(57)【要約】【課題】  処理液の廃棄量を抑制しながらノズル内における固着物の固着を抑制する。【解決手段】  ノズル内の流路に先端側から溶剤層、空気層、処理層を形成して待機しているときに、ノズル内の流路の内周面に付着した処理液が乾燥する前に、処理液層の液面と溶剤層の液面とをノズルの基端側に後退、あるいはノズルの先端側に前進させている。そのため流路の内周面が溶剤により濡らされ、流路の内周面におけるにおける固着物の固着を抑制することができる。【選択図】  図８
2020181901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持部に基板を保持する工程と、
ノズルから乾燥したときに固着物が残る処理液を前記基板保持部に保持された基板に吐出する工程と、
前記処理液を吐出した前記ノズルから、当該ノズルの周囲の雰囲気、前記ノズル内の流路を塞いで当該流路における前記処理液の乾燥を防止するための乾燥防止液を順に吸引し、前記流路の先端側から基端側に向けて乾燥防止液層、雰囲気層、処理液層が順に位置して前記流路が封止された封止状態を形成する工程と、
前記封止状態において前記流路を形成すると共に前記雰囲気層に臨む壁面全体が浸潤されるように、前記ノズルから次に前記処理液を吐出するまでに前記乾燥防止液層の液面及び処理液層の液面を移動させる液面移動工程と、
を備える液処理装置の運転方法。
【請求項２】
前記ノズルの流路は縦方向に形成され、
前記液面移動工程は、前記乾燥防止液層の液面及び処理液層の液面を、上方及び／または下方に移動させる工程を含む請求項１記載の液処理装置の運転方法。
【請求項３】
前記液面移動工程は、
前記乾燥防止液層の液面及び処理液層の液面を、前記流路の先端側及び基端側のうちの一方へ移動させる工程と、
当該一方への移動に続いて、前記乾燥防止液層の液面及び処理液層の液面を前記流路の先端側及び基端側のうちの他方へ移動させる工程と、
を含む請求項１または２記載の液処理装置の運転方法。
【請求項４】
前記液面移動工程は、
前記各液面の移動を、一定の間隔をおいて繰り返し行う工程を含む請求項１ないし３のいずれか一つに記載の液処理装置の運転方法。
【請求項５】
前記次の処理液の吐出として、前記乾燥防止液層及び雰囲気層が除去されるように前記基板以外の領域への当該処理液の吐出が行われ、
続いて処理液の吐出が停止してから前記基板に処理液を吐出するまでに、当該処理液の吐出が行われない請求項１ないし４のいずれか一つに記載の液処理装置の運転方法。
【請求項６】
前記処理液は、顔料を含むレジスト液であって、乾燥により固着物として残る請求項１ないし５のいずれか一項に記載の液処理装置の運転方法。
【請求項７】
前記処理液の粘度は、５０ｃｐ〜９００ｃｐである請求項１ないし６のいずれか一項に記載の液処理装置の運転方法。
【請求項８】
前記ノズルから前記処理液を前記基板に吐出するために、処理液の供給源から前記ノズル内の流路に連通する処理液供給路に供給された処理液を、当該処理液供給路に設けられたポンプにより前記ノズルに供給する工程を含み、
前記液面移動工程は、前記ポンプによる前記処理液供給路の処理液の吸引と当該処理液供給路への処理液の供給とを行う工程を含み、
前記封止工程は、前記処理液供給路において前記ポンプよりも前記ノズル側に設けられる封止機構により、前記処理液供給路の処理液を吸引する工程を含む請求項１ないし７のいずれか一項に記載の液処理装置の運転方法。
【請求項９】
基板を保持する基板保持部と、
乾燥したときに固着物が残る処理液を前記基板保持部に保持された基板に吐出するノズルと、
前記ノズル内の流路を塞ぎ、当該流路における前記処理液の乾燥を防止するための乾燥防止液を当該ノズルに外側から供給する乾燥防止液供給部と、
前記処理液を吐出した前記ノズルから当該ノズルの周囲の雰囲気、前記乾燥防止液を順に吸引し、前記流路の先端側から基端側に向けて乾燥防止液層、雰囲気層、処理液層が順に位置して前記流路が封止された封止状態を形成する封止機構と、
前記封止状態において前記流路を形成すると共に前記雰囲気層に臨む壁面全体が浸潤されるように、前記ノズルから次に前記処理液を吐出するまでに前記乾燥防止液層の液面及び処理液層の液面を移動させる液面移動機構と、
を備える液処理装置。
【請求項１０】
前記ノズルの流路は縦方向に形成され、
前記液面移動機構は前記乾燥防止液層の液面及び処理液層の液面を、上方及び／または下方に移動させる請求項９記載の液処理装置。
【請求項１１】
前記液面移動機構による乾燥防止液層の液面及び処理液層の液面の移動には、
各液面の前記流路の先端側及び基端側のうちの一方への移動と、当該一方への移動に続く、前記流路の先端側及び基端側のうちの他方への移動と、が含まれる請求項９または１０記載の液処理装置。
【請求項１２】
前記各液面の移動は、一定の間隔をおいて繰り返し行われる請求項９ないし１１のいずれか一つに記載の液処理装置。
【請求項１３】
前記次の処理液の吐出として、前記乾燥防止液層及び前記雰囲気層が除去されるように前記基板以外の領域への当該処理液の吐出が行われ、
続いて処理液の吐出が停止してから前記基板に処理液を吐出するまでに、当該処理液の吐出が行われないように制御信号を出力する制御部と、
を備える請求項９ないし１２のいずれか一つに記載の液処理装置。
【請求項１４】
前記処理液は、顔料を含むレジスト液であって、乾燥により固着物として残る請求項９ないし１３のいずれか一項に記載の液処理装置。
【請求項１５】
前記処理液の粘度は、５０ｃｐ〜９００ｃｐである請求項９ないし１４のいずれか一項に記載の液処理装置。
【請求項１６】
前記ノズル内の流路に連通し、当該ノズルから前記処理液を前記基板に吐出するために処理液の供給源から供給された処理液を当該ノズルに供給するポンプが設けられる処理液供給路を備え、
前記封止機構は、前記流路内から前記処理液供給路への流体の吸引と、当該流路内の加圧と、を行えるように前記処理液供給路に設けられ、
前記ポンプは前記液面移動機構を構成し、前記封止機構よりも前記供給源側に位置する請求項９ないし１５のいずれか一項に記載の液処理装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液処理装置の運転方法及び液処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程の中には、レジストパターンを形成するためにレジスト液を基板に塗布する処理がある。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半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）を回転させながら、このウエハのほぼ中心部にノズルからレジスト液を吐出することにより行なわれる。
【０００３】
特許文献１、２には、このような液処理装置において、ノズル内のレジスト液をダミー吐出（ダミーディスペンス）してから、当該ノズル内を吸引して空気層を形成する。次いで、ノズルの先端部を溶剤に浸漬してノズル内を吸引することで、ノズルの先端内部のレジスト液層の外側に空気層と溶剤層（溶剤の液層）とを形成して、ノズル内のレジスト液の乾燥を防止する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６２３５２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０３１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、このような事情もとになされたものであり、処理液の廃棄量を抑制しながらノズル内における固着物の残留を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の液処理装置は、基板保持部に基板を保持する工程と、
ノズルから乾燥したときに固着物が残る処理液を前記基板保持部に保持された基板に吐出する工程と、
前記処理液を吐出した前記ノズルから、当該ノズルの周囲の雰囲気、前記ノズル内の流路を塞いで当該流路における前記処理液の乾燥を防止するための乾燥防止液を順に吸引し、前記流路の先端側から基端側に向けて乾燥防止液層、雰囲気層、処理液層が順に位置して前記流路が封止された封止状態を形成する工程と、
前記封止状態において前記流路を形成すると共に前記雰囲気層に臨む壁面全体が浸潤されるように、前記ノズルから次に前記処理液を吐出するまでに前記乾燥防止液層の液面及び処理液層の液面を移動させる液面移動工程と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、処理液の廃棄量を抑制しながらノズル内における固着物の残留を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の液処理装置の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】液処理装置を概略的に示す斜視図である。
【図３】液処理装置に設けられたノズルユニットを示す斜視図である。
【図４】ノズルユニットに設けられた塗布ノズルと、待機ユニットの一部と、を示す縦断側面図である。
【図５】サックバックバルブを示す縦断側面図である。
【図６】前記サックバックバルブの作用図である
【図７】ノズル先端部における封止状態を示す説明図である。
【図８】ノズルの待機時の液面移動を示す説明図である。
【図９】待機状態のノズルが吐出処理に移行する過程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１及び図２は、本開示の一実施形態に係る液処理装置１の縦断側面図及び斜視図である。液処理装置１は、基板であるウエハＷの裏面中央部を吸着して水平に保持する基板保持部であるスピンチャック２を備えている。このスピンチャック２は、駆動軸２１を介して駆動機構２２により、ウエハＷを保持した状態で鉛直軸回りに回転自在及び昇降自在に構成されており、その回転軸上にウエハＷの中心が位置するように設定されている。スピンチャック２の周囲にはスピンチャック２上のウエハＷを囲むようにして、上方側に開口部２３１を備えたカップ２３が設けられており、カップ２３の側周面上端側は内側に傾斜した傾斜部２３２を形成している。
【００１０】
カップ２３の底部側には例えば凹部状をなす液受け部２４が設けられている。液受け部２４は、隔壁２４１によりウエハＷの周縁下方側に全周に亘って外側領域と内側領域とに区画され、外側領域の底部には貯留したレジストなどを排出するための排液口２５が設けられ、内側領域の底部には処理雰囲気を排気するための排気口２６が設けられている。
【００１１】
スピンチャック２に保持されたウエハＷ表面の上方には、ウエハＷに向けて塗布液を吐出するノズルユニット３が設けられている。このノズルユニット３は、図３に示すように、処理液を吐出するためノズルである複数本例えば１０本の塗布ノズル４１と、処理液の溶剤を吐出するためのノズルである例えば１本の溶剤ノズル４２と、を共通の支持部３１に一体的に固定することにより構成されている。処理液は乾燥により固着物が残留する液であり、処理液の例としては、例えば顔料が添加されたレジスト液（カラーレジスト）が挙げられ、溶剤は例えばシンナーである。塗布ノズル４１が本開示のノズルに相当するものであり、以降、塗布ノズル４１及び溶剤ノズル４２をノズル４１、４２と記載する場合がある。ノズル４１、４２は、例えばフッ素樹脂により構成されており、より具体的には例えばＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）により構成されている。
【００１２】
塗布ノズル４１及び溶剤ノズル４２は、同様に構成され、例えば図４に塗布ノズル４１を例にして示すように、支持部３１に接続される基端部４３と、基端部４３の下方側に鉛直方向に伸びる円筒部４４と、この円筒部４４から下方側に向けて縮径する略円錐状の先端部４５と、を備えている。これら基端部４３、円筒部４４及び先端部４５の内部には、鉛直方向（縦方向）に伸びる処理液の流路４６が形成され、この流路４６はノズル下方の先端側において、処理液の吐出口４７として開口している。
【００１３】
これら塗布ノズル４１及び溶剤ノズル４２は、液処理装置１の横方向（Ｙ軸方向）に沿って一直線上に配列される共通の支持部３１により支持され、移動機構３２により、スピンチャック２上のウエハＷに処理液等を供給する処理位置と、後述する待機ユニット５に収容される待機位置との間で移動自在に構成されている。例えば移動機構３２は、図２中横方向（Ｙ軸方向）に伸びるガイド３３に沿ってガイドされる水平移動部３４と、この水平移動部３４から水平に伸びると共に、水平移動部３４に対して図示しない昇降機構により昇降するアーム部３５とを備え、このアーム部３５の先端に支持部３１が設けられている。
【００１４】
図１に示すように、各塗布ノズル４１は、例えば夫々異なる処理液供給路４１１を介して夫々異なる処理液の供給源である処理液供給源４１２に接続されている。各処理液供給路４１１には、例えば夫々途中にサックバックバルブＶＡ及び開閉バルブやマスフローコントローラ等を備えた流量調整部４１３が設けられている。なおサックバックバルブＶＡの上流側（処理液供給源４１２側）に処理液中のパーティクルを除去するフィルタを設けてもよい。また、処理液供給路４１１における流量調整部４１３よりも上流側（処理液供給源４１２側）には、処理液供給源４１２から供給される処理液を送出するポンプ４１４が設けられている。これらの処理液供給源４１２、流量調整部４１３及びポンプ４１４は、カップ２３に対して位置が固定されており、ノズルユニット３を移動させたときにも移動しない。処理液供給路４１１は例えばフレキシブルな材料により構成され、ノズルユニット３が移動する際、ノズルユニット３の動きを妨げないようになっている。
【００１５】
サックバックバルブＶＡは、図５に示すように、筐体７０の内部に仕切り壁７１が設けられると共に、仕切り壁７１の下部側にダイヤフラム７２が設置されており、仕切り壁７１とダイヤフラム７２とにより囲まれる気圧調整空間７８が形成されている。この気圧調整空間７８には筐体７０外部より加圧空気を供給する加圧配管７４と気圧調整空間７８内を吸引する吸引管７５が接続されている。加圧配管７４における筐体７０と接続される部位には、オリフィス７９が設けられ、加圧空気の供給速度を抑えるように構成されている。
【００１６】
加圧配管７４、吸引管７５は工場内の加圧用の配管及び減圧用の配管に夫々接続されている。加圧配管７４、吸引管７５の途中には夫々電磁弁７６、７７が設けられ、後述の制御部６からの制御信号により開閉時間が制御されることで気圧調整空間７８の圧力調整が行われるようになっている。ダイヤフラム７２の下部側は処理液供給路４１１と連通するようにベローズ体７３により囲まれており、気圧調整空間７８の加圧あるいは吸引による容積の変化によって、ベローズ体７３が伸縮し、それによって処理液供給路４１１より処理液のサックバックあるいは送出が行われるように構成されている。
【００１７】
そして図６（ａ）に示すようにノズル先端部に処理液の液面がある状態にて、ポンプ４１４による処理液の送出を停止し、サックバックバルブＶＡの気圧調整空間７８を加圧する。なお図６（ａ）（ｂ）は、図を正面に見て右側が塗布ノズル４１側（下流側）である。これによりベローズ体７３の内部の処理液が処理液供給路４１１に押し出される。ここでポンプ４１４の送液を停止した状態においては、サックバックバルブＶＡから見て処理液供給路４１１の上流側は流路が遮断された状態となり、処理液がほぼ移動することができない。従ってサックバックバルブＶＡから押し出された処理液が流れ込むことができない。従ってサックバックバルブＶＡよりも下流側、即ちノズル４１、４２の先端の処理液の液面がノズル４１、４２の先端側に前進する。また図６（ｂ）に示すようにサックバックバルブＶＡの気圧調整空間７８を吸引するときにもサックバックバルブＶＡよりも上流側の処理液が動かないため吸引することができない。そのためサックバックバルブＶＡよりも下流側、即ちノズル４１、４２の先端の処理液がサックバックバルブＶＡに吸引され、ノズル４１、４２の先端の処理液の液面がノズル４１、４２の基端側に後退する。なお以下明細書中では、ノズル４１、４２の先端側に向かうこと（下方に移動すること）を前進と呼び、ノズル４１、４２の基端側に向かうこと（上方に移動すること）を後退と呼ぶものとする。サックバックバルブＶＡは、詳しくは後述するように液面を塗布ノズル４１の先端側及び基端側に移動させる液面移動機構に相当する。またサックバックバルブＶＡは、液面の移動によりノズル先端からの空気及び溶剤の吸引を行って流路４６の封止状態を形成する封止機構に相当する。
【００１８】
流量調整部４１３は処理液の流量を調整するものであり、処理液供給源４１２には、例えば夫々種類の異なるレジスト液や、種類が同じであっても粘度等が異なるレジスト液が処理液として貯留されている。溶剤ノズル４２は、溶剤供給路４２１を介して溶剤供給源４２２に接続されており、溶剤供給路４２１には、開閉バルブやマスフローコントローラ等を備えた流量調整部４２３が介設されている。サックバックバルブＶＡや流量調整部４１３、４２３は、後述する制御部６からの制御信号に基づいてその駆動が制御される。
【００１９】
カップ２３の外面には、例えば図１及び図２に示すように、待機ユニット５が設けられている。なお、図１においては、図示の便宜上、ノズルユニット３及び待機ユニット５を実際よりも大きく、簡略化して描いている。待機ユニット５には、例えば図４に示すように、各塗布ノズル４１と溶剤ノズル４２が夫々個別に収まるような筒状のノズル収容部５１がノズルの数量分即ち１１個設けられており、例えばこのノズル収容部５１はＹ軸方向に一直線上に配列されている。
【００２０】
ノズル収容部５１は、各ノズル４１、４２の円筒部４４及び先端部４５を収容する部位が例えば円筒状に構成されている。また、ノズル収容部５１の下端は排出口５３を介して各ノズル収容部５１共用の排液室５４と連通している。排液室５４に流入した液体は、排出路５５を介して液処理装置１の外に排出される。排出路５５に設けられたＶ５５はバルブである。
【００２１】
図４の破線は、塗布ノズル４１が待機ユニット５内に収容された待機位置にあるときを示している。そして、各塗布ノズル４１の吐出口４７の下方側に、これら吐出口４７と対向するように排出口５３が位置している。この排出口５３は、例えば平面形状が円形に構成され、塗布ノズル４１（溶剤ノズル４２）の吐出口４７に対応する部位の塗布ノズル４１の外径よりも大きく形成されている。
【００２２】
また、塗布ノズル４１用のノズル収容部５１の下部側の側壁には、処理液の乾燥防止材である溶剤を供給するための溶剤吐出口５６が設けられている。図４に示すように、これら溶剤吐出口５６は、塗布ノズル４１の各ノズル収容部５１毎に、溶剤供給路５７を介して溶剤供給部５８に接続されている。各溶剤供給部５８は、例えば制御部６の制御信号により駆動が制御され溶剤吐出口５６から例えばシンナーなどの溶剤を吐出する。そして排出路５５のバルブＶ５５を閉じ、溶剤供給部５８から溶剤を供給することで排液室５４及び排出口５３を溶剤で満たして貯留することができる。従ってノズル収容部５１は、乾燥防止液供給部に相当する。
【００２３】
待機ユニット５の各ノズル収容部５１は、ノズルユニット３の塗布ノズル４１及び溶剤ノズル４２の並ぶ方向であって、ウエハＷの回転中心上を通る直線上に位置するように配列されている。ノズルユニット３は、既述のように移動機構３２により、ウエハＷの回転中心上を通る直線上に移動すると共に、昇降自在に構成され、こうして、ノズルユニット３は、待機位置と、処理位置との間で移動される。待機位置とは、既述のように各塗布ノズル４１の先端部４５が各ノズル収容部５１に収容される位置である。また、処理位置とは、塗布ノズル４１、溶剤ノズル４２のいずれか一つのノズルがウエハＷの回転中心に処理液又は溶剤を供給する位置である。
【００２４】
図２に示すように液処理装置１は制御部６を備えており、制御部６は例えばコンピュータからなり、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、ウエハＷの塗布処理、待機ユニット５における塗布ノズル４１に対する処理等、各種の動作を行い、後述の作用説明における一連の動作を実行することができるように命令（ステップ群）が組まれたプログラムが格納されている。そして、このプログラムによって制御部６から液処理装置１の各部に制御信号が出力されることで、当該液処理装置１の各部の動作が制御される。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。
【００２５】
次に、液処理装置１の作用について、ノズルユニット３の一の塗布ノズル４１Ａを用いてレジスト液の塗布処理を行う場合を例にして、図７〜図９を参照して説明する。先ず、塗布ノズル４１Ａの先端からスピンチャック２に保持されたウエハＷの表面にレジスト液（カラーレジスト）を吐出して塗布処理を行う。即ち、スピンチャック２をカップ２３の上方側まで上昇させ、図示しない基板搬送機構からウエハＷを受け取る。そして、溶剤ノズル４２がスピンチャック２に保持されたウエハＷの回転中心に溶剤を供給する位置にノズルユニット３を移動し、溶剤であるシンナー液を供給する。次いで、スピンチャック２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周縁部まで拡散させる。
【００２６】
次に、スピンチャック２の回転を中止し、塗布ノズル４１Ａがスピンチャック２に保持されたウエハＷの回転中心にレジスト液を供給する位置にノズルユニット３を移動し、レジスト液を吐出する。そして、スピンチャック２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をウエハＷの中心部から周縁部まで拡散させる。レジスト液は、例えばシンナー液によりウエハ表面が濡れている状態で塗布され、このようにしてレジスト液が塗布されたウエハＷは、基板搬送機構に受け渡される。
【００２７】
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、ノズルユニット３を待機ユニット５に対向する位置まで移動させてから下降させ、各塗布ノズル４１の先端を夫々対応するノズル収容部５１内に収容する。この時例えば塗布ノズル４１Ａの先端が、排出口５３の下端の上方５ｍｍの高さ位置に位置する。
【００２８】
続いて、塗布ノズル４１Ａの処理液供給路４１１に設けられたサックバックバルブＶＡにより１回目の吸引を行なう。これにより塗布ノズル４１Ａの流路４６内のレジスト液の液面（レジスト液層１０１の液面）は、図７（ａ）に示すように塗布ノズル４１Ａの基端側に後退して、当該液面は塗布ノズル４１Ａの先端から上昇する。これにより塗布ノズル４１Ａにおいては、レジスト液層１０１の液面を上昇させているため先端から空気（塗布ノズル４１Ａの周囲の雰囲気）が吸引され雰囲気層である空気層１０２が形成される。
【００２９】
次いで図７（ｂ）に示すように、塗布ノズル４１Ａを待機位置まで下降させる。この時塗布ノズル４１Ａの先端は、排液口５３に挿入される。さらに溶剤吐出口５６からノズル収容部５１内に溶剤を供給して、ノズル収容部５１の下方に溶剤を貯留する。これにより塗布ノズル４１Ａの先端が溶剤に浸漬される。そして塗布ノズル４１Ａの先端を溶剤に浸漬した状態でサックバックバルブＶＡにより２回目の吸引を行う。これによりレジスト液層１０１がさらに後退し、塗布ノズル４１Ａ内が陰圧になり、塗布ノズル４１Ａの先端から溶剤が吸引されて塗布ノズル４１Ａの流路４６を塞ぐように溶剤の液層（溶剤層）１０３が形成される。
【００３０】
こうして、図７（ｃ）に示すように、塗布ノズル４１Ａ内の流路４６に、塗布ノズル４１Ａの先端側から基端側に向けて順番に乾燥防止液層である溶剤層１０３と空気層１０２と処理液層であるレジスト液層１０１とが形成されて流路４６が封止された封止状態が形成される。このように塗布ノズル４１Ａの先端に溶剤層１０３と空気層１０２とレジスト液層１０１とを形成して封止状態とすることにより流路４６の内部のレジスト液は溶剤層１０３によって塞がれて、大気と遮断されるため、レジスト液層１０１の乾燥を防止することができる。またレジスト液層１０１と溶剤層１０３との間に空気層１０２を形成することで溶剤とレジスト液との混合を避けることができる。なお封止状態とは各層が形成されて静止した状態のことをいう。
【００３１】
さらにこの後、ノズル収容部５１に貯留された溶剤を排出し、塗布ノズル４１Ａを上昇させて（例えば塗布ノズル４１Ａの先端が、排出口５３の下端の上方５ｍｍの高さ位置）、図７（ｄ）に示すようにサックバックバルブＶＡにより塗布ノズル４１Ａ内のレジスト液を吸引する。これにより塗布ノズル４１Ａの先端内部において溶剤層１０３の外側にさらに空隙１０４が形成される。このように塗布ノズル４１Ａ内において溶剤層１０３よりも先端側に空隙１０４を形成することにより溶剤層１０３のボタ落ちを抑制することができる。この状態で、図７（ｅ）に示すようにノズルユニット３の各塗布ノズル４１を待機位置に下降させて待機する。なお実施例のように各層形成後、液面を少し後退させて静止させる場合は、その少し後退させて静止させたときの空気層１０２の位置に基づいて、空気層１０２に臨む部位が決定される。
そして後述するように塗布処理を行う直前に、ノズル収容部５１内にて、これらの溶剤層１０３及び空気層１０２を排出すると共にレジスト液の吐出を行うダミーディスペンスを行い、その後、ノズルユニット３をウエハＷの上方に移動させ、塗布処理を行う。
【００３２】
ところで塗布ノズル４１Ａの先端からレジスト液を吐出した直後は、レジスト液層１０１は、塗布ノズル４１Ａの先端まで満たされている。そしてサックバックバルブＶＡにより吸引してレジスト液を塗布ノズル４１Ａの先端から後退させることにより、レジスト液が後退した領域に空気及び溶剤を順番に吸引して空気層１０２及び溶剤層１０３が形成される。従って空気層１０２は、レジスト液で満たされていた流路４６に形成されることになる。そして、顔料を含むレジスト（カラーレジスト）については、流路４６を構成する壁面への付着性が比較的高いので、流路４６の上記の空気層１０２が形成されている部位においては、壁面にレジスト液が残留した状態になっている。
【００３３】
そしてレジスト液層１０１、空気層１０２及び溶剤層１０３を長時間動かさずに待機していると、塗布ノズル４１Ａの流路４６を形成する内周面における空気層１０２に臨む部位を濡らしているレジスト液が、徐々に乾燥してしまうことが考えられる。その結果として、レジスト液中の顔料やその他の成分が固着物として当該部位に付着し、残留してしまうおそれが有る。このような流路４６に残留した固着物は、塗布処理前にダミーディスペンス（ウエハＷの処理を目的としない、ウエハＷ以外の箇所に行う吐出）を１回行っても除去しきれないおそれが有る。そして、後に塗布ノズル４１Ａを用いてウエハＷにレジスト液を供給したときに塗布ノズル４１Ａの内周面から脱離し、レジスト液中に脱離した固着物が混入してしまい、塗布膜の欠陥の要因となるおそれがある。
【００３４】
従来は、このようなレジスト液中への固着物の混入を避けるために、例えば塗布ノズル４１Ａの待機中にダミーディスペンスを頻繁に行い、流路４６への固着物の残留を抑制していた。またスペアの塗布ノズル４１を用意しておき、塗布ノズル４１を頻繁に交換することで、レジスト液中への固着物の混入を抑制していた。しかしながらこれらの方法は、レジスト液の廃棄量が多くなってしまう問題や、塗布ノズル４１の使用本数が増加してしまいコストが嵩む問題がある。
【００３５】
そこで本例では、塗布ノズル４１Ａの先端に処理液層１０１と空気層１０２と溶剤層１０３とを形成し、ノズル収容部５１にて待機している間に、塗布ノズル４１Ａの流路４６のレジスト液層１０１及び溶剤層１０３の液面の高さを変動させる。これにより塗布ノズル４１Ａの内周面の空気層１０２に接する部位を再び濡らして、当該内周面に付着したレジストの乾燥を抑制し、ダミーディスペンス時に除去されやすい状態にする。それにより、流路４６における上記の固着物の残留を抑制する。
【００３６】
例えば図８（ａ）に示すように、塗布ノズル４１Ａの先端にレジスト液層１０１と空気層１０２と溶剤層１０３とを形成して封止状態として待機しているときに、流路４６の内周面に付着したレジスト液が乾燥して固着物化する前に、サックバックバルブＶＡにより塗布ノズル４１Ａ内の液を吸引する。これにより図８（ｂ）に示すようにレジスト液層１０１と空気層１０２と溶剤層１０３とが、塗布ノズル４１Ａの基端側に後退する。即ちレジスト液層１０１の液面と溶剤層１０３の液面とが塗布ノズル４１Ａの基端側に後退する（上に移動する）。
【００３７】
この時溶剤層１０３の空気層１０２側の液面を、サックバックバルブＶＡにより吸引する前における（図８（ａ）の状態における）レジスト液層１０１の空気層１０２側の液面の高さ位置よりも高い位置まで後退させる。即ち少なくとも流路４６方向における空気層１０２の長さだけ、溶剤層１０３及びレジスト液層１０１の液面を移動させる。これによりサックバックバルブＶＡにより吸引する前にて空気層１０２に接している塗布ノズル４１Ａの内周面が全面に亘って溶剤により濡らされる。この結果サックバックバルブＶＡにより吸引する前にて空気層１０２に臨む塗布ノズル４１Ａの内周面全体に付着残留していたレジスト液が溶剤により洗い流され、あるいは洗い流されなくとも再び浸潤な状態となり、乾燥による固着を抑制することができる。
【００３８】
その後図８（ｃ）に示すように、例えばサックバックバルブＶＡに吸引したレジスト液を押し出し、塗布ノズル４１Ａにレジスト液を送出する。これにより塗布ノズル４１Ａの先端に形成されたレジスト液層１０１と空気層１０２と溶剤層１０３とがサックバックバルブＶＡにより吸引する前（図８（ａ）の状態）の位置に戻る（下に移動する）。
このように塗布ノズル４１の待機中に、塗布ノズル４１の内周面をあらためて濡らして乾燥を防ぐことで、当該塗布ノズル４１の内周面に残るレジスト液の乾燥による固着物の生成を抑制することができる。また、本例の塗布ノズル４１は、流路４６が鉛直方向に伸びるように配置されているが、塗布ノズル４１と連通する処理液供給路４１１は、例えば水平方向に伸びるように設けられる。このような鉛直方向の流路と、水平方向の流路とを含む液処理装置において液面の位置を変えたときに空気層１０２が鉛直方向の流路を移動するときと、水平方向の流路を移動するときとでは、サックバックバルブＶＡにかかる負荷が異なる。そしてサックバックバルブＶＡにかかる負荷が安定しないことにより、液面の調整時の細かい高さ位置の精度が悪くなることがある。従って上記の様に（図７、図８参照）空気層１０２を水平方向の流路に引き込まずに、鉛直方向に伸びる流路４６内で各液面の高さの位置の後退や前進を縦方向に形成された流路部分の中で完結させる方が好ましい。こうすることで、液面の移動量に対するサックバックバルブＶＡの負荷が一定になり、液面の高さの制御が容易となる。
【００３９】
ところで、レジスト液層１０１と溶剤層１０３の液面とを後退させることで空気層１０２に位置する塗布ノズル４１Ａの内周面に付着していたレジスト液が溶剤層１０３により洗われるため、溶剤層１０３が汚れることがある。そのような場合には、サックバックバルブＶＡによりレジスト液を送出して、図８（ｄ）に示すように塗布ノズル４１Ａの先端の溶剤層１０３を排出する。この時レジスト液層１０１の液面が塗布ノズル４１Ａの先端部に到達しないように調整することで、レジスト液の廃棄を避けることができるため好ましい。そして再度、空気の吸引及び溶剤の吸引を行い、図８（ｅ）に示すようにノズルの先端部にレジスト液層１０１、空気層１０２、溶剤層１０３を形成して待機する。なお、この図８（ｄ）（ｅ）に示す再度の空気層１０２、溶剤層１０３の形成は省略してもよい。
【００４０】
なお、図８（ｂ）の工程でレジスト液層１０１の液面と溶剤層１０３の液面とを後退させて、次いで図８（ｃ）の通りそれら２つの液面を前進させているが、逆の順序で実施してもよい。すなわち、図８（ａ）の状態からレジスト液層１０１の液面と溶剤層１０３の液面とを、前進させ（下に移動させ）た後に、後退させ（上に移動させ）てもよい。この場合も図８の実施例と同様に、塗布ノズル４１の内周面に残るレジスト液の乾燥による固着物の生成を抑制することができる。ただ、この場合はレジスト液層１０１の液面と溶剤層１０３の液面とを前進させる際に溶剤層１０３が塗布ノズル４１Ａより滴下され、溶剤層１０３の液量が少なくなり縮小することがある。その場合は、液面を後退させる際に図８（ｅ）同様に塗布ノズル４１Ａの先端周囲に溶剤を供給することで、液面の後退時に塗布ノズル４１Ａの先端から溶剤を補充することができ溶剤層１０３の液量を確保し縮小する前の大きさに戻すことができる。
【００４１】
また、図８（ｂ）にてレジスト液層１０１の液面と溶剤層１０３の液面と、を後退させた後所定の時間を待機させるようにしてもよい。その後、図８（ｃ）に示すようにレジスト液層１０１の液面と溶剤層１０３の液面と、前進させてもよい。この場合の所定の時間として、例えば塗布ノズル４１Ａの内周面でレジスト液が固着しない程度の時間を設定することができる。こうすることで塗布ノズル４１Ａを待機させる間の液面の高さを調整する動作を少なく抑えながら塗布ノズル４１Ａ内における固着物の残留を抑制することができる。
【００４２】
図８（ａ）〜図８（ｅ）で説明した処理、あるいは図８（ａ）〜図８（ｃ）で説明した処理を行った後、塗布ノズル４１Ａを用いてウエハＷに塗布処理を行う直前に塗布ノズル４１Ａから溶剤層１０３を排出する処理を行う。つまり塗布ノズル４１Ａを待機ユニット５の待機位置に配置（図９（ａ））し、当該ノズル４１Ａの流量調整部４１３により所定量のレジスト液を吐出させて（図９（ｂ））、ノズル先端の溶剤層１０３及び空気層１０２を排出し、レジスト液のダミーディスペンスを行う。
【００４３】
次いで、ノズルユニット３を塗布ノズル４１ＡがウエハＷに塗布液を供給する処理位置まで移動させて（図９（ｃ））、この塗布ノズル４１Ａからレジスト液をウエハＷに供給して、既述の手法にて塗布処理を行なう。そして、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、使用した塗布ノズル４１Ａを待機ユニット５のノズル収容部５１内に収容して、既述のように、塗布ノズル４１Ａの内部に、塗布液ノズル４１Ａの先端側から順に溶剤層１０３と空気層１０２とレジスト液層１０１とを形成する。
【００４４】
この後、上記の塗布ノズル４１Ａとは異なる他の塗布ノズル４１を用いて 塗布処理を行う場合には、塗布ノズル４１Ａを用いる場合と同様にダミーティスペンスを行い、この塗布ノズル４１を用いてウエハＷにレジスト液の塗布処理を行う。続いて、ノズルユニット３を待機ユニット５の待機位置に配置し、この塗布ノズル４１の先端内部にレジスト液層１０１と空気層１０２と溶剤層１０３とを形成する。そして既述したように塗布ノズル４１の待機中は、これら各層の移動を行い、塗布ノズル４１内でのレジスト液の固化を防止する。
【００４５】
上述の実施形態によれば、塗布ノズル４１内の流路４６に塗布ノズル４１の先端側から溶剤層１０３、空気層１０２、レジスト液層１０１を形成して待機してさせる。この待機時、次にレジスト液を吐出するまでにおいて、塗布ノズル４１の内周面において空気層１０２が位置する部位に付着したレジスト液が乾燥する前に、レジスト液層１０１の液面と溶剤層１０３の液面とを塗布ノズル４１の基端側に後退させている。そのため流路４６の内周面が溶剤により濡らされ、溶剤層１０３、空気層１０２、レジスト液層１０１を形成するにあたり、塗布ノズル４１の内周面に残留したレジスト液が固着物となることを抑制することができる。
なお次に処理液を吐出するまでとは、制御部６からダミーディスペンスまたはウエハＷへの吐出指令となる制御信号が出るまでのことであり、空気層１０２及び乾燥防止液層１０３を排出中の瞬間がここでいう液面移動に該当しない。
【００４６】
またレジスト液層１０１の液面と溶剤層１０３の液面との高さを変動させることで流路４６内の乾燥を抑制し固着物の固着を抑制できることから、塗布ノズル４１の待機時のダミーディスペンスを頻繁に行う必要がない。例えば一の塗布ノズル４１を待機させている間に行うダミーディスペンスを、当該一の塗布ノズル４１を用いて塗布処理を行う直前の一回のみとすることもできる。
【００４７】
つまり、一の塗布ノズル４１によりダミーディスペンスを行う。このダミーディスペンスの終了後、次に当該一の塗布ノズル４１からレジストを吐出するときは、ウエハＷにレジストを吐出するようにすることができる。言い換えれば前記乾燥防止液層及び前記雰囲気層が除去されるように前記基板以外の領域への当該処理液の吐出が行われ、続いて処理液の吐出が停止してから、前記基板に処理液を吐出するまでに、当該処理液の吐出が行われない。これによりダミーディスペンスによるレジスト液の廃棄量を大幅に減らすことができる。また固着物を抑制できることから塗布ノズル４１のメンテナンス頻度を低減することができる。
【００４８】
このように、ダミーディスペンスを行った後の次の処理液の吐出は、基板への処理液の吐出とし、このダミーディスペンスが行われてから基板への処理液の吐出が行われるまでの間に、処理液の吐出は行われないようにすることが好ましい。なお基板の外側にてノズルが処理液を吐出し、この吐出が続けられたまま当該ノズルが移動して基板に処理液が吐出される場合について、この基板の外側への処理液吐出は基板への吐出に含まれるものとする。
さらに上記の例ではレジスト液層１０１の液面と溶剤層１０３の液面とを、後退させた後に、前進させて、液面の移動前（後退前）における各液面の位置に戻している。それにより流路４６において空気層１０２の移動先の部位に付着しているレジストは、再度の各層の移動によって、レジスト液により再度浸されて湿潤されることになる。従って、流路４６におけるレジストの固化が、より確実に抑制される。
また、上記の例では待機中に塗布ノズル４１内でレジスト液層１０１を移動させるため、レジスト液が滞留を続けることによって当該レジスト液中の成分が凝固してパーティクルとなることも抑制される。
【００４９】
またノズルユニット３を待機ユニット５にて待機させているときに、液面の高さを変えて塗布ノズル４１の内周面の乾燥を抑制するにあたっては、レジスト液層１０１と、空気層１０２と、溶剤層１０３とを、先に塗布ノズル４１の先端側に前進（下に移動）させるようにしてもよい。さらにその後レジスト液層１０１と、空気層１０２と、溶剤層１０３とを、塗布ノズル４１の基端側に後退（上に移動）させ元の液面の高さに戻すようにしてもよい。即ち液面移動機構による乾燥防止液層の液面及び処理液層の液面の移動には、各液面の前記流路の先端側及び基端側のうちの一方への移動と、当該一方への移動に続く、前記流路の先端側及び基端側のうちの他方への移動と、が含まれる。
【００５０】
さらに液面の高さの調整は、塗布ノズル４１を待機させている間に、一定時間ごとに複数回行うようにしてもよい。即ち、既述のように各液面を移動させた後、所定の時間、各液面を静止状態におく。この液面の移動と、液面の静止とを順に繰り返す。この時例えば、吐出する処理液ごとに上記の所定の時間を設定し、流路４６の内周面に付着した処理液が乾燥するまでの時間よりも短い時間間隔で一定の間隔を置いて繰り返し液面の高さ調整が行われるように設定すればよい。このように液面を移動させるにあたって一定の時間間隔を開けることで、バルブの劣化を抑えることができる。またノズルの内周面に付着しやすい処理液の場合には、液面の移動に対する液挙動が悪いため、時間間隔を開けることで液面の高さを安定させることができる。さらには塗布処理を行う信号を受信したときにも、液面を移動させていると液面の静定の待機時間がかかってしまうため一定の時間間隔を開けて液面を移動させることが好ましい。
【００５１】
またサックバックバルブＶＡを用いて液面の位置を調整するときには、サックバックバルブＶＡ内を液の流れの起点としてサックバックバルブＶＡよりも下流側の液が移動する。そのためサックバックバルブＶＡ内に液の滞留部分が発生し易く、サックバックバルブＶＡ内で液が滞留することでその液の変質又は液の含有物の凝集を起こした結果、パーティクルが発生しやすくなる。また図１の様に、サックバックバルブＶＡの吸引による液層や雰囲気層の形成の際に塗布ノズル４１内の各液面の位置を精度よく迅速に定めるため、サックバックバルブＶＡとノズルとの間にバルブやフィルタといった圧力損失を増加させる部品を設けないことが多い。そのためサックバックバルブＶＡ内で発生したパーティクルがノズル４１から処理液と共にウエハＷ上に吐出されることがある。
【００５２】
そこでサックバックバルブＶＡと処理液供給源４１２の間に設けられたポンプ４１４を用いて液面の高さを移動させるようにしてもよい。
例えば塗布ノズル４１の先端側から溶剤層１０３、空気層１０２、レジスト液層１０１を形成するにあたっては、各液面の位置の調整に高い精度が求められることからサックバックバルブＶＡを用いる。そしてその後レジスト液層１０１の液面と溶剤層１０３の液面とを塗布ノズル４１の先端側及び基端側に移動させるにあたっては、各液面の位置の調整に高い精度を必要としないことからサックバックバルブＶＡより上流側にあるポンプ４１４で行う。このように構成することで、ノズルユニット３を待機させている間にサックバックバルブＶＡより上流側、つまり処理液供給源４１２側に位置するポンプ４１４によりサックバックバルブＶＡ内を通過するような液の流れを発生させることができるため滞留によるパーティクル発生を抑制することができる。この例ではサックバックバルブＶＡが封止機構に相当し、ポンプ４１４が液面移動機構に相当する。
【００５３】
また既述のように顔料を含むレジスト液は、塗布ノズル４１の内周面に付着しやすいことから、固着物として残留しやすいため本開示を適用することで大きな効果が得られる。さらに粘度が高いレジスト液、具体的には例えば粘度が５０ｃｐ〜９００ｃｐのレジスト液あってもよい。このように粘度の高い処理液は、ノズルの流路の内周面に付着しやすい。そのためノズルの先端に処理液層と、空気層と、溶剤層と、を形成するためにノズルを吸引したときに、ノズルの流路に残留し、空気層に曝されて乾燥される状態が形成されやすい。そして、このようなレジスト液についても乾燥が進行すると、固着物が生成する。従って、このようなレジスト液を使用する場合にも、既述したように各層を移動させて、流路４６におけるレジスト液の乾燥を抑制することが好ましい。
【００５４】
また、処理液としてはレジスト液には限られない。例えば絶縁膜形成用の薬液や反射防止膜形成用の薬液を用いてもよい。さらに液面移動機構は、ノズルの上流側の流路を吸引する吸引機構または、当該流路を加圧する加圧機構であってもよい。またノズルにより乾燥防止液を吸引するにあたっては、例えば溶剤を吐出する溶剤供給部から、ノズルの先端に向けて溶剤を吐出し、ノズルに吸引させる構成でも良い。
【００５５】
さらに乾燥防止液の例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートや、プロピレングリコールモノメチルエーテル等により構成されるシンナーが挙げられる。また、上述の実施形態では、複数の塗布ノズル４１を備えたノズルユニット３の例を示しているが、塗布ノズル４１の本数は上述の例に限らず、１本の塗布ノズルを備える構成に対しても適用可能である。さらに、半導体ウエハ以外の被処理基板、例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）基板の液処理装置に適用できる。具体的には、例えばＦＰＤ基板に上記の顔料を含むレジスト液を供給してカラーフィルタを製造する場合に、上記の手法を適用することができる。
【００５６】
以上に検討したように、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１                液処理装置
２                スピンチャック
３                ノズルユニット
４１              塗布ノズル
４２              溶剤ノズル
４６              流路
５                待機ユニット
５１              ノズル収容部
５３              排出口
５４              排液室
６                制御部
１０１            レジスト液層
１０２            空気層
１０３            溶剤層
ＶＡ              サックバックバルブ
Ｗ                ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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