JP4554397B2 - ステージ装置および塗布処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置(LCD)等のFPD(フラットパネルディスプレイ)に用いられるガラス基板等の基板を搬送するためのステージ装置およびこのステージ装置を備えた塗布処理装置に関する。
例えば、液晶表示装置(LCD)の製造工程においては、フォトリソグラフィー技術を用いて、ガラス基板に所定の回路パターンを形成している。すなわち、ガラス基板にレジスト液を供給して塗布膜を形成し、これを乾燥、熱処理した後に、露光処理、現像処理を逐次行っている。
ここで、ガラス基板にレジスト液を供給して塗布膜を形成する装置としては、ガラス基板を水平に真空吸着する載置台と、この載置台に保持された基板にレジスト液を供給するレジストノズルと、載置台とレジストノズルとを水平方向で相対的に移動させる移動機構と、を有する塗布膜形成装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、ガラス基板を真空吸着保持すると、載置台に設けられた吸気孔がガラス基板の表面に転写されやすく、また、基板の裏面に多くのパーティクルが付着するという不都合がある。さらにレジストノズルまたは載置台の一方を移動させなければならないので、装置が大型で複雑な構造のものとなり、しかも、動力コストが高くなるという問題がある。
特開平10−156255号公報
発明者らは、このような不都合を解決するために、ガラス基板を載置台に吸着保持することなく略水平姿勢で搬送しながら、このガラス基板の表面にレジスト液を供給して塗布膜を形成する装置について検討し、例えば、特願2004−44330や特願2004−218156において、基板を浮上搬送させながら、その基板の表面にレジスト液を塗布する浮上式基板搬送処理装置を開示している。
この浮上式基板搬送処理装置に用いられる基板浮上用ステージとしては、図12(a)の概略平面図に示すステージ301のように、ガス噴射口311と吸気口312が形成され、ガス噴射量と吸気量とをバランスさせることによって基板をステージ表面から一定の高さに浮上させるタイプのものや、図12(b)に示すステージ305のように、ガス噴射口311と溝313とが形成され、ガス噴射量と溝313からの排気量とをバランスさせることによって基板をステージ表面から一定の高さに浮上させるタイプのものがある。
これらのステージ301,305においては、ガス噴射口311と吸気口312はそれぞれ基板搬送方向および基板搬送方向と直交する方向において一定の間隔で直線上に並ぶように交互に形成され(図12(a))、また、ガス噴射口311は基板搬送方向および基板搬送方向と直交する方向において一定の間隔で形成され、溝313はその長手方向が基板搬送方向と一致するように、基板搬送方向と直交する方向に一定間隔で形成されている(図12(b))。
しかしながら、このようにガス噴射口311や吸気口312、溝313が設けられていると、基板の一定領域は常に溝313上を通過し、また別の部分はガス噴射口311(および吸気口312)上を通過するために、このようなガス噴射口311や吸気口312、溝313の配置に依存して、レジスト膜に縞状の転写痕(つまり、レジスト膜の厚みむら)が発生する。このような転写痕は、最終的に画質にばらつきを生じさせる原因となる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、塗布膜形成に用いた場合に、塗布膜に転写痕が発生することを抑制することができるステージ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このようなステージ装置を備えた塗布処理装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の観点によれば、基板をステージ上で一方向に浮上搬送するためのステージ装置であって、
前記ステージは、その表面に、前記ステージの表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口と、前記ガス噴射口から噴射されたガスを吸気するための複数の吸気口と、を備え、
前記複数のガス噴射口と前記複数の吸気口はそれぞれ、基板搬送方向における所定距離内において、基板搬送方向とずれた方向に、所定の隣接間隔で直線的に並んで設けられていることを特徴とするステージ装置、が提供される。
このステージ装置においては、ガス噴射口の隣接間隔を1cm〜5cmとし、吸気口の隣接間隔を1cm〜5cmとし、複数のガス噴射口と複数の吸気口がそれぞれ基板搬送方向と平行に直線的に並んでいない距離を0.2m以上とすることが好ましい。これにより基板に塗布膜を形成した場合に、塗布膜に転写痕が発生することを効果的に抑制することができる。
また、ステージは、ガス噴射孔と吸気孔とが所定の位置に形成された基台と、ガス噴射口を備えた多孔質材料からなる第1のブロックと、吸気口を備えた多孔質材料からなる第2のブロックとを具備し、第1のブロックに形成されたガス噴射口が基台に形成されたガス噴射孔と連通し、第2のブロックに形成された吸気口が基台に形成された吸気孔と連通するように、第1,第2のブロックが基台上に配置された構成とすることも好ましい。
ステージの表面にはさらにガス噴射口から噴射されたガスをステージの側面に逃がすための直線状の溝部を形成することも好ましく、その場合、溝部の長さ方向を基板搬送方向と所定角度ずらすことが好ましく、その溝部の長さ方向と基板搬送方向とがなす角は15度以上90度未満とすることが好ましい。溝部を有するステージ装置を、前記基台と第1,第2のブロックで構成する場合には、第1,第2のブロックの間に溝部が形成されるように、第1,第2のブロックを基台上に配置すればよい。
本発明の第2の観点によれば、基板をステージ上で一方向に浮上搬送するためのステージ装置であって、
前記ステージは、その表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口と、前記ガス噴射口から噴射されたガスを前記ステージの側面に逃がすための直線状の溝部と、を有し、
前記複数のガス噴射口は基板搬送方向に一列に並ばないように設けられ、かつ、前記溝部の長さ方向は基板搬送方向と所定角度ずれていることを特徴とするステージ装置、が提供される。
この第2の観点に係るステージ装置において、ガス噴射口と溝部の好ましい配置形態は、第1の観点に係るステージ装置と同じである。
この第3の観点によれば、第1の観点に係るステージ装置を備えた塗布処理装置が提供される。すなわち、基板を搬送しながら当該基板に塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布処理装置であって、
その表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口および前記ガス噴射口から噴射されたガスを吸気するための複数の吸気口を備えたステージと、
前記ステージ上で浮上した基板を搬送させるための基板搬送機構と、
前記基板搬送機構により前記ステージ上を搬送される基板の表面に塗布液を塗布する塗布ノズルと、
を具備し、
前記ステージは、その表面に、前記ステージの表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口と、前記ガス噴射口から噴射されたガスを吸気するための複数の吸気口とを具備し、少なくとも前記塗布ノズルが塗布液を吐出する位置よりも基板搬送方向の前方の所定距離内において、前記複数のガス噴射口と前記複数の吸気口はそれぞれ、基板搬送方向とずれた方向に、所定の隣接間隔で直線的に並んで設けられていることを特徴とする塗布処理装置、が提供される。

本発明の第4の観点によれば、第2の観点に係るステージ装置を備えた塗布処理装置が提供される。すなわち、基板を搬送しながら当該基板に塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布処理装置であって、
その表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口および前記ガス噴射口から噴射されたガスを前記ステージの側面に逃がすための直線状の溝部を備えたステージと、
前記ステージ上で浮上した基板を搬送させるための基板搬送機構と、
前記基板搬送機構により前記ステージ上を搬送される基板の表面に塗布液を塗布する塗布ノズルと、
を具備し、
前記ステージは、その表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口と、前記ガス噴射口から噴射されたガスを前記ステージの側面に逃がすための直線状の溝部とを有し、少なくとも前記塗布ノズルが塗布液を吐出する位置よりも基板搬送方向の前方の所定距離内において、前記複数のガス噴射口は基板搬送方向に一列に並ばないように設けられ、かつ、前記溝部の長さ方向は基板搬送方向と所定角度ずれていることを特徴とする塗布処理装置、が提供される。
本発明によれば、塗布膜を形成する際に、塗布膜にガス噴射口や吸気口、溝に起因する転写跡の発生を抑制し、膜厚分布の均一性に優れた塗布膜を形成することができる。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明をLCD用のガラス基板(以下「LCD基板」という)の表面にレジスト膜を形成する装置および方法に適用した場合について説明することとする。
図1に、LCD基板へのレジスト膜の形成と、露光処理後のレジスト膜の現像処理を行うレジスト塗布・現像処理システムの概略平面図を示す。このレジスト塗布・現像処理システム100は、複数のLCD基板Gを収容するカセットCを載置するカセットステーション(搬入出部)1と、LCD基板Gにレジスト塗布および現像を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理ステーション(処理部)2と、露光装置4との間でLCD基板Gの受け渡しを行うためのインターフェイスステーション(インターフェイス部)3とを備えており、カセットステーション1とインターフェイスステーション3はそれぞれ処理ステーション2の両端に配置されている。なお、図1において、レジスト塗布・現像処理システム100の長手方向をX方向、平面上においてX方向と直交する方向をY方向とする。
カセットステーション1は、カセットCをY方向に並べて載置できる載置台9と、処理ステーション2との間でLCD基板Gの搬入出を行うための搬送装置11を備えており、この載置台9と外部との間でカセットCの搬送が行われる。搬送装置11は搬送アーム11aを有し、カセットCの配列方向であるY方向に沿って設けられた搬送路10上を移動可能であり、搬送アーム11aによりカセットCと処理ステーション2との間でLCD基板Gの搬入出が行われる。
処理ステーション2は、基本的にX方向に伸びるLCD基板G搬送用の平行な2列の搬送ラインA・Bを有しており、搬送ラインAに沿ってカセットステーション1側からインターフェイスステーション3に向けて、スクラブ洗浄ユニット(SCR)21と、第1の熱的処理ユニットセクション26と、レジスト塗布ユニット23と、第2の熱的処理ユニットセクション27と、が配列されている。
また、搬送ラインBに沿ってインターフェイスステーション3側からカセットステーション1に向けて、第2の熱的処理ユニットセクション27と、現像ユニット(DEV)24と、i線UV照射ユニット(i−UV)25と、第3の熱的処理ユニットセクション28と、が配列されている。スクラブ洗浄ユニット21の上の一部にはエキシマUV照射ユニット(e−UV)22が設けられている。なお、エキシマUV照射ユニット22はスクラバ洗浄に先立ってLCD基板Gの有機物を除去するために設けられ、i線UV照射ユニット25は現像の脱色処理を行うために設けられる。
スクラブ洗浄ユニット21では、その中でLCD基板Gが略水平姿勢で搬送されながら洗浄処理および乾燥処理が行われるようになっている。現像ユニット24では、LCD基板Gが略水平姿勢で搬送されながら、現像液塗布、リンス、乾燥処理が逐次行われるようになっている。これらスクラブ洗浄ユニット21および現像ユニット24では、LCD基板Gの搬送は例えばコロ搬送またはベルト搬送により行われ、LCD基板Gの搬入口および搬出口は相対向する短辺に設けられている。また、i線UV照射ユニット25へのLCD基板Gの搬送は、現像ユニット24の搬送機構と同様の機構により連続して行われる。
レジスト塗布ユニット23は、後に詳細に説明するように、LCD基板Gを略水平姿勢で搬送しながら、レジスト液を供給し、塗布膜を形成するレジスト塗布装置(CT)23aと、減圧雰囲気にLCD基板GをさらすことによりLCD基板G上に形成された塗布膜に含まれる揮発成分を蒸発させて塗布膜を乾燥させる減圧乾燥装置(VD)23bと、を備えている。
第1の熱的処理ユニットセクション26は、LCD基板Gに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された2つの熱的処理ユニットブロック(TB)31・32を有しており、熱的処理ユニットブロック31はスクラブ洗浄ユニット21側に設けられ、熱的処理ユニットブロック32はレジスト塗布ユニット23側に設けられている。これら2つの熱的処理ユニットブロック31・32の間に第1の搬送装置33が設けられている。
図2の第1の熱的処理ユニットセクション26の側面図に示すように、熱的処理ユニットブロック31は、下から順にLCD基板Gの受け渡しを行うパスユニット(PASS)61と、LCD基板Gに対して脱水ベーク処理を行う2つの脱水ベークユニット(DHP)62・63と、LCD基板Gに対して疎水化処理を施すアドーヒージョンユニット(AD)64が4段に積層された構成を有している。また、熱的ユニットブロック32は、下から順にLCD基板Gの受け渡しを行うパスユニット(PASS)65と、LCD基板Gを冷却する2つのクーリングユニット(COL)66・67と、LCD基板Gに対して疎水化処理を施すアドーヒージョンユニット(AD)68が4段に積層された構成を有している。
第1の搬送装置33は、パスユニット61を介してのスクラブ洗浄ユニット21からのLCD基板Gの受け取り、上記熱的処理ユニット間のLCD基板Gの搬入出、およびパスユニット65を介してのレジスト塗布ユニット23へのLCD基板Gの受け渡しを行う。
第1の搬送装置33は、上下に延びるガイドレール91と、ガイドレール91に沿って昇降する昇降部材92と、昇降部材92上を旋回可能に設けられたベース部材93と、ベース部材93上を前進後退可能に設けられ、LCD基板Gを保持する基板保持アーム94とを有している。昇降部材92の昇降はモータ95によって行われ、ベース部材93の旋回はモータ96によって行われ、基板保持アーム94の前後動はモータ97によって行われる。このように第1の搬送装置33は、上下動、前後動、旋回動可能であり、熱的処理ユニットブロック31・32のいずれのユニットにもアクセスすることができる。
第2の熱的処理ユニットセクション27は、LCD基板Gに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された2つの熱的処理ユニットブロック(TB)34・35を有しており、熱的処理ユニットブロック34はレジスト塗布ユニット23側に設けられ、熱的処理ユニットブロック35は現像ユニット24側に設けられている。そして、これら2つの熱的処理ユニットブロック34・35の間に、第2の搬送装置36が設けられている。
図3の第2の熱的処理ユニットセクション27の側面図に示すように、熱的処理ユニットブロック34は、下から順にLCD基板Gの受け渡しを行うパスユニット(PASS)69とLCD基板Gに対してプリベーク処理を行う3つのプリベークユニット(PREBAKE)70・71・72が4段に積層された構成となっている。また、熱的処理ユニットブロック35は、下から順にLCD基板Gの受け渡しを行うパスユニット(PASS)73と、LCD基板Gを冷却するクーリングユニット(COL)74と、LCD基板Gに対してプリベーク処理を行う2つのプリベークユニット(PREBAKE)75・76が4段に積層された構成となっている。
第2の搬送装置36は、パスユニット69を介してのレジスト塗布ユニット23からのLCD基板Gの受け取り、上記熱的処理ユニット間のLCD基板Gの搬入出、パスユニット73を介しての現像ユニット24へのLCD基板Gの受け渡し、および後述するインターフェイスステーション3の基板受け渡し部であるエクステンション・クーリングステージ(EXT・COL)44に対するLCD基板Gの受け渡しおよび受け取り、を行う。なお、第2の搬送装置36は、第1の搬送装置33と同じ構造を有しており、熱的処理ユニットブロック34・35のいずれのユニットにもアクセス可能である。
第3の熱的処理ユニットセクション28は、LCD基板Gに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された2つの熱的処理ユニットブロック(TB)37・38を有しており、熱的処理ユニットブロック37は現像ユニット24側に設けられ、熱的処理ユニットブロック38はカセットステーション1側に設けられている。そして、これら2つの熱的処理ユニットブロック37・38の間に、第3の搬送装置39が設けられている。
図4の第3の熱的処理ユニットセクション28の側面図に示すように、熱的処理ユニットブロック37は、下から順に、LCD基板Gの受け渡しを行うパスユニット(PASS)77と、LCD基板Gに対してポストベーク処理を行う3つのポストベークユニット(POBAKE)78・79・80が4段に積層された構成を有している。また、熱的処理ユニットブロック38は、下から順に、LCD基板Gに対してポストベーク処理を行うポストベークユニット(POBAKE)81と、LCD基板Gの受け渡しおよび冷却を行うパス・クーリングユニット(PASS・COL)82と、さらに2つのポストベークユニット(POBAKE)83・84が4段に積層された構成を有している。
第3の搬送装置39は、パスユニット77を介してのi線UV照射ユニット25からのLCD基板Gの受け取り、上記熱的処理ユニット間のLCD基板Gの搬入出、パス・クーリングユニット82を介してのカセットステーション1へのLCD基板Gの受け渡しを行う。なお、第3の搬送装置39も第1の搬送装置33と同じ構造を有しており、熱的処理ユニットブロック37・38のいずれのユニットにもアクセス可能である。
処理ステーション2では、以上のように2列の搬送ラインA・Bを構成するように、かつ基本的に処理の順になるように各処理ユニットおよび搬送装置が配置されており、これら搬送ラインA・B間には空間40が設けられている。そして、この空間40を往復動可能にシャトル(基板載置部材)41が設けられている。このシャトル41はLCD基板Gを保持可能に構成されており、シャトル41を介して搬送ラインA・B間でLCD基板Gの受け渡しが行われる。シャトル41に対するLCD基板Gの受け渡しは、上記第1から第3の搬送装置33・36・39によって行われる。
インターフェイスステーション3は、処理ステーション2と露光装置4との間でLCD基板Gの搬入出を行う搬送装置42と、バッファカセットを配置するバッファステージ(BUF)43と、冷却機能を備えた基板受け渡し部であるエクステンション・クーリングステージ44とを有しており、タイトラー(TITLER)と周辺露光装置(EE)とが上下に積層された外部装置ブロック45が搬送装置42に隣接して設けられている。搬送装置42は搬送アーム42aを備え、この搬送アーム42aにより処理ステーション2と露光装置4との間でLCD基板Gの搬入出が行われる。
このように構成されたレジスト塗布・現像処理システム100においては、まず、カセットステーション1の載置台9に配置されたカセットC内のLCD基板Gが、搬送装置11により処理ステーション2のエキシマUV照射ユニット22に直接搬入され、スクラブ前処理が行われる。次いで搬送装置11によりLCD基板Gがスクラブ洗浄ユニット21に搬入され、スクラブ洗浄される。スクラブ洗浄処理後、LCD基板Gは例えばコロ搬送により第1の熱的処理ユニットセクション26に属する熱的処理ユニットブロック31のパスユニット61に搬出される。
パスユニット61に配置されたLCD基板Gは、最初に、熱的処理ユニットブロック31の脱水ベークユニット62・63のいずれかに搬送されて加熱処理され、次いで熱的処理ユニットブロック32のクーリングユニット66・67のいずれかに搬送されて冷却された後、レジストの定着性を高めるために熱的処理ユニットブロック31のアドヒージョンユニット64および熱的処理ユニットブロック32のアドヒージョンユニット68のいずれかに搬送され、そこでHMDSによりアドヒージョン処理(疎水化処理)される。その後、LCD基板Gは、クーリングユニット66・67のいずれかに搬送されて冷却され、さらに熱的処理ユニットブロック32のパスユニット65に搬送される。このような一連の処理を行う際のLCD基板Gの搬送処理は、全て第1の搬送装置33によって行われる。
パスユニット65に配置されたLCD基板Gは、後述する第1基板搬送アーム19aによって、レジスト塗布ユニット23内へ搬入される。後に詳細に説明するように、レジスト塗布装置23aにおいては、LCD基板Gを水平姿勢で搬送しながらレジスト液を供給して塗布膜を形成し、その後、減圧乾燥装置23bにて塗布膜に減圧乾燥処理が施される。その後、後述する第2基板搬送アーム19bにより、LCD基板Gはレジスト塗布ユニット23から第2の熱的処理ユニットセクション27に属する熱的処理ユニットブロック34のパスユニット69に受け渡される。
パスユニット69に配置されたLCD基板Gは、第2の搬送装置36により、熱的処理ユニットブロック34のプリベークユニット70・71・72および熱的処理ユニットブロック35のプリベークユニット75・76のいずれかに搬送されてプリベーク処理され、その後熱的処理ユニットブロック35のクーリングユニット74に搬送されて所定温度に冷却される。そして、第2の搬送装置36により、さらに熱的処理ユニットブロック35のパスユニット73に搬送される。
その後、LCD基板Gは第2の搬送装置36によりインターフェイスステーション3のエクステンション・クーリングステージ44へ搬送され、必要に応じて、インターフェイスステーション3の搬送装置42により外部装置ブロック45の周辺露光装置(EE)に搬送されて、そこで、レジスト膜の外周部(不要部分)を除去するための露光が行われる。次いで、LCD基板Gは、搬送装置42により露光装置4に搬送されてそこでLCD基板G上のレジスト膜に所定パターンで露光処理が施される。なお、LCD基板Gは、一旦、バッファステージ43上のバッファカセットに収容され、その後に露光装置4に搬送される場合がある。
露光終了後、LCD基板Gはインターフェイスステーション3の搬送装置42により外部装置ブロック45の上段のタイトラー(TITLER)に搬入されてLCD基板Gに所定の情報が記された後、エクステンション・クーリングステージ44に載置される。LCD基板Gは、第2の搬送装置36により、エクステンション・クーリングステージ44から第2の熱的処理ユニットセクション27に属する熱的処理ユニットブロック35のパスユニット73へ搬送される。
パスユニット73から現像ユニット24まで延長されている例えばコロ搬送機構を作用させることにより、LCD基板Gはパスユニット73から現像ユニット24へ搬入される。現像ユニット24では、例えば、基板を水平姿勢で搬送しながら現像液がLCD基板G上に液盛りされ、その後、一旦、LCD基板Gの搬送を停止してLCD基板を所定角度傾けることにより、LCD基板上の現像液を流し落とし、さらにこの状態でLCD基板Gにリンス液を供給して、現像液を洗い流す。その後、LCD基板Gを水平姿勢に戻して、再び搬送を開始し、乾燥用窒素ガスまたは空気をLCD基板Gに吹き付けることにより、LCD基板を乾燥させる。
現像処理終了後、LCD基板Gは現像ユニット24から連続する搬送機構、例えばコロ搬送によりi線UV照射ユニット25に搬送され、LCD基板Gに対して脱色処理が施される。その後、LCD基板Gはi線UV照射ユニット25内のコロ搬送機構により第3の熱的処理ユニットセクション28に属する熱的処理ユニットブロック37のパスユニット77に搬出される。
パスユニット77に配置されたLCD基板Gは、第3の搬送装置39により熱的処理ユニットブロック37のポストベークユニット78・79・80および熱的処理ユニットブロック38のポストベークユニット81・83・84のいずれかに搬送されてポストベーク処理され、その後熱的処理ユニットブロック38のパス・クーリングユニット82に搬送されて所定温度に冷却された後、カセットステーション1の搬送装置11によって、カセットステーション1に配置されている所定のカセットCに収容される。
次に、レジスト塗布ユニット23について詳細に説明する。図5にレジスト塗布ユニット23の概略平面図を示す。レジスト塗布装置23aは、LCD基板Gを浮上搬送するためのステージ200と、ステージ200上でLCD基板GをX方向に搬送する基板搬送機構13と、ステージ200上で浮上搬送されるLCD基板Gの表面にレジスト液を供給するレジストノズル14と、レジストノズル14を洗浄等するためのノズル洗浄ユニット15と、を備えている。熱的処理ユニットブロック32に設けられたパスユニット65からレジスト塗布装置23aへLCD基板Gを搬送するために、第1基板搬送アーム19aが、パスユニット65とレジスト塗布ユニット23との間を往復自在に配設されている。
減圧乾燥装置23bは、LCD基板Gを載置するための載置台17と、載置台17および載置台17に載置されたLCD基板Gを収容するチャンバ18と、を備えている。レジスト塗布装置23aから減圧乾燥装置23bを通って熱的処理ユニットブロック34に設けられたパスユニット69へLCD基板Gを搬送するために、第2基板搬送アーム19bが、レジスト塗布ユニット23とパスユニット69との間を往復自在に配設されている。
レジスト塗布装置23aは、LCD基板Gの搬送方向の上流から下流に向けて、大略的に、導入ステージ部12a、塗布ステージ部12b、搬出ステージ部12cに分けられる。導入ステージ部12aは、熱的処理ユニットブロック32のパスユニット65から塗布ステージ部12bへLCD基板Gを搬送するためのエリアである。塗布ステージ部12bには、レジストノズル14が配置されており、ここでLCD基板Gにレジスト液が供給されて塗布膜が形成される。搬出ステージ部12cは、塗布膜が形成されたLCD基板Gを減圧乾燥装置23bへ搬出するためのエリアである。
レジスト塗布装置23aが具備するステージ200は、図5に示されるように、X方向に並べられた3台の小ステージ201,202,203が、それぞれ導入ステージ部12a,塗布ステージ部12b,搬出ステージ部12cに配置されるように、X方向に並べられた構成となっている。
導入ステージ部12a,搬出ステージ部12cにそれぞれ配置されている小ステージ201,203は、先に図12(a)を参照して説明したように、所定のガス(例えば、空気や窒素ガス)を上方(Z方向)に向かって噴射するための多数のガス噴射口16aと、吸気を行うための多数の吸気口16bとがそれぞれ、X方向とY方向に一定間隔で直線上に並ぶように交互に設けられた構造を有しており、ガス噴射口16aから噴射されるガス噴射量と吸気口16bからの吸気量とをバランスさせる(つまり、圧力負荷を一定とする)ことによって、LCD基板Gをステージ小201,203の表面から一定の高さに浮上させる。こうして浮上したLCD基板GのY方向端を基板搬送機構13で保持してX方向へ移動させることにより、LCD基板Gを搬送させることができる。
導入ステージ部12aではレジスト膜が形成されておらず、搬出ステージ部12cに搬入されたLCD基板Gでは既にレジスト膜の乾燥がある程度終了しているために転写痕が発生することがないので、導入ステージ部12aと搬出ステージ部12cでは、レジスト膜における転写痕の発生を考慮しなくてもよい。なお、図5では、ガス噴射口16aと吸気口16bの配置を理解し易いように、ガス噴射口16aを白丸で、吸気口16bを黒丸で示しており、その配置が明確となるように、一部のみを示している。
これに対して、塗布ステージ部12bに設けられた小ステージ202では、レジスト膜における転写痕の発生が抑制されるように、ガス噴射口16aと吸気口16bを配置しなければならない。図6に小ステージ202を拡大して示す平面図を示す。小ステージ202では、ガス噴射口16aと吸気口16bはそれぞれ、基板搬送方向であるX方向における一定距離L内において、X方向に直線的に並ばないように設けられている。このような構成とすることにより、LCD基板Gにおいて、ガス噴射口16a(または吸気口16b)上を通過する頻度の高い部分と、そうでない部分との区別がなくなり、これにより縞状の転写痕の発生を抑制することができる。
より具体的には、ガス噴射口16aの隣接間隔を1cm〜5cmとし、吸気口16bの隣接間隔を1cm〜5cmとしたときに、ガス噴射口16aと吸気口16bがそれぞれ基板搬送方向と平行に直線的に並んでいない距離Lを0.2m以上とすることが好ましい。ガス噴射口16aどうし、吸気口16bどうしのそれぞれの隣接間隔は、1cm未満であってもよいが加工コストが高くなる問題があり、また、LCD基板Gの浮上精度は1cm以上で十分に確保することができるが、5cmを超えるとLCD基板Gの平坦性が低下する。また、図6に示すように、X方向と角度θだけずれた方向に直線的にガス噴射口16aと吸気口16bを設ける場合、その角度θは、15度以上90度未満とすることが好ましい。角度θが15度の場合には、縞状の転写痕は僅かに発生するものの製品として許容される範囲である。
導入ステージ部12aに設けられた小ステージ201には、第1基板搬送アーム19aによって導入ステージ部12aへ搬送されてきたLCD基板Gを支持し、小ステージ201上に降下させるためのリフトピン47aが設けられている。また、搬出ステージ部12cに設けられた小ステージ203には、搬出ステージ部12cへ搬送されてきたLCD基板Gを持ち上げて、第2基板搬送アーム19bに受け渡すためのリフトピン47bが設けられている。
基板搬送機構13は、ステージ200のY方向側面にX方向に延在するように配置された直線ガイド52a・52bと、直線ガイド52a・52bと嵌合したスライダ50と、スライダ50をX方向で往復移動させるための、ベルト駆動機構やエアースライダ等のX軸駆動機構(図示せず)と、LCD基板GのY方向端の一部を保持するためにスライダ50に設けられた吸着パッド等の基板保持部材(図示せず)とを備えている。例えば、この吸着パッドは、LCD基板Gにおいてレジスト液が塗布されない部分の裏面側のY方向端近傍でLCD基板Gを保持する。
レジストノズル14は、一方向に長い長尺状の形状を有し、Y方向に長い略帯状にレジスト液を吐出する。ノズル移動機構20は、このレジストノズル14をその長手方向をY方向に一致させた状態で保持し、レジストノズル14をZ方向に昇降させる昇降機構30と、昇降機構30を保持する支柱部材54と、支柱部材54をX方向で移動させるためのボールネジ等の水平駆動機構56とを備えている。このようなノズル移動機構20によって、レジストノズル14は、LCD基板Gにレジスト液を供給する位置とノズル洗浄ユニット15において洗浄処理等される各位置との間で移動することができるようになっている。
ノズル洗浄ユニット15は、支柱部材55に取り付けられて、小ステージ202の上方に配置されている。ノズル洗浄ユニット15は、LCD基板Gへのレジスト液供給前に予備的にレジストノズル14からレジスト液を吐出させる、所謂、ダミーディスペンスを行うためのダミーディスペンス部57と、レジストノズル14のレジスト吐出口が乾燥しないようにレジスト吐出口を溶剤(例えば、シンナー)の蒸気雰囲気で保持するためのノズルバス58と、レジストノズル14のレジスト吐出口近傍に付着したレジストを除去するためのノズル洗浄機構59と、を備えている。
減圧乾燥装置23bに設けられた載置台17の表面には、LCD基板Gを支持するプロキシミティピン(図示せず)が所定位置に設けられている。チャンバ18は固定された下部容器と昇降自在な上部蓋体からなる上下2分割構造を有している。
上述の通り構成されたレジスト塗布ユニット23におけるLCD基板Gの処理工程について説明する。まず、スライダ50を導入ステージ部12aの所定位置(例えば、熱的処理ユニットブロック32側)に待機させ、ステージ200では各部において所定の高さにLCD基板Gを浮上させることができる状態とする。次いで、熱的処理ユニットブロック32に設けられたパスユニット65からLCD基板Gを第1基板搬送アーム19aに保持させて、導入ステージ部12aに搬入する。そして、リフトピン47aを上昇させてLCD基板Gを第1基板搬送アーム19aからリフトピン47aに受け渡した後、リフトピン47aを降下させ、スライダ50に受け渡す。これにより、LCD基板Gは小ステージ201上において略水平姿勢で浮上保持される。
そして、スライダ50を搬出ステージ部12c側に向けて所定の速度でスライドさせると、塗布ステージ部12bにおいて、小ステージ202上を浮上搬送されるLCD基板Gがレジストノズル14の下を通過する際に、レジストノズル14からレジスト液がLCD基板Gの表面に供給され、塗布膜が形成される。なお、レジストノズル14を配置する高さは、通常は複数のLCD基板Gの搬送状態は実質的に同じとなるから、最初に処理するLCD基板Gまたはダミー基板でレジストノズル14の高さを調節し、その位置を昇降機構30の制御装置に記憶させておけばよい。また、レジストノズル14からのレジスト液の吐出開始/吐出終了のタイミングは、LCD基板Gの位置を検出するセンサを設けて、このセンサからの信号に基づいて定めることができる。
塗布膜が形成されたLCD基板Gは搬出ステージ部12cに搬送され、そこで、スライダ50による保持を解除し、リフトピン47bを上昇させる。次いで、第2基板搬送アーム19bをリフトピン47bによって持ち上げられたLCD基板Gにアクセスさせ、第2基板搬送アーム19bがLCD基板GのY方向端でLCD基板Gを把持したら、リフトピン47bを降下させる。
第2基板搬送アーム19bは、把持したLCD基板Gを減圧乾燥装置23bの載置台17上に載置する。その後、チャンバ18を密閉してその内部を減圧することにより、塗布膜を減圧乾燥する。一方、LCD基板Gをリフトピン47bに受け渡した後の基板保持部材51a・51bは、次に処理するLCD基板Gを搬送するために、熱的処理ユニットブロック32側へ戻される。
LCD基板Gの減圧乾燥装置23bにおける処理が終了したら、チャンバ18を開き、第2基板搬送アーム19bを載置台17に載置されたLCD基板GにアクセスさせてLCD基板Gを把持し、LCD基板Gを熱的処理ユニットブロック34のパスユニット69へ搬送する。
以降、上述したようにLCD基板Gの搬送が繰り返されて、LCD基板Gに塗布膜が形成されるが、その間に、レジストノズル14の洗浄処理が、例えば、ダミーディスペンス部57でのダミーディスペンス、LCD基板Gへのレジスト膜形成、ノズル洗浄機構59によるレジストノズル14の洗浄処理、ノズルバス58でのレジスト吐出口の乾燥抑制を1セットとして、適宜、行われる。
次に、塗布ステージ部12bに配置される小ステージの別の形態について説明する。図7(a),(b)にそれぞれ小ステージ202a,202bの概略平面図を示す。小ステージ202a,202bは共に、先に図5および図6に示した小ステージ202の表面に、さらにガス噴射口16aから噴射されたガスを小ステージ202aの側面に逃がすための直線状の溝部16cが形成された構造を有している。ガス噴射口16aと吸気口16bとをX方向と角度θだけずれた方向に伸びる方向に直線的に設けた場合には、この溝部16cは、図7(a)に示すように角度θの方向に延びるように設けてもよいし、図7(b)に示すように角度θの方向と直交する方向に延びるように設けてもよい。
図8に別の小ステージ202c・202dの概略平面図を示す。小ステージ202cは、図7(a)に示した小ステージ202aを、吸気口16bを有していない形態に変形したものであり、同様に小ステージ202dは、図7(b)に示した小ステージ202bを、吸気口16bを有していない形態に変形したものである。図7(a)に示した小ステージ202aでは、小ステージ202aとLCD基板Gとの間に生ずる空間から逃がすためのガス量は、吸気口16bからの吸気量と溝部16cから小ステージ202aの側面へ逃がすガス量の総和で調整するが、図8に示した小ステージ202c・202dでは、小ステージ202aとLCD基板Gとの間に生ずる空間から逃がすためのガス量は、溝部16cから小ステージ202aの側面へ逃がすガス量の総和で調整する。
図9にさらに別の小ステージ202eの概略平面図を示す。この小ステージ202eは、図7(a)に示した小ステージ202aの変形例であり、レジストノズル14の配置位置から基板搬送方向の前方側は小ステージ202aと同じ構造を有しているが、レジストノズル14の配置位置から基板搬送方向の後方側は、ガス噴射口16a,吸気口16b,溝部16cが基板搬送方向と平行な方向に直線的に並ぶように配置された構造を有している。
これは、レジスト膜に転写痕が発生するのは、レジスト液が塗布された後、レジスト液が乾く前の、LCD基板Gを浮上させるためのガスの流れによってLCD基板Gに生ずる温度分布が大きく原因しているので、レジスト液が塗布される前の部分では、図示の通りにガス噴射口16a等を配置しても、レジスト膜に転写痕が発生することはないからである。このような小ステージ202eの構成は、小ステージ202,202b〜202dにも適用することができる。
図10にさらに別の小ステージ205の概略平面図および概略側面図を示す。小ステージ205は、ガス噴射孔211が所定の位置に形成された基台210上に、ガス噴射口16aを備えた多孔質材料からなるブロック(塊)212が、ブロック212に形成されたガス噴射口16aと基台210に形成されたガス噴射孔211が連通し、かつ、ブロック212間に溝部16cが形成されるように、配置された構造を有している。
これら多孔質材料からなるブロック212を用いることで、ガス噴射口16aのみからでなく、その周囲からもガスが噴射されるので、ガス噴射圧によって局所的にLCD基板Gが撓むことを回避して、LCD基板G全体の水平度を高めることができる。なお、ガス噴射口16aは、Y方向と平行に直線的に設けられているが、X方向と角度θだけずれた方向と平行に直線的に設けられているので、小ステージ202等と同様に、レジスト膜における転写痕発生を抑制することができる。
図11にさらに別の小ステージ206の概略平面図および側面図を示す。この小ステージ206は、ガス噴射孔221と吸気孔222とが所定の位置に形成された基台220と、ガス噴射口16aを備えた多孔質材料からなる第1ブロック223と、吸気口16bを備えた多孔質材料からなる第2ブロック224と有しており、第1ブロック223に形成されたガス噴射口16aが基台220に形成されたガス噴射孔221と連通し、第2ブロック224に形成された吸気口16bが基台220に形成された吸気孔222と連通するように、第1ブロック223と第2ブロック224が基台220上に配置された構造を有している。
小ステージ206も小ステージ205と同様に、多孔質材料からなる第1,第2ブロック223,224を用いることで、ガス噴射圧とガス吸引圧による局所的なLCD基板Gの撓み発生を抑制して、LCD基板G全体の水平度を高めることができ、しかもレジスト膜における転写痕発生を抑制することができる。なお、小ステージ206では、ガスの給排気は基台220で調整されるため、第1ブロック223と第2ブロック224は、その機能が異なるだけで、構造物として観ると、これらは同じものである。
これら小ステージ205,206は、小ステージ202aを小ステージ202eへと変形したのと同様に、変形することができる。また、小ステージ205,206に形成される溝部16cの延びる方向は、図7(b),図8(b)に示した小ステージ202b,202dに合わせてもよい。
なお、上記説明においては、小ステージ202のみが図6〜図11に示した形態を有するとして説明したが、小ステージ203上のLCD基板Gも完全にはレジスト膜は乾燥していないので、小ステージ203も小ステージ202に続いた形態としてもよいことは言うまでもなく、これにより縞状の転写痕の発生の可能性をさらに小さなものとすることができる。また、小ステージ201,203には、LCD基板Gの浮上精度を小ステージ202のように高く維持する必要がないために、吸気孔16bを設けなくともよい。このようにして装置構造を簡略化することで、装置コストを低減し、また装置の信頼性を高めることができる。例えば、吸気系に故障が生じた場合にはLCD基板Gの浮上精度が極端に悪くなるが、吸気系を設けなければ、そのようなトラブルの発生は起こらない。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、導入ステージ部12aと搬出ステージ部12cにも、塗布ステージ部12bに設けられた小ステージ202を配置することは、好ましい。上記説明においては、塗布膜としてレジスト膜を取り上げたが、塗布膜はこれに限定されるものではなく、反射防止膜や感光性を有さない絶縁膜等であってもよい。
本発明はLCDガラス基板等の大型基板に、レジスト膜等の塗布膜を形成するレジスト膜形成装置等に好適である。
本発明の一実施形態であるレジスト塗布装置を具備するレジスト塗布・現像処理システムの概略平面図。 レジスト塗布・現像処理システムの第1の熱的処理ユニットセクションを示す側面図。 レジスト塗布・現像処理システムの第2の熱的処理ユニットセクションを示す側面図。 レジスト塗布・現像処理システムの第3の熱的処理ユニットセクションを示す側面図。 レジスト塗布・現像処理システムが具備するレジスト塗布ユニットの概略平面図。 レジスト塗布ユニットが具備する小ステージ(202)の概略平面図。 別の小ステージの概略平面図。 さらに別の小ステージの概略平面図。 さらに別の小ステージの概略平面図。 さらに別の小ステージの概略平面図および側面図。 さらに別の小ステージの概略平面図および側面図。 ステージに設けられるガス噴射口、吸気口、溝の配置パターンの一例を示す平面図。
符号の説明
2;処理ステーション
16a;ガス噴射口
16b;吸気口
16c;溝部
23a;レジスト塗布装置
23b;減圧乾燥装置
200;ステージ
202・202a〜202e・205・206;小ステージ
210・220;基台
211・221;ガス噴射孔
212・223・224;ブロック
222;吸気孔
G;LCD基板

Claims (12)

  1. 基板をステージ上で一方向に浮上搬送するためのステージ装置であって、
    前記ステージは、その表面に、前記ステージの表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口と、前記ガス噴射口から噴射されたガスを吸気するための複数の吸気口と、を備え、
    前記複数のガス噴射口と前記複数の吸気口はそれぞれ、基板搬送方向における所定距離内において、基板搬送方向とずれた方向に、所定の隣接間隔で直線的に並んで設けられていることを特徴とするステージ装置。
  2. 前記ガス噴射口の隣接間隔は1cm〜5cmであり、前記吸気口の隣接間隔は1cm〜5cmであり、前記複数のガス噴射口と前記複数の吸気口がそれぞれ基板搬送方向と平行に直線的に並んでいない距離は、0.2m以上であることを特徴とする請求項1に記載のステージ装置。
  3. 前記ステージは、
    ガス噴射孔と吸気孔とが所定の位置に形成された基台と、
    前記ガス噴射口を備えた多孔質材料からなる第1のブロックと、
    前記吸気口を備えた多孔質材料からなる第2のブロックと、を具備し、
    前記第1のブロックに形成されたガス噴射口が前記基台に形成されたガス噴射孔と連通し、前記第2のブロックに形成された吸気口が前記基台に形成された吸気孔と連通するように、前記基台上に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のステージ装置。
  4. 前記ステージの表面にはさらに、前記ガス噴射口から噴射されたガスを前記ステージの側面に逃がすための直線状の溝部が形成され、
    前記溝部の長さ方向は基板搬送方向と所定角度ずれていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のステージ装置。
  5. 前記ステージは、
    ガス噴射孔と吸気孔とが所定の位置に形成された基台と、
    前記ガス噴射口を備えた多孔質材料からなる第1のブロックと、
    前記吸気口を備えた多孔質材料からなる第2のブロックと、を具備し、
    前記第1のブロックに形成されたガス噴射口が前記基台に形成されたガス噴射孔と連通し、前記第2のブロックに形成された吸気口が前記基台に形成された吸気孔と連通し、前記第1,第2のブロックの間に前記溝部が形成されるように、前記第1のブロックと前記第2のブロックが前記基台上に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のステージ装置。
  6. 前記溝部の長さ方向と基板搬送方向とがなす角は、90度未満であることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のステージ装置。
  7. 基板をステージ上で一方向に浮上搬送するためのステージ装置であって、
    前記ステージは、その表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口と、前記ガス噴射口から噴射されたガスを前記ステージの側面に逃がすための直線状の溝部と、を有し、
    前記複数のガス噴射口は基板搬送方向に一列に並ばないように設けられ、かつ、前記溝部の長さ方向は基板搬送方向と所定角度ずれていることを特徴とするステージ装置。
  8. 前記ガス噴射口の隣接間隔は1cm〜5cmであり、前記複数のガス噴射口が基板搬送方向と平行に直線的に並んでいない距離は、0.2m以上であることを特徴とする請求項7に記載のステージ装置。
  9. 前記ステージは、
    ガス噴射孔が所定の位置に形成された基台と、
    前記ガス噴射口を備えた多孔質材料からなるブロックと、を具備し、
    前記ブロックに形成されたガス噴射口が前記基台に形成されたガス噴射孔と連通し、前記ブロックの間に前記溝部が形成されるように、前記ブロックが前記基台上に配置されていることを特徴とする請求項7または請求項8に記載のステージ装置。
  10. 前記溝部の長さ方向と基板搬送方向とがなす角は、90度未満であることを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか1項に記載のステージ装置。
  11. 基板を搬送しながら当該基板に塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布処理装置であって、
    その表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口および前記ガス噴射口から噴射されたガスを吸気するための複数の吸気口を備えたステージと、
    前記ステージ上で浮上した基板を搬送させるための基板搬送機構と、
    前記基板搬送機構により前記ステージ上を搬送される基板の表面に塗布液を塗布する塗布ノズルと、
    を具備し、
    前記ステージは、その表面に、前記ステージの表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口と、前記ガス噴射口から噴射されたガスを吸気するための複数の吸気口とを具備し、少なくとも前記塗布ノズルが塗布液を吐出する位置よりも基板搬送方向の前方の所定距離内において、前記複数のガス噴射口と前記複数の吸気口はそれぞれ、基板搬送方向とずれた方向に、所定の隣接間隔で直線的に並んで設けられていることを特徴とする塗布処理装置。
  12. 基板を搬送しながら当該基板に塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布処理装置であって、
    その表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口および前記ガス噴射口から噴射されたガスを前記ステージの側面に逃がすための直線状の溝部を備えたステージと、
    前記ステージ上で浮上した基板を搬送させるための基板搬送機構と、
    前記基板搬送機構により前記ステージ上を搬送される基板の表面に塗布液を塗布する塗布ノズルと、
    を具備し、
    前記ステージは、その表面から一定の高さに基板を略水平姿勢で浮上させるための複数のガス噴射口と、前記ガス噴射口から噴射されたガスを前記ステージの側面に逃がすための直線状の溝部とを有し、少なくとも前記塗布ノズルが塗布液を吐出する位置よりも基板搬送方向の前方の所定距離内において、前記複数のガス噴射口は基板搬送方向に一列に並ばないように設けられ、かつ、前記溝部の長さ方向は基板搬送方向と所定角度ずれていることを特徴とする塗布処理装置。
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