KR102336820B1 - 기판 유지 장치, 기판 처리 장치 및 기판 유지 방법 - Google Patents

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Abstract

[과제] 발진 및 기판으로의 데미지 도입을 발생시키지 않고, 기판의 휨을 확실하게 해소하여 기판 전역을 양호하게 유지한다.
[해결 수단] 기판을 하방으로부터 지지하는 스테이지와, 스테이지에 지지된 기판의 휨을 교정하는 교정 기구를 구비하고, 교정 기구에 의해 휨이 교정된 기판을 스테이지에서 유지하는 기판 유지 장치로서, 교정 기구는, 기판의 상면의 주연부의 상방에서 상하 방향으로 이동 가능한 교정 블록과, 교정 블록의 하면으로부터 기판의 상면을 향하여 제1 기체를 분출하여 기판의 상면과 교정 블록의 하면의 사이에 기체층을 형성하는 기체층 형성부와, 기판과 비접촉 상태를 유지하면서 교정 블록을 하방으로 이동시킴으로써 기체층을 주연부에 눌러 기판의 휨을 교정하는 이동부를 갖고 있다.

Description

기판 유지 장치, 기판 처리 장치 및 기판 유지 방법{SUBSTRATE HOLDING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND SUBSTRATE HOLDING METHOD}
이 발명은, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 FPD용 유리 기판, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 유리 기판, 컬러 필터용 기판, 기록 디스크용 기판, 태양전지용 기판, 전자종이용 기판 등의 정밀 전자 장치용 기판, 반도체 패키지용 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 칭한다)을 유지하는 기술에 관한 것이다.
종래, 도포액의 도포 등의 처리를 기판에 행하는 기판 처리 장치에서는, 기판이 기판 유지 장치에 의해 유지된 상태에서 기판으로의 처리가 실행된다. 예를 들면, 일본국 특허공개 2013－175622호 공보에서는, 상기 기판 처리 장치의 일례로서 도포 장치가 기재되어 있다. 이 도포 장치는, 스테이지의 상면에 재치된 기판의 하면을 흡착하여 유지하는 기판 유지 장치와, 기판 유지 장치에 의해 유지된 기판의 상면과 근접한 상태에서 당해 기판에 대해서 수평 방향으로 상대적으로 이동함으로써 기판의 상면에 도포액을 도포하는 슬릿 노즐을 구비하고 있다.
이 기판 유지 장치에서는, 기판의 주연부 부근에 발생하는 휨의 영향을 억제할 수 있도록 스테이지의 주위에 누름 부재가 배치되어 있다. 그리고, 기판의 휨이 큰 경우에는, 누름 부재가 기판의 상면의 주연부를 상방으로부터 눌러 기판의 휨을 교정한다. 따라서, 기판 전역을 스테이지 상에 흡착 유지할 수 있으며, 도포 처리 등의 기판 처리를 양호하게 행하는 것이 가능하게 되어 있다.
일본국 특허공개 2013－175622호 공보
그러나, 상기한 기판 유지 장치에서는, 누름 부재가 기판의 상면과 접촉하여 하중을 부여하기 때문에, 다음과 같은 문제가 발생하고 있다. 즉, 기판 중 누름 부재와 물리적으로 접촉하는 부위에 데미지가 도입되어 버리는 경우가 있다. 또한, 상기 접촉에 의해 먼지나 파티클 등이 발생하는, 이른바 발진의 문제가 있었다.
이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 발진 및 기판으로의 데미지 도입을 발생시키지 않고, 기판의 휨을 확실하게 해소하여 기판 전역을 양호하게 유지할 수 있는 기술의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태는, 기판을 하방으로부터 지지하는 스테이지와, 스테이지에 지지된 기판의 휨을 교정하는 교정 기구를 구비하고, 교정 기구에 의해 휨이 교정된 기판을 스테이지에서 유지하는 기판 유지 장치로서, 교정 기구는, 기판의 상면의 주연부의 상방에서 상하 방향으로 이동 가능한 교정 블록과, 교정 블록의 하면으로부터 기판의 상면을 향하여 제1 기체를 분출하여 기판의 상면과 교정 블록의 하면의 사이에 기체층을 형성하는 기체층 형성부와, 기판과 비접촉 상태를 유지하면서 교정 블록을 하방으로 이동시킴으로써 기체층을 주연부에 눌러 기판의 휨을 교정하는 이동부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제2 양태는, 기판 처리 장치로서, 상기 기판 유지 장치와, 기판 유지 장치에 의해 유지된 기판의 상면을 향하여 처리액을 토출하는 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제3 양태는, 스테이지에 의해 하방으로부터 지지된 기판의 휨을 교정한 다음에 기판을 스테이지에서 유지시키는 기판 유지 방법으로서, 기판의 상면의 주연부의 상방에 교정 블록을 배치하고, 교정 블록의 하면으로부터 기판의 상면을 향하여 제1 기체를 분출하여 기판의 상면과 교정 블록의 하면의 사이에 기체층을 형성하고, 기판과 비접촉 상태를 유지하면서 교정 블록을 하방으로 이동시킴으로써 기체층을 주연부에 눌러 기판의 휨을 교정하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 기판의 상면의 주연부의 상방에 배치된 교정 블록의 하면으로부터 기판의 상면을 향하여 제1 기체가 분출되어 기판의 상면과 교정 블록의 하면의 사이에 기체층이 형성된다. 그리고, 교정 블록의 하방으로의 이동에 수반하여 기체층에 의해 주연부가 하방으로 눌러져, 그것에 의해 기판의 휨이 교정된다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 기판의 상면의 주연부와 교정 블록의 사이에 형성된 기체층을 주연부에 눌러 기판의 휨을 교정하고 있기 때문에, 발진 및 기판으로의 데미지 도입을 발생시키지 않고, 기판의 휨을 확실하게 해소하여 기판 전역을 양호하게 유지하는 것이 가능하게 된다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 장비되는 기판 유지 장치의 일실시 형태를 나타내는 평면도이다.
도 2는, 도 1의 기판 유지 장치가 구비하는 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은, 교정 블록과 당해 교정 블록을 이동시키기 위한 이동부를 나타내는 사시도이다.
도 4a는, 이동부에 의한 교정 블록의 이동을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 4b는, 이동부에 의한 교정 블록의 이동을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 5는, 교정 블록에 연결되어 교정 블록과 기판의 사이에 에어층을 강제적으로 형성하는 에어층 형성부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 1의 기판 유지 장치가 실행하는 기판 고정의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 7은, 도 6의 플로차트에 의해 실행되는 동작을 모식적으로 나타내는 동작 설명도이다.
도 8a는, 도 1에 나타내는 기판 유지 장치를 장비한 도포 장치에 있어서의 도포 동작을 나타내는 도면이다.
도 8b는, 도 1에 나타내는 기판 유지 장치를 장비한 도포 장치에 있어서의 도포 전 동작을 나타내는 도면이다.
도 9는, 에어층 형성부의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 장비되는 기판 유지 장치의 일실시 형태를 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1의 기판 유지 장치가 구비하는 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 1 및 이후의 도면에는 그들의 방향 관계를 명확하게 하기 위해서 Z방향을 연직 방향으로 하고, XY평면을 수평면으로 하는 XYZ직교 좌표계를 적절히 붙이고 있다. 또한, 이해 용이의 목적으로, 필요에 따라서 각부의 치수나 수를 과장 또는 간략화하여 그리고 있다. 참고로, 도 1의 상태에서는, 기판 유지 장치(1)에 유지되는 기판(S)의 가장자리의 대부분은 나타나지 않는데, 도 1에 있어서 기판(S)의 가장자리를 파선에 의해 나타냄과 더불어, 기판 유지 장치(1) 중 기판(S)에 숨는 부분은 기판(S)을 투과하여 나타냈다.
기판 유지 장치(1)는, 예를 들면, 일본국 특허공개 2013－175622호 공보에 기재된 도포 장치에 장비 가능하고, CPU(Central Processing Unit)나 RAM(Random Access Memory)으로 구성된 컴퓨터인 컨트롤러(10)를 구비하여, 컨트롤러(10)에 의해 장치 각부를 제어함으로써 로봇 등으로부터 수취(受取)한 기판(S)을 유지하는 장치이다. 기판 유지 장치(1)의 유지 대상이 되는 기판(S)의 종류는 다양하다. 특히 기판 유지 장치(1)는, 후술하는 바와 같이 기판(S)의 휨을 교정하는 기구를 구비하기 때문에, 예를 들면, 구리 등의 금속의 층을 포함하는 다층 구조를 갖는 기판(S)을 유지하는데 적합하다. 즉, 이러한 다층 기판(S)은 각층의 열팽창율의 차이에 기인하여 휘기 쉬운 것에 대해, 기판 유지 장치(1)가 그 휨을 교정하면서 기판(S)을 유지할 수 있다. 또한, 유지 대상이 되는 기판(S)의 형상도 다양한데, 여기에서는 평면에서 볼 때 사각 형상을 갖는 기판(S)을 유지하는 구성에 대해 설명한다.
기판 유지 장치(1)는, 기판(S)이 재치(載置)되는 정육면체 형상의 스테이지(11)를 구비한다. 스테이지(11)의 상부에서는, 평면에서 볼 때 사각 형상을 갖는 재치면(110)이 상방을 향하여 설치되어 있다. 이 재치면(110)은 수평인 평면이며, 기판(S)은 그 상면을 위를 향하여 재치면(110)에 의해 수평으로 지지된다. 재치면(110)에는, 도시를 생략하는 다수의 통기 구멍이 개구되어 있으며, 기판 유지 장치(1)는, 통기 구멍에 대해서 에어를 공급하는 에어 공급부(112)와, 통기 구멍으로부터 에어를 흡인하는 에어 흡인부(113)를 갖는다. 그리고, 컨트롤러(10)가, 에어 공급부(112)에 의해 통기 구멍에 에어를 공급함으로써 통기 구멍으로부터 재치면(110) 상의 기판(S)에 에어를 블로하거나, 에어 흡인부(113)에 의해 통기 구멍으로부터 에어를 흡인함으로써 기판(S)을 재치면(110)에 흡착하거나 할 수 있다.
기판 유지 장치(1)는, 로봇으로부터 수취한 기판(S)을 재치면(110)에 재치하기 위한 복수의 리프트 핀(12)을 구비한다. 즉, 스테이지(11)에는, Z방향에 평행하게 연장되어 설치되고 재치면(110)에 개구하는 복수의 핀 수납 구멍(114)이 설치되어 있으며, 각 핀 수납 구멍(114)에 리프트 핀(12)이 수용되어 있다. 각 리프트 핀(12)은 Z방향에 평행하게 연장되어 설치된 핀 형상을 갖고, 컨트롤러(10)가 리프트 핀 액추에이터(A112)에 의해 리프트 핀(12)을 승강시킴으로써, 리프트 핀(12)이 핀 수납 구멍(114)에 대해서 진퇴한다. 그리고, 로봇이 재치면(110)의 상방에 기판(S)을 반송해 오면, 리프트 핀 액추에이터(A112)의 구동에 의해 상승한 복수의 리프트 핀(12)이 핀 수납 구멍(114)으로부터 재치면(110)의 상방으로 돌출하여 각각의 상단에서 기판(S)을 수취한다. 이어서, 리프트 핀 액추에이터(A112)의 구동에 의해 복수의 리프트 핀(12)이 강하하여 핀 수납 구멍(114) 내에 수납됨으로써, 복수의 리프트 핀(12)의 상단으로부터 재치면(110)에 기판(S)이 재치된다.
또한, 기판 유지 장치(1)는, 재치면(110)에 재치된 기판(S)의 재치면(110) 상에서의 위치를 조정하는 위치 조정 기구(2)를 구비한다. 이 위치 조정 기구(2)는, 재치면(110)의 각변에 2개씩 배치된 합계 8개의 위치 조정 수단(20)을 갖고, 각 위치 조정 수단(20)은, Z방향에 평행하게 연장되어 설치된 핀 형상의 얼라인먼트 핀(21)을 갖는다. 즉, 스테이지(11)의 각 측면에는, 당해 측면에 수직으로 노치되어 수평 방향으로 연장되어 설치된 노치부(115)가 2개씩 설치되어 있으며, 각 노치부(115) 내에 얼라인먼트 핀(21)이 배치되어 있다. 얼라인먼트 핀(21)의 상단은 노치부(115)로부터 재치면(110)의 상방에 돌출되어 있으며, 위치 조정 수단(20)은, 얼라인먼트 핀(21)을 위치 조정 액추에이터(A21)에 의해 노치부(115)를 따라서 수평 방향으로 구동함으로써, 얼라인먼트 핀(21)의 재치면(110)보다 상방 부분을 기판(S)의 주연에 맞닿게 할 수 있다. 또한, 위치 조정 수단(20)으로서는, 예를 들면, 일본국 특허공개 2017－112197호 공보에 기재된 것을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 재치면(110)의 각변에 대응하여 설치된 한 쌍의 위치 조정 수단(20)은 다음에 설명하는 바와 같이 교정 기구에 있어서 재치면(110)의 각변에 대응하여 설치되는 교정 블록과 일체적으로 이동 가능하게 되어 있다.
교정 기구(3)는, 재치면(110) 상의 기판(S)에 접촉하지 않는, 이른바 비접촉 상태에서 기판(S)을 재치면(110)에 눌러 기판(S)의 휨을 교정하는 것이며, 재치면(110)의 각변에 1개씩 배치된 합계 4개의 비접촉 누름 수단(30)을 갖는다. 각 비접촉 누름 수단(30)은, 재치면(110)의 대응하는 변을 따라서 연장되어 설치되고, 후술하는 바와 같이 재치면(110)에 재치된 기판(S)의 상면 주연부를 상방으로부터 덮도록 배치되어 기판(S)의 휨을 교정하는 교정 블록(31)을 갖는다.
도 3은 교정 블록과 당해 교정 블록을 이동시키기 위한 이동부를 나타내는 사시도이다. 또한, 도 4a 및 도 4b는 이동부에 의한 교정 블록의 이동을 모식적으로 나타내는 측면도이다. 도 5는 교정 블록에 연결되어 교정 블록과 기판의 사이에 에어층을 강제적으로 형성하는 에어층 형성부(38)의 구성을 나타내는 도면이다. 교정 블록(31)은 재치면(110)의 각변에 1개씩 설치되어 있으며, 각 교정 블록(31)의 구성은 공통되어 있다. 교정 블록(31)은, 프레임(33)과, 프레임(33)의 하면에 장착된 대향 평판(34)을 갖는다. 대향 평판(34)은, 재치면(110)의 대응하는 변을 따라서 수평 방향으로 연장되는 프레임(33)의 하면에, 노치부(32)를 떼어내고 설치되어 있다. 그리고, 이동부(35)에 의해 교정 블록(31)이 기판(S)의 상면 주연부의 상방으로 이동되면, 대향 평판(34)은 당해 상면 주연부를 상방으로부터 덮도록 대향 배치된다.
이동부(35)는, 도 3, 도 4a 및 도 4b에 나타내는 바와 같이, 구동원으로서 2개의 수직 액추에이터(351, 352)와, 1개의 수평 액추에이터(353)를 갖고 있다. 수직 액추에이터(351, 352)는, 각각 컨트롤러(10)로부터의 구동 지령에 따라 승강 이동하는 로드(351r, 352r)를 갖고 있다. 이들 중 로드(351r)는, 단면 형상이 대략 L자형으로 만들어진 브래킷(361)을 개재하여 교정 블록(31)의 프레임(33)에 장착되어 있다. 또한, 다른 한쪽의 로드(352r)는, 단면 형상이 대략 L자형으로 만들어진 브래킷(362)을 개재하여 수직 액추에이터(351)의 실린더부(351s)에 장착되어 있다. 또한, 수직 액추에이터(352)의 실린더부(352s)는 이동 플레이트(371)에 지지되어 있다.
이동 플레이트(371)는 스테이지(11)에 대해서 수평 방향으로 진퇴 가능하게 되어 있다. 보다 자세하게는, 이 실시 형태에서는, 베이스 부재(373)가 스테이지(11)에 고정되고, 또한 당해 베이스 부재(373) 상에 레일(372)이 이동 플레이트(371)를 수평 방향으로 진퇴 가능하게 지지하고 있다. 그리고, 이동 플레이트(371)에 대해서 수평 액추에이터(353)가 접속되어 있으며, 이동 플레이트(371)를 수평 방향으로 구동 가능하게 되어 있다.
이와 같이 이동부(35)는 구성되어 있기 때문에, 컨트롤러(10)로부터의 지령에 따라 수직 액추에이터(351, 352)가 로드(351r, 352r)를 최상 위치에 전진시킨 후에 수평 액추에이터(353)가 이동 플레이트(371)를 스테이지(11)측으로 이동시키면, 도 4a에 나타내는 바와 같이 교정 블록(31)은 스테이지(11)의 상방으로 이동하고, 그 바닥면, 즉 대향 평판(34) 중 기판(S)과 대향하는 하면은 스테이지(11) 상의 기판(S)으로부터 충분히 떨어진 높이 위치(H1)에 위치 결정된다. 또한, 같은 도면으로의 도시를 생략하고 있는데, 교정 블록(31)의 이동에 수반하여 위치 조정 수단(20)도 스테이지(11)측으로 이동한다. 그리고, 수직 액추에이터(352)의 로드(352r)를 신장시킨 상태인 채로 컨트롤러(10)로부터의 지령에 따라 수직 액추에이터(351)의 로드(351r)가 실린더부(351s)로 후퇴함에 따라서 하면은 스테이지(11) 상의 기판(S)에 접근하여, 후퇴량에 따른 높이 위치(H2, H3)에 위치 결정된다.
한편, 컨트롤러(10)로부터의 지령에 따라 수평 액추에이터(353)가 이동 플레이트(371)를 반(反)스테이지(11)측으로 이동시킨 후에 수직 액추에이터(351, 352)가 로드(351r, 352r)를 실린더부(351s, 352s)로 후퇴시키면, 도 4b에 나타내는 바와 같이 교정 블록(31)은 퇴피 위치에 위치 결정된다. 또한, 도 4b로의 도시를 생략하고 있는데, 교정 블록(31)과 일체적으로 이동되어지는 위치 조정 수단(20)도 퇴피 위치에 위치 결정된다. 이 퇴피 위치는, 교정 블록(31)이 수평 방향에 있어서 스테이지(11)로부터 떨어진 위치에서, 또한 수직 방향에 있어서 스테이지(11)의 상면보다 낮은 위치(이 위치에 있어서 다음에 설명하는 도 7의 (f)란에 나타내는 바와 같이 교정 블록(31)의 하면, 즉 대향 평판(34)의 하면이 높이 위치(H4)에 위치하고 있다)를 의미하고 있으며, 교정 블록(31) 및 위치 조정 수단(20)의 퇴피 위치로의 위치 결정에 의해, 후에 설명하는 바와 같이 도포 처리 전에 행하는 이물 검출 처리 및 도포 처리를 원활하게 행할 수 있다.
이와 같이 이동부(35)에 의해 높이 위치(H1~H3)에 위치 결정되는 교정 블록(31)과 기판(S)의 사이에 에어층(36)을 강제적으로 형성하기 위해서, 교정 블록(31)에 대해서 에어층 형성부(38)가 접속되어 있다. 이 에어층 형성부(38)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 컴프레서 등의 압축부(381), 온도 조절부(382), 필터(383), 니들 밸브(384), 유량계(385), 압력계(386) 및 에어 오퍼레이션 밸브(387)를 갖고 있다. 에어층 형성부(38)에서는, 압축부(381)에 의해 압축된 에어를 온도 조절부(382)에서 소정의 온도로 조정하여 에어층 형성용의 압축 에어를 생성한다. 이 압축 에어를 유통시키는 배관에는, 필터(383), 니들 밸브(384), 유량계(385), 압력계(386) 및 에어 오퍼레이션 밸브(387)가 설치되어 있다. 그리고, 컨트롤러(10)로부터의 지령에 따라서 에어 오퍼레이션 밸브(387)가 개성(開成)되면, 필터(383)를 통과하여 청정화된 압축 에어가 니들 밸브(384)에 의해 압력 조절된 후에 유량계(385), 압력계(386), 에어 오퍼레이션 밸브(387)를 통과하여 교정 블록(31)으로 압송된다. 이것에 의해, 대향 평판(34)에 관통하여 설치된 관통 구멍(341)(도 3 중 부분 확대도를 참조)이 분출 구멍으로서 기능하고, 당해 관통 구멍(341)으로부터 압축 에어가 하방으로 분출하여, 기판(S)의 상면 주연부와 교정 블록(31)의 사이에 에어층(36)(도 5에 있어서 도트를 붙여 모식적으로 나타낸 영역)이 형성된다. 그리고, 에어층(36)을 형성한 채로 교정 블록(31)을 높이 위치(H1, H2, H3)로의 하강시킴으로써 에어층(36)에 의해 기판(S)의 상면 주연부를 스테이지(11)에 눌러 휨을 교정 가능하게 되어 있다.
도 6은 도 1의 기판 유지 장치가 실행하는 기판 고정의 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 7은 도 6의 플로차트에 의해 실행되는 동작을 모식적으로 나타내는 동작 설명도이다. 또한, 도 7에서는, 에어의 흐름에 대해서는 점선 화살표로 나타내고, 기판(S), 얼라인먼트 핀(21) 및 교정 블록(31)의 움직임에 대해서는 실선 화살표로 나타내며, 에어층(36)에 대해서는 도트를 붙여 나타내고 있다. 또한, 도 7에서는, 교정 블록(31)의 높이 위치(H1~H4)는 상하 방향에 있어서의 대향 평판(34)의 하면(대향면)의 높이로 나타내져 있다.
재치면(110)의 4변 각각에 설치된 교정 블록(31)이 퇴피 위치(도 4b에 나타내는 위치)로 퇴피함과 더불어 위치 조정 수단(20)도 퇴피 위치에 위치하면서 각 얼라인먼트 핀(21)이 이격 위치에 위치하고 있는, 반입 준비 상태에서 로봇이 기판(S)을 재치면(110)의 상방으로 반송해 온다. 이것에 대응하여 각 리프트 핀(12)이 핀 수납 구멍(114)으로부터 상승하여 각 리프트 핀(12)의 상단이 기판(S)에 맞닿고(단계(S101)), 각 리프트 핀(12)이 로봇으로부터 기판(S)을 수취한다(단계(S102)). 그리고, 각 리프트 핀(12)이 강하하여 각 리프트 핀(12)의 상단이 핀 수납 구멍(114) 내에 수납되면, 각 리프트 핀(12)의 상단으로부터 재치면(110)에 기판(S)이 재치된다(단계(S103)). 또한, 도 7의 (a)란에 나타내는 바와 같이, 여기서 나타내는 예에서는, 기판(S)의 주연부가 활처럼 휘어 있으며, 기판(S)의 주연이 재치면(110)으로부터 떨어져 있다.
단계(S104)에서는, 이동부(35)에 의해 수직 액추에이터(351, 352)가 로드(351r, 352r)를 최상 위치로 전진시킨 후에 수평 액추에이터(353)가 이동 플레이트(371)를 스테이지(11)의 상방으로 이동시키고, 이것에 의해 교정 블록(31)이 높이 위치(H1)에 위치 결정된다. 이 높이 위치(H1)는 기판(S)의 주연부의 휨량을 고려하여 설정할 수 있으며, 최대 휨량보다 약간 높은 위치에 설정함으로써 교정 블록(31)이 기판(S)과 간섭하는 것을 확실하게 방지할 수 있으며, 기판(S)의 주연부와 교정 블록(31)의 하면의 사이에 공간이 확실하게 형성된다. 그리고, 에어층 형성부(38)가 에어를 교정 블록(31)에 압송하여 교정 블록(31)의 관통 구멍(341)으로부터 압축 에어를 분출시킨다(단계(S105)). 이것에 의해, 도 7의 (a)란에 나타내는 바와 같이 기판(S)의 상면 주연부와 교정 블록(31)의 사이에 에어층(36)이 형성된다. 이러한 에어층(36)의 형성은 다음에 설명하는 교정 동작 및 얼라인먼트 동작이 완료할 때까지 계속된다.
에어층(36)을 형성한 채로 이동부(35)에 의해 수직 액추에이터(351)의 로드(351r)가 후퇴하여 교정 블록(31)을 높이 위치(H2)까지 하강시킨다(단계(S106)). 이 때, 휘어진 상태의 기판 주연부는, 교정 블록(31)과 비접촉 상태인 채로, 에어층(36)에 의해 스테이지(11)를 향하여 눌러진다. 이것에 의해 휨이 어느 정도 교정되고, 휨량이 소정치(얼라인먼트 핀(21)의 높이보다 작은 값) 이하가 된다(가교정 처리). 즉, 이른바 기판(S)의 가누름이 행해지고, 기판(S)의 주연부의 높이는 높이 위치(H2)보다 낮게 억제되어, 얼라인먼트 핀(21)의 상단보다 낮게 되어 있다.
기판(S)의 가교정 처리가 완료되면, 도 7의 (b)란에 나타내는 바와 같이, 에어 공급부(112)가 스테이지(11)의 통기 구멍으로부터 재치면(110) 상의 기판(S)의 하면에 에어 블로를 개시한다(단계(S107)). 이것에 의해, 기판(S)의 하면이 재치면(110)으로부터 약간 떨어지고, 기판(S)의 하면과 재치면(110)의 사이의 마찰력의 저하가 도모된다. 그리고, 다음 단계(S108)에서는, 도 7의 (c)란에 나타내는 바와 같이, 각 얼라인먼트 핀(21)이 기판(S)측으로 이동함으로써 재치면(110) 상에서의 기판(S)의 위치가 조정된다(위치 조정 처리). 그리고, 위치 조정 처리가 완료되면, 에어 공급부(112)는 에어 블로를 정지한다(단계(S109)).
다음 단계(S110)에서는, 에어층(36)을 형성한 채로 이동부(35)에 의해 수직 액추에이터(351)의 로드(351r)가 더욱 후퇴하여 교정 블록(31)을 높이 위치(H3)까지 하강시킨다. 이것에 의해, 도 7의 (d)란에 나타내는 바와 같이, 기판 주연부는 교정 블록(31)과 비접촉 상태인 채로 에어층(36)에 의해 스테이지(11)에 눌러지고, 기판(S)의 형상이 재치면(110)의 형상을 따르도록 교정된다(최종 교정 처리).
교정 블록(31)의 높이 위치(H3)로의 강하가 완료되면, 도 7의 (e)란에 나타내는 바와 같이, 에어 흡인부(113)가 통기 구멍으로부터 에어를 흡인함으로써, 기판(S)을 재치면(110)에 흡착한다(단계(S111)). 이것에 의해, 기판(S)이 재치면(110)에 고정된다. 그것에 이어서, 에어층 형성부(38)는 교정 블록(31)으로의 에어 압송을 정지함과 더불어 이동부(35)는 교정 블록(31) 및 위치 조정 수단(20)을 일체적으로 퇴피 위치로 이동시킨다(도 7의 (f)란 참조).
이상으로 설명한 바와 같이 제1 실시 형태에서는, 교정 블록(31)은, 스테이지(11)의 재치면(110) 상의 기판(S)을 에어층(36)에 의해 재치면(110)에 누름으로써 기판(S)의 휨을 비접촉으로 교정한 다음에 기판(S)을 스테이지(11)에 흡착 유지하고 있다. 따라서, 휨의 교정 시에 기판(S)의 상면에 접촉하는 것은 에어층(36)이 되고, 누름 부재가 직접 하고 있던 종래 기술에 비해 기판(S)에 데미지가 도입되는 것을 방지함과 더불어 발진의 문제를 해소하면서 기판(S)의 전역을 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 기판(S)의 하면을 에어 블로하여 기판(S)의 하면과 재치면(110)의 사이의 마찰력을 저하시킨 상태에서 얼라인먼트 핀(21)에 의한 기판(S)의 위치 조정을 행하고 있기 때문에, 위치 조정 처리에 있어서의 기판(S)의 위치 조정을 순조롭게 행할 수 있다. 또한, 이 위치 조정 처리를 도 7의 (c)란에 나타내는 바와 같이 교정 블록(31)을 높이 위치(H2)까지 하강시킨 후에 실행하고 있다. 따라서, 재치면(110)에 재치된 기판(S)의 휨이 비교적 큰 경우이어도, 기판(S)의 휨이 어느 정도 교정된 상태에서 위치 조정 처리가 실행된다. 그 결과, 스테이지(11) 상에서의 기판(S)의 위치 조정에 대한 기판(S)의 휨의 영향을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 도 7의 (d)란 및 (e)란에 나타내는 바와 같이, 에어층(36)을 개재하여 기판(S)의 주연부를 누르는 교정 블록(31)을 높이 위치(H3)까지 하강시킴으로써 기판(S)의 주연부를 재치면(110)에 밀착시킨 후에 기판(S)의 재치면(110)으로의 흡착을 실행하고 있다. 이 때문에, 재치면(110)으로의 기판(S)의 흡착 유지를 확실하게 실행하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 도 7의 (f)란에 나타내는 바와 같이, 기판 유지 장치(1)에 의한 기판(S)의 유지가 완료된 시점에 있어서 교정 블록(31) 및 위치 조정 수단(20)이 퇴피 위치에 위치 결정되어 있기 때문에, 당해 기판 유지 장치(1)를 장비한 도포 장치에 있어서 다음과 같은 작용 효과도 얻어진다.
도 8a 및 도 8b는 도 1에 나타내는 기판 유지 장치를 장비한 도포 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 이 도포 장치(100)는, 예를 들면 도 8a에 나타내는 바와 같이, 기판 유지 장치(1)에 의해 유지된 기판(S)의 상면과 근접한 상태에서 당해 기판(S)에 대해서 수평 방향(같은 도면의 지면에 대해서 직교하는 방향)으로 상대적으로 이동함으로써 기판(S)의 상면에 도포액을 도포하는 슬릿 노즐(101)을 구비하고 있다. 또한, 도포 장치(100)는, 예를 들면 도 8b에 나타내는 바와 같이, 슬릿 노즐(101)에 의한 도포 처리를 실행하기 직전에 기판(S)의 상면에 부착하는 이물을 검출하는 검출부(102)를 구비하고 있다. 슬릿 노즐(101)의 선단부 및 검출부(102)는 기판(S)의 높이 위치의 근방에 위치하여 도포 처리나 도포 직전의 이물 검출 처리를 행한다. 따라서, 위치 조정 처리나 교정 처리를 행한 후에도 교정 블록(31)이나 위치 조정 수단(20)이 위치 조정 처리나 교정 처리를 행한 위치에 머물면, 슬릿 노즐(101)이나 검출부(102)와 간섭해 버린다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 위치 조정 처리나 교정 처리를 행하면, 도 4b나 도 7의 (f)란에 나타내는 바와 같이, 교정 블록(31) 및 위치 조정 수단(20)이 퇴피 위치로 이동하고 있기 때문에, 상기 간섭을 확실하게 방지할 수 있다.
이상으로 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 있어서는, 교정 블록(31)의 하면이 본 발명의 「교정 블록의 하면」의 일례에 상당하고 있다. 또한, 에어층 형성부(38)가 본 발명의 「기체층 형성부」의 일례에 상당하고, 에어층 형성부(38)로부터 교정 블록(31)으로 압송되는 에어가 본 발명의 「제1 기체」의 일례에 상당하며, 에어층 형성부(38)에 의해 형성되는 에어층(36)이 본 발명의 「기체층」의 일례에 상당하고 있다. 또한, 위치 조정 수단(20)이 본 발명의 「얼라인먼트부」의 일례에 상당하고 있다. 또한, 에어 공급부(112)가 본 발명의 「기체 공급부」의 일례에 상당하고, 에어 공급부(112)로부터 공급되는 에어가 본 발명의 「제2 기체」의 일례에 상당하고 있다. 또한, 에어 흡인부(113)가 본 발명의 「흡인부」의 일례에 상당하고 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 벗어나지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외에 여러 가지의 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 대향 평판(34)에 설치된 복수의 관통 구멍(341)의 전부가 압축 에어를 분출시키기 위한 분출 구멍으로서 기능하는데, 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같이 관통 구멍(341)의 일부를 흡인 구멍(342)으로서 기능시켜도 된다. 즉, 에어층 형성부(38)가, 압축 에어의 공급계(=압축부(381)＋온도 조절부(382)＋필터(383)＋니들 밸브(384)＋유량계(385)＋압력계(386)＋에어 오퍼레이션 밸브(387)) 이외에 에어층(36)으로부터 에어를 흡인하여 에어층(36)의 압력 및 확산을 안정화시키는 흡인계(388)를 갖도록 구성해도 된다. 이 흡인계(388)에서는, 흡인 구멍(342)에 접속된 흡인 배관에, 흡인 수단으로서의 블로어(388a)와, 압력계(388b)와, 릴리프 밸브(388c)를 구비하고, 블로어(388a)에 의해 얻어지는 흡인 압력보다 흡인 배관을 개재하여 접속되는 흡인 구멍(342) 내의 압력이 높은 경우에, 릴리프 밸브(388c)로부터 흡인 구멍(342) 및 흡인 배관을 개재하여 에어를 외부로 방출함으로써, 에어층(36)의 압력을 일정하게 유지하기 위한 미조정을 행할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 교정 블록(31)의 높이 위치와 관계없이, 니들 밸브(384)에 의해 압력 조절된 압축 에어를 일률적으로 압송하고 있는데, 교정 블록(31)의 높이 위치에 따라 압축 에어의 압력이나 토출 유량을 조정하도록 구성해도 된다. 예를 들면, 높이 위치(H1)로부터 높이 위치(H2)로 교정 블록(31)을 하강시키는 동안, 즉 가교정 처리를 행하는 동안에 있어서는 압축 에어의 유량을 상기 실시 형태와 동일하게 설정하는 한편, 높이 위치(H2)로부터 높이 위치(H3)로 교정 블록(31)을 하강시키는 동안, 즉 최종 교정 처리를 행하는 동안에 있어서는 압축 에어의 유량을 억제해도 된다. 이렇게 함으로써 에어 소비량을 억제하여 러닝코스트의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 압축 에어를 이용하여 에어층(36)을 형성하고 있는데, 그 외의 기체, 예를 들면, 질소 가스나 불활성 가스 등을 이용해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 위치 조정 수단(20)을 교정 블록(31)과 일체적으로 이동시키도록 구성하고 있는데, 위치 조정 수단(20)을 교정 블록(31)으로부터 독립하여 위치 조정을 행하는 위치와 퇴피 위치의 사이에서 이동시키도록 구성해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 기판 유지 장치(1)를 기판(S)에 대해서 슬릿 노즐(101)이나 검출부(102)를 이동시키는 도포 장치에 적용하고 있는데, 슬릿 노즐(101)이나 검출부(102)에 대해서 기판 유지 장치(1)를 소정 방향으로 구동시키는 도포 장치에 대해서도 상술한 기판 유지 장치(1)를 적용 가능하다. 또한, 상술한 기판 유지 장치(1)의 적용 대상은 도포 장치에 한정되는 것은 아니며, 기판 유지 장치(1)에 의해 유지된 기판(S)의 상면에 노즐로부터 처리액을 공급하여 소정의 기판 처리를 실시하는 기판 처리 장치 전반에 적용할 수 있다.
이 발명은, 기판을 스테이지에 유지하는 기판 유지 기술 전반에 적용할 수 있으며, 특히 스테이지에 유지된 기판에 처리액을 공급하는 기판 처리 장치에 적합하게 적용할 수 있다.
1: 기판 유지 장치 3: 교정 기구
11: 스테이지 30: 비접촉 누름 수단
31: 교정 블록 34: 대향 평판
35: 이동부 36: 에어층
38: 에어층 형성부 100: 도포 장치(기판 처리 장치)
101: (슬릿) 노즐 112: 에어 공급부(기체 공급부)
113: 에어 흡인부(흡인부) S: 기판

Claims (7)

  1. 기판을 하방으로부터 지지하는 스테이지와, 상기 스테이지에 지지된 상기 기판의 휨을 교정하는 교정 기구를 구비하고, 상기 교정 기구에 의해 상기 휨이 교정된 상기 기판을 상기 스테이지에서 유지하는 기판 유지 장치로서,
    상기 교정 기구는,
    상기 기판의 상면의 주연부의 상방에서 상하 방향으로 이동 가능한 교정 블록과,
    상기 교정 블록의 하면으로부터 상기 기판의 상면을 향하여 제1 기체를 분출하여 상기 기판의 상면과 상기 교정 블록의 하면의 사이에 기체층을 형성하는 기체층 형성부와,
    상기 기판과 비접촉 상태를 유지하면서 상기 교정 블록을 하방으로 이동시킴으로써 상기 기체층을 상기 주연부에 눌러 상기 기판의 휨을 교정하는 이동부와,
    상기 기판의 하면이 상기 스테이지에 의해 지지됨과 더불어 상기 주연부가 상기 기체층에 의해 비접촉으로 눌러진 가교정 상태가 유지되는 동안에, 상기 기판의 측단부를 상기 기판의 외측으로부터 맞닿아 상기 스테이지 상에서의 상기 기판의 수평 위치를 조정하는 얼라인먼트부를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 유지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 얼라인먼트부에 의해 상기 기판의 수평 위치를 조정하고 있는 동안, 상기 스테이지로부터 상기 기판의 하면을 향하여 제2 기체를 공급하는 기체 공급부를 추가로 구비하는 기판 유지 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 얼라인먼트부에 의해 상기 기판의 수평 위치가 조정된 후에 상기 교정 기구에 의해 상기 휨이 교정된 상기 기판의 하면을 흡인하여 상기 기판을 상기 스테이지에 흡착 유지시키는 흡인부를 추가로 구비하는 기판 유지 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이동부는, 상기 스테이지에서의 상기 기판의 흡착 유지를 개시한 후에, 상기 교정 블록을 상기 스테이지로부터 떨어진 퇴피 위치로 이동시키는, 기판 유지 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 기판 유지 장치와,
    상기 기판 유지 장치에 의해 유지된 상기 기판의 상면을 향하여 처리액을 토출하는 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 스테이지에 의해 하방으로부터 지지된 기판의 휨을 교정한 다음에 상기 기판을 상기 스테이지에서 유지시키는 기판 유지 방법으로서,
    상기 기판의 상면의 주연부의 상방에 교정 블록을 배치하고,
    상기 교정 블록의 하면으로부터 상기 기판의 상면을 향하여 제1 기체를 분출하여 상기 기판의 상면과 상기 교정 블록의 하면의 사이에 기체층을 형성하고,
    상기 기판과 비접촉 상태를 유지하면서 상기 교정 블록을 하방으로 이동시킴으로써 상기 기체층을 상기 주연부에 눌러 상기 기판의 하면이 상기 스테이지에 의해 지지됨과 더불어 상기 주연부가 상기 기체층에 의해 비접촉으로 눌러진 가교정 상태를 유지하면서 얼라인먼트부를 상기 기판의 외측으로부터 맞닿게 해 상기 스테이지 상에서의 상기 기판의 수평 위치를 조정하고,
    수평 위치 조정의 완료 후에, 상기 기판과 비접촉 상태를 유지하면서 상기 교정 블록을 더욱 하방으로 이동시킴으로써 상기 기체층을 상기 주연부에 눌러 상기 기판의 휨을 교정하는 것을 특징으로 하는 기판 유지 방법.
  7. 삭제
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