(57)【要約】【課題】スピンレスレジスト塗布装置を用いたレジスト塗布時に、スピンレスのスリットノズル内の気泡、詰まりを早期に発見し、塗布不良の発生を未然に防止することである。【解決手段】レジストを吐出するスリットノズルと、スリットノズルにレジストを供給するレジスト供給源からなるレジスト供給機構とを備え、被処理基板の表面に水平走行させつつ、スリットノズルの内部に充填されたレジストを吐出させることにより、レジストを基板に塗布するスケルトンスピンレスノズルであって、スリットノズル及びレジスト供給機構は、透明化した部分からなるスケルトンスピンレスノズルであり、透明化した部分からその内部に充填されたレジストが視認されるスケルトンスピンレスノズルであって、そのスケルトン部分の表面の一部分に監視カメラが付設され、レジストの撮像の変化量が監視されるスケルトンスピンレスノズル。【選択図】図１
2008140825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストを吐出するスリットノズルと、スリットノズルにレジストを供給するレジスト供給源からなるレジスト供給機構とを備え、被処理基板の表面に水平走行させつつ、スリットノズルの内部に充填されたレジストを吐出させることにより、レジストを基板に塗布するスケルトンスピンレスノズルであって、
スリットノズル及びレジスト供給機構は、透明化した部分からなるスケルトンスピンレスノズルであり、透明化した部分からその内部に充填されたレジストが視認されることを特徴とするスケルトンスピンレスノズル。
【請求項２】
前記透明化した部分は、スリットノズルの内壁がレジストに接する部分を含むことを特徴とする請求項１記載のスケルトンスピンレスノズル。
【請求項３】
前記透明化した部分は、レジスト供給機構の内壁がレジストに接する部分を含むことを特徴とする請求項１、又は２記載のスケルトンスピンレスノズル。
【請求項４】
前記透明化した部分は、その表面の一部分がその内壁若しくは充填されたレジストを観察するための監視カメラと、その撮像の変化量を管理するレジスト監視機構によって、レジストの撮像の変化量が監視されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のスケルトンスピンレスノズル。
【請求項５】
本体とスリットノズル及び制御系とレジスト供給機構を備え、本体は、被処理基板を保持する保持台と、スリットノズルを基板の表面に水平走行させる走行機構と、スリットノズルにレジストを供給するレジスト供給源とのレジスト供給機構を備え、スリットノズルは、レジストを吐出するスリットを備え、基板の表面に水平走行させつつ、スリットノズルの内部に充填されたレジストをスリットから吐出させることにより、レジストを基板表面に塗布するスケルトンスピンレスノズルを装備したレジスト塗布装置であって、
スリットノズル及びレジスト供給機構は、前記請求項１乃至４のいずれか１項記載のスケルトンスピンレスノズルを装備したことを特徴とするスケルトンスピンレスノズルを装備したレジスト塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト塗布用のスケルトンスピンレスノズル（スケルトンＳＰＬノズル）及びスケルトンスピンレスノズルを装備したレジスト塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶用ガラス基板、半導体ウエハ、フィルム液晶用フレキシブル基板、フォトマスク用基板、カラーフィルタ用基板等、各種基板の表面にフォトレジスト液を塗布するレジスト塗布装置としては、スリット状の吐出部を有するスリットノズルを用いてスリットコートを行うスリットコータや、一旦スリットコートを施してから、スピンコートするスリット・スピンコータが公知である。
【０００３】
従来、カラーフィルタの製造プロセスでは、フォトプロセス法による画素パターンの形成が行われている。その工程、例えばカラーフィルタの場合、ガラス基板上にレジスト膜を形成した後、フォトマスクを介して画素パターンを露光、転写したレジストを現像により画素を形成する。すなわち、カラーフィルタでは、レジスト塗布、露光、現像処理の一連のフォトプロセスを遮光画素、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素と４回繰り返し実行して画素形成する。
【０００４】
カラーフィルタの製造プロセスのうち、レジスト塗布は、レジスト塗布装置を用いて基板上にレジスト液を塗布する。レジスト塗布の方式は、スピンコート方式、スリット・スピンコート方式、スピンレス方式がある。スピンコート方式は、基板中央部にレジスト液を滴下し、基板全体を回転しながら（以下スピンと記す）レジスト液を基板周辺まで分散させて均一膜厚のレジストを形成する方法である。スリット・スピンコート方式は、スリットノズルよりレジスト液を滴下し、基板全体を回転しながらレジスト液を基板周辺まで分散させて均一膜厚のレジストを形成する方法である。スピンレスコート方式は、スリットノズルよりレジスト液を滴下し、基板全体を回転せずに、レジスト液を基板周辺まで分散させて均一膜厚のレジストを形成する方法である。
【０００５】
スピンコート方式、スリット・スピンコート方式は、レジストの消費量が多量であり、スピン機能による装置の大型化となる問題がある。スピンレス方式は、レジストの消費量が極めて少なく、装置は省スペース化する利点がある。一方、カラーフィルタの大画面化への製造装置の更新が加速され、基板の大型化、それに伴う装置スペースの拡大が問題となってきた。
【０００６】
一般に、大型化の基板では、スピンコート方式、スリット・スピンコート方式は不向きであり、スピンレスコート方式が採用されている。
【０００７】
スピンレスコート方式の短所は、レジスト塗布時のムラが発生し易いことが問題視されている。スピンコート方式、スリット・スピンコート方式の場合は、レジスト塗布時のムラが発生してもスピンで消えてしまうが、スピンレスコート方式では、レジスト塗布時の塗布ムラがそのまま残り不具合を発生する場合がある。
【０００８】
図４は、従来のスピンレスコート方式のレジスト塗布装置の一事例の説明図で、（ａ）は、レジスト塗布装置を示す斜視図であり、（ｂ）は、レジスト塗布装置の側断面図を示し、レジスト液の塗布動作に係る主たる構成要素を示す図である。
【０００９】
図４のスピンレスコート方式のレジスト塗布装置１（スピンレスレジスト塗布装置）は、本体２及びスリットノズル４１と、制御系６及びレジスト供給機構９とに大別され、カラーフィルタを製造するためのガラス基板９０の表面に感光性のレジスト液を塗布する装置として構成されている。したがって、スリットノズル４１はレジスト液を吐出するようになっている。基板９０の表面に形成する画素パターン等はフォトプロセス法により形成する。
【００１０】
本体２は、基板９０を載置して保持するための保持台として機能するとともに、付属する各機構の基台としても機能するステージ３を備えている。
【００１１】
ステージ３の上面は水平面とされており、基板９０の保持面３０となっている。保持面３０には多数の真空吸着口が分布して形成されており、基板９０を吸着することにより、基板９０を所定の水平位置に保持する。
【００１２】
保持面３０を挟んだ両端部には、水平方向に平行に伸びる一対の走行レール３１が固設されている。走行レール３１は、架橋構造４の移動を補助し、架橋構造４を保持面３０の上方に支持するリニアガイドを構成する。
【００１３】
ステージ３の上方には、このステージ３の両側部分から水平に掛け渡された架橋構造４が設けられている。架橋構造４は、例えばカーボンファイバ補強樹脂を骨材とするスリットノズル支持部４０と、その両端を支持する昇降機構４３，４４とから主に構成される。
【００１４】
スリットノズル支持部４０には、ギャップセンサ４２を含むスリットノズル４１が取り付けられている。
【００１５】
図４においてＹ軸方向に長手方向を有するスリットノズル４１には、スリットノズル４１へレジスト液を供給する配管、レジスト用ポンプなどを含むレジスト供給機構９が接続されている。基板９０の表面を走行しつつ、レジスト用ポンプにより供給されたレジスト液を基板９０表面の所定の領域（以下、レジスト塗布領域と記す）に吐出することにより、スリットノズル４１は基板９０にレジスト液を塗布する。ここで、レジスト塗布領域とは、通常、基板９０の全面積から、端縁に沿った所定幅の領域を除いた領域である。
【００１６】
ギャップセンサ４２は、スリットノズル４１の近傍となるよう、スリットノズル支持部４０に取り付けられ、下方の平面、例えば、基板９０の表面や、若しくはレジスト膜の表面との間の高低差（ギャップ距離）を測定して、制御系６はギャップセンサ４２の測定結果に基づいて、上記存在物とスリットノズル４１との距離を制御できる。
【００１７】
昇降機構４３，４４は、スリットノズル４１の両側に分かれて、スリットノズル支持部４０によりスリットノズル４１と連結されている。昇降機構４３，４４は、制御系６からの制御信号に基づいて、架橋構造４の昇降駆動力を生成する。これにより、昇降機構４３，４４は、スリットノズル４１を並進的に昇降させる。
【００１８】
保持面３０において、保持エリアの（−Ｘ）方向側には、開口３２が設けられている。開口３２はスリットノズル４１と同じくＹ軸方向に長手方向を有し、かつ長手方向長さはスリットノズル４１の長手方向長さとほぼ同じである。また、開口３２の下方の本体２の内部には、待機ポットと、スリットノズル洗浄機構７と、前塗布機構１３とが設けられている。これらはいずれも、基板９０へのレジスト液の塗布に先立って行われる、レジスト液供給処理、空気抜き処理、あるいは前ディスペンス処理などの予備処理に際し用いられる。
【００１９】
待機ポットは、スリットノズル４１が走行処理を行わずに待機する際の待機場所として設けられている。なお、スリットノズルにレジスト液を供給する処理も待機位置で行われる。
【００２０】
前塗布機構１３は、スリット４１ｂの部分に付着したレジスト液を除去するために、塗布処理に先立って少量のレジスト液を塗布する前塗布を行うための機構である。前塗布は、基板等への実際の塗布処理の直前に行われる。前塗布の際、前塗布機構１３は、スリットノズル４１が前塗布機構１３の直上位置（以下、前塗布位置と記す）にある状態で、断面が正八角形のディスペンスロールを、正八角形の中心を回動軸として回動させつつ、この回動動作に同期して、正八角形の各辺に相当する被塗布面に対しスリットノズル４１からレジスト液を少量吐出させる。前塗布を行うことにより、スリットノズル４１に付着したレジスト液は効率よく取り除かれるので、塗布処理において、スリットノズル４１に付着したレジスト液に起因した膜厚の不均一を防止することができる。なお、前塗布面に塗布されたレジスト液は、前塗布が終了して、塗布処理が行われている間に、樹脂またはゴム等により形成されたディスペンスロールスクレーパによって掻き取られる。さらに、所定の溶剤で満たされたディスペンスポットにて洗浄される。
【００２１】
制御系６及びレジスト供給機構９は、プログラムに従って各種データを処理する演算部、プログラムや各種データを保存する記憶部を内部に備える。また、前面には、オペレータがレジスト塗布装置１に対して必要な指示を入力するための操作部、および各種データを表示する表示部を備える。
【００２２】
制御系６及びレジスト供給機構９は、ケーブルにより本体２に付属する各機構と電気的に接続されている。制御系６及びレジスト供給機構９は、操作部からの入力信号や、ギャップセンサ４２およびその他の各種センサーなどからの信号に基づいて、昇降機構４３，４４による昇降動作、走行機構５による走行動作、レジスト供給機構９によるレジスト液の供給及び吐出動作、さらにスリットノズル洗浄機構７および前塗布機構１３に付随する各駆動機構、各回動機構および各バルブ等の動作を制御する。
【００２３】
具体的には、データを一時的に記憶するＲＡＭ、読み取り専用のＲＯＭ、および磁気ディスク装置などが記憶部に該当する。また、操作部には、ボタンおよびスイッチ類、キーボードやマウスなどが該当する。
【００２４】
次いで、従来のスリットノズルおよびレジスト供給機構について説明する。図５は、スリットノズルと、レジスト液を供給するためのレジスト供給機構とを模式的に示す図であり、（ａ）は正面断面図であり、（ｂ）は、側断面図である。
【００２５】
図５（ａ）において、スリットノズル４１は、その長手方向に平行な断面図として示している。また、図５（ｂ）は、スリットノズル４１の図５（ａ）におけるＡ−Ａ’断面（図４（ａ）のＺＸ面と平行な面）を示す図である。図５（ｂ）に示すように、スリットノズル４１の下側略半分は、長手方向に垂直な面内における断面が下方に向けて細くなった略Ｖ字型の外観形状をなしている。
【００２６】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、スリットノズル４１の内部には、長手方向の両側端部間にわたって、かつ断面中央部の上寄りに、基板に塗布するためのレジスト液を一時的に貯留するマニホールド４５が設けられている。さらに、スリットノズル４１の内部には、マニホールド４５の上端部からスリットノズル４１の上端部にまで達する空気抜き穴４７が設けられている。空気抜き穴４７は、マニホールド４５から空気および空気が混入したレジスト液を排出する排出口である。スリットノズル４１の長手方向の中央部に設けられる。
【００２７】
また、マニホールド４５の両側端部には、レジスト液をマニホールド４５に供給するために供給口４６ａ、４６ｂが設けられている。さらに、マニホールド４５の最下部と、Ｖ字型の下部の頂点部分に相当するスリットノズル４１の下部の先端との間には、一定間隔のギャップ４１ａが、スリットノズル４１の両側端部間にわたって設けられている。ギャップ４１ａの最下端が、レジスト液を吐出するためのスリット４１ｂとなっている。
【００２８】
マニホールド４５に供給されたレジスト液がレジスト供給機構９によって所定の吐出圧を与えられると、ギャップ４１ａを経てスリット４１ｂから吐出されて基板９０に塗布される。
【００２９】
マニホールド４５は、Ａ−Ａ’断面において空気抜き穴４７側からギャップ４１ａ側に向けて傾斜を有するように設けられている。また、空気抜き穴４７は、そのマニホールド４５側の端部に配置した供給口４６ａ、４６ｂよりも高い位置となるように設けられている。すなわち、マニホールド４５は、長手方向において、その上面４５ａが、空気抜き穴４７と供給口４６ａ、又は空気抜き穴と４６ｂとの間で傾斜を有するように形成されている。一方で、マニホールド４５の下面４５ｂはスリットノズル４１の上下側端と平行を保つよう形成されていることから、マニホールド４５は、長手方向において、供給口４６ａ、４６ｂ側から中央部側へ向かうにつれて上下面間の間隔がだんだんと大きくなるように設けられていることになる。あるいは、断面積がだんだんと大きくなるように設けられているともいえる。
【００３０】
レジスト供給機構９は、レジスト液を貯留するレジスト液供給源９１と、レジスト液供給源９１からスリットノズル４１へとレジスト液を供給するためのレジスト液供給経路Ｌ１と、スリットノズル４１内のレジスト液に混入している空気を除去するための空気抜き経路Ｌ２とを備える。空気抜き経路Ｌ２は、空気および空気が混入しているレジスト液を排出する排出経路となる。
【００３１】
レジスト液供給経路Ｌ１には、レジスト液供給源９１側から順に、バルブＶと、供給ポンプ９２と、バルブＶと、圧力計とが、所定の配管によって接続されて備わっている。レジスト液供給源９１に貯留されたレジスト液は、圧縮空気によって加圧供給される。供給ポンプ９２によって、レジスト液供給源９１に貯留されたレジスト液が汲み上げられて定量送液される。圧力計９３は、レジスト液の供給圧力をモニターするために備わる。
【００３２】
また、レジスト液供給経路Ｌ１は、圧力計とスリットノズル４１との間で２方に分岐しており、分岐供給経路Ｌ１はそれぞれ、スリットノズル４１の長手方向の両側端部にて、供給口４６ａ、４６ｂとそれぞれ接続している。また、分岐供給経路Ｌ１およびＬ１にはそれぞれ、電磁バルブＶおよび電磁バルブＶが備わっている。
【００３３】
次に、スリットノズル４１に対するレジスト液の充填について説明する。図６（ａ）は、レジスト液を供給中のスリットノズル４１の長手方向に平行な断面の模式図であり、図６（ｂ）は、その際の図５（ａ）のＡ−Ａ’断面における模式図である。
【００３４】
レジスト液が全く未充填のスリットノズル４１にレジスト液を供給する場合、まず、スリットノズル４１を待機位置に位置させる。そして、スリットノズル４１の両端のバルブＶ，Ｖならびに空気抜きバルブＶを全て開にした状態で、供給ポンプによる定量送液もしくはレジスト液供給源９１からの加圧供給によりレジスト液の供給を行う。これにより、レジスト液供給経路Ｌ１および分岐供給経路Ｌ１およびＬ１を経たレジスト液が、スリットノズル４１の長手方向側端部にある供給口４６ａおよび４６ｂから、スリットノズル４１の内部、マニホールド４５へと連続的に注入される。
【００３５】
スリットノズル４１においては、マニホールド４５の下方にギャップ４１ａが形成されている。そのため、マニホールド４５へと流入したレジスト液は、ギャップ４１ａへと流入するが、ギャップ４１ａの間隙が５０〜２５０μｍ程度と狭く、かつレジスト液の粘度が比較的高いことから、ギャップ４１ａにおけるレジスト液の流動性は、マニホールド４５の内部における流動性よりも十分に低く保たれる。従って、マニホールド４５に流入したレジスト液は、ごく少量はスリットノズル４１の下端のスリット４１ｂから流出し、待機ポットへと滴下したりスリット４１ｂの近傍に付着したりするものの、ギャップ４１ａがほぼ満たされた際には、レジスト液の液面は上昇し、マニホールド４５、空気抜き穴４７、さらには空気抜き経路Ｌ２を順次に満たしていくことになる。
【００３６】
レジスト液を充填する際、マニホールド４５においては、主として、両側端部に設けられた供給口４６ａおよび４６ｂ側から、中央上端部に設けられた空気抜き穴４７へと向けて、レジスト液が流動することになる。このレジスト液の流入に伴って、マニホールド４５内部の空気は、空気抜き穴４７さらには空気抜き経路Ｌ２を経て排気されることになる。また、このようにレジスト液がスリットノズル４１の両側端部から中央部にかけて、つまりはマニホールド４５全体において流動することから、マニホールド４５において、充填に際してレジスト液が滞留する箇所が生じることはない。
【００３７】
図７（ａ）は、レジスト液中に気泡が混入している場合のスリットノズル４１の長手方向に平行な断面の模式図であり、図７（ｂ）は、その際の図５（ａ）のＡ−Ａ’断面における模式図である。
【００３８】
図７（ａ）や図７（ｂ）に示すように、たとえマニホールド４５に空気が気泡となって混入している場合でも、これら気泡は、マニホールド内壁に滞留することなくレジスト液の流れに乗って、順次に排出されるようになる。あるいは、空気抜き穴４７が、マニホールド４５の上方に設けられていることで、気泡そのものがスリットノズル４１から外へと抜けやすいようになっている。すなわち、スピンレスレジスト塗布装置１においては、スリットノズル４１から短時間で確実に気泡を除去することが出来る。
【００３９】
図７（ａ）〜（ｂ）に示すような場合、スリットノズル内壁では、時間と共に、内壁の清浄度が劣化する。例えば、マニホールド４５に空気が気泡となって混入している場合では、内壁の清浄度が劣化と共に、これら気泡は、マニホールド内壁に滞留することがありレジスト液の流れに逆らって、レジスト液内に滞留し、排出され難くくなる。あるいは、空気抜き穴４７が、マニホールド４５の上方に設けられているも、気泡そのものが内壁等に密着しスリットノズル４１から外へと排除されないようになる。すなわち、スピンレスレジスト塗布装置１においては、内壁の清浄度の劣化の加速により、スリットノズル４１から気泡の排除するまでの時間が延長され、確実に気泡を除去することができ難くなる問題が発生する。すなわち、この場合スリットノズルの内壁が汚染され、洗浄作業が必要となる。
【００４０】
次いで、レジスト塗布装置の塗布動作、例えばスリットノズル４１によるレジスト液の塗布動作について説明する。
【００４１】
まず、（ａ）搬送機構により、基板９０がステージ３の所定位置に搬送され、保持面３０に吸着保持される。
【００４２】
次いで、（ｂ）スリットノズル洗浄機構７によって、スリットノズル４１の先端のスリット４１ｂの近傍が洗浄される。スリットノズル洗浄機構７は、所定の洗浄処理を施した後、退避位置に退避する。
【００４３】
次いで、（ｃ）走行機構５は、スリットノズル４１を含む架橋構造４を前塗布位置に移動させる。そして、スリットノズル４１の高さ方向の位置を調節した後、駆動によるディスペンスロールの回動に同期して、供給ポンプ９２が所定時間だけ所定の圧力にてレジスト液に対し押圧することにより、ディスペンスロールのある被塗布面へのレジスト液を塗布する前塗布処理を実行する。
【００４４】
次いで、（ｄ）走行機構５が架橋構造４を基板９０上の塗布処理を行う位置に移動させるとともに、昇降機構４３，４４が所定の高さにスリットノズル４１の高さを調節する。
【００４５】
次いで、（ｅ）走行機構５が架橋構造４を所定の速さで移動させつつ、供給ポンプ９２によって所定圧力にてレジスト液を押圧することにより、基板９０へのレジスト液を塗布する塗布処理が実行される。
【００４６】
次いで、（ｆ）塗布処理が終了すると、走行機構５が架橋構造４を移動させ、スリットノズル４１は待機位置に復帰する。
【００４７】
以上、（ａ）〜（ｆ）により、基板上にレジストを形成する。
【００４８】
前記スピンレスコート方式では、スピンしないため、スリットノズルよりのレジスト液の吐出ムラがレジスト塗布ムラとなる問題がある。上述したように、スピンレスコート方式では、レジスト塗布時の塗布ムラがそのまま残り、不具合を発生する場合がある。そのため、スリットノズルの維持管理が重要となる。以下、スリットノズルの不具合を発生についての問題点を説明する。
【００４９】
スリットノズルでは、レジスト塗布時の塗布ムラの発生として、塗布されるレジスト液内の気泡、スリットノズル内のレジスト詰まり等がある。
【００５０】
この場合、スリットノズルは、ＳＵＳ製のため、その内部のレジスト液の状態、例えば気泡の確認、スリットノズル内レジスト詰まりを外部から視認出来ない。
【００５１】
従来のスリットノズルでは、外部から視認出来ないために、スリットノズル内のレジスト液内の気泡、又はスリットノズル内のレジスト詰まり、又はレジスト液内の異物等による塗布不良の発生を未然に防止することが出来ない。スリットノズル内を外部から視認出来ない場合、レジスト液内の気泡、レジスト詰まり、レジスト液内の異物の発生状況を予知できない問題がある。
【００５２】
例えば、空気が混入は、スリットノズル内部の圧力変動やバルブ開閉時の圧力変動によってレジスト自体から発生する。そして、その空気の混入は、例えば空気とレジストが反応してゲル状物質がスリットノズル内で形成される事によりスリットから均一な吐出が出来なくなりスジ状の塗布ムラが発生する。
【００５３】
例えば、空気が混入は、塗布終了時に膜厚を一定化させる為のサックバック処理時にスリットノズル先端から混入する。そして、その空気の混入は、例えば空気が混入する事により塗布開始時の吐出流量の一次遅れが発生して塗布開始時の膜厚が不安定になる。
【００５４】
例えば、空気が混入は、レジスト塗布装置初期セットアップ時にスリットノズル内部にレジスト液を充填する。そして、その空気の混入は、例えば空気が混入する事により塗布終了時は、逆にレジスト吐出停止の遅れが発生して膜厚が不安定になる。例えば空気が混入する事によりスリットノズル内部のレジスト動圧分布が変化して放射状のムラを発生さ
せる。
【００５５】
これらの不具合を回避するためには、スリットノズル内部の空気抜きを的確かつ敏速に行う必要がある。こうした的確かつ敏速な空気抜きを目的とする技術は、すでに公知である。
【００５６】
また、レジスト塗布装置においては、スリットノズルの内部においてレジスト液の滞留が局所的に生じることによってスリットノズル内部のレジスト流動性が悪くなり、用いるレジスト液の種類によっては放射状の塗布ムラを発生させてしまうことがある。これを避けるために、スリットノズル内部のレジスト液を常に同じ状態に流動させつつ塗布する技術は、既に公知である。あるいは、塗布層の厚みの均一化を図る技術も既に公知である。
【００５７】
従来のスピンレスノズルでは、レジスト塗布ムラの防止策は、スリットノズル内でのレジスト液の同一状態に流動の維持、若しくは監視が重要であり、スリットノズル内でのレジスト液内の気泡の発生の監視、スリットノズル内壁での清浄度の劣化程度の監視、等が重要となる。しかし、前記維持や監視では、スリットノズル内のレジスト液の微小変化であり、単純なセンサーや不連続性監視データではその予知が不完全であり、極短時間での連続性監視データや技術ノウハウを加味した判断業務の介入等が必要となる。すなわち、レジスト塗布時、スリットノズル内壁及びレジスト液面を監視、若しくは視認する方法が必要であり、その具体的方法が重要となる。
【００５８】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開２００５−１４４３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５９】
本発明の課題は、スピンレスレジスト塗布装置を用いたレジスト塗布時に、スピンレスのスリットノズル内の気泡、詰まりを早期に発見し、塗布不良の発生を未然に防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００６０】
本発明の請求項１に係る発明は、レジストを吐出するスリットノズルと、スリットノズルにレジストを供給するレジスト供給源からなるレジスト供給機構とを備え、被処理基板の表面に水平走行させつつ、スリットノズルの内部に充填されたレジストを吐出させることにより、レジストを基板に塗布するスケルトンスピンレスノズルであって、
スリットノズル及びレジスト供給機構は、透明化した部分からなるスケルトンスピンレスノズルであり、透明化した部分からその内部に充填されたレジストが視認されることを特徴とするスケルトンスピンレスノズルである。
【００６１】
本発明の請求項２に係る発明は、前記透明化した部分は、スリットノズルの内壁がレジストに接する部分を含むことを特徴とする請求項１記載のスケルトンスピンレスノズルである。
【００６２】
本発明の請求項３に係る発明は、前記透明化した部分は、レジスト供給機構の内壁がレジストに接する部分を含むことを特徴とする請求項１、又は２記載のスケルトンスピンレスノズルである。
【００６３】
本発明の請求項４に係る発明は、前記透明化した部分は、その表面近傍の一部分がその内壁若しくは充填されたレジストを観察するための監視カメラと、その撮像の変化量を管
理するレジスト監視機構によって、レジストの撮像の変化量が監視されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のスケルトンスピンレスノズルである。
【００６４】
本発明の請求項５に係る発明は、本体とスリットノズル及び制御系とレジスト供給機構を備え、本体は、被処理基板を保持する保持台と、スリットノズルを基板の表面に水平走行させる走行機構と、スリットノズルにレジストを供給するレジスト供給源とのレジスト供給機構を備え、スリットノズルは、レジストを吐出するスリットを備え、基板の表面に水平走行させつつ、スリットノズルの内部に充填されたレジストをスリットから吐出させることにより、レジストを基板表面に塗布するスケルトンスピンレスノズルを装備したレジスト塗布装置であって、
スリットノズル及びレジスト供給機構は、前記請求項１乃至４のいずれか１項記載のスケルトンスピンレスノズルを装備したことを特徴とするスケルトンスピンレスノズルを装備したレジスト塗布装置である。
【発明の効果】
【００６５】
本発明のスケルトンスピンレスノズル（スケルトンＳＰＬノズル）を装備したレジスト塗布装置を用いれば、スピンレスノズルを透明化したことにより、スピンレスノズル内のレジスト液が外側より視認されて、気泡の発生の状況、又はノズル詰まりが確認されることで、内壁の清浄度、塗布ムラの原因の早期発見が可能となり、塗布ムラによる不良基板の発生が防止され、レジスト塗布装置の稼働率を損なう問題を解消できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
本発明のスケルトンピンレスノズル（スケルトンＳＰＬノズル）及びそれを備えたレジスト塗布装置の一実施例を以下説明する。
【００６７】
図１は、本発明のスケルトンスピンレスノズルの一実施例であり、（ａ）は、正面断面図であり、（ｂ）は、側面図である。
【００６８】
本発明のスケルトンスピンレスノズルでは、ピンレスノズルを透明化することで、レジスト液内に空気が残留しているかを確認することで塗布不良の発生を防止するものであり、ピンレスノズル内部のレジスト液から空気が抜けきれていることを視認した後、レジストを吐出し、塗布ムラの発生を防止するものである。
【００６９】
図１に示す本発明のスケルトンスピンレスノズルは、レジストを吐出する透明化した部分からなるスリットノズル４１と、スリットノズルにレジストを供給するレジスト供給源９１からなる透明化した部分からなるレジスト供給機構９とを備え、被処理基板の表面に水平走行させつつ、透明化した部分からなるスリットノズルの内部に充填されたレジストを吐出させることにより、レジストを基板に塗布するものである。スケルトンスピンレスノズルは、透明化した部分からその内部に充填されたレジストが視認されることを特徴とするスリットノズルである。視認により不具合を発見した場合、装置を停止する措置を行う。
【００７０】
図１では、本発明のスケルトンスピンレスノズルは、透明化した部分からなる（以下スケルトンと記す）スリットノズル４１と、スケルトンレジスト供給機構９とを装備している。本発明では、透明化部分は、スケルトンスリットノズル４１では多くの部分が、スケルトンレジスト供給機構９では少ない部分が透明化して形成されている。透明化部分は、スリットノズル若しくはレジスト供給機構の内部に充填されたレジストを視認することができる。
【００７１】
本発明のスケルトンスピンレスノズルにおいて、レジスト液は、レジスト供給源９１か
らレジスト供給口４６ａ、４６ｂを経由しマニホールド４５へ充填する。各々の拠点間はレジスト液供給経路Ｌ１の配管がされている。スリットノズルの内部に充填されたレジストは、押圧されることにより、ギャップ４１ａを通過し、スリット４１ｂから吐出させ、レジスト液を基板に塗布するものである。スリットノズルの内部に充填されたレジストは、気泡が混入する場合があり、空気抜経路Ｌ２が付設され、空気抜経路Ｌ２はマニホールド４５の上方の空気抜き穴４７から外部処理装置へ放出する。スケルトンスピンレスノズルでは、マニホールド４５にレジスト液を充填し、マニホールド４５からレジスト液の吐出を交互に繰り返しレジスト塗布を実行するものである。また、図１ａでは、洗浄液供給源９７は、スケルトンスリットノズル４１及びスケルトンレジスト供給機構９の内部を洗浄するための装置である。
【００７２】
前記スケルトンスリットノズルの透明化部分は、その内壁がレジストに接する部分、例えば、マニホールド４５、を含むギャップ４１ａ、スリット４１ｂである。前記スケルトンレジスト供給機構の透明化した部分は、空気抜経路Ｌ２、例えば空気抜き穴４７である。その他、内壁がレジストに接する部分は、必要に応じて適宜スケルトン化とする。
【００７３】
図１（ｂ）は、本発明のスケルトンスピンレスノズルの一実施例の側面図であり、走行機構５０上で、基板９０を載置したステージ３を水平方向（図右方向へ）走行させながら、基板の表面にスリットノズル４１からレジスト液を吐出しレジストを塗布する。この場合、スリットノズルは固定し、基板が水平走行する塗布方法であり、例えば、インラインの製造では、一般化した製造ラインである。本発明では、マニホールド４５にレジスト液を充填し、マニホールド４５からレジスト液の吐出する動作を交互に繰り返し実行するレジスト塗布において、スケルトン部からレジスト液を視認する方法により、レジスト液の流動等の異常を監視し、レジスト塗布異常の発生を予知した場合、基板の走行を停止する。
【００７４】
前記レジスト液を視認する方法は、その表面の一部分にその内壁若しくは充填されたレジストを観察するための監視カメラを付設する方法がある。この場合、その撮像の変化量を管理するレジスト監視機構を装備して、レジストの撮像の変化量を算出し、自動監視する方法もあり、適宜最適な監視方法を選択することができる。
【００７５】
前記スケルトンスリットノズルの透明化部分の材料は、そのピンレスノズル内にはレジストが充填されるため、使用する材質には耐溶剤性、内圧、若しくは自重に耐えられる剛性が必要とされる。
【００７６】
スケルトン材料は、ソーダガラスの透明性を改善したガラス、例えば耐熱石英ガラス、又は透明耐熱樹脂のオレフィン・マレイミド共重合体等がある。
【００７７】
図２、図３は、本発明のスケルトンスピンレスノズルの一実施例であり、図２は、Ａ−Ａ’側断面図であり、図３は、正面断面図であり、（ａ１）〜（ａ３）はマニホールド４５にレジスト液を充填と、（ｂ１）〜（ｂ３）は、マニホールド４５からレジスト液の吐出する。
【００７８】
図２は、Ａ−Ａ’側断面図であり、一実施例では、スリットノズル４１の前後側及び上下面に監視カメラ８１を配置した事例である。監視カメラ８１は、レジスト液と、それと接するノズル内壁を撮像し、レジスト監視機構はその撮像から画像入力し、特徴抽出する画像データ処理により画像パターンデータ等の算出し、レジストの撮像の変化量を画像パターンとして出力する。画像パターンでは、品質情報データベースから正常、又は目標となる画像パターンと、塗布不良時の画像パターンとを比較照合して、レジストの画像パターンの変化量を算出し、塗布不良の発生の予知の情報を抽出する。なお、この場合では、スリットノズル４１は、２台配置、タンデム方式を採用している。
【００７９】
監視カメラは、高速度で、ＣＣＤカメラ、すなわち、４００〜１０００ショット／ｓｅｃのＣＣＤ高速度カメラを用い、その撮像より算出する画像パターンは、静止画像、又はビデオ画像で端末画面上に出力する。
【００８０】
監視カメラの撮像は、レジスト液の供給及び吐出動作の動作信号と連動させ、吐出開始前後、吐出中間時、又は吐出終了前後を撮影し、そのうち、各々５から１５ショットを画像パターンとする。
【００８１】
スリットノズルを用いた塗布方法において、以下のことは公知であり、通常、正常な状態でのスリットノズル内部のレジスト液は、常に同じ状態に流動させつつ塗布することが基本技術として認知されている。本発明では、レジスト液は常に同じ状態の流動する画像パターン、例えば、静止画像、又はビデオ画像を基準とし、撮像より算出した画像パターンの静止画像、又はビデオ画像を照合し、その変化量を抽出する方法である。なお、品質情報のデータベースからは、変化量の変動グラフ等と、この場合の塗布不良の発生までの時間差等の実績データを用いて、塗布不良の発生時間を予知する方法である。また、必要に応じて、スリットノズル４１を待機中のスリットノズルに切り替えて、塗布作業を続ける。なお、スリットノズルは、２台を準備したタンデム方式のスリットノズルを装備した。
【００８２】
品質情報のデータベースでは、以下のことは公知であり、空気の混入は、例えば空気とレジストが反応してゲル状物質が発生する。本発明の監視項目は、ゲル状物質を抽出することである。すなわちスリットノズルの内部においてレジスト液の滞留が局所的に生じることによってスリットノズル内部のレジスト流動性が悪くなり、局所的にゲル状物質が生じる。
【００８３】
空気の混入は、例えば空気が混入する事により塗布開始時の遅れが発生し、吐出開始位置にレジスト液を吐出出来ないため、基板上のレジスト形成位置を計測し、そのズレ量（距離）を抽出する。
【００８４】
空気の混入は、例えば空気が混入する事により塗布終了時は、逆にレジスト吐出停止の遅れが発生し、吐出終了位置でレジスト液を吐出停止出来ないため、基板上のレジスト終了位置を計測し、そのズレ量（距離）を抽出する。
【００８５】
スリットノズル内において、レジスト液内の気泡の発生の監視、例えばマニホールド上面４５ａ、空気抜き穴４７での気泡、その移動状態を抽出し、内壁の気泡の滞留時間若しくは移動速度の遅れの程度からのスリットノズル内壁での清浄度の劣化程度の監視する。
【００８６】
図３では、（ａ１）〜（ａ３）は、マニホールド４５にレジスト液を充填時であり、ｂ１〜ｂ３は、マニホールド４５からレジスト液の吐出する正面断面図である。
【００８７】
図３では、（ａ１）〜（ａ３）は、内壁の清浄度の劣化の程度、すなわちスリットノズル内壁の洗浄処理の実施時機の予知を主として監視し、（ａ１）〜（ａ３）では、マニホールド４５でのレジスト液の充填時のレジストの流動の変化を監視する。（ｂ１）〜（ｂ３）は、レジスト液の気泡、異物の混入程度、又はレジストの流動性の劣化の程度、すなわちゲル化、又はレジスト詰まりの発生予知を監視し、（ｂ１）〜（ｂ３）では、マニホールド４５でのレジスト液の吐出時のレジストの流動の変化を監視する。
【００８８】
図３では、（ａ１）は、スリットノズル４１の両側からレジスト液が充填されている。
次いで、（ａ２）を経て、（ａ３）は、マニホールド４５内にレジスト液が充填され、空気抜き穴４７の近傍では、気泡が排出される。監視カメラは、左右の供給口４６ａ、４６ｂと、空気抜き穴４７の近傍を撮像する。次いで、（ｂ１）は、レジスト液の吐出動作に連動し、空気抜き穴４７の近傍ではレジスト液面が低下し、（ｂ２）を経て、（ｂ３）は、マニホールド４５からレジスト液が吐出され、ギャップ４１ａ内のレジスト液まで吐出する。監視カメラは、空気抜き穴４７、マニホールド４５の内壁、特にマニホールド上面４５ａのレジスト液面の低下と、ギャップ４１ａ内のレジスト液の流動及びスリット４１ｂのレジスト液の付着を監視するため、空気抜き穴４７、マニホールド上面４５ａ、ギャップ４１ａの内壁及びスリット４１ｂの近傍を撮像する。
【００８９】
本発明のスケルトンスピンレスノズルを装備したレジスト塗布装置は、本体２とスリットノズル４１及び制御系６とレジスト供給機構９を備え、本体２は、被処理基板を保持する保持台と、スリットノズルを基板の表面に水平走行させる走行部位と、スリットノズルにレジストを供給するレジスト供給源とを備え、スリットノズル４１は、レジストを吐出するスリット４１ａを備え、基板の表面に水平走行させつつ、スリットノズルの内部に充填されたレジストをスリット４１ａから吐出させることにより、レジストを基板表面に塗布する塗布装置である。スリットノズル４１及びレジスト供給機構９は、本発明のスケルトンスピンレスノズルを装備した。スケルトンスピンレスノズルを装備したレジスト塗布装置では、監視カメラが付設され、監視カメラは、高速度、ＣＣＤカメラを用い、その撮像より算出する画像パターンは、静止画像、又はビデオ画像で端末画面上に出力する。出力画面では、レジスト液は常に同じ状態に流動状態の画像パターンを基準とし、撮像時の静止画像、又はビデオ画像を照合し、その変化量を画像パターンで開示する。また、変化量の変動から、塗布不良の発生までの時間を予知する方法である。
【００９０】
高速度、ＣＣＤカメラの監視カメラの撮像と、又は画像入力し、特徴抽出の画像データ処理により画像パターンデータ等の算出等は、公知の技術であり、その方法により実施可能である。なお、レジスト液は常に同じ状態の流動状態の画像パターンを基準として標準化することが重要である。変化量の変動から、塗布不良の発生までの時間を予知は、過去のデータの蓄積、塗布工程管理情報、実験データ等を最適化することが重要となる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明のスケルトンスピンレスノズルの一実施例であり、（ａ）は、正面断面図であり、（ｂ）は、側断面図である。
【図２】本発明のスケルトンスピンレスノズルの一実施例であり、Ａ−Ａ’側断面図である。
【図３】本発明のスケルトンスピンレスノズルの一実施例であり、正面断面図である。
【図４】従来のスピンレス方式のレジスト塗布装置の一事例について説明図で、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、側断面図であり、レジスト液の塗布動作に係る主たる構成要素を示す図である。
【図５】従来のスリットノズルとレジスト供給機構を示す説明図で、（ａ）は、正面断面図であり、（ｂ）は、スリットノズルのＡ−Ａ’側断面図である。
【図６】従来のスリットノズルであり、レジスト液を供給中のスリットノズル４１の長手方向に平行な断面の模式図であり、（ａ）は、正面断面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ’側断面図である。
【図７】従来のスリットノズルであり、レジスト液中に気泡が混入している場合のスリットノズル４１の長手方向に平行な断面の模式図であり、（ａ）は、正面断面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ’側断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１…レジスト塗布装置
２…本体
３…ステージ
４…架橋構造
５…走行機構
６…制御系
７…スリットノズル洗浄機構
９…レジスト供給機構
１３…前塗布機構
２１…レジスト膜
３０…保持面
３１…走行レール
３２…開口
４０…スリットノズル支持部
４１…スリットノズル
４１ａ…ギャップ
４１ｂ…スリット
４２…ギャップセンサ
４３…昇降機構
４４…昇降機構
４５…マニホールド
４５ａ…（マニホールドの）上面
４５ｂ…（マニホールドの）下面
４６ａ…（レジスト液の）供給口
４６ｂ…（レジスト液の）供給口
４７…空気抜き穴
５０…走行機構
５１…走行機構
５０ａ…リニアモータ
５０ｂ…リニアモータ
５１ａ…リニアモータ
５１ｂ…リニアモータ
７１…レジスト膜
８１…カメラ
９０…基板
９１…レジスト液供給源
９２…供給ポンプ
９４…センシング部
９５…空気センサー
９６…配管
Ｌ１…レジスト液供給経路
Ｌ２…空気抜経路
Ｖ１…空気抜きバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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