JP3971120B2 - 基板保持装置および基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、角形基板を保持するための基板保持装置およびこの基板保持装置を備えた基板処理装置に関する。角形基板とは、液晶表示装置用ガラス基板およびプラズマディスプレイパネル用ガラス基板などの矩形状の基板をいう。ただし、必ずしも完全な矩形状である必要はなく、基板端縁にオリフラやノッチのような切欠部が形成されていてもよい。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、基板の表面にフォトレジスト液、感光性ポリイミド樹脂、カラーフィルタ用染色剤などのような薬液を塗布して、基板の表面に薄膜を形成する薄膜形成工程が含まれている。薄膜の形成を要するのは、基板の縁部領域を除く有効領域内のみであるが、上記の薄膜形成工程では、有効領域外の縁部領域にまで薬液が拡がり、この縁部領域にいわゆる不要薄膜が形成される。このような不要薄膜は、基板搬送時や基板処理時において、たとえば、基板保持ハンドなどの各種の処理機材に擦れて剥離することにより発塵源となる。そこで、基板縁部の不要薄膜は、薬液塗布後に洗浄除去されるのが一般的である。
【０００３】
不要薄膜を除去するために、基板の端縁部を洗浄するための基板端縁洗浄装置が用いられる。液晶表示装置用ガラス基板のような角形基板に適用される基板端縁洗浄装置には、平面視で基板とほぼ相似形で、基板よりも若干寸法の小さい基板保持ステージと、この基板保持ステージを取り囲むように配置された複数本のリフトピンとが備えられている。前記基板保持ステージは、連続する平面にて構成される上面に、多数の吸着孔を有しており、除去されるべき不要薄膜が付着している基板の端縁部を残して基板裏面の中央部から基板裏面の端縁部付近に至る基板の裏面を支持するとともに、吸着孔から排気を行い、基板を吸着し、保持する。また、複数本のリフトピンは、たとえば、シリンダを含む駆動機構によって上下動されるようになっている。薄膜形成後の基板は、基板保持ステージの上方の基板受け渡し高さでリフトピンに渡され、その後、リフトピンが下降されることによって基板保持ステージに載置される。基板端縁部に対する洗浄処理は、基板が基板保持ステージに吸着保持された状態で行われ、このとき、リフトピンは、基板端縁部に対する洗浄処理の妨げにならない位置まで下降している。洗浄処理の終了後は、リフトピンが上昇されて、基板保持ステージ上の基板が基板受け渡し高さにまで持ち上げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような構成では、処理対象の基板の大型化および薄型化への対応に限界がある。すなわち、処理対象の基板が大型になって、基板の端縁部が基板保持ステージから大きくはみ出ると、そのはみ出た端縁部がたわみ、その端縁部に洗浄処理を施すための洗浄ヘッドと干渉するおそれがある。
これを防止するためには、基板保持ステージを大型化して、基板がはみ出る部分を小さくするという手段が考えられるが、基板保持ステージを大型化すると、今度は基板保持ステージ上面の平面性を維持することが難しくなり、装置コストが高くなる。また、基板保持ステージの安定性や強度の維持のため、基板保持ステージの固定部分が大掛かりな構成となり、装置コストがかさんでしまう。
【０００５】
さらに、基板は、基板保持ステージの上面全体に吸着された状態で保持される。このため、処理後、基板保持ステージから基板を剥がすとき、基板と基板保持ステージとの間で多量の静電気が生じてしまい、周囲の汚染物質が基板に付着する可能性を増大させてしまうおそれがある。
また、リフトピンで基板端縁部を支持して基板を昇降させる構成では、基板が大型かつ薄型であると、リフトピン上で基板が大きくたわみ、昇降の途中で基板がリフトピンから落下したり、基板が割れたりするおそれがある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、大型かつ薄型の基板を予め定める高さで水平面にほぼ沿った状態に保持することができ、さらに、その大型かつ薄型の基板を良好に昇降させることができる基板保持装置を提供することである。また、そのような基板保持装置を備えた基板処理装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、角形基板（Ｓ）の裏面に接触して、その角形基板を予め定める高さでほぼ水平に支持するための第１の基板支持手段（１１）と、角形基板の裏面において上記第１の基板支持手段が接触する領域よりも内方の領域に接触して、その角形基板を単独で支持可能な第２の基板支持手段（１２）と、この第２の基板支持手段を上記第１の基板支持手段に対して昇降させるための昇降駆動機構（１３）と、上記予め定める高さにおいて、角形基板が上記第１および第２の基板支持手段の両方によって支持されるように上記昇降駆動機構を制御する制御手段（５）と、上記第 1 および第２の基板支持手段の両方によって支持された角形基板の端面に接触して、その角形基板の水平面内における位置を予め定める基板保持位置に位置合わせする位置調整手段（２）とを含むことを特徴とする基板保持装置（１）である。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、予め定める高さでは、角形基板の相対的に外方が第１の基板支持手段によって支持され、相対的に内方が第２の基板支持手段によって支持される。これにより、たとえ角形基板が大型かつ薄型のものであっても、上記予め定める高さで支持された角形基板にたわみを生じるおそれがない。
そして、その第 1 および第２の基板支持手段によって支持された状態で、角形基板の水平面内における位置を予め定める基板保持位置に位置決めすることができる。
【０００９】
また、第２の基板支持手段を昇降させることにより、角形基板を上記予め定める高さ以上に持ち上げたり、上記予め定める高さ以上に持ち上げられた角形基板を上記予め定める高さまで下げたりすることができる。このとき、角形基板の内方が第２の基板支持手段によって支持されているから、たとえ角形基板が大型かつ薄型のものであっても、その大型かつ薄型の角形基板を、落下や割れなどを生じることなく良好に昇降させることができる。
【００１０】
なお、請求項２に記載のように、上記第１の基板支持手段は、平面視において角形基板よりも小さな矩形状の外形を有し、その上面に角形基板を載置可能な基板載置プレート（１１１）を含むものであってもよい。
請求項３記載の発明は、上記基板載置プレートの上面および外端面は、外側に湾曲した曲面で接続されていることを特徴とする請求項２記載の基板保持装置である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、上記基板載置プレートの上面および内端面は、外側に湾曲した曲面で接続されていることを特徴とする請求項２または３記載の基板保持装置である。
請求項５記載の発明は、上記基板載置プレートの上面と外端面との接続部分には、樹脂を用いたコーティングが施されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００１２】
これらの各発明によれば、基板載置プレートとこの基板載置プレートに載置された角形基板との摩擦による発塵を防止でき、この発塵による角形基板の汚染を防止することができる。
請求項６記載の発明は、上記基板載置プレートの上面には、角形基板の裏面を吸着するための吸着孔（１１３）が形成されていて、上記第１の基板支持手段は、上記基板載置プレートの上面に角形基板の裏面を吸着して支持するものであることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、上記吸着孔に接続されて、基板載置プレートの上面に気体を供給するための気体供給手段（１１４）をさらに含むことを特徴とする請求項６記載の基板保持装置である。
請求項６の発明によれば、基板載置プレートの上面に角形基板の裏面を吸着して保持することができ、請求項７の発明によれば、その吸着保持された角形基板と基板載置プレートとの間に気体を供給することにより、基板載置プレートへの角形基板の吸着状態を解除できる。
【００１４】
請求項８記載の発明は、上記基板載置プレートの所定部は、その外端面に沿った水平軸線（１１７）まわりに揺動自在に構成されていることを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに記載の基板保持装置である。
この発明によれば、基板載置プレートの所定部を水平軸線まわりに揺動させることができる。これにより、たとえば、基板載置プレートに角形基板が吸着保持されている状態で、基板載置プレートの所定部を揺動させることにより、基板載置プレートと角形基板との間に空気を入り込ませて、角形基板の吸着状態を緩和することができる。
【００１５】
なお、請求項９に記載のように、上記基板載置プレートは、角形基板の各辺にそれぞれ沿った４つのプレート片（１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄ）を含むものであってもよく、この場合、請求項１０に記載のように、上記４つのプレート片の少なくとも１つは、その外端面に沿った水平軸線まわりに揺動自在に構成されていることが好ましい。
また、上記水平軸線まわりに揺動自在に構成されたプレート片は、請求項１１に記載のように、その外端縁が角形基板の裏面に接離可能なように設けられていてもよいし、請求項１２に記載のように、その内端縁が角形基板の裏面に接離可能なように設けられていてもよい。
【００１６】
請求項１３記載の発明は、上記第２の基板支持手段は、角形基板の裏面に当接する複数のリフトピン（１２）を含むことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の基板保持装置である。
基板昇降時の基板の落下や割れの発生を防ぐためには、角形基板の裏面中央部を吸着して保持する基板保持ステージと、この基板保持ステージを昇降させるためのステージ昇降機構とを備え、基板保持ステージに角形基板を吸着させた状態で基板保持ステージを昇降させることにより角形基板を昇降させるといった構成が考えられる。しかし、大型基板を保持可能な大型の基板保持ステージを昇降させるためには、大型のステージ昇降機構が必要となり、装置サイズおよび装置コストのアップは必至である。また、基板保持ステージを昇降させる構成では、基板保持ステージに対して角形基板の受け渡しを直接行うことになるが、その受け渡し時（とくに、角形基板を基板保持ステージから取り去る時）に静電気が発生し、その静電気によって角形基板が帯電するという問題も生じる。基板が帯電していると、基板搬送時などに、搬送空間内の塵が基板に吸着して、基板が汚染されるおそれがある。
【００１７】
これに対し、角形基板の内方を第２の基板支持手段で支持して、この第２の基板支持手段を昇降させることにより角形基板を昇降させる構成であれば、基板保持ステージを昇降させることができる程の大型の昇降駆動機構を必要しないので、装置サイズおよび装置コストのアップを抑制できる。また、請求項１３に記載のように、第２の基板支持手段が複数のリフトピンを含むものである場合、リフトピンと基板との接触面積が小さいから、このリフトピンに対して角形基板を受け渡しするようにすれば、その受け渡しの時に静電気が発生することを防止でき、静電気による角形基板の帯電を防止することができる。
【００１８】
請求項１４記載の発明は、上記リフトピンの先端には、角形基板の裏面を吸着するための吸着孔が形成されていることを特徴とする請求項１３記載の基板保持装置である。
この発明によれば、角形基板の裏面をリフトピンに吸着させることにより、角形基板の昇降時に、リフトピン上から角形基板が落下するおそれを一層なくすことができる。
【００２０】
請求項１５記載の発明は、角形基板を除電するための除電手段（４）をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の基板保持装置である。
この発明によれば、たとえば、角形基板を第２の基板支持手段から取り去る時に静電気が発生し、その静電気によって角形基板が帯電したとしても、その角形基板の除電を行うことができる。ゆえに、帯電に起因する角形基板の汚染を一層良好に防止することができる。
【００２１】
請求項１６記載の発明は、表面に薄膜が形成された角形基板の端縁部を洗浄するための装置であって、請求項１ないし１５のいずれかに記載の基板保持装置（１）と、この基板保持装置に保持された角形基板の端縁部に溶剤を供給して、その端縁部に形成されている不要な薄膜を除去する端縁洗浄手段（３）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
この発明によれば、基板保持装置に保持された基板に撓みが生じないから、基板と端縁洗浄手段との位置関係を一定に保つことができる。これにより、角形基板の端縁部の狙った位置に溶剤を供給することができ、基板の端縁部に良好な洗浄処理を施すことができる。
【００２２】
なお、請求項１７に記載のように、上記端縁洗浄手段は、角形基板の端縁部に向けて溶剤を吐出する溶剤吐出ノズル（３１４，３１５）を含んでいてもよい。
請求項１８記載の発明は、上記端縁洗浄手段は、角形基板上の溶剤供給位置近傍に向けて気体を噴射する気体ノズル（３１６，３１７）をさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の基板処理装置である。
この発明によれば、気体ノズルから角形基板上に気体を噴射することにより、溶剤吐出ノズルから角形基板に供給された溶剤などを外方に吹き飛ばすことができる。これにより、角形基板の有効領域に形成された薄膜に影響を与えることなく、角形基板の端縁部に溶剤を供給して不要薄膜を溶解し、これを除去することができる。
【００２３】
なお、請求項１９に記載のように、上記端縁洗浄手段は、上記溶剤吐出ノズルおよび気体ノズルを一体的に保持した洗浄ヘッド（３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ）と、この洗浄ヘッドを上記基板保持装置に保持された角形基板の辺に沿って移動させる移動機構（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ）とを含むことが好ましい。
また、請求項２０に記載のように、上記洗浄ヘッドには、処理対象の基板の端縁部が収容される処理空間（３３）が形成されていて、上記端縁洗浄手段は、上記処理空間に接続されており、その処理空間内の雰囲気を排気するための排気手段（３１８，３１９）をさらに含むことがより好ましい。この排気手段を含むことにより、角形基板に供給された溶剤やこの溶剤により溶解された不要薄膜（溶解物）を処理空間から排出することができ、溶剤や溶解物が周囲に飛び散ることを防止できる。
【００２４】
請求項２１記載の発明は、上記洗浄ヘッドは、上下に対向した一対のブロック（３１１，３１２）を備え、上記処理空間は、上記一対のブロックの間に形成されており、上記一対のブロックのそれぞれには、上記溶剤吐出ノズルおよび気体ノズルが設けられていることを特徴とする請求項２０記載の基板処理装置である。
この発明によれば、基板保持装置に保持された基板にたわみを生じないから、角形基板の端縁部を一対のブロックと一定間隔を保った状態で処理空間内に入り込ませることができ、角形基板の端縁部に良好な洗浄処理を施すことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板端縁洗浄装置（基板処理装置）の平面図であり、図２は、図１のII−IIから見た断面図である。この基板端縁洗浄装置は、液晶表示装置用ガラス基板のような角形基板Ｓの端縁部の不要薄膜（たとえば、レジスト液が塗布された後の角形基板の端縁部に付着している不要なレジスト塗膜）を洗浄除去するための装置である。
【００２６】
この基板端縁洗浄装置は、処理対象の基板Ｓを保持するための基板保持機構１と、この基板保持機構１による基板Ｓの保持位置を調整するための位置調整機構２と、基板保持機構１に保持された基板Ｓの端縁部を洗浄するための洗浄機構３とを備えている。また、基板保持機構１の上方には、図２に示されているように、処理後の基板Ｓを除電するための除電器４が配置されている。除電器４は、たとえば、コロナ放電によってプラスイオンおよびマイナスイオンを発生させるものである。この除電器４から適当な間隔を開けた除電高さＨｅに基板Ｓを配置することにより、基板Ｓの全体にイオンを照射することができ、基板Ｓが帯びている電荷を良好に除去することができる。
【００２７】
基板保持機構１は、基板Ｓを載置可能であり、その載置された基板Ｓを吸着して保持する基板保持ステージ１１と、この基板保持ステージ１１に対して基板Ｓを昇降させるための複数本（この実施形態では、８本）のリフトピン１２とを備えている。
基板保持ステージ１１は、基板Ｓよりも小さな四角環状の基板吸着プレートをなす４枚の吸着プレート片１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄ（総称するときには「基板吸着プレート１１１」という。）を、直方体状に骨組みされたフレーム１１２の上面に取り付けた構成を有している。基板吸着プレート１１１の上面には、複数本の吸着溝１１３が長手方向に沿って形成されていて、これらの複数本の吸着溝１１３は、図３に示すように、吸引源および窒素ガス供給源（いずれも図示せず）に接続されたエア吸引／窒素供給配管１１４と連通している。これにより、吸着溝１１３内のエアを吸引源の働きによって吸引したり、吸着溝１１３内に窒素ガス供給源から窒素ガスを供給したりすることができる。そして、基板吸着プレート１１１に基板Ｓを載置した状態で吸着溝１１３内のエアを吸引することにより、基板Ｓを基板吸着プレート１１１の上面に吸着させることができ、一方、基板Ｓが基板吸着プレート１１１に吸着された状態で吸着溝１１３に窒素ガスを供給することにより、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着を解除することができる。
【００２８】
また、基板吸着プレート１１１の外縁部１１１ａは、図３に示すように、角がない曲面に加工されている。言い換えれば、基板吸着プレート１１１は、その上面Ｎ１と外端面Ｎ２とが外側に湾曲した曲面Ｎ３で接続されている。さらに、少なくとも、曲面Ｎ３には（好ましくは上面Ｎ１にも、）、基板Ｓとの摩擦を低減するために、樹脂を用いたコーティングが施されている。また、基板吸着プレート１１１の内縁部１１１ｂは、その上面Ｎ１と内端面Ｎ４とが外側に湾曲した曲面Ｎ５で接続されている。
【００２９】
なお、平面視で基板吸着プレート１１１の４つの外縁１１１ａが形成する矩形は、保持した基板Ｓの有効領域と同寸か、もしくはそれより小さい。しかし、少なくとも基板吸着プレート１１１に保持された基板Ｓの端縁部が垂れ下がらずに水平を保つことができる程度の寸法を有する。また、平面視で基板の各辺と直交する方向における基板吸着プレート１１１の寸法は、基板Ｓを該基板吸着プレート１１１に吸着した場合、少なくとも端縁部が垂れ下がらずに水平を保つことができる寸法を有している。
【００３０】
また、基板吸着プレート１１１は、基板Ｓの有効領域の裏面のほぼ全域ではなく、有効領域の裏面の内の周辺部分のみで基板Ｓを保持している。すなわち、矩形状の外端縁１１１ａと外端縁１１１ａよりも小さい寸法の矩形状の内端縁１１ｂとの間にある基板吸着プレート１１１で基板Ｓは保持されている。このため、内端縁１１１ｂよりも内側では、基板吸着プレート１１１と基板Ｓとは接触していない。したがって、有効領域の裏面のほぼ全域を保持しているものに比べて、基板Ｓとの接触面積が少なくなり、基板Ｓと基板吸着プレート１１１との間で生じる静電気の量を減じることができる。
【００３１】
さらにまた、この実施形態では、基板吸着プレート１１１の下面に形成されたビス穴１１５にフレーム１１２を介してビス１１６をねじ込むことにより、基板吸着プレート１１１のフレーム１１２への固定が達成されていて、基板吸着プレート１１１の上面に吸着溝１１３以外の凹部はない。よって、基板吸着プレート１１１に載置（吸着）された基板Ｓに、基板吸着プレート１１１の上面の吸着溝１１３以外の凹部に起因した局所的な凹みなどを生じるおそれがない。
【００３２】
複数本のリフトピン１２は、１枚のベースプレート１２１上に鉛直に立設されて、基板保持ステージ１１の内方に設けられている。ベースプレート１２１には、その下方に設けられた昇降駆動機構１３が結合されている。この昇降駆動機構１３は、基板保持ステージ１１に対して固定されて鉛直方向に延びた一対のガイドレール１３１と、この一対のガイドレール１３１に案内されて移動可能な昇降フレーム１３２と、一対のガイドレール１３１の間の位置において、鉛直方向（ガイドレール１３１と平行な方向）に沿って配置されたねじ軸１３３と、このねじ軸１３３に螺合したボールナット１３４と、ねじ軸１３３に結合されたモータ１３５とを含む。昇降フレーム１３２は、上端がベースプレート１２１の下面に固定されている。また、ボールナット１３４は、昇降フレーム１３２に取り付けられている。したがって、モータ１３５を正転／逆転させることにより、昇降フレーム１３２がガイドレール１３１に沿って昇降し、この昇降フレーム１３２の上端に固定されたベースプレート１２１が昇降する。
【００３３】
この構成により、昇降駆動機構１３によってベースプレート１２１を昇降（上下動）させることにより、リフトピン１２で基板Ｓの中央部を裏面側から支持して、その基板Ｓを基板吸着プレート１１１の上面とその上面よりも上方の除電高さＨｅまたは基板受け渡し高さＨｄとの間で昇降させることができる。基板受け渡し高さＨｄは、たとえば、除電高さＨｅとその上方の除電器４との間の位置であり、この基板受け渡し高さＨｄにおいて、図示しない基板搬送ロボットとリフトピン１２との間で基板Ｓの受け渡しが行われるようになっている。
【００３４】
モータ１３５には、たとえば、マイクロコンピュータを含む制御部５が接続されており、リフトピン１２（基板Ｓ）の昇降は、制御部５がモータ１３５を駆動制御することによって達成される。
位置調整機構２は、シリンダによって基板Ｓの存在する方向に進退される４つの位置調整ヘッド２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを備えている。位置調整ヘッド２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、１本または複数本の当接ピン２１１を有しており、基板保持ステージ１１の各吸着プレート片１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄと対向する位置に、それぞれ吸着プレート片１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄに対向する方向に進退するように配置されている。この実施形態では、２つの位置調整ヘッド２１Ａ，２１Ｂは、それぞれ１本の当接ピン２１１を有しており、これら２つの位置調整ヘッド２１Ａ，２１Ｂに基板保持ステージ１１を挟んで互いに対向する位置調整ヘッド２１Ｃ，２１Ｄは、それぞれ２本の当接ピン２１１を有している。
【００３５】
各当接ピン２１１は、位置調整ヘッド２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄの先端から垂下した状態に設けられており、位置調整ヘッド２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを進退させるためのシリンダのロッドが最も伸長した状態で、基板保持ステージ１１に載置された基板Ｓの端面に接するようになっている。すべての当接ピン２１１が基板Ｓの端面に接する時の水平面内における基板Ｓの位置は一定位置に決まるから、基板保持ステージ１１上に基板Ｓを載置した後、各シリンダのロッドを伸長させて、各当接ピン２１１を基板Ｓの端面に当接させることにより、基板保持ステージ１１上の基板Ｓを上記一定位置に位置決めすることができる。
【００３６】
一方、シリンダのロッドが最も収縮した状態では、当接ピン２１１は、洗浄機構３による基板Ｓの端縁部の洗浄の妨げにならないホームポジションまで退避する。各当接ピン２１１のホームポジションには、洗浄カップ２２が配置されていて、ホームポジションに退避した当接ピン２１１は、洗浄カップ２２内に収容されるようになっている。洗浄カップ２２には、洗浄液を噴出する洗浄液ノズルが設けられており、この洗浄液ノズルから洗浄カップ２２内に収容された当接ピン２１１に洗浄液を吹き付けることによって、当接ピン２１１に付着したレジスト液やレジスト液の固化物またはその他の汚染物質を洗浄除去できるようになっている。したがって、洗浄液による当接ピン２１１の洗浄を適当な時期に行うことにより、汚染物質が付着していない清浄な当接ピン２１１を基板Ｓの端面に当接させて、基板Ｓを汚染することなく、基板Ｓの位置決めを行うことができる。
【００３７】
洗浄機構３は、基板保持ステージ１１に吸着保持された基板Ｓの４辺の端縁部をそれぞれ洗浄するための洗浄ヘッド３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ（総称するときには「洗浄ヘッド３１」という。）を備えている。洗浄ヘッド３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄは、基板Ｓの４辺とそれぞれ平行をなすように配置されたガイドレール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄに、それぞれスライド自在に係合している。これにより、洗浄ヘッド３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄは、基板Ｓの４辺にそれぞれ沿って水平に直線往復移動することができるようになっている。
【００３８】
洗浄ヘッド３１は、図４に側面図を示すように、上下に対向した上ノズルブロック３１１および下ノズルブロック３１２と、これらのノズルブロック３１１，３１２が取り付けられた本体ブロック３１３とを有している。上下のノズルブロック３１１，３１２は、一定の間隔をあけて対向配置されており、これらの間には、処理対象の基板Ｓの端縁部が差し入れられる処理空間３３が形成されている。前記ノズルブロック３１１は、基板Ｓの上面よりも上方にて基板Ｓの存在する方向に庇状に突出し、また、ノズルブロック３１２は、基板Ｓの裏面よりも下方にて基板Ｓの存在する方向に庇状に突出している。そして、ノズルブロック３１１，３１２には、それぞれ処理空間３３に臨む溶剤吐出ノズル３１４，３１５が取り付けられている。また、溶剤吐出ノズル３１４，３１５よりも基板Ｓの内方側（ノズルブロック３１１，３１２の先端側）には、気体ノズル３１６，３１７がそれぞれ配置されている。気体ノズル３１６，３１７は、基板Ｓの内方から外方に向かって斜めに気体（空気や窒素ガスなど）を噴射するように構成されており、溶剤吐出ノズル３１４，３１５によって基板Ｓの端縁部に供給された溶剤などを外方に吹き飛ばす。
【００３９】
次に、溶剤吐出ノズル３１４，３１５、および気体ノズル３１６，３１７について詳述する。ここで、基板Ｓの下面に処理を施す溶剤吐出ノズル３１５および気体ノズル３１７は、位置関係が基板Ｓの上面に処理を施す溶剤吐出ノズル３１４および気体ノズル３１６とは基板Ｓを挟んで天地が逆であるだけなので、溶剤吐出ノズル３１４および気体ノズル３１６を例にとり説明する。
溶剤吐出ノズル３１４は、細い管状のノズルでレジスト膜を溶解する溶剤を噴射し、基板の表面上においてスポット（点）状に溶剤の噴射領域（溶剤スポットという。）を形成する。
【００４０】
また、気体ノズル３１６も細い管状のノズルで気体を噴射し、基板の表面上においてスポット（点）状に気体の噴射領域（気体スポットという。）を形成する。そして、該気体スポットの位置が溶剤スポットにほぼ重なるよう、溶剤吐出ノズル３１４と気体ノズル３１６との位置関係を調節して配置する。ここでは、溶剤吐出ノズル３１４と気体ノズル３１６とのそれぞれの吐出口が、基板Ｓの直線状の端縁と直交する線上に並んでいる。すなわち、１つの溶剤吐出ノズル３１４と１つの気体ノズル３１６とが１組になっている。そして、このような溶剤吐出ノズル３１４と気体ノズル３１６との組が、基板Ｓの直線状の端縁に沿って複数設けられている。
【００４１】
処理空間３３は、本体ブロック３１３内に形成された吸引路３１８と連通している。吸引路３１８は、フレキシブルチューブ３１９を介して、図示しない吸引源と接続されている。したがって、気体ノズル３１６，３１７によって吹き飛ばされた溶剤などは、吸引路３１８およびフレキシブルチューブ３１９内を介して回収されることになる。
この構成により、基板Ｓの有効領域におけるレジスト膜に影響を与えることなく、基板Ｓの端縁部に溶剤を供給して不要薄膜を溶解し、これを除去することができる。
【００４２】
図５は、基板Ｓの端縁部に対する洗浄処理について説明するための図である。レジスト塗膜が形成された処理対象の基板Ｓは、基板受け渡し高さＨｄにおいて、リフトピン１２上に搬入される（ステップＴ１）。
リフトピン１２に基板Ｓが受け渡されると、リフトピン１２の先端と基板吸着プレート１１１（基板保持ステージ１１）の上面とが同じ高さになるまでリフトピン１２が下降されて、基板Ｓの中央部がリフトピン１２に支持されるとともに、基板Ｓの中央部および端縁部以外の部分が基板保持ステージ１１に載置された状態にされる（ステップＴ２）。そして、この状態で、位置調整機構２によって水平面内における基板Ｓの位置が調整されて、予め定める位置に基板Ｓが位置決めされる（ステップＴ３）。
【００４３】
次いで、吸着溝１１３内のエアの吸引が開始されて、基板Ｓが吸着プレート１１１の上面に吸着される（ステップＴ４）。その後、基板Ｓの中央部を支持しているリフトピン１２が、予め定める微小高さだけ下降される（ステップＴ５）。上記微小高さは、基板Ｓとリフトピン１２との接触が維持される程度の高さに設定されており、リフトピン１２が上記微小高さだけ下降されると、基板Ｓは、中央部が端縁部よりも少し下がって若干たわんだ状態で、基板保持ステージ１１およびリフトピン１２に支持されることになる。このため、基板Ｓがずれるといったことがなく、位置調整機構２によって位置決めされた位置（上記予め定める位置）で基板Ｓを安定させることができる。なお、このとき、基板Ｓは、中央部がリフトピン１２に支持されるとともに、中央部および端縁部以外の部分は基板保持ステージ１１に吸着保持されている。すなわち、基板吸着プレート１１１は、有効領域と同じ位置またはそれよりも内側で、基板の端縁部が垂れ下がらずに水平を保つこおとができるような領域を支持している。よって、基板吸着プレート１１１の内端縁１１１ｂよりも内側の基板の部分が、基板保持ステージ１１に対して微小高さだけ上下していても、端縁部の水平は確保されている。
【００４４】
その後、洗浄機構３による基板Ｓの端縁部の洗浄が行われる（ステップＴ６）。すなわち、洗浄ヘッド３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄが、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄにそれぞれ沿って、基板吸着プレート１１１に吸着されている基板Ｓの各辺の一端から他端へ移動され、この過程で、溶剤吐出ノズル３１４，３１５から溶剤が吐出されるとともに、気体ノズル３１６，３１７から気体が噴射される。また、気体ノズル３１６，３１７から気体が噴射されている間、吸引路３１８を介して処理空間３３内の吸気が行われる。
【００４５】
基板Ｓの端縁部の洗浄が終了すると、エア吸引／窒素供給配管１１４を介して吸着溝１１３に窒素ガスが供給される（ステップＴ７）。リフトピン１２が上記微小高さだけ下降されていることにより、基板Ｓは中央部が端縁部よりも少し下がって若干たわんだ状態となって、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が緩和されるので、その後の吸着溝１１３への窒素ガスの供給により、基板Ｓのずれなどを生じることなく、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が解除される。
【００４６】
つづいて、リフトピン１２が上昇されて、基板Ｓが除電高さＨｅまで持ち上げられる（ステップＴ８）。そして、その後の一定時間、基板Ｓは除電高さＨｅに保持され、この間、除電器４から基板Ｓにプラスイオンおよびマイナスイオンが照射される（ステップＴ９）。これにより、基板Ｓが帯電している場合に、その帯電している基板Ｓが良好に除電され、帯電に起因する基板Ｓの汚染（塵の吸着など）を防止することができる。基板Ｓの除電後は、リフトピン１２がさらに上昇されて、基板Ｓが基板受け渡し高さＨｄまで持ち上げられる（ステップＴ１０）。そして、その基板受け渡し高さＨｄから基板Ｓが搬出されていく（ステップＴ１１）。
【００４７】
以上のように、この実施形態に係る基板保持機構１（基板保持装置）は、複数本のリフトピン１２で基板Ｓの中央部を裏面側から支持し、そのリフトピン１２を昇降させることにより基板Ｓを昇降させる構成であるから、リフトピン１２上での基板Ｓのたわみが小さく、たとえ基板Ｓが大型かつ薄型のものであっても、その大型かつ薄型の基板Ｓを良好に昇降させることができる。
また、基板Ｓの端縁部に対する洗浄処理時において、基板Ｓは、中央部がリフトピン１２に支持されるとともに、中央部および端縁部以外の部分が基板保持ステージ１１に吸着保持される。これにより、たとえ基板Ｓが大型かつ薄型のものであっても、基板保持機構１に保持された基板Ｓにたわみを生じるおそれはない。ゆえに、基板Ｓの端縁部をノズルブロック３１１，３１２と一定間隔を保った状態で処理空間３３内に入り込ませることができ、基板Ｓの端縁部に良好な洗浄処理を施すことができる。すなわち、基板Ｓの表面と溶剤吐出ノズル３１４との距離は正確に保たれる。このため、基板Ｓの有効領域にあるレジスト膜に影響を与えることがない。
【００４８】
また、基板Ｓはノズルブロック３１１，３１２に対して一定間隔を保っているので、基板Ｓは吸引路３１８に対して上下方向において正確に位置決めされている。このため、吸引路３１８からの排気の強さは基板Ｓの上面および下面において所定通りの強さとなる。よって、基板Ｓの上面または下面の一方の排気が所定値より強くなり、他方が所定値よりも弱くなるということがない。
そのうえ、位置調整機構２によって基板Ｓの位置決めがされた後は、リフトピン１２が少しだけ下げられて、基板Ｓを少したわませた状態で、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着が行われる。これにより、吸着開始時に、基板吸着プレート１１１と基板Ｓとの間に生じる気流によって基板Ｓがずれるといったことがなく、位置調整機構２によって位置決めされた位置で基板Ｓを基板吸着プレート１１１に吸着させることができる。よって、基板Ｓの端縁部と洗浄ヘッド３１との位置関係を正常に保つことができ、基板Ｓの端縁部に一層良好な洗浄処理を施すことができる。
【００４９】
また、この実施形態では、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着を解除する際にも、その吸着解除に先立ち、リフトピン１２が少しだけ下げられて、基板Ｓを少したわませた状態にされる。これにより基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が緩和されるので、その後に吸着溝１１３に吸着解除のための窒素ガスを供給したときに、基板Ｓが浮き上がってずれるといった不都合を生じるおそれがない。ゆえに、リフトピン１２で基板Ｓを良好に支持することができるから、リフトピン１２の昇降途中で基板Ｓが落下するおそれがない。
【００５０】
さらに、この実施形態では、基板保持ステージ１１に対する基板Ｓの位置決めは、基板Ｓの中央部がリフトピン１２に支持されるとともに、基板Ｓの中央部および端縁部以外の部分が基板保持ステージ１１に載置された状態で行われる。よって、基板の裏面中央部を吸着保持する基板保持ステージ上で位置決めを行う構成に比べて、基板Ｓをスライドさせるときの抵抗が小さく、基板保持ステージ１１上で基板Ｓをスムーズにスライドさせることができる。
【００５１】
しかも、基板吸着プレート１１１の外縁部１１１ａは曲面に加工され、基板吸着プレート１１１の表面には樹脂コーティングが施されているから、基板保持ステージ１１（基板吸着プレート１１１）上で基板Ｓをスライドさせても、基板Ｓまたは基板吸着プレート１１１の摩耗による発塵がほとんどなく、この発塵による基板Ｓの汚染を招くおそれがない。
さらにまた、このように基板Ｓと基板吸着プレート１１１との間に窒素ガスが供給されて、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が解除されるので、基板吸着プレート１１１から処理後の基板Ｓを持ち上げる際の静電気の発生が抑えられ、静電気による基板Ｓの帯電を防止することができる。そのうえ、たとえ基板吸着プレート１１１から持ち上げる際に基板Ｓが帯電した場合であっても、その帯電した基板Ｓは、この基板端縁洗浄装置から搬出される前に、除電高さＨｅに配置されて除電される。ゆえに、帯電に起因する基板Ｓの汚染を一層良好に防止することができる。
【００５２】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。たとえば、上述の実施形態では、基板保持ステージ１１に載置された状態で基板Ｓの位置決めが行われるとしたが、リフトピン１２に支持された状態で基板Ｓの位置決めが行われてもよい。すなわち、基板搬送ロボットによって処理対象の基板Ｓが搬送されてきて、その基板Ｓがリフトピン１２に受け渡された後、リフトピン１２上の基板Ｓの端面に対して当接ピン２１１が当接されて、基板Ｓが予め定める位置に位置決めされるようにしてもよい。リフトピン１２上で基板Ｓの位置決めを行う構成の場合、基板保持ステージ１１上で基板Ｓの位置決めを行う構成に比べて、位置決めの際に発生する静電気の量を少なくすることができ、静電気による基板Ｓの帯電を一層防止することができる。
【００５３】
なお、リフトピン１２上で基板Ｓの位置決めを行う場合、位置決め後にリフトピン１２を下降させて、基板Ｓを基板保持ステージ１１に保持させることになるので、リフトピン１２を下降させる途中で基板Ｓの位置がずれるおそれがある。そこで、リフトピン１２を下降させる途中での基板Ｓのずれを防止するために、たとえば、リフトピン１２に基板Ｓの裏面を吸着する機構を設けて、リフトピン１２で基板Ｓを吸着しつつ、リフトピン１２を下降させるようにしてもよい。また、基板受け渡し高さＨｄで基板Ｓがリフトピン１２に受け渡された後、リフトピン１２を早く下降させて、基板Ｓを基板保持ステージ１１（基板吸着プレート１１１）の上面近傍まで下げる。そして、その基板保持ステージ１１の上面近傍で基板Ｓの位置決めを行った後、リフトピン１２をゆっくりと下降させることにより、リフトピン１２上の基板Ｓを基板保持ステージ１１に保持させるようにしてもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態では、基板Ｓの基板吸着プレート１１１への吸着時および吸着解除時において、リフトピン１２を少し下げて、基板Ｓを少したわんだ状態にすることにより、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が緩和されるとしたが、リフトピン１２を少し上げて、基板Ｓが少したわんだ状態にすることにより、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が緩和されてもよい。さらに、図６に示すように、基板吸着プレート１１１がその長手方向に沿った水平軸線１１７まわりに揺動自在に設けられて、リフトピン１２を挟んで対向する一対の基板吸着プレート１１１の外縁部１１１ａを下方に下げ、基板吸着プレート１１１の内縁部１１１ｂで基板Ｓを押し上げることにより、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が緩和されてもよい。なお、この場合、内縁部１１１ｂの曲面Ｎ５（図３参照）には、基板Ｓとの摩擦を低減するために、樹脂を用いたコーティングが施されていることが好ましい。これにより、基板Ｓの裏面と曲面Ｎ５との摩擦を低減でき、汚染物質の発生を低減できる。
【００５５】
さらにまた、図７に示すように、基板吸着プレート１１１がその長手方向に沿った水平軸線１１７まわりに揺動自在に設けられて、リフトピン１２を挟んで対向する一対の基板吸着プレート１１１の外縁部１１１ａを上げて、基板吸着プレート１１１の外縁部１１１ａで基板Ｓを押し上げることにより、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が緩和されてもよい。
さらには、リフトピン１２の微小な上下動および基板吸着プレート１１１の揺動の両方が行われることにより、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が緩和されてもよい。すなわち、リフトピン１２を少し上昇させるのと並行して、基板吸着プレート１１１の外縁部１１１ａを下方に下げ、基板吸着プレート１１１の内縁部１１１ｂで基板Ｓを押し上げることにより、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が緩和されてもよい。また、リフトピン１２を少し下降させるのと並行して、基板吸着プレート１１１の外縁部１１１ａを上げて、基板Ｓの中央部を基板吸着プレート１１１間に落とし込むことにより、基板吸着プレート１１１への基板Ｓの吸着状態が緩和されてもよい。
【００５６】
また、上述の実施形態では、昇降駆動機構１３として、ねじ軸１３３およびボールナット１３４などからなるボールねじ機構を例示したが、たとえば、シリンダを駆動源とするシリンダ駆動機構が採用されてもよい。
さらに、上記の実施形態では、基板Ｓの端縁部の不要薄膜として、レジスト液が塗布された後の基板Ｓの端縁部に付着している不要なレジスト塗膜を例示したが、この発明は、フォトレジスト液、感光性ポリイミド樹脂、カラーフィルタ用染色剤などのような各種の薬液を塗布した後の不要薄膜を除去するための装置に応用することができる。
【００５７】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板端縁洗浄装置（基板処理装置）の平面図である。
【図２】図１のII−IIから見た断面図である。
【図３】基板保持ステージの構成を説明するための断面図である。
【図４】洗浄ヘッドの構成を示す側面図である。
【図５】基板の端縁部に対する洗浄処理について説明するための図である。
【図６】基板吸着プレートへの基板の吸着状態を緩和するための他の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図７】基板吸着プレートへの基板の吸着状態を緩和するためのさらに他の構成を説明するための図解的な断面図である。
【符号の説明】
１ 基板保持機構
２ 位置調整機構
３ 洗浄機構
４ 除電器
５ 制御部
１１ 基板保持ステージ
１２ リフトピン
１３ 昇降駆動機構
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ 位置調整ヘッド
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ 洗浄ヘッド
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ ガイドレール
３３ 処理空間
１１１ 基板吸着プレート
１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄ 吸着プレート片
１１１ａ 外縁部
１１１ｂ 内縁部
１１３ 吸着溝
１１４ エア吸引／窒素供給配管
１１７ 水平軸線
３１１ 上ノズルブロック
３１２ 下ノズルブロック
３１３ 本体ブロック
３１４，３１５ 溶剤吐出ノズル
３１６，３１７ 気体ノズル
３１８ 吸引路
３１９ フレキシブルチューブ
Ｓ 角形基板

Claims (21)

1. 角形基板の裏面に接触して、その角形基板を予め定める高さでほぼ水平に支持するための第１の基板支持手段と、
   角形基板の裏面において上記第１の基板支持手段が接触する領域よりも内方の領域に接触して、その角形基板を単独で支持可能な第２の基板支持手段と、
   この第２の基板支持手段を上記第１の基板支持手段に対して昇降させるための昇降駆動機構と、
   上記予め定める高さにおいて、角形基板が上記第１および第２の基板支持手段の両方によって支持されるように上記昇降駆動機構を制御する制御手段と、
   上記第 1 および第２の基板支持手段の両方によって支持された角形基板の端面に接触して、その角形基板の水平面内における位置を予め定める基板保持位置に位置合わせする位置調整手段とを含むことを特徴とする基板保持装置。
2. 上記第１の基板支持手段は、平面視において角形基板よりも小さな矩形状の外形を有し、その上面に角形基板を載置可能な基板載置プレートを含むものであることを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
3. 上記基板載置プレートの上面および外端面は、外側に湾曲した曲面で接続されていることを特徴とする請求項２記載の基板保持装置。
4. 上記基板載置プレートの上面および内端面は、外側に湾曲した曲面で接続されていることを特徴とする請求項２または３記載の基板保持装置。
5. 上記基板載置プレートの上面と外端面との接続部分には、樹脂を用いたコーティングが施されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の基板保持装置。
6. 上記基板載置プレートの上面には、角形基板の裏面を吸着するための吸着孔が形成されていて、
   上記第１の基板支持手段は、上記基板載置プレートの上面に角形基板の裏面を吸着して支持するものであることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の基板保持装置。
7. 上記吸着孔に接続されて、基板載置プレートの上面に気体を供給するための気体供給手段をさらに含むことを特徴とする請求項６記載の基板保持装置。
8. 上記基板載置プレートの所定部は、その外端面に沿った水平軸線まわりに揺動自在に構成されていることを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに記載の基板保持装置。
9. 上記基板載置プレートは、角形基板の各辺にそれぞれ沿った４つのプレート片を含むことを特徴とする請求項２ないし８のいずれかに記載の基板保持装置。
10. 上記４つのプレート片の少なくとも１つは、その外端面に沿った水平軸線まわりに揺動自在に構成されていることを特徴とする請求項９記載の基板保持装置。
11. 上記水平軸線まわりに揺動自在に構成されたプレート片は、その外端縁が角形基板の裏面に接離可能なように設けられていることを特徴とする請求項１０記載の基板保持装置。
12. 上記水平軸線まわりに揺動自在に構成されたプレート片は、その内端縁が角形基板の裏面に接離可能なように設けられていることを特徴とする請求項１０記載の基板保持装置。
13. 上記第２の基板支持手段は、角形基板の裏面に当接する複数のリフトピンを含むことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の基板保持装置。
14. 上記リフトピンの先端には、角形基板の裏面を吸着するための吸着孔が形成されていることを特徴とする請求項１３記載の基板保持装置。
15. 角形基板を除電するための除電手段をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の基板保持装置。
16. 表面に薄膜が形成された角形基板の端縁部を洗浄するための装置であって、
    請求項１ないし１５のいずれかに記載の基板保持装置と、
    この基板保持装置に保持された角形基板の端縁部に溶剤を供給して、その端縁部に形成されている不要な薄膜を除去する端縁洗浄手段とを含むことを特徴とする基板処理装置。
17. 上記端縁洗浄手段は、角形基板の端縁部に向けて溶剤を吐出する溶剤吐出ノズルを含むことを特徴とする請求項１６記載の基板処理装置。
18. 上記端縁洗浄手段は、角形基板上の溶剤供給位置近傍に向けて気体を噴射する気体ノズルをさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の基板処理装置。
19. 上記端縁洗浄手段は、上記溶剤吐出ノズルおよび気体ノズルを一体的に保持した洗浄ヘッドと、この洗浄ヘッドを上記基板保持装置に保持された角形基板の辺に沿って移動させる移動機構とを含むことを特徴とする請求項１８記載の基板処理装置。
20. 上記洗浄ヘッドには、処理対象の基板の端縁部が収容される処理空間が形成されていて、
    上記端縁洗浄手段は、上記処理空間に接続されており、その処理空間内の雰囲気を排気するための排気手段をさらに含むことを特徴とする請求項１９記載の基板処理装置。
21. 上記洗浄ヘッドは、上下に対向した一対のブロックを備え、上記処理空間は、上記一対のブロックの間に形成されており、
    上記一対のブロックのそれぞれには、上記溶剤吐出ノズルおよび気体ノズルが設けられていることを特徴とする請求項２０記載の基板処理装置。

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