JP2015195276A - 基板処理装置および基板処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】スループットを向上し、安定した塗布処理を行うことができる基板処理装置およびその基板処理装置を組み込んだ基板処理システムを提供する。【解決手段】複数の基板Ｓを保持領域９１に保持した基板ホルダー９０をステージ３に載置する。ステージ３の載置面３０には複数の吸着孔７２が形成されており、吸着孔７２は真空ポンプ７５と連通している。基板ホルダー９０は保持領域９１として凹部９１１を有し、凹部９１１の底面ＢＴには複数の貫通孔９１３が形成されており、基板ホルダー９０をステージ３に載置することで、吸着孔７２と貫通孔９１３とによって真空ポンプ７５に連通する吸引路７５が形成され、吸引路７５を介して複数の基板Ｓを基板ホルダー９０に吸着保持した状態で処理液を塗布する。【選択図】図６

Description

本発明は、複数の基板に対して同時に処理液を塗布する基板処理装置および基板処理システムに関する。

従来より、ガラス基板や半導体ウェハ等に対して、スリットノズルを走査しながらレジスト等の処理液を塗布する基板処理装置が知られている。このような処理装置では安定した塗布処理を行う上で基板と吐出口との間隔を一定にすること均一な厚さの塗布膜を形成する上で重要である。
また、複数の基板を同時に塗布部に搬入し、同時に塗布処理することで基板処理のスループットを向上することができる基板処理装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また、他の成膜装置では、複数の基板を保持した基板トレイを真空容器に搬入し、プラズマ処理により複数の基板に同時に成膜するプラズマＣＶＤ装置も知られている（例えば、特許文献２）。

特許文献１では、基板受入部に外部から複数の基板を受け入れ、複数の基板を同時に塗布部に搬送する搬送機構を備える基板処理装置が開示されている。具体的には、２枚の基板を同時にステージに載置し、スリットノズルを２枚の基板の上方を走査させつつ処理液を吐出する。そのため、従来に比べてスループットが向上するとともに、均一な厚さの塗布膜を形成することができる。

特開２０１３−５１２７５号公報 特開２０１２−１０４５４４号公報

近年、塗布膜の厚さの均一性を低下させることなく、さらなるスループットの向上が求められている。そこで、特許文献１に開示される基板処理装置において、さらなるスループットを向上させるため、一度に処理する枚数を増やすことが考えられる。しかしながら、装置構造が複雑になるとともに、制御が難しくなるという問題がある。また、同様の装置を複数台設けることも考えられるが、装置コストが高くなるという問題がある。

一方、特許文献２に開示される基板トレイを用いて複数の基板を一括して搬送することが考えられる。このような技術を特許文献１に開示される基板処理装置に適用することも考えられるが、基板を基板トレイ上に単に配設されているだけでは、特許文献１に開示されるような基板処理装置では安定して処理液を塗布することができない事もある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、スループットを向上しかつ安定した塗布処理を行うことができる技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る基板処理装置は、複数の基板に処理液を塗布する基板処理装置であって、基板を水平に保持する複数の保持領域を一方側主面に有する基板ホルダーと、前記基板ホルダーに保持された複数の前記基板の表面に処理液を塗布する塗布部と、外部から基板を受け入れ、前記基板ホルダーのそれぞれの前記保持領域に前記基板を載置し、前記塗布部に前記基板ホルダーを搬送する基板受入部と、前記塗布部での塗布処理が行われた後、前記塗布部から前記基板ホルダーを搬出し、前記基板ホルダーから前記基板を外部に払い出す基板搬出部と、を備え、前記塗布部は、複数の吸着孔が形成された載置面を有し、前記基板を保持した前記基板ホルダーを前記載置面で水平に載置するステージと、前記複数の吸着孔と連通し、前記載置面の上方の雰囲気を吸引する吸引手段と、 前記基板ホルダーに水平に保持された前記複数の基板の表面と近接した状態で、前記基板に対して水平方向に一方側から他方側に相対的に移動する間、複数の前記基板の表面に処理液を塗布するスリットノズルと、を有し、前記基板ホルダーは、前記保持領域に形成された複数の貫通孔を有し、前記基板ホルダーを前記ステージの載置面に載置することで、前記基板ホルダーの貫通孔と前記ステージに形成された吸着孔とによって前記吸引手段と連通する吸引路が形成され、前記吸引路を介して前記保持領域の上方の雰囲気を吸引し前記基板を前記基板ホルダーに吸着保持することを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る基板処理装置は、本発明の第１の態様に係る基板処理装置であって、前記保持領域は、前記基板の寸法と略同じ寸法の凹部であり、前記凹部の底面に前記吸着孔が形成されることを特徴とする。

本発明の第３の態様に係る基板処理装置は、本発明の第１の態様又は第２の態様に係る基板処理装置であって、前記保持領域には、前記吸着孔と連通する吸着溝をさらに備えることを特徴とする。

本発明の第４の態様に係る基板処理装置は、本発明の第１の態様ないし第３の態様のいずれか一態様に係る基板処理装置であって、前記スリットノズルから前記基板に処理液が塗布されている間に、前記基板受入部において、前記基板ホルダーに基板が載置されることを特徴とする。

本発明の第５の態様に係る基板処理装置は、本発明の第１の態様ないし第４の態様のいずれか一態様に係る基板処理装置であって、前記基板搬出部で前記基板を外部に払い出した後の前記基板ホルダーを前記基板受入部へ搬送するホルダー搬送機構をさらに備えることを特徴とする。

本発明の第６の態様に係る基板処理システムは、本発明の第１の態様ないし第５の態様のいずれか一態様の基板処理装置と、前記基板処理装置で処理液が塗布された基板を保持した状態で、前記基板ホルダーをチャンバー内に収容し、前記チャンバー内を減圧することで前記基板に塗布された処理液から溶媒を除去して塗布膜を形成する乾燥部と、を備えることを特徴とする。

本発明の第１の態様では、複数枚の基板を基板ホルダーに吸着保持した状態で処理液を塗布することできる。したがって、安定した処理液の塗布が行えるとともにスループットを向上させることができる。

本発明の第２の態様では、塗布部において基板の位置決め処理が不要となりスループットを向上させることができる。

本発明の第３の態様では、保持領域において基板をさらに安定して保持することができ、安定した塗布処理を行うことができる。

本発明の第４の態様では、基板ホルダーへの次の基板の載置を先の基板に対する塗布処理中に行うためスループットを向上させることができる。

本発明の第５の態様では、基板を外部に払いだした後の基板ホルダーを基板受入部に搬送する機構を備えるため、自動制御を実現することができる。

本発明の第６の態様では、基板を基板ホルダーに保持した状態で乾燥処理を行うことで均一な厚さの塗布膜を形成することができる。

基板処理装置の概略上面図である。 基板移載部について説明するための断面図である。 基板ホルダーについて説明するための斜視図である。 塗布部を説明するための概略斜視図である。 塗布部の保持エリアについて説明するための図である。 保持エリアに基板ホルダーを載置した状態を説明するための断面図である。 塗布部の正面概要図である。 スリットノズルの下面図である。 基板処理のフローを説明するための図である。 基板処理システムの概略上面図である。 乾燥部を説明するための図である 熱処理部を説明するための図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、図面においては、方向関係を明確にするため必要に応じてＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平平面とするＸＹＺ直交座標系を付しているが、位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。また、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

図１は、本実施形態に係る基板処理装置１の概略上面図である。基板処理装置１は、複数の角型基板（以降では、単に基板Ｓと呼ぶ）の上面に対して処理液を塗布する装置である。

この基板処理装置１は、装置外部から基板Ｓを受け入れ、基板ホルダー９０に基板Ｓを載置するための基板受入部１００と、基板ホルダー９０に保持された複数の基板Ｓに処理液を塗布する塗布部１１０と、塗布部１１０から基板ホルダー９０を搬出し、基板ホルダー９０から基板Ｓを装置外部へ払い出す基板搬出部１２０と、を主として備える。

基板受入部１００は、カセットＣに収容される基板Ｓを装置内部に搬入する搬送ロボット１３０と、基板ホルダー９０を載置し搬送ロボット１３０から受け取った基板Ｓを基板ホルダー９０に載置する基板移載部１４０と、複数の基板Ｓが載置された基板ホルダー９０を塗布部１１０に搬送する搬送ロボット１５０と、を備える。

搬送ロボット１３０は、一対のフィンガー１３１を備え、カセットＣに収容される基板Ｓを下方からすくい上げて支持する。また、搬送ロボット１３０は、Ｚ軸方向に延びる軸を回転軸として、フィンガー１３１を旋回させることできる。具体的には、搬送ロボット１３０は、−Ｘ側に配設されたカセットＣから、基板Ｓを受け取り、右回り（または左回り）に１８０度旋回することで、フィンガー１３１に支持した基板Ｓを基板移載部１４０に渡す。なお、フィンガー１３１は３本以上であっても良い。

基板移載部１４０は、基板ホルダー９０を水平に載置し、搬送ロボット１３０の一対のフィンガー１３１が支持した基板Ｓを基板ホルダー９０に載置する。なお、詳細については後述する。

搬送ロボット１５０は、基板移載部１４０で複数の基板Ｓが保持された基板ホルダー９０を塗布部１１０へ搬送するとともに、基板処理装置１の外部から基板Ｓが載置されていない基板ホルダー９０を該装置内に搬入し基板移載部１４０へ載置する。搬送ロボット１５０は、一対のフィンガー１５１を備え、基板移載部１４０で複数の基板Ｓが載置された基板ホルダー９０を下方からすくい上げて支持する。また、搬送ロボット１５０は、Ｚ軸方向に延びる軸を回転軸として、フィンガー１５１を旋回させることできる。具体的には、搬送ロボット１５０は、−Ｘ側に配設された基板移載部１４０から、基板ホルダー９０を受け取り、右回り（または左回り）に１８０度旋回することで、フィンガー１５１に支持した基板ホルダー９０を塗布部１１０に渡す。

塗布部１１０は、基板受入部１００から複数の基板Ｓが保持された基板ホルダー９０を水平に載置し、基板Ｓの上面に処理液を塗布する。塗布部１１０の詳細については後述する。

基板搬出部１２０は、塗布部１１０で処理液が塗布された複数の基板Ｓを保持する基板ホルダー９０を塗布部１１０から搬出する搬送ロボット１６０と、処理液が塗布された基板Ｓを基板ホルダー９０から取り外す基板取外し部１７０と、基板取外し部１７０で基板ホルダー９０から取り外された基板ＳをカセットＣに払い出す搬送ロボット１８０と、を備える。

搬送ロボット１６０、搬送ロボット１８０は、前述した搬送ロボット１５０、搬送ロボット１３０と同様の構成であるため説明を省略する。なお、搬送ロボット１６０は、基板取外し部１７０で基板Ｓが取り外された基板ホルダー９０を基板処理装置１の外部へ搬出する。また、基板取外し部１７０は、基板移載部１４０と同様の構成であり基板移載部１４０と併せて説明を行う。

次に図２を参照しつつ基板移載部１４０について説明する。図２は基板ホルダー９０および基板Ｓが載置された状態の基板移載部１４０の断面図である。なお、基板取外し部１７０も同様の構成である。

基板移載部１４０は、搬送ロボット１３０の＋Ｘ側に隣接して配置され、搬送ロボット１３０にて基板処理装置１の外部から受け入れた基板Ｓを基板ホルダー９０に載置するための装置である。

基板移載部１４０は、基板ホルダー９０を載置するホルダー載置台１４１と、ホルダー載置台１４１に基板ホルダー９０を載置するためのホルダー昇降ピン１４２と、ホルダー昇降ピン１４２を昇降させるホルダー昇降機構１４５と、ホルダー載置台１４１に載置された基板ホルダー９０に基板Ｓを載置するための基板昇降ピン１４４と、基板昇降ピン１４４を昇降させる基板昇降機構１４３とを備える。

ホルダー載置台１４１は、その上面に複数の貫通孔１４６を備える。貫通孔１４６はホルダー載置台１４１を貫通しており、ホルダー載置台１４１の上面に開口が形成される。複数の貫通孔１４６は、ホルダー昇降ピン１４２が出没する複数の第１貫通孔１４６ａと、基板昇降ピン１４４が出没する複数の第２貫通孔１４６ｂとを有する。

第１貫通孔１４６ａは、基板ホルダー９０をホルダー昇降ピン１４２で昇降可能とするため、ホルダー載置台１４１に基板ホルダー９０が載置された状態で、後述する基板ホルダー９０の凹部９１１の底面ＢＴに形成される貫通孔９１３とは異なる位置、つまり、開口が重ならない位置に形成されている。

複数のホルダー昇降ピン１４２は、ホルダー載置台１４１の第１貫通孔１４６ａにそれぞれ挿入して設けられている。また、複数のホルダー昇降ピン１４２は、ホルダー載置台１４１の下方でホルダー昇降機構１４５と連結されており、ホルダー昇降機構１４５がモータ等によりＺ方向に動作することでホルダー昇降ピン１４２を一括して昇降させる。これにより、複数のホルダー昇降ピン１４２は、ホルダー載置台１４１の上面から出没可能となり、基板ホルダー９０を水平に昇降することができる。

第２貫通孔１４６ｂは、基板Ｓを基板昇降ピン１４４で昇降可能とするため、ホルダー載置台１４１に基板ホルダー９０が載置された状態で、後述する基板ホルダー９０の凹部９１１の底面ＢＴに形成される貫通孔９１３と同じ位置、つまり、開口が重なる位置に形成されている。

複数の基板昇降ピン１４４は、ホルダー載置台１４１の第２貫通孔１４６ｂにそれぞれ挿通可能に設けられている。また、複数の基板昇降ピン１４４は、ホルダー載置台１４１の下方で基板昇降機構１４３と連結されており、基板昇降機構１４３がモータ等によりＺ方向に動作することで基板昇降ピン１４４を一括して昇降させる。これにより、複数の基板昇降ピン１４４は、ホルダー載置台１４１に載置された基板ホルダー９０の底面ＢＴから出没可能となり、搬送ロボット１３０との間で基板Ｓの受け渡しを行うことができる。

図３は基板ホルダー９０の一例を示す斜視図である。なお、図示の都合上、基板ホルダー９０の角の一部のみ図示している。

図３に示すように、基板ホルダー９０は板状部材であり、その上面には基板を保持する複数の保持領域９１が形成されている。具体的には、保持領域９１は基板Ｓを位置決めするために基板ホルダー９０に形成された矩形形状の開口を有する凹部９１１である（本実施形態では４つの保持領域９１が２×２の縦横に形成されているが、図示の都合上、図３では１つのみ示している）。いずれの凹部９１１も構成は同じであるため１つの凹部９１１についてのみ説明する。

凹部９１１は、その底面ＢＴに複数の貫通孔９１３（図３の白丸）と、底面ＢＴ側で貫通孔９１３と連通する略直線状の複数の吸着溝９１４とが形成されている。また、凹部９１１の底面ＢＴの縦横の寸法は基板Ｓの縦横の寸法と略同じ大きさとなっている。したがって、凹部９１１に載置された基板Ｓは保持領域９１に位置決めされることとなる。また、この凹部９１１の深さは、基板Ｓの厚みと略同じである。よって、凹部９１１に載置された基板Ｓの表面と、基板ホルダー９０の表面は略面一となる。そのため、後述する塗布部１１０において基板Ｓに均一の膜厚で処理液を塗布することができる。

複数の貫通孔９１３は、底面ＢＴから基板ホルダー９０の裏面に向けて貫通している。そのため、基板昇降ピン１４４が底面ＢＴから出没可能となり、基板Ｓを保持領域９１に載置することができる。また、吸着溝９１４は、基板Ｓの下面を略全面に渡って接するように格子状に設けられている。なお、吸着溝９１４は格子状に限定されるものではなく、円形状等でもよい。

図４から図８は、本実施形態に係る塗布部１１０の構成の一例を示す図である。図４は塗布部１１０の概略を示す斜視図であり、図５は塗布部１１０の保持エリアを拡大した図であり、図６は保持エリアに基板ホルダー９０を載置した状態での断面図である。また、図７は塗布部１１０の正面概要図であり、図８はスリットノズル４１の下面図である。以上の図面を参照しつつ説明する。

塗布部１１０は、基板ホルダー９０に保持された複数の基板Ｓの表面に処理液を塗布して、基板Ｓの表面に塗布膜を形成する塗布装置である。当該塗布装置は、基板ホルダー９０を載置して保持するための保持台として機能するとともに、付属する各機構の基台としても機能するステージ３を備える。ステージ３は直方体形状を有する例えば石製であり、その上面（保持面３０）及び側面は平坦面に加工されている。

ステージ３の上面は水平面とされており、基板ホルダー９０の保持面３０となっている。保持面３０の保持エリアには多数の吸着孔７２（図５の白丸）と、略直線状の複数の溝であって吸着孔７２と連通する吸着溝７４と、上下に昇降可能な複数のリフトピン１１４（図６）を出没可能とする複数のピン孔７３（図５の黒丸）とが形成されている。塗布部１１０において基板ホルダー９０に保持された基板Ｓに塗布処理を行う期間、基板ホルダー９０を吸着することにより、基板ホルダー９０を所定の水平位置に保持する。また、保持面３０から基板ホルダー９０を搬出する場合は、ホルダー昇降機構１４５がリフトピン１１４を昇降させることで基板ホルダー９０を上昇させ搬送ロボット１６０によって搬出することができる。

図５に示すように、複数の吸着孔７２は保持面３０の上面に略均等に格子状に分布するように形成されている。各吸着孔７２は保持面３０の表面を削ることによって形成される吸着溝７４と連通している。また、複数の吸着孔７２は真空ポンプ７５１と接続されており、後述する制御部２０によって真空ポンプ７５１が駆動することで、複数の吸着孔７２及び吸着溝７４を介して保持面３０の上方の雰囲気が吸引される。これにより、基板ホルダー９０を保持面３０に安定して保持することができる。

また、図６に示すように吸着孔７２の一部は基板ホルダー９０に載置される複数の基板Ｓを吸着保持する機能も有する。基板ホルダー９０は、搬送ロボット１５０によってステージ３の保持面３０に載置された時、基板ホルダー９０に形成される複数の貫通孔９１３の保持面３０と当接する側の開口と、保持面３０に形成される吸着孔７２の開口とが重なることで吸引路７５を形成する。そのため、吸引路７５は基板ホルダー９０の底面ＢＴから真空ポンプ７５１まで連通することとなる。そして、真空ポンプ７５１が駆動することで、基板ホルダー９０の底面ＢＴの上方の雰囲気が吸引される。これにより、基板Ｓを基板ホルダー９０の保持領域９１に吸着保持することができる。つまり、真空ポンプ７５１の駆動により保持面３０上に基板ホルダー９０が吸着保持され、さらに基板ホルダー９０の保持領域９１に基板Ｓが吸着保持される。よって、基板Ｓを塗布部１１０において安定的に保持することができる。

なお、基板ホルダー９０はステージ３に載置された後、図示を省略する位置合わせ機構により基板ホルダー９０は位置合わせが行われる。したがって、基板ホルダー９０に形成される貫通孔９１３の開口と、保持面３０に形成される吸着孔７２の開口とが重なるように配置することができる。

図４に戻って説明を続ける。保持面３０のうち基板ホルダー９０の保持エリア（基板ホルダー９０が保持される領域）を挟んだ両端部には、略水平方向に平行に伸びる一対の走行レール３１が固設される。走行レール３１は、架橋構造４の両端部の最下方に固設される図示しない支持ブロックとともに、架橋構造４の移動を案内し（移動方向を所定の方向に規定する）、架橋構造４を保持面３０の上方に支持するリニアガイドを構成する。

ステージ３の上方には、このステージ３の両側部分から略水平に掛け渡された架橋構造４が設けられている。架橋構造４は、例えば、カーボンファイバ補強樹脂を骨材とするノズル支持部４０と、その両端を支持する支柱部４２、４３とから構成されている。

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。図４においてＸ軸方向に長手方向を有するスリットノズル４１には、スリットノズル４１へ処理液を供給する配管や処理液供給ポンプなどを含む処理液供給機構（図示省略）が接続されている。
支柱部４２、４３は、スリットノズル４１の両側に分かれてノズル支持部４０によりスリットノズル４１と連結されている。支柱部４２、４３は図示を省略するモータ及びボールネジにより架橋構造４の昇降駆動力を生成する。これにより、支柱部４２、４３はスリットノズル４１を並進的に昇降させる。また、支柱部４２、４３は、スリットノズル４１のＸＺ平面内での姿勢を調整するためにも用いられる。

また、支柱部４２、４３の下端に設けられた支持ブロックには、ステージ３の両側の縁側に沿って、それぞれ固定子（ステータ）とで構成されるＡＣコアレスリニアモータ３２（以下、単に「リニアモータ」と称する）を備えている。リニアモータ３２を駆動することによって架橋構造４が走行レール３１に沿ってＹ軸方向に移動する。これにより、スリットノズル４１は、ステージ３に載置され、基板ホルダー９０に保持された基板Ｓに対してＹ軸方向に沿って相対移動することができる。つまり、リニアモータ３２は、移動機構を構成する。

図７、８に示すようにスリットノズル４１は、基板ホルダー９０によってＸ軸方向に沿って並列配置された２枚の基板Ｓ（図示されていないが、Ｙ軸方向にさらに２枚の基板Ｓが配置されている）の幅と略同じ長さに延在する長尺部材である。スリットノズル４１は、図示を省略する処理液供給機構に接続されている。処理液供給機構から処理液がスリットノズル４１に供給されると、処理液がスリットノズル４１の内部を通って、スリットノズル４１の下端部に形成される２つの吐出口４１１、４１１からそれぞれ処理液が吐出される。

吐出口４１１はＸ軸方向に沿って延在しており、基板Ｓに処理液を塗布する塗布領域の大きさに対応する長さとなっている。支柱部４２、４３に設けられた昇降機構によりスリットノズル４１を（−Ｚ）方向に下降させることによって、スリットノズル４１の吐出口４１１、４１１をそれぞれの基板Ｓ対して近接させることができる。

スリットノズル４１の吐出口４１１、４１１の間には、（＋Ｚ）方向に切り欠かれた切り欠き部４１３が形成されている。吐出口４１１が形成されているスリットノズル４１の下端面は、リップ面４１４を形成している。両側の吐出口４１１、４１１から処理液が吐出されると、それぞれのリップ面４１４、４１４に処理液が付着する。このとき、切り欠き部４１３が形成されていない場合、両側のリップ面４１４、４１４に付着した処理液が相互につながる場合がある。このような状態で、塗布処理を行うと、基板ホルダー９０に載置された基板Ｓ、Ｓの間の位置、すなわち基板ホルダー９０上に処理液が付着してしまう虞がある。これに対して、スリットノズル４１では、切り欠き部４１３によってスリットノズル４１の下端面が２つのリップ面４１４、４１４に分断される。このため切り欠き部４１３にて処理液を分断させることができるため、Ｘ軸方向に沿って並列配置された２枚の基板Ｓ、Ｓに対して同時に処理液を塗布することができる。

塗布部１１０は、各部を制御する制御部２０を備える。制御部２０に予めインストールされたプログラムに従って塗布部１１０の各部の動作が制御されることによって、基板Ｓへの処理液の塗布処理が実行される。なお、このような制御部２０としては、演算処理を行うＣＰＵや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、読み取り専用のＲＯＭ等の記憶部、キーボードやマウス等の入力部、ディスプレイ等の表示部を備えるパーソナルコンピュータ等を用いることができる。

再び図１に戻って、基板処理装置１に隣接して配されたホルダー搬送機構１９０について説明する。ホルダー搬送機構１９０は、基板搬出部１２０で基板Ｓを装置外部に払いだした後の基板ホルダー９０、つまり基板Ｓを保持していない基板ホルダー９０基板受入部１００へ搬送する。ホルダー搬送機構１９０は、主としてコンベア１９１とストッカー１９２とを備える。コンベア１９１は、搬送ロボット１６０から基板ホルダー９０が載置されると、図示を省略するモータが駆動しコンベア１９１が基板ホルダー９０をストッカー１９２に向けて水平に搬送する。

ストッカー１９２は、その内部に基板ホルダー９０を階層として保持する機構を有する。ストッカー１９２に保持された基板ホルダー９０は、搬送ロボット１５０によって搬出され基板移載部１４０に搬入される。このように、基板処理装置１で使用された基板ホルダー９０は、ホルダー搬送機構１９０により循環利用することができ、使用者等を介在することなく自動処理することができる。なお、ホルダー搬送機構１９０は必須ではなく、例えば、使用者等により基板ホルダー９０を基板処理装置１から取り出し、基板移載部１４０に搬送する構成としてもよい。

ここまで、基板処理装置１の構成およびその機能について説明したが、次に基板処理装置１の処理フローについて図９を参照しつつ説明する。

搬送ロボット１３０は、基板処理装置１の外部に配されたカセットＣから基板Ｓを基板処理装置１内に搬入する（ステップＳ１００）。この処理は後述するステップＳ１０４での、スリットノズル４１から基板に処理液が塗布されている間に行われることが好ましい。これにより、基板ホルダー９０へ次の基板Ｓを載置するための時間が不要となりスループットを向上させることができる。

搬送ロボット１３０によって装置内に搬入された基板Ｓは、あらかじめ基板移載部１４０に載置された基板ホルダー９０に基板Ｓを載置する（ステップＳ１０１）。詳細には、基板移載部１４０において基板昇降機構１４３が上昇し基板Ｓを受け取る受け取り位置に配される。そして、搬送ロボット１３０は基板昇降機構１４３に基板Ｓを移載する。基板昇降機構１４３に基板Ｓが移載されると、基板昇降機構１４３は下降し、基板ホルダー９０の保持領域９１に基板Ｓが載置される。

基板移載部１４０は、ホルダー昇降機構１４５を動作させ基板ホルダー９０を上昇させる。基板ホルダー９０が搬送ロボット１５０に受け渡し可能となる受け渡し位置に配されると、搬送ロボット１５０は基板Ｓが載置された基板ホルダー９０を受け取り、塗布部１１０に基板ホルダー９０を搬入する（ステップＳ１０２）。

塗布部１１０は搬送ロボット１５０から基板ホルダー９０を受け取るためリフトピン１１４を受け取り位置に配置する。搬送ロボット１５０からリフトピン１１４に基板ホルダー９０が移載されると、ホルダー昇降機構１１５がリフトピン１１４を下降させ、保持面３０に基板ホルダー９０を載置する。この時、基板ホルダー９０に形成された貫通孔９１３の開口部と、保持面３０に形成された吸着孔７２との開口部とが重なる。そして、貫通孔９１３の開口から真空ポンプ７５１まで連通された吸引路７５が形成される。そして、制御部２０によって真空ポンプ７５１が駆動すると、吸引路７５を介して基板Ｓは基板ホルダー９０の保持領域９１に吸着保持される（ステップＳ１０３）。併せて、基板ホルダー９０も保持面３０に吸着保持される。

制御部２０の指示により、スリットノズル４１が基板Ｓに対する塗布開始位置に配置される。そして、移動機構であるリニアモータ３２が駆動することで、基板Ｓに対して主走査方向にスリットノズル４１が移動しつつ塗布液を基板Ｓの上面に塗布する（ステップＳ１０４）。スリットノズル４１が塗布開始位置から塗布終了位置まで移動すると、基板Ｓへの塗布処理が完了する。この時、基板移載部１４０では、次の塗布処理を行う基板Ｓを基板ホルダー９０に載置する。これにより、塗布処理中に基板ホルダー９０への次の基板Ｓを載置することができるため、基板ホルダー９０への載置に要する時間が新たに発生しない。そのため、基板処理のスループットを向上させることができる。

塗布処理が完了すると、真空ポンプ７５１の吸引が停止し基板ホルダー９０の吸着保持が解除される。そして、リフトピン１１４が基板ホルダー９０を上昇させ受け渡し位置に配置し、搬送ロボット１６０が基板ホルダー９０を塗布部１１０から搬出する（ステップＳ１０５）。搬出された基板ホルダー９０は、基板取外し部１７０に搬送され、ホルダー載置台１７１に載置される。

基板取外し部１７０では、基板移載部１４０と逆の動作によりホルダー載置台１７１に載置された基板ホルダー９０から基板Ｓが搬送ロボット１８０によって取り出される（ステップＳ１０６）。

搬送ロボット１８０は基板ホルダー９０から取り外した基板Ｓを装置外に配されたカセットＣに払い出す（ステップＳ１０７）。

なお、ステップＳ１０６で基板ホルダー９０からすべての基板Ｓが取り外された後、搬送ロボット１６０が基板処理装置１に隣接して配されたホルダー搬送機構１９０に基板ホルダー９０を搬出しても良い。搬出された基板ホルダー９０はコンベア１９１によってストッカー１９２に送られ、搬送ロボット１５０によって、ホルダー載置台１４１に基板ホルダー９０が再び載置されることとなる。

以上のように、基板処理装置１は、基板Ｓを水平に保持する４枚の保持領域９１を一方側主面に有する基板ホルダー９０と、基板ホルダー９０に保持された４枚の基板の表面に処理液を塗布する塗布部１１０と、装置外部に配設されたカセットＣから基板Ｓを受け入れ装置内部に受け入れ、基板ホルダー９０のそれぞれの保持領域９１に基板Ｓを載置し、塗布部１１０に基板ホルダー９０を搬送する基板受入部１００と、塗布部１１０での処理液の塗布が行われた後、塗布部１１０から基板ホルダー９０を搬出し、基板ホルダー９０から基板Ｓを装置外部に払い出す基板搬出部１２０と、を備え、塗布部１１０は、複数の吸着孔７２が形成された載置面として機能する保持面３０を有し、基板Ｓを保持した基板ホルダー９０を保持面３０で水平に載置するステージ３と、複数の吸着孔７２と連通し、保持面３０の上方の雰囲気を吸引する真空ポンプ７５１と、基板ホルダー９０に水平に保持された４枚の基板Ｓの表面と近接した状態で、基板Ｓに対して水平方向に一方側から他方側に相対的に移動する間、複数の基板Ｓの表面に処理液を塗布するスリットノズル４１と、を有し、基板ホルダー９０は、保持領域９１に形成された複数の貫通孔９１３を有し、基板ホルダー９０をステージ３の保持面３０に載置することで、基板ホルダー９０の貫通孔９１３とステージ３に形成された吸着孔７２とによって真空ポンプ７５１と連通する吸引路７５が形成され、吸引路７５１を介して保持領域９１の上方の雰囲気を吸引し４枚の基板Ｓを基板ホルダー９０に吸着保持する。

これにより、複数の基板Ｓを保持する基板ホルダー９０を一括して搬送し塗布処理することができるため、スループットを向上させることができる。また、基板ホルダー９０には、ステージ３に形成された吸着孔７２と重なるように形成される貫通孔９１３を有することにより、ステージ３に基板ホルダー９０を載置した際、貫通孔９１３から真空ポンプ７５１まで連通する吸引路７５が形成され、塗布部１１０において基板ホルダー９０に保持された基板Ｓを安定的に保持できる。つまり、スリットノズル４１の吐出口４１１に対して、基板Ｓの上面との距離を一定に保つことができ、均一な厚さの膜厚を形成することができる。

次に、上述した基板処理装置１を備えた基板処理システムについて説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。

図１０は、上述した基板処理装置１を備えた基板処理システムを示す概略構成図である。基板処理システムは、基板処理装置１と、乾燥部２００と、熱処理部３００と、搬送ロボット１７５とによって構成されている。

基板処理システムでは、基板ＳをＡＲ１からＡＲ３で示す矢印となるような流れで搬送される。このような配置にすることで基板処理システムのフットプリントを小さくすることができる。

図１１を参照しつつ乾燥部２００について説明する。乾燥部２００は、基板Ｓに塗布された処理液を乾燥させて、基板Ｓに塗布膜を形成する。乾燥部２００は、４枚の基板Ｓを保持する基板ホルダー９０を収容する略直方体状のチャンバー２１０を備えている。チャンバー２１０は、フレームで支持された蓋部２１１によってその上部が覆われている。蓋部２１１を上下方向（Ｚ軸）に上昇させることによって、チャンバー２１０が開放され、その内部に基板ホルダー９０を収納することが可能となる。

チャンバー２１０の内部には、チャンバー２１０内の温度を上昇させるヒーター（図示省略）が設けられている。また、チャンバー２１０の内部を減圧する真空ポンプ２２０が接続されている。チャンバー２１０内の載置ピン２１２に基板ホルダー９０が載置されると、蓋部２１１が下降しチャンバー２１０が略密閉される。この状態で真空ポンプ２２０を駆動させることによって、チャンバー２１０内が減圧され、また、ヒーターを駆動させることによって基板Ｓが加熱される。これにより、各基板Ｓの表面に塗布された処理液に含まれる溶媒を除去する（乾燥させる）ことで塗布膜を形成することができる。

一般的に減圧乾燥処理において、基板の温度が部分的に変化することで、当該変動箇所で塗布膜に乾燥ムラが生じやすい。このような温度の変化は、基板が搬送ロボット等に直接保持される場合や、載置ピンに基板が直接載置されることで生じる。

しかしながら、本実施形態に記載された基板処理システムでは、処理液が塗布された基板Ｓを基板ホルダー９０に保持した状態で、搬送ロボット１６５によって乾燥部２００に搬送される。そして、基板ホルダー９０に保持された状態で乾燥部２００において乾燥処理が行われる。つまり、基板Ｓが当初から接触する基板ホルダー９０以外とは接触しない。そのため、搬送ロボット等によって基板が直接保持される場合に比べて、基板Ｓの温度変化が生じにくい。これにより、乾燥処理においても、乾燥ムラを抑制することができ、均一な厚さの塗布膜を形成することができる。

乾燥部２００で乾燥処理が行われた後、搬送ロボット１６５は乾燥部２００から基板ホルダー９０を取り出し、熱処理部３００に搬入する。

熱処理部３００は、図１２に示すように基板ホルダー９０に保持された基板Ｓを所定の温度で加熱する加熱部ＨＰと、加熱部で加熱された基板Ｓを冷却する冷却部ＣＰと、熱処理部３００から基板ホルダー９０を搬送ロボット１６５によって搬出するための出口部Ｅｘとを備える。加熱部ＨＰとしては、ホットプレートを用いて加熱する機構を採用することができ、冷却部ＣＰは冷風を供給することで基板を冷却する機構を採用することができる。また、出口部Ｅｘは、搬送ロボット１６５と搬送ロボット１６０とからアクセス可能となる構成となっている。

熱処理部３００で熱処理が行われた後、搬送ロボット１６０は熱処理部３００の出口部Ｅｘから基板搬出部１２０へ４枚の基板Ｓを保持する基板ホルダー９０を搬出する。基板搬出部１２０では、基板Ｓを保持する基板ホルダー９０から基板Ｓを取り出し、搬送ロボット１８０がカセットＣに基板Ｓをそれぞれ払い出す。

搬送ロボット１７５は、基板Ｓがすべて取り出された基板ホルダー９０を基板搬出部１２０から搬出し、ストッカー１９２に搬入する。また、基板移載部１４０の処理が完了した後、ストッカー１９２から基板移載部１４０に基板Ｓを有しない空の基板ホルダー９０を搬入する。

以上、各種実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

上記実施形態では、基板ホルダー９０に形成される保持領域９１を凹部としたこれに限られるものではない。例えば、基板ホルダー９０の上面を平面として当該平面内に保持領域を設けても良い。また、保持領域９１に吸着溝９１４が形成されているが、貫通孔９１３のみで十分吸着保持される場合は無くても良い。

上記実施形態では、乾燥部２００は１つのみ設けられているが同様の構成を多段で積層配置してもよい。これにより、フットプリントを増やすこと無く、さらにスループットを向上させることができる。

また、上記実施形態では、乾燥部２００での乾燥処理の後に熱処理部３００にて熱処理を行っているが、例えば、乾燥部２００で十分な乾燥が行われる場合、熱処理部３００は必須ではない。このような構成においては、乾燥部２００から搬出された基板ホルダー９０は基板搬出部１２０に搬送される。

また、上記実施形態において、処理液として、各種処理剤を用いることができる。例えば、感光性材料であるレジスト液や、半導体パッケージにおける樹脂材料、各種基板を封止するための封止剤等を用いることができる。

また、基板ホルダー９０に載置する基板Ｓの枚数は当然ながら４枚に限定されるものではなく、４枚以上を載置する構成としてもよい。あわせて、基板Ｓを２×２に並べて設ける必要はない。この場合、スリットノズル４１の吐出口４１１も、スリットノズル４１の走査方向と直交する方向に配置される基板Ｓの枚数と同数だけ設けられることが好ましい。これにより、一度の塗布処理で基板ホルダー９０に保持される基板Ｓに対して一括して処理液を塗布することができる。

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。また、上記各実施形態及び各変形例で説明した書く構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合せたり、省略したりすることができる。

１ 基板処理装置
３ ステージ
３０ 保持面
４１ スリットノズル
７２ 吸着孔
７４ 吸着溝
７５１ 真空ポンプ
７５ 吸引路
９０ 基板ホルダー
９１ 保持領域
１００ 基板受入部
１１０ 塗布部
１２０ 基板搬出部
１４０ 基板移載部
１９０ ホルダー搬送機構
２００ 乾燥部
３００ 熱処理部
９１３ 貫通孔
９１４ 吸着溝
Ｃ カセット
Ｓ 基板

Claims (6)

1. 複数の基板に処理液を塗布する基板処理装置であって、
   基板を水平に保持する複数の保持領域を一方側主面に有する基板ホルダーと、
   前記基板ホルダーに保持された複数の前記基板の表面に処理液を塗布する塗布部と、
   外部から基板を受け入れ、前記基板ホルダーのそれぞれの前記保持領域に前記基板を載置し、前記塗布部に前記基板ホルダーを搬送する基板受入部と、
   前記塗布部での塗布処理が行われた後、前記塗布部から前記基板ホルダーを搬出し、前記基板ホルダーから前記基板を外部に払い出す基板搬出部と、を備え、
   前記塗布部は、
   複数の吸着孔が形成された載置面を有し、前記基板を保持した前記基板ホルダーを前記載置面で水平に載置するステージと、
   前記複数の吸着孔と連通し、前記載置面の上方の雰囲気を吸引する吸引手段と、
   前記基板ホルダーに水平に保持された前記複数の基板の表面と近接した状態で、前記基板に対して水平方向に一方側から他方側に相対的に移動する間、前記複数の基板の表面に処理液を塗布するスリットノズルと、を有し、
   前記基板ホルダーは、前記保持領域に形成された複数の貫通孔を有し、
   前記基板ホルダーを前記ステージの載置面に載置することで、前記基板ホルダーの貫通孔と前記ステージに形成された吸着孔とによって前記吸引手段と連通する吸引路が形成され、前記吸引路を介して前記保持領域の上方の雰囲気を吸引し前記基板を前記基板ホルダーに吸着保持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であって、
   それぞれの前記保持領域は、前記基板の寸法と略同じ寸法の凹部であり、前記凹部の底面に前記吸着孔が形成されることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
   前記保持領域には、前記貫通孔と連通する吸着溝をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
   前記スリットノズルから前記基板に処理液が塗布されている間に、前記基板受入部において、前記基板ホルダーに次の基板が載置されることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
   前記基板搬出部で前記基板を外部に払い出した後の前記基板ホルダーを前記基板受入部へ搬送するホルダー搬送機構をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
6. 複数の基板の表面に塗布膜を形成する基板処理システムであって、
   請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の基板処理装置と、
   前記基板処理装置で処理液が塗布された基板を保持した状態で、前記基板ホルダーをチャンバー内に収容し、前記チャンバー内を減圧することで前記基板に塗布された処理液から溶媒を除去して塗布膜を形成する乾燥部と、を備えることを特徴とする基板処理システム。

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