JP4184124B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に塗布する処理液を送液する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
基板にレジスト液などの処理液を塗布する場合に、シリンジポンプ(ピストンポンプ)、ベローズポンプ、ギアポンプ、あるいはダイヤフラムポンプなど各種ポンプによってレジスト液を送液する装置や、一定圧力でレジスト液を送液する圧送型の装置などが知られている。
【0003】
特に、スリットノズルによりレジスト液を塗布するスリットコータでは、スリットノズルの移動速度と供給されるレジスト液の量によって、基板に塗布されるレジスト液の膜厚が決定される。したがって、高精度にレジスト液の膜厚をコントロールするために、従来より、ベローズポンプまたはピストンポンプが用いられている。
【0004】
しかし、ベローズポンプは送液されるレジスト液に脈動を生じやすいこと、ベローズ部分において狭小な隙間の存在が構造上不可避であるため、その部分を完全に洗浄することが実質的に不可能であること等の問題がある。そのため、スリットコータにおいては、レジスト液を送液する機構として、主にピストンポンプが採用されている。このように、ピストンポンプを用いたスリットコータが、例えば特許文献1に記載されている。
【0005】
図6は、特許文献1に記載されているスリットコータに用いられるピストンポンプ110を用いた送液機構100の構造を示す概略図である。送液機構100は、ピストンポンプ110、配管機構120および駆動機構130から構成される。ピストンポンプ110は、シリンダ111、ピストン112、シール材113、および吐出口114を備える。また、配管機構120は、吐出配管121と吐出バルブ122とを備える。さらに、駆動機構130は、モータ131、ボールネジ132、ナット部材133を備えている。なお、図示を省略しているが、駆動機構130は、モータ131の回転速度を落とすための減速機などをさらに備えている。
【0006】
ピストンポンプ110の吐出口114は、配管機構120の吐出配管121に接続されており、吐出配管121は図示しないスリットノズルに連通接続されている。吐出配管121は吐出バルブ122を開放状態にすることにより、吐出口114と連通接続される。
【0007】
送液機構100では、モータ131がボールネジ132を回転させると、ナット部材133がボールネジ132に沿って移動する。ナット部材133には、ピストン112が固定されているため、ナット部材133がボールネジ132に沿って移動すると、当該移動に伴ってピストン112がZ軸に沿って移動する。ナット部材133の移動方向は、モータ131の回転方向によって規定される。
【0008】
スリットノズルからレジスト液を吐出する際には、送液機構100は、吐出バルブ122を開放状態にするとともに、モータ131によりナット部材133を(+Z)方向に駆動することによって、ピストン112をシリンダ111に押し込み、シリンダ111内のレジスト液をスリットノズルに送液する。
【0009】
また、シリンダ111内にレジスト液を吸引する際には、吐出バルブ122を閉鎖状態にするとともに、モータ131を吐出の際と逆方向に回転させ、ピストン112をシリンダ111から抜く方向((−Z)方向)に移動させることによって、図示しない吸引口からレジスト液を吸引する。このような動作によって、特許文献1に記載されているスリットコータは、レジスト液をスリットノズルに送液することができるようにされている。
【0010】
【特許文献1】
特開2000−334355公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の装置では、ピストン112を押し込む際に、シリンダ111の内壁の一部が外部雰囲気に曝され、付着しているレジスト液Rが変質するという問題があった。このような状態で、シリンダ111内に新たなレジスト液を吸引するためにピストン112を移動させると、変質したレジスト液Rが吸引されたレジスト液に混入してしまい、パーティクルの原因となる。
【0012】
また、このように変質したレジスト液Rを除去するためには、ピストン112やシール材113などを取り外して洗浄しなければならず、ポンプのメンテナンスに時間を要するという問題があった。
【0013】
また、ピストン112を移動させる駆動機構(モータ131、ボールネジ132およびナット部材133)の加工精度・制御精度が低いために、ナット部材133(ピストン112)の送り精度が低く、結果として送液精度が低下するという問題があった。
【0014】
さらに、ピストンポンプ110を駆動することにより、シール材113がシリンダ111との摩擦により摩耗し、それによって生じたパーティクルが処理液に混入したり、シール材113を定期的に交換しなければならないという問題があった。
【0015】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、パーティクルを発生させることなく、高精度に処理液を送液することを第1の目的とする。
【0016】
また、シール材113のように摩滅する部材を使用することなく、処理液を送液することを第2の目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、基板に所定の処理液の膜を形成する基板処理装置であって、基板を保持する保持台と、前記所定の処理液を基板の主面に吐出するスリットノズルと、前記所定の処理液を供給する供給機構と、前記所定の処理液を前記スリットノズルに送液する送液手段と、前記送液手段を介することなく前記所定の処理液を前記スリットノズルに導く予備流路と、前記送液手段を介して送液するか、前記予備流路を介して送液するかを選択する流路選択手段と、を備え、前記供給機構が、前記所定の処理液を貯留し、前記送液手段に大気圧下で前記所定の処理液を吸引させるバッファタンクと、前記バッファタンクに前記所定の処理液を補給し、前記バッファタンクに貯留された前記所定の処理液を所定の圧力で前記スリットノズルに送液する補給手段とを有し、前記送液手段が、内部容積を変更可能な容器部材と、内部が前記所定の処理液の流路となるとともに、内部容積を変更可能なチューブ部材と、前記容器部材の内部容積を変更駆動する駆動手段と、を有し、前記容器部材の内部に前記チューブ部材が配置され、前記容器部材と前記チューブ部材との間の空間には、間接液が内封されており、前記予備流路は、前記補給手段により前記所定の処理液を加圧して送液する場合に使用される。
【0018】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る基板処理装置であって、前記容器部材は、互いに内径が異なり、且つ、内部が互いに連通した第1および第2ベローズよりなり、前記駆動手段は、前記第1および第2ベローズの境界近傍を所定の方向に移動させる。
【0019】
また、請求項3の発明は、請求項1または2の発明に係る基板処理装置であって、前記駆動手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段が、前記送液手段が送液する前記所定の処理液の送液量を制御する定容量供給手段と、前記送液手段による前記所定の処理液の流量を制御する定流量供給手段とを有する。
【0020】
また、請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記送液手段が、前記チューブ部材の両端側にそれぞれ位置する吸引口および吐出口を有し、前記吸引口および前記吐出口のうち、いずれか一方の高さ位置が他方より低くなるように配置される。
【0022】
また、請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記バッファタンクの液面は前記スリットノズルの吐出口よりも低い高さとなるように設定されている。
【0024】
また、請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記供給機構が、前記バッファタンクに貯留された前記所定の処理液の量を測定する測定手段をさらに有する。
【0026】
また、請求項7の発明は、請求項1ないし6のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記所定の処理液を前記スリットノズルに送液する場合に、前記駆動手段を駆動することによる送液と、前記補給手段による送液とのいずれか一方を選択する送液選択手段をさらに備える。
【0027】
また、請求項8の発明は、請求項1ないし7のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記流路選択手段が、前記予備流路を開閉するバルブを有する。
【0028】
また、請求項9の発明は、請求項1ないし8のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記送液手段が、1の前記スリットノズルについて、複数の前記容器部材と、複数の前記チューブ部材とを有する。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【0033】
<1. 第1の実施の形態>
<1.1 構成の説明>
図1は、本発明の実施の形態である基板処理装置1の概略を示す斜視図である。図2は、基板処理装置1の本体2の正面図である。
【0034】
基板処理装置1は、本体2と制御系6とに大別され、液晶表示装置の画面パネルを製造するための角形ガラス基板を被処理基板90としており、基板90の表面に形成された電極層などを選択的にエッチングするプロセスにおいて、基板90の表面にレジスト液を塗布する塗布装置(スリットコータ)として構成されている。したがって、この実施の形態では、スリットノズル41は基板90に対してレジスト液を吐出するようになっている。なお、基板処理装置1は、液晶表示装置用のガラス基板だけでなく、一般に、フラットパネルディスプレイ用の種々の基板に処理液(薬液)を塗布する装置として変形利用することもできる。
【0035】
本体2は、被処理基板90を載置して保持するための保持台として機能するとともに、付属する各機構の基台としても機能するステージ3を備える。ステージ3は直方体形状の一体の石製であり、その上面(保持面30)および側面は平坦面に加工されている。
【0036】
ステージ3の上面は水平面とされており、基板90の保持面30となっている。 保持面30には多数の真空吸着口が分布して形成されており、基板処理装置1において基板90を処理する間、基板90を吸着することにより、基板90を所定の水平位置に保持する。
【0037】
この保持面30のうち基板90の保持エリア(基板90が保持される領域)を挟んだ両端部には、略水平方向に平行に伸びる一対の走行レール31aが固設される。走行レール31aは、架橋構造4の両端部に固設される支持ブロック31bとともに、架橋構造4の移動を案内し(移動方向を所定の方向に規定する)、架橋構造4を保持面30の上方に支持するリニアガイドを構成する。
【0038】
ステージ3の上方には、このステージ3の両側部分から略水平に掛け渡された架橋構造4が設けられている。架橋構造4は、カーボンファイバ樹脂を骨材とするノズル支持部40と、その両端を支持する昇降機構43,44とから主に構成される。
【0039】
ノズル支持部40には、スリットノズル41、ギャップセンサ42、および送液機構80とが取り付けられている。
【0040】
水平Y方向に伸びるスリットノズル41には、スリットノズル41へ薬液(レジスト液)を送液する送液機構80が接続されている。スリットノズル41は、送液機構80によりレジスト液が送られ、基板90の表面を走査することにより、基板90の表面の所定の領域(以下、「レジスト塗布領域」と称する。)にレジスト液を吐出する。
【0041】
ギャップセンサ42は、架橋構造4のノズル支持部40に基板90の表面と対向する位置に取り付けられ、所定の方向(−Z方向)の存在物(例えば、基板90やレジスト膜)との間の距離(ギャップ)を検出して、検出結果を制御系6に出力する。
【0042】
このように、ノズル支持部40にスリットノズル41とギャップセンサ42とが取り付けられることにより、これらの相対的な位置関係が固定される。したがって、制御系6は、ギャップセンサ42の検出結果に基づいて、基板90の表面とスリットノズル41との距離を検出することができる。なお、本実施の形態における基板処理装置1では2つのギャップセンサ42を備えているが、ギャップセンサ42の数はこれに限られるものではなく、さらに、多くのギャップセンサ42を備えていてもよい。
【0043】
ノズル支持部40には、スリットノズル41の上方となる位置に送液機構80が設けられている。図3は、レジスト液をスリットノズル41に供給・送液するための構成を概略的に示す図である。なお、図3では、図示を省略しているが、各構成は必要に応じて制御系6と信号の送受信が可能な状態で接続されており、制御系6からの制御信号に応じてそれぞれ動作することが可能とされている。
【0044】
基板処理装置1は、レジスト液を供給する供給機構70として、補給装置71、バッファタンク72、センサ73を備えるとともに、スリットノズル41にレジスト液を導くための配管機構として、主配管74、開閉バルブ75,76、フィルタ77、逆止弁78、開閉バルブ83,84、および予備配管85を備える。
【0045】
補給装置71は、図示しないレジストボトルからレジスト液をバッファタンク72に供給する機能を有している。また、バッファタンク72に貯留されたレジスト液を圧送する機能をも有する。
【0046】
バッファタンク72は、レジスト液を一時的に貯留することによって、レジスト液に混入しているエアーを分離除去するために設けられている。すなわち、レジスト液に混入しているエアーは、レジスト液がバッファタンク72に貯留されている間に、バッファタンク72の貯留槽の上部に集まり、後述するエアー抜きバルブ88が開放状態とされることによって、エアー排気配管89を介して装置外に排気される。また、バッファタンク72は、レジストポンプ81がレジスト液を吸入する際に大気圧力下で吸引させる機能をも有する。
【0047】
センサ73は、バッファタンク72に貯留されているレジスト液の量を検出するために設けられる。センサ73は、より詳細には、3つの液面センサから構成されており、それぞれの液面センサは、オーバーフロー、上限量、および下限量を検出できるようにされている。センサ73によって検出された液面位置情報は制御系6に伝達され、この検出結果に基づいて制御系6が制御信号を生成して、補給装置71を制御する。これにより、バッファタンク72に適切な量のレジスト液を貯留しておくことができる。
【0048】
バッファタンク72は、図2には図示しないが、昇降機構43の側方でスリットノズル41と略同じ高さ位置に設けられ、バッファタンク72内の液面はスリットノズル41の吐出口41aよりもやや下方位置となるように設定される。
【0049】
主配管74は、レジスト液をレジストポンプ81を介してスリットノズル41に導く配管である。レジスト液は、制御系6からの制御信号に応じて流路の開閉を行う開閉バルブ75,76がいずれも開放状態である場合に、主配管74を通ってスリットノズル41に送液される。
【0050】
フィルタ77は、図3に示すように、レジストポンプ81の一次側に設けられ、スリットノズル41に送液されるレジスト液から異物を取り除く機能を有している。また、逆止弁78は、主配管74内のレジスト液が逆流することを防止するために配置され、図3において右側方向にのみレジスト液を通過させる弁である。
【0051】
開閉バルブ83,84および予備配管85は、レジストポンプ81を介することなく、レジスト液を送液するための構成である。すなわち、開閉バルブ75を閉鎖状態とし、開閉バルブ83,84を開放状態とすると、レジスト液は主配管74およびレジストポンプ81を介さずに、予備配管85を通ってスリットノズル41に送液される。すなわち、制御系6と開閉バルブ75,83,84とが、主に本発明における流路選択手段に相当する。
【0052】
また、基板処理装置1は、供給機構70からスリットノズル41まで送り出すための駆動力を生成する送液機構80を備える。
【0053】
図4は、送液機構80の詳細を示す図である。送液機構80は、レジストポンプ81および駆動機構82から主に構成される。なお、図4では、レジストポンプ81の断面を示している。
【0054】
レジストポンプ81は、第1ベローズ811、第2ベローズ812、接合部材813、チューブ814を有している。また、レジストポンプ81には、レジスト液を吸引する際にレジスト液の入口となる吸引口815と、レジスト液を吐出する際にレジスト液の出口となる吐出口816とがそれぞれ設けられている。吸引口815は主配管74を介して供給機構70に連通接続され、吐出口816は主配管74を介してスリットノズル41に連通接続され、吸引口815が吐出口816よりも下方に位置するように設置されている。
【0055】
なお、スリットノズル41からの吐出精度を向上させるためには、レジストポンプ81の吐出口816からスリットノズル41までの距離を短くすることが望ましい。本実施の形態における基板処理装置1では、送液機構80がノズル支持部40に配置されており、当該距離が短くなるように配置されているため、スリットノズル41の吐出精度を向上させることができる。
【0056】
第1ベローズ811および第2ベローズ812は、Z軸方向に沿って伸縮可能な部材で構成されており、接合部材813を介して第1ベローズ811の(−Z)側の端部と、第2ベローズ812の(+Z)側の端部とが互いに固着されているとともに、内部が互いに連通している。また、第1ベローズ811と第2ベローズ812の合計長さ(図中X)が一定となるようにその両端が蓋810を介して図外の剛体に支持されている。第1ベローズ811の内径面積(Z軸に垂直な面の面積)は、第2ベローズ812の内径面積より小さいため、第1ベローズ811が伸びた状態と、第2ベローズ812が伸びた状態との間で状態を変化させることにより、レジストポンプ81の容積を変更することができる。
【0057】
第1ベローズ811および第2ベローズ812の内部にはチューブ814が配置されている。チューブ814は管状の可塑性部材で構成され、両端がそれぞれ吸引口815および吐出口816に連通接続されている。すなわち、チューブ814はレジスト液の流路を構成している。なお、本実施の形態における基板処理装置1では、図4に示すように、チューブ814はZ軸に沿って略垂直方向に配置される。
【0058】
第1・第2ベローズ811,812とチューブ814とによって囲まれた空間には、間接液LQが内封されている。間接液LQとしては、圧力や温度等の変化に対して体積変化率の低い液体が用いられる。これによって、第1ベローズ811および第2ベローズ812が伸縮により変形した場合であっても、間接液LQの体積はほとんど変化することはない。
【0059】
このような構成により、本実施の形態における基板処理装置1では、第1ベローズ811が伸びる際(接合部材813を下方に移動させる場合)には、レジストポンプ81の第1・第2ベローズ内部の容積が減少することにより間接液LQが加圧される。間接液LQは加圧によっても体積がほとんど減少しない液体であるから、加圧された間接液LQによってチューブ814が収縮して(絞られて)、チューブ814内が加圧される。このとき廃液バルブ86を閉鎖状態にしておけば、吸引口815側には逆止弁78が設けられているため、チューブ814内のレジスト液が吸引口815から逆流することはない。また、開閉バルブ76が開放状態であれば、チューブ814内のレジスト液は吐出口816から吐出され、スリットノズル41に向かって送液される。
【0060】
一方、第2ベローズが伸びる際(接合部材813を上方に移動させる場合)には、レジストポンプ81の第1・第2ベローズの内部の容積が増加し、間接液LQが減圧される。間接液LQは減圧によっても体積がほとんど増加しない液体であるから、間接液LQによってチューブ814が膨張し、チューブ814内が減圧される。このとき開閉バルブ76を閉鎖状態にしておけば、吐出口816からレジスト液がチューブ814内に流入することはなく、バッファタンク72内のレジスト液が吸引口815から吸引される。
【0061】
すなわち、レジストポンプ81は接合部材813をZ軸方向に沿って往復移動させることにより、レジスト液の吸引動作と吐出動作とを繰り返し行うことができ、レジスト液を送液する機能を有している。
【0062】
図5は、駆動機構82の詳細を示す図である。駆動機構82は、ベース820、駆動モータ821、ボールネジ822、ナット部材823、取付部材824、ガイド825、軸受け部材826、およびガイド固定部材827を備えており、レジストポンプ81がレジスト液を送液するための駆動力を生成する機能を有する。本実施の形態における基板処理装置1では、駆動モータ821により生成される回転駆動力を、主にボールネジ822とナット部材823とからなる構成によって直動駆動力に変換してレジストポンプ81の駆動力とする。
【0063】
ベース820は、駆動機構82の各構成を搭載して、一体化するための部材である。また、図5では図示を省略しているが、ベース820にはノズル支持部40に固定するための部材などが適宜設けられている。このように、駆動機構82の各構成を一体構造とした状態でノズル支持部40に固定することにより、駆動精度を向上することができる。なお、ベース820は、後述するガイド825による案内方向がZ軸に沿うようにノズル支持部40に固定される。
【0064】
駆動モータ821は、低速回転(500rpm以下)における速度精度が高いDD(Direct Drive)モータである。このように駆動モータ821にDDモータを採用することにより、本実施の形態における基板処理装置1では、減速機などを介することなくボールネジ822と駆動モータ821とを直結することができるため、装置を低廉化および小型化させることができるとともに、減速機の精度やバックラッシュ等によって、ナット部材823の送り精度が低下することを防止することができる。さらに、タイミングベルト等を使用した場合に比べて、剛性値を維持できるため、回転ムラや制御特性(急激な速度変化に対する応答遅れなど)の低下を抑制することができる。なお、本実施の形態における駆動機構82に使用する駆動モータ821は、DDモータに限られるものではなく、低速回転における速度精度の高いもの(1%以下at100rpm)であれば、他の方式のモータが使用されてもよい。なお、低速時の速度精度が十分でないモータを使用する場合には、バックラッシュ等の少ない、いわゆる高精度減速機と組み合わせて使用すればよいが、この場合でもモータは高分解能(217p/rev以上)のものを用いる。
【0065】
また、図5では図示を省略しているが、駆動モータ821は、制御系6と信号の送受信が可能な状態で接続されており、制御系6からの制御信号に応じて回転量および回転速度が制御可能である。なお、駆動モータ821としては、ACサーボモータ、ステッピングモータ、DDモータなど、制御系6からの制御信号によって回転位置決め可能なモータを用いることができるが、本実施の形態における基板処理装置1では、低速回転時の精度を考慮してDDモータを用いる。また、送り精度を向上させるために、高分解能(分解能217p/rev以上のもの)のDDモータとする。
【0066】
ボールネジ822は、中心軸Pを有する円筒棒状の部材であり、両端に取り付けられた一対の軸受け部材826によって、ベース820に取り付けられる。また、ボールネジ822の円筒表面には、ナット部材823と螺合するための螺旋状のリードが設けられている。このボールネジ822のリードピッチDは3mmないし6mmとされている。
【0067】
ナット部材823は、ボールネジ822と螺合するための貫通口が設けられており、当該貫通口の内壁にはボールネジ822に設けられたリードとかみ合う向きに螺旋状の溝が形成されている。また、ナット部材823には取付部材824が固定されており、取付部材824がレジストポンプ81の接合部材813に取り付けられる。
【0068】
ナット部材823の貫通口にボールネジ822が回転しつつ螺入されると、ナット部材823は中心軸Pに沿って、ボールネジ822に対して所定の方向に直線的に移動する。ナット部材823と接合部材813とは取付部材824を介して連結されていることから、ナット部材823を前述のように移動させると、接合部材813が連動して同一方向に移動する。このようにして基板処理装置1では、駆動モータ821による中心軸P回りの回転駆動力が、レジストポンプ81のZ軸方向の直動駆動力に変換される。なお、ナット部材823がボールネジ822に沿って駆動モータ821側に移動するときの駆動モータ821の回転方向を、「正方向」と称する。
【0069】
さらに、ナット部材823には、ガイド825と迎合するための案内部(図示せず)が設けられている。当該案内部には複数のボールが設けられており、ナット部材823とガイド825とは、当該ボールを介して迎合することにより、ナット部材823が移動する際の摩擦を抑制することができる。また、各ボールとボールとの間には樹脂製のスペーサ、あるいはスペーサボールが配置される。これにより、ボールの転動および循環に伴う振動や送りムラを抑制することができるため、ナット部材823の速度精度を向上させることができる。
【0070】
ガイド825は、ナット部材823の案内部(図示せず)と迎合しつつ、一対のガイド固定部材827によってベース820にボールネジ822とともに、十分な精度と剛性とをもって一体に組立固定されている。ガイド825は、直線状の案内軸Jを有しており、ナット部材823と迎合することにより、ボールネジ822の回転によって移動するナット部材823の移動方向を、案内軸Jに沿った方向に規定する機能を有する。
【0071】
ナット部材823は、前述のように、ボールネジ822が回転することによってボールネジ822の中心軸Pに沿って移動するが、中心軸Pの方向はボールネジ822の駆動振動などによって変動する。したがって、ボールネジ822だけではナット部材823の移動方向を精度よく規定することはできない。これに対して、ガイド825は静止していることから、案内軸Jは中心軸Pに比べてその方向が安定している。したがって、駆動機構82のナット部材823が案内軸Jによって移動方向が規定されていることにより、ナット部材823の移動速度および移動方向の精度を向上させることができる。
【0072】
軸受け部材826には、図示しないサポート用のベアリングが内部に設けられており、ボールネジ822には当該ベアリングが当接する。これにより、ボールネジ822の中心軸P回りの回転を阻害することなく、ボールネジ822をベース820に取り付けることができる。なお、当該ベアリングは、ボールネジ822の回転剛性を向上させるために、軸負荷を考慮して、適切な剛性等を有する部材を使用する。また、比較的大型のベアリングを使用することにより、ボールネジ822の回転の安定性を向上させることができる。
【0073】
図3に戻って、基板処理装置1は、主にメンテナンスなどにおいて使用される配管機構として、廃液バルブ86、廃液配管87、エアー抜きバルブ88、およびエアー排気配管89を備える。
【0074】
廃液バルブ86は、主配管74と廃液配管87との間の流路を開閉するためのバルブである。廃液バルブ86は、制御系6からの制御信号に応じて開閉制御される。廃液配管87は、図示しない回収機構に連通接続されており、廃液バルブ86が開放状態にされると、レジストポンプ81や主配管74内のレジスト液が廃液配管87を介して当該回収機構に回収される。
【0075】
エアー抜きバルブ88は、バッファタンク72とエアー排気配管89との間の流路を開閉するためのバルブである。エアー抜きバルブ88は、制御系6からの制御信号に応じて開閉制御される。エアー排気配管89は、図示しない排気ポンプに連通接続されており、エアー抜きバルブ88が開放状態にされると、バッファタンク72内でレジスト液と分離されたエアーが、エアー排気配管89を介して排気される。なお、この装置で使用している全てのバルブは、そのバルブの動作によって配管内の液体に圧力変化や容積変化を生じさせない、いわゆるキャンセルタイプのものが使用される。
【0076】
図1および図2に戻って、昇降機構43,44はスリットノズル41の両側に分かれて、ノズル支持部40によりスリットノズル41と連結されている。昇降機構43,44はスリットノズル41を並進的に昇降させるとともに、スリットノズル41のYZ平面内での姿勢を調整するためにも用いられる。
【0077】
架橋構造4の両端部には、ステージ3の両側の縁側に沿って別れて配置された一対のACコアレスリニアモータ(以下、単に、「リニアモータ」と略する。)50,51が、それぞれ固設される。
【0078】
リニアモータ50は、固定子(ステータ)50aと移動子50bとを備え、固定子50aと移動子50bとの電磁的相互作用によって架橋構造4をX軸方向(基板90の表面に沿った方向)に移動させるための駆動力を生成するモータである。また、リニアモータ50による移動量および移動方向は、制御系6からの制御信号により制御可能となっている。なお、リニアモータ51もほぼ同様の機能、構成を有する。
【0079】
リニアエンコーダ52,53は、それぞれスケール部および検出子(図示せず)を備え、スケール部と検出子との相対的な位置関係を検出して、制御系6に伝達する。各検出子は架橋構造4の両端部にそれぞれ固設されており、リニアエンコーダ52,53は架橋構造4の位置検出を行う機能を有している。
【0080】
制御系6は、プログラムに従って各種データを処理する演算部60、プログラムや各種データを保存する記憶部61を内部に備える。また、前面には、オペレータが基板処理装置1に対して必要な指示を入力するための操作部62、および各種データを表示する表示部63を備える。
【0081】
制御系6は、図示しないケーブルにより本体2に付属する各機構と接続されており、操作部62および各種センサなどからの信号に基づいて、ステージ3、架橋構造4、昇降機構43,44、リニアモータ50,51、供給機構70、および送液機構80などの各構成を制御する。
【0082】
特に制御系6は、オペレータからの指示入力に基づいて開閉バルブ75,76,83,84の開閉制御を行うことにより、レジスト液を主配管74を介して導くか、予備配管85を介して導くかの選択を行う。また、制御信号によって駆動モータ821の回転方向、1ストローク当たりの回転量、および回転速度を制御する。基板処理装置1では、駆動モータ821の1ストローク当たりの回転量によってレジストポンプ81の接合部材813の移動量(レジストポンプ81の容積変化量)が決定されることから、当該回転量を制御することは、レジストポンプ81が送液するレジスト液の送液量を制御することに相当する。また、基板処理装置1では、駆動モータ821の回転速度によって接合部材813の移動速度(レジストポンプ81の容積変化速度)が決定されることから、当該回転速度を制御することは、レジストポンプによるレジスト液の流量を制御することに相当する。
【0083】
制御系6の具体的な構成としては、記憶部61はデータを一時的に記憶するRAM、読み取り専用のROM、および磁気ディスク装置などが該当し、可搬性の光磁気ディスクやメモリーカードなどの記憶媒体、およびそれらの読み取り装置などであってもよい。また、操作部62は、オペレータが基板処理装置1に対する指示を入力するためのボタンおよびスイッチ類(キーボードやマウスなどを含む。)などであるが、タッチパネルディスプレイのように表示部63の機能を兼ね備えたものであってもよい。表示部63は、液晶ディスプレイや各種ランプなどが該当する。
【0084】
<1.2 動作の説明>
次に、基板処理装置1の動作について説明する。基板処理装置1では、主に3つの動作モード(塗布モード、プリ塗布モード、メンテナンスモード)が存在し、いずれの動作モードを選択するかは、オペレータからの指示入力に従って、制御系6がそれぞれの構成を制御することにより行う。
【0085】
<1.2.1 塗布モードの動作>
まず、通常の塗布モードの動作について説明する。オペレータからの指示入力により、塗布モードが選択されると、制御系6が、開閉バルブ83,84、廃液バルブ86およびエアー抜きバルブ88を閉鎖状態にするとともに、開閉バルブ75を開放状態にする。これによりレジスト液の流路として主配管74が選択される。
【0086】
このとき、予めバッファタンク72には、センサ73からの検出結果に基づいて、補給装置71により上限位置までレジスト液が貯留されているものとする。以後、レジストポンプ81がレジスト液の吸引動作を行っている間を除いて、バッファタンク72には制御系6の制御によって上限位置までレジスト液の供給が行われる。
【0087】
基板処理装置1では、オペレータまたは図示しない搬送機構により、所定の位置に基板90が搬送されると、ステージ3が保持面30上の所定の位置に基板90を吸着して保持する。続いて、制御系6からの制御信号に基づいて、昇降機構43,44が、ノズル支持部40に取り付けられたギャップセンサ42を基板90の厚み分よりも高い所定の高度(以下、「測定高度」と称する。)に移動させる。
【0088】
ギャップセンサ42が測定高度にセットされると、リニアモータ50,51が、架橋構造4をX方向に移動させることにより、ギャップセンサ42をレジスト塗布領域の上方まで移動させる。ここで、レジスト塗布領域とは、基板90の表面のうちでレジスト液を塗布しようとする領域であって、通常、基板90の全面積から、端縁に沿った所定幅の領域を除いた領域である。このとき、制御系6は、リニアエンコーダ52,53の検出結果に基づいて、それぞれのリニアモータ50,51に制御信号を与えることにより、ギャップセンサ42のX軸方向の位置を制御する。
【0089】
次に、ギャップセンサ42が基板90表面のレジスト塗布領域における基板90表面とスリットノズル41とのギャップの測定を開始する。測定が開始されると、リニアモータ50,51が架橋構造4をさらにX方向に移動させることでギャップセンサ42がレジスト塗布領域を走査し、走査中の測定結果を制御系6に伝達する。このとき、制御系6は、ギャップセンサ42の測定結果を、リニアエンコーダ52,53によって検出される水平位置と関連づけて記憶部61に保存する。
【0090】
架橋構造4が基板90の上方をX方向に通過して、ギャップセンサ42による走査が終了すると、制御系6は、架橋構造4をその位置で停止させ、ギャップセンサ42からの検出結果に基づいて、スリットノズル41のYZ平面における姿勢が、適切な姿勢(スリットノズル41とレジスト塗布領域との間隔がレジスト液を塗布するために適切な間隔となる姿勢。以下、「適正姿勢」と称する。)となるノズル支持部40の位置を算出し、算出結果に基づいて、それぞれの昇降機構43,44に制御信号を与える。その制御信号に基づいて、それぞれの昇降機構43,44がノズル支持部40をZ軸方向に移動させ、スリットノズル41を適正姿勢に調整する。
【0091】
このように、レジスト液の均一な塗布を実現するためには、スリットノズル41と基板90の表面との距離を厳密に調整する必要がある。基板処理装置1では、制御系6がギャップセンサ42の検出結果に基づいて、昇降機構43,44を制御することにより、当該距離の調整を行っている。
【0092】
さらに、リニアモータ50,51が架橋構造4を−X方向に移動させ、スリットノズル41を吐出開始位置に移動させる。ここで、吐出開始位置とは、レジスト塗布領域の一辺にスリットノズル41がほぼ沿う位置である。
【0093】
スリットノズル41が吐出開始位置まで移動すると、制御系6が制御信号をリニアモータ50,51に与える。その制御信号に基づいて、リニアモータ50,51が架橋構造4を−X方向に移動させることでスリットノズル41が基板90の表面を走査する。
【0094】
このとき制御系6は開閉バルブ76および駆動モータ821に対しても制御信号を与え、スリットノズル41によって走査が行われている間、開閉バルブ76を開放状態にするとともに、駆動モータ821を正方向に回転駆動して、レジストポンプ81の接合部材813を(−Z)方向に移動させる。この動作により、レジストポンプ81の第1ベローズが伸長するとともに、第2ベローズが収縮するため、間接液LQが加圧される。間接液LQが加圧されると、チューブ814が収縮し、チューブ814内に吸引されていたレジスト液が吐出口816からスリットノズル41に送られる。
【0095】
これにより、スリットノズル41がレジスト塗布領域にレジスト液を吐出し、基板90の表面上にレジスト液の層が形成される。なお、本実施の形態における基板処理装置1では、レジストポンプ81の接合部材813がナット部材823とともに滑らかに移動することから、送液されるレジスト液にポンピングなどによる脈動を生じることがなく、送液ムラを抑制することができる。
【0096】
また、この構成では、スリットノズル41の吐出口41aの高さがバッファタンク72内のレジスト液の液面高さよりも高くなるように、バッファタンク72が配置され、液面高さが設定されている。これにより、塗布時において、スリットノズル41からの不所望な液流出が生じない。
【0097】
また、このときの駆動モータ821の回転速度は、形成されるレジスト液の層厚がレジスト塗布領域の全面において設定値となるように制御系6によって制御される。制御系6がこのような制御を行うための駆動モータ821の回転速度分布は、予め実験などにより適正値が求められている。なお、レジスト液の送液精度を向上させるためには、レジスト液を比較的低速で送液することが好ましいが、一般のモータは高速回転において安定的である。本実施の形態における基板処理装置1の駆動機構82は、駆動モータ821に低速回転精度のよいDDモータを採用していることから、レジスト液を低速で送液した場合にも精度のよい制御を行うことができ、スリットノズル41の吐出精度を向上させることができる。
【0098】
さらに、このような低速回転において回転精度のよい駆動モータ821を用いることにより、ボールネジ822のリードピッチDを、加工精度が低下する3mm未満とすることなく、加工精度のよい3mmないし6mmとすることができ、精度の向上を図ることができる。
【0099】
スリットノズル41が吐出終了位置まで移動すると、制御系6が制御信号を駆動機構82、昇降機構43,44およびリニアモータ50,51に与える。その制御信号に基づいて、駆動機構82が停止することによってスリットノズル41からのレジスト液の吐出が停止し、昇降機構43,44がギャップセンサ42を測定高度に移動させる。さらに、制御系6は開閉バルブ76を制御して閉鎖状態にする。
【0100】
スリットコータにおけるレジスト液の吐出量は、スリットノズルに対して供給されるレジスト液の量によってほぼ決定される。本実施の形態における基板処理装置1では、レジスト液の吐出開始から吐出終了までの間(1ストローク中)にレジストポンプ81から送液されるレジスト液の量は、駆動モータ821が1ストローク中に回転する回転量として制御系6によって制御される。ここで、駆動モータ821が制御系6による制御に対して分解能217p/rev以上の高分解能を有していることから、当該回転量の制御精度の向上を図ることができる。したがって、スリットノズル41の吐出量の精度向上を図ることができる。
【0101】
次に、リニアモータ50,51が架橋構造4をX方向に移動させることでギャップセンサ42がレジスト塗布領域を走査し、基板90上に形成されたレジスト膜とのギャップを測定して制御系6に伝達する。制御系6は、レジスト塗布前に測定したギャップの値(基板90の表面との間の距離)と、レジスト塗布後に測定したギャップの値(レジスト膜の表面との間の距離)との差を計算することにより、基板90上に形成されたレジスト膜の厚さ寸法を算出する。
【0102】
さらに、算出した厚さ寸法に応じて、許容される厚さ寸法の範囲として予め設定されている所定値と比較することにより、基板90に対して行われた塗布処理の良否を判定し、判定結果を表示部63に表示する。
【0103】
これにより、基板90の表面上に処理液の層(レジスト膜)を形成した後、速やかに良否判定を行うことができることことから、表示部63に表示された判定結果に基づいて、例えば、オペレータなどが処理状況に迅速に対応できる。なお、ギャップセンサ42を用いた検査では、主にX軸方向の異常の検出を行うことができることから、例えば、レジスト液が塗布されていない(レジスト液の不足)、吐出開始位置や吐出終了位置がずれている、塗布終了位置において厚膜化現象が生じているといった異常を検出することもできる。さらに、この膜圧測定結果に基づいて、例えば、膜厚が所望の厚みより薄い場合には、次回の塗布時の駆動モータ821の速度を高めるなど、レジストポンプ81を状況に応じて柔軟に制御することができ、所望の塗布結果を得るのに適する。
【0104】
またこの間に、制御系6は、制御信号により駆動機構82の駆動モータ821を逆回転させ、ナット部材823を(+Z)方向に移動させる。これにより、接合部材813が(+Z)方向に移動するため、第1ベローズ811が収縮するとともに、第2ベローズ812が伸長する。したがって、間接液LQが減圧されて、チューブ814が膨張し、吸引口815を介してチューブ814内に供給機構70からレジスト液が吸引される。
【0105】
このように、レジストポンプ81は、吐出動作および吸引動作において、レジスト液の流路となる部分が外気に曝されることがない。したがって、図6に示すピストンポンプを用いる装置のように外気に曝されたレジスト液が変質して混入することがなく、基板処理装置1はパーティクルの発生を抑制することができる。
【0106】
レジスト膜の検査が終了すると、ステージ3は基板90の吸着を停止し、オペレータまたは搬送機構が基板90を保持面30から取り上げ、次の処理工程に搬送する。
【0107】
以上が本実施の形態における基板処理装置1の塗布モードにおける動作である。
【0108】
<1.2.2 プリ塗布モードの動作>
次に、基板処理装置1のプリ塗布モードについて説明する。プリ塗布モードとは、基板処理装置1がレジストポンプ81の駆動によらずにレジスト液をスリットノズル41に送液するモードである。
【0109】
基板処理装置1では、例えば塗布モードに先立って、スリットノズル41の先端が乾燥などによって正常にレジスト液を吐出できない状態になっていないか、あるいは、スリットノズル41の先端部で変質したレジスト液を予め廃液・除去するなどの理由からプリ塗布(試し塗り)が行われる。また、洗浄後のエアー抜きなどの処理においてもプリ塗布が行われる。
【0110】
オペレータからの指示によりプリ塗布モードが選択されると、まず、制御系6が制御信号により開閉バルブ75,76を開放状態にするとともに、開閉バルブ83,84、廃液バルブ86およびエアー抜きバルブ88を閉鎖状態にする。これにより、供給機構70からスリットノズル41までのレジスト液の流路として主配管74が選択される。
【0111】
次に、制御系6がリニアモータ50,51を制御することにより架橋構造4を待機位置から、プリ塗布を行う位置(図示しないプリ塗布プレートに対して塗布を行う位置)に移動させる。
【0112】
さらに、制御系6がバッファタンク72を制御することにより大気圧によってスリットノズル41にレジスト液の送液を行う。
【0113】
基板処理装置1のプリ塗布処理においては、高精度な吐出を行う必要はなく、レジストポンプ81を制御することによって吐出量・吐出流量の高精度制御を行う必要がない。したがって、制御系6がレジスト液を送液する手法として、レジストポンプ81の駆動によらずに、バッファタンク72の大気圧により送液する手法を選択することによって、駆動力を生成せずにレジスト液の送液を行うことができる。
【0114】
スリットコータでは、粘度の高いレジスト液が使用される場合や、洗浄・廃液時に変質したレジスト液およびパーティクルを一気に押し流す場合などにおいて、高圧力による送液を行う必要がある。本実施の形態における基板処理装置1では、このような処理においてもプリ塗布により対応することができる。
【0115】
オペレータからの指示入力により高圧力によるプリ塗布が選択されると、まず、制御系6が制御信号により開閉バルブ83,84を開放状態にするとともに、開閉バルブ75、廃液バルブ86およびエアー抜きバルブ88を閉鎖状態にする。これにより、供給機構70からスリットノズル41までのレジスト液の流路として予備配管85が選択される。
【0116】
次に、制御系6がリニアモータ50,51を制御して、架橋構造4を移動させる。このとき、基板90に塗布する場合は、塗布モードと同様にギャップセンサ42による測定などが行われた後、架橋構造4は前述の吐出開始位置に配置される。また、プリ塗布プレートに塗布する場合は、架橋構造4は前述のプリ塗布位置に配置される。
【0117】
架橋構造4が所定の位置に配置されると、制御系6がリニアモータ50,51を制御することにより架橋構造4を所定の方向に移動させつつ、スリットノズル41による走査を行う。このとき制御系6は、開閉バルブ76を開放状態にするとともに、供給機構70の補給装置71を制御してレジスト液を加圧する。これにより、加圧されたレジスト液が供給機構70からスリットノズル41に向けて送液され、スリットノズル41からレジスト液が吐出される。
【0118】
このように、基板処理装置1が予備配管85を備えており、制御系6が予備配管85を適宜選択する機能を有していることによって、例えば、レジストポンプ81のチューブ814が破損するおそれがある程度の高圧力がレジスト液に加えられる場合であっても、基板処理装置1はレジスト液の送液を行うことができる。したがって、基板処理装置1は高粘度のレジスト液であっても、処理液として使用することができる。
【0119】
所定量の吐出が実行されると、リニアモータ50,51が架橋構造4を待機位置に退避させ、プリ塗布モードを終了する。以上が基板処理装置1におけるプリ塗布モードの動作説明である。
【0120】
<1.2.3 メンテナンスモードの動作>
次に、基板処理装置1のメンテナンスモードの動作について説明する。基板処理装置1では、配管(主配管74、予備配管85、廃液配管87など)やレジストポンプ81を洗浄する、あるいはレジスト液を交換するなどのメンテナンスが適宜行われる。
【0121】
基板処理装置1は、オペレータからの指示入力により、メンテナンスモードが選択されると、制御系6によって廃液バルブ86が開放状態にされる。
【0122】
基板処理装置1では、図3および図4に示すように、レジストポンプ81のチューブ814がZ軸に沿う方向に配置されている。すなわち、レジストポンプ81内のレジスト液の送液方向がZ軸に沿う方向となるように配置されており、吸引口815の高さ位置が吐出口816の高さ位置より低い位置に配置されている。
【0123】
このように、本実施の形態における基板処理装置1では、吸引口815および吐出口816のうち高さ位置が低い位置に配置されている吸引口815側を廃液配管87に接続することにより、制御系6が廃液バルブ86を開放状態にすることで、レジストポンプ81内のレジスト液を容易に抜き取ることができる。
【0124】
また、レジスト液の流路となるチューブ814の内壁には複雑な凹凸などが形成されることがなく、廃液バルブ86を開放状態にするだけで、レジストポンプ81内のレジスト液が廃液配管87に導かれてスムーズに抜き取られる。したがって、洗浄等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【0125】
また、このような配置によりレジストポンプ81内の気泡が効率よく上部に抜けるため、気泡除去作業も容易に行うことができる。
【0126】
また、基板処理装置1では、廃液バルブ86を開放状態にする際に、開閉バルブ76も開放状態とすることにより、スリットノズル41内のレジスト液も効率よく回収することができる。なお、廃液バルブ86を開放状態にする際に、制御系6が図示しない回収機構を制御することにより、廃液配管87を真空吸引するように構成してもよい。その場合は、さらに容易にレジスト液を抜き取ることができる。
【0127】
所定の時間が経過して、廃液・洗浄・除去処理が終了すると、基板処理装置1はメンテナンスモードを終了するとともに、メンテナンス作業が終了したことを表示部63に表示する。これにより、オペレータは、基板処理装置1が塗布処理を開始することができる状態になったことを知得することができる。
【0128】
以上のように、第1の実施の形態における基板処理装置1では、送液機構80が吐出動作および吸引動作を行う際に、図6に示すピストンポンプ110のように処理液の流路(シリンダ111の内壁)が外部雰囲気に曝されることがなく、パーティクルの発生を防止することができる。
【0129】
また、送液機構80が、チューブ814を収縮させることによって処理液を送液するため、処理液の流れが脈動することを抑制できることから、高精度な送液を行うことができる。基板処理装置1のようなスリットコータにおいては、スリットノズル41に対するレジスト液の送液精度によって吐出精度が大きく影響を受けるため、特に有効である。
【0130】
また、レジストポンプ81において、従来のピストンポンプ110のシール材113のように摩耗する部材(例えば、Oリングなど)を使用していないため、部品の交換頻度を抑制することができる。
【0131】
また、レジストポンプ81の内部形状が円筒状の簡易な形状(チューブ814)となっていることから、レジストポンプ81内部の処理液を容易に廃液することができ、処理液の洗浄・除去を容易に行うことができるため、メンテナンス作業を容易に行うことができる。特に、一般的なベローズポンプと比べて処理液の置換性がよいため、カラーレジストの塗布に適している。
【0132】
また、吸引口815および吐出口816のうち、一方の高さ位置を低く配置することにより、レジストポンプ81内の気泡を容易に上部から抜くことができるとともに、処理液は下部から容易に廃液することができる。これによってもメンテナンス作業が容易になる。
【0133】
また、制御系6が駆動機構82の駆動モータ821を駆動することによる送液と、補給装置71による送液とを選択することにより、基板処理装置1の使用状況に応じた送液を行うことができる。
【0134】
また、基板処理装置1では、レジストポンプ81および主配管74を介してレジスト液を送液するか、予備配管85を介してレジスト液を送液するかを選択することにより、使用される処理液の状況に応じた送液を行うことができる。
【0135】
<2. 第2の実施の形態>
第1の実施の形態における基板処理装置1では、1つのレジストポンプ81によってスリットノズル41にレジスト液を送液する構成となっている。ここで、処理すべき基板90が大型化し、塗布処理における1ストローク当たりの吐出量を増加させる必要が生じた場合、従来では、レジストポンプ81を吐出量の大きい大型ポンプに交換することにより対応していた。しかし、このような大型のポンプは、精度よく製造することが難しいため、結果として塗布精度が低下するという問題がある。本発明では、第1の実施の形態に示す基板処理装置1のように、レジスト液を送液するポンプは、1つに限られるものではなく、複数であってもよい。
【0136】
図7は、このような原理に基づいて構成した第2の実施の形態における基板処理装置1の送液機構80を示す図である。なお、図7では、予備配管85等の第1の実施の形態とほぼ同じ構成については図示を省略している。
【0137】
本実施の形態における基板処理装置1は、2つのレジストポンプ81a,81bと、2つの駆動機構82a,82bとを備えている点が第1の実施の形態における基板処理装置1と異なっている。また、主配管74aは、図7に示すように、それぞれのレジストポンプ81a,81bから吐出されるレジスト液を、スリットノズル41の供給口410に導くように配置されている。各レジストポンプ81a,81bから吐出されるレジスト液は、接続点CPにおいて合流し、供給口410からスリットノズル41に供給される。
【0138】
レジストポンプ81a,81bは、それぞれ第1の実施の形態におけるレジストポンプ81と同様の構造を有しており、それぞれが第1ベローズ811、第2ベローズ812およびチューブ部材814を備えている。また、駆動機構82a,82bは、それぞれ第1の実施の形態における駆動機構82と同様の構造を有している。レジストポンプ81aは駆動機構82aによって駆動され、レジストポンプ81bは駆動機構82bによって駆動される。
【0139】
制御系6は、駆動機構82a,82bとが同期的に駆動するように制御する以外は、第1の実施の形態と同様の制御を行う。
【0140】
以上のように、第2の実施の形態における基板処理装置1は、レジスト液を送液するために第1の実施の形態におけるレジストポンプ81と同じ構造のポンプを用いるため、同様の効果を得ることができる。
【0141】
また、2つのレジストポンプ81a,81bによってレジスト液の送液を行うことにより、スリットノズル41に供給されるレジスト液の量は、各レジストポンプ81a,81bの合算量となるため、1ストローク当たりの吐出量を増加させることができる。基板90が大型化して、1ストローク当たりに吐出するレジスト液の量が増加した場合に、加工精度の低い大型のポンプを用いるのではなく、高精度に加工された小型のポンプを2つ用いることで、塗布精度の向上を図ることができる。なお、本実施の形態における基板処理装置1では、2つのレジストポンプ81a,81bを用いているが、ポンプの数はこれに限られるものではなく、さらに多くのポンプを備える構成としてもよい。
【0142】
<3. 変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【0143】
例えば、上記実施の形態における基板処理装置1は、スリットノズルからレジスト液を吐出する、いわゆるスリットコータであるが、本発明はスリットコータに限定されるものではない。
【0144】
また、駆動機構82が駆動するポンプは、レジストポンプ81のような形式のポンプに限られるものではなく、例えば、ピストンポンプのピストンを駆動するために用いられてもよい。すなわち、可動部を直線状の軸に沿って駆動することにより送液するポンプであれば、どのようなポンプであってもよい。
【0145】
また、レジストポンプ81はスリットノズル41の下方に設けられていてもよい。この場合には、レジストポンプ81およびスリットノズル41内のレジスト液をさらに効率よく回収・廃液することができる。
【0146】
また、第2の実施の形態のように複数のレジストポンプを用いる場合には、レジストポンプ81aの接合部材813と、レジストポンプ81bの接合部材813とを駆動機構82aのナット部材823に取り付けることにより、各レジストポンプ81a,81bを1つの駆動機構81aで駆動してもよい。
【0147】
【発明の効果】
請求項1ないし9に記載の発明では、容器部材の内部にチューブ部材が配置され、容器部材とチューブ部材との間の空間には、間接液が内封されていることにより、処理液の流路の一部が大気に曝されることがなく、パーティクルの発生を抑制することができる。また、洗浄等のメンテナンスを容易に行うことができる。また、送液手段を介することなく所定の処理液をスリットノズルに導く予備流路をさらに備えることにより、例えば粘度の高い処理液を使用する場合において、比較的高い圧力が加えられる場合であっても送液手段を破壊することなく、処理液を送液することができる。また、バッファタンクが、送液手段に大気圧下で前記所定の処理液を吸引させることにより、送液手段が処理液を吸引する際の吸引力を小さくすることができる。また、補給手段が、バッファタンクに貯留された所定の処理液を所定の圧力でスリットノズルに送液することにより、駆動手段を駆動させることなく、容易に処理液を送液することができる。
【0148】
請求項3に記載の発明では、制御手段が、送液手段が送液する所定の処理液の送液量を制御する定容量供給手段と、送液手段による所定の処理液の流量を制御する定流量供給手段とを有することにより、処理液を高精度に吐出することができる。
【0149】
請求項4に記載の発明では、チューブ部材の両端側にそれぞれ位置する吸引口および吐出口のうち、いずれか一方の高さ位置が他方より低くなるように配置されることにより、送液手段の気泡除去に有利である。また、排液が容易である。
【0151】
請求項5に記載の発明では、バッファタンクの液面がスリットノズルの吐出口よりも低い高さとなるように設定されていることにより、不所望の処理液がスリットノズルから吐出されることを抑制することができる。
【0153】
請求項6に記載の発明では、バッファタンクに貯留された所定の処理液の量を測定する測定手段をさらに有することにより、バッファタンク内の処理液の量を適切に維持することができる。
【0155】
請求項7に記載の発明では、所定の処理液をスリットノズルに送液する場合に、駆動手段を駆動することによる送液と、補給手段による送液とのいずれか一方を選択する送液選択手段をさらに備えることにより、状況に応じた送液を行うことができる。
【0156】
請求項8に記載の発明では、流路選択手段が、予備流路を開閉するバルブを有することにより、流路選択を容易に行うことができる。
【0157】
請求項9に記載の発明では、送液手段が、1つのスリットノズルについて、複数の容器部材とチューブ部材とを有することにより、加工精度のよい小型のポンプを用いて吐出量を増加させることができるため、塗布精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態における基板処理装置の外観斜視図である。
【図2】基板処理装置の正面図である。
【図3】供給機構と送液機構とを概略的に示す図である。
【図4】送液機構の詳細を示す図である。
【図5】駆動機構の詳細を示す図である。
【図6】従来の送液装置を示す図である。
【図7】第2の実施の形態における送液機構を示す図である。
【符号の説明】
1 基板処理装置
3 ステージ
41 スリットノズル
6 制御系
70 供給機構
71 補給装置
72 バッファタンク
73 センサ
75,76,83,84 開閉バルブ
80 送液機構
81,81a,81b レジストポンプ
811 第1ベローズ
812 第2ベローズ
813 接合部材
814 チューブ
815 吸引口
816 吐出口
82,82a,82b 駆動機構
821 駆動モータ
822 ボールネジ
823 ナット部材
825 ガイド
85 予備配管
90 基板
D リードピッチ
LQ 間接液[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for feeding a processing liquid to be applied to a substrate.
[0002]
[Prior art]
When applying a processing solution such as a resist solution to the substrate, the resist solution is supplied by various pumps such as a syringe pump (piston pump), bellows pump, gear pump, or diaphragm pump, or the resist solution is supplied at a constant pressure. A pressure-feed type device is known.
[0003]
In particular, in a slit coater that applies a resist solution using a slit nozzle, the thickness of the resist solution applied to the substrate is determined by the moving speed of the slit nozzle and the amount of resist solution supplied. Therefore, in order to control the film thickness of the resist solution with high accuracy, conventionally, a bellows pump or a piston pump has been used.
[0004]
However, the bellows pump is apt to cause pulsation in the resist solution to be fed, and the existence of a narrow gap in the bellows part is unavoidable in structure, so it is practically impossible to completely wash the part. There are problems. Therefore, in the slit coater, a piston pump is mainly employed as a mechanism for feeding the resist solution. Thus, a slit coater using a piston pump is described in
[0005]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a structure of a
[0006]
The
[0007]
In the
[0008]
When discharging the resist solution from the slit nozzle, the
[0009]
Further, when the resist solution is sucked into the
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2000-334355 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described apparatus has a problem that when the
[0012]
Further, in order to remove the resist solution R thus altered, the
[0013]
Further, since the processing accuracy and control accuracy of the drive mechanism (
[0014]
Further, by driving the
[0015]
The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to supply a treatment liquid with high accuracy without generating particles.
[0016]
A second object is to send the processing liquid without using a member that wears out like the
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an invention according to
[0018]
The invention of
[0019]
The invention of
[0020]
The invention according to
[0022]
Claims5The invention of claim1 to 4In this substrate processing apparatus, the liquid level of the buffer tank is set to be lower than the discharge port of the slit nozzle.
[0024]
Claims6The invention of claim1Or5The substrate processing apparatus according to any one of the inventions, wherein the supply mechanism further includes a measuring unit that measures the amount of the predetermined processing liquid stored in the buffer tank.
[0026]
Claims7The invention of claimAny one of 1 to 6In the substrate processing apparatus according to the invention, when the predetermined processing liquid is supplied to the slit nozzle, either one of liquid supply by driving the driving means and liquid supply by the replenishing means It further includes liquid feeding selection means for selecting.
[0027]
Claims8The invention of
[0028]
Claims9The invention of
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0033]
<1. First Embodiment>
<1.1 Description of configuration>
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
The upper surface of the
[0037]
A pair of running
[0038]
Above the
[0039]
A
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
As described above, the
[0043]
The
[0044]
The
[0045]
The replenishing
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
Although not shown in FIG. 2, the
[0049]
The
[0050]
As shown in FIG. 3, the
[0051]
The on-off
[0052]
In addition, the
[0053]
FIG. 4 is a diagram showing details of the
[0054]
The resist
[0055]
In order to improve the discharge accuracy from the
[0056]
The first bellows 811 and the second bellows 812 are configured by members that can be expanded and contracted along the Z-axis direction, and the end on the (−Z) side of the
[0057]
A
[0058]
An indirect liquid LQ is enclosed in the space surrounded by the first and
[0059]
With such a configuration, in the
[0060]
On the other hand, when the second bellows extends (when the joining
[0061]
That is, the resist
[0062]
FIG. 5 is a diagram showing details of the
[0063]
The
[0064]
The
[0065]
Although not shown in FIG. 5, the
[0066]
The
[0067]
The
[0068]
When the
[0069]
Further, the
[0070]
The
[0071]
As described above, the
[0072]
A bearing for support (not shown) is provided inside the bearing
[0073]
Returning to FIG. 3, the
[0074]
The
[0075]
The
[0076]
Returning to FIG. 1 and FIG. 2, the elevating
[0077]
A pair of AC coreless linear motors (hereinafter simply abbreviated as “linear motors”) 50, 51 arranged separately along the edges on both sides of the
[0078]
The
[0079]
Each of the
[0080]
The control system 6 includes an
[0081]
The control system 6 is connected to each mechanism attached to the
[0082]
In particular, the control system 6 performs opening / closing control of the opening /
[0083]
As a specific configuration of the control system 6, the
[0084]
<1.2 Explanation of operation>
Next, the operation of the
[0085]
<1.2.1 Application mode operation>
First, the operation in the normal coating mode will be described. When the application mode is selected by an instruction input from the operator, the control system 6 closes the open /
[0086]
At this time, it is assumed that the resist solution is stored in the
[0087]
In the
[0088]
When the
[0089]
Next, the
[0090]
When the bridging
[0091]
Thus, in order to realize uniform application of the resist solution, it is necessary to strictly adjust the distance between the
[0092]
Further, the
[0093]
When the
[0094]
At this time, the control system 6 also gives a control signal to the opening / closing
[0095]
As a result, the
[0096]
Further, in this configuration, the
[0097]
Further, the rotational speed of the
[0098]
Further, by using the
[0099]
When the
[0100]
The amount of resist solution discharged from the slit coater is substantially determined by the amount of resist solution supplied to the slit nozzle. In the
[0101]
Next, the
[0102]
Further, according to the calculated thickness dimension, the quality of the coating process performed on the
[0103]
As a result, it is possible to promptly determine whether or not the processing liquid layer (resist film) is formed on the surface of the
[0104]
During this time, the control system 6 reversely rotates the
[0105]
As described above, the resist
[0106]
When the inspection of the resist film is completed, the
[0107]
The above is the operation in the coating mode of the
[0108]
<1.2.2 Pre-coating mode operation>
Next, the pre-coating mode of the
[0109]
In the
[0110]
When the pre-coating mode is selected in accordance with an instruction from the operator, the control system 6 first opens the on-off
[0111]
Next, the control system 6 controls the
[0112]
Further, the control system 6 controls the
[0113]
In the pre-coating process of the
[0114]
In the slit coater, when a resist solution having a high viscosity is used, or when the resist solution and particles that have deteriorated during cleaning and waste liquid are swept away at once, it is necessary to perform liquid feeding at a high pressure. The
[0115]
When pre-coating with high pressure is selected by an instruction input from the operator, first, the control system 6 opens the open /
[0116]
Next, the control system 6 controls the
[0117]
When the bridging
[0118]
As described above, since the
[0119]
When a predetermined amount of discharge is executed, the
[0120]
<1.2.3 Operation in maintenance mode>
Next, the operation in the maintenance mode of the
[0121]
In the
[0122]
In the
[0123]
As described above, in the
[0124]
In addition, the inner wall of the
[0125]
In addition, since the bubbles in the resist
[0126]
In the
[0127]
When the predetermined time has elapsed and the waste liquid / cleaning / removal process is completed, the
[0128]
As described above, in the
[0129]
Further, since the
[0130]
In addition, since the resist
[0131]
Further, since the internal shape of the resist
[0132]
Further, by disposing one of the
[0133]
In addition, the control system 6 selects liquid feeding by driving the
[0134]
Further, in the
[0135]
<2. Second Embodiment>
In the
[0136]
FIG. 7 is a view showing a
[0137]
The
[0138]
Each of the resist
[0139]
The control system 6 performs the same control as that of the first embodiment except that the
[0140]
As described above, since the
[0141]
Further, since the resist solution is fed by the two resist
[0142]
<3. Modification>
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible.
[0143]
For example, the
[0144]
The pump driven by the
[0145]
The resist
[0146]
When a plurality of resist pumps are used as in the second embodiment, the joining
[0147]
【The invention's effect】
[0148]
In the invention according to
[0149]
In the invention according to
[0151]
Claim5In the invention described in the above, it is possible to suppress discharge of undesired processing liquid from the slit nozzle by setting the liquid level of the buffer tank to be lower than the discharge port of the slit nozzle. it can.
[0153]
Claim6In the above-described invention, the amount of the processing liquid in the buffer tank can be appropriately maintained by further including a measuring unit that measures the amount of the predetermined processing liquid stored in the buffer tank.
[0155]
Claim7In the invention described in (2), when a predetermined processing liquid is fed to the slit nozzle, the liquid feeding selection means for selecting either the liquid feeding by driving the driving means or the liquid feeding by the replenishing means is further provided. By providing, liquid feeding according to the situation can be performed.
[0156]
Claim8In the invention described in (1), the flow path selection means has a valve that opens and closes the preliminary flow path, whereby the flow path can be easily selected.
[0157]
Claim9In the invention described in the above, since the liquid feeding means has a plurality of container members and tube members for one slit nozzle, the discharge amount can be increased using a small pump with high processing accuracy. The application accuracy can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the substrate processing apparatus.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a supply mechanism and a liquid feeding mechanism.
FIG. 4 is a diagram showing details of a liquid feeding mechanism.
FIG. 5 is a diagram showing details of a drive mechanism.
FIG. 6 is a view showing a conventional liquid feeding device.
FIG. 7 is a diagram showing a liquid feeding mechanism in a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Substrate processing equipment
3 stages
41 Slit nozzle
6 Control system
70 Supply mechanism
71 Replenisher
72 Buffer tank
73 Sensor
75, 76, 83, 84 Open / close valve
80 Liquid feeding mechanism
81, 81a, 81b resist pump
811 1st bellows
812 2nd bellows
813 Joining member
814 tubes
815 Suction port
816 Discharge port
82, 82a, 82b drive mechanism
821 Drive motor
822 Ball screw
823 Nut member
825 Guide
85 Preliminary piping
90 substrates
D Lead pitch
LQ Indirect liquid
Claims (9)
基板を保持する保持台と、
前記所定の処理液を基板の主面に吐出するスリットノズルと、
前記所定の処理液を供給する供給機構と、
前記所定の処理液を前記スリットノズルに送液する送液手段と、
前記送液手段を介することなく前記所定の処理液を前記スリットノズルに導く予備流路と、
前記送液手段を介して送液するか、前記予備流路を介して送液するかを選択する流路選択手段と、
を備え、
前記供給機構が、
前記所定の処理液を貯留し、前記送液手段に大気圧下で前記所定の処理液を吸引させるバッファタンクと、
前記バッファタンクに前記所定の処理液を補給し、前記バッファタンクに貯留された前記所定の処理液を所定の圧力で前記スリットノズルに送液する補給手段とを有し、
前記送液手段が、
内部容積を変更可能な容器部材と、
内部が前記所定の処理液の流路となるとともに、内部容積を変更可能なチューブ部材と、
前記容器部材の内部容積を変更駆動する駆動手段と、
を有し、
前記容器部材の内部に前記チューブ部材が配置され、前記容器部材と前記チューブ部材との間の空間には、間接液が内封されており、
前記予備流路は、前記補給手段により前記所定の処理液を加圧して送液する場合に使用されることを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus for forming a film of a predetermined processing solution on a substrate,
A holding table for holding a substrate;
A slit nozzle for discharging the predetermined processing liquid onto the main surface of the substrate;
A supply mechanism for supplying the predetermined processing liquid;
A liquid feeding means for feeding the predetermined processing liquid to the slit nozzle;
A preliminary flow path for guiding the predetermined processing liquid to the slit nozzle without going through the liquid feeding means;
A flow path selecting means for selecting whether the liquid is sent via the liquid feeding means or the preliminary flow path;
With
The supply mechanism is
A buffer tank for storing the predetermined processing liquid and causing the liquid feeding means to suck the predetermined processing liquid under atmospheric pressure;
Replenishing the buffer tank with the predetermined processing liquid, and supplying the predetermined processing liquid stored in the buffer tank to the slit nozzle with a predetermined pressure;
The liquid feeding means is
A container member capable of changing the internal volume;
A tube member whose inside is a flow path for the predetermined processing liquid and whose internal volume can be changed,
Driving means for changing and driving the internal volume of the container member;
Have
The tube member is disposed inside the container member, and an indirect liquid is enclosed in a space between the container member and the tube member ,
The substrate processing apparatus , wherein the preliminary flow path is used when the predetermined processing liquid is pressurized and fed by the replenishing means .
前記容器部材は、互いに内径が異なり、且つ、内部が互いに連通した第1および第2ベローズよりなり、
前記駆動手段は、前記第1および第2ベローズの境界近傍を所定の方向に移動させることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1,
The container member includes first and second bellows having different inner diameters and communicating with each other inside,
The substrate processing apparatus, wherein the driving means moves a vicinity of a boundary between the first and second bellows in a predetermined direction.
前記駆動手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、
前記送液手段が送液する前記所定の処理液の送液量を制御する定容量供給手段と、
前記送液手段による前記所定の処理液の流量を制御する定流量供給手段と、
を有することを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein:
Control means for controlling the drive means;
The control means is
A constant volume supply means for controlling a liquid feed amount of the predetermined processing liquid fed by the liquid feed means;
Constant flow rate supply means for controlling the flow rate of the predetermined processing liquid by the liquid feeding means;
A substrate processing apparatus comprising:
前記送液手段が、
前記チューブ部材の両端側にそれぞれ位置する吸引口および吐出口を有し、
前記吸引口および前記吐出口のうち、いずれか一方の高さ位置が他方より低くなるように配置されることを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The liquid feeding means is
Having a suction port and a discharge port positioned on both ends of the tube member,
A substrate processing apparatus, wherein one of the suction port and the discharge port is disposed such that a height position thereof is lower than the other.
前記バッファタンクの液面は前記スリットノズルの吐出口よりも低い高さとなるように設定されていることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus, wherein a liquid level of the buffer tank is set to be lower than a discharge port of the slit nozzle.
前記供給機構が、The supply mechanism is
前記バッファタンクに貯留された前記所定の処理液の量を測定する測定手段をさらに有することを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus further comprising measuring means for measuring the amount of the predetermined processing liquid stored in the buffer tank.
前記所定の処理液を前記スリットノズルに送液する場合に、前記駆動手段を駆動することによる送液と、前記補給手段による送液とのいずれか一方を選択する送液選択手段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。In the case of feeding the predetermined processing liquid to the slit nozzle, it further comprises a liquid feeding selection means for selecting one of liquid feeding by driving the driving means and liquid feeding by the replenishing means. A substrate processing apparatus.
前記流路選択手段が、The flow path selecting means is
前記予備流路を開閉するバルブを有することを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus comprising a valve for opening and closing the preliminary flow path.
前記送液手段が、1の前記スリットノズルについて、The liquid feeding means is one slit nozzle,
複数の前記容器部材と、A plurality of said container members;
複数の前記チューブ部材と、A plurality of the tube members;
を有することを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus comprising:
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