(57)【要約】【課題】排気ダクトの洗浄作業を含めた場合の塗布処理装置の稼働率の向上および保守管理工数の低減を実現する。【解決手段】ウェハＷを略水平に保持するスピンチャック７１が収容されるカップ７０内を排気する排気管７３−１（７３−２）が接続される分岐ダクト１００の分岐端１０１（１０２）に、ミスト洗浄用の溶剤ノズル２０１（２０２）と、ミストトラップ４０１（４０２）と、ダクトドレインケース３００を設け、稼働状況等に応じた任意の契機で、溶剤ノズル２０１（２０２）から分岐ダクト１００内に溶剤２００を散布して分岐ダクト１００内に付着したミストを溶解除去してダクトドレインケース３００に回収するダクト内洗浄処理を自動的に行う。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布処理装置であって、
被処理基板を略水平に保持して回転させる基板保持部材と、
前記基板保持部材に保持された被処理基板に塗布液を吐出するための塗布液吐出ノズルと、
前記基板保持部材に保持された前記被処理基板が収容される収容容器と、
前記収容容器の内部を排気する排気ダクトと、
前記排気ダクトの内部に溶剤を散布して洗浄するダクト洗浄機構と
を具備することを特徴とする塗布処理装置。
【請求項２】
外部からのマニュアル指示または前記塗布処理装置の稼働状況に応じて、前記ダクト洗浄機構による前記排気ダクトの内部の洗浄動作を制御する制御手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の塗布処理装置。
【請求項３】
前記ダクト洗浄機構は、前記排気ダクトの内部に溶剤を散布する溶剤ノズルと、前記溶剤ノズルに前記溶剤を供給する溶剤ポンプとを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗布処理装置。
【請求項４】
前記排気ダクトに設けられ、当該排気ダクトの内部に散布された溶剤が流れ込むダクトドレインケースと、前記ダクトドレインケースの前記溶剤を排出するドレイン排出ポンプとをさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗布処理装置。
【請求項５】
前記ダクトドレインケースに流れ込む前記溶剤の液面を監視する液面センサと、前記液面センサが既定値を超過した時に警報を発するアラーム発生機構とを含むことを特徴とする請求項４に記載の塗布処理装置。
【請求項６】
前記排気ダクトには、前記収容容器から流れ込む前記塗布液のミストを捕捉するミストトラップが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の塗布処理装置。
【請求項７】
前記排気ダクトは、前記収容容器の底部に連通する複数の排気管と、この前記排気管に接続される分岐ダクトと、前記分岐ダクトに接続される集合ダクトとを含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の塗布処理装置。
【請求項８】
前記分岐ダクトの個々の前記排気管に対する接続端部の各々に前記溶剤ノズルが配置され、前記分岐ダクトの前記集合ダクトに対する接続端部に前記ダクトドレインケースが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の塗布処理装置。
【請求項９】
前記分岐ダクトの個々の前記排気管に対する接続端部の各々において、前記排気管から吹き出す排気流の突き当たる部位に、前記ミストトラップが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の塗布処理装置。
【請求項１０】
前記分岐ダクトの底部は、前記排気管に対する接続端側から前記集合ダクトに対する接続端側に下る第１傾斜角の斜面をなし、かつミスト付着領域が相対的に低くなる第２傾斜角の斜面をなしていることを特徴とする請求項７に記載の塗布処理装置。
【請求項１１】
被処理基板を略水平に保持して回転させる基板保持部材と、前記基板保持部材に保持された被処理基板に塗布液を吐出するための塗布液吐出ノズルと、前記基板保持部材に保持された前記被処理基板が収容される収容容器と、前記収容容器の内部を排気する排気ダクトとを含み、前記被処理基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布処理装置の制御方法であって、
前記排気ダクトの内部に溶剤を散布して洗浄するダクト洗浄機構を設け、外部からのマニュアル指示または前記塗布処理装置の稼働状況に応じて前記排気ダクトの内部に溶剤を散布して洗浄することを特徴とする塗布処理装置の制御方法。
【請求項１２】
前記稼働状況は、ウェハ処理枚数または処理ロット数であり、所定のウェハ処理枚数または処理ロット数毎に、自動的に、前記排気ダクトの内部に溶剤を散布して洗浄することを特徴とする請求項１１に記載の塗布処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ等の基板にレジスト等の塗布液を塗布する塗布処理装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」と記す）の表面にレジスト液を供給してレジスト膜を形成し、レジスト塗布後のウェハに対して所定のパターンに対応して露光処理を行った後に当該ウェハのレジスト膜に形成された露光パターンを現像するという、いわゆるフォトリソグラフィー技術により所定のパターンを形成するためのマスクとしてレジストパターンが形成される。そして、上記工程のうちレジスト塗布処理においては、ウェハ表面にレジスト液を均一に塗布するための方法としてスピンコーティング法が多用されている。
【０００３】
すなわち、スピンチャックにより真空吸着によってウェハを固定保持した状態で回転させながら、ウェハの上方に配置されたレジストノズルからウェハ表面の中央にレジスト液を滴下し、遠心力によってウェハの径方向外方に向かって広げ、ウェハの表面全体にレジスト膜を形成した後、レジスト液の滴下を停止し、ウェハの回転を継続してウェハの表面の余分なレジスト液を振り切って膜厚を整えるとともに乾燥を行うものである。
【０００４】
ところで、このような回転塗布を行う装置では、ウェハの回転にて発生するレジスト液の微細な飛沫（ミスト）が基板に再付着することを防止する等の目的で、ウェハが保持されるスピンチャックを上部が開放したカップ内に収容し、当該カップの底部から排気ダクトを経由して排気することでウェハ周辺部に下降気流を形成し、ミストを排除する構成となっている（たとえば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１２１３０８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このため、カップで発生したミストは排気流にのって排気ダクト内に付着して堆積するが、このような排気ダクト内に堆積したミストは剥落して排気経路を逆流し、カップ内のウェハに異物（パーティクル）として付着し、塗布膜の欠陥をもたらすという問題があった。
【０００７】
また、排気ダクト内におけるミストの堆積は、排気流路の流路抵抗を増大させて排気特性を変動させ、ウェハ周辺部の下降気流の状態を不安定にして、レジストの塗布膜厚のばらつきの原因となる、という問題もある。
【０００８】
このような問題の対策としては、排気ダクトを分解して内部に堆積したミストを取り除くことが考えられるが、排気ダクトの分解、清掃、組み立て等の作業に長時間を要することとなり、装置の稼働率の低下、さらには保守作業の工数増大という新たな問題を発生させる。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、塗布処理装置の稼働率の向上および保守管理工数の低減を実現できる塗布処理装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、塗布処理装置の稼働率の低下や保守管理工数の増大を招くことなく、排気ダクト由来の異物付着による塗布膜の欠陥の低減や排気特性の変動に起因する塗布膜厚のばらつきを防止することが可能な塗布処理装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、被処理基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布処理装置であって、被処理基板を略水平に保持して回転させる基板保持部材と、前記基板保持部材に保持された被処理基板に塗布液を吐出するための塗布液吐出ノズルと、前記基板保持部材に保持された前記被処理基板が収容される収容容器と、記収容容器の内部を排気する排気ダクトと、前記排気ダクトの内部に溶剤を散布して洗浄するダクト洗浄機構とを具備する塗布処理装置を提供する。
【００１２】
本発明の第２の観点では、被処理基板を略水平に保持して回転させる基板保持部材と、前記基板保持部材に保持された被処理基板に塗布液を吐出するための塗布液吐出ノズルと、前記基板保持部材に保持された前記被処理基板が収容される収容容器と、前記収容容器の内部を排気する排気ダクトとを含み、前記被処理基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布処理装置の制御方法であって、前記排気ダクトの内部に溶剤を散布して洗浄するダクト洗浄機構を設け、外部からのマニュアル指示または前記塗布処理装置の稼働状況に応じて前記排気ダクトの内部に溶剤を散布して洗浄する塗布処理装置の制御方法を提供する。
【００１３】
本発明によれば、被処理基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布処理装置において、操作者等による外部からのマニュアル指示、または基板の処理枚数や処理ロット数等の塗布処理装置の稼働状況に応じて、随時、排気ダクトの内部に溶剤を散布して自動的に洗浄することができ、排気ダクトの分解や組み立て等の煩雑で長時間を要する保守作業が不要になり、塗布装置の稼働率の向上および保守管理工数の低減を実現できる。
【００１４】
換言すれば、煩雑な保守管理作業を行うことなく排気ダクト内を清浄に維持でき、塗布処理装置の稼働率の低下や保守管理工数の増大を招くことなく、排気ダクト内のミスト堆積等に由来する異物の付着による塗布膜の欠陥の低減や排気特性の変動に起因する塗布膜厚のばらつきを防止することが可能となる。また、保守管理工数の削減により塗布処理装置の稼働コストの低減も可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の塗布処理装置の一実施形態であるレジスト塗布処理ユニットを含むレジスト塗布現像処理システムを示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００１７】
このレジスト塗布／現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１１と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１２と、処理ステーション１２に隣接して設けられる露光装置１４と処理ステーション１２との間でウェハＷを受け渡すためのインターフェイスステーション１３と、を有している。
【００１８】
カセットステーション１１においては、複数枚（例えば、２５枚）のウェハＷが収容されたウェハカセット（ＣＲ）の搬入出が行われ、図１に示すように、カセット載置台２０上にＸ方向に沿って１列に複数（図１では５個）の位置決め突起２０ａが形成されている。ウェハカセット（ＣＲ）はウェハ搬入出口を処理ステーション１２側に向けてこの位置決め突起２０ａの位置に載置できるようになっている。
【００１９】
カセットステーション１１は、ウェハ搬送用ピック２１ａを有するウェハ搬送機構を備えている。このウェハ搬送用ピック２１ａは、いずれかのウェハカセット（ＣＲ）に対して選択的にアクセスでき、かつ、後述する処理ステーション１２の第３処理ユニット群Ｇ３に設けられたトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）にアクセスできるようになっている。
【００２０】
処理ステーション１２では、システム背面側（図１上方）に、カセットステーション１１側から順に、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４および第５処理ユニット群Ｇ５が配置されている。また第３処理ユニット群Ｇ３と第４処理ユニット群Ｇ４との間に第１主搬送部Ａ１が設けられ、第４処理ユニット群Ｇ４と第５処理ユニット群Ｇ５との間に第２主搬送部Ａ２が設けられている。さらにシステム前面側（図１下方）に、カセットステーション１１側から順に、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２が設けられている。
【００２１】
図３に示すように、第３処理ユニット群Ｇ３では、ウェハＷを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えばウェハＷに加熱処理を施す高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）、高精度でウェハＷの温調を行う高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ３）、温調ユニット（ＴＣＰ）、カセットステーション１１と第１主搬送部Ａ１との間でのウェハＷの受け渡し部となるトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）が、例えば１０段に重ねられている。
【００２２】
第４処理ユニット群Ｇ４では、例えば、レジスト塗布後のウェハＷに加熱処理を施すプリベークユニット（ＰＡＢ）、現像処理後のウェハＷに加熱処理を施すポストベークユニット（ＰＯＳＴ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ４）が、例えば１０段に重ねられている。第５処理ユニット群Ｇ５では、例えば、露光後現像前のウェハＷに加熱処理を施すポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ５）が、例えば１０段に重ねられている。
【００２３】
図１および図３に示すように、第１主搬送部Ａ１の背面側には、アドヒージョンユニット（ＡＤ）と、ウェハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）とを有する第６処理ユニット群Ｇ６が設けられている。
【００２４】
第２主搬送部Ａ２の背面側には、ウェハ周辺部の余分なレジストを除去するためにウェハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置（ＷＥＥ）と、レジスト膜厚を測定する膜厚測定装置（ＦＴＩ）とを有する第７処理ユニット群Ｇ７が設けられている。
【００２５】
図１および図２に示すように、第１処理ユニット群Ｇ１では、カップ（ＣＰ）内でウェハＷをスピンチャックＳＰに載せて所定の処理を行う液供給ユニットとしての５台のスピンナ型処理ユニット、例えば、３つのレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）と、露光時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）が計５段に重ねられている。また第２処理ユニット群Ｇ２では、スピンナ型処理ユニット、例えば、現像ユニット（ＤＥＶ）が５段に重ねられている。
【００２６】
第１主搬送部Ａ１には第１主ウェハ搬送装置１６が設けられ、この第１主ウェハ搬送装置１６は、第１処理ユニット群Ｇ１、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４と第６処理ユニット群Ｇ６に備えられた各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。また、第２主搬送部Ａ２には第２主ウェハ搬送装置１７が設けられ、この第２主ウェハ搬送装置１７は、第２処理ユニット群Ｇ２、第４処理ユニット群Ｇ４、第５処理ユニット群Ｇ５、第７処理ユニット群Ｇ７に備えられた各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。
【００２７】
図４は第１主ウェハ搬送装置１６の概略構造を示す斜視図である。第１主ウェハ搬送装置１６は、ウェハＷを保持する３本のアーム７ａ・７ｂ・７ｃと、アーム７ａ〜７ｃのそれぞれの基端に取り付けられたアーム支持板５１と、各アーム支持板５１と係合している基台５２と、基台５２等を支持する支持部５３と、支持部５３に内蔵された図示しないモータと、基台５２とモータとを連結する回転ロッド５４と、第１および第２処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２側に設けられ、鉛直方向にスリーブ５５ａが形成された支柱５５と、スリーブ５５ａに摺動可能に係合し、かつ支持部５３と連結されたフランジ部材５６と、フランジ部材５６を昇降させる図示しない昇降機構と、を有している。
【００２８】
基台５２上には基台５２の長手方向と平行にアーム支持板５１毎にレール（図示せず）が敷設されており、各アーム支持板５１はこのレールに沿ってスライド自在となっている。また、支持部５３に内蔵されたモータを回転させると回転ロッド５４が回転し、これにより基台５２はＸ−Ｙ面内で回転することができるようになっている。さらに、支持部５３はＺ方向に移動可能なフランジ部材５６に取り付けられているために、基台５２もまたＺ方向に移動可能である。
【００２９】
基台５２の先端部両側には垂直部材５９ａが取り付けられ、これら垂直部材５９ａには、アーム７ａとアーム７ｂとの間の放射熱を遮る遮蔽板８と架橋部材５９ｂが取り付けられている。この架橋部材５９ｂの中央および基台５２の先端には一対の光学的センサ（図示せず）が設けられており、これにより各アーム７ａ〜７ｃにおけるウェハＷの有無とウェハＷのはみ出し等が検出されるようになっている。なお、第２主ウェハ搬送装置１７は第１主ウェハ搬送装置１６と同様の構造を有している。
【００３０】
図４中に示す壁部５７は、第１処理ユニット群Ｇ１側にある第２主搬送部Ａ２のハウジングの一部であり、第１処理ユニット群Ｇ１に設けられた各ユニットとの間でウェハＷの受け渡しを行うための窓部５７ａが設けられている。また、第２主搬送部Ａ２の底部には、４台のファン５８が設けられている。
【００３１】
第１処理ユニット群Ｇ１とカセットステーション１１との間および第２処理ユニット群Ｇ２とインターフェイスステーション１３との間にはそれぞれ、第１および第２処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２に処理液を供給する液温調ポンプ２４・２５が設けられており、さらにレジスト塗布／現像処理システム１外の空調器からの清浄な空気を各処理ユニット群Ｇ１〜Ｇ５の内部に供給するためのダクト２８・２９が設けられている。
【００３２】
処理ステーション１２の背面側のパネルおよび第１処理ユニット群Ｇ１〜第７処理ユニット群Ｇ７は、メンテナンスのために取り外しが可能となっている。また、第１および第２処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２のそれぞれの最下段には、これらに薬液を供給するケミカルユニット（ＣＨＭ）２６・２７が設けられている。さらに、カセットステーション１１の下方部にはこのレジスト塗布／現像処理システム１全体を制御する集中制御部１９が設けられている。
【００３３】
インターフェイスステーション１３は、処理ステーション１２側の第１インターフェイスステーション１３ａと、露光装置１４側の第２インターフェイスステーション１３ｂとから構成されており、第１インターフェイスステーション１３ａには第５処理ユニット群Ｇ５の開口部と対面するように第１ウェハ搬送体６２が配置され、第２インターフェイスステーション１３ｂにはＸ方向に移動可能な第２ウェハ搬送体６３が配置されている。
【００３４】
第１ウェハ搬送体６２の背面側には、上から順に、周辺露光装置（ＷＥＥ）、露光装置１４に搬送されるウェハＷを一時収容するイン用バッファカセット（ＩＮＢＲ）、露光装置１４から搬出されたウェハＷを一時収容するアウト用バッファカセット（ＯＵＴＢＲ）が積み重ねられた第８処理ユニット群Ｇ８が配置されている。また、第１ウェハ搬送体６２の正面側には、上から順に、トランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）と、２段の高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ９）が積み重ねられた第９処理ユニット群Ｇ９が配置されている。
【００３５】
第１ウェハ搬送体６２は、ウェハ受け渡し用のフォーク６２ａを有している。このフォーク６２ａは、第５処理ユニット群Ｇ５、第８処理ユニット群Ｇ８、第９処理ユニット群Ｇ９の各ユニットに対してアクセス可能であり、これにより各ユニット間でのウェハＷの搬送を行う。
【００３６】
第２ウェハ搬送体６３は、ウェハ受け渡し用のフォーク６３ａを有している。このフォーク６３ａは、第９処理ユニット群Ｇ９の各ユニットと、露光装置１４のインステージ１４ａおよびアウトステージ１４ｂに対してアクセス可能であり、これら各部の間でウェハＷの搬送を行う。
【００３７】
このように構成されるレジスト塗布／現像処理システム１においては、ウェハカセット（ＣＲ）から１枚のウェハＷをウェハ搬送機構２１により取り出し、処理ステーション１２のトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）に搬送し、その後、第１および第２の主ウェハ搬送装置１６，１７により、レシピの順序に従って、各ユニットへウェハＷを順次搬送し、ウェハＷに一連の処理を施す。
【００３８】
例えば、ウェハＷを温調後、アドヒージョンユニット（ＡＤ）でのアドヒージョン処理、および／またはボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）での反射防止膜の形成、加熱ユニット（ＨＰ）における加熱処理、高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）におけるベーク処理、ウェハＷの温調、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）でのレジスト液の塗布処理、プリベークユニット（ＰＡＢ）でのプリベーク処理、周辺露光装置（ＷＥＥ）での周辺露光処理を順次行い、ウェハＷの温調後、第２ウェハ搬送体６３により露光装置１４内に搬送する。露光装置１４での露光後、ウェハＷを第２ウェハ搬送体６３によってトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）に搬入した後、ポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）でのポストエクスポージャーベーク処理、現像ユニット（ＤＥＶ）での現像処理、ポストベークユニット（ＰＯＳＴ）でのポストベーク処理を順次行い、ウェハＷの温調処理を行った後、トランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）を介してカセットステーション１１のウェハカセット（ＣＲ）へ搬送する。このような一連の動作をカセットのウェハの枚数だけ繰り返す。
【００３９】
次に、本発明の塗布処理装置の制御方法を実施するためのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）について図５〜図１３を参照しながら説明する。
【００４０】
なお、図６は、図５における線Ｓ１−Ｓ１で示される後述の分岐ダクトの分岐端の中心線に沿った縦断面を示しており、図７は、図５における線Ｓ２−Ｓ２で示される部分の平断面図を示している。
【００４１】
このレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）は、第１主ウェハ搬送装置１６のアーム７ａ〜７ｃによって出し入れされるウェハＷを収容する収容容器であるカップ７０（ＣＰ）が設けられ、そのカップ７０内にウェハＷを真空吸着によって水平に保持するスピンチャック７１が設けられている。このスピンチャック７１は、カップ７０の下方に設けられたパルスモーターなどの駆動モータ７２によって回転可能となっており、その回転速度も任意に制御可能となっている。なお、スピンチャック７１は、図示しないエアシリンダー等の昇降機構により昇降可能となっている。
【００４２】
スピンチャック７１の上方には、スピンチャック７１の直上位置と退避位置との間で移動可能に塗布ヘッド８０が設けられており、この塗布ヘッド８０はアーム８１を介して図示しない駆動機構に連結され、この駆動機構により図５および図６における紙面内の上下方向および左右方向、さらには紙面に垂直な方向に移動されるようになっている。なお、塗布ヘッド８０はアーム８１に対して着脱自在となっている。
【００４３】
塗布ヘッド８０は、ベース部材８２を有し、塗布液であるレジスト液を供給するレジスト液吐出ノズル９０がベース部材８２に取り付けられた構造を有している。
【００４４】
レジスト液吐出ノズル９０にはレジスト液供給配管９１が接続されており、レジスト液供給配管９１はレジスト液を収容する図示しないレジスト液タンクに連通されている。特に図示しないが、このレジスト液供給配管９１には、サックバックバルブ、エアオペレーションバルブ、レジスト液中の気泡を分離除去するための気泡除去機構、フィルタおよびレジストポンプ９２が下流側からその順に設けられている。レジストポンプ９２としては、伸縮可能なベローズを有するベローズポンプや、液体の圧力で収縮してレジスト液を送出するチューブフラムを有するチューブフラムポンプを好適に用いることができる。
【００４５】
カップ７０においてスピンチャック７１の下側にはカップ７０と同心円状に配置された整流板７０ａが設けられている。
【００４６】
カップ７０の底部には、整流板７０ａの外縁よりも中央寄りに、スピンチャック７１の回転軸を挟んで対称な位置に、上端部をカップ底面よりも所定の高さだけ突き出た一対の排気管７３−１および排気管７３−２が接続されており、この排気管７３−１および排気管７３−２にて、カップ７０内を排気することにより、ウェハＷの中心から外側に広がり、整流板７０ａとカップ７０の内周の間隙を通過してカップ７０の底部に下降する排気流が形成される。
【００４７】
カップ７０の外側よりの底面には当該底面と同じ高さに上端部が開口した排液管７４が接続されており、この排液管７４からは、塗布処理にともなって飛散したレジスト液等が排出され、カップドレインケース７４ａに回収される。すなわち、カップドレインケース７４ａはカップ７０の内側底部と排液管７４によってによって連通され、塗布処理での振り切りによって溜まった余剰レジスト等を集めて廃液する貯留槽である。このカップドレインケース７４ａは、廃液回収配管７４ｂを介して外部の図示しない廃液処理設備に接続されており、溜まった溶剤やレジスト液等の廃液が外部の図示しない廃液処理設備等に排出される。
【００４８】
また、カップドレインケース７４ａは配管７４ｃを介して後述のドレイン排出ポンプ３０２に接続されており、後述のようにしてドレイン排出ポンプ３０２がダクトドレインケース３００やミストトラップ４０１，４０２から吸引した溶剤２００やミスト液等の廃液がカップドレインケース７４ａに回収される。
ダクトドレインケース３００は、溶剤ノズルノズル２０１，２０２から吐出した液やレジストが混ざった液が集合ダクト１１０に流れ込まないように貯留させる枡状貯留部（第２の貯留部）である。
ミストトラップ４０１およびミストトラップ４０２は、カップ７０と連通する排気管７３−１および７３−２のダクト側開口端と対抗するダクト底部に設けられ、排気管７３−１および７３−２から流入するレジストミストを含んだ排気流を当ててミストを溶かし込む溶剤２００を貯留する貯留部（第１の貯留部）である。
本実施形態の場合、排気管７３−１および排気管７３−２の各々の下端は、カップ７０の下部において、駆動モータ７２を挟むように略Ｙ字形に分岐した分岐ダクト１００の各々の分岐端１０１および分岐端１０２に接続されており、分岐ダクト１００の他端部は、集合ダクト１１０に接続する部材であるフランジ部１２０を介して接続されている。
【００４９】
この場合、分岐ダクト１００の各分岐端１０１および分岐端１０２の各々には、溶剤ノズル２０１および溶剤ノズル２０２が設けられている。図８に例示されるように、この溶剤ノズル２０１，２０２は、溶剤配管２０３を介して溶剤供給ポンプ２０４に接続されており、溶剤２００が集合ダクト１１０に対する接続端側に向けて散布する洗浄処理が行われる。溶剤供給ポンプ２０４は、たとえば、圧縮空気による伸縮変形で溶剤２００を脈動圧送するチューブフラムポンプで構成することができる。
【００５０】
溶剤ノズル２０１（２０２）としては、一例として、図１２に例示されるように、噴射面２０１ａ（噴射面２０２ａ）に複数の噴射口２０１ｂ（噴射口２０２ｂ）が配置されたシャワーノズル形とし、シャワー状に溶剤２００を散布する構造とすることができる。
【００５１】
また、図１３に例示されるように、溶剤ノズル２０１（２０２）において、噴射面２０１ｃ（噴射面２０２ｃ）に噴出方向の異なる複数の噴射口２０１ｄ（噴射口２０２ｄ）を形成し、霧状に溶剤２００を噴霧する構造とすることもできる。
【００５２】
本実施形態の場合、溶剤ノズル２０１、２０２から分岐ダクト１００内に散布される溶剤２００としては、レジスト液の溶媒であってもよいが、それに限らずレジスト塗布液のミストを溶解可能なものであればよく、典型的にはシンナーが用いられる。
【００５３】
分岐ダクト１００の集合ダクト１１０に対する接続端の排気流方向の手前側には、ダクトドレインケース３００が設けられており、分岐端１０１および分岐端１０２の各々に設けられた溶剤ノズル２０１，２０２から散布される溶剤２００が流れ込んで捕捉される。図８に例示されるように、ダクトドレインケース３００には、配管３０１を介してドレイン排出ポンプ３０２が接続されており、ダクトドレインケース３００に溜まった溶剤２００やミストを配管７４ｃを介してカップドレインケース７４ａに排出する構成となっている。ドレイン排出ポンプ３０２は、たとえば圧縮空気で伸縮変形することでダクトドレインケース３００に溜まった溶剤２００を排出するチューブフラムポンプで構成することができる。
【００５４】
また、ダクトドレインケース３００には、ダクトドレインケース３００に溜まった溶剤２００等の液面の高さを検出する液面センサ５００が設けられている。この液面センサ５００は、ダクトドレインケース３００に溶剤２００等が所定量溜まった時の液面の高さを検出するように設定されたガラスロッドが配置され、このガラスロッドの先端が液面に当たった時の光の変化を検出するようになされている。
【００５５】
分岐ダクト１００の分岐端１０１および分岐端１０２の各々の底部には、排気管７３−１および７３−２の下端の直下の位置には、ミストトラップ４０１およびミストトラップ４０２が設けられており、溶剤ノズル２０１，２０２から散布される溶剤２００の一部が溜まるとともに、排気管７３−１および７３−２から吹き出す下降排気流に含まれるレジスト液のミストが捕捉される構成となっている。
【００５６】
図８に例示されるように、ミストトラップ４０１およびミストトラップ４０２は、配管４０３を介してドレイン排出ポンプ３０２に接続されており、溜まった溶剤２００やレジスト液（ミスト）等が配管７４ｃを介してカップドレインケース７４ａに排出される。
【００５７】
分岐ダクト１００の分岐端１０１および１０２の底面は、図５および図６に例示されるように、分岐端１０１および１０２から集合ダクト１１０の接続端に向かって下るように第１傾斜角θ１で傾斜し、かつカップ７０の中心側に向かって下るように第２傾斜角θ２で傾斜している。
【００５８】
これにより、分岐端１０１および１０２の内部に、溶剤ノズル２０１，２０２から散布された溶剤２００、あるいはミストトラップ４０１，４０２から溢れた溶剤２００等は、カップ７０の中心側に近い壁面１０１ａおよび壁面１０２ａに沿って当該分岐端１０１および１０２内を流れ下ってダクトドレインケース３００に流れ込んで捕捉される。
【００５９】
集合ダクト１１０の外端部は、エルボ部１１１を介してシステム筐体を下降する図示しない排気管に接続され、システムの外部に設けられた図示しない排気設備に接続される。集合ダクト１１０には、バタフライ弁１１２およびオートダンパ１１３が設けられており、集合ダクト１１０および分岐ダクト１００、排気管７３−１，７３−２を介したカップ７０内の排気流量の調整が可能になっている。
【００６０】
次に、本実施形態における制御系の構成の一例について、図９等を参照して説明する。
【００６１】
レジスト塗布現像処理システムの全体を制御する主制御部６００には、操作者によるコマンドや制御情報等の入力、稼働状況等の情報の表示を行う操作パネル６０１、音や光等でアラームの表示を行う警報機６０２等が備えられている。
【００６２】
この主制御部６００の配下には個々のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）を制御する塗布制御部７００が設けられている。この塗布制御部７００は、レジストポンプやスピンドルモータ７２等の塗布機構部の制御の他に、溶剤供給ポンプ２０４、ドレイン排出ポンプ３０２等の制御を行うことで、後述のようなダクト洗浄処理の制御を行う機能を備えている。
【００６３】
簡単のため、主制御部６００および塗布制御部７００は、別個に図示しているが、共通のコンピュータシステム上に同一あるいは独立なソフトウェアモジュールとして実装してもよい。
【００６４】
次に、このように構成されるレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）におけるレジスト液塗布処理の動作および制御について説明する。
【００６５】
まず、カップ７０の内部には、集合ダクト１１０のバタフライ弁１１２の開度等を調整することで、所定の流速の下降気流が形成されている。
【００６６】
この状態で、第１主ウェハ搬送装置１６のアーム７ａ，７ｂ，７ｃのいずれかによってレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内のカップ７０の真上までウェハＷが搬送されると、そのウェハＷは、図示しない昇降機構によって上昇してきたスピンチャック７１によって真空吸着される。主ウェハ搬送機構２２はウェハＷをスピンチャック７１に真空吸着せしめた後、アームをレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内から引き戻し、レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）へのウェハＷの受け渡しを終える。
【００６７】
次いで、スピンチャック７１はウェハＷがカップ７０内の定位置になるまで下降され、まず、駆動モータ７２によってスピンチャック７１を適当な回転速度で回転させ、ウェハＷの温度を均一にする。
【００６８】
その後、レジスト液吐出ノズル９０の吐出口がスピンチャック７１の略中心（ウェハＷの略中心）上に到達するまで塗布ヘッド８０を適宜移動し、ウェハＷの回転速度を所定値まで上昇させて、レジスト液吐出ノズル９０の吐出口からレジスト液を回転するウェハＷ表面の略中心に供給し、遠心力によりレジスト液を外方に拡散させ、ウェハＷ表面へのレジスト塗布処理を行い、その後、ウェハＷの回転速度を上昇させて、残余のレジスト液を振り切る。その後、ウェハＷの回転を継続させレジスト膜の乾燥を行う。この工程を所定時間行った後、レジスト塗布工程が終了する。
【００６９】
上述の一連の塗布処理の過程において、ウェハＷの周辺部に飛散したレジスト液は、一部が液体のままカップ７０の内壁に付着して降下し、カップ底部に開口した排液管７４を経由してカップドレインケース７４ａに回収される。また、他の一部は、ミストとなって、ウェハＷの周辺部を下降する排気流に乗って排気管７３−１（７３−２）を経由して分岐ダクト１００に排出される。この時、本実施形態の場合には、排気流に含まれて分岐ダクト１００に到来するミストは、排気管７３−１（７３−２）の直下のミストトラップ４０１（４０２）に付着して大部分が捕捉され、捕捉されずに通過したミストは、下流側の分岐端１０１（１０２）の内壁面（特に、カップ７０の中心寄りの排気流の流速が低くなる部分）に付着する。
【００７０】
このようにして分岐ダクト１００の内壁等に付着したミストは、稼働時間の経過とともに累積する。そして、分岐ダクト内壁から剥落したミストがカップ７０に逆流して異物となってウェハＷ塗布膜に付着して塗布膜欠陥の原因となったり、分岐ダクト１００内の排気流の流路抵抗を変動させてカップ７０内の下降気流の状態を変化させ、塗布膜厚のばらつきを発生させる等の懸念がある。ミストが所定量付着する都度、ユニットの分解／洗浄／組み立て等のメンテナンスを行うことも考えられるが、本システムは、図２に示すように、第１処理ユニット群Ｇ１は、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）およびボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）が５段に重ねられて構成されているため、このようなメンテナンスは煩雑であり、スループットの著しい低下を招く。
【００７１】
そこで、本実施形態の場合には、塗布制御部７００が、操作者の指示にて随時、あるいは、所定のウェハＷの処理枚数や処理ロット数ごとに自動的に、以下のような排気ダクト内の自動洗浄処理を行う。
【００７２】
以下、図１０および図１１等を参照して、本実施形態における排気ダクト内の自動洗浄処理の一例について説明する。
【００７３】
まず、塗布制御部７００は、所定のウェハＷの処理枚数や処理ロット数に到達したことによる自動洗浄開始契機の到来か、あるいは、操作パネル６０１からのコマンド入力等によるマニュアル起動による洗浄開始指示の有無を常時監視している（ステップ８０１、ステップ８０２）。
【００７４】
そして、洗浄開始の場合には、まず、ドレイン排出ポンプ３０２を起動するとともに（ステップ８０３）、溶剤供給ポンプ２０４を起動して、溶剤ノズル２０１および２０２から分岐ダクト１００内に溶剤２００の散布を開始する（ステップ８０４）。
【００７５】
この時、分岐ダクト１００内に散布された溶剤２００により、ミストトラップ４０１（４０２）に付着したレジスト液のミストが溶解除去されて、第１傾斜角θ１の傾斜にてダクトドレインケース３００に流れ込んで捕捉され、ドレイン排出ポンプ３０２により、配管３０１、配管７４ｃを経由して、カップドレインケース７４ａに排出される。また、分岐ダクト１００の第２傾斜角θ２の傾斜により、上述のようにミストが付着しやすいカップ７０の中心寄りの壁面側に集まるように溶剤２００が流れるため、付着したミストの溶解除去をより効果的に行うことができる。
【００７６】
そして、液面センサ５００によるダクトドレインケース３００における溶剤２００の液面を監視しつつ（ステップ８０５）、既定の時間（図１１のＰ分間）だけ分岐ダクト１００内への溶剤２００の散布による自動洗浄を継続する（ステップ８０６）。
【００７７】
そして、洗浄時間が既定の時間だけ行われると、溶剤供給ポンプ２０４を停止させ（ステップ８０７）、さらに所定の遅延時間（図１１のＱ＝（Ｐ＋Ｎ）分間）の経過後（ステップ８０８）、ドレイン排出ポンプ３０２を停止させて  （ステップ８０９）、自動洗浄を終了し、ステップ８０１に戻って待機する。
ここで、溶剤供給ポンプ２０４の停止からドレイン排出ポンプ３０２の停止までに遅延時間Ｎを設ける理由は、ミストトラップ４０１，４０２からダクトドレインケース３００に至るように溶剤２００等の液が流れつくまでの時間を待つためである。
【００７８】
また、洗浄中における前記ステップ８０５でダクトドレインケース３００の溶剤２００の液面が所定の高さ（予めオーバーフローレベル以下に設定されている）を超えたことが検出された場合には、液面超過状態が所定の時間だけ継続したかを判定し（ステップ８１０）、液面超過状態が所定時間以上に継続した場合には、ダクトドレインケース３００から集合ダクト１１０側への溶剤２００のオーバーフローを回避すべく、警報機６０２を作動させて操作者に警告を発するとともに（ステップ８１１）、ステップ８０７の溶剤供給ポンプ２０４の停止以降の洗浄終了処理に移行して、自動洗浄を中断する。
【００７９】
図１１に、洗浄中における溶剤供給ポンプ２０４およびドレイン排出ポンプ３０２の動作の一例を示す。この図１１の例では、分岐ダクト１００内のミストの自動洗浄の開始契機として、ロットの開始時、および４００ロットの処理毎に自動洗浄を自動実行する例が示されている。
【００８０】
溶剤供給ポンプ２０４は、吐出時間Ａ秒：吐出一時停止Ｂ秒を反復する脈動動作にて洗浄時間Ｐ分間だけ、溶剤ノズル２０１および２０２に溶剤２００を圧送する。
【００８１】
同時に、ドレイン排出ポンプ３０２は、Ｑ（＝Ｐ＋Ｎ）分間だけ、ダクトドレインケース３００の溶剤２００を吸引してカップドレインケース７４ａに排出する動作を行う。ここで、Ｑ＞Ｐとし、ドレイン排出ポンプ３０２の作動時間（Ｑ）を溶剤供給ポンプ２０４の作動時間（Ｐ）よりもＮ分間だけ長くしているので、ミストトラップ４０１，４０２からダクトドレインケース３００に至るように溶剤２００等の液が流れつくまで待って排出することができる。これにより、次回の洗浄に備えて、洗浄後にダクトドレインケース３００に溜まった溶剤２００を確実に排除して空にしておくことができる。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態によれば、積層化された個々のレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）の各々において、その稼働状況に応じて、分岐ダクト１００内に付着したミストの洗浄除去を自動的に行うことができるので、洗浄作業のために分岐ダクト１００や集合ダクト１１０を分解したり組み立てる等の時間のかかる煩雑な保守作業が全く不要となり、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）、さらにはレジスト塗布現像処理システム全体の稼働率を向上させることができる。
【００８３】
また、分岐ダクト１００の洗浄作業に要する工数も全く不要となり、保守管理コストを大幅に削減できる。
【００８４】
さらに、煩雑な保守管理作業を要することなく、分岐ダクト１００内のミスト等の洗浄除去にて分岐ダクト１００内を清浄に維持できるので、分岐ダクト１００内に付着したミストが剥落してカップ７０内に逆流し、異物となってウェハＷの塗布膜に付着することによる塗布膜の欠陥を低減できるとともに、分岐ダクト１００内を通過する排気流の安定化によるカップ７０内の下降気流の安定化による塗布膜厚均一性の向上を実現できる。
【００８５】
なお、上述の説明では、分岐ダクト１００の分岐端１０１および１０２に設けられたミストトラップ４０１，４０２の溶剤２００をドレイン排出ポンプ３０２で排液しているが、排液せずに溶剤ノズル２０１，２０２から散布される溶剤２００を溜めたままにしておき、塗布処理中にカップ７０内で発生するミストをミストトラップ４０１，４０２内に溜まった溶剤２００に溶かして捕捉するようにしてもよい。この場合、ミストは液体となってミストトラップ４０１，４０２内に溜まるので分岐ダクト１００内のミストに由来する異物の発生をより低減できる。ミストトラップ４０１，４０２をオーバーフローした溶剤２００は、下流のダクトドレインケース３００にて捕捉されて回収される。
【００８６】
さらに、ミストトラップ４０１，４０２を全く省略した構成とすることもできる。この場合、ミストは、排気管７３−１（７３−２）の直下の部分に多く付着するが、溶剤ノズル２０１（２０２）の近傍であるため、溶剤ノズル２０１（２０２）から散布される溶剤２００が効率よく当たるので当該ミストを確実に溶解して除去できる。
【００８７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上述した本発明の排気ダクトの自動洗浄機構を現像ユニット（ＤＥＶ）のカップ排気系に具備してもよい。
【００８８】
さらに、上記実施の形態では、被処理基板として半導体ウェハを用いた場合について示したが、半導体ウェハに限らず、例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）基板やマスク用レチクル基板等他の被処理基板であってもよい。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、塗布処理装置の稼働率の向上および保守管理工数の低減を実現できる。
【００９０】
また、本発明によれば、塗布処理装置の稼働率の低下や保守管理工数の増大を招くことなく、排気ダクト由来の異物付着による塗布膜の欠陥の低減や排気特性の変動に起因する塗布膜厚のばらつきを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するためのレジスト塗布処理ユニットを搭載した半導体ウェハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す平面図。
【図２】図１に示すレジスト塗布現像処理システムの正面図。
【図３】図１に示すレジスト塗布現像処理システムの背面図。
【図４】図１のレジスト塗布現像処理システムに備えられた主ウェハ搬送装置の概略構造を示す斜視図。
【図５】図１に示した塗布現像処理システムに装着したレジスト塗布処理ユニットの全体構成を示す断面図。
【図６】図５に示したレジスト塗布処理ユニットの縦断面図。
【図７】図５に示したレジスト塗布処理ユニットの平断面図。
【図８】図５に示したレジスト塗布処理ユニットの排気ダクト系の配管図。
【図９】図５に示したレジスト塗布処理ユニットの制御系の概念図。
【図１０】図５に示したレジスト塗布処理ユニットにおける自動洗浄処理の作用の一例を示すフローチャート。
【図１１】図５に示したレジスト塗布処理ユニットにおける自動洗浄処理の作用の一例を示す線図。
【図１２】図５に示したレジスト塗布処理ユニットの排気ダクト系に備えられた溶剤ノズルの構成の一例を示す断面図。
【図１３】図５に示したレジスト塗布処理ユニットの排気ダクト系に備えられた溶剤ノズルの構成の一例を示す断面図。
【符号の説明】
７０……カップ
７０ａ……整流板
７３−１……排気管
７３−２……排気管
７４……排液管
７４ａ……カップドレインケース
７４ｂ……廃液回収配管
７４ｃ……配管
８０……塗布ヘッド
８１……アーム
８２……ベース部材
９０……レジスト液吐出ノズル
９１……レジスト液供給配管
９２……レジストポンプ
１００……分岐ダクト
１０１……分岐端
１０１ａ……ミストが付着しやすい壁面
１０２……分岐端
１０２ａ……ミストが付着しやすい壁面
１１０……集合ダクト
１１１……エルボ部
１１２……バタフライ弁
１１３……オートダンパ
１２０……フランジ部
２００……溶剤
２０１……溶剤ノズル
２０１ａ……噴射面
２０１ｂ……噴射口
２０１ｃ……噴射面
２０１ｄ……噴射口
２０２……溶剤ノズル
２０２ａ……噴射面
２０２ｂ……噴射口
２０２ｃ……噴射面
２０２ｄ……噴射口
２０３……溶剤配管
２０４……溶剤供給ポンプ
３００……ダクトドレインケース
３０１……配管
３０２……ドレイン排出ポンプ
４０１……ミストトラップ
４０２……ミストトラップ
４０３……配管
５００……液面センサ
６００……主制御部
６０１……操作パネル
６０２……警報機
７００……塗布制御部
Ｗ……半導体ウェハ（被処理基板）
θ１……第１傾斜角
θ２……第２傾斜角
【図１】
2004305966.tif 000003
【図２】
2004305966.tif 000004
【図３】
2004305966.tif 000005
【図４】
2004305966.tif 000006
【図５】
2004305966.tif 000007
【図６】
2004305966.tif 000008
【図７】
2004305966.tif 000009
【図８】
2004305966.tif 000010
【図９】
2004305966.tif 000011
【図１０】
2004305966.tif 000012
【図１１】
2004305966.tif 000013
【図１２】
2004305966.tif 000014
【図１３】
2004305966.tif 000015