JP6860379B2 - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Description

この発明は、基板をステージから浮上させた状態で水平方向に搬送しながらその上面に塗布液を塗布する塗布装置および塗布方法に関するものである。なお、上記基板には、半導体基板、フォトマスク用基板、液晶表示用基板、有機ＥＬ表示用基板、プラズマ表示用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの電子部品等の製造工程では、基板の上面に塗布液を吐出して基板の上面に塗布する塗布装置が用いられている。例えば特許文献１に記載の塗布装置は、基板の下面に気体を吹き付けて基板をステージから浮上させた状態で当該基板を搬送しながらポンプによって塗布液をスリットノズルに送液してスリットノズルの吐出口から基板の表面に吐出して基板のほぼ全体に塗布液を塗布する。

特許第５３４６６４３号

この特許文献１に記載の装置では、塗布処理はスリットノズルの下方に配置された塗布ステージにより基板を浮上させて行う。そして、塗布液が塗布されて塗布膜が形成された基板については浮上させたまま塗布ステージの下流側に配置された出口浮上ステージに搬送される。このように塗布液を担持する基板は塗布ステージおよび出口浮上ステージにより浮上されながら搬送される。

塗布ステージおよび出口浮上ステージでは、圧縮空気が基板の下面に噴出されることで基板を浮上させており、基板の下面と塗布ステージとに挟まれた領域に圧縮空気の雰囲気（以下「塗布雰囲気」という）が形成されるとともに、基板の下面と出口浮上ステージとに挟まれた領域にも圧縮空気の雰囲気（以下「出口雰囲気」という）が形成される。一方、基板の搬送方向において塗布ステージおよび出口浮上ステージを相互に密着させることは難しく、１ｍｍ程度の隙間が発生している。このため、上記した塗布雰囲気と出口雰囲気との間に、両者の境界となる別の雰囲気（以下「境界雰囲気」という）が発生する。

従来装置では、境界雰囲気に対して特段の配慮がなされておらず、塗布雰囲気と境界雰囲気との間、および境界雰囲気と出口雰囲気との間で温度差が生じることがあった。その結果、基板上の塗布膜に対して温度起因の塗布ムラが発生することがあった。特に、塗布膜を有する基板の下面の一部が上記隙間の上方に位置した状態で基板の搬送が一時的に停止されると、その停止中に境界雰囲気に接触する部位の基板の温度がその他の部位と異なり、当該部位での塗布ムラが顕著なものとなる。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、塗布ステージの上方から塗布液を基板の上面に向けて吐出して塗布した後に当該基板を出口ステージに搬送する際に、塗布ムラが発生するのを抑制して高品質な塗布処理を行うことが可能な塗布技術を提供することを目的とする。

この発明の第１の態様は、塗布装置であって、基板を保持して搬送する搬送部と、搬送される基板の上面に塗布液を吐出して塗布するノズルと、ノズルの下方位置に配置され、搬送される基板の下面に向けて第１気体を噴出することで基板を水平姿勢で浮上させる塗布ステージと、基板が搬送される搬送方向において塗布ステージの下流側で塗布ステージから離間して配置され、塗布ステージから搬送される基板の下面に向けて第２気体を噴出することで基板を水平姿勢で浮上させる出口ステージと、塗布ステージおよび出口ステージで挟まれた隙間領域と、隙間領域の上方を通過して搬送される基板の下面とで挟まれる雰囲気の温度を第１気体および第２気体の温度に近づけるように制御する温度制御機構とを備えることを特徴としている。
この発明の第２の態様は、塗布装置であって、基板を保持して搬送する搬送部と、搬送される基板の上面に塗布液を吐出して塗布するノズルと、ノズルの下方位置に配置され、搬送される基板の下面に向けて第１気体を噴出することで基板を水平姿勢で浮上させる塗布ステージと、基板が搬送される搬送方向において塗布ステージの下流側で塗布ステージから離間して配置され、塗布ステージから搬送される基板の下面に向けて第２気体を噴出することで基板を水平姿勢で浮上させる出口ステージと、塗布ステージおよび出口ステージで挟まれた隙間領域と、隙間領域の上方を通過して搬送される基板の下面とで挟まれる雰囲気の温度を第１気体および第２気体の温度に近づけるように制御する温度制御機構とを備え、温度制御機構は、隙間領域に設けられて第１気体および第２気体の雰囲気から隙間領域への流出を阻止するシール部材を有することを特徴としている。

また、この発明の第３の態様は、基板の下面に向けて第１気体を噴出することで基板を水平姿勢で浮上させる塗布ステージと、塗布ステージから離間した位置で基板の下面に向けて第２気体を噴出することで基板を水平姿勢で浮上させる出口ステージとの順に基板を搬送しながら塗布ステージの上方から塗布液を基板の上面に向けて吐出して塗布する塗布方法であって、塗布液が塗布された基板が塗布ステージおよび出口ステージで挟まれた隙間領域の上方に位置する際に、隙間領域の上方を通過して搬送される基板の下面と隙間領域とで挟まれる雰囲気の温度を第１気体および第２気体の温度に近づけるように制御することを特徴としている。

このように構成された発明では、塗布ステージから第１気体が噴出されて基板の下面との間に第１気体の雰囲気、つまり塗布雰囲気が形成されるとともに、出口ステージから第２気体が噴出されて基板の下面との間に第２気体の雰囲気、つまり出口雰囲気が形成される。また、塗布ステージと出口ステージとが離間して配置されていることから両者の間に隙間領域が形成され、上記隙間領域と基板の下面とで挟まれた雰囲気が形成される。この雰囲気は塗布雰囲気および出口雰囲気の間で両者の境界となる境界雰囲気であり、境界雰囲気の温度が第１気体および第２気体の温度と相違して大きな温度差が発生すると、基板に塗布された塗布液の品質に対して上記温度差が悪影響を与える。しかしながら、本発明では、境界雰囲気の温度が第１気体および第２気体の温度に近づけられるため、温度差に起因する塗布ムラの発生が抑制される。

以上のように、塗布ステージおよび出口ステージで挟まれた隙間領域と、隙間領域の上方を通過して搬送される基板の下面とで挟まれる境界雰囲気の温度を第１気体および第２気体の温度に近づけるように制御しているため、塗布ムラを抑えて塗布処理を良好に行うことができる。

本発明にかかる塗布装置の第１実施形態の全体構成を模式的に示す図である。 塗布装置を鉛直上方から見た平面図である。 図２から塗布機構を取り外した平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 浮上ステージ部および浮上制御機構の構成を示す図である。 塗布処理中における装置の各部の位置関係を模式的に示す図である。 本発明にかかる塗布装置の第２実施形態を示す図である。 本発明にかかる塗布装置の第３実施形態を示す図である。 本発明にかかる塗布装置の第４実施形態を示す図である。

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

まず図１を用いてこの塗布装置１の構成および動作の概要を説明し、その後で各部のより詳細な構造について説明する。なお、塗布装置１の基本的な構成や動作原理は、本願出願人が先に開示した特許第５３４６６４３号（特許文献１）に記載されたものと共通している。そこで、本明細書では、塗布装置１の各構成のうちこれらの公知文献に記載のものと同様の構成を適用可能なもの、およびこれらの文献の記載から構造を容易に理解することのできるものについては詳しい説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を主に説明することとする。

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

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

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

一方、塗布ステージ３２の上面では、圧縮空気を噴出する噴出孔と、基板Ｗの下面Ｗｂとステージ上面との間の空気を吸引する吸引孔とが交互に配置されている。浮上制御機構３５が噴出孔からの圧縮空気の噴出量と吸引孔からの吸引量とを制御することにより、基板Ｗの下面Ｗｂと塗布ステージ３２の上面との距離が精密に制御される。これにより、塗布ステージ３２の上方を通過する基板Ｗの上面Ｗｆの鉛直方向位置が規定値に制御される。浮上ステージ部３の具体的構成としては、例えば特許第５３４６６４３号（特許文献１）に記載のものを適用可能である。

塗布ステージ３２に対して出口浮上ステージ３３が図１に示すように搬送方向（＋Ｘ）に離間して並設され、両者の間には隙間領域ＣＬが生じている。この隙間領域ＣＬの鉛直下方に気体供給管６が配置され、浮上制御機構３５からの圧縮空気の供給を受けて隙間領域ＣＬに圧縮空気を噴出する。これによって、塗布ムラの発生を抑制している。この点については、浮上制御機構３５の構成説明と併せて後で詳述する。

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

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

基板搬送部５は、基板Ｗの下面周縁部に部分的に当接することで基板Ｗを下方から支持するチャック機構５１と、チャック機構５１上端の吸着部材（後の図３、図４、図６中の符号５１３）に設けられた吸着パッド（図示省略）に負圧を与えて基板Ｗを吸着保持させる機能およびチャック機構５１をＸ方向に往復走行させる機能を有する吸着・走行制御機構５２とを備えている。チャック機構５１が基板Ｗを保持した状態では、基板Ｗの下面Ｗｂは浮上ステージ部３の各ステージの上面よりも高い位置に位置している。したがって、基板Ｗは、チャック機構５１により周縁部を吸着保持されつつ、浮上ステージ部３から付与される浮力により全体として水平姿勢を維持する。

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

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

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

このようにして搬送される基板Ｗの搬送経路上に、基板Ｗの上面Ｗｆに塗布液を塗布するための塗布機構７が配置される。塗布機構７は、スリットノズルであるノズル７１と、ノズル７１に対しメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット７５とを備えている。ノズル７１には、図示しない塗布液供給部から塗布液が供給され、ノズル下部に下向きに開口する吐出口から塗布液が吐出される。

ノズル７１は、位置決め機構７３によりＸ方向およびＺ方向に移動位置決め可能となっている。位置決め機構７３により、ノズル７１が塗布ステージ３２の上方の塗布位置（点線で示される位置）に位置決めされる。塗布位置に位置決めされたノズルから塗布液が吐出されて、塗布ステージ３２との間を搬送されてくる基板Ｗに塗布される。こうして基板Ｗへの塗布液の塗布が行われる。

メンテナンスユニット７５は、ノズル７１を洗浄するための洗浄液を貯留するバット７５１と、予備吐出ローラ７５２と、ノズルクリーナ７５３と、予備吐出ローラ７５２およびノズルクリーナ７５３の動作を制御するメンテナンス制御機構７５４とを備えている。メンテナンスユニット７５の具体的構成としては、例えば特開２０１０−２４０５５０号公報に記載された構成を適用することが可能である。

ノズル７１が予備吐出ローラ７５２の上方で吐出口が予備吐出ローラ７５２の上面に対向する位置（予備吐出位置）では、ノズル７１の吐出口から予備吐出ローラ７５２の上面に対して塗布液が吐出される。ノズル７１は、塗布位置へ位置決めされるのに先立って予備吐出位置に位置決めされ、吐出口から所定量の塗布液を吐出して予備吐出処理を実行する。このように塗布位置へ移動させる前のノズル７１に予備吐出処理を行わせることにより、塗布位置での塗布液の吐出をその初期段階から安定させることができる。

メンテナンス制御機構７５４が予備吐出ローラ７５２を回転させることで、吐出された塗布液はバット７５１に貯留された洗浄液に混合されて回収される。また、ノズル７１がノズルクリーナ７５３の上方位置（第１洗浄位置）にある状態では、ノズルクリーナ７５３が洗浄液を吐出しながらＹ方向に移動することにより、ノズル７１の吐出口およびその周囲に付着した塗布液が洗い流される。

また、位置決め機構７３は、ノズル７１を第１洗浄位置よりも下方でノズル下端がバット７５１内に収容される位置（待機位置）に位置決めすることが可能である。ノズル７１を用いた塗布処理が実行されないときには、ノズル７１はこの待機位置に位置決めされる。なお、図示を省略しているが、待機位置に位置決めされたノズル７１に対し吐出口における塗布液の乾燥を防止するための待機ポッドが配置されてもよい。

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

図２は塗布装置を鉛直上方から見た平面図である。また、図３は図２から塗布機構を取り外した平面図である。また、図４は図２のＡ−Ａ線断面図である。以下、これらの図を参照しながら塗布装置１の具体的な機械的構成を説明する。幾つかの機構については特許第５３４６６４３号（特許文献１）の記載を参照することでより詳細な構造を理解することが可能である。なお、図２および図３においては入力コンベア１００等が有するコロの記載が省略されている。

塗布機構７のノズルユニット７０は、図２および図４に示すように架橋構造を有している。具体的には、ノズルユニット７０は、浮上ステージ部３の上方でＹ方向に延びる梁部材７３１のＹ方向両端部を、基台１０から上方に立設された１対の柱部材７３２，７３３で支持した構造を有している。柱部材７３２には例えばボールねじ機構により構成された昇降機構７３４が取り付けられており、昇降機構７３４により梁部材７３１の（＋Ｙ）側端部が昇降自在に支持されている。また、柱部材７３３には例えばボールねじ機構により構成された昇降機構７３５が取り付けられており、昇降機構７３５により梁部材７３１の（−Ｙ）側端部が昇降自在に支持されている。制御ユニット９からの制御指令に応じて昇降機構７３４，７３５が連動することにより、梁部材７３１が水平姿勢のまま鉛直方向（Ｚ方向）に移動する。

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

柱部材７３２，７３３は基台１０上においてＸ方向に移動可能に構成されている。具体的には、基台１０の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側端部上面のそれぞれに、Ｘ方向に延設された１対の走行ガイド８１Ｌ，８１Ｒが取り付けられており、柱部材７３２はその下部に取り付けられたスライダ７３６を介して（＋Ｙ）側の走行ガイド８１Ｌに係合される。スライダ７３６は走行ガイド８１Ｌに沿ってＸ方向に移動自在となっている。同様に、柱部材７３３はその下部に取り付けられたスライダ７３７を介して（−Ｙ）側の走行ガイド８１Ｒに係合され、Ｘ方向に移動自在となっている。

また、柱部材７３２，７３３はリニアモータ８２Ｌ，８２ＲによりＸ方向に移動される。具体的には、リニアモータ８２Ｌ，８２Ｒのマグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に沿って延設され、コイルモジュールが移動子として柱部材７３２，７３３それぞれの下部に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモータ８２Ｌ，８２Ｒが作動することで、ノズルユニット７０全体がＸ方向に沿って移動する。これにより、ノズル７１のＸ方向への移動が実現される。柱部材７３２，７３３のＸ方向位置については、スライダ７３６，７３７の近傍に設けられたリニアスケール８３Ｌ，８３Ｒにより検出可能である。

このように、昇降機構７３４，７３５が動作することによりノズル７１がＺ方向に移動し、リニアモータ８２Ｌ，８２Ｒが動作することによりノズル７１がＸ方向に移動する。すなわち、制御ユニット９がこれらの機構を制御することにより、ノズル７１の各停止位置（塗布位置、予備吐出位置等）への位置決めが実現される。したがって、昇降機構７３４，７３５、リニアモータ８２Ｌ，８２Ｒおよびこれらを制御する制御ユニット９等が一体として、図１の位置決め機構７３として機能している。

メンテナンスユニット７５は、バット７５１に予備吐出ローラ７５２およびノズルクリーナ７５３が収容された構造を有している。また、図示を省略しているが、メンテナンスユニット７５には予備吐出ローラ７５２およびノズルクリーナ７５３を駆動するためのメンテナンス制御機構７５４が設けられている。バット７５１はＹ方向に延設された梁部材７６１により支持され、梁部材７６１の両端部が１対の柱部材７６２，７６３により支持されている。１対の柱部材７６２，７６３はＹ方向に延びるプレート７６４のＹ方向両端部に取り付けられている。

プレート７６４のＹ方向両端部の下方には、基台１０上に１対の走行ガイド８４Ｌ，８４ＲがＸ方向に延設されている。プレート７６４のＹ方向両端部は、スライダ７６６，７６７を介して走行ガイド８４Ｌ，８４Ｒに係合されている。このため、メンテナンスユニット７５が走行ガイド８４Ｌ，８４Ｒに沿ってＸ方向に移動可能となっている。プレート７６４の（−Ｙ）方向端部の下方には、リニアモータ８５が設けられている。リニアモータ８５はプレート７６４の（＋Ｙ）方向端部の下方に設けられてもよく、Ｙ方向両端部の下方にそれぞれ設けられてもよい。

リニアモータ８５では、マグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に沿って延設され、コイルモジュールが移動子としてメンテナンスユニット７５に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモータ８５が作動することで、メンテナンスユニット７５全体がＸ方向に沿って移動する。メンテナンスユニット７５のＸ方向位置については、スライダ７６６，７６７の近傍に設けられたリニアスケール８６により検出可能である。

次にチャック機構５１の構造について図３および図４を参照して説明する。チャック機構５１は、ＸＺ平面に関して互いに対称な形状を有しＹ方向に離隔配置された１対のチャック５１Ｌ，５１Ｒを備える。これらのうち（＋Ｙ）側に配置されたチャック５１Ｌは、基台１０にＸ方向に延設された走行ガイド８７ＬによりＸ方向に走行可能に支持されている。具体的には、チャック５１Ｌは、Ｘ方向に位置を異ならせて設けられた２つの水平なプレート部位と、これらのプレート部位を接続する接続部位とを有するベース部５１２を備えている。ベース部５１２の２つのプレート部位の下部にはそれぞれスライダ５１１が設けられ、スライダ５１１が走行ガイド８７Ｌに係合されることで、ベース部５１２は走行ガイド８７Ｌに沿ってＸ方向に走行可能になっている。

ベース部５１２の２つのプレート部位の上部には、上方に延びてその上端部に図示を省略する吸着パッドが設けられた吸着部材５１３，５１３が設けられている。ベース部５１２が走行ガイド８７Ｌに沿ってＸ方向に移動すると、これと一体的に２つの吸着部材５１３，５１３がＸ方向に移動する。なお、ベース部５１２の２つのプレート部位は互いに分離され、これらのプレート部位がＸ方向に一定の距離を保ちながら移動することで見かけ上一体のベース部として機能する構造であってもよい。この距離を基板の長さに応じて設定すれば、種々の長さの基板に対応することが可能となる。

チャック５１Ｌは、リニアモータ８８ＬによりＸ方向に移動可能となっている。すなわち、リニアモータ８８Ｌのマグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に延設され、コイルモジュールが移動子としてチャック５１Ｌの下部に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモータ８８Ｌが作動することで、チャック５１ＬがＸ方向に沿って移動する。チャック５１ＬのＸ方向位置についてはリニアスケール８９Ｌにより検出可能である。

（−Ｙ）側に設けられたチャック５１Ｒも同様に、２つのプレート部位および接続部位を有するベース部５１２と、吸着部材５１３，５１３とを備えている。ただし、その形状は、ＸＺ平面に関してチャック５１Ｌとは対称なものとなっている。各プレート部位はそれぞれスライダ５１１により走行ガイド８７Ｒに係合される。また、チャック５１Ｒは、リニアモータ８８ＲによりＸ方向に移動可能となっている。すなわち、リニアモータ８８Ｒのマグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に延設され、コイルモジュールが移動子としてチャック５１Ｒの下部に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモータ８８Ｒが作動することで、チャック５１ＲがＸ方向に沿って移動する。チャック５１ＲのＸ方向位置についてはリニアスケール８９Ｒにより検出可能である。

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

図３に示すように、４つの吸着部材５１３はそれぞれ、保持される基板Ｗの四隅に対応して配置される。すなわち、チャック５１Ｌの２つの吸着部材５１３，５１３は、基板Ｗの（＋Ｙ）側周縁部であって搬送方向Ｄｔにおける上流側端部と下流側端部とをそれぞれ保持する。一方、チャック５１Ｒの２つの吸着部材５１３，５１３は、基板Ｗの（−Ｙ）側周縁部であって搬送方向Ｄｔにおける上流側端部と下流側端部とをそれぞれ保持する。各吸着部材５１３の吸着パッドには必要に応じて負圧が供給され、これにより基板Ｗの四隅がチャック機構５１により下方から吸着保持される。

チャック機構５１が基板Ｗを保持しながらＸ方向に移動することで基板Ｗが搬送される。このように、リニアモータ８８Ｌ，８８Ｒ、各吸着部材５１３に負圧を供給するための機構（図示せず）、これらを制御する制御ユニット９等が一体として、図１の吸着・走行制御機構５２として機能している。

図１および図４に示すように、チャック機構５１は、浮上ステージ部３の各ステージ、すなわち入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３の上面よりも上方に基板Ｗの下面Ｗｂを保持した状態で基板Ｗを搬送する。チャック機構５１は、基板Ｗのうち各ステージ３１，３２，３３と対向する中央部分よりもＹ方向において外側の周縁部の一部を保持するのみであるため、基板Ｗの中央部は周縁部に対し下方に撓むことになる。浮上ステージ部３は、このような基板Ｗの中央部に浮力を与えることで基板Ｗの鉛直方向位置を制御して水平姿勢に維持する機能を有する。

浮上ステージ部３の各ステージのうち出口浮上ステージ３３については、その上面位置がチャック機構５１の上面位置よりも低くなる下部位置と、上面位置がチャック機構５１の上面位置よりも高くなる上部位置との間で昇降可能となっている。この目的のために、出口浮上ステージ３３は昇降駆動機構３６によって支持されている。

次に、浮上制御機構３５の構成について図５を参照しつつ説明する。図５は浮上ステージ部および浮上制御機構の構成を示す図であり、同図では浮上ステージ部３については塗布ステージ３２の全部と、入口浮上ステージ３１および出口浮上ステージ３３の一部分とを模式的に示している。

浮上制御機構３５はコンプレッサなどの圧縮部３５１と温調部３５２とを備え、圧縮部３５１により圧縮された空気を温調部３５２で所定の温度に調整して浮上用の圧縮空気を生成する。この圧縮空気を流通させる配管３５３は４つに分岐され、それぞれ圧力制御部３５４を介して入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２、出口浮上ステージ３３および気体供給管６に接続されている。４つの圧力制御部３５４はいずれも同一構成を有しており、制御ユニット９からの指令に応じた圧縮空気の圧力制御と圧縮空気の供給および停止の切替とを行う。

各圧力制御部３５４は、フィルタ３５４ａ、ニードル弁３５４ｂ、流量計３５４ｃ、圧力計３５４ｄおよびエアオペレーションバルブ３５４ｅを有している。例えば出口浮上ステージ３３に対応して設けられた圧力制御部３５４では、制御ユニット９からの指令にしたがってエアオペレーションバルブ３５４ｅが開成されると、フィルタ３５４ａを通って清浄化された圧縮空気がニードル弁３５４ｂにより圧力調節された後で流量計３５４ｃ、圧力計３５４ｄ、エアオペレーションバルブ３５４ｅを通過して出口浮上ステージ３３に設けられた噴出孔３３１に圧送される。これによって、噴出孔３３１から温調された圧縮空気が噴出し、その気体圧力によって基板Ｗを浮上させる。このとき、基板Ｗの下面Ｗｂと出口浮上ステージ３３との間に形成される出口雰囲気（後で説明する図６中の符号ＡＭ２）の温度はほぼ圧縮空気の温度となる。この点については、入口浮上ステージ３１に対応して設けられた圧力制御部３５４においても同様である。

塗布ステージ３２に対応して設けられた圧力制御部３５４も上記と同様に、エアオペレーションバルブ３５４ｅの開成に対応して圧縮空気が塗布ステージ３２に向けて圧送される。この塗布ステージ３２では、噴出孔３１２、３３１よりも狭いピッチで複数の孔がマトリックス状に分散して設けられており、そのうちの半分が噴出孔３２１として上記圧縮空気の供給を受け、基板Ｗの下面Ｗｂに向けて噴出する。このときの気体圧力によって基板Ｗを浮上させ、その際に基板Ｗの下面Ｗｂと塗布ステージ３２との間に形成される塗布雰囲気（後で説明する図６中の符号ＡＭ１）の温度はほぼ圧縮空気の温度となる。

また、上記塗布雰囲気での圧力を安定させるために、残りの半分は吸引孔３２２として吸引配管３５５により吸引部３５６と接続されている。この吸引部３５６は、吸引手段としてのブロワ３５６ａと、圧力計３５６ｂと、リリーフ弁３５６ｃとを備え、ブロワ３５６ａによって得られる吸引圧力よりも吸引配管３５５を介して接続される吸引孔３２２内の圧力が高い場合に、リリーフ弁３５６ｃから吸引孔３２２および吸引配管３５５を介して空気を外部に放出することで、塗布雰囲気内の圧力を一定に保つための微調整を行うことができる。

さらに、残りの圧力制御部３５４は気体供給管６に接続されている。この圧力制御部３５４では、制御ユニット９からの指令にしたがってエアオペレーションバルブ３５４ｅが開成されると、その他の圧力制御部３５４と同様に、清浄化された圧縮空気が気体供給管６に圧送される。この気体供給管６の頂部には、気体供給管６の長手方向（同図紙面に対して垂直な方向Ｙ）に沿って複数の噴出口（後で説明する図６中の符号６１参照）が列状に設けられており、各噴出口から隙間領域ＣＬに向けて吐出され、境界雰囲気（後で説明する図６中の符号ＡＭ３）の温度を境界雰囲気に隣接する塗布雰囲気および出口雰囲気の温度に近づける。このように、本実施形態では、浮上制御機構３５が基板Ｗを浮上させる機能以外に、本発明の「温度制御機構」の一部としても機能している。もちろん、気体供給管６に温調された圧縮空気を圧送するために、圧縮部３５１、温調部３５２、配管３５３および圧力制御部３５４を専用的に設け、これらと気体供給管６とにより本発明の「温度制御機構」を構成してもよい。

次に、このように構成された塗布装置１による塗布処理について図６を参照しつつ説明する。本実施形態では、記憶手段に予め記憶されている制御プログラムにしたがって演算手段が装置各部を以下のように制御することで境界雰囲気と塗布雰囲気および出口雰囲気との温度差を抑えながら基板Ｗに対する塗布処理を実行する。

本実施形態では、塗布処理に使用されるノズル７１を予備吐出位置に移動させて予備吐出処理を実行する。また、浮上ステージ部３における圧縮空気の噴出を開始して搬入される基板Ｗを浮上させるとともに、気体供給管６からの圧縮空気の噴出を開始して上記した温度差の低減を図ることができるように準備する。予備吐出位置においてノズル７１が所定量の塗布液を予備吐出ローラ７５２に向けて吐出することで、ノズル７１からの塗布液の吐出量を安定させることができる。なお、予備吐出処理に先立ってノズル７１の洗浄処理が行われてもよい。

次に、塗布装置１への基板Ｗの搬入を開始する。上流側の別の処理ユニット、搬送ロボット等により処理対象となる基板Ｗが入力コンベア１００に載せられ、コロコンベア１０１が回転することで基板Ｗが（＋Ｘ）方向に搬送される。このときノズル７１は予備吐出位置で予備吐出処理を実行している。また、チャック機構５１は入口浮上ステージ３１よりも下流側に退避して位置決めされている。

入力コンベア１００と、コロコンベア２１の上面が入力コンベア１００のコロコンベア１０１と同じ高さ位置に位置決めされた入力移載部２とが協働することにより、基板Ｗは圧縮空気の噴出により基板Ｗに浮力を与える入口浮上ステージ３１の上部まで搬送されてくる。このとき入口浮上ステージ３１の上面はコロコンベア２１の上面よりも下方にあり、基板Ｗは上流側端部（移動方向における後端部）がコロコンベア２１に乗り上げた状態となっている。したがって入口浮上ステージ３１上で基板Ｗが滑って移動することはない。

こうして基板Ｗが入口浮上ステージ３１まで搬入されると、入口浮上ステージ３１に設けられたリフトピンがリフトピン駆動機構３４によりその上端が入口浮上ステージ３１の上面よりも上方に突出する上方位置に位置決めされる。これにより、基板Ｗ、より具体的にはリフトピンが当接する基板ＷのＹ方向両端部が持ち上げられる。

そして、チャック機構５１が（−Ｘ）方向に移動し、基板Ｗ直下の搬送開始位置まで移動してくる。基板ＷのＹ方向両端部がリフトピン３１１により持ち上げられているため、基板Ｗの下方に進入するチャック機構５１が基板Ｗと接触することは回避される。この状態から、コロコンベア２１およびリフトピンがその上面がチャック機構５１の上面よりも下方まで下降することにより、基板Ｗはチャック機構５１に移載される。チャック機構５１は基板Ｗの周縁部を吸着保持する。

以後、基板Ｗはチャック機構５１により周縁部を保持され、浮上ステージ部３により中央部が水平姿勢に維持された状態で搬送される。それに続いて、チャック機構５１が（＋Ｘ）方向に移動することで基板Ｗが塗布開始位置まで搬送される。また、これと並行してノズル７１の予備吐出位置から塗布位置への移動位置決めが行われる。塗布開始位置は、基板Ｗの下流側（移動方向においては先頭側）の端部が塗布位置に位置決めされたノズル７１の直下位置に来るような基板Ｗの位置である。なお、基板Ｗの端部は余白領域として塗布液が塗布されない場合が多く、このような場合には、基板Ｗの下流側端部がノズル７１の直下位置から余白領域の長さだけ進んだ位置が塗布開始位置となる。

ノズル７１が塗布位置に位置決めされると、以下のように塗布処理を実行する。すなわち、ノズル７１の吐出口から吐出される塗布液が基板Ｗの上面Ｗｆに着液する。また、チャック機構５１が基板Ｗを定速で搬送することにより、ノズル７１が基板Ｗの上面Ｗｆに塗布液を塗布する塗布動作が実行され、図６に示すように、基板上面Ｗｆには塗布液による一定厚さの塗布膜ＣＦが形成される。

塗布動作は、塗布を終了させるべき終了位置に基板Ｗが搬送されるまで継続され、基板Ｗが終了位置に到達すると、図６に示すように基板Ｗの搬送を一時的に停止し、ノズル７１は塗布位置から離脱して予備吐出位置に戻される。その後で再び予備吐出処理が実行されるとともに、基板Ｗの搬送が再開される。このような基板搬送動作により塗布膜ＣＦを担持する基板Ｗは塗布ステージ３２の上方から隙間領域ＣＬの上方を通過して出口浮上ステージ３３の上方に搬送されていく。この際に、基板Ｗは次の３つ雰囲気、
・基板Ｗの下面Ｗｂと塗布ステージ３２との間に形成される塗布雰囲気ＡＭ１、
・基板Ｗの下面Ｗｂと隙間領域ＣＬとで挟まれる境界雰囲気ＡＭ３、
・基板Ｗの下面Ｗｂと出口浮上ステージ３３との間に形成される出口雰囲気ＡＭ２、
に対し、この順序で接触しながら搬送される。したがって、塗布雰囲気ＡＭ１、境界雰囲気ＡＭ３および出口雰囲気ＡＭ２の間で温度差が生じていると、塗布膜ＣＦに塗布ムラが発生することがある。特に、基板搬送を一時的に停止している間においては、上記温度差の影響を多大に受けて塗布ムラが顕著なものとなることがある。

しかしながら、本実施形態では、気体供給管６から噴出される圧縮空気Ａ３により境界雰囲気ＡＭ３に気流が発生し、塗布雰囲気ＡＭ１および出口雰囲気ＡＭ２にそれぞれ供給された圧縮空気Ａ１、Ａ２と混ざり合い、境界雰囲気ＡＭ３の温度が塗布雰囲気ＡＭ１および出口雰囲気ＡＭ２の温度に近づけられ、温度差の低減が図られている。しかも、本実施形態では、塗布雰囲気ＡＭ１、境界雰囲気ＡＭ３および出口雰囲気ＡＭ２のいずれについても、温調部３５２から分岐した配管３５３を介して圧送される圧縮空気Ａ１、Ａ３、Ａ２を噴出させているため、塗布雰囲気ＡＭ１、境界雰囲気ＡＭ３および出口雰囲気ＡＭ２の温度はほぼ同一値となっている。このような温度調整は基板搬送を継続している間も一時停止させている間も行われているため、上記塗布ムラの発生を効果的に抑制することができる。

次に、基板Ｗの下流側端部が出力移載部４上に位置する搬送終了位置にチャック機構５１が到達する時点で、チャック機構５１の移動は停止され、吸着保持が解除される。そして、出力移載部４のコロコンベア４１の上昇および出口浮上ステージ３３の上昇が順次開始される。

そして、コロコンベア４１および出口浮上ステージ３３がチャック機構５１の上面よりも上方まで上昇することで、基板Ｗはチャック機構５１から離間する。この状態でコロコンベア４１が回転することで基板Ｗに対し（＋Ｘ）方向への推進力が付与される。これにより基板Ｗが（＋Ｘ）方向へ移動すると、コロコンベア４１と出力コンベア１１０のコロコンベア１１１との協働により、基板Ｗはさらに（＋Ｘ）方向に搬出され（ステップＳ２１）、最終的に下流側ユニットに払い出される。処理すべき次の基板がある場合には上記と同様の処理を繰り返し、なければ処理を終了する。この時ノズル７１は待機位置へ戻される。

以上のように、本実施形態では、隙間領域ＣＬの鉛直下方に気体供給管６が配置され、浮上制御機構３５からの圧縮空気の供給を受けて隙間領域ＣＬに圧縮空気Ａ３を噴出している。このため、基板Ｗの上面Ｗｆに形成された塗布膜ＣＦに塗布ムラが発生するのを効果的に抑制することができ、塗布処理を良好に行うことができる。

以上説明したように、この実施形態においては、チャック機構５１が本発明の「搬送部」として機能している。また、出口浮上ステージ３３が本発明の「出口ステージ」の一例に相当している。また、圧縮空気Ａ１〜Ａ３がそれぞれ本発明の「第１気体」、「第２気体」、「第３気体」に相当している。また、境界雰囲気ＡＭ３が本発明の「雰囲気」の一例に相当している。さらに、気体供給管６が本発明の「気体供給部」の一例に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、気体供給管６と浮上制御機構３５との組み合わせが本発明の「温度制御機構」として機能しているが、気体供給管６の代わりに別の供給手段を採用してもよい。例えば図７に示すように、出口浮上ステージ３３のうち隙間領域ＣＬに隣接する（−Ｘ）方向端部に対し、境界雰囲気ＡＭ３を臨むように開口が設けられた噴出孔３３２を本発明の「第１噴出孔」として設けてもよい。そして、温調部３５２から出口浮上ステージ３３に圧送される圧縮空気Ａ２の一部が噴出孔３３２を介して境界雰囲気ＡＭ３に直接供給されるように構成してもよい。この場合、噴出孔３３２と浮上制御機構３５との組み合わせが本発明の「温度制御機構」として機能する。

また、温度制御機構の一部として機能する噴出孔の形態は上記噴出孔３３２に限定されるものではなく、例えば図８に示すように、隙間領域ＣＬを臨むように開口が設けられた噴出孔３３３を本発明の「第２噴出孔」として用いてもよい。この場合、図６に示す実施形態と同様に、隙間領域ＣＬを介して圧縮空気Ａ２が境界雰囲気ＡＭ３に供給され、温度差の低減を図ることができる。また、出口浮上ステージ３３に対して上記第１噴出孔３３２および第２噴出孔３３３を並設してもよい。もちろん、温度制御機構の一部として機能する噴出孔については、塗布ステージ３２に設けてもよい。

また、上記実施形態では、境界雰囲気ＡＭ３に圧縮空気Ａ３を積極的に供給して境界雰囲気ＡＭ３の温度を塗布雰囲気ＡＭ１および出口雰囲気ＡＭ２の温度に近づけているが、図９に示すように隙間領域ＣＬにシール部材３７を設け、隙間領域ＣＬを塞ぐことで圧縮空気Ａ１、Ａ２を境界雰囲気ＡＭ３で混合させて温度の均一化を図ってもよい。なお、本実施形態では、出口浮上ステージ３３が昇降可能となっていることからシール部材３７については弾性や可撓性を有する材料で構成したり、伸縮自在な構造を採用したりするのが好適である。また、シール部材３７については、図７に示す実施形態に適用してもよい。

本発明は、基板をステージから浮上させた状態で水平方向に搬送しながらその上面に塗布液を塗布する塗布装置および塗布方法全般に適用することができる。

１…塗布装置
６…気体供給管（気体供給部）
３２…塗布ステージ
３３…出口浮上ステージ（出口ステージ）
３３２…（第１）噴出孔
３３３…（第２）噴出孔
５１…チャック機構（搬送部）
７１…ノズル
Ａ１…圧縮空気（第１気体）
Ａ２…圧縮空気（第２気体）
Ａ３…圧縮空気（第３気体）
ＡＭ３…境界雰囲気
Ｗ…基板
Ｗｆ…（基板の）上面
Ｗｂ…（基板の）下面
Ｘ…搬送方向

Claims (9)

1. 基板を保持して搬送する搬送部と、
   搬送される前記基板の上面に塗布液を吐出して塗布するノズルと、
   前記ノズルの下方位置に配置され、搬送される前記基板の下面に向けて第１気体を噴出することで前記基板を水平姿勢で浮上させる塗布ステージと、
   前記基板が搬送される搬送方向において前記塗布ステージの下流側で前記塗布ステージから離間して配置され、前記塗布ステージから搬送される前記基板の下面に向けて第２気体を噴出することで前記基板を水平姿勢で浮上させる出口ステージと、
   前記塗布ステージおよび前記出口ステージで挟まれた隙間領域と、前記隙間領域の上方を通過して搬送される前記基板の下面とで挟まれる雰囲気の温度を前記第１気体および前記第２気体の温度に近づけるように制御する温度制御機構と
   を備えることを特徴とする塗布装置。
2. 請求項１に記載の塗布装置であって、
   前記温度制御機構は、前記隙間領域を介して前記雰囲気に第３気体を供給する気体供給部を有する塗布装置。
3. 請求項２に記載の塗布装置であって、
   前記第１気体、前記第２気体および前記第３気体はともに同一温度である塗布装置。
4. 請求項１に記載の塗布装置であって、
   前記温度制御機構は、前記出口ステージに設けられて前記第２気体を前記雰囲気に向けて噴出させる第１噴出孔を有し、前記第１噴出孔から噴出された前記第２気体を前記雰囲気に供給する塗布装置。
5. 請求項１または４に記載の塗布装置であって、
   前記温度制御機構は、前記出口ステージに設けられて前記第２気体を前記隙間領域に向けて噴出させる第２噴出孔を有し、前記第２噴出孔から噴出された前記第２気体を前記隙間領域を介して前記雰囲気に供給する塗布装置。
6. 請求項４に記載の塗布装置であって、
   前記温度制御機構は、前記隙間領域に設けられて前記第１気体および前記第２気体の前記雰囲気から前記隙間領域への流出を阻止するシール部材を有する塗布装置。
7. 基板を保持して搬送する搬送部と、
   搬送される前記基板の上面に塗布液を吐出して塗布するノズルと、
   前記ノズルの下方位置に配置され、搬送される前記基板の下面に向けて第１気体を噴出することで前記基板を水平姿勢で浮上させる塗布ステージと、
   前記基板が搬送される搬送方向において前記塗布ステージの下流側で前記塗布ステージから離間して配置され、前記塗布ステージから搬送される前記基板の下面に向けて第２気体を噴出することで前記基板を水平姿勢で浮上させる出口ステージと、
   前記塗布ステージおよび前記出口ステージで挟まれた隙間領域と、前記隙間領域の上方を通過して搬送される前記基板の下面とで挟まれる雰囲気の温度を前記第１気体および前記第２気体の温度に近づけるように制御する温度制御機構とを備え、
   前記温度制御機構は、前記隙間領域に設けられて前記第１気体および前記第２気体の前記雰囲気から前記隙間領域への流出を阻止するシール部材を有する
   ことを特徴とする塗布装置。
8. 請求項４ないし７のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
   前記第１気体および前記第２気体はともに同一温度である塗布装置。
9. 基板の下面に向けて第１気体を噴出することで前記基板を水平姿勢で浮上させる塗布ステージと、前記塗布ステージから離間した位置で前記基板の下面に向けて第２気体を噴出することで前記基板を水平姿勢で浮上させる出口ステージとの順に前記基板を搬送しながら前記塗布ステージの上方から塗布液を前記基板の上面に向けて吐出して塗布する塗布方法であって、
   前記塗布液が塗布された前記基板が前記塗布ステージおよび前記出口ステージで挟まれた隙間領域の上方に位置する際に、前記隙間領域の上方を通過して搬送される前記基板の下面と前記隙間領域とで挟まれる雰囲気の温度を前記第１気体および前記第２気体の温度に近づけるように制御することを特徴とする塗布方法。

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