JP2007335544A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パン内の水表面の揺れを抑制すると共に、加熱手段と水表面との距離変動を抑制して、湿度制御性の向上及び処理精度の向上を図れるようにした基板処理装置を提供する。
【解決手段】被処理基板に所定の処理を施すレジスト塗布処理ユニット１１と、この処理ユニットに配管３０を介して接続される外気供給ユニット２０に配設され、取り入れた外気を所定湿度に加湿する加湿器２５及び該加湿器で加湿された空気を処理ユニット内に供給する送風機２４と、を具備する基板処理装置において、加湿器は、送風機により取り入れられた水平気流の直下に位置するパン２６内に、純水２７と純水を加熱するヒータ２８を収容すると共に、気流によって生じる水面の揺れを抑制する液揺れ防止手段であるメッシュ体２９を具備する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等の基板処理装置に関するものである。

一般に、半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等（以下にウエハ等という）の上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の薄膜や電極パターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術が利用されている。このフォトリソグラフィ技術においては、ウエハ等にフォトレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成されている。

このようなフォトリソグラフィ工程において、レジスト塗布処理では、レジスト液を塗布した後に形成されるレジスト膜の膜厚精度等に及ぼす温度や湿度の影響が大きいため、レジスト塗布処理ユニット内の空気の温度及び湿度を高精度に管理する必要がある。

そこで、従来では、レジスト塗布処理ユニット外の外気（例えば、２３℃）を冷却器に取り入れて、露点温度以下（例えば、７℃，相対湿度：９５〜１００％）に冷却して空気の単位体積中に含まれる水分の絶対量を低減し、次いで、加温器により所定温度（例えば、２３℃）に温度調整し、この時点では空気中の湿度が低く維持されているため、その後、加湿器により所定湿度（例えば、４０〜５０％）に湿度調整して、レジスト塗布処理ユニットに供給している（例えば、特許文献１参照）。

この場合、一般にパン型の加湿器、すなわちパン内に水（純水）とヒータや加熱媒体を流通する熱交換管等の加熱手段を収容し、加熱手段で水（純水）を蒸発させる加湿器が使用されている（例えば、特許文献２参照）。そして、加湿器で生成された蒸気を送風機により取り入れられた外気の気流によってレジスト塗布処理ユニット内に供給している。
特開２００１−１４４０１１号公報（特許請求の範囲、段落番号０００６，０００７、図６） 特開２００３−７６００号公報（特許請求の範囲、図５，図７）

しかしながら、上記パン型の加湿器においては、送風機による気流によってパン内の水面が揺れて、ヒータ等の加熱手段と水表面との距離が変動するという問題があった。このように、加熱手段と水表面との距離が変動すると、湿度制御性が悪化すると共に、処理ユニット内に供給される空気の湿度が不安定となり、処理精度が低下するという問題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、パン内の水表面の揺れを抑制すると共に、加熱手段と水表面との距離変動を抑制して、湿度制御性の向上及び処理精度の向上を図れるようにした基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、被処理基板に所定の処理を施す処理ユニットと、この処理ユニットに配管を介して接続される外気供給ユニットに配設され、取り入れた外気を所定湿度に加湿する加湿器及び該加湿器で加湿された空気を上記処理ユニット内に供給する送風機とを具備する基板処理装置であって、 上記加湿器は、上記送風機により取り入れられた水平気流の直下に位置するパン内に、水と該水を加熱する加熱手段を収容すると共に、気流によって生じる水面の揺れを抑制する液揺れ防止手段を具備してなる、ことを特徴とする。

この発明において、上記加熱手段には、例えば水を直接加熱するヒータ、あるいは、水を間接的に加熱する所定の温度の熱媒体を流通する熱交換管等のいずれも含む。また、この発明において、上記液揺れ防止手段を、上記水平気流と直交する方向に延びる棒状のメッシュ体にて形成する方が好ましい（請求項２）。

上記のように構成することにより、液揺れ防止手段により気流によって生じる水面の揺れを抑制することができるので、加熱手段と水表面との距離の変動を抑制することができ、加熱手段の加熱による水の蒸発を安定化させることができる。この場合、液揺れ防止手段を、水平気流と直交する方向に延びる棒状のメッシュ体にて形成することにより、気流によって生じる水面の揺れをメッシュ体にて吸収することができる（請求項２）。

また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の基板処理装置において、上記加熱手段と液揺れ防止手段とを一体に形成すべく、加熱手段を、パン内の液面に対して平行に配設されるメッシュ状面ヒータにて形成してなる、ことを特徴とする。

このように構成することにより、メッシュ状面ヒータにより気流によって生じる水面の揺れを抑制することができるので、メッシュ状面ヒータと水表面との距離の変動を抑制することができ、かつ、メッシュ状面ヒータの加熱による水の蒸発を安定化させることができる。

また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の基板処理装置において、上記加熱手段と液揺れ防止手段とを一体に形成すべく、加熱手段を、水平気流に対して直交する方向に延び、かつ、互いに間隔を置いて配列される複数のパネル状ヒータにて形成してなる、ことを特徴とする。

このように構成することにより、複数のパネル状ヒータによりパン内に収容（貯留）された水の領域を複数のパネル状ヒータによって仕切ることができるで、パネル状ヒータ自身が、気流によって生じる水面の揺れを抑制することができ、パネル状ヒータと水表面との距離の変動を抑制することができ、かつ、パネル状ヒータの加熱による水の蒸発を安定化させることができる。

また、請求項５記載の発明は、被処理基板に所定の処理を施す処理ユニットと、この処理ユニットに配管を介して接続される外気供給ユニットに配設され、取り入れた外気を所定湿度に加湿する加湿器及び該加湿器で加湿された空気を上記処理ユニット内に供給する送風機とを具備する基板処理装置であって、 上記加湿器は、上記送風機により取り入れられた水平気流の直下に位置するパン内に、水と該水を加熱する加熱手段を収容してなり、 上記パンは、気流によって生じる水面の揺れを抑制すべくパン開口部を閉塞する蓋と、該蓋の上部に設けられた複数の貫通孔に連通する蒸気誘導用の筒状ノズルと、を具備する、ことを特徴とする。

このように構成することにより、パン開口部を閉塞する蓋により気流と水表面との接触を遮断することができるので、気流によって生じる水面の揺れを抑制することができ、加熱手段と水表面との距離の変動を抑制することができる。また、加熱手段の加熱により生成された蒸気（加湿空気）は、筒状ノズルによってパンの上方へ誘導され、気流によって処理ユニット内に供給される。

加えて、請求項６記載の発明は、被処理基板に所定の処理を施す処理ユニットと、この処理ユニットに配管を介して接続される外気供給ユニットに配設され、取り入れた外気を所定湿度に加湿する加湿器及び該加湿器で加湿された空気を上記処理ユニット内に供給する送風機とを具備する基板処理装置であって、 上記加湿器は、パン内に水と該水を加熱する加熱手段を収容してなり、 上記送風機は上記パンの開口部上方に配設され、パン内の水面の揺れを抑制すべく水面と平行な気流を発生するように形成してなる、ことを特徴とする。

このように構成することにより、送風機によって発生する水面と平行な気流により水面の揺れを抑制することができるので、加熱手段と水表面との距離の変動を抑制することができ、かつ、加熱手段の加熱による水の蒸発を安定化させることができる。

この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果を奏する。

（１）請求項１記載の発明によれば、液揺れ防止手段により気流によって生じる水面の揺れを抑制すると共に、加熱手段と水表面との距離の変動を抑制することができ、加熱手段の加熱による水の蒸発を安定化させることができるので、加湿制御の向上及び処理精度の向上を図ることができる。この場合、液揺れ防止手段を、水平気流と直交する方向に延びる棒状のメッシュ体にて形成することにより、気流によって生じる水面の揺れをメッシュ体にて吸収することができ、更に加湿制御の向上及び処理精度の向上を図ることができる（請求項２）。

（２）請求項３記載の発明によれば、メッシュ状面ヒータにより気流によって生じる水面の揺れを抑制すると共に、メッシュ状面ヒータと水表面との距離の変動を抑制することができ、かつ、メッシュ状面ヒータの加熱による水の蒸発を安定化させることができるので、上記（１）に加えて、更に構成部材の削減が図れると共に、装置の簡略化が図れる。

（３）請求項４記載の発明によれば、複数のパネル状ヒータにより気流によって生じる水面の揺れを抑制することができると共に、パネル状ヒータと水表面との距離の変動を抑制することができ、かつ、パネル状ヒータの加熱による水の蒸発を安定化させることができるので、上記（１）に加えて、更に構成部材の削減が図れると共に、装置の簡略化が図れる。

（４）請求項５記載の発明によれば、パン開口部を閉塞する蓋により気流と水表面との接触を遮断することにより、気流によって生じる水面の揺れを抑制することができると共に、加熱手段と水表面との距離の変動を抑制することができるので、加湿制御の向上及び処理精度の向上を図ることができる。また、加熱手段の加熱により生成された蒸気（加湿空気）は、筒状ノズルによってパンの上方へ誘導され、気流によって処理ユニット内に供給されるので、加湿空気を安定した状態で処理ユニット内に供給することができる。

（５）請求項６記載の発明によれば、送風機によって発生する水面と平行な気流により水面の揺れを抑制することができると共に、加熱手段と水表面との距離の変動を抑制することができ、かつ、加熱手段の加熱による水の蒸発を安定化させることができるので、加湿制御の向上及び処理精度の向上を図ることができる。

以下に、この発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板処理装置を半導体ウエハのレジスト液塗布・現像処理システムに適用した場合について説明する。

上記レジスト液塗布・現像処理システムは、図１ないし図３に示すように、被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）をウエハカセット１０１で複数枚例えば２５枚単位で外部からシステムに搬入又はシステムから搬出したり、ウエハカセット１０１に対してウエハＷを搬出・搬入したりするための搬入部及び搬出部として機能するカセットステーション１１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつウエハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置してなる処理装置本体を具備する処理ステーション１２０と、この処理ステーション１２０と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間でウエハＷを受け渡すためのインター・フェース部１３０とで主要部が構成されている。

上記カセットステーション１１０は、図１に示すように、カセット載置台１０２上の突起１０３の位置に複数個例えば４個までのウエハカセット１０１がそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション１２０側に向けて水平のＸ方向に沿って一列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）及びウエハカセット１０１内に垂直方向に沿って収容されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用ピンセット１０４が各ウエハカセット１０１に選択的に搬送するように構成されている。また、ウエハ搬送用ピンセット１０４は、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１２０側の第３の組Ｇ３の多段ユニット部に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）及びエクステンションユニット（ＥＸＴ）にも搬送できるようになっている。

上記処理ステーション１２０は、図１に示すように、中心部に、搬送手段である垂直搬送型の主ウエハ搬送機構１２１が設けられ、この主ウエハ搬送機構１２１を収容する室１２２の周りに全ての処理ユニットが１組又は複数の組に渡って多段に配置されている。この例では、５組Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４及びＧ５の多段配置構成であり、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２の多段ユニットはシステム正面側に並列され、第３の組Ｇ３の多段ユニットはカセットステーション１１０に隣接して配置され、第４の組Ｇ４の多段ユニットはインター・フェース部１３０に隣接して配置され、第５の組Ｇ５の多段ユニットは背部側に配置されている。

この場合、図２に示すように、第１の組Ｇ１では、容器としての処理カップ１８内でウエハＷと現像液供給手段（図示せず）とを対峙させてレジストパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）と、ウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置して所定の処理を行うレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）とが垂直方向の下から順に２段に重ねられている。第２の組Ｇ２も同様に、２台のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）及び現像ユニット（ＤＥＶ）が垂直方向の下から順に２段に重ねられている。このようにレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）を下段側に配置した理由は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であるためである。しかし、必要に応じてレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）を上段に配置することも可能である。

図３に示すように、第３の組Ｇ３では、ウエハＷをウエハ載置台１２４（図１参照）に載置して所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット例えばウエハＷを冷却するクーリングユニット（ＣＯＬ）、ウエハＷに疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、ウエハＷの位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、ウエハＷをベークする４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が垂直方向の下から順に例えば８段に重ねられている。第４の組Ｇ４も同様に、オーブン型処理ユニット例えばクーリングユニット（ＣＯＬ）、エクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、急冷機能を有する２つのチリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）及び２つのホットプレートユニット（ＨＰ）が垂直方向の下から順に例えば８段に重ねられている。

上記のように処理温度の低いクーリングユニット（ＣＯＬ）、エクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いホットプレートユニット（ＨＰ）、チリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）及びアドヒージョンユニット（ＡＤ）を上段に配置することで、ユニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができる。勿論、ランダムな多段配置とすることも可能である。

なお、図１に示すように、処理ステーション１２０において、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２の多段ユニット（スピナ型処理ユニット）に隣接する第３及び第４の組Ｇ３，Ｇ４の多段ユニット（オーブン型処理ユニット）の側壁の中には、それぞれダクト１２５，１２６が垂直方向に縦断して設けられている。これらのダクト１２５，１２６には、ダウンフローの清浄空気又は特別に温度調整された空気が流されるようになっている。このダクト構造によって、第３及び第４の組Ｇ３，Ｇ４のオーブン型処理ユニットで発生した熱は遮断され、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２のスピナ型処理ユニットへは及ばないようになっている。

また、この処理システムでは、主ウエハ搬送機構１２１の背部側にも図１に点線で示すように第５の組Ｇ５の多段ユニットが配置できるようになっている。この第５の組Ｇ５の多段ユニットは、案内レール１２７に沿って主ウエハ搬送機構１２１から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の組Ｇ５の多段ユニットを設けた場合でも、ユニットをスライドすることにより空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構１２１に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。

上記インター・フェース部１３０は、奥行き方向では処理ステーション１２０と同じ寸法を有するが、幅方向では小さなサイズに作られている。このインター・フェース部１３０の正面部には可搬性のピックアップカセット１３１と定置型のバッファカセット１３２が２段に配置され、背面部には、ウエハＷの周辺部の露光及び識別マーク領域の露光を行う露光手段である周辺露光装置１３３が配設され、中央部には、搬送手段であるウエハの搬送アーム１３４が配設されている。この搬送アーム１３４は、Ｘ，Ｚ方向に移動して両カセット１３１，１３２及び周辺露光装置１３３に搬送するように構成されている。また、搬送アーム１３４は、θ方向に回転可能に構成され、処理ステーション１２０側の第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）及び隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示せず）にも搬送できるように構成されている。

上記のように構成される処理システムは、クリーンルーム１４０内に設置されるが、更にシステム内でも効率的な垂直層流方式によって各部の清浄度を高めている。

次に、上記レジスト液塗布・現像処理システムの動作について説明する。

まず、カセットステーション１１０において、ウエハ搬送用ピンセット１０４がカセット載置台１０２上の未処理のウエハＷを収容しているカセット１０１にアクセスして、そのカセット１０１から１枚のウエハＷを取り出す。ウエハ搬送用ピンセット１０４は、カセット１０１よりウエハＷを取り出すと、処理ステーション１２０側の第３の組Ｇ３の多段ユニット内に配置されているアライメントユニット（ＡＬＩＭ）まで移動し、ユニット（ＡＬＩＭ）内のウエハ載置台１２４上にウエハＷを載せる。ウエハＷは、ウエハ載置台１２４上でオリフラ合せ及びセンタリングを受ける。その後、主ウエハ搬送機構１２１がアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に反対側からアクセスし、ウエハ載置台１２４からウエハＷを受け取る。

処理ステーション１２０において、主ウエハ搬送機構１２１はウエハＷを最初に第３の組Ｇ３の多段ユニットに属するアドヒージョンユニット（ＡＤ）に搬入する。このアドヒージョンユニット（ＡＤ）内でウエハＷは疎水化処理を受ける。疎水化処理が終了すると、主ウエハ搬送機構１２１は、ウエハＷをアドヒージョンユニット（ＡＤ）から搬出して、次に第３の組Ｇ３又は第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するクーリングユニット（ＣＯＬ）へ搬入する。このクーリングユニット（ＣＯＬ）内でウエハＷはレジスト塗布処理前の設定温度例えば２３℃まで冷却される。冷却処理が終了すると、主ウエハ搬送機構１２１は、ウエハＷをクーリングユニット（ＣＯＬ）から搬出し、次に第１の組Ｇ１又は第２の組Ｇ２の多段ユニットに属するレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）へ搬入する。このレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内でウエハＷはスピンコート法によりウエハ表面に一様な膜厚でレジストを塗布する。

レジスト塗布処理が終了すると、主ウエハ搬送機構１２１は、ウエハＷをレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）から搬出し、次にホットプレートユニット（ＨＰ）内へ搬入する。ホットプレートユニット（ＨＰ）内でウエハＷは載置台上に載置され、所定温度例えば１００℃で所定時間プリベーク処理される。これによって、ウエハＷ上の塗布膜から残存溶剤を蒸発除去することができる。プリベークが終了すると、主ウエハ搬送機構１２１は、ウエハＷをホットプレートユニット（ＨＰ）から搬出し、次に第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）へ搬送する。このユニット（ＥＸＴＣＯＬ）内でウエハＷは次工程すなわち周辺露光装置１３３における周辺露光処理に適した温度例えば２４℃まで冷却される。この冷却後、主ウエハ搬送機構１２１は、ウエハＷを直ぐ上のエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ搬送し、このユニット（ＥＸＴ）内の載置台（図示せず）の上にウエハＷを載置する。このエクステンションユニット（ＥＸＴ）の載置台上にウエハＷが載置されると、インター・フェース部１３０の搬送アーム１３４が反対側からアクセスして、ウエハＷを受け取る。そして、搬送アーム１３４はウエハＷをインター・フェース部１３０内の周辺露光装置１３３へ搬入する。

露光装置で全面露光が済んで、ウエハＷが露光装置側のウエハ受取り台に戻されると、インター・フェース部１３０の搬送アーム１３４はそのウエハ受取り台へアクセスしてウエハＷを受け取り、受け取ったウエハＷを処理ステーション１２０側の第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ搬入し、ウエハ受取り台上に載置する。この場合にも、ウエハＷは、処理ステーション１２０側へ渡される前にインター・フェース部１３０内のバッファカセット１３２に一時的に収納されることもある。

ウエハ受取り台上に載置されたウエハＷは、主ウエハ搬送機構１２１により、チリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）に搬送され、フリンジの発生を防止するため、あるいは化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）における酸触媒反応を誘起するためポストエクスポージャーベーク処理が施される。

その後、ウエハＷは、第１の組Ｇ１又は第２の組Ｇ２の多段ユニットに属する現像ユニット（ＤＥＶ）に搬入される。この現像ユニット（ＤＥＶ）内では、ウエハＷ表面のレジストに現像液が満遍なく供給されて現像処理が施される。この現像処理によって、ウエハＷ表面に形成されたレジスト膜が所定の回路パターンに現像されると共に、ウエハＷの周辺部の余剰レジスト膜が除去され、更に、ウエハＷ表面に形成された（施された）アライメントマークＭの領域に付着したレジスト膜が除去される。このようにして、現像が終了すると、ウエハＷ表面にリンス液がかけられて現像液が洗い落とされる。

現像工程が終了すると、主ウエハ搬送機構１２１は、ウエハＷを現像ユニット（ＤＥＶ）から搬出して、次に第３の組Ｇ３又は第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するホットプレートユニット（ＨＰ）へ搬入する。このユニット（ＨＰ）内でウエハＷは例えば１００℃で所定時間ポストベーク処理される。これによって、現像で膨潤したレジストが硬化し、耐薬品性が向上する。

ポストベークが終了すると、主ウエハ搬送機構１２１は、ウエハＷをホットプレートユニット（ＨＰ）から搬出し、次にいずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）へ搬入する。ここでウエハＷが常温に戻った後、主ウエハ搬送機構１２１は、次にウエハＷを第３の組Ｇ３に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ移送する。このエクステンションユニット（ＥＸＴ）の載置台（図示せず）上にウエハＷが載置されると、カセットステーション１１０側のウエハ搬送用ピンセット１０４が反対側からアクセスして、ウエハＷを受け取る。そして、ウエハ搬送用ピンセット１０４は、受け取ったウエハＷをカセット載置台１０２上の処理済みウエハ収容用のカセット１０１の所定のウエハ収容溝に入れて処理が完了する。

次に、図１で示したレジスト塗布処理ユニットの構成について説明する。この場合、処理装置のジスト塗布・現像処理システムにおいては、同種の２つのレジスト塗布処理ユニットを備えている。すなわち、第１の組Ｇ１に属するスピナ型の第１の塗布処理ユニット１１（第１の塗布ユニット１１）と、第２の組Ｇ２に属するスピナ型の第２の塗布処理ユニット１２（第２の塗布ユニット１２）である。第１及び第２の塗布ユニット１１，１２は、それぞれ処理室１３の主ウエハ搬送機構１２１側にシャッター１４により開閉される搬出入口１５を有している。

第１及び第２の塗布ユニット１１，１２は、図４に示すように、ケーシング１６内には、ウエハＷを回転自在に保持する保持手段としてのスピンチャック１７と、このスピンチャック１７及びウエハＷの外周とそれら下方を包囲する処理カップ１８と、ウエハＷの表面に処理液として、塗布液例えばレジスト液を供給するレジスト供給ノズル１０が備えられている。

次に、この発明に係る基板処理装置について、上記レジスト塗布処理ユニット１１，１２に適用した場合を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
基板処理装置は、図４に示すように、処理ユニットである第１又は第２の塗布ユニット１１，１２（ここでは、第１の塗布ユニット１１で代表する）のケーシング１６と、この塗布ユニット１１に配管３０を介して接続される外気供給ユニット２０とを具備している。

外気供給ユニット２０は、ユニット外から外気を取り入れる送風機２４を配管３０に介設してなり、この送風機２４の上流側には、外気（例えば、２３℃）を露点温度以下（例えば、７℃，相対湿度：９５〜１００％）に冷却する冷却器２１及び冷却器２１に冷媒を供給する冷凍機２２と、冷却器２１で冷却された空気を所定温度（例えば、２３℃）に温度調整する加温器２３と、加温器２３により加温された空気を所定湿度（例えば、４０〜５０％）に湿度調整する加湿器２５と、を具備している。

加湿器２５は、図５に示すように、送風機２４により取り入れられた水平気流４０の直下に位置する矩形状のパン２６を具備しており、このパン２６内に、水例えば純水２７と該純水２７を加熱する加熱手段例えばヒータ２８を収容すると共に、水平気流４０によって生じる水面の揺れを抑制する液揺れ防止手段である棒状のメッシュ体２９を収容している。この場合、ヒータ２８は、パン２６の一側壁に取り付けられる複数例えば３本の略Ｕ字状に形成されており、各ヒータ２８の内方空間部に、水平気流４０に対して直交方向に延びる棒状のメッシュ体２９が配設されている。このメッシュ体２９の材質は、例えば合成樹脂，金属あるいはセラミック等の繊維質材や多孔質材にて形成することができる。また、メッシュ体２９は、必ずしもヒータ２８の内方空間部に配設する必要はなく、ヒータ２８の外部や隣接するヒータ２８間に配設してもよい。また、メッシュ体２９は、純水２７中に位置していれば、どのような配置形態であってもよいが、好ましくは純水２７の水面下に位置する方がよい。更にまた、メッシュ体２９は、少なくとも上部がメッシュ状であればよい。このように、少なくとも上部がメッシュ状であれば、水平気流４０によって生じる水面の揺れをメッシュ体２９が吸収できるからである。

上記のように構成される基板処理装置によれば、送風機２４の駆動によりユニット外の外気を取り入れ、取り入れられた外気（例えば、２３℃）は、冷却器２１によって、露点温度以下（例えば、７℃，相対湿度：９５〜１００％）に冷却されて空気の単位体積中に含まれる水分の絶対量を低減し、次いで、加温器２３により所定温度（例えば、２３℃）に温度調整する。この時点では空気中の湿度が低く維持されている。その後、加湿器２５により所定湿度（例えば、４０〜５０％）に湿度調整して、レジスト塗布処理ユニット１１に供給することができる。この際、加湿器２５においては、上述したように、メッシュ体２９が水平気流４０によって生じる水面の揺れを抑制すると共に、ヒータ２８と水表面との距離ｈの変動を抑制することができる。したがって、ヒータ２８の加熱による純水２７の蒸発を安定化させることができ、加湿制御の向上及び処理精度の向上を図ることができる。

＜第２実施形態＞
図６（ａ）は、この発明における加湿器の第２実施形態を示す概略斜視図、図６（ｂ）は、第２実施形態の加湿器の概略断面図である。

第２実施形態における加湿器２５Ａは、加熱手段と液揺れ防止手段とを一体化した場合であって、加熱手段を、パン２６内の液面に対して平行に配設されるメッシュ状面ヒータ２８Ａにて形成した場合である。この場合、メッシュ状面ヒータ２８Ａは、矩形状のパン２６と略相似形状の矩形状に形成されている。

このように、メッシュ状面ヒータ２８Ａをパン２６内の液面に対して平行に配設することにより、水平気流４０によって生じる水面の揺れを抑制することができるので、メッシュ状面ヒータ２８Ａと水表面との距離ｈの変動を抑制することができ、かつ、メッシュ状面ヒータ２８Ａの加熱による純水２７の蒸発を安定化させることができる。また、加熱手段と液揺れ防止手段とを一体にすることができるので、構成部材の削減が図れる。

なお、第２実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

＜第３実施形態＞
図７（ａ）は、この発明における加湿器の第３実施形態を示す概略斜視図、図７（ｂ）は、第３実施形態の加湿器の概略断面図である。

第３実施形態における加湿器２５Ｂは、第２実施形態と同様に、加熱手段と液揺れ防止手段とを一体化した場合であって、加熱手段を、水平気流４０に対して直交する方向に延び、かつ、互いに間隔を置いて配列される複数（図面では５枚の場合を示す）のパネル状ヒータ２８Ｂにて形成した場合である。この場合、各パネル状ヒータ２８Ｂは、パン２６の一側壁に取り付けられて他側壁側に向かって延びる矩形状に形成され、隣接するパネル状ヒータ２８Ｂ同士は、それぞれ互いに平行に等間隔に配設されている。

このように、複数のパネル状ヒータ２８Ｂを水平気流４０に対して直交する方向に延び、かつ、互いに間隔を置いて配列することにより、パン２６内に収容（貯留）された純水２７の領域を複数のパネル状ヒータ２８Ｂによって仕切ることができるので、パネル状ヒータ２８Ｂ自身が、水平気流４０によって生じる水面の揺れを抑制することができるので、パネル状ヒータ２８Ｂと水表面との距離ｈの変動を抑制することができ、かつ、パネル状ヒータ２８Ｂの加熱による純水２７の蒸発を安定化させることができる。

なお、第３実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

＜第４実施形態＞
図８（ａ）は、この発明における加湿器の第４実施形態を示す概略斜視図、図８（ｂ）は、第４実施形態の加湿器の概略断面図である。

第４実施形態の加湿器２５Ｃは、図８に示すように、パン２６は、純水２７と該純水を加熱する加熱手段であるヒータ２８とを収容してなり、更に、水平気流４０によって生じる水面の揺れを抑制すべくパン開口部２６ａを閉塞する蓋５０と、該蓋５０の上部に設けられた複数例えば９個の貫通孔５１に連通する蒸気誘導用の筒状ノズル５２と、を具備している。

このように構成することにより、パン開口部２６ａを閉塞する蓋５０により水平気流４０と水表面との接触を遮断することができるので、水平気流４０によって生じる水面の揺れを抑制することができ、ヒータ２８と水表面との距離ｈの変動を抑制することができる。また、ヒータ２８の加熱により生成された蒸気（加湿空気）は、筒状ノズル５２によってパン２６の上方へ誘導され、水平気流４０によって処理ユニット側に供給される。

なお、第４実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

＜第５実施形態＞
図９は、この発明における加湿器の第５実施形態を示す概略断面図である。

第５実施形態の加湿器２５Ｄは、パン２６内に純水２７と該純水２７を加熱する加熱手段であるヒータ２８を収容してなり、パン２６の開口部２６ａ上方に、水面の揺れを抑制すべく水面と平行な渦状気流４０Ａを発生する送風機２４Ａを配設した場合である。

このように構成することにより、送風機２４Ａによって発生する水面と平行な渦状気流４０Ａにより水面の揺れを抑制することができるので、ヒータ２８と水表面との距離ｈの変動を抑制することができ、かつ、ヒータの加熱による水の蒸発を安定化させることができる。

なお、第５実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

なお、第１，第４及び第５実施形態においては、加熱手段がヒータ２８にて形成される場合について説明したが、ヒータ２８に代えて所定温度に設定された熱媒体を流通する熱交換管をパン２６内に収容して、純水２７を加熱するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、この発明に係る基板処理装置をレジスト塗布処理ユニットに適用した場合について説明したが、レジスト塗布処理ユニット以外の基板処理ユニットにも適用できることは勿論である。

次に、この発明に係る基板処理装置における液揺れ防止手段を具備する加湿器と、液揺れ防止手段を具備しない従来の加湿器の加湿制御性を調べるための実験について説明する。

実験条件
・比較例：図１０（ａ）に示すように、水平気流４０の直下位置に配置される矩形状のパン２６内に、純水２７と該純水２７を加熱するヒータ２８を収容する。

・実施例：図１１（ａ）に示すように、水平気流４０の直下位置に配置される比較例と同様の矩形状のパン２６内に、比較例と同様に純水２７と該純水２７を加熱するヒータ２８を収容し、更に、第１実施形態と同様に、ヒータ２８の内方空間部に液揺れ防止手段例えば繊維製の棒状メッシュ体２９を収容する。なお、実施例において、パン２６とメッシュ体２９の体積比率は、メッシュ体／パン≒１１／１００である。

上記のように構成された比較例の加湿器２５Ｓと実施例の加湿器２５｛第１実施形態と同じ｝を、同様の条件の水平気流４０の風速７ｍ／ｓｅｃの下で、１２０分間稼働したところ、比較例では図１０（ｂ）に示すような結果が得られ、実施例では図１１（ｂ）に示すような結果が得られた。

上記実験の結果、比較例の加湿器２５Ｓと実施例の加湿器２５においては、温度変動はいずれも＋０．０１／−０．０２℃で同じであったが、比較例の加湿器２５Ｓにおける湿度変動が＋０．３２／−０．４６％RHであるのに対して、実施例の加湿器２５における湿度変動は＋０．１７／−０．１８％RHであり、比較例の加湿器２５Ｓに比べて湿度変動は極めて小さく、加湿制御性が良いことが判った。

なお、第２実施形態ないし第５実施形態においても、実施例｛第１実施形態｝と同様に、気流によって生じる水面の揺れを抑制すると共に、ヒータ２８，メッシュ状面ヒータ２８Ａ，パネル状ヒータ２８Ｂと水表面との距離の変動を抑制することができ、ヒータ２８，メッシュ状面ヒータ２８Ａ，パネル状ヒータ２８Ｂの加熱による純水２７の蒸発を安定化させることができることから、上記実験結果と同様に、湿度変動を小さくできると推測される。

この発明に係る基板処理装置を適用したレジスト液塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。 上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略正面図である。 上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略背面図である。 この発明に係る基板処理装置の第１実施形態を示す概略断面図である。 この発明における加湿器の第１実施形態を示す概略斜視図（ａ）及び概略断面図（ｂ）である。 この発明における加湿器の第２実施形態を示す概略斜視図（ａ）及び概略断面図（ｂ）である。 この発明における加湿器の第３実施形態を示す概略斜視図（ａ）及び概略断面図（ｂ）である。 この発明における加湿器の第４実施形態を示す概略斜視図（ａ）及び概略断面図（ｂ）である。 この発明における加湿器の第５実施形態を示す概略断面図である。 実験における比較例の加湿器を示す概略斜視図（ａ）及び比較例の加湿器における温度及び湿度変動を示すグラフ（ｂ）である。 実験における実施例の加湿器を示す概略斜視図（ａ）及び実施例の加湿器における温度及び湿度変動を示すグラフ（ｂ）である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
１１ 塗布処理ユニット（処理ユニット）
２０ 外気供給ユニット
２４，２４Ａ 送風機
２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ 加湿器
２６ パン
２７ 純水
２８ ヒータ（加熱手段）
２８Ａ メッシュ状面ヒータ（加熱手段，液揺れ防止手段）
２８Ｂ パネル状ヒータ（加熱手段，液揺れ防止手段）
２９ メッシュ体（液揺れ防止手段）
３０ 配管
４０ 水平気流
４０Ａ 渦状気流
５０ 蓋
５１ 貫通孔
５２ 筒状ノズル
ｈ 加熱手段と水表面との距離

Claims (6)

1. 被処理基板に所定の処理を施す処理ユニットと、この処理ユニットに配管を介して接続される外気供給ユニットに配設され、取り入れた外気を所定湿度に加湿する加湿器及び該加湿器で加湿された空気を上記処理ユニット内に供給する送風機とを具備する基板処理装置であって、
   上記加湿器は、上記送風機により取り入れられた水平気流の直下に位置するパン内に、水と該水を加熱する加熱手段を収容すると共に、気流によって生じる水面の揺れを抑制する液揺れ防止手段を具備してなる、
   ことを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１記載の基板処理装置において、
   上記液揺れ防止手段が、上記水平気流と直交する方向に延びる棒状のメッシュ体である、ことを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１記載の基板処理装置において、
   上記加熱手段と液揺れ防止手段とを一体に形成すべく、加熱手段を、パン内の液面に対して平行に配設されるメッシュ状面ヒータにて形成してなる、
   ことを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１記載の基板処理装置において、
   上記加熱手段と液揺れ防止手段とを一体に形成すべく、加熱手段を、水平気流に対して直交する方向に延び、かつ、互いに間隔を置いて配列される複数のパネル状ヒータにて形成してなる、
   ことを特徴とする基板処理装置。
5. 被処理基板に所定の処理を施す処理ユニットと、この処理ユニットに配管を介して接続される外気供給ユニットに配設され、取り入れた外気を所定湿度に加湿する加湿器及び該加湿器で加湿された空気を上記処理ユニット内に供給する送風機とを具備する基板処理装置であって、
   上記加湿器は、上記送風機により取り入れられた水平気流の直下に位置するパン内に、水と該水を加熱する加熱手段を収容してなり、
   上記パンは、気流によって生じる水面の揺れを抑制すべくパン開口部を閉塞する蓋と、該蓋の上部に設けられた複数の貫通孔に連通する蒸気誘導用の筒状ノズルと、を具備する、
   ことを特徴とする基板処理装置。
6. 被処理基板に所定の処理を施す処理ユニットと、この処理ユニットに配管を介して接続される外気供給ユニットに配設され、取り入れた外気を所定湿度に加湿する加湿器及び該加湿器で加湿された空気を上記処理ユニット内に供給する送風機とを具備する基板処理装置であって、
   上記加湿器は、パン内に水と該水を加熱する加熱手段を収容してなり、
   上記送風機は上記パンの開口部上方に配設され、パン内の水面の揺れを抑制すべく水面と平行な気流を発生するように形成してなる、
   ことを特徴とする基板処理装置。

Images