液処理装置
【課題】処理カップ内の気流制御により、ミスト再付着防止および膜厚均一性向上を図る。
【解決手段】処理カップ（３３Ａ）は、第１のカップ部材（４０Ａ）と、第２のカップ部材（６０）と、前記第１のカップ部材と前記第２のカップ部材との間に設けられた第３のカップ部材（７０）とを有する。第１のカップ部材（４０Ａ）は、環状の内側傾斜面（４３）と、概ね水平な環状の頂面（４３ｂ）と、環状の外側傾斜面（４１）とを有している。第３のカップ部材（７０）は、スピンチャック（３１）により保持された基板の周縁（Ｗｅ）より高くかつ外側の位置に位置するように設けられた内側端縁（７０ｅ）を有している。頂面（４３ｂ）は、平面視において、基板の周縁（Ｗｅ）と第３のカップ部材の内側端縁（７０ｅ）とを包含するように設けられている。
【解決手段】処理カップ（３３Ａ）は、第１のカップ部材（４０Ａ）と、第２のカップ部材（６０）と、前記第１のカップ部材と前記第２のカップ部材との間に設けられた第３のカップ部材（７０）とを有する。第１のカップ部材（４０Ａ）は、環状の内側傾斜面（４３）と、概ね水平な環状の頂面（４３ｂ）と、環状の外側傾斜面（４１）とを有している。第３のカップ部材（７０）は、スピンチャック（３１）により保持された基板の周縁（Ｗｅ）より高くかつ外側の位置に位置するように設けられた内側端縁（７０ｅ）を有している。頂面（４３ｂ）は、平面視において、基板の周縁（Ｗｅ）と第３のカップ部材の内側端縁（７０ｅ）とを包含するように設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に対して当該基板を回転させながら処理液を供給して所定の液処理を施す液処理装置に関する。本発明の好適かつ非限定的な一実施形態においては、前記液処理装置は、基板にレジスト膜等の塗布膜を形成するためにレジスト液等の塗布液を基板に塗布するための塗布装置である。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造において用いられるフォトリソグラフィープロセスにおいては、主として、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布工程、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光工程、露光されたレジスト膜を現像する現像工程が行われ、ウエハ上に所定のレジストパターンが形成される。
【０００３】
レジスト塗布工程では、回転しているウエハ表面の中心部にノズルからレジスト液を供給し、そのレジスト液を遠心力により半径方向外側に拡散させることによってウエハの表面全体をレジスト液で覆う、いわゆるスピン塗布法が多く用いられている。
【０００４】
スピン塗布法は、ウエハを保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックにより保持されたウエハの表面にレジスト液を供給するレジストノズルと、スピンチャックにより保持されたウエハの周囲を囲む処理カップとを備えた塗布ユニット（塗布装置）、いわゆるスピンコーターにより実行される。また、塗布ユニットは、ＥＢＲ（エッジビードリムーバル）処理およびＢＲ（バックリンス）処理と呼ばれるウエハ表裏面の周縁部に付着した不要なレジストを除去するための処理を実行するために、洗浄液（溶剤）を吐出する洗浄ノズルをさらに有している。なお、ＥＢＲ処理とＢＲ処理はベベル洗浄ノズルなどと呼ばれる共通の洗浄ノズルを用いて同時に行うことができる。
塗布ユニットの運転中においては、処理カップの底部に接続された排気管を介して処理カップ内の雰囲気が吸引される。この吸引により処理カップ内に気流が形成され、遠心力によりウエハから飛散するレジスト液または溶剤等の液体（特にミスト状液体）が、前記気流により処理カップ底部に導かれてカップ内から排出される。すなわち、前記気流は、ウエハから一旦飛散したミストがウエハに再付着することを防止している。
【０００５】
一般的に、塗布ユニットでは、プリウエット、レジスト液吐出、レジスト液拡散、レジスト液平坦化、レジスト液乾燥（このときレジストの吐出は停止されている）、ＥＢＲ／ＢＲ（このとき溶剤が吐出されている）および最終乾燥という一連のステップが順次行われる。各ステップにおいて、カップ内の排気は常時行われている。プリウエットシンナーの吐出時およびレジスト液の吐出および拡散時においては、ウエハから比較的多量のミストが飛散するため、このようなミストのウエハへの再付着を確実に防止する観点から、大きな排気流量が要求される。その一方で、その後のレジスト液乾燥のステップでは、ミストの飛散量は少ないため、要求される排気流量は比較的小さい。また、ＥＢＲ／ＢＲおよび最終乾燥（特にＥＢＲ／ＢＲ）の各ステップにおいては、中間程度の排気流量が要求される。
【０００６】
前述した塗布ユニットは、フォトリソグラフィープロセスに関する各種工程を一貫して行うことができるように構成されたシステムに組み込まれている。このシステムは、露光を行う露光装置と、フォトリソグラフィープロセスの露光工程以外の各種工程（レジスト塗布、現像、ベーク等）を行う塗布現像装置とから構成されている。主としてスループット向上の観点から、塗布現像装置には、同種の処理ユニット（レジスト塗布ユニット、現像ユニット、ベークユニット等）が複数台ずつ組み込まれている。前述した塗布ユニットにおける排気を行うため、前記複数の塗布ユニットには排気系が接続されている。この排気系は、複数の塗布ユニットで共用される共通排気系が含まれる。また、前記排気系には、各塗布ユニットに個別に設けられた排気モジュールが含まれる場合もある。
【０００７】
排気系の負担を軽減するため、複数の塗布ユニットは、大排気流量が要求されるステップの実行期間が重複しないように、タイミングをずらして運転されている。プリウエット、レジスト液吐出およびレジスト液拡散の各ステップを実行するために必要とされる時間は比較的短いので、１つの塗布現像装置に組み込まれる塗布ユニットの台数が多くなったとしても、各塗布ユニットにおけるこれらのステップの実行期間に重複が生じないようにすることは比較的容易である。しかし、中程度の排気流量が要求されるＥＢＲ／ＢＲおよび最終乾燥の各ステップの実行に必要とされる時間は比較的長い。このため、１つの塗布現像装置に組み込まれる塗布ユニットの台数が多くなると、各塗布ユニットにおけるこれらのステップの実行期間に重複が生じないようにすることは困難となる。従って、上記の観点から、排気流量を比較的小さくした場合でも、ミストのウエハへの再付着を効果的に防止することができるような気流が形成される処理カップが望まれている。
【０００８】
また、前記排気により処理カップ内に生じる気流はミストのウエハへの再付着防止という有益な効果をもたらすが、その反面ウエハ面内の膜厚不均一という別の問題を生じさせ得る。すなわち、ウエハ周縁部を通過する気流は、レジスト液の乾燥を促進させ、また、レジストをウエハ周縁に押し込むため、ウエハ周縁部におけるレジスト膜の膜厚を厚くするように作用する。気流のウエハ周縁部表面への入射角が大きくなるほど、その傾向は大きくなることが最近の発明者の研究によりわかっている。このような膜厚不均一は、レジスト膜の極薄化がすすめられている近年においては、無視できないものがある。従って、上記の観点から、ウエハ周縁部における膜厚増大を生じさせないような気流を形成することができる処理カップが望まれている。
【０００９】
カップ内の気流の改善のためさまざまな技術が提案されており、その一例が、本件と同一の出願人による特許出願に係る特許公開公報特開２００４−２０７５７３号（特許文献１）に記載されている。ここはウエハ周縁部近傍の気流制御の技術が開示されており、これによれば、ウエハ周縁部表面の膜厚が他の部位より厚くなる傾向を低減することができる。しかしながら、近年ではレジスト膜の極薄化に伴いさらに高い膜厚均一性が求められてきており、この点において特許文献１の技術にはさらなる改善の余地がある。また、特許文献１の技術には、ミスト再付着防止機能に関しても改善の余地がある。
【００１０】
また、本件出願人は、カップ内の気流を制御する技術に関する、本願の出願時点において未公開の特許出願（特願２００９−０５１１７４号）も出願している。この未公開出願に記載されている技術は、ミスト再付着防止機能を大幅に改善する。しかし、膜厚均一性の観点からはさらなる改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２０７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、液処理結果に悪影響を及ぼすような気流、例えば塗布膜の膜厚均一性を害するような気流、または処理液のミストの基板への再付着を促すような気流の発生を防止または抑制することができる処理カップを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、液処理装置において、基板を水平に保持して鉛直軸線周りに回転させるように構成されたスピンチャックと、前記スピンチャックにより保持された基板の周囲を取り囲むように設けられた処理カップであって、当該処理カップ内の雰囲気を排気するための排気路が接続されている処理カップと、前記スピンチャックに保持された基板に第１の処理液を供給するように設けられた第１の処理液ノズルと、を備え、前記処理カップ（３３）は、 前記スピンチャックに基板が保持されたとき、当該基板よりも低い位置に位置するように設けられた第１のカップ部材と、前記第１のカップ部材よりも外側かつ上方に設けられた第２のカップ部材と、前記第１のカップ部材と前記第２のカップ部材との間に設けられた第３のカップ部材であって、前記第１のカップ部材と前記第２のカップ部材との間の空間を分割して、前記第１および第３のカップ部材の間の第１の環状流路と前記第２および第３のカップ部材の間の第２の環状流路を画成する第３のカップ部材と、を有しており、前記第１および第２の環状流路は前記排気路に連通し、前記第３のカップ部材は、前記スピンチャックにより保持された基板の周縁より高くかつ外側の位置に位置するように設けられた内側端縁を有しており、前記第１のカップ部材は、外側にゆくに従い高さが高くなる環状の内側傾斜面と、前記内側傾斜面の外周縁に接続された概ね水平な環状の頂面と、前記頂面の外周縁に接続されるとともに外側にゆくに従い高さが低くなる環状の外側傾斜面と、を有しており、前記第１のカップ部材の前記環状の頂面は、平面視において、前記スピンチャックにより保持された基板の周縁と前記第３のカップ部材の内側端縁とを包含するように設けられている、液処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１のカップ部材に設けた概ね水平な環状の頂面によりバックフロー（基板の回転に伴い基板裏面側空間に発生する外向きの流れ）をガイドまたは整流することにより、例えば塗布膜の膜厚均一性を害するような気流、または処理液のミストの基板への再付着を促すような気流の発生を防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】処理カップの第１構成例を備えたレジスト塗布装置の構成を示す概略断面図。
【図２】処理カップの第１構成例の要部を示す部分破断斜視図。
【図３】処理カップの第１構成例の平面図。
【図４】ベベル洗浄ノズル示す図であって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は内側カップ部材に嵌め込まれたベベル洗浄ノズル示す斜視図。
【図５】内側カップ部材へのベベル洗浄ノズルの配置を示す斜視図。
【図６】レジスト液吐出時に第１構成例のカップ内に生じる気流およびミストの動きを示す概略断面図。
【図７】ベベル洗浄時に第１構成例のカップ内に生じる気流およびミストの動きを示す概略断面図。
【図８】処理カップの第２構成例（発明の実施形態）の要部を示す縦断面図。
【図９】処理カップの第２構成例（発明の実施形態）の要部における各部寸法を説明するための縦断面図。
【図１０】処理カップの従来構成例に生じる気流を説明するための縦断面図。
【図１１】処理カップの第１構成例に生じる気流を説明するための縦断面図。
【図１２】処理カップの第２構成例に生じる気流を説明するための縦断面図。
【図１３】従来構成例および第２構成例における排気圧力とウエハ周縁部膜厚との関係を示すグラフ。
【図１４】従来構成例および第２構成例における排気圧力とミスト量との関係を示すグラフ。
【図１５】第１構成例および第２構成例に係るカップを備えたレジスト塗布装置におけるプロセス条件の一例を説明するグラフ。
【図１６】レジスト塗布装置を備えた塗布現像装置の構成の一例を示す概略平面図。
【図１７】図１６に示す塗布現像装置の概略斜視図。
【図１８】図１６に示す塗布現像装置の概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して発明の好適な実施形態について説明する。なお、実施形態に係る液処理装置に含まれる処理カップは、本件出願人による本願出願時点において未公開の別の特許出願（特願２００９−０５１１７４号）に記載された処理カップ（以下これを「第１構成例」と呼ぶこととする）をベースに改良を施したものである。以下においては、第１構成例について説明した後、それとの相違点を中心として実施形態に係る処理カップ（以下「第２構成例」と呼ぶこととする）について説明するものとする。
【００１７】
［第１構成例］
まず、図１〜図７を参照して、第１構成例に係る処理カップおよびそれを備えた液処理装置について説明する。この液処理装置は、レジスト塗布装置として構成されている。図１に示すように、レジスト塗布装置は、真空吸着することによりウエハＷを水平に保持するスピンチャック３１を備えている。このスピンチャック３１はその下方に設けられた回転駆動部３２（回転モータ）により鉛直軸回りに回転することが可能である。また、スピンチャックは、回転駆動部３２内に併設された昇降駆動部（図示せず）により昇降することも可能である。スピンチャック３１を取り囲むようにして処理カップ３３が設けられている。処理カップ３３は、主として、内側カップ部材４０と、中間カップ部材５０と、外側カップ部材６０とから構成されている。
【００１８】
図１及び図２に示すように、内側カップ部材４０は、環状の外側傾斜面４１と環状の外側垂直面４２とを有している。外側傾斜面４１は、スピンチャック３１に保持されたウエハＷの裏面側周縁部と近接して対向する位置から外側に延びており、外側にゆくに従って高さが低くなるように傾斜している。外側垂直面４２は、外側傾斜面４１の最外周端に連続して鉛直方向下方に向かって延びている。外側傾斜面４１および外側垂直面４２はウエハＷからこぼれ落ちたレジスト液が流れ落ちるのをガイドする下側ガイド部４５の役割を有している。また内側カップ部材４０は、外側にゆくに従って高さが高くなるように傾斜している環状の内側傾斜面４３を有している。内側傾斜面４３の内側端は、ウエハＷの周縁から第１の所定距離、例えば十数ミリ中心側に離れた位置の真下に位置する。内側傾斜面４３の外側端は、ウエハＷの周縁から第２所定距離、例えば数ミリ中心側に離れた位置の真下に位置する。内側傾斜面４３の外側端とその裏面により、外側傾斜面４１の内側端部に上に張り出す傾斜凸部４３ａが形成されている。さらに内側カップ部材４０は、内側傾斜面４３の内側端を外周縁とする水平な円形面４４を有する円板状部材を有しており、この円板状部材の中央をスピンチャック３１の回転軸が貫通している。
【００１９】
中間カップ部材５０の上側部分（後述する上側ガイド部７０）は、内側カップ部材４０と外側カップ部材６０との間に位置しており、内側カップ部材４０と外側カップ部材６０との間の環状空間を２分割する。この意味においてカップ部材５０は、「中間」カップ部材と呼ばれる。中間カップ部材５０の底部には環状の液受け部５１が設けられている。液受け部５１の底壁には廃液路５２が接続されている。また、液受け部５１内には、２本の排気管５３が突入している。２つの排気管５３は下流側にて合流し、ダンパ５４を介して所定の排気系、例えば工場の排気ダクトに接続されている。排気管５３を介して処理カップ３３内の雰囲気を吸引することにより、処理カップ３３内に気流が形成され、この気流に乗せて気液混合流体（例えばウエハＷから飛散した処理液のミストを含むエア）を液受け部５１まで導くことができる。液受け部５１に入ってきた気液混合流体は、内側カップ部材４０の外側垂直面４２と排気管５３の表面により偏向された後、排気管５３に入る。偏向時に比重の大きい液体（ミスト）の一部が分離され、廃液路５２から排出される。
【００２０】
ダンパ５４の開度調整によって、排気圧力（排気流量）を調整することができ、これにより処理カップ３３内の気流の強さを調整することができる。なお、ここでは、排気圧力が高く排気流量が多い「高排気」の状態と、排気圧力が低く排気流量が低い「低排気」の状態とを用いるものとする。なお、個々のレジスト塗布装置に排気モジュール（図示せず）を設け、この排気モジュールが発生する吸引力を工場の排気ダクトの持つ吸引力と併用できるように構成することもできる。
【００２１】
また、中間カップ部材５０は、垂直な下側の筒状部５０ａと、筒状部５０ａの上端から内側上方へ向けて概ね斜めに伸びる上側ガイド部７０とを有している。上側ガイド部７０と筒状部５０ａとの境界は、内側カップ部材４０の外側傾斜面４１と外側垂直面４２との境界よりも僅かに高い位置にある。上側ガイド部７０は、外側カップ部材６０に面する環状の外側面と、内側カップ部材４０に面する環状の内側面とを有している。上側ガイド部７０の外側面は、上から順に連続する水平面７６、傾斜面７５、垂直面７４および傾斜面７３により構成されている。傾斜面７５および傾斜面７３は、外側にゆくに従って高さが低くなるように傾斜している。水平面７６の高さは、スピンチャック３１に保持されるウエハＷの表面とより僅かに高い。水平面７６の内側端縁は、ウエハＷの周縁から所定距離、例えば３ｍｍ離れている。傾斜面７３には、図３にも示すように、複数の貫通孔７７が形成されており、貫通孔７７は円周方向に沿って所定の間隔を空けて並んでいる。
【００２２】
上側ガイド部７０の前記環状の内側面は、上から順に、湾曲した流体転向面７２とこれに連続する傾斜面７１とにより構成されている。傾斜面７１は、外側にゆくに従って高さが低くなるように傾斜している。流体転向面７２は、主として、ウエハＷから飛散して当該流体転向面７２に衝突したミストが跳ね返ってウエハＷに戻ることがないように、前記ミストを下流側にスムースに導くガイド面としての役割を果たす。流体転向面７２の上端と下端とを結ぶ線分は、外側にゆくにつれて高さが低くなるように傾斜している。縦断面で見ると、流体転向面７２は、この流体転向面７２の輪郭線が流体転向面７２の上端と下端とを結ぶ前記線分よりも上方に位置するように（上方に凸）となるように湾曲している。中間カップ部材５０の上側ガイド部７０と内側カップ部材の傾斜面４１との間に外側斜め下方に向けて延びる環状流路７９ａ（７９）が形成され、また、筒状部５０ａと垂直壁４０との間に環状流路７９ａに続いて垂直に延びる環状流路７９ｂ（７９）が形成される。環状流路７９は、主としてウエハＷから飛散した処理液を液受け部５１に導く役割を果たす。
【００２３】
外側カップ部材６０は、中間カップ部材５０の上側ガイド部７０の環状の外側面に対向する環状の内側面を有している。この環状の内側面は、中間カップ部材５０の筒状部５０ａの上端部から垂直に上方へ延びる垂直面６０ａと、垂直面６０ａの上縁から内向きかつ上向きに斜め方向に延びる傾斜面６１とから構成される。外側カップ部材６０と中間カップ部材５０との間の環状空間（環状流路）７８は、ウエハ表面周辺の雰囲気（例えば溶剤蒸気など）を捕集する役割を果たす。外側カップ部材６０の傾斜面６１から下方に向けて環状の垂直壁１００が突出している。垂直壁１００の下端と中間カップ部材５０との間の距離Ｌは、例えば５ｍｍである。垂直壁１００は、環状流路７９を流れる流体（ミスト入り流体）が貫通孔７７および環状空間７８を介してウエハＷに向けて流出することを防止する。なお、図中符号６２で示されるものは外側カップ部材６０の開口部であり、この開口部６２を介してウエハＷをスピンチャック３１に受け渡すことができる。
【００２４】
次に、ベベル洗浄ノズル４６について説明する。ベベル洗浄ノズル４６は、背景技術の項で説明したＥＢＲ／ＢＲ処理と等価な処理を同時に行うことができるように設けられている。図４（ｂ）及び図５に示すように、ベベル洗浄ノズル４６は、内側カップ部材４０の環状の傾斜面４３の一部に形成された凹部４７に嵌め込まれる。レジスト塗布装置は好ましくは複数例えば２つのベベル洗浄ノズル４６を備えている。２つのベベル洗浄ノズル４６は、処理カップ３３の径方向に互いに対向する位置に設けられている。各ベベル洗浄ノズル４６は円形面４４の径方向に伸長したレール４８に沿って、スピンチャック３１側の位置と傾斜面４３側の位置との間を進退することが可能である。図４（ａ）に示すように、ベベル洗浄ノズル４６はウエハＷのべベル部を洗浄するための洗浄液を吐出するための吐出口４６ａを有している。吐出口４６ａはベベル洗浄ノズル４６が凹部４７に嵌め込まれた状態でウエハＷの裏面周縁部を向くように設けられている。ベベル洗浄ノズル４６には、配管を介して図示しない洗浄液供給源が接続されており、ベベル洗浄ノズル４６は吐出口４６ａから洗浄液（例えば、半固化したレジストを溶解することが可能な溶剤）を吐出することができる。
【００２５】
処理カップ３３は筐体８０に収納されている。筐体８０の側壁には図示しない搬送アームを介してウエハＷを搬出入するための搬出入口８１が設けられている。搬出入口８１にはシャッタ８２が設けられている。シャッタ８２はウエハＷが搬送アーム（図示せず）により筐体８０の内部へ搬出入される場合を除いて閉じられている。筐体８０内の上部にファンフィルタユニット（ＦＦＵ）８３が設けられている。ＦＦＵ８３はその上部に接続された配管８４を介して、清浄気体例えばクリーンエアーを筐体８０内に下向きに吹き出す。筐体８０の底部には筐体８０内の雰囲気を吸引排気するための排気路８５が接続されている。ＦＦＵ８３からの下向きの清浄気体の噴射と、排気管８５を介した吸引排気とにより、筐体８０内には下降気流（ダウンフロー）が形成される。
【００２６】
筐体８０内には、処理カップ３３の上方に溶剤例えばシンナー（プリウエットシンナーと呼ばれる）を吐出する溶剤ノズル９１と、レジストを吐出するレジストノズル９２とが設けられている。溶剤ノズル９１およびレジストノズル９２は、供給管９３および９４を介して溶剤供給源９５およびレジスト供給源９６へ接続されている。溶剤ノズル９１およびレジストノズル９２は、ウエハＷの上方の所定位置と処理カップ３３の側方の待機位置との間で各々のノズル移動アーム（図示せず）により移動できるように構成されている。なお、両ノズル９１、９２を共通のノズル移動アームにより移動させてもよい。
【００２７】
このレジスト塗布装置の全ての動作（例えば回転駆動部３２の駆動、ダンパ５４の切り換え、溶剤ノズル９１、レジストノズル９２からの液の供給など）は制御部９０により制御される。制御部９０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、レジスト塗布装置を動作させるプログラムと、を含むコンピュータから構成することができる。このプログラムには予め決められたスケジュールに基づいて、レジスト液の供給タイミングや供給量、スピンチャック３１の回転速度や回転時間、洗浄液の供給タイミングや供給量等に係る制御についてのステップ（命令）群等が組まれている。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、メモリカード等の記憶媒体に格納され、コンピュータにインストールされる。
【００２８】
次に、第１構成例に係るカップを備えたレジスト塗布装置の作用について説明する。なお、下記に示されたプロセス条件（回転数変化、排気流量変化）はあくまで一例であり、適宜改変することができることは言うまでもない。
【００２９】
図示しない搬送アームが、ウエハＷを搬出入口８１より筐体８０内に搬入する。前記アームは、回転駆動部３２に付設された昇降機構により上昇させられたスピンチャック３１の載置面上にウエハＷを載置し、スピンチャック３１がウエハＷを真空吸着して水平に保持する。その後、スピンチャック３１は下降して、ウエハＷが処理カップ３３内に収められる。なお、レジスト塗布装置の運転中は、ＦＦＵ８３による清浄気体の噴射および排気管８５を介した排気により筐体８０内にダウンフローが常時形成されており、排気管５３を介した処理カップ３３内の雰囲気の排気は常時行われている。
【００３０】
次に、スピンチャック３１によりウエハＷを第１の回転数例えば２０００ｒｐｍの回転数で回転させる。このとき、排気管５３に接続された排気系を調整することにより、「高排気」状態とする。筐体内８０内のダウンフロー、排気管５３を介した吸引および回転するウエハＷによるウエハＷ近傍の空気の引きずりにより、処理カップ３３内に図６に概略的に示したような気流が発生する。なお、図６に示す環状流路７９の形状は、図中に気流およびミストを表示するスペースを確保するため、図１と対応していないことに注意されたい（図７においても同じ）。気流は外側カップ部材６０と中間カップ部材５０との間の環状空間７８と、中間カップ部材５０と内側カップ部材４０との間の環状流路７９を流れる。環状空間７８を流れる気流は貫通孔７７を通過して環状流路７９を流れる気流と合流する。気流は最終的に排気管５３に至る。また、図示しない移動機構により、溶剤ノズル９１を待機位置からウエハの中心の上方に移動させる。そして、溶剤ノズル９１からウエハＷヘシンナーを供給してウエハＷの表面全体をシンナーで濡らし、後に塗布するレジスト液が伸展しやすい状態とする（プリウエット工程Ｓ１）。シンナーの供給終了後、溶剤ノズル９１を待機位置へ退避させると共に、レジストノズル９２をウエハＷの中心の上方に移動させる。
【００３１】
次に、高排気状態を維持したまま、ウエハＷの回転数を第２の速度例えば２５００ｒｐｍまで上昇させ、レジストノズル９２からレジスト液をウエハＷの中心部へ供給する。このとき、レジスト液はウエハＷの回転による遠心力により中心部から周縁部へ向けて伸展されていくと共に余分なレジストはウエハＷの表面から振り切られる（レジスト供給拡散工程Ｓ２）。なお、プリウエット工程の終了後レジスト供給拡散工程の開始前に、一旦ウエハＷの回転数を落としても良い。レジスト供給拡散工程中にウエハＷから振り切られた余分なレジスト液は、環状流路７９内に飛散し、下側ガイド部４５の表面を伝って、液受け部５１に至り、廃液路５２から処理カップ３３の外部へ排出される。ミスト状になったレジスト液は前述した気流に乗って環状流路７９を流れ、排気管５３から処理カップ３３の外部へ排出される。このとき、流体転向面７２が上述したような湾曲形状を有しているため、ウエハＷから振り切られて流体転向面７２に衝突したレジストのミストがウエハＷに向かって跳ね返ることが防止されるか、または少なくとも大幅に抑制される。
【００３２】
次に、ウエハＷの回転数を低い第３の速度例えば１００ｒｐｍまで落とす（すなわちレジスト液に作用する遠心力を低下させる）ことにより、ウエハＷ上にあるレジスト液を平坦化する（平坦化工程Ｓ３）。
次に、高排気状態から低排気状態に切り換えて、かつ、ウエハＷの回転数を第４の速度例えば１５００ｒｐｍまで上昇させ、所定時間例えば約２０秒の間、レジストの膜厚の最終調整をするとともにレジスト液を乾燥させ、レジスト液を流動性が無くなる程度に固化させる（第１乾燥工程Ｓ４）。
【００３３】
次に、低排気状態から高排気状態に切り換えて、ウエハＷの回転数を第５の速度例えば２０００ｒｐｍまで上昇させ、ベベル洗浄ノズル４６からウエハＷの周縁部へ洗浄液である溶剤を吐出する。この洗浄液の吐出は例えば１５秒間行われる。図７に概略的に示すように、洗浄液はウエハＷの裏面側のベベル部から表面側のべベル部まで回り込み、レジスト膜の周縁部が所定の幅で除去される（ベベル洗浄工程Ｓ５）。ベベル洗浄工程時にも、ウエハＷに供給された洗浄液がウエハＷの周囲に飛散するが、この飛散した洗浄液も図７に概略的に示した気流に乗って液受け部５１にまで運ばれ、廃液路５２から処理カップ３３の外部へ排出される。また、ミスト状の洗浄液の一部は、排気管５３から処理カップ３３の外部へ排出される。
【００３４】
次いで、洗浄液の吐出を停止する一方で、引き続き高排気状態を維持しかつウエハＷの回転数もそのまま維持したまま例えば５秒間そのままの状態として、洗浄液を乾燥させる（第２乾燥工程Ｓ６）。以上により一連のレジスト塗布処理が終了する。その後、ウエハＷの回転を停止し、既述のウエハＷの搬入時とは逆の手順によりウエハＷがレジスト塗布装置から搬出される。
【００３５】
なお、上記の工程Ｓ１〜工程Ｓ６の間のウエハ回転数変化、各種処理液の供給タイミング、排気状態の変化の具体例は図１５にも記載されている。図１５において、ＰＷＴ、ＰＲ、ＣＬが付された矢印は、シンナー、レジスト液、洗浄液の供給がされたことを意味している。また、図１５の下段はウエハ回転数の変化、上段は処理カップの排気状態（排気流量）の変化をそれぞれ示している。
【００３６】
［第２構成例］
次に、図８および図９を参照して、第１構成例に係る処理カップ３３との相違点を中心に第２構成例（発明の実施形態）に係る処理カップ３３Ａについて説明する。図８および図９において、処理カップ３３と同一ないし実質的同一部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。図８および図９では、第１構成例を示す図１〜図５と同様に、各カップ部材の結合構造は簡略化して示されている。なお、言うまでもなく、第２構成例に係る処理カップを備えた液処理装置の構成は、第１構成例の説明において説明されたものと同じとすることができる。
【００３７】
処理カップ３３の中間カップ部材５０では区切られていた傾斜面７５および垂直面７４が、処理カップ３３Ａの中間カップ部材５０Ａでは単一の曲面７５’となっている。但し、この部分については、処理カップ３３、３３Ａのいずれの構成を採用しても構わない。その他にも処理カップ３３、３３Ａには若干の形状の相違があるが、以下に説明しない部分についてはいずれの構成を採用しても構わない。
【００３８】
第２構成例に係る流体転向面７２は、第１構成例と同様に、断面視において、その輪郭線の全体が、流体転向面７２の上端縁（７０ｅ）と下端縁（７２ｅ）とを結ぶ線分（Ｓ）（この線分は外側にゆくに従い低くなるように傾斜している）より上方に位置する（上方に凸な）滑らかな曲線として構成することができる。但し、流体転向面７２は、その輪郭線の全体が曲線である必要はない。気流を乱さないという観点からは水平面７６と流体転向面７２とが交わる部分はエッジ（刃）状になっていることが好ましい。この場合、流体転向面７２がその上端（内側端）に至るまで湾曲していると、製造が困難となる。従って、実際の製造においては、流体転向面７２の上端（内側端）部分（図８で符号７２ａで示した領域）の輪郭が直線となり、それに続く流体転向面７２の下端（外側端）部分の輪郭が前記直線に滑らかに接続された円弧となるように構成することも好ましい。この場合、例えば水平線に対する前記直線の成す角度（図９のθを参照）は、好ましくは０（０は含まない）〜２０度、より好ましくは０（０は含まない）〜１５度である。流体転向面７２は、ウエハＷに近い側の所定範囲（近位範囲）内において流体転向面７２と仮想水平平面との成す角度が小さく（好ましくは０（０は含まない）〜２０度、より好ましくは０（０は含まない）〜１５度）かつ前記角度が一定であるか或いは徐々に大きくなり、前記近位範囲よりウエハＷから遠い範囲（遠位範囲）では前記角度が徐々に大きくなるように構成することが望ましい。これにより、流体転向面７２に衝突したミストが跳ね返りウエハＷに戻る可能性が最小化される。また、流体転向面７２は、断面視において、その輪郭線が、流体転向面７２の上端縁７０ｅと下端縁７２ｅとを結ぶ線分Ｓ（この線分は外側にゆくに従い低くなるように傾斜している）より上方に位置し（上方に凸）、かつ前記線分Ｓと前記輪郭線との間の距離が外側にゆくに従い単調増加し、最大値をとった後、外側にゆくに従い単調減少するように形成することができる。
【００３９】
処理カップ３３、３３Ａの性能に大きな差異をもたらす相違点は、処理カップ３３Ａの内側カップ部材４０Ａの形状が、処理カップ３３の内側カップ部材４０と異なっていることにある。すなわち、内側カップ部材４０にあった傾斜凸部４３ａが廃止され、その代わりに、環状の内側傾斜面４３と環状の外側傾斜面４１との間に、環状の概ね水平な面からなる頂面４３ｂが形成されている。内側傾斜面４３、頂面４３ｂおよび外側傾斜面４１は、内側からこの順番で接続されている。
【００４０】
頂面４３ｂは、スピンチャック３１に保持されたウエハの周縁Ｗｅの真下の位置を基準として、半径方向内側に所定長さ（図９のｒ１）および半径方向外側に所定長さ（図９のｒ２）だけ広がっている。すなわち、平面視において、ウエハの周縁Ｗｅは環状の頂面４３ｂ内に包含され、頂面４３ｂと同心の円に沿って延びている（このことは図８および図９より明らかである）。また、中間カップ部材５０Ａの上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅが頂面４３ｂの真上の位置にある。すなわち、平面視において、内側端縁７０ｅは環状の頂面４３ｂ内に包含され、頂面４３ｂと同心の円に沿って延びている（このことも図８および図９より明らかである）。
【００４１】
頂面４３ｂは、厳密に水平な平面である必要はなく、水平平面に対して概ね平行であればよく、言い換えればスピンチャック３１に保持されたウエハＷの裏面と概ね平行であればよい。また、頂面４３ｂは水平平面に対して０〜±１０度程度の傾斜を有していてもよい。特に頂面４３ｂの外側部分には、レジスト液等の液が付着することがあるので、頂面４３ｂの外側部分（図９の長さｒ２に対応する部分）には水平平面に対して０〜＋１０度程度の傾斜（外側にゆくに従って低くなる傾斜）を設けることも好ましい。このようにすれば、仮に液が頂面４３ｂに付着したとしても、その液は、スムースに外側傾斜面４１に導かれる。
【００４２】
前述したように、ウエハＷを回転させると、ウエハＷ表裏面の周辺の空気が引きずられてウエハＷ外側に向かう気流が生じる。ウエハ裏面側でのこのような気流は「バックフロー」と呼ばれる。ウエハＷの裏面、内側傾斜面４３、円形面４４により囲まれた空間（以下「ウエハ裏面側空間」と称する）内に生じたバックフローは、ウエハ裏面周縁部と頂面４３ｂとの間から流出する。頂面４３ｂは、ウエハ裏面側空間から流出するバックフローをガイドし、その結果として、上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとウエハＷの周縁Ｗｅとの間の隙間から環状流路７９に流入してくる気流を変化させる。この点については後に詳述する。
【００４３】
ここで、このレジスト塗布装置が１２インチウエハの処理を行うために構成されている前提の下で、図９を参照して各部の好適な寸法について説明する。まず、前述したｒ１は５〜１０ｍｍの範囲とするのが好ましい。前述したｒ２を小さくしすぎると、後述するバックフローガイド効果が十分に得られない。一方、ｒ２を大きくしすぎると、ウエハＷから飛散した液が頂面４３ｂの外側部分に付着して堆積物が生じるおそれがある。このため、前述したｒ２は５〜１０ｍｍの範囲とするのが好ましい。頂面４３ｂからウエハＷ裏面までの距離ｈ２は、２〜３ｍｍとすることが好ましい。上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとウエハＷ表面との高低差ｈ１は２〜３ｍｍとすることが好ましい。頂面４３ｂから上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅまでの距離ｇ１は５〜６ｍｍとすることが好ましい。ウエハＷの周縁Ｗｅから上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅまでの距離ｒ３は３〜４ｍｍとすることが好ましい。
【００４４】
再び図８を参照すると、第１構成例と同様に、内側カップ部材４０Ａには複数の（例えば３つの）凹部４７’が設けられ、各凹部４７’にベベル洗浄ノズル４６’を嵌め込むことができるようになっている。各ベベル洗浄ノズル４６’は、第１構成例と同様のガイドレール等からなる径方向案内機構（図示せず）により内側カップ部材４０Ａの径方向に移動可能である。ベベル洗浄ノズル４６’は、凹部４７’に嵌め込まれたとき、その各表面が内側傾斜面４３および頂面４３ｂの仮想延長上に位置するように形成されている。第１構成例と同様に、各ベベル洗浄ノズル４６’には吐出口４６ａが形成されており、吐出口４６ａは、ベベル洗浄ノズル４６’が凹部４７’に嵌め込まれたときにウエハＷの裏面周縁部を向く。
【００４５】
上記第２構成例に係る処理カップ３３Ａを備えたレジスト塗布装置は、上記第１構成例に係る処理カップ３３を備えたレジスト塗布装置について説明した各工程を同じようにして実行することができる。
【００４６】
次に、第１構成例、第２構成例（発明の実施形態）に係る処理カップ内の気流および上側ガイド部７０へのミストの衝突について、本件出願人による従来構成例と比較しつつ説明する。図１０は従来構成例を、図１１は第１構成例を、そして図１２は第２構成例をそれぞれ示している。
【００４７】
まず、図１０に示す従来構成例は、第１構成例に対して、上側ガイド部７０’が、断面視で直線的な下面を有している点が異なる。この場合、ウエハＷから飛散した液（例えばレジスト液）が、勢いのあるうちに例えば点Ｐの近傍で上側ガイド部下面に衝突する。また、ミストは比較的大きな入射角をもって上側ガイド部下面に衝突する。このとき跳ね返った処理液の一部がウエハＷに到達して、ウエハＷに再付着するおそれがある。
この問題は、図１１に示す第１構成例において、上側ガイド部７０の下面、すなわち流体転向面７２上に凸な面にすることにより解消されている。すなわち、第１構成例では、ウエハＷ近傍（例えばウエハ周縁Ｗｅから半径方向外側に３０ｍｍ離れた位置までの近位領域）において、流体転向面７２は水平平面に対して約０〜２０度の小さな傾斜角（図９のθを参照）をもって傾斜しているため、ウエハＷ近傍においては、ウエハＷから飛散したミストは比較的小さな入射角をもって上側ガイド部７０の下面である流体転向面７２に入射する。このため、ミストは殆どウエハＷ側に向かって跳ね返ることはない。なお、上記のようなθ値を設定できるのは、断面視において、流体転向面７２の輪郭線が、流体転向面７２の上端縁と下端縁とを結ぶ線分より上方に位置する（上方に凸な）ように形成しているからである。
【００４８】
また、従来構成例は、第１構成例に対して、外側カップ部材６０’の内面に突起（１００）が設けられていない。この場合、図１０に符号ＲＦで示すように、環状流路７９’を流下するミスト入り流体の一部が、貫通孔７７’を通って環状空間７８’に入り込む。従来構成例では、環状空間７８’へ流入してくる流体の流速は比較的低いため、環状流路７９’から貫通孔７７’を通って環状空間７８’に入った流体は、ウエハＷの上方空間まで戻り、ウエハに再付着するおそれがある。
この問題は、第１構成例において外側カップ部材６０の内面に突起１００を設けることによりかなり改善される。図１１に示すように、環状流路７９から貫通孔７７を通って環状空間７８に入ったミスト入り気流ＲＦは突起１００により転向され、貫通孔７７に戻される。
【００４９】
上記の２つの理由により、ウエハＷへのミスト再付着防止という観点からは、第１構成例は従来構成例に対して大幅に優れている。
【００５０】
但し、第１構成例には、膜厚均一性向上という観点からは、さらなる改善の余地がある。これを改善したのが第２構成例（発明の実施形態）である。まずは、第１構成例における問題点について説明する。第１構成例では、ウエハＷの周縁Ｗｅと上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとの狭い隙間のため、当該隙間に入り込む気流（Ｆ１）の流速が高くなり、かつ、当該気流の進行方向とウエハ表面との成す角度も大きくなる。このような気流は、ウエハＷの周縁部表面にあるレジスト液の乾燥を局所的に促進し、かつ、ウエハＷの周縁部表面にあるレジスト液をウエハ周縁Ｗｅに向かって動かす。これにより、ウエハＷ周縁部におけるレジスト液の膜厚が、中央部と比較して大きくなる。すなわち膜厚面内均一性が損なわれる。
【００５１】
上記の問題は、第２構成例において、頂面４３ｂを有する内側カップ部材４０を設けることにより解決されている。第２構成例の頂面４３ｂは、以下のような役割を果たしているものと発明者は考えている。
【００５２】
前述したように、ウエハＷの回転によりウエハ裏面近傍にある空気が引きずられることにより、ウエハ裏面側空間にバックフローＢＦが生じる。このバックフローＢＦは内側傾斜面４３によりウエハＷ裏面と頂面４３ｂとの間の狭隘隙間に導かれ、当該狭隘隙間を通過して流出する。なお、この現象は第１構成例においても生じている。但し、第１構成例においては、傾斜凸部４３ａがウエハ周縁より内側にあるため、バックフローは傾斜凸部４３ａとウエハ裏面との間の狭隘隙間から流出した後、直ちに失速し、かつ指向性を失う。このため主流（Ｆ１）に大きな影響を及ぼすまでには至らない。これに対して、第２構成例では、頂面４３ｂはウエハＷの周縁Ｗｅよりも外側まで広がっているため、バックフローは、狭隘隙間から流出した後、頂面４３ｂの上方の領域からその外側に出るまでの間、水平方向の指向性を維持し、かつ流速の衰えも小さい。これに加えて、第２構成例においては、上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅも頂面４３ｂの上方に位置している。すなわち上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとウエハ周縁Ｗｅとの間の隙間の真下に水平面４３ｂが存在している。上記の理由により、上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとウエハ周縁Ｗｅとの間の隙間から環状流路７９内に入り込もうとする気流Ｆ１は、第１構成例のような態様で当該隙間に入ることはできず、水平方向に転向された状態で前記隙間に入る。すなわち、気流Ｆ１のウエハＷ周縁部表面への入射角が大幅に小さくなる。
【００５３】
また、第２構成例においては、上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとウエハ周縁Ｗｅとの間の隙間から環状流路７９に入り込む気流Ｆ１の流速よりも、上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅと外側カップ部材６０との隙間から環状空間７８に入り込む気流Ｆ２の流速が大きくなることが確認された（第１構成例ではその逆である）。発明者は、この現象の原因については明確に把握していないが、頂面４３ｂを設けたことにより頂面４３ｂ近傍における圧損が大きくなったことが原因ではないかと考えている。いずれにせよ、気流Ｆ１の流速が遅くなることは、膜厚均一性に好影響を与えることは明らかである。気流Ｆ２の流速が速くなることは、気流ＲＦに起因するミスト逆流防止に好影響を与えることは明らかである。なお、気流Ｆ１の流速が遅くなったとしても、上側ガイド部７０の流体転向面７２の特徴的形状により、流体転向面７２からウエハＷに向かって跳ね返るミストは大幅に低減されており、バックフローＢＦも流体転向面７２方向の指向性を保つため問題は生じない。むしろ、気流Ｆ２の流速が速くなることにより環状空間７８内をウエハＷに向けて逆流するミスト量が減少することによる好影響の方が大であると考えられる。従って、第２構成例は、第１構成例よりもミスト再付着防止機能が優れていると言える。
【００５４】
以上述べたように、第２構成例は、第１構成例のミスト再付着防止機能を損なわずむしろ向上させつつ、膜厚均一性の向上という更なる有利な効果を達成することができることは明らかである。
【００５５】
次に、第２構成例と従来構成例との性能比較試験の結果について図１３〜図１５を参照して説明する。
【００５６】
まず、図１３を参照して、ウエハ周辺部の膜厚増大について比較した結果について説明する。先に第１構成例に関連して説明した工程に従い、ウエハにレジスト膜を形成した。プリウエット工程から平坦化工程に至るまでの排気圧力を変化させ、ウエハ周縁部の膜厚を調べた。その結果を図１３のグラフに示す。グラフ横軸は排気圧力［Ｐａ］、縦軸はウエハ周縁部膜厚［ｎｍ］である。白抜きの棒が従来構成例、黒塗りの棒が第２構成例のデータである。グラフより明らかなように、排気圧力に関わらず、第２構成例では、従来構成例に比較して周縁部膜厚の増大が少なかった。また、第２構成例は、排気圧力の増加に伴う周縁部膜厚の増加が、従来構成例と比較して小さかった。このことは、特にレジスト液が流動性を持っている期間内において、膜厚不均一のおそれを考慮することなく、ミストの再付着防止を重視して排気圧力（流量）を増大させることが可能であることを意味している。
【００５７】
次に、図１４を参照して、ウエハに再付着するミスト量について比較した結果について説明する。先に第１構成例に関連して説明した工程に従い、ウエハにレジスト膜を形成した。ベベル洗浄ステップから最終乾燥（第２乾燥）ステップに至るまでの排気圧力を変化させてウエハ表面上に認められたミスト付着量を調べた。その結果を図１４のグラフに示す。グラフ横軸は排気圧力［Ｐａ］、縦軸はウエハ表面上に認められたミスト付着の痕跡数である。白抜きの丸（○）が従来構成例、黒塗りの四角（◆）が第２構成例のデータである。グラフより明らかなように、第２構成例においては、排気圧力が２０Ｐａ未満に低下するまで、ウエハへのミストの再付着は確認されなかった。このことは、特に長い時間が必要とされるベベル洗浄工程から最終乾燥（第２乾燥）工程を、低排気の状態で実行することができることを意味する。従って、１つの塗布現像装置に、排気系の負担を増大させることなく、従来よりも多い台数の塗布ユニットを設けることができることを意味している。むろん、高排気状態で行われるプリウエット工程から平坦化工程までの各工程においても、ウエハへのミスト再付着に関する安全マージンを大幅に高めることができる。
【００５８】
第２構成例に係る処理カップはミスト再付着防止性能に優れているため、第１構成例に係る処理カップよりも排気流量を下げた状態で使用することができる。第１構成例および第２構成例に係る処理カップをそれぞれ用いた場合の処理レシピの一例が図１５にグラフに示されている。グラフ下段には、ウエハ回転速度の変化および液供給タイミング（第１構成例と第２構成例とで共通）が、グラフ上段には排気流量の変化と、工程Ｓ１からＳ６にそれぞれ対応する期間が示されている。レジスト乾燥工程Ｓ４までは、排気流量は第１構成例、第２構成例で同じである。ベベル洗浄工程Ｓ５以降の工程において、第２構成例（符号２が付された実線を参照）では優れたミスト再付着防止機能のおかげで、低排気状態（排気流量が約１．２ｍ３／ｍｉｎ）で運転することが可能となっている。これに対して第１構成例（符号１が付された破線を参照）では、高排気状態（排気流量が約２．６ｍ３／ｍｉｎ）で運転している。なお、第１構成例もミスト再付着防止機能は比較的優れているため、排気流量を若干低下させることは可能であるが、いずれにせよ第１構成例のレベルまで低下させることはできない。比較的長い時間が必要なベベル洗浄工程Ｓ５および第２乾燥工程Ｓ６の排気流量を下げることができると、塗布現像装置に含めるレジスト塗布装置の台数を、排気系の能力を増大させることなく、増やすことが可能になる。
【００５９】
最後に、レジスト塗布装置を備えた塗布現像装置に露光装置を接続したレジストパターン形成システムの構成の一例を簡単に説明する。図１６〜図１８に示すように塗布、現像装置には、キャリアブロックＧ１が設けられている。このキャリアブロックＧ１の載置台２０１上に載置された密閉型のキャリア２００から受け渡しアームＣがウエハＷを取り出して、キャリアブロックＧ１に隣接する処理ブロックＧ２にウエハＷを渡すとともに、受け渡しアームＣが、処理ブロックＧ２にて処理された処理済みのウエハＷを受け取ってキャリア２００に戻す。
【００６０】
処理ブロックＧ２は、図１７に示すように、現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト液の塗布処理を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を下から順に積層することにより構成されている。
【００６１】
第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３は、レジスト液を塗布するレジスト塗布ユニット２（図１６参照）（前述したレジスト塗布装置）と、レジスト塗布ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための基板加熱ユニットを有する加熱／冷却系の処理ユニット群と、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３の各ユニットの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ３とを備えている。
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する液処理ユニットと、加熱冷却系の処理ユニット群と、各層のユニット間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４とをそれぞれが備えている。
第１の処理ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１内に、現像ユニットが２段に積層されている。ＤＥＶ層Ｂ１には、これら２段の現像ユニットにウエハＷを搬送するための共通の搬送アームＡ１が設けられている。
処理ブロックＧ２には、図１６及び図１８に示すように、複数のユニットを積層してなるユニット棚Ｕ１が設けられている。このユニット棚Ｕ１の近傍に設けられた昇降自在の受け渡しアームＤ１により、ユニット棚Ｕ１内の各ユニット間でウエハＷの搬送を行うことができる。
【００６２】
上記レジストパターン形成システムにおいては、キャリアブロックＧ１内の受け渡しアームＣが、キャリア２００から取り出したウエハＷを、ユニット棚Ｕ１の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２に対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に渡す。そこからウエハＷは受け渡しアームＤ１により受け渡しユニットＣＰＬ３に運ばれ、さらにそこからウエハＷは搬送アームＡ３により第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３内に運ばれ、疎水化処理ユニットによりウエハＷ表面に疎水化処理が施され、さらにその後、レジスト塗布ユニットによりウエハＷ表面にレジスト膜が形成される。レジスト膜が形成されたウエハＷは、搬送アームＡ３により、棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＢＦ３に運ばれる。
【００６３】
その後、ウエハＷは、受け渡しユニットＢＦ３、受け渡しアームＤ１、受け渡しユニットＣＰＬ４および搬送アームＡ４を介して第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４内に運ばれ、反射防止膜形成ユニットによりウエハＷ表面に反射防止膜が形成される。その後ウエハは、搬送アームＡ４により受け渡しユニットＴＲＳ４に渡される。
なお、レジスト膜の上に反射防止膜を形成しない場合や、ウエハＷに対して疎水化処理を行う代わりに、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２にて反射防止膜が形成される場合もある。ウエハ搬送ルートはウエハに対して実行される処理に応じて適宜変更される。
【００６４】
ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、ユニット棚Ｕ１に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１からユニット棚Ｕ２に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するためのシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜および反射防止膜が形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１により受け渡しユニットＴＲＳ４から受け渡しユニットＣＰＬ１１に運ばれ、そこからシャトルアームＥによりユニット棚Ｕ２の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送され、そこからインターフェイスブロックＧ３に取り込まれる。なお、符号「ＣＰＬ」が付されている受け渡しユニットは温調用の冷却ユニットとしての機能を兼ね備えており、符号ＢＦが付されている受け渡しユニットは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットとしての機能を兼ね備えている。
【００６５】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＢにより露光装置Ｇ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、ユニット棚Ｕ２の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されてそこから処理ブロックＧ２に戻される。その後ウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、搬送アームＡ１により、受け渡しアームＣによりアクセス可能なユニット棚Ｕ１内の受け渡しユニットＴＲＳ１に運ばれ、受け渡しアームＣによりキャリア２００に戻される。
【００６６】
上述した第２構成例（発明の実施形態）に係る処理カップは、レジスト塗布装置のみにおいて有益なのではないことに注意すべきである。膜厚均一性およびミスト再付着防止が要求されるレジスト塗布処理以外の塗布膜形成処理、例えばウエハ上に反射防止膜または保護膜を形成するための塗布膜形成処理を行う塗布装置においても有益であることは明らかである。また、塗布膜形成処理に限らず、ミスト再付着防止が要求される処理、例えば薬液処理や現像処理後の洗浄処理等の各種の液処理においても有益であることは明らかである。すなわち、上述した第２構成例に係る処理カップは、円形基板を回転させながら当該基板に処理液を供給して所定の処理を行うさまざまな液処理において有用であることは明らかである。
【符号の説明】
【００６７】
Ｗ 基板（ウエハ）
Ｗｅ 基板周縁
３１ スピンチャック
３３ 処理カップ
４０ 第１のカップ部材（内側カップ部材）
４１ 外側傾斜面
４３ 内側傾斜面
４３ｂ 頂面
４６’ 第２の処理液ノズル（ベベルリンスノズル）
５０（７０） 第３のカップ部材（中間カップ部材）
６０ 第２のカップ部材（外側カップ部材）
５３ 排気路
７０ｅ 第３のカップ部材の内側端縁
７２ 第３のカップ部材の流体転向面
７２ｅ 流体転向面の外側端縁
Ｓ 仮想線分
７７ 通路（貫通孔）
７８ 第２の環状流路（環状空間）
７９ 第１の環状流路（環状空間）
９２ 第１の処理液ノズル（レジストノズル）
１００ 第２のカップ部材の凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に対して当該基板を回転させながら処理液を供給して所定の液処理を施す液処理装置に関する。本発明の好適かつ非限定的な一実施形態においては、前記液処理装置は、基板にレジスト膜等の塗布膜を形成するためにレジスト液等の塗布液を基板に塗布するための塗布装置である。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造において用いられるフォトリソグラフィープロセスにおいては、主として、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布工程、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光工程、露光されたレジスト膜を現像する現像工程が行われ、ウエハ上に所定のレジストパターンが形成される。
【０００３】
レジスト塗布工程では、回転しているウエハ表面の中心部にノズルからレジスト液を供給し、そのレジスト液を遠心力により半径方向外側に拡散させることによってウエハの表面全体をレジスト液で覆う、いわゆるスピン塗布法が多く用いられている。
【０００４】
スピン塗布法は、ウエハを保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックにより保持されたウエハの表面にレジスト液を供給するレジストノズルと、スピンチャックにより保持されたウエハの周囲を囲む処理カップとを備えた塗布ユニット（塗布装置）、いわゆるスピンコーターにより実行される。また、塗布ユニットは、ＥＢＲ（エッジビードリムーバル）処理およびＢＲ（バックリンス）処理と呼ばれるウエハ表裏面の周縁部に付着した不要なレジストを除去するための処理を実行するために、洗浄液（溶剤）を吐出する洗浄ノズルをさらに有している。なお、ＥＢＲ処理とＢＲ処理はベベル洗浄ノズルなどと呼ばれる共通の洗浄ノズルを用いて同時に行うことができる。
塗布ユニットの運転中においては、処理カップの底部に接続された排気管を介して処理カップ内の雰囲気が吸引される。この吸引により処理カップ内に気流が形成され、遠心力によりウエハから飛散するレジスト液または溶剤等の液体（特にミスト状液体）が、前記気流により処理カップ底部に導かれてカップ内から排出される。すなわち、前記気流は、ウエハから一旦飛散したミストがウエハに再付着することを防止している。
【０００５】
一般的に、塗布ユニットでは、プリウエット、レジスト液吐出、レジスト液拡散、レジスト液平坦化、レジスト液乾燥（このときレジストの吐出は停止されている）、ＥＢＲ／ＢＲ（このとき溶剤が吐出されている）および最終乾燥という一連のステップが順次行われる。各ステップにおいて、カップ内の排気は常時行われている。プリウエットシンナーの吐出時およびレジスト液の吐出および拡散時においては、ウエハから比較的多量のミストが飛散するため、このようなミストのウエハへの再付着を確実に防止する観点から、大きな排気流量が要求される。その一方で、その後のレジスト液乾燥のステップでは、ミストの飛散量は少ないため、要求される排気流量は比較的小さい。また、ＥＢＲ／ＢＲおよび最終乾燥（特にＥＢＲ／ＢＲ）の各ステップにおいては、中間程度の排気流量が要求される。
【０００６】
前述した塗布ユニットは、フォトリソグラフィープロセスに関する各種工程を一貫して行うことができるように構成されたシステムに組み込まれている。このシステムは、露光を行う露光装置と、フォトリソグラフィープロセスの露光工程以外の各種工程（レジスト塗布、現像、ベーク等）を行う塗布現像装置とから構成されている。主としてスループット向上の観点から、塗布現像装置には、同種の処理ユニット（レジスト塗布ユニット、現像ユニット、ベークユニット等）が複数台ずつ組み込まれている。前述した塗布ユニットにおける排気を行うため、前記複数の塗布ユニットには排気系が接続されている。この排気系は、複数の塗布ユニットで共用される共通排気系が含まれる。また、前記排気系には、各塗布ユニットに個別に設けられた排気モジュールが含まれる場合もある。
【０００７】
排気系の負担を軽減するため、複数の塗布ユニットは、大排気流量が要求されるステップの実行期間が重複しないように、タイミングをずらして運転されている。プリウエット、レジスト液吐出およびレジスト液拡散の各ステップを実行するために必要とされる時間は比較的短いので、１つの塗布現像装置に組み込まれる塗布ユニットの台数が多くなったとしても、各塗布ユニットにおけるこれらのステップの実行期間に重複が生じないようにすることは比較的容易である。しかし、中程度の排気流量が要求されるＥＢＲ／ＢＲおよび最終乾燥の各ステップの実行に必要とされる時間は比較的長い。このため、１つの塗布現像装置に組み込まれる塗布ユニットの台数が多くなると、各塗布ユニットにおけるこれらのステップの実行期間に重複が生じないようにすることは困難となる。従って、上記の観点から、排気流量を比較的小さくした場合でも、ミストのウエハへの再付着を効果的に防止することができるような気流が形成される処理カップが望まれている。
【０００８】
また、前記排気により処理カップ内に生じる気流はミストのウエハへの再付着防止という有益な効果をもたらすが、その反面ウエハ面内の膜厚不均一という別の問題を生じさせ得る。すなわち、ウエハ周縁部を通過する気流は、レジスト液の乾燥を促進させ、また、レジストをウエハ周縁に押し込むため、ウエハ周縁部におけるレジスト膜の膜厚を厚くするように作用する。気流のウエハ周縁部表面への入射角が大きくなるほど、その傾向は大きくなることが最近の発明者の研究によりわかっている。このような膜厚不均一は、レジスト膜の極薄化がすすめられている近年においては、無視できないものがある。従って、上記の観点から、ウエハ周縁部における膜厚増大を生じさせないような気流を形成することができる処理カップが望まれている。
【０００９】
カップ内の気流の改善のためさまざまな技術が提案されており、その一例が、本件と同一の出願人による特許出願に係る特許公開公報特開２００４−２０７５７３号（特許文献１）に記載されている。ここはウエハ周縁部近傍の気流制御の技術が開示されており、これによれば、ウエハ周縁部表面の膜厚が他の部位より厚くなる傾向を低減することができる。しかしながら、近年ではレジスト膜の極薄化に伴いさらに高い膜厚均一性が求められてきており、この点において特許文献１の技術にはさらなる改善の余地がある。また、特許文献１の技術には、ミスト再付着防止機能に関しても改善の余地がある。
【００１０】
また、本件出願人は、カップ内の気流を制御する技術に関する、本願の出願時点において未公開の特許出願（特願２００９−０５１１７４号）も出願している。この未公開出願に記載されている技術は、ミスト再付着防止機能を大幅に改善する。しかし、膜厚均一性の観点からはさらなる改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２０７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、液処理結果に悪影響を及ぼすような気流、例えば塗布膜の膜厚均一性を害するような気流、または処理液のミストの基板への再付着を促すような気流の発生を防止または抑制することができる処理カップを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、液処理装置において、基板を水平に保持して鉛直軸線周りに回転させるように構成されたスピンチャックと、前記スピンチャックにより保持された基板の周囲を取り囲むように設けられた処理カップであって、当該処理カップ内の雰囲気を排気するための排気路が接続されている処理カップと、前記スピンチャックに保持された基板に第１の処理液を供給するように設けられた第１の処理液ノズルと、を備え、前記処理カップ（３３）は、 前記スピンチャックに基板が保持されたとき、当該基板よりも低い位置に位置するように設けられた第１のカップ部材と、前記第１のカップ部材よりも外側かつ上方に設けられた第２のカップ部材と、前記第１のカップ部材と前記第２のカップ部材との間に設けられた第３のカップ部材であって、前記第１のカップ部材と前記第２のカップ部材との間の空間を分割して、前記第１および第３のカップ部材の間の第１の環状流路と前記第２および第３のカップ部材の間の第２の環状流路を画成する第３のカップ部材と、を有しており、前記第１および第２の環状流路は前記排気路に連通し、前記第３のカップ部材は、前記スピンチャックにより保持された基板の周縁より高くかつ外側の位置に位置するように設けられた内側端縁を有しており、前記第１のカップ部材は、外側にゆくに従い高さが高くなる環状の内側傾斜面と、前記内側傾斜面の外周縁に接続された概ね水平な環状の頂面と、前記頂面の外周縁に接続されるとともに外側にゆくに従い高さが低くなる環状の外側傾斜面と、を有しており、前記第１のカップ部材の前記環状の頂面は、平面視において、前記スピンチャックにより保持された基板の周縁と前記第３のカップ部材の内側端縁とを包含するように設けられている、液処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１のカップ部材に設けた概ね水平な環状の頂面によりバックフロー（基板の回転に伴い基板裏面側空間に発生する外向きの流れ）をガイドまたは整流することにより、例えば塗布膜の膜厚均一性を害するような気流、または処理液のミストの基板への再付着を促すような気流の発生を防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】処理カップの第１構成例を備えたレジスト塗布装置の構成を示す概略断面図。
【図２】処理カップの第１構成例の要部を示す部分破断斜視図。
【図３】処理カップの第１構成例の平面図。
【図４】ベベル洗浄ノズル示す図であって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は内側カップ部材に嵌め込まれたベベル洗浄ノズル示す斜視図。
【図５】内側カップ部材へのベベル洗浄ノズルの配置を示す斜視図。
【図６】レジスト液吐出時に第１構成例のカップ内に生じる気流およびミストの動きを示す概略断面図。
【図７】ベベル洗浄時に第１構成例のカップ内に生じる気流およびミストの動きを示す概略断面図。
【図８】処理カップの第２構成例（発明の実施形態）の要部を示す縦断面図。
【図９】処理カップの第２構成例（発明の実施形態）の要部における各部寸法を説明するための縦断面図。
【図１０】処理カップの従来構成例に生じる気流を説明するための縦断面図。
【図１１】処理カップの第１構成例に生じる気流を説明するための縦断面図。
【図１２】処理カップの第２構成例に生じる気流を説明するための縦断面図。
【図１３】従来構成例および第２構成例における排気圧力とウエハ周縁部膜厚との関係を示すグラフ。
【図１４】従来構成例および第２構成例における排気圧力とミスト量との関係を示すグラフ。
【図１５】第１構成例および第２構成例に係るカップを備えたレジスト塗布装置におけるプロセス条件の一例を説明するグラフ。
【図１６】レジスト塗布装置を備えた塗布現像装置の構成の一例を示す概略平面図。
【図１７】図１６に示す塗布現像装置の概略斜視図。
【図１８】図１６に示す塗布現像装置の概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して発明の好適な実施形態について説明する。なお、実施形態に係る液処理装置に含まれる処理カップは、本件出願人による本願出願時点において未公開の別の特許出願（特願２００９−０５１１７４号）に記載された処理カップ（以下これを「第１構成例」と呼ぶこととする）をベースに改良を施したものである。以下においては、第１構成例について説明した後、それとの相違点を中心として実施形態に係る処理カップ（以下「第２構成例」と呼ぶこととする）について説明するものとする。
【００１７】
［第１構成例］
まず、図１〜図７を参照して、第１構成例に係る処理カップおよびそれを備えた液処理装置について説明する。この液処理装置は、レジスト塗布装置として構成されている。図１に示すように、レジスト塗布装置は、真空吸着することによりウエハＷを水平に保持するスピンチャック３１を備えている。このスピンチャック３１はその下方に設けられた回転駆動部３２（回転モータ）により鉛直軸回りに回転することが可能である。また、スピンチャックは、回転駆動部３２内に併設された昇降駆動部（図示せず）により昇降することも可能である。スピンチャック３１を取り囲むようにして処理カップ３３が設けられている。処理カップ３３は、主として、内側カップ部材４０と、中間カップ部材５０と、外側カップ部材６０とから構成されている。
【００１８】
図１及び図２に示すように、内側カップ部材４０は、環状の外側傾斜面４１と環状の外側垂直面４２とを有している。外側傾斜面４１は、スピンチャック３１に保持されたウエハＷの裏面側周縁部と近接して対向する位置から外側に延びており、外側にゆくに従って高さが低くなるように傾斜している。外側垂直面４２は、外側傾斜面４１の最外周端に連続して鉛直方向下方に向かって延びている。外側傾斜面４１および外側垂直面４２はウエハＷからこぼれ落ちたレジスト液が流れ落ちるのをガイドする下側ガイド部４５の役割を有している。また内側カップ部材４０は、外側にゆくに従って高さが高くなるように傾斜している環状の内側傾斜面４３を有している。内側傾斜面４３の内側端は、ウエハＷの周縁から第１の所定距離、例えば十数ミリ中心側に離れた位置の真下に位置する。内側傾斜面４３の外側端は、ウエハＷの周縁から第２所定距離、例えば数ミリ中心側に離れた位置の真下に位置する。内側傾斜面４３の外側端とその裏面により、外側傾斜面４１の内側端部に上に張り出す傾斜凸部４３ａが形成されている。さらに内側カップ部材４０は、内側傾斜面４３の内側端を外周縁とする水平な円形面４４を有する円板状部材を有しており、この円板状部材の中央をスピンチャック３１の回転軸が貫通している。
【００１９】
中間カップ部材５０の上側部分（後述する上側ガイド部７０）は、内側カップ部材４０と外側カップ部材６０との間に位置しており、内側カップ部材４０と外側カップ部材６０との間の環状空間を２分割する。この意味においてカップ部材５０は、「中間」カップ部材と呼ばれる。中間カップ部材５０の底部には環状の液受け部５１が設けられている。液受け部５１の底壁には廃液路５２が接続されている。また、液受け部５１内には、２本の排気管５３が突入している。２つの排気管５３は下流側にて合流し、ダンパ５４を介して所定の排気系、例えば工場の排気ダクトに接続されている。排気管５３を介して処理カップ３３内の雰囲気を吸引することにより、処理カップ３３内に気流が形成され、この気流に乗せて気液混合流体（例えばウエハＷから飛散した処理液のミストを含むエア）を液受け部５１まで導くことができる。液受け部５１に入ってきた気液混合流体は、内側カップ部材４０の外側垂直面４２と排気管５３の表面により偏向された後、排気管５３に入る。偏向時に比重の大きい液体（ミスト）の一部が分離され、廃液路５２から排出される。
【００２０】
ダンパ５４の開度調整によって、排気圧力（排気流量）を調整することができ、これにより処理カップ３３内の気流の強さを調整することができる。なお、ここでは、排気圧力が高く排気流量が多い「高排気」の状態と、排気圧力が低く排気流量が低い「低排気」の状態とを用いるものとする。なお、個々のレジスト塗布装置に排気モジュール（図示せず）を設け、この排気モジュールが発生する吸引力を工場の排気ダクトの持つ吸引力と併用できるように構成することもできる。
【００２１】
また、中間カップ部材５０は、垂直な下側の筒状部５０ａと、筒状部５０ａの上端から内側上方へ向けて概ね斜めに伸びる上側ガイド部７０とを有している。上側ガイド部７０と筒状部５０ａとの境界は、内側カップ部材４０の外側傾斜面４１と外側垂直面４２との境界よりも僅かに高い位置にある。上側ガイド部７０は、外側カップ部材６０に面する環状の外側面と、内側カップ部材４０に面する環状の内側面とを有している。上側ガイド部７０の外側面は、上から順に連続する水平面７６、傾斜面７５、垂直面７４および傾斜面７３により構成されている。傾斜面７５および傾斜面７３は、外側にゆくに従って高さが低くなるように傾斜している。水平面７６の高さは、スピンチャック３１に保持されるウエハＷの表面とより僅かに高い。水平面７６の内側端縁は、ウエハＷの周縁から所定距離、例えば３ｍｍ離れている。傾斜面７３には、図３にも示すように、複数の貫通孔７７が形成されており、貫通孔７７は円周方向に沿って所定の間隔を空けて並んでいる。
【００２２】
上側ガイド部７０の前記環状の内側面は、上から順に、湾曲した流体転向面７２とこれに連続する傾斜面７１とにより構成されている。傾斜面７１は、外側にゆくに従って高さが低くなるように傾斜している。流体転向面７２は、主として、ウエハＷから飛散して当該流体転向面７２に衝突したミストが跳ね返ってウエハＷに戻ることがないように、前記ミストを下流側にスムースに導くガイド面としての役割を果たす。流体転向面７２の上端と下端とを結ぶ線分は、外側にゆくにつれて高さが低くなるように傾斜している。縦断面で見ると、流体転向面７２は、この流体転向面７２の輪郭線が流体転向面７２の上端と下端とを結ぶ前記線分よりも上方に位置するように（上方に凸）となるように湾曲している。中間カップ部材５０の上側ガイド部７０と内側カップ部材の傾斜面４１との間に外側斜め下方に向けて延びる環状流路７９ａ（７９）が形成され、また、筒状部５０ａと垂直壁４０との間に環状流路７９ａに続いて垂直に延びる環状流路７９ｂ（７９）が形成される。環状流路７９は、主としてウエハＷから飛散した処理液を液受け部５１に導く役割を果たす。
【００２３】
外側カップ部材６０は、中間カップ部材５０の上側ガイド部７０の環状の外側面に対向する環状の内側面を有している。この環状の内側面は、中間カップ部材５０の筒状部５０ａの上端部から垂直に上方へ延びる垂直面６０ａと、垂直面６０ａの上縁から内向きかつ上向きに斜め方向に延びる傾斜面６１とから構成される。外側カップ部材６０と中間カップ部材５０との間の環状空間（環状流路）７８は、ウエハ表面周辺の雰囲気（例えば溶剤蒸気など）を捕集する役割を果たす。外側カップ部材６０の傾斜面６１から下方に向けて環状の垂直壁１００が突出している。垂直壁１００の下端と中間カップ部材５０との間の距離Ｌは、例えば５ｍｍである。垂直壁１００は、環状流路７９を流れる流体（ミスト入り流体）が貫通孔７７および環状空間７８を介してウエハＷに向けて流出することを防止する。なお、図中符号６２で示されるものは外側カップ部材６０の開口部であり、この開口部６２を介してウエハＷをスピンチャック３１に受け渡すことができる。
【００２４】
次に、ベベル洗浄ノズル４６について説明する。ベベル洗浄ノズル４６は、背景技術の項で説明したＥＢＲ／ＢＲ処理と等価な処理を同時に行うことができるように設けられている。図４（ｂ）及び図５に示すように、ベベル洗浄ノズル４６は、内側カップ部材４０の環状の傾斜面４３の一部に形成された凹部４７に嵌め込まれる。レジスト塗布装置は好ましくは複数例えば２つのベベル洗浄ノズル４６を備えている。２つのベベル洗浄ノズル４６は、処理カップ３３の径方向に互いに対向する位置に設けられている。各ベベル洗浄ノズル４６は円形面４４の径方向に伸長したレール４８に沿って、スピンチャック３１側の位置と傾斜面４３側の位置との間を進退することが可能である。図４（ａ）に示すように、ベベル洗浄ノズル４６はウエハＷのべベル部を洗浄するための洗浄液を吐出するための吐出口４６ａを有している。吐出口４６ａはベベル洗浄ノズル４６が凹部４７に嵌め込まれた状態でウエハＷの裏面周縁部を向くように設けられている。ベベル洗浄ノズル４６には、配管を介して図示しない洗浄液供給源が接続されており、ベベル洗浄ノズル４６は吐出口４６ａから洗浄液（例えば、半固化したレジストを溶解することが可能な溶剤）を吐出することができる。
【００２５】
処理カップ３３は筐体８０に収納されている。筐体８０の側壁には図示しない搬送アームを介してウエハＷを搬出入するための搬出入口８１が設けられている。搬出入口８１にはシャッタ８２が設けられている。シャッタ８２はウエハＷが搬送アーム（図示せず）により筐体８０の内部へ搬出入される場合を除いて閉じられている。筐体８０内の上部にファンフィルタユニット（ＦＦＵ）８３が設けられている。ＦＦＵ８３はその上部に接続された配管８４を介して、清浄気体例えばクリーンエアーを筐体８０内に下向きに吹き出す。筐体８０の底部には筐体８０内の雰囲気を吸引排気するための排気路８５が接続されている。ＦＦＵ８３からの下向きの清浄気体の噴射と、排気管８５を介した吸引排気とにより、筐体８０内には下降気流（ダウンフロー）が形成される。
【００２６】
筐体８０内には、処理カップ３３の上方に溶剤例えばシンナー（プリウエットシンナーと呼ばれる）を吐出する溶剤ノズル９１と、レジストを吐出するレジストノズル９２とが設けられている。溶剤ノズル９１およびレジストノズル９２は、供給管９３および９４を介して溶剤供給源９５およびレジスト供給源９６へ接続されている。溶剤ノズル９１およびレジストノズル９２は、ウエハＷの上方の所定位置と処理カップ３３の側方の待機位置との間で各々のノズル移動アーム（図示せず）により移動できるように構成されている。なお、両ノズル９１、９２を共通のノズル移動アームにより移動させてもよい。
【００２７】
このレジスト塗布装置の全ての動作（例えば回転駆動部３２の駆動、ダンパ５４の切り換え、溶剤ノズル９１、レジストノズル９２からの液の供給など）は制御部９０により制御される。制御部９０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、レジスト塗布装置を動作させるプログラムと、を含むコンピュータから構成することができる。このプログラムには予め決められたスケジュールに基づいて、レジスト液の供給タイミングや供給量、スピンチャック３１の回転速度や回転時間、洗浄液の供給タイミングや供給量等に係る制御についてのステップ（命令）群等が組まれている。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、メモリカード等の記憶媒体に格納され、コンピュータにインストールされる。
【００２８】
次に、第１構成例に係るカップを備えたレジスト塗布装置の作用について説明する。なお、下記に示されたプロセス条件（回転数変化、排気流量変化）はあくまで一例であり、適宜改変することができることは言うまでもない。
【００２９】
図示しない搬送アームが、ウエハＷを搬出入口８１より筐体８０内に搬入する。前記アームは、回転駆動部３２に付設された昇降機構により上昇させられたスピンチャック３１の載置面上にウエハＷを載置し、スピンチャック３１がウエハＷを真空吸着して水平に保持する。その後、スピンチャック３１は下降して、ウエハＷが処理カップ３３内に収められる。なお、レジスト塗布装置の運転中は、ＦＦＵ８３による清浄気体の噴射および排気管８５を介した排気により筐体８０内にダウンフローが常時形成されており、排気管５３を介した処理カップ３３内の雰囲気の排気は常時行われている。
【００３０】
次に、スピンチャック３１によりウエハＷを第１の回転数例えば２０００ｒｐｍの回転数で回転させる。このとき、排気管５３に接続された排気系を調整することにより、「高排気」状態とする。筐体内８０内のダウンフロー、排気管５３を介した吸引および回転するウエハＷによるウエハＷ近傍の空気の引きずりにより、処理カップ３３内に図６に概略的に示したような気流が発生する。なお、図６に示す環状流路７９の形状は、図中に気流およびミストを表示するスペースを確保するため、図１と対応していないことに注意されたい（図７においても同じ）。気流は外側カップ部材６０と中間カップ部材５０との間の環状空間７８と、中間カップ部材５０と内側カップ部材４０との間の環状流路７９を流れる。環状空間７８を流れる気流は貫通孔７７を通過して環状流路７９を流れる気流と合流する。気流は最終的に排気管５３に至る。また、図示しない移動機構により、溶剤ノズル９１を待機位置からウエハの中心の上方に移動させる。そして、溶剤ノズル９１からウエハＷヘシンナーを供給してウエハＷの表面全体をシンナーで濡らし、後に塗布するレジスト液が伸展しやすい状態とする（プリウエット工程Ｓ１）。シンナーの供給終了後、溶剤ノズル９１を待機位置へ退避させると共に、レジストノズル９２をウエハＷの中心の上方に移動させる。
【００３１】
次に、高排気状態を維持したまま、ウエハＷの回転数を第２の速度例えば２５００ｒｐｍまで上昇させ、レジストノズル９２からレジスト液をウエハＷの中心部へ供給する。このとき、レジスト液はウエハＷの回転による遠心力により中心部から周縁部へ向けて伸展されていくと共に余分なレジストはウエハＷの表面から振り切られる（レジスト供給拡散工程Ｓ２）。なお、プリウエット工程の終了後レジスト供給拡散工程の開始前に、一旦ウエハＷの回転数を落としても良い。レジスト供給拡散工程中にウエハＷから振り切られた余分なレジスト液は、環状流路７９内に飛散し、下側ガイド部４５の表面を伝って、液受け部５１に至り、廃液路５２から処理カップ３３の外部へ排出される。ミスト状になったレジスト液は前述した気流に乗って環状流路７９を流れ、排気管５３から処理カップ３３の外部へ排出される。このとき、流体転向面７２が上述したような湾曲形状を有しているため、ウエハＷから振り切られて流体転向面７２に衝突したレジストのミストがウエハＷに向かって跳ね返ることが防止されるか、または少なくとも大幅に抑制される。
【００３２】
次に、ウエハＷの回転数を低い第３の速度例えば１００ｒｐｍまで落とす（すなわちレジスト液に作用する遠心力を低下させる）ことにより、ウエハＷ上にあるレジスト液を平坦化する（平坦化工程Ｓ３）。
次に、高排気状態から低排気状態に切り換えて、かつ、ウエハＷの回転数を第４の速度例えば１５００ｒｐｍまで上昇させ、所定時間例えば約２０秒の間、レジストの膜厚の最終調整をするとともにレジスト液を乾燥させ、レジスト液を流動性が無くなる程度に固化させる（第１乾燥工程Ｓ４）。
【００３３】
次に、低排気状態から高排気状態に切り換えて、ウエハＷの回転数を第５の速度例えば２０００ｒｐｍまで上昇させ、ベベル洗浄ノズル４６からウエハＷの周縁部へ洗浄液である溶剤を吐出する。この洗浄液の吐出は例えば１５秒間行われる。図７に概略的に示すように、洗浄液はウエハＷの裏面側のベベル部から表面側のべベル部まで回り込み、レジスト膜の周縁部が所定の幅で除去される（ベベル洗浄工程Ｓ５）。ベベル洗浄工程時にも、ウエハＷに供給された洗浄液がウエハＷの周囲に飛散するが、この飛散した洗浄液も図７に概略的に示した気流に乗って液受け部５１にまで運ばれ、廃液路５２から処理カップ３３の外部へ排出される。また、ミスト状の洗浄液の一部は、排気管５３から処理カップ３３の外部へ排出される。
【００３４】
次いで、洗浄液の吐出を停止する一方で、引き続き高排気状態を維持しかつウエハＷの回転数もそのまま維持したまま例えば５秒間そのままの状態として、洗浄液を乾燥させる（第２乾燥工程Ｓ６）。以上により一連のレジスト塗布処理が終了する。その後、ウエハＷの回転を停止し、既述のウエハＷの搬入時とは逆の手順によりウエハＷがレジスト塗布装置から搬出される。
【００３５】
なお、上記の工程Ｓ１〜工程Ｓ６の間のウエハ回転数変化、各種処理液の供給タイミング、排気状態の変化の具体例は図１５にも記載されている。図１５において、ＰＷＴ、ＰＲ、ＣＬが付された矢印は、シンナー、レジスト液、洗浄液の供給がされたことを意味している。また、図１５の下段はウエハ回転数の変化、上段は処理カップの排気状態（排気流量）の変化をそれぞれ示している。
【００３６】
［第２構成例］
次に、図８および図９を参照して、第１構成例に係る処理カップ３３との相違点を中心に第２構成例（発明の実施形態）に係る処理カップ３３Ａについて説明する。図８および図９において、処理カップ３３と同一ないし実質的同一部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。図８および図９では、第１構成例を示す図１〜図５と同様に、各カップ部材の結合構造は簡略化して示されている。なお、言うまでもなく、第２構成例に係る処理カップを備えた液処理装置の構成は、第１構成例の説明において説明されたものと同じとすることができる。
【００３７】
処理カップ３３の中間カップ部材５０では区切られていた傾斜面７５および垂直面７４が、処理カップ３３Ａの中間カップ部材５０Ａでは単一の曲面７５’となっている。但し、この部分については、処理カップ３３、３３Ａのいずれの構成を採用しても構わない。その他にも処理カップ３３、３３Ａには若干の形状の相違があるが、以下に説明しない部分についてはいずれの構成を採用しても構わない。
【００３８】
第２構成例に係る流体転向面７２は、第１構成例と同様に、断面視において、その輪郭線の全体が、流体転向面７２の上端縁（７０ｅ）と下端縁（７２ｅ）とを結ぶ線分（Ｓ）（この線分は外側にゆくに従い低くなるように傾斜している）より上方に位置する（上方に凸な）滑らかな曲線として構成することができる。但し、流体転向面７２は、その輪郭線の全体が曲線である必要はない。気流を乱さないという観点からは水平面７６と流体転向面７２とが交わる部分はエッジ（刃）状になっていることが好ましい。この場合、流体転向面７２がその上端（内側端）に至るまで湾曲していると、製造が困難となる。従って、実際の製造においては、流体転向面７２の上端（内側端）部分（図８で符号７２ａで示した領域）の輪郭が直線となり、それに続く流体転向面７２の下端（外側端）部分の輪郭が前記直線に滑らかに接続された円弧となるように構成することも好ましい。この場合、例えば水平線に対する前記直線の成す角度（図９のθを参照）は、好ましくは０（０は含まない）〜２０度、より好ましくは０（０は含まない）〜１５度である。流体転向面７２は、ウエハＷに近い側の所定範囲（近位範囲）内において流体転向面７２と仮想水平平面との成す角度が小さく（好ましくは０（０は含まない）〜２０度、より好ましくは０（０は含まない）〜１５度）かつ前記角度が一定であるか或いは徐々に大きくなり、前記近位範囲よりウエハＷから遠い範囲（遠位範囲）では前記角度が徐々に大きくなるように構成することが望ましい。これにより、流体転向面７２に衝突したミストが跳ね返りウエハＷに戻る可能性が最小化される。また、流体転向面７２は、断面視において、その輪郭線が、流体転向面７２の上端縁７０ｅと下端縁７２ｅとを結ぶ線分Ｓ（この線分は外側にゆくに従い低くなるように傾斜している）より上方に位置し（上方に凸）、かつ前記線分Ｓと前記輪郭線との間の距離が外側にゆくに従い単調増加し、最大値をとった後、外側にゆくに従い単調減少するように形成することができる。
【００３９】
処理カップ３３、３３Ａの性能に大きな差異をもたらす相違点は、処理カップ３３Ａの内側カップ部材４０Ａの形状が、処理カップ３３の内側カップ部材４０と異なっていることにある。すなわち、内側カップ部材４０にあった傾斜凸部４３ａが廃止され、その代わりに、環状の内側傾斜面４３と環状の外側傾斜面４１との間に、環状の概ね水平な面からなる頂面４３ｂが形成されている。内側傾斜面４３、頂面４３ｂおよび外側傾斜面４１は、内側からこの順番で接続されている。
【００４０】
頂面４３ｂは、スピンチャック３１に保持されたウエハの周縁Ｗｅの真下の位置を基準として、半径方向内側に所定長さ（図９のｒ１）および半径方向外側に所定長さ（図９のｒ２）だけ広がっている。すなわち、平面視において、ウエハの周縁Ｗｅは環状の頂面４３ｂ内に包含され、頂面４３ｂと同心の円に沿って延びている（このことは図８および図９より明らかである）。また、中間カップ部材５０Ａの上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅが頂面４３ｂの真上の位置にある。すなわち、平面視において、内側端縁７０ｅは環状の頂面４３ｂ内に包含され、頂面４３ｂと同心の円に沿って延びている（このことも図８および図９より明らかである）。
【００４１】
頂面４３ｂは、厳密に水平な平面である必要はなく、水平平面に対して概ね平行であればよく、言い換えればスピンチャック３１に保持されたウエハＷの裏面と概ね平行であればよい。また、頂面４３ｂは水平平面に対して０〜±１０度程度の傾斜を有していてもよい。特に頂面４３ｂの外側部分には、レジスト液等の液が付着することがあるので、頂面４３ｂの外側部分（図９の長さｒ２に対応する部分）には水平平面に対して０〜＋１０度程度の傾斜（外側にゆくに従って低くなる傾斜）を設けることも好ましい。このようにすれば、仮に液が頂面４３ｂに付着したとしても、その液は、スムースに外側傾斜面４１に導かれる。
【００４２】
前述したように、ウエハＷを回転させると、ウエハＷ表裏面の周辺の空気が引きずられてウエハＷ外側に向かう気流が生じる。ウエハ裏面側でのこのような気流は「バックフロー」と呼ばれる。ウエハＷの裏面、内側傾斜面４３、円形面４４により囲まれた空間（以下「ウエハ裏面側空間」と称する）内に生じたバックフローは、ウエハ裏面周縁部と頂面４３ｂとの間から流出する。頂面４３ｂは、ウエハ裏面側空間から流出するバックフローをガイドし、その結果として、上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとウエハＷの周縁Ｗｅとの間の隙間から環状流路７９に流入してくる気流を変化させる。この点については後に詳述する。
【００４３】
ここで、このレジスト塗布装置が１２インチウエハの処理を行うために構成されている前提の下で、図９を参照して各部の好適な寸法について説明する。まず、前述したｒ１は５〜１０ｍｍの範囲とするのが好ましい。前述したｒ２を小さくしすぎると、後述するバックフローガイド効果が十分に得られない。一方、ｒ２を大きくしすぎると、ウエハＷから飛散した液が頂面４３ｂの外側部分に付着して堆積物が生じるおそれがある。このため、前述したｒ２は５〜１０ｍｍの範囲とするのが好ましい。頂面４３ｂからウエハＷ裏面までの距離ｈ２は、２〜３ｍｍとすることが好ましい。上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとウエハＷ表面との高低差ｈ１は２〜３ｍｍとすることが好ましい。頂面４３ｂから上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅまでの距離ｇ１は５〜６ｍｍとすることが好ましい。ウエハＷの周縁Ｗｅから上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅまでの距離ｒ３は３〜４ｍｍとすることが好ましい。
【００４４】
再び図８を参照すると、第１構成例と同様に、内側カップ部材４０Ａには複数の（例えば３つの）凹部４７’が設けられ、各凹部４７’にベベル洗浄ノズル４６’を嵌め込むことができるようになっている。各ベベル洗浄ノズル４６’は、第１構成例と同様のガイドレール等からなる径方向案内機構（図示せず）により内側カップ部材４０Ａの径方向に移動可能である。ベベル洗浄ノズル４６’は、凹部４７’に嵌め込まれたとき、その各表面が内側傾斜面４３および頂面４３ｂの仮想延長上に位置するように形成されている。第１構成例と同様に、各ベベル洗浄ノズル４６’には吐出口４６ａが形成されており、吐出口４６ａは、ベベル洗浄ノズル４６’が凹部４７’に嵌め込まれたときにウエハＷの裏面周縁部を向く。
【００４５】
上記第２構成例に係る処理カップ３３Ａを備えたレジスト塗布装置は、上記第１構成例に係る処理カップ３３を備えたレジスト塗布装置について説明した各工程を同じようにして実行することができる。
【００４６】
次に、第１構成例、第２構成例（発明の実施形態）に係る処理カップ内の気流および上側ガイド部７０へのミストの衝突について、本件出願人による従来構成例と比較しつつ説明する。図１０は従来構成例を、図１１は第１構成例を、そして図１２は第２構成例をそれぞれ示している。
【００４７】
まず、図１０に示す従来構成例は、第１構成例に対して、上側ガイド部７０’が、断面視で直線的な下面を有している点が異なる。この場合、ウエハＷから飛散した液（例えばレジスト液）が、勢いのあるうちに例えば点Ｐの近傍で上側ガイド部下面に衝突する。また、ミストは比較的大きな入射角をもって上側ガイド部下面に衝突する。このとき跳ね返った処理液の一部がウエハＷに到達して、ウエハＷに再付着するおそれがある。
この問題は、図１１に示す第１構成例において、上側ガイド部７０の下面、すなわち流体転向面７２上に凸な面にすることにより解消されている。すなわち、第１構成例では、ウエハＷ近傍（例えばウエハ周縁Ｗｅから半径方向外側に３０ｍｍ離れた位置までの近位領域）において、流体転向面７２は水平平面に対して約０〜２０度の小さな傾斜角（図９のθを参照）をもって傾斜しているため、ウエハＷ近傍においては、ウエハＷから飛散したミストは比較的小さな入射角をもって上側ガイド部７０の下面である流体転向面７２に入射する。このため、ミストは殆どウエハＷ側に向かって跳ね返ることはない。なお、上記のようなθ値を設定できるのは、断面視において、流体転向面７２の輪郭線が、流体転向面７２の上端縁と下端縁とを結ぶ線分より上方に位置する（上方に凸な）ように形成しているからである。
【００４８】
また、従来構成例は、第１構成例に対して、外側カップ部材６０’の内面に突起（１００）が設けられていない。この場合、図１０に符号ＲＦで示すように、環状流路７９’を流下するミスト入り流体の一部が、貫通孔７７’を通って環状空間７８’に入り込む。従来構成例では、環状空間７８’へ流入してくる流体の流速は比較的低いため、環状流路７９’から貫通孔７７’を通って環状空間７８’に入った流体は、ウエハＷの上方空間まで戻り、ウエハに再付着するおそれがある。
この問題は、第１構成例において外側カップ部材６０の内面に突起１００を設けることによりかなり改善される。図１１に示すように、環状流路７９から貫通孔７７を通って環状空間７８に入ったミスト入り気流ＲＦは突起１００により転向され、貫通孔７７に戻される。
【００４９】
上記の２つの理由により、ウエハＷへのミスト再付着防止という観点からは、第１構成例は従来構成例に対して大幅に優れている。
【００５０】
但し、第１構成例には、膜厚均一性向上という観点からは、さらなる改善の余地がある。これを改善したのが第２構成例（発明の実施形態）である。まずは、第１構成例における問題点について説明する。第１構成例では、ウエハＷの周縁Ｗｅと上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとの狭い隙間のため、当該隙間に入り込む気流（Ｆ１）の流速が高くなり、かつ、当該気流の進行方向とウエハ表面との成す角度も大きくなる。このような気流は、ウエハＷの周縁部表面にあるレジスト液の乾燥を局所的に促進し、かつ、ウエハＷの周縁部表面にあるレジスト液をウエハ周縁Ｗｅに向かって動かす。これにより、ウエハＷ周縁部におけるレジスト液の膜厚が、中央部と比較して大きくなる。すなわち膜厚面内均一性が損なわれる。
【００５１】
上記の問題は、第２構成例において、頂面４３ｂを有する内側カップ部材４０を設けることにより解決されている。第２構成例の頂面４３ｂは、以下のような役割を果たしているものと発明者は考えている。
【００５２】
前述したように、ウエハＷの回転によりウエハ裏面近傍にある空気が引きずられることにより、ウエハ裏面側空間にバックフローＢＦが生じる。このバックフローＢＦは内側傾斜面４３によりウエハＷ裏面と頂面４３ｂとの間の狭隘隙間に導かれ、当該狭隘隙間を通過して流出する。なお、この現象は第１構成例においても生じている。但し、第１構成例においては、傾斜凸部４３ａがウエハ周縁より内側にあるため、バックフローは傾斜凸部４３ａとウエハ裏面との間の狭隘隙間から流出した後、直ちに失速し、かつ指向性を失う。このため主流（Ｆ１）に大きな影響を及ぼすまでには至らない。これに対して、第２構成例では、頂面４３ｂはウエハＷの周縁Ｗｅよりも外側まで広がっているため、バックフローは、狭隘隙間から流出した後、頂面４３ｂの上方の領域からその外側に出るまでの間、水平方向の指向性を維持し、かつ流速の衰えも小さい。これに加えて、第２構成例においては、上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅも頂面４３ｂの上方に位置している。すなわち上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとウエハ周縁Ｗｅとの間の隙間の真下に水平面４３ｂが存在している。上記の理由により、上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとウエハ周縁Ｗｅとの間の隙間から環状流路７９内に入り込もうとする気流Ｆ１は、第１構成例のような態様で当該隙間に入ることはできず、水平方向に転向された状態で前記隙間に入る。すなわち、気流Ｆ１のウエハＷ周縁部表面への入射角が大幅に小さくなる。
【００５３】
また、第２構成例においては、上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅとウエハ周縁Ｗｅとの間の隙間から環状流路７９に入り込む気流Ｆ１の流速よりも、上側ガイド部７０の内側端縁７０ｅと外側カップ部材６０との隙間から環状空間７８に入り込む気流Ｆ２の流速が大きくなることが確認された（第１構成例ではその逆である）。発明者は、この現象の原因については明確に把握していないが、頂面４３ｂを設けたことにより頂面４３ｂ近傍における圧損が大きくなったことが原因ではないかと考えている。いずれにせよ、気流Ｆ１の流速が遅くなることは、膜厚均一性に好影響を与えることは明らかである。気流Ｆ２の流速が速くなることは、気流ＲＦに起因するミスト逆流防止に好影響を与えることは明らかである。なお、気流Ｆ１の流速が遅くなったとしても、上側ガイド部７０の流体転向面７２の特徴的形状により、流体転向面７２からウエハＷに向かって跳ね返るミストは大幅に低減されており、バックフローＢＦも流体転向面７２方向の指向性を保つため問題は生じない。むしろ、気流Ｆ２の流速が速くなることにより環状空間７８内をウエハＷに向けて逆流するミスト量が減少することによる好影響の方が大であると考えられる。従って、第２構成例は、第１構成例よりもミスト再付着防止機能が優れていると言える。
【００５４】
以上述べたように、第２構成例は、第１構成例のミスト再付着防止機能を損なわずむしろ向上させつつ、膜厚均一性の向上という更なる有利な効果を達成することができることは明らかである。
【００５５】
次に、第２構成例と従来構成例との性能比較試験の結果について図１３〜図１５を参照して説明する。
【００５６】
まず、図１３を参照して、ウエハ周辺部の膜厚増大について比較した結果について説明する。先に第１構成例に関連して説明した工程に従い、ウエハにレジスト膜を形成した。プリウエット工程から平坦化工程に至るまでの排気圧力を変化させ、ウエハ周縁部の膜厚を調べた。その結果を図１３のグラフに示す。グラフ横軸は排気圧力［Ｐａ］、縦軸はウエハ周縁部膜厚［ｎｍ］である。白抜きの棒が従来構成例、黒塗りの棒が第２構成例のデータである。グラフより明らかなように、排気圧力に関わらず、第２構成例では、従来構成例に比較して周縁部膜厚の増大が少なかった。また、第２構成例は、排気圧力の増加に伴う周縁部膜厚の増加が、従来構成例と比較して小さかった。このことは、特にレジスト液が流動性を持っている期間内において、膜厚不均一のおそれを考慮することなく、ミストの再付着防止を重視して排気圧力（流量）を増大させることが可能であることを意味している。
【００５７】
次に、図１４を参照して、ウエハに再付着するミスト量について比較した結果について説明する。先に第１構成例に関連して説明した工程に従い、ウエハにレジスト膜を形成した。ベベル洗浄ステップから最終乾燥（第２乾燥）ステップに至るまでの排気圧力を変化させてウエハ表面上に認められたミスト付着量を調べた。その結果を図１４のグラフに示す。グラフ横軸は排気圧力［Ｐａ］、縦軸はウエハ表面上に認められたミスト付着の痕跡数である。白抜きの丸（○）が従来構成例、黒塗りの四角（◆）が第２構成例のデータである。グラフより明らかなように、第２構成例においては、排気圧力が２０Ｐａ未満に低下するまで、ウエハへのミストの再付着は確認されなかった。このことは、特に長い時間が必要とされるベベル洗浄工程から最終乾燥（第２乾燥）工程を、低排気の状態で実行することができることを意味する。従って、１つの塗布現像装置に、排気系の負担を増大させることなく、従来よりも多い台数の塗布ユニットを設けることができることを意味している。むろん、高排気状態で行われるプリウエット工程から平坦化工程までの各工程においても、ウエハへのミスト再付着に関する安全マージンを大幅に高めることができる。
【００５８】
第２構成例に係る処理カップはミスト再付着防止性能に優れているため、第１構成例に係る処理カップよりも排気流量を下げた状態で使用することができる。第１構成例および第２構成例に係る処理カップをそれぞれ用いた場合の処理レシピの一例が図１５にグラフに示されている。グラフ下段には、ウエハ回転速度の変化および液供給タイミング（第１構成例と第２構成例とで共通）が、グラフ上段には排気流量の変化と、工程Ｓ１からＳ６にそれぞれ対応する期間が示されている。レジスト乾燥工程Ｓ４までは、排気流量は第１構成例、第２構成例で同じである。ベベル洗浄工程Ｓ５以降の工程において、第２構成例（符号２が付された実線を参照）では優れたミスト再付着防止機能のおかげで、低排気状態（排気流量が約１．２ｍ３／ｍｉｎ）で運転することが可能となっている。これに対して第１構成例（符号１が付された破線を参照）では、高排気状態（排気流量が約２．６ｍ３／ｍｉｎ）で運転している。なお、第１構成例もミスト再付着防止機能は比較的優れているため、排気流量を若干低下させることは可能であるが、いずれにせよ第１構成例のレベルまで低下させることはできない。比較的長い時間が必要なベベル洗浄工程Ｓ５および第２乾燥工程Ｓ６の排気流量を下げることができると、塗布現像装置に含めるレジスト塗布装置の台数を、排気系の能力を増大させることなく、増やすことが可能になる。
【００５９】
最後に、レジスト塗布装置を備えた塗布現像装置に露光装置を接続したレジストパターン形成システムの構成の一例を簡単に説明する。図１６〜図１８に示すように塗布、現像装置には、キャリアブロックＧ１が設けられている。このキャリアブロックＧ１の載置台２０１上に載置された密閉型のキャリア２００から受け渡しアームＣがウエハＷを取り出して、キャリアブロックＧ１に隣接する処理ブロックＧ２にウエハＷを渡すとともに、受け渡しアームＣが、処理ブロックＧ２にて処理された処理済みのウエハＷを受け取ってキャリア２００に戻す。
【００６０】
処理ブロックＧ２は、図１７に示すように、現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト液の塗布処理を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を下から順に積層することにより構成されている。
【００６１】
第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３は、レジスト液を塗布するレジスト塗布ユニット２（図１６参照）（前述したレジスト塗布装置）と、レジスト塗布ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための基板加熱ユニットを有する加熱／冷却系の処理ユニット群と、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３の各ユニットの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ３とを備えている。
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する液処理ユニットと、加熱冷却系の処理ユニット群と、各層のユニット間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４とをそれぞれが備えている。
第１の処理ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１内に、現像ユニットが２段に積層されている。ＤＥＶ層Ｂ１には、これら２段の現像ユニットにウエハＷを搬送するための共通の搬送アームＡ１が設けられている。
処理ブロックＧ２には、図１６及び図１８に示すように、複数のユニットを積層してなるユニット棚Ｕ１が設けられている。このユニット棚Ｕ１の近傍に設けられた昇降自在の受け渡しアームＤ１により、ユニット棚Ｕ１内の各ユニット間でウエハＷの搬送を行うことができる。
【００６２】
上記レジストパターン形成システムにおいては、キャリアブロックＧ１内の受け渡しアームＣが、キャリア２００から取り出したウエハＷを、ユニット棚Ｕ１の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２に対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に渡す。そこからウエハＷは受け渡しアームＤ１により受け渡しユニットＣＰＬ３に運ばれ、さらにそこからウエハＷは搬送アームＡ３により第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３内に運ばれ、疎水化処理ユニットによりウエハＷ表面に疎水化処理が施され、さらにその後、レジスト塗布ユニットによりウエハＷ表面にレジスト膜が形成される。レジスト膜が形成されたウエハＷは、搬送アームＡ３により、棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＢＦ３に運ばれる。
【００６３】
その後、ウエハＷは、受け渡しユニットＢＦ３、受け渡しアームＤ１、受け渡しユニットＣＰＬ４および搬送アームＡ４を介して第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４内に運ばれ、反射防止膜形成ユニットによりウエハＷ表面に反射防止膜が形成される。その後ウエハは、搬送アームＡ４により受け渡しユニットＴＲＳ４に渡される。
なお、レジスト膜の上に反射防止膜を形成しない場合や、ウエハＷに対して疎水化処理を行う代わりに、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２にて反射防止膜が形成される場合もある。ウエハ搬送ルートはウエハに対して実行される処理に応じて適宜変更される。
【００６４】
ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、ユニット棚Ｕ１に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１からユニット棚Ｕ２に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するためのシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜および反射防止膜が形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１により受け渡しユニットＴＲＳ４から受け渡しユニットＣＰＬ１１に運ばれ、そこからシャトルアームＥによりユニット棚Ｕ２の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送され、そこからインターフェイスブロックＧ３に取り込まれる。なお、符号「ＣＰＬ」が付されている受け渡しユニットは温調用の冷却ユニットとしての機能を兼ね備えており、符号ＢＦが付されている受け渡しユニットは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットとしての機能を兼ね備えている。
【００６５】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＢにより露光装置Ｇ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、ユニット棚Ｕ２の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されてそこから処理ブロックＧ２に戻される。その後ウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、搬送アームＡ１により、受け渡しアームＣによりアクセス可能なユニット棚Ｕ１内の受け渡しユニットＴＲＳ１に運ばれ、受け渡しアームＣによりキャリア２００に戻される。
【００６６】
上述した第２構成例（発明の実施形態）に係る処理カップは、レジスト塗布装置のみにおいて有益なのではないことに注意すべきである。膜厚均一性およびミスト再付着防止が要求されるレジスト塗布処理以外の塗布膜形成処理、例えばウエハ上に反射防止膜または保護膜を形成するための塗布膜形成処理を行う塗布装置においても有益であることは明らかである。また、塗布膜形成処理に限らず、ミスト再付着防止が要求される処理、例えば薬液処理や現像処理後の洗浄処理等の各種の液処理においても有益であることは明らかである。すなわち、上述した第２構成例に係る処理カップは、円形基板を回転させながら当該基板に処理液を供給して所定の処理を行うさまざまな液処理において有用であることは明らかである。
【符号の説明】
【００６７】
Ｗ 基板（ウエハ）
Ｗｅ 基板周縁
３１ スピンチャック
３３ 処理カップ
４０ 第１のカップ部材（内側カップ部材）
４１ 外側傾斜面
４３ 内側傾斜面
４３ｂ 頂面
４６’ 第２の処理液ノズル（ベベルリンスノズル）
５０（７０） 第３のカップ部材（中間カップ部材）
６０ 第２のカップ部材（外側カップ部材）
５３ 排気路
７０ｅ 第３のカップ部材の内側端縁
７２ 第３のカップ部材の流体転向面
７２ｅ 流体転向面の外側端縁
Ｓ 仮想線分
７７ 通路（貫通孔）
７８ 第２の環状流路（環状空間）
７９ 第１の環状流路（環状空間）
９２ 第１の処理液ノズル（レジストノズル）
１００ 第２のカップ部材の凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液処理装置において、
基板を水平に保持して鉛直軸線周りに回転させるように構成されたスピンチャックと、
前記スピンチャックにより保持された基板の周囲を取り囲むように設けられた処理カップであって、当該処理カップ内の雰囲気を排気するための排気路が接続されている処理カップと、
前記スピンチャックに保持された基板に第１の処理液を供給するように設けられた第１の処理液ノズルと、
を備え、
前記処理カップは、
前記スピンチャックに基板が保持されたとき、当該基板よりも低い位置に位置するように設けられた第１のカップ部材と、
前記第１のカップ部材よりも外側かつ上方に設けられた第２のカップ部材と、
前記第１のカップ部材と前記第２のカップ部材との間に設けられた第３のカップ部材であって、前記第１のカップ部材と前記第２のカップ部材との間の空間を分割して、前記第１および第３のカップ部材の間の第１の環状流路と前記第２および第３のカップ部材の間の第２の環状流路を画成する第３のカップ部材と、
を有しており、
前記第１および第２の環状流路は前記排気路に連通し、
前記第３のカップ部材は、前記スピンチャックにより保持された基板の周縁より高くかつ外側の位置に位置するように設けられた内側端縁を有しており、
前記第１のカップ部材は、外側にゆくに従い高さが高くなる環状の内側傾斜面と、前記内側傾斜面の外周縁に接続された概ね水平な環状の頂面と、前記頂面の外周縁に接続されるとともに外側にゆくに従い高さが低くなる環状の外側傾斜面と、を有しており、
前記第１のカップ部材の前記環状の頂面は、平面視において、前記スピンチャックにより保持された基板の周縁と前記第３のカップ部材の内側端縁とを包含するように設けられている、
ことを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記第３のカップ部材は、前記第１のカップ部材に対向する環状の流体転向面を有しており、前記流体転向面は、前記第３のカップ部材の前記内側端縁から外側に延びており、
前記流体転向面は外側端縁を有しており、縦断面視において、前記流体転向面の輪郭線は、前記内側端縁と前記外側端縁とを結ぶ仮想線分に対して上に凸となる滑らかな曲線、または互いに滑らかに接続された直線と曲線の組合せからなり、前記仮想線分は外側にゆくに従って低くなる、
請求項１に記載の液処理装置。
【請求項３】
前記第１および第２の環状流路を相互に接続する通路が設けられており、これにより、前記第１および第２の環状流路を流れる流体が、合流した後、前記排気路に導かれるように構成されており、
前記第２のカップ部材の前記第３のカップ部材に対向する面に前記第３のカップ部材に向けて突出する凸部が設けられている、
請求項１または２に記載の液処理装置。
【請求項４】
前記通路は、前記第３のカップ部材に設けられた複数の貫通孔からなる、請求項３に記載の液処理装置。
【請求項５】
前記スピンチャックに保持された基板に第２の処理液を供給するように設けられた第２の処理液ノズルを更に備え、
前記第１の処理液ノズルは、前記スピンチャックに保持された基板の表面に前記第１の処理液を供給するように設けられ、前記第２の処理液ノズルは、前記スピンチャックに保持された基板の裏面に前記第２の処理液を供給するように設けられている、
請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の液処理装置。
【請求項１】
液処理装置において、
基板を水平に保持して鉛直軸線周りに回転させるように構成されたスピンチャックと、
前記スピンチャックにより保持された基板の周囲を取り囲むように設けられた処理カップであって、当該処理カップ内の雰囲気を排気するための排気路が接続されている処理カップと、
前記スピンチャックに保持された基板に第１の処理液を供給するように設けられた第１の処理液ノズルと、
を備え、
前記処理カップは、
前記スピンチャックに基板が保持されたとき、当該基板よりも低い位置に位置するように設けられた第１のカップ部材と、
前記第１のカップ部材よりも外側かつ上方に設けられた第２のカップ部材と、
前記第１のカップ部材と前記第２のカップ部材との間に設けられた第３のカップ部材であって、前記第１のカップ部材と前記第２のカップ部材との間の空間を分割して、前記第１および第３のカップ部材の間の第１の環状流路と前記第２および第３のカップ部材の間の第２の環状流路を画成する第３のカップ部材と、
を有しており、
前記第１および第２の環状流路は前記排気路に連通し、
前記第３のカップ部材は、前記スピンチャックにより保持された基板の周縁より高くかつ外側の位置に位置するように設けられた内側端縁を有しており、
前記第１のカップ部材は、外側にゆくに従い高さが高くなる環状の内側傾斜面と、前記内側傾斜面の外周縁に接続された概ね水平な環状の頂面と、前記頂面の外周縁に接続されるとともに外側にゆくに従い高さが低くなる環状の外側傾斜面と、を有しており、
前記第１のカップ部材の前記環状の頂面は、平面視において、前記スピンチャックにより保持された基板の周縁と前記第３のカップ部材の内側端縁とを包含するように設けられている、
ことを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記第３のカップ部材は、前記第１のカップ部材に対向する環状の流体転向面を有しており、前記流体転向面は、前記第３のカップ部材の前記内側端縁から外側に延びており、
前記流体転向面は外側端縁を有しており、縦断面視において、前記流体転向面の輪郭線は、前記内側端縁と前記外側端縁とを結ぶ仮想線分に対して上に凸となる滑らかな曲線、または互いに滑らかに接続された直線と曲線の組合せからなり、前記仮想線分は外側にゆくに従って低くなる、
請求項１に記載の液処理装置。
【請求項３】
前記第１および第２の環状流路を相互に接続する通路が設けられており、これにより、前記第１および第２の環状流路を流れる流体が、合流した後、前記排気路に導かれるように構成されており、
前記第２のカップ部材の前記第３のカップ部材に対向する面に前記第３のカップ部材に向けて突出する凸部が設けられている、
請求項１または２に記載の液処理装置。
【請求項４】
前記通路は、前記第３のカップ部材に設けられた複数の貫通孔からなる、請求項３に記載の液処理装置。
【請求項５】
前記スピンチャックに保持された基板に第２の処理液を供給するように設けられた第２の処理液ノズルを更に備え、
前記第１の処理液ノズルは、前記スピンチャックに保持された基板の表面に前記第１の処理液を供給するように設けられ、前記第２の処理液ノズルは、前記スピンチャックに保持された基板の裏面に前記第２の処理液を供給するように設けられている、
請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の液処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
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【図４】
【図５】
【図６】
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【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１９０２５（Ｐ２０１２−１９０２５Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４８８３（Ｐ２０１０−１５４８８３）
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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