(57)【要約】【課題】高精度な塗布処理が可能な基板処理装置およびスリットノズルを提供する。【解決手段】スリットノズル４１はその内部に処理液を導くためのギャップＧを備え、そのギャップＧを形成するギャップ形成面４１ａと、基板９０と対向する基板対向面４１ｂがいずれも鏡面加工されている。そのため、ギャップ形成面４１ａおよび基板対向面４１ｂを、いずれにもバリが残らないように高精度に製造することができ、高精度な塗布処理が可能となる。【選択図】　　　　図５
2004087797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する保持台と、
所定の処理液を吐出するスリットノズルが取り付けられ、前記保持台の表面に沿って掛け渡された架橋構造と、
前記架橋構造を前記保持台に保持されている前記基板の表面に沿った方向に移動させる移動手段と、
を備え、
前記基板の表面に沿った方向に前記架橋構造を移動させつつ、前記スリットノズルによって前記基板の表面を走査することにより、前記基板の表面上に前記所定の処理液の層を形成する基板処理装置において、
前記スリットノズルが、
前記所定の処理液を導くためのギャップを形成するギャップ形成面と、
前記基板と対向する基板対向面と、
を有し、
前記ギャップ形成面および前記基板対向面が鏡面加工されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記ギャップ形成面および前記基板対向面が、面粗さ０．０１μｍないし０．０６μｍに鏡面加工されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記スリットノズルに、ステンレス系の金型材料が使用されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記基板がフラットパネルディスプレイ用の角形の基板であり、前記所定の処理液がレジスト液、カラーフィルタ形成用塗布液、平坦化膜形成用塗布液、絶縁膜形成用塗布液のいずれかであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
所定の処理液を吐出することにより、基板の表面上に前記所定の処理液の層を形成するスリットノズルにおいて、
前記所定の処理液を導くためのギャップを形成するギャップ形成面と、
前記基板と対向する基板対向面と、
を備え、
前記ギャップ形成面および前記基板対向面が鏡面加工されていることを特徴とするスリットノズル。
【請求項６】
請求項５に記載のスリットノズルにおいて、
前記ギャップ形成面および前記基板対向面が、面粗さ０．０１μｍないし０．０６μｍに鏡面加工されていることを特徴とするスリットノズル。
【請求項７】
請求項５または６に記載のスリットノズルにおいて、
前記スリットノズルに、ステンレス系の金型材料が使用されていることを特徴とするスリットノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置における技術に関する。より詳しくは、フラットパネルディスプレイ等の製造用のガラス基板等の基板に対して所定の処理液を吐出するスリットノズルにおける技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板に対して処理液を塗布する場合、処理液を塗布するスリットノズルによる走査によって、基板の所定の位置に処理液を塗布するスキャンコーティングが一般化する傾向にある。
【０００３】
このような装置ではスリットノズルのギャップ形成面、すなわち、スリットノズルの処理液の流路となるギャップを形成する内面および基板に対向する基板対向面をいずれも研磨加工することによって形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術において、ギャップ形成面と基板対向面はスリットノズル先端で直交する。そのため、研磨加工によるバリがいずれか最後に研磨した面に残り、ギャップ形成面および基板対向面をいずれも高精度に製造することができず、そのようなスリットノズルを用いた装置で塗布処理を行うと、処理液の流量が不均一となり塗布処理の精度が低下する。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高精度な塗布処理が可能な基板処理装置およびスリットノズルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を保持する保持台と、所定の処理液を吐出するスリットノズルが取り付けられ、前記保持台の表面に沿って掛け渡された架橋構造と、前記架橋構造を前記保持台に保持されている前記基板の表面に沿った方向に移動させる移動手段とを備え、前記基板の表面に沿った方向に前記架橋構造を移動させつつ、前記スリットノズルによって前記基板の表面を走査することにより、前記基板の表面上に前記所定の処理液の層を形成する基板処理装置において、前記スリットノズルが、前記所定の処理液を導くためのギャップを形成するギャップ形成面と、前記基板と対向する基板対向面とを有し、前記ギャップ形成面および前記基板対向面が鏡面加工されている。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置において、前記ギャップ形成面および前記基板対向面が、面粗さ０．０１μｍないし０．０６μｍに鏡面加工されている。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る基板処理装置において、前記スリットノズルに、ステンレス系の金型材料が使用されている。
【０００９】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記基板がフラットパネルディスプレイ用の角形の基板であり、前記所定の処理液がレジスト液、カラーフィルタ形成用塗布液、平坦化膜形成用塗布液、絶縁膜形成用塗布液のいずれかである。
【００１０】
また、請求項５の発明は、所定の処理液を吐出することにより、基板の表面上に前記所定の処理液の層を形成するスリットノズルにおいて、前記所定の処理液を導くためのギャップを形成するギャップ形成面と、前記基板と対向する基板対向面とを備え、前記ギャップ形成面および前記基板対向面が鏡面加工されている。
【００１１】
また、請求項６の発明は、請求項５の発明に係るスリットノズルにおいて、前記ギャップ形成面および前記基板対向面が、面粗さ０．０１μｍないし０．０６μｍに鏡面加工されている。
【００１２】
また、請求項７の発明は、請求項５または６の発明に係るスリットノズルにおいて、前記スリットノズルに、ステンレス系の金型材料が使用されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
＜１．　実施の形態＞
＜１．１　全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態である基板処理装置１の概略を示す斜視図である。図２は、基板処理装置１の本体２を上方から見た平面図である。また、図３および図４は、本体２の正面図および側面図である。
【００１５】
基板処理装置１は、本体２と制御系６とに大別され、主に液晶表示装置の画面パネルを製造するための角形ガラス基板を被処理基板９０としており、基板９０の表面に形成された電極層などを選択的にエッチングするプロセスにおいて、基板９０の表面にレジスト液を塗布する塗布装置として構成されている。したがって、この実施の形態では、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。なお、基板処理装置１は、液晶表示装置用のガラス基板だけでなく、一般に、フラットパネルディスプレイ用の種々の基板に処理液（薬液）を塗布する装置として変形利用することもできる。
【００１６】
本体２は、被処理基板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を備える。ステージ３は直方体形状の一体の石製であり、その上面（保持面３０）および側面は平坦面に加工されている。
【００１７】
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、基板処理装置１において基板９０を処理する間、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。
【００１８】
この保持面３０のうち基板９０の保持エリア（基板９０が保持される領域）を挟んだ両端部には、略水平方向に平行に伸びる一対の走行レール３１ａが固設される。走行レール３１ａは、架橋構造４の両端部に固設される支持ブロック３１ｂとともに、架橋構造４の移動を案内し（移動方向を所定の方向に規定する）、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。
【００１９】
ステージ３の上方には、このステージ３の両側部分から略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、カーボンファイバ樹脂を骨材とするノズル支持部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。
【００２０】
ノズル支持部４０には、図３に示すようにスリットノズル４１とギャップセンサ４２とが取り付けられている。
【００２１】
水平Ｙ方向に伸びるスリットノズル４１には、スリットノズル４１へ薬液を供給する配管やレジスト用ポンプ（図示省略）が接続されている。スリットノズル４１は、レジスト用ポンプによりレジスト液が送られ、基板９０の表面を走査することにより、基板９０の表面の所定の領域（以下、「レジスト塗布領域」と称する。）にレジスト液を吐出する。
【００２２】
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、ノズル支持部４０に取り付けられ、下方の存在物（例えば、基板９０の表面や、レジスト膜の表面）との間の高低差（ギャップ）を検出して、検出結果を制御系６に伝達する。
【００２３】
このように、ノズル支持部４０にスリットノズル４１とギャップセンサ４２とが取り付けられることにより、これらの相対的な位置関係が固定される。したがって、制御系６は、ギャップセンサ４２の検出結果に基づいて、基板９０の表面とスリットノズル４１との距離を検出することができる。
【００２４】
昇降機構４３，４４はスリットノズル４１の両側に分かれて、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はスリットノズル４１を並進的に昇降させるとともに、スリットノズル４１のＹＺ平面内での姿勢を調整するためにも用いられる。
【００２５】
架橋構造４の両端部には、ステージ３の両側の縁側に沿って別れて配置された一対のＡＣコアレスリニアモータ（以下、単に、「リニアモータ」と略する。）５０，５１が、それぞれ固設される。
【００２６】
リニアモータ５０は、固定子（ステータ）５０ａと移動子５０ｂとを備え、固定子５０ａと移動子５０ｂとの電磁的相互作用によって架橋構造４をＸ軸方向に移動させるための駆動力を生成するモータである。また、リニアモータ５０による移動量および移動方向は、制御系６からの制御信号により制御可能となっている。なお、リニアモータ５１もほぼ同様の機能、構成を有する。
【００２７】
リニアエンコーダ５２，５３は、それぞれスケール部および検出子を備え（図示せず）、スケール部と検出子との相対的な位置関係を検出して、制御系６に伝達する。各検出子は架橋構造４の両端部にそれぞれ固設されているため、リニアエンコーダ５２，５３は架橋構造４の位置検出を行う機能を有している。
【００２８】
制御系６は、プログラムに従って各種データを処理する演算部６０、プログラムや各種データを保存する記憶部６１を内部に備える。また、前面には、オペレータが基板処理装置１に対して必要な指示を入力するための操作部６２、および各種データを表示する表示部６３を備える。
【００２９】
制御系６は、図示しないケーブルにより本体２に付属する各機構と接続されており、操作部６２および各種センサなどからの信号に基づいて、ステージ３、架橋構造４、昇降機構４３，４４、リニアモータ５０，５１などの各構成を制御する。
【００３０】
＜１．２　スリットノズル＞
次に、本発明の実施の形態である基板処理装置１のスリットノズル４１の構成についてより詳細に説明する。
【００３１】
図５は本発明の一実施形態である基板処理装置１におけるスリットノズル４１の断面的な構造図である。スリットノズル４１はその内部に処理液を導くためのギャップＧを備え、そのギャップＧを形成するギャップ形成面４１ａと、基板９０と対向する基板対向面４１ｂがいずれも鏡面加工されている。詳細には、ギャップ形成面４１ａおよび基板対向面４１ｂが、いわゆるラップ仕上や研磨加工によって面粗さ０．０１μｍないし０．０６μｍに鏡面加工されている。このようにスリットノズル４１はギャップ形成面４１ａおよび基板対向面４１ｂがいずれもバリがなく、高精度に形成されている。
【００３２】
特に、ギャップ形成面４１ａが鏡面加工されていることにより、ギャップ形成面にスクラッチ溝が生じて、そのスクラッチ溝に処理液、特にレジスト液が固着して取れなくないといったことが生じず、また、ギャップ形成面４１ａを通過する処理液の流動抵抗が最小かつ均一になるので処理液の流動が安定する。また、特に基板対向面４１ｂが鏡面加工されていることにより、基板上に形成される膜厚を均一にすることができる。
【００３３】
また、スリットノズル４１の材料としては、ステンレス系の金型材料が使用されている。そのため、高精度の加工が容易である。
【００３４】
＜１．３　基板処理動作＞
次に、基板処理装置１の動作について説明する。基板処理装置１では、オペレータまたは図示しない搬送機構により、所定の位置に基板９０が搬送されることによって、レジスト塗布処理が開始される。なお、処理を開始するための指示は、基板９０の搬送が完了した時点で、オペレータが操作部６２を操作することにより入力されてもよい。
【００３５】
まず、ステージ３が保持面３０上の所定の位置に基板９０を吸着して保持する。続いて、昇降機構４３，４４が、ノズル支持部４０に取り付けられたギャップセンサ４２を基板９０の厚み分よりも高い所定の高度（以下、「測定高度」と称する。）に移動させる。
【００３６】
ギャップセンサ４２が測定高度にセットされると、リニアモータ５０，５１が、架橋構造４をＸ方向に移動させることにより、ギャップセンサ４２をレジスト塗布領域の上方まで移動させる。ここで、レジスト塗布領域とは、基板９０の表面のうちでレジスト液を塗布しようとする領域であって、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。このとき、制御系６は、リニアエンコーダ５２，５３の検出結果に基づいて、それぞれのリニアモータ５０，５１に制御信号を与えることにより、ギャップセンサ４２の位置を制御する。
【００３７】
次に、ギャップセンサ４２が基板９０表面のレジスト塗布領域における基板９０表面とスリットノズル４１とのギャップの測定を開始する。測定が開始されると、リニアモータ５０，５１が架橋構造４をさらにＸ方向に移動させることでギャップセンサ４２がレジスト塗布領域を走査し、走査中の測定結果を制御系６に伝達する。このとき、制御系６は、ギャップセンサ４２の測定結果を、リニアエンコーダ５２，５３によって検出される水平位置と関連づけて記憶部６１に保存する。
【００３８】
架橋構造４が基板９０の上方をＸ方向に通過して、ギャップセンサ４２による走査が終了すると、制御系６は、架橋構造４をその位置で停止させ、ギャップセンサ４２からの測定結果に基づいて、スリットノズル４１のＹＺ平面における姿勢が、適切な姿勢（スリットノズル４１とレジスト塗布領域との間隔がレジスト液を塗布するために適切な間隔となる姿勢。以下、「適正姿勢」と称する。）となるノズル支持部４０の位置を算出し、算出結果に基づいて、それぞれの昇降機構４３，４４に制御信号を与える。その制御信号に基づいて、それぞれの昇降機構４３，４４がノズル支持部４０をＺ軸方向に移動させ、スリットノズル４１を適正姿勢に調整する。さらに、リニアモータ５０，５１が架橋構造４を−Ｘ方向に移動させ、スリットノズル４１を吐出開始位置に移動させる。ここで、吐出開始位置とは、レジスト塗布領域の一辺にスリットノズル４１がほぼ沿う位置である。
【００３９】
スリットノズル４１が吐出開始位置まで移動すると、制御系６が制御信号をリニアモータ５０，５１およびレジスト用ポンプ（図示せず）に与える。その制御信号に基づいて、リニアモータ５０，５１が架橋構造４を−Ｘ方向に移動させることでスリットノズル４１が基板９０の表面を走査し、そのスリットノズル４１の走査中にレジスト用のポンプを運転することでスリットノズル４１にレジスト液が送られ、スリットノズル４１がレジスト塗布領域にレジスト液を吐出する。これにより、基板９０の表面上にレジストの層が形成される。
【００４０】
スリットノズル４１が吐出終了位置まで移動すると、制御系６が制御信号をそれぞれリニアモータ５０，５１、レジスト用ポンプおよび昇降機構４３，４４に与える。その制御信号に基づいて、リニアモータ５０，５１が停止することによって架橋構造４の移動が停止し、スリットノズル４１からのレジスト液の吐出が停止する。また、昇降機構４３，４４がギャップセンサ４２を測定高度に移動させる。
【００４１】
さらに、リニアモータ５０，５１が架橋構造４をＸ方向に移動させることでギャップセンサ４２がレジスト塗布領域を走査し、基板９０上に形成されたレジスト膜とのギャップを測定して制御系６に伝達する。制御系６は、レジスト塗布前に測定したギャップの値（基板９０の表面との距離）と、レジスト塗布後に測定したギャップの値（レジスト膜の表面との距離）とを比較することにより、基板９０上のレジスト膜の厚さを算出し、算出結果を表示部６３に表示する。
【００４２】
レジスト膜の検査が終了すると、ステージ３は基板９０の吸着を停止し、オペレータまたは搬送機構が基板９０を保持面３０から取り上げ、次の処理工程に搬送する。以上が、本実施の形態における基板処理装置１の基板処理動作である。
【００４３】
以上説明したように、本発明の上記実施形態によれば、ギャップ形成面４１ａおよび基板対向面４１ｂが鏡面加工されているため、ギャップ形成面４１ａおよび基板対向面４１ｂをいずれの面にもバリが残らないよう高精度に製造することができ、高精度な塗布処理が可能となる。
【００４４】
また、ギャップ形成面４１ａおよび基板対向面４１ｂが、面粗さ０．０１μｍないし０．０６μｍに鏡面加工されているため、塗布処理に必要な精度を得ることができる。
【００４５】
さらに、スリットノズル４１に、ステンレス系の金型材料が使用されているため、高精度の加工が容易である。
【００４６】
なお、スリットノズル４１において、そのギャップ形成面４１ａから基板対向面４１ｂにかけての部分のみを、その他の部分とは異なった素材で形成してもよい。すなわち、この部分のみについて、その他の部分とは異なる硬質の部材（例えば、いわゆる超硬チップ）をはめ込んだり接着したりして形成し、その硬質の部材をラップ仕上や研磨加工を行ってギャップ形成面４１ａと基板対向面４１ｂとを形成するようにしてもよい。このような超硬チップを使用すれば、ギャップ形成面４１ａと基板対向面４１ｂとの境界部分などにおいてバリやカエリが生じないようにでき、より好ましい。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１ないし７の発明によれば、ギャップ形成面および基板対向面が鏡面加工されているため、ギャップ形成面および基板対向面を高精度に製造することができ、高精度な塗布処理が可能となる。
【００４８】
また、請求項２および６の発明によれば、ギャップ形成面および基板対向面が、面粗さ０．０１μｍないし０．０６μｍに鏡面加工されているため、塗布処理に必要な精度を得ることができる。
【００４９】
さらに、請求項３および７の発明によれば、スリットノズルに、ステンレス系の金型材料が使用されているため、高精度の加工が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における基板処理装置の概略を示す斜視図である。
【図２】基板処理装置の本体を上方から見た平面図である。
【図３】本体の正面図である。
【図４】本体の側面図である。
【図５】基板処理装置におけるスリットノズルの断面的な構造図である。
【符号の説明】
１　基板処理装置
３　ステージ
４　架橋構造
４１　スリットノズル
４１ａ　ギャップ形成面
４１ｂ　基板対向面
５０，５１　リニアモータ
９０　基板
【図１】
2004087797.tif 000003
【図２】
2004087797.tif 000004
【図３】
2004087797.tif 000005
【図４】
2004087797.tif 000006
【図５】
2004087797.tif 000007