JP4130971B2 - 塗布膜形成装置および塗布膜形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、処理液を被処理基板に塗布し膜形成する際に、ノズル先端部における処理液の着液不足を防ぎ、被処理基板に処理液を均一に塗布することのできる塗布膜形成装置および塗布膜形成方法に関する。

例えばＬＣＤの製造においては、被処理基板であるＬＣＤ基板に所定の膜を成膜した後、フォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィ技術により回路パターンを形成する。このフォトリソグラフィ技術では、被処理基板であるＬＣＤ基板は、主な工程として、洗浄処理→脱水ベーク→アドヒージョン（疎水化）処理→レジスト塗布→プリベーク→露光→現像→ポストベークという一連の処理を経てレジスト層に所定の回路パターンを形成する。

従来、このような処理は、各処理を行う処理ユニットを搬送路の両側にプロセスフローを意識した形態で配置し、搬送路を走行可能な中央搬送装置により各処理ユニットへの被処理基板の搬入出を行うプロセスブロックを一または複数配置してなる処理システムにより行われている。このような処理システムは、基本的にランダムアクセスであるから処理の自由度が極めて高い。

このような処理システムにおいて、ＬＣＤ基板にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する方法として、レジスト液を帯状に塗布するレジスト供給ノズルとＬＣＤ基板とを、ノズル吐出口の長手方向と直交する方向に相対的に移動させて塗布する方法がある。この場合、レジスト供給ノズルには、基板の幅方向に延びる微小隙間を有するスリット状吐出口が設けられ、このスリット状吐出口から帯状に吐出されるレジスト液を基板の表面全体に供給することによりレジスト膜を形成する。

この方法によれば、基板一辺から他辺に亘ってレジスト液を帯状に吐出（供給）するため、レジスト液を無駄にすることなく、角型の基板の全面に平均してレジスト膜を形成することができる。なお、このような塗布膜形成方法を採用した塗布膜形成装置については特許文献１（特開平１０−１５６２５５号公報）に開示されている。
特開平１０−１５６２５５号公報（第３頁右欄第５行乃至第４頁左欄第６行、第１図）

前記した塗布膜形成方法では、塗布処理中において、ノズルから吐出されたレジスト液が吐出口周辺に付着するため、塗布処理後においては、吐出口周辺には全体に亘りレジスト液が不均一な状態で付着している。すなわち、その状態で次回の塗布処理を行うと、吐出口からのレジスト液の吐出が乱れ、基板面に対して均一な塗布処理を行うことが出来ない。

この問題を回避するため従来は、図１３に示すように、待機中において、ノズル２０１を回転するプライミングローラ２０２に近接し、所定量のレジスト液Ｒをプライミングローラ２０２の周面に吐出することにより、ノズル先端に付着するレジスト液Ｒを均一化していた（以下、プライミング処理と呼ぶ）。なお、図１３に示す従来例では、プライミングローラ２０２の周面に付着したレジスト液を除去し易くするため、プライミングローラ２０２の下部を溶剤たるシンナー２０４中に浸漬している。すなわち、このプライミングローラ２０２の周面に付着したレジスト液をシンナー２０４中で溶かすようになされている。さらに、この構成においては、固定式のワイパ２０３をプライミングローラ２０２の周面に摺接させて、プライミングローラ２０２に付着した余分なレジスト液Ｒを除去するようになされている。

図１４は、図１３に示したノズル２０１先端をその短手側から見た拡大断面図である。前記ノズル２０１の先端部は、その短手側から見てテーパ状とされ、ノズル短手方向に沿って吐出口２０１ａの前後には、下端面２０１ｂおよび傾斜面２０１ｃが夫々形成されている。
図示するようにプライミング処理においては、回転するプライミングローラ２０２の周面に対して吐出口２０１ａからレジスト液Ｒが吐出される。そのときレジスト液Ｒは、プライミングローラ２０２の回転方向に沿って流されるため、ノズル先端部においては図示するように、ローラ回転方向側の下端面２０１ｂおよび傾斜面２０１ｃの一部がレジスト液Ｒによって濡れた状態（レジスト液Ｒが付着した状態）となる。

従来のプライミング処理では、プライミングローラ２０２の回転開始のタイミングとノズル２０１からのレジスト液Ｒの吐出タイミングとが略同時とされている。その場合、ノズル２０１から吐出されたレジスト液Ｒは、すぐさまプライミングローラ２０２によって巻き取られる。このとき、図１５のノズル長手側の拡大図に示すように、ノズル先端部へのレジスト液の着液不足に起因して、傾斜面２０１ｃの下部においては、レジスト液Ｒによって濡れた部分と濡れていない部分とが生じていた。

ところで、このプライミング処理後、図１６に示すように基板Ｇに対するレジスト液Ｒの塗布時においては、傾斜面２０１ｃに付着したレジスト液Ｒは吐出口２０１ａから吐出したレジスト液Ｒをノズル進行方向の逆方向に引っ張ると共に、ノズル進行方向と直交方向（ノズル長手方向）にも引っ張る。
すなわち、図１５に示したノズル先端の状態で基板Ｇにレジスト液Ｒを塗布処理すると、傾斜面２０１ｃに付着したレジスト液Ｒが吐出口２０１ａから吐出したレジスト液Ｒを引っ張るため、その部分の膜厚のみが厚くなっていた。このため、塗布開始位置におけるレジスト膜厚が不均一となり、図１７に示すように箒スジＬ等が生じるという問題があった。

本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、処理液を被処理基板に塗布し膜形成する際に、ノズル先端部における処理液の着液不足を防ぎ、被処理基板に処理液を均一に塗布することのできる塗布膜形成装置および塗布膜形成方法を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る塗布膜形成装置は、被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有する処理液供給ノズルと、前記処理液供給ノズルからの処理液吐出を制御する吐出制御手段と、前記処理液供給ノズルの待機位置に設置され回転自在に形成されたローラと、前記ローラの回転を制御するローラ回転制御手段と、前記被処理基板に対して前記処理液供給ノズルを移動させるノズル移動手段とを備え、前記吐出口から処理液を前記ローラの周面に吐出させると共に、前記吐出口に付着する処理液を、前記ローラを回転させることにより均一化処理する塗布膜形成装置であって、前記待機位置において、前記吐出制御手段が処理液供給ノズルから所定量の処理液を吐出させた後に、前記ローラ回転制御手段は、所定時間を空けて、前記処理液供給ノズルの吐出口に付着する処理液が前記吐出口の長手方向を境に一方の側に多く付着するよう前記ローラを一方向に回転させ、前記処理液供給ノズルの使用位置において、前記ノズル移動手段は、前記吐出口の長手方向を境に処理液の付着が少ない側を進行方向として処理液供給ノズルを移動させることに特徴を有する。

この構成によれば、処理液供給ノズルからの処理液の吐出開始後、所定時間を空けてローラを回転開始するように制御がなされる。このようにすることによって、吐出口周辺に処理液が滞留した状態となり、吐出口周辺に十分な量の処理液を付着させることができる。
そして、プライミング処理後に、この処理液供給ノズルを用いて被処理基板に対する塗布処理を行う際には、吐出口周辺に一様に十分な処理液が付着しているため、塗布開始位置においては膜厚を均一にすることができ、箒スジの発生等を抑制することができる。
また、プライミング処理後において、吐出口周辺には、少なくともローラの回転方向側に一様に十分な処理液を付着させることができる。そして、前記構成によれば、被処理基板への塗布開始時において、その一様かつ十分に付着した処理液が、吐出口から吐出した処理液をノズル進行方向の逆方向に均一に引っ張ると共に、ノズル進行方向と直交方向（ノズル長手方向）にも均一に引っ張る。その結果、塗布開始位置において、より確実に膜厚を均一にすることができ、箒スジの発生等を抑制することができる。

或いは、前記した課題を解決するために、本発明に係る塗布膜形成装置は、被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有する処理液供給ノズルと、前記処理液供給ノズルからの処理液吐出を制御する吐出制御手段と、前記処理液供給ノズルの待機位置に設置され回転自在に形成されたローラと、前記ローラの回転を制御するローラ回転制御手段とを備え、前記吐出口から処理液を前記ローラの周面に吐出させると共に、前記吐出口に付着する処理液を、前記ローラを回転させることにより均一化処理する塗布膜形成装置であって、前記待機位置において、前記吐出制御手段が処理液供給ノズルから所定量の処理液を吐出させて処理液の吐出を終了した後、前記所定量の処理液の吐出から所定時間を空けて前記ローラ回転制御手段が前記ローラを回転開始させることに特徴を有する。

この構成によれば、前記処理液供給ノズルから所定量の処理液を吐出させて処理液の吐出を終了した後、前記所定量の処理液の吐出から所定時間を空けてローラを回転開始するように制御がなされる。このようにすることによって、吐出口周辺に処理液が滞留した状態となり、吐出口周辺に十分な量の処理液を付着させることができる。
そして、プライミング処理後に、この処理液供給ノズルを用いて被処理基板に対する塗布処理を行う際には、吐出口周辺に一様に十分な処理液が付着しているため、塗布開始位置においては膜厚を均一にすることができ、箒スジの発生等を抑制することができる。

また、前記した課題を解決するために、本発明に係る塗布膜形成方法は、被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有する処理液供給ノズルから、所定量の処理液を回転自在に形成されたローラの周面に吐出させると共に、前記吐出口に付着する処理液を、前記ローラを回転させることにより均一化処理する塗布膜形成方法であって、前記処理液供給ノズルの待機位置において、前記処理液供給ノズルから処理液を吐出開始させた後に所定時間を空けて前記ローラを回転開始させる工程と、前記処理液供給ノズルを待機位置から被処理基板上に移動し、前記処理液供給ノズルから吐出される処理液により前記被処理基板を成膜する工程とを含み、前記ローラを回転開始させる工程において、前記ローラを一方向に回転させることにより、処理液を前記吐出口の長手方向を境に一方の側に多く付着させ、前記被処理基板を成膜する工程において、前記吐出口の長手方向を境に処理液の付着が少ない側を処理液供給ノズルの進行方向とすることに特徴を有する。

このようにすれば、処理液供給ノズルからの処理液の吐出開始後、所定時間を空けてローラを回転開始するように制御がなされる。このようにすることによって、吐出口周辺は処理液が滞留した状態となり、吐出口周辺には十分な処理液を付着させることができる。
そして、プライミング処理後に、この処理液供給ノズルを用いて被処理基板に対する塗布処理を行う際には、吐出口周辺に一様に十分な処理液が付着しているため、塗布開始位置においては膜厚を均一にすることができ、箒スジの発生等を抑制することができる。
また、吐出口周辺において、少なくともローラの回転方向側に、一様に十分な処理液を付着させることができる。そして、被処理基板への塗布開始時においては、その一様かつ十分に付着した処理液が、吐出口から吐出した処理液をノズル進行方向の逆方向に均一に引っ張ると共に、ノズル進行方向と直交方向にも均一に引っ張る。その結果、塗布開始位置において、より確実に膜厚を均一にすることができ、箒スジの発生等を抑制することができる。

或いは、前記した課題を解決するために、本発明に係る塗布膜形成方法は、被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有する処理液供給ノズルから、所定量の処理液を回転自在に形成されたローラの周面に吐出させると共に、前記吐出口に付着する処理液を、前記ローラを回転させることにより均一化処理する塗布膜形成方法であって、前記処理液供給ノズルの待機位置において、前記処理液供給ノズルから処理液を吐出開始させた後に所定時間を空け、且つ前記処理液の吐出終了後に前記ローラを回転開始させる工程と、前記処理液供給ノズルを待機位置から被処理基板上に移動し、前記処理液供給ノズルから吐出される処理液により前記被処理基板を成膜する工程とを含むことに特徴を有する。

このようにすることによって、吐出口周辺に処理液が滞留した状態となり、吐出口周辺に十分な量の処理液を付着させることができる。
そして、プライミング処理後に、この処理液供給ノズルを用いて被処理基板に対する塗布処理を行う際には、吐出口周辺に一様に十分な処理液が付着しているため、塗布開始位置においては膜厚を均一にすることができ、箒スジの発生等を抑制することができる。

本発明によれば、処理液を被処理基板に塗布し膜形成する際に、ノズル先端部における処理液の着液不足を防ぎ、被処理基板に処理液を均一に塗布することのできる塗布膜形成装置および塗布膜形成方法を提供することができる。

以下、本発明にかかる実施の形態につき、図に基づいて説明する。図１は、本発明に係る塗布膜形成装置（レジスト塗布装置）を備えるレジスト塗布現像処理装置の全体構成を示す平面図である。
このレジスト塗布現像処理装置１００は、被処理基板である複数のＬＣＤ基板Ｇ（以下、基板Ｇと呼ぶ）を収容する複数のカセットＣを載置するカセットステーション１と、基板Ｇに処理液であるレジスト液の塗布および現像を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理ステーション２と、露光装置４との間で基板Ｇの受け渡しを行うためのインタフェイスステーション３とを備えている。
なお、前記処理ステーション２の両端に、前記カセットステーション１およびインタフェイスステーション３が夫々配置されている。また、図１において、レジスト塗布現像処理装置１００の長手方向をＸ方向、平面上においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。

カセットステーション１は、カセットＣと処理ステーション２との間で基板Ｇの搬入出を行うための搬送装置１１を備えている。この搬送装置１１は搬送アーム１１ａを有し、カセットＣの配列方向であるＹ方向に沿って設けられた搬送路１０上を移動可能であり、搬送アーム１１ａによってカセットＣと処理ステーション２との間で基板Ｇの搬入出が行われる。

処理ステーション２は、Ｘ方向に伸びる基板Ｇ搬送用の平行な２列の搬送ラインＡ、Ｂを有しており、搬送ラインＡに沿ってカセットステーション１側からインタフェイスステーション３に向けてスクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１、第１の熱処理ユニットセクション２６、レジスト処理ユニット２３および第２の熱処理ユニットセクション２７の一部が配列されている。
なお、スクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１の上の一部にはエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）２２が設けられている。

また、搬送ラインＢに沿ってインタフェイスステーション３側からカセットステーション１に向けて第２の熱処理ユニットセクション２７の一部、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４、ｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）２５および第３の熱処理ユニット２８が配列されている。

また、処理ステーション２では、前記２列の搬送ラインＡ，Ｂを構成するように、且つ基本的に処理の順になるように各処理ユニットおよび搬送装置が配置されており、これら搬送ラインＡ、Ｂの間には、空間部４０が設けられている。そして、この空間部４０を往復移動可能にシャトル４１が設けられている。このシャトル４１は基板Ｇを保持可能に構成されており、搬送ラインＡ、Ｂとの間で基板Ｇが受け渡し可能となっている。

また、インタフェイスステーション３は、処理ステーション２と露光装置４との間での間で基板Ｇの搬入出を行う搬送装置４２と、バッファカセットを配置するバッファステージ（ＢＵＦ）４３と、冷却機能を備えた基板受け渡し部であるエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４とを有しており、タイトラ（ＴＩＴＬＥＲ）と周辺露光装置（ＥＥ）とが上下に積層された外部装置ブロック４５が搬送装置４２に隣接して設けられている。なお、搬送装置４２は搬送アーム４２ａを備え、この搬送アーム４２ａにより処理ステーション２と露光装置４との間で基板Ｇの搬入出が行われる。

このように構成されたレジスト塗布現像装置１００においては、まず、カセットステーション１に配置されたカセットＣ内の基板Ｇが、搬送装置１１により処理ステーション２に搬入された後、先ず、エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ―ＵＶ）２２によるスクラブ前処理、スクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１によるスクラブ洗浄処理が行なわれる。
次いで、基板Ｇは、第１の熱処理ユニットセクション２６に属する熱処理ユニットブロック（ＴＢ）３１、３２に搬入され、一連の熱処理（脱水ベーク処理、疎水化処理等）が行われる。なお、第１の熱処理ユニットセクション２６内における基板搬送は搬送装置３３により行われる。

その後、基板Ｇはレジスト塗布処理ユニット２３に搬入され、レジスト液の膜形成処理が施される。このレジスト塗布処理ユニット２３では、先ずレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａにおいて基板Ｇにレジスト液が塗布され、次いで減圧乾燥ユニット（ＶＤ）２３ｂにおいて減圧乾燥処理がなされる。
なお、このレジスト塗布処理ユニット２３は、本発明に係る塗布膜形成装置としてのレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａを含むユニットであり、詳細に後述する。
前記レジスト塗布処理ユニット２３でのレジスト成膜処理後、基板Ｇは、第２の熱処理ユニットセクション２７に属する熱処理ユニットブロック（ＴＢ）３４、３５に搬入され、一連の熱処理（プリベーク処理等）が行われる。なお、第２の熱処理ユニットセクション２７内における基板搬送は搬送装置３６により行われる。

次いで、基板Ｇは搬送装置３６によりインタフェイスステーション３のエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４へ搬送され、搬送装置４２により外部装置ブロック４５の周辺露光装置（ＥＥ）に搬送される。そこで基板Ｇに対し、周辺レジスト除去のための露光が行われ、次いで搬送装置４２により露光装置４に搬送され、基板Ｇ上のレジスト膜が露光されて所定のパターンが形成される。なお、場合によってはバッファステージ（ＢＵＦ）４３上のバッファカセットに基板Ｇを収容してから露光装置４に搬送される。

露光終了後、基板Ｇはインタフェイスステーション３の搬送装置４２により外部装置ブロック４５の上段のタイトラ（ＴＩＴＬＥＲ）に搬送されて基板Ｇに所定の情報が記される。その後、基板Ｇはエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４に載置され、そこから再び処理ステーション２に搬送される。そして例えばコロ搬送機構により基板Ｇが現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４へ搬送され、そこで現像処理が施される。

現像処理終了後、基板Ｇは現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４からｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）２５に搬入され、基板Ｇに対して脱色処理が施される。その後、基板Ｇは第３の熱処理ユニットセクション２８に搬入され、熱処理ユニットブロック（ＴＢ）３７、３８において一連の熱処理（ポストベーク処理等）が施される。なお、第３の熱処理ユニットセクション２８内における基板搬送は搬送装置３９によって行われる。
そして基板Ｇは、第３の熱処理ユニットセクション２８において所定温度に冷却された後、カセットステーション１の搬送装置１１によって所定のカセットＣに収容される。

次に、レジスト塗布処理ユニット２３について図２に基づき説明する。図２は、レジスト塗布処理ユニット２３を構成するレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａ、および減圧乾燥ユニット（ＶＤ）２３ｂの平面図である。これらレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａ、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）２３ｂは、支持台６０の上に処理工程の順序に従い横一列に配置されている。支持台６０の両側には一対のガイドレール６２が敷設され、このガイドレール６２に沿って平行移動する一組または複数組の搬送アーム６４により、ユニット間で基板Ｇを直接やりとりできるようになっている。

図２に示す減圧乾燥ユニット（ＶＤ）２３ｂ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６６と、この下部チャンバ６６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６６は略四角形で、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７０が配置され、底面の四隅には排気口７２が設けられている。また、各排気口７２に接続された排気管（図示せず）は真空ポンプ（図示せず）に通じている。そして、下部チャンバ６６に前記上部チャンバを被せた状態で、両チャンバ内の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。

このように構成された減圧乾燥ユニット（ＶＤ）２３ｂにおいては、レジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａにおいてレジスト液が塗布された基板Ｇに対し、加熱に依らない減圧乾燥が施される。すなわち、減圧乾燥にあっては、レジスト中の溶剤が徐々に放出され、加熱して乾燥する場合のような急激な乾燥が生じないため、この減圧乾燥ユニット（ＶＤ）２３ｂでは、レジストに悪影響を与えることなくレジストの乾燥が促進される。

更に、レジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａについて図２、図３に基づき詳細に説明する。図３は、レジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａの外観を示す斜視図である。図示するように、このレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａは、基板Ｇを水平に保持する水平移動可能な保持手段である載置台５０と、この載置台５０の上方に配設されるレジスト供給ノズル（処理液供給ノズル）５１と、このレジスト供給ノズル５１（以下、ノズル５１と呼ぶ）を水平移動させるノズル移動手段８６とを具備している。

この構成において、ノズル５１をノズル移動手段８６によって水平移動することにより、載置台５０上の基板Ｇとノズル５１とを相対的に水平移動し得るようになされている。
なお、載置台５０におけるノズル５１の移動方向の一端部には、待機時におけるノズル５１の先端に付着したレジスト液を均一化するための回転自在なプライミングローラ（ローラ）５２と、このプライミングローラ５２をシンナーに浸漬する容器５３とを有する待機部５５が設けられている。

前記ノズル５１は、基板Ｇの幅方向に延びるスリット状の吐出口５１ａと、この吐出口５１ａに連通するレジスト液収容室（図示せず）とを有しており、このレジスト液収容室に接続するレジスト液供給チューブ５７を介してレジスト液供給源９５が接続されている。なお、ノズル５１の先端部は、その短手側から見てテーパ状とされ、ノズル短手方向に沿って吐出口５１ａの前後には、下端面５１ｂおよび傾斜面５１ｃが夫々形成されている。

また、吐出口５１ａの長手方向の両側には、この吐出口５１ａから吐出されるレジスト液Ｒの吐出圧を低減する膜厚制御手段８０が設けられている。この膜厚制御手段８０は、吐出口５１ａの長手方向の両側に連通する連通路８１にそれぞれ接続する吸引管８２と、吸引管８２に設けられた例えばダイヤフラムポンプのような吸引ポンプ８３とで構成されており、吸引ポンプ８３の駆動によって吐出口５１ａの両側の吐出圧が低減されるように構成されている。なお、吸引管８２における吸引ポンプ８３の吸引側すなわちノズル５１側には開閉弁８４が介設されている。

次に、前記構成のレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａによるレジスト液塗布処理時の動作態様について説明する。まず、ノズル５１を待機部５５のプライミングローラ５２に近接させた状態において、搬送アーム６４によって搬送された基板Ｇを載置台５０上に吸着保持する。次に、レジスト液供給源９５からレジスト液Ｒをノズル５１内のレジスト液収容室に供給すると共に、ノズル移動手段８６によってノズル５１を待機部５５から基板Ｇ上に移動する。

次いで、ノズル５１は、吐出口５１ａからレジスト液Ｒを吐出しながら、基板Ｇ上を移動する。なお、図３においては、その構成を説明するため、吐出口５１ａと基板Ｇ間の距離を拡大して図示しているが、吐出口５１ａと基板Ｇとの距離は、４０〜１５０μｍの程度に設置され、好ましくは６０μｍに設定される。
また、この際、吸引ポンプ８３を駆動して吐出口５１ａの長手方向の両側を吸引することにより、吐出口５１ａの両側におけるレジスト液Ｒの吐出圧が減少され、吐出口５１ａの中央部側の吐出圧と両側の吐出圧がほぼ等しくなった状態、すなわちレジスト液Ｒの液厚が等しくなった状態で基板Ｇ上に帯状に吐出（供給）される。したがって、基板Ｇとノズル５１が相対的に水平移動することによって基板Ｇの表面にレジスト液Ｒが帯状に供給され、基板Ｇの表面全体に均一な膜厚のレジスト膜が形成される。

このようにして、基板Ｇ表面にレジスト膜を形成した後、レジスト液Ｒの供給が停止されると共に、ノズル５１を待機位置に移動し、ノズル５１の吐出口５１ａを待機部５５内のプライミングローラ５２に近接して、次の塗布処理に備える。また、レジスト膜が形成された基板Ｇは、搬送アーム６４によって載置台５０から減圧乾燥ユニット（ＶＤ）２３ｂに搬送される。

続いて、レジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａにおいて、ノズル５１が待機位置にあるときの動作について図４乃至図６に基づき説明する。図４はレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａの待機状態での機能構成を示すブロック図、図５はノズル５１先端に付着したレジスト液の均一化処理（プライミング処理）を説明するための工程図、図６は、図５の工程フローである。

図４において、基板Ｇへのレジスト膜形成後においては、全体制御部８５によりノズル移動手段８６が制御され、塗布操作を終えたノズル５１は使用位置ｂから待機位置ａへと移動され、次回の塗布に備える。この待機位置ａには、光センサからなる待機位置検出器８７が設けられており、ノズル５１が待機位置ａにある場合には、その旨の待機位置検知信号Ｐ１が発生され、全体制御部８５に入力される。
すなわち、前記待機位置検知信号Ｐ１が入力される間、全体制御部８５はノズル５１が待機位置ａにあると判断し、待機状態でのレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａの動作制御を適切に行うようになされている。

ノズル５１が待機位置ａにある場合、ノズル先端はプライミングローラ５２の周面に近接して配置される（図６のステップＳ１）。なお、ノズル先端の吐出口５１ａとプライミングローラ５２との距離は、塗布処理時における吐出口５１ａと基板Ｇとの距離と同じに設定される。すなわち、その距離は４０〜１５０μｍの程度に設定され、好ましくは６０μｍに設定される。
そして、全体制御部８５からの指示によりレジスト液供給源９５の吐出制御手段（例えばエアオペレーションバルブ等）８８が開放され、図５（ａ）に示すようにノズル５１の吐出口５１ａから所定量のレジスト液Ｒ（例えば粘度４ｃｐｓ）がプライミングローラ５２の周面に対して吐出される（例えば０．１ｃｃのレジスト液Ｒが０．０３〜０．０５ｓｅｃで吐出される）。このとき、プライミングローラ５２は未だ回転停止状態である（図６のステップＳ２）。

ここで、吐出口５１ａから吐出されたレジスト液Ｒはプライミングローラ５２の周面上に滞留するため、ノズル５１先端は一時的にレジスト液Ｒ中に浸漬した状態となり、傾斜面５１ｃの下部には、例えば１０〜２０μｍの高さ幅で全体に亘りレジスト液Ｒが十分に付着した状態となる。

次いで、ノズル５１からのレジスト液吐出開始後、所定時間Ｔが経過したならば（図６のステップＳ３）、図５（ｂ）に示すようにローラ回転制御手段９２によりプライミングローラ５２が一方向に回転を開始し（例えば、ローラ直径９０ｍｍで、速度６０ｍｍ／ｓｅｃ）、吐出口５１ａ周辺に付着するレジスト液Ｒが均一に整えられる（図６のステップＳ４）。

ここで、ノズル５１の吐出口５１ａから吐出されたレジスト液Ｒは、プライミングローラ５２の回転方向に沿って流れるため、ノズル５１先端に付着するレジスト液Ｒも吐出口５１ａの長手方向を境にプライミングローラ５２の回転方向側に多く付着するようになされている。特に、プライミングローラ５２の回転開始前にノズル５１先端の傾斜面５１ｃの下部は全体に亘りレジスト液Ｒにより濡れた状態となっているため、プライミングローラ５２の回転により流されたレジスト液Ｒは、プライミングローラ５２の周面に巻き取られると同時に、傾斜面５１ｃにも流れ易くなっている。これにより傾斜面５１ｃの下部において、プライミングローラ５２の回転方向側には、一様に多くのレジスト液Ｒが付着することになる。

図５（ｃ）に示すように所定量のレジスト液吐出が終了しているならば（図６のステップＳ５）、図５（ｄ）に示すようにノズル５１は、ノズル移動手段８６によりプライミングローラ５２から引き離される（図６のステップＳ６）。なお、図６に示すフローは、吐出口５１ａからのレジスト液Ｒの吐出終了のタイミングと、プライミングローラ５２の回転開始のタイミングの順序を限定するものではなく、例えばどちらが先であってもよい。

前記したプライミング処理によれば、傾斜面５１ｃの下部において、少なくともプライミングローラ５２の回転方向側には、図７に示すように一様にレジスト液Ｒが付着した状態となっている。この状態のノズル５１を用いて基板Ｇへの塗布処理を行う際には、傾斜面５１ｃの下部において、プライミングローラ５２の回転方向側、すなわちレジスト液Ｒがより多く一様に付着した側をノズル進行方向の反対側（裏側）に配置し、ノズル５１の移動が行なわれる。そして、その塗布処理開始時においては、傾斜面５１ｃの下部に付着したレジスト液Ｒが吐出口５１ａから吐出されるレジスト液Ｒをノズル進行方向の逆方向に引っ張ると共に、ノズル進行方向と直交方向（ノズル長手方向）にも引っ張る。しかしながら、その傾斜面５１ｃの下部にはレジスト液Ｒが一様に付着しているため、図８に示すように基板Ｇ上の塗布処理開始位置における膜厚は略均一となり、箒スジ等の発生が抑制される。

なお、図４に示すように、本構成においては、プライミングローラ５２の周面に付着したレジスト液Ｒを除去し易くするため、プライミングローラ５２の下部を溶剤たるシンナー８９中に浸漬させている。すなわち、プライミングローラ５２の周面に付着したレジスト液をシンナー８９中で溶かすようになされている。

また、プライミングローラ５２の途中には、ワイパ９１が設けられている。このワイパ９１は、耐薬品性の樹脂から成り、先端がプライミングローラ５２の周面に摺接して周面上の不要な前回の回り込みレジスト液やシンナー８９を除去できるようになっている。
なお、ワイパ９１の先端形状は、このレジスト液除去機能が発揮できるものであれば良く、この例で用いている楔形の断面の他、矩形断面や二股状の断面形状の任意の形状を採用することができる。
また、このワイパ９１は、エアシリンダ９０によりプライミングローラ５２周面に接触する下位置とプライミングローラ５２周面から離れた上位置との間を昇降可能に構成されており、必要に応じて、その位置を変更可能になされている。

以上の実施の形態によれば、待機中におけるプライミング処理においては、ノズル５１からのレジスト液Ｒの吐出開始後、所定時間Ｔを空けてプライミングローラ５２を回転開始するように制御がなされる。このようにすることによって、ノズル５１先端にレジスト液Ｒが滞留した状態となり、プライミング処理後においてもノズル５１先端における傾斜面５１ｃの下部には全体に亘り十分にレジスト液Ｒが付着した状態とすることができる。
そして、プライミング処理後に、このノズル５１を用いて基板Ｇに対する塗布処理を行う際には、塗布開始時において傾斜面５１ｃの下部に付着したレジスト液Ｒが吐出口５１ａから吐出されるレジスト液Ｒをノズル進行方向の逆方向に引っ張ると共に、ノズル進行方向と直交方向（ノズル長手方向）にも引っ張る。しかしながら、傾斜面５１ｃの下部には全体に亘り一様にレジスト液Ｒが付着しているため、塗布開始位置においては膜厚を均一にすることができ、箒スジの発生等を抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、ノズル５１先端においては、吐出口５１ａの長手方向を境にプライミングローラ５２の回転方向側に多く付着するようになされる。そして、基板Ｇへのレジスト膜形成処理においては、吐出口５１ａの長手方向を境にレジスト液が少なく付着している側が進行方向となるように制御される。すなわち、ノズル５１先端の傾斜面５１ｃの下部において、少なくともプライミングローラ５２の回転方向側には、レジスト液Ｒが一様に付着しているため、塗布開始位置において、より確実に膜厚を均一にすることができ、箒スジの発生等を抑制することができる。

なお、前記した実施の形態においては、ＬＣＤ基板にレジスト膜を塗布形成する場合を例としたが、これに限らず処理液を被処理基板上に供給する任意の塗布膜形成装置に適用可能である。本発明における処理液としては、レジスト液以外にも、例えば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の液体も可能である。また、本発明における被処理基板は、ＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。

続いて、本発明に係る塗布膜形成装置について、実施例に基づき、さらに説明する。
［比較例］
待機時におけるノズル先端に付着したレジスト液の均一化処理（プライミング処理）において、ノズルからのレジスト液吐出開始のタイミングとプライミングローラの回転開始のタイミングを同時（従来タイミングと呼ぶ）として実験を行った。この実験では、先ず、前記従来タイミングによりノズル先端に付着したレジスト液の均一化処理を行った後、基板面へのレジスト膜形成処理を行った。そして、膜形成状態を観察すると共に、塗布開始位置における膜厚の測定を行った。なお、実験条件を以下の表１に示す。

この実験による膜厚測定結果を図９（ａ）の表および図１０のグラフに示す。尚、これらの結果は、図９（ｂ）に示す基板上の異なるポジション（Ｂａｃｋ、１／２Ｂａｃｋ、Ｃｅｎｔｅｒ、１／２Ｆｒｏｎｔ、Ｆｒｏｎｔ）の夫々において、ノズル進行方向に沿って基板端部（０ｍｍ）から１００ｍｍまでの間（塗布開始位置）における膜厚を測定した結果である。
図１０のグラフに示すように、測定位置が３０ｍｍ以上であれば基板上の各ポジション間で膜厚は略均一に安定しているが、測定位置が０〜３０ｍｍの間では、基板上のポジション間で膜厚にばらつきが見られた。また、膜形成状態を観察した結果、塗布開始位置において、箒状のスジや粒状の跡が見られた。

［実施例］
前記実施の形態に示した構成のレジスト塗布装置を用いて実験を行った。この実験では、先ず、ノズル先端のレジスト液均一化処理を行った後、基板面へのレジスト膜形成処理を行った。そして、膜形成状態を観察すると共に、塗布開始位置における膜厚の測定を行った。なお、実験条件を以下の表２に示す。

この実験による膜厚測定結果を図１１（ａ）の表および図１２のグラフに示す。尚、これらの結果は、図１１（ｂ）に示す基板上の異なるポジション（Ｂａｃｋ、１／２Ｂａｃｋ、Ｃｅｎｔｅｒ、１／２Ｆｒｏｎｔ、Ｆｒｏｎｔ）の夫々において、ノズル進行方向に沿って基板端部（０ｍｍ）から１００ｍｍまでの間（塗布開始位置）における膜厚を測定した結果である。
図１２のグラフに示すように、本実験では、すべての測定位置において、基板上の各ポジション間での膜厚が略均一に安定していることを確認した。また、膜形成状態を観察した結果、塗布開始位置において、箒状のスジや粒状の跡は見られなかった。

以上の実施例の結果から、本発明に係る塗布膜形成装置および塗布膜形成方法にあっては、処理液を基板に塗布し膜形成を行う際に、ノズル先端部における処理液の着液不足を防ぐことができ、基板に処理液を均一に塗布することができることを確認した。

本発明は、ＬＣＤ基板や半導体ウエハ等に処理液を成膜する塗布膜形成装置に適用でき、半導体製造業界、電子デバイス製造業界等において好適に用いることができる。

図１は、本発明に係る塗布膜形成装置（レジスト塗布装置）を備えるレジスト塗布現像処理装置の全体構成を示す平面図である。 図２は、図１のレジスト塗布現像処理装置が備えるレジスト塗布処理ユニットの平面図である。 図３は、図２のレジスト塗布処理ユニットを構成するレジスト塗布装置の外観を示す斜視図である。 図４は、図３のレジスト塗布装置の待機状態での機能構成を示すブロック図である。 図５は、レジスト塗布装置が備えるレジスト供給ノズルの吐出口付近のレジスト液均一化処理を説明するための工程図である。 図６は、図５の工程フローである。 図７は、図５の工程により均一化処理されたノズル先端の状態を説明するためのノズル先端拡大図である。 図８は、図５の工程により均一化処理されたレジスト供給ノズルを用いて塗布処理を行った基板の状態を説明するための平面図である。 図９は、比較例として従来のレジスト塗布装置を用いてレジスト液の塗布処理を行い、塗布開始時における膜厚を測定した結果を示す表である。 図１０は、図９をグラフ化したものである。 図１１は、図３および図４に示す構成のレジスト塗布装置を用いてレジスト液の塗布処理を行い、塗布開始時における膜厚を測定した結果を示す表である。 図１２は、図１１をグラフ化したものである。 図１３は、従来のレジスト供給ノズルの吐出口付近のレジスト液均一化処理を説明するための図である。 図１４は、図１３に示すノズルの先端部の拡大断面図である。 図１５は、従来の均一化処理によるノズル先端の状態を説明するためのノズル先端拡大図である。 図１６は、基板に対して塗布処理を行う状態を説明するためのノズル先端の拡大断面図である。 図１７は、従来のレジスト塗布装置において発生していたレジスト液の塗布開始時における箒スジを示す平面図である。

符号の説明

２３ レジスト塗布処理ユニット
２３ａ レジスト塗布装置（塗布膜形成装置）
５１ レジスト供給ノズル（処理液供給ノズル）
５１ａ 吐出口
５１ｂ 下端面
５１ｃ 傾斜面
５２ プライミングローラ（ローラ）
８６ ノズル移動手段
８８ 吐出制御手段
９２ ローラ回転制御手段
１００ レジスト塗布現像処理装置
Ｇ ＬＣＤ基板（被処理基板）
Ｒ レジスト液（処理液）

Claims (4)

1. 被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有する処理液供給ノズルと、前記処理液供給ノズルからの処理液吐出を制御する吐出制御手段と、前記処理液供給ノズルの待機位置に設置され回転自在に形成されたローラと、前記ローラの回転を制御するローラ回転制御手段と、前記被処理基板に対して前記処理液供給ノズルを移動させるノズル移動手段とを備え、
   前記吐出口から処理液を前記ローラの周面に吐出させると共に、前記吐出口に付着する処理液を、前記ローラを回転させることにより均一化処理する塗布膜形成装置であって、
   前記待機位置において、前記吐出制御手段が処理液供給ノズルから所定量の処理液を吐出させた後に、前記ローラ回転制御手段は、所定時間を空けて、前記処理液供給ノズルの吐出口に付着する処理液が前記吐出口の長手方向を境に一方の側に多く付着するよう前記ローラを一方向に回転させ、
   前記処理液供給ノズルの使用位置において、前記ノズル移動手段は、前記吐出口の長手方向を境に処理液の付着が少ない側を進行方向として処理液供給ノズルを移動させることを特徴とする塗布膜形成装置。
2. 被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有する処理液供給ノズルと、前記処理液供給ノズルからの処理液吐出を制御する吐出制御手段と、前記処理液供給ノズルの待機位置に設置され回転自在に形成されたローラと、前記ローラの回転を制御するローラ回転制御手段とを備え、
   前記吐出口から処理液を前記ローラの周面に吐出させると共に、前記吐出口に付着する処理液を、前記ローラを回転させることにより均一化処理する塗布膜形成装置であって、
   前記待機位置において、前記吐出制御手段が処理液供給ノズルから所定量の処理液を吐出させて処理液の吐出を終了した後、前記所定量の処理液の吐出から所定時間を空けて前記ローラ回転制御手段が前記ローラを回転開始させることを特徴とする塗布膜形成装置。
3. 被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有する処理液供給ノズルから、所定量の処理液を回転自在に形成されたローラの周面に吐出させると共に、前記吐出口に付着する処理液を、前記ローラを回転させることにより均一化処理する塗布膜形成方法であって、
   前記処理液供給ノズルの待機位置において、前記処理液供給ノズルから処理液を吐出開始させた後に所定時間を空けて前記ローラを回転開始させる工程と、
   前記処理液供給ノズルを待機位置から被処理基板上に移動し、前記処理液供給ノズルから吐出される処理液により前記被処理基板を成膜する工程とを含み、
   前記ローラを回転開始させる工程において、前記ローラを一方向に回転させることにより、処理液を前記吐出口の長手方向を境に一方の側に多く付着させ、
   前記被処理基板を成膜する工程において、前記吐出口の長手方向を境に処理液の付着が少ない側を処理液供給ノズルの進行方向とすることを特徴とする塗布膜形成方法。
4. 被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有する処理液供給ノズルから、所定量の処理液を回転自在に形成されたローラの周面に吐出させると共に、前記吐出口に付着する処理液を、前記ローラを回転させることにより均一化処理する塗布膜形成方法であって、
   前記処理液供給ノズルの待機位置において、前記処理液供給ノズルから処理液を吐出開始させた後に所定時間を空け、且つ前記処理液の吐出終了後に前記ローラを回転開始させる工程と、
   前記処理液供給ノズルを待機位置から被処理基板上に移動し、前記処理液供給ノズルから吐出される処理液により前記被処理基板を成膜する工程とを含むことを特徴とする塗布膜形成方法。

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