JP4353626B2 - Coating method and coating apparatus - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板上に液体を塗布して塗布膜を形成する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、LCDや半導体デバイスの製造プロセスにおけるリソグラフィー工程では、被処理基板(ガラス基板、半導体基板)上にレジスト液を塗布するために、いわゆるスピンコート法が常用ないし多用されている。しかし、従来一般のスピンコート法では、被処理基板をかなりの高速度でスピン回転させるため、多量のレジスト液が遠心力で基板の外へ飛散して、無駄に捨てられたりパーティクルの原因になるという問題がある。また、基板が大型化すると、スピン回転時に基板外周部において周速度が大きいために空気の乱流を引き起こしやすく、レジスト膜の膜厚の変動ひいては解像度の低下を招きやすいといった問題もある。
【0003】
そこで、スピンコート法に替わる新しいレジスト塗布法として、図21に示すように、被処理基板1上でレジストノズル2をたとえば直角ジグザグ状に相対移動または走査させながらレジストノズル2よりレジスト液Rを細径の線状で連続的に吐出させることにより、高速回転を要することなく基板1上に万遍無く所望の膜厚でレジスト液Rを塗布するようにした技法(スピンレス法)が提案されている。このスピンレス法に使用されるレジストノズル2は、口径の非常に小さい(たとえば100μm程度の)吐出口を有し、相当高い圧力でレジスト液Rを吐出するように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなスピンレス法において、被処理基板1の端から端まで均一な膜厚のレジスト膜を形成するには、少なくとも基板1上ではレジストノズル2からのレジスト液Rの供給(吐出)レートを連続的かつ一定に維持しなければならない。このため、図21に示すように、レジストノズル2の走査範囲を基板1よりも大きめに設定し、レジストノズル2が各ライン走査の折り返し付近で基板1の外にいったん出ている間もレジスト液Rを吐出し続けるようにしている。しかし、基板1の外で吐出されたレジスト液Rは、基板周囲に配置されたレジスト受部または回収部(図示せず)に受けられたうえで捨てられ、無駄になっている。
【0005】
また、基板1上に細径の線状で供給されるレジスト液Rの塗布ラインをライン幅方向に挟いピッチで連続または接続させる形で基板全面に均一な膜厚の塗布膜を得る方式であるため、レジストノズル2の全走査距離は相当長く、したがって全走査時間つまり塗布処理時間も相当長くなる。このため、スループットの向上が難しいという課題がある。
【0006】
さらに、レジストノズル2の吐出口が非常に小さく、目詰まりを起こしやすいため、メンテナンスが面倒であるという問題もある。
【0007】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、塗布処理における塗布液消費効率の向上と処理時間の短縮化を同時に実現する塗布方法を提供することを目的とする。
【0008】
本発明の別の目的は、大型の被処理基板に対しても均一な膜厚を有する高品質の塗布膜を効率よく形成できるようにした塗布方法を提供することにある。
【0009】
本発明の別の目的は、塗布液を細径の線状で吐出する塗布方式において微細径吐出条件を緩和し、ひいてはノズル等の設計やメンテナンスを容易にする塗布方法を提供することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、本発明の塗布方法を実施するのに好適な塗布装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の塗布方法は、被処理基板を第1の回転速度でスピン回転させながら、前記基板上の内接円またはそれに近い円を境界としてその内側の領域である前置塗布領域に、前記境界から基板中心点に向って所定の塗布液を供給して塗布する第1の工程と、前記第1の工程の後に、前記基板を前記第1の回転速度よりも高速の第2の回転速度でスピン回転させて、前記前置塗布領域の内側から外側へ遠心力を利用して塗布液を放射状に広げ、前記基板上でほぼ均一な膜厚の塗布膜を形成する第2の工程とを有する。
【0012】
本発明の塗布方法は、被処理基板に対する塗布処理を2段階の工程(第1および第2の工程)で構成する。第1の工程(前置塗布工程)では、基板を比較的低速の第1の回転速度でスピン回転させながら基板上の前置塗布領域に塗布液を塗布するので、該領域内に、かつその全域に塗布液を速やかに行き渡らせることができる。しかも、前置塗布領域内に塗布液を塗布するに際して、基板中心点付近への1点集中の滴下ではなく、前置塗布領域の外周(境界)から基板中心点に向って塗布液を供給するので、前置塗布領域内に膜厚の均一な前置塗布膜を効率よく形成できるとともに、基板に与える衝撃が小さく、塗布膜上に滴下跡が付くおそれもない。第2の工程(レベリング工程)では、前置塗布工程のときの回転速度よりも高速の回転速度でスピン回転させて前置塗布領域上の塗布液を遠心力で基板全体に広げ、均一かつ所望の厚さにする。第2の工程においては、レベリングの精度を高めるために、好ましくは、基板をほぼ密閉状態の処理室内でスピン回転させると同時に、処理室を第2の回転速度またはそれに近い速度で基板と同じ回転方向にスピン回転させてよい。
【0014】
このような内接円前置塗布方式においては、第2の工程の前に、基板上の前置塗布領域よりも外側の領域に溶剤を塗布する第3の工程(プリウェット工程)を行うことが好ましい。このように基板上の前置塗布領域よりも外側の領域を溶剤で濡らしておくことにより、レベリング工程において基板上のレジスト液膜の拡散・平坦化をスムースに行い、精度の高いレベリングを実現できる
【0015】
上記第3の工程の好ましい一態様は、第1の工程の前またはそれと同時に、基板を第2の回転速度よりも低速の第3の回転速度または第1の回転速度でスピン回転させながら、第2のノズルより溶剤を前置塗布領域の外周または境界付近に滴下して、前置塗布領域よりも外側の基板領域に溶剤をほぼ万遍無く塗布する。このように基板の回転運動を利用することで、前置塗布領域の回りに溶剤を速やかにかつ均一に塗布することができる。
【0019】
本発明の塗布装置は、被処理基板を水平姿勢で保持するための回転可能な保持手段と、前記保持手段を収容する実質的に密閉可能な処理容器と、前記保持手段に保持される前記基板に向けて所定の塗布液を吐出するための第1のノズルを含む塗布液供給手段と、前記基板上の内接円またはそれに近い円を境界としてその内側の領域である前置塗布領域に前記塗布液を塗布するために前記第1のノズルを前記基板に対して相対的に移動させるための第1の走査手段と、前記基板を前記保持手段と一体にスピン回転させるための第1の回転手段と、前記処理容器をスピン回転させるための第2の回転手段とを有し、前記第1の回転手段により前記基板を第1の回転速度でスピン回転させながら、かつ前記塗布液供給手段により前記第1のノズルに塗布液を吐出させながら、前記走査手段により前記第1のノズルを前記境界から基板中心点に向って移動させて、前記前置塗布領域内に塗布液を塗布し、しかる後に、前記第1の回転手段により前記基板を前記第1の回転速度よりも高速の第2の回転速度でスピン回転させると同時に前記第2の回転手段により前記処理容器を前記第2の回転速度またはそれに近い速度でスピン回転させて、前記前置塗布領域の外へ遠心力を利用して塗布液を放射状に広げ、前記基板上でほぼ均一な膜厚の塗布膜を形成する
【0022】
本発明の好ましい一態様によれば、レベリング工程に先立って、基板上の所望の領域を溶剤でプリウェットするために、保持手段に保持される基板上の所望の位置に溶剤を滴下するための溶剤供給手段を有し、前置塗布領域内に塗布液を塗布する前またはそれと同時に、第1の回転手段により基板を第2の回転速度よりも低速の第3の回転速度または第1の回転速度でスピン回転させながら、溶剤供給手段により境界付近に溶剤を滴下して、基板上の前置塗布領域よりも外側の領域に溶剤を遠心力で広げて塗布する。この場合、溶剤吐出用のノズル(第2のノズル)を塗布液吐出用のノズル(第1のノズル)と一体的に移動させる構成とすることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図20を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【0024】
図1に、本発明による塗布装置が組み込み可能なシステム例として塗布現像処理システムを示す。この塗布現像処理システムは、クリーンルーム内に設置され、たとえばLCD基板を被処理基板とし、LCD製造プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベークの各処理を行うものである。露光処理は、このシステムに隣接して設置される外部の露光装置(図示せず)で行われる。
【0025】
この塗布現像処理システムは、大きく分けて、カセットステーション(C/S)10と、プロセスステーション(P/S)12と、インタフェース部(I/F)14とで構成される。
【0026】
システムの一端部に設置されるカセットステーション(C/S)10は、複数の基板Gを収容するカセットCを所定数たとえば4個まで載置可能なカセットステージ16と、このステージ16上のカセットCについて基板Gの出し入れを行う搬送機構20とを備えている。この搬送機構20は、基板Gを保持できる手段たとえば搬送アームを有し、X,Y,Z,θの4軸で動作可能であり、後述するプロセスステーション(P/S)12側の主搬送装置38と基板Gの受け渡しを行えるようになっている。
【0027】
プロセスステーション(P/S)12は、上記カセットステーション(C/S)10側から順に洗浄プロセス部22と、塗布プロセス部24と、現像プロセス部26とを基板中継部23、薬液供給ユニット25およびスペース27を介して(挟んで)横一列に設けている。
【0028】
洗浄プロセス部22は、2つのスクラバ洗浄ユニット(SCR)28と、上下2段の紫外線照射/冷却ユニット(UV/COL)30と、加熱ユニット(HP)32と、冷却ユニット(COL)34とを含んでいる。
【0029】
塗布プロセス部24は、レジスト塗布ユニット(CT)40と、減圧乾燥ユニット(VD)42と、エッジリムーバ・ユニット(ER)44と、上下2段型アドヒージョン/冷却ユニット(AD/COL)46と、上下2段型加熱/冷却ユニット(HP/COL)48と、加熱ユニット(HP)50とを含んでいる。
【0030】
現像プロセス部26は、3つの現像ユニット(DEV)52と、2つの上下2段型加熱/冷却ユニット(HP/COL)55と、加熱ユニット(HP)53とを含んでいる。
【0031】
各プロセス部22,24,26の中央部には長手方向に搬送路36,52,58が設けられ、主搬送装置38,54,60が各搬送路に沿って移動して各プロセス部内の各ユニットにアクセスし、基板Gの搬入/搬出または搬送を行うようになっている。なお、このシステムでは、各プロセス部22,24,26において、搬送路36,52,58の一方の側にスピンナ系のユニット(SCR,CT,DEV等)が配置され、他方の側に熱処理または照射処理系のユニット(HP,COL,UV等)が配置されている。
【0032】
システムの他端部に設置されるインタフェース部(I/F)14は、プロセスステーション12と隣接する側にイクステンション(基板受け渡し部)57およびバッファステージ56を設け、露光装置と隣接する側に搬送機構59を設けている。
【0033】
図2に、この塗布現像処理システムにおける処理の手順を示す。先ず、カセットステーション(C/S)10において、搬送機構20が、ステージ16上の所定のカセットCの中から1つの基板Gを取り出し、プロセスステーション(P/S)12の洗浄プロセス部22の主搬送装置38に渡す(ステップS1)。
【0034】
洗浄プロセス部22において、基板Gは、先ず紫外線照射/冷却ユニット(UV/COL)30に順次搬入され、上段の紫外線照射ユニット(UV)では紫外線照射による乾式洗浄を施され、次に下段の冷却ユニット(COL)では所定温度まで冷却される(ステップS2)。この紫外線照射洗浄では基板表面の有機物が除去される。これによって、基板Gの濡れ性が向上し、次工程のスクラビング洗浄における洗浄効果を高めることができる。
【0035】
次に、基板Gはスクラバ洗浄ユニット(SCR)28の1つでスクラビング洗浄処理を受け、基板表面から粒子状の汚れが除去される(ステップS3)。スクラビング洗浄の後、基板Gは、加熱ユニット(HP)32で加熱による脱水処理を受け(ステップS4)、次いで冷却ユニット(COL)34で一定の基板温度まで冷却される(ステップS5)。これで洗浄プロセス部22における前処理が終了し、基板Gは、主搬送装置38により基板受け渡し部23を介して塗布プロセス部24へ搬送される。
【0036】
塗布プロセス部24において、基板Gは、先ずアドヒージョン/冷却ユニット(AD/COL)46に順次搬入され、最初のアドヒージョンユニット(AD)では疎水化処理(HMDS)を受け(ステップS6)、次の冷却ユニット(COL)で一定の基板温度まで冷却される(ステップS7)。
【0037】
その後、基板Gは、レジスト塗布ユニット(CT)40でレジスト液を塗布され、次いで減圧乾燥ユニット(VD)42で減圧による乾燥処理を受け、次いでエッジリムーバ・ユニット(ER)44で基板周縁部の余分(不要)なレジストを除かれる(ステップS8)。
【0038】
次に、基板Gは、加熱/冷却ユニット(HP/COL)48に順次搬入され、最初の加熱ユニット(HP)では塗布後のベーキング(プリベーク)が行われ(ステップS9)、次に冷却ユニット(COL)で一定の基板温度まで冷却される(ステップS10)。なお、この塗布後のベーキングに加熱ユニット(HP)50を用いることもできる。
【0039】
上記塗布処理の後、基板Gは、塗布プロセス部24の主搬送装置54と現像プロセス部26の主搬送装置60とによってインタフェース部(I/F)14へ搬送され、そこから露光装置に渡される(ステップS11)。露光装置では基板G上のレジストに所定の回路パターンを露光される。そして、パターン露光を終えた基板Gは、露光装置からインタフェース部(I/F)14に戻される。インタフェース部(I/F)14の搬送機構59は、露光装置から受け取った基板Gをイクステンション57を介してプロセスステーション(P/S)12の現像プロセス部26に渡す(ステップS11)。
【0040】
現像プロセス部26において、基板Gは、現像ユニット(DEV)52のいずれか1つで現像処理を受け(ステップS12)、次いで加熱/冷却ユニット(HP/COL)55の1つに順次搬入され、最初の加熱ユニット(HP)ではポストベーキングが行われ(ステップS13)、次に冷却ユニット(COL)で一定の基板温度まで冷却される(ステップS14)。このポストベーキングに加熱ユニット(HP)53を用いることもできる。
【0041】
現像プロセス部26での一連の処理が済んだ基板Gは、プロセスステーション(P/S)24内の搬送装置60,54,38によりカセットステーション(C/S)10まで戻され、そこで搬送機構20によりいずれか1つのカセットCに収容される(ステップS1)。
【0042】
この塗布現像処理システムにおいては、塗布プロセス部24のレジスト塗布ユニット(CT)40に本発明を適用することができる。以下、図3〜図20につき本発明をレジスト塗布ユニット(CT)に適用した実施形態を説明する。
【0043】
図3および図4に、一実施形態におけるレジスト塗布ユニット(CT)の要部の構成を示す。
【0044】
このレジスト塗布ユニット(CT)は、基板Gをほぼ水平姿勢で保持して一体に回転するスピンチャック60と、このスピンチャック60およびチャック上の基板Gの側方の周囲を包囲する回転可能な有底円筒状の回転カップ62と、この回転カップ62の上部開口を閉塞可能な蓋体(図示せず)と、回転カップ62の外周を取り囲む固定設置型のドレインカップ64と、基板Gの上面(被処理面)にレジスト液を供給するレジスト供給機構66と、基板G上の後述する所定の領域に溶剤たとえばシンナーを供給する溶剤供給機構68とを備えている。
【0045】
レジスト供給機構66は、基板Gにレジスト液を吐出して供給するためのレジストノズル70と、このレジストノズル70にレジスト供給管72を介してレジスト液を送るレジスト供給部(図示せず)と、レジストノズル70をアーム74の先端部で支持し、垂直方向に延在する回転軸76を回転中心としてアーム74およびノズル70を水平面内で回動またはスウィングさせるノズル駆動部78とを有している。ノズル駆動部78内に、回転軸76を昇降させてアーム74およびノズル70を上下移動させる昇降機構を設けてもよい。アーム74は、レジストノズル70を回転カップ62内でスピンチャック60に保持されている基板Gの中心部の直上まで運べるほどのアーム長を有している。
【0046】
溶剤供給機構68は、基板Gにシンナーを吐出または滴下して供給するためのシンナーノズル80と、このシンナーノズル80にシンナー供給管82を介してシンナーを送るシンナー供給部(図示せず)とを有している。シンナーノズル80は、レジストノズル70に付着または付随してノズルアーム駆動部78に取り付けられており、レジストノズル70と一緒に移動するようになっている。
【0047】
ドレインカップ64の外には、Y方向に延びる一対のガイドレール84,84が設けられ、両ガイドレール84,84上を一対の搬送アーム86,86がレジスト塗布ユニット(CT)40と乾燥ユニット(VD)42(図1)との間で移動できるようになっている。
【0048】
スピンチャック60は、スピンチャック駆動部88に結合され、駆動部88の回転駆動により垂直回転軸を中心としてスピン回転し、駆動部88の昇降駆動により垂直方向で上下移動するようになっている。スピンチャック60の上面には、負圧源たとえば真空ポンプに接続されているチャック吸引口(図示せず)が設けられており、チャック吸引口で基板Gの裏面を吸着するようになっている。
【0049】
回転カップ62は、スピンチャック駆動部88と共通の、または別個のカップ駆動部(図示せず)に結合され、該カップ駆動部の回転駆動によりスピンチャック60と一緒につまり等速度で同じ回転方向に回転するように構成されている。回転カップ62の上面開口を閉塞するための上記カップ蓋体は、ロボットハンド(図示せず)によるハンドリング操作で回転カップ62の開口周縁部に着脱可能に係合され、係合状態では回転カップ62と一体に回転するようになっている。ドレインカップ64は、回転カップ62からの排気や排液をいったん受け入れて、所定の排気または廃液処理部(図示せず)へ送るように構成されている。
【0050】
図5および図6に、この実施形態におけるレジストノズル70の構成例を示す。図5に示すように、レジストノズル70の本体は、たとえばステンレス鋼(SUS)からなり、レジスト供給管72の終端(図示せず)よりレジスト液を導入するための導入通路70aと、導入したレジスト液Rをいったん溜めるバッファ室70bと、バッファ室70bの底面より垂直下方に延在する1個または複数個のノズル吐出流路70cと、各ノズル吐出流路70cの終端に設けられた微細径の吐出口70dとを有している。
【0051】
この実施形態では、後述するように基板Gに対するレジスト液の吐出流を従来のスピンレス法(図21)ほど微細径にする必要はないので、吐出口70dを比較的大きな口径たとえば300μm程度に選ぶことも可能である。図示の例のように複数個の吐出口70dを一列または複数列に配列するノズル構成とした場合は、その吐出口配列方向をアーム74の長手方向と直交させることで、基板Gの内接円または外接円の半径方向とほぼ平行にすることができる。
【0052】
図6に示すように、この実施形態では、ノズル吐出流路70cの終端部が断面テーパ状に先細り(71)になって吐出口70dに接続している。そして、吐出口70dの流路はエッジ付近で口径を拡大させながら、好ましくは湾曲状(73)に拡大させながら、開口している。かかる構成によれば、レジスト液Rが吐出口72d付近で渦流を生じることなく安定した層流で吐出され、吐出流の直進性が向上する。
【0053】
図7に、レジスト塗布ユニット(CT)における処理の手順を示す。以下に、図8〜図14を参照してこの処理手順の作用を説明する。
【0054】
先ず、塗布処理前の基板Gが本ユニット内に搬入される(ステップA1)。本実施形態の塗布現像処理システムでは、主搬送装置54(図1)により塗布処理前の基板Gが搬入され、スピンチャック60が図4に示すように回転カップ62の上部開口よりも高い位置に上昇して該基板Gを受け取る。なお、カップ蓋体は所定位置に退避しており、回転カップ62の上部開口は開放されている。スピンチャック60の上面に基板Gが移載または載置されると、チャック吸引口からの吸着力が作用して基板Gが固定保持される。しかる後、スピンチャック60は後述するシンナープリウェット工程および前置塗布工程のための所定の高さ位置まで降ろされる。
【0055】
次に、初期化として、ノズル駆動部78が作動してレジストノズル70およびシンナーノズル80をホームポジションHP(図3および図4の位置)から回転カップ62の内側へ移動させ、基板G上の設定位置つまり図8に示すように基板Gの内接円Kの円周上に両ノズル70,80を位置合わせする(ステップA2)。好ましくは、シンナーノズル80を優先的に設定位置(内接円Kの円周上)に合わせてよい。ここで、内接円Kは、前置塗布工程においてレジスト液Rが塗布される基板G上の領域つまり前置塗布領域Gaの外周または境界線を規定する。
【0056】
次に、両ノズル70,80が上記設定位置に固定された状態の下で、スピンチャック駆動部88がスピンチャック60を回転駆動し、スピンチャック60と一体に基板Gを所定の低い回転速度たとえば100〜200rpmでスピン回転させる(ステップA3)。
【0057】
そして、上記の低速度でスピン回転する基板Gに対し、シンナープリウェット工程として、溶剤供給機構68がシンナーノズル80よりシンナーTを直下の基板内接円Kの円周上付近に滴下する(ステップA4)。シンナーノズル80より基板G上に滴下されたシンナーTは粘性が低いため、図9に示すように、100rpm程度の回転速度でも遠心力によって内接円Kより外側の基板領域(シンナープリウェット領域)Gbに広がる。こうして上記設定位置でシンナーTの滴下を所定時間継続すると、図10に示すように、シンナープリウェット領域Gbの全面に万遍無くシンナーTが所定の膜厚で塗布される。
【0058】
上記のようなシンナープリウェット工程を終えて、シンナーノズル80がシンナーの吐出を停止したなら、次にレジスト供給機構66においてレジストノズル70よりレジスト液Rの吐出を開始する(ステップA5)。この際、レジスト液Rの吐出を開始するに先立って、レジストノズル70の位置を調整してもよい。たとえば、シンナーノズル80とレジストノズル70との間隔が無視できないほど大きい場合は、レジストノズル70を基板内接円Kの直上へ位置合わせしてよい。
【0059】
そして、レジスト供給機構66においては、上記のようにレジスト液Rの吐出を開始したなら、ノズル駆動部78がアーム74を所定方向(図8〜図12において反時計回り)にスウィングさせ、基板Gの前置塗布領域Ga上でレジストノズル70をスタート位置(基板内接円Kの円周上の位置)から基板内接円Kの中心点に向かって移動させる(ステップA6)。
【0060】
こうして、スピン回転している基板Gに対して、レジストノズル70がレジスト液Rを吐出したまま円形状の前置塗布領域Ga上を外側から中心に向かって径方向に走査することにより、前置塗布領域Ga上には外側から環状にレジスト液Rが塗布されていき、図11に示すように、その塗布域はレジストノズル70の移動(走査)につれて次第に基板内接円Kの中心部へ延びる。この際、スピン回転の回転速度が低く、レジスト液Rの粘性が大きいため、基板G上のレジスト液Rを基板外周側へ広げるほどの遠心力は働かない。なお、この前置塗布処理(ステップA5)におけるスピン回転速度は前工程の上記シンナープリウェット工程(ステップA4)と同じであってもよく、あるいは多少違う値に切り換えてもよい。
【0061】
そして、レジストノズル70が基板内接円Kの中心点付近を少し過ぎた走査終点位置まで移動すると、図12に示すように、基板内接円Kの内側領域つまり前置塗布領域Gaの全域に隈なくレジスト液Rが供給され、所定の膜厚で塗布膜が形成される。ここで、レジスト供給機構66におけるレジスト液Rの供給(吐出)を終了し(ステップA7)、直後に基板Gのスピン回転を停止する(ステップA8)。
【0062】
上記のようにして前置塗布工程を終了したなら、ノズル駆動部78が両ノズル70,80をホームポジションHPへ戻す(ステップA9)。この時点または段階で、基板Gにおいては、図13に示すように、基板中心部回りの前置塗布領域Ga上にはレジスト液Rの塗布膜(液膜)がほぼ一定の厚さDaで形成され、前置塗布領域Gaより外側の領域(シンナープリウェット領域Gb)上にはシンナーTの塗布膜(液膜)がほぼ一定の厚さDbで形成されている。もっとも、シンナープリウェット領域Gbは、表面全体がシンナーで程よく濡れていればよく、シンナー液の膜厚Dbは適当でよい。
【0063】
次に、回転カップ62の開口にカップ蓋体が被せられ、回転カップ62内の処理空間が密閉される(ステップA10)。このカップ閉塞動作の前後で、スピンチャック駆動部88により基板Gの高さ位置を調整または変更してもよい。
【0064】
上記のように回転カップ62を閉じた状態で、レジスト液膜のレベリングつまり膜厚均一化のための高速スピン回転を行う(ステップA11)。より詳細には、スピンチャック駆動部88がスピンチャック60を回転駆動して基板Gを高速の回転速度たとえば1000rpmでスピン回転させる(ステップA11)。同時に、カップ駆動部が回転カップ62を一緒にスピン回転させる。かかる閉空間における高速スピン回転により、回転カップ62内の基板G上では、前置塗布領域Gaのレジスト液Rが半径方向に強い遠心力を受けて外側へ放射状に広がる。ここで、外側領域であるシンナープリウェット領域Gにはシンナーが塗られているので、レジスト液Rは該領域G上で円滑・迅速に広がる。この際、基板Gの外周端より相当量のレジスト液Rが遠心力で振り切られる(捨てられる)が、レジスト消費量は従来一般のスピンコート法に比して半減する。
【0065】
上記のレベリング工程が終了すると、図14に示すように、基板Gの上面(被処理面)全体に均一な厚さDgで広がるレジスト液Rの塗布膜が得られる。この膜厚Dgは、最終目的のレジスト膜厚であり、上記前置塗布処理によって得られる前置塗布領域Ga上の前置塗布膜の膜厚Daや高速スピン回転の回転速度等を膜厚条件として調整できる。
【0066】
上記のようにして1枚の基板Gに対するレジスト塗布処理が終了すると、その処理済みの基板Gが本レジスト塗布ユニット(CT)から搬出され、それと入れ替わりに未処理の基板Gがユニット(CT)内に上記と同様にして搬入される(ステップA1)。処理済みの基板Gの搬出は、搬送アーム86,86によって行われる。より詳細には、回転カップ62の蓋が開いてから、搬送アーム86,86がガイドレール84,84上を移動して回転カップ62の内側に入ってきて、該基板Gをスピンチャック60から持ち上げ(受け取り)、隣接する減圧乾燥ユニット(VD)42(図1)へ搬送する。
【0067】
上記したように、この実施形態では、被処理基板(LCD基板)Gを低速の回転速度(たとえば100〜200rpm)でスピン回転させながら基板G上の内接円内側の前置塗布領域Gaにレジスト液Rを塗布し、しかる後に基板Gを比較的高速の回転速度(たとえば1000rpm)でスピン回転させて前置塗布領域Gaのレジスト液膜を基板全面に広げてレベリングすることにより、基板G上に均一かつ所望の膜厚のレジスト塗布膜を形成する。
【0068】
かかる方式によれば、前置塗布工程およびレベリング工程のいずれも基板Gの回転を利用してレジスト液Rを速やかに所期の領域に行き渡らせることが可能であり、全処理工程においてもスピンレス法(図21)より格段に短いタクトを達成できる。また、前置塗布工程では、微細径吐出型のレジストノズル70を走査しながらレジスト液Rを基板G上の前置塗布領域Gaに拡散供給するので(一点集中の滴下ではないので)、基板Gに対する衝撃が小さく、レジスト滴下痕等の欠陥を生じるおそれはない。
【0069】
また、前置塗布工程で使用されるレジストノズル70の微細径吐出条件は従来のスピンレス法ほど厳しくないため、ノズル70やレジスト供給部の設計・製作が容易であるうえ、メンテナンスも簡単になる。
【0070】
加えて、この実施形態では、基板Gの中心部を含む前置塗布領域Gaにはレジスト液Rを塗布する一方で、前置塗布領域Gaの回りの領域Gbをシンナー(溶剤)で濡らしておくことにより、レベリング工程において基板G上のレジスト液膜の拡散・平坦化をスムースに行い、精度の高いレベリングを実現することができる。
【0071】
上記した実施形態では、レジストノズル70とシンナーノズル80を共通のアーム74で移動させるようにしたが、両ノズル70,80を各専用のアームで個別に移動できる構成も可能である。その場合は、シンナープリウェット工程と前置塗布工程を同時に実行できる。
【0072】
また、上記実施形態では前置塗布領域Gaを基板Gの内接円Kより内側の領域と定義したが、内接円Kから多少ずれた円の内側領域とすることもできる。
【0073】
あるいは、前置塗布領域Gaを基板Gの外接円L(またはこれに近い円)より内側の領域に設定する方式も可能である。この方式では、図15に示すように、レジストノズル70を基板Gの中心点付近の位置と外接円Lの円周上の位置との間で少なくとも1回走査すればよい。基板Gの外周縁部に対してはレジストノズル70より吐出されたレジスト液Rの一部が基板Gから外れるため、そのぶんレジスト消費量は若干増えるが、それでも従来一般のスピンコート法よりは格段に少なくて済む。また、シンナープリウェット工程が要らなくなり、シンナーノズル80等の溶剤供給系を省ける。また、前置塗布工程の終了段階で基板Gの全面にほぼ均一な膜厚でレジスト液Rの液膜が形成されるため、次工程のレベリング工程における特性条件が緩和され、高速スピン回転の回転速度を下げることもできる。
【0074】
この外接円前置塗布方式では、図16に示すように、アーム74の長手方向に吐出口70を配列してなる構成のレジストノズル70を使用してもよい。その場合は、レジストノズル70を外接円Lの円周上まで移動させなくても基板Gの全面にレジスト液Rを塗布できる。
【0075】
図17および図18に、別の塗布方式によるレジスト塗布ユニット(CT)の要部の構成を示す。図中、上記実施形態における各部と共通する構成または機能を有する部分には同一の符号を附してある。
【0076】
この塗布方式は、図18に示すように、レジストノズル70をXY走査機構90によりXY平面で任意の方向に走査する。XY走査機構90においては、Y方向に延びる一対のYガイドレール92,92がスピンチャック60(図17)の両側に配置されるとともに、両Yガイドレール92,92の間にX方向に延在するXガイドレール94がY方向に移動可能に架け渡されている。所定位置たとえば片側のYガイドレール92の一端に配置されたY方向駆動部96が,無端ベルト等の伝動機構(図示せず)を介してXガイドレール94を両Yガイドレール92,92に沿ってY方向に駆動するようになっている。また、Xガイドレール94に沿ってX方向にたとえば自走式または外部駆動式で移動できるキャリッジ(搬送体)98が設けられており、このキャリッジ98にレジストノズル70が取り付けられている
【0077】
図17において、駆動部100はスピンチャック60を回転駆動および昇降駆動するスピンチャック駆動部88(図4)を含むとともに、回転カップ62を回転駆動するカップ駆動部を含んでいる。回転カップ62の底部は、筒状の支持部材102を介して駆動部100に含まれるカップ駆動部に作動接続されている。
【0078】
回転カップ62の上方には、ロボットアーム104により上下移動可能なカップ蓋体106が配置されている。前置塗布工程の間は、蓋体106がXY走査機構90の上方に退避している。レベリング工程に際しては蓋体106が降りてきて回転カップ62を閉じる。なお、図示省略するが、蓋体106および回転カップ62の上面は相互に係合する構成になっている。レベリング工程では、駆動部100の回転駆動によりスピンチャック60と回転カップ62が一緒に回転することにより、基板G上でレジスト液Rが遠心力で広げられ、基板Gの外に飛散したレジスト液Rは回転カップ62に受けられる。スピンチャック60の下面には回転カップ62の底面を密閉するためのリング状シール部材108が取付されている。
【0079】
回転カップ62に回収されたレジスト液Rは、カップ62底部の外周縁部に形成されているドレイン口110を通ってドレインカップ64へ導かれ、ドレインカップ64底部のドレイン口112より廃液処理部(図示せず)へ送られる。なお、スピン回転中にドレイン口112より空気が流出して回転カップ62内部が負圧になるのを防止するために、回転カップ62の上部または蓋体106に適当な給気口(図示せず)が設けられてよい。回転カップ62側からドレインカップ64内に流入した空気はドレインカップ64の外周面に形成された排気口114より排気系統(図示せず)へ排出される。
【0080】
この塗布方式では、基板Gの上面(被処理面)の全域を前置塗布領域として、この領域を網羅するように設定した前置塗布パターン上にレジスト液Rを塗布する前置塗布工程を行ってから、上記第1の実施形態と同様のレベリング工程を行う。前置塗布工程では、静止状態の基板G上でレジストノズル70がレジスト液Rを吐出しながら予め設定された前置塗布パターン(経路)に沿ってXY面内で移動する。必要に応じて、レジストノズル70の運動に同期して基板Gを移動(回転)させることも可能である。
【0081】
図19に、この塗布方式における好適な前置塗布パターンの例を示す。図19(A)のパターンは、基板Gの形状に合わせた四角形の渦巻き形状であり、通常は図示のように外側(基板外周部)から内側(基板中心部)に収束させるのが好ましい。このパターンは径方向の対称性がよいため、次工程のレベリング(高速スピン)には好ましい。
【0082】
図19(B)のような斜めジグザク形状のパターンや、図19(C)のような直角ジグザク形状のパターンは、基板全域にほぼ均一な分布または配分で前置塗布膜を効率よく形成するのに適している。
【0083】
図19の前置塗布パターンのように、レジストノズル70が比較的大きな角度で、特に直角に方向転換する箇所が多くある場合は、図20に示すように、レジストノズル70の吐出口70dの配列方向を走査または移動方向に対して斜めの角度(たとえば45゜)に設定することで、走査中に基板G上に得られるレジスト塗布ラインRJの幅の変動を小さくすることができる。
【0084】
この塗布方式では、前置塗布工程において、レジストノズル70を基板Gの外へ出すことなく始終基板G上で走査して基板Gのほぼ全域にレジスト液を塗布することが可能であり、吐出したレジスト液の一部を無駄に捨てることもない。このことにより、レジスト液の消費量は従来一般のスピンコート法よりも格段に少なくて済む。また、前置塗布工程では、基板G上にレジスト液Rをある程度広く分布させて供給すればよく、基板全面にむらなく均一塗布する必要はないので、レベリング工程と合わせた全塗布処理時間でも従来のスピンレス法より短いタクトを実現できる。また、シンナープリウェットが不要なので、溶剤供給系を省ける。もっとも、前置塗布工程で基板中心部回りにレジスト液を塗布し、その回りをシンナーでプリウェットすることも可能である。レベリング工程では、上記外接円前置塗布方式(図15,図16)と同程度まで高速スピン回転の回転速度を下げることができる。
【0085】
なお、上記のようにレジストズル70をXY面内で移動させるXY走査機構90を用いる場合は基板Gを静止させて前置塗布工程を行うことになるが、基板G側を移動させてもよく、たとえば基板GをY方向に移動させレジストノズル70をX方向に移動させる構成も可能である。
【0086】
上記した実施形態はLCD製造の塗布現像処理システムにおけるレジスト塗布方法および装置に係るものであったが、本発明は被処理基板上に塗布液を供給する任意のアプリケーションに適用可能である。本発明における塗布液としては、レジスト液以外にも、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の液体も可能である。本発明における被処理基板はLCD基板に限らず、半導体ウエハ、CD基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
【0087】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、塗布処理における塗布液消費効率の向上と処理時間の短縮化を同時に実現することができる。また、被処理基板が大型化しても、基板上に面内均一な膜厚を有する高品質の塗布膜を効率よく形成することができる。さらには、ノズルの微細径吐出条件を緩和し設計やメンテナンスを容易にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の基板処理装置が適用可能な塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。
【図2】 実施形態の塗布現像処理システムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図3】 実施形態によるレジスト塗布ユニットの要部の構成を示す平面図である。
【図4】 実施形態のレジスト塗布ユニットの要部の構成を示す側面図である。
【図5】 実施形態におけるレジストノズルの構成例を示す縦断面図である。
【図6】 実施形態におけるレジストノズルの要部を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図7】 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図8】 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける作用の一段階を模式的に示す平面図である。
【図9】 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける作用の一段階を模式的に示す平面図である。
【図10】 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける作用の一段階を模式的に示す平面図である。
【図11】 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける作用の一段階を模式的に示す平面図である。
【図12】 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける作用の一段階を模式的に示す平面図である。
【図13】 実施形態において前置塗布工程により基板上に形成される塗布膜を示す側面図である。
【図14】 実施形態において、レベリング工程により基板上に形成される塗布膜を示す側面図である。
【図15】 外接円前置塗布方式の作用を示す平面図である。
【図16】 外接円前置塗布方式におけるレジストノズルの変形例を示す平面図である
【図17】 別の塗布方式によるレジスト塗布ユニットの要部の構成を示す平面図である。
【図18】 上記塗布方式のレジスト塗布ユニットに設けられるXY走査機構の構成を示す斜視図である。
【図19】 上記塗布方式における前置塗布パターンの一例を模式的に示す平面図である。
【図20】 上記塗布方式に好適なレジストノズルの吐出口配列方向を模式的に示す平面図である。
【図21】 従来のスピンレス法によるレジスト塗布処理を模式的に示す斜視図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for forming a coating film by applying a liquid on a substrate to be processed.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process in a manufacturing process of an LCD or a semiconductor device, a so-called spin coating method is commonly used or frequently used to apply a resist solution on a substrate to be processed (glass substrate, semiconductor substrate). However, in the conventional general spin coating method, the substrate to be processed is spin-rotated at a considerably high speed, so that a large amount of resist solution is scattered out of the substrate by centrifugal force, which is wasted and causes particles. There is a problem. In addition, when the substrate is enlarged, there is a problem that air turbulence is likely to occur due to the high peripheral speed at the outer periphery of the substrate during spin rotation, and the film thickness of the resist film is likely to fluctuate and thus the resolution is liable to decrease.
[0003]
Therefore, as a new resist coating method that replaces the spin coating method, as shown in FIG. 21, the resist solution R is made finer from the resist nozzle 2 while moving or scanning the resist nozzle 2 on the substrate 1 to be processed, for example, in a right-angle zigzag pattern. There has been proposed a technique (spinless method) in which the resist solution R is uniformly applied on the substrate 1 with a desired film thickness without being required to rotate at a high speed by continuously discharging in a linear shape with a diameter. . The resist nozzle 2 used in the spinless method has a discharge port with a very small diameter (for example, about 100 μm), and is configured to discharge the resist solution R at a considerably high pressure.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the spinless method as described above, in order to form a resist film having a uniform film thickness from end to end of the substrate 1 to be processed, the supply (discharge) rate of the resist solution R from the resist nozzle 2 is set at least on the substrate 1. Must be continuous and constant. For this reason, as shown in FIG. 21, the resist nozzle 2 is set to have a scanning range larger than that of the substrate 1, and the resist solution is also temporarily removed from the substrate 1 near the return of each line scan. R is continuously discharged. However, the resist solution R discharged outside the substrate 1 is discarded after being received by a resist receiving unit or a collecting unit (not shown) arranged around the substrate and is wasted.
[0005]
Further, a coating film having a uniform film thickness is obtained over the entire surface of the substrate 1 by continuously or connecting the coating lines of the resist solution R supplied in a thin line shape on the substrate 1 at a pitch across the line width direction. Therefore, the total scanning distance of the resist nozzle 2 is considerably long, and therefore the total scanning time, that is, the coating processing time is also considerably long. For this reason, there is a problem that it is difficult to improve the throughput.
[0006]
Furthermore, since the discharge port of the resist nozzle 2 is very small and easily clogs, there is a problem that maintenance is troublesome.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a coating method that simultaneously realizes improvement of coating liquid consumption efficiency and shortening of processing time in coating processing. .
[0008]
Another object of the present invention is to provide a coating method capable of efficiently forming a high-quality coating film having a uniform film thickness even on a large substrate to be processed.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a coating method that relaxes the fine-diameter discharge conditions in the coating method in which the coating liquid is discharged in the form of thin lines, and thus facilitates the design and maintenance of nozzles and the like.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a coating apparatus suitable for carrying out the coating method of the present invention.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the coating method of the present invention performs spin rotation on a substrate to be processed at a first rotational speed, while the substrate is being spun on the substrate. From the boundary to the center point of the substrate A first step of supplying and applying a predetermined coating solution, and after the first step, the substrate is spin-rotated at a second rotation speed higher than the first rotation speed; Utilizing centrifugal force from inside to outside of the pre-application area Coating liquid Radially Spread On the substrate And a second step of forming a coating film having a substantially uniform film thickness.
[0012]
Of the present invention In the coating method, a coating process for a substrate to be processed is configured by two steps (first and second steps). In the first step (pre-coating step), the coating liquid is applied to the pre-coating region on the substrate while spinning the substrate at a relatively low first rotational speed. The coating liquid can be quickly spread over the entire area. In addition, when applying the coating solution in the pre-coating region, the coating solution is supplied from the outer periphery (boundary) of the pre-coating region toward the substrate center point instead of concentrated dripping near the center point of the substrate. Therefore, a pre-coating film having a uniform film thickness can be efficiently formed in the pre-coating region, the impact given to the substrate is small, and there is no possibility that a drip mark will be formed on the coating film. In the second step (leveling step), spin coating is performed at a rotational speed higher than the rotational speed in the pre-coating process, and the coating liquid on the pre-coating region is dispensed. Whole substrate by centrifugal force Spread out to a uniform and desired thickness. In the second step, in order to improve leveling accuracy, it is preferable that the substrate is rotated by spinning in a substantially sealed processing chamber, and at the same time, the processing chamber is rotated at the same speed as the substrate at or near the second rotation speed. In the direction spin It can be rotated.
[0014]
In such an inscribed circle pre-coating method, a third step (pre-wetting step) of applying a solvent to a region outside the pre-coating region on the substrate is performed before the second step. Is preferred. By soaking the area outside the pre-applied area on the substrate with the solvent in this way, the resist liquid film on the substrate can be smoothly diffused and flattened in the leveling process, and high leveling can be realized.
[0015]
A preferred aspect of the third step is that the substrate is spin-rotated at a third rotation speed or a first rotation speed lower than the second rotation speed before or simultaneously with the first step. The solvent is dropped from the nozzles 2 to the outer periphery or the vicinity of the boundary of the pre-application area, and the solvent is applied almost uniformly to the substrate area outside the pre-application area. Thus, by utilizing the rotational movement of the substrate, the solvent can be applied quickly and uniformly around the pre-application region.
[0019]
The coating apparatus according to the present invention includes a rotatable holding means for holding a substrate to be processed in a horizontal posture, a substantially sealable processing container that houses the holding means, and the substrate held by the holding means. A coating liquid supply means including a first nozzle for discharging a predetermined coating liquid toward It is an area inside the inscribed circle on the substrate or a circle close thereto as a boundary. First scanning means for moving the first nozzle relative to the substrate in order to apply the coating liquid to the pre-application area, and spin-rotating the substrate integrally with the holding means First rotating means for rotating the processing vessel and second rotating means for rotating the processing vessel, While the substrate is spin-rotated at the first rotation speed by the first rotation means and the coating liquid is discharged to the first nozzle by the coating liquid supply means, the first nozzle is scanned by the scanning means. Is moved from the boundary toward the substrate center point to apply a coating solution in the pre-application region, and then the substrate is moved at a speed higher than the first rotation speed by the first rotation means. At the same time as the spin rotation at the second rotation speed, the processing container is rotated by the second rotation means at the second rotation speed or a speed close thereto, and the centrifugal force is utilized outside the pre-coating region. To spread the coating solution radially and form a coating film having a substantially uniform thickness on the substrate. .
[0022]
According to a preferred aspect of the present invention, In order to pre-wet a desired area on the substrate with the solvent prior to the leveling step, the solvent supply means for dropping the solvent to a desired position on the substrate held by the holding means is provided. Before or simultaneously with application of the coating liquid in the pre-application area, the substrate is spin-rotated at the third rotation speed or the first rotation speed lower than the second rotation speed by the first rotation means. Then, the solvent is dropped near the boundary by the solvent supply means, and the solvent is spread and applied to the area outside the pre-application area on the substrate by centrifugal force. In this case, the solvent discharge nozzle (second nozzle) can be moved integrally with the coating liquid discharge nozzle (first nozzle).
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0024]
FIG. 1 shows a coating and developing treatment system as an example of a system in which a coating apparatus according to the present invention can be incorporated. This coating / development processing system is installed in a clean room and uses, for example, an LCD substrate as a substrate to be processed, and performs cleaning, resist coating, pre-baking, development, and post-baking in the photolithography process in the LCD manufacturing process. is there. The exposure process is performed by an external exposure apparatus (not shown) installed adjacent to this system.
[0025]
This coating and developing system is roughly divided into a cassette station (C / S) 10, a process station (P / S) 12, and an interface unit (I / F) 14.
[0026]
A cassette station (C / S) 10 installed at one end of the system has a cassette stage 16 on which a predetermined number, for example, four cassettes C for storing a plurality of substrates G can be placed, and a cassette C on the stage 16. And a transport mechanism 20 for taking in and out the substrate G. The transport mechanism 20 has a means for holding the substrate G, for example, a transport arm, can be operated with four axes of X, Y, Z, and θ, and is a main transport device on the process station (P / S) 12 side to be described later. 38 and the substrate G can be transferred.
[0027]
The process station (P / S) 12 includes, in order from the cassette station (C / S) 10 side, a cleaning process unit 22, a coating process unit 24, and a development process unit 26, a substrate relay unit 23, a chemical solution supply unit 25, and It is provided in a horizontal row via (spaced) the space 27.
[0028]
The cleaning process unit 22 includes two scrubber cleaning units (SCR) 28, an upper and lower ultraviolet irradiation / cooling unit (UV / COL) 30, a heating unit (HP) 32, and a cooling unit (COL) 34. Contains.
[0029]
The coating process unit 24 includes a resist coating unit (CT) 40, a vacuum drying unit (VD) 42, an edge remover unit (ER) 44, an upper and lower two-stage adhesion / cooling unit (AD / COL) 46, An upper and lower two-stage heating / cooling unit (HP / COL) 48 and a heating unit (HP) 50 are included.
[0030]
The development process unit 26 includes three development units (DEV) 52, two upper and lower two-stage heating / cooling units (HP / COL) 55, and a heating unit (HP) 53.
[0031]
Conveying paths 36, 52, and 58 are provided in the longitudinal direction at the center of each of the process units 22, 24, and 26, and the main conveying devices 38, 54, and 60 move along the respective conveying paths, and each of the process units 22 The unit is accessed to carry in / out or carry the substrate G. In this system, in each process unit 22, 24, 26, a spinner system unit (SCR, CT, DEV, etc.) is arranged on one side of the transport paths 36, 52, 58, and heat treatment or Irradiation processing units (HP, COL, UV, etc.) are arranged.
[0032]
The interface unit (I / F) 14 installed at the other end of the system is provided with an extension (substrate transfer unit) 57 and a buffer stage 56 on the side adjacent to the process station 12, and is transported to the side adjacent to the exposure apparatus. A mechanism 59 is provided.
[0033]
FIG. 2 shows a processing procedure in this coating and developing processing system. First, in the cassette station (C / S) 10, the transport mechanism 20 takes out one substrate G from a predetermined cassette C on the stage 16, and the main of the cleaning process unit 22 of the process station (P / S) 12. It is transferred to the conveying device 38 (step S1).
[0034]
In the cleaning process section 22, the substrate G is first sequentially carried into an ultraviolet irradiation / cooling unit (UV / COL) 30, subjected to dry cleaning by ultraviolet irradiation in the upper ultraviolet irradiation unit (UV), and then cooled in the lower stage. The unit (COL) is cooled to a predetermined temperature (step S2). This ultraviolet irradiation cleaning removes organic substances on the substrate surface. Thereby, the wettability of the substrate G is improved, and the cleaning effect in the scrubbing cleaning in the next step can be enhanced.
[0035]
Next, the substrate G is subjected to a scrubbing cleaning process by one of the scrubber cleaning units (SCR) 28 to remove particulate dirt from the substrate surface (step S3). After the scrubbing cleaning, the substrate G is subjected to dehydration treatment by heating in the heating unit (HP) 32 (step S4), and then cooled to a constant substrate temperature by the cooling unit (COL) 34 (step S5). Thus, the pretreatment in the cleaning process unit 22 is completed, and the substrate G is transferred to the coating process unit 24 by the main transfer device 38 via the substrate transfer unit 23.
[0036]
In the coating process unit 24, the substrate G is first sequentially carried into an adhesion / cooling unit (AD / COL) 46, and undergoes a hydrophobic treatment (HMDS) in the first adhesion unit (AD) (step S6). The cooling unit (COL) cools to a constant substrate temperature (step S7).
[0037]
Thereafter, the substrate G is coated with a resist solution by a resist coating unit (CT) 40, and then subjected to a drying process by a reduced pressure drying unit (VD) 42, and then an edge remover unit (ER) 44 of the periphery of the substrate. Excess (unnecessary) resist is removed (step S8).
[0038]
Next, the substrate G is sequentially carried into the heating / cooling unit (HP / COL) 48, and the first heating unit (HP) performs baking after coating (pre-baking) (step S9), and then the cooling unit ( COL) to cool to a constant substrate temperature (step S10). In addition, the heating unit (HP) 50 can also be used for baking after this application | coating.
[0039]
After the coating process, the substrate G is transported to the interface unit (I / F) 14 by the main transport device 54 of the coating process unit 24 and the main transport device 60 of the development process unit 26, and is passed from there to the exposure apparatus. (Step S11). In the exposure apparatus, a predetermined circuit pattern is exposed on the resist on the substrate G. After the pattern exposure, the substrate G is returned from the exposure apparatus to the interface unit (I / F) 14. The transport mechanism 59 of the interface unit (I / F) 14 passes the substrate G received from the exposure apparatus to the development process unit 26 of the process station (P / S) 12 via the extension 57 (step S11).
[0040]
In the development process section 26, the substrate G is subjected to development processing in any one of the development units (DEV) 52 (step S12), and then sequentially carried into one of the heating / cooling units (HP / COL) 55, Post baking is performed in the first heating unit (HP) (step S13), and then the substrate is cooled to a constant substrate temperature in the cooling unit (COL) (step S14). A heating unit (HP) 53 can also be used for this post-baking.
[0041]
The substrate G that has undergone a series of processing in the development process section 26 is returned to the cassette station (C / S) 10 by the transfer devices 60, 54, and 38 in the process station (P / S) 24, where the transfer mechanism 20 Is stored in one of the cassettes C (step S1).
[0042]
In this coating and developing treatment system, the present invention can be applied to the resist coating unit (CT) 40 of the coating process unit 24. Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a resist coating unit (CT) will be described with reference to FIGS.
[0043]
3 and 4, One embodiment The structure of the principal part of the resist coating unit (CT) in FIG.
[0044]
The resist coating unit (CT) includes a spin chuck 60 that rotates integrally with the substrate G held in a substantially horizontal posture, and a rotatable circuit that surrounds the spin chuck 60 and the periphery of the substrate G on the chuck. A bottom cylindrical rotary cup 62, a lid (not shown) capable of closing the upper opening of the rotary cup 62, a fixed installation type drain cup 64 surrounding the outer periphery of the rotary cup 62, and the upper surface of the substrate G ( A resist supply mechanism 66 for supplying a resist solution to the surface to be processed and a solvent supply mechanism 68 for supplying a solvent such as thinner to a predetermined region on the substrate G, which will be described later, are provided.
[0045]
The resist supply mechanism 66 includes a resist nozzle 70 for discharging and supplying a resist solution to the substrate G, a resist supply unit (not shown) that sends the resist solution to the resist nozzle 70 via a resist supply pipe 72, The resist nozzle 70 is supported by the tip of the arm 74, and has a nozzle drive unit 78 that rotates or swings the arm 74 and the nozzle 70 in a horizontal plane with a rotation shaft 76 extending in the vertical direction as a rotation center. . An elevating mechanism that moves the arm 74 and the nozzle 70 up and down by moving the rotary shaft 76 up and down may be provided in the nozzle driving unit 78. The arm 74 has such an arm length that the resist nozzle 70 can be carried in the rotary cup 62 to a position directly above the center portion of the substrate G held by the spin chuck 60.
[0046]
The solvent supply mechanism 68 includes a thinner nozzle 80 for supplying thinner to the substrate G by discharging or dropping, and a thinner supply unit (not shown) for sending thinner to the thinner nozzle 80 via a thinner supply pipe 82. Have. The thinner nozzle 80 is attached to or attached to the resist nozzle 70 and attached to the nozzle arm driving section 78 so as to move together with the resist nozzle 70.
[0047]
A pair of guide rails 84, 84 extending in the Y direction are provided outside the drain cup 64, and a pair of transfer arms 86, 86 are placed on the guide rails 84, 84 on the resist coating unit (CT) 40 and the drying unit ( VD) 42 (FIG. 1).
[0048]
The spin chuck 60 is coupled to a spin chuck drive unit 88, is rotated by a rotation of the drive unit 88 about the vertical rotation axis, and is vertically moved by a drive of the drive unit 88. A chuck suction port (not shown) connected to a negative pressure source such as a vacuum pump is provided on the upper surface of the spin chuck 60 so that the back surface of the substrate G is sucked by the chuck suction port.
[0049]
The rotating cup 62 is coupled to a common or separate cup driving unit (not shown) with the spin chuck driving unit 88, and is rotated together with the spin chuck 60 by the rotational driving of the cup driving unit, that is, at the same speed and in the same rotational direction. It is comprised so that it may rotate. The cup lid for closing the upper surface opening of the rotating cup 62 is detachably engaged with the peripheral edge of the opening of the rotating cup 62 by a handling operation by a robot hand (not shown). And rotate together. The drain cup 64 is configured to once receive the exhaust or drainage from the rotary cup 62 and send it to a predetermined exhaust or waste treatment unit (not shown).
[0050]
5 and 6 show a configuration example of the resist nozzle 70 in this embodiment. As shown in FIG. 5, the main body of the resist nozzle 70 is made of, for example, stainless steel (SUS), an introduction passage 70a for introducing a resist solution from the end (not shown) of the resist supply pipe 72, and the introduced resist. A buffer chamber 70b for once storing the liquid R, one or a plurality of nozzle discharge channels 70c extending vertically downward from the bottom surface of the buffer chamber 70b, and a fine diameter provided at the end of each nozzle discharge channel 70c. And a discharge port 70d.
[0051]
In this embodiment, as will be described later, it is not necessary to make the discharge flow of the resist solution to the substrate G as small as that of the conventional spinless method (FIG. 21). degree It is also possible to choose. In the case of a nozzle configuration in which a plurality of discharge ports 70d are arranged in one or a plurality of rows as in the illustrated example, the inscribed circle of the substrate G is made by making the discharge port arrangement direction orthogonal to the longitudinal direction of the arm 74. Or it can be made substantially parallel to the radial direction of the circumscribed circle.
[0052]
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the terminal portion of the nozzle discharge flow path 70c is tapered (71) in a tapered section and connected to the discharge port 70d. The flow path of the discharge port 70d is opened while increasing the diameter in the vicinity of the edge, preferably while expanding the curved shape (73). According to such a configuration, the resist solution R is discharged in a stable laminar flow without generating a vortex near the discharge port 72d, and the straightness of the discharge flow is improved.
[0053]
FIG. 7 shows a processing procedure in the resist coating unit (CT). The operation of this processing procedure will be described below with reference to FIGS.
[0054]
First, the substrate G before the coating process is carried into this unit (step A1). In the coating and developing processing system of this embodiment, the substrate G before coating processing is carried in by the main transport device 54 (FIG. 1), and the spin chuck 60 is positioned higher than the upper opening of the rotary cup 62 as shown in FIG. Ascend to receive the substrate G. The cup lid is retracted to a predetermined position, and the upper opening of the rotating cup 62 is opened. When the substrate G is transferred or placed on the upper surface of the spin chuck 60, the suction force from the chuck suction port acts and the substrate G is fixed and held. Thereafter, the spin chuck 60 is lowered to a predetermined height position for a thinner pre-wet process and a pre-coating process described later.
[0055]
Next, as initialization, the nozzle driving unit 78 is operated to move the registration nozzle 70 and the thinner nozzle 80 from the home position HP (positions in FIGS. 3 and 4) to the inside of the rotary cup 62, and the setting on the substrate G is performed. As shown in FIG. 8, the nozzles 70 and 80 are aligned on the circumference of the inscribed circle K of the substrate G (step A2). Preferably, the thinner nozzle 80 may be preferentially aligned with the set position (on the circumference of the inscribed circle K). Here, the inscribed circle K defines an area on the substrate G to which the resist solution R is applied in the pre-application process, that is, an outer periphery or a boundary line of the pre-application area Ga.
[0056]
Next, in a state where both nozzles 70 and 80 are fixed at the set position, the spin chuck driving unit 88 drives the spin chuck 60 to rotate, and the substrate G is integrated with the spin chuck 60 at a predetermined low rotation speed, for example. Spin rotation is performed at 100 to 200 rpm (step A3).
[0057]
Then, as a thinner pre-wet process, the solvent supply mechanism 68 drops the thinner T from the thinner nozzle 80 to the vicinity of the circumference of the substrate inscribed circle K immediately below the substrate G that spins at a low speed (step). A4). Since the thinner T dripped onto the substrate G from the thinner nozzle 80 has low viscosity, as shown in FIG. 9, the substrate region outside the inscribed circle K (thinner pre-wet region) due to centrifugal force even at a rotational speed of about 100 rpm. Spread to Gb. In this way, when the dropping of the thinner T is continued for a predetermined time at the set position, as shown in FIG. 10, the thinner T is uniformly applied to the entire surface of the thinner pre-wet area Gb with a predetermined film thickness.
[0058]
When the thinner pre-wet process as described above is completed and the thinner nozzle 80 stops the discharge of the thinner, the resist supply mechanism 66 starts to discharge the resist solution R from the resist nozzle 70 (step A5). At this time, before starting the discharge of the resist solution R, the position of the resist nozzle 70 may be adjusted. For example, if the distance between the thinner nozzle 80 and the resist nozzle 70 is so large that it cannot be ignored, the resist nozzle 70 may be aligned directly above the substrate inscribed circle K.
[0059]
In the resist supply mechanism 66, when the discharge of the resist solution R is started as described above, the nozzle driving unit 78 swings the arm 74 in a predetermined direction (counterclockwise in FIGS. 8 to 12), and the substrate G The resist nozzle 70 is moved from the start position (position on the circumference of the substrate inscribed circle K) toward the center point of the substrate inscribed circle K (step A6).
[0060]
In this way, the resist nozzle 70 scans the circular pre-coating region Ga in the radial direction from the outside toward the center while the resist liquid R is being ejected with respect to the spin-rotating substrate G. On the coating area Ga, the resist solution R is applied annularly from the outside. As shown in FIG. 11, the coating area gradually extends to the center of the substrate inscribed circle K as the resist nozzle 70 moves (scans). . At this time, since the rotation speed of the spin rotation is low and the viscosity of the resist solution R is large, a centrifugal force that spreads the resist solution R on the substrate G toward the outer peripheral side of the substrate does not work. The spin rotation speed in this pre-coating process (step A5) may be the same as the thinner pre-wet process (step A4) in the previous process, or may be switched to a slightly different value.
[0061]
Then, when the resist nozzle 70 moves to the scanning end point position slightly past the central point of the substrate inscribed circle K, as shown in FIG. The resist solution R is supplied without any defects, and a coating film is formed with a predetermined film thickness. Here, the supply (discharge) of the resist solution R in the resist supply mechanism 66 is finished (step A7), and immediately after that, the spin rotation of the substrate G is stopped (step A8).
[0062]
When the pre-coating process is completed as described above, the nozzle driving unit 78 returns both nozzles 70 and 80 to the home position HP (step A9). At this time or stage, on the substrate G, as shown in FIG. 13, a coating film (liquid film) of the resist solution R is formed on the pre-coating region Ga around the center of the substrate with a substantially constant thickness Da. Then, a coating film (liquid film) of thinner T is formed with a substantially constant thickness Db on a region (thinner pre-wet region Gb) outside the pre-application region Ga. However, the thinner pre-wet region Gb only needs to have the entire surface wet with the thinner appropriately, and the film thickness Db of the thinner liquid may be appropriate.
[0063]
Next, a cup lid is placed over the opening of the rotating cup 62, and the processing space in the rotating cup 62 is sealed (step A10). The height position of the substrate G may be adjusted or changed by the spin chuck drive unit 88 before and after the cup closing operation.
[0064]
With the rotary cup 62 closed as described above, the resist liquid film is leveled, that is, high-speed spin rotation is performed to make the film thickness uniform (step A11). More specifically, the spin chuck drive unit 88 rotates the spin chuck 60 to spin the substrate G at a high rotational speed, for example, 1000 rpm (step A11). At the same time, the cup driver spins the rotating cup 62 together. Due to the high-speed spin rotation in the closed space, on the substrate G in the rotary cup 62, the resist solution R in the pre-application region Ga receives a strong centrifugal force in the radial direction and spreads radially outward. Here, since the thinner pre-wet area G that is the outer area is coated with the thinner, the resist solution R spreads smoothly and quickly on the area G. At this time, a considerable amount of the resist solution R is shaken off (discarded) from the outer peripheral edge of the substrate G, but the resist consumption is halved compared to the conventional general spin coating method.
[0065]
When the above-described leveling step is completed, as shown in FIG. 14, a coating film of the resist solution R spreading over the entire upper surface (surface to be processed) of the substrate G with a uniform thickness Dg is obtained. This film thickness Dg is the final resist film thickness, and the film thickness conditions include the film thickness Da of the pre-coating film on the pre-coating region Ga obtained by the pre-coating process, the rotational speed of high-speed spin rotation, and the like. Can be adjusted as
[0066]
When the resist coating process for one substrate G is completed as described above, the processed substrate G is unloaded from the resist coating unit (CT), and an unprocessed substrate G is replaced in the unit (CT). Are carried in in the same manner as described above (step A1). The processed substrate G is carried out by the transfer arms 86 and 86. More specifically, after the lid of the rotating cup 62 is opened, the transfer arms 86 and 86 move on the guide rails 84 and 84 and enter the inside of the rotating cup 62 to lift the substrate G from the spin chuck 60. (Receive) and transport to the adjacent vacuum drying unit (VD) 42 (FIG. 1).
[0067]
As described above, in this embodiment, the substrate to be processed (LCD substrate) G is spin-rotated at a low rotation speed (for example, 100 to 200 rpm) while resist is applied to the pre-coating area Ga inside the inscribed circle on the substrate G. The liquid R is applied, and then the substrate G is spin-rotated at a relatively high rotational speed (for example, 1000 rpm) so that the resist liquid film in the pre-application region Ga is spread over the entire surface of the substrate and leveled. A resist coating film having a uniform and desired film thickness is formed.
[0068]
According to this method, both the pre-coating process and the leveling process can quickly spread the resist solution R to the intended region by using the rotation of the substrate G, and the spinless method can be used in all processing steps. (Fig. 21) A much shorter tact can be achieved. Further, in the pre-coating process, the resist solution R is diffused and supplied to the pre-coating region Ga on the substrate G while scanning the fine-diameter ejection type resist nozzle 70 (since it is not a single-point concentrated dripping), the substrate G There is no fear of causing defects such as resist dropping marks.
[0069]
Further, since the fine diameter discharge conditions of the resist nozzle 70 used in the pre-coating process are not as strict as those of the conventional spinless method, the nozzle 70 and the resist supply unit can be easily designed and manufactured, and the maintenance is also simplified.
[0070]
In addition, in this embodiment, the resist solution R is applied to the pre-application region Ga including the central portion of the substrate G, while the region Gb around the pre-application region Ga is wetted with a thinner (solvent). Thus, in the leveling step, the resist liquid film on the substrate G can be smoothly diffused and flattened, and highly accurate leveling can be realized.
[0071]
In the above-described embodiment, the resist nozzle 70 and the thinner nozzle 80 are moved by the common arm 74. However, a configuration in which both the nozzles 70 and 80 can be individually moved by the dedicated arms is also possible. In that case, the thinner pre-wet process and the pre-coating process can be performed simultaneously.
[0072]
In the above embodiment, the pre-applied area Ga is defined as an area inside the inscribed circle K of the substrate G. However, it may be an inside area of a circle slightly deviated from the inscribed circle K.
[0073]
Alternatively, a method in which the pre-applied area Ga is set to an area inside the circumscribed circle L (or a circle close thereto) of the substrate G is also possible. In this method, as shown in FIG. 15, the resist nozzle 70 may be scanned at least once between a position near the center point of the substrate G and a position on the circumference of the circumscribed circle L. Since a part of the resist solution R discharged from the resist nozzle 70 is detached from the substrate G to the outer peripheral edge of the substrate G, the resist consumption is slightly increased, but it is still much more than the conventional general spin coating method. Less. Further, the thinner pre-wet process is not required, and the solvent supply system such as the thinner nozzle 80 can be omitted. In addition, since a liquid film of the resist solution R is formed on the entire surface of the substrate G with a substantially uniform film thickness at the end of the pre-coating process, the characteristic conditions in the leveling process of the next process are relaxed, and high-speed spin rotation is performed. You can also reduce the speed.
[0074]
In this circumcircle pre-coating method, as shown in FIG. 16, a resist nozzle 70 having a configuration in which discharge ports 70 are arranged in the longitudinal direction of the arm 74 may be used. In that case, the resist solution R can be applied to the entire surface of the substrate G without moving the resist nozzle 70 to the circumference of the circumscribed circle L.
[0075]
17 and 18, Another application method The structure of the principal part of the resist coating unit (CT) according to FIG. In the figure, Embodiment above The parts having the same configuration or function as those of each part in FIG.
[0076]
this Application method As shown in FIG. 18, the resist nozzle 70 is scanned in an arbitrary direction on the XY plane by the XY scanning mechanism 90. In the XY scanning mechanism 90, a pair of Y guide rails 92, 92 extending in the Y direction are disposed on both sides of the spin chuck 60 (FIG. 17), and extend in the X direction between the two Y guide rails 92, 92. The X guide rail 94 is movably bridged in the Y direction. A Y-direction drive unit 96 disposed at a predetermined position, for example, one end of the Y guide rail 92 on one side, moves the X guide rail 94 along the Y guide rails 92 and 92 via a transmission mechanism (not shown) such as an endless belt. And is driven in the Y direction. In addition, a carriage (conveyance body) 98 that can move in the X direction along the X guide rail 94 by, for example, a self-propelled type or an externally driven type is provided, and a resist nozzle 70 is attached to the carriage 98.
[0077]
In FIG. 17, the drive unit 100 includes a spin chuck drive unit 88 (FIG. 4) that drives the spin chuck 60 to rotate and lift, and also includes a cup drive unit that drives the rotary cup 62 to rotate. The bottom portion of the rotating cup 62 is operatively connected to a cup driving unit included in the driving unit 100 via a cylindrical support member 102.
[0078]
A cup lid 106 that can be moved up and down by the robot arm 104 is disposed above the rotating cup 62. During the pre-application process, the lid body 106 is retracted above the XY scanning mechanism 90. During the leveling process, the lid 106 comes down and the rotary cup 62 is closed. Although not shown, the lid 106 and the upper surface of the rotary cup 62 are configured to engage with each other. In the leveling process, the spin chuck 60 and the rotary cup 62 are rotated together by the drive of the drive unit 100, so that the resist solution R is spread on the substrate G by centrifugal force and scattered outside the substrate G. Is received by the rotating cup 62. A ring-shaped sealing member 108 for sealing the bottom surface of the rotary cup 62 is attached to the lower surface of the spin chuck 60.
[0079]
The resist solution R collected in the rotating cup 62 is guided to the drain cup 64 through the drain port 110 formed at the outer peripheral edge of the bottom of the cup 62, and is discharged from the drain port 112 at the bottom of the drain cup 64 ( (Not shown). In addition, in order to prevent air from flowing out from the drain port 112 during the spin rotation and causing the inside of the rotary cup 62 to become negative pressure, an appropriate air supply port (not shown) is provided on the upper part of the rotary cup 62 or the lid body 106. ) May be provided. Air flowing into the drain cup 64 from the rotary cup 62 side is discharged to an exhaust system (not shown) from an exhaust port 114 formed on the outer peripheral surface of the drain cup 64.
[0080]
this Application method Then, after performing the pre-coating step of applying the resist solution R on the pre-coating pattern set so as to cover the entire area of the upper surface (surface to be processed) of the substrate G as a pre-coating region, A leveling process similar to that in the first embodiment is performed. In the pre-coating process, the resist nozzle 70 moves in the XY plane along a pre-coating pattern (path) set in advance while discharging the resist solution R on the stationary substrate G. If necessary, it is also possible to move (rotate) the substrate G in synchronization with the movement of the resist nozzle 70.
[0081]
In FIG. Application method The example of the suitable front application | coating pattern in is shown. The pattern shown in FIG. 19A has a quadrangular spiral shape that matches the shape of the substrate G, and normally it is preferably converged from the outside (substrate outer peripheral portion) to the inside (substrate central portion) as shown in the figure. Since this pattern has good radial symmetry, it is preferable for leveling (high-speed spin) in the next step.
[0082]
The oblique zigzag pattern as shown in FIG. 19B and the right zigzag pattern as shown in FIG. 19C efficiently form the pre-coating film with a substantially uniform distribution or distribution over the entire substrate. Suitable for
[0083]
As shown in FIG. 20, when the resist nozzle 70 has a relatively large angle, particularly when there are many places where the direction is changed to a right angle, as in the pre-coating pattern of FIG. By setting the direction to an oblique angle (for example, 45 °) with respect to the scanning or moving direction, the variation in the width of the resist coating line RJ obtained on the substrate G during scanning can be reduced.
[0084]
this Application method Then, in the pre-coating process, the resist nozzle 70 can be scanned over the substrate G without being moved out of the substrate G, and the resist solution can be applied to almost the entire area of the substrate G. Part of it is not wasted. As a result, the consumption amount of the resist solution is much smaller than that of the conventional general spin coating method. Further, in the pre-coating process, the resist solution R has only to be distributed to a certain extent on the substrate G, and it is not necessary to uniformly apply to the entire surface of the substrate. Therefore, the entire coating processing time combined with the leveling process is conventional. The tact is shorter than the spinless method. Moreover, since a thinner pre-wet is unnecessary, the solvent supply system can be omitted. However, it is also possible to apply a resist solution around the center of the substrate in the pre-coating process and pre-wet the periphery with a thinner. In the leveling process, The above circumscribed circle pre-coating method The rotational speed of the high-speed spin rotation can be lowered to the same level as in FIGS.
[0085]
In addition, when using the XY scanning mechanism 90 that moves the resist nozzle 70 in the XY plane as described above, the pre-coating process is performed with the substrate G stationary, but the substrate G side may be moved, For example, a configuration in which the substrate G is moved in the Y direction and the resist nozzle 70 is moved in the X direction is also possible.
[0086]
Although the above-described embodiment relates to a resist coating method and apparatus in a coating and developing processing system for LCD manufacturing, the present invention is applicable to any application that supplies a coating liquid onto a substrate to be processed. As the coating solution in the present invention, in addition to the resist solution, liquids such as an interlayer insulating material, a dielectric material, and a wiring material can be used. The substrate to be processed in the present invention is not limited to an LCD substrate, but may be a semiconductor wafer, a CD substrate, a glass substrate, a photomask, a printed substrate, or the like.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to simultaneously improve the coating liquid consumption efficiency and shorten the processing time in the coating process. Further, even if the substrate to be processed is enlarged, a high-quality coating film having a uniform in-plane film thickness can be efficiently formed on the substrate. Furthermore, it is possible to ease the design and maintenance by relaxing the fine diameter discharge conditions of the nozzle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a coating and developing treatment system to which a substrate processing apparatus of the present invention can be applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure in the coating and developing treatment system of the embodiment.
[Fig. 3] Embodiment It is a top view which shows the structure of the principal part of the resist application unit by.
[Fig. 4] Embodiment It is a side view which shows the structure of the principal part of this resist application unit.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a resist nozzle in the embodiment.
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view showing an enlarged main part of a resist nozzle in the embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure in the resist coating unit of the embodiment.
FIG. 8 is a plan view schematically showing one stage of action in the resist coating unit of the embodiment.
FIG. 9 is a plan view schematically showing one stage of action in the resist coating unit of the embodiment.
FIG. 10 is a plan view schematically showing one stage of action in the resist coating unit of the embodiment.
FIG. 11 is a plan view schematically showing one stage of action in the resist coating unit of the embodiment.
FIG. 12 is a plan view schematically showing one stage of action in the resist coating unit of the embodiment.
FIG. 13 Embodiment It is a side view which shows the coating film formed on a board | substrate by a pre-application process in FIG.
FIG. 14 Embodiment FIG. 2 is a side view showing a coating film formed on a substrate by a leveling process.
FIG. 15 Action of circumscribed circle pre-coating method FIG.
FIG. 16 Circumscribed circle pre-coating method It is a top view which shows the modification of the resist nozzle in
FIG. 17 Another application method It is a top view which shows the structure of the principal part of the resist application unit by.
FIG. 18 Application method It is a perspective view which shows the structure of the XY scanning mechanism provided in the resist application unit.
FIG. 19 Application method It is a top view which shows typically an example of the front application | coating pattern.
FIG. 20 Application method It is a top view which shows typically the discharge port arrangement | positioning direction of a suitable resist nozzle.
FIG. 21 is a perspective view schematically showing a resist coating process by a conventional spinless method.

Claims (7)

被処理基板を第1の回転速度でスピン回転させながら、前記基板上の内接円またはそれに近い円を境界としてその内側の領域である前置塗布領域に、前記境界から基板中心点に向って所定の塗布液を供給して塗布する第1の工程と、
前記第1の工程の後に、前記基板を前記第1の回転速度よりも高速の第2の回転速度でスピン回転させて、前記前置塗布領域の内側から外側へ遠心力を利用して塗布液を放射状に広げ、前記基板上でほぼ均一な膜厚の塗布膜を形成する第2の工程と
を有する塗布方法。
While rotating the substrate to be processed at the first rotation speed, the inscribed circle on the substrate or a circle close thereto is used as a boundary to the pre-coating region, which is the inner region, from the boundary toward the substrate center point. A first step of supplying and applying a predetermined coating liquid;
After the first step, the substrate is spin-rotated at a second rotation speed that is higher than the first rotation speed, and a coating solution is applied from the inside to the outside of the pre-coating area using a centrifugal force. And a second step of forming a coating film having a substantially uniform film thickness on the substrate .
前記第2の工程の前に、前記基板上の前記前置塗布領域よりも外側の領域に溶剤を塗布する第3の工程を含むことを特徴とする請求項記載の塗布方法。Wherein prior to the second step, the method of coating according to claim 1, characterized in that than the front置塗fabric region on the substrate comprises a third step of applying a solvent to the outer area. 前記第3の工程が、前記第1の工程の前またはそれと同時に、前記基板を前記第2の回転速度よりも低速の第3の回転速度または前記第1の回転速度でスピン回転させながら、第2のノズルより溶剤を前記境界付近に滴下して、前記基板上の前記前置塗布領域よりも外側の領域に溶剤を遠心力で放射状に広げてほぼ万遍無く塗布することを特徴とする請求項に記載の塗布方法。In the third step, the substrate is spin-rotated at a third rotation speed lower than the second rotation speed or the first rotation speed before or simultaneously with the first process, A solvent is dropped from the nozzle of 2 near the boundary, and the solvent is radially spread by a centrifugal force on a region outside the pre-coating region on the substrate and applied almost uniformly. Item 3. The coating method according to Item 2 . 前記第2の工程が、前記基板をほぼ密閉状態の処理室内でスピン回転させると同時に、前記処理室を前記第2の回転速度またはそれに近い速度で前記基板と同じ回転方向にスピン回転させることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の塗布方法。The second step, simultaneously with the spinning of the substrate in the processing chamber substantially sealed state, that is spinning in the same rotational direction as the substrate of the processing chamber at the second rotation speed or close to the speed The coating method according to any one of claims 1 to 3 . 被処理基板を水平姿勢で保持するための回転可能な保持手段と、
前記保持手段を収容する実質的に密閉可能な処理容器と、
前記保持手段に保持される前記基板に向けて所定の塗布液を吐出するための第1のノズルを含む塗布液供給手段と、
前記基板上の内接円またはそれに近い円を境界としてその内側の領域である前置塗布領域に前記塗布液を塗布するために前記第1のノズルを前記基板に対して相対的に移動させるための走査手段と、
前記基板を前記保持手段と一体にスピン回転させるための第1の回転手段と、
前記処理容器をスピン回転させるための第2の回転手段と
を有し、
前記第1の回転手段により前記基板を第1の回転速度でスピン回転させながら、かつ前記塗布液供給手段により前記第1のノズルに塗布液を吐出させながら、前記走査手段により前記第1のノズルを前記境界から基板中心点に向って移動させて、前記前置塗布領域内に塗布液を塗布し、しかる後に、前記第1の回転手段により前記基板を前記第1の回転速度よりも高速の第2の回転速度でスピン回転させると同時に前記第2の回転手段により前記処理容器を前記第2の回転速度またはそれに近い速度でスピン回転させて、前記前置塗布領域の外へ遠心力を利用して塗布液を放射状に広げ、前記基板上でほぼ均一な膜厚の塗布膜を形成する、塗布装置。
A rotatable holding means for holding the substrate to be processed in a horizontal posture;
A substantially hermetically sealable processing container containing the holding means;
A coating liquid supply means including a first nozzle for discharging a predetermined coating liquid toward the substrate held by the holding means;
In order to move the first nozzle relative to the substrate in order to apply the coating liquid to a pre-coating region, which is an inner region of the inscribed circle on the substrate or a circle close thereto, as a boundary. Scanning means,
First rotating means for spinning the substrate integrally with the holding means;
The processing container have a second rotation means for spinning,
While the substrate is spin-rotated at the first rotation speed by the first rotation means and the coating liquid is discharged to the first nozzle by the coating liquid supply means, the first nozzle is scanned by the scanning means. Is moved from the boundary toward the substrate center point to apply a coating solution in the pre-application region, and then the substrate is moved at a speed higher than the first rotation speed by the first rotation means. At the same time as the spin rotation at the second rotation speed, the processing container is rotated by the second rotation means at the second rotation speed or a speed close thereto, and the centrifugal force is utilized outside the pre-coating region. Then, the coating liquid is spread radially to form a coating film having a substantially uniform film thickness on the substrate .
前記保持手段に保持される前記基板上の所望の位置に溶剤を滴下するための溶剤供給手段を有し、
前記前置塗布領域内に塗布液を塗布する前またはそれと同時に、前記第1の回転手段により前記基板を前記第2の回転速度よりも低速の第3の回転速度または前記第1の回転速度でスピン回転させながら、前記溶剤供給手段により前記境界付近に溶剤を滴下して、前記基板上の前記前置塗布領域よりも外側の領域に溶剤を遠心力で広げて塗布する、請求項に記載の塗布装置。
Have a solvent supply means for dropping the solvent in a desired position on the substrate held by the holding means,
Before or simultaneously with applying the coating liquid in the pre-application area, the first rotating means causes the substrate to move at a third rotational speed lower than the second rotational speed or at the first rotational speed. while spinning, dropping a solvent in the vicinity of the boundary by the solvent supply means, for applying spread by a centrifugal force the solvent to the outside of the area than the front置塗fabric region on the substrate, according to claim 5 Coating device.
前記溶剤供給手段が、前記溶剤を吐出するための前記第1のノズルと一体的に移動可能な第2のノズルを含むことを特徴とする請求項記載の塗布装置。The coating apparatus according to claim 6 , wherein the solvent supply unit includes a second nozzle movable integrally with the first nozzle for discharging the solvent.
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