JP2000288450A - 塗布膜形成方法および塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上に形成する塗布膜の膜厚均一化を図る
ことができるとともに、使用する塗布液の量を極力少な
くすることができる塗布膜形成方法および塗布装置を提
供すること。 【解決手段】 塗布液供給ノズル８０を基板Ｇ上で移動
しながら、塗布液供給ノズル８０から基板Ｇの表面に塗
布液を吐出して塗布膜を形成する。この際に、塗布液供
給ノズル８０が基板Ｇ上で移動している際、塗布液供給
ノズル８０からの塗布液の吐出、その吐出速度、塗布液
供給ノズル８０の移動、その移動速度、基板Ｇの回転、
およびその回転速度の１または２以上を適宜制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置（Ｌ
ＣＤ）基板や半導体基板の表面上に、例えばレジスト膜
のような塗布膜を形成するための塗布膜形成方法および
塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＬＣＤ基板の製造においては、
ＬＣＤ基板にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラ
フィ技術を用いて回路パターンをフォトレジストに転写
し、これを現像処理することにより回路が形成される。
この工程には、塗布液を基板の表面上に供給する塗布膜
形成工程が含まれる。

【０００３】この場合のレジスト膜の形成方法として
は、例えば、矩形のＬＣＤ基板を処理容器内に配設され
た載置台上に載置固定し、処理容器の開口部を蓋体で閉
塞して、処理容器と載置台とを共に回転させ、この基板
上面の中心部に溶剤と感光性樹脂とからなるレジスト液
（塗布液）を滴下し、このレジスト液を基板の回転力と
遠心力とにより基板中心部から周縁部に向けて渦巻状に
拡散させて塗布する方法が知られている。

【０００４】この方法においては、レジスト液がＬＣＤ
基板の中心位置から周縁部に向けて拡散して行く過程
で、レジスト液中の溶剤が蒸発して、レジスト液が乾燥
し、その結果、ＬＣＤ基板上では、レジストが拡散する
方向によってレジスト液の粘度が異なり、ＬＣＤ基板の
中心部と周縁部とでは、形成されるレジスト膜の厚さが
異なる場合が生じる。

【０００５】また、上記の方法においては、基板の回転
させて基板中心部から周縁部に向けてレジスト液を拡散
させて基板上にレジスト液を塗布し、中心位置よりも周
速が著しく大きい外周部から相当量のレジスト液を処理
容器に向って飛散させている。この場合、滴下するレジ
スト液のうち基板面に塗布される量は１０〜２０％であ
り、残りの８０〜９０％は飛散させている。特に、矩形
であるＬＣＤ基板にレジスト液を塗布する場合には、基
板全面に塗り残しなくレジスト液を塗布するために、非
常に多量のレジスト液を無駄にすることになる。近年、
ＬＣＤ基板の大型化が進んでおり、従来の方法では、レ
ジスト液の無駄が極めて大きいものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、基板上に形成する塗布膜
の膜厚均一化を図ることができるとともに、使用する塗
布液の量を極力少なくすることができる塗布膜形成方法
および塗布装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点によれば、処理容器内に収容さ
れた基板の表面上に、塗布液供給ノズルから塗布液を供
給して塗布膜を形成する塗布膜形成方法であって、前記
塗布液供給ノズルを基板上で移動させながら、この塗布
液供給ノズルから前記基板の表面に塗布液を吐出して塗
布膜を形成する工程と、前記塗布膜の膜厚を整える工程
とを具備することを特徴とする塗布膜形成方法が提供さ
れる。

【０００８】本発明の第２の観点によれば、処理容器内
に収容された基板の表面上に塗布液を供給して塗布膜を
形成する塗布装置であって、塗布液を供給する塗布液供
給機構と、塗布液供給機構からの塗布液を基板の表面上
に吐出する塗布液供給ノズルと、前記塗布液供給ノズル
を基板上で移動するためのノズル移動機構と、前記塗布
液供給系および前記ノズル移動機構を制御する制御手段
と、前記塗布膜の膜厚を整える整膜機構とを具備するこ
とを特徴とする塗布装置が提供される。

【０００９】このような構成の本発明によれば、塗布液
供給ノズルを基板上で移動しながら、塗布液供給ノズル
から基板の表面に塗布液を吐出するので、従来のように
塗布液供給ノズルを静止しながら塗布液を吐出する場合
に比べて、塗布膜の膜厚均一化を図ることができる。す
なわち、例えば、塗布液供給ノズルを移動して、基板の
周縁部にも塗布液を吐出することができるため、この周
縁部での塗布液の乾きを防止することができ、基板の中
心部と周縁部における塗布膜の厚さを略同じにすること
ができる。また、塗布液供給ノズルを静止している場合
のように、基板の中心部にのみに多量の塗布液を吐出す
るのではなく、塗布液供給ノズルを移動しながら基板の
中心部から周縁部にわたって塗布液を徐々に吐出するこ
とができるため、後工程の基板の回転時には、遠心力に
より基板から飛散する塗布液の量を少なくすることがで
き、使用する塗布液の量を極力少なくすることができ
る。

【００１０】具体的には、以下の（１）ないし（３）の
ような形態を挙げることができる。 （１）塗布液供給ノズルからの塗布液の吐出、または吐
出速度 塗布液の吐出に関しては、塗布液供給ノズルを基板上で
移動している際、塗布液の吐出を連続して行うか、また
は、塗布液供給ノズルの基板上の位置に応じて吐出を中
断するようにすることができる。また、塗布液の吐出速
度に関しては、塗布液供給ノズルを基板上で移動してい
る際、塗布液の吐出速度を略一定に維持するか、または
塗布液供給ノズルの基板上の位置に応じて吐出速度を変
化させるようにすることができる。

【００１１】これにより、例えば、塗布液供給ノズルを
移動している際、ノズルが基板の中央部に位置している
時に塗布液を吐出し、ノズルが基板の中央部から周縁部
に向かう時に塗布液の吐出を中断し、その後、ノズルが
基板の周縁部に近づくにつれて、塗布液を再度吐出する
ようなことができ、塗布液量の削減を図ることができ
る。また、塗布膜の膜厚均一化を図ることもできる。

【００１２】（２）塗布液供給ノズルの移動、または移
動速度 塗布液供給ノズルの移動に関しては、塗布液供給ノズル
を基板上で移動している際、塗布液供給ノズルの移動を
連続して行うか、または塗布液供給ノズルの基板上の位
置に応じて移動を中断するようにすることができる。ま
た、移動速度に関しては、塗布液供給ノズルを基板上で
移動している際、移動速度を略一定に維持するか、また
は塗布液供給ノズルの基板上の位置に応じて移動速度を
変化させるようにすることができる。

【００１３】これにより、例えば、基板の単位面積当た
りに吐出される塗布液の量が略等しくなるように、ノズ
ルの移動または移動速度を制御することができるので、
塗布膜の膜厚均一化または塗布液量の削減を図ることが
できる。

【００１４】（３）基板の移動もしくは回転、または移
動もしくは回転速度 基板の移動または回転に関しては、塗布液供給ノズルを
基板上で移動しながら塗布液を吐出している際、基板を
静止しているか、または基板を移動もしくは回転させる
ようにすることができる。また、基板の移動または回転
速度に関しては、塗布液供給ノズルを基板上で移動しな
がら塗布液を吐出している際、基板の移動速度もしくは
回転速度を略一定に維持するか、または、塗布液供給ノ
ズルの基板上の位置に応じて移動もしくは回転速度を変
化させるようにすることができる。

【００１５】これにより、例えば、基板の単位面積当た
りに吐出される塗布液の量を略等しくできるように、基
板の移動もしくは回転、または移動もしくは回転速度を
制御することができるので、塗布膜の膜厚均一化または
塗布液量の削減を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発
明が適用される塗布処理ユニットを備えたＬＣＤ基板の
レジスト塗布・現像処理システムを示す斜視図である。

【００１７】この塗布・現像処理システムは、複数の基
板Ｇを収容するカセットＣを載置するカセットステーシ
ョン１と、基板Ｇにレジスト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部
２と、露光装置（図示せず）との間で基板Ｇの受け渡し
を行うためのインターフェイス部３とを備えており、処
理部２の両端にそれぞれカセットステーション２および
インターフェイス部３が配置されている。

【００１８】カセットステーション１は、カセットＣと
処理部２との間でＬＣＤ基板の搬送を行うための搬送機
構１０を備えている。そして、カセットステーション１
においてカセットＣの搬入出が行われる。また、搬送機
構１０はカセットの配列方向に沿って設けられた搬送路
１０ａ上を移動可能な搬送アーム１１を備え、この搬送
アーム１１によりカセットＣと処理部２との間で基板Ｇ
の搬送が行われる。処理部２は、前段部２ａと中段部２
ｂと後段部２ｃとに分かれており、それぞれ中央に搬送
路１２、１３、１４を有し、これら搬送路の両側に各処
理ユニットが配設されている。そして、これらの間には
中継部１５、１６が設けられている。

【００１９】前段部２ａは、搬送路１２に沿って移動可
能な主搬送装置１７を備えており、搬送路１２の一方側
には、２つの洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ、２１ｂが
配置されており、搬送路１２の他方側には紫外線照射装
置（ＵＶ）および冷却装置（ＣＯＬ）が上下に重ねられ
てなる紫外線照射／冷却ユニット２５、２つの加熱処理
装置（ＨＰ）が上下に重ねられてなる加熱処理ユニット
２６、および２つの冷却装置（ＣＯＬ）が上下に重ねら
れてなる冷却ユニット２７が配置されている。

【００２０】また、中段部２ｂは、搬送路１３に沿って
移動可能な主搬送装置１８を備えており、搬送路１３の
一方側には、レジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）２２お
よび基板Ｇの周縁部のレジストを除去する周縁レジスト
除去ユニット（ＥＲ）２３が一体的に設けられており、
搬送路１３の他方側には、２つの加熱装置（ＨＰ）が上
下に重ねられてなる加熱処理ユニット２８、加熱処理装
置（ＨＰ）と冷却処理装置（ＣＯＬ）が上下に重ねられ
てなる加熱処理／冷却ユニット２９、およびアドヒージ
ョン処理装置（ＡＤ）と冷却装置（ＣＯＬ）とが上下に
積層されてなるアドヒージョン処理／冷却ユニット３０
が配置されている。

【００２１】さらに、後段部２ｃは、搬送路１４に沿っ
て移動可能な主搬送装置１９を備えており、搬送路１４
の一方側には、３つの現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４
ａ、２４ｂ、２４ｃが配置されており、搬送路１４の他
方側には２つの加熱処理装置（ＨＰ）が上下に重ねられ
てなる加熱処理ユニット３１、および加熱処理装置（Ｈ
Ｐ）と冷却装置（ＣＯＬ）が上下に積層されてなる２つ
の加熱処理／冷却ユニット３２、３３が配置されてい
る。

【００２２】上記主搬送装置１７，１８，１９は、それ
ぞれ水平面内の２方向のＸ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構、
および垂直方向のＺ軸駆動機構を備えており、さらにＺ
軸を中心に回転する回転駆動機構を備えており、それぞ
れ基板Ｇを支持するアーム１７ａ，１８ａ，１９ａを有
している。

【００２３】なお、処理部２は、搬送路を挟んで一方の
側に洗浄処理ユニット２１ａ、レジスト処理ユニット２
２、現像処理ユニット２４ａのようなスピナー系ユニッ
トのみを配置しており、他方の側に加熱処理ユニットや
冷却処理ユニット等の熱系処理ユニットのみを配置する
構造となっている。

【００２４】また、中継部１５、１６のスピナー系ユニ
ット配置側の部分には、薬液供給ユニット３４が配置さ
れており、さらにメンテナンスが可能なスペース３５が
設けられている。

【００２５】インターフェイス部３は、処理部２との間
で基板を受け渡しする際に一時的に基板を保持するエク
ステンション３６と、さらにその両側に設けられた、バ
ッファーカセットを配置する２つのバッファーステージ
３７と、これらと露光装置（図示せず）との間の基板Ｇ
の搬入出を行う搬送機構３８とを備えている。搬送機構
３８はエクステンション３６およびバッファステージ３
７の配列方向に沿って設けられた搬送路３８ａ上を移動
可能な搬送アーム３９を備え、この搬送アーム３９によ
り処理部２と露光装置との間で基板Ｇの搬送が行われ
る。

【００２６】このように各処理ユニットを集約して一体
化することにより、省スペース化および処理の効率化を
図ることができる。

【００２７】このように構成される塗布・現像処理シス
テムにおいては、カセットＣ内の基板Ｇが、処理部２に
搬送され、処理部２では、まず、前段部２ａの紫外線照
射／冷却ユニット２５の紫外線照射装置（ＵＶ）で表面
改質・洗浄処理が行われ、その後そのユニットの冷却装
置（ＣＯＬ）で冷却された後、洗浄ユニット（ＳＣＲ）
２１ａ，２１ｂでスクラバー洗浄が施され、前段部２ａ
に配置された加熱処理装置（ＨＰ）の一つで加熱乾燥さ
れた後、冷却ユニット２７のいずれかの冷却装置（ＣＯ
Ｌ）で冷却される。

【００２８】その後、基板Ｇは中段部２ｂに搬送され、
レジストの定着性を高めるために、ユニット３０の上段
のアドヒージョン処理装置（ＡＤ）にて疎水化処理（Ｈ
ＭＤＳ処理）され、下段の冷却装置（ＣＯＬ）で冷却
後、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２２でレジストが塗
布され、周縁レジスト除去ユニット（ＥＲ）２３で基板
Ｇの周縁の余分なレジストが除去される。その後、基板
Ｇは、中段部２ｂに配置された加熱処理装置（ＨＰ）の
一つでプリベーク処理され、ユニット２９または３０の
下段の冷却装置（ＣＯＬ）で冷却される。

【００２９】その後、基板Ｇは中継部１６から主搬送装
置１９にてインターフェイス部３を介して露光装置に搬
送されてそこで所定のパターンが露光される。そして、
基板Ｇは再びインターフェイス部３を介して搬入され、
必要に応じて後段部２ｃのいずれかの加熱処理装置（Ｈ
Ｐ）でポストエクスポージャーベーク処理を行った後、
現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ，２４ｂ，２４ｃの
いずれかで現像処理され、所定の回路パターンが形成さ
れる。現像処理された基板Ｇは、後段部２ｃのいずれか
の加熱処理装置（ＨＰ）にてポストベーク処理が施され
た後、冷却装置（ＣＯＬ）にて冷却され、主搬送装置１
９，１８，１７および搬送機構１０によってカセットス
テーション１上の所定のカセットに収容される。

【００３０】次に、本発明の塗布膜形成方法および塗布
装置が適用されるレジスト塗布ユニット（ＣＴ）２２に
ついて説明する。

【００３１】図２は、本発明の一実施形態に係る塗布装
置である塗布ユニット（ＣＴ）２２を示すものであり、
ＬＣＤ基板Ｇを水平状態に真空吸着によって回転可能に
保持するスピンチャック４０と、このスピンチャック４
０の上部および外周部を包囲する処理室４１を有する上
方部が開口したカップ状の回転可能な処理容器（回転カ
ップ）４２と、回転カップ４２の開口部４２ａを閉止可
能に、かつカップ４２に対して着脱可能に設けられた蓋
体４６と、この蓋体４６を閉止位置と待機位置との間で
移動させるロボットアーム５０と、回転カップ４２の外
周側を取囲むように配置された中空リング状のドレンカ
ップ４４と、スピンチャック４０と回転カップ４２とを
回転させる駆動モータ５１と、スピンチャック４０の上
方位置に移動可能に設けられた噴頭９０と、この噴頭９
０を把持して噴頭待機位置と基板上方位置間で移動させ
るノズル移動機構１００とを備えている。噴頭９０は、
塗布液の溶剤Ａ（例えばシンナー）を供給する溶剤供給
ノズル７０と、塗布液であるレジスト液Ｂを供給するレ
ジスト液供給ノズル８０とを近接させて一体に取り付け
た構造を有している。

【００３２】ノズル７０，８０からの溶剤供給路および
レジスト液供給路のそれぞれには、中を流れる溶剤Ａお
よびレジスト液Ｂを予め設定された温度（例えば２３
℃）にするための温度調整液Ｄを循環供給する温度調整
機構９１が設けられている。

【００３３】上記スピンチャック４０は、例えばポリエ
ーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような耐熱性合成
樹脂で形成され、予め設定されたプログラムに基いて駆
動し、回転速度を可変できる駆動モータ５１の駆動によ
って回転される回転軸５２を介して水平方向に回転（自
転）可能であり、また回転軸５２に連結される昇降シリ
ンダ５３の駆動によって上下方向に移動可能である。こ
の場合、回転軸５２はスプライン軸受５７に上下方向に
摺動可能に連結されている。スプライン軸受５７は、固
定カラー５４の内周面にベアリング５５ａを介して回転
可能に装着される回転内筒５６ａの内周面に嵌着されて
いる。スプライン軸受５７には従動プーリ５８ａが装着
されており、従動プーリ５８ａには駆動モータ５１の駆
動軸５１ａに装着された駆動プーリ５１ｂとの間にベル
ト５９ａが掛け渡されている。したがって、駆動モータ
５１の駆動によってベルト５９ａを介して回転軸５２が
回転してスピンチャック４０が回転される。また、回転
軸５２の下部側は図示しない筒体内に配設されており、
この筒体内において回転軸５２がバキュームシール部６
０を介して昇降シリンダ５３に連結され、昇降シリンダ
５３の駆動によって回転軸５２が上下方向に移動可能と
なっており、これによりスピンチャックが上下方向に移
動する。

【００３４】上記固定カラー５４の外周面にベアリング
５５ｂを介して装着される回転外筒５６ｂの上端部には
連結筒６１が固定されており、上記回転カップ４２はこ
の連結筒６１を介して取り付けられている。回転カップ
４２の底部４２ｂとスピンチャック４０の下面との間に
は、シール機能を有するベアリング５２が介在されてお
り、回転カップ４２がスピンチャック４０に対して相対
的に回転可能である。そして、回転外筒５６ｂには従動
プーリ５８ｂが装着されており、この従動プーリ５８ｂ
と上記駆動モータ５１に装着された駆動プーリ５１ｂに
はベルト５９ｂが掛け渡されている。したがって、この
ベルト５９ｂによって駆動モータ５１からの駆動が回転
カップ４２に伝達されて回転カップ４２が回転される。

【００３５】この場合、従動プーリ５８ｂの直径は上記
回転軸５２に装着された従動プーリ５８ａの直径と同一
に形成され、同一の駆動モータ５１にベルト５９ａ，５
９ｂが掛け渡されているので、回転カップ４２とスピン
チャック４０とは同一速度で回転される。

【００３６】回転カップ４２は上方に向かって縮径され
た側壁４２ｃを有しており、この側壁４２ｃ面はテーパ
面４２ｅとなっている。この側壁４２ｃの上端には、内
方側に向って内向きフランジ４２ｄが形成されている。
回転カップ４２の内向きフランジ４２ｄには周方向に適
宜間隔をおいて給気孔６４が穿設され、側壁４２ｃの下
部側の周方向の適宜位置には排気孔６５が穿設されてい
る。このように給気孔６４と排気孔６５を設けることに
より、回転カップ４２が回転する際に、給気孔６４から
処理室４１内に流れる空気が排気孔６５から外部に流れ
るので、回転カップ４２の回転時に処理室４１内が負圧
になるのを防止することができ、処理後に回転カップ４
２から蓋体４６を開放する際に大きな力を要することな
く、蓋体４６を容易に開放することができる。

【００３７】一方、上記ドレンカップ４４の内部には環
状通路４４ａが設けられており、その外周壁の適宜箇所
（例えば周方向の４箇所）には排気口６６が設けられて
いて、この排気口６６は排気装置（図示せず）に連結さ
れている。またドレンカップ４４の内周側上方部には、
環状通路４４ａおよび排気口６６に連通する放射状の排
気通路６７が形成されている。このようにドレンカップ
４４の外周部に排気口６６を設けるとともに、ドレンカ
ップ４４の内周側上方部に排気通路６７を形成すること
により、回転処理時に処理室４１内で遠心力により飛散
し排気孔６４を通ってドレンカップ４４内に流れ込んだ
ミストが回転カップ４２の上部側へ舞い上がることが防
止され、ミストを排気口６６から外部に排出させること
ができる。

【００３８】上記環状通路４４ａは、ドレンカップ４４
の底部から起立する外側壁４４ｂとドレンカップ４４の
天井部から垂下する内側壁４４ｃとで区画され、これに
より迂回路が形成されるため排気が均一に行うことが可
能である。また、外側壁４４ｂと内側壁４４ｃとの間に
位置する底部４４ｄには周方向沿って適宜間隔をおいて
ドレン孔４４ｅが設けられている。

【００３９】また、ドレンカップ４４の内周面には、上
記回転カップ４２のテーパ面４２ｅに対応するテーパを
有するテーパ面４４ｆが形成されており、回転カップ４
２のテーパ面４２ｅとドレンカップ４４のテーパ面４４
ｆとの間に微少隙間が形成されている。このように下方
に向って拡開するテーパ状の微少隙間を形成することに
よって、回転カップ４２の回転時に微少隙間の上下の間
で生じる周速差から圧力差が誘発され、この圧力差が回
転カップ４２の外周部の微少隙間の上側から下側に向う
気流を助長させてドレンカップ４４内の排気ミストが上
記微少隙間を通って回転カップ４２外へ飛散するのを防
止することができる。

【００４０】また、微小隙間を通って上方に向い回転カ
ップ４２外へ飛散しようとするミストがあっても、排気
通路６７、ドレンカップ４４内の環状通路４４ａを通っ
て、排気口６６から排出される。ここでは、ドレンカッ
プ４４が回転カップ４２の外周側を取囲むように配置さ
れる場合について説明したが、ドレンカップ４４は必ず
しも回転カップ４２の外周側に配置される必要はなく、
回転カップ４２の下部側に配置してもよい。

【００４１】上記蓋体４６には、その上面中央に上方に
向かって伸びる支持部材４９が設けられており、その上
端には支持部材４９よりも大径の頭部４８が設けられて
いる。蓋体４６を開閉する場合には、蓋体４６の上面に
支持部材４９を介して設けられた頭部４８の下に、図２
の二点鎖線で示すように、ロボットアーム５０を挿入
し、頭部４８に設けられた係止溝にロボットアーム５０
から突出する係止ピン５０ａを係合させた後、ロボット
アーム５０を上下動させる。

【００４２】なお、上記蓋体４６と基板Ｇとの中間位置
に、中心部分で蓋体４６に取着された基板Ｇ以上の大き
さの多孔板等にて形成されるバッフル板（図示せず）を
配置することも可能である。このようにバッフル板を配
置することにより、塗布処理時にさらに確実に処理室４
１内の乱流の発生を防止することができる。

【００４３】上記溶剤供給ノズル７０は、溶剤供給路で
ある溶剤供給チューブ７１と開閉バルブ７２を介して溶
剤タンク７３に接続されており、溶剤タンク７３内に窒
素（Ｎ_２）ガスを供給することによって、その加圧力に
より溶剤タンク７３内の溶剤Ａが基板Ｇ上に供給され
る。この場合にＮ_２ガスの加圧力を制御することによっ
て溶剤Ａの流量が制御され、所定時間中、所定量の溶剤
Ａが供給される。

【００４４】レジスト液供給ノズル８０は、レジスト液
を基板Ｇに向けて吐出できるように、レジスト液供給路
であるレジスト液供給チューブ８１を介してレジスト液
Ｂを収容するレジスト液タンク８２（塗布液供給源）に
連通されている。このチューブ８１には、サックバック
バルブ８３、エアーオペレーションバルブ８４、レジス
ト液Ｂ中の気泡を分離除去するための気泡除去機構８
５、フィルタ８６およびベローズポンプ８７が順次設け
られている。このベローズポンプ８７は、駆動部により
伸縮可能となっており、この伸縮が制御されることによ
り所定量のレジスト液Ｂがレジスト液供給ノズル８０を
介して基板Ｇの表面に吐出されることが可能となってい
る。このベローズポンプ８７により従来のレジスト液Ｂ
の供給量より少量のレジスト液Ｂの供給量制御を可能と
している。この駆動部は、一端がベローズポンプの一端
に取り付けられたネジ８８ａと、このネジに螺合される
ナット８８ｂとからなるボールネジ機構８８と、このナ
ット８８ｂを回転させることによりネジ８８ａを直線動
させるモータ８９とにより構成されている。

【００４５】上記レジスト液供給系に設けられたサック
バックバルブ８３は、レジスト液供給ノズル８０からの
レジスト液吐出後、レジスト液供給ノズル８０先端内壁
部に表面張力によって残留しているレジスト液Ｂをレジ
スト液供給ノズル８０内に引き戻し、これによって残留
レジスト液の固化を阻止するためのものである。この場
合、少量のレジスト液Ｂを吐出するレジスト液供給ノズ
ル８０において、通常通りサックバックバルブ８３の負
圧作用によってレジスト液Ｂをレジスト液供給ノズル８
０内に引き戻すと、ノズル８０先端付近の空気も一緒に
ノズル８０内に巻き込まれてしまい、ノズル８０先端に
付着したレジスト液Ｂの残渣がノズル８０内に入り、ノ
ズル８０の目詰まりを起こすばかりか、乾燥したレジス
トがパーティクルとなり基板Ｇが汚染されるとともに、
歩留まりの低下を来すおそれがある。

【００４６】噴頭９０はノズル移動機構１００により移
動可能に設けられている。具体的には、図３に示すよう
に、ノズル移動機構１００は、噴頭９０を支持する支持
部材１０１と、この支持部材１０１を回転可能および進
退可能に支持する回転シャフト１０２と、支持部材１０
１を駆動する駆動手段（図示せず）とから主に構成され
ている。この構成により、支持部材１０１に設けられた
噴頭９０は、回転シャフト１０２を回転軸として図中の
矢印Ｅ方向に回転することおよび図中の矢印Ｆ方向に進
退可能となっており、噴頭９０を図中の矢印Ｅ，Ｆ方向
に移動させながら溶剤供給ノズル７０やレジスト液供給
ノズル８０からレジスト液や溶剤を基板Ｇに対して供給
するようになっている。

【００４７】レジスト液供給ノズルの移動軌跡の他の例
を図４に示す。回転カップ４２を挟むように矢印Ｈ方向
に移動可能な一対のシャフト１０５が設けられており、
レジスト液供給ノズル８０と溶剤供給ノズル７０とが両
シャフト１０５間に掛け渡された支持部材１０４に支持
されている。レジスト液供給ノズル８０へのレジスト液
の供給はレジスト液供給チューブ８１を介して行われる
と共に、溶剤供給ノズル７０への溶剤の供給は溶剤供給
チューブ７１を介して行われる。回転カップ４２の外側
には各シャフト１０５をガイドする一対のガイド部材１
０６が設けられている。各ガイド部材１０６の外側には
それぞれ一対のプーリー１０９が取り付けられており、
プーリー１０９にはベルト１０７が巻き掛けられてい
る。ベルト１０７にはシャフト１０５が取り付けられて
おり、また一方のプーリーはモーター１０８の軸に取り
付けられている。したがって、モーター１０８の回転に
よって、一対のシャフト１０５は、それぞれガイドレー
ル１０６にガイドされつつ、ベルト駆動により矢印Ｈ方
向に沿って移動され、これにともなって支持部材１０４
に支持されたレジスト液供給ノズル８０と溶剤供給ノズ
ル７０とが矢印Ｈ方向に沿って移動可能となっている。
そして、レジスト液供給ノズル８０は、レジスト液を塗
布しない場合には、基板Ｇから離隔した２点鎖線で示す
退避位置に移動される。このように、レジスト液供給ノ
ズル８０の移動軌跡としては、図３に示す円弧状および
図４に示す直線状のいずれでもよい。

【００４８】また、本実施の形態では、以下に説明する
ように、レジスト液供給ノズル８０が基板Ｇ上で移動し
ている際、レジスト液供給ノズル８０からのレジスト液
の吐出、その吐出速度、レジスト液供給ノズル８０の移
動、その移動速度、基板Ｇの回転、およびその回転速度
のうち１または２以上を適宜制御する。

【００４９】この制御系を図５に示す。この図に示すよ
うに、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２２をコントロー
ルするために設けられたユニットコントローラ１１０に
は、ノズル移動機構１００、ベローズポンプ８７を駆動
するための位置および速度の制御可能なモータ８９（例
えばステッピングモータ）、および基板Ｇを回転させる
ための駆動モータ５１が接続されている。そして、ユニ
ットコントローラ１１０により、ノズルの移動、レジス
トの吐出、および基板の回転が制御されるようになって
いる。

【００５０】レジスト液供給ノズル８０を移動するため
のノズル移動機構１００には、位置および速度の制御可
能なモータ、例えばステッピングモータが内蔵され、ま
た、基板Ｇを回転させるための駆動モータ５１にも、位
置および速度の制御可能なモータ、例えばステッピング
モータが用いられる。これにより、レジスト液供給ノズ
ル８０を基板Ｇ上で移動する場合には、ユニットコント
ローラ１１０からのパルス信号に基づいて、ノズル移動
機構１００によりノズル８０をその位置および速度を正
確に制御しながら移動することができる。

【００５１】また、レジスト液供給ノズル８０からレジ
スト液を吐出する際には、ユニットコントローラ１１０
からのパルス信号に基づいて、モータ８９によりベロー
ズポンプ８７を駆動し、これにより、レジスト液の吐出
量または吐出速度を正確に制御することができる。

【００５２】さらに、基板Ｇを回転させる場合には、ユ
ニットコントローラ１１０からのパルス信号に基づい
て、駆動モータ５１により基板Ｇをその位置および速度
を正確に制御しながら回転させることができる。

【００５３】レジスト液供給ノズル８０の位置に応じ
て、上記レジスト液の吐出、その吐出速度、ノズル８０
の移動、その移動速度、基板Ｇの回転、およびその回転
速度のうち１または２以上を制御する場合には、レジス
ト液供給ノズル８０の位置パルス信号がノズル移動機構
１００からユニットコントローラ１１０に入力され、ユ
ニットコントローラ１１０では、ノズル８０の位置に対
応したノズル移動機構１００、モータ８９、および駆動
モータ５１のパルス信号が算出されて、これらに送信さ
れ、ノズル移動機構１００、モータ８９、および駆動モ
ータ５１がこのパルス信号に基づいて制御される。ま
た、この際、ノズル移動機構１００、モータ８９、およ
び駆動モータ５１からフィードバック・パルス信号がユ
ニットコントローラ１１０に送信されてフィードバック
制御されるようになっている。

【００５４】次に、以上のように構成されるレジスト塗
布ユニット（ＣＴ）２２により基板Ｇ表面にレジスト液
を塗布する塗布動作について説明する。まず、回転カッ
プ４２の蓋体４６が開放され、基板Ｇが図示しない搬送
アームによって静止したスピンチャック４０上に搬送さ
れ、基板Ｇが真空吸着によってスピンチャック４０に保
持される。

【００５５】この状態で、スピンチャック４０を回転駆
動させ、基板Ｇを処理時の定常回転より低速回転（例え
ば１００〜６００ｒｐｍ，加速度：３００〜５００ｒｐ
ｍ／ｓｅｃ）させると同時に、回転カップ４２を同じ速
度で回転させる。この回転中に、移動機構１００によっ
て支持部材１０１に把持されて基板Ｇの中心部上方に移
動された噴頭９０の溶剤供給ノズル７０から基板表面に
塗布液の溶剤Ａとして例えばエチルセロソルブアセテー
ト（ＥＣＡ）を例えば２６．７ｃｃ供給（例えば滴下）
する。また、基板Ｇを回転させずに静止した状態で溶剤
Ａを滴下し、その後回転しても良い。

【００５６】このようにして溶剤Ａを供給した後、ノズ
ル移動機構１００により、例えば図３における矢印Ｅ方
向に支持部材１０１を回転させて、レジスト液供給ノズ
ル８０を円弧状に移動させながら、レジスト液供給ノズ
ル８０からレジスト液を基板Ｇに向けて吐出して、基板
Ｇ全面にレジスト膜を形成する。また、図４に示すよう
に、レジスト液供給ノズル８０を直線状に移動させなが
ら、レジスト液を吐出するようにしてもよい。

【００５７】本実施の形態では、このレジスト液供給ノ
ズル８０が基板Ｇ上で移動している際、レジスト液供給
ノズル８０からのレジスト液の吐出、その吐出速度、レ
ジスト液供給ノズル８０の移動、その移動速度、基板Ｇ
の回転、およびその回転速度のうち１または２以上を適
宜制御して、レジスト膜の膜厚均一化またはレジスト使
用量の削減を図ることができるようにする。

【００５８】具体的には、以下の通りである。 （１）レジスト液供給ノズルからのレジスト液の吐出ま
たは吐出速度 レジスト液の吐出に関しては、（ａ）レジスト液供給ノ
ズル８０を基板Ｇ上で移動している際、ユニットコント
ローラ１１０からのパルス信号に基づいて、モータ８９
を制御してベローズポンプ８７を駆動し、レジスト液の
吐出を連続して行うか、または、（ｂ）レジスト液供給
ノズル８０の位置パルス信号に基づいて、モータ８９を
制御して、ベローズポンプ８７を駆動し、これにより、
レジスト液供給ノズル８０の基板Ｇ上の位置に応じて、
レジスト液の吐出を中断する。

【００５９】さらに、レジスト液の吐出速度に関して
は、（ａ）レジスト液供給ノズル８０を基板Ｇ上で移動
している際、ユニットコントローラ１１０からのパルス
信号に基づいて、モータ８９を制御してベローズポンプ
８７を駆動し、レジスト液の吐出速度を略一定に維持す
るか、または、（ｂ）レジスト液供給ノズル８０の位置
パルス信号に基づいて、モータ８９を制御して、ベロー
ズポンプ８７を駆動し、レジスト液供給ノズル８０の基
板上の位置に応じて、レジスト液の吐出速度を変化させ
るようにする。

【００６０】これにより、例えば、レジスト液供給ノズ
ル８０を移動している際、このノズル８０が基板Ｇの中
央部に位置している時に、レジスト液を吐出し、ノズル
８０が基板Ｇの中央部から周縁部に向かう時に、レジス
ト液の吐出を中断し、その後、ノズル８０が基板Ｇの周
縁部に近づくにつれて、レジスト液を再度吐出すること
ができ、これによって、使用するレジスト液量の削減を
図ることができる。また、吐出速度を変化させることに
よりレジスト膜の均一性を向上させることもできる。

【００６１】すなわち、レジスト液供給ノズル８０から
のレジスト液の吐出または吐出速度、またはこれらの両
方を制御することにより、レジスト膜の膜厚均一化、レ
ジスト液量の削減を図ることができる。

【００６２】（２）レジスト液供給ノズルの移動または
移動速度 レジスト液供給ノズル８０の移動に関しては、（ａ）レ
ジスト液供給ノズル８０を基板Ｇ上で移動している際、
ユニットコントローラ１１０からのパルス信号に基づい
てノズル移動機構１００を制御し、このレジスト液供給
ノズル８０の移動を連続して行うか、または、（ｂ）レ
ジスト液供給ノズル８０の位置パルス信号に基づいてノ
ズル移動機構１００を制御して、レジスト液供給ノズル
８０の基板Ｇ上の位置に応じて、レジスト液供給ノズル
８０の移動を中断するようにする。

【００６３】さらに、レジスト液供給ノズル８０の移動
速度に関しては、（ａ）レジスト液供給ノズル８０を基
板Ｇ上で移動している際、ユニットコントローラ１１０
からの制御信号に基づいてノズル移動機構１００を制御
して、移動速度を略一定に維持するか、または、（ｂ）
レジスト液供給ノズル８０の位置信号に基づいてノズル
移動機構１００を制御して、レジスト液供給ノズル８０
の基板上の位置に応じて、移動速度を変化させるように
する。

【００６４】これにより、例えば、基板Ｇの単位面積当
たりに吐出されるレジスト液の量が略等しくなるよう
に、ノズル８０の移動または移動速度またはこれらの両
方を制御することができるので、レジスト膜の膜厚均一
化またはレジスト液量の削減を図ることができる。

【００６５】（３）基板の回転または回転速度 基板Ｇの回転に関しては、レジスト液供給ノズル８０を
基板Ｇ上で移動させながらレジスト液を吐出している
際、ユニットコントローラ１１０からのパルス信号に基
づいて駆動モータ５１を制御して、基板Ｇを静止させる
か、または、基板Ｇを回転させるようにする。

【００６６】また、基板Ｇの回転速度に関しては、
（ａ）レジスト液供給ノズル８０を基板Ｇ上で移動しな
がらレジスト液を吐出している際、ユニットコントロー
ラ１１０からの位置パルス信号に基づいて駆動モータ５
１を制御して、基板Ｇの回転速度を略一定に維持する
か、または、（ｂ）レジスト液供給ノズル８０の位置パ
ルス信号に基づいて駆動モータ５１を制御して、基板Ｇ
の回転速度をレジスト液供給ノズル８０の基板上の位置
に応じて変化させる。

【００６７】これにより、例えば、基板Ｇの単位面積当
たりに吐出されるレジスト液の量が略等しくなるよう
に、基板Ｇの回転または回転速度またはこれらの両方を
制御することができるので、レジスト膜の膜厚均一化ま
たはレジスト液量の削減を図ることができる。

【００６８】なお、特に図示していないが、基板Ｇを回
転させる代わりに、基板Ｇを移動（例えば、直線状に移
動、揺動）するように構成してもよい。この場合にも、
同様に、レジスト液供給ノズル８０を基板Ｇ上で移動さ
せながらレジスト液を吐出している際、基板Ｇを静止さ
せるか、または、基板Ｇを移動させるように制御するこ
とができる。また、移動速度に関しても、基板Ｇの移動
速度を略一定に維持するか、または、レジスト液供給ノ
ズル８０の基板上の位置に応じて、移動速度変化させる
ことができる。

【００６９】以上のようにしてレジスト液を供給した
後、レジスト液の供給を停止し、レジスト液供給ノズル
８０を待機位置に移動し、ロボットアーム５０によって
蓋体４６を回転カップ４２の上方開口部４２ａに閉止し
て回転カップ４２内に基板Ｇを封入する。

【００７０】このようにして回転カップ４２の開口部４
２ａを蓋体４６で閉止し密閉した状態で、スピンチャッ
ク４０および回転カップ４２を回転（例えば１３５０ｒ
ｐｍ，加速度：５００ｒｐｍ／ｓｅｃ）させてレジスト
膜の膜厚を整える。

【００７１】塗布処理が終了した後、スピンチャック４
０および回転カップ４２の回転を停止した後、ロボット
アーム５０によって蓋体４６を待機位置に移動させて、
図示しない搬送アームによって基板Ｇを取出して、塗布
作業を完了する。

【００７２】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態
では、本発明をレジスト塗布ユニットに適用し、塗布液
としてレジスト液を用いた例について説明したが、本発
明を現像ユニットに適用し、塗布液として現像液を用い
ても上記と同様の効果が得られるし、また、さらに他の
塗布液の場合でも適用可能である。さらに、上記実施の
形態では、被処理体としてＬＣＤ基板を用いた場合につ
いて示したが、これに限らず半導体ウエハ等他の基板へ
の塗布膜形成にも適用することができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
塗布液供給ノズルを基板上で移動しながら、塗布液供給
ノズルから基板の表面に塗布液を吐出するので、従来の
ように塗布液供給ノズルを静止しながら塗布液を吐出す
る場合に比べて、塗布膜の膜厚均一化を図ることができ
る。すなわち、例えば、塗布液供給ノズルを移動して、
基板の周縁部にも塗布液を吐出することができるため、
この周縁部での塗布液の乾きを防止することができ、基
板の中心部と周縁部における塗布膜の厚さを略同じにす
ることができる。また、塗布液供給ノズルを静止してい
る場合のように、基板の中心部にのみに多量の塗布液を
吐出するのではなく、塗布液供給ノズルを移動しながら
基板の中心部から周縁部にわたって塗布液を徐々に吐出
することができるため、後工程の基板の回転時には、遠
心力により基板から飛散する塗布液の量を少なくするこ
とができ、使用する塗布液の量を極力少なくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるレジスト塗布・現像システ
ムを示す平面図。

【図２】本発明の塗布液形成方法の実施に適用される塗
布装置としてのレジスト塗布ユニットを示す断面図。

【図３】図２のレジスト塗布ユニットにおけるレジスト
液供給ノズルの移動機構を示す斜視図。

【図４】レジスト液供給ノズルが直線状に移動する他の
レジスト液供給ノズルの移動機構を示す斜視図。

【図５】図２に示すレジスト塗布ユニットの制御系を示
すブロック図。

【符号の説明】

２２…レジスト塗布ユニット ４０…スピンチャック（整膜手段、基板駆動手段） ４１…処理室 ５１…駆動モータ（整膜手段、基板駆動手段） ７０…溶媒供給ノズル ８０…レジスト液供給ノズル（塗布液供給ノズル） ８７…ベローズポンプ（吐出手段） ９０…噴頭 １００…ノズル移動機構（ノズル移動手段） １１０…ユニットコントローラ Ｇ…ＬＣＤ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０２ Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０２ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AB16 AB17 EA05 4D075 AC64 AC84 AC92 AC94 DA06 DC21 DC22 4F041 AA06 AB01 BA05 BA12 BA21 BA34 BA56 4F042 AA06 AA07 BA04 BA05 BA08 BA12 EB18 EB29 5F046 CD01 CD06 JA02 JA03 JA05 JA06 JA08 JA10 JA24 LA04 LA06 LA07

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理容器内に収容された基板の表面上
   に、塗布液供給ノズルから塗布液を供給して塗布膜を形
   成する塗布膜形成方法であって、 前記塗布液供給ノズルを基板上で移動させながら、この
   塗布液供給ノズルから前記基板の表面に塗布液を吐出し
   て塗布膜を形成する工程と、 前記塗布膜の膜厚を整える工程とを具備することを特徴
   とする塗布膜形成方法。
2. 【請求項２】 前記塗布液供給ノズルが基板上で移動し
   ている際、この塗布液供給ノズルからの塗布液の吐出を
   連続して行うか、または前記塗布液供給ノズルの基板上
   の位置に応じて吐出を中断することを特徴とする請求項
   １に記載の塗布膜形成方法。
3. 【請求項３】 前記塗布液供給ノズルが基板上で移動し
   ている際、この塗布液供給ノズルからの塗布液の吐出速
   度を略一定に維持するか、または前記塗布液供給ノズル
   の基板上の位置に応じて吐出速度を変化させることを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の塗布膜形成方
   法。
4. 【請求項４】 前記塗布液供給ノズルの移動を連続して
   行うか、または前記塗布液供給ノズルの基板上の位置に
   応じて移動を中断することを特徴とする請求項１ないし
   請求項３のいずれか１項に記載の塗布膜形成方法。
5. 【請求項５】 前記塗布液供給ノズルが基板上で移動し
   ている際、この塗布液供給ノズルの移動速度を略一定に
   維持するか、または前記塗布液供給ノズルの基板上の位
   置に応じて移動速度を変化させることを特徴とする請求
   項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の塗布膜形成
   方法。
6. 【請求項６】 前記塗布液供給ノズルが基板上で移動し
   ながら塗布液を吐出している際、前記基板を静止させる
   か、または移動もしくは回転させることを特徴とする請
   求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の塗布膜形
   成方法。
7. 【請求項７】 前記基板の移動速度もしくは回転速度を
   略一定に維持するか、または前記塗布液供給ノズルの基
   板上の位置に応じて移動速度もしくは回転速度を変化さ
   せることを特徴とする請求項６に記載の塗布膜形成方
   法。
8. 【請求項８】 処理容器内に収容された基板の表面上に
   塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布装置であって、 塗布液を供給する塗布液供給機構と、 塗布液供給機構からの塗布液を基板の表面上に吐出する
   塗布液供給ノズルと、 前記塗布液供給ノズルを基板上で移動するためのノズル
   移動機構と、 前記塗布液供給系および前記ノズル移動機構を制御する
   制御手段と、 前記塗布膜の膜厚を整える整膜機構とを具備することを
   特徴とする塗布装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、前記ノズル移動機構に
   より前記塗布液供給ノズルが基板上で移動している際
   に、前記塗布液供給ノズルから連続して塗布液を吐出さ
   せるか、または前記塗布液供給ノズルの基板上の位置に
   応じて塗布液の吐出を中断するように前記塗布液供給機
   構を制御することを特徴とする請求項８に記載の塗布装
   置。
10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記ノズル移動機構
    により前記塗布液供給ノズルが基板上で移動している際
    に、前記塗布液供給ノズルからの塗布液の吐出速度を略
    一定に維持するか、または前記塗布液供給ノズルの基板
    上の位置に応じて吐出速度が変化するように前記塗布液
    供給機構を制御することを特徴とする請求項８または請
    求項９に記載の塗布装置。
11. 【請求項１１】 前記制御手段は、前記塗布液供給ノズ
    ルを基板上で移動させている際、この塗布液供給ノズル
    を連続して移動させるか、または前記塗布液供給ノズル
    の基板上の位置に応じて移動を中断するように前記ノズ
    ル移動機構を制御することを特徴とする請求項８ないし
    請求項１０のいずれか１項に記載の塗布装置。
12. 【請求項１２】 前記制御手段は、前記ノズル移動手段
    により前記塗布液供給ノズルを基板上で移動させている
    際、この塗布液供給ノズルの移動速度を、略一定に維持
    するか、または、前記塗布液供給ノズルの基板上の位置
    に応じて変化させるように制御することを特徴とする請
    求項８ないし請求項１１のいずれか１項に記載の塗布装
    置。
13. 【請求項１３】 基板を移動または回転させる基板駆動
    機構をさらに具備し、前記制御手段は、前記ノズル移動
    手段により前記塗布液供給ノズルが基板上で移動しなが
    ら塗布液を吐出している際に、前記基板を静止するか、
    または、前記基板を移動もしくは回転させるように制御
    することを特徴とする請求項８ないし請求項１２のいず
    れか１項に記載の塗布装置。
14. 【請求項１４】 前記ノズル移動手段により前記塗布液
    供給ノズルが基板上で移動しながら塗布液を吐出してい
    る際、前記制御手段は、前記基板の移動速度もしくは回
    転速度を、略一定に維持するか、または、前記塗布液供
    給ノズルの基板上の位置に応じて変化させるように前記
    基板駆動機構を制御することを特徴とする請求項１３に
    記載の塗布装置。