JP4900397B2 - 液処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に対してレジスト液や現像液等の塗布液を供給する液処理装置に関する。

半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、半導体ウエハ（以下、ウエハという）の表面にレジストを塗布し、このレジストを所定のパターンで露光した後に現像してレジストパターンを形成している。このような処理は、一般にレジストの塗布、現像を行う塗布、現像装置に、露光装置を接続したシステムを用いて行われる。
この際、特許文献１に記載されるように、レジスト液の塗布及び反射防止膜形成を行うレジスト膜等を形成するためのブロックと、現像処理を行うブロックとを分離して、ウエハがキャリアブロックから露光装置へ向かう搬送路と、露光装置からキャリアブロックに向かう搬送路とを夫々独立に形成し、スループットをより一層向上させる装置が提案されている。
この装置では、例えば図２１に示すように、レジスト液の塗布ユニットや現像ユニット等のウエハＷに対して液処理を行う液処理装置として、夫々共通の処理容器１０の内部に複数個例えば３個の液処理部１１〜１３を前記搬送路に沿って配列すると共に、共通の塗布ノズル１４を前記搬送路に沿って移動自在に設け、この塗布ノズル１４から夫々の液処理部１１〜１３に配置されたウエハに対してレジスト液や現像液等の塗布液を供給する構成の装置が用いられている。

前記液処理部１１〜１３は、例えば図２１に示すように、ウエハＷをスピンチャック１５上に保持し、このウエハＷに対して、スピンチャック１５の上方側に位置する塗布ノズル１４から塗布液を滴下し、このウエハＷを回転させることにより、前記塗布液を回転の遠心力によってウエハＷの径方向に広げるスピンコーティングが行われるように構成されている。図２１中１６は、スピンチャック１５に保持されたウエハＷの側方部を覆うカップ体である。

そして液処理部１１〜１３のスピンチャック１５に対して順次ウエハが搬送され、例えば塗布ノズル１４は、図２２（ａ）に示すように、液処理部１１の側方に設定された待機領域１６から、液処理部１１における塗布位置１１ａに移動して当該液処理部１１のウエハＷに塗布液を塗布し、次いで図２２（ｂ）に示すように、前記塗布位置１１ａから液処理部１２における塗布位置１２ａに移動して当該液処理部１２のウエハＷに塗布液を塗布し、続いて図２２（ｃ）に示すように、前記塗布位置１２ａから液処理部１３における塗布位置１３ａに移動して当該液処理部１３のウエハＷに塗布液を供給するように構成されている。

そして塗布ノズル１４は、既述のように液処理部１１から液処理部１３に移動してこれら液処理部１１〜１３において塗布液供給を行った後、図２２（ｄ）に示すように、液処理部１３から液処理部１１（あるいは待機領域１６）に戻り、次に液処理部１１〜１３に搬送されたウエハに対して同様に塗布液を供給するように制御されている。

一方塗布ノズル１４では、当該ノズル１４を前記塗布位置１１ａ〜１３ａに移動させてから直ちに塗布液の吐出を開始するために、ノズル１４の先端近くまで塗布液を満たしておく必要がある。このため、搬送途中の位置でノズル１４の先端から塗布液が液垂れしてしまうことがあるが、前記液処理部１３から液処理部１１に向かう復路にて、例えば図２２（ｄ）に示すように、既に塗布液が供給されたウエハＷ上に塗布液の液垂れが発生すると、当該ウエハＷについては塗布液の膜厚が不均一になり、塗布液がレジスト液であれば露光不良の原因になったり、塗布液が現像液であれば現像欠陥が発生したり、レジストパターンがばらついたりといった現象を招いてしまい、歩留りの悪化に繋がるという問題がある。

特開２００６−２０３０７５号（段落００４４〜００５０、図９等）

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、塗布液が供給された基板上への塗布ノズルからの塗布液の液垂れの発生を防止する液処理装置を提供することにある。

本発明の液処理装置は、基板を水平に保持し、外部の搬送手段との間で基板の受け渡しを行う基板保持部を各々備えた３個の液処理部が横方向に一列に配列されて液処理部の列を形成し、各液処理部への基板の搬入は、液処理部の列の一端側から他端側に向かって順番にかつ繰り返し行われる液処理装置であって、
前記各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に、これら３個の液処理部に共通に設けられた塗布ノズルと、
前記塗布ノズルを、各液処理部における基板に塗布液を供給する塗布位置と、
当該塗布ノズルが待機するために、互いに隣接する液処理部同士の間に設定された２個の中間待機位置と、を通るように移動させる駆動機構と、
各液処理部に搬入された基板に対して塗布液の供給を行うために、前記塗布ノズルを、基板の搬入順序に対応して往路方向である前記液処理部の列の一端側から他端側に向かって、各中間待機位置に一旦停止させて待機させた上で、各液処理部の塗布位置に順次移動させ、次いで復路方向である液処理部の列の他端側から一端側に向かって前記中間待機位置毎に停止させながら液処理部を跨いで移動させ、塗布液の供給が終了した、液処理部の列の他端側である第１の液処理部と、次に塗布液の供給を行う、液処理部の列の一端側である第２の液処理部との間に、塗布液の供給が行われた基板が置かれた第３の液処理部が介在するときには、その基板が当該第３の液処理部から搬出されるまで、前記第１の液処理部と第３の液処理部との間の中間待機位置で前記塗布ノズルを待機させるように前記駆動機構を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

また前記一列に配列された液処理部の端には、前記液処理部にロットの１番目の基板が搬入される前に、塗布ノズルを待機させるメイン待機部を設けるようにしてもよい。

さらに前記塗布ノズルに設けられ、塗布液を吐出していないときに塗布ノズルの先端部から塗布液を引き込むためのサックバックバルブと、前記中間待機位置にて待機する塗布ノズルの先端部を撮像する撮像手段と、この撮像手段による撮像結果に基づいて、前記先端部からの塗布液の液垂れの発生を判断する判断手段と、を備え、前記判断手段により塗布液の液垂れが発生したと判断されたときに、前記サックバックバルブによって塗布液を引き込むようにしてもよい。

さらにまた前記中間待機位置には、塗布ノズルから塗布液の吐出を行うための中間待機部が設けられるようにしてもよいし、前記中間待機位置にて待機する塗布ノズルの先端部を撮像する撮像手段と、この撮像手段による撮像結果に基づいて、前記先端部からの塗布液の液垂れの発生を判断する判断手段と、を備え、前記判断手段により塗布液の液垂れが発生したと判断されたときに、前記メイン待機部又は中間待機部にて塗布ノズルから塗布液を吐出させるようにしてもよい。

本発明によれば、塗布液が供給された基板が置かれた液処理部の上方側を塗布ノズルが移動しないように、当該塗布ノズルを、前記液処理部の手前側の中間待機位置にて当該液処理部から基板が搬出されるまで待機させ、この後次の液処理部に向けて移動させているので、当該基板への塗布ノズルからの塗布液の液垂れの発生を防止することができる。

本発明に係る塗布装置を示す概略斜視図である。 本発明に係る塗布装置を示す平面図である。 本発明に係る塗布装置を示す断面図である。 上記塗布装置内の液処理部と塗布液を供給する供給系とを示した構成図である。 塗布液を供給する塗布ノズルをノズルアームに取り付けた状態を示す斜視図である。 塗布ノズルの移動経路を説明するための説明図である。 上記塗布装置の作用を説明するための工程図である。 上記塗布装置の作用を説明するための説明図である。 上記塗布装置の作用を説明するための工程図である。 上記塗布装置の作用を説明するための工程図である。 塗布ノズルの他の移動経路を説明するための説明図である。 本発明の他の実施の形態を説明するための工程図である。 本発明の他の実施の形態を説明するための工程図である。 本発明の他の実施の形態の作用を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施の形態の作用を説明するための模式図である。 本発明の他の実施の形態の作用を説明するための模式図である。 本発明の他の実施の形態の作用を説明するための模式図である。 上記塗布装置を適用した塗布、現像装置の実施の形態を示す平面図である。 上記塗布、現像装置の斜視図である。 上記塗布、現像装置の縦断面図である。 従来の液処理装置の一例を示す平面図である。 上記液処理装置の作用を説明するための工程図である。

本発明に係る液処理装置を、ウエハにレジスト液を塗布する塗布装置に適用した実施の形態について説明する。初めに実施の形態に係る塗布装置２の構成の概要を説明する。図１は前記塗布装置２の概略斜視図、図２はその平面図であり、図３はその縦断面図である。

図１〜図３に示すように、本実施の形態に係る塗布装置２は、偏平な箱状の筐体２０内に横方向（図１〜３中Ｙ方向）に一列に配列されたｎ個（ｎは３個以上の整数）の液処理部３と、これら液処理部３にレジスト液やシンナー等の塗布液を供給する複数本のノズル部を備えた共通の塗布ノズル５と、を備えている。この例では３個の液処理部３Ａ〜３Ｃ、つまり１号機の液処理部３Ａ、２号機の液処理部３Ｂ、３号機の液処理部３Ｃを備えていて、これら液処理部３（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ）は共通の構成とされており、基板保持部としてのスピンチャック３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）と、これらスピンチャック３１に保持されたウエハＷを取り囲むように設置されたカップ体４とを備えている。

以下、液処理部３の構成について図４を用いて説明する。前記スピンチャック３１は、ウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平に保持するための基板保持部としての役割を果たす。このスピンチャック３１は軸部３２を介して駆動機構（スピンチャックモータ）３３に接続されており、ウエハＷを保持した状態で回転及び昇降自在に構成されている。スピンチャック３１の側方には、昇降機構３４ａと接続された昇降ピン３４がウエハＷの裏面を支持して昇降可能に設けられており、後述する外部の搬送手段（搬送アームＡ３）との協働作用によってスピンチャック３１に対してウエハＷの受け渡しを行うことができるようになっている。なお図２に示した２１は、筐体２０壁面における前記搬送手段に臨む位置に形成されたウエハＷの搬入出口である。

前記カップ体４は、スピンコーティング等の際にウエハＷを回転させることによって飛散したミストが筐体２０内に飛び散るのを抑えると共に、当該ミストを塗布装置２外に排出する役割を果たす。このカップ体４は、ドーナツ状の外観を備えており、その内部は図４に示したような構造となっている。なお図３に示すカップ体４は簡略化して描いている。

当該カップ体４の内部構造を簡単に説明すると、ドーナツ状のカップ本体４１の下部側は液受け部４２となっており、この液受け部４２の底部にはカップ体４内を通流した気流を排気するための例えば２つの排気ポート４３と、液受け部４２に溜まったレジスト液のドレインを排出するためのドレインポート４４とが設けられている。前記排気ポート４３は図示しない排気ダクトに接続されており、また各液処理部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの排気ポート４３と接続された排気ダクトは、筐体２０外にて排気用力設備に接続されている。またドレインポート４４も図示しないドレイン管に接続されており、ドレインを塗布装置２外に排出できるようになっている。

次に塗布ノズル５の構成について説明する。この塗布ノズル５は、スピンチャック３１に保持されたウエハＷ表面に塗布液この例ではレジスト液を供給する役割を果たすものであり、この例では例えば濃度や成分の異なる１０種類のレジスト液と、ウエハＷ上でレジスト液を広がり易くするためのシンナーと（以下、これらを総称して塗布液という）を供給できるように、１１本のノズル部５０を備えている。図５に示すように、各ノズル部５０はペン先のような形状をした筒状体であって、その内部には流路が形成されている。

このような１１本のノズル部５０はその基端側がノズルアーム５１のノズルヘッド部５２に取り付けられている。前記ノズルアーム５１は前記ノズルヘッド部５２と、このノズルヘッド部５２を支えるアーム部５３とから構成されており、ノズルヘッド部５２の先端部下面に、上述したノズル部５０の基部を差し込むことにより、各々のノズル部５０を保持できるようになっている。この結果、１１本のノズル５０は先端部を下向きにした状態で一列に並び、且つそれらの配列方向が図１〜図３に示した塗布ノズル５の搬送方向（Ｙ方向）と一致するように配置される。一方、ノズルヘッド部５２の基部側には後述する供給系７の供給管７１が接続されており、ノズルヘッド部５２内部を介してノズル部５０へ塗布液を供給できるようになっている。こうしてノズルアーム５１側から供給された塗布液はノズル部５０内の流路を介して先端部からウエハＷへ向けて吐出されることになる。なお図１〜図３では図示の便宜上ノズル部５０の本数を省略して示してある。

前記ノズルアーム５１の他端側は基台２２上に設けられた駆動機構５４に接続されている。この駆動機構５４は前記基台２２に液処理部３Ａ〜３Ｃの配列方向と平行して伸長するように設けられたガイド５５に沿って横方向（Ｙ方向）に移動できるように構成されると共に、ノズルアーム５１を昇降させるように構成されている。またノズルアーム５１の長さは、その先端部に設けられたノズル部５０から各液処理部３Ａ〜３Ｃのスピンチャック３１上に載置されたウエハＷの略中心に塗布液が供給されるように設定されている。駆動機構５４の横方向移動及びノズルアーム５１の昇降動作は後述する制御部８からの制御信号を受けて制御される。さらに図５に示す塗布ノズル５は、撮像手段であるＣＣＤカメラ５６及び光源５７を備えているが、これらについては他の実施の形態にて説明する。

さらにまた塗布装置２は、塗布液の供給を行わないときに塗布ノズル５を載置して待機させるためのホームポジション位置に設けられたメイン待機部６１と、塗布ノズル５の移動途中で当該ノズル５を載置して待機させるために隣接する液処理部３同士の間に設けられた２個の中間待機部６２，６３（第１の中間待機部６２及び第２の中間待機部６３）とを備えている。前記ホームポジション位置とは、例えば一列に配列した液処理部３Ａ〜３Ｃの側方の位置である。これら待機部６１，６２，６３は夫々上側が開口したカップ部６４を備え、このカップ部６４の開口部は例えば塗布ノズル５のノズル部５０全体の吐出領域よりも大きく設定されている。

こうしてメイン待機部６１と、１号機の液処理部３Ａ、第１の中間待機部６２、２号機の液処理部３Ｂ、第２の中間待機部６３、３号機の液処理部３Ｃとは交互に一列に配列され、塗布ノズル５は、メイン待機部６１上のメイン待機位置Ｐ０（図６参照）と、１号機の液処理部３Ａのスピンチャック３１ａ上のウエハＷに塗布液を供給する第１の塗布位置Ｐ１と、第１の中間待機部６２上の第１の中間待機位置Ｐ２と、２号機の液処理部３Ｂのスピンチャック３１ｂ上のウエハＷに塗布液を供給する第２の塗布位置Ｐ３と、第２の中間待機部６３上の第２の中間待機位置Ｐ４と、３号機の液処理部３Ｃのスピンチャック３１ｃ上のウエハＷに塗布液を供給する第３の塗布位置Ｐ３とを通るように移動される。

またメイン待機部６１及び中間待機部６２，６３において、塗布ノズル５のダミーディスペンスを行うことができるように、前記カップ部６４の下端側には排液路６５が接続されている。なお塗布装置２の作用で説明するように塗布ノズル５は、塗布装置２による処理開始後、例えば１つのロットなど所定の複数のウエハＷに対して処理が終わるまでは、メイン待機部６１に戻らず、前記中間待機部６２，６３にて待機する。

さらに上述の塗布装置２は、ウエハＷに塗布されたレジスト膜の周縁部を除去するためのエッジ・ビード・リムーバ（Edge Bead Remover：ＥＢＲ）ノズル６６を備えている。このＥＢＲノズル６６は、ウエハＷ上のレジスト膜の周縁部を除去するために、リンス液をウエハＷ周縁部に供給する役割を果たす。このＥＢＲノズル６６は各々の液処理部３Ａ〜３Ｃに設けられており、そのＥＢＲアーム６７先端部にリンス液を吐出する図示しないノズル部を設けて構成されている。このＥＢＲアーム６７は、その基端側が駆動機構６８に取り付けられ、基台２２に横方向（Ｙ方向）に沿って設けられたガイド６９に沿って、スピンチャック３１に保持されたウエハＷの周縁部にリンス液を供給する供給位置と、スピンチャック３１の外側の待機位置との間で横方向に移動できるように構成されている。

このＥＢＲノズル６６は、既述の塗布ノズル５の移動や、外部の搬送手段によるスピンチャック３１へのウエハＷの受け渡しを妨げないように、その長さや設置個所が決定されており、この例では、例えば塗布ノズル５のガイド５５とＥＢＲノズル６６のガイド６９とが、スピンチャック３１を挟んで互いに平行に設けられている。また図中６０は、前記待機位置に設けられたＥＢＲノズル６６の待機部である。

次に塗布ノズル５に塗布液を供給する供給系７の構成について図４を参照しながら説明する。前記供給系７は、例えば塗布液を溜めた図示しない供給タンクと、この供給タンクにガスを供給してその内部を加圧することにより供給タンク内の塗布液を塗布装置２へ向けて送液するための図示しない加圧部と、を含む塗布液供給機構７０（塗布液供給部）を塗布液の種類に対応する数だけ備えている。

夫々の塗布液供給機構７０は、塗布液の給断を切り替えるためのエアオペレーティドバルブ７２と、塗布液を供給していないときにノズル部５０の先端部から塗布液を引き込むためのサックバックバルブ７３とを介して供給管７１により各ノズル部５０に接続されており、１０種類のレジスト液とシンナーとを切り替えて供給することができるようになっている。

また図１及び図４に示すように、塗布装置２や塗布ノズル５の駆動機構５４や供給系７は各機器の動作を統括制御する制御部８と接続されている。なお制御部８は、本実施の形態に係る塗布装置２を備える塗布、現像装置全体の動作を統括制御する機能も兼ね備えている。前記制御部８は、例えばコンピュータからなり、不図示のプログラム格納部を有している。このプログラム格納部には、後述の作用で説明するレジスト液の塗布処理が行われるように命令が組まれた例えばソフトウエアからなるプログラムが格納され、このプログラムが制御部８に読み出されることで制御部８はウエハの回転速度、ウエハへの塗布液の供給などを制御する。

また制御部８には、後述するように塗布ノズル５の移動を制御する塗布ノズル制御プログラム８１も格納されている。この塗布ノズル制御プログラム８１は、各液処理部３Ａ〜３ＣへのウエハＷの搬入や搬出のタイミング、レジスト液の塗布処理のタイミングと合わせて、塗布ノズル５の移動を制御するプログラムである。これらプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

以上の構成に基づいて先ず塗布装置２によりウエハＷにレジスト液を塗布する動作について１号機の液処理部３Ａを例にして簡単に説明する。外部の搬送手段によって搬入出口２１より筐体２０内に搬入されたロットの１番目のウエハＷ１は、当該搬送手段と昇降ピン３４との協働作用により、液処理部３Ａのスピンチャック３１ａに受け渡される。そして塗布ノズル５を、シンナーを供給するノズル部５０がウエハＷ１の略中央上方の位置するように移動させ、その位置にてノズルアーム５１を降下させて塗布位置に配置する。その後静止しているウエハＷ１上にノズル部５０からシンナーを供給した後、当該処理にて塗布するレジスト液のノズル部５０がウエハＷ１の略中央上方に位置するように、ノズルアーム５１を横方向に移動させる。この移動動作と並行して、スピンチャック３１ａを例えば高速回転させ、その回転中のウエハＷ１上にレジスト液を供給、停止してウエハＷの径方向に広げるスピンコーティングを行う。

続けてスピンチャック３１ａを低速で回転させ、スピンコーティングしたレジスト膜の膜厚を均一にし、次いで再び高速回転させることによりコーティングしたレジスト液の振り切り乾燥を行う。この間、塗布ノズル５はロットの２番目のウエハＷ２が搬入される２号機の液処理部３Ｂ側に移動させて、第１の中間待機部６２で待機させる。

一方、振り切り乾燥の完了したウエハＷ１に対しては対応するＥＢＲノズル６６をウエハＷ１の周縁部まで搬送して、ここにリンス液を塗布し、スピンチャック３１ａを回転させることでウエハＷ１周縁部に塗布したレジスト膜を除去した後、レジスト膜の場合と同様にリンス液の振り切り乾燥を行って一連の液処理を完了する。ＥＢＲノズル６６を待機部６０まで退避させたあと、レジスト膜が形成されたウエハＷ１は、搬入時とは逆の順序で外部の搬送手段に受け渡され、塗布装置２から搬出される。こうして各液処理部３には、予め決められたウエハの搬入順序に従ってウエハが例えば２４秒間隔で順次搬送され、同様の処理が行われる。

続いて、本発明における塗布ノズル５の動きについて図６〜図９を参照しながら説明する。ウエハは外部の搬送手段により、ロットの１番目のウエハＷ１から順に１号機の液処理部３Ａ→２号機の液処理部３Ｂ→３号機の液処理部３Ｃの順序で各液処理部３Ａ〜３Ｃに繰り返して搬入される。そして塗布ノズル５は、図６に示すように、往路では、メイン待機位置Ｐ０→第１の塗布位置Ｐ１→第１の中間待機位置Ｐ２→第２の塗布位置Ｐ３→第２の中間待機位置Ｐ４→第３の塗布位置Ｐ５まで夫々の位置に停止しながら移動し、次いで復路では、前記第２の中間待機位置Ｐ４に一旦停止した後、間の２号機の液処理部３Ｂを跨いで第１の中間待機位置Ｐ２に移動し、次に１号機の液処理部３Ａに搬入されるロットの４番目のウエハＷ４（図示せず）に塗布液を供給するときには、メイン待機位置Ｐ０には戻らず、当該第１の中間待機位置Ｐ２から直接第１の塗布位置Ｐ１に移動する。

続いて図７〜図９を用いて本発明の作用について具体的に説明する。本発明は、塗布ノズル５を、各液処理部３Ａ〜３Ｃに搬入されたウエハＷに対して塗布液の供給を行うために、予め決められたウエハＷの搬入順序に沿って、各液処理部の塗布位置に順次移動させると共に、塗布液の供給が終了した第１の液処理部と、次に塗布液の供給を行う第２の液処理部との間に、塗布液の供給が行われた基板が置かれた第３の液処理部が介在するときには、そのウエハＷが当該第３の液処理部から搬出されるまで、前記第１の液処理部と第３の液処理部との間の中間待機位置で前記塗布ノズルを待機させるように前記駆動機構５４を制御するものであるので、この点について説明する。

図８は、塗布ノズル５の位置と、液処理部３Ａ〜３Ｃの処理状態とを時系列（タイミングａ〜タイミングｇ）に沿って示したものである。塗布ノズル５の位置Ｐ０〜Ｐ５は図６に示す位置であり、液処理部３Ａ〜３Ｃの処理状態では、スピンチャック３１上にウエハＷが置かれている様子を示しており、斜線で示す部位が当該ウエハＷに塗布ノズル５から塗布液を供給している状態、点線で示す部位がこれら液処理部３Ａ〜３ＣからウエハＷを搬出する作業を実行している状態を夫々示している。また図８のタイミングａ〜タイミングｉは図９及び図１０に示す（ａ）〜（ｉ）と一致している。

この実施の形態では、先ずタイミングａ（図９（ａ））は、あるロットのウエハＷに対するレジスト液の塗布処理を開始する直前の様子を示し、塗布ノズル５はメイン待機位置Ｐ０に位置しており、各液処理部３Ａ〜３Ｃのスピンチャック３１ａ〜３１ｃには、ウエハＷが未だ搬送されていない状態である。

次いでタイミングｂ（図９（ｂ））では、あるロットの１番目のウエハＷ１が１号機の液処理部３Ａのスピンチャック３１ａに搬送されると共に、塗布ノズル５は第１の塗布位置Ｐ１に移動し、当該スピンチャック３１ａ上のウエハＷに対して塗布液の供給を行う（ステップＳ１）。ここで実際には、ウエハＷ１がスピンチャック３１ａ上に搬送されるタイミングと、塗布ノズル５が移動するタイミングと、塗布ノズル５からの塗布液の供給開始のタイミングとの間には、夫々タイムラグが発生しているが、便宜上前記タイミングｂはこれらのタイミングのずれを包含するものとして説明する。

続いてタイミングｃ（図９（ｃ））では、塗布液の供給が終了した塗布ノズル５が第１の中間待機位置Ｐ２に移動して停止し（ステップＳ２）、タイミングｄ（図９（ｄ））では、前記ロットの２番目のウエハＷ２が２号機の液処理部３Ｂのスピンチャック３１ｂに搬送されると共に、塗布ノズル５は第２の塗布位置Ｐ３に移動し、当該スピンチャック３１ｂ上のウエハＷに対して塗布液の供給を行う（ステップＳ３）。続いてタイミングｅ（図９（ｅ））では、塗布液の供給が終了した塗布ノズル５が第２の中間待機位置Ｐ４に移動して停止する（ステップＳ４）。

そしてタイミングｆ（図１０（ｆ））では、前記ロットの３番目のウエハＷ３が３号機の液処理部３Ｃのスピンチャック３１ｃに搬送されると共に、塗布ノズル５は第３の塗布位置Ｐ５に移動し、当該スピンチャック３１ｃ上のウエハＷ３に対して塗布液の供給を行う（ステップＳ５）。続いてタイミングｇ（図１０（ｇ））では、塗布液の供給が終了した塗布ノズル５が復路方向に移動し、第２の中間待機位置Ｐ４に戻り停止する（ステップＳ６）。このタイミングでは、進行方向の前方側にある２号機の液処理部３Ｂのスピンチャック３１ｂ上には、既に塗布液が供給されたウエハＷ２が載置されているので、塗布ノズル５は当該第２の中間待機位置Ｐ４にて、前記ウエハＷ２が２号機の液処理部３Ｂから搬出されるまで待機する（タイミングｈ（図１０（ｈ−１））。そして当該ウエハＷ２が当該液処理部３Ｂから搬出された後（ステップＳ７）、図１０（ｈ−２）に示すように、塗布ノズル５は、第１の中間待機位置Ｐ２への移動を開始し、当該中間待機位置Ｐ２で停止する（ステップＳ８）。

次いでタイミングｉ（図１０（ｉ））では、前記ロットの４番目のウエハＷ４が１号機の液処理部３Ａのスピンチャック３１ａに受け渡されると共に、塗布ノズル５は第１の塗布位置Ｐ１に移動し、当該スピンチャック３１ａ上のウエハＷ４に対して塗布液の供給を行う（ステップＳ９）。この後、既述の図９（ｃ）〜図１０（ｉ）の工程を繰り返して行い、当該ロットの全てのウエハＷに対して順次塗布液の塗布を行って、当該ロットの最後のウエハへの塗布処理が終了した後、塗布ノズル５はメイン待機位置Ｐ０に戻る。このような塗布ノズル５の移動の制御は、制御部８の塗布ノズル制御プログラム８１により、駆動機構５４を介して行われる。

この例では、塗布液の供給が終了した第１の液処理部が３号機の液処理部３Ｃ、次に塗布液の供給を行う第２の液処理部が１号機の液処理部３Ａ、塗布液の供給が行われたウエハＷが置かれた第３の液処理部が２号機の液処理部３Ｂに夫々相当する。そして２号機の液処理部３Ｂに塗布液の供給が行われたウエハＷ２が置かれているので、当該ウエハＷ２が当該２号機の液処理部３Ｂから搬出されるまで、前記３号機の液処理部３Ｃと２号機の液処理部３Ａとの間の第２の中間待機位置Ｐ４で前記塗布ノズル５を待機させる制御が行われている。

上述の実施の形態によれば、既述のように２号機の液処理部３Ｂに塗布液の供給が行われたウエハＷ２が置かれているときには、当該ウエハＷ２が当該２号機の液処理部３Ｂから搬出されるまで、前記塗布ノズル５を２号機の液処理部３Ａの手前の第２の中間待機位置Ｐ４で待機させているので、塗布液が供給されたウエハＷの上方側を塗布ノズル５が移動することがない。このため塗布ノズル５の先端近くまで塗布液が満たされ、移動中に塗布液の液垂れが発生しやすい状態であっても、前記塗布液が供給されたウエハＷへの塗布ノズル５からの液垂れの発生を防止することができる。これにより塗布液の膜厚が不均一になって、露光不良の原因になるといったことが抑えられて、不良品の発生が防止され、歩留まり向上に貢献することができる。

なお液処理部が４個の場合には、図１１に示すように、３号機の液処理部３Ｃと４号機の液処理部３Ｄとの間に第３の中間待機部を設け、往路では、メイン待機位置Ｐ０→第１の塗布位置Ｐ１→第１の中間待機位置Ｐ２→第２の塗布位置Ｐ３→第２の中間待機位置Ｐ４→第３の塗布位置Ｐ５→第３の中間待機部上の第３の中間待機位置Ｐ６→４号機の液処理部３Ｄにおける第４の塗布位置Ｐ７まで順に移動し、次いで復路では、第３の中間待機位置Ｐ６→第２の中間待機位置Ｐ４→第１の中間待機位置Ｐ２の経路で順に移動する。この際復路では、例えば３号機の液処理部３Ｃと２号機の液処理部３Ｂに塗布液が供給されたウエハＷが置かれているので、第３の中間待機位置Ｐ６にて３号機の液処理部３Ｃから塗布液が供給されたウエハＷ３が搬出されるまで待機し、当該ウエハＷ３の搬出後、第２の中間待機位置Ｐ４に向けての移動を開始する。また第２の中間待機位置Ｐ４にて、２号機の液処理部３Ｂから塗布液が供給されたウエハＷ２が搬出されるまで待機し、当該ウエハＷ２の搬出後、第１の中間待機位置Ｐ２に向けての移動を開始する。

以上において本発明では、前記塗布ノズル５を復路方向において中間待機位置同士の間で移動させるときの塗布ノズル５の移動速度が、当該塗布ノズル５を往路方向において移動させるときの移動速度よりも大きくなるように設定してもよい。これにより中間待機位置にて、塗布液が供給されたウエハＷの搬出を待機したとしても、この待機時間分の時間の増加を塗布ノズル５の移動時間を短縮することにより補償することができるので、スループットの低下を抑えることができる。

さらに本発明は、例えば３個の液処理部３Ａ〜３Ｃを横方向に一列に配列したときに、配列方向の一方側に１号機の液処理部３Ａを設け、配列方向の他方側に２号機の液処理部３Ｂを設け、これらの真中に３号機の液処理部３Ｃを配置し、
ウエハＷの搬入を１号機の液処理部３Ａ→２号機の液処理部３Ｂ→３号機の液処理部３Ｃの順序に沿って繰り返して行う場合にも適用できる。つまり図１２（ａ）に示すように、１号機の液処理部３Ａにロットの１番目のウエハＷ１を受け渡し、次いで図１２（ｂ）に示すように、２号機の液処理部３Ｂにロットの２番目のウエハＷ２を受け渡し、図１２（ｃ）に示すように、３号機の液処理部３Ｃにロットの３番目のウエハＷ３が受け渡される。

この場合には、図１３（ａ）に示すように、１号機の液処理部３Ａ（第１の液処理部）にてロットの４番目のウエハＷに対して塗布ノズル５による塗布液の供給が行われた後、塗布ノズル５を２号機の液処理部３Ｂ（第２の液処理部）の塗布位置に移動するが、これらの間に配列された３号機の液処理部３Ｃ（第３の液処理部）には塗布液が供給されたロットの３番目のウエハＷ３が置かれているので、塗布ノズル５は前記１号機の液処理部３Ａと３号機の液処理部３Ｃとの間の第１の中間待機位置にて当該ウエハＷ３の搬出を待機し、前記ウエハＷ３の搬出が終了してから、塗布ノズル５の移動を開始する。次いで塗布ノズル５は、例えば図１３（ｂ）に示す、３号機の液処理部３Ｃと２号機の液処理部３Ｂとの間の第２の中間待機位置を通って、第３の液処理部３Ｃの第３の塗布位置Ｐ５に移動される。

続いて本発明の他の実施の形態について説明する。図４及び図５に説明を戻すと、塗布ノズル５はノズル部５０の先端部を撮像する撮像手段として例えばＣＣＤカメラ等のカメラ５６を備えると共に、撮像されるノズル部５０照明用の光源５７が設けられている。図５中５８は前記カメラ５６の固定部材である。そして制御部８はカメラ５６より取得した撮像結果に基づいて各ノズル部５０先端部からの塗布液の液垂れが発生したことを判断し、その判断結果に基づいて塗布ノズル５に所定の処置動作を実行させる機能を更に備えている。

例えば制御部８では、塗布ノズル５のノズル部５０に液垂れが発生しているときに所定の処理を実行する液垂れ処理プログラム（図示せず）を備えている。この液垂れ処理プログラムは、塗布ノズル５のノズル部５０に液垂れが発生しているか否かを判断し、液垂れが発生するノズルを識別する機能を有する判断手段や、判断手段による判断に基づいて対処作業を実行するための実行手段等を備えている。ここで本実施の形態において「液垂れ」とはノズル部５０の先端面より下方に塗布液の露出した状態を意味する。

この実施の形態の作用について図１４〜図１７を用いて簡単に説明する。塗布液ズル５は中間待機位置で待機しているときに、ノズル部５０の先端が前記カメラ５６により撮像され、これによりノズル部５０先端部の画像情報を取得し（ステップＳ１１）、判断手段によりこの画像情報（撮像結果）に基づいて、液垂れが発生しているか否かを判断する（ステップＳ１２）。ここで本実施の形態において「液垂れ」とは、図１５に示すようにノズル部５０の先端面より下方に塗布液Ｒが露出した状態を意味しており、ノズル部５０の先端面より下方側に塗布液Ｒが露出していれば液垂れが発生していると判断する。そして液垂れが発生していなければ処理を続行し、液垂れの発生が認められれば、前記判断手段により液垂れが発生しているノズル部５０を特定する（ステップＳ１３）。このノズル部５０の特定は、例えば取得した画像情報をＸ−Ｙ座標上に展開して、液垂れの確認された位置に基づいてそのノズル部５０を識別することにより行われる。

次いで判断手段により液垂れが発生しているノズル部５０が次の塗布処理に用いるノズル部５０か否かを判断し（ステップＳ１４）、次の塗布処理に用いないノズル部５０であれば、実行手段によりサックバックバルブの吸引量を大きくして、例えば図１６に示すようにノズル部５０の先端部の塗布液Ｒの吸引による引き込みを実行し（ステップＳ１５）、処理を続行する。

一方次の塗布処理に用いるノズル部５０であれば、実行手段により当該中間待機部において、例えば図１７に示すように所定量の塗布液の吐出（ダミーディスペンス）を実行し（ステップＳ１６）、しかる後処理を続行する。この一連の作業については中間待機部にて待機しているときに実行される。

この実施の形態によれば、中間待機部６２，６３にて塗布ノズル５に液垂れの発生が認められた場合に、塗布ノズル５を移動させる前に、サックバックやダミーディスペンス等の対処作業が行われるので、塗布ノズル５の移動中に、目的外の位置での塗布液の滴下を未然に防止できるため、不良品の発生が防止され歩留まり向上に貢献することができる。この際、塗布ノズル５が中間待機位置にて待機している時間に、液垂れの発生の有無の確認作業や、液垂れ発生時における対処作業を行っているので、塗布ノズル５の待機時間を有効に利用することができる。またこの実施の形態においては、処理に用いるノズル部５０に対してはダミーディスペンスを行っているが、これは塗布処理時における塗布液の吐出量を安定させるためである。但し、塗布処理に用いるノズル部５０に対してもサックバックを行うようにしてもよい。

なおこの実施の形態では、ダミーディスペンスを中間待機部６２，６３にて行っているが、メイン待機部６１に塗布ノズル５を戻して行うようにしてもよい。この場合には、中間待機部６２，６３には、必ずしもダミーディスペンス用のカップ部６４や排液路６５は設ける必要はない。また前記液垂れの発生の有無や、液垂れの発生したノズルの特定は、警告やアラームを発報させ、撮像した画像情報に基づいてオペレータが行い、オペレータによりサックバックやダミーディスペンスの指示を行うようにしてもよい。

次に塗布、現像装置に上述の塗布装置２を適用した一例について簡単に説明する。図１８は塗布、現像装置に露光装置が接続されたシステムの平面図であり、図１９は同システムの斜視図である。また図２０は同システムの縦断面図である。この装置にはキャリアブロックＳ１が設けられており、その載置台９１上に載置された密閉型のキャリアＣから受け渡しアームＤ１がウエハＷを取り出して処理ブロックＳ２に受け渡し、処理ブロックＳ２から受け渡しアームＤ１が処理済みのウエハＷを受け取ってキャリアＣに戻すように構成されている。

前記処理ブロックＳ２は、図１９に示すようにこの例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト膜の塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成を行うための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を、下から順に積層して構成されている。

第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、各々反射防止膜を形成するための塗布液をスピンコーティングにより塗布する本実施の形態に係わる塗布装置２と、この塗布装置２にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理ユニット群と、前記塗布装置２と処理ユニット群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４とにより構成されている。第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３についても前記塗布液がレジスト液であることを除けば同様の構成である。

一方、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については例えば一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像ユニットが２段に積層されている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像ユニットにウエハＷを搬送するための搬送アームＡ１が設けられている。

更に処理ブロックＳ２には、図１８及び図２０に示すように棚ユニットＵ１が設けられ、この棚ユニットＵ１の各部には処理ブロックＳ２の受け渡しアームＤ２によりアクセスされると共に、棚ユニットＵ１の一部にはキャリアブロックＳ１の受け渡しアームＤ１がアクセスされるように構成されている。そしてキャリアブロックＳ１からのウエハＷは前記棚ユニットＵ１の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に、前記受け渡しアームＤ１によって順次搬送される。第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２は、この受け渡しユニットＣＰＬ２からウエハＷを受け取って各ユニット（反射防止膜ユニット及び加熱・冷却系の処理ユニット群）に搬送し、これらユニットにてウエハＷには反射防止膜が形成される。

その後、ウエハＷは棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＢＦ２、受け渡しアームＤ２、棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＣＰＬ３及び搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜が形成される。更にウエハＷは、搬送アームＡ３→棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＢＦ３→受け渡しアームＤ２を経て棚ユニットＵ１における受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡される。なおレジスト膜が形成されたウエハＷは、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４にて更に反射防止膜が形成される場合もある。この場合は、ウエハＷは受け渡しユニットＣＰＬ４を介して搬送アームＡ４に受け渡され、反射防止膜が形成された後、搬送アームＡ４により受け渡しユニットＴＲＳ４、受け渡しアームＤ２を介して受け渡しユニットＣＰＬ１１に搬送される。

一方ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、前記棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ２に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜や更に反射防止膜の形成されたウエハＷは、前記受け渡しユニットＣＰＬ１１からシャトルアームＥにより棚ユニットＵ２の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。なお図２０中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは温調用の冷却ユニットを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しユニットは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。

次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＤ３により露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ２の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、搬送アームＡ１により棚ユニットＵ１の受け渡し台ＴＲＳ１に受け渡される。そして受け渡しアームＤ１を介して元のキャリアＣに戻される。なお図１８において棚ユニットＵ３には各々加熱部と冷却部とを積層した熱系ユニット群が設けられている。

以上において、本発明の塗布ノズルは必ずしも撮像手段や照明を備える必要はなく、これら撮像手段や照明は、中間待機位置にて塗布ノズルの先端部を撮像できる構成であれば、その形状や取り付け位置は適宜設定可能である。また本発明の塗布液には、レジスト液の他、現像液、反射防止膜形成用の薬液、保護膜形成用の薬液、層間絶縁膜形成用の薬液、洗浄液等が含まれ、液処理部としては、現像処理部や反射防止膜形成処理部、保護膜形成用の液処理部、層間絶縁膜形成用の液処理部、洗浄処理用の液処理部等に適用できる。

Ｗ ウエハ
２ 塗布装置
３（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ） 液処理部
３１ スピンチャック
４ カップ体
５ 塗布ノズル
５１ ノズルアーム
５０ ノズル部
５４ 駆動機構
６１ メイン待機部
６２，６３ 中間待機部
６６ ＥＢＲノズル
７ 供給系
８ 制御部
８１ 塗布ノズル制御プログラム

Claims (6)

1. 基板を水平に保持し、外部の搬送手段との間で基板の受け渡しを行う基板保持部を各々備えた３個の液処理部が横方向に一列に配列されて液処理部の列を形成し、各液処理部への基板の搬入は、液処理部の列の一端側から他端側に向かって順番にかつ繰り返し行われる液処理装置であって、
   前記各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に、これら３個の液処理部に共通に設けられた塗布ノズルと、
   前記塗布ノズルを、各液処理部における基板に塗布液を供給する塗布位置と、
   当該塗布ノズルが待機するために、互いに隣接する液処理部同士の間に設定された２個の中間待機位置と、を通るように移動させる駆動機構と、
   各液処理部に搬入された基板に対して塗布液の供給を行うために、前記塗布ノズルを、基板の搬入順序に対応して往路方向である前記液処理部の列の一端側から他端側に向かって、各中間待機位置に一旦停止させて待機させた上で、各液処理部の塗布位置に順次移動させ、次いで復路方向である液処理部の列の他端側から一端側に向かって前記中間待機位置毎に停止させながら液処理部を跨いで移動させ、塗布液の供給が終了した、液処理部の列の他端側である第１の液処理部と、次に塗布液の供給を行う、液処理部の列の一端側である第２の液処理部との間に、塗布液の供給が行われた基板が置かれた第３の液処理部が介在するときには、その基板が当該第３の液処理部から搬出されるまで、前記第１の液処理部と第３の液処理部との間の中間待機位置で前記塗布ノズルを待機させるように前記駆動機構を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする液処理装置。
2. 前記塗布ノズルを前記復路方向において中間待機位置同士の間で移動させるときの塗布ノズルの移動速度は、当該塗布ノズルを往路方向において移動させるときの移動速度よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
3. 前記一列に配列された液処理部の端には、前記液処理部のいずれかにロットの１番目の基板が搬入される前に、塗布ノズルを待機させるメイン待機部が設けられる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. 前記塗布ノズルに設けられ、塗布液を吐出していないときに塗布ノズルの先端部から塗布液を引き込むためのサックバックバルブと、
   前記中間待機位置にて待機する塗布ノズルの先端部を撮像する撮像手段と、
   この撮像手段による撮像結果に基づいて、前記先端部からの塗布液の液垂れの発生を判断する判断手段と、を備え
   前記判断手段により塗布液の液垂れが発生したと判断されたときに、前記サックバックバルブによって塗布液を引き込むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の液処理装置。
5. 前記中間待機位置には、塗布ノズルから塗布液の吐出を行うための中間待機部が設けられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の液処理装置。
6. 前記中間待機位置にて待機する塗布ノズルの先端部を撮像する撮像手段と、
   この撮像手段による撮像結果に基づいて、前記先端部からの塗布液の液垂れの発生を判断する判断手段と、を備え、
   前記判断手段により塗布液の液垂れが発生したと判断されたときに、前記メイン待機部又は中間待機部にて塗布ノズルから塗布液を吐出させることを特徴とする請求項５記載の液処理装置。

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