予備乾燥装置及び予備乾燥方法
【課題】塗布膜に形成されるムラの発生を抑えるとともに、乾燥工程に要するタクトタイムを短縮できる予備乾燥装置、予備乾燥方法を提供する。
【解決手段】基板上に塗布された塗布膜を乾燥させる本乾燥装置により塗布膜を乾燥させる前に、前記塗布膜を予備的に乾燥させる予備乾燥装置であって、予備乾燥装置は、浮上搬送方式により基板を搬送しつつ、当該基板を加熱した浮上用気体で高温雰囲気に曝して基板上の塗布膜を予備的に乾燥させることを特徴とする。
【解決手段】基板上に塗布された塗布膜を乾燥させる本乾燥装置により塗布膜を乾燥させる前に、前記塗布膜を予備的に乾燥させる予備乾燥装置であって、予備乾燥装置は、浮上搬送方式により基板を搬送しつつ、当該基板を加熱した浮上用気体で高温雰囲気に曝して基板上の塗布膜を予備的に乾燥させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置により基板上に形成された塗布膜を乾燥装置で乾燥させる前に、予備的に乾燥させる予備乾燥装置及び予備乾燥方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、基板上にレジスト液が塗布されたもの（塗布基板と称す）が使用されている。この塗布基板は、塗布装置により基板上にレジスト液が均一に塗布されることによって塗布膜が形成され、その後、乾燥装置（減圧乾燥装置）により塗布膜を乾燥させることにより生産される。
【０００３】
乾燥装置は、例えば、下記特許文献１に示されるように、チャンバ内に塗布装置により塗布膜が形成された基板を収容した状態で、チャンバ内の大気を排気ポートから排気させてチャンバ内を減圧させることにより、基板上の塗布膜を乾燥させるようになっている。
【０００４】
その際、塗布膜が形成された直後の基板をチャンバ内に収容し、チャンバ内の大気を一気に排気させると、チャンバ内の大気が排気ポートに向かう気流の影響により、基板上の塗布膜に所謂風ムラや突沸ムラ等が発生する。そのため、基板をチャンバ内に収容した直後は、チャンバ内を緩やかに排気させるスロー排気工程を行って、基板上の塗布膜をある程度乾かしておき、その後、チャンバ内を急速に排気させる本排気工程を行うことにより、基板上の塗布膜を乾燥させている。これにより、塗布膜にムラが形成されるのを抑えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４１７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、スロー排気工程を行うと、スロー排気工程を含む乾燥工程のタクトタイムが長くなってしまうという問題があった。すなわち、チャンバ内の排気を行うと、チャンバ内では僅かに気流が生じるため、塗布膜が気流の影響を受ける虞がある。そのため、スロー排気工程では、チャンバ内の大気をできるだけ緩やかに排気する必要があり、塗布膜の乾燥速度も緩やかになる。その結果、塗布膜が本排気工程を行っても塗布膜にムラが生じない程度の乾燥状態になるまでには比較的長い時間必要になり、その結果生じる乾燥時間全体の長時間化がタクトタイムの短縮を困難にすると共にタクトタイムに乾燥時間を合わせる為に乾燥装置のチャンバ多段化または乾燥装置の複数使用を余儀なくされ、乾燥装置全体の大型化と高価格化を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、塗布膜に形成されるムラの発生を抑えるとともに、乾燥工程に要するタクトタイムを短縮でき、かつ予備乾燥装置に必要なコストを最小限とする安価な予備乾燥装置、予備乾燥方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の予備乾燥装置は、基板上に塗布された塗布膜を乾燥させる本乾燥装置により塗布膜を乾燥させるために前記基板を本乾燥装置に搬入させる搬送部を、前記基板に気体を噴出して浮上させつつ搬送する浮上搬送方式とするともに、前記基板の塗布膜が形成されていない面に気体を噴出し基板を浮上させる浮上装置と、前記浮上した基板を本乾燥装置に搬送する搬送装置と、前記浮上装置に前記気体を供給する気体供給装置と、前記浮上装置に供給される気体を高温状態にする加熱装置とを備えており、前記搬送部が、前記加熱気体により浮上搬送させた前記基板を通過させることにより、当該基板を高温雰囲気に曝して基板上の塗布膜を予備的に乾燥させることを特徴としている。
【０００９】
また、上記課題を解決するために本発明の予備乾燥方法は、基板上に塗布された塗布膜を乾燥させる本乾燥装置により塗布膜を乾燥させるために前記基板を本乾燥装置に搬入させる搬送部を、前記基板に気体を噴出して浮上させつつ搬送する浮上搬送方式とするともに、前記基板の塗布膜が形成されていない面に気体を噴出し基板を浮上させる浮上手段と、前記浮上した基板を本乾燥装置に搬送する搬送手段と、前記浮上手段に前記気体を供給する供給手段と、前記浮上手段に供給される気体を高温状態にする加熱手段とを備えており、前記搬送部が、前記加熱気体により浮上搬送させた前記基板を通過させることにより、当該基板を高温雰囲気に曝して基板上の塗布膜を予備的に乾燥させることを特徴としている。
【００１０】
上記予備乾燥装置及び予備乾燥方法によれば、基板上の塗布膜を乾燥させる本乾燥装置（塗布膜を最終的に乾燥させるための乾燥装置）の前に、塗布膜を予備乾燥装置により予備的に乾燥させることにより、塗布膜に形成されるムラの発生を抑えることができる。すなわち、本乾燥装置へと搬送する基板を、前記加熱装置により加熱された気体を前記気体供給装置を経て前期浮上装置から噴出させ当該基板を浮上させつつ搬送部を通過させると、基板が加熱気体の高温に曝されて、基板上に形成された塗布膜の溶剤の一部が蒸発して塗布膜が予備的に乾燥し、塗布膜の粘度が高められる。したがって、本乾燥装置の前に予備的に乾燥させることにより、本乾燥装置において塗布膜付近に気流が発生した場合であっても、この気流により塗布膜にムラ形成されるのを抑えることができる。ここで、予備的な乾燥とは、塗布膜を完全に乾燥させることではなく、チャンバ内の大気を急速に排気させたときの気流により塗布膜にムラが形成されない程度に乾燥させることである。したがって、本乾燥装置に基板を搬送する前に、搬送部において基板を加熱気体に曝しつつ通過させて予備的乾燥を行うことにより、従来のスロー排気工程を省略することができるため、本乾燥装置の乾燥工程におけるタクトタイムを短縮させることができる。さらに、上記予備乾燥装置及び予備乾燥方法では基板搬送用装置を用いて予備乾燥も行うという構成になっているので、予備乾燥を行う為の専用装置は最小限になり、装置全体の価格を抑えることができる。
【００１１】
また、前記浮上装置は、基板の塗布面の裏面と対向する気体噴出面を有しており、この基板の塗布面の裏面と気体噴出面とで形成される隙間を覆うカバー部材が基板搬送方向に沿って形成されている構成としてもよい。
【００１２】
この構成によれば、基板を浮上させるために供給された加熱気体が前記浮上装置の気体噴出面の外側に流出することを回避することができる。すなわち、加熱気体は浮上装置の気体噴出面に形成された噴出孔より噴出し、基板を浮上させるために基板の塗布面の裏面に当接した後に浮上装置の気体噴出面の外側に流出する。また、浮上装置の端部に位置する噴出孔から噴出する気体の一部は基板を浮上させることなく直接浮上装置の気体噴出面の外側に流出する。そのため、基板搬送部の雰囲気温度が全体として十分上昇しない可能性があり、さらには中央部と端部で温度差が生じる可能性もある。このことは、予備乾燥が不十分になるか又は乾燥ムラを生じる可能性を生むことになる。そこで、基板の塗布面の裏面と気体噴出面とで形成される隙間を覆うカバー部材が基板搬送方向に沿って形成されていることにより加熱気体を基板の塗布面の裏面と気体噴出面とで形成される隙間全体に滞留させ、加熱気体雰囲気を十分高温に維持すると共に、温度勾配の発生を防ぎ雰囲気温度をほぼ一定にすることができる。これにより、塗布膜の予備乾燥状態をほぼ均一にすることができ、塗布膜にムラが発生するのを抑えることができる。
【００１３】
また、前記加熱気体は、供給の容易さと安全面の配慮から乾燥清浄空気（ＣＤＡ）であることが好ましい。
【００１４】
加熱気体にＣＤＡを使用することにより、基板に悪影響をもたらすパーティクルを防ぐと共に窒素ガスのような酸欠事故の可能性を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の予備乾燥装置、予備乾燥方法によれば、塗布膜に形成されるムラの発生を抑えるとともに、乾燥工程に要するタクトタイムを短縮することができ、さらに予備乾燥と基板搬送を兼ねることにより予備乾燥に必要な装置コストを最小限に抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における予備乾燥装置及びそれを備える基板処理システムを概略的に示す側面図である。
【図２】上記基板処理システムの塗布装置を上方から見た図である。
【図３】上記予備乾燥装置を搬送方向から見た図である。
【図４】上記基板処理システムの本乾燥装置を上方から見た図である。
【図５】上記基板処理システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】予備乾燥装置の別の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態における予備乾燥装置及びそれを備える基板処理システムを概略的に示す図であり、図２は、基板処理システムの塗布装置を上方から見た図であり、図３は、予備乾燥装置を基板搬送方向から見た図であり、図４は、基板処理システムの本乾燥装置を上方から見た図である。
【００１９】
図１〜図４に示すように、基板処理システム１は、塗布装置２と予備乾燥装置３と本乾燥装置４とを備えており、塗布装置２において基板５上に塗布膜５１が形成されると、予備乾燥装置３により塗布膜５１が予備的に乾燥され、本乾燥装置４により塗布膜５１が完全に乾燥されるようになっている。ここで、予備的な乾燥とは、塗布膜５１を完全に乾燥させるのではなく、本乾燥装置４に基板５を搬送する前に、本乾燥装置４のチャンバ内の大気を急速に排気させたときの気流により塗布膜５１にムラが形成されない程度に乾燥させることである。
【００２０】
なお、本実施形態では、塗布装置２、予備乾燥装置３、本乾燥装置４の順に基板５が搬送されるが、この基板５が搬送される方向をＸ方向（基板搬送方向ともいう）、これと水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向とし、さらに図１において右方向を下流側、左方向を上流側として説明を進めることとする。
【００２１】
塗布装置２は、基板５上に薬液やレジスト液等の塗布液の塗布膜５１を形成するものであり、基台２１と、この基台２１上に載置されるステージ２２と、基板５に塗布液を塗布する塗布ユニット２３とを備えている。
【００２２】
前記ステージ２２は、基台２１に支持される面の反対側にＸ方向に延びる平板状の平坦部２２１を有しており、この平坦部２２１には、基板５を浮上させた状態で保持し、基板搬送方向に搬送できる搬送部２４が設けられている。前記ステージ２２の平坦部２２１には、複数の図示しないエアパッドが設けられており、これらのエアパッドの表面から基板５に所定流量の気体３２２（以下同様）が噴出するようになっている。これらエアパッドは、ステージ２２に基板５（以下同様）が搬入される時および基板への塗布終了後基板を予備乾燥装置３へ搬出する時に、所定流量の気体を噴出し基板を平坦部より所定量上昇させステージからの搬入出を可能にしている。
【００２３】
また、搬送部２４は、ステージ２２のＹ方向外側に塗布装置２から予備乾燥装置３に渡り基板搬送方向（Ｘ方向）に延びるレール２４１と、このレール２４１に沿って移動可能に取付けられた基板把持部材２４２とを有しており、この基板把持部材２４２で基板５を挟圧することにより基板５を保持した状態で搬送できるようになっている。具体的には、基板把持部材２４２は、基板５の塗布膜５１外に所定の押圧力で基板を把持し搬送できるようにベース兼駆動ユニット２４２ａ、保持プレート２４２ｂ、押し当てプレート２４２ｃ、ヒンジ部材２４２ｄにより構成されており、１本のレール２４１に２個の把持部材２４２が取付けられている。したがって、各基板把持部材２４２を基板５がステージ２２に保持される位置に移動させると、各基板把持部材２４２が基板塗布膜５１外の基板端部を把持することにより、基板５を搬送可能状態にする。そして、エアパッドから気体を吹き出した状態で、各基板把持部材２４２をレール２４１に沿って移動させることにより、ステージ２２の平坦部２２１から所定の隙間を形成した状態で（基板５を浮上させた状態で）基板５を保持し、基板５を予備乾燥装置３方向に搬送する。なお、本実施例では搬送部２４は基板の片側にのみ設置されているが、基板の両側に設置し、基板両端面を把持する構造としても良い。この場合、装置コストは上昇するものの基板搬送をより安定して実施することができる。
【００２４】
また、塗布ユニット２３は、基板５上に塗布液を吐出して塗布膜５１を形成するものである。この塗布ユニット２３は、図１、図２に示すように、ステージ２２に連結される脚部２３１および塗布ユニット２３を基板上を走査させ塗布動作を行う駆動レール２３２とＹ軸方向に延びる口金部２５とを有しており、基板搬送領域をＹ軸方向に跨いだ状態で取り付けられている。
【００２５】
口金部２５は、塗布液を吐出して基板５上に塗布膜５１を形成するものである。この口金部２５は、一方向に延びる形状を有する柱状部材であり、基板搬送方向とほぼ直交するように設けられている。この口金部２５には、長手方向に延びるスリットノズル２５ａが形成されており、口金部２５内に供給された塗布液がスリットノズル２５ａを通じて吐出されるようになっている。したがって、このスリットノズル２５ａから塗布液を吐出させた状態で基板５を搬送することにより、基板５上に一定厚さの塗布膜５１が形成されるようになっている。
【００２６】
この塗布装置２の下流側には、予備乾燥部３、本乾燥装置４がこの順で配置されている。予備乾燥部３は、本乾燥装置４の前に、塗布膜５１を予備的に乾燥させるものであり、本乾燥装置４のチャンバ内の大気を急速に排気させたときの気流により塗布膜５１にムラが形成されない程度に乾燥させるものである。この予備乾燥部３は、基台フレーム３１と、この上に設置される浮上装置３２と、浮上装置３２に気体を供給する気体供給装置３４と、浮上装置３２に供給される気体を加熱する加熱装置３３とを備えており、予備乾燥部３で基板５上の塗布膜５１が予備乾燥されるようになっている。具体的には、浮上装置３２に供給される気体が加熱され、この気体が浮上装置３２から噴出することにより基板５が加熱されて塗布膜５１が昇温することにより、予備乾燥されるようになっている。
【００２７】
浮上装置３２は、図１に示される様に、基台３１上に設置されている。浮上装置３２は、基板５を浮上させるものであり、気体噴出面３８から気体３２２を噴出させることにより基板５を浮上させることができる。具体的には、浮上装置３２には、気体３２２を噴出させるための供給孔３２１が気体噴出面３８に図１及び図２に示す様に等間隔に複数形成されている。そして、この供給孔３２１は浮上装置３２下面から供給される流体気体３２２を基板５の下面（塗布面の裏面）に向かって噴出させるために浮上装置３２を貫通する構造となっており、気体供給装置３４と連通して接続されている。ここで、図１及び図３においては浮上装置３２は中実ブロック体で形成されているが、浮上装置３２は中実ブロック構造にする必要は必ずしも無くなく、外面および供給孔３２１周辺を除いた中空構造にしても構わない。また、製造方法も鋳物から組み立て構造まで選択可能である。さらに材質についても金属製からセラミックや繊維強化樹脂まで多用な材料が利用できる。ただし、気体３２２は加熱されているのであるから、供給孔３２１周辺は使用する気体温度に合わせた耐熱性が要求される。この場合、気体３２２が通過する供給孔３２１周辺を耐熱性の高い材料で構成し、その他部分にガラス繊維等で耐熱性を強化した樹脂材料にしても構わない。
【００２８】
供給孔３２１は、気体３２２により基板を浮上させるのみならず基板を乾燥ムラが生じないように均一に予備乾燥する必要があるため、浮上装置３２の基板５のＹ方向巾以内において図２に示す様な整列配置または千鳥配置（図示せず）により気体が基板５の下面を均一に供給される様に配置されている。供給孔３２１は、内部を気体３２２が通過するのであるから、気体３２２によりパーティクルが発生しない様に内部は滑らかに成型することが望ましい。さらに、気体３２２は加熱されているのであるから、供給孔３２１により熱が奪われない様に断熱性の高い材料、例えばセラミックなどを使用することが望ましい。この場合、供給孔３２１を含む断熱性パイプ部材を成形しそれを浮上装置３２に埋め込む構成としても構わない。
【００２９】
浮上装置３２の供給孔３２１より基板５下面に供給される気体３２２は、工場設備などの外部供給源から一度供給部３４に送られた後、供給路３６ａ、加熱装置３３、供給路３６ｂを経て浮上装置３２に供給される。ここで、気体供給装置３４は基板５を浮上させる気体３２２を送り出すものであり、基板５が予備乾燥装置３を通過する間継続的に基板５を浮上させる為の所定量の気体を供給し続ける。また、供給孔３２１の径は比較的小さいく気体の圧損が生じやすいので、気体供給装置３４で気体３２２を加圧して供給する必要が有る。そのため、気体供給装置３４に使用される供給機構としては連続して出力が可能なポンプかまたは加圧式送風機が好ましい。
【００３０】
加熱装置３３は、気体３２２を加熱するものであり、気体の搬送による熱損失を防ぐ為に浮上装置３２の近傍に設けられている。加熱方式は電気抵抗式ヒーターや電磁加熱ヒーターなど各種方式が可能であり、図示しない制御装置を用いて所定温度にまで気体３２２が加熱される。また、気体３２２が加熱装置３３内を移動する比較的短時間内に気体を加熱する必要があるので、加熱装置３３は入り口から出口の間が図１または図２に示す様に細長い形状となっている。加熱装置３３および供給路３６ｂは熱損失を防ぐ為に図示しない断熱材により外部の少なくとも一部が覆われている。
【００３１】
気体３２２は、基板５に対し供給孔３２１より噴出供給されるのであるから、パーティクルを含まない清浄気体であることが好ましい。何らかの理由により清浄気体が供給されない場合は、供給路にフィルターを設置して清浄化しても構わない。気体の成分として、半導体や液晶の製造工程で使用される気体は利用可能であるが、予備乾燥においては、基板５上の塗布液層５１にむらを生じさせないために強制排気を行わない場合も想定されるので、ＣＤＡ（乾燥清浄空気）を使用することが望ましい。
【００３２】
流体３２２は基板５に対しその下部にある浮上装置３２から供給されるのであるから、基板端部側に供給される気体３２２は予備加熱装置３外の雰囲気と混ざり易くなる。その為、基板５端部に供給される気体３２２は基板５中央部に比べ温度が低下することとなる。このことは、基板５の中央部と端部で温度勾配が発生することになり、予備乾燥における乾燥ムラを発生させる原因となる。
【００３３】
そこで、浮上装置３２には、前記温度勾配の発生を抑制するため、カバー部材３５ａ、３５ｂが設けられている。カバー部材３５ａは、図２、図３に示すように、断面Ｌ字形状の一方向に延びる板状部材であり、本実施形態では基台３１に取付けられている。具体的には、基台３１の取付位置から基板５の塗布面よりも高い位置まで延びる壁面が、基板５と気体噴出面とで形成される隙間を覆うように、基板搬送方向に沿って基台３１の基板搬送方向全長に亘って設けられている。また、カバー部材３５ｂは、カバー部材３５ａと同様に、断面Ｌ字形状の一方向に延びる板状部材であり、本実施形態では基板把持部材２４２の下面に取付けられている。具体的には、基板把持部材２４２の下面から気体噴出面３８よりも下側位置まで延びる壁面が基板５と気体噴出面とで形成される隙間を覆うように基板把持部材２４２に把持される基板５の基板搬送方向寸法とほぼ同寸法に形成されている。そして、基板把持部材２４２に取付けられているため、基板把持部材２４２の移動とともに基板搬送方向に移動できるようになっており、基板５が基板搬送方向に移動する場合であっても、常に基板５に並んだ状態を維持できるようになっている。したがって、このカバー部材３５ａ、３６ｂにより、加熱気体３２２を基板５の塗布面の裏面と気体噴出面３８とで形成される隙間全体に滞留させることができるため、加熱気体３２２が気体噴出面３８の外側に流出して基板５の中央部と端部で温度勾配が発生するのを抑制し、予備乾燥における乾燥ムラの発生を抑えることができるようになっている。
【００３４】
ここで、カバー部材３５はシート状の金属部材または樹脂部材で成形することが好ましく、保守点検を容易にするために基台３１と基板把持部材２４２各々にネジなどの締結手段により着脱自在に取り付けられている。なお、基板５の前後にはカバー部材を設けることはできないが、この部分は常に気体３２２が供給されているので基板側面部の様に容易に雰囲気と混合することは無い。なお、搬送部２４を基板両側に配置する構成とした場合は、カバー部材を全て３５ｂの構成としても良い。
【００３５】
予備乾燥装置３の下流側に配置されている本乾燥装置４は、基板５上の塗布膜５１を最終的に乾燥させるものである。この本乾燥装置４は、基台４１と、基台４１上に載置されるチャンバ部４２と、基板５を搬送するＶＣＤ載置搬送部４３とを有している。
【００３６】
チャンバ部４２は、基板５を収容し減圧環境下で基板５上の塗布膜５１を乾燥させるものであり、チャンバ本体４２１と、このチャンバ本体４２１に対して昇降動作可能なチャンバ蓋４２２とを備えている。チャンバ本体４２１には、底壁部４２１ａとこの底壁部４２１ａから上方に延びる側壁部４２１ｂとを有しており、側壁部４２１ｂには、基板５を載置するとともに基板５を搬送するＶＣＤ載置搬送部４３が設けられている。
【００３７】
ＶＣＤ載置搬送部４３は、図４に示すように、基板５を載置し搬送する複数の搬送コロ４３ａが基板搬送方向に沿って並べて配置されている。具体的には、非塗布領域に相当する基板５の両端部分に配置されており、この搬送コロ４３ａ上に基板５が載置され、搬送コロ４３ａを回転させることにより、基板５を基板搬送方向に搬送できるようになっている。そして、搬送コロ４３ａの高さ位置は予備乾燥装置３の搬送部３３の高さ位置と同じになるように設定されている。これにより、予備乾燥装置３の搬送部３３から搬入された基板５は、向きを変えることなく、そのままＶＣＤ載置搬送部４３によって搬送できるようになっている。すなわち、塗布装置２及び予備乾燥装置３に設けられた搬送部の高さ位置が全て共通に設定されていることで、塗布装置２から本乾燥装置４に至るまでロボットハンドなどの中継器を設けることなく、直接、基板５を搬送できるようになっている。
【００３８】
また、底壁部４２１ａには排気口（不図示）が設けられており、この排気口からチャンバ部４２の大気を排気することにより、チャンバ部４２が減圧されるようになっている。すなわち、側壁部４２１ｂには、全周に亘ってシール４４が設けられており、チャンバ蓋４２２を降下させるとチャンバ蓋４２２がシール４４を押圧することにより、チャンバ部４２が密封状態になる。この状態で排気口に接続された真空ポンプを作動させることにより、排気口に吸引力が発生し、チャンバ部４２の大気が吸引される。これにより、チャンバ部４２が大気圧よりも小さい圧力に減圧されるようになっている。したがって、ＶＣＤ載置搬送部４３に基板５を載置した状態で、チャンバ部４２を減圧環境下に維持することにより、塗布膜５１の溶剤の蒸発が促進され、最終的に基板５上の塗布膜５１が乾燥されるようになっている。
【００３９】
次に、基板処理システム１の動作について図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４０】
まず、塗布装置２において基板５の搬入が行われる（ステップＳ１）。具体的には、ステージ２２のエアパッド（図示せず）から気体を吹き出した状態で、ロボットハンドに保持された基板５がにステージ２２供給される。気体により基板５がロボットハンドから離れるとロボットハンドはステージ２２から退避する。次にエアパッドからの気体供給を徐々に減らすと基板５はステージ２２の平坦部２２１に着地する。図示しない位置あわせ機構により基板の向きと位置を調整した後ステージ２２に設けられた吸着機構（図示せず）によりステージ２２に固定される（ステップＳ２）。
【００４１】
次に塗布工程が行われる（ステップＳ３）。具体的には、塗布ユニット２３を図示しない待機位置で予め初期化しておき、次に塗布ユニット２３を塗布開始位置に移動させる。ここで、待機位置は基板搬入側に、塗布開始位置は予備乾燥装置３側に位置している。口金部２５のスリットノズル２５ａを所定位置に降下させ、スリットノズル２５ａから塗布液を吐出し、スリットノズル２５ａと基板５とが塗布液で連結された状態を形成する。この状態から、塗布ユニット２３を移動させて基板５上を走査することにより、基板５上に均一厚さの塗布膜５１が形成される。そして、塗布液の吐出を停止させ塗布ユニット２３を待機位置に移動することにより塗布動作が終了する。
【００４２】
次に、基板５を予備乾燥装置３に搬送する（ステップＳ４）。具体的には、まずエアパッドから気体を吹き出し基板５をステージ２２の平坦部２２１から浮上させる。次に基板把持部材２４２を基板５の位置に移動させ、保持プレート２４２ｂに対し押し当てプレート２４２ｃをヒンジ部材２４２ｄを中心に回転させ基板塗布膜５１外の基板端部を把持させる。そして、エアパッドから気体を吹き出した状態で、ベース兼駆動ユニット２４２ａを駆動させ、各基板把持部材２４２をレール２４１に沿って移動させることにより、ステージ２２の平坦部２２１から所定の隙間を形成した状態で（基板５を浮上させた状態で）基板５が予備乾燥装置３に搬送される。
【００４３】
次に予備乾燥工程が行われる（ステップＳ５）。具体的には、予備乾燥装置３に基板５を浮上させた状態で、加熱装置３３により一定温度に制御された気体３２２を浮上装置３２から基板５に噴出しつつ基板５を搬送することにより基板５が加熱される。すなわち、基板５を一定速度で浮上搬送しつつ、基板５を浮上装置３２から噴出される気体３２２の高温雰囲気に基板５を曝す。そして、基板５を停止させることなく予備乾燥装置３から基板５を搬出する。これにより、基板５上の塗布膜５１が加熱気体３２２の高温雰囲気に均一に曝され、塗布膜５１全体に亘って溶剤成分が蒸発する。これにより、塗布膜５１全体がほぼ均一に予備乾燥される。
【００４４】
次に、基板５を本乾燥装置４に搬送する（ステップＳ６）。具体的には、ＶＣＤ載置搬送部４３の搬送コロ４３ａを駆動させつつ、予備乾燥装置３から搬出された基板５を下流側に搬送する。そして、基板５の一部がＶＣＤ載置搬送部４３の搬送コロ４３ａに載置されると基板把持部材２４２を本乾燥装置４側から逐次開放する。これにより、予備乾燥装置３から本乾燥装置４への基板５の受渡しが行われ、基板５が本乾燥装置４に搬送される。
【００４５】
次に、本乾燥工程が行われる（ステップＳ７）。具体的には、ＶＣＤ載置搬送部４３の搬送コロ４３ａを駆動させて、基板５をチャンバ部４２の所定位置まで搬送する。そして、ＶＣＤ載置搬送部４３を停止させて、チャンバ蓋４２２を下降させることにより、チャンバ蓋４２２とチャンバ本体４２１とによって基板５を密閉する。この状態から真空ポンプを作動させて排気口からチャンバ部４２内の大気を排出し、チャンバ部４２内を減圧環境に維持させる。これにより、基板５上の塗布膜５１を乾燥させる。
【００４６】
次に、所定時間減圧乾燥状態に維持して塗布膜５１を乾燥させた後、基板５の取出しを行う（ステップＳ８）。具体的には、チャンバ部４２内にガスを供給することによりチャンバ部４２を大気圧に戻し、チャンバ蓋４２２を上昇させる。そして、ＶＣＤ載置搬送部４３を作動させて基板５を下流側へ搬送する。そして、本乾燥装置４よりも下流側の次工程装置やロボットハンドなどに基板５を受け渡すことにより、基板５を排出する。
【００４７】
以上説明した通りの予備乾燥装置３及びそれを備える基板処理システム１によれば、本乾燥装置４の前に、塗布膜５１を予備乾燥装置３により予備的に乾燥させることにより、塗布膜５１に形成されるムラの発生を抑えることができる。すなわち、基板把持部材２４２が基板５を搬送しながら予備乾燥装置３を通過させると、基板５が予備乾燥装置３の高温雰囲気に曝されて、基板５上に形成された塗布膜５１の溶剤の一部が蒸発して塗布膜５１が予備的に乾燥し、塗布膜５１の粘度が高められる。したがって、本乾燥装置４の前に予備的に乾燥させることにより、本乾燥装置４における減圧乾燥に際して塗布膜５１付近に気流が発生した場合であっても、この気流により塗布膜５１にムラ形成されるのを抑えることができ、従来のスロー排気工程を伴う場合に比べてタクトタイムを短縮させることができる。
【００４８】
また、従来のスロー排気工程を含む乾燥工程に要する時間は、塗布装置２により塗布膜５１を形成する塗布工程に要する時間に比べて非常に長い。したがって、１枚の基板５を本乾燥装置４で乾燥させていると、その乾燥工程の最中に新たな基板５が塗布装置２から搬送されることとなる。そのため、１台の塗布装置２に対してスロー排気工程を含む従来の本乾燥装置４は、複数のチャンバ部４２を有する構成をとっており、塗布装置２で塗布膜５１が形成された基板５を複数のチャンバ部４２を用いて効率よく乾燥させていた。そのため、複数のチャンバ部４２を有する構成により、乾燥装置４が占めるスペースが大きくなってしまうことに加え、チャンバ部４２内を減圧させる真空ポンプの容量を大きくしたり、真空ポンプの台数を増やすという設備上のコストが高額になるという問題もあった。しかし、基板５を本乾燥装置４に搬送する前に予備乾燥装置３にて予備乾燥を行うことにより乾燥工程のタクトタイムを短縮できるため、従来に比べてチャンバ部４２の数を減らすことができ、設備上のコストを削減することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、ステージ２２および浮上装置３２はいずれも気体の供給孔を設けた構造となっているが、ステージ２２および浮上装置３２の双方またはどちらか一方をたとえばセラミックを利用した多孔質部材で構成しても良い。多孔質部材を利用すれば、基板５の全面に亘りより均一に気体を噴出させることが可能になる。
【００５０】
また、上記実施形態では、加熱装置３３を浮上装置３２外に設置する構成としたが、図６に示す様に浮上装置３２内に組み込む構成であってもよい。この構成の場合、気体供給装置３４から供給された気体はバルブ３７により分岐され浮上装置３２に供給され浮上装置３２内で加熱装置３３により過熱される。こうすることにより浮上装置３２に到る気体供給路に耐熱性を持たせる必要を無くすことが出来る。
【００５１】
さらに、動作シーケンスにおいて、予備乾燥装置３における気体の供給を基板５の搬送にあわせ逐次実施する構成にしても良い。こうすることにより、浮上搬送および予備乾燥に必要な箇所にのみ気体の供給を行い、気体の不要な消費を抑えかつ加熱装置３３を効率的に使用し消費エネルギーを抑えることができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、塗布装置２、予備乾燥装置３及び、本乾燥装置４が直線状に配置され、基板５がそれぞれの搬送装置で搬送される場合について説明したが、塗布装置２と予備乾燥装置３の間、予備乾燥装置３と本乾燥装置４の間にロボットハンドなどの中継器を設置するものであってもよい。この場合には、それぞれの搬送経路の高さ位置を共通にする必要がないため、それぞれの装置において設計の自由度を得ることができる。
【００５３】
さらに、塗布装置２についても浮上搬送を行いながら塗布を実施する方式にしても構わない。この場合、搬送装置２４により基板５は浮上状態で塗布装置２に搬送され、固定された塗布ユニット２３を通過する時に基板５に対し塗布が行われる。この構成ではロボットと塗布ユニット２３の駆動レール２３２を省略することが出来る。
【符号の説明】
【００５４】
１ 基板処理システム
２ 塗布装置
３ 予備乾燥装置
４ 本乾燥装置
５ 基板
３２ 浮上装置
３３ 加熱装置
３４ 気体供給装置
３５ａ カバー部材
３５ｂ カバー部材
３２１ 気体供給孔
３２２ 加熱気体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置により基板上に形成された塗布膜を乾燥装置で乾燥させる前に、予備的に乾燥させる予備乾燥装置及び予備乾燥方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、基板上にレジスト液が塗布されたもの（塗布基板と称す）が使用されている。この塗布基板は、塗布装置により基板上にレジスト液が均一に塗布されることによって塗布膜が形成され、その後、乾燥装置（減圧乾燥装置）により塗布膜を乾燥させることにより生産される。
【０００３】
乾燥装置は、例えば、下記特許文献１に示されるように、チャンバ内に塗布装置により塗布膜が形成された基板を収容した状態で、チャンバ内の大気を排気ポートから排気させてチャンバ内を減圧させることにより、基板上の塗布膜を乾燥させるようになっている。
【０００４】
その際、塗布膜が形成された直後の基板をチャンバ内に収容し、チャンバ内の大気を一気に排気させると、チャンバ内の大気が排気ポートに向かう気流の影響により、基板上の塗布膜に所謂風ムラや突沸ムラ等が発生する。そのため、基板をチャンバ内に収容した直後は、チャンバ内を緩やかに排気させるスロー排気工程を行って、基板上の塗布膜をある程度乾かしておき、その後、チャンバ内を急速に排気させる本排気工程を行うことにより、基板上の塗布膜を乾燥させている。これにより、塗布膜にムラが形成されるのを抑えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４１７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、スロー排気工程を行うと、スロー排気工程を含む乾燥工程のタクトタイムが長くなってしまうという問題があった。すなわち、チャンバ内の排気を行うと、チャンバ内では僅かに気流が生じるため、塗布膜が気流の影響を受ける虞がある。そのため、スロー排気工程では、チャンバ内の大気をできるだけ緩やかに排気する必要があり、塗布膜の乾燥速度も緩やかになる。その結果、塗布膜が本排気工程を行っても塗布膜にムラが生じない程度の乾燥状態になるまでには比較的長い時間必要になり、その結果生じる乾燥時間全体の長時間化がタクトタイムの短縮を困難にすると共にタクトタイムに乾燥時間を合わせる為に乾燥装置のチャンバ多段化または乾燥装置の複数使用を余儀なくされ、乾燥装置全体の大型化と高価格化を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、塗布膜に形成されるムラの発生を抑えるとともに、乾燥工程に要するタクトタイムを短縮でき、かつ予備乾燥装置に必要なコストを最小限とする安価な予備乾燥装置、予備乾燥方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の予備乾燥装置は、基板上に塗布された塗布膜を乾燥させる本乾燥装置により塗布膜を乾燥させるために前記基板を本乾燥装置に搬入させる搬送部を、前記基板に気体を噴出して浮上させつつ搬送する浮上搬送方式とするともに、前記基板の塗布膜が形成されていない面に気体を噴出し基板を浮上させる浮上装置と、前記浮上した基板を本乾燥装置に搬送する搬送装置と、前記浮上装置に前記気体を供給する気体供給装置と、前記浮上装置に供給される気体を高温状態にする加熱装置とを備えており、前記搬送部が、前記加熱気体により浮上搬送させた前記基板を通過させることにより、当該基板を高温雰囲気に曝して基板上の塗布膜を予備的に乾燥させることを特徴としている。
【０００９】
また、上記課題を解決するために本発明の予備乾燥方法は、基板上に塗布された塗布膜を乾燥させる本乾燥装置により塗布膜を乾燥させるために前記基板を本乾燥装置に搬入させる搬送部を、前記基板に気体を噴出して浮上させつつ搬送する浮上搬送方式とするともに、前記基板の塗布膜が形成されていない面に気体を噴出し基板を浮上させる浮上手段と、前記浮上した基板を本乾燥装置に搬送する搬送手段と、前記浮上手段に前記気体を供給する供給手段と、前記浮上手段に供給される気体を高温状態にする加熱手段とを備えており、前記搬送部が、前記加熱気体により浮上搬送させた前記基板を通過させることにより、当該基板を高温雰囲気に曝して基板上の塗布膜を予備的に乾燥させることを特徴としている。
【００１０】
上記予備乾燥装置及び予備乾燥方法によれば、基板上の塗布膜を乾燥させる本乾燥装置（塗布膜を最終的に乾燥させるための乾燥装置）の前に、塗布膜を予備乾燥装置により予備的に乾燥させることにより、塗布膜に形成されるムラの発生を抑えることができる。すなわち、本乾燥装置へと搬送する基板を、前記加熱装置により加熱された気体を前記気体供給装置を経て前期浮上装置から噴出させ当該基板を浮上させつつ搬送部を通過させると、基板が加熱気体の高温に曝されて、基板上に形成された塗布膜の溶剤の一部が蒸発して塗布膜が予備的に乾燥し、塗布膜の粘度が高められる。したがって、本乾燥装置の前に予備的に乾燥させることにより、本乾燥装置において塗布膜付近に気流が発生した場合であっても、この気流により塗布膜にムラ形成されるのを抑えることができる。ここで、予備的な乾燥とは、塗布膜を完全に乾燥させることではなく、チャンバ内の大気を急速に排気させたときの気流により塗布膜にムラが形成されない程度に乾燥させることである。したがって、本乾燥装置に基板を搬送する前に、搬送部において基板を加熱気体に曝しつつ通過させて予備的乾燥を行うことにより、従来のスロー排気工程を省略することができるため、本乾燥装置の乾燥工程におけるタクトタイムを短縮させることができる。さらに、上記予備乾燥装置及び予備乾燥方法では基板搬送用装置を用いて予備乾燥も行うという構成になっているので、予備乾燥を行う為の専用装置は最小限になり、装置全体の価格を抑えることができる。
【００１１】
また、前記浮上装置は、基板の塗布面の裏面と対向する気体噴出面を有しており、この基板の塗布面の裏面と気体噴出面とで形成される隙間を覆うカバー部材が基板搬送方向に沿って形成されている構成としてもよい。
【００１２】
この構成によれば、基板を浮上させるために供給された加熱気体が前記浮上装置の気体噴出面の外側に流出することを回避することができる。すなわち、加熱気体は浮上装置の気体噴出面に形成された噴出孔より噴出し、基板を浮上させるために基板の塗布面の裏面に当接した後に浮上装置の気体噴出面の外側に流出する。また、浮上装置の端部に位置する噴出孔から噴出する気体の一部は基板を浮上させることなく直接浮上装置の気体噴出面の外側に流出する。そのため、基板搬送部の雰囲気温度が全体として十分上昇しない可能性があり、さらには中央部と端部で温度差が生じる可能性もある。このことは、予備乾燥が不十分になるか又は乾燥ムラを生じる可能性を生むことになる。そこで、基板の塗布面の裏面と気体噴出面とで形成される隙間を覆うカバー部材が基板搬送方向に沿って形成されていることにより加熱気体を基板の塗布面の裏面と気体噴出面とで形成される隙間全体に滞留させ、加熱気体雰囲気を十分高温に維持すると共に、温度勾配の発生を防ぎ雰囲気温度をほぼ一定にすることができる。これにより、塗布膜の予備乾燥状態をほぼ均一にすることができ、塗布膜にムラが発生するのを抑えることができる。
【００１３】
また、前記加熱気体は、供給の容易さと安全面の配慮から乾燥清浄空気（ＣＤＡ）であることが好ましい。
【００１４】
加熱気体にＣＤＡを使用することにより、基板に悪影響をもたらすパーティクルを防ぐと共に窒素ガスのような酸欠事故の可能性を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の予備乾燥装置、予備乾燥方法によれば、塗布膜に形成されるムラの発生を抑えるとともに、乾燥工程に要するタクトタイムを短縮することができ、さらに予備乾燥と基板搬送を兼ねることにより予備乾燥に必要な装置コストを最小限に抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における予備乾燥装置及びそれを備える基板処理システムを概略的に示す側面図である。
【図２】上記基板処理システムの塗布装置を上方から見た図である。
【図３】上記予備乾燥装置を搬送方向から見た図である。
【図４】上記基板処理システムの本乾燥装置を上方から見た図である。
【図５】上記基板処理システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】予備乾燥装置の別の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態における予備乾燥装置及びそれを備える基板処理システムを概略的に示す図であり、図２は、基板処理システムの塗布装置を上方から見た図であり、図３は、予備乾燥装置を基板搬送方向から見た図であり、図４は、基板処理システムの本乾燥装置を上方から見た図である。
【００１９】
図１〜図４に示すように、基板処理システム１は、塗布装置２と予備乾燥装置３と本乾燥装置４とを備えており、塗布装置２において基板５上に塗布膜５１が形成されると、予備乾燥装置３により塗布膜５１が予備的に乾燥され、本乾燥装置４により塗布膜５１が完全に乾燥されるようになっている。ここで、予備的な乾燥とは、塗布膜５１を完全に乾燥させるのではなく、本乾燥装置４に基板５を搬送する前に、本乾燥装置４のチャンバ内の大気を急速に排気させたときの気流により塗布膜５１にムラが形成されない程度に乾燥させることである。
【００２０】
なお、本実施形態では、塗布装置２、予備乾燥装置３、本乾燥装置４の順に基板５が搬送されるが、この基板５が搬送される方向をＸ方向（基板搬送方向ともいう）、これと水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向とし、さらに図１において右方向を下流側、左方向を上流側として説明を進めることとする。
【００２１】
塗布装置２は、基板５上に薬液やレジスト液等の塗布液の塗布膜５１を形成するものであり、基台２１と、この基台２１上に載置されるステージ２２と、基板５に塗布液を塗布する塗布ユニット２３とを備えている。
【００２２】
前記ステージ２２は、基台２１に支持される面の反対側にＸ方向に延びる平板状の平坦部２２１を有しており、この平坦部２２１には、基板５を浮上させた状態で保持し、基板搬送方向に搬送できる搬送部２４が設けられている。前記ステージ２２の平坦部２２１には、複数の図示しないエアパッドが設けられており、これらのエアパッドの表面から基板５に所定流量の気体３２２（以下同様）が噴出するようになっている。これらエアパッドは、ステージ２２に基板５（以下同様）が搬入される時および基板への塗布終了後基板を予備乾燥装置３へ搬出する時に、所定流量の気体を噴出し基板を平坦部より所定量上昇させステージからの搬入出を可能にしている。
【００２３】
また、搬送部２４は、ステージ２２のＹ方向外側に塗布装置２から予備乾燥装置３に渡り基板搬送方向（Ｘ方向）に延びるレール２４１と、このレール２４１に沿って移動可能に取付けられた基板把持部材２４２とを有しており、この基板把持部材２４２で基板５を挟圧することにより基板５を保持した状態で搬送できるようになっている。具体的には、基板把持部材２４２は、基板５の塗布膜５１外に所定の押圧力で基板を把持し搬送できるようにベース兼駆動ユニット２４２ａ、保持プレート２４２ｂ、押し当てプレート２４２ｃ、ヒンジ部材２４２ｄにより構成されており、１本のレール２４１に２個の把持部材２４２が取付けられている。したがって、各基板把持部材２４２を基板５がステージ２２に保持される位置に移動させると、各基板把持部材２４２が基板塗布膜５１外の基板端部を把持することにより、基板５を搬送可能状態にする。そして、エアパッドから気体を吹き出した状態で、各基板把持部材２４２をレール２４１に沿って移動させることにより、ステージ２２の平坦部２２１から所定の隙間を形成した状態で（基板５を浮上させた状態で）基板５を保持し、基板５を予備乾燥装置３方向に搬送する。なお、本実施例では搬送部２４は基板の片側にのみ設置されているが、基板の両側に設置し、基板両端面を把持する構造としても良い。この場合、装置コストは上昇するものの基板搬送をより安定して実施することができる。
【００２４】
また、塗布ユニット２３は、基板５上に塗布液を吐出して塗布膜５１を形成するものである。この塗布ユニット２３は、図１、図２に示すように、ステージ２２に連結される脚部２３１および塗布ユニット２３を基板上を走査させ塗布動作を行う駆動レール２３２とＹ軸方向に延びる口金部２５とを有しており、基板搬送領域をＹ軸方向に跨いだ状態で取り付けられている。
【００２５】
口金部２５は、塗布液を吐出して基板５上に塗布膜５１を形成するものである。この口金部２５は、一方向に延びる形状を有する柱状部材であり、基板搬送方向とほぼ直交するように設けられている。この口金部２５には、長手方向に延びるスリットノズル２５ａが形成されており、口金部２５内に供給された塗布液がスリットノズル２５ａを通じて吐出されるようになっている。したがって、このスリットノズル２５ａから塗布液を吐出させた状態で基板５を搬送することにより、基板５上に一定厚さの塗布膜５１が形成されるようになっている。
【００２６】
この塗布装置２の下流側には、予備乾燥部３、本乾燥装置４がこの順で配置されている。予備乾燥部３は、本乾燥装置４の前に、塗布膜５１を予備的に乾燥させるものであり、本乾燥装置４のチャンバ内の大気を急速に排気させたときの気流により塗布膜５１にムラが形成されない程度に乾燥させるものである。この予備乾燥部３は、基台フレーム３１と、この上に設置される浮上装置３２と、浮上装置３２に気体を供給する気体供給装置３４と、浮上装置３２に供給される気体を加熱する加熱装置３３とを備えており、予備乾燥部３で基板５上の塗布膜５１が予備乾燥されるようになっている。具体的には、浮上装置３２に供給される気体が加熱され、この気体が浮上装置３２から噴出することにより基板５が加熱されて塗布膜５１が昇温することにより、予備乾燥されるようになっている。
【００２７】
浮上装置３２は、図１に示される様に、基台３１上に設置されている。浮上装置３２は、基板５を浮上させるものであり、気体噴出面３８から気体３２２を噴出させることにより基板５を浮上させることができる。具体的には、浮上装置３２には、気体３２２を噴出させるための供給孔３２１が気体噴出面３８に図１及び図２に示す様に等間隔に複数形成されている。そして、この供給孔３２１は浮上装置３２下面から供給される流体気体３２２を基板５の下面（塗布面の裏面）に向かって噴出させるために浮上装置３２を貫通する構造となっており、気体供給装置３４と連通して接続されている。ここで、図１及び図３においては浮上装置３２は中実ブロック体で形成されているが、浮上装置３２は中実ブロック構造にする必要は必ずしも無くなく、外面および供給孔３２１周辺を除いた中空構造にしても構わない。また、製造方法も鋳物から組み立て構造まで選択可能である。さらに材質についても金属製からセラミックや繊維強化樹脂まで多用な材料が利用できる。ただし、気体３２２は加熱されているのであるから、供給孔３２１周辺は使用する気体温度に合わせた耐熱性が要求される。この場合、気体３２２が通過する供給孔３２１周辺を耐熱性の高い材料で構成し、その他部分にガラス繊維等で耐熱性を強化した樹脂材料にしても構わない。
【００２８】
供給孔３２１は、気体３２２により基板を浮上させるのみならず基板を乾燥ムラが生じないように均一に予備乾燥する必要があるため、浮上装置３２の基板５のＹ方向巾以内において図２に示す様な整列配置または千鳥配置（図示せず）により気体が基板５の下面を均一に供給される様に配置されている。供給孔３２１は、内部を気体３２２が通過するのであるから、気体３２２によりパーティクルが発生しない様に内部は滑らかに成型することが望ましい。さらに、気体３２２は加熱されているのであるから、供給孔３２１により熱が奪われない様に断熱性の高い材料、例えばセラミックなどを使用することが望ましい。この場合、供給孔３２１を含む断熱性パイプ部材を成形しそれを浮上装置３２に埋め込む構成としても構わない。
【００２９】
浮上装置３２の供給孔３２１より基板５下面に供給される気体３２２は、工場設備などの外部供給源から一度供給部３４に送られた後、供給路３６ａ、加熱装置３３、供給路３６ｂを経て浮上装置３２に供給される。ここで、気体供給装置３４は基板５を浮上させる気体３２２を送り出すものであり、基板５が予備乾燥装置３を通過する間継続的に基板５を浮上させる為の所定量の気体を供給し続ける。また、供給孔３２１の径は比較的小さいく気体の圧損が生じやすいので、気体供給装置３４で気体３２２を加圧して供給する必要が有る。そのため、気体供給装置３４に使用される供給機構としては連続して出力が可能なポンプかまたは加圧式送風機が好ましい。
【００３０】
加熱装置３３は、気体３２２を加熱するものであり、気体の搬送による熱損失を防ぐ為に浮上装置３２の近傍に設けられている。加熱方式は電気抵抗式ヒーターや電磁加熱ヒーターなど各種方式が可能であり、図示しない制御装置を用いて所定温度にまで気体３２２が加熱される。また、気体３２２が加熱装置３３内を移動する比較的短時間内に気体を加熱する必要があるので、加熱装置３３は入り口から出口の間が図１または図２に示す様に細長い形状となっている。加熱装置３３および供給路３６ｂは熱損失を防ぐ為に図示しない断熱材により外部の少なくとも一部が覆われている。
【００３１】
気体３２２は、基板５に対し供給孔３２１より噴出供給されるのであるから、パーティクルを含まない清浄気体であることが好ましい。何らかの理由により清浄気体が供給されない場合は、供給路にフィルターを設置して清浄化しても構わない。気体の成分として、半導体や液晶の製造工程で使用される気体は利用可能であるが、予備乾燥においては、基板５上の塗布液層５１にむらを生じさせないために強制排気を行わない場合も想定されるので、ＣＤＡ（乾燥清浄空気）を使用することが望ましい。
【００３２】
流体３２２は基板５に対しその下部にある浮上装置３２から供給されるのであるから、基板端部側に供給される気体３２２は予備加熱装置３外の雰囲気と混ざり易くなる。その為、基板５端部に供給される気体３２２は基板５中央部に比べ温度が低下することとなる。このことは、基板５の中央部と端部で温度勾配が発生することになり、予備乾燥における乾燥ムラを発生させる原因となる。
【００３３】
そこで、浮上装置３２には、前記温度勾配の発生を抑制するため、カバー部材３５ａ、３５ｂが設けられている。カバー部材３５ａは、図２、図３に示すように、断面Ｌ字形状の一方向に延びる板状部材であり、本実施形態では基台３１に取付けられている。具体的には、基台３１の取付位置から基板５の塗布面よりも高い位置まで延びる壁面が、基板５と気体噴出面とで形成される隙間を覆うように、基板搬送方向に沿って基台３１の基板搬送方向全長に亘って設けられている。また、カバー部材３５ｂは、カバー部材３５ａと同様に、断面Ｌ字形状の一方向に延びる板状部材であり、本実施形態では基板把持部材２４２の下面に取付けられている。具体的には、基板把持部材２４２の下面から気体噴出面３８よりも下側位置まで延びる壁面が基板５と気体噴出面とで形成される隙間を覆うように基板把持部材２４２に把持される基板５の基板搬送方向寸法とほぼ同寸法に形成されている。そして、基板把持部材２４２に取付けられているため、基板把持部材２４２の移動とともに基板搬送方向に移動できるようになっており、基板５が基板搬送方向に移動する場合であっても、常に基板５に並んだ状態を維持できるようになっている。したがって、このカバー部材３５ａ、３６ｂにより、加熱気体３２２を基板５の塗布面の裏面と気体噴出面３８とで形成される隙間全体に滞留させることができるため、加熱気体３２２が気体噴出面３８の外側に流出して基板５の中央部と端部で温度勾配が発生するのを抑制し、予備乾燥における乾燥ムラの発生を抑えることができるようになっている。
【００３４】
ここで、カバー部材３５はシート状の金属部材または樹脂部材で成形することが好ましく、保守点検を容易にするために基台３１と基板把持部材２４２各々にネジなどの締結手段により着脱自在に取り付けられている。なお、基板５の前後にはカバー部材を設けることはできないが、この部分は常に気体３２２が供給されているので基板側面部の様に容易に雰囲気と混合することは無い。なお、搬送部２４を基板両側に配置する構成とした場合は、カバー部材を全て３５ｂの構成としても良い。
【００３５】
予備乾燥装置３の下流側に配置されている本乾燥装置４は、基板５上の塗布膜５１を最終的に乾燥させるものである。この本乾燥装置４は、基台４１と、基台４１上に載置されるチャンバ部４２と、基板５を搬送するＶＣＤ載置搬送部４３とを有している。
【００３６】
チャンバ部４２は、基板５を収容し減圧環境下で基板５上の塗布膜５１を乾燥させるものであり、チャンバ本体４２１と、このチャンバ本体４２１に対して昇降動作可能なチャンバ蓋４２２とを備えている。チャンバ本体４２１には、底壁部４２１ａとこの底壁部４２１ａから上方に延びる側壁部４２１ｂとを有しており、側壁部４２１ｂには、基板５を載置するとともに基板５を搬送するＶＣＤ載置搬送部４３が設けられている。
【００３７】
ＶＣＤ載置搬送部４３は、図４に示すように、基板５を載置し搬送する複数の搬送コロ４３ａが基板搬送方向に沿って並べて配置されている。具体的には、非塗布領域に相当する基板５の両端部分に配置されており、この搬送コロ４３ａ上に基板５が載置され、搬送コロ４３ａを回転させることにより、基板５を基板搬送方向に搬送できるようになっている。そして、搬送コロ４３ａの高さ位置は予備乾燥装置３の搬送部３３の高さ位置と同じになるように設定されている。これにより、予備乾燥装置３の搬送部３３から搬入された基板５は、向きを変えることなく、そのままＶＣＤ載置搬送部４３によって搬送できるようになっている。すなわち、塗布装置２及び予備乾燥装置３に設けられた搬送部の高さ位置が全て共通に設定されていることで、塗布装置２から本乾燥装置４に至るまでロボットハンドなどの中継器を設けることなく、直接、基板５を搬送できるようになっている。
【００３８】
また、底壁部４２１ａには排気口（不図示）が設けられており、この排気口からチャンバ部４２の大気を排気することにより、チャンバ部４２が減圧されるようになっている。すなわち、側壁部４２１ｂには、全周に亘ってシール４４が設けられており、チャンバ蓋４２２を降下させるとチャンバ蓋４２２がシール４４を押圧することにより、チャンバ部４２が密封状態になる。この状態で排気口に接続された真空ポンプを作動させることにより、排気口に吸引力が発生し、チャンバ部４２の大気が吸引される。これにより、チャンバ部４２が大気圧よりも小さい圧力に減圧されるようになっている。したがって、ＶＣＤ載置搬送部４３に基板５を載置した状態で、チャンバ部４２を減圧環境下に維持することにより、塗布膜５１の溶剤の蒸発が促進され、最終的に基板５上の塗布膜５１が乾燥されるようになっている。
【００３９】
次に、基板処理システム１の動作について図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４０】
まず、塗布装置２において基板５の搬入が行われる（ステップＳ１）。具体的には、ステージ２２のエアパッド（図示せず）から気体を吹き出した状態で、ロボットハンドに保持された基板５がにステージ２２供給される。気体により基板５がロボットハンドから離れるとロボットハンドはステージ２２から退避する。次にエアパッドからの気体供給を徐々に減らすと基板５はステージ２２の平坦部２２１に着地する。図示しない位置あわせ機構により基板の向きと位置を調整した後ステージ２２に設けられた吸着機構（図示せず）によりステージ２２に固定される（ステップＳ２）。
【００４１】
次に塗布工程が行われる（ステップＳ３）。具体的には、塗布ユニット２３を図示しない待機位置で予め初期化しておき、次に塗布ユニット２３を塗布開始位置に移動させる。ここで、待機位置は基板搬入側に、塗布開始位置は予備乾燥装置３側に位置している。口金部２５のスリットノズル２５ａを所定位置に降下させ、スリットノズル２５ａから塗布液を吐出し、スリットノズル２５ａと基板５とが塗布液で連結された状態を形成する。この状態から、塗布ユニット２３を移動させて基板５上を走査することにより、基板５上に均一厚さの塗布膜５１が形成される。そして、塗布液の吐出を停止させ塗布ユニット２３を待機位置に移動することにより塗布動作が終了する。
【００４２】
次に、基板５を予備乾燥装置３に搬送する（ステップＳ４）。具体的には、まずエアパッドから気体を吹き出し基板５をステージ２２の平坦部２２１から浮上させる。次に基板把持部材２４２を基板５の位置に移動させ、保持プレート２４２ｂに対し押し当てプレート２４２ｃをヒンジ部材２４２ｄを中心に回転させ基板塗布膜５１外の基板端部を把持させる。そして、エアパッドから気体を吹き出した状態で、ベース兼駆動ユニット２４２ａを駆動させ、各基板把持部材２４２をレール２４１に沿って移動させることにより、ステージ２２の平坦部２２１から所定の隙間を形成した状態で（基板５を浮上させた状態で）基板５が予備乾燥装置３に搬送される。
【００４３】
次に予備乾燥工程が行われる（ステップＳ５）。具体的には、予備乾燥装置３に基板５を浮上させた状態で、加熱装置３３により一定温度に制御された気体３２２を浮上装置３２から基板５に噴出しつつ基板５を搬送することにより基板５が加熱される。すなわち、基板５を一定速度で浮上搬送しつつ、基板５を浮上装置３２から噴出される気体３２２の高温雰囲気に基板５を曝す。そして、基板５を停止させることなく予備乾燥装置３から基板５を搬出する。これにより、基板５上の塗布膜５１が加熱気体３２２の高温雰囲気に均一に曝され、塗布膜５１全体に亘って溶剤成分が蒸発する。これにより、塗布膜５１全体がほぼ均一に予備乾燥される。
【００４４】
次に、基板５を本乾燥装置４に搬送する（ステップＳ６）。具体的には、ＶＣＤ載置搬送部４３の搬送コロ４３ａを駆動させつつ、予備乾燥装置３から搬出された基板５を下流側に搬送する。そして、基板５の一部がＶＣＤ載置搬送部４３の搬送コロ４３ａに載置されると基板把持部材２４２を本乾燥装置４側から逐次開放する。これにより、予備乾燥装置３から本乾燥装置４への基板５の受渡しが行われ、基板５が本乾燥装置４に搬送される。
【００４５】
次に、本乾燥工程が行われる（ステップＳ７）。具体的には、ＶＣＤ載置搬送部４３の搬送コロ４３ａを駆動させて、基板５をチャンバ部４２の所定位置まで搬送する。そして、ＶＣＤ載置搬送部４３を停止させて、チャンバ蓋４２２を下降させることにより、チャンバ蓋４２２とチャンバ本体４２１とによって基板５を密閉する。この状態から真空ポンプを作動させて排気口からチャンバ部４２内の大気を排出し、チャンバ部４２内を減圧環境に維持させる。これにより、基板５上の塗布膜５１を乾燥させる。
【００４６】
次に、所定時間減圧乾燥状態に維持して塗布膜５１を乾燥させた後、基板５の取出しを行う（ステップＳ８）。具体的には、チャンバ部４２内にガスを供給することによりチャンバ部４２を大気圧に戻し、チャンバ蓋４２２を上昇させる。そして、ＶＣＤ載置搬送部４３を作動させて基板５を下流側へ搬送する。そして、本乾燥装置４よりも下流側の次工程装置やロボットハンドなどに基板５を受け渡すことにより、基板５を排出する。
【００４７】
以上説明した通りの予備乾燥装置３及びそれを備える基板処理システム１によれば、本乾燥装置４の前に、塗布膜５１を予備乾燥装置３により予備的に乾燥させることにより、塗布膜５１に形成されるムラの発生を抑えることができる。すなわち、基板把持部材２４２が基板５を搬送しながら予備乾燥装置３を通過させると、基板５が予備乾燥装置３の高温雰囲気に曝されて、基板５上に形成された塗布膜５１の溶剤の一部が蒸発して塗布膜５１が予備的に乾燥し、塗布膜５１の粘度が高められる。したがって、本乾燥装置４の前に予備的に乾燥させることにより、本乾燥装置４における減圧乾燥に際して塗布膜５１付近に気流が発生した場合であっても、この気流により塗布膜５１にムラ形成されるのを抑えることができ、従来のスロー排気工程を伴う場合に比べてタクトタイムを短縮させることができる。
【００４８】
また、従来のスロー排気工程を含む乾燥工程に要する時間は、塗布装置２により塗布膜５１を形成する塗布工程に要する時間に比べて非常に長い。したがって、１枚の基板５を本乾燥装置４で乾燥させていると、その乾燥工程の最中に新たな基板５が塗布装置２から搬送されることとなる。そのため、１台の塗布装置２に対してスロー排気工程を含む従来の本乾燥装置４は、複数のチャンバ部４２を有する構成をとっており、塗布装置２で塗布膜５１が形成された基板５を複数のチャンバ部４２を用いて効率よく乾燥させていた。そのため、複数のチャンバ部４２を有する構成により、乾燥装置４が占めるスペースが大きくなってしまうことに加え、チャンバ部４２内を減圧させる真空ポンプの容量を大きくしたり、真空ポンプの台数を増やすという設備上のコストが高額になるという問題もあった。しかし、基板５を本乾燥装置４に搬送する前に予備乾燥装置３にて予備乾燥を行うことにより乾燥工程のタクトタイムを短縮できるため、従来に比べてチャンバ部４２の数を減らすことができ、設備上のコストを削減することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、ステージ２２および浮上装置３２はいずれも気体の供給孔を設けた構造となっているが、ステージ２２および浮上装置３２の双方またはどちらか一方をたとえばセラミックを利用した多孔質部材で構成しても良い。多孔質部材を利用すれば、基板５の全面に亘りより均一に気体を噴出させることが可能になる。
【００５０】
また、上記実施形態では、加熱装置３３を浮上装置３２外に設置する構成としたが、図６に示す様に浮上装置３２内に組み込む構成であってもよい。この構成の場合、気体供給装置３４から供給された気体はバルブ３７により分岐され浮上装置３２に供給され浮上装置３２内で加熱装置３３により過熱される。こうすることにより浮上装置３２に到る気体供給路に耐熱性を持たせる必要を無くすことが出来る。
【００５１】
さらに、動作シーケンスにおいて、予備乾燥装置３における気体の供給を基板５の搬送にあわせ逐次実施する構成にしても良い。こうすることにより、浮上搬送および予備乾燥に必要な箇所にのみ気体の供給を行い、気体の不要な消費を抑えかつ加熱装置３３を効率的に使用し消費エネルギーを抑えることができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、塗布装置２、予備乾燥装置３及び、本乾燥装置４が直線状に配置され、基板５がそれぞれの搬送装置で搬送される場合について説明したが、塗布装置２と予備乾燥装置３の間、予備乾燥装置３と本乾燥装置４の間にロボットハンドなどの中継器を設置するものであってもよい。この場合には、それぞれの搬送経路の高さ位置を共通にする必要がないため、それぞれの装置において設計の自由度を得ることができる。
【００５３】
さらに、塗布装置２についても浮上搬送を行いながら塗布を実施する方式にしても構わない。この場合、搬送装置２４により基板５は浮上状態で塗布装置２に搬送され、固定された塗布ユニット２３を通過する時に基板５に対し塗布が行われる。この構成ではロボットと塗布ユニット２３の駆動レール２３２を省略することが出来る。
【符号の説明】
【００５４】
１ 基板処理システム
２ 塗布装置
３ 予備乾燥装置
４ 本乾燥装置
５ 基板
３２ 浮上装置
３３ 加熱装置
３４ 気体供給装置
３５ａ カバー部材
３５ｂ カバー部材
３２１ 気体供給孔
３２２ 加熱気体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に塗布された塗布膜を乾燥させる本乾燥装置により塗布膜を乾燥させる前に、前記塗布膜を予備的に乾燥させる予備乾燥装置に於いて、
気体を噴出することにより基板を浮上させる浮上装置と、前記気体により浮上した前記基板を本乾燥装置に搬送する搬送装置と、前記気体を前記浮上装置に供給する気体供給装置と、前記浮上装置に供給される前記気体を加熱する加熱装置とを有することを特徴とする予備乾燥装置。
【請求項２】
前記浮上装置は、基板の塗布面の裏面と対向する気体噴出面を有しており、この基板の塗布面の裏面と気体噴出面とで形成される隙間を覆うカバー部材が基板搬送方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の予備乾燥装置。
【請求項３】
前記気体は乾燥清浄空気であることを特徴とする請求項１又は２に記載の予備乾燥装置。
【請求項４】
基板上に塗布された塗布膜を乾燥させる本乾燥装置により塗布膜を乾燥させる前に、前記塗布膜を予備的に乾燥させる予備乾燥方法に於いて、
気体を噴出することにより基板を浮上させる浮上手段と、前期気体により浮上した前記基板を本乾燥装置に搬送する搬送手段と、前記気体を前記浮上手段に供給する気体供給手段と、前記浮上手段に供給する前記気体を加熱する加熱手段とを有することを特徴とする予備乾燥方法。
【請求項１】
基板上に塗布された塗布膜を乾燥させる本乾燥装置により塗布膜を乾燥させる前に、前記塗布膜を予備的に乾燥させる予備乾燥装置に於いて、
気体を噴出することにより基板を浮上させる浮上装置と、前記気体により浮上した前記基板を本乾燥装置に搬送する搬送装置と、前記気体を前記浮上装置に供給する気体供給装置と、前記浮上装置に供給される前記気体を加熱する加熱装置とを有することを特徴とする予備乾燥装置。
【請求項２】
前記浮上装置は、基板の塗布面の裏面と対向する気体噴出面を有しており、この基板の塗布面の裏面と気体噴出面とで形成される隙間を覆うカバー部材が基板搬送方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の予備乾燥装置。
【請求項３】
前記気体は乾燥清浄空気であることを特徴とする請求項１又は２に記載の予備乾燥装置。
【請求項４】
基板上に塗布された塗布膜を乾燥させる本乾燥装置により塗布膜を乾燥させる前に、前記塗布膜を予備的に乾燥させる予備乾燥方法に於いて、
気体を噴出することにより基板を浮上させる浮上手段と、前期気体により浮上した前記基板を本乾燥装置に搬送する搬送手段と、前記気体を前記浮上手段に供給する気体供給手段と、前記浮上手段に供給する前記気体を加熱する加熱手段とを有することを特徴とする予備乾燥方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−５６３３５（Ｐ２０１１−５６３３５Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０５６９３（Ｐ２００９−２０５６９３）
【出願日】平成２１年９月７日（２００９．９．７）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月７日（２００９．９．７）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
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