JP4422006B2 - 処理装置及び処理液供給方法及び処理液供給プログラム - Google Patents

Description

本発明は、被処理基板にノズルより所定の処理液を供給して所望の処理を施す処理装置、処理液供給方法および処理液供給プログラムに関する。

従来より、ＬＣＤ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程には、スリット状の吐出口を有する長尺型のレジストノズルを用いて被処理基板（ガラス基板等）上にレジスト液をスピンレス法で塗布する塗布装置がよく用いられている。

このようなスピンレス方式の塗布装置では、たとえば特許文献１に開示されるように、載置台またはステージ上に基板を水平に載置して、このステージ上の基板と長尺型レジストノズルの吐出口との間に１００μｍ程度の微小なギャップを設定し、基板上方でレジストノズルを走査方向（一般にノズル長手方向と直交する水平方向）に移動させながら基板上にレジスト液を帯状に吐出させて塗布する。長尺型レジストノズルを基板の一端から他端まで１回移動させるだけで、レジスト液を基板の外に落とさずに所望の膜厚でレジスト塗布膜を形成することができる。
特開平１０−１５６２５５

上記のようなスピンレス方式の塗布装置で重視されている要求性能は、レジスト膜厚の均一性であり、特に塗布開始直後の再現性である。塗布処理の中で、走査速度は十分高い精度で再現性を確保できるものの、吐出動作の再現性が課題となっている。

通常、この種の塗布装置では、レジスト供給部のポンプにピストンポンプを使用し、１回分つまり基板１枚分の塗布処理で吐出するレジスト液の液量に応じた一定のストロークでピストンを往復運動させるようにしている。すなわち、塗布処理に先立ってピストンを設定ストロークだけ復動させてレジスト供給源より設定量のレジスト液をポンプに吸入または充填しておく。そして、塗布処理が開始されると、ノズル走査と連動してピストンを設定ストロークつまり復動時と同じストロークだけ所定の速度で往動させて、ポンプより設定量（先に吸入しておいた量）のレジスト液を所定の圧力でノズルに向けて圧送し、ノズルから基板上にレジスト液を所定の流量で吐出するようにしている。

しかしながら、塗布開始時のポンプ圧力にばらつきがあり、再現性の高い膜厚制御が困難になっている。特に、塗布開始時にポンプ内圧が高すぎてノズルからレジスト液がぼた落ちしたり、逆にポンプ内圧が低すぎてノズル吐出口から気泡がレジスト液の中に混入することがある。さらに、塗布開始時のポンプ内圧の誤差が塗布中のポンプ吐出圧力にも影響して塗布膜全体の膜厚が設定通りにならないこともある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、スピンレス方式の塗布処理において長尺型のノズルより処理液を吐出する圧力（特に吐出開始時の圧力）の再現性を改善して、処理品質を向上させる処理装置、処理液供給方法および処理液供給プログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の処理装置は、被処理基板上にスピンレス方式で処理液を塗布する処理装置であって、前記基板への塗布処理中に前記基板に対して所定の処理液を吐出する長尺型のノズルと、前記処理液を貯留する貯留部と、前記基板１枚分の塗布処理に先立って前記貯留部より第１の配管を介して前記処理液を吸入し、前記基板１枚分の塗布処理中に前記処理液を前記ノズルに向けて第２の配管を介して圧送するポンプと、前記第１の配管に設けられる第１の弁と、前記第２の配管に設けられる第２の弁と、前記ポンプが前記貯留部からの前記処理液の吸入を終えた後で、前記基板１枚分の塗布処理を開始する前に、前記第１の弁および前記第２の弁が閉まっている状態の下で前記ポンプと前記第２の弁との間の流路内に留まる前記処理液の圧力を予め設定した基準待機圧力に一致させるように圧力フィードバック方式で前記ポンプを制御する待機圧力制御部とを有する。

本発明の処理液供給方法は、被処理基板上にスピンレス方式で処理液を塗布するために、貯留部に貯留されている処理液を第１の弁が設けられている第１の配管を介してポンプに充填し、前記ポンプから第２の弁が設けられている第２の配管を介して前記処理液を長尺型のノズルに圧送し、前記ノズルより前記処理液を吐出して被処理基板に供給する処理液供給方法であって、基板１枚分の塗布処理を実行するに先立って、前記第１の弁を開状態にするとともに前記第２の弁を閉状態にして、前記ポンプに所定ストロークの吸入動作を行わせ、前記貯留部より少なくとも基板１枚分の前記処理液を前記ストロークに応じた液量だけ前記ポンプに充填する第１のステップと、前記第２の弁を閉状態に保ったまま前記第１の弁を開状態から閉状態に切り替えて、前記ポンプと前記第２の弁との間の流路内に留まる前記処理液の圧力を所望の基準待機圧力に一致させるように圧力フィードバック方式で前記ポンプを制御する第２のステップと、前記基板１枚分の塗布処理を実行するために、前記第１の弁を閉状態に保ったまま前記第２の弁を閉状態から開状態に切り替えて、前記ポンプに所定ストロークの吐出動作を行わせ、前記ノズルより前記基板に向けて前記基板１枚分の処理液を前記ストロークに応じた液量だけ吐出する第３のステップとを有する。

また、本発明の処理液供給プログラムは、被処理基板上にスピンレス方式で処理液を塗布するために、貯留部に貯留されている処理液を第１の弁が設けられている第１の配管を介してポンプに充填し、前記ポンプから第２の弁が設けられている第２の配管を介して前記処理液を長尺型のノズルに圧送し、前記ノズルより前記処理液を吐出して被処理基板に供給する処理液供給プログラムであって、基板１枚分の塗布処理を実行するに先立って、前記第１の弁を開状態にするとともに前記第２の弁を閉状態にして、前記ポンプに所定ストロークの吸入動作を行わせ、前記貯留部より少なくとも基板１枚分の前記処理液を前記ストロークに応じた液量だけ前記ポンプに充填する第１のステップと、前記第２の弁を閉状態に保ったまま前記第１の弁を開状態から閉状態に切り替えて、前記ポンプと前記第２の弁との間の流路内に留まる前記処理液の圧力を所望の基準待機圧力に一致させるように圧力フィードバック方式で前記ポンプを制御する第２のステップと、前記基板１枚分の塗布処理を実行するために、前記第１の弁を閉状態に保ったまま前記第２の弁を閉状態から開状態に切り替えて、前記ポンプに所定ストロークの吐出動作を行わせ、前記ノズルより前記基板に向けて前記基板１枚分の処理液を前記ストロークに応じた液量だけ吐出する第３のステップとを実行する。

本発明においては、基板１枚分の吐出動作によってポンプより処理液を吐出した後に、基板１枚分の吸入動作を行ってポンプに処理液を再充填し、圧力フィードバック制御によりポンプ出側の圧力を基準待機圧力に一致させ、この状態で次の基板１枚分の塗布処理のための吐出動作に備える。これにより、次の被処理基板に対して処理液吐出動作を開始する際に、ノズルにおいてぼた落ちや気泡の混入を確実に防止できるとともに、ポンプ圧力を一定の立ち上がり特性で所望の吐出圧力に立ち上がらせ、安定した流量で処理液を基板に供給することができる。

本発明の好適な一態様によれば、ポンプが、処理液を収容する容積可変のポンプ室と、このポンプ室の容積を変えるための所定の行路上で双方向に移動可能な往復動部材と、待機圧力制御部より与えられる制御信号にしたがって往復動部材を移動させる駆動部とを有する。さらに好ましくは、往復動部材が、直線的な行路上で双方向に直進移動可能なピストンを有してよい。駆動部が電気モータとこの電気モータの回転駆動力をピストンの直進駆動力に変換する伝動機構とを有してよい。

また、好適な一態様によれば、待機圧力制御部が、ポンプと第２の弁との間で第２の配管内の処理液の圧力を測定する第１の圧力測定部と、この第１の圧力測定部により測定される処理液の圧力を基準待機圧力と比較して比較誤差を求める第１の比較部と、駆動部に与える制御信号を比較誤差に基づいて生成する第１の制御信号生成部とを有する。この場合、待機圧力制御部が、第１の比較部より得られる比較誤差を所定のしきい値と比較し、比較誤差がしきい値よりも小さくなった時点でポンプに対する圧力フィードバック制御を停止してよい。

また、好適な一態様によれば、第１の圧力測定部が、処理液の圧力を大気圧に対する相対的な圧力として測定する。また、基準待機圧力が大気圧に実質的に等しい値に設定される。

あるいは、別の好適な一態様によれば、基準待機圧力として、ノズル内または第２の弁とノズルの吐出口との間の流路内に留まる処理液の圧力を用いる。この場合、待機圧力制御部が、ノズル内または第２の弁とノズルとの間の第２の配管内の処理液の圧力を基準待機圧力として測定する第２の圧力測定部をさらに有する構成としてよい。

また、本発明の好適な一態様によれば、基板上に処理液を塗布するために、第２の弁を閉状態から開状態に切り替えてポンプを所定のストロークだけ往動させる。この場合、ポンプより処理液をノズルに向けて圧送する際に、ポンプの圧力が予め設定した基準吐出圧力に倣うように圧力フィードバック方式でポンプを制御する吐出圧力制御部が備えられてよい。

また、好適な一態様によれば、この吐出圧力制御部が、第１の圧力測定部により測定される処理液の圧力を基準吐出圧力と比較して比較誤差を求める第２の比較部と、ポンプに与える制御信号を比較誤差に基づいて生成する第２の制御信号生成部とを有する。

また、本発明の好適な一態様によれば、基板１枚分の塗布処理を終了した後に、ポンプに処理液を再充填するために、第２の弁を開状態から閉状態に切り替えるとともに第１の弁を閉状態から開状態に切り替えて、ポンプを該所定ストロークだけ復動させる。

また、本発明の好適な一態様によれば、基板上に処理液を塗布する際に、ポンプの往動運動と連動してノズルを基板に対して水平な一方向に相対的に移動させる移動機構が設けられる。この移動機構は、好ましくは、処理液の吐出を開始してから所定時間遅れてノズルの相対移動を開始し、ポンプの圧力が立ち上がって安定値に到達するタイミングに合わせてノズルの相対移動速度を設定速度まで立ち上げてよい。

本発明の処理装置、処理液供給方法または処理液供給プログラムによれば、上記のような構成および作用を有することにより、スピンレス方式の塗布処理において長尺型のノズルより処理液を吐出する圧力（特に吐出開始時の圧力）の再現性を改善して、処理品質を向上させることができる。

以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。

図１に、本発明の処理装置、処理液供給方法および処理液供給プログラムを適用できる一構成例としての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１０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等の一連の処理を行うものである。露光処理は、この処理システムに隣接して設置される外部の露光装置１２で行われる。

この塗布現像処理システム１０は、中心部に横長のプロセスステーション（Ｐ ／Ｓ）１６を配置し、その長手方向（Ｘ方向）両端部にカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４とインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８とを配置している。

カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４は、システム１０のカセット搬入出ポートであり、角型のガラス基板Ｇを多段に積み重ねるようにして複数枚収容可能なカセットＣを水平方向たとえばＹ方向に４個まで並べて載置可能なカセットステージ２０と、このステージ２０上のカセットＣに対して基板Ｇの出し入れを行う搬送機構２２とを備えている。搬送機構２２は、基板Ｇを保持できる手段たとえば搬送アーム２２ａを有し、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの４軸で動作可能であり、隣接するプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６側と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。

プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６は、システム長手方向（Ｘ方向）に延在する平行かつ逆向きの一対のラインＡ，Ｂに各処理部をプロセスフローまたは工程の順に配置している。より詳細には、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側からインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８側へ向う上流部のプロセスラインＡには、洗浄プロセス部２４と、第１の熱的処理部２６と、塗布プロセス部２８と、第２の熱的処理部３０とを横一列に配置している。一方、インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８側からカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側へ向う下流部のプロセスラインＢには、第２の熱的処理部３０と、現像プロセス部３２と、脱色プロセス部３４と、第３の熱的処理部３６とを横一列に配置している。このライン形態では、第２の熱的処理部３０が、上流側のプロセスラインＡの最後尾に位置するとともに下流側のプロセスラインＢの先頭に位置しており、両ラインＡ，Ｂ間に跨っている。

両プロセスラインＡ，Ｂの間には補助搬送空間３８が設けられており、基板Ｇを１枚単位で水平に載置可能なシャトル４０が図示しない駆動機構によってライン方向（Ｘ方向）で双方向に移動できるようになっている。

上流部のプロセスラインＡにおいて、洗浄プロセス部２４は、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２を含んでおり、このスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内のカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４と隣接する場所にエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１を配置している。スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内の洗浄部は、基板Ｇをコロ搬送またはベルト搬送により水平姿勢でラインＡ方向に搬送しながら基板Ｇの上面（被処理面）にブラッシング洗浄やブロー洗浄を施すようになっている。

洗浄プロセス部２４の下流側に隣接する第１の熱的処理部２６は、プロセスラインＡに沿って中心部に縦型の搬送機構４６を設け、その前後両側に複数の枚葉式オーブンユニットを基板受け渡し用のパスユニットと一緒に多段に積層配置してなる多段ユニット部またはオーブンタワー（ＴＢ）４４，４８を設けている。

たとえば、図２に示すように、上流側のオーブンタワー（ＴＢ）４４には、基板搬入用のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）５０、脱水ベーク用の加熱ユニット（ＤＨＰ）５２，５４およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）５６が下から順に積み重ねられる。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ_L）５０は、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２からの洗浄処理の済んだ基板Ｇを第１の熱的処理部２６内に搬入するためのスペースを提供する。下流側のオーブンタワー（ＴＢ）４８には、基板搬出用のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）６０、基板温度調整用の冷却ユニット（ＣＯＬ）６２，６４およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）６６が下から順に積み重ねられる。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ_R）６０は、第１の熱的処理部２６で所要の熱処理の済んだ基板Ｇを下流側の塗布プロセス部２８へ搬出するためのスペースを提供する。

図２において、搬送機構４６は、鉛直方向に延在するガイドレール６８に沿って昇降移動可能な昇降搬送体７０と、この昇降搬送体７０上でθ方向に回転または旋回可能な旋回搬送体７２と、この旋回搬送体７２上で基板Ｇを支持しながら前後方向に進退または伸縮可能な搬送アームまたはピンセット７４とを有している。昇降搬送体７０を昇降駆動するための駆動部７６が垂直ガイドレール６８の基端側に設けられ、旋回搬送体７２を旋回駆動するための駆動部７８が昇降搬送体７０に取り付けられ、搬送アーム７４を進退駆動するための駆動部８０が回転搬送体７２に取り付けられている。各駆動部７６，７８，８０はたとえば電気モータ等で構成されてよい。

上記のように構成された搬送機構４６は、高速に昇降ないし旋回運動して両隣のオーブンタワー（ＴＢ）４４，４８の中の任意のユニットにアクセス可能であり、補助搬送空間３８側のシャトル４０とも基板Ｇを受け渡しできるようになっている。

第１の熱的処理部２６の下流側に隣接する塗布プロセス部２８は、図１に示すように、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２と減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４とをプロセスラインＡに沿って一列に配置している。塗布プロセス部２８内の構成は後に詳細に説明する。

塗布プロセス部２８の下流側に隣接する第２の熱的処理部３０は、上記第１の熱的処理部２６と同様の構成を有しており、両プロセスラインＡ，Ｂの間に縦型の搬送機構９０を設け、プロセスラインＡ側（最後尾）に一方のオーブンタワー（ＴＢ）８８を設け、プロセスラインＢ側（先頭）に他方のオーブンタワー（ＴＢ）９２を設けている。

図示省略するが、たとえば、プロセスラインＡ側のオーブンタワー（ＴＢ）８８には、最下段に基板搬入用のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）が配置され、その上にプリベーク用の加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）がたとえば３段積みに重ねられてよい。また、プロセスラインＢ側のオーブンタワー（ＴＢ）９２には、最下段に基板搬出用のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）が配置され、その上に基板温度調整用の冷却ユニット（ＣＯＬ）がたとえば１段重ねられ、その上にプリベーク用の加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）がたとえば２段積みに重ねられてよい。

第２の熱的処理部３０における搬送機構９０は、両オーブンタワー（ＴＢ）８８，９２のそれぞれのパスユニット（ＰＡＳＳ_L），（ＰＡＳＳ_R）を介して塗布プロセス部２８および現像プロセス部３２と基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるだけでなく、補助搬送空間３８内のシャトル４０や後述するインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８とも基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるようになっている。

下流部のプロセスラインＢにおいて、現像プロセス部３２は、基板Ｇを水平姿勢で搬送しながら一連の現像処理工程を行う、いわゆる平流し方式の現像ユニット（ＤＥＶ）９４を含んでいる。

現像プロセス部３２の下流側には脱色プロセス部３４を挟んで第３の熱的処理部３６が配置される。脱色プロセス部３４は、基板Ｇの被処理面にｉ線（波長３６５ｎｍ）を照射して脱色処理を行うためのｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）９６を備えている。

第３の熱的処理部３６は、上記第１の熱的処理部２６や第２の熱的処理部３０と同様の構成を有しており、プロセスラインＢに沿って縦型の搬送機構１００とその前後両側に一対のオーブンタワー（ＴＢ）９８，１０２を設けている。

図示省略するが、たとえば、上流側のオーブンタワー（ＴＢ）９８には、最下段に基板搬入用のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）が置かれ、その上にポストベーキング用の加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）がたとえば３段積みに重ねられてよい。また、下流側のオーブンタワー（ＴＢ）１０２には、最下段にポストベーキング・ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が置かれ、その上に基板搬出および冷却用のパス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ_R・ＣＯＬ）が１段重ねられ、その上にポストベーキング用の加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が２段積みに重ねられてよい。

第３の熱的処理部３６における搬送機構１００は、両多段ユニット部（ＴＢ）９８，１０２のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）およびパス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ_R・ＣＯＬ）を介してそれぞれｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）９６およびカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４と基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるだけでなく、補助搬送空間３８内のシャトル４０とも基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるようになっている。

インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８は、隣接する露光装置１２と基板Ｇのやりとりを行うための搬送装置１０４を有し、その周囲にバッファ・ステージ（ＢＵＦ）１０６、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８および周辺装置１１０を配置している。バッファ・ステージ（ＢＵＦ）１０６には定置型のバッファカセット（図示せず）が置かれる。エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８は、冷却機能を備えた基板受け渡し用のステージであり、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６側と基板Ｇをやりとりする際に用いられる。周辺装置１１０は、たとえばタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）と周辺露光装置（ＥＥ）とを上下に積み重ねた構成であってよい。搬送装置１０４は、基板Ｇを保持できる手段たとえば搬送アーム１０４ａを有し、隣接する露光装置１２や各ユニット（ＢＵＦ）１０６、（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８、（ＴＩＴＬＥＲ／ＥＥ）１１０と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。

図３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）１４において、搬送機構２２が、ステージ２０上のいずれかのカセット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）１６の洗浄プロセス部２４のエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１に搬入する（ステップＳ₁）。

エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１内で基板Ｇは紫外線照射による乾式洗浄を施される（ステップＳ₂）。この紫外線洗浄では主として基板表面の有機物が除去される。紫外線洗浄の終了後に、基板Ｇは、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４の搬送機構２２によって洗浄プロセス部２４のスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２へ移される。

スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２では、上記したように基板Ｇをコロ搬送またはベルト搬送により水平姿勢でプロセスラインＡ方向に平流しで搬送しながら基板Ｇの上面（被処理面）にブラッシング洗浄やブロー洗浄を施すことにより、基板表面から粒子状の汚れを除去する（ステップＳ₃）。そして、洗浄後も基板Ｇを平流しで搬送しながらリンス処理を施し、最後にエアーナイフ等を用いて基板Ｇを乾燥させる。

スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内で洗浄処理の済んだ基板Ｇは、第１の熱的処理部２６の上流側オーブンタワー（ＴＢ）４４内のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）５０に平流しで搬入される。

第１の熱的処理部２６において、基板Ｇは搬送機構４６により所定のシーケンスで所定のオーブンユニットに順次移送される。たとえば、基板Ｇは、最初にパスユニット（ＰＡＳＳ_L）５０から加熱ユニット（ＤＨＰ）５２，５４の１つに移され、そこで脱水処理を受ける（ステップＳ₄）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）６２，６４の１つに移され、そこで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ₅）。しかる後、基板Ｇはアドヒージョンユニット（ＡＤ）５６に移され、そこで疎水化処理を受ける（ステップＳ₆）。この疎水化処理の終了後に、基板Ｇは冷却ユニット（ＣＯＬ）６２，６４の１つで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ₇）。最後に、基板Ｇは下流側オーブンタワー（ＴＢ）４８内のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）６０に移される。

このように、第１の熱的処理部２６内では、基板Ｇが、搬送機構４６を介して上流側の多段オーブンタワー（ＴＢ）４４と下流側のオーブンタワー（ＴＢ）４８との間で任意に行き来できるようになっている。なお、第２および第３の熱的処理部３０，３６でも同様の基板搬送動作が行なわれる。

第１の熱的処理部２６で上記のような一連の熱的または熱系の処理を受けた基板Ｇは、下流側オーブンタワー（ＴＢ）４８内のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）６０から塗布プロセス部２８のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２へ移される。

レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２において、基板Ｇは、後述するように長尺型のレジストノズルを用いるスピンレス法により基板上面（被処理面）にレジスト液を塗布される。次いで、基板Ｇは、下流側隣の減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４で減圧による乾燥処理を受ける（ステップＳ₈）。

上記のようなレジスト塗布処理を受けた基板Ｇは、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４から隣の第２の熱的処理部３０の上流側オーブンタワー（ＴＢ）８８内のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）に搬入される。

第２の熱的処理部３０内で、基板Ｇは、搬送機構９０により所定のシーケンスで所定のユニットに順次移送される。たとえば、基板Ｇは、最初にパスユニット（ＰＡＳＳ_L）から加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）の１つに移され、そこでプリベーキングの加熱処理を受ける（ステップＳ₉）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）の１つに移され、そこで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ₁₀）。しかる後、基板Ｇは下流側オーブンタワー（ＴＢ）９２側のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）を経由して、あるいは経由せずにインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８側のエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８へ受け渡される。

インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８において、基板Ｇは、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８から周辺装置１１０の周辺露光装置（ＥＥ）に搬入され、そこで基板Ｇの周辺部に付着するレジストを現像時に除去するための露光を受けた後に、隣の露光装置１２へ送られる（ステップＳ₁₁）。

露光装置１２では基板Ｇ上のレジストに所定の回路パターンが露光される。そして、パターン露光を終えた基板Ｇは、露光装置１２からインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８に戻されると（ステップＳ₁₁）、先ず周辺装置１１０のタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）に搬入され、そこで基板上の所定の部位に所定の情報が記される（ステップＳ₁₂）。しかる後、基板Ｇはエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８に戻される。インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８における基板Ｇの搬送および露光装置１２との基板Ｇのやりとりは搬送装置１０４によって行われる。

プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６では、第２の熱的処理部３０において搬送機構９０がエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８より露光済の基板Ｇを受け取り、プロセスラインＢ側のオーブンタワー（ＴＢ）９２内のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）を介して現像プロセス部３２へ受け渡す。

現像プロセス部３２では、該オーブンタワー（ＴＢ）９２内のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）から受け取った基板Ｇを現像ユニット（ＤＥＶ）９４に搬入する。現像ユニット（ＤＥＶ）９４において基板ＧはプロセスラインＢの下流に向って平流し方式で搬送され、その搬送中に現像、リンス、乾燥の一連の現像処理工程が行われる（ステップＳ₁₃）。

現像プロセス部３２で現像処理を受けた基板Ｇは下流側隣の脱色プロセス部３４へ平流しで搬入され、そこでｉ線照射による脱色処理を受ける（ステップＳ₁₄）。脱色処理の済んだ基板Ｇは、第３の熱的処理部３６の上流側オーブンタワー（ＴＢ）９８内のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）に搬入される。

第３の熱的処理部３６において、基板Ｇは、最初に該パスユニット（ＰＡＳＳ_L）から加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）の１つに移され、そこでポストベーキングの加熱処理を受ける（ステップＳ₁₅）。次に、基板Ｇは、下流側オーブンタワー（ＴＢ）１０２内のパスクーリング・ユニット（ＰＡＳＳ_R・ＣＯＬ）に移され、そこで所定の基板温度に冷却される（ステップＳ₁₆）。第３の熱的処理部３６における基板Ｇの搬送は搬送機構１００によって行われる。

カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側では、搬送機構２２が、第３の熱的処理部３６のパスクーリング・ユニット（ＰＡＳＳ_R・ＣＯＬ）から塗布現像処理の全工程を終えた基板Ｇを受け取り、受け取った基板Ｇをステージ２０上のいずれかのカセットＣに収容する（ステップＳ₁）。

この塗布現像処理システム１０においては、塗布プロセス部２８のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に本発明を適用することができる。以下、図４〜図２１を参照して本発明をレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に適用した実施形態を説明する。

図４に示すように、塗布プロセス部２８は、支持台１１２の上にレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２と減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４とをＸ方向に（プロセスラインＡに沿って）一列に配置している。Ｘ方向に延びる一対のガイドレール１１４，１１４が支持台１１２の両端部に平行に敷設され、両ガイドレール１１４，１１４に案内されて移動する一組または複数組の搬送アーム１１６，１１６により、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２から減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４へ基板Ｇを転送できるようになっている。さらに、搬送アーム１１６，１１６により、隣接するオーブンタワー（ＴＢ）４８のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）から塗布処理前の基板Ｇをレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に搬入し、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４から隣接するオーブンタワー（ＴＢ）８８のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）へ塗布処理済みの基板Ｇを搬出するようになっている。

レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２は、基板Ｇを水平に載置して保持するためのステージ１１８と、このステージ１１８上に載置される基板Ｇの上面（被処理面）に長尺型のレジストノズル１２０を用いてスピンレス法でレジスト液を塗布するための塗布処理部１２２と、塗布処理を行わない間にレジストノズル１２０のレジスト液吐出機能を回復して次に備えるためのノズルリフレッシュ部１２４等を有する。レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２内の各部の構成および作用は図５〜図２１を参照して後に詳述する。

減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４は、上面が開口しているトレーまたは底浅容器型の下部チャンバ１２６と、この下部チャンバ１２６の上面に気密に密着または嵌合可能に構成された蓋状の上部チャンバ（図示せず）とを有している。下部チャンバ１２６はほぼ四角形で、中心部には基板Ｇを水平に載置して支持するためのステージ１２８が配設され、底面の四隅には排気口１３０が設けられている。各排気口１３０は排気管（図示せず）を介して真空ポンプ（図示せず）に通じている。下部チャンバ１２６に上部チャンバを被せた状態で、両チャンバ内の密閉された処理空間を該真空ポンプにより所定の真空度まで減圧できるようになっている。

図５に、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２における塗布処理部１２２の構成を示す。塗布処理部１２２は、レジストノズル１２０を含むレジスト液供給機構１３２と、塗布処理時にレジストノズル１２０をステージ１１８の上方でＸ方向に水平移動させるノズル移動機構１３４とを有する。レジスト液供給機構１３２において、レジストノズル１２０は、ステージ１１８上の基板Ｇを一端から他端までカバーできる長さでＹ方向に延びる長尺型のノズルであり、後述するレジストポンプ１５０（図６）から引かれている吐出管１３６に接続されている。ノズル移動機構１３４は、レジストノズル１２０を水平に支持する逆さコ字状または門形の支持体１３８と、この支持体１３８をＸ方向で双方向に直進移動させる直進駆動部１４０とを有する。この直進駆動部１４０は、たとえばガイド付きのリニアモータ機構またはボールねじ機構で構成されてよい。また、レジストノズル１２０の高さ位置を変更または調節するためのガイド付きの昇降機構１３５が、たとえば支持体１３８とレジストノズル１２０とを接続するジョイント部１４２に設けられている。昇降機構１３５がレジストノズル１２０の高さ位置を調節することで、レジストノズル１２０の下端または吐出口１２０ａとステージ１１８上の基板Ｇの上面（被処理面）との間の距離間隔つまりギャップの大きさを任意に設定または調整することができる。

この実施形態では、レジストノズル１２０の両端部に一対のジョイント部１４２Ｌ，１４２Ｒを接続し、レジストノズル１２０の高さ調整を左右両端で独立的に制御できるようになっている。ここで、塗布処理時の進行方向を基準として、レジストノズル１２０の左側端部に接続されるジョイント部１４２Ｌを左ジョイント部とし、反対側（レジストノズル１２０の右側端部）に接続されるジョイント部１４２Ｒを右ジョイント部とする。昇降機構１３５は、左ジョイント部１４２Ｌ側の左Ｚ軸機構１３５Ｌと、右ジョイント部１４２Ｒ側の右Ｚ軸機構１３５Ｒとで構成される。左右の両Ｚ軸機構１３５Ｌ，１３５Ｒはそれぞれ独立した案内部と駆動部とを有している。

レジストノズル１２０は、たとえばステンレス鋼等の対錆性と加工性に優れた金属からなり、下端の吐出口１２０ａに向って先細りのテーパ面１２０ｂ，１２０ｃ（図１９）を有している。ここで、一方のテーパ面１２０ｂは塗布処理時の進行方向で前方を向く前面であり、他方のテーパ面１２０ｃは塗布処理時の進行方向で後方を向く背面である。吐出口１２０ａは、ノズル長手方向に延びるスリット型であってよく、あるいは微細径の吐出孔をノズル長手方向に一定ピッチで配列した多孔型であってもよい。

図６に、レジスト液供給機構１３２の全体構成を示す。このレジスト液供給機構１３２は、レジスト液Ｒを貯留するボトル１４６より吸入管１４８を介して少なくとも塗布処理１回分（基板１枚分）のレジスト液Ｒをポンプ１５０に予め充填しておき、塗布処理時にポンプ１５０よりレジスト液を吐出管１３６を介してレジストノズル１２０に所定の圧力で圧送し、レジストノズル１２０から基板Ｇ上にレジスト液Ｒを所定の流量で吐出するようになっている。

ボトル１４６は密閉されており、ボトル内の液面に向けてガス管１４４より圧送ガスたとえばＮ₂ガスが一定の圧力（たとえば大気圧を基準とするゲージ圧力で３ｋＰａ）で供給されるようになっている。ガス管１４４には、たとえばエアオペレートバルブからなる開閉弁１５２が設けられている。

吸入管１４８の途中には、フィルタ１５４、脱気モジュール１５６および開閉弁１５８が設けられている。フィルタ１５４はボトル１４６から送られてくるレジスト液Ｒ中の異物（ごみ類）を除去し、脱気モジュール１５６はレジスト液中の気泡を除去する。開閉弁１５８は、たとえばエアオペレートバルブからなり、コントローラ１６０の制御の下で吸入管１４８におけるレジスト液Ｒの流れをオン（全開導通）またはオフ（遮断）するようになっている。

ポンプ１５０は、好ましくはピストンポンプからなり、ポンプ室を有するポンプ本体１５０ａと、ポンプ室の容積を任意に変えるためのピストン１５０ｂと、このピストン１５０ｂを往復運動させるためのポンプ駆動部１５０ｃとを有している。ここで、ポンプ駆動部１５０ｃは、動力源としてフィードバック制御用の電気モータたとえばサーボモータを有し、コントローラ１６０の制御の下で吸入・吐出動作のためのピストン駆動を行うとともに、残圧調整または待機圧力制御のためのピストン駆動も行えるようになっている。

吐出管１３６の途中には、流体機器として開閉弁１６２だけが設けられ、フィルタやサックバックバルブ等は一切設けられていない。開閉弁１６２は、たとえばエアオペレートバルブからなり、コントローラ１６０の制御の下で吐出管１３６におけるレジスト液Ｒの流れをオン（全開導通）またはオフ（遮断）するようになっている。

吐出管１３６には、ポンプ１５０と開閉弁１６２との間の適当な位置に圧力センサ１６４が取り付けられている。この圧力センサ１６４は、ゲージ圧力計からなり、大気圧を基準としてセンサ取付位置における吐出管１３６内のレジスト液Ｒの圧力を測り、測定圧力をゲージ圧力で現す電気信号（圧力検出信号）を出力する。この圧力検出信号はコントローラ１６０に与えられる。

コントローラ１６０は、マイクロコンピュータからなり、たとえば光ディスク等の記憶媒体に格納されているレジスト液供給プログラムおよびその他のプログラムを主メモリにロードして実行し、プログラムされたシーケンスおよび各種設定値にしたがってレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２内の各部、特にレジスト液供給機構１３２の各開閉弁１５２，１５８，１６２、ポンプ１５０やノズル移動機構１３４、昇降機構１３５等を制御する。

図７および図８に、レジスト液供給機構１３２におけるポンプ１５０の一構成例を示す。このポンプ１５０は、レジスト液Ｒを貯留または充填するポンプ室を容積可変の弾力的なチューブフラム１６６で構成し、ポンプ本体１５０ａ内でチューブフラム１６６を囲む圧力媒体室１７２に固定配管１７０を介してベローズ１６８を接続し、ベローズ１６８をピストン１５０ｂで伸縮させるようにしている。チューブフラム１６６は、一端（入口）が吸入管１４８に接続され、他端（出口）が吐出管１３６に接続されている。

ベローズ１６８、固定配管１７０および圧力媒体室１７２は相互に連通しており、それらの内部に一定量の圧力媒体たとえばシリコンオイルＳが封入されている。ポンプ駆動部１５０ｃは、回転トルクを発生するサーボモータ１７４と、このサーボモータ１７４の回転駆動力をピストン１５０ｂの直進駆動力に変換する伝動装置１７６とを有する。この伝動装置１７６は、たとえばボールネジ機構や直進ガイド部等で構成されてよい。ピストン１５０ｂの先端部はベローズ１６８の一端（可動端）に結合されている。ベローズ１６８の他端（固定端）は固定配管１７０に結合されている。

サーボモータ１７４がたとえば正方向に回転してピストン１５０ｂを前進または往動させると、ベローズ１６８の可動端が固定端に接近する方向に移動してベローズ１６８が縮まり、ベローズ１６８からシリコンオイルＳが固定配管１７０を通って圧力媒体室１７２へ送り込まれ、チューブフラム１６６に加わる圧力が増大する。この時、吸入管１４８の開閉弁１５８が閉まって吐出管１３６の開閉弁１６２が開いていると、チューブフラム１６６は収縮してレジスト液Ｒを吐出管１３６側へ吐き出す。吐出圧力はピストン１５０ｂの移動（往動）速度に比例し、吐出量はピストン１５０ｂの往動距離（往動ストローク）に比例する。塗布処理の吐出動作では、ピストン１５０ｂの先端（ベローズ１６８の可動端）が図７の位置（Ｈ_a）から図８の位置（Ｈ_b）へ設定ストロークＬだけ往動するようになっている。

サーボモータ１７４が逆方向に回転してピストン１５０ｂを後退または復動させると、ベローズ１６８の可動端が固定端から遠ざかる方向に移動してベローズ１６８が伸長し、圧力媒体室１７２からシリコンオイルＳが固定配管１７０を通ってベローズ１６８へ吸い取られ、チューブフラム１６６に加わる圧力が減少する。この時、吸入管１４８の開閉弁１５８が開いて吐出管１３６の開閉弁１６２が閉まっていると、チューブフラム１６６は膨張してタンク１４６側からレジスト液Ｒを吸入する。吸入圧力はピストン１５０ｂの移動（復動）速度に比例し、吸入量はピストン１５０ｂの復動距離（復動ストローク）に比例する。塗布処理後の吸入または充填動作では、ピストン１５０ｂの先端が図８の位置（Ｈ_b）から図７の位置（Ｈ_a）へ設定ストロークＬだけ復動するようになっている。

ポンプ駆動部１５０ｃのサーボモータ１７４は、コントローラ１６０からの制御信号によって回転動作する。この実施形態では、サーボモータ１７４または伝動装置１７６にサーボモータ１７４の回転量（回転速度）またはピストン１５０ｂの移動距離（移動速度）を検出するためのエンコーダ１７８が設けられており、吸入・吐出動作時にはエンコーダ１７８とコントローラ１６０とサーボモータ１７４との間で移動距離／移動速度フィードバック・ループが形成されるようになっている。さらに、上記のようにポンプ１５０と開閉弁１６２との間で吐出管１３６内の圧力を検出する圧力センサ１６４が設けられており、吸入動作後の残圧調整時には圧力センサ１６４とコントローラ１６０とポンプ１５０（ポンプ駆動部１５０ｃ，ピストン１５０ｂ，ポンプ本体１５０ａ）との間で圧力フィードバック・ループが形成されるようになっている。

図９に、この実施形態におけるコントローラ１６０のポンプ１５０に対するフィードバック制御系の構成を示す。

移動距離／移動速度フィードバック・ループは、速度設定部１８０、ストローク設定部１８２、微分回路１８４、比較器１８６，１８８および吸入・吐出制御信号生成部１９０を有する。ここで、速度設定部１８０は、吸入・吐出動作におけるピストン１５０ｂの移動速度またはサーボモータ１７４の回転速度を設定し、速度設定値を速度指令値として比較器１８６に与える。ストローク設定部１８２は、吸入・吐出動作におけるピストン１５０ｂの移動距離（ストローク）またはサーボモータ１７４の回転量を設定し、ストローク設定値を位置指令値として比較器１８８に与える。微分回路１８４は、ポンプ１５０に取り付けられているエンコーダ１７８の出力信号を微分して、ピストン移動速度（モータ回転速度）を現す速度検出信号を生成する。

比較器１８６は、微分回路１８４からの移動速度検出信号を速度設定部１８０からの速度指令値と比較して速度誤差または偏差を求める。比較器１８８は、エンコーダ１７８からの移動距離（回転量）検出信号をストローク設定部１８２からの位置指令値と比較して位置誤差または偏差を求める。吸入・吐出制御信号生成部１９０は、両比較器１８６，１８８より与えられる誤差の値に応じてポンプ１５０のサーボモータ１７４に対する制御信号を生成する。

圧力フィードバック・ループは、圧力設定部１９２、比較器１９４および待機圧力制御信号生成部１９６を有する。圧力設定部１９２は、残圧調整のための残圧または基準待機圧力を設定し、圧力設定値Ｐ_sを圧力指令値として比較器１９４に与える。比較器１９４は、圧力センサ１６４からの圧力検出信号Ｐ_xを圧力設定値Ｐ_sと比較し、比較誤差または差圧値ΔＰを求める。待機圧力制御信号生成部１９６は、比較器１９４より与えられる差圧値ΔＰに応じてポンプ１５０のサーボモータ１７４に対する制御信号を生成する。通常、基準待機圧力または圧力設定値Ｐ_sは、ノズル１２０の吐出口１２０ａの外圧つまり大気圧に等しい値（ゲージ圧力で０ｋＰａ）に設定されてよい。

シーケンス制御部１９８は、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２内の各部ないし全体の動作をシーケンス面で制御するもので、レジスト液供給機構１３２内のポンプ・フィードバック制御系に対しては移動距離／移動速度フィードバック・ループと圧力フィードバック・ループとを所定のタイミングで選択的に切り替えて動作させる。しきい値設定部２００および判定部２０２は、残圧調整時に圧力フィードバック・ループの動作を止めるタイミングを決めるためのものである。判定部２０２が、圧力比較器１９４より得られる差圧値ΔＰをしきい値設定部２００からの設定値またはしきい値Ａと比較し、ΔＰ≦Ａになった時点で所定の判定信号またはモード終了信号をシーケンス制御部１９８に向けて出力するようになっている。なお、判定部２０２は、差圧値ΔＰを積分または平均化してしきい値Ａと比較してもよい。

図１０〜図１３に、このレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２において基板Ｇに対するレジスト液供給機構１３２の主要な動作の手順（コントローラ１６０の制御手順）をフローチャートで示す。図１０は全体動作の手順を示し、図１１、図１２および図１３は図１０の各動作（ステップＡ２，Ａ３，Ａ４）の詳細手順を示す。また、図１４に、各部の時間的な特性を波形図で示す。

コントローラ１６０は、基板Ｇがユニット（ＣＴ）８２内に搬入されステージ１１８上に載置されると（ステップＡ１）、ノズル移動機構１３４にノズル１２０を塗布開始位置に付けさせてから、レジスト液供給機構１３２においてレジスト吐出（塗布）動作を実行する（ステップＡ２）。レジスト液供給機構１３２では、レジスト吐出動作を開始する直前に、ポンプ１５０が図７に示すような状態になっている。すなわち、ピストン１５０ｂは復動位置または待機位置Ｈ _a に位置し、ポンプ本体１５０ａのポンプ室またはチューブフラム１６６はレジスト液Ｒを所定量充填した状態になっている。また、吸入用の開閉弁１５８および吐出用の開閉弁１６２のいずれも閉状態になっている。

レジスト吐出動作（ステップＡ２）において、コントローラ１６０は、図１４の（Ａ），（Ｃ）に示すように、ポンプ１５０の運転開始に先立って吐出用の開閉弁１６２を閉状態から開状態に切り替える（ステップＢ１）。この実施形態においては、後述する残圧調整（ステップＡ４）によりポンプ内圧が基準待機圧力Ｐ_sつまり大気圧（０ｋＰａ）に等しい圧力に保持されているため、開閉弁１６２を開けてもポンプ１５０とノズル１２０の吐出口１２０ａとの間で、つまり吐出管１３６内で、レジスト液Ｒはほとんど静止したままで移動（流動）することはない。このことにより、ノズル１２０の吐出口１２０ａからレジスト液Ｒが噴き出すこともなければ、ノズル１２０の吐出口１２０ａの奥にレジスト液Ｒが引っ込んでレジスト液Ｒ中に気泡が混入することもない。

こうして開閉弁１６２が開いて所定時間Δｔ₁を経過してから、ポンプ１５０において吐出のためのピストン１５０ｂの往動運動を開始する（ステップＢ２）。このピストン往動運動では、上記の移動距離／移動速度フィードバック・ループ（図９）が動作し、吸入・吐出制御信号生成部１９０よりたとえばＰＩＤ（比例・時間微分・時間積分）方式の制御信号をポンプ１５０のサーボモータ１７４に与える。

ピストン１５０ｂの往動が開始すると、ポンプ１５０の圧力（吐出圧力）が立ち上がり、ポンプ１５０からノズル１２０へのレジスト液Ｒの圧送が開始され、ノズル１２０から基板Ｇ上へのレジスト液Ｒの吐出が開始される。吐出管１３６にフィルタやサックバックバルブ等が設けられておらず、しかも上記のように吐出開始時のポンプ内圧が基準待機圧力Ｐ_sに等しい圧力で常に一定しているため、図１４の（Ａ）に示すようにポンプ圧力は一定の立ち上がり特性で所定の吐出圧力までスムースに立ち上がり、レジスト液Ｒの吐出流量も安定に立ち上がる。

一方で、コントローラ１６０は、レジスト液供給機構１３２における吐出動作の開始と相俟ってノズル移動機構１３４においてノズル１２０の移動または走査を開始させる。ポンプ圧力の立ち上がり開始直後はレジスト液Ｒの吐出流量もまだ立ち上がらないため、図１４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）に示すように、ピストン１５０ｂの往動開始から所定時間Δｔ₂だけ遅れてノズル走査を開始するのが好ましく、ポンプ圧力が設定吐出圧力に到達する頃にノズル移動速度を設定走査速度に到達させるのが好ましい。

上記のような移動距離／移動速度フィードバック・ループの働きによりピストン１５０ｂは所定の定速度で往動運動する。これによって、ポンプ１５０からレジスト液Ｒが一定の吐出圧力（たとえばゲージ圧力で５ｋＰａ）でノズル１２０側に圧送され、一定速度で走査移動するノズル１２０からレジスト液Ｒが一定の流量で帯状に吐出され、基板Ｇ上にあたかもじゅうたんを敷くように所定の膜厚でレジスト液Ｒが塗布される。

そして、往動ストロークが設定値Ｌに達したところで、コントローラ１６０は、ピストン１５０ｂの往動運動を止め（ステップＢ３，Ｂ４）、吐出用の開閉弁１６２を閉めて（ステップＢ５）、レジスト吐出動作（ステップＡ２）を終了する。この時点で、ポンプ１５０は図８に示すような状態になっている。すなわち、ピストン１５０ｂが往動位置Ｈ_bに位置し、ポンプ本体１５０ａのポンプ室またはチューブフラム１６６は設定量（基板１枚分）のレジスト液Ｒを吐き出した状態になっている。また、吸入用の開閉弁１５８および吐出用の開閉弁１６２のいずれも閉状態になっている。

次に、コントローラ１６０は、上記のようなレジスト吐出動作（ステップＡ２）を終了してから少し間（時間Δｔ₃）を置いて、レジスト吸入動作（ステップＡ３）を実行する。レジスト吸入動作では、図１４の（Ｂ）、（Ｄ）に示すように、吸入用の開閉弁１５８を開けるのとほぼ同時にピストン１５０ｂの復動を開始する（ステップＣ１，Ｃ２）。このピストン復動運動でも、上記の移動距離／移動速度フィードバック・ループが動作し、吸入・吐出制御信号生成部１９０（図９）よりＰＩＤ方式の制御信号をポンプ１５０のサーボモータ１７４に与える。これにより、ピストン１５０ｂは所定の定速度で復動運動し、タンク１４６側からレジスト液Ｒが一定の吸入圧力（たとえばゲージ圧力で−２ｋＰａ）で吸入される。こうしてレジスト液供給機構１３２にレジスト吸入動作を行わせている間に、コントローラ１６０は、ノズル移動機構１３４にレジストノズル１２０を塗布終了位置から塗布開始位置付近またはノズルリフレッシュ部１２４へ戻す動作を行わせてもよい。

やがてポンプ１５０において復動ストロークが設定値Ｌに達すると、コントローラ１６０は、ピストン１５０ｂの復動運動を止め（ステップＣ３，Ｃ４）、吸入用の開閉弁１５８を閉めて（ステップＣ５）、レジスト吸入動作（ステップＡ３）を終了する。この時点で、ポンプ１５０は図７に示すような状態になっている。すなわち、ピストン１５０ｂが原位置Ｈ_a付近に戻り、ポンプ本体１５０ａのチューブフラム１６６は所定量のレジスト液Ｒを再充填した状態になっている。また、吸入用の開閉弁１５８および吐出用の開閉弁１６２のいずれも閉状態になっている。しかし、ポンプ１５０の出側の圧力が基準待機圧力Ｐ_sに戻っているかどうかは不確定である。むしろ、再現性が低いのが実際であり、従来技術の問題点でもあった。

この実施形態では、コントローラ１６０が、レジスト吸入動作（ステップＡ３）を終了すると、その直後あるいは少し間（Δｔ₄）を置いて残圧調整（ステップＡ４）を実行する。この残圧調整（ステップＡ４）では、上記の圧力フィードバック・ループ（図９）が動作し、圧力センサ１６４の測定する圧力をフィードバックして待機圧力制御信号生成部１９６よりたとえばＩ（時間積分）方式の制御信号をポンプ１５０のサーボモータ１７４に与える（ステップＤ１，Ｄ２）。こうして、ポンプ１５０の出側の圧力または内圧は、圧力フィードバック制御によって迅速かつ正確に基準待機圧力Ｐ_sに収束ないし一致するようになる（ステップＤ３，Ｄ４→Ｄ１‥）。コントローラ１６０は、誤差または差圧ΔＰがしきい値Ａ以下になったところで、残圧調整（ステップＡ４）を終了する。以後、次の基板Ｇに対する塗布処理を実行するまで、レジスト液供給機構１３２内の各部はホールド状態に置かれ、ポンプ１５０の内圧は基準待機圧力Ｐ_sに保持される。

上記のように、この実施形態では、１枚の基板に対する塗布処理を終えた後に、レジスト液供給機構１３２においてポンプ１５０に次の塗布処理のためのレジスト液をタンク１４６から補給または再充填するための吸入動作を行わせ、この吸入動作に続けて吸入側の開閉弁１５８と吐出側の開閉弁１６２とを閉めた状態の下でポンプ１５０の出側の圧力または内圧を圧力フィードバック制御によって基準待機圧力Ｐ_sに一致させるようにしている。このことによって、次の基板に対して塗布処理を開始する際に、レジストノズル１２０においてぼた落ちや気泡の混入を確実に防止できるとともに、ポンプ圧力を一定の立ち上がり特性で所定の吐出圧力まで立ち上がらせることができる。その結果、レジスト塗布膜の膜厚制御が容易になり、膜厚均一性や再現性も大きく改善される。

なお、残圧調整（ステップＡ４）を終了した後、次の基板Ｇに対する塗布処理を実行するまでの期間中にノズルリフレッシュ部１２４でレジストノズル１２０の背面１２０ｃ下部にレジスト液を下塗りするプライミング処理を行うことも可能である。以下、この実施形態におけるプライミング処理について説明する。

図１５に、ノズルリフレッシュ部１２４に設けられるプライミング処理部２１０の構成を示す。このプライミング処理部２１０は、レジストノズル１２０の全長をカバーする長さでＹ方向に延びる円筒状または円柱状のプライミングローラ２１２を溶剤浴室２１４の中に配置している。溶剤浴室２１４内には、プライミングローラ２１２の下部が浸かる程度の液面レベルで溶剤または洗浄液（たとえばシンナー）が収容されている。プライミングローラ２１２は回転機構（図示せず）によって回転駆動されるようになっている。また、溶剤浴室２１４内の洗浄液よりも上方の位置でプライミングローラ２１２の外周面と擦接するワイパ２１６が設けられている。

レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２内に新たな基板Ｇが搬入され、ステージ１１８上で該基板Ｇのローディングが行われるのと並行して、プライミング処理部２１０でプライミング処理が行われる。このプライミング処理では、ノズル吐出口１２０ａがプライミングローラ２１２の頂上部と微小なギャップを隔てて対向する位置までレジストノズル１２０を近接させ、そこでレジストノズル１２０にレジスト液Ｒを吐出させ、これと同時にプライミングローラ２１２を回転機構により一定方向（図１５では反時計回り）に回転させる。そうすると、図１６に拡大して示すように、レジストノズル１２０の吐出口１２０ａより出たレジスト液Ｒがノズル背面１２０ｃ側に回り込んでからプライミングローラ２１２の外周面に巻き取られる。レジスト液を巻き取ったプライミングローラ２１２の外周面は、直後に溶剤の浴に入ってレジスト液Ｒを洗い落とす。そして、溶剤浴から上がったプライミングローラ２１２の外周面は、ワイパ２１６により液を拭い取られ、清浄な面を回復してから再びレジストノズル１２０の吐出口１２０ａの下を通過しそこでレジスト液を受け取る。なお、レジストノズル１２０の吐出口とプライミングローラ２１２との間に形成されるギャップの大きさ（距離）は、塗布処理時にレジストノズル１２０の吐出口とステージ１１８上の基板Ｇとの間に形成されるギャップと同一または近似した値（たとえば４０〜１５０μｍ）に設定されてよい。

このプライミング処理に際しては、上記のように塗布処理を開始する場合と同様に、先の残圧調整（ステップＡ４）によりポンプ１５０の内圧を基準待機圧力Ｐ_s（ゲージ圧力で０ｋＰａ）に保った状態から吐出動作を開始するので、レジストノズル１２０からプライミングローラ２１２上にレジスト液Ｒをスムースに吐出させ、ノズル背面１２０ｃ側にレジスト液Ｒを再現性よく安定に回り込ませることができる。こうして、プライミング処理を終えた後も、図１７に示すように、レジストノズル１２０の下端部に、特に吐出口１２０ａからテーパ背面１２０ｃにかけてレジスト液の液膜ＲＦが残る。

なお、図１５において、塗布処理部１２２側では、基板Ｇをステージ１１８上に載置するために、ステージ１１８の中から複数本のリフトピン２１８が上昇または突出して搬送アーム１１６，１１６（図４）から基板Ｇを受け取る。次いで、リフトピン２１８が基板Ｇを水平に担持したままステージ１１８の中へ下降または退避することにより、基板Ｇがステージ１１８の上面に移載される。リフトピン２１８は、水平駆動板２２０を介してシリンダ等のリフトピン・アクチエータ（図示せず）に結合されている。基板Ｇがステージ１１８上に載置されると、吸着固定部２２２で開閉弁２２４がオン（開状態）に切り換えられて、真空源（図示せず）からのバキューム力が負圧流路を介してステージ上面の吸引口２２６に与えられる。これにより、ステージ１１８上で基板Ｇは吸引口２２６より真空吸着力を受けて固定される。

上記のようなプライミング処理を受けたレジストノズル１２０は、昇降機構１３５およびノズル移動機構１３４によってプライミング処理部２１０から塗布処理部１２２内に移送され、ステージ１１８上の基板Ｇの一端部に設定された塗布開始位置に位置決めされる。こうして、塗布開始位置において、水平姿勢のレジストノズル１２０の吐出口１２０ａとステージ１１８上の基板Ｇとの間に設定距離Ｄのギャップが形成されるとともに、ノズル長手方向に一端（右端）から他端（左端）まで隙間なく液膜ＲＦがギャップを塞いだ状態となる。この状態で塗布処理が開始される。

この実施形態では、プライミング処理を終了してからステージ１１８上で塗布処理を開始するまでの合間に吸入動作（ステップＡ３）と残圧調整（ステップＡ４）とを再度実行することができる。これによって、ポンプ１５０の内圧を基準待機圧力Ｐ_s（ゲージ圧力で０ｋＰａ）に保った状態から吐出（塗布）動作を開始するので、図１８に示すように、レジストノズル１２０の吐出口よりレジスト液がスムースに帯状に出てノズル背面下部に回り込んでノズル長手方向に一直線に延びる凸面状のメニスカスを形成することができる。塗布処理中も、図１９および図２０に示すように、このメニスカスの頂上ラインＷＬは水平一直線に安定する。これによって、レジスト塗布膜ＲＭ上に筋状の塗布ムラの生じる可能性が大幅に低減する。

以上、好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。たとえば、上記した実施形態では、残圧調整の圧力フィードバック・ループにおける基準待機圧力Ｐｓを大気圧に等しい値に設定した。しかし、待機中、つまり吐出用の開閉弁１６２を開ける前の期間中、レジストノズル１２０の吐出口付近の表面張力等に起因してノズル内のレジスト液の圧力が大気圧よりも高い状態になる場合は、基準待機圧力Ｐｓを大気圧より高めにオフセットした値に設定してもよい。あるいは、たとえば図２１に示すように、レジストノズル１２０（または開閉弁１６２とレジストノズル１２０との間の吐出管１３６）に圧力センサ２３０を取り付け、この圧力センサ２３０で測定するノズル１２０内またはノズル１２０寄りの配管１３６内のレジスト液の圧力を基準待機圧力Ｐ_sとすることも可能である。

また、上記した実施形態では、塗布中のポンプ吐出圧力がピストン１５０ｂの往動速度によって律速されるようになっている。別の方式として、吸入・吐出動作においても圧力フィードバック・ループを働かせてポンプ吐出圧力を設定圧力に倣わせることも可能である。この場合、図９において、圧力設定部１９２は吸入または吐出動作用の設定圧力を比較器１９４に与え、吸入・吐出制御信号生成部１９０（図９）は、比較器１８６からの速度誤差に代えて比較器１９４からの圧力誤差に応じてポンプ１５０に対する制御信号を生成してよい。

上記実施形態におけるチューブダイヤフラム型のピストンポンプ１５０の構成も一例であり、任意の型式・構成のピストンポンプあるいは往復動型ポンプを使用することができる。また、吸入用の開閉弁１５８をチェック弁で置き換えることも可能である。また、上記実施形態では基板またはステージを固定してノズルを移動させる走査方式であったが、ノズルを固定して基板またはステージを移動させる走査方式等も可能である。

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装置に係るものであったが、本発明は被処理基板上にノズルを用いて処理液を供給する任意の処理装置やアプリケーションに適用可能である。したがって、本発明における処理液としては、レジスト液以外にも、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の塗布液も可能であり、現像液やリンス液等も可能である。本発明における被処理基板はＬＣＤ基板に限らず、他のフラットパネルディスプレイ用基板、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。

本発明の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。 実施形態の塗布現像処理システムにおける熱的処理部の構成を示す側面図である。 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。 実施形態の塗布現像処理システムにおける塗布プロセス部の全体構成を示す平面図である。 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける塗布処理部の構成を示す斜視図である。 実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジスト液供給機構の構成を示すブロック図である。 実施形態のレジスト液供給機構におけるポンプ回りの構成（第１の状態）を示すブロック図である。 実施形態のレジスト液供給機構におけるポンプ回りの構成（第２の状態）を示すブロック図である。 実施形態におけるコントローラのポンプに対するフィードバック制御系の構成を示すブロック図である。 実施形態のレジスト液供給機構における全体動作の手順を示すフローチャート図である。 実施形態におけるレジスト吐出（塗布）動作の詳細な手順を示すフローチャート図である。 実施形態におけるレジスト吸入（充填）動作の詳細な手順を示すフローチャート図である。 実施形態における残圧調整の詳細な手順を示すフローチャート図である。 実施形態における各部の時間的な特性を示す波形図である。 実施形態におけるプライミング処理と基板ローディングとを示す一部断面側面図である。 図１５のプライミング処理の要部を拡大して示す図である。 プライミング処理によってレジストノズルの下端部に形成される液膜状態を示す断面図である。 実施形態においてレジストノズルを塗布開始位置に付けて塗布処理を開始する時の状態を示す略正面図である。 実施形態において塗布処理中にレジストノズルの後方にレジスト塗布膜が形成されていく様子を示す略断面図である。 実施形態において塗布処理中にレジストノズルの後方にレジスト塗布膜が形成されていく様子を示す斜視図である。 実施形態の一変形例によるレジスト液供給機構の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 塗布現像処理システム
２８ 塗布プロセス部
８２ レジスト塗布ユニット（ＣＴ）
１１８ ステージ
１２０ レジストノズル
１２２ 塗布処理部
１２４ ノズルリフレッシュ部
１３２ レジスト液供給機構
１３４ ノズル移動機構
１３６ 吐出管
１４６ タンク
１４８ 吸入管
１５０ ポンプ
１５０ｂ ピストン
１５０ｃ ポンプ駆動部
１５８ 吸入用の開閉弁
１６０ コントローラ
１６２ 吐出用の開閉弁
１６４，２３０ 圧力センサ
１７４ サーボモータ
１９０ 吸入・吐出制御信号生成部
１９２ 圧力設定部
１９６ 待機圧力制御信号生成部

Claims (17)

1. 被処理基板上にスピンレス方式で処理液を塗布する処理装置であって、
   前記基板への塗布処理中に前記基板に対して所定の処理液を吐出する長尺型のノズルと、
   前記処理液を貯留する貯留部と、
   前記基板１枚分の塗布処理に先立って前記貯留部より第１の配管を介して前記処理液を吸入し、前記基板１枚分の塗布処理中に前記処理液を前記ノズルに向けて第２の配管を介して圧送するポンプと、
   前記第１の配管に設けられる第１の弁と、
   前記第２の配管に設けられる第２の弁と、
   前記ポンプが前記貯留部からの前記処理液の吸入を終えた後で、前記基板１枚分の塗布処理を開始する前に、前記第１の弁および前記第２の弁が閉まっている状態の下で前記ポンプと前記第２の弁との間の流路内に留まる前記処理液の圧力を予め設定した基準待機圧力に一致させるように圧力フィードバック方式で前記ポンプを制御する待機圧力制御部と
   を有する処理装置。
2. 前記ポンプが、
   前記処理液を収容する容積可変のポンプ室と、
   前記ポンプ室の容積を変えるための所定の行路上で双方向に移動可能な往復動部材と、
   前記待機圧力制御部より与えられる制御信号にしたがって前記往復動部材を移動させる駆動部と
   を有する、請求項１に記載の処理装置。
3. 前記往復動部材が、直線的な行路上で双方向に直進移動可能なピストンを有し、
   前記駆動部が、電気モータと、この電気モータの回転駆動力を前記ピストンの直進駆動力に変換する伝動機構とを有する、
   請求項２に記載の処理装置。
4. 前記待機圧力制御部が、
   前記ポンプと前記第２の弁との間で前記第２の配管内の前記処理液の圧力を測定する第１の圧力測定部と、
   前記第１の圧力測定部により測定される前記処理液の圧力を前記基準待機圧力と比較して比較誤差を求める第１の比較部と、
   前記駆動部に与える制御信号を前記比較誤差に基づいて生成する第１の制御信号生成部と
   を有する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の処理装置。
5. 前記待機圧力制御部が、前記第１の比較部より得られる比較誤差を所定のしきい値と比較し、前記比較誤差が前記しきい値よりも小さくなった時点で前記ポンプに対するフィードバック制御を停止する、請求項４に記載の処理装置。
6. 前記第１の圧力測定部が、前記処理液の圧力を大気圧に対する相対的な圧力として測定する、請求項４または請求項５に記載の処理装置。
7. 前記基準待機圧力が大気圧に実質的に等しい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の処理装置。
8. 前記基準待機圧力が、前記第２の弁と前記ノズルの吐出口との間の流路内に留まる前記処理液の圧力に実質的に等しい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の処理装置。
9. 前記待機圧力制御部が、前記ノズル内または前記第２の弁と前記ノズルとの間の前記第２の配管内の前記処理液の圧力を前記基準待機圧力として測定する第２の圧力測定部を有する、請求項８に記載の処理装置。
10. 前記基板上に前記処理液を塗布するために、前記第２の弁を閉状態から開状態に切り替えて前記ポンプを所定のストロークだけ往動させる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の処理装置。
11. 前記ポンプより前記処理液を前記ノズルに向けて圧送する際に、前記ポンプの圧力が予め設定した基準吐出圧力に倣うように圧力フィードバック方式で前記ポンプを制御する吐出圧力制御部を有する請求項１０に記載の処理装置。
12. 前記吐出圧力制御部が、
    前記第１の圧力測定部により測定される前記処理液の圧力を前記基準吐出圧力と比較して比較誤差を求める第２の比較部と、
    前記ポンプに与える制御信号を前記比較誤差に基づいて生成する第２の制御信号生成部と
    を有する、
    請求項１１に記載の処理装置。
13. 前記基板１枚分の塗布処理を終了した後に、前記ポンプに前記処理液を再充填するために、前記第２の弁を開状態から閉状態に切り替えるとともに前記第１の弁を閉状態から開状態に切り替えて、前記ポンプを前記所定ストロークだけ復動させる、請求項１〜１２に記載の処理装置。
14. 前記基板上に前記処理液を塗布する際に、前記ポンプの往動運動と連動して前記ノズルを前記基板に対して水平な一方向に相対的に移動させる移動機構を有する請求項１〜１３に記載の処理装置。
15. 前記移動機構が、前記ノズルが前記処理液の吐出を開始してから所定時間遅れて前記基板に対する前記ノズルの相対移動を開始し、前記ポンプの圧力が立ち上がって安定値に到達するタイミングに合わせて前記ノズルの前記基板に対する相対移動速度を設定速度まで立ち上げる、請求項１４に記載の処理装置。
16. 被処理基板上にスピンレス方式で処理液を塗布するために、貯留部に貯留されている処理液を第１の弁が設けられている第１の配管を介してポンプに充填し、前記ポンプから第２の弁が設けられている第２の配管を介して前記処理液を長尺型のノズルに圧送し、前記ノズルより前記処理液を吐出して被処理基板に供給する処理液供給方法であって、
    基板１枚分の塗布処理を実行するに先立って、前記第１の弁を開状態にするとともに前記第２の弁を閉状態にして、前記ポンプに所定ストロークの吸入動作を行わせ、前記貯留部より少なくとも基板１枚分の前記処理液を前記ストロークに応じた液量だけ前記ポンプに充填する第１のステップと、
    前記第２の弁を閉状態に保ったまま前記第１の弁を開状態から閉状態に切り替えて、前記ポンプと前記第２の弁との間の流路内に留まる前記処理液の圧力を所望の基準待機圧力に一致させるように圧力フィードバック方式で前記ポンプを制御する第２のステップと、
    前記基板１枚分の塗布処理を実行するために、前記第１の弁を閉状態に保ったまま前記第２の弁を閉状態から開状態に切り替えて、前記ポンプに所定ストロークの吐出動作を行わせ、前記ノズルより前記基板に向けて前記基板１枚分の処理液を前記ストロークに応じた液量だけ吐出する第３のステップと
    を有する処理液供給方法。
17. 被処理基板上にスピンレス方式で処理液を塗布するために、貯留部に貯留されている処理液を第１の弁が設けられている第１の配管を介してポンプに充填し、前記ポンプから第２の弁が設けられている第２の配管を介して前記処理液を長尺型のノズルに圧送し、前記ノズルより前記処理液を吐出して被処理基板に供給する処理液供給プログラムであって、
    基板１枚分の塗布処理を実行するに先立って、前記第１の弁を開状態にするとともに前記第２の弁を閉状態にして、前記ポンプに所定ストロークの吸入動作を行わせ、前記貯留部より少なくとも基板１枚分の前記処理液を前記ストロークに応じた液量だけ前記ポンプに充填する第１のステップと、
    前記第２の弁を閉状態に保ったまま前記第１の弁を開状態から閉状態に切り替えて、前記ポンプと前記第２の弁との間の流路内に留まる前記処理液の圧力を所望の基準待機圧力に一致させるように圧力フィードバック方式で前記ポンプを制御する第２のステップと、
    前記基板１枚分の塗布処理を実行するために、前記第１の弁を閉状態に保ったまま前記第２の弁を閉状態から開状態に切り替えて、前記ポンプに所定ストロークの吐出動作を行わせ、前記ノズルより前記基板に向けて前記基板１枚分の処理液を前記ストロークに応じた液量だけ吐出する第３のステップと
    を実行する処理液供給プログラム。

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