特許 6473011 スリットノズル、塗布装置、および塗布方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6473011

(24)【登録日】2019年2月1日

(45)【発行日】2019年2月20日

(54)【発明の名称】スリットノズル、塗布装置、および塗布方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/02 20060101AFI20190207BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20190207BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20190207BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20190207BHJP

【ＦＩ】

   B05C5/02

   B05C11/10

   B05D1/26 Z

   H01L21/30 564Z

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-29150(P2015-29150)

(22)【出願日】2015年2月18日

(65)【公開番号】特開2016-150311(P2016-150311A)

(43)【公開日】2016年8月22日

【審査請求日】2017年12月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】時枝 大佐

【審査官】 横島 隆裕

(56)【参考文献】

【文献】 再公表特許第２０１０／１４７１０８（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０１８８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４８５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１７０３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１３１５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１２１０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｃ ５／００−５／０４

Ｂ０５Ｄ １／００−７／２６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０−２１／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走査方向に相対的に移動する基板の被処理面に液体を塗布するスリットノズルであって、
前記走査方向に配列され、各々が前記走査方向に直交する幅方向に延びる一対のリップ部と、
前記一対のリップ部の間に設けられたスリット状の吐出口と、
を有し、
前記一対のリップ部は、前記幅方向の位置によって前記被処理面からの距離が変化する傾斜部を有し、
少なくとも前記傾斜部に、前記吐出口が設けられ、
前記傾斜部は、前記幅方向の一方側の端部へ向かうにつれて前記被処理面から遠ざかる第１傾斜部であるスリットノズル。

【請求項2】

請求項１に記載のスリットノズルであって、
前記一対のリップ部は、
前記第１傾斜部と、
前記幅方向の他方側の端部へ向かうにつれて前記被処理面から遠ざかる第２傾斜部と、
を有し、
前記第１傾斜部から前記第２傾斜部までの範囲に、前記吐出口が設けられているスリットノズル。

【請求項3】

請求項２に記載のスリットノズルであって、
前記一対のリップ部は、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部との間に、前記幅方向の位置に拘わらず前記被処理面からの距離が一定のフラット部を有するスリットノズル。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のスリットノズルであって、
前記リップ部の前記走査方向の寸法が、前記被処理面から遠ざかるにつれて大きくなるスリットノズル。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のスリットノズルであって、
一方の前記リップ部の前記被処理面からの距離と、他方の前記リップ部の前記被処理面からの距離とが、互いに相違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であって、
一方の前記リップ部の前記被処理面からの距離と、他方の前記リップ部の前記被処理面からの距離との差をｄとして、
前記傾斜部における前記ｄの値が、前記被処理面から遠ざかるにつれて大きくなるスリットノズル。

【請求項7】

請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のスリットノズルと、
前記スリットノズルに前記液体を供給する供給機構と、
前記スリットノズルと前記基板とを、前記走査方向に相対的に移動させる移動機構と、
を備える塗布装置。

【請求項8】

請求項７に記載の塗布装置であって、
前記スリットノズルから液体を吸引する吸引機構をさらに有し、
前記吸引機構は、前記スリットノズルの前記傾斜部に対応する位置に設けられた排出口に接続される塗布装置。

【請求項9】

請求項３に記載のスリットノズルを用いて前記被処理面に液体を塗布する塗布方法であって、
前記基板は、円板状であり、
前記基板の前記被処理面は、
液体の塗布が必要な略円形の有効エリアと、
前記有効エリアの外側を包囲する非有効エリアと、
を有し、
前記スリットノズルの前記フラット部の前記幅方向の長さは、前記被処理面内にとることができる前記有効エリアの外接線の長さと、略同一である塗布方法。

【請求項10】

スリットノズルを用いて基板の被処理面に液体を塗布する塗布方法であって、
ａ）前記スリットノズルと前記基板とを、走査方向に相対的に移動させる工程と、
ｂ）前記工程ａ）を実行しつつ、前記スリットノズルから液体を吐出する工程と、
を有し、
前記スリットノズルは、
前記走査方向に配列され、各々が幅方向に延びる一対のリップ部と、
前記一対のリップ部の間に設けられたスリット状の吐出口と、
を有し、
前記一対のリップ部は、前記幅方向の位置によって前記基板の前記被処理面からの距離が変化する傾斜部を有し、
少なくとも前記傾斜部に、前記吐出口が設けられており、
前記傾斜部は、前記幅方向の一方側の端部へ向かうにつれて前記被処理面から遠ざかる第１傾斜部であり、
前記工程ｂ）では、前記吐出口のうち、前記被処理面に対向する部分のみから前記液体が吐出される塗布方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の被処理面に液体を塗布するスリットノズル、当該スリットノズルを備えた塗布装置、および基板の被処理面に液体を塗布する塗布方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、太陽電池用基板などの製造工程では、スリット状の吐出口を有するいわゆるスリットノズルを用いて、基板の表面に処理液を塗布する塗布装置が使用されている。スリットノズルを用いた従来の塗布装置については、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１の装置は、ステージ上に保持された基板に対して、スリットノズルを相対的に移動させつつ、スリット状の吐出口から処理液を吐出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１１９６０７号公報

【特許文献2】特開２０１４−４１９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のように、矩形の基板を処理対象とする場合、スリットノズルを移動させながら、ほぼ基板の上面のみに処理液を塗布することができる。しかしながら、吐出幅が一定のスリットノズルを用いて、半導体ウェハなどの円板状の基板に処理液を塗布しようとすると、基板の幅方向の寸法が一定でないため、基板の外側に余分な処理液を吐出することとなる。したがって、処理液の廃棄量が多くなるという問題がある。

【0005】

この点について、特許文献２には、スリットノズルに吐出区間を任意に選択する機構を付加して、塗布膜のパターンを多種多様に制御することが、記載されている。ただし、特許文献２の方法では、スリットノズルに多数の圧電素子や、それを制御するための電気配線を設ける必要があり、スリットノズルの構造が極めて複雑となる。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、スリットノズルの構造を極端に複雑化することなく、基板の外側への液体の余分な吐出を抑制し、かつ、幅方向の寸法が一定でない基板に対して液体を塗布することができる、スリットノズル、塗布装置、および塗布方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、走査方向に相対的に移動する基板の被処理面に液体を塗布するスリットノズルであって、前記走査方向に配列され、各々が前記走査方向に直交する幅方向に延びる一対のリップ部と、前記一対のリップ部の間に設けられたスリット状の吐出口と、を有し、前記一対のリップ部は、前記幅方向の位置によって前記被処理面からの距離が変化する傾斜部を有し、少なくとも前記傾斜部に、前記吐出口が設けられ、前記傾斜部は、前記幅方向の一方側の端部へ向かうにつれて前記被処理面から遠ざかる第１傾斜部である。

【0008】

本願の第２発明は、第１発明のスリットノズルであって、前記一対のリップ部は、前記第１傾斜部と、前記幅方向の他方側の端部へ向かうにつれて前記被処理面から遠ざかる第２傾斜部と、を有し、前記第１傾斜部から前記第２傾斜部までの範囲に、前記吐出口が設けられている。

【0009】

本願の第３発明は、第２発明のスリットノズルであって、前記一対のリップ部は、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部との間に、前記幅方向の位置に拘わらず前記被処理面からの距離が一定のフラット部を有する。

【0010】

本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれか１発明のスリットノズルであって、前記リップ部の前記走査方向の寸法が、前記被処理面から遠ざかるにつれて大きくなる。

【0011】

本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれか１発明のスリットノズルであって、一方の前記リップ部の前記被処理面からの距離と、他方の前記リップ部の前記被処理面からの距離とが、互いに相違する。

【0012】

本願の第６発明は、第５発明のスリットノズルであって、一方の前記リップ部の前記被処理面からの距離と、他方の前記リップ部の前記被処理面からの距離との差をｄとして、前記傾斜部における前記ｄの値が、前記被処理面から遠ざかるにつれて大きくなる。

【0013】

本願の第７発明は、塗布装置であって、第１発明から第６発明までのいずれか１発明のスリットノズルと、前記スリットノズルに前記液体を供給する供給機構と、前記スリットノズルと前記基板とを、前記走査方向に相対的に移動させる移動機構と、を備える。

【0014】

本願の第８発明は、第７発明の塗布装置であって、前記スリットノズルから液体を吸引する吸引機構をさらに有し、前記吸引機構は、前記スリットノズルの前記傾斜部に対応する位置に設けられた排出口に接続される。

【0015】

本願の第９発明は、第３発明のスリットノズルを用いて前記被処理面に液体を塗布する塗布方法であって、前記基板は、円板状であり、前記基板の前記被処理面は、液体の塗布が必要な略円形の有効エリアと、前記有効エリアの外側を包囲する非有効エリアと、
を有し、前記スリットノズルの前記フラット部の前記幅方向の長さは、前記被処理面内にとることができる前記有効エリアの外接線の長さと、略同一である。

【0016】

本願の第１０発明は、スリットノズルを用いて基板の被処理面に液体を塗布する塗布方法であって、ａ）前記スリットノズルと前記基板とを、走査方向に相対的に移動させる工程と、ｂ）前記工程ａ）を実行しつつ、前記スリットノズルから液体を吐出する工程と、を有し、前記スリットノズルは、前記走査方向に配列され、各々が幅方向に延びる一対のリップ部と、前記一対のリップ部の間に設けられたスリット状の吐出口と、を有し、前記一対のリップ部は、前記幅方向の位置によって前記基板の前記被処理面からの距離が変化する傾斜部を有し、少なくとも前記傾斜部に、前記吐出口が設けられており、前記傾斜部は、前記幅方向の一方側の端部へ向かうにつれて前記被処理面から遠ざかる第１傾斜部であり、前記工程ｂ）では、前記吐出口のうち、前記被処理面に対向する部分のみから前記液体が吐出される。

【発明の効果】

【0017】

本願の第１発明〜第１０発明によれば、スリットノズルの傾斜部と基板の被処理面との間において、液体がメニスカスを形成することによって、液体の吐出範囲を、基板の幅方向の寸法に追従するように変化させることができる。これにより、基板の外側への液体の余分な吐出を抑制しつつ、幅方向の寸法が一定でない基板に対して液体を塗布できる。

【0018】

特に、本願の第２発明によれば、一対のリップ部の幅方向の両側に、傾斜部が設けられている。このため、塗布処理中に幅方向の両端部の位置が変化する基板（例えば、円板状の基板）に対して、液体を塗布しつつ、基板の外側への液体の余分な吐出を抑制できる。

【0019】

特に、本願の第３発明によれば、一対のリップ部の中央にフラット部を設けることで、基板の幅方向の中央付近に塗布される液体の均一性を、より高めることができる。

【0020】

特に、本願の第４発明によれば、フラット部の全体が基板の被処理面に対向する位置（フラット部が有効エリアの外接線と重なる位置）から塗布処理を開始して、有効エリアの全体に液体を塗布することができる。

【0021】

特に、本願の第５発明によれば、被処理面と対向する時間が短い部分ほど、リップ部の走査方向の寸法を大きくする。これにより、リップ部のうち、被処理面と対向していない部分において、より多くの液体を保持できる。

【0022】

特に、本願の第６発明によれば、リップ部の吐出口付近により多くの液体を保持できる。

【0023】

特に、本願の第７発明によれば、被処理面と対向する時間が短い部分ほど、リップ部の段差を大きくする。これにより、リップ部のうち、被処理面と対向していない部分において、より多くの液体を保持できる。

【0024】

特に、本願の第９発明によれば、傾斜部が被処理面に対向していないときに、吸引機構を動作させることによって、傾斜部からの液体の吐出量を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】塗布装置の斜視図である。

【図2】スリットノズルの正面図である。

【図3】スリットノズルの下面図である。

【図4】スリットノズルの側面図である。

【図5】スリットノズルに接続される配管系の構成を示した図である。

【図6】塗布処理中における基板とスリットノズルとの位置関係を概念的に示した図である。

【図7】時刻ｔ１，ｔ５における処理液の吐出状態を示した図である。

【図8】時刻ｔ２，ｔ４における処理液の吐出状態を示した図である。

【図9】時刻ｔ３における処理液の吐出状態を示した図である。

【図10】塗布処理中における吸引ポンプの出力の変化を示したグラフである。

【図11】変形例に係るスリットノズルの下面図である。

【図12】変形例に係るスリットノズルの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、説明の便宜上、塗布装置１におけるスリットノズル２０の移動方向を「走査方向」と称し、走査方向に直交する水平方向を「幅方向」と称する。

【0027】

＜１．塗布装置の構成について＞
図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置１の斜視図である。この塗布装置１は、半導体の製造工程の一部であるフォトリソグラフィ工程において、円板状の基板（例えば、半導体ウェハ等）９の上面に、レジスト液や現像液等の処理液を塗布する装置である。図１に示すように、本実施形態の塗布装置１は、ステージ１０、スリットノズル２０、ノズル保持部３０、移動機構４０、および制御部５０を有する。

【0028】

ステージ１０は、基板９を載置して保持する略直方体状の保持台である。ステージ１０は、例えば一体の石材により形成される。ステージ１０の上面は、平坦な基板保持面１１となっている。基板保持面１１には、多数の真空吸着孔（図示省略）が設けられている。基板保持面１１に基板９が載置されると、真空吸着孔の吸引力によって、基板９の下面が基板保持面１１に吸着する。これにより、ステージ１０上に基板９が水平姿勢で固定される。また、ステージ１０の内部には、複数のリフトピンが設けられている。ステージ１０から基板９を搬出するときには、基板保持面１１上に複数のリフトピンが突出する。これにより、基板保持面１１から基板９が引き離される。

【0029】

スリットノズル２０は、基板９の上面に向けて、処理液を吐出するノズルである。スリットノズル２０は、幅方向に長いノズルボディ２１を有する。ノズルボディ２１の下端部には、幅方向に延びるスリット状の吐出口２２が、設けられている。吐出口２２は、ステージ１０上に載置された基板９の上面に向けられている。後述する供給機構７０（図５参照）からノズルボディ２１内に処理液が供給されると、スリットノズル２０の吐出口２２から、被処理面である基板９の上面へ向けて、処理液が吐出される。

【0030】

ノズル保持部３０は、スリットノズル２０を基板保持面１１の上方に保持するための機構である。ノズル保持部３０は、幅方向に延びる架橋部３１と、架橋部３１の両端を支持する一対の柱状の支持部３２とを有する。スリットノズル２０は、架橋部３１の下面に取り付けられている。また、各支持部３２は、架橋部３１の端部の高さを調節する昇降機構３３を有する。左右の昇降機構３３を動作させると、架橋部３１とともにスリットノズル２０の高さおよび姿勢が調節される。

【0031】

移動機構４０は、スリットノズル２０を走査方向に移動させるための機構である。移動機構４０は、一対の走行レール４１と、一対のリニアモータ４２とを有する。一対の走行レール４１は、ステージ１０の左右の側部付近において、走査方向に延びている。走行レール４１は、一対の支持部３２をそれぞれ支持しながら、各支持部３２の下端部を走査方向に案内する。すなわち、一対の走行レール４１は、一対の支持部３２の移動方向を走査方向に規制するリニアガイドとして機能する。

【0032】

リニアモータ４２は、ステージ１０に固定された固定子４２１と、支持部３２に固定された移動子４２２とを有する。固定子４２１は、ステージ１０の左右の側縁部に沿って、走査方向に延びている。塗布装置１の稼働時には、固定子４２１と移動子４２２との間に磁気的吸引力または磁気的反発力が生じる。これにより、移動子４２２、ノズル保持部３０、およびスリットノズル２０が、一体として走査方向に移動する。

【0033】

制御部５０は、塗布装置１内の各部を動作制御するための手段である。図１中に概念的に示したように、制御部５０は、ＣＰＵ等の演算処理部５１、ＲＡＭ等のメモリ５２、およびハードディスクドライブ等の記憶部５３を有するコンピュータにより構成されている。制御部５０は、上述したリフトピン、昇降機構３３、リニアモータ４２等の塗布装置１内の各部と、それぞれ電気的に接続されている。また、制御部５０は、後述する供給ポンプ７３および吸引ポンプ８２とも、電気的に接続されている。制御部５０は、記憶部５３に記憶されたコンピュータプログラムやデータを、メモリ５２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムおよびデータに基づいて、演算処理部５１が演算処理を行うことにより、塗布装置１内の各部を動作制御する。これにより、基板９に対する塗布処理が進行する。

【0034】

＜２．スリットノズルの構造について＞
次に、スリットノズル２０のより詳細な構造について、説明する。図２は、スリットノズル２０の正面図（走査方向の前方から見た図）である。図３は、スリットノズル２０の下面図である。図４は、スリットノズル２０の側面図（幅方向の一方から見た図）である。

【0035】

図２〜図４に示すように、スリットノズル２０のノズルボディ２１は、一対のノズル部材６１と、一対のサイドプレート６２とを有する。ノズル部材６１およびサイドプレート６２の材料には、例えば、アルミニウム等の金属が用いられる。一対のノズル部材６１を互いに固定するとともに、その幅方向の両端部に一対のサイドプレート６２を取り付けると、内部に処理液の流路を有するノズルボディ２１が形成される。

【0036】

ノズルボディ２１の下端部には、一対のリップ部６３が設けられている。一対のリップ部６３は、走査方向に配列されるとともに、各々がノズル部材６１の下面に沿って、幅方向に延びている。また、各リップ部６３は、下方へ向かうにつれて走査方向の寸法が短くなるように収束している。吐出口２２は、前方のリップ部６３の下端部と、後方のリップ部６３の下端部との間に、スリット状に開口している。

【0037】

また、図２および図３に示すように、一対のリップ部６３は、幅方向中央に位置するフラット部６３０と、フラット部６３０の幅方向一方側に位置する第１傾斜部６３１と、フラット部６３０の幅方向他方側に位置する第２傾斜部６３２と、を有する。

【0038】

フラット部６３０においては、各リップ部６３の下面の高さ（すなわち、各リップ部６３の下面の被処理面９０からの距離ｈ）が、幅方向の位置に拘わらず一定となっている。第１傾斜部６３１においては、各リップ部６３の下面の高さが、幅方向の一方側へ向かうにつれて高くなっている。すなわち、第１傾斜部６３１においては、各リップ部６３の下面が、幅方向の一方側の端部へ向かうにつれて、被処理面９０から遠ざかっている。第２傾斜部６３２においては、各リップ部６３の下面の高さが、幅方向の他方側へ向かうにつれて高くなっている。すなわち、第２傾斜部６３２においては、各リップ部６３の下面が、幅方向の他方側の端部へ向かうにつれて、被処理面９０から遠ざかっている。吐出口２２は、第１傾斜部６３１、フラット部６３０、および第２傾斜部６３２の全体に亘って形成されている。

【0039】

なお、本実施形態では、円板状の基板９を処理対象としているため、フラット部６３０、第１傾斜部６３１、および第２傾斜部６３２の形状が、スリットノズル２０の幅方向中央を基準として、左右対称となっている。

【0040】

＜３．スリットノズルに接続される配管系の構成について＞
続いて、スリットノズル２０への処理液の供給およびスリットノズル２０からの処理液の排出に関わる配管系の構成について、説明する。図５は、スリットノズル２０に接続される配管系の構成を示した図である。図５に示すように、本実施形態の塗布装置１は、供給機構７０と排出機構８０とを有する。

【0041】

供給機構７０は、スリットノズル２０に処理液を供給するための機構である。供給機構７０は、処理液供給源７１、供給配管７２、および供給ポンプ７３を有する。処理液供給源７１には、基板９の被処理面９０に塗布すべきレジスト液や現像液などの処理液が貯留されている。供給配管７２の上流側の端部は、処理液供給源７１に接続されている。一方、供給配管７２の下流側の端部は、２本に分岐して、スリットノズル２０の幅方向の両端部に設けられた２つの供給口２３に、それぞれ接続されている。また、供給配管７２の経路上には、供給ポンプ７３が設けられている。

【0042】

供給ポンプ７３を動作させると、処理液供給源７１に貯留された処理液が、供給配管７２へ流れ出す。そして、供給配管７２内に、処理液供給源７１からスリットノズル２０へ向かう液流が形成される。処理液は、スリットノズル２０の一対の供給口２３からスリットノズル２０内の流路へ、供給される。そして、スリットノズル２０内の処理液が、スリットノズル２０の吐出口２２から下方へ向けて吐出される。

【0043】

排出機構８０は、スリットノズル２０へ供給された処理液の一部を、外部へ排出するための機構である。本実施形態のスリットノズル２０の上面には、２つの排出口２４が設けられている。２つの排出口２４は、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２の上方に、それぞれ配置されている。排出機構８０は、排出配管８１と吸引ポンプ８２とを有する。排出配管８１の上流側の端部は、２本に分岐して、スリットノズル２０の２つの排出口２４に、それぞれ接続されている。また、排出配管８１の経路上には、吸引ポンプ８２が設けられている。

【0044】

吸引ポンプ８２を動作させると、スリットノズル２０内に貯留された処理液のうち、特に第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２に近い領域に貯留された処理液が、２つの排出口２４から排出配管８１へ吸引される。そして、吸引された処理液は、排出配管８１を通って塗布装置１の外部へ排出される。その後、排出された処理液は、廃棄処理されるか、あるいは、再生処理された後に処理液供給源７１に再び供給される。

【0045】

なお、スリットノズル２０における排出口２４の位置は、必ずしも第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２の真上でなくてもよい。例えば、スリットノズル２０の前面や背面のうち、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２に近い部分に、排出口２４が設けられていてもよい。すなわち、２つの排出口２４は、スリットノズル２０の第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２に対応する幅方向の位置に、設けられていればよい。

【0046】

図５中に破線で示したように、供給ポンプ７３および吸引ポンプ８２は、それぞれ制御部５０と電気的に接続されている。基板９に対して塗布処理を行うときには、制御部５０が、予め設定されたコンピュータプログラムまたは外部からの指示に基づき、これらのポンプ７３，８２を動作制御する。これにより、スリットノズル２０へ処理液を供給する処理と、スリットノズル２０から一部の処理液を排出する処理とが、実行される。

【0047】

＜４．塗布処理について＞
続いて、上記の塗布装置１を用いて円板状の基板９に処理液Ｆを塗布するときの動作について、説明する。図６は、塗布処理中における基板９とスリットノズル２０との位置関係を、概念的に示した図である。図６では、処理液Ｆの吐出を開始する時刻ｔ１から処理液Ｆの吐出を終了する時刻ｔ５までの各時刻ｔ１〜ｔ５のうち、３つの時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５におけるスリットノズル２０の位置が、二点鎖線で示されている。また、図７は、時刻ｔ１，ｔ５における処理液Ｆの吐出状態を示した図である。図８は、時刻ｔ２，ｔ４における処理液Ｆの吐出状態を示した図である。図９は、時刻ｔ３における処理液Ｆの吐出状態を示した図である。

【0048】

図６に示すように、本実施形態では、基板９の被処理面９０に、有効エリア９１と非有効エリア９２とが設定されている。有効エリア９１は、半導体のデバイスパターンが形成される略円形の領域である。したがって、少なくとも有効エリア９１には、処理液Ｆの塗布が必要となる。非有効エリア９２は、有効エリア９１の外側を包囲する環状の領域である。非有効エリア９２には、デバイスパターンが形成されないため、処理液Ｆの塗布は必須ではない。

【0049】

塗布処理を行うときには、まず、制御部５０が移動機構４０を動作させて、スリットノズル２０を、図６中の位置Ｌ１に配置する。位置Ｌ１は、スリットノズル２０の吐出口２２が、有効エリア９１の外接線と重なる位置とする。本実施形態では、スリットノズル２０のフラット部６３０の幅方向の長さｗが、基板９の被処理面９０内にとることができる有効エリア９１の外接線の長さと、略同一となっている。このため、スリットノズル２０を位置Ｌ１に配置すると、フラット部６３０の略全体が、基板９の被処理面９０に対向し、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２の略全体が、基板９の外側に位置することとなる。

【0050】

次に、制御部５０は、時刻ｔ１において、供給ポンプ７３および吸引ポンプ８２の動作を開始させる。これにより、スリットノズル２０からの処理液Ｆの吐出が開始される。この時刻ｔ１では、図７のように、スリットノズル２０のリップ部６３のうち、フラット部６３０のみが被処理面９０と対向している。このため、フラット部６３０と被処理面９０との間の隙間は、吐出された処理液Ｆで満たされる。被処理面９０の幅方向の両端部付近においては、処理液Ｆが表面張力によってメニスカスを形成する。これにより、処理液Ｆが基板９の外側へはみ出すことが抑制される。また、図７のように、時刻ｔ１の時点では、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２の下面に、吐出口２２から滲み出た処理液Ｆが、表面張力によって保持される。

【0051】

制御部５０は、時刻ｔ１から移動機構４０を動作させて、スリットノズル２０を走査方向に移動させる。そうすると、スリットノズル２０の吐出口２２が、基板９の被処理面９０に沿って、走査方向に移動する。時刻ｔ１〜ｔ３の間では、図７→図８→図９のように、吐出口２２と対向する基板９の幅方向の寸法が、徐々に拡大する。その間、被処理面９０の幅方向の両端部付近においては、処理液Ｆの界面がメニスカスの状態を維持する。その結果、吐出口２２からの処理液Ｆの幅方向の吐出範囲も、徐々に広くなる。

【0052】

時刻ｔ３になると、基板９の最も幅方向の寸法が大きい部分と対向する位置Ｌ２に、スリットノズル２０が配置される。図６に示すように、本実施形態では、スリットノズル２０の吐出口２２の幅方向の長さｗ２が、基板９の被処理面９０の直径と、略同一となっている。このため、スリットノズル２０を位置Ｌ２に配置すると、吐出口２２の略全体が、基板９の被処理面９０に対向する。したがって、吐出口２２の略全体から処理液Ｆが吐出され、図９のように、リップ部６３の下面全体と被処理面９０との間の隙間が、吐出された処理液Ｆで満たされる。

【0053】

その後、制御部５０は、さらに移動機構４０を動作させて、スリットノズル２０を走査方向に移動させる。そうすると、時刻ｔ３〜ｔ５にかけて、図９→図８→図７のように、吐出口２２と対向する基板９の幅方向の寸法が、徐々に縮小する。このときも、被処理面９０の幅方向の両端部付近においては、処理液Ｆの界面がメニスカスの状態を維持する。その結果、吐出口２２からの処理液Ｆの幅方向の吐出範囲が、徐々に狭くなる。

【0054】

時刻ｔ５になると、スリットノズル２０の吐出口２２が、有効エリア９１の外接線と再び重なる位置Ｌ３に、スリットノズル２０が配置される。位置Ｌ３では、フラット部６３０の略全体が、基板９の被処理面９０に対向し、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２の略全体が、基板９の外側に位置する。したがって、図７のように、スリットノズル２０のうち、フラット部６３０の下面と被処理面９０との間の隙間のみが、吐出された処理液Ｆで満たされる状態となる。

【0055】

このように、この塗布装置１では、処理液Ｆの幅方向の吐出範囲を、基板９の幅方向の寸法に追従するように変化させることができる。このため、基板９の外側への処理液Ｆの余分な吐出を抑制しつつ、幅方向の寸法が一定でない円板状の基板９の有効エリア９１全体に、処理液Ｆを塗布することができる。

【0056】

図１０は、塗布処理中の時刻ｔ１〜ｔ５における吸引ポンプ８２の出力Ｐの変化を示したグラフである。図１０の横軸は、時刻ｔを示している。図１０の縦軸は、吸引ポンプ８２の出力Ｐを示している。上述の通り、時刻ｔ１，ｔ５では、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２の略全体が、基板９の外側に位置する。このため、時刻ｔ１，ｔ５では、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２からの処理液Ｆの吐出を抑制するために、吸引ポンプ８２を比較的高い出力Ｐ１で動作させる。一方、時刻ｔ３では、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２の略全体が、基板９の被処理面９０と対向する。このため、時刻ｔ３では、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２からの処理液Ｆの吐出を促すために、吸引ポンプ８２を比較的低い出力Ｐ２で動作させる。

【0057】

また、図１０の例では、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間は、吸引ポンプ８２の出力を徐々に低下させている。このようにすれば、スリットノズル２０からの処理液の幅方向の吐出範囲を、徐々に無理なく拡大させることができる。また、図１０の例では、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの間は、吸引ポンプ８２の出力を徐々に増加させている。このようにすれば、スリットノズル２０からの処理液の幅方向の吐出範囲を、徐々に無理なく縮小させることができる。

【0058】

＜５．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

【0059】

図１１は、一変形例に係るスリットノズル２０の下面図である。図３と図１１とを比較すると、図３の例では、一対のリップ部６３の走査方向の寸法が一定であるのに対し、図１１の例では、幅方向の位置によって、リップ部６３の走査方向の寸法が変化している。具体的には、第１傾斜部６３１では、幅方向の一方の端部へ向かうにつれて、リップ部６３の走査方向の寸法が大きくなっている。また、第２傾斜部６３２では、幅方向の他方の端部へ向かうにつれて、リップ部６３の走査方向の寸法が大きくなっている。すなわち、図１１の例では、リップ部６３の下面の幅方向の寸法が、基板９の被処理面９０から遠ざかるにつれて、大きくなっている。

【0060】

このようにすれば、被処理面９０と対向する時間が短い部分ほど、リップ部６３の幅方向の寸法が大きくなる。したがって、リップ部６３のうち、被処理面９０と対向していない部分において、より多くの処理液をリップ部６３に付着させて保持することができる。これにより、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２からの処理液の不要な滴下を抑制できる。

【0061】

図１２は、他の変形例に係るスリットノズル２０の側面図である。図４と図１２とを比較すると、図４の例では、一対のリップ部６３の下端面が、同一の高さに配置されているのに対し、図１２の例では、一対のリップ部６３の下端面の高さが、互いに相違する。すなわち、一方のリップ部６３の被処理面９０からの距離と、他方のリップ部６３の被処理面からの距離とが、互いに相違する。このようにすれば、これらのリップ部６３の下端部の間に位置する吐出口２２の付近に、表面張力で、より多くの処理液Ｆを保持することができる。

【0062】

特に、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２では、基板９と対向していないときに、処理液Ｆを保持する必要がある。第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２において、図１２のように、リップ部６３の下端面の高さを相違させれば、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２からの処理液の不要な滴下を、より抑制できる。

【0063】

また、図１２に示すように、一対のリップ部６３の下端面の高さの差（一方のリップ部６３の被処理面９０からの距離と、他方のリップ部６３の被処理面９０からの距離との差）をｄとすると、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２におけるｄの値は、幅方向の端部へ向かうにつれて（被処理面９０から遠ざかるにつれて）、大きくすることが好ましい。そうすれば、被処理面９０と対向する時間が短い部分ほど、リップ部６３の段差が大きくなる。したがって、リップ部６３のうち、被処理面９０と対向していない部分において、より多くの処理液を保持することができる。これにより、第１傾斜部６３１および第２傾斜部６３２からの処理液の不要な滴下を、さらに抑制できる。

【0064】

また、上記の実施形態では、スリットノズル２０の第１傾斜部６３１と第２傾斜部６３２との間に、フラット部６３０が設けられていた。しかしながら、フラット部６３０が省略されていてもよい。例えば、基板９の上面の端から端まで処理液を塗布する必要がある場合には、第１傾斜部６３１と第２傾斜部６３２とが直接隣接していてもよい。その場合、第１傾斜部６３１と第２傾斜部６３２とに亘って、吐出口２２が設けられていればよい。ただし、上記の実施形態のように、リップ部６３の中央にフラット部６３０を設ければ、基板９の幅方向の中央付近において、均一に処理液を塗布しやすい点で好ましい。

【0065】

また、上記の実施形態では、円板状の基板９を処理対象としていた。しかしながら、本発明のスリットノズルは、円板以外の形状の基板を処理対象とするものであってもよい。例えば、矩形の基板を対角線方向に相対移動させながら、処理液を塗布するものであってもよい。一対のリップ部は、基板の形状に応じて、塗布処理中に基板の幅方向の位置が変化する範囲に、傾斜部を有していればよい。上記の実施形態では、左右の２箇所に傾斜部６３１，６３２が設けられていたが、基板の形状によっては、１箇所だけに傾斜部が設けられていてもよい。

【0066】

また、上記の実施形態では、水平に配置された基板に対して処理液を塗布していた。しかしながら、本発明のスリットノズルは、水平から傾いた姿勢で配置される基板に対して、処理液を塗布するものであってもよい。

【0067】

また、上記の実施形態では、ステージ１０上において静止した基板９に対して、スリットノズル２０を移動させつつ、処理液を塗布していた。しかしながら、スリットノズルの位置を固定し、それに対して基板を移動させながら、処理液を塗布してもよい。すなわち、本発明のスリットノズルは、走査方向に相対的に移動する基板の被処理面に対して、塗布処理を行うものであればよい。また、本発明のスリットノズルは、レジスト液や現像液以外の液体を吐出するものであってもよい。

【0068】

また、上記の実施形態では、半導体ウェハを処理対象としていたが、本発明のスリットノズル、塗布装置、および塗布方法は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルタ用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板などの他の精密電子装置用基板を、処理対象とするものであってもよい。

【0069】

また、スリットノズルの細部や、塗布装置の構成については、本願の各図に示された構成と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１ 塗布装置
９ 基板
１０ ステージ
１１ 基板保持面
２０ スリットノズル
２１ ノズルボディ
２２ 吐出口
２３ 供給口
２４ 排出口
３０ ノズル保持部
３１ 架橋部
３２ 支持部
３３ 昇降機構
４０ 移動機構
４１ 走行レール
４２ リニアモータ
５０ 制御部
６１ ノズル部材
６２ サイドプレート
６３ リップ部
７０ 供給機構
７１ 処理液供給源
７２ 供給配管
７３ 供給ポンプ
８０ 排出機構
８１ 排出配管
８２ 吸引ポンプ
９０ 被処理面
９１ 有効エリア
９２ 非有効エリア
６３０ フラット部
６３１ 第１傾斜部
６３２ 第２傾斜部
Ｆ 処理液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】