the wafer W in the manner of one-stroke writing by the coating solution nozzle 3, the yield of the resist solution can be drastically improved as compared with the spin coating method. In addition, air turbulence due to the rotation of the wafer W does not occur, so that the film thickness is highly uniform, and the mask member 41 does not apply the resist solution to the peripheral portion of the wafer W. Therefore, the resist film can be prevented from peeling off from the peripheral edge of the wafer W, and the back surface side of the wafer W is not contaminated.
[0030]
Since the scanning region is moved by simultaneously moving the wafer W and the coating liquid nozzle 3 in the opposite directions in the Y direction, it is theoretically compared with the case where only one of them is moved in the Y direction. Half the time. This method is effective in improving the throughput because the number of scans is large when applying with a single stroke.
[0031]
As shown in FIG. 4, the peripheral area of the wafer W corresponding to the scan area of the coating liquid nozzle 3 at both ends of the X-direction moving area of the coating liquid nozzle 3 instead of the mask member 23 covering the entire peripheral edge of the wafer W. A pair of mask members 39a and 39b covering only the mask member 39 is provided so as to be movable in the Y direction integrally with the coating liquid nozzle 3, and a separation mechanism between the mask members 39a and 39b is formed by the driving mechanism 40 to form a coating film on the wafer W. You may comprise so that it may change according to the width | variety of the area | region W1.
[0032]
FIG. 5 shows a second embodiment. In this example, when the right side of the coating liquid nozzle 3 in FIG. 5 is called the front side, a plurality of wafers W are sequentially placed by a transfer arm (not shown) in the front side region. For example, it is placed on three substrate holding parts 41, the substrate holding part 41 is moved to the back side, and the guide member 31 of the coating liquid nozzle 3 is intermittently moved to the front side, similar to the above-described embodiment. Then, a resist solution is applied onto the wafer W. Then, the wafers W that have been applied are sequentially unloaded from the rear region, and when the last wafer W has been applied, each substrate holder 41 is returned to its original position, or this time in the unloaded region. The wafer W is placed on the substrate holder 41 and the same processing is performed.
[0033]
According to such an embodiment, a plurality of substrate holders are provided on the same rail 25, and the resist solution is applied by moving each substrate holder and the coating liquid nozzle 3 in the opposite directions. Therefore, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the coating process and the loading / unloading of the wafer W can be performed in parallel, thereby further improving the throughput.
[0034]
Next, a third embodiment will be described. In the present embodiment, as shown in the schematic diagram of FIG. 6, two substrate holding portions 51a and 51b are provided so as to be guided along the rail 25 extending in the Y direction, and above the substrate holding portions 51a and 51b, The coating liquid nozzles 52a and 52b corresponding to the respective 51b, a pair of guide means 53a and 53b for guiding each of the coating liquid nozzles 52a and 52b so as to be movable in the X direction, and the guide means 53a and 53b are disposed at both ends. In this configuration, support members 54 and 55 that are respectively supported are provided. In this example, the guide means 53a and 53b are configured to be driven in the Y direction while being guided along the supports 54 and 55, and the coating liquid nozzles 52a and 52b and the substrate holding portions 51a and 51b are connected to the first. Similarly to the embodiment, it may be moved in the Y direction in the opposite direction.
[0035]
Further, the coating liquid nozzles 52a and 52b may be configured to be movable along a set of sides facing the Y direction of the rectangular base body 50 as shown in FIG. 7, for example. FIG. 7 shows a ball screw portion 56 and a motor 57 for driving the coating solution nozzles 52a and 52b in the X direction. Here, since the operation of the apparatus shown in FIGS. 6 and 7 is the same, the operation and effect will be described on behalf of the example shown in FIG.
[0036]
First, the position of the substrate 50 at the start of the coating process in the present embodiment is, for example, at the front ends of the wafers Wa and Wb held by the substrate holding portions 51a and 51b, assuming that the direction in which the substrate 50 moves from now on is the Y direction front. The X direction reciprocation area (scan area) of the coating liquid nozzle 52a and the coating liquid nozzle 52b is positioned.
[0037]
Then, the coating liquid nozzles 52a and 52b start coating the resist liquid from positions opposite to each other in the X direction as shown in FIG. This movement in the X direction is such that, for example, the coating liquid nozzles 52a and 52b start moving from one end side of their respective moving regions and reach a predetermined speed so that the respective coating liquid nozzles move symmetrically, The coating liquid nozzle 52a and the coating liquid nozzle 52b are synchronized in all periods of the constant speed period in which the predetermined speed is maintained and the deceleration period in which it stops near the other end and turns back. That is, the coating liquid nozzles 52 a and 52 b are positioned so as to be always point-symmetric with respect to the center P of the substrate 50. Therefore, for example, when the coating liquid nozzle 52a starts moving from one end X1 side of the substrate 50 shown in FIG. 8 and arrives at the other end X2 side, the coating solution nozzle 52b simultaneously moves the substrate 50 in the moving region. Arrives at the end of X1 side.
[0038]
When the coating liquid nozzles 52a and 52b are turned back at the end of each moving region, the wafer Wa and the wafer Wb are intermittently moved forward in the Y direction, and coating is performed in the same manner by the coating liquid nozzles 52a and 52b. By repeating this operation, the resist solution can be supplied to the entire surfaces of the wafer Wa and the wafer Wb in the manner of one-stroke writing. Even in this case, the substrate 50 may be moved rearward in the Y direction simultaneously with the wafers Wa and Wb.
[0039]
Thus, in this embodiment, since the two coating liquid nozzles 52a and 52b are provided on the common base 50, for example, the resist liquid can be applied to two wafers simultaneously. Then, since the reciprocating movement of both coating liquid nozzles 52a and 52b in the X direction is made to be point-symmetric with respect to the center point P of the base body 50 shown in FIG. 8, the two coating liquid nozzles are accelerated. In addition, the impact generated during deceleration is canceled through the substrate 50, so that the coating liquid nozzles 52a and 52b act as a counter balance, and vibration can be suppressed.
[0040]
In addition, you may perform the application | coating of the resist liquid in 3rd Embodiment as follows. That is, as shown in FIG. 9, a base 50 having a length in the Y direction longer than the diameter of two wafers is prepared, and the coating liquid nozzles 52a and 52b are symmetrical with respect to the center point P of the base 50. While moving in the X direction, the wafer Wa and the wafer Wb are intermittently moved from the outside of the substrate 50 toward the center point P. Even in this case, as in the case described above, the resist solution can be applied to two wafers simultaneously with a single stroke while suppressing the occurrence of impacts by the coating solution nozzles.
[0041]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 10, 11 and 12. FIG. Since the present embodiment is characterized by an X-direction drive unit that moves a coating liquid nozzle that can be used in place of the guide member 31 in the first embodiment in the X direction, for example, only the relevant portion will be described.
[0042]
FIG. 10 is a schematic perspective view showing the X-direction drive unit 60 in the present embodiment. Drive pulleys 62 are provided on one end and a driven pulley 63 is provided on the other end on a rectangular base 61 extending in the X direction. An endless belt 64 is hung on each pulley 62 and 63. A motor 65 is provided on the upper portion of the drive pulley 62. When the drive pulley 62 is rotated, the belt 64 is also rotated along with forward and reverse rotation of the drive pulley 62.
[0043]
Here, when the reference numerals 64a and 64b are assigned to a pair of parallel belt portions of the endless belt 64 hung on the pulleys 62 and 63, respectively, the nozzle support 7 and the belt portion on the other side are provided on the one belt portion 64a. 64b is provided with a balancer 8 as a moving body for shock relaxation, and each moves symmetrically in the opposite direction in the X direction as the belt 64 rotates. Further, between the driving pulley 62 and the driven pulley 63, two guide shafts 66 and 67, which extend in the X direction and are parallel to each other, are provided, and guide the nozzle support 7 and the balancer 8 in the X direction. Is configured to do. The nozzle support 7 is provided with a coating liquid nozzle 71 having a discharge hole 70. The weight of the balancer 8 is set to be equal to the total weight of the nozzle support 7 and the coating liquid nozzle 71, for example.
[0044]
Hereinafter, a mechanism in which the nozzle support 7 and the balancer 8 are guided by the guide shafts 66 and 67 will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view of the nozzle support 7 and the balancer 8. As shown here, the nozzle support 7 and the balancer 8 are fixed to the belt 64 with the belt 64 sandwiched between the fixing members 72 and 82. The nozzle support 7 and the balancer 8 are formed with through holes 73 and 83 through which the guide shafts 66 and 67 pass, and air can flow through the outer peripheral surfaces of the through holes 73 and 83 as shown in FIG. Thus, it is formed of a porous member, for example, a cylindrical body 73a having a large number of holes. A ventilation chamber 73b is formed outside the cylindrical body 73a, and the ventilation chamber 73b is connected to an air supply pipe 76 via a flow path 75 formed in the nozzle support 7 (balancer 8). Has been. Pressurized air is supplied to the air supply pipe 76 from an air supply source (not shown), and the pressurized air passes through the flow paths 75 and 85 and the cylindrical body 73a and the guide shaft 66 (67) and the cylindrical body. It blows out in the gap with 73a. In FIG. 11, the portions including the guide shafts 66 and 67 and the through holes 73 and 83 are simply simplified as circles. Accordingly, since the nozzle support 7 and the balancer 8 are guided by the guide shaft 66 with the pressurized air interposed therebetween, mechanical friction does not occur even if the nozzle support 7 and the balancer 8 are moved at a high speed, so that wear of parts can be suppressed. effective. The pressure applied to the pressurized air used here is, for example, 2 Kg / cm 2 or more.
[0045]
Further, in the present embodiment, a nozzle support 8A having the same shape as the nozzle support 7 may be provided instead of the balancer 8, and a coating liquid nozzle may be attached thereto, or the coating liquid nozzle 71 may be directed horizontally. In this case, for example, as shown in FIG. 13, nozzles are supported on two wafers W facing each other with the X-direction drive unit 60 interposed therebetween. The structure which apply | coats a resist liquid with the coating liquid nozzles 71 and 81 provided in the body 7 and 8A is mentioned.
[0046]
Next, an outline of an example of a coating / developing apparatus in which the coating film forming apparatus described above is incorporated in a coating unit will be described with reference to FIGS. 14 and 15, reference numeral 9 denotes a loading / unloading stage for loading / unloading wafer cassettes. For example, 25 cassettes C are loaded by, for example, an automatic transfer robot. In a region facing the loading / unloading stage 9, a transfer arm 90 for the wafer W is provided in the X, Z, Y directions and θ rotation (rotation about the vertical axis). Further, on the far side of the delivery arm 90, for example, when viewed from the loading / unloading stage 9, the coating / developing system unit U1 (coating unit 92, developing unit 91) is on the left side, on the left side. On the side and the back side, heating / cooling system units U2, U3, and U4 are arranged, each unit being stacked in multiple stages. Further, for example, a wafer configured to be able to move up and down, move left and right, back and forth, and rotate about a vertical axis for transferring the wafer W between the coating unit 92, the developing unit 91, and the heating / cooling system unit. A transfer arm MA is provided. However, in FIG. 14, the unit U2 and the wafer transfer arm MA are not drawn for convenience.
[0047]
In the coating / developing system unit, for example, a developing unit 91 provided with the above-described two developing devices is provided in the upper stage, and two coating units 92 are provided in the lower stage. For example, a heating / cooling system unit has a structure in which a heating unit, a cooling unit, a hydrophobizing unit, and the like are housed and arranged in a seven-stage shelf in units U2, U3, and U4.
[0048]
When the above-mentioned part including the coating / developing system unit and the heating / cooling system unit is called a process station block, an exposure apparatus 101 is connected to the back side of the process station block via an interface block 100. Yes. The interface block 100 transfers wafers W between exposure apparatuses 101 by a wafer transfer arm 102 configured to be movable up and down, to the left and right, to the front and rear, and to be rotatable about a vertical axis.
[0049]
The flow of wafers in this apparatus will be described. First, the wafer cassette C in which the wafers W are stored from outside is loaded into the loading / unloading stage 9, and the wafers W are taken out from the cassette C by the wafer transfer arm 90. Then, the wafer is transferred to the wafer transfer arm MA via a transfer table which is one of the shelves of the heating / cooling unit U3. Next, after the hydrophobic treatment is performed in the processing section of one shelf of the unit U3, a resist solution is applied by the coating unit 92 to form a resist film. The wafer W coated with the resist film is heated by the heating unit and then transferred to the cooling unit that can be delivered to the wafer transfer arm 102 of the interface block 100 of the unit U4. After the processing, the interface block 100 and the wafer transfer arm 102 are transferred. Is sent to the exposure apparatus 101, where exposure is performed via a mask corresponding to the pattern. The wafer after exposure processing is received by the wafer transfer arm 102 and transferred to the wafer transfer arm MA of the process station block via the transfer unit of the unit U4.
[0050]
Thereafter, the wafer W is heated to a predetermined temperature by the heating unit, and then cooled to the predetermined temperature by the cooling unit, and then sent to the developing unit 91 for development processing to form a resist mask. Thereafter, the wafer W is returned to the cassette C on the carry-in / out stage 9.
[0051]
In the above, the substrate used in the present embodiment may be an LCD substrate. The coating solution is not limited to a resist solution, and an interlayer insulating material, a low dielectric material, a ferroelectric material, a wiring material, an organic metal material, a metal paste, or the like may be used.
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a coating film forming apparatus that can form a coating film with a high yield of coating liquid and high in-plane uniformity and that has a high throughput. Further, the present invention can provide a coating film forming apparatus with small vibration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a coating film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the coating film forming apparatus.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of supply of a coating liquid when a mask member that covers the peripheral edge of a wafer W is used.
FIG. 4 is an explanatory view showing another example of a mask member.
FIG. 5 is a schematic oblique perspective view showing a state of supplying a coating liquid in the second embodiment.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a coating film forming apparatus according to a third embodiment.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing another example of a coating film forming apparatus according to the third embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation of the third embodiment;
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the operation of the third embodiment.
FIG. 10 is a schematic perspective view showing an X-direction drive unit according to a fourth embodiment.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a nozzle support body 7 and a balancer 8 according to a fourth embodiment.
12 is a partially enlarged view illustrating the nozzle support 7; FIG.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing another example of an X-direction drive unit according to the fourth embodiment.
FIG. 14 is a perspective view showing an example of a coating / developing apparatus incorporating the coating film forming apparatus.
FIG. 15 is a plan view showing an example of a coating / developing apparatus incorporating the coating film forming apparatus.
FIG. 16 is a perspective view showing an example of a coating film forming apparatus not using a spin coating method.
[Explanation of symbols]
W wafer
W1 Coating film formation area
21 Substrate holder
23 Mask material
24 Case
3 Coating liquid nozzle
31 Guide member
25, 32a, 32b rail
26, 33, 36 Ball screw
27, 34, 37 Motor
50 base
51a, 51b Substrate holder
52a, 52b Coating liquid nozzle
53a, 53b Guide means
60 X direction drive
62 Drive pulley
63 Driven pulley
64 Endless Belt
66, 67 Guide shaft
7 Nozzle support
8 Balancer

Claims

基板を保持する第１の基板保持部と第２の基板保持部とを備えた基板保持部と、
各々基板保持部に保持された基板と対向するようにかつ互にＹ方向に離間して共通の基体に設けられるとともに、前記第１の基板保持部に保持された基板に対して塗布液を吐出する第１の塗布液ノズル及び前記第２の基板保持部に保持された基板に対して塗布液を吐出する第２の塗布液ノズルと、
前記基体に設けられ、これら第１の塗布液ノズル及び第２の塗布液ノズルを互に逆向きにかつ対称にＸ方向に移動させるＸ方向駆動部と、
前記基体と基板保持部とを相対的にＹ方向に間欠的に移動させるＹ方向駆動部と、を備え、
前記第１の塗布液ノズルと第２の塗布液ノズルとを互に逆向きにかつ対称にＸ方向に移動させることにより各基板表面に塗布液を夫々の基板内における塗布膜形成領域のＸ方向の一端から他端まで直線状に塗布した後、第１の塗布液ノズル及び第２の塗布液ノズルをＹ方向に相対的に移動させて、既に塗布された領域の隣の領域に塗布液ノズルを対向させ、こうしてＸ方向に塗布した領域を各々の塗布膜形成領域の一端側から他端側まで順次Ｙ方向に並べていくことを特徴とする塗布膜形成装置。 A substrate holding unit comprising a first substrate holding unit and a second substrate holding unit for holding a substrate;
Each is provided on a common base so as to face the substrate held by the substrate holding unit and spaced apart from each other in the Y direction, and the coating liquid is discharged to the substrate held by the first substrate holding unit A second coating liquid nozzle that discharges the coating liquid to the first coating liquid nozzle and the substrate held by the second substrate holding unit ;
An X-direction driving unit that is provided on the base and moves the first coating liquid nozzle and the second coating liquid nozzle in the X direction in opposite directions and symmetrically ;
A Y-direction drive unit that intermittently moves the base and the substrate holding unit relatively in the Y-direction,
By moving the first coating liquid nozzle and the second coating liquid nozzle in opposite directions and symmetrically in the X direction, the coating liquid is applied to the surface of each substrate in the X direction of the coating film forming region in each substrate. after applying linearly from one end to the other, the first coating solution nozzle and a second coating solution nozzle is relatively moved in the Y direction, coating liquid nozzle already in the area next to the applied area The coating film forming apparatus is characterized in that the regions coated in the X direction are sequentially arranged in the Y direction from one end side to the other end side of each coating film forming region .

Ｙ方向駆動部は、第１の塗布液ノズル及び第２の塗布液ノズルをＹ方向に間欠的に移動させる塗布液ノズル用のＹ方向駆動部と、基板保持部をＹ方向に間欠的に移動させる基板保持部用のＹ方向駆動部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の塗布膜形成装置。The Y-direction drive unit moves the first coating liquid nozzle and the second coating liquid nozzle intermittently in the Y direction and the substrate holding unit intermittently moves in the Y direction. coating film forming apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a Y-direction drive unit for the substrate holder to be.

前記Ｘ方向駆動部は、前記第１の塗布ノズルと第２の塗布ノズルとに共通に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の塗布膜形成装置。The coating film forming apparatus according to claim 1, wherein the X direction driving unit is provided in common to the first coating nozzle and the second coating nozzle.

前記Ｘ方向駆動部は、前記基体のＸ方向に伸びる一端側に設けられた駆動プーリと、当該基体の他端側に設けられた従動プーリと、これら駆動プーリと従動プーリとに巻き掛けられたエンドレスベルトと、このエンドレスベルトを正逆回転させるために前記駆動プーリに設けられた駆動源と、を備え、The X-direction drive unit is wound around a drive pulley provided on one end side extending in the X direction of the base, a driven pulley provided on the other end of the base, and the drive pulley and the driven pulley. An endless belt, and a drive source provided in the drive pulley for rotating the endless belt forward and backward,
前記エンドレスベルトのＸ方向に平行な一対のベルト部分の一方に前記第１の塗布ノズルが設けられ、当該ベルト部分の他方に第２の塗布ノズルが設けられていることを特徴とする請求項３記載の塗布膜形成装置。 4. The first application nozzle is provided in one of a pair of belt portions parallel to the X direction of the endless belt, and the second application nozzle is provided in the other of the belt portions. The coating film forming apparatus as described.