JP2008124366A - 減圧乾燥装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】被処理基板の搬入出を効率よく安全かつスムースに行い、しかも基板上の塗布膜に基板接触部の転写跡が付くのを最小限に抑えること。
【解決手段】この減圧乾燥ユニット(VD)46は、減圧乾燥処理を受けるべき基板Gを搬入側コロ搬送路104aおよび内部コロ搬送路104b上のコロ搬送によってコロ搬送でチャンバ106の中に搬入し、チャンバ106内で減圧乾燥処理の済んだ基板Gを内部コロ搬送路104bおよび搬出側コロ搬送路104c上のコロ搬送によってチャンバ106の外へ搬出する。減圧乾燥処理中は、多数本のリフトピン128が基板Gを水平姿勢のままコロ搬送路104bから上方に持ち上げて極細のピン先部で支える。
【選択図】 図6

Description

本発明は、被処理基板上に塗布された塗布液を減圧状態で乾燥させる減圧乾燥装置に関する。
この種の減圧乾燥装置は、たとえば、液晶ディスプレイ(LCD)等のフラットパネルディスプレイ(FPD)製造のフォトリソグラフィー工程の中で被処理基板(ガラス基板等)上に塗布したレジスト液をプリベーキングに先立って乾燥させるために用いられている。
従来の減圧乾燥装置は、たとえば特許文献1に記載されるように、上面が開口しているトレーまたは底浅容器型の下部チャンバと、この下部チャンバの上面に気密に密着または嵌合可能に構成された蓋状の上部チャンバとを有している。下部チャンバの中にはステージが配設されており、このステージ上に基板を水平に載置してから、チャンバを閉じて(上部チャンバを下部チャンバに密着させて)減圧乾燥処理を行う。チャンバに基板を搬入出する際には、上部チャンバをクレーン等で上昇させてチャンバを開放し、さらには基板のローディング/アンローディングのためにステージをシリンダ等で適宜上昇させるようにしている。そして、基板の搬入出ないしローディング/アンローディングは、減圧乾燥装置回りで基板の搬送を行う外部の搬送ロボットのハンドリングにより行っている。
特開2000−181079
従来の減圧乾燥装置は、上記のように基板をチャンバに搬入出する度毎に上部チャンバを上げ下げ(開閉)するようにしているが、基板の大型化に伴ってこのような装置構造にはいろいろな不都合が出てきている。すなわち、基板のサイズがLCD基板のように一辺が2mを越えるような大きさになると、チャンバも著しく大型化して上部チャンバだけでも2トン以上の重量になり、大掛かりな昇降機構を要し、大きな振動による発塵の問題や作業員に対する安全上の問題が顕在化してきている。また、搬送ロボットも、ますます大型化しているが、大きな基板を水平に保持して搬送するのが難しくなってきており、レジスト塗布直後の基板を大きなうちわのようにたわんだ状態で搬送することによって、減圧乾燥装置のチャンバにおける基板の搬入出ないしローディング/アンローディングの際に位置ズレや衝突ないし破損等のエラーが起きやすくなってきている。
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、被処理基板の搬入出を効率よく安全かつスムースに行い、しかも基板上の塗布膜に基板接触部の転写跡が付くのを最小限に抑えるようにした減圧乾燥装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の減圧乾燥装置は、被処理基板上の塗布液に減圧状態で乾燥処理を施す減圧乾燥装置であって、前記基板を略水平状態で収容するための空間を有する減圧可能なチャンバと、前記乾燥処理のために前記チャンバ内を密閉状態で真空排気する第1の排気機構と、前記チャンバの外と中で連続するコロ搬送路を有し、前記コロ搬送路上のコロ搬送で前記基板を前記チャンバに搬入出する搬送機構と、前記基板をピン先端で略水平に支えて上げ下げするために前記チャンバの中に離散的に配置された多数のリフトピンを有し、前記乾燥処理を行うときは前記リフトピンの先端を前記コロ搬送路よりも高くして前記基板を支持し、前記基板の搬入出を行うときは前記リフトピンのピン先端を前記コロ搬送路よりも低くして前記搬送機構による前記基板のコロ搬送を可能とするリフト機構とを有する。
上記の装置構成においては、減圧乾燥処理を受けるべき基板をコロ搬送でチャンバの中に搬入し、チャンバ内で減圧乾燥処理の済んだ基板をコロ搬送によってチャンバの外へ搬出するようにしたので、搬送アームを用いる搬送ロボットは不要であり、基板をうちわのようにたわませてしまってローディング/アンローディングの際に位置ずれや衝突・破損等のエラーを起こさなくて済む。また、基板の搬入出に際して、チャンバの上蓋を開閉する操作も不要であり、発塵の問題や安全上の問題も解決される。さらに、減圧乾燥処理中は、多数本のリフトピンが基板を水平姿勢のままコロ搬送路から上方に持ち上げて支えるので、基板のレジスト膜に基板接触部の転写跡が付くのを効果的に抑えることができる。特に、リフトピンのピン先端部の直径を0.8mm以下(強度を加味すると、好ましくは0.4mm〜0.6mm)に選ぶことにより、転写跡の発生を著しく低減することができる。さらに、転写跡の発生を一層低減するために、リフトピンが、中空管からなるピン本体と、このピン本体の先端部に取り付けられた樹脂製のピン先部とを有する構成や、さらにはピン先部がその先端に丸みをつけた棒体からなる構成などが好適である。
また、本発明の好適な一態様によれば、リフト機構が、リフトピンを垂直に立てて支持する棒状または板状のピンベースをコロ搬送路の下に配置し、ピンベースをチャンバの外に配置した昇降駆動源の駆動力により昇降させる。かかる構成によれば、リフト機構のためにチャンバに施すシール手段を必要最小限にして、減圧状態のチャンバ内で多数本のリフトピンを昇降動作させることができる。
また、本発明の好適な一態様によれば、チャンバの中でコロ搬送路を構成するコロは、一定の太さを有するシャフトと、このシャフトに所定の間隔を置いて形成または取付された複数のローラとを有し、基板をローラに載せてコロ搬送する。このタイプのコロは、シャフト部分の任意の箇所を軸受で支持することができる。本発明の好適な一態様においては、かかるコロのシャフトを、その両端部が一定の高さ位置に固定された第1の軸受で回転可能に支持し、その中心部が高さ位置の調整可能な第2の軸受で回転可能に支持する。このことにより、長いコロでもまっすぐな姿勢で安定に回転させることができる。
また、本発明の好適な一態様によれば、基板をコロ搬送でチャンバの外から中に搬入するための搬入口と、コロ搬送でチャンバの中から外へ搬出するための搬出口とをチャンバの側壁部に設け、搬入口および搬出口を開閉するためのゲート機構をチャンバ側壁部の外に設ける。この場合、搬入口および搬出口は、基板がコロ搬送でようやく通れるほどの大きさで済むので、ゲート機構を小型にすることができる。搬入口および搬出口は 相対向してチャンバの側壁部に別々に設けられてよいが、1つの搬入出口で兼用することもできる。
また、本発明の好適な一態様によれば、チャンバの搬入口または搬出口にコロ搬送路の一部を構成するローラが設けられ、あるいはゲート機構に搬入口または搬出口を開けた状態でコロ搬送路の一部を構成するローラが設けられる。かかる構成によれば、コロ搬送路のコロピッチを全区間に亘って万遍なく可及的に小さくして、搬送性能(安定性・高速化)の向上をはかることができる。
また、本発明の好適な一態様によれば、チャンバ内の塵を除去するために、チャンバ内を開放状態で排気する第2の排気機構が設けられる。この第2の排気機構は、好ましくは、チャンバに設ける排気口を真空引き用の第1の排気機構と共用してよい。
本発明の減圧乾燥装置によれば、上記のような構成および作用により、被処理基板の搬入出を効率よく安全かつスムースに行い、しかも基板上の塗布膜に基板接触部の転写跡が付くのを最小限に抑えることができる。
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、本発明の減圧乾燥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、たとえばガラス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を水平な一方向(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1枚単位で保持できる搬送アーム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、水平なシステム長手方向(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、搬入ユニット(IN PASS)24、洗浄プロセス部26、第1の熱的処理部28、塗布プロセス部30および第2の熱的処理部32が第1の平流し搬送路34に沿って上流側からこの順序で一列に配置されている。
より詳細には、搬入ユニット(IN PASS)24はカセットステーション(C/S)14の搬送機構22から未処理の基板Gを受け取り、所定のタクトで第1の平流し搬送路34に投入するように構成されている。洗浄プロセス部26は、第1の平流し搬送路34に沿って上流側から順にエキシマUV照射ユニット(E−UV)36およびスクラバ洗浄ユニット(SCR)38を設けている。第1の熱的処理部28は、上流側から順にアドヒージョンユニット(AD)40および冷却ユニット(COL)42を設けている。塗布プロセス部30は、上流側から順にレジスト塗布ユニット(COT)44および減圧乾燥ユニット(VD)46を設けている。第2の熱的処理部32は、上流側から順にプリベークユニット(PRE−BAKE)48および冷却ユニット(COL)50を設けている。第2の熱的処理部32の下流側隣に位置する第1の平流し搬送路34の終点にはパスユニット(PASS)52が設けられている。第1の平流し搬送路34上を平流しで搬送されてきた基板Gは、この終点のパスユニット(PASS)52からインタフェースステーション(I/F)18へ渡されるようになっている。
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、現像ユニット(DEV)54、ポストベークユニット(POST−BAKE)56、冷却ユニット(COL)58、検査ユニット(AP)60および搬出ユニット(OUT−PASS)62が第2の平流し搬送路64に沿って上流側からこの順序で一列に配置されている。ここで、ポストベークユニット(POST−BAKE)56および冷却ユニット(COL)58は第3の熱的処理部66を構成する。搬出ユニット(OUT PASS)62は、第2の平流し搬送路64から処理済の基板Gを1枚ずつ受け取って、カセットステーション(C/S)14の搬送機構22に渡すように構成されている。
両プロセスラインA,Bの間には補助搬送空間68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70が図示しない駆動機構によってプロセスライン方向(X方向)で双方向に移動できるようになっている。
インタフェースステーション(I/F)18は、上記第1および第2の平流し搬送路34,64や隣接する露光装置12と基板Gのやりとりを行うための搬送装置72を有し、この搬送装置72の周囲にロータリステージ(R/S)74および周辺装置76を配置している。ロータリステージ(R/S)74は、基板Gを水平面内で回転させるステージであり、露光装置12との受け渡しに際して長方形の基板Gの向きを変換するために用いられる。周辺装置76は、たとえばタイトラー(TITLER)や周辺露光装置(EE)等を第2の平流し搬送路64に接続している。
図2に、この塗布現像処理システムにおける1枚の基板Gに対する全工程の処理手順を示す。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上のいずれか1つのカセットCから基板Gを1枚取り出し、その取り出した基板Gをプロセスステーション(P/S)16のプロセスラインA側の搬入ユニット(IN PASS)24に搬入する(ステップS1)。搬入ユニット(IN PASS)24から基板Gは第1の平流し搬送路34上に移載または投入される。
第1の平流し搬送路34に投入された基板Gは、最初に洗浄プロセス部26においてエキシマUV照射ユニット(E−UV)36およびスクラバ洗浄ユニット(SCR)38により紫外線洗浄処理およびスクラビング洗浄処理を順次施される(ステップS2,S3)。スクラバ洗浄ユニット(SCR)38は、平流し搬送路34上を水平に移動する基板Gに対して、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し、その後にリンス処理を施し、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)38における一連の洗浄処理を終えると、基板Gはそのまま第1の平流し搬送路34を下って第1の熱的処理部28を通過する。
第1の熱的処理部28において、基板Gは、最初にアドヒージョンユニット(AD)40で蒸気状のHMDSを用いるアドヒージョン処理を施され、被処理面を疎水化される(ステップS4)。このアドヒージョン処理の終了後に、基板Gは冷却ユニット(COL)42で所定の基板温度まで冷却される(ステップS5)。この後も、基板Gは第1の平流し搬送路34を下って塗布プロセス部30へ搬入される。
塗布プロセス部30において、基板Gは最初にレジスト塗布ユニット(COT)44で平流しのままスリッ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、直後に下流側隣の減圧乾燥ユニット(VD)46で減圧による常温の乾燥処理を受ける(ステップS6)。
塗布プロセス部30を出た基板Gは、第1の平流し搬送路34を下って第2の熱的処理部32を通過する。第2の熱的処理部32において、基板Gは、最初にプリベークユニット(PRE−BAKE)48でレジスト塗布後の熱処理または露光前の熱処理としてプリベーキングを受ける(ステップS7)。このプリベーキングによって、基板G上のレジスト膜中に残留していた溶剤が蒸発して除去され、基板に対するレジスト膜の密着性が強化される。次に、基板Gは、冷却ユニット(COL)50で所定の基板温度まで冷却される(ステップS8)。しかる後、基板Gは、第1の平流し搬送路34の終点のパスユニット(PASS)からインタフェースステーション(I/F)18の搬送装置72に引き取られる。
インタフェースステーション(I/F)18において、基板Gは、ロータリステージ74でたとえば90度の方向変換を受けてから周辺装置78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S9)。
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S9)、先ず周辺装置78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S10)。しかる後、基板Gは、搬送装置72よりプロセスステーション(P/S)16のプロセスラインB側に敷設されている第2の平流し搬送路64の現像ユニット(DEV)54の始点に搬入される。
こうして、基板Gは、今度は第2の平流し搬送路64上をプロセスラインBの下流側に向けて搬送される。最初の現像ユニット(DEV)54において、基板Gは、平流しで搬送される間に現像、リンス、乾燥の一連の現像処理を施される(ステップS11)。
現像ユニット(DEV)54で一連の現像処理を終えた基板Gは、そのまま第2の平流し搬送路64に乗せられたまま第3の熱的処理部66および検査ユニット(AP)60を順次通過する。第3の熱的処理部66において、基板Gは、最初にポストベークユニット(POST−BAKE)56で現像処理後の熱処理としてポストベーキングを受ける(ステップS12)。このポストベーキングによって、基板G上のレジスト膜に残留していた現像液や洗浄液が蒸発して除去され、基板に対するレジストパターンの密着性が強化される。次に、基板Gは、冷却ユニット(COL)58で所定の基板温度に冷却される(ステップS13)。検査ユニット(AP)60では、基板G上のレジストパターンについて非接触の線幅検査や膜質・膜厚検査等が行われる(ステップS14)。
搬出ユニット(OUT PASS)62は、第2の平流し搬送路64から全工程の処理を終えてきた基板Gを受け取って、カセットステーション(C/S)14の搬送機構22へ渡す。カセットステーション(C/S)14側では、搬送機構22が、搬出ユニット(OUT PASS)62から受け取った処理済の基板Gをいずれか1つ(通常は元)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、塗布プロセス部30内の減圧乾燥ユニット(VD)46に本発明を適用することができる。以下、図3〜図11につき、本発明の好適な実施形態における塗布プロセス部内30の減圧乾燥ユニット(VD)46の構成および作用を詳細に説明する。
図3は、この実施形態における塗布プロセス部30の全体構成を示す平面図である。図4〜図6は一実施例による減圧乾燥ユニット(VD)46の構成を示し、図4はその平面図、図5および図6はその断面図である。
図3において、レジスト塗布ユニット(COT)44は、第1の平流し搬送路34(図1)の一部または一区間を構成する浮上式のステージ80と、このステージ80上で空中に浮いている基板Gをステージ長手方向(X方向)に搬送する基板搬送機構82と、ステージ80上を搬送される基板Gの上面にレジスト液を供給するレジストノズル84と、塗布処理の合間にレジストノズル84をリフレッシュするノズルリフレッシュ部86とを有している。
ステージ80の上面には所定のガス(たとえばエア)を上方に噴射する多数のガス噴射口88が設けられており、それらのガス噴射口88から噴射されるガスの圧力によって基板Gがステージ上面から一定の高さに浮上するように構成されている。
基板搬送機構82は、ステージ80を挟んでX方向に延びる一対のガイドレール90A,90Bと、これらのガイドレール90A,90Bに沿って往復移動可能なスライダ92と、ステージ80上で基板Gの両側端部を着脱可能に保持するようにスライダ92に設けられた吸着パッド等の基板保持部材(図示せず)とを備えており、直進移動機構(図示せず)によりスライダ92を搬送方向(X方向)に移動させることによって、ステージ80上で基板Gの浮上搬送を行うように構成されている。
レジストノズル84は、ステージ80の上方を搬送方向(X方向)と直交する水平方向(Y方向)に横断して延びる長尺型ノズルであり、所定の塗布位置でその直下を通過する基板Gの上面に対してスリット状の吐出口よりレジスト液を帯状に吐出するようになっている。また、レジストノズル84は、このノズルを支持するノズル支持部材94と一体にX方向に移動可能、かつZ方向に昇降可能に構成されており、上記塗布位置とノズルリフレッシュ部86との間で移動できるようになっている。
ノズルリフレッシュ部86は、ステージ80の上方の所定位置で支柱部材96に保持されており、塗布処理のための下準備としてレジストノズル84にレジスト液を吐出させるためのプライミング処理部98と、レジストノズル84のレジスト吐出口を乾燥防止の目的から溶剤蒸気の雰囲気中に保つためのノズルバス100と、レジストノズル84のレジスト吐出口近傍に付着したレジストを除去するためのノズル洗浄機構102とを備えている。
ここで、レジスト塗布ユニット(COT)44における主な作用を説明する。 先ず、前段の第1の熱的処理部28(図1)よりたとえばコロ搬送で送られてきた基板Gがステージ80上の前端側に設定された搬入部に搬入され、そこで待機していたスライダ92が基板Gを保持して受け取る。ステージ80上で基板Gはガス噴射口88より噴射されるガス(エア)の圧力を受けて略水平な姿勢で浮上状態を保つ。
そして、スライダ92が基板を保持しながら減圧乾燥ユニット(VD)46側に向かって搬送方向(X方向)に移動し、基板Gがレジストノズル84の下を通過する際に、レジストノズル84が基板Gの上面に向けてレジスト液を帯状に吐出することにより、基板G上に基板前端から後端に向って絨毯が敷かれるようにしてレジスト液の液膜が一面に形成される。こうしてレジスト液を塗布された基板Gは、その後もスライダ92によってステージ80上を浮上搬送され、ステージ80の後端を越えて後述するコロ搬送路104に乗り移り、そこでスライダ92による保持が解除される。コロ搬送路104に乗り移った基板Gはそこから先は、後述するようにコロ搬送路104上をコロ搬送で移動して後段の減圧乾燥ユニット(VD)46へ搬入される。
塗布処理の済んだ基板Gを上記のようにして減圧乾燥ユニット(VD)46側へ送り出した後、スライダ92は次の基板Gを受け取るためにステージ80の前端側の搬入部へ戻る。また、レジストノズル84は、1回または複数回の塗布処理を終えると、塗布位置(レジスト液吐出位置)からノズルリフレッシュ部86へ移動してそこでノズル洗浄やプライミング処理等のリフレッシュないし下準備をしてから、塗布位置に戻る。
図3に示すように、レジスト塗布ユニット(COT)44のステージ80の延長上(下流側)には、第1の平流し搬送路34(図1)の一部または一区間を構成するコロ搬送路104が敷設されている。このコロ搬送路104は、減圧乾燥ユニット(VD)46のチャンバ106の中と外(前後)で連続して敷設されている。
より詳細には、この減圧乾燥ユニット(VD)46回りのコロ搬送路104は、チャンバ106の搬送上流側つまり搬入側に敷設されている搬入側コロ搬送路104aと、チャンバ106内に敷設されている内部コロ搬送路104bと、チャンバ106の搬送下流側つまり搬出側に敷設されている搬出側コロ搬送路104cとから構成されている。
各部のコロ搬送路104a,104b,104cは、搬送方向(X方向)にそれぞれ適当な間隔で配置した複数本のコロ108a,108b,108cを各独立または共通の搬送駆動部により回転させて、基板Gをコロ搬送で搬送方向(X方向)に送るようになっている。ここで、搬入側コロ搬送路104aは、レジスト塗布ユニット(COT)44のステージ80から浮上搬送の延長で搬出された基板Gを受け取り、減圧乾燥ユニット(VD)46のチャンバ106内へコロ搬送で送り込むように機能する。内部コロ搬送路104bは、搬入側コロ搬送路104aからコロ搬送で送られてくる基板Gを同速度のコロ搬送でチャンバ106内に引き込むとともに、チャンバ106内で減圧乾燥処理の済んだ基板Gをチャンバ106の外(後段)へコロ搬送で送り出すように機能する。搬出側コロ搬送路104cは、チャンバ106内の内部コロ搬送路104b中から送り出されてくる処理済の基板Gをと同速度のコロ搬送で引き出して後段の処理部(第2の熱的処理部32)へ送るように機能する。
図3〜図6に示すように、減圧乾燥ユニット(VD)46のチャンバ106は、比較的扁平な直方体に形成され、その中に基板Gを水平に収容できる空間を有している。このチャンバ106の搬送方向(X方向)において互いに向き合う一対(上流側および下流側)のチャンバ側壁には、基板Gが平流しでようやく通れる大きさに形成されたスリット状の搬入口110および搬出口112がそれぞれ設けられている。さらに、これらの搬入口110および搬出口112を開閉するためのゲート機構114,116がチャンバ106の外壁に取り付けられている。チャンバ106の上面部または上蓋118は、メンテナンス用に取り外し可能になっている。
各ゲート機構114,116は、図示省略するが、スリット状の搬入出口(110,112)を気密に閉塞できる蓋体(弁体)と、この蓋体を搬入出口(110,112)と水平に対向する鉛直往動位置とそれより低い鉛直復動位置との間で昇降移動させる第1のシリンダと、蓋体を搬入出口(110,112)に対して気密に密着する水平往動位置と離間分離する水平復動位置との間で水平移動させる第2のシリンダとを備えている。
チャンバ106内において、内部コロ搬送路104bを構成するコロ108bは、搬入出口(110,112)に対応した高さ位置で搬送方向(X方向)に適当な間隔を置いて一列に配置されており、一部または全部のコロ108bがチャンバ106の外に設けられているモータ等の回転駆動源120に適当な伝動機構を介して接続されている。各コロ108bは、基板Gの裏面に外径の一様な円筒部または円柱部で接触する棒体として構成されており、その両端部がチャンバ106の左右両側壁またはその付近に設けられた軸受(図示せず)に回転可能に支持されている。伝動機構の回転軸122が貫通するチャンバ106の側壁部分はシール部材124で封止されている。
搬入側コロ搬送路104aを構成するコロ108aも、図示省略するが、その両端部がフレーム等に固定された軸受に回転可能に支持され、上記内部コロ搬送路104b用の回転駆動源120と共通または別個の回転駆動源により回転駆動されるようになっている。搬出側コロ搬送路104cを構成する108cも同様である。
この減圧乾燥ユニット(VD)46は、チャンバ106内で基板Gを略水平に支えて上げ下げするためのリフト機構126を備えている。このリフト機構126は、チャンバ106内に所定の配置パターンで(たとえばマトリクス状に)離散的に配置された多数本(好ましくは50本以上)のリフトピン128と、これらのリフトピン128を所定の組またはグループ毎に内部コロ搬送路104bよりも低い位置にて支持する複数の水平棒または水平板のピンベース130と、各ピンベース130を昇降移動させるためにチャンバ106の外(下)に配置された昇降駆動源たとえばシリンダ132とを有している。
より詳細には、相隣接する2本のコロ108b,108bの隙間にコロ108bと平行に(Y方向に)一定間隔で複数本(好ましくは7本以上)のリフトピン128を鉛直に立てて一列に配置し、かかるリフトピン列を搬送方向(X方向)に適当な間隔を置いて複数列(好ましくは8列以上)設け、各ピンベース130に1組または複数組(図示の例は2組)のリフトピン列を支持させる。そして、チャンバ106の底壁をシール部材134を介して気密に貫通し、かつ昇降移動可能な昇降駆動軸136によって、チャンバ内側の各ピンベース130をチャンバ外側の各対応するシリンダ132に接続している。
かかる構成のリフト機構126においては、全部のシリンダ132を同一タイミングで同一ストロークの前進(上昇)または後退(下降)駆動を一斉に行わせることにより、昇降駆動軸136およびピンベース130を介して全リフトピン128をピン先端の高さを揃えて、図5に示すようにピン先端がコロ搬送路104bよりも低くなる復動(下降)位置と、図6に示すようにピン先端がコロ搬送路104bよりも高くなる往動(上昇)位置との間で、昇降移動させることができるようになっている。
各リフトピン128は、下端部がピンベース130に固定されたピン本体128aと、このピン本体128aの上端から鉛直上方に突き出るピン先部128bとを有している(図5)。ピン本体128aは、たとえばステンレス鋼(SUS)からなる剛体の中空管として構成されている。ピン先部128bは、好ましくはPEEKまたはセラゾール(商品名)等の樹脂からなる円柱状の棒体として構成され、ピン本体128aの上端部にかしめて固着されている。
ここで、この実施形態におけるリフトピン128のピン先部128bは、ステージ上の基板のローディング/アンローディングに使用される従来一般の移載用リフトピン、つまり搬送ロボットから処理前の基板を受け取ってステージに下ろし、処理後の基板をステージから持ち上げて搬送ロボットに渡すためのリフトピンのピン先部と比較して格段に細いという特徴を有している。すなわち、従来一般の移載用リフトピンにおけるピン先部の直径(太さ)が2〜3mm以上であるのに対して、この実施形態におけるリフトピン128のピン先部128bの直径(太さ)は0.8mm以下(強度を考慮すると、最も好ましい直径は0.4〜0.6mm)であり、しかも先端が所定のR値(たとえばR=0.2〜0.3mm)で丸められている。
チャンバ106の底壁には1箇所または複数個所に排気口138が形成されている。これらの排気口138には排気管140を介して真空排気装置142が接続されている。各真空排気装置142は、チャンバ106内を大気圧状態から真空引きして所定真空度の減圧状態を維持するための真空ポンプを有している。なお、それら複数の真空排気装置142の排気能力のばらつきを平均化するために、それぞれの排気管140同士を接続管(図示せず)で繋いでもよい。
チャンバ106内の両端部、つまり搬入口110および搬出口112の近くでコロ搬送路104bよりも低い位置に、Y方向に延びる円筒状の窒素ガス噴出部144が設けられている。これらの窒素ガス噴出部144は、たとえば金属粉末を焼結してなる多孔質の中空管からなり、配管146(図4)を介して窒素ガス供給源(図示せず)に接続されている。減圧乾燥処理の終了後にチャンバ106を密閉したまま減圧状態から大気圧状態に戻す際に、これらの窒素ガス噴出部144が管の全周面から窒素ガスを噴き出すようになっている。
次に、この実施形態における減圧乾燥ユニット(VD)46の作用を説明する。
上記したように、上流側隣のレジスト塗布ユニット(COT)44でレジスト液を塗布された基板Gは、平流しでステージ80上の浮上搬送路から搬入側コロ搬送路104aに乗り移る。その後、図5に示すように、基板Gは搬入側コロ搬送路104a上をコロ搬送で移動し、やがて減圧乾燥ユニット(VD)46のチャンバ106の中にその搬入口110から進入する。この時、ゲート機構114は搬入口110を開けておく。
内部コロ搬送路104bも、回転駆動源120の回転駆動により、搬入側コロ搬送路104aのコロ搬送動作とタイミングの合った同一搬送速度のコロ搬送動作を行い、図5に示すように、搬入口110から入ってきた基板Gをコロ搬送でチャンバ106の奥に引き込む。この時、リフト機構126は、全てのリフトピン128を各ピン先端が内部コロ搬送路104bの搬送面よりも低くなる復動(下降)位置に待機させておく。そして、基板Gがチャンバ106内の略中心の所定位置に着くと、そこで内部コロ搬送路104bのコロ搬送動作が停止する。これと同時または直前に搬入側コロ搬送路104aのコロ搬送動作も停止してよい。
なお、上記のように前段または上流側隣のレジスト塗布ユニット(COT)44から減圧乾燥処理を受けるべき基板Gがチャンバ106に搬入される時、これと同時(または直前)に、図5に示すように、チャンバ106内で減圧乾燥処理を受けたばかりの先行基板Gが内部コロ搬送路104bおよび搬出側コロ搬送路104c上の連続した等速度のコロ搬送によって搬出口112からチャンバ106の外に出てそのまま後段または下流側隣の第2の熱的処理部32(図1)へ平流しで送られる。
上記のようにして、レジスト塗布ユニット(COT)44でレジスト液を塗布されてきた基板Gが、搬入側コロ搬送路104aおよび内部コロ搬送路104b上の連続的なコロ搬送によって減圧乾燥ユニット(VD)46のチャンバ106に搬入される。この直後に、ゲート機構114,116が作動して、それまで開けていた搬入口110および搬出口112をそれぞれ閉塞し、チャンバ106を密閉する。
次いで、リフト機構126が昇降シリンダ132を往動させて、チャンバ106内で全てのリフトピン128のピン先端が内部コロ搬送路104bの搬送面を越える所定の高さ位置まで全てのピンベース130を一斉に所定ストロークだけ上昇させる。このリフト機構126の往動(上昇)動作により、図6に示すように、基板Gは内部コロ搬送路104bから水平姿勢のままリフトピン128のピン先に載り移り、そのまま内部コロ搬送路104bの上方に持ち上げられる。
一方、チャンバ106が密閉された直後から真空排気装置142が作動して、チャンバ106内を所定の真空度まで真空排気する。こうして、チャンバ106内で基板Gが減圧雰囲気の中に置かれることで、基板G上のレジスト液膜が常温下で効率よく適度に乾燥することとなる。この減圧乾燥処理の間、基板Gは多数本のリフトピン128に略水平に支えられ、しかもリフトピン128の非常に細くて先端の丸まったピン先部128bに極小面積で点接触しているので、熱的な影響によって基板G上のレジスト膜に基板接触部の跡が付いてもその転写跡は非常に小さくて実用(製品)上無視できるほどである。また、リフトピン128のピン先部128bが樹脂からなり、ピン本体128aが中空管であることも、熱伝導を一層少なくし、転写跡を最小限に抑えるのに役立っている。
上記の減圧乾燥処理は一定時間を経過すると終了し、真空排気装置142が排気動作を停止する。これと入れ代わりに、窒素ガス噴出部144がチャンバ106内に窒素ガスを流し込む。そして、室内の圧力が大気圧まで上がってから、ゲート機構114,116が作動して搬入口110および搬出口112を開ける。これと前後し、リフト機構126が昇降シリンダ132を復動させて、全てのリフトピン128のピン先端が内部コロ搬送路104bの搬送面よりも低くなる所定の高さ位置まで全てのピンベース130を一斉に所定ストロークだけ下降させる。このリフト機構126の復動(下降)動作により、基板Gは水平姿勢でリフトピン128のピン先から内部コロ搬送路104bに載り移る。
そして、この直後に内部コロ搬送路104bおよび搬出側コロ搬送路104c上でコロ搬送動作が開始され、減圧処理を受けたばかりの当該基板Gは搬出口112からコロ搬送によって搬出され、そのまま後段の第2の熱的処理部32(図1)へ平流しで送られる。この処理済基板Gの搬出動作と同時に、図5に示すように、レジスト塗布ユニット(COT)44からの後続の基板Gが、搬入側コロ搬送路104aおよび内部コロ搬送路104b上の連続的なコロ搬送によって搬入口110からチャンバ106内に搬入されてよい。
上記したように、この減圧乾燥ユニット(VD)46は、減圧乾燥処理を受けるべき基板Gをコロ搬送でチャンバ106の中に搬入し、チャンバ106内で減圧乾燥処理の済んだ基板Gをコロ搬送によってチャンバ106の外へ搬出するようにしたので、チャンバ106に対する基板Gの搬入出において、搬送アームを用いる搬送ロボットは不要であり、基板をうちわのようにたわませてしまってローディング/アンローディングの際に位置ずれや衝突・破損等のエラーを起こさなくて済む。また、チャンバ106の側壁に設けたスリット状の搬入口110および搬出口112を通らせて基板Gの搬入出を行うので、1〜2トン以上はあるチャンバ106の上蓋118を開閉(上げ下げ)する操作も不要であり、大きな振動による発塵の問題はなく、作業員に対する安全性も確保されている。さらに、減圧乾燥処理中は、多数本のリフトピン128が基板Gを水平姿勢のままコロ搬送路104bから上方に持ち上げて極細のピン先部128bで支えるので、基板G上のレジスト膜に基板接触部の転写跡が付くのを最小限に抑えることができる。
図3〜図6につき上述した減圧乾燥ユニット(VD)46の構成および作用は本発明の一実施例であり、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形や更なる改良が可能である。
図7〜図11に、第2の実施例による減圧乾燥ユニット(VD)46の構成を示す。図中、上記した第1の実施例(図3〜図6)におけるものと実質的に同一の構成または機能を有する部分には同一の符号を付している。なお、図7および図8は、チャンバ106内の右半分(下流側)の構成を示し、中心線Nに対して線対象な左半分(下流側)の構成を図示省略している。
この第2の実施例における第1の特徴は、内部コロ搬送路104bの構成である。すなわち、上記第1の実施例における内部コロ搬送路104bのコロ108bは、円柱または円筒状シャフトからなり、このシャフト自体に基板Gを載せてコロ搬送するタイプのものであった。しかし、このタイプのコロは、シャフトが太くて重いうえ両端部でしか支持(軸受)できないため、基板の大型化に対応して長くなると、軸方向の中心部が沈むように撓んでしまい、安定に回転運動ないしコロ搬送するのが難しくなるという不利点がある。そこで、この第2の実施例においては、図7に示すように、比較的細いシャフトSYの数箇所にリング状の太径部またはローラ部RLを一体に形成または取付するコロ108dを使用し、このコロ108dのローラ部RLに基板Gを載せてコロ搬送を行う。そして、各コロ108dが撓みを起こさずにまっすぐな姿勢で安定円滑に回転できるように、各コロ108dの両端部を固定位置の軸受150で支持するだけでなく、コロ108dの中心部を鉛直方向に変位可能な軸受152で支持し、中心軸受152の高さ位置を調整可能にしている。
より詳細には、コロ108dの中心部の直下に搬送方向(X方向)に延びる長尺状のベース154を一定の高さで水平に配置し、このベース154上に所定の間隔を置いて複数個の逆さU字型垂直支持部材156を固定し、各逆さU字型垂直支持部材156の内側に搬送方向(X方向)に延びるアーム状の水平支持部材158を鉛直方向で擦動可能に嵌合し、各水平支持部材158に1個または複数個(図示の例は2個)の中心軸受152を取り付けている。
図9に示すように、水平支持部材158は角筒からなり、この水平支持部材158の上面に固着されているブロック160には逆さU字型垂直支持部材156の頂面に取り付けられている高さ調整用のボルト162と螺合するねじ穴(図示せず)が形成されている。ボルト162を回すことで、水平支持部材158および中心軸受152の高さ位置を可変調整できる。そして、逆さU字型垂直支持部材156の一側面に取り付けられているロック(固定)用のボルト164を締めてブロック160を横から押圧することで、垂直支持部材156に水平支持部材158を固定することができる。
なお、2個の中心軸受152を取り付けた1本の水平支持部材158を1つの逆さU字型垂直支持部材156で支持する構成は一例であり、たとえば図10に示すように3個の中心軸受152を取り付けた1本の水平支持部材158を2つの逆さU字型垂直支持部材156で支持する構成も可能である。
また、図7および図9に示すように、ベース154は、チャンバ106の排気口138の上をベース154の両側で覆うように水平に設けられた一対の排気用整流板166に結合して取り付けられている。両排気用整流板166は脚部168を介してチャンバ106の底面から離して(浮かして)取り付けられている。
図7に示すように、内部コロ搬送路104cの駆動系において、各コロ108dは、一方の固定軸受150よりも外側の一端部で発塵の少ない非接触のマグネット式かさ歯車170を介して共通駆動シャフト172に接続されている。駆動シャフト172は、チャンバ106の外に取り付けられたモータ174に従動プーリ176,ベルト178および駆動プーリ180を介して接続されている。
また、図7に示すように、リフト機構126においては、各列のリフトピン128をコロ108dと平行に(Y方向に)延びる水平支持棒182で支持し、隣り合う2本の水平支持棒182をそれらと直交してX方向に延びる複数本(図示の例は2本)の水平連結棒184で連結し、各水平連結棒184を昇降駆動軸136に接続している。
この第2の実施例における第2の特徴は、内部コロ搬送路104aと外部(搬入側・搬出側)コロ搬送路104a,104cとを密に繋ぐコロ186,188を搬入出口110,112および/またはゲート機構114,116に設ける構成である。
すなわち、図7および図8に示すように、たとえばチャンバ106の搬出側においては、搬出口112の通路下面に、Y方向に適当な間隔を置いて複数個のローラ式コロ186を配置したコロ支持部190が設けられている。また、ゲート機構116の上部には、Y方向に適当な間隔を置いて複数個のローラ式コロ188を配置したコロ支持部192が取り付けられている。搬出口112のコロ186は、常にコロ搬送路104aの高さに位置している。ゲート機構116のコロ188は、ゲート機構116が下に退避して搬出口112を開けているときにコロ搬送路104aの高さに位置するようになっている。なお、図示の例ではゲート機構116のコロ188を1列しか設けていないが、コロ支持部192をX方向に延ばして2列以上設けることも可能である。
図11に示すように、コロ支持部190,192において、各ローラ式コロ186,188は、基板Gの裏面と接触する頂部付近のみを窓194の上に露出させており、回転動作で発塵しても極力周囲に散らさないようにしている。
一般に、コロ搬送路は、コロ間隔(コロピッチ)を小さくするほど、基板のコロ搬送を安定かつ高速に行うことができる。しかし、コロピッチが他よりも異常に大きくなっている区間が一箇所でもあると、その区間のコロピッチによってコロ搬送路全体の搬送性能が律速されてしまう。その点、この第2の実施例においては、搬入出口110,112および/またはゲート機構114,116にも上記のようなコロ186,188を設けるので、コロ搬送路104のコロピッチを全区間に亘って万遍なく可及的に小さくして、搬送性能(安定性・高速化)の向上をはかることができる。
この第2の実施例における第3の特徴は、排気機構である。図8に示すように、チャンバ106の排気口138には、排気管140を介して真空排気装置142を接続するだけでなく、分岐排気管196を介して排気ファン(または排気ダクト)198を接続している。排気管140,196には開閉弁200,202をそれぞれ設けている。基板Gの搬入出のために搬入出口110,112を開けている間は、開閉弁202を開け、排気ファン198を作動させることにより、搬入出口110,112からチャンバ106内に入った塵埃あるいはチャンバ106内で発生している塵埃を排気口138から分岐排気管196を介してチャンバ106の外へ効果的に排出することができる。チャンバ106内を真空引きするときは、真空排気装置142側の開閉弁200を開け,排気ファン198側の開閉弁202は閉じておく。
上記した実施形態における減圧乾燥ユニット(VD)46のチャンバ106は、搬送方向で向かい合う一対のチャンバ側壁に搬入口110および搬出口112をそれぞれ設けて、基板Gがチャンバ106を通り抜けする構成となっていた。しかし、チャンバ106の一側壁に設けた1つの搬入出口で搬入口と搬出口とを兼用させる構成も可能であり、その場合は搬入側コロ搬送路104aと搬出側コロ搬送路104cの共用化もはかれる。
本発明における被処理基板はLCD用のガラス基板に限るものではなく、他のフラットパネルディスプレイ用基板や、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。減圧乾燥処理対象の塗布液もレジスト液に限らず、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の処理液も可能である。
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における処理手順を示すフローチャートである。 実施形態における塗布プロセス部の全体構成を示す平面図である。 第1の実施例における減圧乾燥ユニットの構成を示す平面図である。 第1の実施例における減圧乾燥ユニットの搬入出の各部の状態を示す断面図である。 第1の実施例における減圧乾燥ユニットの減圧乾燥処理中の各部の状態を示す断面図である。 第2の実施例における減圧乾燥ユニットの構成を示す平面図である。 第2の実施例における減圧乾燥ユニットの構成を示す断面図である。 第2の実施例において中心軸受の高さ位置を可変調整する機構を示す断面図である。 第2の実施例において中心軸受の高さ位置を可変調整する機構の一変形例を示す側面図である。 第2の実施例においてチャンバの搬入出口および/またはゲート機構に設けられるローラ式コロの取付け構造を示す斜視図である。
符号の説明
10 塗布現像処理システム
30 塗布プロセス部
46 減圧乾燥ユニット(VD)
104 コロ搬送路
104a 搬入側コロ搬送路
104b 内部コロ搬送路
104c 搬出側コロ搬送路
106 チャンバ
108a 搬入側コロ搬送路のコロ
108b 内部コロ搬送路のコロ
108c 搬出側コロ搬送路のコロ
108d 内部コロ搬送路のコロ
110 搬入口
112 搬出口
114,116 ゲート機構
120 搬送駆動源
126 リフト機構
128 リフトピン
130 ピンベース
132 シリンダ(昇降駆動源)
136 昇降駆動軸
138 排気口
140 排気管
142 真空排気装置
152 中心軸受
186 搬入出口のコロ
188 ゲート機構のコロ

Claims (14)

  1. 被処理基板上の塗布液に減圧状態で乾燥処理を施す減圧乾燥装置であって、
    前記基板を略水平状態で収容するための空間を有する減圧可能なチャンバと、
    前記乾燥処理のために前記チャンバ内を密閉状態で真空排気する第1の排気機構と、
    前記チャンバの外と中で連続するコロ搬送路を有し、前記コロ搬送路上のコロ搬送で前記基板を前記チャンバに搬入出する搬送機構と、
    前記基板をピン先端で略水平に支えて上げ下げするために前記チャンバの中に離散的に配置された多数のリフトピンを有し、前記乾燥処理を行うときは前記リフトピンの先端を前記コロ搬送路よりも高くして前記基板を支持し、前記基板の搬入出を行うときは前記リフトピンのピン先端を前記コロ搬送路よりも低くして前記搬送機構による前記基板のコロ搬送を可能とするリフト機構と
    を有する減圧乾燥装置。
  2. 前記リフトピンのピン先端部の直径が0.8mm以下である請求項1に記載の減圧乾燥装置。
  3. 前記リフトピンのピン先端部の直径が0.4mm〜0.6mmである請求項2に記載の減圧乾燥装置。
  4. 前記リフトピンが、中空管からなるピン本体と、このピン本体の先端部に取り付けられた樹脂製のピン先部とを有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  5. 前記ピン先部が先端に丸みをつけた棒体である請求項4に記載の減圧乾燥装置。
  6. 前記リフト機構が、前記リフトピンを垂直に立てて支持する棒状または板状のピンベースを前記コロ搬送路の下に配置し、前記ピンベースを前記チャンバの外に配置した昇降駆動源の駆動力により昇降させる請求項1〜5のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  7. 前記チャンバの中で前記コロ搬送路を構成するコロは、一定の太さを有するシャフトと、このシャフトに所定の間隔を置いて形成または取付された複数のリング状ローラとを有し、前記ローラの外周面で前記基板の下面と接触する請求項1〜6のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  8. 前記コロのシャフトは、その両端部が一定の高さ位置に固定された第1の軸受に回転可能に支持され、その中心部が高さ位置の調整可能な第2の軸受に回転可能に支持される請求項7に記載の減圧乾燥装置。
  9. 前記基板をコロ搬送で前記チャンバの外から中に搬入するための搬入口と、前記基板をコロ搬送で前記チャンバの中から外へ搬出するための搬出口とを前記チャンバの側壁部に設け、
    前記搬入口および搬出口を開閉するためのゲート機構を前記チャンバ側壁部の外に設ける請求項1〜8のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  10. 前記搬入口および搬出口が相対向して前記チャンバの側壁部に別々に設けられる請求項9に記載の減圧乾燥装置。
  11. 前記チャンバの搬入口または搬出口に、前記コロ搬送路の一部を構成するローラを設ける請求項9または請求項10に記載の減圧乾燥装置。
  12. 前記ゲート機構に、前記搬入口または搬出口を開けた状態で前記コロ搬送路の一部を構成するローラを設ける請求項9〜11のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  13. 前記チャンバの中をクリーニングするために前記チャンバ内を開放状態で排気する第2の排気機構を有する請求項1〜12のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  14. 前記第1の排気機構と前記第2の排気機構とが共用する排気口を前記チャンバに設ける請求項13に記載の減圧乾燥装置。
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