JP2019145561A - 液処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】回転式で基板上に塗布液を塗布する液処理装置において、回転塗布の際に発生したレジスト液の異物を、生産性を損なうことなく除去する。【解決手段】レジスト塗布装置３２は、ウェハＷを保持して回転させるスピンチャック１２１と、スピンチャック１２１に保持されたウェハＷに塗布液を塗布する塗布液供給ノズル１５４と、スピンチャック１２１に保持されるウェハＷを囲み得るように、スピンチャック１２１の外側に配置されたカップ１２５と、スピンチャックとカップ１２５の内周面との間に設けられる排気経路ｄと、排気経路ｄの上方に当該排気経路ｄを覆うように設けられ、かつ、上下方向に連通する開口部１８１ａを有する捕集部材１８１と、溶剤を供給する溶剤供給ノズル１５８と、捕集部材１８１の上方に位置し、カップ１２５の内周面から捕集部材１８１に向けて突出する中継部１８０と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、基板に塗布液を塗布する液処理装置及び該液処理装置の洗浄方法に関する。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に所定の塗布液を塗布して反射防止膜やレジスト膜といった塗布膜を形成する塗布処理が行われる。
上述した塗布処理においては、回転中のウェハにノズルから塗布液を供給し、遠心力によりウェハ上で塗布液を拡散することよってウェハ上に塗布膜を形成する、いわゆるスピン塗布法が広く用いられている。スピン塗布方法を行うための回転式の液処理装置には、回転するウェハの表面から飛散した塗布液が周囲に飛散するのを防止するため、カップと呼ばれる容器が設けられている。また、ウェハを回転させた時にウェハの縁部から飛散した塗布液がミスト状となってカップの上方に舞い上がってカップ外を汚染することがないように、カップの底部から排気が行われている。
ところで、近年、高粘度のレジスト液などの塗布液を用いて、ウェハ上に膜厚の大きい塗布膜を形成することが求められる場合がある。このような高粘度の塗布液の場合、ウェハに塗布した後に回転させて塗布液を拡散させる際に、塗布液がウェハの端部から振り切られて一部が糸状に固化すると共に、この糸状に固化した塗布液（以下、糸状異物ともいう。）、または、この糸状異物同士が絡み合った綿状の異物となって排気経路中に詰まることがあった。このような場合、所望の排気圧を得ることができず、例えば、ミスト状の塗布液によりカップ外が汚染されてしまうこととなる。
それに対し、特許文献１の液処理装置では、ウェハを保持して回転させる回転保持部とカップの内周面との間に設けられる排気経路の上方に当該排気経路を覆うようにメッシュ状の捕集部材を設け、当該捕集部材で糸状異物や綿状異物を捕集する。そして、塗布膜を形成する工程の後等に、捕集部材洗浄工程において、糸状に固化した塗布液を溶解する溶剤を捕集部材に供給し、上述の糸状異物や綿状異物を除去している。
実用新案登録第３１７５８９３号公報
しかし、特許文献１に開示の方法では、塗布膜を形成するために必須な工程とは別に、捕集部材洗浄工程が必要となり、当該捕集部材洗浄工程は非常に時間がかかるため、生産性の観点で改善の余地がある。特に、粘度の高い塗布液を用いる場合、粘度の低い塗布液に比べて、塗布膜の乾燥工程等に長時間を要するため、生産性に関する改善の要求が高い。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、前記したようないわゆる回転式で基板上に塗布液を塗布する液処理装置において、回転塗布の際に発生した異物を、生産性を損なうことなく除去することを目的としている。
前記目的を達成するため、本発明は、基板上に塗布液を塗布する液処理装置であって、前記基板を保持して回転させる基板保持部と、該基板保持部に保持された前記基板に塗布液を塗布する塗布液供給部と、前記基板保持部に保持される前記基板を囲み得るように、前記基板保持部の外側に配置されたカップ部と、前記基板保持部と前記カップ部の内周面との間に設けられる排気経路と、前記排気経路の上方に当該排気経路を覆うように設けられ、かつ、上下方向に連通する開口部を有する塗布液捕集部と、前記塗布液捕集部に前記塗布液の溶剤を供給する溶剤供給部と、前記塗布液捕集部の上方に位置し、前記カップ部の内周面から前記塗布液捕集部に向けて突出する中継部と、を備えることを特徴としている。
本発明によれば、塗布液捕集部の上方に、カップ部の内周面から当該塗布液捕集部に向けて突出する中継部が設けられているため、基板裏面洗浄時やエッジ（周縁部）洗浄時等に回転する基板から振り切られた溶剤が、上記中継部やカップ部に衝突し、該中継部を介して塗布液捕集部に滴下される。したがって、塗布液捕集部で捕集されたレジスト液の糸状異物を基板裏面洗浄時やエッジ洗浄時等に溶剤により溶解させることができる。つまり、生産性を損なうことなく、上記糸状異物を除去することができる。
液処理装置は、前記基板保持部と前記溶剤供給部とを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記基板保持部に保持された前記基板へ前記溶剤供給部から供給された前記溶剤が、回転する前記基板から振り切られて、前記中継部に衝突し、前記塗布液捕集部上に滴下されるように前記基板保持部と前記溶剤供給部とを制御してもよい。
前記中継部の下端と前記塗布液捕集部との間の距離が、前記中継部の上下方向の長さより大きくてもよい。
前記塗布液捕集部は環状に形成され、前記塗布液捕集部の径方向の幅は、１４ｍｍ以上２９ｍｍ以下であってもよい。
前記塗布液捕集部は環状に形成され、前記中継部の下端が、前記塗布液捕集部の、径方向において開口部が形成された領域である開口形成領域の上方に位置してもよい。
前記中継部の下端が、前記基板保持部に保持された前記基板の下面よりも下方に位置してもよい。
前記塗布液捕集部の開口率は４０％以上７０％以下であってもよい。
前記中継部は、前記塗布液捕集部と一体に形成されていてもよい。
前記中継部は、前記カップ部とは別体の部材として形成されていてもよい。
別な観点による本発明は、基板上に塗布液を塗布する液処理装置の洗浄方法であって、前記液処理装置が、前記基板を保持して回転させる基板保持部と、該基板保持部に保持された前記基板に塗布液を塗布する塗布液供給部と、前記基板保持部に保持される前記基板を囲み得るように、前記基板保持部の外側に配置されたカップ部と、前記基板保持部と前記カップ部の内周面との間に設けられる排気経路と、前記排気経路の上方に当該排気経路を覆うように設けられ、かつ、上下方向に連通する開口部を有する塗布液捕集部と、前記塗布液捕集部に前記塗布液の溶剤を供給する溶剤供給部と、前記塗布液捕集部の上方に位置し、前記カップ部の内周面から前記塗布液捕集部に向けて突出する中継部と、を備え、当該洗浄方法は、前記基板保持部により回転される前記基板へ前記溶剤供給部から前記溶剤を供給し、回転する前記基板から前記溶剤を振り切って、前記中継部に衝突させ、前記塗布液捕集部上に滴下させ滴下工程を含むことを特徴としている。
前記溶剤は、前記基板のプリウェット処理及び／または前記基板の一部に対する洗浄処理に用いられるものであり、前記滴下工程は、前記プリウェット処理時及び／または前記洗浄処理時に、回転する前記基板から前記溶剤を振り切って、前記中継部に衝突させ前記塗布液捕集部上に滴下させてもよい。
本発明によれば、塗布液の回転塗布の際に発生した異物を、生産性を損なうことなく、除去することができる。
本実施の形態にかかる液処理装置を備えた基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる液処理装置を備えた基板処理システムの構成の概略を示す正面図である。 本実施の形態にかかる液処理装置を備えた基板処理システムの構成の概略を示す背面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。 レジスト塗布装置に設けられる捕集部材の概略を示す平面図である。 図６の部分拡大図である。 図４の部分拡大図である。 中継部の他の例を説明する図である。 中継部のさらに他の例を説明する図である。 中継部と捕集部材の他の例の概略を説明する部分拡大縦断面図である。 中継部の他の例の概略を説明する部分拡大縦断面図である。
以下、本発明の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液処理装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、各々基板処理システム１の内部構成の概略を模式的に示す、正面図と背面図である。なお、本実施の形態では、塗布液がレジスト液であり、液処理装置が基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布装置である場合を例にとって説明する。
基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３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１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置するカセット載置板２１が複数設けられている。
カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。
処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数、例えば第１〜第４の４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。
例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下からこの順に配置されている。
例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。
これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばウェハＷ上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、塗布液をウェハＷの表面に拡散させる。なお、レジスト塗布装置３２の構成については後述する。
例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、周辺露光装置４２の数や配置についても、任意に選択できる。
例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。
図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。
また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。
シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。
図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム１００ａを有している。ウェハ搬送装置１００は、搬送アーム１００ａによってウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。
インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１１０と受け渡し装置１１１が設けられている。ウェハ搬送装置１１０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム１１０ａを有している。ウェハ搬送装置１１０は、例えば搬送アーム１１０ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１１１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。
以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における後述の塗布処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部２００にインストールされたものであってもよい。
次に、上述したレジスト塗布装置３２の構成について説明する。図４及び図５はそれぞれ、レジスト塗布装置３２の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。図６は、レジスト塗布装置３２に設けられる捕集部材の概略を示す平面図である。図７は、図６の部分拡大図である。図８は、図４の部分拡大図である。
レジスト塗布装置３２は、図４、図５に示すように内部を密閉可能な処理容器１２０を有している。処理容器１２０の側面には、ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成されている。
処理容器１２０内には、ウェハＷを保持して回転させる基板保持部としてのスピンチャック１２１が設けられている。スピンチャック１２１は、例えばモータなどのチャック駆動部１２２により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１２２には、例えばシリンダなどの昇降駆動機構が設けられており、スピンチャック１２１は昇降自在になっている。
また、処理容器１２０内には、スピンチャック１２１を収容し底部から排気されるカップ部としてのカップ１２５が設けられている。カップ１２５は、スピンチャック１２１に保持された基板を囲み得るように、スピンチャック１２１の外側に配置されたアウターカップ１３０と、アウターカップ１３０の内周側に位置するインナーカップ１４０と、を含む。アウターカップ１３０は、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するものである。
図５に示すようにアウターカップ１３０のＸ方向負方向（図５の下方向）側には、Ｙ方向（図５の左右方向）に沿って延伸するレール１５０が形成されている。レール１５０は、例えばアウターカップ１３０のＹ方向負方向（図５の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５の右方向）側の外方まで形成されている。レール１５０には、２本のアーム１５１、１５２が設けられている。
第１のアーム１５１には、塗布液としてレジスト液を供給する、塗布液供給部材としてのレジスト液供給ノズル１５４が支持されている。レジスト液供給ノズル１５４が供給するレジスト液は、５０ｃｐ以上の高粘度を有する。第１のアーム１５１は、移動機構としてのノズル駆動部１５５により、レール１５０上を移動自在である。これにより、レジスト液供給ノズル１５４は、アウターカップ１３０のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１５６からアウターカップ１３０内のウェハＷの中心部上方を通って、アウターカップ１３０のＹ方向負方向側の外側に設けられた待機部１５７まで移動できる。また、ノズル駆動部１５５によって、第１のアーム１５１は昇降自在であり、レジスト液供給ノズル１５４の高さを調節できる。
第２のアーム１５２には、ウェハＷ上にシンナー等の有機溶剤を供給する溶剤供給ノズル１５８が支持されている。第２のアーム１５２は、移動機構としてのノズル駆動部１５９によってレール１５０上を移動自在となっている。これにより、溶剤供給ノズル１５８は、アウターカップ１３０のＹ方向正方向側の外側に設けられた待機部１６０から、アウターカップ１３０内のウェハＷの中心部上方まで移動できる。待機部１６０は、待機部１５６のＹ方向正方向側に設けられている。また、ノズル駆動部１５９によって、第２のアーム１５２は昇降自在であり、溶剤供給ノズル１５８の高さを調節できる。
溶剤供給ノズル１５８から供給される有機溶剤は、レジスト液がウェハＷ上で拡散し易くするためにレジスト液の塗布前に行われるプリウェット処理の際に、ウェハＷ上に供給されるプリウェット液として機能する。また、後述のように、溶剤供給ノズル１５８からの有機溶剤は、プリウェット処理の際に、ウェハＷから振り切られ、後述の中継部１８０を介して、後述の捕集部材１８１上に滴下される。これにより、ウェハＷより発生し捕集部材１８１に捕集されたレジスト液の線状異物及び綿状異物を有機溶剤で溶解することができる。つまり、溶剤供給ノズル１５８は溶剤供給部として機能する。
また、インナーカップ１４０とスピンチャック１２１との間の部分には、ウェハＷの裏面にシンナー等の有機溶剤を供給するバックリンス液供給ノズル１８２が設けられている。バックリンス液供給ノズル１８２から供給される有機溶剤は、ウェハＷ上にレジスト液を拡散する際等にウェハＷの裏面側に回り込むのを防止するために、ウェハＷの裏側の端部に供給される。
アウターカップ１３０の下部には、環状の壁体１３１が設けられており、インナーカップ１４０の下部には、環状の壁体１４１が設けられている。これら壁体１３１、１４１との間に排気経路ｄをなす隙間が形成されている。またさらに、インナーカップ１４０の下方には、円環状の水平部材１４２、筒状の外周垂直部材１４３及び内周垂直部材１４４、底部に位置する円環状の底面部材１４５によって、屈曲路が形成されている。この屈曲路によって、気液分離部が構成されている。
そして、壁体１３１と外周垂直部材１４３との間における底面部材１４５には、回収した液体を排出する排液口１３２が形成されており、この排液口１３２には排液管１３３が接続されている。
一方、外周垂直部材１４３と内周垂直部材１４４との間における底面部材１４５には、ウェハＷの周辺の雰囲気を排気する排気口１４６が形成されており、この排気口１４６には排気管１４７が接続されている。
また、上述のアウターカップ１３０の壁体１３１とインナーカップ１４０の壁体１４１との間に設けられた排気経路ｄの上方を塞ぐように、塗布液捕集部としての捕集部材１８１がカップ１２５内に設けられている。捕集部材１８１は、レジスト液の糸状異物を捕集するものであり、ＳＵＳ等の金属製である。また、捕集部材１８１は、上述のように排気経路ｄを塞いでいるが、上下方向に連通する開口部１８１ａを有しているため、該開口部１８１ａを介して排気は可能とされている。
また、捕集部材１８１は、その上面が略水平となるようにカップ１２５内に設けられている。この捕集部材１８１は、例えば、図６及び図７に示すように、平面視円環状部材であり、開口部１８１ａが等間隔で円周上に並ぶように設けられている。
さらに、図８に示すように、上述のアウターカップ１３０の捕集部材１８１の上方に位置する部分には、アウターカップ１３０の内周面から捕集部材１８１に向けて突出する中継部１８０が設けられている。中継部１８０が設けられる位置は、より具体的には、捕集部材１８１の径方向における開口部１８１ａが形成された領域である開口形成領域Ｒ１（図７参照）の上方に、当該中継部１８０の下端が位置する位置である。この中継部１８０の下端は、側面視において、スピンチャック１２１に保持されたウェハＷの下面より下方に位置する。また、中継部１８０は平面視において円環状に形成されている（図５参照）。なお、中継部１８０が設けられるアウターカップ１３０の上部内周面は径方向外側が内側より低い傾斜面となっている。
次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。まず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次処理ステーション１１の受け渡し装置５３に搬送される。
次にウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理され、温度調節される。
次にウェハＷはアドヒージョン装置４１に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハＷは、第１のブロックＧ１のレジスト塗布装置３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、プリベーク処理される。なお、プリベーク処理においても下部反射防止膜形成後の熱処理と同様な処理が行われ、また、後述の反射防止膜形成後の熱処理、露光後ベーク処理、ポストベーク処理においても同様な処理が行われる。ただし、各熱処理に供される熱処理装置４０は互いに異なる。
次にウェハＷは、上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハＷは、周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。
次にウェハＷは、露光装置１２に搬送され、所定のパターンで露光処理される。
次にウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後ウェハＷは、たとえば現像処理装置３０に搬送されて現像処理される。現像処理終了後、ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。そして、ウェハＷは、カセット載置板２１のカセットＣに搬送され、一連のフォトリソグラフィー工程が完了する。
ここで、レジスト塗布装置３２におけるレジスト塗布処理について詳述する。レジストの塗布処理にあたっては、先ずスピンチャック１２１の上面でウェハＷを吸着保持する。そして溶剤供給ノズル１５８をウェハＷの中心部の上方に移動させ、プリウェット処理を行う。プリウェット処理の作用については後述する。その後溶剤供給ノズル１５８を退避させた後、ウェハＷの中心部上方にレジスト液供給ノズル１５４を移動させ、ウェハＷを低回転数（例えば１００ｒｐｍ）で回転させながら、レジスト液供給ノズル１５４からウェハＷ上にレジスト液を供給する。
そしてレジスト液供給ノズル１５４からのレジスト液の供給量が所定の量に達した時点でレジスト液の供給を停止し、次いでレジスト液供給ノズル１５４を退避させる。その後、より高速の回転数（例えば３０００ｒｐｍ）でウェハＷを回転させ、ウェハＷの中心部に供給されたレジスト液をウェハＷの全面に拡散させ所定の膜厚の塗布膜を形成する拡散処理を行う。次いで所定の回転数（例えば１０００ｒｐｍ）でウェハを回転させ、ウェハＷ上の塗布膜を乾燥させる乾燥処理を行う。
なお、拡散処理や乾燥処理では、バックリンス液供給ノズル１８２から回転するウェハＷの裏面に溶剤が供給される。
上述の拡散処理や乾燥処理では、レジスト液の粘度が高いものの、少量のレジスト液で塗布膜を形成するためにウェハの回転数が大きいため、スピンチャック１２１の上面で吸着保持したウェハＷの上面から、レジスト液が周囲に飛散する。飛散したレジスト液は、中継部１８０に衝突し、中継部１８０に沿って下方に移動し、中継部１８０の下端から捕集部材１８１に落下し、捕集される。この際、一部のレジスト液は、当該レジスト液が高粘度であるため、糸状に固化し糸状異物となる。なお、アウターカップ１３０の上部内周面における中継部１８０より上方の部分に、ウェハＷから飛散したレジスト液が衝突する場合もある。この場合、前述のようにアウターカップ１３０の上部内周面は径方向外側が低い傾斜面となっているため、アウターカップ１３０の上部内周面の衝突したレジスト液が、当該内周面及び中継部１８０に沿って移動し、中継部１８０の先端から、捕集部材１８１上に落下し当該捕集部材１８１に捕集される。
上述の乾燥処理により塗布膜形成は完了するため、スピンチャック１２１に吸着保持されていたウェハＷはレジスト塗布装置３２から搬出され、次のウェハＷが搬入される。続いて、当該次のウェハＷに対し前述のプリウェット処理を行う。プリウェット工程では、ウェハＷを高回転数（例えば２０００ｒｐｍ）で回転させながら、溶剤供給ノズル１５８からウェハＷ上に溶剤を供給する。したがって、スピンチャック１２１の上面で吸着保持したウェハＷの上面からは、溶剤が周囲に飛散する。飛散した溶剤は、中継部１８０に衝突し、当該中継部１８０に沿って下方に移動し、当該中継部１８０の下端から、捕集部材１８１に捕集されたレジスト液の糸状異物上に滴下される。なお、アウターカップ１３０の上部内周面における中継部１８０より上方の部分に、ウェハＷから飛散した溶剤が衝突する場合もある。この場合、前述のようにアウターカップ１３０の上部内周面は径方向外側が低い傾斜面となっているため、アウターカップ１３０の上部内周面の衝突したレジスト液が、当該内周面及び中継部１８０に沿って移動し、中継部１８０の先端から、捕集部材１８１に捕集されたレジスト液の糸状異物上に滴下される。
本実施形態では、上述の中継部１８０が捕集部材１８１の上方に設けられている。そのため、ウェハＷ上に回転塗布された際などにウェハＷから飛散し捕集部材１８１に捕集されたレジスト液の糸状異物を、プリウェット処理の際に塗布されウェハＷから飛散し中継部１８０を介して滴下された溶剤で溶解除去することができる。したがって、捕集部材１８１に捕集されたレジスト液を溶解除去するための処理を、別途行う必要がないため、スループットが損なわれることがない。
また、従来の液処理装置の洗浄方法すなわち捕集部材の洗浄方法では、捕集部材におけるレジスト液の糸状異物の捕集位置や、捕集部材における糸状異物を溶解させるための溶剤の滴下位置を制御することが難しい。そのため、上記糸状異物を適切に除去するのが難しいことがある。それに対し、本実施形態では、中継部１８０が設けられているため、捕集部材１８１における上記糸状異物の捕集位置や、捕集部材１８１における溶剤の滴下位置を制御することができるため、上記糸状異物を適切に溶解除去することができる。
また、本実施形態では、レジスト液及び溶剤が共に中継部１８０を介して捕集部材１８１上に落下し／滴下されるので、捕集部材１８１上におけるレジスト液の落下位置と溶剤の滴下位置が同一となる。したがって、レジスト液が糸状異物となっていた場合に、当該異物を効率的に除去することができる。
なお、本実施形態では、プリウェット処理時に、溶剤供給ノズル１５８からの溶剤を用いて、固化したレジスト液を溶解除去していた。これに加えて、または、これに代えて、拡散処理時や乾燥処理時等におけるウェハＷの裏面の洗浄時に、バックリンス液供給ノズル１８２からの溶剤を用いて、固化したレジスト液を溶解除去するようにしてもよい。ウェハＷの裏面の洗浄時に当該ウェハの回転数が高い場合、バックリンス液供給ノズル１８２からウェハＷの裏面に供給された溶剤が、ウェハＷの裏面から飛散して、中継部１８０やアウターカップ１３０の上部内周面に衝突した後、中継部１８０から捕集部材１８１上に滴下される。したがって、固化したレジスト液を裏面洗浄時にも溶解除去することができる。
また、ウェハＷの周縁部の洗浄時に、溶剤供給ノズル１５８からの溶剤を用いて、固化したレジスト液を溶解除去するようにしてもよい。
本実施形態において、固化したレジスト液を溶解除去するために設けられた中継部１８０は、その下端が捕集部材１８１の上面に接触しないように形成されている。具体的には、中継部１８０は、当該中継部１８０の下端と捕集部材１８１の上面との間の距離Ｌ１（図８参照）が、当該中継部１８０の上下方向の長さＬ２（図８参照）より大きくなるように形成されている。中継部１８０の上下方向の長さＬ２が大きすぎると、中継部１８０の裏側すなわち中継部１８０におスピンチャック１２１と反対側に溶剤が回り込まず、当該裏側に付着物が溜まるおそれがある。しかし、本実施形態では、上述のような寸法で中継部１８０が設けられているため、その裏側に付着物が溜まることがない。なお、中継部１８０の下端と捕集部材１８１の上面との間の距離Ｌ１は例えば１４ｍｍ以上である。
なお、捕集部材１８１は、その径方向の幅Ｗ１（図７参照）が狭すぎると、所望の排気圧を得るために開口率を確保しつつ機械的強度を得るには、開口部１８１ａの周方向の幅Ｗ２（図７参照）を広くせざるをえず、そうすると固化したレジスト液を捕集することができない。また、捕集部材１８１は、その径方向の幅Ｗ１が広すぎると、中継部１８０を介して当該捕集部材１８１上に滴下された溶剤が当該捕集部材１８１上で十分に径方向に広がらないため、固化したレジスト液が溶解されずに残るおそれがある。したがって、捕集部材１８１の径方向の幅Ｗ１は１４ｍｍ以上２９ｍｍ以下とされている。なお、捕集部材１８１における開口部１８１ａ間の周方向の幅Ｗ２は、１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とされている。上記幅Ｗ２が広すぎると、所望の排気圧を得ることができなくなり、上記幅Ｗ２が狭すぎると、レジスト液の糸状異物を捕集部材１８１で捕集することができないからである。
また、捕集部材１８１は、開口率が小さ過ぎると、すなわち、開口部１８１ａの平面視における捕集部材１８１全体に対する面積が小さ過ぎると、開口部１８１ａに固化したレジスト液が詰まり過ぎ、所望の排気圧を得ることができなくなるおそれがある。一方、上記開口率が大き過ぎると、固化したレジスト液を捕集することができず該固化したレジスト液を除去することができない。したがって、捕集部材１８１の開口率は４０＆以上７０％以下とされている。
そして、本実施形態では、前述のように、捕集部材１８１の下端は、側面視において、スピンチャック１２１に保持されたウェハＷの下面より下方に位置する。したがって、中継部１８０を介して溶剤を捕集部材１８１上に滴下するときに、
溶剤供給ノズル１５８からの溶剤をウェハＷの上面から振り切る場合であっても、バックリンス液供給ノズル１８２からの溶剤をウェハＷの下面から振り切る場合であっても、振り切られた溶剤をより確実に捕集部材１８１に衝突させ、捕集部材１８１上の所定の場所に滴下させることができる。
また、本実施形態では、前述したように、中継部１８０は、捕集部材１８１の開口形成領域Ｒ１（図７参照）の上方に、当該中継部１８０の下端が位置する。したがって、中継部１８０を介して捕集部材１８１に滴下された溶剤が、捕集部材１８１上を適切に広がるため、固化され捕集部材１８１に捕集されたレジスト液を溶解除去することができる。
なお、本実施形態では、前述したように、捕集部材１８１は、その上面が略水平となるようにカップ１２５内に設けられている。これは、捕集部材１８１の上面が水平でない場合、すなわち、該上面の一方の位置が低い場合、中継部１８０を介して捕集部材１８１上に滴下された溶剤が、捕集部材１８１の上面の低い方に流れていき、高い方の部分に捕集されたレジスト液の糸状異物を溶解除去することができないからである。また、捕集部材１８１の径方向の一端を高くしてその部分に溶剤が滴下されるようにした場合も、溶剤がもう一端の低い方に到達する前に開口から下方へ落ちる量が多くなり、低い方の端部で溶解除去がされにくい部分が生じる。前述したように、基板への処理工程を利用して溶剤供給しているため、溶剤供給量やその供給時間を増やすことは製品生産効率上好ましくないので、より半径方向全域に広がり易い形態が望まれる。それらの理由から、本実施形態はそれに適する形態であると言える。
図９及び図１０は、中継部１８０の他の例を説明する図である。
前述の例では、中継部１８０は１つであったが、図９に示すように２つであってもよい。なお、中継部１８０の数は３以上であってもよい。中継部１８０を複数とする場合、側面視において、一の中継部１８０の下端は、該一の中継部１８０より内側の他の中継部１８０の下端より下方に位置するように、各中継部１８０は設けられる。
また、前述の例では、中継部１８０は断面視において長方形状に形成されていた。中継部１８０の形状はこれに限られず、中継部１８０は、例えば図１０に示すように、断面視において下に凸の弧状に形成されていてもよい。中継部１８０をこのような形状とすることにより、溶剤やレジスト液を一旦中継部１８０に溜めてから滴下させることができるため、洗浄前の中継部１８０の詰まりを抑制させることができる。
なお、中継部１８０のスピンチャック１２１側の表面を親水性とするとよい。なぜならば、これにより、溶剤が中継部１８０に沿って流れやすくなるためである。また、中継部１８０のスピンチャック１２１側の表面を親水性とし、スピンチャック１２１と反対側の表面を疎水性とするとよい。なぜならば、これにより、中継部１８０の先端から溶剤が落ちやすくなるためである。
図１１は、中継部と捕集部材の他の例の概略を説明する部分拡大縦断面図である。
前述の例では、中継部１８０はアウターカップ１３０と一体に形成されており捕集部材１８１とは別体であったが、図１１に示すように捕集部材１８１に中継部１８０を一体に設けてもよい。これにより、既存のカップを用いることができる。なお、この場合、中継部１８０が一体に形成された捕集部材１８１は、例えば樹脂製である。また、この捕集部材１８１は、分割可能とすることにより当該捕集部材１８１のカップ１２５への取り付けが容易となる。
図１２は、中継部の他の例の概略を説明する部分拡大縦断面図である。
図４等の例では、中継部１８０はアウターカップ１３０と一体に形成されていた。しかし、中継部１８０は、図１２に示すように、アウターカップ１３０とは別体の中継部材として形成されていてもよい。これにより、中継部１８０の上下方向の長さを容易に変えることができ、例えば、レジスト液の粘度に応じて中継部１８０の上下方向の長さを選択することができる。
以上の例では、排気経路ｄに対し設けられた捕集部材１８１の数は１つであったが複数であってもよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。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。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
本発明は、基板上に塗布液を塗布する液処理装置に有用である。
１ 基板処理システム
３２ レジスト塗布装置
１２０ 処理容器
１２１ スピンチャック
１２５ カップ
１３０ アウターカップ
１４０ インナーカップ
１５４ レジスト液供給ノズル
１５８ 溶剤供給ノズル
１８０ 中継部
１８１ 捕集部材
１８１ａ 開口部
１８２ バックリンス液供給ノズル
２００ 制御部
ｄ 排気経路
Ｒ１ 開口形成領域
Ｗ ウェハ

Claims (11)

  1. 基板上に塗布液を塗布する液処理装置であって、
    前記基板を保持して回転させる基板保持部と、
    該基板保持部に保持された前記基板に塗布液を塗布する塗布液供給部と、
    前記基板保持部に保持される前記基板を囲み得るように、前記基板保持部の外側に配置されたカップ部と、
    前記基板保持部と前記カップ部の内周面との間に設けられる排気経路と、
    前記排気経路の上方に当該排気経路を覆うように設けられ、かつ、上下方向に連通する開口部を有する塗布液捕集部と、
    前記塗布液捕集部に前記塗布液の溶剤を供給する溶剤供給部と、
    前記塗布液捕集部の上方に位置し、前記カップ部の内周面から前記塗布液捕集部に向けて突出する中継部と、を備えることを特徴とする液処理装置。
  2. 前記基板保持部と前記溶剤供給部とを制御する制御部を備え、
    前記制御部は、前記基板保持部に保持された前記基板へ前記溶剤供給部から供給された前記溶剤が、回転する前記基板から振り切られて、前記中継部に衝突し、前記塗布液捕集部上に滴下されるように前記基板保持部と前記溶剤供給部とを制御することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
  3. 前記中継部の下端と前記塗布液捕集部との間の距離が、前記中継部の上下方向の長さより大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の液処理装置。
  4. 前記塗布液捕集部は環状に形成され、
    前記塗布液捕集部の径方向の幅は、１４ｍｍ以上２９ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液処理装置。
  5. 前記塗布液捕集部は環状に形成され、
    前記中継部の下端が、前記塗布液捕集部の、径方向において開口部が形成された領域である開口形成領域の上方に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液処理装置。
  6. 前記中継部の下端が、前記基板保持部に保持された前記基板の下面よりも下方に位置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液処理装置。
  7. 前記塗布液捕集部の開口率は４０％以上７０％以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液処理装置。
  8. 前記中継部は、前記塗布液捕集部と一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液処理装置。
  9. 前記中継部は、前記カップ部とは別体の部材として形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液処理装置。
  10. 基板上に塗布液を塗布する液処理装置の洗浄方法であって、
    前記液処理装置が、
    前記基板を保持して回転させる基板保持部と、
    該基板保持部に保持された前記基板に塗布液を塗布する塗布液供給部と、
    前記基板保持部に保持される前記基板を囲み得るように、前記基板保持部の外側に配置されたカップ部と、
    前記基板保持部と前記カップ部の内周面との間に設けられる排気経路と、
    前記排気経路の上方に当該排気経路を覆うように設けられ、かつ、上下方向に連通する開口部を有する塗布液捕集部と、
    前記塗布液捕集部に前記塗布液の溶剤を供給する溶剤供給部と、
    前記塗布液捕集部の上方に位置し、前記カップ部の内周面から前記塗布液捕集部に向けて突出する中継部と、を備え、
    当該洗浄方法は、
    前記基板保持部により回転される前記基板へ前記溶剤供給部から前記溶剤を供給し、回転する前記基板から前記溶剤を振り切って、前記中継部に衝突させ、前記塗布液捕集部上に滴下させ滴下工程を含むことを特徴とする液処理装置の洗浄方法。
  11. 前記溶剤は、前記基板のプリウェット処理及び／または前記基板の一部に対する洗浄処理に用いられるものであり、
    前記滴下工程は、前記プリウェット処理時及び／または前記洗浄処理時に、回転する前記基板から前記溶剤を振り切って、前記中継部に衝突させ前記塗布液捕集部上に滴下させることを特徴とする請求項１０に記載の液処理装置の洗浄方法。
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