(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を第１の回転速度でスピン回転させながら、前記基板上の内接円またはそれに近い円を境界としてその内側の領域である前置塗布領域に、前記境界から基板中心点に向って所定の塗布液を供給して塗布する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記基板を前記第１の回転速度よりも高速の第２の回転速度でスピン回転させて、前記前置塗布領域の内側から外側へ遠心力を利用して塗布液を放射状に広げ、前記基板上でほぼ均一な膜厚の塗布膜を形成する第２の工程と
を有する塗布方法。
【請求項２】
前記第２の工程の前に、前記基板上の前記前置塗布領域よりも外側の領域に溶剤を塗布する第３の工程を含むことを特徴とする請求項１記載の塗布方法。
【請求項３】
前記第３の工程が、前記第１の工程の前またはそれと同時に、前記基板を前記第２の回転速度よりも低速の第３の回転速度または前記第１の回転速度でスピン回転させながら、第２のノズルより溶剤を前記境界付近に滴下して、前記基板上の前記前置塗布領域よりも外側の領域に溶剤を遠心力で放射状に広げてほぼ万遍無く塗布することを特徴とする請求項２に記載の塗布方法。
【請求項４】
前記第２の工程が、前記基板をほぼ密閉状態の処理室内でスピン回転させると同時に、前記処理室を前記第２の回転速度またはそれに近い速度で前記基板と同じ回転方向にスピン回転させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の塗布方法。
【請求項５】
被処理基板を水平姿勢で保持するための回転可能な保持手段と、
前記保持手段を収容する実質的に密閉可能な処理容器と、
前記保持手段に保持される前記基板に向けて所定の塗布液を吐出するための第１のノズルを含む塗布液供給手段と、
前記基板上の内接円またはそれに近い円を境界としてその内側の領域である前置塗布領域に前記塗布液を塗布するために前記第１のノズルを前記基板に対して相対的に移動させるための走査手段と、
前記基板を前記保持手段と一体にスピン回転させるための第１の回転手段と、
前記処理容器をスピン回転させるための第２の回転手段と
を有し、
前記第１の回転手段により前記基板を第１の回転速度でスピン回転させながら、かつ前記塗布液供給手段により前記第１のノズルに塗布液を吐出させながら、前記走査手段により前記第１のノズルを前記境界から基板中心点に向って移動させて、前記前置塗布領域内に塗布液を塗布し、しかる後に、前記第１の回転手段により前記基板を前記第１の回転速度よりも高速の第２の回転速度でスピン回転させると同時に前記第２の回転手段により前記処理容器を前記第２の回転速度またはそれに近い速度でスピン回転させて、前記前置塗布領域の外へ遠心力を利用して塗布液を放射状に広げ、前記基板上でほぼ均一な膜厚の塗布膜を形成する、塗布装置。
【請求項６】
前記保持手段に保持される前記基板上の所望の位置に溶剤を滴下するための溶剤供給手段を有し、
前記前置塗布領域内に塗布液を塗布する前またはそれと同時に、前記第１の回転手段により前記基板を前記第２の回転速度よりも低速の第３の回転速度または前記第１の回転速度でスピン回転させながら、前記溶剤供給手段により前記境界付近に溶剤を滴下して、前記基板上の前記前置塗布領域よりも外側の領域に溶剤を遠心力で広げて塗布する、請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記溶剤供給手段が、前記溶剤を吐出するための前記第１のノズルと一体的に移動可能な第２のノズルを含むことを特徴とする請求項６記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板上に液体を塗布して塗布膜を形成する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＬＣＤや半導体デバイスの製造プロセスにおけるリソグラフィー工程では、被処理基板（ガラス基板、半導体基板）上にレジスト液を塗布するために、いわゆるスピンコート法が常用ないし多用されている。しかし、従来一般のスピンコート法では、被処理基板をかなりの高速度でスピン回転させるため、多量のレジスト液が遠心力で基板の外へ飛散して、無駄に捨てられたりパーティクルの原因になるという問題がある。また、基板が大型化すると、スピン回転時に基板外周部において周速度が大きいために空気の乱流を引き起こしやすく、レジスト膜の膜厚の変動ひいては解像度の低下を招きやすいといった問題もある。
【０００３】
そこで、スピンコート法に替わる新しいレジスト塗布法として、図２１に示すように、被処理基板１上でレジストノズル２をたとえば直角ジグザグ状に相対移動または走査させながらレジストノズル２よりレジスト液Ｒを細径の線状で連続的に吐出させることにより、高速回転を要することなく基板１上に万遍無く所望の膜厚でレジスト液Ｒを塗布するようにした技法（スピンレス法）が提案されている。このスピンレス法に使用されるレジストノズル２は、口径の非常に小さい（たとえば１００μｍ程度の）吐出口を有し、相当高い圧力でレジスト液Ｒを吐出するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなスピンレス法において、被処理基板１の端から端まで均一な膜厚のレジスト膜を形成するには、少なくとも基板１上ではレジストノズル２からのレジスト液Ｒの供給（吐出）レートを連続的かつ一定に維持しなければならない。このため、図２１に示すように、レジストノズル２の走査範囲を基板１よりも大きめに設定し、レジストノズル２が各ライン走査の折り返し付近で基板１の外にいったん出ている間もレジスト液Ｒを吐出し続けるようにしている。しかし、基板１の外で吐出されたレジスト液Ｒは、基板周囲に配置されたレジスト受部または回収部（図示せず）に受けられたうえで捨てられ、無駄になっている。
【０００５】
また、基板１上に細径の線状で供給されるレジスト液Ｒの塗布ラインをライン幅方向に挟いピッチで連続または接続させる形で基板全面に均一な膜厚の塗布膜を得る方式であるため、レジストノズル２の全走査距離は相当長く、したがって全走査時間つまり塗布処理時間も相当長くなる。このため、スループットの向上が難しいという課題がある。
【０００６】
さらに、レジストノズル２の吐出口が非常に小さく、目詰まりを起こしやすいため、メンテナンスが面倒であるという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、塗布処理における塗布液消費効率の向上と処理時間の短縮化を同時に実現する塗布方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の別の目的は、大型の被処理基板に対しても均一な膜厚を有する高品質の塗布膜を効率よく形成できるようにした塗布方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、塗布液を細径の線状で吐出する塗布方式において微細径吐出条件を緩和し、ひいてはノズル等の設計やメンテナンスを容易にする塗布方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、本発明の塗布方法を実施するのに好適な塗布装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の塗布方法は、被処理基板を第１の回転速度でスピン回転させながら、前記基板上の内接円またはそれに近い円を境界としてその内側の領域である前置塗布領域に、前記境界から基板中心点に向って所定の塗布液を供給して塗布する第１の工程と、前記第１の工程の後に、前記基板を前記第１の回転速度よりも高速の第２の回転速度でスピン回転させて、前記前置塗布領域の内側から外側へ遠心力を利用して塗布液を放射状に広げ、前記基板上でほぼ均一な膜厚の塗布膜を形成する第２の工程とを有する。
【００１２】
本発明の塗布方法は、被処理基板に対する塗布処理を２段階の工程（第１および第２の工程）で構成する。第１の工程（前置塗布工程）では、基板を比較的低速の第１の回転速度でスピン回転させながら基板上の前置塗布領域に塗布液を塗布するので、該領域内に、かつその全域に塗布液を速やかに行き渡らせることができる。しかも、前置塗布領域内に塗布液を塗布するに際して、基板中心点付近への１点集中の滴下ではなく、前置塗布領域の外周（境界）から基板中心点に向って塗布液を供給するので、前置塗布領域内に膜厚の均一な前置塗布膜を効率よく形成できるとともに、基板に与える衝撃が小さく、塗布膜上に滴下跡が付くおそれもない。第２の工程（レベリング工程）では、前置塗布工程のときの回転速度よりも高速の回転速度でスピン回転させて前置塗布領域上の塗布液を遠心力で基板全体に広げ、均一かつ所望の厚さにする。第２の工程においては、レベリングの精度を高めるために、好ましくは、基板をほぼ密閉状態の処理室内でスピン回転させると同時に、処理室を第２の回転速度またはそれに近い速度で基板と同じ回転方向にスピン回転させてよい。
【００１４】
このような内接円前置塗布方式においては、第２の工程の前に、基板上の前置塗布領域よりも外側の領域に溶剤を塗布する第３の工程（プリウェット工程）を行うことが好ましい。このように基板上の前置塗布領域よりも外側の領域を溶剤で濡らしておくことにより、レベリング工程において基板上のレジスト液膜の拡散・平坦化をスムースに行い、精度の高いレベリングを実現できる
【００１５】
上記第３の工程の好ましい一態様は、第１の工程の前またはそれと同時に、基板を第２の回転速度よりも低速の第３の回転速度または第１の回転速度でスピン回転させながら、第２のノズルより溶剤を前置塗布領域の外周または境界付近に滴下して、前置塗布領域よりも外側の基板領域に溶剤をほぼ万遍無く塗布する。このように基板の回転運動を利用することで、前置塗布領域の回りに溶剤を速やかにかつ均一に塗布することができる。
【００１９】
本発明の塗布装置は、被処理基板を水平姿勢で保持するための回転可能な保持手段と、前記保持手段を収容する実質的に密閉可能な処理容器と、前記保持手段に保持される前記基板に向けて所定の塗布液を吐出するための第１のノズルを含む塗布液供給手段と、前記基板上の内接円またはそれに近い円を境界としてその内側の領域である前置塗布領域に前記塗布液を塗布するために前記第１のノズルを前記基板に対して相対的に移動させるための第１の走査手段と、前記基板を前記保持手段と一体にスピン回転させるための第１の回転手段と、前記処理容器をスピン回転させるための第２の回転手段とを有し、前記第１の回転手段により前記基板を第１の回転速度でスピン回転させながら、かつ前記塗布液供給手段により前記第１のノズルに塗布液を吐出させながら、前記走査手段により前記第１のノズルを前記境界から基板中心点に向って移動させて、前記前置塗布領域内に塗布液を塗布し、しかる後に、前記第１の回転手段により前記基板を前記第１の回転速度よりも高速の第２の回転速度でスピン回転させると同時に前記第２の回転手段により前記処理容器を前記第２の回転速度またはそれに近い速度でスピン回転させて、前記前置塗布領域の外へ遠心力を利用して塗布液を放射状に広げ、前記基板上でほぼ均一な膜厚の塗布膜を形成する。
【００２２】
本発明の好ましい一態様によれば、レベリング工程に先立って、基板上の所望の領域を溶剤でプリウェットするために、保持手段に保持される基板上の所望の位置に溶剤を滴下するための溶剤供給手段を有し、前置塗布領域内に塗布液を塗布する前またはそれと同時に、第１の回転手段により基板を第２の回転速度よりも低速の第３の回転速度または第１の回転速度でスピン回転させながら、溶剤供給手段により境界付近に溶剤を滴下して、基板上の前置塗布領域よりも外側の領域に溶剤を遠心力で広げて塗布する。この場合、溶剤吐出用のノズル（第２のノズル）を塗布液吐出用のノズル（第１のノズル）と一体的に移動させる構成とすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図２０を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２４】
図１に、本発明による塗布装置が組み込み可能なシステム例として塗布現像処理システムを示す。この塗布現像処理システムは、クリーンルーム内に設置され、たとえばＬＣＤ基板を被処理基板とし、ＬＣＤ製造プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベークの各処理を行うものである。露光処理は、このシステムに隣接して設置される外部の露光装置（図示せず）で行われる。
【００２５】
この塗布現像処理システムは、大きく分けて、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０と、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２と、インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４とで構成される。
【００２６】
システムの一端部に設置されるカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０は、複数の基板Ｇを収容するカセットＣを所定数たとえば４個まで載置可能なカセットステージ１６と、このステージ１６上のカセットＣについて基板Ｇの出し入れを行う搬送機構２０とを備えている。この搬送機構２０は、基板Ｇを保持できる手段たとえば搬送アームを有し、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの４軸で動作可能であり、後述するプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２側の主搬送装置３８と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。
【００２７】
プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２は、上記カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０側から順に洗浄プロセス部２２と、塗布プロセス部２４と、現像プロセス部２６とを基板中継部２３、薬液供給ユニット２５およびスペース２７を介して（挟んで）横一列に設けている。
【００２８】
洗浄プロセス部２２は、２つのスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８と、上下２段の紫外線照射／冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０と、加熱ユニット（ＨＰ）３２と、冷却ユニット（ＣＯＬ）３４とを含んでいる。
【００２９】
塗布プロセス部２４は、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）４０と、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４２と、エッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４と、上下２段型アドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４６と、上下２段型加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）４８と、加熱ユニット（ＨＰ）５０とを含んでいる。
【００３０】
現像プロセス部２６は、３つの現像ユニット（ＤＥＶ）５２と、２つの上下２段型加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）５５と、加熱ユニット（ＨＰ）５３とを含んでいる。
【００３１】
各プロセス部２２，２４，２６の中央部には長手方向に搬送路３６，５２，５８が設けられ、主搬送装置３８，５４，６０が各搬送路に沿って移動して各プロセス部内の各ユニットにアクセスし、基板Ｇの搬入／搬出または搬送を行うようになっている。なお、このシステムでは、各プロセス部２２，２４，２６において、搬送路３６，５２，５８の一方の側にスピンナ系のユニット（ＳＣＲ，ＣＴ，ＤＥＶ等）が配置され、他方の側に熱処理または照射処理系のユニット（ＨＰ，ＣＯＬ，ＵＶ等）が配置されている。
【００３２】
システムの他端部に設置されるインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４は、プロセスステーション１２と隣接する側にイクステンション（基板受け渡し部）５７およびバッファステージ５６を設け、露光装置と隣接する側に搬送機構５９を設けている。
【００３３】
図２に、この塗布現像処理システムにおける処理の手順を示す。先ず、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０において、搬送機構２０が、ステージ１６上の所定のカセットＣの中から１つの基板Ｇを取り出し、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２の洗浄プロセス部２２の主搬送装置３８に渡す（ステップＳ1）。
【００３４】
洗浄プロセス部２２において、基板Ｇは、先ず紫外線照射／冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）３０に順次搬入され、上段の紫外線照射ユニット（ＵＶ）では紫外線照射による乾式洗浄を施され、次に下段の冷却ユニット（ＣＯＬ）では所定温度まで冷却される（ステップＳ2）。この紫外線照射洗浄では基板表面の有機物が除去される。これによって、基板Ｇの濡れ性が向上し、次工程のスクラビング洗浄における洗浄効果を高めることができる。
【００３５】
次に、基板Ｇはスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２８の１つでスクラビング洗浄処理を受け、基板表面から粒子状の汚れが除去される（ステップＳ3）。スクラビング洗浄の後、基板Ｇは、加熱ユニット（ＨＰ）３２で加熱による脱水処理を受け（ステップＳ4）、次いで冷却ユニット（ＣＯＬ）３４で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ5）。これで洗浄プロセス部２２における前処理が終了し、基板Ｇは、主搬送装置３８により基板受け渡し部２３を介して塗布プロセス部２４へ搬送される。
【００３６】
塗布プロセス部２４において、基板Ｇは、先ずアドヒージョン／冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）４６に順次搬入され、最初のアドヒージョンユニット（ＡＤ）では疎水化処理（ＨＭＤＳ）を受け（ステップＳ6）、次の冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ7）。
【００３７】
その後、基板Ｇは、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）４０でレジスト液を塗布され、次いで減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４２で減圧による乾燥処理を受け、次いでエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）４４で基板周縁部の余分（不要）なレジストを除かれる（ステップＳ8）。
【００３８】
次に、基板Ｇは、加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）４８に順次搬入され、最初の加熱ユニット（ＨＰ）では塗布後のベーキング（プリベーク）が行われ（ステップＳ9）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ10）。なお、この塗布後のベーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５０を用いることもできる。
【００３９】
上記塗布処理の後、基板Ｇは、塗布プロセス部２４の主搬送装置５４と現像プロセス部２６の主搬送装置６０とによってインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４へ搬送され、そこから露光装置に渡される（ステップＳ11）。露光装置では基板Ｇ上のレジストに所定の回路パターンを露光される。そして、パターン露光を終えた基板Ｇは、露光装置からインタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４に戻される。インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１４の搬送機構５９は、露光装置から受け取った基板Ｇをイクステンション５７を介してプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１２の現像プロセス部２６に渡す（ステップＳ11）。
【００４０】
現像プロセス部２６において、基板Ｇは、現像ユニット（ＤＥＶ）５２のいずれか１つで現像処理を受け（ステップＳ12）、次いで加熱／冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）５５の１つに順次搬入され、最初の加熱ユニット（ＨＰ）ではポストベーキングが行われ（ステップＳ13）、次に冷却ユニット（ＣＯＬ）で一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ14）。このポストベーキングに加熱ユニット（ＨＰ）５３を用いることもできる。
【００４１】
現像プロセス部２６での一連の処理が済んだ基板Ｇは、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）２４内の搬送装置６０，５４，３８によりカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０まで戻され、そこで搬送機構２０によりいずれか１つのカセットＣに収容される（ステップＳ1）。
【００４２】
この塗布現像処理システムにおいては、塗布プロセス部２４のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）４０に本発明を適用することができる。以下、図３〜図２０につき本発明をレジスト塗布ユニット（ＣＴ）に適用した実施形態を説明する。
【００４３】
図３および図４に、一実施形態におけるレジスト塗布ユニット（ＣＴ）の要部の構成を示す。
【００４４】
このレジスト塗布ユニット（ＣＴ）は、基板Ｇをほぼ水平姿勢で保持して一体に回転するスピンチャック６０と、このスピンチャック６０およびチャック上の基板Ｇの側方の周囲を包囲する回転可能な有底円筒状の回転カップ６２と、この回転カップ６２の上部開口を閉塞可能な蓋体（図示せず）と、回転カップ６２の外周を取り囲む固定設置型のドレインカップ６４と、基板Ｇの上面（被処理面）にレジスト液を供給するレジスト供給機構６６と、基板Ｇ上の後述する所定の領域に溶剤たとえばシンナーを供給する溶剤供給機構６８とを備えている。
【００４５】
レジスト供給機構６６は、基板Ｇにレジスト液を吐出して供給するためのレジストノズル７０と、このレジストノズル７０にレジスト供給管７２を介してレジスト液を送るレジスト供給部（図示せず）と、レジストノズル７０をアーム７４の先端部で支持し、垂直方向に延在する回転軸７６を回転中心としてアーム７４およびノズル７０を水平面内で回動またはスウィングさせるノズル駆動部７８とを有している。ノズル駆動部７８内に、回転軸７６を昇降させてアーム７４およびノズル７０を上下移動させる昇降機構を設けてもよい。アーム７４は、レジストノズル７０を回転カップ６２内でスピンチャック６０に保持されている基板Ｇの中心部の直上まで運べるほどのアーム長を有している。
【００４６】
溶剤供給機構６８は、基板Ｇにシンナーを吐出または滴下して供給するためのシンナーノズル８０と、このシンナーノズル８０にシンナー供給管８２を介してシンナーを送るシンナー供給部（図示せず）とを有している。シンナーノズル８０は、レジストノズル７０に付着または付随してノズルアーム駆動部７８に取り付けられており、レジストノズル７０と一緒に移動するようになっている。
【００４７】
ドレインカップ６４の外には、Ｙ方向に延びる一対のガイドレール８４，８４が設けられ、両ガイドレール８４，８４上を一対の搬送アーム８６，８６がレジスト塗布ユニット（ＣＴ）４０と乾燥ユニット（ＶＤ）４２（図１）との間で移動できるようになっている。
【００４８】
スピンチャック６０は、スピンチャック駆動部８８に結合され、駆動部８８の回転駆動により垂直回転軸を中心としてスピン回転し、駆動部８８の昇降駆動により垂直方向で上下移動するようになっている。スピンチャック６０の上面には、負圧源たとえば真空ポンプに接続されているチャック吸引口（図示せず）が設けられており、チャック吸引口で基板Ｇの裏面を吸着するようになっている。
【００４９】
回転カップ６２は、スピンチャック駆動部８８と共通の、または別個のカップ駆動部（図示せず）に結合され、該カップ駆動部の回転駆動によりスピンチャック６０と一緒につまり等速度で同じ回転方向に回転するように構成されている。回転カップ６２の上面開口を閉塞するための上記カップ蓋体は、ロボットハンド（図示せず）によるハンドリング操作で回転カップ６２の開口周縁部に着脱可能に係合され、係合状態では回転カップ６２と一体に回転するようになっている。ドレインカップ６４は、回転カップ６２からの排気や排液をいったん受け入れて、所定の排気または廃液処理部（図示せず）へ送るように構成されている。
【００５０】
図５および図６に、この実施形態におけるレジストノズル７０の構成例を示す。図５に示すように、レジストノズル７０の本体は、たとえばステンレス鋼（ＳＵＳ）からなり、レジスト供給管７２の終端（図示せず）よりレジスト液を導入するための導入通路７０ａと、導入したレジスト液Ｒをいったん溜めるバッファ室７０ｂと、バッファ室７０ｂの底面より垂直下方に延在する１個または複数個のノズル吐出流路７０ｃと、各ノズル吐出流路７０ｃの終端に設けられた微細径の吐出口７０ｄとを有している。
【００５１】
この実施形態では、後述するように基板Ｇに対するレジスト液の吐出流を従来のスピンレス法（図２１）ほど微細径にする必要はないので、吐出口７０ｄを比較的大きな口径たとえば３００μｍ程度に選ぶことも可能である。図示の例のように複数個の吐出口７０ｄを一列または複数列に配列するノズル構成とした場合は、その吐出口配列方向をアーム７４の長手方向と直交させることで、基板Ｇの内接円または外接円の半径方向とほぼ平行にすることができる。
【００５２】
図６に示すように、この実施形態では、ノズル吐出流路７０ｃの終端部が断面テーパ状に先細り（７１）になって吐出口７０ｄに接続している。そして、吐出口７０ｄの流路はエッジ付近で口径を拡大させながら、好ましくは湾曲状（７３）に拡大させながら、開口している。かかる構成によれば、レジスト液Ｒが吐出口７２ｄ付近で渦流を生じることなく安定した層流で吐出され、吐出流の直進性が向上する。
【００５３】
図７に、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）における処理の手順を示す。以下に、図８〜図１４を参照してこの処理手順の作用を説明する。
【００５４】
先ず、塗布処理前の基板Ｇが本ユニット内に搬入される（ステップＡ1）。本実施形態の塗布現像処理システムでは、主搬送装置５４（図１）により塗布処理前の基板Ｇが搬入され、スピンチャック６０が図４に示すように回転カップ６２の上部開口よりも高い位置に上昇して該基板Ｇを受け取る。なお、カップ蓋体は所定位置に退避しており、回転カップ６２の上部開口は開放されている。スピンチャック６０の上面に基板Ｇが移載または載置されると、チャック吸引口からの吸着力が作用して基板Ｇが固定保持される。しかる後、スピンチャック６０は後述するシンナープリウェット工程および前置塗布工程のための所定の高さ位置まで降ろされる。
【００５５】
次に、初期化として、ノズル駆動部７８が作動してレジストノズル７０およびシンナーノズル８０をホームポジションＨＰ（図３および図４の位置）から回転カップ６２の内側へ移動させ、基板Ｇ上の設定位置つまり図８に示すように基板Ｇの内接円Ｋの円周上に両ノズル７０，８０を位置合わせする（ステップＡ2）。好ましくは、シンナーノズル８０を優先的に設定位置（内接円Ｋの円周上）に合わせてよい。ここで、内接円Ｋは、前置塗布工程においてレジスト液Ｒが塗布される基板Ｇ上の領域つまり前置塗布領域Ｇaの外周または境界線を規定する。
【００５６】
次に、両ノズル７０，８０が上記設定位置に固定された状態の下で、スピンチャック駆動部８８がスピンチャック６０を回転駆動し、スピンチャック６０と一体に基板Ｇを所定の低い回転速度たとえば１００〜２００ｒｐｍでスピン回転させる（ステップＡ3）。
【００５７】
そして、上記の低速度でスピン回転する基板Ｇに対し、シンナープリウェット工程として、溶剤供給機構６８がシンナーノズル８０よりシンナーＴを直下の基板内接円Ｋの円周上付近に滴下する（ステップＡ4）。シンナーノズル８０より基板Ｇ上に滴下されたシンナーＴは粘性が低いため、図９に示すように、１００ｒｐｍ程度の回転速度でも遠心力によって内接円Ｋより外側の基板領域（シンナープリウェット領域）Ｇbに広がる。こうして上記設定位置でシンナーＴの滴下を所定時間継続すると、図１０に示すように、シンナープリウェット領域Ｇbの全面に万遍無くシンナーＴが所定の膜厚で塗布される。
【００５８】
上記のようなシンナープリウェット工程を終えて、シンナーノズル８０がシンナーの吐出を停止したなら、次にレジスト供給機構６６においてレジストノズル７０よりレジスト液Ｒの吐出を開始する（ステップＡ5）。この際、レジスト液Ｒの吐出を開始するに先立って、レジストノズル７０の位置を調整してもよい。たとえば、シンナーノズル８０とレジストノズル７０との間隔が無視できないほど大きい場合は、レジストノズル７０を基板内接円Ｋの直上へ位置合わせしてよい。
【００５９】
そして、レジスト供給機構６６においては、上記のようにレジスト液Ｒの吐出を開始したなら、ノズル駆動部７８がアーム７４を所定方向（図８〜図１２において反時計回り）にスウィングさせ、基板Ｇの前置塗布領域Ｇa上でレジストノズル７０をスタート位置（基板内接円Ｋの円周上の位置）から基板内接円Ｋの中心点に向かって移動させる（ステップＡ6）。
【００６０】
こうして、スピン回転している基板Ｇに対して、レジストノズル７０がレジスト液Ｒを吐出したまま円形状の前置塗布領域Ｇa上を外側から中心に向かって径方向に走査することにより、前置塗布領域Ｇa上には外側から環状にレジスト液Ｒが塗布されていき、図１１に示すように、その塗布域はレジストノズル７０の移動（走査）につれて次第に基板内接円Ｋの中心部へ延びる。この際、スピン回転の回転速度が低く、レジスト液Ｒの粘性が大きいため、基板Ｇ上のレジスト液Ｒを基板外周側へ広げるほどの遠心力は働かない。なお、この前置塗布処理（ステップＡ5）におけるスピン回転速度は前工程の上記シンナープリウェット工程（ステップＡ4）と同じであってもよく、あるいは多少違う値に切り換えてもよい。
【００６１】
そして、レジストノズル７０が基板内接円Ｋの中心点付近を少し過ぎた走査終点位置まで移動すると、図１２に示すように、基板内接円Ｋの内側領域つまり前置塗布領域Ｇaの全域に隈なくレジスト液Ｒが供給され、所定の膜厚で塗布膜が形成される。ここで、レジスト供給機構６６におけるレジスト液Ｒの供給（吐出）を終了し（ステップＡ7）、直後に基板Ｇのスピン回転を停止する（ステップＡ8）。
【００６２】
上記のようにして前置塗布工程を終了したなら、ノズル駆動部７８が両ノズル７０，８０をホームポジションＨＰへ戻す（ステップＡ9）。この時点または段階で、基板Ｇにおいては、図１３に示すように、基板中心部回りの前置塗布領域Ｇa上にはレジスト液Ｒの塗布膜（液膜）がほぼ一定の厚さＤaで形成され、前置塗布領域Ｇaより外側の領域（シンナープリウェット領域Ｇb）上にはシンナーＴの塗布膜（液膜）がほぼ一定の厚さＤbで形成されている。もっとも、シンナープリウェット領域Ｇbは、表面全体がシンナーで程よく濡れていればよく、シンナー液の膜厚Ｄbは適当でよい。
【００６３】
次に、回転カップ６２の開口にカップ蓋体が被せられ、回転カップ６２内の処理空間が密閉される（ステップＡ10）。このカップ閉塞動作の前後で、スピンチャック駆動部８８により基板Ｇの高さ位置を調整または変更してもよい。
【００６４】
上記のように回転カップ６２を閉じた状態で、レジスト液膜のレベリングつまり膜厚均一化のための高速スピン回転を行う（ステップＡ11）。より詳細には、スピンチャック駆動部８８がスピンチャック６０を回転駆動して基板Ｇを高速の回転速度たとえば１０００ｒｐｍでスピン回転させる（ステップＡ11）。同時に、カップ駆動部が回転カップ６２を一緒にスピン回転させる。かかる閉空間における高速スピン回転により、回転カップ６２内の基板Ｇ上では、前置塗布領域Ｇaのレジスト液Ｒが半径方向に強い遠心力を受けて外側へ放射状に広がる。ここで、外側領域であるシンナープリウェット領域Ｇにはシンナーが塗られているので、レジスト液Ｒは該領域Ｇ上で円滑・迅速に広がる。この際、基板Ｇの外周端より相当量のレジスト液Ｒが遠心力で振り切られる（捨てられる）が、レジスト消費量は従来一般のスピンコート法に比して半減する。
【００６５】
上記のレベリング工程が終了すると、図１４に示すように、基板Ｇの上面（被処理面）全体に均一な厚さＤgで広がるレジスト液Ｒの塗布膜が得られる。この膜厚Ｄgは、最終目的のレジスト膜厚であり、上記前置塗布処理によって得られる前置塗布領域Ｇa上の前置塗布膜の膜厚Ｄaや高速スピン回転の回転速度等を膜厚条件として調整できる。
【００６６】
上記のようにして１枚の基板Ｇに対するレジスト塗布処理が終了すると、その処理済みの基板Ｇが本レジスト塗布ユニット（ＣＴ）から搬出され、それと入れ替わりに未処理の基板Ｇがユニット（ＣＴ）内に上記と同様にして搬入される（ステップＡ1）。処理済みの基板Ｇの搬出は、搬送アーム８６，８６によって行われる。より詳細には、回転カップ６２の蓋が開いてから、搬送アーム８６，８６がガイドレール８４，８４上を移動して回転カップ６２の内側に入ってきて、該基板Ｇをスピンチャック６０から持ち上げ（受け取り）、隣接する減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４２（図１）へ搬送する。
【００６７】
上記したように、この実施形態では、被処理基板（ＬＣＤ基板）Ｇを低速の回転速度（たとえば１００〜２００ｒｐｍ）でスピン回転させながら基板Ｇ上の内接円内側の前置塗布領域Ｇaにレジスト液Ｒを塗布し、しかる後に基板Ｇを比較的高速の回転速度（たとえば１０００ｒｐｍ）でスピン回転させて前置塗布領域Ｇaのレジスト液膜を基板全面に広げてレベリングすることにより、基板Ｇ上に均一かつ所望の膜厚のレジスト塗布膜を形成する。
【００６８】
かかる方式によれば、前置塗布工程およびレベリング工程のいずれも基板Ｇの回転を利用してレジスト液Ｒを速やかに所期の領域に行き渡らせることが可能であり、全処理工程においてもスピンレス法（図２１）より格段に短いタクトを達成できる。また、前置塗布工程では、微細径吐出型のレジストノズル７０を走査しながらレジスト液Ｒを基板Ｇ上の前置塗布領域Ｇaに拡散供給するので（一点集中の滴下ではないので）、基板Ｇに対する衝撃が小さく、レジスト滴下痕等の欠陥を生じるおそれはない。
【００６９】
また、前置塗布工程で使用されるレジストノズル７０の微細径吐出条件は従来のスピンレス法ほど厳しくないため、ノズル７０やレジスト供給部の設計・製作が容易であるうえ、メンテナンスも簡単になる。
【００７０】
加えて、この実施形態では、基板Ｇの中心部を含む前置塗布領域Ｇaにはレジスト液Ｒを塗布する一方で、前置塗布領域Ｇaの回りの領域Ｇbをシンナー（溶剤）で濡らしておくことにより、レベリング工程において基板Ｇ上のレジスト液膜の拡散・平坦化をスムースに行い、精度の高いレベリングを実現することができる。
【００７１】
上記した実施形態では、レジストノズル７０とシンナーノズル８０を共通のアーム７４で移動させるようにしたが、両ノズル７０，８０を各専用のアームで個別に移動できる構成も可能である。その場合は、シンナープリウェット工程と前置塗布工程を同時に実行できる。
【００７２】
また、上記実施形態では前置塗布領域Ｇaを基板Ｇの内接円Ｋより内側の領域と定義したが、内接円Ｋから多少ずれた円の内側領域とすることもできる。
【００７３】
あるいは、前置塗布領域Ｇaを基板Ｇの外接円Ｌ（またはこれに近い円）より内側の領域に設定する方式も可能である。この方式では、図１５に示すように、レジストノズル７０を基板Ｇの中心点付近の位置と外接円Ｌの円周上の位置との間で少なくとも１回走査すればよい。基板Ｇの外周縁部に対してはレジストノズル７０より吐出されたレジスト液Ｒの一部が基板Ｇから外れるため、そのぶんレジスト消費量は若干増えるが、それでも従来一般のスピンコート法よりは格段に少なくて済む。また、シンナープリウェット工程が要らなくなり、シンナーノズル８０等の溶剤供給系を省ける。また、前置塗布工程の終了段階で基板Ｇの全面にほぼ均一な膜厚でレジスト液Ｒの液膜が形成されるため、次工程のレベリング工程における特性条件が緩和され、高速スピン回転の回転速度を下げることもできる。
【００７４】
この外接円前置塗布方式では、図１６に示すように、アーム７４の長手方向に吐出口７０を配列してなる構成のレジストノズル７０を使用してもよい。その場合は、レジストノズル７０を外接円Ｌの円周上まで移動させなくても基板Ｇの全面にレジスト液Ｒを塗布できる。
【００７５】
図１７および図１８に、別の塗布方式によるレジスト塗布ユニット（ＣＴ）の要部の構成を示す。図中、上記実施形態における各部と共通する構成または機能を有する部分には同一の符号を附してある。
【００７６】
この塗布方式は、図１８に示すように、レジストノズル７０をＸＹ走査機構９０によりＸＹ平面で任意の方向に走査する。ＸＹ走査機構９０においては、Ｙ方向に延びる一対のＹガイドレール９２，９２がスピンチャック６０（図１７）の両側に配置されるとともに、両Ｙガイドレール９２，９２の間にＸ方向に延在するＸガイドレール９４がＹ方向に移動可能に架け渡されている。所定位置たとえば片側のＹガイドレール９２の一端に配置されたＹ方向駆動部９６が，無端ベルト等の伝動機構（図示せず）を介してＸガイドレール９４を両Ｙガイドレール９２，９２に沿ってＹ方向に駆動するようになっている。また、Ｘガイドレール９４に沿ってＸ方向にたとえば自走式または外部駆動式で移動できるキャリッジ（搬送体）９８が設けられており、このキャリッジ９８にレジストノズル７０が取り付けられている
【００７７】
図１７において、駆動部１００はスピンチャック６０を回転駆動および昇降駆動するスピンチャック駆動部８８（図４）を含むとともに、回転カップ６２を回転駆動するカップ駆動部を含んでいる。回転カップ６２の底部は、筒状の支持部材１０２を介して駆動部１００に含まれるカップ駆動部に作動接続されている。
【００７８】
回転カップ６２の上方には、ロボットアーム１０４により上下移動可能なカップ蓋体１０６が配置されている。前置塗布工程の間は、蓋体１０６がＸＹ走査機構９０の上方に退避している。レベリング工程に際しては蓋体１０６が降りてきて回転カップ６２を閉じる。なお、図示省略するが、蓋体１０６および回転カップ６２の上面は相互に係合する構成になっている。レベリング工程では、駆動部１００の回転駆動によりスピンチャック６０と回転カップ６２が一緒に回転することにより、基板Ｇ上でレジスト液Ｒが遠心力で広げられ、基板Ｇの外に飛散したレジスト液Ｒは回転カップ６２に受けられる。スピンチャック６０の下面には回転カップ６２の底面を密閉するためのリング状シール部材１０８が取付されている。
【００７９】
回転カップ６２に回収されたレジスト液Ｒは、カップ６２底部の外周縁部に形成されているドレイン口１１０を通ってドレインカップ６４へ導かれ、ドレインカップ６４底部のドレイン口１１２より廃液処理部（図示せず）へ送られる。なお、スピン回転中にドレイン口１１２より空気が流出して回転カップ６２内部が負圧になるのを防止するために、回転カップ６２の上部または蓋体１０６に適当な給気口（図示せず）が設けられてよい。回転カップ６２側からドレインカップ６４内に流入した空気はドレインカップ６４の外周面に形成された排気口１１４より排気系統（図示せず）へ排出される。
【００８０】
この塗布方式では、基板Ｇの上面（被処理面）の全域を前置塗布領域として、この領域を網羅するように設定した前置塗布パターン上にレジスト液Ｒを塗布する前置塗布工程を行ってから、上記第１の実施形態と同様のレベリング工程を行う。前置塗布工程では、静止状態の基板Ｇ上でレジストノズル７０がレジスト液Ｒを吐出しながら予め設定された前置塗布パターン（経路）に沿ってＸＹ面内で移動する。必要に応じて、レジストノズル７０の運動に同期して基板Ｇを移動（回転）させることも可能である。
【００８１】
図１９に、この塗布方式における好適な前置塗布パターンの例を示す。図１９（Ａ）のパターンは、基板Ｇの形状に合わせた四角形の渦巻き形状であり、通常は図示のように外側（基板外周部）から内側（基板中心部）に収束させるのが好ましい。このパターンは径方向の対称性がよいため、次工程のレベリング（高速スピン）には好ましい。
【００８２】
図１９（Ｂ）のような斜めジグザク形状のパターンや、図１９（Ｃ）のような直角ジグザク形状のパターンは、基板全域にほぼ均一な分布または配分で前置塗布膜を効率よく形成するのに適している。
【００８３】
図１９の前置塗布パターンのように、レジストノズル７０が比較的大きな角度で、特に直角に方向転換する箇所が多くある場合は、図２０に示すように、レジストノズル７０の吐出口７０ｄの配列方向を走査または移動方向に対して斜めの角度（たとえば４５゜）に設定することで、走査中に基板Ｇ上に得られるレジスト塗布ラインＲＪの幅の変動を小さくすることができる。
【００８４】
この塗布方式では、前置塗布工程において、レジストノズル７０を基板Ｇの外へ出すことなく始終基板Ｇ上で走査して基板Ｇのほぼ全域にレジスト液を塗布することが可能であり、吐出したレジスト液の一部を無駄に捨てることもない。このことにより、レジスト液の消費量は従来一般のスピンコート法よりも格段に少なくて済む。また、前置塗布工程では、基板Ｇ上にレジスト液Ｒをある程度広く分布させて供給すればよく、基板全面にむらなく均一塗布する必要はないので、レベリング工程と合わせた全塗布処理時間でも従来のスピンレス法より短いタクトを実現できる。また、シンナープリウェットが不要なので、溶剤供給系を省ける。もっとも、前置塗布工程で基板中心部回りにレジスト液を塗布し、その回りをシンナーでプリウェットすることも可能である。レベリング工程では、上記外接円前置塗布方式（図１５，図１６）と同程度まで高速スピン回転の回転速度を下げることができる。
【００８５】
なお、上記のようにレジストズル７０をＸＹ面内で移動させるＸＹ走査機構９０を用いる場合は基板Ｇを静止させて前置塗布工程を行うことになるが、基板Ｇ側を移動させてもよく、たとえば基板ＧをＹ方向に移動させレジストノズル７０をＸ方向に移動させる構成も可能である。
【００８６】
上記した実施形態はＬＣＤ製造の塗布現像処理システムにおけるレジスト塗布方法および装置に係るものであったが、本発明は被処理基板上に塗布液を供給する任意のアプリケーションに適用可能である。本発明における塗布液としては、レジスト液以外にも、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の液体も可能である。本発明における被処理基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、塗布処理における塗布液消費効率の向上と処理時間の短縮化を同時に実現することができる。また、被処理基板が大型化しても、基板上に面内均一な膜厚を有する高品質の塗布膜を効率よく形成することができる。さらには、ノズルの微細径吐出条件を緩和し設計やメンテナンスを容易にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の基板処理装置が適用可能な塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。
【図２】  実施形態の塗布現像処理システムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】  実施形態によるレジスト塗布ユニットの要部の構成を示す平面図である。
【図４】  実施形態のレジスト塗布ユニットの要部の構成を示す側面図である。
【図５】  実施形態におけるレジストノズルの構成例を示す縦断面図である。
【図６】  実施形態におけるレジストノズルの要部を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図７】  実施形態のレジスト塗布ユニットにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】  実施形態のレジスト塗布ユニットにおける作用の一段階を模式的に示す平面図である。
【図９】  実施形態のレジスト塗布ユニットにおける作用の一段階を模式的に示す平面図である。
【図１０】  実施形態のレジスト塗布ユニットにおける作用の一段階を模式的に示す平面図である。
【図１１】  実施形態のレジスト塗布ユニットにおける作用の一段階を模式的に示す平面図である。
【図１２】  実施形態のレジスト塗布ユニットにおける作用の一段階を模式的に示す平面図である。
【図１３】  実施形態において前置塗布工程により基板上に形成される塗布膜を示す側面図である。
【図１４】  実施形態において、レベリング工程により基板上に形成される塗布膜を示す側面図である。
【図１５】  外接円前置塗布方式の作用を示す平面図である。
【図１６】  外接円前置塗布方式におけるレジストノズルの変形例を示す平面図である
【図１７】  別の塗布方式によるレジスト塗布ユニットの要部の構成を示す平面図である。
【図１８】  上記塗布方式のレジスト塗布ユニットに設けられるＸＹ走査機構の構成を示す斜視図である。
【図１９】  上記塗布方式における前置塗布パターンの一例を模式的に示す平面図である。
【図２０】  上記塗布方式に好適なレジストノズルの吐出口配列方向を模式的に示す平面図である。
【図２１】  従来のスピンレス法によるレジスト塗布処理を模式的に示す斜視図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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