JP5349770B2 - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗布装置及び塗布方法に関する。

液晶ディスプレイなどの表示パネルを構成するガラス基板上には、配線パターンや電極パターンなどの微細なパターンが形成されている。一般的にこのようなパターンは、例えばフォトリソグラフィなどの手法によって形成される。フォトリソグラフィ法では、ガラス基板上にレジスト膜を形成する工程、このレジスト膜をパターン露光する工程、その後に当該レジスト膜を現像する工程がそれぞれ行われる。

基板の表面上にレジスト膜を塗布する装置として、スリットノズルを固定し、当該スリットノズルの下を移動するガラス基板にレジストを塗布する塗布装置が知られている。その中でも、基板を浮上させて移動させる塗布装置が知られている。基板上に厚さが均一になるようにレジストを塗布するためには、基板の表面とレジストを吐出するノズル先端との間の距離を一定に保つ必要がある。この距離が基板上の異なる場所で一定に保たれない場合、レジストの膜厚にムラが生じる可能性がある。このようなレジストの膜厚ムラを回避する手法として、例えば特許文献１には、基板の板厚を測定する板厚センサを設けて、当該板厚センサの計測した値に基づいて基板表面とノズル先端との間の距離を調節する方法が記載されている。
特開２００６−２５３２１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の手法では、基板表面とノズル先端との距離自体を測定しているのではないため、実際の距離に対して誤差が生じる可能性がある。このため、基板表面とノズル先端との間の距離のバラつきを十分に回避できない場合があり、レジストの膜厚にムラが生じる可能性がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、基板に塗布される液状体の厚さをより均一にすることができる塗布装置及び塗布方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る塗布装置は、基板を浮上させて搬送する基板搬送部と、当該基板搬送部によって搬送させつつ前記基板の表面に液状体を塗布するノズルを有する塗布部と、を備える塗布装置であって、前記基板の前記表面と前記ノズルの先端との距離を算出する非接触センサが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、基板を搬送させつつ当該基板の表面にノズルから液状体を塗布する塗布装置において基板の表面とノズルの先端との距離を算出する非接触センサが設けられているとしたので、実際の基板の表面とノズルの先端との距離を測定することができる。これにより、基板に塗布される液状体の厚さをより均一にすることができる。

上記の塗布装置は、前記基板搬送部は、前記塗布部によって前記基板の前記表面に前記液状体が塗布される塗布処理領域を有し、前記非接触センサは、前記塗布処理領域へ搬送された前記基板の前記表面と前記ノズル先端との距離を算出することを特徴とする。
本発明によれば、基板搬送部が塗布部によって基板の表面に液状体が塗布される塗布処理領域を有し、非接触センサが塗布処理領域へ搬送された基板の表面とノズル先端との距離を算出することとしたので、液状体が塗布される基板の近傍で距離の算出を行うことができる。これにより、正確な距離を算出することができる。

上記の塗布装置は、前記非接触センサは、前記基板の前記表面側に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、非接触センサが基板の表面側、すなわち液状体が塗布される面側に設けられているので、より正確な距離を算出することができる。

上記の塗布装置は、前記非接触センサは、前記塗布部に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、非接触センサが塗布部に設けられているので、基板の表面及びノズル先端の位置が把握しやすくなる。

上記の塗布装置は、前記ノズルを支持するノズル支持部が設けられており、前記非接触センサは、前記ノズル支持部と一体的に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、ノズルを支持するノズル支持部が設けられており、非接触センサは当該ノズル支持部と一体的に設けられているので、例えばノズルが移動する場合であっても、非接触センサがノズルと一体的に移動することとなる。このため、非接触センサの位置がノズルの位置に対して大きくずれにくくなる。これにより、一層正確な算出結果を得ることができる。

上記の塗布装置は、前記非接触センサは、複数設けられており、前記ノズルは、一方向に長手のノズル開口を有し、前記複数の非接触センサは、前記ノズル開口の長手方向に沿って配列されていることを特徴とする。
本発明によれば、非接触センサが複数設けられており、ノズルが一方向に長手のノズル開口を有し、複数の非接触センサがノズル開口の長手方向に沿って配列されているので、液状体が吐出される領域の全体に亘って基板の表面とノズル先端との距離を算出することができる。これにより、詳細な算出結果を得ることができる。

上記の塗布装置は、前記非接触センサは、複数設けられており、前記複数の非接触センサのうち少なくとも１つは、前記基板のうち搬送方向に対して直交する方向の中央部の前記基板の前記表面と前記ノズル先端との距離を算出することを特徴とする。
本発明によれば、非接触センサが複数設けられており、複数の非接触センサのうち少なくとも１つが基板のうち搬送方向に対して直交する方向の中央部の基板の表面とノズル先端との距離を算出するので、例えばこの中央部における基板の表面とノズル先端との距離の算出結果と、他の位置に設けられた非接触センサの算出結果とを比較することにより、当該距離が一定になっているか否かを判断することができる。

上記の塗布装置は、前記非接触センサは、複数設けられており、前記複数の非接触センサのうち少なくとも１つは、前記基板のうち搬送方向に対して直交する方向の端部の前記基板の前記表面と前記ノズル先端との距離を算出することを特徴とする。
本発明によれば、非接触センサが複数設けられており、複数の非接触センサのうち少なくとも１つが基板のうち搬送方向に対して直交する方向の端部の基板の表面とノズル先端との距離を算出するので、例えばこの端部における基板の表面とノズル先端との距離の算出結果と、他の位置に設けられた非接触センサの算出結果とを比較することにより、当該距離が一定になっているか否かを判断することができる。

上記の塗布装置は、前記非接触センサは、レーザセンサであることを特徴とする。
本発明によれば、非接触センサがレーザセンサであることとしたので、簡単な構成で誤差の少ない測定を行うことができる。このような非接触センサとして、他には例えばレーザセンサ以外の光センサや、静電容量センサ、磁気センサなどが挙げられる。なお、レーザセンサを用いる場合、例えば基板にレーザ光を入射させ、その反射光を検出することで基板面の位置が検出されるように構成することができる。

上記の塗布装置は、レーザ光の射出方向が前記基板の基板面の法線方向に対して傾くように設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、レーザセンサが、レーザ光の射出方向が基板の基板面の法線方向に対して傾くように設けられていることとしたので、射出光と反射光とが干渉することなく、正確な測定が可能となる。

上記の塗布装置は、前記基板搬送部は、前記塗布部によって前記基板の前記表面に前記液状体が塗布される塗布処理領域を有し、前記塗布処理領域には、前記レーザセンサからのレーザ光が当該レーザセンサに向けて反射するのを抑制する反射抑制部が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、基板搬送部が塗布部によって基板の表面に液状体が塗布される塗布処理領域を有し、塗布処理領域にはレーザセンサからのレーザ光が当該レーザセンサに向けて反射するのを抑制する反射抑制部が設けられているので、塗布処理領域で反射されるレーザ光を基板の表面で反射されるレーザ光と誤認識されるのを防ぐことができる。

上記の塗布装置は、反射抑制部が硬質アルマイトを含む材料からなることを特徴とする。
本発明によれば、反射抑制部が硬質アルマイトを含む材料からなるので、塗布処理領域の設計に支障をきたすこと無くレーザ光の反射抑制を図ることが可能となる。

本発明に係る塗布方法は、基板へ向けて気体を噴出することで当該基板を浮上させて搬送しつつ、ノズルによって前記基板の表面に液状体を塗布する塗布方法であって、非接触センサによって前記基板の前記表面と前記ノズルの先端との距離を算出し、前記算出結果に基づいて所定の値になるように前記距離を調整することを特徴とする。

本発明によれば、非接触センサによって基板の表面とノズルの先端との距離を算出し、この算出結果に基づいて所定の値になるように基板の表面とノズル先端との距離を調整することとしたので、実際の基板の表面とノズルの先端との距離に基づいて当該距離を調整することができる。これにより、基板に塗布される液状体の厚さをより均一にすることができる。

本発明によれば、基板に塗布される液状体の厚さをより均一にすることができる塗布装置及び塗布方法を得ることが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本実施形態に係る塗布装置１の斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係る塗布装置１は、例えば液晶パネルなどに用いられるガラス基板上にレジストを塗布する塗布装置であり、基板搬送部２と、塗布部３と、管理部４とを主要な構成要素としている。この塗布装置１は、基板搬送部２によって基板を浮上させて搬送しつつ塗布部３によって当該基板上にレジストが塗布されるようになっており、管理部４によって塗布部３の状態が管理されるようになっている。

図２は塗布装置１の正面図、図３は塗布装置１の平面図、図４は塗布装置１の側面図である。これらの図を参照して、塗布装置１の詳細な構成を説明する。

（基板搬送部）
まず、基板搬送部２の構成を説明する。
基板搬送部２は、基板搬入領域２０と、塗布処理領域２１と、基板搬出領域２２と、搬送機構２３と、これらを支持するフレーム部２４とを有している。この基板搬送部２では、搬送機構２３によって基板Ｓが基板搬入領域２０、塗布処理領域２１及び基板搬出領域２２へと順に搬送されるようになっている。基板搬入領域２０、塗布処理領域２１及び基板搬出領域２２は、基板搬送方向の上流側から下流側へこの順で配列されている。搬送機構２３は、基板搬入領域２０、塗布処理領域２１及び基板搬出領域２２の各部に跨るように当該各部の一側方に設けられている。

以下、塗布装置１の構成を説明するにあたり、表記の簡単のため、図中の方向をＸＹＺ座標系を用いて説明する。基板搬送部２の長手方向であって基板の搬送方向をＸ方向と表記する。平面視でＸ方向（基板搬送方向）に直交する方向をＹ方向と表記する。Ｘ方向軸及びＹ方向軸を含む平面に垂直な方向をＺ方向と表記する。なお、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとする。

基板搬入領域２０は、装置外部から搬送されてきた基板Ｓを搬入する部位であり、搬入側ステージ２５と、リフト機構２６とを有している。
搬入側ステージ２５は、フレーム部２４の上部に設けられており、例えばＳＵＳなどからなる平面視で矩形の板状部材である。この搬入側ステージ２５は、Ｘ方向が長手になっている。搬入側ステージ２５には、エア噴出孔２５ａと、昇降ピン出没孔２５ｂとがそれぞれ複数設けられている。これらエア噴出孔２５ａ及び昇降ピン出没孔２５ｂは、搬入側ステージ２５を貫通するように設けられている。

エア噴出孔２５ａは、搬入側ステージ２５のステージ表面２５ｃ上にエアを噴出する孔であり、例えば搬入側ステージ２５のうち基板Ｓの通過する領域に平面視マトリクス状に配置されている。このエア噴出孔２５ａには図示しないエア供給源が接続されている。この搬入側ステージ２５では、エア噴出孔２５ａから噴出されるエアによって基板Ｓを＋Ｚ方向に浮上させることができるようになっている。

昇降ピン出没孔２５ｂは、搬入側ステージ２５のうち基板Ｓの搬入される領域に設けられている。当該昇降ピン出没孔２５ｂは、ステージ表面２５ｃに供給されたエアが漏れ出さない構成になっている。

この搬入側ステージ２５のうちＹ方向の両端部には、アライメント装置２５ｄが１つずつ設けられている。アライメント装置２５ｄは、搬入側ステージ２５に搬入された基板Ｓの位置を合わせる装置である。各アライメント装置２５ｄは長孔と当該長孔内に設けられた位置合わせ部材を有しており、搬入ステージ２５に搬入される基板を両側から機械的に挟持するようになっている。

リフト機構２６は、搬入側ステージ２５の基板搬入位置の裏面側に設けられている。このリフト機構２６は、昇降部材２６ａと、複数の昇降ピン２６ｂとを有している。昇降部材２６ａは、図示しない駆動機構に接続されており、当該駆動機構の駆動によって昇降部材２６ａがＺ方向に移動するようになっている。複数の昇降ピン２６ｂは、昇降部材２６ａの上面から搬入側ステージ２５へ向けて立設されている。各昇降ピン２６ｂは、それぞれ上記の昇降ピン出没孔２５ｂに平面視で重なる位置に配置されている。昇降部材２６ａがＺ方向に移動することで、各昇降ピン２６ｂが昇降ピン出没孔２５ｂからステージ表面２５ｃ上に出没するようになっている。各昇降ピン２６ｂの＋Ｚ方向の端部はそれぞれＺ方向上の位置が揃うように設けられており、装置外部から搬送されてきた基板Ｓを水平な状態で保持することができるようになっている。

塗布処理領域２１は、レジストの塗布が行われる部位であり、基板Ｓを浮上支持する処理ステージ２７が設けられている。
処理ステージ２７は、ステージ表面２７ｃが例えば硬質アルマイトを主成分とする光吸収材料で覆われた平面視で矩形の板状部材であり、搬入側ステージ２５に対して＋Ｘ方向側に設けられている。処理ステージ２７のうち光吸収材料で覆われた部分（反射抑制部）では、レーザ光などの光の反射が抑制されるようになっている。この処理ステージ２７は、Ｙ方向が長手になっている。処理ステージ２７のＹ方向の寸法は、搬入側ステージ２５のＹ方向の寸法とほぼ同一になっている。処理ステージ２７には、複数のエア噴出孔２７ａと、複数のエア吸引孔２７ｂとが設けられている。処理ステージ２７には、Ｘ方向及びＹ方向にこのエア噴出孔２７ａとエア吸引孔２７ｂとが交互に平面視マトリクス状に配列されており、１つのエア噴出孔２７ａと１つのエア吸引孔２７ｂとが隣接して設けられている。これらエア噴出孔２７ａ及びエア吸引孔２７ｂは、処理ステージ２７を貫通するように設けられている。

エア噴出孔２７ａには、図示しないエア供給源が接続されている。このエア供給源には、エア噴出孔２７ａから噴出するエアの圧力や流量を調節する図示しない調節機構が設けられている。このエア吸引孔２７ｂには、図示しないポンプが接続されている。ポンプの吸引力を調節することにより、処理ステージ２７に供給されたエアの吸引圧を調節することができるようになっている。

処理ステージ２７では、エア噴出孔２７ａのピッチが搬入側ステージ２５に設けられるエア噴出孔２５ａのピッチよりも狭く、搬入側ステージ２５に比べてエア噴出孔２７ａが密に設けられている。このため、この処理ステージ２７では他のステージに比べて基板の浮上量を高精度で調節できるようになっており、基板の浮上量が例えば１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下となるように制御することが可能になっている。

基板搬出領域２２は、レジストが塗布された基板Ｓを装置外部へ搬出する部位であり、搬出側ステージ２８と、リフト機構２９とを有している。この搬出側ステージ２８は、処理ステージ２７に対して＋Ｘ方向側に設けられており、基板搬入領域２０に設けられた搬入側ステージ２５とほぼ同様の材質、寸法から構成されている。搬出側ステージ２８には、搬入側ステージ２５と同様、エア噴出孔２８ａ及び昇降ピン出没孔２８ｂが設けられている。リフト機構２９は、搬出側ステージ２８の基板搬出位置の裏面側に設けられており、例えばフレーム部２４に支持されている。リフト機構２９の昇降部材２９ａ及び昇降ピン２９ｂは、基板搬入領域２０に設けられたリフト機構２６の各部位と同様の構成になっている。このリフト機構２９は、搬出側ステージ２８上の基板Ｓを外部装置へと搬出する際に、基板Ｓの受け渡しのため昇降ピン２９ｂによって基板Ｓを持ち上げることができるようになっている。

搬送機構２３は、搬送機２３ａと、真空パッド２３ｂと、レール２３ｃとを有している。搬送機２３ａは内部に例えばリニアモータが設けられた構成になっており、当該リニアモータが駆動することによって搬送機２３ａがレール２３ｃ上を移動可能になっている。この搬送機２３ａは、所定の部分２３ｄが平面視で基板Ｓの−Ｙ方向端部に重なるように配置されている。この基板Ｓに重なる部分２３ｄは、基板Ｓを浮上させたときの基板裏面の高さ位置よりも低い位置に設けられている。

真空パッド２３ｂは、搬送機２３ａのうち上記基板Ｓに重なる部分２３ｄに複数配列されている。この真空パッド２３ｂは、基板Ｓを真空吸着させる吸着面を有しており、当該吸着面が上方を向くように配置されている。真空パッド２３ｂは、吸着面が基板Ｓの裏面端部を吸着することで当該基板Ｓを保持可能になっている。各真空パッド２３ｂは搬送機２３ａの上面からの高さ位置が調節可能になっており、例えば基板Ｓの浮上量に応じて真空パッド２３ｂの高さ位置を上下させることができるようになっている。レール２３ｃは、搬入側ステージ２５、処理ステージ２７及び搬出側ステージ２８の側方に各ステージに跨って延在しており、当該レール２３ｃを摺動することで搬送機２３ａが当該各ステージに沿って移動できるようになっている。

（塗布部）
次に、塗布部３の構成を説明する。
塗布部３は、基板Ｓ上にレジストを塗布する部分であり、門型フレーム３１と、ノズル３２と、レーザセンサ３３とを有している。
門型フレーム３１は、支柱部材３１ａと、架橋部材３１ｂとを有しており、処理ステージ２７をＹ方向に跨ぐように設けられている。支柱部材３１ａは処理ステージ２７のＹ方向側に１つずつ設けられており、各支柱部材３１ａがフレーム部２４のＹ方向側の両側面にそれぞれ支持されている。各支柱部材３１ａは、上端部の高さ位置が揃うように設けられている。架橋部材３１ｂは、各支柱部材３１ａの上端部の間に架橋されており、当該支柱部材３１ａに対して昇降可能となっている。当該架橋部材３１ｂは、ノズル３２を支持するノズル支持部である。

この門型フレーム３１は移動機構３１ｃに接続されており、Ｘ方向に移動可能になっている。この移動機構３１ｃによって門型フレーム３１が管理部４との間で移動可能になっている。すなわち、門型フレーム３１に設けられたノズル３２が管理部４との間で移動可能になっている。また、この門型フレーム３１は、図示しない移動機構によりＺ方向にも移動可能になっている。

ノズル３２は、一方向が長手の長尺状に構成されており、門型フレーム３１の架橋部材３１ｂの−Ｚ方向側の面に設けられている。このノズル３２のうち−Ｚ方向の先端には、自身の長手方向に沿ってスリット状の開口部３２ａが設けられており、当該開口部３２ａからレジストが吐出されるようになっている。ノズル３２は、開口部３２ａの長手方向がＹ方向に平行になると共に、当該開口部３２ａが処理ステージ２７に対向するように配置されている。開口部３２ａの長手方向の寸法は搬送される基板ＳのＹ方向の寸法よりも小さくなっており、基板Ｓの周辺領域にレジストが塗布されないようになっている。ノズル３２の内部にはレジストを開口部３２ａに流通させる図示しない流通路が設けられており、この流通路には図示しないレジスト供給源が接続されている。このレジスト供給源は例えば図示しないポンプを有しており、当該ポンプでレジストを開口部３２ａへと押し出すことで開口部３２ａからレジストが吐出されるようになっている。支柱部材３１ａには不図示の移動機構が設けられており、当該移動機構によって架橋部材３１ｂに保持されたノズル３２がＺ方向に移動可能になっている。。

レーザセンサ３３は、ノズル３２の開口部３２ａ、すなわち、ノズル３２の先端と基板Ｓとの間のＺ方向上の距離（塗布ギャップ）を測定する非接触センサである。当該レーザセンサ３３は、架橋部材３１ｂの−Ｚ方向側の面に当該架橋部材３１ｂの長手方向に沿って複数、例えば２つ設けられており、各レーザセンサ３３は架橋部材３１ｂを介してノズル３２と一体的に固定されている。この２つのレーザセンサ３３は、ノズル３２に対して基板搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）にそれぞれ配置されている。

図５は、塗布部３のノズルの長手方向の側面側の構成を示す図である。
同図に示すように、各レーザセンサ３３は、レーザ光を射出するレーザ射出部３３ａと、レーザ光を受光するレーザ受光部３３ｂとを有している。

レーザ射出部３３ａは、例えば半導体レーザなどの光源を有しており、基板Ｓの基板面に垂直な方向に対してレーザ光が傾いて入射するようにノズル３２を支持する架橋部材３１ｂに取り付けられている。このレーザ射出部３３ａは、基板Ｓのうちレジストの塗布面側に配置されており、当該レジスト塗布面にレーザ光が照射されるようになっている。

レーザ受光部３３ｂは、レーザ光を受光して電気信号に変換する光電素子であり、ノズル３２のうちレーザ射出部３３ａから射出され基板Ｓのレジスト塗布面で反射される反射光の光路上に設けられている。レーザ受光部３３ｂのＺ方向上の位置は、レーザ射出部３３ａのＺ方向上の位置と等しくなっている。

レーザ受光部３３ｂは図示しない信号処理部に接続されている。当該信号処理部では、レーザ受光部３３ｂからの電気信号に基づいてレーザ射出部３３ａ及びレーザ受光部３３ｂと基板Ｓとの間のＺ方向上の距離を測定し、この測定結果からノズル３２先端と基板Ｓとの間の距離（塗布ギャップ）ｈを算出するようになっている。

（管理部）
管理部４の構成を説明する。
管理部４は、基板Ｓに吐出されるレジスト（液状体）の吐出量が一定になるようにノズル３２を管理する部位であり、基板搬送部２のうち塗布部３に対して−Ｘ方向側（基板搬送方向の上流側）に設けられている。この管理部４は、予備吐出機構４１と、ディップ槽４２と、ノズル洗浄装置４３とを有している。

予備吐出機構４１、ディップ槽４２及びノズル洗浄装置４３は、−Ｘ方向側へこの順で配列されている。これら予備吐出機構４１、ディップ槽４２及びノズル洗浄装置４３のＹ方向の各寸法は上記門型フレーム３１の支柱部材３１ａ間の距離よりも小さくなっており、上記門型フレーム３１が各部位を跨いでアクセスできるようになっている。

予備吐出機構４１は、レジストを予備的に吐出する部分である。当該予備吐出機構４１はノズル３２に最も近くに設けられており、予備吐出動作を行った後すぐに塗布動作へと移ることができるようになっている。ディップ槽４２は、内部にシンナーやレジストなどが貯留された液体槽である。ノズル洗浄装置４３は、ノズル３２の開口部３２ａ近傍をリンス洗浄する装置であり、Ｙ方向に移動する図示しない洗浄機構と、当該洗浄機構を移動させる図示しない移動機構とを有している。この移動機構は、洗浄機構よりも−Ｘ方向側に設けられている。ノズル洗浄装置４３は、移動機構が設けられる分、予備吐出機構４１及びディップ槽４２に比べてＸ方向の寸法が大きくなっている。

予備吐出機構４１、ディップ槽４２、ノズル洗浄装置４３の配置については、本実施形態の配置に限られず、他の配置であっても構わない。

次に、上記のように構成された塗布装置１の動作を説明する。
図６〜図９は、塗布装置１の動作過程を示す平面図である。各図を参照して、基板Ｓにレジストを塗布する動作を説明する。この動作では、基板Ｓを基板搬入領域２０に搬入し、当該基板Ｓを浮上させて搬送しつつ塗布処理領域２１でレジストを塗布し、当該レジストを塗布した基板Ｓを基板搬出領域２２から搬出する。図６〜図９には門型フレーム３１及び管理部４の輪郭のみを破線で示し、ノズル３２及び処理ステージ２７の構成を判別しやすくした。以下、各部分における詳細な動作を説明する。

基板搬入領域２０に基板を搬入する前に、塗布装置１をスタンバイさせておく。具体的には、搬入側ステージ２５の基板搬入位置の−Ｙ方向側に搬送機２３ａを配置させ、真空パッド２３ｂの高さ位置を基板の浮上高さ位置に合わせておくと共に、搬入側ステージ２５のエア噴出孔２５ａ、処理ステージ２７のエア噴出孔２７ａ、エア吸引孔２７ｂ及び搬出側ステージ２８のエア噴出孔２８ａからそれぞれエアを噴出又は吸引し、各ステージ表面に基板が浮上する程度にエアが供給された状態にしておく。

この状態で、例えば図示しない搬送アームなどによって外部から図６に示す基板搬入位置に基板Ｓが搬送されてきたら、昇降部材２６ａを＋Ｚ方向に移動させて昇降ピン２６ｂを昇降ピン出没孔２５ｂからステージ表面２５ｃに突出させる。そして、昇降ピン２６ｂによって基板Ｓが持ち上げられ、当該基板Ｓの受け取りが行われる。

基板Ｓを受け取った後、昇降部材２６ａを下降させて昇降ピン２６ｂを昇降ピン出没孔２５ｂ内に収容する。このとき、ステージ表面２５ｃにはエアの層が形成されているため、基板Ｓは当該エアによりステージ表面２５ｃに対して浮上した状態で保持される。基板Ｓがエア層の表面に到達した際、アライメント装置２５ｄの位置合わせ部材によって基板Ｓの位置合わせが行われ、基板搬入位置の−Ｙ方向側に配置された搬送機２３ａの真空パッド２３ｂを基板Ｓの−Ｙ方向側端部に真空吸着させる。基板Ｓの−Ｙ方向側端部が吸着された状態を図６に示す。

真空パッド２３ｂによって基板Ｓの−Ｙ方向側端部が吸着された後、搬送機２３ａをレール２３ｃに沿って処理ステージ２７へと移動させる。基板Ｓが浮上した状態になっているため、搬送機２３ａの駆動力を比較的小さくしても基板Ｓはレール２３ｃに沿ってスムーズに移動する。処理ステージ２７では、エア噴出孔２７ａによるエア噴出に加えてエア吸引孔２７ｂによるエア吸引が行われており、より高精度に浮上量が調整される。

基板Ｓの搬送方向先端がノズル３２の開口部３２ａの位置に到達したら、図７に示すように、ノズル３２の開口部３２ａから基板Ｓへ向けてレジストを吐出する。レジストの吐出は、ノズル３２の位置を固定させ搬送機２３ａによって基板Ｓを搬送させながら行う。基板Ｓの移動に伴い、図８に示すように基板Ｓ上にレジスト膜Ｒが塗布されていく。基板Ｓがレジストを吐出する開口部３２ａの下を通過することにより、基板Ｓの所定の領域にレジスト膜Ｒが形成される。

基板ＳにレジストＲの塗布が行われる前に、架橋部材３１ｂに取り付けられた２つのレーザセンサ３３によって基板Ｓとノズル３２の先端部とのＺ方向上の距離（塗布ギャップ）を算出する。この算出結果に基づいて、当該塗布ギャップが予め設定された所定の値になるように、支持部材３１ａに設けられた移動機構によって塗布ギャップを調整する。塗布ギャップの算出の際には、レーザ射出部３３ａから基板Ｓに向けてレーザ光が射出され、基板Ｓの表面でレーザ光が反射されてレーザ受光部３３ｂに入射する。処理ステージ２７のステージ表面２７ｃが光吸収材料である硬質アルマイトで覆われているため、レーザ光はステージ表面２７ｃで反射することなく、基板Ｓの表面で反射された光のみがレーザ受光部３３ｂに入射することになる。。

レジスト膜Ｒの形成された基板Ｓは、搬送機２３ａによって搬出側ステージ２８へと搬送される。搬出側ステージ２８では、ステージ表面２８ｃに対して浮上した状態で、図９に示す基板搬出位置まで基板Ｓが搬送される。

基板Ｓが基板搬出位置に到達したら、真空パッド２３ｂの吸着を解除し、リフト機構２９の昇降部材２９ａを＋Ｚ方向に移動させる。すると、昇降ピン２９ｂが昇降ピン出没孔２８ｂから基板Ｓの裏面へ突出し、基板Ｓが昇降ピン２９ｂによって持ち上げられる。この状態で、例えば搬出側ステージ２８の＋Ｘ方向側に設けられた外部の搬送アームが搬出側ステージ２８にアクセスし、基板Ｓを受け取る。基板Ｓを搬送アームに渡した後、搬送機２３ａを再び搬入側ステージ２５の基板搬入位置まで戻し、次の基板Ｓが搬送されるまで待機させる。

次の基板Ｓが搬送されてくるまでの間、塗布部３では、ノズル３２の吐出状態を保持するための予備吐出が行われる。図１０に示すように、移動機構３１ｃによって門型フレーム３１を管理部４の位置まで−Ｘ方向へ移動させる。

管理部４の位置まで門型フレーム３１を移動させた後、門型フレーム３１の位置を調整してノズル３２をノズル洗浄装置４３にアクセスさせる。ノズル洗浄装置４３では、ノズル３２の開口部３２ａ近傍に向けてシンナー等の洗浄液を吐出するとともに、必要に応じて窒素ガスをシンナーと同時にノズル３２の開口部３２ａに吐出しながら、図示しない洗浄機構をノズル３２の長手方向にスキャンさせることによって、ノズル３２を洗浄する。

ノズル３２の洗浄後、当該ノズル３２を予備吐出ユニット４２にアクセスさせる。予備吐出ユニット４２では、開口部３２ａと予備吐出面との間の距離を測定しながらノズル３２の開口部３２ａをＺ方向上の所定の位置に移動させ、ノズル３２を−Ｘ方向へ移動させながら開口部３２ａからレジストＲを予備吐出する。

予備吐出の後、門型フレーム３１を元の位置に戻す。次の基板Ｓが搬送されてきたら、図１１に示すようにノズル３２をＺ方向上の所定の位置に移動させる。このように、基板Ｓにレジスト膜Ｒを塗布する塗布動作と予備吐出動作とを繰り返し行わせることで、基板Ｓには良質なレジスト膜Ｒが形成されることになる。

なお、必要に応じて、例えば管理部４に所定の回数アクセスする毎に、当該ノズル３２をディップ槽４２内にアクセスさせても良い。ディップ層４２では、ノズル３２の開口部３２ａをディップ槽４２に貯留されたシンナー又はレジストの蒸気雰囲気に曝すことでノズル３２の乾燥を防止する。

このように、本実施形態によれば、基板Ｓを搬送させつつ当該基板Ｓにレジストを塗布する塗布装置１において、基板Ｓの表面とノズル３２先端との間の距離を算出するレーザセンサ３３が設けられているので、基板Ｓの表面とノズル３２先端との間の実際の距離を測定することができる。これにより、基板Ｓに塗布されるレジストの厚さの分布を均一にすることができる。

また、本実施形態によれば、レーザセンサ３３が塗布処理領域２１へ搬送された基板Ｓの表面とノズル３２先端との間の距離を測定するので、レジストが塗布される基板Ｓの近傍で距離の算出を行うことができる。これにより、正確な距離を算出することができる。また、レーザセンサ３３が基板Ｓのレジスト塗布面側に設けられているので、より正確な距離を算出することができる。

また、本実施形態によれば、レーザセンサ３３がノズル３２を支持する架橋部材３１ｂと一体的に設けられているので、例えばノズル３２がＺ方向又はＸ方向に移動する場合であっても、レーザセンサ３３がノズル３２と一体的に移動することとなる。このため、レーザセンサ３３の位置がノズル３２の位置に対して大きくずれにくくなる。これにより、一層正確な算出結果を得ることができる。

また、本実施形態によれば、レーザセンサ３３がノズル３２の開口部３２ａの長手方向に沿って配列されているので、基板Ｓのうちレジストが吐出される領域の全体に亘って当該基板Ｓの表面とノズル３２の先端との間の距離を算出することができる。これにより、詳細な算出結果を得ることができる。加えて、レーザセンサ３３をノズル３２の開口部３２ａの長手方向に沿って配列することにより、例えばノズル３２を架橋部材３１ｂに傾いて取り付けられた場合に当該ノズル３２の傾きを補正することができる。当該長手方向に沿って配列された複数のレーザセンサ３３の各測定値に一定の値以上の差がある場合には、測定値が同じ数値となるようにノズル３２の傾きを調整する。

また、本実施形態によれば、基板ＳのＹ方向端部における表面とノズル３２先端との間の距離を算出するので、例えばこのＹ方向中央部における基板Ｓの表面とノズル３２先端との間の距離の算出結果と、Ｙ方向端部における基板Ｓの表面とノズル３２先端との間の距離の算出結果とを比較することにより、当該距離が一定になっているか否かを容易に判断することができる。

また、本実施形態によれば、レーザセンサ３３が、レーザ光の射出方向が基板Ｓの基板面の法線方向に対して傾くように設けられていることとしたので、射出光と反射光とが干渉することなく、正確な測定が可能となる。また、塗布処理領域２１には、レーザセンサ３３のレーザ射出部３３ａからのレーザ光がレーザ受光部３３ｂに向けて反射するのを抑制する反射抑制部が設けられているので、塗布処理領域２１で反射されるレーザ光を基Ｓ板の表面で反射されるレーザ光と誤認識されるのを防ぐことができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態では、レーザセンサ３３を基板Ｓのレジスト塗布面側に配置することとしたが、これに限られることは無い。例えば、基板Ｓのレジスト塗布面の裏面側、例えば処理ステージ２７のステージ表面上にレーザセンサ３３を配置しても構わない。この場合、レーザセンサ３３が基板Ｓの近くに設けられることになるため、誤差が少なくより実効性の高い測定結果を得ることができる。

また、上記実施形態では、レーザセンサ３３をノズル３２の長手方向の中央部及び当該長手方向の両端部に１つずつ配置する構成としたが、これに限られることは無い。例えばノズル３２の長手方向中央部に１つだけ配置しても良いし、ノズル３２の長手方向の両端部に１つずつ配置し中央部には配置しない構成であっても構わない。また、レーザセンサ３３をノズル３２ではなく門型フレーム３１に取り付けても構わないこの他、レーザセンサ３３の位置、個数などについて、適宜変更することが可能である。

また、上記実施形態では、レーザ射出部３３ａからのレーザ光が基板Ｓの表面に対して斜入射する構成を説明したが、これに限られることは無く、例えばレーザ射出部３３ａからのレーザ光を基板Ｓの表面に対して垂直に入射させる構成としても構わない。この場合、例えば基板Ｓに入射するレーザ光と基板Ｓで反射されるレーザ光とを干渉させることによって距離を測定することが可能である。

また、上記実施形態では、レーザセンサ３３がノズル３２を支持する架橋部材３１ｂと一体的に設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えばレーザセンサ３３と架橋部材３１ｂとを一体的ではなく別々に設けても良い。また、レーザーセンサ３３を、ノズル３２と一体的に設けても良く、ノズル３２と別々に設けても良い。また、上記実施形態では、レーザセンサ３３を塗布部３に設ける構成としたが、これに限られることは無く、塗布部３以外の場所に設ける構成としても、勿論構わない。

塗布装置１の全体構成については、上記実施形態では、搬送機構２３を各ステージの−Ｙ方向側に配置する構成としたが、これに限られることは無い。例えば、搬送機構２３を各ステージの＋Ｙ方向側に配置する構成であっても構わない。また、図１２に示すように、各ステージの−Ｙ方向側には上記の搬送機構２３（搬送機２３ａ、真空パッド２３ｂ、レール２３ｃ）を配置し、＋Ｙ方向側には当該搬送機構２３と同一の構成の搬送機構５３（搬送機５３ａ、真空パッド５３ｂ、レール５３ｃ）を配置して、搬送機構２３と搬送機構５３とで異なる基板を搬送できるように構成しても構わない。例えば、同図に示すように搬送機構２３には基板Ｓ１を搬送させ、搬送機構５３には基板Ｓ２を搬送させるようにする。この場合、搬送機構２３と搬送機構５３とで基板を交互に搬送することが可能となるため、スループットが向上することになる。また、上記の基板Ｓ、Ｓ１、Ｓ２の半分程度の面積を有する基板を搬送する場合には、例えば搬送機構２３と搬送機構５３とで１枚ずつ保持し、搬送機構２３と搬送機構５３とを＋Ｘ方向に並進させることによって、２枚の基板を同時に搬送させることができる。このような構成により、スループットを向上させることができる。

また、上記実施形態では、ノズル３２の開口部３２ａと基板Ｓの表面との間の距離を算出するために非接触センサとしてレーザセンサ３３を搭載した例を説明したが、これに限られることは無い。例えば、レーザセンサ３３以外の光センサを搭載しても良いし、静電容量センサなど、異なる種類の非接触センサを搭載しても勿論構わない。

本実施形態に係る塗布装置の構成を示す斜視図。 本実施形態に係る塗布装置の構成を示す正面図。 本実施形態に係る塗布装置の構成を示す平面図。 本実施形態に係る塗布装置の構成を示す側面図。 本実施形態に係る塗布装置の構成を示す側面図。 本実施形態に係る塗布装置の動作を示す図。 同、動作図。 同、動作図。 同、動作図。 同、動作図。 同、動作図。 本実施形態に係る塗布装置の他の構成を示す平面図。

符号の説明

１…塗布装置 ２…基板搬送部 ３…塗布部 ４…管理部 ２１…塗布処理領域 ２３…搬送機構 ２７…処理ステージ ３１…門型フレーム ３１ｂ…架橋部材（ノズル支持部） ３２…ノズル ３２ａ…開口部（ノズル先端） ３３…レーザセンサ ３３ａ…レーザ射出部 ３３ｂ…レーザ受光部 Ｓ…基板 Ｒ…レジスト膜

Claims (4)

1. 基板を浮上させて搬送する基板搬送部と、当該基板搬送部によって搬送させつつ前記基板の表面に液状体を塗布するノズルを有する塗布部と、を備える塗布装置であって、
   前記基板の前記表面と前記ノズルの先端との距離を算出する非接触センサが設けられており、
   前記基板搬送部は前記塗布部によって前記基板の前記表面に前記液状体が塗布される塗布処理領域を有すると共に、前記非接触センサは前記塗布処理領域へ搬送された前記基板の前記表面と前記ノズル先端との距離を算出するものであり、
   前記非接触センサは、前記基板の前記表面側に設けられており、
   前記ノズルを支持するノズル支持部を更に備えると共に、前記非接触センサは前記ノズル支持部と一体的に設けられており、
   前記非接触センサは複数設けられ、前記ノズルは一方向に長手のノズル開口を有すると共に、前記複数の非接触センサは前記ノズル開口の長手方向に沿って配列されており、
   前記複数の非接触センサのうち少なくとも１つは、前記基板のうち搬送方向に対して直交する方向の中央部の前記基板の前記表面と前記ノズル先端との距離を算出するものであり、
   前記複数の非接触センサのうち少なくとも１つは、前記基板のうち搬送方向に対して直交する方向の端部の前記基板の前記表面と前記ノズル先端との距離を算出するものであり、
   前記非接触センサは、レーザ射出部及びレーザ受光部を有するレーザセンサであり、
   前記レーザセンサは、前記レーザ射出部からのレーザ光の射出方向が前記基板の基板面の法線方向に対して傾くように設けられており、
   前記レーザ射出部及び前記レーザ受光部は、前記基板の前記表面に直交する方向についての位置が等しく、
   前記ノズルは、前記ノズル支持部のうち前記基板の前記表面に対向する所定面であって基板搬送方向の中央に配置されており、
   前記非接触センサは、前記所定面であって前記ノズルに対して前記基板搬送方向の上流側に配置されている
   ことを特徴とする塗布装置。
2. 前記基板搬送部は、前記塗布部によって前記基板の前記表面に前記液状体が塗布される塗布処理領域を有し、
   前記塗布処理領域には、前記レーザセンサからのレーザ光が当該レーザセンサに向けて反射するのを抑制する反射抑制部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記反射抑制部は、硬質アルマイトを含む材料からなる
   ことを特徴とする請求項２に記載の塗布装置。
4. 基板へ向けて気体を噴出することで当該基板を浮上させて搬送しつつ、ノズルによって前記基板の表面に液状体を塗布する塗布方法であって、
   前記基板の前記表面と前記ノズルの先端との距離を算出する非接触センサが設けられており、
   前記基板搬送部は前記塗布部によって前記基板の前記表面に前記液状体が塗布される塗布処理領域を有すると共に、前記非接触センサは前記塗布処理領域へ搬送された前記基板の前記表面と前記ノズル先端との距離を算出するものであり、
   前記非接触センサは、前記基板の前記表面側に設けられており、
   前記ノズルを支持するノズル支持部を更に備えると共に、前記非接触センサは前記ノズル支持部と一体的に設けられており、
   前記非接触センサは複数設けられ、前記ノズルは一方向に長手のノズル開口を有すると共に、前記複数の非接触センサは前記ノズル開口の長手方向に沿って配列されており、
   前記複数の非接触センサのうち少なくとも１つは、前記基板のうち搬送方向に対して直交する方向の中央部の前記基板の前記表面と前記ノズル先端との距離を算出するものであり、
   前記複数の非接触センサのうち少なくとも１つは、前記基板のうち搬送方向に対して直交する方向の端部の前記基板の前記表面と前記ノズル先端との距離を算出するものであり、
   前記非接触センサは、レーザ射出部及びレーザ受光部を有するレーザセンサであり、
   前記レーザセンサは、前記レーザ射出部からのレーザ光の射出方向が前記基板の基板面の法線方向に対して傾くように設けられており、
   前記レーザ射出部及び前記レーザ受光部は、前記基板の前記表面に直交する方向についての位置が等しく、
   前記ノズルは、前記ノズル支持部のうち前記基板の前記表面に対向する所定面であって基板搬送方向の中央に配置されており、
   前記非接触センサは、前記所定面であって前記ノズルに対して前記基板搬送方向の上流側に配置されており、
   前記非接触センサによって前記基板の前記表面と前記ノズルの先端との距離を算出し、前記算出結果に基づいて所定の値になるように前記距離を調整する
   ことを特徴とする塗布方法。

Images