JP2006032905A - 薬液塗布装置及び薬液塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複雑な設備構成を用いることなく、短時間でパターン形成を行えるようにする。
【解決手段】 薬液塗布装置（塗布ユニット）は、基板１を保持するウエハチャック６と、ウエハチャック６に保持された基板１上に薬液８を塗布するための塗布ノズル３と、基板１上に設けられた計測マーク２に対する塗布ノズル３の相対位置を算出する基板位置計測機構４と、基板１上にパターンを形成するためのパターン情報を記憶すると共に前記相対位置と前記パターン情報とに基づいて塗布ノズル３の駆動制御及び薬液供給制御を行うコンピュータ５とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置等の製造に用いられる薬液塗布装置及び薬液塗布方法に関するものである。

従来の薬液塗布装置及び薬液塗布方法によると、半導体装置の製造においては、基板を回転させながら薬液を当該基板表面に塗布する回転塗布を行っている。また、液晶パネルの製造においては、基板上を薬液塗布ノズルが移動しながら当該基板表面に薬液を塗布するスキャン塗布等を行っている（例えば特許文献１参照）。

以下、従来の薬液塗布装置及び薬液塗布方法について、図６を参照しながら説明する。図６は、従来の薬液塗布装置の要部断面図である。

図６に示すように、塗布ユニットに搬送された基板４１をウエハチャック４６が真空吸着して略水平に保持する。次に、基板４１上に位置し且つ基板４１の全面に亘って移動できる塗布ノズル４３を、基板４１の上方において一方の基板端から他方の基板端まで移動させる。その際に、塗布エリア記憶用のコンピューター４５に記憶された塗布開始位置情報及び塗布停止位置情報に基づいて、基板４１上の薬液滴下開始位置まで塗布ノズル４３が移動してきた時点で薬液４８の滴下を開始し、その後、基板４１上の薬液滴下停止位置まで塗布ノズル４３が移動してきた時点で薬液４８の滴下を停止する。尚、薬液４８の塗布厚さは薬液粘度等により調整される。
特開平８−２５０３８９号公報

しかしながら、上記の従来技術においては、感光性樹脂等の薬液を基板上に塗布した後、塗布された薬液に対して露光及び現像を行う必要があるので、設備構成が複雑になってしまい、処理時間も増加してしまうという問題点がある。

前記に鑑み、本発明は、複雑な設備構成を用いることなく短時間でパターン形成を行えるようにすることを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る薬液塗布装置は、基板を保持する保持手段と、前記保持手段により保持された前記基板上を移動でき且つ当該基板の表面に薬液を供給する塗布ノズルと、前記基板上にパターンを形成するためのパターン情報を記憶する記憶手段と、前記基板上に設けられた計測マークに対する前記塗布ノズルの相対位置を算出する位置算出手段と、前記位置算出手段により算出された前記相対位置と、前記記憶手段に記憶された前記パターン情報とに基づいて、前記基板上に前記塗布ノズルにより前記薬液を塗布することによって前記パターンを形成する制御手段とを備えている。

本発明の薬液塗布装置において、前記塗布ノズルは、前記薬液の吐出口と、前記薬液を溶解させる溶剤の吐出口と、廃液の吸引口と、ガスの吐出口とを有することが好ましい。

本発明の薬液塗布装置において、前記塗布ノズルは複数設けられており、当該各塗布ノズルがそれぞれ独立して駆動制御されることが好ましい。

本発明に係る薬液塗布方法は、基板上にパターンを形成するためのパターン情報を記憶手段に記憶させる工程（ａ）と、前記基板上に設けられた計測マークに対する塗布ノズルの相対位置を算出する工程（ｂ）と、前記相対位置と前記パターン情報とに基づいて、前記基板上に前記塗布ノズルにより薬液を塗布することによって前記パターンを形成する工程（ｃ）とを備えている。

本発明の薬液塗布方法において、前記工程（ｃ）は、前記所定の領域を２回以上通るように前記塗布ノズルを移動させることによって、前記所定の領域に前記薬液を重ね塗りする工程を含むことが好ましい。

本発明の薬液塗布方法において、前記工程（ｃ）は、前記基板上に前記塗布ノズルにより２種類以上の薬液を塗布する工程を含むことが好ましい。

本発明の薬液塗布方法において、前記工程（ｃ）は、前記薬液を溶解させる溶剤を前記塗布ノズルによって前記基板上に塗布すると共に、前記基板上に塗布された不要な前記薬液を前記パターン情報に基づいて除去する工程を含むことが好ましい。また、この場合、前記工程（ｃ）は、前記溶剤に溶解した前記薬液を前記塗布ノズルによって吸引して除去する工程を含むことが好ましい。

本発明によると、基板上の計測マークに対する塗布ノズルの相対位置の算出結果と、予め準備されているパターン情報とに基づいて、塗布ノズルの駆動制御及び薬液供給制御を行ない、それによって基板上にパターンを形成する。従って、例えば感光性樹脂等の薬液を用いてパターン形成を行うに際しても、露光工程及び現像工程を実施することなく、薬液塗布時に基板上に所望のパターンを形成することができる。すなわち、複雑な設備構成を用いることなく、短時間でパターン形成を行うことができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る薬液塗布方法及び薬液塗布装置について、図１及び図２を参照しながら説明する。

図１は、第１の実施形態に係る薬液塗布装置の要部平面図を示し、図２は、第１の実施形態に係る薬液塗布装置の要部断面図を示す。

図１及び図２に示すように、本実施形態の薬液塗布装置（塗布ユニット）は、基板１を保持するウエハチャック６と、ウエハチャック６に保持された基板１上に薬液８を塗布するための塗布ノズル３と、基板１上に設けられた計測マーク２に対する塗布ノズル３の相対位置を算出する基板位置計測機構４と、基板１上にパターンを形成するためのパターン情報を記憶するコンピュータ５と、基板位置計測機構４により算出された相対位置とコンピュータ５に記憶されたパターン情報とに基づいて塗布ノズル３の駆動制御及び薬液供給制御を行う手段（例えば図示しない他のコンピュータ。或いはコンピュータ５が本手段を兼ねても良い）とを備えている。塗布ノズル３は、ウエハチャック６に保持された基板１上に位置すると共に基板１の全面に亘って移動できる。具体的には、塗布ノズル３は、基板１上を所定の塗布方向（Ｘ方向に）に移動できると共に、基板１を横断するように、当該Ｘ方向に対して垂直なＹ方向に延在している。塗布ノズル３のＹ方向（延在方向）の長さは、基板１となるウエハの直径よりも長い。基板位置計測機構４は、例えば塗布ノズル３におけるＹ方向に延びる側面に取り付けられている。但し、基板位置計測機構４の設置箇所は、計測マーク２に対する塗布ノズル３の相対位置を計測できれば、特に限定されるものではない。コンピュータ５は、例えば塗布ユニットの筐体外壁１０に取り付けられる。

以下、図１及び図２に示す本実施形態の薬液塗布装置（塗布ユニット）を用いた薬液塗布方法について説明する。尚、パターン情報のコンピューター５への記憶は薬液塗布処理の前に予め行われているものとする。

まず、塗布ユニットに搬送された基板１をウエハチャック６が真空吸着して略水平に保持する。次に、塗布ノズル３に取り付けられた基板位置計測機構４により、基板１上に形成された計測マーク２の位置（具体的には、塗布ユニット中の基準位置（ゼロ点）から見た計測マーク２の相対位置）を計測する。ここで、基準位置の設定は任意に行うことができ、例えば塗布ノズル３の位置を基準位置に設定してもよい。

尚、計測マーク２は、好ましくは４点以上、少なくとも２点以上、基板１に設けられており、基板位置計測機構４は各計測マーク２のＸ方向及びＹ方向の位置情報を計測する。そして、基板位置計測機構４は、当該各計測値を平均化する処理を行い、それによって計測マーク２に対する塗布ノズル３の相対位置を算出する。ここで、各計測マーク２の位置情報の計測値に対して重み付け処理を行うことによって、最適な位置合わせ（つまり、計測マーク２に対する塗布ノズル３の相対位置の正確な算出）を行うことができる。すなわち、塗布ノズル３の相対位置の算出精度が各計測マーク２毎にばらつく場合には、高精度が得られる計測マーク２の位置情報の計測値に対してより大きな重みを付ける。例えば、基板１の外周部における計測マーク加工精度が、基板１の中心部における計測マーク加工精度よりも劣る場合には、基板１の中心部に設けられた計測マーク２の位置情報の計測値に対してより大きな重みを付けることによって、塗布ノズル３の相対位置の算出精度を向上させる。

また、基板位置計測機構４は、計測マーク２の位置の計測において、基板１の表面状態に応じてレーザー光の回折光又はイメージセンサー等による画像認識を切り替えて使用する。さらに、基板位置計測機構４は、薬液塗布後の基板１における下地パターンと塗布パターン（塗布した薬液８を乾燥させてなるパターン）との重ね合わせ状態の測定結果に基づいて、計測した計測マーク２の位置情報の補正を行うことができる。

次に、塗布ノズル３を、基板１の上方において一方の基板端から他方の基板端まで移動させる。その際、塗布パターン記憶用のコンピューター５に記憶されたパターン情報と、基板位置計測機構４により算出された塗布ノズル３の相対位置情報とに基づいて、図２に示すように、基板１上の薬液滴下開始位置Ｓに塗布ノズル３が移動した時点で塗布ノズル３からの薬液８の滴下を開始し、その後、基板１上の薬液滴下停止位置Ｅに塗布ノズル３が移動した時点で塗布ノズル３からの薬液８の滴下を停止する。ここで、塗布ノズル３の駆動制御及び薬液供給制御は例えばコンピュータ５を用いて行われる。また、基板１上における薬液８の塗布厚さの調整は、薬液８の粘度、塗布ノズル３の移動速度、及び後述するノズルアレイ７からの薬液８の滴下の有無等によって行われる。さらに、塗布ノズル３の延在方向（塗布方向に対して垂直な方向）における薬液８の塗布の有無は、ノズルアレイ７の各薬液吐出口からの薬液８の滴下の制御（ある吐出口からは薬液８を滴下し、別の吐出口からは薬液８を滴下しないという制御）によって調整する。尚、図２においては、ノズルアレイ７を構成する吐出口の数を実際よりも少なめに示している。

以上に説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、基板１上の計測マーク２に対する塗布ノズル３の相対位置の算出結果と、コンピュータ５に記憶されているパターン情報とに基づいて、塗布ノズル３の駆動制御及び薬液供給制御を行い、それによって基板１上にパターンを形成する。このため、塗布ノズル３によって薬液８を基板１上の所望の領域のみに塗布することができるので、薬液８として感光性樹脂を用いてパターン形成を行う場合、露光工程及び現像工程を省略することができる。また、薬液８として非感光性樹脂を用いてパターン形成を行うこともできる。従って、複雑な設備構成を用いることなく、短時間でパターン形成を行うことができる。

以下、本実施形態におけるノズルアレイを備えた塗布ノズル３について、詳しく説明する。

図３は、本実施形態の塗布ノズル３の詳細を示す図、具体的には、塗布ノズル３における基板１（ウエハチャック６に保持された基板１）との対向面（以下、吐出面と称する）の拡大図である。尚、図３において、塗布ノズル３の延在方向の寸法を実際よりも短めに示している。

図３に示すように、塗布ノズル３は、その吐出面の中央部に設けられ且つ薬液８を吐出するための複数の吐出口からなるノズルアレイ７と、該吐出面におけるノズルアレイ７の両側に設けられた溶剤（薬液８を溶解させる溶剤）吐出口２１と、該吐出面における溶剤吐出口２１から見て端部側に設けられた廃液吸引口２２と、該吐出面における廃液吸引口２２から見て端部側に設けられた高圧ガス吐出口２３とを備えている。

図３に示す塗布ノズル３の動作は次の通りである。まず、基板１上の薬液滴下開始位置Ｓ（図２参照）に塗布ノズル３が達した時点で、ノズルアレイ７から基板１上に薬液８が滴下される。その際、薬液８が薬液塗布領域の外側に流出することを防ぐために、溶剤吐出口２１から、薬液８を溶解させる溶剤を基板１上に滴下し、さらに、廃液吸引口２２によって当該溶剤と不要な薬液８とを吸引して除去する。

尚、薬液塗布ノズル３が薬液塗布領域（薬液滴下開始位置Ｓから薬液滴下停止位置Ｅまでの領域）を移動している間、ノズルアレイ７から基板１上に薬液８が滴下される。このとき、必要に応じて高圧（常圧（大気圧）よりも高い圧力）ガス吐出口２３から清浄な高圧窒素を基板１に吹き付けることにより、薬液塗布領域に塗布された薬液８の乾燥を促進させると共に非塗布領域（コンピュータ５に記憶されたパターン情報における「薬液を塗布しない領域」）への薬液８の流出を防止する。

次に、基板１上の薬液滴下停止位置Ｅ（図２参照）に塗布ノズル３が達した時点で、ノズルアレイ７からの薬液滴下が停止される。その際（薬液滴下停止時）、薬液塗布領域からその外側に流出してきた薬液８が固化して不要なパターンが形成されてしまうことを防止するために、溶剤吐出口２１から基板１上に、固化した薬液８を液化可能な溶剤を滴下すると共に、廃液吸引口２２によって当該溶剤と液化した薬液８とを吸引して除去する。さらに、このとき、高圧ガス吐出口２３から清浄な高圧窒素を基板１に吹き付けることにより、薬液塗布領域に塗布された薬液８の乾燥を促進させると共に非塗布領域への薬液８の流出を防止する。

以上のように、第１の実施形態によると、塗布ノズル３が前述の動作を繰り返し行うことによって、基板１上の所望の領域に精度良く薬液８を塗布することができる。

尚、第１の実施形態において、基板１上における一方の基板端から他方の基板端まで塗布ノズル３を移動させる回数は１回に限られない。すなわち、薬液塗布領域を２回以上通るように塗布ノズル３を移動させながら当該薬液塗布領域に薬液８を重ね塗りすることによって、薬液８の塗布厚さを所望の厚さに設定してもよい。

また、第１の実施形態において、ウエハチャック６を駆動させていない。しかし、これに代えて、モーターを設置することによってウエハチャック６を基板１と共に所望の回転数で回転させ、それによって基板１を乾燥させてもよい。

また、第１の実施形態において、塗布ノズル３のノズルアレイ７から複数種類の薬液を基板１上に滴下してもよい。例えば、下層反射防止膜形成用の薬液、レジスト形成用の薬液、及び上層反射防止膜形成用の薬液のように、互いに性質の異なる複数種類の薬液を基板１上に順次滴下してもよい。

また、第１の実施形態において、複数の薬液ノズルを用いることにより、又は１つ若しくは複数の薬液ノズルに複数のノズルアレイを設けることにより、基板１上の各領域毎に塗布厚さを変えて薬液の塗布を行ってもよいし、当該各領域毎に例えばネガ型レジストとポジ型レジストとを塗り分けてもよい。このようにすると、複数の性質を持つ複数種類の薬液をそれぞれ基板１上の所望の領域に塗り分けることができるので、薬液塗布時間を大幅に削減できる。また、電子線描画によるパターン形成に本発明を適用する場合においても、基板１上に選択的に薬液を塗布できると共に種類の異なるレジストを各領域毎に塗り分けることができるので、スループットを向上させることができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る薬液塗布方法及び薬液塗布装置について、図面を参照しながら説明する。

図４は、第２の実施形態に係る薬液塗布装置の要部平面図を示す。第２の実施形態の薬液塗布装置の特徴は、図２及び図３に示す第１の実施形態の塗布ノズル３と同様の構造を有する複数の塗布ノズルを備えており、当該各塗布ノズルによって基板上に複数種類の薬液を塗布することができることである。

図４に示すように、本実施形態の薬液塗布装置（塗布ユニット）は、基板１１を保持するウエハチャック（図示省略）と、ウエハチャックに保持された基板１１上に第１の薬液１８ａ及び第２の薬液１８ｂを塗布するための第１の塗布ノズル１３ａ及び第２の塗布ノズル１３ｂと、基板１１上に設けられた計測マーク１２に対する塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの相対位置を算出する基板位置計測機構１４と、基板１１上にパターンを形成するためのパターン情報を記憶するコンピュータ１５と、基板位置計測機構１４により算出された塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの相対位置とコンピュータ１５に記憶されたパターン情報とに基づいて塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの駆動制御及び薬液供給制御を行う手段（例えば図示しない他のコンピュータ。或いはコンピュータ１５が本手段を兼ねても良い）とを備えている。塗布ノズル１３ａ及び１３ｂはそれぞれ、前記ウエハチャックに保持された基板１１上に位置すると共に基板１１の全面に亘って移動できる。具体的には、塗布ノズル１３ａ及び１３ｂはそれぞれ、基板１１上を所定の塗布方向（Ｘ方向に）に移動できると共に、基板１１を横断するように、当該Ｘ方向に対して垂直なＹ方向に延在している。塗布ノズル１３ａ及び１３ｂのそれぞれのＹ方向（延在方向）の長さは、基板１１となるウエハの直径よりも長い。基板位置計測機構１４は、例えば第１の塗布ノズル１３ａにおけるＹ方向に延びる側面に取り付けられている。但し、基板位置計測機構１４の設置箇所は、計測マーク１２に対する塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの相対位置を計測できれば、特に限定されるものではない。例えば、塗布ノズル１３ａ及び１３ｂのいずれか一方のみに基板位置計測機構１４を設けてもよいし、又は塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの両方に基板位置計測機構１４を設けてもよい。コンピュータ１５は、例えば塗布ユニットの筐体外壁２０に取り付けられる。

以下、図４に示す本実施形態の薬液塗布装置（塗布ユニット）を用いた薬液塗布方法について説明する。尚、パターン情報のコンピューター１５への記憶は薬液塗布処理の前に予め行われているものとする。

まず、塗布ユニットに搬送された基板１１を前記ウエハチャックが真空吸着して略水平に保持する。次に、第１の塗布ノズル１３ａに取り付けられた基板位置計測機構１４により、基板１１上に形成された計測マーク１２の位置（具体的には、塗布ユニット中の基準位置（ゼロ点）から見た計測マーク１２の相対位置）を計測する。ここで、基準位置の設定は任意に行うことができ、例えば第１の塗布ノズル１３ａの位置を基準位置に設定してもよい。

尚、計測マーク１２は、好ましくは４点以上、少なくとも２点以上、基板１１に設けられており、基板位置計測機構１４は各計測マーク１２のＸ方向及びＹ方向の位置情報を計測する。そして、基板位置計測機構１４は、当該各計測値を平均化する処理を行い、それによって計測マーク１２に対する塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの相対位置を算出する。ここで、各計測マーク１２の位置情報の計測値に対して重み付け処理を行うことによって、最適な位置合わせ（つまり、計測マーク１２に対する塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの相対位置の正確な算出）を行うことができる。すなわち、塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの相対位置の算出精度が各計測マーク１２毎にばらつく場合には、高精度が得られる計測マーク１２の位置情報の計測値に対してより大きな重みを付ける。例えば、基板１１の外周部における計測マーク加工精度が、基板１１の中心部における計測マーク加工精度よりも劣る場合には、基板１１の中心部に設けられた計測マーク１２の位置情報の計測値に対してより大きな重みを付けることによって、塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの相対位置の算出精度を向上させる。

また、基板位置計測機構１４は、計測マーク１２の位置の計測において、基板１１の表面状態に応じてレーザー光の回折光又はイメージセンサー等による画像認識を切り替えて使用する。さらに、基板位置計測機構１４は、薬液塗布後の基板１１における下地パターンと塗布パターン（塗布した薬液１８ａ及び１８ｂを乾燥させてなるパターン）との重ね合わせ状態の測定結果に基づいて、計測した計測マーク１２の位置情報の補正を行うことができる。

次に、第１の塗布ノズル１３ａを、基板１１の上方において一方の基板端から他方の基板端まで移動させる。その際に、塗布パターン記憶用のコンピューター１５に記憶されたパターン情報（第１の薬液１８ａからなるパターンの情報）と、基板位置計測機構１４により算出された第１の塗布ノズル１３ａの相対位置情報とに基づいて、基板１１上の薬液滴下開始位置Ｓに第１の塗布ノズル１３ａが移動した時点で第１の塗布ノズル１３ａからの第１の薬液１８ａの滴下を開始し、その後、基板１１上の薬液滴下停止位置Ｅに第１の塗布ノズル１３ａが移動した時点で第１の塗布ノズル１３ａからの第１の薬液１８ａの滴下を停止する。ここで、第１の塗布ノズル１３ａの駆動制御及び薬液供給制御は例えばコンピュータ１５を用いて行われる。また、基板１１上における第１の薬液１８ａの塗布厚さの調整は、第１の薬液１８ａの粘度、第１の塗布ノズル１３ａの移動速度、及び第１の塗布ノズル１３ａのノズルアレイ（図３参照）からの第１の薬液１８ａの滴下の有無等によって行われる。さらに、第１の塗布ノズル１３ａの延在方向（塗布方向に対して垂直な方向）における第１の薬液１８ａの塗布の有無は、第１の塗布ノズル１３ａのノズルアレイの各薬液吐出口からの第１の薬液１８ａの滴下の制御（ある吐出口からは第１の薬液１８ａを滴下し、別の吐出口からは第１の薬液１８ａを滴下しないという制御）によって調整される。

次に、第１の塗布ノズル１３ａが移動を開始してから、予め指定した時間が経過した後又は第１の塗布ノズル１３ａの移動距離が予め指定した距離に達した後、第２の塗布ノズル１３ｂを、基板１１の上方において一方の基板端から他方の基板端まで移動させる。その際に、塗布パターン記憶用のコンピューター１５に記憶されたパターン情報（第２の薬液１８ｂからなるパターンの情報）と、基板位置計測機構１４により算出された第２の塗布ノズル１３ｂの相対位置情報とに基づいて、基板１１上の薬液滴下開始位置Ｓに第２の塗布ノズル１３ｂが移動した時点で第２の塗布ノズル１３ｂからの第２の薬液１８ｂの滴下を開始し、その後、基板１１上の薬液滴下停止位置Ｅに第２の塗布ノズル１３ｂが移動した時点で第２の塗布ノズル１３ｂからの第２の薬液１８ｂの滴下を停止する。ここで、第２の塗布ノズル１３ｂの駆動制御及び薬液供給制御は例えばコンピュータ１５を用いて行われる。また、基板１１上における第２の薬液１８ｂの塗布厚さの調整は、第２の薬液１８ｂの粘度、第２の塗布ノズル１３ｂの移動速度、及び第２の塗布ノズル１３ｂのノズルアレイ（図３参照）からの第２の薬液１８ｂの滴下の有無等によって行われる。さらに、第２の塗布ノズル１３ｂの延在方向（塗布方向に対して垂直な方向）における第２の薬液１８ｂの塗布の有無は、第２の塗布ノズル１３ｂのノズルアレイの各薬液吐出口からの第２の薬液１８ｂの滴下の制御（ある吐出口からは第２の薬液１８ｂを滴下し、別の吐出口からは第２の薬液１８ｂを滴下しないという制御）によって調整される。

以上に説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、基板１１上の計測マーク１２に対する塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの相対位置の算出結果と、コンピュータ１５に記憶されているパターン情報とに基づいて、塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの駆動制御及び薬液供給制御をノズル毎に独立して行い、それによって基板１１上にパターンを形成する。このため、塗布ノズル１３ａ及び１３ｂによって複数の薬液（第１の薬液１８ａ及び第２の薬液１８ｂ）をそれぞれ基板１１上の所望の領域のみに塗布することができるので、薬液１８ａ及び１８ｂとして感光性樹脂を用いてパターン形成を行う場合、露光工程及び現像工程を省略することができる。また、薬液１８ａ及び１８ｂとして非感光性樹脂を用いてパターン形成を行うこともできる。従って、複雑な設備構成を用いることなく、短時間でパターン形成を行うことができる。

尚、第２の実施形態において、２種類の薬液１８ａ及び１８ｂをそれぞれ基板１１上に単層で塗布した。しかし、基板１１上における一方の基板端から他方の基板端まで塗布ノズル１３ａ及び１３ｂを移動させる回数は１回に限られない。すなわち、薬液塗布領域を２回以上通るように塗布ノズル１３ａ及び１３ｂを移動させながら当該薬液塗布領域の一部又は全部に薬液１８ａ及び１８ｂを重ね塗りすることによって、薬液１８ａ及び１８ｂの塗布厚さを所望の厚さに設定してもよい。

また、第２の実施形態において、塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの構造として、図２及び図３に示す第１の実施形態の塗布ノズル３と同様の構造を採用した。しかし、塗布ノズル１３ａ及び１３ｂの構造は特に限定されるものではない。また、３つ以上の塗布ノズルを薬液塗布装置に設けてもよい。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る薬液塗布方法及び薬液塗布装置について、図面を参照しながら説明する。

図５は、第３の実施形態に係る薬液塗布装置の要部平面図を示す。第３の実施形態の薬液塗布装置の特徴は、塗布ノズルの延在方向の長さが基板となるウエハの直径よりも短いこと、及び当該塗布ノズルが基板上を自由に（２次元的に）移動できることである。

図５に示すように、本実施形態の薬液塗布装置（塗布ユニット）は、基板３１を保持するウエハチャック（図示省略）と、ウエハチャックに保持された基板３１上に薬液３８を塗布するための塗布ノズル３３と、基板３１上に設けられた計測マーク３２に対する塗布ノズル３３の相対位置を算出する基板位置計測機構３４と、基板３１上にパターンを形成するためのパターン情報を記憶するコンピュータ３５と、基板位置計測機構３４により算出された塗布ノズル３３の相対位置とコンピュータ３５に記憶されたパターン情報とに基づいて塗布ノズル３３の駆動制御及び薬液供給制御を行う手段（例えば図示しない他のコンピュータ。或いはコンピュータ３５が本手段を兼ねても良い）とを備えている。塗布ノズル３３は、前記ウエハチャックに保持された基板３１上に位置すると共に基板３１の全面に亘って移動できる。具体的には、塗布ノズル３３は、駆動軸３９ａによって矢印Ａ方向に移動できると共に駆動軸３９ｂによって矢印Ｂ方向（矢印Ａ方向に対して垂直な方向）に移動できる。すなわち、塗布ノズル３３は、基板３１上を２次元的に移動できる。尚、塗布ノズル３３の矢印Ａ方向（延在方向）の長さは、基板３１となるウエハの直径よりも短い。また、塗布ノズル３３の吐出面の構成は、基本的に、図３に示す第１の実施形態の塗布ノズル３と同様である。基板位置計測機構３４は、例えば塗布ノズル３３における矢印Ａ方向に延びる側面に取り付けられている。但し、基板位置計測機構３４の設置箇所は、計測マーク３２に対する塗布ノズル３３の相対位置を計測できれば、特に限定されるものではない。コンピュータ３５は、例えば塗布ユニットの筐体外壁３０に取り付けられる。

以下、図５に示す本実施形態の薬液塗布装置（塗布ユニット）を用いた薬液塗布方法について説明する。尚、パターン情報のコンピューター３５への記憶は薬液塗布処理の前に予め行われているものとする。

まず、塗布ユニットに搬送された基板３１を前記ウエハチャックが真空吸着して略水平に保持する。次に、塗布ノズル３３に取り付けられた基板位置計測機構３４により、基板３１上に形成された計測マーク３２の位置（具体的には、塗布ユニット中の基準位置（ゼロ点）から見た計測マーク３２の相対位置）を計測する。ここで、基準位置の設定は任意に行うことができ、例えば塗布ノズル３３の位置を基準位置に設定してもよい。

尚、計測マーク３２は、好ましくは４点以上、少なくとも２点以上、基板３１に設けられており、基板位置計測機構３４は各計測マーク３２のＸ方向（矢印Ｂ方向）及びＹ方向（Ｘ方向に対して垂直な方向、つまり矢印Ａ方向）の位置情報を計測する。そして、基板位置計測機構３４は、当該各計測値を平均化する処理を行い、それによって計測マーク３２に対する塗布ノズル３３の相対位置を算出する。ここで、各計測マーク３２の位置情報の計測値に対して重み付け処理を行うことによって、最適な位置合わせ（つまり、計測マーク３２に対する塗布ノズル３３の相対位置の正確な算出）を行うことができる。すなわち、塗布ノズル３３の相対位置の算出精度が各計測マーク３２毎にばらつく場合には、高精度が得られる計測マーク３２の位置情報の計測値に対してより大きな重みを付ける。例えば、基板３１の外周部における計測マーク加工精度が、基板３１の中心部における計測マーク加工精度よりも劣る場合には、基板３１の中心部に設けられた計測マーク３２の位置情報の計測値に対してより大きな重みを付けることによって、塗布ノズル３３の相対位置の算出精度を向上させる。

また、基板位置計測機構３４は、計測マーク３２の位置の計測において、基板３１の表面状態に応じてレーザー光の回折光又はイメージセンサー等による画像認識を切り替えて使用する。さらに、基板位置計測機構３４は、薬液塗布後の基板３１における下地パターンと塗布パターン（塗布した薬液３８を乾燥させてなるパターン）との重ね合わせ状態の測定結果に基づいて、計測した計測マーク３２の位置情報の補正を行うことができる。

次に、塗布ノズル３３を、基板３１の上方において例えば矢印Ａ方向に沿って一方の基板端から他方の基板端まで移動させる。その際に、塗布パターン記憶用のコンピューター３５に記憶されたパターン情報と、基板位置計測機構３４により算出された塗布ノズル３３の相対位置情報とに基づいて、基板３１上の薬液滴下開始位置Ｓに塗布ノズル３３が移動した時点で塗布ノズル３３からの薬液３８の滴下を開始し、その後、基板３１上の薬液滴下停止位置Ｅに塗布ノズル３３が移動した時点で塗布ノズル３３からの薬液３８の滴下を停止する。ここで、塗布ノズル３３の駆動制御及び薬液供給制御は例えばコンピュータ３５を用いて行われる。また、基板３１上における薬液３８の塗布厚さの調整は、薬液３８の粘度、塗布ノズル３３の移動速度、及び塗布ノズル３３のノズルアレイ（図３参照）からの薬液３８の滴下の有無等によって行われる。

以上に説明したように、本発明の第３の実施形態によれば、基板３１上の計測マーク３２に対する塗布ノズル３３の相対位置の算出結果と、コンピュータ３５に記憶されているパターン情報とに基づいて、塗布ノズル３３の駆動制御及び薬液供給制御を行い、それによって基板３１上にパターンを形成する。このため、塗布ノズル３３によって薬液３８を基板３１上の所望の領域のみに塗布することができるので、薬液３８として感光性樹脂を用いてパターン形成を行う場合、露光工程及び現像工程を省略することができる。また、薬液３８として非感光性樹脂を用いてパターン形成を行うこともできる。従って、複雑な設備構成を用いることなく、短時間でパターン形成を行うことができる。

尚、本実施形態において、塗布ノズル３３の移動のさせ方は特に限定されない。すなわち、駆動軸３９ａ及び３９ｂがそれぞれ矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に動くことにより、それに伴って塗布ノズル３３が基板３１上の所望の個所に自由に移動できる。

また、本実施形態において、基板３１と塗布ノズル３３（正確にはその吐出面）との間の距離を調整できるようにしてもよい。

本発明は、薬液塗布装置及び薬液塗布方法に関し、半導体装置の製造におけるリソグラフィ工程又は液晶パネルの製造等に適用した場合、複雑な設備構成を用いることなく短時間でパターン形成を行うことができるという効果が得られ、非常に有用である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る薬液塗布装置の要部平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る薬液塗布装置の要部断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る薬液塗布装置の塗布ノズルの詳細を示す図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係る薬液塗布装置の要部平面図である。 図５は、本発明の第３の実施形態に係る薬液塗布装置の要部平面図である。 図６は、従来の薬液塗布装置の要部断面図である。

符号の説明

１、１１、３１ 基板
２、１２、３２ 計測マーク
３、１３ａ、１３ｂ、３４ 塗布ノズル
４、１４、３４ 基板位置計測機構
５、１５、３５ コンピューター
６ ウエハチャック
７ ノズルアレイ
８、１８ａ、１８ｂ、３８ 薬液
１０、２０、３０ 筐体外壁
２１ 溶剤吐出口
２２ 廃液吸引口
２３ 高圧ガス吐出口
３９ａ、３９ｂ 駆動軸

Claims (8)

1. 基板を保持する保持手段と、
   前記保持手段により保持された前記基板上を移動でき且つ当該基板の表面に薬液を供給する塗布ノズルと、
   前記基板上にパターンを形成するためのパターン情報を記憶する記憶手段と、
   前記基板上に設けられた計測マークに対する前記塗布ノズルの相対位置を算出する位置算出手段と、
   前記位置算出手段により算出された前記相対位置と、前記記憶手段に記憶された前記パターン情報とに基づいて、前記基板上に前記塗布ノズルにより前記薬液を塗布することによって前記パターンを形成する制御手段とを備えていることを特徴とする薬液塗布装置。
2. 請求項１に記載の薬液塗布装置において、
   前記塗布ノズルは、前記薬液の吐出口と、前記薬液を溶解させる溶剤の吐出口と、廃液の吸引口と、ガスの吐出口とを有することを特徴とする薬液塗布装置。
3. 請求項１に記載の薬液塗布装置において、
   前記塗布ノズルは複数設けられており、当該各塗布ノズルがそれぞれ独立して駆動制御されることを特徴とする薬液塗布装置。
4. 基板上にパターンを形成するためのパターン情報を記憶手段に記憶させる工程（ａ）と、
   前記基板上に設けられた計測マークに対する塗布ノズルの相対位置を算出する工程（ｂ）と、
   前記相対位置と前記パターン情報とに基づいて、前記基板上に前記塗布ノズルにより薬液を塗布することによって前記パターンを形成する工程（ｃ）とを備えていることを特徴とする薬液塗布方法。
5. 請求項４に記載の薬液塗布方法において、
   前記工程（ｃ）は、所定の薬液塗布領域を２回以上通るように前記塗布ノズルを移動させることによって、前記所定の薬液塗布領域に前記薬液を重ね塗りする工程を含むことを特徴とする薬液塗布方法。
6. 請求項４に記載の薬液塗布方法において、
   前記工程（ｃ）は、前記基板上に前記塗布ノズルにより２種類以上の薬液を塗布する工程を含むことを特徴とする薬液塗布方法。
7. 請求項４に記載の薬液塗布方法において、
   前記工程（ｃ）は、前記薬液を溶解させる溶剤を前記塗布ノズルによって前記基板上に塗布すると共に、前記基板上に塗布された不要な前記薬液を前記パターン情報に基づいて除去する工程を含むことを特徴とする薬液塗布方法。
8. 請求項７に記載の薬液塗布方法において、
   前記工程（ｃ）は、前記溶剤に溶解した前記薬液を前記塗布ノズルによって吸引して除去する工程を含むことを特徴とする薬液塗布方法。

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