JP4523516B2 - 塗布膜のむら検出方法、塗布膜のむら検出用プログラム、基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）等のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）に用いられるガラス基板等の基板にレジストなどの塗布液を塗布した後の塗布膜のむらを検出するための塗布膜のむら検出方法、塗布膜のむら検出用プログラム、基板処理方法および基板処理装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるＦＰＤの製造工程においては、フォトリソグラフィー技術を用いて、ガラス基板に所定の回路パターンを形成している。すなわち、ガラス基板にレジスト液を供給して塗布膜を形成し、これを乾燥、熱処理した後に、露光処理、現像処理を順次行っている。

ここで、ガラス基板にレジスト液を供給して塗布膜を形成する装置としては、ガラス基板を水平に保持する載置台と、この載置台に保持された基板にレジスト液を供給するレジストノズルと、載置台とレジストノズルとを水平方向に相対的に移動させる移動機構と、を有するスリット型塗布処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−５２８２１号公報

前記スリット型塗布処理装置によりレジスト塗布を行う際には、ノズル進行方向に対して後ろ側にメニスカスが形成され、このメニスカスの形状を一定に保ちながら塗布を行うことにより、膜厚の均一な塗布膜が形成される。ところが、メニスカスが不安定になったり、ノズルに局所的な目詰まりが生じたり、さらには基板上にゴミが存在したりすると、均一な塗布膜形成が困難になり、塗布膜上に縦筋、横縞、ほうき筋などの塗布むらが発生する。塗布膜の厚みむらは、エッチングの線幅の相違となって顕れ、最終的に液晶表示装置（ＬＣＤ）などの画質にばらつきを生じさせる原因となる。

例えば図２２は、レジストの膜厚と現像後の線幅（ＣＤ）とレジストが完全になくなるためのしきい露光エネルギー（Ｅｔｈ）との関係をグラフ化したものである。この図２２のグラフから、レジスト膜厚が１０ｎｍ変化すると、線幅（ＣＤ）として０．２μｍほどが変化していることがわかる。また、しきい露光エネルギー（Ｅｔｈ）も線幅（ＣＤ）と同じように変化している。このような線幅（ＣＤ）の変動は、液晶表示装置（ＬＣＤ）などの最終製品の電気的特定に少なからず悪影響を与えてしまうことが懸念される。

このため、従来、塗布処理後の塗布膜のむらに対しては、作業者が目視により判定を行ってきた。目視による塗布むらの判定は、作業者の経験や勘に依存する部分が大きく、また、目視によって局所的なむらを発見することは容易でないため、作業者によって判定に差が生じたり、判定に長時間を要するなどの問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、レジストなどの塗布液を基板に塗布して塗布膜を形成した後に、塗布膜の膜厚のむらを簡易な手法で定量的に検出し、短時間で評価することが可能な塗布膜のむら検出方法を提供することを課題とするものである。

本発明の第１の観点は、基板上に形成された塗布膜の膜厚のむらを検出するむら検出方法であって、
前記塗布膜上の複数の測定ポイントの膜厚を測定する膜厚測定工程と、
測定された各測定ポイントの膜厚と、予め設定された膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイント間の距離を元に、前記測定ポイント間における膜厚の変化率を求める演算工程と、
前記変化率を、予め設定されたしきい値と比較することにより、むらの有無を判定する判定工程と、
を含むことを特徴とする、塗布膜のむら検出方法を提供する。

第１の観点の塗布膜のむら検出方法によれば、塗布膜のむらを経験や勘に頼らず簡易な方法で客観的に把握することが可能になる。例えば、塗布膜における局所的なむらや広範囲に渡るむらについても短時間で確実に検出できるので、液晶表示装置（ＬＣＤ）をはじめとする基板加工製品の信頼性を高めることができる。

上記第１の観点において、前記しきい値は、前記測定ポイント間の距離に応じて設定されていてもよく、あるいは、塗布膜の平均膜厚に応じて設定されていてもよい。あるいは、塗布膜の種類に応じて設定されていてもよい。

また、前記判定工程の後に、むらの位置が所定の領域内にあるか否かを判定する位置判定工程を含むことができる。

また、前記基板は、ＦＰＤ用基板であってもよい。また、前記塗布膜がレジスト膜、有機膜またはカラーフィルター用の色彩レジスト膜であってもよい。

本発明の第２の観点は、基板上に形成された塗布膜の膜厚のむらを検出する塗布膜のむら検出用プログラムであって、コンピュータに、少なくとも、
前記塗布膜上の複数の測定ポイントの膜厚を測定する膜厚測定ステップと、
測定された各測定ポイントの膜厚と、予め設定された膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイント間の距離を元に、前記測定ポイント間における膜厚の変化率を求める演算ステップと、
前記変化率を、予め設定されたしきい値と比較することにより、むらの有無を判定する判定ステップと、
を実行させることを特徴とする、塗布膜のむら検出用プログラムを提供する。

上記第２の観点において、前記しきい値は、前記測定ポイント間の距離に応じて設定されていてもよく、あるいは、塗布膜の平均膜厚に応じて設定されていてもよい。あるいは、塗布膜の種類に応じて設定されていてもよい。

また、前記判定ステップの後に、むらの位置が所定の領域内にあるか否かを判定する位置判定ステップを含むことができる。また、前記基板は、ＦＰＤ用基板であってもよい。また、前記塗布膜がレジスト膜、有機膜またはカラーフィルター用の色彩レジスト膜であってもよい。

本発明の第３の観点は、基板にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する塗布工程と、前記レジスト膜を露光処理する露光工程と、露光処理後のレジスト膜を現像処理してパターン形成する現像工程と、を含む基板処理方法であって、
前記塗布工程の後、複数の測定ポイントにおいて前記レジスト膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、
測定された各測定ポイントの膜厚と、予め設定された膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイント間の距離を元に、前記測定ポイント間における膜厚の変化率を求める演算工程と、
前記変化率を、予め設定されたしきい値と比較することにより、むらの有無を判定する判定工程と、
を含むことを特徴とする、基板処理方法を提供する。

前記しきい値は、前記測定ポイント間の距離に応じて設定されていてもよく、あるいは、塗布膜の平均膜厚に応じて設定されていてもよい。あるいは、塗布膜の種類に応じて設定されていてもよい。

また、前記判定工程の後に、むらの位置が所定の領域内にあるか否かを判定する位置判定工程を含むことができる。また、前記基板がＦＰＤ用基板であってもよい。

本発明の第４の観点は、略水平に支持された基板に対して相対移動するノズルによって前記基板の上方から塗布液を吐出して基板上の塗布膜を形成する塗布処理装置と、
前記塗布処理装置によって基板に塗布された塗布膜の膜厚を測定する膜厚測定手段と、
測定された膜厚と、予め設定された膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイント間の距離を元に、前記測定ポイント間の膜厚の変化率を求め、塗布むらの有無を判定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする、基板処理装置を提供する。

上記第４の観点において、前記制御手段は、塗布むらの有無の判定とともに、むらの位置が所定の領域内にあるか否かを判定するものであってもよい。

本発明によれば、塗布膜のむらを経験や勘に頼らず簡易な方法で客観的に把握することが可能になる。例えば、塗布膜における局所的なむらや広範囲に渡るむらについても短時間で確実に検出できるので、液晶表示装置（ＬＣＤ）をはじめとする基板加工製品の信頼性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明を、ＬＣＤ用のガラス基板（以下「ＬＣＤ基板」という）の表面にレジスト膜を形成する装置および方法に適用した場合について説明することとする。

図１に、ＬＣＤ基板へのレジスト膜、有機膜またはカラーフィルター用の色彩レジスト膜などの形成と、露光処理後のレジスト膜、有機膜またはカラーフィルター用の色彩レジスト膜などの現像処理を行うレジスト塗布・現像処理システムの概略平面図を示す。このレジスト塗布・現像処理システム１００は、複数のＬＣＤ基板Ｇを収容するカセットＣを載置するカセットステーション（搬入出部）１と、ＬＣＤ基板Ｇにレジスト塗布および現像を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理ステーション（処理部）２と、露光装置４との間でＬＣＤ基板Ｇの受け渡しを行うためのインターフェイスステーション（インターフェイス部）３と、レジスト塗布・現像処理システム１００の各構成部を制御する制御部１０１とを備えており、カセットステーション１とインターフェイスステーション３はそれぞれ処理ステーション２の両端に配置されている。なお、図１において、レジスト塗布・現像処理システム１００の長手方向をＸ方向、平面上においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。

カセットステーション１は、カセットＣをＹ方向に並べて載置できる載置台９と、処理ステーション２との間でＬＣＤ基板Ｇの搬入出を行うための搬送装置１１を備えており、この載置台９と外部との間でカセットＣの搬送が行われる。搬送装置１１は搬送アーム１１ａを有し、カセットＣの配列方向であるＹ方向に沿って設けられた搬送路１０上を移動可能であり、搬送アーム１１ａによりカセットＣと処理ステーション２との間でＬＣＤ基板Ｇの搬入出が行われる。

処理ステーション２は、基本的にＸ方向に伸びるＬＣＤ基板Ｇ搬送用の平行な２列の搬送ラインＡ・Ｂを有しており、搬送ラインＡに沿ってカセットステーション１側からインターフェイスステーション３に向けて、スクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１と、第１の熱的処理ユニットセクション２６と、レジスト塗布処理ユニット２３と、第２の熱的処理ユニットセクション２７と、が配列されている。

また、搬送ラインＢに沿ってインターフェイスステーション３側からカセットステーション１に向けて、第２の熱的処理ユニットセクション２７と、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４と、ｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）２５と、第３の熱的処理ユニットセクション２８と、が配列されている。スクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１の上の一部にはエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）２２が設けられている。なお、エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）２２はスクラブ洗浄に先立ってＬＣＤ基板Ｇの有機物を除去するスクラブ前処理のために設けられ、ｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）２５は有機膜の脱色処理を行うために設けられる。

スクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１では、その中でＬＣＤ基板Ｇが略水平姿勢で搬送されながら洗浄処理および乾燥処理が行われるようになっている。現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４では、ＬＣＤ基板Ｇが略水平姿勢で搬送されながら、現像液塗布、リンス、乾燥処理が逐次行われるようになっている。これらスクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１および現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４では、ＬＣＤ基板Ｇの搬送は例えばコロ搬送またはベルト搬送により行われ、ＬＣＤ基板Ｇの搬入口および搬出口は相対向する短辺に設けられている。また、ｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）２５へのＬＣＤ基板Ｇの搬送は、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４の搬送機構と同様の機構により連続して行われる。

レジスト塗布処理ユニット２３は、後に詳細に説明するように、ＬＣＤ基板Ｇを略水平姿勢で搬送しながら、レジスト液を供給し、塗布膜Ｒを形成するレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａと、減圧雰囲気にＬＣＤ基板ＧをさらすことによりＬＣＤ基板Ｇ上に形成された塗布膜Ｒに含まれる揮発成分を蒸発させて塗布膜Ｒを乾燥させる減圧乾燥装置（ＶＤ）２３ｂと、を備えている。

第１の熱的処理ユニットセクション２６は、ＬＣＤ基板Ｇに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された２つの熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１・３２を有しており、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１はスクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１側に設けられ、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２はレジスト塗布処理ユニット２３側に設けられている。これら２つの熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１・３２の間に第１の搬送装置３３が設けられている。

図２の第１の熱的処理ユニットセクション２６の側面図に示すように、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１は、下から順にＬＣＤ基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット（ＰＡＳＳ）６１と、ＬＣＤ基板Ｇに対して脱水ベーク処理を行う２つの脱水ベークユニット（ＤＨＰ）６２・６３と、ＬＣＤ基板Ｇに対して疎水化処理を施すアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）６４が４段に積層された構成を有している。また、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２は、下から順にＬＣＤ基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット（ＰＡＳＳ）６５と、ＬＣＤ基板Ｇを冷却する２つのクーリングユニット（ＣＯＬ）６６・６７と、ＬＣＤ基板Ｇに対して疎水化処理を施すアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）６８が４段に積層された構成を有している。

第１の搬送装置３３は、パスユニット（ＰＡＳＳ）６１を介してのスクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１からのＬＣＤ基板Ｇの受け取り、上記熱的処理ユニット間のＬＣＤ基板Ｇの搬入出、およびパスユニット（ＰＡＳＳ）６５を介してのレジスト塗布処理ユニット２３へのＬＣＤ基板Ｇの受け渡しを行う。

第１の搬送装置３３は、上下に延びるガイドレール９１と、ガイドレール９１に沿って昇降する昇降部材９２と、昇降部材９２上を旋回可能に設けられたベース部材９３と、ベース部材９３上を前進後退可能に設けられ、ＬＣＤ基板Ｇを保持する基板保持アーム９４とを有している。昇降部材９２の昇降はモータ９５によって行われ、ベース部材９３の旋回はモータ９６によって行われ、基板保持アーム９４の前後動はモータ９７によって行われる。このように第１の搬送装置３３は、上下動、前後動、旋回動可能であり、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１・３２のいずれのユニットにもアクセスすることができる。

第２の熱的処理ユニットセクション２７は、ＬＣＤ基板Ｇに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された２つの熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４・３５を有しており、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４はレジスト塗布処理ユニット２３側に設けられ、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５は現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４側に設けられている。そして、これら２つの熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４・３５の間に、第２の搬送装置３６が設けられている。

図３の第２の熱的処理ユニットセクション２７の側面図に示すように、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４は、下から順にＬＣＤ基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット（ＰＡＳＳ）６９と、ＬＣＤ基板Ｇに塗布されたレジストの塗布膜の膜厚を測定する塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）７０と、ＬＣＤ基板Ｇに対してプリベーク処理を行う２つのプリベークユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）７１・７２が４段に積層された構成となっている。また、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５は、下から順にＬＣＤ基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット（ＰＡＳＳ）７３と、ＬＣＤ基板Ｇを冷却するクーリングユニット（ＣＯＬ）７４と、ＬＣＤ基板Ｇに対してプリベーク処理を行う２つのプリベークユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）７５・７６が４段に積層された構成となっている。

第２の搬送装置３６は、パスユニット（ＰＡＳＳ）６９を介してのレジスト塗布処理ユニット２３からのＬＣＤ基板Ｇの受け取り、上記熱的処理ユニット間のＬＣＤ基板Ｇの搬入出、パスユニット（ＰＡＳＳ）７３を介しての現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４へのＬＣＤ基板Ｇの受け渡し、および後述するインターフェイスステーション３の基板受け渡し部であるエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４に対するＬＣＤ基板Ｇの受け渡しおよび受け取り、を行う。なお、第２の搬送装置３６は、第１の搬送装置３３と同じ構造を有しており、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４・３５のいずれのユニットにもアクセス可能である。

第３の熱的処理ユニットセクション２８は、ＬＣＤ基板Ｇに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された２つの熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７・３８を有しており、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７は現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４側に設けられ、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３８はカセットステーション１側に設けられている。そして、これら２つの熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７・３８の間に、第３の搬送装置３９が設けられている。

図４の第３の熱的処理ユニットセクション２８の側面図に示すように、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７は、下から順に、ＬＣＤ基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット（ＰＡＳＳ）７７と、ＬＣＤ基板Ｇに対してポストベーク処理を行う３つのポストベークユニット（ＰＯＢＡＫＥ）７８・７９・８０が４段に積層された構成を有している。また、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３８は、下から順に、ＬＣＤ基板Ｇの受け渡しおよび冷却を行うパス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）８１と、ＬＣＤ基板Ｇに対してポストベーク処理を行う３つのポストベークユニット（ＰＯＢＡＫＥ）８２・８３・８４が４段に積層された構成を有している。

第３の搬送装置３９は、パスユニット（ＰＡＳＳ）７７を介してのｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）２５からのＬＣＤ基板Ｇの受け取り、上記熱的処理ユニット間のＬＣＤ基板Ｇの搬入出、パス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）８１を介してのカセットステーション１へのＬＣＤ基板Ｇの受け渡しを行う。なお、第３の搬送装置３９も第１の搬送装置３３と同じ構造を有しており、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７・３８のいずれのユニットにもアクセス可能である。

処理ステーション２では、以上のように２列の搬送ラインＡ・Ｂを構成するように、かつ基本的に処理の順になるように各処理ユニットおよび搬送装置が配置されており、これら搬送ラインＡ・Ｂ間には空間４０が設けられている。そして、この空間４０を往復動可能にシャトル（基板載置部材）４１が設けられている。このシャトル４１はＬＣＤ基板Ｇを保持可能に構成されており、シャトル４１を介して搬送ラインＡ・Ｂ間でＬＣＤ基板Ｇの受け渡しが行われる。シャトル４１に対するＬＣＤ基板Ｇの受け渡しは、上記第１から第３の搬送装置３３・３６・３９によって行われる。

インターフェイスステーション３は、処理ステーション２と露光装置４との間でＬＣＤ基板Ｇの搬入出を行う搬送装置４２と、バッファカセットを配置するバッファステージ（ＢＵＦ）４３と、冷却機能を備えた基板受け渡し部であるエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４とを有しており、タイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）と周辺露光装置（ＥＥ）とが上下に積層された外部装置ブロック４５が搬送装置４２に隣接して設けられている。搬送装置４２は搬送アーム４２ａを備え、この搬送アーム４２ａにより処理ステーション２と露光装置４との間でＬＣＤ基板Ｇの搬入出が行われる。

次に、レジスト塗布処理ユニット２３について詳細に説明する。図５はレジスト塗布処理ユニット２３の概略平面図である。レジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａは、表面の所定位置に所定のガスを噴射するための複数のガス噴射口１６が設けられたステージ１２と、ステージ１２上でＬＣＤ基板ＧをＸ方向に搬送する基板搬送機構１３と、ステージ１２上を移動するＬＣＤ基板Ｇの表面にレジスト液を供給するレジスト供給ノズル１４と、レジスト供給ノズル１４を洗浄等するためのノズル洗浄ユニット１５と、を備えている。

ノズル洗浄ユニット１５は、支柱部材５５に取り付けられて、ステージ１２の上方に配置されている。ノズル洗浄ユニット１５は、ＬＣＤ基板Ｇへのレジスト液供給前に予備的にレジストノズル１４からレジスト液を吐出させる、所謂、ダミーディスペンスを行うためのダミーディスペンス部５７と、レジストノズル１４のレジスト吐出口が乾燥しないようにレジスト吐出口を溶剤（例えば、シンナー）の蒸気雰囲気で保持するためのノズルバス５８と、レジストノズル１４のレジスト吐出口近傍に付着したレジストを除去するためのノズル洗浄機構５９と、を備えている。

減圧乾燥装置（ＶＤ）２３ｂは、ＬＣＤ基板Ｇを載置するための載置台１７と、載置台１７および載置台１７に載置されたＬＣＤ基板Ｇを収容するチャンバ１８と、を備えている。さらに、レジスト塗布処理ユニット２３には、レジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａから減圧乾燥装置（ＶＤ）２３ｂへ、さらに減圧乾燥装置（ＶＤ）２３ｂから熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４に設けられたパスユニット（ＰＡＳＳ）６９へＬＣＤ基板Ｇを搬送する基板搬送アーム１９が設けられている。

ステージ１２は、ＬＣＤ基板Ｇの搬送方向の上流から下流に向けて、大略的に、導入ステージ部１２ａ、塗布ステージ部１２ｂ、搬出ステージ部１２ｃに分けられる。導入ステージ部１２ａは、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２のパスユニット（ＰＡＳＳ）６５から塗布ステージ部１２ｂへＬＣＤ基板Ｇを搬送するためのエリアである。塗布ステージ部１２ｂには、レジスト供給ノズル１４が配置されており、ここでＬＣＤ基板Ｇにレジスト液が供給されて塗布膜Ｒが形成される。搬出ステージ部１２ｃは、塗布膜Ｒが形成されたＬＣＤ基板Ｇを減圧乾燥装置（ＶＤ）２３ｂへ搬出するためのエリアである。

ＬＣＤ基板Ｇは、ガス噴射口１６から噴射されるガスによって、略水平姿勢で、ステージ１２から浮上した状態で保持され、この状態で基板搬送機構１３により搬送される。なお、ＬＣＤ基板Ｇの平面度を高くするためには、ガス噴射口１６の直径を短くして、ガス噴射口１６の配置数を多くすることが好ましい。

ステージ１２の搬出ステージ部１２ｃには、ガス噴射口１６に加えて、搬出ステージ部１２ｃへ搬送されてきたＬＣＤ基板Ｇを基板搬送アーム１９に受け渡すために、ＬＣＤ基板Ｇを持ち上げるリフトピン４７が設けられている。

図６は基板搬送機構１３の概略構成を示す断面図である。基板搬送機構１３は、ＬＣＤ基板ＧのＹ方向端の一部を保持する基板保持部材５１ａ・５１ｂと、ステージ１２のＹ方向側面に、Ｘ方向に延在するように配置された直線ガイド５２ａ・５２ｂと、基板保持部材５１ａ・５１ｂを保持し、直線ガイド５２ａ・５２ｂと嵌合した連結部材５０と、連結部材５０をＸ方向で往復移動させるＸ軸駆動機構５３と、を備えている。

基板保持部材５１ａ・５１ｂはそれぞれ、台座部４９にＬＣＤ基板Ｇを吸着保持するための吸着パッド４８が１個以上設けられた構造を有しており、吸着パッド４８は図示しない真空ポンプ等を動作させることにより、ＬＣＤ基板Ｇを吸着保持することができるようになっている。吸着パッド４８は、ＬＣＤ基板Ｇにおいてレジスト液が塗布されない部分の裏面側、つまりＬＣＤ基板Ｇの裏面のＹ方向端部近傍で、ＬＣＤ基板Ｇを保持する。Ｘ軸駆動機構５３としては、例えば、ベルト駆動機構や、ボールねじ、エアースライダ、電動スライダ、リニアモータ等が挙げられる。

図７にレジスト供給ノズル１４の概略斜視図を示し、図８にレジスト供給ノズル１４とレジスト供給ノズル１４をＸ方向およびＺ方向に移動させるノズル移動機構２０の概略構成を示す正面図（Ｘ方向から見た図）を示す。レジスト供給ノズル１４は、一方向に長い長尺状の箱体１４ａに、レジスト液を略帯状に吐出するスリット状のレジスト吐出口１４ｂが設けられた構造を有している。

ノズル移動機構２０は、このレジスト供給ノズル１４を箱体１４ａの長手方向をＹ方向に一致させた状態で保持し、レジスト供給ノズル１４をＺ方向に昇降させる昇降機構３０と、昇降機構３０を保持する支柱部材５４と、支柱部材５４をＸ方向で移動させるボールネジ等の水平駆動機構５６と、を備えている。このようなノズル移動機構２０によって、レジスト供給ノズル１４は、ＬＣＤ基板Ｇにレジスト液を供給する位置とノズル洗浄ユニット１５において洗浄処理等される各位置との間で移動することができるようになっている。

レジスト供給ノズル１４にはレジスト吐出口１４ｂとＬＣＤ基板Ｇとの間隔を測定するセンサ２９が取り付けられており、昇降機構３０は、このセンサ２９の測定値に基づいてＬＣＤ基板Ｇにレジスト液を供給する際のレジスト供給ノズル１４の位置を制御する。レジスト供給ノズル１４の長さはＬＣＤ基板Ｇの幅（Ｙ方向長さ）よりも短くなっており、ＬＣＤ基板Ｇの周縁の一定領域には塗布膜Ｒが形成されないようになっている。なお、このセンサ２９は、ノズル洗浄ユニット１５の各部にアクセスする際のレジスト供給ノズル１４の位置調整にも用いられる。

図９は、第２の熱的処理ユニットセクション２７の熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４に配備された塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）７０の概略構成と、ＬＣＤ基板Ｇに形成されたレジストの塗布膜Ｒの検査状態を模式的に示している。この塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）７０は、上記のようなレジスト塗布処理ユニット２３でレジスト塗布処理を受け、塗布膜Ｒが形成された後のＬＣＤ基板Ｇに光を照射する光源２０１と、ＬＣＤ基板Ｇからの反射光を受光するＣＣＤ素子を備えた受光部２０２と、受光した反射光を分光する分光部２０３と、分光部２０３より出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０４と、を有している。

光源２０１および受光部２０２は、図示しない駆動機構により走査駆動され、同期してＬＣＤ基板Ｇの上方を例えばＸ、Ｙ方向に走査できるようになっている。そして、ＬＣＤ基板Ｇの上を走査しながら、光源２０１によりＬＣＤ基板Ｇの表面の塗布膜Ｒに所定角度で光を照射し、各測定ポイントにおける反射光を受光部２０２により受光し、分光部２０３で各波長の光に分光する。分光部２０３より出力される各波長光のアナログ信号はＡ／Ｄ変換器２０４によりデジタル信号に変換され、後述する制御部１０１に送出される。この塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）７０では、例えば塗布膜Ｒ上の４０，０００点の測定ポイントを僅か９０秒程度で測定できる。

図１を参照するに、レジスト塗布・現像処理システム１００の各構成部は、制御部１０１により制御される構成となっている。制御部１０１は、ＣＰＵを備えたコントローラ１０２を備えており、このコントローラ１０２には、工程管理者がレジスト塗布・現像処理システム１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、レジスト塗布・現像処理システム１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェイス１０３が接続されている。

また、コントローラ１０２には、レジスト塗布・現像処理システム１００で実行されるレジスト塗布処理や塗布膜厚検査、むら判定などの各種処理をコントローラ１０２の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部１０４が接続されている。

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェイス１０３からの指示等にて任意のレシピを記憶部１０４から呼び出してコントローラ１０２に実行させることで、コントローラ１０２の制御下で、レジスト塗布・現像処理システム１００で所望の処理が行われる。また、前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。

このように構成されたレジスト塗布・現像処理システム１００における一連の処理は、例えば図１０に示す手順で行われる。
まず、カセットステーション１の載置台９に配置されたカセットＣ内のＬＣＤ基板Ｇが、搬送装置１１により処理ステーション２のエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）２２に直接搬入され（ステップＳ１１）、そこでスクラブ前処理が行われる（ステップＳ１２）。次いで、搬送装置１１によりＬＣＤ基板Ｇがスクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１に搬入され、スクラブ洗浄される（ステップＳ１３）。スクラブ洗浄処理後、ＬＣＤ基板Ｇは、例えばコロ搬送により第１の熱的処理ユニットセクション２６に属する熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１のパスユニット（ＰＡＳＳ）６１に搬出される。

パスユニット（ＰＡＳＳ）６１に配置されたＬＣＤ基板Ｇは、最初に、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１の脱水ベークユニット（ＤＨＰ）６２・６３のいずれかに搬送されて脱水ベーク処理（加熱処理）され（ステップＳ１４）、次いで熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２のクーリングユニット（ＣＯＬ）６６・６７のいずれかに搬送されて冷却された後（ステップＳ１５）、レジストの定着性を高めるために熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１のアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）６４および熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２のアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）６８のいずれかに搬送され、そこでＨＭＤＳによりアドヒージョン処理、すなわち、疎水化処理される（ステップＳ１６）。その後、ＬＣＤ基板Ｇは、クーリングユニット（ＣＯＬ）６６・６７のいずれかに搬送されて冷却され、さらに熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２のパスユニット（ＰＡＳＳ）６５に搬送される。このような一連の処理を行う際のＬＣＤ基板Ｇの搬送処理は、全て第１の搬送装置３３によって行われる。

パスユニット（ＰＡＳＳ）６５に配置されたＬＣＤ基板Ｇは、パスユニット（ＰＡＳＳ）６５内に設けられた、例えば、コロ搬送機構等の基板搬送機構４６によって、レジスト塗布処理ユニット２３内へ搬入される。なお、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２のパスユニット（ＰＡＳＳ）６５からレジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａへのＬＣＤ基板の搬入は、例えば、パスユニット（ＰＡＳＳ）６５に基板搬送アームを設け、かつ、導入ステージ部１２ａにリフトピンを設けて、この基板搬送アームが保持したＬＣＤ基板をリフトピンに受け渡し、リフトピンを降下させることによって導入ステージ部１２ａの表面近傍で、基板保持部材５１ａ・５１ｂ等にＬＣＤ基板Ｇを把持させるようにしてもよい。

レジスト塗布装置（ＣＴ）２３ａにおいては、ＬＣＤ基板Ｇを水平姿勢で搬送しながらレジスト液を供給して塗布膜Ｒを形成し（ステップＳ１７）、その後、減圧乾燥装置（ＶＤ）２３ｂにて塗布膜Ｒに減圧乾燥処理が施される（ステップＳ１８）。その後、ＬＣＤ基板Ｇは減圧乾燥装置（ＶＤ）２３ｂに設けられた基板搬送アーム１９により、レジスト塗布処理ユニット２３から第２の熱的処理ユニットセクション２７に属する熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４のパスユニット（ＰＡＳＳ）６９に受け渡される。

パスユニット（ＰＡＳＳ）６９に配置されたＬＣＤ基板Ｇは、第２の搬送装置３６により、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４のプリベークユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）７１・７２および熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５のプリベークユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）７５・７６のいずれかに搬送されてプリベーク処理され（ステップＳ１９）、その後熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５のクーリングユニット（ＣＯＬ）７４に搬送されて所定温度に冷却される（ステップＳ２０）。冷却されたＬＣＤ基板Ｇは、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４の塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）７０に搬送され、ＬＣＤ基板Ｇ上の所定の測定ポイントで塗布膜Ｒの膜厚が測定されることによりむらの有無の判定が行われる（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１で塗布膜Ｒにむらが「有り」と判定されたＬＣＤ基板Ｇについては、例えばダミー処理に換えることにより以降の処理を中止し、ＬＣＤ基板Ｇを再生利用または破棄する。一方、ステップＳ２１で塗布膜Ｒにむらが「無し」と判定されたＬＣＤ基板Ｇについては、次の処理に進む。なお、このステップＳ２１の詳細については後述する。また、このような判定を行うことにより、レジスト塗布・現像処理システム１００において連続的に処理されるＬＣＤ基板Ｇに同様のむらが連続して発生する場合には、例えばレジスト供給ノズル１４の目詰まり等の不具合が発生していることが考えられるので、必要に応じて、レジスト塗布・現像処理システム１００の稼働を中断し、所要のメンテナンスを行うなどのフィードバックが可能になる。

塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）７０で膜厚測定され、むらが無いと判定された後のＬＣＤ基板Ｇは、第２の搬送装置３６により、さらに熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５のパスユニット（ＰＡＳＳ）７３に搬送される。
その後、ＬＣＤ基板Ｇは第２の搬送装置３６によりインターフェイスステーション３のエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４へ搬送され、必要に応じて、インターフェイスステーション３の搬送装置４２により外部装置ブロック４５の周辺露光装置（ＥＥ）に搬送されて、そこで、レジスト膜の外周部（不要部分）を除去するための露光が行われる（ステップＳ２２）。次いで、ＬＣＤ基板Ｇは、搬送装置４２により露光装置４に搬送されてそこでＬＣＤ基板Ｇ上のレジスト膜に所定パターンで露光処理が施される（ステップＳ２３）。なお、ＬＣＤ基板Ｇは、一旦、バッファステージ（ＢＵＦ）４３上のバッファカセットに収容され、その後に露光装置４に搬送される場合がある。

露光終了後、ＬＣＤ基板Ｇはインターフェイスステーション３の搬送装置４２により外部装置ブロック４５の上段のタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）に搬入されてＬＣＤ基板Ｇに所定の情報が記され、タイトリングされた後（ステップＳ２４）、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４に載置される。ＬＣＤ基板Ｇは、第２の搬送装置３６により、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）４４から第２の熱的処理ユニットセクション２７に属する熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５のパスユニット（ＰＡＳＳ）７３へ搬送される。

パスユニット（ＰＡＳＳ）７３から現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４まで延長されている例えばコロ搬送機構を作用させることにより、ＬＣＤ基板Ｇはパスユニット（ＰＡＳＳ）７３から現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４へ搬入される。現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４では、現像処理が行われる（ステップＳ２５）。例えば、ＬＣＤ基板Ｇを水平姿勢で搬送しながら現像液がＬＣＤ基板Ｇ上に液盛りされ、その後、一旦、ＬＣＤ基板Ｇの搬送を停止してＬＣＤ基板Ｇを所定角度傾けることにより、ＬＣＤ基板上の現像液を流し落とし、さらにこの状態でＬＣＤ基板Ｇにリンス液を供給して、現像液を洗い流す。その後、ＬＣＤ基板Ｇを水平姿勢に戻して、再び搬送を開始し、乾燥用窒素ガスまたは空気をＬＣＤ基板Ｇに吹き付けることにより、ＬＣＤ基板を乾燥させる。

現像処理終了後、有機膜を形成する場合、ＬＣＤ基板Ｇは現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４から連続する搬送機構、例えばコロ搬送によりｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）２５に搬送され、ＬＣＤ基板Ｇに対して脱色処理が施される（ステップＳ２６）。その後、ＬＣＤ基板Ｇはｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）２５内のコロ搬送機構により第３の熱的処理ユニットセクション２８に属する熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７のパスユニット（ＰＡＳＳ）７７に搬出される。

パスユニット（ＰＡＳＳ）７７に配置されたＬＣＤ基板Ｇは、第３の搬送装置３９により熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７のポストベークユニット（ＰＯＢＡＫＥ）７８・７９・８０および熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３８のポストベークユニット（ＰＯＢＡＫＥ）８２・８３・８４のいずれかに搬送されてポストベーク処理され（ステップＳ２７）、その後熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３８のパス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）８１に搬送されて所定温度に冷却された後（ステップＳ２８）、カセットステーション１の搬送装置１１によって、カセットステーション１に配置されている所定のカセットＣに収容される（ステップＳ２９）。

次に、塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）７０における塗布膜Ｒの膜厚測定とむらの判定方法について、適宜図１１〜図１４を参照しながら説明する。図１１は、塗布膜Ｒのむら判定の内容を概念的に説明するための模式図である。図１１に示すとおり、塗布膜Ｒの膜厚を元に、基板上の任意の測定ポイント間の膜厚の変化率を算出すると、変化率の絶対値が一定の値（しきい値）を超え、他の部位よりも大きくなっている部位（同図中、矢印で示す）を検出できる。後述するように、膜厚変化率が大きな部位は膜厚が局所的に変動している箇所と一致することが確認されている。従って、図１１中、矢印で示す部位がむらとして検出され、むらの有無を判定できる。

塗布膜Ｒの膜厚の測定ポイントは、例えばＬＣＤ基板Ｇに対してＸ方向もしくはＹ方向に直線的に並ぶように選択してもよく、または、Ｘ方向とＹ方向の両方でもよく、さらには、ＬＣＤ基板Ｇの各辺に対して所定の角度をもって斜め方向に測定してもよい。あるいは、一枚のＬＣＤ基板Ｇの略全面を網羅できるように例えば螺旋状に測定を行ってもよい。

本発明では、測定ポイント間の膜厚変化率（つまり膜厚曲線の傾き）を基準にするため、むら判定を行うための測定ポイントの選択が重要な要素になる。つまり、膜厚変化率を算出する基礎となる膜厚測定ポイント間の距離をどの程度に設定するか、によって、膜厚の変化率のデータが変化する。例えば、局所的なむらを検出するためには、該局所的なむらに起因する膜厚変動が明瞭になるように、膜厚測定ポイントの距離を小さく設定することが重要である。一方、ＬＣＤ基板Ｇ上の塗布膜Ｒ表面の広範囲に亘ってブロードな膜厚むらが形成されている場合には、膜厚変動率算出の基礎となる測定ポイント間の距離を広めに設定した方が、広範囲の膜厚変動を検出しやすい。このように、膜厚変動率算出の基礎となる測定ポイント間の距離は、目的に応じ、例えばＬＣＤ基板Ｇ上の１０００の測定ポイントの膜厚を測定した場合、隣接する９９９測定ポイント間の膜厚変化率と、５０測定ポイント毎の膜厚変化率を算出し、局所的な膜厚変動と広範囲の膜厚変動の両方を検出できるようにしてもよい。具体的には、ＬＣＤ基板Ｇの長辺の長さが２２００ｍｍである場合、膜厚変化率の基礎とする測定ポイントの間隔を例えば０．１〜２．０ｍｍとすることにより、局所的な塗布むらを判定することができる。他方、膜厚変化率の基礎とする測定ポイントの間隔を１〜２０ｍｍとすることにより、緩やかな凹凸の塗布むらを判定することができる。

また、膜厚変化率算出の基礎とすべき膜厚の測定ポイントの間隔は、塗布膜Ｒの膜種や塗布膜厚、処理目的（求められるエッチング精度）、想定されるむらの種類（例えば、縦筋、横縞、ほうき筋、濃淡むら）などに応じても、適宜選択することが可能である。この場合、測定ポイントの全てを変化率算出の基礎としてもよいが、任意の測定ポイントの膜厚を選択して変化率算出の基礎としてもよい。

また、塗布むらの判定基準となるしきい値は、塗布膜Ｒの膜種や、平均塗布膜厚、処理目的（求められるエッチング精度）、想定されるむらの種類（例えば、縦筋、横縞、ほうき筋、濃淡むら）などに応じて適宜設定することが可能である。

塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）７０における膜厚の測定は、例えば図１２に示す手順で行われる。図９において、塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）７０の光源２０１および受光部２０２は、前記のように走査駆動により同期してＬＣＤ基板Ｇの上方を例えばＸ、Ｙ方向に走査できるようになっている。そして、ＬＣＤ基板Ｇの上を走査しながら、光源２０１によりＬＣＤ基板Ｇの上面に所定角度で光を照射し、各測定ポイントにおける反射光を受光部２０２により受光し、分光部２０３で各波長の光に分光する。分光部２０３より出力される各波長光のアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器２０４によりデジタル信号に変換され、制御部１０１に送出される。

制御部１０１では、予め記憶部１０４に保存されたＬＣＤ基板Ｇおよびその表面に形成されたレジスト膜Ｒの膜種毎の屈折率を元に、コントローラ１０２が、これらの屈折率と、分光部２０３から送られた各波長光のデータとを解析し、例えば７つの波長において屈折率のマッチングを行うことによって、各測定ポイントにおける膜厚を算出する（ステップＳ３１）。なお、膜厚測定の手法は、この方法に限るものではなく、例えば、単一波長エリプソメーター、分光エリプソメーターなどを採用できる。

コントローラ１０２は、各測定ポイントにおける膜厚の測定値と、予め設定された測定ポイント間の距離を元に、任意の２測定ポイント間における膜厚の変化率を計算する（ステップＳ３２）。そして、得られた膜厚の変化率と、記憶部１０４に記憶されているしきい値とを比較する（ステップＳ３３）。比較の結果、しきい値を超える膜厚変化率の部位がある場合（Ｙｅｓ）には、当該ＬＣＤ基板Ｇ上の塗布膜Ｒは「むら有り」であると判定し、しきい値を超える膜厚変化率の部位が存在しない場合（Ｎｏ）には、当該ＬＣＤ基板Ｇ上の塗布膜Ｒは「むらなし」であると判定する（ステップＳ３４）。このような判定結果は、ユーザーインターフェイス１０３へ送られ、例えばモニタに表示される。以上のステップＳ３１〜ステップＳ３４の処理を実施することによって、ＬＣＤ基板Ｇ上の塗布膜Ｒのむらを判定できる。

前記のように、塗布膜Ｒにしきい値を超えるむらが存在するＬＣＤ基板Ｇは、ＬＣＤ製品の信頼性を損なうおそれがあるため、例えばダミー処理に切替えることによってその後の処理を中止し、塗布膜Ｒを剥離してＬＣＤ基板Ｇを再利用したり、あるいは破棄する。しかし、塗布膜Ｒのむらが、例えば図１３に示すように、ＬＣＤ製品の製品化領域から外れて存在しているのであれば、製品の信頼性には何ら悪影響を及ぼさない可能性がある。図１３は、１枚のＬＣＤ基板Ｇから４枚のＬＣＤ製品Ｐを加工する、所謂４面取りのケースであり、図示のように、むらはＬＣＤ製品Ｐの加工領域から外れた位置に存在している。

このような場合には、例えば図１４に示す手順により、むら判定とむら位置の判定とを組み合わせることにより、処理を中止するか否かの判断が可能になる。図１４のステップＳ４１〜ステップＳ４４までは、図１２のステップＳ３１〜ステップＳ３４までと同様である。ステップＳ４４で膜厚の変化率がしきい値より大きく（Ｙｅｓ）、むら有りと判定された場合、ステップＳ４５で、むら位置の判定を行う。そして、むらの存在する位置が、製品加工領域から外れている場合（Ｎｏ）には、ＬＣＤ製品Ｐへの悪影響はないと考えられるので、次の処理、例えば周辺露光処理（図１０参照）へ進む。一方、むらの存在する位置が、製品加工領域内にある場合には、製品への影響を考慮し、例えばダミー処理を行うことにより以降の処理を中止したり、そのまま次の処理、例えば周辺露光処理へ進む場合でも、むらの存在しない加工領域だけを部分利用するといった対応が可能になる。

次に、図１５〜図２２を参照しながら、本発明の効果を確認した試験結果について説明する。
図１５（ａ）に図示のように、レジストが塗布され塗布膜Ｒが形成されたＬＣＤ基板Ｇに対し、長手方向に連続する測定ポイントで塗布膜Ｒの膜厚測定を実施した。その結果を図１５（ｂ）に示す。なお、このＬＣＤ基板Ｇには、目視により図１５（ａ）に示すように測定ポイント方向と直交する方向にむらが識別された。測定ポイント間（１００ｍｍ間隔）における膜厚の変化率を求めた結果を図１５（ｃ）に示す。図１５（ａ）〜（ｃ）の比較から、目視により検出されたむらの位置と、膜厚および膜厚変化率の変動のピーク位置とが一致していた。このことより、塗布膜Ｒの膜厚変化率を算出し、しきい値（例えば０．０３ｎｍ／ｍｍ）と比較することによって、塗布膜Ｒのむらの有無を判定できることが確認された。

図１６は、レジスト供給ノズル１４の幅方向にＬＣＤ基板Ｇの膜厚変化を測定した結果を示している。このケースでは、グラフ中の丸で囲んだ部分Ａ、Ｂの２カ所に膜厚の大きな変動が見られるが、これらの部位に対応して、ＬＣＤ基板Ｇの塗布膜Ｒには、目視によっても濃淡むらが確認された。そして、図１６中のＡ、Ｂの変化率を求めたところ、Ａは約４０ｎｍ／１００ｍｍであり、Ｂは約５０ｎｍ／８０ｍｍであった。この場合、むらの有無を判定する場合のしきい値は３０ｎｍ／１００ｍｍであるため、これらＡ、Ｂの２カ所にむらが存在することが定量的に把握できる。

図１７は、ほうき筋が発生したＬＣＤ基板Ｇの塗布膜Ｒの膜厚変化をグラフ化したものである。ほうき筋は、通常、塗布開始部から３０ｍｍ程度の範囲においてレジスト供給ノズル１４とＬＣＤ基板Ｇとの相対移動方向（スキャン方向）に沿って複数発生するものである。図１７は、複数のほうき筋の中の一本を横切るように塗布膜Ｒの膜厚測定を行っており、同図中、測定位置１４０ｍｍ〜１５０ｍｍ付近での断続的な黒丸で示すＶ字型の谷部分がほうき筋の断面に該当する。そして、図１７中のほうき筋断面部分（Ｖ字谷の両側斜面）の膜厚変化率を求めたところ、４０ｎｍ／１０ｍｍおよび２０ｎｍ／１０ｍｍであった。この場合、むらの有無を判定する場合のしきい値は１０ｎｍ／１０ｍｍであるため、この部分にむらが存在することを定量的に把握できた。

図１８および図１９は、減圧乾燥装置（ＶＤ）２３ｂにおける減圧乾燥時の支持ピンの転写跡による塗布膜Ｒのむらの測定結果である。図１８はレジスト供給ノズル１４の幅方向（図５のＹ方向）にＬＣＤ基板Ｇの塗布膜Ｒの膜厚変化を測定した結果を示し、図１９は、レジスト供給ノズル１４とＬＣＤ基板Ｇとの相対移動方向（図５のＸ方向）にＬＣＤ基板Ｇの膜厚変化を測定した結果を示している。この図１８および図１９のグラフでは、横軸の測定位置０の位置が支持ピンの位置であり、ほぼこの位置にオーバーラップするように転写跡による膜厚の減少が発生している。そして、図１８中の膜厚減少部位の膜厚変化率を求めたところ、１０ｎｍ／１０ｍｍであった。また、図１９中の膜厚減少部位の膜厚変化率を求めたところ、８ｎｍ／１０ｍｍであった。この場合、むらの有無を判定する場合のしきい値は５ｎｍ／１０ｍｍであるため、この部分にむらが存在することを定量的に把握できた。

図２０は、ＬＣＤ基板Ｇの裏面に付着したゴミによる塗布膜Ｒのむらの測定結果であり、レジスト供給ノズル１４とＬＣＤ基板Ｇとの相対移動方向（スキャン方向）にＬＣＤ基板Ｇの膜厚変化を測定した結果を示している。この図２０のグラフでは、横軸の測定位置−４３０ｍｍ付近に裏面ゴミの転写跡による膜厚の変動が発生している。そして、図２０中の膜厚変動部位の膜厚変化率を求めたところ、６０ｎｍ／１５ｍｍであった。この場合、むらの有無を判定する場合のしきい値は１０ｎｍ／１０ｍｍであるため、この部分にむらが存在することを定量的に把握できた。

図２１は、塗布膜Ｒに顕れたＶ字むら付近の膜厚測定結果である。Ｖ字むらは、レジスト供給ノズル１４とＬＣＤ基板Ｇとの相対移動方向（スキャン方向）に、複数枚のＬＣＤ基板Ｇに渡って平面視Ｖ字状のむらが水紋のように幾重にも形成される現象である。この図２１のグラフでは、横軸の測定位置０を中心に±１５ｍｍ付近の丸印ａ，ｂの２カ所に急激な膜厚の変動が見られた。そして、図２１中の膜厚変動部位の膜厚変化率を求めたところ、ａは５０ｎｍ／５ｍｍであり、ｂは３０ｎｍ／５ｍｍであった。この場合、むらの有無を判定する場合のしきい値はともに２０ｎｍ／５ｍｍであるため、この部分にむらが存在することを定量的に把握できた。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、上記説明においては、塗布膜Ｒとしてレジスト膜を取り上げたが、塗布膜はこれに限定されるものではなく、反射防止膜や感光性を有さない有機膜等の絶縁膜や、カラーフィルター用の色彩レジスト膜などであってもよい。

また、本発明は、ＬＣＤ用のガラス基板の処理に限らず、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、蛍光表示管（Vacuum Fluorescent Display；ＶＦＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等に使用する各種ＦＰＤ用基板に塗布膜の形成を行う場合にも同様に適用できる。

また、上記説明では、レジスト塗布装置（ＣＴ）２３における基板搬送機構として、ステージ１２上でＬＣＤ基板Ｇを浮上させて搬送する形態を取り上げたが、基板Ｇの搬送には、Ｙ方向に所定間隔でコロが設けられた軸部材をＸ方向に所定間隔で並べ、この軸部材を回転させることによりコロに載せられたＬＣＤ基板Ｇを移動させる、所謂、コロ搬送機構を用いてもよいし、ＬＣＤ基板ＧのＹ方向端をベルトに載せて搬送させてもよい。

なお、むらの有無の判断を、膜厚変化率をさらに微分した値で判断してもよく、例えば図１７のように膜厚がゆっくり変化する場合など、膜厚変化率だけでは判断が難しい場合などに有効である。

また、むらの有無の判定をステップＳ２８の冷却処理とステップＳ２９の基板をカセットに収容する処理の間に行ってもよい。この場合は、塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）７０を熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７または熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３８に搭載すればよい。

本発明は、ＦＰＤ用基板等の大型基板に、レジスト膜等の塗布膜を形成する処理を行う場合に好適に利用できる。

本発明の一実施形態であるレジスト塗布装置を具備するレジスト塗布・現像処理システムの概略平面図。 図１に示したレジスト塗布・現像処理システムの第１の熱的処理ユニットセクションを示す側面図。 図１に示したレジスト塗布・現像処理システムの第２の熱的処理ユニットセクションを示す側面図。 図１に示したレジスト塗布・現像処理システムの第３の熱的処理ユニットセクションを示す側面図。 レジスト塗布処理ユニットの概略平面図。 レジスト塗布処理ユニットに設けられる基板搬送機構の概略構成を示す断面図。 レジスト供給ノズルの概略斜視図。 レジスト供給ノズルとノズル移動機構の概略構成を示す正面図。 塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）の概略構成を示す模式図。 基板処理の流れを示すフロー図。 膜厚変化率とむらとの関係を示す概念図。 むら判定の手順を示すフロー図。 ４面取りのＬＣＤ基板におけるむらと製品加工領域との関係を説明する模式図。 むら判定およびむら位置判定の手順を示すフロー図。 むら判定の試験結果を示す図面であり、（ａ）は測定ポイントとむらの位置を示す概略図であり、（ｂ）は膜厚測定結果を示すグラフであり、（ｃ）は膜厚変化率を示すグラフである。 濃淡むらが発生した塗布膜の膜厚測定結果を示す図面。 ほうき筋が発生した塗布膜の膜厚測定結果を示す図面。 支持ピンの転写跡が発生した塗布膜のノズル幅方向の膜厚測定結果を示す図面。 支持ピンの転写跡が発生した塗布膜のノズル相対移動方向の膜厚測定結果を示す図面。 裏面ごみの転写跡が発生した塗布膜の膜厚測定結果を示す図面。 Ｖ字むらが発生した塗布膜のノズル幅方向の膜厚測定結果を示す図面。 レジスト膜厚と線幅（ＣＤ）としきい露光エネルギー（Ｅｔｈ）との関係を示すグラフ図。

符号の説明

１；カセットステーション
２；処理ステーション
３；インターフェイスステーション
１２；ステージ
１３；基板搬送機構
１４；レジスト供給ノズル
１５；ノズル洗浄ユニット
１６：ガス噴射口
２０；ノズル移動機構
２３；レジスト塗布処理ユニット
２３ａ；レジスト塗布装置（ＣＴ）
５７；ダミーディスペンス部
５８；ノズルバス
５９；ノズル洗浄機構
７０；塗布膜厚計測ユニット（ＩＮＳ）
１００；レジスト塗布・現像処理システム
１０１；制御部
１０２；コントローラ
１０３；ユーザーインターフェイス
１０４；記憶部
２０１；光源
２０２；受光部
２０３；分光部
２０４；Ａ／Ｄ変換器
Ｇ；ＬＣＤ基板

Claims (32)

1. 基板上に形成された塗布膜の膜厚のむらを検出するむら検出方法であって、
   前記塗布膜上の複数の測定ポイントの膜厚を測定する膜厚測定工程と、
   測定された各測定ポイントの膜厚と、予め設定された膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイント間の距離を元に、前記測定ポイント間における膜厚の変化率を求める演算工程と、
   前記変化率を、予め設定されたしきい値と比較することにより、むらの有無を判定する判定工程と、
   を含むことを特徴とする、塗布膜のむら検出方法。
2. 前記膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイントの間隔は、想定されるむらの種類に応じて選択されることを特徴とする、請求項１に記載の塗布膜のむら検出方法。
3. 前記複数の測定ポイントのうち隣接する測定ポイント間における前記膜厚の変化率、及び所定測定ポイント毎における前記膜厚の変化率を求め、局所的な膜厚変動と広範囲の膜厚変動の両方を検出することを特徴とする、請求項１に記載の塗布膜のむら検出方法。
4. 前記しきい値は、前記測定ポイント間の距離に応じて設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の塗布膜のむら検出方法。
5. 前記しきい値は、塗布膜の平均膜厚に応じて設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の塗布膜のむら検出方法。
6. 前記しきい値は、塗布膜の種類に応じて設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の塗布膜のむら検出方法。
7. 前記しきい値は、想定されるむらの種類に応じて設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の塗布むら検出方法。
8. 前記判定工程の後に、むらの位置が製品加工領域内にあるか否かを判定する位置判定工程を含むことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の塗布膜のむら検出方法。
9. 前記基板がＦＰＤ用基板であることを特徴とする、請求項８に記載の塗布膜のむら検出方法。
10. 前記塗布膜がレジスト膜、有機膜またはカラーフィルター用の色彩レジスト膜であることを特徴とする、請求項９に記載の塗布膜のむら検出方法。
11. 基板上に形成された塗布膜の膜厚のむらを検出する塗布膜のむら検出用プログラムであって、コンピュータに、少なくとも、
    前記塗布膜上の複数の測定ポイントの膜厚を測定する膜厚測定ステップと、
    測定された各測定ポイントの膜厚と、予め設定された膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイント間の距離を元に、前記測定ポイント間における膜厚の変化率を求める演算ステップと、
    前記変化率を、予め設定されたしきい値と比較することにより、むらの有無を判定する判定ステップと、
    を実行させることを特徴とする、塗布膜のむら検出用プログラム。
12. 前記膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイントの間隔は、想定されるむらの種類に応じて選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の塗布膜のむら検出用プログラム。
13. 前記複数の測定ポイントのうち隣接する測定ポイント間における前記膜厚の変化率、及び所定測定ポイント毎における前記膜厚の変化率を求め、局所的な膜厚変動と広範囲の膜厚変動の両方を検出することを特徴とする、請求項１１に記載の塗布膜のむら検出用プログラム。
14. 前記しきい値は、前記測定ポイント間の距離に応じて設定されていることを特徴とする、請求項１１に記載の塗布膜のむら検出用プログラム。
15. 前記しきい値は、塗布膜の平均膜厚に応じて設定されていることを特徴とする、請求項１１に記載の塗布膜のむら検出用プログラム。
16. 前記しきい値は、塗布膜の種類に応じて設定されていることを特徴とする、請求項１１に記載の塗布膜のむら検出用プログラム。
17. 前記しきい値は、想定されるむらの種類に応じて設定されていることを特徴とする、請求項１１に記載の塗布むら検出用プログラム。
18. 前記判定ステップの後に、むらの位置が製品加工領域内にあるか否かを判定する位置判定ステップを含むことを特徴とする、請求項１１から請求項１７のいずれか１項に記載の塗布膜のむら検出用プログラム。
19. 前記基板がＦＰＤ用基板であることを特徴とする、請求項１８に記載の塗布膜のむら検出用プログラム。
20. 前記塗布膜がレジスト膜、有機膜またはカラーフィルター用の色彩レジスト膜であることを特徴とする、請求項１９に記載の塗布膜のむら検出用プログラム。
21. 基板にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する塗布工程と、前記レジスト膜を露光処理する露光工程と、露光処理後のレジスト膜を現像処理してパターン形成する現像工程と、を含む基板処理方法であって、
    前記塗布工程の後、複数の測定ポイントにおいて前記レジスト膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、
    測定された各測定ポイントの膜厚と、予め設定された膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイント間の距離を元に、前記測定ポイント間における膜厚の変化率を求める演算工程と、
    前記変化率を、予め設定されたしきい値と比較することにより、むらの有無を判定する判定工程と、
    を含むことを特徴とする、基板処理方法。
22. 前記膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイントの間隔は、想定されるむらの種類に応じて選択されることを特徴とする、請求項２１に記載の基板処理方法。
23. 前記複数の測定ポイントのうち隣接する測定ポイント間における前記膜厚の変化率、及び所定測定ポイント毎における前記膜厚の変化率を求め、局所的な膜厚変動と広範囲の膜厚変動の両方を検出することを特徴とする、請求項２１に記載の基板処理方法。
24. 前記しきい値は、前記測定ポイント間の距離に応じて設定されていることを特徴とする、請求項２１に記載の基板処理方法。
25. 前記しきい値は、塗布膜の平均膜厚に応じて設定されていることを特徴とする、請求項２１に記載の基板処理方法。
26. 前記しきい値は、塗布膜の種類に応じて設定されていることを特徴とする、請求項２１に記載の基板処理方法。
27. 前記しきい値は、想定されるむらの種類に応じて設定されていることを特徴とする、請求項２１に記載の基板処理方法。
28. 前記判定工程の後に、むらの位置が製品加工領域内にあるか否かを判定する位置判定工程を含むことを特徴とする、請求項２１から請求項２７のいずれか１項に記載の基板処理方法。
29. 前記基板がＦＰＤ用基板であることを特徴とする、請求項２８に記載の基板処理方法。
30. 前記塗布膜がレジスト膜、有機膜またはカラーフィルター用の色彩レジスト膜であることを特徴とする、請求項２９に記載の基板処理方法。
31. 略水平に支持された基板に対して相対移動するノズルによって前記基板の上方から塗布液を吐出して基板上の塗布膜を形成する塗布処理装置と、
    前記塗布処理装置によって基板に塗布された塗布膜の膜厚を測定する膜厚測定手段と、
    測定された膜厚と、予め設定された膜厚変化率算出の基礎となる測定ポイント間の距離を元に、前記測定ポイント間の膜厚の変化率を求め、塗布むらの有無を判定する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする、基板処理装置。
32. 前記制御手段は、塗布むらの有無の判定とともに、むらの位置が製品加工領域内にあるか否かを判定することを特徴とする、請求項３１に記載の基板処理装置。

Images