JP3782294B2 - Resist coating processing apparatus and resist coating processing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶ディスプレイ(LCD)のカラーフィルター等の基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布処理装置およびレジスト塗布処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
カラー液晶ディスプレイ(LCD)のカラーフィルターの製造においては、ガラス製の矩形の基板に、4色(レッド、グリーン、ブルー、およびブラック)の色彩レジストを塗布し、これを露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィー技術によりカラーフィルターを形成している。
【0003】
このようなカラーフィルターのフォトリソグラフィー工程においては、各色ごとに色彩レジストの塗布処理および露光・現像処理を行っている。すなわち、例えば、レッドの色彩レジストを塗布して、露光・現像処理し、次いでグリーンの色彩レジストを塗布して、露光・現像処理し、その後、ブルー、ブラックに関しても同様の処理を行っている。
【0004】
上述した処理工程のうち、各色彩レジストの塗布工程では、矩形の基板をレジスト塗布ユニットに搬入してスピンチャックに装着し、基板が静止した状態で、レジスト液吐出ノズルから基板の略中心に各色彩レジスト液を吐出し、その後、スピンチャックにより基板を回転し、遠心力によって各色彩レジスト液を拡散して、基板上に各色彩レジストを成膜している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カラーフィルターの表面にはパターンが形成されており、この影響でレジスト液が真円状に拡散しない。この影響で回転成膜時にレジスト液の塗り残しが発生するおそれがあり、塗り残し解消のためレジスト使用量が増加してしまう。また、色彩レジスト液は、半導体ウエハ等に用いる通常のレジスト液と異なり、色彩のための顔料または樹脂を包含していることから、基板を回転して色彩レジスト液を拡散する際、基板上で色彩レジスト液が拡散し難く、同量のレジスト液を供給してもレジスト拡散面積は減少し、基板全面に塗布するためのレジスト液使用量が増加してしまう。逆に、レジスト液の使用量を増加させなければ、直接レジスト拡散面積が減少してしまうため、回転後の成膜が不可となる。
【0006】
このような現象は、カラーフィルターばかりでなく、パターン等により基板の摩擦抵抗が大きかったり、またレジスト液の粘性が高い場合等の原因で、他の基板でも生じるものである。
【0007】
したがって、このような場合であっても、レジスト液吐出ノズルからのレジスト液の吐出量を増加させずに、極力省レジスト化を図り、かつレジスト液を基板上に均一に塗布することが要望されている。
【0008】
本発明はかる事情に鑑みてなされたものであって、レジスト液が拡散しにくい場合であっても、少ないレジスト液吐出量でレジスト液を基板上に均一に塗布することができるレジスト塗布処理装置およびレジスト塗布処理方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、基板にレジスト液を塗布するためのレジスト塗布処理装置であって、
ノズル本体と、前記ノズル本体に列をなすように設けられ、内部にレジスト液通流孔が形成された多数の針状部材とを有し、基板に扁平状にレジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズルと、
このレジスト液吐出ノズルを移動するノズル移動機構と、
前記ノズル本体を回転させるノズル回転機構と、
基板を回転する基板回転機構と
を具備し、
前記レジスト液吐出ノズルから基板にレジスト液を吐出させながら前記ノズル移動機構により前記レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に、前記基板回転機構により基板を回転させ、前記レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせ、かつ、前記ノズル移動機構によって前記レジスト液吐出ノズルを基板の中心から外側に移動させる際に、前記針状部材のなす列の方向が、基板回転機構が基板を回転させる方向の接線方向に近付くように前記ノズル回転機構によりノズル本体を回転させながら、レジスト液をスクロール状に基板上に塗布することを特徴とする、レジスト塗布処理装置を提供する。
【0010】
また、本発明は、基板にレジスト液を塗布するためのレジスト塗布処理装置であって、
基板に扁平状にレジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズルと、
このレジスト液吐出ノズルを移動するノズル移動機構と、
ノズル本体を回転させるノズル回転機構と、
基板を回転する基板回転機構と
を具備し、
前記レジスト液吐出ノズルから基板にレジスト液を吐出させながら前記ノズル移動機構により前記レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に、前記基板回転機構により基板を回転させ、前記レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせ、かつ、前記ノズル移動機構によって前記レジスト液吐出ノズルを基板の中心から外側に移動させる際に、前記レジスト液吐出ノズルから扁平状に吐出されるレジスト液の吐出幅の方向が、基板回転機構が基板を回転させる方向の接線方向に近付くように前記ノズル回転機構によりノズル本体を回転させながら、レジスト液をスクロール状に基板上に塗布することを特徴とする、レジスト塗布処理装置を提供する。
【0011】
また、本発明は、基板に複数の色彩レジスト液を順次塗布するためのレジスト塗布処理装置であって、
ノズル本体と、前記ノズル本体に列をなすように設けられ、内部にレジスト液通流孔が形成された多数の針状部材とを有しており、各色彩レジスト液に対しそれぞれ設けられて基板に扁平状に色彩レジスト液を吐出する複数のレジスト液吐出ノズルと、
前記複数のレジスト液吐出ノズルを移動するノズル移動機構と、
前記ノズル本体を回転させるノズル回転機構と、
基板を回転する基板回転機構と、
色彩レジスト液の種類に応じ、前記レジスト液吐出ノズルの移動速度および基板の回転速度を多段階で調節制御するコントローラと
を具備し、
前記レジスト液吐出ノズルから基板に1つの色彩レジスト液を吐出させながら前記ノズル移動機構により前記レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に、前記基板回転機構により基板を回転させ、前記レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせて色彩レジスト液をスクロール状に基板上に塗布するようにし、かつ、前記コントローラにより、前記レジスト液吐出ノズルの移動速度および基板の回転速度を色彩レジスト液毎に制御するようにし、
前記ノズル回転機構は、前記ノズル移動機構が前記レジスト液吐出ノズルを基板の中心から外側に移動する際に、前記針状部材のなす列の方向が、基板回転機構が基板を回転させる方向の接線方向に近付くようにノズル本体を回転させることを特徴とするレジスト塗布処理装置を提供する。
【0012】
また、本発明は、基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布処理方法であって、
ノズル本体と、前記ノズル本体に列をなすように設けられ、内部にレジスト液通流孔が形成された多数の針状部材とを有し、基板に扁平状にレジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズルから、基板にレジスト液を吐出させながら前記レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に基板を回転させ、前記レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせ、かつ、前記レジスト液吐出ノズルを基板の中心から外側に移動させる際に、前記針状部材のなす列の方向が、基板回転機構が基板を回転させる方向の接線方向に近付くようにノズル回転機構によりノズル本体を回転させながら、前記レジスト液を基板上にスクロール状に塗布することを特徴とする、レジスト塗布処理方法を提供する。
【0013】
また、本発明は、基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布処理方法であって、
基板に扁平状にレジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズルから、基板にレジスト液を吐出させながら前記レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に基板を回転させ、前記レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせ、かつ、前記レジスト液吐出ノズルを基板の中心から外側に移動させる際に、前記レジスト液吐出ノズルから扁平状に吐出されるレジスト液の吐出幅の方向が、基板回転機構が基板を回転させる方向の接線方向に近付くようにノズル回転機構によりノズル本体を回転させながら、前記レジスト液を基板上にスクロール状に塗布することを特徴とする、レジスト塗布処理方法を提供する。
【0014】
本発明によれば、レジスト液吐出ノズルから基板にレジスト液を吐出しながら、レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に基板を回転させ、これにより、レジスト液吐出ノズルと基板とに相対的なスクロール動作をさせながら、レジスト液を基板上にスクロール状に塗布するので、レジスト液の吐出量がそれ程多くなくても、レジスト液を基板上の広い面積に亘って広げることができ、レジスト液が拡散しにくい場合であっても、少ないレジスト液吐出量でレジスト液を基板上に均一に塗布することができる。
【0015】
上記レジスト塗布処理装置において、レジスト液吐出ノズルは、扁平状にレジスト液を吐出するように構成することが好ましい。レジスト液が基板上にスクロール状に塗布される際、ノズルの吐出口が例えば円形状で、吐出幅が狭いような場合には、スクロール状に吐出されたレジスト液の間に、隙間ができ、塗布ムラの原因になるおそれがあるが、レジスト液吐出ノズルを、扁平状にレジスト液を吐出することができる構造とすることにより、吐出幅を広くすることができ、スクロール状に吐出されたレジスト液の間に隙間ができることを回避することができる。そのため、基板上に塗布されたレジスト液が全体として円形状になり、塗布ムラを防止することができる。具体的には、レジスト液吐出ノズルの先端を、スリット状とするか、または内部にレジスト液通流孔が形成された多数の針状部材を有するようにすることにより、このように扁平状にレジストを吐出することができる。
【0016】
さらに、ノズル移動機構は、レジスト液吐出ノズルを基板の略中心から外方に向けて移動するように構成されていることが好ましい。このようにすることにより、レジスト液吐出方向と拡散方向が同じであるため、塗布ムラの虞れをなくすことができる。逆に、レジスト液吐出ノズルを外方から基板の略中心に向けて移動するように構成されている場合には、基板が回転されてその遠心力によりレジスト液が拡散されているため、吐出の方向と、拡散の方向とが反対になり、塗布ムラのおそれがある。
【0017】
さらに、ノズル移動機構は、ノズルの移動速度が可変であることが好ましい。これにより、レジスト液の塗布状況に応じてノズルの移動速度を変化させてレジスト液塗布量を調節することができる。具体的には、レジスト液吐出ノズルが基板の外方に移動するほど、その移動速度を低下させるようにすることが好ましい。これにより、レジスト吐出と基板とに相対的なスクロール動作させながら、レジスト液を基板上にスクロール状に塗布する際、その内周側と外周側のレジスト液の塗布量を均等にすることができる。
【0018】
さらにまた、基板回転機構は回転速度が可変であることが好ましい。これによりレジスト液の塗布状況に応じて基板回転速度を変化させてレジスト液塗布量を調節することができる。
【0019】
さらにまた、基板回転機構による基板の回転速度は、基板上のレジスト液の外周が放射状に広がらない程度に維持されることが好ましい。これにより、レジスト液の外周が基板外周から外側へ飛散してレジスト液が無駄になることを防止することができる。
【0020】
ノズル移動機構および基板回転機構を制御する制御機構を有し、制御機構は、レジスト液吐出ノズルから基板に塗布液が吐出されているときにノズル移動機構によりレジスト液吐出ノズルを移動させると同時に、基板回転機構により基板を回転させ、レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせることが好ましい。この場合に、制御機構は、塗布処理の際に、ノズルの移動速度および基板の回転速度を制御するようにすることが好ましい。
【0021】
さらに、複数のレジスト液吐出ノズルが一つのノズルアームの先端に一体的に保持されているように構成することができる。これにより、例えば、レッド、グリーン、ブルー、およびブラックの色彩レジスト液を塗布する場合にノズルアームを移動させるだけで対応することができるので、極めて効率的にレジスト塗布を行うことができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明が適用されるLCDのカラーフィルターの塗布・現像処理システムを示す平面図である。
【0023】
この塗布・現像処理システムは、複数のカラーフィルター基板Gを収容するカセットCを載置するカセットステーション1と、基板Gにレジスト塗布および現像を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理部2と、露光装置(図示せず)との間で基板Gの受け渡しを行うためのインターフェース部3とを備えており、処理部2の両端にそれぞれカセットステーション1およびインターフェース部3が配置されている。
【0024】
カセットステーション1は、カセットCと処理部2との間で基板Gの搬送を行うための搬送機構10を備えている。そして、カセットステーション1においてカセットCの搬入出が行われる。また、搬送機構10はカセットの配列方向に沿って設けられた搬送路10a上を移動可能な搬送アーム11を備え、この搬送アーム11によりカセットCと処理部2との間で基板Gの搬送が行われる。
【0025】
処理部2は、前段部2aと中段部2bと後段部2cとに分かれており、それぞれ中央に搬送路12、13、14を有し、これら搬送路の両側に各処理ユニットが配設されている。そして、これらの間には、中継部15、16が設けられている。
【0026】
前段部2aは、搬送路12に沿って移動可能な主搬送装置17を備えており、搬送路12の一方側には、2つの洗浄ユニット(SCR)21a、21bが配置されており、搬送路12の他方側には、それぞれ2つの加熱処理装置(HP)が上下2段に重ねられてなる加熱処理ユニット25、26、および冷却処理装置(COL)が上下2段に重ねられてなる冷却処理ユニット27が配置されている。
【0027】
また、中段部2bは、搬送路13に沿って移動可能な主搬送装置18を備えており、搬送路13の一方側には、色彩レジストを塗布するためのレジスト塗布処理ユニット(CT)22、および基板Gの周縁部の色彩レジストを除去するエッジリムーバー(ER)23が設けられており、レジスト塗布処理ユニット(CT)22とエッジリムーバー(ER)23との間に、乾燥処理ユニット40が設けられている。搬送路13の他方側には、2つの加熱処理装置(HP)が上下に重ねられてなる加熱処理ユニット28、加熱処理装置(HP)と冷却処理装置(COL)が上下に重ねられてなる加熱処理/冷却処理ユニット29、および2つの冷却処理装置(COL)が上下に重ねられてなる冷却処理ユニット30が配置されている。
【0028】
さらに、後段部2cは、搬送路14に沿って移動可能な主搬送装置19を備えており、搬送路14の一方側には、3つの現像処理ユニット24a、24b、24cが配置されており、搬送路14の他方側には2つの加熱処理装置(HP)が上下に重ねられてなる加熱処理ユニット31、および加熱処理装置(HP)と冷却処理装置(COL)とが上下に積層されてなる2つの加熱処理/冷却処理ユニット32、33が配置されている。
【0029】
なお、処理部2は、搬送路を挟んで一方の側に洗浄処理ユニット21a、レジスト処理ユニット22、現像処理ユニット24aのようなスピナー系ユニットのみを配置しており、他方の側に加熱処理ユニットや冷却処理ユニット等の熱系処理ユニットのみを配置する構造となっている。
【0030】
上記主搬送装置17,18,19は、それぞれ水平面内の2方向のX軸駆動機構、Y軸駆動機構、および垂直方向のZ軸駆動機構を備えており、さらにZ軸を中心に回転する回転駆動機構を備えており、それぞれ基板Gを支持するアーム17a,18a,19aを有している。
【0031】
また、中継部15、16のスピナー系ユニット配置側の部分には、薬液供給ユニット34が配置されており、さらにメンテナンスのためのスペース35が設けられている。
【0032】
上記主搬送装置17は、搬送機構10のアーム11との間で基板Gの受け渡しを行うとともに、前段部2aの各処理ユニットに対する基板Gの搬入・搬出、さらには中継部15との間で基板Gの受け渡しを行う機能を有している。また、主搬送装置18は中継部15との間で基板Gの受け渡しを行うとともに、中段部2bの各処理ユニットに対する基板Gの搬入・搬出、さらには中継部16との間の基板Gの受け渡しを行う機能を有している。さらに、主搬送装置19は中継部16との間で基板Gの受け渡しを行うとともに、後段部2cの各処理ユニットに対する基板Gの搬入・搬出、さらにはインターフェース部3との間の基板Gの受け渡しを行う機能を有している。なお、中継部15、16は冷却プレートとしても機能する。
【0033】
インターフェース部3は、処理部2との間で基板を受け渡しする際に一時的に基板を保持するエクステンション36と、さらにその両側に設けられた、バッファーカセットを配置する2つのバッファーステージ37と、これらと露光装置(図示せず)との間の基板Gの搬入出を行う搬送機構38とを備えている。搬送機構38はエクステンション36およびバッファーステージ37の配列方向に沿って設けられた搬送路38a上を移動可能な搬送アーム39を備え、この搬送アーム39により処理部2と露光装置との間で基板Gの搬送が行われる。
このように各処理ユニットを集約して一体化することにより、省スペース化および処理の効率化を図ることができる。
【0034】
このように構成される塗布・現像処理システムにおいては、カセットC内の基板Gが、処理部2に搬送され、処理部2では、まず、前段部2aの洗浄ユニット(SCR)21a,21bでスクラバー洗浄が施され、加熱処理ユニット25,26のいずれかの加熱処理装置(HP)で加熱乾燥された後、冷却処理ユニット27のいずれかの冷却処理装置(COL)で冷却される。
【0035】
その後、基板Gは中段部2bに搬送され、レジスト塗布処理ユニット(CT)22で色彩レジストが塗布され、乾燥処理ユニット40により乾燥処理されて、エッジリムーバー(ER)23で基板Gの周縁の余分な色彩レジストが除去される。その後、基板Gは、中段部2bの中の加熱処理装置(HP)の一つでプリベーク処理され、ユニット29または30の下段の冷却処理装置(COL)で冷却される。
【0036】
その後、基板Gは中継部16から主搬送装置19にてインターフェース部3を介して露光装置に搬送されてそこで所定のパターンが露光される。そして、基板Gは再びインターフェース部3を介して搬入され、現像処理ユニット(DEV)24a,24b,24cのいずれかで現像処理される。現像処理された基板Gは、後段部2cのいずれかの加熱処理装置(HP)にてポストベーク処理が施された後、後段部2cのいずれかの冷却処理装置(COL)にて冷却される。
【0037】
このような各色彩毎の一連の処理が予め設定されたレシピに従って実行される。例えば、レッドの塗布・露光・現像処理が終了した基板Gは、順次グリーン、ブルー、ブラックの塗布・露光・現像処理が施されるが、後述するように、レジスト塗布処理ユニット(CT)22において異なる色彩のノズルを用いる他は、各色彩ともほぼ同様に処理される。完成したカラーフィルターの基板は、主搬送装置19,18,17および搬送機構10によってカセットステーション1上の所定のカセットに収容される。
【0038】
次に、このようなカラーフィルターのレジスト塗布・現像処理システムに設けられたレジスト塗布処理ユニット(CT)、減圧乾燥処理ユニット(VD)、およびエッジリムーバー(ER)について説明する。図2および図3は、レジスト塗布処理ユニット(CT)、減圧乾燥処理ユニット(VD)、およびエッジリムーバー(ER)を示す概略平面図および概略側面図である。
【0039】
図2および図3に示すように、これらレジスト塗布処理ユニット(CT)22、減圧乾燥処理ユニット(VD)40、およびエッジリムーバー(ER)23は、同一のステージに一体的に並設されている。レジスト塗布処理ユニット(CT)22で所定の色彩レジストが塗布された基板Gは、一対の搬送アーム41によりガイドレール43に沿って減圧乾燥処理ユニット(VD)40に搬送され、この減圧乾燥処理ユニット(VD)40で乾燥処理された基板Gは、一対の搬送アーム42によりガイドレール43に沿ってエッジリムーバー(ER)23に搬送されるようになっている。
【0040】
レジスト塗布処理ユニット(CT)22は、基板Gを吸着保持する水平回転可能なスピンチャック51、このスピンチャック51の上端部を囲みかつこのスピンチャック51に吸着保持された基板Gを包囲して上端部が開口する有底開口円筒形状の回転カップ52、回転カップ52の上端開口にかぶせられる蓋体(図示略)、回転カップ52の外周を取り囲むように固定配置されるコーターカップ53を有している。そして、後述する色彩レジストの滴下時には、蓋体が開かれた状態で基板Gがスピンチャック51により回転され、色彩レジストの拡散時には、基板Gがスピンチャック51により回転されると同時に、蓋体(図示略)が閉じられた状態の回転カップ52が回転されるようになっている。なお、コーターカップ53の外周には、アウターカバー54が設けられている。
【0041】
また、レジスト塗布処理ユニット(CT)22は、ガラス製の矩形の基板Gに、4色(レッド、グリーン、ブルー、およびブラック)の色彩レジストを吐出するためのレジスト液吐出ノズルアーム55を有している。色彩レジストの滴下時には、このレジスト液吐出ノズルアーム55の先端が、図2に示す退避位置から、基板Gの中心まで移動されるようになっている。
【0042】
図4に詳細に示すように、レジスト液吐出ノズルアーム55の先端には、レッドの色彩レジストのノズル56a、グリーンの色彩レジストのノズル56b、ブルーの色彩レジストのノズル56c、ブラックの色彩レジストのノズル56d、およびシンナーノズル56eが設けられている。各色彩レジスト用のレジスト液吐出ノズル56a〜56dには、それぞれレジスト供給管57a〜57dが接続され、これらレジスト供給管57a〜57dは、2つの大径管58a,58b内に収納されている。そして、各レジスト供給管には、それぞれ、レジスト供給源としての2個のタンク(図示略)が接続されている。また、シンナーノズル56eは、シンナー供給管57eを介して、シンナー供給源(図示略)に接続されている。
【0043】
このように構成されているため、色彩レジスト用のレジスト液吐出ノズル56a〜56dの一つにより、一つの色彩レジストを基板Gに塗布した後、他の色彩のノズルによって塗布処理を行うことが容易である。例えば、次の基板に塗布するレジストの色彩が異なっていても、ノズルを変えるだけで容易に対応することができる。
【0044】
減圧乾燥処理ユニット40は、ローチャンバ61と、その上を覆うように設けられ、内部の処理室を気密に維持するアッパーチャンバ62とを有する。このローチャンバ61には、基板Gを載置するためのステージ63が設けられ、ローチャンバ61の各コーナー部には、4個の排気口64が設けられ、この排気口64に連通された排気管65(図3)がターボ分子排気ポンプ等の排気ポンプ(図示略)に接続され、これにより、ローチャンバ61とアッパーチャンバ62との間の処理室内のガスが排気され、所定の真空度、例えば0.1Torrに減圧されるように構成されている。なお、ステージ63には吸着機構は設けられておらず、単に基板Gが載置されるようになっている。また、ステージ63には基板Gの受け渡し用のピン(図示せず)が突没可能に設けられている。これらピンは基板の処理に悪影響を与えないために、基板の処理領域以外の部分に当接するような位置に配置されている。
【0045】
基板Gの端面処理を行うエッジリムーバー(ER)23には、基板Gを載置するためのステージ71が設けられ、このステージ71上の2つのコーナー部には、基板Gを位置決めするための2つのアライメント機構72が設けられている。上述したように、減圧乾燥処理ユニット(VD)40のステージ63には吸着機構が設けられておらず、単に基板Gを載置しているだけであるから、エッジリムーバー(ER)23による端面レジスト除去処理に先立ってアライメント機構72により基板Gのアライメントを行う。
【0046】
この基板Gの四辺に対応する位置には、それぞれ、基板Gの四辺のエッジから余分な色彩レジストを除去するための四個のリムーバーヘッド73が設けられている。各リムーバーヘッド73は、内部からシンナーを吐出するように断面略U字状を有し、基板Gの四辺に沿って移動機構(図示略)によって移動されるようになっている。したがって、各リムーバーヘッド73は、基板Gの各辺に沿って移動してシンナーを吐出しながら、基板Gの四辺のエッジに付着した余分な色彩レジストを取り除くことができる。
【0047】
また、本実施の形態では、レジスト塗布処理ユニット(CT)22においては、図5に示すように、レジスト液吐出ノズル56a〜56dのいずれかのノズルから基板Gに各色彩レジスト液を吐出しながら、ノズルアーム55を矢印方向に移動してレジスト液吐出ノズル56a〜56dを基板上で移動させると同時に、スピンチャック51により基板Gを矢印方向に回転させる。これにより、レジスト液吐出ノズル56a〜56dと基板Gとの間に相対的なスクロール動作が生じ、各色彩レジスト液が基板G上にスクロール状に塗布される。この際に、図6に示すように、レジスト液吐出ノズル56a〜56dは、ノズル移動機構91によりノズルアーム55とともに移動され、スピンチャック51上の基板Gは、基板回転機構92により回転される。そして、これらノズル移動機構91および基板回転機構92はコントローラ90により制御され、上述の相対的なスクロール動作が実現される。また、ノズル移動機構91はノズルを移動させる際の速度が可変であり、基板回転機構92も回転速度が可変であって、これら移動速度および回転速度もコントローラ90によって制御される。例えば、レジスト液吐出ノズル56a〜56dの移動(揺動)速度と、基板Gの回転速度とを多段階で制御し、色彩レジスト液の種類によっても適宜調整制御するように構成することができる。
【0048】
また、ノズル移動機構91は、レジスト液吐出ノズル56a〜56dを基板Gの略中心から外方に向けて移動するようにノズルアーム55を移動(揺動)させるように構成されている。このようにすることにより、レジスト液吐出方向と拡散方向が同じであるため、塗布ムラの虞れをなくすことができる。逆に、レジスト液吐出ノズル56a〜56dを外方から基板の略中心に向けて移動するように構成されている場合には、基板Gが回転されてその遠心力によりレジスト液が拡散されているため、吐出の方向と、拡散の方向とが反対になり、塗布ムラのおそれがあるため好ましくない。しかし、他の目的でレジスト液吐出ノズル56a〜56dを外方から基板の略中心に向けて移動することは可能である。
【0049】
さらに、ノズル移動機構91は、ノズルアーム55によってレジスト液吐出ノズル56a〜56dが基板Gの外方に移動(揺動)するほど、その移動速度を低下させるように構成されている。これにより、レジスト液吐出ノズル56a〜56dと基板Gとに相対的なスクロール動作させながら、色彩レジスト液を基板G上にスクロール状に塗布する際、その内周側と外周側の色彩レジスト液の塗布量を均等にすることができる。
【0050】
例えば、ノズルアーム55を駆動するためのノズル移動機構91をステッピングモータで構成し、そのパルス数を、レジスト液吐出ノズル56a〜56dが基板Gの略中心にある時には、例えば、320ppsとして移動(揺動)速度を比較的速くするが、レジスト液吐出ノズル56a〜56dが基板Gの略中心から外方側に移動(揺動)されるにつれて320ppsから250ppsに徐々にまたは段階的に低減するように構成することができる。
【0051】
さらに、基板回転機構92による基板Gの回転速度は、基板上のレジスト液の外周が放射状に広がらない程度に維持されることが好ましい。これにより、レジスト液の外周が基板外周から外側へ飛散してレジスト液が無駄になることを防止することができる。また、基板Gの回転速度の下限値は、色彩レジスト液が基板G上で拡散するのに必要な回転速度以上に設定される。このことを考慮して、基板Gの回転速度は、色彩レジスト液の種類等に応じて、例えば30〜40rpmの範囲で適宜選択される。
【0052】
レジスト液吐出ノズル56a〜56dは、扁平状にレジスト液を吐出するように構成されている。具体的には、例えば、図7の(a),(b)に示すように、色彩レジスト液吐出幅の広い扁平状の吐出口81を有している。これにより、色彩レジスト液が帯状に基板G上に吐出されるようになっている。
【0053】
レジスト液吐出ノズル56a〜56dは、図8(a)に示すように、内部に何も存在させずに、レジスト液がスリット状の吐出口81の広がりに対応するようにしてもよいが、この場合には、吐出口81の吐出幅は、10〜15mmが限界であり、それ以上広げることは困難である。
【0054】
これに対して、レジスト液吐出ノズル56a〜56dの内部に、図8(b)に示すように、多数の仕切板82を設け、色彩レジスト液が外側に導かれるようにすることにより、吐出口81の吐出幅を上記図8の(a)の場合よりも広くすることができ、例えば、20〜100mmの吐出幅を確保することができる。
【0055】
また、扁平状にレジスト液を吐出するためには、図8(c)に示すような、レジスト液吐出ノズル56a〜56dの先端に多数の小孔が穿設された円弧状のプレート83を設け、このプレート83に設けられた小孔に連続して小孔を有する注射針状の多数の吐出管84を放射状に取り付けたクマデタイプであってもよい。この場合にも、吐出幅を上記図8の(a)の場合よりも広くすることができ、例えば、20〜100mmの吐出幅を確保することができる。この場合の吐出管84の孔径は、例えば、0.3mmである。
【0056】
次に、このように一体的に構成されたレジスト塗布処理ユニット(CT)22、減圧乾燥処理ユニット(VD)40、およびエッジリムーバー(ER)23における基板の処理について説明する。
【0057】
まず、レジスト塗布処理ユニット(CT)22において、所定の色彩レジスト、例えばレッドの色彩レジストのノズル56aをスピンチャック51の中心(基板Gの中心)に到達させて、図5の矢印で示すように、ノズルアーム55により径方向外方に移動させながら、基板Gを回転させ、その基板G上にレッドの色彩レジスト液を吐出させる。これにより、レジスト液がスクロール状に基板Gに塗布される。その後、基板Gの回転数を例えば800rpm程度まで上昇させて、レジスト液を基板Gの隅々まで広げるとともに、レジスト膜の厚さを整える。
【0058】
このようにスクロール状に塗布することにより、レジスト液の吐出量がそれ程多くなくても、レジスト液を基板G上の広い面積に亘って広げることができるので、本実施形態のように顔料を含む粘性の高い色彩レジストを用いる場合や、基板Gがパターン付きのカラーフィルター基板の場合のように、レジスト液が拡散しにくい場合であっても、より少ないレジスト液吐出量でレジスト液を基板上に均一に塗布することができる。
【0059】
色彩レジスト液が基板G上にスクロール状に塗布される際、レジスト液吐出ノズル56a〜56dの吐出口が例えば円形状で、吐出幅が狭いような場合には、スクロール状に吐出された色彩レジスト液の間に、蚊取り線香状に隙間ができ、塗布ムラの原因になるおそれがある。しかし、上述したように、レジスト液吐出ノズル56a〜56dを扁平状にレジスト液を吐出するように構成することにより、吐出幅を広くすることができ、基板G上にスクロール状に塗布された色彩レジスト液に隙間ができることを回避することができる。したがって、基板上に略円形状にレジスト液を塗布することができ、塗布ムラを防止することができる(図9参照)。
【0060】
なお、このようなレジスト液の吐出に先だって、シンナーノズル56eから基板Gの中心にシンナーを供給し、基板Gを回転させて基板Gの全面に広げるようにしてもよい。
【0061】
このようにして、レッドの色彩レジストが塗布された基板Gは、搬送アーム41により減圧乾燥処理ユニット40に搬送され、ローチャンバ61とアッパーチャンバ62との間の処理室内のガスが排気され、所定の真空度、例えば0.1Torrに減圧されることにより、色彩レジスト中のシンナー等の溶剤がある程度蒸発され、レジスト中の溶剤が徐々に放出され、レジストに悪影響を与えることなくレジストの乾燥を促進させることができ、基板G上に転写が生じることを有効に防止することができる。
【0062】
この乾燥された基板Gは、搬送アーム42によりエッジリムーバー(ER)23に搬送され、アライメント機構72によりアライメントされた後、4個のリムーバーヘッド73が基板Gの各辺に沿って移動し、吐出されたシンナーにより基板Gの四辺のエッジに付着した余分な色彩レジストが除去される。この場合に、塗布されたレジスト膜は減圧乾燥処理ユニット(VD)40によりある程度乾燥されているため、極めて容易にレジスト除去を行うことができる。
【0063】
この後、レジスト塗布処理ユニット(CT)22には、他の基板Gが搬入され、同じレッド、または他の色彩のレジストが塗布される。同じ色彩の場合には同一の動作を繰り返して行えばよく、異なる色彩の場合にも異なる色彩ノズルから他の色彩のレジストを滴下するのみで他は同じ処理でよいから、極めて容易に対応することができる。
【0064】
一方、上述のレッドの色彩レジストが塗布された基板Gは、露光・現像処理されて、再度、洗浄処理の後、レジスト塗布処理ユニット(CT)22に搬入され、二回目の色彩レジスト、例えばグリーンの色彩レジストのノズル56bからグリーンの色彩レジストが基板Gに塗布されて、上述した処理工程が同様に繰り返される。同様にして、三回目の色彩レジスト、例えばブルーが塗布され、四回目の色彩レジスト、例えばブラックが塗布される。
【0065】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図11は、本実施形態におけるレジスト液吐出ノズルの一例を示す断面図である。
図11に示すように、このレジスト液吐出ノズル110は、ノズル本体111と、ノズル本体111の上部に設けられたレジスト液を導入する導入口113と、ノズル本体111の下部に列をなすように設けられ、内部にレジスト通流孔を有する多数の針状部材115とを有している。ノズル本体111の内部にはレジスト液を貯留する貯留室112が設けられており、前記導入口113は貯留室112の上面に連通し、前記多数の針状部材115のレジスト通流孔はその一端が貯留室112の下部に連通している。また、この貯留室112の上面は、導入口113と連通する部分がより高くなるように傾斜した傾斜部114を有している。
【0066】
このような構成により、レジスト液供給手段(図示略)から導入口113を介して供給されたレジスト液は、貯留室112内に貯留されるとともに、貯留室112の下部から各針状部材115内のレジスト通流孔を通って基板G上に吐出される。
【0067】
このとき、レジスト液は基板G上に吐出される前に一旦貯留室112に貯留され、また、この貯留室112の上面は導入口113と連通する部分がより高くなるように傾斜した傾斜部114を有しているので、レジスト液供給手段から供給されたレジスト液に含まれている泡はレジスト液が貯留室112に貯留されている間に貯留室112内を浮上し、傾斜部114に沿って導入口113に至り、排出される。したがって、レジスト液に含まれる泡がレジスト液の塗布処理に悪影響を与えることを防止することができる。
【0068】
図12は、本実施形態におけるレジスト液吐出ノズルの他の例を示す断面図である。
図12に示すように、このレジスト液吐出ノズル120は、ノズル本体122と、ノズル本体122の上部に設けられたレジスト液を導入する導入口124と、ノズル本体122の上面と接続された多数の針状部材121とを有している。ノズル本体122の内部にはレジスト液を貯留する貯留室123が設けられており、針状部材121の内部に設けられたレジスト液通流孔は、この貯留室の上面と連通部125において連通している。また、各針状部材121は、内部を通流するレジスト液の流れが上昇した後に下降するような曲部126を有している。
【0069】
このような構成により、レジスト液供給手段(図示略)から導入口124を介して供給されたレジスト液は、貯留室123内を満たし、貯留室123上面の連通部125から各針状部材121内を上昇した後、曲部126で流れの方向を曲げられて各針状部材121内を下降し、各針状部材121の先端から基板G上に吐出される。このようにして基板G上にレジスト液を塗布した後、レジスト液供給手段(図示略)からのレジスト液の供給を停止することにより、レジスト液の吐出は終了される。このとき、レジスト液の供給を停止することにより、レジスト液が針状部材121内を上昇する駆動力が失われるので、レジスト液の供給を停止した後に貯留室123内に残存したレジスト液が針状部材121内を通って基板G上にこぼれ落ちることがなくなり、レジスト液のこぼれ落ちによる不良を防止することができる。
【0070】
さらに、このレジスト液吐出ノズル120においては、図12に示すように、貯留室123の上面が、連通部125側がより高くなるように傾斜を有しているため、レジスト液の供給を停止した後のレジスト液のこぼれ落ちをより確実に防止することができる。
【0071】
さらに、このように針状部材からレジスト液を吐出する形式のレジスト液吐出ノズルにおいては、図13に示すように、レジスト液吐出ノズルが基板回転機構92により回転される基板Gの上方に配置された際に、針状部材121が基板Gの外側に傾斜するように設けてもよい。このようにすることで、針状部材121の先端からは回転する基板Gの外側に向けてレジスト液が吐出されるので、レジスト液が基板Gの外側に拡がりやすくなり、より均一にレジスト液の塗布を行うことができる。なお、図13中、軸Cは基板回転機構92が基板を回転させる際の中心軸を示す。
【0072】
また、図14に示すように、針状部材121は、外側に行くほど外側への傾斜角度が大きくなるように設けてもよい。これにより、より広い範囲にレジスト液を吐出することができる。
【0073】
さらにまた、図15に示すように、隣接する針状部材121同士を結合部材151により結合するように構成してもよい。これにより、図16に示すように、ノズル洗浄機構161でシンナー吐出部162からシンナーを吐出してレジスト液吐出ノズルを洗浄する際に、シンナーが結合部材151を伝わって各針状部材121に供給されるので、効率よく洗浄を行うことができる。
【0074】
なお、図13から図16には、それぞれ図12に示したレジスト液吐出ノズルの例における針状部材121の形態について示したが、図8(c)に示したクマデタイプのレジスト液吐出ノズル、および、図11に示したレジスト液吐出ノズルにおいても、上記と同様の構成とすることでそれぞれの効果を得ることができる。
【0075】
次に、本発明のまた他の実施形態について説明する。
図17は、本実施形態におけるレジスト液吐出ノズルを示す概略断面図である。
図17に示すように、このレジスト液吐出ノズル170は、ノズル本体171と、このノズル本体171に列をなすように配置され、その先端からレジスト液を吐出する多数の針状部材172と、これら各針状部材172毎に設けられ、それぞれの針状部材172にレジスト液を供給するポンプ173と、各ポンプ173の動作を制御する制御部174を有している。
【0076】
このようにすることで、制御部174で各ポンプ173を制御して、それぞれの針状部材172からのレジスト液吐出量を個別に制御しながらレジスト液の塗布を行うことができるので、基板Gにより均一にレジスト膜を形成することができる。
【0077】
次に、本発明のさらに他の実施形態について説明する。
図18は、本実施形態におけるレジスト液吐出ノズルを用いて基板G上にレジスト液を塗布している状態を示す上面図である。
図18に示すように、このレジスト液吐出ノズル180は、ノズルアーム55の先端に設けられたノズル本体181と、このノズル本体181に列状に配置され、その先端からレジスト液を吐出する針状部材183と、このノズル本体181を回転可能なノズル回転機構182とを有している。
【0078】
このような構成のレジスト液吐出ノズル180で基板Gにレジスト液を塗布する際には、各針状部材183の先端からレジスト液を吐出させながら、ノズル移動機構91(図18には図示略)がノズルアーム55によってレジスト液吐出ノズル181を基板Gの中心から外方に移動させると同時に、基板回転機構92(図18には図示略)により基板Gを回転させる。このとき、レジスト液吐出ノズル180が基板Gの中心から外方側に移動されるにつれて、ノズル回転機構182が、針状部材183のなす列の方向が基板Gの回転方向184の接線方向に近付くようにノズル本体181を回転させる。このようにすることで、基板Gの内側と外側とで均一にレジスト液を塗布することができる。
【0079】
次に、本発明のさらにまた他の実施形態について説明する。
図19は、本実施形態におけるレジスト液吐出ノズルを用いてレジスト塗布処理を行っている状態を示す概略図である。
図19に示すように、このレジスト液吐出ノズル190は、スリット状の吐出口を有し、基板Gに対して幅広にレジスト液を吐出するノズル本体191と、ノズル本体191に取り付けられ、ノズル本体191と基板Gとの間隔を計測する距離センサー192と、ノズル本体191を昇降させる昇降機構194と、距離センサー192の計測結果に基づいて昇降機構194の動作を制御する制御部193とを有している。
【0080】
このレジスト液吐出ノズル190においては、ノズル本体191からレジスト液を吐出しながら、距離センサー192によりノズル本体191と基板Gとの間隔を計測し、その計測値に基づいて制御部193がノズル本体191と基板Gとの間隔が一定になるように昇降機構194を動作させてノズル本体191を昇降する制御を行う。
【0081】
スリット状の吐出口を有し、基板Gに対して幅広にレジスト液を吐出するスリットタイプのノズルの場合、基板Gとノズルとの間隔が変化すると基板G上に吐出されるレジスト液の幅が変動してしまうが、本実施形態においては基板Gとノズル本体191との間隔が一定となるように制御しているので、このようなレジスト液の幅の変動が防止され、レジスト液を均一な幅で吐出することができる。
【0082】
次に、本発明のさらに別の実施形態について説明する。
図20は、本実施形態に係るレジスト液吐出ノズルの概略側面図である。
図20に示すように、このレジスト液吐出ノズル200は、ノズル本体201と、内部にレジスト液通流孔が形成され、その先端からレジスト液を吐出する針状部材202と、この針状部材202中を通流するレジスト液に含まれる泡を検出する泡センサー203とを有している。また、このレジスト液吐出ノズルの設けられるレジスト塗布・現像処理手段においては、この泡センサー203からの検出結果に基づいて所定の制御を行う制御部204と、制御部204により制御され、警告信号を発する警告装置205とが設けられる。
【0083】
針状部材202は、その中を通流するレジスト液に含まれる泡を泡センサー203により検出するため、例えばポリメチルペンテン等のように、透明で耐溶剤性の強い材質を使用することが好ましい。
【0084】
以上のような構成により、泡センサー203により針状部材202中を通流するレジスト液に含まれる泡の検出を行いながらレジスト液の塗布処理を行い、泡センサー203からの検出結果より制御部204がレジスト液中に泡が含まれていると判断した場合には、制御部204がレジスト塗布・現像処理装置を停止するとともに、警報発生装置205を作動させて警報を発生するように制御を行うことができる。レジスト塗布・現像処理装置の停止と、警報の発生とは、いずれか一方のみを行うように制御してもよい。また、制御部204は、泡センサー203からの検出結果より、レジスト液中に含まれている泡の量が所定のしきい値を超えているかどうかを判断し、レジスト液中の泡の量がしきい値を超えている場合にレジスト塗布・現像処理装置の停止等を行うようにしてもよい。
【0085】
なお、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、カラーフィルターにおけるレジスト塗布処理について示したが、これに限らず、LCD基板や半導体基板等、他の基板のレジスト塗布処理にも適用することができる。
【0086】
【実施例】
(実施例1)
素ガラスの基板の中心にレジスト液を吐出して基板の回転により拡散させる従来の場合と、素ガラスの基板にレジスト液をスクロール状に塗布する場合とについて実験を行った。実験結果を表1に示す。
【0087】
【表1】
【0088】
例えば、従来のレジスト液使用量が30mlの場合と、スクロール塗布のレジスト液使用量が15.0mlの場合とを比較すると、レジスト液の広がり部分の直径は230〜240mmで、ほぼ同等になっており、スクロール塗布の場合には、レジスト液の使用量が従来のほぼ半分で同等のレジスト広がり面積を確保することが可能であることが確認された。
【0089】
また、素ガラスの基板に塗布ムラなくレジスト液を塗布できるレジスト液の使用量は、従来では25mlであったのに対し、スクロール塗布では17.5mlであり、レジスト液の使用量をほぼ2/3に削減できることが確認された。
【0090】
(実施例2)
パターン付きの基板の中心にレジスト液を吐出して基板の回転により拡散させる従来の場合と、パターン付きの基板にレジスト液をスクロール状に塗布する場合とについて実験を行った。実験結果を表2に示す。
【0091】
【表2】
【0092】
パターン付きの基板に塗布ムラなくレジスト液を塗布できるレジスト液の使用量は、従来では30mlであったのに対し、スクロール塗布の場合には、17.5mlであり、レジスト液の使用量をほぼ半分に削減できることが確認された。
【0093】
(実施例3)
レジスト液吐出ノズルとして、上述の図8の(a)に示すスリットタイプのものと図8の(c)に示すクマデタイプを用い比較実験を行った。スリットタイプでは吐出幅を10mmとし、スリット幅を0.8mmとした。またクマデタイプでは吐出管を11本、吐出幅を20mmとし、吐出管の穴径を0.3mmとした。これらを用いて、素ガラスの基板にレジスト液をスクロール状に塗布した。
【0094】
レジスト液の使用量を20mlとした時、図9に示すように、スクロール状に吐出されたレジスト液の間に、隙間ができるか否かの判別を行った。すなわち、図9の(a)に示すように基板上のレジストが円形になった場合を良好(○)とし、(b)に示すように渦巻き状になった場合を不良(×)とした。その結果を表3に示す。
【0095】
【表3】
【0096】
吐出幅が10mmであるスリットタイプのノズルの場合には、レジスト塗布直後のレジスト塗布部分の直径が260mm以下であるときには、図9の(a)に示すように、スクロール状に吐出されたレジスト液の間に隙間はできず、塗布状態は良好であるが、この直径が280mm以上であるときには、図9の(b)に示すように、スクロール状に吐出されたレジスト液の間に、隙間ができ、塗布状態は不良となっている。
【0097】
一方、吐出幅が20mmであるクマデタイプのノズルの場合には、レジスト塗布直後の直径が330mm以下であるときには、図9の(a)に示すように、スクロール状に吐出されたレジスト液の間に隙間はできず、塗布状態は良好であるが、この直径が350mm以上であるときには、図9の(b)に示すように、スクロール状に吐出されたレジスト液の間に隙間ができ、塗布状態は不良となっている。
【0098】
すなわち、レジスト液をスクロール状に塗布する塗布方式では、ノズルの吐出幅が広い場合のほうが、隙間なく塗布することができる塗布可能面積を広くできることが確認された。
【0099】
次に、同様にレジスト使用量を変えて、従来の基板中心にレジスト液を吐出して塗布する場合(センター吐出)、上記吐出幅10mmのスリットタイプのノズルを用いてスクロール塗布を行った場合、および上記吐出幅20mmのクマデタイプのノズルを用いてスクロール塗布を行った場合について、回転前レジスト直径を測定した。その結果を表4に示す。
【0100】
【表4】
【0101】
表4に示すように従来のセンター吐出の場合には、レジスト液の使用量が25ml以上でないと、塗布ムラが生起されたのに対し、スクロール塗布の場合には、スリットタイプのノズルを用いた場合およびクマデタイプのノズルを用いた場合のいずれも18.5mlまで塗布ムラが生じなかった。また回転前レジスト直径については、センター吐出の場合にはレジスト吐出量が30mlでも回転前レジスト直径が240mmであったのに対し、スクロール塗布の場合には、18.5mlでもスリットタイプで250mm、クマデタイプで300mmとなった。このことからスクロール塗布によりレジスト液の使用量を従来に比べて削減できることが確認された。
【0102】
また、スクロール塗布方式の中で、吐出幅が10mmであるスリットタイプのノズルと吐出幅が20mmであるクマデタイプのノズルを比較した場合、いずれのレジスト使用量においても吐出幅が広いクマデタイプの方が回転前レジスト直径が大きいことが確認された。
【0103】
(実施例4)
次に、スクロール塗布した場合の膜厚均一性について把握した。表5にレジスト吐出時間およびレジスト使用量を変化させてスクロール塗布した場合の吐出後のレジスト直径および膜厚均一性を示す。表5に示すように、吐出時間が長いほど中心部膜厚が厚くなり、周辺部が薄くなる傾向がある。図10は吐出時間18.5secでレジスト使用量が28mlとしてスクロール塗布を行った場合と、センター吐出を行った場合とで対角線上の膜厚プロファイルを示すグラフである。このグラフから明らかなように、吐出時間が長く、レジスト使用量が多い場合であっても、センター吐出の場合よりも多少膜厚均一性が悪くなるのみであることが確認された。このことから、スクロール塗布では吐出時間およびレジスト使用量を調整することにより、センター吐出の場合と同等な膜厚均一性が得られることが把握される。
【0104】
【表5】
【0105】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レジスト液吐出ノズルから基板にレジスト液を吐出しながら、レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に基板を回転させ、これにより、レジスト液吐出ノズルと基板とに相対的なスクロール動作をさせながら、レジスト液を基板上にスクロール状に塗布するので、レジスト液の吐出量がそれ程多くなくても、レジスト液を基板上の広い面積に亘って広げることができ、レジスト液が拡散しにくい場合であっても、少ないレジスト液吐出量でレジスト液を基板上に均一に塗布することができる。
【0106】
この場合に、レジスト液吐出ノズルを扁平状にレジスト液を吐出するように構成することにより、吐出幅を広くすることができ、スクロール状に吐出されたレジスト液の間に隙間ができることを回避することができる。そのため、基板上に塗布されたレジスト液が全体として円形状になり、塗布ムラを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用されるLCDのカラーフィルターの塗布・現像処理システムを示す平面図。
【図2】 レジスト塗布処理ユニット(CT)、乾燥処理ユニット、およびエッジリムーバー(ER)を示す概略平面図。
【図3】 レジスト塗布処理ユニット(CT)、乾燥処理ユニット、およびエッジリムーバー(ER)を示す概略側面図。
【図4】 レジスト液吐出ノズルアームの平面図および側面図。
【図5】 本発明の一実施形態に係るレジスト塗布処理ユニット(CT)を模式的に示す平面図。
【図6】 本発明の一実施形態に係るレジスト塗布処理ユニット(CT)の制御系を示す概略図。
【図7】 本発明の一実施形態に係るレジスト塗布処理ユニット(CT)に用いるレジスト液吐出ノズルの側面図および正面図。
【図8】 レジスト塗布処理ユニット(CT)に用いるレジスト液吐出ノズルの例を模式的に示す図。
【図9】 スクロール塗布直後のレジストの塗布状態を示す模式図。
【図10】 センター吐出の場合とスクロール塗布の場合について膜厚プロファイルを示すグラフ。
【図11】 本発明の他の実施形態におけるレジスト液吐出ノズルの一例を示す断面図。
【図12】 本発明の他の実施形態におけるレジスト液吐出ノズルの他の例を示す断面図。
【図13】 図12に示したレジスト液吐出ノズルにおける針状部材の一形態を示す概略図。
【図14】 図12に示したレジスト液吐出ノズルにおける針状部材の他の形態を示す概略図。
【図15】 図12に示したレジスト液吐出ノズルにおける針状部材のまた他の形態を示す部分的な概略図。
【図16】 図15に示したレジスト液吐出ノズルをノズル洗浄機構で洗浄している状態を示す断面図。
【図17】 本発明のまた他の実施形態におけるレジスト液吐出ノズルを示す概略断面図。
【図18】 本発明のさらに他の実施形態におけるレジスト液吐出ノズルを用いてレジスト液を塗布している状態を示す上面図。
【図19】 本発明のさらにまた他の実施形態におけるレジスト液吐出ノズルの例を示す概略図。
【図20】 本発明のさらに別の実施形態におけるレジスト液吐出ノズルの例を示す概略側面図。
【符号の説明】
22;レジスト塗布処理ユニット(CT)
51;スピンチャック
55;レジスト液吐出ノズルアーム
56a〜56d;色彩レジスト液吐出ノズル
57a〜57d;色彩レジストの供給管
81;吐出口
90;コントローラ
91;ノズル移動機構
92;基板回転機構
G;カラーフィルター用基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resist coating processing apparatus and a resist coating processing method for coating a resist solution on a substrate such as a color filter of a color liquid crystal display (LCD).
[0002]
[Prior art]
In the manufacture of color filters for color liquid crystal displays (LCDs), four color resists (red, green, blue, and black) are applied to a rectangular glass substrate, exposed, and developed. A color filter is formed by a so-called photolithography technique.
[0003]
In such a color filter photolithography process, a color resist coating process and an exposure / development process are performed for each color. That is, for example, a red color resist is applied, exposed and developed, then a green color resist is applied, exposed and developed, and then the same processing is performed for blue and black.
[0004]
Among the processing steps described above, in each color resist coating step, a rectangular substrate is carried into a resist coating unit and mounted on a spin chuck, and each color is placed from the resist solution discharge nozzle to approximately the center of the substrate while the substrate is stationary. The color resist solution is discharged, and then the substrate is rotated by a spin chuck, and each color resist solution is diffused by centrifugal force to form each color resist on the substrate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a pattern is formed on the surface of the color filter, and the resist solution does not diffuse in a perfect circle due to this influence. Due to this influence, there is a possibility that the resist solution may remain uncoated during the rotational film formation, and the amount of resist used increases to eliminate the unpainted state. In addition, unlike normal resist solutions used for semiconductor wafers and the like, the color resist solution contains a pigment or resin for color, so when rotating the substrate to diffuse the color resist solution, The color resist solution is difficult to diffuse, and even if the same amount of resist solution is supplied, the resist diffusion area decreases, and the amount of resist solution used for coating on the entire surface of the substrate increases. On the contrary, if the amount of the resist solution used is not increased, the resist diffusion area directly decreases, so that film formation after rotation becomes impossible.
[0006]
Such a phenomenon occurs not only in the color filter but also in other substrates due to the fact that the frictional resistance of the substrate is large due to the pattern or the like or the viscosity of the resist solution is high.
[0007]
Therefore, even in such a case, it is desired to reduce the resist as much as possible without increasing the amount of resist solution discharged from the resist solution discharge nozzle and to apply the resist solution uniformly on the substrate. ing.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a resist coating processing apparatus capable of uniformly coating a resist solution on a substrate with a small resist solution discharge amount even when the resist solution is difficult to diffuse, and An object of the present invention is to provide a resist coating method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is a resist coating apparatus for applying a resist solution to a substrate,
Resist solution discharge that has a nozzle body and a large number of needle-like members provided in a row in the nozzle body and formed with a resist solution flow hole therein, and discharges the resist solution in a flat shape on the substrate A nozzle,
A nozzle moving mechanism for moving the resist solution discharge nozzle;
A nozzle rotation mechanism for rotating the nozzle body;
A substrate rotation mechanism that rotates the substrate;
Comprising
While the resist solution is discharged from the resist solution discharge nozzle onto the substrate, the resist solution discharge nozzle is moved on the substrate by the nozzle moving mechanism, and at the same time, the substrate is rotated by the substrate rotation mechanism, and the resist solution discharge nozzle and the substrate are rotated. When the resist solution discharge nozzle is moved outward from the center of the substrate by the nozzle moving mechanism, the direction of the row formed by the needle-like members is determined by the substrate rotating mechanism. The resist coating apparatus is characterized in that the resist solution is applied onto the substrate in the form of a scroll while rotating the nozzle body by the nozzle rotating mechanism so as to approach the tangential direction of the substrate rotating direction.
[0010]
Moreover, the present invention is a resist coating processing apparatus for applying a resist solution to a substrate,
A resist solution discharge nozzle for discharging the resist solution in a flat shape on the substrate;
A nozzle moving mechanism for moving the resist solution discharge nozzle;
A nozzle rotation mechanism for rotating the nozzle body;
A substrate rotation mechanism that rotates the substrate;
Comprising
While the resist solution is discharged from the resist solution discharge nozzle onto the substrate, the resist solution discharge nozzle is moved on the substrate by the nozzle moving mechanism, and at the same time, the substrate is rotated by the substrate rotation mechanism, and the resist solution discharge nozzle and the substrate are rotated. And a resist solution discharged in a flat shape from the resist solution discharge nozzle when the nozzle movement mechanism moves the resist solution discharge nozzle from the center of the substrate to the outside. The resist liquid is applied onto the substrate in a scroll shape while rotating the nozzle body by the nozzle rotation mechanism so that the discharge width direction of the nozzle approaches the tangential direction of the direction in which the substrate rotation mechanism rotates the substrate. A resist coating apparatus is provided.
[0011]
Further, the present invention is a resist coating processing apparatus for sequentially coating a plurality of color resist solutions on a substrate,
A nozzle body and a plurality of needle-like members provided in a row in the nozzle body and having a resist solution flow hole formed therein;For each color resist solutionProvidedOn the boardFlatA plurality of resist solution discharge nozzles for discharging a color resist solution;
A nozzle moving mechanism for moving the plurality of resist solution discharge nozzles;
A nozzle rotation mechanism for rotating the nozzle body;
A substrate rotation mechanism for rotating the substrate;
A controller that adjusts and controls the movement speed of the resist liquid discharge nozzle and the rotation speed of the substrate in multiple stages according to the type of color resist liquid;
Comprising
While discharging one color resist solution from the resist solution discharge nozzle to the substrate, the resist solution discharge nozzle is moved on the substrate by the nozzle moving mechanism, and at the same time, the substrate is rotated by the substrate rotation mechanism to discharge the resist solution. A relative scroll operation is performed between the nozzle and the substrate so that the color resist solution is applied onto the substrate in a scroll shape, and the movement speed of the resist solution discharge nozzle and the rotation speed of the substrate are controlled by the controller. Control for each color resist solutionAnd
When the nozzle moving mechanism moves the resist solution discharge nozzle from the center of the substrate to the outside, the direction of the row formed by the needle-shaped members is tangent to the direction in which the substrate rotating mechanism rotates the substrate. Rotate the nozzle body to approach the directionThere is provided a resist coating apparatus characterized by the above.
[0012]
Further, the present invention is a resist coating method for applying a resist solution to a substrate,
Resist solution discharge that has a nozzle body and a large number of needle-like members provided in a row in the nozzle body and formed with a resist solution flow hole therein, and discharges the resist solution in a flat shape on the substrate The substrate is rotated simultaneously with moving the resist solution discharge nozzle on the substrate while discharging the resist solution from the nozzle to the substrate, and a relative scroll operation is performed between the resist solution discharge nozzle and the substrate, and When the resist solution discharge nozzle is moved from the center of the substrate to the outside, the nozzle body is rotated by the nozzle rotation mechanism so that the direction of the row formed by the needle-like members approaches the tangential direction of the direction in which the substrate rotation mechanism rotates the substrate. A resist coating method is provided in which the resist solution is applied in a scroll form on a substrate while rotating the substrate.
[0013]
Further, the present invention is a resist coating method for applying a resist solution to a substrate,
The resist solution discharge nozzle that discharges the resist solution in a flat shape onto the substrate moves the resist solution discharge nozzle on the substrate while discharging the resist solution onto the substrate, and at the same time rotates the substrate. When the resist solution discharge nozzle is moved from the center of the substrate to the outside, the direction of the discharge width of the resist solution discharged in a flat shape from the resist solution discharge nozzle is changed. And applying the resist solution in a scroll form on the substrate while rotating the nozzle body by the nozzle rotation mechanism so that the substrate rotation mechanism approaches a tangential direction of the substrate rotation direction. I will provide a.
[0014]
According to the present invention, while the resist solution is discharged from the resist solution discharge nozzle onto the substrate, the resist solution discharge nozzle is moved on the substrate and simultaneously the substrate is rotated, whereby the resist solution discharge nozzle and the substrate are relatively moved. Since the resist solution is applied in a scroll form on the substrate while performing a smooth scrolling operation, the resist solution can be spread over a wide area on the substrate even if the resist solution discharge amount is not so large. Even when it is difficult to diffuse, the resist solution can be uniformly applied onto the substrate with a small amount of the resist solution discharged.
[0015]
In the resist coating apparatus, the resist solution discharge nozzle is preferably configured to discharge the resist solution in a flat shape. When the resist solution is applied onto the substrate in the form of a scroll, if the nozzle discharge port is circular, for example, and the discharge width is narrow, a gap is created between the resist solution discharged in the scroll shape, Although there is a possibility of causing uneven coating, the resist discharge nozzle can be widened by adopting a structure that can discharge the resist solution in a flat shape, and the resist discharged in a scroll shape It is possible to avoid a gap between the liquids. Therefore, the resist solution applied on the substrate becomes circular as a whole, and coating unevenness can be prevented. Specifically, the tip of the resist solution discharge nozzle is formed into a slit shape or flattened in this manner by having a large number of needle-like members having resist solution flow holes formed therein. Resist can be discharged.
[0016]
Furthermore, it is preferable that the nozzle moving mechanism is configured to move the resist solution discharge nozzle outward from the approximate center of the substrate. By doing in this way, since the resist liquid discharge direction and the diffusion direction are the same, the possibility of uneven coating can be eliminated. Conversely, when the resist solution discharge nozzle is configured to move from the outside toward the approximate center of the substrate, the substrate is rotated and the resist solution is diffused by the centrifugal force. The direction and the direction of diffusion are opposite, and there is a risk of uneven coating.
[0017]
Further, the nozzle moving mechanism preferably has a variable nozzle moving speed. Thus, the amount of resist solution applied can be adjusted by changing the moving speed of the nozzle in accordance with the application state of the resist solution. Specifically, it is preferable to decrease the moving speed as the resist solution discharge nozzle moves to the outside of the substrate. Accordingly, when the resist solution is applied in a scroll form on the substrate while performing a scroll operation relative to the resist discharge and the substrate, the application amount of the resist solution on the inner peripheral side and the outer peripheral side can be equalized. .
[0018]
Furthermore, it is preferable that the rotation speed of the substrate rotation mechanism is variable. Thus, the resist solution application amount can be adjusted by changing the substrate rotation speed in accordance with the application state of the resist solution.
[0019]
Furthermore, it is preferable that the rotation speed of the substrate by the substrate rotation mechanism is maintained so that the outer periphery of the resist solution on the substrate does not spread radially. Thereby, it is possible to prevent the resist solution from being wasted due to the outer periphery of the resist solution being scattered from the substrate outer periphery to the outside.
[0020]
The control mechanism controls the nozzle moving mechanism and the substrate rotating mechanism, and the control mechanism moves the resist liquid discharge nozzle by the nozzle moving mechanism when the coating liquid is being discharged from the resist liquid discharge nozzle to the substrate. It is preferable that the substrate is rotated by the substrate rotating mechanism to perform a relative scroll operation between the resist solution discharge nozzle and the substrate. In this case, it is preferable that the control mechanism controls the moving speed of the nozzle and the rotating speed of the substrate during the coating process.
[0021]
Furthermore, a plurality of resist solution discharge nozzles can be configured to be integrally held at the tip of one nozzle arm. As a result, for example, when applying red, green, blue, and black color resist solutions, it is possible to cope only by moving the nozzle arm, so that resist application can be performed very efficiently.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a plan view showing an LCD color filter coating / development processing system to which the present invention is applied.
[0023]
This coating / development processing system includes a
[0024]
The
[0025]
The processing section 2 is divided into a
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
Further, the
[0029]
In the processing unit 2, only a spinner system unit such as the
[0030]
The
[0031]
Further, a chemical
[0032]
The
[0033]
The interface unit 3 includes an
By consolidating and integrating the processing units in this way, it is possible to save space and improve processing efficiency.
[0034]
In the coating / development processing system configured as described above, the substrate G in the cassette C is transported to the processing unit 2, and the processing unit 2 first scrubbers at the cleaning units (SCR) 21 a and 21 b of the front-
[0035]
Thereafter, the substrate G is transported to the
[0036]
Thereafter, the substrate G is transported from the
[0037]
Such a series of processes for each color is executed according to a preset recipe. For example, the substrate G that has been subjected to red coating / exposure / development processing is sequentially subjected to green, blue, and black coating / exposure / development processing. In the resist coating processing unit (CT) 22 as will be described later. Each color is processed in substantially the same manner except that nozzles of different colors are used. The substrate of the completed color filter is accommodated in a predetermined cassette on the
[0038]
Next, a resist coating processing unit (CT), a reduced pressure drying processing unit (VD), and an edge remover (ER) provided in such a color filter resist coating / development processing system will be described. 2 and 3 are a schematic plan view and a schematic side view showing a resist coating processing unit (CT), a vacuum drying processing unit (VD), and an edge remover (ER).
[0039]
As shown in FIGS. 2 and 3, the resist coating unit (CT) 22, the reduced pressure drying unit (VD) 40, and the edge remover (ER) 23 are integrally arranged on the same stage. . The substrate G on which a predetermined color resist is applied by the resist coating processing unit (CT) 22 is transported to the vacuum drying processing unit (VD) 40 along the guide rails 43 by the pair of
[0040]
The resist coating unit (CT) 22 is a
[0041]
The resist coating unit (CT) 22 has a resist solution
[0042]
As shown in detail in FIG. 4, at the tip of the resist
[0043]
Since it is configured in this manner, it is easy to apply a color resist on the substrate G by one of the resist
[0044]
The reduced-pressure
[0045]
An edge remover (ER) 23 that performs end surface processing of the substrate G is provided with a
[0046]
At positions corresponding to the four sides of the substrate G, four remover heads 73 for removing excess color resist from the edges of the four sides of the substrate G are provided. Each
[0047]
In the present embodiment, the resist coating unit (CT) 22 discharges each color resist solution onto the substrate G from any one of the resist
[0048]
The
[0049]
Further, the
[0050]
For example, when the
[0051]
Further, the rotation speed of the substrate G by the
[0052]
The resist
[0053]
As shown in FIG. 8A, the resist
[0054]
On the other hand, as shown in FIG. 8B, a plurality of
[0055]
Further, in order to discharge the resist solution in a flat shape, an arc-shaped
[0056]
Next, processing of the substrate in the resist coating processing unit (CT) 22, the reduced-pressure drying processing unit (VD) 40, and the edge remover (ER) 23 that are integrally configured in this manner will be described.
[0057]
First, in the resist coating processing unit (CT) 22, a
[0058]
Since the resist solution can be spread over a wide area on the substrate G even when the discharge amount of the resist solution is not so large by applying in the scroll shape in this way, the pigment is included as in this embodiment. Even when a highly viscous color resist is used or when the resist solution is difficult to diffuse, such as when the substrate G is a color filter substrate with a pattern, the resist solution can be applied onto the substrate with a smaller resist solution discharge amount. It can be applied uniformly.
[0059]
When the color resist solution is applied onto the substrate G in a scroll shape, if the discharge ports of the resist
[0060]
Prior to the discharge of the resist solution, thinner may be supplied from the
[0061]
In this way, the substrate G coated with the red color resist is transferred to the reduced-pressure
[0062]
The dried substrate G is transported to the edge remover (ER) 23 by the
[0063]
Thereafter, another substrate G is carried into the resist coating processing unit (CT) 22, and the resist of the same red or other color is applied. In the case of the same color, the same operation can be repeated, and even in the case of different colors, it is very easy to deal with the same process by simply dropping another color resist from different color nozzles. Can do.
[0064]
On the other hand, the substrate G coated with the above-described red color resist is subjected to exposure / development processing, and after being washed again, it is carried into a resist coating processing unit (CT) 22 to be subjected to a second color resist, for example, green. The green color resist is applied to the substrate G from the color resist
[0065]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a resist solution discharge nozzle in the present embodiment.
As shown in FIG. 11, the resist
[0066]
With such a configuration, the resist solution supplied from the resist solution supply means (not shown) through the
[0067]
At this time, the resist solution is temporarily stored in the
[0068]
FIG. 12 is a cross-sectional view showing another example of a resist solution discharge nozzle in the present embodiment.
As shown in FIG. 12, the resist
[0069]
With such a configuration, the resist solution supplied from the resist solution supply means (not shown) through the
[0070]
Further, in the resist
[0071]
Further, in such a resist solution discharge nozzle that discharges the resist solution from the needle-like member, the resist solution discharge nozzle is disposed above the substrate G rotated by the
[0072]
Further, as shown in FIG. 14, the needle-
[0073]
Furthermore, as shown in FIG. 15, adjacent needle-
[0074]
FIGS. 13 to 16 show the form of the needle-
[0075]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a resist solution discharge nozzle in the present embodiment.
As shown in FIG. 17, the resist
[0076]
By doing so, it is possible to apply the resist solution while controlling each
[0077]
Next, still another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 18 is a top view showing a state in which a resist solution is applied onto the substrate G using the resist solution discharge nozzle in the present embodiment.
As shown in FIG. 18, the resist
[0078]
When the resist solution is applied to the substrate G with the resist
[0079]
Next, still another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 19 is a schematic view showing a state in which a resist coating process is performed using the resist solution discharge nozzle in the present embodiment.
As shown in FIG. 19, the resist
[0080]
In the resist
[0081]
In the case of a slit type nozzle that has a slit-like discharge port and discharges the resist solution wide with respect to the substrate G, the width of the resist solution discharged onto the substrate G changes when the distance between the substrate G and the nozzle changes. In this embodiment, since the distance between the substrate G and the
[0082]
Next, still another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 20 is a schematic side view of a resist solution discharge nozzle according to the present embodiment.
As shown in FIG. 20, the resist
[0083]
The needle-
[0084]
With the configuration as described above, the resist solution is applied while detecting bubbles contained in the resist solution flowing through the needle-
[0085]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment and Example, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the resist coating process in the color filter has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a resist coating process on other substrates such as an LCD substrate and a semiconductor substrate.
[0086]
【Example】
(Example 1)
An experiment was conducted for a conventional case where a resist solution is discharged to the center of a raw glass substrate and diffused by rotation of the substrate, and for a case where the resist solution is applied in a scroll shape to the raw glass substrate. The experimental results are shown in Table 1.
[0087]
[Table 1]
[0088]
For example, when the conventional resist solution usage amount is 30 ml and the scroll coating resist solution usage amount is 15.0 ml, the diameter of the spread portion of the resist solution is 230 to 240 mm, which is almost the same. In the case of the scroll coating, it was confirmed that the resist spread area can be secured with almost half the amount of the resist solution used.
[0089]
In addition, the amount of resist solution that can be applied to an uncoated glass substrate without uneven coating is 25 ml in the past, but 17.5 ml in scroll coating, and the amount of resist solution used is almost 2 / It was confirmed that it can be reduced to 3.
[0090]
(Example 2)
An experiment was conducted for a conventional case in which a resist solution is discharged to the center of a substrate with a pattern and diffused by the rotation of the substrate, and for a case in which the resist solution is applied in a scroll shape to a substrate with a pattern. The experimental results are shown in Table 2.
[0091]
[Table 2]
[0092]
The amount of resist solution that can be applied to a substrate with a pattern without application unevenness is 30 ml in the past, whereas in the case of scroll coating, it is 17.5 ml. It was confirmed that it could be cut in half.
[0093]
(Example 3)
A comparative experiment was conducted using the slit type nozzle shown in FIG. 8A and the Kumade type shown in FIG. 8C as the resist solution discharge nozzle. In the slit type, the discharge width was 10 mm and the slit width was 0.8 mm. In the Kumade type, 11 discharge pipes, a discharge width of 20 mm, and a hole diameter of the discharge pipe of 0.3 mm were used. Using these materials, a resist solution was applied in a scroll shape to a substrate of raw glass.
[0094]
When the usage amount of the resist solution was 20 ml, as shown in FIG. 9, it was determined whether or not there was a gap between the resist solutions discharged in a scroll shape. That is, the case where the resist on the substrate was circular as shown in (a) of FIG. 9 was judged as good (◯), and the case where it was spiraled as shown in (b) was judged as poor (x). The results are shown in Table 3.
[0095]
[Table 3]
[0096]
In the case of a slit type nozzle having a discharge width of 10 mm, when the diameter of the resist coating portion immediately after the resist coating is 260 mm or less, as shown in FIG. There is no gap between them, and the applied state is good, but when this diameter is 280 mm or more, as shown in FIG. 9B, there is no gap between the resist solutions discharged in a scroll shape. The application state is poor.
[0097]
On the other hand, in the case of a Kumade type nozzle having a discharge width of 20 mm, when the diameter immediately after the resist application is 330 mm or less, as shown in FIG. There is no gap, and the application state is good, but when this diameter is 350 mm or more, as shown in FIG. 9B, a gap is formed between the resist solutions discharged in a scroll shape, and the application state Is bad.
[0098]
In other words, it was confirmed that, in the coating method in which the resist solution is applied in a scroll shape, the area that can be applied without gaps can be increased when the nozzle discharge width is wide.
[0099]
Next, similarly, when the resist usage is changed and the resist solution is discharged and applied to the center of the conventional substrate (center discharge), when the scroll application is performed by using the slit type nozzle having the discharge width of 10 mm, The resist diameter before rotation was measured in the case where scroll coating was performed using a Kumade type nozzle having a discharge width of 20 mm. The results are shown in Table 4.
[0100]
[Table 4]
[0101]
As shown in Table 4, in the case of conventional center discharge, if the amount of the resist solution used is not 25 ml or more, coating unevenness occurred, whereas in the case of scroll coating, a slit type nozzle was used. In both cases and when using a Kumade type nozzle, coating unevenness did not occur up to 18.5 ml. As for the resist diameter before rotation, in the case of center discharge, the resist discharge diameter was 240 mm even when the resist discharge amount was 30 ml, whereas in the case of scroll coating, 18.5 ml was 250 mm for the slit type and Kumade type. It became 300mm. From this, it was confirmed that the amount of the resist solution used can be reduced by scroll coating as compared with the prior art.
[0102]
Also, in the scroll coating method, when comparing a slit type nozzle with a discharge width of 10 mm and a Kumade type nozzle with a discharge width of 20 mm, the Kumade type with a wider discharge width is rotated at any resist usage. It was confirmed that the diameter of the previous resist was large.
[0103]
(Example 4)
Next, the film thickness uniformity when scroll coating was applied was grasped. Table 5 shows the resist diameter and film thickness uniformity after ejection when scroll coating is performed while changing the resist ejection time and the amount of resist used. As shown in Table 5, the longer the discharge time, the thicker the central film thickness and the thinner the peripheral area. FIG. 10 is a graph showing the film thickness profiles on the diagonal lines when the scroll application is performed with a discharge time of 18.5 sec and the resist usage amount is 28 ml, and when the center discharge is performed. As is clear from this graph, it was confirmed that even when the discharge time is long and the amount of resist used is large, the film thickness uniformity is only slightly worse than in the case of center discharge. From this, it is understood that the film thickness uniformity equivalent to the center discharge can be obtained by adjusting the discharge time and the resist usage amount in the scroll coating.
[0104]
[Table 5]
[0105]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, while discharging the resist solution from the resist solution discharge nozzle to the substrate, the resist solution discharge nozzle is moved on the substrate and simultaneously the substrate is rotated. The resist solution is applied on the substrate while scrolling relative to the substrate, so that the resist solution is spread over a wide area on the substrate even if the amount of the resist solution is not so large. Even when the resist solution is difficult to diffuse, the resist solution can be uniformly applied on the substrate with a small amount of the resist solution discharged.
[0106]
In this case, by configuring the resist solution discharge nozzle to discharge the resist solution in a flat shape, it is possible to widen the discharge width and to avoid a gap between the resist solution discharged in a scroll shape. be able to. Therefore, the resist solution applied on the substrate becomes circular as a whole, and coating unevenness can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a coating / development processing system for a color filter of an LCD to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic plan view showing a resist coating processing unit (CT), a drying processing unit, and an edge remover (ER).
FIG. 3 is a schematic side view showing a resist coating unit (CT), a drying unit, and an edge remover (ER).
FIG. 4 is a plan view and a side view of a resist solution discharge nozzle arm.
FIG. 5 is a plan view schematically showing a resist coating unit (CT) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a control system of a resist coating unit (CT) according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are a side view and a front view of a resist solution discharge nozzle used in a resist coating unit (CT) according to an embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of a resist solution discharge nozzle used in a resist coating unit (CT).
FIG. 9 is a schematic diagram showing a resist application state immediately after scroll application.
FIG. 10 is a graph showing a film thickness profile for center discharge and scroll coating.
FIG. 11 is a sectional view showing an example of a resist solution discharge nozzle according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional view showing another example of a resist solution discharge nozzle according to another embodiment of the present invention.
13 is a schematic view showing an embodiment of a needle-like member in the resist solution discharge nozzle shown in FIG.
14 is a schematic view showing another form of a needle-like member in the resist solution discharge nozzle shown in FIG.
15 is a partial schematic view showing still another form of a needle-like member in the resist solution discharge nozzle shown in FIG.
16 is a cross-sectional view showing a state in which the resist solution discharge nozzle shown in FIG. 15 is being cleaned by a nozzle cleaning mechanism.
FIG. 17 is a schematic sectional view showing a resist solution discharge nozzle according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a top view showing a state in which a resist solution is applied using a resist solution discharge nozzle according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a schematic view showing an example of a resist solution discharge nozzle according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a schematic side view showing an example of a resist solution discharge nozzle in still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
22: Resist coating unit (CT)
51; Spin chuck
55; Resist solution discharge nozzle arm
56a-56d; Color resist solution discharge nozzle
57a-57d; Color resist supply pipe
81; discharge port
90; controller
91; Nozzle movement mechanism
92; substrate rotation mechanism
G: Substrate for color filter
Claims (10)
ノズル本体と、前記ノズル本体に列をなすように設けられ、内部にレジスト液通流孔が形成された多数の針状部材とを有し、基板に扁平状にレジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズルと、
このレジスト液吐出ノズルを移動するノズル移動機構と、
前記ノズル本体を回転させるノズル回転機構と、
基板を回転する基板回転機構と
を具備し、
前記レジスト液吐出ノズルから基板にレジスト液を吐出させながら前記ノズル移動機構により前記レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に、前記基板回転機構により基板を回転させ、前記レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせ、かつ、前記ノズル移動機構によって前記レジスト液吐出ノズルを基板の中心から外側に移動させる際に、前記針状部材のなす列の方向が、基板回転機構が基板を回転させる方向の接線方向に近付くように前記ノズル回転機構によりノズル本体を回転させながら、レジスト液をスクロール状に基板上に塗布することを特徴とする、レジスト塗布処理装置。A resist coating processing apparatus for applying a resist solution to a substrate,
Resist solution discharge that has a nozzle body and a large number of needle-like members provided in a row in the nozzle body and formed with a resist solution flow hole therein, and discharges the resist solution in a flat shape on the substrate A nozzle,
A nozzle moving mechanism for moving the resist solution discharge nozzle;
A nozzle rotation mechanism for rotating the nozzle body;
A substrate rotation mechanism for rotating the substrate,
While the resist solution is discharged from the resist solution discharge nozzle onto the substrate, the resist solution discharge nozzle is moved on the substrate by the nozzle moving mechanism, and at the same time, the substrate is rotated by the substrate rotation mechanism, and the resist solution discharge nozzle and the substrate are rotated. When the resist solution discharge nozzle is moved outward from the center of the substrate by the nozzle moving mechanism, the direction of the row formed by the needle-like members is determined by the substrate rotating mechanism. The resist coating apparatus is characterized in that the resist solution is applied onto the substrate in a scroll shape while rotating the nozzle body by the nozzle rotating mechanism so as to approach the tangential direction of the substrate rotating direction.
基板に扁平状にレジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズルと、
このレジスト液吐出ノズルを移動するノズル移動機構と、
ノズル本体を回転させるノズル回転機構と、
基板を回転する基板回転機構と
を具備し、
前記レジスト液吐出ノズルから基板にレジスト液を吐出させながら前記ノズル移動機構により前記レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に、前記基板回転機構により基板を回転させ、前記レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせ、かつ、前記ノズル移動機構によって前記レジスト液吐出ノズルを基板の中心から外側に移動させる際に、前記レジスト液吐出ノズルから扁平状に吐出されるレジスト液の吐出幅の方向が、基板回転機構が基板を回転させる方向の接線方向に近付くように前記ノズル回転機構によりノズル本体を回転させながら、レジスト液をスクロール状に基板上に塗布することを特徴とする、レジスト塗布処理装置。A resist coating processing apparatus for applying a resist solution to a substrate,
A resist solution discharge nozzle for discharging the resist solution in a flat shape on the substrate;
A nozzle moving mechanism for moving the resist solution discharge nozzle;
A nozzle rotation mechanism for rotating the nozzle body;
A substrate rotation mechanism for rotating the substrate,
While the resist solution is discharged from the resist solution discharge nozzle onto the substrate, the resist solution discharge nozzle is moved on the substrate by the nozzle moving mechanism, and at the same time, the substrate is rotated by the substrate rotation mechanism, and the resist solution discharge nozzle and the substrate are rotated. And a resist solution discharged in a flat shape from the resist solution discharge nozzle when the nozzle movement mechanism moves the resist solution discharge nozzle from the center of the substrate to the outside. The resist liquid is applied onto the substrate in a scroll shape while rotating the nozzle body by the nozzle rotation mechanism so that the discharge width direction of the nozzle approaches the tangential direction of the direction in which the substrate rotation mechanism rotates the substrate. A resist coating apparatus.
ノズル本体と、前記ノズル本体に列をなすように設けられ、内部にレジスト液通流孔が形成された多数の針状部材とを有しており、各色彩レジスト液に対しそれぞれ設けられて基板に扁平状に色彩レジスト液を吐出する複数のレジスト液吐出ノズルと、
前記複数のレジスト液吐出ノズルを移動するノズル移動機構と、
前記ノズル本体を回転させるノズル回転機構と、
基板を回転する基板回転機構と、
色彩レジスト液の種類に応じ、前記レジスト液吐出ノズルの移動速度および基板の回転速度を多段階で調節制御するコントローラと
を具備し、
前記レジスト液吐出ノズルから基板に1つの色彩レジスト液を吐出させながら前記ノズル移動機構により前記レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に、前記基板回転機構により基板を回転させ、前記レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせて色彩レジスト液をスクロール状に基板上に塗布するようにし、かつ、前記コントローラにより、前記レジスト液吐出ノズルの移動速度および基板の回転速度を色彩レジスト液毎に制御するようにし、
前記ノズル回転機構は、前記ノズル移動機構が前記レジスト液吐出ノズルを基板の中心から外側に移動する際に、前記針状部材のなす列の方向が、基板回転機構が基板を回転させる方向の接線方向に近付くようにノズル本体を回転させることを特徴とするレジスト塗布処理装置。A resist coating processing apparatus for sequentially applying a plurality of color resist solutions to a substrate,
It has a nozzle body and a large number of needle-like members provided in a row in the nozzle body and formed with a resist solution flow hole, and is provided for each color resist solution. A plurality of resist solution discharge nozzles for discharging the color resist solution in a flat shape ,
A nozzle moving mechanism for moving the plurality of resist solution discharge nozzles;
A nozzle rotation mechanism for rotating the nozzle body;
A substrate rotation mechanism for rotating the substrate;
A controller that adjusts and controls the movement speed of the resist liquid discharge nozzle and the rotation speed of the substrate in multiple stages according to the type of color resist liquid;
While discharging one color resist solution from the resist solution discharge nozzle to the substrate, the resist solution discharge nozzle is moved on the substrate by the nozzle moving mechanism, and at the same time, the substrate is rotated by the substrate rotation mechanism to discharge the resist solution. A relative scroll operation is performed between the nozzle and the substrate so that the color resist solution is applied onto the substrate in a scroll shape, and the movement speed of the resist solution discharge nozzle and the rotation speed of the substrate are controlled by the controller. Control each color resist solution ,
When the nozzle moving mechanism moves the resist solution discharge nozzle from the center of the substrate to the outside, the direction of the row formed by the needle-shaped members is tangent to the direction in which the substrate rotating mechanism rotates the substrate. A resist coating apparatus characterized by rotating a nozzle body so as to approach a direction .
ノズル本体と、前記ノズル本体に列をなすように設けられ、内部にレジスト液通流孔が形成された多数の針状部材とを有し、基板に扁平状にレジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズルから、基板にレジスト液を吐出させながら前記レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に基板を回転させ、前記レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせ、かつ、前記レジスト液吐出ノズルを基板の中心から外側に移動させる際に、前記針状部材のなす列の方向が、基板回転機構が基板を回転させる方向の接線方向に近付くようにノズル回転機構によりノズル本体を回転させながら、前記レジスト液を基板上にスクロール状に塗布することを特徴とする、レジスト塗布処理方法。A resist coating method for applying a resist solution to a substrate,
Resist solution discharge that has a nozzle body and a large number of needle-like members provided in a row in the nozzle body and formed with a resist solution flow hole therein, and discharges the resist solution in a flat shape on the substrate The substrate is rotated simultaneously with moving the resist solution discharge nozzle on the substrate while discharging the resist solution from the nozzle to the substrate, and a relative scroll operation is performed between the resist solution discharge nozzle and the substrate, and When the resist solution discharge nozzle is moved from the center of the substrate to the outside, the nozzle body is rotated by the nozzle rotation mechanism so that the direction of the row formed by the needle-like members approaches the tangential direction of the direction in which the substrate rotation mechanism rotates the substrate. The resist coating method is characterized in that the resist solution is applied onto the substrate in a scroll shape while rotating the substrate.
基板に扁平状にレジスト液を吐出するレジスト液吐出ノズルから、基板にレジスト液を吐出させながら前記レジスト液吐出ノズルを基板上で移動させると同時に基板を回転させ、前記レジスト液吐出ノズルと基板との間に相対的なスクロール動作をさせ、かつ、前記レジスト液吐出ノズルを基板の中心から外側に移動させる際に、前記レジスト液吐出ノズルから扁平状に吐出されるレジスト液の吐出幅の方向が、基板回転機構が基板を回転させる方向の接線方向に近付くようにノズル回転機構によりノズル本体を回転させながら、前記レジスト液を基板上にスクロール状に塗布することを特徴とする、レジスト塗布処理方法。A resist coating method for applying a resist solution to a substrate,
The resist solution discharge nozzle that discharges the resist solution in a flat shape onto the substrate moves the resist solution discharge nozzle on the substrate while discharging the resist solution onto the substrate, and at the same time rotates the substrate. When the resist solution discharge nozzle is moved from the center of the substrate to the outside, the direction of the discharge width of the resist solution discharged in a flat shape from the resist solution discharge nozzle is changed. And applying the resist solution in a scroll form on the substrate while rotating the nozzle body by the nozzle rotation mechanism so that the substrate rotation mechanism approaches a tangential direction of the substrate rotation direction. .
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