TWI405617B - 塗佈方法及塗佈裝置 - Google Patents

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Description

塗佈方法及塗佈裝置
本發明係關於在被處理基板上塗佈液體之技術，尤關於以非旋轉方式在基板上形成塗佈膜之塗佈方法及塗佈裝置。
最近，於平面顯示器(FPD)的製程的光微影步驟中，就有利於被處理基板(例如玻璃基板)之大型化的抗蝕劑塗佈法而言，非旋轉方式(例如參照專利文獻1)正普及中，其係使長條形之抗蝕劑噴嘴一面自其狹縫狀之吐出口成帶狀吐出抗蝕劑液，一面對基板進行相對的移動或掃描，不需要旋轉運動而能將抗蝕劑液以所望膜厚塗佈在基板上。
於採用非旋轉方式(也稱為狹縫式)之抗蝕劑處理，就其前處理而言，也進行清洗處理及黏附處理，於清洗處理除去基板表面之粒子或有機物等之污染。於黏附處理係為使基板與抗蝕劑膜之附著性提高，而在基板上塗佈蒸氣狀之HMDS。並且，抗蝕劑塗佈處理係對經過黏附處理後之無圖樣之基板上進行。
[專利文獻1]日本特開平10-156255
然而，習知之非旋轉方式對於控制形成在基板上之抗蝕劑塗佈膜之膜厚方面尚需改善，尤其在提高面內均勻性方面成為課題。具體而言，有如下問題：於塗佈開始部之塗佈膜膜厚降低，另一方面，於塗佈中間部，塗佈膜膜層於左右兩端部無法控制，於塗佈終端部塗佈膜容易顯著地隆起。
更詳細言之，如果依照習知的非旋轉方式，係以如圖22所示平面視圖案在基板G上形成抗蝕劑液之塗佈膜200。在此，於塗佈開始位置A係如圖23之(A)所示，長條形之抗蝕劑噴嘴202減小與基板G之間隙DA 而進行抗蝕劑液之前置吐出或液體附著，但是由抗蝕劑噴嘴202之狹縫狀吐出口202a出來的抗蝕劑液容易在基板G上往外側(尤其是噴嘴長邊方向外側)擴開過多。其結果，如圖24所示，在塗佈開始位置A(尤其是左右角隅部)，抗蝕劑塗佈膜200之膜厚或會往外側下垂的方式下陷。
於塗佈掃描中，如圖23之(B)所示，抗蝕劑噴嘴202與基板G之間隙DB 較塗佈開始時為大而在其背面下端部一面形成彎液面一面在基板G上方移動，姐由於剛吐出到基板G上的抗蝕劑液被噴嘴202拖曳，因此如圖25所示，在塗佈中間部B之左右兩端部，抗蝕劑液往內側靠近而容易形成隆起204。該隆起204在掃描速度愈或間隙DB 愈大時，會有如虛線204’所示變大的傾向。
並且，抗蝕劑噴嘴202於抗蝕劑液之吐出結束時，由於往上方移動以退避，自其狹縫狀吐出口202a之兩端開始抗蝕劑液之液體截斷，因此塗佈終端部C(尤其是其左右角隅部)，抗蝕劑液之靠向內側的傾向更強，容易形成更大的隆起。
如上述抗蝕劑塗佈膜之膜厚變動或不均勻性，藉由對應於抗蝕劑處理之規格或條件而將抗蝕劑噴嘴202之吐出構造最適化，可消除到某程度。然而，該方法沒有泛用性，每次變更規格(例如膜厚)或條件(例如抗蝕劑種類)時，必需對抗蝕劑噴嘴作硬體更換，在成本或運用方面，實用上相當不利。
再者，習知的非旋轉方式，如圖26所示，於塗佈開始位置A做前置吐出時，常會發生抗蝕劑噴嘴202與基板G之間的間隙未被抗蝕劑液完全填滿而有間隙(液體附著不良處)206發生。如於有該液體附著不良處206之狀態開始塗佈掃描，則如圖27所示，形成在抗蝕劑噴嘴202之背面下部的彎液面的脊線(溼線)會於液體附著不良處206下陷，在對應於該位置之抗蝕劑塗佈膜200上之位置容易於掃描方向產生條狀的塗佈不均處208。
本發明有鑑於習知技術之問題點而產生，其目的為提供一種非旋轉方式的塗佈方法及塗佈裝置，容易進行塗佈膜之膜厚控制，尤其是周緣部之膜厚均勻化。
本發明之另一目的，為提供一種非旋轉方式之塗佈方法及塗佈裝置，其在塗佈開始位置將噴嘴與被處理基板之間之間隙使處理液確實地無間隙地填滿而能防止塗佈不均。
為了達成上述目的，本發明之塗佈方法具有：線狀塗佈步驟，對於在被處理基板上設定之塗佈區域，在其周緣部之一部份或全部塗佈處理液而形成線狀的塗佈膜；面狀塗佈步驟，在前述基板上之前述塗佈區域塗佈處理液而形成面狀的塗佈膜。
又，本發明之塗佈裝置具有：線狀塗佈處理部，就在被處理基板上設定之塗佈區域，在其周緣部之一部份或全部塗佈處理液而形成線狀的塗佈膜；面狀塗佈處理部，在前述基板上之前述塗佈區域塗佈處理液而形成面狀的塗佈膜。
依照本發明，係在對基板上之塗佈區域全面塗佈處理液之面狀塗佈步驟前，先以線狀塗佈步驟在該塗佈區域之周緣部一部份或全部塗佈處理液而形成線狀之塗佈膜。於面狀塗佈步驟，以面狀塗佈在基板上之處理液藉由於塗佈區域之周緣部與線狀塗佈膜接觸或一體化，而控制對應於線狀塗佈膜輪廓的膜厚。
於本發明，依照一較佳實施態樣，係以面狀塗佈步驟所塗佈於基板上之處理液的擴開能被線狀塗佈膜阻止的方式，來選定線狀塗佈膜之輪廓。依照另一較佳實施態樣，係以面狀塗佈步驟所塗佈於基板上之處理液能藉由與線狀塗佈膜之附著產生的吸引力，而往塗佈區域之周邊側延伸的方式，來選定線狀塗佈膜之輪廓。本發明之塗佈法較佳為，將線狀塗佈膜於面狀塗佈步驟之前進行加熱而使乾燥。因此，本發明之塗佈裝置亦較佳為，設置在面狀塗佈步驟之前將線狀塗佈膜加熱而乾燥之乾燥機構。
又，依照一較佳實施態樣，線狀塗佈處理部具有：第1噴嘴，朝向大致水平狀態之基板而自上方使處理液成線狀吐出；第1塗佈掃描部，以使自該第1噴嘴吐出到基板上之處理液形成線狀塗佈膜之方式，使第1噴嘴對基板相對地移動。該第1噴嘴較佳可使用對應電驅動信號而將噴嘴內之處理液加壓並以液滴形式噴射之噴墨方式的噴嘴。
又，依照一較佳實施態樣，面狀塗佈處理部具有：第2噴嘴，朝向大致水平狀態之基板而自上方使處理液以帶狀吐出；第2塗佈掃描部，以使自該第2噴嘴吐出到基板上之處理液全面塗佈在塗佈區域之方式，使第2噴嘴對基板而相對地移動。該第2噴嘴較佳為可使用長條形噴嘴，其於一方向具有能包含自塗佈區域之一端至另一端之長度的狹縫狀吐出口。於面狀塗佈步驟，將該長條形噴嘴在與基板平行且與噴嘴長邊方向大致垂直之方向進行相對移動即可。
依照一較佳實施態樣，以面狀塗佈步驟開始時自上述第2噴嘴塗佈到基板上之處理液與線狀之塗佈膜附著而填滿間隙之方式，來選定線狀塗佈膜之輪廓。
於本發明，線狀塗佈處理與面狀塗佈處理可在各別的基板支持部(改變場所)進行，也可於相同的基板支持部(相同場所)進行。
本發明之另一觀點中，塗佈方法為使被處理基板與長條形噴嘴之吐出口隔著微小間隙而大致水平相對，一面自前述噴嘴對前述基板吐出處理液，一面使前述噴嘴相對地於水平方向移動以進行塗佈掃描，在前述基板上形成前述處理液之面狀塗佈膜之塗佈方法，係於前述基板上之前述塗佈掃描結束的位置附近，在進行前述塗佈掃描之前，先以所望圖案形成由前述處理液構成的先行塗佈膜，將以前述塗佈掃描而形成在前述基板上之面狀塗佈膜之終端與前述先行塗佈膜併合，而使前述先行塗佈膜成為前述面狀塗佈膜之擴張部分。
又，本發明之另一觀點中，塗佈裝置具有：面狀塗佈處理部，使被處理基板與長條形噴嘴之吐出口隔著微小間隙而大致水平相對，一面自前述噴嘴對前述基板吐出處理液，一面使前述噴嘴相對地於水平方向移動以進行塗佈掃描，在前述基板上形成前述處理液之面狀塗佈膜；及先行塗佈膜形成部，在前述基板上之前述塗佈掃描結束之位置附近，在前述面狀塗佈處理部之前述塗佈掃描進行之前，先以所望圖案形成由前述處理液構成之先行塗佈膜；將以前述面狀塗佈處理部之塗佈掃描而形成在前述基板上之面狀塗佈膜之終端與前述先行塗佈膜併合，而使前述先行塗佈膜成為前述面狀塗佈膜之擴張部分。
於本發明之一較佳態樣中，基板為矩形的，且先行塗佈膜形成在基板上之塗佈掃描結束側的角隅部。
依照上述方式，於面狀塗佈處理時，在塗佈掃描之結束位置附近面狀塗佈膜併合於先行塗佈膜(一體化)，使先行塗佈膜成為面狀塗佈膜之擴張部分，因此，於塗佈終端部可任意地調整面狀塗佈膜之輪廓。
依照本發明之塗佈方法或塗佈裝置，藉由如上述構成及作用，於非旋轉方式塗佈處理中可輕易地進行塗佈膜膜厚控制，尤其是周緣部之膜厚均勻化。再者，尚可於塗佈開始位置將處理液確實地無間隙地填滿在噴嘴與被處理基板之間之間隙而防止塗佈不均。
以下，參照圖1～圖21，說明本發明之較佳實施形態。
圖1顯示就本發明之塗佈方法及塗佈裝置可適用之構成例之塗佈顯影處理系統。該塗佈顯影處理系統設置在潔淨室內，例如以LCD用之玻璃基板作為被處理基板，並在LCD製程之光微影步驟中進行清洗、抗蝕劑塗佈、預烘、顯影及後烘之各處理。曝光處理係在與該系統鄰接設置之外部曝光裝置(未圖示)進行。
該塗佈顯影處理系統大分為以下構成：卡匣站(C/S)10、處理站(P/S)12及界面部(I/F)14。
設置在系統之一端部的卡匣站(C/S)10具備：卡匣台座16，可載置既定個，例如至多4個收容多數基板G之卡匣CR；輸送路17，設置在該卡匣台座16上之側方且與卡匣CR之排列方向平行；及輸送機構20，在該輸送路17上移動自如且就台座16上之卡匣CR進行基板G之進出。該輸送機構20具有能保持基板G之機構，例如輸送臂，可於X、Y、Z、θ4軸動作，並可將基板G遞送於後述處理站(P/S)12側之輸送裝置38。
處理站(P/S)12自上述卡匣站(C/S)10側起依序設有清洗處理部22、塗佈處理部24及顯影處理部26，隔著基板中繼部23、化學藥品溶液供給單元25及空間27(相隔)而橫向排成一列。
清洗處理部22包含：2個揉擦清洗單元(SCR)28、上下2段紫外線照射/冷卻單元(UV/COL)30、加熱單元(HP)32，及冷卻單元(COL)34。
塗佈處理部24包含：非旋轉方式之面狀塗佈單元(ACT)40、減壓乾燥單元(VD)42、線狀塗佈單元(LCT)44、上下2段型黏附/冷卻單元(AD/COL)46、上下2段型加熱/冷卻單元(HP/COL)48，及加熱單元(HP)50。
顯影處理部26包含：3個顯影單元(DEV)52、2個上下2段型加熱/冷卻單元(HP/COL)53，及加熱單元(HP)55。
於各處理部22、24、26之中央部，在長邊方向設有輸送路36、47、58，輸送裝置38、54、60分別沿著輸送路36、47、58移動而接近各處理部內之各單元，並能進行基板G之搬入/搬出或輸送。又，該系統於各處理部22、24、26，於輸送路36、47、58之一側配置有液體處理系之單元(SCR、CT、DEV等)，於另一側配置有熱處理系之單元(HP、COL等)。
設置在系統另一端部之界面部(I/F)14，於與處理站12鄰接側設有延伸部(基板轉送部)56及緩衝台座57，於與曝光裝置鄰側設有輸送機構59。該輸送機構59在於Y方向延伸的輸送路19上移動自如，並對緩衝台座57進行基板G之進出，此外，可將基板G遞送至延伸部(基板轉送部)56或相鄰的曝光裝置。
圖2顯示該塗佈顯影處理系統中處理之步驟。首先，於卡匣站(C/S)10，輸送機構20自卡匣台座16上既定卡匣CR中取出一片基板G，遞交給處理站(P/S)12之清洗處理部22之輸送裝置38(步驟S1)。
於清洗處理部22，基板G首先被依序搬入紫外線照射/冷卻單元(UV/COL)30，於最初的紫外線照射單元(UV)以紫外線照射施以乾式清洗，於其次的冷卻單元(COL)冷卻至既定溫度(步驟S2)。該紫外線清洗主要除去基板表面之有機物。
其次，基板G在揉擦清洗單元(SCR)28之一接受揉擦清洗處理，自基板表面除去粒子狀的污染(步驟S3)。於揉擦清洗之後，基板G於加熱單元(HP)32接受以加熱進行的脫水烘烤處理(步驟S4)，接著於冷卻單元(COL)34冷卻至恆定的基板溫度(步驟S5)。在清洗處理部22結束前處理，基板G利用輸送裝置38透過基板中繼部23被輸送到塗佈處理部24。
於塗佈處理部24，基板G最初被搬入線狀塗佈單元(LCT)44，在此如後述，在基板G上將抗蝕劑液以線狀塗佈在設定的塗佈區域之外周或周緣部(步驟S6)。以此方式形成於基板G上之線狀抗蝕劑塗佈膜，緊接於加熱單元(HP)50以加熱處理使乾燥(步驟S7)。其次，基板G被依序搬入黏附/冷卻單元(AD/COL)46，於最初之黏附單元(AD)接受疏水化處理(HMDS)(步驟S8)，於其次的冷卻單元(COL)冷卻至恆定之基板溫度(步驟S9)。又，也可在加熱乾燥步驟(HP)與疏水化步驟(HMDS)之間放入冷卻處理(COL)。
之後，將基板G於面狀塗佈單元(ACT)40以非旋轉法在塗佈區域全面地塗佈抗蝕劑液，接著於減壓乾燥單元(VD)42接受以減壓進行之乾燥處理(步驟S10)。
其次，基板G被依序搬入加熱/冷卻單元(HP/COL)48，於最初之加熱單元(HP)進行塗佈後之烘烤(預烘)(步驟S11)，其次於冷卻單元(COL)冷卻至恆定基板溫度(步驟S12)。又，該塗佈後之烘烤也可使用加熱單元(HP)50。
上述塗佈處理之後，基板G利用塗佈處理部24之輸送裝置54與顯影處理部26之輸送裝置60被輸送到界面部(I/F)14，於此遞交給曝光裝置(步驟S13)。曝光裝置將基板G上之抗蝕劑以既定的電路圖案曝光。並且，圖案曝光結束之基板G，自曝光裝置返回界面部(I/F)14。界面部(I/F)14之輸送機構59將自曝光裝置接取的基板G透過延伸部56而遞交給處理站(P/S)12之顯影處理部26(步驟S13)。
於顯影處理部26，基板G在任一顯影單元(DEV)52接受顯影處理(步驟S14)，接著依序搬入加熱/冷卻單元(HP/COL)53之一，於最初之加熱單元(HP)進行後烘(步驟S15)，其次於冷卻單元(COL)冷卻至恆定的基板溫度(步驟S16)。該後烘也可使用加熱單元(HP)55。
於顯影處理部26完成一連串處理之基板G，藉由處理站(P/S)12之輸送裝置60、54、38返回卡匣站(C/S)10，於此由輸送機構20收容到任一卡匣CR(步驟S1)。
於該塗佈顯影處理系統，塗佈處理部24，尤其是線狀塗佈單元(LCT)44及面狀塗佈單元(ACT)40，可應用本發明。以下，就圖3～圖14，詳細地說明本發明之一實施形態中之線狀塗佈單元(LCT)44及面狀塗佈單元(ACT)40構成及作用。
圖3顯示於該實施形態，線狀塗佈單元(LCT)44內之要部構成。該線狀塗佈單元(LCT)44具有：台座62，將基板G水平載置而保持；噴嘴掃描機構66，使抗蝕劑液對該台座62上之基板G以點(dot)狀或絲狀吐出之噴墨式抗蝕劑噴嘴(以下稱為「噴墨噴嘴」)64於XY方向移動；及控制各部之控制器(未圖示)。
於噴嘴掃描機構66，於Y方向延伸的一對Y引導軌68、68配置在台座62之左右兩側，橫斷台座62上方而於X方向延伸之1支X引導軌70藉由例如具有電馬達的Y方向驅動部72，而在Y引導軌68、68上於Y方向移動。再者，於X引導軌70搭載有能在X方向以例如自走式或外部驅動式移動之滑動架(Carriage)(輸送體)74，該滑動架74上安裝有噴墨噴嘴64。藉由將以Y方向驅動部72進行之Y方向移動與以滑動架74進行之X方向移動組合，可使噴墨噴嘴64在台座62上方之XY面上的任意2點間，或任意直線或曲線路徑移動。
噴墨噴嘴64為如下方式構成：於其吐出口之內部內建有作為噴射機構之例如壓電元件，由來自上述控制器之電驅動信號使該壓電元件收縮動作，以該收縮壓力將噴嘴內之抗蝕劑液加壓，並以液滴方式自吐出口噴射。又，抗蝕劑液供給部(未圖示)作為貯槽而直接地，或透過配管(未圖示)而連接於噴墨噴嘴64。
該線狀塗佈單元(LCT)44藉由如上述構成，將處理液塗佈於基板G上預先設定之塗佈區域的周緣部一部份或全部，而可形成線狀之抗蝕劑塗佈膜。例如，如圖4所示，噴墨噴嘴64藉由噴嘴掃描機構66沿著基板G之4邊，以(1)→(2)→(3)→(4)之路徑移動，並藉由自噴墨噴嘴64在該路徑上之各點滴下所望量之抗蝕劑液，能在塗佈區域RE之周緣部形成長方形之線狀抗蝕劑塗佈膜76。在此，塗佈區域RE為後述面狀塗佈單元(ACT)40中，將抗蝕劑液以非旋轉法塗佈為面狀之基板G上的區域。通常，塗佈區域RE之外緣位置設定為自基板G之端部內側一些(例如10mm)。
線狀抗蝕劑塗佈膜76之平面視圖案形狀，係以配合基板G之形狀(四角形)為標準，但為配合後步驟之面狀抗蝕劑塗佈單元(ACT)中所要求規格或處理條件可任意變化。例如，於圖22～圖27所述習知技術中，為了使抗蝕劑塗佈膜200之邊緣部之膜厚變動或不均勻性更有效果地減低，較佳為：在後步驟之面狀抗蝕劑塗佈單元(ACT)，於成為塗佈開始位置A之X方向之基板一端部側將線狀抗蝕劑塗佈膜76之角部76A如圖8之圓內部分擴大圖LA所示方式圓滑而靠內側之圖案，或於成為塗佈終端位置C之X方向之基板另一端部側，將線狀抗蝕劑塗佈膜76之角部76C如圖8之圓內部分擴大圖LC所示方式尖成銳角而往外側擴張之圖案等。
又，如圖5所示，線狀抗蝕劑塗佈膜76之剖面形狀或尺寸(尤其是寬度W或高度H等)也可於一定的限制內任意選擇。圖中，虛線J顯示基板G上之製品區域與非製品區域之邊界。通常，塗佈區域RE之外周位置設定在境界J之外側，因此，線狀抗蝕劑塗佈膜76也形成於境界J之外側即可。
如上述，於線狀塗佈單元(LCT)44形成在基板G上之線狀抗蝕劑塗佈膜76，緊接著在加熱單元(HP)50以加熱處理被乾燥(步驟S7)。該加熱乾燥係用以將殘留於線狀抗蝕劑塗佈膜76之溶劑蒸發而提高與基板G之附著性而進行者，不需要如預烘(步驟S11)程度的乾，可為半乾。
於圖6，顯示面狀塗佈單元(ACT)40內之要部構成。該面狀塗佈單元(ACT)40具有：台座80，用以將基板G水平地載置而保持；塗佈處理部84，用以在載置於該台座80上之基板G之上面(正確來說為塗佈區域RE)使用長條形之抗蝕劑噴嘴(以下，稱為「長條形噴嘴」)82，以非旋轉法將抗蝕劑液以面狀塗佈。
塗佈處理部84具有：抗蝕劑液供給機構86，包含長條形噴嘴82；及噴嘴移動機構88，於塗佈處理時使長條形噴嘴82在台座80上方於X方向水平移動。於抗蝕劑液供給機構86，長條形噴嘴82具有於Y方向延伸之狹縫狀吐出口，其長度能含蓋台座80上之基板G一端至另一端，並連接於來自抗蝕劑液供給源(未圖示)之抗蝕劑液供給管90。噴嘴移動機構88具有：噴嘴支持體92，為將長條形噴嘴82水平支持之ㄈ字狀或門形；直進驅動部94，使該噴嘴支持體92於X方向雙向直進移動。該直進驅動部94例如可由附導引線性馬達機構或滾珠螺桿機構所構成。又，用以變更或調節長條形噴嘴82之高度位置的附導引升降機構96，例如可設在將噴嘴支持體92與長條形噴嘴82連接之連接部98。升降機構96藉由將長條形噴嘴82之高度位置加以調節或變化，能使長條形噴嘴82下端或吐出口與台座80上之基板G上面(被處理面)之間的距離間隙，亦即間隙大小，任意調整或變化。
長條形噴嘴82例如由不銹鋼等防銹性與加工性優異的金屬構成，具有朝下端的狹縫狀吐出口而先端變細的錐形面。長條形噴嘴82之狹縫狀吐出口之全長，對應於基板G之寬度尺寸或後述對向之線狀抗蝕劑塗佈膜間之寬度(距離間隙)。藉此，長條形噴嘴82之吐出口兩端能在基板G上之塗佈區域RE之左右兩端大致正上方於X方向移動。
該面狀塗佈單元(ACT)40中，藉由將基板G載置於台座80上，於控制器(未圖示)之控制下使抗蝕劑液供給機構86及噴嘴移動機構88等以既定順序動作，而如圖8所示，能在基板G上之塗佈區域RE，亦即以線狀抗蝕劑塗佈膜76之矩形框或堤包圍之區域內，以所望膜厚形成面狀之抗蝕劑塗佈膜100。
更詳言之，如圖6所示，於台座80之上方以既定高度於X方向縱斷或掃描的方式，使長條形噴嘴82藉由噴嘴移動機構88以一定速度一面移動，一面於抗蝕劑液供給機構86自長條形噴嘴82之狹縫狀吐出口將抗蝕劑液以在Y方向擴開的帶狀吐出流供給予台座80上基板G之塗佈區域RE。藉由如該長條形噴嘴82之塗佈掃描，如圖7所示，於基板G上以跟隨在長條形噴嘴82後之方式自基板之一端往另一端形成抗蝕劑液之面狀塗佈膜100。於此時，面狀抗蝕劑塗佈膜100在往基板G之外側(尤其是左右外側)擴開的過程中與線狀抗蝕劑塗佈膜76接觸或一體化，由線狀抗蝕劑塗佈膜76規定面狀抗蝕劑塗佈膜100外緣之位置的同時膜厚亦被控制。
也就是說，於塗佈開始位置A，由於將長條形噴嘴82與基板G之間隙變窄而進行抗蝕劑液之前置吐出或液體附著，因此自長條形噴嘴82之狹縫狀吐出口出來的抗蝕劑液容易在基板G上過度擴開到外側(尤其是噴嘴長邊方向外側)。然而，於該實施形態，在塗佈區域RE之外緣部事前形成有線狀抗蝕劑塗佈膜76。藉此，如圖9所示，面狀抗蝕劑塗佈膜100之外緣由線狀抗蝕劑塗佈膜76之堤部限制，因此不會往更外側擴開(堤防效果)，如假想線100’所示膜厚之先端減薄(下陷)被阻止。尤其，如圖8中圓內部分擴大圖LA所示，在塗佈開始位置A側之線狀抗蝕劑塗佈膜76之角部(角隅部)為圓化的圖案中，如上述堤防效果或膜厚下陷防止效果可更加提高。
另一方面，於塗佈掃描，如圖7所示，長條形噴嘴82藉由在其背面下端部形成彎液面之狀態於基板G上方以X方向移動，能使基板G上剛吐出的抗蝕劑液被長條形噴嘴82拖曳，故在塗佈中間部B之左右兩端部，抗蝕劑液會受到往內側靠近的力。然而，於該實施形態，由於在塗佈區域RE之外緣部事先形成了線狀抗蝕劑塗佈膜76，因此如圖10所示，面狀抗蝕劑塗佈膜100之外緣部會由於與線狀抗蝕劑塗佈膜76之附着(沾濕)造成之吸引力而停留在既定的外周位置，因此不會往內側靠近，如假想線100’所示膜厚之隆起被抑制。
又，於塗佈結束部，剛吐出到基板G上的抗蝕劑液較塗佈中間部B受到來自長條形噴嘴82側更大的往內的力，但仍由於與線狀抗蝕劑塗佈膜76之附着(沾濕)之吸引力而停留於既定之外周位置，而不會往內側靠近，膜厚之隆起被防止。尤其，如圖8中之圓內部分擴大圖LC所示，於塗佈結束位置C側線狀抗蝕劑塗佈膜76之角部76C形成銳角而往外側擴開之圖案中，塗佈結束之時，由長條形噴嘴82吐出之過多量的抗蝕劑液會導引到該區域擴張部分而藉由沾溼在線狀抗蝕劑塗佈膜76之附著力而牢固地保持，藉此可更加提高如上述膜厚隆起的防止效果。
再者，該實施形態中，於塗佈掃描即將開始或開始時，於塗佈開始位置A以抗蝕劑液填滿在長條形噴嘴82與基板G間之間隙的液體附著能以良好再現性進行。也就是說，如圖12所示，由於在塗佈開始位置A或其X方向外側附近已先形成線狀抗蝕劑塗佈膜76，因此由長條形噴嘴82之狹縫狀吐出口82a吐出之液體附著用抗蝕劑液R以自上方重疊在線狀抗蝕劑塗佈膜76的方式附着或一體化而於噴嘴長邊方Y方向)擴開，能將抗蝕劑液R無空隙地填在間隙內並完全填滿。
如上，藉由使抗蝕劑液完全填滿在長條形噴嘴82與基板G之間間隙的狀態，開始塗佈掃描，如圖7所示，形成於長條形噴嘴82之背面下部的彎液面的脊線(濕線)WL能維持為水平一直線，在基板G上形成塗佈均勻的平坦的抗蝕劑塗佈膜100。
於該實施形態，不需要相對於抗蝕劑處理的各種規格或條件而變更或更換長條形噴嘴82的硬體，藉由適當選擇線狀抗蝕劑塗佈膜76之輪廓(塗佈位置、高度H、寬度W等)，可輕易地實施如上述均勻化的膜厚控制。
例如，如果不改變掃描速度或抗蝕劑特性等塗佈條件而將面狀抗蝕劑塗佈膜100之膜厚設定值由Ta 例如變更為大致2倍的Tb ，則於塗佈掃描中間部B，相較於因長條形噴嘴82而往內側靠的力，由於與基板沾濕而往外側擴開的抗蝕劑液量的力較強，在左右兩端部容易膜厚隆起或往外下垂(下陷)。
該情形中，如圖11所示，藉由將線狀抗蝕劑塗佈膜76之塗佈位置往基板內側(製品區域側)靠近，能阻止在線狀抗蝕劑塗佈膜76上，面狀抗蝕劑塗佈膜100往外緣部之擴開，具有堤防效果之機能。藉此，可消除假想線(單點虛線)100’所示面狀抗蝕劑塗佈膜10中膜厚之下垂或下陷，能謀求膜厚之均勻化。
如上所述，依照該實施形態，於非旋轉方式之抗蝕劑塗佈，藉由在設定於基板G上之塗佈區域RE的外周預先形成線狀的抗蝕劑塗佈膜76，能於正規的非旋轉塗佈處理中，輕易地進行面狀抗蝕劑塗佈膜100的膜厚控制，尤其是周緣部的膜厚均勻化控制。再者，於塗佈開始時或即將開始前之液體附著動作，能將長條形噴嘴82與基板G之間的間隙以抗蝕劑液確實地以良好再現性填滿，藉此可防止於塗佈掃描產生條狀的塗佈不均，得到平坦面的良質抗蝕劑膜。
上述實施形態中，在基板G上形成線狀抗蝕劑塗佈膜76之處理係於專用的線狀塗佈單元(LCT)44進行。但是，進行線狀塗佈處理之裝置也可併設或排入面狀塗佈單元(ACT)40內。
例如，如圖14所示，於面狀塗佈單元(ACT)40，可將噴墨噴嘴64透過與構成上述線狀塗佈單元(LCT)41內之線狀塗佈處理裝置(圖3)者為同樣的X引導軌70、滑動架74，而搭載於噴嘴移動機構88之噴嘴支持體92。於該情形，以噴嘴移動機構88在台座80上方使長條形噴嘴82於既定方向(X方向)移動之塗佈掃描中，噴墨噴嘴64可移動到長條形噴嘴82之前方位置及台座80上方，可在以長條形噴嘴82進行面狀塗佈掃描之前實施以噴墨噴嘴64進行之線狀塗佈掃描。
以該方式在面狀塗佈單元(ACT)40內設置線狀塗佈處理裝置時，較佳為也在單元(ACT)40內設置使剛形成於基板G上之線狀抗蝕劑塗佈膜76乾燥的機構。例如，如圖16所示，可為在噴墨噴嘴64之背後使暖風加熱器102掃描之構成。該暖風加熱器102例如具有由電阻發熱機構構成之發熱部104，透過氣體管106引入空氣或氮氣，而由暖風加熱器102朝向基板G上之線狀抗蝕劑塗佈膜76吹送乾燥用之暖風。或者，雖然會使線狀抗蝕劑塗佈膜76之作用效果減低某個程度，也可於線狀塗佈處理之後不進行特別的乾燥處理而進行面狀塗佈處理。
於上述實施形態，係在基板G上以一周的方式於塗佈區域RE外緣全部形成線狀抗蝕劑塗佈膜76。但是，也可於塗佈區域RE外周的僅一部分，例如，只有塗佈開始位置A附近，或只有塗佈掃描中間部，或只有塗佈終端部，或只有角部，局部的形成線狀抗蝕劑塗佈膜76。又，就圖8之擴大圖LC所示塗佈圖案的一變形例而言，可使角部(角隅部)的線狀抗蝕劑膜76不結合而留下間隙，此構成亦可得到與上述同樣的效果。
上述實施形態中，塗佈掃描係將基板G固定在台座80上，並於其上方將噴墨噴嘴64或長條形噴嘴82以既定方向或路徑移動之方式。但是，也可為固定噴嘴64、82而將基板G於既定方向移動之方式，或將噴嘴64、82與基板G兩者同時移動之方式。也可為在塗佈掃描中使基板G浮起於空中而移動之浮起輸送式。
上述實施形態中，於塗佈開始時之液體附著時，係自長條形噴嘴82將微量抗蝕劑液吐出至與基板G之間的狹窄間隙的方式進行，但就其他方法而言，也可利用底塗(priming)處理法進行液體附著。依照底塗處理法，係在設置於台座80附近的基底處理部使抗蝕劑液下塗於長條形噴嘴82之吐出口附近，之後，將長條形噴嘴82往台座80上方移動而後，下降至與基板G之間形成既定狹窄間隙之高度，而後，使附著在基板G下端之抗蝕劑液液膜接觸基板G的塗佈開始位置A。依照本發明，由於在塗佈開始位置A之附近預先形成線狀的抗蝕劑塗佈膜，因此以底塗處理法進行之液體附著亦能以良好再現性地進行。
又，自長條形噴嘴82吐出之抗蝕劑液於到達首次接液於線狀抗蝕劑塗佈膜76為止的期間，較佳為先使長條形噴嘴82靜止或移動停止。一旦抗蝕劑接液於線狀抗蝕劑塗佈膜76，則之後即使移動長條形噴嘴82，抗蝕劑也會被線狀抗蝕劑塗佈膜76吸引靠近，能於長條形噴嘴82與線狀抗蝕劑塗佈膜76之間無間隙地供給抗蝕劑。吐出抗蝕劑到長條形噴嘴82開始移動的期間可預先以實驗等求出。
又，也可為使抗蝕劑自長條形噴嘴82吐出而快一點與線狀抗蝕劑膜76接液之方式，於初期階段使抗蝕劑吐出較既定量更多，並於吐出之抗蝕劑與線狀抗蝕劑塗佈膜76接液後，將剩餘量之抗蝕劑吸引到長條形噴嘴82內。自抗蝕劑吐出至吸引開始為止之期間，可用預備實驗等求出。
又，圖示雖省略，裝置構成可為：於線狀塗佈單元(LCT)44，具有各對應於基板各邊的多數(例如4個)噴嘴64，沿著基板各邊同時形成線狀抗蝕劑塗佈膜76。於該情形，能於更短時間，在基板上形成所望的線狀抗蝕劑塗佈膜76。
本發明使用之線狀抗蝕劑膜塗佈用之噴嘴與面狀抗蝕劑膜塗佈用之噴嘴之構成亦可作各種變形。例如，可取噴墨噴嘴64而代之，使用具有微細孔之吐出口的電磁閥開/閉式噴嘴。又，長條形噴嘴82之吐出口不限於狹縫型，也可為多數微細孔吐出口排成一列者。
又，於線狀塗佈步驟，可將線狀抗蝕劑塗佈膜76之形狀變形為線以外的任意圖案。尤其是，於非旋轉法之面狀塗佈，如上所述，抗蝕劑液膜容易在基板G上之塗佈終端部(尤其是左右角隅部)往內側(與塗佈掃描方向垂直之方向上的基板中心側)大幅靠近。依照本發明，在基板G上之面狀抗蝕劑塗佈膜之終端附近(尤其是左右角隅部)，能預先(例如與上述線狀塗佈步驟為同樣之先行塗佈步驟中)以所望圖案形成面狀抗蝕劑塗佈膜之輪廓，尤其用以擴張左右角隅部之輪廓之先行抗蝕劑塗佈膜。
例如，如圖17所示，可於基板G上之面狀塗佈後端側之左右角隅部以大致直角﹃形或』形圖案形成先行抗蝕劑塗佈膜110。於該情形，在面狀塗佈步驟，形成於基板G上之面狀抗蝕劑塗佈膜112即使於塗佈掃描終端部往內側靠近，也能如圖18所示(尤其如圓內部分擴大圖LD所示)，在基板G上之左右角隅部，面狀抗蝕劑塗佈膜112一部分重疊於先行抗蝕劑塗佈膜110而併合(一體化)，得到先行抗蝕劑塗佈膜110作為面狀抗蝕劑塗佈膜112之擴張部分而規定角部形狀(直角形狀)之合成抗蝕劑塗佈膜114。
此外，本發明中，可將先行抗蝕劑塗佈膜110之圖案或佈局任意變形。例如，可為：如圖19所示之圓形圖案、如圖20所示之在面狀塗佈掃描方向延伸的短冊狀或矩形圖案、如圖21所示在與面狀塗佈掃描方向垂直之方向延伸的短冊狀或矩形圖案等。該等情形亦可得到：在面狀塗佈掃描之終端，面狀抗蝕劑塗佈膜112與先行抗蝕劑塗佈膜110併合(一體化)、先行抗蝕劑塗佈膜110作為面狀抗蝕劑塗佈膜112之延長部分而規定角部形狀規定之合成抗蝕劑塗佈膜114。
又，本發明中，亦可將先行塗佈膜中取抗蝕劑液而代之，使用溶劑例如稀釋劑(thinner)，而形成與上述同樣的圖案或佈局。於該情形，圖示雖省略，如果於面狀塗佈步驟將面狀抗蝕劑塗佈膜配合在先行稀釋劑塗佈膜，則面狀抗蝕劑塗佈膜之抗蝕劑液會沾濕先行稀釋劑塗佈膜之上並擴散，結果使面狀抗蝕劑塗佈膜之輪廓擴張或延長到達先行稀釋劑塗佈膜的輪廓。藉此，面狀抗蝕劑塗佈膜即使在塗佈掃描終端部往內側靠近，也能以所望形狀(例如直角形狀)形成左右角部的塗佈膜輪廓。
上述實施形態係關於LCD製造之塗佈顯影處理系統中的抗蝕劑塗佈裝置，但本發明可應用於對被處理基板上供給處理液之任意處理裝置或設備。因此，本發明中就處理液而言，除了抗蝕劑液以外，也可為例如層間絕緣材料、介電體材料、配線材料等之塗佈液，也可為顯影液或沖洗液等。本發明之中，被處理基板不限於LCD基板，也可為其他平面顯示器用基板、半導體晶圓、CD基板、玻璃基板、光罩、印刷基板等。
A．．．塗佈開始位置
B．．．塗佈中間部
C．．．塗佈終端部
CR．．．卡匣
G．．．基板
WL．．．脊線(濕線)
RE．．．塗佈區域
10．．．卡匣站(C/S)
12．．．處理站(P/S)
14．．．界面部(I/F)
16．．．卡匣台座
17．．．輸送路
19．．．輸送路
20．．．輸送機構
22．．．清洗處理部
23．．．基板中繼部
24．．．塗佈處理部
25．．．化學藥品溶液供給單元
26．．．顯影處理部
27．．．空間
28．．．揉擦清洗單元(SCR)
30．．．紫外線照射/冷卻單元(UV/COL)
32．．．加熱單元(HP)
34．．．冷卻單元(COL)
36．．．輸送路
38．．．輸送裝置
40．．．面狀塗佈單元(ACT)
42．．．減壓乾燥單元(VD)
44．．．線狀塗佈單元(LCT)
46．．．黏附/冷卻單元(AD/COL)
47．．．輸送路
48．．．加熱/冷卻單元(HP/COL)
50．．．加熱單元(HP)
52．．．顯影單元(DEV)
53．．．加熱/冷卻單元(HP/COL)
54．．．輸送裝置
55．．．加熱單元(HP)
56．．．延伸部
57．．．緩衝台座
58．．．輸送路
59．．．輸送機構
60．．．輸送裝置
62．．．台座
64．．．噴墨式抗蝕劑噴嘴
66．．．噴嘴掃描機構
68Y．．．引導軌
70X．．．引導軌
72Y．．．方向驅動部
74．．．滑動架
76．．．線狀抗蝕劑塗佈膜
76A．．．角部
76C．．．角部
80．．．台座
82．．．抗蝕劑噴嘴
82a．．．狹縫狀吐出口
84．．．塗佈處理部
86．．．抗蝕劑液供給機構
88．．．噴嘴移動機構
90．．．抗蝕劑液供給管
92．．．噴嘴支持體
94．．．直進驅動部
96．．．附導引升降機構
98．．．連接部
100．．．面狀抗蝕劑塗佈膜
100’．．．假想線
102．．．暖風加熱器
104．．．發熱部
106．．．氣體管
110．．．先行抗蝕劑塗佈膜
112．．．面狀抗蝕劑塗佈膜
114．．．合成抗蝕劑塗佈膜
200．．．抗蝕劑液塗佈膜
202．．．抗蝕劑噴嘴
202a．．．狹縫狀吐出口
204．．．隆起
204’．．．虛線
206．．．隙間
208．．．塗佈不均
圖1係顯示本發明可適用之塗佈顯影處理系統的構成平面圖。
圖2係顯示實施形態之塗佈顯影處理系統中處理步驟的流程圖。
圖3係顯示實施形態之塗佈顯影處理系統所包含線狀塗佈單元內之要部構成立體圖。
圖4係顯示實施形態中，形成在基板上之線狀抗蝕劑塗佈膜之平面視圖案的示意平面圖。
圖5係顯示實施形態中，形成在基板上之線狀抗蝕劑塗佈膜之塗佈位置及剖面形狀的示意剖面圖。
圖6係顯示實施形態之塗佈顯影處理系統所包含面狀塗佈單元內之要部構成立體圖。
圖7係顯示實施形態之面狀塗佈單元內之作用的立體圖。
圖8係顯示實施形態中，形成在基板上之面狀抗蝕劑塗佈膜之平面視圖案的示意平面圖。
圖9係顯示實施形態中，線狀抗蝕劑塗佈膜之一作用的示意部分剖面圖。
圖10係顯示實施形態中，線狀抗蝕劑塗佈膜之一作用的示意部分剖面圖。
圖11係顯示實施形態中，線狀抗蝕劑塗佈膜之一作用的示意部分剖面圖。
圖12係顯示實施形態中，線狀抗蝕劑塗佈膜之一作用的示意部分剖面圖。
圖13係顯示實施形態中，線狀抗蝕劑塗佈膜之一作用的示意部分剖面圖。
圖14係顯示實施形態中，於面狀塗佈處理裝置排入線狀塗佈處理裝置之一變形例構成的立體圖。
圖15係顯示圖14之構成例進行塗佈處理之作用的示意平面圖。
圖16係顯示圖14之構成例排入加熱乾燥裝置之構成例的大致側面圖。
圖17係顯示實施形態中，先行抗蝕劑塗佈膜之圖案之一例的平面圖。
圖18係顯示實施形態中，先行塗佈膜作用之平面圖。
圖19係顯示實施形態中，先行塗佈膜之另一圖案例之平面圖。
圖20係顯示實施形態中，先行塗佈膜之另一圖案例之平面圖。
圖21係顯示實施形態中，先行塗佈膜之另一圖案例之平面圖。
圖22係顯示以習知技術之非旋轉塗佈處理在基板上所得到抗蝕劑塗佈膜之平面視圖案的示意平面圖。
圖23係顯示習知技術之非旋轉塗佈處理之作用的示意前視圖。
圖24係顯示習知技術中之問題點的示意部分剖面圖。
圖25係顯示習知技術中之問題點的示意部分剖面圖。
圖26係顯示習知技術中之問題點的示意前視圖。
圖27係顯示習知技術中之問題點的示意立體圖。
G．．．基板
J．．．境界
76．．．線狀抗蝕劑塗佈膜
100．．．面狀抗蝕劑塗佈膜
100’．．．假想線

Claims (3)

  1. 一種塗佈方法，係將被處理基板與具有狹縫狀吐出口的長條形噴嘴之吐出口隔著微小間隙而水平相對，一面自該噴嘴對於該基板吐出處理液一面使該噴嘴相對的朝水平方向移動而進行塗佈掃描，以於該基板上形成該處理液之面狀塗佈膜，於該基板上之該塗佈掃描結束的位置附近，在該塗佈掃描之前，以所望圖案形成由該處理液所構成的先行塗佈膜，並且該先行塗佈膜併合於由該塗佈掃描形成於該基板上之面狀塗佈膜的終端，而使該先行塗佈膜成為該面狀塗佈膜的擴張部分。
  2. 如申請專利範圍第1項之塗佈方法，其中，該基板為矩形，該先行塗佈膜形成在該基板上的塗佈掃描結束側的角隅部。
  3. 一種塗佈裝置，具有：面狀塗佈處理部，將被處理基板與具有狹縫狀吐出口的長條形噴嘴之吐出口隔著微小間隙而水平相對，一面使該噴嘴對該基板吐出處理液一面令該噴嘴相對的朝水平方向移動而進行塗佈掃描，以於該基板上形成該處理液之面狀塗佈膜；及先行塗佈膜形成部，於該基板上之該塗佈掃描結束的位置附近，在該塗佈掃描之前，以所望圖案形成由該處理液所構成的先行塗佈膜；並且該先行塗佈膜併合於由該塗佈掃描形成在該基板上之面狀塗佈膜的終端，而使該先行塗佈膜成為該面狀塗佈膜的擴張部分。
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