JP4638931B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、浮上ステージ上で被処理基板を浮かせ、ステージと基板間の伝熱によって基板に所定の加熱処理を施す浮上式の基板処理装置に係り、特に基板搬送ラインに沿って複数段に分割された浮上ステージを有する基板処理装置に関する。

近年、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）製造のためのフォトリソグラフィーで用いられているレジスト塗布現像処理システムでは、被処理基板（たとえばガラス基板）の大型化に安全で効率的に対応できるように、水平な一方向に設定した基板搬送ライン上で基板を移動させながら基板の被処理面に所定の液、ガス、光、熱等を与えて所要の処理を行う平流し方式が様々な処理工程で導入されてきている。

この種の平流し方式としては、たとえば特許文献１に記載されるようにコロを一定ピッチで並べて敷設したコロ搬送路上で基板を水平移動させるコロ搬送方式や、たとえば特許文献２に記載されるように浮上ステージ上で基板を浮かせて水平移動させる浮上搬送方式が知られている。

浮上搬送方式においては、空気中に浮いている基板に水平移動の推力を与える搬送手段を浮上ステージの周囲に設ける必要があり、かかる搬送手段にモータ等の回転駆動源に接続された駆動コロからなるコロ搬送路を用いる案が検討されている。

浮上ステージとコロ搬送路とを組み合わせる場合、典型的には、搬送ラインにおいて浮上ステージの上流側および下流側に各々個別のコロ駆動部に作動接続されたコロ搬送路がそれぞれ設置される。このような浮上ステージ／コロ搬送方式において、基板は、上流側コロ搬送路上を平流しで水平移動しながら浮上ステージの上に搬入され、浮上ステージ上を浮いた状態で通過し、下流側コロ搬送路に乗り移って浮上ステージから搬出される。その際、基板は、基板前端が浮上ステージ上に在る間は後方の上流側コロ搬送路のみの推力によって前進移動し、基板前端が下流側コロ搬送路上に乗ってからは上流側および下流側双方のコロ搬送路の推力によって前進移動し、基板後端が浮上ステージ上に在る間は下流側コロ搬送路のみの推力によって前進移動する。
特開２００７−１５８０８８ 特開２００５−２４４１５５

たとえばベーキングユニットのように基板を加熱処理する基板処理装置において、上記のような平流し方式の浮上ステージを採用し、かつ浮上ステージを加熱処理のための加熱板に用いる場合、伝熱または熱交換の効率を高めるために、基板浮上高（ステージ浮上面から基板の裏面までの距離）は５０μｍ程度の微小なギャップに設定される。

このような加熱板を兼ねる浮上ステージを一台で済まし、浮上ステージの上面をステージ始端から終端まで一様な温度（たとえば１２０℃）にヒータで熱するステージ構造を採る場合は、基板が浮上ステージ上に搬入された時に基板に反りが発生し、これによって基板浮上高が一定にならずに、浮上ステージ上を平流しで移動する基板の温度の履歴特性や熱処理の面内均一性が想定通りにならないという問題がある。

上記のように基板に反りが発生するのは、高温に熱せられている浮上ステージの上に基板が平流しで搬入されると、浮上ステージ上で急速加熱される基板前部と、まだ浮上ステージ上に搬入されていない常温下の基板後部との間で大きな温度差が生じて、基板各部の熱膨張（伸び量）が搬送方向で急勾配を持つためである。

そこで、基板搬送ラインに沿って浮上ステージを複数段に分割し、下流側にいくほどステージ温度を段階的に高くする分割式の浮上ステージ構造が好適に採用される傾向にある。たとえば、浮上ステージを２段に分割し、加熱処理の最終到達温度を１２０℃とする場合は、前段の浮上ステージの温度を中間のたとえば７０℃に設定し、後段の浮上ステージの温度を最終到達温度の１２０℃に設定すればよい。そうすると、浮上ステージ上に基板が平流しで搬入される際に、基板の前部と後部との間に生じる温度差ないし熱膨張差が緩和されるので、基板の反りを抑制することができる。

しかしながら、分割式浮上ステージにおいては、浮上ステージ自体の熱膨張によるステージ浮上面の高さ変動（上昇）が前段のステージ（７０℃）よりも後段のステージ（１２０℃）の方で大きくなり、前段のステージ浮上面よりも後段のステージ浮上面の方が高くなる形態で両ステージの間に望ましくない段差、つまり基板浮上高を超えるような段差が生じる。ステージ浮上面にこのような段差が生じると、浮上搬送で基板が前段のステージから後段のステージに移る際に基板の前端が後段ステージの始端に干渉（衝突）して、基板の浮上搬送が途切れたり、基板が破損するなどの支障が出る。

この問題に対して、作動時のステージ温度（たとえば前段７０℃／後段１２０℃）の下で前段および後段のステージ浮上面が面一（同一の高さ）に揃うように、非作動時の常温下で前段のステージ浮上面よりも後段のステージ浮上面の方を十分低くしておく対処法も考えられる。

しかし、この方法は、非作動時の常温下で行われる高さ調整が非常に厳しく、マージンがとれない。作動時の設定温度下で前段のステージ浮上面よりも後段のステージ浮上面が高い場合は、上記のように基板と後段ステージとの干渉（衝突）が発生するが、その逆の場合でも支障が出る。つまり、作動時の設定温度下で前段のステージ浮上面よりも後段のステージ浮上面が低い場合は、浮上搬送で基板が前段のステージから後段のステージに移る際に基板の裏面が前段ステージ浮上面の後端（角）を擦ってしまい、基板の損傷や浮上搬送の乱調ないし加熱処理の品質低下を来たす。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するものであり、搬送方向の下流側にいくほどステージ温度が段階的に高くなる分割式浮上ステージの上で被処理基板を浮上搬送する際に基板と浮上ステージとの干渉（衝突・摺接等）を確実に防止して浮上搬送式の加熱処理の安全性および品質安定性をはかる基板処理装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の基板処理装置は、作動中に、第１の温度に熱せられ、被処理基板を気体の圧力により浮かせる第１の浮上ステージと、基板搬送ラインにおいて前記第１の浮上ステージの下流側隣に配置され、前記第１の浮上ステージに向かって次第に低くなる傾斜面をステージ上面の始端部に有し、作動中に、前記第１の温度よりも高い第２の温度に熱せられ、前記基板を気体の圧力により浮かせる第２の浮上ステージと、基板搬送ラインにおいて前記基板が前記第１および第２の浮上ステージの上を浮上しながら通過するように、前記基板を平流しで搬送する平流し搬送部とを有し、前記基板が前記第１および第２の浮上ステージ上を浮上搬送で移動する間に、前記第１および第２の浮上ステージと前記基板との間の伝熱により前記基板に所定の加熱処理を施す。

上記の装置構成において、基板は、平流しで最初に第１の浮上ステージの上に搬入され、この浮上ステージ上で浮上圧力を受けると同時に第１の温度の放射熱を受け、浮上搬送で前進しながら加熱処理を受ける。そして、基板は、第１の浮上ステージを抜けると、第２の浮上ステージの始端部傾斜面に差し掛かり、ここで浮上圧力を受けて姿勢を変えながらその上を通過し、その先も浮上圧力を受けると同時に第２の温度の放射熱を受け、浮上搬送で前進しながら加熱処理を受ける。そして、基板が第２の浮上ステージを抜け出た時点で加熱処理が終了する。

本発明においては、第１の浮上ステージと第２の浮上ステージとの間に温度差または熱膨張差等に起因して高低差が生じても、基板は第２の浮上ステージの始端部傾斜面に沿ってその上を通過するので、衝突や擦れ等の干渉を起こさずに浮上搬送を安定に行うことができる。

本発明の好適な一態様においては、作動中に、第２の浮上ステージの始端部傾斜面の下端が第１の浮上ステージの終端部上面よりも高くはならないような構成が採られる。かかる構成により、急峻な段差の発生を防止し、両ステージ間の乗り継ぎをより安定にすることができる。

また、好適な一態様においては、非作動時の常温状態で、第１の浮上ステージの終端部上面と第２の浮上ステージの始端部傾斜面の上端とが略同じ高さになるような構成が採られる。また、第１および第２の浮上ステージが熱伝導率の高い同種の金属からなる構成が採られる。かかる構成により、両浮上ステージの製作を容易にすることができる。

また、好適な一態様においては、第２の浮上ステージの始端部傾斜面の傾斜角が０．５°〜１．０°に選定される。

また、好適な一態様においては、第１の浮上ステージにおいて、そのステージ浮上の少なくとも始端部を除く部分の略全域に、気体を噴出する第１の噴射孔と気体を吸引する第１の吸引孔とが混在して多数設けられる。かかる構成によれば、第１の噴射孔からの垂直上向きの力と第１の吸引孔からの垂直下向きの力との相対抗する双方向の力のバランスによって、第１の浮上ステージ上の基板浮上高を安定かつ高精度に保つことができる。

また、好適な一態様においては、第２の浮上ステージにおいて、ステージ浮上面の始端部傾斜面を除く部分の略全域に、気体を噴出する第２の噴射孔と気体を吸引する第２の吸引孔とが混在して多数設けられる。かかる構成によれば、第１の噴射孔からの垂直上向きの力と第２の吸引孔からの垂直下向きの力との相対抗する双方向の力のバランスによって、第２の浮上ステージ上の基板浮上高を安定かつ高精度に保つことができる。

また、好適な一観点によれば、第２の浮上ステージにおいて、始端部傾斜面に気体を噴出する第３の噴射孔が複数設けられる。これら第３の噴射孔に他の噴射孔から独立して正圧の気体を供給する正圧気体供給部を備えるのが好ましい。かかる構成によれば、基板が第２の浮上ステージに搬入されると第３の噴射孔から垂直上向きの力を受けることで安全確実に始端部傾斜面の上をスムースに通過することができる。

また、好適な一態様においては、平流し搬送部が、基板に平流し搬送の推力を与えるために基板搬送ライン上に所定の間隔を置いて配置される複数の駆動コロからなる第１のコロ搬送路を有する。あるいは、平流し搬送部は、浮上ステージの上から基板を平流しで搬出するために基板搬送ラインにおいて浮上ステージの下流側に所定の間隔を置いて配置される複数の駆動コロからなる第２のコロ搬送路を有する。

また、好適な一態様として、第１および第２の浮上ステージをそれぞれ加熱するための発熱体が第１および第２の浮上ステージの中または裏面に設けられる。

本発明の基板処理装置によれば、上記のような構成および作用により、分割式浮上ステージの上で被処理基板を浮上搬送する際に基板と浮上ステージとの干渉（衝突・摺接等）を確実に防止することができる。

以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。

図１に、本発明の基板処理装置を適用できる一構成例としての塗布現像処理システムを示す。この塗布現像処理システム１０は、クリーンルーム内に設置され、たとえばガラス基板を被処理基板とし、ＬＣＤ製造プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベーク等の一連の処理を行うものである。露光処理は、このシステムに隣接して設置される外部の露光装置１２で行われる。

この塗布現像処理システム１０は、中心部に横長のプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６を配置し、その長手方向（Ｘ方向）両端部にカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４とインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８とを配置している。

カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４は、システム１０のカセット搬入出ポートであり、基板Ｇを多段に積み重ねるようにして複数枚収容可能なカセットＣを水平な一方向（Ｙ方向）に４個まで並べて載置できるカセットステージ２０と、このステージ２０上のカセットＣに対して基板Ｇの出し入れを行う搬送機構２２とを備えている。搬送機構２２は、基板Ｇを１枚単位で保持できる搬送アーム２２ａを有し、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θの４軸で動作可能であり、隣接するプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６側と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。

プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６は、水平なシステム長手方向（Ｘ方向）に延在する平行かつ逆向きの一対のラインＡ，Ｂに各処理部をプロセスフローまたは工程の順に配置している。

より詳細には、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側からインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８側へ向う上流部のプロセスラインＡには、搬入ユニット（ＩＮ−ＰＡＳＳ）２４、洗浄プロセス部２６、第１の熱的処理部２８、塗布プロセス部３０および第２の熱的処理部３２が第１の基板搬送ライン３４に沿って上流側からこの順序で一列に配置されている。

より詳細には、搬入ユニット（ＩＮ−ＰＡＳＳ）２４はカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４の搬送機構２２から未処理の基板Ｇを受け取り、所定のタクトで第１の基板搬送ライン３４に投入するように構成されている。洗浄プロセス部２６は、第１の平流し搬送路３４に沿って上流側から順にエキシマＵＶ照射ユニット（Ｅ−ＵＶ）３６およびスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）３８を設けている。第１の熱的処理部２８は、上流側から順にアドヒージョンユニット（ＡＤ）４０および冷却ユニット（ＣＯＬ）４２を設けている。塗布プロセス部３０は、上流側から順にレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）４４および減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４６を設けている。第２の熱的処理部３２は、上流側から順にプリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８および冷却ユニット（ＣＯＬ）５０を設けている。第２の熱的処理部３２の下流側隣に位置する第１の基板搬送ライン３４の終点には搬出ユニット（ＯＵＴ−ＰＡＳＳ）５２が設けられている。第１の基板搬送ライン３４上を平流しで搬送されてきた基板Ｇは、この終点の搬出ユニット（ＯＵＴ−ＰＡＳＳ）５２からインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８へ渡されるようになっている。

一方、インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８側からカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側へ向う下流部のプロセスラインＢには、搬入ユニット（図示せず）、現像ユニット（ＤＥＶ）５４、ポストベークユニット（ＰＯＳＴ−ＢＡＫＥ）５６、冷却ユニット（ＣＯＬ）５８、検査ユニット（ＡＰ）６０および搬出ユニット（ＯＵＴ−ＰＡＳＳ）６２が第２の基板搬送ライン６４に沿って上流側からこの順序で一列に配置されている。ここで、上記搬入ユニット（図示せず）は、周辺装置（ＴＩＴＬＥＲ／ＥＥ）７６の階下に、つまり現像ユニット（ＤＥＶ）５４と同じ階に設けられている。

なお、ポストベークユニット（ＰＯＳＴ−ＢＡＫＥ）５６および冷却ユニット（ＣＯＬ）５８は第３の熱的処理部６６を構成する。搬出ユニット（ＯＵＴ−ＰＡＳＳ）６２は、第２の平流し搬送路６４から処理済の基板Ｇを１枚ずつ受け取って、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４の搬送機構２２に渡すように構成されている。

両プロセスラインＡ，Ｂの間には補助搬送空間６８が設けられており、基板Ｇを１枚単位で水平に載置可能なシャトル７０が図示しない駆動機構によってプロセスライン方向（Ｘ方向）で双方向に移動できるようになっている。

インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８は、上記第１および第２の基板搬送ライン３４，６４や隣接する露光装置１２と基板Ｇのやりとりを行うための搬送装置７２を有し、この搬送装置７２の周囲にロータリステージ（Ｒ／Ｓ）７４および周辺装置７６を配置している。ロータリステージ（Ｒ／Ｓ）７４は、基板Ｇを水平面内で回転させるステージであり、露光装置１２との受け渡しに際して長方形の基板Ｇの向きを変換するために用いられる。周辺装置７６は、たとえばタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）や周辺露光装置（ＥＥ）等を第２の平流し搬送路６４に接続している。

ここで、この塗布現像処理システムにおける１枚の基板Ｇに対する全工程の処理手順を説明する。先ず、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４において、搬送機構２２が、ステージ２０上のいずれか１つのカセットＣから基板Ｇを１枚取り出し、その取り出した基板Ｇをプロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６のプロセスラインＡ側の搬入ユニット（ＩＮ−ＰＡＳＳ）２４に搬入する。搬入ユニット（ＩＮ−ＰＡＳＳ）２４から基板Ｇは第１の基板搬送ライン３４上に移載または投入される。

第１の基板搬送ライン３４に投入された基板Ｇは、最初に洗浄プロセス部２６においてエキシマＵＶ照射ユニット（Ｅ−ＵＶ）３６およびスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）３８により紫外線洗浄処理およびスクラビング洗浄処理を順次施される。スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）３８は、平流し搬送路３４上を水平に移動する基板Ｇに対して、ブラッシング洗浄やブロー洗浄を施すことにより基板表面から粒子状の汚れを除去し、その後にリンス処理を施し、最後にエアーナイフ等を用いて基板Ｇを乾燥させる。スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）３８における一連の洗浄処理を終えると、基板Ｇはそのまま第１の平流し搬送路３４を下って第１の熱的処理部２８を通過する。

第１の熱的処理部２８において、基板Ｇは、最初にアドヒージョンユニット（ＡＤ）４０で蒸気状のＨＭＤＳを用いるアドヒージョン処理を施され、被処理面を疎水化される。このアドヒージョン処理の終了後に、基板Ｇは冷却ユニット（ＣＯＬ）４２で所定の基板温度まで冷却される。この後も、基板Ｇは第１の平流し搬送路３４を下って塗布プロセス部３０へ搬入される。

塗布プロセス部３０において、基板Ｇは最初にレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）４４で平流しのままスリットノズルを用いるスピンレス法により基板上面（被処理面）にレジスト液を塗布され、直後に下流側隣の減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４６で減圧乾燥処理を受ける。

塗布プロセス部３０を出た基板Ｇは、第１の基板搬送ライン３４を下って第２の熱的処理部３２を通過する。第２の熱的処理部３２において、基板Ｇは、最初にプリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８でレジスト塗布後の熱処理または露光前の熱処理としてプリベーキングを受ける。このプリベーキングによって、基板Ｇ上のレジスト膜中に残留していた溶剤が蒸発して除去され、基板に対するレジスト膜の密着性が強化される。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）５０で所定の基板温度まで冷却される。しかる後、基板Ｇは、第１の平流し搬送路３４の終点の搬出ユニット（ＯＵＴ−ＰＡＳＳ）５２からインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８の搬送装置７２に引き取られる。

インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８において、基板Ｇは、ロータリステージ７４でたとえば９０度の方向変換を受けてから周辺装置７６の周辺露光装置（ＥＥ）に搬入され、そこで基板Ｇの周辺部に付着するレジストを現像時に除去するための露光を受けた後に、隣の露光装置１２へ送られる。

露光装置１２では基板Ｇ上のレジストに所定の回路パターンが露光される。パターン露光を終えた基板Ｇは、露光装置１２からインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８に戻されると、先ず周辺装置７６のタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）に搬入され、そこで基板上の所定の部位に所定の情報が記される。しかる後、基板Ｇは、搬送装置７２より周辺装置７２の階下の搬入ユニット（図示せず）に搬入される。

こうして、基板Ｇは、今度は第２の基板搬送ライン６４上をプロセスラインＢの下流側に向けて搬送される。最初の現像ユニット（ＤＥＶ）５４において、基板Ｇは平流しで搬送される間に現像、リンス、乾燥の一連の現像処理を施される。

現像ユニット（ＤＥＶ）５４で一連の現像処理を終えた基板Ｇは、そのまま第２の基板搬送ラインに乗せられたまま第３の熱的処理部６６および検査ユニット（ＡＰ）６０を順次通過する。第３の熱的処理部６６において、基板Ｇは、最初にポストベークユニット（ＰＯＳＴ−ＢＡＫＥ）５６で現像処理後の熱処理としてポストベーキングを受ける。このポストベーキングによって、基板Ｇ上のレジスト膜に残留していた現像液や洗浄液が蒸発して除去され、基板に対するレジストパターンの密着性が強化される。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）５８で所定の基板温度に冷却される。検査ユニット（ＡＰ）６０では、基板Ｇ上のレジストパターンについて非接触の線幅検査や膜質・膜厚検査等が行われる。

搬出ユニット（ＯＵＴ−ＰＡＳＳ）６２は、第２の基板搬送ライン６４から全工程の処理を終えてきた基板Ｇを受け取って、カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４の搬送機構２２へ渡す。カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側では、搬送機構２２が、搬出ユニット（ＯＵＴ−ＰＡＳＳ）６２から受け取った処理済の基板Ｇをいずれか１つ（通常は元）のカセットＣに収容する。

この塗布現像処理システム１０においては、平流し方式の加熱用浮上ステージを有する基板処理装置として、たとえば第２の熱的処理部３２のプリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８に本発明を適用することができる。

以下、図２〜図８につき、本発明の一実施形態におけるプリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８の構成および作用を詳細に説明する。

図２〜図４に、この実施形態におけるプリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８およびその前後に設けられる駆動コロ搬送路の構成を示す。図２は略平面図、図３は非作動時の側面図、図４の作動時の側面図である。

図２〜図４に示すように、プリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８内には、Ｘ方向に、つまり第１の基板搬送ライン３４（図１）に沿って、第１のコロ搬送路８０、２段式の浮上ステージ８２，８４および第２のコロ搬送路８６が設置されている。

第１および第２のコロ搬送路８０、８６は、Ｘ方向に所定の間隔を置いて敷設された複数本の長尺形駆動コロ８８を有し、モータ等からなる専用のコロ駆動部９０，９２により駆動ベルトや歯車等からなる伝動機構９４，９６を介してそれぞれの駆動コロ８８を回転駆動するように構成されている。

減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４６の上流側にも第３のコロ搬送路９８が設置されている。この第３のコロ搬送路９８も、Ｘ方向に所定の間隔を置いて敷設された複数本の長尺形駆動コロ８８を有し、モータ等からなる専用のコロ駆動部１００により駆動ベルトや歯車等からなる伝動機構１０２を介して駆動コロ８８を回転駆動するように構成されている。

図示省略するが、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４６にも外部のコロ搬送路９８，８０と連続する内部コロ搬送路が設けられている。外部コロ搬送路９８および内部駆動コロ搬送路上の平流し搬送で基板Ｇがチャンバ１０４の中に搬入され、密閉状態のチャンバ１０４内で減圧乾燥処理が行われた後に、内部コロ搬送路および外部コロ搬送路８０上の平流し搬送で基板Ｇがチャンバ１０４の外（下流側）に搬出されるようになっている。

なお、図示の長尺形駆動コロ８８は、丸棒の回転軸８８ａにこま形のローラ８８ｂを一定間隔で複数個取り付けている。

図２〜図４に示すように、プリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８において、前段の浮上ステージ８２の上面つまり浮上面８２ａは、隅から隅まで平坦になっている。このステージ浮上面８２ａには、その略全域に亘って、高圧または正圧の気体たとえば圧縮空気を噴き出す噴射孔１０６と、バキュームで空気を吸い込む吸引孔１０８とが適当な配列パターンで混在して多数設けられている。

浮上ステージ８２の上で基板Ｇを搬送するときは、噴射孔１０６から圧縮空気による垂直上向きの力を加えると同時に、吸引孔１０８よりバキューム吸引力による垂直下向きの力を加えて、相対抗する双方の力のバランスを制御することで、基板浮上高Ｊを浮上搬送およびプリベーキング処理に適した設定値（５０μｍ）付近に維持するようにしている。

後段の浮上ステージ８４は、前段の浮上ステージ８２の下流側隣に配置されている。この後段浮上ステージ８４の上面つまり浮上面８４ａは、その始端部が前段浮上ステージ８２に向かって次第に低くなる傾斜面１１０になっており、この始端部傾斜面１１０を除く部分１１２は平坦な面になっている。

ステージ浮上面８４ａの平坦部１１２には、その略全域に亘って、圧縮空気を噴き出す噴射孔１１４と、バキュームで空気を吸い込む吸引孔１１６とが適当な配列パターンで混在して多数設けられている。ステージ浮上面８４ａの始端部傾斜面１１０には、圧縮空気を噴き出す噴射孔１１８が吸引孔を伴わずに多数設けられている。

後段の浮上ステージ８４の上で基板Ｇを搬送するときは、噴射孔１１４から圧縮空気による垂直上向きの力を加えると同時に、吸引孔１１６よりバキューム吸引力による垂直下向きの力を加えて、相対抗する双方向の力のバランスを制御することで、ステージ浮上面８４ａの平坦面領域１１２において基板浮上高Ｊを浮上搬送およびプリベーキング処理に適した設定値（５０μｍ）付近に維持するようにしている。

さらに、後段の浮上ステージ８４において、ステージ浮上面８４ａの始端部傾斜面１１０の噴射孔１１８からその上を通過する基板Ｇに向けて圧縮空気による垂直上向きの力を加えることにより、基板Ｇが両浮上ステージ８２，８４のいずれとも干渉を起こさずに前段の浮上ステージ８２から後段の浮上ステージ８４へスムースに乗り移れるようになっている。

後段浮上ステージ８４において、始端部傾斜面１１０のプロファイル、特に区間長Ｌおよび傾斜角θ（図５）は、基板寸法、基板浮上高Ｊ、ステージ寸法、ステージ温度等に応じて任意に選定されてよいが、好適な一態様として区間長Ｌ＝４０〜６０ｍｍ、傾斜角θ＝０．５〜１．０°に選定される。

また、後段の浮上ステージ８４においては、好適な一形態として、ステージ浮上面８４ａの平坦部１１２に設けられる噴射孔１１４と始端部傾斜面１１０に設けられる噴射孔１１８とが、それぞれ個別の圧縮空気供給部（図示せず）に接続され、それぞれの噴射圧力または浮上圧力が独立に調整されてよい。

前段の浮上ステージ８２の噴射孔１０６も、個別の圧縮空気供給部（図示せず）に接続され、その噴射圧力または浮上圧力が独立に調整されてよい。また、前段浮上ステージ８２の吸引孔１０８と後段浮上ステージ８４の吸引孔１１６も別々のバキューム源（図示せず）に接続され、それぞれの吸引力が独立に調整されてよい。

両浮上ステージ８２，８４は、熱伝導率の高い金属たとえばアルミニウムからなる肉厚（たとえば板厚２００ｍｍ）の板体として構成され、１個または複数個の発熱体たとえばシーズヒータ１２０，１２２をそれぞれ内蔵し、または裏面に貼り付けている。作動時には、たとえばＳＳＲ（ソリッド・ステート・リレー）を有する各専用の電源回路（図示せず）よりそれぞれ個別に供給される電力でシーズヒータ１２０，１２２が発熱し、浮上ステージ８２，８４のステージ浮上面をそれぞれ設定温度に熱くするようにしている。たとえば、プリベーク処理の最終到達温度を１２０℃とする場合は、前段の浮上ステージ８２の温度を中間のたとえば７０℃に設定し、後段の浮上ステージの温度を最終到達温度の１２０℃に設定してよい。

基板Ｇは、浮上搬送で浮上ステージ８２，８４上を通過する際に、それらの浮上面８２ａ，８４ａから浮上圧力を受けるだけでなく基板浮上高Ｊ（たとえば５０μｍ）の至近距離で放射熱も受ける。この伝熱式または熱交換式の基板加熱により、浮上ステージ８２，８４上を浮上搬送で水平移動する間に基板Ｇの温度は所定の温度履歴で最大値（１２０℃）まで上昇し、基板上のレジスト塗布膜中の残留溶媒の大部分が蒸発して膜が一層薄く固くなり、基板Ｇとの密着性が高められる。なお、好ましくは、浮上ステージ８２，８４の上方に、基板Ｇ上のレジスト塗布膜から蒸発した溶剤を吸い込んで排気するための排気機構（図示せず）が設置されてよい。

図３および図４に示すように、浮上ステージ８２，８４は、床に固定された頑丈なフレーム１２４の上に高さ寸法一定の支持ブロック１２６を介して水平に設置されている。支持ブロック１２６は、両浮上ステージ８２，８４の基準面Ｈ_S（図５〜図８）を規定するベース部材であり、熱膨張率の低い剛体で形成されてよい。

第１および第２のコロ搬送路８０，８６も、個別のフレーム１２８，１３０の上にアジャスタ１３２，１３４付きの脚部１３６，１３８を介してそれぞれ設置されており、コロ搬送路８０，８６の高さ位置をそれぞれ独立に調整できるようになっている。

次に、図２〜図８につき、この実施形態のプリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８における作用を説明する。

まず、プリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８が作動していない時の常温（通常２３℃）下で、第１および第２のコロ搬送路８０，８６の高さ位置調整が行われる。両浮上ステージ８２，８４は、製作上の容易性およびコストの面から、好ましくは、同じ材質（アルミニウム）で、常温下の厚みが同じ値（Ｄ）になるように構成される。この場合、図３および図５に示すように、前段浮上ステージ８２のステージ浮上面８２ａと、後段浮上ステージ８４の浮上面８４ａ（正確には平坦領域１１２）とは、同じ高さ位置Ｈ₀で揃って、面一になる。

ここで、後段浮上ステージ８４の始端部傾斜面１１０は前段浮上ステージ８２のステージ浮上面８２ａよりも低く、特に始端部傾斜面１１０の下端１１０ａは相当の段差ができるほど低い位置にある。

なお、非作動（休止）中は、両浮上ステージ８２，８４および周囲の関連装置は全てオフ状態になっている。したがって、シーズヒータ１２０，１２２に電力は供給されず、噴射孔１０６，１１４，１１８に圧縮空気は供給されず、吸引口１０８，１１６にバキューム力は供給されない。第１および第２のコロ搬送路８０，８６も動かない。

プリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８が作動する時または期間中は、両浮上ステージ８２，８４および周囲の関連装置が全てオン状態になる。すなわち、第１および第２のコロ搬送路８０，８６は、平流し駆動用のコロ８８を回転させる。両浮上ステージ８２，８４の各噴射孔１０６，１１４，１１８には浮上圧力を与えるための圧縮空気が供給され、吸引口１０８，１１６には引き込み圧力を与えるためのバキュームが供給される。そして、各個別の電源回路より電力の供給を受けてシーズヒータ１２０，１２２がそれぞれ発熱し、前段の浮上ステージ８２の浮上面８２ａはプリベーキングの中間温度である第１の温度（７０℃）に熱せられ、後段の浮上ステージ８４の浮上面８４ａはプリベーキングの最終到達温度である第２の温度（１２０℃）に熱せられる。

このように両浮上ステージ８２，８４がそれぞれ第１の温度（７０℃）および第２の温度（１２０℃）に熱せられることで、両浮上ステージ８２，８４が熱膨張して非作動時（常温状態）とは違った寸法になる。たとえば、両浮上ステージ８２，８４の熱膨張の対象となる熱板部の厚みが２００ｍｍで、その熱板部の材質がアルミニウム（線膨張率０．２３７×１０^-4／Ｋ）の場合は、両浮上ステージ８２，８４の高さ位置の上昇量δｈ₁，δｈ₂はそれぞれ下記の式（１），（２）で求められる。
δｈ₁＝２００（ｍｍ）×７０（℃）×０．２３７×１０^-4／Ｋ ・・（１）
δｈ₂＝２００（ｍｍ）×１２０（℃）×０．２３７×１０^-4／Ｋ ・・（２）

すなわち、前段の浮上ステージ８２の浮上面８２ａに対して後段の浮上ステージ８４の浮上面８４ａ（正確には平坦部領域１１２）がδｈ₂−δｈ₁（０．２３７ｍｍ）だけ高くなる。この段差（０．２３７ｍｍ）は、基板浮上高Ｊ（５０μｍ）を優に超える。したがって、仮に後段の浮上ステージ８４に始端部傾斜面１１０が設けられていなければ、基板Ｇは後段浮上ステージ８４の始端に衝突することになる。

しかし、この実施形態では、図６〜図８に示すように、作動時に前段の浮上ステージ８２の浮上面８２ａよりも後段の浮上ステージ８４の浮上面８４ａ（正確には平坦部領域１１２）が高くなっても、後段の浮上ステージ８４の始端部傾斜面１１０の下端１１０ａは前段の浮上ステージ８２の浮上面８２ａより高くはならない構成になっている。別な見方をすれば、非作動時の常温下で、後段の浮上ステージ８４の始端部傾斜面１１０の下端１１０ａが、前段の浮上ステージ８２の浮上面８２ａより少なくとも熱膨張差（δｈ₂−δｈ₁）の分だけ低い位置になるように設計される。

上記のように減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４６で減圧乾燥処理を受けた基板Ｇは、チャンバ１０４内の内部コロ搬送路および第１のコロ搬送路８０上の平流し搬送で減圧乾燥ユニット（ＶＤ）４６からプリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８に移送される。

プリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）４８において、基板Ｇは、第１のコロ搬送路８０上を平流しで前進して、最初に前段浮上ステージ８２の上に搬入される。前段浮上ステージ８２の上に搬入されると、基板Ｇは、ステージ浮上面８２ａから浮上圧力を受けると同時に放射熱も受け、浮上搬送で前進しながら中間加熱温度（７０℃）で加熱される。

その際、基板Ｇの前部が前段浮上ステージ８２の上に搬入されて加熱された時に、まだ浮上ステージ８２上に搬入されていない基板Ｇの後部との間で温度差が生じる。しかし、加熱温度が中間温度（７０℃）であるため、さほどの温度差ではなく、基板内の熱膨張（伸び量）の勾配は緩やかであり、浮上搬送式のベーキング処理に支障が出るほどの基板の反りは発生しない。

こうして、基板Ｇは、前段浮上ステージ８２上で略平坦な水平姿勢および所定の基板浮上高Ｊを保ったまま、平流しの浮上搬送で前進しながら基板温度を常温から中間加熱温度（７０℃）まで上げていく。その間に、基板Ｇ上のレジスト膜中に残留していた溶剤の一部が蒸発して除去され、プリベーキング処理が進行する。

そして、基板Ｇは、基板搬送ライン（Ｘ方向）において前段浮上ステージ８２を抜けると、後段浮上ステージ８４の始端部傾斜面１１０に差し掛かり（図６）、ここで噴射孔１１８より圧縮空気の浮上圧力（垂直上向きの力）を受けることにより、水平姿勢から斜め上方向きの傾斜姿勢に姿勢を変えながら始端部傾斜面１１０の上を通過する（図７）。そして、後段浮上ステージ８４の平坦部領域１１２の上に来ると、基板Ｇは、噴射孔１１４からの圧縮空気による垂直上向きの力と吸引孔１１６よりバキューム吸引力による垂直下向きの力を同時に受け、相対抗する双方向の力の均衡の中で姿勢を水平に戻す（図８）。

こうして、基板Ｇは、後段浮上ステージ８４の平坦部領域１１２上で略平坦な水平姿勢および所定の基板浮上高Ｊを保ったまま、平流しの浮上搬送で前進しながら基板温度を最終到達温度（１２０℃）まで上げていく。その間に、基板Ｇ上のレジスト膜中に残留していた溶剤の殆どが蒸発して除去される。そして、基板Ｇが後段の浮上ステージ８４を抜け出た時点でプリベーキング処理が終了する。

なお、基板Ｇの前端が浮上ステージ８２，８４上に在る間は第１のコロ搬送路８０のみの推力によって前進移動し、基板Ｇの前端が第２のコロ搬送路８６上に乗ってからは第１および第２のコロ搬送路８０，８６の推力によって前進移動し、基板Ｇの後端が浮上ステージ８２，８４上に在る間は第２のコロ搬送路８６のみの推力によって前進移動する。

このように、基板Ｇは、両浮上ステージ８２，８４との干渉を起こさずに、つまり前段の浮上ステージ８２の終端を擦ることもなければ、後段の浮上ステージ８４の始端に衝突することもなく、安定して所定の基板浮上高Ｊを保ちながら、平流しのプリベーキングを設定通りの温度履歴特性で基板全面均一に受けることができる。

以上本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で他の実施形態あるいは種々の変形が可能である。

たとえば、上記実施形態では浮上ステージを２段（８２，８４）に分割したが、３段以上に分割することも可能である。たとえば、３段分割式でプリベーキング処理の最終到達温度を１２０℃とする場合は、第１段の浮上ステージ温度をたとえば４０℃、第２段の浮上ステージ温度をたとえば８０℃、第３段（最終段）の浮上ステージ温度を最終到達温度の１２０℃に選定してよい。そして、第２段の浮上ステージだけでなく、第３の浮上ステージにも上述したような始端部傾斜面（１１０）を設けてよい。かかる構成により、第３段の浮上ステージにおいても、その始端部傾斜面１１０の噴射孔１１８からその上を通過する基板Ｇに向けて圧縮空気による垂直上向きの力を加えることができる。これにより、浮上搬送において基板Ｇが干渉を起こさずに第２段の浮上ステージから第３段の浮上ステージへスムースに乗り移れることができる。

また、平流し搬送部のコロ搬送路８０，８６を他の平流し搬送路（たとえばベルト式搬送路）に置き換えることも可能である。

上記塗布現像処理システム１０（図１）においては、第１の熱的処理部２８のアドヒージョンユニット（ＡＤ）４０や第３の熱的処理部６６のポストベークユニット（ＰＯＳＴ−ＢＡＫＥ）５６にも本発明を適用することができる。

さらに、本発明は、平流し用の浮上ステージに加熱板を兼用させる任意の基板処理装置に適用可能である。

本発明における被処理基板はＬＣＤ用のガラス基板に限るものではなく、他のフラットパネルディスプレイ用基板や、半導体ウエハ、ＣＤ基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。

本発明の基板処理装置を好適に組み込める塗布現像処理システムのレイアウト構成を示す平面図である。 図１の塗布現像処理システムに組み込まれている一実施形態によるプリベークユニットの全体構成を示す略平面図である。 上記プリベークユニットの全体構成（非作動時）を示す側面図である。 上記プリベークユニットの全体構成（作動時）を示す側面図である。 上記プリベークユニット内の要部の構成（非作動時）を示す斜視図である。 上記プリベークユニット内の要部の構成（作動時）およびベーキング処理の一段階を示す斜視図である。 上記プリベークユニット内の要部の構成（作動時）およびベーキング処理の一段階を示す斜視図である。 上記プリベークユニット内の要部の構成（作動時）およびベーキング処理の一段階を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 塗布現像処理システム
１６ プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）
４０ アドヒージョンユニット（ＡＤ）
４８ プリベークユニット（ＰＲＥ−ＢＡＫＥ）
５６ ポストベークユニット（Ｐ０ＳＴ−ＢＡＫＥ）
８０ 第１のコロ搬送路
８２ 前段の浮上ステージ
８４ 後段の浮上ステージ
８６ 第２のコロ搬送路
８８ コロ
９０，９２ コロ駆動部
９４，９６ 伝動機構
１０６ 噴射孔
１０８ 吸引孔
１１０ ステージ浮上面の始端部傾斜面
１１２ ステージ浮上面の平坦部
１１４ 噴射孔
１１６ 吸引孔
１１８ 噴射孔
１２０，１２２ シーズヒータ

Claims (13)

1. 作動中に、第１の温度に熱せられ、被処理基板を気体の圧力により浮かせる第１の浮上ステージと、
   基板搬送ラインにおいて前記第１の浮上ステージの下流側隣に配置され、前記第１の浮上ステージに向かって次第に低くなる傾斜面をステージ浮上面の始端部に有し、作動中に、前記第１の温度よりも高い第２の温度に熱せられ、前記基板を気体の圧力により浮かせる第２の浮上ステージと、
   基板搬送ラインにおいて前記基板が前記第１および第２の浮上ステージの上を浮上しながら通過するように、前記基板を平流しで搬送する平流し搬送部と
   を有し、
   前記基板が前記第１および第２の浮上ステージ上を浮上搬送で移動する間に、前記第１および第２の浮上ステージと前記基板との間の伝熱により前記基板に所定の加熱処理を施す基板処理装置。
2. 作動中に、前記第２の浮上ステージの前記始端部傾斜面の下端が前記第１の浮上ステージの終端部よりも高くはならない、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 非作動時の常温状態で、前記第１の浮上ステージの終端部と前記第２の浮上ステージの前記始端部傾斜面の上端とが略同じ高さである、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
4. 非作動時の常温から作動時の第１の温度への温度変化によって前記第１の浮上ステージの熱膨張に基づくステージ浮上面の高さ位置の上昇と、非作動時の常温から作動時の前記第２の温度への温度変化によって前記第２の浮上ステージの熱膨張に基づくステージ浮上面の高さ位置の上昇との差が、前記第１および第２の浮上ステージにおける前記基板の浮上高よりも大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記第２の浮上ステージの前記始端部傾斜面の傾斜角が０．５°〜１．０°である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記第１の浮上ステージにおいて、そのステージ浮上面の少なくとも始端部を除く部分の略全域に、気体を噴出する第１の噴射孔と気体を吸引する第１の吸引孔とが混在して多数設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記第２の浮上ステージにおいて、前記ステージ浮上面の前記始端部傾斜面を除く部分の略全域に、気体を噴出する第２の噴射孔と気体を吸引する第２の吸引孔とが混在して多数設けられている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記第２の浮上ステージにおいて、前記始端部傾斜面に気体を噴出する第３の噴射孔が複数設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記第３の噴射孔に他の噴射孔から独立して正圧の気体を供給する正圧気体供給部を有する、請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記平流し搬送部が、前記基板に平流し搬送の推力を与えるために基板搬送ライン上に所定の間隔を置いて配置される複数の駆動コロからなる第１のコロ搬送路を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
11. 前記平流し搬送部が、前記浮上ステージの上から前記基板を平流しで搬出するために基板搬送ラインにおいて前記浮上ステージの下流側に所定の間隔を置いて配置される複数の駆動コロからなる第２のコロ搬送路を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
12. 前記第１および第２の浮上ステージが熱伝導率の高い同種の金属からなる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
13. 前記第１および第２の浮上ステージをそれぞれ加熱するための発熱体を前記第１および第２の浮上ステージの中または裏面に設ける、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。

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