JP6920524B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転可能に支持された基板に対して、現像液等の処理液を供給し、該基板を処理する基板処理装置及び基板処理方法に関する。

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。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる加熱処理（ポストエクスポージャーベーキング）、露光されたレジスト膜を現像液で現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。

レジスト液としては、現像処理時に露光部が除去されるポジ型レジスト液と、現像処理時に未露光部が除去されるネガ型レジスト液がある。また、現像液としては、それぞれポジ型レジスト液及びネガ型レジスト液に対応するポジ型現像液及びネガ型現像液がある。

特許文献１には、ポジ型現像液による現像処理とネガ型現像液による現像処理を同一のモジュールで行う現像処理装置が開示されている。当該現像処理装置は、図１５及び図１６に示すように、ウェハＷの回転に伴って飛散する現像液を回収する回収カップ５０１を備える。回収カップ５０１は、カップ本体５０２と、該カップ本体５０２すなわちウェハＷに対し上下方向に移動可能な可動カップ５０３とを有する。特許文献１の現像処理装置では、図１５に示すように、ポジ現像処理の際に可動カップ５０３を上昇させることで、回転するウェハＷから飛散したポジ型現像液を、可動カップ５０３の下側を通させ、カップ本体５０２の内側流路５０４に導入させる。また、図１６に示すように、ネガ現像処理の際に可動カップ５０３を下降させることで、回転するウェハＷから飛散したネガ型現像液を、可動カップ５０３の上側を通させ、カップ本体５０２の外側流路５０５に導入させる。これにより、ポジ型現像液の排液とネガ型現像液の排液を混合させずに別々に回収するようにしている。別々に回収する目的としては再利用が挙げられる。

また、現像処理の方式としては、露光後の基板を基板保持部に水平に保持する工程と、基板の一部に現像液ノズルから現像液を供給して液溜まりを形成する工程と、基板を回転させる工程と、回転する基板における現像液の供給位置が当該基板の径方向に沿って移動するように、現像液ノズルを移動させて液溜まりを基板の全面に広げる工程と、液溜まりを基板の全面に広げる工程に並行して行われ、現像液ノズルと共に移動し、基板に対向する面が基板の表面よりも小さい接触部を、液溜まりに接触させる工程と、を備えた現像方法が提案されている（特許文献２）。この現像方法では、現像液の液溜まりを基板の全面に広げる工程において、基板の回転速度は１００ｒｐｍ以下となる。

特開２０１４−７５５７５号公報 特開２０１５−５３４６７号公報

ところで、ポジ型現像液による現像処理とネガ型現像液による現像処理を同一のモジュールで行う場合において、現像処理の方式として特許文献２に開示の方式を採用する構成が考えられている。しかし、この構成において、ポジ型現像液の排液とネガ型現像液の排液を別々に回収する方法として特許文献１に開示の方法などの従来の方法を採用すると、以下の問題がある。

すなわち、上述のように、特許文献２に開示の現像処理の方式では、現像液が塗布されているウェハの回転速度が１００ｒｐｍ以下と遅い工程がある。この遅い工程がある場合、図１６のように可動カップ５０３を下降させても、ネガ型現像液を外側流路５０５に導入させることができずにポジ型現像系用の内側流路５０４に導入させてしまい、ポジ型現像液の排液とネガ型現像液の排液が混合されてしまうことがある。

上述の混合が発生するメカニズムとしては例えば以下のものが考えられる。
図１７に示すように、ウェハＷの回転速度が遅いとウェハＷ上のネガ型現像液Ｄが振り切られずにカップ本体５０２上に落下し、カップ本体５０２と可動カップ５０３との間から、ポジ型現像系用の内側流路５０４に導入されてしまうことが考えられる。
また、図１８に示すように、ウェハＷの回転速度が遅いとウェハＷの裏面にネガ型現像液Ｄが回り込むと考えられる。このような状態でネガ型現像液Ｄを振り切ると、通常の場合に比べ、振り切られた現像液の軌道が低くなる。したがって、振り切られた現像液が、可動カップ５０３の内周端やカップ本体５０２の当たった結果、カップ本体５０２と可動カップ５０３との間から、ポジ型現像系用の内側流路５０４に導入されてしまう。

同様の問題は、２種類の処理液で別々の基板処理を同一のモジュールで行い、各処理液を別々に回収する他の基板処理装置でも存在すると考えられる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、回転可能に支持された基板に対し第１の処理液または第２の処理液を供給し基板を処理すると共に、基板からの処理液を種別ごとに回収する基板処理装置において、基板処理に基板を低速回転させる工程が含まれる場合であっても基板からの処理液を種別に回収できるようにすることをその目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、鉛直軸周りに回転可能に支持された基板に対し第１の処理液または第２の処理液を供給し前記基板を処理すると共に、前記基板からの処理液を回収カップで回収する基板処理装置であって、前記回収カップは、前記基板より大きい環状の外周壁と、外周側に向けて次第に低くなる第１の傾斜面で上端の外周面が形成された環状の内部構造体と、前記第１の処理液の回収口が内周側に、前記第２の処理液の回収口が外周側に設けられた底壁と、を有するカップ本体と、外周側に向けて次第に低くなる第２の傾斜面で上面が形成された分配部を上端に有すると共に、前記カップ本体の前記外周壁と前記内部構造体との間に上下動可能に設けられた可動カップと、を備え、該可動カップを上昇させることで、前記第１の処理液を前記分配部と前記内部構造体の間から前記第１の処理液の回収口に導き、前記可動カップを下降させることで、前記第２の処理液を前記分配部と前記外周壁の間から前記第２の処理液の回収口に導き、前記カップ本体は、前記第１の傾斜面の外周側に段差を有し、前記可動カップは、下降されたときに、前記分配部の内周側端が前記段差に落ち込み、前記分配部の上面が、前記段差の上側を形成する面より低くなり、前記分配部の前記第２の傾斜面は、内周側に比べ外周側の傾斜角度が大きいことを特徴としている。

前記分配部の内周側端は、内周側に向けて次第に薄くなるよう形成されていることが好ましい。

前記カップ本体は、前記第１の傾斜面の前記段差より内周側に形成された凹所と、該凹所と排液路を連通する連通路とを有することが好ましい。

前記第１の傾斜面の前記段差より内周側に弾性部材を有し、該弾性部材は、前記第１の傾斜面と連続する上面を有すると共に、外周側に向けて延伸し、前記可動カップが下降されたときの前記分配部の内周側端の上方を覆うことが好ましい。

別な観点による本発明によれば、鉛直軸周りに回転可能に支持された基板に対し第１の処理液または第２の処理液を供給し前記基板を処理すると共に、前記基板からの処理液を回収カップで回収する基板処理方法であって、前記回収カップは、前記基板より大きい環状の外周壁と、外周側に向けて次第に低くなる第１の傾斜面で上端の外周面が形成された環状の内部構造体と、前記第１の処理液の回収口が内周側に、前記第２の処理液の回収口が外周側に設けられた底壁と、を有するカップ本体と、外周側に向けて次第に低くなる第２の傾斜面で上面が形成された分配部を上端に有すると共に、前記カップ本体の前記外周壁と前記内部構造体との間に上下動可能に設けられた可動カップと、を備え、前記カップ本体は、前記第１の傾斜面の外周側に段差を有し、前記分配部の前記第２の傾斜面は、内周側に比べ外周側の傾斜角度が大きく、当該基板処理方法は、前記第１の処理液で前記基板を処理する際、前記可動カップを上昇させ、前記分配部の内周側端を前記基板より上方に位置させる工程と、前記基板に前記第１の処理液を供給する工程と、前記基板を回転させ、該基板上の前記第１の処理液を前記分配部と前記内部構造体の間から前記第１の処理液の回収口に導く工程と、を含み、前記第２の処理液で前記基板を処理する際、前記可動カップを下降させ、前記分配部の内周側端を前記段差に落ち込ませ、前記分配部の上面が、前記段差の上側を形成する面より低くなるようにする工程と、前記基板に前記第２の処理液を供給する工程と、前記基板を回転させ、該基板上の前記第２の処理液を前記分配部と前記外周壁の間から前記第２の処理液の回収口に導く工程と、を含むことを特徴としている。

本発明によれば、回転可能に支持された基板に対し第１の処理液または第２の処理液を供給し基板を処理すると共に、基板からの処理液を種別ごとに回収する基板処理装置において、基板処理に基板を低速回転させる工程が含まれる場合であっても基板からの処理液を種別に回収できる。

本実施の形態にかかる現像処理装置を搭載した基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。 図１の基板処理システムの構成の概略を模式的に示す正面図である。 図１の基板処理システムの構成の概略を模式的に示す背面図である。 本発明の第１の実施形態に係る現像処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る現像処理装置の構成の概略を模式的に示す横断面図である。 ウェハ上に現像液の液溜りを形成する様子を示す側面からの説明図である。 ウェハ上に現像液の液溜りを外周方向に拡散させる様子を示す側面からの説明図である。 ウェハ上に現像液の液溜りを外周方向に拡散させた様子を示す側面からの説明図である。 ポジ現像処理の際の回収カップの状態を模式的に示す説明断面図である。 ネガ現像処理の際の回収カップの状態を模式的に示す説明断面図である。 ネガ現像処理の際の回収カップにおける固定カップと可動カップとの境界部分の状態を示す説明断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る現像処理装置の説明断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る現像処理装置の説明断面図である。 参考例の現像処理装置の説明図である。 従来の現像処理装置におけるポジ現像処理の際の回収カップの状態を示す説明断面図である。 従来の現像処理装置におけるネガ現像処理の際の回収カップの状態を示す説明断面図である。 従来の現像処理装置における課題の説明図である。 従来の現像処理装置における課題の別の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本実施の形態にかかる現像処理装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を模式的に示した平面説明図である。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、各々正面図と背面図である。

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４つのブロック、すなわち第１のブロックＧ１〜第４のブロック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、図面の上側）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、既述の第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、現像処理装置３０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の加熱及び冷却といった熱処理を行う複数の熱処理装置４０〜４３が設けられている。

例えば第３のブロックＧ３には、図２、図３に示すように、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、図３に示すように、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、周囲に位置する第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内の所定の装置との間でウェハＷを搬送できる。

また、ウェハ搬送領域Ｄには、図３に示すように、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を有している。ウェハ搬送装置１００は、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を有している。ウェハ搬送装置１１０は、例えば搬送アームにウェハ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３００が設けられている。制御部３００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、さらには後述のノズル駆動部１６６、１６９、１７２、１７５や昇降部１５６等も制御して、基板処理システム１における後述の現像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３００にインストールされたものであってもよい。

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の概略について説明する。先ず、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、ウェハ搬送装置７０によって第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４１に搬送され、加熱処理が行われる。

その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４２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４３に搬送され、プリベーク処理される。

次にウェハＷは、第１のブロックＧ１の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は第２のブロックＧ２の熱処理装置４３に搬送され、加熱処理が行われる。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション１３のウェハ搬送装置１１０によって露光装置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、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。これにより、レジスト膜の露光部において発生した酸により脱保護反応させる。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置３０に搬送され、現像処理が行われる。

（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態に係る現像処理装置３０の構成について図４及び図５を用いて説明する。現像処理装置３０は、図４に示すように内部を密閉可能な処理容器１３０を有している。処理容器１３０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１３０内には、ウェハＷを保持して鉛直軸Ｏ周りに回転させるスピンチャック１４０が設けられている。スピンチャック１４０は、例えばモータなどのチャック駆動部１４１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１４１には、シリンダなどの昇降駆動機構１４２が設けられており、スピンチャック１４０は昇降自在になっている。

スピンチャック１４０に保持されたウェハＷの周囲を取り囲むようにカップ１５０が設けられている。カップ１５０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。カップ１５０の詳細については後述する。

図５に示すようにカップ１５０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１６０Ａ〜１６０Ｄが形成されている。レール１６０Ａ〜１６０Ｄは、例えばカップ１５０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１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄにはそれぞれ、アーム１６１、１６２、１６３、１６４が取り付けられている。

第１のアーム１６１には、「第１の処理液」の一例であるポジ型現像液を供給するポジ型現像液供給ノズル１６５が支持されている。第１のアーム１６１は、ノズル駆動部１６６によってレール１６０Ａ上を移動自在となっている。これにより、ポジ型現像液供給ノズル１６５は、カップ１５０のＹ方向負方向側の外側に設けられた待機部１６７から、カップ１５０内のウェハＷの中央部上方まで移動できる。また、ノズル駆動部１６６によって、第１のアーム１６１は昇降自在であり、ポジ型現像液供給ノズル１６５の高さを調節できる。ポジ型現像液としては、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）が用いられる。

ポジ型現像液供給ノズル１６５は、全体として円筒形状を有しており、後述の図６に示すようにその下端面１６５ａは例えばウェハＷと平行になる平坦な面に形成されている。この下端面１６５ａが、ポジ型現像液と接触する接液面として機能する。また、下端面１６５ａには、現像液を供給する供給孔が形成されている。供給孔の数は任意に選択することができ、１つであってもよいし複数であってもよい。

さらに、ポジ型現像液供給ノズル１６５の直径は、ウェハＷの直径よりも小さく構成され、ウェハＷの直径が３００ｍｍである場合、該ノズル１６５の直径は例えば直径４０ｍｍである。そして、ポジ型現像液供給ノズル１６５は、耐薬品性を有する、例えばＰＴＦＥや石英などの材質により構成される。

第２のアーム１６２には、「第２の処理液」の一例であるネガ型現像液を供給するネガ型現像液供給ノズル１６８が支持されている。ネガ型現像液供給ノズル１６８には、例えばポジ型現像液供給ノズル１６５と同形同大、同一構造のものを採用することができる。
第２のアーム１６２は、ノズル駆動部１６９によってレール１６０Ｄ上を移動自在となっている。これにより、ネガ型現像液供給ノズル１６８は、カップ１５０のＹ方向正方向側の外側に設けられた待機部１７０から、カップ１５０内のウェハＷの中央部上方まで移動できる。また、ノズル駆動部１６９によって、第２のアーム１６２は昇降自在であり、ネガ型現像液供給ノズル１６８の高さを調節できる。ネガ型現像液としては有機溶剤を含有する現像液が用いられ、例えばエステル系溶剤である酢酸ブチルを有する現像液が用いられる。

第３のアーム１６３には、ポジ用リンス液を供給するポジ用リンス液供給ノズル１７１が支持されている。第３のアーム１６３は、ノズル駆動部１７２により、レール１６０Ｂ上を移動自在である。これにより、ポジ用リンス液供給ノズル１７１は、カップ１５０のＹ方向負方向側であって待機部１６７とカップ１５０との間の位置に設けられた待機部１７３から、カップ１５０内のウェハＷの中央部上方まで移動できる。また、ノズル駆動部１７２によって、第３のアーム１６３は昇降自在であり、ポジ用リンス液供給ノズル１７１の高さを調節できる。ポジ用リンス液としては、純水が用いられる。

第４のアーム１６４には、ネガ用リンス液を供給するネガ用リンス液供給ノズル１７４が支持されている。第４のアーム１６４は、ノズル駆動部１７５により、レール１６０Ｃ上を移動自在である。これにより、ネガ用リンス液供給ノズル１７４は、カップ１５０のＹ方向正方向側であって待機部１７０とカップ１５０との間の位置に設けられた待機部１７６から、カップ１５０内のウェハＷの中央部上方まで移動できる。また、ノズル駆動部１７５によって、第４のアーム１６４は昇降自在であり、ネガ用リンス液供給ノズル１７４の高さを調節できる。ネガ用リンス液としては、例えば４−メチル−２−ペンタノール（ＭＩＢＣ）が用いられる。

ここで、現像処理装置３０におけるポジ現像処理の一例について図６〜図８を用いて説明する。なお、以下の説明において、ウェハＷの表面にはポジ型レジスト膜が形成され、該レジスト膜は露光済みである。
スピンチャック１４０に保持されたウェハＷに対するポジ現像処理の際、まず、ポジ型現像液供給ノズル１６５を待機部１６７からウェハＷの中央部上へ移動させる。そして、図６に示すように、ポジ型現像液供給ノズル１６５の下端面１６５ａがウェハＷに近接して対向するように、該ノズル１６５を降下させる。続いて、ウェハＷを停止させた状態で、または、１０ｒｐｍ以下の回転速度でウェハＷを回転させた状態で、ポジ型現像液供給ノズル１６５からウェハＷに現像液を供給させる。これにより、ポジ型現像液供給ノズル１６５の下端面１６５ａとウェハＷとの間に、該下端面１６５ａに接するように液溜まりＬが形成される。このときの現像液の吐出流量は例えば、６０〜６００ｍｌ／分である。

次に、ウェハＷの回転速度を３０〜１００ｒｐｍに上昇させ、現像液の供給を継続しつつ、図７に示すように、ポジ型現像液供給ノズル１６５をウェハＷの中央部から周縁部側へ向けて移動させ、ウェハＷの表面に液溜まりＬを広げる。そして、ウェハＷの周縁に下端面１６５ａの端部が到達するまで、例えば、２〜１５秒かけてポジ型現像液供給ノズル１６５を移動させ、ウェハＷの全面を覆う液溜まりＬを形成する。

ウェハＷの全面に液溜まりＬを形成したら、ポジ型現像液供給ノズル１６５からの現像液の供給、及びウェハＷの回転を停止し、図８に示すように、ポジ型現像液供給ノズル１６５を待機部１６７まで退避させる。そして、ウェハＷを停止させた状態でウェハＷ上に形成された液溜まりＬによる静止現像を行う。

静止現像後、ポジ用リンス液供給ノズル１７１を、待機部１７３からウェハＷの中央部上へ移動させる。そして、ウェハＷに対して該ノズル１７１から純水を供給して、ウェハＷを洗浄する。この時のウェハＷの回転速度は例えば１００〜１２００ｒｐｍである。

そして、純水によるウェハＷの洗浄が終了すると、ポジ用リンス液供給ノズル１７１を退避させ、ウェハＷを例えば２０００ｒｐｍで高速回転させて、振り切り乾燥を実施する。これによってポジ現像処理が終了する。

上述のポジ現像処理は一例であり、本実施形態が適用可能なポジ現像処理は、上述の工程に代えて又は加えて、他の工程を含んでいてもよい。例えば、液溜まりＬを形成し、液溜まりＬを広げる動作は、ウェハＷの中央部から周縁部側へポジ型現像液供給ノズル１６５を移動させるスキャンアウト方式に代えて、ウェハＷの周縁部側の上方位置にポジ型現像液供給ノズル１６５を位置させ、ポジ型現像液の吐出を開始した後、ウェハＷの中央部へ向けてポジ型現像液供給ノズル１６５を移動させるスキャンイン方式を採用してもよい。また、スキャンアウト方式とスキャンイン方式とを併用してもよい。

ネガ現像処理は、ポジ現像処理と同様であるため、その説明を省略する。

図４の説明に戻る。
カップ１５０は、カップ本体１５１と、カップ本体１５１に対して移動可能な可動カップ１５２とを備える。
カップ本体１５１は、カップ基体１５３と該カップ基体１５３に対して固定される固定カップ１５４とを有する。

カップ基体１５３は、環状の外周壁１５３ａと、同じく環状の内周壁１５３ｂとを有し、外周壁１５３ａ及び内周壁１５３ｂは上下方向（鉛直方向）に延在するよう形成されている。外周壁１５３ａの内径はウェハＷの直径より大きく、内周壁１５３ｂの外径はウェハＷの直径より小さく形成され、外周壁１５３ａの高さより内周壁１５３ｂの高さの方が小さく形成されている。
また、カップ基体１５３は、外周壁１５３ａの下端と内周壁１５３ｂの下端を連結する底壁１５３ｃと、外周壁１５３ａの上端から内周方向に延びる上壁１５３ｄとを有し、内周壁１５３ｂの上側が開口されている。内周壁１５３ｂの上端には内周方向に延びる突起１５３ｅが設けられており、この突起１５１ｅを固定カップ１５４及び保持板１５５で挟むことでカップ基体１５３を固定することができる。

固定カップ１５４は、外周壁１５３ａと内周壁１５３ｂとの間に位置する環状の内部構造体を構成するものである。この固定カップ１５４は、外周壁１５３ａと内周壁１５３ｂとの間に位置する環状の周壁１５４ａを有する。また、固定カップ１５４は、その上端の外周面が、外周側に向けて次第に低くなる傾斜面（「第１の傾斜面」に相当）１５４ｂで形成されている。以下、この傾斜面１５４ｂを外側傾斜面１５４ｂという。後述するように、外側傾斜面１５４ｂには段差が形成されている。なお、外側傾斜面１５４ｂの下端は周壁１５４ａの外周面に連続している。さらに、固定カップ１５４は、内周側に向けて次第に低くなる内側傾斜面１５４ｃを外側傾斜面１５４ｂより内周側に有する。

可動カップ１５２は、カップ基体１５３の外周壁１５３ａと固定カップ１５４との間に上下動可能に設けられた環状の部材であり、分配部１５２ａを上端に有し、周壁１５２ｂを分配部１５２ａの下側に有する。分配部１５２ａは、ポジ型現像液とネガ型現像液とを分けて排出するためのものであり、その上面が、外周側に向けて次第に低くなる傾斜面（「第２の傾斜面」に相当）１５２ｃで形成されている。
周壁１５２ｂは、環状に形成されており、その内径が固定カップ１５４の周壁１５４ａの外周の直径より大きく、その外径がカップ基体１５３の外周壁１５３ａの内周の直径よりも小さい。また、周壁１５２ｂの外周面に、分配部１５２ａの傾斜面１５２ｃの外周端が連続している。

可動カップ１５２の上方には、可動カップ１５２を上昇又は下降させるための昇降部１５６が設けられている。

カップ基体１５３の説明に戻る。カップ基体１５３の底壁１５３ｃには、外周壁１５３ａと内周壁１５３ｂとの間に、環状に形成された二つの仕切り壁１５３ｆ、１５３ｇが形成されている。
また、底壁１５３ｃは、外周壁１５３ａと外周側の仕切り壁１５３ｆとの間に、ネガ型現像液を回収するネガ用回収口１５３ｈが形成されている。さらに、底壁１５３ｃは、仕切り壁１５３ｆ、１５３ｇの間に、ポジ型現像液を回収するポジ用回収口１５３ｉが、内周側の仕切り壁１５３ｇと内周壁１５３ｂとの間に、ミスト化された現像液を回収するミスト用回収口１５３ｊが形成されている。

ネガ用回収口１５３ｈと、ポジ用回収口１５３ｉと、ミスト用回収口１５３ｊには、不図示のポンプ等が接続されている。

続いて、現像処理装置３０における現像処理時の現像液の排出について図９〜図１１を用いて説明する。なお、ミスト化された現像液の排出については説明を省略する。

ポジ現像処理の場合、現像処理装置３０では、図９に示すように可動カップ１５２を上昇させると共に、ポジ用回収口１５３ｉに接続されたポンプを駆動させる。
これにより、現像処理装置３０では、ウェハＷの回転により飛散したポジ型現像液や、ウェハＷの下側に回り込み落下したポジ型現像液を、可動カップ１５２の分配部１５２ａと固定カップ１５４との間からポジ用回収口１５３ｉに導き、該回収口１５３ｉを介して回収することができる。

一方、ネガ現像処理の場合、現像処理装置３０では、図１０に示すように可動カップ１５２を下降させると共に、ネガ用回収口１５３ｈに接続されたポンプを駆動させる。
これにより、現像処理装置３０では、ウェハＷの回転により略水平に飛散したネガ型現像液を、可動カップ１５２の分配部１５２ａとカップ基体１５３の外周壁１５３ａとの間からネガ用回収口１５３ｈに導き、該回収口１５３ｈを介して回収することができる。

また、図１１に示すように、固定カップ１５４の外側傾斜面１５４ｂの外周端には段差１５４ｄが形成されており、可動カップ１５２を下降させると、（１）該可動カップ１５２の分配部１５２ａの内周側端が段差１５４ｄに落ち込み、このとき、分配部１５２ａの上面すなわち傾斜面１５２ｃが、段差１５４ｄの上側を形成する面より低くなる。さらに、（２）分配部１５２ａの傾斜面１５２ｃの角度αは、固定カップ１５４の上側を形成する面の角度の角度βより大きくなっている。
上記（１）の構成により、ウェハＷの回転時にネガ型現像液が略水平に飛散せずに、水平に対し角度を持って飛散したとしても、該飛散した現像液が、分配部１５２ａの内周側端に当たることがない。また、上記（２）の構成により、上記飛散した現像液等が固定カップ１５４の外側傾斜面１５４ｂに当たったとしても、当たった後の現像液が、分配部１５２ａと固定カップ１５４との間に溜まらず、分配部１５２ａの傾斜面１５２ｃに沿って流れていく。

したがって、現像処理装置３０では、ウェハＷから飛散したり落下したりしたネガ型現像液をより確実にネガ用回収口１５３ｈに導くことができる。
よって、現像処理装置３０では、ネガ現像処理に低速回転工程が含まれる場合でも、ポジ型現像液とネガ型現像液を混合させずに別々に回収することができる。

なお、下降された可動カップ１５２の分配部１５２ａの内周側端と固定カップ１５４の段差１５４ｄの下側を形成する面との間の隙間からネガ型現像液が流れ込まないよう、すなわち、該隙間が小さくなるよう設計されている。

また、可動カップ１５２の分配部１５２ａの傾斜面１５２ｃは、内周側の傾斜角度αに比べ外周側の傾斜角度γの方が大きいことが好ましい。これによって、傾斜面１５２ｃに沿ってネガ現像液が流れる際に、よりスムーズに流れさせることができ、また、傾斜面１５２ｃの全面に亘って傾斜角度が大きい場合より上下方向の寸法を抑えることができる。

さらに、可動カップ１５２の分配部１５２ａの内周側端部は、内周側に向けて次第に薄くなるよう形成されていることが好ましい。これにより、下降された可動カップ１５２の分配部１５２ａの内周側端と固定カップ１５４との間にネガ型現像液が溜まりにくくなるからである。

以上の形状を有する可動カップ１５２を実際に作製し、可動カップ１５２を上下動させることによるポジ型現像液とネガ型現像液の排液分離を行ったところ、ウェハＷの回転速度が１００ｒｐｍ以下の工程を含む場合でも排液分離を良好に行えることが実際に確認できた。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る現像処理装置３０の構成について図１２を用いて説明する。
図１２に示すように、第２の実施形態に係る現像処理装置３０の固定カップ２００は、外側傾斜面２０１の段差１５４ｄより内周側に環状の凹所２０２と、不図示の排液路に該凹所２０２を連通させる連通路２０３とを有する点で第１の実施形態の固定カップ１５４と相違する。排液路は例えば保持板１５５（図４参照）に設けられ、該排液路にはポンプが接続される。

固定カップ２００が上述のように構成されるため、外側傾斜面２０１の凹所２０２より内周面側にウェハＷからのネガ型現像液が当たった場合、当たった後に外側傾斜面２０１に沿って移動したネガ型現像液は凹所２０２及び連通路２０３等を介して排出される。そのため、固定カップ２００の外側傾斜面２０１に沿って移動し分配部１５２ａと固定カップ１５４との間に至るネガ型現像液を減らすことができるので、ネガ型現像液が、ポジ型現像液と混合されて回収されるのをより確実に防ぐことができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る現像処理装置３０の構成について図１３を用いて説明する。
図１３に示すように、第３の実施形態に係る現像処理装置３０の固定カップ２１０は、外側傾斜面２１１の段差１５４ｄより内周側に、環状の弾性部材２１２を有する。この弾性部材２１２は、固定カップ２１０の外側傾斜面２１１と連続する上面を有すると共に、外周側に向けて延伸し、可動カップ１５２が下降されたときの分配部１５２ａの内周側端の上方覆うよう形成されている点で、第１の実施形態の固定カップ１５４と相違する。

本実施形態の現像処理装置３０では、上述の弾性部材２１２を有することにより、分配部１５２ａの内周側端と固定カップ２１０との間からネガ型現像液が流れ込むことがない。したがって、本現像処理装置３０では、ネガ型現像液が、ポジ型現像液と混合されて回収されるのをより確実に防ぐことができる。

（参考例）
参考例の現像処理装置の構成について図１４を用いて説明する。
図１４に示すように、本例の現像処理装置は、固定カップ６０１の形状が従来と同様であり、この点で第１の実施形態の現像処理装置３０と相違する。また、現像処理装置６００の可動カップ６０２は、分配部６０３の内周側先端が内周方向に延び出すことができるよう構成されている点で、第１の実施形態の現像処理装置３０と相違する。
本例の現像処理装置におけるポジ現像処理時のポジ型現像液の排出工程は第１の実施形態の現像処理装置３０と同様である。

本例の現像処理装置では、上述のように可動カップ６０２の分配部６０３の内周側先端が内周方向に延び出すことができるため、ネガ現像処理の際に可動カップ６０２が下降された後に分配部６０３の内周側先端をウェハＷの外周端より内周側に位置させることができる。これにより、可動カップ６０２の分配部６０３と固定カップ６０１との間にネガ型現像液が流れ込むことがない。したがって、本例の現像処理装置では、ネガ型現像液が、ポジ型現像液と混合されて回収されるのをより確実に防ぐことができる。

以上では、本発明を現像処理装置に適用した例で説明したが、２種類の処理液で別々の基板処理を同一のモジュールで行い、各処理液を別々に回収するものであれば、現像処理装置以外の基板処理装置にも本発明を適用可能である。また、以上の例では、ポジ型現像液の回収経路を内周側、ネガ型現像液の回収経路を外周側としたが、ポジ型現像液の外周経路を外周側、ネガ型現像液の回収経路を内周側としてもよい。

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、複数種類の処理液（例えば現像液）を用いて処理液毎に基板を処理する際に有用である。

１…基板処理システム
３０…現像処理装置
１４０…スピンチャック
１４２…昇降駆動機構
１５０…カップ
１５１…カップ本体
１５２…可動カップ
１５２ａ…分配部
１５３…カップ基体
１５３ａ…外周壁
１５３ｃ…底壁
１５３ｈ…ネガ用回収口
１５４，２００，２１０…固定カップ
１５４ｂ，２０１，２１１…外側傾斜面
１５４ｄ…段差
１６５…ポジ型現像液供給ノズル
１６８…ネガ型現像液供給ノズル
１７１…ポジ用リンス液供給ノズル
１７４…ネガ用リンス液供給ノズル
２０２…凹所
２０３…連通路
２１２…弾性部材
３００…制御部

Claims (5)

1. 鉛直軸周りに回転可能に支持された基板に対し第１の処理液または第２の処理液を供給し前記基板を処理すると共に、前記基板からの処理液を回収カップで回収する基板処理装置であって、
   前記回収カップは、
   前記基板より大きい環状の外周壁と、外周側に向けて次第に低くなる第１の傾斜面で上端の外周面が形成された環状の内部構造体と、前記第１の処理液の回収口が内周側に、前記第２の処理液の回収口が外周側に設けられた底壁と、を有するカップ本体と、
   外周側に向けて次第に低くなる第２の傾斜面で上面が形成された分配部を上端に有すると共に、前記カップ本体の前記外周壁と前記内部構造体との間に上下動可能に設けられた可動カップと、を備え、
   該可動カップを上昇させることで、前記第１の処理液を前記分配部と前記内部構造体の間から前記第１の処理液の回収口に導き、前記可動カップを下降させることで、前記第２の処理液を前記分配部と前記外周壁の間から前記第２の処理液の回収口に導き、
   前記カップ本体は、前記第１の傾斜面の外周側に段差を有し、
   前記可動カップは、下降されたときに、前記分配部の内周側端が前記段差に落ち込み、前記分配部の上面が、前記段差の上側を形成する面より低くなり、
   前記分配部の前記第２の傾斜面は、内周側に比べ外周側の傾斜角度が大きいことを特徴とする、基板処理装置。
2. 前記分配部の内周側端は、内周側に向けて次第に薄くなるよう形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記カップ本体は、前記第１の傾斜面の前記段差より内周側に形成された凹所と、該凹所と排液路を連通する連通路とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記第１の傾斜面の前記段差より内周側に弾性部材を有し、
   該弾性部材は、前記第１の傾斜面と連続する上面を有すると共に、外周側に向けて延伸し、前記可動カップが下降されたときの前記分配部の内周側端の上方を覆うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
5. 鉛直軸周りに回転可能に支持された基板に対し第１の処理液または第２の処理液を供給し前記基板を処理すると共に、前記基板からの処理液を回収カップで回収する基板処理方法であって、
   前記回収カップは、
   前記基板より大きい環状の外周壁と、外周側に向けて次第に低くなる第１の傾斜面で上端の外周面が形成された環状の内部構造体と、前記第１の処理液の回収口が内周側に、前記第２の処理液の回収口が外周側に設けられた底壁と、を有するカップ本体と、
   外周側に向けて次第に低くなる第２の傾斜面で上面が形成された分配部を上端に有すると共に、前記カップ本体の前記外周壁と前記内部構造体との間に上下動可能に設けられた可動カップと、を備え、
   前記カップ本体は、前記第１の傾斜面の外周側に段差を有し、
   前記分配部の前記第２の傾斜面は、内周側に比べ外周側の傾斜角度が大きく、
   当該基板処理方法は、
   前記第１の処理液で前記基板を処理する際、
   前記可動カップを上昇させ、前記分配部の内周側端を前記基板より上方に位置させる工程と、
   前記基板に前記第１の処理液を供給する工程と、
   前記基板を回転させ、該基板上の前記第１の処理液を前記分配部と前記内部構造体の間から前記第１の処理液の回収口に導く工程と、を含み、
   前記第２の処理液で前記基板を処理する際、
   前記可動カップを下降させ、前記分配部の内周側端を前記段差に落ち込ませ、前記分配部の上面が、前記段差の上側を形成する面より低くなるようにする工程と、
   前記基板に前記第２の処理液を供給する工程と、
   前記基板を回転させ、該基板上の前記第２の処理液を前記分配部と前記外周壁の間から前記第２の処理液の回収口に導く工程と、を含むことを特徴とする、基板処理方法。

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