JP2006302934A - 液処理方法及び液処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の処理液供給ノズルを一体に設けたノズルユニットを用いて基板例えば半導体ウエハへの処理液の供給を行うにあたり、ノズルユニットの大型化を抑えて各処理液供給ノズル内の処理液の乾燥を防止すること。
【解決手段】ノズルユニットの、一の処理液供給ノズル４Ａの先端内部の処理液層７１の外側に空気層７３と処理液の溶剤層７４とを形成する。次いで前記処理液供給ノズル４Ａの前記溶剤層７４を待機ユニットの液排出部に排出し、次いでこのノズル４ＡからウエハＷ表面に処理液を供給して塗布処理を行う。この後ノズル４Ａ内に残存する処理液を吸引し、次いでノズルユニットのノズル４Ａの先端を、待機ユニット６の溶剤貯留部６１Ａの溶剤内部に浸漬し、前記一のノズル４Ａを吸引することにより、当該ノズル４Ａの先端内部の処理液層７１の外側に空気層７３と溶剤層７４とを形成する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板に対して例えばレジスト液等の処理液の塗布処理を行なうための技術に関する。

半導体デバイスやＬＣＤ基板の製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィと呼ばれる技術により基板に対してレジストパターンの形成が行なわれている。この技術は、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）などの基板に、レジスト液を塗布し、このレジストを所定のパターンで露光した後に、現像処理を行なうことにより所望のパターンを得る、一連の工程により行われている。

前記レジスト液の塗布は、例えばスピンチャックに保持されたウエハのほぼ中心部に塗布ノズルからレジスト液を滴下し、次いでウエハＷを回転させ、この回転の遠心力を利用してウエハＷ表面上のレジスト液をウエハＷの中心から周縁に向けて拡散させることにより行なわれている。

この際、レジスト膜の下に形成される下地膜の種類や、エッチング選択比、レジスト膜の厚さ等に応じて、複数種類のレジスト液が用いられているが、これら種類の異なるレジスト液毎に塗布ノズルを用意し、共通の駆動アームにより、塗布ノズルの待機位置と、レジスト液の塗布処理を行なう処理位置との間で移動させる構成では、駆動アームによる塗布ノズルの持ち替え作業が必要になって動作工程が多くなり、また位置合わせ作業も個別に行なわなくてならないので手間がかかることから、図１７に示す特許文献１の構成のように、複数のノズルを一体に設けた一体型の塗布ノズル１が検討されている。

ところで、レジスト液は有機材料よりなるレジスト膜の成分と、この成分の溶剤例えばシンナー液とを含むものであって、大気に接触すると乾燥しやすいので、従来からレジスト液の乾燥を防止するため、レジスト液の塗布処理後、サックバックを行い、レジスト液を塗布ノズルの中に例えば２ｍｍ程度引き込み、レジスト液を大気と接触しにくい状態にすることが行われている。

しかしながらこのようにしても、時間の経過と共にレジスト液が乾燥してしまうので、前回の処理から所定時間が経過した塗布ノズルを用いて塗布処理を行なおうとすると、乾燥により濃度等が変化したレジスト液が塗布され、結果として塗布不良が発生する。このため実際には、前記塗布ノズル内に引き込んだレジスト液を捨ててから、塗布処理を行なうことにしている。またウエハＷへのレジスト液の塗布前以外にも、ノズル内のレジスト液の品質を保持するために、定期的にノズル内のレジスト液の排液が行なわれている。

ここで前記一体型の塗布ノズル１を用いて塗布処理を行なう場合には、塗布処理に使用するノズルは一本であり、その他の塗布処理に使用しないノズルについても塗布処理時と同じようにウエハＷ上を移動するため、この使用しないノズル内のレジスト液が大気と接触してしまい、乾燥がより進みやすい状態になっている。このため、上述の特許文献１の構成では、塗布ノズル１をカバー体１１で覆い、さらにカバー体１１の内部をシンナー液１２で満たすことにより、前記ノズル１内部のレジスト液の乾燥を防止するようにしている。図１７中１３はカバー体１１に形成されたノズルからのレジスト液を吐出させるための、ノズルに対応して設けられた供給孔であり、１４は前記供給孔１３を選択的に開口させるための蓋体である。

しかしながら、この構成では複数のノズルの外側に、ノズルの開口部全体を覆うカバー体１１が設けられているので、塗布ノズル１が大型化してしまい、一体に設けるノズルが多ければさらに大型化してしまう。またカバー体１１の内部をシンナー液１２で満たしてはいるものの、実際に塗布処理を行なう際には、前記カバー体１１内のシンナー液１２は排出した状態で行なわれる。このため使用していないノズルは、カバー体１１が設けられているといっても、大気との接触を完全に抑えた状態ではないので、結果としてノズル内部のレジスト液の乾燥が進んでしまう。

このため、次に異なるノズルを用いて塗布処理を行なう場合には、結局使用しようとするノズル内のレジスト液を捨ててから、塗布処理を行なわざるを得ない。また使用頻度の少ない塗布液のノズルについては、定期的なノズル内部のレジスト液の排液を頻繁に行なうことが必要になる。

このように、塗布液を行なう都度、又は定期的にノズル内のレジスト液を排液すると、高価なレジスト液が無駄になり、レジスト液のトータルの消費量が多くなって、製造コストの上昇を引き起こす原因となっていることから、本発明者らは特許文献２の手法を用い、レジスト液の排液を行なわずに、レジスト液の無駄を抑えることを検討している。この手法は、塗布ノズル内部において、レジスト液の外側に空気層とシンナー層とを形成し、レジスト液の大気との接触を抑えて乾燥を防止することにより、塗布処理前のレジスト液の排液を防止するものである。

しかしながら特許文献２では、複数のノズルを備えた一体型の塗布ノズルにこの手法を適用することについては想定されておらず、複数のノズル内部に効率的に空気層とシンナー層とを形成する手法や、一のノズルによって塗布処理を行い、次いで他のノズルを用いて塗布処理を行なう際の手法については何ら記載されていないので、この特許文献２に記載によっても具体化は困難である。

特許第３２２７６４２号公報 特開２００３−１７８９６５号公報

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、複数の処理液供給ノズルを一体に設けたノズルユニットを用いて基板への処理液の供給を行うにあたり、ノズルユニットの大型化を抑えて各処理液供給ノズル内の処理液の乾燥を防止することにある。

このため、本発明は、夫々別の処理液供給路に接続された複数の処理液供給ノズルを一体的に設けたノズルユニットを用い、前記処理液供給ノズルの一つから基板表面に対して前記処理液を供給する処理を行う液処理方法において、
前記ノズルユニットの、各々の処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する工程と、
次いで前記ノズルユニットの一の処理液供給ノズルから、前記溶剤層を液排出部に排出する工程と、
次いで前記一の処理液供給ノズルから基板表面に処理液を供給する工程と、
次いで前記一の処理液供給ノズル内に残存する処理液を吸引して、当該処理液供給ノズル内の処理液の液面を前記処理液供給路側に後退させる工程と、
次いでノズルユニットの少なくとも前記一の処理液供給ノズルの先端を、前記処理液の溶剤を貯留する溶剤貯留部の溶剤内部に浸漬し、前記一の処理液供給ノズルを吸引して、当該一の処理液供給ノズル内の処理液の液面を前記処理液供給路側にさらに後退させると共に、前記溶剤を当該一の処理液供給ノズルの先端部内に吸入して、当該一の処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する工程と、を含むことを特徴とする。

また本発明の他の発明は、夫々別の処理液供給路に接続された複数の処理液供給ノズルを一体的に設けたノズルユニットを用い、前記処理液供給ノズルの一つから基板表面に対して前記処理液を供給する処理を行なう液処理方法であって、
前記ノズルユニットの、各々の処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する第１の工程と、
次いで前記第１の工程が行われてから予め設定された時間の経過後、揮発により減少した前記溶剤層を補充するために行われる第２の工程と、を含み、
前記第２の工程は、前記ノズルユニットの各処理液供給ノズルから、前記溶剤層を液排出部に排出する工程と、
次いでノズルユニットの各処理液供給ノズルの先端を、処理液の溶剤を貯留する溶剤貯留部の溶剤内部に浸漬し、各々の処理液供給ノズルを吸引して、これら処理液供給ノズル内の処理液の液面を前記処理液供給路側に後退させると共に、前記溶剤をこれら処理液供給ノズルの先端部内に吸入し、これら処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する工程と、を含むことを特徴とする。

ここで前記一の処理液供給ノズルから基板表面に処理液を供給する工程は、回転する基板に処理液を供給しながら行なうものである場合には、前記ノズルユニットは、前記複数の処理液供給ノズルが基板の回転中心上を通る直線上に配列され、前記溶剤貯留部と液排出部は、前記基板の回転中心上を通る直線上に設けられることが好ましい。

また前記ノズルユニットの各処理液供給ノズルの先端を処理液の溶剤の内部に浸漬する工程は、各処理液供給ノズル毎に設けられた溶剤貯留部に、夫々対応する処理液供給ノズルの先端を浸漬して行うことが好ましい。さらに前記処理液供給ノズルから溶剤層を排出する工程は、共通の液排出部に各々の処理液供給ノズルを移動させて前記溶剤層を排出することにより行うようにしてもよい。さらにまた前記溶剤貯留部と液排出部は、共通の容器に互いに隣接して設けるようにしてもよい。

また本発明の液処理装置は、基板を水平に保持するための基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板に対して処理液を供給するための、夫々別の処理液供給路に接続された複数の処理液供給ノズルを、共通の支持部に一体的に設けたノズルユニットと、
前記ノズルユニットの一部又は全部の処理液供給ノズルの先端が浸漬するように設けられ、前記処理液の溶剤を貯留するための溶剤貯留部と、
前記ノズルユニットの一部の処理液供給ノズルから液を排出するように設けられた液排出部と、
前記ノズルユニットの各々の処理液供給ノズルを吸引するための手段と、
前記ノズルユニットを、前記溶剤貯留部と液排出部と基板に対して処理液を供給する位置との間で移動させる手段と、
前記ノズルユニットの一の処理液供給ノズルから、前記溶剤層を液排出部に排出し、次いで前記一の処理液供給ノズルから基板表面に処理液を供給し、次いで前記一の処理液供給ノズル内に残存する処理液を吸引して、当該処理液供給ノズル内の処理液の液面を前記処理液供給路側に後退させ、次いでノズルユニットの少なくとも前記一の処理液供給ノズルの先端を、前記処理液の溶剤を貯留する溶剤貯留部の溶剤内部に浸漬し、前記一の処理液供給ノズルを吸引して、当該一の処理液供給ノズル内の処理液の液面を前記処理液供給路側にさらに後退させると共に、前記溶剤を当該一の処理液供給ノズルの先端部内に吸入して、当該一の処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する工程を実施するように、前記各手段を制御するためのプログラムを含む制御部と、を備えたことを特徴とする。

また本発明の液処理装置は、基板を水平に保持するための基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板に対して処理液を供給するための、夫々別の処理液供給路に接続された複数の処理液供給ノズルを、共通の支持部に一体的に設けたノズルユニットと、
前記ノズルユニットの一部又は全部の処理液供給ノズルの先端が浸漬するように設けられ、前記処理液の溶剤を貯留するための溶剤貯留部と、
前記ノズルユニットの一部の処理液供給ノズルから液を排出するように設けられた液排出部と、
前記ノズルユニットの各々の処理液供給ノズルを吸引するための手段と、
前記ノズルユニットを、前記溶剤貯留部と液排出部と基板に対して処理液を供給する位置との間で移動させる手段と、
前記ノズルユニットの、各々の処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成してから予め設定された時間の経過後、揮発により減少した前記溶剤層を補充するために、前記ノズルユニットの各処理液供給ノズルから、前記溶剤層を液排出部に排出し、次いでノズルユニットの各処理液供給ノズルの先端を、処理液の溶剤を貯留する溶剤貯留部の溶剤内部に浸漬し、各々の処理液供給ノズルを吸引して、これら処理液供給ノズル内の処理液の液面を前記処理液供給路側に後退させると共に、前記溶剤をこれら処理液供給ノズルの先端部内に吸入し、これら処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する工程を実施するように、前記各手段を制御するためのプログラムを含む制御部と、を備えたことを特徴とする。

さらにまた前記液処理装置は、基板保持部により回転された基板の表面に、一の処理液供給ノズルから処理液を供給しながら行う場合には、前記ノズルユニットは、前記複数の処理液供給ノズルが基板の回転中心上を通る直線上に配列され、前記溶剤貯留部と液排出部は、前記基板の回転中心上を通る直線上に設けられることが好ましい。

また前記ノズルユニットは、前記基板保持部に保持された基板に対して処理液の溶剤を供給するための、溶剤供給路に接続された溶剤供給ノズルを、さらに備えるようにしてもよい。さらに前記複数の処理液供給ノズルと溶剤供給ノズルとは、基板の回転中心上を通る直線上に配列されていることが好ましい。さらにまた前記溶剤貯留部は、各処理液供給ノズル毎に対応して設けられていることが好ましい。さらにまた前記溶剤貯留部と液排出部とを、共通の容器に互いに隣接して一体に設けるようにしてもよいし、前記液排出部は、溶剤供給ノズルに対応するように設けるようにしてもよい。

以上において本発明では、複数の処理液供給ノズルを一体に設けたノズルユニットを用いて基板への処理液の供給を行うにあたり、各処理液供給ノズルの内部の処理液の外側に空気層と処理液の溶剤層とを形成しているので、処理液と大気との接触が抑えられ、ノズルユニットの大型化を抑えながら、使用していない処理液供給ノズル内の処理液の乾燥を防止することができる。

また本発明では、処理液の供給処理に使用した処理液供給ノズルについては、１回目の吸引と、当該処理液供給ノズルの先端を処理液の溶剤に浸漬して２回目の吸引を行なうことにより、再び処理液の外側に空気層と溶剤層を形成することができ、当該処理液供給ノズル内の処理液の乾燥が防止できる。

さらに本発明では、ノズルユニットの、各々の処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成してから、予め設定された時間が経過した時に、揮発により減少した前記溶剤層を補充する工程を行っているので、時間が経過しても処理液供給ノズル内の処理液の乾燥を抑えることができる。

さらにまた本発明では、ノズルユニットの前記複数の処理液供給ノズルを基板の回転中心上を通る直線上に配列し、前記溶剤貯留部と液排出部とを、前記基板の回転中心上を通る直線上に設けているので、処理液供給ノズルを水平方向の一方向に移動させると共に、昇降させることによって、処理液供給ノズルから基板に処理液を供給する位置と、処理液供給ノズルから液排出部に溶剤層を排出する位置と、処理液供給ノズルが溶剤貯留部から溶剤を吸引する位置との間で、ノズルユニットを移動することができる。このためノズルユニットを水平方向の他の方向に移動させる駆動機構が不要となり、ノズルユニットを移動させる手段の簡易化を図ることができる。

本発明に係る液処理装置をレジスト液の塗布処理を行なう塗布装置に適用した実施の形態について説明する。図１中２は塗布装置であり、この塗布装置２は、基板である半導体ウエハＷ（以下「ウエハＷ」という）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をなすスピンチャック２１を備えている。このスピンチャック２１は、軸部２２を介して駆動機構（スピンチャックモータ）２３に接続されており、この駆動機構２３により回転及び昇降自在に構成されている。

スピンチャック２１に保持されたウエハＷの周縁外側には、このウエハＷを囲むようにして上部側が開口するカップ体３が設けられており、このカップ体３の側周面上端側は内側に傾斜している。前記カップ体３の底部側には凹部状をなす液受け部３１がウエハＷの周縁下方側に全周に亘って外側領域３２と内側領域３３とに区画されて設けられており、外側領域３２の底部には貯留した処理液などのドレインを排出するための排液路３４が接続され、また内側領域３３の底部には二つの排気路３５ａ，３５ｂが接続されている。

またウエハＷの下方側には円形板３７が設けられており、この円形板３７の外側を囲むようにしてリング部材３８が設けられ、このリング部材３８の外端面には下方に伸びる端版３９が外側領域３２内に進入するようにして設けられていて、この端版３９及びリング部材３８の表面を伝って、処理液等が外側領域３２内に案内されるようになっている。なお図示は省略するが、ウエハＷの裏面側を支持して昇降可能な昇降ピンが円形板３７を上下に貫通して設けられており、この昇降ピンと後述する主搬送手段との協働作業によりスピンチャック２１に対してウエハＷの受け渡しが行なわれるように構成されている。

図中４は、前記スピンチャック２１に保持されたウエハＷに対して処理液や、処理液の溶剤を供給するためのノズルユニットである。このノズルユニット４は、例えば図２〜図５に示すように、前記ウエハＷに対して処理液例えばレジスト液を供給するための複数本例えば１０本の処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊと、前記ウエハＷに対して処理液の溶剤例えばシンナー液を供給するための例えば１本の溶剤供給ノズル５と、を共通の支持部４１に一体的に固定することにより構成されている。また支持部４１には図示しない温調機構が設けられている。

例えば前記処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊと溶剤供給ノズル５とは、例えば図３〜図５に示すように、溶剤供給ノズル５を中心として両側に５本づつの処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｅ、４Ｆ〜４Ｊが、前記塗布装置２の長さ方向（Ｙ軸方向）に沿って一直線上に配列されるように、前記支持部４１に固定されている。

そして図４に示す前記各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊは、夫々途中にサックバックバルブＶＡ〜ＶＪや、開閉バルブやマスフロコントローラ等を備えた流量調整部ＣＡ〜ＣＪを備えた夫々異なる処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊを介して夫々異なる処理液供給源４３Ａ〜４３Ｊが接続されている。これら処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊと、前記温調機構に温調された流体を供給するための例えば２本のノズル温調配管（図示せず）はフレキシブルな材料により構成され、後述するようにノズルユニット４が移動する際、ノズルユニット４の動きを妨げないようになっている。またこれら処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊとノズル温調配管は、例えば図２に一点鎖線で示すように纏められた状態で、後述するベースプレート４８の下方側に伸び出しており、例えばこのベースプレート４８の下方側で、サックバックバルブＶＡ〜ＶＪや、流量調整部ＣＡ〜ＣＪ、処理液供給源４３Ａ〜４３Ｊ、ポンプやフィルタ等に接続されるようになっている。

ここで図６（ａ）に支持部４１に形成された処理液供給ノズル４Ａの処理液供給路４２Ａを示す。前記サックバックバルブＶＡ〜ＶＪは吸引手段をなすものであり、流量調整部ＣＡ〜ＣＪは処理液の流量を調整する手段をなすものである。また前記処理液供給源４３Ａ〜４３Ｊには、例えば夫々レジスト液の種類や、同じ種類であっても粘度等が異なるレジスト液、例えばＩ−Ｌｉｎｅレジスト液や、ＫｒＦレジスト液、ＡｒＦレジスト液等が処理液として貯留されている。さらに前記溶剤供給ノズル５は、溶剤供給路５２により溶剤供給源５３に接続されている。図中５１は、開閉バルブやマスフロコントローラ等を備えた流量調整部５１である。

前記サックバックバルブＶＡ〜ＶＪは、対応する処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊからの処理液の吐出を停止させた際に、当該処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊ内に残留する処理液の先端液面を処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊ側に後退（サックバック）させるためのものであり、例えば内部に処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊに連通する吸引室が形成されたベローズを備えている。そしてこのベローズを伸張させ、吸引室内を負圧にすることにより、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊ内の処理液を処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊ側に後退させることができる。またサックバックバルブＶＡ〜ＶＪにはニードルが設けられており、このニードルで前記吸引室の最大容積を変えることによって処理液の先端液面の後退する距離を調節することができるようになっている。このサックバックバルブＶＡ〜ＶＪは、後述する制御部により駆動が制御されるようになっている。

前記カップ３の外面には、例えば前記ノズルユニット４の待機ユニット６が設けられている。この待機ユニット６は、例えば前記ノズルユニット４の全部の処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端が浸漬するように設けられ、各処理液供給ノズルと対応して処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊ毎に設けられた、前記処理液の溶剤を貯留するための溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊと、前記溶剤供給ノズル５と対応するように中央に設けられた液排出部６２と、を備えており、これらが互いに隣接するように共通の容器６３にＹ軸方向に沿って一直線上に配列されている。

図６（ａ）は、液排出部６２の縦断面図、図６（ｂ）は溶剤貯留部６１Ａの縦面図であり、図中６４Ａは、溶剤貯留部６１Ａに隣接して設けられた液排出路６４Ａであって、各溶剤貯留部６１Ａ（６１Ｂ〜６１Ｊ）に隣接する各液排出路６４Ａ（６４Ｂ〜６４Ｊ）は互いに連通して、液排出部６２に連通する液排出室６５に接続されている。このような構成では、溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｆからオーバーフローした溶剤は、液排出路６４Ａ〜６４Ｊを介して液排出室６５に流れ、この液排出室６５から容器６３の底部に形成された液排出口６６を介して外部に排出されるようになっている。

このようなノズルユニット４は、図２、図５（ａ）に示すように、昇降機構４４によりＺ軸方向に伸びる昇降軸４５に沿って昇降自在（Ｚ軸方向に移動自在）に構成されると共に、水平方向移動機構４６により塗布装置２の長さ方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられたガイドレール４７に沿って、ノズルユニット４がウエハＷの回転中心Ｏ上を通る直線Ｌ上に移動できるように構成されている。前記昇降機構４４と水平方向移動機構４６とは本発明の移動手段を構成するものである。図中４８はベースプレートである。

ここで前記ノズルユニット４の処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊと溶剤供給ノズル５とは、例えば図５（ａ）に示すように、ウエハＷの回転中心Ｏ上を通る直線Ｌ上に配列され、また待機ユニット６の各溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊと液排出部６２も、例えば図５（ｂ）に示すように、ウエハＷの回転中心Ｏ上を通る直線Ｌ上に位置するように配列されている。なお図５（ａ），（ｂ）では、図示の便宜上ウエハＷに比べてノズルユニット４や待機ユニット６を大きく描いており、ノズルユニット４は通常では見えないノズル先端の吐出孔を描いている。

これら昇降機構４４及び水平方向移動機構４６は例えばモータより構成されており、これにより前記ノズルユニット４は、例えばノズルユニット４の各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端が前記待機ユニット６の容器６３の上面よりも僅かに例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度上方側に位置する待機位置と、各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端が各溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊの液面から１ｍｍ程度浸漬する位置と、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊ、溶剤供給ノズル５のいずれか一のノズルがウエハＷの回転中心Ｏに処理液又は溶剤を供給する位置との間で移動でき、さらに各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊが夫々液排出部６２に対向する位置まで移動できるように、昇降自在、Ｙ軸方向に移動自在に構成されている。

これらサックバックバルブＶＡ〜ＶＪ、流量調整部ＣＡ〜ＣＪ、昇降機構４４、水平方向移動機構４６は例えば制御部１００により駆動が制御されている。つまり１本の処理液供給ノズル４Ａ（４Ｂ〜４Ｊ）のみのサックバックや、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊのサックバックを予め設定されたタイミングで行ない、このときのサックバックする処理液や溶剤の量、後述するように夫々の処理液供給ノズル４Ａ（４Ｂ〜４Ｊ）から吐出する溶剤や処理液の量や、これらの量をサックバックしたり吐出したりするときのサックバックバルブＶＡ〜ＶＪや流量調整部ＣＡ〜ＣＪの制御量等は、予め制御部１００に格納されていて、設定された処理プログラムに沿ってサックバック等の処理が行われるようになっている。
続いてこのような塗布装置２にて行なわれる本発明の方法について説明する。先ず塗布装置２における塗布処理を行なう前に、ノズルユニット４の全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊについて、各ノズルの先端内部に、処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊ側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する処理を行う。具体的には、先ず図７（ａ）に示すように、前記ノズルユニット４の、各々の処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの、各処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊに設けられた各サックバックバルブＶＡ〜ＶＪにより１回目の吸引を行なう。このようにすると、各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊ内の処理液７１の液面は、例えば図８（ａ）に処理液供給ノズル４Ａを代表して示すように吸引前の状態から、図８（ｂ）に示すように前記処理液供給路４２Ａ側に後退して、当該液面はノズル４Ａの先端から上昇する。ここでノズル４Ａ内の前記処理液の液面は、前記ノズル先端から１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度上昇させるように、サックバックバルブＶＡにより吸引することが望ましい。

次いで図７（ｂ）、図８（ｃ）に示すように、ノズルユニット４を待機ユニット６に対向する位置まで移動させ、各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端を夫々対応する溶剤貯留部４１Ａ〜４１Ｊの溶剤７２の内部に浸漬する。ここで溶剤貯留部４１Ａ〜４１Ｊには、予め例えば溶剤供給ノズル５を各溶剤貯留部４１Ａ〜４１Ｊに対向する位置に順番に移動し、当該溶剤供給ノズル５から各溶剤貯留部４１Ａ〜４１Ｊに溶剤を吐出することにより貯留しておいてもよいし、図６（ｂ）に示すようなシンナー液供給部を設けて供給するようにしてもよい。

そして図７（ｃ）に示すように、各々の処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの各処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊに設けられた各サックバックバルブＶＡ〜ＶＪにより２回目の吸引を行なう。このようにすると、各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊ内の処理液７１の液面は、例えば図８（ｄ）に示すように、前記処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊ側にさらに後退すると共に、溶剤貯留部４１Ａ〜４１Ｊ内の溶剤がこれら処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端部から吸入される。これによりこれら処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端内部に、処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊ側から順に処理液層７１と空気層７３と処理液の溶剤層７４とが形成される。

ここで口径が１．２ｍｍ〜２ｍｍ程度のノズル４Ａ〜４Ｊを用いる場合には、各ノズル４Ａ〜４Ｊ内の空気層７３の厚さは例えば２ｍｍ程度に設定することが好ましい。また溶剤層７４の厚さは、処理液の乾燥を防ぐ時間に関係するが、後述の実験例よりも明らかなように、例えば２時間程度の乾燥を防ぐためには１．５ｍｍ〜２ｍｍ程度に設定することが望ましい。なお１回目の吸引によって形成される前記処理液層７１の液面のノズル先端からの上昇の程度や、２回目の吸引によって形成される空気層７３、溶剤層７４の厚さは、サックバックバルブＶＡ〜ＶＪの吸引力により、対応するノズル毎に制御される。このように、途中で処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端を溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊに浸漬させて、サックバックバルブＶＡ〜ＶＪにより２段階の吸引を行なうという一連の動作は、制御部１００に格納された処理プログラムに基づいて行われる。

続いて各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端に処理液層７１と空気層７３と溶剤層７４とが形成されたノズルユニット４を用いて、塗布装置２にてウエハＷの塗布処理を行なう場合について、前記ノズルユニット４の一の処理液供給ノズル４Ａ（図９（ａ）中、右端の処理液供給ノズル）を用いて塗布処理を行なう場合を例にして説明する。

先ずこの処理液供給ノズル４Ａから溶剤層７４を排出する処理を行う。つまり図９（ａ）に示すように、当該処理液供給ノズル４Ａが待機ユニット６の液排出部６２に対向するようにノズルユニット４を移動させ、前記流量調整部ＣＡにより所定量の処理液を吐出させて排出する。そして処理液のサックバックを行う。この際処理液の廃棄量を少なくするために、溶剤層７４のみを排出するための処理液の供給量は予め実験により求めておき、処理液の液面を例えば２ｍｍ程度下降させ、こうして溶剤層７４を排出する。ここでこの量の処理液を供給するための流量調整部ＣＡの制御量は予め制御部１００に格納されている。

次いでノズルユニット４を処理液供給ノズル４ＡがウエハＷに塗布液を供給する塗布位置まで移動させて、この処理液供給ノズル４Ａから処理液をウエハＷに供給して塗布処理を行なう。ここでこの塗布処理では、スピンチャック２１をカップ３の上方側に位置させ、前工程から図示しない主搬送手段により搬送されたウエハＷを図示しない昇降ピンとの協働作業によりスピンチャック２１上に受け渡し、スピンチャック２１を処理位置まで下降させる。

そして溶剤供給ノズル５がスピンチャック２１に保持されたウエハＷの回転中心Ｏに溶剤を供給する位置にノズルユニット４を移動し、溶剤であるシンナー液を供給する。そしてスピンチャック２１によりウエハＷを回転させ、この遠心力によりシンナー液をウエハＷの中心Ｏから周縁部まで拡散させる。次いでスピンチャック２１の回転を中止して、処理液供給ノズル４Ａがスピンチャック２１に保持されたウエハＷの回転中心Ｏに処理液を供給する位置にノズルユニット４を移動し、処理液であるレジスト液Ａを供給する。そしてスピンチャック２１によりウエハＷを回転させ、この遠心力によりレジスト液ＡをウエハＷの中心Ｏから周縁部まで拡散させる。ここでレジスト液Ａは、例えばシンナー液によりウエハＷ表面が濡れている状態で塗布される。こうしてレジスト液Ａが塗布されたウエハＷは、スピンチャック２１をカップ３の上方側に位置させて、図示しない昇降ピンにより図示しない主搬送手段に受け渡される。

一方塗布処理を終了した後、所定時間以上塗布液の吐出が行われない場合は、使用した処理液供給ノズル４Ａの先端内に、処理液層７１と空気層７３と溶剤層７４とを形成する処理を行なう。つまり既述のように、この処理液供給ノズル４Ａに対してサックバックバルブＶＡにより１回目の吸引を行い（図９（ｃ）参照）、次いで図１０（ａ）に示すように、ノズルユニット４を待機ユニット６に対向する位置まで移動させ、各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端を夫々対応する溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊの溶剤７２の内部に浸漬し、続いて図１０（ｂ）に示すように、使用した処理液供給ノズル４ＡのみサックバックバルブＶＡにより２回目の吸引を行なう。このようにすると、この処理液供給ノズル４Ａの先端内部に、処理液供給路４２Ａ側から順に処理液層７１と空気層７３と溶剤層７４とが形成される。なおこの際、サックバックしようとする処理液供給ノズル４Ａを、いずれかの溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊの溶剤７２の内部に浸漬して、サックバックバルブＶＡにより２回目の吸引を行なうようにしてもよい。

この後、前記一の処理液供給ノズル４Ａとは異なる他の処理液供給ノズル４Ｂを用いて塗布処理を行う場合には、処理液供給ノズル４Ａと同様に、他の処理液供給ノズル４Ｂが待機ユニット６の液排出部７２に対向するようにノズルユニット４を移動して、この処理液供給ノズル４Ｂの溶剤層７４の排出を行い、次いでこの処理液供給ノズル４Ｂを用いてウエハＷに処理液であるレジスト液Ｂの塗布処理を行い、続いてこの処理液供給ノズル４Ｂの先端内部に処理液層７１と空気層７３と溶剤層７４とを形成するための処理を行う。この際ノズルユニット４は、通常では空気中に待機することが好ましく、例えばノズルユニット４の各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端が前記待機ユニット６の容器６３の上面よりも僅か例えば１．５ｍｍ〜２ｍｍ程度上方側に位置する待機位置にて待機する。

ここで、使用する処理液供給ノズル４Ａの溶剤を排出し、所定の塗布処理を行い、次いで使用した処理液供給ノズル４Ａの一回目の吸引を行い、次いで処理液供給ノズル４Ａの先端を溶剤貯留部に浸漬させ、サックバックバルブＶＡにより使用した処理液供給ノズル４Ａについて２回目の吸引を行なうという一連の動作や、次いで他の処理液供給ノズル４Ｂを用いて次の塗布処理を行なう際の一連の動作は、制御部１００に格納された処理プログラムに基づいて行われる。

このような方法では、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端には処理液層７１の外側に空気層７３と溶剤層７４とが形成されるので、処理液層７１と大気との接触が避けられる。また処理液層７１と溶剤層７４との間に空気層７３が形成されているが、当該空気層７３は溶剤の揮発で飽和状態になるので、処理液が乾燥しない雰囲気が形成され、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊ内の処理液の乾燥が抑えられる。この際、処理液層７１と溶剤層７４との間に形成された空気層７３により処理液層７１と溶剤層７４との接触が抑えられ、溶剤層７４の溶剤が処理液に混ざり込むことが防止される。

このように本発明では、各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの内部の処理液層７１の外側に空気層７３と溶剤層７４とを形成することにより処理液の乾燥を抑えているので、複数のノズルを一体に設けた一体型ノズルであっても、不使用のノズル中の処理液が空気中に晒されるおそれがなく、確実に処理液の乾燥を抑えることができる。また複数のノズルが設けられたノズルユニット４に乾燥防止用の部材を取り付ける場合に比べてノズルユニット４の大型化が抑えられ、一体に設ける処理液供給ノズルの本数が増えたとしても、ノズル増加分の大型化で済む。

また処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊ内の処理液の乾燥が抑えられることから、塗布処理を行なう前や定期的に、乾燥により変質した処理液を排出する必要がなく、高価な処理液の無駄が抑えられ、コスト的に有効である。

さらに全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊにおいて、１回目のサックバックにより処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊ内の処理液を後退させ、次いで全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊを溶剤に浸漬して２回目のサックバックを行うことにより、全てのノズル４Ａ〜４Ｊの内部に、処理液層７１と空気層７３と溶剤層７４とを同時に一括で、容易かつ効率的に形成することができる。

さらにまた処理液の供給処理に使用した処理液供給ノズルについては、１回目の吸引と、当該処理液供給ノズルの先端を溶剤貯留部に浸漬して２回目の吸引を行なうことにより、再び処理液層７１の外側に空気層７３と溶剤層７４とを形成することができ、当該処理液供給ノズル内の処理液の乾燥が防止できる。

さらにまたノズルユニット４の処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊと溶剤供給ノズル５とを、ウエハＷの回転中心Ｏ上を通る直線Ｌ上に配列し、前記溶剤貯留部６２Ａ〜６２Ｆと液排出部６２とを、前記回転中心Ｏ上を通る直線Ｌ上に設けているので、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊを水平方向の一方向（Ｙ方向）に移動させると共に、昇降させることによって、処理液供給ノズル４Ａ〜４ＪからウエハＷに処理液を供給する位置と、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊから液排出部６２に溶剤層７４を排出する位置と、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊが溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊから溶剤を吸引する位置との間で、ノズルユニット４を移動させることができる。つまりノズルユニット４を水平方向の他の方向（Ｘ方向）に移動させる駆動機構を用いずに所定の位置への移動ができるので、ノズルユニット４の移動させる手段を簡易化することができる。

また処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊを一直線上つまり前記回転中心Ｏ上を通る直線Ｌ上に配列し、待機ユニット６には、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊに対応するように溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊを、溶剤供給ノズル５と対応するように液排出部６２を一直線上つまり前記回転中心Ｏ上を通る直線Ｌ上に配列して設けているので、待機ユニット６の小型化を図ることができる。つまり全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊに効率的に溶剤層７４を形成するためには、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端が溶剤に浸漬できるように溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊを設けることが好ましいが、塗布処理を行う前の溶剤層７４の排出は１本のノズル毎に行なわれるので、液排出部６２は１個でよく、しかも溶剤供給ノズル５に対向するように設けることにより、待機ユニット６の省スペース化を図ることができる。

また溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊが個別に設けられているので、仮に処理液毎に溶剤が異なる際にも対応でき、万が一レジスト液が溶剤貯留部６２Ａ〜６２Ｊに入り込んでしまった場合であっても、異なるレジスト液がノズル内に浸入して異種のレジスト液同士が混ざり合ってしまうようなおそれがない。

さらに溶剤供給ノズル５を中心にして、この溶剤供給ノズル５の両側に処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊを５本ずつ設けており、これに対応して待機ユニット６も液排出部６２が中心に設けられているので、液排出部６２を端に設ける場合に比べて、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊから溶剤層７４を排出するときのノズルユニット４の移動距離が少なくて済み、効率がよい。

続いて揮発により減少した処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの溶剤層７４を補充するために行われる処理（第２の工程）について説明する。これは前記溶剤層７４は揮発成分により形成されているので、時間の経過と共に溶剤層７４が蒸発して、溶剤層７４の量が少なくなり、処理液の乾燥を完全に防止できないことが発生するおそれもあることから、これを抑えるために行なわれるものであり、この定期的な溶剤層７４の補充を行なうタイミング（前回全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊに対して処理液層７１と空気層７３と溶剤層７４の形成処理（第１の工程）が行なわれてから、今回溶剤層７４の形成を行なうまでの時間）は、形成された溶剤層７４の溶剤の種類や、前記第１の工程により形成された溶剤層７４の厚さなどに応じて予め決定される。

先ず前記第２の工程では、各処理液供給ノズル４Ａから溶剤層７４を排出する処理を行う。つまり先ず一本目の処理液供給ノズル４Ａを待機ユニット６の液排出部６２に対向するようにノズルユニット４を移動させ、前記流量調整部ＣＡにより所定量の処理液を供給して溶剤層７４を排出し、同様に他の処理液供給ノズル４Ｂ〜４Ｊについても順次液排出部６２に対向するように移動して、溶剤層７４を排出する。

ここで溶剤層７４のみを排出するための処理液の供給量は、この定期的な溶剤層７４の補充処理を行なうタイミングによって異なるので、例えば予め実験により適切なタイミング、このときの溶剤層７４の排出量、このときの流量調整部ＣＡの制御量等を求めておき、予め制御部１００に格納しておく。

そしてノズルユニット４を待機ユニット６に対向する位置まで移動させ、各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端を夫々対応する溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊの溶剤７２の内部に浸漬し、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊに対してサックバックバルブＶＡ〜ＶＪにより吸引を行ない、このようにして、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端内部に処理液層７１と空気層７３と溶剤層７４とを形成する。

またこの定期的な溶剤層７４の形成は、前回全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊに対して処理液層７１と空気層７３と溶剤層７４の形成が行なわれてから、所定時間経過後に、ノズルからの溶剤層７４の排出を行なわずに、直接各処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端を夫々対応する溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊの溶剤７２の内部に浸漬し、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊに対してサックバックバルブＶＡ〜ＶＪにより吸引を行なうことにより、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端内部に新たに溶剤層７４を形成することにより行うようにしてもよい。

全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊに、ほぼ同じ時間で揮発するように溶剤層７４を形成しておき、溶剤層７４が所定量残存するかほとんど揮発したタイミングで、再び溶剤層７４の形成を行なっても、再び溶剤層７４の形成を行なう場合のサックバックバルブＶＡ〜ＶＪによる吸引量を制御することにより、所定の厚さの溶剤層７４を形成することができるからである。ここでこの場合の定期的な溶剤層７４の形成のタイミング、このときの溶剤層７４の吸引量等は予め実験により求めておき、予め制御部１００に格納しておく。

またこの定期的な溶剤層７４形成の際の、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの溶剤の排出や、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端を溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊに浸漬させ、サックバックバルブＶＡ〜ＶＪにより処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊについて吸引を行なうという一連の動作は、制御部１００に格納された処理プログラムに基づいて行われる。

このように所定のタイミングで定期的な溶剤層７４の形成を行なうことによって、溶剤層７４が時間の経過と共に揮発して、溶剤層７４の量が少なくなったときに溶剤層７４を新たに補充できるので、長時間処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊを使用せずに待機する場合であっても、確実に処理液の乾燥を防ぐことができる。

続いて前記塗布装置を組み込んだ塗布、現像装置に、露光部（露光装置）を接続したレジストパターン形成システムの全体構成について図１１及び図１２を参照しながら簡単に説明する。図中Ｓ１は、基板例えばウエハＷが、例えば１３枚密閉収納されたキャリア８を搬入出するためのキャリア載置部であり、キャリア８を複数個並べて載置可能な載置部８０ａを備えたキャリアステーション８０と、このキャリアステーション８０から見て前方の壁面に設けられる開閉部８１と、前記開閉部８１をキャリア８からウエハＷを取り出すための受け渡し手段８２とが設けられている。

前記キャリア載置部Ｓ１の奥側には、筐体８３にて周囲を囲まれる処理部Ｓ２が接続されており、この処理部Ｓ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、これら棚ユニットＵ１〜Ｕ３及び液処理ユニットＵ４，Ｕ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段ＭＡ１，ＭＡ２とが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び主搬送手段ＭＡ１，ＭＡ２はキャリア載置部Ｓ１側から見て前後一列に配列されており、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されていて、ウエハＷは処理部Ｓ２内を一端側の棚ユニットＵ１から他端側の棚ユニットＵ３まで自由に移動できるようになっている。

前記棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行なわれる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、その組み合わせは、受け渡しユニット、疎水化処理ユニット（ＡＤＨ）、ウエハＷを所定温度に調整するための温調ユニット（ＣＰＬ）、レジスト液の塗布前にウエハＷの加熱処理を行うための加熱ユニット（ＢＡＫＥ）、レジスト液の塗布後にウエハＷの加熱処理を行うためのプリベーキングユニットなどと呼ばれている加熱ユニット（ＰＡＢ）、現像処理後のウエハＷを加熱処理するポストベーキングユニットなどと呼ばれている加熱ユニット（ＰＯＳＴ）等が含まれている。

また液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図１２に示すように、反射防止膜塗布ユニット（ＢＡＲＣ）、本発明の塗布装置（ＣＯＴ）２、ウエハＷに現像液を供給して現像処理する現像ユニット（ＤＥＶ）等を複数段、例えば５段に積層して構成されている。

前記処理部Ｓ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイス部Ｓ３を介して露光部Ｓ４が接続されている。このインターフェイス部Ｓ３は、処理部Ｓ２と露光部Ｓ４との間に前後に設けられる第１の搬送室８４及び第２の搬送室８５により構成されており、夫々に昇降自在及び鉛直軸周りに回転自在かつ進退自在な第１の搬送アーム８６及び第２の搬送アーム８７を備えている。

さらにまた、第１の搬送室８４には、例えば受け渡しユニットや、高精度温調ユニット（ＣＰＬ）、及びウエハＷをポストエクスポージャーべーク処理する加熱・冷却ユニット（ＰＥＢ）等が上下に積層して設けられた棚ユニットＵ６が設けられている。

このようなレジストパターン形成システムにおけるウエハＷの流れの一例について説明すると、キャリア載置部Ｓ１に載置されたキャリア８内のウエハＷは、温調ユニット（ＣＰＬ）→反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）→加熱ユニット（ＢＡＫＥ）→温調ユニット（ＣＰＬ）→塗布装置（ＣＯＴ）２→加熱ユニット（ＰＡＢ）→露光部Ｓ４の経路で搬送されて、ここで露光処理が行われる。露光処理後のウエハＷは、加熱ユニット（ＰＥＢ）→高精度温調ユニット（ＣＰＬ）→現像ユニット（ＤＥＶ）→加熱ユニット（ＰＯＳＴ）→温調ユニット（ＣＰＬ）→キャリア載置部Ｓ１のキャリア８の経路で搬送される。

続いて本発明の効果を確認するために行なった実験例について説明する。
（実施例１）
上述の塗布装置を用い、処理液としてＩ−Ｌｉｎｅレジスト、溶剤としてＯＫ７３シンナーを用いて、口径２ｍｍの処理液供給ノズルの先端内部に、厚さ２ｍｍの空気層７３と、厚さ１．５ｍｍ〜２ｍｍの溶剤層７４とを形成し、待機ユニット６の上方側の前記待機位置でノズルユニット４を待機させた状態で、溶剤層７４の時間変化について目視により評価した。ノズルユニット４が置かれる環境の温度は２３℃、湿度は４５％ＲＨとした。

この結果、溶剤層７４を形成してから１時間経過後には溶剤層７４が減少し始め、２時間経過後には揮発により無くなってしまうことが確認された。溶剤層７４をこの程度の厚さで形成する場合には、溶剤層７４を形成後１．５時間〜２時間の間に、新たに溶剤層７４を形成（補充） する処理を行なう必要があることが認められた。
(実施例２)
上述の塗布装置を用い、処理液としてＩ-Ｌｉｎｅレジスト、溶剤としてＯＫ７３シンナーを用いて、口径２ｍｍの処理液供給ノズルの先端内部に、厚さ２ｍｍの空気層７３と、厚さ１．５ｍｍ〜２ｍｍの溶剤層７４とを形成し、この状態で２００ｍｍサイズのウエハＷに対して４枚連続して、処理液の塗布処理を行い、ウエハＷ面内の４９箇所の位置の膜厚を測定して、膜厚のウエハ面内の均一性の評価を行なった。

この結果を、２〜４枚目のウエハＷについては図１３（ａ）に、１枚目のウエハＷについて図１３（ｂ）に夫々示す。図１２中、横軸はウエハＷ上の位置であり、ウエハＷの中心（ポイント１）から周縁に向けて螺旋を描くように選ばれた４９箇所のポイントであって、数が多いポイントはウエハＷの周縁側のポイントである。また図１３（ａ）中、◇（Ｉ-Ｌｉｎｅ２）は塗布処理の２枚目のウエハ、□（Ｉ-Ｌｉｎｅ３）は塗布処理の３枚目のウエハ、△（Ｉ-Ｌｉｎｅ４）は塗布処理の４枚目のウエハのデータを夫々示し、図１３（ｂ）中、◇（Ｉ-Ｌｉｎｅ１）は塗布処理の１枚目のウエハのデータ、□（Ｉ-Ｌｉｎｅ平均）は前記２〜４枚目のウエハのデータの平均値を夫々示している。

ここで１枚目のウエハＷについては、処理液と共に溶剤層７４が吐出され、２枚目〜４枚目のウエハＷについては処理液のみが吐出されていることになる。これにより２枚目〜４枚目のウエハＷについてはプロフィールがほとんど同じであり、塗布不良は発生せず、処理液の変質が抑えられていることが認められたが、前記１枚目のウエハＷについては、２枚〜４枚目のウエハＷとプロフィールが異なり、溶剤層７４の混ざり込みの影響による塗布不良が認められ、溶剤層７４を排出してから塗布処理を行なうことにより、ウエハＷ面間の均一性が高い塗布処理を行なうことができることが認められた。但し、１枚目〜４枚目のウエハＷの塗布膜の膜厚については、いずれも面内均一の範囲であり、溶剤層７４が混ざり込んだとしてもそれほど塗布不良が発生しないことが確認された。
(実施例３)
処理液としてＫｒＦレジスト、溶剤としてＯＫ７３シンナーに変えて、実施例２と同様の実験を行なった。この結果を２〜４枚目のウエハＷについては図１４（ａ）に、１枚目のウエハＷについて図１４（ｂ）に夫々示す。ここで図１４（ａ）中、◇（ＫｒＦ２）は塗布処理の２枚目のウエハ、□（ＫｒＦ３）は塗布処理の３枚目のウエハ、△（ＫｒＦ４）は塗布処理の４枚目のウエハのデータを夫々示し、図１４（ｂ）中、◇（ＫｒＦ１）は塗布処理の１枚目のウエハのデータ、□（ＫｒＦ平均）は前記２〜４枚目のウエハのデータの平均値を夫々示している。

この結果、実施例２と同様に２枚目〜４枚目のウエハＷについてはプロフィールがほとんど同じであり、前記１枚目のウエハＷについては、２枚〜４枚目のウエハＷとプロフィールが異なるものの、１枚目〜４枚目のウエハＷの塗布膜の膜厚については、いずれも面内均一の範囲であり、塗布不良が発生しないことが確認された。
(実施例４)
処理液としてＡｒＦレジスト、溶剤としてＯＫ７３シンナーに変えて、実施例２と同様の実験を行なった。この結果を２〜４枚目のウエハＷについては図１５（ａ）に、１枚目のウエハＷについて図１４（ｂ）に夫々示す。ここで図１５（ａ）中、◇（ＡｒＦ２）は塗布処理の２枚目のウエハ、□（ＡｒＦ３）は塗布処理の３枚目のウエハ、△（ＡｒＦ４）は塗布処理の４枚目のウエハのデータを夫々示し、図１５（ｂ）中、◇（ＡｒＦ１）は塗布処理の１枚目のウエハのデータ、□（ＡｒＦ平均）は前記２〜４枚目のウエハのデータの平均値を夫々示している。

この結果、実施例２と同様に２枚目〜４枚目のウエハＷについてはプロフィールがほとんど同じであり、前記１枚目のウエハＷについては、２枚〜４枚目のウエハＷとプロフィールが異なるものの、１枚目〜４枚目のウエハＷの塗布膜の膜厚については、いずれも面内均一の範囲であり、塗布不良が発生しないことが確認された。

以上において、本発明では、待機ユニット６はカップ３の側面に配設される以外に、カップ３の外側の所定位置に適宜設けるようにしてもよい。また溶剤供給ノズル５はノズルユニット４の中央部以外のいずれの個所に設けるようにしてもよく、ノズルユニット４と待機ユニット６とを対向させたときに、溶剤供給ノズル５とは対応しない位置に液排出部６２を設けるようにしてもよい。

また液排出部６２は、ウエハＷの回転中心Ｏ上を通る直線Ｌ上であれば、溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊとは別個に設けられるようにしてもよいし、複数個所に設けるようにしてもよい。また１本以上の処理液供給ノズルから同時に溶剤層７４を排出できるように設けてもよい。

さらに溶剤貯留部６１Ａ〜６１Ｊは、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端又は複数の処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの先端が一度に浸漬できるように、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊ又は複数の一部の処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊに共通に使用するように構成されていてもよい。

また溶剤貯留部は、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの一部のノズル例えばノズル４Ａ〜４Ｅが同時に浸漬されて溶剤の吸引が行なわれ、次いで残りのノズル４Ｆ〜４Ｊが同時に浸漬されて溶剤の吸引が行なわれるように構成されていてもよい。

さらにまた処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊを吸引する手段は、例えば図１６に示すように、夫々の処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊに開閉バルブＶ１〜Ｖ１０を設けると共に、これら処理液供給路４２Ａ〜４２Ｊを夫々共通のサックバックバルブＶに接続し、制御部１００によって、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの吸引を行なうときの吸引力と、１本の処理液供給ノズル４Ａの吸引を行なうときの吸引力を夫々適切な量に制御し、全ての処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊの吸引を行なうときには、全ての開閉バルブＶ１〜Ｖ１０を開き、１本の処理液供給ノズル４Ａの吸引を行なうときには当該開閉バルブＶ１のみを開くことにより、適宜サックバックを行なうようにしてもよい。この場合には、例えば処理ガス供給源４３Ａ〜４３Ｊは、開閉バルブＶ１〜Ｖ１０の下流側にて流量調整部ＣＡ〜ＣＪを介して接続される。

また本発明では、処理液供給ノズル４Ａ〜４Ｊを用いてウエハＷ上に塗布するときには、事前に溶剤層７４と共に、所定量の処理液も吐出させるようにしてもよく、この場合であっても処理液の排出量は、従来の乾燥した処理液を排出する場合に比べて少量となる。さらにこのようにすると、仮に溶剤層７４と処理液層７１とが混合した場合でも、この塗布不良の発生を回避することができる。

本発明は、レジスト液の塗布処理以外に、ＳＯＧ／ＳＯＤ等の処理液の塗布処理に用いることができる。また本発明は、半導体ウエハＷ以外に、例えばＬＣＤ基板、マスク基板などの処理にも適用できる。

本発明を塗布装置に適用した場合の実施の形態を示す断面図である。 前記塗布装置を示す概略斜視図である。 前記塗布装置に設けられるノズルユニットを示す斜視図である。 前記ノズルユニットを示す正面断面図である。 前記ノズルユニットと待機ユニットとウエハＷとの位置関係を示す平面図である。 前記ノズルユニットを示す側部断面図である。 前記塗布装置の作用を説明するための工程図である。 前記塗布装置の作用を説明するための工程図である。 前記塗布装置の作用を説明するための工程図である。 前記塗布装置の作用を説明するための工程図である。 前記塗布装置が組み込まれるレジストパターン形成装置の一例を示す平面図である。 前記レジストパターン形成装置の一例を示す斜視図である。 本発明の効果を確認するために行った、膜厚のウエハ面内の均一性を示す特性図である。 本発明の効果を確認するために行った、膜厚のウエハ面内の均一性を示す特性図である。 本発明の効果を確認するために行った、膜厚のウエハ面内の均一性を示す特性図である。 本発明の他のノズルユニットの例を示す断面図である。 従来の一体型ノズルを示す断面図である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ
２１ スピンチャック
３ カップ
４ ノズルユニット
４Ａ〜４Ｊ 処理液供給ノズル
５ 溶剤供給ノズル
６ 待機ユニット
６１Ａ〜６１Ｊ 溶剤貯留部
６２ 液排出部
ＶＡ〜ＶＪ サックバックバルブ
ＣＡ〜ＣＪ 流量調整部
１００ 制御部

Claims (14)

1. 夫々別の処理液供給路に接続された複数の処理液供給ノズルを一体的に設けたノズルユニットを用い、前記処理液供給ノズルの一つから基板表面に対して前記処理液を供給する処理を行う液処理方法において、
   前記ノズルユニットの、各々の処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する工程と、
   次いで前記ノズルユニットの一の処理液供給ノズルから、前記溶剤層を液排出部に排出する工程と、
   次いで前記一の処理液供給ノズルから基板表面に処理液を供給する工程と、
   次いで前記一の処理液供給ノズル内に残存する処理液を吸引して、当該処理液供給ノズル内の処理液の液面を前記処理液供給路側に後退させる工程と、
   次いでノズルユニットの少なくとも前記一の処理液供給ノズルの先端を、前記処理液の溶剤を貯留する溶剤貯留部の溶剤内部に浸漬し、前記一の処理液供給ノズルを吸引して、当該一の処理液供給ノズル内の処理液の液面を前記処理液供給路側にさらに後退させると共に、前記溶剤を当該一の処理液供給ノズルの先端部内に吸入して、当該一の処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する工程と、を含むことを特徴とする液処理方法。
2. 夫々別の処理液供給路に接続された複数の処理液供給ノズルを一体的に設けたノズルユニットを用い、前記処理液供給ノズルの一つから基板表面に対して前記処理液を供給する処理を行なう液処理方法であって、
   前記ノズルユニットの、各々の処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する第１の工程と、
   次いで前記第１の工程が行われてから予め設定された時間の経過後、揮発により減少した前記溶剤層を補充するために行われる第２の工程と、を含み、
   前記第２の工程は、前記ノズルユニットの各処理液供給ノズルから、前記溶剤層を液排出部に排出する工程と、
   次いでノズルユニットの各処理液供給ノズルの先端を、処理液の溶剤を貯留する溶剤貯留部の溶剤内部に浸漬し、各々の処理液供給ノズルを吸引して、これら処理液供給ノズル内の処理液の液面を前記処理液供給路側に後退させると共に、前記溶剤をこれら処理液供給ノズルの先端部内に吸入し、これら処理液供給ノズルの先端内部に、処理液供給路側から順に処理液層と空気層と処理液の溶剤層とを形成する工程と、を含むことを特徴とする液処理方法。
3. 前記一の処理液供給ノズルから基板表面に処理液を供給する工程は、回転する基板に処理液を供給しながら行なうものであり、
   前記ノズルユニットは、前記複数の処理液供給ノズルが基板の回転中心上を通る直線上に配列され、前記溶剤貯留部と液排出部は、前記基板の回転中心上を通る直線上に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の液処理方法。
4. 前記ノズルユニットの各処理液供給ノズルの先端を処理液の溶剤の内部に浸漬する工程は、各処理液供給ノズル毎に設けられた溶剤貯留部に、夫々対応する処理液供給ノズルの先端を浸漬して行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の液処理方法。
5. 前記処理液供給ノズルから溶剤層を排出する工程は、共通の液排出部に各々の処理液供給ノズルを移動させて前記溶剤層を排出することにより行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の液処理方法。
6. 前記溶剤貯留部と液排出部は、共通の容器に互いに隣接して設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載の液処理方法。
7. 基板を水平に保持するための基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板に対して処理液を供給するための、夫々別の処理液供給路に接続された複数の処理液供給ノズルを、共通の支持部に一体的に設けたノズルユニットと、
   前記ノズルユニットの一部又は全部の処理液供給ノズルの先端が浸漬するように設けられ、前記処理液の溶剤を貯留するための溶剤貯留部と、
   前記ノズルユニットの一部の処理液供給ノズルから液を排出するように設けられた液排出部と、
   前記ノズルユニットの各々の処理液供給ノズルを吸引するための手段と、
   前記ノズルユニットを、前記溶剤貯留部と液排出部と基板に対して処理液を供給する位置との間で移動させる手段と、
   前記請求項１に記載の工程を実施するように、前記各手段を制御するためのプログラムを含む制御部と、を備えたことを特徴とする液処理装置。
8. 基板を水平に保持するための基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板に対して処理液を供給するための、夫々別の処理液供給路に接続された複数の処理液供給ノズルを、共通の支持部に一体的に設けたノズルユニットと、
   前記ノズルユニットの一部又は全部の処理液供給ノズルの先端が浸漬するように設けられ、前記処理液の溶剤を貯留するための溶剤貯留部と、
   前記ノズルユニットの一部の処理液供給ノズルから液を排出するように設けられた液排出部と、
   前記ノズルユニットの各々の処理液供給ノズルを吸引するための手段と、
   前記ノズルユニットを、前記溶剤貯留部と液排出部と基板に対して処理液を供給する位置との間で移動させる手段と、
   前記請求項２に記載の工程を実施するように、前記各手段を制御するためのプログラムを含む制御部と、を備えたことを特徴とする液処理装置。
9. 前記液処理装置は、基板保持部により回転された基板の表面に、一の処理液供給ノズルから処理液を供給しながら行なうものであり、前記ノズルユニットは、前記複数の処理液供給ノズルが基板の回転中心上を通る直線上に配列され、前記溶剤貯留部と液排出部は、前記基板の回転中心上を通る直線上に設けられることを特徴とする請求項７又は８記載の液処理装置。
10. 前記ノズルユニットは、前記基板保持部に保持された基板に対して処理液の溶剤を供給するための、溶剤供給路に接続された溶剤供給ノズルを、さらに備えることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一に記載の液処理装置。
11. 前記複数の処理液供給ノズルと溶剤供給ノズルとは、基板の回転中心上を通る直線上に配列されていることを特徴とする請求項１０に記載の液処理装置。
12. 前記溶剤貯留部は、各処理液供給ノズル毎に対応して設けられていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一に記載の液処理装置。
13. 前記溶剤貯留部と液排出部とは、共通の容器に互いに隣接して一体に設けられていることを特徴とする請求項７，８又は１２記載の液処理装置。
14. 前記液排出部は、溶剤供給ノズルに対応するように設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の液処理装置。
    

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