JP4091378B2

JP4091378B2 - Substrate processing equipment

Info

Publication number: JP4091378B2
Application number: JP2002248473A
Authority: JP
Inventors: 幸一上野; 裕之北澤
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: JP2004087906A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ、液晶用ガラス基板およびＰＤＰ用ガラス基板などの被処理基板に対し、所定の処理液を塗布する技術に関する。より詳しくは、所定の処理液を塗布する際の基板の厚さを測定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、基板の大型化に伴い、基板を保持しつつ、その基板に対して直線的形状をしたローラ、ブレードまたは直線状のスリットを有するノズルなどの処理ツールを基板上において相対的に平行移動させることにより、大型の基板に対して塗布液（処理液）を均一に塗布する方法（スリットコーティング）が一般化しつつある。このようなスリットコーティングによって基板を処理する塗布装置（スリットコータ）では、塗布する基板に対する処理ツールの姿勢が塗布される処理液の厚みに大きく影響を与える。
【０００３】
そこで従来より、スリットコータでは、塗布処理を行う前に個々の基板に対して厚さ測定を行い、当該測定結果に基づいて処理ツールの姿勢を制御することが行われている。例えば、特２８５２９２３号公報には、基板の厚さ測定を行う測定ヘッドを設け、当該測定ヘッドからの測定結果に基づいて処理ツールとしての塗布ヘッドの昇降位置を制御する塗布装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に記載の塗布装置の測定ヘッドは、塗布処理の際に用いるテーブルに保持されている基板に対して厚さ測定を行うことから、厚さ測定を行っている間は、基板に対する塗布処理を行うことができず、塗布処理に要する時間（タクト）が長くなるという問題があった。
【０００５】
また、測定ヘッドが基板の厚さを計測している間、塗布ヘッドが待機状態におかれるため、塗布ヘッドの先端において処理液が乾燥するという問題があった。処理液が乾燥した状態の塗布ヘッドにより塗布処理を行うと、例えば塗布面に「畝」とよばれるすじ状の厚膜部分ができてしまうなど、塗布ムラを生じ、基板上に形成される処理液の膜が不均一となる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、塗布処理に要する時間を短縮させるとともに、塗布ムラなどを抑制する基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に対して所定の処理液を塗布する基板処理装置であって、前記基板を保持する第１保持手段と、前記基板を前記第１保持手段に搬送する搬送手段と、前記搬送手段に設けられ、前記基板を保持するハンドと、前記搬送手段に設けられ、前記基板の厚さを測定する測定手段と、前記第１保持手段に保持された前記基板の表面に前記所定の処理液を吐出する吐出手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記吐出手段と前記第１保持手段に保持された前記基板の表面との相対位置を制御する制御手段とを備え、前記測定手段が、前記基板が前記第１保持手段に保持される前に、前記ハンドに保持された前記基板に対して前記基板の厚さ測定を行う。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置であって、前記測定手段が、前記基板の表面位置を検出する検出センサと、前記基板の裏面位置を規定する位置決め手段と、前記検出センサにより検出された前記基板の表面位置と、前記位置決め手段により規定された前記基板の裏面位置とに基づいて前記基板の厚さを演算する演算手段とを有する。
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る基板処理装置であって、前記検出センサと前記位置決め手段とが、対向する位置にそれぞれ設けられている。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置であって、前記測定手段が、前記基板の表面位置を検出する表面検出センサと、前記基板の裏面位置を検出する裏面検出センサと、前記表面検出センサにより検出された前記基板の表面位置と、前記裏面検出センサにより検出された前記基板の裏面位置とに基づいて前記基板の厚さを演算する演算手段とを有する。
また、請求項５の発明は、請求項４の発明に係る基板処理装置であって、前記表面検出センサと前記裏面検出センサとが、対向する位置にそれぞれ配置されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１５】
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本発明に係る第１の実施の形態における基板処理装置１を示す概略斜視図である。基板処理装置１は、カセットステーション２、搬送部３、塗布部４、および制御部５とに大別され、液晶表示装置の画面パネルを製造するための角形ガラス基板を被処理基板９０としており、基板９０の表面に形成された電極層などを選択的にエッチングするプロセスにおいて、基板９０の表面に処理液としてのレジスト液を塗布する塗布装置として構成されている。したがって、この実施の形態では、スリットノズル４５はレジスト液を吐出するようになっている。
【００１６】
なお、基板処理装置１は、液晶表示装置用のガラス基板だけでなく、一般に、フラットパネルディスプレイ用の種々の基板に処理液（薬液）を塗布する装置として変形利用することもできる。また、図１では、被処理基板として矩形の基板９０を例に示しているが、円形の基板であってもよい。
【００１７】
カセットステーション２は、いわゆるインデクサーとしての機能を有しており、図１に示すようにカセット２０が所定の位置に載置される。カセット２０は、複数の基板９０を収容するための容器であり、前面に搬送シャトル３０が内部に収容されている基板９０にアクセスすることができるように開口部が設けられている。なお、図１では、カセットステーション２に載置される１つのカセット２０のみを図示しているが、カセットステーション２に載置されるカセット２０の数は、複数であってもよい。また、その場合、塗布部４において処理が行われる前の基板９０と、処理後の基板９０とを別々に収容するようにしてもよい。
【００１８】
搬送部３は、搬送シャトル３０、走行レール３１、および昇降機構３２を備え、カセットステーション２と塗布部４との間で基板９０を搬送する。なお、図１では、搬送シャトル３０を１つだけ示しているが、より具体的には、搬送部３は上下に配置された２つの搬送シャトル３０を有しており、例えば、一方の搬送シャトル３０が塗布部４から基板９０を搬出する動作に続いて、他方の搬送シャトル３０が保持している次に処理すべき基板９０を塗布部４に搬入する動作を行うことができるようにされている。
【００１９】
搬送シャトル３０は、カセット２０内の基板９０および保持面４０ａが保持している基板９０に対し、略水平方向に進退することにより直接アクセスして、当該基板９０を保持する。なお、搬送シャトル３０は、Ｚ軸に平行な回転軸を中心に略水平面内で回転が可能とされており、これにより基板９０にアクセスする際の進退方向が調整できるようにされている。
【００２０】
図２は、搬送シャトル３０の詳細を示す図である。なお、前述のように、搬送シャトル３０はＸＹ平面に略平行な面内で適宜回転するため、図２に示すＸＹＺ軸方向に固定的に配置されているわけではない。以下、図３および図４においても同様である。
【００２１】
搬送シャトル３０は、搬送シャトル３０の各構成を所定の位置に取り付けるための支持部材３００、基板９０を水平姿勢で保持する機構として、前後ハンド３０１および左右ハンド３０２を備えている。また、前後ハンド３０１のＹ軸方向の間隔を調整する前後ハンドスライド機構３０３と、左右ハンド３０２のＸ軸方向の間隔を調整する左右ハンドスライド機構３０４とを備えている。
【００２２】
前後ハンド３０１は、Ｙ軸方向に対向するように前後に配置された一対のハンド部材から構成され、図２に示すように、前後ハンドスライド機構３０３がそれぞれのハンド部材をＹ軸方向にスライドさせることによって、基板９０のＹ軸方向の幅に応じた間隔に調整される。
【００２３】
また、左右ハンド３０２は、Ｘ軸方向に対向するように左右に配置された一対のハンド部材から構成され、図２に示すように、左右ハンドスライド機構３０４がそれぞれのハンド部材をＸ軸方向にスライドさせることによって、基板９０のＸ軸方向の幅に応じた間隔に調整される。
【００２４】
このような機構を備えることにより、搬送シャトル３０は、図２に二点鎖線で示すように、基板９０を所定の位置に保持することができる。したがって、搬送部３は、図示しない移動機構により、基板９０を保持した状態の搬送シャトル３０を走行レール３１に沿って移動させることにより基板９０を搬送する。
【００２５】
図３は、第１の実施の形態における左右ハンド３０２において、基板９０に当接する部分（先端部）を示す図である。左右ハンド３０２の先端部には、位置決めピン３０５および物理センサ６０が設けられている。
【００２６】
位置決めピン３０５は、先端において基板９０の裏面（レジスト液が塗布される面に対向する面）と当接することにより、基板９０を所定の位置に裏面から支持する機能を有する。また、図３では左右ハンド３０２の位置決めピン３０５のみ示しているが、位置決めピン３０５は左右ハンド３０２のみならず前後ハンド３０１にも同様に設けられており、それらの位置決めピン３０５が基板９０を支持することにより、基板９０の裏面位置（搬送シャトル３０に対するＺ軸方向の位置）が規定される。
【００２７】
なお、位置決めピン３０５により規定される基板９０の裏面位置は、位置決めピン３０５が搬送シャトル３０に固定されているため既知であり、予め制御部５にデータとして記憶されている。また、図２に示すように、各位置決めピン３０５が基板９０に当接する位置は、当接による傷などの悪影響を製品に与えないように基板９０の端部とすることが好ましい。
【００２８】
物理センサ６０は、測定部（先端部）がＺ軸方向に進退し、搬送シャトル３０に保持された基板９０の表面に当接することによって基板９０の表面位置を検出する一般的な接触型センサであり、検出した基板９０の表面位置を制御部５に伝達する。物理センサ６０の原理を簡単に説明すると、基板９０の表面に当接したときの押し込み量（距離）を測定し、物理センサ６０の固定部内に規定されている基準位置（以下、単に「基準位置」と称する）からの相対距離を算出することによって基板９０の表面位置（基準位置からの位置）を検出する。
【００２９】
なお、物理センサ６０の固定部は搬送シャトル３０に固定されているため、基準位置は搬送シャトル３０に対する位置が既知であり、予め制御部５にデータとして記憶されている。また、本実施の形態において物理センサ６０は各位置決めピン３０５に対向する位置にそれぞれ設けられており、複数の物理センサ６０から得られた値の平均値が基板９０の表面位置とされるが、基板９０の表面位置を取得するためには、搬送シャトル３０が少なくとも１つ以上の物理センサ６０を備えていればよい。
【００３０】
基板９０の表面位置と裏面位置とが取得されると、制御部５がそれらの相対距離を求めることにより基板９０の厚さＷＤを求める。なお、位置決めピン３０５が保持している基板９０には、多少の撓みが生じることから、物理センサ６０が測定を行う位置によっては基板９０の表面位置に誤差が生じる場合がある。この誤差を最小にするためには、できる限り基板９０の表面と裏面とが共にＸＹ平面に平行となっている位置で測定することが望ましい。したがって、物理センサ６０のＸＹ平面における配置位置（測定位置）は、本実施の形態における基板処理装置１のように位置決めピン３０５と対向する位置とすることが好ましい。また、図３に示すように、本実施の形態に用いられる物理センサ６０は接触型であり基板９０に当接するため、位置決めピン３０５と同様に、当接による悪影響を製品に与えないように、その配置位置は基板９０の端部（塗布範囲外）とすることが好ましい。また、物理センサ６０の配置位置を基板９０の対角位置として測定するようにしてもよい。
【００３１】
図１に戻って、昇降機構３２は、一般的なシリンダ機構により搬送シャトル３０をＺ軸方向に進退させることが可能とされており、制御部５からの制御信号に基づいて、搬送シャトル３０のＺ軸方向の位置を調節する。カセット２０内において各基板９０の収容位置はＺ軸方向に配列されており、各基板９０のＺ軸方向の位置はそれぞれ異なっている。しかし、必要に応じて昇降機構３２が、搬送シャトル３０のＺ軸方向の位置調整を行うため、搬送シャトル３０は搬送する基板９０の収容位置に応じて基板９０に直接アクセスすることができる。また、昇降機構３２は、図示しない移動機構により、搬送シャトル３０とともに走行レール３１上をＹ軸方向に移動する。
【００３２】
塗布部４は、被処理基板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４０を備える。ステージ４０は直方体形状の一体の石製であり、その上面（保持面４０ａ）および側面は平坦面に加工されている。
【００３３】
ステージ４０の上面は水平面とされており、基板９０を保持するための保持面４０ａとなっている。保持面４０ａには多数の真空吸着口が分布して形成されており、塗布部４において塗布処理を行う間、基板９０を吸着することにより、所定の水平位置に保持する。
【００３４】
この保持面４０ａのうち基板９０の保持エリア（基板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４１ａが固設される。走行レール４１ａは、架橋構造４２の両端部に固設される支持ブロック４１ｂとともに、架橋構造４２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４２を保持面４０ａの上方に支持するリニアガイドを構成する。
【００３５】
ステージ４０の上方には、このステージ４０の両側部分から略水平に掛け渡された架橋構造４２が設けられている。架橋構造４２は、スリットノズル４５と、その両端を支持する昇降機構４３，４４とから主に構成される。
【００３６】
水平Ｙ方向に伸びる直線状のスリットノズル４５には、スリットノズル４５へ薬液を供給する配管やレジスト用ポンプを含む吐出機構（図示せず）が接続されている。スリットノズル４５は、レジスト用ポンプによりレジスト液が送られ、基板９０の表面を走査することにより、保持面４０ａに保持された基板９０の表面の所定の領域（以下、「塗布領域」と称する。）にレジスト液を吐出する。
【００３７】
昇降機構４３，４４はスリットノズル４５の両側に分かれて連結されている。昇降機構４３，４４は主に図示しないＡＣサーボモータおよびボールネジからなり、制御部５からの制御信号に基づいて、架橋構造４２の昇降駆動力を生成する。これにより昇降機構４３，４４は、スリットノズル４５を並進的に昇降させるとともに、スリットノズル４５のＹＺ平面内での姿勢を調整するためにも用いられる。
【００３８】
架橋構造４２の両端部には、ステージ４０の両側の縁側に沿って別れて配置され、それぞれ固定子（ステータ）４６ａと移動子４６ｂおよび固定子４７ａと移動子４７ｂを備える一対のＡＣコアレスリニアモータ（以下、単に、「リニアモータ」と略する。）４６，４７が、それぞれ固設され、架橋構造４２を基板９０の表面に沿った略水平方向に移動させる。
【００３９】
また、架橋構造４２の両端部には、それぞれスケール部と検出子とを備えたリニアエンコーダ４８，４９が、それぞれ固設される。これにより、制御部５は、リニアエンコーダ４８，４９からの検出結果に基づいて、リニアモータ４６，４７の位置を検出することができ、当該検出結果に基づいてリニアモータ４６，４７を位置制御することができる。
【００４０】
制御部５は、ステージ４０の内部に設けられており、プログラムや各種データを保存（記憶）するとともに、当該プログラムに従って各種データを処理する一般的なマイクロコンピュータとしての機能を有する。制御部５は、図示しないケーブルにより基板処理装置１に付属する各機構と接続されており、前述のプログラムなどに従って制御信号を生成し、ステージ４０、昇降機構４３，４４、リニアモータ４６，４７、および物理センサ６０などの各構成の動作を制御する。例えば、物理センサ６０の測定結果に基づいて、昇降機構４３，４４およびリニアモータ４６，４７を制御することによって、スリットノズル４５と保持面４０ａに保持された基板９０の表面との相対位置を制御する。
【００４１】
以上が、主に、基板処理装置１の構成の説明である。次に、このような構成を備える基板処理装置１が基板９０を処理することによって、基板９０の表面にレジスト液を塗布する動作について説明する。
【００４２】
基板９０を収容したカセット２０が、オペレータまたは図示しない搬送機構によりカセットステーション２に載置されると、基板処理装置１では制御部５がそれを検知することによって一連の動作が開始される。すなわち、所定の初期設定などが行われた後、搬送部３による基板９０の搬送処理が開始される。
【００４３】
搬送処理では、まず、搬送シャトル３０が昇降機構３２と共に走行レール３１上を、カセット２０内の基板９０にアクセスする位置まで（−Ｙ）方向に移動する。この動作に伴って（あるいは前後して）、アクセスする基板９０の収容位置に応じて昇降機構３２が搬送シャトル３０のＺ軸方向の位置を調整するとともに、搬送シャトル３０がＸＹ平面内で所定の角度分回転することにより搬送シャトル３０の進出方向の調整を行う。
【００４４】
次に、搬送シャトル３０の前後ハンドスライド機構３０３および左右ハンドスライド機構３０４により、前後ハンド３０１および左右ハンド３０２の位置調整が行われる。
【００４５】
さらに、搬送シャトル３０が（−Ｙ）方向（カセット２０の存在方向）に進出することにより、カセット２０の前面に設けられた開口部から内部に進入し、カセット内に収容されている基板９０を１枚保持する。
【００４６】
搬送シャトル３０により基板９０が保持された時点で、基板９０の厚さ測定処理が行われる。まず、物理センサ６０の測定部が（−Ｚ）方向（基板９０の存在方向）に進出し、基準位置に対する基板９０の表面位置を測定して制御部５に伝達する。制御部５は、予め記憶している基準位置および基板９０の裏面位置（位置決めピン３０５により規定される裏面位置）に基づいて、当該基板９０の表面位置と裏面位置との相対距離を演算して、基板９０の厚さＷＤを求める。求めた厚さＷＤは、制御部５に一時的に記憶され、後の処理に利用される。
【００４７】
このように、基板処理装置１では、基板９０がステージ４０の保持面４０ａに保持される前に、基板９０の厚さ測定を行うことにより、従来の装置のように塗布装置において厚さ測定を行う場合に比べて、塗布部４における処理時間を短縮することができる。
【００４８】
また、搬送部３により搬送中の（搬送シャトル３０が保持している）基板９０に対して厚さ測定を行うことにより、例えば、塗布部４が他の基板９０に対して塗布処理を行っている間に、予め次の基板９０の厚さ測定を行っておくことができる。また、別途、厚さ測定のための時間（工程）を設ける必要がなく、基板処理装置１における処理時間を短縮することができる。
【００４９】
さらに、基板処理装置１は物理センサ６０により検出された基板９０の表面位置と位置決めピン３０５により規定された基板９０の裏面位置とに基づいて基板９０の厚さＷＤを演算することができ、このような構成によれば、基板処理装置１の装置構成を簡素化することができる。
【００５０】
基板９０の厚さ測定処理が終了すると、搬送シャトル３０が基板９０を保持した状態で、（＋Ｙ）方向に退出し、カセット２０から基板９０を搬出する。
【００５１】
基板９０がカセット２０から搬出されると、搬送シャトル３０が昇降機構３２と共に走行レール３１上を、塗布部４のステージ４０に基板９０を搬入する位置まで（＋Ｙ）方向に移動する。この動作に伴って（あるいは前後して）、保持面４０ａの位置に応じて昇降機構３２が搬送シャトル３０のＺ軸方向の位置を調整するとともに、搬送シャトル３０がＸＹ平面内で所定の角度分回転することにより搬送シャトル３０の進出方向の調整を行う。
【００５２】
次に、搬送シャトル３０が（−Ｘ）方向（保持面４０ａの存在方向）に進出して保持している基板９０を保持面４０ａの所定の位置に搬入する。さらに、保持面４０ａが基板９０の吸着を開始することにより、塗布部４による塗布処理が開始される。
【００５３】
なお、より詳しくは、搬送シャトル３０が塗布部４に基板９０を搬入する際には、ステージ４０に設けられた複数のリフトピン（図示せず）が（＋Ｚ）方向に進出しており、搬送シャトル３０は当該リフトピン上に基板９０を搬入する。その後、各リフトピンが連動して（−Ｚ）方向に退出（ステージ４０内に埋没）することにより、基板９０が保持面４０ａの所定の位置に配置される。基板９０の搬入後、搬送シャトル３０は（＋Ｘ）方向に退出する。
【００５４】
塗布処理では、まず、制御部５が、前述の処理において記憶しておいた基板９０の厚さＷＤに基づいて昇降機構４３，４４を制御することにより、スリットノズル４５の姿勢を制御する。すなわち、基板９０に塗布されるレジスト液の膜が、所望の膜厚となる位置にスリットノズル４５を移動させる。このように、処理する個々の基板９０の厚さに応じてスリットノズル４５の位置を制御することにより、基板処理装置１は高い精度で塗布処理を行うことができる。
【００５５】
次に、リニアエンコーダ４８，４９の検出結果に基づいて、制御部５がリニアモータ４６，４７を制御することにより、架橋構造４２を（＋Ｘ）方向に移動させ、スリットノズル４５を吐出開始位置に移動させる。ここで、吐出開始位置とは、基板９０上のレジスト液を塗布する領域の一辺にスリットノズル４５がほぼ沿う位置である。
【００５６】
スリットノズル４５が吐出開始位置に移動すると、スリットノズル４５がレジスト液の吐出を開始する。制御部５がリニアモータ４６，４７を制御することにより、スリットノズル４５が（＋Ｘ）方向に基板９０の表面を走査しつつレジスト液の吐出を継続する。このようにして、基板９０の表面にレジスト液が塗布される。
【００５７】
スリットノズル４５が吐出終了位置に移動すると、制御部５がスリットノズル４５の（＋Ｘ）方向の移動を停止させるとともに、レジスト液の吐出を停止させる。さらに、昇降機構４３，４４がスリットノズル４５を所定の位置に上昇させた後、リニアモータ４６，４７が架橋構造４２を（−Ｘ）方向に待機位置（図１に示す位置）まで移動させる。これにより、塗布部４による塗布処理が終了する。
【００５８】
塗布処理が終了すると、保持面４０ａが吸着を停止するとともに、再び、前述のリフトピンが（＋Ｚ）方向に進出して、基板９０を（＋Ｚ）方向に移動させる。さらに、搬送シャトル３０が（＋Ｘ）方向に進出して当該基板９０を保持し、（−Ｘ）方向に退出することにより、塗布部４から基板９０を搬出する。
【００５９】
搬送シャトル３０により塗布部４から搬出された基板９０は、前述の説明と逆の経路により、再び、カセット２０内の所定の収容位置に戻される。基板処理装置１では、カセット２０に収容されているすべての基板９０に対して上記の処理が終了するまで処理を繰り返す。
【００６０】
以上により、第１の実施の形態における基板処理装置１では、基板９０がステージ４０の保持面４０ａに保持される前に、基板９０の厚さ測定を行うことによって、従来の装置のように塗布装置において厚さ測定を行う場合に比べて、塗布部４における処理時間を短縮することができる。
【００６１】
また、スリットノズル４５の待機時間が短縮されるため、スリットノズル４５におけるレジスト液の乾燥を抑制することができることから、高い精度で塗布処理を行うことができる。
【００６２】
また、搬送部３により搬送中の（搬送シャトル３０が保持している）基板９０に対して厚さ測定を行うことにより、例えば、塗布部４が他の基板９０に対して塗布処理を行っている間に、予め次の基板９０の厚さ測定を行っておくことができる。また、別途、厚さ測定のための時間（工程）を設ける必要がなく、基板処理装置１における処理時間を短縮することができる。
【００６３】
さらに、基板処理装置１は物理センサ６０により検出された基板９０の表面位置と位置決めピン３０５により規定された基板９０の裏面位置とに基づいて基板９０の厚さＷＤを演算することができ、このような構成によれば、基板処理装置１の装置構成を簡素化することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態における基板処理装置１では、基板９０の表面位置を検出するために、接触型の物理センサ６０を用いているが、検出センサの種類はこれに限られるものではなく、例えば、非接触型のレーザセンサやエアセンサなどを用いてもよい。すなわち、基板９０の表面位置を検出することができるものであれば、どのような周知の原理による検出センサが用いられてもよい。また、以下の実施の形態において示す検出センサについても、同様にそれぞれ例示であって、他の検出センサに置き換えて利用することができる。
【００６５】
＜２．第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、基板の表面位置のみ検出センサで測定し、裏面位置については位置決め部材（位置決めピン３０５）が基板に当接する位置を裏面位置であるとみなして基板の厚さを求めていたが、基板の表面位置だけでなく、裏面位置も検出センサによって測定するようにしてもよい。
【００６６】
図４は、このような原理に基づいて構成した第２の実施の形態における左右ハンド３０２の先端部の構成を示す図である。図４に示すように、本実施の形態における左右ハンド３０２には、Ｚ軸方向に対向するように配置された一対のレーザセンサ６１，６２が設けられている。
【００６７】
レーザセンサ６１，６２は、それぞれ図示しないレーザ投射部と受光部とを備える一般的なギャップセンサである。レーザセンサ６１，６２は、レーザ投射部から発射したレーザ光の反射光を受光部で受光することによって、センサ内の基準位置と所定の方向の存在物（本実施の形態では基板９０の表面および裏面）とのギャップを測定し、当該測定結果を制御部５に伝達する。すなわち、レーザセンサ６１により基板９０の表面位置、レーザセンサ６２により基板９０の裏面位置がそれぞれ検出されて制御部５に伝達される。
【００６８】
このように、本実施の形態では、基板９０の表面位置および裏面位置を検出するセンサとして非接触型のレーザセンサ６１，６２を用いており、基板９０に直接センサが当接することなく測定を行うことができるため、基板９０の表面に傷や跡が残ることがない。
【００６９】
制御部５では、第１の実施の形態と同様に、レーザセンサ６１，６２から得られた値（位置）に基づいて基板９０の厚さＷＤを演算して記憶しておき、塗布部４における塗布処理において、スリットノズル４５の姿勢制御に利用する。
【００７０】
以上により、本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、基板９０の裏面位置について個々の基板９０ごとにセンサによる測定を行うことから、より正確な裏面位置を取得することができる。したがって、基板９０の厚さＷＤを正確に測定することができ、塗布処理の精度を向上させることができる。
【００７１】
なお、対象とする基板９０がガラスなどの光透過性材料による基板である場合には、基板９０の表面により反射されるレーザ光、および基板９０の裏面により反射されるレーザ光のそれぞれを受光して、それぞれのレーザ光（反射光）の光学的な経路差を計算することにより、基板９０の厚さＷＤを直接測定することができるレーザセンサを用いてもよい。その場合は、必ずしも２つの検出センサを対向する位置に配置する必要はなく、例えば、基板９０の表面側（あるいは裏面側）に１つ設けるだけでよい。さらに、その場合は、制御部５が厚さＷＤを演算する必要がなく、制御部５は当該レーザセンサから得られた厚さＷＤを記憶しておくだけでよい。
【００７２】
＜３．第３の実施の形態＞
上記実施の形態では、搬送シャトルによって基板が搬送される例について説明したが、基板処理装置の構成あるいは配置状況などにより、基板を比較的長距離搬送しなければならない場合などにおいては、いわゆるコロ搬送と呼ばれる搬送手法が用いられることも多い。
【００７３】
図５は、一般的なコロ搬送機構３３によって基板９０を搬送する搬送部３の例を示す図である。コロ搬送機構は、基板９０の搬送方向に垂直な方向を回転軸とした円筒状のコロ３３０を複数設け、モータなどからなる駆動機構３３１によりコロ３３０を所定の方向に回転させ、コロ３３０の上面に載置された基板９０を所定の方向に搬送する機構である。このような搬送部３では、上記実施の形態と同様の搬送シャトル３０および昇降機構３２をコロ搬送機構３３の上流および下流にそれぞれ設けておき、カセット２０または塗布部４とコロ搬送機構３３との間で基板９０の受け渡しを行う。本発明は、このようなコロ搬送機構３３によって基板９０が搬送される場合にも、もちろん利用することができる。
【００７４】
図６は、このような原理に基づいて構成した第３の実施の形態における搬送部３のコロ搬送機構３３の一部を示した概略図である。コロ搬送機構３３は、コロ３３０の間に少なくとも一対の物理センサ６３，６４を備えており、図６に示すように、それぞれの物理センサ６３，６４が基板９０に当接することにより、基板９０の表面位置および裏面位置を検出して制御部５に伝達する。
【００７５】
なお、本実施の形態における搬送部３では、制御部５が駆動機構３３１を制御することにより、物理センサ６３，６４による基板９０の測定中は、各コロ３３０の回転を停止する。これにより、基板９０に当接した物理センサ６３，６４によって、基板９０が傷つくことを抑制することができる。
【００７６】
以上により、本実施の形態における搬送部３を用いても上記実施の形態と同様に、塗布処理を開始するまでの処理時間を短縮することができ、レジスト液の塗布を開始するまでにスリットノズル４５が乾燥してしまうことを抑制することができることから、高い精度で塗布を行うことができる。
【００７７】
なお、本実施の形態においても接触型の物理センサ６３，６４の代わりに非接触型のレーザセンサやエアセンサを用いることができるが、この場合には、検出センサによる測定中にコロ３３０を停止させることなく回転を継続させることにより、基板９０の表面を走査することができ、一対の検出センサのみであっても、より正確な測定を行うことができる。
【００７８】
また、搬送中の基板９０の裏面位置は、コロ３３０により規定されることから、コロ３３０の上面位置を基板９０の裏面位置とみなして、当該コロ３３０と対向する位置に物理センサ６３を配置し、基板９０の表面位置についてのみ個々の基板９０毎に測定するようにしてもよい。
【００７９】
＜４．第４の実施の形態＞
上記実施の形態においては、検出センサによる測定が搬送部において行われていたが、測定を行う位置は搬送部に限られるものではなく、基板９０が塗布部４に搬入される前であればどこで測定が行われてもよい。すなわち、処理基板を待機させている間に測定してもよい。
【００８０】
図７は、このような原理に基づいて構成した第４の実施の形態におけるカセット２０を示す図である。カセット２０は、前述のように開口部を有する略箱状の筐体２００の内部に、各基板９０を支持するために棚状に配置された支持部材２０１、各支持部材２０１の上方に基板９０を保持する位置決めピン２０２、および位置決めピン２０２と対向する位置に配置されたエアセンサ６５を備える。
【００８１】
カセット２０内に収容されている基板９０の収容位置は、図７に示すように、各支持部材２０１および位置決めピン２０２によってＺ軸方向に所定の間隔で配列され、それぞれの基板９０は、搬送シャトル３０により１枚ずつ取り出し可能とされている。
【００８２】
位置決めピン２０２は、各支持部材２０１の上面にＹ軸方向に所定の間隔で配列しており、その上端に基板９０が載置される。これにより、基板９０の裏面に位置決めピン２０２が当接する。すなわち、カセット２０内において、各基板９０の裏面位置は、その基板９０の収容位置毎に当接する位置決めピン２０２によって規定されており、これらの裏面位置は予め制御部５に記憶されている。
【００８３】
エアセンサ６５は、Ｚ軸方向に移動自由な検出子、当該検出子の位置を測定する測定部、およびエアを供給する供給部（いずれも図示せず）から構成され、上記実施の形態と同様に、基板９０の表面位置を検出するための検出センサとして用いられる。その原理を簡単に説明すると、エアセンサ６５は、測定対象物に向けて（−Ｚ）方向にエアを噴出して、当該測定対象物から跳ね返ってくるエアの圧力によって検出子を（＋Ｚ）方向に移動させる。エアの噴出量を一定にしておけば検出子に対するエアの圧力は、測定対象物との距離に依存することとなることから、測定部が検出子の位置を測定することによって、測定対象物との距離を測定することができる。
【００８４】
エアセンサ６５による検出結果は、上記実施の形態と同様に制御部５に伝達される。なお、このとき、検出結果がいずれの基板９０のものであるかを識別するために、各エアセンサ６５から得られた検出結果にそれぞれの基板９０の識別子が付加されて、制御部５に伝達される。
【００８５】
以上により、本実施の形態においても上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、エアセンサ６５による測定が基板９０を待機させているカセット２０内で行われることから、複数の基板９０に対する測定をほぼ同時に行うことができ、さらに、処理時間を短縮することができる。また、静止した状態の基板９０を測定することから、正確な測定を行うことができる。
【００８６】
＜５．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００８７】
例えば、第１の実施の形態では、搬送シャトル３０がカセット２０内で基板９０を保持した時点で厚さ測定を行っているが、測定タイミングはこれに限られるものではなく、搬送シャトル３０が昇降機構３２と共に移動している間に測定を行ってもよい。すなわち、基板９０が塗布部４に搬入される前であれば、どのタイミングで予め測定を行ってもよい。その場合、基板９０に何らかの膜がすでに形成されている状態であれば、基板端部（膜の形成されていない部分）の測定を行うようにすればよい。
【００８８】
また、第１の実施の形態では、搬送中に基板９０の厚さ測定を行うために、物理センサ６０などの測定機構を搬送シャトル３０に直接設けているが、例えば、基板９０の搬送経路の途中にそのような測定機構を設け、搬送中の搬送シャトル３０が所定の位置で一旦停止し、その間に当該測定機構が厚さ測定を行うように構成してもよい。
【００８９】
【発明の効果】
請求項１ないし５に記載の発明では、搬送手段に設けられた測定手段が、基板が第１保持手段に保持される前に、基板の厚さ測定を行うことにより、処理時間を短縮することができる。また、吐出手段の待機時間が短縮されるため、吐出手段において処理液が乾燥することを抑制することができ、高い精度で塗布を行うことができる。
【００９０】
また、測定手段が、搬送手段のハンドに保持した基板に対して基板の厚さ測定を行うことにより、さらに、処理時間を短縮することができる。
【００９２】
請求項２に記載の発明では、測定手段が、検出センサにより検出された基板の表面位置と、位置決め手段により規定された基板の裏面位置とに基づいて基板の厚さを演算することにより、装置構成を簡素化することができる。
【００９３】
請求項４に記載の発明では、測定手段が、表面検出センサにより検出された基板の表面位置と、裏面検出センサにより検出された基板の裏面位置とに基づいて基板の厚さを演算することにより、基板の厚さを正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態における基板処理装置１を示す概略斜視図である。
【図２】第１の実施の形態における搬送シャトルの詳細を示す図である。
【図３】第１の実施の形態における左右ハンドにおいて、基板に当接する部分（先端部）を示す図である。
【図４】第２の実施の形態における左右ハンドの先端部の構成を示す図である。
【図５】コロ搬送によって基板を搬送する搬送部の例を示す図である。
【図６】第３の実施の形態における搬送部のコロ搬送機構の一部を示した概略図である。
【図７】第４の実施の形態におけるカセットを示す図である。
【符号の説明】
１基板処理装置
２カセットステーション
２０カセット（待機手段）
２０２位置決めピン
３搬送部
３０搬送シャトル
３０５位置決めピン
３３コロ搬送機構
３３０コロ
３３１駆動機構
４塗布部
４０ステージ
４０ａ保持面
４３，４４昇降機構
４５スリットノズル
５制御部
６０，６３，６４物理センサ
６１，６２，レーザセンサ
６５エアセンサ
９０基板
ＷＤ厚さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for applying a predetermined processing liquid to a substrate to be processed such as a semiconductor wafer, a glass substrate for liquid crystal, and a glass substrate for PDP. More specifically, the present invention relates to a technique for measuring the thickness of a substrate when a predetermined processing liquid is applied.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the increase in size of a substrate, a processing tool such as a roller, a blade, or a nozzle having a linear slit that is linear with respect to the substrate is relatively translated on the substrate while the substrate is held. As a result, a method (slit coating) for uniformly applying a coating liquid (treatment liquid) to a large substrate is becoming common. In a coating apparatus (slit coater) that processes a substrate by such slit coating, the posture of the processing tool with respect to the substrate to be coated greatly affects the thickness of the processing liquid to be applied.
[0003]
Therefore, conventionally, in the slit coater, the thickness of each substrate is measured before performing the coating process, and the posture of the processing tool is controlled based on the measurement result. For example, Japanese Patent No. 2852923 has proposed a coating apparatus that includes a measurement head for measuring the thickness of a substrate and controls the elevation position of the coating head as a processing tool based on the measurement result from the measurement head. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the measuring head of the coating apparatus described in the above publication measures the thickness of the substrate held on the table used during the coating process, the thickness of the coating head is measured while the thickness is being measured. There has been a problem that the coating process cannot be performed, and the time (tact) required for the coating process becomes long.
[0005]
In addition, since the coating head is in a standby state while the measurement head measures the thickness of the substrate, there is a problem that the processing liquid dries at the tip of the coating head. When the coating process is performed with the coating head in a state where the processing liquid is dried, for example, a stripe-shaped thick film portion called “畝” is formed on the coating surface, resulting in coating unevenness and forming on the substrate. The liquid film becomes uneven.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that shortens the time required for coating processing and suppresses coating unevenness and the like.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a substrate processing apparatus for applying a predetermined processing liquid to a substrate.,in frontFirst holding means for holding the substrate;Conveying means for conveying the substrate to the first holding means; a hand provided in the conveying means for holding the substrate; a measuring means provided in the conveying means for measuring the thickness of the substrate;The discharge means for discharging the predetermined processing liquid onto the surface of the substrate held by the first holding means, and the discharge means and the first holding means held on the basis of the measurement result of the measurement means Control means for controlling the relative position with the surface of the substrate, and before the measurement means is held by the first holding means,For the substrate held by the handThe thickness of the substrate is measured.
[0012]
  Also,Claim 2The invention ofClaim 1In the substrate processing apparatus according to the invention, the measurement means includes a detection sensor that detects a front surface position of the substrate, a positioning means that defines a back surface position of the substrate, and a substrate that is detected by the detection sensor. Calculation means for calculating the thickness of the substrate based on the front surface position and the back surface position of the substrate defined by the positioning means.
A third aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to the second aspect of the present invention, wherein the detection sensor and the positioning means are provided at opposing positions.
[0013]
  Also,Claim 4The invention ofClaim 1The substrate processing apparatus according to the invention, wherein the measuring means is detected by a surface detection sensor that detects a surface position of the substrate, a back surface detection sensor that detects a back surface position of the substrate, and the surface detection sensor. Calculation means for calculating the thickness of the substrate based on the front surface position of the substrate and the back surface position of the substrate detected by the back surface detection sensor.
The invention according to claim 5 is the substrate processing apparatus according to claim 4, wherein the front surface detection sensor and the back surface detection sensor are respectively arranged at opposing positions.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0015]
<1. First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 1 is roughly divided into a cassette station 2, a transport unit 3, a coating unit 4, and a control unit 5, and a rectangular glass substrate for manufacturing a screen panel of a liquid crystal display device is a substrate to be processed 90. In the process of selectively etching an electrode layer or the like formed on the surface of the substrate 90, the coating device is configured to apply a resist solution as a processing solution to the surface of the substrate 90. Therefore, in this embodiment, the slit nozzle 45 discharges the resist solution.
[0016]
In addition, the substrate processing apparatus 1 can be modified and used not only as a glass substrate for a liquid crystal display device but also as a device for applying a processing liquid (chemical solution) to various substrates for a flat panel display. In FIG. 1, a rectangular substrate 90 is shown as an example of a substrate to be processed, but a circular substrate may be used.
[0017]
The cassette station 2 has a function as a so-called indexer, and the cassette 20 is placed at a predetermined position as shown in FIG. The cassette 20 is a container for accommodating a plurality of substrates 90, and an opening is provided on the front surface so that the transport shuttle 30 can access the substrate 90 accommodated therein. In FIG. 1, only one cassette 20 placed on the cassette station 2 is shown, but the number of cassettes 20 placed on the cassette station 2 may be plural. In that case, the substrate 90 before the processing in the coating unit 4 and the substrate 90 after the processing may be separately accommodated.
[0018]
The transport unit 3 includes a transport shuttle 30, a travel rail 31, and an elevating mechanism 32, and transports the substrate 90 between the cassette station 2 and the coating unit 4. In FIG. 1, only one transport shuttle 30 is shown, but more specifically, the transport unit 3 has two transport shuttles 30 arranged one above the other, for example, one transport shuttle. Following the operation of unloading the substrate 90 from the coating unit 4, the operation of loading the substrate 90 to be processed next held by the other transport shuttle 30 into the coating unit 4 can be performed. Yes.
[0019]
The transport shuttle 30 holds the substrate 90 by directly accessing the substrate 90 in the cassette 20 and the substrate 90 held by the holding surface 40a by moving back and forth in a substantially horizontal direction. The transport shuttle 30 can be rotated in a substantially horizontal plane around a rotation axis parallel to the Z axis so that the advancing / retreating direction when accessing the substrate 90 can be adjusted.
[0020]
FIG. 2 is a diagram showing details of the transport shuttle 30. As described above, since the transport shuttle 30 rotates appropriately in a plane substantially parallel to the XY plane, it is not fixedly arranged in the XYZ axial directions shown in FIG. The same applies to FIGS. 3 and 4 below.
[0021]
The transport shuttle 30 includes a support member 300 for attaching each component of the transport shuttle 30 to a predetermined position, and a front and rear hand 301 and a left and right hand 302 as a mechanism for holding the substrate 90 in a horizontal posture. In addition, a front / rear hand slide mechanism 303 that adjusts the interval in the Y-axis direction of the front / rear hand 301 and a left / right hand slide mechanism 304 that adjusts the interval in the X-axis direction of the left / right hand 302 are provided.
[0022]
The front / rear hand 301 is composed of a pair of front and rear hand members so as to face each other in the Y-axis direction. As shown in FIG. 2, the front / rear hand slide mechanism 303 slides each hand member in the Y-axis direction. Thus, the interval is adjusted according to the width of the substrate 90 in the Y-axis direction.
[0023]
The left and right hands 302 are composed of a pair of left and right hand members so as to face each other in the X-axis direction. As shown in FIG. 2, the left and right hand slide mechanism 304 moves each hand member in the X-axis direction. By sliding, the interval is adjusted according to the width of the substrate 90 in the X-axis direction.
[0024]
By providing such a mechanism, the transport shuttle 30 can hold the substrate 90 at a predetermined position as shown by a two-dot chain line in FIG. Therefore, the transport unit 3 transports the substrate 90 by moving the transport shuttle 30 holding the substrate 90 along the travel rail 31 by a moving mechanism (not shown).
[0025]
FIG. 3 is a diagram illustrating a portion (tip portion) that contacts the substrate 90 in the left and right hand 302 according to the first embodiment. Positioning pins 305 and a physical sensor 60 are provided at the distal ends of the left and right hands 302.
[0026]
The positioning pin 305 has a function of supporting the substrate 90 at a predetermined position from the back surface by abutting the back surface of the substrate 90 (the surface facing the surface to which the resist solution is applied) at the tip. 3 shows only the positioning pins 305 of the left and right hands 302, the positioning pins 305 are provided not only on the left and right hands 302 but also on the front and rear hands 301, and these positioning pins 305 support the substrate 90. By doing so, the back surface position of the substrate 90 (the position in the Z-axis direction with respect to the transport shuttle 30) is defined.
[0027]
Note that the position of the back surface of the substrate 90 defined by the positioning pins 305 is known because the positioning pins 305 are fixed to the transport shuttle 30 and is stored in advance in the control unit 5 as data. Also, as shown in FIG. 2, the position where each positioning pin 305 contacts the substrate 90 is preferably the end of the substrate 90 so as not to adversely affect the product such as scratches caused by the contact.
[0028]
The physical sensor 60 is a general contact sensor that detects the surface position of the substrate 90 by abutting the surface of the substrate 90 held by the transport shuttle 30 as the measurement unit (tip portion) advances and retracts in the Z-axis direction. Yes, the detected surface position of the substrate 90 is transmitted to the controller 5. The principle of the physical sensor 60 will be briefly described. The amount of pushing (distance) when contacting the surface of the substrate 90 is measured, and a reference position (hereinafter simply referred to as “reference position” defined in the fixed portion of the physical sensor 60 is measured. The surface position of the substrate 90 (position from the reference position) is detected by calculating a relative distance from the reference position.
[0029]
Since the fixed part of the physical sensor 60 is fixed to the transport shuttle 30, the reference position is known as the position with respect to the transport shuttle 30 and is stored in advance in the control unit 5 as data. In the present embodiment, the physical sensor 60 is provided at a position facing each positioning pin 305, and an average value of values obtained from the plurality of physical sensors 60 is the surface position of the substrate 90. In order to acquire the surface position of the substrate 90, the transport shuttle 30 only needs to include at least one physical sensor 60.
[0030]
When the front surface position and the back surface position of the substrate 90 are acquired, the control unit 5 determines the thickness WD of the substrate 90 by determining the relative distance between them. Since the substrate 90 held by the positioning pins 305 is somewhat bent, an error may occur in the surface position of the substrate 90 depending on the position where the physical sensor 60 performs measurement. In order to minimize this error, it is desirable to measure at a position where both the front surface and the back surface of the substrate 90 are parallel to the XY plane as much as possible. Therefore, the arrangement position (measurement position) of the physical sensor 60 on the XY plane is preferably a position facing the positioning pin 305 as in the substrate processing apparatus 1 in the present embodiment. Further, as shown in FIG. 3, since the physical sensor 60 used in the present embodiment is a contact type and abuts against the substrate 90, as with the positioning pin 305, in order not to adversely affect the product, The arrangement position is preferably the end of the substrate 90 (outside the coating range). Further, the arrangement position of the physical sensor 60 may be measured as the diagonal position of the substrate 90.
[0031]
Returning to FIG. 1, the elevating mechanism 32 can move the transport shuttle 30 forward and backward in the Z-axis direction by a general cylinder mechanism, and based on a control signal from the control unit 5, Adjust the position in the Z-axis direction. The accommodation positions of the substrates 90 in the cassette 20 are arranged in the Z-axis direction, and the positions of the substrates 90 in the Z-axis direction are different from each other. However, since the lifting mechanism 32 adjusts the position of the transport shuttle 30 in the Z-axis direction as necessary, the transport shuttle 30 can directly access the substrate 90 according to the accommodation position of the substrate 90 to be transported. Further, the elevating mechanism 32 moves on the traveling rail 31 in the Y-axis direction together with the transport shuttle 30 by a moving mechanism (not shown).
[0032]
The application unit 4 includes a stage 40 that functions as a holding table for mounting and holding the substrate to be processed 90 and also functions as a base for each attached mechanism. The stage 40 is made of an integral stone having a rectangular parallelepiped shape, and its upper surface (holding surface 40a) and side surfaces are processed into flat surfaces.
[0033]
The upper surface of the stage 40 is a horizontal plane and serves as a holding surface 40 a for holding the substrate 90. A large number of vacuum suction ports are distributed and formed on the holding surface 40a, and the substrate 90 is sucked and held at a predetermined horizontal position while the coating unit 4 performs the coating process.
[0034]
A pair of running rails 41a extending in parallel in a substantially horizontal direction is fixed to both ends of the holding surface 40a across the holding area of the substrate 90 (region where the substrate 90 is held). The traveling rail 41a guides the movement of the bridging structure 42 together with the support blocks 41b fixed at both ends of the bridging structure 42 (the moving direction is defined in a predetermined direction), and the bridging structure 42 is located above the holding surface 40a. A linear guide that is supported by is constructed.
[0035]
Above the stage 40, a bridging structure 42 is provided that extends substantially horizontally from both sides of the stage 40. The bridging structure 42 is mainly composed of a slit nozzle 45 and elevating mechanisms 43 and 44 that support both ends thereof.
[0036]
A discharge mechanism (not shown) including a pipe for supplying a chemical solution to the slit nozzle 45 and a resist pump is connected to the linear slit nozzle 45 extending in the horizontal Y direction. The slit nozzle 45 is fed with a resist solution by a resist pump and scans the surface of the substrate 90, whereby a predetermined region (hereinafter referred to as “coating region”) on the surface of the substrate 90 held on the holding surface 40 a. ) To discharge the resist solution.
[0037]
The elevating mechanisms 43 and 44 are separately connected to both sides of the slit nozzle 45. The elevating mechanisms 43 and 44 are mainly composed of an AC servomotor and a ball screw (not shown), and generate elevating driving force for the bridging structure 42 based on a control signal from the control unit 5. Accordingly, the elevating mechanisms 43 and 44 are used to move the slit nozzle 45 up and down in translation and to adjust the posture of the slit nozzle 45 in the YZ plane.
[0038]
A pair of AC coreless linear motors arranged separately at both ends of the bridging structure 42 along the edge sides on both sides of the stage 40 and having a stator (stator) 46a and a mover 46b, and a stator 47a and a mover 47b, respectively. (Hereinafter, simply referred to as “linear motor”) 46 and 47 are respectively fixed to move the bridging structure 42 in a substantially horizontal direction along the surface of the substrate 90.
[0039]
In addition, linear encoders 48 and 49 each having a scale portion and a detector are respectively fixed to both ends of the bridging structure 42. Thus, the control unit 5 can detect the positions of the linear motors 46 and 47 based on the detection results from the linear encoders 48 and 49, and controls the positions of the linear motors 46 and 47 based on the detection results. be able to.
[0040]
The control unit 5 is provided in the stage 40 and has a function as a general microcomputer that stores (stores) programs and various data and processes various data according to the programs. The control unit 5 is connected to each mechanism attached to the substrate processing apparatus 1 by a cable (not shown), generates a control signal according to the above-described program and the like, and performs a stage 40, lifting mechanisms 43 and 44, linear motors 46 and 47, The operation of each component such as the physical sensor 60 is controlled. For example, the relative positions of the slit nozzle 45 and the surface of the substrate 90 held by the holding surface 40a are controlled by controlling the lifting mechanisms 43 and 44 and the linear motors 46 and 47 based on the measurement result of the physical sensor 60. To do.
[0041]
The above is the description of the configuration of the substrate processing apparatus 1 mainly. Next, an operation of applying a resist solution to the surface of the substrate 90 by the substrate processing apparatus 1 having such a configuration processing the substrate 90 will be described.
[0042]
When the cassette 20 containing the substrate 90 is placed on the cassette station 2 by an operator or a transport mechanism (not shown), in the substrate processing apparatus 1, a series of operations is started when the control unit 5 detects it. That is, after a predetermined initial setting or the like is performed, the transfer process of the substrate 90 by the transfer unit 3 is started.
[0043]
In the transfer process, first, the transfer shuttle 30 moves on the traveling rail 31 together with the lifting mechanism 32 in the (−Y) direction to a position where the substrate 90 in the cassette 20 is accessed. Along with this operation (or back and forth), the lifting mechanism 32 adjusts the position of the transport shuttle 30 in the Z-axis direction according to the accommodation position of the substrate 90 to be accessed, and the transport shuttle 30 has a predetermined position in the XY plane. The advance direction of the transport shuttle 30 is adjusted by rotating by an angle.
[0044]
Next, the front / rear hand slide mechanism 303 and the left / right hand slide mechanism 304 of the transport shuttle 30 adjust the positions of the front / rear hand 301 and the left / right hand 302.
[0045]
Further, when the transport shuttle 30 advances in the (−Y) direction (the direction in which the cassette 20 exists), the substrate 90 enters the inside through the opening provided in the front surface of the cassette 20 and the substrate 90 accommodated in the cassette is moved. Hold one sheet.
[0046]
When the substrate 90 is held by the transport shuttle 30, a thickness measurement process for the substrate 90 is performed. First, the measurement unit of the physical sensor 60 advances in the (−Z) direction (the direction in which the substrate 90 exists), measures the surface position of the substrate 90 with respect to the reference position, and transmits it to the control unit 5. The control unit 5 calculates the relative distance between the front surface position and the back surface position of the substrate 90 based on the reference position stored in advance and the back surface position of the substrate 90 (the back surface position defined by the positioning pins 305). Then, the thickness WD of the substrate 90 is obtained. The obtained thickness WD is temporarily stored in the control unit 5 and used for later processing.
[0047]
As described above, in the substrate processing apparatus 1, the thickness of the substrate 90 is measured before the substrate 90 is held on the holding surface 40 a of the stage 40. Compared with the case where it performs, the processing time in the application part 4 can be shortened.
[0048]
Further, by measuring the thickness of the substrate 90 being transported (held by the transport shuttle 30) by the transport unit 3, for example, the coating unit 4 performs a coating process on another substrate 90. The thickness of the next substrate 90 can be measured in advance. Further, it is not necessary to separately provide a time (process) for thickness measurement, and the processing time in the substrate processing apparatus 1 can be shortened.
[0049]
Further, the substrate processing apparatus 1 can calculate the thickness WD of the substrate 90 based on the front surface position of the substrate 90 detected by the physical sensor 60 and the back surface position of the substrate 90 defined by the positioning pins 305. According to such a structure, the apparatus structure of the substrate processing apparatus 1 can be simplified.
[0050]
When the thickness measurement process of the substrate 90 is completed, the transport shuttle 30 moves out in the (+ Y) direction while holding the substrate 90 and unloads the substrate 90 from the cassette 20.
[0051]
When the substrate 90 is unloaded from the cassette 20, the transport shuttle 30 moves in the (+ Y) direction on the traveling rail 31 together with the lifting mechanism 32 to a position where the substrate 90 is loaded onto the stage 40 of the coating unit 4. Accompanying this operation (or back and forth), the lifting mechanism 32 adjusts the position of the transport shuttle 30 in the Z-axis direction according to the position of the holding surface 40a, and the transport shuttle 30 is moved by a predetermined angle in the XY plane. The advance direction of the transport shuttle 30 is adjusted by rotating.
[0052]
Next, the substrate 90 that the transport shuttle 30 advances and holds in the (−X) direction (the direction in which the holding surface 40a is present) is carried into a predetermined position of the holding surface 40a. Furthermore, when the holding surface 40a starts to adsorb the substrate 90, the coating process by the coating unit 4 is started.
[0053]
More specifically, when the transport shuttle 30 carries the substrate 90 into the coating unit 4, a plurality of lift pins (not shown) provided on the stage 40 have advanced in the (+ Z) direction, and the transport shuttle 30 carries the substrate 90 onto the lift pins. Thereafter, the lift pins are interlocked and retracted in the (−Z) direction (buried in the stage 40), whereby the substrate 90 is disposed at a predetermined position on the holding surface 40a. After the substrate 90 is loaded, the transport shuttle 30 moves out in the (+ X) direction.
[0054]
In the coating process, first, the control unit 5 controls the posture of the slit nozzle 45 by controlling the elevating mechanisms 43 and 44 based on the thickness WD of the substrate 90 stored in the above process. That is, the slit nozzle 45 is moved to a position where the resist solution film applied to the substrate 90 has a desired film thickness. Thus, by controlling the position of the slit nozzle 45 in accordance with the thickness of each substrate 90 to be processed, the substrate processing apparatus 1 can perform the coating process with high accuracy.
[0055]
Next, based on the detection results of the linear encoders 48 and 49, the control unit 5 controls the linear motors 46 and 47, thereby moving the bridging structure 42 in the (+ X) direction and setting the slit nozzle 45 to the discharge start position. Move. Here, the discharge start position is a position where the slit nozzle 45 substantially extends along one side of the region on the substrate 90 where the resist solution is applied.
[0056]
When the slit nozzle 45 moves to the discharge start position, the slit nozzle 45 starts discharging the resist solution. When the control unit 5 controls the linear motors 46 and 47, the slit nozzle 45 continues to discharge the resist solution while scanning the surface of the substrate 90 in the (+ X) direction. In this way, the resist solution is applied to the surface of the substrate 90.
[0057]
When the slit nozzle 45 moves to the discharge end position, the control unit 5 stops the movement of the slit nozzle 45 in the (+ X) direction and stops the discharge of the resist solution. Further, after the elevating mechanisms 43 and 44 raise the slit nozzle 45 to a predetermined position, the linear motors 46 and 47 move the bridging structure 42 to the standby position (position shown in FIG. 1) in the (−X) direction. Thereby, the application | coating process by the application part 4 is complete | finished.
[0058]
When the coating process is completed, the holding surface 40a stops the suction, and the above-described lift pin advances again in the (+ Z) direction to move the substrate 90 in the (+ Z) direction. Further, the transport shuttle 30 advances in the (+ X) direction to hold the substrate 90 and retracts in the (−X) direction, thereby unloading the substrate 90 from the coating unit 4.
[0059]
The substrate 90 unloaded from the coating unit 4 by the transport shuttle 30 is returned again to a predetermined accommodation position in the cassette 20 through a path reverse to the above description. In the substrate processing apparatus 1, the processing is repeated until the above processing is completed for all the substrates 90 accommodated in the cassette 20.
[0060]
As described above, in the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment, the thickness of the substrate 90 is measured before the substrate 90 is held on the holding surface 40a of the stage 40, so that the coating is performed as in the conventional apparatus. Compared with the case of measuring the thickness in the apparatus, the processing time in the application unit 4 can be shortened.
[0061]
In addition, since the waiting time of the slit nozzle 45 is shortened, drying of the resist solution in the slit nozzle 45 can be suppressed, so that the coating process can be performed with high accuracy.
[0062]
Further, by measuring the thickness of the substrate 90 being transported (held by the transport shuttle 30) by the transport unit 3, for example, the coating unit 4 performs a coating process on another substrate 90. The thickness of the next substrate 90 can be measured in advance. Further, it is not necessary to separately provide a time (process) for thickness measurement, and the processing time in the substrate processing apparatus 1 can be shortened.
[0063]
Further, the substrate processing apparatus 1 can calculate the thickness WD of the substrate 90 based on the front surface position of the substrate 90 detected by the physical sensor 60 and the back surface position of the substrate 90 defined by the positioning pins 305. According to such a structure, the apparatus structure of the substrate processing apparatus 1 can be simplified.
[0064]
In the substrate processing apparatus 1 in the present embodiment, the contact-type physical sensor 60 is used to detect the surface position of the substrate 90, but the type of the detection sensor is not limited to this, for example, A non-contact type laser sensor, an air sensor, or the like may be used. That is, as long as the surface position of the substrate 90 can be detected, a detection sensor based on any known principle may be used. In addition, the detection sensors shown in the following embodiments are also illustrated in the same manner, and can be used by being replaced with other detection sensors.
[0065]
<2. Second Embodiment>
In the first embodiment, only the front surface position of the substrate is measured by the detection sensor, and the back surface position is determined by regarding the position where the positioning member (positioning pin 305) contacts the substrate as the back surface position. However, not only the front surface position of the substrate but also the back surface position may be measured by the detection sensor.
[0066]
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the distal end portion of the left and right hands 302 in the second embodiment configured based on such a principle. As shown in FIG. 4, the left and right hands 302 in the present embodiment are provided with a pair of laser sensors 61 and 62 arranged to face each other in the Z-axis direction.
[0067]
The laser sensors 61 and 62 are general gap sensors each having a laser projection unit and a light receiving unit (not shown). The laser sensors 61 and 62 receive the reflected light of the laser light emitted from the laser projection unit by the light receiving unit, so that the reference position in the sensor and an entity in a predetermined direction (in this embodiment, the surface of the substrate 90 and The gap with the back surface is measured, and the measurement result is transmitted to the control unit 5. That is, the front surface position of the substrate 90 is detected by the laser sensor 61 and the back surface position of the substrate 90 is detected by the laser sensor 62 and transmitted to the control unit 5.
[0068]
As described above, in the present embodiment, the non-contact type laser sensors 61 and 62 are used as sensors for detecting the front surface position and the back surface position of the substrate 90, and measurement is performed without directly contacting the substrate 90 with the sensor. Therefore, no scratches or marks are left on the surface of the substrate 90.
[0069]
The controller 5 calculates and stores the thickness WD of the substrate 90 based on the values (positions) obtained from the laser sensors 61 and 62 in the same manner as in the first embodiment. This is used for controlling the posture of the slit nozzle 45 in the coating process.
[0070]
As described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained in this embodiment. Moreover, in this Embodiment, since the measurement by a sensor is performed for each substrate 90 with respect to the back surface position of the substrate 90, a more accurate back surface position can be acquired. Therefore, the thickness WD of the substrate 90 can be accurately measured, and the accuracy of the coating process can be improved.
[0071]
In the case where the target substrate 90 is a substrate made of a light transmissive material such as glass, the laser beam reflected by the surface of the substrate 90 and the laser beam reflected by the back surface of the substrate 90 are received. Thus, a laser sensor that can directly measure the thickness WD of the substrate 90 by calculating the optical path difference of each laser beam (reflected light) may be used. In that case, it is not always necessary to dispose the two detection sensors at positions facing each other. For example, one sensor may be provided on the front surface side (or back surface side) of the substrate 90. Further, in that case, the control unit 5 does not need to calculate the thickness WD, and the control unit 5 only needs to store the thickness WD obtained from the laser sensor.
[0072]
<3. Third Embodiment>
In the above embodiment, an example in which a substrate is transported by the transport shuttle has been described. However, when the substrate must be transported for a relatively long distance due to the configuration or arrangement of the substrate processing apparatus, so-called roller transport is performed. Is often used.
[0073]
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the transport unit 3 that transports the substrate 90 by the general roller transport mechanism 33. The roller transport mechanism is provided with a plurality of cylindrical rollers 330 having a rotation axis in a direction perpendicular to the transport direction of the substrate 90, and the roller 330 is rotated in a predetermined direction by a drive mechanism 331 made of a motor or the like. This is a mechanism for transporting the substrate 90 placed on the substrate in a predetermined direction. In such a transport unit 3, the same transport shuttle 30 and lifting mechanism 32 as those in the above embodiment are provided upstream and downstream of the roller transport mechanism 33, and the cassette 20 or the coating unit 4 and the roller transport mechanism 33 are connected. The substrate 90 is transferred between them. Of course, the present invention can also be used when the substrate 90 is transported by such a roller transport mechanism 33.
[0074]
FIG. 6 is a schematic view showing a part of the roller transport mechanism 33 of the transport unit 3 in the third embodiment configured based on such a principle. The roller transport mechanism 33 includes at least a pair of physical sensors 63 and 64 between the rollers 330, and the physical sensors 63 and 64 abut on the substrate 90 as shown in FIG. The front surface position and the back surface position are detected and transmitted to the control unit 5.
[0075]
In the transport unit 3 according to the present embodiment, the control unit 5 controls the drive mechanism 331 to stop the rotation of each roller 330 during the measurement of the substrate 90 by the physical sensors 63 and 64. Thereby, it is possible to prevent the substrate 90 from being damaged by the physical sensors 63 and 64 in contact with the substrate 90.
[0076]
As described above, even when the transport unit 3 in the present embodiment is used, the processing time until the coating process is started can be shortened similarly to the above-described embodiment, and the slit nozzle is started before the coating of the resist solution is started. Since 45 can suppress drying, it can apply | coat with high precision.
[0077]
In this embodiment, a non-contact type laser sensor or an air sensor can be used instead of the contact type physical sensors 63 and 64. In this case, the roller 330 is stopped during measurement by the detection sensor. By continuing the rotation without any problem, the surface of the substrate 90 can be scanned, and even with only a pair of detection sensors, more accurate measurement can be performed.
[0078]
Further, since the back surface position of the substrate 90 being transported is defined by the roller 330, the upper surface position of the roller 330 is regarded as the back surface position of the substrate 90, and the physical sensor 63 is disposed at a position facing the roller 330. Only the surface position of the substrate 90 may be measured for each individual substrate 90.
[0079]
<4. Fourth Embodiment>
In the above-described embodiment, the measurement by the detection sensor is performed in the transport unit. However, the position where the measurement is performed is not limited to the transport unit, and where the substrate 90 is before being transported into the coating unit 4. Measurements may be made. That is, the measurement may be performed while the processing substrate is waiting.
[0080]
FIG. 7 is a diagram showing a cassette 20 according to the fourth embodiment configured based on such a principle. The cassette 20 includes a support member 201 arranged in a shelf shape to support each substrate 90 in the substantially box-shaped housing 200 having an opening as described above, and the substrate 90 above each support member 201. Positioning pin 202 and air sensor 65 disposed at a position facing positioning pin 202.
[0081]
As shown in FIG. 7, the accommodation positions of the substrates 90 accommodated in the cassette 20 are arranged at predetermined intervals in the Z-axis direction by the support members 201 and the positioning pins 202. 30 can be taken out one by one.
[0082]
The positioning pins 202 are arranged on the upper surface of each support member 201 at a predetermined interval in the Y-axis direction, and the substrate 90 is placed on the upper end thereof. As a result, the positioning pins 202 come into contact with the back surface of the substrate 90. That is, in the cassette 20, the back surface position of each substrate 90 is defined by the positioning pins 202 that come into contact with each housing position of the substrate 90, and these back surface positions are stored in the control unit 5 in advance.
[0083]
The air sensor 65 includes a detector that can move in the Z-axis direction, a measurement unit that measures the position of the detector, and a supply unit that supplies air (none of which are shown), and is similar to the above embodiment. , Used as a detection sensor for detecting the surface position of the substrate 90. To briefly explain the principle, the air sensor 65 ejects air in the (−Z) direction toward the measurement object, and the detector is moved in the (+ Z) direction by the pressure of the air bounced off from the measurement object. Move. If the amount of air ejection is kept constant, the air pressure on the detector will depend on the distance from the object to be measured, so the measuring unit measures the position of the detector and the object to be measured. Can be measured.
[0084]
The detection result by the air sensor 65 is transmitted to the control unit 5 as in the above embodiment. At this time, in order to identify which substrate 90 the detection result belongs to, the identifier of each substrate 90 is added to the detection result obtained from each air sensor 65 and transmitted to the control unit 5. The
[0085]
As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the above embodiment can be obtained. In addition, since the measurement by the air sensor 65 is performed in the cassette 20 waiting for the substrates 90, the measurement for the plurality of substrates 90 can be performed almost simultaneously, and the processing time can be shortened. Further, since the stationary substrate 90 is measured, accurate measurement can be performed.
[0086]
<5. Modification>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.
[0087]
For example, in the first embodiment, thickness measurement is performed when the transport shuttle 30 holds the substrate 90 in the cassette 20, but the measurement timing is not limited to this, and the transport shuttle 30 moves up and down. Measurements may be taken while moving with the mechanism 32. In other words, the measurement may be performed in advance at any timing as long as the substrate 90 is not carried into the coating unit 4. In that case, if any film is already formed on the substrate 90, the measurement of the substrate end (the portion where no film is formed) may be performed.
[0088]
In the first embodiment, a measurement mechanism such as the physical sensor 60 is directly provided in the transport shuttle 30 in order to measure the thickness of the substrate 90 during transport. Such a measurement mechanism may be provided in the middle, and the conveyance shuttle 30 during conveyance may be temporarily stopped at a predetermined position, and the measurement mechanism may measure the thickness in the meantime.
[0089]
【The invention's effect】
  Claims 1 to 5In the invention described inProvided in the transport meansBy measuring the thickness of the substrate before the measurement unit holds the substrate on the first holding unit, the processing time can be shortened. In addition, since the waiting time of the ejection unit is shortened, it is possible to prevent the treatment liquid from drying in the ejection unit, and it is possible to perform coating with high accuracy.
[0090]
  Also,Measuring means is transport meansHeld in handBy measuring the thickness of the substrate with respect to the substrate, the processing time can be further shortened.
[0092]
  Claim 2In the invention described in (1), the measuring unit calculates the thickness of the substrate based on the surface position of the substrate detected by the detection sensor and the back surface position of the substrate defined by the positioning unit, thereby simplifying the apparatus configuration. Can be
[0093]
  Claim 4In the invention described in (1), the measurement means calculates the thickness of the substrate based on the surface position of the substrate detected by the surface detection sensor and the back surface position of the substrate detected by the back surface detection sensor. Thickness can be measured accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing details of a transport shuttle in the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a portion (tip portion) that contacts the substrate in the left and right hands in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of tip portions of left and right hands in the second embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a transport unit that transports a substrate by roller transport.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a part of a roller transport mechanism of a transport unit according to a third embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a cassette according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Substrate processing equipment
2 cassette station
20 cassette (standby means)
202 Positioning pin
3 Transport section
30 Transport shuttle
305 Positioning pin
33 Roller transport mechanism
330 roller
331 Drive mechanism
4 Application part
40 stages
40a Holding surface
43,44 Lifting mechanism
45 slit nozzle
5 Control unit
60, 63, 64 physical sensors
61, 62, Laser sensor
65 Air sensor
90 substrates
WD thickness

Claims

A substrate processing apparatus for applying a predetermined processing liquid to a substrate ,
A first holding means for holding a pre-Symbol substrate,
Conveying means for conveying the substrate to the first holding means;
A hand that is provided in the transfer means and holds the substrate;
A measuring means provided in the conveying means for measuring the thickness of the substrate;
Discharge means for discharging the predetermined processing liquid onto the surface of the substrate held by the first holding means;
Control means for controlling the relative position between the ejection means and the surface of the substrate held by the first holding means based on the measurement result of the measuring means;
With
The measuring means is
Before the substrate is held by the first holding unit, the thickness of the substrate is measured with respect to the substrate held by the hand .

The substrate processing apparatus according to claim 1,
The measuring means is
A detection sensor for detecting a surface position of the substrate;
Positioning means for defining the back surface position of the substrate;
An arithmetic means for calculating the thickness of the substrate based on the front surface position of the substrate detected by the detection sensor and the back surface position of the substrate defined by the positioning means;
A substrate processing apparatus comprising:

The substrate processing apparatus according to claim 2,
The substrate processing apparatus, wherein the detection sensor and the positioning means are provided at opposing positions.

The substrate processing apparatus according to claim 1,
  The measuring means is
  A surface detection sensor for detecting the surface position of the substrate;
  A back surface detection sensor for detecting a back surface position of the substrate;
  An arithmetic means for calculating the thickness of the substrate based on the front surface position of the substrate detected by the front surface detection sensor and the back surface position of the substrate detected by the back surface detection sensor;
A substrate processing apparatus comprising:

The substrate processing apparatus according to claim 4,
The substrate processing apparatus, wherein the front surface detection sensor and the back surface detection sensor are respectively arranged at opposing positions.