(57)【要約】【課題】ノズルから吐出させた洗浄液又は現像液による処理液を、水平面内で回転する基板上に接液跡や液進路跡のスジや現像ムラが生じることなく塗布する。【解決手段】ノズル１７から吐出させた処理液１８を、水平面内で回転する基板Ｋ上に塗布する処理液塗布装置１０Ａにおいて、処理液１８として洗浄液又は現像液をノズル１７から吐出させながらノズル１７を基板Ｋの外周部から中心部に向かって移動させるノズル移動手段１４〜１６と、ノズル１７の移動速度が基板Ｋの外周部から中心部に向かって直線的に増加するようにノズル移動手段１４〜１６を制御する制御手段１９と、を備えたことを特徴とする処理液塗布装置１０Ａを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから吐出させた処理液を、水平面内で回転する基板上に塗布する処理液塗布装置において、
前記処理液として洗浄液又は現像液を前記ノズルから吐出させながら前記ノズルを前記基板の外周部から中心部に向かって移動させるノズル移動手段と、
前記ノズルの移動速度が前記基板の外周部から中心部に向かって直線的に増加するように前記ノズル移動手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする処理液塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理液として洗浄液又は現像液を用い、ノズルから吐出させた洗浄液又は現像液による処理液を、水平面内で回転する基板上に接液跡や液進路跡のスジや現像ムラが生じることなく塗布できる処理液塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子，液晶表示素子，光ディスクなどを製造する工程では、処理液塗布装置を用いて洗浄液，現像液，フォトレジスト液，保護膜液などの処理液をノズルから吐出させて、水平面内で回転する基板上に塗布している。
【０００３】
ここで、一般的に用いられる処理液塗布装置では、モータにより水平面内を高速に回転可能に支持された基板の中心部且つ回転中心の上方に処理液を吐出させるノズルを固定設置し、ノズルから吐出させた処理液を高速に回転している基板の中心部に滴下して、遠心力により処理液を基板の中心部から外周部に向かって拡散させ、且つ、基板上の余剰な処理液を基板の外周端から飛散させている。
【０００４】
しかしながら、基板の中心部の上方に固定設置したノズルから処理液を基板の中心部に滴下しつづけることで、処理液が大量に必要になるので処理液のムダが発生すると共に、基板の中心部近傍は他の部位よりも過度の処理がなされてしまう。例えば、洗浄液であれば、中心部近傍の表面と他の表面に濡れ性の差が生じて、シミを残してしまう。また、現像液であれば、中心部近傍の線幅が他の部分と異なってしまう。このように、基板の中心部近傍に処理液によるシミや現像ムラなどが発生してしまい不具合を残すことが知られている。
【０００５】
上記した問題点を解決するために、処理液を吐出させるノズルを基板の中心部の上方に固定設置せずに、このノズルを基板の外周部から中心部に向かって移動させながら処理液を基板の外周部から中心部に向かって塗布する処理液塗布方法がある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−９７１１８号公報
【特許文献２】特開２００４−７２０６１号公報
【０００６】
図５（ａ），（ｂ）は従来の処理液塗布方法に適用される処理液塗布装置を示した上面図，正面図である。
【０００７】
図５（ａ），（ｂ）に示した従来の処理液塗布方法に適用される処理液塗布装置１０Ｃは、上記した特許文献１及び特許文献２に開示されているものであり、ここでは特許文献１及び特許文献２を参照して説明する。
【０００８】
図５（ａ），（ｂ）に示した如く、従来の処理液塗布方法に適用される処理液塗布装置１０Ｃでは、モータ駆動回路部１１によって矢印Ａ方向に回転自在なモータ１２の軸１２ａにスピンチャック１３が取り付けられており、このスピンチャック１３上にウェハやガラス原盤などを用いた基板Ｋの下面Ｋａが真空吸着されている。そして、スピンチャック１３上に真空吸着された基板Ｋは、モータ１１の駆動によって水平面内を回転自在になっている。
【０００９】
また、基板Ｋの外側に走行レール１４が設けられており、この走行レール１４に沿って移動機構を内蔵した走行部材１５が基板Ｋの外周部から中心部に向かって直線移動自在に設けられている。
【００１０】
また、走行部材１５にアーム１６の一端が連結されていると共に、アーム１６の他端にノズル１７が基板Ｋの上面Ｋｂの上方に位置するように取り付けられている。
【００１１】
更に、ノズル１７から処理液１８｛図５（ｂ）のみ図示｝が基板Ｋの上面Ｋｂに向かって吐出されるようになっている。この際、上記した特許文献１及び特許文献２では、処理液１８としていずれもフォトレジスト液が用いられている。
【００１２】
上記構成により、走行レール１４に沿って案内される走行部材１５にアーム１６を介して取り付けられたノズル１７が、基板Ｋの外周部から中心部に向かって矢印Ｂ方向に直線的に移動されるので、ノズル１７から吐出させた処理液１８としてのフォトレジスト液が基板Ｋの上面Ｋｂ上で外周部から中心部に向かって塗布されるために、多量のフォトレジスト液を必要とすることなく、且つ、フォトレジスト液の塗布ムラを防止しながらフォトレジスト液を基板Ｋの上面Ｋｂの全域に塗布できる旨が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上記した従来の処理液塗布方法に適用される処理液塗布装置１０Ｃを用いて、ノズル１７から吐出させた処理液１８としてのフォトレジスト液を基板Ｋの外周部から中心部に向かって塗布した時に、フォトレジスト液の塗布ムラを防止できるものの、フォトレジスト液は塗布表面の化学的及び物理的な改質を生じさせる機能を有さないために、ノズル１７から吐出させた処理液１８としてのフォトレジスト液により基板Ｋ上に生じる接液跡は問題にする必要はなく、また、基板Ｋ上に生じる液進路跡のスジも問題にする必要はない。
【００１４】
尚、上記した「接液跡」は、ノズルから吐出した処理液が基板上に接触した時に生じる跡であり、また、上記した「液進路跡のスジ」は、処理液の進路に沿って生じる跡である。
【００１５】
上記に対して、基板Ｋ上に薄い膜厚で塗布する洗浄液又は現像液を用いた場合には、基板Ｋ上に洗浄液又は現像液による接液跡や液進路跡のスジが発生してしまうと、この後に基板Ｋを処理する工程に支障をきたして良好な製品を完成できないために問題になってしまう。
【００１６】
そこで、洗浄液又は現像液は塗布表面を改質させる高い機能を有するため、これらを用いた場合に、処理液としての洗浄液又は現像液によって基板上に生じる接液跡や液進路跡のスジや現像ムラを低減できる処理液塗布装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、ノズルから吐出させた処理液を、水平面内で回転する基板上に塗布する処理液塗布装置において、
前記処理液として洗浄液又は現像液を前記ノズルから吐出させながら前記ノズルを前記基板の外周部から中心部に向かって移動させるノズル移動手段と、
前記ノズルの移動速度が前記基板の外周部から中心部に向かって直線的に増加するように前記ノズル移動手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする処理液塗布装置である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の処理液塗布装置によると、とくに、処理液として薄い膜厚で塗布する洗浄液又は現像液をノズルから吐出させながらこのノズルを基板の外周部から中心部に向かって移動させる際に、ノズルの移動速度を基板の外周部から中心部に向かって直線的に増加するように制御しているので、処理液としての洗浄液又は現像液によって基板上に生じる接液跡や液進路跡のスジや現像ムラが全く発生しなくなるので、処理液として洗浄液又は現像液を基板上に良好に塗布でき、信頼性の良い処理液塗布装置を提供できる。勿論、本発明に係る処理液塗布装置で処理液として厚みを厚く塗布するフォトレジスト液又は保護膜液を用いた場合でも、基板上にフォトレジスト液又は保護膜液の塗布ムラが発生しないものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明に係る処理液塗布装置の一実施例について図１〜図４を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る処理液塗布装置を示した上面図，正面図、
図２（ａ），（ｂ）は本発明に係る処理液塗布装置において、ノズルの移動位置に対するノズルの移動速度を制御部で制御する状態をそれぞれ模式的に示した関係図である。
【００２１】
図１（ａ），（ｂ）に示した本発明に係る処理液塗布装置１０Ａは、先に図５を用いて説明した従来の処理液塗布方法に適用される処理液塗布装置１０Ｃの構成と一部を除いて同様の構成であり、ここでは説明の便宜上、先に示した構成部材に対しては同一の符号を付し、且つ、従来と異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。
【００２２】
図１（ａ），（ｂ）に示した如く、本発明に係る処理液塗布装置１０Ａでも、モータ駆動回路部１１によって矢印Ａ方向に回転自在なモータ１２の軸１２ａにスピンチャック１３が取り付けられており、このスピンチャック１３上にウェハやガラス原盤などを用いた基板Ｋの下面Ｋａが真空吸着されている。そして、スピンチャック１３上に真空吸着された基板Ｋは、後述するように例えば５ｒｐｍ〜２０ｒｐｍの範囲内の低回転数で回転するモータ１１の駆動によって水平面内を回転自在になっている。
【００２３】
この際、モータ駆動回路部１１，モータ１２，スピンチャック１３が、基板Ｋを水平面内で回転させる基板回転手段となっている。
【００２４】
また、基板Ｋの外側に走行レール１４が設けられており、この走行レール１４に沿って移動機構を内蔵した走行部材１５が基板Ｋの外周部から中心部に向かって直線移動自在に設けられている。
【００２５】
また、走行部材１５にアーム１６の一端が連結されていると共に、アーム１６の他端にノズル１７が基板Ｋの上面Ｋｂの上方に位置するように取り付けられている。
【００２６】
この際、走行レール１４，走行部材１５，アーム１６が、ノズル１７を基板Ｋの外周部から中心部に向かって移動させるノズル移動手段となっている。
【００２７】
更に、ノズル１７から処理液１８｛図１（ｂ）のみ図示｝が基板Ｋの上面Ｋｂに向かって吐出されるようになっている。この実施例では、処理液１８として膜厚を薄く塗布する洗浄液又は現像液が用いられている。
【００２８】
上記構成により、従来例と同様に、走行レール１４に沿って案内される走行部材１５にアーム１６を介して取り付けられたノズル１７が、基板Ｋの外周部から中心部に向かって矢印Ｂ方向に直線的に移動されるので、ノズル１７から吐出させた処理液１８としての洗浄液又は現像液が基板Ｋの上面Ｋｂ上で外周部から中心部に向かって塗布される。
【００２９】
ここで、従来例に対して異なる点を説明すると、本発明者は、ノズル１７から処理液１８としての洗浄液又は現像液を吐出させながらこの処理液１８を基板Ｋの上面Ｋｂ上で外周部から中心部に向かって塗布する際に、基板Ｋの上面Ｋｂ上に処理液１８としての洗浄液又は現像液による接液跡や液進路跡のスジや現像ムラが生じないように種々の実験を行ったところ、ノズル１７の移動速度を外周部から中心部に向かって略直線的に増加させるように制御する方法を見出した。
【００３０】
そこで、走行部材１５の移動速度を制御する制御部１９を追加することにより、走行部材１５及びアーム１６と一体となって基板Ｋの外周部から中心部に向かって移動するノズル１７の移動速度も制御部１９により制御されることになる。
【００３１】
この際、図２（ａ），（ｂ）に示した如く、基板Ｋの半径をＲとし且つこのＲの寸法を処理液吐出終了位置（基板の中心部）とすると共に、処理液吐出開始位置（基板の外周部）をＲ０（Ｒ０＝０）、処理液吐出途中位置をＲｎ、処理液吐出開始位置（基板の外周部）Ｒ０から処理液吐出途中位置Ｒｎまでの距離をＸｎ、処理液吐出開始位置（基板の外周部）Ｒ０でのノズルの移動速度をＶ０（Ｖ０＝０）、処理液吐出途中位置Ｒｎでのノズルの移動速度をＶｎ、処理液吐出終了位置（基板の中心部）Ｒでのノズルの移動速度をＶ、とした時に、下記の（式１）が略成立するように制御部１９で走行部材１５の移動速度を制御している。
【００３２】
［数１］
Ｖｎ≒Ｖ×（Ｘｎ／Ｒ）        ………（式１）
【００３３】
この際、上記した処理液吐出終了位置（基板の中心部）Ｒは、（式１）を求める時の計算上での位置であり、実際に処理液１８を塗布する場合にはこの処理液吐出終了位置（基板の中心部）Ｒよりも僅かに外側の位置でノズル１７を停止させて処理液１８の塗布を終了させている。
【００３４】
更に、ノズル１７から処理液１８を吐出する開始位置としては、基板Ｋ上でこの後に作製される素子として使用する場所、すなわち素子の有効エリア内を含まない基板Ｋの外周部から行えば良いものである。
【００３５】
そして、ノズル１７の移動速度を（式１）に基づいて基板Ｋの外周部から中心部に向かって略直線的に増加させるように制御した時に、下記する実施例１，２において基板Ｋの上面Ｋｂ上に処理液１８としての浄液又は現像液による接液跡や液進路跡のスジや現像ムラが生じることなく、処理液１８として浄液又は現像液を良好に塗布できることが判明した。
【００３６】
勿論、上記した本発明に係る処理液塗布装置１０Ａで処理液１８として厚みを厚く塗布するフォトレジスト液又は保護膜液を用いた場合でも、基板Ｋ上にフォトレジスト液又は保護膜液の塗布ムラが発生しないことを確認できた。
【実施例１】
【００３７】
図１（ａ），（ｂ）に示した本発明に係る処理液塗布装置１０Ａを用いて、半径Ｒが例えば２００ｍｍである基板Ｋの上方で外周部から中心部に向かって移動するノズル１７から処理液１８として純水（洗浄液）を０．３ｌ／ｍｉｎで吐出させた。ここでは基板Ｋはガラス原盤を用いた。また、ノズル１７と基板Ｋとの間の距離を１５ｍｍとした。
【００３８】
この際、図２（ａ），（ｂ）に示したように、処理液吐出開始位置（基板の外周部）Ｒ０でのノズル１７の移動速度Ｖ０を０ｍｍ／ｓｅｃ、処理液吐出終了位置（基板の中心部）Ｒでのノズル１７の移動速度Ｖを例えば１０ｍｍ／ｓｅｃに設定し、処理液吐出途中位置Ｒｎでのノズル１７の移動速度Ｖｎを先に示した（式１）に基づいて外周部から中心部に向かって略直線的に増加させるように制御部１９により制御した。
【００３９】
更に、基板Ｋの回転数を、５ｒｐｍ，１０ｒｐｍ，２０ｒｐｍ，５０ｒｐｍ，１００ｒｐｍと選択的に切り換えて、処理液１８としての純水（洗浄液）によって基板Ｋ上に生じる接液跡や液進路跡のスジがどの程度低減するかを目視により調べた結果、下記の表１に示した結果が得られた。この際、ノズル１７を外周部から中心部に向かって移動しているので、従来例で説明したと同様に処理液１８の塗布ムラは全く発生していない。
【表１】
2008016708.tif 000003
【００４０】
上記表１に示した結果から明らかなように、ノズル１７を外周部から中心部に向かって略直線的に増加させた時に、基板Ｋの回転数にかかわりなく基板Ｋ上での接液跡が全く生じないことが判明した。一方、基板Ｋ上での液進路跡のスジは基板Ｋの回転数が低回転数である５ｒｐｍ〜２０ｒｐｍの範囲内であれば全く発生しないことを確認できた。これにより性能の良い処理液塗布装置１０Ａを提供できる。
【実施例２】
【００４１】
図１（ａ），（ｂ）に示した本発明に係る処理液塗布装置１０Ａを用いて、半径Ｒが例えば２００ｍｍである基板Ｋの上方で外周部から中心部に向かって移動するノズル１７から処理液１８として純水（洗浄液）を吐出させる際に、吐出量を０．２ｌ／ｍｉｎ，  ０．３ｌ／ｍｉｎ，  ０．５ｌ／ｍｉｎ，  １．０ｌ／ｍｉｎ，  １．５ｌ／ｍｉｎ，  ２．
ｌ／ｍｉｎと選択的に切り換えて吐出させると共に、基板Ｋの回転数を上記した許容範囲（５ｒｐｍ〜２０ｒｐｍ）内のうちで上限値である２０ｒｐｍに設定した。勿論、この実施例２でも実施例１と同様の速度設定に基づいてノズル１７を外周部から中心部に向かって略直線的に増加させるように制御して、処理液１８としての純水（洗浄液）による基板Ｋ上での接液跡が発生する状況を目視により調べた結果、下記の表２に示した結果が得られた。
【表２】
2008016708.tif 000004
【００４２】
上記表２に示した結果から明らかなように、ノズル１７から吐出させた純水の吐出量が０．２ｌ／ｍｉｎ〜０．５ｌ／ｍｉｎの範囲内であれば、ノズル１７を外周部から中心部に向かって略直線的に増加させることで、処理液１８としての純水（洗浄液）による基板Ｋ上での接液跡が全く発生しないことを確認できた。これにより性能の良い処理液塗布装置１０Ａを提供できる。
【００４３】
次に、本発明に係る処理液塗布装置１０Ａを一部変形させた変形例について図３を用いて簡略に説明する。
【００４４】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る処理液塗布装置を一部変形させた変形例を示した上面図，正面図である。
【００４５】
図３（ａ），（ｂ）に示した如く、変形例の処理液塗布装置１０Ｂは、先に図１を用いて説明した処理液塗布装置１０Ａに対して、処理液１８として洗浄液又は現像液を吐出させるノズル１７を、基板Ｋの外周部から中心部に向かって移動させるノズル移動手段が異なっているだけである。
【００４６】
即ち、この変形例では、基板Ｋの外側に回動機構を内蔵した回動部材２０が矢印Ｂ’方向に回動自在に設けられており、この回動部材２０にアーム１６の一端が連結されていると共に、アーム１６の他端にノズル１７が基板Ｋの上面Ｋｂの上方に位置するように取り付けられている。
【００４７】
従って、回動部材２０を矢印Ｂ’方向に回動させると、この回動部材２０に連結したアーム１６を介してノズル１７が基板Ｋの外周部から中心部に向かって移動できるようになっている。この際、ノズル１７の移動軌跡は、アーム１６の長さを調整することで略直線的に移動させることができる。
【００４８】
この変形例では、アーム１６，回動部材２０が、ノズル１７を基板Ｋの外周部から中心部に向かって移動させるノズル移動手段となっている。
【００４９】
更に、制御部１９により、処理液１８を吐出させるノズル１７の移動速度を、先に示した（式１）に基づいて基板Ｋの外周部から中心部に向かって略直線的に増加させるように制御部１９でノズル移動手段１６，２０を制御しているので、この変形例においても基板Ｋの上面Ｋｂ上に処理液１８としての洗浄液又は現像液による接液跡や液進路跡のスジや現像ムラが生じることなく、処理液１８として洗浄液又は現像液を良好に塗布でき、これにより性能の良い処理液塗布装置１０Ｂを提供できる。
【００５０】
尚、上記した処理液塗布装置１０Ａ，１０Ｂでは、基板Ｋを回転させる時に、基板Ｋの裏面Ｋａをスピンチャック１３により真空吸着させたが、これに限ることなく、図４に示したように、基板Ｋの外周端面Ｋｃを支持して回転させても良い。
【００５１】
具体的には、図４に示した如く、モータ１２の軸１２ａに固着させたターンテーブ１２は、この上面側に円径状凹部２１ａが凹状に形成されており、且つ、円径状凹部２１ａの外周に基板外周端面支持部２１ｂが基板Ｋの外周端面Ｋｃと略同径で段付きリング状に形成されている。そして、ターンテーブ１２の基板外周端面支持部２１ｂに基板Ｋの外周端面Ｋｃを支持した状態でモータ１２の駆動により基板Ｋを矢印Ａ方向に回転させている。
【００５２】
この場合でも、ノズル１７の移動速度を基板Ｋの外周部から中心部に向かって略直線的に増加するように制御しながらノズル１７から吐出させた処理液１８を基板Ｋ上に塗布している。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明に係る処理液塗布装置を示した上面図，正面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明に係る処理液塗布装置において、ノズルの移動位置に対するノズルの移動速度を制御部で制御する状態をそれぞれ模式的に示した関係図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明に係る処理液塗布装置を一部変形させた変形例を示した上面図，正面図である。
【図４】本発明に係る処理液塗布装置及び変形例の処理液塗布装置において、基板を回転させる時に基板の外周端部を支持した状態を示した縦断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は従来の処理液塗布方法に適用される処理液塗布装置を示した上面図，正面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０Ａ…本発明に係る処理液塗布装置、
１０Ｂ…変形例の処理液塗布装置、
１１…モータ駆動回路部、１２…モータ、１２ａ…軸、１３…スピンチャック、
１４…走行レール、１５…走行部材、１６…アーム、１７…ノズル、
１８…処理液、１９…制御部、２０…回動部材、
２１…ターンテーブル、２１ａ…円径状凹部２１、２１ｂ…基板外周端面支持部、
Ｋ…基板、Ｋａ…下面、Ｋｂ…上面、Ｋｃ…外周端面、
Ｒ…基板の半径、且つ、処理液吐出終了位置（基板の中心部）、
Ｒ０…処理液吐出開始位置（基板の外周部）、
Ｒｎ…処理液吐出途中位置、
Ｘｎ…処理液吐出開始位置（基板の外周部）Ｒ０から処理液吐出途中位置Ｒｎまでの距離、
Ｖ０…処理液吐出開始位置Ｒ０でのノズルの移動速度、
Ｖｎ…処理液吐出途中位置Ｒｎでのノズルの移動速度、
Ｖ…処理液吐出終了位置（基板の中心部）Ｒでのノズルの移動速度。
【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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