基板の処理方法及び基板の処理装置
【課題】 ウェハ上に平坦度の高い膜を短い時間で形成する。
【解決手段】 押圧処理装置３３の処理容器７０内に，ヒータ７２が内蔵された保持台７１が設けられる。保持台７１の上方には，押圧板８０が配置される。押圧板８０の下面８０ａには，ウェハＷの下地膜の溝に対応する位置に凹部８０ｂが形成されている。押圧板８０は，昇降駆動部８２により昇降可能であり，保持台７１上に下降して，ウェハＷの塗布膜を押圧できる。保持台１２１上に載置されたウェハＷを加熱しながら，押圧板８０によりウェハＷ上の塗布膜の上面をプレスし，下地膜の溝に対応する位置の塗布膜の上面に凸部を形成する。その後の塗布膜の硬化処理により塗布膜が収縮し，結果的に平坦な膜が形成される。
【解決手段】 押圧処理装置３３の処理容器７０内に，ヒータ７２が内蔵された保持台７１が設けられる。保持台７１の上方には，押圧板８０が配置される。押圧板８０の下面８０ａには，ウェハＷの下地膜の溝に対応する位置に凹部８０ｂが形成されている。押圧板８０は，昇降駆動部８２により昇降可能であり，保持台７１上に下降して，ウェハＷの塗布膜を押圧できる。保持台１２１上に載置されたウェハＷを加熱しながら，押圧板８０によりウェハＷ上の塗布膜の上面をプレスし，下地膜の溝に対応する位置の塗布膜の上面に凸部を形成する。その後の塗布膜の硬化処理により塗布膜が収縮し，結果的に平坦な膜が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，塗布液が塗布された基板の処理方法とその処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスでは，基板に層間絶縁膜を形成する処理が行われる。この層間絶縁膜の形成処理は，例えばＳＯＤ（Spin on Dielectric）膜形成システムにおいて行われ，ウェハ上に絶縁膜材料である塗布液を塗布する塗布処理，塗布膜中の溶剤を揮発させる加熱処理，塗布膜を硬化させる硬化処理等が行われている。
【０００３】
上述の加熱処理では，例えば基板が枚様式に１５０℃程度の温度で加熱され，塗布膜中の溶剤が揮発される。また，上述の硬化処理では，例えば５０〜１００枚程度の基板がまとめて加熱炉に搬入され，当該基板が例えば９００℃程度の高温で加熱されて，塗布膜が硬化される。この硬化処理には，４時間程度の時間を要する。
【０００４】
上述の塗布処理では，通常，既にパターンが形成され凹凸のある下地膜上に塗布される。そして，上述の加熱処理や硬化処理では，塗布膜の溶剤が揮発したり，塗布膜が化学的に反応するため，塗布膜の収縮が起こる。この際，例えば図１２に示すように基板Ｗ上の溝Ａのある部分と溝Ａのない部分でその収縮率が異なり，塗布膜Ｒの上面に，溝Ａのある部分が凹むように凹凸ができる。
【０００５】
このように塗布膜の上面に凹凸が形成できると，例えば露光時のフォーカスが部分的に合わず，塗布膜に形成されるパターンの線幅にばらつきが生じることがある。また，エッチング時には，塗布膜の上面の盛り上がった部分と凹んだ部分で，エッチングにより形成される溝の深さが異なるため，例えば溝に埋設される金属配線の長さが不揃いになり，電気抵抗が不均一になって，適正な半導体デバイスが製造されない。
【０００６】
そこで，塗布膜の平坦化を図るため，ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術により，膜形成後に絶縁膜の表面を研磨する処理が行われている。しかしながら，この場合には，ＣＭＰ処理のための多大な時間を要し，スループットが低下する。また，ＣＭＰ装置も必要になり，その分コストも高くなる。
【０００７】
また，塗布膜上に薄いフィルムを敷設して加圧する平坦化技術（例えば，特許文献１参照。）が提案されているが，これも，薄膜フィルムをエッチングする工程を必要とし，その分時間がかかる。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２７４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，平坦性の高い塗布膜をより短い時間で形成することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は，基板の処理方法であって，基板の凹みのある下地膜上に塗布液を塗布する塗布工程と，前記基板に塗布された塗布膜の上面に，上方に突出する凸部を形成する工程と，を有し，前記凸部は，前記下地膜の凹みに対応する位置に形成されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば，塗布工程の後に，塗布膜の上面における下地膜の凹みに対応する位置に凸部を形成する。こうすることにより，その後の工程で，例えば硬化処理などの高温処理が行われた際に，下地膜の凹みに対応する凸部が他の部分よりも大きく収縮し，結果的に上面が平坦な膜を形成できる。また，従来のように時間の掛かるＣＭＰ処理やエッチング処理が不要であるので，膜の形成時間を短縮できる。
【００１２】
前記凸部を形成する工程は，前記塗布膜中の溶剤を揮発させる工程中に行われてもよい。
【００１３】
前記下地膜の凹みの位置に対応した凹部を下面に有する押圧部材により，前記塗布膜の上面を押圧して，前記塗布膜に前記凸部を形成するようにしてもよい。
【００１４】
凹部の水平方向の寸法が異なる複数の押圧部材により，前記塗布膜の上面を複数回押圧し，前記凹部の水平方向の寸法が大きい押圧部材から順に，前記塗布膜の上面を押圧して，前記凸部を形成するようにしてもよい。
【００１５】
前記塗布工程の後に，基板の加熱処理が行われ，前記加熱処理の際の塗布膜の収縮率に基づいて，前記凸部の大きさが予め設定されていてもよい。なお，この加熱処理には，例えば塗布膜中の溶剤を揮発させる加熱処理や，塗布膜を硬化させる加熱処理などが含まれる。
【００１６】
別の観点による本発明によれば，凹みのある下地膜上に塗布液が塗布された基板の処理装置であって，基板を保持する保持部材と，前記保持部材に保持された基板上の塗布膜を上方から押圧する押圧部材と，を備え，前記押圧部材の下面には，前記下地膜の凹みの位置に対応する凹部が形成されていることを特徴とする基板の処理装置が提供される。
【００１７】
前記基板の処理装置は，前記保持部材に保持された基板を加熱する加熱部材を備えていてもよい。
【００１８】
前記基板の処理装置は，凹部の水平方向の寸法が異なる複数の押圧部材を備え，前記凹部の水平方向の寸法が大きい押圧部材から順に，前記塗布膜の上面を押圧できるようにしてもよい。
【００１９】
前記塗布膜は，加熱されるものであり，前記押圧部材の凹部の大きさは，前記加熱による塗布膜の収縮率に基づいて予め設定されていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば，平坦性の高い膜が短時間で形成されるので，スループットの向上が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる押圧処理装置が搭載された絶縁膜形成システム１の構成の概略を示す平面図であり，図２は，絶縁膜形成システム１の正面図であり，図３は，絶縁膜形成システム１の背面図である。
【００２２】
絶縁膜形成システム１は，図１に示すように，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から絶縁膜形成システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，絶縁膜形成工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の処理装置を多段に配置している処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられ，バッチ式の熱処理炉４との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイス部５とを一体に接続した構成を有している。
【００２３】
カセットステーション２には，カセット載置台１０が設けられ，当該カセット載置台１０は，複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。カセットステーション２には，搬送路１１上をＸ方向に向かって移動可能なウェハ搬送体１２が設けられている。ウェハ搬送体１２は，カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり，Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウェハＷに対して選択的にアクセスできる。
【００２４】
ウェハ搬送体１２は，Ｚ軸周りのθ方向に回転可能であり，後述する処理ステーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属するエクステンション装置３２に対してもアクセスできる。
【００２５】
処理ステーション３の中心部には，主搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の周辺には，各種処理装置が多段に配置された複数の処理装置群が設けられている。この絶縁膜形成システム１には，４つの処理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が配置されている。第１及び第２の処理装置群Ｇ１，Ｇ２は，絶縁膜形成システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群Ｇ３は，主搬送装置１３のカセットステーション２側に配置され，第４の処理装置群Ｇ４は，主搬送装置１３のインターフェイス部５側に配置されている。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群Ｇ５を背面側に別途配置可能となっている。主搬送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１〜Ｇ５内に配置されている後述する各種処理装置に対してウェハＷを搬送できる。
【００２６】
第１の処理装置群Ｇ１には，例えば図２に示すように絶縁膜材料と溶剤を主成分とする塗布液をウェハＷに塗布する塗布処理装置１７，１８が下から順に２段に配置されている。第２の処理装置群Ｇ２には，例えば塗布処理装置１７等で用いられる塗布液等が貯留され，当該塗布液等の供給源となる処理液キャビネット１９と，塗布処理装置２０とが下から順に２段に配置されている。塗布処理装置１７，１８及び２０には，ウェハＷを回転させながら塗布液を塗布するスピン方式の塗布処理装置が用いられている。
【００２７】
第３の処理装置群Ｇ３には，例えば図３に示すように，ウェハＷを冷却処理する冷却処理装置３０，３１，ウェハＷの受け渡しを行うためのエクステンション装置３２，本実施の形態にかかる基板の処理装置としての押圧処理装置３３，３４が下から順に例えば５段に積み重ねられている。なお，押圧処理装置３３，３４の詳しい構成については後述する。
【００２８】
第４の処理装置群Ｇ４には，例えば冷却処理装置４０，４１，エクステンション装置４２，押圧処理装置４３，４４が下から順に例えば５段に積み重ねられている。
【００２９】
インターフェイス部５には，例えば図１に示すようにＸ方向に向けて延伸する搬送路５０上を移動するウェハ搬送体５１と，バッファカセット５２が設けられている。ウェハ搬送体５１は，Ｚ方向に移動可能でかつθ方向にも回転可能であり，インターフェイス部５に隣接した加熱炉４と，バッファカセット５２及び第４の処理装置群Ｇ４の処理装置に対してアクセスしてウェハＷを搬送できる。
【００３０】
加熱炉４は，例えば複数枚のウェハＷを上下方向に並べて保持するラダーボートと，そのラダーボードを収容してウェハＷを所定の反応ガス雰囲気で加熱する縦型炉を備えており，複数枚のウェハＷをまとめて加熱できる。
【００３１】
次に，押圧処理装置３３の構成について説明する。図４は，押圧処理装置３３の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【００３２】
押圧処理装置３３は，内部を密閉可能な処理容器７０を有している。処理容器７０内の中央部には，例えばウェハＷを載置して保持する保持部材としての保持台７１が設けられている。保持台７１は，例えば略円盤形状に形成されている。保持台７１の上面には，図示しない吸引口が開口しており，この吸引口からの吸引によりウェハＷを吸着保持できる。保持台７１の内部には，例えば加熱部材としてのヒータ７２が内蔵されている。ヒータ７２は，電源７３からの給電により発熱し，保持台７１上のウェハＷを加熱できる。
【００３３】
保持台７１は，例えば水平方向で直交するＸ，Ｙ方向に移動自在なＸ−Ｙステージ７４上に載置されており，ウェハＷの水平方向の位置合わせを行うことができる。
【００３４】
保持台７１の上方には，保持台７１に対向するように押圧部材としての押圧板８０が設けられている。押圧板８０は，例えば少なくともウェハＷよりも大きい円盤形状に形成されている。押圧板８０の材質には，例えばガラス又はニッケルが用いられている。
【００３５】
押圧板８０は，その上面側が支持体８１に支持されている。支持体８１は，例えば処理容器７０の天井面に取り付けられたシリンダなどの昇降駆動部８２により昇降できる。これにより，押圧板８０は，保持台７１上のウェハＷの表面まで下降し，ウェハＷ上の塗布膜の上面を上方から押圧できる。
【００３６】
押圧板８０の下面８０ａには，処理されるウェハＷの下地膜の凹みに対応するように凹部８０ｂが形成されている。例えば図５に示すようにウェハＷの下地膜に複数の溝Ａが形成されている場合，各溝Ａに対応する位置にそれぞれ凹部８０ｂが形成されている。これにより，押圧板８０が塗布膜の上面を押圧したときには，下地膜の溝Ａに対応した塗布膜の上面の位置に，凹部８０ｂによる凸部を形成できる。
【００３７】
各凹部８０ｂの幅と深さからなる大きさは，対応する溝Ａの大きさに基づいて定められている。例えば，塗布膜が熱処理された際に，溝Ａのある部分の塗布膜と溝Ａのない部分の塗布膜とで収縮率が異なり，図１２に示したように溝Ａのある部分の塗布膜は溝Ａのない部分の塗布膜よりも大きく収縮する。この溝Ａの部分の塗布膜の凹みを見越して，最終的に形成される絶縁膜の上面が平坦になるように，各凹部８０ｂの大きさが設定される。例えば図６に示すように凹部８０ｂの幅は，対応する溝Ａとほぼ同程度に形成され，凹部８０ｂの深さは，対応する溝Ａが深いほど深く形成される。したがって，押圧板８０による押圧により，塗布膜の上面には，その下地膜の溝Ａの大きさに応じた大きさの凸部が形成される。
【００３８】
押圧板８０の下面８０ａには，例えば絶縁膜との接着を防止するための表面処理が施されている。なお，表面処理に代えて，下面８０ａに剥離剤が塗布されていてもよい。
【００３９】
図４に示すように処理容器７０の一方の側壁面には，塗布液の溶剤蒸気を供給する給気口９０が形成されている。例えば給気口９０には，溶剤蒸気供給装置９１に通じる溶剤蒸気供給管９２が接続されている。処理容器７０の他方の側壁面には，排気口９３が形成されている。排気口９３は，例えば排気管９４を通じて負圧発生装置９５に接続されている。この負圧発生装置９５により，排気口９３から処理容器７０内の雰囲気を排気することができる。なお，本実施の形態においては，排気口９３，排気管９４及び負圧発生装置９５により減圧装置を構成している。
【００４０】
処理容器７０内には，ウェハＷ上のアライメントマークを検出するアライメントスコープ１００が設けられている。アライメントスコープ１００は，例えば保持台７１の外方から保持台７１の上方まで移動可能であり，ウェハＷ上の複数個所のアライメントマークを検出できる。
【００４１】
アライメントスコープ１００による検出結果は，例えば制御部１１０に出力できる。制御部１１０は，アライメントスコープ１００による検出結果に基づいて，Ｘ−Ｙステージ７４の動作を制御し，押圧板８０の凹部８０ｂと保持台７１上のウェハＷの溝Ａの位置を合わせることができる。
【００４２】
制御部１１０は，例えば押圧板８０やヒータ７２の動作も制御できる。例えば制御部１１０は，電源７３からヒータ７２への給電量を調整し，ヒータ７２の発熱量を制御することにより，ウェハＷを所定の温度で加熱できる。制御部１１０は，昇降駆動部８２の駆動を制御し，押圧板８０の移動を制御することにより，押圧板８０により所定のタイミング，所定の圧力でウェハＷ上の塗布膜を押圧できる。
【００４３】
例えば上述の溶剤蒸気供給装置９１と負圧発生装置９５の動作も，制御部１１０により制御されている。この制御部１１０により，処理容器７０内に所定の流量の溶剤蒸気を供給できる。また，制御部１１０により，処理容器７０内を所定の圧力に減圧できる。なお，制御部１１０は，例えばコンピュータにより構成され，制御部１１０における制御は，記憶された制御プログラムを実行することにより実現される。
【００４４】
なお，押圧処理装置３４，４３及び４４の構成は，押圧処理装置３３と同様であり，説明を省略する。
【００４５】
次に，以上のように構成された押圧処理装置３３におけるウェハＷの処理プロセスを，絶縁膜形成処理システム１の絶縁膜形成プロセスと共に説明する。
【００４６】
先ず，ウェハ搬送体１２によって，図１に示すカセット載置台１０上のカセットＣから未処理のウェハＷが一枚取り出され，第３の処理装置群Ｇ３の例えばエクステンション装置３２に搬送される。ウェハＷは，主搬送装置１３によって，エクステンション装置３２から冷却処理装置３０に搬送され，所定温度に温度調節される。その後ウェハＷは，主搬送装置１３によって，例えば塗布処理装置２０に搬送される。
【００４７】
塗布処理装置２０では，例えば回転されたウェハＷの中心部に，塗布液が滴下され，当該塗布液がウェハＷの表面上を拡散することによって，ウェハ表面の全体に塗布液が塗布される。塗布後，ウェハＷが高速回転され，そのウェハＷ上の塗布膜が例えば６０％程度乾燥される。塗布処理装置２０において，塗布液の塗布が終了したウェハＷは，押圧処理装置３３に搬送され，塗布膜の乾燥と塗布膜表面のプレス成形が行われる。この押圧処理装置３３における処理プロセスについては後述する。
【００４８】
押圧処理装置３３における処理が終了したウェハＷは，主搬送装置１３によって冷却処理装置４０に搬送されて，所定の温度に冷却され温度調整される。その後，ウェハＷは，インターフェイス部５のウェハ搬送体５１によってバッファカセット５２に搬送される。その後ウェハＷは，加熱炉４に搬送され，数十枚のウェハＷがまとめて加熱処理される。この加熱炉４では，例えば所定の反応ガス雰囲気の下，ウェハＷが９００℃程度の高温で，長時間にわたり徐々に加熱され，その後冷却されて，塗布膜が硬化される。こうして，ウェハＷ上に，低誘電率膜などの絶縁膜が形成される。
【００４９】
次に，上述の押圧処理装置３３で行われる処理について詳しく説明する。塗布処理装置２０において例えば６０％程度塗布膜が乾燥されたウェハＷが図４に示すように処理容器７０内に搬入され，保持台７１に吸着保持される。
【００５０】
処理容器７０内は，例えば給気口９０からの溶剤蒸気の給気と，排気口９３からの排気が行われ，処理容器７０内が所定濃度の溶剤雰囲気に維持される。これにより，ウェハＷ上の塗布膜の乾燥速度が低減される。また，処理容器７０内は，所定の減圧雰囲気に維持される。
【００５１】
保持台７１にウェハＷが保持されると，例えばアライメントスコープ１００がウェハＷ上に移動しウェハＷの複数個所のアライメントマークが検出される。制御部１１０は，この検出結果に基づいて，Ｘ―Ｙステージ７４を移動させ，押圧板８０の凹部８０ｂとウェハＷの下地膜の溝Ａが対向するように保持台７１が位置調整される。
【００５２】
保持台７１に保持されたウェハＷは，ヒータ７２によって例えば１５０℃程度に加熱され，図７（ａ）に示すように塗布膜Ｒ内の溶剤が揮発して塗布膜Ｒの乾燥が開始される。この塗布膜Ｒの乾燥中に，図７（ｂ）に示すように押圧板８０が下降し，押圧板８０の下面８０ａによって塗布膜Ｒの上面が押圧される。このとき，塗布膜Ｒは，押圧板８０の凹部８０ｂ内に流れ込む。この押圧板８０による押圧は，例えば４．９×１０２ｋＰａ（５ｋｇｆ/ｃｍ２）程度の圧力で，例えば２秒程度行われる。
【００５３】
その後，押圧板８０は，図７（ｃ）に示すように上昇され，塗布膜Ｒから離される。こうして，塗布膜Ｒの上面に凸部Ｒ１が形成される。例えばこの時点で，塗布膜Ｒは，８０％程度乾燥される。
【００５４】
その後，ウェハＷは，所定時間加熱され，塗布膜Ｒが１００％乾燥される。乾燥後，ウェハＷは，処理容器７０から搬出され，一連の乾燥・押圧処理が終了する。
【００５５】
なお，上述の一連の乾燥・押圧処理は，例えば制御部１１０が，押圧板８０，ヒータ７２，溶剤蒸気供給装置９１及び負圧発生装置９５などの動作を制御することにより実現される。
【００５６】
乾燥・押圧処理の後，ウェハＷは，上述したように加熱炉４において高温加熱される。このとき，図８に示すように塗布膜Ｒの溝Ａのある部分は，他の部分よりも大きく収縮し，塗布膜Ｒの凸部Ｒ１が無くなって，最終的に上面が平坦な絶縁膜が形成される。
【００５７】
以上の実施の形態によれば，塗布膜Ｒの乾燥中に，下地膜に溝Ａのある部分が高くなるように，塗布膜Ｒをプレス成形する。その後の熱処理時には，塗布膜Ｒの溝Ａのある部分が大きく収縮するので，凸部Ｒ１が無くなって，最終的に上面が平坦な絶縁膜が形成される。この結果，その後の絶縁膜のエッチングなどがウェハＷ面内で均一に行われる。また，塗布膜Ｒの乾燥中に塗布膜Ｒのプレスを行うだけなので，従来のように時間がかからず，短時間で平坦な絶縁膜を形成できる。
【００５８】
ウェハＷを加熱しながら，塗布膜Ｒをプレスしたので，熱エネルギによって塗布膜Ｒの流動性を上げることができる。それ故，塗布膜Ｒが変形しやすく，塗布膜Ｒの上面に凸部Ｒ１を適正に形成できる。
【００５９】
処理容器７０内に塗布膜Ｒの溶剤蒸気を供給するようにしたので，塗布膜Ｒ中の溶剤の揮発速度を遅くすることができる。これにより，加熱により塗布膜Ｒの流動性を上げた状態で，さらに溶剤の揮発速度を遅くして塗布膜Ｒの粘性が低い状態を維持できる。この結果，押圧板８０による塗布膜Ｒの変形を適正かつ効果的に行うことができる。
【００６０】
以上の実施の形態では，押圧板８０によるプレスの回数が一回であったが，複数回行ってもよい。この際，複数の押圧板を用いて，塗布膜の上面に徐々に所定の大きさの凸部を成形するようにしてもよい。図９は，かかる場合の押圧処理装置１３０の一例を示す。
【００６１】
押圧処理装置１３０の処理容器１４０内には，例えば２つの保持台１５０，１５１が並べて設けられている。各保持台１５０，１５１には，上記実施の形態と同様にそれぞれヒータ１５３が内蔵されている。各ヒータ１５３は，各電源１５４からの給電により発熱する。各保持台１５０，１５１は，それぞれＸ−Ｙステージ１５５上に載置されている。各保持台１５０，１５１の上方には，支持体１５６によって支持された押圧板１６０，１６１がそれぞれ配置されている。各支持体１５６は，昇降駆動部１６３によって昇降できる。処理容器１４０内には，各保持台１５０，１５１に対するアライメントスコープ１６４がそれぞれ設けられている。
【００６２】
例えば保持台１５０に対向する押圧板１６０の下面１６０ａには，最終的に塗布膜Ｒ上に形成される凸部Ｒ１の水平方向の寸法よりも大きい凹部１６０ｂが形成されている。また，保持台１５１に対向する押圧板１６１の下面１６１ａには，最終的に塗布膜Ｒ上に形成される凸部Ｒ１に適合する凹部１６１ｂが形成されている。なお，凹部１６０ｂの深さは，凹部１６１ｂの深さと同じか，それよりも浅く設定されている。また，凹部１６０ｂの容積と凹部１６１ｂの容積は，ほぼ同等に設定されている。
【００６３】
処理容器１４０の一方の側壁面には，上記実施の形態と同様に塗布液の溶剤蒸気を供給する給気口１７０が形成され，給気口１７０には，溶剤蒸気供給装置１７１に通じる溶剤蒸気供給管１７２が接続されている。処理容器１４０の他方の側壁面には，排気口１７３が形成され，排気口１７３には，例えば排気管１７４を通じて負圧発生装置１７５に接続されている。
【００６４】
上記実施の形態と同様に，アライメントマーク１６４，昇降駆動部１６３，Ｘ−Ｙステージ１５５，ヒータ１５３，溶剤蒸気供給装置１７１及び負圧発生装置１７５などの動作の制御は，制御部１８０により行われている。
【００６５】
なお，処理容器１４０内には，各保持台１５０，１５１間のウェハＷの搬送を行う図示しない搬送機構が設けられている。
【００６６】
乾燥・押圧処理の際には，上記実施の形態と同様に，給気口１７０からの溶剤蒸気の供給と，排気口１７３からの排気により，処理容器１４０内が所定濃度の溶剤雰囲気に維持される。そして，例えば６０％程度乾燥されたウェハＷが処理容器１４０に搬入され，図１０（ａ）に示すように保持台１５０に保持される。ウェハＷは，保持台１５０のヒータ１５３により例えば第１段階の温度Ｋ１，例えば１２０℃で加熱される。その後，図１０（ｂ）に示すように押圧板１６０が下降され，塗布膜Ｒの上面が押圧される（第１回プレス）。所定時間経過後，押圧板１６０が上昇される。このとき，図１０（ｃ）に示すように塗布膜Ｒの上面には，最終的に形成される凸部Ｒ１よりも幅が広い凸部Ｒ２が形成される。
【００６７】
押圧板１６０によるプレスが終了すると，ウェハＷは，図１１（ａ）に示すようにその隣の保持台１５１に搬送され，保持される。ウェハＷは，保持台１５１のヒータ１５３により，例えば第１段階の温度Ｋ１よりも高い第２段階の温度Ｋ２，例えば１５０℃で加熱される。その後図１１（ｂ）に示すように押圧板１６１が下降され，塗布膜Ｒの上面が押圧される（第２回プレス）。所定時間経過後，押圧板１６１が上昇され，図１１（ｃ）に示すように塗布膜Ｒの上面に最終的な大きさの凸部Ｒ１が形成される。
【００６８】
この実施の形態によれば，塗布膜Ｒの凸部Ｒ１が段階的に形成されるので，乾燥途中の塗布膜Ｒを所望の形状に適正に変形できる。また，塗布膜Ｒの加熱温度を段階的に上げたので，塗布膜Ｒの凸部の形成段階に合わせて塗布膜Ｒの乾燥を促進させることができる。
【００６９】
この実施の形態において，２つの押圧板１６０，１６１により２回のプレスが行われていたが，押圧板の数とプレスの回数は任意に選択でき，より細かい段階に分けて徐々に凸部Ｒ１を形成してもよい。また，２つの保持台１５０，１５１に対してそれぞれ押圧板１６０，１６１を設けていたが，一つの保持台に対して２つの押圧板１６０，１６１を交換可能に設けてもよい。
【００７０】
以上の実施の形態では，ウェハＷを加熱して塗布膜Ｒを乾燥させならが，凸部Ｒ１を形成していたが，処理容器１４０内を減圧することにより塗布膜Ｒを乾燥させてもよい。
【００７１】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば，以上の実施の形態は，ウェハＷ上に絶縁膜を形成するものであったが，他の種類の塗布膜，例えば金属膜，ＳＯＧ（Spin on Glass）膜などの永久膜，犠牲膜やレジスト膜を形成する場合にも，本発明は適用できる。また，膜の塗布方法は，ウェハＷを回転させた状態で塗布するスピンコート法に限られず，塗布液を吐出したノズルとウェハＷとを相対的に移動させながら塗布するスキャンコート法であってもよい。また，本発明は，ウェハＷ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ），フォトマスク用のマスクレチクルや，チップ状の基板などの処理にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は，基板上に平坦度の高い膜を短時間で形成する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】絶縁膜形成システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】図１の絶縁膜形成システムの正面図である。
【図３】図１の絶縁膜形成システムの背面図である。
【図４】押圧処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図５】押圧板の形状を示す縦断面の説明図である。
【図６】押圧板の凹部の形状を説明するための凹部とウェハの拡大図である。
【図７】（ａ）は，プレス前の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図であり，（ｂ）は，押圧板を塗布膜に押圧したときの状態を示す説明図であり，（ｃ）は，プレス後の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図である。
【図８】硬化処理後の塗布膜の状態を示す縦断面の説明図である。
【図９】２つの押圧板を備えた場合の押圧処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図１０】（ａ）は，第１回目のプレス前の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図であり，（ｂ）は，押圧板を塗布膜に押圧したときの状態を示す説明図であり，（ｃ）は，第１回目のプレス後の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は，第２回目のプレス前の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図であり，（ｂ）は，押圧板を塗布膜に押圧したときの状態を示す説明図であり，（ｃ）は，第２回目のプレス後の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図である。
【図１２】上面に凹凸が形成された塗布膜の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 絶縁膜形成システム
３３ 押圧処理装置
７１ 保持台
７２ ヒータ
８０ 押圧板
８０ａ 下面
８０ｂ 凹部
Ｒ 塗布膜
Ｗ ウェハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は，塗布液が塗布された基板の処理方法とその処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスでは，基板に層間絶縁膜を形成する処理が行われる。この層間絶縁膜の形成処理は，例えばＳＯＤ（Spin on Dielectric）膜形成システムにおいて行われ，ウェハ上に絶縁膜材料である塗布液を塗布する塗布処理，塗布膜中の溶剤を揮発させる加熱処理，塗布膜を硬化させる硬化処理等が行われている。
【０００３】
上述の加熱処理では，例えば基板が枚様式に１５０℃程度の温度で加熱され，塗布膜中の溶剤が揮発される。また，上述の硬化処理では，例えば５０〜１００枚程度の基板がまとめて加熱炉に搬入され，当該基板が例えば９００℃程度の高温で加熱されて，塗布膜が硬化される。この硬化処理には，４時間程度の時間を要する。
【０００４】
上述の塗布処理では，通常，既にパターンが形成され凹凸のある下地膜上に塗布される。そして，上述の加熱処理や硬化処理では，塗布膜の溶剤が揮発したり，塗布膜が化学的に反応するため，塗布膜の収縮が起こる。この際，例えば図１２に示すように基板Ｗ上の溝Ａのある部分と溝Ａのない部分でその収縮率が異なり，塗布膜Ｒの上面に，溝Ａのある部分が凹むように凹凸ができる。
【０００５】
このように塗布膜の上面に凹凸が形成できると，例えば露光時のフォーカスが部分的に合わず，塗布膜に形成されるパターンの線幅にばらつきが生じることがある。また，エッチング時には，塗布膜の上面の盛り上がった部分と凹んだ部分で，エッチングにより形成される溝の深さが異なるため，例えば溝に埋設される金属配線の長さが不揃いになり，電気抵抗が不均一になって，適正な半導体デバイスが製造されない。
【０００６】
そこで，塗布膜の平坦化を図るため，ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術により，膜形成後に絶縁膜の表面を研磨する処理が行われている。しかしながら，この場合には，ＣＭＰ処理のための多大な時間を要し，スループットが低下する。また，ＣＭＰ装置も必要になり，その分コストも高くなる。
【０００７】
また，塗布膜上に薄いフィルムを敷設して加圧する平坦化技術（例えば，特許文献１参照。）が提案されているが，これも，薄膜フィルムをエッチングする工程を必要とし，その分時間がかかる。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２７４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，平坦性の高い塗布膜をより短い時間で形成することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は，基板の処理方法であって，基板の凹みのある下地膜上に塗布液を塗布する塗布工程と，前記基板に塗布された塗布膜の上面に，上方に突出する凸部を形成する工程と，を有し，前記凸部は，前記下地膜の凹みに対応する位置に形成されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば，塗布工程の後に，塗布膜の上面における下地膜の凹みに対応する位置に凸部を形成する。こうすることにより，その後の工程で，例えば硬化処理などの高温処理が行われた際に，下地膜の凹みに対応する凸部が他の部分よりも大きく収縮し，結果的に上面が平坦な膜を形成できる。また，従来のように時間の掛かるＣＭＰ処理やエッチング処理が不要であるので，膜の形成時間を短縮できる。
【００１２】
前記凸部を形成する工程は，前記塗布膜中の溶剤を揮発させる工程中に行われてもよい。
【００１３】
前記下地膜の凹みの位置に対応した凹部を下面に有する押圧部材により，前記塗布膜の上面を押圧して，前記塗布膜に前記凸部を形成するようにしてもよい。
【００１４】
凹部の水平方向の寸法が異なる複数の押圧部材により，前記塗布膜の上面を複数回押圧し，前記凹部の水平方向の寸法が大きい押圧部材から順に，前記塗布膜の上面を押圧して，前記凸部を形成するようにしてもよい。
【００１５】
前記塗布工程の後に，基板の加熱処理が行われ，前記加熱処理の際の塗布膜の収縮率に基づいて，前記凸部の大きさが予め設定されていてもよい。なお，この加熱処理には，例えば塗布膜中の溶剤を揮発させる加熱処理や，塗布膜を硬化させる加熱処理などが含まれる。
【００１６】
別の観点による本発明によれば，凹みのある下地膜上に塗布液が塗布された基板の処理装置であって，基板を保持する保持部材と，前記保持部材に保持された基板上の塗布膜を上方から押圧する押圧部材と，を備え，前記押圧部材の下面には，前記下地膜の凹みの位置に対応する凹部が形成されていることを特徴とする基板の処理装置が提供される。
【００１７】
前記基板の処理装置は，前記保持部材に保持された基板を加熱する加熱部材を備えていてもよい。
【００１８】
前記基板の処理装置は，凹部の水平方向の寸法が異なる複数の押圧部材を備え，前記凹部の水平方向の寸法が大きい押圧部材から順に，前記塗布膜の上面を押圧できるようにしてもよい。
【００１９】
前記塗布膜は，加熱されるものであり，前記押圧部材の凹部の大きさは，前記加熱による塗布膜の収縮率に基づいて予め設定されていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば，平坦性の高い膜が短時間で形成されるので，スループットの向上が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる押圧処理装置が搭載された絶縁膜形成システム１の構成の概略を示す平面図であり，図２は，絶縁膜形成システム１の正面図であり，図３は，絶縁膜形成システム１の背面図である。
【００２２】
絶縁膜形成システム１は，図１に示すように，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から絶縁膜形成システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，絶縁膜形成工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の処理装置を多段に配置している処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられ，バッチ式の熱処理炉４との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイス部５とを一体に接続した構成を有している。
【００２３】
カセットステーション２には，カセット載置台１０が設けられ，当該カセット載置台１０は，複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。カセットステーション２には，搬送路１１上をＸ方向に向かって移動可能なウェハ搬送体１２が設けられている。ウェハ搬送体１２は，カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり，Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウェハＷに対して選択的にアクセスできる。
【００２４】
ウェハ搬送体１２は，Ｚ軸周りのθ方向に回転可能であり，後述する処理ステーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属するエクステンション装置３２に対してもアクセスできる。
【００２５】
処理ステーション３の中心部には，主搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の周辺には，各種処理装置が多段に配置された複数の処理装置群が設けられている。この絶縁膜形成システム１には，４つの処理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が配置されている。第１及び第２の処理装置群Ｇ１，Ｇ２は，絶縁膜形成システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群Ｇ３は，主搬送装置１３のカセットステーション２側に配置され，第４の処理装置群Ｇ４は，主搬送装置１３のインターフェイス部５側に配置されている。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群Ｇ５を背面側に別途配置可能となっている。主搬送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１〜Ｇ５内に配置されている後述する各種処理装置に対してウェハＷを搬送できる。
【００２６】
第１の処理装置群Ｇ１には，例えば図２に示すように絶縁膜材料と溶剤を主成分とする塗布液をウェハＷに塗布する塗布処理装置１７，１８が下から順に２段に配置されている。第２の処理装置群Ｇ２には，例えば塗布処理装置１７等で用いられる塗布液等が貯留され，当該塗布液等の供給源となる処理液キャビネット１９と，塗布処理装置２０とが下から順に２段に配置されている。塗布処理装置１７，１８及び２０には，ウェハＷを回転させながら塗布液を塗布するスピン方式の塗布処理装置が用いられている。
【００２７】
第３の処理装置群Ｇ３には，例えば図３に示すように，ウェハＷを冷却処理する冷却処理装置３０，３１，ウェハＷの受け渡しを行うためのエクステンション装置３２，本実施の形態にかかる基板の処理装置としての押圧処理装置３３，３４が下から順に例えば５段に積み重ねられている。なお，押圧処理装置３３，３４の詳しい構成については後述する。
【００２８】
第４の処理装置群Ｇ４には，例えば冷却処理装置４０，４１，エクステンション装置４２，押圧処理装置４３，４４が下から順に例えば５段に積み重ねられている。
【００２９】
インターフェイス部５には，例えば図１に示すようにＸ方向に向けて延伸する搬送路５０上を移動するウェハ搬送体５１と，バッファカセット５２が設けられている。ウェハ搬送体５１は，Ｚ方向に移動可能でかつθ方向にも回転可能であり，インターフェイス部５に隣接した加熱炉４と，バッファカセット５２及び第４の処理装置群Ｇ４の処理装置に対してアクセスしてウェハＷを搬送できる。
【００３０】
加熱炉４は，例えば複数枚のウェハＷを上下方向に並べて保持するラダーボートと，そのラダーボードを収容してウェハＷを所定の反応ガス雰囲気で加熱する縦型炉を備えており，複数枚のウェハＷをまとめて加熱できる。
【００３１】
次に，押圧処理装置３３の構成について説明する。図４は，押圧処理装置３３の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【００３２】
押圧処理装置３３は，内部を密閉可能な処理容器７０を有している。処理容器７０内の中央部には，例えばウェハＷを載置して保持する保持部材としての保持台７１が設けられている。保持台７１は，例えば略円盤形状に形成されている。保持台７１の上面には，図示しない吸引口が開口しており，この吸引口からの吸引によりウェハＷを吸着保持できる。保持台７１の内部には，例えば加熱部材としてのヒータ７２が内蔵されている。ヒータ７２は，電源７３からの給電により発熱し，保持台７１上のウェハＷを加熱できる。
【００３３】
保持台７１は，例えば水平方向で直交するＸ，Ｙ方向に移動自在なＸ−Ｙステージ７４上に載置されており，ウェハＷの水平方向の位置合わせを行うことができる。
【００３４】
保持台７１の上方には，保持台７１に対向するように押圧部材としての押圧板８０が設けられている。押圧板８０は，例えば少なくともウェハＷよりも大きい円盤形状に形成されている。押圧板８０の材質には，例えばガラス又はニッケルが用いられている。
【００３５】
押圧板８０は，その上面側が支持体８１に支持されている。支持体８１は，例えば処理容器７０の天井面に取り付けられたシリンダなどの昇降駆動部８２により昇降できる。これにより，押圧板８０は，保持台７１上のウェハＷの表面まで下降し，ウェハＷ上の塗布膜の上面を上方から押圧できる。
【００３６】
押圧板８０の下面８０ａには，処理されるウェハＷの下地膜の凹みに対応するように凹部８０ｂが形成されている。例えば図５に示すようにウェハＷの下地膜に複数の溝Ａが形成されている場合，各溝Ａに対応する位置にそれぞれ凹部８０ｂが形成されている。これにより，押圧板８０が塗布膜の上面を押圧したときには，下地膜の溝Ａに対応した塗布膜の上面の位置に，凹部８０ｂによる凸部を形成できる。
【００３７】
各凹部８０ｂの幅と深さからなる大きさは，対応する溝Ａの大きさに基づいて定められている。例えば，塗布膜が熱処理された際に，溝Ａのある部分の塗布膜と溝Ａのない部分の塗布膜とで収縮率が異なり，図１２に示したように溝Ａのある部分の塗布膜は溝Ａのない部分の塗布膜よりも大きく収縮する。この溝Ａの部分の塗布膜の凹みを見越して，最終的に形成される絶縁膜の上面が平坦になるように，各凹部８０ｂの大きさが設定される。例えば図６に示すように凹部８０ｂの幅は，対応する溝Ａとほぼ同程度に形成され，凹部８０ｂの深さは，対応する溝Ａが深いほど深く形成される。したがって，押圧板８０による押圧により，塗布膜の上面には，その下地膜の溝Ａの大きさに応じた大きさの凸部が形成される。
【００３８】
押圧板８０の下面８０ａには，例えば絶縁膜との接着を防止するための表面処理が施されている。なお，表面処理に代えて，下面８０ａに剥離剤が塗布されていてもよい。
【００３９】
図４に示すように処理容器７０の一方の側壁面には，塗布液の溶剤蒸気を供給する給気口９０が形成されている。例えば給気口９０には，溶剤蒸気供給装置９１に通じる溶剤蒸気供給管９２が接続されている。処理容器７０の他方の側壁面には，排気口９３が形成されている。排気口９３は，例えば排気管９４を通じて負圧発生装置９５に接続されている。この負圧発生装置９５により，排気口９３から処理容器７０内の雰囲気を排気することができる。なお，本実施の形態においては，排気口９３，排気管９４及び負圧発生装置９５により減圧装置を構成している。
【００４０】
処理容器７０内には，ウェハＷ上のアライメントマークを検出するアライメントスコープ１００が設けられている。アライメントスコープ１００は，例えば保持台７１の外方から保持台７１の上方まで移動可能であり，ウェハＷ上の複数個所のアライメントマークを検出できる。
【００４１】
アライメントスコープ１００による検出結果は，例えば制御部１１０に出力できる。制御部１１０は，アライメントスコープ１００による検出結果に基づいて，Ｘ−Ｙステージ７４の動作を制御し，押圧板８０の凹部８０ｂと保持台７１上のウェハＷの溝Ａの位置を合わせることができる。
【００４２】
制御部１１０は，例えば押圧板８０やヒータ７２の動作も制御できる。例えば制御部１１０は，電源７３からヒータ７２への給電量を調整し，ヒータ７２の発熱量を制御することにより，ウェハＷを所定の温度で加熱できる。制御部１１０は，昇降駆動部８２の駆動を制御し，押圧板８０の移動を制御することにより，押圧板８０により所定のタイミング，所定の圧力でウェハＷ上の塗布膜を押圧できる。
【００４３】
例えば上述の溶剤蒸気供給装置９１と負圧発生装置９５の動作も，制御部１１０により制御されている。この制御部１１０により，処理容器７０内に所定の流量の溶剤蒸気を供給できる。また，制御部１１０により，処理容器７０内を所定の圧力に減圧できる。なお，制御部１１０は，例えばコンピュータにより構成され，制御部１１０における制御は，記憶された制御プログラムを実行することにより実現される。
【００４４】
なお，押圧処理装置３４，４３及び４４の構成は，押圧処理装置３３と同様であり，説明を省略する。
【００４５】
次に，以上のように構成された押圧処理装置３３におけるウェハＷの処理プロセスを，絶縁膜形成処理システム１の絶縁膜形成プロセスと共に説明する。
【００４６】
先ず，ウェハ搬送体１２によって，図１に示すカセット載置台１０上のカセットＣから未処理のウェハＷが一枚取り出され，第３の処理装置群Ｇ３の例えばエクステンション装置３２に搬送される。ウェハＷは，主搬送装置１３によって，エクステンション装置３２から冷却処理装置３０に搬送され，所定温度に温度調節される。その後ウェハＷは，主搬送装置１３によって，例えば塗布処理装置２０に搬送される。
【００４７】
塗布処理装置２０では，例えば回転されたウェハＷの中心部に，塗布液が滴下され，当該塗布液がウェハＷの表面上を拡散することによって，ウェハ表面の全体に塗布液が塗布される。塗布後，ウェハＷが高速回転され，そのウェハＷ上の塗布膜が例えば６０％程度乾燥される。塗布処理装置２０において，塗布液の塗布が終了したウェハＷは，押圧処理装置３３に搬送され，塗布膜の乾燥と塗布膜表面のプレス成形が行われる。この押圧処理装置３３における処理プロセスについては後述する。
【００４８】
押圧処理装置３３における処理が終了したウェハＷは，主搬送装置１３によって冷却処理装置４０に搬送されて，所定の温度に冷却され温度調整される。その後，ウェハＷは，インターフェイス部５のウェハ搬送体５１によってバッファカセット５２に搬送される。その後ウェハＷは，加熱炉４に搬送され，数十枚のウェハＷがまとめて加熱処理される。この加熱炉４では，例えば所定の反応ガス雰囲気の下，ウェハＷが９００℃程度の高温で，長時間にわたり徐々に加熱され，その後冷却されて，塗布膜が硬化される。こうして，ウェハＷ上に，低誘電率膜などの絶縁膜が形成される。
【００４９】
次に，上述の押圧処理装置３３で行われる処理について詳しく説明する。塗布処理装置２０において例えば６０％程度塗布膜が乾燥されたウェハＷが図４に示すように処理容器７０内に搬入され，保持台７１に吸着保持される。
【００５０】
処理容器７０内は，例えば給気口９０からの溶剤蒸気の給気と，排気口９３からの排気が行われ，処理容器７０内が所定濃度の溶剤雰囲気に維持される。これにより，ウェハＷ上の塗布膜の乾燥速度が低減される。また，処理容器７０内は，所定の減圧雰囲気に維持される。
【００５１】
保持台７１にウェハＷが保持されると，例えばアライメントスコープ１００がウェハＷ上に移動しウェハＷの複数個所のアライメントマークが検出される。制御部１１０は，この検出結果に基づいて，Ｘ―Ｙステージ７４を移動させ，押圧板８０の凹部８０ｂとウェハＷの下地膜の溝Ａが対向するように保持台７１が位置調整される。
【００５２】
保持台７１に保持されたウェハＷは，ヒータ７２によって例えば１５０℃程度に加熱され，図７（ａ）に示すように塗布膜Ｒ内の溶剤が揮発して塗布膜Ｒの乾燥が開始される。この塗布膜Ｒの乾燥中に，図７（ｂ）に示すように押圧板８０が下降し，押圧板８０の下面８０ａによって塗布膜Ｒの上面が押圧される。このとき，塗布膜Ｒは，押圧板８０の凹部８０ｂ内に流れ込む。この押圧板８０による押圧は，例えば４．９×１０２ｋＰａ（５ｋｇｆ/ｃｍ２）程度の圧力で，例えば２秒程度行われる。
【００５３】
その後，押圧板８０は，図７（ｃ）に示すように上昇され，塗布膜Ｒから離される。こうして，塗布膜Ｒの上面に凸部Ｒ１が形成される。例えばこの時点で，塗布膜Ｒは，８０％程度乾燥される。
【００５４】
その後，ウェハＷは，所定時間加熱され，塗布膜Ｒが１００％乾燥される。乾燥後，ウェハＷは，処理容器７０から搬出され，一連の乾燥・押圧処理が終了する。
【００５５】
なお，上述の一連の乾燥・押圧処理は，例えば制御部１１０が，押圧板８０，ヒータ７２，溶剤蒸気供給装置９１及び負圧発生装置９５などの動作を制御することにより実現される。
【００５６】
乾燥・押圧処理の後，ウェハＷは，上述したように加熱炉４において高温加熱される。このとき，図８に示すように塗布膜Ｒの溝Ａのある部分は，他の部分よりも大きく収縮し，塗布膜Ｒの凸部Ｒ１が無くなって，最終的に上面が平坦な絶縁膜が形成される。
【００５７】
以上の実施の形態によれば，塗布膜Ｒの乾燥中に，下地膜に溝Ａのある部分が高くなるように，塗布膜Ｒをプレス成形する。その後の熱処理時には，塗布膜Ｒの溝Ａのある部分が大きく収縮するので，凸部Ｒ１が無くなって，最終的に上面が平坦な絶縁膜が形成される。この結果，その後の絶縁膜のエッチングなどがウェハＷ面内で均一に行われる。また，塗布膜Ｒの乾燥中に塗布膜Ｒのプレスを行うだけなので，従来のように時間がかからず，短時間で平坦な絶縁膜を形成できる。
【００５８】
ウェハＷを加熱しながら，塗布膜Ｒをプレスしたので，熱エネルギによって塗布膜Ｒの流動性を上げることができる。それ故，塗布膜Ｒが変形しやすく，塗布膜Ｒの上面に凸部Ｒ１を適正に形成できる。
【００５９】
処理容器７０内に塗布膜Ｒの溶剤蒸気を供給するようにしたので，塗布膜Ｒ中の溶剤の揮発速度を遅くすることができる。これにより，加熱により塗布膜Ｒの流動性を上げた状態で，さらに溶剤の揮発速度を遅くして塗布膜Ｒの粘性が低い状態を維持できる。この結果，押圧板８０による塗布膜Ｒの変形を適正かつ効果的に行うことができる。
【００６０】
以上の実施の形態では，押圧板８０によるプレスの回数が一回であったが，複数回行ってもよい。この際，複数の押圧板を用いて，塗布膜の上面に徐々に所定の大きさの凸部を成形するようにしてもよい。図９は，かかる場合の押圧処理装置１３０の一例を示す。
【００６１】
押圧処理装置１３０の処理容器１４０内には，例えば２つの保持台１５０，１５１が並べて設けられている。各保持台１５０，１５１には，上記実施の形態と同様にそれぞれヒータ１５３が内蔵されている。各ヒータ１５３は，各電源１５４からの給電により発熱する。各保持台１５０，１５１は，それぞれＸ−Ｙステージ１５５上に載置されている。各保持台１５０，１５１の上方には，支持体１５６によって支持された押圧板１６０，１６１がそれぞれ配置されている。各支持体１５６は，昇降駆動部１６３によって昇降できる。処理容器１４０内には，各保持台１５０，１５１に対するアライメントスコープ１６４がそれぞれ設けられている。
【００６２】
例えば保持台１５０に対向する押圧板１６０の下面１６０ａには，最終的に塗布膜Ｒ上に形成される凸部Ｒ１の水平方向の寸法よりも大きい凹部１６０ｂが形成されている。また，保持台１５１に対向する押圧板１６１の下面１６１ａには，最終的に塗布膜Ｒ上に形成される凸部Ｒ１に適合する凹部１６１ｂが形成されている。なお，凹部１６０ｂの深さは，凹部１６１ｂの深さと同じか，それよりも浅く設定されている。また，凹部１６０ｂの容積と凹部１６１ｂの容積は，ほぼ同等に設定されている。
【００６３】
処理容器１４０の一方の側壁面には，上記実施の形態と同様に塗布液の溶剤蒸気を供給する給気口１７０が形成され，給気口１７０には，溶剤蒸気供給装置１７１に通じる溶剤蒸気供給管１７２が接続されている。処理容器１４０の他方の側壁面には，排気口１７３が形成され，排気口１７３には，例えば排気管１７４を通じて負圧発生装置１７５に接続されている。
【００６４】
上記実施の形態と同様に，アライメントマーク１６４，昇降駆動部１６３，Ｘ−Ｙステージ１５５，ヒータ１５３，溶剤蒸気供給装置１７１及び負圧発生装置１７５などの動作の制御は，制御部１８０により行われている。
【００６５】
なお，処理容器１４０内には，各保持台１５０，１５１間のウェハＷの搬送を行う図示しない搬送機構が設けられている。
【００６６】
乾燥・押圧処理の際には，上記実施の形態と同様に，給気口１７０からの溶剤蒸気の供給と，排気口１７３からの排気により，処理容器１４０内が所定濃度の溶剤雰囲気に維持される。そして，例えば６０％程度乾燥されたウェハＷが処理容器１４０に搬入され，図１０（ａ）に示すように保持台１５０に保持される。ウェハＷは，保持台１５０のヒータ１５３により例えば第１段階の温度Ｋ１，例えば１２０℃で加熱される。その後，図１０（ｂ）に示すように押圧板１６０が下降され，塗布膜Ｒの上面が押圧される（第１回プレス）。所定時間経過後，押圧板１６０が上昇される。このとき，図１０（ｃ）に示すように塗布膜Ｒの上面には，最終的に形成される凸部Ｒ１よりも幅が広い凸部Ｒ２が形成される。
【００６７】
押圧板１６０によるプレスが終了すると，ウェハＷは，図１１（ａ）に示すようにその隣の保持台１５１に搬送され，保持される。ウェハＷは，保持台１５１のヒータ１５３により，例えば第１段階の温度Ｋ１よりも高い第２段階の温度Ｋ２，例えば１５０℃で加熱される。その後図１１（ｂ）に示すように押圧板１６１が下降され，塗布膜Ｒの上面が押圧される（第２回プレス）。所定時間経過後，押圧板１６１が上昇され，図１１（ｃ）に示すように塗布膜Ｒの上面に最終的な大きさの凸部Ｒ１が形成される。
【００６８】
この実施の形態によれば，塗布膜Ｒの凸部Ｒ１が段階的に形成されるので，乾燥途中の塗布膜Ｒを所望の形状に適正に変形できる。また，塗布膜Ｒの加熱温度を段階的に上げたので，塗布膜Ｒの凸部の形成段階に合わせて塗布膜Ｒの乾燥を促進させることができる。
【００６９】
この実施の形態において，２つの押圧板１６０，１６１により２回のプレスが行われていたが，押圧板の数とプレスの回数は任意に選択でき，より細かい段階に分けて徐々に凸部Ｒ１を形成してもよい。また，２つの保持台１５０，１５１に対してそれぞれ押圧板１６０，１６１を設けていたが，一つの保持台に対して２つの押圧板１６０，１６１を交換可能に設けてもよい。
【００７０】
以上の実施の形態では，ウェハＷを加熱して塗布膜Ｒを乾燥させならが，凸部Ｒ１を形成していたが，処理容器１４０内を減圧することにより塗布膜Ｒを乾燥させてもよい。
【００７１】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば，以上の実施の形態は，ウェハＷ上に絶縁膜を形成するものであったが，他の種類の塗布膜，例えば金属膜，ＳＯＧ（Spin on Glass）膜などの永久膜，犠牲膜やレジスト膜を形成する場合にも，本発明は適用できる。また，膜の塗布方法は，ウェハＷを回転させた状態で塗布するスピンコート法に限られず，塗布液を吐出したノズルとウェハＷとを相対的に移動させながら塗布するスキャンコート法であってもよい。また，本発明は，ウェハＷ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ），フォトマスク用のマスクレチクルや，チップ状の基板などの処理にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は，基板上に平坦度の高い膜を短時間で形成する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】絶縁膜形成システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】図１の絶縁膜形成システムの正面図である。
【図３】図１の絶縁膜形成システムの背面図である。
【図４】押圧処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図５】押圧板の形状を示す縦断面の説明図である。
【図６】押圧板の凹部の形状を説明するための凹部とウェハの拡大図である。
【図７】（ａ）は，プレス前の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図であり，（ｂ）は，押圧板を塗布膜に押圧したときの状態を示す説明図であり，（ｃ）は，プレス後の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図である。
【図８】硬化処理後の塗布膜の状態を示す縦断面の説明図である。
【図９】２つの押圧板を備えた場合の押圧処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図１０】（ａ）は，第１回目のプレス前の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図であり，（ｂ）は，押圧板を塗布膜に押圧したときの状態を示す説明図であり，（ｃ）は，第１回目のプレス後の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は，第２回目のプレス前の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図であり，（ｂ）は，押圧板を塗布膜に押圧したときの状態を示す説明図であり，（ｃ）は，第２回目のプレス後の押圧板と塗布膜の状態を示す説明図である。
【図１２】上面に凹凸が形成された塗布膜の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 絶縁膜形成システム
３３ 押圧処理装置
７１ 保持台
７２ ヒータ
８０ 押圧板
８０ａ 下面
８０ｂ 凹部
Ｒ 塗布膜
Ｗ ウェハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の処理方法であって，
基板の凹みのある下地膜上に塗布液を塗布する塗布工程と，
前記基板に塗布された塗布膜の上面に，上方に突出する凸部を形成する工程と，を有し，
前記凸部は，前記下地膜の凹みに対応する位置に形成されることを特徴とする，基板の処理方法。
【請求項２】
前記凸部を形成する工程は，前記塗布膜中の溶剤を揮発させる工程中に行われることを特徴とする，請求項１に記載の基板の処理方法。
【請求項３】
前記下地膜の凹みの位置に対応した凹部を下面に有する押圧部材により，前記塗布膜の上面を押圧して，前記塗布膜に前記凸部を形成することを特徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項４】
凹部の水平方向の寸法が異なる複数の押圧部材により，前記塗布膜の上面を複数回押圧し，
前記凹部の水平方向の寸法が大きい押圧部材から順に，前記塗布膜の上面を押圧して，前記凸部を形成することを特徴とする，請求項３に記載の基板の処理方法。
【請求項５】
前記塗布工程の後に，基板の加熱処理が行われ，
前記加熱処理の際の塗布膜の収縮率に基づいて，前記凸部の大きさが予め設定されていることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項６】
凹みのある下地膜上に塗布液が塗布された基板の処理装置であって，
基板を保持する保持部材と，
前記保持部材に保持された基板上の塗布膜を上方から押圧する押圧部材と，を備え，
前記押圧部材の下面には，前記下地膜の凹みの位置に対応する凹部が形成されていることを特徴とする，基板の処理装置。
【請求項７】
前記保持部材に保持された基板を加熱する加熱部材を備えたことを特徴とする，請求項６に記載の基板の処理装置。
【請求項８】
凹部の水平方向の寸法が異なる複数の押圧部材を備え，
前記凹部の水平方向の寸法が大きい押圧部材から順に，前記塗布膜の上面を押圧できることを特徴とする，請求項６又は７のいずれかに記載の基板の処理装置。
【請求項９】
前記塗布膜は，加熱されるものであり，
前記押圧部材の凹部の大きさは，前記加熱による塗布膜の収縮率に基づいて設定されていることを特徴とする，請求項６〜８のいずれかに記載の基板の処理装置。
【請求項１】
基板の処理方法であって，
基板の凹みのある下地膜上に塗布液を塗布する塗布工程と，
前記基板に塗布された塗布膜の上面に，上方に突出する凸部を形成する工程と，を有し，
前記凸部は，前記下地膜の凹みに対応する位置に形成されることを特徴とする，基板の処理方法。
【請求項２】
前記凸部を形成する工程は，前記塗布膜中の溶剤を揮発させる工程中に行われることを特徴とする，請求項１に記載の基板の処理方法。
【請求項３】
前記下地膜の凹みの位置に対応した凹部を下面に有する押圧部材により，前記塗布膜の上面を押圧して，前記塗布膜に前記凸部を形成することを特徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項４】
凹部の水平方向の寸法が異なる複数の押圧部材により，前記塗布膜の上面を複数回押圧し，
前記凹部の水平方向の寸法が大きい押圧部材から順に，前記塗布膜の上面を押圧して，前記凸部を形成することを特徴とする，請求項３に記載の基板の処理方法。
【請求項５】
前記塗布工程の後に，基板の加熱処理が行われ，
前記加熱処理の際の塗布膜の収縮率に基づいて，前記凸部の大きさが予め設定されていることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の基板の処理方法。
【請求項６】
凹みのある下地膜上に塗布液が塗布された基板の処理装置であって，
基板を保持する保持部材と，
前記保持部材に保持された基板上の塗布膜を上方から押圧する押圧部材と，を備え，
前記押圧部材の下面には，前記下地膜の凹みの位置に対応する凹部が形成されていることを特徴とする，基板の処理装置。
【請求項７】
前記保持部材に保持された基板を加熱する加熱部材を備えたことを特徴とする，請求項６に記載の基板の処理装置。
【請求項８】
凹部の水平方向の寸法が異なる複数の押圧部材を備え，
前記凹部の水平方向の寸法が大きい押圧部材から順に，前記塗布膜の上面を押圧できることを特徴とする，請求項６又は７のいずれかに記載の基板の処理装置。
【請求項９】
前記塗布膜は，加熱されるものであり，
前記押圧部材の凹部の大きさは，前記加熱による塗布膜の収縮率に基づいて設定されていることを特徴とする，請求項６〜８のいずれかに記載の基板の処理装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−５９６７５（Ｐ２００７−５９６７５Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４４０５１（Ｐ２００５−２４４０５１）
【出願日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【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１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【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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