JP4738085B2 - 塗布膜形成装置、及び塗布膜形成方法 - Google Patents
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Description
図7(a)は塗布スタンバイ時のレジスト供給ノズルの正面断面図、図7(b)は塗布スタンバイ時のノズル先端の側断面図である。図8(a)は塗布処理時のレジスト供給ノズルの正面断面図、図8(b)は塗布処理時のノズル先端の側断面図である。また、図9は、基板に塗布されたレジスト液の付着状態を示す基板平面図である。
図7、図8に示すように、レジスト供給ノズル60には、基板の幅方向に延びる微小隙間を有するスリット状の吐出口61、及び吐出口61に連通するレジスト液収容室62が設けられる。そして、レジスト液供給チューブ63を介してレジスト液Rがレジスト液収容室62に供給され、吐出口61から吐出されるようになされている。
次いで基板Gの端部にノズル60を移動し、静止してスタンバイ状態に入る。そこで、レジスト液Rをレジスト液収容室62に供給し、吐出口61から所定量を基板G上に吐出する(図7の状態)。その際、前記膜厚制御手段70において吸引ポンプ73を駆動して吐出口61の長手方向の両側を吸引することにより、吐出口61の両側のレジスト液の吐出圧が減少される。その結果、吐出口61の中央部側の吐出圧と両側の吐出圧がほぼ等しくなった状態、すなわちレジスト液の液厚が均一になった状態で、レジスト液Rは、基板G上に帯状に吐出(供給)される。
また、基板一辺から他辺にわたってレジスト液を帯状に吐出(供給)するため、レジスト液を無駄にすることなく、角型の基板の全面に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を採用した塗布膜形成装置については特許文献1(特開平10−156255)に開示されている。
すなわち、その状態からノズル60が塗布処理のために基板G上を移動開始すると、図9の平面図に示すように、レジスト液Rの塗布開始エリアAにおいては、レジスト液Rの塗布膜は、吐出口61の幅wを大きくはみ出した形状となる。
また、そのように膜厚が適正な厚さよりも薄くなると、その部分は製品として使用することができず、切り捨てる必要があった。また、そのように切り捨てる部分が大きいと、大量生産においては、コスト及び廃棄物が増大するという課題があった。
したがって、基板上の塗布開始位置において、吐出口の幅よりも大きくはみ出した処理液の付着部分を少なくすることができる。
すなわち、塗布処理におけるノズルの移動に伴い、はみ出した処理液により適正な位置に塗布された処理液が引き込まれることがないため、膜厚が薄くなることなく適正な膜厚で、基板全面に亘り均一に膜形成することができる。
すなわち、ノズル移動に伴い、はみ出した部分の処理液が適正な位置に塗布された処理液を引き込むという問題が発生しないため、塗布開始時における処理液の膜厚を適正にすることができる。
また、例えば吐出口の幅よりもはみ出した処理液の付着がある塗布開始エリアを塗布した後においては、ノズルと被処理基板との距離を所定の距離にすることにより、適正な膜厚で塗布することができる。
このようにすれば、ノズル先端に予め十分な処理液を付着させることができるため、着液不足による箒スジの発生等を抑制することができる。また、吐出口の幅よりもはみ出した処理液の付着部分を吊り上げる距離が大きくなり、前記はみ出した部分を効果的に無くすことができる。
レジスト塗布現像処理システムは、図1に示すように、LCD基板を搬入・搬出するローダ部90と、LCD基板の第1処理部91と、中継部93を介して第1処理部91に連設される第2処理部92とで主に構成されている。
このように構成される塗布現像処理システムにおいて、ローダ部90のカセット載置台98に載置されたカセット96内に収容された未処理のLCD基板は、ローダ部90の搬出入ピンセット99によって取り出された後、第1処理部91の搬送路102を移動する水平(X,Y)、垂直(Z)移動及び回転(θ)可能なメインアーム100に受け渡され、そして、ブラシ洗浄装置103内に搬送される。このブラシ洗浄装置103内にブラシ洗浄されたLCD基板は引き続いてジェット水洗浄装置104内にて高圧ジェット水により洗浄される。
現像処理された処理済みのLCD基板はローダ部90のカセット97内に収容され後に、搬出されて次の処理工程に向けて移送される。
この溝部20dは、ノズルの進行方向(ノズル短手方向)に沿って直線状に形成されている。すなわち、吐出口21から吐出されたレジスト液Rが溝部20dまで流動すると表面張力によって、その流動は抑制される。したがって、溝部20dを下端面20cに形成することにより、レジスト液Rが下端面20cに広く付着しないようになされている。
また、図3(c)に示すように、ノズル20の先端部は、その短手側から見てテーパ状とされ、ノズル短手方向に沿って吐出口21の前後に、下端面20aおよび傾斜面20bがそれぞれ形成されている。
まず、レジスト供給ノズル20の先端を待機部30のプライムローラ31に近接させ、プライミング処理を行う一方、図示しない搬送手段によって搬送された基板Gを載置台10上に吸着保持する(図4のステップS1)。
なお、プライミングローラ31の回転方向は、ノズル先端部において、塗布処理でのノズル20の進行方向とは反対方向にレジスト液Rが流れる方向に回転制御される。
吐出口21から吐出されるレジスト液Rはプライミングローラ31の回転方向に流されるため、プライミング処理後においては、ノズル20先端の一方の側(傾斜面20b)に、プライミングローラ31の回転方向に沿って、他方の側よりも多くのレジスト液が付着した状態となる。
このスタンバイ状態でのノズル先端と基板Gとの間の距離は、所定の距離(例えば50μm)となるよう制御される。
その際、前記膜厚制御手段40において吸引ポンプ43を駆動して吐出口21の長手方向の両側を吸引することにより、吐出口21の両側のレジスト液の吐出圧が減少される。その結果、吐出口21の中央部側の吐出圧と両側の吐出圧がほぼ等しくなった状態、すなわちレジスト液の液厚が均一になった状態で、レジスト液Rは、基板G上に帯状に吐出(供給)される。
また、このとき、吐出されたレジスト液Rは基板G上に付着するが、図3(a)に示すように、ノズル先端の下端面20cにおいては、溝部20dが形成されているため、レジスト液Rの表面張力によって、レジスト液Rの流動拡散が抑制される。
このように静止状態の期間が設けられることによって、ノズル20と基板Gとの間のレジスト液Rによる繋がりが安定するようになされる。すなわち、吐出口21の短手方向の前後に形成された下端面20a及び傾斜面20bに、十分なレジスト液Rが付着した状態となされる。このうち、ノズル進行方向の反対側の傾斜面20bには、前記プライミング処理により、予めレジスト液Rが付着しているため、特に十分なレジスト液Rが付着する。
また、前記したようにノズル先端の傾斜面20bにおいて、レジスト液Rが少なく付着した方がノズル進行方向となる。このように制御することによって、塗布開始時における箒スジ等の発生が抑制され、塗布膜がより均一になるようにされている。
このように、塗布開始エリアAでノズル先端と基板との間の距離を大きく空けることにより、スタンバイ状態においてノズル幅Wよりも大きくはみ出して基板Gに付着したレジスト液R(はみ出し部分)があった場合でも、そのはみ出し部分を上方へ吊り上げ、図5に示すように、はみ出し部分を少なくすることができる。
その結果、ノズル移動に伴い、はみ出した部分のレジスト液が適正な位置に塗布されたレジスト液を引き込むという問題が発生しないため、塗布開始エリアAにおけるレジスト液Rの膜厚を適正にすることができる。
そして、レジスト供給ノズル20は逆方向に移動し、吐出口21を待機部30内のプライムローラ31に近接して、次の塗布処理に備える(図4のステップS9)。
また、レジスト膜が形成された基板Gは、図示しない搬送手段によって載置台10から搬出されて次の処理工程に搬送される。
したがって、基板G上の塗布開始エリアAにおいて、ノズルの吐出口21の幅Wよりも大きくはみ出したレジスト液Rの付着部分を少なくすることができる。
すなわち、ノズル移動に伴い、はみ出した部分のレジスト液Rが適正な位置に塗布されたレジスト液Rを引き込むという問題が発生しないため、塗布開始エリアAにおけるレジスト液Rの膜厚を適正にすることができる。
よって、本発明にかかる塗布膜形成装置及び塗布膜形成方法によれば、基板全面に亘り、膜厚が薄くなることなく適正な膜厚で均一に膜形成することができる。
あるいは、処理液拡散抑制手段として溝部を形成するのではなく、図6(b)に示すように、段差部20fを設けてもよい。
すなわち、前記の図6(a)〜(c)に示したいずれの形態によっても、レジスト液Rに表面張力を与えることができ、下端面20cにおけるレジスト液Rの拡散付着を抑制することができる。
前記超撥水性部材としては、例えば、三次元連続の網状骨格構造を有する高分子有機材料を塗布することによって形成される超撥水性膜であっても良い。この超撥水性膜がノズル20先端の下端面20cに形成されると、その表面にはミクロな凹凸構造が形成され超撥水性が発現される。
したがって、この超撥水性膜がノズル20先端の下端面20cに形成されると、その表面にはミクロな凹凸構造が形成され超撥水性が発現され、レジスト液Rの拡散付着をより抑制することができる。
なお、この実施形態においては、テフロン(登録商標)を微粒子化する際、低分子化するとともに完全フッ素化を行っている。またニッケル以外の金属をメッキ金属として用いた超撥水メッキ皮膜であっても良い。
このような超撥水メッキ皮膜を、ノズル20先端の下端面20cに形成しても、前記した超撥水膜と同様に、レジスト液Rの拡散付着をより抑制することができる。
したがって、これら方法によって形成された超撥水性部材によっても、レジスト液Rの拡散付着をより抑制することができる。
また、前記実施の形態においては、LCD基板にレジスト膜を塗布形成する場合を例としたが、これに限らず処理液を被処理基板上に供給する任意の基板処理装置に適用可能である。本発明における処理液としては、レジスト液以外にも、例えば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の液体も可能である。また、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。
20 レジスト供給ノズル
20a 下端面
20b 傾斜面
20c 下端面
20d 溝部(処理液拡散抑制手段)
20e 溝部(処理液拡散抑制手段)
20f 段差部(処理液拡散抑制手段)
20g 撥水性部材(処理液拡散抑制手段)
21 吐出口
22 レジスト液収容室
23 レジスト液供給チューブ
50 ノズル移動手段
51 レジスト液供給源(処理液供給手段)
107 塗布膜形成装置
G LCD基板(被処理基板)
R レジスト液(処理液)
Claims (7)
- 被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有するノズルと、前記ノズルに処理液を供給する処理液供給手段と、前記ノズルを被処理基板の基板面に沿って移動させるノズル移動手段とを備え、前記ノズルの吐出口から処理液を吐出することにより被処理基板の表面に処理液の膜を塗布形成する塗布膜形成装置であって、
前記スリット状の吐出口の短手方向の前後の下端面と長手方向の左右側方に夫々形成された下端面のうち、前記長手方向の左右側方に夫々形成された下端面には、処理液の流動を抑制するため、撥水性部材による撥水性膜が設けられた処理液拡散抑制手段が形成され、
前記処理液拡散抑制手段により、前記吐出口側方における処理液の流動が抑制されていることを特徴とする塗布膜形成装置。 - 前記撥水性部材は、接触角が150度以上の超撥水性部材であ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。
- 前記超撥水性部材は、三次元連続の網状骨格構造を有する高分子有機材料を塗布することによって形成される超撥水性膜、あるいは真空紫外光CVD装置を用いて成膜される超撥水膜、または撥水性物質を微粒子化したものをメッキ液中に均一に分散させ、このメッキ液中でメッキ形成した超撥水メッキ皮膜のいずれかであることを特徴とする請求項2に記載された塗布膜形成装置。
- 被処理基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有するノズルを、基板面と所定の距離を維持しながら基板面に沿って移動させ、前記ノズルの吐出口から処理液を吐出することにより被処理基板の表面に処理液の膜を塗布形成する塗布膜形成方法であって、
前記ノズルの吐出口から処理液を吐出すると共にノズルを移動開始するステップと、
被処理基板の塗布開始エリアの塗布を行う際、ノズルと被処理基板との距離が前記所定の距離よりも大きくなるよう制御するステップと、
前記被処理基板の塗布開始エリアの塗布後においては、ノズルと被処理基板との距離が前記所定の距離になるよう制御するステップと、
を実行することを特徴とする塗布膜形成方法。 - 前記ノズルを移動開始するステップの前において、
ノズルと被処理基板との距離が前記所定の距離よりも小さくなるよう制御すると共にノズルを被処理基板の上方に静止するステップと、
ノズルの吐出口から所定量の処理液を被処理基板上に吐出するステップと、
を実行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方法。 - 前記請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の塗布膜形成装置を用い、前記ノズルを、基板面と所定の距離を維持しながら基板面に沿って移動させ、前記ノズルの吐出口から処理液を吐出することにより被処理基板の表面に処理液の膜を塗布形成する塗布膜形成方法であって、
前記ノズルの吐出口から処理液を吐出すると共にノズルを移動開始するステップと、
被処理基板の塗布開始エリアの塗布を行う際、ノズルと被処理基板との距離が前記所定の距離よりも大きくなるよう制御するステップと、
前記被処理基板の塗布開始エリアの塗布後においては、ノズルと被処理基板との距離が前記所定の距離になるよう制御するステップと、
を実行することを特徴とする塗布膜形成方法。 - 前記ノズルを移動開始するステップの前において、
ノズルと被処理基板との距離が前記所定の距離よりも小さくなるよう制御すると共にノズルを被処理基板の上方に静止するステップと、
ノズルの吐出口から所定量の処理液を被処理基板上に吐出するステップと、
を実行することを特徴とする請求項6に記載された塗布膜形成方法。
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