TW202319125A - 基板塗佈裝置及基板塗佈方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一邊使從上方俯視下長邊方向上吐出口與基板重合的重複距離變化、一邊對基板的表面塗佈處理液之基板塗佈裝置及方法；其對應於重複距離隨著狹縫噴嘴對基板之相對移動而變化的情形，執行使處理液朝向狹縫噴嘴之供給量削減的供給削減動作。藉此，其可抑制處理液朝狹縫噴嘴的過剩供給，使適量之處理液存在於狹縫噴嘴的吐出口與基板的表面之間。其結果，可將處理液均勻塗佈於基板的表面。

Description

基板塗佈裝置及基板塗佈方法

本發明係關於對液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置等FPD用玻璃基板、半導體晶圓、光罩用玻璃基板、彩色濾光片用基板、記錄光碟用基板、太陽電池用基板、電子紙用基板等之精密電子裝置用基板、半導體封裝用基板(以下簡稱為「基板」)由狹縫噴嘴供給處理液而進行塗佈的基板塗佈技術。

以下所示日本申請案之說明書、圖式及申請專利範圍之揭示內容，係藉由參照將其所有內容引用至本說明書中： 日本專利特願2021-151738(2021年9月17日申請)。

已知有一種基板塗佈裝置，係一邊使設於狹縫噴嘴之狹縫狀吐出口從基板的表面於上方被隔開有間隔距離，一邊使狹縫噴嘴對基板於與吐出口之長邊方向正交之塗佈方向上相對移動，且於此相對移動中，藉由從狹縫噴嘴吐出處理液，而對基板塗佈處理液。其中，塗佈對象並不限定於矩形形狀之基板，已被提案有例如對圓形形狀之半導體晶圓亦可塗佈處理液的基板塗佈裝置。作為其代表者，已知有毛細管方式之基板塗佈裝置(參照日本專利第6272138號)。

在藉由上述習知裝置，對例如半導體晶圓塗佈處理液時，將發生如下問題。此等裝置中，於上述塗佈處理中，基板的表面與吐出口之間隔距離(以下稱為「塗佈間隙」)被維持為固定。另一方面，對應於沿基板的表面移動之狹縫噴嘴的位置，從吐出口供給之處理液之接液範圍(相當於後述說明之實施形態中之「重複範圍」)連續地變化。更詳細言之，如後述說明之圖5或圖7所示，從塗佈剛開始後接液範圍逐漸擴展，當在到達基板的中央部時成為最大。當通過中央部，則接液範圍又逐漸變窄。然後，在狹縫噴嘴之移動方向(相當於本發明之「塗佈方向」之一例)上，於狹縫噴嘴通過了半導體晶圓之終端區域上方的階段，則完成塗佈處理，而狹縫噴嘴則離開基板。

在此種塗佈處理之後半、亦即狹縫噴嘴從寬廣(wide)位置(後述說明之圖4中符號P2)起移動至基板之終端的上方位置(後述說明之圖4中符號P3)的期間，於從上方俯視下長邊方向上吐出口與基板重合的重複距離減少。然而，在習知技術中，由於塗佈間隙被維持固定，如後述利用圖6所詳述，有因接液範圍(重複範圍)變窄、亦即上述重複距離減少，而發生吐出口之長邊方向上處理液供給過剩的情形。其結果，有於基板的表面周緣部中之後半圓部(圖4中符號PT4)發生膜厚變厚等不良的情形。又，在將具有於基板的表面上以較快速擴展之特性的處理液進行塗佈時，上述問題亦在塗佈處理之前半(重複距離增大之範圍)有發生的情形。

本發明係有鑑於上述課題所完成者，其目的在於提供一種基板塗佈裝置，其係一邊使從上方俯視下長邊方向上吐出口與基板重合的重複距離變化，一邊對基板的表面塗佈處理液者，其可防止過剩之處理液供給而將處理液均勻地塗佈於基板的表面。

本發明之一態樣為一種基板塗佈裝置，係對基板的表面塗佈處理液者；其具備有：狹縫噴嘴，其具有與基板的表面相對向之狹縫狀之吐出口；移動部，其在與吐出口之長邊方向正交之塗佈方向上，使狹縫噴嘴對基板相對移動；處理液供給部，其構成為可隨著狹縫噴嘴之相對移動而對狹縫噴嘴供給處理液；以及控制部，其控制處理液供給部及移動部；其中：處理液供給部可執行使處理液朝狹縫噴嘴之供給量削減的供給削減動作；控制部控制處理液供給部，使得對應於從上方俯視下長邊方向上之吐出口與基板重合的重複距離隨著狹縫噴嘴對基板之相對移動而變化的情形，被執行供給削減動作。

又，本發明之其他態樣為一種基板塗佈方法，係一邊從配置於基板的表面上方之狹縫噴嘴所設置的狹縫狀之吐出口吐出處理液，一邊使狹縫噴嘴對基板在與吐出口之長邊方向正交之塗佈方向上相對移動，而對基板的表面塗佈處理液者；其中，對應於從上方俯視下長邊方向上之吐出口與基板重合的重複距離隨著狹縫噴嘴對基板之相對移動而變化的情形，被執行使處理液朝向狹縫噴嘴之供給量削減的供給削減動作。

若在上述重複距離隨著狹縫噴嘴對基板之相對移動而變化的期間，使供給量維持固定，則有如後述利用圖4至圖6所說明者，因處理液之過剩供給而膜厚增大的現象(以下稱為「過剩膜厚」)的情形。因此，本發明係對應於重複距離之變化而執行供給削減動作。藉此，其可抑制過剩供給，而使適量的處理液存在於狹縫噴嘴的吐出口與基板的表面之間。

如上，根據本發明，在一邊使重複距離變化、一邊對基板的表面塗佈處理液的基板塗佈裝置中，其可防止過剩處理液之供給而將處理液均勻地塗佈於基板的表面。

上述本發明各態樣所具有之複數個構成要件並非全部均為必要者，為了解決上述課題的一部分或全部、或者為了達成本說明書所記載之效果的一部分或全部，其可適當地對上述複數個構成要件的一部分構成要件進行變更、刪除、替換為新穎之其他構成要件、刪除限定內容的一部分。又，為了解決上述課題的一部分或全部、或者為了達成本說明書所記載之效果的一部分或全部，亦可將上述本發明一態樣所含之技術特徵的一部分或全部與上述本發明其他態樣所含之技術特徵的一部分或全部進行組合，而作成為本發明之獨立一形態。

圖1A為表示可適用本發明之基板塗佈方法之第1實施形態的基板塗佈裝置的構成圖。又，圖1B為表示圖1A所示基板塗佈裝置之電氣構成的方塊圖。此基板塗佈裝置100係對半導體晶圓等大致圓盤形狀之基板W的表面Wf，將處理液藉由所謂毛細管方式進行塗佈者。又，圖1A中，為了使塗佈單元之各部的方向關係明確，已適當加註XYZ正交座標系統，並以Z方向為上下方向，XY平面為水平面。又，為了容易理解，視需要已將各部之尺寸或數量進行誇張或簡略描繪。

基板塗佈裝置100係使用狹縫噴嘴2對基板W的表面Wf塗佈處理液的所謂狹縫塗佈器的裝置。作為處理液，其包含有例如光阻劑液、彩色濾光片用液、聚醯亞胺、矽、奈米金屬墨水、含導電性材料之漿料等。此基板塗佈裝置100具備有：可以水平姿勢對基板W進行吸附保持的平台1；對保持於平台1之基板W吐出處理液的狹縫噴嘴2；對狹縫噴嘴2供給處理液之處理液供給部3；使狹縫噴嘴2相對於基板W移動的噴嘴移動機構4；以及控制裝置全體的控制部5。

平台1由具有大致長方體形狀之花崗岩等石材所構成，於其表面(+Z側)中之(+X)側，具有被加工為大致水平之平坦面並保持基板W的保持面11。於保持面11分散形成有未圖示之多個真空吸附口。藉由此等真空吸附口吸附基板W，於塗佈處理時將基板W大致水平地保持於既定位置。又，基板W之保持態樣並不被限定於此，例如亦可構成為機械性地保持基板W。

圖2為表示圖1A所示基板塗佈裝置中使用之狹縫噴嘴之一例的外觀立體圖。狹縫噴嘴2具有藉由複數根固定螺絲(省略圖示)將第1本體部21、第2本體部22及薄墊片23彼此結合的構造。更詳細言之，其係使第1本體部21與第2本體部22挾持薄墊片23並在X方向上相對向的狀態下結合，而構成狹縫噴嘴2。

第1本體部21及第2本體部22係例如由不鏽鋼或鋁等金屬塊所切削而成者。又，薄墊片23係由相同之金屬材料所形成的薄板狀構件。

第1本體部21與第2本體部22相對向側的主面、亦即(+X)側之主面，係形成為與YZ平面平行的第1平坦面。又，第1本體部21之下部係朝下突出而形成第1唇部21c。於Z方向上之第1平坦面之中央部，設有以Y方向為長邊方向、以X方向為深度方向之大致半圓柱形狀的溝(省略圖示)。此溝在塗佈液之流路中作為歧管而發揮功能，經由塗佈液供給口(圖3中符號25)而與處理液供給部3相連接。

另一方面，第2本體部22與第1本體部21相對向側的主面、亦即(-X)側之主面，係成為與YZ平面平行的第2平坦面。又，第2本體部22之下部係朝下突出而形成第2唇部22c。上述第1平坦面及第2平坦面以隔開而相對向之方式，將第1本體部21與第2本體部22經由薄墊片23結合。

在第1本體部21與第2本體部22被結合的狀態下，第1平坦面與第2平坦面成為隔著相當於薄墊片23厚度之微小間隙而平行地相對向。此種彼此相對向之對向面(第1平坦面及第2平坦面)之間的間隙部分係成為來自歧管之塗佈液流路，其下端朝基板W的表面Wf向下開口作為吐出口24而發揮功能。吐出口24係以Y方向為長邊方向，於X方向上具有微小尺寸。

薄墊片23形成為朝下開口之逆U字型。第1本體部21與第2本體部22之間的間隙被挾入薄墊片23，而間隙空間中，較溝更靠上方之上端部、及Y方向上之兩側端部藉由薄墊片23所閉塞。藉此，間隙空間中未被薄墊片23所閉塞的空間，係對連接作為歧管之溝與吐出口24進行規定之塗佈液流路。換言之，薄墊片23被設成，成為塗佈液流路之部分被切缺而包圍吐出口以外之塗佈液流路的周圍，如此之形狀。

圖3為表示處理液供給部的構成圖。處理液供給部3如圖3所示，作為用於將處理液輸送至狹縫噴嘴2的輸送源，其使用藉由體積變化而輸送處理液的泵31。作為泵31，可使用例如日本專利特開平10-61558號公報記載之風箱型(bellows type)泵。此泵31具有可於徑方向上自由彈性膨脹收縮的可撓性管311。此可撓性管311之一端藉由配管32連接於處理液補充單元33，另一端藉由配管34連接於狹縫噴嘴2之塗佈液供給口25。

於可撓性管311外側，被配置可於軸方向上自由彈性變形的波紋管312。此波紋管312具有小型波紋管部313與大型波紋管部314，其於可撓性管311與波紋管312之間的泵室315中被封入非壓縮性媒體。又，於小型波紋管部313與大型波紋管部314之間被設有作動盤部316。於作動盤部316被連接驅動部317。驅動部317根據來自控制部5的指令作動，而作動盤部316例如移位至軸方向一側，使波紋管312內側的容積改變。藉此，可撓性管311於徑方向膨脹收縮而執行泵動作，使自處理液補充單元33被適當補給之處理液輸送至狹縫噴嘴2。相反地，在作動盤部316例如移位至軸方向另一側，而使波紋管312內側的容積改變時，則將狹縫噴嘴2內之處理液朝向處理液補充單元33吸引。又，如後述所說明，在狹縫噴嘴2相對於基板W朝(+X)方向移動中，藉由作動盤部316移位至軸方向另一側，則抽回朝向狹縫噴嘴2流動之處理液之一部分，藉此可執行使處理液對狹縫噴嘴2之供給量削減的供給削減動作。如此，泵31相當於本發明之「流量調整部」之一例。

處理液補充單元33具有貯存處理液之貯存槽331。此貯存槽331藉由配管32連接至泵31。又，於配管32插設有開關閥333。此開關閥333係根據來自控制部5之補充指令而開放，其可將貯存槽331內之處理液補充至泵31之可撓性管311中。相反地，其根據來自控制部5之補充停止指令而關閉，而可限制從貯存槽331朝泵31之可撓性管311的處理液補充。

於泵31輸出側(圖3左側)被連接的配管34，被插設有開關閥35，其根據來自控制部5之開關指令而開關。藉此，其可切換處理液朝狹縫噴嘴2的送液、來自狹縫噴嘴2之處理液的吸引、送液停止及吸引停止。又，於配管34被安裝有壓力計36，其檢測輸送至狹縫噴嘴2之處理液的壓力，將其檢測結果(壓力值)輸出至控制部5。

如此所構成之處理液供給部3係在狹縫噴嘴2位於基板W之(-X)方向側的端部上方位置(後述說明之圖4中之「塗佈開始位置P1」)，使吐出口24接近基板W的表面Wf並使處理液附著於表面Wf時，依如下方式動作。亦即，根據來自控制部5之開關指令，關閉開關閥333並且打開開關閥35，而且根據來自控制部5之送液指令而使泵31作動。藉此，藉由泵31朝向狹縫噴嘴2送入處理液，並於吐出口24與基板W的表面Wf之間形成處理液之珠粒(液聚積)。

又，在本實施形態中，由於基板W的表面Wf為大致圓形狀之半導體晶圓，因此其與日本專利第6272138號記載之裝置同樣地藉由毛細管方式執行處理液之塗佈。亦即，根據來自控制部5之開關指令而打開開關閥333，同時根據來自控制部5之送液停止指令而停止泵31之作動。然後，一邊使吐出口24接近基板W的表面Wf，一邊藉由噴嘴移動機構4使狹縫噴嘴2對基板W相對地從(-X)方向側朝(+X)方向側移動。於此移動時，其藉由在吐出口24與基板W之間產生之處理液(處理液之珠粒)的表面張力而從吐出口24吐出處理液。因此，在Y方向上延伸設置之吐出口24中，於與基板W相對向之部位吐出處理液，相對地，在不存在基板W之部位則不吐出處理液。此種吐出狀態之變化將伴隨著藉由噴嘴移動機構4使狹縫噴嘴2相對於基板W於X方向移動而發生。如此，當朝向基板W之處理液塗佈結束時，則狹縫噴嘴2在上方離開基板W後，從(+X)方向側返回(-X)方向側。

回到圖1A及圖1B繼續說明其構成。噴嘴移動機構4具有：在Y方向橫跨平台1上方且支撐狹縫噴嘴2之橋構造的噴嘴支撐體41；以及使噴嘴支撐體41在X方向水平移動的噴嘴移動部42。因此，其可藉由噴嘴移動部42使支撐於噴嘴支撐體41之狹縫噴嘴2在X方向水平移動。如此，本實施形態中，噴嘴移動部42相當於本發明之「移動部」之一例。

噴嘴支撐體41具有：固定狹縫噴嘴2之固定構件41a；以及支撐固定構件41a並使其升降的2個升降機構41b。固定構件41a係以Y方向為長邊方向之剖面呈矩形的棒狀構件，由碳纖維補強樹脂等所構成。2個升降機構41b連接於固定構件41a長邊方向之兩端部，其分別具有AC伺服馬達及滾珠螺桿等。藉由此等升降機構41b，可使固定構件41a與狹縫噴嘴2一體地於上下方向(Z方向)進行升降，而調整狹縫噴嘴2的吐出口24與基板W的表面Wf之間隔、亦即吐出口24距離基板W的表面Wf之間隔距離(以下稱為「塗佈間隙」)。又，狹縫噴嘴2於Z方向的位置，可藉由線性編碼器(省略圖示)進行檢測。

噴嘴移動部42具備有：在X方向引導狹縫噴嘴2之移動的2條導軌43；屬於驅動源的2個線性馬達44；以及用於檢測狹縫噴嘴2之吐出口位置的2個線性編碼器45。

2條導軌43係以從Y方向挾持基板W載置範圍之方式配置於平台1之Y方向的兩端，並以涵括基板W載置範圍之方式在X方向延伸設置。然後，藉由使2個升降機構41b之下端部分別沿著2條導軌43被引導，使狹縫噴嘴2在被支撐於平台1上之基板W上方朝向X方向移動。

2個線性馬達44分別為具有定子44a與轉子44b的AC無鐵心線性馬達。定子44a係於平台1之Y方向的兩側面沿X方向設置。另一方面，轉子44b係被固定設置於升降機構41b之外側。線性馬達44藉由此等定子44a與轉子44b之間產生的磁力，作為噴嘴移動機構4之驅動源而發揮功能。

又，2個線性編碼器45分別具有刻度部45a與檢測部45b。刻度部45a係在固定設置於平台1之線性馬達44的定子44a下部沿著X方向設置。另一方面，檢測部45b被固定設置於線性馬達44之轉子44b的更外側，且與刻度部45a相對向配置，該線性馬達44之轉子44b被固定設置於升降機構41b。線性編碼器45根據刻度部45a與檢測部45b之相對位置關係，檢測X方向(相當於噴嘴移動方向或相對移動方向)上之狹縫噴嘴2的吐出口位置。

用於控制如上述構成之基板塗佈裝置100的控制部5，係如圖1B所示，其構成為，將進行各種演算處理之演算部51(例如CPU等)、記憶基本程式及各種資訊之記憶部52(例如ROM或RAM等)連接於匯流排線的一般電腦系統。匯流排線進一步連接於對塗佈程式等進行記憶的固定磁碟53(例如硬碟驅動器等)。又，上述處理液供給部3、噴嘴移動機構4及輸入顯示部6適宜地經由介面(I/F)而連接。輸入顯示部6顯示各種資訊，並且受理來自操作者之輸入，其例如由觸控面板所構成。當然，亦可取代輸入顯示部6，而使用顯示各種資訊之顯示器及受理來自操作者之輸入的鍵盤或滑鼠等。

在控制部5中，事先記憶於固定磁碟53之塗佈程式被複製至記憶部52(例如RAM等)，並且演算部51依照記憶部52之塗佈程式執行演算處理。藉此，藉由處理液供給部3之控制，其於適當時機從狹縫噴嘴2的吐出口24吐出處理液，並且藉由噴嘴移動機構4之控制，執行供給削減動作及狹縫噴嘴2以固定速度之X方向掃描。其結果，對基板W的表面Wf以所需膜厚塗佈處理液。如此，控制部5的演算部51作為噴嘴掃描部512及供給削減部513而發揮功能。尤其，供給削減部513係根據以下詳述之分析結果，控制供給削減動作。更詳言之，對處理液供給部3依下述方式進行控制：於從上方俯視下長邊方向Y上吐出口24與基板W重合的重複距離(圖5、圖8中符號L)隨著狹縫噴嘴2對基板W之相對移動(X方向掃描)而減少的期間(亦即重複減少期間)，對應於重複距離L之變化而隨著狹縫噴嘴2之X方向掃描，以削減狹縫噴嘴2所供給之處理液之量。藉由此供給削減動作，其可提高處理液之膜厚的均勻性。

於此，為了說明供給削減動作優秀的理由，首先，針對由上述構成之基板塗佈裝置100如同習知技術將塗佈間隙維持為固定，並依固定掃描速度執行塗佈處理的情形，參照圖4至圖6進行說明。其中，對習知技術中在基板W之後半圓部(圖4中符號PT4)發生膜厚不良的理由進行研究，並且說明用於解決此膜厚不良的具體手段。然後，針對基板塗佈裝置100之具體動作進行說明。

圖4為表示圖1A及圖1B所示基板塗佈裝置中狹縫噴嘴對基板之相對移動動作的概略圖，圖4中，圖示出對應於上述移動動作將基板之周緣部區分為5種的情形。於此，例示以直徑300mm之半導體晶圓作為基板W，並使狹縫噴嘴2對該基板W於X方向進行掃描的情形。亦即，基板塗佈裝置100中，使狹縫噴嘴2對基板W進行掃描，使得於塗佈方向X，從吐出口24位於基板W一端部(-X方向側端部)上方之塗佈開始位置P1的狀態起，吐出口24經由距離塗佈開始位置P1為基板W之半徑r(於此實施形態中，r=150mm)的寬廣位置P2，到達基板W另一端部(+X方向側端部)上方之塗佈結束位置P3為止。

又，本說明書中為了方便說明，如圖4之下段所示，將基板W的表面周緣區域對應於狹縫噴嘴2之位置區分為「塗佈開始部位PT1」、「前半圓部位PT2」、「寬廣部位PT3」、「後半圓部位PT4」及「塗佈結束部位PT5」。亦即，基板W的表面周緣區域中，在狹縫噴嘴2位於塗佈開始位置P1時，接受處理液供給之周緣供給區域為塗佈開始部位PT1。又，在狹縫噴嘴2從塗佈開始位置P1移動至寬廣位置P2的期間，接受處理液供給之部位為前半圓部位PT2。又，在狹縫噴嘴2位於寬廣位置P2時，接受處理液供給之部位為寬廣部位PT3。又，在狹縫噴嘴2從寬廣位置P2移動至塗佈結束位置P3的期間，接受處理液供給之部位為後半圓部位PT4。進而，在狹縫噴嘴2位於塗佈結束位置P3時，接受處理液供給之周緣供給區域為塗佈結束部位PT5。

再者，圖4中之「0」、「150」、「300」係表示狹縫噴嘴2從塗佈開始位置P1起的移動距離。又，符號G(0)、G(150)、G(300)分別表示狹縫噴嘴2位於塗佈開始位置P1、寬廣位置P2及塗佈結束位置P3時的塗佈間隙。

圖5為表示以圖1A及圖1B所示基板塗佈裝置，如同習知技術為依固定掃描速度進行塗佈處理時之塗佈狀態的圖。圖5中(A)~(C)欄係概略性地表示在狹縫噴嘴2位於彼此不同之6個位置SLa~SLf之時點，由上方、(-Y)方向及(+X)方向觀察狹縫噴嘴2、基板W及處理液的圖。此等中，在位置SLa，狹縫噴嘴2位於較塗佈開始位置P1更靠(-X)方向，於(-X)方向離開基板W。在位置SLb，狹縫噴嘴2位於塗佈開始位置P1。另一方面，位置SLf表示從位置SLb(塗佈開始位置P1)移動300mm以上於塗佈方向(+X)離開基板W另一端部上方的位置，位置SLc~SLe表示位置SLb、SLf之間的3個移動位置，尤其是在位置SLd，狹縫噴嘴2位於寬廣位置P2。又，此等圖式中，已塗佈處理液之區域係藉由影線(hatching)而概略表示。再者，關於此等，於後述說明之圖8中亦相同。

接著，在基板塗佈裝置100中，當進行習知塗佈動作、亦即在使泵31停止且另一方面已打開開關閥35、333之狀態下，當一邊使狹縫噴嘴2依固定之掃描速度移動一邊進行塗佈處理時，則會有發生下述問題之情形。當藉由省略圖示之搬送機器人將基板W搬送至基板塗佈裝置100時，頂銷(省略圖示)從平台1之中央部上升而支撐基板W的背面。接著，搬送機器人從基板塗佈裝置100退出。藉此，對頂銷進行基板W之交接。其後，頂銷下降至平台1內部而基板W被載置於平台1之保持面11，並且藉由省略圖示之吸附機構而被保持於平台1之保持面11。

基板塗佈裝置100中，使狹縫噴嘴2從於(-X)方向離開被保持於保持面11之基板W的位置Sla而移動至適合於塗佈處理的位置，如圖5之「SLb」欄所示，狹縫噴嘴2被定位於塗佈開始位置P1。於塗佈處理開始前，於此塗佈開始位置P1且在將塗佈間隙調整為既定值之狀態下，於維持開關閥35打開之狀態將開關閥333暫時關閉，並且泵31暫時地作動。藉此，於吐出口24與基板W的表面Wf之間形成處理液之珠粒。再者，於形成珠粒後，打開開關閥333並且停止泵31。因此，處理液對應於配管32之兩端部的壓力差而經由配管32進行流動。

當開始塗佈處理，則在將塗佈間隙被維持為固定之狀態下，使狹縫噴嘴2一邊朝(+X)方向移動、一邊將從處理液供給部3供給之處理液LD從吐出口24吐出。此時，藉由於吐出口24與基板W之間發生之處理液LD(處理液之珠粒)之表面張力，處理液經由配管32供給至狹縫噴嘴2。亦即，隨著塗佈處理之進行而於狹縫噴嘴2產生負壓，處理液從貯存槽331側朝狹縫噴嘴2側流動於配管32內，並從吐出口24被吐出。藉此，使處理液LD塗佈於基板W的表面Wf。然後，狹縫噴嘴2被維持於固定掃描速度而朝向(+X)方向移動，隨著狹縫噴嘴2之移動，吐出口24與基板W之重複距離L、亦即處理液LD之吐出寬度(接液範圍)逐漸擴大。然後，在狹縫噴嘴2到達位置SLd(亦即寬廣位置P2)時成為最大。

在狹縫噴嘴2通過基板W中央部、進一步朝(+X)方向移動時，重複距離L(處理液之吐出寬度)逐漸變窄，於基板W(+X)方向側之端部之上方位置、亦即到達塗佈結束位置P3之時點進行處理液LD之最後塗佈。在狹縫噴嘴2從該塗佈結束位置P3進一步朝(+X)方向移動而位於位置SLf之時點，狹縫噴嘴2之移動被停止。

如此被進行塗佈處理，尤其在狹縫噴嘴2從寬廣位置P2(位置SLd)朝塗佈結束位置P3移動的期間，重複距離L隨著狹縫噴嘴2之移動而減少。亦即，該期間成為重複減少期間。於此重複減少期間，隨著重複距離L、亦即處理液LD之吐出寬度(接液範圍)逐漸減少，處理液LD一邊維持既定之彎液面、一邊於長邊方向Y上朝吐出口24之中央部側變窄，如此為佳。然而，變窄動作無法跟上，例如圖6所示，相較於原本用以依預定之膜厚進行塗佈的理想彎液面M0(圖6中之單點鏈線)，藉由存在於吐出口24與基板W之間的處理液LD所形成的彎液面則偏移至更靠外側的彎液面M1(圖6中之實線)。亦即，相對於狹縫噴嘴2之掃描移動，處理液LD於長邊方向Y過度擴展，而存在有如圖6中加註點影般過剩之處理液LD。

而且，由於基板W的表面Wf為大致圓形狀，如圖7所示，重複減少期間中重複距離L之變化速度為非固定者，即使供給量之最佳值隨著狹縫噴嘴2之移動而變動，但是對經由配管32供給至狹縫噴嘴2之處理液的量並未控制。其結果，在習知技術中，最終如圖5「SLf」欄所示，在相當於後半圓部位PT4之處的膜厚較設定值為厚，亦即有發生過剩膜厚不適的情形。

因此，本發明人得到如下結論：藉由對應於重複距離L之變化而削減經由配管32供給至狹縫噴嘴2之處理液的量，則可解決上述課題。以下，解析重複減少期間中重複距離L之變化的內容，參照圖7進行說明，其後針對根據此解析結果之基板塗佈裝置100的塗佈動作，參照圖8予以說明。

圖7為表示重複距離及重複距離之變化速度相對於掃描距離的圖。於此所謂「掃描距離」意指塗佈方向X上距基板W之(-X)方向端部的距離、亦即狹縫噴嘴2從位置SLb(塗佈開始位置P1)起之移動距離。藉由將圖7中段所示圖(表示重複距離L之變化相對於掃描距離的圖)所表示的函數進行微分，而得到如圖7下段所示的重複距離L之變化速度。為了防止上述過剩膜厚不適發生，重要的是於重複減少期間，使基板W與吐出口24之間之處理液LD的變窄對應於重複距離L之變化速度。由此等圖可闡明，重複距離L係從位置SLb(塗佈開始位置P1)起開始移動時急遽增加，在掃描距離為基板尺寸(本實施形態中為300mm)之一半的位置SLd(寬廣位置P2)時成為最大。然後，在掃描距離進一步增加、亦即狹縫噴嘴2在基板W之(+X)方向端部之上方位置(塗佈結束位置P3)移動的期間，重複距離L以急遽之變化速度而變短。亦即，於重複減少期間(掃描距離150mm~300mm)，重複距離L之減少率呈指數性增大。因此，於重複減少期間中、尤其是重複距離L急遽減少之最終階段，為了追隨此情形而使過剩處理液LD(圖6中加註點影處)不致發生、期望於長邊方向Y上使處理液LD朝吐出口24之中央部變窄，其較佳為，削減經由配管32而供給至狹縫噴嘴2之處理液LD的供給量。亦即，於重複減少期間，其較佳為，使塗佈間隙對應於重複距離L之變化而改變，亦即控制部5根據下述表示重複減少期間中重複距離L之變化的函數以控制泵31：

其中，x為狹縫噴嘴2從塗佈開始位置P1起朝向寬廣位置P2對基板W進行相對移動的掃描距離。

更具體而言，當部分地抽出重複減少期間中重複距離L之變化，則如圖7上段所示，在狹縫噴嘴2於塗佈方向X上從掃描距離xn-1之位置微小移動至掃描距離xn之位置時，重複距離L之變化量ΔL成為：

其中，Ln為狹縫噴嘴2位於掃描距離xn時之重複距離； Ln-1為狹縫噴嘴2位於掃描距離xn-1時之重複距離。 因此，控制部5以狹縫噴嘴2位於掃描距離xn時之供給削減速度SR(x)滿足下式之方式來控制泵31，如此為佳：

其中，a、b分別為常數。 藉此，於基板W與吐出口24之間，於重複減少期間可抑制過剩之處理液LD(圖6中加註點影處)，而使長邊方向Y上之處理液LD之變窄最佳化。其結果，於後半圓部位PT4中，則可有效防止過剩膜厚不適情形之發生。本實施形態中，如圖8所示，於重複減少期間，以滿足上式(1)之方式控制供給削減速度SR(x)，並進行塗佈處理。

圖8為表示本發明之基板塗佈方法之第1實施形態的圖。此第1實施形態與習知技術的差異在於，如圖8上段圖中之實線所示，於重複減少期間，以滿足上式(1)之方式控制供給削減速度；其他構成則與習知技術相同。再者，上述「供給削減速度」意指：藉由泵31之作動而於配管32流通之處理液的一部分被抽回至貯存槽331側，使削減處理液對狹縫噴嘴2側之供給量，藉由此供給削減動作而每單位時間被削減之處理液的量。

第1實施形態中，如圖4及圖8所示，在狹縫噴嘴2從塗佈開始位置P1掃描移動至寬廣位置P2的期間，使泵31停止，亦即與習知技術同樣地在將供給削減速度維持為零之同時執行狹縫噴嘴2之掃描移動。然後，在狹縫噴嘴2從寬廣位置P2(掃描距離150mm)於X方向掃描移動至塗佈結束位置P3(掃描距離300mm)的期間，控制部5依照式(1)使供給削減速度SR(x)增大。因此，於塗佈即將結束前，雖然重複距離L急遽變化，但對應於此情形增大供給削減速度SR(x)，藉此將供給至狹縫噴嘴2之處理液的量抑制為較少。因此，其可抑制過剩之處理液LD(圖6中加註點影處)，隨著重複距離L之變化而使長邊方向Y上之處理液LD之變窄最適化。其結果，於後半圓部位PT4，可有效防止過剩膜厚不適情形之發生。

如此，根據本實施形態，於重複減少期間中，適量之處理液LD存在於狹縫噴嘴2的吐出口24與基板W的表面Wf之間，而可於後半圓部位PT4有效防止過剩膜厚不適情形之發生。另一方面，塗佈處理之前半(狹縫噴嘴2從塗佈開始位置P1移動至寬廣位置P2的期間)係重複距離L增大之期間，由於其不會發生重複減少期間所發生的課題，因此供給削減速度SR(x)被設定為零。其結果，可對基板W全體均勻地塗佈處理液。

然而，上述第1實施形態中，如圖8中由實線所示模式，雖使供給削減速度SR依曲線形狀變化，但亦可例如圖9所示，使其依折線形狀變化(第2實施形態)。關於此點，以下說明之實施形態中亦相同。

又，成為本發明對象之處理液係如上述有各式各樣，而在基板W的表面Wf上具有比較快速擴展特性的處理液亦被包含於本發明之對象中。當將具有此種特性之處理液依毛細管方式進行塗佈時，其有於前半圓部位PT2亦發生過剩膜厚不適的情形。因此，亦可將供給削減動作適用於塗佈處理之前半(重複距離L增大之範圍) (第3實施形態)。

圖10為表示本發明之基板塗佈方法之第3實施形態的圖。此第3實施形態與第1實施形態的差異在於，如圖10上段圖中之實線所示，在重複距離L隨著狹縫噴嘴2對基板W之相對移動(X方向掃描)而增大的期間(亦即重複增大期間)，亦執行供給削減動作；其他構成則與第1實施形態相同。

如此，於第3實施形態中，在狹縫噴嘴2從塗佈開始位置P1掃描移動至寬廣位置P2的重複增大期間中，控制部5依照式(1)使供給削減速度SR(x)增大。因此，於塗佈剛開始後，雖然重複距離L急遽變化，但對應於此情形則增大供給削減速度SR(x)，藉此將供給至狹縫噴嘴2之處理液量抑制為較少。因此，可抑制過剩之處理液LD(圖6中加註點影處)，隨著重複距離L之變化使長邊方向Y上處理液LD之變窄最適化。其結果，於前半圓部位PT2，可有效防止過剩膜厚發生。又，於重複減少期間亦與第1實施形態同樣地執行供給削減動作。其結果，可對基板W全體均勻地塗佈處理液。

上述第3實施形態中，係於塗佈剛開始後即開始供給削減動作，但亦可利用處理液供給部3之泵31於塗佈開始前調整構成珠粒之處理液的量(第4實施形態)。以下參照圖11說明第4實施形態。

圖11為表示本發明基板塗佈方法之第4實施形態的圖。此第4實施形態與第3實施形態的較大差異在於，於塗佈開始前執行珠粒調整動作；其他構成則與第3實施形態相同。因此，以下以差異點為中心進行說明，而對於相同構成被加註相同符號並省略其說明。

第4實施形態係著眼於泵31兼具送液功能及吸引功能，控制部5如以下所示控制處理液供給部3而執行珠粒形成動作。亦即，於塗布開始前(狹縫噴嘴2之移動開始前)，根據來自控制部5之開關指令關閉開關閥333並打開開關閥35，而且根據來自控制部5之送液指令使泵31作動。於上述第3實施形態中，如圖11中之虛線所示，泵31依構成適合於塗佈處理之珠粒所必要之供給量SM1將處理液加壓輸送至狹縫噴嘴2，而形成處理液之珠粒。

相對於此，第4實施形態中，在使狹縫噴嘴2位於位置SLb(塗佈開始位置P1)之狀態下，以2步驟形成珠粒。更詳言之，控制部5對泵31傳送出送液指令，將泵31控制為，以多於上述供給量SM1之供給量SM4而將處理液加壓輸送至狹縫噴嘴2(大珠粒形成步驟)。藉此，如圖11中左端欄所示，其形成比適合於塗佈處理之珠粒B1稍大的珠粒B2。接著，控制部5對泵31傳送出吸引指令，將泵31控制為，將處理液從狹縫噴嘴2抽回既定之回吸量SB4(回吸步驟)。藉此，從珠粒B2去除回吸量SB4之處理液，因此如圖11中左起第2欄所示，形成適合於塗佈處理之珠粒B1。

如此，根據第4實施形態，由於藉由大珠粒形成步驟及回吸步驟之2步驟形成適當的珠粒，其可得到下述之作用效果。珠粒B1必需對應於膜厚作控制。因此，為了較薄地形成膜厚，則構成珠粒B1之處理液的量亦需變少，在如第3實施形態以1個步驟形成珠粒B1時，將難以正確地控制處理液之供給量SM1。

又，在基板W為半導體晶圓等之大致圓形狀基板時，於形成珠粒B1的區域中，基板W的表面Wf上處理液的著液範圍狹窄。因此，其難以從在Y方向上寬廣之吐出口24吐出少量處理液並於細微之著液範圍形成珠粒B1。於此，為了使珠粒穩定化，例如圖11左端欄所示，期望使珠粒B2形狀形成為，從基板W與吐出口24所挾持之空間起，於吐出口24之長邊方向Y擴展的形狀。然後，藉由從此等穩定形成之珠粒B2吸引一部分處理液，而可容易地將珠粒B1調整為所需形狀。

再者，本發明並不受限於上述實施形態，在不脫離其要旨之前提下，其可進行上述以外之各種變更。例如於第4實施形態中對第3實施形態適用2步驟之珠粒形成動作，但對第1實施形態或第2實施形態亦可予以適用。

又，上述第1實施形態至第3實施形態中，使用泵31作為本發明之「流量調整部」，但亦可藉由其他手段控制供給削減速度。例如亦可於配管32插設電磁針閥，藉由控制部5調整電磁針閥之閥開度而控制供給削減速度。又，亦可藉由調整貯存槽331內之壓力而控制供給削減速度。

又，上述實施形態中，係將本發明適用於對表面Wf為大致圓形狀半導體晶圓之基板W塗佈處理液LD的基板塗佈技術中，但基板W之種類並不受限定於此。在對於例如表面Wf被加工完成為菱形、正五角形及正六角形等之基板W等塗佈處理液LD之基板塗佈技術中，亦可適用本發明。其重點在於，本發明可適用於如下場合：藉由使狹縫噴嘴2對基板W於塗佈方向X相對移動，而從狹縫噴嘴2的吐出口24對基板W的表面Wf吐出處理液LD來進行塗佈的基板塗佈技術中，於從上方俯視下長邊方向Y上吐出口24與基板W重合的重複距離L隨著狹縫噴嘴2對基板W之相對移動而改變。

又，上述實施形態中，係將基板W固定，並且一邊使狹縫噴嘴2於塗佈方向X移動、一邊進行處理液LD之塗佈，但塗佈態樣並不受限定於此。例如亦可使狹縫噴嘴2固定而使基板W移動。又，亦可使狹縫噴嘴2及基板W雙方移動而塗佈處理液LD。重點在於，本發明可適用於執行一邊使狹縫噴嘴2對基板W相對移動、一邊進行塗佈處理的所有基板塗佈技術中。

以上，雖已根據特定之實施例對本發明進行了說明，但該說明不應被以限定之意義解釋。如參照本發明之說明，對本領域中具有通常知識者而言本發明之其他實施形態，所揭示之實施形態的各種變形例均係可顯而易見。因此，在不脫離本發明之真實範圍，本發明之申請專利範圍亦包含該些變形例或實施形態。

本發明可適用於：一邊從配置於基板的表面上方側之狹縫噴嘴的吐出口對基板的表面供給處理液，一邊使狹縫噴嘴對基板在塗佈方向上相對移動，而對基板的表面塗佈處理液的所有基板塗佈技術中。

1:平台 2:狹縫噴嘴 3:處理液供給部 4:噴嘴移動機構 5:控制部 6:輸入顯示部 11:保持面 21:第1本體部 21c:第1唇部 22:第2本體部 22c:第2唇部 23:薄墊片 24:(狹縫噴嘴的)吐出口 25:塗佈液供給口 31:泵 32,34:配管 33:處理液補充單元 35:開關閥 36:壓力計 41:噴嘴支撐體 41a:固定構件 41b:升降機構 42:噴嘴移動部(移動部) 43:導軌 44:線性馬達 44a:定子 44b:轉子 45:線性編碼器 45a:刻度部 45b:檢測部 51:演算部 52:記憶部 53:固定磁碟 100:基板塗佈裝置 311:可撓性管 312:波紋管 313:小型波紋管部 314:大型波紋管部 315:泵室 316:作動盤部 317:驅動部 331:貯存槽 333:開關閥 512:噴嘴掃描部 513:供給削減部 L:重複距離 LD:處理液 M0,M1:彎液面 P1:塗佈開始位置 P2:寬廣位置 P3:塗佈結束位置 PT1:塗佈開始部位 PT2:前半圓部位 PT3:寬廣部位 PT4:後半圓部位 PT5:塗佈結束部位 SLa~SLf:(狹縫噴嘴之)位置 W:基板 Wf:(基板的)表面 X:塗佈方向 Y:長邊方向 Z:上下方向

圖1A為表示可適用本發明之基板塗佈方法之第1實施形態的基板塗佈裝置之一例的圖。 圖1B為表示圖1A所示基板塗佈裝置之電氣構成的方塊圖。 圖2為表示圖1A所示基板塗佈裝置中使用之狹縫噴嘴之一例的外觀立體圖。 圖3為表示處理液供給部的構成圖。 圖4為表示圖1A及圖1B所示基板塗佈裝置中狹縫噴嘴對基板之相對移動動作的概略圖。 圖5為表示於圖1A及圖1B所示基板塗佈裝置中，如同習知技術依固定掃描速度進行塗佈處理時的塗佈狀況的圖。 圖6為表示形成於基板與吐出口之間之彎液面、與塗佈間隙之關係的概略圖。 圖7為表示相對於掃描距離之重複距離及重複距離之變化速度的圖。 圖8為表示本發明基板塗佈方法之第1實施形態的圖。 圖9為表示本發明基板塗佈方法之第2實施形態的圖。 圖10為表示本發明基板塗佈方法之第3實施形態的圖。 圖11為表示本發明基板塗佈方法之第4實施形態的圖。

2:狹縫噴嘴

24:(狹縫噴嘴的)吐出口

L:重複距離

LD:處理液

P1:塗佈開始位置

P2:寬廣位置

SLa~SLf:(狹縫噴嘴之)位置

W:基板

Wf:(基板的)表面

Claims (10)

1. 一種基板塗佈裝置，係對基板的表面塗佈處理液者；其具備有： 狹縫噴嘴，其具有與上述基板的表面相對向之狹縫狀之吐出口； 移動部，其在與上述吐出口之長邊方向正交之塗佈方向上，使上述狹縫噴嘴對上述基板相對移動； 處理液供給部，其構成為可隨著上述狹縫噴嘴之相對移動而對上述狹縫噴嘴供給上述處理液；以及 控制部，其控制上述處理液供給部及上述移動部； 上述處理液供給部可執行供給削減動作，上述供給削減動作使上述處理液朝上述狹縫噴嘴之供給量削減， 上述控制部控制上述處理液供給部，使得對應於從上方俯視下上述長邊方向上之上述吐出口與上述基板重合的重複距離隨著上述狹縫噴嘴對上述基板之相對移動而變化的情形，被執行上述供給削減動作。
2. 如請求項1之基板塗佈裝置，其中， 如將藉由上述供給削減動作而每單位時間所削減之上述處理液的量定義為供給削減速度， 則上述控制部控制上述處理液供給部，使得在上述重複距離隨著上述狹縫噴嘴對上述基板之相對移動而減少的期間，對應於上述重複距離之減少而增加上述供給削減速度。
3. 如請求項2之基板塗佈裝置，其中， 上述控制部根據表示隨著上述狹縫噴嘴對上述基板之相對移動而上述重複距離之減少的函數，控制上述處理液供給部。
4. 如請求項3之基板塗佈裝置，其中， 在上述基板的表面為半徑r之大致圓形狀時， 上述控制部控制上述移動部，使得於上述塗佈方向上，從上述狹縫噴嘴位於上述基板之一端部上方之塗佈開始位置的狀態起，上述狹縫噴嘴經由僅距離上述塗佈開始位置為上述半徑r的寬廣位置，至上述狹縫噴嘴位於上述基板之另一端部上方之塗佈結束位置為止，使上述狹縫噴嘴對上述基板進行相對移動； 上述函數為，

   

   其中，L為上述重複距離； x為上述狹縫噴嘴從上述塗佈開始位置起經由上述寬廣位置，朝向上述塗佈結束位置而對上述基板進行相對移動的距離。
5. 如請求項4之基板塗佈裝置，其中， 上述控制部控制上述處理液供給部，使得在上述寬廣位置與上述塗佈結束位置之間，上述狹縫噴嘴於上述塗佈方向上從距離xn-1微小移動至距離xn時，在上述狹縫噴嘴位於距離xn時之上述供給削減速度SR(x)滿足下式：

   

   其中，a、b分別為常數； Ln為上述狹縫噴嘴位於距離xn時之上述重複距離； Ln-1為上述狹縫噴嘴位於距離xn-1時之上述重複距離。
6. 如請求項2至5中任一項之基板塗佈裝置，其中， 上述控制部控制上述處理液供給部，使得在上述重複距離隨著上述狹縫噴嘴對上述基板之相對移動而增大的期間，對應於上述重複距離之增大而上述供給削減速度增加。
7. 如請求項2至6中任一項之基板塗佈裝置，其中， 上述處理液供給部具有：貯存上述處理液之貯存槽；從上述貯存槽使上述處理液流通至上述狹縫噴嘴的配管；以及藉由對從上述貯存槽經由上述配管所流通之上述處理液之流量進行調整，而控制上述供給削減速度的流量調整部。
8. 如請求項7之基板塗佈裝置，其中， 上述流量調整部係被插設於上述配管之泵； 上述控制部以在上述狹縫噴嘴對上述基板之相對移動中將於上述配管內朝向上述狹縫噴嘴流通之上述處理液之一部分抽回的方式，使上述泵作動而控制上述供給削減速度。
9. 如請求項8之基板塗佈裝置，其中， 上述控制部控制上述泵，使得在上述狹縫噴嘴之相對移動開始前，對上述狹縫噴嘴加壓輸送上述處理液而於上述吐出口與上述基板之間形成上述處理液之液聚積後，從上述狹縫噴嘴抽回上述處理液之一部分而使構成上述液聚積之上述處理液的量最適化。
10. 一種基板塗佈方法，係一邊從配置於基板的表面上方之狹縫噴嘴所設置的狹縫狀之吐出口吐出處理液，一邊使上述狹縫噴嘴對上述基板在與上述吐出口之長邊方向正交之塗佈方向上相對移動，而對上述基板的表面塗佈上述處理液者；其中， 對應於從上方俯視下上述長邊方向上之上述吐出口與上述基板重合的重複距離隨著上述狹縫噴嘴對上述基板之相對移動而變化的情形，執行使上述處理液朝上述狹縫噴嘴之供給量削減的供給削減動作。

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