JP2022143661A - 基板塗布装置および基板塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スリットノズルを用いて切欠部を有する基板に処理液を供給する基板塗布装置および基板塗布方法において、処理液が均一に塗布される有効領域を広げ、処理液による処理の生産性を高める。【解決手段】この発明は、基板の切欠部が移動方向における終端位置に位置した状態のまま、基板に対してスリットノズルが相対的に移動する。これにより、処理液が基板に塗布される。その後で、スリットノズルが基板から相対的に離間する。このとき、終端位置に形成されていた液溜りが切れ、当該液溜りを構成していた処理液の多くは切欠部に残って膜厚不良が発生する。このように膜厚不良の発生箇所は切欠部に限定され、それ以外の領域では処理液を均一に塗布することができる。【選択図】図４

Description

この発明は、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等のＦＰＤ用ガラス基板、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルター用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板、電子ペーパー用基板等の精密電子装置用基板、半導体パッケージ用基板（以下、単に「基板」と称する）にスリットノズルから処理液を供給して塗布する基板塗布技術に関するものである。

スリットノズルを基板に対して相対移動させつつスリットノズルから処理液を吐出することで、基板に処理液を塗布する基板塗布装置が知られている。その中でも、塗布対象を矩形形状の基板に限定せず、例えば円形形状の半導体ウエハにも処理液を塗布可能な基板塗布装置が提案されている。その代表的なものとして、キャピラリー方式の基板塗布装置（特許文献１参照）やスリット幅調整方式の基板塗布装置（特許文献２参照）が知られている。

特開２０１７－１４８７６９号公報 特開２０１７－１６４７００号公報

上記した従来装置により、例えば半導体ウエハに処理液を塗布する場合、次のような問題が発生する。これらの装置では、基板の上面に沿って移動しているスリットノズルの位置に応じて吐出口から供給される処理液の接液範囲が連続的に変化する。後で説明する図４に示すように、塗布開始直後から接液範囲は徐々に広がり、基板の中央部に差し掛かったところで最大となる。それを通過すると、接液範囲は徐々に狭まっていく。そして、スリットノズルの移動方向における半導体ウエハの終端位置にスリットノズルが到達した段階で塗布処理が完了し、スリットノズルが基板から離れる。このとき、終端位置では処理液がスリットノズルの吐出口と最後まで接液しており、液溜りが形成されている。この状態でスリットノズルが基板から離れる際に、最後の液溜りが切れ、当該液溜りを構成していた処理液の多くが基板側に残る。その結果、終端位置で膜厚不良が発生し、塗布処理後に実行される処理液による処理において悪影響を及ぼすことがある。

その一方で、オリエンテーション・フラットまたはノッチなどの切欠部が終端位置に存在している場合、切欠部およびその周囲で膜厚不良が発生したとしても、上記悪影響は事実上発生しない。というのも、切欠部は非有効領域に形成されているからである。この「非有効領域」とは、処理液による処理の対象となる有効領域の外側に位置し、上記処理の対象とならない領域を意味している。したがって、スリットノズルを用いて切欠部を有する基板に対して処理液を塗布する場合、切欠部の位置を考慮した上で塗布処理を行うのが望ましいが、従来では上記考慮を行うことなく、上記基板塗布装置により塗布処理を行っていた。その結果、有効領域の一部が終端位置に位置したまま塗布処理を行うことで、塗布処理後に実行される処理によって上記有効領域の一部（終端位置となった部位）を良好に処理することができず、有効領域が狭まってしまうと問題があった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、スリットノズルを用いて切欠部を有する基板に処理液を供給する基板塗布装置および基板塗布方法において、処理液が均一に塗布される有効領域を広げ、処理液による処理の生産性を高めることを目的としている。

この発明の一態様は、処理液による処理の対象となる有効領域の外側に位置して処理の対象とならない非有効領域に切欠部が設けられた、基板に処理液を塗布する基板塗布装置であって、スリット状の吐出口から処理液を供給するスリットノズルと、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部と、スリットノズルに対する基板の姿勢を調整する姿勢調整機構と、基板に向けて吐出口から処理液を供給しつつ吐出口の延設方向と直交する移動方向にスリットノズルを基板に対して相対的に移動させて塗布処理を行い、移動方向における基板の終端位置に吐出口が到着した後、スリットノズルを基板から相対的に離間させる塗布制御部と、切欠部の位置情報を取得する切欠位置取得部と、切欠位置取得部により取得された位置情報に基づき、塗布処理の開始前に、姿勢調整機構を制御して切欠部を終端位置に位置させる姿勢制御部と、を備えることを特徴としている。

また、この発明の他の態様は、基板塗布方法であって、処理液による処理の対象となる有効領域の外側に位置して処理の対象とならない非有効領域に切欠部が設けられた、基板を、先端部にスリット状の吐出口を有するスリットノズルに対して位置決める第１工程と、位置決めされた基板に向けて吐出口から処理液を供給しつつ吐出口の延設方向と直交する移動方向にスリットノズルを基板に対して相対的に移動させる第２工程と、移動方向における基板の終端位置に吐出口が到着した後、スリットノズルを基板から相対的に離間させる第３工程と、第２工程を開始するまでに、切欠部が終端位置に位置するように、スリットノズルに対する基板の姿勢を調整する第４工程と、を備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、基板の切欠部がスリットノズルの移動方向における終端位置に位置した状態のまま、基板に対してスリットノズルが相対的に移動する。これにより、処理液が基板に塗布される。この塗布処理の終了時点では、スリットノズルは終端位置の上方に位置しているが、その後でスリットノズルが基板から相対的に離間する。このとき、終端位置に形成されていた液溜りが切れ、当該液溜りを構成していた処理液の多くは切欠部に残って膜厚不良が発生する。このように膜厚不良の発生箇所は切欠部に限定され、それ以外の領域では処理液を均一に塗布することができる。

以上のように、本発明によれば、有効領域に膜厚不良が発生するのを回避し、処理液による処理の生産性を高めることができる。

本発明に係る基板塗布装置の第１実施形態の構成を示す図である。 図１の基板塗布装置に装備される塗布ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。 図１に示す基板塗布装置の全体動作を示す模式図である。 塗布ユニットによる塗布処理の経過状況を示す図である。 本発明に係る基板塗布装置の第３実施形態の構成を示す図である。 図５に示す基板塗布装置で実行される動作を模式的に示す図である。

図１は本発明に係る基板塗布装置の第１実施形態の構成を示す図である。また、図２は図１の基板塗布装置に装備される塗布ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。図２には、塗布ユニットの各部の方向関係を明確にするためＺ方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を適宜付している。また、理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。この基板塗布装置１は、周縁部の一部に切欠部（本実施形態では、ノッチ）Ｗｎが形成された基板Ｗの上面に処理液を塗布する装置である。この基板塗布装置１では、切欠部Ｗｎを検出する切欠検出ユニット２と、基板Ｗの上面に処理液を塗布する塗布ユニット３と、切欠検出ユニット２から塗布ユニット３に基板Ｗを搬送する搬送ロボット４と、装置全体を制御する制御ユニット５とを有している。

切欠検出ユニット２は、装置外部から基板塗布装置１に搬入されてくる未処理の基板Ｗを保持するステージ２１と、当該ステージ２１を鉛直方向Ｚに延びる回転軸ＲＸまわりに回転させるステージ回転機構２２と、基板Ｗの切欠部Ｗｎを検出する切欠検出部２３とを有している。ステージ２１は略円盤状の外形を有している。ステージ２１の上面には、図示しない複数の吸着孔が分散して設けられている。これらの吸着孔は、真空ポンプ等に接続されている。そして、真空ポンプの動作により吸着孔内の雰囲気が排気される。これによって、ステージ２１は水平姿勢でステージ２１の上面に載置された基板Ｗを保持する。ステージ回転機構２２は、ステージ２１の中央下面から鉛直下方に延びる回転シャフト２２１と、回転シャフト２２１の下端部に接続されたモータ２２２とを有している。そして、制御ユニット５からの回転指令に応じたモータ２２２の作動により、ステージ２１およびステージ２１に保持された基板Ｗが鉛直方向Ｚに平行な回転軸ＲＸまわりに回転される。なお、このステージ回転は基板Ｗの回転中心軸ＣＸを回転軸ＲＸに一致させた状態で実行される。

切欠検出部２３は、ステージ２１に保持された基板Ｗよりも高い位置に配置される投光器２３１と、同基板Ｗよりも低い位置に配置される受光器２３２とを有している。この切欠検出部２３は、図示を省略する検出移動機構によりステージ２１に対して水平移動可能となっている。例えば図１に示すように、切欠検出部２３がステージ２１に近接移動されると、投光器２３１および受光器２３２が基板Ｗの周縁部を上下から挟み込むように配置される。そして、この状態で制御ユニット５からの回転指令に応じたモータ作動により基板Ｗが１回転する間に切欠部Ｗｎが検出される。つまり、切欠部Ｗｎが投光器２３１および受光器２３２の間に位置したタイミングで切欠部Ｗｎの位置を示す信号が切欠部Ｗｎの位置情報として制御ユニット５に出力される。

搬送ロボット４は切欠検出ユニット２と塗布ユニット３との間に配置されている。搬送ロボット４は、装置筐体に固定されたベース部４１と、ベース部４１に対し鉛直軸まわりに回動可能に設けられた多関節アーム４２と、多関節アーム４２の先端に取り付けられたハンド４３とを備える。ハンド４３はその上面に基板Ｗを載置して保持することができる構造となっている。このため、多関節アーム４２が切欠検出ユニット２に伸びてハンド４３でステージ２１から基板Ｗを受取可能となっている。また、搬送ロボット４は基板Ｗを保持するハンド４３を塗布ユニット３に移動させ、塗布ユニット３に受け渡すことが可能となっている。こうした受取動作、搬送動作および受渡動作中に、搬送ロボット４は基板Ｗの回転中心軸ＣＸまわりにハンド４３の向きを変更することで、上方からの平面視における切欠部Ｗｎの位置を任意に調整する。この点については、後で詳述する。なお、このような多関節アームおよび基板保持用のハンドを有する搬送ロボットは公知であるので詳しい説明を省略する。

塗布ユニット３は、スリットノズル３２を用いて基板Ｗの上面Ｗｕに処理液を塗布するスリットコータと呼ばれる装置である。処理液としては、例えばレジスト液、カラーフィルター用液、ポリイミド、シリコン、ナノメタルインク、導電性材料を含むスラリー等が含まれる。この塗布ユニット３は、基板Ｗを水平姿勢で吸着保持可能なステージ３１と、ステージ３１に保持される基板Ｗに処理液を吐出するスリットノズル３２と、スリットノズル３２に処理液を供給する処理液供給部３３と、基板Ｗに対してスリットノズル３２をＹ方向に移動させるノズル移動機構３４とを備えている。

ステージ３１は略直方体の形状を有する花崗岩等の石材で構成されており、その上面（＋Ｚ側）のうち（＋Ｙ）側には、略水平な平坦面に加工されて基板Ｗを保持する保持面３１１を有する。保持面３１１には図示しない多数の真空吸着口が分散して形成されている。これらの真空吸着口により基板Ｗが吸着されることで、塗布処理の際に基板Ｗが所定の位置に略水平に保持される。なお、基板Ｗの保持態様はこれに限定されるものではなく、例えば機械的に基板Ｗを保持するように構成してもよい。

スリットノズル３２はＸ方向に延びるスリット状の吐出口３２１（図１）を有している。このスリットノズル３２には、処理液供給部３３が接続されている。本実施形態では、基板Ｗが略円形の半導体ウエハであることから、特許文献１に記載の装置と同様に、キャピラリー方式を採用している。つまり、吐出口３２１を基板Ｗの上面Ｗｕに近接させながらノズル移動機構３４によりスリットノズル３２を基板Ｗに対して相対的に（－Ｙ）方向側から（＋Ｙ）方向側に移動させる。この移動時に吐出口３２１と基板Ｗとの間で発生する処理液（処理液のビード）の表面張力により吐出口３２１から処理液が吐出される。このため、Ｘ方向に延設された吐出口３２１のうち基板Ｗが対向する部位では処理液が吐出されるのに対し、基板Ｗが存在しない部位では処理液は吐出されない。このような吐出状態の変化がノズル移動機構３４による基板Ｗに対するスリットノズル３２のＹ方向移動に伴って発生する。こうして基板Ｗへの処理液の塗布が完了すると、スリットノズル３２が基板Ｗから上方に離れた後で（＋Ｙ）方向側から（－Ｙ）方向側に戻る。

ノズル移動機構３４は、ステージ３１の上方をＸ方向に横断しスリットノズル３２を支持するブリッジ構造のノズル支持体３４１と、ノズル支持体３４１をＹ方向に水平移動させるノズル移動部３４２とを有する。したがって、ノズル支持体３４１に支持されたスリットノズル３２をノズル移動部３４２によってＹ方向に水平移動させることができる。

ノズル支持体３４１は、スリットノズル３２が固定された固定部材３４１ａと、固定部材３４１ａを支持しつつ昇降させる２つの昇降機構３４１ｂとを有している。固定部材３４１ａは、Ｘ方向を長手方向とする断面矩形の棒状部材であり、カーボンファイバ補強樹脂等で構成される。２つの昇降機構３４１ｂは固定部材３４１ａの長手方向の両端部に連結されており、それぞれＡＣサーボモータおよびボールネジ等を有する。これらの昇降機構３４１ｂにより、固定部材３４１ａとスリットノズル３２とが一体的に鉛直方向（Ｚ方向）に昇降され、スリットノズル３２の吐出口と基板Ｗの上面Ｗｕとの間隔、すなわち、基板Ｗの上面Ｗｕに対する吐出口の相対的な高さが調整される。なお、スリットノズル３２のＺ方向の位置は、リニアエンコーダ（図示省略）により検出することができる。

ノズル移動部３４２は、スリットノズル３２の移動をＹ方向に案内する２本のガイドレール３４３と、駆動源である２個のリニアモータ３４４と、スリットノズル３２の吐出口の位置を検出するための２個のリニアエンコーダ３４５とを備えている。

２本のガイドレール３４３は、基板Ｗの載置範囲をＸ方向から挟むようにステージ３１のＸ方向の両端に配置されるとともに、基板Ｗの載置範囲を含むようにＹ方向に延設されている。そして、２つの昇降機構３４１ｂの下端部のそれぞれが２本のガイドレール３４３に沿って案内されることで、スリットノズル３２がステージ３１上に保持される基板Ｗの上方をＹ方向へ移動する。

２個のリニアモータ３４４のそれぞれは、固定子３４４ａと移動子３４４ｂとを有するＡＣコアレスリニアモータである。固定子３４４ａは、ステージ３１のＸ方向の両側面にＹ方向に沿って設けられている。一方、移動子３４４ｂは、昇降機構３４１ｂの外側に対して固設されている。リニアモータ３４４は、これら固定子３４４ａと移動子３４４ｂとの間に生じる磁力によって、ノズル移動機構３４の駆動源として機能する。

また、２個のリニアエンコーダ３４５のそれぞれは、スケール部３４５ａと検出部３４５ｂとを有している。スケール部３４５ａはステージ３１に固設されたリニアモータ３４４の固定子３４４ａの下部にＹ方向に沿って設けられている。一方、検出部３４５ｂは、昇降機構３４１ｂに固設されたリニアモータ３４４の移動子３４４ｂのさらに外側に固設され、スケール部３４５ａに対向配置される。リニアエンコーダ３４５は、スケール部３４５ａと検出部３４５ｂとの相対的な位置関係に基づいて、Ｙ方向（ノズル移動方向や相対移動方向に相当）におけるスリットノズル３２の吐出口の位置を検出する。

上記のように構成された切欠検出ユニット２、塗布ユニット３および搬送ロボット４を制御するために、制御ユニット５が設けられている。この制御ユニット５は、図１に示すように、各種演算処理を行う演算部５１（例えば、ＣＰＵなど）、基本プログラムおよび各種情報を記憶する記憶部５２（例えば、ＲＯＭやＲＡＭなど）をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインはさらに塗布プログラムなどの記憶を行う固定ディスク５３（例えば、ハードディスクドライブなど）と、各種情報を表示する表示部５４（例えばディスプレイなど）、操作者からの入力を受け付ける入力部５５（例えば、キーボードおよびマウスなど）が、適宜、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介する等して接続される。なお、例えば表示部５４と入力部５５との機能が一体となったタッチパネルディスプレイなどを用いても良い。

制御ユニット５では、予め固定ディスク５３に記憶されている塗布プログラムが記憶部５２（例えば、ＲＡＭなど）にコピーされるとともに演算部５１が記憶部５２の塗布プログラムに従って演算処理を実行することにより、切欠検出ユニット２からの切欠位置情報の取得、搬送ロボット４による基板Ｗの姿勢制御および塗布ユニット３による処理液の塗布を実行する。このように、制御ユニット５の演算部５１は、本発明の「切欠位置取得部」、「姿勢制御部」および「塗布制御部」として機能し、装置各部を制御して次に説明する動作を実行する。

図３は図１に示す基板塗布装置の全体動作を示す模式図であり、図４は塗布ユニットによる塗布処理の経過状況を示す図である。各図の上段に上方から見た平面図が図示される一方、下段に側面図が図示されている。基板塗布装置１による処理は、ステージ２１への塗布対象基板Ｗのローディングにより開始される。すなわち、基板Ｗの回転中心軸ＣＸをステージ２１の回転軸ＲＸと一致させた状態で基板Ｗが切欠検出ユニット２のステージ２１に載置されると、真空ポンプ（図示省略）の動作により当該基板Ｗが上面Ｗｕを上方に向けた、いわゆるフェースアップ姿勢でステージ２１に保持される。なお、このローディング処理を行っている間、切欠検出部２３はステージ２１から離れた退避位置に位置している。これによって、搬入されてくる基板Ｗと切欠検出部２３との干渉が回避される。

ローディング処理の完了後に、切欠検出部２３はステージ２１の近傍に移動し、図３の（ａ）欄に示すように、検出位置に位置決めされる。これにより、投光器２３１および受光器２３２が基板Ｗの周縁部を上下から挟み込むように配置される。それに続いて、ステージ回転機構２２がステージ２１の回転を開始する。そして、基板Ｗが１回転するまでに、切欠検出部２３が切欠部Ｗｎを検出する。つまり、切欠部Ｗｎが投光器２３１および受光器２３２の間に位置したタイミングで切欠部Ｗｎの位置を示す信号が切欠部Ｗｎの位置情報（切欠位置情報）として制御ユニット５に出力される。また、ステージ２１が１周以上回転した後で、当該回転が停止されるとともに、切欠検出部２３がステージ２１から退避する。

一方、この信号を受け取った制御ユニット５の演算部５１は、回転軸ＲＸを回転中心とする回転方向Ｒにおける切欠部Ｗｎの位置を取得する。これにより基板Ｗの切欠部Ｗｎが向いている方向を正確には把握することができる。例えば同図の（ａ）欄では、切欠部Ｗｎがスリットノズル３２の移動方向Ｙにおいて（－Ｙ）方向側（後で説明するように塗布の開始側）に位置した姿勢でステージ２１に保持されていることを演算部５１は把握する。

こうして切欠位置情報の取得が完了すると、搬送ロボット４が多関節アーム４２を切欠検出ユニット２のステージ２１に伸ばしてハンド４３で基板Ｗを受け取る。それに続いて、同図の（ｂ）欄に示すように、搬送ロボット４は多関節アーム４２をベース部４１の上方を経由して塗布ユニット３のステージ３１に伸ばして基板Ｗを支持しているハンド４３をステージ３１の上方に位置させる。すなわち、搬送ロボット４による基板Ｗの搬送が実行される。このとき、図３に示す例では、演算部５１は、ステージ２１の上方位置からステージ３１の上方位置にハンド４３を移動させる間に、ハンド４３の向きが（＋Ｙ）方向から（－Ｙ）方向に変わるように、搬送ロボット４を制御する。これにより、切欠部Ｗｎが（＋Ｙ）方向に位置するように、基板Ｗの姿勢が調整される（第４工程）。そして、この状態でステージ３１の中央部からリフトピン（図示省略）が上昇して基板Ｗの下面を支持する。これに続いて、ハンド４３が（＋Ｙ）方向に後退する。これにより、ハンド４３からリフトピンへの基板Ｗの受渡しが行われる。その後で、リフトピンがステージ３１の内部に下降して基板Ｗがステージ３１に載置されるとともに、図示を省略する吸着機構により塗布ユニット３のステージ３１に保持される。

塗布ユニット３では、スリットノズル３２が塗布処理に適した位置まで移動され、図４の（ａ）欄に示すように塗布前位置にスリットノズル３２が位置決めされる（第１工程）。そして、スリットノズル３２が（＋Ｙ）方向に移動しながら処理液供給部３３から供給される処理液を吐出口３２１から吐出して処理液を基板Ｗの上面Ｗｕに塗布する。すなわち、本実施形態では、上記したように塗布処理の前に基板Ｗの姿勢が調整され、切欠部Ｗｎはスリットノズル３２の移動方向Ｙ、つまり（＋Ｙ）方向において基板Ｗの終端位置Ｐｅに位置している。このような基板姿勢のまま、図４の（ｂ）欄に示すように、基板Ｗの回転中心軸ＣＸに対して切欠部Ｗｎの反対側の周縁部と吐出口３２１との間で発生する処理液（処理液のビード）の表面張力により吐出口３２１から処理液が吐出される。そして、スリットノズル３２の（＋Ｙ）方向の移動に伴って処理液の吐出幅（接液範囲）は徐々に広がる（第２工程）。そして、スリットノズル３２が基板Ｗの中央部に差し掛かった時点で最大となる（同図の（ｄ）欄参照）。なお、同図では、処理液が塗布された領域をハッチングにより模式的に示している。

スリットノズル３２が基板Ｗの中央部を通過し、さらに（＋Ｙ）方向に移動すると、処理液の吐出幅は徐々に狭まり、切欠部Ｗｎで処理液の最後の塗布が行われる。このように、切欠部Ｗｎが基板Ｗの終端位置Ｐｅに位置しており、当該終端位置Ｐｅの上方にスリットノズル３２が到着した後、処理液の供給を停止するとともに、同図の（ｆ）欄に示すように、スリットノズル３２が基板Ｗから（＋Ｙ）方向に離れて塗布処理を完了する（第３工程）。このとき、終端位置Ｐｅに形成されていた液溜りが切れ、当該液溜りを構成していた処理液の多くが基板側、つまり切欠部Ｗｎに残り、膜厚不良が発生する（同図の（ｆ）欄中の太線部分参照）。ただし、切欠部Ｗｎは、いわゆる非有効領域である。このように塗布処理の最終段階で発生する膜厚不良個所は基板Ｗの非有効領域に限定される。したがって、基板Ｗのうち切欠部Ｗｎ以外の領域を有効領域とし、当該有効領域において均一に処理液を塗布することができる。換言すると、上記限定により、基板Ｗのうちデバイスなどを作り込むことができる、いわゆる面取りエリア（有効領域）を拡大することができる。

上記実施形態では、ノズル移動機構３４が本発明の「移動部」の一例に相当している。搬送ロボット４が本発明の「姿勢調整機構」の一例に相当している。Ｘ方向およびＹ方向がそれぞれ本発明の「延設方向」および「移動方向」に相当するとともに、ＸＹ平面内が本発明の「基板と平行な面内」に相当している。ステージ３１が本発明の「基板保持部」の一例に相当している。

ところで、上記第１実施形態では、切欠部Ｗｎの位置情報を取得する工程を切欠検出ユニット２で行う一方、その位置情報に基づいて切欠部Ｗｎが終端位置Ｐｅに位置するように基板Ｗの姿勢を調整する工程を搬送ロボット４で行っている。しかしながら、上記した２つの工程を切欠検出ユニット２で行ってもよい（第２実施形態）。つまり、切欠検出ユニット２は、第１実施形態と同様にして切欠部Ｗｎを検出するのみならず、それに続いてステージ２１を回転方向Ｒに回転させて切欠部Ｗｎが終端位置Ｐｅに位置するように基板Ｗの姿勢を調整してもよい。この第２実施形態では、ステージ回転機構２２が本発明の「回転部」として機能している。また、第２実施形態においては、搬送ロボット４は切欠検出ユニット２で調整された姿勢のまま当該基板Ｗを塗布ユニット３のステージ３１に向けて搬送する。このように第２実施形態では、搬送ロボット４が本発明の「搬送部」として機能する。ただし、搬送中に基板Ｗの姿勢を変更しないため、搬送ロボット４の代わりに、ローラ搬送方式やシャトル方式の搬送機構を本発明の「搬送部」として用いてもよい。

また、上記実施形態では、切欠検出および姿勢調整を、塗布ユニット３以外のユニットで実行しているが、塗布ユニット３において切欠検出、姿勢調整および塗布処理を一括して行ってもよい（第３実施形態）。

図５は本発明に係る基板塗布装置の第３実施形態の構成を示す図である。第３実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、ステージ３１の代わりに第１実施形態のスピンチャック機構が採用されている点と、第１実施形態の切欠検出部が塗布ユニット３に装備されている点と、上記構成に伴い切欠検出ユニット２および搬送ロボット４が削除されている点とであり、その他の構成は基本的に第１実施形態と同一である。したがって、以下においては、相違点を中心に説明しつつ、同一構成については同一符号を付して構成説明を省略する。

第３実施形態に係る基板塗布装置１では、基板Ｗを保持する基板保持部としてステージ３５が設けられている。このステージ３５は、第１実施形態のステージ２１と同様に構成されており、基板Ｗの上面Ｗｕを上方に向けた状態で保持可能となっている。このステージ３５に対してステージ回転機構３６が接続されている。ステージ回転機構３６は、ステージ３５の中央下面から鉛直下方に延びる回転シャフト３６１と、回転シャフト３６１の下端部に接続されたモータ３６２とを有している。そして、制御ユニット５からの回転指令に応じたモータ３６２の作動により、ステージ３５およびステージ３５に保持された基板Ｗが鉛直方向Ｚに平行な回転軸ＲＸまわりに回転される。

切欠検出部３７は、ステージ３５に保持された基板Ｗよりも高い位置に配置される投光器３７１と、同基板Ｗよりも低い位置に配置される受光器３７２とを有している。この切欠検出部３７は、図示を省略する検出移動機構によりステージ３５に対して水平移動可能となっている。例えば図５に示すように、切欠検出部３７がステージ３５に近接移動されると、投光器３７１および受光器３７２が基板Ｗの周縁部を上下から挟み込むように配置される。そして、この状態で制御ユニット５からの回転指令に応じたモータ作動により基板Ｗが１回転する間に切欠部Ｗｎが検出される。つまり、切欠部Ｗｎが投光器３７１および受光器３７２の間に位置したタイミングで切欠部Ｗｎの位置を示す信号が切欠部Ｗｎの位置情報として制御ユニット５に出力される。

次に、図６を参照しつつ、第３実施形態における切欠検出、姿勢調整および塗布処理について説明する。図６は図５に示す基板塗布装置で実行される動作を模式的に示す図である。なお、同図の上段に上方から見た平面図が図示される一方、下段に側面図が図示されている。

第３実施形態では、基板塗布装置１による処理は、ステージ３５への塗布対象基板Ｗのローディングにより開始される。すなわち、基板Ｗの回転中心軸ＣＸをステージ２１の回転軸ＲＸと一致させた状態で基板Ｗがステージ３５に載置されると、真空ポンプ（図示省略）が動作することで当該基板Ｗが上面Ｗｕを上方に向けた、いわゆるフェースアップ姿勢でステージ３５に保持される。なお、このローディング処理を行っている間、スリットノズル３２および切欠検出部３７はステージ３５から離れた退避位置に位置している。これによって、搬入されてくる基板Ｗと切欠検出部３７との干渉が回避される。

ローディング処理の完了後に、切欠検出部３７はステージ３５の近傍に移動し、同図の（ａ）欄に示すように、検出位置に位置決めされる。これにより、投光器３７１および受光器３７２が基板Ｗの周縁部を上下から挟み込むように配置される。それに続いて、ステージ回転機構３６がステージ３５の回転を開始する。そして、基板Ｗが１回転するまでに、切欠検出部３７が切欠部Ｗｎを検出する。つまり、切欠部Ｗｎが投光器３７１および受光器３７２の間に位置したタイミングで切欠部Ｗｎの位置を示す信号が切欠部Ｗｎの位置情報（切欠位置情報）として制御ユニット５に出力される。また、切欠部Ｗｎの検出後に、切欠検出部３７がステージ３５から退避する。

一方、この信号を受け取った制御ユニット５の演算部５１は、回転軸ＲＸを回転中心とする回転方向Ｒにおける切欠部Ｗｎの位置を取得する。これにより基板Ｗの切欠部Ｗｎが向いている方向を正確には把握することができる。例えば同図の（ａ）欄では、切欠部Ｗｎの検出のために基板Ｗを１周以上回転させた後で回転停止した状態の一例を示している。そして、切欠検出部３７からの信号に基づき演算部５１は、切欠部Ｗｎが基板Ｗの回転方向において終端位置Ｐｅからずれた位置でステージ３５に保持されていることを把握する。

こうして切欠位置情報の取得が完了すると、演算部５１は、切欠部Ｗｎが終端位置Ｐｅからずれている量に相当する角度だけ回転させる旨の回転指令をステージ回転機構３６に与える。この回転指令を受けてモータ３６２が作動し、ステージ３５を回転軸ＲＸまわりに回転させる。これにより、同図の（ｂ）欄に示すように、切欠部Ｗｎが終端位置Ｐｅに位置するように、基板Ｗの姿勢が調整される（第４工程）。なお、本実施形態では、切欠検出部３７による切欠部Ｗｎの検出位置を終端位置Ｐｅと一致させているため、切欠部Ｗｎの検出と同時に基板Ｗの回転を停止させてもよい。この場合、切欠検出と姿勢調整とを一括して行うことができる。

こうして姿勢調整が完了すると、ステージ３５の回転が停止され、切欠部Ｗｎを終端位置Ｐｅに位置させたまま、スリットノズル３２がステージ３５の（－Ｙ）方向側の待機位置から塗布処理に適した位置まで移動される。こうして、塗布前位置にスリットノズル３２が位置決めされる（第１工程）。そして、第１実施形態と同様に、スリットノズル３２が（＋Ｙ）方向に移動しながら処理液供給部３３から供給される処理液を吐出口３２１から吐出して処理液を基板Ｗの上面Ｗｕに塗布する（同図の（ｃ）参照）。また、切欠部Ｗｎで処理液の最後の塗布を行うのに続いて、処理液の供給停止とともにスリットノズル３２が基板Ｗから（＋Ｙ）方向に離れて塗布処理を完了する（第３工程）。このとき、終端位置Ｐｅに形成されていた液溜りが切れ、当該液溜りを構成していた処理液の多くが基板側、つまり切欠部Ｗｎに残り、膜厚不良が発生する（図４の（ｆ）欄中の太線部分参照）。しかしながら、切欠部Ｗｎは、いわゆる非有効領域であり、基板Ｗのうち切欠部Ｗｎ以外の領域を有効領域とし、当該有効領域において均一に処理液を塗布することができる。このように、第３実施形態は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えばノッチが形成された半導体ウエハに対して本発明を適用しているが、ノッチ以外の切欠部、例えばオリエンテーション・フラットが形成された基板に対しても本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、キャピラリー方式で基板Ｗに処理液を塗布しているが、その他の方式、例えば特許文献２に記載された方式で基板Ｗに処理液を塗布する基板塗布技術に対しても本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、基板Ｗを固定しつつ、スリットノズル３２を移動方向Ｙに移動させながら処理液の塗布を行っているが、塗布態様はこれに限定されない。例えばスリットノズル３２を固定させつつ基板Ｗを移動させてもよい。また、スリットノズル３２および基板Ｗの両方を移動させて処理液を塗布してもよい。要は、基板Ｗに対してスリットノズル３２を相対的に移動させて塗布処理を行う基板塗布技術全般に本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、スリットノズル３２が終端位置Ｐｅに到達した時点で、処理液の供給停止と基板Ｗからのスリットノズル３２の離間による液切りとを同時に行っているが、液切りの直前で処理液の供給停止を実行してもよい。すなわち、終端位置Ｐｅの近傍に形成される液溜りを利用して終端位置Ｐｅへの処理液の供給を行ってもよい。この場合、終端位置Ｐｅでの処理液の残留量を抑制することができる。

また、上記実施形態では、切欠検出部２３、３７における切欠部Ｗｎの検出方式は、上記透過方式に限定されるものでなく、任意であり、例えば反射方式で切欠部Ｗｎを検出してもよい。

また、上記実施形態では、切欠部Ｗｎを切欠検出部２３、３７で検出し、その検出結果を切欠位置情報として制御ユニット５に送っているが、これ以外の方法で制御ユニット５が切欠位置情報を取得してもよい。例えば基板塗布装置１以外の外部装置により既に切欠位置情報が既に取得されている場合、制御ユニット５が通信回線などを経由して切欠位置情報を外部装置から受け取ってもよい。

この発明は、非有効領域に切欠部が形成された基板に対してスリットノズルから処理液を供給して塗布する基板塗布技術全般に適用することができる。

１…基板塗布装置
２…切欠検出ユニット
３…塗布ユニット
４…搬送ロボット（姿勢調整機構）
５…制御ユニット（切欠位置取得部、姿勢制御部、塗布制御部）
２１…ステージ
２２，３６…ステージ回転機構（回転部）
２３，３７…切欠検出部
３２…スリットノズル
３４…ノズル移動機構（移動部）
５１…演算部（切欠位置取得部、姿勢制御部、塗布制御部）
３２１…（スリットノズルの）吐出口
ＣＸ…回転中心軸
Ｐｅ…終端位置
ＲＸ…回転軸
Ｗ…基板
Ｗｎ…（基板の）切欠部
Ｙ…移動方向

Claims (6)

1. 処理液による処理の対象となる有効領域の外側に位置して前記処理の対象とならない非有効領域に切欠部が設けられた、基板に前記処理液を塗布する基板塗布装置であって、
   スリット状の吐出口から前記処理液を供給するスリットノズルと、
   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移動部と、
   前記スリットノズルに対する前記基板の姿勢を調整する姿勢調整機構と、
   前記基板に向けて前記吐出口から前記処理液を供給しつつ前記吐出口の延設方向と直交する移動方向に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て塗布処理を行い、前記移動方向における前記基板の終端位置に前記吐出口が到着した後、前記スリットノズルを前記基板から相対的に離間させる塗布制御部と、
   前記切欠部の位置情報を取得する切欠位置取得部と、
   前記切欠位置取得部により取得された前記位置情報に基づき、前記塗布処理の開始前に、前記姿勢調整機構を制御して前記切欠部を前記終端位置に位置させる姿勢制御部と、
   を備えることを特徴とする基板塗布装置。
2. 請求項１に記載の基板塗布装置であって、
   前記塗布処理の間、前記基板を保持する基板保持部を備え、
   前記姿勢調整機構は、前記基板の回転中心軸まわりに前記基板を回転自在に保持するハンドを有し、前記ハンドで保持した前記塗布処理を受ける前の前記基板を前記基板保持部に搬送する搬送ロボットを有し、
   前記姿勢制御部は、前記基板保持部への前記基板の搬送中に、前記基板と平行な面内で前記ハンドを回転させることで前記切欠部を前記終端位置に位置させる基板塗布装置。
3. 請求項１に記載の基板塗布装置であって、
   前記塗布処理の間、前記基板を保持する基板保持部と、
   前記基板を前記基板保持部に搬送する搬送部と、を備え、
   前記姿勢調整機構は、前記塗布処理を受ける前の前記基板を回転自在に保持するステージと、前記ステージを保持された前記基板を回転させる回転部と、前記回転部により前記基板が回転される間に前記切欠部を検出して前記位置情報に関する信号を前記切欠位置取得部に出力する検出部と、を有し、前記検出部による前記切欠部の検出後に前記姿勢制御部からの指令に応じて前記ステージを回転させて前記切欠部を前記終端位置に位置させ、
   前記搬送部は、前記姿勢調整機構により調整された姿勢のまま前記基板を前記基板保持部に搬送する基板塗布装置。
4. 請求項１に記載の基板塗布装置であって、
   前記姿勢調整機構は、
   前記基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された前記基板を回転させる回転部と、を備え、
   前記姿勢調整機構は、
   前記塗布処理の前に、前記姿勢制御部からの指令に応じて前記基板保持部を回転させて前記切欠部を前記終端位置に位置させ、
   前記塗布処理の間、前記切欠部を前記終端位置に位置させたまま前記基板を保持する
   基板塗布装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板塗布装置であって、
   前記基板は半導体ウエハであり、
   前記切欠部は前記半導体ウエハに設けられるオリエンテーション・フラットまたはノッチである基板塗布装置。
6. 処理液による処理の対象となる有効領域の外側に位置して前記処理の対象とならない非有効領域に切欠部が設けられた、基板を、先端部にスリット状の吐出口を有するスリットノズルに対して位置決める第１工程と、
   位置決めされた前記基板に向けて前記吐出口から処理液を供給しつつ前記吐出口の延設方向と直交する移動方向に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第２工程と、
   前記移動方向における前記基板の終端位置に前記吐出口が到着した後、前記スリットノズルを前記基板から相対的に離間させる第３工程と、
   前記第２工程を開始するまでに、前記切欠部が前記終端位置に位置するように、前記スリットノズルに対する前記基板の姿勢を調整する第４工程と、
   を備えることを特徴とする基板塗布方法。

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