<塗布装置の全体構成>
図1は本発明に係る基板処理装置の一実施形態である塗布装置の全体構成を模式的に示す図である。この塗布装置1は、図1の左手側から右手側に向けて水平姿勢で搬送される基板Sの表面Sfに液体である塗布液(処理液)を塗布するスリットコータである。例えば、ガラス基板や半導体基板等各種の基板Sの表面Sfに、レジスト膜の材料を含む塗布液、電極材料を含む塗布液等、各種の処理液を塗布し均一な塗布膜を形成する目的に、この塗布装置1を好適に利用することができる。
なお、以下の各図において装置各部の配置関係を明確にするために、図1に示すように右手系XYZ直交座標を設定する。基板Sの搬送方向を「X方向」とし、図1の左手側から右手側に向かう水平方向を「+X方向」と称し、逆方向を「-X方向」と称する。また、X方向と直交する水平方向Yのうち、装置の正面側(図において手前側)を「-Y方向」と称するとともに、装置の背面側を「+Y方向」と称する。さらに、鉛直方向Zにおける上方向および下方向をそれぞれ「+Z方向」および「-Z方向」と称する。
まず図1を用いてこの塗布装置1の構成および動作の概要を説明し、その後で本発明の技術的特徴を備えるスリットノズルの詳細な構造および開口寸法の調整作業について説明する。塗布装置1では、基板Sの搬送方向Dt、つまり(+X)方向に沿って、入力コンベア100、入力移載部2、浮上ステージ部3、出力移載部4、出力コンベア110がこの順に近接して配置されており、以下に詳述するように、これらにより略水平方向に延びる基板Sの搬送経路が形成されている。
処理対象である基板Sは図1の左手側から入力コンベア100に搬入される。入力コンベア100は、コロコンベア101と、これを回転駆動する回転駆動機構102とを備えており、コロコンベア101の回転により基板Sは水平姿勢で下流側、つまり(+X)方向に搬送される。入力移載部2は、コロコンベア21と、これを回転駆動する機能および昇降させる機能を有する回転・昇降駆動機構22とを備えている。コロコンベア21が回転することで、基板Sはさらに(+X)方向に搬送される。また、コロコンベア21が昇降することで基板Sの鉛直方向位置が変更される。このように構成された入力移載部2により、基板Sは入力コンベア100から浮上ステージ部3に移載される。
浮上ステージ部3は、基板の搬送方向Dtに沿って3分割された平板状のステージを備える。すなわち、浮上ステージ部3は入口浮上ステージ31、塗布ステージ32および出口浮上ステージ33を備えており、これらの各ステージの表面は互いに同一平面の一部をなしている。入口浮上ステージ31および出口浮上ステージ33のそれぞれの表面には浮上制御機構35から供給される圧縮空気を噴出する噴出孔がマトリクス状に多数設けられており、噴出される気流から付与される浮力により基板Sが浮上する。こうして基板Sの裏面Sbがステージ表面から離間した状態で水平姿勢に支持される。基板Sの裏面Sbとステージ表面との距離、つまり浮上量は、例えば10マイクロメートルないし500マイクロメートルとすることができる。
一方、塗布ステージ32の表面では、圧縮空気を噴出する噴出孔と、基板Sの裏面Sbとステージ表面との間の空気を吸引する吸引孔とが交互に配置されている。浮上制御機構35が噴出孔からの圧縮空気の噴出量と吸引孔からの吸引量とを制御することにより、基板Sの裏面Sbと塗布ステージ32の表面との距離が精密に制御される。これにより、塗布ステージ32の上方を通過する基板Sの表面Sfの鉛直方向位置が規定値に制御される。浮上ステージ部3の具体的構成としては、例えば特許第5346643号に記載のものを適用可能である。なお、塗布ステージ32での浮上量については、センサ61、62による検出結果に基づいて制御ユニット9により算出され、その結果に基づく気流制御によって高精度に調整可能となっている。
なお、入口浮上ステージ31には、図には現れていないリフトピンが配設されており、浮上ステージ部3にはこのリフトピンを昇降させるリフトピン駆動機構34が設けられている。
入力移載部2を介して浮上ステージ部3に搬入される基板Sは、コロコンベア21の回転により(+X)方向への推進力を付与されて、入口浮上ステージ31上に搬送される。入口浮上ステージ31、塗布ステージ32および出口浮上ステージ33は基板Sを浮上状態に支持するが、基板Sを水平方向に移動させる機能を有していない。浮上ステージ部3における基板Sの搬送は、入口浮上ステージ31、塗布ステージ32および出口浮上ステージ33の下方に配置された基板搬送部5により行われる。
基板搬送部5は、基板Sの下面周縁部に部分的に当接することで基板Sを下方から支持するチャック機構51と、チャック機構51上端の吸着部材に設けられた吸着パッド(図示省略)に負圧を与えて基板Sを吸着保持させる機能およびチャック機構51をX方向に往復走行させる機能を有する吸着・走行制御機構52とを備えている。チャック機構51が基板Sを保持した状態では、基板Sの裏面Sbは浮上ステージ部3の各ステージの表面よりも高い位置に位置している。したがって、基板Sは、チャック機構51により周縁部を吸着保持されつつ、浮上ステージ部3から付与される浮力により全体として水平姿勢を維持する。なお、チャック機構51により基板Sの裏面Sbを部分的に保持した段階で基板Sの表面の鉛直方向位置を検出するために、板厚測定用のセンサ61がコロコンベア21の近傍に配置されている。このセンサ61の直下位置に基板Sを保持していない状態のチャック(図示省略)が位置することで、センサ61は吸着部材の表面、つまり吸着面の鉛直方向位置を検出可能となっている。
入力移載部2から浮上ステージ部3に搬入された基板Sをチャック機構51が吸着保持し、この状態でチャック機構51が(+X)方向に移動することで、基板Sが入口浮上ステージ31の上方から塗布ステージ32の上方を経由して出口浮上ステージ33の上方へ搬送される。搬送された基板Sは、出口浮上ステージ33の(+X)側に配置された出力移載部4に受け渡される。
浮上ステージ部3の各ステージのうち出口浮上ステージ33については、その上面位置がチャック機構51の上面位置よりも低くなる下部位置と、上面位置がチャック機構51の上面位置よりも高くなる上部位置との間で昇降可能となっている。この目的のために、出口浮上ステージ33は昇降駆動機構36によって支持されている。昇降駆動機構36は、制御ユニット9からの制御指令に応じて出口浮上ステージ33を昇降させ、処理の進行に応じた所定の高さに位置決めする。
出力移載部4は、コロコンベア41と、これを回転駆動する機能および昇降させる機能を有する回転・昇降駆動機構42とを備えている。コロコンベア41が回転することで、基板Sに(+X)方向への推進力が付与され、基板Sは搬送方向Dtに沿ってさらに搬送される。また、コロコンベア41が昇降することで基板Sの鉛直方向位置が変更される。出力移載部4により、基板Sは出口浮上ステージ33の上方から出力コンベア110に移載される。
出力コンベア110は、コロコンベア111と、これを回転駆動する回転駆動機構112とを備えており、コロコンベア111の回転により基板Sはさらに(+X)方向に搬送され、最終的に塗布装置1外へと払い出される。なお、入力コンベア100および出力コンベア110は塗布装置1の構成の一部として設けられてもよいが、塗布装置1とは別体のものであってもよい。また例えば、塗布装置1の上流側に設けられる別ユニットの基板払い出し機構が入力コンベア100として用いられてもよい。また、塗布装置1の下流側に設けられる別ユニットの基板受け入れ機構が出力コンベア110として用いられてもよい。
このようにして搬送される基板Sの搬送経路上に、基板Sの表面Sfに塗布液を塗布するための塗布機構7が配置される。塗布機構7はスリットノズル71を有している。また、図示を省略するが、スリットノズル71には位置決め機構が接続されており、位置決め機構によりスリットノズル71は塗布ステージ32の上方の塗布位置(図1中におけるノズル71の位置)およびメンテナンス位置を含む複数位置に位置決めされる。さらに、スリットノズル71には、塗布液供給機構8が接続されており、塗布液供給機構8から塗布液が供給され、ノズル下部に下向きに開口する吐出口から塗布液が吐出される。なお、スリットノズル71については後で詳述する。
スリットノズル71には、基板Sの浮上高さを非接触で検知するための浮上高さ検出センサ62が設置されている。この浮上高さ検出センサ62によって、浮上した基板Sと、塗布ステージ32のステージ面の表面との離間距離を測定することが可能であり、その検出値に基づいて、制御ユニット9を介して、スリットノズル71が下降する位置を調整することができる。なお、浮上高さ検出センサ62としては、光学式センサや、超音波式センサなどを用いることができる。
スリットノズル71に対して所定のメンテナンスを行うために、塗布機構7にはノズル洗浄待機ユニット79が設けられている。ノズル洗浄待機ユニット79は、主にローラ791、洗浄部792、ローラバット793などを有している。そして、スリットノズル71がメンテナンス位置に位置決めされた状態で、これらによってノズル洗浄および液だまり形成を行い、スリットノズル71の吐出口を次の塗布処理に適した状態に整える。
この他、塗布装置1には、装置各部の動作を制御するための制御ユニット9が設けられている。制御ユニット9は、所定のプログラムや各種レシピなどを記憶する記憶部、当該プログラムを実行することで装置各部に所定の動作を実行させるCPUなどの演算処理部、液晶パネルなどの表示部およびキーボードなどの入力部を有している。
以下、スリットノズル71の具体的な構成例および吐出口の開口寸法の調整方法などについて詳述する。なお、ここでいう開口寸法の調整とは、開口寸法が一定あるいは予め定められた規定値となることを目指す調整ではなく、吐出の結果として基板Sの表面に形成される塗布膜の厚さを均一にすることを目指す調整である。
<第1実施形態>
図2は図1の塗布装置で使用されるスリットノズルの第1実施形態を示す図である。より具体的には、図2はスリットノズル71の主要構成を模式的に示す分解組立図である。スリットノズル71は、第1本体部711、第2本体部712、第1側板713および第2側板714を有している。これらの各部材は、例えばステンレス鋼やアルミニウム等の金属ブロックから削り出されたものである。一点鎖線矢印で示すように、第1本体部711と第2本体部712とがX方向に対向する状態で結合され、その結合体の(-Y)側端面に第1側板713が、また(+Y)側端面に第2側板714がそれぞれ結合されてノズル本体710が構成される。
第1本体部711の第2本体部712と対向する側の主面、つまり(+X)側の主面のうち下半分は、YZ平面と平行な平坦面711aとなるように仕上げられている。以下では、この平坦面711aを「第1平坦面」と称する。第1本体部711の第2本体部712と対向する側の主面のうち上半分も、YZ平面と平行な平坦面711bとなるように仕上げられている。また、第1本体部711の下部は下向きの先細り形状に突出して第1リップ部711cを形成している。平坦面711a,711bは、Y方向を長手方向としX方向を深さ方向とする溝711dによって隔てられている。この溝711dは、塗布液の流路におけるマニホールドとして機能するものであり、その下端が略水平方向に延びる一方、上端は両端部から中央部に近づくにつれて(+Z)方向にせり上がる山型形状となっている。つまり、溝711dは、これにより形成されるマニホールドが端部から中央部に向かうにつれて垂直断面積が大きくなるように構成されている。
一方、第2本体部712の第1本体部711と対向する側の主面、つまり(-X)側の主面は、YZ平面と平行な単一の平坦面712aとなっている。以下では、この平坦面712aを「第2平坦面」と称する。また、第2本体部712の下部は下向きの先細り形状に突出して第2リップ部712cを形成している。平坦面711bと、第2平坦面712aのうち上半分とが密着するように、第1本体部711と第2本体部712とが複数のねじ部材716により結合される。
より具体的には、平坦面711bのうち図2に示す点線で囲まれる領域R1に、複数のねじ穴711eが設けられている。また、第2本体部712には、その(+X)側表面から(-X)側表面(すなわち第2平坦面712a)へ貫通する複数の貫通孔711eが設けられている。図面が煩雑となるのを回避するため、図2ではねじ穴711e、貫通孔712eおよびねじ部材716が1つずつ図示されているが、これらはそれぞれ複数設けられる。その配置については後で詳しく説明する。
貫通孔711eの配設位置は、第1本体部711の各ねじ穴711eと対応する位置となっている。つまり、第1本体部711と第2本体部712とが組み合わされたとき、第1本体部711のねじ穴711eの各々と同軸配置となる位置に、第2本体部712の貫通孔712eが設けられている。第2本体部712の(+X)側表面のうち、複数の貫通孔712eが配置された領域を包括的に符号R2により表すこととする。
貫通孔712eの各々にはねじ部材716が挿通され、ねじ部材716が第1本体部711のねじ穴711と螺合することにより、第1本体部711と第2本体部712とが結合される。複数のねじ部材716は、このように第1本体部711と第2本体部712とを固結する固定ねじとしての機能を有する他に、後述するように、組み立て後のスリットノズル71における吐出口の開口寸法を調整する調整ねじとしての機能も有する。
第1平坦面711aは、平坦面711bより僅かに(-X)側に後退している。このため、第1本体部711と第2本体部712とが結合された状態では、第1平坦面711aと第2平坦面712aとは、微小なギャップを隔てて平行に対向することとなる。このように互いに対向する対向面(第1平坦面711a、第2平坦面712a)の間のギャップ部分がマニホールドからの塗布液の流路となり、その下端が基板Sの表面Sfに向けて下向きに開口する吐出口715(図3)として機能する。吐出口715は、Y方向を長手方向とし、X方向における開口寸法が微小なスリット状の開口である。
図3はスリットノズルにおけるねじ部材の配置を示す図である。より詳しくは、図3(a)はスリットノズル71の(+X)側側面に配置される貫通孔712eの配置を示す図であり、図3(b)はそのうち領域R2の部分拡大図である。
スリットノズル71を構成する第2本体部712のうち(+X)側の表面の一部であって、第1本体部711においてねじ穴711eが配設される領域R1と対応する領域R2には、複数の貫通孔712eが分散配置される。なお、貫通孔712eとねじ穴711eとは同軸に配置され、これらにねじ部材716が挿通されるため、以下に示す貫通孔712eの配置は、ねじ穴711eの配置と技術的には等価である。そして、これらにねじ部材716が挿通されるので、ねじ部材716の配置は当然にねじ穴711eまたは貫通孔712eの配置に準じたものとなる。
具体的には、図3(b)に破線で示すように、各貫通孔712eは、概ねY方向に延び、かつZ方向に互いに位置の異なる複数の直線L1,L2,L3のいずれかに乗るように配置される。したがって、複数の貫通孔712eは、Y方向に沿って列状に並ぶ複数の貫通孔712eからなる列を形成するとともに、このような貫通孔712eの列が、Z方向に位置を異ならせて複数配置された状態となる。なお、貫通孔712eが配列される直線L1.L2,L3は厳密にはY方向に平行ではなく、マニホールドとなる溝711dの上端の傾きに対応して、端部から中央部に向かって僅かな上り勾配を有している。また、この配置はノズル中央を通るXZ平面に対して対称である。このような配置については特許文献2に詳しく記載されており、ここでは説明を省略する。
1つの直線上に配置された貫通孔712eのY方向における配置ピッチは、一様ではない。すなわち、領域R2のうち、吐出口715の両端部に対応する位置およびこれに近い端部領域R2a,R2bでは比較的小さなピッチで貫通孔712eが配置される一方、端部領域R2a,R2bよりも内側の中央領域R2cではより大きなピッチで貫通孔712eが配置される。例えば直線L1上では、(-Y)側の端部領域R2aに所定個数(この例では5個)の貫通孔712eが比較的小さなピッチPaで等間隔に配置される。また、(+Y)側の端部領域R2bについても同様である。両端部領域において貫通孔712eの配設個数および配置ピッチがそれぞれ異なっていてもよいが、開口寸法の調整における実効性という観点では、これらを同値とするのが現実的である。
一方、領域R2のうち、端部領域R2a,R2bよりも内側でこれらに挟まれた中央領域R2cでは、端部領域における配置ピッチPaよりも大きいピッチPcで貫通孔712eが等間隔に配置される。
同様に、直線L2上および直線L3上のそれぞれにおいても、端部領域R2a,R2bにおいて狭ピッチ、中央領域R2cにおいて広ピッチとなるように、貫通孔712eが配置される。このような貫通孔712eの配置に伴って、ねじ部材716も、端部領域R2a,R2bにおいて狭ピッチとなる一方、中央領域R2cにおいて広ピッチとなるように配置される。第1本体部711において領域R2と対応する領域R1においても、各貫通孔712eに対応する位置にねじ穴711eが設けられる。
ねじ部材716の締め付け量を増減することで、吐出口715の開口幅、すなわちX方向における開口寸法を調整することが可能である。すなわち、ねじ部材716を強く締め付けることで、第1本体部711および第2本体部712の少なくとも一方が僅かに弾性変形し、締め付け量を変えると弾性変形量も変化する。そのため、第1本体部711と第2本体部712とが形成する吐出口715の開口幅が変化する。このことを利用して、吐出量を一定とするための開口寸法の調整を行うことができる。
調整対象となる1つのねじ部材716の締め付け量が変更される場合、その周囲にある他のねじ部材716は、締め付け量の変更に伴う開口幅の変化範囲(より詳しくは、吐出口の長手方向における範囲)を規制するように作用する。すなわち、調整対象のねじ部材716における締め付け量の変更による第1本体部711および第2本体部712の弾性変形が及ぶ範囲は、締め付け量が変更されない周囲のねじ部材716により制限される。
このため、ねじ部材716の配置ピッチが広い部分では、1つのねじ部材716の締め付け量を変化させると、吐出口715の開口幅は、長手方向において比較的広い範囲で変化する。一方、ねじ部材716の配置ピッチが狭い部分では、吐出口715の開口幅が変化する範囲はより限定的である。
スリットノズル71を用いた塗布処理においては、ノズル内の流路のうちY方向の両端部付近を流れる塗布液は、流路側面の壁面等の影響により、流路の中央部を流れる塗布液よりも流量が変動しやすい。このことから、吐出量を一定にするための吐出口715の吐出幅の調整は、中央部よりも両端部近傍においてきめ細かく行えることが望ましい。
そこで、本実施形態のスリットノズル71においては、吐出口715の長手方向における位置が吐出口715の両端部それぞれの位置に対応する端部領域R2a,R2bに設けられる所定個数の貫通孔712eについては、比較的狭ピッチで等間隔に配置される。これにより、両端部近傍における吐出口715の開口幅を、長手方向の位置ごとに細かく調整することが可能となる。また、1箇所での開口幅の調整作業の結果がその周囲に及ぶ範囲も限定されるため、例えば調整済みの箇所においては、他の箇所での調整により開口幅が変動してしまうことが回避される。このため、各位置での調整作業を効率よく行うことが可能になる。
一方、両端部領域R2a,R2bより内側の中央領域R2cでは、貫通孔712eはより広いピッチで配置される。これにより、流路における塗布液の塗布量が比較的安定している中央部の開口幅については、個々のねじ部材716の締め付け量の増減による調整がより広範囲に及ぶこととなり、この部分での開口寸法の調整を効率よく行うことが可能になる。
ねじ部材716が複数の列を形成するように配置される場合、吐出口715の開口幅は各列間でのねじ部材716の相対的な締め付け量の差に影響される。したがって、開口寸法の調整に関しては、各列に属するねじ部材716は、他の列に属するねじ部材716と相補的に作用する。
例えばねじ部材716が2列に配置されている場合を考える。仮に一方の列に属する一のねじ部材716の締め付け量を増加させると開口幅が増大するようなケースでは、当該ねじ部材716の締め付け量を減少させることで、当然に開口幅を縮小させることができる。また、他方の列に属する他のねじ部材716の締め付け量を増加させることによっても、締め付け量が前出の一のねじ部材716に対して相対的に増加することで、結果として開口幅を縮小させることができる。
すなわち、ねじ部材716が2列に並ぶように配置されている場合、一方の列に属するねじ部材のみを調整対象として、他方の列に属するねじ部材との相対的な締め付け量を変化させることで開口幅を調整することができる。また、両方の列に属するねじ部材をそれぞれ調整対象とすることもできる。現実問題としては、第1本体部711と第2本体部712とが一定以上の固結力で機械的に結合されていることを保証するために、一方の列に属するねじ部材については締め付け量を変えないことが望ましい。
本実施形態のように、ねじ部材716が3列に配列されている場合には、例えば次のようにして開口寸法の調整を行うことができる。まず中央の列、つまり直線L2上に配置されたねじ部材716については、例えば規定の締め付けトルクで締め付けた後は変更しないようにすることで締め付け量を一定値に維持しておく。そして、他の2列、つまり直線L1上および直線L3上に配置されたねじ部材716の一方または両方を調整対象として、開口寸法の調整を行うことができる。
このようにすると、直線L2上に配置されたねじ部材716によって概略値が規定された開口寸法を、直線L1上および/または直線L3上に配置されたねじ部材716の締め付け量の増減により微調整するという形で調整作業を行うことができる。このため、調整作業における開口寸法の変動が必要以上に大きくなることが防止され、作業を効率的に行うことが可能となる。
前記したように、直線L1上のねじ部材716と直線L3上のねじ部材716とは、開口寸法の調整に関して相補的に働くが、吐出口715により近い直線L3上のねじ部材716の方が、締め付け量の変更が開口幅の変化に及ぼす影響がより顕著である。このことから、直線L3上のねじ部材716を粗調整に用い、直線L1上のねじ部材716を微調整に用いることも可能である。
そして、各列におけるねじ部材716の配置については、吐出口715の端部に対応する位置で狭ピッチ、中央部に対応する位置で広ピッチに設定されている。したがって、吐出口715の中央部に対して、両端部における開口寸法の調整をよりきめ細かく行うことが可能となっている。
さらに、この実施形態では、隣り合う列に属するねじ部材716同士の間で、Y方向における配設位置のパターンが長手方向位置により異なっている。すなわち、端部領域R2a,R2bでは、直線L1上、直線L2上および直線L3上にある貫通孔712eのY方向における位置は互いに同一である。したがって、各貫通孔712eは、Y軸およびZ軸を2つの軸とする格子上に配置される。このような配置をここでは「格子配置」と称することとする。
一方、中央領域R2cでは、直線L2を挟む位置にある直線L1上の貫通孔712eと直線L3上の貫通孔ねじ部材716とはY方向において同一位置にある。一方、これらに挟まれるようにこれらと隣り合う直線L2上の貫通孔112eのY方向位置は、配置ピッチの(1/2)だけ、他の列のねじ部材716とは異なっている。したがって、各貫通孔112eは、いわゆる「千鳥配置」となっている。次に説明するように、このような配置パターンの差異も、吐出口715の中央部よりも端部においてきめ細かな開口寸法の調整を行うことができるようにするために設けられたものである。
図4はねじ部材の配置パターンと、吐出口の開口幅の調整範囲との関係を模式的に示す図である。図4(a)はねじ部材716が千鳥配置されたケース、図4(b)はねじ部材716が格子配置されたケースを表している。前記したように、1つのねじ部材716の締め付け量を変化させたとき、それに伴ってノズル本体710が弾性変形し吐出口715の開口幅が変化する一方、周囲のねじ部材716はその変形を拘束するように作用する。
このような変形の態様は、例えばねじ部材716が図4(a)に示すように千鳥配置されているケースと、図4(b)に示すように格子配置されているケースとで互いに異なったものとなる。これらの図において点線は、1つのねじ部材716aの締め付け量を変化させたときの変形の広がり範囲を模式的に示したものである。
図4(a)に示す千鳥配置のケースでは、1つのねじ部材716aの締め付け量が変更されたとき、周囲のねじ部材716により変形が拘束される結果、吐出口715の開口幅に対しては比較的広範囲に影響が及ぶ。一方、図4(b)に示す格子配置のケースでは、1つのねじ部材716aの締め付け量の変化が吐出口715の開口幅に対して及ぼす影響の範囲はより狭くなる。
なお、ここでは3列のうち最も下の列に属するねじ部材716aの作用を説明したが、これと相補的に作用する上の列に属するねじ部材716bについても、同様に考えることが可能である。
このように、ねじ部材716の配置パターンを異ならせることによっても、1つのねじ部材716の締め付け量を変化させたときの吐出口715の開口幅の変化範囲を異ならせることができる。この実施形態のスリットノズル71では、図3(a)に示すように、端部領域R2a,R2bにおいて貫通孔112eを格子配置とする一方、中央領域R2cにおいて貫通孔112eを千鳥配置としている。これにより、吐出口715の端部近傍で開口幅を、中央部よりもきめ細かく調整することができるという効果をさらに向上させている。
以上のように、この実施形態のスリットノズル71では、
(a)複数のねじ部材716を、ねじ部材が配列されてなる列がZ方向に複数列形成されるように配置する、
(b)ねじ部材716の配置ピッチを、吐出口715の両端部に対応する端部領域R2a,R2bで狭ピッチとする一方、これらより内側の中央領域R2cでより広ピッチとする、
(c)ねじ部材716の配置パターンを、端部領域R2a,R2bで格子配置とする一方、中央領域R2cで千鳥配置とする、
という構成を有することにより、吐出口715の開口寸法の調整を、その中央部よりも端部近傍でよりきめ細かく行えるようにしている。これにより、吐出口715からの塗布液の吐出量を一定にするための調整作業を効率よく行うことが可能となっている。上記のうち構成(b)および(c)はそれぞれ単独でも効果を有するものであるが、これらを組み合わせることで、効果をより高めることができる。
<第2実施形態>
次に、塗布装置1に適用可能なスリットノズルの第2実施形態について説明する。上記実施形態のスリットノズル71は、第1本体部711の第1平坦面711aが他の平坦面711bより(-X)側に後退し、これと第2本体部712の第2平坦面とが対向することで、塗布液の流路および吐出口715が形成される。一方、この種のスリットノズルには、高剛性の材料で形成された2つの本体部材の間に薄板状のシムを挟み込んだ構造となっているものがある。図5に示す第2実施形態のスリットノズル71Aは、このような構造を有するものである。
図5は図1の塗布装置で使用されるスリットノズルの第2実施形態の主要構成を模式的に示す分解組立図である。この実施形態のスリットノズル71Aでは、互いに対向する平坦面を有する第1本体部711Aと第2本体部712Aとが、シム73Aを挟んで結合されることにより、ノズル本体710Aが構成される。第1本体部711Aでは、第2本体部712Aと対向する側の平坦な主面711fに塗布液のマニホールドとして機能する溝711gが設けられている。シム73Aは、塗布液の流路となる部分が切り欠かれた例えば金属製の薄板であり、第1本体部711Aと第2本体部712Aとの間に挟み込まれることで、両者の間のギャップを規定するとともに塗布液の流路を形成する。
これらの点を除き、第1本体部711Aおよび第2本体部712Aの形状は、第1実施形態の対応する構成711,712と同じである。また、スリットノズル以外の装置構成も共通である。このため、第1実施形態と同一または実質的に同一の構成については同一符号を付し、詳しい説明を省略することとする。
この実施形態においても、第1本体部711Aと第2本体部712Aとはねじ部材716を用いて固定される。すなわち、第1本体部711のうち領域R1にねじ穴711eが分散配置され、第2本体部712の領域R2には、ねじ穴711eの各々と対応する位置に貫通孔712eが設けられる。また、シム73Aのうち領域R1,R2と対応する領域R3にも、ねじ穴711eおよび貫通孔712eと対応する位置に貫通孔73eが設けられている。これらにねじ部材716が挿通されて、第1本体部711Aと第2本体部712Aとがシム73Aを介して結合される。
この他に、第1本体部711A、第2本体部712Aおよびシム73Aのそれぞれには、ねじ部材を挿通させるための孔711h,712h,73hがそれぞれ設けられる。これらにもねじ部材716が挿通されて、ノズル側方からの塗布液の漏れが防止される。ここでのねじ部材716の締め付け量は一定値に維持され、開口寸法の調整には用いられない。
このような構造を有するスリットノズル71Aは、第1実施形態のスリットノズル71と同等の機能を有する。このように、本発明の技術思想に基づく吐出口の開口寸法の調整機構は、シムを用いてギャップを規定するノズル、シムを用いないノズルのいずれにも適用可能である。
<第3実施形態>
次に、塗布装置1に適用可能なスリットノズルの第3実施形態について説明する。上記各実施形態では、スリットノズルの長手方向(Y方向)において単一の吐出口が設けられている。しかしながら、この種の塗布装置では、吐出口を長手方向において複数に分割し、複数の塗布膜を同時に形成するような利用形態も存在する。次に示す第3実施形態のスリットノズル71Bは、このようなニーズに対応するものである。なおここでも、第1、第2実施形態と同一または実質的に同一の構成については同一符号を付し、詳しい説明を省略することとする。
図6は図1の塗布装置で使用されるスリットノズルの第3実施形態を示す図である。より具体的には、図6(a)はこの実施形態のスリットノズル71Bの主要構成を模式的に示す分解組立図である。また、図6(b)はスリットノズル71Bの下面図および側面図である。
この実施形態では、第2実施形態のスリットノズル71Aと同様に、第1本体部711Bと第2本体部712Bとの間にシム73Bが挟み込まれることにより本体部710Bが構成される。シム73Bの中央部には流路の隔壁として作用する突出部位731Bが設けられており、これにより塗布液の流路は2つに区画される。突出部位731Bは第1および第2リップ部711c,712cの下端まで延びており、これらの下端には、それぞれがY方向を長手方向とし、かつY方向に並ぶ2つの吐出口715a,715bが形成されることになる。このように流路は2つの吐出口715a,715bに分割されるが、溝711gの形状は第2実施形態と同様、上端が中央部においてノズル両端部よりもせり上がった単一の山型形状となっている。
この実施形態でも、第2実施形態と同様に、ねじ部材716がシム73Aを挟んで第1本体部711Bと第2本体部712Bとを結合することで、スリットノズル71Bが構成される。すなわち、第1本体部711B、第2本体部712Bおよびシム73Bのそれぞれには、ねじ部材を挿通させるための孔711h,712h,73hがそれぞれ設けられる。これらにねじ部材716が挿通されて、各部材が一体化されるとともに、ノズル側方からの塗布液の漏れが防止される。ここでも、ねじ部材716の締め付け量は一定値に維持され、開口寸法の調整には用いられない。
この実施形態において、開口寸法の調整に用いられる調整ねじとしてのねじ部材716の配置は以下の通りである。第2本体部712Bには、第1の吐出口715aに対応する領域R21および第2の吐出口715bに対応する領域R22のそれぞれに、貫通孔712eが分散配置される。より具体的には、図6(b)に示すように、Y方向における第1の吐出口715aの広がりに対応して設定された領域R21は、吐出口715aの両端部にそれぞれ対応する端部領域R21a,R21bと、これらに挟まれて吐出口715aの中央部に対応する中央領域R21cとに区分される。そして、中央領域R21cでは比較的広いピッチで貫通孔712eが配置される一方、端部領域R21a,R21bではより狭いピッチで貫通孔712eが配置される。配置パターンとしては、例えば図3に示されるパターンと同様とすることができるが、配設個数については適宜変更してよい。
第2の吐出口715bに対応する領域R22についても同様である。すなわち、領域R22は、吐出口715bの両端部にそれぞれ対応し狭ピッチで貫通孔712eが配置される端部領域R22a,R22bと、吐出口715bの中央部に対応しより広ピッチで貫通孔712eが配置される中央領域R21cとに区分することができる。
第2本体部712Bの領域R21にそれぞれ対応する第1本体部711Bの領域R11およびシム73Bの領域R31と、第2本体部712Bの領域R22にそれぞれ対応する第1本体部711Bの領域R12およびシム73Bの領域R32とには、貫通孔112eに対応する位置に、それぞれねじ穴711e、貫通孔73eが設けられる。これらにねじ部材716が挿通されることで、当該ねじ部材716は固定ねじおよび調整ねじとしての機能を発揮する。ねじ部材716の配置は、ねじ穴711eおよび貫通孔712eの配置に準じたものとなる。
この実施形態では、Y方向に並べて形成された2つの吐出口715a,715bのそれぞれについて、その両端部に対応する領域で調整ねじが狭ピッチで配置される一方、中央部に対応する領域では調整ねじがより広いピッチで配置される。このため、吐出口715a,715bのそれぞれについて、上記した効果、すなわち、吐出口の端部近傍で中央部よりもきめ細かい開口寸法の調整を可能とする、という効果を個別に得ることが可能となっている。このように、スリットノズルに複数の吐出口が設けられる場合、そのそれぞれについて上記技術思想に基づくねじ配置を設定することにより、それぞれの吐出口について開口寸法の調整作業の効率化を図ることが可能である。シムを用いない場合も同様である。
<その他>
以上のように、上記各実施形態のスリットノズル71,71A,71Bでは、ノズル本体を構成する各部材を結合する固定ねじとしてのねじ部材716が、吐出口715(715a,715b)の開口寸法を調整する調整ねじとしての機能を兼ねている。そして、調整ねじとしてのねじ部材716の配置は、吐出口の両端部に対応する領域で狭ピッチ、中央部に対応する領域で広ピッチに設定されている。
このため、吐出口の両端部近傍では中央部に比べて調整ねじが高密度に配置されることとなり、これにより端部近傍における開口寸法の調整をきめ細かく行うことが可能となっている。一方、調整が比較的容易な中央部では調整ねじの密度を低くすることで、調整作業の効率向上が図られている。その結果、これらの実施形態では、両端部およびそれらの間の中央部を含む吐出口の全体において、開口寸法の調整を効率よく行うことが可能となっている。
以上説明したように、上記各実施形態においては、塗布装置1が本発明の「基板処理装置」に相当している。また、第1本体部711の第1平坦面711a、第2本体部712の第2平坦面712aが、本発明の「平坦面」に相当している。また、シム板73が本発明の「スペーサ部材」として機能している。
また、図3(b)の直線L1,L2,L3上にそれぞれ一列に並ぶ複数の貫通孔712eに挿通されるねじ部材716が、本発明の「ねじ列」を形成している。そのうち、端部領域R2a,R2bに設けられた貫通孔712eに挿通されるねじ部材716が、本発明の「狭ピッチ部」を構成する。一方、中央領域R2cに設けられた貫通孔712eに挿通されるねじ部材716は、本発明の「広ピッチ部」を構成する。
また、上記実施形態の塗布装置1は本発明の「基板処理装置」に相当するものであり、入力コンベア100、入力移載部2、浮上ステージ部3、出力移載部4、出力コンベア110、基板搬送部5等が一体として本発明の「相対移動機構」を構成している。また、塗布液供給機構8が、本発明の「液体供給部」として機能している。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態のスリットノズル71では、吐出口715の端部における開口寸法の調整に用いられるねじ部材と、中央における開口寸法の調整に用いられるねじ部材との間で、配置ピッチと配置パターンとの両方を異ならせている。しかしながら、端部において中央部より高密度にねじ部材を配置するとの目的が達成される限りにおいて、いずれか一方の手法のみが適用されてもよい。また、上記実施形態において採用されるねじ部材の配置パターンは、「千鳥配置」と「格子配置」との2種類であるが、配置パターンはこれらに限定されるものではない。
また、上記実施形態のスリットノズル71では、端部領域R2a,R2bと中央領域R2cとでねじ部材716の配置が異なるものの、各々の領域内では一定のピッチでねじ部材716が配置されている。このうち中央領域R2cについては、吐出口715の長手方向(Y方向)において構造が概ね一様であるため、ねじ部材716を一定ピッチで配置することに必然性がある。一方、端部領域R2a,R2bについては、ねじ部材716の配置ピッチを不均等にして、位置に応じた調整をより細かく行えるようにしてもよい。このような構成であっても、中央領域より狭いピッチでねじ部材716が配置される限りにおいて、本発明の技術思想の範疇に含まれるものと言える。
また、上記実施形態のスリットノズル71では、第2本体部712に設けられた貫通孔712eにねじ部材716が挿通され、これが第1本体部711のねじ穴711eに螺合することで第1、第2本体部が結合される。これに代えて、両本体部に設けられた貫通孔にねじ部材としてのボルトが挿通され、これにナットが螺合することで両本体部を結合する構造であってもよい。
また、上記実施形態ではスリットノズル71の下方で基板Sを搬送することでスリットノズル71と基板Sとの相対移動が実現されている。しかしながら、これらの相対移動の実現方法は上記に限定されない。例えばステージ上に保持された基板に対しスリットノズルが走査移動する構成においても、本発明は有効に機能する。また、基板の搬送形式は上記のような浮上式のものに限定されず、例えばローラ搬送、ベルト搬送、移動ステージによる搬送など各種のものを適用可能である。
さらに、上記実施形態では、基板Sの表面Sfに塗布液を供給する塗布装置1に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、スリットノズルに処理液を送給することで当該スリットノズルから基板の表面に処理液を供給しながらスリットノズルに対して相対的に移動させて所定の処理を施す基板処理技術全般に適用可能である。
以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明に係るスリットノズルでは、一のねじ列と、長手方向に直交する方向において当該ねじ列と隣り合う他のねじ列との間で、長手方向におけるねじ部材の配置位置が、狭ピッチ部においては互いに同じであり、広ピッチ部においては互いに異なるように構成されてもよい。
1つのねじ部材の締め付け量が変更される場合、締め付け量が変わらない周囲のねじ部材は、吐出口の開口寸法の変化を規制するように作用する。隣り合うねじ列間においては、長手方向におけるねじ部材の配置によってこの規制作用が及ぶ範囲が変化する。すなわち、隣り合うねじ列間で長手方向におけるねじ部材の配置が同じである場合、これが異なる場合よりも、開口寸法の変化を抑制する作用が大きい。したがって、きめ細かい調整を必要とする狭ピッチ部において、長手方向におけるねじ部材の配置を列間で異ならせることが有効である。一方、細かい調整を必ずしも必要としない広ピッチ部では、1つのねじ部材の調整結果が広範囲に及ぶ方が、作業効率の上で好ましい。このため、隣り合うねじ列間で、ねじ部材の配置位置を異ならせることが好ましい。
また、同様の理由により、広ピッチ部ではねじ部材が一定の配置ピッチで配置されるようにすることで、長手方向において吐出量を一様とするための調整作業を効率よく行うことが可能となる。
また、本発明において、複数のねじ列は、2列または3列とすることができる。ねじ列を2列とした場合、一方のねじ列に属するねじ部材と他方のねじ列に属するねじ部材との相対的な締め付け量の差を増減させることで、吐出口の開口寸法を変化させることが可能である。また、ねじ列を3列としても同様であるが、この場合には、例えば中央のねじ列に属するねじ部材については締め付け量を固定しておき、他の2列に属するねじ部材を調整対象とすることも可能となる。このようにすることで、開口寸法の微調整を効率的に行うことが可能である。
また例えば、本発明に係るスリットノズルは、第1本体部および第2本体部のうち一方に、ねじ部材の各々を挿通させるための貫通孔が設けられ、他方の貫通孔と対応する位置に、貫通孔に挿通されたねじ部材と螺合するねじ穴が設けられた構造であってもよい。このように構成された発明では、一方向からねじ部材を取り付ける作業で第1本体部および第2本体部を結合することができ、開口寸法の調整も同方向からの作業により行うことが可能である。
また例えば、第1本体部および第2本体部の間に挟み込まれることで、吐出口以外の流路の周囲のギャップを閉塞するとともにギャップの大きさを規定する薄板状のスペーサ部材がさらに設けられてもよい。このような構造においても、スペーサ部材を挟んで第1本体部と第2本体部とを結合するねじ部材の締め付け量を増減して開口寸法の調整を行うことが可能である。
また例えば、長手方向に互いに位置を異ならせて複数の吐出口が設けられる場合には、吐出口の各々に対して狭ピッチ部と広ピッチ部とがそれぞれ設けられることが望ましい。こうすることにより、各吐出口について、吐出量を一様とするための開口寸法の調整作業を効率よく行うことが可能となる。
また、本発明に係る基板処理装置は、基板の表面に、処理液による一様な塗布膜を形成するものであってもよい。スリットノズルを用いて一様な塗布膜を形成する場合においては、ノズルの吐出口の中央部と端部とで吐出量が異なり、これによって塗布膜の厚さにばらつきが生じることがある。このような装置に本発明を適用することにより、吐出口の全域にわたって一様な塗布膜を形成するための調整作業を効率的に行うことが可能となる。