JP6905830B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Description

この発明は、基板を下方からの浮力で浮上させながら水平方向に搬送する基板搬送装置およびそうして搬送される基板を処理する基板処理装置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において基板を搬送する技術として、基板に下方から浮力を与えて浮上させた状態で搬送させるものがある。このような浮上搬送技術は、非接触で搬送を行うことで機構部品からの汚染を抑制できること、浮力の制御により基板の撓みを補正しながら水平姿勢で搬送可能であることなどの利点を有している。このため、例えば大型基板の表面に均一な塗布膜を形成する基板処理装置に、この技術が応用された例がある。
例えば特許文献１に記載の基板処理装置では、水平な浮上ステージ上で基板を浮上させつつ、基板の周縁部を保持するチャックを水平方向に走行させることで基板を搬送し、基板搬送経路の上方に配置されたスリットノズルから塗布液を吐出させることで、基板の上面に塗布液による均一な膜が形成される。
この従来技術の基板処理装置では、浮上ステージが基板搬送方向に沿って複数に分割されており、基板の高さ（鉛直方向位置）を高精度に制御可能な塗布ステージにノズルが対向配置され、これらの間を通過する基板に対し塗布が行われる。塗布後の基板は塗布ステージに隣接して設けられた塗布後ステージに搬送され、塗布後ステージに設けられたリフトピンによって塗布後ステージから持ち上げられる。こうしてできた基板とステージとの間に搬送ロボットハンドが進入することで、基板が搬出される。
特開２０１０−２２７８５０号公報
基板の搬出あるいは搬入に際してリフトピンにより基板を持ち上げる構成では、搬出あるいは搬入時に基板が載置されるステージの上部に広い空間を確保しておく必要がある。しかしながら、処理の多様化や装置の小型化への要求により、このような空間の確保が難しくなってきている。このため、高さ方向に大きなスペースを使うことなく基板の搬入または搬出を行うことのできる技術が求められるようになってきている。
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、浮上状態で搬送される基板の上方に広いスペースを必要とせずに基板の搬入あるいは搬出を可能とすることのできる技術を提供することを目的とする。
本発明の一の態様は、上記目的を達成するため、基板の下面を部分的に保持しながら移動して前記基板を搬送する搬送部と、前記基板に当接して水平方向の推進力を付与することで、前記搬送部への前記基板の搬入および前記搬送部からの前記基板の搬出の少なくとも一方を行う移載部と、前記搬送部のうち前記基板を保持する保持部位と前記移載部のうち前記基板に当接する当接部位との間の相対高さを変更することで、前記保持部位が前記当接部位よりも高い位置に位置して前記基板を保持する第１状態、および、前記当接部位が前記保持部位よりも高い位置に位置して前記基板に当接する第２状態、の間を切り替える切替部と、前記第１状態および前記第２状態のそれぞれで、前記基板に下方から浮力を与えて浮上させることで前記基板を水平姿勢に制御する浮上部と、前記搬送部により搬送される前記基板の上面に対向配置され、前記基板に処理液を吐出する吐出部とを備える基板処理装置である。ここで、前記浮上部は、前記搬送部により搬送される前記基板の下面に上面が対向して前記基板の鉛直方向位置を制御する位置制御ステージと、前記位置制御ステージと前記移載部との間に配置され、前記搬送部により搬送される前記基板の下面に上面が対向する中継ステージと、前記位置制御ステージの上面と前記基板の下面との間、および、前記中継ステージの上面と前記基板の下面との間に気体を流通させることで、前記基板に浮力を与える浮力発生機構と、前記中継ステージを昇降させる昇降機構とを有し、前記昇降機構は、前記第１状態では前記中継ステージの上面が前記位置制御ステージの上面と同じ高さとなるように前記中継ステージを位置決めする一方、前記第２状態では前記中継ステージの上面が前記位置制御ステージの上面よりも高くなるように前記中継ステージを位置決めする。
また、本発明の他の態様は、基板の下面を部分的に保持する搬送部を移動させて前記基板を搬送し、搬送される前記基板の下方から浮力を与えて前記基板の姿勢を制御しつつ、前記基板の上面に処理液を吐出する基板処理方法において、上記目的を達成するため、前記搬送部による前記基板の搬送経路に前記基板に当接して水平方向の推進力を付与する移載部を設けるとともに、前記搬送部のうち前記基板を保持する保持部位と前記移載部のうち前記基板に当接する当接部位との間の相対高さを変更可能とし、前記保持部位が前記当接部位よりも高い位置に位置して前記基板を保持する第１状態で、前記搬送部により前記基板を搬送し、前記当接部位が前記保持部位よりも高い位置に位置して前記基板に当接する第２状態で、前記搬送部への前記基板の搬入および前記搬送部からの前記基板の搬出の少なくとも一方を行い、しかも、前記第１状態および前記第２状態のそれぞれで、前記基板の下方から浮力を与えて前記基板の姿勢を制御する。ここで、前記搬送部により搬送される前記基板の下面に位置制御ステージの上面を対向させて前記基板の鉛直方向位置を制御し、前記位置制御ステージと前記移載部との間に、前記搬送部により搬送される前記基板の下面に上面が対向する中継ステージを配置し、前記位置制御ステージの上面と前記基板の下面との間、および、前記中継ステージの上面と前記基板の下面との間に気体を流通させることで前記基板に浮力を与え、前記中継ステージを昇降させる昇降機構が、前記第１状態では前記中継ステージの上面が前記位置制御ステージの上面と同じ高さとなるように前記中継ステージを位置決めする一方、前記第２状態では前記中継ステージの上面が前記位置制御ステージの上面よりも高くなるように前記中継ステージを位置決めする。
このように構成された発明において、第１状態では搬送部の保持部位が基板を保持することにより基板の鉛直方向位置が規定され、第２状態では移載部の当接部位が基板に当接することにより基板の鉛直方向位置が規定される。第１状態、第２状態のいずれにおいても、下方から与えられる浮力により基板の姿勢が制御される。
すなわち、第１状態では搬送部の保持部位により基板の高さが規定され、下方からの浮力により基板の姿勢が制御される。したがって基板の支持に移載部の寄与は必要とされない。そして、搬送部による保持と浮力の作用とにより基板が支持された状態では、搬送部の移動により基板を搬送することができる。
一方、第２状態では移載部の当接部位により基板の高さが規定され、下方からの浮力により基板の姿勢が制御される。したがって基板の支持に搬送部の寄与は必要とされない。そして、移載部の当接部位の当接と浮力の作用とにより基板が支持された状態では、移載部から与えられる水平方向の推進力により基板を搬送することができる。
第１状態と第２状態との切り替えは、搬送部の保持部位と移載部の当接部位との相対的な高さを変更することによって実現可能である。ここで、第１状態では基板が移載部の当接部位から僅かでも離間していればよく、逆に第２状態では基板が搬送部の保持部位から僅かでも離間していればよい。このため、第１状態と第２状態との切り替えに必要な保持部位と当接部位との相対的な変位量もごく小さなものとすることができる。
このように、本発明によれば、搬送部の保持部位と移載部の当接部位との間で相対的な鉛直方向位置を僅かに変更するだけで、搬送部により基板が搬送される状態と、搬送部に対する移載部による基板の搬入または搬出が可能な状態とが切り替えられる。このため、高さ方向における基板の大きな位置変更は不要であり、基板の上下方向にスペースがない場合でも搬入・搬出を良好に行うことが可能となる。
また、本発明の基板処理装置は、搬送部により搬送される基板の上面に対向配置され、基板に処理液を吐出する吐出部とを備える基板処理装置である。このように構成された発明では、浮上状態で搬送される基板に対し塗布液が吐出されることで、基板表面に塗布液を均一に塗布することが可能である。
このように搬送される基板の上方に吐出部などの処理機構が配置される基板処理装置では、基板の搬入・搬出に際して基板の上方に広いスペースを確保することが難しい場合がある。本発明の基板搬送装置の構成を適用することにより、このようなスペースが不要となるので、装置の大型化や制御の複雑化を招くことなく、基板搬送経路の上方に各種の処理機構を設置することが可能となる。
以上のように、本発明によれば、搬送部の保持部位と移載部の当接部位との間で相対的な鉛直方向位置を僅かに変更することで、搬送部により基板が搬送される状態と、搬送部に対する移載部による基板の搬入または搬出が可能な状態とを切り替えることができる。このため、基板の搬送経路上で鉛直方向における基板の大きな位置変更は不要であり、基板の上方に広いスペースがない場合でも基板の搬入または搬出を良好に行うことが可能となる。
本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態である塗布装置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。 昇降駆動機構の構造を示す図である。 この塗布装置による塗布処理の流れを示すフローチャートである。 処理過程における各部の位置関係を模式的に示す第１の図である。 処理過程における各部の位置関係を模式的に示す第２の図である。 基板の搬入動作の変形例を示す図である。 ２つのノズルの塗布位置を近接させる利点を説明するための図である。 異物検知機構の構成を示す図である。 遮光板の構成を示す図である。 基板搬送に伴う光ビームの透過状況を示す図である。 受光部が受光する光量の基板搬送に伴う変化を模式的に示す図である。 基板上で異物検知が必要な範囲が既知の場合の位置関係を示す図である。 異物検知処理の流れを示すフローチャートである。 ビーム進路と搬送方向とが直交しない例を示す図である。
図１は本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態である塗布装置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開２０１０−２２７８５０号公報（特許文献１）、特開２０１０−２４０５５０号公報（特許文献２）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。
すなわち、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。コロコンベア２１の昇降により実現される作用については後述する。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が浮上して、つまり基板Ｗの下面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の下面とステージ上面との距離は、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、基板下面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、例えば特開２０１０−２２７８５０号公報（特許文献１）に記載のものを適用可能である。
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。これらの構成については後述する。
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５１と、チャック５１上端の支持部位に設けられた吸着パッド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５１が基板Ｗを保持した状態では、基板Ｗの下面は浮上ステージ部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５１が保持し、この状態でチャック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。コロコンベア４１の昇降により実現される作用については後述する。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が２組配置される。具体的には、入口浮上ステージ３１の上方に第１塗布機構６が、また出口浮上ステージ３３の上方には第２塗布機構７が、それぞれ設けられる。第１塗布機構６は、スリットノズルである第１ノズル６１と、第１ノズル６１に対しメンテナンスを行うための第１メンテナンスユニット６５とを備えている。また、第２塗布機構７は、スリットノズルである第２ノズル７１と、第２ノズル７１に対しメンテナンスを行うための第２メンテナンスユニット７５とを備えている。第１ノズル６１および第２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。第１ノズル６１および第２ノズル７１に供給される塗布液は、互いに同一のものであってもよく、また異なるものであってもよい。
第１ノズル６１は、位置決め機構６３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。同様に、第２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６３，７３により、第１ノズル６１および第２ノズル７１が選択的に、塗布ステージ３２の上方の塗布位置（破線で示される位置）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。
第１メンテナンスユニット６５は、第１ノズル６１を洗浄するための洗浄液を貯留するバット６５１と、予備吐出ローラ６５２と、ノズルクリーナ６５３と、予備吐出ローラ６５２およびノズルクリーナ６５３の動作を制御するメンテナンス制御機構６５４とを備えている。また、第２メンテナンスユニット７５は、第２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。第１メンテナンスユニット６５および第２メンテナンスユニットの具体的構成としては、例えば特開２０１０−２４０５５０号公報（特許文献２）に記載された構成を適用することが可能である。
第１ノズル６１が予備吐出ローラ６５２の上方で吐出口が予備吐出ローラ６５２の上面に対向する位置（第１予備吐出位置）では、第１ノズル６１の吐出口から予備吐出ローラ６５２の上面に対して塗布液が吐出される。第１ノズル６１は、塗布位置へ位置決めされるのに先立って第１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第１ノズル６１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６５４が予備吐出ローラ６５２を回転させることで、吐出された塗布液はバット６５１に貯留された洗浄液に混合されて回収される。また、第１ノズル６１がノズルクリーナ６５３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６５３が洗浄液を吐出しながらＹ方向に移動することにより、第１ノズル６１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６３は、第１ノズル６１を第１洗浄位置よりも下方でノズル下端がバット６５１内に収容される位置（第１待機位置）に位置決めすることが可能である。第１ノズル６１を用いた塗布処理が実行されないときには、第１ノズル６１はこの第１待機位置に位置決めされる。なお、図示を省略しているが、第１待機位置に位置決めされた第１ノズル６１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。
第２ノズル７１についても同様である。具体的には、第２ノズル７１が予備吐出ローラ７５２の上面に対向する第２予備吐出位置に位置決めされて、第２ノズル７１により予備吐出処理が実行される。また、第２ノズル７１がノズルクリーナ７５３上方の第２洗浄位置にある状態では、ノズルクリーナ７５３により第２ノズル７１の洗浄が行われる。そして、第２ノズル７１を用いた塗布処理が実行されないときには、第２ノズル７１は第２待機位置に位置決めされる。
図１においては、第１予備吐出位置にある第１ノズル６１が実線により、第１洗浄位置にある第１ノズル６１が点線によりそれぞれ表されている。また、第２予備吐出位置にある第２ノズル７１が実線により、第２待機位置にある第２ノズル７１が点線によりそれぞれ表されている。図示していないが、第１ノズル６１に対応する第１待機位置および第２ノズル７１に対応する第２洗浄位置についても同様に定義することができる。
このように、第１塗布機構６は塗布位置よりも上流側に配置されており、位置決め機構６３が必要に応じて第１ノズル６１を塗布ステージ３２上方の塗布位置へ移動させることにより、第１ノズル６１による基板Ｗへの塗布が実現される。第１メンテナンスユニット６５も塗布位置よりも上流側に配置されている。第１メンテナンスユニット６５における第１ノズル６１の停止位置のうち、第１予備吐出位置が最も下流側で塗布位置に近い位置に設定され、第１洗浄位置および第１待機位置は第１予備吐出位置よりも上流側に設定されている。
一方、第２塗布機構７は塗布位置よりも下流側に配置されており、位置決め機構７３が必要に応じて第２ノズル７１を塗布ステージ３２上方の塗布位置へ移動させることにより、第２ノズル７１による基板Ｗへの塗布が実現される。第２メンテナンスユニット７５も塗布位置よりも下流側に配置されている。第２メンテナンスユニット７５における第２ノズル７１の停止位置のうち、第２予備吐出位置が最も上流側で塗布位置に近い位置に設定され、第２洗浄位置および第２待機位置は第２予備吐出位置よりも下流側に設定されている。
つまり、第１塗布機構６と第２塗布機構７とは、塗布位置を挟んでＹＺ平面に関して対称な構成とすることができる。なお、第１塗布機構６と第２塗布機構７との間で各部の形状が完全な対称性を有している必要はなく、必要に応じて各部の構成が変更されていてもよい。
第１メンテナンスユニット６５は、塗布位置よりも上流側位置であって、第２ノズル７１が塗布位置に位置決めされたときに、第１メンテナンスユニット６５および第１予備吐出位置に位置決めされた第１ノズル６１が第２ノズル７１に干渉しないような位置に設置される。第１洗浄位置および第１待機位置は第１予備吐出位置よりもさらに塗布位置から離れているため、これらの位置にある第１ノズル６１が塗布位置にある第２ノズル７１と干渉することはない。
同様に、第２メンテナンスユニット７５は、塗布位置よりも下流側位置であって、第１ノズル６１が塗布位置に位置決めされたときに、第２メンテナンスユニット７５および第２予備吐出位置に位置決めされた第２ノズル７１が第１ノズル６１に干渉しないような位置に設置される。第２洗浄位置および第２待機位置も第２予備吐出位置よりもさらに塗布位置から離れているため、これらの位置にある第２ノズル７１が塗布位置にある第１ノズル６１と干渉することは回避される。
このように、第１ノズル６１と第２ノズル７１とでは塗布位置が共通となっており、これらのノズルを同時に塗布位置に位置決めすることはできない。なお、第１ノズル６１に対応する塗布位置と第２ノズル７１に対応する塗布位置とは完全に同一である必要は必ずしもなく、基板Ｗの搬送方向Ｄｔにおいて位置が異なっていてもよい。第１ノズル６１と第２ノズル７１とが大きく異なる形状を有する場合もあり、この場合、塗布位置が厳密に一致するとは限らない。しかしながら、第１ノズル６１から吐出される塗布液の基板Ｗ上での着液位置と、第２ノズル７１から吐出される塗布液の基板Ｗ上での着液位置とが搬送方向Ｄｔにおいて概ね一致していれば、あるいは少なくとも一部が重複していれば、それぞれの塗布位置は実質的に同じと考えることができる。
第１ノズル６１に対応する塗布位置と第２ノズル７１に対応する塗布位置とが相違している場合でも、第１ノズル６１が当該ノズルに対応する塗布位置において占める空間と、第２ノズル７１が当該ノズルに対応する塗布位置において占める空間とが少なくとも一部において重複するとき、やはり２つのノズルを同時に塗布位置に位置させることはできない。したがって、塗布位置が同じである場合と同様の配慮が必要である。
位置決め機構６３，７３が第１ノズル６１、第２ノズル７１を選択的に塗布位置に位置決めするように制御されることで、このような塗布位置での干渉を回避することができる。そして、第１ノズル６１の移動経路は塗布位置から上流側の領域に限定され、第２ノズル７１の移動経路は塗布位置から下流側の領域に限定されているので、塗布位置以外で両ノズルの干渉は生じない。
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。図示を省略するが、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開２０１０−２２７８５０号公報（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。
まず第１および第２塗布機構６，７について説明する。第１塗布機構６は、第１ノズル６１を含む第１ノズルユニット６０と、前記した第１メンテナンスユニット６５とを有している。一方、第２塗布機構７は、第２ノズル７１を含む第２ノズルユニット７０と、前記した第２メンテナンスユニット７５とを有している。なお前記した通り、第１塗布機構６と第２塗布機構７とは基本的にＹＺ平面に対して対称な構造を有している。そこで、ここでは図４に現れる第２塗布機構７について代表的にその構造を説明し、第１塗布機構６については説明を省略する。
第２塗布機構７の第２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、第２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、第２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、第２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、第２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、第２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第２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第２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、第２ノズル７１の各停止位置（塗布位置、第２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。
図２に示すように、第１ノズルユニット６０も、走行ガイド８１Ｌ，８１Ｒにそれぞれ取り付けられた柱部材６３２，６３３と、これらの柱部材６３２，６３３により支持され中央下部に第１ノズル６１が取り付けられた梁部材６３１とを有している。柱部材６３２，６３３の構造も、上記した柱部材７３２，７３３の構造と同様である。
このように、第１ノズルユニット６０と第２ノズルユニット７０と同じ走行ガイド８１Ｌ，８１Ｒに取り付けられ、それぞれＸ方向に移動可能となっている。また、第１ノズルユニット６０と第２ノズルユニット７０とをＸ方向に移動させるリニアモータ８２Ｌ，８２Ｒについては、固定子としてのマグネットモジュールが第１ノズルユニット６０と第２ノズルユニット７０とで共用され、移動子としてのコイルモジュールが第１ノズルユニット６０と第２ノズルユニット７０とで個別に設けられる。
前記したように、第１ノズルユニット６０は第１ノズル６１を塗布位置およびこれよりも上流側の各位置に位置決めする一方、第２ノズルユニット７０は第２ノズル７１を塗布位置およびこれよりも下流側の各位置に位置決めする。そして、第１ノズル６１の塗布位置への位置決めと、第２ノズル７１の塗布位置への位置決めとが選択的に実行されることで、両ノズルの干渉が回避される。このような動作態様となっているため、この塗布装置１では、第１ノズルユニット６０と第２ノズルユニット７０との間でその支持機構および駆動機構を部分的に共用することが可能となる。これにより、２つのノズルを設けたことによる装置の大型化を抑制し、装置コストの低減を図ることができる。
次に第１および第２メンテナンスユニット６５，７５について説明する。第１メンテナンスユニット６５と第２メンテナンスユニット７５とはＹＺ平面に対し概ね対称な形状を有しているが、基本的な構造は共通である。そこで、ここでは図４に現れる第２メンテナンスユニット７５について代表的にその構造を説明し、もう１つの第１メンテナンスユニット６５については説明を省略する。なお、これらのユニットの詳細な構造については、例えば特開２０１０−２４０５５０号公報（特許文献２）を参照することができる。
先に述べたように、第２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およびローラクリーナ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、第２メンテナンスユニット７５には予備吐出ローラ７５２およびローラクリーナ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、第２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第２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、第２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。第２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。
図２に示すように、第１メンテナンスユニット６５も梁部材６６１および柱部材６６２，６６３を有しており、柱部材６６２，６６３の下部において、第１メンテナンスユニット６５は走行ガイド８４Ｌ，８４Ｒに取り付けられている。ノズルユニットの説明において述べたのと同様に、２つのメンテナンスユニット６５，７５が塗布位置を挟んでそれぞれ上流側、下流側に配置されて互いに干渉しないため、このように支持機構および駆動機構の一部を共用することが可能である。
なお、このように第１メンテナンスユニット６５および第２メンテナンスユニット７５はそれぞれＸ方向に移動可能である。ただし、後述する本実施形態の塗布装置１の動作においては、第１メンテナンスユニット６５または第２メンテナンスユニット７５をＸ方向に移動させる局面は存在しない。例えば装置全体のメンテナンスや部品交換等の際に、ユーザーからの制御指示に応じて第１メンテナンスユニット６５または第２メンテナンスユニット７５を移動させることは可能である。この移動はオペレータにより手動でなされてもよく、リニアモータ８５については必須ではない。
次にチャック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対のチャック部材５１Ｌ，５１Ｒを備える。これらのうち（＋Ｙ）側に配置されたチャック部材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、チャック部材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支持部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つの支持部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。
チャック部材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部材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、チャック部材５１ＬがＸ方向に沿って移動する。チャック部材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部材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、支持部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部材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、チャック部材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部材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、チャック部材５１ＲがＸ方向に沿って移動する。チャック部材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、チャック部材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対のチャック部材５１Ｌ，５１Ｒが見かけ上一体のチャック５１として移動することになる。チャック部材５１Ｌ，５１Ｒを機械的に結合する場合に比べ、チャック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つの支持部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、チャック部材５１Ｌの２つの支持部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、チャック部材５１Ｒの２つの支持部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。各支持部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５１により下方から吸着保持される。
チャック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、各支持部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の下面を保持した状態で基板Ｗを搬送する。チャック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。
図５は昇降駆動機構の構造を示す図である。出口浮上ステージ３３のＹ方向両端部付近の下面からは下向きに１対の支持シャフト３３１，３３１が延びており、昇降駆動機構３６は支持シャフト３３１，３３１を支持することにより出口浮上ステージ３３を支持する。具体的には、昇降駆動機構３６は基台１０に固定されたプレート部材３６１を有している。そして、プレート部材３６１の上部でＹ方向の両端部付近に、支持シャフト３３１，３３１が上下動自在に挿通される複数のシャフト受け部材３６２が設けられる。また、プレート部材３６１の中央下部には、鉛直方向の駆動力を発生するアクチュエータ３６３が取り付けられている。
アクチュエータ３６３には、アクチュエータの駆動力により上下動する可動部材３６４が結合されている。そして、可動部材３６４には２つのレバー部材３６５，３６５の一端部３６５ａが揺動自在に取り付けられている。レバー部材３６５，３６５の他端部３６５ｂは、支持シャフト３３１，３３１の直下位置よりもＹ方向における外側まで延び、揺動軸３６５ｄによりプレート部材３６１に対し揺動自在に取り付けられている。
各レバー部材３６５の上面のうち他端部３６５の近くであって支持シャフト３３１の直下に当たる位置にはカムフォロア３６５ｃが取り付けられ、カムフォロア３６５ｃが支持シャフト３３１の下端に当接することで出口浮上ステージ３３を支持する。このように、出口浮上ステージ３３の上面の鉛直方向位置はカムフォロア３６５ｃの位置によって規定されている。
図５（ａ）に示すように、アクチュエータ３６３により可動部材３６４が下方に位置決めされた状態では、各レバー部材３６５は、その一端部３６５ａが他端部３６５ｂよりも低い位置にある。この状態でカムフォロア３６５ｃにより規定される出口浮上ステージ３３の上面位置は、図５（ａ）に破線で示すチャック５１の上面位置よりも下方となる。基板Ｗが載置された状態では、チャック５１により基板Ｗの周縁部が保持され、中央部では出口浮上ステージ３３からの浮力によって出口浮上ステージ３３の上面から浮上した状態とすることができる。チャック５１による吸着保持が解除されたとしても、基板Ｗの周縁部がチャック５１に載置された状態である点には変わりない。
図５（ｂ）に示すように、アクチュエータ３６３により可動部材３６４が上方に位置決めされると、各レバー部材３６５の一端部３６５ａが他端部３６５ｂよりも高い位置まで上昇する。各レバー部材３６５は他端部３６５ｂ側の揺動軸３６５ｄ周りに揺動し、カムフォロア３６５ｃが支持シャフト３３１を押し上げる。その結果、出口浮上ステージ３３の上面がチャック５１の上面よりも上方まで進出する。チャック５１が基板Ｗを吸着保持していなければ、基板Ｗは出口浮上ステージ３３からの浮力により持ち上げられ、チャック５１による支持が解除される。
この昇降駆動機構３６では、アクチュエータ３６３による可動部材３６４の上下方向の変位量がレバー部材３６５によってより小さな変位量に変換されて支持シャフト３３１に伝達される。つまり、レバー部材３６５は可動部材３６４の変位を１より小さい増幅率で増幅して支持シャフト３３１に伝達する。これにより、微小な変位が必要とされる支持シャフト３３１の昇降を比較的簡単な制御により実現することができる。
また、Ｙ方向に位置を異ならせて設けられた２つの支持シャフト３３１を１つのアクチュエータ３６３の駆動力により上下動させる。このような構成では、例えば２つの支持シャフト３３１をそれぞれ異なるアクチュエータにより駆動する場合にアクチュエータの動作タイミングの違いに起因して生じる支持シャフト３３１の上昇タイミングのばらつきが原理的に生じない。
昇降駆動機構３６は、Ｘ方向に位置を異ならせて複数設けられる。例えば、出口浮上ステージ３３の上流側端部付近と下流側端部付近とのそれぞれに昇降駆動機構３６を設け、それらの同時に動作させることで、水平姿勢を保ったまま出口浮上ステージ３３を昇降させることが可能となる。複数の昇降駆動機構３６の間でアクチュエータの昇降タイミングに多少のばらつきが生じたとしても、アクチュエータ３６３の変位量よりも支持シャフト３３１の昇降量が小さくなっているので、出口浮上ステージ３３の姿勢の乱れを小さく抑えることができる。
なお、図３に示すように、この塗布装置１の浮上ステージ部３には、基板Ｗ上の異物がノズルに接触して基板やノズルを損傷することを防止するための異物検知機構３７が設けられている。異物検知機構３７の構成およびその動作については後述する。
さらに、図３に示すように、入口浮上ステージ３１の（−Ｙ）側端部および（＋Ｙ）側端部には、Ｘ方向に位置を異ならせて複数のリフトピン３１１が配置されている。浮上ステージ部３のリフトピン昇降機構３４（図１）がリフトピン３１１を昇降駆動することで、リフトピン３１１は、その上端が入口浮上ステージ３１の上面よりも下方に退避した退避位置と、入口浮上ステージ３１の上面よりも上方に突出した突出位置との間で昇降する。このリフトピン３１１を使用した動作の例については後述する。
図６はこの塗布装置による塗布処理の流れを示すフローチャートである。また、図７および図８は処理過程における各部の位置関係を模式的に示す図である。ここでは、予め制御ユニット９に与えられた処理レシピに従い、第１ノズル６１を用いた塗布処理を実行する場合を例として動作の流れを説明する。塗布処理は、制御ユニット９が予め定められた制御プログラムを実行して装置各部に所定の動作を行わせることにより実現される。
塗布処理が実行されてないときには、第１ノズル６１は第１待機位置に、第２ノズル７１は第２待機位置にそれぞれ位置決めされ塗布液の吐出が停止された状態になっている。そこで、塗布処理に使用される第１ノズル６１を第１予備吐出位置に移動させて予備吐出処理を実行する（ステップＳ１０１）。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を浮上させることができるように準備する。第１予備吐出位置において第１ノズル６１が所定量の塗布液を予備吐出ローラ６５２に向けて吐出することで、第１ノズル６１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第１ノズル６１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（ステップＳ１０２）。図７（ａ）に示すように、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。このとき第１ノズル６１は第１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５１は入口浮上ステージ３１よりも下流側に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、図７（ａ）に点線で示すように、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３１１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、図７（ｂ）に示すように、基板Ｗ、より具体的にはリフトピン３１１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（ステップＳ１０３）。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５１が基板Ｗと接触することは回避される。この状態から、図７（ｃ）に示すように、コロコンベア２１およびリフトピン３１１がその上面がチャック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５１に移載される（ステップＳ１０４）。チャック５１は基板Ｗの周縁部を吸着保持する（ステップＳ１０５）。
以後、基板Ｗはチャック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が、それに先立って異物検知処理が開始される（ステップＳ１０６）。チャック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（ステップＳ１０７）。また、これと並行して第１ノズル６１の第１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（ステップＳ１０８）。
図７（ｄ）に示すように、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第１ノズル６１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の下流側端部が第１ノズル６１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。
第１ノズル６１が塗布位置に位置決めされると、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。図８（ａ）に示すように、チャック５１が基板Ｗを定速で搬送することにより（ステップＳ１０９）、第１ノズル６１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、基板上面Ｗｆには塗布液による一定厚さの塗布膜Ｆが形成される。
良質な塗布膜Ｆを形成するために、第１ノズル６１下端の吐出口と基板Ｗの上面Ｗｆとの間のギャップが一定していることが重要である。基板Ｗの精密な位置制御が可能な塗布ステージ３２のうちでも特に高い位置精度が実現される領域Ｒｃに塗布位置が設定されることにより、ギャップを安定させて塗布を行うことが可能となる。この領域Ｒｃの搬送方向における長さとしては、少なくとも吐出口の開口長さより大きければ原理的には良好な塗布が可能である。
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る（ステップＳ１１０）。基板Ｗが終了位置に到達すると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、図８（ｂ）に示すように、第１ノズル６１は塗布位置から離脱して第１予備吐出位置に戻され（ステップＳ１１１）、再び予備吐出処理が実行される。また、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５１が到達する時点で、チャック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（ステップＳ１１２）、および、出口浮上ステージ３３の上昇（ステップＳ１１３）が順次開始される。
図８（ｃ）に示すように、コロコンベア４１および出口浮上ステージ３３がチャック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Ｓ１１４）、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（ステップＳ１１５）、なければ処理を終了する。この時第１ノズル６１は第１待機位置へ戻される。
チャック５１に保持された基板Ｗが入口浮上ステージ３１よりも下流側まで搬送されれば、入力コンベア１００のコロコンベア１０１から次の未処理の基板Ｗを入口浮上ステージ３１に受け入れることが可能である。図８（ｂ）に示すように、処理中の基板Ｗの搬送中に次の基板Ｗをコロコンベア１０１まで搬入しておくことが可能である。塗布処理への影響がなければ、図８（ａ）に示す塗布処理中に次の基板Ｗの搬入が開始されてもよい。また図８（ｃ）に示すように、コロコンベア４１および出口浮上ステージ３３の上昇により基板Ｗがチャック５１から離間した時点で、チャック５１を搬送開始位置へ戻すためのチャック５１の移動が可能となる。
したがって、図８（ｄ）に示すように、上記と同様にして新たに搬入された基板Ｗをチャックピン３１１で持ち上げた状態でチャック５１を搬送開始位置に移動させることで、新たな基板Ｗをチャック５１に保持させることができる。これにより、新たな基板Ｗについて図７（ｃ）に示す状態が実現する。図６では処理の流れの説明上、処理済み基板の搬出後に新たな基板が搬入されることになっているが、上記のようにこれらは時間的に重複して実行可能であり、こうすることによりタクトタイムを短縮することができる。
なお、基板搬出時の動作において、コロコンベア４１とともに出口浮上ステージ３３を上昇させる理由は以下の通りである。すなわち、搬送終了位置に到達したチャック５１から基板Ｗを搬出するために搬送方向Ｄｔへの推進力を与えるという目的では、コロコンベア４１のみを上昇させる構成によってもその目的は達成可能である。しかしながら、コロコンベア４１の上昇により基板Ｗの上流側（移動方向における先端側）をチャック５１から離間させたとしても、基板Ｗの下流側（移動方向における後端側）は依然としてチャック５１の支持部５１３に載置された状態となっている。コロコンベア４１は基板Ｗ下面の限られた領域に当接しているだけであるから、基板Ｗに与えることのできる推進力も限定的である。
このため、基板Ｗ下面とチャック５１の支持部５１３との摩擦が抵抗となってコロコンベア４１による基板Ｗの搬出が失敗することがあり得る。また、支持部５１３が基板Ｗ下面を摺擦することによる基板Ｗへのダメージも起こり得る。これらの問題を未然に回避するため、本実施形態では、コロコンベア４１とともに出口浮上ステージ３３も上昇させている。こうすることにより、チャック５１が基板Ｗ下面から確実に離間した状態でコロコンベア４１による搬送を開始することができる。出口浮上ステージ３３による基板Ｗは浮上状態に支持されているので、搬出時の抵抗は極めて小さい。
また、出力移載部４のコロコンベア４１の上昇（ステップＳ１１２）が開始された後に出口浮上ステージ３３の上昇（ステップＳ１１３）が開始されるように構成されているのは以下の理由による。チャック５１による基板Ｗの吸着保持が解除され、かつ出口浮上ステージ３３の上昇によって基板Ｗがチャック５１から離間した時点において、コロコンベア４１が基板Ｗに当接していなければ、基板Ｗは出口浮上ステージ３３の浮力のみによって支持され水平方向への移動が規制されない状態となる。そのため、僅かな傾きや振動によって基板Ｗが意図しない方向へ移動してしまうことがあり得る。
出口浮上ステージ３３の上昇によって基板Ｗがチャック５１から離間するよりも前にコロコンベア４１を基板Ｗに当接させておくことにより、このような基板Ｗの変位を防止することができる。なお出口浮上ステージ３３が基板Ｗをチャック５１から離間させるよりも前にコロコンベア４１が基板Ｗに当接するという要件が満たされればよく、コロコンベア４１と出口浮上ステージ３３との上昇開始タイミングを上記のようにすることは必ずしも必要ではない。これらの移動量や移動速度の差によって、上昇開始タイミングが上記とは異なる場合もあり得る。
従来技術の基板処理装置では、出口浮上ステージに搬送された基板はリフトピンによってチャックおよび出口浮上ステージから離間される構成となっている。こうしてできた基板と出口浮上ステージとの隙間に外部の搬送ロボットのハンドが進入して基板を搬送することを想定したものである。出口浮上ステージの上部に構造物がない構成ではこのようにして基板を搬出することが可能である。
一方、本実施形態の塗布装置１では、出口浮上ステージ３３の上方に第２ノズルユニット７０および第２メンテナンスユニット７５が新たに配置されている。このため、出口浮上ステージ３３の上方に基板をリフトアップするための空間を確保しようとすると、基板搬出の際に第２ノズルユニット７０および第２メンテナンスユニット７５を上方へ退避させるか、これらの配設位置を予め上方に設定しておくことが必要になってくる。このような改変は、装置構成の複雑化、移動距離の移動に起因するタクトタイムの増大などの不利益をもたらすものである。
そこで、この実施形態では、コロコンベア４１および出口浮上ステージ３３が上昇して基板Ｗを僅かに持ち上げることでチャック５１から離間させる。そして、出口浮上ステージ３３により浮上支持することで機械的抵抗を低く抑えつつコロコンベア４１の回転により基板Ｗに水平方向（搬送方向Ｄｔ）への推進力を与えることで、基板Ｗを搬出する構成としている。これにより、第２ノズルユニット７０および第２メンテナンスユニット７５を基板搬送経路に近接させて配置することが可能となり、基板搬出時に退避させる必要もなくなる。なお、基板の搬出方向は塗布時の搬送方向Ｄｔと同方向である必要は必ずしもなく、必要に応じて搬送方向Ｄｔとは異なる方向に基板Ｗが搬出されてもよい。
図９は基板の搬入動作の変形例を示す図である。上記の動作例では、入口浮上ステージ３１に搬入された基板Ｗをリフトピン３１１で持ち上げることで、基板Ｗの下にチャック５１が入り込むスペースが確保される。一方、次に示すように、同様の効果は、入口浮上ステージ３１を昇降可能な構成とした場合でも得られる。すなわち、図９（ａ）に示すように、基板Ｗが入口浮上ステージ３１に搬入される際、新たに設けた昇降駆動機構３８により、入口浮上ステージ３１をその上面がコロコンベア２１の上面と略同一高さとなるように上昇させておく。これにより、図９（ｂ）に示すように、基板Ｗは水平姿勢のまま入口浮上ステージ３１の上方まで搬送される。
この状態から、図９（ｃ）に示すように、コロコンベア２１と入口浮上ステージ３１とが下降することで、基板Ｗの下面がチャック５１により保持された状態に移行する。この状態は図７（ｃ）に示す状態と同じであり、以後、上記と同様にして基板Ｗの搬送および塗布を実行することができる。昇降駆動機構３８としては、例えば図５に示した昇降駆動機構３６と同一構成のものを適用可能である。
以上、第１ノズル６１を用いた塗布処理について説明してきた。この塗布処理では、基板Ｗの搬入に合わせて第１ノズル６１が第１予備吐出位置から塗布位置に移動して塗布動作を実行し、１枚の基板に対する処理が終了すると、第１ノズル６１は第１予備吐出位置に戻る。したがって、複数枚の基板Ｗを連続的に処理する際には、基板搬送に同期して、第１ノズル６１は第１予備吐出位置と塗布位置との間を往復移動することになる。この間、必要に応じて第１ノズル６１に対する洗浄処理が行われてもよい。
第１予備吐出位置は塗布位置の上流側に設定され、第１洗浄位置および第１待機位置は第１予備吐出位置の上流側に設定されている。したがって、塗布位置から第１予備吐出位置への第１ノズル６１の移動距離については、他の停止位置への移動距離よりも短くすることができる。このことは、塗布位置と第１予備吐出位置との間での第１ノズル６１の往復移動に起因するタクトタイムの増加を抑制することに資する。なお、この往復移動に要する時間については、処理済み基板の搬出および新たな未処理基板の搬入に必要な時間と同程度の長さであればよく、それ以上に短くしても全体のタクトタイムには影響しない。
塗布位置と第１予備吐出位置との間での第１ノズル６１の往復移動に要する時間を最短にすることが必要であれば、塗布位置に位置決めされる第２ノズルと干渉することのない範囲でできるだけ下流側（塗布位置に近い側）に第１メンテナンスユニット６５を配置すればよい。
なお、上記説明では、第１ノズル６１による塗布処理が実行される間、第２ノズル７１は第２待機位置に静止して待機状態となっている。しかしながら、待機中であっても、塗布液の固着を防止するために定期的に洗浄処理を行ったり、後の塗布処理のための予備吐出処理を行ったりすることは有効である。この実施形態では、第２ノズル７１に対して設定される第２予備吐出位置、第２洗浄位置および第２待機位置がいずれも塗布位置から下流側に退避した位置である。そして、第１ノズルユニット６０と第２ノズルユニット７０とは、基台上の走行ガイド８１Ｌ，８１Ｒを共用するもののそれぞれ独立した支持機構によりノズルを支持している。このため、第１ノズル６１による塗布処理の実行中に第２ノズルが各停止位置間を移動したとしても、その影響が塗布処理に及ぶことは回避される。
第２ノズル７１を用いた塗布処理についても同様に考えることができる。この場合には、第２ノズル７１が塗布位置とその下流側の第２予備吐出位置との間を往復移動することで、複数基板への塗布処理が実行される。この間、第１ノズル６１は、第２ノズル７１による塗布処理に干渉することなく、第１予備吐出位置、第１洗浄位置および第１待機位置のいずれかに位置決めあるいはこれらの位置間を移動することができる。
第１ノズル６１と第２ノズル７１との間で主要部分の構成やサイズが共通である場合、第１メンテナンスユニット６５と第２メンテナンスユニット７５とを塗布位置に関して対称な形状および配置とすることが可能である。このような構成では、第１ノズル６１による塗布処理と第２ノズル７１による塗布処理とを同じ処理シーケンスで実行することが可能である。
上記のように、この実施形態の塗布装置１では、第１ノズル６１と第２ノズル７１とが略同一の塗布位置に選択的に位置決めされることにより塗布処理が実行される。第１ノズル６１が塗布位置に位置決めされるときには、第２ノズル７１は塗布位置よりも下流側に退避する。一方、第２ノズル７１が塗布位置に位置決めされるときには、第１ノズル６１は塗布位置よりも上流側に退避する。このような構成とすることで次のような利点が得られる。
下方から浮力を与えることによって基板を支持する浮上式搬送系においては、処理対象となる基板の主要部分を非接触で支持することができるため、基板の汚染が問題となる精密デバイスの製造工程において有効なものである。その一方で、基板の鉛直方向位置を高精度に制御することは容易ではない。特に、広い範囲で高精度な位置制御を実現することは非常に困難である。このような搬送系が塗布処理のための基板搬送に用いられるとき、形成される塗布膜を厚さが一定で均質なものとするために、ノズルと基板との間のギャップを高精度に管理することが必要である。
図１０は２つのノズルの塗布位置を近接させる利点を説明するための図である。図１０（ａ）に示すように、第１ノズル６１に対応する塗布位置と第２ノズル７１に対応する塗布位置とが比較的近い場合を考える。この場合、基板Ｗが塗布ステージ３２上を通過する部分においてノズル下端と基板上面Ｗｆとの間のギャップＧが適正に制御されていることが求められる領域、すなわち位置制御領域Ｒｃは搬送方向Ｄｔにおいて比較的狭くて済む。仮に両ノズルの塗布位置が同一であれば、位置制御領域Ｒｃは搬送方向Ｄｔにおける吐出口の開口サイズに幾らかのマージンを加えた程度でよく、ごく限られた範囲でのみ位置制御が実現されればよい。
これに対し、図１０（ｂ）に比較例として示すように、第１ノズル６１に対応する塗布位置と第２ノズル７１に対応する塗布位置とが搬送方向Ｄｔに大きく離れている場合、位置制御領域Ｒｃをより広げるか、塗布ステージ３２上の異なる２箇所で基板Ｗの位置を適正化する必要が生じる。このような位置制御は複雑なものとなり、実現するには高コストとなりがちである。以上より、２つのノズルの塗布位置を近接させるあるいは一致させることにより、塗布ステージ３２上における基板Ｗの鉛直方向位置制御に対する要件が緩和され、装置構成および制御をより簡素化することができるといえる。
また、浮上ステージ部３において基板Ｗの鉛直方向位置を高精度に管理することのできる範囲が予め決まっている場合でも、その範囲に収まるように、第１ノズル６１に対応する塗布位置と第２ノズル７１に対応する塗布位置とが設定されればよい。このように実現可能な位置制御領域Ｒｃの広さに合わせて塗布位置を設定することは、塗布位置の設定に対応させて位置制御領域Ｒｃを広げることよりも設計上においては格段に容易である。
次に、この塗布装置１における異物検知機構３７について説明する。異物検知機構３７は、塗布ステージ３２上に搬送されてくる基板Ｗの上面に付着した異物や、基板Ｗと塗布ステージ３２との間に異物が挟まれることによる基板Ｗの局所的な盛り上がりを検知するものである。異物検知機構３７が設置される目的は、基板Ｗ上の異物または異物により盛り上がった基板Ｗと第１ノズル６１または第２ノズル７１との衝突や、異物の混入による塗布層の品質劣化等の問題を未然に回避することである。
図１１は異物検知機構の構成を示す図である。より具体的には、図１１（ａ）は異物検知機構３７およびその周辺構成を示す平面図であり、図１１（ｂ）はその平面図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、異物検知機構３７は、塗布ステージ３２上を通過する基板Ｗの上面に沿って略水平方向に光ビームＬを射出する投光部３７１と、該光ビームＬをその光路上で受光する受光部３７２と、チャック５１に取り付けられた遮光板３７３とを備えている。投光部３７１の光源としては例えばレーザーダイオードを使用可能であり、その点灯は制御ユニット９により制御される。また、受光部３７２が受光量に応じて出力する出力信号は制御ユニット９に送られる。
投光部３７１から射出される光ビームＬの方向は（−Ｙ）方向であり、Ｘ方向における光ビームＬの光軸位置は、塗布ステージ３２の上方であって、塗布位置に位置決めされる第１ノズル６１または第２ノズル７１の吐出口の開口位置、言い換えればこれらのノズルから吐出される塗布液が最初に基板Ｗに着液する基板Ｗ上の位置である着液位置Ｒよりも上流側の位置である。さらに、塗布位置に位置決めされる第１ノズル６１および第２ノズル７１によって光ビームＬが散乱あるいは遮光されないことも必要とされる。
また、図１１（ｂ）に示すように、Ｚ方向における光ビームＬの光軸位置は、搬送される基板Ｗの上面Ｗｆが光ビームＬのビームスポットを横切るような位置である。基板Ｗの上面Ｗｆがビームスポットの中央付近を通過することが好ましい。種々の厚さの基板に対してこのような条件を成立させるために、投光部３７１および受光部３７２については高さ調整が可能な状態で基台１０に取り付けられた構造であることが望ましい。
図１２は遮光板の構成を示す図である。図１２において光ビームＬはそのビームスポットの断面により表される。ビームスポットの直径を符号Ｄにより表す。なお光ビームＬのビームスポットの断面形状は円形に限定されず任意である。
遮光板３７３は光ビームＬに対する透過性を有さない材料、例えば金属板により形成された部材である。図１２（ａ）に示すように、遮光板３７３は、（−Ｙ）側のチャック部材５１Ｒの下流側（移動方向において先頭側）の支持部５１３から（＋Ｘ）方向に延びる水平部位３７３ａと、その（＋Ｘ）側先端から（＋Ｚ）方向に延びる鉛直部位３７３ｂとを有する略Ｌ字形状となっている。このうち遮光部として有効に機能するのは鉛直部位３７３ｂであり、水平部位３７３ａは鉛直部位３７３ｂを適切な位置に配置するための機能を有する。したがって遮光性を要するのは鉛直部位３７３ｂである。
チャック部材５１Ｒは、基板Ｗの（＋Ｘ）側端部を支持部５１３の（＋Ｘ）側端面から長さＸ１だけ突出させた状態で基板Ｗを保持するように構成されている。水平部位３７３ａは基板Ｗの下面よりも下方で水平に延び、鉛直部位３７３ｂは、Ｙ方向から見たときにチャック部材５１Ｒから突出された基板Ｗの（＋Ｘ）側端部の先端部分を覆い隠すように上向きに延びている。ここではＹ方向から見たときの基板Ｗと遮光板３７３との重なり量を符号Ｘ２により表す。この重なり量Ｘ２はゼロ以上とされる。
図１２（ｂ）に示すように、Ｚ方向における光ビームＬの光路位置は、搬送される基板Ｗが光ビームＬを部分的に遮り、しかも基板Ｗの上面Ｗｆ側で光ビームＬの一部が基板Ｗに遮られることなく受光部３７２に受光されるような位置に調整される。そして、図１２（ｃ）に示すように、遮光板３７３の鉛直部位３７３ｂは、光ビームＬの光路を横切る際に一時的に光ビームＬを完全に遮光するだけの幅および高さを有している。この要件が満たされる限りにおいて遮光板３７３の形状は任意である。
なお、図１２（ｄ）に示すように、基板Ｗが薄い場合には光ビームＬの一部が基板Ｗの下方を通過するケースも生じ得る。このようなケースでも異物検知機構３７が異物を検知することを可能とするために、図１２（ｄ）に示すように、基板Ｗの下方を通過する光を水平部位３７３ａが遮蔽しないことが望ましい。
図１３は基板搬送に伴う光ビームの透過状況を示す図である。また、図１４は受光部が受光する光量の基板搬送に伴う変化を模式的に示す図である。図１３（ａ）に示すように、基板Ｗを搬送するチャック５１が塗布ステージ３２よりも上流側に離れた位置にある時刻Ｔ０においては、光ビームＬは何らかの部材により遮光されることはない。したがって、図１４に示すように、時刻Ｔ０における受光光量は最大となっている。
図１３（ｂ）に示すように、遮光板３７３の（＋Ｘ）側端面が光ビームＬの光路に差し掛かると、遮光板３７３による光ビームＬの遮光が始まる。この時刻Ｔ１から徐々に受光光量は低下してゆく。図１３（ｃ）に示すように、時刻Ｔ２において遮光板３７３が光ビームＬを完全に遮ってしまうと、受光光量は最小となる。遮光板３７３による光ビームＬの完全な遮光が続く間、受光光量は最低レベルに留まる。
図１３（ｄ）に示すように、遮光板３７３の（−Ｘ）側端面が光ビームＬの光路を通過する時刻Ｔ３から再び受光光量は増加し始めるが、光ビームＬの一部は基板Ｗによっても遮光されるため、受光光量の増加は緩やかである。最終的に、遮光板３７３の（−Ｘ）側端面が光ビームＬの光路から完全に離脱する時刻Ｔ４以降においては、光ビームＬは基板Ｗによる遮光のみを受ける。したがって、基板Ｗの上面が平坦であれば、受光部３７２の受光光量は、全透過状態の最大光量と全遮光状態の最小光量との中間的な値で安定するはずである。
一方、基板Ｗの上面Ｗｆに異物が付着していたり、下面側の異物により基板Ｗの上面Ｗｆが盛り上がっていたりすれば、図１４において点線で示すように、受光光量が一時的に大きな落ち込みを示すことになる。本来なら受光光量が安定しているべき期間における有意な光量の落ち込みを検出することにより、異物の存在を検知することが可能である。異物の存在は受光光量を低下させる方向に作用する。
遮光板３７３を設けない場合、全透過状態の光ビームＬが基板Ｗによる部分的な遮光を受けることで受光光量は次第に低下する。基板Ｗにより遮光された状態の受光光量の大きさは、基板Ｗの厚さやＺ方向における光ビームＬとの位置関係により変動し、事前に把握しておくことは困難である。また、実際の検出信号はノイズを含むため、変動する検出信号がどの時点で安定したのかを判断することが難しくなる。つまり、検知開始時の過渡状態から定常状態への移行時期が特定できない。そのため、どの時点から異物検知を開始すればよいかを適切に決めることができず、過渡的な変化を異物と誤認識したり、検出されるべき異物を見落としたりすることが起こり得る。
遮光板３７３を設けた場合、受光部３７２は、全通過状態の光量と、全遮光状態の光量とを取得することができる。この過程で、投光部３７１および受光部３７２が正しく動作しているかをチェックすることが可能である。例えば投光部３７１の光軸がずれていたり受光部３７２に迷光が入射していたりすれば、受光光量の変化が本来のものとは大きく異なることになる。
また、受光光量が最小光量から増加に転じた時点で、基板Ｗによる光ビームＬの遮光が始まっており、これ以後の受光光量の有意な低下は異物によるものと判断することができる。したがって、原理的には時刻Ｔ３以降において異物検知が可能となる。ノイズの影響等を考慮すれば、遮光板３７３による遮光の影響が完全になくなる時刻Ｔ４以降であれば、より安定な異物検知が可能であるということができる。
図１２（ｄ）に示すように基板Ｗの下面にまで光ビームＬが回り込む場合も考慮して、受光光量が安定する時刻Ｔ４を見極める必要がある場合、図１２（ａ）における値Ｘ１から値Ｘ２を差し引いた値（Ｘ１−Ｘ２）が光ビームＬのスポット径Ｄよりも大きくなっていればよいことになる。このようにすれば、時刻Ｔ３を過ぎた後で必ず受光光量が一定となる期間が生じるので、その時刻Ｔ４を把握することが可能となる。例えばビーム径Ｄが１ミリメートル程度であるとき、Ｘ１を５ミリメートル、Ｘ２を０ないし０．５ミリメートル程度とすることができる。
値Ｘ２については原理的にはゼロであってもよい。しかしながら、この値を厳密にゼロに合わせるような調整は難しく、またそのようにする利点もあまりないので現実的ではない。Ｙ方向から見たときに基板Ｗの先端と遮光板３７３との間に僅かでも隙間があると、その漏れ光が検出されることで時刻Ｔ３の直後に一時的に受光光量が大きくなることになる。このような漏れ光は安定した異物検知の妨げとなるものである。このことから、Ｙ方向から見たときの基板Ｗの先端と遮光板３７３とがたとえ僅かであってもオーバーラップした状態としておくのが好ましい。
一方、この重なり量Ｘ２が大きくなると、基板Ｗの端部において遮光板３７３に遮蔽されることで異物検知を行うことのできない領域が大きくなってしまう。特に、基板Ｗの端部に近い領域から異物検知が必要とされる場合には問題となり得る。基板Ｗ上において異物検知が必要な範囲が予めわかっている場合には、次のようにして重なり量を決定することが可能である。
図１５は基板上で異物検知が必要な範囲が既知である場合の位置関係を示す図である。図１５に示すように、異物検知が必要とされる要検知範囲が、基板Ｗの端部より距離Ｘ３の位置から始まるものとする。安定した検知のためには、受光光量が安定する時刻Ｔ４を過ぎてから光ビームＬが要検知範囲に到達することが必要である。このためには、図１５から明らかなように、遮光板３７３の鉛直部位３７３ｂの（−Ｙ）側端部から要検知範囲までの距離Ｘ４が、光ビームＬのビーム径Ｄよりも大きくなっていればよい。距離Ｘ４は、距離Ｘ３から基板Ｗと遮光板３７３との重なり量Ｘ２を差し引いたものに相当するから、結局重なり量Ｘ２については、次式：
０≦Ｘ２＜（Ｘ３−Ｄ）
となるように設定すればよいこととなる。
必要なのは、基板Ｗの先端部が遮光板３７３により光ビームＬに対して遮蔽された状態で光ビームＬの進路に進入し、遮光板３７３による遮光が終了してから光ビームＬが要検知範囲に到達するまでに受光光量が安定となる期間があることである。この目的のために、光ビームＬの進路に沿って見たときの遮光板３７３と基板Ｗ先端部との位置関係および遮光板３７３と要検知範囲との距離が適切に設定されればよい。特に基板Ｗの下方への光ビームＬの漏れを考慮しなくてよい場合には、チャックからの基板Ｗの突出量に着目する必要はない。
図１６は異物検知処理の流れを示すフローチャートである。異物検知処理は、制御ユニット９が予め定められた制御プログラムを実行することにより実現される。異物検知処理の開始時点で、投光部３７１からの光ビームＬの出射および受光部３７２による受光が開始される（ステップＳ２０１）。なお、手法については特に限定しないが、受光光量に対応して受光部３７２から出力される検出信号に関しては、有意な光量変化を検出するために適宜のフィルタリング処理等がなされているものとする。
異物検知は、図１４に示す光量変化、つまり全通過状態、全遮光状態および基板による部分遮光状態がこの順番で出現することを前提として行われる。まず、受光部３７２により、全通過状態における適正な受光光量に対応して設定された第１光量Ｌ１以上の光量が検出されるか否かが判断される（ステップＳ２０２）。投光部３７１および受光部３７２が正常に動作していれば第１光量Ｌ１以上の光量が検出されるはずであり、所定時間が経過しても検出されなければ（ステップＳ２１１）、投光部３７１からの光量不足等、装置に何らかの異状が疑われる。この場合には所定のエラー処理（ステップＳ２１４）が実行される。
第１光量Ｌ１以上の光量が検出されると、次いで全遮光状態における適正な受光光量に対応して設定された第２光量Ｌ２以上の光量が検出されるか否かが判断される（ステップＳ２０３）。所定時間が経過しても検出されなければ（ステップＳ２１２）、受光部３７２の不良に起因するノイズや迷光などの異状が疑われる。この場合にもエラー処理（ステップＳ２１４）が実行される。
第２光量Ｌ２以上の光量が検出されると、時刻Ｔ４が経過して受光光量が安定するのを待つ（ステップＳ２０４）。所定時間が経過しても光量が安定しない場合には（ステップＳ２１３）、エラー処理（ステップＳ２１４）が実行される。なお、上記した各場合におけるエラー処理の内容は任意である。
光量が安定したと判断されると、基板Ｗに対する異物検知が開始される（ステップＳ２０５）。すなわち、受光部３７２による受光光量を常時監視しておき、有意な光量低下が検出されると（ステップＳ２０６）、異物の存在が疑われる。この場合には、基板Ｗの搬送が停止され（ステップＳ２０７）、いずれかのノズルが塗布位置にある場合には塗布位置からの退避動作が行われる（ステップＳ２０８）。基板Ｗにおいて異物が検知されると直ちに基板Ｗの搬送を停止すること、および、ノズルを退避させることにより、異物がノズルに衝突したり、基板とノズルとの間に挟まったりすることが回避される。
その上で、異物が検知されたことがユーザーに報知される（ステップＳ２０９）。報知を受けたユーザーは、異物の確認や除去、塗布処理の差異実行など適切な措置を取ることが可能である。異物が検知された後の動作内容については、このような報知によるもののみに限定されず任意である。
なお、上記の異物検知機構３７では、投光部３７１が基板Ｗの搬送方向Ｄｔ（Ｘ方向）と直交する方向、すなわちＹ方向に光ビームＬを出射している。より一般的には、光ビームＬの進路が基板Ｗの上面に沿ったものであれば、必ずしも搬送方向と直交するものでなくてもよい。以下、そのような別形態の例について説明する。
図１７はビーム進路と搬送方向とが直交しない例を示す図である。図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、搬送に伴い基板Ｗの位置が変化した２つの時刻における各部の位置関係を表している。図１７（ａ）に示すように、投光部３７１から受光部３７２に向かう光ビームＬの方向は、基板Ｗの搬送方向Ｄｔに直交するＹ方向に対し傾きを有していてもよい。この場合に異物検知機構３７が満たすべき要件は以下の通りである。
異物が着液位置Ｒへ搬送されるのを防止するという観点から、光ビームＬの進路は、着液位置Ｒよりも搬送方向Ｄｔの上流側で塗布ステージ３２の上方を横切るようなものとされる。また、図１７（ａ）に示すように、基板Ｗの一部（この図では右下角部）が光ビームＬの進路に最初に到達する時刻においては、遮光板３７３による光ビームＬの遮蔽がそれ以前から継続されている必要がある。一方、図１７（ｂ）に示すように、基板Ｗのうち下面においてチャック５１の保持部５１３が当接している部分が光ビームＬの進路に最初に到達する時刻においては、遮光板３７３による光ビームＬの遮蔽が終了していなければならない。
両時刻の間に基板Ｗが光ビームＬの断面長さより多くの距離を移動する構成であれば、一定の期間、光ビームＬが基板Ｗのみに遮蔽された状態が継続されるため、受光部３７２により受光される光量が一定となる期間を出現させることができる。これを実現するためには、光ビームＬの進路に沿って見たときの遮光部材３７３と保持部５１３との間の距離を、同方向から見た光ビームＬの断面の長さより大きくすればよい。
以上説明したように、この実施形態においては、塗布装置１が本発明の「基板搬送装置」および「基板処理装置」として機能するものである。また、上記実施形態では、チャック５１が本発明の「搬送部」として機能しており、チャック５１の保持部５１３、特にその上端部が本発明の「保持部位」に相当している。また、第１ノズル６１および第２ノズル７１がそれぞれ本発明の「吐出部」として機能している。
また、出力移載部４のコロコンベア４１が本発明の「移載部」および「ローラ部材」として機能している。また、回転・昇降駆動機構４２が本発明の「切替部」として機能している。そして、コロコンベア４１の上端部が本発明の「当接部位」に相当する。一方、図９に示す入口浮上ステージ３１が昇降する変形例においては、入力移載部２のコロコンベア２１が本発明の「移載部」および「ローラ部材」として機能し、回転・昇降駆動機構２２が本発明の「切替部」として機能する。そして、コロコンベア２１の上端部が本発明の「当接部位」に相当する。
また、浮上ステージ部３が本発明の「浮上部」として機能している。このうち出口浮上ステージ３３が本発明の「ステージ」および「中継ステージ」として機能し、昇降駆動機構３６が「昇降機構」に相当する。また、塗布ステージ３２は本発明の「位置制御ステージ」として機能している。そして、浮上制御機構３５が本発明の「浮力発生機構」に相当している。また、図９に示す変形例では、浮上制御機構３８が本発明の「浮力発生機構」に相当する。
そして、例えば図８（ｂ）に示すようにコロコンベア２１，４１がチャック５１に保持される基板Ｗの下面より下方に退避した状態が、本発明の「第１状態」に相当している。また、例えば図９（ｂ）および図８（ｃ）に示すようにコロコンベア２１，４１がチャック５１の上端より上方に進出して基板Ｗの下面に当接した状態が、本発明の「第２状態」に相当している。そして、いずれの状態においても、基板Ｗの下面に浮上ステージ部３が配置されることで、基板Ｗの姿勢は水平に維持されている。
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、本発明の「移載部」に相当する出力移載部４のコロコンベア４１が上昇して基板Ｗに当接することで基板Ｗをチャック５１から離間させる。これに代えて、例えばチャック５１の保持部５１３が下降することにより、基板Ｗがチャック５１からコロコンベア４１に移載される構成とすることができる。このような構造を実現するに当たってチャック５１全体が昇降する必要は必ずしもなく、例えば保持部５１３に設けられた適宜のアクチュエータの昇降によっても、上記と同様の機能を実現することが可能である。このケースは、本発明において「保持部位」が昇降する態様に該当する。
また、上記実施形態の塗布処理シーケンスは、図７および図８に示すように、入力移載部２１のコロコンベア２１と出力移載部４１のコロコンベア４１とが基本的に同じタイミングで昇降するように構成されている。これは、シーケンスの設定によっては両者の昇降が単一の機構で実現される可能性があることを示すものであり、それぞれに昇降機構を有する構成においてはこれらが個別に昇降するようにシーケンスが設定されてもよい。
また例えば、上記実施形態では、第１ノズル６１を用いる塗布処理と第２ノズル７１を用いる塗布処理とを個別の処理として説明したが、一連の処理シーケンスにおいて第１ノズル６１および第２ノズル７１の両方を使った処理も実行可能である。例えば第１ノズル６１と第２ノズル７１とを交互に塗布位置に移動させるような塗布処理も、この塗布装置１は実行可能である。この場合にも、塗布位置にない方のノズルについては、処理の進行に応じて予備吐出位置、洗浄位置および待機位置のいずれかに置くことで、ノズルの干渉を防止し、優れたスループットでの処理が可能である。
また、上記実施形態の塗布装置１では同一の塗布位置で塗布を行う２つのノズル６１，７２が設けられているが、本発明の「基板処理装置」における「吐出部」の配設数はこれに限定されない。例えば「吐出部」としての単一のノズルを備える塗布装置にも、本発明を適用することが可能である。具体的には、例えば単一のノズルが搬送経路の上流側に退避するような機構を有する装置では、塗布位置の上流側において搬送経路上に広いスペースを取ることが難しい。一方、ノズルが搬送経路の下流側に退避するような機構を有する装置では、塗布位置の下流側において搬送経路上に広いスペースを取ることが難しい。これらの場合にも、本発明を適用することで、基板の搬入または搬出を良好に行うことが可能となる。
また、上記実施形態の第１ノズル６１、第２ノズル７１はいずれもスリットノズルであるが、塗布方式はスリット塗布に限定されず任意である。また、２つのノズルの塗布方式が同一である必要もない。
また、上記実施形態は本発明の「基板処理」としての塗布処理を実行する塗布装置であるが、処理内容は塗布に限定されない。例えばノズルから基板に洗浄液やリンス液等を供給して洗浄を行う場合にも本発明を適用可能である。また、このように基板に対する処理を実行するものに限定されず、基板を浮上状態で搬送する搬送装置全般に対し、本発明を適用することが可能である。
以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明にかかる基板搬送装置においては、例えば、浮上部は、基板の下面に上面が対向するステージと、ステージの上面と基板の下面との間に気体を流通させることで基板に浮力を与える浮力発生機構と、切替部による切り替えに応じてステージを昇降させる昇降機構とを有するものであってもよい。このような構成によれば、ステージ上面と基板下面との間のギャップを制御することで、ステージとの対向位置の少なくとも一部において基板の鉛直方向位置を精度よく管理することができる。
また例えば、切替部は、当接部位を昇降させることで第１状態と第２状態とを切り替えるもの、保持部位を昇降させることで第１状態と第２状態とを切り替えるもののいずれであってもよい。第１状態と第２状態とでは保持部位と当接部位との相対高さが異なっているが、いずれの構成によってもこれを実現することが可能である。
また例えば、移載部は、基板の下面に当接しながら回転して前記基板に前記推進力を付与するローラ部材を備えるものであってもよい。このような構成では、ローラ部材が基板の下面に当接しながら回転することで基板に水平方向の推進力を与えることが可能である。ローラ部材を基板下面の一部にしか当接させることができないとしても、搬送部による保持が解除され、しかも基板の姿勢が浮力により制御された第２状態では、推進力に対する機械的抵抗が小さいため、ローラ部材による搬送を良好に行うことが可能である。
また、本発明にかかる基板処理装置においては、例えば、浮上部は、搬送部により搬送される基板の下面に上面が対向して基板の鉛直方向位置を制御する位置制御ステージと、位置制御ステージと移載部との間に配置され、搬送部により搬送される基板の下面に上面が対向する中継ステージと、位置制御ステージの上面と基板の下面との間、および、中継ステージの上面と基板の下面との間に気体を流通させることで、基板に浮力を与える浮力発生機構と、中継ステージを昇降させる昇降機構とを有し、昇降機構は、第１状態では中継ステージの上面が位置制御ステージの上面と同じ高さとなるように中継ステージを位置決めする一方、第２状態では中継ステージの上面が位置制御ステージの上面よりも高くなるように中継ステージを位置決めする構成であってもよい。
このような構成によれば、位置制御ステージにより鉛直方向位置が制御された基板に対し処理液が吐出されるので、処理結果を良好なものとすることができる。また、第１状態と第２状態との切り替えにおいて位置制御ステージとは別の中継ステージを昇降させるので、位置制御ステージについては昇降が不要であり、高精度な位置制御が可能となる。また、中継ステージを介した基板の搬入・搬出と、位置制御ステージでの位置制御とを個別に実行することができるので、処理時間の短縮を図ることができる。
また、本発明にかかる基板搬送方法では、例えば移載部は搬送部が基板の搬送を終了する搬送終了位置に臨んで設けられ、搬送部が搬送終了位置に移動してくる際には第１状態とし、搬送部が搬送終了位置に到達した後に当接部位を保持部位に対して上昇させることで第２状態に移行させる構成であってもよい。このような構成によれば、搬送された基板を搬送部から搬出する動作を、狭いスペースでも良好に行うことができる。
また例えば、移載部は搬送部が基板の搬送を開始する搬送開始位置に臨んで設けられ、記搬送開始位置にある搬送部に対し、第２状態で移載部から基板を搬入した後に、当接部位を保持部位に対して下降させることで第１状態に移行させる構成であってもよい。このような構成によれば、搬送の対象となる基板を搬送部に搬入する動作を、狭いスペースでも良好に行うことができる。
本発明は、基板に浮力を与えて浮上させながら搬送する各種の搬送装置、およびこのように基板を搬送しながら基板に対し処理液による処理を実行する各種の基板処理装置に適用することができる。
１ 塗布装置（基板搬送装置、基板処理装置）
３ 浮上ステージ部（浮上部）
２１，４１ コロコンベア（移載部、ローラ部材）
２２，４２ 回転・昇降駆動機構（切替部）
３１ 入口浮上ステージ（ステージ、中継ステージ）
３２ 塗布ステージ（位置制御ステージ）
３３ 出口浮上ステージ（ステージ、中継ステージ）
３５ 浮上制御機構（浮力発生機構）
３６，３８ 昇降駆動機構（昇降機構）
５１ チャック（搬送部）
６１，７１ ノズル（吐出部）
５１３ 保持部（保持部位）
Ｗ 基板

Claims (8)

  1. 基板の下面を部分的に保持しながら移動して前記基板を搬送する搬送部と、
    前記基板に当接して水平方向の推進力を付与することで、前記搬送部への前記基板の搬入および前記搬送部からの前記基板の搬出の少なくとも一方を行う移載部と、
    前記搬送部のうち前記基板を保持する保持部位と前記移載部のうち前記基板に当接する当接部位との間の相対高さを変更することで、前記保持部位が前記当接部位よりも高い位置に位置して前記基板を保持する第１状態、および、前記当接部位が前記保持部位よりも高い位置に位置して前記基板に当接する第２状態、の間を切り替える切替部と、
    前記第１状態および前記第２状態のそれぞれで、前記基板に下方から浮力を与えて浮上させることで前記基板を水平姿勢に制御する浮上部と、
    前記搬送部により搬送される前記基板の上面に対向配置され、前記基板に処理液を吐出する吐出部と
    を備え、
    前記浮上部は、
    前記搬送部により搬送される前記基板の下面に上面が対向して前記基板の鉛直方向位置を制御する位置制御ステージと、
    前記位置制御ステージと前記移載部との間に配置され、前記搬送部により搬送される前記基板の下面に上面が対向する中継ステージと、
    前記位置制御ステージの上面と前記基板の下面との間、および、前記中継ステージの上面と前記基板の下面との間に気体を流通させることで、前記基板に浮力を与える浮力発生機構と、
    前記中継ステージを昇降させる昇降機構と
    を有し、
    前記昇降機構は、前記第１状態では前記中継ステージの上面が前記位置制御ステージの上面と同じ高さとなるように前記中継ステージを位置決めする一方、前記第２状態では前記中継ステージの上面が前記位置制御ステージの上面よりも高くなるように前記中継ステージを位置決めする基板処理装置。
  2. 前記浮上部は、前記基板の下面に上面が対向するステージと、前記ステージの上面と前記基板の下面との間に気体を流通させることで前記基板に浮力を与える浮力発生機構と、前記切替部による切り替えに応じて前記ステージを昇降させる昇降機構とを有する請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記切替部は、前記当接部位を昇降させることで前記第１状態と前記第２状態とを切り替える請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記切替部は、前記保持部位を昇降させることで前記第１状態と前記第２状態とを切り替える請求項１または２に記載の基板処理装置。
  5. 前記移載部は、前記基板の下面に当接しながら回転して前記基板に前記推進力を付与するローラ部材を備える請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
  6. 基板の下面を部分的に保持する搬送部を移動させて前記基板を搬送し、搬送される前記基板の下方から浮力を与えて前記基板の姿勢を制御しつつ、前記基板の上面に処理液を吐出する基板処理方法において、
    前記搬送部による前記基板の搬送経路に前記基板に当接して水平方向の推進力を付与する移載部を設けるとともに、前記搬送部のうち前記基板を保持する保持部位と前記移載部のうち前記基板に当接する当接部位との間の相対高さを変更可能とし、
    前記保持部位が前記当接部位よりも高い位置に位置して前記基板を保持する第１状態で、前記搬送部により前記基板を搬送し、
    前記当接部位が前記保持部位よりも高い位置に位置して前記基板に当接する第２状態で、前記搬送部への前記基板の搬入および前記搬送部からの前記基板の搬出の少なくとも一方を行い、しかも、
    前記第１状態および前記第２状態のそれぞれで、前記基板の下方から浮力を与えて前記基板の姿勢を制御し、
    前記搬送部により搬送される前記基板の下面に位置制御ステージの上面を対向させて前記基板の鉛直方向位置を制御し、
    前記位置制御ステージと前記移載部との間に、前記搬送部により搬送される前記基板の下面に上面が対向する中継ステージを配置し、
    前記位置制御ステージの上面と前記基板の下面との間、および、前記中継ステージの上面と前記基板の下面との間に気体を流通させることで前記基板に浮力を与え、
    前記中継ステージを昇降させる昇降機構が、前記第１状態では前記中継ステージの上面が前記位置制御ステージの上面と同じ高さとなるように前記中継ステージを位置決めする一方、前記第２状態では前記中継ステージの上面が前記位置制御ステージの上面よりも高くなるように前記中継ステージを位置決めする基板処理方法。
  7. 前記移載部は前記搬送部が前記基板の搬送を終了する搬送終了位置に臨んで設けられ、
    前記搬送部が前記搬送終了位置に移動してくる際には前記第１状態とし、前記搬送部が前記搬送終了位置に到達した後に前記当接部位を前記保持部位に対して上昇させることで前記第２状態に移行させる請求項６に記載の基板処理方法。
  8. 前記移載部は前記搬送部が前記基板の搬送を開始する搬送開始位置に臨んで設けられ、
    前記搬送開始位置にある前記搬送部に対し、前記第２状態で前記移載部から前記基板を搬入した後に、前記当接部位を前記保持部位に対して下降させることで前記第１状態に移行させる請求項６に記載の基板処理方法。
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