JP2008159782A - 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転写跡が付くのを防止すること。
【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104のコロ搬送およびステージ122上の浮上式ローラ搬送でチャンバ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をステージ122上の浮上式ローラ搬送路の浮上式ローラ搬送および搬出側コロ搬送路110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、ステージ122の上面に基板Gを面接触状態で載置する。
【選択図】 図5

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。また、ステージの上面に多数の支持ピンが突出して設けられ、基板はそれらの支持ピンの上に載置されるようになっている。
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。さらに、チャンバの中で基板はステージ上面から突出するピンの上で減圧乾燥処理を受けるため、基板上のレジスト膜にピンの跡が転写するという問題もあった。
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転写跡が付くのを効果的に防止できる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、前記乾燥処理中に前記チャンバ内の空間を密閉状態で真空排気するための第1の排気機構と、前記チャンバ内で前記基板を載置するための上面を有し、かつ前記上面に前記基板を浮上させるガスを噴出するための多数のガス噴出孔を有するステージと、前記ガス噴出孔に前記ステージの中を通るガスラインを通して基板浮上用のガスを供給するためのガス供給部と、前記ガスラインを真空排気するための第2の排気機構とを有し、前記乾燥処理を行うときは前記ガスラインを前記第2の排気機構に接続して前記基板を前記ステージの上面に載置し、前記基板の搬入出を行うときは前記ガスラインを前記ガス供給部に接続して前記基板を前記ステージ上で浮上させる。
上記の装置構成においては、減圧乾燥処理中は、チャンバ内空間を第1の排気機構により真空排気するとともに、ステージ内部を通る浮上ガスラインを第2の排気機構により真空排気して被処理基板をステージの上面に載置する。基板とステージとの間には部分的または局所的な接触箇所がないため、基板上の塗布膜に接触箇所の転写跡が発生するおそれはない。また、ステージ上で基板を浮上させいて基板の搬入出を好適には平流しで行えるので、搬送アームを用いる搬送ロボットを不要とし、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。
また、本発明の好適な一態様において、ステージの上面は、基板よりは小さく、基板の製品領域よりも大きなサイズを有する。このことにより、減圧乾燥処理中は基板の製品領域全面にステージ上面を接触させ、基板搬入出時にはステージから外にはみ出る基板の両側端部(非製品領域)に搬送手段を接触または係止させることができる。
また、本発明の好適な一態様として、ステージの上面にガス噴出孔が一定密度の細孔として形成され、あるいはステージの上面が多孔質物質で構成される。ガス噴出孔を細孔にすることで、ステージ側から基板上の塗布膜に与える熱的影響のばらつきを効果的に低減することができる。
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、基板を平流し搬送でチャンバに搬入出するための搬送機構が設けられる。基板が矩形の場合、該搬送機構は、ステージの両側にはみ出る基板の両側端部にそれぞれ接触して基板を基板搬送方向に移動させる一対の搬送ラインを有する。好ましくは、該搬送ラインが、ステージの両サイドでそれぞれ基板搬送方向に所定のピッチで一列に配置された複数個のサイドローラを有する。
また、基板の搬入出をスムースに行うために、好ましくは、該搬送機構において、ステージと搬入口との間、またはステージと搬出口との間に、基板搬送方向に並べて配置された1本または複数本の内部コロを有する構成や、搬入口の外または搬出口の外に基板搬送方向に並べて配置された1本または複数本の外部コロを有する構成も採られてよい。
また、本発明の好適な一態様によれば、チャンバ内でステージを昇降移動または昇降変位させるためのステージ昇降機構が設けられる。かかる構成においては、乾燥処理を行うときは基板が搬送ラインから上方に離間してステージの上面に載置されるようにステージをステージ昇降機構により第1の高さ位置まで上昇させ、基板の搬入出を行うときは基板がステージから上方に離間して両側端部が搬送ラインに載るようにステージをステージ昇降機構により第2の高さ位置まで下降させてよい。
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転写跡が付くのを効果的に防止することができる。
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、たとえば矩形の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)52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9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30内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8は減圧乾燥ユニット(VD)46の構成を示し、図4はその平面図、図5および図6はその一部断面側面図、図7および図8はその一部断面背面図である。図9は、減圧乾燥ユニット(VD)46に設けられるステージ内部の構造を示す拡大断面図である。
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孔88が設けられており、それらのガス噴射孔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形ノズルであり、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によりステージ80上で浮上搬送され、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の延長線上(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の中まで続いている。
減圧乾燥ユニット(VD)46回りには、レジスト塗布ユニット(COT)44からチャンバ106の中まで延びる上記搬入側のコロ搬送路104に加えて、チャンバ106の内部に浮上式のローラ搬送路108が敷設されるとともに、チャンバ106の中から後段の処理部(第2の熱的処理部32)まで搬出側のコロ搬送路110が敷設されている。
搬入側コロ搬送路104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を受け取って減圧乾燥ユニット(VD)46のチャンバ106へコロ搬送で送り込むように構成されている。浮上式ローラ搬送路108は、搬入側コロ搬送路104からコロ搬送で送られてくる基板Gを同速度の浮上式ローラ搬送でチャンバ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)へ浮上式ローラ搬送で送り出すように構成されている。搬出側コロ搬送路110は、浮上式ローラ搬送路108より浮上式ローラ搬送で送り出される処理済の基板Gを同速度のコロ搬送でチャンバ106の外へ引き出して後段の第2の熱的処理部32へ送るように構成されている。
図3〜図8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ほどの大きさに形成されたスリット状の搬入口112および搬出口114がそれぞれ設けられている。さらに、これらの搬入口112および搬出口114を開閉するためのゲート機構116,118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120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116,118は、図示省略するが、スリット状の搬入出口(112,114)を気密に閉塞できる蓋体(弁体)と、この蓋体を搬入出口(112,114)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のエアシリンダと、蓋体を搬入出口(112,114)に対して気密に密着する水平往動位置と離間または分離する水平復動位置との間で水平移動させる第2のエアシリンダとを備えている。
浮上式ローラ搬送路108は、チャンバ106内の中心部に水平かつ昇降可能に配置された扁平・矩形のステージ122と、搬入口112から搬出口114に向かう基板搬送方向(X方向)を前方としてステージ122の左右両側に配置されたローラ搬送路124L,124Rとで構成されている。
図4に示すように、ステージ122の上面には一様な密度で多数または無数のガス噴出孔126が形成されている。この減圧乾燥ユニット(VD)46で基板Gの搬入出が行われる際には、ステージ122の上で基板Gを浮かすために各ガス噴出孔126より適当な圧力でガス(たとえばエア)が噴き出すようになっている。ステージ122の上面は、基板Gと同形の矩形で、基板Gよりは小さく、基板Gの製品領域よりも大きなサイズを有している。一般に、LCD用のガラス基板においては、基板上面(被処理面)の周縁部に所定幅(たとえば20〜30mm幅)のマージン領域が設定され、マージン領域よりも内側の有効領域つまり製品領域にLCDデバイスが形成される。製品領域がレジスト膜の品質を保証しなければならない保証領域である。通常は、ステージ122の上面に基板Gをセンタリングして載置したときに基板Gの各辺がステージ122の各辺よりも15mm〜20mmだけ外にはみ出るように、ステージ122の上面サイズを選定してよい。
ステージ122の中には、図9に示すように、空洞のガスバッファ室128が設けられている。このガスバッファ室128は、ステージ上面のガス噴出孔126に連通するとともに、ステージ下面の配管130に連通している。ガス噴出孔126は、後述するようにレジスト膜への熱的影響のばらつきや転写跡の発生を確実に防ぐうえで細孔ないし微細孔が好ましい。図示の構成例は、ステージ122の上面板122aの下面にざぐり穴127を形成し、このざぐり穴127の肉薄な天井面の中心に細径ないし微細径(好ましくはφ0.3mm以下)のガス噴出孔126を穿孔している。ガスバッファ室128内には、上面板122aのたわみを防止するための柱132が適所に設けられている。配管130は、チャンバ106の外から引き込まれており、ステージ122の昇降に合わせて一緒に昇降または伸縮するようになっている。配管130を通すためにチャンバ106の底壁に形成された穴はシール部材131によって封止されている。
チャンバ106の外で配管130は、ガス供給管134を介して浮上用ガス供給部136に通じるとともに、排気管138を介して真空排気装置140にも通じている。ガス供給管134および排気管138には開閉弁(電磁弁)142,144がそれぞれ設けられている。浮上用ガス供給部136は、コンプレッサまたは工場用力の圧縮空気源およびレギュレータ等からなり、所定圧力の圧縮空気を送出する。真空排気装置140は、真空ポンプを有しており、排気管138を通じて、配管130およびステージ122内のガスバッファ室128を大気圧状態から真空引きして所定真空度の減圧状態にする機能を有している。
ステージ122を昇降移動させるために、チャンバ106の下に所定の間隔を隔てて複数個のエアシリンダ146が昇降駆動源として配置され、チャンバ106の底壁を鉛直方向で昇降移動可能に貫通する支持軸148を介してステージ122にエアシリンダ146のピストンロッドが接続されている。各支持軸148を通すためにチャンバ106の底壁に形成された穴はガイド機能を有するシール部材150によって封止されている。
図4に示すように、ステージ122の左右両側で基板搬送方向(X方向)に延びる一対のローラ搬送路124L,124Rは、それぞれ同方向に一定間隔で多数のサイドローラ152を一列に配置している。各サイドローラ152は円板体または円柱体からなり、その中心部からY方向外側に水平に延びるローラ支持軸154がその中間部で軸受156により回転可能に支持されるとともに、その先端部でマグネット式のかさ歯車158を介して共通駆動シャフト160に接続されている。右側ローラ搬送路124Rの駆動シャフト160は、チャンバ106の外に取り付けられた回転駆動源のモータ162に駆動プーリ164、タイミングベルト166および従動プーリ169を介して接続されている。左側ローラ搬送路124Lの駆動シャフト160は、チャンバ106内で搬入側コロ搬送路104および搬出側コロ搬送路110の一部をそれぞれ構成するコロ172,174を介して右側駆動シャフト160から回転駆動力を伝達されるようになっている。別の構成例として、左側ローラ搬送路124Lの駆動シャフト160を上記モータ162とは別の回転駆動源に接続する構成も可能である。
図4および図7に示すように、ローラ搬送路124L,124Rの各サイドローラ152は、基板Gが搬入側コロ搬送路104からステージ106の上に送り込まれて来る際に、あるいは基板Gがステージ106の上から搬出側コロ搬送路110へ送り出される際に、ステージ106のY方向外側にはみ出た基板両側端部がサイドローラ152の上に載るようなZ方向およびY方向の位置に配置される。基板Gと接触するサイドローラ152の外周面にはすべり止めに有効なゴム製のOリング152aが装着されてよい(図7)。
チャンバ106の底壁には1箇所または複数個所に排気口163が形成されている。これらの排気口163には排気管165を介して真空排気装置140が接続されている。真空排気装置140は、排気管165を通じて、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にする機能を有している。排気管165には開閉弁(電磁弁)167が設けられている。
チャンバ106内の両端部、つまり搬入口112および搬出口114の近くでコロ搬送路104,110よりも低い位置に、Y方向に延びる窒素ガス噴出管168が設けられている。これらの窒素ガス噴出管168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、ガス供給管170(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管168が全周面から窒素ガスを噴き出すようになっている。
搬入側コロ搬送路104を構成するコロ172は、搬入口112に対応した高さ位置で基板搬送方向(X方向)に適当な間隔を置いて一列に配置されている。その中で、チャンバ106の外に設けられているコロ172Aは専用の駆動モータに適当な伝動機構を介して接続されており、チャンバ106内のコロ172Bは上述したようにローラ搬送路124L,124Rのサイドローラ152と共通の駆動シャフト160を介して共通の駆動モータ162に接続されている。
搬出側コロ搬送路110を構成するコロ174も、搬出口114に対応した高さ位置で基板搬送方向(X方向)に適当な間隔を置いて一列に配置されている。その中で、チャンバ106の外に設けられているコロ174Aは専用の駆動モータに適当な伝動機構を介して接続されており、チャンバ106内のコロ174Bは上述したようにローラ搬送路124L,124Rのサイドローラ152と共通の駆動シャフト160を介して共通の駆動モータ162に接続されている。
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104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104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112から進入する。この時、ゲート機構116は搬入口112を開けておく。
チャンバ106内の浮上式ローラ搬送路108も、搬入側コロ搬送路104のコロ搬送動作とタイミングの合った同一搬送速度の浮上式ローラ搬送動作を行う。このために、開閉弁144をオフ、開閉弁142をオンにして、ガス浮上用ガス供給部136よりガス供給管134および配管130を介してステージ122内のガスバッファ室128に圧縮空気を送り込み、ステージ上面のガス噴出孔126より所定の圧力でエアを噴出させる。また、モータ162をオンにして、左側および右側ローラ搬送路124L,124Rの全てのサイドローラ152を一定の回転速度で回転させる。これにより、図5および図7に示すように、搬入口112から入ってきた基板Gは、ステージ122上ではガス噴出孔126から受ける空気の圧力で浮いて、ステージ122から左右外側にはみ出る基板両側端部が左側および右側ローラ搬送路124L,124Rのサイドローラ152の上にそれぞれ乗り、サイドローラ152の回転により基板搬送方向(X方向)へ平流しで搬送される。
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が浮上式ローラ搬送路108および搬出側コロ搬送路110上の連続した等速度の平流し搬送によって搬出口114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)へ送られる。基板Gは搬入出時にステージ122の上面(細径で密なガス噴出孔126)から浮上用の空気流を略均一な圧力で受けるため、基板G上のレジスト膜がステージ122側から受ける熱的影響のばらつきは小さく、実質的に無視できる。
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110および浮上式ローラ搬送路108上の連続的な平流し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116,118が作動して、それまで開けていた搬入口112および搬出口114をそれぞれ閉塞し、チャンバ106を密閉する。
次いで、浮上用ガス供給管134の開閉弁142をオフにしてステージ122の上面(ガス噴出孔126)におけるエアの噴出を停止するとともに、昇降シリンダ146を往動させて、基板Gの裏面または下面がローラ搬送路124L,124Rのサイドローラ152から上方に離間し、かつ基板Gの上面とチャンバ108の天井面との距離間隔(ギャップ)Dが設定値になる高さ位置までステージ122を所定のストロークだけ上昇させる。なお、上記ギャップDは、基板Gの上を流れるガスの流速ひいてはレジスト膜の乾燥速度に影響するファクタまたはパラメータである。
上記のようなステージ122の上昇移動に連動させて、排気管138,164の開閉弁144,167をオンにして、浮上ガスライン(130,128)およびチャンバ108内空間を真空排気装置140に接続する。開閉弁144,167をオンにするタイミングは同時でもよいが、通常は浮上ガスライン(130,128)側の開閉弁144のオンを早くするのが好ましい。こうして、基板Gは往動(上昇)高さ位置でステージ122の上面に基板裏面が直に接触した状態で載置され、チャンバ106内の空間はもちろん浮上ガスライン(130,128)の中も真空排気される。
上記のようにチャンバ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上のレジスト液膜から溶剤(シンナー)が常温下で効率よく蒸発して、適度に乾燥したレジスト膜になる。この減圧乾燥処理中は、基板Gの製品領域全面にステージ122の平坦な上面が接触しているので、基板製品領域内の温度分布が略均一となり、基板Gの製品領域内に転写跡が発生するおそれはない。なお、ステージ122の上面に設けられているガス噴出孔126は細孔ないし微細孔であり、しかも一様な密度で一面に分布しているので、基板製品領域内の温度分布に影響を与えることはない。
上記の減圧乾燥処理は一定時間を経過すると、あるいはチャンバ106内の圧力が設定値に達するとそこで終了し、真空排気装置140の排気動作を停止させ、排気管138,165の開閉弁144,167をオフにする。これと入れ代わりに、窒素ガス噴出管168よりチャンバ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116,118を作動(復動)させて搬入口112および搬出口114を開ける。これと前後して、浮上ガス供給管134の開閉弁144をオンにして、ガス浮上用ガス供給部136よりガス供給管134および配管130を介してステージ122内のガスバッファ室128に圧縮空気を送り込み、ステージ上面のガス噴出孔126より所定の圧力でエアを噴出させる。一方、昇降シリンダ146を復動させて、ステージ122上で浮上する基板Gの裏面または下面がローラ搬送路124L,124Rのサイドローラ152に乗る高さ位置までステージ122を所定のストロークだけ下降させる。
この直後に、浮上式ローラ搬送路108および搬出側コロ搬送路110上で同一速度の平流し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114から浮上式ローラ搬送および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104および浮上式ローラ搬送路108上の連続的な平流し搬送によって搬入口112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をコロ搬送および浮上式ローラ搬送でチャンバ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を浮上式ローラ搬送および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112および搬出口114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120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、基板Gの製品領域全面にステージ122の上面が接触するので、基板Gの製品領域内に接触部材の転写跡が発生するおそれはない。
以上本発明を好適な実施形態について説明したが、本発明は上記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が可能である。
たとえば、浮上式ローラ搬送路108において、ステージ122の左右両側に設けるローラ搬送路124L,124Rを、基板搬送方向(X方向)に延びるベルト搬送路で代用することも可能である。あるいは、基板Gの搬入出時には基板Gの両側端部に吸着パッドで結合して基板Gを基板搬送方向(X方向)に搬送し、減圧乾燥処理中は該吸着パッドを基板Gから分離するような搬送機構も可能である。さらには、浮上式ローラ搬送路108の搬送手段として外部搬送ロボットの搬送アームを用いることも可能である。この場合は、基板Gと一緒に搬送アームも通れるように搬入出口112,114を大きくする必要がある。
また、ステージ122の上面を、上記実施形態におけるような穿孔板に代えて、多数の細孔を有する多孔質物質で構成することも可能である。上記実施形態はチャンバ106内空間の真空排気と浮上用ガスライン(130,128)の真空排気とを共通(同一)の真空排気装置140で行ったが、別個独立の真空排気装置で行ってもよい。
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112および搬出口114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104と搬出側コロ搬送路110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。 実施形態における減圧乾燥ユニットの構成を示す平面図である。 実施形態における減圧乾燥ユニットの搬入出時の各部の状態を示す一部断面側面図である。 実施形態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一部断面側面図である。 実施形態における減圧乾燥ユニットの搬入出時の各部の状態を示す一部断面背面図である。 実施形態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一部断面背面図である。 実施形態におけるステージ内部の構造を示す拡大断面図である。
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 搬入側コロ搬送路
106 チャンバ
108 浮上式ローラ搬送路
110 搬出側コロ搬送路
112 搬入口
114 搬出口
116,118 ゲート機構
122 ステージ
124L,124R ローラ搬送路
126 ガス噴出孔
128 ガスバッファ室
130 配管
134 ガス供給管
136 浮上用ガス供給部
138,165 排気管
140 真空排気装置
142,144,167 開閉弁
146 エアシリンダ
152 サイドローラ
162 モータ
172(172A,172B) 搬入側コロ搬送路のコロ
174(174A,174B) 搬出側コロ搬送路のコロ

Claims (13)

  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、
    前記乾燥処理中に前記チャンバ内の空間を密閉状態で真空排気するための第1の排気機構と、
    前記チャンバ内で前記基板を載置するための上面を有し、かつ前記上面に前記基板を浮上させるガスを噴出するための多数のガス噴出孔を有するステージと、
    前記ガス噴出孔に前記ステージの中を通るガスラインを介して基板浮上用のガスを供給するためのガス供給部と、
    前記ガスラインを真空排気するための第2の排気機構と
    を有し、前記乾燥処理を行うときは前記ガスラインを前記第2の排気機構に接続して前記基板を前記ステージの上面に載置し、前記基板の搬入出を行うときは前記ガスラインを前記ガス供給部に接続して前記基板を前記ステージ上で浮上させる減圧乾燥装置。
  2. 前記ステージの上面は、前記基板よりは小さく、前記基板の製品領域よりも大きい請求項1に記載の減圧乾燥装置。
  3. 前記ステージの上面に、前記ガス噴出孔が一定密度の細孔として形成される請求項1または請求項2に記載の減圧乾燥装置。
  4. 前記ステージの上面が多孔質物質からなる請求項1または請求項2に記載の減圧乾燥装置。
  5. 前記基板を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、
    前記搬入口および前記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1〜4のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  6. 前記搬入口および前記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5に記載の減圧乾燥装置。
  7. 前記基板を平流し搬送で前記チャンバに搬入出するための搬送機構を有する請求項1〜6のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  8. 前記基板が矩形であり、
    前記搬送機構が、前記ステージの両側にはみ出る前記基板の両側端部にそれぞれ接触して前記基板を基板搬送方向に移動させる一対の搬送ラインを有する請求項7に記載の減圧乾燥装置。
  9. 前記搬送ラインが、前記ステージの両サイドでそれぞれ基板搬送方向に所定のピッチで一列に配置された複数個のサイドローラを有する請求項8に記載の減圧乾燥装置。
  10. 前記搬送機構が、前記ステージと前記搬入口との間、または前記ステージと前記搬出口との間に、基板搬送方向に並べて配置された1本または複数本の内部コロを有する請求項7〜9のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  11. 前記搬送機構が、前記搬入口の外または前記搬出口の外に、基板搬送方向に並べて配置された1本または複数本の外部コロを有する請求項7〜10のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  12. 前記チャンバ内で前記ステージを昇降移動または昇降変位させるためのステージ昇降機構を有する請求項1〜11のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
  13. 前記乾燥処理を行うときは前記基板が前記搬送ラインから上方に離間して前記ステージの上面に載置されるように前記ステージを前記ステージ昇降機構により第1の高さ位置まで上昇させ、前記基板の搬入出を行うときは前記基板が前記ステージから上方に離間して基板両側端部が前記搬送ラインに載るように前記ステージを前記ステージ昇降機構により第2の高さ位置まで下降させる請求項12に記載の減圧乾燥装置。
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