JP5939204B2

JP5939204B2 - 液処理装置

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Inventors: 尚文木下
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Description

本発明は基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置に関する。

半導体製造工程のフォトリソグラフィ工程においては、液処理装置により、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという）の表面にレジスト液などの処理液を供給して処理を行う。液処理装置としては、スループットを高くするために、基板保持部をその中に備えたカップを複数設けて、各カップにてウエハを並行して処理できるように構成される場合がある。そして、装置の製造コストを削減するために、これら複数のカップ間でノズルが共有され、搬送機構によりノズルは当該複数のカップ間を移動する。特許文献１にはこのような液処理装置が記載されている。

近年は前記ウエハの径を大型化させ、４５０ｍｍにすることが検討されている。そのようにウエハの径が大きくなると、それに応じて液処理装置は大型化しやすくなるが、前記液処理装置を設置できるスペースは限られている。このような事情から、特許文献１の装置よりもさらに大型化を防ぐことができる液処理装置が求められている。また、その径が４５０ｍｍよりも小さい、例えば３００ｍｍのウエハを用いる場合も、装置の設置スペースを抑えるために装置の小型化が求められている。

特許文献２には、ノズルの搬送機構を構成するアームが、ノズル待機部に待機するノズル群のうち、選択されたノズルを受け取って処理を行う液処理装置が示されており、前記アームは、前記ノズル待機部と共に回転台上に設けられている。そして、当該回転台の回転により、２つのカップにアームが交代で向かい、処理を行う構成とされている。しかし、前記回転によって前記アームがアクセスできる範囲が限られるため、１つのアームに対して設けられるカップの数が制限される。また、このようにノズル群の待機部を移動させる構成とすると、待機しているノズル群に接続され、ノズル群に処理液を供給するために接続されているフレキシブルな配管の全てが、この待機部の移動時に装置の床やその他の各部に擦れてしまう。その結果として、前記各配管の劣化が早く起こってしまうおそれがある。

特許文献３には、ノズル群を待機させる待機部がカップの配列方向に沿って移動し、基板の処理を行うカップの正面に位置し、多関節アームがそのように位置した待機部からノズルを受け取るように構成された液処理装置が示されている。この特許文献３の装置においても、特許文献２の装置と同様に、待機部が移動することにより、前記ノズル群に接続された配管が擦れてしまう問題がある。液処理装置においては、前記配管の寿命が短くなることを防ぐために、配管の屈曲を抑え、それによって配管に加わる負荷を抑えることについても求められている。

特開２０１１−１４８４９特開２０１２−５４４０６特開２０１０−３４２１０（図８）

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、複数の基板保持部を備える液処理装置において、大型化を抑えると共にノズルに処理液を供給する配管の負荷を抑えることである。

本発明の液処理装置は、左右方向に配列され、各々基板を水平に保持する複数の基板保持部と、
前記基板保持部の列から前後方向に離れて設けられ、左右方向に移動自在な移動部と、
前記基板保持部の列に対して前記移動部の移動路側に設けられ、前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給するノズルを待機させるためのノズル待機部と、
前記ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部が一端側に設けられ、前記ノズルを、前記ノズル待機部と基板に処理液を供給するための供給位置との間で前記移動部と協働して搬送するために、他端側が前記移動部に水平回転自在に設けられた回転アームと、
を備え、
前記ノズル待機部には複数のノズルが待機され、前記ノズル保持部は、前記複数のノズルの中から選択されたノズルを保持し、
前記複数のノズルは、各々前記ノズル保持部に保持される被保持部を備え、
前記移動部が予め設定されたノズルの受け渡し位置に位置したときに、前記回転アームの回転軸から平面視等距離に各被保持部が位置するように、各ノズルが前記ノズル待機部に待機されることを特徴とする。
本発明の他の液処理装置は、左右方向に配列され、各々基板を水平に保持する複数の基板保持部と、
前記基板保持部の列から前後方向に離れて設けられ、左右方向に移動自在な移動部と、
前記基板保持部の列に対して前記移動部の移動路側に設けられ、前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給するノズルを待機させるためのノズル待機部と、
前記ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部が一端側に設けられ、前記ノズルを、前記ノズル待機部と基板に処理液を供給するための供給位置との間で前記移動部と協働して搬送するために、他端側が前記移動部に水平回転自在に設けられた回転アームと、
を備え、
前記ノズル待機部に待機する前記ノズルから、当該ノズルに前記処理液を供給するための配管が、前記基板保持部の列に対して平行に伸びるように設けられ、
前記ノズル待機部には複数のノズルが待機され、
前記複数のノズルは、各々前記ノズル保持部に保持される被保持部を備え、
前記移動部が予め設定されたノズルの受け渡し位置に位置したときに、前記回転アームの回転軸から平面視等距離に各被保持部が位置するように、各ノズルが前記ノズル待機部に待機されることを特徴とする。

本発明によれば、左右方向に配列された複数の基板保持部の列から前後方向に離れて、左右方向に移動する移動部に、その他端側が水平回転自在な回転アームが設けられ、ノズル待機部が基板保持部の列に対して前記移動部の移動路側に設けられている。これによって、カップの配列方向にノズル待機部を設ける必要を無くし、この配列方向の長さを抑えて、装置の大型化が抑えられる。また、前記回転部の回転によりノズルが搬送されるので、当該ノズルに接続される配管の向きを変更することができる。従ってノズルの搬送によって配管が大きく屈曲することを抑え、それによって当該配管に加わる負荷を抑えることができる。

本発明に係るレジスト塗布装置の横断平面図である。前記レジスト塗布装置の縦断側面図である。前記レジスト塗布装置の斜視図である。前記レジスト塗布装置に設けられるカップの縦断側面図である。前記レジスト塗布装置に設けられるノズル待機部の縦断側面図である。前記前記レジスト塗布装置に設けられるレジスト吐出ノズル及びノズル保持部の縦断側面図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。比較例のレジスト塗布装置における動作の説明図である。本発明に係るレジスト塗布装置の動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置における動作の説明図である。前記レジスト塗布装置の変形例の平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略側面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。前記レジスト塗布装置の変形例の概略平面図である。

本発明の液処理装置の実施の形態であるレジスト塗布装置１について、図を参照しながら説明する。図１、図２は、夫々レジスト塗布装置１の横断平面図、縦断側面図である。レジスト塗布装置１は筐体１１を備え、当該筐体１１内に横方向に、直線上に配列された３つのカップ２を備えている。筐体１１の側壁において、各カップ２に基板であるウエハＷを受け渡すために３つの搬送口１２が形成されている。各搬送口１２は昇降自在なシャッタ１３により開閉される。

図３は、筐体１１内の各部を示す斜視図である。筐体１１内には、基台１４が設けられ、前記カップ２は当該基台１４に設けられている。筐体１１内の奥側（後方側）から筐体１１内の前方側（搬送口１２側）に向かって見て、左側のカップ、中央のカップ、右側のカップを夫々２Ａ、２Ｂ、２Ｃとして説明する場合がある。説明の便宜上、カップ２の配列方向を左右方向（図１中Ｙ方向として表示）と記載する場合がある。また、Ｙ方向に直交する水平な方向を、前後方向（図１中Ｘ方向として表示）と記載する場合がある。

各カップ２は互いに同様に構成され、図４には、カップ２の縦断側面図を示している。カップ２は上方に開口部２０を備えており、その内部に基板保持部であるスピンチャック２１を備えている。スピンチャック２１はウエハＷの裏面中央部を吸着し、ウエハＷを水平に保持する。スピンチャック２１は回転駆動部２２に接続され、この回転駆動部２２によりスピンチャック２１が回転し、ウエハＷが垂直軸回りに回転される。ウエハＷの表面中心部に、後述するレジスト吐出ノズル４１からレジスト液が供給され、前記回転の遠心力によりウエハＷの周縁部にレジスト液が展伸される。いわゆるスピンコーティングにより当該ウエハＷの表面にレジスト膜が形成される。

前記カップ２は、上記のようにレジスト膜を形成するときに、回転するウエハＷより飛散したり、こぼれ落ちた廃液を受け止めると共に、当該廃液をレジスト塗布装置１外に排出するためにガイドする役割を有する。カップ２の下方側は凹部状に形成され、環状の液受け部２３として構成され、排液路２４が接続される。図中２５は排気管であり、排気管２５の側壁によって気体と液体とを分離する。図中１５は、排気管２５に介設されるダンパーであり、排気流量を制御する。

図中２６は、カップ２の上方内側へ向かって伸びる傾斜壁である。図中２７はガイド部材であり、ウエハＷの下方側にて、当該ウエハＷの外側に向かって下る傾斜面を備える。傾斜壁２６及びガイド部材２７は、付着した廃液を前記液受け部２３にガイドする役割を有する。カップ２は、３本のピン（図４では２本のみ表示）２８と、ピン２８を昇降させる昇降部２９とを備えている。この昇降するピン２８は、図示しないウエハＷの搬送機構と、スピンチャック２１との間でウエハＷを受け渡す。

カップ２の外側後方の後方領域３０には、ノズル待機部３が前記基台１４上に固定されて設けられている。つまり、ノズル待機部３は、各スピンチャック２１に対して、その位置が固定されている。ノズル待機部３を固定していることで、背景技術の項目で述べた、待機している各レジスト吐出ノズル４１（４１Ａ〜４１Ｊ）の配管がノズル待機部３の移動によって、装置１の各部に擦れてしまったり屈曲したりすることを防ぐことができる。結果として、その寿命の低下が防がれる。また、ノズル待機部３を移動させる移動機構を設ける必要がないので、装置の小型化を図ることができる。この例ではノズル待機部３は、平面視Ｖ字状に形成され、そのＶ字の突端が図１、２中右側に向くように配置されている。図５はノズル待機部３の縦断側面図である。ノズル待機部３の上部には１０個の待機用孔３１が、例えばノズル待機部３の外形に沿って、つまりＶ字に沿って互いに間隔をおいて配列されている。各待機用孔３１には、レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｊの先端部４２が各々進入して、これらのノズル４１Ａ〜４１Ｊが待機される。

このレジスト塗布装置１では、レジスト吐出ノズル４１のうち、選択された１本のレジスト吐出ノズルが、後述のノズル搬送機構５に保持され、カップ２Ａ〜２Ｃ間を搬送されて、各カップ２Ａ〜２ＣのウエハＷにレジスト塗布処理を行う。このように１本のレジスト吐出ノズルがノズル搬送機構５に保持されている間、他の９本のレジスト吐出ノズルはノズル待機部３にて待機する。この待機中に、待機用孔３１内に設けられる図示しないシンナー供給部から、レジスト吐出ノズルの先端部４２にシンナーが供給され、ノズルの洗浄処理が行われる。また、待機しているレジスト吐出ノズルからウエハＷに供給されるレジスト液の状態を調整するための吐出（ダミーディスペンス）が行われ、この吐出されたレジスト液は、待機用孔３１に接続される図示しない排液路により除去される。

レジスト吐出ノズル４１について、図６も参照して説明する。レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｊは互いに同様に構成されており、図６では代表してレジスト吐出ノズル４１Ａを示している。上記のように各レジスト吐出ノズル４１は先端部４２を備え、この先端部４２に設けられる吐出口４９から垂直下方にレジスト液を吐出する。先端部４２の上側は、ノズル搬送機構５により保持される本体部４３を構成する。ノズル待機部３にてレジスト吐出ノズル４１を待機させた状態で、この本体部４３はノズル待機部３の上方に位置し、後述するようにノズル搬送機構５が、この本体部４３を受け取れるようになっている。本体部４３及び先端部４２は、後述の配管４４に比べて硬質に構成される。

図２中、待機する本体部４３の左側からフレキシブルな配管４４の一端が当該本体部４３に接続されている。本体部４３には、前記配管４４から前記先端部４２にレジスト液を供給するための流路が形成されている。また、前記吐出口４９の上方における本体部４３の上部には、被保持部である円形の搬送用凹部４５が形成されている。そして、搬送用凹部４５の側壁には当該搬送用凹部４５の周に沿って多数の係合用凹部４６が設けられている。

図２に示すように、各配管４４の上流側は、各レジスト吐出ノズル４１の左側に向かった後に下方側に向かい、さらに右側に向かって伸びて基台１４上に固定されている。図２中４７は、そのように固定を行う固定部材である。つまり、この固定部材４７より下流側において、配管４４は屈曲自在に構成されている。図５に示すように、配管４４の上流端にはレジスト液供給機構４８Ａ〜４８Ｊが接続されている。図２及び図３では、固定部材４７より上流側の配管４４の図示は省略している。

このようにノズル待機部３にレジスト吐出ノズル４１を待機させているときにおいて、配管４４はレジスト吐出ノズル４１からＹ方向に、即ちスピンチャック２１の列に対して平行に伸びるように設けられている。このような構成とすることにより、カップ２の後方領域３０において少ないスペースで各配管４４を配置し、装置１が大型化することを防いでいる。また、ウエハＷに処理を行わないレジスト吐出ノズルに接続される配管４４については、垂直軸まわりに屈曲されずに済むようにし、配管４４の寿命が低下することを防いでいる。

前記レジスト液供給機構４８Ａ〜４８Ｊは、レジスト液の貯留部、当該貯留部のレジスト液を下流側に圧送するポンプ、圧送されるレジスト液の流量を制御するマスフローコントローラ、バルブなどを含む。後述の制御部１０から出力される制御信号に従って、供給機構４８Ａ〜４８Ｊからレジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｊへのレジスト液の給断が、互いに独立して制御される。レジスト液供給機構４８Ａ〜４８Ｊの前記各貯留部には、互いに異なる種類のレジスト液が貯留されている。つまり、レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｊは、互いに異なるレジスト液をウエハＷに供給する。

続いて、レジスト塗布装置１に設けられるノズル搬送機構５について説明する。このノズル搬送機構５は、ガイドレール５１、水平移動部５２、垂直移動部５３、前後伸長アーム５４及び回転アーム５５により構成されている。前記ガイドレール５１は、ノズル待機部３の後方側にて左右方向に沿って直線状に敷設され、水平移動部５２はこのガイドレール５１に沿って左右方向に移動自在に構成される。前記垂直移動部５３は、この水平移動部５２の側方に昇降自在に設けられている。そして、垂直移動部５３上から、前後伸長アーム５４が筐体１１内を前方側へ伸びるように構成され、この前後伸長アーム５４の先端部上に前記回転アーム５５の基端部が設けられている。

回転アーム５５は、前記前後伸長アーム５４の先端部から水平方向に伸びるように形成されている。当該回転アーム５５の基端部には、垂直方向に形成された回転軸５６（図１、３参照）が設けられ、回転アーム５５はこの回転軸５６回りに回転自在に構成されている。後述するように平面視反時計回りに回転することで、回転アーム５５はカップ２の後方領域３０から、ウエハＷの処理を行うカップ２へ、レジスト吐出ノズル４１を搬送する。

回転アーム５５の裏面の先端側には、ノズル保持部５７が設けられている。ノズル保持部５７は、円形の突起として構成されている。前記図６を参照して説明すると、ノズル保持部５７の内部には空間５８が設けられている。そして、ノズル保持部５７の側壁には、前記空間５８の圧力に応じて当該側壁の表面において突没自在な係合突起５９が、周方向に多数設けられている。図６では、係合突起５９を２つのみ表示している。

図６中６１、６２は、夫々ガス供給部、排気部であり、制御部１０からの制御信号に従って前記空間５８へのガス供給、空間５８からの排気を夫々行い、それによって空間５８の圧力が調整され、前記係合突起５９の前記突没が行われる。図６以外でのガス供給部６１及び排気部６２の図示は省略している。係合突起５９がノズル保持部５７の側壁表面に没した状態で、ノズル保持部５７のレジスト吐出ノズル４１の搬送用凹部４５内へ進入、及びノズル保持部５７の搬送用凹部４５からの退避が行われる。ノズル保持部５７が搬送用凹部４５内に進入した状態で、係合突起５９がノズル保持部５７の側壁表面から突出すると、係合用凹部４６に係合する。それによって、回転アーム５５が、レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｊを保持することができる。図４では、レジスト吐出ノズル４１Ａを保持した状態を示している。

前記図４に示すように回転アーム５５の先端部には、回転アーム５５の延長方向へ伸びるようにカメラ支持部６３が設けられており、このカメラ支持部６３を介して回転アーム５５にカメラ６４が設けられている。図４に鎖線の矢印で示すようにカメラ６４の光軸は、回転アーム５５の基端側の斜め下方に向けられており、カメラ６４は回転アーム５５に保持されたレジスト吐出ノズル４１の先端部４２及びその下方領域を撮像することができる。後述の制御部１０は、レジスト吐出ノズル４１からウエハＷへのレジスト液の吐出終了後に、カメラ６４により画像を取得し、その画像に基づいて前記レジスト吐出ノズル４１からの液垂れの有無を判定する。

回転アーム５５の先端には、ノズル６５及びノズル６６が設けられている。これらノズル６５、６６は、前記カメラ６４による上記の撮像を妨げないように、回転アーム５５の幅方向に間隔をおいて設けられている。これらノズル６５、６６は、垂直下方向きにシンナー、純水を夫々吐出する。前記シンナー及び純水は、ウエハＷにレジスト液を供給する前に、ウエハＷのレジスト液の濡れ性を高くするためにウエハＷに供給される、いわゆるプリウエット用の処理液であり、シンナーまたは純水のいずれかがウエハＷに供給される。図１中６７、６８は、ノズル６５，６６に接続される配管であり、その上流側は、夫々図示しないシンナーの供給源、純水の供給源に接続されている。

図１〜図３に示す３３は、レジスト膜が形成されたウエハＷの周縁部上から、当該周縁部にシンナーを吐出して、当該周縁部のレジスト膜を除去する膜除去用ノズルであり、カップ２ごとに設けられる。３４はアームであり、その先端部にて膜除去用ノズル３３を支持する。３５はアーム３４の基部に設けられ、当該アーム３４を垂直軸周りに回転させる回転部である。上記のシンナーの吐出時を除いて、前記膜除去用ノズル３３はカップ２の外側に退避している。

レジスト塗布装置１には、コンピュータからなる制御部１０が設けられる。制御部１０は、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る。このプログラムが制御部１０に読み出されることで、制御部１０はレジスト塗布装置１の各部に制御信号を出力する。それによって、ピン２８によるウエハＷの搬送機構とカップ２との間のウエハＷの受け渡し、レジスト吐出ノズル４１の搬送、レジスト液、シンナー及び純水の吐出、カメラ６４による撮像、液垂れの有無の判定などの各動作が行われ、後述のようにウエハＷにレジスト塗布処理を行うことができる。このプログラムは、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。

例えば、レジスト塗布装置１では先にカップ２に搬送されたウエハＷから順に処理が行われる。また、レジスト塗布装置１のユーザは、制御部１０に設けられる図示しない操作部を介して、例えばウエハＷのロットごとに４１Ａ〜４１Ｊのうち、いずれのレジスト吐出ノズルで処理を行うかを設定することができる。また、前記ロットごとに、シンナーまたは純水のいずれかでプリウエットを行うかを設定することができる。

ところで、このレジスト塗布装置１においては、垂直移動部５３の垂直移動動作と、水平移動部５２の水平移動動作と、回転アーム５５の回転動作との協働により、各レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｊが、ノズル待機部３から各カップ２のウエハＷの中心部上のレジスト液吐出位置へ搬送される。図７には、一例として、レジスト吐出ノズル４１Ｅをカップ２ＢのウエハＷの中心部上に搬送した状態を示している。レジスト塗布装置１の利点を説明するために、図８にて比較例のレジスト塗布装置１００を示している。このレジスト塗布装置１００のレジスト塗布装置１に対する差異点としては、回転アーム５５が設けられておらず、前後伸長アーム５４が比較的長く前方側へと伸び、その下方を移動部１０１が前後方向に移動し、この移動部１０１にノズル保持部５７が設けられている。このような構成により、レジスト塗布装置１００においては、レジスト塗布装置１と同様に、レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｊが、ノズル待機部３から各カップ２のウエハＷの中心部上に搬送される。ただし、待機しているときとカップ２上へ搬送されたときとで、レジスト吐出ノズル４１の垂直軸周りの向きが変更されない。図８では図７と同じく、レジスト吐出ノズル４１Ｅが、カップ２ＢのウエハＷの中心部上に搬送された状態を示している。

上記のように配管４４はカップ２の後方側から伸び、待機中のレジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｊの左側から接続されている。そのため、レジスト塗布装置１００においては、図８に示すように、カップ２上にレジスト吐出ノズル４１を搬送すると、配管４４は搬送されたレジスト吐出ノズル４１の近傍で、後方側に向かって比較的大きく屈曲することになる。従って、配管４４に加わる負荷が大きく、当該配管４４の寿命が短くなるという問題が発生する。それに対して、図７に示すようにレジスト塗布装置１においては、回転アーム５５により、レジスト吐出ノズル４１の垂直軸周りの向きが、待機状態時の向きから変更されてカップ２のウエハＷ上に搬送される。それによって、前記ウエハＷ上へ位置したときに、配管４４におけるレジスト吐出ノズル４１の近傍での屈曲が抑えられ、当該配管４４に加わる負荷が抑えられる。

また、レジスト吐出ノズル４１の近傍で配管４４が大きく屈曲すると、この屈曲部が摩耗し、この摩耗によって当該屈曲部から発生したパーティクルが、屈曲部の下方のウエハＷに付着するおそれがある。このような問題の発生を抑えることができる点からも、レジスト塗布装置１の構成とすることが有効である。また、後述するようにレジスト塗布装置１の回転アーム５５の動作は、レジスト吐出ノズル４１をカップ２ＢのウエハＷ上を避けて搬送し、当該カップ２Ｂ内のウエハＷへの液垂れを防ぐためにも利用される。

続いて、図９〜図２０を参照しながら、レジスト塗布装置１の動作の一例を示す。この例ではカップ２Ａ、２Ｃ、２Ｂの順に、互いに同じロットのウエハＷが搬送されており、この順にウエハＷにレジスト塗布処理を行う。また、シンナーによりプリウエットを行い、レジスト吐出ノズルは４１Ａを使用するように、装置１のユーザにより予め設定されているものとする。また、以下の工程ではカメラ６４による画像に基づいて、レジスト吐出ノズル４１Ａの先端部４２からの液垂れの有無が判定されるが、液垂れが無いものと判定された場合について説明する。また、各図でカメラ支持部６３については簡略化して示している。

例えば図９の鎖線で示す位置にて待機しているノズル搬送機構５の水平移動部５２が所定の位置に移動すると共に、当該ノズル搬送機構５の回転アーム５５が回転して、図９に実線で示すように当該回転アーム５５のノズル保持部５７が、レジスト吐出ノズル４１Ａ上に位置する。ノズル搬送機構５の垂直移動部５３により回転アーム５５が下降して、ノズル保持部５７がレジスト吐出ノズル４１Ａの搬送用凹部４５に進入し、図６で説明したようにノズル保持部５７の係合突起５９と搬送用凹部４５とが係合し、レジスト吐出ノズル４１Ａが回転アーム５５に保持される。

回転アーム５５が上昇して、レジスト吐出ノズル４１Ａがノズル待機部３の待機用孔３１から搬出された後、カップ２ＡのウエハＷに処理を行うために、前記水平移動部５２が当該カップ２Ａの後方へと移動して停止し（図１０）、回転アーム５５が平面視反時計回りに回転して、シンナー吐出ノズル６５がウエハＷの中心部上に位置すると、回転アーム５５の回転が停止する（図１１）。シンナーがシンナー吐出ノズル６５からウエハＷの中心部に供給され、ウエハＷが回転し、遠心力によりシンナーがウエハＷの周縁部に行き渡る。このウエハＷの回転に並行して、水平移動部５２がカップ２Ｂ側に若干移動すると共に平面視反時計回りに回転アーム５５が回転し、レジスト吐出ノズル４１Ａが前記ウエハＷの中心部上に位置する（図１２）。引き続き、ウエハＷが回転し、レジスト吐出ノズル４１ＡからウエハＷにレジスト液が吐出され、レジスト液が遠心力によりウエハＷの周縁部に行き渡り、レジスト膜４０が形成される。

レジスト液の吐出が停止すると、カメラ６４による撮像が行われ、レジスト吐出ノズル４１Ａからの液垂れの有無が判定される。判定後、回転アーム５５が平面視時計回りに回転し、レジスト吐出ノズル４１Ａがカップ２の後方領域３０へ移動する（図１３）。この回転中、レジスト吐出ノズル４１Ａの吐出口４９が、カップ２Ｂの開口部２０上を通過しないように、例えば水平移動部５２は静止した状態とされる。レジスト吐出ノズル４１Ａが後方領域３０に位置すると、水平移動部５２が、カップ２Ｃの後方へ向けて移動する（図１４）。回転アーム５５と図１で示した装置１の筐体１１との接触を防ぐために、この移動中に回転アーム５５の前記平面視反時計回りの回転が開始され、シンナー吐出ノズル６５がカップ２ＣのウエハＷの中心部上に位置すると、回転アーム５５の回転及び水平移動部５２の移動が停止する（図１５）。これによって、レジスト吐出ノズル４１Ａの吐出口４９が、カップ２Ａの開口部２０上からカップ２Ｂの開口部２０上を迂回するように、カップ２Ｃの開口部２０上へと移動する。

カップ２ＡのウエハＷの処理時と同じく、シンナーがカップ２ＣのウエハＷに供給されると共にウエハＷが回転する。然る後、水平移動部５２のさらなるカップ２Ｃ側への移動及び回転アーム５５の平面視反時計回りの回転が行われ、レジスト吐出ノズル４１ＡがウエハＷの中心部上に位置すると、これら水平移動部５２の移動及び回転アーム５５の回転が停止する（図１６）。然る後、ウエハＷの中心部にレジスト液が吐出され、レジスト膜４０が形成される。

レジスト液の吐出が停止すると、カメラ６４による撮像が行われ、液垂れの有無が判定される。判定後、回転アーム５５が平面視時計回りに回転しながら水平移動部５２がカップ２Ｂ側へ移動し、レジスト吐出ノズル４１が後方領域３０に位置すると、回転アーム５５の回転が停止する。カップ２ＢのウエハＷに処理を行うために、水平移動部５２のカップ２Ｂ側への移動が続けられ、所定の位置に位置すると、水平移動部５２が停止する（図１７）。

回転アーム５５が平面視反時計回りに回転して、シンナー吐出ノズル６５がカップ２ＢのウエハＷの中心部上に位置すると、回転アーム５５の回転が停止する（図１８）。カップ２Ａ、２ＣのウエハＷへの処理時と同じく、カップ２ＢのウエハＷが回転すると共に、シンナーが当該ウエハＷに吐出されて、塗布される。然る後、水平移動部５２のカップ２Ｃ側への移動及び回転アーム５５の反時計回りの回転が行われ、レジスト吐出ノズル４１Ａが前記ウエハＷの中心部上に位置すると、これらの移動及び回転が停止する（図１９）。そして、当該ウエハＷの中心部にレジスト液が吐出され、レジスト膜４０が形成される。

カメラ６４による撮像が行われ、レジスト吐出ノズル４１Ａからの液垂れの有無が判定される。然る後、回転アーム５５が平面視時計回りに回転し、レジスト吐出ノズル４１Ａは、カップ２Ｂの開口部２０上から後方領域３０へ退避され、当該後方領域３０で待機する（図２０）。この回転アーム５５回転時には、レジスト吐出ノズル４１Ａの吐出口４９がカップ２Ｃの開口部２０上を通過しないように、例えば水平移動部５２は静止している。

レジスト膜４０が形成された各カップ２のウエハＷの周縁部には、各々レジスト液が供給されてから所定の時間経過後に、膜除去用ノズル３３からシンナーが供給され、当該周縁部におけるレジスト膜が除去される。図２０では、カップ２ＡのウエハＷについて、そのように周縁部のレジスト膜４０が除去された状態を示している。周縁部のレジスト膜４０が除去されたウエハＷは、その回転が停止され、搬送機構によりレジスト塗布装置１から搬出される。

レジスト吐出ノズル４１Ａ以外の他のレジスト吐出ノズルにより処理を行うように設定されたロットのウエハＷが、レジスト塗布装置１に搬送されたときは、ノズル搬送機構５の各水平移動部５２、垂直移動部５３、回転アーム５５の協働により、レジスト吐出ノズル４１Ａが待機していたノズル待機部３の待機用孔３１に、当該レジスト吐出ノズル４１Ａの先端部４２が差し込まれる。そして、図６で説明した回転アーム５５のノズル保持部５７とレジスト吐出ノズル４１との係合が解除され、レジスト吐出ノズル４１Ａはノズル待機部３に載置され、回転アーム５５によるレジスト吐出ノズル４１Ａの保持が解除される。然る後、ノズル搬送機構５の各水平移動部５２、垂直移動部５３、回転アーム５５の協働作業により、レジスト吐出ノズル４１Ａを保持する場合と同様に、前記他のレジスト吐出ノズルが回転アーム５５に保持されて、前記ロットのウエハＷへの処理が行われる。

レジスト吐出ノズル４１Ａからの液垂れが無いと判定された場合について説明したが、液垂れが発生しているものと判定された場合は、例えば上記のレジスト塗布装置１での処理が中断される。そして、制御部１０は液垂れが発生した旨のアラームを出力してユーザに報知する。前記アラームは、例えば所定の音声や所定の画面表示である。

このレジスト塗布装置１によれば、ノズル待機部３がカップ２の後方側の後方領域３０に設けられ、このノズル待機部３と各カップ２の開口部２０との間でノズル搬送機構５が、レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｊのうち、選択されたノズルを搬送する。前記ノズル搬送機構５は、カップ２の配列方向である左右方向に沿って水平移動部５２が移動し、この水平移動部５２に対して回転自在に設けられる回転アーム５５が垂直な回転軸５６回りに回転して前記レジスト吐出ノズルを搬送する。これによって、カップ２の配列方向における大きさを抑えて、装置１の大型化を抑えると共に、図７、図８で説明したようにレジスト吐出ノズル４１に接続される配管４４の屈曲が大きくなることを抑え、配管４４の寿命が短くなることを防ぐことができる。

また、カップ２ＡのウエハＷにレジスト吐出ノズル４１により、レジスト塗布を行った後、隣接するカップ２Ｂの開口部２０上を前記レジスト吐出ノズル４１の吐出口４９が通過しないように、後方領域３０を介してカップ２Ｃの開口部２０上へ前記レジスト吐出ノズル４１を搬送する。これによって、カップ２Ｃの開口部２０上へレジスト吐出ノズル４１を搬送する途中で、当該ノズル４１から液垂れが起きても、カップ２ＢのウエハＷへこの液が落下することが防がれる。従って、ウエハＷから製造される製品の歩留りを抑えることができる。上記のレジスト塗布装置１では、カップ２Ｃから２Ａにレジスト吐出ノズル４１を搬送する場合も、カップ２Ａから２Ｃにレジスト吐出ノズル４１を搬送する場合と同様に、カップ２Ｂの開口部２０上を、回転アーム５５に保持されたレジスト吐出ノズル４１の吐出口４９が避けるように搬送が行われる。この例では、カップ２Ｂの開口部２０上を吐出口４９が迂回するように構成されているが、カップ２ＢのウエハＷ上を迂回できれば、上記の効果が得られるので、当該ウエハＷ上を迂回するように構成されていればよい。

隣接するカップ２間でレジスト吐出ノズル４１を搬送する場合、レジスト吐出ノズル４１を、後方領域３０を通過させずに前記カップ２間で搬送してもよい。つまり、例えば上記の処理において、カップ２Ｃからカップ２Ｂへレジスト吐出ノズル４１Ａを搬送する場合、カップ２ＣのウエハＷに対してレジスト液の吐出を停止させた後、後方領域３０を通過しないようにカップ２ＢのウエハＷ上にレジスト吐出ノズル４１Ａを搬送してもよい。

カップ２Ａ、２Ｂの開口部２０上にレジスト吐出ノズル４１Ａを搬送するときに、水平移動部５２の移動が停止した状態で、回転アーム５５が回転するものとして説明したが、カップ２Ｃの開口部２０上にレジスト吐出ノズル４１Ａを搬送するときと同じく、水平移動部５２の移動に並行して回転アーム５５の回転を行ってもよい。

上記の例では、カメラ６４はノズル搬送機構５に設けられ、回転アーム５５と共に移動するが、このように構成することに限られない。図２１は、後方領域３０に、その位置が固定されたカメラ６４を配置した例を示している。一つのカップ２のウエハＷにレジスト吐出を行うと、この図２１に示すようにカメラ６４が撮像可能な領域にレジスト吐出ノズル４１が搬送され、レジスト吐出ノズル４１の先端部４２とその下方領域とが撮像される。その後、次に処理を行うカップ２にレジスト吐出ノズル４１が搬送される。

ノズル待機部３は、ノズル搬送機構５がレジスト吐出ノズル４１を受け取れるように構成されていればよく、上記の形状であることには限られない。図２２には、ノズル待機部３の代わりにノズル待機部７１を備えたレジスト塗布装置１の概略図を示している。ノズル待機部７１はその形状を除いて、ノズル待機部３と同様に構成されており、平面視円弧状に形成されている。ノズル待機部７１の上面には、待機用孔３１が間隔をおいて配列されている。この例では４１Ａ〜４１Ｅの５本のレジスト吐出ノズルが、ノズル待機部７１に待機される。

各レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｅがこのノズル待機部７１に待機した状態で、搬送用凹部４５は図中鎖線７２で示す円弧に沿って配列される。この鎖線７２は、回転軸５６が図中点Ｐに位置したときに、回転アーム５５の回転によるノズル保持部５７の軌跡を示している。即ち、点Ｐに位置する回転軸５６から平面視等距離に各搬送用凹部４５が位置するように、各レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｅが待機される。それによって、水平移動部５２は受け渡すノズル毎に位置を変えることなく、同じ位置で各ノズル４１Ａ〜４１Ｅを受け渡すことができる。

このように構成することで、装置の設計及びメンテナンスを行うにあたり、前記ノズルの受け渡し時の水平移動部５２の位置確認、位置調整が容易になるという利点がある。前記ノズル待機部３のように平面視Ｖ字にノズル待機部を構成した場合も、このノズル待機部７１と同様に搬送用凹部４５が円弧上に配列されるように待機用孔３１を設けて、各レジスト吐出ノズル４１を待機させるようにしてもよい。

図２３には、ノズル待機部の他の例としてノズル待機部７４を示している。このノズル待機部７４は、装置１の前方側から後方側に向かうにつれて、カップ２Ｂ側からカップ２Ｃ側へ向かうように平面視直線状に形成されている。図中の鎖線７５は、待機されるレジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｅの配列方向を示しており、この例ではノズル待機部７４の伸長方向に一致している。
また、上記の各例では、ノズル待機部の後方側にノズル搬送機構５のガイドレール５１を設けているが、このような配置に限られない。図２４には、ガイドレール５１の後方側にノズル待機部７１を配置した例を示している。

また、上記の例ではレジスト吐出ノズル４１において、吐出口４９が設けられる先端部４２に重なるように搬送用凹部４５が設けられているが、搬送用凹部４５の位置はこのような例に限られない。図２５に示した例では、比較的硬質なノズル本体部４３が横方向に長く形成されており、前記ノズル待機部７６に待機される先端部４２上からフレキシブルな配管４４側にずれた位置に搬送用凹部４５が設けられている。

この図２５に示すノズル待機部７６は、平面視、前後方向に伸びる直線状に形成されており、各待機用孔３１は、このノズル待機部７６の伸長方向に沿って配列されている。各レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｅがこのノズル待機部７６に待機した状態で、搬送用凹部４５は、上記の鎖線７２で示す円弧に沿って配列されている。これによって、図２２の構成例と同じく回転アーム５５は、回転軸５６が点Ｐに位置した状態で、各レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｅをノズル待機部７６に受け渡すことができる。

図２６、図２７には前記ノズル待機部７６を備えたレジスト塗布装置８１を示している。レジスト塗布装置１に対するこのレジスト塗布装置８１の差異点としては、ノズル搬送機構５の代わりにノズル搬送機構８２が設けられていることが挙げられる。ノズル搬送機構８２は、ガイドレール５１と搬送基部８３とを備えている。搬送基部８３は、ガイドレール５１に沿って移動自在、且つ昇降自在に構成される。搬送基部８３からは水平方向に第１のアーム８４が伸び、第１のアーム８４の先端からは、水平方向に第２のアーム８５が伸び、第２のアーム８５の先端からは水平方向に第３のアーム８６が伸びている。そして、第１のアーム８４は基部８３に対して、第２のアーム８５は第１のアーム８４に対して、第３のアーム８６は第２のアーム８５に対して、夫々垂直方向の回転軸８７周りに回転自在に構成されている。

前記第３のアーム８６は、上記ノズル搬送機構５の回転アーム５５に相当し、下方にノズル保持部５７（図示は省略）を備えている。第１〜第３のアーム８４〜８６の回転動作と、搬送基部８３の水平移動動作及び昇降動作とにより、ノズル待機部７６の各レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｅを、各カップ２のウエハＷ上に搬送することができる。

図２８，図２９には、レジスト塗布装置９１の平面図、側面図を夫々示している。レジスト塗布装置９１は、図２２で説明したノズル待機部７１を備えている。また、ノズル搬送機構５の代わりにノズル搬送機構９２を備えている。このノズル搬送機構９２は、ノズル搬送機構５と概ね同様に構成されており、差異点としては、ガイドレール５１が筐体１１の天井面に設けられていることが挙げられる。つまり、水平移動部５２は筐体１１の天井面を移動する。図２９に示すように垂直移動部５３は、この水平移動部５２の下方に設けられ、当該水平移動部５２に対して昇降自在に構成されている。この垂直移動部５３の下方に回転アーム５５の基端側が回転自在に設けられ、当該回転アーム５５は、その先端側のノズル保持部５７により、ノズル待機部７１に対して各レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｅを受け渡すことができる。

図３０、図３１には、レジスト塗布装置１１１を示している。このレジスト塗布装置１１１には、ノズル待機部７６及びノズル搬送機構１１２が設けられている。ノズル搬送機構１１２は、ガイドレール５１及び水平移動部５２を備えている。この水平移動部５２は、前方側（カップ２側）に向けて伸びるアーム１１３を備え、このアーム１１３を昇降できるように構成されている。アーム１１３には、当該アーム１１３の長さ方向に沿って移動自在な前後移動部１１４が設けられ、前後移動部１１４には、垂直な回転軸１１５まわりに回転自在な回転アーム１１６が設けられている。回転アーム１１６は、ノズル搬送機構５の回転アーム５５に相当し、図示は省略しているがその下方にノズル保持部５７を備えている。このように構成されることで、回転アーム１１６が、ノズル待機部７６の各レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｅを各カップ２に搬送することができる。

このノズル搬送機構１１２では、例えばレジスト吐出ノズル４１を受け取った後、待機部３にてレジスト吐出ノズルを交換するまで、図３１に示すように回転軸１１５に対して保持したレジスト吐出ノズル４１が前方側に位置するように回転アーム１１６の向きが保たれる。従ってレジスト塗布装置１で説明したように、カップ２ＡのウエハＷの処理に続いてカップ２ＣのウエハＷの処理を行うときには、例えば回転アーム１１６の回転は行われず、前後移動部１１４及び水平移動部５２の協働により、カップ２Ｂの開口部２０上を迂回して、レジスト吐出ノズル４１がカップ２Ａからカップ２Ｃへ搬送される。

カップ２は、直線上に配列されることには限られず、曲線上に配列されていてもよい。図３２には、そのように配列されたカップ２の一例を示している。図３２の例ではガイドレール５１は、この配列方向に沿うように曲線状に形成されているが、ノズル待機部７１と各カップ２との間で各レジスト吐出ノズルの搬送を行うことができれば、上記の各例と同じく直線状に形成してもよい。

図３３にも、本発明に係るレジスト塗布装置の構成例を示している。この図３３のレジスト塗布装置は、上記のレジスト塗布装置１においてノズル待機部３の代わりに、図２５に示したノズル待機部７６を設けて構成されている。図３３では、レジスト吐出ノズル４１Ｃをノズル待機部７６に受け渡すときの回転アーム５５及び水平移動部５３の各位置を示している。つまり、ノズル保持部５７がレジスト吐出ノズル４１Ｃの搬送用凹部４５に重なるように位置している。図３４では、レジスト吐出ノズル４１Ａをノズル待機部７６に受け渡すために、図３３に示す位置から回転した状態の回転アーム５５を示している。図３５では、レジスト吐出ノズル４１Ａをノズル待機部７６に受け渡すために、図３３及び図３４に示す位置から水平移動部５２が移動し、ノズル保持部５７がレジスト吐出ノズル４１Ａの搬送用凹部４５に重なった状態を示している。

図３５の回転アーム５５の向きは、図３４の回転アーム５５の向きと同じである。一例として、レジスト吐出ノズル４１Ａ、４１Ｃの受け渡しについて説明したが、他のレジスト吐出ノズルも回転アーム５５の向き及び水平移動部５２の位置が調整されて、受け渡しが行われる。即ち、図３３〜図３５に示すレジスト塗布装置１では、水平移動部５２及び回転アーム５５の協働により、待機中の各レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｅの搬送用凹部４５上へノズル保持部５７が移動し、ノズル搬送機構５が各レジスト吐出ノズル４１Ａ〜４１Ｅを保持することができるように構成されている。

また、上記の各例では、装置にカップ２は３つ設けられているが、４つ以上設けてもよい。またカップ２は２つのみ設けてもよい。ウエハＷに供給する処理液としては、レジスト液には限られず、例えば反射防止膜形成用の薬液や、絶縁膜形成用の薬液であってもよいし、現像液であってもよい。

Ｗウエハ
１レジスト塗布装置
１０制御部
２Ａ〜２Ｃカップ
３ノズル待機部
４１Ａ〜４１Ｊレジスト吐出ノズル
５ノズル搬送機構
５２水平移動部
５３垂直移動部
５５回転アーム
５６回転軸
５７ノズル保持部

Claims

左右方向に配列され、各々基板を水平に保持する複数の基板保持部と、
前記基板保持部の列から前後方向に離れて設けられ、左右方向に移動自在な移動部と、
前記基板保持部の列に対して前記移動部の移動路側に設けられ、前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給するノズルを待機させるためのノズル待機部と、
前記ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部が一端側に設けられ、前記ノズルを、前記ノズル待機部と基板に処理液を供給するための供給位置との間で前記移動部と協働して搬送するために、他端側が前記移動部に水平回転自在に設けられた回転アームと、
を備え、
前記ノズル待機部には複数のノズルが待機され、前記ノズル保持部は、前記複数のノズルの中から選択されたノズルを保持し、
前記複数のノズルは、各々前記ノズル保持部に保持される被保持部を備え、
前記移動部が予め設定されたノズルの受け渡し位置に位置したときに、前記回転アームの回転軸から平面視等距離に各被保持部が位置するように、各ノズルが前記ノズル待機部に待機されることを特徴とする液処理装置。
左右方向に配列され、各々基板を水平に保持する複数の基板保持部と、
前記基板保持部の列から前後方向に離れて設けられ、左右方向に移動自在な移動部と、
前記基板保持部の列に対して前記移動部の移動路側に設けられ、前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給するノズルを待機させるためのノズル待機部と、
前記ノズルを着脱自在に保持するノズル保持部が一端側に設けられ、前記ノズルを、前記ノズル待機部と基板に処理液を供給するための供給位置との間で前記移動部と協働して搬送するために、他端側が前記移動部に水平回転自在に設けられた回転アームと、
を備え、
前記ノズル待機部に待機する前記ノズルから、当該ノズルに前記処理液を供給するための配管が、前記基板保持部の列に対して平行に伸びるように設けられ、
前記ノズル待機部には複数のノズルが待機され、
前記複数のノズルは、各々前記ノズル保持部に保持される被保持部を備え、
前記移動部が予め設定されたノズルの受け渡し位置に位置したときに、前記回転アームの回転軸から平面視等距離に各被保持部が位置するように、各ノズルが前記ノズル待機部に待機されることを特徴とする液処理装置。
前記ノズル待機部は、各基板保持部に対してその位置が固定されて設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の液処理装置。
前記回転アームの回転方向における向き及び前記移動部の移動を制御するために制御信号を出力する制御部が設けられ、
前記基板保持部は３つ以上設けられ、
前記制御部は、
第１の基板保持部と第２の基板保持部との間に設けられる第３の基板保持部に保持される基板上を迂回して、第１の基板保持部に保持される基板上から第２の基板保持部に保持される基板上へ、ノズルを搬送するように制御信号を出力する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。
前記移動部は、当該移動部の移動路側と前記基板保持部の列側との間で移動自在な進退部を備え、
前記回転アームの他端側は、前記進退部に設けられてい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。