JP4256583B2

JP4256583B2 - 塗布膜形成装置

Info

Publication number: JP4256583B2
Application number: JP2000382632A
Authority: JP
Inventors: 高広北野; 祐晃森川; 幸彦江崎; 信和石坂; 法久古閑; 和宏竹下; 博文大隈; 正己飽本
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: JP2001232269A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハやＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）等の被処理基板上に、例えばレジスト液等の塗布膜用の塗布液を塗布することで成膜を行う塗布膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスやＬＣＤの製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィと呼ばれる技術により被処理基板へのレジスト処理が行われている。この技術は、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）にレジスト液を塗布して当該表面に液膜を形成し、フォトマスクを用いて当該レジスト膜を露光した後、現像処理を行うことにより所望のパターンを得る、一連の工程により行われる。
【０００３】
従来において、上述の工程におけるレジスト液の塗布工程はいわゆるスピンコーティング法により行なわれている。この方法は側方を全周に亘って囲うカップ内に回転自在なスピンチャックを設け、このスピンチャックでウエハを水平に吸着保持し、ウエハ中央部上方のノズルからレジスト液をウエハＷに供給すると共にウエハＷを回転させることにより、ウエハの遠心力によりレジスト液が拡散してウエハ全体に液膜を形成する方法である。
【０００４】
ところで、形成されるレジストパターンの線幅はレジスト膜の膜厚と露光波長とに比例する。従って、近年要求が高まってきている前記パターンの微細化に対応するためには、できるだけ液膜を薄くする必要があり、スピンコーティング法においてはウエハの回転速度を上げることで薄膜化を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の方法ではウエハを高速回転させているため、内周部に比して外周部の周速度が大きくなり、特にウエハを大型化した際に外周部で空気の乱流が発生するという問題がある。この乱流は膜厚を変動させるのでウエハ全体の膜厚が不均一となり、パターンの微細化を阻害する要因となっていた。
【０００６】
更に、この方法はレジスト液をウエハの中央部から周縁方向へと吹き飛ばすようにして拡散させているので、当該周縁部からカップ側へと飛散して無駄になるレジスト液の量が多くなってしまう。また前記周縁部等の回路形成領域以外の箇所に塗布されたレジスト液や、飛散してカップに付着したレジスト液が硬化してパーティクルの原因になるという問題等も生じていた。
【０００７】
このような事情から、スピンコーティング法に依らない塗布装置が検討されている。図１４に示す装置は、ウエハＷの上方にウエハＷの回路形成領域１１以外の部分を覆うマスク１２を設け、マスク１２の上方に設けたノズル１３をレジスト液を供給しながらＸ方向に往復させると共にウエハＷをＹ方向に間欠送りし、いわゆる一筆書きの要領で前記回路形成領域１１のみにレジスト液を供給するものである。
【０００８】
この装置ではウエハＷを回転させないので上述したような不都合は解消され、無駄のない塗布が行なえる。しかしながらマスク表面にはレジスト液が吐出され、処理を重ねるうちにレジスト液の膜厚が大きくなり、膜が剥れてパーティクルの原因になるため、所定のタイミングでマスクを取り外して、洗浄済みのマスクと交換すると共に汚れたマスクは別途設置される洗浄ユニットで洗浄する必要がある。このため、マスク１２の洗浄を行うためのスペース及び洗浄済みのマスクを待機させるためのスペースなどが必要となり、装置が大型化してしまうし、またマスクを塗布ユニットから外して洗浄し、洗浄後に塗布ユニットに取り付けるため、作業が煩わしいという問題がある。
【０００９】
一方、ウエハＷの周縁部全体を覆うマスク１２に代えて図１５に示すようにノズルの移動方向（Ｘ方向）両端に、ノズルのスキャン領域に対応する周縁領域のみを覆うマスク１４ａ，１４ｂを設け、これらマスク部材１４ａ及び１４ｂの離間間隔を駆動機構１６によってウエハの回路形成領域の幅に応じて変化するように構成された装置も検討されている。このような構成によると、ノズルが一定の移動領域内を往復するため、マスク１４ａ，１４ｂの表面に供給されるウエハ１枚当たりのレジスト液の量はマスク１２に比して多くなり、パーティクルがより発生しやすくなる。
【００１０】
本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであり、その目的は塗布液の歩留まりが高くかつ均一な塗布膜を形成することができ、しかも塗布膜形成領域以外の領域を覆うマスク部材の洗浄が容易で、装置の大型化を抑えることができる塗布膜形成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】
本発明の塗布膜形成装置は、基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板と対向して設けられ、当該基板に塗布液を線状に吐出する細径の塗布液ノズルと、
この塗布液ノズルを、塗布液が基板の表面に吐出されながら基板の表面に沿ってＸ方向に往復移動させるＸ方向駆動部と、塗布液ノズルを基板に対してＹ方向に相対的に間欠移動させるＹ方向駆動部と、を備えた駆動機構と、
前記基板の塗布膜形成領域以外の部分を覆い、前記塗布液ノズルがその上方で折り返すと共に塗布液ノズルからの塗布液を受けるマスク部材を備えたマスクユニットと、
このマスクユニットに設けられ、前記マスク部材に付着した塗布膜を洗浄する洗浄手段と、を有し、
前記マスク部材は、塗布液ノズルの基板に対するＹ方向の相対移動に対応して基板に対してＹ方向に相対移動することを特徴とする。
【００１２】
前記マスクユニットの各マスク部材は、塗布膜形成領域のＸ方向の幅に対応してＸ方向に移動すると共に、塗布液ノズルの基板に対するＹ方向の相対移動に対応して基板に対してＹ方向に相対移動するように構成されている。
【００１３】
このような構成とすることで、例えば塗布液ノズルから細径の線状に塗布液を吐出させながらＸ方向に往復動させると共にこの塗布液ノズルが折り返し地点にある時にウエハＷをＹ方向へと移動させ、いわゆる一筆書きの要領でウエハＷ表面への塗布液の供給が行なえる。また、ウエハＷの塗布膜形成領域以外の部分を覆うマスクユニットは塗布液ノズルと共に移動可能な一対のマスク部材からなる構成とし、この各マスク部材に洗浄手段を設けているため、マスクを洗浄するための洗浄装置を別個に設けなくて済み、洗浄が容易になると共に省スペース化が図れる。
【００１４】
またマスクユニットはマスク部材を囲む位置と囲まない位置との間でマスク部材に対して相対的に移動するケース体を備え、このケース体に洗浄手段として塗布液を溶解する溶剤ノズルを設けるように構成してもよい。
【００１５】
この場合マスク部材に供給された溶剤及び溶解した塗布膜の成分（溶解成分）を吸引するための第１の吸引機構を設けることが好ましく、更にケース体の底面にこぼれ落ちた溶剤及び溶解成分を吸引する第２の吸引機構を設けることが好ましい。このようにすれば、マスク部材に付着した塗布液の確実な除去を行うことが可能となる。
【００１６】
また、洗浄手段は、マスクユニットとは別個に設けられると共にマスク部材に溶剤を吐出して塗布膜を溶解させるための溶剤ノズルを含む構成としてもよい。例えば塗布液ノズルと共に移動するように溶剤ノズルを組み合わせた構成とすることができる。なお溶剤ノズルには、超音波を印加する超音波振動子を設けるように構成してもよい。
【００１７】
更に本発明の塗布膜形成装置は、マスク部材の表面に溶剤を、膜状の流れを形成するように供給する溶剤供給部と、マスク部材の表面に吸引孔が形成され、この吸引孔から溶剤及び溶解した塗布膜の成分を吸引する第３の吸引機構と、を備えた構成としてもよい。
【００１８】
またマスク部材における少なくとも塗布液ノズルの移動領域と対向する部位を、塗布液を吸収する吸収体（洗浄手段）により構成してもよい。この構成は基板の塗布膜形成領域に対応し、基板の周縁部全体を覆うマスク部材に対して好適である。この場合、吸収体に吸収された塗布液を吸引する第４の吸引手段を備える構成とすることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、夫々本発明の実施の形態である塗布膜形成装置について示す概略断面図及び概略平面図である。基板であるウエハＷは基板保持部２１により略水平に保持されており、この基板保持部２１はウエハＷを受け渡す際に、昇降機構２２により例えば図示しない搬送アームと基板保持部２１との間で昇降できる構成となっている。基板保持部２１及び昇降機構２２は、トレイ状の液受け２３と一体に構成されており、この液受け２３はその表面がウエハＷ裏面と対向し、且つ溶剤例えばシンナー溶液を貯留するための凹部２３ａが形成されている。この溶剤は一部が蒸発し、ウエハＷ周辺を所定濃度の溶剤雰囲気に保つように凹部２３ａ内にて温度制御されている。
【００２０】
液受け２３の周囲は、上面のみ開口した筐体２４と当該筐体２４の上端より僅かに下方位置にて開口部位を塞ぐ蓋体２５とにより囲われており、蓋体２５には、後述する塗布液ノズル３内の塗布液の液温を調整するための図示しない温度調節手段が設けられている。筐体２４の内側底面には例えば２本のＹ方向に伸びるレール２６が配設されており、また当該底面近傍には筐体２４の対向する側面を貫通し且つ前記レール２６と平行してボールねじ２７が設けられている。液受け２３の下端に設けられるナット部２３ｂはボールねじ２７と螺合しており、モータ２８がボールねじ２７を回転させることで液受け２３はレール２６にガイドされてＹ方向へ移動する構成となっている。また、基板保持部２１は振動発生部２９と接続されており、後述する塗布液ノズル３によりウエハＷ表面に線状に供給された塗布液に振動を与えて、平坦な塗布膜形成を可能とする構成となっている。
【００２１】
次に基板保持部２１の上方側についての説明を行なう。筐体２４の上端近傍には、Ｘ方向に延びるガイド部材３１が架設されており、このガイド部材３１にはウエハＷへ塗布液の供給を行なう塗布液ノズル３がガイドされるように設けられている。ガイド部材３１は内部にボールねじ３２を有しており、例えば筐体２４の外壁に設けられるモータ３３によりボールねじ３２を回転させることで、塗布液ノズル３がＸ方向に移動する構造となっている。
【００２２】
塗布液ノズル３の下端にはウエハＷと対向するように例えば口径が１０μｍ〜２００μｍの吐出孔３ａが形成されている。前記蓋体２５には塗布液ノズル３の移動領域にスリット状の開口部３４が形成されており、塗布液ノズル３は前記開口部３４内を通して吐出孔３ａが蓋体２５の下方側を移動するように構成されている。
【００２３】
また塗布液ノズル３には、液供給部３５から塗布液であるレジスト液及びレジスト液の揮発を防ぐための溶剤例えばシンナー溶液が、共に液温及び供給量等の調整が行なわれて供給される構成となっており、例えば塗布液ノズル３内の図示しない二重管の内管からレジスト液、外管からミスト状のシンナー溶液が夫々吐出孔３ａへ送出され、いわばレジスト液の周囲を溶剤のミストが囲うようにして同時にウエハＷへ供給される。
【００２４】
ここで、モータ３３、ボールねじ３２、ガイド部材３１等が特許請求の範囲でいうＸ方向駆動部に相当し、同様にモータ２８、ボールねじ２７、ナット部２３ｂ、レール２６等がＹ方向駆動部に相当する。これらの駆動力により塗布液ノズル３がＸ方向に移動すると共にこれと対向するウエハＷをＹ方向に移動させ、塗布液ノズル３及びウエハＷの相対的なＸＹ方向への移動が可能とされている。
【００２５】
次にウエハＷの側方側に設けられるマスクユニット４の構成について図３〜図６を参照しながら説明する。マスクユニット４はＸ方向に対向する一組のマスクユニット４Ａ，４Ｂからなり、各々は同一形状であることから、ここでは特に記載の必要がない限りマスクユニット４として説明を行なうこととする。マスクユニット４は塗布液ノズル３からウエハＷの塗布膜形成領域以外に供給されるレジスト液を受け止めるためのマスク部材４１と、このマスク部材４１が収納されるようにウエハＷ側（以後マスクユニット４に関してはこの方向を前方とする）の側面が開口した角筒状のケース体５とを備えており、マスク部材４１は、ケース体５の背面の孔部５１を介してこのケース体５内へと挿入される中空の支持部６により水平に支持されている。
【００２６】
マスク部材４１は、この例では前記レジスト液が流れやすいように表面が僅かに後方側に傾斜した液受け板４２と、この液受け板４２の側方及び後方を囲う側壁４３とを備えるトレイ状の部材として構成されている。この側壁４３の後方側は図６に示すように後方に向かうにつれて幅狭となるように構成されており、その後端部には前記支持部６が接続されている。支持部６はマスク部材４１を支持すると共に排気排液のためのドレイン管としての機能も有している。
【００２７】
液受け板４２は塗布液ノズル３の吐出孔３ａとウエハＷ表面との間の高さレベルとなるように位置決めされ、またその材質は後述する洗浄液例えば溶剤であるシンナーがその表面を広がることで洗浄効果を高められるように、親水性部材例えばポリプロピレンが用いられる。
【００２８】
支持部６の下流側は、筐体２４の側壁を通り、例えば当該側壁外側に設けられる軸受け６１及び進退手段６２を介して気液分離装置６３へと連通している。進退手段６２は例えば図３に示すように、ボールねじ機構６４が用いられ、モータ６４ａによりボールねじ６４ｂを回転し、これと螺合しているナット部６５が図示しないガイドにガイドされながら支持部６をＸ方向に進退させる構成となっている。また、支持部６の進退手段６２から気液分離装置６３へと至る部位は例えばフレキシブルチューブにより構成されており、支持部６の進退手段６２上流側の部位の進退に下流側が対応できる構成となっている。
【００２９】
気液分離装置６３の下流側にはバルブＶ１を介して吸引ポンプＰ１が接続されており、バルブＶ１と接続する排気制御部６６により当該バルブＶ１の開閉を制御して吸引のタイミングや吸引力などの制御を行なえる構成とされている。
【００３０】
次にケース体５について図４及び図５を参照しながら説明を行なうと、ケース体５は前記支持部６が後退したときにマスク部材４１を収納できる大きさに構成されており、天井部にはマスク部材４１を収納した際に液受け板４２の表面に溶剤例えばシンナー溶液を供給し、レジスト液の溶解を行なう洗浄手段である溶剤ノズル５２が設けられている。溶剤ノズル５２は例えば前後に２列複数箇所（図では便宜上８箇所）に配列されている。これらの溶剤ノズル５２は例えば斜め後方に溶剤を吐出するように構成されているが、ここで前列を５２ａ、後列を５２ｂとすると溶剤ノズル５２ａは液受け板４２の先端部位へ、また溶剤ノズル５２ｂは液受け板４２の中央部位へと夫々シンナー溶液の供給を行うように位置決めされている。
【００３１】
一方、ケース体５の後方側底面にはドレイン管５３が接続されている。ドレイン管５３は図１に示すように筐体２４を貫通して気液分離装置５４へと連通し、気液分離装置５４の下流側にはバルブＶ２を介してポンプＰ２が設けられている。このドレイン管５３は洗浄時においてマスク部材４１の例えば先端部位からケース体５の底面へと零れ落ちたシンナー溶液や溶解成分を吸引するものであり、その吸引圧力等の調整は前記排気制御部６６にて制御が行われる。
【００３２】
本実施の形態においてこれまで説明してきた駆動部位、例えばモータ２８、モータ３３、モータ６４ａ等は駆動制御部６７と接続されており、この駆動制御部６７はウエハＷのＹ方向の位置に応じて、所定量のストロークでマスクユニット４Ａ、４Ｂの各マスク部材４１を連動して進退する機能などを備えている。
【００３３】
なお特許請求の範囲における第１の吸引機構は、本実施の形態における支持部６、気液分離装置６３及びポンプＰ１に、また第２の吸引機構は同じくドレイン管５３、気液分離装置５６及びポンプＰ２に夫々相当する。
【００３４】
次に、上述してきた本実施の形態における作用について説明する。先ず、蓋体２５のないロードエリアに基板保持部２１を位置させ、この基板保持部２１を上昇させて図示しない搬送アームからウエハＷを受け取る。そして例えばウエハＷのＹ方向における先端部が塗布液ノズル３がＸ方向に移動する領域の下方側に位置するように液受け２３をＹ方向に移動させ、次いで塗布液ノズル３をＸ方向に移動させると共にウエハＷを間欠的に図２の矢印Ａ方向に移動させて、レジスト液の塗布を行なう。
【００３５】
このレジスト液の供給について図３を参照しながら詳述すると、既述のように塗布液ノズル３がレジスト液をウエハＷ表面に微細な線状で吐出しながらＸ方向に往復移動させる。ウエハＷ表面の集積回路形成領域即ち塗布膜形成領域Ｗ１は外縁が段状に形成されており、従って塗布液ノズル３は、この塗布膜形成領域Ｗ１のＸ方向幅に応じた距離だけ移動すると共に、塗布膜形成領域Ｗ１の外側にて折り返す。そして塗布液ノズル３が塗布膜形成領域Ｗ１に塗布液を吐出しているとき、ウエハＷは停止しているが、当該塗布液ノズル３がマスク部材４１の液受け板４２上方にて折り返す間に、液受け２３と共にウエハＷがＹ方向（ここでは矢印の方向）へと間欠的に移動し、次の領域の塗布に備える。塗布液ノズル３は折り返した後、塗布液を吐出しながら逆方向に移動する。この動作を連続することでレジスト液がいわば一筆書きの要領でウエハＷの塗布膜形成領域Ｗ１全域に塗布される。
【００３６】
ここで、レジスト液の塗布工程におけるマスクユニット４の作用について説明する。塗布液ノズル３によるレジスト液供給時には、図６(ａ)に示すようにマスク部材４１の先端は、塗布膜形成領域Ｗ１の外縁よりも少し外側に外れた位置にて置かれる。これは、塗布膜形成領域Ｗ１の外縁を通過してそのまま少し外側までレジスト液を塗布することにより塗布膜形成領域Ｗ１における外縁付近の膜厚の均一性を確保するためである。従ってレジスト液はウエハＷ上の塗布膜形成領域Ｗ１の少し外側まで塗布された後、マスク部材４１の表面に塗布される。そして既述のようにウエハＷ表面の塗布膜形成領域Ｗ１の外縁は例えば段状に形成されているため、塗布液ノズル３が塗布しようとする塗布膜形成領域Ｗ１の幅に応じた位置にマスク部材４１が位置するように進退制御がなされる。
【００３７】
このような実施の形態において、例えば図３におけるａ１とａ２のように連続する塗布液が形成する線と線との間に僅かな隙間が生じる場合には、塗布膜形成領域Ｗ１全域へのレジスト液の供給が終了した後、例えば振動発生部２９により基板保持部２１に振動を与えて当該レジスト膜の膜厚を均一化する。そしてウエハＷはロード、アンロード位置へ移動し、その位置から搬出される。
【００３８】
このようにしてウエハＷへのレジスト膜の形成工程が行われるが、所定のタイミングで例えばウエハＷを１枚塗布した後あるいは２枚以上塗布した後、マスク部材４１が後退してケース体５内へと収納され、マスク部材４１の洗浄が行なわれる。即ち溶剤ノズル５２から吐出されるシンナー溶液は、マスク部材４１表面に付着したレジスト膜を溶解する。シンナー溶液及び当該シンナー溶液により溶解されたレジスト膜の溶解成分は、溶剤ノズル５２から吐出されるシンナー溶液の吐出力及び液受け板４２に形成された傾斜による効果が相まって液受け板４２の後方側へと押し流され、支持部６内の中空部へと流れていく。このとき支持部６では下流側への吸引が行われており、この吸引力により当該液受け板４２後端部近傍に集まった前記シンナー溶液及び溶解成分が確実に下流側へ回収されることとなる。
【００３９】
ここで、溶剤ノズル５２ａから吐出されたシンナー溶液はマスク部材４１の先端に形成されたレジスト膜を溶解するが、当該シンナー溶液及び溶解成分の一部、特に当該先端の垂直部位に吐出されたシンナー溶液とその溶解成分はマスク部材４１の先端部位から下方側へと流れていく。これらの液は、ケース体５の傾斜した底面を伝って後方側へと流れ、ドレイン管５３内へと回収される。なお、シンナー溶液の吐出量及び洗浄時間は図示しない制御部により例えば塗布液ノズル３から供給されるレジスト液の流量に応じた設定がなされる。
【００４０】
これまで述べてきたように、本実施の形態に係る塗布膜形成装置によれば以下のような効果を有する。即ち、塗布液ノズル３によりいわば一筆書きの要領でレジスト液をウエハＷ上に塗布しているため、スピンコーティング法に比べてレジスト液の歩留まりを飛躍的に向上させることができると共に、ウエハＷの回転による空気の乱流の発生といったことも起こらないので膜厚の均一性が高いなどの効果がある。またマスク部材４１によりウエハＷの周縁部にレジスト液が塗布されないようにしているため、レジスト膜のウエハＷ周縁部からの膜剥れを防止できると共に、ウエハＷの裏面側が汚れることもないので、搬送アームなどを汚すおそれもない。
【００４１】
そしてマスクユニット４（４Ａ，４Ｂ）に溶剤ノズル５２を設け、マスク部材４１に付着したレジスト膜を溶剤ノズル５２からの溶剤により溶解させ、溶剤及び溶解成分を支持部６及びドレイン管５３を介して吸引排出するようにしているため、マスク部材４１に付着したレジスト膜の膜剥れによるパーティクルの発生を抑えることができる。そしてマスクユニット４に溶剤ノズル５２及び支持部６、ドレイン管５３等からなる洗浄手段を設けているため、洗浄部を別途設けなくて済み、省スペース化が図れて装置の大型化を抑えることができると共に、マスクユニット４を塗布膜形成装置から取り外して洗浄し、その後塗布膜形成装置に装着するといった手間を省くことができるので、洗浄作業が容易である。
【００４２】
なお、本実施の形態におけるマスク部材４１の洗浄は、当該マスク部材４１を前後に動かしながら溶剤を吐出して行うようにしてもよいし、溶剤ノズル５２からシンナー溶液を泡状に吐出するようにしてもよく、更にまた溶剤に超音波を印加する超音波振動子を設けて溶剤の吐出を行うようにしてもよく、これらの方法を既述の実施の形態に組み合わせることでマスク部材４１表面に形成されるレジスト膜をより確実に除去することができる。
【００４３】
また本実施の形態においては、洗浄後のマスク部材４１を乾燥するためのパージガス供給用のガスノズル（乾燥用のガス供給部）をケース体５に設けてもよい。その構成は例えば溶剤ノズル５２と別個にガスノズルを配列するようにしてもよいし、一部の溶剤ノズル５２例えば溶剤ノズル５２ａをガスノズルと兼用するノズルとするように構成してもよい。図７はこのような実施の形態を示す説明図であり、溶剤供給源７１からバルブＶ３を介して溶剤ノズル５２ａへ供給管７２が、同じくバルブＶ４を介して溶剤ノズル５２ｂへは供給管７３が夫々配管されており、この供給管７２のバルブＶ３から溶剤ノズル５２ａに至る途中の部位には乾燥用のガス供給部である窒素（Ｎ2）ガス供給源７４からバルブＶ５を介して供給管７５が接続されている。
【００４４】
このような構成によれば、バルブＶ３，Ｖ４を開き、バルブＶ５を閉じた状態で溶剤ノズル５２ａ，５２ｂからマスク部材４１へ例えばシンナー溶液を供給して塗布膜の溶解を行い、しかる後バルブＶ３，Ｖ４を閉じると共にバルブＶ５を開いて溶剤ノズル５ａからマスク部材４１へ窒素ガスを供給して当該マスク部材４１の乾燥を行なうことができ、マスク部材４１の洗浄工程に要する時間が短縮する。
【００４５】
更にまた、本実施の形態におけるマスク部材４１の洗浄工程は図８に示すように、マスク部材４１上方に当該マスク部材４１の汚染度を検出するための例えばＣＣＤカメラ７６を設け、これを例えば装置外部に設けられる制御部７７にて一定の汚染度に達したと判定した場合にアラームを発生するようにしてもよく、更にはまた、図示しない溶剤ノズル５２の制御部へ指示を出力してマスク部材４１の洗浄を自動的に開始する構成としてもよい。このように構成することで、マスク部材４１表面に形成されるレジスト膜がパーティクルが発生するほどに厚くなる前に当該レジスト膜の溶解を行うことが可能となり、その一方で必要以上のマスク部材４１の洗浄を回避できる。
【００４６】
本発明はこれまで説明してきた実施の形態（第１の実施の形態）以外の構成とすることも可能であり、以下これらについて概説する。図９は第２の実施の形態に係るマスクユニット８を示す概略斜視図、図１０は該マスクユニット８の概略断面図を用いた作用説明図である。このマスクユニット８は第１の実施の形態におけるマスクユニット同様に一対のユニットとして構成されるものであり、ここでは一方側のみを説明する。
【００４７】
８１は上面が液受けをなす液受け板であり、表面が後方側に傾斜し、その前方以外の側方は側壁８２により囲まれ、マスク部材８ａを形成する。液受け板８１の表面８１ａ及び前端面（先端の垂直部位）８１ｂは溶剤が広がりやすいように親水性部材により構成されている。マスク部材８ａの後方にはバッファー部８ｂが設けられており、溶剤供給部８ｄから供給管８ｃを介して送られる溶剤例えばシンナー溶液が一旦貯溜される。側壁８２の後方側下端部には例えば多数の孔部からなる吐出孔８３が液受け板８１の幅方向に形成されており、前方側へ前記溶剤を吐出する構成となっている。
【００４８】
一方液受け板８１の表面８１ａの前端部には多数の吸引孔８４が幅方向に形成されると共に、前記前端面８１ｂには幅方向にスリット状の開口部８５が形成されている。吸引孔８４及び開口部８５は液受け板８１内部に形成される流路８１ｃに連通しており、この流路８１ｃは後部側にてドレイン管８６に接続されている。ドレイン管８６の下流側は第１の実施の形態と同様に気液分離装置８７及びポンプＰ３等が介設されている。なお図１０中８８はマスク部材８ａを進退させるための支持部材である。ここでいう吸引孔８４、開口部８５、ドレイン管８６、気液分離装置８７及びポンプＰ３は特許請求の範囲における第３の吸引機構に相当する。また、溶剤供給部８ｄ、供給管８ｃ、バッファー部８ｂ及び吐出孔８３が特許請求の範囲における洗浄手段に相当する。
【００４９】
次にこの実施の形態の作用、効果について説明すると、吐出孔８３から吐出される溶剤は前記液受け板８１の表面全体を覆うようにして広がり、膜状に流れて当該先端近傍の吸引孔８４から吸引される。この溶剤の供給は例えば塗布液ノズル３からレジスト液の吐出が行われている間連続して行なわれる。従ってマスク部材８ａにおいて、レジスト液が供給される部位に溶剤の薄膜状の流れが形成されているため、液受け板８１に吐出されたレジスト液が溶剤の流れに乗って吸引孔８４から吸引されて除去される。また前端面８１ｂは疎水性部材にて構成されており、且つ吸引手段である開口部８５が設けられているので、レジスト液が当該前端面８１ｂに付着したとしても下方側へと流れ落ち、当該開口部８５にて吸引される。従ってマスク部材８ａは常に洗浄され、その洗浄手段はマスクユニットに設けられているので、先の実施の形態と同様の効果がある。
【００５０】
図１１及び図１２は第３の実施の形態を示したものである。ノズルユニット９は溶剤ノズル９ａをマスク部材ではなく塗布液ノズル９ｂに合体させたものである。９１はマスク部材であり表面が後方側へ傾斜し、後端付近に形成される孔部９２に接続する吸引機構をなすドレイン管９３から排気排液が行えるように構成されている。ドレイン管９３の下流側には気液分離装置９４及びポンプＰ４等が介設されている。また、マスク部材９１は支持部材９６により水平支持されると共に第１及び第２の実施の形態同様に図示しない進退手段によりＸ方向に進退自在となっている。
【００５１】
そしてこのような構成においては、先ず塗布膜形成工程終了後、ノズルユニット９が図１２に示すようにマスク部材９１先端付近に移動し、溶剤例えばシンナー溶液の吐出を行なってマスク部材９１表面を洗浄を行うものである。このような構成においてもマスク部材９１を取り外して別途洗浄しなくてよいので前述の実施の形態と同様の効果がある。なおこの場合、溶剤ノズル９ａに先の実施の形態の図７の構成のように乾燥用ガスの供給源を接続し、シンナー吐出後、例えばＮ2ガスによりマスク部材９１を乾燥させるようにしてもよい。更にまた、溶剤ノズルはノズルユニット９とは別個に例えば、マスク部材９１の上方に昇降自在に設けてもよい。
【００５２】
ここで、マスク部材の形状は上記の形状に限られるものではなく、既述の図１４に示すようにウエハＷの塗布膜形成領域Ｗ１に対応する部位が開口するようにウエハＷ周縁部全体を囲うリング状のものとしてもよい。この場合例えば図１３に示すように多孔板１００の上に表面部をなす例えば多孔質ポリプロピレンよりなる吸収体１０１を積層すると共に、多孔板１００の下方側に吸引管１０２に連通する通気空間１０３を形成する構成としてもよい。この場合、吸収体１０１に吐出されたレジスト液は吸収体１０１に吸収されると共に、多孔板１００及び通気空間１０３を介して吸引管１０２より吸引排出され、従ってマスク部材の表面の清浄化が保たれる。なお吸収体１０１にレジスト液の一部が残存して汚れが溜まった場合には、交換すればよい。この例では、吸収体１０１、多孔板１００、通気空間１０３、吸引管１０２により洗浄手段が構成される。
【００５３】
マスク部材の他の例としては、図１６に示したマスク部材８００を提案できる。このマスク部材８００は図９にて説明したマスク部材８ａの一部を変更したものであり、マスク部材８ａ同様に液受けをなす液受け板８１の表面は、後方側に低くなるように傾斜している。液受け板８１の前方以外の側方は、下部側が内方に傾斜する側壁８２により囲まれており、液受け板８１の表面及び前端面、更には液受け板８１に接する側壁８２の内壁面や側壁８２の上面は、溶剤が広がりやすいように親水性部材により構成されている。液受け板８１の表面は図１７にも示したように、中央部が低くなるように傾斜させてもよい。
【００５４】
液受け板８１の中央部分には、マスク部材８００の長手方向に沿って吸引孔８０１が複数設けられている。吸引孔８０１及び開口部８５は液受け板８１内部に形成される流路８１ｃに連通しており、この流路８１ｃは記述したように後部側にてドレイン管８６（図１０参照）に接続されている。
【００５５】
マスク部材８００の側壁８２内には、既述のマスク部材８ａにおける吐出孔８３に代えて溶剤供給チューブ８０２が設けられ、側壁８２の表面には前記溶剤供給チューブ８０２に通ずる複数の吐出孔８０３が長手方向に沿って形成されている。溶剤供給チューブ８０２から供給された溶剤例えばシンナーは、吐出孔８０３から流れて側壁８２の内側表面、液受け板８１の表面を経て、吸引孔８０１から吸引され、排出される。この過程を経て、マスク部材８００の側壁８２の内側表面、液受け板８１の表面は、溶剤によってクリーニングされる。従って速乾性のある処理液やレジスト液がマスク部材８００の側壁８２の内側表面、液受け板８１の表面に付着しても、直ちにこれを洗い流すことができる。
【００５６】
次に上述の塗布膜形成装置を塗布ユニットに組み込んだ塗布・現像装置の一例の概略について図１８及び図１９を参照しながら説明する。図１８及び図１９中、１１０はウエハカセットを搬入出するための搬入出ステ−ジであり、例えば２５枚収納されたカセットＣが例えば自動搬送ロボットにより載置される。搬入出ステ−ジ１１０に臨む領域にはウエハＷの受け渡しア−ム１１１がＸ，Ｚ，Ｙ方向およびθ回転（鉛直軸回りの回転）自在に設けられている。更にこの受け渡しア−ム１１１の奥側には、例えば搬入出ステ−ジ１１０から奥を見て例えば右側には塗布・現像系のユニットＵ１（塗布ユニット１１２，現像ユニット１１３）が、左側、手前側、奥側には各々のユニットが多段に重ねられ構成された加熱・冷却系のユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ４が夫々配置されている。また、塗布ユニット１１２，現像ユニット１１３と加熱・冷却系ユニットとの間でウエハＷの受け渡しを行うための、例えば昇降自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成されたウエハ搬送ア−ムＭＡが設けられている。但し図１８では便宜上ユニットＵ２及びウエハ搬送ア−ムＭＡは描いていない。
【００５７】
塗布・現像系のユニットにおいては、例えば上段に２個の上述の現像装置を備えた供えた現像ユニット１１３が、下段に２個の塗布ユニット１１２が設けられている。例えば加熱・冷却系のユニットにおいては、加熱ユニットや冷却ユニット、疎水化処理ユニット等がユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ４の中に７段の棚状に収納配置された構造となっている。
【００５８】
塗布・現像系ユニットや加熱・冷却系ユニットを含む上述の部分をプロセスステーションブロックと呼ぶことにすると、このプロセスステーションブロックの奥側にはインタ−フェイスブロック１２０を介して露光装置１２１が接続されている。インタ−フェイスブロック１２０は例えば昇降自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成されたウエハ搬送ア−ム１２２により露光装置１２１の間でウエハＷの受け渡しを行うものである。
【００５９】
この装置のウエハの流れについて説明すると、先ず外部からウエハＷが収納されたウエハカセットＣが前記搬入出ステ−ジ１１０に搬入され、ウエハ搬送ア−ム１１１によりカセットＣ内からウエハＷが取り出され、既述の加熱・冷却ユニットＵ３の棚の一つである受け渡し台を介してウエハ搬送ア−ムＭＡに受け渡される。次いでユニットＵ３の一の棚の処理部内にて疎水化処理が行われた後、塗布ユニット１１２にてレジスト液が塗布され、レジスト膜が形成される。レジスト膜が塗布されたウエハＷは加熱ユニットで加熱された後、ユニットＵ４のインターフェースブロック１２０のウエハ搬送アーム１２２と受渡し可能な冷却ユニットに搬送され、処理後にインタ−フェイスブロック１２０，ウエハ搬送アーム１２２を介して露光装置１２１に送られ、ここでパタ−ンに対応するマスクを介して露光が行われる。露光処理後のウエハをウエハ搬送アーム１２２で受け取り、ユニットＵ４の受け渡しユニットを介してプロセスステーションブロックのウエハ搬送アームＭＡに渡す。
【００６０】
この後ウエハＷは加熱ユニットで所定温度に加熱され、しかる後冷却ユニットで所定温度に冷却され、続いて現像ユニット１１３に送られて現像処理され、レジストマスクが形成される。しかる後ウエハＷは搬入出ステ−ジ１１０上のカセットＣ内に戻される。
【００６１】
以上において本実施の形態で用いられる基板はＬＣＤ基板であってもよい。また塗布液としてはレジスト液に限らず層間絶縁材料、低誘電体材料、強誘電体材料、配線材料、有機金属材料、金属ペースト等を用いるようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、塗布液の歩留まりが高くかつ均一な塗布膜を形成することができ、しかも塗布膜形成領域以外の領域を覆うマスク部材の洗浄が容易で、装置の大型化を抑えることができる塗布膜形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である塗布膜形成装置について示す概略構成図である。
【図２】上記塗布膜形成装置の平面図である。
【図３】塗布液ノズル３及びウエハＷの相対的な移動関係を説明する斜視図である。
【図４】マスクユニット４の構成を説明するための縦断面図である。
【図５】マスクユニット４の構成を説明するための平面図である。
【図６】塗布液ノズル３によるレジスト液供給時のマスクユニット４について説明する縦断面図である。
【図７】マスク部材４１の洗浄を行う洗浄手段の構成を示す説明図である。
【図８】マスク部材４１の汚染度を観察するための構成を示す説明図である
【図９】他の実施の形態におけるマスク部材の斜視図である。
【図１０】前記他の実施の形態の作用を説明する縦断面図である。
【図１１】更に他の実施の形態におけるノズルユニットの斜視図である。
【図１２】前記更に他の実施の形態の作用を説明する縦断面図である。
【図１３】マスク部材に吸収体を設けた場合の構成を示す概略説明図である。
【図１４】スピンコーティング法を用いない塗布膜形成装置の一例を示す斜視図である。
【図１５】スピンコーティング法を用いない塗布膜形成装置の他の一例を示す斜視図である。
【図１６】図９に示したマスク部材の他の構成を表す斜視図である。
【図１７】図９に示したマスク部材の他の構成を表す縦断面図である。
【図１８】前記塗布膜形成装置を組み込んだ塗布・現像装置の一例を示す斜視図である。
【図１９】前記塗布膜形成装置を組み込んだ塗布・現像装置の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｗウエハ
２１基板保持部
２３液受け
２６レール
２７ボールねじ
３塗布液ノズル
３１ガイド部材
３４開口部
４マスクユニット
４１マスク部材
４２液受け面
５ケース体
５２，５２ａ，５２ｂ溶剤ノズル
６支持部
６２進退手段
６３気液分離装置
６４ボールねじ機構
６６排気制御部
６７駆動制御部

Claims

基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板と対向して設けられ、当該基板に塗布液を線状に吐出する細径の塗布液ノズルと、
この塗布液ノズルを、塗布液が基板の表面に吐出されながら基板の表面に沿ってＸ方向に往復移動させるＸ方向駆動部と、塗布液ノズルを基板に対してＹ方向に相対的に間欠移動させるＹ方向駆動部と、を備えた駆動機構と、
前記基板の塗布膜形成領域以外の部分を覆うようにＸ方向に互いに対向して設けられ、前記塗布液ノズルがその上方で折り返すと共に塗布液ノズルからの塗布液を受けるマスク部材を備えたマスクユニットと、
このマスクユニットに設けられ、前記マスク部材に付着した塗布膜を洗浄する洗浄手段と、を有し、
前記マスク部材は、塗布液ノズルの基板に対するＹ方向の相対移動に対応して基板に対してＹ方向に相対移動することを特徴とする塗布膜形成装置。
マスクユニットは、Ｘ方向に互いに対向する一対のマスクユニットとして設けられ、
これら一対のマスクユニットの各マスク部材は、塗布膜形成領域のＸ方向の幅に対応してＸ方向に移動すると共に、塗布液ノズルの基板に対するＹ方向の相対移動に対応して基板に対してＹ方向に相対移動するように構成されことを特徴とする請求項１記載の塗布膜形成装置。
基板は半導体ウエハであることを特徴とする請求項２記載の塗布膜形成装置。
マスク部材に供給された溶剤及び溶解した塗布膜の成分を吸引するための第１の吸引機構が洗浄手段として設けられたことを特徴とする１乃至３のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。
洗浄手段は、マスクユニットに設けられると共にマスク部材に溶剤を吐出して塗布膜を溶解させるための溶剤ノズルを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。
マスクユニットはマスク部材を囲む位置と囲まない位置との間でマスク部材に対して相対的に移動するケース体を備え、溶剤ノズルはこのケース体に設けられていることを特徴とする請求項４または５記載の塗布膜形成装置。
マスク部材からケース体の底面にこぼれ落ちた溶剤及び溶解した塗布膜の成分を吸引するための第２の吸引機構が設けられたことを特徴とする請求項６記載の塗布膜形成装置。
マスク部材に溶剤を吐出して塗布膜を溶解させるための溶剤ノズルがマスクユニットとは別個に設けられることを特徴とする請求項１乃至４
のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。
溶剤ノズルは塗布液ノズルに組み合わせて設けられたことを特徴とする請求項８記載の塗布膜形成装置。
溶剤ノズルには、溶剤に超音波を印加する超音波振動子が設けられていることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
マスクユニットには、溶剤で洗浄されたマスク部材に乾燥用のガスを供給する乾燥用のガス供給部が洗浄手段の一部として設けられていることを特徴とする請求項５、６または７に記載の塗布膜形成装置。
洗浄手段は、マスク部材の表面に溶剤を膜状の流れを形成するように供給する溶剤供給部と、マスク部材の表面に吸引孔が形成されると共にこの吸引孔から溶剤及び溶解した塗布膜の成分を吸引する第３の吸引機構と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
マスク部材における少なくとも塗布液ノズルの移動領域と対向する部位を、塗布液を吸収する吸収体により構成し、この吸収体は、洗浄手段をなすものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
洗浄手段は、吸収体に吸収された塗布液を吸引する第４の吸引手段を備えていることを特徴とする請求項１３記載の塗布膜形成装置。
マスク部材は、基板の塗布膜形成領域以外の領域全体を覆い基板の塗布膜形成領域に対応する開口を有するものであることを特徴とする請求項１２、１３または１４記載の塗布膜形成装置。