JP2002370058A - 塗布処理装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板例えばウエハＷを鉛直軸まわりに回転さ
せながら、当該ウエハ表面のほぼ回転中心に塗布液例え
ばレジスト液を供給して塗布膜を形成するにあたり、塗
布処理装置内雰囲気へのレジスト液の飛散を抑えるこ
と。 【解決手段】 ウエハＷを略水平に保持するスピンチャ
ック３１と、ウエハ表面にレジスト液を供給する供給ノ
ズル７１と、前記チャック３１に保持されたウエハＷの
側方を囲むように設けられた第１のカップ４と、を備
え、前記チャック３１にウエハＷを受け渡すときには、
前記第１のカップ４の上面部の内端を前記基板保持部に
保持された基板の外端縁よりも外側に位置させてウエハ
Ｗの通過領域を形成し、ウエハＷにレジスト液を塗布す
るときには、前記上面部の内端を前記チャック３１に保
持されたウエハＷの外端縁よりも内側の領域の上方側に
位置させることにより、レジスト液の飛散を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば半導体ウエハ
やＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）等の基
板に塗布液例えばレジスト液を塗布するための塗布処理
装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ（以下ウエハという）や液
晶ディスプレイのガラス基板（ＬＣＤ基板）の表面に所
望のパターンを形成するためのマスクは、ウエハ等の基
板表面にレジストを塗布した後、光、電子線あるいはイ
オン線等をレジスト面に照射し、現像することによって
得られる。

【０００３】例えばレジストを塗布する塗布ユニットを
図１０に示すと、図中１０はウエハＷをほぼ水平に吸着
保持するための回転自在、昇降自在に構成されたスピン
チャックであり、このスピンチャック１０に保持された
ウエハＷの表面にはノズル１１からレジスト液が供給さ
れるようになっている。スピンチャック１０に保持され
たウエハＷの周囲には、ウエハＷの側方を囲むようにし
てカップ１２が設けられており、このカップ１２の上部
側にはウエハＷが通過可能な開口部が形成されている。

【０００４】またウエハＷの下部側は、スピンチャック
１０を囲むように設けられた底板１３と、前記底板１３
の周縁側に形成された断面山型のリング体１４を備えて
おり、このリング体１４と前記カップ１２との間には排
気液路１５が形成されていて、この排気液路１５に連続
して液受けカップ１６と排気カップ１７とが、液受けカ
ップ１６の内側に排気カップ１７が隣接するように設け
られている。これら液受けカップ１６及び排気カップ１
７には図示しない吸引手段により夫々吸引されたドレイ
ン管１８と排気管１９とが接続されている。

【０００５】このような塗布ユニットでは、スピンチャ
ック１０に吸着保持されたウエハＷのほぼ中心にノズル
１１からレジスト液を滴下し、ウエハＷを例えば３００
０ｒｐｍ程度の回転数で回転させることによって、レジ
スト液が遠心力で拡散していき、これによりウエハＷ表
面全体にレジスト液を塗布することができる。

【０００６】こうしてレジスト液をウエハＷ表面に塗布
すると、余分なレジスト液は図１１（ａ）に示すように
ウエハＷの外端縁の側部周辺方向に飛散していくが、前
記液受けカップ１６と排気カップ１７とを夫々吸引する
ことにより、塗布液であるレジストの液体成分であるレ
ジスト液や溶剤、これらのミスト、及び気体成分である
溶剤の揮発分や空気は共に排気液路１５を通り、先ず液
体成分が液受けカップ１６を介してドレイン管１８より
排液され、次いで気体成分が排気カップ１７に至り、排
気管１９を介して排気され、これにより気液が分離され
た状態で夫々塗布ユニットの外部に排出されるようにな
っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところでウエハの大口
径化に伴って、レジスト液の省量化を図るために、レジ
スト塗布時のウエハＷの回転数を大きくすることによっ
て、回転の遠心力によるレジスト液の拡散力を大きく
し、これにより少量のレジスト液で大口径のウエハ表面
を塗布することが検討されている。

【０００８】しかしながら１２インチサイズのウエハに
レジスト液を塗布しようとする場合、ウエハの回転数が
６０００ｒｐｍに近くなると、図１１（ｂ）に示すよう
にウエハＷの外端縁よりも少し内側の領域にて乱流が発
生し、この乱流によりレジスト液のミスト等がウエハＷ
の側方のみならず上方側にも飛散してしまう。ここで前
記カップ１２の上部側はウエハＷの受け渡し用の開口と
して形成されているので、カップ１２はスピンチャック
１０に保持されているウエハの上方側は包囲せず、前記
ウエハＷの側方部のみを囲むようになっている。このた
め前記乱流により上方側に飛散したレジスト液のミスト
などはカップ１２内を吸引しても回収できない状態であ
った。

【０００９】従ってウエハＷの回転数を大きくすると、
カップ１２内に回収できないレジスト液のミスト等が塗
布ユニットの雰囲気中に飛散してしまい、当該雰囲気中
のパーティクルとなって、レジスト液を塗布しようとす
るウエハＷを汚染してしまうという問題がある。

【００１０】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は、基板に塗布液を塗布するにあた
り、雰囲気中への塗布液のミストの飛散を抑えて、基板
のパーティクル汚染を防ぐ技術を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板を略水平
に保持し、かつ基板を鉛直軸まわりに回転させる基板保
持部と、この基板保持部に保持された基板の表面に塗布
液を供給するための供給ノズルと、前記基板保持部に保
持された基板の側方を囲むように設けられ、前記基板の
側方の上方側を覆う上面部を備えた第１のカップと、を
備え、前記第１のカップの上面部は、当該上面部の内端
が前記基板保持部に保持された基板の外端縁よりも内側
の領域の上方側に位置する第１の位置と、前記基板保持
部に保持された基板の外端縁よりも外側に位置する第２
の位置との間で移動可能に構成されていることを特徴と
する。

【００１２】ここで前記第１のカップの上面部は多数の
板状体を周方向に並べて構成された羽根部よりなり、こ
の羽根部を略水平な回転軸を介して当該羽根部の内端が
前記第１の位置と前記第２の位置との間で略水平軸周り
に回動自在に構成するようにしてもよい。

【００１３】このような塗布処理装置では、基板保持部
に保持された基板の側方を囲むように設けられ、前記基
板の側方の上方側を覆う上面部を備えた第１のカップを
含む塗布処理装置において、基板の表面に塗布液を供給
し、基板を鉛直軸まわりに回転させ、この回転の遠心力
により基板表面に前記塗布液を拡散させて塗布する塗布
処理方法において、前記第１のカップの上面部の内端を
前記基板保持部に保持された基板の外端縁よりも外側に
位置させて、前記基板保持部に基板を受け渡す工程と、
前記第１のカップの上面部の内端を前記基板保持部に保
持された基板の表面の外端縁よりも内側の領域の上方側
に位置させて、基板表面に塗布液の溶剤を塗布する工程
と、を含むことを特徴とする塗布処理方法が実施され
る。

【００１４】本発明によれば、基板保持部に基板の受け
渡しを行うときには、前記第１のカップの上面部の内端
を前記基板保持部に保持された基板の外端縁よりも外側
の第２の位置に位置させて、第１のカップの上部側に基
板が通過できる大きさの開口を形成し、基板に塗布液を
塗布するときには、前記上面部の内端を前記基板保持部
に保持された基板の外端縁よりも内側の領域の上方側の
第１の位置に位置させて、基板の周縁領域を第１のカッ
プにて囲うようにしているので、例えば基板の回転数が
高い場合であっても、塗布液のミストは第１のカップ内
に回収でき、塗布処理装置内雰囲気への塗布液のミスト
の飛散が抑えられて、前記雰囲気内のパーティクル量の
増加を防ぐことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の塗布処理装置を備
えた塗布現像装置の実施の形態について説明する。図１
及び図２は、夫々塗布現像装置２００を露光装置２１０
に接続したレジストパタ−ン形成装置の全体構成を示す
平面図及び概観図である。図中２１は例えば２５枚の基
板である半導体ウエハ（以下ウエハという）Ｗが収納さ
れたキャリアＣを搬入出するためのキャリアステーショ
ンであり、このキャリアステーション２１は、前記キャ
リアＣを載置するキャリア載置部２２と受け渡し手段２
３とを備えている。受け渡し手段２３はキャリアＣから
基板であるウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを
キャリアステーション２１の奥側に設けられている処理
部Ｓ１へと受け渡すように、左右、前後に移動自在、昇
降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。

【００１６】処理部Ｓ１の中央には主搬送手段２４が設
けられており、これを取り囲むように例えばキャリアス
テーション２１から奥を見て例えば右側には塗布処理装
置をなす塗布ユニット３及び現像ユニット２５が、左
側、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニット等を多段
に積み重ねた棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３が夫々配置さ
れている。

【００１７】前記棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、複数
のユニットが積み上げられて構成され、例えば加熱ユニ
ットや冷却ユニットのほか、ウエハの受け渡しユニット
２６等が上下に割り当てられている。前記主搬送手段２
４は、昇降自在、進退自在及び鉛直軸まわりに回転自在
に構成され、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び塗布ユニ
ット３びに現像ユニット２５の間でウエハＷを搬送する
役割を持っている。但し図２では便宜上受け渡し手段２
３及び主搬送手段２４は描いていない。

【００１８】前記処理部Ｓ１はインタ−フェイス部Ｓ２
を介して露光装置２１０と接続されている。インタ−フ
ェイス部Ｓ２は受け渡し手段２７と、バッファカセット
２８とを備えており、受け渡し手段２７は、例えば昇降
自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自
在に構成され、前記処理部Ｓ１と露光装置２１０とバッ
ファカセット２８との間でウエハＷの受け渡しを行うよ
うになっている。

【００１９】次に上述のレジストパターン形成装置での
ウエハＷの流れについて簡単に説明する。先ず自動搬送
ロボット（あるいは作業者）により例えば２５枚のウエ
ハＷを収納したキャリアＣが外部からキャリア載置部２
２に搬入され、受け渡し手段２３によりこのキャリアＣ
内からウエハＷが取り出される。ウエハＷは、受け渡し
手段２３から棚ユニットＵ２の受け渡しユニット２６
（図２参照）を介して主搬送手段２４に受け渡される。

【００２０】続いてウエハＷは棚ユニットＵ２（あるい
はＵ１、Ｕ３）の各部に順次搬送されて、所定の処理例
えば加熱処理、冷却処理などが行われた後、塗布ユニッ
ト３にて塗布液であるレジストが塗布され、加熱ユニッ
トにて加熱処理が行われてレジストの溶剤が揮発され
る。続いてウエハＷは、棚ユニットＵ３の図では見えな
い受け渡しユニットからインターフェイス部Ｓ２を経て
露光装置２１０に送られ、所定の露光処理が行われる。

【００２１】露光後のウエハＷは、逆の経路で棚ユニッ
トＵ３の受け渡しユニット（図示せず）を介して処理部
Ｓ１に戻され、所定の加熱処理及び冷却処理が行われ
る。この後ウエハＷは主搬送手段２４により現像ユニッ
ト２５に搬送されて現像処理され、現像後のウエハＷは
加熱処理及び冷却処理が行われた後、上述と逆の経路で
受け渡し手段２３に受け渡され、例えば元のキャリアＣ
内に戻される。

【００２２】続いて本発明の塗布処理装置をなす前記塗
布ユニット３の一例について図３を参照しながら説明す
ると、３１は基板保持部であるスピンチャックであり、
真空吸着によりウエハＷを略水平に保持するように構成
されている。このスピンチャック３１はモータ及び昇降
部を含む駆動部３２により鉛直軸周りに回転でき、かつ
昇降できるようになっている。前記スピンチャック３１
の周囲にはウエハＷがスピンチャック３１に吸着保持さ
れた状態において、ウエハＷからスピンチャック３１に
跨る側方部分を囲う第１のカップをなす外カップ４が設
けられている。

【００２３】この外カップ４は、カップ本体４１と、カ
ップ本体４１の上部に取り付けられた上面部（羽根部）
をなす開閉羽根部５とを組み合わせて構成されている。
前記カップ本体４１は、スピンチャック３１に保持され
たウエハＷの、ウエハＷからスピンチャック３１に跨る
側方部分を囲い、且つウエハＷの外端縁近傍領域に対応
する領域の下方側全周に亘って凹部４２が形成された横
断面形状が円形の部材であって、前記凹部４２の内端側
（スピンチャック３１に近い側）は、スピンチャック３
１の下方側にて当該スピンチャック３１の周囲を囲むよ
うに設けられた底板３３と接続されている。

【００２４】前記凹部４２の外端側（スピンチャック３
１に遠い側）はスピンチャック３１に保持されているウ
エハＷの上方側領域に上方に向かって僅かに内側に傾斜
しており、その上端には例えば前記ウエハＷの側方部外
方であってウエハＷよりも上方側の位置にて、略水平な
環状の回転軸４３が取り付けられている。また前記凹部
４２の底面には開閉バルブＶ１を介して吸引手段４４に
接続された排気路をなす排気管４５が接続されている。
なお吸引手段４４，排気管４５とにより吸引排気路が形
成されている。

【００２５】一方前記開閉羽根部５は、図４及び図５に
示すように、例えば台形状の板状体からなる多数の羽根
５１を周方向に並べて構成され、前記羽根５１は、後述
するようにウエハＷの周縁領域を覆う状態（閉じた状
態）とするときには、例えば隣接する羽根同士がわずか
に重なり、こうしてスピンチャック３１に保持されたウ
エハＷの周縁領域の上方側を囲む環状体を構成するよう
に、各羽根５１が前記外カップ本体４１の回転軸４３を
介して略水平軸まわりに回動自在に支持部材４６により
取り付けられている。

【００２６】また前記羽根５１の裏面側のまた前記回転
軸４３の外方の領域には、昇降機構４８により昇降自在
に構成された、例えば略水平な前記回転軸４３よりも大
きい環状の昇降リング４７が設けられており、この昇降
リング４７には前記各羽根５１が、当該羽根５１の裏面
側の回転軸４３の外方の領域において取り付けられてい
る。こうして昇降リング４７が昇降機構４８により昇降
されると、回転軸４３を中心にして略水平軸まわりに開
閉羽根部５が回動し、当該開閉羽根部５の開く角度が変
わる。

【００２７】これにより前記開閉羽根５は、スピンチャ
ック３１に保持されているウエハＷの乱流発生領域より
も内側例えばウエハＷの外端縁よりも所定量例えば５０
ｍｍ程度内側の位置の上方側に開閉羽根部５の内端が位
置する第１の位置と（図５（ａ）参照）、スピンチャッ
ク３１に保持されているウエハＷの外端縁よりも外側に
開閉羽根部５の内端が位置する第２の位置と（図５
（ｂ）参照）の間で、移動可能に構成されることとな
る。

【００２８】こうして外カップ４は、ウエハＷに塗布処
理を行うときには、図５（ａ）に示すように、スピンチ
ャック３１に保持されているウエハＷの周縁領域（ウエ
ハＷの外端縁近傍の乱流発生領域よりも内側の領域）の
上方側から側方部、下方側に亘って前記ウエハＷを覆い
（閉じた状態）、スピンチャック３１と主搬送手段２４
との間でウエハＷの受け渡しを行うときには、図５
（ｂ）に示すようなウエハＷが通過可能な開口領域を形
成するように（開いた状態）、開閉自在に構成されてい
る。

【００２９】このような外カップ４の内部には、スピン
チャック３１に保持されたウエハＷの外端縁の側方の近
傍領域を僅かな隙間を介してほぼ囲うように、横断面形
状が円形の第２のカップをなす内カップ６が設けられて
いる。この内カップ６は、スピンチャック３１に保持さ
れたウエハＷの外端縁に対向して、この外端縁の全周に
亘って当該外端縁の近傍領域に開口しており、この開口
部６１を形成する上壁部６２と下壁部６３はウエハＷか
ら外方に向かうにつれて下側に緩やかに傾斜し、例えば
外カップ４のほぼ中央領域にて凹部４２と対応して下方
側にほぼ鉛直に伸びる凹部形状の液受け部６４を構成し
ている。この液受け部６４の底面にはバルブＶ２を介し
てドレイン管６５が接続されている。

【００３０】前記内カップ６は、当該カップ６の内側を
ウエハＷが通過できるように、この内カップ６の上壁部
６２の内端は例えば図５に示すように、スピンチャック
３１に保持されているウエハＷの外端縁よりも僅かに外
側であって上方側の近傍領域に位置するようになってい
る。一方内カップ６の下壁部６３の内端は例えば図４に
示すように、スピンチャック３１に保持されているウエ
ハＷの裏面側の外端縁よりも内方側の領域に入り込むよ
うになっており、これにより内カップ６がウエハＷの外
端縁の側方部分を僅かな隙間を介してほぼ囲うようにな
っている。

【００３１】また前記底板３３の、スピンチャック３１
に保持されたウエハＷの裏面側と対向する面には、ウエ
ハＷと同心円であって、ウエハＷよりも半径が小さいリ
ング状の立壁部３４が設けられている。この立壁部３４
は、例えば前記ウエハＷの外端縁よりも内方側であっ
て、前記下壁部６３の内端よりも僅かに内側の近傍位置
に対応するように設けられている。この立壁部３４には
例えば周方向の複数箇所に通気孔３５が形成されてい
る。

【００３２】外カップ４の上方側には、ウエハ表面に塗
布液である例えばレジスト液を供給するための塗布液供
給ノズルをなす供給ノズル７１が設けられており、この
ノズル７１は図４に示すように移動機構７２によりウエ
ハＷの中央部上方と前記外カップ４の外側との間で移動
できるように構成されている。また前記底板３３の立壁
部３４よりも中央寄りの位置には、例えば外方に向かっ
て上側に傾斜するように、洗浄液例えばシンナー液をウ
エハの裏面側周縁領域に供給するための洗浄ノズル７３
が設けられており、例えばこのノズル７３は先端の吐出
孔からウエハＷと内カップ６の下壁部６３との間の僅か
な隙間に向かって洗浄液を噴出させるようになってい
る。

【００３３】これまで述べてきた駆動部３２、昇降機構
５２、移動機構７２や供給ノズル７１，洗浄ノズル７３
への夫々の供給系の各部は夫々制御部７４と接続されて
おり、例えば昇降機構５２による開閉羽根部５の開閉、
駆動部３２によるスピンチャック３１の昇降に応じてウ
エハＷの受け渡しを行い、移動機構７２による塗布液の
溶剤や塗布液の供給を行うように、各部を連動させたコ
ントロールを可能としている。

【００３４】続いてこのような塗布ユニット３の作用に
ついて図６〜図７の工程図及び図８のスピンチャック３
１の回転数と外カップ４の状態を示す特性図を参照しな
がら説明する。ここで図８では、横軸が時間、右縦軸が
ウエハＷの回転数、左縦軸が塗布ユニット３内の０．１
μｍより大きいパーティクルの数を夫々示し、図中では
前記パーティクル数は棒グラフにより示している。

【００３５】先ず図６（ａ）に示すように、開閉羽根部
５を第２の位置に位置させて開いた状態にし、次いで図
６（ｂ）に示すように、スピンチャック３１を上昇させ
て外カップ４よりも上方側に位置させ、前記主搬送手段
２４によりスピンチャック３１に対してウエハＷを受け
渡した後、図６（ｃ）に示すように、このスピンチャッ
ク３１を所定位置まで下降させる（受け渡し工程）。

【００３６】続いて図７（ａ）に示すように、開閉羽根
部５を第１の位置に位置させて閉じた状態にした後、図
７（ｂ）に示すように塗布工程を行う。つまり吸引手段
４４により排気管４５を介して外カップ４内を吸引した
状態で、供給ノズル７１をウエハＷの中央部の上方に位
置させてウエハＷ表面のほぼ中心位置にレジスト液を供
給すると共に、スピンチャック３１を予め設定された回
転数例えば０ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍ程度まで徐々に回
転数を大きくし、次に５００ｒｐｍ程度まで徐々に回転
数を小さくしながら回転させることにより行う。これに
よりレジスト液はその遠心力によってウエハＷの径方向
に広がってウエハＷ表面にレジスト液の液膜が形成され
る。

【００３７】次いで図７（ｃ）に示すように、外カップ
４を閉じた状態として、洗浄工程を行う。つまり吸引手
段４２により排気管４３を介して外カップ４内を吸引し
た状態で、スピンチャック３１を所定の回転数例えば４
０００ｒｐｍ程度で所定時間回転させながら洗浄ノズル
７３によりウエハＷの裏面側周縁領域の内カップ６とウ
エハＷとの間の隙間に向けて洗浄液例えばシンナー液を
噴出させる。これによりウエハＷの裏面側では周縁領域
にシンナー液が供給されるので、ウエハＷの表面側から
回り込んだレジスト液がシンナー液に溶解して除去され
る。

【００３８】続いて外カップ４を閉じた状態として乾燥
工程を行う。つまり吸引手段４４により排気管４５を介
して外カップ４を吸引した状態で、スピンチャック３１
を所定の回転数例えば２０００ｒｐｍ程度で所定時間回
転させる。これによりウエハＷの表面側や裏面側に付着
した水分が吹き飛ばされ、ウエハＷが乾燥される。この
ようにして塗布工程、洗浄工程、乾燥工程を終えた後、
スピンチャック３１の回転を停止して外カップ４を開
き、次いでスピンチャック３１を外カップ４の上方側に
上昇させ、図示しない主搬送手段２４にウエハＷを受け
渡して、塗布ユニット３からウエハＷを搬出する。

【００３９】ここで塗布ユニット３におけるシンナー液
やレジスト液等の流れについて塗布工程を参考にして簡
単に説明すると、ウエハＷの回転数が例えば３０００ｒ
ｐｍ程度までは、ウエハＷに供給されたレジスト液は、
ウエハＷの回転による遠心力によってウエハＷ表面を進
展していき、余分な量はそのまま遠心力によりウエハＷ
の側方側に飛散していく。このとき塗布液は例えばレジ
スト液と溶剤等の液体成分と、例えば溶剤の揮発分や空
気等の気体成分とになって飛散するが、前記塗布液の液
体成分は、ウエハＷの回転による遠心力が伝わって、こ
の遠心力によりウエハＷの板面に沿った状態でウエハＷ
の外端縁の真横（側方側）に向けて飛散していく。この
際液体成分のミストも液体成分と共に、ウエハＷの外端
縁の真横方向に飛散していく。一方前記塗布液の気体成
分は、揮発による拡散により、ウエハＷの板面全体から
拡がりながら飛散していく。

【００４０】ここでウエハＷの外端縁の近傍には、当該
外端縁の側方をほぼ囲むように内カップ６が設けられて
いるので、前記液体成分は内カップ６の内部に向けて飛
散していき、当該内カップ６内に回収されて流路に沿っ
て流れ、内カップ６の底部に溜まり、所定のタイミング
でドレイン管５５のバルブＶ２を開き、外部へ排出され
る。

【００４１】一方気体成分は、液体成分よりも広い領域
に拡散しながら飛散していき、内カップ６の外側の外カ
ップ４では吸引しているので、ここに吸い込まれるよう
に流れていく。こうして内カップ６には液体成分、外カ
ップ４には気体成分が夫々飛散していくことになり、こ
れによりレジスト液の気液分離が行われる。

【００４２】このような塗布ユニット３では、外カップ
４に開閉羽根部５を設け、ウエハＷの受け渡しを行うと
きには開閉羽根部５をウエハＷの通過領域を形成するよ
うに開き、ウエハＷにレジスト液を塗布するときにはウ
エハＷの周縁領域を覆うように開閉羽根部５を閉じてい
るので、スピンチャック３１へのウエハＷの受け渡しを
確保しながら、例えばウエハＷ表面にレジスト液を塗布
するときには、外カップ４によりウエハＷの周縁領域を
覆うことができる。

【００４３】このためウエハＷの周縁領域を外カップ４
により覆いながら、例えばウエハＷ表面へのレジスト液
の溶剤の供給やレジスト液の塗布、ウエハ裏面への洗浄
液の供給を行うので、これらウエハＷへ供給する液体の
塗布ユニット３内への飛散を確実に抑制することがで
き、これにより塗布ユニット３内のパーティクル量の増
加を防ぐことができる。またこのようにウエハＷへ供給
する液体の塗布ユニット３内への飛散が効果的に抑制さ
れることから、ウエハＷの回転数を従来よりも大きくす
ることができる。

【００４４】例えば塗布工程では、例えば６０００ｒｐ
ｍに近い回転数で高速回転させながらをウエハＷにレジ
スト液を塗布することができ、この場合にも塗布ユニッ
ト３内への塗布液のミストの飛散を抑えることができ
る。つまりウエハＷを例えば３０００ｒｐｍ程度の回転
数で回転させながらレジスト液の塗布を行う場合には、
余分なレジスト液やこのミストは既述のようにウエハＷ
の側方に飛散するので内カップ６内に回収されるが、回
転数を４０００ｒｐｍ以上例えば６０００ｒｐｍ程度の
高速回転では、ウエハＷの外端縁よりも少し内側例えば
２０ｍｍ程度内側の領域に乱流が発生し、ここからレジ
スト液のミストが飛び出す現象が発生してしまう。この
ミストはカップ内に回収されないと、既述のように塗布
ユニット内の雰囲気に飛散してパーティクルとなる。

【００４５】ここで図８には例えば図１０に示す構成の
従来の塗布ユニットを用いて処理を行った場合の塗布ユ
ニット内の雰囲気に飛散する０．１μｍ以上の大きさの
パーティクル数の経時変化をパーティクルカウンター測
定器を用いて調べた結果を示すが、塗布ユニット３内の
パーティクルはレジスト塗布時に発生することが認めら
れる。

【００４６】このためこの例のようにウエハＷの周縁領
域例えば外端縁よりも５０ｍｍ程度内側の領域からウエ
ハＷの側方に亘って外カップ４により覆うようにする
と、前記乱流によりミストが飛散しようとしても、ウエ
ハＷの周縁領域は外カップ４にて覆われているので、前
記ミストは外カップ４内に飛散していくことになり、こ
の外カップ４内に回収することができる。ここで既述の
ようにウエハＷを高速回転させたときに乱流はウエハＷ
の外端縁よりも少し内側で発生し、ここから外方に向か
って飛散していくので、外カップ４にて乱流発生より内
側のウエハＷの周縁領域を覆うようにすれば前記乱流に
より飛散するミストの大部分は外カップ４内に飛散して
いき、ここで回収される。

【００４７】このようにこの例ではウエハＷを高速回転
させながらレジスト液の塗布を行うことができるので、
少量のレジスト液で大口径のウエハＷを塗布することが
でき、レジスト液の省量化を図ることができる。またこ
の場合においても塗布ユニット３内の雰囲気へのレジス
ト液のミストの飛散が抑えられるので、当該雰囲気中の
パーティクルの増加を防ぐことができる。実際に図３に
示す構成の塗布ユニット３において、図８に示す条件に
てレジスト塗布、洗浄、乾燥を行ない、その間に塗布ユ
ニット３内の雰囲気に飛散する０．１μｍ以上の大きさ
のパーティクル数の経時変化を調べたところ、レジスト
塗布時のパーティクル数は１００程度と従来に比べて極
めて少なく、また洗浄工程や乾燥工程ではほとんど発生
しないことが確認された。

【００４８】さらにレジスト液のミストの回収効率が向
上することから、工場用力を低減させることができる。
つまり従来ではウエハＷの周縁領域を覆わない状態でレ
ジスト液の塗布を行っているので、ウエハＷの側方に飛
散するレジスト液はカップ内に回収できるものの、ウエ
ハＷの周縁領域から飛散するレジスト液はカップ内に回
収しにくく、このレジスト液のミストを回収しようとす
るとカップ内の吸引力（排気力）を大きくしてカップ内
に回収する必要がある。また塗布ユニット内へのレジス
ト液のミストの飛散量が多くなるので、当該ユニット内
のパーティクルの増加を抑えるためには前記ユニット内
の排気力を大きくして、前記ユニット内に飛散するレジ
スト液のミストをこのユニットから排出する必要があ
る。これに比べて上述の例では外カップ４でウエハＷの
周縁領域を覆うことにより、当該領域から飛散するレジ
スト液のミストの大部分を回収することができるので、
外カップ４や塗布ユニット３の排気力を大きくする必要
はなく、結果として工場全体の排気力を小さくし、工場
用力を低減させることができる。

【００４９】さらに外カップ４の開閉羽根５にて、上部
側を開閉自在に構成し、塗布処理時には外カップ４にて
ウエハＷの周縁領域を覆うようにしているので、塗布ユ
ニット３の薄型化を図ることができる。

【００５０】以上において上述の例では、外カップ４の
上面部がウエハＷの周縁領域を覆う位置と、ウエハＷの
通過領域を形成する位置との間で移動自在に構成されれ
ばよいので、開閉羽根部５の開閉機構は上述の例に限ら
ず、例えば開閉羽根部５は各羽根５１毎に独立に、又は
複数の羽根５１毎に開閉するようにしてもよい。また開
閉羽根部５の隣接する羽根５１同士を接続しておき、例
えば１つの羽根５１を昇降機構で昇降させることにより
開閉羽根部５を回動させるようにして、昇降リング４７
を設けない構成としてもよい。

【００５１】また例えば図９に示すように外カップ８の
上面部８１を水平方向移動機構８２により略水平方向に
スライド自在に構成し、これによりスピンチャック３１
に対してウエハＷの受け渡しを行うときには、前記上面
部８１の内端をスピンチャック３１に保持されているウ
エハＷの外端縁よりも外方側に位置させ、ウエハＷに塗
布液の塗布処理を行うときには、前記上面部８１の内端
をスピンチャック３１に保持されているウエハＷの外端
縁よりも内側に位置させるようにしてもよい。

【００５２】さらに上述の例では外カップにてウエハＷ
の周縁領域（外端縁近傍の乱流発生領域よりも内側の領
域）を覆うように構成したが、ウエハＷの中央領域近傍
まで外カップにて覆うようにしてもよいし、ウエハＷの
表面全体を外カップにて覆うようにして塗布処理などを
行うようにしてもよい。

【００５３】さらにまたウエハＷの回転数が例えば４０
００ｒｐｍ以上になると、ウエハＷの外端縁近傍にて乱
流が発生する確率が高いことから、外カップ４はウエハ
Ｗの回転数が４０００ｒｐｍ以上になった場合に、開閉
羽根部５が閉じるようにしてもよく、この場合前記制御
部７４にて、スピンチャック３１の回転数が所定の回転
数例えば４０００ｒｐｍ以上になったときに、開閉羽根
部５が閉じるように制御するようにしてもよい。さらに
洗浄工程や乾燥工程のようにパーティクル量がレジスト
塗布工程よりも少ない工程では、ウエハの外端縁近傍領
域にて乱流が発生するおそれがないと考えられるので、
開閉羽根部５が開いた状態で、または開閉羽根部５の角
度を可変させて前記処理を行うようにしてもよいし、処
理の途中で開閉羽根部５を閉じるようにしてもよい。ま
た上述の例では、内カップ６内を排気しない例について
説明したが、ドレイン管６５の他端側に吸引手段を設
け、内カップ６内を排気するようにしてもよい。なお開
閉羽根部５は開閉自在であるので、レジストの種類例え
ば粘度、主要成分の違いで角度を調整できる。

【００５４】また本発明は例えば現像処理装置や枚葉式
洗浄装置等のレジスト液以外の塗布液を用いる塗布処理
についても適用できる。さらにまた本発明で用いられる
基板はＬＣＤ基板やフォトマスク処理装置に用いられる
基板であってもよい。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、基板の側方を囲むよう
に設けられた第１のカップの上面部を開閉自在に構成
し、基板に塗布液を塗布するときには、前記第１のカッ
プの上面部は、当該上面部の内端が前記基板保持部に保
持された基板の外端縁よりも内側の領域の上方側に位置
させているので、塗布処理装置内雰囲気への塗布液の飛
散が抑えられ、パーティクルの増加を防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布処理装置を備えた塗布現像装置の
一例を示す平面図である。

【図２】前記塗布現像装置を示す斜視図である。

【図３】本発明の塗布処理装置の一実施の形態を示す断
面図である。

【図４】前記塗布処理装置を示す平面図である。

【図５】前記塗布処理装置の主要部を示す拡大断面図で
ある。

【図６】前記塗布処理装置の作用を説明するための工程
図である。

【図７】前記塗布処理装置の作用を説明するための工程
図である。

【図８】前記塗布処理装置のウエハの回転数と外カップ
の状態とを示す特性図である。

【図９】本発明に係る塗布処理装置のさらに他の実施の
形態を示す断面図である。

【図１０】従来の塗布処理装置を示す断面図である。

【図１１】前記塗布処理装置の作用を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｗ ウエハ ３ 塗布ユニット ３１ スピンチャック ４ 外カップ ４１ 外カップ本体 ４２ 凹部 ４３ 回転軸 ４７ 昇降リング ４８ 昇降機構 ５ 開閉羽根部 ５１ 羽根 ６ 内カップ ７１ 供給ノズル ７３ 洗浄ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/56 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ ５Ｆ０６１ (72)発明者 福田 雄二 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AB16 AB17 EA05 4D073 DC01 DC22 4F041 AA06 AB02 BA10 BA59 4F042 AA02 AA07 EB05 EB13 EB17 EB23 EB28 5F046 JA02 JA05 5F061 AA02 CA10 CB04

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を略水平に保持し、かつ基板を鉛直
   軸まわりに回転させる基板保持部と、 この基板保持部に保持された基板の表面に塗布液を供給
   するための供給ノズルと、 前記基板保持部に保持された基板の側方を囲むように設
   けられ、前記基板の側方の上方側を覆う上面部を備えた
   第１のカップと、を備え、 前記第１のカップの上面部は、当該上面部の内端が前記
   基板保持部に保持された基板の外端縁よりも内側の領域
   の上方側に位置する第１の位置と、前記基板保持部に保
   持された基板の外端縁よりも外側に位置する第２の位置
   との間で移動可能に構成されていることを特徴とする塗
   布処理装置。
2. 【請求項２】 前記第１のカップの上面部は、略水平な
   回転軸を介して前記上面部の内端が前記第１の位置と前
   記第２の位置との間で略水平軸周りに回動自在に構成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の塗布処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記第１のカップの上面部は多数の板状
   体を周方向に並べて構成された羽根部よりなり、この羽
   根部は略水平な回転軸を介して当該羽根部の内端が前記
   第１の位置と前記第２の位置との間で略水平軸周りに回
   動自在に構成されていることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の塗布処理装置。
4. 【請求項４】 前記第１のカップには吸引手段により吸
   引される排気路が接続されていることを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれかに記載の塗布処理装置。
5. 【請求項５】 前記第１のカップの内側には、基板保持
   部に保持された基板の外端縁の近傍領域を囲むように、
   前記基板の外端縁に対向する開口部が形成された第２の
   カップが設けられていることを特徴とする請求項１ない
   し４のいずれかに記載の塗布処理装置。
6. 【請求項６】 前記基板保持部に保持された基板の裏面
   側周縁部に洗浄液を供給するための洗浄液ノズルをさら
   に備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
   に記載の塗布処理装置。
7. 【請求項７】 前記第１のカップは、前記基板保持部に
   対して基板の受け渡しを行うときには、前記上面部の内
   端が前記第２の位置に位置し、前記基板保持部に保持さ
   れた基板に対して塗布液の塗布処理を行うときには、前
   記上面部の内端が前記第１の位置に位置することを特徴
   とする請求項１ないし６のいずれかに記載の塗布処理装
   置。
8. 【請求項８】 前記基板保持部の回転数が設定値以上の
   ときに、前記第１のカップの上面部の内端を前記第１の
   位置に位置させ、前記基板保持部の回転数が設定値より
   小さいときには、前記第１のカップの上面部の内端を前
   記第２の位置に位置させるように制御する制御部を備え
   ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載
   の塗布処理装置。
9. 【請求項９】 基板保持部に保持された基板の側方を囲
   むように設けられ、前記基板の側方の上方側を覆う上面
   部を備えた第１のカップを含む塗布処理装置において、
   基板の表面に塗布液を供給し、基板を鉛直軸まわりに回
   転させ、この回転の遠心力により基板表面に前記塗布液
   を拡散させて塗布する塗布処理方法において、 前記第１のカップの上面部の内端を前記基板保持部に保
   持された基板の外端縁よりも外側に位置させて、前記基
   板保持部に基板を受け渡す工程と、 前記第１のカップの上面部の内端を前記基板保持部に保
   持された基板の表面の外端縁よりも内側の領域の上方側
   に位置させて、基板表面に塗布液の溶剤を塗布する工程
   と、を含むことを特徴とする塗布処理方法。