塗布方法及び塗布装置
【課題】被処理基板上に凸凹のない平坦な塗布膜を形成すること。
【解決手段】このレジスト塗布処理において、２回目以降のＹ方向走査では、レジストノズル１５４の直ぐ後で超音波照射部１６０をオン状態で、つまり両帯状レジスト液膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界Ｅ付近に向けて超音波を放射させながらレジストノズル１５４と一体に移動させる。この超音波照射部１６０の超音波照射走査により、両帯状レジスト液膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界Ｅ付近では、レジスト液が低粘度化ないし流動化して、液膜表面が基板面と平行な方向（水平方向）に均され、凸凹が除去される。
【解決手段】このレジスト塗布処理において、２回目以降のＹ方向走査では、レジストノズル１５４の直ぐ後で超音波照射部１６０をオン状態で、つまり両帯状レジスト液膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界Ｅ付近に向けて超音波を放射させながらレジストノズル１５４と一体に移動させる。この超音波照射部１６０の超音波照射走査により、両帯状レジスト液膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界Ｅ付近では、レジスト液が低粘度化ないし流動化して、液膜表面が基板面と平行な方向（水平方向）に均され、凸凹が除去される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板上に液体を塗布して塗布膜を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ＬＣＤの製造プロセスにおけるリソグラフィー工程では、被処理基板（ガラス基板）の大型化に有利なレジスト塗布法として、基板の上方でレジストノズルを相対移動または走査させながらレジスト液を細径の線状で連続的に吐出させることにより、高速回転を要することなく基板上に所望の膜厚でレジスト液を塗布するようにした技法（スピンレス法）が普及している。
【０００３】
このスピンレス法で使用されるレジストノズルは、口径の非常に小さい（たとえば１００μｍ程度の）吐出口を有し、相当高い圧力でレジスト液を吐出するように構成されている。塗布効率を高めるため、多数の吐出口をライン状に配したり、吐出口をスリット状に形成することも行われているが、基板の一端から他端までカバーできるほど細長い微細径吐出口の製作は現状では困難である。このため、基板を一定ピッチで多数回横断するようなノズル走査により、１回の走査につき基板上に形成される線状または帯状のレジスト液膜を多数回の走査により線幅または帯幅方向でつなぎ合わせて基板上に一面のレジスト液膜を形成するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１５６２５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなスピンレス法またはノズル走査方式においては、基板上で隣り合う線状または帯状レジスト液膜の境界付近またはつなぎ目に平らでない部分つまり凸凹（でこぼこ）が生じて、この凸凹が境界に沿って延びて筋状の塗布ムラになり、フォトリソグラフィーの解像度を低下させるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、スピンレス法またはノズル走査方式において被処理基板上に筋状の塗布ムラのない平坦な塗布膜を形成するようにした塗布方法および塗布装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の別の目的は、被処理基板上に凸凹のない平坦な塗布膜を形成するようにした塗布方法および塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の塗布方法は、被処理基板の被処理面に塗布液を塗布する第１の工程と、前記基板上の塗布液膜に超音波を照射する第２の工程とを有する。
【０００８】
また、本発明の塗布装置は、被処理基板の被処理面に塗布液を塗布する塗布手段と、前記基板上の塗布液膜に超音波を照射する超音波照射部とを有する。
【０００９】
本発明の塗布方法または塗布装置では、第１の工程において（塗布手段により）基板上に塗布液が塗布された際に塗布液膜に凸凹が生じても、第２の工程において（超音波照射部により）そのような塗布液膜の凸凹に超音波エネルギーが加えられることで、その付近の塗布液が粘度を下げて流動化し、液膜表面が平坦に均され、凸凹が除去される。このような塗布液膜の凸凹の中の隆起部に超音波を照射するのが効果的で好ましく、より好ましくは隆起部の斜面に向けて隆起部の垂直上方より斜めに傾いた方角から超音波を照射してよい。
【００１０】
また、超音波は空気中で減衰しやすいため、超音波エネルギーの有効利用を図るため、超音波照射部が超音波を放射する位置を塗布液膜の表面から１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内に設定するのが好ましい。
【００１１】
本発明の好ましい一態様として、超音波照射部は、超音波を発生する振動子と、この振動子からの超音波を基板上の塗布液膜に向けて大気中に放射する超音波ホーンとを有する。また、基板に向けて複数の超音波照射部を並列に配置し、それら複数の超音波照射部よりライン上に分布する超音波を一括または同時照射することも可能である。単一型またはライン型超音波照射部のいずれであっても、基板上で超音波の照射位置を走査するために、移動機構により基板に対して相対的に移動させることが可能である。
【００１２】
好ましい一態様として、本発明の塗布装置は、基板を保持する保持部と、この保持部に設けられ、超音波照射部からの超音波に共鳴する共鳴部材とを有してよい。共鳴部材は、好ましくは、基板を挟んで超音波照射体と対向する位置に配置されてよい。かかる構成においては、基板上の塗布液膜（特に凸凹部）に対して超音波照射部からの超音波を照射するだけでなく、共鳴部材で反射された二次的な超音波も照射することができ、塗布液膜の平坦化と超音波エネルギーの利用効率を一層向上させることができる。
【００１３】
本発明の好ましい一態様として、共鳴部材の振動振幅を検出する振動振幅検出部と、この振動振幅検出部で検出された共鳴部材の振動振幅に応じて基板と超音波照射体との距離間隔を可変調整する間隔調整部とを設けることができる。あるいは、共鳴部材の振動数を検出する振動数検出部と、この振動数検出部で検出された共鳴部材の振動数に応じて基板と超音波照射体との距離間隔を可変調整する間隔調整部とを設けることができる。かかる構成においては、共鳴部材の振動特性に応じて、共鳴部材を自動制御により確実に共振状態で振動させることができる。
【００１４】
別の好ましい一態様として、共鳴部材の振動振幅を検出する振動振幅検出部と、この振動振幅検出部で検出された共鳴部材の振動振幅に応じて超音波照射体の発する超音波の周波数を可変調整する周波数調整部とを設けることができる。あるいは、共鳴部材の振動数を検出する振動数検出部と、この振動数検出部で検出された共鳴部材の振動数に応じて記超音波照射体の発する超音波の周波数を可変調整する周波数調整部とを設けることができる。かかる構成においても、共鳴部材の振動特性に応じて、共鳴部材を自動制御により確実に共振状態で振動させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の塗布方法または塗布装置によれば、上記のような構成と作用により、被処理基板上に凸凹のない平坦な塗布膜を形成することができる。特に、スピンレス法またはノズル走査方式において被処理基板上に筋状の塗布ムラのない平坦な塗布膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１７】
図１に、本発明の塗布方法および塗布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ＬＣＤ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各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。
【００１８】
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。
【００１９】
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を水平方向たとえばＹ方向に４個まで並べて載置可能なカセットステージ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を保持できる手段たとえば搬送アーム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。
【００２０】
プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６は、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、洗浄プロセス部２４と、第１の熱的処理部２６と、塗布プロセス部２８と、第２の熱的処理部３０とを横一列に配置している。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、第２の熱的処理部３０と、現像プロセス部３２と、脱色プロセス部３４と、第３の熱的処理部３６とを横一列に配置している。このライン形態では、第２の熱的処理部３０が、上流側のプロセスラインＡの最後尾に位置するとともに下流側のプロセスラインＢの先頭に位置しており、両ラインＡ，Ｂ間に跨っている。
【００２１】
両プロセスラインＡ，Ｂの間には補助搬送空間３８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４０が図示しない駆動機構によってライン方向（Ｘ方向）で双方向に移動できるようになっている。
【００２２】
上流部のプロセスラインＡにおいて、洗浄プロセス部２４は、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２を含んでおり、このスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内のカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０と隣接する場所にエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１を配置している。スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内の洗浄部は、ＬＣＤ基板Ｇをコロ搬送またはベルト搬送により水平姿勢でラインＡ方向に搬送しながら基板Ｇの上面（被処理面）にブラッシング洗浄やブロー洗浄を施すようになっている。
【００２３】
洗浄プロセス部２４の下流側に隣接する第１の熱的処理部２６は、プロセスラインＡに沿って中心部に縦型の搬送機構４６を設け、その前後両側に複数のユニットを多段に積層配置している。たとえば、図２に示すように、上流側の多段ユニット部（ＴＢ）４４には、下から順に基板受け渡し用のパスユニット（ＰＡＳＳ）５０、脱水ベーク用の加熱ユニット（ＤＨＰ）５２，５４およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）５６が積み重ねられる。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ）５０は、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２側と基板Ｇの受け渡しを行うためのスペースを提供する。また、下流側の多段ユニット部（ＴＢ）４８には、下から順に基板受け渡し用のパスユニット（ＰＡＳＳ）６０、冷却ユニット（ＣＬ）６２，６４およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）６６が積み重ねられる。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ）６０は、塗布プロセス部２８側と基板Ｇの受け渡しを行うためのスペースを提供する。
【００２４】
図２に示すように、搬送機構４６は、鉛直方向に延在するガイドレール６８に沿って昇降移動可能な昇降搬送体７０と、この昇降搬送体７０上でθ方向に回転または旋回可能な旋回搬送体７２と、この旋回搬送体７２上で基板Ｇを支持しながら前後方向に進退または伸縮可能な搬送アームまたはピンセット７４とを有している。昇降搬送体７０を昇降駆動するための駆動部７６が垂直ガイドレール６８の基端側に設けられ、旋回搬送体７２を旋回駆動するための駆動部７８が昇降搬送体７０に取り付けられ、搬送アーム７４を進退駆動するための駆動部８０が回転搬送体７２に取り付けられている。各駆動部７６，７８，８０はたとえば電気モータ等で構成されてよい。
【００２５】
上記のように構成された搬送機構４６は、高速に昇降ないし旋回運動して両隣の多段ユニット部（ＴＢ）４４，４８の中の任意のユニットにアクセス可能であり、補助搬送空間３８側のシャトル４０とも基板Ｇを受け渡しできるようになっている。
【００２６】
第１の熱的処理部２６の下流側に隣接する塗布プロセス部２８は、図１に示すように、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４およびエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）８６をプロセスラインＡに沿って一列に配置している。図示省略するが、塗布プロセス部２８内には、これら３つのユニット（ＣＴ）８２、（ＶＤ）８４、（ＥＲ）８６に基板Ｇを工程順に１枚ずつ搬入・搬出するための搬送装置が設けられており、各ユニット（ＣＴ）８２、（ＶＤ）８４、（ＥＲ）８６内では基板１枚単位で各処理が行われるようになっている。
【００２７】
塗布プロセス部２８の下流側に隣接する第２の熱的処理部３０は、上記第１の熱的処理部２６と同様の構成を有しており、両プロセスラインＡ，Ｂの間に縦型の搬送機構９０を設け、プロセスラインＡ側（最後尾）に一方の多段ユニット部（ＴＢ）８８を設け、プロセスラインＢ側（先頭）に他方の多段ユニット部（ＴＢ）９２を設けている。
【００２８】
図示省略するが、たとえば、プロセスラインＡ側の多段ユニット部（ＴＢ）８８には、最下段に基板受け渡し用のパスユニット（ＰＡＳＳ）が置かれ、その上にプリベーク用の加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）がたとえば３段積み重ねられてよい。また、プロセスラインＢ側の多段ユニット部（ＴＢ）９２には、最下段に基板受け渡し用のパスユニット（ＰＡＳＳ）が置かれ、その上に冷却ユニット（ＣＯＬ）がたとえば１段重ねられ、その上にプリベーク用の加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）がたとえば２段積み重ねられてよい。
【００２９】
第２の熱的処理部３０における搬送機構９０は、両多段ユニット部（ＴＢ）８８，９２のそれぞれのパスユニット（ＰＡＳＳ）を介して塗布プロセス部２８および現像プロセス部３２と基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるだけでなく、補助搬送空間３８内のシャトル４０や後述するインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８とも基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるようになっている。
【００３０】
下流部のプロセスラインＢにおいて、現像プロセス部３２は、基板Ｇを水平姿勢で搬送しながら一連の現像処理工程を行う、いわゆる平流し方式の現像ユニット（ＤＥＶ）９４を含んでいる。
【００３１】
現像プロセス部３２の下流側には脱色プロセス部３４を挟んで第３の熱的処理部３６が配置される。脱色プロセス部３４は、基板Ｇの被処理面にｉ線（波長３６５ｎｍ）を照射して脱色処理を行うためのｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）９６を備えている。
【００３２】
第３の熱的処理部３６は、上記第１の熱的処理部２６や第２の熱的処理部３０と同様の構成を有しており、プロセスラインＢに沿って縦型の搬送機構１００とその前後両側に一対の多段ユニット部（ＴＢ）９８，１０２を設けている。
【００３３】
図示省略するが、たとえば、上流側の多段ユニット部（ＴＢ）９８には、最下段にパスユニット（ＰＡＳＳ）が置かれ、その上にポストベーキング用の加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）がたとえば３段積み重ねられてよい。また、下流側の多段ユニット部（ＴＢ）１０２には、最下段にポストベーキング・ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が置かれ、その上に基板受け渡しおよび冷却用のパス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）が１段重ねられ、その上にポストベーキング用の加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が２段積み重ねられてよい。
【００３４】
第３の熱的処理部３６における搬送機構１００は、両多段ユニット部（ＴＢ）９８，１０２のパスユニット（ＰＡＳＳ）およびパス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）を介してそれぞれｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）９６およびカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４と基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるだけでなく、補助搬送空間３８内のシャトル４０とも基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるようになっている。
【００３５】
インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８は、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１０４を有し、その周囲にバッファ・ステージ（ＢＵＦ）１０６、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８および周辺装置１１０を配置している。バッファ・ステージ（ＢＵＦ）１０６には定置型のバッファカセット（図示せず）が置かれる。エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８は、冷却機能を備えた基板受け渡し用のステージであり、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６側と基板Ｇをやりとりする際に用いられる。周辺装置１１０は、たとえばタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）と周辺露光装置（ＥＥ）とを上下に積み重ねた構成であってよい。搬送装置１０４は、基板Ｇを保持できる手段たとえば搬送アーム１０４ａを有し、隣接する露光装置１２や各ユニット（ＢＵＦ）１０６、（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８、（ＴＩＴＬＥＲ／ＥＥ）１１０と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。
【００３６】
図３に、この塗布現像処理システムにおける処理の手順を示す。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上の所定のカセットＣの中から１つの基板Ｇを取り出し、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６の洗浄プロセス部２４のエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１に搬入する（ステップＳ1）。
【００３７】
エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１内で基板Ｇは紫外線照射による乾式洗浄を施される（ステップＳ2）。この紫外線洗浄では主として基板表面の有機物が除去される。紫外線洗浄の終了後に、基板Ｇは、図示しないコロ搬送またはベルト搬送によって洗浄プロセス部２４のスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２へ移される。
【００３８】
スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２では、上記したように基板Ｇをコロ搬送またはベルト搬送により水平姿勢でプロセスラインＡ方向に平流しで搬送しながら基板Ｇの上面（被処理面）に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する（ステップＳ3）。そして、洗浄後も基板Ｇを平流しで搬送しながらリンス処理を施し、最後にエアーナイフ等を用いて基板Ｇを乾燥させる。
【００３９】
スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内で洗浄処理の済んだ基板Ｇは、第１の熱的処理部２６の上流側多段ユニット部（ＴＢ）４４内のパスユニット（ＰＡＳＳ）５０に搬入される。
【００４０】
第１の熱的処理部２６において、基板Ｇは搬送機構４６により所定のシーケンスで所定のユニットに順次搬送される。たとえば、基板Ｇは、最初にパスユニット（ＰＡＳＳ）５０から加熱ユニット（ＤＨＰ）５２，５４の１つに移され、そこで脱水処理を受ける（ステップＳ4）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）６２，６４の１つに移され、そこで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ5）。しかる後、基板Ｇはアドヒージョンユニット（ＡＤ）５６に移され、そこで疎水化処理を受ける（ステップＳ6）。この疎水化処理の終了後に、基板Ｇは冷却ユニット（ＣＯＬ）６２，６４の１つで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ7）。最後に、基板Ｇは下流側多段ユニット部（ＴＢ）４８に属するパスユニット（ＰＡＳＳ）６０に移される。
【００４１】
このように、第１の熱的処理部２６内では、基板Ｇが、搬送機構４６を介して上流側の多段ユニット部（ＴＢ）４４と下流側の多段ユニット部（ＴＢ）４８との間で任意に行き来できるようになっている。なお、第２および第３の熱的処理部３０，３６でも同様の基板搬送動作を行えるようになっている。
【００４２】
第１の熱的処理部２６で上記のような一連の熱的または熱系の処理を受けた基板Ｇは、下流側多段ユニット部（ＴＢ）４８内のパスユニット（ＰＡＳＳ）６０から下流側隣の塗布プロセス部２８のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２へ移される。
【００４３】
基板Ｇはレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２でたとえばスピンコート法により基板上面（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）８４で減圧による乾燥処理を受け、次いで下流側隣のエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）８６で基板周縁部の余分（不要）なレジストを取り除かれる（ステップＳ8）。
【００４４】
上記のようなレジスト塗布処理を受けた基板Ｇは、エッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）８６から隣の第２の熱的処理部３０の上流側多段ユニット部（ＴＢ）８８に属するパスユニット（ＰＡＳＳ）に受け渡される。
【００４５】
第２の熱的処理部３０内で、基板Ｇは、搬送機構９０により所定のシーケンスで所定のユニットに順次搬送される。たとえば、基板Ｇは、最初に該パスユニット（ＰＡＳＳ）から加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）の１つに移され、そこでレジスト塗布後のベーキングを受ける（ステップＳ9）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）の１つに移され、そこで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ10）。しかる後、基板Ｇは下流側多段ユニット部（ＴＢ）９２側のパスユニット（ＰＡＳＳ）を経由して、あるいは経由せずにインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８側のエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８へ受け渡される。
【００４６】
インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８において、基板Ｇは、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８から周辺装置１１０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（ステップＳ11）。
【００４７】
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。そして、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（ステップＳ11）、先ず周辺装置１１０のタイトラー（ＴＩＴＬＲＥＲ）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（ステップＳ12）。しかる後、基板Ｇはエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８に戻される。インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８における基板Ｇの搬送および露光装置１２との基板Ｇのやりとりは搬送装置１０４によって行われる。
【００４８】
プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６では、第２の熱的処理部３０において搬送機構９０がエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８より露光済の基板Ｇを受け取り、プロセスラインＢ側の多段ユニット部（ＴＢ）９２内のパスユニット（ＰＡＳＳ）を介して現像プロセス部３２へ受け渡す。
【００４９】
現像プロセス部３２では、該多段ユニット部（ＴＢ）９２内のパスユニット（ＰＡＳＳ）から受け取った基板Ｇを現像ユニット（ＤＥＶ）９４に搬入する。現像ユニット（ＤＥＶ）９４において基板ＧはプロセスラインＢの下流に向って平流し方式で搬送され、その搬送中に現像、リンス、乾燥の一連の現像処理工程が行われる（ステップＳ13）。
【００５０】
現像プロセス部３２で現像処理を受けた基板Ｇは下流側隣の脱色プロセス部３４へ搬入され、そこでｉ線照射による脱色処理を受ける（ステップＳ14）。脱色処理の済んだ基板Ｇは、第３の熱的処理部３６の上流側多段ユニット部（ＴＢ）９８内のパスユニット（ＰＡＳＳ）に受け渡される。
【００５１】
第３の熱的処理部（ＴＢ）９８において、基板Ｇは、最初に該パスユニット（ＰＡＳＳ）から加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）の１つに移され、そこでポストベーキングを受ける（ステップＳ15）。次に、基板Ｇは、下流側多段ユニット部（ＴＢ）１０２内のパスクーリング・ユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）に移され、そこで所定の基板温度に冷却される（ステップＳ16）。第３の熱的処理部３６における基板Ｇの搬送は搬送機構１００によって行われる。
【００５２】
カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側では、搬送機構２２が、第３の熱的処理部３６のパスクーリング・ユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）から塗布現像処理の全工程を終えた基板Ｇを受け取り、受け取った基板Ｇをいずれか１つのカセットＣに収容する（ステップＳ1）。
【００５３】
この塗布現像処理システム１０においては、塗布プロセス部２８のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に本発明を適用することができる。以下、図４〜図２３を参照して本発明をレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に適用した実施形態を説明する。
【００５４】
図４および図５に、塗布プロセス部２８におけるレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４およびエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）８６の要部の構成を示す。
【００５５】
これらの塗布系処理ユニット群（ＣＴ）８２、（ＶＤ）８４、（ＥＲ）８６は支持台１１２の上に処理工程の順序にしたがって横一列に配置されている。支持台１１２の両側に敷設された一対のガイドレール１１４，１１４に沿って移動する一組または複数組の搬送アーム１１６，１１６により、ユニット間で基板Ｇを直接やりとりできるようになっている。
【００５６】
減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４は、上面が開口しているトレーまたは底浅容器型の下部チャンバ１１８と、この下部チャンバ１１８の上面に気密に密着または嵌合可能に構成された蓋状の上部チャンバ１２０とを有している。下部チャンバ１１８はほぼ四角形で、中心部には基板Ｇを水平に載置して支持するためのステージ１２２が配設され、底面の四隅には排気口１２６が設けられている。下部チャンバ１１８の下から各排気口１２６に接続する排気管１２８は真空ポンプ（図示せず）に通じている。下部チャンバ１１８に上部チャンバ１２０を被せた状態で、両チャンバ１１８，１２０内の処理空間を該真空ポンプにより所定の真空度まで減圧できるようになっている。
【００５７】
エッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）８６には、基板Ｇを水平に載置して支持するステージ１３０と、基板Ｇを相対向する一対の角隅部にて位置決めするアライメント手段１３２と、基板Ｇの四辺の周縁部（エッジ）から余分なレジストを除去する４個のリムーバヘッド１３４等が設けられている。アライメント手段１３２がステージ１３０上の基板Ｇを位置決めした状態で、各リムーバヘッド１３４が基板Ｇの各辺に沿って移動しながら、基板各辺の周縁部に付着している余分なレジストをシンナーで溶解して除去するようになっている。
【００５８】
レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２は、上面が開口しているカップ状の処理容器１３６と、この処理容器１３６内で基板Ｇを水平に載置して保持するための昇降可能なステージ１３８と、このステージ１３８を昇降させるために処理容器１３６の下に設けられた昇降駆動部１４０と、ステージ１３８上の基板Ｇに対してレジスト液を吐出するレジストノズル１５４（図６）をＸＹ方向で駆動する走査機構１４４と、各部を制御するコントローラ（図示せず）とを有している。
【００５９】
図６に、走査機構１４４の構成を示す。このノズル走査機構１４４では、Ｙ方向に延びる一対のＹガイドレール１４６，１４６が処理容器１３６（図６では図示省略）の両側に配置されるとともに、両Ｙガイドレール１４６，１４６の間にＸ方向に延在するＸガイドレール１４８がＹ方向に移動可能に架け渡されている。所定位置たとえば両Ｙガイドレール１４６，１４６の一端に配置されたＹ方向駆動部１５０，１５０が，無端ベルト等の伝動機構（図示せず）を介してＸガイドレール１４８を両Ｙガイドレール１４６，１４６に沿ってＹ方向に直進駆動するようになっている。また、Ｘガイドレール１４８に沿ってＸ方向にたとえば自走式または外部駆動式で移動できるキャリッジ（搬送体）１５２が設けられており、このキャリッジ１５２にレジストノズル１５４が取り付けられている。
【００６０】
レジストノズル１５４は、図７に示すように、たとえばステンレス鋼（ＳＵＳ）からなり、レジスト液供給管１５６の終端部よりレジスト液を導入するための導入通路１５４ａと、導入したレジスト液をいったん溜めるバッファ室１５４ｂと、バッファ室１５４ｂの底より垂直下方に延在する１個または複数個のトンネル型（Ａ）または溝型（Ｂ）のノズル吐出流路１５４ｃと、各ノズル吐出流路１５４ｃの終端に設けられた孔型（Ａ）またはスリット型（Ｂ）の吐出口１５４ｄとを有している。吐出口１５４ｄの口径またはスリット幅Ｄは微細径で、たとえば１００μｍ程度に選ばれている。図６に示すように、レジストノズル１５４は、ノズル長手方向または吐出口配列方向をＸ方向に合わせてキャリッジ１５２に固定取付される。
【００６１】
キャリッジ１５２には、可動の支持アーム１５８を介して超音波照射部１６０も取り付けられている。この超音波照射部１６０は、超音波振動子およびこの振動子を駆動する高周波電源部を本体に内蔵し、この本体の下部に該振動子に接続された超音波ホーン１６０ａを有しており、該振動子の発生する超音波を超音波ホーン１６０ａより基板Ｇに向けて大気中に放射するように構成されている。超音波ホーン１６０ａは、たとえばアルミニウム合金やチタン合金等の材質からなり、円錐型等の形体を有してよい。キャリッジ１５２における超音波照射部１６０の取付または配置位置は、レジストノズル１５４の一端部、より正確には吐出口１５４ｄの一端部に近接する位置に設定されてよい。この実施形態では、キャリッジ１５２に内蔵されているアーム駆動機構によりアーム１５８を垂直軸の回りに回動させて超音波照射部１６０をＹ方向においてレジストノズル１５４の両側の位置に切り換えて配置できるようになっている。
【００６２】
次に、図８〜図１３につきこの実施形態のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２における作用を説明する。
【００６３】
先ず、第１の熱的処理部２６の下流側多段ユニット部（ＴＢ）内のパスユニット（ＰＡＳＳ）６０（図１および図２）より塗布処理前の基板Ｇがレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に搬入される。レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２では、昇降駆動部１４０によりステージ１３８が処理容器１３６の上面開口から上に出る位置まで持ち上げられ、図示しない搬送アームにより基板Ｇがステージ１３８上に移載される。ステージ１３８の上面には、基板Ｇを保持するために、たとえばバキューム式の吸着手段（図示せず）が設けられてもよい。
【００６４】
ステージ１３８上に基板Ｇが載置されると、次に昇降駆動部１４０によりステージ１３８が処理容器１３６内の所定位置まで降ろされ、その位置で基板Ｇに対するレジスト塗布処理が実行される。
【００６５】
このレジスト塗布処理では、レジストノズル１５４がレジスト液供給部（図示せず）よりレジスト供給管１５６を介してレジスト液の供給を受けてレジスト液を所定の圧力および流量で基板Ｇに向けて吐出すると同時に、走査機構１４４がレジストノズル１５４をＸＹ方向で縦横に移動させることにより、基板Ｇ上に所望の膜厚で一面のレジスト液膜を形成する。より詳細には、図８、図１０および図１３に示すように、基板Ｇの被処理面をＸ方向において一定間隔で複数たとえば３つの走査線または走査領域に分割し、レジストノズル１５４に１回のＹ方向走査で１つの領域にレジスト液を所望の膜厚で線状または帯状に塗布し、複数回（３回）のＹ方向走査により基板Ｇ上の線状または帯状液膜を線幅または帯幅方向につなぎ合わせて基板Ｇ上に上記膜厚で一面のレジスト液膜を形成する。
【００６６】
図８において、１回目のＹ方向走査では、基板Ｇ上の第１走査領域に対してレジストノズル１５４をノズル長手方向と垂直な方向（Ｙ方向）に一端（左端）から他端（右端）までレジスト液を吐出させながら直進移動させ、第１走査領域にレジスト液を帯状に塗布する。一方、超音波照射部１６０はオフ状態のまま、つまり超音波を放射することなく基板Ｇの一端縁に沿ってレジストノズル１５４と一体に移動する。レジストノズル１５４に対する超音波照射部１６０の位置は任意に設定されてよい。
【００６７】
上記のような１回目のＹ方向走査を終えてレジストノズル１５４が基板Ｇの右端より外に出ると、図９に示すように、レジストノズル１５４をノズル長手方向（Ｘ方向）に所定のピッチだけ移動させて基板Ｇ上の第２走査領域に位置合わせする。また、その間に、超音波照射部１６０を次（２回目）のＹ方向走査においてレジストノズル１５４の後方で、かつ第１走査領域と第２走査領域との境界付近にアライメントするように配置位置を調整する。なお、基板Ｇの外ではレジスト液の吐出を止めてもよく、止めなくてもよい。
【００６８】
次いで、図１０に示すように、２回目のＹ方向走査を実行する。このＹ方向走査では、基板Ｇの中間部の領域に対してレジストノズル１５４をノズル長手方向と垂直な方向（Ｙ方向）に一端（右端）から他端（左端）までレジスト液を吐出させながら直進移動させ、第２走査領域にレジスト液を帯状に塗布する。この際、第２走査領域に形成される帯状のレジスト液膜Ｒ(2)と先に隣の第１走査領域に形成されている帯状レジスト液膜Ｒ(1)との境界またはつなぎ目Ｅには不可避的に平らでない部分つまり凸凹（でこぼこ）が生じ、この凸凹が境界に沿って延びると筋状の塗布むらになる。
【００６９】
この実施形態では、図１０および図１１に示すように、レジストノズル１５４の直ぐ後で超音波照射部１６０をオン状態で、つまり両帯状レジスト液膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界Ｅ付近に向けて超音波を放射させながらレジストノズル１５４と一体に移動させる。この超音波照射部１６０の超音波照射走査により、両帯状レジスト液膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界Ｅ付近では、超音波のエネルギーでレジスト液が低粘度化ないし流動化して、図１２に示すように液膜表面が基板面と平行な方向（水平方向）に均され、凸凹が除去される。また、液膜表面側（基板被処理面側）から超音波を直接照射するので、レジスト液膜が低粘度化ないし流動化した部位にさらに音圧（圧力）も直接加えられることとなり、凸凹をより一層平坦化することが可能である。このため、両帯状レジスト液膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界Ｅに沿って筋状の塗布むらが生じることがなく、たとえ発生または残存しても問題にならないほど小さいものに抑制される。なお、超音波は空気中では減衰しやすいため、超音波照射部１６０の先端（超音波放射口）をレジスト液膜表面に可及的に近づけてよく、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内に近づけるのが好ましい。
【００７０】
上記のような２回目のＹ方向走査を終えたなら、基板Ｇの左端より外のエリアで前回（１回目終了時）と同様にしてレジストノズル１５４をノズル長手方向（Ｘ方向）に所定のピッチだけ移動させ、走査位置を基板Ｇの第３走査領域に移す。また、その間に、次（３回目）のＹ方向走査においてレジストノズル１５４の後方で、かつ第２走査領域と第３走査領域の境界付近にアライメントするように超音波照射部１６０の配置位置を切換または調整しておく。
【００７１】
図１３に示すように、３回目のＹ方向走査では、基板Ｇ上の第３走査領域に対してレジストノズル１５４をノズル長手方向と垂直な方向（Ｙ方向）に一端（左端）から他端（右端）までレジスト液を吐出させながら直進移動させ、第３走査領域にレジスト液を帯状に塗布する。この際にも、第３走査領域に形成される帯状レジスト液膜Ｒ(3)と先に第２走査領域に形成されている帯状レジスト液膜Ｒ(2)との境界Ｅ付近に生じる凸凹は、超音波照射部１６０からの超音波照射により上記と同様の作用で効果的に除去される。これにより、両帯状レジスト液膜Ｒ(2)，Ｒ(3)の境界Ｅに沿って筋状の塗布むらが発生するのを防止ないし抑制することができる。
【００７２】
上記のようにして３回目のＹ方向走査が行われると、レジスト塗布処理が完了し、基板Ｇ上には所望の膜厚で平坦なレジスト液の塗布膜が一面に形成される。レジスト塗布処理の終了後に、レジストノズル１５４および超音波照射部１６０は処理容器１３６の外へ退避する。処理容器１３６の中では、基板Ｇを搬出するため、昇降駆動部１４０がステージ１３８を処理容器１３６の上面開口から上に出る位置まで上昇させる。直後に、搬送アーム１１６，１１６が基板Ｇをステージ１３８から受け取り、隣接する減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４へ移送する。
【００７３】
この実施形態では、キャリッジ１５２にレジストノズル１５４と超音波照射部１６０を取り付け、超音波照射部１６０をレジストノズル１５４の後に付けて一緒に走査移動を行うように構成しているので、一つの走査機構１４４をレジストノズル１５４と超音波照射部１６０に共用できるという格別の利点がある。しかし、走査手段の煩雑化を伴なうことは避けられないが、レジストノズル１５４用の走査機構から独立した別個の走査機構（図示せず）を用いて、図１４に示すように、超音波照射部１６０を基板Ｇ上の相隣接する帯状レジスト液膜Ｒ(i)，Ｒ(i+1)の境界Ｅ付近をトレースするように単独で走査移動させる方法または構成も可能である。また、図示省略するが、超音波照射部を基板Ｇの裏面に近接または接触させて基板裏側から基板上の帯状レジスト液膜境界Ｅ付近に局所的に超音波エネルギーを与える方式も可能である。
【００７４】
また、図示省略するが、複数の超音波照射部１６０を並列たとえば一列に配置してライン型超音波照射部を構成し、このライン型超音波照射部からの水平ライン上に分布する超音波を基板Ｇ上の帯状レジスト液膜境界Ｅ付近に照射して、ライン状の凸凹を一括平坦化する方式も可能である。かかるライン型超音波照射方式においても、基板上の超音波照射位置を任意に走査できるように、適当な走査機構を用いてライン型超音波照射部を移動させるようにしてよい。
【００７５】
この実施形態において、超音波照射部１６０の代わりに、たとえば図１５に示すような加熱用のランプユニット１６２を使用してもよい。このランプユニット１６２は、下端の開口した筒状ケーシング１６４内に加熱用光源たとえばハロゲンランプ１６６と反射鏡１６８を下向きに取り付け、ハロゲンランプ１６６より放射された光ＬＢを集光レンズ１７０を通して下端開口部（出射口）１６４ａよりワーク位置に向けて、つまり基板Ｇ上の相隣接する帯状レジスト液膜Ｒ(i)，Ｒ(i+1)の境界Ｅ近傍に向けて照射する。このようなランプ加熱法によっても、帯状レジスト液膜境界Ｅ付近においてレジスト液の粘度を下げて流動性を活性化し、凸凹を均してレジスト液膜の表面を平坦化することができる。なお、加熱用光源としては、たとえば赤外線を放射する赤外線ランプ等も使用可能である。
【００７６】
また、たとえば図１６に示すように、ランプユニット１６２を基板Ｇの一端から他端までカバーするような横長の長尺型に構成し、基板Ｇ上の帯状レジスト液膜境界Ｅ付近に加熱用光線ＬＢを一括的に同時（並列）照射する方式も可能である。この方式では、Ｘ方向の送り機構（図示せず）によりユニット支持部材１７２を介してランプユニット１６２を各帯状レジスト液膜境界Ｅ付近にアライメントさせるようにＸ方向にステップ移送および位置合わせしてよい。
【００７７】
上記実施形態では、基板Ｇをステージ１３８上に固定して、レジストノズル１５４や超音波照射部１６０（またはランプユニット１６２）を走査移動させる構成としている。しかし、基板Ｇ側を移動させる走査方式も可能である。
【００７８】
上記実施形態の超音波照射法において、超音波照射部１６０からの超音波に共鳴して振動する共鳴部材を設け、該共鳴部材より放射または反射される超音波を基板Ｇ上のレジスト液膜の平坦化に利用する方式も効果的である。以下、図１７〜図２２につき超音波共鳴方式の実施例を説明する。
【００７９】
図１７に、一実施例による保持部および共鳴部材の構成を示す。図示の保持部１８０は、基板Ｇより一回り大きなサイズを有する略同形状の保持プレートとして構成され、たとえば上記レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２の処理容器１３６内に配置される。この保持プレート１８０の上面には、基板Ｇを水平に載置するために、基板Ｇの下面に当接する複数本の支持ピン１８２と、基板Ｇの四隅の側面に当接する複数本の位置決めピン１８４とが設けられている。
【００８０】
さらに、この保持プレート１８０には、長尺状の共鳴部材１８６が複数箇所に取り付けられている。より詳細には、基板Ｇ上の超音波照射走査ラインの真下に位置する保持プレート１８０の部位にライン状の溝１８８が形成され、この溝１８８の中に長尺状の共鳴部材１８６が配置されている。共鳴部材１８６は、たとえば保持プレート１８０と同じ材質（たとえば金属、樹脂等）で一体成形されており、共振時のノード（節部）となる位置で支持部１９０によって保持プレート１８０に支持されている。
【００８１】
図１８に示すように、基板Ｇ上で隣り合う両帯状レジスト膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界付近に向けて上方の超音波照射部１６０より超音波を放射するとき、両帯状レジスト膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界部分に入射した超音波の一部はそこで吸収され、他の一部は基板Ｇを透過して下方または基板裏側の共鳴部材１８６に入射する。超音波照射部１６０より照射される超音波の周波数を共鳴部材１８６の共振振動数にマッチングさせることで、共鳴部材１８６を共鳴または共振させることができる。この共鳴部材１８６の共振によって発生された二次的な超音波は、いわば反射波として基板Ｇ側に放射される。これによって、両帯状レジスト膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界部に上下両方向から超音波エネルギーを供給し、凸凹の除去または平坦化を一層効果的に行うことができる。また、このような共鳴部材１８６の超音波反射機能により、超音波の利用効率またはエネルギー効率を向上させることができる。
【００８２】
なお、超音波照射部１６０は、上記のようなライン型超音波照射部であってもよい。また、共鳴部材１８６は、保持プレート１８０と一体形成される代わりに、別個独立に形成された部品として保持プレート１８０に取付されるものでもよい。共鳴部材１８６の構成やレイアウト等も種々の変形が可能であり、たとえば図１９および図２０に示すような構成も可能である。
【００８３】
図１９の構成は、保持プレート１８０上の共鳴部材１８６の配列方向を図１７と直交させたものである。共鳴部材１８６の個数や配列ピッチ等も、図示のように任意に選択できる。
【００８４】
図２０の構成は、点状またはセル型の共鳴部材２００を保持プレート１８０上でマトリクス状に多数配置したものである。このマトリクス方式によれば、基板Ｇ上の任意の位置でレジスト液膜に凸凹が生じても、各位置の凸凹に対して基板Ｇの上下両方向から超音波を照射して適応的な平坦化を施すことができる。
【００８５】
図２１および図２２に、上記のような共鳴部材１８６（または共鳴部材２００）の共鳴機能を最適化するための実施例を示す。
【００８６】
図２１の実施例は、共鳴部材１８６を共振状態で振動させるために、基板Ｇの上面と超音波照射部１６０との距離間隔を調整できる構成としている。より詳細には、超音波照射部１６０をアクチエータたとえばリニアモータ２０２によって昇降移動可能に構成する。リニアモータ２０２は、たとえば上記キャリッジ１５２（図６）に取付されてよく、コントローラ２０４の制御の下で超音波照射部１６０を昇降移動させる。
【００８７】
一方、共鳴部材１８６の近傍に共鳴部材１８６の振動を検出して電気信号に変換する振動検出器またはセンサ２０６を配置し、このセンサ２０６の出力信号から測定回路２０８で共鳴部材１８６の振動を表すパラメータを測定する。この振動パラメータとしては、たとえば振動振幅や振動数を選ぶことができる。振動検出用のセンサ２０６は、たとえば共鳴部材１８６の振動を音波として検出する受波器で構成されてよく、あるいはコンデンサやコイルを用いて静電容量変化または渦電流として検出する方式のものでも可能である。測定回路２０８は、増幅回路や各パラメータに応じた信号処理回路または演算回路で構成されてよい。制御部２１０は、測定回路２０８より得られるパラメータ測定値（振動振幅測定値、振動数測定値）に基づいてコントローラ２０４およびリニアモータ２０２を通じて超音波照射部１６０の高さ位置つまり基板Ｇの上面との距離間隔を可変制御する。たとえば、共鳴部材１８６の振動振幅を振動パラメータとするときは、振動振幅測定値を極大値の振動振幅に合わせるように距離間隔を調整すればよい。共鳴部材１８６の振動数を振動パラメータとするときは、共鳴部材１８６の固有振動数または共振振動数を基準値としてメモリにセットしておき、振動数測定値を基準値に合わせるように距離間隔を調整すればよい。
【００８８】
図２２の実施例は、共鳴部材１８６を共振状態で振動させるために、超音波照射部１６０より放射される超音波の周波数を調整できる構成としている。より詳細には、超音波照射部１６０内で生成する超音波の周波数を可変制御できるようにする。たとえば、振動子を駆動する高周波電源部の発振回路を電圧制御発振回路で構成し、外部の振動数コントローラ２１２より該電圧制御発振回路に電圧制御信号を与えるようにする。制御部２１０は、測定回路２０８より得られるパラメータ測定値（振動振幅測定値、振動数測定値）に基づいて振動数コントローラ２１２を通じて超音波照射部１６０の放射する超音波の振動数を可変制御できる。すなわち、共鳴部材１８６の振動振幅を振動パラメータとするときは、振動振幅測定値を極大値の振動振幅に合わせるように超音波の周波数を調整すればよい。共鳴部材１８６の振動数を振動パラメータとするときは、振動数測定値を基準値（共振振動数）に合わせるように超音波の周波数を調整すればよい。
【００８９】
上記の実施例（図２１，図２２）においては、自動制御により共鳴部材１８６を確実に共振状態で振動させることが可能であり、基板の大型化に有利に対応できる。すなわち、基板の大型化に伴なってレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２内の各部（処理容器１３６、走査機構１４４等）も大型化するため、作業員による手動調整は難しくなる。上記のような自動調整機構によれば、大型化に左右されることなく、超音波照射部１６０の調整（特に図２１の距離間隔調整）を精細かつ容易に行うことができる。しかも、超音波照射走査中のリアルタイムな調整も可能である。
【００９０】
上記のように超音波照射部１６０側の調整機能により共鳴部材１８６における共鳴特性の選択幅または自由度を大きくすることができる。図示省略するが、同一の保持プレート１８０上に共鳴特性の異なる複数の共鳴部材を配置し、超音波照射部１６０側の調整またはチューニング機能によりそれら複数の共鳴部材の一部のみを選択的に共鳴させることも可能である。
【００９１】
別の実施例として、超音波照射部１６０に代えてランプユニット１６２（図１５、図１６）を用いる場合は、図示省略するが、上記共鳴部材１８６（２００）に代えてランプユニット１６２からの光を反射する光反射体を保持プレート１８０上に設けることもできる。かかる光反射体は全反射型のものが好ましく、基板Ｇを透過したランプ光を受光して基板Ｇ側に反射して、基板Ｇ上のレジスト液膜を背後（下方）からも加熱する。これによって、ランプ加熱法における光エネルギーの利用効率を高めることができる。
【００９２】
また、超音波照射体１６０とランプユニット１６２とを併設し、両者を選択的に使用する形態も可能である。たとえば、多層レジスト法において、基板Ｇ上の多層レジスト膜の膜厚をパラメータとして、膜厚が設定値よりも大きい場合は超音波照射体１６０を使用し、膜厚が設定値よりも小さい場合はランプユニット１６２を使用することもできる。一般に、超音波は、光（可視光だけでなく赤外線も含む）に比べて多層膜中の減衰が少ないため、膜厚の大きな多層膜には有利である。逆に、薄い多層膜では、ランプユニット１６２および光反射体を用いる光照射の加熱によりレジストの粘度を低下させ、凸凹を効率よく平坦化することができる。
【００９３】
図２３に、本発明の超音波照射法における照射角度に関する一実施例を示す。この実施例では、超音波照射体１６０が、基板Ｇ上のレジスト液膜の凸凹に向けて、凸凹の垂直上方より斜めに傾いた方角より超音波を照射するようにしている。より詳細には、図示のように、基板Ｇの垂線に対してたとえばθ＝２０゜〜８０゜の角度で超音波が照射されるように、超音波照射体１６０をキャリッジ１５２に支持アーム２１４を介して斜めに取り付ける。好ましくは、超音波照射体１６０より放射された超音波がレジスト液膜の隆起部の斜面Ｄに垂直またはそれに近い角度で当たるように、たとえば隆起部の斜面Ｄに超音波照射体１６０の先端面をほぼ平行に合わせるようにしてよい。支持アーム２１４を回転可能なアクチエータで構成して、超音波照射体１６０の向きを可変調整できるようにしてもよい。このように、超音波照射体１６０からの超音波を基板Ｇ上のレジスト液膜の凸凹、特に隆起部の斜面Ｄに対してほぼ垂直に当てることで、凸凹の平坦化を一層効果的に行うことができる。
【００９４】
上記した実施形態は、基板Ｇ上にレジスト液を線状または帯状に塗布し、基板上で隣り合う線状または帯状塗布膜の境界付近に生じるライン状の凸凹を平坦化するものであつた。しかしながら、本発明による塗布膜平坦化技術は、そのようなライン状の凸凹を平坦化する場面に限定されるものではなく、塗布膜上に任意のパターンで生じる任意の形状の凸凹（平らでない部分）を平坦化する場面に適用可能である。また、公知の膜厚測定技術を用いて基板上のレジスト膜の凸凹（特に隆起部）を検出することも可能である。
【００９５】
上記した実施形態はＬＣＤ製造の塗布現像処理システムにおけるレジスト塗布方法および装置に係るものであったが、本発明は被処理基板上に塗布液を供給する任意のアプリケーションに適用可能である。本発明における塗布液としては、レジスト液以外にも、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の液体も可能である。本発明における被処理基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の塗布方法および塗布装置が適用可能な塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像処理システムにおける熱的処理部の構成例を示す側面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムにおける処理手順を示すフローチャート図である。
【図４】図１の塗布現像処理システムにおける塗布系処理ユニット群の要部の構成を示す平面図である。
【図５】図１の塗布現像処理システムにおける塗布系処理ユニット群の要部の構成を示す側面図である。
【図６】一実施形態のレジスト塗布ユニットにおける走査機構の構成を示す斜視図である。
【図７】実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジストノズルの構成例を示す縦断面図である。
【図８】実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジスト塗布処理の一段階を示す略平面図である。
【図９】実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジスト塗布処理の一段階を示す略平面図である。
【図１０】実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジスト塗布処理の一段階を示す略平面図である。
【図１１】実施形態のレジスト塗布ユニットにおける超音波照射部の作用を示す一部断面略側面図である。
【図１２】実施形態のレジスト塗布ユニットにおける超音波照射部の作用を示す一部断面略側面図である。
【図１３】実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジスト塗布処理の一段階を示す略平面図である。
【図１４】一実施例による超音波照射走査を示す略平面図である。
【図１５】一実施例によるランプユニットの構成を示す縦断面図である。
【図１６】一実施例によるランプ加熱法を示す斜視図である。
【図１７】一実施例による保持プレート（保持部）および共鳴部材の構成を示す斜視図である。
【図１８】一実施例における共鳴部材の作用を示す部分断面側面図である。
【図１９】一実施例による保持プレートおよび共鳴部材の構成を示す平面図である。
【図２０】一実施例による保持プレートおよび共鳴部材の構成を示す平面図である。
【図２１】一実施例による基板と超音波照射部との距離間隔を調整する機構を示す図である。
【図２２】一実施例による超音波照射部で発する超音波の周波数を調整する機構を示す図である。
【図２３】一実施例による超音波照射法の要部を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
８２ レジスト塗布ユニット（ＣＴ）
１３８ ステージ
１４４ 走査機構
１５２ キャリッジ
１５４ レジストノズル
１５６ レジスト供給管
１５８ 支持アーム
１６０ 超音波照射部
１６２ ランプユニット
１８０ 保持プレート（保持部）
１８６ 共鳴部材
２００ 共鳴部材
２０２ リニアモータ（アクチエータ）
２０４ コントローラ
２０６ センサ（振動検出器）
２０８ 測定回路
２１０ 制御部
２１２ コントローラ
２１４ 支持アーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板上に液体を塗布して塗布膜を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ＬＣＤの製造プロセスにおけるリソグラフィー工程では、被処理基板（ガラス基板）の大型化に有利なレジスト塗布法として、基板の上方でレジストノズルを相対移動または走査させながらレジスト液を細径の線状で連続的に吐出させることにより、高速回転を要することなく基板上に所望の膜厚でレジスト液を塗布するようにした技法（スピンレス法）が普及している。
【０００３】
このスピンレス法で使用されるレジストノズルは、口径の非常に小さい（たとえば１００μｍ程度の）吐出口を有し、相当高い圧力でレジスト液を吐出するように構成されている。塗布効率を高めるため、多数の吐出口をライン状に配したり、吐出口をスリット状に形成することも行われているが、基板の一端から他端までカバーできるほど細長い微細径吐出口の製作は現状では困難である。このため、基板を一定ピッチで多数回横断するようなノズル走査により、１回の走査につき基板上に形成される線状または帯状のレジスト液膜を多数回の走査により線幅または帯幅方向でつなぎ合わせて基板上に一面のレジスト液膜を形成するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１５６２５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなスピンレス法またはノズル走査方式においては、基板上で隣り合う線状または帯状レジスト液膜の境界付近またはつなぎ目に平らでない部分つまり凸凹（でこぼこ）が生じて、この凸凹が境界に沿って延びて筋状の塗布ムラになり、フォトリソグラフィーの解像度を低下させるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、スピンレス法またはノズル走査方式において被処理基板上に筋状の塗布ムラのない平坦な塗布膜を形成するようにした塗布方法および塗布装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の別の目的は、被処理基板上に凸凹のない平坦な塗布膜を形成するようにした塗布方法および塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の塗布方法は、被処理基板の被処理面に塗布液を塗布する第１の工程と、前記基板上の塗布液膜に超音波を照射する第２の工程とを有する。
【０００８】
また、本発明の塗布装置は、被処理基板の被処理面に塗布液を塗布する塗布手段と、前記基板上の塗布液膜に超音波を照射する超音波照射部とを有する。
【０００９】
本発明の塗布方法または塗布装置では、第１の工程において（塗布手段により）基板上に塗布液が塗布された際に塗布液膜に凸凹が生じても、第２の工程において（超音波照射部により）そのような塗布液膜の凸凹に超音波エネルギーが加えられることで、その付近の塗布液が粘度を下げて流動化し、液膜表面が平坦に均され、凸凹が除去される。このような塗布液膜の凸凹の中の隆起部に超音波を照射するのが効果的で好ましく、より好ましくは隆起部の斜面に向けて隆起部の垂直上方より斜めに傾いた方角から超音波を照射してよい。
【００１０】
また、超音波は空気中で減衰しやすいため、超音波エネルギーの有効利用を図るため、超音波照射部が超音波を放射する位置を塗布液膜の表面から１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内に設定するのが好ましい。
【００１１】
本発明の好ましい一態様として、超音波照射部は、超音波を発生する振動子と、この振動子からの超音波を基板上の塗布液膜に向けて大気中に放射する超音波ホーンとを有する。また、基板に向けて複数の超音波照射部を並列に配置し、それら複数の超音波照射部よりライン上に分布する超音波を一括または同時照射することも可能である。単一型またはライン型超音波照射部のいずれであっても、基板上で超音波の照射位置を走査するために、移動機構により基板に対して相対的に移動させることが可能である。
【００１２】
好ましい一態様として、本発明の塗布装置は、基板を保持する保持部と、この保持部に設けられ、超音波照射部からの超音波に共鳴する共鳴部材とを有してよい。共鳴部材は、好ましくは、基板を挟んで超音波照射体と対向する位置に配置されてよい。かかる構成においては、基板上の塗布液膜（特に凸凹部）に対して超音波照射部からの超音波を照射するだけでなく、共鳴部材で反射された二次的な超音波も照射することができ、塗布液膜の平坦化と超音波エネルギーの利用効率を一層向上させることができる。
【００１３】
本発明の好ましい一態様として、共鳴部材の振動振幅を検出する振動振幅検出部と、この振動振幅検出部で検出された共鳴部材の振動振幅に応じて基板と超音波照射体との距離間隔を可変調整する間隔調整部とを設けることができる。あるいは、共鳴部材の振動数を検出する振動数検出部と、この振動数検出部で検出された共鳴部材の振動数に応じて基板と超音波照射体との距離間隔を可変調整する間隔調整部とを設けることができる。かかる構成においては、共鳴部材の振動特性に応じて、共鳴部材を自動制御により確実に共振状態で振動させることができる。
【００１４】
別の好ましい一態様として、共鳴部材の振動振幅を検出する振動振幅検出部と、この振動振幅検出部で検出された共鳴部材の振動振幅に応じて超音波照射体の発する超音波の周波数を可変調整する周波数調整部とを設けることができる。あるいは、共鳴部材の振動数を検出する振動数検出部と、この振動数検出部で検出された共鳴部材の振動数に応じて記超音波照射体の発する超音波の周波数を可変調整する周波数調整部とを設けることができる。かかる構成においても、共鳴部材の振動特性に応じて、共鳴部材を自動制御により確実に共振状態で振動させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の塗布方法または塗布装置によれば、上記のような構成と作用により、被処理基板上に凸凹のない平坦な塗布膜を形成することができる。特に、スピンレス法またはノズル走査方式において被処理基板上に筋状の塗布ムラのない平坦な塗布膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１７】
図１に、本発明の塗布方法および塗布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ＬＣＤ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各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。
【００１８】
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。
【００１９】
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を水平方向たとえばＹ方向に４個まで並べて載置可能なカセットステージ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を保持できる手段たとえば搬送アーム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。
【００２０】
プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６は、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、洗浄プロセス部２４と、第１の熱的処理部２６と、塗布プロセス部２８と、第２の熱的処理部３０とを横一列に配置している。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、第２の熱的処理部３０と、現像プロセス部３２と、脱色プロセス部３４と、第３の熱的処理部３６とを横一列に配置している。このライン形態では、第２の熱的処理部３０が、上流側のプロセスラインＡの最後尾に位置するとともに下流側のプロセスラインＢの先頭に位置しており、両ラインＡ，Ｂ間に跨っている。
【００２１】
両プロセスラインＡ，Ｂの間には補助搬送空間３８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４０が図示しない駆動機構によってライン方向（Ｘ方向）で双方向に移動できるようになっている。
【００２２】
上流部のプロセスラインＡにおいて、洗浄プロセス部２４は、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２を含んでおり、このスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内のカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１０と隣接する場所にエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１を配置している。スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内の洗浄部は、ＬＣＤ基板Ｇをコロ搬送またはベルト搬送により水平姿勢でラインＡ方向に搬送しながら基板Ｇの上面（被処理面）にブラッシング洗浄やブロー洗浄を施すようになっている。
【００２３】
洗浄プロセス部２４の下流側に隣接する第１の熱的処理部２６は、プロセスラインＡに沿って中心部に縦型の搬送機構４６を設け、その前後両側に複数のユニットを多段に積層配置している。たとえば、図２に示すように、上流側の多段ユニット部（ＴＢ）４４には、下から順に基板受け渡し用のパスユニット（ＰＡＳＳ）５０、脱水ベーク用の加熱ユニット（ＤＨＰ）５２，５４およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）５６が積み重ねられる。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ）５０は、スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２側と基板Ｇの受け渡しを行うためのスペースを提供する。また、下流側の多段ユニット部（ＴＢ）４８には、下から順に基板受け渡し用のパスユニット（ＰＡＳＳ）６０、冷却ユニット（ＣＬ）６２，６４およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）６６が積み重ねられる。ここで、パスユニット（ＰＡＳＳ）６０は、塗布プロセス部２８側と基板Ｇの受け渡しを行うためのスペースを提供する。
【００２４】
図２に示すように、搬送機構４６は、鉛直方向に延在するガイドレール６８に沿って昇降移動可能な昇降搬送体７０と、この昇降搬送体７０上でθ方向に回転または旋回可能な旋回搬送体７２と、この旋回搬送体７２上で基板Ｇを支持しながら前後方向に進退または伸縮可能な搬送アームまたはピンセット７４とを有している。昇降搬送体７０を昇降駆動するための駆動部７６が垂直ガイドレール６８の基端側に設けられ、旋回搬送体７２を旋回駆動するための駆動部７８が昇降搬送体７０に取り付けられ、搬送アーム７４を進退駆動するための駆動部８０が回転搬送体７２に取り付けられている。各駆動部７６，７８，８０はたとえば電気モータ等で構成されてよい。
【００２５】
上記のように構成された搬送機構４６は、高速に昇降ないし旋回運動して両隣の多段ユニット部（ＴＢ）４４，４８の中の任意のユニットにアクセス可能であり、補助搬送空間３８側のシャトル４０とも基板Ｇを受け渡しできるようになっている。
【００２６】
第１の熱的処理部２６の下流側に隣接する塗布プロセス部２８は、図１に示すように、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４およびエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）８６をプロセスラインＡに沿って一列に配置している。図示省略するが、塗布プロセス部２８内には、これら３つのユニット（ＣＴ）８２、（ＶＤ）８４、（ＥＲ）８６に基板Ｇを工程順に１枚ずつ搬入・搬出するための搬送装置が設けられており、各ユニット（ＣＴ）８２、（ＶＤ）８４、（ＥＲ）８６内では基板１枚単位で各処理が行われるようになっている。
【００２７】
塗布プロセス部２８の下流側に隣接する第２の熱的処理部３０は、上記第１の熱的処理部２６と同様の構成を有しており、両プロセスラインＡ，Ｂの間に縦型の搬送機構９０を設け、プロセスラインＡ側（最後尾）に一方の多段ユニット部（ＴＢ）８８を設け、プロセスラインＢ側（先頭）に他方の多段ユニット部（ＴＢ）９２を設けている。
【００２８】
図示省略するが、たとえば、プロセスラインＡ側の多段ユニット部（ＴＢ）８８には、最下段に基板受け渡し用のパスユニット（ＰＡＳＳ）が置かれ、その上にプリベーク用の加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）がたとえば３段積み重ねられてよい。また、プロセスラインＢ側の多段ユニット部（ＴＢ）９２には、最下段に基板受け渡し用のパスユニット（ＰＡＳＳ）が置かれ、その上に冷却ユニット（ＣＯＬ）がたとえば１段重ねられ、その上にプリベーク用の加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）がたとえば２段積み重ねられてよい。
【００２９】
第２の熱的処理部３０における搬送機構９０は、両多段ユニット部（ＴＢ）８８，９２のそれぞれのパスユニット（ＰＡＳＳ）を介して塗布プロセス部２８および現像プロセス部３２と基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるだけでなく、補助搬送空間３８内のシャトル４０や後述するインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８とも基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるようになっている。
【００３０】
下流部のプロセスラインＢにおいて、現像プロセス部３２は、基板Ｇを水平姿勢で搬送しながら一連の現像処理工程を行う、いわゆる平流し方式の現像ユニット（ＤＥＶ）９４を含んでいる。
【００３１】
現像プロセス部３２の下流側には脱色プロセス部３４を挟んで第３の熱的処理部３６が配置される。脱色プロセス部３４は、基板Ｇの被処理面にｉ線（波長３６５ｎｍ）を照射して脱色処理を行うためのｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）９６を備えている。
【００３２】
第３の熱的処理部３６は、上記第１の熱的処理部２６や第２の熱的処理部３０と同様の構成を有しており、プロセスラインＢに沿って縦型の搬送機構１００とその前後両側に一対の多段ユニット部（ＴＢ）９８，１０２を設けている。
【００３３】
図示省略するが、たとえば、上流側の多段ユニット部（ＴＢ）９８には、最下段にパスユニット（ＰＡＳＳ）が置かれ、その上にポストベーキング用の加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）がたとえば３段積み重ねられてよい。また、下流側の多段ユニット部（ＴＢ）１０２には、最下段にポストベーキング・ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が置かれ、その上に基板受け渡しおよび冷却用のパス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）が１段重ねられ、その上にポストベーキング用の加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が２段積み重ねられてよい。
【００３４】
第３の熱的処理部３６における搬送機構１００は、両多段ユニット部（ＴＢ）９８，１０２のパスユニット（ＰＡＳＳ）およびパス・クーリングユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）を介してそれぞれｉ線ＵＶ照射ユニット（ｉ−ＵＶ）９６およびカセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４と基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるだけでなく、補助搬送空間３８内のシャトル４０とも基板Ｇを１枚単位で受け渡しできるようになっている。
【００３５】
インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８は、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１０４を有し、その周囲にバッファ・ステージ（ＢＵＦ）１０６、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８および周辺装置１１０を配置している。バッファ・ステージ（ＢＵＦ）１０６には定置型のバッファカセット（図示せず）が置かれる。エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８は、冷却機能を備えた基板受け渡し用のステージであり、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６側と基板Ｇをやりとりする際に用いられる。周辺装置１１０は、たとえばタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）と周辺露光装置（ＥＥ）とを上下に積み重ねた構成であってよい。搬送装置１０４は、基板Ｇを保持できる手段たとえば搬送アーム１０４ａを有し、隣接する露光装置１２や各ユニット（ＢＵＦ）１０６、（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８、（ＴＩＴＬＥＲ／ＥＥ）１１０と基板Ｇの受け渡しを行えるようになっている。
【００３６】
図３に、この塗布現像処理システムにおける処理の手順を示す。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上の所定のカセットＣの中から１つの基板Ｇを取り出し、プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６の洗浄プロセス部２４のエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１に搬入する（ステップＳ1）。
【００３７】
エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）４１内で基板Ｇは紫外線照射による乾式洗浄を施される（ステップＳ2）。この紫外線洗浄では主として基板表面の有機物が除去される。紫外線洗浄の終了後に、基板Ｇは、図示しないコロ搬送またはベルト搬送によって洗浄プロセス部２４のスクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２へ移される。
【００３８】
スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２では、上記したように基板Ｇをコロ搬送またはベルト搬送により水平姿勢でプロセスラインＡ方向に平流しで搬送しながら基板Ｇの上面（被処理面）に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する（ステップＳ3）。そして、洗浄後も基板Ｇを平流しで搬送しながらリンス処理を施し、最後にエアーナイフ等を用いて基板Ｇを乾燥させる。
【００３９】
スクラバ洗浄ユニット（ＳＣＲ）４２内で洗浄処理の済んだ基板Ｇは、第１の熱的処理部２６の上流側多段ユニット部（ＴＢ）４４内のパスユニット（ＰＡＳＳ）５０に搬入される。
【００４０】
第１の熱的処理部２６において、基板Ｇは搬送機構４６により所定のシーケンスで所定のユニットに順次搬送される。たとえば、基板Ｇは、最初にパスユニット（ＰＡＳＳ）５０から加熱ユニット（ＤＨＰ）５２，５４の１つに移され、そこで脱水処理を受ける（ステップＳ4）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）６２，６４の１つに移され、そこで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ5）。しかる後、基板Ｇはアドヒージョンユニット（ＡＤ）５６に移され、そこで疎水化処理を受ける（ステップＳ6）。この疎水化処理の終了後に、基板Ｇは冷却ユニット（ＣＯＬ）６２，６４の１つで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ7）。最後に、基板Ｇは下流側多段ユニット部（ＴＢ）４８に属するパスユニット（ＰＡＳＳ）６０に移される。
【００４１】
このように、第１の熱的処理部２６内では、基板Ｇが、搬送機構４６を介して上流側の多段ユニット部（ＴＢ）４４と下流側の多段ユニット部（ＴＢ）４８との間で任意に行き来できるようになっている。なお、第２および第３の熱的処理部３０，３６でも同様の基板搬送動作を行えるようになっている。
【００４２】
第１の熱的処理部２６で上記のような一連の熱的または熱系の処理を受けた基板Ｇは、下流側多段ユニット部（ＴＢ）４８内のパスユニット（ＰＡＳＳ）６０から下流側隣の塗布プロセス部２８のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２へ移される。
【００４３】
基板Ｇはレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２でたとえばスピンコート法により基板上面（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）８４で減圧による乾燥処理を受け、次いで下流側隣のエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）８６で基板周縁部の余分（不要）なレジストを取り除かれる（ステップＳ8）。
【００４４】
上記のようなレジスト塗布処理を受けた基板Ｇは、エッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）８６から隣の第２の熱的処理部３０の上流側多段ユニット部（ＴＢ）８８に属するパスユニット（ＰＡＳＳ）に受け渡される。
【００４５】
第２の熱的処理部３０内で、基板Ｇは、搬送機構９０により所定のシーケンスで所定のユニットに順次搬送される。たとえば、基板Ｇは、最初に該パスユニット（ＰＡＳＳ）から加熱ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）の１つに移され、そこでレジスト塗布後のベーキングを受ける（ステップＳ9）。次に、基板Ｇは、冷却ユニット（ＣＯＬ）の１つに移され、そこで一定の基板温度まで冷却される（ステップＳ10）。しかる後、基板Ｇは下流側多段ユニット部（ＴＢ）９２側のパスユニット（ＰＡＳＳ）を経由して、あるいは経由せずにインタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８側のエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８へ受け渡される。
【００４６】
インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８において、基板Ｇは、エクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８から周辺装置１１０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（ステップＳ11）。
【００４７】
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。そして、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（ステップＳ11）、先ず周辺装置１１０のタイトラー（ＴＩＴＬＲＥＲ）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（ステップＳ12）。しかる後、基板Ｇはエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８に戻される。インタフェースステーション（Ｉ／Ｆ）１８における基板Ｇの搬送および露光装置１２との基板Ｇのやりとりは搬送装置１０４によって行われる。
【００４８】
プロセスステーション（Ｐ／Ｓ）１６では、第２の熱的処理部３０において搬送機構９０がエクステンション・クーリングステージ（ＥＸＴ・ＣＯＬ）１０８より露光済の基板Ｇを受け取り、プロセスラインＢ側の多段ユニット部（ＴＢ）９２内のパスユニット（ＰＡＳＳ）を介して現像プロセス部３２へ受け渡す。
【００４９】
現像プロセス部３２では、該多段ユニット部（ＴＢ）９２内のパスユニット（ＰＡＳＳ）から受け取った基板Ｇを現像ユニット（ＤＥＶ）９４に搬入する。現像ユニット（ＤＥＶ）９４において基板ＧはプロセスラインＢの下流に向って平流し方式で搬送され、その搬送中に現像、リンス、乾燥の一連の現像処理工程が行われる（ステップＳ13）。
【００５０】
現像プロセス部３２で現像処理を受けた基板Ｇは下流側隣の脱色プロセス部３４へ搬入され、そこでｉ線照射による脱色処理を受ける（ステップＳ14）。脱色処理の済んだ基板Ｇは、第３の熱的処理部３６の上流側多段ユニット部（ＴＢ）９８内のパスユニット（ＰＡＳＳ）に受け渡される。
【００５１】
第３の熱的処理部（ＴＢ）９８において、基板Ｇは、最初に該パスユニット（ＰＡＳＳ）から加熱ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）の１つに移され、そこでポストベーキングを受ける（ステップＳ15）。次に、基板Ｇは、下流側多段ユニット部（ＴＢ）１０２内のパスクーリング・ユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）に移され、そこで所定の基板温度に冷却される（ステップＳ16）。第３の熱的処理部３６における基板Ｇの搬送は搬送機構１００によって行われる。
【００５２】
カセットステーション（Ｃ／Ｓ）１４側では、搬送機構２２が、第３の熱的処理部３６のパスクーリング・ユニット（ＰＡＳＳ・ＣＯＬ）から塗布現像処理の全工程を終えた基板Ｇを受け取り、受け取った基板Ｇをいずれか１つのカセットＣに収容する（ステップＳ1）。
【００５３】
この塗布現像処理システム１０においては、塗布プロセス部２８のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に本発明を適用することができる。以下、図４〜図２３を参照して本発明をレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に適用した実施形態を説明する。
【００５４】
図４および図５に、塗布プロセス部２８におけるレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２、減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４およびエッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）８６の要部の構成を示す。
【００５５】
これらの塗布系処理ユニット群（ＣＴ）８２、（ＶＤ）８４、（ＥＲ）８６は支持台１１２の上に処理工程の順序にしたがって横一列に配置されている。支持台１１２の両側に敷設された一対のガイドレール１１４，１１４に沿って移動する一組または複数組の搬送アーム１１６，１１６により、ユニット間で基板Ｇを直接やりとりできるようになっている。
【００５６】
減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４は、上面が開口しているトレーまたは底浅容器型の下部チャンバ１１８と、この下部チャンバ１１８の上面に気密に密着または嵌合可能に構成された蓋状の上部チャンバ１２０とを有している。下部チャンバ１１８はほぼ四角形で、中心部には基板Ｇを水平に載置して支持するためのステージ１２２が配設され、底面の四隅には排気口１２６が設けられている。下部チャンバ１１８の下から各排気口１２６に接続する排気管１２８は真空ポンプ（図示せず）に通じている。下部チャンバ１１８に上部チャンバ１２０を被せた状態で、両チャンバ１１８，１２０内の処理空間を該真空ポンプにより所定の真空度まで減圧できるようになっている。
【００５７】
エッジリムーバ・ユニット（ＥＲ）８６には、基板Ｇを水平に載置して支持するステージ１３０と、基板Ｇを相対向する一対の角隅部にて位置決めするアライメント手段１３２と、基板Ｇの四辺の周縁部（エッジ）から余分なレジストを除去する４個のリムーバヘッド１３４等が設けられている。アライメント手段１３２がステージ１３０上の基板Ｇを位置決めした状態で、各リムーバヘッド１３４が基板Ｇの各辺に沿って移動しながら、基板各辺の周縁部に付着している余分なレジストをシンナーで溶解して除去するようになっている。
【００５８】
レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２は、上面が開口しているカップ状の処理容器１３６と、この処理容器１３６内で基板Ｇを水平に載置して保持するための昇降可能なステージ１３８と、このステージ１３８を昇降させるために処理容器１３６の下に設けられた昇降駆動部１４０と、ステージ１３８上の基板Ｇに対してレジスト液を吐出するレジストノズル１５４（図６）をＸＹ方向で駆動する走査機構１４４と、各部を制御するコントローラ（図示せず）とを有している。
【００５９】
図６に、走査機構１４４の構成を示す。このノズル走査機構１４４では、Ｙ方向に延びる一対のＹガイドレール１４６，１４６が処理容器１３６（図６では図示省略）の両側に配置されるとともに、両Ｙガイドレール１４６，１４６の間にＸ方向に延在するＸガイドレール１４８がＹ方向に移動可能に架け渡されている。所定位置たとえば両Ｙガイドレール１４６，１４６の一端に配置されたＹ方向駆動部１５０，１５０が，無端ベルト等の伝動機構（図示せず）を介してＸガイドレール１４８を両Ｙガイドレール１４６，１４６に沿ってＹ方向に直進駆動するようになっている。また、Ｘガイドレール１４８に沿ってＸ方向にたとえば自走式または外部駆動式で移動できるキャリッジ（搬送体）１５２が設けられており、このキャリッジ１５２にレジストノズル１５４が取り付けられている。
【００６０】
レジストノズル１５４は、図７に示すように、たとえばステンレス鋼（ＳＵＳ）からなり、レジスト液供給管１５６の終端部よりレジスト液を導入するための導入通路１５４ａと、導入したレジスト液をいったん溜めるバッファ室１５４ｂと、バッファ室１５４ｂの底より垂直下方に延在する１個または複数個のトンネル型（Ａ）または溝型（Ｂ）のノズル吐出流路１５４ｃと、各ノズル吐出流路１５４ｃの終端に設けられた孔型（Ａ）またはスリット型（Ｂ）の吐出口１５４ｄとを有している。吐出口１５４ｄの口径またはスリット幅Ｄは微細径で、たとえば１００μｍ程度に選ばれている。図６に示すように、レジストノズル１５４は、ノズル長手方向または吐出口配列方向をＸ方向に合わせてキャリッジ１５２に固定取付される。
【００６１】
キャリッジ１５２には、可動の支持アーム１５８を介して超音波照射部１６０も取り付けられている。この超音波照射部１６０は、超音波振動子およびこの振動子を駆動する高周波電源部を本体に内蔵し、この本体の下部に該振動子に接続された超音波ホーン１６０ａを有しており、該振動子の発生する超音波を超音波ホーン１６０ａより基板Ｇに向けて大気中に放射するように構成されている。超音波ホーン１６０ａは、たとえばアルミニウム合金やチタン合金等の材質からなり、円錐型等の形体を有してよい。キャリッジ１５２における超音波照射部１６０の取付または配置位置は、レジストノズル１５４の一端部、より正確には吐出口１５４ｄの一端部に近接する位置に設定されてよい。この実施形態では、キャリッジ１５２に内蔵されているアーム駆動機構によりアーム１５８を垂直軸の回りに回動させて超音波照射部１６０をＹ方向においてレジストノズル１５４の両側の位置に切り換えて配置できるようになっている。
【００６２】
次に、図８〜図１３につきこの実施形態のレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２における作用を説明する。
【００６３】
先ず、第１の熱的処理部２６の下流側多段ユニット部（ＴＢ）内のパスユニット（ＰＡＳＳ）６０（図１および図２）より塗布処理前の基板Ｇがレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２に搬入される。レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２では、昇降駆動部１４０によりステージ１３８が処理容器１３６の上面開口から上に出る位置まで持ち上げられ、図示しない搬送アームにより基板Ｇがステージ１３８上に移載される。ステージ１３８の上面には、基板Ｇを保持するために、たとえばバキューム式の吸着手段（図示せず）が設けられてもよい。
【００６４】
ステージ１３８上に基板Ｇが載置されると、次に昇降駆動部１４０によりステージ１３８が処理容器１３６内の所定位置まで降ろされ、その位置で基板Ｇに対するレジスト塗布処理が実行される。
【００６５】
このレジスト塗布処理では、レジストノズル１５４がレジスト液供給部（図示せず）よりレジスト供給管１５６を介してレジスト液の供給を受けてレジスト液を所定の圧力および流量で基板Ｇに向けて吐出すると同時に、走査機構１４４がレジストノズル１５４をＸＹ方向で縦横に移動させることにより、基板Ｇ上に所望の膜厚で一面のレジスト液膜を形成する。より詳細には、図８、図１０および図１３に示すように、基板Ｇの被処理面をＸ方向において一定間隔で複数たとえば３つの走査線または走査領域に分割し、レジストノズル１５４に１回のＹ方向走査で１つの領域にレジスト液を所望の膜厚で線状または帯状に塗布し、複数回（３回）のＹ方向走査により基板Ｇ上の線状または帯状液膜を線幅または帯幅方向につなぎ合わせて基板Ｇ上に上記膜厚で一面のレジスト液膜を形成する。
【００６６】
図８において、１回目のＹ方向走査では、基板Ｇ上の第１走査領域に対してレジストノズル１５４をノズル長手方向と垂直な方向（Ｙ方向）に一端（左端）から他端（右端）までレジスト液を吐出させながら直進移動させ、第１走査領域にレジスト液を帯状に塗布する。一方、超音波照射部１６０はオフ状態のまま、つまり超音波を放射することなく基板Ｇの一端縁に沿ってレジストノズル１５４と一体に移動する。レジストノズル１５４に対する超音波照射部１６０の位置は任意に設定されてよい。
【００６７】
上記のような１回目のＹ方向走査を終えてレジストノズル１５４が基板Ｇの右端より外に出ると、図９に示すように、レジストノズル１５４をノズル長手方向（Ｘ方向）に所定のピッチだけ移動させて基板Ｇ上の第２走査領域に位置合わせする。また、その間に、超音波照射部１６０を次（２回目）のＹ方向走査においてレジストノズル１５４の後方で、かつ第１走査領域と第２走査領域との境界付近にアライメントするように配置位置を調整する。なお、基板Ｇの外ではレジスト液の吐出を止めてもよく、止めなくてもよい。
【００６８】
次いで、図１０に示すように、２回目のＹ方向走査を実行する。このＹ方向走査では、基板Ｇの中間部の領域に対してレジストノズル１５４をノズル長手方向と垂直な方向（Ｙ方向）に一端（右端）から他端（左端）までレジスト液を吐出させながら直進移動させ、第２走査領域にレジスト液を帯状に塗布する。この際、第２走査領域に形成される帯状のレジスト液膜Ｒ(2)と先に隣の第１走査領域に形成されている帯状レジスト液膜Ｒ(1)との境界またはつなぎ目Ｅには不可避的に平らでない部分つまり凸凹（でこぼこ）が生じ、この凸凹が境界に沿って延びると筋状の塗布むらになる。
【００６９】
この実施形態では、図１０および図１１に示すように、レジストノズル１５４の直ぐ後で超音波照射部１６０をオン状態で、つまり両帯状レジスト液膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界Ｅ付近に向けて超音波を放射させながらレジストノズル１５４と一体に移動させる。この超音波照射部１６０の超音波照射走査により、両帯状レジスト液膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界Ｅ付近では、超音波のエネルギーでレジスト液が低粘度化ないし流動化して、図１２に示すように液膜表面が基板面と平行な方向（水平方向）に均され、凸凹が除去される。また、液膜表面側（基板被処理面側）から超音波を直接照射するので、レジスト液膜が低粘度化ないし流動化した部位にさらに音圧（圧力）も直接加えられることとなり、凸凹をより一層平坦化することが可能である。このため、両帯状レジスト液膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界Ｅに沿って筋状の塗布むらが生じることがなく、たとえ発生または残存しても問題にならないほど小さいものに抑制される。なお、超音波は空気中では減衰しやすいため、超音波照射部１６０の先端（超音波放射口）をレジスト液膜表面に可及的に近づけてよく、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内に近づけるのが好ましい。
【００７０】
上記のような２回目のＹ方向走査を終えたなら、基板Ｇの左端より外のエリアで前回（１回目終了時）と同様にしてレジストノズル１５４をノズル長手方向（Ｘ方向）に所定のピッチだけ移動させ、走査位置を基板Ｇの第３走査領域に移す。また、その間に、次（３回目）のＹ方向走査においてレジストノズル１５４の後方で、かつ第２走査領域と第３走査領域の境界付近にアライメントするように超音波照射部１６０の配置位置を切換または調整しておく。
【００７１】
図１３に示すように、３回目のＹ方向走査では、基板Ｇ上の第３走査領域に対してレジストノズル１５４をノズル長手方向と垂直な方向（Ｙ方向）に一端（左端）から他端（右端）までレジスト液を吐出させながら直進移動させ、第３走査領域にレジスト液を帯状に塗布する。この際にも、第３走査領域に形成される帯状レジスト液膜Ｒ(3)と先に第２走査領域に形成されている帯状レジスト液膜Ｒ(2)との境界Ｅ付近に生じる凸凹は、超音波照射部１６０からの超音波照射により上記と同様の作用で効果的に除去される。これにより、両帯状レジスト液膜Ｒ(2)，Ｒ(3)の境界Ｅに沿って筋状の塗布むらが発生するのを防止ないし抑制することができる。
【００７２】
上記のようにして３回目のＹ方向走査が行われると、レジスト塗布処理が完了し、基板Ｇ上には所望の膜厚で平坦なレジスト液の塗布膜が一面に形成される。レジスト塗布処理の終了後に、レジストノズル１５４および超音波照射部１６０は処理容器１３６の外へ退避する。処理容器１３６の中では、基板Ｇを搬出するため、昇降駆動部１４０がステージ１３８を処理容器１３６の上面開口から上に出る位置まで上昇させる。直後に、搬送アーム１１６，１１６が基板Ｇをステージ１３８から受け取り、隣接する減圧乾燥ユニット（ＶＤ）８４へ移送する。
【００７３】
この実施形態では、キャリッジ１５２にレジストノズル１５４と超音波照射部１６０を取り付け、超音波照射部１６０をレジストノズル１５４の後に付けて一緒に走査移動を行うように構成しているので、一つの走査機構１４４をレジストノズル１５４と超音波照射部１６０に共用できるという格別の利点がある。しかし、走査手段の煩雑化を伴なうことは避けられないが、レジストノズル１５４用の走査機構から独立した別個の走査機構（図示せず）を用いて、図１４に示すように、超音波照射部１６０を基板Ｇ上の相隣接する帯状レジスト液膜Ｒ(i)，Ｒ(i+1)の境界Ｅ付近をトレースするように単独で走査移動させる方法または構成も可能である。また、図示省略するが、超音波照射部を基板Ｇの裏面に近接または接触させて基板裏側から基板上の帯状レジスト液膜境界Ｅ付近に局所的に超音波エネルギーを与える方式も可能である。
【００７４】
また、図示省略するが、複数の超音波照射部１６０を並列たとえば一列に配置してライン型超音波照射部を構成し、このライン型超音波照射部からの水平ライン上に分布する超音波を基板Ｇ上の帯状レジスト液膜境界Ｅ付近に照射して、ライン状の凸凹を一括平坦化する方式も可能である。かかるライン型超音波照射方式においても、基板上の超音波照射位置を任意に走査できるように、適当な走査機構を用いてライン型超音波照射部を移動させるようにしてよい。
【００７５】
この実施形態において、超音波照射部１６０の代わりに、たとえば図１５に示すような加熱用のランプユニット１６２を使用してもよい。このランプユニット１６２は、下端の開口した筒状ケーシング１６４内に加熱用光源たとえばハロゲンランプ１６６と反射鏡１６８を下向きに取り付け、ハロゲンランプ１６６より放射された光ＬＢを集光レンズ１７０を通して下端開口部（出射口）１６４ａよりワーク位置に向けて、つまり基板Ｇ上の相隣接する帯状レジスト液膜Ｒ(i)，Ｒ(i+1)の境界Ｅ近傍に向けて照射する。このようなランプ加熱法によっても、帯状レジスト液膜境界Ｅ付近においてレジスト液の粘度を下げて流動性を活性化し、凸凹を均してレジスト液膜の表面を平坦化することができる。なお、加熱用光源としては、たとえば赤外線を放射する赤外線ランプ等も使用可能である。
【００７６】
また、たとえば図１６に示すように、ランプユニット１６２を基板Ｇの一端から他端までカバーするような横長の長尺型に構成し、基板Ｇ上の帯状レジスト液膜境界Ｅ付近に加熱用光線ＬＢを一括的に同時（並列）照射する方式も可能である。この方式では、Ｘ方向の送り機構（図示せず）によりユニット支持部材１７２を介してランプユニット１６２を各帯状レジスト液膜境界Ｅ付近にアライメントさせるようにＸ方向にステップ移送および位置合わせしてよい。
【００７７】
上記実施形態では、基板Ｇをステージ１３８上に固定して、レジストノズル１５４や超音波照射部１６０（またはランプユニット１６２）を走査移動させる構成としている。しかし、基板Ｇ側を移動させる走査方式も可能である。
【００７８】
上記実施形態の超音波照射法において、超音波照射部１６０からの超音波に共鳴して振動する共鳴部材を設け、該共鳴部材より放射または反射される超音波を基板Ｇ上のレジスト液膜の平坦化に利用する方式も効果的である。以下、図１７〜図２２につき超音波共鳴方式の実施例を説明する。
【００７９】
図１７に、一実施例による保持部および共鳴部材の構成を示す。図示の保持部１８０は、基板Ｇより一回り大きなサイズを有する略同形状の保持プレートとして構成され、たとえば上記レジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２の処理容器１３６内に配置される。この保持プレート１８０の上面には、基板Ｇを水平に載置するために、基板Ｇの下面に当接する複数本の支持ピン１８２と、基板Ｇの四隅の側面に当接する複数本の位置決めピン１８４とが設けられている。
【００８０】
さらに、この保持プレート１８０には、長尺状の共鳴部材１８６が複数箇所に取り付けられている。より詳細には、基板Ｇ上の超音波照射走査ラインの真下に位置する保持プレート１８０の部位にライン状の溝１８８が形成され、この溝１８８の中に長尺状の共鳴部材１８６が配置されている。共鳴部材１８６は、たとえば保持プレート１８０と同じ材質（たとえば金属、樹脂等）で一体成形されており、共振時のノード（節部）となる位置で支持部１９０によって保持プレート１８０に支持されている。
【００８１】
図１８に示すように、基板Ｇ上で隣り合う両帯状レジスト膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界付近に向けて上方の超音波照射部１６０より超音波を放射するとき、両帯状レジスト膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界部分に入射した超音波の一部はそこで吸収され、他の一部は基板Ｇを透過して下方または基板裏側の共鳴部材１８６に入射する。超音波照射部１６０より照射される超音波の周波数を共鳴部材１８６の共振振動数にマッチングさせることで、共鳴部材１８６を共鳴または共振させることができる。この共鳴部材１８６の共振によって発生された二次的な超音波は、いわば反射波として基板Ｇ側に放射される。これによって、両帯状レジスト膜Ｒ(1)，Ｒ(2)の境界部に上下両方向から超音波エネルギーを供給し、凸凹の除去または平坦化を一層効果的に行うことができる。また、このような共鳴部材１８６の超音波反射機能により、超音波の利用効率またはエネルギー効率を向上させることができる。
【００８２】
なお、超音波照射部１６０は、上記のようなライン型超音波照射部であってもよい。また、共鳴部材１８６は、保持プレート１８０と一体形成される代わりに、別個独立に形成された部品として保持プレート１８０に取付されるものでもよい。共鳴部材１８６の構成やレイアウト等も種々の変形が可能であり、たとえば図１９および図２０に示すような構成も可能である。
【００８３】
図１９の構成は、保持プレート１８０上の共鳴部材１８６の配列方向を図１７と直交させたものである。共鳴部材１８６の個数や配列ピッチ等も、図示のように任意に選択できる。
【００８４】
図２０の構成は、点状またはセル型の共鳴部材２００を保持プレート１８０上でマトリクス状に多数配置したものである。このマトリクス方式によれば、基板Ｇ上の任意の位置でレジスト液膜に凸凹が生じても、各位置の凸凹に対して基板Ｇの上下両方向から超音波を照射して適応的な平坦化を施すことができる。
【００８５】
図２１および図２２に、上記のような共鳴部材１８６（または共鳴部材２００）の共鳴機能を最適化するための実施例を示す。
【００８６】
図２１の実施例は、共鳴部材１８６を共振状態で振動させるために、基板Ｇの上面と超音波照射部１６０との距離間隔を調整できる構成としている。より詳細には、超音波照射部１６０をアクチエータたとえばリニアモータ２０２によって昇降移動可能に構成する。リニアモータ２０２は、たとえば上記キャリッジ１５２（図６）に取付されてよく、コントローラ２０４の制御の下で超音波照射部１６０を昇降移動させる。
【００８７】
一方、共鳴部材１８６の近傍に共鳴部材１８６の振動を検出して電気信号に変換する振動検出器またはセンサ２０６を配置し、このセンサ２０６の出力信号から測定回路２０８で共鳴部材１８６の振動を表すパラメータを測定する。この振動パラメータとしては、たとえば振動振幅や振動数を選ぶことができる。振動検出用のセンサ２０６は、たとえば共鳴部材１８６の振動を音波として検出する受波器で構成されてよく、あるいはコンデンサやコイルを用いて静電容量変化または渦電流として検出する方式のものでも可能である。測定回路２０８は、増幅回路や各パラメータに応じた信号処理回路または演算回路で構成されてよい。制御部２１０は、測定回路２０８より得られるパラメータ測定値（振動振幅測定値、振動数測定値）に基づいてコントローラ２０４およびリニアモータ２０２を通じて超音波照射部１６０の高さ位置つまり基板Ｇの上面との距離間隔を可変制御する。たとえば、共鳴部材１８６の振動振幅を振動パラメータとするときは、振動振幅測定値を極大値の振動振幅に合わせるように距離間隔を調整すればよい。共鳴部材１８６の振動数を振動パラメータとするときは、共鳴部材１８６の固有振動数または共振振動数を基準値としてメモリにセットしておき、振動数測定値を基準値に合わせるように距離間隔を調整すればよい。
【００８８】
図２２の実施例は、共鳴部材１８６を共振状態で振動させるために、超音波照射部１６０より放射される超音波の周波数を調整できる構成としている。より詳細には、超音波照射部１６０内で生成する超音波の周波数を可変制御できるようにする。たとえば、振動子を駆動する高周波電源部の発振回路を電圧制御発振回路で構成し、外部の振動数コントローラ２１２より該電圧制御発振回路に電圧制御信号を与えるようにする。制御部２１０は、測定回路２０８より得られるパラメータ測定値（振動振幅測定値、振動数測定値）に基づいて振動数コントローラ２１２を通じて超音波照射部１６０の放射する超音波の振動数を可変制御できる。すなわち、共鳴部材１８６の振動振幅を振動パラメータとするときは、振動振幅測定値を極大値の振動振幅に合わせるように超音波の周波数を調整すればよい。共鳴部材１８６の振動数を振動パラメータとするときは、振動数測定値を基準値（共振振動数）に合わせるように超音波の周波数を調整すればよい。
【００８９】
上記の実施例（図２１，図２２）においては、自動制御により共鳴部材１８６を確実に共振状態で振動させることが可能であり、基板の大型化に有利に対応できる。すなわち、基板の大型化に伴なってレジスト塗布ユニット（ＣＴ）８２内の各部（処理容器１３６、走査機構１４４等）も大型化するため、作業員による手動調整は難しくなる。上記のような自動調整機構によれば、大型化に左右されることなく、超音波照射部１６０の調整（特に図２１の距離間隔調整）を精細かつ容易に行うことができる。しかも、超音波照射走査中のリアルタイムな調整も可能である。
【００９０】
上記のように超音波照射部１６０側の調整機能により共鳴部材１８６における共鳴特性の選択幅または自由度を大きくすることができる。図示省略するが、同一の保持プレート１８０上に共鳴特性の異なる複数の共鳴部材を配置し、超音波照射部１６０側の調整またはチューニング機能によりそれら複数の共鳴部材の一部のみを選択的に共鳴させることも可能である。
【００９１】
別の実施例として、超音波照射部１６０に代えてランプユニット１６２（図１５、図１６）を用いる場合は、図示省略するが、上記共鳴部材１８６（２００）に代えてランプユニット１６２からの光を反射する光反射体を保持プレート１８０上に設けることもできる。かかる光反射体は全反射型のものが好ましく、基板Ｇを透過したランプ光を受光して基板Ｇ側に反射して、基板Ｇ上のレジスト液膜を背後（下方）からも加熱する。これによって、ランプ加熱法における光エネルギーの利用効率を高めることができる。
【００９２】
また、超音波照射体１６０とランプユニット１６２とを併設し、両者を選択的に使用する形態も可能である。たとえば、多層レジスト法において、基板Ｇ上の多層レジスト膜の膜厚をパラメータとして、膜厚が設定値よりも大きい場合は超音波照射体１６０を使用し、膜厚が設定値よりも小さい場合はランプユニット１６２を使用することもできる。一般に、超音波は、光（可視光だけでなく赤外線も含む）に比べて多層膜中の減衰が少ないため、膜厚の大きな多層膜には有利である。逆に、薄い多層膜では、ランプユニット１６２および光反射体を用いる光照射の加熱によりレジストの粘度を低下させ、凸凹を効率よく平坦化することができる。
【００９３】
図２３に、本発明の超音波照射法における照射角度に関する一実施例を示す。この実施例では、超音波照射体１６０が、基板Ｇ上のレジスト液膜の凸凹に向けて、凸凹の垂直上方より斜めに傾いた方角より超音波を照射するようにしている。より詳細には、図示のように、基板Ｇの垂線に対してたとえばθ＝２０゜〜８０゜の角度で超音波が照射されるように、超音波照射体１６０をキャリッジ１５２に支持アーム２１４を介して斜めに取り付ける。好ましくは、超音波照射体１６０より放射された超音波がレジスト液膜の隆起部の斜面Ｄに垂直またはそれに近い角度で当たるように、たとえば隆起部の斜面Ｄに超音波照射体１６０の先端面をほぼ平行に合わせるようにしてよい。支持アーム２１４を回転可能なアクチエータで構成して、超音波照射体１６０の向きを可変調整できるようにしてもよい。このように、超音波照射体１６０からの超音波を基板Ｇ上のレジスト液膜の凸凹、特に隆起部の斜面Ｄに対してほぼ垂直に当てることで、凸凹の平坦化を一層効果的に行うことができる。
【００９４】
上記した実施形態は、基板Ｇ上にレジスト液を線状または帯状に塗布し、基板上で隣り合う線状または帯状塗布膜の境界付近に生じるライン状の凸凹を平坦化するものであつた。しかしながら、本発明による塗布膜平坦化技術は、そのようなライン状の凸凹を平坦化する場面に限定されるものではなく、塗布膜上に任意のパターンで生じる任意の形状の凸凹（平らでない部分）を平坦化する場面に適用可能である。また、公知の膜厚測定技術を用いて基板上のレジスト膜の凸凹（特に隆起部）を検出することも可能である。
【００９５】
上記した実施形態はＬＣＤ製造の塗布現像処理システムにおけるレジスト塗布方法および装置に係るものであったが、本発明は被処理基板上に塗布液を供給する任意のアプリケーションに適用可能である。本発明における塗布液としては、レジスト液以外にも、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の液体も可能である。本発明における被処理基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の塗布方法および塗布装置が適用可能な塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像処理システムにおける熱的処理部の構成例を示す側面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムにおける処理手順を示すフローチャート図である。
【図４】図１の塗布現像処理システムにおける塗布系処理ユニット群の要部の構成を示す平面図である。
【図５】図１の塗布現像処理システムにおける塗布系処理ユニット群の要部の構成を示す側面図である。
【図６】一実施形態のレジスト塗布ユニットにおける走査機構の構成を示す斜視図である。
【図７】実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジストノズルの構成例を示す縦断面図である。
【図８】実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジスト塗布処理の一段階を示す略平面図である。
【図９】実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジスト塗布処理の一段階を示す略平面図である。
【図１０】実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジスト塗布処理の一段階を示す略平面図である。
【図１１】実施形態のレジスト塗布ユニットにおける超音波照射部の作用を示す一部断面略側面図である。
【図１２】実施形態のレジスト塗布ユニットにおける超音波照射部の作用を示す一部断面略側面図である。
【図１３】実施形態のレジスト塗布ユニットにおけるレジスト塗布処理の一段階を示す略平面図である。
【図１４】一実施例による超音波照射走査を示す略平面図である。
【図１５】一実施例によるランプユニットの構成を示す縦断面図である。
【図１６】一実施例によるランプ加熱法を示す斜視図である。
【図１７】一実施例による保持プレート（保持部）および共鳴部材の構成を示す斜視図である。
【図１８】一実施例における共鳴部材の作用を示す部分断面側面図である。
【図１９】一実施例による保持プレートおよび共鳴部材の構成を示す平面図である。
【図２０】一実施例による保持プレートおよび共鳴部材の構成を示す平面図である。
【図２１】一実施例による基板と超音波照射部との距離間隔を調整する機構を示す図である。
【図２２】一実施例による超音波照射部で発する超音波の周波数を調整する機構を示す図である。
【図２３】一実施例による超音波照射法の要部を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
８２ レジスト塗布ユニット（ＣＴ）
１３８ ステージ
１４４ 走査機構
１５２ キャリッジ
１５４ レジストノズル
１５６ レジスト供給管
１５８ 支持アーム
１６０ 超音波照射部
１６２ ランプユニット
１８０ 保持プレート（保持部）
１８６ 共鳴部材
２００ 共鳴部材
２０２ リニアモータ（アクチエータ）
２０４ コントローラ
２０６ センサ（振動検出器）
２０８ 測定回路
２１０ 制御部
２１２ コントローラ
２１４ 支持アーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板の被処理面に塗布液を塗布する第１の工程と、
前記基板上の塗布液膜に超音波を照射する第２の工程と
を有する塗布方法。
【請求項２】
前記第１の工程で前記基板上の前記塗布液膜に凸凹が形成され、
前記第２の工程で前記塗布液膜の凸凹に前記超音波を照射する請求項２に記載の塗布方法。
【請求項３】
前記凸凹の隆起部の斜面に向けて、前記隆起部の垂直上方より斜めに傾いた方角から前記超音波を照射する請求項２に記載の塗布方法。
【請求項４】
被処理基板の被処理面に塗布液を塗布する塗布手段と、
前記基板上の塗布液膜に超音波を照射する超音波照射部と
を有する塗布装置。
【請求項５】
前記超音波照射部が、前記基板上の前記塗布液膜の表面から１ｍｍ〜５ｍｍ離れた位置で前記超音波を放射する請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記超音波照射部が、前記超音波を発生する振動子と、前記振動子からの前記超音波を前記基板上の前記塗布液膜に向けて大気中に放射する超音波ホーンとを有する請求項４または請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記超音波照射部を複数有し、前記基板に向けて前記複数の超音波照射部を並列に配置する請求項６に記載の塗布装置。
【請求項８】
前記基板上で前記超音波の照射位置を走査するために前記超音波照射部を前記基板に対して相対的に移動させる移動機構を有する請求項４〜７のいずれか一項記載の塗布装置。
【請求項９】
前記塗布手段により前記基板上に塗布される前記塗布液膜に凸凹が形成され、
前記超音波照射部からの前記超音波が前記塗布液の凸凹に照射される請求項４〜８のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記超音波照射部が、前記凸凹の隆起部の斜面に向けて、前記隆起部の垂直上方より斜めに傾いた方角より前記超音波を照射する請求項９に記載の塗布装置。
【請求項１１】
前記基板を保持する保持部と、
前記保持部に設けられ、前記超音波照射部からの前記超音波に共鳴する共鳴部材と
を有する請求項４〜１０のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項１２】
前記共鳴部材が、前記基板を挟んで前記超音波照射体と対向する位置に配置される請求項１１に記載の塗布装置。
【請求項１３】
前記共鳴部材の振動振幅を検出する振動振幅検出部と、
前記振動振幅検出部で検出された前記共鳴部材の振動振幅に応じて、前記基板と前記超音波照射体との距離間隔を可変調整する間隔調整部と
を有する請求項１１または請求項１２に記載の塗布装置。
【請求項１４】
前記共鳴部材の振動数を検出する振動数検出部と、
前記振動数検出部で検出された前記共鳴部材の振動数に応じて、前記基板と前記超音波照射体との距離間隔を可変調整する間隔調整部と
を有する請求項１１または請求項１２に記載の塗布装置。
【請求項１５】
前記共鳴部材の振動振幅を検出する振動振幅検出部と、
前記振動振幅検出部で検出された前記共鳴部材の振動振幅に応じて、前記超音波照射体の発する前記超音波の周波数を可変調整する周波数調整部と
を有する請求項１１または請求項１２に記載の塗布装置。
【請求項１６】
前記共鳴部材の振動数を検出する振動数検出部と、
前記振動数検出部で検出された前記共鳴部材の振動数に応じて、前記超音波照射体の発する前記超音波の周波数を可変調整する周波数調整部と
を有する請求項１１または請求項１２に記載の塗布装置。
【請求項１】
被処理基板の被処理面に塗布液を塗布する第１の工程と、
前記基板上の塗布液膜に超音波を照射する第２の工程と
を有する塗布方法。
【請求項２】
前記第１の工程で前記基板上の前記塗布液膜に凸凹が形成され、
前記第２の工程で前記塗布液膜の凸凹に前記超音波を照射する請求項２に記載の塗布方法。
【請求項３】
前記凸凹の隆起部の斜面に向けて、前記隆起部の垂直上方より斜めに傾いた方角から前記超音波を照射する請求項２に記載の塗布方法。
【請求項４】
被処理基板の被処理面に塗布液を塗布する塗布手段と、
前記基板上の塗布液膜に超音波を照射する超音波照射部と
を有する塗布装置。
【請求項５】
前記超音波照射部が、前記基板上の前記塗布液膜の表面から１ｍｍ〜５ｍｍ離れた位置で前記超音波を放射する請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記超音波照射部が、前記超音波を発生する振動子と、前記振動子からの前記超音波を前記基板上の前記塗布液膜に向けて大気中に放射する超音波ホーンとを有する請求項４または請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記超音波照射部を複数有し、前記基板に向けて前記複数の超音波照射部を並列に配置する請求項６に記載の塗布装置。
【請求項８】
前記基板上で前記超音波の照射位置を走査するために前記超音波照射部を前記基板に対して相対的に移動させる移動機構を有する請求項４〜７のいずれか一項記載の塗布装置。
【請求項９】
前記塗布手段により前記基板上に塗布される前記塗布液膜に凸凹が形成され、
前記超音波照射部からの前記超音波が前記塗布液の凸凹に照射される請求項４〜８のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記超音波照射部が、前記凸凹の隆起部の斜面に向けて、前記隆起部の垂直上方より斜めに傾いた方角より前記超音波を照射する請求項９に記載の塗布装置。
【請求項１１】
前記基板を保持する保持部と、
前記保持部に設けられ、前記超音波照射部からの前記超音波に共鳴する共鳴部材と
を有する請求項４〜１０のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項１２】
前記共鳴部材が、前記基板を挟んで前記超音波照射体と対向する位置に配置される請求項１１に記載の塗布装置。
【請求項１３】
前記共鳴部材の振動振幅を検出する振動振幅検出部と、
前記振動振幅検出部で検出された前記共鳴部材の振動振幅に応じて、前記基板と前記超音波照射体との距離間隔を可変調整する間隔調整部と
を有する請求項１１または請求項１２に記載の塗布装置。
【請求項１４】
前記共鳴部材の振動数を検出する振動数検出部と、
前記振動数検出部で検出された前記共鳴部材の振動数に応じて、前記基板と前記超音波照射体との距離間隔を可変調整する間隔調整部と
を有する請求項１１または請求項１２に記載の塗布装置。
【請求項１５】
前記共鳴部材の振動振幅を検出する振動振幅検出部と、
前記振動振幅検出部で検出された前記共鳴部材の振動振幅に応じて、前記超音波照射体の発する前記超音波の周波数を可変調整する周波数調整部と
を有する請求項１１または請求項１２に記載の塗布装置。
【請求項１６】
前記共鳴部材の振動数を検出する振動数検出部と、
前記振動数検出部で検出された前記共鳴部材の振動数に応じて、前記超音波照射体の発する前記超音波の周波数を可変調整する周波数調整部と
を有する請求項１１または請求項１２に記載の塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００８−２００６７４（Ｐ２００８−２００６７４Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４７３１（Ｐ２００８−５４７３１）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【分割の表示】特願２００３−３２６１８０（Ｐ２００３−３２６１８０）の分割
【原出願日】平成１５年９月１８日（２００３．９．１８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【分割の表示】特願２００３−３２６１８０（Ｐ２００３−３２６１８０）の分割
【原出願日】平成１５年９月１８日（２００３．９．１８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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