JP4541190B2 - 基板処理装置および処理液供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、スリットノズルから処理液を一定の吐出速度で吐出させる技術に関する。

基板の製造工程においては、スリットノズルからレジスト液（処理液）を吐出させつつ、スリットノズルと基板とを相対的に移動させて、基板の表面にレジスト液を塗布する基板処理装置が用いられる。このような基板処理装置では、スリットノズルに供給するレジスト液の供給量によって膜厚が決定されるため、レジスト液を供給するポンプの吐出流量の制御（スリットノズルの吐出速度の制御）が重要な課題である。

従来より、スリットノズルにレジスト液を供給するポンプとして、駆動機構によってチューブを絞る（内部容積を減少させる）ことにより、チューブの内部に貯留されているレジスト液を吐出するチューブポンプが提案されている。このようなチューブポンプの例が、特許文献１に記載されている。チューブポンプは、シリンジポンプに比べて脈動が少なく安定した吐出が可能であるという利点があり、基板処理装置における塗布処理に適したポンプである。

チューブポンプでは、構造上、レジスト液の吐出流量はチューブの内部容積の減少量に依存する。先述のように、スリットノズルを用いる基板処理装置において、塗布処理における塗布膜厚を均一化させるためには、ポンプの吐出速度を一定にする必要がある。すなわち、チューブポンプでは、チューブの内部容積の減少速度を一定にする必要がある。

特開２００４−２８１６４０公報

ところが、チューブポンプでは、駆動機構を等速で駆動しても、チューブの内部容積の減少速度が一定にならないという問題があった。すなわち、駆動機構が等速で駆動していると、吐出速度が実質的に増加するという問題があった。

また、チューブポンプでなくても、レジスト液の流路内にレギュレータやフィルタが設けられている場合には同様の問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、吐出速度を実質的に一定となるようにポンプ（駆動機構）を制御することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、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手段と、前記保持手段に保持された基板に所定の処理液を吐出するスリットノズルと、前記スリットノズルに所定の処理液を供給する供給手段とを備え、前記供給手段は、内部に所定の処理液を貯留するチューブ部材と、前記チューブ部材の内部容積を変更する容積変更手段と、前記容積変更手段を駆動する駆動手段と、前記スリットノズルからの吐出速度を実質的に目標吐出速度に保つ等速期間において、前記駆動手段の駆動速度を徐々に低下させるように前記駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

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、前記等速期間内において、前記駆動速度は、実質的に等減速されることを特徴とする。

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、前記吐出速度を前記目標吐出速度まで加速させる加速期間において、前記制御手段は、前記駆動速度を仮目標速度まで加速させた後、前記仮目標速度よりも低速の目標速度まで減速させるように前記駆動手段を制御することを特徴とする。

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、前記容積変更手段が、互いに内寸の異なる第１ベローズおよび第２ベローズが連通接続されており、内部に前記チューブ部材を収容する容器と、前記容器に固定され、前記駆動手段によって前記駆動速度で駆動されるリンク部材とを備え、前記容器の内面と前記チューブ部材の外面との間の空間には間接液が内封されていることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、中空なチューブ部材の内部容積を変更する容積変更手段を駆動し、前記内部容積を減少させることによって、前記チューブ部材の内部に貯留された所定の処理液をスリットノズルに向けて供給する処理液供給方法であって、前記容積変更手段の駆動を開始させる開始工程と、前記容積変更手段の駆動速度を徐々に低下させることによって、前記スリットノズルからの吐出速度を実質的に一定に保つように前記所定の処理液を供給する供給工程と、前記容積変更手段の駆動を停止させる停止工程とを有することを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項５の発明に係る処理液供給方法であって、前記開始工程が開始されることによって、前記駆動速度を仮目標速度まで加速する加速工程と、前記加速工程によって前記駆動速度が前記仮目標速度に到達した後に、前記駆動速度を目標速度まで減速する減速工程とをさらに有することを特徴とする。

請求項１ないし６に記載の発明では、スリットノズルからの吐出速度を実質的に目標吐出速度に保つ等速期間において、駆動速度を徐々に低下させることにより、塗布膜厚の均一性を向上させることができる。

請求項３または６に記載の発明では、吐出速度を目標吐出速度まで加速させる加速期間において、駆動速度を仮目標速度まで加速させた後、仮目標速度よりも低速の目標速度まで減速させることにより、応答遅延を抑制することができる。

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。

＜１． 第１の実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１の概略を示す斜視図である。なお、図１において、図示および説明の都合上、Ｚ軸方向が鉛直方向を表し、ＸＹ平面が水平面を表すものとして定義するが、それらは位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。以下の図についても同様である。

基板処理装置１は、本体２と制御部８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（以下、単に「基板」と称する）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の表面に処理液としてのレジスト液を塗布する塗布処理装置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を塗布する装置として変形利用することもできる。

本体２は、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は直方体形状を有する例えば一体の石製であり、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。

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には図示しない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。また、保持面３０には、図示しない駆動手段によって上下に昇降自在な複数のリフトピンＬＰが、適宜の間隔をおいて設けられている。リフトピンＬＰは、基板９０を取り除く際に基板９０を押し上げるために用いられる。

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３１が固設される。走行レール３１は、架橋構造４の両端部の最下方に固設される図示しない支持ブロックとともに、架橋構造４の移動を案内（移動方向を所定の方向に規定）し、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。

本体２の保持面３０において、保持エリアの（−Ｘ）方向側には、開口３２が設けられている。開口３２はスリットノズル４１と同じくＹ軸方向に長手方向を有し、かつ該長手方向長さはスリットノズル４１の長手方向長さとほぼ同じである。

図１においては図示を省略しているが、開口３２の下方の本体２の内部には、スリットノズル４１の状態を正常化するための予備塗布機構や、待機中のスリットノズル４１の乾燥を抑制するための待機ポッドなどが設けられている。待機ポットは、レジストポンプ６５（図２）からレジスト液が排出される際にも使用される。

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、例えばカーボンファイバ補強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。

ノズル支持部４０には、スリットノズル４１が取り付けられている。図１においてＹ軸方向に長手方向を有するスリットノズル４１には、スリットノズル４１に向けてレジスト液を供給する供給機構６（図２）が連通接続されている。

スリットノズル４１は、基板９０の表面を走査しつつ、供給されたレジスト液を基板９０の表面の所定の領域（以下、「レジスト塗布領域」と称する。）に吐出することにより、基板９０にレジスト液を塗布する。なお、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。

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は主にＡＣサーボモータ４３ａ，４４ａおよび図示しないボールネジからなり、制御部８からの制御信号に基づいて、架橋構造４の昇降駆動力を生成する。これにより、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。また、昇降機構４３，４４は、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。

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、それぞれ固定子（ステータ）５０ａと移動子５０ｂおよび固定子５１ａと移動子５１ｂを備える一対の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。また、架橋構造４の両端部には、それぞれスケール部と検出子とを備えたリニアエンコーダ５２，５３が、それぞれ固設される。リニアエンコーダ５２，５３は、リニアモータ５０，５１の位置を検出する。これらリニアモータ５０，５１とリニアエンコーダ５２，５３とが主として、架橋構造４が走行レール３１に案内されつつステージ３上を移動するための移動機構を構成する。制御部８は、リニアエンコーダ５２，５３からの検出結果に基づいてリニアモータ５０，５１の動作を制御し、ステージ３上における架橋構造４の移動、つまりはスリットノズル４１による基板９０の走査を制御する。

図２は、供給機構６の構成を示す図である。供給機構６は、レジスト液を貯留するレジストボトル６０、供給配管６１、吐出配管６２、開閉バルブ６３，６４、レジストポンプ６５および駆動機構６６を備える。

供給配管６１は、レジスト液をレジストポンプ６５に向けて供給するための配管である。制御部８からの制御信号に応じて供給配管６１の開閉を行う開閉バルブ６３が開放状態である場合に、レジスト液はレジストボトル６０からレジストポンプ６５に吸引され供給される。

吐出配管６２は、レジスト液をスリットノズル４１に向けて供給するための配管である。制御部８からの制御信号に応じて吐出配管６２の開閉を行う開閉バルブ６４が開放状態である場合に、レジスト液はレジストポンプ６５から吐出され、吐出配管６２を介してスリットノズル４１に供給される。

図３は、レジストポンプ６５および駆動機構６６の詳細を示す図である。なお、図３においては、レジストポンプ６５の断面を示している。

レジストポンプ６５は、上下に配置される一対の蓋６５０、第１ベローズ６５１、第２ベローズ６５２、接合部材６５３、チューブ６５４を有している。また、レジストポンプ６５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６５５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６５６とがそれぞれ設けられている。吸引口６５５は供給配管６１を介してレジストボトル６０に連通接続され、吐出口６５６は吐出配管６２を介してスリットノズル４１に連通接続され、吸引口６５５が吐出口６５６よりも下方に位置するように設置されている。

第１ベローズ６５１および第２ベローズ６５２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６５３を介して第１ベローズ６５１の（−Ｚ）側の端部と、第２ベローズ６５２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６５１と第２ベローズ６５２の合計長さ（図中Ｌ）が一定となるようにその両端が蓋６５０を介して図外の剛体に支持されている。第１ベローズ６５１の内径面積（Ｚ軸に垂直な面の面積）は、第２ベローズ６５２の内径面積より小さいため、第１ベローズ６５１が伸びた状態と、第２ベローズ６５２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６５の容積を変更することができる。

第１ベローズ６５１および第２ベローズ６５２の内部にはチューブ６５４が配置されている。チューブ６５４は略管状で、かつ変形可能な部材で構成され、両端がそれぞれ吸引口６５５および吐出口６５６に連通接続されている。すなわち、チューブ６５４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３に示すように、チューブ６５４はＺ軸に沿って略垂直方向に配置される。

第１・第２ベローズ６５１，６５２とチューブ６５４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６５１および第２ベローズ６５２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。

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６５１が伸びる際（接合部材６５３を下方に移動させる場合）には、レジストポンプ６５の第１・第２ベローズ６５１，６５２の内部の容積が減少する。したがって、内封されている間接液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６５４が収縮して（絞られて）、チューブ６５４内が加圧される。

このとき開閉バルブ６４を開放状態にしておけば、チューブ６５４内のレジスト液は吐出口６５６から吐出され、吐出配管６２を介してスリットノズル４１に向かって送液される。なお、このとき開閉バルブ６３を閉鎖状態にしておけば、チューブ６５４内のレジスト液が吸引口６５５から逆流することはない。

一方、第２ベローズ６５２が伸びる際（接合部材６５３を上方に移動させる場合）には、レジストポンプ６５の第１・第２ベローズ６５１，６５２の内部の容積が増加する。したがって、内封されている間接液ＬＱは減圧される。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の減圧によってチューブ６５４が膨張し、チューブ６５４内が減圧される。

このとき開閉バルブ６３を開放状態にしておけば、供給配管６１を介してレジストボトル６０内のレジスト液が吸引口６５５からチューブ６５４内に吸引される。なお、このとき開閉バルブ６４を閉鎖状態にしておけば、吐出口６５６から吐出配管６２内のレジスト液がチューブ６５４内に逆流することはない。

このように、レジストポンプ６５は接合部材６５３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。すなわち、第１ベローズ６５１および第２ベローズ６５２が、主に本発明における容積変更手段に相当する。

図４は、駆動機構６６の詳細を示す図である。駆動機構６６は、ベース６６０、駆動モータ６６１、ボールネジ６６２、ナット部材６６３、取付部材６６４、ガイド６６５、軸受け部材６６６およびガイド固定部材６６７を備えている。駆動機構６６は、このような構成により、レジストポンプ６５の第１ベローズ６５１および第２ベローズ６５２（接合部材６５３）をＺ軸方向に沿って駆動する。

本実施の形態における基板処理装置１では、駆動モータ６６１により生成される回転駆動力を、主にボールネジ６６２とナット部材６６３とからなる構成によって直動駆動力に変換して駆動力とする。

ベース６６０は、駆動機構６６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４では図示を省略しているが、ベース６６０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６６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６６０は、後述するガイド６６５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。

駆動モータ６６１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６６１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６６２と駆動モータ６６１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６６３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。

また、図４では図示を省略しているが、駆動モータ６６１は、制御部８と信号の送受信が可能な状態で接続されており、制御部８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。駆動モータ６６１の制御方法については後述する。

ボールネジ６６２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６６６によって、ベース６６０に取り付けられる。また、ボールネジ６６２の円筒表面には、ナット部材６６３と螺合するための螺旋状のリードが設けられている。

ナット部材６６３は、ボールネジ６６２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６６２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６６３には取付部材６６４が固定されており、取付部材６６４がレジストポンプ６５の接合部材６５３に取り付けられる。

ナット部材６６３の貫通口にボールネジ６６２が回転しつつ螺入されると、ナット部材６６３は中心軸Ｐに沿って、ボールネジ６６２に対して所定の方向に直線的に移動する。ナット部材６６３と接合部材６５３とは取付部材６６４を介して連結されていることから、ナット部材６６３を前述のように移動させると、接合部材６５３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６６１による中心軸Ｐ回りの回転駆動力が、レジストポンプ６５のＺ軸方向の直動駆動力に変換される。なお、以下の説明において、ナット部材６６３がボールネジ６６２に沿って駆動モータ６６１側に移動するときの駆動モータ６６１の回転方向を、「正方向」と称する。

さらに、ナット部材６６３には、ガイド６６５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６６３とガイド６６５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６６３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６６３の速度精度を向上させることができる。

ガイド６６５は、ナット部材６６３の案内部（図示せず）と迎合しつつ、一対のガイド固定部材６６７によってベース６６０にボールネジ６６２とともに、一体に組立固定されている。ガイド６６５は、直線状の案内軸Ｊを有しており、ナット部材６６３と迎合することにより、ボールネジ６６２の回転によって移動するナット部材６６３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。

先述のように、ナット部材６６３は、ボールネジ６６２が回転することによって、ボールネジ６６２の中心軸Ｐに沿って移動する。しかし、中心軸Ｐの位置は、ボールネジ６６２の駆動振動などによって、微小に変動する。したがって、ボールネジ６６２だけではナット部材６６３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６６５は静止しているため、案内軸Ｊの位置は、中心軸Ｐの位置に比べて安定している。したがって、駆動機構６６のナット部材６６３の移動方向が、案内軸Ｊによって規定されることにより、ナット部材６６３の移動速度および移動方向の精度が向上する。

軸受け部材６６６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６６２には当該ベアリングが当接する。これにより、ボールネジ６６２の中心軸Ｐ回りの回転を阻害することなく、ボールネジ６６２をベース６６０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６６２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６６２の回転の安定性を向上させることができる。

図１に戻って、制御部８は、プログラムに従って各種データを処理する演算部８０、プログラムや各種データを保存する記憶部８１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８２、および各種データを表示する表示部８３を備える。

制御部８は、図１において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電気的に接続されている。制御部８の演算部８０は、操作部８２からの入力信号や、各種センサ（例えばリニアエンコーダ５２，５３）などからの信号に基づいて、昇降機構４３，４４による昇降動作や、リニアモータ５０，５１による走査動作などを制御する。

なお、制御部８の構成のうち、記憶部８１の具体的例としては、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する。ただし、記憶部８１は、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により代用されてもよい。また、操作部８２には、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。）などが該当するが、タッチパネルディスプレイのように表示部８３の機能を兼ね備えたものであってもよい。表示部８３には、液晶ディスプレイや各種ランプなどが該当する。

以上が、本実施の形態における基板処理装置１の構造および機能の説明である。次に、従来の供給処理を概説してから、本実施の形態における供給処理を説明する。

図５は、従来の供給処理制御におけるモータの回転速度ｒを示す図である。また、図６は、図５に示すように回転速度ｒを制御した場合の吐出速度ｖを示す図である。なお、ポンプの駆動を開始してから、吐出速度ｖが目標吐出速度ｖ０となるまでの期間は、吐出速度ｖを加速するための加速期間である。また、加速期間が終了した後、スリットノズルが所定の位置（吐出を停止する位置）に移動するまでの期間は、吐出速度ｖをほぼ等速に保つ等速期間である。また、図６における目標吐出速度ｖ０とは、理想的な塗布膜厚を得るための吐出速度である。

ポンプを駆動するモータは、制御信号によって所定の時間内に入力される回転数ｎで制御される。すなわち、モータの制御パラメータは、通常、回転速度ｒである。したがって、一般のポンプを用いた供給機構においては、スリットノズルの吐出速度ｖとモータの回転速度ｒとの関係を実験で求めておき、所望する吐出速度ｖに応じた回転速度ｒによってレジスト液の供給を制御する手法が採用されている。

従来の供給処理では、レジスト液の供給開始と同時にモータの回転速度ｒを、目標回転速度ｒ０に設定するように制御がされる。これによって、図５に示すように、モータの回転速度ｒは、ほぼ直線状に加速され、所定の時間が経過した後に目標回転速度ｒ０に達する。

目標回転速度ｒ０は、理想的な膜厚が得られる目標吐出速度ｖ０に応じて設定される値である。したがって、従来の供給処理では、モータの回転速度ｒが目標回転速度ｒ０に到達すると、そのまま等速回転を維持するように制御して、レジスト液をスリットノズルに供給する。

そしてスリットノズルが所定の位置まで移動すると、モータの回転速度ｒを減速して、モータの回転を停止させる。これによって、スリットノズルへのレジスト液の供給が停止され、供給処理が終了する。なお、スリットノズルへの供給が停止されると、スリットノズルからの吐出が停止する。

しかし、チューブポンプを用いる場合、あるいはレジスト液の流路内にレギュレータやフィルタなどが配置されている場合には、回転速度ｒが実際の吐出速度ｖにダイレクトに反映されないという事態が生じる。

例えば、回転の開始時に注目すれば、回転速度ｒに吐出速度ｖが完全に追随しないために応答遅延が生じ、吐出速度ｖの立ち上がりがなだらかになる。すなわち、モータの回転速度ｒが目標回転速度ｒ０に到達しても、吐出速度ｖは未だ目標吐出速度ｖ０に達しておらず、加速期間は終了していない。従来の供給処理では、この状態で、回転速度ｒの加速を停止する（等速回転に移行する）ために、吐出速度ｖが目標吐出速度ｖ０に到達するまでの時間がさらに遅くなる。すなわち、加速期間が長期化するという問題があった。

また、図６に示すように、目標回転速度ｒ０で等速回転させている間に、吐出速度ｖが徐々に上昇してしまい、レジスト塗布領域において、膜厚が不均一になる。すなわち、等速期間において、吐出速度ｖが実質的に等速になっていないという問題があった。これは、モータに一定の回転速度ｒを与え続けても、吐出の初期と終期とでは吐出速度ｖが変化してしまうことによって発生する。吐出速度ｖは、リアルタイムで観測することの困難な値であり、これまでこのような現象は明らかにされていなかった。

以上のような、従来の供給処理の問題点を解決する本実施の形態における供給処理を、以下に説明する。

図７は、基板処理装置１におけるレジスト液の供給処理を示す流れ図である。また、図８は、供給処理における駆動モータ６６１の回転速度ｒを示す図である。さらに、図９は、図８のように回転速度ｒを制御した場合における吐出速度ｖを示す図である。

本実施の形態における供給処理では、まず、駆動モータ６６１を正回転方向に回転を開始させる（ステップＳ１）。これによって、ナット部材６６３が（−Ｚ）方向に移動を開始し、第１ベローズ６５１が伸長するとともに、第２ベローズ６５２が収縮する。

このとき、制御部８は、図８に示すように、目標回転速度ｒ０よりも高速な仮目標回転速度ｒ１まで回転速度ｒを加速するように駆動モータ６６１を制御する。すなわち、駆動モータ６６１の回転速度ｒを等加速させつつ（ステップＳ２）、仮目標回転速度ｒ１に到達したか否かを判定する（ステップＳ３）。

仮目標回転速度ｒ１に到達すると（ステップＳ３においてＹｅｓ）、仮目標回転速度ｒ１で等速回転させつつ（ステップＳ４）、所定時間Ｔ０が経過したか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、所定時間Ｔ０とは、駆動モータ６６１の回転速度ｒが仮目標回転速度ｒ１に到達してから、吐出速度ｖが目標吐出速度ｖ０に到達する直前までの時間である。仮目標回転速度ｒ１および所定時間Ｔ０は、予め実験によって適切な値を求めておくものとする。

所定時間Ｔ０が経過すると（ステップＳ５においてＹｅｓ）、制御部８は、駆動モータ６６１の回転速度ｒを目標回転速度ｒ０まで減速させる（ステップＳ６）。この減速を行う期間においても吐出速度ｖは上昇するので、このときの吐出速度ｖの上昇分を考慮して、ステップＳ６が完了するまでの間に吐出速度ｖが目標吐出速度ｖ０を超えないように、先述の「所定時間Ｔ０」を決定しておく。したがって、ステップＳ６が実行された後に、吐出速度ｖが目標吐出速度ｖ０に達し、加速期間が終了する。

このように、本実施の形態における基板処理装置１では、供給処理の開始時において、駆動モータ６６１の回転速度ｒを、目標回転速度ｒ０よりも高速な仮目標回転速度ｒ１に設定する。これにより、図９に示すように、レジストポンプ６５の吐出速度ｖの立ち上がりが良好になり、図６に示す例に比べて加速期間が短縮される。

加速期間が終了し、等速期間が開始されると、制御部８は、駆動モータ６６１の回転速度ｒを等減速させつつ（ステップＳ７）、所定の位置までスリットノズル４１が移動したか否かを判定する（ステップＳ８）。これにより、スリットノズル４１がレジスト塗布領域を走査する間、主に駆動モータ６６１の回転速度ｒは等減速される。

このように、本実施の形態における基板処理装置１では、吐出速度ｖが適切な速度に到達した後、駆動モータ６６１の回転速度ｒを等速に保つのではなく、所定の加速度α（αは負数）で等減速させる。すなわち、スリットノズル４１からの吐出速度ｖを実質的に目標吐出速度ｖ０に保つ等速期間において、回転速度ｒを徐々に低下させるように駆動モータ６６１を制御する。

これによって、吐出速度ｖが上昇する分だけ、回転速度ｒが低下するので、吐出速度ｖを実質的に目標吐出速度ｖ０に維持することができる。したがって、塗布膜厚の均一性が向上する。なお、所定の加速度αは、予め実験で求めておくものとする。

スリットノズル４１が所定の位置まで移動すると（ステップＳ８においてＹｅｓ）、制御部８は、駆動モータ６６１の回転を停止させる（ステップＳ９）。これにより、レジストポンプ６５からのレジスト液の吐出が停止し、供給処理が終了する。

以上のように、本実施の形態における基板処理装置１は、スリットノズル４１からの吐出速度ｖを実質的に目標吐出速度ｖ０に保つ等速期間において、回転速度ｒを徐々に低下させるように駆動機構６６を制御することにより、塗布膜厚の均一性を向上させることができる。

また、吐出速度ｖを目標吐出速度ｖ０まで加速させる加速期間において、回転速度ｒを仮目標回転速度ｒ１まで加速させた後、仮目標回転速度ｒ１よりも低速の目標回転速度ｒ０まで減速させるように駆動機構６６を制御することによって、応答遅延を抑制することができる。

＜２． 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。

例えば、本実施の形態における駆動機構６６に使用する駆動モータ６６１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。

また、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）のものを用いることが好ましい。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略を示す斜視図である。 供給機構の構成を示す図である。 レジストポンプおよび駆動機構の詳細を示す図である。 駆動機構の詳細を示す図である。 従来の供給処理制御におけるモータの回転速度ｒを示す図である。 図５に示すように回転速度ｒを制御した場合の吐出速度ｖを示す図である。 基板処理装置におけるレジスト液の供給処理を示す流れ図である。 供給処理における駆動モータの回転速度ｒを示す図である。 図８のように回転速度ｒを制御した場合における吐出速度ｖを示す図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
４１ スリットノズル
５０，５１ リニアモータ
６ 供給機構
６５ レジストポンプ
６５１ 第１ベローズ
６５２ 第２ベローズ
６５３ 接合部材
６５４ チューブ
６６ 駆動機構
６６１ 駆動モータ
６６２ ボールネジ
６６３ ナット部材
６６４ 取付部材
８ 制御部
９０ 基板
ＬＱ 間接液
ｒ 回転速度
ｒ０ 目標回転速度
ｒ１ 仮目標回転速度
ｖ 吐出速度
ｖ０ 目標吐出速度
α 加速度

Claims (6)

1. 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手段と、
   前記保持手段に保持された基板に所定の処理液を吐出するスリットノズルと、
   前記スリットノズルに所定の処理液を供給する供給手段と、
   を備え、
   前記供給手段は、
   内部に所定の処理液を貯留するチューブ部材と、
   前記チューブ部材の内部容積を変更する容積変更手段と、
   前記容積変更手段を駆動する駆動手段と、
   前記スリットノズルからの吐出速度を実質的に目標吐出速度に保つ等速期間において、前記駆動手段の駆動速度を徐々に低下させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記等速期間内において、前記駆動速度は、実質的に等減速されることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
   前記吐出速度を前記目標吐出速度まで加速させる加速期間において、前記制御手段は、前記駆動速度を仮目標速度まで加速させた後、前記仮目標速度よりも低速の目標速度まで減速させるように前記駆動手段を制御することを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記容積変更手段が、
   互いに内寸の異なる第１ベローズおよび第２ベローズが連通接続されており、内部に前記チューブ部材を収容する容器と、
   前記容器に固定され、前記駆動手段によって前記駆動速度で駆動されるリンク部材と、
   を備え、
   前記容器の内面と前記チューブ部材の外面との間の空間には間接液が内封されていることを特徴とする基板処理装置。
5. 中空なチューブ部材の内部容積を変更する容積変更手段を駆動し、前記内部容積を減少させることによって、前記チューブ部材の内部に貯留された所定の処理液をスリットノズルに向けて供給する処理液供給方法であって、
   前記容積変更手段の駆動を開始させる開始工程と、
   前記容積変更手段の駆動速度を徐々に低下させることによって、前記スリットノズルからの吐出速度を実質的に一定に保つように前記所定の処理液を供給する供給工程と、
   前記容積変更手段の駆動を停止させる停止工程と、
   を有することを特徴とする処理液供給方法。
6. 請求項５に記載の処理液供給方法であって、
   前記開始工程が開始されることによって、前記駆動速度を仮目標速度まで加速する加速工程と、
   前記加速工程によって前記駆動速度が前記仮目標速度に到達した後に、前記駆動速度を目標速度まで減速する減速工程と、
   をさらに有することを特徴とする処理液供給方法。
   

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