| 【発明の名称】 |
塗布膜形成方法および塗布処理装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】橋本 博士
【氏名】川口 義広
【氏名】下村 雄二
【氏名】佐田 徹也
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| 【要約】 |
【課題】塗布膜の膜厚を均一に形成することができ、ダイナミック塗布方式を採用する場合であっても、塗布開始時から終了時まで塗布液の飛散を確実に防止することができる塗布膜形成方法および塗布処理装置を提供すること。
【解決手段】開口４６を有する環状の蓋体４５を回転カップ４２に装着し、その後、レジスト液吐出ノズル５１から、この環状の蓋体４５の開口４６を通して、レジスト液を基板Ｇに吐出し、それとほぼ同時に基板Ｇを回転して基板Ｇに塗布膜を形成し、次いで、蓋体４５の開口４６に小蓋５３を装着するとともに、基板Ｇを回転してレジスト膜の膜厚を整える。 |
【特許請求の範囲】
【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を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成方法であって、開口を有する環状の蓋体を、前記処理容器に装着する工程と、塗布液吐出ノズルから、この環状の蓋体の開口を通して、塗布液を基板に吐出するとともに、基板を回転して、基板に塗布膜を形成する工程と、前記環状の蓋体の開口に、小蓋を装着するとともに、基板を回転して、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。
【請求項２】 処理容器を基板とともに回転させることを特徴とする請求項１に記載の塗布膜形成方法。
【請求項３】 膜厚を整える工程の際、前記蓋体および前記小蓋が前記処理容器とともに回転されることを特徴とする請求項２に記載の塗布膜形成方法。
【請求項４】 基板に塗布液を塗布した後、基板の回転を一旦停止し、塗布液吐出ノズルを退避させて、前記環状の蓋体の開口に小蓋を装着した後、基板および処理容器の回転速度を所定速度にして、塗布膜の膜厚を整えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の塗布膜形成方法。
【請求項５】 塗布液の吐出前に、溶剤吐出ノズルから、前記環状の蓋体の開口を通して溶剤を基板に吐出する工程をさらに具備す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。
【請求項６】 溶剤吐出後、前記塗布液吐出ノズルからの塗布液の吐出とほぼ同時に基板の回転を開始することを特徴とする請求項５に記載の塗布膜形成方法。
【請求項７】 基板の表面上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、上部に開口部を有し、基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で基板を回転する基板回転手段と、前記処理容器に装着され、開口を有する環状の蓋体と、この環状の蓋体の開口を通して塗布液を基板に吐出する塗布液吐出ノズルと、前記環状の蓋体の開口を閉塞するための小蓋と、前記小蓋を搬送して前記環状の蓋体の開口に装着する小蓋搬送手段と、前記塗布液吐出ノズルを吐出位置と退避位置との間で移動する移動手段とを具備することを特徴とする塗布処理装置。
【請求項８】 基板の表面上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、上部に開口部を有し、基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で基板を回転する基板回転手段と、前記処理容器に装着される蓋体と、塗布液を基板に吐出する塗布液吐出ノズルとを具備し、前記処理容器は、その外周側部分に前記処理容器内から空気を外部に流出するための流出孔を有するとともに、前記蓋体は、その外周側部分に外部から空気を前記処理容器内に流入するための流入孔を有することを特徴とする塗布処理装置。
【請求項９】 前記蓋体はその中央に開口を有し、塗布液吐出ノズルはこの蓋体の開口を通して塗布液を基板に吐出し、かつ前記環状の蓋体の開口を閉塞するための小蓋と、前記小蓋を搬送して前記蓋体の開口に装着する小蓋搬送手段と、前記塗布液吐出ノズルを吐出位置と退避位置との間で移動する移動手段とをさらに具備することを特徴とする請求項８に記載の塗布処理装置。
【請求項１０】 前記小蓋は、前記蓋体の開口に装着されたときに前記処理容器内の基板と対向する面に、前記処理容器内における気流を制御する整流板を有することを特徴とする請求項７または請求項９に記載の塗布処理装置。
【請求項１１】 前記蓋体は、前記流入孔よりも内周側に、前記処理容器内から空気を外部に流出するための流出孔を有することを特徴とする請求項１０に記載の塗布処理装置。
【請求項１２】 前記小蓋は凹状の係止部を有し、前記小蓋搬送手段はこの係止部を係止する係止爪を有することを特徴とする請求項７、請求項９、請求項１０または請求項１１に記載の塗布処理装置。
【請求項１３】 前記小蓋は、上部開口した中空状の係止部を有し、前記小蓋搬送手段は前記係止部の開口から前記係止部内に挿入され、前記係止部を係止する係止爪を有することを特徴とする請求項７、請求項９、請求項１０または請求項１１に記載の塗布処理装置。
【請求項１４】 前記小蓋搬送手段は前記中空状の係止部内を排気する排気機構をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の塗布処理装置。
【請求項１５】 前記基板回転手段は、処理容器を基板とともに回転させることを特徴とする請求項７から請求項１４のいずれか１項に記載の塗布処理装置。
【請求項１６】 前記基板回転手段は、塗布液吐出後、膜厚を整える際に、前記処理容器、前記蓋体および前記小蓋を基板とともに回転させることを特徴とする請求項７、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４または請求項１５に記載の塗布処理装置。
【請求項１７】 前記基板回転手段は、基板に塗布液が塗布された後、基板の回転を一旦停止させ、前記移動手段により前記塗布液吐出ノズルが退避されるとともに、前記小蓋搬送手段により前記環状の蓋体の開口に小蓋が装着された後、基板および前記処理容器の回転速度を所定速度にして、塗布膜の膜厚を整えることを特徴とする請求項１６に記載の塗布処理装置。
【請求項１８】 前記環状の蓋体の開口を通して溶剤を基板に吐出する溶剤吐出ノズルをさらに具備し、塗布液の供給に先立って基板に溶剤を吐出することを特徴とする請求項７、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６または請求項１７に記載の塗布処理装置。
【請求項１９】 前記基板回転手段は、前記塗布液吐出ノズルからの塗布液の吐出とほぼ同時に、基板の回転を開始させることを特徴とする請求項７、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１７または請求項１８に記載の塗布処理装置。
【請求項２０】 前記環状の蓋体は、その開口の周縁に立設された筒状部材を有することを特徴とする請求項７、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１７、請求項１８または請求項１９に記載の塗布処理装置。
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【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（ＬＣＤ）のガラス基板等の基板の表面上に、例えばレジスト膜のような塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布膜形成方法および塗布処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造においては、ガラス製の矩形のＬＣＤ基板にフォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィー技術により回路パターンが形成される。従来から、このような一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備えたレジスト塗布・現像処理システムが用いられている。
【０００３】このようなレジスト塗布・現像処理システムにおいて、レジスト液を塗布する工程では、矩形のＬＣＤ基板（以下、基板という）は、レジストの定着性を高めるために、アドヒージョン処理ユニットにて疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）され、冷却ユニットで冷却後、レジスト塗布処理ユニットに搬入される。
【０００４】レジスト塗布処理ユニットでは、基板がスピンチャック上に保持された状態で回転されながら、その上方に設けられたノズルから基板の表面にレジスト液が供給され、基板の回転による遠心力によってレジスト液が拡散され、これにより、基板の表面全体にレジスト膜が形成される。
【０００５】このレジスト液が塗布された基板は、端面処理ユニット（エッジリムーバー）により周縁の余分なレジストが除去された後、加熱処理ユニットに搬入されてプリベーク処理が行われ、冷却ユニットで冷却され、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、その後現像処理され、ポストベーク処理が施されて、所定のレジストパターンが形成される。
【０００６】上記レジスト塗布処理ユニットにおいては、図１０に示すように、ＬＣＤ基板Ｇをスピンチャック１０１に載置した状態で、これら基板Ｇおよびスピンチャック１０１を回転せずに、基板Ｇの中心にレジスト吐出ノズル１０２からレジスト液を吐出する。次いで、スピンチャック１０１を下方から包囲する回転カップ１０３に、蓋体１０５を被せるとともに外蓋１０４を装着して、基板Ｇを回転カップ１０３と蓋体１０５内に封入する。そして、基板Ｇを回転カップ１０３とともに回転させ、レジスト液を基板Ｇの回転力と遠心力とにより基板Ｇの中心から周縁に向けて拡散させて、基板Ｇ上にレジスト膜を形成するとともに、このレジスト膜の膜厚を整える。
【０００７】これにより、基板Ｇ周囲の空気を回転カップ１０３と蓋体１０５内に閉じ込めることができ、基板Ｇ周囲に処理に悪影響を及ぼす気流が生じないため、レジスト膜の膜厚を均一に形成することができる。同時に、回転する基板Ｇから遠心力によって余分なレジスト液が回転カップ１０３から外部へ飛散することを防止することができる。
【０００８】また、基板Ｇの周辺の膜厚のコントロールのために、蓋体１０５の下に回転カップ１０３内に外気を導入して基板Ｇの外側の気流を調整するための整流板１０６をネジ止めしている。すなわち、蓋体１０５の中央の洗浄用孔から流入した空気を、整流板１０６の上面に沿って外側へ流し、回転カップ１０３の底部の外周側部分に形成された流出孔から回転カップ１０３外へ流すようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、上述のようにレジスト膜厚を均一にすることとともに、製造コスト低減等の観点から、レジスト消費量を減らすこと、すなわち、各基板に対するレジスト液の吐出量を削減することが要望されている。
【００１０】レジスト消費量を減らす方法の一つとして、基板を回転しながらレジスト液を吐出する、いわゆるダイナミック塗布方式が検討されているが、基板Ｇの中央直上に配置されたレジスト吐出ノズル１０２から吐出されたレジスト液が回転カップ１０３の外部に飛散し、これが固化してパーティクルを発生させ、欠陥の原因となる。
【００１１】一方、上述のように整流板１０６を設ける場合には、取り付けネジからのリークが生じ基板Ｇ上の塗布膜にその跡が転写されてしまう。また、整流板１０６の裏側が汚染されてしまい、そのための洗浄機構も必要となる。さらに、整流板１０６も回転カップとともに回転されるため、慣性が大きくなってモータの容量を大きくする必要が生じる。
【００１２】本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、塗布膜の膜厚を均一に形成することができ、ダイナミック塗布方式を採用する場合であっても、塗布開始時から終了時まで塗布液の飛散を確実に防止することができる塗布膜形成方法および塗布処理装置を提供することを目的とする。また、従来用いていた整流板を用いる必要がない塗布処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【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を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成方法であって、開口を有する環状の蓋体を、前記処理容器に装着する工程と、塗布液吐出ノズルから、この環状の蓋体の開口を通して、塗布液を基板に吐出するとともに、基板を回転して、基板に塗布膜を形成する工程と、前記環状の蓋体の開口に、小蓋を装着するとともに、基板を回転して、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。
【００１４】本発明の第２の観点によれば、基板の表面上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、上部に開口部を有し、基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で基板を回転する基板回転手段と、前記処理容器に装着され、開口を有する環状の蓋体と、この環状の蓋体の開口を通して塗布液を基板に吐出する塗布液吐出ノズルと、前記環状の蓋体の開口を閉塞するための小蓋と、前記小蓋を搬送して前記環状の蓋体の開口に装着する小蓋搬送手段と、前記塗布液吐出ノズルを吐出位置と退避位置との間で移動する移動手段とを具備することを特徴とする塗布処理装置が提供される。
【００１５】上記本発明の第１の観点および第２の観点によれば、開口を有する環状の蓋体を処理容器に装着し、この環状の蓋体の開口を通して、塗布液吐出ノズルから塗布液を基板に吐出し、その後、環状の蓋体の開口に、小蓋を装着するように構成されているので、塗布液の吐出時に基板を回転する、いわゆるダイナミック塗布方式であっても、塗布液の吐出時に環状の蓋体により塗布液が外部へ飛散することを防止することができ、塗布液の吐出後には、環状の蓋体と小蓋により、塗布液の外部への飛散を防止することができ、塗布開始時から終了時まで塗布液の飛散を確実に防止することができる。
【００１６】また、塗布液の吐出後、塗布膜の膜厚を整える際には、環状の蓋体の開口に小蓋を装着しているため、基板周囲の空気を、処理容器内に閉じ込めることができ、基板周囲に処理に悪影響を及ぼす気流が生じないため、塗布膜の膜厚を均一に形成することができる。
【００１７】この場合に、処理容器が基板とともに回転されるようにすることが好ましい。このような構成により、膜厚を整える際に、処理容器と基板との間に相対移動が生じないので、基板周囲の空気を安定にすることができ、塗布膜の均一性をより一層向上することができる。この際に、蓋体および小蓋が処理容器とともに回転されるようにすることにより、基板周囲の空気を一層安定にすることができる。
【００１８】本発明の第３の観点によれば、基板の表面上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、上部に開口部を有し、基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で基板を回転する基板回転手段と、前記処理容器に装着される蓋体と、塗布液を基板に吐出する塗布液吐出ノズルとを具備し、前記処理容器は、その外周側部分に前記処理容器内から空気を外部に流出するための流出孔を有するとともに、前記蓋体は、その外周側部分に外部から空気を前記処理容器内に流入するための流入孔を有することを特徴とする塗布処理装置が提供される。
【００１９】このように、処理容器の外周部分に前記処理容器内から空気を外部に流出するための流出孔を形成し、蓋体の外側部分に外部から空気を前記処理容器内に流入するための流入孔を形成するので、整流板を設けなくても、整流板を設けていた従来の場合と同様の気流を基板の外側に形成することができ、整流板を用いる必要がない。したがって、上述の整流板を用いた場合の不都合が解消される。
【００２０】この第３の観点において、蓋体の中央に開口を設け、塗布液吐出ノズルからの塗布液をこの蓋体の開口を通して基板に吐出し、かつ環状の蓋体の開口を閉塞するための小蓋と、小蓋を搬送して蓋体の開口に装着する小蓋搬送手段と、塗布液吐出ノズルを吐出位置と退避位置との間で移動する移動手段とを具備するようにすることにより、上述したようなダイナミック塗布方式であっても、塗布液の吐出時に環状の蓋体により塗布液が外部へ飛散することを防止することができ、しかも膜厚を均一に維持することができる。
【００２１】
【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ＬＣＤ基板のレジスト塗布・現像処理システムを示す平面図である。
【００２２】このレジスト塗布・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１およびインターフェイス部３が配置されている。
【００２３】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。
【００２４】処理部２は、前段部２ａと中段部２ｂ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。
【００２５】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つの洗浄処理ユニット（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ユニット（ＵＶ）と冷却ユニット（ＣＯＬ）とが２段に重ねられた処理ブロック２５、加熱処理ユニット（ＨＰ）が２段に重ねられてなる処理ブロック２６および冷却ユニット（ＣＯＬ）が２段に重ねられてなる処理ブロック２７が配置されている。
【００２６】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、加熱処理ユニット（ＨＰ）が２段に重ねられてなる処理ブロック２８、加熱処理ユニット（ＨＰ）と冷却処理ユニット（ＣＯＬ）が上下に重ねられてなる処理ブロック２９、およびアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）と冷却ユニット（ＣＯＬ）とが上下に重ねられてなる処理ブロック３０が配置されている。
【００２７】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）２４ａ、２４ｂ、２４ｃが配置されており、搬送路１４の他方側には加熱処理ユニット（ＨＰ）が２段に重ねられてなる処理ブロック３１、およびともに加熱処理ユニット（ＨＰ）と冷却処理ユニット（ＣＯＬ）が上下に重ねられてなる処理ブロック３２、３３が配置されている。
【００２８】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、レジスト塗布処理ユニット２２、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。
【００２９】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、さらに主搬送装置のメンテナンスを行うためのスペース３５が設けられている。
【００３０】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を支持する搬送アーム１７ａ，１８ａ，１９ａを有している。
【００３１】上記主搬送装置１７は、搬送機構１０の搬送アーム１１との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、前段部２ａの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さらには中継部１５との間で基板Ｇの受け渡しを行う機能を有している。また、主搬送装置１８は中継部１５との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、中段部２ｂの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さらには中継部１６との間の基板Ｇの受け渡しを行う機能を有している。さらに、主搬送装置１９は中継部１６との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、後段部２ｃの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さらにはインターフェイス部３との間の基板Ｇの受け渡しを行う機能を有している。なお、中継部１５、１６は冷却プレートとしても機能する。
【００３２】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およびバッファーステージ３７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。
【００３３】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。
【００３４】このように構成されたレジスト塗布・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の処理ブロック２５の紫外線照射ユニット（ＵＶ）で表面改質・洗浄処理が行われ、冷却処理ユニット（ＣＯＬ）で冷却された後、洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１ａ，２１ｂでスクラバー洗浄が施され、処理ブロック２６のいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）で加熱乾燥された後、処理ブロック２７のいずれかの冷却ユニット（ＣＯＬ）で冷却される。
【００３５】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、処理ブロック３０の上段のアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）にて疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）され、下段の冷却処理ユニット（ＣＯＬ）で冷却後、レジスト塗布処理ユニット（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の中の加熱処理ユニット（ＨＰ）の一つでプリベーク処理され、処理ブロック２９または３０の下段の冷却ユニット（ＣＯＬ）で冷却される。
【００３６】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の処理ブロック３１，３２，３３のいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）でポストエクスポージャーベーク処理を施した後、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ユニット（ＨＰ）にてポストベーク処理が施された後、いずれかの冷却ユニット（ＣＯＬ）にて冷却され、主搬送装置１９，１８，１７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Ｃに収容される。
【００３７】次に、本発明の塗布膜形成方法および塗布処理装置が適用されるレジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）２２について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るレジスト塗布処理ユニットの模式的断面図であって、小蓋を装着する前の状態を示す図である。
【００３８】図２に示すように、レジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）２２には、基板回転手段、例えば駆動装置４０により回転されるスピンチャック４１が回転自在に設けられ、このスピンチャック４１上には、ＬＣＤ基板Ｇがその表面を水平にしながら吸着して載置されるようになっている。また、このスピンチャック４１とともに回転され、下方からスピンチャック４１および基板Ｇを包囲する有底円筒形状の回転カップ（処理容器）４２が設けられている。
【００３９】この回転カップ４２の外周側には、回転カップ４２の外周側と下方側を覆い、中空リング上のドレインカップ４４が配置されている。このドレインカップ４４は、レジスト塗布の際に飛散したレジスト液を下方に導くことが可能となっている。
【００４０】回転カップ４２の上部開口には、図示しない装着アームにより、中央部に開口４６を有する環状の蓋体４５が装着されるようになっている。この環状の蓋体４５は、回転カップ４２が基板Ｇとともに回転される際、回転カップ４２とともに回転するようになっている。この蓋体４５の開口４６には、レジスト液の吐出時、レジスト液の飛散を防止するための円筒状の筒状部材４７が立設されている。
【００４１】回転カップ４２の上方には、図示しない装着アームによって、外蓋６０が装着されるようになっており、この外蓋の上には支持柱５０および支持柱５４が立設されている。
【００４２】支持柱５０からは、基板Ｇにレジスト液や溶剤を供給するための噴頭４９を先端に有するアーム４８が延出している。この噴頭４９には、塗布液吐出ノズル、例えばレジスト液を吐出するためのレジスト液吐出ノズル５１と、シンナー等の溶剤を吐出するための溶剤吐出ノズル５２とからなる多系統のノズルユニットが設けられている。
【００４３】また、アーム４８は、支持柱５０内の機構（図示せず）により揺動可能および昇降可能に構成され、レジスト液や溶剤の吐出時には、レジスト液吐出ノズル５１や溶剤吐出ノズル５２が基板Ｇの上方であって、環状の蓋体４５の開口４６の上方に位置される一方、レジスト液等の吐出後には、図３または図４に示すように、待避位置に移動されるようになっている。
【００４４】この環状の蓋体４５の開口４６には、小蓋５３が装着されるように構成されている。この小蓋５３は、凹部５６ａの設けられた係止部５６を上部に有し、支持柱５４から延出するように設けられた搬送アーム５５により搬送されるようになっている。この搬送アーム５５は、支持柱５４内の機構（図示せず）により昇降自在に構成され、その先端に、小蓋５３の係止部５６に設けられた凹部５６ａに挿入することで、図６に示すように小蓋５３を係止する係止爪５７を有している。また、係止爪５７を凹部５６ａに挿入することにより、小蓋５３は蓋体４５の開口４６に対してセンタリングされるようになっている。そして、搬送アーム５５は、図３に示すように小蓋５３を吊持し、図４に示すよう開口４６に小蓋５３を装着するようになっている。
【００４５】回転カップ４２の底部の外周側部分には、円周上に複数の空気の流出孔５８が設けられており、環状の蓋体４５の外周側部分には、円周上に複数の空気の流入孔５９が設けられている。回転カップ４２を回転させることにより、回転カップ４２内の空気に遠心力が働き、図２ないし図４に矢印で示すように、回転カップ４２の流出孔５８から空気が外部に流出されるとともに、蓋体４５の流入孔５９を介して外部から空気が流入されるような気流が形成される。この流出孔５８および流入孔５９の大きさを変更して気流を調整することにより、基板Ｇ周辺のレジスト液の乾燥速度を調整して拡散速度を調整できるため、基板Ｇ周辺のレジスト膜の膜厚を制御することができるとともに、膜厚の均一性を維持することができる。
【００４６】次に、上記構成により基板Ｇ表面にレジスト膜を形成するレジスト膜形成方法について説明する。図５は、ＬＣＤ基板の回転速度と処理時間との関係を示すグラフである。
【００４７】まず、図２に示すように、外蓋６０および環状の蓋体４５が図示しない装着アームにより回転カップ４２から外されるとともに、基板Ｇが図示しない搬送アームによりスピンチャック４１上に搬送されて真空吸着されて載置される。
【００４８】次いで、外蓋６０および環状の蓋体４５が図示しない装着アームにより回転カップ４２の上部開口に装着され、次いで、レジスト液吐出ノズル５１および溶剤吐出ノズル５２が基板Ｇの上方であって、環状の蓋体４５の開口４６の上方に位置される。
【００４９】図５に示すように、基板Ｇの回転開始前に、溶剤吐出ノズル５２から、シンナー等の溶剤が環状の蓋体４５の開口４６を通して基板Ｇに吐出される。次いで、基板Ｇおよび回転カップ４２の回転が開始されると同時に、レジスト液吐出ノズル５１から、レジスト液が蓋体４５の開口４６を通して基板Ｇに吐出され、基板Ｇ上にレジスト膜が形成される。この溶剤およびレジスト液の吐出時、環状の蓋体４５により、溶剤およびレジスト液の外部への飛散が防止される。
【００５０】その後、溶剤吐出ノズル５２とレジスト液吐出ノズル５１が図３に示すように待避位置に移動されるとともに、基板Ｇおよび回転カップ４２の回転速度が１５００ｒｐｍまで上昇され、所定時間この回転速度が維持された後、回転速度が低下されて、基板Ｇおよび回転カップ４２が停止される。
【００５１】この基板Ｇおよび回転カップ４２の停止時に、図３に示すように、搬送アーム５５により、小蓋５３が搬送されて、図４に示すように、環状の蓋体４５の開口４６に装着される。具体的には、搬送アーム５５により吊持された小蓋５３が筒状部材４７内に挿入され、係止爪５７が解除されて、小蓋５３が開口４６に嵌合された状態で装着される。
【００５２】次いで、図５に示すように、基板Ｇおよび回転カップ４２の回転速度が例えば、１３４０ｒｐｍまで上昇されてこの回転速度が維持され、レジスト膜の膜厚が整えられる。この時、環状の蓋体４５の開口４６に装着された小蓋５３は、基板Ｇ、回転カップ４２および蓋体４５とともに回転される。
【００５３】このレジスト膜厚を整える際に、環状の蓋体４５の開口４６に小蓋５３が装着されているため、レジスト液の外部への飛散を確実に防止することができる。また、小蓋５３が装着されているため、開口４６からの空気の侵入を防止することができ、基板周囲に処理に悪影響を及ぼす気流が生じない。このため、レジスト膜の膜厚を均一に形成することが可能となる。
【００５４】また、回転カップ４２の回転により、回転カップ４２内の空気に遠心力が働き、図２ないし図４に矢印で示すように、蓋体４５の流入孔５９を介して外部から空気が流入されるとともに、回転カップ４２の流出孔５８から空気が外部に流出されるような気流が形成される。この気流を制御することにより、基板Ｇ周辺のレジスト液の乾燥速度を調整して基板Ｇ周辺のレジスト膜の膜厚を制御することができ、レジスト膜厚の均一性を高く維持することができる。
【００５５】なお、従来は、前述の図１０に示すように、蓋体の下側に、基板Ｇの外側の気流を調整するための整流板１０６を設けていたが、本実施の形態では、流出孔５８および流入孔５９を形成して従来と同様の気流を形成することができるので、この整流板を設ける必要がない。そのため、従来、整流板を設けている場合には、整流板の裏面がレジスト液等により汚れることから、洗浄ノズルにより洗浄の必要があり、また、整流板の取付ねじの箇所でリークが生じて、その跡がレジスト膜に転写されることがあり、さらに、整流板も回転カップ１０３とともに回転することから、整流板の分だけ慣性を大きくなるため、モータの容量を大きくせざるを得ないといった問題があったが、本実施形態ではこのような問題を全て解決することができる。
【００５６】このような整流板を設けない構成は、本実施形態のように、蓋体４５に小蓋５３を設けていわゆるダイナミック塗布を行う場合のみならず、従来から行われているレジスト液を吐出させる際に基板を回転させず、したがって回転カップ４２に開口を有しない蓋体を装着する場合にも適用することが可能である。
【００５７】次に、本発明の他の実施形態について説明する。上述の実施形態においては、図６に示したように、小蓋５３の係止部５６に凹部５６ａを設け、搬送アーム５５の先端にはこの凹部５６ａに挿入することで小蓋５３を係止する係止爪５７を設けた構成としたが、本実施形態においては小蓋１５３の係止部１５６と搬送アーム５５先端の係止爪１５７とを図７（ａ）および（ｂ）に示すように構成する。図７（ａ）は係止爪１５７で係止部１５６を係止している状態を、図７（ｂ）は係止爪１５７による係止部１５６の係止を解除した状態を、それぞれ示す図面である。
【００５８】図７（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態における小蓋１５３の係止部１５６は、中空部１５２を有し、この中空部１５２の上部には中空部１５２よりも小径の小開口１５５が設けられている。一方、搬送アーム５５の先端には一対の係止爪１５７が設けられ、この係止爪１５７のそれぞれは、先端に設けられた先端部１５７ａと、この先端部１５７ａを回動して外側に折り曲げ可能に保持する軸１５７ｂとを有している。また、搬送アーム５５の先端には、一対の係止爪１５７の間に排気管１５４が設けられており、この排気管１５４は図示しないバキューム機構に接続されている。
【００５９】このような構成において、係止爪１５７で係止部１５６を係止する際には、まず、先端部１５７ａを鉛直状態にして係止爪１５７を直線状とし、この係止爪１５７を上方から小開口１５５に挿入し、次いで図示しない駆動機構により先端部１５７ａを中空部１５２内で上方に回動させて係止爪１５７を折り曲げた状態とした後、搬送アーム５５を上昇させることにより、係止爪１５７の先端部１５７ａで中空部１５２上部の小開口１５５周縁部分を係止する（図７（ａ）参照）。その後、係止爪１５７による係止部１５６の係止を解除する際には、図示しない駆動機構により、係止爪１５７が直線状になるように、先端部１５７ａを上方に回動させることにより、係止は解除される（図７（ｂ）参照）。
【００６０】また、一対の係止爪１５７の間に図示しないバキューム機構と接続された排気管１５４が設けられているので、ここから排気することにより、係止爪１５７の先端部１５７ａと中空部１５２の内壁とが接触することにより生じた削りカス１５１を中空部１５２から外部に分散させることなく除去することができる。
【００６１】次に、本発明のさらに他の実施形態について説明する。図８は、本実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットの模式的断面図であって、小蓋を装着した状態を示す図であり、図９は、小蓋の基板Ｇと対向する面の平面図である。
【００６２】図９に示すように、本実施形態においては、上述の実施形態に示した構造に加えて、小蓋２５３の基板Ｇと対向する面に整流板２５４が放射状に４枚設けられており、蓋体４５の流入孔５９よりも内側の位置に複数の流出孔２５９が設けられている。整流板２５４としては、例えば高さが２ｍｍ、縦が０．５ｍｍ、横が５ｍｍの大きさのものを用いることができる。
【００６３】このような構造とすることにより、小蓋２５３を、基板Ｇ、回転カップ４２および蓋体４５とともに回転してレジスト膜の膜厚を整える際に、回転カップ４２内に中央から流出孔２５９に向かう気流をつくることができ、これにより塗布膜の中央部で膜厚が厚くなることを防止することができる。具体的には、例えば上記のように図８および図９に示した構造とした場合には、基板Ｇ中央部の膜厚を約２０ｎｍ程度薄くすることができる。また、整流板２５４の大きさや数、流出孔２５９の大きさや数を調整することにより、基板Ｇ面内で均一な塗布膜が得られるように気流を調整することもできる。
【００６４】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、レジスト塗布・現像処理システムに本発明を適用した場合について説明したが、これに限るものではない。また、レジスト液を塗布する場合について示したが、スピンコートにより塗布膜を形成する場合であれば、他の塗布液を適用することも可能である。さらに、上記実施の形態では、被処理基板として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。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、開口を有する環状の蓋体を処理容器に装着し、この環状の蓋体の開口を通して、塗布液吐出ノズルから塗布液を基板に吐出し、その後、環状の蓋体の開口に、小蓋を装着するように構成されているので、塗布液の吐出時に基板を回転する、いわゆるダイナミック塗布方式であっても、塗布液の吐出時に環状の蓋体により塗布液が外部へ飛散することを防止することができ、塗布液の吐出後には、環状の蓋体と小蓋により、塗布液の外部への飛散を防止することができ、塗布開始時から終了時まで塗布液の飛散を確実に防止することができる。また、塗布液の吐出後、塗布膜の膜厚を整える際には、環状の蓋体の開口に小蓋を装着しているため、基板周囲の空気を、処理容器内に閉じ込めることができ、基板周囲に処理に悪影響を及ぼす気流が生じないため、塗布膜の膜厚を均一に形成することができる。
【００６６】また、処理容器の外周部分に前記処理容器内から空気を外部に流出するための流出孔を形成し、蓋体の外側部分に外部から空気を前記処理容器内に流入するための流入孔を形成するので、整流板を設けなくても、整流板を設けていた従来の場合と同様の気流を基板の外側に形成することができ、整流板を用いる必要がない。したがって、(1)整流板の裏面を洗浄ノズル等により洗浄の必要があり、また、(2)整流板の取付ねじの箇所でリークが生じてその跡がレジスト膜に転写されることがあり、さらに、(3)基板とともに処理容器も回転する場合に、整流板も回転するから整流板の分だけ慣性が大きくなるため、モータの容量を大きくせざるを得ないといった整流板を用いた場合の不都合が解消される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２１９９６７
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年９月２１日（２０００．９．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９９９４４
【弁理士】
【氏名又は名称】高山 宏志
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１５７８６７（Ｐ２００１−１５７８６７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月１２日（２００１．６．１２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２８７２１６（Ｐ２０００−２８７２１６） |
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