JP5909218B2 - 基板液処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板液処理装置に関する。

半導体の製造工程では、ウェハ（基板）に様々な液処理が施される。例えば、レジスト膜を形成する工程では、ウェハの表面にレジスト剤を塗布する液処理が行われる。レジスト膜に露光処理を施した後の現像工程では、ウェハの表面に現像液を塗布した後に、現像液及び溶解物をリンス液で洗い流す液処理が行われる。このような液処理に用いられる装置は、例えば特許文献１に開示されているように、基板を保持すると共に当該基板を回転させるための基板回転機構と、基板の表面に処理液を供給する処理液供給機構と、基板回転機構に保持された基板を囲むカップと、カップ内の気体を排出する排気機構とを備える。カップの底部には排気口が設けられる。このため、カップの上部から取り込まれた気体が基板の表面を通過して基板の裏面側に回り込み、排気口から排出される。この気流により、基板の表面上で揮発した処理液等を継続的に排出できる。

特開２００２−２０８５６０号公報

揮発した処理液等をしっかりと排出するには、基板の表面上における通気流量のばらつきを低減する必要がある。また、通気流量は処理液の膜厚等にも影響するので、液処理の安定化の観点でも、基板の表面上における通気流量のばらつきを低減することが望ましい。

そこで本発明は、基板の表面上における通気流量のばらつきを低減できる基板液処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る基板液処理装置は、基板を保持すると共に当該基板を回転させるための基板回転機構と、基板の表面に処理液を供給する処理液供給機構と、基板回転機構に保持された基板を囲むカップと、カップ内の気体を排出する排気機構と、カップにおける基板の裏面側に設けられた排気口と、カップ内において基板の周縁に沿って形成され、基板の表面側から裏面側に気体を導く流路とを備え、流路は、排気口から離れるのに応じて通気抵抗が小さくなるように構成されている。

カップ外の気体は、基板の表面側からカップ内に導かれ、流路を通って基板の表面側から裏面側に導かれ、排気口を通って排出される。流路は基板の周縁に沿って形成されているので、基板の表面上には基板の周縁に向かう気流が形成される。この気流により、揮発した処理液等が継続的に排出される。仮に、流路の通気抵抗が基板の周方向において均一であると、気体は排気口に近い流路を通り易くなる。基板の表面上では、排気口に近い流路に向かう気体の量が、排気口から遠い流路に向かう気体の量に比べ大きくなるので、通気流量のばらつきが生じる。これに対し、流路は、排気口から離れるのに応じて通気抵抗が小さくなるように構成されているので、排気口から離れた流路にも気体が回り込み易くなる。従って、基板の表面上における通気流量のばらつきを低減できる。

カップは、基板の裏面に対向する底部と、基板の周縁に沿うと共に底部から基板側に突出した第１環状壁と、第１環状壁と基板の裏面との間に位置すると共に、第１環状壁より外側に張り出す傘状部と、傘状部の周縁部から底部側に突出して第１環状壁を囲み、第１環状壁との間に流路の一部を構成する第２環状壁とを有し、排気口は、底部のうち第１環状壁より内側の領域に形成され、流路は、第１環状壁及び第２環状壁の配置により、排気口から離れるのに応じて通気抵抗が大きくなるように構成されていてもよい。

この場合、液体は傘状部及び第２環状壁により第１環状壁の外側の領域に導かれ、気体は第１環状壁の内側に導かれる。すなわち、第１環状壁及び第２環状壁は、カップ内を液体導入領域と気体導入領域とに画する要素として機能する。一方、第１環状壁及び第２環状壁は、排気口から離れるのに応じて通気抵抗が大きくなるように流路を構成する部材としても機能する。このように、液体導入領域と気体導入領域とを画する部材を流路の構成に兼用することで、装置の構成を単純化できる。

第１環状壁と第２環状壁との間隔が排気口から離れるのに応じて大きくなっていてもよい。これにより、排気口から離れるのに応じて流路の通気抵抗が小さくなる。底部と基板とが対向する方向において第１環状壁と第２環状壁とが重なり合う長さが排気口から離れるのに応じて小さくなっていてもよい。これによっても、排気口から離れるのに応じて流路の通気抵抗が小さくなる。

カップは、基板の全周に亘って流路を上流側と下流側とに仕切るように設けられた仕切部材と、基板の周縁に沿って点在するように仕切部材に設けられた複数の通気孔とを有し、通気孔は、排気口から離れるのに応じて開口面積が大きくなるように形成されていてもよい。これによっても、排気口から離れるのに応じて流路の通気抵抗が小さくなる。

排気口は、基板の周縁寄りに位置し、当該周縁の一部に沿って延びた形状を呈してもよい。この場合、排気口が延在する範囲においては排気口が流路の配置に沿うので、流路の通気流量の均一性が高められる。排気口が延在する範囲以外では、排気口から離れるのに応じて流路の通気抵抗が小さくされることにより、流路の通気流量の均一性が高められる。これらの相乗効果により基板の表面上における通気流量のばらつきを更に低減できる。なお、基板の周縁に沿って排気口を延在させることは、排気口の開口面積の拡大にも寄与する。排気口の開口面積を拡大することにより、カップ内の気体をよりしっかりと排出できる。

本発明によれば、基板の表面上における通気流量のばらつきを低減できる。

本実施形態に係る基板液処理装置を備える塗布・現像システムの斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 基板液処理装置の概略構成を示す断面図である。 基板液処理装置の概略構成を示す平面図である。 図４中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 現像処理工程を示す模式図である。 カップ内に生じる気流を示す模式図である。 基板液処理装置の変形例を示す断面図である。 基板液処理装置の他の変形例を示す断面図である。 基板液処理装置の更に他の変形例を示す断面図である。 図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示すように、塗布・現像装置１は、露光装置Ｅ１による露光処理の前に、ウェハ（基板）の表面にレジスト剤を塗布してレジスト膜を形成する処理を行い、露光装置Ｅ１による露光処理の後に、レジスト膜の現像処理を行う。図１及び図２に示すように、塗布・現像装置１は、キャリアブロックＳ１と、キャリアブロックＳ１に隣接する処理ブロックＳ２と、処理ブロックＳ２に隣接するインターフェースブロックＳ３とを備える。以下、塗布・現像装置１の説明における「前後左右」は、インターフェースブロックＳ３側を前側、キャリアブロックＳ１側を後側とした方向を意味するものとする。

キャリアブロックＳ１は、キャリアステーション１２と、搬入・搬出部１３とを有する。キャリアステーション１２は、複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、複数枚のウェハＷを密封状態で収容し、ウェハＷを出し入れするための開閉扉（不図示）を一側面１１ａ側に有する。キャリア１１は、側面１１ａが搬入・搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。

搬入・搬出部１３は、キャリアステーション１２上の複数のキャリア１１にそれぞれ対応する複数の開閉扉１３ａを有する。側面１１ａの開閉扉と開閉扉１３ａとを同時に開放することで、キャリア１１内と搬入・搬出部１３内とが連通する。搬入・搬出部１３は受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウェハＷを取り出して処理ブロックＳ２に渡し、処理ブロックＳ２からウェハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。

処理ブロックＳ２は、下層反射防止膜形成（ＢＣＴ）ブロック１４と、レジスト膜形成（ＣＯＴ）ブロック１５と、上層反射防止膜形成（ＴＣＴ）ブロック１６と、現像処理（ＤＥＶ）ブロック１７とを有する。これらのブロックは、床面側からＤＥＶブロック１７、ＢＣＴブロック１４、ＣＯＴブロック１５、ＴＣＴブロック１６の順に積層されている。

ＢＣＴブロック１４は、塗布ユニット（不図示）と、加熱・冷却ユニット（不図示）と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ２とを内蔵している。塗布ユニットは、反射防止膜形成用の薬液をウェハＷの表面に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウェハＷを加熱して薬液を加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却することで、薬液の硬化等のための熱処理を行う。

ＣＯＴブロック１５は、塗布ユニット（不図示）と、加熱・冷却ユニット（不図示）と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。塗布ユニットは、レジスト膜形成用の薬液（レジスト剤）を下層反射防止膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウェハＷを加熱してレジスト剤を加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却することで、レジスト剤の硬化等のための熱処理を行う。レジスト剤は、ポジ型であってもネガ型であってもよい。

ＴＣＴブロック１６は、塗布ユニット（不図示）と、加熱・冷却ユニット（不図示）と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ４とを内蔵している。塗布ユニットは、反射防止膜形成用の薬液をレジスト膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウェハＷを加熱して薬液を加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却することで、薬液の硬化等のための熱処理を行う。

図３に示すように、ＤＥＶブロック１７は、複数の現像処理ユニット（基板液処理装置）Ｕ１と、複数の加熱・冷却ユニット（熱処理部）Ｕ２と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットを経ずに処理ブロックＳ２の前後間でウェハＷを搬送する直接搬送アームＡ６とを内蔵している。

現像処理ユニットＵ１は、後述するように、露光されたレジスト膜の現像処理を行う。加熱・冷却ユニットＵ２は、例えば熱板によりウェハＷを加熱することでレジスト膜を加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却する。加熱・冷却ユニットＵ２は、ポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）、ポストベーク（ＰＢ）等の加熱処理を行う。ＰＥＢは、現像処理前にレジスト膜を加熱する処理である。ＰＢは、現像処理後にレジスト膜を加熱する処理である。

処理ブロックＳ２の後側には棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、床面からＴＣＴブロック１６に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルＣ３０〜Ｃ３８に区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には、昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、セルＣ３０〜Ｃ３８間でウェハＷを搬送する。処理ブロックＳ２の前側には棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は、床面からＤＥＶブロック１７の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルＣ４０〜Ｃ４２に区画されている。

インターフェースブロックＳ３は、露光装置Ｅ１に接続される。インターフェースブロックＳ３は、受け渡しアームＡ８を内蔵している。受け渡しアームＡ８は、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ１１から露光装置Ｅ１にウェハＷを渡し、露光装置Ｅ１からウェハＷを受け取り棚ユニットＵ１１に戻す。

このような塗布・現像装置１では、まずキャリア１１がキャリアステーション１２に設置される。このとき、キャリア１１の一側面１１ａは搬入・搬出部１３の開閉扉１３ａに向けられる。次に、キャリア１１の開閉扉と搬入・搬出部１３の開閉扉１３ａとが共に開放され、受け渡しアームＡ１により、キャリア１１内のウェハＷが取り出され、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ１０のいずれかのセルに順次搬送される。

受け渡しアームＡ１により棚ユニットＵ１０のいずれかのセルに搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７により、ＢＣＴブロック１４に対応するセルＣ３３に順次搬送される。セルＣ３３に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ２によってＢＣＴブロック１４内の各ユニットに搬送され、このウェハＷの表面上に下層反射防止膜が形成される。

下層反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ２によってセルＣ３３の上のセルＣ３４に搬送される。セルＣ３４に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって、ＣＯＴブロック１５に対応するセルＣ３５に搬送される。セルＣ３５に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ３によりＣＯＴブロック１５内の各ユニットに搬送され、このウェハＷの下層反射防止膜の上にレジスト膜が形成される。

レジスト膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ３によってセルＣ３５の上のセルＣ３６に搬送される。セルＣ３６に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって、ＴＣＴブロック１６に対応するセルＣ３７に搬送される。セルＣ３７に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ４によってＴＣＴブロック１６内の各ユニットに搬送され、このウェハＷのレジスト膜の上に上層反射防止膜が形成される。

上層反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ４によってセルＣ３７の上のセルＣ３８に搬送される。セルＣ３８に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって直接搬送アームＡ６に対応するセルＣ３２に搬送され、直接搬送アームＡ６によって棚ユニットＵ１１のセルＣ４２に搬送される。セルＣ４２に搬送されたウェハＷは、インターフェースブロックＳ３の受け渡しアームＡ８により露光装置Ｅ１に渡され、露光装置Ｅ１においてレジスト膜の露光処理が行われる。露光処理後のウェハＷは、受け渡しアームＡ８によりセルＣ４２の下のセルＣ４０，Ｃ４１に搬送される。

セルＣ４０，Ｃ４１に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ５により、ＤＥＶブロック１７内の各ユニットに搬送され、現像処理が行われる。これにより、ウェハＷの表面上にレジストパターンが形成される。レジストパターンが形成されたウェハＷは、搬送アームＡ５によって棚ユニットＵ１０のうちＤＥＶブロック１７に対応したセルＣ３０，Ｃ３１に搬送される。セルＣ３０，Ｃ３１に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって、受け渡しアームＡ１がアクセス可能なセルに搬送され、受け渡しアームＡ１によって、キャリア１１内に戻される。

なお、塗布・現像装置１の構成は一例に過ぎずない。塗布・現像装置は、塗布ユニットや現像処理ユニット等の液処理ユニットと、加熱・冷却ユニット等の前処理・後処理ユニットと、搬送装置とを備えるものであればよく、これら各ユニットの個数や種類、レイアウト等は適宜変更可能である。

続いて、現像処理ユニット（基板液処理装置）Ｕ１について更に詳細に説明する。図４に示すように、現像処理ユニットＵ１は、基板回転機構２０と、昇降装置２２と、現像液供給機構（処理液供給機構）２３と、リンス液供給機構（処理液供給機構）２４と、カップ３０と、排気機構４２と、制御部２７とを備える。

基板回転機構２０は、電動モータ等の動力源を内蔵した本体部２０ａと、本体部２０ａから鉛直上方に突出する回転軸２０ｂと、回転軸２０ｂの先端部に設けられたチャック２０ｃとを有する。本体部２０ａは、動力源により回転軸２０ｂ及びチャック２０ｃを回転させる。チャック２０ｃは、略水平に配置されたウェハＷの中心部を支持し、例えば吸着により保持する。すなわち、基板回転機構２０は、ウェハＷを水平に保持し、鉛直な軸線を中心に回転させる。

昇降装置２２は、基板回転機構２０に隣接するように設けられ、基板回転機構２０を昇降させる。これにより、ウェハＷの受け渡しを行う受け渡し高さと、現像処理を行う現像高さとの間でチャック２０ｃを昇降させることが可能となっている。

図４及び図５に示すように、現像液供給機構２３は、現像液（処理液）の供給源２３ａと、現像液ノズル２３ｃと、移動体２３ｄとを有し、ウェハＷの表面Ｗａに現像液を供給する。供給源２３ａは、現像液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。現像液ノズル２３ｃは、供給管２３ｂを介して供給源２３ａに接続され、供給源２３ａから供給された現像液を吐出する。移動体２３ｄは、アーム２３ｅを介して現像液ノズル２３ｃに接続されている。移動体２３ｄは、基板回転機構２０の周囲に水平に設けられたガイドレール４３に沿って移動することで、現像液ノズル２３ｃを水平方向に移送する。現像液ノズル２３ｃは、ガイドレール４３の延在方向（図示右方向又は左方向）から見て、チャック２０ｃの中心の上方に位置する。現像液ノズル２３ｃの吐出孔ｈ１は下方に開口する。吐出孔ｈ１は、ガイドレール４３の延在方向に沿ったスリット状を呈している。

ウェハＷの表面Ｗａに現像液を供給する際には、移動体２３ｄにより現像液ノズル２３ｃが移送され、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの上方に配置される。そして、供給源２３ａから供給された現像液が現像液ノズル２３ｃから下方に吐出され、表面Ｗａに供給される。

リンス液供給機構２４は、リンス液（処理液）の供給源２４ａと、リンス液ノズル２４ｃと、移動体２４ｄとを有し、ウェハＷの表面Ｗａにリンス液を供給する。リンス液は、例えば純水又はＤＩＷ（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ）等である。供給源２４ａは、リンス液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。リンス液ノズル２４ｃは、供給管２４ｂを介して供給源２４ａに接続され、供給源２４ａから供給されたリンス液を吐出する。移動体２４ｄは、アーム２４ｅを介してリンス液ノズル２４ｃに接続されている。移動体２４ｄは、上記ガイドレール４３に沿って移動することで、リンス液ノズル２４ｃを水平方向に移送する。アーム２４ｅに支持されたリンス液ノズル２４ｃは、ガイドレール４３の延在方向（図示右方向又は左方向）から見て、チャック２０ｃの中心の上方に位置する。リンス液ノズル２４ｃの吐出孔ｈ２は下方に開口する。

ウェハＷの表面Ｗａにリンス液を供給する際には、移動体２４ｄによりリンス液ノズル２４ｃが移送され、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの上方に配置される。そして、供給源２４ａから供給されたリンス液がリンス液ノズル２４ｃから下方に吐出され、表面Ｗａに供給される。

カップ３０は、基板回転機構２０に保持されたウェハＷを収容する。すなわち、基板回転機構２０はカップ３０内に収容されたウェハＷを保持する。なお、ガイドレール４３はカップ３０の外側に配置される。カップ３０は、基板回転機構２０を囲む円環形状の底板（底部）３１と、底板３１の外縁から鉛直上方に突出した円筒状の外壁３２と、底板３１の内縁から鉛直上方に突出した円筒状の内壁３３とを有する。底板３１は、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの裏面Ｗｂに対向する。

外壁３２の全部分は、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの周縁Ｗｃより外側に位置する。外壁３２の上端部は開放され、吸気口３２ａを構成する。吸気口３２ａは、上記現像高さのチャック２０ｃに保持されたウェハＷより上方に位置する。外壁３２の吸気口３２ａ側の部分には、内側に傾いた傾斜壁部３２ｂが形成されている。

内壁３３の全部分は、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの周縁Ｗｃより内側に位置する。内壁３３の上端３３ａは、上記現像高さのチャック２０ｃに保持されたウェハＷより下方に位置する。

内壁３３と外壁３２との間には、内壁３３を囲むように底板３１の上面から鉛直上方に突出した第１環状壁３４が設けられている。第１環状壁３４は、ウェハＷの周縁Ｗｃに沿うと共に、底板３１からウェハＷ側に突出する。底板３１のうち、外壁３２と第１環状壁３４との間の部分には、排液口３１ａが形成されており、排液口３１ａには排液管４１が接続されている。底板３１のうち、第１環状壁３４と内壁３３との間の部分には、排気口３１ｂが形成されている。

排気機構４２は、本体部４２ａと排気ダクト４２ｂとを有する。排気ダクト４２ｂは、本体部４２ａと排気口３１ｂとを接続する。本体部４２ａは、ポンプ及びフィルタ等（不図示）を有し、排気ダクト４２ｂ及び排気口３１ｂを介してカップ３０内の気体を吸引する。

内壁３３の上には、傘状部３５が設けられている。傘状部３５は、第１環状壁３４とウェハＷの裏面Ｗｂとの間に位置すると共に、第１環状壁３４より外側に張り出す。傘状部３５の周縁部には、第２環状壁３６が設けられている。第２環状壁３６は、底板３１側に突出して第１環状壁３４を囲む。

内壁３３に囲まれる空間の上部は、蓋部材３８により塞がれている。基板回転機構２０の本体部２０ａは蓋部材３８の下方に位置し、チャック２０ｃは蓋部材３８の上方に位置し、回転軸２０ｂは蓋部材３８を貫通している。

カップ３０内において、ウェハＷ上から落下した現像液又はリンス液は、傘状部３５及び第２環状壁３６により第１環状壁３４の外側の領域Ｐ１に導かれる。領域Ｐ１に導かれた現像液又はリンス液は排液口３１ａから排液管４１に排出される。

カップ３０の吸気口３２ａにはカップ３０外の気体が進入する。吸気口３２ａに進入した気体は、傘状部３５と傾斜壁部３２ｂとの間及び外壁３２と第２環状壁３６との間を経て第１環状壁３４の内側の領域Ｐ２に導かれる。領域Ｐ２に導かれた気体は排気口３１ｂから排気ダクト４２ｂに排出される。吸気口３２ａはウェハＷの表面Ｗａ側に形成され、排気口３１ｂはウェハＷの裏面Ｗｂ側に形成されているので、傘状部３５と傾斜壁部３２ｂとの間、外壁３２と第２環状壁３６との間、及び領域Ｐ２は、気体を表面Ｗａ側から裏面Ｗｂ側に導く流路ＦＰを構成する。流路ＦＰは、ウェハＷの周縁Ｗｃに沿って形成される。

ここで、図６に示すように、排液口３１ａ及び排気口３１ｂは、それぞれ底板３１の一箇所に形成されている。排気口３１ｂは、ウェハＷの周縁Ｗｃ寄りに位置し、周縁Ｗｃの一部分に沿って円弧状に延びた形状を呈している。これに対応して、排気ダクト４２ｂと排気口３１ｂとの接続部も周縁Ｗｃに沿って延びている。排気ダクト４２ｂは、平面視において排気口３１ｂの一端部から外壁３２の外側に延出し、本体部４２ａに繋がっている。

第２環状壁３６の中心軸と内壁３３の中心軸とは略一致している。一方、第１環状壁３４の中心軸は、内壁３３の中心軸に対して排気口３１ｂ側にずれている。これにより、第１環状壁３４と第２環状壁３６との間隔は排気口３１ｂから離れるのに応じて大きくなっている。このため、排気口３１ｂから離れるのに応じて流路ＦＰの通気抵抗が小さくなっている。

なお、第１環状壁３４の中心軸と内壁３３の中心軸とが略一致し、第２環状壁３６の中心軸が内壁３３の中心軸に対して排気口３１ｂの逆側にずれていてもよい。第１環状壁３４の中心軸が内壁３３の中心軸に対して排気口３１ｂ側にずれると共に、第２環状壁３６の中心軸が内壁３３の中心軸に対して排気口３１ｂの逆側にずれていてもよい。これらの場合も、第１環状壁３４と第２環状壁３６との間隔が排気口３１ｂから離れるのに応じて大きくなるので、排気口３１ｂから離れるのに応じて流路ＦＰの通気抵抗が小さくなる。

制御部２７は、制御用のコンピュータであり、現像処理条件の設定画面を表示する表示部（不図示）と、現像処理条件を入力する入力部（不図示）と、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取る読取部（不図示）とを有する。記録媒体には、本実施形態に係る現像処理方法（基板処理方法）を現像処理ユニットＵ１に実行させるためのプログラムが記録されている。記録媒体としては、例えば、ハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク又はメモリカード等が挙げられる。制御部２７は、入力部に入力された現像処理条件と、読取部により読み取られたプログラムとに応じて、基板回転機構２０、昇降装置２２、現像液供給機構２３、リンス液供給機構２４を制御し、現像処理を実行する。以下、制御部２７の制御手順について説明する。

まず、制御部２７は、チャック２０ｃを上記受け渡し高さまで上昇させるように昇降装置２２を制御した状態で待機する。この状態で、上述した搬送アームＡ５により、ウェハＷが現像処理ユニットＵ１内に搬入される。ウェハＷにはレジスト膜Ｒが形成され、レジスト膜Ｒには露光装置Ｅ１により露光処理が施されている。ウェハＷは、レジスト膜Ｒを上にした状態でチャック２０ｃ上に水平に配置される。ウェハＷが配置されると、制御部２７は、ウェハＷを保持するようにチャック２０ｃを制御し、チャック２０ｃを上記現像高さまで下降させるように昇降装置２２を制御する。

次に制御部２７は、図７（ａ）に示すように、ウェハＷを回転させるように基板回転機構２０を制御する。これと共に、現像液ノズル２３ｃをウェハＷの外周から中心に向かって移動させながら、現像液ノズル２３ｃから現像液Ｌ１を吐出するように現像液供給機構２３を制御する。これにより、渦巻き状の線に沿って、ウェハＷの表面Ｗａ全体に現像液Ｌ１が供給され、図７（ｂ）に示すように、現像液Ｌ１のパドルが表面Ｗａ上に形成される。ウェハＷの回転を止めるように基板回転機構２０を制御し、ウェハＷを静止状態にする。この間に、レジスト膜Ｒの可用部分の溶解が進行する。

次に制御部２７は、現像液ノズル２３ｃをウェハＷ上から退避させるように現像液供給機構２３を制御し、代わりにリンス液ノズル２４ｃをウェハＷの中心の上方に移動させるようにリンス液供給機構２４を制御する。この状態で、図７（ｃ）に示すように、ウェハＷを回転させるように基板回転機構２０を制御する。これと共に、リンス液ノズル２４ｃからリンス液Ｌ２を吐出するようにリンス液供給機構２４を制御する。これにより、ウェハＷの表面Ｗａにリンス液Ｌ２が供給される。現像液Ｌ１により溶解したレジスト膜Ｒの成分が現像液Ｌ１と共にリンス液Ｌ２に洗い流されることで、図７（ｄ）に示すようにレジストパターンＲｐが形成される。

次に制御部２７は、リンス液Ｌ２の供給を停止させるようにリンス液供給機構２４を制御すると共に、その後もウェハＷの回転を継続させるように基板回転機構２０を制御する。これによりリンス液Ｌ２がウェハＷの周囲に振り切られた後に、制御部２７はウェハＷの回転を止めるように基板回転機構２０を制御する。以上で現像処理が完了する。

現像処理中において、カップ３０外の気体は、図８に２点鎖線で示すように、吸気口３２ａを通ってカップ３０内に導かれ、流路ＦＰを通ってウェハＷの表面Ｗａ側から裏面Ｗｂ側に導かれ、排気口３１ｂを通って排出される。流路ＦＰはウェハＷの周縁Ｗｃに沿って形成されているので、表面Ｗａ上には周縁Ｗｃに向かう気流ＳＦが形成される。この気流ＳＦにより、揮発した現像液Ｌ１又はリンス液Ｌ２等が継続的に排出される。仮に、流路ＦＰの通気抵抗がウェハＷの周方向において均一であると、気体は排気口３１ｂに近い流路ＦＰを通り易くなる。表面Ｗａ上では、排気口３１ｂに近い流路ＦＰに向かう気体の量が、排気口３１ｂから遠い流路ＦＰに向かう気体の量に比べ大きくなるので、通気流量のばらつきが生じる。これに対し、流路ＦＰは、排気口３１ｂから離れるのに応じて通気抵抗が小さくなるように構成されているので、排気口３１ｂから離れた流路ＦＰにも気体が回り込み易い。従って、表面Ｗａ上における通気流量のばらつきを低減できる。

表面Ｗａ上における通気流量のばらつきを低減することにより、揮発した現像液Ｌ１又はリンス液Ｌ２等をしっかりと排出できる。更に、表面Ｗａ上に形成される液膜の厚さの均一性を向上させ、液処理の安定性を向上させることも期待される。このような効果は、表面Ｗａ上に現像液Ｌ１のパドルを形成した後のように、ウェハＷを静止させる処理においてより顕著となる。

一方、流路ＦＰの通気抵抗により表面Ｗａ上における通気流量のばらつき低減することにより、排気口３１ｂを偏在させ易くなる。例えば上述した現像処理ユニットＵ１において、排気口３１ｂは底板３１の周方向において一箇所のみに形成されている。これにより、排気ダクト４２ｂの配管スペースを確保し易くなり、装置全体の小型化が期待される。

第１環状壁３４及び第２環状壁３６は、カップ３０内を液体導入領域Ｐ１と気体導入領域Ｐ２とに画する要素として機能する一方で、排気口３１ｂから離れるのに応じて通気抵抗が大きくなるように流路ＦＰを構成する部材としても機能する。このように、液体導入領域Ｐ１と気体導入領域Ｐ２とを画する部材を流路ＦＰの構成に兼用することで、装置の構成を単純化できる。

排気口３１ｂは、ウェハＷの周縁Ｗｃ寄りに位置し、周縁Ｗｃの一部に沿って延びた形状を呈している。このため、排気口３１ｂが延在する範囲においては排気口３１ｂが流路ＦＰの配置に沿うので、流路ＦＰの通気流量の均一性が高められる。排気口３１ｂが延在する範囲以外では、排気口３１ｂから離れるのに応じて流路ＦＰの通気抵抗が小さくされることにより、流路ＦＰの通気流量の均一性が高められる。これらの相乗効果によりウェハＷの表面Ｗａ上における通気流量のばらつきを更に低減できる。

なお、周縁Ｗｃに沿って排気口３１ｂを延在させることは、排気口３１ｂの開口面積の拡大にも寄与する。排気口３１ｂの開口面積を拡大することにより、カップ３０内の気体をよりしっかりと排出できる。上述のように、排気口３１ｂは底板３１の周方向において一箇所のみに形成されているので、この効果がより顕著となる。

排気口３１ｂから離れるのに応じて流路ＦＰの通気抵抗を小さくする構成は、上述したものに限られない。図９に示す現像処理ユニットＵ３のカップ３０Ａは、底板３１とウェハＷとが対向する方向（鉛直方向）において、第１環状壁３４Ａと第２環状壁３６Ａとが重なり合う長さ（以下、「重複長さ」という。）を排気口３１ｂから離れるのに応じて小さくしたものである。具体的に、第１環状壁３４Ａ及び第２環状壁３６Ａの中心軸は、いずれも内壁３３の中心軸に略一致している。第２環状壁３６Ａが底板３１側に突出する高さは周方向において略一定となっている。一方、第１環状壁３４ＡがウェハＷ側に突出する高さは、排気口３１ｂから離れるのに応じて小さくなっている。これにより、第１環状壁３４Ａと第２環状壁３６Ａとの重複長さが排気口３１ｂから離れるのに応じて小さくなっている。

図１０に示す現像処理ユニットＵ４のカップ３０Ｂは、カップ３０Ａにおける第１環状壁３４Ａの高さと第２環状壁３６Ａの高さとの関係を逆にしたものである。具体的に、カップ３０Ｂの第１環状壁３４ＢがウェハＷ側に突出する高さは、周方向において略一定となっている。一方、第２環状壁３６Ｂが底板３１側に突出する高さは、排気口３１ｂから離れるのに応じて小さくなっている。これにより、第１環状壁３４Ｂと第２環状壁３６Ｂとの重複長さが排気口３１ｂから離れるのに応じて小さくなっている。

カップ３０Ａ及びカップ３０Ｂの構成によっても、排気口３１ｂから離れるのに応じて流路ＦＰの通気抵抗を小さくできる。液体導入領域Ｐ１と気体導入領域Ｐ２とを画する第１環状壁３４Ａ，３４Ｂ及び第２環状壁３６Ａ，３６Ｂを流路ＦＰの構成に兼用することで、装置の構成を単純化できる。

なお、カップ３０Ａの第１環状壁３４Ａとカップ３０Ｂの第２環状壁３６Ｂとを組み合わせてもよい。更に、第１環状壁３４と第２環状壁３６との間隔を排気口３１ｂから離れるのに応じて大きくするカップ３０の構成と、第１環状壁３４Ａ，３４Ｂと第２環状壁３６Ａ，３６Ｂとの重複長さを排気口３１ｂから離れるのに応じて小さくするカップ３０Ａ，３０Ｂの構成とを組み合わせてもよい。第１環状壁３４，３４Ａ，３４Ｂ又は第２環状壁３６，３６Ａ，３６Ｂを鉛直方向に対して傾斜させることで、第１環状壁３４，３４Ａ，３４Ｂと第２環状壁３６，３６Ａ，３６Ｂとの間隔又は重複長さを調節してもよい。

図１１及び図１２に示す現像処理ユニットＵ５のカップ３０Ｃは、ウェハＷの全周に亘って流路ＦＰを上流側と下流側とに仕切る仕切板（仕切部材）３７により、流路ＦＰの通気抵抗を排気口３１ｂから離れるのに応じて小さくしたものである。カップ３０Ｃの第１環状壁３４Ｃ及び第２環状壁３６Ｃの中心軸は、いずれも内壁３３の中心軸に略一致している。第１環状壁３４ＣがウェハＷ側に突出する高さと、第２環状壁３６Ｃが底板３１側に突出する高さとはいずれも周方向において略一定となっている。仕切板３７は、第１環状壁３４Ｃの上端部において、第１環状壁３４Ｃと内壁３３との間を塞ぐように形成されている。

仕切板３７には、ウェハＷの周縁Ｗｃに沿って点在する複数の通気孔３７ａが形成されている。すなわち、カップ３０Ｃは、仕切板３７と、仕切板３７に設けられた複数の通気孔３７ａとを有する。通気孔３７ａは、排気口３１ｂから離れるのに応じて開口面積が大きくなるように形成されている。一例として、通気孔３７ａは円形を呈しており、排気口３１ｂから離れるのに応じてその直径が大きくなっている。このような構成によっても、排気口３１ｂから離れるのに応じて流路ＦＰの通気抵抗を小さくできる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、上述した構成をＢＣＴブロック１４、ＣＯＴブロック１５又はＴＣＴブロック１６の塗布ユニットに適用してもよい。すなわち、上述した構成を反射防止膜形成用の薬液又はレジスト膜形成用の薬液の塗布装置に適用してもよい。更に、ウェハＷを接着するための接着剤の塗布装置等に適用してもよい。

２０…基板回転機構、２３…現像液供給機構（処理液供給機構）、２４…リンス液供給機構（処理液供給機構）、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…カップ、３１ｂ…排気口、３２ａ…吸気口、３４，３４Ａ，３４Ｂ…第１環状壁、３５…傘状部、３６，３６Ａ，３６Ｂ…第２環状壁、３７…仕切板（仕切部材）、３７ａ…通気孔、排気機構４２、ＦＰ…流路、Ｌ１…現像液（処理液）、Ｌ２…リンス液（処理液）、Ｕ１，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５…現像処理ユニット（基板液処理装置）、Ｗ…ウェハ（基板）、Ｗａ…表面、Ｗｂ…裏面、Ｗｃ…周縁。

Claims (4)

1. 基板を保持すると共に当該基板を回転させるための基板回転機構と、
   前記基板の表面に処理液を供給する処理液供給機構と、
   前記基板を囲むカップと、
   前記カップ内の気体を排出する排気機構と、
   前記カップにおける前記基板の裏面側に設けられた排気口と、
   前記カップ内において前記基板の周縁に沿って形成され、前記基板の表面側から裏面側に気体を導く流路とを備え、
   前記カップは、
   前記基板の裏面に対向する底部と、
   前記基板の周縁に沿うと共に前記底部から前記基板側に突出した第１環状壁と、
   前記第１環状壁と前記基板の裏面との間に位置すると共に、前記第１環状壁より外側に張り出す傘状部と、
   前記傘状部の周縁部から前記底部側に突出して前記第１環状壁を囲み、前記第１環状壁との間に前記流路の一部を構成する第２環状壁とを有し、
   前記排気口は、前記底部のうち前記第１環状壁より内側の領域に形成され、
   前記流路は、前記第１環状壁及び前記第２環状壁の配置により、前記排気口から離れるのに応じて通気抵抗が小さくなるように構成されている、基板液処理装置。
2. 前記第１環状壁と前記第２環状壁との間隔が前記排気口から離れるのに応じて大きくなっている、請求項１記載の基板液処理装置。
3. 前記底部と前記基板とが対向する方向において前記第１環状壁と前記第２環状壁とが重なり合う長さが前記排気口から離れるのに応じて小さくなっている、請求項１又は２記載の基板液処理装置。
4. 前記排気口は、前記基板の周縁寄りに位置し、当該周縁の一部に沿って延びた形状を呈する、請求項１〜３のいずれか一項記載の基板液処理装置。

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