| 【発明の名称】 |
塗布処理装置及びその方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】出口 雅敏
【氏名】稲田 博一
【氏名】福田 雄二
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| 【要約】 |
【課題】基板を鉛直軸まわりに回転させながら、当該基板表面のほぼ回転中心に塗布液を供給して塗布膜を形成するにあたり、基板の周囲に設けたカップ専用の洗浄工程を不要とすること。
【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６２と、ウエハＷ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内カップ５と、この内カップ５の周囲に設けられ、吸引手段４２により吸引される排気管４３が接続された外カップ４と、を備え、前記レジスト液が供給されたウエハＷを回転させて、この回転の遠心力により前記レジスト液の液体成分を内カップ５の内部に飛散させ、前記外カップ４を吸引することにより、前記塗布液の気体成分を外カップ４に吸引し、こうして塗布液の液体成分と気体成分とを分離して回収する。 |
【特許請求の範囲】
【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、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１のカップと、を備え、表面に前記塗布液が供給された基板を回転させて、この回転の遠心力により前記塗布液の液体成分を基板の側方側の前記第１のカップの内部に飛散させ、これにより塗布液の液体成分を気体成分と分離して回収することを特徴とする塗布処理装置。
【請求項２】 前記基板保持部に保持された基板の側方を囲むように、前記第１のカップの周囲に設けられた第２のカップと、この第２のカップに接続されると共に、吸引手段により吸引される排気路と、を備え、表面に塗布液が供給された基板を回転させて、前記第２のカップを排気路を介して吸引手段により吸引することにより、前記塗布液の気体成分を第２のカップに吸引し、これにより塗布液の気体成分を液体成分と分離して回収することを特徴とする請求項１記載の塗布処理装置。
【請求項３】 前記基板保持部に保持された基板の表面に塗布液の溶剤を供給するための溶剤供給ノズルをさらに備え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。
【請求項４】 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３のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項５】 前記第１のカップ及び／又は第２のカップには、上面に基板が通過可能な開口部が形成されており、この開口部を介して前記基板保持部に対して基板の受け渡しが行われ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。
【請求項６】 前記基板保持部は基板の裏面側中央部を保持し、前記第１のカップは、前記基板保持部に保持された基板の裏面側の外端縁よりも内方側を覆う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。
【請求項７】 基板の外端縁の近傍領域を囲む第１のカップと、この第１のカップの周囲に設けられ、吸引排気路を備えた第２のカップと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、基板表面に塗布液の溶剤を塗布する工程と、次いで基板表面に塗布液を塗布する工程と、続いて基板の裏面側に洗浄液を供給する工程と、を含み、塗布液、塗布液の溶剤、洗浄液の少なくとも１つが供給された基板を回転させて、前記塗布液及び塗布液の溶剤並びに洗浄液のいずれかの液体成分を回転の遠心力により基板の側方側の第１のカップの内部に飛散させ、前記塗布液及び塗布液の溶剤並びに洗浄液の気体成分のいずれかを第２のカップの内部に吸引排気することにより、塗布液の液体成分と気体成分とを分離して回収することを特徴とする塗布処理方法。
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【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１１０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１１０に保持されたウエハＷの表面にはノズル１１１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１１０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１１２が設けられており、このようなウエハＷの下部側には、スピンチャック１１０を囲むように底板１１３が設けられている。
【０００４】前記底板１１３の周縁側には、ウエハＷの裏面側周縁領域に接近するように外側に向けて上方側に傾斜し、続いて外側に向けて下方側に傾斜して、外端側では下方側に向けて略鉛直に伸び出している断面山型のリング体１１４が設けられている。このように形成されたリング体１１４と前記カップ１１２との間には、スピンチャック１１０に吸着保持されたウエハＷの側方に、外側に向けて下方側に傾斜し、続いて下方側に略鉛直に伸びる排気液路１１５が形成されている。前記カップ１１２の下方側には、この排気液路１１５に連続して液受けカップ１１６が設けられており、またこの液受けカップ１１６の内側には当該液受けカップ１１６に隣接して排気カップ１１７が設けられている。
【０００５】液受けカップ１１６と排気カップ１１７との間は上部が開放する壁部１１８にて仕切られており、前記リング体１１４の外端側は前記液受けカップ１１６内に前記壁部１１８の下方側まで略鉛直に伸び出している。これにより前記排気液路１１５から液受けカップ１１６、排気カップ１１７に連続する流路が形成される。前記液受けカップ１１６及び排気カップ１１７には夫々底部に接続されたドレイン管１２０と排気管１２１とを介して、図示しない吸引手段により夫々吸引されている。
【０００６】このような塗布ユニットでは、スピンチャック１１０に吸着保持されたウエハＷのほぼ中心にノズル１１１からレジスト液を滴下し、ウエハＷを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。
【０００７】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１１６と排気カップ１１７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１１６を介してドレイン管１２０より排液され、次いで気体成分がリング体１１４の外縁部と壁部１１８との間の流路を通って排気カップ１１７に至り、排気管１２１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。
【０００８】しかしながらカップ１１２の内壁面やリング体１１４の外壁面に付着するレジスト液もあり、この付着したレジスト液層を放置しておくと、次第にレジストが積層、乾燥し、衝撃などによってカップ１１２等から剥離して、レジスト液を塗布しようとするウエハＷを汚染するおそれがある。このため定期的にカップ１１２やリング体１１４に洗浄液を供給して付着したレジスト液層を除去することが行われている。
【０００９】ところがこの手法では、洗浄液は一度流れた道筋を流れやすいことから、カップ１１２やリング体１１４の外面全体に洗浄液が拡がって流れていかず、洗浄ムラが発生しやすいという問題があり、特に図１１に示すように、リング体１１４の外面に付着したレジスト１２２は除去しにくい傾向にある。このためカップ１１２やリング体１１４に付着したレジストを完全に除去するために洗浄液が多量に必要であった。
【００１０】この問題を解決するために、例えばスピンチャック１１０上に図１２に示すような洗浄治具１３０を搭載して、洗浄液供給ノズル１３１から洗浄治具１３０内に導入口１３２を介して洗浄液例えばシンナー液を供給すると共に、スピンチャック１１０を回転させることによりレジストを除去する手法が提案されている。この手法では、洗浄液は回転による遠心力により貯留部１３３に集まり、ここに形成された吐出孔１３４により噴射されるので、洗浄液はカップ１１２及びリング体１１４の外面全体に飛散していき、これにより均一な洗浄を行うことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の手法では、専用の洗浄治具１３０が必要であり、塗布ユニットの洗浄を行う毎に、洗浄治具１３０を載置したり、取り外ししなくてはならないので洗浄に手間がかかり、結果としてスループットが低下してしまう。また上述の塗布ユニットでは、レジスト液のミストはウエハＷの外端縁の側方に向けて飛散していくが、このユニットの気液分離構造では、ドレイン管１２０，排気管１２１を共に吸引しており、また液受けカップ１１６と排気カップ１１７とが排気カップ１１７が内側になるように径方向に隣接して設けられていることから、空気などのレジスト液の気体成分と共に排気カップ１１７や排気管１２１にもレジスト液のミストが入り込んでしまう。
【００１２】このように排気管１２１にレジスト液のミストが入り込むと、レジスト液は気体と触れて乾燥しやすいので、こうしてレジストが排気管１２１の内壁面に固着してしまい、この領域は洗浄できないことから、固着したレジスト膜が成長して排気管１２１の管径が細くなって排気管１２１が詰まった状態となる。こうなると成膜プロセスの排気条件値のバランスが崩れ、塗布ムラ等が発生して塗布膜の面内均一性が悪化するという問題がある。
【００１３】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、基板保持部の周囲に設けたカップ内の塗布液の付着物を除去するための専用の洗浄工程が不要であり、洗浄液も省量化される技術を提供することにある。
【００１４】
【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、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１のカップと、を備え、表面に前記塗布液が供給された基板を回転させて、この回転の遠心力により前記塗布液の液体成分を基板の側方側の第１のカップの内部に飛散させ、これにより塗布液の液体成分を気体成分と分離して回収することを特徴とする。
【００１５】このような発明では、塗布液や塗布液の溶剤よりなる塗布液の液体成分は第１のカップに気体成分と分離して回収され、第１のカップでは塗布液の溶剤が多いので塗布液の付着が抑えられる。これによりカップへ付着した塗布膜の除去が目的のカップの洗浄工程は不要となるので、スループットが向上すると共に、洗浄液の削減を図ることができる。
【００１６】ここで前記塗布処理装置は、前記基板保持部に保持された基板の側方を囲むように、前記第１のカップの周囲に設けられた第２のカップと、この第２のカップに接続されると共に、吸引手段により吸引される排気路と、を備え、表面に塗布液が供給された基板を回転させて、前記第２のカップを排気路を介して吸引手段により吸引することにより、前記塗布液の気体成分を第２のカップに吸引し、これにより塗布液の気体成分を液体成分と分離して回収することが望ましい。
【００１７】このような塗布処理装置では、例えば基板の外端縁の近傍領域を囲む第１のカップと、この第１のカップの周囲に設けられ、吸引排気路を備えた第２のカップと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、基板表面に塗布液の溶剤を塗布する工程と、次いで基板表面に塗布液を塗布する工程と、続いて基板の裏面側に洗浄液を供給する工程と、を含み、塗布液、塗布液の溶剤、洗浄液の少なくとも１つが供給された基板を回転させて、前記塗布液及び塗布液の溶剤並びに洗浄液の液体成分を回転の遠心力により基板の側方側の第１のカップの内部に飛散させ、前記塗布液及び塗布液の溶剤並びに洗浄液の気体成分を第２のカップの内部に吸引排気することにより、塗布液の液体成分と気体成分とを分離して回収することを特徴とする塗布処理方法が実施され、このような発明では吸引排気路が接続されている第２のカップには塗布液の液体成分が入り込まないので、前記排気管４３への塗布液の付着も抑えられ、均一性の高い塗布処理を行うことができる。
【００１８】
【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２３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。
【００１９】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。
【００２０】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２４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２３及び主搬送手段２４は描いていない。
【００２１】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。
【００２２】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２２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。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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い、且つ下方側全周に亘って凹部４１が形成された横断面形状が円形の第２のカップをなす外カップ４が設けられ、当該外カップ４の凹部４１の底面には開閉バルブＶ１を介して吸引手段４２に接続された排気路をなす排気管４３が接続されている。なお吸引手段４２，排気管４３とにより吸引排気路が形成されている。
【００２６】この外カップ４１の上部側中央領域には、ウエハＷが通過可能な開口部４４が形成されており、この開口部４４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の外端縁よりも外側の近傍領域に位置するようになっている。またスピンチャック３１の下方側はスピンチャック３１の周囲を囲む底板３３が設けられており、この底板３３はウエハＷの周縁領域に対応する領域において、外カップ４の凹部４１と接続されている。
【００２７】さらに外カップ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１のカップをなす内カップ５が設けられている。この内カップ５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５１を形成する上壁部５２と下壁部５３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４１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５４を構成している。この液受け部５４の底面にはバルブＶ２を介してドレイン管５５が接続されている。
【００２８】前記内カップ５は、当該カップ５の内側をウエハＷが通過できるように、この内カップ５の上壁部５２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５の下壁部５３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５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。この例ではスピンチャック３１を外カップ４及び内カップ５よりも上方側に上昇させ、この位置にて主搬送手段２４によりスピンチャック３１に対してウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。
【００２９】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５３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。
【００３０】さらに前記底板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、レジストを溶解可能な洗浄液例えばレジストの溶剤である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６１が設けられている。例えばこのノズル６１は先端の吐出孔からウエハＷと内カップ５の下壁部５３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。
【００３１】外カップ４１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６２が設けられており、このノズル６２は図５に示すように第１の移動機構６３によりウエハＷの中央部上方と前記外カップの外側との間で移動できるように構成されている。またこの塗布ユニットは、ウエハ表面に塗布液の溶剤である例えばシンナー液を供給するための溶剤供給ノズル６４が設けられており、このノズル６４も図５に示すように第２の移動機構６５によりウエハＷの中央部上方と前記外カップの外側との間でレジスト液供給ノズルと干渉しないように移動できるように構成されている。
【００３２】これまで述べてきた駆動部３２、第１の移動機構６３及び第２の移動機構６５や供給ノズル６２，洗浄ノズル６１，溶剤供給ノズル６３への夫々の供給系の各部は夫々制御部６６と接続されており、例えば駆動部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、第１の移動機構６３及び第２の移動機構６５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。
【００３３】続いてこのような塗布ユニット３の作用について説明する。先ず図６（ａ）に示すように、スピンチャック３１を外カップ４よりも上方側に位置させて前記主搬送手段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、このスピンチャック３１を所定位置まで下降させ、図６（ｂ）に示すようにプリウェット工程を行う。つまり吸引手段４２により排気管４３を介して外カップ４を吸引した状態で、溶剤供給ノズル６４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塗布液の溶剤であるシンナー液７１を供給すると共に、予め設定された回転数でスピンチャック３１を回転させる。これによりシンナ−液７１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表面にシンナー液の液膜が形成される。
【００３４】続いてレジスト液の塗布工程を行う。このレジスト液の塗布は、ウエハ表面にプリウェット工程により塗布されたシンナー液が存在しているうちに、図７（ａ）に示すように、吸引手段４２により排気管４３を介して外カップ４を吸引した状態で、供給ノズル６２をウエハＷの中央部の上方側に位置させて、ウエハＷ表面のほぼ中心位置に塗布液であるレジスト液７２を供給すると共に、予め設定された回転数でスピンチャック３１を回転させることにより行う。
【００３５】これによりレジスト液７２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７２の液膜が形成される。この際ウエハＷ表面にはプリウェット工程により塗布液の溶剤例えばシンナー液７１が存在しているので、レジスト液７２がシンナー液７１と混ざり合ってより進展しやすい状態になる。こうしてレジスト液が均一に拡散するので、レジスト液を均一に塗布することができる。
【００３６】次いでバックリンス工程を行う。この工程は、図７（ｂ）に示すように、吸引手段４２により排気管４３を介して外カップ４を吸引した状態で、洗浄ノズル６１によりウエハＷの裏面側周縁領域の内カップ４とウエハＷとの間の隙間に向けてレジストが溶解する洗浄液例えばシンナー液７３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７３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７３に溶解して除去される。
【００３７】このようなプリウェット工程や塗布工程では、排気管４２を吸引しながら、ウエハＷ上にシンナー液やレジスト液を供給しているが、この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図８のウエハ外端縁付近の概略図により説明する。
【００３８】先ずウエハＷに供給されたレジスト液７２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７４と、例えば溶剤の揮発分や空気等の気体成分７５とになって飛散するが、前記塗布液の液体成分７４は、気体成分７５に比べてウエハ表面に対する濡れ性が極めて大きい。このためウエハ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。また液体成分７４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。
【００３９】一方前記塗布液の気体成分７５は、液体成分７４に比べてウエハ表面に対する濡れ性が極めて小さい。このためウエハＷの回転による遠心力はほとんど伝わらず、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】このように塗布液の液体成分７４（この液体成分のミストも含む）はウエハＷの真横に向けて飛散していくが、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５が設けられているので、前記液体成分７４は内カップ５の内部に向けて飛散していき、当該内カップ５内に回収される。そして内カップ５では、下方側に徐々に傾斜し、次いでほぼ垂直に下降する流路が形成されているので、内カップ５内の液体成分７４は前記流路に沿って流れ、内カップ５の底部に溜まる。こうして回収された液体成分７４は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７５は、液体成分７４よりも広い領域に拡散しながら飛散していき、内カップ５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。この際内カップ５の上壁部５２の内端とウエハＷの外端縁との間の隙間は１．５ｍｍ〜２ｍｍ程度とかなり狭く、内カップ５内は吸引していないので、この僅かな隙間には入り込みにくい。こうして内カップ５には液体成分７４のみ、外カップ５には気体成分７５のみ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】前記プリウェット工程でも同様に、溶剤の液体成分が内カップ５に、気体成分（溶剤が揮発したもの）が外カップ４に夫々回収される。またバックリンス工程では、内カップ５の下部とウエハＷとの隙間を介してウエハＷの周縁部に到達するように噴射された溶剤はウエハＷの裏面側周縁部と接触して、当該領域を洗浄して当該領域に付着したレジスト液を溶解して除去した後、内カップ５に飛散していき、溶剤が揮発した気体成分は、外カップ４の吸引により立壁部３４の孔部３５を通過して外カップ５に飛散していく。これによりバックリンス工程でも液体成分（溶剤と、レジスト液が溶解した溶剤）とが内カップ５に、気体成分（溶剤が揮発したもの）が外カップ４に夫々回収される。
【００４３】このような塗布ユニットでは、外カップ４や内カップ５に付着したレジストを除去するための洗浄工程が不要となるという利点がある。つまりレジスト液が付着している部位に気体が流れると、溶剤の揮発が促進されて付着しているレジストが固化してしまい除去しにくい状態となるが、本発明では既述のように、ウエハＷの外端縁近傍で気液分離が行われて、液体成分は内カップ５に回収され、気体成分は外カップ４に回収されるので、レジストが固化する状態が発生しない。
【００４４】つまり内カップ５では、プリウエット工程にて既に溶剤が流れているので、当該カップ５の内壁面が溶剤で濡れている状態で塗布工程にてレジスト液と溶剤とが流れる。従って塗布工程のときには内カップ５壁面にはもともとレジスト液が付着しにくくなっている上に、同時に飛散する溶剤でレジスト液が流される。またバックリンス工程でさらにレジストが溶解可能な溶剤を流しているので、内カップ５壁面のレジストがこの溶剤により洗い流される。
【００４５】このように内カップ５にはレジスト液が回収されるといっても、プリウェット工程、塗布工程、バックリンス工程とにより溶剤が多量に存在するので、極めてレジストが固化しにくい状態となっており、このようにこれらの工程によりレジスト液が溶剤によって洗い流され、新たに内カップ５を洗浄する必要はない。また外カップ４には溶剤の揮発分や空気が飛散していくので、外カップ４の内壁面や排気管４３内にレジストが付着することが抑えられ、外カップ４も洗浄する必要はない。
【００４６】このように内カップ５、外カップ共４に、専用の洗浄工程を設ける必要がなく、カップを洗浄するための洗浄治具を用意し、これをスピンチャック３１に搭載して洗浄を行う必要がないので、専用の洗浄工程を設ける場合に比べて手間や時間がかからず、スループットの向上を図ることができる。また洗浄工程が不要であることから、カップ洗浄用の洗浄液例えばシンナー液が不要となり、塗布ユニットのトータルの処理で用いられるシンナー液を削減することができ、処理コストの低減を図ることができる。
【００４７】さらにウエハＷのレジスト液やレジスト液のミストがウエハＷの回転による遠心力によってウエハＷの外端縁の真横に飛散していく現象を利用して、ウエハＷの外端縁の真横をほぼ囲むように内カップ５を設けているので、レジスト液やレジスト液のミストは内カップ５内に飛散していき、外カップ４にはレジスト液やこれのミストが入り込むことがない。このため外カップ４を排気管４３を介して吸引しても、カップ４や排気管４３にレジスト液やこれのミストが付着することが抑えられ、カップ４や排気管４３の汚れを防止できる。またこのように外カップ４にレジスト液のミストが入り込まないので、ミストをトラップして汚れを防止するためのトラップタンクを設ける必要がなく、排気管４３の構造の複雑化を抑えることができる。
【００４８】また上述の例では、外カップ４と内カップ５にはウエハＷの通過領域が形成されており、スピンチャック３１に保持されたウエハＷの外端縁よりもわずかに外方側に外カップ４の開口部４４の内端縁、内カップ５の開口部５１の内端縁が位置するようになっているので、スピンチャック３１を外カップ４よりも上方側に位置させることにより、主搬送手段２４との間のウエハＷの受け渡しを簡単に行うことができる。
【００４９】さらに上述の例では、内カップ５の下壁部５３の内端部はウエハＷの外端縁よりも内方側に入り込むようになっているので、レジスト液やレジスト液のミストをほぼ完全に内カップ５内に回収することができる。さらにまた本発明では、内カップ５はウエハＷの外端部の側方部分をほぼ囲うように形成されればよく、内カップ５の開口部５１は小さいので、当該カップ５の径を小さくできる。このようにカップ５の径が小さいと内表面積が小さくなるので、レジストの付着面積が小さくなり、レジスト液がプリウェット時やバックリンス時のシンナー液により洗い流されやすい。ここで従来のカップでは、液体の流路と気体の流路とが横に並んで設けられており、気体の流路が内側であるので、カップ径を小さくしようとすると、気体流路の外端位置が内側によることとなり、排気管の径を大きくとれず排気力が小さくなるので、気液分離を十分に行うことができない。
【００５０】以上において本発明では、内カップ５の構造は、基板の外端縁の側方部と対向し、かつ基板の側方部の近傍領域を囲う開口部が形成されて、基板表面から基板の回転による遠心力で側方に飛散する液体成分が回収できる構造であればよい。また例えば図９に示すように、ウエハＷの処理時には内カップ８をウエハＷの外端縁とオーバーラップするように設けると共に、例えば内カップ８を複数個に分割可能に設け、ウエハＷの受け渡し時に内カップ８を例えば移動機構８１によりウエハＷから離れる方向に後退するように移動させて、当該カップ８の上面にウエハＷよりも大きい開口を形成し、こうしてスピンチャック３１にウエハＷを受け渡すようにしてもよいし、例えば図９（ａ）に点線の矢印で示す方向に上壁部を開閉自在に設ける等、他の手法によりウエハの受け渡し用の開口を当該カップ８の上面に形成するようにしてもよい。また外カップ４についてもウエハＷの処理時には当該ウエハＷの外端縁とオーバーラップするように設け、ウエハの受け渡し時にはウエハＷが通過可能な開口を当該カップ４の上面に形成するようにしてもよい。
【００５１】また上述の例では、内カップ５内を排気しない例について説明したが、ドレイン管５５の他端側に吸引手段を設け、内カップ５内を排気するようにしてもよい。さらに上述の例では洗浄工程を設けない構成について説明したが、例えば溶媒供給ノズル６４と兼用する洗浄ノズルを設け、バックリンス時に洗浄用ウエハ表面のほぼ回転中心位置にレジスト液の溶剤例えばシンナー液を供給するようにしてもよい。この場合、液体成分であるシンナー液とレジスト液を溶解したものは、内カップ５に回収され、シンナー液の揮発成分と空気とは外カップ４に回収される。この場合必ずしもプリウェット工程やバックリンス工程を行う必要はない。
【００５２】また本発明は例えば現像処理装置、枚葉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、この場合プリウェット工程に用いられる塗布液の溶剤としては現像処置装置の場合は純水、洗浄工程に用いられる塗布液の溶剤としては純水やシンナー液等が挙げられる。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。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、塗布液や塗布液の溶剤よりなる塗布液の液体成分は第１のカップに気体成分と分離して回収され、第１のカップでは塗布液の溶剤が多いので塗布液の付着が抑えられる。これによりカップへ付着した塗布膜の除去が目的のカップの洗浄工程は不要となってスループットが向上し、洗浄液の削減を図ることができる。また吸引排気路が接続されている第２のカップには塗布液の液体成分が入り込まないので、前記排気管４３への塗布液の付着も抑えられ、均一性の高い塗布処理を行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２１９９６７
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年６月１日（２００１．６．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１５１３
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 俊夫 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３６１１５５（Ｐ２００２−３６１１５５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１２月１７日（２００２．１２．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１６６９３８（Ｐ２００１−１６６９３８） |
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