本発明は,かかる点に鑑みてなされたものであり,基板上に塗布されたレジスト液などの塗布液の平坦性を向上できる基板の処理装置及び基板の処理方法を提供することをその目的とする。
上記目的を達成するために,本発明は,基板を処理する処理装置であって,塗布液の塗布された基板の表面に対し,斜め上方から縦波(疎密波)を放射する縦波放射部材と,前記縦波放射部材から放射され,基板で反射した縦波を再度基板に向けて反射する反射部材と,前記縦波放射部材及び反射部材と,前記基板とを基板の表面に沿った方向に相対的に往復移動させるための往復移動機構と,を備えたことを特徴とする。
この発明によれば,基板には,反射部材からの縦波も放射されるので,縦波放射部材と反射部材からの2方向からの縦波を基板の表面上で干渉させることができる。そして,2方向からの縦波を干渉させながら,例えば基板を水平方向に往復移動させることができる。つまり,干渉して強められた縦波によって基板上の塗布液を部分的に押圧し,塗布液の流動を促進し,さらに基板の往復移動によって基板上の塗布液を平坦に均すことができる。したがって,単に超音波振動を付与した従来に比べて,塗布液の平坦性を著しく向上できる。
本発明によれば,基板を処理する処理装置であって,塗布液の塗布された基板の表面に対し,斜め上方から縦波を放射する複数の縦波放射部材を備えたことを特徴とする基板の処理装置が提供される。かかる場合,各縦波放射部材から放射した縦波を基板の表面上で干渉させることができる。そして基板上の塗布液に縦波の干渉による強い力が付加され,塗布液の流動を促進させることができる。この結果,基板上の塗布液が十分に平坦化される。
前記複数の縦波放射部材のうちの少なくとも一つの縦波放射部材から放射される縦波の振動数は,その他の縦波放射部材の縦波の振動数と異なっていてもよい。かかる場合,複数の縦波により基板上にできる干渉縞が自然に基板上を移動する。この結果,縦波の干渉による塗布液の押圧が基板表面上で満遍なく均一に行われ,基板表面全体の塗布液が適正に平坦化される。なお,前記基板の処理装置は,前記縦波放射部材と前記基板とを基板の表面に沿った方向に相対的に往復移動させるための往復移動機構をさらに備えていてもよい。
塗布液が一定方向に向けて線状に塗布されている基板に対し,平面から見て当該一定方向と縦波の進行方向が一致するように,前記縦波放射部材は配置されていてもよい。かかる場合,基板上に塗布された線状の塗布液の塗布方向と,縦波の波面が直交するので,塗布液に対し縦波を確実に効率よく付与することができる。
前記縦波放射部材は,基板の表面の全体に縦波を放射できるように構成されていてもよい。かかる場合,基板の表面の全面に縦波が付与されるので,基板面内において塗布液が均等に平坦化される。なお,前記縦波放射部材の前記縦波が放射される放射面は,基板の表面以上の大きさに形成されていてもよい。
本発明は,基板を処理する処理装置であって,塗布液の塗布された基板の表面の全体に当該表面と平行な波面を有する縦波を放射する縦波放射部材を備えたことを特徴とする。
この発明によれば,基板の表面の全体に,当該表面と平行な波面を有する縦波が付与される。かかる場合,基板上の塗布液が基板面内において均等な圧力で繰り返し押圧されるので,例えば所定時間この状態を維持することによって,基板上の塗布液が十分に平坦化される。なお,前記縦波放射部材の前記縦波が放射される放射面は,基板の表面以上の大きさに形成されていてもよい。
前記縦波放射部材の本体内には,所定方向に振動して前記縦波放射部材の本体全体を前記所定方向に共振させる振動子が設けられ,前記本体の前記所定方向の基板側の端部には,前記共振によって発生する縦波を放射する放射面が形成されていてもよい。かかる場合,縦波放射部材の本体全体が所定方向に共振して本体内に定常波が発生すると,本体の所定方向の端部に定常波の腹が形成される。その腹の部分が放射面になっているので,基板に向けて振幅の大きい縦波が放射され,基板上の塗布液は,強い縦波を受ける。この結果,基板上の塗布液が激しく流動し平坦化される。
前記縦波放射部材の本体は,前記振動子が前記所定方向に振動するように取り付けられた振動部と,縦波を基板に向けて放射する放射部と,を備え,前記振動部と放射部は,前記所定方向に沿って直列的に連結されており,前記放射部における前記振動部と反対側の端部が前記放射面になっていることを特徴とする。かかる場合,振動部の振動が本体全体に伝播し,本体全体が共振し,その共振した本体の放射部から基板に向けて縦波が放射される。なお,前記放射部は,中実材であってもよい。かかる場合,縦波が放射される放射面の振幅がその面内において均等になる。この結果,放射部から基板に向けて振幅に偏りのない安定した縦波が放射される。
本発明は,基板を処理する処理装置であって,塗布液が塗布された基板を載置する載置台を備え,前記載置台は,少なくとも基板の外形よりも大きい載置面を有し,基板が載置される載置領域の外側の載置面上には,当該外側から前記載置領域に向けて載置面に縦波を付与する振動子が取り付けられていることを特徴とする。
本発明によれば,載置台の載置面に,載置領域の外方から載置領域の方向に向けて進行する縦波が付与される。この縦波の付与により,載置台上に載置されている基板にも,基板の一端部から他端部に向けて進行する縦波が伝播する。基板上の塗布液は,その縦波によって縦波の進行方向側に積極的に力を受けて流動する。この結果,基板上の塗布液が均される。したがって,従来のように単に振動を加えた場合に比べて基板上の塗布液の平坦性が向上される。
前記振動子は,前記載置領域を挟んだ両側に設けられていてもよく,かかる場合,例えば基板上の塗布液を基板の一端部側から他端部側に向けて流動させ均した後,他端部側から一端部側に向けて流動させて均すことができる。したがって,基板上の塗布液をより平坦に均すことができる。
前記基板の処理装置は,前記載置領域に載置された基板と載置面との間に液体を供給する供給部を,さらに備えていてもよい。この供給部により,基板と載置面との間に液体を介在することによって,載置台の載置面に付与された縦波を,より効率的に基板に伝播させることができる。この結果,塗布液の平坦化もより効果的に行われる。なお,前記供給部は,前記載置台の載置面に開口する供給口を有するようにしてもよい。
前記基板の処理装置は,前記載置領域に載置された基板と載置面との間の液体を吸引する吸引部を,さらに備えていてもよい。この吸引部により,基板の裏面に付着した前記液体を吸引し基板の裏面から前記液体を取り除いた状態で,基板を次の処理装置に搬送することができる。したがって,基板の裏面に付着した液体によって塵埃等の不純物が基板に付着することを防止できる。なお,前記吸引部は,前記載置台の載置面に開口する吸引口を有するようにしてもよい。また,前記載置台の載置面には,前記液体を介在した基板と載置面との間隔を維持するスペーサが設けられていてもよい。かかる場合,基板と載置面との間隔が維持され,例えば基板が極端に斜めになることがないので,塗布液が適正に平坦化される。
本発明は,塗布液の塗布された基板を処理する処理装置であって,基板の端部の裏面に対し,基板の中心軸を通る仰角方向に向けて振動を付与する振動子を備えたことを特徴とする。
この発明によれば,基板の一端部の裏面に仰角方向に向けた振動が付与される。この振動の付与によって,基板の一端部には,基板の他端部側に進行する縦波が付与される。この結果,基板上の塗布液にも,縦波の進行方向に向けた力が働いて,基板上の塗布液が均される。こうして,基板上の塗布液を十分に平坦化することができる。
前記振動子は,前記基板の端部の裏面に,液体を介在して取り付けられていてもよい。かかる場合,振動子の振動が基板に十分に伝播され,基板上の塗布液の平坦化が適正に行われる。
前記振動子は,基板の両端部に設けられていてもよい。例えば基板の両端部から交互に縦波を進行させることによって,基板上の塗布液は,左右方向に均されて,基板面内において偏り無く平坦化される。
本発明は,基板を処理する処理装置であって,塗布液の塗布された基板を載置する載置台と,前記載置台に設けられ,前記載置台を上下方向に共振させて当該載置台から基板を浮上させるための振動子と,前記載置台を前記浮上した基板に対し相対的に水平に往復移動させる往復移動機構と,を備えたことを特徴とする。
本発明によれば,振動子により載置台を共振させ,載置台に載置された基板に大きな振幅の振動を付与することができる。この載置台の共振により,基板を載置台から浮上させることができる。そして,基板を浮上させた状態で,例えば基板を水平に往復移動させることによって,基板上の塗布液を均し平坦化することができる。かかる場合,共振により大きな振幅の波が基板に付与され,基板上の塗布液が流動するので,基板の平坦化が十分に行われる。
前記載置台は,基板の外形以上の大きさの載置面を有し,前記載置台の載置面は,前記共振によって発生する縦波を放射する放射面になっていてもよい。かかる場合,基板の全面に均等に縦波が放射され,基板上の塗布液に均等に振動を付与することができる。この結果,基板上の塗布液を均等に平坦化できる。
前記載置台は,前記振動子が前記上下方向に振動するように取り付けられた振動部と,縦波を基板に向けて放射する放射部と,を備え,前記振動部と放射部は,下から順に直列的に連結されており,前記放射部の上面が前記放射面と前記載置面になっていてもよい。さらに,前記放射部は,中実材であってもよい。
前記載置台の載置面には,平面から見て前記往復移動方向に沿った突条部が複数形成されていてもよい。かかる場合,前記突条部が他の部分よりも基板に近くなるので,突条部に対応する基板部分への振動の影響が変化する。実験によると,基板を載置した載置台を振動させたとき,基板上の塗布液は突条部に直交する方向に沿って集められる。したがって,例えば塗布液が突条部に直交する方向に線状(帯状)に集められた後に,基板を往復移動することによって,塗布液が基板の全面に均され,平坦化される。
本発明の基板を処理する処理方法は,複数の波源からの縦波を,塗布液の塗布された基板の表面上で干渉させつつ,当該基板を基板の表面に沿って前記波源に対して相対的に往復移動させることを特徴とする。なお,前記「波源」は,基板に向けて縦波を放射するものであり,例えば基板に直接縦波を放射する縦波放射源や,縦波放射源からの縦波を反射させて基板に縦波を放射するものなどが含まれる。
この発明によれば,複数の縦波が基板の表面上で干渉するので,干渉して部分的に強め合った波によって,基板上の塗布液が部分的に押されて塗布液が流動される。そして,基板を波源に対して相対的に往復移動させることにより,塗布液が均されて平坦化される。かかる場合,単にステージを超音波振動させていた従来に比べて,より積極的に塗布液が均されるので,塗布液の平坦性の向上が図られる。
本発明は,基板を処理する処理方法であって,塗布液の塗布された基板に対し,当該基板の一端部側から他端部側に向けて進行する縦波を付与することを特徴とする。この発明によれば,前記縦波によって,基板上の塗布液にも縦波の進行方向側に力が働き,塗布液が当該進行方向側に流動される。この結果,基板上の塗布液が均されて塗布液の平坦性が確保される。なお,前記縦波の付与は,基板両側から交互に行われてもよく,こうすることによって,塗布液が基板の一方側に偏ることなく均等に均される。
本発明は,塗布液の塗布された基板を処理する処理方法であって,基板が載置された載置台を上下方向に振動させて当該基板を載置台から浮上させ,その状態で前記載置台を前記基板に対して相対的に水平方向に往復移動させることを特徴とする。
この発明によれば,載置台の振動が基板上の塗布液に伝播し,その振動波の強弱によって塗布液が流動する。そして,例えば基板を水平方向に往復移動させることにより,基板上の塗布液が基板面内において均等に均され,塗布液が平坦化される。かかる場合,塗布液を積極的に流動させつつ,平坦化するので,塗布液の平坦性が向上される。
本発明は,基板を処理する処理方法であって,塗布液の塗布された基板の表面の全体に対し,当該表面に平行な波面を有する縦波を付与することを特徴とする。
この発明によれば,基板の表面の全体に縦波の平面波が付与され,基板上の塗布液の流動が促されるので,基板上の塗布液が基板面内において斑なく均等に均される。
本発明は,基板を処理する処理装置であって,塗布液が塗布された基板の表面に対して振動を付加するための振動板を備え,前記振動板は,少なくとも基板の特定方向の長さよりも長い形状を有し,前記基板の表面に対向するように配置され,前記振動板の一端部側には,当該振動板の一端部側から他端部側に向けて撓み波を発生させる振動部材が取り付けられ,前記振動板の他端部側には,前記振動板の撓み波を吸収する撓み波吸収部材が取り付けられていることを特徴とする。この発明によれば,振動部材により,基板の表面に対向する振動板を振動させ,当該振動板の一端部側から他端部側に向けて進行する撓み波を発生させることができる。また,撓み波吸収部材により,振動板の他端部において撓み波を吸収し,当該撓み波が他端部で反射することを防止できる。この結果,振動板を一定方向に進行する撓み波がその反射波によって減少することが防止できる。このような振動板における撓み波の発生により,振動板と対向する基板との空間に,基板の一端部から他端部に向けて進行する音響波が生じる。基板上の塗布液は,その音響波によって音響波の進行方向側に積極的に力を受けて流動し,その結果,基板上の塗布液が平坦化される。したがって,従来のように単に振動を加えた場合に比べて基板上の塗布液の平坦性を向上できる。
本発明によれば,基板上の塗布液の平坦化が十分に行われるので,その後の処理が適正に行われ,歩留まりの向上や基板製品の品質の向上が図られる。
以下,本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は,本実施の形態にかかる基板の処理装置が搭載された塗布現像処理システム1の構成の概略を示す平面図であり,図2は,塗布現像処理システム1の正面図であり,図3は,塗布現像処理システム1の背面図である。
塗布現像処理システム1は,図1に示すように例えば複数のLCD用の矩形の基板Gを収容するカセットCを載置し,基板Gをこのシステムの外部に対して搬入出するためのカセットステーション2と,フォトリソグラフィ工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置が配置された処理ステーション3と,処理ステーション3と露光装置4との間で基板Gの受け渡しを行うためのインターフェイス部5とを一体に接続した構成を有している。
カセットステーション2では,カセット載置台10上の所定の位置に,複数のカセットCをY方向(図1中の上下方向)に一列に載置自在となっている。カセットステーション2には,カセット配列方向(Y方向)とカセットCに収容された基板Gの基板配列方向(Z方向;鉛直方向)に対して基板Gを移送可能な基板搬送体11が設けられている。基板搬送体11は,Y方向に沿って敷設された搬送路12上を移動自在に設けられており,各カセットCに対して選択的にアクセスできるようになっている。
処理ステーション3には,その中央部にX方向に沿って設けられた搬送部20と,搬送部20の正面側と背面側にX方向に沿って複数の処理装置が並設された上流処理部21と下流処理部22とが設けられている。
搬送部20には,カセットステーション2側の端部からX方向に沿って設けられた搬送路30と,この搬送路30上を移動可能な搬送シャトル31が設けられている。搬送シャフト31には,例えば支持ピン31aが設けられ,この支持ピン31aにより基板Gを支持して基板Gを搬送できる。この搬送部20によって,例えば上流処理部21と下流処理部22間でも基板Gを搬送できる。
例えば処理ステーション3の正面側の上流処理部21には,カセットステーション2側からインターフェイス部5側に向けて順に,基板Gに付着した有機物を除去するエキシマUV照射装置40及び基板Gを洗浄するスクラブ洗浄装置41,第1の熱的処理装置ブロック42,搬送装置43,第2の熱的処理装置ブロック44,基板Gにレジスト液を塗布するレジスト塗布装置45,本実施の形態にかかる基板の処理装置としての平坦化処理装置46,レジスト液中の溶剤を揮発させる減圧乾燥装置47,基板Gの周縁のレジスト膜を除去する周縁レジスト除去処理装置48及び第3の熱的処理装置ブロック49が配列されている。
図2に示すように,エキシマUV照射装置40は,スクラブ洗浄装置41の上段に配置されている。第1の熱的処理装置ブロック42には,例えば基板Gに対して脱水ベーク処理を施す2つの脱水ベーク装置50,51,基板Gに対して疎水化処理を施すアドヒージョン装置52が下から順に例えば3段に積層されている。第2の熱的処理装置ブロック44には,例えば基板Gを冷却する2つのクーリング装置53,54,アドヒージョン装置55が下から順に例えば3段に積層されている。第1の熱的処理装置ブロック42と第2の熱的処理装置ブロック44との間の搬送装置43は,Z方向及び水平方向に移動可能で,かつ垂直軸周りのθ方向に回転可能な搬送アーム43aを備えており,熱的処理装置ブロック42,44内の各処理装置に対してアクセスして各処理装置間の基板Gの搬送を行うことができる。また,例えばカセットステーション2から第1の熱的処理装置ブロック42への基板Gの搬送は,スクラブ洗浄装置41内を通過するコロ搬送装置により行われ,例えばコロ搬送装置には,搬送用コロと基板搬送体11及び搬送装置43との間で基板Gの受け渡しを行う昇降ピン56が設けられている。
例えば第3の熱的処理装置ブロック49には,基板Gに対してプリベーク処理を施す3つのプリベーク装置60,61,62が下から順に例えば3段に積層されている。
処理ステーション3の背面側の下流処理部22には,例えば図1に示すようにインターフェイス部5側からカセットステーション2側に向けて順に第4の熱的処理装置ブロック70,現像処理装置71及びi線UV照射装置72,第5の熱的処理装置ブロック73,搬送装置74,第6の熱的処理装置ブロック75が配列されている。
第4の熱的処理装置ブロック70には,図3に示すようにクーリング装置80,2つのプリベーク装置81,82が下から順に例えば3段に積層されている。i線UV照射装置72は,例えば現像処理装置71の上段に配置されている。第5の熱的処理装置ブロック73は,例えばクーリング装置90,基板Gに対してポストベーク処理を施す2つのポストベーク装置91,92が下から順に例えば3段に積層されている。第6の熱的処理装置ブロック75にも,クーリング装置93,ポストベーク装置94,95が下から順に例えば3段に積層されている。第5の熱的処理装置ブロック73と第6の熱的処理装置ブロック75との間の搬送装置74は,前記搬送装置43と同様にZ方向と水平方向に移動可能でかつ垂直軸周りのθ方向に回転可能な搬送アーム74aを備えて,熱的処理装置ブロック73,75内の各処理装置に対してアクセスして各処理装置間で基板Gを搬送できる。例えば第4の熱的処理装置ブロック70から第5の熱的処理装置ブロック73への基板Gの搬送は,現像処理装置71内を通過するコロ搬送装置により行われ,例えばコロ搬送装置には,搬送用コロと搬送装置74との間で基板Gの受け渡しを行う昇降ピン96が設けられている。
インターフェイス部5は,インターフェイス部5と露光装置4との間での基板Gの搬入出を行う基板搬送体100と,バッファカセットを配置するバッファステージ101と,基板Gの受け渡しを行うエクステンション・クーリングステージ102とを有している。また,基板搬送体100に隣接して,タイトラーと周辺露光処理装置とが上下に積層された外部装置ブロック103が設けられている。
ここで上述のレジスト塗布装置45の構成について説明すると,レジスト塗布装置45は,例えば図4に示すように中央部に基板Gのチャック110が設けられており,例えば基板Gの一辺をX方向に向けた状態で基板Gを吸着保持できる。チャック110は,その周りを略円筒状の処理容器111によって囲まれている。チャック110は,処理容器111内から上方に昇降自在に構成されており,レジスト塗布時には,上方で受け取った基板Gを処理容器111内に収容できる。レジスト塗布装置45には,例えば基板Gの一辺より長い細長形状のノズル112が設けられている。図5に示すようにノズル112の上面には,例えばレジスト塗布装置45の外部に設置されたレジスト液供給源に連通する供給管113が接続されており,この供給管113を通じてノズル112内にレジスト液を導入できる。ノズル112の下面には,長手方向に沿って複数の吐出口112aが並設されている。吐出口112aは,例えばノズル112の長手方向の一端部から他端部に渡って設けられている。ノズル112内に導入されたレジスト液は,各吐出口112aから線状に同じ流量で吐出される。
処理容器111のY方向の両側には,図4に示すようにX方向に沿ったレール114がそれぞれ設けられている。レール114には,ノズル112のY方向の両端部を支持する支持部材115が移動自在に設けられている。したがって,ノズル112は,長手方向をY方向に向けた状態で,処理容器111上をX方向に移動自在である。以上のような構成から,このレジスト塗布装置45では,図6に示すように各吐出口112aから線状のレジスト液Rを吐出しながら,ノズル112が基板Gの一端部から他端部まで移動することによって基板Gの全面にレジスト液Rを塗布する,いわゆるスキャン法の塗布方法が実施できる。
なお,上流処理部21の第2の熱的処理装置ブロック44,レジスト塗布装置45,平坦化処理装置46,減圧乾燥装置47,周縁レジスト除去処理装置48及び第3の熱的処理装置ブロック49の各区間の基板Gの搬送は,例えば図4に示すようにX方向に沿って設けられた搬送レール116上を,基板GのY方向の両端部を支持して移動する搬送アーム117によって行われる。搬送アーム117は,例えば各区間毎に設けられ,隣り合う装置間の基板Gの搬送を行うことができる。したがって,第2の熱的処理装置ブロック44から第3の熱的処理装置ブロック49の間には,X方向正方向(図1の右方向)側に向かう搬送ラインが形成され,第2の熱的処理装置ブロック44から搬出された基板Gは,当該搬送ラインに沿ってレジスト塗布装置45〜周縁レジスト除去装置48に順次搬送され,各装置で基板Gに所定の処理を施した後,第3の熱的処理装置ブロック49内に搬送される。
次に,上記スキャン法を用いて基板G上に塗布されたレジスト液を平坦化する平坦化処理装置46の構成について説明する。図7は,平坦化処理装置46の構成の概略を示す説明図である。
例えば平坦化処理装置46の中央部には,基板Gを保持する保持部材120が設けられている。保持部材120の上面は,水平に形成され,当該上面には,例えば図示しない吸引手段が設けられており,保持部材120は,基板Gを水平に吸着保持できる。保持部材120は,図4及び図7に示すようにY方向に沿って設けられたレール121上を往復移動する移動体122に取り付けられている。移動体122は,例えば内蔵されたモータ又はシリンダなどの駆動部(図示せず)によってレール121上を移動する。したがって,保持部材120に保持された基板GをY方向に沿って往復移動させることができる。なお,本実施の形態では,レール121と移動体122により往復移動機構を構成している。
保持部材120の上方には,基板Gに縦波を放射する縦波放射部材123と,反射部材としての反射板124が設けられている。縦波放射部材123は,例えば図4に示すように平坦化処理装置46の壁面に固定された支持部材125によって基板GのX方向正方向(図4の右方向)側の端部の上方の位置に支持されている。反射板124は,同じく平坦化処理装置46の壁面に固定された支持部材126によって基板GのX方向負方向(図4の左方向)側の端部の上方の位置に支持されている。なお,本実施の形態において,縦波の波源は,縦波放射部材123と反射板124である。
縦波放射部材123の本体123aは,例えば図7に示すように連結部127によって直列的に連結された略直方体形状の振動部128と放射部129とで主に構成されている。放射部129は,振動部128の下側に連結されており,放射部129の下面(放射面129a)が基板Gに対して俯角方向,例えば基板Gに対して45°をなす方向に向けられている。振動部128は,例えば電源130からの給電によって前記俯角方向に振動する振動子131が内蔵されている。この振動子131の振動は,振動部128から放射部129に伝って縦波放射部材123の全体に伝播される。振動子131の振動数は,例えば電源130を制御する振動制御部132によって制御できる。この振動制御部132により,振動子131を所定の振動数で振動させて,その振動に縦波放射部材123の本体全体を共振させることができる。そして,この共振によって,縦波放射部材123内に縦波の定常波(波形を図7の本体123a中に点線で示す)が生じ,放射部129の放射面129aから基板Gに向けて縦波を放射できる。
放射部129は,上述したように略直方体形状に成型されている。放射面129aは,矩形で例えば図4に示すように一辺が基板Gの一辺よりも長く形成され,基板Gの全面に縦波を放射できる。放射部129は,例えば中実材により成型されており,放射面129aの面内において同じ振幅の平面波が均等に放射される。連結部127は,例えば縦波放射部材123の共振時に定常波の節の位置に一致するように配置されており,共振時にも連結部127は振動しないようになっている。
反射板124は,例えば矩形で,一辺が基板Gの一辺よりも長い,例えば放射面129aと同形同大に形成されている。反射板124は,前記放射部129の放射面129aに対応する位置に,放射面129aと同じ角度の俯角方向,例えば基板Gに対して45°の俯角方向に向けられて配置されている。つまり,反射板124は,縦波放射部材123から基板Gに向けて斜めに放射され,基板Gで反射した縦波を再び基板G側に反射するように配置されている。
平坦化処理装置46は,以上のように構成されており,次に平坦化処理装置46の作用について説明する。平坦化処理装置46に搬入される前に,上流処理部21においてレジスト塗布装置45内に搬入された基板Gは,図6に示すようにノズル112から複数の線状のレジスト液Rを吐出した状態でノズル112がX方向に沿って基板G上を走査することによって,基板Gの表面上にレジスト液Rが塗布される。このとき,基板G上には,複数の吐出口112aからの線状にレジスト液Rが塗布されていくので,図8に示すようにレジスト液Rの凹凸ができている。
レジスト塗布装置45で塗布処理の終了した基板Gは,搬送アーム117によって平坦化処理装置46に搬入され,レジスト液Rの塗布方向をX方向に向けたまま保持部材120に吸着保持される。基板Gが吸着保持されると,移動体122がレール121に沿って往復移動し基板GがY方向に揺動される。このとき振動子131は振動制御部132によって所定の振動数で振動され,縦波放射部材123の本体123aの全体が共振される。そして,この共振により,放射部129の放射面129aから図7に示すように基板Gに向けて45°の俯角方向から縦波が放射される。つまり,縦波は,平面から見るとレジスト液Rの塗布方向に沿って放出される。基板Gに放射された縦波は,基板Gで反射して反射板124に衝突し,反射板124で再び反射して,基板Gに対して45°の方向から基板Gの全面に放射される。この反射板124からの縦波と縦波放射部材123からの直接の縦波とが基板G上で干渉し,図9に示すように基板Gの表面上には,塗布方向に直交する波面を有する縦波の干渉縞が形成される。このように,基板Gを塗布方向と直交するY方向に揺動させながら,基板G上で2方向からの縦波を干渉させることによって,例えば干渉によって強められた縦波が基板Gの表面上のレジスト液Rを部分的に押圧し,その押圧される部分が移動していく。この押圧により,レジスト液R全体の流動が促され,レジスト液Rが平坦化される。
以上の実施の形態によれば,平坦化処理装置46に縦波放射部材123と反射板124を設けたので,基板G上で2つの縦波を干渉させることができる。また,平坦化処理装置46に保持部材120の往復移動機構を設けたので,基板G上で縦波を干渉させた状態で,基板Gを揺動させることができる。この結果,基板G上で干渉し強められた波が基板G上のレジスト液Rを局所的に押し,レジスト液Rを積極的に水平方向に流動させることができるので,基板G上のレジスト液Rを平坦化できる。
以上の実施の形態では,縦波放射部材123を,平面から見て縦波がレジスト液Rの塗布方向に向けて放射されるように配置したので,縦波の波面と塗布方向が直交し,縦波がレジスト液Rに確実に照射される。それ故レジスト液Rの流動をより効果的に促進させることができる。
縦波放射部材123の放射面129aを基板G全体に放射できるように成形したので,レジスト液Rが基板の全面において均等に均される。
縦波放射部材123に振動子131を設け,縦波放射部材123の本体123aを振動子131の振動に共振させ,当該共振によって生じた縦波を基板Gに放射するようにしたので,振動子131の小さい振幅の縦波を増幅させて基板Gに放射できる。したがって,基板G上のレジスト液Rに大きな振幅の縦波を放射し,レジスト液Rを十分に流動させることができる。
以上の実施の形態では,干渉する2つの縦波の内の一つの波源に,反射板124を用いていたが,反射板124に代えて自ら縦波を放射する縦波放射部材123を用いて,図10に示すように平坦化処理装置46に複数,例えば2つの縦波放射部材123を備えるようにしてもよい。このように縦波放射部材123が複数の場合,各縦波放射部材123の縦波の振動数は,総て同じでもよく,また少なくとも1つを異なる振動数にしてもよい。複数の縦波放射部材123の少なくとも1つを異なる振動数にした場合,基板G上を干渉縞が自ら移動する。そのため,仮に基板GをY方向に揺動させる機構がなくても,レジスト液Rを十分に平坦化することができる。当然,短い処理時間で精度良く平坦化させるために,保持部材120の上記往復移動機構を用いて,基板GをY方向に揺動させてもよい。
以上の実施の形態では,縦波放射部材123及び反射板124と基板Gとの相対往復移動を,基板G側を移動させることによって行っていたが,縦波放射部材123及び反射板124側を移動させてもよい。
前記実施の形態では,縦波放射部材123を基板Gに対して俯角方向に向けて配置していたが,図11に示すように縦波放射部材123を基板Gの表面に対向するように配置してもよい。この場合,例えば縦波放射部材123は,例えば基板Gの表面と同形の矩形でかつ基板Gの表面以上の大きさを有する放射面129aを備えている。また縦波放射部材123は,放射面129aから放射される縦波定常波の腹が基板Gの表面上に位置するように配置される。そして,平坦化処理時には,縦波放射部材123の共振によって生じた強い縦波が,図12に示すように基板Gの表面の全面に平面波として付与される。この平面波の付与によって,基板G上のレジスト液Rが全面に渡って均等に押圧され,当該レジスト液Rの流動が促される。そして所定時間,平面波を付与することによって基板G上のレジスト液Rが平坦化される。なお,この平面波の付与時に,基板Gを水平方向に往復移動させてもよい。
以上の実施の形態では,平坦化処理装置46において基板Gを保持部材120で保持していたが,図13に示すように保持部材120に代えて,縦波放射部材150を載置台として用いてもよい。この縦波放射部材150は,前記縦波放射部材123と同様の構成で連結部151,振動部152,放射部153,振動子154,放射面153aなどを備えている。縦波放射部材150は,放射面153aが上方を向くように配置され,放射面153aは,基板G以上の大きさを有し,載置面を兼ねている。縦波放射部材150には,吸着機能が取り付けられていないので,基板Gは固定されない状態で載置される。縦波放射部材150は,上述の保持部材120と同様に移動体122に取り付けられており,レール121上を往復移動できる。なお,この他の部材は,前記実施の形態と同様であるので,説明を省略する。
そして,平坦化処理の際には,縦波放射部材150の放射面153aに基板Gが載置された後,振動子154を例えば20〜60kHzの間の周波数で振動させ,縦波放射部材150を20μm以上の振幅で共振させる。こうすると,図14に示すように放射面153a上の基板Gが鉛直方向に強い縦波を受けて,放射面153aから僅かに浮上する。このとき,基板G上のレジスト液は,図15に示すように基板面内で前記縦波による振動が大きい部分に集まることが確認されている。そこで,例えば基板Gが放射面153aから浮上した直後に,移動体122によって縦波放射部材150をY方向に往復移動させる。この往復移動によって,例えば基板面内の振動が大きくなる部分がずらされるので,レジスト液Rが基板Gの表面の全体に広げられる。この結果,基板G上で凹凸のあったレジスト液Rが平坦化される。
かかる実施の形態では,縦波放射部材150が載置台も兼ねるので,平坦化処理装置46全体を小型化できる。また,基板Gを浮上させた状態で縦波放射部材150を往復移動できるので,基板Gと縦波放射部材150との摩擦によるパーティクルの発生を抑制できる。
なお,前記実施の形態において,縦波放射部材150の放射面153aに,図16,図17に示すように往復移動方向であるY方向に沿って線状の突条部153bを複数形成するようにしてもよい。このように放射面153aに突条部153bを設けることにより,基板Gに縦波による振動が付与された時に,基板Gにおける突条部153bに対応する部分に対する振動の影響が変化する。発明者の実験によると,このとき基板G上のレジスト液は,図18に示すように突条部153bに直交するようにX方向に沿った帯状に集まる。そして,その後上述したように縦波放射部材150をY方向に往復移動させることによって,帯状に集められたレジスト液RがY方向に散らされて基板G全面に均等に広げられる。この場合,レジスト液Rを基板面内で均等に平坦化できる。なお,かかる例で,縦波放射部材150側を往復移動させず,基板G側を往復移動させてもよい。
以上の実施の形態における往復移動機構は,例えば移動体122とレール121で構成されていたが,図19に示すような他の往復移動機構160を用いてもよい。往復移動機構160は,例えば平坦化処理装置46内に基板Gを載置するステージ161を備える。ステージ161は,例えば基板Gの外形よりも大きく,基板Gの往復移動方向であるY方向に長い板形状を有している。例えばステージ161の両端部の下面は,支持板162,163でそれぞれ支持されている。例えば支持板162,163の下面には,給電によって所定の振動数で振動する振動子164,165がそれぞれ取り付けられている。
そして,ステージ161上に載置された基板GをY方向に往復移動させる際には,例えばY方向負方向側の振動子164が振動され,振動子164から支持板162を介してステージ161のY方向負方向側から正方向側に向けて進行波が伝播される。例えばY方向正方向側の振動子165は,振動を行わず,この振動子165で伝播されてきた振動が収束する。この結果,ステージ161には,一方通行の進行波が形成され,ステージ161上の基板Gは,その進行波によってY方向正方向側に移動する。所定時間経過後,振動子164と振動子165の動作が切り換えられ,振動子164の振動が停止され,振動子165が振動される。この結果,ステージ161上をY方向負方向側に伝播する進行波が形成され,基板Gは,Y方向負方向側に移動する。このような振動子164と振動子165の振動を交互に短い周期で繰り返すことによって,基板Gは,Y方向に沿って往復移動できる。
ところで,以上の実施の形態では,縦波放射部材123,150を用いて基板Gに波を付与していたが,他の機構を用いて波を付与してもよい。例えば,表面音波デバイスを用いて行ってもよい。かかる表面音波デバイスは,例えば図20に示すように基板Gの外形よりも大きい載置台170を備えている。載置台170の材質には,例えば導電性の低いアクリル樹脂が用いられている。載置台170の載置面170aの例えばY方向の両端部付近,つまり基板Gの載置領域Rの両側には,振動子171,172がそれぞれ設けられている。Y方向負方向側の振動子171は,例えば櫛形状の2つの金属部173,174を有している。各金属部173,174は,それぞれX方向に延びる複数の金属線173a,174aを,Y方向に沿って平行に並べて備え,複数の金属線173a及び金属線174aは,金属の接続線173b,174bでそれぞれ接続されている。金属線173aと金属線174aは,交互になるように配置されている。金属部173,174は,それぞれ電源175の異なる極性に接続されている。そして,この金属部173,174に異極性の電圧をかけることによって,隣り合う金属線173a,174a同士の間隔が広くなったり狭くなったりする。振動子171の金属線173a,174a間の間隔の広狭により,載置台170上に,Y方向正方向側に向かって伝播する縦波の進行波が形成できる。Y方向正方向側の振動子172も振動子171と同様の構成を備え,この振動子171により,載置台170上をY方向負方向側に伝播する縦波の進行波が形成できる。
載置台170には,例えば図21に示すように載置面170a上に水やグリセリンなどの液体を供給する供給部176が設けられている。供給部176は,例えば載置面170aの載置領域Rに開口する供給口177と,外部の液体供給源(図示せず)に連通し,載置台170内を通って供給口177に通じる供給路178を備えている。この供給部176からの液体の供給によって,基板Gと載置面170aとの間に液体を介在させることができる。
また,載置台170には,当該載置面170a上の液体を吸引する吸引部179が設けられている。吸引部179は,例えば載置面170aの載置領域Rに開口する吸引口180と,当該吸引口180から載置台170内を通って外部の負圧発生手段(図示せず)に接続された吸引路181を備えている。この吸引部179からの液体の吸引によって,基板Gと載置面170aとの間に介在された液体を除去することができる。
そして,平坦化処理の際には,図21に示すように載置台170の載置領域R上に基板Gが載置され,供給口177から液体Lが基板Gと載置台170との間に供給される。続いて例えばY方向負方向側の振動子171が作動する。このとき例えばY方向正方向側の振動子172は停止している。振動子171の作動により,載置台170の載置面170a上をY方向正方向に向かって縦波の進行波が伝播する。この際,図22に示すように縦波の進行波が液体Lを通って基板Gにも伝播され,基板G上のレジスト液Rにも縦波の伝播方向に沿った力が働く。この結果,基板G上のレジスト液RがY方向正方向側に流動する。所定時間経過後,振動子171の動作が停止され,Y方向正方向側の振動子172が作動する。この振動子172の作動により,載置台170の載置面170a上をY方向負方向側に向かう縦波の進行波が生じる。この進行波は,液体Lを介して基板Gにも伝わり,レジスト液Rが今度はY方向負方向側に流動する。また,所定時間経過後,振動子171と振動子172の動作が切り換えられ,レジスト液RはY方向正方向側に流動する。このようなY方向負方向側からの縦波の進行波の付与とY方向正方向側からの縦波の進行波の付与を所定間隔で交互に繰り返すことによって,基板G上のレジスト液Rが平坦化される。
基板G上のレジスト液Rが平坦化されると,吸引口180から基板Gの裏面の液体Lが吸引され,基板Gの裏面の液体Lが除去される。その後基板Gは,平坦化処理装置46から搬出される。
この実施の形態によれば,基板Gに対し,基板Gの一端部側から他端部側に進行する縦波を交互に付与したので,基板G上のレジスト液Rが縦波の進行方向と同方向に流動され,レジスト液Rが平坦化される。特に,基板Gの左右方向から交互に縦波を付与したので,基板G上のレジスト液が基板面内において偏り無く均等に平坦化される。
基板Gと載置台170との間に液体Lを介在させたので,載置台170の縦波が基板Gにまで十分に伝達される。また,平坦化後に基板Gの裏面の水分を除去したので,基板Gが次の装置に搬送される際に基板Gの裏面に不純物が付着することを防止できる。なお,液体Lの供給と吸引は,載置台170の供給口177,吸引口180に代えて,別途設けられた供給ノズル,吸引ノズルを用いて行ってもよい。
前記実施の形態において,一方の振動子が作動している時に他方の振動子を停止させていたが,一方の振動子からの縦波が載置台170の他方側の端部で反射するような場合には,他方の振動子も作動させ,その反射する縦波を打ち消すようにしてもよい。こうすることによって,縦波が反射波によって減衰することが抑制できる。なお,前記実施の形態において,振動子を必ずしも載置領域Rの両側に設ける必要はなく,片側であってもよい。
また,液体Lを介在した基板Gと載置台170との間隔を一定に維持するために,図23に示すように載置台170上にスペーサ190を設けてもよい。スペーサ190は,例えば載置領域R内に均等に複数配置してもよい。こうすることによって,液体L上に浮いた基板Gが大きく傾くことが無くなり,レジスト液Rの平坦化がより適正に行われる。
さらに,基板Gの裏面に付着した水分を除去するために,図24に示すように平坦化処理直後の基板Gの裏面に接触させる洗浄ローラ195を設けるようにしてもよい。洗浄ローラ195は,例えば平坦化処理装置46と減圧乾燥装置47との間の基板Gの搬送路に設けられる。そして,搬送アーム117が基板Gを減圧乾燥処理装置47に搬送する際に,基板Gの裏面が洗浄ローラ195の上面に接触され,基板Gの裏面に付着していた水分が除去される。この場合,基板Gの裏面に残る水分が無くなるので,搬送時に基板Gの裏面に不純物が付着することが十分に抑制される。
縦波放射部材123,150を用いない機構の他の例として,図25に示すように基板Gの両端部の下面に振動子200,201をそれぞれ設けるようにしてもよい。振動子200は,基板GのY方向負方向側の端部に,振動子201は,基板GのY方向正方向側の端部に,それぞれグリセリン又は水などの液体Lを介して取り付けられている。振動子200,201は,それぞれ基板Gの裏面から基板Gの中心方向の仰角方向,例えば45°方向に振動するように取り付けられている。なお,かかる場合,振動子200,201を用いて基板Gを支持してもよい。
そして,平坦化処理の際には,一方の振動子200が振動し,基板Gの裏面から前記仰角方向に向けて縦波が付与される。こうすると,基板Gには,図25に示すようにY方向正方向側に進行する縦波が形成され,この縦波によって,基板G上のレジスト液Rに縦波の進行方向に向いた力が働く。この結果,レジスト液RがY方向正方向側に向けて流動する。所定時間経過後,一方の振動子200の振動が停止され,他方の振動子201の振動が行われる。こうすると,基板Gには,前記進行波と反対方向のY方向負方向側に進行する縦波が形成され,レジスト液Rがその縦波の進行方向に流動する。所定時間経過後,振動子201の振動が停止され,再度振動子200の振動が行われる。このような振動子200と振動子201の振動の切り換えが所定回数行われる。そして振動子200と振動子201の振動を交互に繰り返すことによって,基板G上のレジスト液Rが左右に流動されて平坦化される。
なお,かかる実施の形態において,平坦化処理の終了した基板Gを上述の洗浄ローラ195に接触させ,基板Gの裏面に付着した液体Lを除去してもよい。
また,図26に示すように波源となる振動板210を,位相の同じ縦波が水平方向の両側に放射されるように基板Gの中央部上方に配置し,その振動板210の両側に振動板210からの縦波を基板G上の特定部分に向けて反射させる反射板211を備えるようにしてもよい。かかる場合,例えば振動板210を振動させることにより,振動板210の両面から放射された同じ位相の縦波がそれぞれ反射板211で反射され,基板G上の例えば中央部に帯状(図26中の帯状領域B)に付加される。そして例えば基板Gを水平に移動させることによって,縦波が付加された帯状領域Bを基板G上の一端部から他端部まで走査する。こうすることによって,基板G上のレジスト液R全体が流動し,レジスト液Rが平坦化される。なお,この場合,基板G側でなく,振動板210,反射板211側を移動させてもよい。また,図27に示すように反射板211の反射面211aに,反射側に凸の凸部を連続的に設けて,反射面211aを波打たせるようにしてもよい。かかる場合,振動板210からの縦波の腹の部分(強い部分)が反射板211において拡散され,反射面211aで反射される縦波の圧力が平均化される。この結果,基板G上には,常時安定した同じ圧力の縦波が付加される。この状態で,基板Gを動かして,縦波が付加された帯状の領域を基板G上で移動させることにより,基板G上のレジスト液Rが基板面内において斑なく平坦化される。
図28に示すように基板Gの表面上に振動板220を配置し,当該振動板220に振動部材221と撓み波吸収部材222を取り付けるようにしてもよい。かかる場合,例えば振動板220は,基板Gの特定方向の長さよりも長い略長方形状に形成され,基板Gの表面に非接触で当該基板Gの表面に対向するように配置されている。振動部材221は,例えば振動板220の長手方向の一端部(Y方向負方向側)の下面に取り付けられている。振動部材221は,例えば交流電源223によって励振できる。撓み波吸収部材222は,例えば振動板220の長手方向の他端部側(Y方向正方向側)の下面に取り付けられている,撓み波吸収部材222は,例えば撓み波吸収部材222が受けた振動を減衰させる電気抵抗224に接続されている。そして,基板G上に塗布されたレジスト液Rを平坦化する際には,交流電流223により振動部材221が振動し,当該振動部材221により,振動板220にY方向正方向側に進行する撓み波を発生できる。振動板220のY方向正方向の端部側では,伝達された撓み波が撓み波吸収部材222により吸収される。この撓み波の吸収によって,振動板220の端部で撓み波が反射することが防止され,振動板220内でY方向正方向側に進む撓み波が減少することが防止される。撓み波により振動板220が振動すると,振動板220と基板Gとの空間に,Y方向正方向側に向かう音響波が発生する。この音響波により,基板G上の塗布液に対し一定方向に働く外力が作用し,基板G上の塗布液が平坦化される。
以上の実施の形態は,本発明の幾つかの例を示したものであり,本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば,以上の実施の形態では,レジスト液Rの平坦化を平坦化処理専用の平坦化処理装置46で行っていたが,上記平坦化のための機能を,レジスト塗布装置,減圧乾燥処理装置などの他の装置に取り付け,当該他の装置で平坦化処理を行ってもよい。また,上記実施の形態で説明した干渉縞は,必ずしも直線状のものでなくてもよく,曲線状のものであってもよい。ノズル112は,スリット状の吐出口から帯状にレジスト液を吐出する,いわゆるスリットノズルでもよく,また,長尺状にインクジェットヘッドを配置した,いわゆるインクジェットノズルであってもよい。さらに以上の実施の形態は,基板G上に塗布されたレジスト液を平坦化するものであったが,レジスト液以外の塗布液,例えばSOD膜,SOG膜を形成するための処理液や現像液などにも,本発明を適用できる。また,基板GもLCD用の矩形基板に限られず,円形のウェハやフォトマスク用のマスクレチクル基板などにも,本発明は適用できる。