(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に向けて所定の塗布液を吐出するためのノズルと、
前記塗布液を貯留する塗布液貯留部と、
前記塗布液貯留部と所定の流路分岐点とを結ぶ第１の流路と、
前記流路分岐点と前記ノズルの吐出口とを結ぶ第２の流路と、
前記第２の流路に設けられる第１の弁と、
前記流路分岐点と前記塗布液貯留部とを結ぶ第３の流路と、
前記第３の流路に設けられる第２の弁と、
前記塗布液貯留部から前記塗布液を前記第１の流路を介して前記流路分岐点側へ送るための塗布液供給部と、
前記第３の流路を流れる塗布液の圧力を制御するための圧力制御部と
を有し、
前記被処理基板上に設定された塗布領域に前記ノズルより前記塗布液を供給する塗布モードの開始前は、前記第１の弁を閉状態に、前記第２の弁を開状態にそれぞれ保持して、前記塗布液供給部により前記塗布液貯留部から前記第１の流路を介して前記流路分岐点に送られる前記塗布液を前記第３の流路を介して前記塗布液貯留部へ戻しながら、前記圧力制御部により前記第３の流路内の圧力を設定圧力に調節しておき、前記塗布モードの開始時に前記第１の弁を閉状態から開状態に、前記第２の弁を開状態から閉状態にそれぞれ切り換えて、前記塗布モード開始直後に前記第２の流路を流れて前記ノズルより吐出される塗布液の圧力を前記設定圧力に対応した所望の圧力に制御し、前記塗布モードの終了時に前記第１の弁を開状態から閉状態に、前記第２の弁を閉状態から開状態にそれぞれ切り換える、
塗布装置。
【請求項２】
前記圧力制御部が、前記第３の流路に設けられる圧力制御弁を有する、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記圧力制御部が、前記第２の弁を構成する圧力制御弁を有する、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項４】
被処理基板に向けて所定の塗布液を吐出するためのノズルと、
前記塗布液を貯留する塗布液貯留部と、
前記塗布液貯留部と所定の流路分岐点とを結ぶ第１の流路と、
前記流路分岐点と前記ノズルの吐出口とを結ぶ第２の流路と、
前記第２の流路に設けられる第１の弁と、
前記流路分岐点と前記塗布液貯留部とを結ぶ第３の流路と、
前記第３の流路に設けられる第２の弁と、
前記塗布液貯留部から前記塗布液を前記第１の流路を介して前記流路分岐点側へ送るための塗布液供給部と、
前記第３の流路を流れる塗布液の流量を制御するための流量制御部と
を有し、
前記被処理基板上に設定された塗布領域に前記ノズルより前記塗布液を供給する塗布モードの開始前は、前記第１の弁を閉状態に、前記第２の弁を開状態にそれぞれ保持して、前記塗布液供給部により前記塗布液貯留部から前記第１の流路を介して前記流路分岐点に送られる前記塗布液を前記第３の流路を介して前記塗布液貯留部へ戻しながら、前記流量制御部により前記第３の流路内の流量を設定流量に調節しておき、前記塗布モードの開始時に前記第１の弁を閉状態から開状態に、前記第２の弁を開状態から閉状態にそれぞれ切り換えて、
前記塗布モード開始直後に前記第２の流路を流れて前記ノズルより吐出される塗布液の流量を前記設定流量に対応した所望の流量に制御し、前記塗布モードの終了時に前記第１の弁を開状態から閉状態に、前記第２の弁を閉状態から開状態にそれぞれ切り換える、
塗布装置。
【請求項５】
前記流量制御部が、前記第３の流路に設けられる流量制御弁を有する、請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記流量制御部が、前記第２の弁を構成する流量制御弁を有する、請求項４に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記流路分岐点と前記第１の弁と前記第２の弁とを一体に収容するブロック状の流路切換部を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や半導体デバイス等の製造プロセスにおいて被処理基板にノズルより所定の塗布液を供給して基板上に塗布膜を形成する塗布装置に関する。
【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、被処理基板を高速で回転させるため、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等の問題がある。
【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１２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の端から端までほぼ均一な膜厚でレジスト液Ｒを塗布する場合は、図１２に示すように、レジストノズル２の走査領域を被処理基板１の面積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被処理基板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。被処理基板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ており、全く無駄になっている。
【０００５】
このように被処理基板１の外でレジストノズル２よりレジスト液Ｒを無駄に吐出させる理由は、上記のような微細径吐出方式ではレジスト液供給系内の内圧伝播速度または応答性が低く、レジスト液Ｒの供給を止めてもレジストノズル２の吐出が直ぐには止まらない一方で、レジスト液Ｒの供給を開始してもレジストノズル２からの吐出が直ぐには始まらない（あるいは急激に出始める）ためである。つまり、レジスト液の吐出制御性と消費効率とがトレードオフの関係にあり、前者（吐出制御性）を優先させている。しかし、後者（消費効率）を犠牲にすることで、スピンコート法に対するスピンレス法の優位性が薄れてしまっている。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、所望の塗布膜を得るための塗布液消費量を節減できる塗布装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の別の目的は、塗布液を細径で吐出する方式においても応答性の優れた吐出制御を可能とする塗布装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、塗布液の吐出制御性と消費効率とを同時に改善できる塗布装置を提供することにある。
【０００９】
【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、本発明の第１の観点における塗布装置は、被処理基板に向けて所定の塗布液を吐出するためのノズルと、前記塗布液を貯留する塗布液貯留部と、前記塗布液貯留部と所定の流路分岐点とを結ぶ第１の流路と、前記流路分岐点と前記ノズルの吐出口とを結ぶ第２の流路と、前記第２の流路に設けられる第１の弁と、前記流路分岐点と前記塗布液貯留部とを結ぶ第３の流路と、前記第３の流路に設けられる第２の弁と、前記塗布液貯留部から前記塗布液を前記第１の流路を介して前記流路分岐点側へ送るための塗布液供給部と、前記第３の流路を流れる塗布液の圧力を制御するための圧力制御部とを有し、前記被処理基板上に設定された塗布領域に前記ノズルより前記塗布液を供給する塗布モードの開始前は、前記第１の弁を閉状態に、前記第２の弁を開状態にそれぞれ保持して、前記塗布液供給部により前記塗布液貯留部から前記第１の流路を介して前記流路分岐点に送られる前記塗布液を前記第３の流路を介して前記塗布液貯留部へ戻しながら、前記圧力制御部により前記第３の流路内の圧力を設定圧力に調節しておき、前記塗布モードの開始時に前記第１の弁を閉状態から開状態に、前記第２の弁を開状態から閉状態にそれぞれ切り換えて、前記塗布モード開始直後に前記第２の流路を流れて前記ノズルより吐出される塗布液の圧力を前記設定圧力に対応した所望の圧力に制御し、前記塗布モードの終了時に前記第１の弁を開状態から閉状態に、前記第２の弁を閉状態から開状態にそれぞれ切り換える。
【００１０】
上記第１の観点における塗布装置においては、塗布モードの開始前は、第１の弁を閉状態に、第２の弁を開状態にそれぞれ保持しておき、塗布液供給部により塗布液貯留部から第１の流路を介して流路分岐点に送られる塗布液を第３の流路を介して塗布液貯留部へ戻しながら、圧力制御部により第３の流路内の圧力を設定圧力に調節しておく。この間、第１の弁が閉状態なので、ノズルより塗布液が吐出されることはない。また、そのような圧力制御により、塗布液貯留部へ戻される塗布液の流量を制御し、ひいては塗布液の流入による泡の発生を防止することができる。そして、塗布モードの開始時に、塗布液供給動作をそのまま継続しつつ、第１の弁を閉状態から開状態に、第２の弁を開状態から閉状態にそれぞれ切り換えることにより、直前まで第１の流路→流路分岐点→第３の流路を設定圧力で流れていた塗布液がそれまでの流量を維持したまま第１の流路→流路分岐点→第２の流路を流れてノズルより吐出される。これにより、塗布モード開始時の応答性および吐出制御性を改善することができる。
【００１１】
本発明の第２の観点における塗布装置は、被処理基板に向けて所定の塗布液を吐出するためのノズルと、前記塗布液を貯留する塗布液貯留部と、前記塗布液貯留部と所定の流路分岐点とを結ぶ第１の流路と、前記流路分岐点と前記ノズルの吐出口とを結ぶ第２の流路と、前記第２の流路に設けられる第１の弁と、前記流路分岐点と前記塗布液貯留部とを結ぶ第３の流路と、前記第３の流路に設けられる第２の弁と、前記塗布液貯留部から前記塗布液を前記第１の流路を介して前記流路分岐点側へ送るための塗布液供給部と、前記第３の流路を流れる塗布液の流量を制御するための流量制御部とを有し、前記被処理基板上に設定された塗布領域に前記ノズルより前記塗布液を供給する塗布モードの開始前は、前記第１の弁を閉状態に、前記第２の弁を開状態にそれぞれ保持して、前記塗布液供給部により前記塗布液貯留部から前記第１の流路を介して前記流路分岐点に送られる前記塗布液を前記第３の流路を介して前記塗布液貯留部へ戻しながら、前記流量制御部により前記第３の流路内の流量を設定流量に調節しておき、前記塗布モードの開始時に前記第１の弁を閉状態から開状態に、前記第２の弁を開状態から閉状態にそれぞれ切り換えて、前記塗布モード開始直後に前記第２の流路を流れて前記ノズルより吐出される塗布液の流量を前記設定流量に対応した所望の流量に制御し、前記塗布モードの終了時に前記第１の弁を開状態から閉状態に、前記第２の弁を閉状態から開状態にそれぞれ切り換える。
【００１２】
上記第２の観点における塗布装置においては、塗布モードの開始前は、第１の弁を閉状態に、第２の弁を開状態にそれぞれ保持しておき、塗布液供給部により塗布液貯留部から第１の流路を介して流路分岐点に送られる塗布液を第３の流路を介して塗布液貯留部へ戻しながら、流量制御部により第３の流路内の流量を設定流量に調節しておく。この間、第１の弁が閉状態なので、ノズルより塗布液が吐出されることはない。また、そのような流量制御により、塗布液貯留部へ戻される塗布液の流量を制御し、ひいては塗布液の流入による泡の発生を防止することができる。そして、塗布モードの開始時に、塗布液供給動作をそのまま継続しつつ、第１の弁を閉状態から開状態に、第２の弁を開状態から閉状態にそれぞれ切り換えることにより、直前まで第１の流路→流路分岐点→第３の流路を設定流量で流れていた塗布液がそれまでの流量を維持したまま第１の流路→流路分岐点→第２の流路を流れてノズルより吐出される。これにより、塗布モード開始時の応答性および吐出制御性を改善することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１１を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１４】
図１に、本発明の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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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）。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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）。
【００２７】
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）。
【００２８】
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。
【００２９】
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）。
【００３０】
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。
【００３１】
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）。
【００３２】
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）に本発明を適用することができる。以下、図３〜図１１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。
【００３３】
図３に、本発明の第１の実施形態によるレジスト塗布ユニット（ＣＴ）内のノズル走査機構の構成を示す。この実施形態のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）は、スピンレス法によって基板Ｇ上に所望の膜厚でレジスト液を塗布するために、基板Ｇ上でレジストノズル６２をＸＹ方向で駆動するノズル走査機構６４を有している。
【００３４】
図３に示すように、このレジスト塗布ユニット（ＣＴ）内で基板Ｇはステージ６６の上にほぼ水平に載置される。このステージ６６には、基板Ｇの搬入／搬出時に基板Ｇを水平姿勢で下から支持するための昇降可能な複数本のリフトピン（図示せず）が設けられている。
【００３５】
このノズル走査機構６４では、ステージ６６のＸ方向の両側にＹ方向に延びる一対のＹガイドレール６８，７０が配置されるとともに、両Ｙガイドレール６８，７０の間にＸ方向に延在するＸガイドレール７２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Ｙガイドレール６８の一端に配置されたＹ方向駆動部７４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７２を両Ｙガイドレール６８，７０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７２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）７６が設けられており、このキャリッジ７６にレジストノズル６２が取り付けられている。レジストノズル６２は、後述するレジスト液供給部（図３では図示省略）よりレジスト液を導入するレジスト液導入部と、導入したレジスト液を垂直下方に吐出する微細径（たとえば１００μｍ程度）の１個または複数個の吐出口とを有している。
【００３６】
図４に、このレジスト塗布ユニット（ＣＴ）におけるレジスト塗布処理部の要部の構成を示す。このレジスト塗布処理部は、レジストノズル６２に対するレジスト液Ｒの供給とその制御を行うための流体系の回路および電気制御系統を有している。
【００３７】
この実施形態におけるレジスト流体系の回路では、レジスト液タンク（レジスト液貯留部）７８とレジストノズル６２との間に、レジスト液流路の分岐点を有する１入力ポート／２出力ポート型の流路切換部８０が設けられている。
【００３８】
レジスト液タンク７８と流路切換部８０の入力ポートＩＮとは配管８２で接続され、この配管８２の途中にポンプ８４およびフィルタ８６が設けられる。ポンプ８４は、レジスト液タンク７８よりレジスト液Ｒを吸い上げ、吸い上げたレジスト液Ｒを流路切換部８０に向けて所定の圧力で吐き出す。フィルタ８６はレジスト液Ｒから異物を取り除く。
【００３９】
流路切換部８０において、第１出力ポートＯＵＴ1は配管８８を介してレジストノズル６２のレジスト導入部に接続され、第２出力ポートＯＵＴ2は配管９０を介してレジスト液タンク７８の容器内部に接続される。配管９０の途中に圧力制御弁９２が設けられる。
【００４０】
上記流体系のうち、ポンプ８４、流路切換部８０および圧力制御弁９２は、たとえばマイクロコンピュータからなる制御部１００によって制御される。より詳細には、ポンプ８４の吸い込み／吐き出し動作がポンプ駆動部たとえば駆動モータ１０２を通じて制御部１００により制御される。流路切換部８０は、後述するように第１出力ポートＯＵＴ1側の流路と第２出力ポートＯＵＴ2側の流路とを選択的に切り換えできる電磁弁またはソレノイドバルブを有しており、該ソレノイドバルブの開閉動作ないしバルブ位置が制御部１００によって制御される。圧力制御弁９２は、たとえば電磁比例弁からなり、流路切換部８０からレジスト液タンク７８へ戻るレジスト液Ｒの圧力を制御部１００の制御の下でリアルタイムに調節する。
【００４１】
なお、配管９０（レジスト液リターン流路）内の圧力、あるいは配管８８ないしレジストノズル６２（レジスト液吐出流路）内の圧力を検出するための圧力センサ（図示せず）を設け、そのセンサ出力信号をモニタ信号またはフィードバック信号として制御部１００に与えることも可能である。
【００４２】
また、制御部１００は上記ノズル走査機構６４の動作を制御する。ノズル走査機構６４の駆動部はたとえばステップモータで構成されてよい。制御部１００がレジストノズル６２の位置を監視またはフィードバックできるようにするために、位置センサ１０４が設けられてよい。この位置センサ１０４は、たとえば、ノズル走査機構６４におけるＸＹ駆動部（７４，７６）の駆動モータに取り付けられたロータリエンコーダまたはＸＹガイドレール（６８，７０，７２）に取り付けられたリニアエンコーダ等で構成されてよい。
【００４３】
図５に、流路切換部８０の一構成例を示す。この構成例では、たとえばステンレス鋼からなるブロック状の本体１０６の中に、流路分岐点ＢＧが設けられ、入力ポートＩＮと分岐点ＢＧとをつなぐ第１流路１０８、分岐点ＢＧと第１出力ポートＯＵＴ1とをつなぐ第２流路１１０、および分岐点ＢＧと第２出力ポートＯＵＴ2とをつなぐ第３流路１１２が形成されている。そして、第２流路１１０および第３流路１１２をそれぞれ開閉するためのソレノイドバルブ１１４，１１６が本体１０６に取り付けられている。
【００４４】
各ソレノイドバルブ１１４，１１６は、たとえば弁座１１４ａ，１１６ａに対してポペット１１４ｂ，１１６ｂを離間・密着させることよって弁の開閉を行う機構を有し、ポペット１１４ｂ，１１６ｂをコイルバネ１１４ｃ，１１６ｃに抗して吸引駆動するためのソレノイドを外付けのバルブ駆動部１１４ｄ，１１６ｄに内蔵している。各バルブ駆動部１１４ｄ，１１６ｄには、各ソレノイドバルブ１１４，１１６の開閉を制御するための制御信号ＣＳ1，ＣＳ2が制御部１００（図４）より与えられる。この実施形態では、制御部１００が各ソレノイドバルブ１１４，１１６の開閉を独立に制御できるようになっている。したがって、両ソレノイドバルブ１１４，１１６を相補的な開閉状態（一方が開状態で、他方が閉状態）に切り換えられるだけでなく、同時に開状態または閉状態にすることも可能となっている。
【００４５】
図６に、この実施形態におけるレジスト塗布処理の手順（特に制御部１００の制御手順）を示す。図７および図８に、この実施形態におけるレジスト塗布処理の作用を示す。
【００４６】
主搬送装置５４（図１）により塗布処理前の基板Ｇが本レジスト塗布ユニット（ＣＴ）に搬入され、上記リフトピン（図示せず）により該基板Ｇがステージ６６（図３）上に載置されてから、レジスト塗布処理が実行される。
【００４７】
制御部１００は、初期化（ステップＡ1）の中で、ノズル走査機構６４を制御して、レジストノズル６２を初期位置（Ｘ0，Ｙ0）にセットする。また、流路切換部８０を制御して、第１出力ポートＯＵＴ1側の流路を閉じ、第２出力ポートＯＵＴ2側の流路を開けておく。この時点で、ポンプ駆動部１０２を制御して、ポンプ８４の運転（吐出動作）を開始させてもよい。これにより、ポンプ８４より配管８２を介して流路切換部８０まで送られたレジスト液Ｒは、レジストノズル６２側に供給されることなく、配管９０を介してレジスト液タンク７８に戻される。制御部１００は、圧力制御弁９２を制御して、配管９０内を流れるレジスト液Ｒの圧力を所望の値たとえばレジストノズル６２より吐出するときの配管８８内の圧力と同じ値に調節することができる。このような圧力制御により、レジスト液タンク７８へ戻されるレジスト液Ｒの流量を抑制し、ひいてはレジスト液Ｒの流入による泡の発生を防止できるという作用効果も得られる。
【００４８】
次に、制御部１００は、ノズル走査機構６４のＸ駆動部７６を制御して、レジストノズル６２のＸ方向における１ライン分の移動を開始させる（ステップＡ2）。  そして、レジストノズル６２が（正確にはノズル吐出口が）たとえば基板Ｇの一端に差し掛かる直前の所定位置Ｘ1まで移動したところで（ステップＡ3）、レジストノズル６２よりレジスト液Ｒの吐出を開始させるため、流路切換部８０を制御して、第１出力ポートＯＵＴ1側の流路を開けるとともに、第２出力ポートＯＵＴ2側の流路を閉じる（ステップＡ4）。それまで流路切換部８０より配管９０を介してレジスト液タンク７８側へ流れていたレジスト液Ｒは、流路切換部８０で上記のように流路の方向切換がなされると、配管８８を介してレジストノズル６２側に流れ始め、レジストノズル６２の吐出口より所定圧力で速やかに吐き出される。こうして、レジストノズル６２は基板Ｇ上にレジスト液Ｒを吐出しながらＸ方向に一定速度で移動する。
【００４９】
上記のようなＸ方向のライン走査によってレジストノズル６２が基板Ｇの他端付近に設定された所定位置Ｘ2に到達すると（ステップＡ5）、制御部１００はレジストノズル６２からのレジスト液Ｒの吐出を停止させる（ステップＡ6）。そのために、流路切換部８０を制御して、第１出力ポートＯＵＴ1側の流路を閉じるとともに、第２出力ポートＯＵＴ2側の流路を開ける。これにより、ポンプ８４側から配管８２を介して流路切換部８０に送られてきたレジスト液Ｒは、流路切換部８０にて第２出力ポートＯＵＴ2側の流路へ導かれ、配管９０を介してレジスト液ボトル７８へ戻るようになる。このため、レジストノズル６２においては残圧が非常に低く、レジスト液Ｒは直ぐ切れる。
【００５０】
制御部１００は、ノズル走査機構６４のＸ駆動部７６を制御して、所定の折り返し位置Ｘ0でレジストノズル６２のＸ方向における１ライン分の移動を終了させる（ステップＡ7，Ａ8）。通常は、レジストノズル６２の移動を止めるのに一定の減速時間を伴うので、折り返し位置Ｘ0の手前で減速を開始させてよい。
【００５１】
次に、制御部１００は、ノズル走査機構６４のＹ駆動部７４を制御して、折り返し位置Ｘ0にてレジストノズル６２をＹ方向に一定距離またはピッチｙcだけ移動させる（ステップＡ9）。次いで、折り返し位置Ｘ0をスタート点として前のラインとは逆向きでＸ方向におけるレジストノズル６２の移動動作とレジスト液Ｒの吐出動作を上記と同様のシーケンスで実行制御する（ステップＡ10→Ａ11→Ａ2‥）。
【００５２】
上記のようなレジスト塗布動作によれば、図７および図８に示すように、レジストノズル６２が基板Ｇ上を走査している間はレジストノズル６２よりレジスト液Ｒを連続的に吐出し、レジストノズル６２が基板Ｇの外に出ている間はレジスト液Ｒの吐出を中断することができる。したがって、基板Ｇの外で無駄に吐出され捨てられるレジスト液Ｒの量を可及的に減らし、レジスト液使用効率を大幅に改善することができる。
【００５３】
また、この実施形態では、レジスト液Ｒの吐出を中断している間はレジスト液タンク７８→配管８２→流路切換部８０→配管９０→レジスト液タンク７８の流体回路をレジスト液Ｒが循環して流れるようになっており、しかも流路切換部８０がレジストノズル６２の手前に位置しているので、レジストノズル６２におけるレジスト液Ｒの吐出開始と吐出停止を高い応答速度で制御することが可能である。これにより、レジスト液の吐出制御性ひいては塗布加工精度とレジスト液消費効率とを同時に実現できる。
【００５４】
この実施形態において、レジストノズル６２におけるレジスト液Ｒの吐出開始と吐出停止をより一層スムースにするため、流路切換部８０において両ソレノイドバルブ１１４，１１６の開閉動作に速度制御を付けたり時間差を設けてもよい。たとえば、吐出開始時には、吐出流路側のソレノイドバルブ１１４の開閉動作（閉→開）をリターン流路側のソレノイドバルブ１１６の開閉動作（開→閉）よりも少し早いタイミングで行ってよい。反対に、吐出停止時には、吐出流路側のソレノイドバルブ１１４の開閉動作（開→閉）よりもリターン流路側のソレノイドバルブ１１６の開閉動作（閉→開）を少し早いタイミングで実行してよい。
【００５５】
また、塗布液の吐出開始・停止の応答性の上から、流路切換部８０とレジストノズル６２間の流路が短かいほど好ましい。したがって、配管８８を省いて流路切換部８０をレジストノズル６２に直接接続する構成、あるいは図９に示すように両者（８０，６２）を一体にする構成としてもよい。
【００５６】
図９の構成例では、第１出力ポートＯＵＴ1にレジストノズル６２のノズル孔を形成している。このノズル孔は、１個でもよく、あるいは複数個（たとえば一定ピッチで一列に）でもよい。分岐点ＢＧとノズル孔（ＯＵＴ1）間の圧力伝播速度を上げるため、流路１１０をできるだけ狭くする構成が好ましい。このように第１出力ポートＯＵＴ1側で流路を絞る（圧力の損失分が増大する）ことに合わせて、図示のように第２出力ポートＯＵＴ2側も同様に流路を絞る構成としてよく、その場合は圧力調整弁９２を省くことができる。このように、部品削減、制御機構の軽減、装置の信頼性向上等をはかることができる。
【００５７】
なお、この実施形態におけるスピンレス法においても、基板Ｇの端から端までむらなくほぼ均一な膜厚でレジスト液Ｒを塗布するためには、基板Ｇの外に少量ではあるがレジストノズル６２よりレジスト液Ｒを無駄に吐出するのは避けられないことが多々ある。その場合は、ステージ６６上に基板Ｇの周囲でレジスト液Ｒを受ける回収部材またはカバー部材等（図示せず）を設けてもよい。
【００５８】
また、レジストノズル６２より吐出されたレジスト液Ｒが基板Ｇ上で拡散するように、レジスト液Ｒの吐出（供給）と一緒に、またはそれに先立って溶剤を基板Ｇ上に供給する機構（図示せず）を設けてもよい。さらに、レジストノズル６２より細径の線状で吐出されるレジスト液Ｒの流れを安定に維持するために、レジストノズル６２付近の空間を所定濃度の溶剤雰囲気に制御する機構を設けてもよい。
【００５９】
図１０に、本発明の第２の実施形態によるレジスト塗布ユニット（ＣＴ）の特徴部分の構成を示す。この第２の実施形態では、スピンチャック１１８上に基板Ｇを載置して、静止状態の基板Ｇ上にレジスト液Ｒを大まかに分布させて供給する第１工程と、基板Ｇ上でレジスト液Ｒを広げて塗布膜をレベリング（膜厚均一化）するために基板Ｇをスピン回転させる第２工程とを順次行うようにしている。第１工程では、上記第１の実施形態におけるＸＹ走査機構（図３）およびレジスト塗布処理部（図４）を用いることができる。
【００６０】
従来一般のスピンコート法では基板中心部にレジスト液を滴下してから２０００〜３０００ｒｐｍ以上の高速度でスピン回転させるのに対して、この第２実施形態の方式では基板上にレジスト液をある程度広く分布させてからたとえば１０００ｒｐｍ程度の低速度でスピン回転させるため基板の外に飛散するレジスト液を少なくすることができる。
【００６１】
図１０において、スピンチャック１１８の回転軸１１８ａは駆動部１２０内に設けられている回転駆動部（図示せず）に作動結合されている。スピンチャック１１８の上面に設けられているチャック吸引口（図示せず）は回転軸１１８ａ内に貫通している空気通路を介して負圧源たとえば真空ポンプ（図示せず）に接続されている。駆動部１２０内には、スピンチャック１１８を昇降移動させるための昇降駆動部（図示せず）も設けられている。基板Ｇの搬入／搬出時にはスピンチャック１１８が上昇して外部搬送装置つまり主搬送装置５４（図１）と基板Ｇのやりとりを行うようになっている。
【００６２】
スピンチャック１１８を取り囲むように回転カップ１２２が回転可能に設けられ、さらに回転カップ１２２の外側にドレインカップ１２４が固定配置されている。両カップ１２２，１２４のいずれも上面が開口している。回転カップ１２２の底部は、筒状の支持部材１２６を介して駆動部１２６内の回転駆動部に作動接続されている。
【００６３】
回転カップ１２２の上方には、ロボットアーム１２８により上下移動可能な蓋体１３０が配置されている。回転カップ１２２の上方でレジストノズル６２を走査させるとき、つまり基板Ｇ上にレジスト液Ｒを供給する工程（第１工程）の間は、蓋体１３０がノズル走査機構６４の上方に退避している。第１工程が終了して、塗布膜のレベリングを行う工程（第２の工程）に際して蓋体１３０が降りてきて回転カップ１２２の上面を閉じる。なお、図示省略するが、蓋体１３０および回転カップ１２２の上面は相互に係合する構成になっている。そして、駆動部１２０の回転駆動によりスピンチャック１１８と回転カップ１２２および蓋体１３０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１２２に受けられる。スピンチャック１１８の下面には回転カップ１２２の底面を密閉するためのリング状シール部材１３１が取付されている。
【００６４】
回転カップ１２２に回収されたレジスト液Ｒは、カップ１２２底部の外周縁部に形成されているドレイン口１３２を通ってドレインカップ１２４へ導かれ、ドレインカップ１２４底部のドレイン口１３４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１３４より空気が流出して回転カップ１２２内部が負圧になるのを防止するために、回転カップ１２２の上部または蓋体１３０に適当な給気口（図示せず）が設けられてよい。回転カップ１２２側からドレインカップ１２４内に流入した空気はドレインカップ１２４の外周面に形成された排気口１３６より排気系統（図示せず）へ排出される。
【００６５】
この第２の実施形態における第１の工程では、上記したように基板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。したがって、たとえば図１０の（Ａ）に示すように、レジストノズル６２を基板Ｇの外へ出すことなく始終基板Ｇ上で走査させることも可能である。さらに、このような直角ジグザグ状の走査パターンでは、図１０の（Ｂ）に示すように、折り返し部ＵＹ（Ｙ方向移動）の区間でもレジスト液Ｒの吐出を続行させてもよい。
【００６６】
この場合、本実施形態のレジスト塗布処理部（図４）によれば、制御部１００が流路切換部８０における両ソレノイドバルブ１１４，１１６の開閉動作およびレジスト液リターン流路における圧力制御弁９２の圧力調節機能さらには必要に応じてポンプ８４の吐き出し圧力を適度に制御することにより、折り返し部ＵＹ付近における基板Ｇ上のレジスト液供給レートの変動を極力少なくすることができる。
【００６７】
上記した実施形態において、レジスト液リターン流路の圧力制御弁９２を流量制御弁に置き換えることが可能である。また、流路切換部８０における両ソレノイドバルブ１１４，１１６を互いに分離した個別の弁構造とすることも可能であり、各々を圧力制御弁または流量制御弁として構成することも可能である。また、レジスト液吐出制御の精度は上記実施形態よりも低下することになるが、レジスト液リターン流路側でソレノイドバルブ１１６または圧力（流量）制御弁９２のいずれか一方を省くことも可能であり、さらには両方（１１６，９２）を省くことも可能である。あるいは、レジスト液リターン流路側だけに弁を設け、レジスト液吐出流路側の弁（１１４）を省くことも可能である。
【００６８】
上記した実施形態におけるＸＹ型のノズル走査機構（６４）や直角ジグザグ状の走査パターンは一例であり、本発明の技術思想を限定するものではない。種々の構造または方式の走査機構を使用することが可能であり、任意の走査パターンを選択することができる。
【００６９】
また、本発明は、レジストノズルを用いて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り、走査式でなくても、たとえば静止状態で塗布液を吐出する方式にも適用可能である。その場合、時間的なシーケンスにしたがって流路切換部を制御すればよい。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。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗布装置によれば、所望の塗布膜を得るための塗布液消費量を大幅に節減可能であり、塗布液を細径で吐出する方式においても応答性の優れた吐出制御を行うことができる。さらに、塗布液の吐出制御性と消費効率とを同時に改善することもできる。
【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】本発明の第１の実施形態によるレジスト塗布ユニット（ＣＴ）内のノズル走査機構の構成を示す斜視図である。
【図４】実施形態のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）におけるレジスト塗布処理部の要部の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態における流路切換部の一構成例を示す断面図である。
【図６】実施形態におけるレジスト塗布処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】実施形態におけるレジスト塗布処理の作用を模式的に示す平面図である。
【図８】実施形態におけるレジスト塗布処理の作用を模式的に示す斜視図である。
【図９】実施形態における流路切換部の一変形例の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態によるレジスト塗布ユニット（ＣＴ）内の特徴部分の構成を示す一部断面正面図である。
【図１１】実施形態におけるレジスト塗布処理の作用を模式的に示す平面図である。
【図１２】従来技術におけるレジスト塗布処理の作用を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
４０    レジスト塗布ユニット（ＣＴ）
６２    レジストノズル
６４    ノズル走査機構
７８    レジスト液タンク
８０    流路切換部
８２，８８，９０    配管
８４    ポンプ
９２    圧力制御弁
１００    制御部
１１４，１１６    ソレノイドバルブ
１１８    スピンチャック
１２０    駆動部
１２２    回転カップ
１３０    蓋体
【図１】
0004353628.tif 000002
【図２】
0004353628.tif 000003
【図３】
0004353628.tif 000004
【図４】
0004353628.tif 000005
【図５】
0004353628.tif 000006
【図６】
0004353628.tif 000007
【図７】
0004353628.tif 000008
【図８】
0004353628.tif 000009
【図９】
0004353628.tif 000010
【図１０】
0004353628.tif 000011
【図１１】
0004353628.tif 000012
【図１２】
0004353628.tif 000013