(57)【要約】【課題】レジストのスキャン塗布において、筋ムラ等が発生した場合でもそれを平坦化し、レジスト等の処理液の塗布膜厚を均一にすることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供すること。【解決手段】超音波照射体４２を基板Ｇ上を移動させながら、塗布されたレジストに超音波を照射していく。これにより、レジストに熱が発生し、この熱によりレジストを軟化させ流動性を上げることができる。したがってレジストの塗布後に、その塗布線による筋ムラが発生した場合でもその筋ムラを均一にならすことができ、レジストの膜厚も均一化することができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に第１の処理液を塗布する塗布手段と、
前記第１の処理液が塗布された基板の表面側に配置され、該第１の処理液に超音波を照射する超音波照射体と
を具備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、
前記超音波照射体は、基板の表面に塗布された前記第１の処理液の表面から１ｍｍ〜５ｍｍ離れた位置に配置されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記基板の表面上で前記超音波照射体を基板に対して相対的に移動させる手段をさらに具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記超音波照射体は超音波ホーン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、
前記超音波照射体は、
前記超音波ホーンを複数有するとともに、
前記複数の超音波ホーンを直線状に配列させて保持する長尺状の保持部材を有す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、
前記基板の表面上で前記保持部材を基板に対して相対的に移動させる手段をさらに具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記塗布手段は、
前記第１の処理液を吐出する複数の穴が設けられた長尺状のノズルと、
基板の表面上で前記ノズルを基板に対して相対的に移動させる手段と
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記超音波照射体と前記基板の表面に塗布された第１の処理液の表面との隙間に所定のガスを供給するガス供給手段をさらに具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理装置であって、
前記ガス供給手段は、ヘリウムガスを供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記基板の表面に塗布された前記第１の処理液の表面上に第２の処理液を供給する供給手段をさらに具備し、
前記超音波照射体は、前記供給手段により供給された第２の処理液を媒介して前記第１の処理液に超音波を照射することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板処理装置であって、
前記超音波照射体が前記第２の処理液に接しつつ超音波を照射することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の基板処理装置であって、
前記供給手段は純水を供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
密閉することが可能な処理室と、
前記処理室内の圧力を制御する制御手段と
をさらに具備し、
前記超音波照射体は前記処理室内に設けられ、
前記制御手段は、少なくとも前記超音波照射体により超音波を照射している間前記処理室内の圧力を大気圧より高く制御する手段を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記基板を保持する保持部と、
前記保持部に設けられ、該保持部により保持された基板の温度を調整する温度調整機構と
をさらに具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１５】
（ａ）基板の表面に第１の処理液を塗布する工程と、
（ｂ）前記第１の処理液が塗布された基板の表面側から該第１の処理液に超音波を照射する工程と
を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の基板処理方法であって、
（ｃ）前記工程（ｂ）は、前記超音波を照射する超音波照射体と前記基板の表面に塗布された第１の処理液の表面との間に所定のガスを供給する工程を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｃ）は、前記超音波照射体と前記塗布された第１の処理液の表面との間にヘリウムガスを供給する工程を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の基板処理方法であって、
（ｄ）前記工程（ａ）の後、前記工程（ｂ）の前に、基板の表面に塗布された前記第１の処理液の表面に第２の処理液を供給する工程をさらに具備し、
前記工程（ｂ）は、前記工程（ｄ）で供給された第２の処理液を媒介して前記第１の処理液に超音波を照射する工程を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｂ）は、密閉することが可能な処理室内で行われ、前記処理室内の圧力を大気圧より高く制御する工程を有することを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶製造工程において液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）等に使用されるガラス基板に例えばレジストを塗布し現像する基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤの製造工程において、ＬＣＤ用のガラス基板上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）の薄膜や電極パターンを形成するために、半導体デバイスの製造に用いられるものと同様のフォトリソグラフィ技術が利用される。フォトリソグラフィ技術では、フォトレジストをガラス基板に塗布し、これを露光し、さらに現像する。
【０００３】
上記レジストを塗布する手法として、基板を回転させることで基板上のレジスト液を基板表面の全面に伸展させる回転塗布の他、ノズルからレジスト液を吐出させながらそのノズルを基板上でスキャンさせるいわゆるスキャン塗布がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
かかるスキャン塗布において、例えばノズルにはレジストを吐出する穴が複数設けられているものがあるため、この複数の穴から吐出されたそれぞれのレジスト液の塗布線同士が混ざり合わず、いわゆる「筋ムラ」が生じる場合がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、例えば基板を保持するチャック機構に超音波振動子を内蔵させ、レジストの塗布後に超音波振動子により超音波を発生させ、チャック機構を介して基板を微小振動させる装置がある。その結果、複数の塗布線同士が均一に混ざり合うというものである（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１６２２０７号公報（図４等）
【特許文献２】
特開２０００−７７３２６号公報（図１における符号７３）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのように超音波振動子により基板を微小振動させても、やはり筋ムラの発生を防ぐことは難しい。特に、筋ムラによって生じるレジストの膜厚の不均一になることは、レジスト塗布処理後の工程である現像処理やエッチング処理に多大な影響を及ぼす。
【０００８】
また、筋ムラを防止するために複数の穴同士の間隔を極力小さく形成した場合であっても、吐出流量が多ければ逆に塗布線同士が重なってしまいその部分の塗布膜が厚くなるという問題も生じる。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、筋ムラ等が発生した場合でもそれを平坦化し、レジスト等の処理液の塗布膜厚を均一にすることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る基板処理装置は、基板の表面に第１の処理液を塗布する塗布手段と、前記第１の処理液が塗布された基板の表面側に配置され、該第１の処理液に超音波を照射する超音波照射体とを具備する。
【００１１】
本発明では、基板の表面側に配置された超音波照射体によって、基板の表面の第１の処理液に超音波を照射する。これにより、第１の処理液に熱が発生し、この熱により第１の処理液を軟化させ流動性を上げることができるので、塗布後に筋ムラが発生した場合でもその筋ムラを均一にならすことができる。その結果、第１の処理液の膜厚も均一化される。
【００１２】
また、本発明では、超音波照射体を第１の処理液に浸けて超音波を照射することが考えられる。この場合、超音波振動による物理的な衝撃力をも加えることができるので、よりいっそう塗布膜厚の均一化に寄与する。またあるいは、基板の表面に塗布された前記第１の処理液の表面から１ｍｍ〜５ｍｍ離れた位置から超音波を照射してもよい。この場合は、熱による軟化作用のみで均一化することになる。ここで、第１の処理液とは、例えばレジスト液があげられる。
【００１３】
本発明の一の形態では、前記基板の表面上で前記超音波照射体を基板に対して相対的に移動させる手段をさらに具備する。これにより、基板全面に塗布された第１の処理液の全面にわたってその膜厚を均一にすることができる。
【００１４】
また、本発明では、超音波照射体の基板に対する位置に応じて、超音波照射体により照射する超音波の振動数及び出力電圧のうち少なくとも一方を可変する手段をさらに具備するようにしてもよい。
【００１５】
本発明の一の形態では、前記超音波照射体として超音波ホーンを使用することができる。
【００１６】
本発明の一の形態では、前記超音波照射体は、前記超音波ホーンを複数有するとともに、前記複数の超音波ホーンを直線状に配列させて保持する長尺状の保持部材を有する。そして前記基板の表面上で前記保持部材を基板に対して相対的に移動させる手段をさらに具備する。これにより、基板全面に塗布された第１の処理液の全面にわたってその膜厚を均一にすることができる。この場合、超音波照射体を基板に対して移動させる駆動機構を備えてもよいし、あるいは超音波照射体を固定させておき基板自体を移動させる駆動機構を備えてもよい。
【００１７】
また、本発明では、保持部材の基板に対する位置に応じて、複数の超音波ホーンのうち少なくとも１つから照射される超音波の振動数及び出力電圧のうち少なくとも一方を可変する手段をさらに具備するようにしてもよい。
【００１８】
本発明の一の形態では、前記塗布手段は、前記第１の処理液を吐出する複数の穴が設けられた長尺状のノズルと、基板の表面上で前記ノズルを基板に対して相対的に移動させる手段とを具備する。この場合、ノズルを基板に対して移動させる駆動機構を備えてもよいし、あるいはノズルを固定させておき基板自体を移動させる駆動機構を備えてもよい。
【００１９】
本発明の一の形態では、前記超音波照射体と前記基板の表面に塗布された第１の処理液の表面との隙間に所定のガスを供給するガス供給手段をさらに具備する。超音波照射体を基板上の処理液の表面から離して超音波を照射する場合に、前記隙間に所定のガスを供給することにより、当該隙間に空気がある場合に比べ超音波振動を第１の処理液に伝達しやすくなり処理能率を向上させることができる。この場合所定のガスとしては、分子運動速度が大きいガス（質量が小さいガス）を用いることができる。例えばヘリウムガス等があげられる。
【００２０】
本発明の一の形態では、前記基板の表面に塗布された前記第１の処理液の表面上に第２の処理液を供給する供給手段をさらに具備し、前記超音波照射体は、前記供給手段により供給された第２の処理液を媒介して前記第１の処理液に超音波を照射する。このように第２の処理液を媒介して超音波を第１の処理液に照射することにより、照射体と第１の処理液との間に空気がある場合に比べ超音波振動を第１の処理液に伝達しやすくなり処理能率を向上させることができる。この場合、前記超音波照射体が前記第２の処理液に接しつつ超音波を照射すればよい。また、第２の処理液は例えば純水を用いることができる。
【００２１】
本発明の一の形態では、密閉することが可能な処理室と、前記処理室内の圧力を制御する制御手段とをさらに具備し、前記超音波照射体は前記処理室内に設けられ、前記制御手段は、少なくとも前記超音波照射体により超音波を照射している間前記処理室内の圧力を大気圧より高く制御する手段を有する。このように超音波を照射する間大気圧より高くすることにより、処理室が大気圧の場合に比べ空気中の分子が密となるので超音波振動を第１の処理液に伝達しやすくなり処理能率を向上させることができる。
【００２２】
本発明の一の形態では、前記基板を保持する保持部と、前記保持部に設けられ、該保持部により保持された基板の温度を調整する温度調整機構とをさらに具備する。これにより、基板の温度を調整することができる。その結果、例えば基板の温度をある程度上げておくことにより、第１の処理液に熱を発生することを促進させ効率的に第１の処理液を軟化させることができる。あるいは、超音波照射を終えた後、基板の温度を下げるような温度に調整することも可能である。
【００２３】
本発明に係る基板処理方法は、（ａ）基板の表面に第１の処理液を塗布する工程と、（ｂ）前記第１の処理液が塗布された基板の表面側から該第１の処理液に超音波を照射する工程とを具備する。
【００２４】
本発明では、工程（ｂ）により第１の処理液に熱が発生し、この熱により第１の処理液を軟化させ流動性を上げることができるので、塗布後に筋ムラが発生した場合でもその筋ムラを均一にならすことができる。その結果、第１の処理液の膜厚も均一化される。
【００２５】
本発明の一の形態は、（ｃ）前記工程（ｂ）は、前記超音波を照射する超音波照射体と前記基板の表面に塗布された第１の処理液の表面との間に所定のガスを供給する工程を具備する。
【００２６】
本発明の一の形態は、前記工程（ｃ）は、前記超音波照射体と前記塗布された第１の処理液の表面との間にヘリウムガスを供給する工程を具備する。
【００２７】
本発明の一の形態は、（ｄ）前記工程（ａ）の後、前記工程（ｂ）の前に、基板の表面に塗布された前記第１の処理液の表面に第２の処理液を供給する工程をさらに具備し、前記工程（ｂ）は、前記工程（ｄ）で供給された第２の処理液を媒介として前記第１の処理液に超音波を照射する工程を有する。
【００２８】
本発明の一の形態は、前記工程（ｂ）は、密閉することが可能な処理室内で行われ、前記処理室内の圧力を大気圧より高く制御する工程を有する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３０】
図１は本発明が適用されるＬＣＤ基板の塗布現像処理システムを示す平面図であり、図２はその正面図、また図３はその背面図である。
【００３１】
この塗布現像処理システム１は、複数のガラス基板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２と、基板Ｇにレジスト塗布及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部３と、露光装置３２との間で基板Ｇの受け渡しを行うためのインターフェース部４とを備えており、処理部３の両端にそれぞれカセットステーション２及びインターフェース部４が配置されている。
【００３２】
カセットステーション２は、カセットＣと処理部３との間でＬＣＤ基板の搬送を行うための搬送機構１０を備えている。そして、カセットステーション２においてカセットＣの搬入出が行われる。また、搬送機構１０はカセットの配列方向に沿って設けられた搬送路１２上を移動可能な搬送アーム１１を備え、この搬送アーム１１によりカセットＣと処理部３との間で基板Ｇの搬送が行われる。
【００３３】
処理部３には、カセットステーション２におけるカセットＣの配列方向（Ｙ方向）に垂直方向（Ｘ方向）に延設された主搬送部３ａと、この主搬送部３ａに沿って、レジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）を含む各処理ユニットが並設された上流部３ｂ及び現像処理ユニット（ＤＥＶ）１８を含む各処理ユニットが並設された下流部３ｃとが設けられている。
【００３４】
主搬送部３ａには、Ｘ方向に延設された搬送路３１と、この搬送路３１に沿って移動可能に構成されガラス基板ＧをＸ方向に搬送する搬送シャトル２３とが設けられている。この搬送シャトル２３は、例えば支持ピンにより基板Ｇを保持して搬送するようになっている。また、主搬送部３ａのインターフェース部４側端部には、処理部３とインターフェース部４との間で基板Ｇの受け渡しを行う垂直搬送ユニット７が設けられている。
【００３５】
上流部３ｂにおいて、カセットステーション２側端部には、基板Ｇに洗浄処理を施すスクラバ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２０が設けられ、このスクラバ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２０の上段に基板Ｇ上の有機物を除去するためのエキシマＵＶ処理ユニット（ｅ−ＵＶ）１９が配設されている。
【００３６】
スクラバ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２０の隣には、ガラス基板Ｇに対して熱的処理を行うユニットが多段に積み上げられた熱処理系ブロック２４及び２５が配置されている。これら熱処理系ブロック２４と２５との間には、垂直搬送ユニット５が配置され、搬送アーム５ａがＺ方向及び水平方向に移動可能とされ、かつθ方向に回動可能とされているので、両ブロック２４及び２５における各熱処理系ユニットにアクセスして基板Ｇの搬送が行われるようになっている。なお、上記処理部３における垂直搬送ユニット７についてもこの垂直搬送ユニット５と同一の構成を有している。
【００３７】
図２に示すように、熱処理系ブロック２４には、基板Ｇにレジスト塗布前の加熱処理を施すベーキングユニット（ＢＡＫＥ）が２段、ＨＭＤＳガスにより疎水化処理を施すアドヒージョンユニット（ＡＤ）が下から順に積層されている。一方、熱処理系ブロック２５には、基板Ｇに冷却処理を施すクーリングユニット（ＣＯＬ）が２段、アドヒージョンユニット（ＡＤ）が下から順に積層されている。
【００３８】
熱処理系ブロック２５に隣接してレジスト処理ブロック１５がＸ方向に延設されている。このレジスト処理ブロック１５は、基板Ｇにレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）と、減圧により前記塗布されたレジストを乾燥させる減圧乾燥ユニット（ＶＤ）と、本発明に係る基板Ｇの周縁部のレジストを除去するエッジリムーバ（ＥＲ）とが設けられて構成されている。このレジスト処理ブロック１５には、レジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）からエッジリムーバ（ＥＲ）にかけて移動する図示しないサブアームが設けられており、このサブアームによりレジスト処理ブロック１５内で基板Ｇが搬送されるようになっている。
【００３９】
レジスト処理ブロック１５に隣接して多段構成の熱処理系ブロック２６が配設されており、この熱処理系ブロック２６には、基板Ｇにレジスト塗布後の加熱処理を行うプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）が３段積層されている。
【００４０】
下流部３ｃにおいては、図３に示すように、インターフェース部４側端部には、熱処理系ブロック２９が設けられており、これには、クーリングユニット（ＣＯＬ）、露光後現像処理前の加熱処理を行うポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢＡＫＥ）が２段、下から順に積層されている。
【００４１】
熱処理系ブロック２９に隣接して現像処理を行う現像処理ユニット（ＤＥＶ）１８がＸ方向に延設されている。この現像処理ユニット（ＤＥＶ）１８の隣には熱処理系ブロック２８及び２７が配置され、これら熱処理系ブロック２８と２７との間には、上記垂直搬送ユニット５と同一の構成を有し、両ブロック２８及び２７における各熱処理系ユニットにアクセス可能な垂直搬送ユニット６が設けられている。また、現像処理ユニット（ＤＥＶ）１８端部の上には、ｉ線処理ユニット（ｉ―ＵＶ）３３が設けられている。
【００４２】
熱処理系ブロック２８には、クーリングユニット（ＣＯＬ）、基板Ｇに現像後の加熱処理を行うポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が２段、下から順に積層されている。一方、熱処理系ブロック２７も同様に、クーリングユニット（ＣＯＬ）、ポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が２段、下から順に積層されている。
【００４３】
インターフェース部４には、正面側にタイトラー及び周辺露光ユニット（Ｔｉｔｌｅｒ／ＥＥ）２２が設けられ、垂直搬送ユニット７に隣接してエクステンションクーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）３５が、また背面側にはバッファカセット３４が配置されており、これらタイトラー及び周辺露光ユニット（Ｔｉｔｌｅｒ／ＥＥ）２２とエクステンションクーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）３５とバッファカセット３４と隣接した露光装置３２との間で基板Ｇの受け渡しを行う垂直搬送ユニット８が配置されている。この垂直搬送ユニット８も上記垂直搬送ユニット５と同一の構成を有している。
【００４４】
以上のように構成された塗布現像処理システム１の処理工程については、先ずカセットＣ内の基板Ｇが処理部３部における上流部３ｂに搬送される。上流部３ｂでは、エキシマＵＶ処理ユニット（ｅ−ＵＶ）１９において表面改質・有機物除去処理が行われ、次にスクラバ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２０において、基板Ｇが略水平に搬送されながら洗浄処理及び乾燥処理が行われる。続いて熱処理系ブロック２４の最下段部で垂直搬送ユニットにおける搬送アーム５ａにより基板Ｇが取り出され、同熱処理系ブロック２４のベーキングユニット（ＢＡＫＥ）にて加熱処理、アドヒージョンユニット（ＡＤ）にて、ガラス基板Ｇとレジスト膜との密着性を高めるため、基板ＧにＨＭＤＳガスを噴霧する処理が行われる。この後、熱処理系ブロック２５のクーリングユニット（ＣＯＬ）による冷却処理が行われる。
【００４５】
次に、基板Ｇは搬送アーム５ａから搬送シャトル２３に受け渡される。そしてレジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）に搬送され、レジストの塗布処理が行われた後、減圧乾燥処理ユニット（ＶＤ）にて減圧乾燥処理、エッジリムーバ（ＥＲ）４８にて基板周縁のレジスト除去処理が順次行われる。
【００４６】
次に、基板Ｇは搬送シャトル２３から垂直搬送ユニット７の搬送アームに受け渡され、熱処理系ブロック２６におけるプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）にて加熱処理が行われた後、熱処理系ブロック２９におけるクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却処理が行われる。続いて基板Ｇはエクステンションクーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）３５にて冷却処理されるとともに露光装置にて露光処理される。
【００４７】
次に、基板Ｇは垂直搬送ユニット８及び７の搬送アームを介して熱処理系ブロック２９のポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢＡＫＥ）に搬送され、ここで加熱処理が行われた後、クーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却処理が行われる。そして基板Ｇは垂直搬送ユニット７の搬送アームを介して、現像処理ユニット（ＤＥＶ）１８において基板Ｇは略水平に搬送されながら現像処理、リンス処理及び乾燥処理が行われる。
【００４８】
次に、基板Ｇは熱処理系ブロック２８における最下段から垂直搬送ユニット６の搬送アーム６ａにより受け渡され、熱処理系ブロック２８又は２７におけるポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）にて加熱処理が行われ、クーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却処理が行われる。そして基板Ｇは搬送機構１０に受け渡されカセットＣに収容される。
【００４９】
次に、図４を参照してレジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）について説明する。
【００５０】
このレジスト塗布処理ユニットＣＴでは、ほぼ中央部に基板Ｇを収容するカップＣＰが配置されている。カップＣＰの内部には例えば基板Ｇを真空引き等で保持するチャック部材３８が備えられ、このチャック部材３８は図示しないエアシリンダ等の駆動機構によってカップＣＰから出没するように上下に移動できるようになっている。これにより外部から搬送されてくる基板をチャック部材３８で受け取ったり、このユニットＣＴで処理を終えた基板を外部に渡したりすることができる。
【００５１】
なお、図示しないが、カップの開口部５９には、エアシリンダ等により上下に移動する蓋部材が配置されている。
【００５２】
カップＣＰに隣接した位置には、レジストノズル４１と超音波照射体４２を水平方向（図中でＸ方向）に移動させるための駆動装置３０が設けられている。レジストノズル４１には、レジスト液供給部１６からレジスト液が供給管１６ａを介して供給されるようになっている。駆動装置３０には、モータ５４により回転するボールネジ５４ａ及びモータ５３により回転するボールネジ５３ａが設けられている。
【００５３】
ボールネジ５４ａには、レジストノズル４１を保持するノズル保持部材４６を支持する支持体４４がその下方部で螺挿されており、モータ５４の回転により支持体４４はＸ方向に移動できるようになっている。支持体４４にはノズル保持部材４６を垂直方向（Ｚ方向）に移動させるための図示しないエアシリンダ等の駆動機構が内蔵され、レジストノズル４１を上下移動させることができるようになっている。ボールネジ５３ａも同様に超音波照射体４２を保持する保持部材４５を支持する支持体４３がその下方部で螺挿されており、モータ５３の回転により支持体４３はＸ方向に移動できるようになっている。この支持体４３もその内部に図示しないエアシリンダ等の駆動機構が設けられ、超音波照射体４２を上下移動させることができるようになっている。そして、制御部１７に設けられたＸ軸コントローラ３７、Ｚ軸コントローラ３６によって、Ｘ軸、Ｚ軸の移動量等が個別的に制御されるようになっている。
【００５４】
このような構成により、レジストノズル４１、超音波照射体４２がカップＣＰに収容された基板Ｇの表面側でそれぞれＸ軸方向及びＺ軸方向に移動できるようになっている。
【００５５】
図５は、超音波照射体４２の一例を示す断面図である。この超音波照射体４２は、筐体５５内部の空間に例えば超音波を発生する圧電素子５２を複数直線状に配列させている。これら圧電素子５２は圧電素子コントローラ５０によって電圧が印加されるようになっており、これら複数の圧電素子５２が同期して、かつ同一周波数で駆動するようになっている。また、これら複数の圧電素子５２は、１つの振動板５６に固定されており、圧電素子５２の振動がこの振動板５６に伝達されるようになっている。このような構成により、この振動板５６によって筐体５５の長さにわたって全体的に振動が発生し、基板Ｇに対して超音波振動を与えるようになっている。
【００５６】
図６は、超音波照射体の他の例を示す断面図である。この超音波照射体４２´は、筐体５５内部に超音波ホーン５７を複数直線状に配列させている。超音波ホーンは、例えば図に示すように超音波を発生する圧電素子５２がそれぞれ内蔵されており、下方に向かうにしたがって径が小さくなるように形成されている。これにより圧電素子５２の振動が収束されるようになっている。各圧電素子５２は圧電素子コントローラ６０により、それぞれ個別的に種々の電圧値や周波数値で電圧が印加されるようになっている。このような構成により、各ホーン５７の個別的な振動が基板Ｇに与えられるようになっている。
【００５７】
図７は、レジストノズル４１を下方から示す斜視図である。このレジストノズル４１は下部に設けられた複数の吐出孔４１ａからレジスト液を吐出するようになっている。これらの吐出孔４１ａの直径はそれぞれ、例えば５０μｍ〜１００μｍと微細に形成されている。また、このレジストノズル４１は、図８に示すようにその長手方向の長さが例えば基板Ｇの一辺Ｇａの幅と同じか、またはそれより長く形成されている。
【００５８】
次に、以上のように構成されたレジスト塗布処理ユニットＣＴの動作について説明する。
【００５９】
まず、レジスト塗布処理ユニットＣＴに搬入されてきた基板は、チャック部材３８に渡されカップＣＰ内に収容される。そして、図８に示すように、レジストノズル４１が基板Ｇ上を移動しながら線状のレジストＲを吐出していく。このように一回のスキャンで基板Ｇの全面にレジストを塗布する。
【００６０】
次に、超音波照射体４２をレジストノズル４１と同じように基板Ｇ上を移動させながら、塗布されたレジストに超音波を照射していく。この場合、超音波照射体４２をレジストの表面から例えば１ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍ離して照射させていく。これにより、レジストに熱が発生し、この熱によりレジストを軟化させ流動性を上げることができる。したがってレジストの塗布後に、その塗布線による筋ムラが発生した場合でもその筋ムラを均一にならすことができ、レジストの膜厚も均一化することができる。また、超音波振動による物理的な衝撃力をも加えることができるので、よりいっそう塗布膜厚の均一化に寄与する。
【００６１】
あるいは、塗布されたレジストに超音波照射体４２を当接させながらスキャンさせて超音波を照射してもよい。この場合、熱によるレジストの軟化作用のみで膜厚を均一化する。
【００６２】
図６に示す超音波照射体４２´で超音波を照射する場合は、各超音波ホーン５７から照射する超音波の振動数や出力電圧を変えてスキャンすることも可能である。例えば、基板Ｇにおいて特に筋ムラの発生しやすい部分に照射する位置に対応して配置されたホーン５７から、他のホーン５７より出力電圧を上げて超音波を発生させることにより、より膜厚を均一化させることができる。
【００６３】
あるいは、超音波照射体４２´のスキャン途中で動的に各超音波ホーン５７から照射する超音波の振動数や出力電圧を変えることもできる。このような動的な制御は、図５に示した超音波照射体４２でも行うことができる。
【００６４】
図９は、レジスト塗布処理ユニットの他の例を示す斜視図である。なお、図９において、図４における構成要素と同一のものについては同一の符号を付すものとし、その説明を省略する。
【００６５】
このレジスト塗布処理ユニットでは、レジストノズル４１を保持するノズル保持部材４６に超音波照射体４２（４２´）も固定されている。このような構成により、レジストノズル４１を矢印Ａの方向にスキャンさせて塗布処理を行いつつ、そのレジストノズル４１の後を追うように超音波照射体４２（４２´）により超音波を照射していくことができる。これにより、駆動装置等を簡素化できスループットの向上を図ることができる。
【００６６】
図１０は、レジスト塗布処理ユニットの他の例の要部を示す断面図である。この例においては、例えばヘリウムガス供給部６２から供給管６２ａを介して供給されるヘリウムガスを噴出するヘリウムガスノズル６３が設けられている。このヘリウムガスノズル６３は、支持部材６４によって支持され、この支持部材６４は、超音波照射体４２（４２´）を保持する保持部材６１の側部に取り付けられている。ヘリウムガスノズル６３の下部６３ａは、超音波照射体４２（４２´）側に向くように支持部材６４に支持されている。
【００６７】
レジスト塗布処理ユニットの超音波照射体４２（４２´）を基板Ｇ上で、矢印Ａの方向にスキャンさせて超音波を照射する場合に、ヘリウムガスノズル６３からヘリウムガスを噴出しながら行う。この場合、基板上に塗布されたレジストＲと超音波照射体４２（４２´）との隙間にガスを噴出する。このようにすることにより、その隙間に空気がある場合に比べ超音波振動をレジストＲに伝達しやすくなり処理能率を向上させることができる。これは、ヘリウムガスは窒素や酸素等からなる空気より分子運動速度が大きい、すなわち質量が小さいので超音波振動を伝達しやすいからである。具体的には、音の強さの式Ｉ＝ｐ×ｕ（音の強さ：Ｉ、音圧：ｐ、粒子速度：ｕとする。）からそのような作用効果を実証することができる。ここで、音の強さとは音の伝搬方向に垂直な単位面積と単位時間に通過する音のエネルギー（単位は  Ｊ／（ｓ・ｍ２）  ＝  Ｗ／ｍ２）である。
【００６８】
図１１は、一実施の形態に係る超音波照装置を示す断面図である。
【００６９】
この超音波照射装置８０は、筐体８１内に超音波を照射する処理室が設けられている。処理室内のほぼ中央に基板Ｇを載置する載置台８５が配置され、その上部には超音波照射体８３を移動させるための移動機構８２が延設されている。超音波照射体４２（４２´）は支持部材８８によって支持されており、この支持部材８８が移動機構８２により水平面内で移動するようになっている。移動機構８２は、例えばボールネジを用いた駆動装置やベルトを用いた駆動装置等を使用することができる。処理室内の下部には加圧装置８６から配管８７を介して供給されるエアを処理室内に導入する導入口８４が設けられている。加圧装置８６には、処理室内の圧力を所定の圧力に制御する装置（図示せず）が含まれている。この加圧装置８６は例えばエアをポンプ等により送り出す装置等を用いることができる。また、筐体８１には、基板Ｇを出し入れするための開口部８３が形成されている。そしてこの開口部８３には、処理室内を密閉するためのゲートバルブ８９が設けられている。
【００７０】
なお、この超音波照射装置８０は、例えば図１において、レジスト塗布処理ユニットＣＴに隣接して設けられた減圧乾燥処理ユニットＶＤ等の代わりとして配置することができる。あるいは、熱処理ブロック２４〜２９のうちのいずれかのブロック内に設けるようにしてもよい。そして、この場合、レジスト塗布処理ユニットＣＴには、超音波照射体４２（４２´）は設けられておらず、レジストを塗布するための手段のみが設けられていればよい。
【００７１】
次にこのように構成された超音波照射装置８０の動作を説明する。まず、レジスト塗布処理ユニットＣＴでレジストの塗布処理を終えた基板Ｇが、開口部８３を介して処理室内に搬入されて載置台８５に載置される。載置されると、ゲートバルブ８９が閉じられ処理室が密閉される。密閉されると処理室内にエアが供給され処理室内が大気圧より高い圧力とされる。そして超音波照射体４２（４２´）が基板表面上を移動しながら超音波を照射していく。これにより、レジストが均一化されレジスト膜厚を均一とすることができる。この場合の照射方法としては、照射体４２（４２´）をレジストに当接させないで、レジスト膜の表面から１ｍｍ〜５ｍｍ好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍ離して照射することが望ましい。
【００７２】
このような超音波照射装置８０では、特に加圧された雰囲気で超音波を照射しているので、処理室内の空気中の分子の運動量が増加し、図１０で説明したヘリウムガスを供給する場合と同様に超音波振動をレジストに伝達しやすくなり処理能率を向上させることができる。
【００７３】
また、このような超音波照射装置８０により高圧力下で処理を行うことにより、基板上に塗布されたレジストの乾燥を抑えることができる。その結果、超音波をレジストに照射する場合においてレジストを軟化させて均一化させるためのエネルギーを極力小さくすることができる。
【００７４】
図１２は、レジストの塗布を行い超音波を照射する装置として他の例を示す斜視図である。なお、図１２において、図４における構成要素と同一のものについては同一の符号を付すものとし、その説明を省略する。
【００７５】
この例では、例えば塗布現像処理システム１における現像処理ユニット（ＤＥＶ）や洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）で用いられるローラ式の搬送装置を用いている。２つのローラ７２が一対となってシャフト７３に固定されており、このシャフトと２つのローラ７２とにより、シャフト７３を回転軸として一体的に回転するようになっている。そして、これら複数のローラ７２はすべて、例えば図示しない１つのモータによって同期するように駆動されるようになっている。これにより、基板Ｇが矢印７４で示す方向に搬送されるようになっている。
【００７６】
複数のローラ７２は、例えば符号６６で示す水平部分では地面に対して平行に配置されることで基板が水平方向に搬送されるようになっている。一方、符号６７で示す傾斜部分では例えば複数のローラ７２が上り坂状に配列されており、この部分では、基板Ｇを地面に対して斜め上方向に搬送されるようになっている。
【００７７】
なお、この傾斜部分は、後述するように基板を斜めにして基板上の純水を流れ落とすために設けたものであるで、下り坂状に（斜め下方向）にローラ７２を配列するようにしてもよい。
【００７８】
あるいは、例えばローラ７２を全て水平に配列させた搬送装置を用いて、この搬送装置により基板を搬送させる途中において純水を流れ落とす場合には、例えば当該基板の一端近傍を軸として他端近傍を図示しない部材で基板の下面側から持ち上げ基板を斜めにすることで、純水を流れ落とすことができる。
【００７９】
このように構成された搬送装置の搬送方向に沿って、順にレジストノズル４１、純水ノズル６５、超音波照射体４２が所定の間隔で配置されている。純水ノズル６５には純水供給部６８から供給管６８ａを介して純水が供給されるようになっており、供給された純水を基板Ｇ上に吐出するようになっている。純水のズルの構造としては、例えば図７に示すようなレジストノズル４１の構造と同様でよい。
【００８０】
このように構成された装置では、まずレジストノズル４１の直下位置に搬送されてきた基板Ｇに対してレジストノズル４１からレジスト液を吐出し塗布処理を行う。塗布処理が終了すると、例えば基板の搬送を一時中止しレジストを自然乾燥させる。そしてレジストの乾燥処理を終え、基板Ｇが純水ノズル６５の直下位置まで搬送されてくると、純水ノズル６５より純水を吐出してレジスト上に純水膜を形成させる。そして、純水膜が形成された基板Ｇが超音波照射体４２の直下位置まで搬送されてくると超音波照射体４２により基板Ｇに対し超音波を照射させる。
【００８１】
図１３は、その超音波を照射させるときの状態を示す側面図である。この例では超音波照射体４２を上記純水膜７１に浸けて超音波を照射している。このように純水を媒介して超音波をレジスト膜Ｒに照射することにより、照射体４２とレジスト膜Ｒとの間に空気がある場合に比べ超音波振動をレジストに伝達しやすくなり処理能率を向上させることができる。
【００８２】
なお、本実施形態では図５に示す超音波照射体４２（図６に示す超音波照射体４２´ではない）を用いる方がより効果的である。
【００８３】
超音波の照射が終わると、傾斜部分６７に基板Ｇが搬送され、重力により基板上の純水が流れ落ちる。これにより基板を乾燥させることができる。
【００８４】
本発明は以上説明した実施形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００８５】
例えば上記のチャック部材３８に温調機構を備えてもよい。温調機構としては、例えばチャックの吸引流路内に温風を供給したり、あるいはチャック部材に電熱線や赤外線等のヒータを内蔵させることも可能である。
【００８６】
また、図６に示す実施の形態では、超音波ホーン５７を複数配列させて超音波照射体を構成するようにしたが、１つの超音波ホーン５７自体を超音波照射体として、基板上をスキャンさせながら超音波を照射することもできる。この場合、超音波の照射方法の一例を挙げると、レジストの塗布後の基板表面をＣＣＤ等の撮像装置で撮像して、筋ムラだけでなく細かな塗布ムラをも見つけ出し、その塗布ムラが発生した部位に集中して超音波を照射することができる。
【００８７】
図１２において、レジストの塗布後にレジストの自然乾燥を行ったが、減圧乾燥装置を別途に設け減圧乾燥を行ってもよい。また、傾斜部６７で基板上の純水を流れ落とすようにしたが、加熱装置を別途に設け加熱処理により基板上の純水を乾燥させることもできる。また、これらレジストの塗布処理から純水の乾燥処理までのうちいずれか少なくとも２つ以上の処理を一体化した処理装置を設けるようにしてもよい。
【００８８】
また、上記実施の形態では超音波を発生させる素子として圧電素子を用いたが、超音波を発生できるものであれば何でもよい。
【００８９】
また、上記実施の形態ではレジストノズルを長尺状のノズルとしたが、例えば基板の縦横方向にスキャンしながら塗布するノズルであって、吐出孔が１つだけ形成された通常のノズルであってもよい。
【００９０】
さらに、図１３において説明した純水膜７１の代わりに第２の処理液として、例えばメチルアルコールやエチルアルコール等の炭素数の少ないアルコール類を用いることができる。これにより、レジストを溶解させることなくレジスト上に液膜を形成することができる。またアルコール類は純水に比べ気化しやすいため、超音波照射の処理が終了した後に基板を乾燥させるのに要する時間を短縮することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、特にノズルをスキャンさせて処理液を塗布する場合に発生する筋ムラ等を平坦化することができ、レジスト等の処理液の塗布膜厚を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る塗布現像処理システムの全体構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１に示す塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るレジスト塗布処理ユニットの斜視図である。
【図５】一実施の形態に係る超音波照射体を示す断面図である。
【図６】一実施の形態に係る超音波照射体を示す断面図である。
【図７】レジストノズルの下方からの斜視図である。
【図８】レジストノズルでの塗布処理を示す斜視図である。
【図９】他の実施の形態に係るレジスト塗布処理ユニットの斜視図である。
【図１０】基板と超音波照射体との間にヘリウムガスを供給する装置を示す断面図である。
【図１１】一実施の形態に係る超音波照射装置の断面図である。
【図１２】レジストの塗布を行い超音波を照射する装置として他の例を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す装置において超音波を照射させるときの状態を示す側面図である。
【符号の説明】
Ｇ…ガラス基板
ＣＴ…レジスト塗布処理ユニット
Ｒ…レジスト
１６…レジスト液供給部
１７…制御部
３０…駆動装置
３６…Ｚ軸コントローラ
３７…Ｘ軸コントローラ
３８…チャック部材
４１…レジストノズル
４２…超音波照射体
５０、６０…圧電素子コントローラ
５２…圧電素子
６２…ヘリウムガス供給部
６８…純水供給部
８０…超音波照射装置
【図１】
2004172419.tif 000003
【図２】
2004172419.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004172419.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004172419.tif 000010
【図９】
2004172419.tif 000011
【図１０】
2004172419.tif 000012
【図１１】
2004172419.tif 000013
【図１２】
2004172419.tif 000014
【図１３】
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