基板処理装置
【課題】各プロセス室内の室内条件が維持された状態で、基板の搬入及び搬出が可能な複数のプロセス室を備えた基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１は、第１、第２及び第３の室内条件をそれぞれ有する第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃと、第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを基板が通過するように基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構としての浮上チャック４０と、第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの周囲にそれぞれ配置され、搬送される基板Ｗ、及び該基板Ｗと対向する各シール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、を備え、浮上チャック４０は、基板Ｗと各シール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間が所定の微小隙間Δとなるように、搬送される基板Ｗの歪みを除去する歪み除去手段としても機能する。
【解決手段】基板処理装置１は、第１、第２及び第３の室内条件をそれぞれ有する第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃと、第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを基板が通過するように基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構としての浮上チャック４０と、第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの周囲にそれぞれ配置され、搬送される基板Ｗ、及び該基板Ｗと対向する各シール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、を備え、浮上チャック４０は、基板Ｗと各シール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間が所定の微小隙間Δとなるように、搬送される基板Ｗの歪みを除去する歪み除去手段としても機能する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、基板製造時の複数の工程がそれぞれ行なわれる複数のプロセス室を備えた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空や特殊ガス雰囲気に維持したプロセス室内で、基板をステージに載置して移動させ、基板を加工処理することが行なわれている（例えば、特許文献１，２参照。）。特許文献１に記載の装置では、基板を載置するテーブルの移動軸を筐体に対して相対移動させる構成において、移動軸の両面と筐体との間に一対の差動排気シールを設け、テーブルの滑らかな動作を許容しつつ、プロセス室のシール性を図っている。
【０００３】
特許文献２に記載の装置では、電子ビームが出射される中心領域の周囲に環状のアパーチャーを形成し、このアパーチャーからエアを吸引することで、該中心領域を高真空とする。この状態で、半導体ウェハー等のワークを移動させながら、電子ビームによりワークを加工する。
【０００４】
また、真空チャンバーを塗布されたレジストの真空乾燥装置として適用することが種々考案されている（例えば、特許文献３〜５参照。）。特許文献３，４に記載の装置では、カラーフィルタ等のガラス基板に塗布されたレジストを乾燥させる際、真空チャンバーを真空乾燥装置として適用することが記載されている。特許文献３の真空乾燥装置では、プロセス室内を０．００００１気圧〜０．１気圧とすることが記載されており、また、特許文献４の乾燥方法では、プロセス室内を６秒以上かけて１００Ｔｏｒｒとした後、さらに１Ｔｏｒｒ以下で乾燥させることが記載されている。特許文献５に記載の装置では、プリント基板にレジストを塗布した後、プリント基板をローラにて、ラビリンスシールを有する真空乾燥炉に搬送してレジストを乾燥させることが記載されている。
【特許文献１】特許４０１６４１８号公報
【特許文献２】特開昭６０−７１０３８号公報（第１、２図）
【特許文献３】特開２００８−１７０９７２号公報
【特許文献４】特開２０００−２４１６２３号公報
【特許文献５】特開２００６−２９７２４１号公報（第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、差動排気シールを備えた真空チャンバーにおいては、基板の処理時間を短縮するため、プロセス室内を所望の真空圧に保った状態のまま基板をプロセス室内に搬送して基板が処理されることが望ましい。しかしながら、自重や搬送条件等により基板に歪みが生じたまま基板が真空チャンバーに搬送されてくると、差動排気シールのシール面と基板と間の隙間にばらつきが生じてしまい、プロセス室内に所望の真空圧が得られない可能性がある。上述した特許文献１〜５では、上記課題について考慮されておらず、特許文献３〜５では、差動排気シールについて何ら記載されていない。
【０００６】
また、工程毎に複数のプロセス室を備える基板処理装置は、各プロセス室の室内条件が維持されるように、各プロセス室を密封することが望ましい。さらに、スループットの観点からは、各プロセス室の密封性が保たれたまま、基板が複数のプロセス室に搬送されて処理されることが望ましい。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、各プロセス室内の室内条件が維持された状態で、基板の搬入及び搬出が可能な複数のプロセス室を備えた基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 第１の室内条件を有する第１のプロセス室と、
第２の室内条件を有する第２のプロセス室と、
前記第１及び第２のプロセス室を基板が通過するように前記基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構と、
前記第１及び第２のプロセス室の周囲にそれぞれ配置され、前記搬送される基板、及び該基板と対向する各シール面との間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シールと、
前記基板と前記各シール面との間の隙間が所定の微小隙間となるように、前記搬送される基板の歪みを除去する歪み除去手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
（２） 前記第１の室内条件として、室内の圧力が真空圧に設定され、
前記第２の室内条件として、前記第２のプロセス室内の温度は、前記第１のプロセス室内の温度より高温に設定されることを特徴とする（１）に記載の基板処理装置。
（３） 第２のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から加熱されることを特徴とする（１）または（２）に記載の基板処理装置。
（４） 前記第２の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする（２）または（３）に記載の基板処理装置。
（５） 第３の室内条件を有し、前記第２のプロセス室に対して前記第１のプロセス室と反対側で前記基板搬送機構によって前記基板が通過する第３のプロセス室をさらに備え、
前記基板が通過する前記３のプロセス室の周囲には、前記搬送される基板、及び該基板と対向するシール面との間の隙間を密封する第３の差動排気シールが配置されることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の基板処理装置。
（６） 前記第３のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から冷却されることを特徴とする（５）に記載の基板処理装置。
（７） 前記第３の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする（５）または（６）に記載の基板処理装置。
（８） 第１の室内条件を有する第１のプロセス室と、
第２の室内条件を有する第２のプロセス室と、
前記第１及び第２のプロセス室を基板が通過するように前記基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構と、
前記第１及び第２のプロセス室の周囲にそれぞれ配置され、前記搬送される基板、及び該基板と対向する各シール面との間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シールと、
前記基板と前記各シール面との間の隙間を所定の微小隙間に保つ隙間調整手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
（９） 前記隙間調整手段は、前記プロセス室毎に、前記プロセス室を構成する筐体を前記基板の表裏面に垂直な方向に移動可能な駆動機構を有することを特徴とする（８）に記載の基板処理装置。
（１０） 前記第１の室内条件として、室内の圧力が真空圧に設定され、
前記第２の室内条件として、前記第２のプロセス室内の温度は、前記第１のプロセス室内の温度より高温に設定されることを特徴とする（８）または（９）に記載の基板処理装置。
（１１） 第２のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から加熱されることを特徴とする（８）〜（１０）のいずれかに記載の基板処理装置。
（１２） 前記第２の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする（１０）または（１１）に記載の基板処理装置。
（１３） 第３の室内条件を有し、前記第２のプロセス室に対して前記第１のプロセス室と反対側で前記基板搬送機構によって前記基板が通過する第３のプロセス室をさらに備え、
前記基板が通過する前記３のプロセス室の周囲には、前記搬送される基板、及び該基板と対向するシール面との間の隙間を密封する第３の差動排気シールが配置されることを特徴とする（８）〜（１２）のいずれかに記載の基板処理装置。
（１４） 前記第３のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から冷却されることを特徴とする（１３）に記載の基板処理装置。
（１５） 前記第３の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする（１３）または（１４）に記載の基板処理装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の基板処理装置によれば、第１及び第２のプロセス室を基板が通過するように前記基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構と、第１及び第２のプロセス室の周囲にそれぞれ配置され、搬送される基板、及び該基板と対向する各シール面との間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シールと、基板と前記各シール面との間の隙間が所定の微小隙間となるように、前記搬送される基板の歪みを除去する歪み除去手段と、を備える。これにより、差動排気シールのシール面と基板との間の隙間のばらつきが抑えられ、各プロセス室内の室内条件が維持された状態で、基板の搬入及び搬出が可能となり、基板搬送機構によって第１及び第２のプロセス室を通過させながら各室で処理が可能となり、スループットを向上することができる。
また、本発明は、基板とシール面との間の隙間を所定の微小隙間に保つ隙間調整手段を備えることによっても、平行度の調整によって該隙間のばらつきが抑えられ、プロセス室内を所望の真空圧に維持した状態で、基板の搬入及び搬出を行うことができ、スループットを向上することができる。
なお、本発明の真空圧とは、大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）より低い圧力を意図しており、例えば、フォトリソグラフィー工程のレジスト乾燥に使用される場合には、好ましくは、レジストの中の溶剤の蒸発速度が速まる圧力以下であればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る基板処理装置の各実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の基板処理装置１は、第１、第２及び第３のプロセス室をそれぞれ形成する３つの筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって構成される３つのチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、該各筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃの下面と対向して第１〜第３プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを基板Ｗが通過するように所定の方向に基板Ｗを搬送可能な基板搬送機構としての浮上チャック４０と、各プロセス室Ｐのａ，Ｐｂ，Ｐｃ周囲に配置され、搬送される基板Ｗ、及び基板Ｗと対向するシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間を密封する第１、第２及び第３の差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、所定の方向における各筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃの上流側に配置され、基板Ｗのプロセス室側の表面（以下、「上面」と称す）の高さを検出可能なセンサ３１，３２，３３と、を備える。
【００１２】
各筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、下方に略矩形状に開口した各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃとしての凹状ポケット１２ａ，１２ｂ，１２ｃを中央に有する。各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃでは、簡略化して示す配管を介してポンプＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃによりエアを吸引することで、各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの所望の圧力が与えられる。なお、プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの所望の圧力が大気圧である場合には、該プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃには真空ポンプＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃを設けなくてもよい。また、プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの所望の圧力が陽圧である場合には、該プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃには吐出ポンプＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃを設けてもよい。
【００１３】
即ち、第１、第２及び第３プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃは、基板Ｗの処理条件に応じて、それぞれ第１、第２及び第３の室内条件を備えている。第１、第２及び第３の室内条件としては、上述した室内の圧力や、室内の温度、室内の雰囲気等が設定される。例えば、図１では、第２のプロセス室Ｐｂ内の第２の室内条件として、室内の温度が第１のプロセス室Ｐａより高温が要求される場合には、エネルギー線としてのハロゲンランプ光源３４からの光が複数本の光ファイバ３５を介して第２のプロセス室Ｐｂ内の複数の加熱ヘッド３６に導入される。また、第３のプロセス室Ｐｃ内の第３の室内条件として、室内の雰囲気を基板Ｗ、及び基板Ｗに塗布された物体と化学反応しない流体として窒素とする場合には、外部のタンク３７から窒素が供給され、室内の温度を冷却する必要がある場合には、基板Ｗの反プロセス室側の裏面（以下、「下面」と称す）で、後述するエアパッド４１と干渉しない位置にクーリングプレート３８（図１にのみ示す）が設けられる。
なお、第２のプロセス室Ｐｂにおいても、室内の雰囲気を基板Ｗ、及び基板Ｗに塗布された物体と化学反応しない流体として窒素とする場合には、第３のプロセス室Ｐｃと同様に、外部のタンク（図示せず）から窒素が供給される。
【００１４】
第１、第２及び第３の差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、図２及び図３に示すように、各筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃの下面を、凹状ポケット１２ａ，１２ｂ，１２ｃを囲う矩形状の溝部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを備えたシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとし、外部のポンプＰ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃによって排気通路２３を介して大気中のエアを吸引する。従って、基板Ｗとシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間空間を減圧し、プロセス室Ｐ内と大気圧雰囲気の外部とを密封する。
【００１５】
浮上チャック４０は、複数のエアパッド４１を備えて構成されている。複数のエアパッド４１は、図２に示すように、基板Ｗが搬送される所定の方向、及び、該所定の方向に直交する基板Ｗの幅方向に亘って基板Ｗを浮上保持するように、各筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃの下方を含め、基板Ｗが搬送される所定の方向、及び基板Ｗの幅方向に亘って載置されている。また、各エアパッド４１には、図３に示すように、複数の吸気孔４２と複数の排気孔４３が形成されており、複数の吸気孔４２には吸気用ポンプＰ３が、複数の排気孔４３には排気用ポンプＰ４がそれぞれ接続されている。
従って、排気孔４３から吐出されたエアを吸気孔４２から吸引することにより、基板Ｗの下面に作用する圧力を調整し、エアパッド４１の支持面４１ａに対する基板Ｗの浮上量を高精度に設定することができ、基板Ｗを安定した高さで水平支持する。
なお、浮上チャック４０としては、パッドに形成される吸気孔と排気孔から液体やフロンガスなどの冷媒を供給するようにしてもよい。
【００１６】
また、基板Ｗの搬送は、各エアパッド４１によって発生する浮上チャック４０の流速によって行なわれてもよいし、基板Ｗの裏面の任意（縁部や中央など）の位置をクランプ或いはチャックして、図示しない駆動機構によって行なわれてもよい。
【００１７】
ここで、各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ内が所望の圧力に維持されるためには、基板Ｗとシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間が所定の微小隙間Δに厳密に管理・設定される必要がある。一方、浮上チャック４０によって搬送される基板Ｗは、自重や搬送条件等により歪みが生じている場合がある。ここで、本実施形態では、浮上チャック４０によって、基板Ｗの上下面の圧力差は自動的に変化し、基板Ｗの歪みが除去される。従って、基板Ｗとシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間が所定の微小隙間Δに保たれ、各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ内が所望の圧力に維持される。
【００１８】
なお、基板Ｗの上面の高さをセンサ３１，３２，３３によって予め検出し、この検出結果に基づいて、シール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃの下方に位置するエアパッド４１のエアの吐出又は吸引を積極的に制御することで、基板Ｗの上下面の圧力差を変化させ、基板Ｗの歪みを除去してもよい。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態の基板処理装置１によれば、第１、第２及び第３の室内条件をそれぞれ有する第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃと、第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを基板が通過するように基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構としての浮上チャック４０と、第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの周囲にそれぞれ配置され、搬送される基板Ｗ、及び該基板Ｗと対向する各シール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、を備え、浮上チャック４０は、基板Ｗと各シール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間が所定の微小隙間Δとなるように、搬送される基板Ｗの歪みを除去する歪み除去手段としても機能する。これにより、差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃのシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃと基板Ｗとの間の隙間のばらつきが抑えられ、各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ内の室内条件が維持された状態で、基板Ｗの搬入及び搬出が可能となり、浮上チャック４０によって第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを通過させながら各室で処理が可能となり、スループットを向上することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
図４及び図５は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置１ａを示す、第１実施形態の図３に対応する断面図である。本実施形態は、基板Ｗの下面を静電気により引き寄せる静電チャック５０によって基板Ｗの歪みを除去する歪み除去手段を構成している点において第１実施形態と異なる。
【００２１】
本実施形態において、基板Ｗの裏面（下面）には、導電膜Ｗａが形成されている。静電チャック５０は、浮上チャックの各エアパッド４１が設けられていない位置に点在して配置されている。静電チャック５０は、基台５１の上面に複数の電極５２を設け、電極５２上にセラミック層のような誘電体層５３を設け、各電極５１に電圧を印加することにより、クーロン力によって基板Ｗを吸引する。従って、本実施形態では、基板搬送機構を兼ねる浮上チャック４０によって基板Ｗを浮上させつつ、静電チャック５０によって基板Ｗを吸引して、基板Ｗとシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間が所定の微小隙間Δとなるように、基板Ｗの歪みを除去することができる。
【００２２】
なお、本実施形態の第１の変形例として、図５（ａ）に示すように、基板Ｗの裏面に導電膜を設けることなく、イオナイザー（除電器）５４によって−の電荷を吹き付け、基板Ｗの裏面を−の電荷にチャージさせることで、基板Ｗを吸引するようにしてもよい。或いは、第２の変形例として、図５（ｂ）に示すように、電極５２の間隔を狭くしたり、誘電体層５３の厚さを薄くすることで、電位差を与えた際に不均一電界を形成し、この不均一電界によるグラディエント力によって基板Ｗを吸引するようにしてもよい。
また、本実施形態は、基板としてガラス基板に限らず、シリコン（半導体基板）にも適用できる。さらに、図４の構成は、基板Ｗが導体の場合にも適用可能である。
勿論、第１実施形態の浮上チャック４０及び第２実施形態の静電チャック５０は、基板Ｗとシール面２１との間の隙間を所定の微小隙間Δに保つ隙間調整手段を構成する。
【００２３】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係る真空チャンバー１０ｂを示す、第１実施形態の図１に対応する断面図である。本実施形態は、ボールねじ機構などの駆動機構８０と、図示しない案内機構とによって筐体１１を上下方向（基板Ｗの表裏面に垂直な方向）に駆動可能に構成することで、基板Ｗとシール面２１との間の隙間を所定の微小隙間Δに保つ隙間調整手段を構成する。
【００２４】
このため、本実施形態では、基板Ｗの上面の高さをセンサ３１によって予め検出し、この検出結果に基づいて、駆動機構８０によって筐体１１を上下方向に移動させて位置制御することで、基板Ｗとシール面２１との間の隙間を所定の微小隙間Δに保つように平行度を調整し、プロセス室Ｐ内を所望の真空圧に維持することができる。
【００２５】
なお、駆動機構８０としては、ボールねじ機構の代わりに、くさび機構を用いてもよいし、リニアモータによって駆動してもよい。また、筐体１１を複数の領域に分割して領域毎に隙間調整手段を設け、基板Ｗの搬送に併せて領域毎に基板Ｗとシール面２１との間の隙間を調整してもよい。
【００２６】
ここで、上記実施形態の基板処理装置１，１ａ，１ｂは、フォトリソグラフィー等により所望のパターンをガラス基板に形成する際に、第１のチャンバー１０ａを塗布されたレジストを乾燥する真空乾燥装置、第２のチャンバー１０ｂを基板を加熱するプリベーク装置、第３のチャンバー１０ｃを基板Ｗを冷却する冷却装置として使用することができる。
【００２７】
例えば、図７に示すように、一般的なフォトリソグラフィー工程では、ガラス基板を洗浄し（ステップＳ１）、ガラス基板を乾燥させた後（ステップＳ２）、ガラス基板にレジスト液を薄く均一に塗布する（ステップＳ３）。そして、塗布されたレジストを第１のチャンバー１０ａが適用された真空乾燥装置によって乾燥させ（ステップＳ４）、さらに、第２のチャンバー１０ｂが適用されたプリベーク装置によって所定の温度で加熱してプリベーク（ステップＳ５）を行い、第３のチャンバー１０ｃが適用された冷却装置によって基板Ｗが露光装置に投入される際の温度（通常室温２０〜２５℃に対して±０．１℃に設定）に均一化されるように冷却する（ステップＳ６）。また、露光工程（ステップＳ７）において、レジストに光を照射して、レジストの光化学反応が進んだ後、アルカリ溶液で現像して不要部分を除去し（ステップＳ８）、さらに、ガラス基板を乾燥させてパターンを形成する(ステップＳ９)。
【００２８】
特に、本実施形態の基板処理装置１，１ａ，１ｂを上記フォトリソグラフィー工程に適用することで、真空乾燥工程Ｓ４〜冷却工程Ｓ６まで基板Ｗを連続的に搬送することが可能となる。カラーフィルタ用のガラス基板Ｗを本実施形態の基板処理装置１，１ａ，１ｂによって真空乾燥、プリベーク、冷却を行なう際、基板Ｗと差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃのシール面２１との隙間は、数十〜２００μｍの所定の微小隙間に管理する。また、ガラス基板Ｗは０．１〜数ｍｍオーダーで歪んだ状態で搬送される場合があるため、本実施形態の浮上チャック４０、静電チャック５０、或いは駆動機構８０を用いて、基板Ｗの歪みを除去したり、隙間を調整する。
【００２９】
真空管層を行なう第１のプロセス室Ｐａは、第１の室内条件として、室内の圧力を真空ポンプＰ２ａによって１〜５Ｔｏｒｒ程度の真空圧としている。また、プリベークを行なう第２のプロセス室Ｐｂは、第２の室内条件として、室内の圧力を真空ポンプＰ２ｂによって減圧、好ましくは真空圧とし、室内の温度を加熱ヘッド３６によって８０〜１２０℃に設定している。さらに、冷却を行なう第３のプロセス室Ｐｃは、第３の室内条件として、室内の圧力を大気圧とし、室内の雰囲気をタンク３７によって窒素に設定している。
なお、プリベークを行なう第２のプロセス室Ｐｂは、大気圧としてもよいが、減圧、好ましくは真空圧とすることで、溶剤の沸点が降下してベーキングの反応温度を下げることができ、加熱ヘッド３６の設定温度を低くすることができる。
【００３０】
また、上記各室内条件を満たす構成としては、図１に示すものの他、図８の変形例に示すものであってもよい。即ち、第２のプロセス室Ｐｂに加熱ヘッド３６を設ける代わりに、第２のプロセス室Ｐｂと対向する位置に、基板Ｗの下面に温風を吹き付ける、或いは、電熱線によって下面を温めるヒーター３９が配置されてもよい。
【００３１】
図９は、本発明が適用されたレジスト塗布工程から露光工程までの製造ラインを示す模式図である。ローダー６０によって基板Ｗをコーター６１に搬送し、コーター６１によってレジストが塗布された基板Ｗは、ローダー６２によって真空乾燥装置１０ａの上流側の搬入位置ＩＮに受け渡され、上述した浮上チャック４０によって搬送されながら真空乾燥、プリベーク、冷却が行なわれ、搬出位置ＯＵＴに搬出される。その後、ローダー６３によって、冷却後の基板Ｗを倣い露光装置６４に受け渡して、露光工程Ｓ７が行なわれる。なお、露光工程を倣い露光装置６４で行なう場合には、冷却装置のクーリングプレート３８による制御の精度は低くてもよい。
【００３２】
図１０は、従来のレジスト塗布工程から露光工程までの製造ラインを示す模式図である。この場合、コーター６１によってレジストが塗布された基板Ｗは、ローダー６２によって上下段に分かれた２台の真空乾燥装置６５に搬送されて乾燥された後、プリベーク装置６６に受け渡される。プリベーク後の基板Ｗは、ローダー６３によって冷却装置６７に搬送されて冷却された後、倣い露光装置６４へ受け渡される。
【００３３】
このため、本発明は、図１０の従来のラインに比べ、真空乾燥、プリベーク、冷却の３つの工程においてローダーを使用する必要がなくなり、全体としてのスループットを向上することができると共に、レジストを大気（特に酸素）にできるだけ触れさせずに処理することができる。また、従来、乾燥工程がフォトリソグラフィー工程の律速となっていたため、乾燥装置を２台設けてスループットの向上を図っていたが、本発明では、１台の真空乾燥装置で、前工程のレジスト塗布工程Ｓ３から後工程のプリベーク工程Ｓ５へガラス基板の受け渡しがスムーズに行なわれる。
【００３４】
さらに、従来の製造ラインでは、フットプリント（装置或いはラインの床面積）がガラス基板Ｗの１０〜２０倍程度必要であったが、本発明の製造ラインでは、ガラス基板Ｗの６倍以下とすることができる。また、倣い露光装置６４を除いたラインのフットプリントにおいても、従来ではガラス基板Ｗの８〜１０倍程度であったものが、本発明により５倍以下とすることができる。
【００３５】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の製造ラインを示している。図１１（ａ）に示す製造ラインでは、冷却工程Ｓ６後の基板Ｗを連続的に倣い露光装置６４へ搬送して露光工程Ｓ７を行なうようにしたので、さらにローダーの数や基板の受け渡し領域を削減することができる。また、図１１（ｂ）に示す製造ラインでは、コーター６１によってレジスト塗布後の基板Ｗを連続的に真空乾燥装置１０ａに搬送して、レジスト塗布工程Ｓ３〜露光工程Ｓ７まで一つの基板搬送機構によって搬送するように構成しており、さらにローダーの数を削減することができる。
【００３６】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【００３７】
上記実施形態の基板処理装置では、３つのチャンバーを備える構成として説明したが、第１及び第２の少なくとも２つのチャンバーを備える構成においても、本発明は適用可能である。
【００３８】
また、本発明の基板搬送機構は、本実施形態の浮上チャックや静電チャックに限定されるものでなく、基板の下面を密着させて搬送するものやローラによって搬送するものであってもよく、基板の歪みを除去しながら搬送できるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の正面断面図である。
【図２】図１の筐体及びワークをスケルトンで示す基板処理装置を上方から見た模式図である。
【図３】図１の第１のチャンバーの差動排気シール近傍を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置を示す、図３に対応する断面図である。
【図５】（ａ）は、第２実施形態の第１変形例に係る真空チャンバーを示す、図３に対応する断面図であり、（ｂ）は、第２変形例に係る真空チャンバーを示す、図３に対応する断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る真空チャンバーを示す、図１に対応する断面図である。
【図７】フォトリソグラフィーの工程を説明するためのフロー図である。
【図８】本発明の基板処理装置が真空乾燥、プリベーク、冷却工程に適用される場合の変形例を示す正面断面図である。
【図９】本発明の基板処理装置が適用された製造ラインの模式図である。
【図１０】従来の製造ラインの模式図である。
【図１１】本発明の基板処理装置が適用された製造ラインの変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１，１ａ，１ｂ 基板処理装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 真空チャンバー
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 筐体
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 差動排気シール
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ シール面
３１，３２，３３ センサ
３６ 加熱ヘッド
３８ クーリングプレート
３９ ヒーター
４０ 浮上チャック（基板搬送機構、歪み除去手段、隙間調整手段）
４１ エアパッド
５０ 静電チャック（歪み除去手段、隙間調整手段）
８０ 駆動機構（隙間調整手段）
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ プロセス室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、基板製造時の複数の工程がそれぞれ行なわれる複数のプロセス室を備えた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空や特殊ガス雰囲気に維持したプロセス室内で、基板をステージに載置して移動させ、基板を加工処理することが行なわれている（例えば、特許文献１，２参照。）。特許文献１に記載の装置では、基板を載置するテーブルの移動軸を筐体に対して相対移動させる構成において、移動軸の両面と筐体との間に一対の差動排気シールを設け、テーブルの滑らかな動作を許容しつつ、プロセス室のシール性を図っている。
【０００３】
特許文献２に記載の装置では、電子ビームが出射される中心領域の周囲に環状のアパーチャーを形成し、このアパーチャーからエアを吸引することで、該中心領域を高真空とする。この状態で、半導体ウェハー等のワークを移動させながら、電子ビームによりワークを加工する。
【０００４】
また、真空チャンバーを塗布されたレジストの真空乾燥装置として適用することが種々考案されている（例えば、特許文献３〜５参照。）。特許文献３，４に記載の装置では、カラーフィルタ等のガラス基板に塗布されたレジストを乾燥させる際、真空チャンバーを真空乾燥装置として適用することが記載されている。特許文献３の真空乾燥装置では、プロセス室内を０．００００１気圧〜０．１気圧とすることが記載されており、また、特許文献４の乾燥方法では、プロセス室内を６秒以上かけて１００Ｔｏｒｒとした後、さらに１Ｔｏｒｒ以下で乾燥させることが記載されている。特許文献５に記載の装置では、プリント基板にレジストを塗布した後、プリント基板をローラにて、ラビリンスシールを有する真空乾燥炉に搬送してレジストを乾燥させることが記載されている。
【特許文献１】特許４０１６４１８号公報
【特許文献２】特開昭６０−７１０３８号公報（第１、２図）
【特許文献３】特開２００８−１７０９７２号公報
【特許文献４】特開２０００−２４１６２３号公報
【特許文献５】特開２００６−２９７２４１号公報（第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、差動排気シールを備えた真空チャンバーにおいては、基板の処理時間を短縮するため、プロセス室内を所望の真空圧に保った状態のまま基板をプロセス室内に搬送して基板が処理されることが望ましい。しかしながら、自重や搬送条件等により基板に歪みが生じたまま基板が真空チャンバーに搬送されてくると、差動排気シールのシール面と基板と間の隙間にばらつきが生じてしまい、プロセス室内に所望の真空圧が得られない可能性がある。上述した特許文献１〜５では、上記課題について考慮されておらず、特許文献３〜５では、差動排気シールについて何ら記載されていない。
【０００６】
また、工程毎に複数のプロセス室を備える基板処理装置は、各プロセス室の室内条件が維持されるように、各プロセス室を密封することが望ましい。さらに、スループットの観点からは、各プロセス室の密封性が保たれたまま、基板が複数のプロセス室に搬送されて処理されることが望ましい。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、各プロセス室内の室内条件が維持された状態で、基板の搬入及び搬出が可能な複数のプロセス室を備えた基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 第１の室内条件を有する第１のプロセス室と、
第２の室内条件を有する第２のプロセス室と、
前記第１及び第２のプロセス室を基板が通過するように前記基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構と、
前記第１及び第２のプロセス室の周囲にそれぞれ配置され、前記搬送される基板、及び該基板と対向する各シール面との間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シールと、
前記基板と前記各シール面との間の隙間が所定の微小隙間となるように、前記搬送される基板の歪みを除去する歪み除去手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
（２） 前記第１の室内条件として、室内の圧力が真空圧に設定され、
前記第２の室内条件として、前記第２のプロセス室内の温度は、前記第１のプロセス室内の温度より高温に設定されることを特徴とする（１）に記載の基板処理装置。
（３） 第２のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から加熱されることを特徴とする（１）または（２）に記載の基板処理装置。
（４） 前記第２の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする（２）または（３）に記載の基板処理装置。
（５） 第３の室内条件を有し、前記第２のプロセス室に対して前記第１のプロセス室と反対側で前記基板搬送機構によって前記基板が通過する第３のプロセス室をさらに備え、
前記基板が通過する前記３のプロセス室の周囲には、前記搬送される基板、及び該基板と対向するシール面との間の隙間を密封する第３の差動排気シールが配置されることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の基板処理装置。
（６） 前記第３のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から冷却されることを特徴とする（５）に記載の基板処理装置。
（７） 前記第３の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする（５）または（６）に記載の基板処理装置。
（８） 第１の室内条件を有する第１のプロセス室と、
第２の室内条件を有する第２のプロセス室と、
前記第１及び第２のプロセス室を基板が通過するように前記基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構と、
前記第１及び第２のプロセス室の周囲にそれぞれ配置され、前記搬送される基板、及び該基板と対向する各シール面との間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シールと、
前記基板と前記各シール面との間の隙間を所定の微小隙間に保つ隙間調整手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
（９） 前記隙間調整手段は、前記プロセス室毎に、前記プロセス室を構成する筐体を前記基板の表裏面に垂直な方向に移動可能な駆動機構を有することを特徴とする（８）に記載の基板処理装置。
（１０） 前記第１の室内条件として、室内の圧力が真空圧に設定され、
前記第２の室内条件として、前記第２のプロセス室内の温度は、前記第１のプロセス室内の温度より高温に設定されることを特徴とする（８）または（９）に記載の基板処理装置。
（１１） 第２のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から加熱されることを特徴とする（８）〜（１０）のいずれかに記載の基板処理装置。
（１２） 前記第２の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする（１０）または（１１）に記載の基板処理装置。
（１３） 第３の室内条件を有し、前記第２のプロセス室に対して前記第１のプロセス室と反対側で前記基板搬送機構によって前記基板が通過する第３のプロセス室をさらに備え、
前記基板が通過する前記３のプロセス室の周囲には、前記搬送される基板、及び該基板と対向するシール面との間の隙間を密封する第３の差動排気シールが配置されることを特徴とする（８）〜（１２）のいずれかに記載の基板処理装置。
（１４） 前記第３のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から冷却されることを特徴とする（１３）に記載の基板処理装置。
（１５） 前記第３の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする（１３）または（１４）に記載の基板処理装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の基板処理装置によれば、第１及び第２のプロセス室を基板が通過するように前記基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構と、第１及び第２のプロセス室の周囲にそれぞれ配置され、搬送される基板、及び該基板と対向する各シール面との間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シールと、基板と前記各シール面との間の隙間が所定の微小隙間となるように、前記搬送される基板の歪みを除去する歪み除去手段と、を備える。これにより、差動排気シールのシール面と基板との間の隙間のばらつきが抑えられ、各プロセス室内の室内条件が維持された状態で、基板の搬入及び搬出が可能となり、基板搬送機構によって第１及び第２のプロセス室を通過させながら各室で処理が可能となり、スループットを向上することができる。
また、本発明は、基板とシール面との間の隙間を所定の微小隙間に保つ隙間調整手段を備えることによっても、平行度の調整によって該隙間のばらつきが抑えられ、プロセス室内を所望の真空圧に維持した状態で、基板の搬入及び搬出を行うことができ、スループットを向上することができる。
なお、本発明の真空圧とは、大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）より低い圧力を意図しており、例えば、フォトリソグラフィー工程のレジスト乾燥に使用される場合には、好ましくは、レジストの中の溶剤の蒸発速度が速まる圧力以下であればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る基板処理装置の各実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の基板処理装置１は、第１、第２及び第３のプロセス室をそれぞれ形成する３つの筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって構成される３つのチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、該各筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃの下面と対向して第１〜第３プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを基板Ｗが通過するように所定の方向に基板Ｗを搬送可能な基板搬送機構としての浮上チャック４０と、各プロセス室Ｐのａ，Ｐｂ，Ｐｃ周囲に配置され、搬送される基板Ｗ、及び基板Ｗと対向するシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間を密封する第１、第２及び第３の差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、所定の方向における各筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃの上流側に配置され、基板Ｗのプロセス室側の表面（以下、「上面」と称す）の高さを検出可能なセンサ３１，３２，３３と、を備える。
【００１２】
各筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、下方に略矩形状に開口した各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃとしての凹状ポケット１２ａ，１２ｂ，１２ｃを中央に有する。各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃでは、簡略化して示す配管を介してポンプＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃによりエアを吸引することで、各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの所望の圧力が与えられる。なお、プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの所望の圧力が大気圧である場合には、該プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃには真空ポンプＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃを設けなくてもよい。また、プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの所望の圧力が陽圧である場合には、該プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃには吐出ポンプＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃを設けてもよい。
【００１３】
即ち、第１、第２及び第３プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃは、基板Ｗの処理条件に応じて、それぞれ第１、第２及び第３の室内条件を備えている。第１、第２及び第３の室内条件としては、上述した室内の圧力や、室内の温度、室内の雰囲気等が設定される。例えば、図１では、第２のプロセス室Ｐｂ内の第２の室内条件として、室内の温度が第１のプロセス室Ｐａより高温が要求される場合には、エネルギー線としてのハロゲンランプ光源３４からの光が複数本の光ファイバ３５を介して第２のプロセス室Ｐｂ内の複数の加熱ヘッド３６に導入される。また、第３のプロセス室Ｐｃ内の第３の室内条件として、室内の雰囲気を基板Ｗ、及び基板Ｗに塗布された物体と化学反応しない流体として窒素とする場合には、外部のタンク３７から窒素が供給され、室内の温度を冷却する必要がある場合には、基板Ｗの反プロセス室側の裏面（以下、「下面」と称す）で、後述するエアパッド４１と干渉しない位置にクーリングプレート３８（図１にのみ示す）が設けられる。
なお、第２のプロセス室Ｐｂにおいても、室内の雰囲気を基板Ｗ、及び基板Ｗに塗布された物体と化学反応しない流体として窒素とする場合には、第３のプロセス室Ｐｃと同様に、外部のタンク（図示せず）から窒素が供給される。
【００１４】
第１、第２及び第３の差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、図２及び図３に示すように、各筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃの下面を、凹状ポケット１２ａ，１２ｂ，１２ｃを囲う矩形状の溝部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを備えたシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとし、外部のポンプＰ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃによって排気通路２３を介して大気中のエアを吸引する。従って、基板Ｗとシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間空間を減圧し、プロセス室Ｐ内と大気圧雰囲気の外部とを密封する。
【００１５】
浮上チャック４０は、複数のエアパッド４１を備えて構成されている。複数のエアパッド４１は、図２に示すように、基板Ｗが搬送される所定の方向、及び、該所定の方向に直交する基板Ｗの幅方向に亘って基板Ｗを浮上保持するように、各筐体１１ａ，１１ｂ，１１ｃの下方を含め、基板Ｗが搬送される所定の方向、及び基板Ｗの幅方向に亘って載置されている。また、各エアパッド４１には、図３に示すように、複数の吸気孔４２と複数の排気孔４３が形成されており、複数の吸気孔４２には吸気用ポンプＰ３が、複数の排気孔４３には排気用ポンプＰ４がそれぞれ接続されている。
従って、排気孔４３から吐出されたエアを吸気孔４２から吸引することにより、基板Ｗの下面に作用する圧力を調整し、エアパッド４１の支持面４１ａに対する基板Ｗの浮上量を高精度に設定することができ、基板Ｗを安定した高さで水平支持する。
なお、浮上チャック４０としては、パッドに形成される吸気孔と排気孔から液体やフロンガスなどの冷媒を供給するようにしてもよい。
【００１６】
また、基板Ｗの搬送は、各エアパッド４１によって発生する浮上チャック４０の流速によって行なわれてもよいし、基板Ｗの裏面の任意（縁部や中央など）の位置をクランプ或いはチャックして、図示しない駆動機構によって行なわれてもよい。
【００１７】
ここで、各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ内が所望の圧力に維持されるためには、基板Ｗとシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間が所定の微小隙間Δに厳密に管理・設定される必要がある。一方、浮上チャック４０によって搬送される基板Ｗは、自重や搬送条件等により歪みが生じている場合がある。ここで、本実施形態では、浮上チャック４０によって、基板Ｗの上下面の圧力差は自動的に変化し、基板Ｗの歪みが除去される。従って、基板Ｗとシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間が所定の微小隙間Δに保たれ、各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ内が所望の圧力に維持される。
【００１８】
なお、基板Ｗの上面の高さをセンサ３１，３２，３３によって予め検出し、この検出結果に基づいて、シール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃの下方に位置するエアパッド４１のエアの吐出又は吸引を積極的に制御することで、基板Ｗの上下面の圧力差を変化させ、基板Ｗの歪みを除去してもよい。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態の基板処理装置１によれば、第１、第２及び第３の室内条件をそれぞれ有する第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃと、第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを基板が通過するように基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構としての浮上チャック４０と、第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの周囲にそれぞれ配置され、搬送される基板Ｗ、及び該基板Ｗと対向する各シール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、を備え、浮上チャック４０は、基板Ｗと各シール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間が所定の微小隙間Δとなるように、搬送される基板Ｗの歪みを除去する歪み除去手段としても機能する。これにより、差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃのシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃと基板Ｗとの間の隙間のばらつきが抑えられ、各プロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ内の室内条件が維持された状態で、基板Ｗの搬入及び搬出が可能となり、浮上チャック４０によって第１、第２及び第３のプロセス室Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを通過させながら各室で処理が可能となり、スループットを向上することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
図４及び図５は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置１ａを示す、第１実施形態の図３に対応する断面図である。本実施形態は、基板Ｗの下面を静電気により引き寄せる静電チャック５０によって基板Ｗの歪みを除去する歪み除去手段を構成している点において第１実施形態と異なる。
【００２１】
本実施形態において、基板Ｗの裏面（下面）には、導電膜Ｗａが形成されている。静電チャック５０は、浮上チャックの各エアパッド４１が設けられていない位置に点在して配置されている。静電チャック５０は、基台５１の上面に複数の電極５２を設け、電極５２上にセラミック層のような誘電体層５３を設け、各電極５１に電圧を印加することにより、クーロン力によって基板Ｗを吸引する。従って、本実施形態では、基板搬送機構を兼ねる浮上チャック４０によって基板Ｗを浮上させつつ、静電チャック５０によって基板Ｗを吸引して、基板Ｗとシール面２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの間の隙間が所定の微小隙間Δとなるように、基板Ｗの歪みを除去することができる。
【００２２】
なお、本実施形態の第１の変形例として、図５（ａ）に示すように、基板Ｗの裏面に導電膜を設けることなく、イオナイザー（除電器）５４によって−の電荷を吹き付け、基板Ｗの裏面を−の電荷にチャージさせることで、基板Ｗを吸引するようにしてもよい。或いは、第２の変形例として、図５（ｂ）に示すように、電極５２の間隔を狭くしたり、誘電体層５３の厚さを薄くすることで、電位差を与えた際に不均一電界を形成し、この不均一電界によるグラディエント力によって基板Ｗを吸引するようにしてもよい。
また、本実施形態は、基板としてガラス基板に限らず、シリコン（半導体基板）にも適用できる。さらに、図４の構成は、基板Ｗが導体の場合にも適用可能である。
勿論、第１実施形態の浮上チャック４０及び第２実施形態の静電チャック５０は、基板Ｗとシール面２１との間の隙間を所定の微小隙間Δに保つ隙間調整手段を構成する。
【００２３】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係る真空チャンバー１０ｂを示す、第１実施形態の図１に対応する断面図である。本実施形態は、ボールねじ機構などの駆動機構８０と、図示しない案内機構とによって筐体１１を上下方向（基板Ｗの表裏面に垂直な方向）に駆動可能に構成することで、基板Ｗとシール面２１との間の隙間を所定の微小隙間Δに保つ隙間調整手段を構成する。
【００２４】
このため、本実施形態では、基板Ｗの上面の高さをセンサ３１によって予め検出し、この検出結果に基づいて、駆動機構８０によって筐体１１を上下方向に移動させて位置制御することで、基板Ｗとシール面２１との間の隙間を所定の微小隙間Δに保つように平行度を調整し、プロセス室Ｐ内を所望の真空圧に維持することができる。
【００２５】
なお、駆動機構８０としては、ボールねじ機構の代わりに、くさび機構を用いてもよいし、リニアモータによって駆動してもよい。また、筐体１１を複数の領域に分割して領域毎に隙間調整手段を設け、基板Ｗの搬送に併せて領域毎に基板Ｗとシール面２１との間の隙間を調整してもよい。
【００２６】
ここで、上記実施形態の基板処理装置１，１ａ，１ｂは、フォトリソグラフィー等により所望のパターンをガラス基板に形成する際に、第１のチャンバー１０ａを塗布されたレジストを乾燥する真空乾燥装置、第２のチャンバー１０ｂを基板を加熱するプリベーク装置、第３のチャンバー１０ｃを基板Ｗを冷却する冷却装置として使用することができる。
【００２７】
例えば、図７に示すように、一般的なフォトリソグラフィー工程では、ガラス基板を洗浄し（ステップＳ１）、ガラス基板を乾燥させた後（ステップＳ２）、ガラス基板にレジスト液を薄く均一に塗布する（ステップＳ３）。そして、塗布されたレジストを第１のチャンバー１０ａが適用された真空乾燥装置によって乾燥させ（ステップＳ４）、さらに、第２のチャンバー１０ｂが適用されたプリベーク装置によって所定の温度で加熱してプリベーク（ステップＳ５）を行い、第３のチャンバー１０ｃが適用された冷却装置によって基板Ｗが露光装置に投入される際の温度（通常室温２０〜２５℃に対して±０．１℃に設定）に均一化されるように冷却する（ステップＳ６）。また、露光工程（ステップＳ７）において、レジストに光を照射して、レジストの光化学反応が進んだ後、アルカリ溶液で現像して不要部分を除去し（ステップＳ８）、さらに、ガラス基板を乾燥させてパターンを形成する(ステップＳ９)。
【００２８】
特に、本実施形態の基板処理装置１，１ａ，１ｂを上記フォトリソグラフィー工程に適用することで、真空乾燥工程Ｓ４〜冷却工程Ｓ６まで基板Ｗを連続的に搬送することが可能となる。カラーフィルタ用のガラス基板Ｗを本実施形態の基板処理装置１，１ａ，１ｂによって真空乾燥、プリベーク、冷却を行なう際、基板Ｗと差動排気シール２０ａ，２０ｂ，２０ｃのシール面２１との隙間は、数十〜２００μｍの所定の微小隙間に管理する。また、ガラス基板Ｗは０．１〜数ｍｍオーダーで歪んだ状態で搬送される場合があるため、本実施形態の浮上チャック４０、静電チャック５０、或いは駆動機構８０を用いて、基板Ｗの歪みを除去したり、隙間を調整する。
【００２９】
真空管層を行なう第１のプロセス室Ｐａは、第１の室内条件として、室内の圧力を真空ポンプＰ２ａによって１〜５Ｔｏｒｒ程度の真空圧としている。また、プリベークを行なう第２のプロセス室Ｐｂは、第２の室内条件として、室内の圧力を真空ポンプＰ２ｂによって減圧、好ましくは真空圧とし、室内の温度を加熱ヘッド３６によって８０〜１２０℃に設定している。さらに、冷却を行なう第３のプロセス室Ｐｃは、第３の室内条件として、室内の圧力を大気圧とし、室内の雰囲気をタンク３７によって窒素に設定している。
なお、プリベークを行なう第２のプロセス室Ｐｂは、大気圧としてもよいが、減圧、好ましくは真空圧とすることで、溶剤の沸点が降下してベーキングの反応温度を下げることができ、加熱ヘッド３６の設定温度を低くすることができる。
【００３０】
また、上記各室内条件を満たす構成としては、図１に示すものの他、図８の変形例に示すものであってもよい。即ち、第２のプロセス室Ｐｂに加熱ヘッド３６を設ける代わりに、第２のプロセス室Ｐｂと対向する位置に、基板Ｗの下面に温風を吹き付ける、或いは、電熱線によって下面を温めるヒーター３９が配置されてもよい。
【００３１】
図９は、本発明が適用されたレジスト塗布工程から露光工程までの製造ラインを示す模式図である。ローダー６０によって基板Ｗをコーター６１に搬送し、コーター６１によってレジストが塗布された基板Ｗは、ローダー６２によって真空乾燥装置１０ａの上流側の搬入位置ＩＮに受け渡され、上述した浮上チャック４０によって搬送されながら真空乾燥、プリベーク、冷却が行なわれ、搬出位置ＯＵＴに搬出される。その後、ローダー６３によって、冷却後の基板Ｗを倣い露光装置６４に受け渡して、露光工程Ｓ７が行なわれる。なお、露光工程を倣い露光装置６４で行なう場合には、冷却装置のクーリングプレート３８による制御の精度は低くてもよい。
【００３２】
図１０は、従来のレジスト塗布工程から露光工程までの製造ラインを示す模式図である。この場合、コーター６１によってレジストが塗布された基板Ｗは、ローダー６２によって上下段に分かれた２台の真空乾燥装置６５に搬送されて乾燥された後、プリベーク装置６６に受け渡される。プリベーク後の基板Ｗは、ローダー６３によって冷却装置６７に搬送されて冷却された後、倣い露光装置６４へ受け渡される。
【００３３】
このため、本発明は、図１０の従来のラインに比べ、真空乾燥、プリベーク、冷却の３つの工程においてローダーを使用する必要がなくなり、全体としてのスループットを向上することができると共に、レジストを大気（特に酸素）にできるだけ触れさせずに処理することができる。また、従来、乾燥工程がフォトリソグラフィー工程の律速となっていたため、乾燥装置を２台設けてスループットの向上を図っていたが、本発明では、１台の真空乾燥装置で、前工程のレジスト塗布工程Ｓ３から後工程のプリベーク工程Ｓ５へガラス基板の受け渡しがスムーズに行なわれる。
【００３４】
さらに、従来の製造ラインでは、フットプリント（装置或いはラインの床面積）がガラス基板Ｗの１０〜２０倍程度必要であったが、本発明の製造ラインでは、ガラス基板Ｗの６倍以下とすることができる。また、倣い露光装置６４を除いたラインのフットプリントにおいても、従来ではガラス基板Ｗの８〜１０倍程度であったものが、本発明により５倍以下とすることができる。
【００３５】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の製造ラインを示している。図１１（ａ）に示す製造ラインでは、冷却工程Ｓ６後の基板Ｗを連続的に倣い露光装置６４へ搬送して露光工程Ｓ７を行なうようにしたので、さらにローダーの数や基板の受け渡し領域を削減することができる。また、図１１（ｂ）に示す製造ラインでは、コーター６１によってレジスト塗布後の基板Ｗを連続的に真空乾燥装置１０ａに搬送して、レジスト塗布工程Ｓ３〜露光工程Ｓ７まで一つの基板搬送機構によって搬送するように構成しており、さらにローダーの数を削減することができる。
【００３６】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【００３７】
上記実施形態の基板処理装置では、３つのチャンバーを備える構成として説明したが、第１及び第２の少なくとも２つのチャンバーを備える構成においても、本発明は適用可能である。
【００３８】
また、本発明の基板搬送機構は、本実施形態の浮上チャックや静電チャックに限定されるものでなく、基板の下面を密着させて搬送するものやローラによって搬送するものであってもよく、基板の歪みを除去しながら搬送できるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の正面断面図である。
【図２】図１の筐体及びワークをスケルトンで示す基板処理装置を上方から見た模式図である。
【図３】図１の第１のチャンバーの差動排気シール近傍を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置を示す、図３に対応する断面図である。
【図５】（ａ）は、第２実施形態の第１変形例に係る真空チャンバーを示す、図３に対応する断面図であり、（ｂ）は、第２変形例に係る真空チャンバーを示す、図３に対応する断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る真空チャンバーを示す、図１に対応する断面図である。
【図７】フォトリソグラフィーの工程を説明するためのフロー図である。
【図８】本発明の基板処理装置が真空乾燥、プリベーク、冷却工程に適用される場合の変形例を示す正面断面図である。
【図９】本発明の基板処理装置が適用された製造ラインの模式図である。
【図１０】従来の製造ラインの模式図である。
【図１１】本発明の基板処理装置が適用された製造ラインの変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１，１ａ，１ｂ 基板処理装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 真空チャンバー
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 筐体
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 差動排気シール
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ シール面
３１，３２，３３ センサ
３６ 加熱ヘッド
３８ クーリングプレート
３９ ヒーター
４０ 浮上チャック（基板搬送機構、歪み除去手段、隙間調整手段）
４１ エアパッド
５０ 静電チャック（歪み除去手段、隙間調整手段）
８０ 駆動機構（隙間調整手段）
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ プロセス室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の室内条件を有する第１のプロセス室と、
第２の室内条件を有する第２のプロセス室と、
前記第１及び第２のプロセス室を基板が通過するように前記基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構と、
前記第１及び第２のプロセス室の周囲にそれぞれ配置され、前記搬送される基板、及び該基板と対向する各シール面との間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シールと、
前記基板と前記各シール面との間の隙間が所定の微小隙間となるように、前記搬送される基板の歪みを除去する歪み除去手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記第１の室内条件として、室内の圧力が真空圧に設定され、
前記第２の室内条件として、前記第２のプロセス室内の温度は、前記第１のプロセス室内の温度より高温に設定されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
第２のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から加熱されることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第２の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする請求項２または３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
第３の室内条件を有し、前記第２のプロセス室に対して前記第１のプロセス室と反対側で前記基板搬送機構によって前記基板が通過する第３のプロセス室をさらに備え、
前記基板が通過する前記３のプロセス室の周囲には、前記搬送される基板、及び該基板と対向するシール面との間の隙間を密封する第３の差動排気シールが配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第３のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から冷却されることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記第３の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする請求項５または６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
第１の室内条件を有する第１のプロセス室と、
第２の室内条件を有する第２のプロセス室と、
前記第１及び第２のプロセス室を基板が通過するように前記基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構と、
前記第１及び第２のプロセス室の周囲にそれぞれ配置され、前記搬送される基板、及び該基板と対向する各シール面との間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シールと、
前記基板と前記各シール面との間の隙間を所定の微小隙間に保つ隙間調整手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
前記隙間調整手段は、前記プロセス室毎に、前記プロセス室を構成する筐体を前記基板の表裏面に垂直な方向に移動可能な駆動機構を有することを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記第１の室内条件として、室内の圧力が真空圧に設定され、
前記第２の室内条件として、前記第２のプロセス室内の温度は、前記第１のプロセス室内の温度より高温に設定されることを特徴とする請求項８または９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
第２のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から加熱されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記第２の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
第３の室内条件を有し、前記第２のプロセス室に対して前記第１のプロセス室と反対側で前記基板搬送機構によって前記基板が通過する第３のプロセス室をさらに備え、
前記基板が通過する前記３のプロセス室の周囲には、前記搬送される基板、及び該基板と対向するシール面との間の隙間を密封する第３の差動排気シールが配置されることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記第３のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から冷却されることを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記第３の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の基板処理装置。
【請求項１】
第１の室内条件を有する第１のプロセス室と、
第２の室内条件を有する第２のプロセス室と、
前記第１及び第２のプロセス室を基板が通過するように前記基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構と、
前記第１及び第２のプロセス室の周囲にそれぞれ配置され、前記搬送される基板、及び該基板と対向する各シール面との間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シールと、
前記基板と前記各シール面との間の隙間が所定の微小隙間となるように、前記搬送される基板の歪みを除去する歪み除去手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記第１の室内条件として、室内の圧力が真空圧に設定され、
前記第２の室内条件として、前記第２のプロセス室内の温度は、前記第１のプロセス室内の温度より高温に設定されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
第２のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から加熱されることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第２の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする請求項２または３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
第３の室内条件を有し、前記第２のプロセス室に対して前記第１のプロセス室と反対側で前記基板搬送機構によって前記基板が通過する第３のプロセス室をさらに備え、
前記基板が通過する前記３のプロセス室の周囲には、前記搬送される基板、及び該基板と対向するシール面との間の隙間を密封する第３の差動排気シールが配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第３のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から冷却されることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記第３の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする請求項５または６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
第１の室内条件を有する第１のプロセス室と、
第２の室内条件を有する第２のプロセス室と、
前記第１及び第２のプロセス室を基板が通過するように前記基板を所定の方向に搬送可能な基板搬送機構と、
前記第１及び第２のプロセス室の周囲にそれぞれ配置され、前記搬送される基板、及び該基板と対向する各シール面との間の隙間を密封する第１及び第２の差動排気シールと、
前記基板と前記各シール面との間の隙間を所定の微小隙間に保つ隙間調整手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
前記隙間調整手段は、前記プロセス室毎に、前記プロセス室を構成する筐体を前記基板の表裏面に垂直な方向に移動可能な駆動機構を有することを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記第１の室内条件として、室内の圧力が真空圧に設定され、
前記第２の室内条件として、前記第２のプロセス室内の温度は、前記第１のプロセス室内の温度より高温に設定されることを特徴とする請求項８または９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
第２のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から加熱されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記第２の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
第３の室内条件を有し、前記第２のプロセス室に対して前記第１のプロセス室と反対側で前記基板搬送機構によって前記基板が通過する第３のプロセス室をさらに備え、
前記基板が通過する前記３のプロセス室の周囲には、前記搬送される基板、及び該基板と対向するシール面との間の隙間を密封する第３の差動排気シールが配置されることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記第３のプロセス室は、前記基板の反プロセス室側から冷却されることを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記第３の室内条件として、室内の雰囲気が前記基板、及び前記基板に塗布された物体と化学反応しない流体であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−４０９９１（Ｐ２０１０−４０９９１Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０５５０９（Ｐ２００８−２０５５０９）
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]