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、本発明の現像処理装置および現像処理方法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各処理を行うものである。露光処理は、この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(P/S)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(C/S)14とインタフェースステーション(I/F)18とを配置している。
カセットステーション(C/S)14は、システム10のカセット搬入出ポートであり、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(P/S)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(P/S)16は、システム長手方向(X方向)に延在する平行かつ逆向きの一対のラインA,Bに各処理部をプロセスフローまたは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(C/S)14側からインタフェースステーション(I/F)18側へ向う上流部のプロセスラインAには、洗浄プロセス部24と、第1の熱的処理部26と、塗布プロセス部28と、第2の熱的処理部30とを横一列に配置している。一方、インタフェースステーション(I/F)18側からカセットステーション(C/S)14側へ向う下流部のプロセスラインBには、第2の熱的処理部30と、現像プロセス部32と、脱色プロセス部34と、第3の熱的処理部36とを横一列に配置している。このライン形態では、第2の熱的処理部30が、上流側のプロセスラインAの最後尾に位置するとともに下流側のプロセスラインBの先頭に位置しており、両ラインA,B間に跨っている。
両プロセスラインA,Bの間には補助搬送空間38が設けられており、基板Gを1枚単位で水平に載置可能なシャトル40が図示しない駆動機構によってライン方向(X方向)で双方向に移動できるようになっている。
上流部のプロセスラインAにおいて、洗浄プロセス部24は、スクラバ洗浄ユニット(SCR)42を含んでおり、このスクラバ洗浄ユニット(SCR)42内のカセットステーション(C/S)10と隣接する場所にエキシマUV照射ユニット(e−UV)41を配置している。スクラバ洗浄ユニット(SCR)42内の洗浄部は、LCD基板Gをコロ搬送またはベルト搬送により水平姿勢でラインA方向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。
洗浄プロセス部24の下流側に隣接する第1の熱的処理部26は、プロセスラインAに沿って中心部に縦型の搬送機構46を設け、その前後両側に複数のユニットを多段に積層配置している。たとえば、図2に示すように、上流側の多段ユニット部(TB)44には、基板受け渡し用のパスユニット(PASS)50、脱水ベーク用の加熱ユニット(DHP)52,54およびアドヒージョンユニット(AD)56が下から順に積み重ねられる。ここで、パスユニット(PASS)50は、スクラバ洗浄ユニット(SCR)42側と基板Gの受け渡しを行うために用いられる。また、下流側の多段ユニット部(TB)48には、基板受け渡し用のパスユニット(PASS)60、冷却ユニット(COL)62,64およびアドヒージョンユニット(AD)66が下から順に積み重ねられる。ここで、パスユニット(PASS)60は、塗布プロセス部28側と基板Gの受け渡しを行うためのものである。
図2に示すように、搬送機構46は、鉛直方向に延在するガイドレール68に沿って昇降移動可能な昇降搬送体70と、この昇降搬送体70上でθ方向に回転または旋回可能な旋回搬送体72と、この旋回搬送体72上で基板Gを支持しながら前後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74とを有している。昇降搬送体70を昇降駆動するための駆動部76が垂直ガイドレール68の基端側に設けられ、旋回搬送体72を旋回駆動するための駆動部78が昇降搬送体70に取り付けられ、搬送アーム74を進退駆動するための駆動部80が回転搬送体72に取り付けられている。各駆動部76,78,80はたとえば電気モータ等で構成されてよい。
上記のように構成された搬送機構46は、高速に昇降ないし旋回運動して両隣の多段ユニット部(TB)44,48の中の任意のユニットにアクセス可能であり、補助搬送空間38側のシャトル40とも基板Gを受け渡しできるようになっている。
第1の熱的処理部26の下流側に隣接する塗布プロセス部28は、図1に示すように、レジスト塗布ユニット(CT)82、減圧乾燥ユニット(VD)84およびエッジリムーバ・ユニット(ER)86をプロセスラインAに沿って一列に配置している。図示省略するが、塗布プロセス部28内には、これら3つのユニット(CT)82、(VD)84、(ER)86に基板Gを工程順に1枚ずつ搬入・搬出するための搬送装置が設けられており、各ユニット(CT)82、(VD)84、(ER)86内では基板1枚単位で各処理が行われるようになっている。
塗布プロセス部28の下流側に隣接する第2の熱的処理部30は、上記第1の熱的処理部26と同様の構成を有しており、両プロセスラインA,Bの間に縦型の搬送機構90を設け、プロセスラインA側(最後尾)に一方の多段ユニット部(TB)88を設け、プロセスラインB側(先頭)に他方の多段ユニット部(TB)92を設けている。
図示省略するが、たとえば、プロセスラインA側の多段ユニット部(TB)88には、最下段に基板受け渡し用のパスユニット(PASS)が置かれ、その上にプリベーク用の加熱ユニット(PREBAKE)がたとえば3段積みに重ねられてよい。また、プロセスラインB側の多段ユニット部(TB)92には、最下段に基板受け渡し用のパスユニット(PASS)が置かれ、その上に冷却ユニット(COL)がたとえば1段重ねられ、その上にプリベーク用の加熱ユニット(PREBAKE)がたとえば2段積みに重ねられてよい。
第2の熱的処理部30における搬送機構90は、両多段ユニット部(TB)88,92のそれぞれのパスユニット(PASS)を介して塗布プロセス部28および現像プロセス部32と基板Gを1枚単位で受け渡しできるだけでなく、補助搬送空間38内のシャトル40や後述するインタフェースステーション(I/F)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。
下流部のプロセスラインBにおいて、現像プロセス部32は、基板Gを水平姿勢で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ユニット(DEV)94を含んでいる。
現像プロセス部32の下流側には脱色プロセス部34を挟んで第3の熱的処理部36が配置される。脱色プロセス部34は、基板Gの被処理面にi線(波長365nm)を照射して脱色処理を行うためのi線UV照射ユニット(i−UV)96を備えている。
第3の熱的処理部36は、上記第1の熱的処理部26や第2の熱的処理部30と同様の構成を有しており、プロセスラインBに沿って縦型の搬送機構100とその前後両側に一対の多段ユニット部(TB)98,102を設けている。
図示省略するが、たとえば、上流側の多段ユニット部(TB)98には、最下段にパスユニット(PASS)が置かれ、その上にポストベーキング用の加熱ユニット(POBAKE)がたとえば3段積みに重ねられてよい。また、下流側の多段ユニット部(TB)102には、最下段にポストベーキング用の加熱ユニット(POBAKE)が置かれ、その上に基板受け渡しおよび冷却用のパス・クーリングユニット(PASS・COL)が1段重ねられ、その上にポストベーキング用の加熱ユニット(POBAKE)が2段積みに重ねられてよい。
第3の熱的処理部36における搬送機構100は、両多段ユニット部(TB)98,102のパスユニット(PASS)およびパス・クーリングユニット(PASS・COL)を介してそれぞれi線UV照射ユニット(i−UV)96およびカセットステーション(C/S)14と基板Gを1枚単位で受け渡しできるだけでなく、補助搬送空間38内のシャトル40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。
インタフェースステーション(I/F)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104を有し、その周囲にバッファ・ステージ(BUF)106、エクステンション・クーリングステージ(EXT・COL)108および周辺装置110を配置している。バッファ・ステージ(BUF)106には定置型のバッファカセット(図示せず)が置かれる。エクステンション・クーリングステージ(EXT・COL)108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(P/S)16側と基板Gをやりとりする際に用いられる。周辺装置110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104は、基板Gを保持できる手段たとえば搬送アーム104aを有し、隣接する露光装置12や各ユニット(BUF)106、(EXT・COL)108、(TITLER/EE)110と基板Gの受け渡しを行えるようになっている。
図3に、この塗布現像処理システムにおける処理の手順を示す。先ず、カセットステーション(C/S)14において、搬送機構22が、ステージ20上の所定のカセット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(P/S)16の洗浄プロセス部24のエキシマUV照射ユニット(e−UV)41に搬入する(ステップS1)。
エキシマUV照射ユニット(e−UV)41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、カセットステーション(C/S)14の搬送機構22によって洗浄プロセス部24のスクラバ洗浄ユニット(SCR)42へ移される。
スクラバ洗浄ユニット(SCR)42では、上記したように基板Gをコロ搬送またはベルト搬送により水平姿勢でプロセスラインA方向に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)42内で洗浄処理の済んだ基板Gは、第1の熱的処理部26の上流側多段ユニット部(TB)44内のパスユニット(PASS)50に搬入される。
第1の熱的処理部26において、基板Gは搬送機構46により所定のシーケンスで所定のユニットを回される。たとえば、基板Gは、最初にパスユニット(PASS)50から加熱ユニット(DHP)52,54の1つに移され、そこで脱水処理を受ける(ステップS4)。次に、基板Gは、冷却ユニット(COL)62,64の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)56,66の1つに移され、そこで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)62,64の1つで一定の基板温度まで冷却される(ステップS7)。最後に、基板Gは下流側多段ユニット部(TB)48に属するパスユニット(PASS)60に移される。
このように、第1の熱的処理部26内では、基板Gが、搬送機構46を介して上流側の多段ユニット部(TB)44と下流側の多段ユニット部(TB)48との間で任意に行き来できるようになっている。なお、第2および第3の熱的処理部30,36でも同様の基板搬送動作を行えるようになっている。
第1の熱的処理部26で上記のような一連の熱的または熱系の処理を受けた基板Gは、下流側多段ユニット部(TB)48内のパスユニット(PASS)60から下流側隣の塗布プロセス部28のレジスト塗布ユニット(CT)82へ移される。
基板Gはレジスト塗布ユニット(CT)82でたとえばスピンコート法により基板上面(被処理面)にレジスト液を塗布され、直後に下流側隣の減圧乾燥ユニット(VD)84で減圧による乾燥処理を受け、次いで下流側隣のエッジリムーバ・ユニット(ER)86で基板周縁部の余分(不要)なレジストを取り除かれる(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、エッジリムーバ・ユニット(ER)86から隣の第2の熱的処理部30の上流側多段ユニット部(TB)88に属するパスユニット(PASS)に受け渡される。
第2の熱的処理部30内で、基板Gは、搬送機構90により所定のシーケンスで所定のユニットを回される。たとえば、基板Gは、最初に該パスユニット(PASS)から加熱ユニット(PREBAKE)の1つに移され、そこでレジスト塗布後のベーキングを受ける(ステップS9)。次に、基板Gは、冷却ユニット(COL)の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)。しかる後、基板Gはインタフェースステーション(I/F)18側のエクステンション・クーリングステージ(EXT・COL)108へ受け渡される。
インタフェースステーション(I/F)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)108から周辺装置110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。そして、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(I/F)18に戻されると(ステップS11)、先ず周辺装置110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)108に戻される。インタフェースステーション(I/F)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104によって行われる。
プロセスステーション(P/S)16では、第2の熱的処理部30において搬送機構90がエクステンション・クーリングステージ(EXT・COL)108より露光済の基板Gを受け取り、プロセスラインB側の多段ユニット部(TB)92内のパスユニット(PASS)を介して現像プロセス部32へ受け渡す。
現像プロセス部32では、該多段ユニット部(TB)92内のパスユニット(PASS)から受け取った基板Gを現像ユニット(DEV)94に搬入する。現像ユニット(DEV)94において基板GはプロセスラインBの下流に向って平流し方式で搬送され、その搬送中に現像、リンス、乾燥等の一連の現像処理工程が行われる(ステップS13)。
現像プロセス部32で現像処理を受けた基板Gは下流側隣の脱色プロセス部34へ搬入され、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、第3の熱的処理部36の上流側多段ユニット部(TB)98内のパスユニット(PASS)に受け渡される。
第3の熱的処理部36において、基板Gは、最初に該パスユニット(PASS)から加熱ユニット(POBAKE)の1つに移され、そこでポストベーキングを受ける(ステップS15)。次いで、基板Gは、下流側多段ユニット部(TB)102内のパスクーリング・ユニット(PASS・COL)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)。第3の熱的処理部36における基板Gの搬送は搬送機構100によって行われる。
カセットステーション(C/S)14側では、搬送機構22が、第3の熱的処理部36のパスクーリング・ユニット(PASS・COL)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をいずれか1つのカセットCに収容する(ステップS1)。
この塗布現像処理システム10においては、現像プロセス部32の現像ユニット(DEV)94に本発明を適用することができる。以下、図4〜図16を参照して本発明を現像ユニット(DEV)94に適用した一実施形態を説明する。
図4に、本発明の一実施形態による現像ユニット(DEV)94内の全体構成を模式的に示す。
この現像ユニット(DEV)94は、図4に示すように、プロセスラインBに沿って一定の水平方向(X方向)に延在する連続的な搬送路120を形成する複数たとえば8つのモジュールM1〜M8を一列に連続配置してなる。
これら8つのモジュールM1〜M8のうち、最上流端に位置する1番目のモジュールM1には搬入部122が、2番目のモジュールM2には加熱部124が、3番目および4番目のモジュールM3,M4には現像部126が、5番目および6番目のモジュールM5,M6には第1および第2リンス部128,130が、7番目のモジュールM7には乾燥部132が、8番目のモジュールM8には搬出部134がそれぞれ設けられている。
モジュールM1の搬入部122は、隣の基板搬送機構(図示せず)から手渡される基板Gを複数本のリフトピン136で受け取って搬送路120上に移載するリフトピン昇降機構138を備えている。搬出部134も、基板Gを複数本のリフトピン140で持ち上げて隣の基板搬送機構(図示せず)へ手渡すリフトピン昇降機構142を備えている。これら搬入部122および搬出部134は、多段ユニット部(TB)92,98内のパスユニット(PASS)でそれぞれ構成されてもよい。
モジュールM2の加熱部124は、搬送路120上の基板Gを室温よりも十分高い設定温度まで加熱するようになっている。加熱部124の構成および作用については後に詳しく説明する。
現像部126は、より詳細には、現像液供給部144と現像停止部146とからなり、現像液供給部144が上流側のモジュールM3に、現像停止部146が下流側のモジュールM4にそれぞれ設けられる。現像液供給部144は、基板Gに現像液を供給するように構成され、この例ではパドル現像を行うために搬送路120上の基板Gに向けて上方から現像液を吐出する長尺型の現像液ノズル148を1本または複数本備えている。現像停止部146は、基板G上から現像液を取り除いて現像を停止するように構成され、この例では、基板Gを搬送方向で後向きまたは前向きに傾斜させる基板傾斜機構150を備えており、この基板傾斜機構150により基板Gを水平姿勢から傾斜姿勢に変換して、基板G上から現像液を重力で流し落として現像停止を行うようにしている。
なお、現像液供給部144においては、現像液ノズル148を搬送路120の上で水平移動させる水平移動機構(図示せず)を設け、現像液ノズル148が搬送方向(X方向)またはその逆方向に水平移動しながら搬送路120上の基板Gに向けて現像液を吐出する液盛り方式も可能である。また、現像停止部146においては、現像停止を速やかに行うために、傾斜姿勢の基板G上に置換用のリンス液を供給するリンス液ノズル(図示せず)を設けてもよい。
モジュールM5の第1リンス部128は、現像停止直後の基板Gに一次リンス処理用のリンス液を吹き付ける長尺型のリンス液ノズル152を搬送路120の上方および下方にそれぞれ1本または複数本備えている。モジュールM6の第2リンス部130は、一次リンス処理後の基板Gに二次リンスまたは仕上げリンス処理用のリンス液を吹き付ける長尺型のリンス液ノズル154を搬送路120の上方および下方にそれぞれ1本または複数本備えている。
乾燥部132は、基板Gに付着しているリンス液を液切りするための長尺型の気体流吐出ノズルまたはエアーナイフ156を搬送路120の上方および下方にそれぞれ1本または複数本備えている。
また、現像部126および第1,第2リンス部128,130には、搬送路120の下に落ちた液を受け集めるためのパン158,160がそれぞれ設けられている。これらのパン158,160の底に設けられている排液口には排液管162,164がそれぞれ接続されている。現像部126側の排液管162は現像液循環再利用システム(図示せず)に通じている。リンス部128,130側の排液管164は廃液処理部(図示せず)に通じている。上記のように、現像部126の現像停止部146に置換用のリンス液ノズルを設ける場合は、現像液供給部144と現像停止部146に別々のパンを使用し、現像停止部146側のパンに落ちた液は廃液処理部(図示せず)に送るようにしてよい。
図5に、この現像ユニット(DEV)94における平流し搬送機構の構成を模式的に示す。搬送路120には、基板Gをほぼ水平に載置できる搬送ローラまたはコロ160が一定間隔でプロセスラインB(図1、図4)の方向に敷設されている。
この構成例では、搬送路120上のコロ160が、たとえば各モジュールM1〜M8毎に複数の区間に分割され、各区間毎に独立して駆動されるようになっている。より詳細には、各モジュールMn(n=1〜8)の区間に属するコロ160は、個別の伝動機構162(n)を介して個別の搬送駆動部164(n)に駆動接続されている。各搬送駆動部164(n)は駆動源としてたとえば電気モータを有しており、電気モータの駆動力により伝動機構162(n)を介してコロ160を回転運動させ、搬送路120上で基板Gをコロ搬送によって水平移動させるようになっている。
搬送制御部166は、たとえばマイクロコンピュータからなり、搬送路120上の各部および全体の基板搬送動作を制御するために、全区間の搬送駆動部164(1)〜164(8)に個別の搬送制御信号を与える。搬送制御の精度を上げるために、好ましくは、搬送路120上の基板Gの位置を検出するための少なくとも1つのセンサ(図示せず)が設けられ、各センサの出力が搬送制御部166に接続されている。また、搬送制御部166は局所コントローラとして、ホストコンピュータ(図示せず)等とも接続されている。
次に、この現像ユニット(DEV)94における作用を説明する。基板搬入部122は、隣の基板搬送機構(図示せず)から基板Gを1枚単位で受け取って搬送路120に移載する。直後に、モジュールM1,M2における平流し搬送機構(図5)が作動して、基板Gを搬入部122から送り出す。そして、基板Gが加熱部124内の所定位置に着くと、そこで平流しの搬送をいったん停止する。加熱部124は、搬送路120上で停止している基板Gをその直下および/または直上から所定時間加熱して、基板Gの温度をそれまでの室温からそれよりも高い設定温度まで上げる。ここで、基板Gを加熱するのは、現像工程の直前に基板おもて面のレジスト膜を上記設定温度まで加温するためである。こうして、加熱部124で基板Gを設定温度まで加熱してから、現像部126へ向けて平流しの搬送を再開する。
現像部126においては、先ず現像液供給部144で長尺型の現像液供給ノズル148が搬送路120上の基板Gに現像液をパドル方式で液盛りする。この液盛りのために、搬送路120上で基板Gを下流側に一定速度で搬送しながら固定位置で現像液供給ノズル148が直下の基板Gに向けて現像液を帯状に吐出してもよく、あるいは静止状態または搬送中の基板Gに対してその上方で現像液供給ノズル148が搬送方向(X方向)またはその逆方向に水平移動しながら現像液を帯状に吐出してもよい。なお、現像液供給ノズル148より吐出する現像液の温度は、通常は常温または室温でよい。
現像液供給部144で上記のようにして現像液を液盛りされた基板Gはそのまま搬送路120に乗って現像停止部146に搬入される。そして、現像停止部146内の所定位置に着くと、基板傾斜機構150が作動して基板Gを搬送路120より上に持ち上げて基板Gを搬送方向でたとえば後ろ向きで(基板上面を後に向けて)基板Gを傾斜させる。この傾斜姿勢により、基板G上に盛られていた現像液の大部分が基板後方に流れ落ちてパン158に受け集められ、基板Gのおもて面では現像が停止する。
この実施形態では、平流しの搬送路120上で、先ず加熱部124により基板Gを室温よりも十分高い設定温度まで加熱し、直後に現像部126で基板Gに現像液を供給して基板表面のレジスト膜を現像するので、レジスト膜の不要部分(可溶部分)と現像液との溶解反応を促進して溶解速度または現像速度を向上させ、これによって現像時間を短縮することができる。
上記のようにして現像部126で現像工程を終えた基板Gは、搬送路120に乗って第1および第2リンス部128,130に送られる。第1リンス部128では、リンス液ノズル152がそこを通過する基板Gに一次リンス処理用のリンス液たとえば純水を吹き付ける。第2リンス部130でも、リンス液ノズル154がそこを通過する基板Gに二次リンス処理用の新規なリンス液たとえば純水を吹き付ける。リンス処理で基板Gの下に落ちたリンス液は、搬送路120下のパン160に受け集められる。これら第1および第2リンス部128,130においても、リンス液ノズル152,154が搬送方向(X方向)またはその逆方向に水平移動しながら基板Gにリンス液を吹き掛ける構成や、リンス液を流し落とすために基板Gを傾斜させる機構を採用することができる。
第2リンス部130で上記のような仕上げのリンス処理を終えた基板Gは、搬送路120に乗って乾燥部132に送られる。乾燥部132では、エアーナイフ156がそこを通過する基板Gにナイフ状の鋭利なエアブローを当てることにより、基板Gに付着している液(主にリンス液)を基板後方へ払い落す(液切りする)。
上記のように、この実施形態によれば、搬送路120に沿って現像部126の直ぐ上流の位置または区間に加熱部124を設置し、現像部126による現像処理に先立って加熱部124で基板Gを室温よりも十分高い設定温度まで加熱するようにしたので、平流し方式の現像処理工程において最も支配的な工程時間である現像時間の短縮化を簡単かつ効率よく実現し、ひいては現像ユニット(DEV)94全体のタクトタイムの短縮化を図ることができる。
次に、図6〜図16を参照して、この実施形態における現像ユニット(DEV)94の主要な特徴部分である加熱部124の構成および作用について説明する。
図6に、一実施例による加熱部124の構成を平面視で示す。この実施例の加熱部124は、モジュールM2内に搬送路120の下から基板Gの裏面に向けて熱を放射する多数の長尺型放熱体(ヒータ)170を備えている。より詳細には、基板Gの幅方向(Y方向)のサイズよりも大きな長さを有する1本の放熱体170が相隣接する2つのコロ160,160の間に割り込むようにして配置され、搬送方向(X方向)において基板Gの長さを超える範囲に亘って多数本の放熱体170が平行または並列に配置される。
図6には、モジュールM2における平流し搬送機構の具体的な構成例も示されている。コロ160の両端部は、フレーム172に固定された左右一対の軸受174に回転可能に支持されている。搬送駆動部つまり電気モータ164(2)の回転駆動力を各コロ160に伝えるための伝動機構162(2)は、電気モータ164(2)の回転軸に無端ベルト176を介して接続された搬送方向(X方向)に延びる回転駆動シャフト178と、この回転駆動シャフト178と各コロ160とを作動結合する交差軸型のギア180とで構成されている。
図7に、放熱体170の具体的な構成例を示す。この放熱体170は、アルミニウムからなる放熱板182と、この放熱板182の裏面または背面に絶縁膜184を介して貼り付けられたSUS薄膜ヒータ186とで構成されている。搬送路120上の基板Gと各放熱板182との距離間隔またはギャップgはたとえば3mm〜10mmに設定される。基板Gは、たとえばガラス板188のおもて面に多層の膜を有しており、最上層がレジスト膜190で、その下の層または下地膜が被エッチング膜192である。レジスト膜190はたとえばポジ型であり、光、電子、イオン等のエネルギー線を照射された部分(可溶部)190Aとそのようなエネルギー線を照射されていない部分(非可溶部)190Bとが所定のパターンで混在している。
各放熱板182の薄膜ヒータ186はたとえば80℃〜130℃の発熱温度で発熱し、その放射熱のエネルギーがギャップgを介して直上の基板Gに与えられることにより、基板Gの全体が、特に基板おもて面のレジスト膜190が設定温度(たとえば50℃〜90℃)まで加熱される。基板Gが加熱部124から隣の現像部126へ移っても、まだ間もないので基板Gの温度は設定温度付近に維持される。
図8に示すように、現像部126の現像液供給部144で基板G上に現像液Dが盛られると、基板Gからの放熱で現像液Dが加熱され、現像液Dが活性化してその液膜の中で対流が起こり、レジスト膜190の可溶部190Aに対する現像新液の供給が促進され、ひいては可溶部190Aの溶解が促進される。
このように、この実施例によれば、平流しの現像方式において、搬送路120上の基板Gに現像液を供給するに先立ち、現像部126の直ぐ上流に位置する加熱部124で搬送路120上の基板Gを適当な設定温度まで加熱することにより、現像部126による現像処理に際しては基板G上でレジストの溶解を促進して溶解速度または現像速度を向上させることができる。
この実施形態における加熱部124の別の実施例として、図9に示すように、搬送路120の上に放熱体(ヒータ)194を備える構成も可能である。この放熱体194は、コロ160と干渉せずに基板Gのおもて面全体に近接して放射熱を全面照射することができる。また、放熱体194を昇降可能に構成し、仮想線(一点鎖線)で示す退避位置と実線で示す加熱位置との間で放熱体194の位置を切り替えるようにしてもよい。
なお、図9の構成例では、搬送路120上の基板Gを下方の放熱体170からも加熱するようにしているので、基板Gを設定温度まで急速加熱することができる。もっとも、加熱部124において、下部放熱体170を省き、上部放熱体196だけを備える構成とすることも可能である。
別の実施例として、基板Gの全領域を複数のゾーンに分割し、各ゾーン毎に加熱温度を独立に設定・制御することも可能である。露光法によっては、均一な基板温度で現像を行うと、基板上で現像均一性がむしろ低下することもある。たとえば、ハーフトーン露光方式を採用するときは、基板の中心部で線幅が相対的に小さく、基板の周辺部、特にコーナー部で線幅が相対的に大きくなる傾向がある。
このようなアプリケーションに対処するために、この実施例は、たとえば図10に示すように、基板Gの全域(特におもて面全域)を複数たとえば9つのゾーンG1〜G9に分割する。より詳細には、矩形の基板Gを枠状の基板周辺ゾーンG2〜G8とその内側の基板中心ゾーンG1とに2分割し、さらに基板周辺ゾーンG2〜G8を四隅に位置する4つの基板コーナーゾーンG3,G5,G7,G9と四辺の中間部に位置する4つの基板サイドゾーンG2,G4,G6,G8とに8分割している。たとえば、上記のようなハーフトーン露光に対しては、基板中心ゾーンG1の加熱温度を50℃、基板コーナーゾーンG3,G5,G7,G9の加熱温度を80℃、基板サイドゾーンG2,G4,G6,G8の加熱温度を60℃にそれぞれ設定することができる。このように、基板Gの全面を複数のゾーンに分割してゾーン毎に加熱温度を個別または独立的に設定・制御することにより、基板面内の線幅均一性または膜減り均一性を改善することができる。
加熱部124においては、上記のような基板G側のゾーン分割に対応させて、放熱体の放熱面をゾーン分割する。たとえば、図10に示すように、上部放熱体194の放熱面(下面)を基板Gのゾーン分割と同様のパターンで9つのゾーンE1〜E9に分割する。より詳細には、矩形放熱体194の放熱面(下面)を枠状の放熱周辺ゾーン(E2〜E9)とその内側の方熱中心ゾーンE1とに2分割し、さらに放熱周辺ゾーン(E2〜E9)を四隅に位置する4つの放熱コーナーゾーン(E3,E5,E7,E9)と四辺の中間部に位置する4つの放熱サイドゾーン(E2,E4,E6,E8)とに8分割する。そして、これら9つの放熱ゾーンE1〜E9の放熱温度を独立に設定・制御できる構成とする。具体的には、各放熱ゾーンE1〜E9に個別の通電発熱体を設け、各通電発熱体を独立に通電発熱させ、通電発熱量を個別に制御する構成としてよい。
もっとも、基板の対称性から、通常は、放熱コーナーゾーン(E3,E5,E7,E9)を同一の温度に設定・制御し、放熱サイドゾーン(E2,E4,E6,E8)の放熱温度を同一の温度に設定・制御してよい。たとえば、上記のようなハーフトーン露光に対しては、放熱中心ゾーンG1の放熱温度を80℃、基板コーナーゾーンG3,G5,G7,G9の放熱温度を120℃、基板サイドゾーンG2,G4,G6,G8の放熱温度を100℃にそれぞれ設定してよい。
別の実施例として、基板Gの一部の領域のみ、典型的には四隅のみを局所的に加熱する方式も可能である。この場合、加熱部124は、たとえば図11に示すように、所定の加熱位置に位置決めされる基板Gの四隅の直下の搬送路120つまりコロ160に小片サイズ(基板Gのコーナー部に対応するサイズ)の放熱体196を配置する構成としてよい。より詳細には、たとえば図12に示すように、コロ160の一部を小径部160aに形成して、その小径部160aに放熱体196を配置する。ここで、放熱体196の上面がコロ160の大径部の頂面よりも幾らか(放熱ギャップgだけ)低くなるように高さを設定し、かつ放熱体196の下面がコロ160の小径部160aに当たらないように、コロ160から独立した支持部材198に放熱体196を取り付けてよい。また、この実施例では、基板Gのコーナーゾーン以外の部分への熱の転写を防止ないし低減するために、図11にライン197で模式的に示すように、放熱体196を取り付けていないコロ160をたとえば温調水等で温調するのが好ましい。
更に別の実施例として、図13に示すように、放熱体200を基板Gのコーナー部に相当するサイズで断面コ字状に形成するとともに、搬送路120の外(サイド)に設定された退避位置と搬送路120内で基板Gのコーナー部に掛かる往動位置との間で一定方向(Y方向)に水平移動可能に構成してもよい。この場合、放熱体200の上下内側面(対向面)を放熱面とし、1個の放熱体200で基板Gのコーナー部を上下から加熱することができる。
上記した実施例は、加熱部124において、基板Gを搬送路120上で静止させた状態で加熱するようにした。しかし、別の実施例として、基板Gを搬送路120上で搬送方向に移動させながら加熱する方式も可能である。
この移動加熱方式は、搬送路120上の基板Gを加熱するための放熱体を基板Gに追従して水平移動するように構成する。たとえば、図14に示すように、基板Gの四隅を局所的に加熱するための4個の上部放熱体202を共通のフレーム204に固定し、このフレーム204を図示しないフレーム水平移動機構により基板Gに追従するように、基板Gと同速度で搬送方向(X方向)に水平移動させるようにしてよい。なお、該フレーム水平移動機構は、たとえば原動機、この原動機の回転駆動力をフレーム204の直線駆動に変換ないし伝達する伝動機構およびフレーム204を搬送方向(X方向)に案内するガイドレールなどを含んでよい。
図15に、この移動加熱方式において、基板Gの四隅を局所的に加熱するための上部放熱体202を2個で済ます実施例の構成を示す。図16につき、この実施例の作用を説明する。
図16の(a)、(b)に示すように、搬送路120(図示省略)上で基板Gが上流側から下流側の現像液ノズル148に向かって移動する時、放熱体202は基板Gの前部コーナーゾーンと向かい合ってこのゾーンを局所的に加熱しながら基板Gと並走する。こうして、図16の(c)に示すように基板Gの前端が現像液ノズル148の近くに来る頃には、基板Gの前部コーナーゾーンの温度が設定温度に達しているようにする。そして、図16の(d)に示すように、放熱体202を搬送方向と逆方向に基板Gの後部コーナーゾーンまで高速度で一気に移動させ、その後はこのゾーンを局所的に加熱しながら搬送方向に基板Gと並走させる。一方、基板Gの前端は現像液ノズル148の直下に差し掛かり、現像液Dの供給が開始される。
こうして、図16の(e)に示すように、基板Gに対して、基板前端から後部に向かう現像液の液盛りスキャニングと基板後部コーナーゾーンに対する局所加熱とが同時と行われる。そして、図16の(f)に示すように基板Gの後部コーナーゾーンが現像液ノズル148の近くに来る頃には、後部コーナーゾーンの温度が設定温度に達しているようにする。そして、図16の(g)に示すように、放熱体202を搬送方向と逆方向に後続の基板Gの前部コーナーゾーンまで高速度で一気に移動させ、その後はこのゾーンを局所的に加熱しながら搬送方向に基板Gと並走させる。以後、上記と同様の動作を繰り返す。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形・変更を行うことができる。
たとえば、上記した実施形態では、平流しの搬送路120に沿って加熱部124を現像部124の上流側のモジュールM2に設けた。しかしながら、図示省略するが、容易に理解されるように、上記実施形態と同様の構成(特に図6、図11の構成)を有する加熱部124を現像部124と同じモジュール(M2,M3)内に設けることもできる。その場合、現像部124内の最上流側の位置に加熱部124を設けるのが好ましい。
上記実施形態における放熱体の構成(図7)は一例であり、種々の発熱手段、伝熱手段、放熱手段を用いることができる。また、基板Gに温風または熱風や赤外線等を当てて加熱することも可能である。平流しの搬送路120もコロ搬送路に限定されるものではなく、ベルト式搬送路や浮上式搬送路等であってもよい。現像方式も、パドル現像に限定されず、スプレー現像も可能である。
また、上記した実施形態とは異なるが、平流しの搬送路120以外の場所で基板Gを現像に先立って加熱することも可能であり、たとえば第2の熱的処理部30の多段ユニット部92内に現像前加熱用のユニットを設ける構成も可能である。その場合は、加熱手段としてオーブンや熱板等を使用できる。特に、基板をゾーン分割して加熱する場合は、熱板に図10の上部放熱体194と同様のゾーン分割放熱構造を適用してよい。
さらに、図6に示すような平流し搬送路120の下に設置する下部放熱体170にもゾーン分割放熱構造を適用できることはいうまでもない。図10に示した9分割のパターンは一例であり、基板および/または放熱体を任意のパターンでゾーン分割することが可能であり、たとえば周辺部と中心部だけの2分割パターンも可能である。
本発明における被処理基板はLCD基板に限らず、他のフラットパネルディスプレイ用基板、半導体ウエハ、CD基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。