JP4554303B2 - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、被処理基板上に液体を塗布して塗布膜を形成するための塗布装置および塗布方法に関する。

従来より、ＬＣＤ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、被処理基板（ガラス基板等）上にレジスト液をスピンレス法で塗布するために、スリット状の吐出口を有する長尺型のレジストノズルが用いられている。

このような長尺型のレジストノズルを用いる塗布装置では、たとえば特許文献１に開示されるように、載置台またはステージ上に基板を水平に載置して、このステージ上の基板と長尺型レジストノズルの吐出口との間に１００μｍ程度の微小なギャップを設定し、基板上方でレジストノズルを走査方向（一般にノズル長手方向と直交する水平方向）に移動させながら基板上にレジスト液を吐出させる。その際、基板上に吐出されたレジスト液がレジストノズルの背面下部に回って盛り上がり、ノズル長手方向に延びる凸面状のメニスカスが形成される。

上記のような塗布装置においては、基板上にレジスト液を所望の膜厚で塗布するために上記ギャップを設定値に合わせるギャップ管理と、レジスト塗布膜の膜厚の不均一性または塗布ムラを防止するために上記メニスカスの頂上ラインまたはウエットラインを水平一直線に揃えるウエットライン管理とが必要になる。

ギャップ管理は、基板の厚み（板厚）がパラメータになる。概して基板の厚みは一定ではなく、公差内のバラツキがある。たとえば、ガラス基板の厚みが公称０．７ｍｍで公差が±０．０３ｍｍの場合、０．６７ｍｍ〜０．７３ｍｍの範囲内で板厚にバラツキがある。レジストノズルのレジスト液を吐出する高さ位置が固定されていると、板厚のバラツキがそのまま上記ギャップのバラツキとなり、ひいてはレジスト膜厚のバラツキになる。そこで、レジスト塗布に先立って基板の厚みを測定し、その厚み測定値に応じてレジストノズルの吐出口の高さ位置を調整し、上記ギャップを設定値に合わせるようにしている。基板厚み測定法としては、ステージ上の基板に上方からダイヤルゲージの触針を押し付けてゲージ読取値から厚み測定値を求める方式が用いられている。最近は、基板厚み測定部をレジストノズルに取り付けて、基板厚み測定のための特別な占有スペースや駆動機構を省く構成が採られている。

ウエットライン管理は、レジスト塗布処理を開始する直前にレジストノズルの背面下部にレジスト液を下塗りするプライミング処理で対処している。代表的なプライミング処理法は、レジストノズルと同等またはそれ以上の長さを有する円筒状または円柱状のローラ（プライミングローラ）をステージの隣に設置し、吐出口が微小なギャップを介してプライミングローラの外周面と対向する位置までレジストノズルを近づけてレジスト液を吐出させ、同時にプライミングローラを所定方向に回転させる。そうすると、吐出口より出たレジスト液はレジストノズルの背面下部に回り込んでからプライミングローラに巻き取られ、レジストノズルの背面下部にレジスト液の液膜が残る。このようなプライミング処理を施されたレジストノズルを基板の上方に移し、レジスト塗布処理を開始することで、塗布処理中にウエットライン（頂上ライン）が水平一直線に揃ったメニスカスをレジストノズルの背面下部に形成することができる。
特開平１０−１５６２５５

上記のようなウエットライン管理におけるプライミング処理とギャップ管理における基板の板厚測定ないしギャップ調整とは各基板についてレジスト塗布処理の前に行われなければならない。ここで、プライミング処理はレジスト塗布処理の直前が好ましく、プライミング処理を終了してからレジスト塗布処理を開始するまでの時間が長かったりばらついたりすると、レジストノズルの背面下部におけるレジスト液の着液状態が不安定になり、ウエットライン管理が不良になるおそれがある。このため、従来の塗布装置では、ダイヤルゲージ式の基板厚み測定に比較的長い不定な時間を要することもあって、最初に基板の厚みを測定し、次いでプライミング処理を実行し、その後にギャップ調整を行ってレジスト塗布処理を開始するといったシーケンスが採られていた。

この場合、レジストノズルにダイヤルゲージ式の基板厚み測定部を取り付ける方式においては、最初にレジストノズルをステージの上方に移動させて基板厚み測定部にステージ上の基板の厚みを測定させ、次いでレジストノズルをプライミングローラに近接する位置まで移動させてプライミング処理を実行し、プライミング処理の後にレジストノズルを再びステージ上方の塗布開始位置まで移動させ、そこでレジストノズルの吐出口と基板との間に設定通りの距離間隔でギャップが形成されるように先の基板厚み測定で得られた厚み測定値に応じてレジストノズルの吐出口と基準面（通常はステージ上面）との距離間隔を調整し、それからレジストノズルの塗布走査を開始するといったシーケンスになる。このようなシーケンスは、煩雑なうえ所要時間も長く、塗布装置全体におけるタクトの短縮化を制限する。

なお、レジストノズルと基板厚み測定部とを分離し、レジストノズルがプライミング処理を受けている間に基板厚み測定部にステージ上の基板の厚みを測定させる方式も考えられる。しかし、この方式は、並行処理によってタクトを短くできるが、基板厚み測定部に固有の占有スペースや駆動機構を必要とするという別の不利点があり、結局トレードオフの問題になる。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、被処理基板の厚さを短時間で効率的に測定できる塗布装置および塗布方法を提供することを目的とする。

本発明の別の目的は、ウエットライン管理におけるプライミング処理とギャップ管理における基板厚み測定ないしギャップ調整とを短時間で効率的に行ってタクトを短縮できる塗布装置および塗布方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の塗布装置は、おもて面を被処理面とするガラス基板を下からの支持でほぼ水平に保つステージと、前記基板上に処理液を塗布するために前記ステージ上の基板に対して上方から処理液を吐出する塗布ノズルと、前記塗布ノズルと前記基板とを水平な第１の方向で相対的に移動させる水平移動部と、前記塗布ノズルと前記基板とを鉛直方向で相対的に移動させる昇降部と、前記塗布ノズルに取り付けられ、前記ステージ上の前記基板のおもて面の透明な部分に対して上方から光ビームを投光する投光部と、前記基板の裏面からの前記光ビームに対応する第１の反射光と前記基板のおもて面からの前記光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部と、前記受光部において前記第１の反射光を受光した第１の受光位置と前記第２の反射光を受光した第２の受光位置とから前記基板の厚み測定値を演算により求める計測制御演算部とを有する基板厚み測定部とを具備し、前記ステージ上の基板に対して塗布開始位置の上方から前記昇降部により前記塗布ノズルを下降させ、その下降の最中または途中で前記基板厚み測定部により前記基板の厚みを測定し、その厚み測定値に基づいて前記塗布ノズルの吐出口と前記基板との間に設定距離のギャップが形成されるように前記塗布ノズルの高さ位置を調整して前記塗布開始位置とし、前記塗布開始位置から前記塗布ノズルによる処理液の吐出を開始するとともに前記水平移動部による前記塗布ノズルの水平移動を開始する。

上記の構成においては、ステージ上のガラス基板に対して塗布開始位置付近の上方から昇降部により塗布ノズルを下降移動させる間に、基板厚み測定部によりステージ上の基板の厚みを非接触で光学的に測定し、その厚み測定値に基づいて設定距離のギャップが得られる高さ位置に塗布ノズルの塗布開始位置を合わせるようにしたので、基板がステージ上に搬入されてから塗布処理を開始するまでの時間を大幅に縮小し、タクトの短縮化を図ることができる。

本発明の好適な一態様によれば、昇降部により塗布ノズルの下降を開始してから完了するまでの間に、基板厚み測定部が異なる位置で基板の厚みを複数回測定し、その結果得られる複数の測定値の中で最大の値をギャップ調整に用いる厚み測定値とする。このように異なる位置で取得した複数個の測定値の最大値を代表値とすることで、測定誤差に起因してノズル吐出口が基板に当接ないし擦接する可能性を最も確実に低減することができる。

また、別の好適な一態様によれば、昇降部により塗布ノズルの下降を開始してから完了するまでの間に、基板厚み測定部が異なる位置で基板の厚みを複数回測定し、その結果得られる複数の測定値の平均値をギャップ調整に用いる厚み測定値とする。このように異なる位置で取得した複数個の測定値の平均値を代表値とすることで、測定精度の信頼性を図ることができる。

また、本発明の好適な一態様によれば、塗布ノズルが第１の方向と直交する水平な第２の方向に延びる長尺型で、吐出口がスリット状または多孔配列型に形成され、塗布処理時の進行方向で後方を向くノズル背面の下端部が吐出口に向かってテーパ面に形成され、塗布ノズルが処理液を吐出しながら水平移動を行う際に、吐出口より出た処理液がノズル背面側に回り込んでから基板上に塗布されるようになっている。かかる構成においては、長尺型の塗布ノズルが基板上で塗布動作を行う際に、ノズル吐出口から出た処理液がノズル背面側に回り込んでノズル長手方向に延びる凸面状のメニスカスが形成される。この場合、本発明の好適な一態様によれば、塗布処理に先立って塗布ノズルの背面下端部に処理液を下塗りするためのプライミング処理部をステージの近くに設置し、水平移動部および昇降部により塗布ノズルをプライミング処理部とステージとの間で移動させる。

プライミング処理部は、塗布ノズルの背面下端部に処理液を第２の方向でほぼ均一に塗るのが好ましい。また、プライミング処理部が、第２の方向に延びる円筒状または円柱状の回転可能なローラを有し、このローラの頂上部付近に微小なギャップを空けて塗布ノズルの吐出口から処理液を吐出させ、吐出口から出た処理液が塗布ノズルの背面側に回り込む方向にローラを回転させるのが好ましい。また、プライミング処理部が、塗布ノズルより処理液を受け取ったローラの外周面を洗浄するためにローラの下部を溶剤の浴に浸ける洗浄バスと、該溶剤の浴から上がった直後のローラの外周面から液を拭い取るためのワイパとを有するのが好ましい。
また、本発明の好適な一態様によれば、ステージの上面に基板を真空吸着力で固定するための吸着固定部が設けられる。この場合は、塗布ノズルをステージの上方で水平方向あるいは鉛直方向に移動させることになる。もっとも、塗布ノズルとステージ上の基板との位置関係は相対的なものであり、塗布ノズルを固定してステージ上で基板を水平方向または鉛直方向で移動させる方式も可能である。
また、好適な一態様においては、基板がおもて面を被処理面とするガラス基板であり、基板厚み測定部が、ステージ上の基板のおもて面に対して上方から光ビームを投光する投光部と、基板の裏面からの光ビームに対応する第１の反射光と基板のおもて面からの光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部とを有し、受光部において第１の反射光を受光した第１の受光位置と第２の反射光を受光した第２の受光位置とから厚み測定値を求める。
また、好適な一態様においては、基板の周縁部に膜無しの透明な非製品領域が設定され、基板厚み測定部が該非製品領域において基板の厚さを測定する。この場合、基板厚み測定部は、第１の方向に延びる基板周縁部の位置で厚み測定値を求めることができる。また、塗布ノズルが処理液を吐出しながら水平移動を行っている最中に、基板厚み測定部により塗布ノズルよりも前方の位置で基板の両端周縁部における厚み測定値を求め、各々の厚み測定値に基づいて昇降部により塗布ノズルの両端部の高さ位置を個別に調整することもできる。

本発明は、さらに他の観点による塗布装置を提供する。すなわち、本発明の第２の塗布装置は、おもて面を被処理面とするガラス基板を下からの支持でほぼ水平に保つステージと、前記基板上に処理液を塗布するために前記ステージ上の基板に対して上方から処理液を吐出する塗布ノズルと、前記塗布ノズルと前記基板とを水平な第１の方向で相対的に移動させる水平移動部と、前記塗布ノズルと前記基板とを鉛直方向で相対的に移動させる昇降部と、前記塗布ノズルに取り付けられ、前記ステージ上の前記基板のおもて面の透明な部分に対して上方から光ビームを投光する投光部と、前記基板の裏面からの前記光ビームに対応する第１の反射光と前記基板のおもて面からの前記光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部と、前記受光部において前記第１の反射光を受光した第１の受光位置と前記第２の反射光を受光した第２の受光位置とから前記基板の厚み測定値を演算により求める計測制御演算部とを有する基板厚み測定部とを具備し、前記水平移動部および前記昇降部により、前記ステージ上の前記基板に対して前記塗布ノズルを相対的に斜め下方に降ろしながら塗布開始位置まで前記塗布ノズルを移動させ、その斜め下方に降ろす最中または途中で、前記厚み測定部が異なる位置で前記基板の厚みを複数回測定し、その厚み測定値に基づいて前記塗布ノズルの下端の吐出口と前記基板との間に設定距離のギャップを形成する。

本発明の第１の塗布方法は、おもて面を被処理面とするガラス基板を下からの支持でほぼ水平に保つ第１の工程と、前記基板に処理液を供給するための塗布ノズルを前記基板の上方で前記基板に対して相対的に鉛直方向で移動させて、前記塗布ノズルに取り付けられ、前記ステージ上の前記基板のおもて面の透明な部分に対して上方から光ビームを投光する投光部と、前記基板の裏面からの前記光ビームに対応する第１の反射光と前記基板のおもて面からの前記光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部と、前記受光部において前記第１の反射光を受光した第１の受光位置と前記第２の反射光を受光した第２の受光位置とから前記基板の厚み測定値を演算により求める計測制御演算部とを有する基板厚み測定部により前記基板の厚みを測定する第２の工程と、前記基板厚み測定部で得られた厚み測定値に基づき、前記塗布ノズルを前記基板の上方で前記基板に対して相対的に鉛直方向で移動させて、前記塗布ノズルの下端の吐出口と前記基板との間に設定距離のギャップを形成する第３の工程と、前記塗布ノズルより前記基板に対して処理液を吐出させながら、前記塗布ノズルと前記基板とを所定の水平方向で相対的に移動させて、前記基板上に処理液を塗布する第４の工程とを有する。

本発明の第２の塗布方法は、おもて面を被処理面とするガラス基板を下からの支持でほぼ水平に保つ第１の工程と、前記基板に処理液を供給するための塗布ノズルの下端部に処理液の液膜を付ける第２の工程と、前記塗布ノズルを前記基板の上方で前記基板に対して相対的に鉛直方向で移動させて、前記塗布ノズルに取り付けられ、前記ステージ上の前記基板のおもて面の透明な部分に対して上方から光ビームを投光する投光部と、前記基板の裏面からの前記光ビームに対応する第１の反射光と前記基板のおもて面からの前記光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部と、前記受光部において前記第１の反射光を受光した第１の受光位置と前記第２の反射光を受光した第２の受光位置とから前記基板の厚み測定値を演算により基板厚み測定部により前記基板の厚みを測定する第３の工程と、前記基板厚み測定部で得られた厚み測定値に基づき、前記塗布ノズルを前記基板の上方で前記基板に対して相対的に鉛直方向で移動させて、前記塗布ノズルの下端の吐出口と前記基板との間に設定距離のギャップを形成する第４の工程と、前記塗布ノズルより前記基板に対して処理液を吐出させながら、前記塗布ノズルと前記基板とを所定の水平方向で相対的に移動させて、前記基板上に処理液を塗布する第５の工程とを有する。

本発明の塗布装置または塗布方法によれば、上記のような構成と作用により、被処理基板の厚さを短時間で効率的に測定することができる。また、ウエットライン管理におけるプライミング処理とギャップ管理における基板厚み測定ないしギャップ調整とを短時間で効率的に行い、装置全体のタクトを短縮することができる。

以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。

図１に、本発明の塗布装置および塗布方法を適用できる一構成例としての塗布現像処理システムを示す。この塗布現像処理システム１０は、クリーンルーム内に設置され、たとえばＬＣＤ基板を被処理基板とし、ＬＣＤ製造プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベーク等の一連の処理を行うものである。露光処理は、この処理システムに隣接して設置される外部の露光装置１２で行われる。

この塗布現像処理システム１０は、中心部に横長のプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６を配置し、その長手方向（Ｘ方向）両端部にカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４とインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８とを配置している。

カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４は、システム１０のカセット搬入出ポートであり、角型のガラス基板Ｇを多段に積み重ねるようにして複数枚収容可能なカセットＣを水平方向たとえばＹ方向に４個まで並べて載置可能なカセットステージ２０と、このステージ２０上のカセットＣに対して基板Ｇの出し入れを行う搬送機構２２とを備えている。搬送機構２２は、基板Ｇを保持できる手段たとえば搬送アーム２２ａを有し、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの４軸で動作可能であり、隣接するプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６側と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。

プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６は、システム長手方向（Ｘ方向）に延在する平行かつ逆向きの一対のラインＡ，Ｂに各処理部をプロセスフローまたは工程の順に配置している。より詳細には、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側からインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８側へ向う上流部のプロセスラインＡには、洗浄プロセス部２４と、第１の熱的処理部２６と、塗布プロセス部２８と、第２の熱的処理部３０とを横一列に配置している。一方、インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８側からカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側へ向う下流部のプロセスラインＢには、第２の熱的処理部３０と、現像プロセス部３２と、脱色プロセス部３４と、第３の熱的処理部３６とを横一列に配置している。このライン形態では、第２の熱的処理部３０が、上流側のプロセスラインＡの最後尾に位置するとともに下流側のプロセスラインＢの先頭に位置しており、両ラインＡ，Ｂ間に跨っている。

両プロセスラインＡ，Ｂの間には補助搬送空間３８が設けられており、基板Ｇを１枚単位で水平に載置可能なシャトル４０が図示しない駆動機構によってライン方向（Ｘ方向）で双方向に移動できるようになっている。

上流部のプロセスラインＡにおいて、洗浄プロセス部２４は、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２を含んでおり、このスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内のカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０と隣接する場所にエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１を配置している。スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内の洗浄部は、基板Ｇをコロ搬送またはベルト搬送により水平姿勢でラインＡ方向に搬送しながら基板Ｇの上面（被処理面）にブラッシング洗浄やブロー洗浄を施すようになっている。

洗浄プロセス部２４の下流側に隣接する第１の熱的処理部２６は、プロセスラインＡに沿って中心部に縦型の搬送機構４６を設け、その前後両側に複数の枚葉式オーブンユニットを基板受け渡し用のパスユニットと一緒に多段に積層配置してなる多段ユニット部またはオーブンタワー（ＴＢ）４４，４８を設けている。

たとえば、図２に示すように、上流側のオーブンタワー（ＴＢ）４４には、基板搬入用のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）５０、脱水ベーク用の加熱ユニット（ＤＨＰ）５２，５４およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）５６が下から順に積み重ねられる。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ_L）５０は、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２からの洗浄処理の済んだ基板Ｇを第１の熱的処理部２６内に搬入するためのスペースを提供する。下流側のオーブンタワー（ＴＢ）４８には、基板搬出用のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）６０、基板温度調整用の冷却ユニット（ＣＬ）６２，６４およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）６６が下から順に積み重ねられる。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ_R）６０は、第１の熱的処理部２６で所要の熱処理の済んだ基板Ｇを下流側の塗布プロセス部２８へ搬出するためのスペースを提供する。

図２において、搬送機構４６は、鉛直方向に延在するガイドレール６８に沿って昇降移動可能な昇降搬送体７０と、この昇降搬送体７０上でθ方向に回転または旋回可能な旋回搬送体７２と、この旋回搬送体７２上で基板Ｇを支持しながら前後方向に進退または伸縮可能な搬送アームまたはピンセット７４とを有している。昇降搬送体７０を昇降駆動するための駆動部７６が垂直ガイドレール６８の基端側に設けられ、旋回搬送体７２を旋回駆動するための駆動部７８が昇降搬送体７０に取り付けられ、搬送アーム７４を進退駆動するための駆動部８０が回転搬送体７２に取り付けられている。各駆動部７６，７８，８０はたとえば電気モータ等で構成されてよい。

上記のように構成された搬送機構４６は、高速に昇降ないし旋回運動して両隣のオーブンタワー（ＴＢ）４４，４８の中の任意のユニットにアクセス可能であり、補助搬送空間３８側のシャトル４０とも基板Ｇを受け渡しできるようになっている。

第１の熱的処理部２６の下流側に隣接する塗布プロセス部２８は、図１に示すように、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２と減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４とをプロセスラインＡに沿って一列に配置している。塗布プロセス部２８内の構成は後に詳細に説明する。

塗布プロセス部２８の下流側に隣接する第２の熱的処理部３０は、上記第１の熱的処理部２６と同様の構成を有しており、両プロセスラインＡ，Ｂの間に縦型の搬送機構９０を設け、プロセスラインＡ側（最後尾）に一方のオーブンタワー（ＴＢ）８８を設け、プロセスラインＢ側（先頭）に他方のオーブンタワー（ＴＢ）９２を設けている。

図示省略するが、たとえば、プロセスラインＡ側のオーブンタワー（ＴＢ）８８には、最下段に基板搬入用のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）が配置され、その上にプリベーク用の加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）がたとえば３段積みに重ねられてよい。また、プロセスラインＢ側のオーブンタワー（ＴＢ）９２には、最下段に基板搬出用のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）が配置され、その上に基板温度調整用の冷却ユニット（ＣＯＬ）がたとえば１段重ねられ、その上にプリベーク用の加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）がたとえば２段積みに重ねられてよい。

第２の熱的処理部３０における搬送機構９０は、両オーブンタワー（ＴＢ）８８，９２のそれぞれのパスユニット（ＰＡＳＳ_L），（ＰＡＳＳ_R）を介して塗布プロセス部２８および現像プロセス部３２と基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるだけでなく、補助搬送空間３８内のシャトル４０や後述するインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８とも基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるようになっている。

下流部のプロセスラインＢにおいて、現像プロセス部３２は、基板Ｇを水平姿勢で搬送しながら一連の現像処理工程を行う、いわゆる平流し方式の現像ユニット（ＤＥＶ）９４を含んでいる。

現像プロセス部３２の下流側には脱色プロセス部３４を挟んで第３の熱的処理部３６が配置される。脱色プロセス部３４は、基板Ｇの被処理面にｉ線（波長３６５ｎｍ）を照射して脱色処理を行うためのｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）９６を備えている。

第３の熱的処理部３６は、上記第１の熱的処理部２６や第２の熱的処理部３０と同様の構成を有しており、プロセスラインＢに沿って縦型の搬送機構１００とその前後両側に一対のオーブンタワー（ＴＢ）９８，１０２を設けている。

図示省略するが、たとえば、上流側のオーブンタワー（ＴＢ）９８には、最下段に基板搬入用のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）が置かれ、その上にポストベーキング用の加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）がたとえば３段積みに重ねられてよい。また、下流側のオーブンタワー（ＴＢ）１０２には、最下段にポストベーキング・ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が置かれ、その上に基板搬出および冷却用のパス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ_R・ＣＯＬ）が１段重ねられ、その上にポストベーキング用の加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が２段積みに重ねられてよい。

第３の熱的処理部３６における搬送機構１００は、両多段ユニット部（ＴＢ）９８，１０２のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）およびパス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ_R・ＣＯＬ）を介してそれぞれｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）９６およびカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４と基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるだけでなく、補助搬送空間３８内のシャトル４０とも基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるようになっている。

インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８は、隣接する露光装置１２と基板Ｇのやりとりを行うための搬送装置１０４を有し、その周囲にバッファ・ステージ（ＢＵＦ）１０６、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８および周辺装置１１０を配置している。バッファ・ステージ（ＢＵＦ）１０６には定置型のバッファカセット（図示せず）が置かれる。エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８は、冷却機能を備えた基板受け渡し用のステージであり、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６側と基板Ｇをやりとりする際に用いられる。周辺装置１１０は、たとえばタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）と周辺露光装置（ＥＥ）とを上下に積み重ねた構成であってよい。搬送装置１０４は、基板Ｇを保持できる手段たとえば搬送アーム１０４ａを有し、隣接する露光装置１２や各ユニット（ＢＵＦ）１０６、（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８、（ＴＩＴＬＥＲ／ＥＥ）１１０と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。

図３に、この塗布現像処理システムにおける処理の手順を示す。先ず、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４において、搬送機構２２が、ステージ２０上のいずれかのカセットＣの中から１つの基板Ｇを取り出し、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６の洗浄プロセス部２４のエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１に搬入する（ステップＳ₁）。

エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１内で基板Ｇは紫外線照射による乾式洗浄を施される（ステップＳ₂）。この紫外線洗浄では主として基板表面の有機物が除去される。紫外線洗浄の終了後に、基板Ｇは、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４の搬送機構２２によって洗浄プロセス部２４のスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２へ移される。

スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２では、上記したように基板Ｇをコロ搬送またはベルト搬送により水平姿勢でプロセスラインＡ方向に平流しで搬送しながら基板Ｇの上面（被処理面）にブラッシング洗浄やブロー洗浄を施すことにより、基板表面から粒子状の汚れを除去する（ステップＳ₃）。そして、洗浄後も基板Ｇを平流しで搬送しながらリンス処理を施し、最後にエアーナイフ等を用いて基板Ｇを乾燥させる。

スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内で洗浄処理の済んだ基板Ｇは、第１の熱的処理部２６の上流側オーブンタワー（ＴＢ）４４内のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）５０に平流しで搬入される。

第１の熱的処理部２６において、基板Ｇは搬送機構４６により所定のシーケンスで所定のオーブンユニットに順次移送される。たとえば、基板Ｇは、最初にパスユニット（ＰＡＳＳ_L）５０から加熱ユニット（ＤＨＰ）５２，５４の１つに移され、そこで脱水処理を受ける（ステップＳ₄）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）６２，６４の１つに移され、そこで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ₅）。しかる後、基板Ｇはアドヒージョンユニット（ＡＤ）５６に移され、そこで疎水化処理を受ける（ステップＳ₆）。この疎水化処理の終了後に、基板Ｇは冷却ユニット（ＣＯＬ）６２，６４の１つで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ₇）。最後に、基板Ｇは下流側オーブンタワー（ＴＢ）４８内のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）６０に移される。

このように、第１の熱的処理部２６内では、基板Ｇが、搬送機構４６を介して上流側の多段オーブンタワー（ＴＢ）４４と下流側のオーブンタワー（ＴＢ）４８との間で任意に行き来できるようになっている。なお、第２および第３の熱的処理部３０，３６でも同様の基板搬送動作が行なわれる。

第１の熱的処理部２６で上記のような一連の熱的または熱系の処理を受けた基板Ｇは、下流側オーブンタワー（ＴＢ）４８内のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）６０から塗布プロセス部２８のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２へ移される。

レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２において、基板Ｇは、後述するように長尺型のレジストノズルを用いるスピンレス法により基板上面（被処理面）にレジスト液を塗布される。次いで、基板Ｇは、下流側隣の減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４で減圧による乾燥処理を受ける（ステップＳ₈）。

上記のようなレジスト塗布処理を受けた基板Ｇは、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４から隣の第２の熱的処理部３０の上流側オーブンタワー（ＴＢ）８８内のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）に搬入される。

第２の熱的処理部３０内で、基板Ｇは、搬送機構９０により所定のシーケンスで所定のユニットに順次移送される。たとえば、基板Ｇは、最初にパスユニット（ＰＡＳＳ_L）から加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）の１つに移され、そこでプリベーキングの加熱処理を受ける（ステップＳ₉）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）の１つに移され、そこで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ₁₀）。しかる後、基板Ｇは下流側オーブンタワー（ＴＢ）９２側のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）を経由して、あるいは経由せずにインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８側のエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８へ受け渡される。

インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８において、基板Ｇは、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８から周辺装置１１０の周辺露光装置（ＥＥ）に搬入され、そこで基板Ｇの周辺部に付着するレジストを現像時に除去するための露光を受けた後に、隣の露光装置１２へ送られる（ステップＳ₁₁）。

露光装置１２では基板Ｇ上のレジストに所定の回路パターンが露光される。そして、パターン露光を終えた基板Ｇは、露光装置１２からインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８に戻されると（ステップＳ₁₁）、先ず周辺装置１１０のタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）に搬入され、そこで基板上の所定の部位に所定の情報が記される（ステップＳ₁₂）。しかる後、基板Ｇはエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８に戻される。インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８における基板Ｇの搬送および露光装置１２との基板Ｇのやりとりは搬送装置１０４によって行われる。

プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６では、第２の熱的処理部３０において搬送機構９０がエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８より露光済の基板Ｇを受け取り、プロセスラインＢ側のオーブンタワー（ＴＢ）９２内のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）を介して現像プロセス部３２へ受け渡す。

現像プロセス部３２では、該オーブンタワー（ＴＢ）９２内のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）から受け取った基板Ｇを現像ユニット（ＤＥＶ）９４に搬入する。現像ユニット（ＤＥＶ）９４において基板ＧはプロセスラインＢの下流に向って平流し方式で搬送され、その搬送中に現像、リンス、乾燥の一連の現像処理工程が行われる（ステップＳ₁₃）。

現像プロセス部３２で現像処理を受けた基板Ｇは下流側隣の脱色プロセス部３４へ平流しで搬入され、そこでｉ線照射による脱色処理を受ける（ステップＳ₁₄）。脱色処理の済んだ基板Ｇは、第３の熱的処理部３６の上流側オーブンタワー（ＴＢ）９８内のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）に搬入される。

第３の熱的処理部３６において、基板Ｇは、最初に該パスユニット（ＰＡＳＳ_L）から加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）の１つに移され、そこでポストベーキングの加熱処理を受ける（ステップＳ₁₅）。次に、基板Ｇは、下流側オーブンタワー（ＴＢ）１０２内のパスクーリング・ユニット（ＰＡＳＳ_R・ＣＯＬ）に移され、そこで所定の基板温度に冷却される（ステップＳ₁₆）。第３の熱的処理部３６における基板Ｇの搬送は搬送機構１００によって行われる。

カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側では、搬送機構２２が、第３の熱的処理部３６のパスクーリング・ユニット（ＰＡＳＳ_R・ＣＯＬ）から塗布現像処理の全工程を終えた基板Ｇを受け取り、受け取った基板Ｇをステージ２０上のいずれかのカセットＣに収容する（ステップＳ₁）。

この塗布現像処理システム１０においては、塗布プロセス部２８のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に本発明を適用することができる。以下、図４〜図１９を参照して本発明をレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に適用した実施形態を説明する。

図４に示すように、塗布プロセス部２８は、支持台１１２の上にレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２と減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４とをＸ方向に（プロセスラインＡに沿って）一列に配置している。Ｘ方向に延びる一対のガイドレール１１４，１１４が支持台１１２の両端部に平行に敷設され、両ガイドレール１１４，１１４に案内されて移動する一組または複数組の搬送アーム１１６，１１６により、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２から減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４へ基板Ｇを転送できるようになっている。さらに、搬送アーム１１６，１１６により、隣接するオーブンタワー（ＴＢ）４８のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）から塗布処理前の基板Ｇをレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に搬入し、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４から隣接するオーブンタワー（ＴＢ）８８のパスユニット（ＰＡＳＳ_L）へ塗布処理済みの基板Ｇを搬出するようになっている。

レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２は、基板Ｇを水平に載置して保持するためのステージ１１８と、このステージ１１８上に載置される基板Ｇの上面（被処理面）に長尺型のレジストノズル１２０を用いてスピンレス法でレジスト液を塗布するための塗布処理部１２２と、塗布処理を行わない間にレジストノズル１２０のレジスト液吐出機能を回復して次に備えるためのノズル待機部１２４等を有する。レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２内の各部の構成および作用は図５〜図１９を参照して後に詳述する。

減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４は、上面が開口しているトレーまたは底浅容器型の下部チャンバ１２６と、この下部チャンバ１２６の上面に気密に密着または嵌合可能に構成された蓋状の上部チャンバ（図示せず）とを有している。下部チャンバ１２６はほぼ四角形で、中心部には基板Ｇを水平に載置して支持するためのステージ１２８が配設され、底面の四隅には排気口１３０が設けられている。各排気口１３０は排気管（図示せず）を介して真空ポンプ（図示せず）に通じている。下部チャンバ１２６に上部チャンバを被せた状態で、両チャンバ内の密閉された処理空間を該真空ポンプにより所定の真空度まで減圧できるようになっている。

図５に、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２における塗布処理部１２２の構成を示す。塗布処理部１２２は、レジストノズル１２０を含むレジスト液供給部１３２と、塗布処理時にレジストノズル１２０をステージ１１８の上方でＸ方向に水平移動させる水平移動機構１３４とを有する。レジスト液供給部１３２において、レジストノズル１２０は、ステージ１１８上の基板Ｇを一端から他端までカバーできる長さでＹ方向に延びる長尺型のノズルであり、レジスト液供給源（図示せず）からのレジスト液供給管１３６に接続されている。水平移動機構１３４は、レジストノズル１２０を水平に支持する逆さコ字状または門形の支持体１３８と、この支持体１３８をＸ方向で双方向に直進移動させる直進駆動部１４０とを有する。この直進駆動部１４０は、たとえばガイド付きのリニアモータ機構またはボールねじ機構で構成されてよい。また、レジストノズル１２０の高さ位置を変更または調節するためのガイド付きの昇降機構１３５が、たとえば支持体１３８とレジストノズル１２０とを接続するジョイント部１４２に設けられている。昇降機構１３５がレジストノズル１２０の高さ位置を調節することで、レジストノズル１２０の下端または吐出口１２０ａとステージ１１８上の基板Ｇの上面（被処理面）との間の距離間隔つまりギャップの大きさを任意に設定または調整することができる。また、この実施形態では、レジストノズル１２０の両端部に一対のジョイント部１４２，１４２および昇降機構１３５を接続しており、レジストノズル１２０の高さ調整を左右両端で個別に行うことも可能となっている。

レジストノズル１２０は、たとえばステンレス鋼等の対錆性と加工性に優れた金属からなり、下端の吐出口１２０ａに向って先細りのテーパ面１２０ｂ，１２０ｃを有している。ここで、一方のテーパ面１２０ｂは塗布処理時の進行方向で前方を向く前面であり、他方のテーパ面１２０ｃは塗布処理時の進行方向で後方を向く背面である。

この実施形態では、図５に示すように、ステージ１１８上の基板Ｇの厚み（板厚）を光学的に測定するための基板厚み測定部１５０がレジストノズル１２０の前部に２つ取り付けられている。

図６に、光学式基板厚み測定部１５０の一構成例を示す。この基板厚み測定部１５０は、ステージ１１８（図４、図５）上にほぼ水平に配置されている基板Ｇの上面またはおもて面に向けて所定の入射角で光ビームＬＡを投光する投光部１５２と、光ビームＬＡに対応した基板Ｇのおもて面および裏面からのそれぞれの反射光ＬＡ_a，ＬＡ_bを受光する受光部１５４とを備えている。投光部１５２はたとえば発光ダイオードで構成され、受光部１５４はたとえば１次元ＣＣＤで構成されてよい。投光部１５２と基板Ｇとの間の光路上および基板Ｇと受光部１５４との間の光路上にそれぞれ集光レンズ１５６，１５８が設けられてよい。通常、基板Ｇのおもて面（被処理面またはパネル形成面）のうち周縁部の非製品領域Ｇ_mは膜が付いておらず透明になっている。したがって、測定ポイントは基板Ｇの非製品領域Ｇ_m内に選ばれてよい。なお、基板Ｇのおもて面の反射率と裏面の反射率とが極度に異なる場合は、投光部１５２より光ビームＬＡを２段階の光強度で２回投光し、光強度の大きい方で反射率の低い方の反射光をモニタし、光強度の小さい方で反射率の高い方の反射光をモニタするようにしてもよい。

計測制御演算部１６０は、投光部１５２の点灯・消灯を制御し、図７に示すように受光部１５４からの出力信号に基づいて受光部１５４における反射光ＬＡ_a，ＬＡ_bの受光位置Ｐ_a，Ｐ_bを割り出し、両受光位置Ｐ_a，Ｐ_b間のドット差または距離間隔ｄを求める。この距離間隔ｄは当該ガラス基板Ｇの厚みに比例するので、これに比例定数ｃを乗じた値ｃ×ｄを当該基板Ｇの厚み測定値Ｋとする。計測制御演算部１６０は、制御部１８４（図９）の制御の下で基板厚み測定を連続的または断続的に行って複数個の測定値Ｋを取得し、それらの代表的な値ＴＫ（最大値、平均値等）を求めることもできるようになっている。

図８に、ノズル待機部１２４の構成を示す。図示のように、ノズル待機部１２４は、洗浄部１６２と溶剤雰囲気室１６４とプライミング処理部１６６とをＸ方向で横一列に配置している。この中で、プライミング処理部１６６がステージ１１８に最も近い場所に位置している。水平移動機構１３４（図５）の直進駆動部１４０がノズル待機部１２４まで延びており（図４）、レジストノズル１２０をノズル待機部１２４の各部（１６２，１６４，１６６）に移送できるようになっている。

洗浄部１６２は、ユニット内の所定位置に配置されたレジストノズル１２０の下を長手方向（Ｙ方向）に移動またはスキャンするノズル洗浄ヘッド１６８を有している。このノズル洗浄ヘッド１６８には、レジストノズル１２０の下端部および吐出口１２０ａに向けて洗浄液（たとえばシンナー）および乾燥用のガス（たとえばＮ₂ガス）をそれぞれ噴き付ける洗浄ノズル１７０およびガスノズル１７２が搭載されるとともに、レジストノズル１２０に当たって落下した洗浄液をバキューム力で受け集めて回収するドレイン部１７４が設けられている。

溶剤雰囲気室１６４は、レジストノズル１２０の全長をカバーする長さでＹ方向に延びており、室内には溶剤（たとえばシンナー）が入っている。溶剤雰囲気室１６４の上面には、長手方向（Ｙ方向）に延びるスリット状の開口１６６ａを設けた断面Ｖ状の蓋体１６６が取り付けられている。レジストノズル１２０のノズル部を蓋体１６６に上方から合わせると、吐出口１２０ａとノズル下端部だけが開口１６６ａを介して室内に立ち篭もる溶剤の蒸気に曝されるようになっている。

プライミング処理部１６６は、レジストノズル１２０の全長をカバーする長さでＹ方向に延びる円筒状または円柱状のプライミングローラ１７８を溶剤浴室１７６の中に配置している。溶剤浴室１７６内には、プライミングローラ１７８の下部が浸かる程度の液面レベルで溶剤または洗浄液（たとえばシンナー）が収容されている。プライミングローラ１７８は回転機構１８０によって回転駆動されるようになっている。また、溶剤浴室１７６内の洗浄液よりも上方の位置でプライミングローラ１７８の外周面と擦接するワイパ１８２が設けられている。プライミング処理部１６６の作用は後述する。

図９に、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２内の制御系の構成を示す。制御部１８４は、メインコントローラまたは局所コントローラとして、ユニット（ＣＴ）８２内の各部、たとえば水平移動機構１３４、昇降機構１３５、レジスト液供給部１３２、基板厚み測定部１５０、ノズル洗浄ヘッド１６８、回転機構１８０、リフトピン・アクチエータ１８６および吸着固定部１８８を制御する。ここで、リフトピン・アクチエータ１８６は、後述するように、基板の搬入／搬出時にステージ１１８の上で基板Ｇを水平姿勢で上げ下げするためのリフトピン１９０（図１１、図１４）を昇降駆動する。また、吸着固定部１８８は、後述するように、ステージ１１８上に基板Ｇを載置している間にステージ１１８の上面に設けた吸引口１９２（図１１、図１４）を通じて基板Ｇをバキューム力で吸着固定する機構である。

図１０に、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２において１枚の基板Ｇに対して行われる一連の処理の手順を示す。以下、このフローチャートについてレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２における全体の動作を説明する。

ユニット（ＣＴ）８２に新たな基板Ｇが搬入されるまでの間、レジストノズル１２０はノズル待機部１２４の溶剤雰囲気室１６４で待機している。上記のように、第１の熱的処理部２６（図１）で所定の熱処理を受けた基板Ｇが下流側オーブンタワー（ＴＢ）４８内のパスユニット（ＰＡＳＳ_R）６０（図２）からレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に搬入される。こうして新規の基板Ｇが搬入されると（ステップＡ₁）、この基板Ｇをステージ１１８上に載置するためのローディング動作が行われる（ステップＡ₂）。詳細には、搬送アーム１１６，１１６が基板Ｇをステージ１１８の真上まで移送し、図１１に示すように、ステージ１１８の中から複数本のリフトピン１９０が上昇または突出して基板Ｇを受け取る。次いで、リフトピン１９０が基板Ｇを水平に担持したままステージ１１８の中へ下降または退避することにより、基板Ｇがステージ１１８の上面に移載される。リフトピン１９０は、水平駆動板１９４を介してシリンダ等のリフトピン・アクチエータ１８６（図９）に結合されており、リフトピン・アクチエータ１８６の昇降駆動によって上記のようなローディングのための昇降動作を行う。基板Ｇがステージ１１８上に載置されると、吸着固定部１８８で開閉弁１９６がオン（開状態）に切り換えられて、真空源（図示せず）からのバキューム力が負圧流路を介してステージ上面の吸引口１９２に与えられる（図１１）。これにより、ステージ１１８上で基板Ｇは吸引口１９２より真空吸着力を受けて固定される。

上記のようにステージ１１８上で基板Ｇのローディングが行われるのと並行して、ノズル待機部１２４ではレジストノズル１２０が溶剤雰囲気室１６４から隣のプライミング処理部１６６へ移され、そこでプライミング処理が行われる（ステップＡ₃）。

このプライミング処理では、吐出口１２０ａがプライミングローラ１７８の頂上部と微小なギャップを隔てて対向する位置までレジストノズル１２０を近接させ、そこでレジストノズル１２０にレジスト液Ｒを吐出させ、これと同時にプライミングローラ１７８を回転機構１８０により一定方向（図１１では反時計回り）に回転させる。そうすると、図１２に拡大して示すように、レジストノズル１２０の吐出口１２０ａより出たレジスト液Ｒがノズル背面１２０ｃ側に回り込んでからプライミングローラ１７８の外周面に巻き取られる。レジスト液を巻き取ったプライミングローラ１７８の外周面は、直後に溶剤の浴に入ってレジスト液Ｒを洗い落とす。そして、溶剤浴から上がったプライミングローラ１７８の外周面は、ワイパ１８０により液を拭い取られ、清浄な面を回復してから再びレジストノズル１２０の吐出口１２０ａの下を通過しそこでレジスト液を受け取る。なお、レジストノズル１２０の吐出口とプライミングローラ１７８との間に形成されるギャップの大きさ（距離）は、塗布処理時にレジストノズル１２０の吐出口とステージ１１８上の基板Ｇとの間に形成されるギャップＤと同一または近似した値（たとえば４０〜１５０μｍ）に設定されてよい。

このプライミング処理に際しては、レジストノズル１２０がレジスト液吐出動作を開始してから一定の遅延時間（たとえば１秒）を置いてプライミングローラ１７８の回転動作を開始させるのが好ましく、この時間差方式によってレジスト液Ｒをレジストノズル１２０のテーパ背面１２０ｃ側へ十全かつ均一に回り込ませることができる。こうして、プライミング処理を終えた後も、レジストノズル１２０のテーパ背面１２０ｃの下部には、図１３に示すように、ノズル長手方向（Ｙ方向）にまっすぐ均一に延びたレジスト液の液膜ＲＦが残る。

上記のようなプライミング処理の終了後に、レジストノズル１２０は、図１４に示すように、昇降機構１３５および水平移動機構１３４によってプライミング処理部１６６からステージ１１８の上方に設定された測定位置ＰＡまで移送される。この測定位置ＰＡで、昇降機構１３５がレジストノズル１２０を真下の塗布開始位置ＳＴ（図１７の(A)）まで、つまり吐出口１２０ａが基板Ｇと設定距離Ｄのギャップを隔てて対向する高さ位置までレジストノズル１２０を下降させ、そのノズル下降動作の間にレジストノズル１２０に取り付けられている基板厚み測定部１５０がステージ１１８上の基板Ｇの厚みを測定する（ステップＡ₄）。

図１６に、基板厚み測定部１５０における基板厚み測定の手順を示す。上記のように、投光部１５２からの光ビームＬＡを基板Ｇの非製品領域Ｇ_mに投光して、基板Ｇのおもて面と裏面からの反射光ＬＡ_a，ＬＡ_bを受光し、それぞれの受光位置Ｐ_a，Ｐ_b間の距離間隔から基板Ｇの厚みを表す測定値Ｋを得る（ステップＢ₁）。この光学的な基板厚み測定を、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、レジストノズル１２０が所定量降下する度毎に実行し（ステップＢ₁〜Ｂ₄）、複数個（ｎ_s個）の測定値Ｋ１，Ｋ２，・・・・Ｋｎ_sを得る。次いで、それら複数個の測定値Ｋ１，Ｋ２，・・・・Ｋｎ_sから代表値ＴＫを求める（ステップＢ₅）。通常は、これら複数個の測定値の最大値または平均値を次のギャップ調整（ステップＡ₅）のための好適な代表値とすることができる。すなわち、基板Ｇの実際の厚さよりも小さい方にずれた厚み測定値に基づいてギャップ調整を行うと、ステージ１１８上の基板Ｇとレジストノズル１２０とのギャップが設定値Ｄよりも小さい方にずれてしまい、ノズル吐出口１２０ａが基板Ｇに当接ないし擦接する危険性がある。したがって、安全性を最重視する上では最大値に基づいてギャップ調整を行うのが最も好ましく、安全性と精度を同時に図る上では平均値に基づいてギャップ調整を行うのが最も好ましい。

なお、この実施形態は、レジストノズル１２０の両端部に基板厚み測定部１５０を取り付けており、Y方向における基板Ｇの両端部の厚みを測定することができる。したがって、基板両端部のそれぞれについて個別の代表値ＴＫ_L，ＴＫ_Rを求めることも可能であり、基板両端部の測定値を併合して１つの代表値ＴＫを求めることも可能である。また、精度は低下するが、基板厚み測定部１５０による基板厚み測定処理を１回で済ますことも可能である。

次に、上記のような基板厚み測定の延長としてギャップ調整が行われる（ステップＡ₅）。ギャップ調整では、制御部１８４が、厚み測定値ＴＫとギャップ設定距離Ｄとに基づいて、レジストノズル１２０の下降を停止させる高さ位置を求める。たとえば、レジストノズル１２０の吐出口１２０ａのステージ上面に対する高さ位置をＺ_Hとすると、Ｚ_H＝ＴＫ＋Ｄを下降停止位置とし、昇降機構１３５を通じてレジストノズル１２０をその高さ位置Ｚ_Hまで降ろし、そこで停止させる。その結果、レジストノズル１２０の吐出口１２０ａとステージ１１８上の基板Ｇとの間に設定距離Ｄのギャップが得られる。なお、レジストノズル１２０の両端部で厚み測定値ＴＫ_L，ＴＫ_Rに違いがあっても、下降停止位置を個別に調整することにより、ギャップを同一の設定距離Ｄに揃えることができる。

この実施形態では、測定位置ＰＡにおけるレジストノズル１２０の最終下降位置を塗布開始位置ＳＴとしているので、ギャップ調整の完了と同時に塗布処理（ステップＡ₆）を開始することができる。塗布処理では、制御部１８４の制御の下で、レジスト液供給部１３２が作動してレジストノズル１２０がレジスト液Ｒを基板Ｇ上に吐出すると同時に、水平移動機構１３４が作動してレジストノズル１２０が一定の速度でＸ方向の所定の向き（ノズル待機部１２４から離れる向き）に水平移動する。これにより、図１７の（Ｂ）および図１８に示すように、レジストノズル１２０の吐出口１２０ａよりレジスト液Ｒが帯状に出て基板Ｇ上に塗られていく。その際、レジストノズル１２０の背面１２０ｃには、吐出口１２０ａより吐出されたレジスト液Ｒが回り込んで、ぬれ現象により高さ方向に広がり（盛り上がり）、ノズル長手方向に延びる凸面状のメニスカスが形成される。この実施形態では、塗布処理に先立つプライミング処理によりノズル背面１２０ｃの下端部にレジスト液Ｒをほぼ一直線で均一に下塗りしているので、塗布処理時のメニスカスの頂上ライン（ウエットライン）ＷＬが水平一直線に安定する。これによって、レジスト塗布膜ＲＭ上に筋状の塗布ムラが生じる可能性を大幅に低減させることができる。また、基板Ｇの厚みにばらつきがあってもノズル吐出口１２０ａと基板Ｇとの間に設定距離のギャップを形成できるため、レジスト塗布膜ＲＭの膜厚を設定通りに管理することができる。

なお、塗布処理中にノズル吐出口１２０ａと基板Ｇとのギャップを適宜可変調整することも可能である。また、この実施形態では、レジストノズル１２０の前部に基板厚み測定部１５０を取り付けているので、図１９に示すように、塗布処理中に基板厚み測定部１５０によりノズル吐出口１２０ａの前方に位置する周縁領域（非製品領域Ｇ_m）で基板Ｇの厚みを測定し、そこで得た厚み測定値をギャップ調整にフィードバックすることも可能である。その際、レジストノズル１２０の両端部で個別にフィードバック制御を行ってもよい。

上記のようにしてレジストノズル１２０が基板Ｇ上をＸ方向の終端位置まで移動すると、塗布処理が終了し、レジスト液供給部１３２がレジスト液の吐出を停止させ、水平移動機構１３４がレジストノズル１２０を基板Ｇの搬出を妨害しない位置へ退避させる。

塗布処理の後に行われる基板搬出（ステップＡ₇）では、リフトピン・アクチエータ１８８がリフトピン１９０をステージ１１８の中から突出または上昇させて、基板Ｇをステージ上方の所定の高さ位置まで水平に持ち上げる。直後に搬送アーム１１６，１１６が来てリフトピン１９０から基板Ｇを受け取り、隣の減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４へ移送する。

基板Ｇを搬出した後のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２では、レジストノズル１２０をノズル待機部１２４でリフレッシュさせる（ステップＡ₈）。すなわち、今回の塗布処理でノズル下端部や吐出口１２０ａに付いたレジスト液を洗浄部１６２で洗い落とし、その後に溶剤雰囲気室１６４に移す。

上記のように、この実施形態のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２においては、レジストノズル１２０をノズル待機部１２４のプライミング処理部１６６から塗布処理部１２２のステージ１１８上に設定された塗布開始位置まで移動させる過程で、レジストノズル１２０の移動（特に塗布開始位置への下降）中にステージ１１８上の基板Ｇの厚みを測定し、その厚み測定値に基づいて設定距離のギャップが得られる高さ位置にレジストノズル１２０の塗布開始位置を合わせるようにしている。これにより、ユニットに基板が搬入されてから（プライミング処理と基板厚み測定ないしギャップ調整とを行って）塗布処理を開始するまでの時間を大幅に縮小し、タクトの短縮化を図ることができる。

以上、好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。たとえば、レジストノズル１２０を昇降させる昇降機構１３５において種々の変形が可能であり、たとえばレジストノズルを支持体に取り付け、この支持体の左右端部を個別の昇降案内部ないし昇降駆動部に接続する構成とすることも可能である。また、基板厚み測定部を塗布ノズルに間接的に取り付ける構成（たとえば上記支持体に取り付ける構成）も可能である。また、上記した実施形態ではプライミングローラ１７８を用いてプライミング処理を行ったが、プライミングローラを使用しないプライミング処理も可能である。さらに、プライミング処理を行わないで塗布処理を開始するアプリケーションにも本発明は適用可能である。また、上記の実施形態では、レジストノズル１２０を垂直下方に降ろしながら基板厚み測定およびギャップ調整を行うようにした。しかしながら、レジストノズル１２０を斜め下方に降ろしながら、あるいは水平方向に移動させながら、基板厚み測定を行うことも可能である。レジストノズルとステージ上の基板との位置関係は相対的なものであり、レジストノズルを固定してステージ上の基板を水平方向または鉛直方向で移動させる方式も可能である。

上記した実施形態はＬＣＤ製造の塗布現像処理システムにおけるレジスト塗布装置に係るものであったが、本発明は被処理基板上に処理液を塗布する任意の処理装置やアプリケーションに適用可能である。したがって、本発明における処理液としては、レジスト液以外にも、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の塗布液も可能であり、現像液やリンス液等も可能である。本発明における被処理基板はＬＣＤ基板に限らず、他のフラットパネルディスプレイ用基板、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。

本発明の適用可能な塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。 実施形態の塗布現像処理システムにおける熱的処理部の構成を示す側面図である。 実施形態の塗布現像処理システムにおける処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態の塗布現像処理システムにおける塗布プロセス部の全体構成を示す平面図である。 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける塗布処理部の構成を示す斜視図である。 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける基板厚み測定部の構成を示す図である。 実施形態における基板厚み測定部の作用を示す図である。 実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるノズル待機部の構成を示す断面図である。 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける制御系のシステム構成を示すブロック図である。 実施形態のレジスト塗布ユニットにおける全体の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態における基板ローディングとプライミング処理を示す一部断面側面図である。 図１１のプライミング処理の要部を拡大して示す図である。 実施形態のプライミング処理によってレジストノズルの背面下端部に形成される液膜状態を示す図である。 実施形態においてプライミング処理後にレジストノズルをステージ上方の位置へ移動させる様子を示す一部断面側面図である。 実施形態においてレジストノズルの下降動作と基板厚み測定とが同時に行われる様子を示す略側面図である。 実施形態における基板厚み測定の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態における塗布処理の開始時および塗布処理中のレジストノズルとステージ上の基板との位置関係を示す略側面図である。 実施形態において塗布処理中にレジストノズルの背面側にレジスト塗布膜が形成される様子を示す斜視図である。 実施形態において塗布処理中のレジストノズルの前方側の様子を示す斜視図である。

符号の説明

１０ プロセスステーション
２８ 塗布プロセス部
８２ レジスト塗布ユニット（ＣＴ）
１１８ ステージ
１２０ レジストノズル
１２２ 塗布処理部
１２４ ノズル待機部
１３２ レジスト液供給部
１３４ 水平移動機構
１３５ 昇降機構
１５０ 基板厚み測定部
１５２ 投光部
１５４ 受光部
１６０ 計測制御演算部
１６２ 洗浄ユニット
１６６ プライミング洗浄部
１７８ プライミングローラ
１９０ リフトピン
１９２ 吸引口

Claims (18)

1. おもて面を被処理面とするガラス基板を下からの支持でほぼ水平に保つステージと、
   前記基板上に処理液を塗布するために前記ステージ上の基板に対して上方から処理液を吐出する塗布ノズルと、
   前記塗布ノズルと前記基板とを水平な第１の方向で相対的に移動させる水平移動部と、
   前記塗布ノズルと前記基板とを鉛直方向で相対的に移動させる昇降部と、
   前記塗布ノズルに取り付けられ、前記ステージ上の前記基板のおもて面の透明な部分に対して上方から光ビームを投光する投光部と、前記基板の裏面からの前記光ビームに対応する第１の反射光と前記基板のおもて面からの前記光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部と、前記受光部において前記第１の反射光を受光した第１の受光位置と前記第２の反射光を受光した第２の受光位置とから前記基板の厚み測定値を演算により求める計測制御演算部とを有する基板厚み測定部と
   を具備し、
   前記ステージ上の基板に対して塗布開始位置の上方から前記昇降部により前記塗布ノズルを下降させ、その下降の最中または途中で前記基板厚み測定部により前記基板の厚みを測定し、その厚み測定値に基づいて前記塗布ノズルの吐出口と前記基板との間に設定距離のギャップが形成されるように前記塗布ノズルの高さ位置を調整して前記塗布開始位置とし、前記塗布開始位置から前記塗布ノズルによる処理液の吐出を開始するとともに前記水平移動部による前記塗布ノズルの水平移動を開始する、塗布装置。
2. 前記昇降部により前記塗布ノズルの下降を開始してから完了するまでの間に、前記基板厚み測定部が異なる位置で前記基板の厚みを複数回測定し、その結果得られる複数の測定値の中で最大の値を前記ギャップ調整に用いる厚み測定値とする、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記昇降部により前記塗布ノズルの下降を開始してから完了するまでの間に、前記基板厚み測定部が異なる位置で前記基板の厚みを複数回測定し、その結果得られる複数の測定値の平均値を前記ギャップ調整に用いる厚み測定値とする、請求項１に記載の塗布装置。
4. 前記塗布ノズルが前記第１の方向と直交する水平な第２の方向に延びる長尺型で、前記吐出口がスリット状または多孔配列型に形成され、塗布処理時の進行方向で後方を向くノズル背面の下端部が前記吐出口に向かってテーパ面に形成され、
   前記塗布ノズルが処理液を吐出しながら前記水平移動を行う際に、前記吐出口より出た処理液が前記ノズル背面側に回り込んでから前記基板上に塗布される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗布装置。
5. 塗布処理に先立って前記塗布ノズルの背面下端部に処理液を下塗りするためのプライミング処理部を前記ステージの近くに設置し、前記水平移動部および前記昇降部により前記塗布ノズルを前記プライミング処理部と前記ステージとの間で移動させる、請求項４に記載の塗布装置。
6. 前記プライミング処理部が、前記塗布ノズルの背面下端部に処理液を前記第２の方向でほぼ均一に塗る、請求項５に記載の塗布装置。
7. 前記プライミング処理部が、前記第２の方向に延びる円筒状または円柱状の回転可能なローラを有し、前記ローラの頂上部付近に微小なギャップを空けて前記塗布ノズルの吐出口から処理液を吐出させ、前記吐出口から出た処理液が前記塗布ノズルの背面側に回り込む方向に前記ローラを回転させる、請求項６に記載の塗布装置。
8. 前記プライミング処理部が、
   前記塗布ノズルより処理液を受け取った前記ローラの外周面を洗浄するために前記ローラの下部を溶剤の浴に浸ける洗浄バスと、
   前記溶剤の浴から上がった直後の前記ローラの外周面から液を拭い取るためのワイパと
   を有する、請求項７に記載の塗布装置。
9. 前記ステージの上面に前記基板を真空吸着力で固定するための吸着固定部を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の塗布装置。
10. 前記基板の周縁部に膜無しの透明な非製品領域が設定され、前記基板厚み測定部が前記非製品領域において前記基板の厚さを測定する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の塗布装置。
11. 前記基板厚み測定部が、前記基板の前記第１の方向に延びる両端周縁部の位置で前記厚み測定値を求める、請求項１０に記載の塗布装置。
12. 前記塗布ノズルが処理液を吐出しながら前記水平移動を行っている最中に、前記基板厚み測定部により前記塗布ノズルよりも前方の位置で前記基板の両端周縁部における厚み測定値を求め、各々の厚み測定値に基づいて前記昇降部により前記塗布ノズルの両端部の高さ位置を個別に調整する、請求項１１に記載の塗布装置。
13. 前記基板厚み測定部において、光ビームを２段階の光強度で投光して反射光をモニタして、前記基板の厚みを測定する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の塗布装置。
14. 前記基板厚み測定部において、前記基板のおもて面の反射率と裏面の反射率とが異なる場合に、光ビームを２段階の光強度で投光し、光強度の大きい方で反射率の低い方の反射光をモニタし、光強度の小さい方で反射率の高い方の反射光をモニタして、前記基板の厚みを測定する、請求項１３に記載の塗布装置。
15. おもて面を被処理面とするガラス基板を下からの支持でほぼ水平に保つステージと、
    前記基板上に処理液を塗布するために前記ステージ上の基板に対して上方から処理液を吐出する塗布ノズルと、
    前記塗布ノズルと前記基板とを水平な第１の方向で相対的に移動させる水平移動部と、
    前記塗布ノズルと前記基板とを鉛直方向で相対的に移動させる昇降部と、
    前記塗布ノズルに取り付けられ、前記ステージ上の前記基板のおもて面の透明な部分に対して上方から光ビームを投光する投光部と、前記基板の裏面からの前記光ビームに対応する第１の反射光と前記基板のおもて面からの前記光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部と、前記受光部において前記第１の反射光を受光した第１の受光位置と前記第２の反射光を受光した第２の受光位置とから前記基板の厚み測定値を演算により求める計測制御演算部とを有する基板厚み測定部と
    を具備し、
    前記水平移動部および前記昇降部により、前記ステージ上の前記基板に対して前記塗布ノズルを相対的に斜め下方に降ろしながら塗布開始位置まで前記塗布ノズルを移動させ、その斜め下方に降ろす最中または途中で、前記厚み測定部が異なる位置で前記基板の厚みを複数回測定し、その厚み測定値に基づいて前記塗布ノズルの下端の吐出口と前記基板との間に設定距離のギャップを形成する、塗布装置。
16. 前記基板の周縁部に膜無しの透明な非製品領域が設定され、
    前記基板厚み測定部が前記非製品領域において前記基板の厚みを測定する、
    請求項１５に記載の塗布装置。
17. おもて面を被処理面とするガラス基板を下からの支持でほぼ水平に保つ第１の工程と、
    前記基板に処理液を供給するための塗布ノズルを前記基板の上方で前記基板に対して相対的に鉛直方向で移動させて、前記塗布ノズルに取り付けられ、前記ステージ上の前記基板のおもて面の透明な部分に対して上方から光ビームを投光する投光部と、前記基板の裏面からの前記光ビームに対応する第１の反射光と前記基板のおもて面からの前記光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部と、前記受光部において前記第１の反射光を受光した第１の受光位置と前記第２の反射光を受光した第２の受光位置とから前記基板の厚み測定値を演算により求める計測制御演算部とを有する基板厚み測定部により前記基板の厚みを測定する第２の工程と、
    前記基板厚み測定部で得られた厚み測定値に基づき、前記塗布ノズルを前記基板の上方で前記基板に対して相対的に鉛直方向で移動させて、前記塗布ノズルの下端の吐出口と前記基板との間に設定距離のギャップを形成する第３の工程と、
    前記塗布ノズルより前記基板に対して処理液を吐出させながら、前記塗布ノズルと前記基板とを所定の水平方向で相対的に移動させて、前記基板上に処理液を塗布する第４の工程と
    を有する、塗布方法。
18. おもて面を被処理面とするガラス基板を下からの支持でほぼ水平に保つ第１の工程と、
    前記基板に処理液を供給するための塗布ノズルの下端部に処理液の液膜を付ける第２の工程と、
    前記塗布ノズルを前記基板の上方で前記基板に対して相対的に鉛直方向で移動させて、前記塗布ノズルに取り付けられ、前記ステージ上の前記基板のおもて面の透明な部分に対して上方から光ビームを投光する投光部と、前記基板の裏面からの前記光ビームに対応する第１の反射光と前記基板のおもて面からの前記光ビームに対応する第２の反射光とを受光する受光部と、前記受光部において前記第１の反射光を受光した第１の受光位置と前記第２の反射光を受光した第２の受光位置とから前記基板の厚み測定値を演算により求める計測制御演算部とを有する基板厚み測定部により前記基板の厚みを測定する第３の工程と、
    前記基板厚み測定部で得られた厚み測定値に基づき、前記塗布ノズルを前記基板の上方で前記基板に対して相対的に鉛直方向で移動させて、前記塗布ノズルの下端の吐出口と前記基板との間に設定距離のギャップを形成する第４の工程と、
    前記塗布ノズルより前記基板に対して処理液を吐出させながら、前記塗布ノズルと前記基板とを所定の水平方向で相対的に移動させて、前記基板上に処理液を塗布する第５の工程と
    を有する、塗布方法。

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