JP2015119160A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】膜厚均一性を高めること。
【解決手段】実施形態に係る塗布装置は、スリットノズルと、移動機構と、圧力調整部と、制御部とを備える。スリットノズルは、塗布材を貯留する貯留室を備える。移動機構は、スリットノズルを基板に対して相対的に移動させる。圧力調整部は、貯留室内の圧力を調整する。制御部は、移動機構および圧力調整部を制御することにより、貯留室内の圧力を負圧から大気圧へ近付く方向へ変化させながら、スリットノズルを基板に対して相対的に移動させる。また、制御部は、塗布開始位置を含む開始区間および塗布終了位置を含む終了区間における貯留室内の圧力変化が、開始区間および終了区間を除く中央区間における貯留室内の圧力変化よりも緩やかになるように圧力調整部を制御する。
【選択図】図４

Description

開示の実施形態は、塗布装置に関する。

半導体ウェハやガラス基板等の基板に対して塗布材を塗布する手法の一つとして、スリットコート法が知られている。スリットコート法は、スリット状の吐出口を有する長尺状のスリットノズルを走査して基板上に塗布材を塗布する手法である。

たとえば、特許文献１には、塗布材を貯留する貯留室を備え、この貯留室に充填された塗布材をスリット状の通路を介して吐出口から吐出するスリットノズルが記載されている。

特許文献１に記載のスリットノズルでは、塗布の進行に伴って貯留室に貯留された塗布材の液面が低下するため、吐出口に作用する塗布材の水頭圧が徐々に減少する。このように吐出口に作用する水頭圧が減少すると、吐出口から吐出される塗布材の量が減少するため、基板上に形成される塗布膜の膜厚が不均一になるおそれがある。

そこで、特許文献１に記載の技術では、貯留室内の液面高さを測定し、液面高さの低下に合わせて貯留室内の圧力を直線的に増加させることで、塗布材の吐出量を一定に保つようにしている。

特開２０１３−９８３７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術には、膜厚均一性を高めるという点で更なる改善の余地があった。

実施形態の一態様は、膜厚均一性を高めることのできる塗布装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る塗布装置は、スリットノズルと、移動機構と、圧力調整部と、制御部とを備える。スリットノズルは、塗布材を貯留する貯留室を備える。移動機構は、スリットノズルを基板に対して相対的に移動させる。圧力調整部は、貯留室内の圧力を調整する。制御部は、移動機構および圧力調整部を制御することにより、貯留室内の圧力を負圧から大気圧へ近付く方向へ変化させながら、スリットノズルを基板に対して相対的に移動させる。また、制御部は、塗布開始位置を含む開始区間および塗布終了位置を含む終了区間における貯留室内の圧力変化が、開始区間および終了区間を除く中央区間における貯留室内の圧力変化よりも緩やかになるように圧力調整部を制御する。

実施形態の一態様によれば、膜厚均一性を高めることができる。

図１は、本実施形態に係る塗布装置の構成を示す模式側面図である。 図２は、塗布処理の概略説明図である。 図３は、スリットノズルの構成を示す模式図である。 図４は、制御装置の構成を示すブロック図である。 図５は、塗布済み面積の説明図である。 図６は、走査位置と貯留室内の圧力との関係を示す図である。 図７は、基板における走査位置と塗布済み面積との関係を示すグラフである。 図８は、基板における走査位置と塗布材の使用量との関係を示すグラフである。 図９は、塗布材の液面高さと貯留室内の圧力との関係を示すグラフである。 図１０は、異常対応処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、走査位置と貯留室内の圧力との関係の他の一例を示す図である。 図１２は、走査位置と貯留室内の圧力との関係の他の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する塗布装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る塗布装置の構成を示す模式図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、本実施形態に係る塗布装置１は、載置台１０と、ステージ２１と、第１の移動機構２２と、スリットノズル３０と、昇降機構４０とを備える。

ステージ２１には、基板Ｗが載置される。具体的には、ステージ２１は、吸引口が形成された水平な上面を有し、吸引口からの吸引によって基板Ｗを吸着することで、基板Ｗを水平保持する。かかるステージ２１は、第１の移動機構２２の上部に配置される。

第１の移動機構２２は、載置台１０に載置され、ステージ２１を水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に移動させる。これにより、ステージ２１に水平保持された基板Ｗが水平移動する。

スリットノズル３０は、長尺状のノズルであり、ステージ２１に保持される基板Ｗよりも上方に配置される。かかるスリットノズル３０は、ステージ２１の移動方向（Ｘ軸方向）に対して直交する水平方向（Ｙ軸方向）に長手方向を向けた状態で、後述する昇降機構４０に取り付けられる。

スリットノズル３０は、下部に形成されたスリット状の吐出口６からレジストや封止剤、接着剤といった高粘度の塗布材を吐出する。かかるスリットノズル３０の構成については、後述する。

昇降機構４０は、スリットノズル３０を鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降させる機構部であり、載置台１０に載置される。かかる昇降機構４０は、スリットノズル３０を固定する固定部４１と、かかる固定部４１を鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動させる駆動部４２とを備える。

また、塗布装置１は、ノズル高さ測定部５０と、厚み測定部６０と、第２の移動機構７０と、ノズル待機部８０と、制御装置１００とを備える。

ノズル高さ測定部５０は、所定の測定位置からスリットノズル３０の下面までの距離を測定する測定部である。ノズル高さ測定部５０は、たとえばステージ２１に埋設される。

厚み測定部６０は、ステージ２１上の基板Ｗよりも上方に配置され、基板Ｗの上面までの距離を測定する測定部である。厚み測定部６０は、たとえば昇降機構４０に取り付けられる。なお、塗布装置１は、かかる厚み測定部６０を用い、厚み測定部６０の測定位置からステージ２１の上面までの距離、および、厚み測定部６０の測定位置からステージ２１上に載置された基板Ｗの上面までの距離を測定する処理を行う。

ノズル高さ測定部５０および厚み測定部６０による測定結果は、後述する制御装置１００へ送られ、たとえば塗布処理時におけるスリットノズル３０の高さを決定するために用いられる。

第２の移動機構７０は、ノズル待機部８０を水平方向に移動させる。かかる第２の移動機構７０は、支持部７１と駆動部７２とを備える。支持部７１は、ノズル待機部８０を水平に支持する。駆動部７２は、載置台１０に載置され、支持部７１を水平方向に移動させる。

ノズル待機部８０は、塗布動作を終えたスリットノズル３０を次の塗布動作が開始されるまで待機させておく場所である。ノズル待機部８０では、スリットノズル３０内に塗布材を補充する補充処理や、スリットノズル３０の吐出口に付着する塗布材を拭き取って吐出口の状態を整えるプライミング処理などが行われる。

制御装置１００は、塗布装置１の動作を制御する装置である。かかる制御装置１００は、たとえばコンピュータであり、制御部１０１と記憶部１０２とを備える。記憶部１０２には、塗布処理等の各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１０１は記憶部１０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって塗布装置１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置１００の記憶部１０２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

次に、塗布装置１が実行する塗布処理の概略について図２を用いて説明する。図２は、塗布処理の概略説明図である。

図２に示すように、塗布装置１は、まず、スリットノズル３０に形成されたスリット状の吐出口６から塗布材Ｒをわずかに露出させて、吐出口６に塗布材Ｒのビード（液滴）を形成する。その後、塗布装置１は、昇降機構４０（図１参照）を用いてスリットノズル３０を降下させ、吐出口６に形成された塗布材Ｒのビードを基板Ｗの上面に接触させる。

そして、塗布装置１は、第１の移動機構２２（図１参照）を用い、ステージ２１上に載置された基板Ｗを吐出口６の長手方向と直交する方向（ここでは、Ｘ軸正方向）に水平移動させる。これにより、スリットノズル３０内部の塗布材Ｒが基板Ｗの移動に伴って吐出口６から引き出されて、基板Ｗの全面に塗布材Ｒが塗り広げられる。

このように、塗布装置１は、スリットノズル３０の吐出口６から露出させた塗布材Ｒを基板Ｗに接触させ、この状態で基板Ｗを水平移動させることにより、基板Ｗ上に塗布材Ｒを塗り広げて塗布膜を形成する。

次に、スリットノズル３０の具体的な構成について図３を参照して説明する。図３は、スリットノズル３０の構成を示す模式図である。

図３に示すように、スリットノズル３０は、長尺状の本体部３と、本体部３の内部において塗布材Ｒを貯留する貯留室４と、貯留室４からスリット状の流路５を介して送給される塗布材Ｒを吐出するスリット状の吐出口６とを備える。

スリットノズル３０の本体部３は、前面部を形成する第１壁部３１と、スリットノズル３０の背面部および両側面部を形成する第２壁部３２と、天井部を形成する蓋部３３と、第１壁部３１と第２壁部３２との対向面に配置される長尺状のランド部３４とを備える。

これら第１壁部３１、第２壁部３２、蓋部３３およびランド部３４によって形成されるスリットノズル３０の内部空間が形成される。そして、かかる内部空間のうち、第１壁部３１と第２壁部３２とによって挟まれる空間が貯留室４であり、第１壁部３１とランド部３４とによって挟まれる貯留室４よりも幅狭な空間が流路５である。流路５の幅は一定であり、流路５の先端に形成される吐出口６の幅も流路５と同一である。

流路５の幅は、貯留室４の内部の圧力を貯留室４の外部の圧力と等しくした状態では、塗布材Ｒの表面張力が塗布材Ｒに作用する重力より小さくなり、所定の流量で塗布材Ｒが吐出口６から滴下するような値に設定される。具体的には、流路５の幅は、予め行われる試験において、流路５の幅、塗布材Ｒの粘度、スリットノズル３０の材質を変化させ、その場合の塗布材Ｒの状態を評価することにより求められる。

蓋部３３には、液面高さ測定部３６と、圧力測定部３７と、圧力調整管３８とが蓋部３３を貫通して設けられる。

液面高さ測定部３６は、貯留室４に貯留された塗布材Ｒの液面高さを測定する。圧力測定部３７は、貯留室４内部の壁面と塗布材Ｒの液面とによって囲まれる密閉空間の圧力を測定する。圧力調整管３８は、上記密閉空間の圧力を調整する圧力調整部１１０に接続される。液面高さ測定部３６および圧力測定部３７は、制御装置１００に電気的に接続されており、測定結果が制御装置１００へ入力される。

なお、圧力測定部３７や圧力調整管３８は、貯留室４内部の密閉空間と連通していればどのような配置であってもよく、たとえば第１壁部３１や第２壁部３２を貫通して設けてもよい。また、液面高さ測定部３６も、塗布材Ｒの液面高さを測定できれば、形式や配置は任意に選択が可能である。なお、液面高さ測定部３６としては、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどの撮像装置の他、超音波センサや静電容量センサなどを用いることができる。

圧力調整部１１０は、真空ポンプなどの排気部１１１と、Ｎ２などのガスを供給するガス供給源１１２を、切替バルブ１１３を介して圧力調整管３８に接続した構成となっている。かかる圧力調整部１１０も制御装置１００に電気的に接続されており、制御装置１００からの指令により切替バルブ１１３の開度を調整することで、排気部１１１またはガス供給源１１２のいずれかを圧力調整管３８に接続して、貯留室４内部からの排気量を調整したり、貯留室４内に供給するガスの量を調整したりすることができる。これにより、塗布装置１は、圧力測定部３７の測定結果、すなわち、貯留室４内の圧力が所定の値となるように調整することができる。

たとえば、圧力調整部１１０は、貯留室４の内部を排気して貯留室４内の圧力を貯留室４外部の圧力よりも低くすることで、貯留室４内の塗布材Ｒを上方に引き上げ、吐出口６から塗布材Ｒが滴下するのを防ぐことができる。また、圧力調整部１１０は、貯留室４内にガスを供給することで、塗布材Ｒの塗布後に貯留室４内に残留する塗布材Ｒを加圧して押し出したりパージしたりすることができる。

なお、圧力調整部１１０の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、貯留室４内の圧力を制御することができれば、その構成は任意に設定できる。たとえば、排気部１１１とガス供給源１１２のそれぞれに圧力調整管３８と圧力調整弁を設け、それぞれ個別に蓋部３３に接続するようにしてもよい。

また、図３に示すように、スリットノズル３０には、塗布材供給部１２０、中間タンク１３０、供給ポンプ１４０および加圧部１５０を含む塗布材供給系が接続される。

塗布材供給部１２０は、塗布材供給源１２１と、バルブ１２２とを備える。塗布材供給源１２１は、バルブ１２２を介して中間タンク１３０に接続されており、中間タンク１３０に対して塗布材Ｒを供給する。また、塗布材供給部１２０は、制御装置１００と電気的に接続されており、かかる制御装置１００によってバルブ１２２の開閉が制御される。

中間タンク１３０は、塗布材供給部１２０とスリットノズル３０との間に介在するタンクである。かかる中間タンク１３０は、タンク部１３１と、第１供給管１３２と、第２供給管１３３と、第３供給管１３４と、液面センサ１３５とを備える。

タンク部１３１は、塗布材Ｒを貯留する。かかるタンク部１３１の底部には、第１供給管１３２および第２供給管１３３が設けられる。第１供給管１３２は、バルブ１２２を介して塗布材供給源１２１に接続される。また、第２供給管１３３は、供給ポンプ１４０を介してスリットノズル３０に接続される。

第３供給管１３４には、加圧部１５０が接続される。加圧部１５０は、Ｎ２などのガスを供給するガス供給源１５１と、バルブ１５２とを備え、タンク部１３１内へガスを供給することによってタンク部１３１内を加圧する。かかる加圧部１５０は、制御装置１００と電気的に接続されており、かかる制御装置１００によってバルブ１５２の開閉が制御される。

液面センサ１３５は、タンク部１３１に貯留された塗布材Ｒの液面を検知する検知部である。かかる液面センサ１３５は、制御装置１００と電気的に接続されており、検知結果が制御装置１００へ入力される。

供給ポンプ１４０は、第２供給管１３３の中途部に設けられており、中間タンク１３０から供給される塗布材Ｒをスリットノズル３０へ供給する。かかる供給ポンプ１４０は、制御装置１００と電気的に接続され、制御装置１００によって塗布材Ｒのスリットノズル３０への供給量が制御される。

塗布装置１は、供給ポンプ１４０を動作させて、中間タンク１３０からスリットノズル３０の貯留室４へ塗布材Ｒを補充する。このとき、貯留室４内の圧力は圧力調整部１１０によって負圧に調整される。そして、塗布装置１は、負圧に調整された貯留室４内の圧力を、徐々に低下させながら（すなわち、真空度を高めながら）、塗布材Ｒの補充を行う。この際、スリットノズル３０の吐出口６を図示しない封止部で封止しておくことで、補充処理中に吐出口６から塗布材Ｒが漏れ出ることを防止することができる。

また、塗布装置１では、圧力調整部１１０を制御して、貯留室４の内部を負圧にし、さらに、負圧にした貯留室４の内部の圧力を徐々に低下させながら、貯留室４の内部へ塗布材Ｒを供給することで、塗布材Ｒの漏出をより確実に防止することができる。

すなわち、貯留室４に塗布材Ｒが供給されて塗布材Ｒの液面が上昇すると、吐出口６に作用する塗布材Ｒによる水頭圧が増加する。この間、貯留室４内の圧力と、貯留室４の外部の圧力とが変化せず一定であるとすると、水頭圧が増加した分だけ塗布材Ｒを上方へ押し上げる力が相対的に弱まるため、封止部によって封止された吐出口６から塗布材Ｒが漏れ出る可能性がある。

これに対し、塗布装置１では、貯留室４内の塗布材Ｒの液面高さの上昇に合わせて圧力調整部１１０により貯留室４内の圧力を徐々に低下させることで、塗布材Ｒを上方へ押し上げる力を補うことができる。このため、塗布材Ｒの補充処理中に、封止部によって封止された吐出口６から塗布材Ｒが漏れ出ることをより確実に防止することができる。

次に、制御装置１００の構成について図４を参照して具体的に説明する。図４は、制御装置１００の構成を示すブロック図である。なお、図４は、制御装置１００の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図４に示すように、制御装置１００が備える制御部１０１は、設定部１０１ａと、塗布制御部１０１ｂと、異常対応処理部１０１ｃとを備える。また、制御装置１００が備える記憶部１０２は、開始時圧力１０２ａと、終了時圧力１０２ｂと、最適保持圧関数１０２ｃと、最適使用量情報１０２ｄとを記憶する。

設定部１０１ａは、作業者等による入力情報をキーボードやタッチパネルディスプレイ等の操作部１０３を介して取得する。具体的には、設定部１０１ａは、開始時圧力１０２ａと終了時圧力１０２ｂとを操作部１０３を介して取得する。開始時圧力１０２ａとは、塗布開始位置における貯留室４内の設定圧力であり、終了時圧力１０２ｂとは、塗布終了位置における貯留室４内の設定圧力である。

また、設定部１０１ａは、操作部１０３を介して取得した開始時圧力１０２ａおよび終了時圧力１０２ｂを記憶部１０２へ記憶する処理も行う。

塗布制御部１０１ｂは、第１の移動機構２２および圧力調整部１１０を制御することにより、貯留室４内の圧力を負圧から大気圧へ近付く方向へ変化させながら、スリットノズル３０を基板Ｗに対して相対的に移動させる。

塗布制御部１０１ｂは、まず、圧力調整部１１０を制御して貯留室４内の圧力を負圧に調整する。ここで、負圧とは、貯留室４内の圧力が大気圧よりも低い圧力状態のことである。貯留室４内の圧力を負圧に調整することで、吐出口６から塗布材Ｒが漏れ出ることを防止することができる。

そして、塗布制御部１０１ｂは、負圧にした貯留室４の内部の圧力を徐々に低下させながら、すなわち、貯留室４内の圧力を大気圧へ近付く方向へ変化させながら、第１の移動機構２２を制御してスリットノズル３０を基板Ｗに対して走査する。

本実施形態に係る塗布制御部１０１ｂは、塗布開始位置から塗布終了位置までの全区間における貯留室４内の圧力変化が、設定部１０１ａによって設定された開始時圧力１０２ａと終了時圧力１０２ｂとを結ぶＳ字曲線に沿って変化するように圧力調整部１１０を制御する。

以下では、かかる点について図５および図６を参照して説明する。図５は、塗布済み面積の説明図である。また、図６は、走査位置と貯留室４内の圧力との関係を示す図である。なお、以下では、基板Ｗの直径が４５０ｍｍである場合の例を示すが、基板Ｗの直径は４５０ｍｍに限定されない。また、図６に示すグラフの縦軸は、負圧を示している。

スリットノズル３０では、塗布の進行に伴い貯留室４に貯留された塗布材Ｒの液面が低下して、吐出口６に作用する塗布材Ｒの水頭圧が減少する。水頭圧が減少すると、吐出口６から吐出される塗布材Ｒの量も減少するため、基板Ｗ上に形成される塗布膜の膜厚が不均一になるおそれがある。

ここで、基板Ｗは円板状であるため、基板Ｗの板面の塗布材Ｒが塗布された板面の面積（以下、「塗布済み面積」と記載する）の増え方は直線的ではない。

貯留室４内の塗布材Ｒの減り方は、理想的には上記塗布済み面積の変化に従う。このため、塗布済み面積の割合に応じた圧力制御を行うことで、塗布処理中における貯留室４内の圧力を最適な圧力に保つことが可能である。

そこで、本実施形態に係る塗布制御部１０１ｂは、開始時圧力１０２ａと終了時圧力１０２ｂとを固定とし、この間の圧力差を基板Ｗの表面積に占める塗布済み面積の割合に応じて制御することとした。

図５に示すように、基板Ｗ上における塗布開始位置をｐ１、塗布終了位置をｐ２、現在の走査位置ｐ３とする。また、スリットノズル３０の塗布開始位置ｐ１からの移動距離をａ、基板Ｗの半径をｒ、半径ｒから移動距離ａを差し引いた値をｈ、基板Ｗの中心部ｏを原点とした場合の塗布開始位置ｐ１と現在の走査位置ｐ３とがなす角度をθとする。そうすると、ａ≦ｒの場合、θ＝ａｃｏｓ（ｈ／ｒ）であり、塗布済み面積Ｓは、Ｓ＝（θ−（ｃｏｓθ）（ｓｉｎθ））ｒ^２となる。一方、ｒ＜ａの場合、θ＝ａｃｏｓ（（ａ−ｒ）／ｒ）であり、塗布済み面積Ｓは、Ｓ＝２πｒ^２−（θ−（ｃｏｓθ）（ｓｉｎθ））ｒ^２となる。

また、開始時圧力１０２ａをＰ１、終了時圧力１０２ｂをＰ２とすると、塗布処理中における貯留室４内の最適圧力Ｐは、Ｐ＝ＳＰ−（ＳＰ−ＥＰ）×（Ｓ／πｒ^２）で表される。この関数は、基板Ｗの位置と、基板Ｗの表面積に占める塗布済み面積Ｓの割合との関係を示すＳ字曲線関数であり、最適保持圧関数１０２ｃとして記憶部１０２に予め記憶される。

塗布制御部１０１ｂは、これら開始時圧力１０２ａ、終了時圧力１０２ｂおよび最適保持圧関数１０２ｃを用いて各走査位置における貯留室４内の圧力を決定し、貯留室４の圧力が上記決定した圧力となるように圧力調整部１１０を制御する。

この結果、図６に示すように、貯留室４の圧力は、開始時圧力１０２ａ（図６に示すＰ１）と終了時圧力１０２ｂ（図６に示すＰ２）とを結ぶＳ字曲線に沿って変化する。これにより、貯留室４の圧力は最適圧力に調整される。

このように、本実施形態に係る塗布装置１は、開始時圧力１０２ａと終了時圧力１０２ｂとの間の圧力差を塗布済み面積の割合に応じて制御することで、貯留室４の圧力を最適圧力に保つことができるため、膜厚均一性を高めることができる。

ここで、基板Ｗにおける走査位置と塗布済み面積との関係を示すグラフを図７に示す。図７に示すように、塗布済み面積は、Ｓ字曲線に沿って増加する。

つづいて、基板Ｗにおける走査位置と塗布材Ｒの使用量との関係を示すグラフを図８に示す。図８に示すように、塗布材Ｒの使用量も、Ｓ字曲線に沿って増加しており、図７に示す塗布済み面積と比例関係にあることがわかる。

つづいて、塗布材Ｒの液面高さと貯留室４内の圧力との関係を示すグラフを図９に示す。図９では、貯留室４内への塗布材Ｒの引き込みが発生し始める圧力に調整した場合の評価結果（すなわち、貯留室４内の圧力の上限値）を実線で示し、吐出口６から塗布材Ｒがわずかに露出する程度の圧力に調整した場合の評価結果（すなわち、貯留室４内の圧力の下限値）を鎖線で示している。これらの結果から、塗布材Ｒの液面高さと貯留室４内の圧力とは比例関係にあることがわかる。

塗布材Ｒの液面高さは、図８に示す塗布材使用量に反比例して低下する。また、図９に示すように、塗布材Ｒの液面高さと貯留室４内の圧力とは比例関係にある。したがって、本実施形態に係る塗布装置１のように、塗布済み面積の割合に応じて貯留室４内の圧力を制御することで、貯留室４の圧力を最適圧力に保つことができる。

図４に戻り、制御装置１００の構成についての説明を続ける。制御部１０１が備える異常対応処理部１０１ｃは、液面高さ測定部３６から取得した塗布材Ｒの液面高さと、記憶部１０２に記憶された最適使用量情報１０２ｄとに基づいて塗布処理の異常を検知した場合に、所定の異常対応処理を行う処理部である。最適使用量情報１０２ｄは、各走査位置における塗布材Ｒの最適な使用量を示す情報であって、具体的には、図８に示すグラフに相当する情報である。

ここで、異常対応処理部１０１ｃが実行する異常対応処理の処理手順について図１０を参照して説明する。図１０は、異常対応処理の処理手順を示すフローチャートである。

図１０に示すように、異常対応処理部１０１ｃは、液面高さ測定部３６から塗布材Ｒの液面高さを取得し（ステップＳ１０１）、取得した液面高さから実際の塗布材使用量を算出する（ステップＳ１０２）。

つづいて、異常対応処理部１０１ｃは、記憶部１０２から最適使用量情報１０２ｄを取得し、実際の塗布材使用量と、現在の走査位置に対応する最適使用量とを比較して、実際の塗布材使用量の最適使用量からのずれが閾値以内であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。かかる処理において、最適使用量からのずれが閾値以内である場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、すなわち、実際の塗布材使用量が正常な範囲内である場合には、処理をステップＳ１０１へ戻し、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１０３において、実際の塗布材使用量の最適使用量からのずれが閾値を超えた場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、異常対応処理部１０１ｃは、塗布処理を中止して（ステップＳ１０４）、処理を終える。具体的には、異常対応処理部１０１ｃは、第１の移動機構２２を停止したり、塗布材Ｒの使用量が異常である旨を上位装置等に通知したりする。

このように、実際の塗布材使用量と予め記憶しておいた最適使用量とを比較することで、たとえばスリットノズル３０に液漏れ等が生じた場合のように正常時と異なるペースで液面高さが変化した場合に塗布処理を中止することができ、塗布材Ｒの無駄な消費を防ぐことができる。

ところで、上述した実施形態では、制御部１０１が、塗布開始位置ｐ１から塗布終了位置ｐ２までの全区間における貯留室４内の圧力変化が、設定部１０１ａによって設定された開始時圧力１０２ａと終了時圧力１０２ｂとを結ぶＳ字曲線に沿って変化するように圧力調整部１１０を制御する場合の例について説明した。しかし、貯留室４内の圧力をＳ字曲線に沿って変化させる区間は、必ずしも塗布開始位置ｐ１から塗布終了位置ｐ２までの全区間であることを要しない。

かかる点について図１１を参照して説明する。図１１は、走査位置と貯留室４内の圧力との関係の他の一例を示す図である。

図１１に示すように、制御部１０１が備える塗布制御部１０１ｂは、少なくとも、塗布開始位置ｐ１を含む開始区間Ｔ１および塗布終了位置ｐ２を含む終了区間Ｔ３における貯留室４内の圧力変化が、開始時圧力１０２ａと終了時圧力１０２ｂとを結ぶＳ字曲線に沿って変化するように圧力調整部１１０を制御してもよい。

ここで、開始区間Ｔ１は、塗布開始位置ｐ１を始点とし、塗布開始位置ｐ１から塗布終了位置ｐ２に向かって基板Ｗの直径の１／５の距離だけ離隔した位置よりも塗布開始位置ｐ１寄りの位置を終点とする区間である。本実施形態の場合、たとえば走査位置が０ｍｍ以上９０ｍｍ未満までの区間が開始区間Ｔ１に相当する。

また、終了区間Ｔ３は、塗布終了位置ｐ２から塗布開始位置ｐ１に向かって基板Ｗの直径の１／５の距離だけ隔離した位置よりも塗布終了位置ｐ２寄りの位置を始点とし、塗布終了位置ｐ２を終点とする区間である。本実施形態の場合、たとえば走査位置が３６０ｍｍ超４５０ｍｍ以下までの区間が終了区間Ｔ３に相当する。そして、上記開始区間Ｔ１および終了区間Ｔ３を除く区間が中央区間Ｔ２である。本実施形態の場合、たとえば走査位置が９０ｍｍ以上３６０ｍｍ以下までの区間が終了区間Ｔ３に相当する。

開始区間Ｔ１および終了区間Ｔ３は、塗布済み面積の変化率、言い換えれば、塗布材使用量の変化率が中央区間Ｔ２と比べて大きいため、塗布材Ｒの液だれや液切れが生じ易い。具体的には、塗布済み面積（塗布材使用量）の変化率は、塗布開始位置ｐ１および塗布終了位置ｐ２とのなす角度が４５°となる位置でそれぞれ最大となる。

たとえば薬液の粘性や基板Ｗの大きさ等によっては、貯留室４内の圧力を塗布開始位置ｐ１から塗布終了位置ｐ２までの全区間においてＳ字曲線に沿って厳密に変化させる必要がない場合がある。このような場合には、少なくとも、塗布材Ｒの液だれや液切れが生じ易い開始区間Ｔ１および終了区間Ｔ３において、貯留室４内の圧力をＳ字曲線に沿って変化させることとしてもよい。

さらに、薬液の粘性や基板Ｗの大きさ等によっては、開始区間Ｔ１および終了区間Ｔ３においても、貯留室４内の圧力をＳ字曲線に沿って厳密に変化させる必要がない場合もある。かかる場合の圧力制御の例について図１２を参照して説明する。図１２は、走査位置と貯留室４内の圧力との関係の他の一例を示す図である。

図１２に示すように、塗布制御部１０１ｂは、開始区間Ｔ１、中央区間Ｔ２および終了区間Ｔ３における貯留室４内の圧力を全て直線的に変化させてもよい。かかる場合、塗布制御部１０１ｂは、開始区間Ｔ１および終了区間Ｔ３における貯留室４内の圧力変化が、中央区間Ｔ２における貯留室４内の圧力変化よりも緩やかになるように圧力調整部１１０を制御すればよい。

上述してきたように、本実施形態に係る塗布装置１は、スリットノズル３０と、第１の移動機構２２と、圧力調整部１１０と、制御部１０１とを備える。スリットノズル３０は、塗布材Ｒを貯留する貯留室４を備える。第１の移動機構２２は、スリットノズル３０を基板Ｗに対して相対的に移動させる。圧力調整部１１０は、貯留室４内の圧力を調整する。制御部１０１は、第１の移動機構２２および圧力調整部１１０を制御することにより、貯留室４内の圧力を負圧から大気圧へ近付く方向へ変化させながら、スリットノズル３０を基板Ｗに対して相対的に移動させる。また、制御部１０１は、塗布開始位置ｐ１を含む開始区間Ｔ１および塗布終了位置ｐ２を含む終了区間Ｔ３における貯留室４内の圧力変化が、開始区間Ｔ１および終了区間Ｔ３を除く中央区間Ｔ２における貯留室４内の圧力変化よりも緩やかになるように圧力調整部１１０を制御する。

したがって、本実施形態に係る塗布装置１によれば、膜厚均一性を高めることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ 基板
Ｒ 塗布材
１ 塗布装置
２２ 第１の移動機構
３０ スリットノズル
３６ 液面高さ測定部
３７ 圧力測定部
１００ 制御装置
１０１ 制御部
１０１ａ 設定部
１０１ｂ 塗布制御部
１０１ｃ 異常対応処理部
１０２ 記憶部
１０２ａ 開始時圧力
１０２ｂ 終了時圧力
１０２ｃ 最適保持圧関数
１０２ｄ 最適使用量情報

Claims (5)

1. 塗布材を貯留する貯留室を備えたスリットノズルと、
   前記スリットノズルを基板に対して相対的に移動させる移動機構と、
   前記貯留室内の圧力を調整する圧力調整部と、
   前記移動機構および前記圧力調整部を制御することにより、前記貯留室内の圧力を負圧から大気圧へ近付く方向へ変化させながら、前記スリットノズルを前記基板に対して相対的に移動させる制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   塗布開始位置を含む開始区間および塗布終了位置を含む終了区間における前記貯留室内の圧力変化が、前記開始区間および前記終了区間を除く中央区間における前記貯留室内の圧力変化よりも緩やかになるように前記圧力調整部を制御すること
   を特徴とする塗布装置。
2. 前記制御部は、
   前記塗布開始位置における前記貯留室内の圧力である開始時圧力と、前記塗布終了位置における前記貯留室内の圧力である終了時圧力とを設定する設定部
   を備え、
   少なくとも前記開始区間および前記終了区間における前記貯留室内の圧力変化が、前記設定部によって設定された前記開始時圧力と前記終了時圧力とを結ぶＳ字曲線に沿って変化するように前記圧力調整部を制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記制御部は、
   前記塗布開始位置から前記塗布終了位置までの全区間における前記貯留室内の圧力変化が、前記設定部によって設定された前記開始時圧力と前記終了時圧力とを結ぶＳ字曲線に沿って変化するように前記圧力調整部を制御すること
   を特徴とする請求項２に記載の塗布装置。
4. 前記制御部は、
   前記基板上の位置と、前記基板の表面積に占める塗布済み面積の割合との関係を示すＳ字曲線関数に基づき、前記開始時圧力と前記終了時圧力とを結ぶＳ字曲線を決定すること
   を特徴とする請求項２または３に記載の塗布装置。
5. 前記開始区間は、
   前記塗布開始位置から前記塗布終了位置に向かって前記基板の直径の１／５の距離だけ離隔した位置よりも前記塗布開始位置寄りの位置を終点とし、
   前記終了区間は、
   前記塗布終了位置から前記塗布開始位置に向かって前記基板の直径の１／５の距離だけ隔離した位置よりも前記塗布終了位置寄りの位置を始点とすること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の塗布装置。

Images