JP2024030264A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を浮上させつつ上面に処理液を塗布する塗布装置において、基板サイズが異なる複数種の基板に対応可能な技術を提供する。【解決手段】本発明に係る塗布装置は、保持部により基板の周縁部を保持するとともに、浮上機構により基板下面中央部に流体を吹き付けて、前記基板を水平姿勢に支持する。保持部は、基板の搬送方向に直交する幅方向における基板の両端部それぞれに対応して設けられ、搬送方向に移動される１対の走行部材と、走行部材とは別体に構成され、走行部材のそれぞれに少なくとも１つずつ取り付けられて幅方向における基板の端部を保持する保持部材とを有する。１対の走行部材の少なくとも一方で、走行部材に対する保持部材の取り付け位置が、搬送方向および前記幅方向の少なくとも一方において多段階にまたは連続的に変更可能である。【選択図】図３

Description

この発明は、基板の下面に流体を吹き付けることで基板を浮上状態で水平姿勢に保持しつつ、基板の上面に処理液を塗布する塗布装置に関するものである。なお、上記基板には、半導体基板、フォトマスク用基板、液晶表示用基板、有機ＥＬ表示用基板、プラズマ表示用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの電子デバイス等の製造工程では、基板の表面に例えばレジスト液のような液体を供給し、当該液体を基板に塗布する塗布装置が用いられている。例えば特許文献１に記載の塗布装置は、基板を浮上させた状態で当該基板を搬送しながら液体をスリットノズルに送給してスリットノズルの吐出口から基板の表面に吐出して基板のほぼ全体に液体を塗布する。

この塗布装置では、基板の下面中央部に対向させた浮上ステージの上面から気体を吹き付けて基板を浮上させつつ、基板の周縁部をチャック機構で吸着保持することで、基板の姿勢を安定させるとともに水平な搬送方向に基板を搬送する。このようにすることで、大判サイズの基板であってもノズルとの対向位置における姿勢を精密に制御して、塗布膜の厚みを均一にすることができる。

特開２０１８－１１３３２９号公報

この種の基板の製造現場においては、規格化された標準サイズのものの他に、これとは外形寸法が少しだけ異なる基板が使用されることがある。例えば液晶表示パネル製造用ガラス基板では、一般にＧ８サイズと称される２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍの基板サイズに対して、長さおよび幅の少なくとも一方が数十ｍｍ異なる（例えば２２００ｍｍ×２５００ｍｍといった）いくつかの派生サイズが作られている。

一方、塗布装置では特定サイズの基板に対して設計が最適化される。特に上記のように基板を浮上させつつ周縁部を保持して搬送する装置では、基板の水平姿勢を維持することが重要視されることから、基板を保持するための機構部品も想定される基板のサイズに合わせて最適化されることが必要である。その結果として、このように基板サイズが僅かに異なるだけでも、それに合わせた部品の再設計および製造が必要となる。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板を浮上させつつ上面に処理液を塗布する塗布装置において、基板サイズが異なる複数種の基板に対応することのできる技術を提供することを目的とする。

本発明に係る塗布装置の一の態様は、基板の周縁部を保持して前記基板を水平に保持する保持部と、前記保持部により保持される前記基板の下面中央部と対向して配置された上面から流体を噴出して、前記基板を浮上状態かつ水平姿勢に支持する浮上機構と、前記保持部を水平方向に移動させて、前記浮上機構に支持された前記基板を搬送する移動機構と、前記浮上機構により支持される前記基板の上面に対向配置され前記基板の上面に処理液を吐出するノズルとを備えている。

ここで、前記保持部は、前記基板の搬送方向に直交する幅方向における前記基板の両端部それぞれに対応して設けられ、前記移動機構により前記搬送方向に移動される１対の走行部材と、前記走行部材とは別体に構成され、前記１対の走行部材のそれぞれに少なくとも１つずつ取り付けられて前記幅方向における前記基板の端部を保持する保持部材とを有し、前記１対の走行部材の少なくとも一方で、前記走行部材に対する前記保持部材の取り付け位置が前記搬送方向および前記幅方向の少なくとも一方において多段階にまたは連続的に変更可能である。

このように構成された発明では、走行部材に対する保持部材の取り付け位置を変更可能である。そのため、保持部材の位置を変更することにより、サイズが異なる種々の基板に対して、当該基板の周縁部を支持することが可能となる。

以上のように、本発明において基板の周縁部を保持する保持部では、走行部材に対する保持部材の取り付け位置が変更可能に構成されている。そのため、基板サイズが異なる複数種の基板に対応することが可能である。

本発明にかかる塗布装置の一実施形態の全体構成を模式的に示す図である。 図１に示す塗布装置の側面図であり、 チャック機構の構造を示す分解組立図である。 基板サイズと保持部材の位置との関係を示す図である。 チャックユニットの他の構成例を示す図である。

図１は本発明にかかる塗布装置の一実施形態の全体構成を模式的に示す図である。この塗布装置１は、図１の左手側から右手側に向けて水平姿勢で搬送される基板Ｓの上面Ｓｆに塗布液を塗布するスリットコーターである。なお、以下の各図において装置各部の配置関係を明確にするために、基板Ｓの搬送方向を「Ｘ方向」とし、図１の左手側から右手側に向かう水平方向を「＋Ｘ方向」と称し、逆方向を「－Ｘ方向」と称する。また、Ｘ方向と直交する水平方向Ｙのうち、装置の正面側を「－Ｙ方向」と称するとともに、装置の背面側を「＋Ｙ方向」と称する。さらに、鉛直方向Ｚにおける上方向および下方向をそれぞれ「＋Ｚ方向」および「－Ｚ方向」と称する。

まず図１を用いてこの塗布装置１の構成および動作の概要を説明する。なお、塗布装置１の基本的な構成や動作原理は、本願出願人が先に開示した特開２０１８－１８７５９７号公報に記載されたものと共通している。そこで、本明細書では、塗布装置１の各構成のうち当該公知文献に記載のものと同様の構成を適用可能なもの、およびその記載から構造を容易に理解することのできるものについては詳しい説明を省略することがある。

塗布装置１では、基板Ｓの搬送方向Ｄｔ（＋Ｘ方向）に沿って、入力コンベア１００、入力移載部２、浮上ステージ部３、出力移載部４、出力コンベア１１０がこの順に近接して配置されており、以下に詳述するように、これらにより略水平方向に延びる基板Ｓの搬送経路が形成されている。なお、以下の説明において基板Ｓの搬送方向Ｄｔと関連付けて位置関係を示すとき、「基板Ｓの搬送方向Ｄｔにおける上流側」を単に「上流側」と、また「基板Ｓの搬送方向Ｄｔにおける下流側」を単に「下流側」と略することがある。この例では、ある基準位置から見て相対的に（－Ｘ）側が「上流側」、（＋Ｘ）側が「下流側」に相当する。

処理対象である基板Ｓは図１の左手側から入力コンベア１００に搬入される。入力コンベア１００は、コロコンベア１０１と、これを回転駆動する回転駆動機構１０２とを備えており、コロコンベア１０１の回転により基板Ｓは水平姿勢で下流側、つまり（＋Ｘ）方向に搬送される。入力移載部２は、コロコンベア２１と、これを回転駆動する機能および昇降させる機能を有する回転・昇降駆動機構２２とを備えている。コロコンベア２１が回転することで、基板Ｓはさらに（＋Ｘ）方向に搬送される。また、コロコンベア２１が昇降することで基板Ｓの鉛直方向位置が変更される。このように構成された入力移載部２により、基板Ｓは入力コンベア１００から浮上ステージ部３に移載される。

浮上ステージ部３は、基板の搬送方向Ｄｔに沿って３分割された平板状のステージを備える。すなわち、浮上ステージ部３は入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３を備えており、これらの各ステージの上面は互いに同一平面の一部をなしている。入口浮上ステージ３１および出口浮上ステージ３３のそれぞれの上面には浮上制御機構３５から供給される圧縮空気を噴出する噴出孔がマトリクス状に多数設けられており、噴出される気流により押し上げられて基板Ｓが浮上する。こうして基板Ｓの下面Ｓｂがステージ上面から離間した状態で水平姿勢に支持される。基板Ｓの下面Ｓｂとステージ上面との距離、つまり浮上量は、例えば１０マイクロメートルないし５００マイクロメートルとすることができる。

一方、塗布ステージ３２の上面では、圧縮空気を噴出する噴出孔と、基板Ｓの下面Ｓｂとステージ上面との間の空気を吸引する吸引孔とが交互に配置されている。浮上制御機構３５が噴出孔からの圧縮空気の噴出量と吸引孔からの吸引量とを制御することにより、基板Ｓの下面Ｓｂと塗布ステージ３２の上面との距離が精密に制御される。これにより、塗布ステージ３２の上方を通過する基板Ｓの上面Ｓｆの鉛直方向位置が規定値に制御される。浮上ステージ部３の具体的構成としては、例えば特許第５３４６６４３号公報に記載のものを適用可能である。

なお、入口浮上ステージ３１には、図には現れていないリフトピンが配設されており、浮上ステージ部３にはこのリフトピンを昇降させるリフトピン駆動機構３４が設けられている。

入力移載部２を介して浮上ステージ部３に搬入される基板Ｓは、コロコンベア２１の回転により（＋Ｘ）方向への推進力を付与されて、入口浮上ステージ３１上に搬送される。入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３は基板Ｓを浮上状態に支持するが、基板Ｓを水平方向に移動させる機能を有していない。浮上ステージ部３における基板Ｓの搬送は、入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３の下方に配置された基板搬送部５により行われる。

基板搬送部５は、基板Ｓの下面周縁部に部分的に当接することで基板Ｓを下方から支持するチャック機構５１と、チャック機構５１の保持部材５１３に設けられた吸着パッド（図示省略）に負圧を与えて基板Ｓを吸着保持させる機能およびチャック機構５１をＸ方向に往復走行させる機能を有する吸着・走行制御機構５２とを備えている。チャック機構５１が基板Ｓを保持した状態では、基板Ｓの下面Ｓｂは浮上ステージ部３の各ステージの上面よりも高い位置に位置している。したがって、基板Ｓは、チャック機構５１により周縁部を吸着保持されつつ、浮上ステージ部３から付与される浮力により全体として水平姿勢を維持する。

入力移載部２から浮上ステージ部３に搬入された基板Ｓをチャック機構５１が保持し、この状態でチャック機構５１が（＋Ｘ）方向に移動する。これにより、基板Ｓが入口浮上ステージ３１の上方から塗布ステージ３２の上方を経由して出口浮上ステージ３３の上方へ搬送される。搬送された基板Ｓは、出口浮上ステージ３３の（＋Ｘ）側に配置された出力移載部４に受け渡される。

浮上ステージ部３の各ステージのうち出口浮上ステージ３３については、その上面位置がチャック機構５１の上面位置よりも低くなる下部位置と、上面位置がチャック機構５１の上面位置よりも高くなる上部位置との間で昇降可能となっている。この目的のために、出口浮上ステージ３３は昇降駆動機構３６によって支持されている。昇降駆動機構３６は、制御ユニット９からの制御指令に応じて出口浮上ステージ３３を昇降させ、処理の進行に応じた所定の高さに位置決めする。

出力移載部４は、コロコンベア４１と、これを回転駆動する機能および昇降させる機能を有する回転・昇降駆動機構４２とを備えている。コロコンベア４１が回転することで、基板Ｓに（＋Ｘ）方向への推進力が付与され、基板Ｓは搬送方向Ｄｔに沿ってさらに搬送される。また、コロコンベア４１が昇降することで基板Ｓの鉛直方向位置が変更される。出力移載部４により、基板Ｓは出口浮上ステージ３３の上方から出力コンベア１１０に移載される。

出力コンベア１１０は、コロコンベア１１１と、これを回転駆動する回転駆動機構１１２とを備えており、コロコンベア１１１の回転により基板Ｓはさらに（＋Ｘ）方向に搬送され、最終的に塗布装置１外へと払い出される。なお、入力コンベア１００および出力コンベア１１０は塗布装置１の構成の一部として設けられてもよいが、塗布装置１とは別体のものであってもよい。また例えば、塗布装置１の上流側に設けられる別ユニットの基板払い出し機構が入力コンベア１００として用いられてもよい。また、塗布装置１の下流側に設けられる別ユニットの基板受け入れ機構が出力コンベア１１０として用いられてもよい。

このようにして搬送される基板Ｓの搬送経路上に、基板Ｓの上面Ｓｆに塗布液を塗布するための塗布ユニット７が配置される。塗布ユニットＳはスリットノズルであるノズル７１を有している。ノズル７１には、図示しない塗布液供給部から塗布液が供給され、ノズル下部に下向きに開口する吐出口から塗布液が吐出される。

ノズル７１は、塗布ユニット７の位置決め機構７９によりＸ方向およびＺ方向に移動位置決め可能となっている。位置決め機構７９により、ノズル７１が塗布ステージ３２の上方の塗布位置（点線で示される位置）に位置決めされる。塗布位置に位置決めされたノズル７１から塗布液が吐出されて、塗布ステージ３２との間を搬送されてくる基板Ｓに塗布される。こうして基板Ｓへの塗布液の塗布が行われる。

基板Ｓの搬送経路の上方には、ノズル７１に対しメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット８が設けられている。メンテナンスユニット８は、バット８０内に設けられた、洗浄液貯留槽８２と、ノズルクリーナ８１と、洗浄液貯留槽８２およびノズルクリーナ８１の動作を制御するメンテナンス制御機構８９とを備えている。

ノズル７１が、実線で示されるノズルクリーナ８１の上方位置（クリーニング位置）にある状態では、ノズルクリーナ８１によりノズル７１の吐出口の周囲に付着した塗布液が除去される。このように塗布位置へ移動させる前のノズル７１に対してクリーニング処理を行わせることにより、塗布位置での塗布液の吐出をその初期段階から安定させることができる。

また、位置決め機構７９は、ノズル７１をノズル下端が洗浄液貯留槽８２内に貯留される洗浄液に接液する位置（待機位置）に位置決めすることが可能である。ノズル７１を用いた塗布処理が実行されないときには、ノズル７１はこの待機位置に位置決めされる。なお、上記洗浄液に超音波を付与してノズル下端を洗浄する構成としてもよい。

この他、塗布装置１には、装置各部の動作を制御するための制御ユニット９が設けられている。制御ユニット９は所定の制御プログラムや各種データを記憶する記憶手段、この制御プログラムを実行することで装置各部に所定の動作を実行させるＣＰＵなどの演算手段、ユーザや外部装置との情報交換を担うインターフェース手段などを備えている。

図２は図１に示す塗布装置の側面図であり、具体的には塗布装置１の要部を（＋Ｘ）方向に見た図である。塗布ユニット７は、図２に示すように架橋構造を有している。具体的には、塗布ユニット７は、浮上ステージ部３の上方でＹ方向に延びる梁部材７３１のＹ方向両端部を、基台１０から上方に立設された１対の柱部材７３２，７３３で支持した構造を有している。柱部材７３２には例えばボールねじ機構により構成された昇降機構７３４が取り付けられており、昇降機構７３４により梁部材７３１の（＋Ｙ）側端部が昇降自在に支持されている。また、柱部材７３３には例えばボールねじ機構により構成された昇降機構７３５が取り付けられており、昇降機構７３５により梁部材７３１の（－Ｙ）側端部が昇降自在に支持されている。

制御ユニット９からの制御指令に応じて昇降機構７３４，７３５が連動することにより、梁部材７３１が水平姿勢のまま鉛直方向（Ｚ方向）に移動する。上記した昇降機構としては、ボールねじ機構に代えて例えばリニアモーター、直動ガイド、エアシリンダ、ソレノイドのような各種アクチュエータ等、適宜の直線運動機構が用いられてもよい。

梁部材７３１の中央下部には、ノズル７１が吐出口７１１を下向きにして取り付けられている。したがって、昇降機構７３４，７３５が作動することで、ノズル７１のＺ方向への移動が実現される。

柱部材７３２，７３３は基台１０上においてＸ方向に移動可能に構成されている。具体的には、基台１０の（＋Ｙ）側および（－Ｙ）側端部上面のそれぞれに、Ｘ方向に延設された１対の走行ガイド７４Ｌ，７４Ｒが取り付けられている。柱部材７３２はその下部に取り付けられたスライダ７３６を介して（＋Ｙ）側の走行ガイド７４Ｌに係合される。スライダ７３６は走行ガイド７４Ｌに沿ってＸ方向に移動自在となっている。同様に、柱部材７３３はその下部に取り付けられたスライダ７３７を介して（－Ｙ）側の走行ガイド７４Ｒに係合され、Ｘ方向に移動自在となっている。

また、柱部材７３２，７３３はリニアモーター７５Ｌ，７５ＲによりＸ方向に移動される。具体的には、リニアモーター７５Ｌ，７５Ｒのマグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に沿って延設され、コイルモジュールが移動子として柱部材７３２，７３３それぞれの下部に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモーター７５Ｌ，７５Ｒが作動することで、塗布ユニット７全体がＸ方向に沿って移動する。これにより、ノズル７１のＸ方向への移動が実現される。柱部材７３２，７３３のＸ方向位置については、スライダ７３６，７３７の近傍に設けられたリニアスケール７６Ｌ，７６Ｒにより検出可能である。昇降機構７３４，７３５と同様に、この場合においても、リニアモーターに代えて、ボールねじ機構、直動ガイド等の適宜の直線運動機構により塗布ユニット７の移動が実現されてもよい。

このように、昇降機構７３４，７３５が動作することによりノズル７１がＺ方向に移動し、リニアモーター７５Ｌ，７５Ｒが動作することによりノズル７１がＸ方向に移動する。すなわち、制御ユニット９がこれらの機構を制御することにより、ノズル７１の各停止位置（塗布位置、クリーニング位置、待機位置等）への位置決めが実現される。したがって、昇降機構７３４，７３５、リニアモーター７５Ｌ，７５Ｒおよびこれらを制御する制御ユニット９等が一体として、図１の位置決め機構７９として機能している。

次にメンテナンスユニット８について説明する。図１に示したように、メンテナンスユニット８は、バット８０内にノズルクリーナ８１および洗浄液貯留槽８２が収容された構造を有している。図２に示すように、バット８０はＹ方向に延設された梁部材８６１により支持され、梁部材８６１の両端部が１対の柱部材８６２，８６３により支持されている。１対の柱部材８６２，８６３はＹ方向に延びるプレート８６４のＹ方向両端部に取り付けられている。

プレート８６４のＹ方向両端部の下方には、基台１０上に１対の走行ガイド８４Ｌ，８４ＲがＸ方向に延設されている。プレート８６４のＹ方向両端部は、スライダ８６６，８６７を介して走行ガイド８４Ｌ，８４Ｒに係合されている。このため、メンテナンスユニット８が走行ガイド８４Ｌ，８４Ｒに沿ってＸ方向に移動可能となっている。

このようにメンテナンスユニット８はＸ方向に移動可能である。ただし、本実施形態の塗布装置１の動作においては、メンテナンスユニット８をＸ方向に移動させる局面は存在しない。例えば装置全体のメンテナンスや部品交換等の際に、ユーザの要求に応じてメンテナンスユニット８を移動させることは可能である。このための移動はオペレーターにより手動でなされてもよく、リニアモーター等、適宜の直線運動機構によって駆動されてもよい。

次にチャック機構５１の構造について図２を参照して説明する。チャック機構５１は、ＸＺ平面に関して互いに対称な形状を有しＹ方向に離隔配置された１対のチャックユニット５１Ｌ，５１Ｒを備える。これらのうち（＋Ｙ）側に配置されたチャックユニット５１Ｌは、基台１０にＸ方向に延設された走行ガイド５７ＬによりＸ方向に走行可能に支持されている。具体的には、チャックユニット５１Ｌは、上面が平坦に仕上げられＸ方向に延設された平板状のベース部５１２を備えている。ベース部５１２にはスライダ５１１が設けられ、スライダ５１１が走行ガイド５７Ｌに係合される。これにより、ベース部５１２は走行ガイド５７Ｌに沿ってＸ方向に走行可能になっている。

ベース部５１２の上面には、上端部に後述する吸着パッドが設けられた保持部材５１３が設けられている。図１に示されるように、保持部材５１３は、基板ＳのＸ方向における両端部位置に対応して、Ｘ方向に位置を異ならせて２個配置されている。ベース部５１２が走行ガイド５７Ｌに沿ってＸ方向に移動すると、これと一体的に２つの保持部材５１３，５１３がＸ方向に移動する。なお、ベース部５１２は２ピースに分割され、これらがＸ方向に一定の距離を保ちながら移動することで見かけ上一体のベース部として機能する構造であってもよい。この距離を基板の長さに応じて設定すれば、種々の長さの基板に対応することが可能となる。

チャックユニット５１Ｌは、リニアモーター５８ＬによりＸ方向に移動可能となっている。すなわち、リニアモーター５８Ｌのマグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に延設され、コイルモジュールが移動子としてチャックユニット５１Ｌの下部に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモーター５８Ｌが作動することで、チャックユニット５１ＬがＸ方向に沿って移動する。チャックユニット５１ＬのＸ方向位置についてはリニアスケール５９Ｌにより検出可能である。

（－Ｙ）側に設けられたチャックユニット５１Ｒも同様に、ベース部５１２と保持部材５１３とを備えている。ただし、その形状は、ＸＺ平面に関してチャックユニット５１Ｌとは対称なものとなっている。ベース部５１２はスライダ５１１により走行ガイド５７Ｒに係合される。また、チャックユニット５１Ｒは、リニアモーター５８ＲによりＸ方向に移動可能となっている。すなわち、リニアモーター５８Ｒのマグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に延設され、コイルモジュールが移動子としてチャック部材５１Ｒの下部に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモーター５８Ｒが作動することで、チャックユニット５１ＲがＸ方向に沿って移動する。チャック部材５１ＲのＸ方向位置についてはリニアスケール５９Ｒにより検出可能である。

制御ユニット９は、チャックユニット５１Ｌ，５１ＲがＸ方向において常に同一位置となるように、これらの位置制御を行う。これにより、１対のチャックユニット５１Ｌ，５１Ｒが見かけ上一体のチャック機構５１として移動することになる。チャックユニット５１Ｌ，５１Ｒを機械的に結合する場合に比べ、チャック機構５１と浮上ステージ部３との干渉を容易に回避することが可能となる。

計４つの保持部材５１３はそれぞれ、保持される基板Ｓの四隅に対応して配置される。すなわち、チャックユニット５１Ｌの２つの保持部材５１３，５１３は、基板Ｓの（＋Ｙ）側周縁部であって搬送方向Ｄｔにおける上流側端部と下流側端部とをそれぞれ保持する。一方、チャックユニット５１Ｒの２つの保持部材５１３，５１３は、基板Ｓの（－Ｙ）側周縁部であって搬送方向Ｄｔにおける上流側端部と下流側端部とをそれぞれ保持する。各保持部材５１３の吸着パッドには必要に応じて負圧が供給され、これにより基板Ｓの四隅がチャック機構５１により下方から吸着保持される。

チャック機構５１が基板Ｓを保持しながらＸ方向に移動することで基板Ｓが搬送される。このように、リニアモーター５８Ｌ，５８Ｒ、各保持部材５１３に負圧を供給するための機構（図示せず）、これらを制御する制御ユニット９等が一体として、図１の吸着・走行制御機構５２として機能している。

図１および図２に示すように、チャック機構５１は、浮上ステージ部３の各ステージ、すなわち入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３の上面よりも上方に基板Ｓの下面を保持した状態で基板Ｓを搬送する。チャック機構５１は、基板Ｓのうち各ステージ３１，３２，３３と対向する中央部分よりもＹ方向において外側の周縁部の一部を保持するのみであるため、基板Ｓの中央部は周縁部に対し下方に撓むことになる。浮上ステージ部３は、このような基板Ｓの中央部に下方から気体を吹き付けることで、基板Ｓの鉛直方向位置を制御して水平姿勢に維持する機能を有する。

浮上ステージ部３のうち、最も高精度な平面度および高さ設定が必要とされる塗布ステージ３２については、堅牢な支持部３２０により支持されている。具体的には、塗布ステージ３２の下面側が、温度変化による形状変化が極めて小さい例えば石材で平面精度の高い平板状に形成された、サブステージ３２１によりバックアップされている。そして、サブステージ３２１は脚部３２２により支持されている。

図３はチャック機構の構造を示す分解組立図である。ここでは基板Ｓの進行方向に対して左側に位置するチャックユニット５１Ｌについて説明するが、右側のチャックユニット５１Ｒも構造は同じである。チャックユニット５１Ｌは、Ｘ方向を長手方向として延びる平板状のベース部５１２と、ベース部５１２に取り付けられた２個の保持部材５１３とを有している。保持部材５１３の各々は、ベース部５１２に対し着脱自在に構成され、例えばボルト等の固結部材５１４によりベース部５１２に結合されている。

保持部材５１３の上端は平坦に仕上げられ、この上面には少なくとも１つ（この例では２つ）の吸着パッド５１８が設けられている。後述する負圧付与部５２から吸着パッド５１８に負圧が供給されることで、保持部材５１３は吸着パッド５１８を基板Ｓの下面Ｓｂに当接させて基板Ｓを吸着保持することができる。

ベース部５１２の上面は平坦に仕上げられ、保持部材５１３を取り付けるためのねじ穴５１５が複数設けられている。一方、保持部材５１３には固結部材５１４を挿通するための貫通孔５１６が穿設されている。保持部材５１３の貫通孔５１６に挿通された固結部材５１４がベース部５１２のねじ穴５１５に螺合することにより、保持部材５１３がベース部５１２に結合される。

ここで、ベース部５１２のねじ穴５１５は、保持部材５１３の貫通孔５１６よりも多数設けられている。具体的には、保持部材５１３には、Ｘ方向において複数の（この例では３個の）貫通孔５１６が一定ピッチで設けられている。一方、ベース部５１２上では、Ｘ方向において、保持部材５１３に設けられた貫通孔５１６と同一ピッチで、かつ保持部材５１３上の貫通孔５１６よりも多数の（この例では５個の）ねじ穴５１５が配列されている。さらに、ベース部５１２上では、このようにＸ方向に並ぶねじ穴５１５の列が、Ｙ方向に位置を異ならせて複数（この例では３列）設けられている。

このため、ベース部５１２に対する保持部材５１３の取り付け位置は一意でなく、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれに複数用意されていることになる。つまり、ベース部５１２上において、保持部材５１３は多段階の位置を採り得る。ベース部５１２の（－Ｘ）側端部、（＋Ｘ）側端部のそれぞれにおいて、このように保持部材５１３の取り付け位置が複数用意されている。

ベース部５１２に取り付けられた保持部材５１３のそれぞれに対応して、負圧付与部５２がベース部５１２に取り付けられている。負圧付与部５２は、内部にマニホールド空間となる空洞が形成されたマニホールド部５２１と、マニホールド部５２１に接続されたフレキシブルチューブ５２２とを有している。保持部材５１３がベース部５１２に取り付けられた状態で、保持部材５１３に設けられ吸着パッド５１８に連通する吸気口５１９に、フレキシブルチューブ５２２が接続される。マニホールド部５２１の内部空間は、ベース部５１２に接続されたケーブルキャリア５３内の配管を通じて図示しない負圧発生源に接続されている。

したがって、負圧発生源から供給される負圧がマニホールド部５２１およびフレキシブルチューブ５２２を介して吸着パッド５１８に供給され、これにより基板Ｓの下面のうち周縁部が吸着保持される。

また、ベース部５１２の両端部よりも内側の中央部にも複数のねじ穴５１７が設けられてもよい。こうすることで、図３に点線で示すように、ベース部５１２に対し保持部材５１３を追加的に取り付けることが可能となる。特に大判の基板Ｓに対しては、基板Ｓの四隅だけでなく搬送方向における中間部分も支持するようにすることで、その姿勢をより安定的に維持することが可能である。また例えば、Ｘ方向における長さが通常基板の半分以下である複数枚の基板を一括して保持することも可能になる。

塗布装置１の処理対象となる基板Ｓとしては種々のサイズのものがあり得るが、実際にはいくつかの標準的なサイズが広く用いられている。ただし、用途によってはこのような標準的サイズから僅かに異なるサイズのものが用いられる場合がある。例えば液晶表示装置製造用のガラス基板では、標準的なＧ８サイズに対してＧ８．５、Ｇ８．６等の派生サイズが存在している。これらの派生サイズの標準サイズとの差異は、長さおよび幅とも数十ｍｍ程度である。このような小さなサイズの差異に対して、本実施形態のチャックユニット５１では、ベース部５１２に対する保持部材５１３の取り付け位置を変更することにより対応することが可能となっている。

図４は基板サイズと保持部材の位置との関係を示す図である。ここでは幅方向（Ｙ方向）においてサイズが僅かに異なる２つの基板Ｓ１，Ｓ２を例として採り上げる。図４（ａ）に示すように、想定される基板のうち比較的幅の小さい基板Ｓ１が用いられる場合には、ベース部５１２に設けられたねじ穴５１５のうち、最も内側（チャックユニット５１Ｌから見れば（－Ｙ）側）の１組が使用されて保持部材５１３が取り付けられる。こうすることで、基板Ｓ１の周縁部がチャック機構５１により保持される。

基板Ｓ１の表面（上面）のうち、チャック機構５１により吸着保持される領域Ｒｔよりも内側で、かつ下面側が塗布ステージ３２によりバックアップされた領域Ｒｅが、高さが精密に制御されて均質な塗布膜を形成可能な有効領域となる。

一方、より幅の広い基板Ｓ２に対しては、図４（ｂ）に示すように、中央または外側のねじ穴５１５を使用して保持部材５１３を取り付けることで、当該基板Ｓ２の周縁部を保持することが可能となる。保持部材５１３の配置を図４（ａ）の状態から変えずに基板Ｓ２を保持した場合、基板Ｓ２はその周縁部よりも内側で保持されることとなり、周縁部の姿勢の管理ができなくなって基板Ｓ２が波打つことがある。基板サイズに応じて保持部材５１３の位置を変えることで、この問題を解消することができる。

ただし、塗布ステージ３２のサイズが同じであれば、有効領域Ｒｅの拡大は限定的である。基板サイズが大きくなった場合でも有効領域Ｒｅを拡大する必要がない場合には、図４（ｂ）に示すように保持部材５１３の位置のみ変更すればよい。

一方、基板サイズの拡大に伴い有効領域Ｒｅも拡大したい場合には、拡大された有効領域Ｒｅの全体が塗布ステージ３２によりバックアップされていることが望ましい。例えば図４（ｃ）に示すように、塗布ステージ３２に代えて、基板サイズに対応したサイズを有する塗布ステージ３２ａを装着することができる。この場合、塗布ステージ３２ａの端部が延伸されることでサブステージ３２１によるバックアップが受けられない状態となると、塗布ステージ３２ａ上面の平面精度の確保が困難となり、例えば温度ムラによる表面の湾曲が問題となり得る。

そこで、サブステージ３２１の側方にもサポート部材３２３を取り付けることで、サブステージ３２１を変更することなく、塗布ステージ３２ａへのバックアップが塗布ステージ３２ａの端部にまで及ぶようにすることができる。これにより、有効領域Ｒｅをより外側まで拡張することができる。サブステージ３２１との温度差による歪みが生じないように、サポート部材３２３はサブステージ３２１と同じ素材（例えば石材）で形成されることが望ましい。また、サポート部材３２３はサブステージ３２１と結合されていることが望ましい。

なお、ここではＹ方向、つまり基板Ｓの搬送方向Ｄｔと直交する幅方向における基板サイズの変更への対応について説明したが、基板Ｓの搬送方向Ｄｔ、つまりＸ方向における基板サイズの変更についても同様にして対応することができる。すなわち、固定部材５１４を取り付けるねじ穴５１５の位置をＸ方向に異ならせることで、Ｘ方向の基板サイズ変更に対応することができる。特にＸ方向に対しては、２つの保持部材５１３の間で取り付け位置の組み合わせを変えることで、多様なサイズに対応することが可能である。

このように、ベース部５１２に対する保持部材５１３の取り付け位置を、Ｘ方向およびＹ方向に予め複数用意しておき、基板サイズに応じて取り付け位置を変更することで、基板Ｓのサイズ変更に対応することができる。基板Ｓの幅が変更される際には塗布ステージ３２のサイズも変更されることが好ましいが、上記のようにすることで、少なくとも基板Ｓを搬送する機構については既存の部品をそのまま使うことができ、大規模な変更を必要としない。

吸着パッド５１８への負圧の供給は、フレキシブルチューブ５２２を介して行われる。このため、保持部材５１３の位置変更に対応することが可能であり、保持部材５１３がどの位置に取り付けられた場合でも、吸着パッド５１８に対し良好に負圧を供給し、基板Ｓを確実に吸着保持することが可能である。

なお、ここではベース部５１２に多数のねじ穴５１５を設けることにより、ベース部５１２に対する保持部材５１３の取り付け位置を変更可能としている。これに代えて、またはこれに加えて、次に説明するように、取り付け位置を変更可能とするための機構を保持部材５１３側に設けてもよい。

図５はチャックユニットの他の構成例を示す図である。図５（ａ）に示す変形例では、保持部材５１３ａに、複数の（この例では３個の）貫通孔５１６がＸ方向に並んでなる列が、Ｙ方向に３列形成されている。一方、ベース部５１２ａには、Ｘ方向に複数の（この例では５個の）ねじ穴５１５が形成されている。このような構成では、固結部材５１４を挿通する貫通孔５１６を選択することで、Ｙ方向における保持部材５１３ａの位置を多段階に変更することができる。また、固結部材５１４を螺合させるねじ穴５１５を選択することで、Ｘ方向における保持部材５１３ａの位置を多段階に変更することができる。

図５（ｂ）に示す変形例では、ベース部５１２ｂにおけるねじ穴５１５の配列は上記変形例と同じである。一方、保持部材５１３ｂには、Ｙ方向を長手方向とする長穴（スロット穴）５１６ｂが形成されている。したがって、Ｘ方向においては上記と同様に多段階に保持部材５１３ｂの位置を設定可能であるとともに、Ｙ方向には保持部材５１３ｂの位置を連続的に変更設定することが可能である。このような構成によれば、サイズが僅かに異なる種々のサイズの基板Ｓに対して、保持部材５１３ｂの位置を最適化することが可能である。

さらなる変形例として、上記した貫通孔およびねじ穴の配置を適宜変更または組み合わせて用いることが可能である。例えば図３に示すベース部５１２と、図５（ａ）に示す保持部材５１３ａとを組み合わせれば、ベース部５１２に対する保持部材５１３ｂの位置をよりきめ細かく調整することが可能となる。この場合、ベース部５１２上におけるねじ穴５１５のＹ方向の配設ピッチと、保持部材５１３ｂ上における貫通孔５１６のＹ方向の配設ピッチとが互いに異なっていることがより好ましい。こうすることで、ベース部５１２上のねじ穴５１５と、保持部材５１３ｂ上の貫通孔５１６との組み合わせにより実現される保持部材５１３ｂの位置を細かく変更することができる。

また例えば、保持部材に設けられる長穴をＸ方向に延びるようにしてもよい。このような構成によれば、Ｘ方向において保持部材の取り付け位置を連続的に変化させることが可能となる。この場合、Ｙ方向については、図３に示すようにベース部５１２側にＹ方向に並ぶ複数のねじ穴５１５を設けることで、多段階の位置変更が可能である。

このような基板サイズ変更に伴う保持部材５１３の取り付け位置の変更は、例えばロット単位で行われるものであり、これを変更するための段取り替えはオペレーターの作業により行われる。基板サイズに合わせた精密な位置決めのためには、適宜の調整用治具が適用されてよい。また、基板Ｓを水平姿勢に支持するという目的のためには、各保持部材５１３の高さが規定通りに揃っていることが重要である。そのために、ベース部５１２の上面および保持部材５１３の下面については、高い平面度に仕上げられていることが望ましい。また必要に応じて、ベース部５１２と保持部材５１３との間に高さ調整用のシムが挿入されてもよい。

以上のように、上記実施形態では、基板Ｓを保持し搬送するチャック機構５１は、基板Ｓの搬送方向Ｄｔに走行する１対のチャックユニット５１Ｌ，５１Ｒを備えている。各チャックユニット５１Ｌ，５１Ｒでは、ベース部５１２に対する保持部材５１３の取り付け位置が、搬送方向および幅方向の少なくとも一方において、多段階に、または連続的に変更可能である。このため、基板サイズの変更に応じて保持部材５１３の取り付け位置を変更設定することにより、種々のサイズの基板に対し、当該基板の周縁部を保持部材５１３により保持することが可能となっている。

このため、基板のサイズ変更に伴う装置各部の設計変更を不要とし、あるいは最小限に抑えることが可能となる。そのため、サイズ変更に伴う装置コストの上昇を抑えることが可能である。

以上説明したように、上記実施形態の塗布装置１においては、浮上ステージ部３が本発明の「浮上機構」として機能しており、そのうち塗布ステージ３２が本発明の「ステージ部材」に、サブステージ３２１および脚部３２２が一体として本発明の「支持部」として機能している。また、チャック機構５１が本発明の「保持部」に相当しており、ベース部５１２，５１２、保持部材５１３が、それぞれ本発明の「１対の走行部材」、「保持部材」として機能している。また、負圧付与部５２および吸着パッド５１８が、本発明の「吸着機構」として機能している。

また、走行ガイド５７Ｌ，５７Ｒおよびリニアモーター５８Ｌ，５８Ｒが一体として、本発明の「移動機構」として機能している。また、上記実施形態では、スリットノズル７１が本発明の「ノズル」として機能している。

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、ベース部５１２に対する取り付け位置の変更により、同一形状の保持部材５１３で複数サイズの基板Ｓに対応している。これに加えて、より多様な基板サイズに対応可能とするために、形状の異なる複数種の保持部材が用意されてもよい。

また、上記実施形態では、Ｙ方向に１対設けられたチャックユニット５１Ｌ，５１Ｒのそれぞれが、ベース部５１２に対する保持部材５１３の取り付け位置を変更可能な構造となっている。これにより、Ｙ方向における基板Ｓの中心をスリットノズル７１の中心と揃えることが可能である。一方、例えば基板サイズの変化が軽微である場合などでは、いずれか一方のチャックユニットで取り付け位置の調整を行うようにしてもよい。

また、上記実施形態のチャック機構５１は、保持部材５１３に設けられた貫通孔５１６に固結部材５１４を挿通し、これをベース部５１２に設けられたねじ穴５１５に螺合させることにより、ベース部５１２に対して保持部材５１３を取り付ける構造となっている。したがって、保持部材５１３の着脱作業は上方からのアクセスにより行われることとなる。これとは逆に、ベース部５１２に貫通孔を、保持部材５１３にねじ穴を設けて、下方からのアクセスで着脱を行う構造としてもよい。また、ベース部および保持部材の形状の工夫により、側方からのアクセスで着脱作業を行える構造としてもよい。

また、上記実施形態のチャック機構５１は、上面に吸着パッド５１８が設けられた保持部材５１３が基板Ｓの下面Ｓｂに当接して基板Ｓを吸着保持する。しかしながら、基板保持の態様はこれに限定されず、例えば基板の周縁部を把持する機構を用いて基板を支持するものであってもよい。

さらに、上記実施形態では、基板Ｓの表面Ｓｆに塗布液を供給する塗布装置１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。すなわち、ノズルに処理液を送給することで当該ノズルから基板の表面に処理液を供給しながら、基板をノズルに対して相対的に移動させて所定の処理を施す基板処理技術全般に適用可能である。

以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明に係る塗布装置は、例えば、保持部材および走行部材の一方に貫通孔が設けられるとともに他方にはねじ穴が設けられ、貫通孔を挿通されてねじ穴に螺合することにより保持部材と走行部材とを結合する固結部材を備える構成であってもよい。このような構成によれば、固結部材の着脱により、保持部材と走行部材とを容易に結合および分離することが可能であり、取り付け位置を変更するための調整作業を簡単に行うことが可能となる。

より具体的には、幅方向および搬送方向の少なくとも一方において、ねじ穴の配設数が貫通孔の配設数よりも大きくなるようにすることができる。また、これとは逆に、幅方向および搬送方向の少なくとも一方において、貫通孔の配設数がねじ穴の配設数よりも大きくなるようにしてもよい。これらのいずれの構成でも、固結部材を挿通する貫通孔とねじ穴との組み合わせを変えることにより、保持部材の取り付け位置を多段階に変更することが可能である。

また例えば、貫通孔が幅方向または搬送方向を長手方向とする長穴とされてもよい。このような構成によれば、走行部材に対する保持部材の取り付け位置を、長穴の長さの範囲で連続的に変更設定することが可能となる。

また、本発明に係る塗布装置では、例えば基板の下面に当接して基板を吸着保持する吸着機構が保持部に設けられてもよい。このような構成によれば、基板の下面側からの当接のみで基板を保持することが可能であり、基板の側面および上面側を開放した状態で基板を保持することができる。したがって、基板の上面側での処理液の塗布が、保持部に支障されることなく実行可能である。

また例えば、浮上機構は、上面が平面に仕上げられて保持部に保持される基板の下面中央部と対向し、上面に流体を噴出する噴出孔が設けられたステージ部材と、ステージ部材を下面側から支持する支持部とを有し、支持部に対しステージ部材が着脱可能に取り付けられた構造とすることができる。このような構成によれば、基板サイズの変更に応じて必要な場合には、異なるサイズのステージ部材を取り付けて使用することが可能となる。すなわち、ステージ部材の交換により、異なるサイズの基板に対応可能である。

この場合、浮上機構は、支持部に結合され幅方向において支持部より長いステージ部材を下方からバックアップするサポート部材を有していてもよい。例えばステージ部材が幅方向において支持部よりも長くなる場合、ステージ部材の周縁部が撓むことで上面の平面度が低下することがあり得る。この部分を下方からバックアップするサポート部材を支持部に結合することで、このような撓みを抑制し、ステージ部材上面の平面度を維持することが可能である。

この発明は、基板を浮上状態かつ水平姿勢に支持しながら搬送し、基板の上面に処理液を塗布する塗布装置全般に適用可能であり、塗布される処理液の種類としては各種のものを適用可能である。

１ 塗布装置
３ 浮上ステージ部（浮上機構）
３２ 塗布ステージ（ステージ部材）
５１ チャック機構（保持部）
５２ 負圧付与部（吸着機構）
５７Ｌ，５７Ｒ 走行ガイド（移動機構）
５８Ｌ，５８Ｒ リニアモーター（移動機構）
７１ スリットノズル（ノズル）
３２０ 支持部
３２１ サブステージ（支持部）
３２２ 脚部（支持部）
３２３ サポート部材
５１２ ベース部（走行部材）
５１３ 保持部材
５１４ 固結部材
５１５ ねじ穴
５１６ 貫通孔
５１８ 吸着パッド（吸着機構）
Ｓ 基板

Claims (8)

1. 基板の周縁部を保持して前記基板を水平に保持する保持部と、
   前記保持部により保持される前記基板の下面中央部と対向して配置された上面から流体を噴出して、前記基板を浮上状態かつ水平姿勢に支持する浮上機構と、
   前記保持部を水平方向に移動させて、前記浮上機構に支持された前記基板を搬送する移動機構と、
   前記浮上機構により支持される前記基板の上面に対向配置され前記基板の上面に処理液を吐出するノズルと
   を備え、
   前記保持部は、
   前記基板の搬送方向に直交する幅方向における前記基板の両端部それぞれに対応して設けられ、前記移動機構により前記搬送方向に移動される１対の走行部材と、
   前記走行部材とは別体に構成され、前記１対の走行部材のそれぞれに少なくとも１つずつ取り付けられて前記幅方向における前記基板の端部を保持する保持部材と
   を有し、
   前記１対の走行部材の少なくとも一方で、前記走行部材に対する前記保持部材の取り付け位置が前記搬送方向および前記幅方向の少なくとも一方において多段階にまたは連続的に変更可能である、塗布装置。
2. 前記保持部材および前記走行部材の一方には貫通孔が設けられるとともに、他方にはねじ穴が設けられ、
   前記貫通孔を挿通されて前記ねじ穴に螺合することにより、前記保持部材と前記走行部材とを結合する固結部材を備える、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記幅方向および前記搬送方向の少なくとも一方において、前記ねじ穴の配設数が前記貫通孔の配設数よりも大きい、請求項２に記載の塗布装置。
4. 前記幅方向および前記搬送方向の少なくとも一方において、前記貫通孔の配設数が前記ねじ穴の配設数よりも大きい、請求項２に記載の塗布装置。
5. 前記貫通孔が前記幅方向または前記搬送方向を長手方向とする長穴である、請求項２に記載の塗布装置。
6. 前記基板の下面に当接して前記基板を吸着保持する吸着機構が、前記保持部に設けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載の塗布装置。
7. 前記浮上機構は、上面が平面に仕上げられて前記保持部に保持される前記基板の前記下面中央部と対向し、前記上面に前記流体を噴出する噴出孔が設けられたステージ部材と、
   前記ステージ部材を下面側から支持する支持部と
   を有し、
   前記支持部に対し前記ステージ部材が着脱可能に取り付けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載の塗布装置。
8. 前記浮上機構は、前記支持部に結合され、前記幅方向において前記支持部より長い前記ステージ部材を下方からバックアップするサポート部材を有する、請求項７に記載の塗布装置。

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