JP2006102684A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出口と基板との距離を正確に制御可能であるとともに、ノズルの作製が容易な基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１では、処理対象となる基板と垂直な方向における位置である垂直位置を測定するリニアゲージ８１，８２が、処理対象の基板に処理液を吐出するスリットノズル４１の吐出口４１ｃおよび測定部位Ｐ，Ｐ’の垂直位置を測定し、当該垂直位置の測定結果を利用して、スリットノズル４１を基板と垂直な方向へ移動させる昇降機構４３，４４によるスリットノズル４１の昇降制御が行われる。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来より、ノズルの先端に設けられた吐出口と基板とを近接させ、吐出口から基板に対して処理液を吐出することにより、処理液を基板に塗布する基板処理装置が用いられている。当該基板処理装置では、吐出口と基板との距離が処理液の塗布状態に影響を与えるため、吐出口と基板との距離を所定の距離に制御する必要がある。このため、吐出口と基板との距離を所定の距離に制御する技術が様々に検討されている。例えば、特許文献１には、吐出口と同一面内に形成された被測定面の位置を測定し、その測定結果を利用して吐出口と基板との距離を所定の距離に制御する技術が開示されている。

特開平９−２０６６５２号公報

しかし、特許文献１の技術では、被測定面を吐出口と同じ面に高い寸法精度で形成しなければ、吐出口と基板との距離を所定の距離に制御することはできない。このため、特許文献１の技術では、ノズルの作製に多くの時間および費用を要するという問題がある。なお、被測定面の位置の測定に代えて、吐出口そのものの位置を測定することも考えられるが、この場合、吐出口に付着した処理液に起因する測定誤差が発生し、吐出口と基板との距離を正確に制御できないという問題が発生する。

本発明は、この問題を解決するためになされたもので、吐出口と基板との距離を正確に制御可能であるとともに、ノズルの作製が容易な基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明によれば、基板処理装置であって、処理対象となる基板と垂直な方向における位置である垂直位置を測定する測定手段と、前記基板に対して処理液を吐出する吐出口を有し、垂直位置を測定するための測定部位が前記吐出口以外に定義されたノズルと、前記ノズルを前記基板と垂直な方向へ移動させる垂直移動手段と、前記垂直移動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記吐出口および前記測定部位の垂直位置の測定結果を利用して、前記垂直移動手段を制御する。

請求項２の発明によれば、請求項１に記載の基板処理装置において、前記吐出口の垂直位置が所定の垂直位置であるときの、前記測定部位の垂直位置の測定結果を記憶する記憶手段をさらに備え、前記制御手段が、前記測定部位の垂直位置の測定結果と前記記憶手段に記憶された測定結果とが一致するまで前記ノズルを前記垂直移動手段によって移動させることにより、前記吐出口を所定の垂直位置へ移動させる校正処理を実行する。

請求項３の発明によれば、請求項２に記載の基板処理装置において、前記記憶手段に記憶された測定結果が、前記吐出口の垂直位置の測定結果が所定の測定結果であるときの前記測定部位の垂直位置の測定結果である。

請求項４の発明によれば、請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、前記基板処理装置の動作開始と同期して前記校正処理を実行する。

請求項５の発明によれば、請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、前記基板処理装置における所定枚数の基板の処理または所定時間の経過ごとに前記校正処理が実行される。

請求項６の発明によれば、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、前記制御手段が、前記垂直移動手段による前記ノズルの垂直位置の移動量を制御することにより、前記基板と前記吐出口との距離を制御する。

請求項７の発明によれば、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、前記基板と平行な方向へ前記ノズルを移動させる水平移動手段をさらに備え、前記水平移動手段が前記ノズルを前記基板と平行な方向へ移動させることにより、前記測定手段の測定対象が前記吐出口と前記測定部位との間で切り替えられる。

請求項８の発明によれば、吐出口を有するノズルから基板に対して処理液を吐出することにより、前記基板を処理する基板処理方法であって、前記基板と垂直な方向における前記吐出口の垂直位置を測定する第１測定工程と、前記吐出口以外に定義された前記ノズルの測定部位の垂直位置を測定する第２測定工程と、前記第１測定工程および前記第２測定工程における測定結果を利用して、前記ノズルを前記基板と垂直な方向へ移動させる垂直移動工程とを備える。

請求項１ないし請求項８の発明によれば、吐出口および測定部位の両方の垂直位置の測定結果を利用するので、吐出口と基板との距離を正確に制御可能であるとともに、吐出口および測定部位の垂直位置が一致するようにノズルを作製する必要がなく、ノズルを容易に作製可能である。

請求項２または請求項３の発明によれば、吐出口を所定の垂直位置へ移動させるときに吐出口の垂直位置を測定する必要がないので、吐出口への処理液の付着があっても吐出口の垂直位置を所定の垂直位置へ正確に合わせることができる。

請求項３の発明によれば、吐出口の垂直位置をいったん正確に測定できれば、それ以後は吐出口の垂直位置を測定する必要がなくなり、吐出口の清掃作業を省略可能になる。

請求項４の発明によれば、基板処理装置の動作開始と同期して校正処理が実行されるので、基板処理装置の動作開始ごとに垂直位置の測定値の精度低下が解消される。

請求項５の発明によれば、基板処理装置における所定枚数の基板の処理または所定時間の経過ごとに校正処理が実行されるので、基板処理装置における所定枚数の基板の処理または所定時間の経過ごとに垂直位置の測定値の精度低下が解消される。

請求項６の発明によれば、ノズルの垂直位置の絶対値を測定するための測定部材を設ける必要がないので、基板処理装置の構成を簡略化可能である。

請求項７の発明によれば、ひとつの測定手段により吐出口および測定部位の垂直位置を測定可能であるので、基板処理装置の構成を簡略化可能である。

＜１．基板処理装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１の概略を示す斜視図である。図２は、本体２と制御部６とを含んで構成される基板処理装置１の本体２を上方から見た平面図である。図３および図４は、それぞれ、本体２の正面図および側面図である。

基板処理装置１は、処理対象となる基板９０の表面９０ｓに処理液（薬液）を塗布する処理液塗布装置である。基板処理装置１において、基板９０は、例えば、液晶パネル用ガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ用基板、液晶フィルム用フレキシブル基板、フォトマスク用基板、カラーフィルタ用基板、サーマルヘッド用セラミック基板、半導体ウエハ等であり、処理液は、例えば、フォトレジスト液（以下では、単に「レジスト」とも称する）である。なお、以下では、基板９０が、液晶表示装置の液晶パネルを構成する部材である角形の液晶パネル用ガラス基板であり、処理液が、基板９０の表面９０ｓに形成された電極層を選択的にエッチングするためのパターンの形成に用いられるレジストであるとして説明を進める。基板処理装置１は、スリットノズル４１から基板９０に対してレジストを吐出することにより、基板９０の表面９０ｓにレジストを塗布するスリットコータとなっている。

＜１．１ 本体の構成＞
図１〜図４に示すように、本体２は、基板９０を保持するとともに付属する各機構の基台となるステージ３と、基板９０に対してレジストを吐出する架橋構造４とを備える。架橋構造４は、走行機構７０，７１により、ステージ３上で水平前後方向（Ｘ方向）に水平移動可能となっている。

○ステージ；
ステージ３は、直方体形状の一体の石で構成されており、その上面および側面は平坦に加工されている。

ステージ３の上面は、水平面となっており、基板９０の保持面３０として機能する。保持面３０には、多数の真空吸着口が分布して形成される。基板処理装置１では、基板９０の処理を行っている間、当該真空吸着口を用いた真空吸着により、基板９０が保持エリア９１に保持される。

○架橋構造；
ステージ３の左右両端から略水平に掛け渡された架橋構造４は、主に、スリットノズル４１を支持するノズル支持部４０と、ノズル支持部４０の両端をステージ３の上方で支持する昇降機構４３，４４とから構成される。ノズル支持部４０は、昇降機構４３，４４によって、ステージ３の上方に略水平かつ昇降可能に保持され、その長手方向は基板処理装置１の水平左右方向（Ｙ方向）となっている。ノズル支持部４０は、アルミニウムダイキャスト材を骨材として用いることにより、強度を維持しつつ軽量化が図られている。これにより、架橋構造４を移動させるために必要な駆動力を軽減可能となり、駆動力の小さいモータを用いて架橋構造４を移動可能となる。

図３に示すように、ノズル支持部４０には、スリットノズル４１が取り付けられる。水平左右方向に伸びるスリットノズル４１は、図５の側面図にも示すように、吐出部４１ｂを本体部４１ａから下方すなわち基板９０の方向へ突出させた構造を有する。また、吐出部４１ｂの先端の吐出口４１ｃには、レジストを供給する配管やレジスト用ポンプを含む吐出機構（不図示）が接続される。これにより、基板処理装置１では、吐出口４１ｃから基板９０に対してレジストを吐出可能となる。スリットノズル４１は、十分な剛性を有しており、本体部４１ａから見た吐出口４１ｃの相対位置がスリットノズル４１の変形により変化することはない。

先述したように、昇降機構４３，４４は、ノズル支持部４０の両端をステージ３の上方で昇降可能に支持しており、保持面３０または基板９０と垂直な鉛直方向（Ｚ方向）へノズル支持部４０を昇降させる。ノズル支持部４０にはスリットノズル４１が取り付けられているので、昇降機構４３，４４は、スリットノズル４１を基板９０と垂直な方向へ移動させることにより、吐出部４１ｃと基板９０の表面９０ｓとの距離を変化させる手段ともなっている。昇降機構４３，４４は、スリットノズル４１を並進的に昇降させるとともに、スリットノズル４１のＹＺ平面内における姿勢を調整するためにも用いられる。

続いて、昇降機構４３，４４の詳細について説明するが、昇降機構４３，４４はほぼ同様の構成を有するため、以下では、昇降機構４４について図６および図７を参照しながら説明を行い、昇降機構４３についての重複説明は省略する。ここで、図６および図７は、昇降機構４４の詳細を示す図であり、図６が昇降機構４４を上方から見た平面図に相当し、図７が昇降機構４４の正面図に相当する。

図６および図７に示すように、昇降機構４４は、ＡＣサーボモータ（以下では、単に「サーボモータ」とも称する）４４０、ボールネジ４４１およびロータリーエンコーダ４４２を備える。昇降機構４４は、図示しない結合部材を備えており、サーボモータ４４０やロータリーエンコーダ４４２などの各構成は、当該結合部材に取り付けられ、所定の位置に支持される。

ノズル支持部４０の昇降駆動力を生成するサーボモータ４４０は、制御部６から与えられる制御信号に応じて回転軸が回転するモータであり、当該制御信号により回転軸の回転角および回転方向を制御可能となっている。

ボールネジ４４１は、上方端においてサーボモータ４４０の回転軸と接続され、中心軸Ｑを中心として回転可能である。ボールネジ４４１は、ノズル支持部４０の端部の取付孔４０ｈに螺入される。取付孔４０ｈの内面には雌ネジ構造が形成されているので、ボールネジ４４１は、サーボモータ４４０から伝達された回転駆動力を受けて回転することにより、ノズル支持部４０（スリットノズル４１）を鉛直方向に昇降させることができる。

サーボモータ４４０の上部に設けられたロータリーエンコーダ４４２は、サーボモータ４４０の回転軸の軸位置を検出し、軸位置に対応する位置アドレスＡＲを制御部６へ伝達する。なお、昇降機構４４によるノズル支持部４０の鉛直方向の移動量（昇降距離）は、ボールネジ４４１の回転角（サーボモータ４４０の回転角）で決定される。したがって、基板処理装置１では、ロータリーエンコーダ４４２から伝達された位置アドレスＡＲの変化量とノズル支持部４０の鉛直方向の移動量とが１：１に対応しているので、位置アドレスＡＲの変化量を制御することにより、ノズル支持部４０の鉛直方向の移動量を制御可能である。

○走行機構；
先述したように、架橋構造４は、基板処理装置１の水平前後方向へ水平移動が可能となっている。以下では、架橋構造４の当該水平移動を実現するための走行機構７０，７１について説明する。

走行機構７０，７１は、それぞれ、走行レール７２，７３と、支持ブロック７４，７５と、ＡＣリニアサーボモータ（以下では、単に「リニアサーボモータ」とも称する）７６，７７と、リニアエンコーダ７８，７９とを備える。これらの構成のうち、走行レール７２、支持ブロック７４、リニアサーボモータ７６およびリニアエンコーダ７８は、昇降機構４３を水平前後方向へ水平移動させるための走行機構であり、走行レール７３、支持ブロック７５、リニアモータ７７およびリニアエンコーダ７９は、昇降機構４４を水平前後方向へ水平移動させるための走行機構である。なお、前者と後者とは、ほぼ同様の構成を有するため、以下では、図８および図９も参照しながら前者について説明を行い、後者についての重複説明は省略する。なお、図８は、走行機構７０のＹＺ面内の断面図であり、図９は、走行機構７０を側方から見た側面図である。

走行レール７２は、保持面３０の端部に固設され、その長手方向は、基板処理装置１の水平前後方向となっている。基板処理装置１では、走行レール７２と昇降機構４３の下端に固設された支持ブロック７４とにより、昇降機構４３の移動方向を規定する直動案内機構が実現されている。すなわち、基板処理装置１では、支持ブロック７４が走行レール７２に沿って水平移動することにより、昇降機構４３の移動方向が水平前後方向に規定される。

昇降機構４３の水平移動の駆動力を生成するリニアモータ７６は、制御部６から与えられる制御信号に応答して移動子７６ｂが固定子７６ａに対して移動するリニアモータであり、当該制御信号により移動量および移動方向を制御可能となっている。ここで、固定子７６ａがステージ３の側面に固設され昇降機構４３の移動方向に沿って伸びているとともに、移動子７６ｂが昇降機構４３の下端部に固設されているので、移動子７６ｂが固定子７６ａに対して移動すれば、昇降機構４３は、保持面３０上で水平前後方向へ水平移動することになる。

リニアエンコーダ７８は、スケール部７８ａおよび検出子７８ｂを備えており、スケール部７８ａに対する検出子７８ｂの位置を検出し、検出子７８ｂの位置に対応する位置アドレスＡＬを制御部６へ伝達する。ここで、スケール部７８ａが固定子７６ａとともにステージ３に固設され昇降機構４３の移動方向に沿って伸びているとともに、検出子７８ｂが昇降機構４３の下端部に固設されているので、リニアエンコーダ７８から伝達された位置アドレスＡＬは、昇降機構４３の水平前後方向における水平位置を特定するための情報ともなる。

以上のように、基板処理装置１では、昇降機構４３，４４を、それぞれ、走行機構７０，７１によって水平前後方向へ水平移動可能であるため、スリットノズル４０を含む架橋機構４の全体を保持面３０または基板９０と平行な水平前後方向へ水平移動可能である。さらに、スリットノズル４０の水平前後方向における水平位置は、リニアエンコーダ７８，７９から制御部６へ伝達される位置アドレスＡＬによって特定される。

○リニアゲージ
ステージ３の前面３１には、リニアゲージ８１，８２が固設される。リニアゲージ８１，８２は、基板９０と垂直な鉛直方向における測定対象の垂直位置を測定するための部材となっている。以下では、リニアゲージ８１（８２）の構成について、図１０の拡大図（側面図）を参照しながら説明する。

リニアゲージ８１（８２）は、鉛直方向に弾性的に上下動可能な測定子８１１（８２１）を備える。測定子８１１（８２１）は、下方に向かって力を加えられると、反発可能に押し下げられる、すなわち、測定子８１１（８２１）は、下方に向かって力を加えられると、前面３１に固設された本体部８１２（８２２）へ復帰可能に押し込まれる。そして、リニアゲージ８１（８２）は、測定子８１１（８２１）の押し下げ量を検出して、検出結果を制御部６へ出力するように構成されている。したがって、リニアゲージ８１（８２）の測定子８１１（８２１）の先端に測定対象を接触させた状態にしておけば、制御部６において、鉛直方向における当該測定対象の垂直位置を導出可能である。

基板処理装置１においては、（１）力を加えない状態における測定子８１１（８２１）の先端８１３（８２３）の垂直位置が保持面３０より上方となるとともに（図１０（ａ）参照）、（２）測定子８１１（８２１）の押し下げ量が検出可能な上限に達したときの先端８１３（８２３）の垂直位置が保持面３０より下方となるように（図１０（ｂ）参照）、リニアゲージ８１（８２）がステージ３の前面３１に取り付けられるので、リニアゲージ８１（８２）により、保持面３０を含む所定の範囲内で測定対象の垂直位置を測定可能である。

また、リニアゲージ８１の測定値は、先端８１３（８２３）が保持面３０にあるときに、「０」となるように校正される、すなわち、リニアゲージの測定値は、保持面３０を基準としており、保持面３０と測定対象との距離または保持面３０を基準とした測定対象の高さともなっている。

＜１．２ 制御部の構成＞
図１に示すように、マイクロコンピュータによって構成された制御部６は、プログラムやデータを記憶する記憶部６０と、プログラムに従った処理を行う演算部６１とを備える。記憶部６０は、例えば、一時的な記憶を行うＲＡＭ、読み出し専用のＲＯＭおよび磁気ディスク装置等であるが、可搬性の光磁気ディスクやメモリカード等の記憶媒体とその読取装置によって実現されてもよい。

また、制御部６の筐体の前面には、オペレータが基板処理装置１に対して指示を入力するための操作部６２と、各種表示を行うための表示部６３とが設けられる。操作部６２は、例えば、各種スイッチ（キーボードやマウス等を含む）であるが、タッチパネルディスプレイのように、表示部６の機能を兼ね備えたものであってもよい。表示部６３は、例えば、液晶ディスプレイや各種ランプによって実現される。

制御部６は、図示しないケーブルやＩ／Ｏインターフェースにより、本体２の各構成と接続されており、操作部６２から入力された指示や、本体２の各構成から伝達されてきた信号に基づいて、昇降機構４３，４４等の基板処理装置１の各部の統括制御を行う。

続いて、制御部６の機能的構成を説明する。図１１は、スリットノズル４１の昇降および水平移動の制御に係る制御部６の機能的構成を示すブロック図である。図１１における、リニアゲージ制御部６０１、走行機構制御部６０２、昇降機構制御部６０３、初期校正制御部６０４、都度校正制御部６０５および塗布制御部６０６は、制御部６が、Ｉ／Ｏインターフェース等の各種ハードウエアを利用しつつ、制御プログラムを実行することにより実現する機能を示す機能ブロックである。なお、昇降機構４３、走行機構７０およびリニアゲージ８１が図１１には図示されていないが、制御部６は、これらに対しても、昇降機構４４、走行機構７１およびリニアゲージ８２と同様の制御を行っている。

図１１において、リニアゲージ制御部６０１は、リニアゲージ８２から伝達される検出結果から、測定対象の垂直位置を導出する。

走行機構制御部６０２は、リニアエンコーダ７９から伝達される位置アドレスＡＬを取得するとともに、リニアサーボモータ７７へ制御信号を出力する。さらに、走行機構制御部６０２は、位置アドレスＡＬを監視しつつリニアサーボモータ７７へ制御信号を出力することにより、吐出口４１ｃを任意の水平位置へ移動させる。

昇降機構制御部６０３は、ロータリーエンコーダ４４２から伝達される位置アドレスＡＲを取得するとともに、サーボモータ４４０へ制御信号を出力する。さらに、昇降機構制御部６０３は、位置アドレスＡＲを監視しつつサーボモータ４４０へ制御信号を出力することにより、吐出口４１ｃを任意の垂直位置へ移動させる。

初期校正制御部６０４は、吐出口４１ｃに処理液が付着していない状態で行われる初期校正の統括制御を行う。より具体的には、初期校正制御部６０４は、吐出口４１ｃの垂直位置が保持面３０と一致するときの（垂直位置の測定値が「０」であるときの）、スリットノズル４１の本体部４１ａに定義された測定部位Ｐ（図５参照）の垂直位置Ｈ０を測定し、初期垂直位置として記憶部６０に記憶させる。なお、以下では、吐出口４１ｃの垂直位置が保持面３０と一致した状態を実現することを「原点出し」とも称する。

本実施形態では、図３および図５に示すように、本体部４１ａの平滑な下面であって、リニアゲージ８１（８２）による測定時に吐出部４１ｂと干渉しない部位が、垂直位置を測定するための測定部位Ｐ（Ｐ’）として選択される。この測定部位Ｐ（Ｐ’）の選択は一例であって、スリットノズル４１の昇降および水平移動時に吐出口４１ｃとの相対位置が変化せず、リニアゲージ８１（８２）による測定時に吐出部４１ｂと干渉しない部位であれば、測定部位Ｐ（Ｐ’）として選択可能である。なお、本実施形態では、吐出口４１ｃおよび測定部位Ｐ（Ｐ’）の垂直位置が一致するようにスリットノズル４１を作製する必要はない。したがって、本実施形態のスリットノズル４１は容易に作製可能である。

都度校正制御部６０５は、基板処理装置１への電源投入時等に都度に行われる都度校正の統括制御を行う。都度校正制御部６０５は、記憶部６０に記憶された初期垂直位置Ｈ０を読み出して、測定部位Ｐの垂直位置の測定結果と、記憶部６０に記憶された初期垂直位置Ｈ０とが一致するまでスリットノズル４１を昇降機構４３，４４によって移動させることにより、吐出口４１ｃを保持面３０と一致する原点まで移動させる。すなわち、都度校正制御部６０５は、吐出口４１ｃの垂直位置を測定することなく、原点出しを実行している。したがって、都度校正においては、吐出口４１ｃへの処理液の付着があっても、吐出口４１ｃを正確に原点へ移動可能である。さらに、都度校正制御部６０５は、原点出しが完了した時点における位置アドレスＡＲを昇降機構制御部６０３を介して取得して、基準位置アドレスＡＲ１として、記憶部６０に記憶させる。

塗布制御部６０６は、基板９０の表面９０ｓへのレジスト塗布にあたって、吐出口４１ｃと基板９０の表面９０ｓとの距離が適切な距離となるように、昇降機構４４を制御する。この制御は、初期校正時および都度校正時における吐出口４１ｃおよび測定部位Ｐ（Ｐ’）の垂直位置の測定結果を利用して行われる。

＜２．オペレータの作業手順＞
基板処理装置１におけるオペレータの作業手順について、図１２のフローチャートを参照しながら説明する。

最初に、オペレータは、リニアゲージ８１，８２の校正の要否を判断する（ステップＳ１）。リニアゲージ８１，８２の校正が必要である場合、オペレータは、リニアゲージ８１，８２の校正（ステップＳ２）を行った後に初期校正の要否の判断（ステップＳ３）へ移行する。一方、リニアゲージ８１，８２の校正が不要である場合、オペレータは、リニアゲージ８１，８２の校正を行わずに、初期校正の要否の判断（ステップＳ３）へ移行する。

続いて、オペレータは、初期校正の要否を判断する（ステップＳ３）。初期校正が必要である場合、オペレータは、吐出口４１ｃの清掃を行い（ステップＳ４）、基板処理装置１に初期校正を実行させた後に（ステップＳ５）、基板処理装置１を自動運転状態へ移行させる（ステップＳ６）。一方、初期校正が不要である場合、オペレータは、基板処理装置１を自動運転状態へ移行させる（ステップＳ６）。

なお、初期校正は、基板処理装置１の初回運転時等において初期垂直位置Ｈ０が記憶部６０に記憶されていない場合や、スリットノズル４１の交換作業後等の記憶部６０に記憶されている初期垂直位置Ｈ０が適切な値でない場合等に実行する必要がある。また、自動運転状態においては、都度校正のために、吐出口４１ｃの清掃を行う必要はない。

○リニアゲージの校正；
続いて、リニアゲージ８１（８２）の校正作業について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、校正時のリニアゲージ８１（８２）の状態を示す拡大図（側面図）である。

リニアゲージ８１（８２）は、初期校正に先立って、測定子８１１（８２１）の先端８１３（８２３）が保持面３０と同じ垂直位置にあるときに、測定値が「０」（または所定値）となるように校正される。なお、先端８１３（８２３）が保持面３０と異なる所定の垂直位置にあるときに、測定結果が所定値となるように校正されることも妨げられない。

具体的には、リニアゲージ８１（８２）の校正にあたって、オペレータが、平坦面ＰＬを有する板状の校正器（校正治具）８３を保持面３０に載置するとともに、保持面３０から上方に突出した測定子８１１（８２１）を校正器８３を用いて下方に押し下げる。ここで、保持面３０と接する面すなわち測定子８１１を押し下げする面を平坦面ＰＬとしておけば、平坦面ＰＬと保持面３０とが密着した状態となったとき、先端８１３の高さは、保持面３０と同じ高さになる。そして、この状態を維持したまま、リニアゲージ８１（８２）の測定値が「０」となるように調整を行うことにより、リニアゲージ８１（８２）の校正が完了する。

＜３．基板処理装置の動作＞
以下では、基板処理装置１の動作について説明するが、説明にあたっては、まず、初期校正および都度校正に係る動作フローを説明し、しかるのちに、自動運転に係る動作フローを説明する。

○初期校正；
初期校正が行われるときの基板処理装置１の動作を、図１４および図１５を参照しながら説明する。図１４は、初期校正の動作フローを示すフローチャートであり、図１５は、初期校正が行われているときのリニアゲージ８１（８２）およびスリットノズル４１を側方から見た側面図である。なお、吐出口４１ｃの清掃が初期校正に先立って行われているので（図１２参照）、初期校正時には、吐出口４１ｃは、リニアゲージ８１，８２による正確な測定が可能な状態となっている。

初期校正が開始されると、初期校正制御部６０４が、走行機構制御部６０２を介して、吐出口４１ｃがリニアゲージ８１（８２）の上方となるようにスリットノズル４１を水平移動させる、すなわち、吐出口４１ｃの水平位置およびリニアゲージ８１（８２）の水平位置とを一致させる（図１５（ａ））（ステップＳ１０１）。続いて、初期校正制御部６０４は、吐出口４１ｃの原点出しを行う（ステップＳ１０２）。より具体的には、初期校正制御部６０４は、リニアゲージ制御部６０１および昇降機構制御部６０３を介して、吐出口４１ｃの垂直位置を監視しながらスリットノズル４１を下降させ（図１５（ｂ））、吐出口４１ｃの垂直位置の測定値が「０」になったとき、スリットノズル４１ｃの下降を停止させる（図１５（ｃ））。

初期校正制御部６０４は、さらに、走行機構制御部６０２を介して、原点出しが完了したスリットノズル４１の測定部位Ｐ（Ｐ’）がリニアゲージ８１（８２）の上方となるようにスリットノズル４１を水平移動させる、すなわち、測定部位Ｐ（Ｐ’）およびリニアゲージ８１（８２）の水平位置を一致させる（図１５（ｄ））（ステップＳ１０３）。このとき、吐出口４１ｃがリニアゲージ８１（８２）によって傷つけられることを防止するために、水平移動前にスリットノズル４１をいったん上方に退避し、水平移動後にスリットノズル４１を水平移動前の垂直位置に戻すようにしてもよい。すなわち、ここでの水平移動は、移動前と移動後とで、吐出口４１ｃの垂直位置が変化しないような移動であればよく、途中の移動経路は制限されない。

水平移動完了後、初期校正制御部６０４は、リニアゲージ制御部６０１を介して測定部位Ｐ（Ｐ’）の垂直位置を取得し、初期垂直位置Ｈ０として、記憶部６０に記憶させる。

なお、過去の初期校正時の初期垂直位置Ｈ０が記憶部６０に既に記憶されている場合は、新たに得られた初期垂直位置Ｈ０により、古い初期垂直位置Ｈ０が上書き更新される。これにより、吐出口４１ｃの垂直位置の測定値が「０」であるときの、測定部位Ｐ（Ｐ’）の垂直位置Ｈ０が得られたことになる。

なお、初期校正においては、走行機構７０，７１がスリットノズル４１を水平移動させることにより、リニアゲージ８１（８２）の測定対象を、吐出部４１ｃと測定部位Ｐ（Ｐ’）との間で切り替えている。これにより、ひとつのリニアゲージで、吐出部４１ｃおよび測定部位Ｐ（Ｐ’）の垂直位置を測定を可能となり、基板処理装置１の構成を簡略化可能である。

○都度校正；
以下では、都度校正が行われるときの基板処理装置１の動作について、図１６および図１７を参照しながら説明する。図１６は、都度校正の動作フローを示すフローチャートであり、図１７は、都度校正が行われているときのリニアゲージ８１（８２）およびスリットノズル４１を側方から見た側面図である。

都度校正が開始されると、都度校正制御部６０５が、走行機構制御部６０２を介して、測定部位Ｐ（Ｐ’）がリニアゲージ８１（８２）の上方となるようにスリットノズル４１を水平移動させる、すなわち、測定部位Ｐ（Ｐ’）の水平位置およびリニアゲージ８１（８２）の水平位置を一致させる（図１７（ａ））（ステップＳ２０１）。続いて、都度校正制御部６０５は、吐出口４１ｃの原点出しを行う（ステップＳ２０２）。より具体的には、リニアゲージ制御部６０１および昇降機構制御部６０３を介して、測定部位Ｐの垂直位置を監視しながらスリットノズル４１を下降させ（図１７（ｂ））、測定部位Ｐの垂直位置が、記憶部６０に記憶されている初期垂直位置Ｈ０と一致したとき、スリットノズル４１ｃの下降を停止させる（図１７（ｃ））。この原点出しにおいては、初期校正と異なり、吐出口４１ｃの測定は行われていないので、都度校正の原点出しは、吐出口４１ｃに処理液が付着している状態であっても行うことができる。

続いて、都度校正制御部６０５は、原点出しが完了した時点における位置アドレスＡＲを昇降機構制御部６０３を介して取得して、基準位置アドレスＡＲ１として、記憶部６０に記憶させる（ステップＳ２０３）。

○基板処理装置の自動運転；
続いて、自動運転が行われるときの基板処理装置１の動作フローについて、図１８のフローチャートを参照しながら説明する。

基板処理装置１が自動運転を開始すると、最初に、都度校正制御部６０５により、先述した都度校正が実行され、スリットノズル４１の原点出しが行われる（ステップＳ３０１）。

都度校正完了後、図示しない搬送機構により、処理対象となる基板９０が保持面３０の保持エリア９１に搬入され、保持エリア９１に真空吸着される（ステップＳ３０２）。

続いて、塗布制御部６０６による、表面９０ｓへのレジストの塗布処理が行われる（ステップＳ３０４）。塗布制御部６０６は、レジストの塗布にあたって、オペレータ等により制御部６にデータとして入力された基板９０の厚みＴと、レジスト塗布を適切に行うことができるギャップＧ（例えば、５０μｍ〜３００μｍであるが、典型的には、１５０μｍ〜２００μｍ）とから、吐出口４１ｃと保持面３０との距離Ｔ＋Ｇを算出するとともに、基準位置アドレスＡＲ１を記憶部６０から読み出し、式１に基づいて、レジスト塗布中に維持すべきロータリーエンコーダ４４２の位置アドレスＡＲ２を算出する。ここで、定数ｋは、位置アドレスＡＲの単位変化当たりのスリットノズル４１の昇降量であり、あらかじめ実験的または理論的に決定されている。

しかるのちに、塗布制御部６０６は、走行機構制御部６０２を介して走行機構７０，７１を制御することにより、レジスト塗布領域上でスリットノズル４１ｃを水平前後方向に移動させるとともに、算出した位置アドレスＡＲ２を昇降機構制御部６０３へ与えて、昇降機構制御部６０３に、位置アドレスＡＲ２が実現されるようにサーボモータ４４０へ制御信号を出力させる。これにより、吐出口４１ｃと保持面３０との距離はＴ＋Ｇに維持され、吐出口４１ｃと表面９０とのギャップは一定に維持される。

レジスト塗布が完了した基板９０は、搬送機構によって、次の処理工程へ搬出される（ステップＳ３０５）。

続いて、基板処理装置１では、前回の都度校正移行の処理基板数が所定数（例えば、１００）に達したかどうかによって分岐処理を行う（ステップＳ３０６）。そして、処理基板数が所定数に達している場合は、ステップＳ１に戻って、再び都度校正を実行する。一方、処理基板数が所定数に達していない場合は、ステップＳ３に戻って、新たな基板の処理を開始する。

このような動作により、基板処理装置では、所定数の基板の処理を行うごとに、都度校正が実行される。

なお、ステップＳ３０６において、前回の都度校正移行後の処理基板数ではなく、前回の都度校正からの経過時間が所定時間に達したかどうかにより分岐処理を行い、所定時間に達している場合はステップＳ３０１へ戻り、所定時間に達していない場合はステップＳ３０２に戻るようにしてもよい。これにより、所定数の基板の処理を行うごとに、または、所定時間の経過ごとに、吐出口４１の垂直位置の制御の精度低下が解消される。これにより、吐出口４１ｃと表面９０ｓとの距離を正確に維持可能となる。

上述したように、塗布制御部６０６が制御の基礎とする基準位置アドレスＡＲ１は、初期校正時の吐出口４１ｃおよび測定部位Ｐ（Ｐ’）の垂直位置の測定値と、都度校正時の測定部位Ｐ（Ｐ’）の垂直位置の測定値とを利用して決定されているので、塗布制御部６０６および昇降機構制御部６０３は、結局、これらの測定値を利用して、昇降機構４３，４４を制御していることになる。すなわち、基板処理装置１では、初期校正時の吐出口４１ｃおよび測定部位Ｐ（Ｐ’）の垂直位置の測定値と、都度校正時の測定部位Ｐ（Ｐ’）の垂直位置の測定値とを利用して原点出しを行い、原点からの垂直位置の変化量を位置アドレスＡＲの変化量によって制御することにより、吐出口４１ｃと表面９０ｓとの距離を制御している。このような移動量すなわち相対値による制御を行うことにより、スリットノズル４１の垂直位置の絶対値を測定するための測定部材を設ける必要がないので、基板処理装置１の構成を簡略化可能である。

また、本実施の形態では、初期校正時に吐出口４１ｃの垂直位置を一度だけ正確に測定することができれば、以後は、吐出口４１ｃと表面９０との距離を正確に制御可能となるとともに、吐出口４１ｃの垂直位置を正確に測定する必要がなくなり、吐出口４１ｃの清掃作業を省略可能になる。これにより、基板処理装置１の自動運転を行うことが容易になる。

＜変形例＞
上述の実施の形態では、基板９０が固定されており、スリットノズル４１が基板９０と垂直な方向へ移動する例を示したが、スリットノズル４１が固定されており、基板９０が移動するようにしてもよい。基板９０に対するスリットノズル４１の移動は相対的なものであってもよい。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置１の概略を示す斜視図である。 基板処理装置１の本体２を上方から見た平面図である。 基板処理装置１の本体２の正面図である。 基板処理装置１の本体２の側面図である。 スリットノズル４１の側面図である。 昇降機構４４を上方から見た平面図である。 昇降機構４４の正面図である。 走行機構７０のＹＺ面内の断面図である。 走行機構７０を側方から見た側面図である。 リニアゲージ８１（８２）の構成を示す側面図である。 スリットノズル４１の昇降および水平移動の制御に係る制御部６の機能的構成を示すブロック図である。 基板処理装置１におけるオペレータの作業手順を示す図である。 校正時のリニアゲージ８１（８２）の状態を示す側面図である。 初期校正の動作フローを示すフローチャートである。 初期校正を実行しているときの、リニアゲージおよびスリットノズルを側方から見た側面図である。 都度校正の動作フローを示すフローチャートである。 都度校正を実行しているときの、リニアゲージおよびスリットノズルを側方から見た側面図である。 自動運転の動作フローを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 基板処理装置
２ 本体
３ ステージ
４ 架橋構造
６ 制御部
４１ スリットノズル
４１ｃ 吐出口
４３，４４ 昇降機構
７０，７１ 走行機構
７６，７７ リニアサーボモータ
７８，７９ リニアエンコーダ
８１，８２ リニアゲージ
９０ 基板
Ｐ，Ｐ’ 測定部位
４４０ サーボモータ
４４２ ロータリーエンコーダ

Claims (8)

1. 基板処理装置であって、
   処理対象となる基板と垂直な方向における位置である垂直位置を測定する測定手段と、
   前記基板に対して処理液を吐出する吐出口を有し、垂直位置を測定するための測定部位が前記吐出口以外に定義されたノズルと、
   前記ノズルを前記基板と垂直な方向へ移動させる垂直移動手段と、
   前記垂直移動手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段が、前記吐出口および前記測定部位の垂直位置の測定結果を利用して、前記垂直移動手段を制御することを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記吐出口の垂直位置が所定の垂直位置であるときの、前記測定部位の垂直位置の測定結果を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記制御手段が、前記測定部位の垂直位置の測定結果と前記記憶手段に記憶された測定結果とが一致するまで前記ノズルを前記垂直移動手段によって移動させることにより、前記吐出口を所定の垂直位置へ移動させる校正処理を実行することを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記記憶手段に記憶された測定結果が、前記吐出口の垂直位置の測定結果が所定の測定結果であるときの前記測定部位の垂直位置の測定結果であることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、
   前記基板処理装置の動作開始と同期して前記校正処理を実行することを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、
   前記基板処理装置における所定枚数の基板の処理または所定時間の経過ごとに前記校正処理が実行されることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記制御手段が、前記垂直移動手段による前記ノズルの垂直位置の移動量を制御することにより、前記基板と前記吐出口との距離を制御することを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記基板と平行な方向へ前記ノズルを移動させる水平移動手段をさらに備え、
   前記水平移動手段が前記ノズルを前記基板と平行な方向へ移動させることにより、前記測定手段の測定対象が前記吐出口と前記測定部位との間で切り替えられることを特徴とする基板処理装置。
8. 吐出口を有するノズルから基板に対して処理液を吐出することにより、前記基板を処理する基板処理方法であって、
   前記基板と垂直な方向における前記吐出口の垂直位置を測定する第１測定工程と、
   前記吐出口以外に定義された前記ノズルの測定部位の垂直位置を測定する第２測定工程と、
   前記第１測定工程および前記第２測定工程における測定結果を利用して、前記ノズルを前記基板と垂直な方向へ移動させる垂直移動工程と、
   を備えることを特徴とする基板処理方法。

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