(57)【要約】【課題】減圧乾燥処理時における基板表面の処理状態を均一化することができ、かつ、基板保持プレートから基板を引き離すときに剥離帯電の発生を防止することができる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置１は、基板保持プレート２０上に複数の吐出孔２１を有しており、複数の吐出孔２１から窒素ガスを吐出することにより、基板保持プレート２０上に基板９０を非接触で保持する。このため、基板９０の下面に支持ピン等の部材が当接することはなく、減圧乾燥処理時における基板９０表面の処理状態を均一化することができる。また、基板処理装置１は、基板９０を基板保持プレート２０上に非接触で保持するため、基板保持プレート２０から基板９０を引き離すときに、基板９０の表面に剥離帯電が発生することを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して減圧乾燥処理を行う基板処理装置であって、
基板の周囲に密閉空間を形成するチャンバと、
前記チャンバ内において基板を水平に保持する基板保持プレートと、
前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、
を備え、
前記基板保持プレートは、上面に形成された複数の吐出孔から気体を吐出することにより、前記上面に基板を非接触で保持することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記チャンバ内の圧力を計測する圧力計測手段と、
前記圧力計測手段の計測値に基づいて前記複数の吐出孔から吐出される気体の流量を調節する流量調節手段と、
を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記複数の吐出孔の配列密度は、前記基板保持プレートの中心付近において比較的高く、前記基板保持プレートの周辺付近において比較的低いことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記基板保持プレートは、前記チャンバに固定的に取り付けられた固定プレートと、前記固定プレートから分離して昇降運動を行うリフトプレートとを有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置であって、
前記複数の吐出孔は、前記固定プレートの上面および前記リフトプレートの上面に形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記固定プレートと前記リフトプレートとの間の隙間を密閉するためのシール部材を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記基板保持プレートの上面側は多孔質部材により構成されており、前記多孔質部材中の多数の細孔が前記複数の吐出孔として機能することを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記基板保持プレート上に保持された基板の水平面内における位置を規定するガイド部材を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
基板に対して減圧乾燥処理を行う基板処理方法であって、
基板の下面に気体を吹き付けることにより基板を浮上させた状態で保持しつつ、基板の周囲を減圧することを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板等の基板に対して減圧乾燥処理を行う基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板の製造工程においては、基板の表面にレジスト液を塗布する処理が行われ、その後、基板表面に形成されたレジスト膜を乾燥させるために、減圧乾燥処理が行われる。減圧乾燥処理を行う従来の基板処理装置は、減圧チャンバと、減圧チャンバ内に設置された基板保持プレートとを備え、基板保持プレート上に基板を保持しつつ減圧チャンバ内を減圧することにより、基板表面のレジスト膜を乾燥させる構成となっていた。
【０００３】
レジスト塗布後の基板に対して減圧乾燥処理を行う従来の基板処理装置については、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８１０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の基板処理装置は、基板保持プレート上に複数の支持ピンを有し、これらの支持ピン上に基板を載置しつつ、基板に減圧乾燥処理を行う構成となっていた。このため、基板の主面のうち、支持ピンが当接している部分とそうでない部分とで処理状態が不均一となる場合があった。特に、近年では、基板の大型化に伴って基板下面に当接する支持ピンの数も増加する傾向があり、上記の問題はより注目すべきものとなっていた。
【０００６】
支持ピンにより基板の処理状態が不均一となることを防止するために、基板保持プレート上に基板の下面を面接触させて保持する保持形態も試みられている。しかしながら、その場合には、基板保持プレートから基板を引き離すときに、基板の表面に剥離帯電が発生し、処理後の基板の表面に静電的作用によりパーティクルが付着してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、減圧乾燥処理時における基板表面の処理状態を均一化することができ、かつ、基板保持プレートから基板を引き離すときに剥離帯電の発生を防止することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板に対して減圧乾燥処理を行う基板処理装置であって、基板の周囲に密閉空間を形成するチャンバと、前記チャンバ内において基板を水平に保持する基板保持プレートと、前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、を備え、前記基板保持プレートは、上面に形成された複数の吐出孔から気体を吐出することにより、前記上面に基板を非接触で保持することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記チャンバ内の圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段の計測値に基づいて前記複数の吐出孔から吐出される気体の流量を調節する流量調節手段と、を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記複数の吐出孔の配列密度は、前記基板保持プレートの中心付近において比較的高く、前記基板保持プレートの周辺付近において比較的低いことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板保持プレートは、前記チャンバに固定的に取り付けられた固定プレートと、前記固定プレートから分離して昇降運動を行うリフトプレートとを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の基板処理装置であって、前記複数の吐出孔は、前記固定プレートの上面および前記リフトプレートの上面に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記固定プレートと前記リフトプレートとの間の隙間を密閉するためのシール部材を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板保持プレートの上面側は多孔質部材により構成されており、前記多孔質部材中の多数の細孔が前記複数の吐出孔として機能することを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板保持プレート上に保持された基板の水平面内における位置を規定するガイド部材を更に備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に係る発明は、基板に対して減圧乾燥処理を行う基板処理方法であって、基板の下面に気体を吹き付けることにより基板を浮上させた状態で保持しつつ、基板の周囲を減圧することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１〜９に記載の発明によれば、基板保持プレートは、上面に形成された複数の吐出孔から気体を吐出することにより基板を非接触で保持する。このため、基板の下面に支持ピン等の部材が当接することはなく、減圧乾燥処理時における基板表面の処理状態を均一化することができる。また、基板保持プレートから基板を引き離すときに、基板の表面に剥離帯電が発生することを防止することができる。したがって、減圧乾燥処理後の基板の表面に、静電的作用によりパーティクルが付着することを防止することができる。
【００１８】
特に、請求項２に記載の発明によれば、基板処理装置は、チャンバ内の圧力を計測する圧力計測手段と、圧力計測手段の計測値に基づいて複数の吐出孔から吐出される気体の流量を調節する流量調節手段と、を更に備える。このため、チャンバ内の圧力に関わらず、基板保持プレート上において基板を一定の浮上高さに維持しつつ安定して保持することができる。
【００１９】
特に、請求項３に記載の発明によれば、複数の吐出孔の配列密度は、基板保持プレートの中心付近において比較的高く、基板保持プレートの周辺付近において比較的低くなっている。このため、基板保持プレート上に基板が保持されているときには、基板保持プレートの中心付近から比較的多量の気体が吐出され、基板保持プレートの周縁へ向かって気体が抜けていく。したがって、基板の下面側における気体の流量は均一化され、基板表面の処理状態を更に均一化することができる。
【００２０】
特に、請求項４に記載の発明によれば、基板保持プレートは、チャンバに固定的に取り付けられた固定プレートと、固定プレートから分離して昇降運動を行うリフトプレートとを有する。このため、基板の周縁部分以外の部分を下方から保持している搬送ロボットとの間であっても、搬送ロボットと干渉することなく基板の受け渡しを行うことができる。
【００２１】
特に、請求項５に記載の発明によれば、複数の吐出孔は、固定プレートの上面およびリフトプレートの上面に形成されている。このため、チャンバ内において基板を下降または上昇させるときにも、基板の非接触状態を維持することができ、基板の下面側の温度を均一に維持することができる。
【００２２】
特に、請求項６に記載の発明によれば、基板処理装置は、固定プレートとリフトプレートとの間の隙間を密閉するためのシール部材を更に備える。このため、固定プレートとリフトプレートとの間の隙間から気体が排出されることはなく、基板の下面側における気体の流れを均一化することができる。
【００２３】
特に、請求項７に記載の発明によれば、基板保持プレートの上面側は多孔質部材により構成されており、多孔質部材中の多数の細孔が複数の吐出孔として機能する。このため、吐出孔を加工によって形成する必要はなく、また、基板保持プレートの上面から窒素ガスをより均一に吐出することができる。
【００２４】
特に、請求項８に記載の発明によれば、基板保持プレート上に保持された基板の水平面内における位置を規定するガイド部材を更に備える。このため、基板保持プレート上に保持された基板の位置ずれを防止することができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明によれば、基板の下面に気体を吹き付けることにより基板を浮上させた状態で保持しつつ、基板の周囲を減圧する。このため、基板の下面に支持ピン等の部材が当接することはなく、減圧乾燥処理時における基板表面の処理状態を均一化することができる。また、基板保持プレートから基板を引き離すときに、基板の表面に剥離帯電が発生することを防止することができる。したがって、減圧乾燥処理後の基板の表面に、静電的作用によりパーティクルが付着することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の構成を示した縦断面図である。図１には、基板処理装置１に設けられた吸排気系の構成も示されている。この基板処理装置１は、液晶表示装置用の角形ガラス基板（以下、単に「基板」という）９０の表面を選択的にエッチングするフォトリソグラフィ工程において、レジスト塗布後の基板９０に対して減圧乾燥処理を行うための装置である。図１に示したように、基板処理装置１は、主としてチャンバ１０と、基板保持プレート２０と、排気機構３０と、給気機構４０とを備えている。
【００２８】
チャンバ１０は、基板９０の減圧乾燥処理を行うための空間を内部に有する耐圧チャンバである。チャンバ１０は、互いに分離可能なベース部１１と蓋部１２とを有している。ベース部１１は、装置フレーム（図示省略）上に固定配置されている。また、蓋部１２には、図１において概念的に示した昇降機構１２ａが接続されており、昇降機構１２ａを動作させると、ベース部１１に対して蓋部１２が上下に昇降移動する。蓋部１２を下降させたときには、ベース部１１と蓋部１２とが当接して一体となり、その内部に基板９０の処理空間が形成される。一方、蓋部１２を上昇させたときには、チャンバ１０が開放され、チャンバ１０の内部と外部との間で基板９０を搬送できる状態となる。
【００２９】
ベース部１１の上面の周縁部には、シリコンゴムなどで構成されたＯリング１３が設けられている。蓋部１２が下降したときには、ベース部１１の上面と蓋部１２の下面との間がＯリング１３によって密閉され、チャンバ１０内部の処理空間は気密状態となる。チャンバ１０の内部には、気密状態とされた処理空間の圧力を計測するための圧力計１４が設置されている。また、ベース部１１には、チャンバ１０内部のガスを排気するための排気孔１１ａと、チャンバ１０内部へガスを供給するための給気孔１１ｂとが形成されている。
【００３０】
基板保持プレート２０は、チャンバ１０の内部において、基板９０を非接触で保持するためのプレートである。基板保持プレート２０は、平板状の外形を有しており、水平姿勢でチャンバ１０内に設置されている。基板保持プレート２０の上面側には、上方へ向けて窒素ガスを吐出するための複数の吐出孔２１が形成されている。複数の吐出孔２１は、基板保持プレート２０の内部において１つの給気配管２２と接続されており、給気配管２２の上流側には窒素ガス供給源２２ａが接続されている。また、給気配管２２の経路途中には、バルブ２２ｂが介挿されている。このため、バルブ２２ｂを開放すると、窒素ガス供給源２２ａから供給された窒素ガスが複数の吐出孔２１から基板保持プレート２０の上部へ向けて吐出される。
【００３１】
また、バルブ２２ｂは、開放時の流量を調節できる流量調節弁により構成されている。このため、バルブ２２ｂの開度を調節すると、給気配管２２内を流れる窒素ガスの流量が調節され、複数の吐出孔２１から吐出される窒素ガスの流量が調節される。
【００３２】
図２は、基板保持プレート２０の上面図である。図２に示したように、基板保持プレート２０の上面には、複数の吐出孔２１が格子状に配列されている。吐出孔２１の配列密度は、基板保持プレート２０の中心付近において比較的高く、基板保持プレート２０の周辺付近において比較的低くなっている。このため、基板保持プレート２０の中心付近においては、周辺付近よりも多量の窒素ガスが吐出されることとなる。
【００３３】
図１に戻り、基板保持プレート２０は、チャンバ１０の外部に設けられた昇降機構２３に接続されている。このため、昇降機構２３を動作させると、チャンバ１０内において基板保持プレート２０が上下に昇降移動する。
【００３４】
排気機構３０は、チャンバ１０内の処理空間を減圧するために、チャンバ１０内のガスを強制的に排気するための機構である。排気機構３０は、排気圧を発生させる真空ポンプ３１と、排気されるガスを真空ポンプ３１へ導く排気ライン３２とを有している。排気ライン３２のチャンバ１０側の端部は、ベース部１１に形成された排気孔１１ａに接続されており、排気ライン３２の経路途中にはバルブ３２ａが介挿されている。このため、バルブ３２ａを開放するとともに真空ポンプ３１を動作させると、チャンバ１０内のガスが排気ライン３２へ強制的に排気され、チャンバ１０内の処理空間が減圧される。
【００３５】
給気機構４０は、減圧されたチャンバ１０内を大気圧に戻すために、チャンバ内に窒素ガスを供給するための機構である。給気機構４０は、窒素ガス供給源４１と、窒素ガスをチャンバ１０内へ導入するための給気ライン４２とを有している。給気ライン４２の上流側の端部は窒素ガス供給源４１に接続され、給気ライン４２の下流側の端部は、チャンバ１０のベース部１１に形成された給気孔１１ｂに接続されている。また、給気ライン４２の経路途中には、バルブ４２ａが介挿されている。このため、バルブ４２ａを開放すると、窒素ガス供給源４１からチャンバ１０内へ窒素ガスが供給され、チャンバ１０内の圧力が上昇する。
【００３６】
また、この基板処理装置１は、上記の構成に加えて制御部５０を備えている。図３は、基板処理装置１の上記各部と制御部５０との間の接続構成を示したブロック図である。図３に示したように、制御部５０は、上記の昇降機構１２ａ，２３、圧力計１４，真空ポンプ３１、およびバルブ２２ｂ，３２ａ，４２ａと電気的に接続されており、これらの動作を制御する。制御部５０は、例えば、ＣＰＵやメモリを有するコンピュータによって構成され、コンピュータにインストールされたプログラムに従ってコンピュータが動作することにより、上記各部の制御を行う。
【００３７】
続いて、上記構成を有する基板処理装置１における減圧乾燥処理の動作について、図４のフローチャートおよび図５〜図１０を参照しつつ、説明する。なお、以下に説明する動作は、制御部５０が、昇降機構１２ａ，２３、圧力計１４、真空ポンプ３１、バルブ２２ｂ，３２ａ，４２ａ等の動作を制御することにより進行する。
【００３８】
基板処理装置１において基板９０の減圧乾燥処理を行うときには、まず、昇降機構１２ａを動作させることにより、チャンバ１０の蓋部１２を上昇させる。これにより、ベース部１１と蓋部１２とが離間され、チャンバ１０が開放されて、基板９０を受け入れ可能な状態となる（ステップＳ１，図５の状態）。チャンバ１０が開放されると、所定の搬送ロボット６０により、レジスト塗布後の基板９０がチャンバ１０内へ搬入される（ステップＳ２，図６の状態）。搬送ロボット６０は、基板保持プレート２０の上方位置まで基板９０を搬送し、当該位置において停止する。
【００３９】
次に、基板処理装置１は、昇降機構２３を動作させて基板保持プレート２０を上昇させる。これにより、搬送ロボット６０に保持されていた基板９０が基板保持プレート２０上に移載されて保持される（ステップＳ３，図７の状態）。このとき、バルブ２２ｂは開放されており、基板保持プレート２０の上面においては、複数の吐出孔２１から窒素ガスが吐出されている。このため、基板保持プレート２０上において基板９０の下面には窒素ガスが吹き付けられ、基板９０は上方への浮力を受けつつ基板保持プレート２０上に非接触の状態で保持される。
【００４０】
基板９０が基板保持プレート２０へ移載されると、搬送ロボット６０はチャンバ１０の外部へ退避する。そして、基板処理装置１は、昇降機構２３を動作させて基板保持プレート２０を下降させるとともに、昇降機構１２ａを動作させてチャンバ１０の蓋部１２を下降させる。これにより、ベース部１１と蓋部１２とが当接して一体となり、チャンバ１０は閉鎖される（ステップＳ４，図８の状態）。ベース部１１と蓋部１２との間はＯリング１３によって密閉されている。このため、チャンバ１０内は気密な処理空間となり、その処理空間の中に基板９０が収容された状態となる。
【００４１】
続いて、基板処理装置１は、バルブ３２ａを開放するとともに真空ポンプ３１を動作させる。これにより、チャンバ１０内のガスは排気孔１１ａを介して排気ライン３２へ排気され、チャンバ１０内の処理空間は減圧される（ステップＳ５，図９の状態）。チャンバ１０内が減圧されると、基板９０の上面に形成されているレジスト膜中の溶媒成分が気化し、レジスト膜が乾燥する。なお、チャンバ１０内を減圧している間も、基板保持プレート２０の複数の吐出孔２１からは窒素ガスが吐出されており、基板９０は、基板保持プレート２０上に非接触で保持されている。
【００４２】
チャンバ１０の内部が目標圧力まで減圧され、所定時間が経過すると、基板処理装置１は、真空ポンプ３１を停止させるとともにバルブ３２ａを閉鎖する。そして、バルブ４２ａを開放してチャンバ１０内に窒素ガスを供給する（ステップＳ６，図１０の状態）。これにより、チャンバ１０内の処理空間の圧力は、再び大気圧まで上昇する。
【００４３】
図１１は、ステップＳ５〜ステップＳ６におけるチャンバ１０内の圧力変動の例を示したグラフである。図１１において、横軸は排気開始後の時刻を示しており、縦軸はチャンバ１０内の圧力を示している。図１１に示したように、チャンバ１０内の圧力は、まず、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に、大気圧Ｐａから中間圧Ｐｂまでゆっくりと減圧される。そして、チャンバ１０内の圧力が中間圧Ｐｂに到達すると、真空ポンプ３１の吸引力が増大され、チャンバ１０内の圧力は目標圧Ｐｃまで急速に減圧される。このように、ステップＳ５では、２段階の減圧動作によってチャンバ１０内の処理空間を減圧する。このため、レジストの膜中の溶媒成分が急激に気化（沸騰）することが防止される。やがて、時刻ｔ２に到達すると、チャンバ１０内に窒素ガスが供給され、チャンバ１０内の圧力は再び大気圧Ｐａまで上昇する。
【００４４】
このような圧力変動を行うチャンバ１０内において、基板９０の上面側に与えられる圧力をＰ１、窒素ガスの吹き付けにより基板９０の下面側に与えられる圧力をＰ２、基板９０の上面および下面の面積をＡ、基板９０の質量をＭ、重力加速度をｇとすると、基板９０には、図１２に示したような複数の力がはたらく。すなわち、処理空間の圧力により、基板９０の上面側から下方へ向けてＰ１・Ａの力がはたらき、窒素ガスの風圧により、基板９０の下面側から上方へ向けてＰ２・Ａの力がはたらく。また、基板９０の自重により、基板９０の下方へ向けてＭ・ｇの力がはたらく。したがって、基板保持プレート２０上に浮上して静止している基板９０について鉛直方向の力の釣り合いの式をたてると、下記の数１のようになる。
【００４５】
Ｐ２・Ａ  ＝  Ｐ１・Ａ＋Ｍ・ｇ    ・・・  数１
また、数１をＰ２について解くと、下記の数２のようになる。すなわち、基板保持プレート２０上において基板９０を浮上させて静止させるために基板９０の下面側に与えるべき圧力Ｐ２は、下記の数２により決まることとなる。
【００４６】
Ｐ２  ＝  Ｐ１＋Ｍ・ｇ／Ａ    ・・・  数２
数２において、Ｐ１は、チャンバ１０内の圧力に応じた値となる。したがって、基板９０の下面側に与えるべき圧力Ｐ２も、チャンバ１０内の圧力に応じて線形的に変化する値となる。また、基板９０の下面側に与えられる圧力Ｐ２は、吐出孔２１から吐出される窒素ガスの流量と線形的な関係にあると考えてよい。したがって、基板保持プレート２０上において基板９０を一定の高さで保持するためには、吐出孔２１から吐出される窒素ガスの流量を、チャンバ１０内の圧力に応じて線形的に変化させればよい。
【００４７】
具体的には、基板処理装置１は、圧力計１４の計測値に基づいてバルブ２２ｂの開度を調節する。これにより、チャンバ１０内の圧力変動に応じて吐出孔２１から吐出させる窒素ガスの流量を制御する。図１３は、図１１のような圧力変動のもとで、吐出孔２１から吐出させる窒素ガスの流量変動の例を示したグラフである。図１３の例では、吐出孔２１から吐出される窒素ガスの流量を、図１１の圧力変動に応じてＦａ→Ｆｂ→Ｆｃ→Ｆａのように変化させている。
【００４８】
このように、ステップＳ５〜Ｓ６では、吐出孔２１から吐出させる窒素ガスの流量を変動させることにより、基板保持プレート２０上の基板９０を一定の浮上高さに維持しつつ安定して保持する。チャンバ１０内の圧力を低下させるときには、それに応じて吐出孔２１から吐出させる窒素ガスの流量も低下させるため、窒素ガスの吐出がチャンバ１０内の減圧を妨害することはなく、チャンバ１０内は良好に減圧される。
【００４９】
チャンバ１０内における減圧が終了し、チャンバ１０内の圧力が大気圧まで回復すると、基板処理装置１は、昇降機構１２ａを動作させてチャンバ１０の蓋部１２を上昇させる。これにより、チャンバ１０が開放される（ステップＳ７）。そして、基板処理装置１は、昇降機構２３を動作させて基板保持プレート２０を上昇させ、搬送ロボット６０をチャンバ１０内へ進入させる（図７の状態）。その後、基板処理装置１は、基板保持プレート２０を下降させることにより、搬送ロボット６０へ基板９０を移載する（ステップＳ８，図６の状態）。そして、基板９０を保持した搬送ロボット６０は、チャンバ１０の外部へ基板９０を搬出し（ステップＳ９，図５の状態）、搬出した基板９０を後続の装置（例えば、熱処理装置）まで搬送する。
【００５０】
以上のように、この基板処理装置１は、基板保持プレート２０上に複数の吐出孔２１を有しており、複数の吐出孔２１から窒素ガスを吐出することにより、基板保持プレート２０上に基板９０を非接触で保持する。このため、基板９０の下面に支持ピン等の部材が当接することはなく、減圧乾燥処理時における基板９０表面の処理状態を均一化することができる。また、この基板処理装置１は、基板９０を基板保持プレート２０上に非接触で保持するため、基板保持プレート２０から基板９０を引き離すときに、基板９０の表面に剥離帯電が発生することを防止することができる。したがって、減圧乾燥処理後の基板９０の表面に、静電的作用によりパーティクルが付着することを防止することができる。
【００５１】
また、図２に示したように、基板保持プレート２０の中心付近には、比較的高い密度で吐出孔２１が形成されており、基板保持プレート２０の周辺付近には、比較的低い密度で吐出孔２１が形成されている。このため、基板保持プレート２０上に基板９０が保持されているときには、基板保持プレート２０の中心付近から比較的多量の窒素ガスが吐出され、基板保持プレート２０の周縁へ向かって窒素ガスが抜けていく。したがって、基板９０の下面側における窒素ガスの流量は均一化され、基板９０表面の処理状態を更に均一化することができる。特に、チャンバ１０内が減圧され、基板保持プレート２０の周縁へ向かって強力に窒素ガスが吸引される状況の下においても、基板９０表面の処理状態を均一化することができる。
【００５２】
＜２．第２実施形態＞
図１４は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置２の構成を示した縦断面図である。第２実施形態の基板処理装置２は、基板保持プレートの構成を除いて、第１実施形態のの基板処理装置１と同等の構成を有する。このため、第１実施形態と共通する部分については、図１４中に図１と同一の符号を付し、以下では重複説明を省略する。
【００５３】
基板処理装置２の基板保持プレート７０は、第１実施形態のような一体型ではなく、分離可能な固定プレート７１とリフトプレート７２とにより構成されている。固定プレート７１は、チャンバ１０のベース部１１上に固定的に取り付けられている。固定プレート７１には、リフトプレート７２を嵌入するための複数の貫通孔７１ａが形成されており、貫通孔７１ａの内壁面には、フッ素樹脂等により構成されたシール部材７１ｂが取り付けられている。
【００５４】
リフトプレート７２は、昇降運動を行うことにより、基板保持プレート７０と後述する搬送ロボット８０との間で基板９０の受け渡しを行うためのプレートである。リフトプレート７２は、基板９０を下方から支持することができるように、基板保持プレート７０内の複数箇所に配置されている。各リフトプレート７２は、チャンバ１０の外部に設けられた昇降機構７３に接続されている。このため、昇降機構７３を動作させると、チャンバ１０内においてリフトプレート７２が上下に昇降移動する。
【００５５】
リフトプレート７２を下降させたときには、固定プレート７１に形成された貫通孔７１ａ内にリフトプレート７２が嵌入し、固定プレート７１とリフトプレート７２とは一体化する。一体化した固定プレート７１およびリフトプレート７２の上面は同一高さに揃えられ、１つの水平な基板保持面を形成する。また、貫通孔７１ａ内においては、リフトプレート７２の外側面にシール部材７１が当接し、リフトプレート７２周囲の隙間は密閉される。また、リフトプレート７２を上昇させたときには、リフトプレート７２は、後述する搬送ロボット８０との間で基板９０の受け渡しを行う。
【００５６】
固定プレート７１の上面には、上方へ向けて窒素ガスを吐出するための複数の吐出孔７４が形成されている。また、リフトプレート７２の上面にも、上方へ向けて窒素ガスを吐出するための複数の吐出孔７５が形成されている。各吐出孔７４，７５は、固定プレート７１およびリフトプレート７２の内部において給気配管７６と接続されており、給気配管７６の上流側には窒素ガス供給源７６ａが接続されている。また、給気配管７６の経路途中には、バルブ７６ｂが介挿されている。このため、バルブ７６ｂを開放すると、窒素ガス供給源７６ａから供給された窒素ガスが複数の吐出孔７４，７５から上方へ向けて吐出される。
【００５７】
バルブ７６ｂは、開放時の流量を調節できる流量調節弁により構成されている。このため、バルブ７６ｂの開度を調節すると、給気配管７６内を流れる窒素ガスの流量が調節され、複数の吐出孔７４，７５から吐出される窒素ガスの流量が調節される。
【００５８】
この基板処理装置２は、第１実施形態の基板処理装置１と同じように、制御部５０を備えている。図１５は、基板処理装置２の各部と制御部５０との間の接続構成を示したブロック図である。図１５に示したように、制御部５０は、昇降機構１２ａ，７３、圧力計１４、真空ポンプ３１、およびバルブ７６ｂ，３２ａ，４２ａと電気的に接続されており、これらの動作を制御する。
【００５９】
この基板処理装置２は、基本的には第１実施形態の基板処理装置１と同じように、図４のフローチャートに沿って基板９０の処理を行う。以下では、図４のフローチャートおよび図１６〜図１８を参照しつつ、基板処理装置２における減圧乾燥処理の動作について説明する。
【００６０】
基板処理装置２において基板９０の減圧乾燥処理を行うときには、まず、昇降機構１２ａを動作させることにより、チャンバ１０の蓋部１２を上昇させる。これにより、ベース部１１と蓋部１２とが離間され、チャンバ１０が開放されて、基板９０を受け入れ可能な状態となる（ステップＳ１）。チャンバ１０が開放されると、所定の搬送ロボット８０により、レジスト塗布後の基板９０がチャンバ１０内に搬入される（ステップＳ２，図１６の状態）。搬送ロボット８０は、基板９０の端部および中央部を下方から支持しつつ、基板保持プレート７０の上方位置まで基板９０を搬送し、当該位置において停止する。
【００６１】
次に、基板処理装置２は、昇降機構７３を動作させてリフトプレート７２を上昇させる。これにより、搬送ロボット８０に保持されていた基板９０がリフトプレート７２上に移載されて保持される（ステップＳ３，図１７の状態）。このとき、バルブ７６ｂは開放されており、リフトプレート７２の上面においては、複数の吐出孔７５から窒素ガスが吐出されている。このため、リフトプレート７２上において基板９０の下面には窒素ガスが吹き付けられ、基板９０は上方への浮力を受けつつリフトプレート７２上に非接触の状態で保持される。
【００６２】
基板９０がリフトプレート７２上へ移載されると、搬送ロボット８０はチャンバ１０の外部へ退避する。そして、基板処理装置２は、昇降機構７３を動作させてリフトプレート７２を下降させる。これにより、固定プレート７１の貫通孔７１ａ内にリフトプレート７２が嵌入し、固定プレート７１とリフトプレート７２とが一体化する。この時点において、固定プレート７１の上面においても、複数の吐出孔７４から窒素ガスが吐出されている。このため、一体となった固定プレート７１およびリフトプレート７２の上面において、基板９０は非接触の状態で保持される。
【００６３】
また、基板処理装置２は、昇降機構１２ａを動作させてチャンバ１０の蓋部１２を下降させる。これにより、ベース部１１と蓋部１２とが当接して一体となり、チャンバ１０は閉鎖される（ステップＳ４，図１８の状態）。ベース部１１と蓋部１２との間はＯリング１３によって密閉されている。このため、チャンバ１０内は気密な処理空間となり、その処理空間の中に基板９０が収容された状態となる。
【００６４】
続いて、基板処理装置１は、バルブ３２ａを開放するとともに真空ポンプ３１を動作させる。これにより、チャンバ１０内のガスは排気孔１１ａを介して排気ライン３２へ排気され、チャンバ１０内の処理空間は減圧される（ステップＳ５）。チャンバ１０内が減圧されると、基板９０の上面に形成されているレジスト膜中の溶媒成分が気化し、レジスト膜が乾燥する。なお、チャンバ１０内を減圧している間も、固定プレート７１およびリフトプレート７２の複数の吐出孔７４，７５からは窒素ガスが吐出されており、基板９０は、固定プレート７１およびリフトプレート７２上に非接触で保持されている。
【００６５】
チャンバ１０の内部が目標圧力まで減圧され、所定時間が経過すると、基板処理装置１は、真空ポンプ３１を停止させるとともにバルブ３２ａを閉鎖する。そして、バルブ４２ａを開放してチャンバ１０内に窒素ガスを供給する（ステップＳ６）。これにより、チャンバ１０内の処理空間の圧力は、再び大気圧まで上昇する。
【００６６】
ステップＳ５〜Ｓ６において、基板処理装置２は、チャンバ１０内の圧力を、例えば図１１のグラフのように変動させる。すなわち、２段階の減圧動作によってチャンバ１０内の処理空間を目標圧Ｐｃまで減圧し、その後、チャンバ１０内の圧力を再び大気圧Ｐａまで上昇させる。また、基板処理装置２は、圧力計１４の計測値に基づいてバルブ７６ｂの開度を調節する。これにより、図１３のグラフのように、チャンバ１０内の圧力変動に応じて複数の吐出孔７４，７５から吐出させる窒素ガスの流量を変化させる。このため、ステップＳ５〜Ｓ６においては、基板保持プレート７０上の基板９０を一定の浮上高さに維持しつつ安定して保持することができる。チャンバ１０内の圧力を低下させるときには、それに応じて吐出孔７４，７５から吐出させる窒素ガスの流量も低下させるため、窒素ガスの吐出がチャンバ１０内の減圧を妨害することはなく、チャンバ１０内は良好に減圧される。
【００６７】
チャンバ１０内における減圧が終了し、チャンバ１０内の圧力が大気圧まで回復すると、基板処理装置１は、昇降機構１２ａを動作させてチャンバ１０の蓋部１２を上昇させる。これにより、チャンバ１０が開放される（ステップＳ７）。そして、基板処理装置１は、昇降機構７３を動作させてリフトプレート７２を上昇させ、搬送ロボット８０をチャンバ１０内へ進入させる（図１７の状態）。その後、基板処理装置１は、リフトプレート７２を下降させることにより、搬送ロボット８０へ基板９０を移載する（ステップＳ８，図１６の状態）。そして、基板９０を保持した搬送ロボット６０は、チャンバ１０の外部まで基板９０を搬出し（ステップＳ９）、搬出した基板９０を後続の装置（例えば、熱処理装置）まで搬送する。
【００６８】
本実施形態においても、基板処理装置２は、基板保持プレート７０上に複数の吐出孔７４，７５を有しており、複数の吐出孔７４，７５から吐出される窒素ガスにより、基板保持プレート７０上に基板９０を非接触で保持する。このため、基板９０の下面に支持ピン等の部材が当接することはなく、減圧乾燥処理時における基板９０表面の処理状態を均一化することができる。また、この基板処理装置２は、基板９０を基板保持プレート７０上に非接触で保持するため、基板保持プレート７０から基板９０を引き離すときに、基板９０の表面に剥離帯電が発生することを防止することができる。したがって、減圧乾燥処理後の基板９０の表面に、静電的作用によりパーティクルが付着することを防止することができる。
【００６９】
また、本実施形態においては、基板保持プレート７０が、固定プレート７１とリフトプレート７２とにより構成されている。そして、リフトプレート７２は、搬送ロボット８０と干渉しない複数の位置に配置されている。このため、基板９０の中心付近を下方から保持している搬送ロボット８０との間であっても、搬送ロボット８０と干渉することなく基板９０の受け渡しを行うことができる。特に、近年では、基板９０のサイズが大型化しているため、基板９０の撓みを防止するために、基板９０の周縁部以外の複数箇所を下方から支持する搬送ロボット８０が使用されることが多い。このような状況においても、本実施形態の基板処理装置２によれば、搬送ロボット８０と干渉することなく基板９０の受け渡しを行うことができる。
【００７０】
また、本実施形態においては、固定プレート７１上だけではなく、リフトプレート７２上にも吐出孔が形成されている。このため、チャンバ１０内において基板９０を下降または上昇させるときにも、基板９０の非接触状態を維持することができ、基板９０の下面側の温度を均一に維持することができる。
【００７１】
また、本実施形態の基板処理装置２には、固定プレート７１とリフトプレート７２との間の隙間を密閉するためのシール部材７１ｂが設けられている。このため、固定プレート７１とリフトプレート７２とを一体化させ、その上面側において基板９０の減圧乾燥処理を行うときにも、固定プレート７１とリフトプレート７２との間の隙間から気体が排出されることはなく、基板９０の下面側における気体の流れを均一化することができる。
【００７２】
＜３．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、図１９に示したように、基板保持プレートの上面側は、多孔質の部材により構成されていてもよい。図１９の基板保持プレート１２０は、互いに連通する複数の細孔を有するセラミック材料により構成された上面部１２１を有しており、上面部１２１の下方側に第１実施形態と同等の給気配管２２が接続されている。したがって、セラミック材料中の多数の細孔が吐出孔として機能し、給気配管２２から供給される窒素ガスは、上面部１２１から上方へ向けて吐出される。このようにすれば、吐出孔を加工によって形成する必要はなく、また、基板保持プレート１２０の上面から窒素ガスをより均一に吐出することができる。なお、第２実施形態の固定プレート７１やリフトプレート７２の上面側を、同じように多孔質の部材により構成してもよい。
【００７３】
また、図２０に示したように、基板保持プレート２０上において基板９０が保持される位置の側方に、ガイド部材２４を設置してもよい。このようにすれば、基板９０の水平面内における位置が規定され、基板保持プレート２０上に保持された基板９０の位置ずれを防止することができる。第２実施形態の基板保持プレート７０の側部に、同じようなガイド部材を設置してもよい。
【００７４】
また、図２１に示したように、基板保持プレート２２０上に昇降可能な蓋部２１２を設け、蓋部２１２を下降させたときには、基板保持プレート２２０と蓋部２１２とが一体となってチャンバ２１０を構成するようにしてもよい。このようにすれば、チャンバ２１０のベース部を別途設置する必要はなく、基板処理装置の構成が簡易化する。また、更に、基板保持プレート２２０の前後に基板搬入用の基板保持プレート２３０と基板搬出用の基板保持プレート２４０とを配置し、各基板保持プレート２２０，２３０，２４０の上面側に、それぞれ窒素ガスを吐出する複数の吐出孔２２１，２３１，２４１が形成された構成としてもよい。このようにすれば、基板９０を浮上させた状態で基板保持プレート２３０から基板保持プレート２２０へ基板９０をスライド搬送することができ、また、基板９０を浮上させた状態で基板保持プレート２２０から基板保持プレート２４０へ基板９０をスライド搬送することができる。したがって、基板９０の搬出入時における搬送ロボットとの間の複雑な受け渡し動作が不要となり、基板９０の搬送制御が容易となる。また、減圧乾燥処理の前後の処理（例えば、レジスト塗布処理や熱処理）を行う装置においても、非接触式の基板保持プレートを採用し、一連の処理ラインにおいて基板９０をスライド搬送できる構成としてもよい。
【００７５】
上記の基板処理装置１，２は、液晶表示装置用の角形ガラス基板に対して処理を行う装置であったが、本発明の基板処理装置は、半導体ウエハやＰＤＰ用ガラス基板等の他の基板を処理対象とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１実施形態に係る基板処理装置の構成を示した縦断面図である。
【図２】基板保持プレートの上面図である。
【図３】制御部と各部との間の接続構成を示したブロック図である。
【図４】減圧乾燥処理の流れを示したフローチャートである。
【図５】基板処理装置の動作状態を示した図である。
【図６】基板処理装置の動作状態を示した図である。
【図７】基板処理装置の動作状態を示した図である。
【図８】基板処理装置の動作状態を示した図である。
【図９】基板処理装置の動作状態を示した図である。
【図１０】基板処理装置の動作状態を示した図である。
【図１１】チャンバ内の圧力変動の例を示したグラフである。
【図１２】基板にはたらく複数の力を示した図である。
【図１３】吐出孔から吐出させる窒素ガスの流量変動の例を示したグラフである。
【図１４】第２実施形態に係る基板処理装置の構成を示した縦断面図である。
【図１５】制御部と各部との間の接続構成を示したブロック図である。
【図１６】基板処理装置の動作状態を示した図である。
【図１７】基板処理装置の動作状態を示した図である。
【図１８】基板処理装置の動作状態を示した図である。
【図１９】多孔質の上面部を有する基板保持プレートの構成を示した図である。
【図２０】ガイド部材を有する基板保持プレートの構成を示した図である。
【図２１】搬出入用の基板保持プレートを備えた基板処理装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，２    基板処理装置
１０，２１０  チャンバ
１４  圧力計
２０，７０，１２０，２２０，２３０，２４０  基板保持プレート
２１，７４，７５，２２１，２３１，２４１  吐出孔
２２，７６  給気配管
２２ａ，７６ａ  窒素ガス供給源
２２ｂ，７６ｂ  バルブ
２３，７３  昇降機構
２４  ガイド部材
３０  排気機構
４０  給気機構
５０  制御部
７１  固定プレート
７１ｂ  シール部材
７２  リフトプレート
１２１  上面部
９０  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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