JP2008068224A - スリットノズル、基板処理装置、および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に形成される薄膜の両端部付近の膜厚の低下を防止し、かつ、大型の基板にも対応することができるスリットノズル、基板処理装置、および基板処理方法を提供する。
【解決手段】スリットノズル４２は、内部に形成された吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の側面が、吐出口７４に向かって収束するような傾斜面となっている。このため、吐出口７４から吐出されるレジスト液の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近における吐出圧が向上し、基板２上に形成されるレジスト膜の膜厚が均一化される。また、ノズル本体部７１の端面にサイドプレート７２を取り付けて吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の側縁を構成するため、処理対象の基板２が大型化した場合であっても、吐出流路７３の傾斜面を容易に構成することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＬＣＤ（液晶表示装置）用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板などのＦＤＰ（フラットパネルディスプレイ）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、プリント基板、半導体基板などの各種被処理基板に対してレジストなどの塗布材料を吐出し、その薄膜を形成するスリットノズル、基板処理装置、および基板処理方法に関する。

従来より、基板の製造工程においては、フォトレジストなどの塗布液を基板の表面に塗布することにより、基板の表面に薄膜を形成する基板処理装置が知られている。このような基板処理装置は、スリット状の吐出口を有するスリットノズルを備えており、スリットノズルから基板の表面に向けて塗布液を吐出しつつスリットノズルをその長手方向に直交する方向に移動させることにより、基板の表面に塗布液の薄膜を形成する。このようなスリットノズルを備えた基板処理装置は、例えば、特許文献１，２に開示されている。

特許文献１には、スリットノズルの本体を形成するフロントリップとリアリップとの間にシムを挟むことによって間隙を形成し、吐出口を構成したシムタイプのスリットノズルが開示されている。また、特許文献２には、シムを挟む代わりに、スリットノズルの構成部材自体を加工することによりスリットノズルの内部に所定幅の吐出口を構成したシムレスタイプのスリットノズルが開示されている。

特開平９−２５３５５５号公報 特開２００２−８６０４５号公報

従来のスリットノズルでは、吐出口の両端部付近において塗布液の吐出圧が低くなるため、基板上に形成された薄膜の両端部付近において、膜厚が低下してしまうという問題があった。この点について、上記の特許文献１には、スリットノズルの内部においてシム間隔を上縁から下縁に向けて徐々に減少させることにより、塗布液の吐出量を均一化させることが記載されている。しかしながら、近年では、処理対象となる基板の大型化に伴いスリットノズルもより長尺化する傾向がある。このため、スリットノズルに使用される薄板状のシムも大型化し、そのような大型のシムを高い加工精度で加工することは極めて困難となっている。

一方、特許文献２に開示されているようなシムレスタイプのスリットノズルでは、吐出口の両端部付近の吐出圧をシムの形状によって補正することはできない。このため、基板上に形成される薄膜の両端部付近において膜厚の低下を回避できないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、基板上に形成される薄膜の両端部付近の膜厚の低下を防止し、かつ、大型の基板にも対応することができるスリットノズル、基板処理装置、および基板処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、内部に供給された塗布液を長手方向に拡散させる吐出流路と、前記吐出流路から送給される塗布液を吐出するスリット状の吐出口とを有するスリットノズルであって、対向配置された一対の長尺部材により構成され、前記一対の長尺部材の少なくとも一方の対向面から突出する突出面が他方の長尺部材に当接されて一体化されたノズル本体部と、前記ノズル本体部の長手方向の両端面に当接配置された一対のサイドプレートと、を備え、前記吐出流路は、前記ノズル本体部の前記一対の長尺部材の間に形成された間隙の両側部を前記一対のサイドプレートで閉塞することにより形成され、前記吐出口の側縁は、前記一対の長尺部材の下縁部および前記一対のサイドプレートの下縁部により構成され、前記吐出口の長手方向の寸法は、前記吐出流路の長手方向の最大寸法よりも小さいことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスリットノズルであって、前記吐出流路の長手方向の寸法が前記吐出口に向かって小さくなるように、前記ノズル本体部の長手方向の両端面は傾斜面となっており、前記一対のサイドプレートは、前記傾斜面に当接配置されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のスリットノズルであって、前記サイドプレートは、前記ノズル本体部に当接する面のうち前記吐出流路に対向する部分に凹部を有し、前記凹部の内面によって前記吐出流路の側面が形成されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のスリットノズルであって、前記吐出口の側縁を構成する前記一対の長尺部材の下縁部は、下方へ向かって収束する尖端形状を有していることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載のスリットノズルであって、前記サイドプレートの下端部の高さを調節する調節手段を更に備えたことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、基板の表面に塗布液を塗布する基板処理装置であって、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のスリットノズルと、前記スリットノズルの下方において基板を水平に保持する保持手段と、前記スリットノズルを前記保持手段に保持された基板に対して前記吐出口の長手方向と直交する方向に相対的に移動させる走査手段と、前記スリットノズルに塗布液を供給する供給手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項５に記載のスリットノズルを用いて基板の表面に塗布液を塗布する基板処理方法であって、基板に対して前記スリットノズルをその長手方向に直交する方向に相対的に移動させつつ、前記吐出口から塗布液を吐出する吐出工程と、前記塗布液の粘度、基板に対する前記スリットノズルの相対移動速度、またはこれらの両条件に応じて前記サイドプレートの下端部の高さを調節する調節工程と、を備えることを特徴とする。

請求項１〜７に記載の発明によれば、スリットノズルの吐出口の長手方向の寸法は、吐出流路の長手方向の最大寸法よりも小さくなるように構成されている。このため、吐出口から吐出される塗布液の端部付近における吐出圧が向上し、基板上に形成される薄膜の膜厚が均一化される。また、ノズル本体部は、対向配置された一対の長尺部材の少なくとも一方の対向面から突出する突出面が他方の長尺部材に当接されて構成され、スリットノズルの吐出流路は、一対の長尺部材の間に形成された間隙の両側部を一対のサイドプレートで閉塞することにより形成される。このため、一対の長尺部材の間にシムを介挿する必要はなく、大型の基板を処理対象とする場合であっても吐出流路の長手方向の端面を容易に構成することができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、吐出流路の長手方向の寸法が吐出口に向かって小さくなるように、ノズル本体部の長手方向の両端面は傾斜面となっており、一対のサイドプレートは、傾斜面に当接配置されている。このため、吐出流路の傾斜面を容易に構成することができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、サイドプレートは、ノズル本体部に当接する面のうち吐出流路に対向する部分に凹部を有し、凹部の内面によって前記吐出流路の側面が形成されている。このため、吐出流路の側面の形状に合わせてノズル本体部の長手方向の端面を加工する必要はない。また、凹部の内面形状が異なる複数種類のサイドプレートを用意しておけば、サイドプレートを交換するだけで吐出流路の側面の形状を変化させることができ、塗布液の種類や塗布速度に対して最適な側面形状を選択することができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、吐出口の側縁を構成する一対の長尺部材の下縁部は、下方へ向かって収束する尖端形状を有している。このため、塗布液は、吐出口から下方へ精度よく吐出される。

特に、請求項５に記載の発明によれば、スリットノズルは、サイドプレートの下端部の高さを調節する調節手段を更に備える。このため、塗布液の種類やスリットノズルの動作速度が変更された場合でも、基板上に形成される薄膜の端部付近の膜厚を調整することができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、基板処理装置は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のスリットノズルを備える。このため、基板上に形成される薄膜の膜厚を均一化することができる。

また、請求項７に記載の発明によれば、基板処理方法は、塗布液の粘度、基板に対するスリットノズルの相対移動速度、またはこれらの両条件に応じてサイドプレートの下端部の高さを調節する調節工程を備える。このため、塗布液の種類やスリットノズルの動作速度に応じてサイドプレートの下端部を最適な位置に調整し、基板上に形成される薄膜の端部付近の膜厚を調整することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において参照される各図には、各部材の位置関係や動作方向を明確化するために、共通のＸＹＺ直交座標系が付されている。Ｘ軸方向はスリットノズル４２の移動方向、Ｙ軸方向はスリットノズル４２の長手方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

＜１．基板処理装置の全体構成＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１の全体構成を示した斜視図である。基板処理装置１は、液晶表示装置用の角形ガラス基板（以下、単に「基板」という）２の表面を選択的にエッチングするフォトリソグラフィ工程において、基板２の表面にレジスト液（塗布液）を塗布するための装置である。図１に示したように、基板処理装置１は、主として本体部１０と制御部２０とにより構成され、本体部１０は、ステージ３０と、架橋部４０と、駆動部５０とを備えている。

ステージ３０は、基板２を載置するための保持台である。ステージ３０は、直方体形状の石材などにより構成され、その上面は水平かつ平坦に加工された基板保持面３１となっている。基板保持面３１には、図示しない多数の真空吸着孔が形成されている。基板処理装置１において基板２を処理するときには、真空吸着孔が基板２を吸着することにより、基板保持面３１上に基板２が保持される。

基板保持面３１には、複数のリフトピン３２が設けられている。リフトピン３２は、上下に昇降自在に構成されている。基板２をステージ３０上に載置するとき、または基板２をステージ３０から取り除くときには、リフトピン３２が上昇して基板２を保持する。また、基板保持面３１のうち、基板２が載置される領域を挟んだ両側部には、一対の走行レール３３が敷設されている。走行レール３３は、架橋部４０を支持するとともに架橋部４０のＸ方向の移動を案内するリニアガイドを構成する。

また、基板保持面３１の＋Ｘ側には、開口部３４が設けられている。開口部３４の中には、スリットノズル４２の状態を正常化するための予備塗布機構や、スリットノズル４２の乾燥を防止するための待機ポッドなどが設けられている。

架橋部４０は、ステージ３０の上方に水平に掛け渡されている。架橋部４０は、カーボンファイバ補強樹脂等を骨材とするノズル支持部４１と、ノズル支持部に取り付けられたスリットノズル４２と、ノズル支持部４１の両端を支持する一対の昇降機構４３とを有している。スリットノズル４２は、Ｙ軸方向にのびるノズル本体部７１と、ノズル本体部７１の＋Ｙ側およびーＹ側の端部に取り付けられたサイドプレート７２とを有する。スリットノズル４２は、ノズル支持部４１とともにＸ軸方向に移動して基板２の上面を走査しつつ、基板２表面の所定の領域にレジスト液を塗布する。スリットノズル４２の詳細な構成については、後述する。

一対の昇降機構４３は、ノズル支持部４１を介してスリットノズル４２を支持している。各昇降機構４３は、ＡＣサーボモータ４３ａと図示しないボールネジとを備えており、制御部２０からの制御信号に基づいてＡＣサーボモータ４３ａを動作させることにより、ノズル支持部４１およびスリットノズル４２を昇降させる。また、一対の昇降機構４３は、個別に昇降動作を行うことにより、スリットノズル４２のＹＺ平面内での姿勢を調整する。

駆動部５０は、ステージ３０の＋Ｘ側および−Ｘ側の側部に沿って敷設された一対の固定子５１と、架橋部４０の＋Ｘ側および−Ｘ側の端部に取り付けられた一対の移動子５２とを有している。駆動部５０は、固定子５１と移動子５２とにより一対のＡＣコアレスリニアモータを構成しており、架橋部４０をＸ軸方向に移動させる。また、駆動部５０には、スケールと検出子とを有するリニアエンコーダ５３が取り付けられている。リニアエンコーダ５３は、固定子５１上における移動子５２の位置を検出し、検出結果を制御部２０へ送信する。

制御部２０は、プログラムに従って各種データを処理する演算部２１と、プログラムや各種データを記憶する記憶部２２とを備える。また、制御部２０の前面には、オペレータからの指示入力を受け付ける操作部２３と、各種データを表示する表示部２４とが設けられている。

制御部２０は、図示しないケーブルによって本体部１０と電気的に接続されている。制御部２０は、操作部２３からの入力信号やリニアエンコーダ５３からの検出結果に基づいて、固定子５１および移動子５２の動作を制御する。これにより、ステージ３０上における架橋部４０の動作が制御される。また、制御部２０は、操作部２３からの入力信号や図示しない各種センサからの信号に基づいて、昇降機構４３、後述する開閉弁７９、後述するモータ７２５等の動作を制御する。

この基板処理装置１において基板２を処理するときには、まず、ステージ３０の基板保持面３１上にレジスト塗布前の基板２を載置する。そして、基板２に対するスリットノズル４２の高さを調整した後、駆動部５０を動作させてスリットノズル４２をＸ軸方向に移動させるとともにスリットノズル４２から基板２へ向けてレジスト液を吐出し、基板２の上面にレジスト膜を形成する。

本発明において、上記のスリットノズル４２は種々の形態をとることができる。以下では、スリットノズル４２の種々の形態について説明する。

＜２．スリットノズルの構成（第１の形態）＞
まず、スリットノズル４２の第１の形態について説明する。図２は、第１の形態に係るスリットノズル４２を−Ｘ側から見た正面図である。また、図３は、図２のスリットノズル４２をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した縦断面図である。

図３に示したように、スリットノズル４２のノズル本体部７１は、前方部材７１ａおよび後方部材７１ｂ（一対の長尺部材）により構成され、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとをそれぞれ−Ｘ側および＋Ｘ側から貼り合わせることにより一体化されている。前方部材７１ａの上部には、後方部材７１ｂ側へ突き出した突出部７１１が形成されている。そして、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとを一体化させたときには、後方部材７１ｂの前方側の面に前方部材７１ａの突出部７１１が当接する。このため、突出部７１１の下方には、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとの間に隙間が形成され、この隙間がレジスト液の吐出流路７３となる。

吐出流路７３は、レジスト液をスリットノズル４２の長手方向に拡散させつつ下方へ送給する。また、吐出流路７３の下端部には、吐出流路７３から送給されるレジスト液を下方へ向けて吐出するためのスリット状の吐出口７４が形成されている。吐出口７４の側縁を構成する前方部材７１ａおよび後方部材７１ｂの各下端部は、下方へ向けて収束する尖端形状となっている。このため、レジスト液は、吐出口７４から下方へ精度よく吐出される。

ノズル本体部７１の内部には、吐出流路７３に連通する液溜め部７５が形成されている。また、液溜め部７５は、前方部材７１ａ内に形成された導入路７６を介してレジスト液供給用配管７７に接続されている。レジスト液供給用配管７７の上流側には、レジスト液供給源７８が接続され、レジスト液供給用配管７７の経路途中には開閉弁７９が介挿されている。このため、開閉弁７９を開放すると、レジスト液供給源７８からレジスト液供給用配管７７を通ってノズル本体部７１へレジスト液が供給され、供給されたレジスト液が導入路７６、液溜め部７５、吐出流路７３、および吐出口７４を介してステージ３０上の基板２の上面に吐出される。

図４は、スリットノズル４２の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近の拡大縦断面図である。図２および図４に示したように、ノズル本体部７１の＋Ｙ側および−Ｙ側の端面はＸＺ平面に対して所定角度θ（例えば２°〜５°程度）の傾きを有しており、全体としてノズル本体部７１が下方に向けてやや収束するような形状となっている。すなわち、吐出流路７３のＹ軸方向の寸法は、吐出口７４に向けて徐々に小さくなっている。このため、吐出口７４から吐出されるレジスト液の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近における吐出圧が向上し、基板２上に形成されるレジスト膜の膜厚が均一化される。

図５は、スリットノズル４２を＋Ｙ側から見た側面図である。図２、図４、および図５に示したように、サイドプレート７２は、ノズル本体部７１の上記端面に固定的に取り付けられた固定部材７２ａと、固定部材７２ａの内側で固定部材に対して上下に昇降可能に設けられた昇降部材７２ｂとを有している。昇降部材７２ｂの内側の面は、ノズル本体部７１の端面に当接し、ノズル本体部７１に形成された吐出流路７３の端部を閉塞している。すなわち、昇降部材７２ｂの内側の面は、吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の側壁を構成し、また、吐出口７４の＋Ｙ側および−Ｙ側の開口縁を構成している。

図４および図５に示したように、昇降部材７２ｂには、Ｙ軸方向に穿設された貫通孔７２１が形成されている。そして、貫通孔７２１の内部には、貫通孔７２１の内側面に当接するカム７２２が設けられている。カム７２２の偏心位置にはＹ軸方向にのびるシャフト７２３が接続されている。シャフト７２３は、固定部材７２ａに形成された貫通孔７２４を通ってサイドプレート７２の外側にのびており、シャフト７２３の他端側にはモータ７２５が接続されている。このため、モータ７２５を動作させると、シャフト７２３とともにカム７２２が回転し、それにより昇降部材７２ｂの高さ位置が調節される。

このスリットノズル４２は、レジスト液の粘度やスリットノズル４２の動作速度に応じて昇降部材７２ｂの高さ位置を変更する。例えば、レジスト液の粘度が高いときや、スリットノズル４２の動作速度が速いときには、図６に示したように、昇降部材７２ｂを比較的低い位置に調節しておく。これにより、昇降部材７２ｂの下端部と基板２との間の距離を小さくし、レジスト液の端部の拡がり部分（メニスカス）Ｍを小さくすることによって、＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近におけるレジスト膜の膜厚の低下を防止する。

一方、レジスト液の粘度が低いときや、スリットノズル４２の動作速度が遅いときには、図７に示したように、昇降部材７２ｂを比較的高い位置に調節しておく。これにより、昇降部材７２ｂの下端部と基板２との間の距離を大きくし、レジスト液の端部の拡がり部分（メニスカス）Ｍを大きくすることによって、＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近におけるレジスト膜の膜厚の上昇を防止する。なお、昇降部材７２ｂの下端部は、下方へ向けて収束する形状となっている。このため、基板２上に塗布されるレジスト液の端部の拡がりを精度よく調整することができる。

以上のように、第１の形態に係るスリットノズル４２は、内部に形成された吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の側面が、吐出口７４に向かって収束するような傾斜面となっている。このため、吐出口７４から吐出されるレジスト液の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近における吐出圧が向上し、基板２上に形成されるレジスト膜の膜厚が均一化される。また、サイドプレート７２は、昇降部材７２ｂを昇降させることにより、サイドプレート７２の最下部の高さを調節することができる。このため、レジスト液の種類やスリットノズル４２の動作速度が変更された場合でも、基板２上に形成されるレジスト膜の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近の膜厚を調整することができる。

また、本形態に係るスリットノズル４２は、前方部材７１ａに形成された突出部７１１がスペーサとして機能することにより、吐出流路７３の隙間を確保する構造となっている。したがって、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとの間に別個にシムを挿入する必要はない。そして、前方部材７１ａおよび後方部材７１ｂの端面を傾斜面に加工し、その端面にサイドプレート７２を取り付けて吐出流路７３を構成するため、処理対象の基板２が大型化した場合であっても、吐出流路７３の傾斜面を容易に構成することができる。

図８は、従来のスリットノズルおよび第１の形態に係るスリットノズル４２を使用して基板２上にレジスト膜を形成し、その端部付近におけるレジスト膜の膜厚を計測した結果を示した図である。図８において、横軸は基板２上のＹ軸方向の位置を示しており、縦軸はレジスト膜の膜厚を示している。また、図中の曲線Ｉは従来のスリットノズルを用いて形成されたレジスト膜の膜厚を示しており、曲線ＩＩは、第１の形態に係るスリットノズル４２を用いて形成されたレジスト膜の膜厚を示している。図８の結果を参照すると、第１の形態に係るスリットノズル４２を用いた場合には、従来のスリットノズルを用いた場合に比べて端部付近における膜厚の低下が改善されており、レジスト膜の膜厚が均一化されていることが確認できる。

＜３．スリットノズルの構成（第２の形態）＞
次に、スリットノズル４２の第２の形態について説明する。図９は、第２の形態に係るスリットノズル４２を−Ｘ側から見た正面図である。また、図９のスリットノズル４２をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した縦断面図は、上記の図３と同等である。

図３に示したように、スリットノズル４２のノズル本体部７１は、前方部材７１ａおよび後方部材７１ｂ（一対の長尺部材）により構成され、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとをそれぞれ−Ｘ側および＋Ｘ側から貼り合わせることにより一体化されている。前方部材７１ａの上部には、後方部材７１ｂ側へ突き出した突出部７１１が形成されている。そして、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとを一体化させたときには、後方部材７１ｂの前方側の面に前方部材７１ａの突出部７１１が当接する。このため、突出部７１１の下方には、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとの間に隙間が形成され、この隙間がレジスト液の吐出流路７３となる。

吐出流路７３は、レジスト液をスリットノズル４２の長手方向に拡散させつつ下方へ送給する。また、吐出流路７３の下端部には、吐出流路７３から送給されるレジスト液を下方へ向けて吐出するためのスリット状の吐出口７４が形成されている。吐出口７４の側縁を構成する前方部材７１ａおよび後方部材７１ｂの各下端部は、下方へ向けて収束する尖端形状となっている。このため、レジスト液は、吐出口７４から下方へ精度よく吐出される。

ノズル本体部７１の内部には、吐出流路７３に連通する液溜め部７５が形成されている。また、液溜め部７５は、前方部材７１ａ内に形成された導入路７６を介してレジスト液供給用配管７７に接続されている。レジスト液供給用配管７７の上流側には、レジスト液供給源７８が接続され、レジスト液供給用配管７７の経路途中には開閉弁７９が介挿されている。このため、開閉弁７９を開放すると、レジスト液供給源７８からレジスト液供給用配管７７を通ってノズル本体部７１へレジスト液が供給され、供給されたレジスト液が導入路７６、液溜め部７５、吐出流路７３、および吐出口７４を介してステージ３０上の基板２の上面に吐出される。

図１０は、スリットノズル４２の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近の拡大縦断面図である。また、図１１は、スリットノズル４２を＋Ｙ側から見た側面図である。図９〜図１１に示したように、サイドプレート７２は、ノズル本体部７１の端面に固定的に取り付けられた固定部材７２ａと、固定部材７２ａの内側で固定部材７２ａに対して上下に昇降可能に設けられた昇降部材７２ｂとを有している。ノズル本体部７１＋Ｙ側および−Ｙ側の端面は基板保持面３１に対して垂直に形成されており、昇降部材７２ｂの内側の面はノズル本体部７１の端面に当接している。

昇降部材７２ｂの内側の面のうち、ノズル本体部７１に形成された吐出流路７３に対向する部分には、凹部７２６が形成されている。凹部７２６は、吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部に沿って溝状に形成されており、吐出流路７３の端部を閉塞している。すなわち、凹部７２６はその内面によって吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の側面を構成し、また、吐出口７４の＋Ｙ側および−Ｙ側の開口縁を構成している。

凹部７２６の内面は、ＸＺ平面に対して所定角度θ（例えば２°〜５°程度）の傾きを有しており、吐出流路７３が下方に向けてやや収束するような形状となっている。すなわち、吐出流路７３のＹ軸方向の寸法は、吐出口７４に向けて徐々に小さくなっている。このため、吐出口７４から吐出されるレジスト液の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近における吐出圧が向上し、基板２上に形成されるレジスト膜の膜厚が均一化される。

図１０および図１１に示したように、昇降部材７２ｂには、Ｙ軸方向に穿設された貫通孔７２１が形成されている。そして、貫通孔７２１の内部には、貫通孔７２１の内側面に当接するカム７２２が設けられている。カム７２２の偏心位置にはＹ軸方向にのびるシャフト７２３が接続されている。シャフト７２３は、固定部材７２ａに形成された貫通孔７２４を通ってサイドプレート７２の外側にのびており、シャフト７２３の他端側にはモータ７２５が接続されている。このため、モータ７２５を動作させると、シャフト７２３とともにカム７２２が回転し、それにより昇降部材７２ｂの高さ位置が調節される。

このスリットノズル４２は、レジスト液の粘度やスリットノズル４２の動作速度に応じて昇降部材７２ｂの高さ位置を変更する。例えば、レジスト液の粘度が高いときや、スリットノズル４２の動作速度が速いときには、図１２に示したように、昇降部材７２ｂを比較的低い位置に調節しておく。これにより、昇降部材７２ｂの下端部と基板２との間の距離を小さくし、レジスト液の端部の拡がり部分（メニスカス）Ｍを小さくすることによって、＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近におけるレジスト膜の膜厚の低下を防止する。

一方、レジスト液の粘度が低いときや、スリットノズル４２の動作速度が遅いときには、図１３に示したように、昇降部材７２ｂを比較的高い位置に調節しておく。これにより、昇降部材７２ｂの下端部と基板２との間の距離を大きくし、レジスト液の端部の拡がり部分（メニスカス）Ｍを大きくすることによって、＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近におけるレジスト膜の膜厚の上昇を防止する。なお、昇降部材７２ｂの下端部は、下方へ向けて収束する形状となっている。このため、基板２上に塗布されるレジスト液の端部の拡がりを精度よく調整することができる。

以上のように、第２の形態に係るスリットノズル４２は、内部に形成された吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の側面が、吐出口７４に向かって収束するような傾斜面となっている。このため、吐出口７４から吐出されるレジスト液の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近における吐出圧が向上し、基板２上に形成されるレジスト膜の膜厚が均一化される。また、サイドプレート７２は、昇降部材７２ｂを昇降させることにより、サイドプレート７２の最下部の高さを調節することができる。このため、レジスト液の種類やスリットノズル４２の動作速度が変更された場合でも、基板２上に形成されるレジスト膜の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近の膜厚を調整することができる。

特に、本形態に係るスリットノズル４２は、サイドプレート７２の一部である昇降部材７２ｂに傾斜面を有する凹部を形成することにより、吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の傾斜面を構成している。このため、吐出流路７３の傾斜面に合わせてノズル本体部７１の端面を加工する必要はない。また、凹部の傾斜角度が異なる複数種類のサイドプレート７２を用意しておけば、サイドプレート７２を交換するだけで吐出流路７３の傾斜角度を変化させることができ、薬液の種類や塗布速度に対して最適な傾斜角度を選択することができる。

また、本形態に係るスリットノズル４２は、前方部材７１ａに形成された突出部７１１がスペーサとして機能することにより、吐出流路７３の隙間を確保する構造となっている。したがって、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとの間に別個にシムを挿入する必要はない。そして、サイドプレート７２の内側の面を加工して吐出流路７３の側面を構成するため、処理対象の基板２が大型化した場合であっても、吐出流路７３の側面を容易に構成することができる。

＜４．スリットノズルの構成（第３の形態）＞
次に、スリットノズル４２の第３の形態について説明する。第３の形態に係るスリットノズルの−Ｘ側から見た正面図は上記の図９と同等であり、第３の形態に係るスリットノズルを図９のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した縦断面図は、上記の図３と同等である。

図３に示したように、スリットノズル４２のノズル本体部７１は、前方部材７１ａおよび後方部材７１ｂ（一対の長尺部材）により構成され、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとをそれぞれ−Ｘ側および＋Ｘ側から貼り合わせることにより一体化されている。前方部材７１ａの上部には、後方部材７１ｂ側へ突き出した突出部７１１が形成されている。そして、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとを一体化させたときには、後方部材７１ｂの前方側の面に前方部材７１ａの突出部７１１が当接する。このため、突出部７１１の下方には、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとの間に隙間が形成され、この隙間がレジスト液の吐出流路７３となる。

吐出流路７３は、レジスト液をスリットノズル４２の長手方向に拡散させつつ下方へ送給する。また、吐出流路７３の下端部には、吐出流路７３から送給されるレジスト液を下方へ向けて吐出するためのスリット状の吐出口７４が形成されている。吐出口７４の側縁を構成する前方部材７１ａおよび後方部材７１ｂの各下端部は、下方へ向けて収束する尖端形状となっている。このため、レジスト液は、吐出口７４から下方へ精度よく吐出される。

ノズル本体部７１の内部には、吐出流路７３に連通する液溜め部７５が形成されている。また、液溜め部７５は、前方部材７１ａ内に形成された導入路７６を介してレジスト液供給用配管７７に接続されている。レジスト液供給用配管７７の上流側には、レジスト液供給源７８が接続され、レジスト液供給用配管７７の経路途中には開閉弁７９が介挿されている。このため、開閉弁７９を開放すると、レジスト液供給源７８からレジスト液供給用配管７７を通ってノズル本体部７１へレジスト液が供給され、供給されたレジスト液が導入路７６、液溜め部７５、吐出流路７３、および吐出口７４を介してステージ３０上の基板２の上面に吐出される。

図１４は、スリットノズル４２の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近の拡大縦断面図である。また、図１５は、スリットノズル４２を＋Ｙ側から見た側面図である。図９、図１４、および図１５に示したように、サイドプレート７２は、ノズル本体部７１の端面に固定的に取り付けられた固定部材７２ａと、固定部材７２ａの内側で固定部材７２ａに対して上下に昇降可能に設けられた昇降部材７２ｂとを有している。ノズル本体部７１＋Ｙ側および−Ｙ側の端面は基板保持面３１に対して垂直に形成されており、昇降部材７２ｂの内側の面はノズル本体部７１の端面に当接している。

昇降部材７２ｂの内側の面のうち、ノズル本体部７１に形成された吐出流路７３に対向する部分の一部には、凹部７２７が形成されている。凹部７２７は、吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部に沿って溝状に形成されており、凹部７２７の内面が吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の側面の一部分を構成している。一方、昇降部材７２ｂの内側の面のうち、下端部付近には凹部が形成されておらず、吐出流路７４のＹ軸方向の寸法は、凹部７２７付近に比べて吐出口７４付近の方が小さくなっている。なお、昇降部材７２ｂの下端部は、吐出口７４の＋Ｙ側および−Ｙ側の開口縁を構成している。

すなわち、吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の側面は、それぞれ段差形状を有しており、吐出流路７３の流路幅が下流側に向けて減少するようになっている。このため、吐出口７４から吐出されるレジスト液の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近における吐出圧が向上し、基板２上に形成されるレジスト膜の膜厚が均一化される。

図１４および図１５に示したように、昇降部材７２ｂには、Ｙ軸方向に穿設された貫通孔７２１が形成されている。そして、貫通孔７２１の内部には、貫通孔７２１の内側面に当接するカム７２２が設けられている。カム７２２の偏心位置にはＹ軸方向にのびるシャフト７２３が接続されている。シャフト７２３は、固定部材７２ａに形成された貫通孔７２４を通ってサイドプレート７２の外側にのびており、シャフト７２３の他端側にはモータ７２５が接続されている。このため、モータ７２５を動作させると、シャフト７２３とともにカム７２２が回転し、それにより昇降部材７２ｂの高さ位置が調節される。

このスリットノズル４２は、レジスト液の粘度やスリットノズル４２の動作速度に応じて昇降部材７２ｂの高さ位置を変更する。例えば、レジスト液の粘度が高いときや、スリットノズル４２の動作速度が速いときには、図１２に示したように、昇降部材７２ｂを比較的低い位置に調節しておく。これにより、昇降部材７２ｂの下端部と基板２との間の距離を小さくし、レジスト液の端部の拡がり部分（メニスカス）Ｍを小さくすることによって、＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近におけるレジスト膜の膜厚の低下を防止する。

一方、レジスト液の粘度が低いときや、スリットノズル４２の動作速度が遅いときには、図１３に示したように、昇降部材７２ｂを比較的高い位置に調節しておく。これにより、昇降部材７２ｂの下端部と基板２との間の距離を大きくし、レジスト液の端部の拡がり部分（メニスカス）Ｍを大きくすることによって、＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近におけるレジスト膜の膜厚の上昇を防止する。なお、昇降部材７２ｂの下端部は、下方へ向けて収束する形状となっている。このため、基板２上に塗布されるレジスト液の端部の拡がりを精度よく調整することができる。

以上のように、第３の形態に係るスリットノズル４２は、内部に形成された吐出流路７３の流路幅が下流側に向けて減少するように、吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の側面が段差を有している。このため、吐出口７４から吐出されるレジスト液の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近における吐出圧が向上し、基板２上に形成されるレジスト膜の膜厚が均一化される。また、サイドプレート７２は、昇降部材７２ｂを昇降させることにより、サイドプレート７２の最下部の高さを調節することができる。このため、レジスト液の種類やスリットノズル４２の動作速度が変更された場合でも、基板２上に形成されるレジスト膜の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部付近の膜厚を調整することができる。

特に、本形態に係るスリットノズル４２は、サイドプレート７２の一部である昇降部材７２ｂに凹部を形成することにより、吐出流路７３の＋Ｙ側および−Ｙ側の段差面を構成している。このため、吐出流路７３の段差面に合わせてノズル本体部７１の端面を加工する必要はない。また、凹部の寸法が異なる複数種類のサイドプレート７２を用意しておけば、サイドプレート７２を交換するだけで段差の程度を変化させることができ、薬液の種類や塗布速度に対して最適な段差形状を選択することができる。

また、本形態に係るスリットノズル４２は、前方部材７１ａに形成された突出部７１１がスペーサとして機能することにより、吐出流路７３の隙間を確保する構造となっている。したがって、前方部材７１ａと後方部材７１ｂとの間に別個にシムを挿入する必要はない。そして、サイドプレート７２の内側の面を加工して吐出流路７３の側面を構成するため、処理対象の基板２が大型化した場合であっても、吐出流路７３の側面を容易に構成することができる。

＜５．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。上記の例では、吐出流路７３の側面を傾斜面または段差面とする場合について説明したが、吐出流路７３の側面は、吐出口７４に向けて収束する曲面などの他の形状であってもよい。すなわち、吐出口７４のＹ軸方向の寸法が吐出流路７３のＹ軸方向の最大寸法よりも小さくなるように、吐出流路７３の側面を構成すればよい。

また、上記の基板処理装置１は、ステージ３０上に固定保持された基板２に対してスリットノズル４２が移動する構成であったが、静止状態のスリットノズル４２に対して基板２を移動させる構成としてもよい。すなわち、基板２とスリットノズル４２とが相対的に移動する構成であればよい。

また、上記の例では、昇降部材７２ｂの高さ位置を変化させる基準として、レジスト液の粘度とスリットノズル４２の動作速度とを挙げたが、他の基準に基づいて昇降部材７２ｂの高さ位置を変化させてもよい。例えば、レジスト液の吐出量や基板２の表面状態に基づいて昇降部材７２ｂの高さ位置を変化させてもよい。また、これらの要因のうちの複数の要因を総合的に考慮して、昇降部材７２ｂの高さ位置を変化させてもよい。

また、上記の例では、スリットノズル４２の前方部材７１ａ側に突出部７１１が形成されていたが、スリットノズル４２の後方部材７１ｂ側に突出部が形成されていてもよい。また、前方部材７１ａおよび後方部材７１ｂの双方に突出部が形成されていてもよい。

また、上記の例では、液晶表示装置用の角形ガラス基板を処理対象とする場合について説明したが、半導体基板やフォトマスク等の他の基板を処理対象としてもよい。また、上記の例では、塗布液としてレジスト液を使用したが、現像液等の他の塗布液を使用してもよい。

本発明に係る基板処理装置の全体構成を示した斜視図である。 第１の形態に係るスリットノズルの正面図である。 第１の形態に係るスリットノズルの縦断面図である。 第１の形態に係るスリットノズルの端部付近の拡大縦断面図である。 第１の形態に係るスリットノズルの側面図である。 第１の形態に係る昇降部材の拡大縦断面図である。 第１の形態に係る昇降部材の拡大縦断面図である。 レジスト膜の膜厚を計測した結果を示した図である。 第２の形態に係るスリットノズルの正面図である。 第２の形態に係るスリットノズルの端部付近の拡大縦断面図である。 第２の形態に係るスリットノズルの側面図である。 第２の形態に係る昇降部材の拡大縦断面図である。 第２の形態に係る昇降部材の拡大縦断面図である。 第３の形態に係るスリットノズルの端部付近の拡大縦断面図である。 第３の形態に係るスリットノズルの側面図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
２ 基板
１０ 本体部
２０ 制御部
３０ ステージ
４０ 架橋部
４２ スリットノズル
５０ 駆動部
７１ ノズル本体部
７１ａ 前方部材
７１ｂ 後方部材
７２ サイドプレート
７２ａ 固定部材
７２ｂ 昇降部材
７３ 吐出流路
７４ 吐出口
７７ レジスト液供給用配管
７８ レジスト液供給源
７１１ 突出部
７２２ カム
７２６，７２７ 凹部

Claims (7)

1. 内部に供給された塗布液を長手方向に拡散させる吐出流路と、前記吐出流路から送給される塗布液を吐出するスリット状の吐出口とを有するスリットノズルであって、
   対向配置された一対の長尺部材により構成され、前記一対の長尺部材の少なくとも一方の対向面から突出する突出面が他方の長尺部材に当接されて一体化されたノズル本体部と、
   前記ノズル本体部の長手方向の両端面に当接配置された一対のサイドプレートと、
   を備え、
   前記吐出流路は、前記ノズル本体部の前記一対の長尺部材の間に形成された間隙の両側部を前記一対のサイドプレートで閉塞することにより形成され、
   前記吐出口の側縁は、前記一対の長尺部材の下縁部および前記一対のサイドプレートの下縁部により構成され、
   前記吐出口の長手方向の寸法は、前記吐出流路の長手方向の最大寸法よりも小さいことを特徴とするスリットノズル。
2. 請求項１に記載のスリットノズルであって、
   前記吐出流路の長手方向の寸法が前記吐出口に向かって小さくなるように、前記ノズル本体部の長手方向の両端面は傾斜面となっており、
   前記一対のサイドプレートは、前記傾斜面に当接配置されていることを特徴とするスリットノズル。
3. 請求項１に記載のスリットノズルであって、
   前記サイドプレートは、前記ノズル本体部に当接する面のうち前記吐出流路に対向する部分に凹部を有し、
   前記凹部の内面によって前記吐出流路の側面が形成されていることを特徴とするスリットノズル。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載のスリットノズルであって、
   前記吐出口の側縁を構成する前記一対の長尺部材の下縁部は、下方へ向かって収束する尖端形状を有していることを特徴とするスリットノズル。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載のスリットノズルであって、
   前記サイドプレートの下端部の高さを調節する調節手段を更に備えたことを特徴とするスリットノズル。
6. 基板の表面に塗布液を塗布する基板処理装置であって、
   請求項１から請求項５までのいずれかに記載のスリットノズルと、
   前記スリットノズルの下方において基板を水平に保持する保持手段と、
   前記スリットノズルを前記保持手段に保持された基板に対して前記吐出口の長手方向と直交する方向に相対的に移動させる走査手段と、
   前記スリットノズルに塗布液を供給する供給手段と、
   を備えたことを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項５に記載のスリットノズルを用いて基板の表面に塗布液を塗布する基板処理方法であって、
   基板に対して前記スリットノズルをその長手方向に直交する方向に相対的に移動させつつ、前記吐出口から塗布液を吐出する吐出工程と、
   前記塗布液の粘度、基板に対する前記スリットノズルの相対移動速度、またはこれらの両条件に応じて前記サイドプレートの下端部の高さを調節する調節工程と、
   を備えることを特徴とする基板処理方法。

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