特許 7470742 基板処理装置および基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-10

(45)【発行日】2024-04-18

(54)【発明の名称】基板処理装置および基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/10 20060101AFI20240411BHJP

   B05C 5/02 20060101ALI20240411BHJP

   B05C 13/00 20060101ALI20240411BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20240411BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20240411BHJP

【ＦＩ】

B05C11/10

B05C5/02

B05C13/00

B05D1/26 Z

B05D3/00 B

B05D3/00 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022111322

(22)【出願日】2022-07-11

(65)【公開番号】P2024009643

(43)【公開日】2024-01-23

【審査請求日】2023-04-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】大宅 宗明

(72)【発明者】

【氏名】北村 翔也

【審査官】鏡 宣宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－６１３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１６７６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２４５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１２５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－４３２００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ １／００－２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の上面に処理液を塗布する基板処理装置であって、
吐出口を有するノズルと、
前記基板の下面に気体を噴射して前記基板を浮上させる浮上部と、
前記浮上部により浮上された前記基板の下面の一部を基板保持部の保持面で保持しながら前記ノズルに対して前記基板を相対的に移動させる移動部と、

前記移動部により前記ノズルが前記基板に対して相対的に進行するノズル進行方向において前記ノズルの前方側に配置され、前記ノズルと一体的に移動するノズルガードと、

前記ノズルと前記ノズルガードを一体的に昇降させる昇降部と、

前記昇降部が、前記ノズルと前記ノズルガードを一体的に下降させて前記ノズルをコンタクト位置に位置決めするコンタクト動作を実行するように、前記昇降部を制御する制御部と、を備え、
前記コンタクト動作の際に、上方から見て前記保持面と前記ノズルガードとが互いに離間していることを特徴とする、基板処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記基板保持部の上面全体が前記保持面として機能し、
前記コンタクト動作の際に、上方から見て前記基板保持部と前記ノズルガードとが互いに離間している、基板処理装置。

【請求項3】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記基板保持部は、上面全体が前記保持面として機能する第１保持部材および第２保持部材と、前記第１保持部材および前記第２保持部材を前記ノズル進行方向において前記ノズルガードの幅よりも広い間隔だけ相互に離間することで前記第１保持部材と前記第２保持部材とに挟まれて下方に窪んだ非保持領域と、を有し、
前記コンタクト動作の際に、上方から見て前記非保持領域と前記ノズルガードとが互いに重なっている、基板処理装置。

【請求項4】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記基板保持部は、前記ノズル進行方向において前記ノズルガードの幅よりも広い幅で下方に窪んだ非保持領域を有するブロック体を有し、前記ブロック体の上面のうち前記非保持領域を除く領域を前記保持面として機能させ、
前記コンタクト動作の際に、上方から見て前記非保持領域と前記ノズルガードとが互いに重なっている、基板処理装置。

【請求項5】

請求項２ないし４のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記コンタクト動作の際に、前記ノズル進行方向における前記保持面と前記ノズルガードとの離間間隔が前記基板の厚み以上である、基板処理装置。

【請求項6】

基板の下面の一部を基板保持部の保持面で保持するとともに前記基板の下面に気体を噴射することで前記基板を浮上させた状態で、コンタクト位置に位置決めされたノズルに対して前記基板を相対的に搬送しつつ前記ノズルの吐出口から処理液を吐出することで、前記基板の上面への前記処理液の塗布を行う塗布工程と、
前記塗布工程の前に、前記ノズルが前記基板に対して相対的に進行するノズル進行方向において前記ノズルの前方側に配置された、ノズルガードと一体的に前記ノズルを前記コンタクト位置に下降させるコンタクト工程と、を備え、
前記コンタクト工程において、上方から見て、前記ノズルガードと前記保持面とが互いに離間していることを特徴とする、基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等のＦＰＤ用ガラス基板、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルター用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板、電子ペーパー用基板等の精密電子装置用基板、半導体パッケージ用基板（以下、単に「基板」と称する）にノズルから処理液を供給して塗布する基板処理技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

スリット状の吐出口を有するスリットノズルを基板に対して相対移動させつつスリットノズルから処理液を吐出することで、基板に処理液を塗布する基板処理装置が知られている。例えば特許文献１に記載の装置では、ステージのステージ面の上方でスリットノズルを所定の塗布位置に位置させたまま、チャックが基板の一部を下方側から保持しながら、いわゆる浮上方式で基板を移動させる。そして、基板処理装置は、基板を浮上搬送しながら基板の上面に処理液を供給して塗布する。

【0003】

この基板処理装置においては、基板の上面側で上方に異物など（以下、単に「異物」という）が突出していることがあるのを考慮し、ノズルガードが設けられている。すなわち、異物が存在したまま処理液の塗布を実行すると、スリットノズルが異物に衝突することで、処理液の塗布が阻害される。つまり、上記衝突により、塗布した処理液やスリットノズルに悪影響が及ぶことがある。そこで、上記従来装置では、スリットノズルが基板に対して相対的に進行するノズル進行方向においてスリットノズルの前方側にノズルガードが配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－２１２５４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記基板処理装置では、基板に対してスリットノズルを相対移動させて塗布処理を実行する前に、スリットノズルが基板から上方に離れた位置（後で説明する上方位置Ｐ１）から基板の上面に近接した位置（後で説明するコンタクト位置Ｐ３）に下降して吐出口と基板との間に処理液のメニスカスを形成する。このとき、スリットノズルと一体的に昇降するノズルガードも、スリットノズルと一体的に下降し、ノズルガードの先端（下端）が基板の上面近傍に位置する。このノズルガードの直下位置に、異物が基板の上面に存在するとともに、基板を下方から支持するチャックが位置すると、ノズルガードとチャックとが異物を挟み込む。これによって、異物が押し潰され、ノズルガードに付着してしまうことがある。

【0006】

このように異物がノズルガードに付着したまま基板処理を行うと、ノズルガードに付着した異物が基板を傷付けてしまう。その結果、歩留まりが低下するという問題を招くことがあった。

【0007】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ノズルガードと一体的にノズルをコンタクト位置に下降させる際に、ノズルガードが基板の上面に存在する異物を押し潰すのを防止することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、基板の上面に処理液を塗布する基板処理装置であって、吐出口を有するノズルと、
基板の下面に気体を噴射して基板を浮上させる浮上部と、浮上部により浮上された基板の下面の一部を基板保持部の保持面で保持しながらノズルに対して基板を相対的に移動させる移動部と、
移動部によりノズルが基板に対して相対的に進行するノズル進行方向においてノズルの前方側に配置され、ノズルと一体的に移動するノズルガードと、 ノズルとノズルガードを一体的に昇降させる昇降部と、
昇降部が、ノズルとノズルガードを一体的に下降させてノズルをコンタクト位置に位置決めするコンタクト動作を実行するように、昇降部を制御する制御部と、を備え、コンタクト動作の際に、上方から見て保持面とノズルガードとが互いに離間していることを特徴としている。

【0009】

また、本発明の他の態様は、基板処理方法であって、基板の下面の一部を基板保持部の保持面で保持するとともに基板の下面に気体を噴射することで基板を浮上させた状態で、コンタクト位置に位置決めされたノズルに対して基板を相対的に搬送しつつノズルの吐出口から処理液を吐出することで、基板の上面への処理液の塗布を行う塗布工程と、塗布工程の前に、ノズルが基板に対して相対的に進行するノズル進行方向においてノズルの前方側に配置された、ノズルガードと一体的にノズルをコンタクト位置に下降させるコンタクト工程と、を備え、コンタクト工程において、上方から見て、ノズルガードと保持面とが互いに離間していることを特徴としている。

【0010】

いわゆる浮上方式で基板を搬送する場合、基板は、その下面に噴射される気体を受けて浮上されるとともに、当該基板の一部を下方から保持されている。この浮上状態のまま、基板はノズルガードが一体化されたノズルに対して相対的に搬送される。したがって、ノズルがコンタクト位置に下降するコンタクト動作（工程）を行う際に、ノズルガードもノズルと一緒に下降する。このとき、基板の上面のうちノズルガードの下方領域に異物が存在すると、ノズルガードが異物と当接しながら下方に移動する。ここで、基板の下面を保持している基板保持部の保持面がノズルガードの下方に位置すると、ノズルガードと保持面とが異物を上下方向から挟み込んで押し潰すことがある。しかしながら、本発明では、上方から見て、ノズルガードと保持面とは互いに離間している。つまり、ノズルガードの下方に保持面は存在しておらず、ノズルガードの下方に位置する基板の下面領域は気体噴射により浮上されているにすぎない。その結果、上記挟み込みは発生せず、ノズルガードによる異物の押し潰しが防止される。

【発明の効果】

【0011】

以上のように、本発明によれば、ノズルガードと一体的にノズルをコンタクト位置に下降させる際に、ノズルガードが基板の上面に存在する異物を押し潰すのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係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。

【図2】基板処理装置を鉛直上方から見た平面図である。

【図3】図２から塗布機構を取り外した平面図である。

【図4】図１に示す基板処理装置で採用されているスリットノズルおよびノズルガードの全体構成を示す斜視図である。

【図5A】上方位置に位置決めされたスリットノズルおよびノズルガードを幅方向から見た側面図である。

【図5B】コンタクト動作中のスリットノズルおよびノズルガードを幅方向から見た側面図である。

【図6】図１に示す塗布装置により実行される塗布動作を示すフローチャートである。

【図7】本発明に係る基板処理装置の第２実施形態を示す図である。

【図8】本発明に係る基板処理装置の第３実施形態を示す図である。

【図9】本発明に係る基板処理装置の第４実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、本発明に係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Ｓの上面Ｓｆに塗布液を塗布するスリットコータである。例えば、ガラス基板や半導体基板等各種の基板Ｓの上面Ｓｆに、レジスト膜の材料を含む塗布液、電極材料を含む塗布液等、各種の処理液を塗布し均一な塗布膜を形成する目的に、この塗布装置１を好適に利用することができる。

【0014】

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、図１に示すように右手系ＸＹＺ直交座標を設定する。基板Ｓ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（図において手前側）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。

【0015】

塗布装置１では、基板Ｓの搬送方向Ｄｔ、つまり（＋Ｘ方向）に沿って、入力コンベア１００、入力移載部２、浮上部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Ｓの搬送経路が形成されている。

【0016】

処理対象である基板Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓは入力コンベア１００から浮上部３に移載される。

【0017】

図２は基板処理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１に示す基板処理装置で採用されているスリットノズルおよびノズルガードの全体構成を示す斜視図である。図５Ａおよび図５Ｂは、スリットノズルおよびノズルガードを幅方向から見た側面図であり、図５Ｂはコンタクト位置Ｐ３にノズル７１を位置決めしたときを示し、図５Ａはコンタクト位置Ｐ３よりも上方の上方位置Ｐ１にノズルを位置決めしたときを示している。なお、後述するチャック５１ｂ、５１ｄを明確にするために、図５Ａおよび図５Ｂでは、チャック５１ｂ、５１ｄに対してドットを付している。また同様の主旨で、後で説明する図７～図９においても、チャックに対してドットを付している。

【0018】

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。

【0019】

浮上部３は、図２ないし図４に示すように、２つのステージにより構成されている。これらのうち上流浮上ステージ３Ａおよび下流浮上ステージ３Ｃは、ともに多数の空気の噴出孔３１が１枚の板状のステージ面の全面にわたってマトリックス状に分散して形成されている。そして、各噴出孔３１に対して圧縮空気が与えられることで、各噴出孔３１からの圧縮空気の噴出による気体流によって基板Ｓを浮上させる。これによって、上流浮上ステージ３Ａおよび下流浮上ステージ３Ｃでは、基板Ｓは上記ステージ面から所定の浮上高さ、例えば１０～５００マイクロメートルだけ浮上する。各噴出孔３１に圧縮空気を供給するために、図１および図２に示すように、浮上制御機構３５が設けられている。

【0020】

また、図示を省略しているが、下流浮上ステージ３Ｃは上記噴出孔３１以外に複数のリフトピンを有している。また、図１に示すように、リフトピンを昇降させるために、リフトピン駆動機構３４が設けられている。複数のリフトピンは噴出孔３１の合間を縫って所定間隔をおいて、基板Ｓの下面Ｓｂ全体に対向可能に設けられている。そして、リフトピンはステージ面の下方に設置されたリフトピン駆動機構３４によって、鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降駆動される。つまり、下降時はリフトピンの先端が下流浮上ステージ３Ｃのステージ面よりも（－Ｚ）方向側に下降し、上昇時はリフトピンの先端が基板Ｓを移載ロボット（図示省略）に受け渡す位置まで上昇する。こうして上昇したリフトピンによって基板Ｓの下面は支持され、持ち上げられるので、基板Ｓは下流浮上ステージ３Ｃのステージ面から上昇する。これによって、移載ロボットによる基板Ｓの塗布装置１からのアンローディングが可能となる。

【0021】

一方、中央浮上ステージ３Ｂは、次のように構成されて、上流浮上ステージ３Ａおよび下流浮上ステージ３Ｃよりも高い浮上精度を有している。すなわち、中央浮上ステージ３Ｂは矩形形状の板状のステージ面を有している。当該中央浮上ステージ３Ｂには、上流浮上ステージ３Ａおよび下流浮上ステージ３Ｃに設けられた噴出孔３１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いる。また、上流浮上ステージ３Ａおよび下流浮上ステージ３Ｃと異なり、中央浮上ステージ３Ｂでは、孔のうち半分は圧縮空気の噴出孔３２として機能し、残りの半分は吸引孔３３として機能する。つまり、噴出孔３２から圧縮空気を基板Ｓの下面Ｓｂに向けて噴出してステージ面と基板Ｓの下面Ｓｂとの間の空間に圧縮空気を送り込む。一方、吸引孔３３を介して空間ＳＰから空気を吸引するように構成されている。このように上記空間に対して空気の噴出と吸引とが行われることで、上記空間では各噴出孔３２から噴出された圧縮空気の気体流は水平方向に広がった後、当該噴出孔３２に隣接する吸引孔３３から吸引されることになり、上記空間に広がる空気層（圧力気体層）における圧力バランスは、より安定的となり、基板Ｓの浮上高さを高精度に、しかも安定して制御することができる。なお、各噴出孔３２への圧縮空気の供給および吸引孔３３からの空気の吸引については、浮上制御機構３５が制御する。

【0022】

入力移載部２を介して浮上部３に搬入される基板Ｓ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、上流浮上ステージ３Ａ上に搬送される。上流浮上ステージ３Ａ、中央浮上ステージ３Ｂおよび下流浮上ステージ３Ｃは基板Ｓを浮上状態に支持するが、基板Ｓを水平方向に移動させる機能を有していない。浮上部３における基板Ｓの搬送は、上流浮上ステージ３Ａ、中央浮上ステージ３Ｂおよび下流浮上ステージ３Ｃの下方に配置された基板搬送部５により行われる。

【0023】

基板搬送部５は、基板Ｓの下面周縁部に部分的に当接することで基板Ｓを下方から支持するチャック機構５１と、チャック機構５１上端の吸着部材に設けられた吸着パッド５１１に負圧を与えて基板Ｓ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。より詳しくは、基板搬送部５のチャック機構５１は４つのチャック５１ａ～５１ｄを備えている。これらのうち（＋Ｙ）側に配置されたチャック５１ａ、５１ｂは、ベース５２１の（－Ｙ）側の端部の上に取り付けられている。また、チャック５１ａ、５１ｂはベース５２１を介してＸ方向において互いに離間した状態で相互に連結されている。そして、連結状態を保ったまま、チャック５１ａ、５１ｂ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。また、これら２つのチャック５１ａ、５１ｂ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。また、チャック５１ａ、５１ｂの上面には、吸着部材（図示省略）が設けられている。つまり、チャック５１ａ、５１ｂの上面全体が基板Ｓの下面周縁部を吸着保持する保持面５１ｓとして機能する。これらのうち（＋Ｘ）側のチャック５１ｂの保持面５１ｓが、後で詳述するように、コンタクト動作の実行時においてノズルガード７２に対して所定の関係を有している。

【0024】

（－Ｙ）側に設けられたチャック５１ｃ、５１ｄも同様に、ベース５２１の（＋Ｙ）側の端部の上に取り付けられている。また、チャック５１ａ、５１ｂはベース５２１を介してＸ方向において互いに離間した状態で相互に連結されている。そして、連結状態を保ったまま、基台１０にＸ方向に延設された走行ガイド８７ＲによりＸ方向に走行可能に支持されている。また、チャック５１ｃ、５１ｄの上面にも吸着部材（図示省略）が設けられ、チャック５１ｃ、５１ｄの上面全体が基板Ｓの下面周縁部を吸着保持する保持面５１ｓとして機能する。これらのうち（＋Ｘ）側のチャック５１ｄの保持面５１ｓが、後で詳述するように、コンタクト動作の実行時においてノズルガード７２に対して所定の関係を有している。

【0025】

制御ユニット９は、Ｘ方向において、チャック５１ａ、５１ｃが常に同一位置となるとともにチャック５１ｂ、５１ｄが常に同一位置となるように、チャック５１ａ～５１ｄの位置制御を行う。これにより、４つのチャック５１ａ～５１ｄ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。

【0026】

入力移載部２から浮上部３に搬入された基板Ｓ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Ｓが上流浮上ステージ３Ａの上方から中央浮上ステージ３Ｂの上方を経由して下流浮上ステージ３Ｃの上方へ搬送される。搬送された基板Ｓは、下流浮上ステージ３Ｃの（＋Ｘ）側に配置された出力移載部４に受け渡される。

【0027】

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Ｓに（＋Ｘ）方向への推進力が付与され、基板Ｓ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Ｓの鉛直方向位置が変更される。出力移載部４により、基板Ｓは下流浮上ステージ３Ｃの上方から出力コンベア１１０に移載される。

【0028】

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Ｓ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。

【0029】

上記のようにして搬送される基板Ｓの搬送経路上に、基板Ｓの上面Ｓｆ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７１を有している。また、スリットノズル７１には、図１に示すように、ノズル駆動機構８が接続されている。ノズル駆動機構８は、スリットノズル７１をＺ方向に昇降させる昇降部と、スリットノズル７１をＸ方向に移動させる移動部とを有している。このため、制御ユニット９からの指令に応じて上記昇降部および／または移動部が作動することで、スリットノズル７１は、中央浮上ステージ３Ｂの上方の塗布位置（図４において実線で示される位置Ｐ２）、塗布位置Ｐ２から上方に離れた上方位置（図５Ａにおいて実線で示される位置Ｐ１）、塗布位置Ｐ２から若干下方でかつコンタクト動作を実行するためのコンタクト位置（図５Ｂにおいて実線で示される位置Ｐ３）やメンテナンス位置（図示省略）に位置決めされる。さらに、スリットノズル７１には、図示を省略する塗布液供給機構が接続されており、塗布液供給機構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７１１から塗布液が処理液として吐出される。

【0030】

このスリットノズル７１は、その吐出口７１１がＹ方向に延設され、かつ、鉛直下方（－Ｚ側）に向けて塗布液を吐出可能にノズル支持部７０１によって支持される。ノズル支持部はノズル駆動機構８と接続されている。そして、スリットノズル７１により塗布液を基板Ｓの上面Ｓｆに供給する際には、制御ユニット９が昇降部および移動部を制御することで、スリットノズル７１は、吐出口７１１が上方位置Ｐ１に位置するように、移動された。その後で、制御ユニット９が昇降部を制御することで、コンタクト位置Ｐ３への下降（コンタクト動作）および塗布位置Ｐ２への上昇（ギャップ調整動作）を経て、吐出口７１１と基板Ｓとの間隔（ギャップ）が所定値に調整される。その後で、当該ギャップ調整完了のまま吐出口７１１から塗布液を基板Ｓの上面Ｓｆに向けて吐出する一方、基板Ｓは（＋Ｘ）方向に搬送される。つまり、スリットノズル７１は、基板Ｓに対して相対的に（－Ｘ）方向に移動して塗布処理を実行する。つまり、本実施形態では、（－Ｘ）方向が本発明の「ノズル進行方向」に相当している。

【0031】

また、ノズル支持部７０１は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が取り付けられている。そして、ノズル支持部７０１は、その下部に取り付けられたスライダ（図示省略）を介して走行ガイド８１Ｌ、８１Ｒに係合されており、走行ガイド８１Ｌ、８１Ｒに沿ってＸ方向に移動自在となっている。このため、制御ユニット９が移動部を制御することで、スリットノズル７１はＸ方向に移動される。

【0032】

このように構成されたスリットノズル７１に対して所定のメンテナンスを行うために、図１に示すように、塗布機構７にはノズル洗浄待機ユニット７９が設けられている。ノズル洗浄待機ユニット７９は、主にローラ７９１、洗浄部７９２、ローラバット７９３などを有している。ローラバット７９３はＹ方向に延設されたバット支持部７０２により支持されている。バット支持部７０２は、その下部に取り付けられたスライダ（図示省略）を介して走行ガイド８４Ｌ、８４Ｒに係合されており、走行ガイド８４Ｌ、８４Ｒに沿ってＸ方向に移動自在となっている。このため、制御ユニット９が移動部を制御することで、ノズル洗浄待機ユニット７９はＸ方向に移動される。そして、スリットノズル７１がメンテナンス位置に位置決めされた状態で、これらによってノズル洗浄や予備吐出処理を適宜、行い、スリットノズル７１の吐出口を次の塗布処理に適した状態に整える。

【0033】

塗布処理中では、既述のように基板Ｓの上面Ｓｆに存在する異物が基板搬送に伴って塗布位置Ｐ２に移動してスリットノズル７１に達すると、塗布済の塗布液やスリットノズル７１に悪影響が及ぶことがある。そこで、スリットノズル７１には、ノズルガード７２が取り付けられている。

【0034】

ここで、ノズルガード７２としては、例えば図４、図５Ａおよび図５Ｂに示すものを使用することができる。すなわち、ノズルガード７２は、基板ＳのＹ方向のサイズよりも長い長尺状で非可撓性を有する非透明材料、例えば
金属、セラミックス等の突出物と接触しても破損しない程度の比較的堅い材質の部材で構成される。ノズルガード７２は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、スリットノズル７１から（－Ｘ）方向に延びるガード支持部７３により支持されている。より詳しくは、ノズルガード７２が、Ｙ方向に沿った支持軸７４を中心にＸＺ平面において揺動可能に、当該支持軸７４を介してガード支持部７３に対して支持される。

【0035】

また、ノズルガード７２の後端部、つまり支持軸７４よりも上方部分はバネ７５によって（－Ｘ）方向側へ付勢されるとともに、ノズルガード７２の先端部、つまり支持軸７４の下方部分はストッパ７６によって（－Ｘ）方向側への回転が規制されている。これにより、ノズルガード７２の先端は（－Ｘ）方向側（塗布処理中におけるスリットノズル７１のノズル進行方向においてスリットノズル７１の前方側）で（＋Ｘ）方向にのみ回転が可能に構成されている。したがって、ノズルガード７２と異物ＦＭ１との非接触状態では、ノズルガード７２はバネ７５による付勢力により鉛直方向Ｚに沿った状態に保持される。その一方で、塗布処理中にノズルガード７２と異物ＦＭ１とが接触すると、ノズルガード７２の先端が、バネ７５による付勢力に逆らって（＋Ｘ）方向側へ、スリットノズル７１に対して相対的に回転移動する。それを回転検知センサ（図示省略）により上記回転移動を検出することで、異物ＦＭ１がスリットノズル７１に到達する前に、異物ＦＭ１の存在を検知することができる。

【0036】

しかしながら、異物ＦＭ２が塗布開始位置Ｐｓ（図４参照）またはその近傍位置に存在すると、既述の問題が発生することがある。つまり、ノズルガード７２の下方位置にチャック５１ｂ、５１ｄの保持面５１ｓが存在したままコンタクト動作を行うと、ノズルガード７２と保持面５１ｓとが異物ＦＭ２を上下方向から挟み込んで押し潰すことがある。そこで、本実施形態では、コンタクト動作を行う際に、上方から見て、ノズルガード７２と保持面５１ｓとが互いに離間するように、塗布装置１は構成されている。換言すると、図５Ｂに示すように、ノズルガード７２およびチャック５１ｂ、５１ｄを上方から投影したときのＸ方向領域をそれぞれ「ノズルガード領域Ｒ７２」および「チャック領域Ｒ５１」と定義すると、ノズルガード領域Ｒ７２とチャック領域Ｒ５１とは重なっていない。したがって、仮にノズルガード７２の下方に異物ＦＭ２が存在したとしても、図５Ｂに示すように、コンタクト位置Ｐ３に下降中のノズルガード７２が異物ＦＭ２を押え付けるが、その押し付けに伴って基板Ｓの一部（ノズルガード７２の直下領域）が下方に撓む。また、浮上方式で基板Ｓを搬送しており、基板Ｓの下方には空気層（圧力気体層）が存在し、クッションの役割を果たす。これらの要因によって、ノズルガード７２による異物ＦＭ２の押し潰しは発生しない。しかも、コンタクト動作に続くギャップ調整動作（コンタクト位置Ｐ３から塗布位置Ｐ２へのノズル上昇）中に、ノズルガード７２による異物ＦＭ２の押え付け力は徐々に弱まる。その結果、異物ＦＭ２の押し潰しを確実に防止することができる。

【0037】

上記のように構成された塗布装置１の各部を制御するために、制御ユニット９が設けられている。この制御ユニット９は、図１に示すように、各種演算処理を行う演算部９１（例えば、ＣＰＵなど）、基本プログラムおよび各種情報を記憶する記憶部９２（例えば、ＲＯＭやＲＡＭなど）をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインはさらに塗布プログラムなどの記憶を行う固定ディスク９３（例えば、ハードディスクドライブなど）と、各種情報を表示する表示部９４（例えばディスプレイなど）、操作者からの入力を受け付ける入力部９５（例えば、キーボードおよびマウスなど）が接続されている。なお、例えば表示部９４と入力部９５との機能が一体となったタッチパネルディスプレイなどを用いても良い。さらに、図示を省略するインターフェイスを介して装置各部に設けられたセンサなどから送られてくる信号を受け取り、制御ユニット９の演算部９１が塗布プログラムにしたがって装置各部を制御し、以下の説明する塗布処理を実行する。

【0038】

図６は図１に示す塗布装置により実行される塗布動作を示すフローチャートである。この塗布装置１では、塗布処理に使用されるスリットノズル７１をメンテナンス位置に移動させて予備吐出処理を実行する。また、浮上部３における圧縮空気の噴出および吸引を開始して、搬入される基板Ｓを浮上させることができるように準備する（ステップＳ１）。なお、予備吐出処理に先立ってスリットノズル７１の洗浄処理が行われてもよい。

【0039】

次に、塗布装置１への基板Ｓの搬入を開始する（ステップＳ２）。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Ｓ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Ｓが（＋Ｘ）方向に搬送される。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Ｓは圧縮空気の噴出により基板Ｓに浮力を与える上流浮上ステージ３Ａの上部まで搬送されてくる。基板Ｓが上流浮上ステージ３Ａまで搬入されると、上流浮上ステージ３Ａに設けられたリフトピンがリフトピン駆動機構３４によりその上端が上流浮上ステージ３Ａ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Ｓ、より具体的にはリフトピンが当接する基板ＳのＹ方向両端部が持ち上げられる。

【0040】

そして、チャック機構５１が（－Ｘ）方向に移動し、基板Ｓ直下の搬送開始位置まで移動してくる（ステップＳ３）。これに続いて、基板Ｓがチャック機構５１に移載される。それに続いて、チャック機構５１のチャック５１ａ～５１ｄが基板Ｓの周縁部を吸着保持し、その状態のまま（＋Ｘ）方向に移動する。これによって、基板Ｓの（＋Ｘ）側の端部が塗布開始位置Ｐｓ（図４参照）に位置するまで、基板Ｓが搬送される（ステップＳ４）。基板Ｓが塗布開始位置Ｐｓに到着した段階で、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、（＋Ｘ）側のチャック５１ｂ、５１ｄのチャック領域Ｒ５１はノズルガード領域Ｒ７２と重なっていない。つまり、上方から見て、ノズルガード７２と保持面５１ｓとは互いに離間している。しかも、本実施形態では、ノズルガード７２と保持面５１ｓとは、基板Ｓの厚みよりも長い離間間隔Ｌ１だけ離間している。なお、Ｘ方向におけるノズルガード７２と保持面５１ｓとの相互関係は、塗布開始まで維持される。

【0041】

また、これと並行してスリットノズル７１が予備吐出位置から位置Ｐ１、Ｐ３を経由して塗布位置Ｐ２に移動して位置決めされる（ステップＳ５～Ｓ８）。すなわち、ステップＳ５では、図５Ａに示すように、スリットノズル７１はノズル駆動機構８により塗布位置Ｐ２の上方位置Ｐ１に移動する。それに続いて、スリットノズル７１のコンタクト位置Ｐ３への下降が開始される（ステップＳ６）。そして、スリットノズル７１がコンタクト位置Ｐ３に到達していない間（ステップＳ７で「ＮＯ」）、ステップＳ６に戻ってスリットノズル７１の下降が継続される。

【0042】

こうしたスリットノズル７１のコンタクト動作中に、ノズルガード７２が異物ＦＭ２に当接すると、それ以降においてはノズルガード７２が異物ＦＭ２を押え付けながら下降するが、この下降に応じて基板Ｓが下方に撓んで異物ＦＭ２の押し潰しを防いでいる。そして、スリットノズル７１がコンタクト位置Ｐ３に到達した時点でスリットノズル７１の吐出口７１１の近傍に付着している塗布液が塗布開始位置Ｐｓで基板Ｓの上面と接触する。これによって、塗布開始位置Ｐｓで塗布液のメニスカスが基板Ｓの上面に形成される。

【0043】

このメニスカス形成後、スリットノズル７１はノズル駆動機構８によりコンタクト位置Ｐ３から塗布液の厚みに応じた距離だけ上昇し、吐出口７１１と基板Ｓの上面との間隔、いわゆる塗布ギャップを調整する。

【0044】

上記塗布ギャップの調整に続いて、塗布動作が開始される（ステップＳ９）。すなわち、スリットノズル７１の吐出口７１１から吐出される塗布液が基板Ｓの上面Ｓｆに着液する。また、チャック機構５１が基板Ｓをノズルガード７２およびスリットノズル７１とステージ面とで挟まれた塗布領域を通過するように定速で搬送することにより、スリットノズル７１が基板Ｓの上面Ｓｆに塗布液を塗布する塗布動作が実行され、基板Ｓの上面Ｓｆには塗布液による一定厚さの塗布膜ＣＦ（図４参照）が形成される。

【0045】

塗布動作は、塗布を終了させるべき終了位置に基板Ｓが搬送されるまで継続される（ステップＳ１０）。基板Ｓが終了位置に到達すると（ステップＳ１０において「ＹＥＳ」）、スリットノズル７１は塗布位置から離脱してメンテナンス位置に戻され、再び予備吐出処理が実行される。また、基板Ｓ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、下流浮上ステージ３Ｃおよび出力移載部４を介して基板Ｓは（＋Ｘ）方向に搬出され（ステップＳ１１）、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（ステップＳ１２で「ＹＥＳ」）には上記と同様の処理を繰り返し、なければ（ステップＳ１２で「ＮＯ」）処理を終了する。

【0046】

以上のように、第１実施形態によれば、上方から見て、塗布開始位置Ｐｓに近接するチャック５１ｂ、５１ｄの保持面５１ｓと、ノズルガード７２とは互いに離間している。つまり、ノズルガード７２の下方に保持面５１ｓは存在しておらず、ノズルガード７２の下方に位置する基板Ｓの下面領域は気体噴射により浮上されているにすぎない。その結果、コンタクト動作においてチャック５１ｂ、５１ｄとノズルガード７２との挟み込みは発生せず、ノズルガード７２による異物ＦＭ２の押し潰しを効果的に防止することができる。

【0047】

また、ノズルガード７２が異物ＦＭ２を押し付けた際に基板Ｓが撓み、異物ＦＭ２に掛かる応力の一部を吸収するため、異物ＦＭ２の押し潰しをさらに効果的に防止することができる。ここで、図５Ｂから明らかなように、ノズルガード領域Ｒ７２とチャック領域Ｒ５１とが近づくと、上記基板Ｓの撓みによる応力低減効果が十分に得られず、むしろ基板Ｓに掛かるせん断応力が大きなってしまう。これらの点を考慮すると、Ｘ方向におけるノズルガード７２とチャック５１ｂ、５１ｄとの離間間隔Ｌ１については、基板Ｓの厚み以上に設定するのが望ましい。

【0048】

図７は本発明に係る基板処理装置の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、チャック５１ｂ、５１ｄのＸ方向サイズおよび配置であり、それ以外の構成は基本的に第１実施形態と同一である。したがって、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成および動作については同一符号を付して説明を省略する。

【0049】

第１実施形態では、チャック５１ｂ、５１ｄはノズルガード７２に対し（－Ｘ）側に配置されているのに対し、第２実施形態では、チャック５１ｂ、５１ｄはノズルガード７２に対し（＋Ｘ）側に配置されている。また、このような配置を採用する場合、ノズルガード領域Ｒ７２から基板Ｓの（＋Ｘ）側の端面までの距離が短くなる。そこで、第２実施形態では、ノズルガード７２のＸ方向サイズは第１実施形態のそれらよりも短くなっている。

【0050】

このように第２実施形態においても、上方から見て、塗布開始位置Ｐｓに近接するチャック５１ｂ、５１ｄの保持面５１ｓと、ノズルガード７２とは互いに基板Ｓの厚み以上の離間間隔Ｌ１だけ離間している。したがって、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

【0051】

ここで、チャック５１ｂ、５１ｄのＸ方向サイズが減少した分だけ、第１実施形態に比べ、チャック５１ｂ、５１ｄによる基板Ｓの保持力が小さくなる。そこで、保持力を高めるために、図８に示すように、チャック５１ｅ、５１ｆを追加してもよい（第３実施形態）。

【0052】

図８は本発明に係る基板処理装置の第３実施形態を示す図である。この第３実施形態が第２実施形態と大きく相違する点は、チャック５１ｅ、５１ｆが追加されている点のみであり、それ以外の構成は基本的に第２実施形態と同一である。したがって、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成および動作については同一符号を付して説明を省略する。

【0053】

第３実施形態では、ノズルガード７２に対し（－Ｘ）側にチャック５１ｅ、５１ｆが追加されている。つまり、上方から見て、塗布開始位置Ｐｓに近接するチャック５１ｂ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆの保持面５１ｓと、ノズルガード７２とは互いに基板Ｓの厚み以上の離間間隔Ｌ１、Ｌ２だけ離間している。したがって、（＋Ｙ）側において、ノズルガード領域Ｒ７２を（＋Ｘ）側および（－Ｘ）側から挟み込むように、チャック５１ｂ、５１ｅが一対で設けられている。このため、チャック５１ｂ、５１ｅで挟まれた領域は、下方に窪んだ非保持領域Ｒｎとなっている。また、（－Ｙ）側において、ノズルガード領域Ｒ７２を（＋Ｘ）側および（－Ｘ）側から挟み込むように、チャック５１ｄ、５１ｆが一対で設けられている。このため、チャック５１ｄ、５１ｆで挟まれた領域も、下方に窪んだ非保持領域Ｒｎとなっている。そして、第３実施形態では、コンタクト動作の際に、上方から見て非保持領域Ｒｎとノズルガード７２とが互いに重なっている。換言すると、ノズルガード７２の下方には、非保持領域Ｒｎが広がっており、保持面５１ｓは存在していない。したがって、コンタクト動作においてチャック５１ｂ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆとノズルガード７２との挟み込みは発生せず、ノズルガード７２による異物ＦＭ２の押し潰しを効果的に防止することができる。

【0054】

また、ノズルガード７２が異物ＦＭ２を押し付けた際に基板Ｓが撓み、異物ＦＭ２に掛かる応力の一部を吸収するため、異物ＦＭ２の押し潰しをさらに効果的に防止することができる。また、図８から明らかなように、Ｘ方向におけるノズルガード７２とチャック５１ｂ、５１ｄとの離間間隔Ｌ１ならびにノズルガード７２とチャック５１ｅ、５１ｆとの離間間隔Ｌ２を、基板Ｓの厚み以上に設定しているので、上記基板Ｓの撓みによる応力低減効果を得ることができる。さらに、チャック５１ｅ、５１ｆの追加により基板Ｓの保持力を第２実施形態よりも高めつつ塗布処理を実行することができる。

【0055】

ところで、第３実施形態では、ノズルガード領域Ｒ７２を（＋Ｘ）側および（－Ｘ）側から挟み込むように、チャック５１ｂ、５１ｅが一対で設けられるとともに、チャック５１ｄ、５１ｆが一対で設けられている。ここで、例えば図９に示すように、チャック５１ｂ、５１ｅを一体化した構造を有するブロック体のチャック５１ｇと、チャック５１ｄ、５１ｆを一体化した構造を有するブロック体のチャック５１ｈと、を設けてもよい（第４実施形態）。

【0056】

図９は本発明に係る基板処理装置の第４実施形態を示す図である。第４実施形態が第３実施形態と大きく相違する点は、基板Ｓの（＋Ｘ）側の下面周縁部を保持するチャックとして、Ｘ方向（ノズル進行方向）においてノズルガード７２の幅よりも広い幅で下方に窪んだ非保持領域Ｒｎを有するブロック体をチャック５１ｇ、５１ｈとして用いている点である。これらのチャック５１ｇ、５１ｈの上面のうち非保持領域Ｒｎを除く領域が保持面５１ｓとして機能する。そして、第３実施形態と同様に、コンタクト動作の際に、上方から見て非保持領域Ｒｎとノズルガード７２とが互いに重なっている。したがって、コンタクト動作においてチャック５１ｇ、５１ｈとノズルガード７２との挟み込みは発生せず、ノズルガード７２による異物ＦＭ２の押し潰しを効果的に防止することができる。

【0057】

上記した実施形態では、吸着・走行制御機構５２が本発明の「移動部」の一例に相当している。ノズル駆動機構８が本発明の「昇降部」の一例に相当している。チャック５１ａ～５１ｈが本発明の「保持部材」の一例に相当し、これらの組み合わせが本発明の「基板保持部」として機能する。特に、チャック５１ｂ、５１ｄが本発明の「第１保持部材」の一例に相当し、チャック５１ｅ、５１ｆが本発明の「第２保持部材」の一例に相当している。制御ユニット９が本発明の「制御部」の一例に相当している。ステップＳ６、Ｓ７が本発明の「コンタクト工程」の一例に相当するとともに、ステップＳ９が本発明の「塗布工程」の一例に相当している。

【0058】

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、基板ＳのＹ方向のサイズよりも長い長尺状で非可撓性を有する非透明材料によりノズルガード７２が構成されているが、特許文献１にも記載されているように短尺状の部材が複数個をＹ方向に配列されたものを用いてもよい。

【0059】

また、上記実施形態では、「ノズル」の一例としてスリットノズル７１を有する基板処理装置に対して本発明を適用しているが、ノズル形状はこれに限定されるものではなく、ノズルガードが一体的に取り付けられたノズル全般に対し、本発明を適用することができる。

【0060】

また、上記実施形態では、上方位置Ｐ１が塗布位置Ｐ２およびコンタクト位置Ｐ３の鉛直上方に設定されている塗布装置１に対し、本発明を適用しているが、上方位置Ｐ１の設定はこれに限定されるものではない。例えば上方位置Ｐ１が塗布位置Ｐ２およびコンタクト位置Ｐ３よりも（＋Ｘ）側に設定されており、斜め上方からコンタクト位置Ｐ３に向かって下降するように構成された基板処理装置に対しても、本発明を適用することができる。

【0061】

また、上記実施形態では、（＋Ｙ）側のチャック５１ａ、５１ｂ、（５１ｅ）、（５１ｇ）と、（－Ｙ）側のチャック５１ｃ、５１ｄ、（５１ｆ）、（５１ｈ）とを基板Ｓの搬送経路に対して対称に設けているが、非対称な構成であってもよい。また、（＋Ｙ）側または（－Ｙ）側にのみチャックを設けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0062】

この発明は、基板にノズルから処理液を供給して塗布する基板処理技術全般に適用可能である。

【符号の説明】

【0063】

１…塗布装置（基板処理装置）
３…浮上部
７…塗布機構
８…ノズル駆動機構８（昇降部）
９…制御ユニット（制御部）
５１ａ～５１ｈ…チャック（保持部材、基板保持部）
５１ｓ…保持面
５２…吸着・走行制御機構（移動部）
７１…（スリット）ノズル
７２…ノズルガード
７１１…（スリットノズルの）吐出口
Ｄｔ…搬送方向
ＦＭ２…異物
Ｌ１、Ｌ２…離間間隔
Ｐ３…コンタクト位置
Ｒｎ…非保持領域
Ｓ…基板
Ｓｆ…（基板の）上面
Ｘ…ノズル進行方向
Ｚ…鉛直方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】