JP4662466B2 - 塗布膜形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、スリット状の吐出口を有するノズルの位置補正を行うことのできる塗布膜形成装置及びその制御方法に関する。

例えばＬＣＤの製造においては、被処理基板であるＬＣＤ基板に所定の膜を成膜した後、フォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィ技術により回路パターンを形成する。このフォトリソグラフィ技術では、被処理基板であるＬＣＤ基板は、主な工程として、洗浄処理→脱水ベーク→アドヒージョン（疎水化）処理→レジスト塗布→プリベーク→露光→現像→ポストベークという一連の処理を経てレジスト層に所定の回路パターンを形成する。

従来、このような処理は、各処理を行う処理ユニットを搬送路の両側にプロセスフローを意識した形態で配置し、搬送路を走行可能な中央搬送装置により各処理ユニットへの被処理基板の搬入出を行うプロセスブロックを一または複数配置してなる処理システムにより行われている。このような処理システムは、基本的にランダムアクセスであるから処理の自由度が極めて高い。

このような処理システムにおいて、ＬＣＤ基板にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する方法として、図６に示すように、スリット状の吐出口を有するレジスト供給ノズルを用いる方法がある。
この方法では、ＬＣＤ基板Ｇを載置する載置台２０１と、基板Ｇに対しレジスト液Ｒを帯状に塗布するレジスト供給ノズル２００とを、ノズル２００の長手方向と直交する方向に相対的に移動させて塗布処理が行われる。この場合、レジスト供給ノズル２００は、基板Ｇの幅方向に延びる微小隙間（スリット）が形成されたノズル吐出口２００ａを有しており、このスリット状の吐出口２００ａから帯状に吐出されるレジスト液Ｒを基板Ｇの表面全体に供給することによりレジスト膜が形成される。

この方法によれば、基板Ｇの一辺から他辺に亘ってレジスト液Ｒを帯状に吐出（供給）するため、レジスト液Ｒを無駄にすることなく、角型の基板Ｇの全面に平均してレジスト膜を形成することができる。なお、このような塗布膜形成方法については特許文献１（特開平１０−１５６２５５号公報）に開示されている。

ところで、図６に示したようなスリット状の吐出口を有するノズルを用いた塗布処理においては、基板に対する塗布処理を行う際に、吐出口と基板上面との距離が非常に短い間隔（例えば、５０μｍ）となされる。
このため、ノズルを待機位置から吐出位置まで下降制御するノズル昇降手段としては、高精度に昇降位置を制御することのできる機構が要求され、そのような機構を有するものとして、剛性を保つことができ、高い耐荷重能力を有するボールねじ機構が用いられている。

ここで図７に、ノズル２００の昇降駆動を行うボールねじ機構の構成例を模式的に示す。ノズル２００の左右側方に夫々設けられたボールねじ機構２１０は、外周に螺旋状のボールねじ溝が形成されたボールねじシャフト２１０ａと、このシャフト２１０ａに螺合するナット構造を有しシャフト２１０ａに沿って昇降移動可能になされた昇降部材２１０ｂと、ボールねじシャフト２１０ａを鉛直軸周りに回転駆動させるモータ２１０ｃと、モータ２１０ｃの回転数を検出するロータリーエンコーダ２１０ｄとで構成されている。

また、ノズル２００の左右両側は昇降部材２１０ｂにより支持されており、昇降部材２１０ｂの昇降動作に連動してノズル２００が昇降移動するようになされている。そして、図示しない制御手段によりモータ２１０ｃが駆動制御され、ロータリーエンコーダ２１１からの出力が距離寸法に換算され、ノズル２００の昇降移動を制御するようになされている。
特開平１０−１５６２５５号公報

しかしながら、前記したようなボールねじ機構２１０を有するノズル昇降手段にあっては、ノズルの昇降動作に伴うモータ２１０ｃの放熱や周辺温度の変化によりボールねじシャフト２１０ａの温度が次第に変化し、シャフトが膨張または縮小するという問題があった。即ち、シャフトが膨張または縮小することによりシャフト長が変化し、吐出口２００ａと載置台２０１との距離等が規定されている処理レシピ通りにノズル２００の位置を設定することができないという問題が生じていた。
また、ノズル２００の左右両側に設けられた２本のボールねじシャフト２１０ａの長さが異なる場合もあり、その場合、スリット状の吐出口２００ａと基板Ｇ上面との距離が吐出口の一端側と他端側とで異なり、膜厚に差異が生じる等の問題があった。

具体的には、例えばボールねじシャフトの温度が、２０℃から２５℃へ変化するとすれば、鉄素材からなる長さ５００ｍｍのボールねじシャフトは、１℃あたり１１．８×１０^-6倍膨張するため、吐出口２００ａと基板Ｇ上面との距離ｄの変化量Δｄは次式（１）のようになる。

本来設定すべき所定の距離寸法ｄが５０μｍであるとすれば、この変化量は塗布処理に大きく影響することは明らかである。

さらに、この現象を検証するため、本願の出願人は、ボールねじシャフトの温度変化とノズルの吐出位置（吐出口と基板上面との距離）とを測定し、それらの関係について検討した。その測定結果を図８のグラフに示す。このグラフの横軸は単位時間毎のノズルの昇降回数、縦軸はボールねじシャフトの温度及びノズルの吐出位置ずれ量（所定の吐出位置に対するずれ量）である。このグラフに示されるように、ボールねじシャフトの温度変化に比例してノズルの吐出位置が変動することが確認された。

本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、ノズルに形成されたスリット状の吐出口から処理液を被処理基板に吐出し膜形成する際に、前記吐出口と被処理基板との距離を、周辺温度環境の変化に拘らず所定間隔にすることのできる塗布膜形成装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る塗布膜形成装置は、被処理基板を水平姿勢に保持する載置台と、前記被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口が形成されたノズルとを具備し、前記被処理基板に対し前記ノズルの吐出口から処理液を帯状に塗布する塗布膜形成装置において、前記載置台の左右側方に夫々鉛直方向に立設された第一及び第二のボールねじ軸と、前記第一及び第二のボールねじ軸の鉛直軸周りの回転動作により該ボールねじ軸に沿って昇降移動可能に設けられ、前記ノズルを左右両側から支持する第一及び第二の昇降部材と、前記ノズルに設けられ、前記スリット状の吐出口の一端側及び他端側から前記被処理基板までの距離寸法を夫々検出する第一及び第二の距離検出手段と、前記第一及び第二のボールねじ軸の回転制御を行う制御手段と、前記第一のボールねじ軸及び第一の昇降部材を収容する第一のケーシングと、前記第二のボールねじ軸及び第二の昇降部材を収容する第二のケーシングと、前記第一のケーシング外に設けられ、前記ノズルの一端側の移動距離を測長する第一のリニアスケール機構と、前記第二のケーシング外に設けられ、前記ノズルの他端側の移動距離を測長する第二のリニアスケール機構とを備え、前記制御手段は、前記第一及び第二の距離検出手段の検出結果により、前記吐出口の左右両側で前記基板との間の距離のずれが生じている場合の夫々の補正量および前記補正量を含めたノズル下降時の移動距離を算出し、前記第一及び第二のリニアスケール機構による測長結果に基づき前記第一及び第二のボールねじ軸の回転制御を夫々行い、前記ノズルをノズル待機位置から塗布実行位置まで下降移動させると共に被処理基板に対する前記ノズルの位置補正を行うことに特徴を有する。

このような構成によれば、ノズルの左右両側において被処理基板との距離に差異があるか否かを検出でき、さらに検出結果に基づいて位置補正を行うことができる。したがって、スリット状の吐出口と被処理基板との距離が一様に所定の間隔となり、所望の膜厚となるよう処理液を塗布することができる。

このようにボールねじ軸とリニアスケール機構とをケーシングにより分離することにより、リニアスケール機構はボールねじ軸側の周辺温度に影響を受けず、温度変化による伸縮がない。したがって、ノズルを塗布実行位置まで正確な測長により降下させることができる。

また、前記第一のボールねじ軸を回転駆動する第一のモータと、前記第二のボールねじ軸を回転駆動する第二のモータと、前記第一のモータの回転数を検出する第一のロータリーエンコーダと、前記第二のモータの回転数を検出する第二のロータリーエンコーダと、前記ノズルの一端側がノズル待機位置に位置する状態を検出する第一の待機位置検出手段と、前記ノズルの他端側がノズル待機位置に位置する状態を検出する第二の待機位置検出手段とを備え、前記制御手段は、前記ノズルを塗布実行位置から待機位置に戻す際、前記第一及び第二のロータリーエンコーダのカウンタ出力値が初期値となる位置まで前記ノズルを上昇させ、さらに前記第一及び第二の待機位置手段が前記ノズルを検出する位置まで前記ノズルを移動させ、ノズル待機位置を特定することが望ましい。

被処理基板への処理液の塗布処理後、ノズルを待機位置まで戻す際には、さらにボールねじ軸の長さが変化している可能性もあるため、ノズル下降時の補正量を含めた移動距離に基づいてリニアスケール機構を用い待機位置に戻すのは正確性に欠ける。そのため、前記のように、ノズル待機位置に近い位置がカウンタ値により特定可能なロータリーエンコーダと、正確な待機位置が特定可能な待機位置検出センサとを用いることにより正確な待機位置にノズルを戻すことができる。

また、前記第一及び第二のケーシング内の温度を制御する温度調整手段を備えることが望ましい。
このように温度調整手段を設けることにより、ボールねじ軸の温度変化を抑制することができ、軸の伸縮量を低減することができる。

また、前記した課題を解決するために、本発明に係る塗布膜形成装置の制御方法は、被処理基板を水平姿勢に保持する載置台と、前記載置台の左右側方に夫々鉛直方向に立設された第一及び第二のボールねじ軸と、前記第一及び第二のボールねじ軸の鉛直軸周りの回転動作により該ボールねじ軸に沿って昇降移動する第一及び第二の昇降部材と、前記第一及び第二の昇降部材により左右両側から支持され、前記被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口が形成されたノズルと、前記ノズルに設けられ前記吐出口から前記被処理基板までの距離寸法を検出する第一及び第二の距離検出手段と、前記ノズルの一端側及び他端側の移動距離を夫々測長する第一及び第二のリニアスケール機構とを具備した、前記被処理基板に対し前記ノズルの吐出口から処理液を帯状に塗布する塗布膜形成装置の制御方法であって、前記第一及び第二の距離検出手段により、前記スリット状の吐出口の一端側及び他端側と前記被処理基板との距離寸法を夫々検出するステップと、前記第一及び第二の距離検出手段の検出結果により、前記吐出口の左右両側で前記基板との間の距離のずれが生じている場合の夫々の補正量および前記補正量を含めたノズル下降時の移動距離を算出し、前記第一及び第二のリニアスケール機構による測長結果に基づき前記第一及び第二のボールねじ軸の回転制御を夫々行い、前記ノズルをノズル待機位置から塗布実行位置まで下降移動させると共に被処理基板に対する前記ノズルの位置補正を行うステップとを実行することに特徴を有する。

このようにすれば、ノズルの左右両側において被処理基板との距離に差異があるか否かを検出でき、さらに検出結果に基づいて位置補正を行うことができる。したがって、スリット状の吐出口と被処理基板との距離が一様に所定の間隔となり、所望の膜厚となるよう処理液を塗布することができる。

また、このようにすれば、ボールねじ軸の伸縮に影響を受けないリニアスケール機構によりノズルの移動距離を測長することができ、ノズルを塗布実行位置まで正確に降下させることができる。

また、前記塗布膜形成装置は、前記第一のボールねじ軸を回転駆動する第一のモータと、前記第二のボールねじ軸を回転駆動する第二のモータと、前記第一のモータの回転数を検出する第一のロータリーエンコーダと、前記第二のモータの回転数を検出する第二のロータリーエンコーダと、前記ノズルの一端側が待機位置に位置する状態を検出する第一の待機位置検出センサと、前記ノズルの他端側が待機位置に位置する状態を検出する第二の待機位置検出センサとを備え、前記被処理基板への塗布処理後に、前記ノズルを塗布実行位置から待機位置に戻す工程において、前記第一及び第二のロータリーエンコーダのカウンタ出力値が初期値となる位置まで前記ノズルを上昇させるステップと、前記第一及び第二の待機位置検出手段が前記ノズルを検出する位置まで前記ノズルを移動させるステップとを実行し、ノズル待機位置を特定することが望ましい。

このように、ノズルの待機位置に近い位置がカウンタ値により特定可能なロータリーエンコーダと、正確な待機位置が特定可能な待機位置検出手段とを用いることにより正確な待機位置にノズルを戻すことができる。

本発明によれば、ノズルに形成されたスリット状の吐出口から処理液を被処理基板に吐出し膜形成する際に、前記吐出口と被処理基板との距離を、周辺温度環境の変化に拘らず所定間隔にすることのできる塗布膜形成装置及びその制御方法を得ることができる。

以下、本発明にかかる実施の形態につき、図に基づいて説明する。図１は、本発明に係る塗布膜形成装置としてのレジスト塗布装置を備えるレジスト塗布現像処理装置の全体構成を示す平面図である。先ず、このレジスト塗布現像処理装置１００の説明をする。
レジスト塗布現像処理装置１００は、被処理基板である複数のＬＣＤ基板Ｇ（以下、基板Ｇと呼ぶ）を収容する複数のカセットＣを載置するカセットステーション１と、基板Ｇに処理液であるレジスト液の塗布および現像を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理ステーション２と、露光装置４との間で基板Ｇの受け渡しを行うためのインタフェイスステーション３とを備えている。
なお、前記処理ステーション２の両端に、前記カセットステーション１およびインタフェイスステーション３が夫々配置されている。また、図１において、レジスト塗布現像処理装置１００の長手方向をＸ方向、平面上においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。

カセットステーション１は、カセットＣと処理ステーション２との間で基板Ｇの搬入出を行うための搬送装置１１を備えている。この搬送装置１１は搬送アーム１１ａを有し、カセットＣの配列方向であるＹ方向に沿って設けられた搬送路１０上を移動可能であり、搬送アーム１１ａによってカセットＣと処理ステーション２との間で基板Ｇの搬入出が行われる。

処理ステーション２は、Ｘ方向に伸びる基板Ｇ搬送用の平行な２列の搬送ラインＡ、Ｂを有しており、搬送ラインＡに沿ってカセットステーション１側からインタフェイスステーション３に向けてスクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１、第１の熱処理ユニットセクション２６、レジスト塗布処理ユニット２３および第２の熱処理ユニットセクション２７の一部が配列されている。
なお、スクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１の上の一部にはエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）２２が設けられている。

また、搬送ラインＢに沿ってインタフェイスステーション３側からカセットステーション１に向けて第２の熱処理ユニットセクション２７の一部、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４、ｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）２５および第３の熱処理ユニット２８が配列されている。

また、処理ステーション２では、前記２列の搬送ラインＡ，Ｂを構成するように、且つ基本的に処理の順になるように各処理ユニットおよび搬送装置が配置されており、これら搬送ラインＡ、Ｂの間には、空間部４０が設けられている。そして、この空間部４０を往復移動可能にシャトル４１が設けられている。このシャトル４１は基板Ｇを保持可能に構成されており、搬送ラインＡ、Ｂとの間で基板Ｇが受け渡し可能となっている。

また、インタフェイスステーション３は、処理ステーション２と露光装置４との間での間で基板Ｇの搬入出を行う搬送装置４２と、バッファカセットを配置するバッファステージ（ＢＵＦ）４３と、冷却機能を備えた基板受け渡し部であるエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４とを有しており、タイトラ（ＴＩＴＬＥＲ）と周辺露光装置（ＥＥ）とが上下に積層された外部装置ブロック４５が搬送装置４２に隣接して設けられている。なお、搬送装置４２は搬送アーム４２ａを備え、この搬送アーム４２ａにより処理ステーション２と露光装置４との間で基板Ｇの搬入出が行われる。

このように構成されたレジスト塗布現像装置１００においては、まず、カセットステーション１に配置されたカセットＣ内の基板Ｇが、搬送装置１１により処理ステーション２に搬入された後、先ず、エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ―ＵＶ）２２によるスクラブ前処理、スクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１によるスクラブ洗浄処理が行なわれる。
次いで、基板Ｇは、第１の熱処理ユニットセクション２６に属する熱処理ユニットブロック（ＴＢ）３１、３２に搬入され、一連の熱処理（脱水ベーク処理、疎水化処理等）が行われる。なお、第１の熱処理ユニットセクション２６内における基板搬送は搬送装置３３により行われる。

その後、基板Ｇはレジスト塗布処理ユニット２３に搬入され、レジスト液の膜形成処理が施される。このレジスト塗布処理ユニット２３では、先ずレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａにおいて基板Ｇにレジスト液が塗布され、次いで減圧乾燥ユニット（ＶＤ）２３ｂにおいて減圧乾燥処理がなされる。
なお、このレジスト塗布処理ユニット２３が有するレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａは、本発明に係る塗布膜形成装置として適用されるため、詳細に後述する。
前記レジスト塗布処理ユニット２３でのレジスト成膜処理後、基板Ｇは、第２の熱処理ユニットセクション２７に属する熱処理ユニットブロック（ＴＢ）３４、３５に搬入され、一連の熱処理（プリベーク処理等）が行われる。なお、第２の熱処理ユニットセクション２７内における基板搬送は搬送装置３６により行われる。

次いで、基板Ｇは搬送装置３６によりインタフェイスステーション３のエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４へ搬送され、搬送装置４２により外部装置ブロック４５の周辺露光装置（ＥＥ）に搬送される。そこで基板Ｇに対し、周辺レジスト除去のための露光が行われ、次いで搬送装置４２により露光装置４に搬送され、基板Ｇ上のレジスト膜が露光されて所定のパターンが形成される。なお、場合によってはバッファステージ（ＢＵＦ）４３上のバッファカセットに基板Ｇを収容してから露光装置４に搬送される。

露光終了後、基板Ｇはインタフェイスステーション３の搬送装置４２により外部装置ブロック４５の上段のタイトラ（ＴＩＴＬＥＲ）に搬送されて基板Ｇに所定の情報が記される。その後、基板Ｇはエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４に載置され、そこから再び処理ステーション２に搬送される。そして例えばコロ搬送機構により基板Ｇが現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４へ搬送され、そこで現像処理が施される。

現像処理終了後、基板Ｇは現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４からｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）２５に搬入され、基板Ｇに対して脱色処理が施される。その後、基板Ｇは第３の熱処理ユニットセクション２８に搬入され、熱処理ユニットブロック（ＴＢ）３７、３８において一連の熱処理（ポストベーク処理等）が施される。なお、第３の熱処理ユニットセクション２８内における基板搬送は搬送装置３９によって行われる。
そして基板Ｇは、第３の熱処理ユニットセクション２８において所定温度に冷却された後、カセットステーション１の搬送装置１１によって所定のカセットＣに収容される。

続いて、本発明に係る塗布膜形成装置としてのレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａについて説明する。図２は、レジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａの正面図である。尚、図２において、横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向、奥行き方向をＺ方向とする。
レジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａは、基板Ｇを水平姿勢に保持しＺ方向に水平移動可能な載置台５０と、この載置台５０の上方に配設されるレジスト供給ノズル（以下、ノズルと称呼する）５１と、このノズル５１を基板Ｇに対しＺ方向に水平移動させ、Ｙ方向に昇降移動させるノズル移動手段５２とを具備している。

この構成において、載置台５０に載置された基板Ｇへのレジスト塗布処理では、先ずノズル移動手段５２によりノズル５１の水平方向の位置合わせがなされる。具体的には、ノズル５１が、Ｚ方向に水平移動され、載置台５０上の基板Ｇの一端上方に移動される。次いで、ノズル５１がノズル待機位置から塗布実行位置まで下降移動され、その吐出口５１ａと基板Ｇ表面との距離寸法が、例えば５０μｍとなされる。
そして、吐出口５１ａからレジスト液を帯状に吐出しながらノズル５１をＺ方向に水平移動し、載置台５０をノズル５１移動方向と逆方向に水平移動することにより、基板Ｇとノズル５１とが相対的に水平移動し、基板Ｇ上へのレジスト塗布処理がなされる。

ここで、ノズル移動手段５２によるノズル５１の昇降移動制御について詳細に説明する。ノズル移動手段５２のうち、昇降移動はボールねじ機構６０、７０により行われる。このボールねじ機構６０、７０は、図示するように載置台５０の左右側方に設けられ、ノズル５１を左右両側から支持するように構成されている。

各ボールねじ機構６０、７０は、Ｙ軸（鉛直軸）方向に立設され、外周に螺旋状のボールねじ溝が形成されたボールねじシャフト（第一及び第二のボールねじ軸）６１、７１と、このボールねじシャフト６１、７１に螺合するナット構造を有する昇降部材（第一及び第二の昇降部材）６２、７２とを夫々有している。昇降部材６２、７２は夫々、ボールねじシャフト６１、７１がＹ軸（鉛直軸）周りに回転することによりシャフト６１、７１に沿って昇降移動するようになされている。尚、ノズル５１の左右側方には、これら昇降部材６２、７２が夫々接続され、昇降部材６２、７２の昇降動作に連動してノズル５１が昇降移動するようになされている。

さらにボールねじ機構６０、７０は、ボールねじシャフト６１、７１を回転駆動させるためのモータ（第一及び第二のモータ）６３、７３と、モータ６３、７３の回転数を検出（カウンタにより出力）するロータリーエンコーダ（第一及び第二のロータリーエンコーダ）６４、７４とを有している。尚、ロータリーエンコーダ６４、７４が検出したボールねじシャフト６１、７１の回転数は、制御部（制御手段）８０に出力され、制御部８０ではモータ６３、７３（シャフト６１、７１）の回転数から昇降部材６２、７２の移動距離を換算して求めるように構成されている。

また、ボールねじシャフト６１と昇降部材６２は、ケーシング（第一のケーシング）６５内に収容され、ボールねじシャフト７１と昇降部材７２は、ケーシング（第二のケーシング）７５内に収容されている。即ち、ボールねじシャフト６１、７１に対する周辺温度からの影響を回避できるようになされている。
尚、好ましくは、ケーシング内の温度変化によるシャフト６１、７１の膨張や伸縮が生じないように、ケーシング６５、７５内の温度調整を行う温度調整手段（図示せず）が設けられる。

また、ケーシング６５、７５の外側には、ノズル５１の昇降移動距離を測長するためのリニアスケール機構（第一及び第二のリニアスケール機構）６７、７７が設けられている。このリニアスケール機構６７、７７は、ノズル５１の昇降方向に沿って設けられたリニアスケール６７ａ、７７ａと、ノズル５１に設けられ、リニアスケール６７ａ、７７ａに対しノズル５１と共に昇降移動するスケールヘッド６７ｂ、７７ｂとからなる。リニアスケール機構６７、７７は、例えばリニアスケール６７ａ、７７ａに形成されたガラススケールのピッチを、スケールヘッド６７ｂ、７７ｂが有する光センサで読み取ることにより測長する構成とされている。
即ち、このスケールヘッド６７ｂ、７７ｂによりノズル５１の移動距離が測長される。尚、スケールヘッド６７ｂ、７７ｂによる検出結果は、制御部８０に出力される。

また、ノズル５１には、スリット状の吐出口５１ａの左右両側（一端側及び他端側）と基板Ｇ上面との距離を夫々検出する距離センサ（第一及び第二の距離検出手段）６８、７８が左右対称に夫々設けられている。これらの距離センサ６８，７８は、ノズル５１がノズル待機位置に位置する際に検出を行い、その結果を制御部８０に出力する。即ち、制御部８０は、これら距離センサ６８、７８の検出結果により、ノズル５１の左右両側で基板Ｇとの間の距離のずれが生じていないかを判断する。

ここで、ノズル待機位置において、吐出口５１ａの左右両側で基板Ｇまでの距離にずれが生じている場合の補正量算出方法について図３、図４に基づいて説明する。図３は、補正量を求めるまでに用いる各距離寸法を示す図、図４は、制御部８０により補正量を算出するまでのフロー図である。
尚、ノズル待機位置における載置台５０上面と吐出口５１ａとの距離寸法は、ノズル５１の左右で実寸が異なる可能性があるが、計算上は共に規定値の１０００μｍとされる。また、載置台に載置された基板Ｇは、実際にはその表面に傾斜を有し、その傾斜を含めた補正を行う必要があるため、図３には基板Ｇの傾斜を模式的に表す。また、距離センサ６８、７８は、ノズル５１の吐出口５１ａの中点を通る中心線（鉛直線）Ｍを軸に左右対称に設けられる。

先ず、制御部８０は、距離センサ６８、７８により基板Ｇ上面までの距離Ｓ１、Ｓ１を検出し、それに基づき、載置台５０上面から基板Ｇ上面までの距離ａ１、ａ２を式（２）、（３）により算出する（図４のステップＳ１）。

次いで、中心線Ｍ上における載置台５０上面から基板Ｇ上面までの距離ａ３を式（４）により求める（図４のステップＳ２）。

そして、ａ１、ａ２とａ３との差分ａ４、ａ５を式（５）、（６）により夫々算出する（図４のステップＳ３）。

次いで、ａ３と着液目標距離Ｒ１との差分ａ６を式（７）により求める（図４のステップＳ４）。尚、着液目標距離Ｒ１とは、処理レシピに規定される載置台５０から基板Ｇ上面までの距離である。

差分ａ４、ａ５をボールねじシャフト６１、７１の位置に式（８）、（９）により換算し、夫々ａ７、ａ８を求める（図４のステップＳ５）。

そして、左右のボールねじシャフト６１、７１に対する昇降部材６２、７２の移動補正量ａ９、ａ１０を式（１０）、（１１）により求める（図４のステップＳ６）。

このようにして補正量ａ９、ａ１０が求められると、制御部８０は、処理レシピに設定された着液目標距離Ｒ１に対し補正量ａ９、ａ１０を夫々適用し、ノズル５１を待機位置から塗布実行位置まで下降移動させる。
尚、この塗布実行位置までのノズル５１の移動距離の検出には、ロータリーエンコーダ６４、７４ではなくリニアスケール機構６７、７７が用いられる。これは、ボールねじシャフト６１、７１が温度変化により伸縮している場合に、ロータリーエンコーダ６４、７４の出力に基づいて昇降移動制御を行うと、正確な高さ位置に移動できないためである。

即ち、ケーシング６５、７５によってボールねじシャフト６１、７１と温度環境が分離され、伸縮のないリニアスケール機構６７、７７を用いて移動距離を検出することにより、ノズル５１の待機位置からの正確な移動距離を得ることができるようになされている。
尚、このノズル５１の塗布実行位置までの下降に伴い、ロータリーエンコーダ６４、７４は、モータ６３、７３の回転数を夫々カウントし、そのカウント値はノズル５１の待機位置復帰時に利用される。

このように、ノズル５１をノズル待機位置から塗布実行位置まで移動する際には、リニアスケール機構６７、７７による正確な測長の下、ノズル左右の位置補正を加味した塗布実行位置への下降移動がなされる。これにより吐出口５１ａと基板Ｇ上面との距離が実質的に処理レシピに準じるようになされる。したがって、スリット状の吐出口５１ａと基板Ｇとの距離が一様に所定の間隔となり、所望の膜厚となるようレジスト液を塗布することができる。

また、基板Ｇへのレジスト液の塗布処理後、ノズル５１を待機位置まで戻す際には、さらにボールねじシャフト６１、７１の長さが変化している可能性もあるため、ノズル下降時の補正量を含めた移動距離に基づいてリニアスケール機構６７、７７を用い待機位置に戻るのは正確性に欠ける。そのため、ノズル待機位置に近い位置がカウンタ値により特定可能なロータリーエンコーダ６４、７４と、正確な待機位置が特定可能な待機位置検出センサ（第一及び第二の待機位置検出手段）６６、７６が用いられる。尚、待機位置検出センサ６６、７６は、図２に示すようにノズル５１が正確なノズル待機位置にある状態を検出できる位置、即ちボールねじ機構６０、７０の上部に設けられている。

次に、ノズル５１をノズル待機位置まで戻す制御について図５のフローに基づいて説明する。
先ず、制御部８０は、各ボールねじ機構６０、７０において、夫々のロータリーエンコーダ６４、７４のカウンタ出力が初期値になるまでモータ６３、７３を回転駆動し、ボールねじシャフト６１、７１の回転によりノズル５１を待機位置付近まで上昇させる（図５のステップＳ１１）。

ボールねじシャフト６１、７１が温度変化により伸縮している場合、ノズル５１は正確な待機位置に戻っていないため、待機位置検出センサ６６、７６が夫々ノズル５１の左右両側を検出するまでノズル５１を移動させる（図５のステップＳ１２）。尚、ここで、ステップ１１での移動中に待機位置検出センサ６６、７６が検出反応していない場合は、さらに上昇移動させ、既に検出反応があった場合には下降移動させる。

ノズル５１の左右両側が共に待機位置検出センサ６６、７６により検出され、各ボールねじ機構６０、７０によりノズル５１の移動が停止すると、そこでノズル５１は正確な待機位置に戻った状態となされる。そして、ロータリーエンコーダ６４、７４のカウンタがリセットされ、カウント初期状態になされる（図５のステップＳ１３）。

以上の本発明に係る実施の形態によれば、ノズル５１をノズル待機位置から塗布実行位置まで下降する際には、補正量を算出した上、補正量を適用したノズル移動制御がなされる。そして、移動量の検出には、ボールねじ機構６０、７０と分離され、伸縮のないリニアスケール機構６７、７７を用いるため、正確な移動制御を行うことができる。したがって、スリット状の吐出口５１ａと基板Ｇとの距離が一様に所定の間隔となり、所望の膜厚となるようレジスト液を塗布することができる。
また、塗布実行位置からノズル待機位置への復帰移動においては、ノズル待機位置に近い位置がカウンタ値により特定可能なロータリーエンコーダ６４、７４と、正確な待機位置が特定可能な待機位置検出センサ６６、７６を用いて移動制御することにより、正確なノズル待機位置にノズル５１を移動させることができる。

尚、前記実施の形態においては、被処理基板としてＬＣＤ基板を例に説明したが、ＬＣＤ基板に限定せず、被処理基板として例えば半導体ウエハを適用してもよい。
また、図２に示すレジスト塗布装置２３ａの構成において、基板Ｇを載置台５０上に接触させて載置し保持する構成を示したが、本発明に係る塗布膜形成装置においては、その構成に限定されるものではない。即ち、吐出口５１ａと基板Ｇ上面との距離を検出できる構成であればノズル５１の位置補正を行うことが可能であるため、例えば、載置台５０上に基板Ｇを浮上させて水平姿勢に保持する構成であってもよい。

本発明は、ＬＣＤ基板や半導体ウエハ等に塗布膜形成する塗布膜形成装置に適用でき、半導体製造業界、電子デバイス製造業界等において好適に用いることができる。

図１は、本発明に係る塗布膜形成装置としてのレジスト塗布装置を備えるレジスト塗布現像処理装置の全体構成を示す平面図である。 図２は、図１のレジスト塗布現像処理装置が備えるレジスト塗布装置の正面図である。 図３は、補正量を求めるまでに用いる各距離寸法を示す模式図である。 図４は、制御部により補正量を算出するまでのフロー図である。 図５は、ノズル待機位置までのノズルの上昇制御を示すフロー図である。 図６は、スリット状の吐出口を有するレジスト供給ノズルを説明するための図である。 図７は、ノズルの昇降動作を行うボールねじ機構を説明するための図である。 図８は、ボールねじシャフトの温度変化とノズルの吐出位置との関係を示す測定結果としてのグラフである。

符号の説明

２３ａ レジスト塗布装置（塗布膜形成装置）
５０ 載置台
５１ レジスト供給ノズル（ノズル）
５１ａ 吐出口
６０ ボールねじ機構
６１ ボールねじシャフト（第一のボールねじ軸）
６２ 昇降部材（第一の昇降部材）
６３ モータ（第一のモータ）
６４ ロータリーエンコーダ（第一のロータリーエンコーダ）
６５ ケーシング（第一のケーシング）
６６ 待機位置検出センサ（第一の待機位置検出手段）
６７ リニアスケール機構（第一のリニアスケール機構）
６８ 距離センサ（第一の距離検出手段）
７０ ボールねじ機構
７１ ボールねじシャフト（第二のボールねじ軸）
７２ 昇降部材（第二の昇降部材）
７３ モータ（第二のモータ）
７４ ロータリーエンコーダ（第二のロータリーエンコーダ）
７５ ケーシング（第二のケーシング）
７６ 待機位置検出センサ（第二の待機位置検出手段）
７７ リニアスケール機構（第二のリニアスケール機構）
７８ 距離センサ（第二の距離検出手段）
８０ 制御部（制御手段）
Ｇ ＬＣＤ基板（被処理基板）
Ｒ レジスト液（処理液）

Claims (5)

1. 被処理基板を水平姿勢に保持する載置台と、前記被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口が形成されたノズルとを具備し、前記被処理基板に対し前記ノズルの吐出口から処理液を帯状に塗布する塗布膜形成装置において、
   前記載置台の左右側方に夫々鉛直方向に立設された第一及び第二のボールねじ軸と、
   前記第一及び第二のボールねじ軸の鉛直軸周りの回転動作により該ボールねじ軸に沿って昇降移動可能に設けられ、前記ノズルを左右両側から支持する第一及び第二の昇降部材と、
   前記ノズルに設けられ、前記スリット状の吐出口の一端側及び他端側から前記被処理基板までの距離寸法を夫々検出する第一及び第二の距離検出手段と、
   前記第一のボールねじ軸及び第一の昇降部材を収容する第一のケーシングと、
   前記第二のボールねじ軸及び第二の昇降部材を収容する第二のケーシングと、
   前記第一のケーシング外に設けられ、前記ノズルの一端側の移動距離を測長する第一のリニアスケール機構と、
   前記第二のケーシング外に設けられ、前記ノズルの他端側の移動距離を測長する第二のリニアスケール機構と、
   前記第一及び第二のボールねじ軸の回転制御を行う制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第一及び第二の距離検出手段の検出結果により、前記吐出口の左右両側で前記基板との間の距離のずれが生じている場合の夫々の補正量および前記補正量を含めたノズル下降時の移動距離を算出し、前記第一及び第二のリニアスケール機構による測長結果に基づき前記第一及び第二のボールねじ軸の回転制御を夫々行い、前記ノズルをノズル待機位置から塗布実行位置まで下降移動させると共に被処理基板に対する前記ノズルの位置補正を行うことを特徴とする塗布膜形成装置。
2. 前記第一のボールねじ軸を回転駆動する第一のモータと、前記第二のボールねじ軸を回転駆動する第二のモータと、前記第一のモータの回転数を検出する第一のロータリーエンコーダと、前記第二のモータの回転数を検出する第二のロータリーエンコーダと、前記ノズルの一端側がノズル待機位置に位置する状態を検出する第一の待機位置検出手段と、前記ノズルの他端側がノズル待機位置に位置する状態を検出する第二の待機位置検出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記ノズルを塗布実行位置からノズル待機位置に戻す際、前記第一及び第二のロータリーエンコーダのカウンタ出力値が初期値となる位置まで前記ノズルを上昇させ、さらに前記第一及び第二の待機位置検出手段が前記ノズルを検出する位置まで前記ノズルを移動させ、ノズル待機位置を特定することを特徴とする請求項１に記載された塗布膜形成装置。
3. 前記第一及び第二のケーシング内の温度を制御する温度調整手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された塗布膜形成装置。
4. 被処理基板を水平姿勢に保持する載置台と、
   前記載置台の左右側方に夫々鉛直方向に立設された第一及び第二のボールねじ軸と、
   前記第一及び第二のボールねじ軸の鉛直軸周りの回転動作により該ボールねじ軸に沿って昇降移動する第一及び第二の昇降部材と、
   前記第一及び第二の昇降部材により左右両側から支持され、前記被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口が形成されたノズルと、
   前記ノズルに設けられ前記吐出口から前記被処理基板までの距離寸法を検出する第一及び第二の距離検出手段と、
   前記ノズルの一端側及び他端側の移動距離を夫々測長する第一及び第二のリニアスケール機構とを具備した、
   前記被処理基板に対し前記ノズルの吐出口から処理液を帯状に塗布する塗布膜形成装置の制御方法であって、
   前記第一及び第二の距離検出手段により、前記スリット状の吐出口の一端側及び他端側と前記被処理基板との距離寸法を夫々検出するステップと、
   前記第一及び第二の距離検出手段の検出結果により、前記吐出口の左右両側で前記基板との間の距離のずれが生じている場合の夫々の補正量および前記補正量を含めたノズル下降時の移動距離を算出し、前記第一及び第二のリニアスケール機構による測長結果に基づき前記第一及び第二のボールねじ軸の回転制御を夫々行い、
   前記ノズルをノズル待機位置から塗布実行位置まで下降移動させると共に被処理基板に対する前記ノズルの位置補正を行うステップとを実行することを特徴とする塗布膜形成装置の制御方法。
5. 前記塗布膜形成装置は、前記第一のボールねじ軸を回転駆動する第一のモータと、前記第二のボールねじ軸を回転駆動する第二のモータと、前記第一のモータの回転数を検出する第一のロータリーエンコーダと、前記第二のモータの回転数を検出する第二のロータリーエンコーダと、前記ノズルの一端側がノズル待機位置に位置する状態を検出する第一の待機位置検出手段と、前記ノズルの他端側がノズル待機位置に位置する状態を検出する第二の待機位置検出センサとを備え、
   前記被処理基板への塗布処理後に、前記ノズルを塗布実行位置からノズル待機位置に戻す工程において、
   前記第一及び第二のロータリーエンコーダのカウンタ出力値が初期値となる位置まで前記ノズルを上昇させるステップと、
   前記第一及び第二の待機位置検出手段が前記ノズルを検出する位置まで前記ノズルを移動させるステップとを実行し、ノズル待機位置を特定することを特徴とする請求項４に記載された塗布膜形成装置の制御方法。

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