JP3842221B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば、液晶表示装置（以下、この液晶表示装置を「ＬＣＤ」と記す）の製造工程でＬＣＤ用ガラス基板上にレジスト液などの処理剤を塗布する塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＬＣＤ用ガラス基板（以下、このＬＣＤ用ガラス基板を単に「ガラス基板」と記す）上にレジスト液などの処理剤を塗布するには「スピンコート法」と呼ばれる方法を用いるのが一般的であった。このスピンコート法では、ガラス基板を水平面内で高速回転させ、その回転中心の近傍にレジスト液を滴下し、遠心力によりガラス基板全体に塗布せしめ、余分なレジスト液を遠心力で振り切り除去するとともに薄膜化する方法である。
【０００３】
このスピンコート法によれば、比較的単純な構造の塗布装置で塗布できるという利点があるものの、ガラス基板全体にレジスト液を広げるため不要な部分にまでレジスト液を塗布することになり、レジスト塗布が必要な面積に比較して多量のレジスト液を必要とするという問題がある。
【０００４】
また、基板上に形成される半導体素子の集積度の増大に伴い、レジスト塗膜の薄膜化が要請されているが、スピンコート法ではレジスト塗膜の膜厚は滴下するレジスト液の粘度とガラス基板の回転速度により定まるため、薄膜化には自ずと限界がある。
【０００５】
そのため、これらスピンコート法の問題を解決するために種々の提案がなされてきた。
【０００６】
例えば、特開平４−１１８０７３号には「コーティングすべきワークのコーティング面に、コーティング材を吐出するスロットを有しており、該スロットの延出方向と直交する方向へ該ワークとは相対的に移動されるスロットコータと、該スロットコータに並設されており、コーティング面にコーティング材が塗布されたワークを、該コーティング面がほぼ水平状態になるように保持して高速回転させるスピン型塗膜調整機構と、を具備するコーティング装置」が開示されている。 この方法によれば、少量のコーティング材で効率よくコーティングできるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記コーティング装置には以下のような問題点がある。
【０００８】
即ち、スロットとワーク（基板）との間隙が変動するとコーティング膜の膜厚が変動したり、スロットの中央部と端の部分とで吐出される際の膜厚が相違したりするため、スロットと基板との間隙を狭くかつ一定になるように高精度の制御が必要であるという問題がある。
【０００９】
また、このコーティング装置ではワークに向けてスロットから液膜状態でコーティング材を吐出させるため、この液膜を形成するようにある程度高い粘度のコーティング材を用いる必要がある。このように比較的高粘度の溶液は乾燥しやすく、そのためスロットの目づまりを起こし易いという問題がある。
【００１０】
更に、このコーティング材のように比較的高い粘度の液体は溶剤含有率が低く粘度が変動しやすいため、この粘度管理を高精度に行う必要があるという問題もある。
【００１１】
また、ワーク表面に吐出された高粘度のコーティング材を回転させて薄膜化したり膜厚を均一化するためには高速で回転させる必要がある。しかし、大きなガラス基板を高速回転させるのは困難であるため、大型のガラス基板には使用できないという問題もある。
【００１２】
更に、高粘度のコーティング材を用いて回転させる場合、余分のコーティング材は遠心力で降り飛ばされ、ローターカップの内壁に付着するが、高粘度ゆえにコーティング材を除去しにくいという問題もある。
【００１３】
また、スロットを形成する溝として連続的で寸法の大きいものが必要となるため、ダイスの強度を維持する必要上、ダイへッドが大型化するという問題もある。
【００１４】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものである。
【００１５】
即ち、本発明はノズルと基板との間隙のような、機械的精度や動作的精度の条件を緩和できる塗布装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は低粘度の処理剤を使用できる塗布装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の塗布装置は、被処理基板を保持する保持部材と、前記被処理基板の表面に向けられ、前記被処理基板表面を横切る第１の方向にわたって所定間隔ごとに設けられた複数の処理剤ノズルと、前記処理剤ノズルに処理剤を供給する処理剤供給系と、前記被処理基板の表面に向けられ、前記被処理基板表面を横切る前記第１の方向にわたって所定間隔ごとに設けられた複数の気体ノズルと、前記気体ノズルに気体を供給する気体供給系と、前記第１の方向と異なる第２の方向に配設され、前記保持部材、又は前記処理剤ノズルと前記気体ノズルを移動可能に支持するガイドと、前記保持部材と、前記処理剤ノズルおよび前記気体ノズルとを相対的に移動させる移動系と、前記保持部材に配設されたアクチュエータと、前記保持部材及びアクチュエータを収納する容器と、前記容器を密閉する蓋と、前記処理剤供給系、前記気体供給系、前記移動系及び前記アクチュエータを同期して駆動させる制御部と、前記保持部材に隣接した前記処理剤ノズルの待機位置に、各前記処理剤ノズルと対向するように配設され、各前記処理剤ノズルの吐出圧を検出する圧力センサと、検出した前記吐出圧に基づいて各前記処理剤ノズルの作動状態を監視する監視装置と、を具備することを特徴とする。
【００２８】
請求項２の塗布装置は、請求項１記載の塗布装置であって、前記処理剤ノズルの、前記移動系による移動方向の上流側に配設された溶剤ノズルと、前記溶剤ノズルに溶剤を供給する溶剤供給系と、を具備することを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の詳細を図面に従って説明する。
【００３０】
図１は本発明の一実施形態に係る塗布・現像装置の斜視図であり、図２はその平面図である。
【００３１】
塗布・現像装置１は、その一端側にカセットステーションＣ／Ｓを備えている。
【００３２】
また、塗布・現像装置１の他端側には、露光装置（図示せず）との間でＬＣＤ用ガラス基板Ｇ（以下、ＬＣＤ用ガラス基板を「基板」と略記する。）の受け渡しを行うためのインターフェースユニットＩ／Ｆが配置されている。
【００３３】
このカセットステーションＣ／Ｓには基板Ｇを収容した複数、例えば４組のカセット２が載置されている。カセットステーションＣ／Ｓのカセット２の正面側には、被処理基板である基板Ｇの搬送及び位置決めを行うとともに、基板Ｇを保持してメインアーム３との間で受け渡しを行うための補助アーム４が設けられている。
【００３４】
インターフェースユニットＩ／Ｆには、露光装置（図示せず）との間で基板Ｇの受け渡しを行う補助アーム５が設けられている。また、インターフェースユニットＩ／Ｆには、メインアーム３との間で基板Ｇの受け渡しを行うためのエクステンション部６及び基板Ｇを一旦待機させるバッファユニット７が配置されている。
【００３５】
メインアーム３は、塗布・現像装置１の中央部を長手方向に移動可能に、２基直列に配置されており、各メインアーム３の搬送路の両側にはそれぞれ第１の処理ユニット群Ａ、第２の処理ユニット群Ｂが配置されている。第１の処理ユニット群Ａと第２の処理ユニット群Ｂとの間には、基板Ｇを一旦保持するとともに冷却する中継部８が配置されている。
【００３６】
第１の処理ユニット群Ａでは、カセットステーションＣ／Ｓの側方に基板Ｇを洗浄する洗浄処理ユニットＳＣＲと現像処理を行う現像処理ユニットＤＥＶとが並設されている。また、メインアーム３の搬送路を挟んで洗浄処理ユニットＳＣＲ及び現像処理ユニットＤＥＶの反対側には、上下に２段配置された２組の熱処理ユニットＨＰと、上下に２段配置されたＵＶ処理ユニットＵＶ及び冷却ユニットＣＯＬとが隣り合うように配置されている。
【００３７】
第２の処理ユニット群Ｂでは、レジスト塗布処理及びエッジリムーブ処理を行う塗布処理ユニットＣＯＴが配置されている。また、メインアーム３の搬送路を挟んで塗布処理ユニットＣＯＴの反対側には、上下に２段配置された基板Ｇを疎水処埋するアドヒージョンユニットＡＤ及び冷却ユニットＣＯＬと、上下に２段配置された熱処理ユニットＨＰ及び冷却ユニットＣＯＬと、上下に２段配置された２組の熱処理ユニットＨＰとが隣り合うように配置されている。熱処理ユニットＨＰと冷却ユニットＣＯＬとを上下に２段配置する場合、熱処理ユニットＨＰを上に冷却ユニットＣＯＬを下に配置することによって、相互の熱的干渉を避けている。これにより、より正確な温度制御が可能となる。
【００３８】
メインアーム３は、Ｘ軸駆動機構，Ｙ軸駆動機構およびＺ軸駆動機構を備えており、更に、Ｚ軸を中心に回転する回転駆動機構をそれぞれ備えている。このメインアーム３が塗布・現像装置１の中央通路に沿って適宜走行して、各処理ユニット間で基坂Ｇを搬送する。そして、メインアーム３は、各処理ユニット内に処理前の基板Ｇを搬入し、また、各処理ユニット内から処理済の基板Ｇを搬出する。
【００３９】
本実施形態の塗布・現像装置１では、このように各処理ユニットを集約して一体化することにより、省スペース化および処理の効率化を図ることができる。
【００４０】
このように構成される塗布・現像装置１においては、まずカセット２内の基板Ｇが、補助アーム４及びメインアーム３を介して洗浄処理ユニットＳＣＲへ搬送されて洗浄処理される。
【００４１】
次に、メインアーム３、中継部８及びメインアーム３を介してアドヒージョンユニットＡＤへ搬送されて疎水化処理される。これにより、レジストの定着性が高められる。
【００４２】
次に、メインアーム３を介して冷却ユニットＣＯＬへ搬送されて冷却される。その後、メインアーム３を介して塗布処理ユニットＣＯＴへ搬送されてレジストが塗布される。
【００４３】
次に、基板Ｇは、メインアーム３を介して加熱処理ユニットＨＰへ搬送されてプリベーク処理される。そして、メインアーム３を介して冷却ユニットＣＯＬへ搬送されて冷却された後、メインアーム３及びインターフェース部Ｉ／Ｆを介して露光装置に搬送されてそこで所定のパターンが露光される。
【００４４】
そして、再び露光された基板Ｇは、インターフェース部Ｉ／Ｆを介して装置１内へ搬入され、メインアーム３を介して加熱処理ユニットＨＰへ搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施される。
【００４５】
その後、基板Ｇは、メインアーム３、中継部８及びメインアーム３を介して冷却ユニットＣＯＬへ搬入されて冷却される。そして、基板Ｇは、メインアーム３を介して現像処理ユニットＤＥＶへ搬入されて現像処理され、所定の回路パターンが形成される。現像処理された基板Ｇは、メインアーム３を介してポストベーク処理ユニットＨＰへ搬入されてポストベーク処理される。
【００４６】
そして、ポストベーク処理された基板Ｇは、メインアーム３及び補助アーム４を介してカセットステーションＣ／Ｓ上の所定のカセット２に収容される。
【００４７】
次に、本実施形態に係る塗布処理ユニット（ＣＯＴ）について説明する。図３は本実施形態に係る塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の平面図、図４は側面図であり、図５は斜視図である。
【００４８】
図３に示すように、この塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内にはレジスト塗布装置ＲＣとエッジリムーバＥＲとが隣接配置されている。このうち、レジスト塗布装置ＲＣは洗浄処理やプリベーキングなどの前段階の処理が施された基板Ｇ表面にレジスト液等の処理剤を塗布する装置であり、エッジリムーバＥＲはレジスト塗布装置ＲＣで表面にレジスト塗膜が形成された基板Ｇのうち、レジスト塗布が不要な外周縁部（エッジ）のレジスト塗膜を剥離除去する装置である。
【００４９】
なお基板Ｇ表面のうち、レジスト塗布が必要な部分にのみ選択的に塗膜を形成する場合にはこのエッジリムーバＥＲは必ずしも必要ではなく、省略することができる。
【００５０】
このレジスト塗布装置ＲＣでは、被処理基板としての基板Ｇを回転可能に保持する基板保持装置としてのローターカップ１０と、このローターカップ１０に保持された基板Ｇの上面からレジスト液や溶剤を供給する塗布液供給装置６０と、塗布液供給装置６０をローターカップ１０に対して移動させる移動装置７０とから構成されている。
【００５１】
ローターカップ１０の外観は、鉛直方向の軸を備えた円柱管状の側壁部１１と、この側壁部１１の上部端面を塞ぐ蓋１２とからなり、この蓋１２には昇降アーム１３が着脱可能に取り付けられている。
【００５２】
図３は塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の蓋１２を閉じた状態を示した平面図であり、図４は塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の垂直断面図である。
【００５３】
ローターカップ１０内の空間には、基板Ｇを回転可能に保持するスピンチャック１５とこのスピンチャック１５を回転するための回転駆動機構が配設されている。
【００５４】
ローターカップ１０の内側には環状のカップＣＰが配設され、その内側にスピンチャック１５が配置されている。スピンチャック１５は真空吸着によって基板Ｇを固定保持した状態で、駆動モータ１６の回転駆動力で回転するように構成されている。
【００５５】
また、スピンチャック１５上面の基板Ｇと当接する面には基板Ｇを揺動させるためのアクチュエータ（振動体）ＡＣが配設されている。このアクチュエータＡＣは電圧が印加されると振動する振動体であり、後述する制御部１００を介して印加電圧が制御され、その電圧により振動してスピンチャック１５上面に保持された基板Ｇを揺動させる。
【００５６】
駆動モータ１６は、歯車列１７を介して回転軸１８に回転駆動力を伝達するようになっており、更に、回転軸１８は昇降駆動手段１９により昇降ガイド手段２０に沿って図中上下方向に移動可能に取り付けられている。
【００５７】
レジスト塗布時には、図４に示すように、スピンチャック１５はカップＣＰの上端より低い位置まで下がる。一方、ローターカップ１０から基板Ｇを出し入れする際の、スピンチャック１５とメインアーム４との間で基板Ｇの受け渡しが行われる時は、昇降駆動手段１９が回転軸１８とスピンチャック１５とを上方へ持ち上げ、スピンチャック１５はカップＣＰの上端より高い位置まで変位する。
【００５８】
一方、前記スピンチャック１５上にセットされた基板Ｇ上にレジスト液を吐出する塗布液供給装置６０はこのローターカップ１０をＹ方向に跨るように配設されている。
【００５９】
この塗布液供給装置６０では、ローターカップ１０の上端面と平行に配設され、Ｙ方向にわたって基板Ｇの上面を横切るように配設されたレジストパイプ６１と、このレジストパイプ６１の両端部を閉塞するとともにこのレジストパイプ６１を支持する脚部材６４及び６５とからなり、これら脚部材６４及び６５は後述する移動装置７０のガイドレール７１及び７２とそれぞれ係合する。
【００６０】
移動装置７０，７０は細長い箱型の部材であり、ローターカップ１０のＹ方向の両隣に一機ずつ配設され、それぞれＸ方向に沿って、ローターカップ１０の位置からエッジリムーバＥＲの位置にまでわたって配設されている。この移動装置７０の上面には細長い溝がそれぞれ二本ずつＸ方向に沿って設けられている。
【００６１】
これらの溝はそれぞれ、塗布液供給装置６０の脚部材６４及び６５が係合するガイドレール７１，７２と搬送部材８０，８１が係合するガイドレール７３，７４である。
【００６２】
これらの移動装置７０，７０の内部には、駆動モータの駆動力を無端ベルトで伝達するベルト駆動機構などの既知の移動機構（図示省略）が配設されており、駆動モータの駆動力で、脚部材６４，６５と、搬送部材８０，８１とをそれぞれ独立してＸ方向に移動するようになっている。
【００６３】
また、図３に示すように、レジストパイプ６１のＸ方向両隣には溶剤パイプ６２と気体パイプ６３とがそれぞれ配設されている。これらレジストパイプ６１、溶剤パイプ６２、気体パイプ６３はいずれも中空管状の構造となっており、下面即ちスピンチャック１５上に保持された基板Ｇと対向する面にはＹ方向にわたり所定間隔で複数の開口部がそれぞれ設けられ、それぞれレジストノズル６１ａ，６１ｂ，６１ｃ、溶剤ノズル６２ａ，６２ａ…、気体ノズル６３ａ，６３ａ…をそれぞれ構成している。これらのレジストパイプ６１、溶剤パイプ６２、気体パイプ６３にはレジスト供給管６６、溶剤供給管６７、気体供給管６８がそれぞれ配設されており、図示しないレジスト供給系、溶剤供給系、気体供給系とそれぞれ接続され、これらのレジストパイプ６１、溶剤パイプ６２、気体パイプ６３にレジスト液、溶剤、溶剤蒸気を含む気体をそれぞれ供給するようになっている。図６は基板Ｇと塗布液供給装置６０の垂直断面図を部分的に拡大した図であり、図７はこれらのレジストパイプ６１、溶剤パイプ６２、気体パイプ６３を下側から見上げた状態を示した図である。
【００６４】
図６に示すように、レジストパイプ６１は、例えば、角型パイプの下部を絞ってテーパを形成した台形或いは変形６角形の断面形状を備えており、基板Ｇと対向する面に上記複数のレジストノズル、例えば３つのレジストノズル６１ａ，６１ｂ，６１ｃがそれぞれ所定間隔を隔ててＹ方向にわたって設けられている。このレジストノズル６１ａと６１ｂ、及び、６１ｂと６１ｃとのＹ方向の間隔は、隣接するレジストノズル、即ち、６１ａと６１ｂ、６１ｂと６１ｃからそれぞれ供給された処理剤が基板Ｇに供給されたとき、隣接して供給された処理剤と処理剤とが被処理基板上でつながって一体化するような間隔である。この間隔の具体的な値は設計事項であり、処理剤の粘度、レジストノズル６１ａ〜６１ｃの大きさ、レジストノズル６１ａ〜６１ｃと基板Ｇとの間隙、レジストの供給速度等の各パラメータとの関係により定められる。
【００６５】
溶剤パイプ６２、気体パイプ６３は共に丸形のパイプであり、レジストパイプ６１と同様に下面側に複数の開口部が形成されており、複数の溶剤ノズル６２ａ，６２ａ…、気体ノズル６３ａ，６３ａ…を構成している。
【００６６】
ローターカップ１０では、このローターカップ本体１０の上部開口を蓋１２で覆うようになっており、この蓋１２は昇降アーム１３により着脱可能に保持されている。
【００６７】
図３と図４に示すように、昇降アーム１３は蓋１２をその先端で挟持する二本のアーム１３ａ，１３ｂと、これら二本のアーム１３ａ，１３ｂの間に配設され、これら二本のアーム１３ａ，１３ｂを連結する連結部材１４とで構成されている。
【００６８】
そして昇降アーム１３の根元側即ち蓋１２を保持する側と反対側はカップリフタ３０内まで伸びており、カップリフタ３０に内蔵された蓋昇降機構により蓋１２を昇降せるようになっている。なお、説明の便宜上、図５では昇降アーム１３及びカップリフタ３０を省略した。
【００６９】
上記ローターカップ１０と上記カップリフタ３０との間にはレジストノズル６１ａ〜６１ｃを洗浄するための洗浄バス２０が配設されている。この洗浄バス２０については後述する。
【００７０】
図８は本実施形態に係る塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の制御系を図示したブロック図である。
【００７１】
この図８に示したように、ローターカップ１０、アクチュエータＡＣ、塗布液供給装置６０、塗布液供給装置６０を移動させる移動装置７０、塗布液供給装置６０へレジスト液を供給するレジスト液供給系ＲＳ、塗布液供給装置６０へ気体を供給する気体供給系ＧＳ、及び塗布液供給装置６０へ溶剤を供給する溶剤供給系ＳＳが制御部１００と接続されており、この制御部１００により統括的に制御されている。
【００７２】
以下、本実施形態に係る塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の動作について説明する。
【００７３】
この塗布処理ユニット（ＣＯＴ）では、基板Ｇ上へのレジスト塗膜の形成をレジスト液の供給動作と、供給されたレジスト液の拡散動作との二つの動作に分けて行う。
【００７４】
まず、基板Ｇ上へのレジスト液の供給動作は、ローターカップ１０と塗布液供給装置６０とを相対的に移動させながら、レジストノズル６１ａ〜６１ｃから基板Ｇの表面にほぼ垂直にレジスト液を吐出させることにより行う。なお、この動作ではレジスト液が基板Ｇの表面に供給されればよく、必ずしも基板表面全体を覆う必要はない。
【００７５】
図９はレジストパイプ６１から基板Ｇにレジスト液を連続的に供給する状態を模式的に示したＹ方向の垂直断面図である。
【００７６】
図９に示すように、移動装置３０を作動させて塗布液供給装置６０とローターカップ１０とを互いに反対方向に移動させることによりレジストノズル６１ａ〜６１ｃに対して基板Ｇを図中矢印の方向に相対的に移動させる。
【００７７】
この状態でレジストノズル６１ａ〜６１ｃからレジスト液を供給する。
【００７８】
本実施形態ではレジスト液を連続的に供給する。図１０は図９の状態のＡ−Ａ切断面をＸ方向から見た図であり、図１１は図９の状態のＢ−Ｂ切断面をＸ方向から見た図であり、図１２は図９の状態のＣ−Ｃ切断面をＸ方向から見た図である。
【００７９】
図９及び図１０に示すように、レジスト液の粘度が適当な場合には、レジスト液はレジストパイプ６１の各レジストノズル６１ａ〜６１ｃから基板Ｇの表面まで連続的に流れる。
【００８０】
このとき、図１０に示すように、基板Ｇ表面に供給されたレジスト液は各レジストノズル６１ａ〜６１ｃの真下部分で盛り上がり、互いに離れた３つのレジスト液の島を形成する。この島と島との間の部分には直接にはレジスト液は供給されないため、基板Ｇの表面が露出している。
【００８１】
図１１に示すように、Ｂ−Ｂ切断面では、レジスト液の表面張力と重力とでレジスト液の表面が丸くなり、隣接するレジスト液の島と島との間が幾分狭まるものの、くっついて一体化するには至らず、依然として基板Ｇの表面が露出したままの状態が続いている。
【００８２】
次に、供給されたレジスト液を拡散させるため揺動動作を行う。
【００８３】
本実施形態に係る塗布処理ユニットでは、揺動動作はスピンチャック１５の表面に配設され、基板Ｇの図中下側の面と接触するアクチュエータＡＣを作動させることにより行う。
【００８４】
いま、図１１に示したようにレジスト液が３つの島状に離れた状態で基板Ｇ表面上に載置されているところでアクチュエータＡＣに電圧を印加すると、このアクチュエータＡＣが振動を発生し、このアクチュエータＡＣ上で当接している基板Ｇとその上に載置されたレジスト液とを揺動させる。この揺動により、上記レジスト液は流動性を増し、Ｚ方向の高さが減少するとともに水平方向に広がる。このとき、上述したように、基板Ｇ上へレジスト液を供給する際の間隔は、アクチュエータのような薄膜化手段により基板Ｇ表面でレジスト液どうしが一体化するような間隔となっている。
【００８５】
そのため、アクチュエータＡＣからの振動により揺動されると、隣接するレジスト液の島と島とがその端どうしで繋がる。それと同時に基板Ｇの露出部分がなくなり、基板Ｇの表面全体がレジスト液で覆われる。この状態を示したのが図１２である。ただし、この段階では、まだレジスト液の表面が全体に波を打った状態であり、膜厚は未だ厚く、均一性も不十分である。
【００８６】
更に揺動を継続すると水平方向にわたって膜厚の均一化が図られる。この膜厚が均一に薄膜化される様子を示したのが図１３と図１４である。
【００８７】
これら図１３と図１４に示したように、時間の経過と共に膜厚の均一化が進み、水平方向全体にわたって膜厚の均一化が図られる。
【００８８】
なお、本実施形態では使用しなかったが、溶剤パイプ６２や気体パイプ６３を併用することにより、より短時間で確実に均一に薄膜化することが可能となる。図１５は気体パイプ２２と溶剤パイプ２３とを作動させた状態を模式的に示した垂直断面図である。
【００８９】
即ち、溶剤パイプ６２からレジスト塗布前の基板Ｇ表面に溶剤を供給することにより基板Ｇを濡らすと、この溶剤は表面張力が低いため、基板Ｇ表面に広く拡散し、基板表面に膜厚の薄い溶剤層を形成する。この溶剤層は次に供給するレジスト液と基板Ｇとの馴染み性を良くする。次いでこの溶剤層上にレジストパイプ６１からレジスト液を供給すると、このレジスト液は上記溶剤層の表面に沿って速やかに拡散し、溶剤層全体に広がってゆく。
【００９０】
そのため、レジストノズル６１ａ〜６１ｃから基板Ｇ表面上に吐出されたレジスト液は、吐出後ごく短い時間の間で基板Ｇ表面に広がり易くなる。
【００９１】
その結果、この状態でアクチュエータ１５のような薄膜化手段により揺動させると容易に基板Ｇ全体に広がり、隣接するレジスト液どうしが繋がって一体化し、薄くて膜厚の均一なレジスト塗膜を形成する。
【００９２】
一方、気体パイプ６３から溶剤蒸気を含んだ気体を噴出させると、基板Ｇ上に供給されたレジスト液の液面に圧力が作用してレジスト液が基板Ｇ表面に押し広げられる。そのため、均一で膜薄の塗膜を形成するのがより容易かつ迅速に行われるようになる。
【００９３】
なお、この場合、上記の波形になったレジスト塗膜の山を形成する部分に気体を当てて押し広げるのが効果的であるので、気体パイプ６３の開口部は基板Ｇの幅方向（Ｙ方向）に関してレジストパイプ６１の開口部と同じ位置に配設するのが好ましい。また、溶剤パイプ６２や気体パイプ６３から供給される溶剤や気体を予め加熱しておき、この熱でレジスト液の粘度を低下するようにしても良い。更に、本実施形態では省略したが、基板Ｇを保持するスピンチャック１５の内部に例えばニクロム線などのヒータを内蔵しておき、このヒータにより基板Ｇを加熱し、レジスト液が基板Ｇ上に供給されたときに低粘度化させることも可能である。その場合には、方形の基板Ｇを均一に加熱できるよう、基板Ｇより一回り大きい方形のスピンチャックを用い、スピンチャック全体が一様に加熱されるようにヒータを配設するのが好ましい。
【００９４】
以上のように、本実施形態に係る塗布処理ユニットでは、レジスト液の供給と供給されたレジスト塗膜の薄膜化を別々の動作で行い、実際の薄膜化は基板Ｇ上にレジスト液が供給された後に行われる。
【００９５】
そのため、レジストノズル６１ａ〜６１ｃから吐出されたレジスト液を基板Ｇ表面に供給できればよく、レジストノズル６１ａ〜６１ｃから基板Ｇまでの間で加工などの操作は行わないので、ノズルの形状や直径などのレジストノズル６１ａ〜６１ｃの機械的精度や、吐出量や吐出速度などの管理精度はあまり厳格には要求されない。
【００９６】
また、ノズルは小径のものを多数開けてもレジストパイプ６１の剛性を失う程度は低いのでレジストパイプ６１の変形を来すことも少なく、レジストノズル６１ａ〜６１ｃの寸法精度を確保し易い。
【００９７】
更に、低粘度のレジスト液を用いることができるのでノズルの乾燥の問題が生じにくい。
【００９８】
なお、本発明はこの明細書中に記載された実施形態には限定されない。
【００９９】
例えば、本実施形態では、レジストノズル６１ａ〜６１ｃとして角型のレジストパイプ６１の下面に３つの開口を設けたものを用いたが、一つ一つが独立した細い口金状の部材に配管を接続したものを一列に並べたものでもよい。
【０１００】
更に、上記第１の実施形態ではレジストパイプ６１のノズルとして円形のノズル６１ａ〜６１ｃのものを用いたが、これ以外にも、例えば、図１６に示すようにスリット状のノズル６１ｂを備えたものであってもよい。
【０１０１】
更に、上記第１の実施形態ではレジストパイプ６１は一本のみ用いているが、基板Ｇの移動方向にわたって二本以上のレジストパイプ６１，６１´を備えていてもよい。その場合には、図１７に示すように、レジストノズル６１ａの開口位置をこの二本のレジストパイプ６１，６１´の間で互い違いになるようにするのが好ましい。このような配置にすることにより、基板Ｇ上に供給されたレジスト液の液面の隆起の密度が細かくなり、その後の薄膜化する段階で膜厚を均一にし易く、好都合だからである。
【０１０２】
次に、本実施形態のレジスト塗布処理ユニットに搭載されたノズル点検機構について説明する。図１８は溶剤バス２０を切断したところを示した斜視図である。図１８に示すように、この溶剤バス２０は矩形断面のハウジング２１を備えており、このハウジング２１の内側の図中Ｘ方向左側には洗浄ロール２２が配設され、図中Ｘ方向右側には吐出台２５が配設されている。
【０１０３】
洗浄ロール２２はハウジング２１のＹ方向全般にわたって伸びており、レジストパイプ６１のレジストノズル６１ａ〜６１ｃが配設された部分より若干大きい寸法である。この洗浄ロール２２はハウジング２１に固定された回転軸２２ａの回りに回転するようになっており、図示しない駆動力伝達機構から伝達された駆動力により図中矢印の方向に回転するようになっている。なお、図１８では省略したがこの溶剤バス２０の内側には溶剤が収容されており、液面の高さは後述する吐出台２５上の圧力センサ２６，２６…の上面が露出する程度の高さである。
【０１０４】
この洗浄ロール２２の図中左斜めの位置にはこの洗浄ロール２２表面についたレジスト液を除去するためのワイパー２３が配設されている。このワイパー２３はワイパーボックス２４に対して出没可能に収容されており、制御部１００からの信号に応答してワイパー２３の先端を洗浄ロール２２の表面に当接させたり、ワイパーボックス２４内に収容したりできるようになっている。
【０１０５】
一方、吐出台２５はハウジング２１の図中右側の位置に配設された、低い棚状の部材であり、この上面にはＹ方向にわたって複数個の圧力センサ２６，２６…が配設されている。これらの圧力センサ２６，２６…はレジストノズル６１ａ〜６１ｃのそれぞれと対応する位置に配設されており、レジストパイプ６１が吐出台２５の真上の位置に来たときにはレジストノズル６１ａ〜６１ｃの一つ一つに対して圧力センサ２６，２６…の一つ一つが対向するような位置に配設されている。また、これら圧力センサ２６，２６…の一つ一つはそれぞれ別個に制御部１００と接続されており、これらの圧力センサ２６，２６…の一つ一つで検出した吐出圧を制御部１００が認識できるようになっている。
【０１０６】
次に、このノズル点検機構の動作について説明する。
【０１０７】
基板Ｇへのレジスト吐出が終了すると、制御部１００は移動装置７０を駆動させてレジストパイプ６１を洗浄位置、即ちレジストノズル６１ａ〜６１ｃが洗浄ロール２２の回転軸２２ａの真上にくる位置まで移動させる。この状態でレジストノズル６１ａ〜６１ｃからレジスト液を洗浄ロール２２の表面に向けて吐出させ、洗浄ロール２２の表面にレジスト液を付着させる。このとき、洗浄ロール２２は回転しており、付着したレジスト液を先端としてレジストノズル６１ａ〜６１ｃ表面に付着した余分なレジスト液をこの洗浄ロールが巻き取る。一方、このときワイパー２３はワイパーボックス２４から突出しており、その先端が洗浄ロール２２表面に当接している。そのため、レジストノズル６１ａ〜６１ｃから巻き取った余分のレジスト液はこのワイパー２３でそぎ落され、レジスト液のない状態の洗浄ロール２２表面がレジストノズル６１ａ〜６１ｃと対向し、再び余分のレジスト液を巻きとって除去する。
【０１０８】
所定時間洗浄位置で洗浄を行ったあと、レジストパイプ６１を図中右方向に移動させ、待機位置、即ち、レジストノズル６１ａ〜６１ｃが圧力センサ２６，２６…と対向する位置まで移動させる。この状態でレジストノズル６１ａ〜６１ｃからダミーディスペンス、即ちレジスト液の吐出を行わせ、圧力センサ２６，２６…に向けてレジスト液が吐出される。それぞれの圧力センサ２６，２６…は各レジストノズル６１ａ〜６１ｃから吐出されたレジスト液の吐出圧を検出し、その結果を制御部１００に送信する。
【０１０９】
制御部１００では圧力センサ２６，２６…からの信号に基づいて各各レジストノズル６１ａ〜６１ｃの吐出圧を認識する。そして各吐出圧が規定の範囲にあるか否かを判断し、各レジストノズル６１ａ〜６１ｃの状態を把握する。その結果、吐出圧が低く、レジストノズル６１ａ〜６１ｃのいずれかがつまっていると判断した場合には、再びレジストパイプ６１を上記した洗浄位置まで戻し、再度洗浄操作を行う。この操作は待機位置でのダミーディスペンスの結果が良好な状態となるまで繰り返される。
【０１１０】
一方、ダミーディスペンスの結果、レジストノズル６１ａ〜６１ｃのいずれにも異常がない場合には、そのままレジストパイプ６１を図中Ｘ方向に移動させて、基板Ｇへのレジスト液供給に供する。
【０１１１】
なお、レジストノズル６１ａ〜６１ｃに異常があった場合、光や音声による警告を発するようにしてもよい。
【０１１２】
このように、このノズル点検機構によれば、基板Ｇにレジストを吐出する前の段階でレジストノズル６１ａ〜６１ｃに目づまりがないか否かを検出できるので、基板Ｇへの吐出ミスによる不良品の製造が未然に防止され、歩留まりの向上、ひいては製品一枚当たりの生産コストを削減することができる。
【０１１３】
次に、参考例に係る塗布処理ユニットについて説明する。
【０１１４】
なお、参考例に係る塗布処理ユニットのうち、上記第１の実施形態に係る塗布処理ユニットと共通する部分については説明を省略する。
【０１１５】
参考例に係る塗布処理ユニット（ＣＯＴ）では、スピンチャック１５上面の基板Ｇと当接する面にアクチュエータ（振動体）を配設する代わりに、このスピンチャック１５を高速回転させることにより基板Ｇ上のレジスト塗膜の膜厚を薄膜化するとともに均一化する構造とした。
【０１１６】
参考例に係る塗布処理ユニット（ＣＯＴ）では、スピンチャック１５上に基板Ｇを保持し、この状態でレジストパイプ６１を図５のＸ方向に移動させながらレジスト液を基板上に吐出させる。
【０１１７】
この状態で基板上に形成されるレジスト塗膜は図１１のように不均一な膜厚の塗膜である。
【０１１８】
次いで、制御部から上記スピンチャック１５を駆動するモータ１６に電圧を印加して基板Ｇとその表面に形成されたレジスト塗膜を高速回転させる。この高速回転により、レジスト塗膜の膜厚は薄膜化されるとともに均一化され、図１４に示したような膜厚が薄く、しかも膜厚の均一なレジスト塗膜が得られる。
【０１１９】
なお、本実施形態では、スピンチャック１５を用いて基板Ｇを高速回転させる構成としたが、この高速回転させる前に、更に、スピンチャック１５自体を回転軸１８の回りに微小角度で短い周期で正逆反転させることにより上記アクチュエータと同様に基板Ｇを揺動させることができる。この場合にはアクチュエータという追加の部材を用いる必要がないので、構造的にもコスト的にも好ましい。
【０１２０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る塗布処理ユニットについて説明する。
【０１２１】
なお、第２の実施形態に係る塗布処理ユニットのうち、上記実施形態に係る塗布処理ユニットと共通する部分については説明を省略する。
【０１２２】
図１９は本発明の第２の実施形態に係る塗布処理ユニット（ＣＯＴ）のレジストパイプ６１周辺の構造を模式的に描いた垂直断面図である。
【０１２３】
この塗布処理ユニット（ＣＯＴ）では、レジストパイプ６１からのレジスト液の供給は断続的に行うようになっており、溶剤パイプ６２はレジストパイプ６１の基板Ｇ移動方向上流側（図中左側）に配設されている。
【０１２４】
図１９（ａ）に示すように、この塗布処理ユニット（ＣＯＴ）では、まず基板Ｇの表面に溶剤ノズル６２ａから溶剤が吐出され、その後にレジスト液を吐出供給する構造になっている。
【０１２５】
以下、レジストノズル６１ａから吐出されたレジスト液が基板Ｇ上で均一に薄膜化される様子について時系列に従って説明する。
【０１２６】
図１９（ａ）〜図２０（ｆ）はレジストパイプ６１から吐出されたレジスト液が基板Ｇ上で薄膜化されるまでの変化を模式的に描いた垂直断面図である。
【０１２７】
スピンチャック１５上に保持された基板Ｇの上面に溶剤ノズル６２ａから所定量の溶剤が吐出される。吐出された溶剤は基板Ｇの表面に広がり、薄い溶剤層を形成する（図１９（ａ））。
【０１２８】
次いでレジストパイプ６１と溶剤パイプ６２とを図中左方向に移動させる。なお、説明の便宜上、図１９と図２０では基板Ｇを図中右方向に移動させるものとして説明する。上記移動により基板Ｇはレジストパイプ６１及び溶剤パイプ６２に対して相対的に図中右方向に移動する。この移動により上記の溶剤層はレジストノズル６１ａの真下の位置まで移動する。この状態でレジストノズル６１ａからレジスト液の吐出を行う（図１９（ｂ））。
【０１２９】
レジストノズル６１ａから吐出されたレジスト液は上記溶剤層と当接するとこの溶剤層に対してただちに拡散し、この溶剤層に沿って基板Ｇ表面に広がる（図１９（ｃ））。その後上記溶剤層と上記レジスト液とは完全に溶解し、基板Ｇ表面に広がったレジスト塗膜を形成する（図２０（ｄ））。
【０１３０】
同様にして基板Ｇの図中左側には溶剤が吐出されて薄い溶剤層を形成し、その上からレジスト液が吐出され、図中右から左方向にわたって順次薄いレジスト塗膜が形成されていく（図２０（ｅ））。一方、この間も基板Ｇ上に形成されたレジスト塗膜は基板Ｇ上に広がってゆき、Ｘ方向及びＹ方向で隣接するレジスト塗膜どうしがその端の部分で重なりあい、一体化してゆく（図２０（ｆ））。
【０１３１】
こうして、基板Ｇ上で断続的に吐出されたレジスト液によるレジスト塗膜どうしがつながり、膜厚が薄くなるとともに膜厚が均一し、基板Ｇ表面に薄くて膜厚の均一なレジスト塗膜が形成される（図２０（ｆ））。
【０１３２】
この後、上記アクチュエータＡＣで揺動したり、スピンチャック１５により基板Ｇを高速回転することにより、より膜厚の均一化や薄膜化が図られる。
【０１３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、処理剤の供給と処理剤の薄膜化とを別々の操作に分けて行うようにしたので、ノズルの形状や大きさ、処理剤ノズルと被処理基板との間隙などの機械的精度や動作的精度の条件が緩和される。
【０１３４】
また、被処理基板の表面に対して複数の位置に処理剤を供給するので、比較的低粘度の処理剤を使用することができる。そのため溶剤含有率が高く、処理剤が乾燥しにくいので、ノズルの目づまりがおこりにくい。
【０１３５】
更に、処理剤の粘度が膜厚に及ぼす影響は低いので処理剤の粘度管理も容易になる。
【０１３６】
また、低粘度の処理剤を使用できるので、処理後に回転して薄膜化する場合にも低回転で薄膜化でき、大型のＬＣＤ基板にも適用できる。
【０１３７】
更に、低粘度であるため、ローターカップに付着しても除去しやすい。
【０１３８】
また、複数の位置に別けて供給するので、スロットのような大型の開口部を備えた処理剤ノズルを用いる必要はなく、処理剤ノズルが大型化することもない。更に、密閉状態で回転させることにより薄膜化するので、気流が乱れることがなく、膜厚の均一な塗膜が得られる。
【０１３９】
また、薄膜化手段として被処理基板を回転させるスピンチャックを用いる場合には、従来型の装置をそのまま使用でき、新たな部品や素子を追加する必要がないので新たに設備投資する必要がなくほとんど生産コストを上昇させることもない。
【０１４０】
また、処理剤が供給される前の被処理基板表面に予め溶剤を供給することにより、予め溶剤で被処理基板の表面を濡らし、処理剤と被処理基盤とを馴染み易くし、処理剤が溶剤層を介して被処理基盤表面を走り、迅速に拡散するので、より確実に塗膜を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る塗布・現像装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る塗布・現像装置の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの側面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの垂直断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る塗布液供給装置を下から見た図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットのブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係るレジストパイプの垂直断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの垂直断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの垂直断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの垂直断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの垂直断面図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの垂直断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの垂直断面図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係るレジストパイプの変形例を示した図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態に係るレジストパイプの変形例を示した図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態に係るノズル点検機構の展開斜視図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態のレジスト塗布処理ユニットの作動状態を示す垂直断面図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態のレジスト塗布処理ユニットの作動状態を示す垂直断面図である。
【符号の説明】
Ｇ……基板、１０……ローターカップ、１５……スピンチャック、２０……溶剤バス、２６……圧力センサ、６０……塗布液供給装置、６１……レジストパイプ、６１ａ〜６１ｃ……レジストノズル、６２……溶剤パイプ、６３……気体パイプ、６４，６５……脚部材、７０……移動装置、７１〜７４……ガイドレール、１００……制御部、ＲＳ……レジスト供給系、ＡＣ……アクチュエータ、ＧＳ……気体供給系、ＳＳ……溶剤供給系、ＣＯＴ……塗布処理ユニット。

Claims (2)

1. 被処理基板を保持する保持部材と、
   前記被処理基板の表面に向けられ、前記被処理基板表面を横切る第１の方向にわたって所定間隔ごとに設けられた複数の処理剤ノズルと、
   前記処理剤ノズルに処理剤を供給する処理剤供給系と、
   前記被処理基板の表面に向けられ、前記被処理基板表面を横切る前記第１の方向にわたって所定間隔ごとに設けられた複数の気体ノズルと、
   前記気体ノズルに気体を供給する気体供給系と、
   前記第１の方向と異なる第２の方向に配設され、前記保持部材、又は前記処理剤ノズルと前記気体ノズルを移動可能に支持するガイドと、
   前記保持部材と、前記処理剤ノズルおよび前記気体ノズルとを相対的に移動させる移動系と、
   前記保持部材に配設されたアクチュエータと、
   前記保持部材及びアクチュエータを収納する容器と、
   前記容器を密閉する蓋と、
   前記処理剤供給系、前記気体供給系、前記移動系及び前記アクチュエータを同期して駆動させる制御部と、
   前記保持部材に隣接した前記処理剤ノズルの待機位置に、各前記処理剤ノズルと対向するように配設され、各前記処理剤ノズルの吐出圧を検出する圧力センサと、
   検出した前記吐出圧に基づいて各前記処理剤ノズルの作動状態を監視する監視装置と、
   を具備することを特徴とする塗布装置。
2. 請求項１記載の塗布装置であって、
   前記処理剤ノズルの、前記移動系による移動方向の上流側に配設された溶剤ノズルと、前記溶剤ノズルに溶剤を供給する溶剤供給系と、
   を具備することを特徴とする塗布装置。

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