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、本発明の基板浮上装置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。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(PASSL)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(PASSL)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(PASSR)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(PASSR)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(PASSL)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(PASSR)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(PASSL),(PASSR)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(PASSL)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(PASSR・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(PASSL)およびパス・クーリングユニット(PASSR・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(PASSL)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(PASSL)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(PASSR)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(PASSR)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(PASSL)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(PASSL)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(PASSR)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(PASSR)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(PASSR)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(PASSL)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(PASSL)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(PASSR・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(PASSR・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に本発明の基板浮上装置を適用することができる。以下、図4〜図16を参照して本発明の基板浮上装置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および図5に示すように、本発明の一実施形態におけるレジスト塗布ユニット(CT)82は、プロセスラインAの方向(X方向)に長く延びるステージ112を有し、このステージ112の上で基板Gを同方向(X方向)に平流しで搬送しながら、ステージ112の上方に配置されたレジストノズル114より基板G上にレジスト液Rを供給して、基板上面(被処理面)に一定の膜厚でレジスト塗布膜を形成するように構成されている。ここで、ステージ112は、従来のように基板Gを載置して保持する載置台として機能するのではなく、基板Gを空気圧の力で空中に浮かせるための基板浮上台として機能する。そして、ステージ112の両側に配置されている直進運動型の基板搬送部116が、ステージ112上で浮いている基板Gの両側縁部を着脱可能に保持してプロセスラインAの方向またはステージ長手方向(X方向)に基板Gを搬送するようになっている。レジストノズル114は、移動型または走査型ではなく定置型であり、搬送方向(X方向)においてステージ112の中心部の上方に固定設置されている。
より詳細には、ステージ112は、その長手方向(X方向)において5つの領域M1,M2,M3,M4,M5に分割されている(図5)。左端の領域M1は搬入領域であり、上流側隣のユニットつまりオーブンタワー(TB)48のパスユニット(PASSR)60(図2)から転送されてきた基板Gは、この領域M1に搬入される。この搬入領域M1には、図示しない搬送アームから基板Gを受け取るための昇降可能なリフトピン118が所定の間隔を置いて複数本(たとえば4本)設けられている。また、この搬入領域M1は浮上式の基板搬送が開始される領域でもあり、この領域内のステージ上面には基板Gを所望の高さ位置Haで浮かせるために高圧または正圧の圧縮空気を噴き出す噴出口120が一定の密度で多数設けられている。ここで、搬入領域M1においてステージ112の上面からみた基板Gの高さ位置または浮上位置Haは、特に高い精度を必要とせず、たとえば100〜150μmの範囲内に保たれればよい。また、搬送方向(X方向)において、搬入領域M1のサイズは基板Gのサイズを上回っているのが好ましい。
ステージ112の中心部に設定された領域M3はレジスト液供給領域または塗布領域であり、基板Gはこの領域M3を通過する際に上方のレジストノズル114からレジスト液Rの供給を受ける。この塗布領域M3のステージ上面には、基板Gを所望の浮上位置Hbで浮かせるために高圧または正圧の圧縮空気を噴き出す噴出口120と負圧で空気を吸い込む吸引口122とが一定の密度で混在して多数設けられている。
ここで、正圧の噴出口120と負圧の吸引口122とを混在させているのは、浮上位置Hbを高い精度で設定値(たとえば50μm)に保持するためである。つまり、塗布領域M3における浮上位置Hbは、ノズル下端(吐出口)と基板上面(被処理面)との間のギャップS(たとえば100μm)を規定する。このギャップSはレジスト塗布膜やレジスト消費量を左右する重要なパラメータであり、高い精度で一定に維持される必要がある。この実施形態では、基板Gの塗布領域M3を通過している部分に対しては、噴出口120から圧縮空気による垂直上向きの力を加えると同時に、吸引口122より負圧吸引力による垂直下向きの力を加えて、双方向の合成された圧力のバランスを制御することで、浮上位置Hbを設定値(50μm)に維持するようにしている。この浮上位置制御のために、基板Gの高さ位置を検出する高さ検出センサ(図示せず)等を含むフィードバック制御機構が設けられてよい。なお、搬送方向(X方向)における塗布領域M3のサイズは、レジストノズル114の直下に上記のような狭いギャップSを安定に形成できるほどの余裕があればよく、通常は基板Gのサイズよりも小さくてよい。
搬入領域M1と塗布領域M3との間に設定された中間の領域M2は、搬送中に基板Gの高さ位置を搬入領域M1における浮上位置Ha(100〜150μm)から塗布領域M3における浮上位置Hb(50μm)へ変化または遷移させるための遷移領域である。この遷移領域M2内でもステージ112の上面には噴出口120と吸引口122とを混在させて配置している。ただし、吸引口122の密度を搬送方向に沿って次第に大きくしており、これによって搬送中に基板Gの浮上位置が漸次的または線形的にHaからHbに移るようになっている。
塗布領域M3の下流側隣の領域M4は、搬送中に基板Gの高さ位置を塗布用の浮上位置Hb(50μm)から搬出用の浮上位置Hc(たとえば100〜150μm)に変えるための遷移領域である。この遷移領域M4のステージ上面には、搬送方向において上記した上流側の遷移領域M2と対照的な配置パターンで噴出口120と吸引口122とが混在して配置されている。
ステージ112の下流端(右端)の領域M5は搬出領域である。このレジスト塗布ユニット(CT)82でレジスト塗布処理を受けた基板Gは、この搬出領域M5から図示しない搬送アームによって下流側隣の減圧乾燥ユニット(VD)84へ搬出される。この搬出領域M5は上記した搬入領域M1と空間的に対照的な構成になっており、基板Gの受け渡しのための昇降可能なリフトピン124が所定の間隔を置いて複数本(たとえば4本)設けられるとともに、基板Gを上記浮上位置Hcに浮かせるための噴出口120がステージ上面に一定の密度で多数設けられている。
レジストノズル114は、ステージ112上の基板Gを一端から他端までカバーできる長さでY方向に延びる長尺状のノズル本体126を有し、レジスト液供給源(図示せず)からのレジスト液供給管128に接続されている。ノズル本体126は門形または逆さコ字状のノズル支持体(図示せず)に支持されており、その下端にはノズル長手方向(Y方向)に延びるスリット状または多孔型の微細径吐出口(図示せず)が形成されている。このレジストノズル114は定置型であるが、直下を通過する基板GとのギャップSを調整するために上下方向で移動可能(高さ調整可能)とするのが好ましい。
図4、図6および図7に示すように、基板搬送部116は、ステージ112の両側に平行に配置された左右一対のガイドレール130と、両ガイドレール130上に軸方向(X方向)に移動可能に取り付けられた左右一対のスライダ132と、両ガイドレール130上で両スライダ132を同時に直進移動させる搬送駆動部134と、両スライダ132からステージ112の中心部に向かって延びて基板Gの両縁部を着脱可能に保持する左右一対の保持部136とを有している。
ここで、搬送駆動部134は直進型の駆動機構たとえばリニアモータによって構成されてよい。また、保持部136は、基板Gの下面側縁部に真空吸着力で吸着する真空吸着パッド138と、先端部で真空吸着パッド136を支持し、スライダ132に固定された基端部を支点として先端部の高さ位置を変えられるように弾性変形可能な板バネ型のパッド支持部140とを有している。真空吸着パッド138は一定のピッチで一列に配置され、パッド支持部140は真空吸着パッド138を各々独立に支持している。これにより、個々の真空吸着パッド138およびパッド支持部140が独立した高さ位置で(異なる高さ位置でも)基板Gを安定に保持できるようになっている。
図8に示すように、真空吸着パッド138は、たとえば合成ゴム製で直方体形状のパッド本体138aの上面に複数個の吸引口138bを設けている。図示の吸引口138bはスリット状の長穴であるが、丸や矩形の小孔でもよい。真空吸着パッド138には、たとえば合成ゴムからなる帯状のバキューム管142が接続されている。このバキューム管142の管路142aはたとえば真空ポンプ等の真空源(図示せず)に通じている。また、図6および図7に示すように、このバキューム管142は、スライダ130の上面に取り付けられたヒンジ144に支持されており、真空吸着パッド138に追随するように弾性変形して先端部の高さ位置を変えられるようになっている。
保持部136においては、図4に示すように、片側一列の真空吸着パッド138およびパッド支持部140が1組毎に分離している分離型または完全独立型の構成が好ましい。しかし、図9に示すように、切欠き部141を設けた一枚の板バネで片側一列分のパッド支持部140を形成してその上に片側一列の真空吸着パッド138を配置する一体型の構成も可能である。
上記のように、ステージ112の上面には多数の噴出口120が設けられている。この実施形態では、ステージ112の搬入領域M1および搬出領域M5に属する各噴出口120について、空気の噴出流量を基板Gとの相対的な位置関係で個別的かつ自動的に切り換える噴出制御部144を流量切換弁の形態でステージ112の内部に設けている。
図10に、一実施例による噴出制御部144の構成を示す。この噴出制御部144は、ステージ112の内部に形成された球面体形状の壁面を有する弁室146と、この弁室146の中で移動可能に設けられた球状の弁体148とを有している。弁室146の頂部および底部には、鉛直方向で互いに対向する出口146aおよび入口146bがそれぞれ形成されている。出口146aは、当該噴出制御部144と対応する噴出口120に連通している。入口146bは、ステージ112の下部を走っている圧縮空気供給路150に連通している。
図11に、ステージ112内における圧縮空気供給路150の配管パターンの一例を示す。たとえばコンプレッサ等の圧縮空気源(図示せず)からの圧縮空気は、外部配管152の中を流れてきてステージ112内の圧縮空気導入部154に導入される。圧縮空気導入部154に導入された圧縮空気は、そこからステージ112内に張り巡らされている多数の圧縮空気供給路150に分配される。
図10において、弁室146の出口146aの周りは弁座を構成する。この弁座には、出口146aから放射状に延びる溝部146cが周回方向に所定の間隔(たとえば90°間隔)を置いて複数個(4個)形成されている。これにより、弁体148が弁座に密着または着座して出口146aを塞いでも弁室146から圧縮空気が溝部146cを通って噴出口120側に漏出するようになっている。弁体148は、弁室146の内径よりも一回りないし二回り小さな直径を有するたとえば樹脂製の球体であり、球面の下半部に入口146b側の空気圧に応じた垂直上向きの力PUを受けるとともに、球面の上半部に出口146a側の空気圧に応じた垂直下向きの力(反作用)PDを受ける。また、弁体148にはその質量に応じた重力PG(一定値)が常時垂直下向きに作用する。弁体148は、上記のような垂直上向きの力PUと垂直下向きの力(PD+PG)との差に応じて弁室146内で鉛直方向の位置(高さ位置)を変える。
この実施形態では、図10に示すように、各噴出口120の上方に基板Gが在るか否かに応じて、当該噴出口120直下の噴出制御部144では、弁室146内の弁体148の高さ位置が出口146a側の弁座に密着する第1の位置か、該弁座から離間して弁室146内で浮いた状態になる第2の位置かのいずれかに切り換わるようになっている。
すなわち、各噴出口120の上方に(厳密には設定浮上位置Ha以下の接近距離で)基板Gが在るときは、基板Gからの反作用で当該噴出口120付近やその直下の弁室146の出口146a付近の空気圧が高くなって、弁体148に作用する垂直下向きの力(特にPD)が垂直上向きの力PUと互角かそれを少し上回る程に増大し、弁体148が出口146a側の弁座から離間する。これにより、出口146aが開状態となり、入口146bより弁室146に導入された圧縮空気は大きな流量で出口146aを通り抜けて噴出口120より噴き出る。
しかし、各噴出口120の上方に(厳密には設定浮上位置Ha以下の接近距離で)基板Gが無いときは、当該噴出口120ないしその直下の弁室146の出口146a付近の空気圧は低いため、弁体148に作用する垂直下向きの力(PD+PG)よりも垂直上向きの力PUの方が大きく勝り、弁体148は出口146a付近の弁座に下から押し付けられるようにして密着する。これにより、出口146aが実質的に閉状態となるが、弁室146内の圧縮空気は溝部146cを通って漏出し、少ない流量で噴出口120より外へ出るようになっている。
次に、この実施形態におけるレジスト塗布ユニット(CT)内の全体の動作ないし作用を説明する。
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(PASSR)60(図2)からレジスト塗布ユニット(CT)82に転送され、図示しない搬送アームによってステージ112の搬入領域M1に搬入される。
この際、搬入領域M1では、リフトピン118が、図5に点線で示すようにステージ112の上面から基板受け渡し用の高さ位置まで上昇または突出して基板Gを受け取り、次いで基板Gを水平姿勢のまま搬送用の高さ位置つまり浮上位置Haまで下ろす。この時、搬入領域M1の各噴出口120における空気の噴出流量は、上記のような噴出制御部(流量切換弁)144の作用(図10)により、基板Gが浮上位置Haに着く以前は(弁体148が弁室146の出口146aを塞いでいるため)少ない流量に制限されており、基板Gが浮上位置Haに下りるや否や(噴出口120付近の圧力が増大して弁体148が弁室146内で出口146aから離れることにより)大きな流量に切り換わる。こうして、基板Gは、予設定の浮上位置Haでステージ上面(噴出口120)から所要の圧力で基板全体に垂直上向きの力を受け、水平姿勢を保って空中に浮くことができる。
また、基板搬送部116のスライダ132および保持部136も搬入領域M1で待機している。リフトピン118によって浮上位置Haまで下ろされた基板Gの両側縁部が保持部136の真空吸着パッド138に載ると、真空源からのバキューム力が真空吸着パッド138に供給され、基板Gは両側縁部にて保持部136ないしスライダ132に支持される。
上記のようにして基板搬入動作が完了すると、基板搬送部116は搬送駆動部134を作動させ、左右のスライダ132を同時または平行にガイドレール130に沿って搬送方向(X方向)に一定速度で移動させる。こうして、基板Gは、ステージ112上で水平姿勢を保ちながら空中に浮いた状態で搬入領域M1から遷移領域M2を通って塗布領域M3に移送される。
搬入領域M1の各噴出口120においては、左端側から順に基板Gが上方を去っていくことになる。そうすると、各噴出口120における空気の噴出流量は、上記のような噴出制御部(流量切換弁)144の作用(図10)により、それまでの基板浮上用の大流量から待機用の小流量に切り換わる。すなわち、各噴出口120の上方から基板Gが去ると、当該噴出口120ないしその直下の弁室146の出口146a付近の空気圧が低くなり、弁体148が出口146aを塞ぐようになる。
こうして、搬入領域M1の左端側から順に噴出口120の噴出量が実質的にオンからオフに切り換わり、基板Gの後端が搬入領域M1を抜けると、搬入領域M1内の全ての噴出口120の噴出量が実質的にオフ状態となり、次の基板Gが搬入されてくるまでこのオフ状態が維持される。このことにより、搬入領域M1における基板浮上用の用力(圧縮空気)の消費量を大幅に節約することができる。
塗布領域M3では、レジストノズル114が真下を通過する基板Gの上面に向けてスリット状の微細径吐出口から帯状のレジスト液Rを吐出または滴下することにより、搬送方向(X方向)において基板始端部から後端部に向かって基板Gの各部にレジスト液Rが順次塗布され、基板上面の全域に一定の膜厚でレジスト塗布膜が形成される。なお、基板Gの周縁部はブランク領域とし、この領域にはレジスト液Rを塗布しないようにすることができる。このことによって、レジスト塗布後に基板Gの周縁部から余分のレジスト膜を除去するための工程および装置(エッジ・リムーバ)を省くことができる。
上記のようにして塗布領域M3でレジスト液Rを塗布された基板Gは、遷移領域M4を通って搬出領域M5に移送される。搬出領域M5では、空間的かつタイミング的に搬入領域M1と全く対照的な(逆の)動作が行われる。すなわち、塗布領域M5の各噴出口120における空気の噴出流量は、上記のような噴出制御部(流量切換弁)144の作用(図10)により、基板Gが真上の浮上位置Haまで搬送されてくる以前は(弁体148が弁室146の出口146aを塞いでいるため)少ない流量(オフ状態)に制限されており、基板Gが真上の浮上位置Haに差し掛かるや否や(噴出口120付近の圧力が増大して弁体148が弁室146内で出口146aから離れることによって)大きな流量(オン状態)に切り換わる。このオン状態は、当該基板Gが去るまで、つまりリフトピン120が基板Gを搬出用の高さ位置に持ち上げるまで持続する。基板Gが去ると(持ち上げられると)、各噴出口120の空気噴出量はオンからオフに切り換わる。そして、次の基板Gが塗布領域M3から搬送されてくるまでこのオフ状態が維持される。このことにより、搬出領域M5においても基板浮上用の用力(圧縮空気)の消費量をかなり節約することができる。
この実施形態では、塗布領域M3や遷移領域M2,M4内の噴出口120にも上記のような噴出制御部(流量切換弁)144を適用することが可能である。これらの領域M2,M3,M4では、噴出口120だけでなく、それと混在して負圧の吸引口122も設けられている。したがって、噴出制御部144によって各噴出口120における空気噴出のオン/オフを切り換えるときは、これと連動して近傍の吸引口122もオン/オフさせるような制御を行うのが好ましい。
図12〜図15に、上記した実施形態における噴出制御部(流量切換弁)144の変形例を示す。
図12に示す変形例は、弁室146を円筒状の内壁を有するシリンダ型に構成し、弁体148を円柱体に形成するものである。この構成例でも、弁室146の室内空間よりも弁体148のサイズを一回りないし二回り小さくし、噴出流量のオン状態で両者の間に十分な隙間または流路が形成されるようにしてよい。
図13Aおよび図13Bに示す変形例は、弁室146を円筒状の内壁を有するシリンダ型に構成とし、弁体148を円盤体に形成するものである。図示のように、弁体148の上面に周回方向で適当な間隔を置いた複数の突部148aを形成することも可能である。オフ状態で弁体148が出口146aを塞ぐときは突部148aが弁座に当接して、弁体148と弁室146との間に隙間を形成し、この隙間から噴出口120側に圧縮空気を漏出させることができる。
図14の変形例は、図12の構成において弁体148の形状を円柱体から円錐体に置き換えたものである。
図15Aの変形例は、弁体148を板バネ型に構成するものである。詳細には、板片状の弁体148が、弁室146の側壁に固定された基端部148bと、この基端部148bから弁室146内に延在する可動部148cとを有する。そして、可動部148cに作用する垂直上向きの力PUと垂直下向きの力PD(重力PGは実質的に無視できる)との大小関係に応じて、可動部148cが基端部148bを支点として出口146a側の弁座に着座する第1の位置と該弁座から離れる第2の位置との間で弾性的に変位するようになっている。このような板片状の弁体148は、図15Bに示すように、たとえば一枚の樹脂フィルムまたはシート156を打ち抜き加工することによって領域単位で一括形成することができる。もちろん、成形加工によって作成することも可能である。
図16に、本発明の別の方式における噴出制御機構の要部の構成を示す。上記した実施形態では各々の噴出口120毎にステージ112内部に流量切換弁型の噴出制御部144を設けたのに対して、この方式では基板Gの移動する方向(X方向)においてステージ112上の噴出口120を所定のピッチ(図示の例は1列単位)で複数の組に分割して、各組(列)毎に個別の開閉弁162を介して圧縮空気を供給し、各組(列)の噴出口120の上方に基板Gが在るときは、当該組(列)に対応する開閉弁162を開状態とし、各組(列)の噴出口120の上方に基板Gが無いときは、当該組(列)に対応する開閉弁162を閉状態とする。
上記のような噴出制御部を構成するため、図示のように、圧縮空気源(図示せず)からの外部圧縮空気供給管158は各列に割り当てられた分岐管160を介して各列のステージ内流路150に接続されており、各分岐管160に各列分の開閉弁162が設けられる。各開閉弁162は図示しない制御部により電子制御で個別にオン・オフ動作する。該制御部は、たとえば基板搬送部116に取り付けられているリニアスケールまたはリニアエンコーダや、あるいは適所に配置された光学センサ等を通じて基板Gの現在位置をモニタして、現在位置情報に基づいて各開閉弁162を個別にオン・オフ制御する。
なお、各列毎に開閉弁162を設ける代わりに、複数列たとえば2〜5列に開閉弁162を1つ充てることも可能であり、それによって部品点数の削減や構成の簡素化をはかることができる。
また、上記した実施形態ではステージ112の各領域M1〜M5において各噴出口120毎に流量切換弁型の噴出制御部144を設けたが、たとえば領域M1,M2,M4,M5においてのみ流量切換弁型の噴出制御部144を設け、塗布領域M3では噴出制御部144を設けずに常時噴出、吸引させる構成とすることも可能である。これにより、塗布領域M3の構造を簡素化できるとともに、レジストノズル114直下付近における基板浮上精度の信頼性を向上させることができる。さらに、塗布領域M3については図16の噴出制御部で噴出流量の切り換えを行ってもよい。その場合は、流量切換弁型の噴出制御部144で構成する場合よりも空気消費量は増加するが、構成の簡素化により装置の信頼性が向上するとともに、常時噴出させる場合よりは空気消費量を低減できるという利点がある。また、本発明で使用する基板浮上用の圧力気体は通常は圧縮空気であるが、窒素等の他の気体を噴出させて基板を浮上させてもよいことはいうまでもない。
他にも本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。たとえば、上記した実施形態では、レジストノズル114を定置型としたが、必要に応じて水平移動可能としてもよい。また、上記した実施形態における基板搬送部116の保持部136は真空吸着式のパッド138を有するものであったが、基板Gの縁部をメカニカルに(たとえば狭着して)保持するパッド等も可能である。また、必要に応じて基板Gをステージ112上で搬送する途中に一時停止させることも可能であり、搬送速度を可変すること等も可能である。
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用の基板浮上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供給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。