JP2018129337A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を吸着保持しながら上記基板に所定の処理を施す基板処理装置において、コスト増大を抑制しながら基板の吸着に要する時間を短縮する。【解決手段】装置外部から供給される負圧が第１の負圧として与えられることで基板を吸着保持する保持部を有し、保持部で基板を吸着保持しながら基板に対して第１処理を施す第１処理ユニットと、排気ポンプを有し、排気ポンプにより基板の周囲を排気しながら基板に対して第２処理を施す第２処理ユニットと、排気ポンプにより排気されて負圧を蓄える蓄圧タンクを有し、保持部で基板を吸着保持する際に、蓄圧タンクに蓄えられている負圧を第２の負圧として保持部に供給する蓄圧ユニットと、を備えている。【選択図】図３

Description

この発明は、基板処理装置において基板を吸着保持する技術に関するものである。

基板を保持しながら当該基板に対して種々の処理を施す基板処理装置において、基板を保持する方式の一例として吸着方式が提案されている。例えば特許文献１に記載の基板処理装置では、直方体形状の吸着ステージ（本発明の「保持部」の一例に相当）の上面に複数の吸着孔が分散して配置されている。そして、それらの吸着孔を塞ぐように吸着ステージの上面に基板を載置した状態で各吸着孔を排気することで上記基板が吸着ステージに吸着保持される。また、こうして吸着保持された基板の表面をスリットノズルが走査しつつレジスト液を当該基板の表面に吐出することで基板の表面にレジスト液の液膜が形成される（塗布処理）。

特開２００８−１２４０５０号公報

上記した基板処理装置では、吸着ステージへの基板の載置をリフトピンによって行っている。すなわち、吸着ステージには、複数のリフトピンが分散するように配置されている。各リフトピンは駆動機構によって鉛直方向に進退可能となっている。そして、吸着ステージの上面から突出した状態のリフトピンの上端部に基板が移載された後で、リフトピンが吸着ステージに埋没するまで下降する。これによって、基板が吸着ステージに受け渡され、吸着ステージの上面に載置される。

近年の基板の大型化に伴って、吸着ステージに基板を載置する際に、基板の裏面と吸着ステージの上面との間に空気溜りが生じやすく、次のような問題が発生している。空気溜りは例えば基板の裏面中央部に生じ易く、複数の吸着孔のうち基板の裏面中央に対向する吸着孔（以下「中央吸着孔」という）から排気すべき空気量がそれ以外の吸着孔よりも多く、その分だけ吸着に要する時間が長くなる。これがレジスト液を塗布するのに要するタクト時間を遅らせる主要因のひとつとなっている。
そこで、このような問題を解消するために、例えば中央吸着孔からの排気能力を選択的に高めることが考えられる。しかしながら、各吸着孔からの排気は基板処理装置を設置している工場の排気用力、つまり基板処理装置の外部に設けられる工場設備より供給される排気を用いることが多い。このため、上記した排気能力の向上を図るためには工場設備の増強が必要となり、工場側にコストの増大を強いることになる。また、排気機構を基板処理装置に追加するという対応策も考えられるが、これは基板処理装置のコスト増大を招いてしまう。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板を吸着保持しながら上記基板に所定の処理を施す基板処理装置において、コスト増大を抑制しながら基板の吸着に要する時間を短縮することができる技術を提供することを目的とする。

この発明の一態様は、基板処理装置であって、装置外部から供給される負圧が第１の負圧として与えられることで基板を吸着保持する保持部を有し、保持部で基板を吸着保持しながら基板に対して第１処理を施す第１処理ユニットと、排気ポンプを有し、排気ポンプにより基板の周囲を排気しながら基板に対して第２処理を施す第２処理ユニットと、排気ポンプにより排気されて負圧を蓄える蓄圧タンクを有し、保持部で基板を吸着保持する際に、蓄圧タンクに蓄えられている負圧を第２の負圧として保持部に供給する蓄圧ユニットと、を備えることを特徴としている。

また、この発明の他の態様は、基板処理方法であって、保持部で基板を吸着保持しながら基板に対して第１処理を施す第１工程と、排気ポンプにより基板の周囲を排気しながら基板に対して第２処理を施す第２工程と、排気ポンプにより蓄圧タンクを排気して蓄圧タンクに負圧を蓄える第３工程と、を備え、第１工程ないし第３工程は同一装置内で行われ、第１工程は、装置外部から供給される負圧を保持部に供給する工程と、蓄圧タンクに蓄えられている負圧を保持部に供給する工程とを有することを特徴としている。

このように構成された発明では、第１処理を施すために基板を保持部に吸着保持するが、保持部への基板の吸着のために、装置外部から供給される負圧を保持部に供給するのみならず、同装置に設けられている排気ポンプから供給される負圧を保持部に追加して与えている。その結果、コスト増大を抑制しつつ保持部での基板の吸着に要する時間を短縮することができる。ただし、排気ポンプから供給される負圧をそのまま保持部に直接的に供給すると、基板の周囲における排気状態が変動して第２処理を安定して行うことが難しくなることがある。しかしながら、本発明では、排気ポンプにより供給される負圧が蓄圧タンクを介して保持部に与えられるため、第２処理を安定して行いながら保持部への負圧の追加供給を行うことが可能となっている。

以上のように、本発明によれば、同一装置内において排気ポンプにより蓄圧タンクを排気して蓄圧タンクに負圧を蓄えるとともに、当該負圧を蓄圧タンクから保持部に追加供給するように構成しているため、コスト増大を抑制しながら基板の吸着に要する時間を短縮することができる。

本発明に係る基板処理装置の一実施形態を示す図である。 塗布部の構成を示す斜視図である。 図２に示す塗布部の一部、減圧乾燥部および蓄圧部の構成を示す模式図である。 塗布部、減圧乾燥部および蓄圧部で実行される動作を模式的に示す図である。 図４Ａないし図４Ｄに示す動作の実行タイミングを示す図である。

図１は本発明に係る基板処理装置の一実施形態を示す図である。本実施形態の基板処理装置１００は、液晶表示装置用ガラス基板Ｇ（以下、基板Ｇと称する）に対して、レジスト液の塗布、露光、および露光後の現像を行う装置である。基板処理装置１００は、搬入部１、洗浄部２、デハイドベーク部３、本発明の「第１処理ユニット」の一例としての塗布部４、本発明の「第２処理ユニット」の一例としての減圧乾燥部５、プリベーク部６、露光部７、現像部８、リンス部９、ポストベーク部１０および搬出部１１を備えている。これらの処理ユニットは上記の順に互いに隣接して配置され、制御部１２により制御されることで、図示を省略する搬送部によって破線矢印で示す順序で搬送される基板Ｇに対して種々の処理が施される。

搬入部１は、基板処理装置１００において処理される基板Ｇを、基板処理装置１００内に搬入する。洗浄部２は、搬入部１へ搬入された基板Ｇを洗浄し、微細なパーティクルをはじめ、有機汚染や金属汚染、油脂、自然酸化膜等を除去する。デハイドベーク部３は、基板Ｇを加熱し、洗浄部２において基板Ｇに付着した洗浄液を気化させることによって、基板Ｇを乾燥させる。

塗布部４は、デハイドベーク部３で乾燥処理を行った後の基板Ｇをステージの上面で吸着保持しながら基板Ｇの表面にレジスト液を塗布液として塗布する。そして、減圧乾燥部５は、基板Ｇの表面に塗布された当該レジスト液の溶媒を減圧により蒸発させて、基板Ｇを乾燥させる。なお、本実施形態では、後で詳述するように塗布部４と減圧乾燥部５との間に本発明の「蓄圧ユニット」の一例に相当する蓄圧部が設けられており、減圧乾燥部５に設けられる排気ポンプにより負圧が蓄圧部に一時的に蓄えられ、適当なタイミングで上記ステージへの基板Ｇの吸着保持に利用される。塗布部４、減圧乾燥部５および蓄圧部の構成ならびにそれらの動作については、後で図面を参照しつつ詳述する。

上記減圧乾燥部５において減圧乾燥処理が施された基板Ｇはプリベーク部６に搬送され、加熱処理される。このプリベーク部６は基板Ｇを加熱し、基板Ｇ表面のレジスト成分を固化させる加熱処理ユニットである。これにより、基板Ｇの表面に塗布液の薄膜、すなわちレジスト膜が形成される。

次に、露光部７は、レジスト膜が形成された基板Ｇの表面に対して、露光処理を行う。露光部７は、回路パターンが描画されたマスクを通して遠紫外線を照射し、レジスト膜にパターンを転写する。現像部８は、露光部７においてパターンが露光された基板Ｇを現像液に浸して、現像処理を行う。

リンス部９は、現像部８において現像処理した基板Ｇをリンス液ですすぐ。これにより、現像処理の進行を停止させる。ポストベーク部１０は、基板Ｇを加熱し、リンス部９において基板Ｇに付着したリンス液を気化させることによって、基板Ｇを乾燥させる。基板処理装置１００の各処理ユニットにおいて処理が施された基板Ｇは、搬出部１１へ搬送される。そして、搬出部１１から基板Ｇが基板処理装置１００の外部へ搬出される。

なお、本実施形態の基板処理装置１００は露光部７を有しているが、本発明の基板処理装置においては、露光部が省略されていてもよい。その場合、基板処理装置を、別体の露光装置と組み合わせて使用すればよい。

図２は塗布部の構成を示す斜視図である。また、図３は、図２に示す塗布部の一部、減圧乾燥部および蓄圧部の構成を示す模式図である。なお、図１には、方向関係を明確にするためＺ方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。また、これらの図面においては、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。以下、これらの図面を参照しつつ塗布部４、減圧乾燥部５および蓄圧部１３の順序で構成を説明した後で、塗布部４による塗布処理および減圧乾燥部５による減圧乾燥処理について説明する。

塗布部４は、図２および図３に示すように、スリットノズル４０２を用いて基板Ｇの表面Ｇ１にレジスト液を塗布するスリットコータと呼ばれる塗布装置であり、基板Ｇを水平姿勢で吸着保持可能なステージ４０４と、ステージ４０４に保持される基板Ｇにスリットノズル４０２を用いて塗布処理を施す塗布処理機構４０６とを備える。

ステージ４０４は略直方体の形状を有する花崗岩等の石材で構成されており、その上面（＋Ｚ側）のうち−Ｙ側には、略水平な平坦面に加工されて基板Ｇを保持する保持面４０８を有する。保持面４０８には、図３に示すように、複数の吸着孔が分散して形成されている。これらの吸着孔のうち保持面４０８の中央部に位置する吸着孔４１０が本発明の「中央吸着孔」の一例に相当し、残りの吸着孔４１２が中央吸着孔４１０を取り囲むように設けられ、本発明の「周辺吸着孔」の一例に相当している。

全吸着孔４１０、４１２は配管４１４を介して工場の排気用力に接続されている。また、この配管４１４には開閉弁４１６が介挿されており、制御部１２（図１）からの切替指令に応じて開閉する。このため、図２に示すように、基板Ｇの裏面が全吸着孔４１０、４１２を上方から塞ぐように基板Ｇがステージ４０４に載置された状態で開閉弁４１６が開成されると、全吸着孔４１０、４１２が排気用力により排気され、基板Ｇに負圧（本発明の「第１の負圧」に相当）を供給する。このように装置外部からの負圧によって基板Ｇをステージ４０４の保持面４０８に吸着保持可能となっている。

また、中央吸着孔４１０には、上記配管４１４以外に、蓄圧部１３の一構成要素たる負圧供給配管１３１が接続されている。この負圧供給配管１３１は中央吸着孔４１０と蓄圧部１３の蓄圧タンク１３２とを接続し、後述するように蓄圧タンク１３２に蓄圧された負圧を中央吸着孔４１０に供給する機能を有している。この負圧供給配管１３１には、開閉弁１３３が介挿されており、制御部１２（図１）からの切替指令に応じて開閉する。このため、開閉弁１３３が開成されると、基板Ｇの裏面の中央部には中央吸着孔４１０を介して排気用力からの負圧のみならず、蓄圧部１３からの負圧も供給され、基板Ｇの裏面の中央部での排気能力が高められている。

このように構成されたステージ４０４に基板Ｇを載置し、またステージ４０４から基板Ｇをピックアップするために、複数のリフトピンを立設させたピン立設部材４１８と、ピン立設部材４１８をＺ方向に昇降させてリフトピンを上下動させるピン昇降機構４２０とが設けられている。このピン昇降機構４２０は制御部１２からの昇降指令に応じてピン立設部材４１８を上昇させることで、図３に示すように、基板Ｇの裏面を下方側より支持可能となっている。また、このように基板Ｇを支持したピン立設部材４１８を下降させ、ピンの上端部を保持面４０８よりも下方に位置させると、基板Ｇがピン立設部材４１８からステージ４０４に移載される。

図２に戻って塗布部４の構成説明を続ける。塗布処理機構４０６は、スリットノズル４０２を支持するノズル支持体４２２を有する。このノズル支持体４２２は、ステージ４０４の上方でＸ方向に平行に延設された支持部材４２４と、支持部材４２４をＸ方向の両側から支持して支持部材４２４を昇降させる２つの昇降機構４２６とを有する。支持部材４２４は、カーボンファイバ補強樹脂等で構成され、矩形の断面を有する棒部材である。この支持部材４２４の下面はスリットノズル４０２の装着箇所４２８となっており、支持部材４２４は装着箇所４２８にスリットノズル４０２を着脱可能に支持する。なお、スリットノズル４０２を支持部材４２４の装着箇所４２８に着脱するための機構としては、ラッチあるいはネジ等の種々の締結機構を適宜用いることができる。

２つの昇降機構４２６はノズル支持体４２２の長手方向の両端部に連結されており、それぞれＡＣサーボモータおよび及びボールネジ等を有する。これらの昇降機構４２６により、ノズル支持体４２２およびそれに固定されたスリットノズル４０２が鉛直方向（Ｚ方向）に昇降され、スリットノズル４０２の下端で開口する吐出口４３０と基板Ｇとの間隔、すなわち、基板Ｇに対する吐出口４３０の相対的な高さが調整される。なお、ノズル支持体４２２の鉛直方向の位置は、例えば、図示を省略しているが、昇降機構４２６の側面に設けられたスケール部と、当該スケール部に対向してスリットノズル４０２の側面等に設けられた検出センサとで構成されるリニアエンコーダにより検出できる。

このように構成されたノズル支持体４２２は、図２に示すように、ステージ４０４の左右両端部をＸ方向に沿って掛け渡された、保持面４０８を跨ぐ架橋構造を有している。塗布処理機構４０６は、このノズル支持体４２２をＹ方向に移動させるスリットノズル移動部４３２を有する。スリットノズル移動部４３２は、架橋構造体としてのノズル支持体４２２とこれに支持されたスリットノズル４０２とを、ステージ４０４上に吸着保持される基板Ｇに対してＹ方向に沿って相対移動させる相対移動手段として機能する。具体的には、スリットノズル移動部４３２は、±Ｘ側のそれぞれにおいて、スリットノズル４０２の移動をＹ方向に案内するガイドレール４３４と、駆動源であるリニアモータ４３６と、スリットノズル４０２の吐出口４３０の位置を検出するためのリニアエンコーダ４３８とを有する。

２つのガイドレール４３４はそれぞれ、ステージ４０４のＸ方向の両端部に設けられ、保持面４０８およびノズル調整領域（保持面４０８の（＋Ｙ）方向側の領域）が設けられた区間を含むようにＹ方向に延設されている。そして、２つのガイドレール４３４がそれぞれ、２個の昇降機構４２６の移動をＹ方向に案内する。また、２つのリニアモータ４３６はそれぞれ、ステージ４０４の両側に設けられ、固定子４４０と移動子４４２とを有するＡＣコアレスリニアモータである。固定子４４０は、ステージ４０４のＸ方向の側面にＹ方向に沿って設けられている。一方、移動子４４２は、昇降機構４２６の外側に固設されている。２個のリニアモータ４３６はそれぞれ、これら固定子４４０と移動子４４２との間に生じる磁力によって、２個の昇降機構４２６をＹ方向に駆動する。

また、各リニアエンコーダ４３８はそれぞれ、スケール部４４４と検出部４４６とを有している。スケール部４４４はステージ４０４に固設されたリニアモータ４３６の固定子４４０の下部にＹ方向に沿って設けられている。一方、検出部４４６は、昇降機構４２６に固設されたリニアモータ４３６の移動子４４２のさらに外側に固設され、スケール部４４４に対向配置される。リニアエンコーダ４３８は、スケール部４４４と検出部４４６との相対的な位置関係に基づいて、Ｙ方向におけるスリットノズル４０２の吐出口４３０の位置を検出する。

このように構成されたスリットノズル移動部４３２は、ノズル支持体４２２をＹ方向に駆動することで、ノズル調整領域の上方とステージ４０４上に保持される基板Ｇの上方との間でスリットノズル４０２を移動させることができる。そして、塗布部４は、スリットノズル４０２の吐出口４３０からレジスト液を吐出しながらスリットノズル４０２を基板Ｇに対して相対移動させることで、基板Ｇの表面Ｇ１にレジスト液の液膜Ｆ（図３）を形成する。なお、基板Ｇの各辺の端部から所定の幅の領域（額縁状の領域）は、レジスト液の塗布対象とならない非塗布領域となっている。したがって、基板Ｇのうち、この非塗布領域を除いた矩形領域が、レジスト液を塗布すべき塗布領域となっている。このため、スリットノズル４０２の移動区間のうち基板Ｇの塗布領域の上方区間を移動する吐出口４３０からレジスト液が吐出される。

また、塗布部４と外部搬送機構との基板Ｇの受渡し期間（基板Ｇの搬入・搬出期間）等のステージ４０４上で塗布処理が行われない期間には、スリットノズル４０２は、基板Ｇの保持面４０８から＋Ｙ側に外れたノズル調整領域に待避する（図２に示す状態）。そして、ノズル調整領域に位置するスリットノズル４０２に対して、ノズルメンテナンスユニット（図示省略）が各種のメンテナンスを実行する。

次に、減圧乾燥部５の構成について図３を参照しつつ説明する。減圧乾燥部５は、基板Ｇの表面Ｇ１にレジスト液を塗布してなる液膜Ｆに含まれる溶媒成分を気化させて液膜Ｆを乾燥させる装置である。減圧乾燥部５は、図３に示すように、チャンバー５０２と、保持機構５０４と、加熱機構５０６と、排気機構５０８とを備えている。

チャンバー５０２は、基板Ｇに対して減圧乾燥処理（＝減圧処理＋加熱処理）を行うための内部空間５１０を有する耐圧容器である。チャンバー５０２は、互いに分離可能なベース部材５１２と蓋部材５１４とを有している。ベース部材５１２は、本体フレーム（図示省略）上に固定設置されている。また、蓋部材５１４には、図３において概念的に示したチャンバー昇降機構５１６が接続されている。このため、制御部１２からの昇降指令に応じてチャンバー昇降機構５１６が動作することで、ベース部材５１２に対して蓋部材５１４が上下に昇降移動する。蓋部材５１４を下降させたときには、ベース部材５１２と蓋部材５１４とが当接して一体となり、その内部に内部空間５１０（基板Ｇの処理空間）が形成される。本実施形態では、ベース部材５１２の上面の周縁部には、シリコンゴムなどで構成されたＯリング５１８が設けられている。このため、蓋部材５１４の下降時には、ベース部材５１２の上面と蓋部材５１４の下面との間にＯリング５１８が介在し、チャンバー５０２の内部空間５１０は気密状態となる。一方、蓋部材５１４を上昇させたときにはチャンバー５０２が開放され、チャンバー５０２への基板Ｇの搬入およびチャンバー５０２からの基板Ｇの搬出が可能となる。

保持機構５０４は、チャンバー５０２の内部空間５１０において基板Ｇを保持するための機構である。保持機構５０４は、複数の保持ピン５２０を有しており、各保持ピン５２０の頭部を基板Ｇの下面に当接させることにより、基板Ｇを水平姿勢に支持する。複数の保持ピン５２０は、チャンバー５０２の外部に配置された１つの支持部材５２２上に立設されており、それぞれベース部材５１２および加熱機構５０６を貫通してチャンバー５０２の内部空間５１０に突設されている。

この支持部材５２２には、図３に示すように、ピン昇降機構５２４が接続されている。このため、制御部１２からの昇降指令に応じてピン昇降機構５２４が動作することで、支持部材５２２および複数の保持ピン５２０が一体として上下に昇降移動する、所謂、複数のリフトピンである。減圧乾燥部５では、複数の保持ピン５２０上に基板Ｇを保持しつつピン昇降機構５２４を動作させることにより、加熱機構５０６に対する基板Ｇの高さ位置を調整することが可能となっている。例えば、図３に示すように、各保持ピン５２０の上端が加熱機構５０６の上面から微少量だけ突出するようにピン昇降機構５２４が制御されると、配設される。このため、複数個の保持ピン５２０によって基板Ｇを下方から支持したときには、基板Ｇの下面と加熱機構５０６の上面との間にいわゆるプロキシミティギャップと称される微小間隔、例えば１０ｍｍから１００ｍｍ程度の間隔が形成される。そして、プロキシミティギャップを維持したまま加熱機構５０６による加熱処理が実行される。

加熱機構５０６はベース部材５１２の上面中央部に配置されている。この加熱機構５０６では、加熱源となる線状のヒータが面内にわたって蛇行するように埋設されている。そして、複数の保持ピン５２０に基板Ｇが搬入される前に制御部１２からの加熱指令に応じてヒータを動作させておくと、基板Ｇが搬入される前に内部空間５１０が加熱されるとともに、搬入された基板Ｇがその下面側から加熱される。このように、雰囲気温度が上昇した内部空間５１０内で基板Ｇを加熱して液膜Ｆから溶媒成分を気化させる。

また、本実施形態では、加熱処理と並行して減圧処理を施すために、排気機構５０８が設けられている。この排気機構５０８は、チャンバー５０２の内部空間５１０から溶媒成分を含むガス（以下「排気ガス」という）を吸引排気するための排気配管５２６と、排気配管５２６を介してチャンバー５０２から排出される排気ガスの排気量を制御するためのバタフライバルブ５２８、５３０と、開閉弁５３２と、排気ポンプ５３４とを有している。本実施形態では、ベース部材５１２の周縁部に２つの排気口５３６、５３８が設けられている。また、このように排気口を２つ設けたことに対応し、排気配管５２６の一方端部は２つに分岐し、分岐端部５４０、５４２がそれぞれ排気口５３６、５３８に接続されている。さらに、排気口５３６、５３８の近傍位置でバタフライバルブ５２８、５３０がそれぞれ分岐端部５４０、５４２に介挿されている。一方、排気配管５２６の他方端部は開閉弁５３２および排気ポンプ５３４を介して図示を省略する排気ラインと接続されている。このため、制御部１２からの開閉指令に応じて開閉弁５３２が開くとともに制御部１２からの動作指令に応じて排気ポンプ５３４が動作すると、バタフライバルブ５２８、５３０の開度に応じた排気量で排気ガスが排気配管５２６を介して排気ラインへ排気される。

なお、減圧乾燥部５は減圧乾燥処理後にチャンバー５０２の内部空間５１０を大気圧に戻すために不活性ガス供給機構５４４が設けられている。不活性ガス供給機構５４４は、不活性ガス供給配管５４６および開閉弁５５０を備えている。不活性ガス供給配管５４６は、一端がチャンバー５０２の内部空間に接続され、他端が不活性ガス供給源（図示省略）に接続されている。そして、この不活性ガス供給配管５４６に対して開閉弁５５０が介挿されている。このため、制御部１２からの供給指令が与えられると、開閉弁５５０が開成し、不活性ガスとして乾燥した窒素ガスが不活性ガス供給源からチャンバー５０２内へ不活性ガスが供給されて大気圧に戻される。一方、開閉弁５５０が閉成されることで、不活性ガス供給源からチャンバー５０２への不活性ガスの供給が停止される。ここで、不活性ガス供給機構５４４は、窒素ガスに代えて、アルゴンガス等の他の乾燥した不活性ガスを供給するものであってもよい。また、減圧乾燥部５は、不活性ガス供給機構５４４に代えて、大気を供給する大気供給部を有していてもよい。

上記のように構成された塗布部４と減圧乾燥部５とは、蓄圧部１３を介して接続されている。この蓄圧部１３は上記したように負圧を一時的に蓄える蓄圧タンク１３２を有している。この蓄圧タンク１３２は、図３に示すように、負圧供給配管１３１によりステージ４０４の中央吸着孔４１０と接続されている。また、蓄圧タンク１３２は排気配管１３４により排気ポンプ５３４と接続されている。これらの配管１３１、１３４には、それぞれ開閉弁１３３、１３５が介挿されている。さらに、配管１３１には蓄圧タンク１３２と開閉弁１３３との間に圧力レギュレーター１３６が介挿されており、後述するようにして蓄圧部１３から塗布部４に供給される負圧（本発明の「第２の負圧」に相当）を適正な圧力に調整する。このため、制御部１２からの開閉指令に応じて開閉弁１３３、１３５がそれぞれ「閉成状態」および「開成状態」に切り替えられると、排気ポンプ５３４により蓄圧タンク１３２の内部が排気され、蓄圧タンク１３２に負圧が蓄圧される（図４Ａ、図４Ｂ参照）。一方、制御部１２からの開閉指令に応じて開閉弁１３３、１３５がそれぞれ「開成状態」および「閉成状態」に切り替えられると、蓄圧タンク１３２に蓄圧された負圧が圧力レギュレーター１３６により適切な負圧に調整され、負圧供給配管１３１を介して中央吸着孔４１０に与えられ、基板Ｇの裏面中央部を吸引する（図４Ｃ、図４Ｄ参照）。このように、開閉弁１３３が中央吸着孔４１０への負圧の供給と負圧の供給停止とを切り替える供給切替弁として機能する一方、開閉弁１３５が蓄圧タンク１３２からの排気と排気の停止とを切り替える排気切替弁として機能する。

図４Ａないし図４Ｄは、塗布部、減圧乾燥部および蓄圧部で実行される動作を模式的に示す図である。また、図５は図４Ａないし図４Ｄに示す動作の実行タイミングを示す図である。この実施形態では、制御部１２はＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶部等を有するコンピュータで構成されており、所定のプログラムに従って塗布部４、減圧乾燥部５および蓄圧部１３を制御する。これによって、以下に説明するように塗布処理および減圧乾燥処理を行いつつ、適当なタイミングで蓄圧部１３において負圧のバッファリングと塗布部４への負圧供給とが実行される。以下、図４Ａないし図４Ｄおよび図５を参照しつつ説明する。なお、図４Ａないし図４Ｄにおいては、排気ポンプ５３４による蓄圧タンク１３２からの排気の様子を太実線にて描き、蓄圧部１３によるステージ４０４への負圧供給を太破線で描き、排気用力によるステージ４０４への負圧供給を太点線で描いている。また、これらの図面中の開閉弁１３３、１３５、４１６、５５０を示す記号において三角形の部分が黒いものは、弁が開いている状態を示し、三角形の部分が白いものは、弁が閉じている状態を示している。

塗布部４は、上記したように基板Ｇをステージ４０４により吸着保持しながらスリットノズル４０２をＹ方向に走査して基板Ｇの表面Ｇ１にレジスト液の液膜Ｆを塗布する（塗布処理）。また、減圧乾燥部５は、上記したように塗布処理後の基板Ｇを収容したチャンバー５０２の内部を減圧しながら基板Ｇを加熱して液膜Ｆから溶媒成分を気化させて乾燥させる（減圧乾燥処理）。

このような塗布処理および減圧乾燥処理が完了した時点では、例えば図４Ａおよび図５に示すように、塗布部４において開閉弁４１６が閉成されてステージ４０４に対する排気用力からの負圧の供給が停止されるとともに、蓄圧部１３の開閉弁１３３も閉成されて蓄圧タンク１３２からステージ４０４への負圧の供給も停止される。このような負圧供給制御によって、ステージ４０４への基板Ｇの吸着保持は解除されている。その後で、ピン立設部材４１８のリフトピンが上昇して基板Ｇの裏面を下方側より支持しながらステージ４０４から鉛直上方に移動させて基板Ｇの減圧乾燥部５への搬送準備を行う。なお、上記したステージ４０４の負圧供給を停止した直後に吸着孔４１０、４１２に空気を送り込んでもよく、これによってピン立設部材４１８による基板Ｇのリストアップをより円滑に行うことができる。

一方、減圧乾燥部５では、排気ポンプ５３４の作動が継続されたまま、図４Ａおよび図５に示すように開閉弁５３２が閉成される一方で開閉弁５５０が一定時間の間だけ開成され、その後に開閉弁５５０は閉成される（図４Ｂ参照）。これによって、チャンバー５０２の内部が不活性ガスで満たされて大気圧に戻される。これと同時に、蓄圧部１３では、開閉弁１３３が閉成されていることを確認した上で開閉弁１３５が開成され、排気ポンプ５３４による蓄圧タンク１３２の排気が再開される。これにより、蓄圧タンク１３２内の圧力が低下し、負圧が蓄圧される。

この負圧蓄圧は、図４Ｂに示すように、減圧乾燥部５から減圧乾燥処理済の基板Ｇが次のプリベーク部６（図１）に搬出され、それに続いて塗布処理済の基板Ｇが新たに塗布部４から搬入されて次の減圧乾燥処理が開始される直前まで継続される。また、その間に、負圧が順次蓄圧タンク１３２に貯められていく。

減圧乾燥部５で減圧乾燥処理が開始されると、開閉弁５３２は開成され、排気ポンプ５３４はチャンバー５０２内を排気する。この排気状況は減圧乾燥処理の終了まで継続され、その間、蓄圧部１３は負圧の蓄圧を停止し、ピン立設部材４１８のリフトピン上に載置された塗布処理前の基板Ｇを塗布部４に良好に吸着保持するための負圧供給を行う。より詳しくは、図４Ｃおよび図５に示すように、タイミングＴ１でリフトピンの下降が開始されるとともに、開閉弁４１６および蓄圧部１３の開閉弁１３３が開成される。これにより、図４Ｃに示すように、ステージ４０４の保持面４０８に設けられた複数の吸着孔に対して排気用力からの負圧（第１の負圧）が供給されるとともに、中央吸着孔４１０には、さらに蓄圧タンク１３２に蓄えられている負圧（第２の負圧）が付加的に供給される。そして、このような排気状態のステージ４０４の保持面４０８に対して基板Ｇが載置される。この状態は基板Ｇが保持面４０８に移載された後も、保持面４０８による基板Ｇの吸着完了が完了したことを示す吸着完了信号がＯＦＦからＯＮに切り替わるタイミングＴ２まで継続される。これによって、基板移載の際に基板Ｇの裏面中央部と保持面４０８との間に空気溜りが発生するのを効果的に抑制される。このように基板吸着の初期段階で２種類の負圧を同時供給することで基板Ｇを吸着するまでに要する時間を短縮することができる。

ここで、基板移載時に２種類の負圧を同時供給する代わりに、基板吸着の初期段階で負圧の供給タイミングを相違させてもよい。つまり、第１の負圧の供給に先立って第２の負圧を供給することで空気溜りの発生を抑制し、その第２の負圧を供給から若干遅れて第１の負圧の供給を開始するように構成してもよい。

上記のように、基板Ｇの裏面全体がステージ４０４の保持面４０８に吸着保持されると、蓄圧部１３の開閉弁１３３が閉成されて基板Ｇは第１の負圧のみによって吸着保持される。この吸着保持はスリットノズル４０２によるレジスト液の塗布が完了するタイミングＴ３まで継続される。これは次のような理由からである。基板吸着の初期段階以降も第２の負圧を供給し続けることも可能であるが、この場合、基板Ｇの裏面中央部とそれ以外との間で圧力差が生じる。この圧力差に起因して空気流が基板Ｇの裏面で発生して基板面内で温度差が生じることがあり、その結果、塗布ムラが発生する。これに対し、本実施形態では、基板吸着が完了した時点で第２の負圧の供給を停止し、それ以降は第１の負圧のみによって基板Ｇの裏面全体を吸着保持している。このため、塗布ムラの発生を効果的に防止することができる。

そして、塗布処理が完了した後のタイミングＴ４でピン立設部材４１８のリフトピンが上昇する。これによって、塗布処理済の基板Ｇがステージ４０４からリフトアップされて塗布部４から搬出される。なお、上記のようにして塗布処理および減圧乾燥処理が完了すると、上記した一連の動作が繰り返される。

この実施形態では、排気用力からの負圧供給に先立って蓄圧タンク１３２からの負圧供給を行うことで基板Ｇの裏面中央部を吸着した後で吸着範囲を裏面全体に広げているが、負圧供給順序を逆転する、あるいは両負圧供給を同時に行ってもよい。これらの場合、裏面中央部と保持面４０８との間に空気溜りが発生することがあるが、中央吸着孔４１０には排気用力からの負圧のみならず蓄圧タンク１３２からの負圧も追加的に供給されているため、空気溜りは短時間で消滅させることができる。

以上のように、本実施形態では、塗布処理を施すために基板Ｇをステージ４０４に吸着保持するが、ステージ４０４への基板Ｇの吸着のために、基板処理装置１００を設置した工場の排気用力から供給される負圧をステージ４０４に供給するのみならず、同装置１００内で隣接して設けられた減圧乾燥部５の排気ポンプ５３４を利用して排気用力以外から負圧をステージ４０４に追加して与えている。このため、コスト増大を抑制しつつステージ４０４での基板Ｇの吸着に要する時間を短縮することができる。

また、本実施形態では、排気ポンプ５３４をそのままステージ４０４に接続するのではなく、蓄圧部１３を介して排気ポンプ５３４の負圧をステージ４０４への基板Ｇの吸着保持に利用している。すなわち、減圧乾燥処理に直接関連しないタイミング、具体的にはチャンバー５０２に対する基板Ｇの搬入・搬出動作中に、排気ポンプ５３４により発生する負圧を蓄圧タンク１３２に蓄圧しておき、塗布処理において必要となるタイミングで蓄圧タンク１３２から負圧を取り出し、ステージ４０４に供給している。したがって、減圧乾燥処理の一部を制限したり、悪影響を及ぼすことなく、塗布処理および減圧乾燥処理を並行して行うことができる。

また、蓄圧部１３からの負圧供給と排気用力からの負圧供給のタイミングは任意であるが、上記実施形態のように蓄圧部１３による負圧供給を優先することで次のような作用効果が得られる。この場合、中央吸着孔４１０への負圧供給が選択集中的に行われた後で排気用力から全吸着孔４１０、４１２に負圧供給が実行される。このため、基板Ｇの裏面中央部が真っ先にステージ４０４の保持面４０８に吸着保持され、その後で吸着範囲が裏面全体に広がる。したがって、基板Ｇの裏面と保持面４０８との間に空気溜りが形成され難くなっており、基板Ｇをステージ４０４に安定して吸着保持することが可能となる。

また、蓄圧タンク１３２を排気するために減圧乾燥部５の排気ポンプ５３４を用いることは必須ではなく、基板処理装置１００の他の処理部に排気ポンプが設けられている場合には、それを利用してもよい。ただし、上記実施形態では、蓄圧部１３からの負圧供給を受ける塗布部４に対し、減圧乾燥部５が隣接して配置されている。このため、減圧乾燥部５の排気ポンプ５３４により蓄圧部１３を排気するように構成することで、負圧供給配管１３１および排気配管１３４の長さを抑制することができる。その結果、コスト面や圧力損失を抑えることができる。

このように上記実施形態では、排気用力から供給される負圧が本発明の「第１の負圧」の一例に相当し、蓄圧部１３から供給される負圧が本発明の「第２の負圧」の一例に相当している。また、塗布処理および塗布部４がそれぞれ本発明の「第１処理」および「第１処理ユニット」の一例に相当し、減圧乾燥処理および減圧乾燥部５がそれぞれ本発明の「第２処理」および「第２処理ユニット」の一例に相当している。また、ステージ４０４が本発明の「保持部」の一例に相当している。また、開閉弁１３３、１３５がそれぞれ本発明の「供給切替弁」および「排気切替弁」の一例に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、中央吸着孔４１０は排気用力と蓄圧タンク１３２との両方に接続されているが、蓄圧タンク１３２にのみ接続されていてもよい。

また、上記実施形態では、ステージ４０４の保持面４０８に分散して形成された複数の吸着孔のうち中央に位置する単一の吸着孔を中央吸着孔４１０としているが、中央吸着孔４１０の形状、配置や個数などについては任意であり、例えば保持面４０８の中央領域に位置する複数の吸着孔を中央吸着孔としてもよい。また、周辺吸着孔４１２の形状や配置などについても任意である。

また、上記実施形態では、保持面４０８に対して各吸着孔４１０、４１２を設けているが、特許文献１に記載の発明と同様に保持面４０８に溝部を設けることで保持面４０８を複数の吸着領域に区分けし、各吸着領域に吸着孔を設けるように構成してもよい。例えば保持面４０８の中央で島状に独立した中央吸着領域に中央吸着孔４１０のみを形成し、中央吸着領域を取り囲む周辺吸着領域に複数の周辺吸着孔４１２を形成してもよい。

また、上記実施形態では、塗布部４と減圧乾燥部５とを装備する基板処理装置１００に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。要は、保持部で基板を吸着保持しながら基板に対して第１処理を施す第１処理ユニット（例えばコーターユニット、ベークユニット、露光ユニットなど）と、排気ポンプにより基板の周囲を排気しながら基板に対して第２処理を施す第２処理ユニット（例えば浮上搬送方式のコーターユニット、減圧プラズマＣＶＤなど）とを同一装置内に装備する基板処理装置全般に適用することができる。

さらに、基板は上記した液晶表示装置用ガラス基板Ｇに限定されるものではなく、半導体ウェハ、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルター用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板、電子ペーパー用基板等の精密電子装置用基板などが本発明の「基板」に含まれる。

この発明は、基板を吸着保持しながら基板に対して第１処理を施す第１処理ユニットと、基板の周囲を排気しながら基板に対して第２処理を施す第２処理ユニットとを同一装置に備えた基板処理装置全般および当該装置での基板処理方法全般に適用することができる。

４…塗布部（第１処理ユニット）
５…減圧乾燥部（第２処理ユニット）
１３…蓄圧部（蓄圧ユニット）
１００…基板処理装置
１３１…負圧供給配管
１３２…蓄圧タンク
１３３…開閉弁（供給切替弁）
１３４…排気配管
１３５…開閉弁（排気切替弁）
４０２…スリットノズル
４０４…ステージ（保持部）
４０８…（ステージの）保持面
４１０…中央吸着孔
４１２…周辺吸着孔
５３４…排気ポンプ
Ｇ…基板
Ｇ１…（基板の）表面

Claims (7)

1. 装置外部から供給される負圧が第１の負圧として与えられることで基板を吸着保持する保持部を有し、前記保持部で前記基板を吸着保持しながら前記基板に対して第１処理を施す第１処理ユニットと、
   排気ポンプを有し、前記排気ポンプにより前記基板の周囲を排気しながら前記基板に対して第２処理を施す第２処理ユニットと、
   前記排気ポンプにより排気されて負圧を蓄える蓄圧タンクを有し、前記保持部で前記基板を吸着保持する際に、前記蓄圧タンクに蓄えられている前記負圧を第２の負圧として前記保持部に供給する蓄圧ユニットと、
   を備え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、
   前記保持部は、前記基板を保持する保持面と、前記保持面の中央部に設けられた中央吸着孔と、前記中央吸着孔を取り囲むように前記保持面に設けられた複数の周辺吸着孔とを有し、
   前記第１の負圧が少なくとも前記複数の周辺吸着孔に供給され、
   前記第２の負圧が前記中央吸着孔のみに供給される基板処理装置。
3. 請求項２に記載の基板処理装置であって、
   前記保持部による前記基板の吸着保持を開始した初期段階で、前記第２の負圧の供給は前記第１の負圧の供給と同時あるいは先立って行われる一方、
   前記初期段階を経過した後に前記第１の負圧の供給が継続された状態で前記第２の負圧の供給が停止される基板処理装置。
4. 請求項２または３に記載の基板処理装置であって、
   前記蓄圧ユニットは、前記蓄圧タンクと前記中央吸着孔とを接続する負圧供給配管と、前記排気ポンプと前記蓄圧タンクとを接続する排気配管と、前記排気配管に設けられて前記蓄圧タンクからの排気と前記排気の停止とを切り替える排気切替弁と、前記負圧供給配管に設けられて前記中央吸着孔への負圧の供給と前記負圧の供給停止とを切り替える供給切替弁と、を有し、
   前記排気切替弁は、少なくとも前記第２処理を行っている間において前記排気を停止する状態に切り替える一方、前記第２処理を行っていない間の少なくとも一部で前記蓄圧タンクから排気する状態に切り替え、
   前記供給切替弁は、前記保持部により前記基板を吸着保持するときに前記負圧を供給する状態に切り替える一方、前記保持部による前記基板の吸着保持を解除するときに前記負圧の供給を停止する状態に切り替える基板処理装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
   前記第１処理ユニットと前記第２処理ユニットとは隣接して設けられる基板処理装置。
6. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
   前記第１処理は、前記保持部で前記基板を吸着保持しながら前記基板に対して塗布液を塗布する塗布処理であり、
   前記第２処理は、前記第１処理により前記塗布液が塗布された前記基板の周囲を減圧して前記基板を乾燥させる減圧乾燥処理である基板処理装置。
7. 保持部で基板を吸着保持しながら前記基板に対して第１処理を施す第１工程と、
   排気ポンプにより前記基板の周囲を排気しながら前記基板に対して第２処理を施す第２工程と、
   前記排気ポンプにより蓄圧タンクを排気して前記蓄圧タンクに負圧を蓄える第３工程と、を備え、
   前記第１工程ないし前記第３工程は同一装置内で行われ、
   前記第１工程は、装置外部から供給される負圧を前記保持部に供給する工程と、前記蓄圧タンクに蓄えられている前記負圧を前記保持部に供給する工程とを有する
   ことを特徴とする基板処理方法。

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