JP2005251864A - 処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 被処理基板の厚さのバラツキに対してステージ上の被処理基板と塗布ノズルの吐出口との間のギャップを一定に保つギャップ管理を効率的に行うこと。
【解決手段】 投光部１５２は、鉛直方向に分布する平行光の光ビームＬＢを受光部１５４に向けて水平に投光する。受光部１５４は、投光部１５２からの光ビームＬＢを１次元ＣＣＤ１５４ａで受光する。この一次元ＣＣＤ１５４ａにおける最下端の光ビーム受光位置は、吸着保持部１５０上に基板Ｇが配置されているときは基板Ｇの上面の高さ位置Ｈ_Aに相当し、吸着保持部１５０上に基板Ｇが配置されていないときは吸着保持部１５０の上面の高さ位置Ｈ_Bに相当する。計測制御演算部１５６は、受光部１５４における最下端光ビーム受光位置Ｈ_A、Ｈ_Bを割り出し、両受光位置間の高低差（Ｈ_A−Ｈ_B）を求めてこれを当該基板Ｇの厚さの測定値ＴＫとする。

【選択図】 図１３

Description

本発明は、スピンレス方式の塗布ユニットを含む処理システムに係り、特にインライン型の処理システムに関する。

一般に、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）や半導体デバイス等の製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、被処理基板（ガラス基板、半導体ウエハ等）に対して洗浄、レジスト塗布、ベーキング、露光、現像等の一連の処理を一貫して行うインラインシステムが用いられている。

上記一連の処理の中でレジスト塗布は、基板上にレジスト液を塗布して均一な膜厚でレジスト膜を形成する。ＦＰＤ用では、基板の大型化に有利なレジスト塗布法として、基板の回転運動を要することなく基板上に所望の膜厚でレジスト液を塗布するスピンレス方式が普及している。

スピンレス方式では、たとえば特許文献１に記載されるように、載置台またはステージ上の基板とレジストノズルの吐出口との間に１００μｍ程度のエアギャップを設定し、吐出口よりレジスト液を吐出させながらレジストノズルを基板と平行な方向に移動または走査させて、基板上一面にレジスト膜を形成する。ここで、レジスト膜の膜厚は上記エアギャップの大きさによって左右される。したがって、基板の厚さが常に一定であれば、レジストノズルの吐出口の高さ位置を一定に保つことで、上記エアギャップを一定に保ち、レジスト膜の膜厚を一定に管理することができる。しかしながら、概して基板の厚さは一定ではなく、公差内のバラツキがある。たとえば、ガラス基板の厚さが公称０．７ｍｍで公差が±０．０３ｍｍの場合、０．６７ｍｍ〜０．７３ｍｍの範囲内で板厚にバラツキがある。レジストノズルの高さ位置が固定されていると、板厚のバラツキがそのまま上記エアギャップのバラツキとなり、ひいてはレジスト膜厚のバラツキになる。そこで、レジスト塗布に先き立って基板の厚さを測定し、その板厚測定値に応じてレジストノズルの吐出口の高さ位置を調整し、上記エアギャップを設定値に保つようなギャップ管理が行われている。

従来は、レジスト塗布を実施する塗布ユニット内に基板の厚さを測定する板厚測定部を設け、ユニット内に搬入した基板の厚さを塗布処理前に該板厚測定部で測定し、板厚測定値に応じてレジストノズルの吐出口の高さ位置を調整するようにしている。板厚測定法としては、基準台上の基板に上方からダイヤルゲージの触針を押し付けてゲージ読取値から板厚測定値を求める方式、基準台を使わずに基板の両面に相対向する一対の触針を押し付けてそのときのゲージ読取値と初期値または基準値との差から板厚測定値を求める方式、基準台上の基板に非接触式たとえば光学式の距離測定器を近づけて基板との距離間隔を測定し、測定した距離間隔と基準台までの基準距離間隔との差から板厚測定値を求める方式等が用いられている。
特開平１０−１５６２５５

上記のように塗布ユニット内に板厚測定部を設ける処理システムでは、塗布ユニットで本来の塗布処理に先立って板厚測定が行われるため、塗布ユニットのタクトタイムが増し、ひいてはシステムのスループットが下がるという問題があった。また、塗布ユニットにおいても、板厚測定部が塗布処理部から独立した固有のスペースを必要とし、測定の度毎に測定治具をアクチエータによって基板に接触または接近させる構成であるため、ユニット全体がスペース的にも機構的にも嵩張るだけでなく、測定時間が長いという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、被処理基板の厚さのバラツキに対してステージ上の被処理基板と塗布ノズルの吐出口との間のギャップを一定に保つギャップ管理を効率的に行うようにした処理システムを提供することを目的とする。

本発明の別の目的は、被処理基板の厚さを省スペースで短時間に測定できるようにした処理システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の処理システムは、ステージ上の被処理基板と塗布ノズルの吐出口との間に所望のギャップを設定し、前記吐出口より処理液を吐出させながら前記塗布ノズルを前記基板と平行な方向に相対的に移動させて、前記基板上に前記処理液を塗布する塗布ユニットと、前記基板に塗布処理に先立つ熱的な処理を施す熱処理ユニットと、前記塗布ユニットと前記熱処理ユニットとの間で前記基板を搬送する搬送装置と、前記熱処理ユニット内で前記基板の厚さを測定する板厚測定部と、前記板厚測定部で得られる前記基板の厚さの測定値に応じて前記塗布ユニットにおける前記塗布ノズルの吐出口と前記ステージとの間の距離間隔を調整するギャップ制御部とを有する。

上記第１の処理システムでは、プロセスフローにおいて塗布ユニットの上流に位置する熱処理ユニット内で基板の厚さを測定し、塗布ユニットで基板に塗布処理を施す前にギャップ制御部により塗布ノズルの吐出口と前記ステージとの間の距離間隔を当該基板の厚さに応じた値に、つまり塗布ノズルの吐出口と基板との間のギャップを設定値に保つような値に調整する。これにより、塗布ユニットの大型化や煩雑化を招くことなく、さらにはタクトタイムの増大を招くことなく、効率的にギャップ管理を行うことができる。また、このようなギャップ管理によって、基板上に常に設定通りの膜厚で塗布膜を形成することができる。なお、熱処理ユニットでは、基板がユニット内に滞在している間の任意の時間に板厚測定を行うことが可能であり、たとえば熱処理の開始直前でもよい。

本発明の好ましい一態様における熱処理ユニットは、所定の加熱処理を受けた後の基板を設定温度まで冷却する冷却ユニットである。この場合、冷却ユニットが、内部で温度を設定値に調節された冷媒が流れる熱板を有し、基板を熱板の上にほぼ水平に載置して冷却するのが好ましい。

本発明の第２の処理システムは、ステージ上の被処理基板と塗布ノズルの吐出口との間に所望のギャップを設定し、前記吐出口より処理液を吐出させながら前記塗布ノズルを前記基板と平行な方向に相対的に移動させて、前記基板上に前記処理液を塗布する塗布ユニットと、異なる搬送系の間で前記基板の受け渡しを中継するために前記基板を一時的に留め置く中継ユニットと、前記塗布ユニットと前記中継ユニットとの間で前記基板を搬送する第１の搬送装置と、前記中継ユニットを介して前記第１の搬送装置と前記基板の受け渡しを行う第２の搬送装置と、前記中継ユニット内で前記基板の厚さを測定する板厚測定部と、前記板厚測定部で得られる前記基板の厚さの測定値に応じて前記塗布ユニットにおける前記塗布ノズルの吐出口と前記ステージとの間の距離間隔を調整するギャップ制御部とを有する。

上記第２の処理システムでも、プロセスフローにおいて塗布ユニットの上流に位置する中継ユニット内で基板の厚さを測定し、塗布ユニットでは基板に塗布処理を施す前にギャップ制御部により塗布ノズルの吐出口とステージとの間の距離間隔を当該基板の厚さに応じた値に、つまり塗布ノズルの吐出口と基板との間のギャップを設定値に保つような値に調整する。これにより、塗布ユニットの大型化や煩雑化を招くことなく、さらにはタクトタイムの増大を招くことなく、効率的にギャップ管理を行うことができる。また、このようなギャップ管理によって、基板上に常に設定通りの膜厚で塗布膜を形成することができる。中継ユニットでは、基板がユニット内に滞在している間の任意の時間に板厚測定を行うことが可能である。好適な一態様として、中継ユニットは基板をほぼ水平に載置して支持する載置台を有する。

本発明の好適な一態様における板厚測定部は、ユニット内の所定位置に配置された基板に対して一サイドから基板の厚さ方向に分布する光ビームを基板によって基板の厚さ分だけ遮光されるように基板と平行に投光する投光部と、基板の反対サイドで投光部からの光ビームを受光する受光部とを有し、基板の最近傍を通過した光ビームの受光部における受光位置に基づいて基板の厚さの測定値を求める。この測定方式においては、測定精度を一層高めるために、上記所定位置に配置された基板を吸着して保持する保持部を設けるのが好ましい。また、基板が矩形のものである場合は、一層の省スペース化を図るために、板厚測定部の投光部と受光部とが基板の一隅角部を挟んで互いに対向するように配置されるのが好ましい。

本発明の好適な一態様によれば、基板がおもて面を被処理面とするガラス基板であり、板厚測定部が、ユニット内の所定位置に配置された基板の裏面に対して所定の方角から光ビームを投光する投光部と、基板の裏面からの光ビームに対応する第１の反射光と基板のおもて面からの光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部とを有し、受光部において第１の反射光を受光した第１の受光位置と第２の反射光を受光した第２の受光位置とから基板の厚さの測定値を求める。この測定方式においても、測定精度を一層高めるために、上記所定位置に配置された基板を吸着して保持する保持部を設けるのが好ましい。

本発明の処理システムによれば、上記のような構成と作用により、被処理基板の厚さのバラツキに対してステージ上の被処理基板と塗布ノズルの吐出口との間のギャップを一定に保つギャップ管理を効率的に行うことができる。また、被処理基板の厚さを省スペースで短時間に測定することもできる。

以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

図１に、本発明の塗布装置を適用できる一構成例としての塗布現像処理システムを示す。この塗布現像処理システム１０は、クリーンルーム内に設置され、たとえばＬＣＤ基板を被処理基板とし、ＬＣＤ製造プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベーク等の一連の処理を行うものである。露光処理は、この処理システムに隣接して設置される外部の露光装置１２で行われる。

この塗布現像処理システム１０は、中心部に横長のプロセスステーション１６を配置し、その長手方向（Ｘ方向）両端部にカセットステーション１４とインタフェースステーション１８とを配置している。

カセットステーション１４は、システム１０のカセット搬入出ポートであり、角型のガラス基板Ｇを多段に積み重ねるようにして複数枚収容可能なカセットＣを水平方向たとえばＹ方向に４個まで並べて載置可能なカセットステージ２０と、このステージ２０上のカセットＣに対して基板Ｇの出し入れを行う搬送機構２２とを備えている。搬送機構２２は、基板Ｇを保持できる手段たとえば搬送アーム２２ａを有し、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの４軸で動作可能であり、隣接するプロセスステーション１６側と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。

プロセスステーション１６は、システム長手方向（Ｘ方向）に設定したプロセスラインに沿って各処理部を概ねプロセスフローまたは処理工程の順に配置している。より詳細には、カセットステーション１４側からインタフェースステーション１８側へ向う上流部または往路のプロセスラインには、洗浄プロセス部２４と、縦型熱的処理部（ＴＢ）２６，２８と、塗布プロセス部３０と、縦型熱的処理部（ＴＢ）３２，３４とを配置している。一方、インタフェースステーション１８側からカセットステーション１４側へ向う下流部または復路のプロセスラインには、上記縦型熱的処理部（ＴＢ）３２，３４と、現像ユニット（ＤＥＶ）３６と、脱色処理ユニット（ｉ−ＵＶ）３８と、縦型熱的処理部（ＴＢ）４０，４２とを配置している。

往路のプロセスラインにおいて、洗浄プロセス部２４は、平流し方式のスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６を含んでおり、このスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６内のカセットステーション１４と隣接する場所にエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４４を配置している。スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６内では、図２に示すように、コロ搬送路４５上で基板Ｇをプロセスラインの下流側に搬送しながら基板Ｇの上面（被処理面）にブラッシング洗浄やブロー洗浄を施すようになっている。なお、コロ搬送路４５はエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４４を起点としており、起点付近にはカセットステーション１４の搬送機構２２から基板Ｇを受け取って搬送路４５上に移載するための昇降可能なリフトピン４７が設けられている。

スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６の下流側端部に隣接する縦型熱的処理部（ＴＢ）２６，２８は、それぞれ複数の枚葉式オーブンユニットを多段に積層配置してなるオーブンタワーとして構成されている。たとえば、図２に示すように、縦型熱的処理部（ＴＢ）２６は、下から順に基板搬入用のパスユニット（ＰＡＳＳ）、脱水ベーク用の加熱ユニット（ＤＨＰ）および疎水化用のアドヒージョンユニット（ＡＤ）を多段に積み重ねている。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ）には、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６からのコロ搬送路４５が引き込まれており、搬送路４５の終点位置で基板Ｇを搬送路４５の上方に水平姿勢で持ち上げるための昇降可能なリフトピン４８が設けられている。また、縦型熱的処理部（ＴＢ）２８は、下から順に基板温度調整用の冷却ユニット（ＣＯＬ）２９およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）を多段に積み重ねている。ここで、縦型熱的処理部（ＴＢ）２８は、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６の延長上にではなくシステム中心線上にオフセットして配置され、縦型の搬送装置（Ｓ／Ａ）５０を介して縦型熱的処理部（ＴＢ）２６と往路のプロセスライン上で接続されている。

縦型熱的処理部（ＴＢ）２８の反対側で搬送装置（Ｓ／Ａ）５０と隣接する位置には、塗布プロセス部３０の多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５２が配置されている。図２に示すように、多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５２は、下から順に減圧乾燥用の減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５１および基板受け渡し用のエクステンションユニット（ＥＸＴ）５３を多段に積み重ねている。

搬送装置（Ｓ／Ａ）５０は、昇降可能および旋回可能な搬送本体に水平方向に進退または伸縮可能な搬送アームまたはピンセットを搭載した搬送ロボットとして構成されており、これと隣接する縦型熱的処理部（ＴＢ）２６，２８および多段ユニット部（ＥＸ／ＶＤ）５２内の任意のユニットにアクセスして基板の搬入出を行えるようになっている。

塗布プロセス部３０は、インタフェースステーション１８に向かって多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５２、縦型の搬送装置（Ｓ／Ａ）５４および多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５６を一列に配置するとともに、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４の傍らにレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８を配置している。多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５６も、図２に示すように、下から順に減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５５およびエクステンションユニット（ＥＸＴ）５７を多段に積み重ねている。搬送装置（Ｓ／Ａ）５４は、昇降可能および旋回可能な搬送本体に水平方向に進退または伸縮可能な搬送アームを搭載した搬送ロボットであり、塗布プロセス部３０内の各ユニットにアクセスして基板の搬入出を行うことができるとともに、隣接する復路側の現像ユニット（ＤＥＶ）３６の基板搬入部に基板Ｇを搬入できるようになっている。塗布プロセス部３０内の詳細な構成および作用は後に説明する。

塗布プロセス部３０の多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５６とインタフェースステーション１８との間には縦型の搬送装置（Ｓ／Ａ）６０が配置され、この搬送装置（Ｓ／Ａ）６０のＹ方向両側に縦型熱的処理部（ＴＢ）３２，３４が配置されている。縦型熱的処理部（ＴＢ）３２は、図２に示すように、下から順に基板保管用のバッファユニット（ｂｕｆ）およびプリベーク用の加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）を多段に積み重ねている。縦型熱的処理部（ＴＢ）３４は、図３に示すように、下から順にバッファユニット（ｂｕｆ）、冷却ユニット（ＣＯＬ）および加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）を多段に積み重ねている。搬送装置（Ｓ／Ａ）６０も昇降可能および旋回可能な搬送本体に水平方向に進退または伸縮可能な搬送アームを搭載した搬送ロボットであり、縦型熱的処理部（ＴＢ）３２，３４内の任意のユニットにアクセスして基板Ｇの搬入出を行えるとともに、塗布プロセス部３０やインタフェースステーション１８とも基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるようになっている。

プロセスステーション１６の復路のプロセスラインにおいて、現像ユニット（ＤＥＶ）３６は、図３に示すように、コロ搬送路３５上で基板Ｇをプロセスラインの下流側方向に搬送しながら一連の現像処理工程を行う、いわゆる平流し方式の現像装置として構成されている。コロ搬送路３５の起点付近には、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４から基板Ｇを受け取ってコロ搬送路３５上に移載するための昇降可能なリフトピン３７が設けられている。脱色処理ユニット（ｉ−ＵＶ）３８にも現像ユニット（ＤＥＶ）３６からのコロ搬送路３５が敷設されており、脱色処理ユニット（ｉ−ＵＶ）を通過する基板Ｇの被処理面にｉ線（波長３６５ｎｍ）が照射されるようになっている。

脱色処理ユニット（ｉ−ＵＶ）３８の下流側に隣接する縦型熱的処理部（ＴＢ）４０は、図３に示すように、下から順にパスユニット（ＰＡＳＳ）、冷却ユニット（ＣＯＬ）およびポストベーキング用の加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）を多段に積み重ねている。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ）には、脱色処理ユニット（ｉ−ＵＶ）３８からのコロ搬送路３５が引き込まれている。また、コロ搬送路３５の終点で基板Ｇを水平姿勢で持ち上げるための昇降可能なリフトピン６２も設けられている。

縦型熱的処理部（ＴＢ）４２は、図３に示すように、下から順に基板搬出用のパスユニット（ＰＡＳＳ）、冷却ユニット（ＣＯＬ）および加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）を多段に積み重ねている。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ）は、カセットステーション１４の搬送機構２２からもアクセス可能な載置型の基板受け渡しユニットとして構成されている。両縦型熱的処理部（ＴＢ）４０，４２の間に配置される縦型の搬送装置（Ｓ／Ａ）６４は、やはり昇降可能および旋回可能な搬送本体に水平方向に進退または伸縮可能な搬送アームを搭載した搬送ロボットとして構成され、縦型熱的処理部（ＴＢ）４０，４２内の任意のユニットにアクセスして基板Ｇの搬入出を行えるようになっている。

インタフェースステーション１８は、隣接する露光装置１２と基板Ｇのやりとりを行うための搬送装置（Ｉ／Ｆ）７０を有し、その周囲にバッファ・ステージ（ＢＵＦ）７２、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）７４および周辺装置７６を配置している。バッファ・ステージ（ＢＵＦ）７２には定置型のバッファカセットが置かれる。エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）７４は、冷却機能を備えた基板受け渡し用のステージであり、プロセスステーション１６側と基板Ｇをやりとりする際に用いられる。周辺装置７６は、たとえばタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）と周辺露光装置（ＥＥ）とを上下に積み重ねた構成であってよい。搬送装置（Ｉ／Ｆ）７０は、基板Ｇを保持できる手段たとえば搬送アームを有し、隣接する露光装置１２やインタフェースステーション１８内の各ユニット（ＢＵＦ）７２、（ＥＸＴ・ＣＯＬ）７４、（ＴＩＴＬＥＲ／ＥＥ）７６と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。

図４に、この塗布現像処理システム１０における処理の手順を示す。先ず、カセットステーション１４において、搬送機構２２が、ステージ２０上のいずれかのカセットＣの中から１つの基板Ｇを取り出し、プロセスステーション１６の洗浄プロセス部２４のエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４４に搬入する（ステップＳ₁）。

エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４４内で基板Ｇは紫外線照射による乾式洗浄を施される（ステップＳ₂）。この紫外線洗浄では主として基板表面の有機物が除去される。紫外線洗浄の終了後に、基板Ｇは、コロ搬送によってスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６へ移される。

スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６では、基板Ｇをコロ搬送路４５上でプロセスラインの下流側へ平流しで搬送しながら基板Ｇの上面（被処理面）にブラッシング洗浄やブロー洗浄を施すことにより、基板表面から粒子状の汚れを除去する（ステップＳ₃）。そして、洗浄後も基板Ｇを平流しで搬送しながらリンス処理を施し、最後にエアーナイフ等を用いて基板Ｇを乾燥させる。スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６内で洗浄処理の済んだ基板Ｇは、縦型熱的処理部（ＴＢ）２６内のパスユニット（ＰＡＳＳ）にコロ搬送で搬入される。直後に、搬送装置（Ｓ／Ａ）５０が該パスユニット（ＰＡＳＳ）から基板Ｇを搬出する。

縦型熱的処理部（ＴＢ）２６，２８において、基板Ｇは搬送装置（Ｓ／Ａ）５０により所定のシーケンスで所定のオーブンユニットに順次移送される。たとえば、基板Ｇは、最初に加熱ユニット（ＤＨＰ）のいずれか１つに移され、そこで脱水ベークの加熱処理を受ける（ステップＳ₄）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）２９のいずれか１つに移され、そこで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ₅）。しかる後、基板Ｇはアドヒージョンユニット（ＡＤ）のいずれか１つに移され、そこでレジスト膜と基板Ｇとの密着性を向上させるための疎水化処理を受ける（ステップＳ₆）。この疎水化処理の終了後に、基板Ｇは冷却ユニット（ＣＯＬ）のいずれか１つで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ₇）。上記のような一連の熱処理を受けた基板Ｇは、搬送装置（Ｓ／Ａ）５０により多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５２内のエクステンションユニット（ＥＸＴ）５３に受け渡される。

塗布プロセス部３０において、基板Ｇは、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４によりエクステンションユニット（ＥＸＴ）５３からレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８へ移される。レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２において、基板Ｇは、後述するように微細径吐出型のレジストノズルを用いるスピンレス法により基板上面（被処理面）にレジスト液を塗布される。次いで、基板Ｇは、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４により減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５１，５５のいずれか一つに移され、そこで減圧による乾燥処理を受ける（ステップＳ₈）。

上記のようなレジスト塗布処理を受けた基板Ｇは、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５７を経由して搬送装置（Ｓ／Ａ）６０により縦型熱的処理部（ＴＢ）３２，３４に送られる。

縦型熱的処理部（ＴＢ）３２，３４において、基板Ｇは、搬送装置６０により所定のシーケンスで所定のユニットに順次移送される。たとえば、基板Ｇは、最初に加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）のいずれか１つに移され、そこでプリベーキングの加熱処理を受ける（ステップＳ₉）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）のいずれか１つに移され、そこで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ₁₀）。このような一連の熱処理を受けた後、基板Ｇはインタフェースステーション１８側のエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）７４へ搬入される。

インタフェースステーション１８において、基板Ｇは、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）７４から周辺装置７６の周辺露光装置（ＥＥ）に搬入され、そこで基板Ｇの周辺部に付着するレジストを現像時に除去するための露光を受けた後に、隣の露光装置１２へ送られる（ステップＳ₁₁）。

露光装置１２では基板Ｇ上のレジストに所定の回路パターンが露光される。パターン露光を終えた基板Ｇは、露光装置１２からインタフェースステーション１８に戻されると（ステップＳ₁₁）、先ず周辺装置７６のタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）に搬入され、そこで基板上の所定の部位に所定の情報が記される（ステップＳ₁₂）。しかる後、基板Ｇはエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）７４に戻される。インタフェースステーション１８における基板Ｇの搬送および露光装置１２との基板Ｇのやりとりは搬送装置（Ｉ／Ｆ）７０によって行われる。

プロセスステーション１６では、搬送装置（Ｓ／Ａ）６０がエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）７４より露光済の基板Ｇを受け取り、多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５６のエクステンションユニット（ＥＸＴ）５７に搬入する。直後に、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４が、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５７から基板Ｇを取り出して、現像ユニット（ＤＥＶ）３６へ搬入する。

現像ユニット（ＤＥＶ）３６において基板Ｇはコロ搬送路３５上でプロセスラインの下流に向って平流しで搬送され、その搬送中に現像、リンス、乾燥の一連の現像処理工程が行われる（ステップＳ₁₃）。

現像ユニット（ＤＥＶ）３６で現像処理を受けた基板Ｇは下流側隣の脱色ユニット（ｉ−ＵＶ）３８へ平流しで搬入され、そこでｉ線照射による脱色処理を受ける（ステップＳ₁₄）。脱色処理の済んだ基板Ｇは、縦型熱的処理部（ＴＢ）４０のパスユニット（ＰＡＳＳ）に搬入される。直後に、搬送装置（Ｓ／Ａ）６４がパスユニット（ＰＡＳＳ）から基板Ｇを搬出する。

縦型熱的処理部（ＴＢ）４０，４２において、基板Ｇは最初に加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）のいずれか１つに移され、そこでポストベーキングの加熱処理を受ける（ステップＳ₁₅）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）の１つに移され、そこで所定の基板温度に冷却される（ステップＳ₁₆）。

カセットステーション１４側では、搬送機構２２が、縦型熱的処理部（ＴＢ）４２のパスユニット（ＰＡＳＳ）から塗布現像処理の全工程を終えた基板Ｇを受け取り、受け取った基板Ｇをステージ２０上のいずれかのカセットＣに収容する（ステップＳ₁）。

この塗布現像処理システム１０はレイアウト上の特徴を有している。１つは、図１に示すように、往路のプロセスラインにおいて平流し方式のスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６よりも下流側の処理部を全てスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６の延長上に一列に揃えるのではなく、システム中心部のエリアを有効利用して２列に配置している点である。つまり、縦型熱的処理部（ＴＢ）２６、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８および縦型熱的処理部（ＴＢ）３２をスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６と同一直線上に配置し、縦型熱的処理部（ＴＢ）２８、多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５２，５６をスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６よりも内側にオフセットしたシステム中心線上に配置している。このような２列配置により、システム幅方向のサイズを増やすことなく長手方向のサイズを短くし、ひいてはフットプリントの縮小化を図っている。

また、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４６と同一直線上でレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８と両隣の縦型熱的処理部（ＴＢ）２６，３２との間に多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）がほぼすっぽり入る大きさの空きスペースを設けている。この空きスペースによって、縦型熱的処理部（ＴＢ）２６，３２からの放熱がレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８に及ぶのを防止し、レジスト塗布処理の温度条件ないし環境を安定に管理することができる。さらに、後述するようにレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８を独立した基台上に配置することにより、周囲の機械振動から影響を受けることなくスピンレス方式のレジスト塗布処理を行えるようになっている。

また、塗布プロセス部３０では、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５１，５５を多段ユニット部（ＥＶＴ／ＶＤ）５２，５６において他のユニットつまりエクステンション・ユニット（ＥＸＴ）５３，５７とそれぞれ縦方向に積み重ねて配置している。このような他ユニットとの積層配置により減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５１，５５に専用のスペースを充てなくて済む。また、２台の減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５１，５５を並列稼動させることにより、塗布プロセス部３０全体のタクトタイムの短縮化を一層推進できる。

この塗布現像処理システム１０においては、塗布プロセス部３０回りに本発明を適用することができる。以下、図５〜図２０を参照して本発明を塗布プロセス部３０回りに適用した一実施形態を説明する。

図５および図６に、塗布プロセス部３０の詳細なレイアウト構造を示す。搬送装置（Ｓ／Ａ）５４と多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５２、５６とは、たとえばコンクリートからなる基台８０の上に一列に並置される。一方、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８は、基台８０から分離した別個の基台８２の上に設置され、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４とは所定のスペースまたは間隔ｈを空けている。基台８２も、たとえばコンクリートで構成されてよい。このように搬送装置（Ｓ／Ａ）５４とレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８とを別々の基台８０，８２上に設置するのは、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４の発する機械振動がレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８に伝わるのを防止するためである。したがって、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４がレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８への基板Ｇの搬入出を支障なく行える範囲内で、両者（５４，５８）の間隔ｈは大きいほど好ましく、たとえば５ｃｍ程度に設定される。

図７に、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４および一方の多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５２の具体的な構成例を示す。搬送装置（Ｓ／Ａ）５４は、基台８０上にたとえば脚付きの支持部８１を介して設置され、鉛直方向に延在するガイドレール８４に沿って昇降可能かつ旋回可能な搬送本体８６と、この搬送本体８６上で水平方向に進退または伸縮可能な搬送アームまたはピンセット８８とを有している。搬送本体８６を昇降駆動するための昇降駆動部が垂直ガイドレール８４の基端側の駆動ボックス９０内に設けられ、搬送本体８６を旋回運動させるための旋回駆動部が駆動ボックス９０または搬送本体８６内に設けられ、搬送アーム８８を進退駆動するための進退駆動部が搬送本体８６内に設けられている。図示省略するが、他の縦型搬送装置（Ｓ／Ａ）５０，６０，６４も、この搬送装置（Ｓ／Ａ）５４と同じ構成を有するものであってよい。

多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５２も、基台８０上にたとえば脚付きの支持部９１を介して設置される。上段側のエクステンションユニット（ＥＸＴ）５３は、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４と隣接する側壁に基板搬入出用の開口部９２を形成した筐体を有し、この筐体の中に基板Ｇを水平に載置するためのステージ９４と、このステージ９４を貫通して上下に出没可能なリフトピン９６とを設けている。リフトピン９６は、ユニットの下に設けられたアクチエータたとえばエアシリンダ９８によって昇降駆動され、基板Ｇをピン先端で水平に支持してステージ９４への移載またはステージ９４からの持ち上げを行う。搬送装置（Ｓ／Ａ）５４の搬送アーム８８は、開口部９２を通ってユニット（ＥＸＴ）５３内に出入りし、リフトピン９６と基板Ｇを受け渡しすることができる。エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３の筐体には、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４と反対側の側壁にも基板搬入出用の開口部１００が形成されている。反対側で隣接する搬送装置（Ｓ／Ａ）５０（図１）は、この開口部１００から搬送アームをユニット５３内に挿入して、基板Ｇの搬入出を行えるようになっている。エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３内には、基板Ｇの厚さを測定するための板厚測定部１０２が設けられている。この板厚測定部１０２の構成および作用は後に詳述する。

下段側の減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５１は、減圧可能なチャンバとして構成された筐体を有し、このチャンバの搬送装置（Ｓ／Ａ）５４と隣接する側壁に基板搬入出用の開口部１０４を形成している。この開口部１０４にはチャンバを密閉するためのゲートバルブ１０６が取り付けられている。チャンバ内には、基板Ｇを載置するためのステージ１０８と、このステージ１０８を貫通して上下に出没可能なリフトピン１１０とが設けられている。リフトピン１１０は、ユニット下のエアシリンダ１１２によって昇降駆動され、基板Ｇをピン先端で水平に支持してステージ１０８への移載またはステージ１０８からの持ち上げを行う。ゲートバルブ１０６が開いた状態の下で、搬送装置（Ｓ／Ａ）５４の搬送アーム８８が開口部１０４を通ってユニット（ＶＤ）５１内に出入りして、リフトピン１１０と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。チャンバの排気口１１４は排気管１１６を介して真空ポンプ（図示せず）に通じている。

このように、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５１は、減圧可能なチャンバの側面に基板搬入出用の開口部１０４を有し、この開口部１０４をゲートバルブ１０６で開閉し、チャンバ上面を天井板で閉塞している。これにより、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５１の上にエクステンションユニット（ＥＸＴ）５３を容易に積層することができる。なお、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５１は、基台８０上に固定された脚付き支持部９１の上に設置されてよい。

図示省略するが、他方の多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５６も、上記多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５２と左右対称で同じ構成を有するものであってよい。もっとも、多段ユニット部（ＥＸＴ／ＶＤ）５６におけるエクステンションユニット（ＥＸＴ）５７は、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８に対してプロセスフローの下流側に位置するため、板厚測定部１０２を備える必要はない。

図８に、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８の構成を平面図で示す。この実施形態におけるレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８は、基台８２（図５）上に設置された支持台１２０の中心部にカップ状の処理容器１２２を配置し、この処理容器１２２内に基板Ｇを水平に載置して保持するためのステージ１２４を設けている。さらに、支持台１２０上には、処理容器１２２を挟んでＸ方向に延びる一対のガイドレール１２６，１２６を敷設し、Ｙ方向に延びるノズル支持体１２８を両Ｘガイドレール１２６，１２６の間に架け渡して図示しない直進駆動機構たとえばリニアモータ機構によりＸ方向に一定速度で移動させるようにしている。ノズル支持体１２８には、ステージ１２４上の基板Ｇを一端から他端までカバーする長さでＹ方向に延びる長尺状のレジストノズル１３０を昇降可能に取り付けている。また、処理容器１２２の外のノズル待機位置には、レジストノズル１３０のレジスト吐出機能を正常状態に維持またはリフレッシュするためのノズルリフレッシュ部１３２を設けている。

図９に、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８における要部の構成を示す。レジストノズル１３０は垂直下方にテーパ状に突出するノズル部１３０ａを有しており、このノズル部１３０ａの下端にノズル長手方向に延びるスリット型または多孔型の吐出口を設けている。レジストノズル１３０の上面にはレジスト液を導入するためのレジスト導入口１３０ｂが設けられ、このレジスト導入口１３０ｂにレジスト供給管１３４が接続されている。レジスト供給管１３４はレジスト液の供給源（図示せず）に通じている。

ノズル支持体１２８は、たとえば左右一対のボールネジ１３６Ａ，１３６Ｂを介してレジストノズル１３０を昇降可能に支持している。ステージ１２４上の基板Ｇとレジストノズル１３０の吐出口との間には１００μｍ程度の微小なエアギャップが設けられる。このエアギャップは、後述するようにノズル支持体１２８側のボールネジ機構を用いて設定値ＡＧに調整される。

塗布処理中は、ステージ１２４上の基板Ｇとレジストノズル１３０の吐出口との距離間隔つまり上記エアギャップを設定値ＡＧに保ったまま、レジスト液供給部よりレジストノズル１３０にレジスト液を所定の流量で供給し、Ｘ方向にレジストノズル１３０を一定の速度で移動させる。そうすると、レジストノズル１３０の微細径吐出口より吐出されたレジスト液が基板Ｇの上面（被処理面）に一時にライン状に塗布され、基板Ｇの一端から他端までレジストノズル１３０を走査させると、基板Ｇの上面全域に所定の膜厚でレジスト液の塗布膜Ｒが形成される。ただし、この実施形態では、基板Ｇの周縁部にはレジスト液を塗布しないようにしている。このことによって、レジスト塗布後に基板Ｇの周縁部から余分のレジスト膜を除去するための工程および装置（エッジ・リムーバ）を省いている。

図１０に、塗布プロセス部３０回りの制御系の構成を示す。制御部１４０は、メインコントローラとして、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３、冷却ユニット（ＣＯＬ）２９、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）５１，５５、搬送装置（Ｓ／Ａ）５０，５４、アドヒージョンユニット（ＡＤ）および加熱ユニット（ＤＨＰ）等を統括制御する。

各ユニットには、制御部１４０からのコマンドを受けてユニット内の各部を制御する局所コントローラが設けられている。たとえば、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３には、リフトピンアクチエータ９８および板厚測定部１０２等を制御する局所コントローラが設けられている。冷却ユニット（ＣＯＬ）２９には、後述する板厚測定部１８０、冷却機構１４４、リフトピンアクチエータ１４６等を制御する局所コントローラが設けられている。なお、通常は、冷却ユニット（ＣＯＬ）２９の板厚測定部１８０とエクステンションユニット（ＥＸＴ）５３の板厚測定部１０２とは二者択一でよく、つまりいずれか１つが設けられればよい。レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８には、ユニット内の走査部、レジスト液供給部、ギャップ調整部等を制御する局所コントローラが設けられている。

図１１および図１２につき、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３に組み込まれた板厚測定部１０２の構成を示す。エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３内のステージ９４の上面には、図１２に示すように、基板Ｇをピン先端で水平に支持する多数の支持ピン９５が離散的に立設されている。このステージ９４の一隅角部には、支持ピン９５と同じ高さ位置で基板Ｇの一隅角部を水平に載置する三角ブロック状の吸着保持部１５０が設けられている。この吸着保持部１５０の上面には、図１１に示すように、たとえば真空ポンプからなる真空源（図示せず）に接続可能な真空吸着孔または溝１５０ａが設けられている。ステージ９４上に基板Ｇが載置された状態の下で、真空吸着孔１５０ａに該真空源が接続されると、真空吸着孔１５０ａを介してバキューム力が基板Ｇに作用し、基板Ｇが吸着保持部１５０の上面にぴったり吸い着いて保持されるようになっている。

吸着保持部１５０を挟んでステージ９４の隅角縁部には、投光部１５２と受光部１５４とが相対向して配置されている。後述するように、投光部１５２から水平（基板と平行）に投光された光ビームの一部が基板Ｇないし吸着保持部１５０によって遮光されずに受光部１５４に届くようになっている。

図１３に、板厚測定部１０２の要部の構成および作用を示す。投光部１５２は、たとえば１次元半導体レーザアレイ１５２ａを有し、鉛直方向（基板Ｇの厚さ方向）に分布する平行光の光ビームＬＢを受光部１５４に向けて水平に投光するように構成されている。なお、１次元半導体レーザアレイ１５２ａを、点光源とレンズアレイとを組み合わせたものに置き換えることも可能である。投光部１５２より投光された光ビームＬＢのうち、吸着保持部１５０上の基板Ｇの上面より低いものは基板Ｇの側面または吸着保持部１５０の側面に入射してそこで遮光され、基板Ｇの上面より高いものは吸着保持部１５０の上方を通過または横断して受光部１５４に到達する。なお、一般に基板Ｇの側面はいわゆるＣ面取りまたはＲ面取りに加工されており、ここに入射した光の大部分は反射される。反対側の基板側面から抜け出る透過光があっても、受光部１５４側ではしきい値にかけて実質的に受光しないようにすることができる。

受光部１５４は、投光部１５２からの光ビームＬＢをたとえば１次元ＣＣＤ１５４ａで受光する。この一次元ＣＣＤ１５４ａにおける最下端の光ビーム受光位置は、吸着保持部１５０上に基板Ｇが配置されているときは基板Ｇの上面の高さ位置Ｈ_Aに相当し、吸着保持部１５０上に基板Ｇが配置されていないときは吸着保持部１５０の上面の高さ位置Ｈ_Bに相当する。

計測制御演算部１５６は、投光部１５２の点灯・消灯を制御し、受光部１５４からの出力信号に基づいて基板Ｇの有無に対応する最下端光ビーム受光位置Ｈ_A、Ｈ_Bを割り出し、両受光位置間の差分または高低差（Ｈ_A−Ｈ_B）を演算してその演算結果を当該基板Ｇの厚さの測定値ＴＫとする。計測制御部１５６で求められた板厚測定値ＴＫのデータはユニット内の局所コントローラを通じて制御部１４０（図１０）に送られる。

この実施形態の板厚測定部１０２は、ステージ９４の一隅角部に設けられ、特別の占有スペースを必要としない。しかも、可動部やアクチエータ類を一切含まない光学式であり、小型かつ簡易な装置構成で、測定精度および再現性の高い板厚測定を非常に短い時間で（殆ど瞬間的に）行うことができる。また、吸着保持部１５０の上面（基準面）に基板Ｇを真空吸着力でぴったり接触させて板厚測定を行うことで、測定精度および再現性を一層向上させている。また、最小限の範囲または面積で基板を吸着して板厚を測定するので、静電気や基板表面のゴミの付着等を低減することもできる。なお、吸着保持部１５０における真空吸着孔または溝１５０ａの配置位置ないし形状パターンは任意に選ばれてよい。図１１に示すように多数の真空吸着孔１５０ａを均一な密度分布で配置する形態に限らず、光ビームＬＢに沿ってライン状に延びる溝形態等も可能である。

図１４に、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８におけるギャップ調整部の作用を示す。この実施形態のギャップ調整部は、レジストノズル１３０の高さ位置を調整する機構、つまりノズル支持体１２８内のボールネジ機構によって構成される。レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８上に基板Ｇが搬入される前に（搬入直後でもよい）、この基板Ｇに関する板厚測定値ＴＫのデータが制御部１４０よりレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８内の局所コントローラに送られてくる。この基板Ｇに係る板厚測定値ＴＫは、上記のように、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８に対してプロセスフローの上流側に位置するエクステンションユニット（ＥＸＴ）５３内の板厚測定部１０２で求められたものである。

レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８内では、板厚測定値ＴＫのデータにしたがって、レジストノズル１３０の吐出口の高さ位置Ｈ_Nが基準位置たとえばステージ１２４の上面の高さ位置Ｈ_Sに対してＨ_N＝Ｈ_S＋ＴＫ＋ＡＧとなるように調整する。ここで、右辺のＡＧは、上記のようにレジストノズル１３０の吐出口とステージ１２４上の基板Ｇとの間に設けられるエアギャップの設定値である。こうして、塗布処理に際しては、レジストノズル１３０の吐出口とステージ１２４上の基板Ｇとの距離間隔つまり上記エアギャップを設定値ＡＧに合わせた状態で上記のような走査式のレジスト塗布を行い、基板Ｇの上面全域に所定の膜厚でレジスト液の塗布膜Ｒを形成することができる。

ステージ１２４の上面には、基板Ｇをバキューム力で吸着固定するための真空源（図示せず）に接続可能な真空吸着孔または溝１６０が設けられている。また、ステージ１２４を貫通して上下に出没可能なリフトピン１６２も設けられている。このリフトピン１６２は、ステージ１２４の下に配置されているエアシリンダ１６４によって昇降駆動され、基板Ｇをピン先端で水平に支持してステージ１２４への移載またはステージ１２４からの持ち上げを行う。

このように、この実施形態では、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８内ではなく、プロセスフローの上流側に位置するエクステンションユニット（ＥＸＴ）５３内に設けられた板厚測定部１０２により塗布処理に先立って基板Ｇの厚さを測定し、その板厚測定値ＴＫに応じてレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８内でレジストノズル１３０の吐出口の高さ位置を調整してノズル吐出口とステージ１２４上の基板Ｇとの間のエアギャップを設定値ＡＧに合わせるようにしたので、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８の大型化や煩雑化を招くことなく、さらにはタクトタイムの増大を招くことなく、効率的にギャップ管理を行うことができる。また、このようなギャップ管理によって、基板Ｇ上に常に設定通りの膜厚でレジスト膜Ｒを形成することができる。

なお、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３内で基板Ｇは少なくとも数秒程度は留め置かれる。この実施形態では、板厚測定部１０２により基板Ｇの厚さを測定するための全所要時間を１秒以内に、つまり滞在時間内に済ますことが可能であり、基板受け渡しのタクトに影響を与えることはない。また、板厚測定部１０２の配置位置ないし占有スペースはテーブル９４の一隅角部に収まるので、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３の大型化や煩雑化を来すこともない。

図１５に、一実施形態における冷却ユニット（ＣＯＬ）２９内の構成を示す。この冷却ユニット（ＣＯＬ）２９は、ユニット筐体１７０の中に熱板または冷却板１４４を一定の高さ位置でほぼ水平に固定配置している。熱板１４４は熱伝導率の高い金属たとえばアルミニウムからなり、内部に設定値（たとえば２３゜Ｃ）に温度調節された冷却水が流れる通路を設けている。前工程の疎水化処理でたとえば１００゜Ｃ以上の加熱処理を受けてきてから熱板１４４上に配置された基板Ｇは、熱板１４４への熱伝導による放熱によって設定温度まで冷却される。熱板１４４の上面には、プロキシミティギャップを形成するためのスペーサとしての複数の支持ピン１７２が離散的に配置されている。

熱板１４４には上下に貫通する貫通孔１４４ａも離散的な配置パターンで複数箇所に形成されており、各貫通孔１４４ａには搬送装置（Ｓ／Ａ）５０（図１）の搬送アームとの間で基板Ｇの受け渡しを行うためのリフトピン１７４が上下方向に出没可能に設けられている。これらのリフトピン１７４は、水平ベース部材１７６を介してリフトピンアクチエータたとえばエアシリンダ１４６に結合されている。エアシリンダ１４６の昇降駆動により、リフトピン１７４を退避用の最下位位置（図１５示す位置）と基板受け渡し用の最上位位置との間で昇降移動させるようになっている。熱板１４４の上面には凹所（または穴）１７８が形成されており、この凹所１７８に板厚測定部１８０が取り付けられている。

図１６に示すように、板厚測定部１８０は、おもて面つまり被処理面ＧＳ_aを上に向けて熱板１４４上にほぼ水平に配置されている基板Ｇの裏面ＧＳ_bに向けて斜めの方角から光ビームＬＡを投光する投光部１８２と、光ビームＬＡに対応した基板Ｇの裏面ＧＳ_bおよびおもて面ＧＳ_aからの反射光ＬＡ_a，ＬＡ_bを受光する受光部１８４とを備えている。投光部１８２はたとえば発光ダイオードで構成され、受光部１８４はたとえば１次元ＣＣＤで構成されてよい。投光部１８２と基板Ｇとの間の光路上および基板Ｇと受光部１８４との間の光路上にそれぞれ集光レンズ１８６，１８８を設けてよい。通常、基板Ｇのおもて面（被処理面またはデバイス形成面）ＧＳ_aには何がしかの金属膜が形成されており、基板Ｇの裏面ＧＳ_bよりもおもて面ＧＳ_aで光ビームＬＡは強く反射する。裏面ＧＳ_bの反射率とおもて面ＧＳ_aの反射率とが極度に異なる場合は、投光部１８２より光ビームＬＡを２段階の光強度で２回投光し、光強度の大きい方で反射率の低い方の反射光をモニタし、光強度の小さい方で反射率の高い方の反射光をモニタするようにしてもよい。

計測制御演算部１９０は、投光部１８２の点灯・消灯を制御し、図１７に示すように受光部１８４からの出力信号に基づいて受光部１８４における反射光ＬＡ_a，ＬＡ_bの受光位置Ｐ_a，Ｐ_bを割り出し、両受光位置Ｐ_a，Ｐ_b間のドット差または距離間隔Ｄを求める。この距離間隔Ｄは当該ガラス基板Ｇの厚さに比例するので、これに比例定数Ｃを乗じた値Ｃ×Ｄを当該基板Ｇの厚さの測定値ＴＫとする。計測制御部１５６で求められた板厚測定値ＴＫのデータはユニット内の局所コントローラを通じて制御部１４０（図１０）に送られる。

このように、板厚測定部１８０は、熱板１４４の中に設けられ、特別の占有スペースを必要とせず、可動部やアクチエータ類を一切含まない小型かつ簡易な光学式の装置構成で、測定精度および再現性の高い板厚測定を可能とする。また、測定時間は非常に短くて済み、冷却ユニット（ＣＯＬ）２９内に基板Ｇが滞在する時間を利用して（滞在時間中に）板厚測定を行うことができる。

この実施形態においても、冷却ユニット（ＣＯＬ）２９内の板厚測定部１８０で基板Ｇの厚さが測定されると、当該基板Ｇがレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８に搬入される前に、当該基板Ｇに係る板厚測定値ＴＫのデータが冷却ユニット（ＣＯＬ）２９から制御部１４０を経由して冷却ユニット（ＣＯＬ）２９のコントローラに送られる。そして、上記と同様に、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８内でギャップ調整部が作動して、レジストノズル１３０の高さ位置Ｈ_Nを当該基板Ｇの厚さに応じた値（Ｈ_N＝Ｈ_S＋ＴＫ＋ＡＧ）に調整する。

上記した実施形態では、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３内に遮光方式の板厚測定部１０２を設け、冷却ユニット（ＣＯＬ）２９内に反射方式の板厚測定部１８０を設けた。しかしながら、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３内に反射方式の板厚測定部１８０を設ける構成、あるいは冷却ユニット（ＣＯＬ）２９内に遮光方式の板厚測定部１０２を設ける構成も可能である。

図１８Ａおよび図１８Ｂに、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３内に反射方式の板厚測定部１８０を設ける構成例を示す。この構成例では、ステージ９４の上面に板厚測定部１８０を取り付けている。また、板厚測定部１８０の周囲に、支持ピン９５と同じ高さ位置で基板Ｇを載置して保持する柱状の保持部１９２を設けている。好ましくは、保持部１９２の上面に真空源（図示せず）と接続可能な吸着孔または吸着パッド１９２ａを設け、バキューム力で基板Ｇを吸着保持してよい。このように、板厚測定部１８０の周囲で保持部１９２により基板Ｇを吸着固定するので、基板Ｇのたわみや振動のない状態で精度および再現性の高い板厚測定を行うことができる。また、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３内にこのような反射方式の板厚測定部１８０を設ける構成では、リフトピン９６を用いなくても外部の搬送装置（５０，５４）により基板Ｇの搬入出を支障無く行うことができる。

また、冷却ユニット（ＣＯＬ）２９に板厚測定部１０２（１８０）を設ける場合、板厚測定を実行するタイミングは、基板Ｇの熱膨張率等を考慮して、冷却処理開始後に基板Ｇが所定温度に達した時点または冷却開始から所定時間経過した時点に設定するのが好ましい。すなわち、基板Ｇがレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８内にあるのと同じ温度状態ひいては同じ板厚状態が冷却ユニット（ＣＯＬ）２９内で得られている状況下で板厚測定を行うことで、より適確な板厚測定値を取得することができる。

また、図１５に示すように冷却ユニット（ＣＯＬ）２９に反射方式の板厚測定部１８０を設ける場合は、基板Ｇの周縁部の下方に板厚測定部１８０を配置してもよい。基板Ｇの周縁部は冷え易くて基板温度が所定温度に達するのが早いので、板厚の測定を他の基板部位よりも早いタイミングで開始することが可能である。

上記の実施形態では、基板Ｇの所定の部位について得られる板厚測定値ＴＫを当該基板Ｇの厚さ（代表値）とした。基板Ｇの面内に存在する板厚の偏差またはバラツキが無視できないようなものであれば、そのような面内偏差を補正するギャップ管理を上記実施形態のギャップ管理と併用することも可能である。たとえば、図１９に仮想的に等高線Ｊ₅，Ｊ₄，‥‥，Ｊ₁，Ｊ₀で示すような板厚分布が既知であれば、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８内でレジストノズル１３０を走査させる際に、図２０の（Ａ），（Ｂ）に示すように左右のボールネジ１３６Ａ，１３６Ｂを独立駆動で微細に昇降移動または変位させ、ボールネジ１３６Ａ側の高さ位置（Ｚ_A）とボールネジ１３６Ｂ側の高さ位置（Ｚ_B）とをそれぞれ対向する（真下の）基板Ｇ上の各位置の等高線Ｊ_nに対応させるように動的なノズル高さ調整を行ってよい。なお、両ボールネジ１３６Ａ，１３６Ｂを垂直に保つために、たとえばレジストノズル１３０側のボールネジ支持部に回転可能な軸受を設けてよい。

上記実施形態のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）５８では、ステージ１２４を固定してレジストノズル１３０をＸ方向に移動させる走査方式であった。しかし、レジストノズル側を固定してステージ（基板支持部）側を移動させる走査方式やレジストノズルとステージ（基板支持部）の双方を同時に移動させる走査方式も可能である。また、レジストノズル１３０とステージ１２４上の基板Ｇとの間のギャップを調整するために、上記実施形態ではステージ１２４側を固定してレジストノズル１３０の高さ位置を調整した。しかし、レジストノズル１３０の高さ位置を固定してステージ１２４の高さ位置を調整するギャップ管理方式や、両者（１３０，１２４）の高さ位置を同時に調整するギャップ管理方式も可能である。

図１１〜図１３の板厚測定部１０２では、基板Ｇを吸着保持部１５０に載せて吸着固定している。測定精度および再現性の低下を伴なうが、吸着保持部１５０を省く構成も可能である。この場合は、投光部１５２からの光ビームＬＢは基板Ｇのみによって遮光されることになる。

上記実施形態の塗布現像処理システムでは、エクステンションユニット（ＥＸＴ）５３または冷却ユニット（ＣＯＬ）２９に板厚測定部１０２（１８０）を設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。プロセスフローにおいてレジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）の上流側に位置する任意のユニットに板厚測定部を設けることが可能である。

本発明は、上記した実施形態におけるような微細径吐出型ノズルを用いる塗布ユニットを含む処理システムに適用して特に好適なものである。しかしながら、ノズル吐出口と基板との間のギャップを管理する必要のある任意の塗布ユニットを含む処理システムに本発明を適用することができる。本発明における処理液としては、レジスト液以外にも、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の液体も可能である。本発明における被処理基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。

本発明の適用可能な塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。 上記塗布現像処理システムの構成を示す一側面図である。 上記塗布現像処理システムの構成を示す一側面図である。 上記塗布現像処理システムにおける処理手順を示すフローチャートである。 上記塗布現像処理システムにおける塗布プロセス部の構成を示す平面図である。 上記塗布プロセス部の構成を示す一側面図である。 上記塗布プロセス部に含まれる搬送装置および多段ユニット部の構成を示す図である。 上記塗布プロセス部におけるレジスト塗布ユニットの構成を示す平面図である。 上記レジスト塗布ユニットの要部の構成を示す斜視図である。 レジスト塗布ユニット回りの制御系統の構成を示すブロック図である。 上記多段ユニット部に含まれるエクステンションユニットに組み込まれた遮光方式の板厚測定部の構成を示す略平面図である。 上記エクステンションユニットに組み込まれた遮光方式の板厚測定部の構成を示す略側面図である。 上記遮光方式の板厚測定部の詳細な構成と作用を示す図である。 レジスト塗布ユニットにおけるギャップ調整部の作用を示す図である。 上記塗布プロセス部よりもプロセスフローの上流に位置する冷却ユニットに組み込まれた反射方式の板厚測定部の構成を示す略断面図である。 上記反射方式の板厚測定部内の詳細な構成を示す図である。 上記反射方式の板厚測定部の作用を示す図である。 上記エクステンションユニットに組み込まれた反射方式の板厚測定部の構成を示す略平面図である。 上記エクステンションユニットに組み込まれた反射方式の板厚測定部の構成を示す略側面図である。 基板の面内偏差に対応するためにレジストノズルの左右高さ位置を独立制御する方式を示す斜視図である。 図１９の独立制御方式の作用を示す図である。

符号の説明

３０ 塗布プロセス部
２９ 冷却ユニット（ＣＯＬ）
５０ 搬送装置（Ｓ／Ａ）
５３ エクステンションユニット（ＥＸＴ）
５４ 搬送装置（Ｓ／Ａ）
５８ レジスト塗布ユニット（ＣＴ）
１０２ 板厚測定部
１２４ ステージ
１２８ ノズル支持体
１３０ レジストノズル
１３６Ａ，１３６Ｂ ボールネジ
１４０ 制御部
１５０ 吸着保持部
１５２ 投光部
１５４ 受光部
１５６ 計測制御演算部
１８０ 板厚測定部
１８２ 投光部
１８４ 受光部
１９０ 計測制御演算部
１９２ 保持部

Claims (11)

1. ステージ上の被処理基板と塗布ノズルの吐出口との間に所望のギャップを設定し、前記吐出口より処理液を吐出させながら前記塗布ノズルを前記基板と平行な方向に相対的に移動させて、前記基板上に前記処理液を塗布する塗布ユニットと、
   前記基板に塗布処理に先立つ熱的な処理を施す熱処理ユニットと、
   前記塗布ユニットと前記熱処理ユニットとの間で前記基板を搬送する搬送装置と、
   前記熱処理ユニット内で前記基板の厚さを測定する板厚測定部と、
   前記板厚測定部で得られる前記基板の厚さの測定値に応じて前記塗布ユニットにおける前記塗布ノズルの吐出口と前記ステージとの間の距離間隔を調整するギャップ制御部と
   を有する処理システム。
2. 前記熱処理ユニットが、所定の加熱処理を受けた後の前記基板を設定温度まで冷却する冷却ユニットである請求項１に記載の処理システム。
3. 前記冷却ユニットが、内部で温度を設定値に調節された冷媒が流れる熱板を有し、前記基板を前記熱板の上にほぼ水平に載置して冷却する請求項２に記載の処理システム。
4. ステージ上の被処理基板と塗布ノズルの吐出口との間に所望のギャップを設定し、前記吐出口より処理液を吐出させながら前記塗布ノズルを前記基板と平行な方向に相対的に移動させて、前記基板上に前記処理液を塗布する塗布ユニットと、
   異なる搬送系の間で前記基板の受け渡しを中継するために前記基板を一時的に留め置く中継ユニットと、
   前記塗布ユニットと前記中継ユニットとの間で前記基板を搬送する第１の搬送装置と、
   前記中継ユニットを介して前記第１の搬送装置と前記基板の受け渡しを行う第２の搬送装置と、
   前記中継ユニット内で前記基板の厚さを測定する板厚測定部と、
   前記板厚測定部で得られる前記基板の厚さの測定値に応じて前記塗布ユニットにおける前記塗布ノズルの吐出口と前記ステージとの間の距離間隔を調整するギャップ制御部と
   を有する処理システム。
5. 前記中継ユニットが、前記基板をほぼ水平に載置して支持する載置台を有する請求項４に記載の処理システム。
6. ステージ上の被処理基板と塗布ノズルの吐出口との間に所望のギャップを設定し、前記吐出口より処理液を吐出させながら前記塗布ノズルを前記基板と平行な方向に相対的に移動させて、前記基板上に前記処理液を塗布する塗布ユニットと、
   プロセスフローにおいて前記塗布ユニットよりも上流に位置する他のユニット内で前記基板の厚さを測定する板厚測定部と、
   前記板厚測定部で得られる前記基板の厚さの測定値に応じて前記塗布ユニットにおける前記塗布ノズルの吐出口と前記ステージとの間の距離間隔を調整するギャップ制御部と
   を有する処理システム。
7. 前記板厚測定部が、
   前記ユニット内の所定位置に配置された前記基板に対して一サイドから前記基板の厚さ方向に分布する光ビームを前記基板によって前記基板の厚さ分だけ遮光されるように前記基板と平行に投光する投光部と、
   前記基板の反対サイドで前記投光部からの前記光ビームを受光する受光部と
   を有し、前記基板の最近傍を通過した前記光ビームの前記受光部における受光位置に基づいて前記基板の厚さの測定値を求める請求項１〜６のいずれか一項に記載の処理システム。
8. 前記板厚測定部が、前記所定位置に配置された前記基板を吸着して保持する保持部を有する請求項７に記載の処理システム。
9. 前記基板が矩形であり、前記投光部と前記受光部とが前記基板の一隅角部を挟んで互いに対向する請求項７または請求項８に記載の処理システム。
10. 前記基板がおもて面を被処理面とするガラス基板であり、
    前記板厚測定部が、
    前記ユニット内の所定位置に配置された前記基板の裏面に対して所定の方角から光ビームを投光する投光部と、
    前記基板の裏面からの前記光ビームに対応する第１の反射光と前記基板のおもて面からの前記光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部と
    を有し、前記受光部において前記第１の反射光を受光した第１の受光位置と前記第２の反射光を受光した第２の受光位置とから前記基板の厚さの測定値を求める請求項１〜６のいずれか一項に記載の処理システム。
11. 前記板厚測定部が、前記所定位置に配置された前記基板を吸着して保持する保持部を有する請求項１０に記載の処理システム。

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