回転塗布方法
【課題】基板周縁近くの領域でのレジスト膜等の膜厚を均一に維持することが可能な回転塗布方法を提供する。
【解決手段】基板に形成する膜の原料薬液を基板に滴下し、基板を回転することにより膜を形成する方法であって、基板回転保持部に保持される基板の周囲を囲むカップ部を第１のカップ排気量で排気しつつ、所定の回転速度で第１の基板に膜を形成し、カップ部を第２のカップ排気量で排気しつつ、所定の回転速度で第２の基板に膜を形成し、第１のカップ排気量、第１の基板に形成された膜の膜厚、第２のカップ排気量、および第２の基板に形成された膜の膜厚に基づいて、カップ排気量に対する膜の膜厚の変化率を取得し、取得した変化率に基づいてカップ排気量を決定し、決定したカップ排気量にてカップ部を排気しつつ、所定の回転速度で基板を回転することにより、膜を第３の基板上に形成する方法が提供される。
【解決手段】基板に形成する膜の原料薬液を基板に滴下し、基板を回転することにより膜を形成する方法であって、基板回転保持部に保持される基板の周囲を囲むカップ部を第１のカップ排気量で排気しつつ、所定の回転速度で第１の基板に膜を形成し、カップ部を第２のカップ排気量で排気しつつ、所定の回転速度で第２の基板に膜を形成し、第１のカップ排気量、第１の基板に形成された膜の膜厚、第２のカップ排気量、および第２の基板に形成された膜の膜厚に基づいて、カップ排気量に対する膜の膜厚の変化率を取得し、取得した変化率に基づいてカップ排気量を決定し、決定したカップ排気量にてカップ部を排気しつつ、所定の回転速度で基板を回転することにより、膜を第３の基板上に形成する方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハやフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用基板などを回転させつつ塗布液を塗布する回転塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハやフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板などの基板にレジスト液等の塗布液を塗布してレジスト膜等を形成するため、回転塗布装置が利用されている。回転塗布装置は、一般に、基板の裏面のほぼ中央部を保持して基板を回転するチャックと、チャックに保持される基板にレジスト液等を滴下するディスペンサと、基板の回転により基板の表面から飛散するレジスト液等を受けるカップ部とを備えている。チャックで基板を保持し、回転させつつ又は静止させたまま基板上にレジスト液等を滴下し、所定の回転速度で基板を回転することにより、回転速度に応じた膜厚を有するレジスト膜等が基板上に形成される。このとき、基板上のレジスト液等はかなりの速度で飛散してカップ部に衝突するため、レジスト液等の溶剤や固形分などによるミストが発生する。発生したミストがカップ部内を浮遊し、基板表面に付着すると、レジスト膜等の膜厚に局所的なバラツキが生じて後続の工程において欠陥が生じたり、パーティクルが発生したりするため、カップ部の下部に排気口を設け、これを通してカップ部内が排気されている。欠陥やパーティクルを低減するため、この排気を制御する方法および装置が提案されている（たとえば特許文献１および２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５１２２７０号明細書
【特許文献２】特許第３７０３２８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転塗布装置において、カップ部内に浮遊するミストを十分に吸引するため、カップ部内排気の排気量を過剰に大きくすると、基板の回転による遠心ポンプ効果と相俟って、特に基板の周縁近くの領域にてレジスト液等の溶剤が蒸発し易くなる。この結果、レジスト膜等の膜厚が周縁近くの領域において厚くなってしまうこととなる。このような傾向は基板のサイズの増大とともに顕著になってきている。また、本発明の発明者らの検討によれば、基板サイズの増大によって基板の周縁近くの領域において乱流が生じ易くなり、乱流が生じると、レジスト膜等にストリエーション（筋状の模様）、すなわち膜厚のむらが生じることが判明した。
【０００５】
本発明は、上記の事情により為され、特に基板周縁近くの領域でのレジスト膜等の膜厚を均一に維持することが可能な回転塗布方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板に形成する膜の原料薬液を該基板に滴下し、当該基板を回転することにより膜を形成する回転塗布方法が提供される。この回転塗布方法は、基板回転保持部に保持される基板の周囲を囲むカップ部を第１のカップ排気量で排気しつつ、所定の回転速度で第１の基板に膜を形成するステップと、カップ部を第２のカップ排気量で排気しつつ、所定の回転速度で第２の基板に膜を形成するステップと、第１のカップ排気量、第１の基板に形成された膜の膜厚、第２のカップ排気量、および第２の基板に形成された膜の膜厚に基づいて、カップ部のカップ排気量に対する膜の膜厚の変化率を取得するステップと、取得した変化率に基づいて、カップ排気量を決定するステップと、決定したカップ排気量にてカップ部を排気しつつ、所定の回転速度で基板を回転することにより、膜を第３の基板上に形成するステップとを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、特に基板周縁近くの領域でのレジスト膜等の膜厚を均一に維持することが可能な回転塗布方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態による回転塗布方法の実施に好適な回転塗布装置を示す模式図である。
【図２】図１の回転塗布装置の使用時のタイムチャート（一例）である。
【図３】回転塗布したレジスト膜の基板の周縁近くの領域で生じ得るストリエーションと、その発生原因とを説明する説明図である。
【図４】基板の回転速度の好適な範囲を基板サイズ毎に示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態による回転塗布方法を示すフローチャートである。
【図６】回転塗布したレジスト膜の基板の周縁近くの領域における膜厚分布の一例を示すグラフである。
【図７】図１の回転塗布装置におけるカップ排気量を測定する測定治具を説明する説明図である。
【図８】図１の回転塗布装置におけるカップ排気量を測定する圧力センサを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らして決定されるべきである。
【００１０】
図１を参照しながら、本発明の実施形態による回転塗布方法の実施に好適な回転塗布装置の一例を説明する。この回転塗布装置は塗布現像装置に組み込まれたものであって良い。
【００１１】
図示のとおり、回転塗布装置１０は、ウエハＷをほぼ水平に保持し回転するスピンチャック１１と、このスピンチャック上のウエハＷを囲むように配置されるカップ１２と、スピンチャック１１の上方に水平移動可能に配置され、スピンチャック１１に保持されるウエハＷに塗布液を供給するディスペンサ１３とを備える。
【００１２】
スピンチャック１１はシャフト１０ａを介して回転駆動部１４に結合され、回転駆動部１４によって昇降可能であり、鉛直軸周りに回転可能である。スピンチャック１１には、その上面に開口する吸引導管（図示せず）が設けられており、この吸引導管は、シャフト１０ａ内を通して真空機構（図示せず）に接続され、これにより、スピンチャック１１の上面に載置されるウエハＷが吸引されて保持される。
【００１３】
カップ１２は、概ね、有底の円筒形状を有し、その上部の開口部１２ａはウエハＷの直径よりも大きい直径を有している。カップ１２の内周壁には、内向きに突出する円環状の突出部１２ｂが設けられている。突出部１２ｂは、カップ１２内の気流を制御するために設けられ、突出部１２ｂの上面は、スピンチャック１１に保持されるウエハＷの表面と同じ高さにあり、突出部１２ｂの内周端と、スピンチャック１１に保持されるウエハＷのエッジとの間は所定の間隔に維持されている。また、カップ１２は、スピンチャック１１に保持されるウエハＷの裏面側に配置されるガイド部１２ｃを有している。ガイド部１２ｃは、ウエハＷの裏面に近接し環状に延びる頂上部１２ｃＡと、ここから外側に下方へ傾斜する傾斜部１２ｃＳとを有している。この傾斜部１２ｃＳは、ウエハＷ上に供給される塗布液や、ウエハＷの裏面に回り込んだ塗布液を洗浄するリンス液等を、カップ１２の外側かつ下方へガイドする。また、傾斜部１２ｃＳは、上述の突出部１２ｂとともにカップ１２内を流れる気流の気流路を提供する。
【００１４】
さらに、カップ１２の底部には廃液管１２ｄが接続されており、ここを通して、塗布液やリンス液等が排出される。また、カップ１２の底部には、廃液管１２ｄよりも内側において２つの排気管１２ｅが接続されている。これらの排気管１２ｅは、下流側において合流しており、排気量調整器１５を介して排気システム（図示せず）に接続されている。排気量調整器１５は、ダンパー１５ａを有し、このダンパー１５ａの開度によって排気管１２ｅを流れる気流の流量が調整される。この構成により、図１中に実線の矢印で示すように、カップ１２の開口部１２ａから、突出部１２ｂとウエハＷとの間の隙間を通して排気管１２ｅへ流れ込む、排気量が制御された気流がカップ１２内に形成される。
【００１５】
ディスペンサ１３は、図示しない駆動機構により、カップ１２の上方かつ外側のホーム位置と、スピンチャック１１に保持されるウエハＷの上方かつ略中央のディスペンス位置との間を往復運動することができる。図示の例では、ディスペンサ１３はディスペンス位置にある。また、ディスペンサ１３には、たとえばレジスト液などの塗布液を供給する塗布液供給システムが接続されている。このような構成により、ディスペンサ１３は、ウエハＷの搬入出の際にはホーム位置に退避し、ウエハＷがスピンチャック１１に保持された後、ウエハＷの上方かつ略中央へ移動して、ウエハＷに塗布液を供給する。
【００１６】
スピンチャック１１、カップ１２、およびディスペンサ１３等は、筐体１６に収められている。この筐体１６にはウエハＷの搬送口１６ａが設けられており、図示しない搬送アームによりこの搬送口１６ａを介してウエハＷの搬入出が行われる。また、搬送口１６ａには、開閉可能なシャッター１６ｂが設けられている。シャッター１６ｂは、搬送機構によって筐体１６の内外にウエハＷが搬入出される場合以外は閉じられ、筐体１６内にはほぼ密閉された空間が形成される。また、筐体１６の内側上部には、ファンフィルタユニット(ＦＦＵ)１６ｃが設けられている。このＦＦＵ１６ｃは気体供給路１６ｄを介して清浄気体供給システムに接続されており、これにより、清浄気体供給システムからの清浄気体が下降流として筐体１６内に供給され、よって筐体１６内は清浄環境に維持される。
【００１７】
また、回転塗布装置１０には制御部１７が設けられている。制御部１７は、回転駆動部１４、スピンチャック１１、および流量調整部１５などと電気的に接続され、これらを制御する。制御部１７はコンピュータで構成され、塗布液の塗布動作を行うためのコンピュータプログラムに従って、回転塗布装置１０の各構成部品または部材を制御する。コンピュータプログラムは、フレキシブルディスク、携帯型のハードディスク、メモリーカード、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルヴァーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の記憶媒体１７ａを介して記憶部１７ｂに格納され、制御部１７へインストールされる。また、制御部１７にはユーザインタフェース１７ｃが接続されており、これを通して、コンピュータプログラムを選択したり、コンピュータプログラムを更新したり、レシピのパラメータ（塗布条件）等を入力したりすることができる。
【００１８】
図２は、塗布回転装置１０におけるウエハＷ（スピンチャック１１）の回転速度のタイムチャートである。図２に示すように、ウエハＷがスピンチャック１１に保持されてから所定の時間（図示の例では１５秒）が経過した後、回転駆動部１４によってスピンチャック１１を介してウエハＷが所定の回転速度で回転し、塗布液がウエハＷ上に供給される（塗布液供給ステップ）。供給後、ウエハＷの回転速度は一時的に低減され、いわゆるリフローステップが実施される。これは、配線、コンタクトホール、ビア、絶縁層などデバイス要素が形成されてウエハＷの表面に凹凸がある場合に、その凹凸を塗布液で平坦に覆うために行われる。その後、ウエハＷの回転速度を高くし、塗布液の乾燥ステップが行われる（図示の例では約３５秒間）。このステップにおいて、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷ上の塗布液が広がるとともに、塗布液中の溶剤が乾燥することにより、回転速度に応じた厚さを有する膜がウエハＷ上に形成される。次いで、ウエハＷの回転速度が下げられ、ウエハＷの裏面に回り込んだ塗布液をリンス液等で洗浄する裏面洗浄（ＢＳＲ）と、ウエハＷの表面周縁部の塗布液をリンス液等で洗浄するエッジ洗浄（ＥＢＲ）とを含む洗浄ステップが行われ、最後に、再び回転速度を上げて、洗浄ステップで使用されたリンス液等を乾燥する乾燥ステップが行われる。以上で、ウエハＷ上への膜形成が終了し、ウエハＷが塗布回転装置１０から搬出される。
【００１９】
乾燥ステップにおける回転速度は、例えば同じ塗布液を用いて同じ膜厚を有する膜を得る場合であっても、ウエハのサイズによって異なる。具体的には、同じ膜厚を有する膜を得ようとした場合、ウエハのサイズが大きいほどウエハの回転速度は低くなる傾向がある。これは、ウエハの直径の増大とともに、ウエハ上に供給された塗布液には大きな遠心力が働くためである。
【００２０】
本発明者らの検討によると、たとえば直径４５０ｍｍを有するウエハ上にレジスト膜を形成する場合、ウエハの回転速度を低くしてもウエハの周縁での線速度が比較的大きいため、ウエハの周縁近くの領域において乱流が生じ易くなることが分かった。図３（ａ）に示すように、ウエハＷが回転すると、遠心ポンプ効果が生じ、ウエハＷの上方からウエハＷの表面に吸引されるとともにウエハＷの表面に沿って外向きに流れる気流ＡＦが生じる。このような気流ＡＦは、ウエハＷの回転中心Ｃに近い領域では層流となって流れるが、ウエハＷの周縁近くの領域に近づくに従って流速が大きくなり、乱流となって流れる。その結果、ウエハＷの上方においては、層流領域と、乱流領域と、層流から乱流へと徐々に変化する遷移領域とが形成される。ここで、乱流領域においては、乱流による不均一な空気抵抗の影響により、ウエハＷ上の塗布液が不均一に広がるおそれがあり、そのような不均一性によって、ウエハＷの周縁近くの領域には、図３（ａ）に模式的に示すようにストリエーションＳが生じる。これは、塗布膜の干渉色の相違により認識され得る（干渉色が周囲と異なる筋状の模様が観測される）。
【００２１】
乱流が発生しないようなウエハの回転速度について、シミュレーションによって本発明者らが検討した結果によれば、図４に示すように、直径２００ｍｍの直径を有するウエハの場合には、回転速度は約２０００から約３５００回転毎分（ｒｐｍ）までの範囲にあり、直径３００ｍｍのウエハの場合には、回転速度は約１０００から１８００ｒｐｍまでの範囲にあり、直径４５０ｍｍのウエハの場合には、回転速度は約５００から９００ｒｐｍまでの範囲の回転速度にあると好ましい。
【００２２】
ところが、このような回転速度でウエハを回転し、ストリエーションの発生を抑えることができたとしても、特に直径４５０ｍｍのウエハの周縁近くの領域においては、膜厚が厚くなってしまうという問題がある。この理由としては、ウエハのサイズが大きいために、ウエハ上に供給された塗布液が広がるのに比較的時間がかかることとなり、塗布液が広がる間に塗布液中の溶剤が蒸発し、実質的な固形成分濃度が高くなるためと考えられる。また、溶剤の蒸発は、比較的大きな遠心ポンプ効果によってウエハの周縁近くの領域での気流が速くなるために促進されるし、カップ内の排気によっても促進される。
【００２３】
以下、図１と図５を参照しながら、上記の検討に基づく本発明の実施形態による回転塗布方法を説明する。この説明においては、上述の回転塗布装置１０が用いられることとし、また、ウエハＷとして直径４５０ｍｍのシリコンウエハが用いられ、塗布液としてレジスト液が用いられる場合について説明する。
【００２４】
まず、一枚のウエハ（便宜上、ウエハＷ１と記す）を用い、このウエハＷ１上にレジスト膜を形成する（ステップＳ５０１）。具体的には、先端にフォークを有する搬送アーム（図示せず）を用い、回転塗布装置１０の筐体１６の搬送口１６ａを通して、回転塗布装置１０内へウエハＷ１を搬入し、ウエハＷ１をスピンチャック１１の上方に保持する。次いで、スピンチャック１１を回転駆動部１４により持ち上げて、スピンチャック１１によりウエハＷ１を受け取り、吸引することによりウエハＷ１を保持する。次いで、スピンチャック１１を下方に下げてウエハＷ１をカップ１２内に収容する。制御部１７からの指示信号により、流量調整器１５のダンパー１５ａの開度が調整され、排気管１２ｅを流れる気流の排気量が第１のカップ排気量（本例では１．２５ｍ３／分）に設定される。次に、スピンチャック１１によりウエハＷ１を所定の回転速度で回転するとともに、ディスペンサ１３をウエハＷの上方中央へ移動させて、ウエハＷ１上に所定量のレジスト液を供給する。続けて、図２を参照しながら説明したリフローステップ、乾燥ステップ、および洗浄ステップに従ってウエハＷ１上に所定の膜厚を有するレジスト膜が形成される。
【００２５】
次に、このレジスト膜の膜厚を測定する（ステップＳ５０２）。この測定は、たとえば光の干渉を利用した膜厚計により行うことができる。測定したレジスト膜の膜厚分布の一例を図６（ａ）に示す。図６（ａ）においては、ウエハＷ１（直径４５０ｍｍ）の周縁から５０ｍｍまでの範囲の膜厚を平均膜厚で規格化して示している。図示のとおり、ウエハＷ１の周縁に近づくにつれてレジスト膜の膜厚が厚くなることがわかる。特にウエハＷ１の周縁から数ｍｍの点では、平均膜厚に比べて約２５ｎｍも厚くなっている。
【００２６】
次いで、他のウエハ（便宜上、ウエハＷ２と記す）を用いて、このウエハＷ２上にレジスト膜を形成する（ステップＳ５０３）。このとき、カップ１２の排気量を第２のカップ排気量（本例では０．９ｍ３／分）に設定する点以外は、ステップＳ５０１においてウエハＷ１にレジスト膜を形成したのと同一の条件および手順でレジスト膜を形成する。
【００２７】
そして、ステップＳ５０３と同様にしてウエハＷ２上に形成したレジスト膜の膜厚を測定する（ステップＳ５０４）。その結果を図６（ｂ）に示す。図示のとおり、ウエハＷ１上に形成したレジスト膜に比べると、ウエハの周縁近くの領域での膜厚増大が抑えられている。これは、カップ１２の排気量を低減したことにより、レジスト液中の溶剤の蒸発が抑えられたため、すなわち、レジスト液中の固形成分濃度が大幅に増加することなく、レジスト液がウエハＷ２の周縁まで広がったためと考えることができる。
【００２８】
続いて、上記の結果から、カップ排気量に対するウエハの周縁近くの領域での膜厚の変化率を計算する（ステップＳ５０５）。具体的には、ウエハＷ１とウエハＷ２とにおける同一の点でのレジスト膜の膜厚の差を求め、カップ排気量の差で除算する。膜厚として図６の各グラフの一番右の点（ウエハの周縁から約３ｍｍの点）の値を用いることとすると、膜厚の差は２３．１−１２．３＝１０．８ｎｍであり、カップ排気量の差は１．２５−０．９＝０．３５ｍ３／分となる。したがって、膜厚の変化率は約３０．９ｎｍ／（ｍ３／分）となる。
【００２９】
次に、この結果に基づいてカップ排気量を決定する（ステップＳ５０６）。たとえばウエハ上のデバイス形成領域が、ウエハの周縁から５ｍｍよりも内側であり（エッジエクスクルージョン５ｍｍ）、その領域内でのレジスト膜の膜厚の許容値がたとえば１５ｎｍであるとすれば、カップ排気量は約０．７６ｍ３／分と決定すれば良い。
【００３０】
以上のようにしてカップ排気量を決定した後、そのカップ排気量で１または２以上のウエハ（たとえば集積回路（ＩＣ）製造用のウエハ）上にレジスト膜を形成する（ステップＳ５０７）。たとえばユーザインタフェース１７ｃ（図１）を使用してレシピ中のカップ排気量パラメータを変更すると、レシピに従って制御部１７から流量調整器１５に対し指示信号が送信され、決定したカップ排気量が実現される角度にダンパー１５ａが設定される。
【００３１】
以上のとおり、本発明の実施形態による回転塗布方法によれば、カップ排気量に対する、特にウエハの周縁近くの領域での膜厚の変化率を求め、これに基づいてカップ排気量を決定してウエハの周縁近くの領域での膜厚を制御するようにしているので、均一な膜を形成することが可能となる。
【００３２】
なお、膜厚の変化率を求めるのに利用する膜厚は、上記の例ではウエハの周縁から約３ｍｍの位置で測定したが、これに限らず、たとえばウエハの中心よりも周縁に近い領域にて測定すれば良い。具体的には、たとえばウエハの中心と周縁の中点よりも周縁側の領域であって、ウエハ上の膜の平均膜厚よりも厚い膜厚となる領域で膜厚を測定すると好ましい。また、膜厚の測定位置は、エッジエクスクルージョンを考慮して決定すると好ましい。さらに、膜厚の測定点は１点に限らず、たとえばウエハの周縁から７ｍｍ内側の円に沿った複数点で膜厚を測定し、これらの平均値を、膜厚の変化率の計算に利用しても良い。ただし、ウエハＷ１とウエハＷ２とで同一位置で測定すべきことは言うまでもない。
【００３３】
また、上記の例では、ウエハＷ１とＷ２を用いてレジスト膜形成および膜厚測定を２回行ったが、３枚目のウエハＷ３を用いてレジスト膜形成および膜厚測定を行って、これらの結果を用いて膜厚の変化率を計算しても良い。このようにすれば、より精度良く膜厚を均一化することが可能となる。
【００３４】
また、上記のステップＳ５０１からＳ５０６までは、ステップＳ５０７の膜形成ごとに行う必要はなく、ステップＳ５０７においては、たとえば１ロット分のウエハのすべてに対して膜形成を行って良い。
【００３５】
次に、カップ排気量の測定方法について説明する。
図７を参照すると、カップ１２のガイド部１２ｃの裏面であって、排気管１２ｅの開口と対向する位置に圧力センサ１８ａが取り付けられている。圧力センサとしては、半導体ダイヤフラム型、静電容量型、弾性体ダイヤフラム型、圧電型（半導体ピエゾ型を含む）、振動型、ブルドン管型、およびベローズ型のいずれかの圧力センサを利用することができる。取り付け位置を考慮すると、半導体ピエゾ型または半導体ダイヤフラム型の圧力センサが好ましい。圧力センサ１８ａが図示の位置に取り付けられる場合、突出部１２ｂとガイド部１２ｃとにより形成される気流路を通って排気管１２ｅへ流れ込む気流により圧力センサ１８ａに加わる圧力が測定される。また、圧力センサ１８ａは制御器１８ｂに電気的に接続されている。制御器１８ｂは、圧力センサ１８ａからの信号を入力して、この信号の大きさを圧力値に換算して表示する。一方、排気管１２ｅには、流量制御器１５の下流に流量計（図示せず）が設けられている。この流量計としては、たとえばマスフローメータを使用することができる。そして、予備実験として、制御部１７から流量制御器１５へ出力される指示信号を変数として種々に変更し、変更のたびに圧力センサ１８ａにより測定される圧力と、流量計により測定される排気量とを記録する。これにより、排気量と圧力との間の換算表（グラフ）が取得される。この換算表を用意しておけば、流量計を使用することなく、圧力センサ１８ａによりカップ排気量を測定することが可能となる。
【００３６】
また、図８に示すように、風速測定治具１９を用い、風速測定治具１９により測定される風速と、上述の流量計により測定される流量との換算表を求めておけば、風速測定治具１９により測定した風速からカップ排気量を求めることが可能となる。風速測定治具１９は、図示のとおり、カップ１２の開口部１２ａを塞ぐことができる直径を有しており、また、中央の開口に測定部１９ａを有している。測定部１９ａはたとえば羽根車を有している。カップ１２上に載置された風速測定治具１９の中央の開口を気流が通過すると、その気流によって羽根車が回転し、回転速度に応じて気流の風速が制御部１９ｃにより測定される。
【００３７】
なお、カップ１２の排気量は、これらの圧力センサ１８ａや流速測定治具１９により測定されるものに限られない。排気管１２ｅ内に設けた上述の流量計を使用して測定しても構わない。もちろん、カップ１２の排気量は絶対量である必要もなく、排気量を示す指標値（代替値）であって良い。たとえば、制御部１７から流量調整器１５へ出力される指示信号に対する膜厚の変化率を求め、これに基づいて指示信号の大きさを調整し、膜厚の均一化を図っても良い。
【００３８】
また、主としてレジスト膜を形成する場合を説明したが、反射防止膜やスピンオン誘電体（ＳＯＤ）膜（スピンオングラス膜を含む）などのように、原料塗布液をウエハに供給してウエハを回転することにより膜を形成する場合であれば、本発明を適用することができる。また、半導体ウエハに限らず、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板を用いる場合にも本発明を適用することができる。
【００３９】
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲から逸脱することなく種々に変形し、変更することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０・・・回転塗布装置、１１・・・スピンチャック、１２・・・カップ、１２ｄ・・・廃液管、１２ｅ・・・排気管、１３・・・ディスペンサ、１５・・・排気量調整器、１５ａ・・・ダンパー、１６・・・筐体、１６ａ・・・搬送口、１６ｃ・・・ファンフィルタユニット(ＦＦＵ)、１７・・・制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハやフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用基板などを回転させつつ塗布液を塗布する回転塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハやフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板などの基板にレジスト液等の塗布液を塗布してレジスト膜等を形成するため、回転塗布装置が利用されている。回転塗布装置は、一般に、基板の裏面のほぼ中央部を保持して基板を回転するチャックと、チャックに保持される基板にレジスト液等を滴下するディスペンサと、基板の回転により基板の表面から飛散するレジスト液等を受けるカップ部とを備えている。チャックで基板を保持し、回転させつつ又は静止させたまま基板上にレジスト液等を滴下し、所定の回転速度で基板を回転することにより、回転速度に応じた膜厚を有するレジスト膜等が基板上に形成される。このとき、基板上のレジスト液等はかなりの速度で飛散してカップ部に衝突するため、レジスト液等の溶剤や固形分などによるミストが発生する。発生したミストがカップ部内を浮遊し、基板表面に付着すると、レジスト膜等の膜厚に局所的なバラツキが生じて後続の工程において欠陥が生じたり、パーティクルが発生したりするため、カップ部の下部に排気口を設け、これを通してカップ部内が排気されている。欠陥やパーティクルを低減するため、この排気を制御する方法および装置が提案されている（たとえば特許文献１および２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５１２２７０号明細書
【特許文献２】特許第３７０３２８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転塗布装置において、カップ部内に浮遊するミストを十分に吸引するため、カップ部内排気の排気量を過剰に大きくすると、基板の回転による遠心ポンプ効果と相俟って、特に基板の周縁近くの領域にてレジスト液等の溶剤が蒸発し易くなる。この結果、レジスト膜等の膜厚が周縁近くの領域において厚くなってしまうこととなる。このような傾向は基板のサイズの増大とともに顕著になってきている。また、本発明の発明者らの検討によれば、基板サイズの増大によって基板の周縁近くの領域において乱流が生じ易くなり、乱流が生じると、レジスト膜等にストリエーション（筋状の模様）、すなわち膜厚のむらが生じることが判明した。
【０００５】
本発明は、上記の事情により為され、特に基板周縁近くの領域でのレジスト膜等の膜厚を均一に維持することが可能な回転塗布方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板に形成する膜の原料薬液を該基板に滴下し、当該基板を回転することにより膜を形成する回転塗布方法が提供される。この回転塗布方法は、基板回転保持部に保持される基板の周囲を囲むカップ部を第１のカップ排気量で排気しつつ、所定の回転速度で第１の基板に膜を形成するステップと、カップ部を第２のカップ排気量で排気しつつ、所定の回転速度で第２の基板に膜を形成するステップと、第１のカップ排気量、第１の基板に形成された膜の膜厚、第２のカップ排気量、および第２の基板に形成された膜の膜厚に基づいて、カップ部のカップ排気量に対する膜の膜厚の変化率を取得するステップと、取得した変化率に基づいて、カップ排気量を決定するステップと、決定したカップ排気量にてカップ部を排気しつつ、所定の回転速度で基板を回転することにより、膜を第３の基板上に形成するステップとを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、特に基板周縁近くの領域でのレジスト膜等の膜厚を均一に維持することが可能な回転塗布方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態による回転塗布方法の実施に好適な回転塗布装置を示す模式図である。
【図２】図１の回転塗布装置の使用時のタイムチャート（一例）である。
【図３】回転塗布したレジスト膜の基板の周縁近くの領域で生じ得るストリエーションと、その発生原因とを説明する説明図である。
【図４】基板の回転速度の好適な範囲を基板サイズ毎に示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態による回転塗布方法を示すフローチャートである。
【図６】回転塗布したレジスト膜の基板の周縁近くの領域における膜厚分布の一例を示すグラフである。
【図７】図１の回転塗布装置におけるカップ排気量を測定する測定治具を説明する説明図である。
【図８】図１の回転塗布装置におけるカップ排気量を測定する圧力センサを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らして決定されるべきである。
【００１０】
図１を参照しながら、本発明の実施形態による回転塗布方法の実施に好適な回転塗布装置の一例を説明する。この回転塗布装置は塗布現像装置に組み込まれたものであって良い。
【００１１】
図示のとおり、回転塗布装置１０は、ウエハＷをほぼ水平に保持し回転するスピンチャック１１と、このスピンチャック上のウエハＷを囲むように配置されるカップ１２と、スピンチャック１１の上方に水平移動可能に配置され、スピンチャック１１に保持されるウエハＷに塗布液を供給するディスペンサ１３とを備える。
【００１２】
スピンチャック１１はシャフト１０ａを介して回転駆動部１４に結合され、回転駆動部１４によって昇降可能であり、鉛直軸周りに回転可能である。スピンチャック１１には、その上面に開口する吸引導管（図示せず）が設けられており、この吸引導管は、シャフト１０ａ内を通して真空機構（図示せず）に接続され、これにより、スピンチャック１１の上面に載置されるウエハＷが吸引されて保持される。
【００１３】
カップ１２は、概ね、有底の円筒形状を有し、その上部の開口部１２ａはウエハＷの直径よりも大きい直径を有している。カップ１２の内周壁には、内向きに突出する円環状の突出部１２ｂが設けられている。突出部１２ｂは、カップ１２内の気流を制御するために設けられ、突出部１２ｂの上面は、スピンチャック１１に保持されるウエハＷの表面と同じ高さにあり、突出部１２ｂの内周端と、スピンチャック１１に保持されるウエハＷのエッジとの間は所定の間隔に維持されている。また、カップ１２は、スピンチャック１１に保持されるウエハＷの裏面側に配置されるガイド部１２ｃを有している。ガイド部１２ｃは、ウエハＷの裏面に近接し環状に延びる頂上部１２ｃＡと、ここから外側に下方へ傾斜する傾斜部１２ｃＳとを有している。この傾斜部１２ｃＳは、ウエハＷ上に供給される塗布液や、ウエハＷの裏面に回り込んだ塗布液を洗浄するリンス液等を、カップ１２の外側かつ下方へガイドする。また、傾斜部１２ｃＳは、上述の突出部１２ｂとともにカップ１２内を流れる気流の気流路を提供する。
【００１４】
さらに、カップ１２の底部には廃液管１２ｄが接続されており、ここを通して、塗布液やリンス液等が排出される。また、カップ１２の底部には、廃液管１２ｄよりも内側において２つの排気管１２ｅが接続されている。これらの排気管１２ｅは、下流側において合流しており、排気量調整器１５を介して排気システム（図示せず）に接続されている。排気量調整器１５は、ダンパー１５ａを有し、このダンパー１５ａの開度によって排気管１２ｅを流れる気流の流量が調整される。この構成により、図１中に実線の矢印で示すように、カップ１２の開口部１２ａから、突出部１２ｂとウエハＷとの間の隙間を通して排気管１２ｅへ流れ込む、排気量が制御された気流がカップ１２内に形成される。
【００１５】
ディスペンサ１３は、図示しない駆動機構により、カップ１２の上方かつ外側のホーム位置と、スピンチャック１１に保持されるウエハＷの上方かつ略中央のディスペンス位置との間を往復運動することができる。図示の例では、ディスペンサ１３はディスペンス位置にある。また、ディスペンサ１３には、たとえばレジスト液などの塗布液を供給する塗布液供給システムが接続されている。このような構成により、ディスペンサ１３は、ウエハＷの搬入出の際にはホーム位置に退避し、ウエハＷがスピンチャック１１に保持された後、ウエハＷの上方かつ略中央へ移動して、ウエハＷに塗布液を供給する。
【００１６】
スピンチャック１１、カップ１２、およびディスペンサ１３等は、筐体１６に収められている。この筐体１６にはウエハＷの搬送口１６ａが設けられており、図示しない搬送アームによりこの搬送口１６ａを介してウエハＷの搬入出が行われる。また、搬送口１６ａには、開閉可能なシャッター１６ｂが設けられている。シャッター１６ｂは、搬送機構によって筐体１６の内外にウエハＷが搬入出される場合以外は閉じられ、筐体１６内にはほぼ密閉された空間が形成される。また、筐体１６の内側上部には、ファンフィルタユニット(ＦＦＵ)１６ｃが設けられている。このＦＦＵ１６ｃは気体供給路１６ｄを介して清浄気体供給システムに接続されており、これにより、清浄気体供給システムからの清浄気体が下降流として筐体１６内に供給され、よって筐体１６内は清浄環境に維持される。
【００１７】
また、回転塗布装置１０には制御部１７が設けられている。制御部１７は、回転駆動部１４、スピンチャック１１、および流量調整部１５などと電気的に接続され、これらを制御する。制御部１７はコンピュータで構成され、塗布液の塗布動作を行うためのコンピュータプログラムに従って、回転塗布装置１０の各構成部品または部材を制御する。コンピュータプログラムは、フレキシブルディスク、携帯型のハードディスク、メモリーカード、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルヴァーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の記憶媒体１７ａを介して記憶部１７ｂに格納され、制御部１７へインストールされる。また、制御部１７にはユーザインタフェース１７ｃが接続されており、これを通して、コンピュータプログラムを選択したり、コンピュータプログラムを更新したり、レシピのパラメータ（塗布条件）等を入力したりすることができる。
【００１８】
図２は、塗布回転装置１０におけるウエハＷ（スピンチャック１１）の回転速度のタイムチャートである。図２に示すように、ウエハＷがスピンチャック１１に保持されてから所定の時間（図示の例では１５秒）が経過した後、回転駆動部１４によってスピンチャック１１を介してウエハＷが所定の回転速度で回転し、塗布液がウエハＷ上に供給される（塗布液供給ステップ）。供給後、ウエハＷの回転速度は一時的に低減され、いわゆるリフローステップが実施される。これは、配線、コンタクトホール、ビア、絶縁層などデバイス要素が形成されてウエハＷの表面に凹凸がある場合に、その凹凸を塗布液で平坦に覆うために行われる。その後、ウエハＷの回転速度を高くし、塗布液の乾燥ステップが行われる（図示の例では約３５秒間）。このステップにおいて、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷ上の塗布液が広がるとともに、塗布液中の溶剤が乾燥することにより、回転速度に応じた厚さを有する膜がウエハＷ上に形成される。次いで、ウエハＷの回転速度が下げられ、ウエハＷの裏面に回り込んだ塗布液をリンス液等で洗浄する裏面洗浄（ＢＳＲ）と、ウエハＷの表面周縁部の塗布液をリンス液等で洗浄するエッジ洗浄（ＥＢＲ）とを含む洗浄ステップが行われ、最後に、再び回転速度を上げて、洗浄ステップで使用されたリンス液等を乾燥する乾燥ステップが行われる。以上で、ウエハＷ上への膜形成が終了し、ウエハＷが塗布回転装置１０から搬出される。
【００１９】
乾燥ステップにおける回転速度は、例えば同じ塗布液を用いて同じ膜厚を有する膜を得る場合であっても、ウエハのサイズによって異なる。具体的には、同じ膜厚を有する膜を得ようとした場合、ウエハのサイズが大きいほどウエハの回転速度は低くなる傾向がある。これは、ウエハの直径の増大とともに、ウエハ上に供給された塗布液には大きな遠心力が働くためである。
【００２０】
本発明者らの検討によると、たとえば直径４５０ｍｍを有するウエハ上にレジスト膜を形成する場合、ウエハの回転速度を低くしてもウエハの周縁での線速度が比較的大きいため、ウエハの周縁近くの領域において乱流が生じ易くなることが分かった。図３（ａ）に示すように、ウエハＷが回転すると、遠心ポンプ効果が生じ、ウエハＷの上方からウエハＷの表面に吸引されるとともにウエハＷの表面に沿って外向きに流れる気流ＡＦが生じる。このような気流ＡＦは、ウエハＷの回転中心Ｃに近い領域では層流となって流れるが、ウエハＷの周縁近くの領域に近づくに従って流速が大きくなり、乱流となって流れる。その結果、ウエハＷの上方においては、層流領域と、乱流領域と、層流から乱流へと徐々に変化する遷移領域とが形成される。ここで、乱流領域においては、乱流による不均一な空気抵抗の影響により、ウエハＷ上の塗布液が不均一に広がるおそれがあり、そのような不均一性によって、ウエハＷの周縁近くの領域には、図３（ａ）に模式的に示すようにストリエーションＳが生じる。これは、塗布膜の干渉色の相違により認識され得る（干渉色が周囲と異なる筋状の模様が観測される）。
【００２１】
乱流が発生しないようなウエハの回転速度について、シミュレーションによって本発明者らが検討した結果によれば、図４に示すように、直径２００ｍｍの直径を有するウエハの場合には、回転速度は約２０００から約３５００回転毎分（ｒｐｍ）までの範囲にあり、直径３００ｍｍのウエハの場合には、回転速度は約１０００から１８００ｒｐｍまでの範囲にあり、直径４５０ｍｍのウエハの場合には、回転速度は約５００から９００ｒｐｍまでの範囲の回転速度にあると好ましい。
【００２２】
ところが、このような回転速度でウエハを回転し、ストリエーションの発生を抑えることができたとしても、特に直径４５０ｍｍのウエハの周縁近くの領域においては、膜厚が厚くなってしまうという問題がある。この理由としては、ウエハのサイズが大きいために、ウエハ上に供給された塗布液が広がるのに比較的時間がかかることとなり、塗布液が広がる間に塗布液中の溶剤が蒸発し、実質的な固形成分濃度が高くなるためと考えられる。また、溶剤の蒸発は、比較的大きな遠心ポンプ効果によってウエハの周縁近くの領域での気流が速くなるために促進されるし、カップ内の排気によっても促進される。
【００２３】
以下、図１と図５を参照しながら、上記の検討に基づく本発明の実施形態による回転塗布方法を説明する。この説明においては、上述の回転塗布装置１０が用いられることとし、また、ウエハＷとして直径４５０ｍｍのシリコンウエハが用いられ、塗布液としてレジスト液が用いられる場合について説明する。
【００２４】
まず、一枚のウエハ（便宜上、ウエハＷ１と記す）を用い、このウエハＷ１上にレジスト膜を形成する（ステップＳ５０１）。具体的には、先端にフォークを有する搬送アーム（図示せず）を用い、回転塗布装置１０の筐体１６の搬送口１６ａを通して、回転塗布装置１０内へウエハＷ１を搬入し、ウエハＷ１をスピンチャック１１の上方に保持する。次いで、スピンチャック１１を回転駆動部１４により持ち上げて、スピンチャック１１によりウエハＷ１を受け取り、吸引することによりウエハＷ１を保持する。次いで、スピンチャック１１を下方に下げてウエハＷ１をカップ１２内に収容する。制御部１７からの指示信号により、流量調整器１５のダンパー１５ａの開度が調整され、排気管１２ｅを流れる気流の排気量が第１のカップ排気量（本例では１．２５ｍ３／分）に設定される。次に、スピンチャック１１によりウエハＷ１を所定の回転速度で回転するとともに、ディスペンサ１３をウエハＷの上方中央へ移動させて、ウエハＷ１上に所定量のレジスト液を供給する。続けて、図２を参照しながら説明したリフローステップ、乾燥ステップ、および洗浄ステップに従ってウエハＷ１上に所定の膜厚を有するレジスト膜が形成される。
【００２５】
次に、このレジスト膜の膜厚を測定する（ステップＳ５０２）。この測定は、たとえば光の干渉を利用した膜厚計により行うことができる。測定したレジスト膜の膜厚分布の一例を図６（ａ）に示す。図６（ａ）においては、ウエハＷ１（直径４５０ｍｍ）の周縁から５０ｍｍまでの範囲の膜厚を平均膜厚で規格化して示している。図示のとおり、ウエハＷ１の周縁に近づくにつれてレジスト膜の膜厚が厚くなることがわかる。特にウエハＷ１の周縁から数ｍｍの点では、平均膜厚に比べて約２５ｎｍも厚くなっている。
【００２６】
次いで、他のウエハ（便宜上、ウエハＷ２と記す）を用いて、このウエハＷ２上にレジスト膜を形成する（ステップＳ５０３）。このとき、カップ１２の排気量を第２のカップ排気量（本例では０．９ｍ３／分）に設定する点以外は、ステップＳ５０１においてウエハＷ１にレジスト膜を形成したのと同一の条件および手順でレジスト膜を形成する。
【００２７】
そして、ステップＳ５０３と同様にしてウエハＷ２上に形成したレジスト膜の膜厚を測定する（ステップＳ５０４）。その結果を図６（ｂ）に示す。図示のとおり、ウエハＷ１上に形成したレジスト膜に比べると、ウエハの周縁近くの領域での膜厚増大が抑えられている。これは、カップ１２の排気量を低減したことにより、レジスト液中の溶剤の蒸発が抑えられたため、すなわち、レジスト液中の固形成分濃度が大幅に増加することなく、レジスト液がウエハＷ２の周縁まで広がったためと考えることができる。
【００２８】
続いて、上記の結果から、カップ排気量に対するウエハの周縁近くの領域での膜厚の変化率を計算する（ステップＳ５０５）。具体的には、ウエハＷ１とウエハＷ２とにおける同一の点でのレジスト膜の膜厚の差を求め、カップ排気量の差で除算する。膜厚として図６の各グラフの一番右の点（ウエハの周縁から約３ｍｍの点）の値を用いることとすると、膜厚の差は２３．１−１２．３＝１０．８ｎｍであり、カップ排気量の差は１．２５−０．９＝０．３５ｍ３／分となる。したがって、膜厚の変化率は約３０．９ｎｍ／（ｍ３／分）となる。
【００２９】
次に、この結果に基づいてカップ排気量を決定する（ステップＳ５０６）。たとえばウエハ上のデバイス形成領域が、ウエハの周縁から５ｍｍよりも内側であり（エッジエクスクルージョン５ｍｍ）、その領域内でのレジスト膜の膜厚の許容値がたとえば１５ｎｍであるとすれば、カップ排気量は約０．７６ｍ３／分と決定すれば良い。
【００３０】
以上のようにしてカップ排気量を決定した後、そのカップ排気量で１または２以上のウエハ（たとえば集積回路（ＩＣ）製造用のウエハ）上にレジスト膜を形成する（ステップＳ５０７）。たとえばユーザインタフェース１７ｃ（図１）を使用してレシピ中のカップ排気量パラメータを変更すると、レシピに従って制御部１７から流量調整器１５に対し指示信号が送信され、決定したカップ排気量が実現される角度にダンパー１５ａが設定される。
【００３１】
以上のとおり、本発明の実施形態による回転塗布方法によれば、カップ排気量に対する、特にウエハの周縁近くの領域での膜厚の変化率を求め、これに基づいてカップ排気量を決定してウエハの周縁近くの領域での膜厚を制御するようにしているので、均一な膜を形成することが可能となる。
【００３２】
なお、膜厚の変化率を求めるのに利用する膜厚は、上記の例ではウエハの周縁から約３ｍｍの位置で測定したが、これに限らず、たとえばウエハの中心よりも周縁に近い領域にて測定すれば良い。具体的には、たとえばウエハの中心と周縁の中点よりも周縁側の領域であって、ウエハ上の膜の平均膜厚よりも厚い膜厚となる領域で膜厚を測定すると好ましい。また、膜厚の測定位置は、エッジエクスクルージョンを考慮して決定すると好ましい。さらに、膜厚の測定点は１点に限らず、たとえばウエハの周縁から７ｍｍ内側の円に沿った複数点で膜厚を測定し、これらの平均値を、膜厚の変化率の計算に利用しても良い。ただし、ウエハＷ１とウエハＷ２とで同一位置で測定すべきことは言うまでもない。
【００３３】
また、上記の例では、ウエハＷ１とＷ２を用いてレジスト膜形成および膜厚測定を２回行ったが、３枚目のウエハＷ３を用いてレジスト膜形成および膜厚測定を行って、これらの結果を用いて膜厚の変化率を計算しても良い。このようにすれば、より精度良く膜厚を均一化することが可能となる。
【００３４】
また、上記のステップＳ５０１からＳ５０６までは、ステップＳ５０７の膜形成ごとに行う必要はなく、ステップＳ５０７においては、たとえば１ロット分のウエハのすべてに対して膜形成を行って良い。
【００３５】
次に、カップ排気量の測定方法について説明する。
図７を参照すると、カップ１２のガイド部１２ｃの裏面であって、排気管１２ｅの開口と対向する位置に圧力センサ１８ａが取り付けられている。圧力センサとしては、半導体ダイヤフラム型、静電容量型、弾性体ダイヤフラム型、圧電型（半導体ピエゾ型を含む）、振動型、ブルドン管型、およびベローズ型のいずれかの圧力センサを利用することができる。取り付け位置を考慮すると、半導体ピエゾ型または半導体ダイヤフラム型の圧力センサが好ましい。圧力センサ１８ａが図示の位置に取り付けられる場合、突出部１２ｂとガイド部１２ｃとにより形成される気流路を通って排気管１２ｅへ流れ込む気流により圧力センサ１８ａに加わる圧力が測定される。また、圧力センサ１８ａは制御器１８ｂに電気的に接続されている。制御器１８ｂは、圧力センサ１８ａからの信号を入力して、この信号の大きさを圧力値に換算して表示する。一方、排気管１２ｅには、流量制御器１５の下流に流量計（図示せず）が設けられている。この流量計としては、たとえばマスフローメータを使用することができる。そして、予備実験として、制御部１７から流量制御器１５へ出力される指示信号を変数として種々に変更し、変更のたびに圧力センサ１８ａにより測定される圧力と、流量計により測定される排気量とを記録する。これにより、排気量と圧力との間の換算表（グラフ）が取得される。この換算表を用意しておけば、流量計を使用することなく、圧力センサ１８ａによりカップ排気量を測定することが可能となる。
【００３６】
また、図８に示すように、風速測定治具１９を用い、風速測定治具１９により測定される風速と、上述の流量計により測定される流量との換算表を求めておけば、風速測定治具１９により測定した風速からカップ排気量を求めることが可能となる。風速測定治具１９は、図示のとおり、カップ１２の開口部１２ａを塞ぐことができる直径を有しており、また、中央の開口に測定部１９ａを有している。測定部１９ａはたとえば羽根車を有している。カップ１２上に載置された風速測定治具１９の中央の開口を気流が通過すると、その気流によって羽根車が回転し、回転速度に応じて気流の風速が制御部１９ｃにより測定される。
【００３７】
なお、カップ１２の排気量は、これらの圧力センサ１８ａや流速測定治具１９により測定されるものに限られない。排気管１２ｅ内に設けた上述の流量計を使用して測定しても構わない。もちろん、カップ１２の排気量は絶対量である必要もなく、排気量を示す指標値（代替値）であって良い。たとえば、制御部１７から流量調整器１５へ出力される指示信号に対する膜厚の変化率を求め、これに基づいて指示信号の大きさを調整し、膜厚の均一化を図っても良い。
【００３８】
また、主としてレジスト膜を形成する場合を説明したが、反射防止膜やスピンオン誘電体（ＳＯＤ）膜（スピンオングラス膜を含む）などのように、原料塗布液をウエハに供給してウエハを回転することにより膜を形成する場合であれば、本発明を適用することができる。また、半導体ウエハに限らず、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板を用いる場合にも本発明を適用することができる。
【００３９】
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲から逸脱することなく種々に変形し、変更することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０・・・回転塗布装置、１１・・・スピンチャック、１２・・・カップ、１２ｄ・・・廃液管、１２ｅ・・・排気管、１３・・・ディスペンサ、１５・・・排気量調整器、１５ａ・・・ダンパー、１６・・・筐体、１６ａ・・・搬送口、１６ｃ・・・ファンフィルタユニット(ＦＦＵ)、１７・・・制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成する膜の原料薬液を該基板に滴下し、当該基板を回転することにより前記膜を形成する回転塗布方法であって、
基板回転保持部に保持される前記基板の周囲を囲むカップ部を第１のカップ排気量で排気しつつ、所定の回転速度で第１の基板に前記膜を形成するステップと、
前記カップ部を第２のカップ排気量で排気しつつ、前記所定の回転速度で第２の基板に前記膜を形成するステップと、
前記第１のカップ排気量、前記第１の基板に形成された前記膜の膜厚、前記第２のカップ排気量、および前記第２の基板に形成された前記膜の膜厚に基づいて、前記カップ部のカップ排気量に対する前記膜の膜厚の変化率を取得するステップと、
取得した前記変化率に基づいて、前記カップ排気量を決定するステップと、
決定した前記カップ排気量にて前記カップ部を排気しつつ、前記所定の回転速度で前記基板を回転することにより、前記膜を第３の基板上に形成するステップと
を含む回転塗布方法。
【請求項２】
前記カップ部を第３のカップ排気量で排気しつつ、前記所定の回転速度で前記膜を第４の基板に形成するステップを更に含み、
前記取得するステップにおいて、前記第１のカップ排気量、前記第１の基板に形成された前記膜の膜厚、前記第２のカップ排気量、および前記第２の基板に形成された前記膜の膜厚に加えて、前記第３のカップ排気量および前記第４の基板に形成された前記膜の膜厚に基づいて、前記変化率が取得される、請求項１に記載の回転塗布方法。
【請求項３】
前記第１の基板に形成された前記膜の膜厚が当該第１の基板における中央よりも周縁に近い領域での膜厚であり、前記第２の基板に形成された前記膜の膜厚が当該第２の基板における、前記第１の基板の前記領域に対応した領域での膜厚である、請求項１に記載の回転塗布方法。
【請求項４】
前記第１のカップ排気量、前記第２のカップ排気量、および前記変化率に基づいて決定した前記カップ排気量が、前記カップ部の排気口に配された圧力センサにより測定される、請求項１に記載の回転塗布方法。
【請求項５】
前記第１のカップ排気量、前記第２のカップ排気量、および前記変化率に基づいて決定した前記カップ排気量が、前記カップ部の上端部に配され得る風量センサに基づいて決定される、請求項１に記載の回転塗布方法。
【請求項１】
基板に形成する膜の原料薬液を該基板に滴下し、当該基板を回転することにより前記膜を形成する回転塗布方法であって、
基板回転保持部に保持される前記基板の周囲を囲むカップ部を第１のカップ排気量で排気しつつ、所定の回転速度で第１の基板に前記膜を形成するステップと、
前記カップ部を第２のカップ排気量で排気しつつ、前記所定の回転速度で第２の基板に前記膜を形成するステップと、
前記第１のカップ排気量、前記第１の基板に形成された前記膜の膜厚、前記第２のカップ排気量、および前記第２の基板に形成された前記膜の膜厚に基づいて、前記カップ部のカップ排気量に対する前記膜の膜厚の変化率を取得するステップと、
取得した前記変化率に基づいて、前記カップ排気量を決定するステップと、
決定した前記カップ排気量にて前記カップ部を排気しつつ、前記所定の回転速度で前記基板を回転することにより、前記膜を第３の基板上に形成するステップと
を含む回転塗布方法。
【請求項２】
前記カップ部を第３のカップ排気量で排気しつつ、前記所定の回転速度で前記膜を第４の基板に形成するステップを更に含み、
前記取得するステップにおいて、前記第１のカップ排気量、前記第１の基板に形成された前記膜の膜厚、前記第２のカップ排気量、および前記第２の基板に形成された前記膜の膜厚に加えて、前記第３のカップ排気量および前記第４の基板に形成された前記膜の膜厚に基づいて、前記変化率が取得される、請求項１に記載の回転塗布方法。
【請求項３】
前記第１の基板に形成された前記膜の膜厚が当該第１の基板における中央よりも周縁に近い領域での膜厚であり、前記第２の基板に形成された前記膜の膜厚が当該第２の基板における、前記第１の基板の前記領域に対応した領域での膜厚である、請求項１に記載の回転塗布方法。
【請求項４】
前記第１のカップ排気量、前記第２のカップ排気量、および前記変化率に基づいて決定した前記カップ排気量が、前記カップ部の排気口に配された圧力センサにより測定される、請求項１に記載の回転塗布方法。
【請求項５】
前記第１のカップ排気量、前記第２のカップ排気量、および前記変化率に基づいて決定した前記カップ排気量が、前記カップ部の上端部に配され得る風量センサに基づいて決定される、請求項１に記載の回転塗布方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−３８９６８（Ｐ２０１２−３８９６８Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７８８５３（Ｐ２０１０−１７８８５３）
【出願日】平成２２年８月９日（２０１０．８．９）
【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２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月９日（２０１０．８．９）
【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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