JP6231956B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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    • G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner

Description

本発明は、基板に塗布液を塗布する基板処理装置に関する。
従来、半導体ウェハやガラス基板等の基板に塗布液を塗布する方法として、いわゆるスピン塗布法が広く知られている。スピン塗布法では、基板を回転させた状態で基板の中心部に塗布ノズルから塗布液を供給し、遠心力により基板上で塗布液を拡散させることよって基板の表面に塗布液を塗布する。
ところで、スピン塗布法を用いた場合、基板に供給された塗布液を高速回転で拡げるため、供給された塗布液のうち、大部分は基板の周縁部から飛散してしまい無駄になってしまう。
そこで、このような塗布液の無駄を抑制するため、例えば特許文献１において、塗布ノズルの吐出口から毛細管現象によって塗布液を引き出して、基板に塗布液を塗布する方法（以下、「キャピラリー塗布法」という場合がある。）が提案されている。具体的には、塗布ノズルの下端面に形成されたスリット状の吐出口を基板に接近させ、当該吐出口と基板との間に所定の隙間が形成された状態を維持する。そして、吐出口から吐出された塗布液を基板に接液させながら、その状態で基板と塗布ノズルを水平方向、例えば基板の径方向に相対的に移動させる。そうすると、毛細管現象によって吐出口から塗布液が引き出され、基板に塗布液が塗布される。
特開２０１１−１６７６０３号公報
しかしながら、発明者らが鋭意検討した結果、上述した特許文献１に記載されたキャピラリー塗布法で基板に塗布液を塗布した場合、基板の外周部において塗布液が盛り上がり、ハンプが形成される場合があることが分かった。すなわち、基板の中心部から外周部までの面内において、塗布液を均一に塗布することができない場合がある。
特にキャピラリー塗布法は省薬液の効果があるため、膜厚の大きい塗布液を塗布する際に用いられることが多い。膜厚が大きくなるほど塗布液は多量に必要になるので、上述したハンプは顕著に顕れる。
なお、かかるハンプはスピン塗布法を用いた場合でも生じるが、当該スピン塗布法では基板を回転させて、塗布液に遠心力が作用するため、ハンプの高さ及び幅は比較的小さくなる。これに対して、キャピラリー塗布法では、上記のように塗布液に遠心力が作用せず、当該塗布液の表面張力の作用によって、ハンプの高さ及び幅が大きく形成されやすい。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板に塗布される塗布液の供給量を少量に抑制しつつ、当該塗布液を基板面内で均一に塗布することを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は、基板に塗布液を塗布する基板処理装置であって、基板に塗布液を吐出する塗布部と、基板と前記塗布部を水平方向に相対的に移動させる移動機構と、前記塗布部と前記移動機構を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記塗布部から吐出された塗布液を基板に接液させながら、前記移動機構によって基板と前記塗布部を水平方向に相対的に移動させることで基板の全面に塗布液を塗布する第１の塗布工程と、その後、前記塗布部から吐出された塗布液を基板に接液させながら、前記移動機構によって基板と前記塗布部を水平方向に相対的に移動させることで、前記第１の塗布工程で形成された塗布膜の上から基板の全面に塗布液を塗布する第２の塗布工程と、を実行するように、前記塗布部と前記移動機構を制御することを特徴としている。
ここで、本発明の第２の塗布工程で用いられるキャピラリー塗布法においては、基板の表面と塗布部の吐出口との距離を制御することで、基板の表面に塗布される塗布液の膜厚が制御される。すなわち、当該距離を大きくすると塗布液の膜厚は大きくなり、当該距離を小さくすると塗布液の膜厚は小さくなる。
本発明によれば、第１の塗布工程において少なくとも基板の外周部に塗布液を塗布するので、当該外周部において塗布液が盛り上がる。すなわち、例えば第１の塗布工程においてキャピラリー塗布法を用いて基板の全面に塗布液を塗布した場合、上述したように基板の外周部において塗布液が盛り上がる。また、例えば第１の塗布工程において基板の外周部のみに塗布液を塗布した場合、当然、外周部の塗布液が盛り上がる。そうすると、第２の塗布工程において、基板の外周部の塗布液表面と塗布部の吐出口との距離は、内周部の表面（基板表面又は塗布液表面）と塗布部の吐出口との距離より小さくなる。かかる場合、塗布部から外周部に塗布される塗布液の膜厚は、内周部に塗布される塗布液の膜厚より小さくなるように制御されるため、塗布液の外周部と内周部の表面高さを同じにできる。したがって、塗布液を基板面内で均一に塗布することができる。
しかも本発明では、少なくとも第２の塗布工程においてキャピラリー塗布法を用いているので、基板に供給された塗布液が当該基板の外に流出することがなく、必要量の塗布液のみを基板に供給すればよい。したがって、例えばスピン塗布法に比べて、塗布液の供給量を少量化することができる。
前記制御部は、前記第１の塗布工程における塗布液の目標膜厚と、前記第２の塗布工程における塗布液の目標膜厚とを同一に設定してもよい。
前記制御部は、前記第２の塗布工程を複数回行うように、前記塗布部と前記移動機構を制御してもよい。かかる場合、前記制御部は、前記第１の塗布工程と複数回の前記第２の塗布工程とを含む塗布工程において、各回の塗布液の目標膜厚を同一に設定してもよい。
前記基板処理装置は、前記塗布部から塗布された基板上の塗布液を乾燥させる乾燥部をさらに有し、前記制御部は、前記第１の塗布工程の後であって前記第２の塗布工程の前に、前記乾燥部によって前記第１の塗布工程で塗布された塗布液を乾燥させる第１の乾燥工程と、前記第２の塗布工程の後に、前記乾燥部によって前記第２の塗布工程で塗布された塗布液を乾燥させる第２の乾燥工程と、を実行するように前記乾燥部を制御してもよい。
前記塗布部と前記乾燥部は、同一の処理装置内に配置されていてもよい。或いは、前記塗布部と前記乾燥部は、異なる処理装置内に配置されていてもよい。
前記乾燥部は、基板を加熱して塗布液を乾燥させてもよい。或いは、前記乾燥部は、基板の周辺雰囲気を減圧して塗布液を乾燥させてもよい。
本発明によれば、基板に塗布される塗布液の供給量を少量に抑制しつつ、当該塗布液を基板面内で均一に塗布することができる。
本実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式側面図である。 本実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式平面図である。 第１の塗布ノズルの構成を示す斜視図である。 基板処理装置による基板処理動作の説明図である。 基板処理装置による基板処理動作の説明図である。 基板処理装置による基板処理動作の説明図である。 基板処理装置による基板処理動作の説明図である。 基板処理装置による基板処理動作の説明図である。 基板処理装置による基板処理動作の説明図である。 基板処理装置による基板処理動作の説明図である。 他の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式側面図である。 他の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式側面図である。 他の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式側面図である。 他の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式平面図である。 他の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式側面図である。 他の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式平面図である。 他の実施の形態の基板処理装置による基板処理動作の説明図である。 他の実施の形態の基板処理装置による基板処理動作の説明図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
先ず、本実施の形態に係る基板処理装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す模式側面図である。図２は、本実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す模式平面図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。また、各構成要素の寸法は、技術の理解の容易さを優先させるため、必ずしも実際の寸法に対応していない。
図１及び図２に示すように、基板処理装置１は、載置台１０と、移動機構２０と、第１の塗布部３０と、第１の乾燥部４０と、第２の塗布部５０と、第２の乾燥部６０とを有している。第１の塗布部３０、第１の乾燥部４０、第２の塗布部５０、第２の乾燥部６０は、載置台１０上においてウェハＷの移動方向（Ｘ軸方向）にこの順で配置されている。
移動機構２０は、基板としてのウェハＷを水平方向（Ｘ軸方向）に移動させる機構部であり、ウェハ保持部２１と駆動部２２とを備えている。ウェハ保持部２１は、吸引口（図示せず）が形成された水平な上面を有し、吸引口からの吸引によってウェハＷを水平な上面に吸着保持する。駆動部２２は、載置台１０に設けられ、ウェハ保持部２１を水平方向に移動させる。移動機構２０は、駆動部２２を用いてウェハ保持部２１を移動させることによって、ウェハ保持部２１に保持されたウェハＷを水平方向に移動させる。
第１の塗布部３０は、ウェハＷに塗布液を吐出する第１の塗布ノズル３１を有している。第１の塗布ノズル３１は、ウェハＷの移動方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に延びる長尺状のノズルであり、ウェハ保持部２１によって保持されるウェハＷの上方に配置される。図３に示すように第１の塗布ノズル３１の下端面には、ウェハＷに塗布液を吐出する吐出口３２が形成されている。吐出口３２は、第１の塗布ノズル３１の長手方向（Ｙ軸方向）に沿ってウェハＷの直径より大きい長さで延びるスリット状の吐出口である。
図１に示すように第１の塗布ノズル３１には、当該第１の塗布ノズル３１に塗布液を供給する供給管３３が接続されている。供給管３３は、内部に塗布液を貯留する塗布液供給源３４に連通している。また、供給管３３には、塗布液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群３５が設けられている。
図１及び図２に示すように第１の塗布部３０は、第１の塗布ノズル３１を鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降させる昇降機構３６をさらに有している。昇降機構３６は、固定部３７と駆動部３８とを備えている。固定部３７は、第１の塗布ノズル３１を固定する部材である。また、駆動部３８は、水平方向（Ｙ軸方向）と鉛直方向に延び、駆動部２２の両側に亘って架け渡された門型構造を有し、固定部３７を鉛直方向に移動させる。昇降機構３６は、駆動部３８を用いて固定部３７を鉛直方向に移動させることによって、固定部３７に固定された第１の塗布ノズル３１を昇降させる。
第１の乾燥部４０は、ウェハＷを加熱する第１の加熱機構４１と、第１の加熱機構４１を支持する支持部４２とを有している。第１の加熱機構４１は、水平方向（Ｙ軸方向）にウェハＷの直径より大きい長さで延びる。第１の加熱機構４１には、ウェハＷを加熱するものであれば任意の機構が用いられるが、例えばランプヒータが用いられる。支持部４２は、水平方向（Ｙ軸方向）と鉛直方向に延び、駆動部２２の両側に亘って架け渡された門型構造を有する。第１の乾燥部４０は、第１の加熱機構４１によってウェハＷを加熱し、当該ウェハＷ上の塗布液を乾燥させる。
第２の塗布部５０は、第１の塗布部３０と同様の構成を有し、第２の塗布ノズル５１（吐出口５２）、供給管５３、塗布液供給源５４、供給機器群５５、昇降機構５６、固定部５７、駆動部５８を備えている。なお、塗布液供給源３４と塗布液供給源５４は、共通のものとしてもよい。
第２の乾燥部６０は、第１の乾燥部４０と同様の構成を有し、第２の加熱機構６１、支持部６２を備えている。
なお、基板処理装置１には、上記載置台１０と、移動機構２０と、第１の塗布部３０、第１の乾燥部４０、第２の塗布部５０、及び第２の乾燥部６０のほか、例えば第１の塗布部３０、第１の乾燥部４０、第２の塗布部５０、第２の乾燥部６０のそれぞれの間に、断熱板（図示せず）を設けてもよい。かかる場合、加熱機構４１、６１をそれぞれ一定温度に維持してもよいし、ウェハＷの有無に応じてオンオフ制御してもよい。また、例えば塗布ノズル３１、５１のそれぞれの先端部に付着した塗布液を除去するノズル洗浄部（図示せず）や、塗布ノズル３１、塗布ノズル５１をそれぞれ収容可能なノズル待機部（図示せず）、これらノズル洗浄部やノズル待機部を移動させるための移動機構（図示せず）などを設けてもよい。
以上の基板処理装置１には、図１に示すように制御部１００が設けられている。制御部１００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、例えば塗布部３０、５０による塗布処理動作、乾燥部４０、６０による乾燥処理動作、移動機構２０によるウェハＷの移動動作などの動作を制御して、基板処理装置１における基板処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、その他の各種駆動系の動作を制御して、基板処理装置１における基板処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部１００にインストールされたものが用いられる。
次に、以上のように構成された基板処理装置１で行われる基板処理のプロセスについて説明する。
基板処理を行うにあたっては、先ずウェハＷが基板処理装置１に搬送機構（図示せず）により搬入される。基板処理装置１に搬入されたウェハＷは、ウェハ保持部２１に載置されて吸着保持される。その後、移動機構２０によってウェハＷを水平方向（Ｘ軸正方向）に移動させ、第１の塗布部３０による塗布処理（工程Ｓ１）、第１の乾燥部４０による乾燥処理（工程Ｓ２）、第２の塗布部５０による塗布処理（工程Ｓ３）、及び第２の乾燥部６０（工程Ｓ４）による乾燥処理が順次行われる。
工程Ｓ１の第１の塗布部３０による塗布処理では、予め、昇降機構３６によって第１の塗布ノズル３１を所定の高さに配置しておく。この所定の高さは、工程Ｓ１における塗布液Ｃ１の目標膜厚に応じて設定される。また、塗布液供給源３４から第１の塗布ノズル３１に塗布液Ｃ１を供給し、当該第１の塗布ノズル３１の吐出口３２から表面張力によって塗布液Ｃ１を露出させる。そうすると、ウェハＷが第１の塗布ノズル３１の下方を通過する際、塗布液Ｃ１がウェハＷに接触する。
このように塗布液Ｃ１がウェハＷに接液し、吐出口３２とウェハＷの間に塗布液Ｃ１の液溜りが形成されると、図４に示すように塗布液Ｃ１をウェハＷに接液させながら、ウェハＷを水平方向（Ｘ軸正方向）に移動させる。そうすると、毛細管現象によって吐出口３２から塗布液Ｃ１が引き出され、ウェハＷ上に塗布液Ｃ１が塗布される。
そして、図５に示すようにウェハＷの全面に塗布液Ｃ１が塗布される。このとき、図６に示すようにウェハＷの外周部において塗布液Ｃ１が盛り上がり、ハンプＰが形成される。すなわち、工程Ｓ１における塗布液Ｃ１の目標膜厚がＨ１であった場合、ハンプＰの高さはＨ１より大きいＨ２となる。なお、本実施の形態では、ウェハＷに塗布液を工程Ｓ１、Ｓ３の２回に分けて塗布するため、例えば１回で塗布液を塗布する場合に比べて、ハンプＰの高さ及び幅を小さくできる。
その後、工程Ｓ２の第１の乾燥部４０による乾燥処理では、第１の加熱機構４１によって移動中のウェハＷを所定の温度に加熱する。そうすると、図７に示すようにウェハＷ上の塗布液Ｃ１が乾燥して固化する。また、塗布液Ｃ１が乾燥することによって塗布液Ｃ１中の溶剤成分が揮発するため、当該塗布液Ｃ１（塗布膜）の膜厚はＨ１より小さいＨ３となる。
その後、工程Ｓ３の第２の塗布部５０による塗布処理では、予め、昇降機構５６によって第２の塗布ノズル５１を所定の高さに配置しておく。また、塗布液供給源５４から第２の塗布ノズル５１に塗布液Ｃ２を供給し、当該第２の塗布ノズル５１の吐出口５２から表面張力によって塗布液Ｃ２を露出させる。そうすると、ウェハＷが第２の塗布ノズル５１の下方を通過する際、塗布液Ｃ２がウェハＷに接触する。
なお、図８に示すように工程Ｓ３において第２の塗布ノズル５１から吐出される塗布液Ｃ２の目標膜厚はＨ４であって、工程Ｓ１における塗布液Ｃ１の目標膜厚Ｈ１と同一である。そして、上述した第２の塗布ノズル５１の所定の高さは、目標高さ（＝Ｈ３＋Ｈ４）に設定される。
このように塗布液Ｃ２がウェハＷに接液し、吐出口５２とウェハＷの間に塗布液Ｃ２の液溜りが形成されると、当該塗布液Ｃ２をウェハＷに接液させながら、ウェハＷを水平方向（Ｘ軸正方向）に移動させる。そうすると、毛細管現象によって吐出口５２から塗布液Ｃ２が引き出され、ウェハＷ上に塗布液Ｃ２が塗布される。
このとき、図８に示すようにウェハＷの外周部におけるハンプＰの表面と吐出口５２との距離Ｈ５は、内周部における塗布液Ｃ１の表面と吐出口５２との距離Ｈ４より小さい。そうすると、第２の塗布ノズル５１から吐出される塗布液Ｃ２の供給量は、当該第２の塗布ノズル５１から外周部に塗布される塗布液Ｃ２の膜厚Ｈ５が、内周部に塗布される塗布液Ｃ２の膜厚Ｈ４よりも小さくなるように制御される。すなわち、塗布液Ｃ２の外周部の供給量は、塗布液Ｃ２の内周部の供給量より少ない。このように塗布液Ｃ２の外周部の供給量が少ないため、当該塗布液Ｃ２の外周部にはハンプＰが殆ど形成されない。このため、塗布液Ｃ２の外周部と内周部の表面高さを同じにできる。そして、図９に示すようにウェハＷの全面に塗布液Ｃ（塗布液Ｃ１、Ｃ２の合成）が均一な膜厚で塗布される。
その後、工程Ｓ４の第２の乾燥部６０による乾燥処理では、第２の加熱機構６１によって移動中のウェハＷを所定の温度に加熱する。そうすると、図１０に示すようにウェハＷ上の塗布液Ｃ２が乾燥して固化する。また、塗布液Ｃ２が乾燥することによって塗布液Ｃ２中の溶剤成分が揮発するため、当該塗布液Ｃ２（塗布膜）の膜厚はＨ４より小さいＨ６となる。
こうして、ウェハＷ上に目標膜厚（＝Ｈ３＋Ｈ６）の塗布膜が形成され、基板処理装置１における一連の基板処理が終了する。
以上の実施の形態によれば、工程Ｓ１において塗布液Ｃ１の外周部を盛り上がりにより、ハンプＰが形成される。その結果、工程Ｓ３においてウェハＷの外周部におけるハンプＰの表面と吐出口５２との距離Ｈ５は、内周部における塗布液Ｃ１の表面と吐出口５２との距離Ｈ４より小さくなるので、第２の塗布ノズル５１から外周部に吐出される塗布液Ｃ２の膜厚は、内周部に吐出される塗布液Ｃ２の膜厚より小さく制御される。このため、塗布液Ｃ２の外周部と内周部の表面高さを同じにでき、塗布液Ｃをウェハ面内で均一に塗布することができる。
また、工程Ｓ１における塗布液Ｃ１の目標膜厚Ｈ１と、工程Ｓ３における塗布液Ｃ２の目標膜厚Ｈ４は同一である。ここで、例えば目標膜厚Ｈ１が目標膜厚Ｈ４よりも大きい場合、工程Ｓ１において形成されるハンプＰの高さＨ２が大きくなる。一方、工程Ｓ３においてウェハＷの外周部に供給される塗布液Ｃ２の膜厚Ｈ５は小さくなるため、当該塗布液Ｃ２の供給量が少なくなり、当該工程Ｓ３においてハンプＰの影響を吸収できないおそれがある。この点、本実施の形態では工程Ｓ１、Ｓ３における目標膜厚Ｈ１、Ｈ４が同一であるので、工程Ｓ３においてハンプＰの影響を確実に吸収して、塗布液Ｃをウェハ面内で均一に塗布することができる。
ここで、工程Ｓ１では、塗布液Ｃ１の外周部にハンプＰが形成されるだけでなく、塗布液Ｃ１の内周部においても膜厚が不均一になる場合もあり得る。かかる場合であっても、本実施の形態によれば、塗布液Ｃ１の膜厚に応じて、第２の塗布ノズル５１からの塗布液Ｃ２の供給量が自動的に制御される。すなわち、塗布液Ｃ１の表面と吐出口５２との距離が小さい場合、塗布液Ｃ２の供給量は少なくなり、塗布液Ｃ１と吐出口５２との距離が大きい場合、塗布液Ｃ２の供給量は多くなる。したがって、工程Ｓ３で塗布液Ｃ２を塗布すると、ウェハＷの内周部においても塗布液Ｃの膜厚が均一になり、塗布液Ｃをウェハ面内で均一に塗布することができる。
また、工程Ｓ１でウェハＷの外周部に形成されるハンプＰは、塗布液Ｃ１の粘度や表面張力、ウェハＷの濡れ性などに影響を受けて形成され、すなわち塗布液Ｃ１の特性に応じてハンプＰの高さ及び幅は異なる。この点、工程Ｓ３ではハンプＰの高さに応じて塗布液Ｃ２の供給量が自動的に制御されるので、このような塗布液Ｃ１の特性に依存せず、常に塗布液Ｃをウェハ面内で均一に塗布することができる。
また、工程Ｓ１、Ｓ３においてキャピラリー塗布法を用いているので、ウェハＷに供給された塗布液Ｃ１、Ｃ２が当該ウェハＷの外に流出することがなく、必要量の塗布液Ｃ１、Ｃ２のみをウェハＷに供給すればよい。したがって、例えばスピン塗布法に比べて、塗布液Ｃの供給量を少量化することができる。
また、第１の塗布部３０、第１の乾燥部４０、第２の塗布部５０、及び第２の乾燥部６０は、同一の基板処理装置１内に配置されているので、ウェハＷに対して工程Ｓ１〜Ｓ４の処理を連続して行うことができる。したがって、基板処理のスループットを向上させることができる。
以上の実施の形態では、ウェハＷに対して２回に分けて塗布液Ｃ１、Ｃ２を塗布していたが、この塗布液を塗布する回数はこれに限定されず、例えば３回以上であってもよい。塗布液を塗布する回数が増えるに伴い、ウェハＷ上の塗布液の膜厚均一性を向上させることができる。但し、上述したように各回の塗布液の目標膜厚は同一であるのが好ましい。
本発明の基板処理装置の構成は、上記実施の形態の基板処理装置１の構成に限定されるものではなく、種々の構成を取り得る。
例えば図１１に示すように基板処理装置１において、第１の塗布部３０と第１の乾燥部４０のみを設け、第２の塗布部５０と第２の乾燥部６０を省略してもよい。かかる場合、工程Ｓ１において第１の塗布部３０による塗布処理を行い、工程Ｓ２において第１の乾燥部４０による乾燥処理を行った後、移動機構２０によってウェハＷを水平方向（Ｘ軸負方向）に移動させ、ウェハＷを元の開始位置（第１の塗布部３０のＸ軸負方向側）に戻す。そして、再びウェハＷを水平方向（Ｘ軸正方向）に移動させ、工程Ｓ３において第２の塗布部５０による塗布処理を行い、工程Ｓ４において第１の乾燥部４０による乾燥処理を行う。
本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受でき、すなわちウェハＷに塗布される塗布液Ｃの供給量を少量に抑制しつつ、当該塗布液Ｃをウェハ面内で均一に塗布することができる。しかも、基板処理装置１の占有面積を小さくすることもできる。
なお、本実施の形態では、工程Ｓ１、Ｓ２の後、ウェハＷを元の開始位置に戻してから工程Ｓ３を行っていたが、ウェハＷを戻す途中で工程Ｓ３を行ってもよい。かかる場合、工程Ｓ１において塗布液Ｃ１を塗布する方向と、工程Ｓ３において塗布液Ｃ２を塗布する方向は異なる方向となる。
また、基板処理装置１における第１の乾燥部４０と第２の乾燥部６０の構成も、任意の構成を取り得る。図１２と図１３は、第１の乾燥部４０の構成の変形例を示す。なお、図１２と図１３において、第１の乾燥部４０のみを図示しているが、基板処理装置１に第２の塗布部５０と第２の乾燥部６０が設けられている場合には、当該第２の乾燥部６０の構成も第１の乾燥部４０の構成と同様にしてもよい。
図１２に示すように第１の乾燥部４０は、加熱機構２００を内蔵した蓋体２０１を有していてもよい。加熱機構２００には、ウェハＷを加熱するものであれば任意の機構が用いられるが、例えばヒータが用いられる。蓋体２０１は、昇降機構（図示せず）によって鉛直方向に昇降可能に構成されている。また、蓋体２０１は下面が開口してウェハ保持部２１を覆うように構成され、当該ウェハ保持部２１と一体となって処理空間２０２を形成する。
かかる場合、工程Ｓ２において蓋体２０１の下方にウェハＷが配置されると、蓋体２０１が下降して処理空間２０２が形成される。そして、ウェハＷが所定の温度に加熱され、当該ウェハＷ上の塗布液Ｃ１が乾燥される。
図１３に示すように第１の乾燥部４０は、ウェハＷの周辺雰囲気を減圧して塗布液Ｃ１を乾燥させてもよい。第１の乾燥部４０は、蓋体２１０を有している。蓋体２１０は、昇降機構（図示せず）によって鉛直方向に昇降可能に構成されている。また、蓋体２１０は下面が開口してウェハ保持部２１を覆うように構成され、当該ウェハ保持部２１と一体となって処理空間２１１を形成する。また、第１の乾燥部４０は、処理空間２１１内の雰囲気を吸気するための吸気管２１２と、吸気管２１２に接続された例えば真空ポンプ等の吸気装置２１３とを有している。
かかる場合、工程Ｓ２において蓋体２１０の下方にウェハＷが配置されると、蓋体２１０が下降して処理空間２１１が形成される。そして、吸気装置２１３によって処理空間２１１内の雰囲気が所定の圧力まで減圧され、ウェハＷ上の塗布液Ｃ１が乾燥される。
以上の図１２及び図１３に示したいずれの基板処理装置１においても、ウェハＷ上の塗布液Ｃ１、Ｃ２を適切に乾燥することができ、上記実施の形態と同様の効果を享受できる。
また、図示はしないが、第１の乾燥部４０と第２の乾燥部６０を省略し、ウェハ保持部２１内に加熱機構を設けてもよい。
なお、以上の実施の形態の基板処理装置１では、移動機構２０によってウェハＷを水平方向に移動させることで、ウェハＷと塗布ノズル３１、５１を相対的に移動させたが、塗布ノズル３１、５１をそれぞれ水平方向に移動させるようにしてもよい。或いは、ウェハＷと塗布ノズル３１、５１の両方を水平方向に移動させるようにしてもよい。
また、以上の実施の形態において塗布部３０、５０による塗布処理と乾燥部４０、６０による乾燥処理は同一の基板処理装置１内で行われていたが、これら塗布処理と乾燥処理は異なる装置内で行われてもよい。例えば図１４に示すように基板処理装置２２０は、塗布装置２２１と乾燥装置２２２を有している。塗布装置２２１は、キャピラリー塗布法によりウェハＷに塗布液を塗布する。乾燥装置２２２は、ウェハＷを加熱して塗布液を乾燥させるか、或いはウェハＷの周辺雰囲気を減圧して塗布液を乾燥させる。これら塗布装置２２１と乾燥装置２２２には、それぞれの処理を行う公知の装置が用いられる。なお、塗布装置２２１と乾燥装置２２２の間のウェハＷの搬送は、例えば搬送装置２２３を用いて行われる。
かかる場合、工程Ｓ１、Ｓ３の塗布処理は塗布装置２２１において適切に行われ、工程Ｓ２、Ｓ４の乾燥処理は乾燥装置２２２において適切に行われる。そして、本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受できる。
以上の実施の形態では、工程Ｓ１においてウェハＷの全面に塗布液Ｃ１を塗布していたが、ウェハＷの外周部のみに塗布液Ｃ１を塗布してもよい。
図１５及び図１６は、ウェハＷに塗布液Ｃを塗布する基板処理装置３００を示している。基板処理装置３００は、処理容器３１０と、スピンチャック３２０と、カップ３３０と、第１の塗布部３４０と、第１の移動機構３５０と、第２の塗布部３６０と、第２の移動機構３７０とを有している。処理容器３１０は、内部を密閉可能な処理容器である。なお、図１５及び図１６においては、処理容器３１０の底部のみを図示している。
スピンチャック３２０は、処理容器３１０内の中央部に設けられ、ウェハＷを保持して回転させる。スピンチャック３２０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック３２０上に吸着保持できる。
スピンチャック３２０の下方には、例えばモータなどを備えたチャック駆動部３２１が設けられている。スピンチャック３２０は、チャック駆動部３２１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部３２１には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック３２０は昇降自在になっている。
スピンチャック３２０の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ３３０が設けられている。カップ３３０の下面には、回収した液体を排出する排出管３３１と、カップ３３０内の雰囲気を真空引きして排気する排気管３３２が接続されている。
第１の塗布部３４０は、ウェハＷに塗布液Ｃ１を吐出する第１の塗布ノズル３４１を有している。第１の塗布ノズル３４１の下端面には、ウェハＷに塗布液Ｃ１を吐出する円形状の吐出口３４２が形成されている。
第１の塗布ノズル３４１には、当該第１の塗布ノズル３４１に塗布液Ｃ１を供給する供給管３４３が接続されている。供給管３４３は、内部に塗布液Ｃ１を貯留する塗布液供給源３４４に連通している。また、供給管３４３には、塗布液Ｃ１の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群３４５が設けられている。
第１の移動機構３５０は、第１の塗布ノズル３４１を水平方向（Ｘ軸方向）に移動させる機構部であり、アーム３５１と、レール３５２と、ノズル駆動部３５３とを備えている。アーム３５１は、第１の塗布ノズル３４１を支持する。レール３５２は、カップ３３０のＹ軸負方向側において、Ｘ軸方向に沿って延伸する。レール３５２は、例えばカップ３３０のＸ軸負方向側の外方からカップ３３０の中央近傍まで形成されている。ノズル駆動部３５３は、レール３５２上に設けられ、アーム３５１を水平方向に移動させる。
第１の移動機構３５０は、ノズル駆動部３５３を用いてアーム３５１をレール３５２に沿って移動させることにより、第１の塗布ノズル３４１を、カップ３３０のＸ軸負方向側の外方に設置された待機部３５４からカップ３３０内のウェハＷの外周部上方まで移動させ、さらに当該ウェハＷ上をウェハＷの径方向に移動させる。また、第１の移動機構３５０は、また、ノズル駆動部３５３を用いてアーム３５１を昇降させることにより、第１の塗布ノズル３４１の高さを調節する。
第２の塗布部３６０は、ウェハＷに塗布液Ｃ２を吐出する第２の塗布ノズル３６１を有している。第２の塗布ノズル３６１は、Ｙ軸方向に延びる長尺状のノズルである。第２の塗布ノズル３６１の下端面には、ウェハＷに塗布液Ｃ２を吐出する吐出口３６２が形成されている。吐出口３６２は、第２の塗布ノズル３６１の長手方向（Ｙ軸方向）に沿ってウェハＷの直径より大きい長さで延びるスリット状の吐出口である。
第２の塗布ノズル３６１には、当該第２の塗布ノズル３６１に塗布液Ｃ２を供給する供給管３６３が接続されている。供給管３６３は、内部に塗布液Ｃ２を貯留する塗布液供給源３６４に連通している。また、供給管３６３には、塗布液Ｃ２の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群３６５が設けられている。なお、塗布液供給源３４４と塗布液供給源３６４は、共通のものとしてもよい。
第２の移動機構３７０は、第２の塗布ノズル３６１を水平方向（Ｘ軸方向）に移動させる機構部であり、アーム３７１と、レール３７２と、ノズル駆動部３７３とを備えている。アーム３７１は、第２の塗布ノズル３６１を支持する。レール３７２は、レール３５２のＹ軸負方向側において、Ｘ軸方向に沿って延伸する。レール３７２は、例えばカップ３３０のＸ軸負方向側の外方からカップ３３０のＸ軸正方向側の外方まで形成されている。ノズル駆動部３７３は、レール３７２上に設けられ、アーム３７１を水平方向に移動させる。
第２の移動機構３７０は、ノズル駆動部３７３を用いてアーム３７１をレール３７２に沿って移動させることにより、第２の塗布ノズル３６１を、カップ３３０のＸ軸正方向側の外方に設置された待機部３７４からカップ３３０内のウェハＷの外周部上方まで移動させ、さらに当該ウェハＷ上をウェハＷの径方向に移動させる。また、第２の移動機構３７０は、また、ノズル駆動部３７３を用いてアーム３７１を昇降させることにより、第２の塗布ノズル３６１の高さを調節する。
なお、本実施の形態では、第１の塗布ノズル３４１を支持するアーム３５１と第２の塗布ノズル３６１を支持するアーム３７１は、それぞれ別々のレール３５２、３７２に取り付けられていたが、同じレールに取り付けられていてもよい。また、第１の塗布ノズル３４１と第２の塗布ノズル３６１は、それぞれ別々のアーム３５１、３７１に支持されていたが、同じアームに支持されていてもよい。
また、基板処理装置３００では、処理容器３１０内に第１の塗布部３４０と第２の塗布部３６０を設け、ウェハＷ上の塗布液Ｃ１、Ｃ２の乾燥処理は処理容器３１０の外部で行うこととしている。乾燥処理は、ウェハＷを加熱して塗布液Ｃ１、Ｃ２を乾燥させる処理であってもよいし、ウェハＷの周辺雰囲気を減圧して塗布液Ｃ１、Ｃ２を乾燥させる処理であってもよい。なお、処理容器３１０内に、例えばランプヒータなどの加熱機構を乾燥部として設けて乾燥処理を行ってもよい。
以上の構成を有する基板処理装置３００で基板処理を行うにあたっては、先ずウェハＷが基板処理装置１に搬送機構（図示せず）により搬入される。基板処理装置３００に搬入されたウェハＷは、スピンチャック３２０に受け渡され吸着保持される。
続いて、工程Ｓ１の塗布処理が行われる。工程Ｓ１では、先ず、第１の移動機構３５０によって待機部３５４の第１の塗布ノズル３４１をウェハＷの外周部の上方まで移動させる。その後、図１７に示すようにスピンチャック３２０によってウェハＷを回転させながら、第１の塗布ノズル３４１からウェハＷの外周部に塗布液Ｃ１を吐出する。そして、ウェハＷの外周部に環状の塗布液Ｃ１が塗布される。
その後、工程Ｓ２において、処理容器３１０の外部でウェハＷ上の塗布液Ｃ１の乾燥処理を行う。
その後、工程Ｓ３の塗布処理が行われる。工程Ｓ３では、先ず、第２の移動機構３７０によって待機部３７４の第２の塗布ノズル３６１をウェハＷの外縁部の上方まで移動させ、さらに第２の塗布ノズル３６１を所定の高さに配置する。また、塗布液供給源３６４から第２の塗布ノズル３６１に塗布液Ｃ２を供給し、当該第２の塗布ノズル３６１の吐出口３６２から表面張力によって塗布液Ｃ２を露出させる。そして、ウェハＷの外縁部に塗布液Ｃ２を接触させる。
このように塗布液Ｃ２がウェハＷに接液し、吐出口３６２とウェハＷの間に塗布液Ｃ２の液溜りが形成されると、当該塗布液Ｃ２をウェハＷに接液させながら、第２の塗布ノズル３６１を水平方向（Ｘ軸負方向）に移動させる。そうすると、毛細管現象によって吐出口３６２から塗布液Ｃ２が引き出され、ウェハＷ上に塗布液Ｃ２が塗布される。
このとき、ウェハＷの外周部における塗布液Ｃ１の表面と吐出口３６２との距離は、内周部におけるウェハＷの表面と吐出口３６２との距離より小さい。そうすると、第２の塗布ノズル３６１から吐出される塗布液Ｃ２の供給量は、当該第２の塗布ノズル３６１から外周部に塗布される塗布液Ｃ２の膜厚が、内周部に塗布される塗布液Ｃ２の膜厚よりも小さくなるように制御される。すなわち、塗布液Ｃ２の外周部の供給量は、塗布液Ｃ２の内周部の供給量より少ない。このように塗布液Ｃ２の外周部の供給量が少ないため、当該塗布液Ｃ２の外周部にはハンプＰが殆ど形成されない。このため、塗布液Ｃ２の外周部と内周部の表面高さを同じにできる。そして、図１８に示すようにウェハＷの全面に塗布液Ｃ（塗布液Ｃ１、Ｃ２の合成）が均一な膜厚で塗布される。
その後、工程Ｓ４において、処理容器３１０の外部でウェハＷ上の塗布液Ｃ２の乾燥処理を行う。こうして、基板処理装置３００における一連の基板処理が終了する。
本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受でき、すなわちウェハＷに塗布される塗布液Ｃの供給量を少量に抑制しつつ、当該塗布液Ｃをウェハ面内で均一に塗布することができる。
なお、以上の実施の形態の基板処理装置３００では、移動機構３５０、３７０によって塗布ノズル３４１、３６１を水平方向に水平方向に移動させることで、ウェハＷと塗布ノズル３４１、３６１を相対的に移動させたが、ウェハＷを水平方向に移動させるようにしてもよい。或いは、ウェハＷと塗布ノズル３４１、３６１の両方を水平方向に移動させるようにしてもよい。
また、以上の実施の形態では、ウェハＷに塗布液を塗布する際、塗布ノズル３１、５１、３６１の吐出口３２、５２、３６２からそれぞれ毛細管現象によって塗布液を引き出していたが、塗布ノズル３１、５１、３６１からウェハＷに塗布液を供給する方法はこれに限定されない。例えばポンプ等によって強制的に塗布ノズル３１、５１、３６１の吐出口３２、５２、３６２から塗布液を吐出するようにしてもよい。
また、以上の実施の形態で用いられる塗布液には、任意の塗布液を用いることができる。例えば基板同士を接合する際に用いられる接着剤や、ウェハＷ上の回路を封止するための塗布液、ポリイミド、レジスト液などの塗布液をウェハＷ上に塗布する場合にも本発明は適用できる。
さらに、工程Ｓ１でウェハＷに塗布される塗布液Ｃ１と、工程Ｓ２でウェハＷに塗布される塗布液Ｃ２とは、異なる塗布液であってもよい。例えば基板同士を接合する際、当該基板間には保護剤、剥離剤、接着剤の３層が積層されて設けられる場合がある。かかる場合、工程Ｓ１で塗布される塗布液Ｃ１を保護剤とし、工程Ｓ２で塗布される塗布液Ｃ２を剥離剤とし、さらに別工程で塗布される塗布液Ｃ３を接着剤としてもよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
１ 基板処理装置
２０ 移動機構
３０ 第１の塗布部
３１ 第１の塗布ノズル
４０ 第１の乾燥部
４１ 第１の加熱機構
５０ 第２の塗布部
５１ 第２の塗布ノズル
６０ 第２の乾燥部
６１ 第２の加熱機構
１００ 制御部
２００ 加熱機構
２１３ 吸気装置
２２０ 基板処理装置
２２１ 塗布装置
２２２ 乾燥装置
３００ 基板処理装置
３４０ 第１の塗布部
３４１ 第１の塗布ノズル
３５０ 第１の移動機構
３６０ 第２の塗布部
３６１ 第２の塗布ノズル
３７０ 第２の移動機構
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２ 塗布液
Ｐ ハンプ
Ｗ ウェハ

Claims (9)

  1. 基板に塗布液を塗布する基板処理装置であって、
    基板に塗布液を吐出する塗布部と、
    基板と前記塗布部を水平方向に相対的に移動させる移動機構と、
    前記塗布部と前記移動機構を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記塗布部から吐出された塗布液を基板に接液させながら、前記移動機構によって基板と前記塗布部を水平方向に相対的に移動させることで基板の全面に塗布液を塗布する第１の塗布工程と、
    その後、前記塗布部から吐出された塗布液を基板に接液させながら、前記移動機構によって基板と前記塗布部を水平方向に相対的に移動させることで、前記第１の塗布工程で形成された塗布膜の上から基板の全面に塗布液を塗布する第２の塗布工程と、
    を実行するように、前記塗布部と前記移動機構を制御することを特徴とする、基板処理装置。
  2. 前記制御部は、前記第１の塗布工程における塗布液の目標膜厚と、前記第２の塗布工程における塗布液の目標膜厚とを同一に設定することを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記制御部は、前記第２の塗布工程を複数回行うように、前記塗布部と前記移動機構を制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
  4. 前記制御部は、前記第１の塗布工程と複数回の前記第２の塗布工程とを含む塗布工程において、各回の塗布液の目標膜厚を同一に設定することを特徴とする、請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記塗布部から塗布された基板上の塗布液を乾燥させる乾燥部をさらに有し、
    前記制御部は、
    前記第１の塗布工程の後であって前記第２の塗布工程の前に、前記乾燥部によって前記第１の塗布工程で塗布された塗布液を乾燥させる第１の乾燥工程と、
    前記第２の塗布工程の後に、前記乾燥部によって前記第２の塗布工程で塗布された塗布液を乾燥させる第２の乾燥工程と、
    を実行するように前記乾燥部を制御することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記塗布部と前記乾燥部は、同一の処理装置内に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記塗布部と前記乾燥部は、異なる処理装置内に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の基板処理装置。
  8. 前記乾燥部は、基板を加熱して塗布液を乾燥させることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  9. 前記乾燥部は、基板の周辺雰囲気を減圧して塗布液を乾燥させることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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