CN101727009B - 液处理装置和液处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供液处理装置和液处理方法，用干燥抑制溶剂将不使用的涂敷液喷嘴前端部密封，能够简单地将用于防止长时间干燥的处理调整为最佳状态，在根据吸引溶剂层的量设定的长时间内，可以不进行虚拟分液。本发明的液处理装置(方法)用于进行液处理，在该液处理中，从涂敷液喷嘴向由基板保持部大致水平地保持的基板的表面供给涂敷液，并向上述基板的表面喷出，形成涂敷膜，设有摄像涂敷液喷嘴(10)前端部的单元，预先利用插入显示摄像图像的画面中的软尺(121a)设定用于进行防止长时间干燥的处理时的涂敷液的位置和干燥抑制溶剂的位置，从而不依赖于目测而基于设定值进行分液控制，进行上述涂敷液喷嘴的前端部内的涂敷液的干燥抑制的调整。

Description

液处理装置和液处理方法
技术领域
本发明涉及从涂敷液喷嘴向例如半导体晶片或液晶显示器用玻璃基板(FPD基板)等基板涂敷抗蚀剂液或显影液等涂敷液的液处理装置和液处理方法。
背景技术
通常，在作为半导体设备或FPD基板的制造工艺之一的在基板上形成抗蚀剂图案的工序，通过在基板例如半导体晶片(以下称为晶片)上形成抗蚀剂膜、使用光刻掩模使该抗蚀剂膜曝光、然后进行显影处理从而得到希望的图案的一系列工序而进行，一直以来，这一系列的工序利用涂敷、显影装置进行。
例如，在涂敷作为涂敷液的抗蚀剂液的涂敷单元中，以包围作为基板保持部的旋转卡盘的周围的方式设有杯体，向保持在该旋转卡盘上的晶片的大致中央供给抗蚀剂液，通过使旋转卡盘旋转，进行抗蚀剂液的旋转涂敷或甩开干燥以及侧部冲洗等处理。
通过从喷嘴(涂敷液喷嘴)喷出由供给单元供给的抗蚀剂液，进行抗蚀剂液向晶片的供给。并且，多数情况下，该喷嘴为了不会影响晶片的搬入搬出动作的通常时在离开晶片的搬入搬出路径的位置待机，仅在喷出抗蚀剂液时，搬送至由旋转卡盘保持的晶片的中央。
这些涂敷单元根据形成抗蚀剂膜的底膜的种类和形成的膜厚等条件，使用多种抗蚀剂液。这些种类不同的抗蚀剂液每种均具备涂敷喷嘴，具有利用共用的驱动臂使其在涂敷喷嘴的待机位置与进行抗蚀剂液的涂敷处理的处理位置之间移动的结构。在这种结构中，需要利用驱动臂更换涂敷喷嘴的操作，动作工序多，必须分别进行相对于基板的喷出位置的调整，费时费力。
由此，对于涂敷单元已知有下述结构的抗蚀剂涂敷装置，将多个涂敷单元排列成一列而构成，得到将其中使用的多个涂敷喷嘴形成为一体的结构，并安装在能够在上述排列成一列的多个涂敷单元之间共通移动的驱动臂上(例如，参照专利文件1)。
通常，为了抑制抗蚀剂与大气的界面的污染和抑制干燥，以这些多个涂敷喷嘴的前端状态为使抗蚀剂液倒吸的状态待机。其中，在这些多个涂敷液喷嘴中，对于尽管在涂敷工艺中不使用也被驱动臂移动的多个涂敷液喷嘴，希望分别确认涂敷液喷嘴的状态，并且，为了多个喷嘴一体地移动，例如需要减少液体的滴下和干燥的损失。因此，可以认为在专利文献1中，利用溶剂将涂敷液喷嘴前端密封，制作空气层，从而防止抗蚀剂液的干燥。
通过如上所述构成，在现有技术中，根据抗蚀剂液的特性，分别设定根据抗蚀剂液的种类和所含的溶剂而达到干燥程度的抗蚀剂液的虚拟分液(dummy dispense)，但是，由于在涂敷液喷嘴前端，利用溶剂均一地密封，涂敷液喷嘴的抗蚀剂本身可以不与外界大气直接接触，就能够降低涂敷液喷嘴的干燥损失，所以可以认为这是不进行长时间虚拟分液的有效的方法。
专利文献1：日本特开2006-302934号公报(图3、图4、图8)
但是，对于设置于驱动臂的一体构成的多个涂敷液喷嘴，在使用的涂敷液喷嘴向涂敷单元移动时，不使用的喷嘴的前端部暴露在风中。因此在长期不使用的情况下，即使用溶剂将专利文献1所述的涂敷液喷嘴前端密封，有时也会引起涂敷液喷嘴前端的抗蚀剂液的干燥。这是因为在各喷嘴前端部密封的溶剂向喷嘴内部的吸引量的差异造成的。这些被吸引的溶剂的量由于某种原因小于规定量时，溶剂挥发干燥。
在这种情况下，用于密封喷嘴前端的溶剂挥发，密封效果消失，所以需要此前进行一次虚拟分液，将残存溶剂废弃，再次进行密封的溶剂的新的吸引动作。因此，虚拟分液的次数增加、抗蚀剂液的使用量增加，并且使用共用的驱动臂，所以可能会给生产性带来影响。并且，为了减小占地面积，近年的装置存在为叠层结构、并且在高度方向也进一步降低的趋势。因此，涂敷单元的结构也尽可能地节省无用的空间，确认可能对工艺处理造成影响的处理液喷嘴的状态和用于使喷嘴在能够使用的状态下处于长时间的待机状态的调整操作需要时间。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种装置，根据抗蚀剂液的特性(抗蚀剂液种类、粘度)对不使用的涂敷液喷嘴内部进行液吸引动作，使得依次成为规定的抗蚀剂液、密封空气层和溶剂层，由此，可以在由吸引溶剂层的量设定的长时间内不进行虚拟分液(长时间的待机状态)，并且能够防止由于液滴的滴下而造成的工艺不良，所以能够以正确的量且在短时间内分别各个地对进行倒吸操作的多个喷嘴进行设定。
为了解决上述问题，本发明提供一种液处理装置，一种液处理装置，其用于进行液处理，在该液处理中，从涂敷液喷嘴向由基板保持部大致水平地保持的基板的表面供给涂敷液，并向上述基板的表面喷出，形成涂敷膜，该液处理装置的特征在于，包括：用于搬送能够在由上述基板保持部保持的基板的上方移动的上述涂敷液喷嘴的喷嘴搬送机构；用于使上述涂敷液喷嘴在待机位置待机的喷嘴槽()；分液控制部，其用于在上述喷嘴槽中，分液控制来自上述涂敷液喷嘴的涂敷液的喷出动作，或者分液控制涂敷液、该涂敷液的干燥抑制溶剂的吸引动作和干燥抑制溶剂的排出动作；用于控制上述分液控制部的控制部；判定处理部，其设置于上述控制部，用于分析判断由对上述涂敷液喷嘴进行摄像的摄像单元所摄像的喷嘴图像数据；操作显示部，其用于进行被摄像的上述涂敷液喷嘴的喷嘴图像数据的显示、以及设定值的输入；和软尺(soft scale)，其具有能够在上述操作显示部中与由上述摄像单元得到的上述涂敷液喷嘴图像的垂直方向的长度重合地进行固定显示的刻度值，其中，上述判定处理部对用上述软尺的刻度值设定的设定值与利用上述控制部对动作中的涂敷液喷嘴的状态进行摄像得到的在上述涂敷液喷嘴内的涂敷液和干燥抑制溶剂各自的吸引位置进行比较来进行判定处理，上述控制部基于上述判定处理控制上述分液控制部，进行上述涂敷液喷嘴的前端部内的涂敷液的干燥抑制的调整，其中，该用上述软尺的刻度值设定的设定值使得上述操作显示部中上述涂敷液喷嘴内的涂敷液和干燥抑制溶剂成为最佳位置。(发明的第一方面)。
在本发明中，在上述喷嘴搬送机构设有多个上述涂敷液喷嘴，对各个涂敷液喷嘴进行上述设定值的输入、判定处理和分液控制(发明的第二方面)。
并且，在本发明中，控制部也可以直接进行分液控制。软尺的显示即使不与涂敷喷嘴成对显示，只要是至涂敷喷嘴前端的长度相同，也可以从喷嘴显示部的侧面显示相对于涂敷喷嘴共同的刻度显示线。
通过上述结构，能够精密地调整通过装置维护担当人的目测调整的涂敷喷嘴前端的状态，能够在长时间内防止处理液的干燥。
此外，本发明的第三方面提供一种液处理装置，其特征在于：上述设定值分为第一设定值、第二设定值和第三设定值，上述第一设定值是从涂敷液喷嘴的前端至吸引到上述涂敷液喷嘴内的涂敷液的下端液面的距离，第二设定值是从上述前端至被吸引的干燥抑制溶剂的上端液面的距离，进而，第三设定值是从上述前端至被吸引的干燥抑制溶剂的下端液面的距离。此时，优选在上述涂敷液的下端液面与上述干燥抑制溶剂的上端液面之间设有空气层(发明的第四方面)。此外，优选上述第三设定值是从上述涂敷液喷嘴前端倒吸上述干燥抑制溶剂的距离(发明的第五方面)。
通过上述结构，能够基于显示在画面上的软尺将设定希望的干燥抑制溶剂等的位置的涂敷喷嘴的完成状态图像化，并输入设定值。
此外，本发明的第六方面提供一种液处理装置，其特征在于：上述喷嘴槽具有上述涂敷液喷嘴的喷出涂敷液的孔、和吸引上述干燥抑制溶剂的孔，并且具有用于切换上述喷出涂敷液的孔的位置和吸引上述干燥抑制溶剂的孔的位置的转动机构，在上述涂敷液喷嘴吸引上述干燥抑制溶剂时，由上述转动机构使上述喷嘴槽转动，从上述涂敷液喷嘴的喷出涂敷液的孔的位置切换至吸引干燥抑制溶剂的孔的位置，从设置于上述喷嘴槽的内部的干燥抑制溶剂的贮存部进行吸引。此时，上述喷嘴槽，在上述吸引干燥抑制溶剂的孔具有贮存部，并且具备当使上述干燥抑制溶剂转动时，使上述干燥抑制溶剂流通到设置于上述涂敷液喷嘴的喷出涂敷液的孔的下部的将涂敷液变为废液的流路的流路(发明的第七方面)。
通过上述结构，能够不变更涂敷喷嘴的水平方向的位置而切换涂敷喷嘴的喷出位置和干燥抑制溶剂的吸引位置。
此外，本发明提供一种液处理方法，其用于进行液处理，在该液处理中，从涂敷液喷嘴向由基板保持部大致水平地保持的基板的表面供给涂敷液，并向上述基板的表面喷出而形成涂敷膜，该液处理方法的特征在于，包括：使涂敷液喷嘴移动，在用于使上述涂敷液喷嘴待机的喷嘴槽待机的工序；分液控制工序，对来自上述涂敷液喷嘴的涂敷液的喷出动作，或者涂敷液、该涂敷液的干燥抑制溶剂的吸引动作和干燥抑制溶剂的排出动作进行分液控制；判定处理工序，分析判断由对上述涂敷液喷嘴进行摄像的摄像单元所摄像的喷嘴图像数据；操作显示工序，在软尺上显示被摄像的上述涂敷液喷嘴的喷嘴图像数据、并进行设定值的输入，其中，该软尺能够具有能够与由上述摄像单元得到的上述涂敷液喷嘴图像的垂直方向的长度重合地进行固定显示的刻度值，其中，在上述判定处理工序中，对用上述软尺的刻度值设定的设定值与利用上述控制部对动作中的涂敷液喷嘴的状态进行摄像得到的在上述涂敷液喷嘴内的涂敷液和干燥抑制溶剂各自的吸引位置进行比较来进行判定处理，上述控制部基于上述判定处理控制上述分液控制部，进行上述涂敷液喷嘴的前端部内的涂敷液的干燥抑制的调整，其中，该用上述软尺的刻度值设定的设定值使得上述操作显示部中上述涂敷液喷嘴内的涂敷液和干燥抑制溶剂成为最佳位置。(发明的第八方面)。
通过上述结构，能够精密地调整通过装置维护担当人的目测调整的涂敷喷嘴前端的状态，能够在长时间内防止处理液的干燥。
本发明的第九方面提供一种液处理方法，如发明的第八方面上述的液处理方法，其特征在于：上述操作显示工序中的上述设定值的设定分为第一设定值、第二设定值和第三设定值，上述第一设定值是从涂敷液喷嘴的前端至被吸引到该涂敷液喷嘴内的涂敷液的下端液面的距离，第二设定值是从上述前端至被吸引的干燥抑制溶剂的上端液面的距离，进而，第三设定值是从上述前端至被吸引的干燥抑制溶剂的下端液面的距离。
通过上述结构，能够基于显示在画面上的软尺将设定希望的干燥抑制溶剂等的位置的涂敷喷嘴的完成状态图像化，并输入设定值。
此外，本发明的第十方面提供一种液处理方法，如发明的第八方面上述的液处理方法，其特征在于：上述分液控制工序包括在吸引上述干燥抑制溶剂时，使设置于上述喷嘴槽的转动机构转动的工序，在从上述涂敷液喷嘴的喷出涂敷液的孔的位置切换至吸引干燥抑制溶剂的孔的位置之后，从设置于喷嘴槽的内部的干燥抑制溶剂的贮存部进行吸引。
通过上述结构，能够不变更涂敷喷嘴的水平方向的位置而切换涂敷喷嘴的喷出位置和干燥抑制溶剂的吸引位置。
根据本发明，能够容易地进行不使用的涂敷液喷嘴的前端部内的涂敷液的干燥控制，以最佳状态维持喷嘴状态，所以即使由于批次的切换而准备不同的涂敷液，虚拟分液动作也不花费时间。并且，通过精密地调整，进行下一次虚拟分液的设定也变得更加准确，所以容易管理装置运转状态，且能够实现生产性的提高，并且能够利用显示装置确认被摄像的图像，所以装置操作者(operator)能够可靠地确认状态。此外，通过在喷嘴槽设置用于切换涂敷液喷出孔和干燥抑制溶剂的吸引孔的转动机构，从而不在处理基板上移动的喷嘴搬送机构设置驱动部，所以机构部不会变得复杂，也不存在来自驱动机构的发尘颗粒所引起的缺陷问题。
附图说明
图1是表示本发明的涂敷单元的平面图(a)和纵截面图(b)。
图2是表示上述涂敷单元内的液处理部和供给涂敷液的供给单元的结构图。
图3是表示本发明的将供给涂敷液的涂敷喷嘴安装在喷嘴臂上的状态的立体图。
图4是表示作为涂敷喷嘴待机位置的喷嘴槽平面示意图(a)、沿着(a)的I-I线的截面图(b)和供给溶剂时的截面图(c)。
图5是表示涂敷喷嘴前端部设定的液体状态的截面图。
图6(a)表示本发明的软尺在监视画面上的显示，(b)表示软尺和涂敷喷嘴在在监视画面上的显示，(c)表示软尺和涂敷喷嘴在监视画面上的放大显示。
图7是表示设定涂敷喷嘴状态时由软尺设定的放大截面示意图。
图8是表示设定状态的放大截面示意图。
图9是表示涂敷喷嘴被分液控制的方式的放大截面示意图。
图10是表示适用上述涂敷单元的涂敷、显影装置的实施方式的平面图。
图11是上述涂敷、显影装置的立体图。
图12是上述涂敷、显影装置的纵截面图。
符号说明
W：半导体晶片(基板)；1：涂敷单元；2、2a、2b、2c：液处理部；8：显示操作部；9：控制部；10：涂敷液喷嘴；10a：喷嘴搬送机构；11：喷嘴臂；14：喷嘴槽；17：摄像机(摄像单元)；41：旋转卡盘(基板保持部)；70：涂敷液供给机构；72：气动阀；73：倒吸阀；100：虚拟分液孔；101：溶剂吸引孔；102：第一溶剂贮存部；103：共通排出流路；104：连通流路；105：第二溶剂贮存部(缓冲室)；106：溶剂供给孔；110：转动机构；111：抗蚀剂液层；112：空气层；113：干燥抑制溶剂层；114：倒吸宽度；119：分液控制部；120：监视画面；122：图像；121a、121b、121c：软尺；130：可视点(view point)(涂敷喷嘴前端)；131：可视点(抗蚀剂液下端液面)；132：可视点(干燥抑制溶剂上端液面)；133：可视点(干燥抑制溶剂下端液面)。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的优选实施方式。在此，说明将本发明的液处理装置应用于在晶片上涂敷抗蚀剂液的涂敷单元的实施方式。首先，说明实施方式的涂敷单元的大致结构。图1(a)是涂敷单元1的平面示意图，图1(b)是其纵截面图。并且，图2是表示涂敷单元1内的液处理部2、和向该液处理部2供给涂敷液的供给单元7的关系的结构图。
如图1所示，本实施方式的涂敷单元1具备：在扁平的箱状的框体30内沿横向(图中的Y方向)排列成一列的3个液处理部2a、2b、2c，用于向这些液处理部2a、2b、2c供给抗蚀剂液或稀料液(thinner)等涂敷液的多个喷嘴10，用于搬送该喷嘴10的喷嘴搬送机构10a，使喷嘴10待机的喷嘴槽14，和用于除去涂敷在晶片W上的抗蚀剂膜的周边部的边缘液滴去除(Edge Bead Remover：EBR)机构6。
液处理部2(2a、2b、2c)具有共同的结构，具备作为基板保持部的旋转卡盘41、和以包围保持在该旋转卡盘41上的晶片W的方式设置的杯体5。下面，对液处理部2的结构进行说明。
旋转卡盘41起到用于吸引吸附晶片W的背面侧的中央部并将其水平保持的作为基板保持部的作用。如图2所示，旋转卡盘41通过轴部42与驱动机构(旋转卡盘电动机)43连接，能够在保持有晶片W的状态下自由地进行旋转和升降。在旋转卡盘41的侧方，设置有与升降机构44a连接的升降销44，该升降销44支承晶片W的背面侧并能够升降，通过与后述的搬送单元(搬送臂A3)的协同作用，进行从框体30的外部搬入的晶片W的交接。其中，图1(a)所示的符号30a是在面向搬送单元的框体30的壁面形成的晶片W的搬入搬出口。
杯体5具有在旋转涂敷等时，抑制由于使晶片W旋转而飞散的雾向框体30内飞散，并将其向涂敷单元1外排出的作用。杯体5具有圈状的外观，其内部为图2所示的构造。
对杯体5的内部构造进行说明，在圈状的杯主体50的内部设置有如图2所示那样倾斜的第一环部件51和第二环部件52，这些环部件51、52之间的间隙构成为含有从晶片W飞散的雾的气体流通的气体流路51a。并且，设置第二环部件52，使其位于由旋转卡盘41保持的晶片W的周边部下方的位置，其上表面弯曲为“ヘ字”状。在该第二环部件52的外端面，设置有向下方延伸的端板53，使其进入杯主体50底部的受液部54。由此，从晶片W飞散的抗蚀剂液的一部分作为排液，经过第二环部件52和端板53的表面流向受液部54。
杯主体50的下部侧构成为受液部54，在其底部设有用于排出在杯体5内流通的气流的例如2个排气口55、用于排出积存在受液部54中的抗蚀剂液的排液的排液口56。排气口55与未图示的排气管道连接，并且与各液处理部2a、2b、2c的排气口55连接的排气管道在框体30外与排气用力设备连接。
在此，如图2所示，排气口55向受液部54内的上方延伸，构成为用于防止排液从受液部54向排气口55溢流的溢流防止壁54a。并且，排液口56也与未图示的排液管连接，能够将排液向涂敷单元1外排出。
并且，如图1(b)所示，在与杯体5相对的框体30的顶部安装有过滤单元31，从过滤单元31以规定流量供给例如洁净空气，从而在框体30内形成洁净空气的降流。洁净空气的一部分从设置于框体30内的未图示的排气部排出，剩余的洁净空气被吸入杯体5内，形成图2的杯体5截面图内箭头所示的气流，从排气口55排出。
下面，对涂敷液喷嘴10(以下称为喷嘴10)及其搬送机构的构成进行说明。喷嘴10具有向由旋转卡盘41保持的晶片W的表面供给抗蚀剂液的作用。图3(a)是表示喷嘴10和用于保持该喷嘴10的喷嘴臂11的详细结构的立体图。本实施方式的涂敷单元1具备11个喷嘴10，该喷嘴10能够供给例如浓度或成分不同的10种抗蚀剂液、和用于使抗蚀剂液容易在晶片W上扩展的稀料液。其中，为了图示方便，在图1(a)和图2中省略表示喷嘴10的个数。
如图1(a)所示，喷嘴搬送机构10a包括：用于保持喷嘴10的喷嘴臂11、用于支承该喷嘴臂11的基台12、构成基台12的运行轨道的导轨13、和使基台12在导轨13上移动的机构(未图示)。
如图3所示，喷嘴臂11由用于保持11个喷嘴10的喷嘴头部11a、和用于支承该喷嘴头部11a的臂部11b构成。在喷嘴头部11a的前端部下表面，形成为能够嵌入上述喷嘴10的基部的形状，仅通过将喷嘴10的基部插入，就能够保持各喷嘴10。结果，11个喷嘴10以其前端部向下的状态排列成一列，并且以它们的排列方向与图1(a)所示的喷嘴10的搬送方向一致的方式配置。另一方面，在喷嘴头部11a的基部侧连接有后述的供给单元7的供给管71，经由喷嘴头部11a的内部向喷嘴10供给涂敷液。
臂部11b为设置在喷嘴头部11a与基台12之间的支撑部件，能够在由旋转卡盘41保持的晶片W的大致中央部的上方搬送喷嘴10。基台12发挥作为使喷嘴臂11移动的滑块的作用。基台12具备未图示的升降机构，臂部11b的基部安装在该升降机构上。由此，喷嘴臂11能够在图1(b)所示的Z方向自由升降。此外，导轨13在液处理部2的侧方与各液处理部2a、2b、2c的排列方向平行铺设。在此，涂敷单元1具备用于在不供给涂敷液时载置喷嘴10并使其待机的喷嘴槽14，导轨13具有能够使基台12在该喷嘴槽14和可向保持在距其最远的液处理部2a的晶片W供给涂敷液的位置之间移动的长度。其中，喷嘴槽14为稀料液气氛，使得在喷嘴10的待机中抗蚀剂液不会干燥。
此外，使基台12移动的机构例如为，将固定有基台12的未图示的搬送带缠绕在沿着导轨13配设的卷轴上，在该卷轴之一上连接有电动机等驱动机构(未图示)的结构，通过调整卷轴的转动方向和转速，能够使基台12移动至预期的位置。
利用以上结构，通过使基台12在导轨13上移动，能够在连接喷嘴槽14和液处理部2a、2b、2c的大致中央部的直线上搬送被排列成一列保持的喷嘴10。由此，在任一个液处理部2a、2b、2c上保持有晶片W的情况下，通过调整基台12的停止位置，能够使供给希望的涂敷液的喷嘴10移动至晶片W的大致中央部上方，从该位置向晶片W供给涂敷液。
下面，说明EBR机构6。EBR机构具有下述作用，为了防止涂敷在晶片W上的抗蚀剂膜的周边部的剥落等，向晶片W的周边部供给用于除去抗蚀剂膜的清洗液。设置于各液处理部2a、2b、2c的EBR机构6分别具有共同的构成，如图1(a)所示，具备用于保持喷出清洗液的喷嘴的EBR臂61、使该EBR臂61移动的基台62、构成基台62的运行轨道的导轨63、和在不供给清洗液时用于载置喷嘴10并使其待机的EBR喷嘴槽64。
接着，参照图2说明向喷嘴10供给涂敷液的供给单元7的结构。供给单元7具备与涂敷液的种类相对应的数量的涂敷液供给机构70(涂敷液供给部)，该涂敷液供给机构70包括：例如贮存涂敷液的未图示的供给罐；和加压部，其用于向该供给罐内供给气体，利用对其内部进行加压的方式或通过电动泵供给的方式，向涂敷单元1输送供给罐内的涂敷液。
各涂敷液供给机构70经由气动阀72和倒吸阀73通过供给管71与各喷嘴10连接，能够切换供给10种抗蚀剂液和稀料液，该气动阀72作为用于切换涂敷液的供给断开的流量调整部，倒吸阀73作为用于在不供给涂敷液时从喷嘴10的前端部吸入涂敷液的处理液吸引部。其中，在图2中，为了图示方便，将供给稀料液的涂敷液供给机构70与面向图左起第二个喷嘴10连接，而实际上，如图3所示，与面向图左起第六个喷嘴10连接。这是由于在使喷嘴10依次向晶片W的中心移动时，使得基台12的平均移动距离最短，该喷嘴10分别供给每次涂敷抗蚀剂液前供给的稀料液和每次供给稀料液后供给的抗蚀剂液。该涂敷液供给机构70、气动阀72和倒吸阀73相关联进行驱动和开闭动作，与用于控制喷出量、喷出时间以及吸引量、吸引时间的分液控制部119连接。
此外，如图2所示，供给单元7的分液控制部119与一并控制涂敷单元1和各机器的动作的控制部9连接，其中，控制部9兼具一并控制具备本实施方式的涂敷单元1的涂敷、显影装置的整体动作的功能。
基于以上结构，对利用涂敷单元1在晶片W上涂敷抗蚀剂液的动作进行简单说明。通过外部的搬送单元，从三个搬入搬出口30a的任一个搬入框体30内的晶片W由升降销44支撑其背面侧，使搬送单元向框体30外退避，使升降销44下降，从而交接至搬入的与搬入搬出口30a对应的液处理部2(2a、2b、2c)的旋转卡盘41。
然后，通过使喷嘴10a动作，将在喷嘴槽14上待机的喷嘴臂11抬起，向图1的Y方向搬送。接着，在供给稀料液的喷嘴10到达晶片W的大致中央上方之后，停止喷嘴臂11的移动，使喷嘴臂11在该位置下降。然后，从喷嘴10向处于静止状态的晶片W上供给稀料后，使喷嘴臂11移动，使得在该处理中供给涂敷的抗蚀剂液的喷嘴10位于晶片W的大致中央上方。与该移动动作并行，例如使旋转卡盘41高速转动，向该转动中的晶片W供给抗蚀剂液，并使其停止，进行向晶片W径向扩展的旋涂。
接着，使旋转卡盘41低速转动，使旋涂得到的抗蚀剂膜的膜压均匀，然后，通过再使其高速转动，对涂敷的抗蚀剂液进行甩开干燥。在这过程中，喷嘴搬送机构10a使喷嘴臂11按照与上述路径相反的路径移动，使供给涂敷液结束后的喷嘴10在喷嘴槽14待机。
另一方面，使与甩开干燥结束后的晶片W相对应的EBR机构6运转，将清洗液喷嘴从EBR喷嘴槽64搬送至晶片W的周边部，在此涂敷清洗液，使旋转卡盘41转动，从而除去涂敷在晶片W周边部的抗蚀剂膜，然后与抗蚀剂膜时相同，进行清洗液的甩开干燥，完成一系列的液处理。
在使清洗液喷嘴退避至EBR喷嘴槽64后，形成有抗蚀剂膜的晶片W按照与搬入时相反的顺序被交接至搬送单元后，从涂敷单元1搬出。这样，按照由涂敷、显影装置所决定的晶片W的搬送周期，晶片W例如以24秒的间隔依次被搬送至各液处理部2a、2b、2c，进行同样的处理。其中，在一个液处理部2中，喷嘴10向晶片W喷出涂敷液(稀料液和抗蚀剂液)结束后，退避至例如位于涂敷单元1的一端的喷嘴槽14，抑制抗蚀剂液的干燥。
下面，说明图1(b)的喷嘴槽14的构成。参照图4(a)、(b)(c)进行说明。图4(a)是从喷嘴槽14的上面观察的图。喷嘴槽14具备多个虚拟分液孔100和多个溶剂吸引孔101，该虚拟分液孔100与设置于喷嘴搬送机构10a的喷嘴10的多个喷嘴前端部的数目相对应，用于在虚拟分液时喷出液体。该溶剂吸引孔101与该虚拟分液孔100同样，用于从喷嘴前端吸引例如稀料液。图4(b)是表示实施虚拟分液时使喷嘴搬送机构10a与多个虚拟分液孔100相对下降，实行虚拟分液时的喷嘴槽14的截面图(沿图4(a)的I-I线的截面图)。在虚拟分液孔100的下面设置有与多个虚拟分液孔100共通连接的多个共通排出流路103，为了降低成为工艺缺陷的要因，定期从喷嘴10喷出抗蚀剂液并将其废弃。该被废弃的抗蚀剂液通过共通流出流路103向未图示的废液路流出。
喷嘴槽14构成为，以A点为中心，通过转动机构110在与喷嘴排列方向正交的铅垂面上转动45度。图4(c)是转动后的喷嘴槽14的截面图。多个溶剂吸引孔101的下面另外设有多个第一溶剂贮存部102。该第一溶剂贮存部102设置有第二溶剂贮存部105和溶剂供给孔106，该第二溶剂贮存部105通过与多个第一溶剂贮存部102连通的流路由缓冲室构成，溶剂供给孔106用于向该第二溶剂贮存部105供给例如稀料液，供给的溶剂通过第二溶剂贮存部贮存在第一溶剂贮存部105中。并且，第一溶剂贮存部102与共通排出流路103通过连通路104连通，向第一溶剂贮存部102供给溶剂时溢出的溶剂成分流向共通排出流路103，在供给溶剂时，共通排出流路103也能够进行洗净。
喷嘴10能够在上下方向自由移动，在待机位置时，喷嘴槽14的溶剂吸引孔101和虚拟分液孔100被设定通过使喷嘴槽14转动而使得喷嘴10的下降位置能够共用的位置。在使喷嘴槽14转动溶剂吸引孔101处于向上的状态时，使喷嘴搬送机构10a下降，将喷嘴10的前端部浸渍在第一溶剂贮存部102中，吸引规定量的溶剂。
例如在喷嘴槽14的位置对具备以上说明的结构的本实施方式的涂敷单元1的喷嘴头11a和喷嘴10进行光学摄像，具备以不增加对于喷嘴10的干燥和污染的虚拟分液的次数的方式，执行图5所示的干燥防止处置中在10内设定的抗蚀剂液位置111、空气层112的位置(宽度)、干燥抑制溶剂层113的位置(宽度)、倒吸宽度114(量)的适宜的动作。下面，详细说明这些功能。
作为对喷嘴10的前端部的内外状态进行摄像的单元，如图3所示，喷嘴搬送机构10a的喷嘴臂11具备摄像单元和棱镜照明200。该摄像单元用于利用图像传感器从侧方对保持在喷嘴头部11a上的喷嘴10的图像进行摄像，棱镜照明200利用用于向喷嘴10进行LED照明的棱镜。例如，作为摄像单元的CCD或CMOS摄像机等摄像机17通过固定部件18固定。该摄像机17构成为如图3所示，从与保持于喷嘴头部11a的喷嘴10的排列方向大致正交的方位对喷嘴10进行摄像，使得能够不成为彼此的影而对各喷嘴10的前端部进行摄像。并且，摄像机17例如具备广角镜头，将排列成一列的所有的喷嘴10的前端部收容在摄像区域内，并且，以焦点与各前端部对合的方式设定。
在使喷嘴10向喷嘴槽14移动时，在上一次的虚拟分液动作实施后，如图5所示，在工艺中从进行不使用的喷嘴10的干燥防止处置后经过规定的运转时间的状态下，例如在8小时后，在喷嘴槽14的上方点亮棱镜照明200，用摄像机17同时对喷嘴10进行摄像。下面，详细说明对于使用该摄像数据对多个喷嘴10的各个分别实施不使用最佳的长时间的虚拟分液的处置的方法。
被摄像的多个喷嘴10的摄像数据被输送至控制部9。控制部9具备判定处理部121，该判定处理部121是在控制部内部进行图像处理，对涂敷喷嘴的状态进行分析处理和判断处理等的程序。并且，在控制部9上连接有显示操作部120。该显示操作部120基于控制部9的指示，起到向用户显示对各种导引显示和设定值的输入以及本发明的动作状态进行监视的图像的作用。如图6所示，在显示控制部9输出的摄像数据的显示操作部120中，能够通过控制部9的软件的程序，与喷嘴10的长度一致地显示固定在显示操作部120内的特定位置的、例如每1mm区划的多个软尺(刻度)121a～121c。该特定位置基于被摄像的多个喷嘴10的长度、间隔和数目。并且，如图6(b)、(c)所示，显示实际摄像的多个喷嘴10的图像122，与画面固定的软尺121a～121c重合并显示。此时，通过严格地微调整摄像机17的安装位置，使得软尺121a～121c的下端与喷嘴图像的垂直方向的喷嘴10的前端一致，能够完成如图6(b)(c)的重合。
下面，图7说明对一个喷嘴10进行设定的方法，但对其他喷嘴也是同样。此外，与图5相同的符号直接使用进行说明。首先，在预先监视画面上的软尺121a～121c(以下以121a为代表进行说明)与喷嘴10对合的状态下，进行三个设定，使得实施不进行长时间的虚拟分液的喷嘴10内部的处置。对多个喷嘴10分别进行设定，Set1为第一设定高度，是从喷嘴前端到抗蚀剂液前端的距离；Set2为第二设定高度，是直至干燥抑制溶剂上端的距离；Set3为第三设定高度，是倒吸宽度。该设定由控制部119设定，进行喷嘴搬送机构10a的动作，由此向分液控制部9输送控制信号，输出动作信号。该设定值基于软尺121a的刻度值进行设定，能够一边判断图像处理的状态一边调整分液控制部119。其中，在图7中，符号111是抗蚀剂液层，符号112是空气层，符号113是干燥抑制溶剂层，符号114的宽度是倒吸宽度。
例如，如图8所示，如果以喷嘴前端为基准，将距该喷嘴前端的距离的第一设定值Set1设定为8mm，将第二设定值Set2设定为5mm，将第三设定值Set3设定为2mm，则在完成状态下，空气层112的宽度为3mm，干燥抑制溶剂层113的宽度为3mm，倒吸宽度为2mm。
下面，利用图9，对于一系列动作的方式一并记载喷嘴前端状态、气动阀72和倒吸阀的状态，依次进行说明。利用喷嘴槽14使喷嘴臂11下降，使得喷嘴10插入虚拟分液孔100，虚拟分液喷出抗蚀剂液，并使喷嘴臂11上升(参照图9(a))。对此时的状态进行摄像，作成图像分析图，由判定处理部121确定零位置(参照图9(b))。以下，为了设定动作的判定，输出来自判定处理部121的信号。
接着，为了确保空气层112，进行倒吸动作，吸引并吸起抗蚀剂(参照图9(c))。该吸引状态被摄像，在通过图像处理Set1与Set2之差为8mm-5mm＝3mm的状态，即通过软尺121a两个确认点的作为喷嘴10前端的零基准位置的可视点130、和作为抗蚀剂液面位置的可视点131的距离为3mm时，停止倒吸的吸引动作(参照图9(d))。接着，以喷嘴槽14的溶剂吸引孔101朝向垂直方向的方式转动，同时从溶剂供给孔106供给溶剂。由此，重新向第一溶剂贮存部102供给溶剂。
接着，如图9(e)所示，使喷嘴臂11下降，使喷嘴10进入溶剂吸引孔101的预先设定的下降位置，即直至喷嘴10的前端浸入溶剂液面。通过倒吸动作，进行溶剂的吸引，但由于在该位置无法进行摄像并确认状态，所以进行倒吸，进行吸引动作至规定量，例如按照软尺值为5mm左右的程度(参照图9(f))。
下面，使喷嘴臂11上升，对喷嘴10进行摄像，进行将通过倒吸动作吸引的大于设定值的溶剂的量送回的动作，同时进行图像处理，将溶剂滴下排出，废弃至溶剂吸引孔，以达到规定量(参照图9(g))。此时，利用图像处理进行分液控制部119的控制，使得Set2与Set3之差为5mm-2mm＝3mm，进行调整使得与软尺值一致的干燥抑制溶剂层为3mm(参照图9(h))。这样，作为确认点的可视点130的位置是通过确认上述可视点131与空气层下方端面(干燥抑制溶剂上液面)的可视点132、130的位置而决定的，但也可以仅对可视点130、132进行图像识别。
接着，以干燥抑制溶剂在工艺中的移动状态下不会引起滴液的方式进行倒吸。此时，以Set3的位置为2mm的方式如上所述进行摄像，并通过图像处理进行吸引动作，与软尺值一致，并进行吸引动作以达到可视点130、131、132、干燥抑制溶剂下方液面的可视点133，从图9(h)的状态进入图9(i)的状态。此时，也可以仅对可视点130、133进行图像识别。
以上一系列动作时的图像一边进行图像判定处理，一边进行分液控制。由此，能够分别设定多个喷嘴10的最佳的药液的待机状态。通过这些虚拟分液实行动作的待机动作在处理批次的搬送开始前执行，通过定期的时间设定或基板的处理片数设定起动。该动作基于一次设定的设定值，动作具有再现性。特别是由于利用现有的虚拟分液实行动作的待机动作无法取得干燥抑制溶剂的吸引量的正确的确认，所以为了降低故障风险而将涂敷处理中不使用的喷嘴10的可待机的最长时间设定得较短。在本发明中，通过对应于抗蚀剂的种类和粘度组合软尺和调整动作，能够正确地控制空气层的量和干燥抑制溶剂的量，所以能够准确地把握多个喷嘴10的可待机的时间，并且，能够准确地设定适当的时间。此外，能够计量直至以可视点130为基点的下一个可视点的液面的移动时间，所以能够进行吸引时间的有效的调整。
由此，能够在短时间内完成难以进行目测调整的位置的调整，能够尽可能抑制伴随着虚拟分液的执行时的等待时间的产生等工艺处理的效率降低，因而生产率也得到提高。
下面，简单说明将上述涂敷单元1应用于涂敷、显影装置的一个示例。图10是在涂敷、显影装置上连接有曝光装置的系统的平面图，图11是该系统的立体图。并且，图12是该系统的纵截面图。在该装置上设有载体块S1，交接臂C从载置在其载置台80a上的密封型的载体80取出晶片W，交接至处理块S2，交接臂C再从处理块S2接受处理结束的晶片W，并返回载体80。
如图11所示，上述处理块S2由从下开始依次叠层有用于进行显影处理的第一块(DEV层)B1、用于进行形成于抗蚀剂膜的下层侧的反射防止膜的形成处理的第二块(BCT层)B2、用于进行抗蚀剂膜的涂敷的第三块(COT层)B3、和用于进行形成于抗蚀剂膜的上层侧的反射防止膜的形成的第四块(TCT层)B4构成。
第二块(BCT层)B2和第四块(TCT层)B4由通过旋涂涂敷用于形成各反射防止膜的药液的本发明的涂敷单元1、用于进行在该涂敷单元1中进行的处理的前处理和后处理的加热-冷却系统的处理单元组、以及在上述涂敷单元1与处理单元组之间设置的用于在它们之间进行晶片W的交接的搬送臂A2和A4。对于第三块(COT层)B3，除了上述药液为抗蚀剂液之外，其余构造相同。
另一方面，对于第一块(DEV层)B1，如图12所示，在一个DEV层B1内层叠两层显影单元。在该DEV层B1内设置用来向这两层显影单元搬送晶片W的搬送臂A1。即，搬送臂A1在两层显影单元中被共用。
进而，如图10及图12所示，在处理块S2中设置有隔板单元U5，来自载体块S1的晶片W被设在隔板单元U5附近的可自由升降的第一交接臂D1向隔板单元U5的一个交接单元例如第二块(BCT层)B2所对应的交接单元CPL2依次搬送。晶片W被第二块(BCT层)B2内的搬送臂A2从该交接单元CPL2向各单元(反射防止膜单元以及加热、冷却系统的处理单元组)搬送，并且在这些单元中在晶片W上形成反射防止膜。
然后，晶片W通过隔板单元U5的交接单元BF2、交接臂D1、隔板单元U5的交接单元CPL3以及搬送臂A3被搬入第三块(COT层)B3，并且形成抗蚀剂膜。进而，晶片W经由搬送臂A3→隔板单元U5的交接单元CPL3→交接臂D1交接到隔板单元U5的交接单元BF3。此外，形成有抗蚀剂膜的晶片W有时还在第四块(TCT层)B4中形成反射防止膜。在此情况下，晶片W通过交接单元CPL4被交接给搬送臂A4，在形成反射防止膜后，被搬送臂A4交接给交接单元TRS4。
另一方面，在DEV层B1内的上部设置有作为专用搬送单元的梭动臂E，其用来将晶片W从设在隔板单元U5中的交接单元CPL11直接向设在隔板单元U6中的交接单元CPL12搬送。形成抗蚀剂膜以及反射防止膜的晶片W通过交接臂D1从交接单元BF3、TRS4被交接给交接单元CPL11，并且从此处被梭动臂E直接搬送至隔板单元U6的交接单元CPL12，进入接口块S3。其中，图12中安装有CPL的交接单元兼作为调温用的冷却单元，安装有BF的交接单元兼作为能够载置多片晶片W的缓冲单元。
接着，晶片W被接口臂B搬送至曝光装置S4，在此处被施以规定的曝光处理后，被载置在隔板单元U6的交接单元TRS6上，然后使其返回处理块S2。返回的晶片W在第一块(DEV层)B1中被施以显影处理，并且被搬送臂A1交接给隔板单元U5的交接台TRS1。之后，被第一交接臂D1搬送至隔板单元U5中的交接臂C的存取范围的交接台，并且通过交接臂C返回载体80。另外，在图10中，U1～U4分别是层叠有加热部和冷却部的热系统单元组。

Claims (10)

1.一种液处理装置，其用于进行液处理，在该液处理中，从涂敷液喷嘴向由基板保持部大致水平地保持的基板的表面供给涂敷液，并向所述基板的表面喷出而形成涂敷膜，该液处理装置的特征在于，包括：
用于搬送能够在由所述基板保持部保持的基板的上方移动的所述涂敷液喷嘴的喷嘴搬送机构；
用于使所述涂敷液喷嘴在待机位置待机的喷嘴槽；
分液控制部，其用于在所述喷嘴槽中，对来自所述涂敷液喷嘴的涂敷液的喷出动作，或者涂敷液、该涂敷液的干燥抑制溶剂的吸引动作和干燥抑制溶剂的排出动作进行分液控制；
用于控制所述分液控制部的控制部；
判定处理部，其设置于所述控制部，用于分析判断由对所述涂敷液喷嘴进行摄像的摄像单元所摄像的喷嘴图像数据；
操作显示部，其用于进行被摄像的所述涂敷液喷嘴的喷嘴图像数据的显示、以及设定值的输入；和
软尺，其具有能够在所述操作显示部中与由所述摄像单元得到的所述涂敷液喷嘴图像的垂直方向的长度重合地进行固定显示的刻度值，其中，
所述操作显示部输入用所述软尺的刻度值设定的设定值使得所述涂敷液喷嘴内的涂敷液和干燥抑制溶剂成为规定位置，
所述设定值分为第一设定值、第二设定值和第三设定值，所述第一设定值是从涂敷液喷嘴的前端至被吸引到该涂敷液喷嘴内的涂敷液的下端液面的距离，第二设定值是从所述前端至被吸引的干燥抑制溶剂的上端液面的距离，进而，第三设定值是从所述前端至被吸引的干燥抑制溶剂的下端液面的距离，
所述控制部对所述涂敷液喷嘴的状态进行摄像使得所述涂敷液喷嘴内的所述涂敷液和所述干燥抑制溶剂的关系为所述第一设定值、第二设定值和第三设定值，并基于所述判定处理部与所述涂敷液喷嘴内的所述涂敷液和所述干燥抑制溶剂各自的吸引位置进行比较，在进行判定处理的同时对所述分液控制部进行控制。
2.如权利要求1所述的液处理装置，其特征在于：
所述分液控制部在干燥抑制溶剂比所述设定值多吸入时使所述干燥抑制溶剂排出至所述设定值。
3.如权利要求1所述的液处理装置，其特征在于：
在所述喷嘴搬送机构设有多个所述涂敷液喷嘴，能够对各个涂敷液喷嘴显示所述软尺，个别地进行所述设定值的输入、判定处理和分液控制。
4.如权利要求1所述的液处理装置，其特征在于：
在所述涂敷液的下端液面与所述干燥抑制溶剂的上端液面之间设有空气层。
5.如权利要求1所述的液处理装置，其特征在于：
所述第三设定值是从所述涂敷液喷嘴前端倒吸干燥抑制溶剂的距离。
6.如权利要求1～5中任一项所述的液处理装置，其特征在于：
所述喷嘴槽具有所述涂敷液喷嘴的喷出涂敷液的孔、和吸引所述干燥抑制溶剂的孔，并且具有用于切换所述喷出涂敷液的孔的位置和吸引所述干燥抑制溶剂的孔的位置的转动机构，
在所述涂敷液喷嘴吸引所述干燥抑制溶剂时，由所述转动机构使所述喷嘴槽转动，从所述涂敷液喷嘴的喷出涂敷液的孔的位置切换至吸引干燥抑制溶剂的孔的位置，从设置于所述喷嘴槽的内部的干燥抑制溶剂的贮存部进行吸引。
7.如权利要求6所述的液处理装置，其特征在于：
所述喷嘴槽，在所述吸引干燥抑制溶剂的孔具有贮存部，并且具备当使所述干燥抑制溶剂转动时，使所述干燥抑制溶剂流通到设置于所述喷出涂敷液喷嘴的涂敷液的孔的下部的将涂敷液变为废液的流路的流路。
8.一种涂敷液喷嘴的液处理方法，其用于进行液处理，在该液处理中，从涂敷液喷嘴向由基板保持部大致水平地保持的基板的表面供给涂敷液，并向所述基板的表面喷出而形成涂敷膜，该液处理方法的特征在于，包括：
使涂敷液喷嘴移动，在用于使所述涂敷液喷嘴待机的喷嘴槽待机的工序；
分液控制工序，对来自所述涂敷液喷嘴的涂敷液的喷出动作，或者涂敷液、该涂敷液的干燥抑制溶剂的吸引动作和干燥抑制溶剂的排出动作进行分液控制；
判定处理工序，分析判断由对所述涂敷液喷嘴进行摄像的摄像单元所摄像的喷嘴图像数据；
操作显示工序，在软尺上显示被摄像的所述涂敷液喷嘴的喷嘴图像数据、并使得所述涂敷液喷嘴内的涂敷液和干燥抑制溶剂为规定位置进行由所述软尺的刻度值设定的设定值的输入，其中，该软尺具有能够与由所述摄像单元得到的所述涂敷液喷嘴图像的垂直方向的长度重合地进行固定显示的刻度值，其中，
所述设定值分为第一设定值、第二设定值和第三设定值，所述第一设定值是从涂敷液喷嘴的前端至被吸引到该涂敷液喷嘴内的涂敷液的下端液面的距离，第二设定值是从所述前端至被吸引的干燥抑制溶剂的上端液面的距离，进而，第三设定值是从所述前端至被吸引的干燥抑制溶剂的下端液面的距离，
所述分液控制工序，对所述涂敷液喷嘴的状态进行摄像使得所述涂敷液喷嘴内的所述涂敷液和所述干燥抑制溶剂的关系为所述第一设定值、第二设定值和第三设定值，并基于所述判定处理部与所述涂敷液喷嘴内的所述涂敷液和所述干燥抑制溶剂各自的吸引位置进行比较，在进行判定处理的同时对所述分液控制部进行控制。
9.如权利要求8所述的液处理方法，其特征在于：
所述分液控制工序，在干燥抑制溶剂比所述设定值多吸入时使所述干燥抑制溶剂排出至所述设定值。
10.如权利要求8所述的液处理方法，其特征在于：
所述分液控制工序包括在吸引所述干燥抑制溶剂时，使设置于所述喷嘴槽的转动机构转动的工序，在从所述涂敷液喷嘴的喷出涂敷液的孔的位置切换至吸引干燥抑制溶剂的孔的位置之后，从设置于喷嘴槽的内部的干燥抑制溶剂的贮存部进行吸引。
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