(57)【要約】【課題】スキャン方式の塗布処理において基板上に形成される塗布膜のパターンを多種多様に制御できるようにすること。【解決手段】この塗布装置のスリットノズル１０は、スリット状の吐出口２０ａを有する長尺型のノズル本体２０に両端が閉塞している円筒状の回転マニホールド２２を回転可能に組み込んでいる。スリットノズル１０が半導体ウエハＷの上方を走査方向（Ｘ方向）に横断する時に、塗布走査の各位置でスリットノズル１０は半導体ウエハＷの輪郭に対応してウエハエッジの内側に薬液を吐出する。こうして、塗布走査中に薬液を半導体ウエハＷの周囲（ステージ２８）にこぼさずに、半導体ウエハＷ上に円形のパターンで薬液の塗布膜ＲＭを形成する。【選択図】図２
2014022545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に薬液を塗布するための塗布装置であって、
ノズル長手方向に延びる円柱形状の空洞部と、ノズル長手方向に延びるスリット状の吐出口と、前記空洞部から前記吐出口までの薬液通路を形成するランド部とを有する長尺型のノズル本体と、
前記ノズル本体の空洞部に回転可能に嵌め込まれ、その回転方向に沿って延びる側壁には所望の形状の開口が形成され、吐出前の薬液をいったん内部に蓄える円筒状の回転マニホールドと、
前記回転マニホールドに薬液を供給するための薬液供給部と、
前記ノズル本体の空洞部に対して前記回転マニホールドを回転移動させるための回転移動機構と、
前記ノズル本体と前記基板との間で塗布走査のための相対的な移動を行わせる走査機構と、
前記基板上に形成される塗布膜のパターンを制御するために、前記回転移動機構を通じて前記ノズル本体のランド部に対する前記回転マニホールドの回転位置を制御する制御部と
を有する塗布装置。
【請求項２】
ノズル長手方向において前記回転マニホールドの両端面は閉塞している、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記回転マニホールドの側壁の前記開口を除いた部分は、前記回転マニホールドの所定の回転位置で、前記ランド部の入口をノズル長手方向において端から端まで完全に塞ぐ、請求項１または請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記回転移動機構は、モータと、このモータの回転駆動力を前記回転マニホールドに伝達するための伝動部とを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記薬液供給部は、前記回転マニホールドの一端面に形成された薬液導入口より前記回転マニホールド内に薬液を供給する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記薬液供給部の薬液供給管は、回転継手を介して前記回転マニホールドの前記薬液導入口に接続される、請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記薬液供給部は、前記回転マニホールドの前記側壁に形成された薬液導入口より前記回転マニホールド内に薬液を供給する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項８】
前記薬液供給部の薬液供給管は、前記ノズル本体の吐出口とは反対側の側壁に形成される貫通孔を介して前記回転マニホールドの前記薬液導入口に接続される、請求項７に記載の塗布装置。
【請求項９】
前記制御部は、塗布処理中に、前記回転マニホールドの回転位置を動的に制御する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記回転マニホールドの側壁に形成される前記開口には、底辺がノズル長手方向に延びる二等辺三角形の開口が含まれ、
前記制御部は、前記回転移動機構を通じて前記ランド部に対する前記二等辺三角形の開口の回転方向の位置を動的に制御して、前記基板上に円形パターンの塗布膜を形成する、
請求項９に記載の塗布装置。
【請求項１１】
前記回転マニホールドの側壁に形成される前記開口には、弦部がノズル長手方向に延びる円弧状の開口が含まれ、
前記制御部は、前記回転移動機構を通じて前記ランド部に対する前記円弧状の開口の回転方向の位置を動的に制御して、前記基板上に円形パターンの塗布膜を形成する、
請求項９に記載の塗布装置。
【請求項１２】
前記回転マニホールドの側壁に形成される前記開口には、円形の開口が含まれ、
前記制御部は、前記回転移動機構を通じて前記ランド部に対する前記円形の開口の回転方向の位置を動的に制御して、前記基板上に円形パターンの塗布膜を形成する、
請求項９に記載の塗布装置。
【請求項１３】
基板上に薬液を塗布するための塗布装置であって、
ノズル長手方向に延びる空洞部と、ノズル長手方向に延びるスリット状の吐出口と、前記空洞部から前記吐出口までの薬液通路を形成するランド部とを有する長尺型のノズル本体と、
前記空洞部の内側で吐出前の薬液をいったん蓄えるバッファ室と前記ランド部とが連通する範囲を制御するために、前記ノズル本体の前記空洞部に所定の方向で移動できるように組み込まれる可動部材と、
前記バッファ室に薬液を供給するための薬液供給部と、
前記ノズル本体の前記空洞部内で前記可動部材を前記所定の方向に移動させるための移動機構と、
前記ノズル本体と前記基板との間で塗布走査のための相対的な移動を行わせる走査機構と、
前記基板上に形成される塗布膜のパターンを制御するために、前記移動機構を通じて前記ランド部に対する前記可動部材の位置を制御する制御部と
を有する塗布装置。
【請求項１４】
前記可動部材は、前記ノズル本体に円柱形状に形成される前記空洞部に回転可能に嵌め込まれる円筒体であって、その内部に前記バッファ室を形成し、その回転方向に沿って延びる側壁には所望の形状の開口が形成されており、
前記移動機構は、前記ノズル本体の前記空洞部に対して前記可動部材を回転移動させる回転移動機構を含み、
前記制御部は、前記基板上に形成される塗布膜のパターンを制御するために、前記回転移動機構を通じて前記ランド部に対する前記可動部材の回転位置を制御する、
請求項１３に記載の塗布装置。
【請求項１５】
前記可動部材は、前記ノズル本体の前記空洞部内に形成される前記バッファ室の底に設けられ、かつノズル長手方向と直交する横方向で移動可能な板状シャッタ部材であって、その移動位置に応じて前記ランド部と重なる開口部分の範囲が変わる切り欠き部または開口部が形成されており、
前記移動機構は、前記ノズル本体の前記空洞部に対して前記板状シャッタ部材を前記ノズル長手方向と直交する横方向で直進移動させる直進移動機構を含み、
前記制御部は、前記基板上に形成される塗布膜のパターンを制御するために、前記直進移動機構を通じて前記ランド部上の前記板状シャッタ部材の移動位置を制御する、
請求項１３に記載の塗布装置。
【請求項１６】
前記可動部材は、前記ノズル本体の前記空洞部内で向い合ってノズル長手方向にそれぞれ移動できるように嵌め込まれる第１および第２のピストンを有し、前記第１および第２のピストンの互いに対向する端面と前記空洞部の内壁との間に前記バッファ室を形成し、
前記移動機構は、前記ノズル本体の前記空洞部に対して前記第１および第２の可動栓部材をノズル長手方向で直進移動させる直進移動機構を含み、
前記制御部は、前記基板上に形成される塗布膜のパターンを制御するために、前記直進移動機構を通じて前記ランド部上の前記第１および第２のピストンの間の距離間隔を制御する、
請求項１３に記載の塗布装置。
【請求項１７】
前記制御部は、塗布処理中に、前記可動部材の位置を動的に制御する、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項１８】
スリット状の吐出口を有するスリットノズルより薬液を吐出させながら、前記スリットノズルと基板との間で相対的な走査移動を行わせることによって、前記基板上に薬液の塗布膜を形成する塗布方法であって、
ノズル長手方向における前記スリットノズルの薬液吐出範囲を前記走査移動の最中に動的に制御して、前記基板上に所望のパターンで前記薬液の塗布膜を形成する塗布方法。
【請求項１９】
前記基板が円形の半導体ウエハであり、前記スリットノズルの薬液吐出範囲を、前記走査移動において前記基板上の開始点から中間点までは次第に拡張し、前記中間点から終点までは次第に縮小することより、前記半導体ウエハ上に円形のパターンで前記薬液の塗布膜を形成する、請求項１８に記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に薬液を塗布するスキャン方式の塗布装置および塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディプレイや太陽電池パネルの製造プロセスでは、矩形（特に大型で矩形）の基板上に薬液を塗布する様々な場面でスキャン方式の塗布装置または塗布方法が多く用いられている。スキャン方式の塗布装置は、長尺型のスリットノズル、薬液供給源および走査機構等を有し、スリットノズルより薬液をカーテン状に吐出させながら、走査機構によりスリットノズルと基板との間に相対的な走査移動を行わせることにより、周囲に薬液を飛ばさずに基板上に一定膜厚の塗布膜を形成する。
【０００３】
一方、半導体デバイスの製造プロセスでは、円形の基板つまり半導体ウエハ上に薬液を塗布する様々な場面でスピン方式の塗布装置または塗布方法が多く用いられている。スピン方式の塗布装置は、スピンステージ、ディスペンサタイプのノズル、薬液供給源およびカップ等を有し、カップ内でスピンステージ上に載置されたウエハの中心部に一定量の薬液をノズルから滴下し、スピンステージと一体にウエハを高速回転させてウエハ上に膜厚の均一な塗布膜を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０８１４０
【特許文献２】特開２００４−２８１６４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これまで、半導体ウエハ用の塗布装置または塗布方法は、上記のようにスピン方式が主流であった。しかしながら、スピン方式は、ノズルよりウエハ上に滴下された薬液の多くが回転中に振り飛ばされるため、薬液の使用効率がよくない。さらに、スピン方式は、フォトリソグラフィー用のレジスト膜のように数ｎｍ〜数μｍぐらいの薄い塗布膜を形成するのには適しているが、層間絶縁膜やパッシベーション膜のように数十μｍ〜１００μｍあるいはそれ以上の厚い塗布膜を形成するのが難しい。このため、そのような厚い塗布膜を形成する場合は、重ね塗りで対処するほかなく、生産効率がよくない。また、スピン方式は、高粘度の樹脂系薬液や接着剤の塗布にも向いていない。
【０００６】
一方、スキャン方式は、上記のように矩形の基板上には薬液を基板の外にこぼさないで均一に盛って塗布することができ、厚い絶縁膜や高粘度薬液の成膜にも難なく対応できる。しかし、半導体ウエハのような円形の基板に対しては、スリットノズルよりカーテン状に吐出される薬液がノズルの中心部以外では塗布走査中にウエハの外にはみ出てしまう。このため、ウエハの外にはみ出た薬液が無駄になることや、ウエハの周囲を汚すこと等が課題となっている。
【０００７】
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決するものであり、基板上に形成される塗布膜のパターンを多種多様に制御できるスキャン方式の塗布装置および塗布方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点における塗布装置は、基板上に薬液を塗布するための塗布装置であって、ノズル長手方向に延びる円柱形状の空洞部と、ノズル長手方向に延びるスリット状の吐出口と、前記空洞部から前記吐出口までの薬液通路を形成するランド部とを有する長尺型のノズル本体と、前記ノズル本体の空洞部に回転可能に嵌め込まれ、その回転方向に沿って延びる側壁には所望の形状の開口が形成され、吐出前の薬液をいったん内部に蓄える円筒状の回転マニホールドと、前記回転マニホールドに薬液を供給するための薬液供給部と、前記ノズル本体の空洞部に対して前記回転マニホールドを回転移動させるための回転移動機構と、前記ノズル本体と前記基板との間で塗布走査のための相対的な移動を行わせる走査機構と、前記基板上に形成される塗布膜のパターンを制御するために、前記回転移動機構を通じて前記ノズル本体のランド部に対する前記回転マニホールドの回転位置を制御する制御部とを有する。
【０００９】
上記第１の観点の塗布装置においては、ノズル本体の空洞部に回転可能に嵌め込まれる回転マニホールドの側壁に開口が形成されているので、回転マニホールドの回転位置を制御することにより、回転マニホールドの開口のランド部と重なる開口部分の長さサイズを制御することで、スリット状の吐出口における薬液吐出範囲を制御することができる。
【００１０】
本発明の第２の観点における塗布装置は、基板上に薬液を塗布するための塗布装置であって、ノズル長手方向に延びる空洞部と、ノズル長手方向に延びるスリット状の吐出口と、前記空洞部から前記吐出口までの薬液通路を形成するランド部とを有する長尺型のノズル本体と、前記空洞部の内側で吐出前の薬液をいったん蓄えるバッファ室と前記ランド部とが連通する箇所または範囲を制御するために、前記ノズル本体の前記空洞部に所定の方向で移動できるように組み込まれる可動部材と、前記バッファ室に薬液を供給するための薬液供給部と、前記ノズル本体の前記空洞部内で前記可動部材を前記所定の方向に移動させるための移動機構と、前記ノズル本体と前記基板との間で塗布走査のための相対的な移動を行わせる走査機構と、前記基板上に形成される塗布膜のパターンを制御するために、前記移動機構を通じて前記ランド部に対する前記可動部材の位置を制御する制御部とを有する。
【００１１】
上記第２の観点の塗布装置においては、ノズル本体の空洞部に組み込まれる可動部材を所定の方向に移動させ、ランド部に対する可動部材の位置を制御することにより、バッファ室とランド部とが連通する範囲を制御することができる。ここで、バッファ室とランド部とが連通する範囲は、スリット状の吐出口において薬液が吐出される範囲を規定する。したがって、可動部材を所定の方向に移動させ、ランド部に対する可動部材の位置を制御することにより、スリット状の吐出口における薬液吐出範囲を制御することができる。
【００１２】
本発明の塗布方法は、スリット状の吐出口を有するスリットノズルより薬液を吐出させながら、前記スリットノズルと基板との間で相対的な走査移動を行わせることによって、前記基板上に薬液の塗布膜を形成する塗布方法であって、ノズル長手方向における前記スリットノズルの薬液吐出範囲を前記走査移動の最中に動的に制御して、前記基板上に所望のパターンで前記薬液の塗布膜を形成する。
【００１３】
本発明の塗布方法は、ノズル長手方向においてスリットノズルの薬液吐出範囲を走査移動の最中に動的に制御することにより、塗布走査中や塗布膜の幅（ノズル長手方向の長さ）を動的に可変することができる。したがって、スリットノズルの薬液吐出範囲を、走査移動において基板上の開始点から中間点までは次第に拡張し、中間点から終点までは次第に縮小することより、薬液の塗布膜を円形のパターンに形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の塗布装置または塗布方法によれば、上記のような構成および作用により、塗布幅または塗布パターンを随時選択することが可能であり、さらには塗布走査中に塗布幅または塗布パターンを変更することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における塗布装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】上記塗布装置における走査機構の構成例を示す斜視図である。
【図３Ａ】上記塗布装置における薬液供給部の一構成例を示す斜視図である。
【図３Ｂ】上記薬液供給部の別の構成例を示す斜視図である。
【図４】上記塗布装置におけるスリットノズルの外観構成を示す斜視図である。
【図５】上記スリットノズルの内部の構成を示す分解斜視図である。
【図６】上記スリットノズルの内部の構成を示す断面図である。
【図７】上記スリットノズルにおける回転マニホールドの筒状側壁を一平面に延ばした展開図である。
【図８】上記塗布装置における回転駆動機構の別の実施例を示す斜視図である。
【図９Ａ】塗布走査の前半部の幾つかの段階を示す略平面図である。
【図９Ｂ】塗布走査の後半部の幾つかの段階を示す略平面図である。
【図１０】塗布走査の一段階におけるスリットノズル内部の状態を示す分解斜視図である。
【図１１】図１０と同じ段階のスリットノズル内部の状態を示す断面図である。
【図１２】実施形態における塗布走査の一段階におけるスリットノズル内部の状態を示す分解斜視図である。
【図１３】図１２と同じ段階のスリットノズル内部の状態を示す断面図である。
【図１４】実施形態において塗布走査の間にスリットノズルの薬液吐出範囲が時間軸上で変化するときの特性を示すグラフ図である。
【図１５】実施形態において塗布走査の間にスリットノズルの薬液吐出流量が時間軸上で変化するときの特性を示すグラフ図である。
【図１６】実施形態において回転マニホールドの開口のパターンと薬液塗布膜のパターンとの間の写像（マッピング）を示す図である。
【図１７Ａ】実施形態において矩形の基板上に矩形のパターンで薬液の塗布膜を形成する一態様を示す略平面図である。
【図１７Ｂ】実施形態において塗布走査の途中で回転マニホールドの回転位置をステップ的または連続的に変更する一態様を示す略平面図である。
【図１８Ａ】回転マニホールドの側壁に円弧形状の開口を設ける一構成例を示す展開図である。
【図１８Ｂ】回転マニホールドの側壁に円形の開口を設ける一構成例を示す展開図である。
【図１９Ａ】回転マニホールドの側壁に複数または多種類の開口を設ける幾つかの構成例を示す展開図である。
【図１９Ｂ】回転マニホールドの側壁に複数または多種類の開口を設ける幾つかの構成例を示す展開図である。
【図２０】回転マニホールドを軸方向にスライドさせて開口の種類を選択的に切り換えるようにした一構成例を示す斜視図である。
【図２１Ａ】回転マニホールドの側壁からバッファ室内に薬液を供給する一構成例を示す分解斜視図である。
【図２１Ｂ】図２１Ａの構成例においてスリットノズルの内部を示す断面図である。
【図２２】マグネットカプラを用いて回転マニホールドを回転させる一構成例を示す断面図である。
【図２３】スリットノズル内の可動部材に板状シャッタ部材を用いてスリットノズルの薬液吐出範囲を可変に制御する別の実施形態を示す断面図である。
【図２４】図２３の実施形態におけるシャッタ部材の作用を示す略平面図である。
【図２５】スリットノズル内の可動部材にピストンを用いてスリットノズルの薬液吐出範囲を可変に制御する別の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図を参照して本発明の実施形態を説明する。
［実施形態における塗布装置の構成］
【００１７】
図１に、本発明の一実施形態における塗布装置の全体構成を示す。この塗布装置は、スキャン方式で基板上に薬液を塗布し、塗布膜のパターンを長方形および円形を含む多種多様な形状に制御できる塗布装置として構成されている。この塗布装置で使用される薬液は、特に限定されず、たとえば、レジスト、層間絶縁膜用の材料溶液、パッシベーション膜用の材料溶液、高粘度の樹脂系薬液、接着剤などである。この塗布装置で塗布処理を受けられる基板も、特に限定されず、たとえば半導体ウエハ、ＦＰＤ用の各種基板、太陽電池パネル用の各種基板、フォトマスク、プリント基板などである。
【００１８】
この塗布装置は、図１に示すように、長尺型のスリットノズル１０、薬液供給部１２、回転移動機構１４、走査機構１６および制御部１８を備えている。スリットノズル１０は、スリット状の吐出口２０ａを有する長尺型のノズル本体２０に両端が閉塞している円筒状の回転マニホールド２２を回転可能に組み込んでいる。この回転マニホールド２２は、薬液供給部１２より供給される薬液を吐出前にいったん蓄えるバッファ室２２ａ（図６）を有しており、回転移動機構１４の回転駆動力によりノズル本体２０上で回転できるようになっている。回転移動機構１４は、モータ２４と、このモータ２４の回転駆動力を回転マニホールド２２に伝達する伝動部２６とを有している。走査機構１６は、スリットノズル１０と半導体ウエハＷとの間で塗布走査のための相対的な移動を行わせる。制御部１８は、ＣＰＵ、メモリおよび各種インタフェース（モータ駆動回路も含まれる）を有しており、装置内の各部、特に薬液供給部１２、回転移動機構１４および走査機構１６の個々の動作および装置全体の動作（シーケンス）を制御する。
【００１９】
図２に、走査機構１６の具体的な構成例を示す。この走査機構１６は、半導体ウエハＷを水平に載置して保持するステージ２８と、塗布走査のためにスリットノズル１０をステージ２８の上方でノズル長手方向（Ｙ方向）と直交する水平方向（Ｘ方向）に移動させるガントリー型の走査部３０とを有している。ステージ２８には、複数のリフトピンを昇降移動させて半導体ウエハＷのローディング／アンローディングを行うリフトピン機構（図示せず）等も備わっている。
【００２０】
走査部３０は、スリットノズル１０を水平に支持する門型の支持体３２と、この支持体３２をＸ方向で双方向に直進移動させる走査駆動部３４とを有している。この走査駆動部３４は、たとえばガイド付きのリニアモータ機構またはボールねじ機構で構成されてよい。支持体３２とスリットノズル１０とを接続するジョイント部３６には、スリットノズル１０の高さ位置を変更または調節するためのガイド付きの昇降機構（図示せず）が設けられている。スリットノズル１０の高さ位置を調節することで、スリットノズル１０の下端面または吐出口２０ａとステージ２８上の半導体ウエハＷの表面との間の距離間隔を任意に設定または調整することができる。
【００２１】
図３Ａおよび図３Ｂに、薬液供給部１２の具体的構成例を示す。図３Ａに示す構成の薬液供給部１２は、薬液が入っている密閉容器４０にＮ2ガス供給源４２よりＮ2ガスを送り込み、Ｎ2ガスの圧力により容器４０から薬液供給管４４を介してスリットノズル１０の回転マニホールド２２のバッファ室２２ａ内に薬液を供給するようにしている。このＮ2ガス加圧方式では、Ｎ2ガス供給源４２から密閉容器４０に至るガス供給管４６にレギュレータ４８を設け、このレギュレータ４８によりＮ2ガスの圧力を一定に制御することにより、回転マニホールド２２のバッファ室２２ａ内に供給する薬液の圧力を一定に制御する。
【００２２】
スリットノズル１０においては、スリット状の吐出口２０ａより吐出される薬液の流量に比して回転マニホールド２２のバッファ室２２ａの容量が格段に大きい。したがって、バッファ室２２ａ内の圧力を一定に制御することにより、後述するように塗布走査中にスリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋがノズル長手方向において動的に変化しても、スリットノズル１０の吐出圧力を一定に保ち、ひいては塗布膜の膜厚を均一に制御することができる。
【００２３】
なお、ガス供給管４６および薬液供給管４４にそれぞれ設けられる開閉弁４５，５０は、制御部１８の制御の下で、スリットノズル１０に薬液を吐出させる時にオン状態となり、それ以外はオフ状態に保持される。
【００２４】
図３Ｂに示す構成の薬液供給部１２は、薬液が入っている開放容器５２よりポンプ５４で薬液を汲み出してスリットノズル１０の回転マニホールド２２のバッファ室２２ａに供給する。このポンプ方式では、薬液供給管４４内（好ましくはその終端部）の圧力あるいはスリットノズル１０内の圧力を圧力センサ５６により計測し、圧力センサ５６の出力（圧力計測値）が設定値に維持されるようにポンプ制御部５８によりポンプ５４の吐出動作を制御する。このポンプ方式も、塗布走査中にスリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋがノズル長手方向において動的に変化しても、スリットノズル１０の吐出圧力を一定に保ち、ひいては塗布膜の膜厚を均一に制御することができる。
【００２５】
図４〜図７につき、スリットノズル１０の構成をより詳細に説明する。図４は、スリットノズル１０を斜め下方から見た斜視図である。図５は、ノズル本体２０の片側半分のリップつまりリアリップ２０Ｒを除外した分解斜視図である。図６は、スリットノズル１０の長手方向中心部（図４のＡ−Ａ線）の断面図である。図７は、回転マニホールド２２の円筒側壁を二次元（一平面）に延ばした展開図である。
【００２６】
図４および図６に示すように、スリットノズル１０のノズル本体２０は、左半分のリアリップ２０Ｒと右半分のフロットリップ２０Ｆとを突き合わせて構成され、多数の締結ボルト（図示せず）によって両リップ２０Ｒ，２０Ｆを一体に結合している。組立体（一体品）としてのノズル本体２０は、ノズル長手方向に延びるスリット状の吐出口２０ａと、ノズル長手方向に延びる円柱形状の空洞部（キャビティ）２０ｂと、この空洞部２０ｂから吐出口２０ａまでの薬液通路を形成するランド部２０ｃとを有している。図示の構成例では、ノズル本体２０の胴部から吐出口２０ａまでテーパ状に突出するノズル吐出部２０ｄにおいて、片側のリップたとえばフロットリップ２０Ｆの内側面に一定の段差（深さ）ｄ（たとえば０．１μｍ〜５０μｍ）でノズル長手方向および吐出方向に一面に広がる凹所または溝２０Ｆｍが形成され（図５）、そのような溝を有しないリアリップ２０Ｒを突き合わせたときに、フロットリップ２０Ｆ側の溝２０Ｆｍによって両リップ２０Ｒ，２０Ｆの間にギャップサイズｄのランド部２０ｃおよび吐出口２０ａが形成されるようになっている。
【００２７】
図５、図６および図７に示すように、回転マニホールド２２は、ノズル本体２０の空洞部２０ｂに回転可能に嵌め込まれている。回転マニホールド２２の円筒側壁には、底辺２３ａがノズル長手方向（Ｙ方向）に延びる二等辺三角形の開口２３が刳り抜かれている。この開口２３は、回転マニホールド２２の回転角に応じてランド部２０ｃと重なり合い、その重なった開口部分を通じて回転マニホールド２２の円筒内のバッファ室２２ａがランド部２０ｃひいては吐出口２０ａと連通する。つまり、開口２３のランド部２０ｃと重なる有効開口部分２３ＥＭのノズル長手方向（Ｙ方向）の長さサイズＫ'が、スリットノズル１０の薬液吐出域（範囲）の長さサイズＫを規定する。したがって、開口２３の頂点２３ｐ付近がランド部２０ｃに重なるときはスリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋが最小であり、開口２３の底辺２３ａ付近がランド部２０ｃに重なるときはスリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋが最大になる。また、開口２３がランド部２０ｃから完全に外れている（全く重なっていない）ときは、スリットノズル１０より薬液は吐出されず、薬液吐出範囲Ｋは零である。
【００２８】
開口２３においては、等辺２３ｂ，２３ｃを底辺２３ａより短くして二等辺三角形の高さＨを低くするほど、開口面積を小さくし、回転マニホールド２２の円筒体を細くすることができる。しかし、二等辺三角形の高さＨを低くするほど（回転マニホールド２２を細くするほど）、回転マニホールド２２の回転速度ないし回転位置を精細に制御することが難しくなるという一面もある。
【００２９】
たとえば、被処理基板が半導体ウエハＷである場合は、開口２３の底辺２３ａはウエハ口径と同じか、またはそれ以上の長さに選定される。したがって、ウエハ口径が３００ｍｍの場合、開口２３の底辺２３ａは３００ｍｍ以上に選定される。この場合、回転マニホールド２２の太さ（直径）をたとえば２０ｍｍとすると、その周回方向（一周）の長さＬは６２．８ｍｍである。したがって、開口２３の二等辺三角形の高さＨは、約６０ｍｍ以下に選ばれる。
【００３０】
ノズル本体２０内で回転マニホールド２２が回転すると、その周回方向で開口２３の位置が変化する。図５および図６に示すように、回転マニホールド２２の開口２３がランド部２０ｃに少しも重なっていないときは、回転マニホールド２２のバッファ室２２ａはノズル本体２０の空洞部２０ｂによって塞がれ、バッファ室２２ａ内の薬液はランド部２０ｃから遮断される。したがって、スリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋは零であり、吐出口２０ａから薬液は吐出されない。
【００３１】
図４に示すように、モータ２４の回転軸は回転マニホールド２２の一方の端面に直接結合されている。図示の実施例では、モータ２４の回転軸が伝動部２６を構成している。別の実施例として、図８に示すように、回転移動機構１４の伝動部２６として、モータ２４の回転軸に結合される駆動プーリ６０と、回転マニホールド２２の一端面に結合される従動プーリ６２と、それらのプーリ６０，６２の間に架け渡されるタイミングベルト６４とからなる構成も可能である。
【００３２】
回転マニホールド２２の他方の端面には薬液導入口（図示せず）が設けられており、その外側に回転継手６６が取り付けられている。図４および図８に示すように、薬液供給部１２（図１）からの薬液供給管４４は、回転継手６６を介して回転マニホールド２２の薬液導入口に接続されている。回転マニホールド２２が回転しても、その回転運動は薬液供給管４４には伝わらないようになっている。
［実施形態における塗布装置の作用］
【００３３】
次に、この塗布装置の作用を説明する。被処理基板である半導体ウエハＷは、外部搬送装置たとえば搬送ロボット（図示せず）によってステージ２８の真上に搬入される。ステージ２８側のリフトピン機構は、搬入された半導体ウエハＷをリフトピンで受け取った後、リフトピンを降ろして半導体ウエハＷをステージ２８の上面に載置（ローディング）する。
【００３４】
半導体ウエハＷのローディングが完了すると、制御部１８の制御の下で、装置内の各部が所要の動作を開始する。より詳しくは、走査機構１６は、スリットノズル１０の吐出口２０ａとステージ２８上の半導体ウエハＷとの距離間隔（塗布ギャップ）が設定値になるように、昇降機構によりスリットノズル１０の高さ位置を調節する。そして、走査部３０の走査駆動部３４を起動させて、走査方向（Ｘ方向）においてスリットノズル１０をステージ２８上で半導体ウエハＷの傍らに設定されたスタート位置から半導体ウエハＷの上方を横断するように一定速度で移動させる。
【００３５】
薬液供給部１２は、開閉弁４５，５０（図３Ａ）あるいは開閉弁５０およびポンプ５４（図３Ｂ）をオンにして、スリットノズル１０の回転マニホールド２２への薬液の供給を開始する。上述したように、回転マニホールド２２のバッファ室２２ａ内の圧力が設定値に維持されるように薬液供給動作が行われる。
【００３６】
制御部１８は、回転移動機構１４のモータ２４を始動させ、走査機構１６によるスリットノズル１０の移動動作と連携または同期させて、回転マニホールド２２の回転動作（方向、回転速度および回転位置）を制御する。すなわち、回転マニホールド２２の側壁に上記のような二等辺三角形の開口２３が刳り抜かれている場合は、先ず二等辺三角形の頂点２３ｐから底辺２３ａに向かう正方向（図６では反時計方向）に回転させる。そして、走査方向（Ｘ方向）においてスリットノズル１０の吐出口２０ａが半導体ウエハＷの一端の真上に差し掛かった時に、回転マニホールド２２の開口２３の頂点２３ｐ付近をランド部２０ｃに重ならせて、スリットノズル１０からの薬液吐出を開始させる。この時、スリットノズル１０の中心部より糸状ないし細い帯状の薬液が吐出され、半導体ウエハＷ上ではスリットノズル１０の直下の一端部に局所的に薬液の塗布膜ＲＭが形成される。
【００３７】
こうして、走査方向（Ｘ方向）においてスリットノズル１０が半導体ウエハＷの一端から中心に向かって移動する間は、回転マニホールド２２が正方向に回転し、それに伴って回転マニホールド２２の開口２３がランド部２０ｃと重なる開口範囲Ｋ'つまりスリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋが次第に増大し、半導体ウエハＷ上に形成される薬液の塗布膜ＲＭはウエハの一端からその輪郭に倣って円弧形状および面積を拡大させていく。そして、スリットノズル１０が半導体ウエハＷの中心の真上に来ると、そこでスリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋは最大値ＫMに達し、半導体ウエハＷ上に形成される薬液の塗布膜ＲＭは半円形状になる。このタイミング（図１４ではｔ＝ｔM）で、制御部１８は回転移動機構１４のモータ２４を逆転させる。
【００３８】
こうして、走査方向（Ｘ方向）においてスリットノズル１０が半導体ウエハＷの中心から他端に向かって移動する間は、回転マニホールド２２が逆方向に回転し、それに伴って回転マニホールド２２の開口２３がランド部２０ｃと重なる開口範囲Ｋ'つまりスリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋが最大値ＫMから次第に減少する。そして、スリットノズル１０が半導体ウエハＷの他端の真上を通過した直後に、スリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋが零になり、半導体ウエハＷ上にはそれより幾らか小さい口径（ウエハＷの周縁部を余す口径）の円形パターンで一面に薬液の塗布膜ＲＭが形成される。
【００３９】
図９Ａおよび図９Ｂには、上記のような塗布走査において、スリットノズル１０が半導体ウエハＷの上方を走査方向（Ｘ方向）に横断する間（ｔ＝ｔ0〜ｔ5）に、半導体ウエハＷ上に薬液の塗布膜ＲＭが円形のパターンに形成される時の各段階を示す。図示のように、塗布走査の各位置でスリットノズル１０は半導体ウエハＷの輪郭に対応してウエハエッジの内側に薬液を吐出するので、塗布走査中に薬液を半導体ウエハＷの周囲（ステージ２８）にこぼさずにスキャン方式の塗布処理を遂行することができる。
【００４０】
図１０および図１１に、図９Ａの（ａ）（ｔ＝ｔ1）および図９Ｂの（e）（ｔ＝ｔ4）に対応するスリットノズル１０内の状態を分解斜視図および断面図で示す。また、図１２および図１３に、図９Ａの（ｃ）（ｔ＝ｔ2）および図９Ｂの（ｄ）（ｔ＝ｔ3）に対応するスリットノズル１０内の状態を分解斜視図および断面図で示す。
【００４１】
図１４および図１５に、上記塗布走査の間（ｔ＝ｔ0〜ｔ5）にスリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋおよび薬液吐出流量Ｆが時間軸上で変化するときの特性を示す。この実施例では、回転マニホールド２２のバッファ室２２ａ内の圧力を一定に保ち、スリットノズル１０の吐出圧力を一定に保つようにしている。このため、スリットノズル１０の薬液吐出流量Ｆは、スリットノズル１０内のスリット開口面積に比例し、つまりは開口２３のランド２０ｃと重なる有効開口部分２３ＥＭの長さサイズＫ'あるいはスリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋに比例する。
【００４２】
なお、スリットノズル１０の中での有効開口部分２３ＥＭの長さサイズＫ'と、スリットノズル１０の外での薬液吐出範囲Ｋとの間に誤差が生じることもある。その場合は、外または最終出口の薬液吐出範囲Ｋを基準にして、そのような誤差を補正するように、有効開口部分２３ＥＭの長さサイズＫ'の値つまり回転マニホールド２２の回転位置に適宜補正をかければよい。
【００４３】
図１６に、回転マニホールド２２の開口２３のパターン（二等辺三角形）と、薬液塗布膜ＲＭの１／２（半円）パターンとの間の写像（マッピング）を示す。スリットノズル１０が半導体ウエハＷの真上を移動する間の時間軸ＴA上の各点ｔa，ｔb，ｔc，ｔdと、回転マニホールド２２の開口２３がランド部２０ｃと重なっている間の時間軸ＴB上の各点ｔa，ｔb，ｔc，ｔdとがそれぞれ同一時刻で対応するように、制御部１８は走査機構１６におけるスリットノズル１０の走査移動の動作と回転移動機構１４における回転マニホールド２２の回転動作とを連携または同期させる。特に、スリットノズル１０の走査移動を一定速度で行う場合は、図１６のマッピングに基づいて回転マニホールド２２の回転速度を精細に可変して制御することになる。
［他の実施形態または変形例］
【００４４】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種種の変形または変更あるいは別の実施形態が可能である。
【００４５】
たとえば、上記実施形態の塗布装置は、上記のような基板上に円形パターンの塗布膜を形成する用途に限らず、矩形パターンの塗布膜を形成する用途にも使用可能である。すなわち、図１７Ａに示すように、塗布走査中に回転マニホールド２２の回転位置を固定することによって、たとえば矩形の基板Ｇ上に矩形のパターンで薬液の塗布膜ＲＭを形成することができる。さらには、図１７Ｂに示すように、塗布走査の途中で回転マニホールド２２の回転位置をステップ的または連続的に変更することにより、塗布膜ＲＭのパターンを多様に制御することができる。
【００４６】
また、上記実施形態では、スキャン方式により基板上に円形パターンの塗布膜を形成するために、回転マニホールド２２の側壁に二等辺三角形の開口２３を設けた。しかし、図１８Ａに示すように円弧形状（好ましくは半円形状）の開口２３を設ける構成、あるいは図１８Ｂに示すように円形形状の開口２３を設ける構成によっても、上記実施形態と同様にスキャン方式により基板上に円形パターンの塗布膜を形成することができる。特に、開口２３が半円の場合は、回転マニホールド２２の回転速度を一定に制御すればよいという利点がある。また、開口２３が円形の場合は、回転マニホールド２２の直径を大きくする必要はあるが、塗布走査中に回転マニホールド２２の回転方向を切り換えなくて済むという利点がある。
【００４７】
さらに、図１９Ａの（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）および図１９Ｂの（ｅ），（ｆ）に示すように、回転マニホールド２２の側壁に複数または多種類の開口２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ・・・を設けることも可能である。その場合、１回の塗布走査においてそれらの開口２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ・・・の全部を用いてもよく、あるいは一部だけを用いてもよい。
【００４８】
図２０に示すように、回転マニホールド２２をノズル本体２０よりも数倍長くして、ノズル長手方向に一定の間隔を開けて回転マニホールド２２の側壁に複数の開口２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，・・を設け、ノズル本体２０に対して回転マニホールド２２を軸方向にスライド移動できるように構成することも可能である。この場合、同一の回転マニホールド２２を使用しつつ、ノズル本体２０内に装着される開口２３つまり塗布処理に用いる開口２３の形状または種類を選択的に切り換えることができる。
【００４９】
図２１Ａおよび図２１Ｂに示すように、ノズル本体２０の上壁（吐出口２０ａと反対側の壁）に薬液導入用の貫通孔２０ｅを形成するとともに、このノズル本体２０の貫通孔２０と対向する回転マニホールド２２の側壁部分にも薬液導入用の開口２２ｂを形成して、これらの薬液通路２０ｅ，２２ｂを介して回転マニホールド２２のバッファ室内に薬液を供給する構成も可能である。
【００５０】
その場合は、図２２に示すように、回転マニホールド２２の両端をノズル本体２０の中に閉じ込め、マグネットカプラ７０により外からの非接触の回転駆動力により回転マニホールド２２を回転させることができる。この構成例では、回転マニホールド２２の一方の端面に永久磁石７２を取り付け、それと近接してノズル本体２０の壁越しに永久磁石または電磁石からなる回転駆動磁石７４を平行に配置し、この回転駆動磁石７４をモータ７６の回転軸７６ｂに結合している。ノズル本体２０の外でモータ７６により回転駆動磁石７４を回転させると、ノズル本体２０の中の永久磁石７２に磁力を通じて回転駆動力が伝わり、回転マニホールド２２が回転するようになっている。
【００５１】
上述した実施形態では、側壁に所定形状の開口２３を設けた円筒状の回転マニホールド２２をスリットノズル１０に組み込む構成を採った。しかし、スリットノズル１０の内部でバッファ室とランド部２０ｃとが連通する箇所または範囲を制御するための手段として、回転マニホールド２２以外の可動部材を備える他の実施形態も可能である。
【００５２】
たとえば、図２３および図２４に示す別の実施形態は、ノズル本体２０の空洞部２０ｂ内にバッファ室２０ｆを形成し、このバッファ室２０ｆの底に可動の板状シャッタ部材８０を設ける。より詳しくは、この板状シャッタ部材８０は、ノズル長手方向（Ｙ方向）と直交する横方向（Ｘ方向）で移動可能に組み込まれる。板状シャッタ部材８０の先端部には、その移動位置に応じてランド部２０ｃと重なる開口部分８０ＥＭの範囲が変わる切り欠き部（または開口部）８０ａが形成されている。板状シャッタ部材８０の基端部はノズル本体２０の外にはみ出ており、たとえばリニアアクチエータ等の直進駆動手段を有するシャッタ開閉機構８２に接続されている。板状シャッタ部材８０は、シャッタ開閉機構８２の直進駆動力によってノズル長手方向（Ｙ方向）と直交する横方向（Ｘ方向）で前後に直進移動するようになっている。
【００５３】
図２４の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、板状シャッタ部材８０を移動させると、その移動位置に応じて板状シャッタ部材８０の切り欠き部８０ａのランド部２０ｃと重なる開口部分８０ＥＭの長さサイズＫ'が変化する。これにより、スリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋを可変に制御することができる。
【００５４】
図２５に、さらに別の実施形態におけるスリットノズル１０回りの構成を示す。この実施形態では、ノズル本体２０の空洞部２０ｂに第１および第２のピストン８４Ｌ，８４Ｒを摺動可能に嵌め込み、直進駆動手段を有するピストン移動機構８６によりアーム８８Ｌ，８８Ｒを介して両ピストン８４Ｌ，８４Ｒをノズル長手方向に同時または個別に移動させるようにしている。
【００５５】
ノズル本体２０の空洞部２０ｂの中で両ピストン８４Ｌ，８４Ｒの端面９０Ｌ，９０Ｒは互いに対向しており、これらのピストン端面９０Ｌ，９０Ｒと空洞部２０ｂの内壁との間にバッファ室９２が形成される。このバッファ室９２内に薬液を供給するため、薬液供給部１２からの薬液供給管４４Ｌ，４４Ｒが両ピストン８４Ｌ，８４Ｒの中を通りピストン端面９０Ｌ，９０Ｒを貫通している。
【００５６】
ピストン移動機構８６により両ピストン８４Ｌ，８４Ｒの距離間隔を変えることによって、バッファ室９２のノズル長手方向（Ｙ方向）の長さサイズつまりランド部２０ｃと重なる開口部分９２ＥＭの長さサイズＫ'が変化する。これにより、スリットノズル１０の薬液吐出範囲Ｋを可変に制御することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０    スリットノズル
１２    薬液供給部
１４    回転移動機構
１６    走査機構
１８    制御部
２０    ノズル本体
２０ａ    吐出口
２０ｂ    空洞部（キャビティ）
２０ｃ    ランド部
２０ｅ    薬液導入口
２２    回転マニホールド
２２ａ    バッファ室
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，・・    開口
２４    モータ
２６    伝動部
４４    薬液供給管
６６    回転継手
７０    マグネットカプラ
８０    板状シャッタ部材
８２    シャッタ開閉機構
【図１】
2014022545.tif 000003
【図２】
2014022545.tif 000004
【図３Ａ】
2014022545.tif 000005
【図３Ｂ】
2014022545.tif 000006
【図４】
2014022545.tif 000007
【図５】
2014022545.tif 000008
【図６】
2014022545.tif 000009
【図７】
2014022545.tif 000010
【図８】
2014022545.tif 000011
【図９Ａ】
2014022545.tif 000012
【図９Ｂ】
2014022545.tif 000013
【図１０】
2014022545.tif 000014
【図１１】
2014022545.tif 000015
【図１２】
2014022545.tif 000016
【図１３】
2014022545.tif 000017
【図１４】
2014022545.tif 000018
【図１５】
2014022545.tif 000019
【図１６】
2014022545.tif 000020
【図１７Ａ】
2014022545.tif 000021
【図１７Ｂ】
2014022545.tif 000022
【図１８Ａ】
2014022545.tif 000023
【図１８Ｂ】
2014022545.tif 000024
【図１９Ａ】
2014022545.tif 000025
【図１９Ｂ】
2014022545.tif 000026
【図２０】
2014022545.tif 000027
【図２１Ａ】
2014022545.tif 000028
【図２１Ｂ】
2014022545.tif 000029
【図２２】
2014022545.tif 000030
【図２３】
2014022545.tif 000031
【図２４】
2014022545.tif 000032
【図２５】
2014022545.tif 000033