塗布処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置
【課題】基板上に塗布液を塗布する際に、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布する。
【解決手段】回転中のウェハ上に溶剤を供給し、ウェハの表面をプリウェットする(工程S1)。ウェハを第5の回転数で回転させる(工程S2)。ウェハの回転を第1の回転数まで加速させ、第1の回転数でウェハを回転させる(工程S3)。ウェハの回転を第2の回転数である1500rpmまで減速させ、ウェハWを第2の回転数で0.5秒回転させる(工程S4)。ウェハの回転を第3の回転数までさらに減速させ、第3の回転数でウェハを回転させる(工程S5)。ウェハの回転を第4の回転数まで加速させ、第4の回転数でウェハを回転させる(工程S6)。工程S2の途中から工程S5の途中まで、ウェハの中心にレジスト液を連続的に供給する。
【解決手段】回転中のウェハ上に溶剤を供給し、ウェハの表面をプリウェットする(工程S1)。ウェハを第5の回転数で回転させる(工程S2)。ウェハの回転を第1の回転数まで加速させ、第1の回転数でウェハを回転させる(工程S3)。ウェハの回転を第2の回転数である1500rpmまで減速させ、ウェハWを第2の回転数で0.5秒回転させる(工程S4)。ウェハの回転を第3の回転数までさらに減速させ、第3の回転数でウェハを回転させる(工程S5)。ウェハの回転を第4の回転数まで加速させ、第4の回転数でウェハを回転させる(工程S6)。工程S2の途中から工程S5の途中まで、ウェハの中心にレジスト液を連続的に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板上に塗布液を塗布する塗布処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ(以下、「ウェハ」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処理、当該レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成されている。
【0003】
上述したレジスト塗布処理では、回転中のウェハの中心部にノズルからレジスト液を供給し、遠心力によりウェハ上でレジスト液を拡散することよってウェハ上にレジスト液を塗布する、いわゆるスピン塗布法が多く用いられている。
【0004】
また、このスピン塗布法において、レジスト液を少量で均一に塗布する方法として、次の第1の工程から第3の工程までを実行する塗布処理方法が提案されている。先ず、第1の工程において、高速の第1の回転数で回転中のウェハの中心部にレジスト液を供給し、ウェハ上にレジスト液を拡散させる。この第1の工程では、ウェハ上に供給されるレジスト液が少量であるため、レジスト液はウェハの端まで拡散するに至っていない。続いて、第2の工程において、低速のウェハの回転を第2の回転数まで一旦減速すると共に、ウェハ上のレジスト液の流動性を向上させるため、第1の工程におけるレジスト液の供給を継続して行う。その後、第2の工程におけるレジスト液の供給を停止した後、第3の工程において、ウェハの回転を第3の回転まで加速し、レジスト液をウェハの表面の全面に拡散させて、ウェハ上にレジスト液を塗布する(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−71960号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述した従来の方法を用いた場合、第1の工程において、レジスト液中の添加剤の影響によりウェハ上のレジスト液表面の接触角が大きくなる。また、ウェハを第1の回転数で高速回転させるため、ウェハ上のレジスト液が乾燥し、当該レジスト液表面の流動性が低下する。このため、その後行われる第2の工程において、第2の回転数で低速回転中のウェハにレジスト液を供給した場合、先に第1の工程でウェハ上に供給されたレジスト液は、第2の工程でウェハ上に供給されたレジスト液と馴染まない。そうすると、後続の第3の工程において、ウェハを第3の回転数で回転させてレジスト液をウェハ上に拡散させた場合、図18に示すようにウェハWの外周部でレジスト液Rが外側方向に不規則にスジ状に拡散し、先鋭化した長い塗布斑Lが放射状に出現する場合があった。このように従来の方法では、ウェハ面内でレジスト液を均一に塗布することができなかった。
【0007】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上に塗布液を塗布する際に、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上に塗布液を塗布する方法であって、第1の回転数で基板を回転させる第1の工程と、その後、基板の回転を減速し、第1の回転数より遅い第2の回転数で基板を回転させる第2の工程と、その後、基板の回転をさらに減速し、第2の回転数より遅い第3の回転数で基板を回転させる第3の工程と、その後、基板の回転を加速し、第3の回転数より速い第4の回転数で基板を回転させる第4の工程と、を有し、基板の中心部への塗布液の供給を前記第1の工程から前記第3の工程の途中まで連続して行い、前記第2の回転数は1500rpm〜2000rpmであることを特徴としている。
【0009】
発明者らが調べたところ、第2の回転数である1500rpm〜2000rpmで回転中の基板に塗布液を供給すると、塗布液の乾燥を抑えつつ、基板上に塗布液を拡散させられることが分かった。したがって、基板を第2の回転数で回転させた場合、塗布液が基板の同心円状に拡散し、基板上に塗布斑を発生させることなく塗布液を塗布できることが分かった。
【0010】
一方、基板への塗布液の供給量を少量にした場合に、第2の回転数で回転中の基板上に塗布液を拡散させようとすると、基板の回転速度が遅いため、塗布液の拡散速度も遅くなる。そうすると、基板上の塗布液の膜厚分布が不均一になってしまう。このため、少量の塗布液を基板上に均一に塗布するためには、第2の回転数より速い第1の回転数で基板を回転させることによって、基板上の塗布液を拡散させる必要があることが分かった。
【0011】
そこで、本発明では、先ず、第1の工程において第1の回転数で基板を回転させながら、基板の中心部に塗布液を供給しているので、基板への塗布液の供給量が少量の場合でも、当該塗布液を均一に拡散させることができる。その後、第2の工程において第2の回転数で基板を回転させるので、第1の工程で供給された塗布液は、その乾燥が抑えられつつ基板上を拡散する。そうすると、第1の工程で供給された塗布液と第2の工程で供給された塗布液が馴染み易くなるため、塗布液は基板の同心円状に拡散する。その後、第3の工程において、さらに第2の回転数より遅い第3の回転数で基板を回転させるので、基板上の塗布液は均されて平坦化される。すなわち、低速の第3の回転数で基板を回転させることによって、例えば基板の外周部の塗布液に中央部へ引き寄せられる力が作用し、塗布液の膜厚の均一化が図られる。また、この第3の工程において、基板の中心部に塗布液を供給するので、基板上の塗布液の流動性を向上させることができる。そして、後続の第4の工程において、第3の回転数より速い第4の回転数で基板を回転させているので、塗布液を基板の表面の全面に円滑に拡散させることができる。このとき、第2の工程で基板の同心円状に拡散している塗布液は、そのまま基板の同心円状に拡散するので、基板上に塗布斑が発生することはない。以上のように、本発明の塗布処理方法によれば、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布することができる。
【0012】
前記第2の工程において、第2の回転数での基板の回転を0.4秒以上行うのが好ましい。
【0013】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有していてもよく、この場合、前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第5の工程の途中から連続して行ってもよい。
【0014】
前記第1の工程において、第1の回転数で基板を回転させる前に、第1の回転数より速い第6の回転数で基板を回転させてもよい。この場合、前記第6の回転数は4000rpm以下であり、前記第1の工程において当該第6の回転数での基板の回転を0.1秒〜0.5秒間行うのが好ましい。
【0015】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、前記第1の工程において、基板の回転の加速度を第1の加速度、前記第1の加速度よりも大きい第2の加速度、前記第2の加速度よりも小さい第3の加速度の順に変化させ、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させてもよい。
【0016】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、前記第1の工程において、開始前に第5の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第1の回転数に収束させてもよい。
【0017】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、前記第1の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させてもよい。
【0018】
前記第5の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布してもよい。
【0019】
前記第5の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布してもよい。
【0020】
前記第1の工程において、基板上のレジスト液の接触角は85度以上であってもよい。
【0021】
前記第2の工程において、基板の回転の加速度を第4の加速度、前記第4の加速度よりも大きい第5の加速度の順に変化させ、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させてもよい。
【0022】
前記第2の工程において、開始前に第1の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第2の回転数に収束させてもよい。
【0023】
前記第2の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させてもよい。
【0024】
別な観点による本発明によれば、前記塗布処理方法を塗布処理装置によって実行させるために、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
【0025】
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【0026】
さらに別な観点による本発明は、基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、基板を保持して回転させる回転保持部と、基板に塗布液を供給する塗布液ノズルと、第1の回転数で基板を回転させる第1の工程と、その後、基板の回転を減速し、第1の回転数より遅い1500rpm〜2000rpmである第2の回転数で基板を回転させる第2の工程と、その後、基板の回転をさらに減速し、第2の回転数より遅い第3の回転数で基板を回転させる第3の工程と、その後、基板の回転を加速し、第3の回転数より速い第4の回転数で基板を回転させる第4の工程と、を実行するように前記回転保持部を制御し、かつ基板の中心部への塗布液の供給を前記第1の工程から前記第3の工程の途中まで連続して行うように前記塗布液ノズルを制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【0027】
前記制御部は、前記第2の工程において第2の回転数での基板の回転を0.4秒以上行うように前記回転保持部を制御するのが好ましい。
【0028】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第5の工程の途中から連続して行うように前記塗布液ノズルを制御してもよい。
【0029】
前記制御部は、前記第1の工程において、第1の回転数で基板を回転させる前に、第1の回転数より速い第6の回転数で基板を回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。この場合、前記制御部は、前記第6の回転数が4000rpm以下であり、前記第1の工程において当該第6の回転数での基板の回転を0.1秒〜0.5秒間行うように前記回転保持部を制御するのが好ましい。
【0030】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、基板の回転の加速度を第1の加速度、前記第1の加速度よりも大きい第2の加速度、前記第2の加速度よりも小さい第3の加速度の順に変化させ、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【0031】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、開始前に第5の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第1の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【0032】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【0033】
前記塗布処理装置は、基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、前記制御部は、前記第5の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御してもよい。
【0034】
前記塗布処理装置は、基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、前記制御部は、前記第5の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御してもよい。
【0035】
前記第1の工程において、基板上のレジスト液の接触角は85度以上であってもよい。
【0036】
前記制御部は、前記第2の工程において、基板の回転の加速度を第4の加速度、前記第4の加速度よりも大きい第5の加速度の順に変化させ、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【0037】
前記制御部は、前記第2の工程において、開始前に第1の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第2の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【0038】
前記制御部は、前記第2の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【発明の効果】
【0039】
本発明によれば、基板上に塗布液を塗布する際に、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図2】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図3】塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図4】塗布処理プロセスの主な工程におけるウェハ上の液膜の状態を模式的に示した説明図であり、(a)は第5の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、(b)は第1の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、(c)は第2の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、(d)は第4の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、(e)はウェハ上にレジスト膜が形成された様子を示している。
【図5】ウェハの中心から145mmの位置におけるレジスト液の膜厚のレンジとレジスト液の接触角との関係を示したグラフである。
【図6】塗布斑が発生しないウェハの回転数とレジスト液の接触角との関係を示したグラフである。
【図7】本実施の形態と比較例について、ウェハの外周部上のレジスト膜の膜厚を示したグラフである。
【図8】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図9】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図10】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図11】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図12】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図13】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図14】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図15】他の実施の形態と比較例について、ウェハの外周部上のレジスト膜の膜厚を示したグラフである。
【図16】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図17】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図18】従来の塗布処理方法を用いた場合において、ウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
以下、本発明の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塗布処理装置としてのレジスト塗布装置1の構成の概略を示す縦断面図である。図2は、レジスト塗布装置1の構成の概略を示す横断面図である。なお、本実施の形態では、塗布液としてレジスト液が用いられる。また、本実施の形態において、基板として用いられるウェハWの径は300mmである。
【0042】
レジスト塗布装置1は、図1に示すように処理容器10を有している。処理容器10内の中央部には、ウェハWを保持して回転させる回転保持部としてのスピンチャック20が設けられている。スピンチャック20は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハWを吸引する吸引口(図示せず)が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハWをスピンチャック20上に吸着保持できる。
【0043】
スピンチャック20は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構21を有し、そのチャック駆動機構21により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構21には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック20は上下動可能になっている。
【0044】
スピンチャック20の周囲には、ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ22が設けられている。カップ22の下面には、回収した液体を排出する排出管23と、カップ22内の雰囲気を排気する排気管24が接続されている。
【0045】
図2に示すようにカップ22のX方向負方向(図2の下方向)側には、Y方向(図2の左右方向)に沿って延伸するレール30が形成されている。レール30は、例えばカップ22のY方向負方向(図2の左方向)側の外方からY方向正方向(図2の右方向)側の外方まで形成されている。レール30には、例えば二本のアーム31、32が取り付けられている。
【0046】
第1のアーム31には、図1及び図2に示すようにウェハWにレジスト液を供給する塗布液ノズルとしてのレジスト液ノズル33が支持されている。第1のアーム31は、図2に示すノズル駆動部34により、レール30上を移動自在である。これにより、レジスト液ノズル33は、カップ22のY方向正方向側の外方に設置された待機部35からカップ22内のウェハWの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハWの表面上をウェハWの径方向に移動できる。また、第1のアーム31は、ノズル駆動部34によって昇降自在であり、レジスト液ノズル33の高さを調整できる。
【0047】
レジスト液ノズル33には、図1に示すように、レジスト液供給源36に連通する供給管37が接続されている。レジスト液供給源36内には、レジスト液が貯留されている。供給管37には、レジスト液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群38が設けられている。
【0048】
第2のアーム32には、レジスト液の溶剤、例えばシンナーを供給する溶剤ノズル40が支持されている。第2のアーム32は、図2に示すノズル駆動部41によってレール30上を移動自在であり、溶剤ノズル40を、カップ22のY方向負方向側の外方に設けられた待機部42からカップ22内のウェハWの中心部上方まで移動させることができる。また、ノズル駆動部41によって、第2のアーム32は昇降自在であり、溶剤ノズル40の高さを調節できる。
【0049】
溶剤ノズル40には、図1に示すように溶剤供給源43に連通する供給管44が接続されている。溶剤供給源43内には、溶剤が貯留されている。供給管44には、溶剤の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群45が設けられている。なお、以上の構成では、レジスト液を供給するレジスト液ノズル33と溶剤を供給する溶剤ノズル40が別々のアームに支持されていたが、同じアームに支持され、そのアームの移動の制御により、レジスト液ノズル33と溶剤ノズル40の移動と供給タイミングを制御してもよい。
【0050】
上述のスピンチャック20の回転動作と上下動作、ノズル駆動部34によるレジスト液ノズル33の移動動作、供給機器群38によるレジスト液ノズル33のレジスト液の供給動作、ノズル駆動部41による溶剤ノズル40の移動動作、供給機器群45による溶剤ノズル40の溶剤の供給動作などの駆動系の動作は、制御部50により制御されている。制御部50は、例えばCPUやメモリなどを備えたコンピュータにより構成され、例えばメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、レジスト塗布装置1におけるレジスト塗布処理を実現できる。なお、レジスト塗布装置1におけるレジスト塗布処理を実現するための各種プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどの記憶媒体Hに記憶されていたものであって、その記憶媒体Hから制御部50にインストールされたものが用いられている。
【0051】
次に、以上のように構成されたレジスト塗布装置1で行われる塗布処理プロセスについて説明する。図3は、塗布処理プロセスの各工程におけるウェハWの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。図4は、塗布処理プロセスの主な工程におけるウェハW上の液膜の状態を模式的に示している。なお、図3におけるプロセスの時間の長さは、技術の理解の容易さを優先させるため、必ずしも実際の時間の長さに対応していない。
【0052】
レジスト塗布装置1に搬入されたウェハWは、先ず、スピンチャック20に吸着保持される。続いて第2のアーム32により待機部42の溶剤ノズル40がウェハWの中心部の上方まで移動する。次に、図3に示すようにウェハWが停止している状態で、溶剤ノズル40からウェハWの中心部に所定量の溶剤が供給される。その後、チャック駆動機構21を制御してスピンチャック20によりウェハWを回転させ、その回転数を例えば2000rpmまで上昇させる。この2000rpmの回転数でウェハWを例えば0.3秒間回転させることにより、ウェハWの中心部に供給された溶剤は外周部に向かって拡散し、すなわちプリウェットが行われ、ウェハWの表面が溶剤で濡れた状態になる。その後、溶剤がウェハWの表面の全面に拡散すると、ウェハWの回転を第5の回転数である例えば10rpm〜500rpm、本実施の形態においては500rpmまで減速させる(図3の工程S1)。このようにウェハW上を溶剤が拡散している間に、溶剤ノズル40がウェハWの中心部上方から移動すると共に、第1のアーム31により待機部35のレジスト液ノズル33がウェハWの中心部上方まで移動する。
【0053】
その後、ウェハWを第5の回転数で例えば0.4秒間回転させる。このとき、第5の回転数でのウェハWの回転開始から例えば0.2秒後に、レジスト液ノズル33からウェハWの中心部に所定量のレジスト液が供給される(図3の工程S2)。図4(a)に示すように供給されたレジスト液Rは、ウェハWの回転によりウェハW上を拡散する。なお、この工程S2におけるレジスト液Rの供給は、後述するように工程S5の途中まで連続して行われる。
【0054】
その後、図3に示すようにウェハWの回転を第1の回転数である例えば2000rpm〜3500rpm、本実施の形態においては3000rpmまで加速させ、その後ウェハWを第1の回転数で例えば0.8秒間回転させる。そして、このウェハWの加速回転中及び第1の回転数での回転中において、レジスト液ノズル33からレジスト液Rが連続して供給される(図3の工程S3)。供給されたレジスト液Rは、図4(b)に示すようにウェハWの回転によりウェハW上を拡散する。この工程S3では、レジスト液Rの供給量を少量にしているため、レジスト液RはウェハWの端まで拡散していない。また、ウェハWは第1の回転数で高速回転しているが、その第1の回転数でのウェハWの回転は0.8秒間と短時間であるため、ウェハW上のレジスト液Rは完全に乾燥するには至っていない。
【0055】
その後、図3に示すようにウェハWの回転を第2の回転数である例えば1500rpm〜2000rpm、本実施の形態においては1500rpmまで減速させ、その後第2の回転数でウェハWを回転させる。第2の回転数でのウェハWの回転は、0.4秒以上、本実施の形態においては0.5秒間行われる。そして、このウェハWの減速回転中及び第2の回転数での回転中において、レジスト液ノズル33からレジスト液Rが連続して供給される(図3の工程S4)。供給されたレジスト液Rは、図4(c)に示すようにウェハWの回転によりウェハW上を拡散する。この工程S4では、ウェハWの回転数を第2の回転数に減速させているので、ウェハW上のレジスト液Rの乾燥を抑制することができる。そうすると、先に工程S3で供給されたレジスト液Rと工程S4で供給されたレジスト液Rが馴染み易くなるため、レジスト液RはウェハWの同心円状に拡散する。なお、この工程S4では、レジスト液RはウェハWの外周部まで拡散するものの、レジスト液RはウェハWの端まで拡散していない。また、発明者らが調べたところ、第2の回転数でのウェハWの回転を0.4秒以上行うと、ウェハW上のレジスト液Rの乾燥を十分に抑制できることが分かった。
【0056】
その後、図3に示すようにウェハWの回転を第3の回転数である例えば100rpm〜800rpm、本実施の形態においては200rpmまでさらに減速させ、その後ウェハWを第3の回転数で例えば0.4秒間回転させる。そして、このウェハWの減速回転中及び第3の回転数での回転の途中までにおいて、レジスト液ノズル33からレジスト液Rが連続して供給される。すなわち、第3の回転数でのウェハWの回転開始から例えば0.2秒後に、工程S2から連続して行われていたレジスト液Rの供給を停止する(図3の工程S5)。この工程S5では、ウェハWが第3の回転数で低速回転しているため、例えばウェハWの外周部のレジスト液Rに中央部へ引き寄せられる力が作用し、ウェハW上のレジスト液Rは均されて平坦化される。
【0057】
その後、ウェハWの回転を第4の回転数である例えば1000rpm〜1800rpm、本実施の形態においては1500rpmまで加速させ、その後ウェハWを第4の回転数で例えば2.5秒間回転させる(図3の工程S6)。この工程S6では、図4(d)に示すようにレジスト液RはウェハWの表面の全面に拡散すると共に、残余のレジスト液Rが振り切られ、レジスト液Rの膜厚が調整される。そして、図4(e)に示すようにウェハWの表面の全面に拡散されたレジスト液Rは乾燥され、ウェハW上にレジスト膜Fが形成される。
【0058】
その後、ウェハWの裏面が洗浄され、レジスト塗布装置1における一連の塗布処理が終了する。
【0059】
ここで、上述した工程S4において、ウェハWの回転数を第2の回転数である1500rpm〜2000rpmにした場合、当該第2の回転数で回転中のウェハW上のレジスト液Rが、その乾燥が抑えられつつウェハW上を拡散することについて検証する。
【0060】
発明者らは、300mmの径を有するウェハWを種々の回転数で回転させながら、当該ウェハW上に材料の異なる8種類のレジスト液R1〜R8を供給して、本検証を行った。これらレジスト液R1〜R8は、例えばレジスト液中に含まれる添加剤の種類が異なる。ここで、ウェハW上のレジスト液Rの乾燥が抑制された場合、このレジスト液RはウェハW上を同心円状に拡散し、ウェハW上に塗布斑を発生させることなくレジスト液Rを塗布できる。このため、本検証では、ウェハW上にレジスト液R1〜R8の塗布斑が発生するか否かについて検証を行った。
【0061】
先ず、比較例として、第1の回転数である3000rpmの回転数でウェハWを回転させた場合について説明する。このとき、ウェハWへのレジスト液R1〜R8の供給量はそれぞれ0.4mlであった。また、ウェハWへのレジスト液R1〜R8の供給を1.7秒間行った。その結果を図5に示す。図5の縦軸は、ウェハWの中心から145mmの位置におけるレジスト液R1〜R8の膜厚のレンジ、すなわちレジスト液R1〜R8の膜厚の最大値と最小値の差を示している。図5の横軸は、ウェハW上のレジスト液R1〜R8の接触角を示している。図5を参照すると、すべてのレジスト液R1〜R8について、膜厚のレンジがゼロにならず、ウェハW上にレジスト液R1〜R8の塗布斑が発生した。すなわち、第1の回転数のみでウェハWを回転させただけでは、ウェハW上に塗布斑が発生することが分かった。なお、この場合、ウェハW上のレジスト液R1〜R8の接触角はすべて85度以上であった。
【0062】
そこで、発明者らは、ウェハW上に塗布斑が発生しないようにレジスト液R1〜R8を塗布できるウェハWの回転数について調べた。その結果を図6に示す。図6の縦軸は、塗布斑が発生しないウェハWの回転数を示している。図6の横軸は、ウェハW上のレジスト液R1〜R8の接触角を示している。図6を参照すると、ウェハWの回転数が1500rpm〜2000rpmの範囲では、レジスト液R1〜R8の接触角が85度以上であっても、すべてのレジスト液R1〜R8について、ウェハW上に塗布斑が発生しないことが分かった。したがって、本実施の形態のようにウェハWの第2の回転数を1500rpm〜2000rpmとすると、レジスト液Rの乾燥を抑えつつ、ウェハW上にレジスト液Rを拡散させられることが分かった。
【0063】
以上の実施の形態によれば、先ず、工程S3において第1の回転数でウェハWを回転させながら、ウェハWの中心部にレジスト液Rを供給しているので、ウェハWへのレジスト液Rの供給量が少量の場合でも、レジスト液Rを均一に拡散させることができる。その後、工程S4において第2の回転数でウェハWを回転させるので、工程S3で供給されたレジスト液Rは、レジスト液Rの接触角が85度以上であっても、その乾燥が抑えられつつウェハW上を拡散する。そうすると、工程S3で供給されたレジスト液Rと工程S4で供給されたレジスト液Rが馴染み易くなるため、レジスト液RはウェハW上を同心円状に拡散する。その結果、その後工程S6においてレジスト液RをウェハWの表面の全面に拡散させる際にも、レジスト液RはウェハW上を同心円状に拡散する。このため、ウェハW上にレジスト液Rの塗布斑が発生することはない。したがって、ウェハWへのレジスト液Rの供給量を少量に抑えつつ、ウェハ面内で均一にレジスト液Rを塗布することができる。
【0064】
なお、発明者らが調べたところ、本実施の形態の塗布処理方法を用いた場合、ウェハW上に塗布斑なくレジスト液Rを塗布するために必要なレジスト液Rの供給量は0.4mlであった。これに対し、上述した従来の塗布処理方法を用いた場合、必要なレジスト液の供給量は0.9mlであった。したがって、本実施の形態によれば、レジスト液Rの供給量を飛躍的に低減できることが分かった。
【0065】
また、発明者らは、本実施の形態の塗布処理方法を用いた場合、ウェハW上に塗布斑なくレジスト液Rを均一に塗布できる効果について検証を行った。その際、比較例として、従来の塗布処理方法を用いてウェハW上にレジスト液Rを塗布した。すなわち、比較例では、本実施の形態のように第2の回転数を経ることなく、第1の回転数から第3の回転数までウェハWの回転を減速させた。比較例のその他の塗布レシピは本実施の形態の塗布レシピと同様である。なお、本検証においては、第2の回転数を1500rpm〜2000rpmの範囲内の1800rpmとして検証を行った。
【0066】
かかる検証の結果を図7に示す。図7の横軸は、レジスト膜の膜厚の測定点を示している。具体的には、ウェハWの外周部上の複数点を測定点とした。図7の縦軸は、各測定点でのレジスト膜の膜厚を示している。図7を参照すると、比較例ではレジスト膜の膜厚が不均一であるのに対して、本実施の形態ではレジスト膜の膜厚が均一であることが分かった。したがって、本実施の形態では、従来のように塗布斑が発生せず、ウェハ面内で均一にレジスト液Rを塗布できることが分かった。
【0067】
また、工程S5において、第2の回転数より遅い第3の回転数でウェハWを回転させているので、ウェハWの外周部のレジスト液Rに中央部へ引き寄せられる力が作用し、レジスト液Rの膜厚の均一化が図られる。また、この工程S5において、ウェハW上に乾燥していないレジスト液Rを供給しているので、ウェハW上のレジスト液Rの流動性を向上させることができる。これによって、後続の工程S6において、レジスト液Rを円滑にウェハWの端まで円滑に拡散させることができる。
【0068】
また、工程S2において、第5の回転数で低速回転中のウェハW上にレジスト液Rを供給しているので、レジスト液Rは円滑に無理なく拡散される。これによって、レジスト液Rの塗布斑の発生をより確実に防止することができる。
【0069】
さらに、工程S1において、ウェハW上をレジスト液Rの溶剤でプリウェットしているので、その後の工程でウェハW上に供給されたレジスト液Rを円滑に拡散させることができる。
【0070】
以上の実施の形態の工程S3において、図8に示すように第1の回転数でウェハWを回転させる前に、第1の回転数より速い第6の回転数でウェハWを回転させてもよい。
【0071】
例えば工程S2後、ウェハWの回転を第6の回転数である例えば4000rpm以下、本実施の形態においては4000rpmまで加速させ、その後第6の回転数でウェハWを回転させる。第6の回転数でのウェハWの回転は0.1秒〜0.5秒間、本実施の形態においては0.2秒間行われる(図8の工程S3−1)。その後、ウェハWの回転を第1の回転数まで減速させ、その後ウェハWを第1の回転数で例えば0.6秒間回転させる(図8の工程S3−2)。なお、工程S3−1及び工程S3−2においても、レジスト液ノズル33からウェハWの中心部にレジスト液Rが連続して供給される。また、その他の工程S1、S2、S4、S5、S6については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0072】
かかる場合、工程S3−1において高速の第6の回転数でウェハWを回転させながら、ウェハW上にレジスト液Rを供給しているので、レジスト液Rをより円滑にかつ均一に拡散させることができる。したがって、ウェハW上へのレジスト液Rの供給量をより少量にすることができる。また、本実施の形態では、工程S3−1及び工程S3−2の所要時間は、前記実施の形態の工程S3の所要時間とほぼ同じ場合について説明したが、上述のようにレジスト液Rを円滑に拡散させることができるため、工程S3−1及び工程S3−2の所要時間を短縮することもできる。例えば発明者らが調べたところ、第6の回転数でのウェハWの回転を0.1秒〜0.5秒間行うと、上述したレジスト液Rの供給量を少量にできる効果を十分に得られることが分かったため、この第6の回転数でのウェハWの回転を0.2秒以下にすることができる。
【0073】
以上の実施の形態では、工程S1において、ウェハWを例えば2000rpmの回転数で回転させてウェハWの表面に溶剤を塗布した後、ウェハWの回転を第5の回転数に減速していたが、図9に示すようにウェハWの回転を減速させずに、すなわち上述した工程S2を経ずに工程S3を開始してもよい。かかる場合、ウェハWの回転を例えば2000rpmに維持した状態で工程S3が開始される。すなわち、本実施の形態においては、この2000rpmが第5の回転数となる。その後、工程S3において、ウェハWの回転を第1の回転数まで加速させ、その後ウェハWを第1の回転数で回転させる。そして、工程S3が開始すると同時にレジスト液ノズル33からのレジスト液Rの供給が開始され、このレジスト液Rの供給は工程S5の途中まで連続して行われる。なお、その他の工程S4、S5、S6については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0074】
かかる場合、工程S1でウェハWの表面に溶剤を塗布した後、ウェハWの回転を減速せずに工程S3を開始しているので、工程S3におけるウェハWの回転が、前記実施の形態に比して比較的高速に維持される。このため、ウェハW上のレジスト液Rに比較的強い遠心力が作用し、ウェハ面内におけるレジスト液Rの膜厚均一性をより向上させることができる。
【0075】
以上の実施の形態の工程S3において、図10に示すようにウェハWを常に加速回転させてもよい。工程S3では、ウェハWの回転が第5の回転数から例えば550rpmに加速される(図10の工程S3−1)。この工程S3−1では、ウェハWの回転の加速度は、例えば500rpm/s以下、より好ましくは100rpm/sの第1の加速度である。このようにレジスト液RがウェハWの中心部に吐出された直後には、ウェハWの回転速度が低速であるので、ウェハW上のレジスト液Rに強い遠心力がかからない。しかも、このときのウェハWの回転の第1の加速度も小さいので、ウェハW上のレジスト液Rにかかる遠心力を抑えられる。このため、レジスト液Rが外側方向に均等に拡げられる。
【0076】
続いて、ウェハWの回転が550rpmから例えば2800rpmに加速される(図10の工程S3−2)。この工程S3−2では、ウェハの回転の加速度は、第1の加速度よりも大きい例えば5000rpm/s〜30000rpm/s、より好ましくは10000rpm/sの第2の加速度である。このように第1の加速度よりも大きい第2の加速度でウェハWを加速回転させているので、ウェハW上のレジスト液Rが滑らかに且つ迅速に拡げられる。
【0077】
続いて、ウェハWの回転が2800rpmから第1の回転数に加速される(図10の工程S3−3)。この工程S3−3では、ウェハWの回転の加速度は、第2の加速度よりも小さい例えば500rpm/s以下、より好ましくは100rpm/sの第3の加速度である。このように第2の加速度よりも小さい第3の加速度でウェハWを加速回転させているので、ウェハWの外周部に到達したレジスト液Rを滑らかに拡げつつ、レジスト液RがウェハWの外部に飛散する量を極めて少量に抑えることができる。
【0078】
以上のように工程S3では、ウェハWの回転の加速度が第1の加速度、第2の加速度、第3の加速度の順に変化し、ウェハWは常に加速回転する。そして、工程S3では、ウェハWの中心部にレジスト液Rが供給され続ける。そうすると、供給されたレジスト液Rは遠心力によりウェハWの表面の全面に拡散されて、ウェハWの表面にレジスト液Rが塗布される。なお、その他の工程S1、S2、S4、S5、S6については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0079】
かかる場合、工程S3において、ウェハWを常に加速回転させているので、レジスト液Rを迅速に拡散させることができ、レジスト液RをウェハWの表面全面に拡散させるための供給量を少量に抑えることができる。また、工程S3−1において、レジスト液RがウェハWの中心部に吐出された直後には、ウェハWの回転速度が低速であるので、ウェハW上のレジスト液Rに強い遠心力がかからない。しかも、このときのウェハWの回転の加速度が第2の加速度より小さい第1の加速度であるので、ウェハW上のレジスト液Rにかかる遠心力を抑えられる。このため、従来のようにウェハW上に塗布斑が出現することなく、レジスト液Rが外側方向に均等に拡げられる。その後工程S3−2において、第1の加速度よりも大きい第2の加速度でウェハWを加速回転させているので、ウェハW上のレジスト液Rが滑らかに且つ迅速に拡げられる。その後工程S3−3において、第2の加速度よりも小さい第3の加速度でウェハWを加速回転させているので、ウェハWの外周部に到達したレジスト液Rを滑らかに拡げつつ、レジスト液RがウェハWの外部に飛散する量を極めて少量に抑えることができる。したがって、本実施の形態によれば、レジスト液Rの供給量を少量にした場合でも、レジスト液Rをウェハ面内でより均一に塗布することができる。
【0080】
なお、本実施の形態においても、図9に示したように工程S1でウェハWの回転を第5の回転数に減速させずに工程S3を開始してもよい。すなわち、図11に示すように工程S3−1において第1の加速度でウェハWの回転が2000rpmから例えば2200rpmに加速され、続いて工程S3−2において第2の加速度でウェハWの回転が2200rpmから例えば2800rpmに加速され、続いて工程S3−3において第3の加速度でウェハWの回転が2800rpmから第1の回転数に加速される。かかる場合でも、上述したようにレジスト液Rの供給量を少量に抑えつつ、レジスト液Rをウェハ面内で均一に塗布することができる。
【0081】
以上の実施の形態では、工程S3において、ウェハWを常に加速回転させていたが、かかるウェハWの加速回転の方法は図10及び図11に示した方法に限定されない。例えば図12に示すように、工程S3において、ウェハWの回転数を第5の回転数から第1の回転数にS字状に変動させるように、ウェハWを加速回転させてもよい。すなわち、工程S3の開始前に第5の回転数であったウェハWの回転は、その後その回転数が連続的に滑らかに変動するように徐々に加速される。このとき、ウェハWの回転の加速度は、例えばゼロから次第に増加する。そして、工程S3の終了時には、ウェハWの回転の加速度が次第に減少され、ウェハWの回転数が第1の回転数に滑らかに収束する。
【0082】
また、例えば図13に示すように、工程S3において、ウェハWの回転数を第5の回転数から第1の回転数に直線状に変動させるように、ウェハWを加速回転させてもよい。このとき、ウェハWの回転の加速度は一定である。
【0083】
このように図12及び図13に示したいずれの場合においても、工程S3において、ウェハWの回転数を常に加速回転させているので、上述したようにレジスト液Rの供給量を少量に抑えつつ、レジスト液Rをウェハ面内でより均一に塗布することができる。
【0084】
以上の実施の形態の工程S4において、図14に示すようにウェハWを常に減速回転させてもよい。工程S4では、ウェハWの回転が第1の回転数から例えば1800rpmに減速される(図14の工程S4−1)。この工程S4−1では、ウェハWの回転の加速度は、例えば(−30000rpm/s)〜(−5000rpm/s)、より好ましくは(−10000rpm/s)の第4の加速度である。続いて、ウェハWの回転が1800rpmから第2の回転数に減速回転される(図14の工程S4−2)。この工程S4−2では、ウェハの回転の加速度は、第4の加速度よりも大きい例えば(−500rpm/s)以上かつゼロrpm/s未満、より好ましくは(−100rpm/s)の第5の加速度である。
【0085】
かかる場合、工程S4において第2の回転数でウェハWを回転させているので、工程S3でウェハW上に供給されたレジスト液Rを、その乾燥を押さえつつ拡散させることができる。そうすると、工程S3で供給されたレジスト液Rと工程S4で供給されたレジスト液Rが馴染み易くなるため、レジスト液RをウェハW上で同心円状に拡散させることができる。したがって、レジスト液Rの塗布班の発生を防止し、ウェハ面内で均一にレジスト液Rを塗布することができる。
【0086】
ここで、発明者らは、上述したウェハW上に塗布斑なくレジスト液Rを均一に塗布できる効果について検証を行った。その際、比較例として、図7に示した比較例と同様に従来の塗布処理方法を用いてウェハW上にレジスト液Rを塗布した。すなわち、比較例では、第2の回転数を経ることなく、第1の回転数から第3の回転数までウェハWの回転を減速させた。比較例のその他の塗布レシピは図14に示した塗布レシピと同様である。なお、本検証においては、第2の回転数を1500rpm〜2000rpmの範囲内の1800rpmとして検証を行った。そして、工程S4において、ウェハWの回転を第4の加速度で第1の回転数から1830rpmに減速させ、続いてウェハWの回転を第5の加速度で第2の回転数に減速させた。また、本検証においては、図14の工程S1と工程S3との間で上述した工程S2を行い、当該工程S2において500rpmの回転数でウェハWを回転させた。
【0087】
かかる検証の結果を図15に示す。図15の横軸は、レジスト膜の膜厚の測定点を示している。具体的には、ウェハWの外周部上の複数点を測定点とした。図15の縦軸は、各測定点でのレジスト膜の膜厚を示している。なお、先に示した図7と区別するため、図15において、図14に示した塗布処理方法を用いた実施の形態を「他の実施の形態」という。図15を参照すると、比較例ではレジスト膜の膜厚が不均一であるのに対して、他の実施の形態ではレジスト膜の膜厚が均一であることが分かった。したがって、他の実施の形態では、従来のように塗布斑が発生せず、ウェハ面内で均一にレジスト液Rを塗布できることが分かった。
【0088】
以上の実施の形態では、工程S4において、ウェハWを常に減速回転させていたが、かかるウェハWの減速回転の方法は図14に示した方法に限定されない。例えば図16に示すように、工程S4において、ウェハWの回転数を第1の回転数から第2の回転数にS字状に変動させるように、ウェハWを減速回転させてもよい。すなわち、第1の回転数であったウェハWの回転は、その後その回転数が連続的に滑らかに変動するように徐々に減速される。このとき、ウェハWの回転の加速度は、例えばゼロから次第に減少する。そして、工程S4の終了時には、ウェハWの回転の加速度が次第に増加され、ウェハWの回転数が第2の回転数に滑らかに収束する。
【0089】
また、例えば図17に示すように、工程S4において、ウェハWの回転数を第1の回転数から第2の回転数に直線状に変動させるように、ウェハWを減速回転させてもよい。このとき、ウェハWの回転の加速度は一定である。
【0090】
このように図16及び図17に示したいずれの場合においても、工程S4において第2の回転数でウェハWを回転させているので、上述したようにレジスト液Rの塗布班の発生を防止し、ウェハ面内で均一にレジスト液Rを塗布することができる。
【0091】
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想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。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば上述した実施の形態では、レジスト液の塗布処理を例に採って説明したが、本発明は、レジスト液以外の他の塗布液、例えば反射防止膜、SOG(Spin On Glass)膜、SOD(Spin On Dielectric)膜などを形成する塗布液の塗布処理にも適用できる。また、上述した実施の形態は、ウェハに塗布処理を行う例であったが、本発明は、基板がウェハ以外の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などの他の基板である場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板上に塗布液を塗布する際に有用である。
【符号の説明】
【0093】
1 レジスト塗布装置
20 スピンチャック
33 レジスト液ノズル
40 溶剤ノズル
50 制御部
F レジスト膜
R レジスト液
W ウェハ
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板上に塗布液を塗布する塗布処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ(以下、「ウェハ」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処理、当該レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成されている。
【0003】
上述したレジスト塗布処理では、回転中のウェハの中心部にノズルからレジスト液を供給し、遠心力によりウェハ上でレジスト液を拡散することよってウェハ上にレジスト液を塗布する、いわゆるスピン塗布法が多く用いられている。
【0004】
また、このスピン塗布法において、レジスト液を少量で均一に塗布する方法として、次の第1の工程から第3の工程までを実行する塗布処理方法が提案されている。先ず、第1の工程において、高速の第1の回転数で回転中のウェハの中心部にレジスト液を供給し、ウェハ上にレジスト液を拡散させる。この第1の工程では、ウェハ上に供給されるレジスト液が少量であるため、レジスト液はウェハの端まで拡散するに至っていない。続いて、第2の工程において、低速のウェハの回転を第2の回転数まで一旦減速すると共に、ウェハ上のレジスト液の流動性を向上させるため、第1の工程におけるレジスト液の供給を継続して行う。その後、第2の工程におけるレジスト液の供給を停止した後、第3の工程において、ウェハの回転を第3の回転まで加速し、レジスト液をウェハの表面の全面に拡散させて、ウェハ上にレジスト液を塗布する(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−71960号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述した従来の方法を用いた場合、第1の工程において、レジスト液中の添加剤の影響によりウェハ上のレジスト液表面の接触角が大きくなる。また、ウェハを第1の回転数で高速回転させるため、ウェハ上のレジスト液が乾燥し、当該レジスト液表面の流動性が低下する。このため、その後行われる第2の工程において、第2の回転数で低速回転中のウェハにレジスト液を供給した場合、先に第1の工程でウェハ上に供給されたレジスト液は、第2の工程でウェハ上に供給されたレジスト液と馴染まない。そうすると、後続の第3の工程において、ウェハを第3の回転数で回転させてレジスト液をウェハ上に拡散させた場合、図18に示すようにウェハWの外周部でレジスト液Rが外側方向に不規則にスジ状に拡散し、先鋭化した長い塗布斑Lが放射状に出現する場合があった。このように従来の方法では、ウェハ面内でレジスト液を均一に塗布することができなかった。
【0007】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上に塗布液を塗布する際に、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上に塗布液を塗布する方法であって、第1の回転数で基板を回転させる第1の工程と、その後、基板の回転を減速し、第1の回転数より遅い第2の回転数で基板を回転させる第2の工程と、その後、基板の回転をさらに減速し、第2の回転数より遅い第3の回転数で基板を回転させる第3の工程と、その後、基板の回転を加速し、第3の回転数より速い第4の回転数で基板を回転させる第4の工程と、を有し、基板の中心部への塗布液の供給を前記第1の工程から前記第3の工程の途中まで連続して行い、前記第2の回転数は1500rpm〜2000rpmであることを特徴としている。
【0009】
発明者らが調べたところ、第2の回転数である1500rpm〜2000rpmで回転中の基板に塗布液を供給すると、塗布液の乾燥を抑えつつ、基板上に塗布液を拡散させられることが分かった。したがって、基板を第2の回転数で回転させた場合、塗布液が基板の同心円状に拡散し、基板上に塗布斑を発生させることなく塗布液を塗布できることが分かった。
【0010】
一方、基板への塗布液の供給量を少量にした場合に、第2の回転数で回転中の基板上に塗布液を拡散させようとすると、基板の回転速度が遅いため、塗布液の拡散速度も遅くなる。そうすると、基板上の塗布液の膜厚分布が不均一になってしまう。このため、少量の塗布液を基板上に均一に塗布するためには、第2の回転数より速い第1の回転数で基板を回転させることによって、基板上の塗布液を拡散させる必要があることが分かった。
【0011】
そこで、本発明では、先ず、第1の工程において第1の回転数で基板を回転させながら、基板の中心部に塗布液を供給しているので、基板への塗布液の供給量が少量の場合でも、当該塗布液を均一に拡散させることができる。その後、第2の工程において第2の回転数で基板を回転させるので、第1の工程で供給された塗布液は、その乾燥が抑えられつつ基板上を拡散する。そうすると、第1の工程で供給された塗布液と第2の工程で供給された塗布液が馴染み易くなるため、塗布液は基板の同心円状に拡散する。その後、第3の工程において、さらに第2の回転数より遅い第3の回転数で基板を回転させるので、基板上の塗布液は均されて平坦化される。すなわち、低速の第3の回転数で基板を回転させることによって、例えば基板の外周部の塗布液に中央部へ引き寄せられる力が作用し、塗布液の膜厚の均一化が図られる。また、この第3の工程において、基板の中心部に塗布液を供給するので、基板上の塗布液の流動性を向上させることができる。そして、後続の第4の工程において、第3の回転数より速い第4の回転数で基板を回転させているので、塗布液を基板の表面の全面に円滑に拡散させることができる。このとき、第2の工程で基板の同心円状に拡散している塗布液は、そのまま基板の同心円状に拡散するので、基板上に塗布斑が発生することはない。以上のように、本発明の塗布処理方法によれば、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布することができる。
【0012】
前記第2の工程において、第2の回転数での基板の回転を0.4秒以上行うのが好ましい。
【0013】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有していてもよく、この場合、前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第5の工程の途中から連続して行ってもよい。
【0014】
前記第1の工程において、第1の回転数で基板を回転させる前に、第1の回転数より速い第6の回転数で基板を回転させてもよい。この場合、前記第6の回転数は4000rpm以下であり、前記第1の工程において当該第6の回転数での基板の回転を0.1秒〜0.5秒間行うのが好ましい。
【0015】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、前記第1の工程において、基板の回転の加速度を第1の加速度、前記第1の加速度よりも大きい第2の加速度、前記第2の加速度よりも小さい第3の加速度の順に変化させ、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させてもよい。
【0016】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、前記第1の工程において、開始前に第5の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第1の回転数に収束させてもよい。
【0017】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、前記第1の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させてもよい。
【0018】
前記第5の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布してもよい。
【0019】
前記第5の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布してもよい。
【0020】
前記第1の工程において、基板上のレジスト液の接触角は85度以上であってもよい。
【0021】
前記第2の工程において、基板の回転の加速度を第4の加速度、前記第4の加速度よりも大きい第5の加速度の順に変化させ、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させてもよい。
【0022】
前記第2の工程において、開始前に第1の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第2の回転数に収束させてもよい。
【0023】
前記第2の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させてもよい。
【0024】
別な観点による本発明によれば、前記塗布処理方法を塗布処理装置によって実行させるために、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
【0025】
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【0026】
さらに別な観点による本発明は、基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、基板を保持して回転させる回転保持部と、基板に塗布液を供給する塗布液ノズルと、第1の回転数で基板を回転させる第1の工程と、その後、基板の回転を減速し、第1の回転数より遅い1500rpm〜2000rpmである第2の回転数で基板を回転させる第2の工程と、その後、基板の回転をさらに減速し、第2の回転数より遅い第3の回転数で基板を回転させる第3の工程と、その後、基板の回転を加速し、第3の回転数より速い第4の回転数で基板を回転させる第4の工程と、を実行するように前記回転保持部を制御し、かつ基板の中心部への塗布液の供給を前記第1の工程から前記第3の工程の途中まで連続して行うように前記塗布液ノズルを制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【0027】
前記制御部は、前記第2の工程において第2の回転数での基板の回転を0.4秒以上行うように前記回転保持部を制御するのが好ましい。
【0028】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第5の工程の途中から連続して行うように前記塗布液ノズルを制御してもよい。
【0029】
前記制御部は、前記第1の工程において、第1の回転数で基板を回転させる前に、第1の回転数より速い第6の回転数で基板を回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。この場合、前記制御部は、前記第6の回転数が4000rpm以下であり、前記第1の工程において当該第6の回転数での基板の回転を0.1秒〜0.5秒間行うように前記回転保持部を制御するのが好ましい。
【0030】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、基板の回転の加速度を第1の加速度、前記第1の加速度よりも大きい第2の加速度、前記第2の加速度よりも小さい第3の加速度の順に変化させ、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【0031】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、開始前に第5の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第1の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【0032】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【0033】
前記塗布処理装置は、基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、前記制御部は、前記第5の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御してもよい。
【0034】
前記塗布処理装置は、基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、前記制御部は、前記第5の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御してもよい。
【0035】
前記第1の工程において、基板上のレジスト液の接触角は85度以上であってもよい。
【0036】
前記制御部は、前記第2の工程において、基板の回転の加速度を第4の加速度、前記第4の加速度よりも大きい第5の加速度の順に変化させ、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【0037】
前記制御部は、前記第2の工程において、開始前に第1の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第2の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【0038】
前記制御部は、前記第2の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【発明の効果】
【0039】
本発明によれば、基板上に塗布液を塗布する際に、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図2】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図3】塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図4】塗布処理プロセスの主な工程におけるウェハ上の液膜の状態を模式的に示した説明図であり、(a)は第5の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、(b)は第1の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、(c)は第2の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、(d)は第4の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、(e)はウェハ上にレジスト膜が形成された様子を示している。
【図5】ウェハの中心から145mmの位置におけるレジスト液の膜厚のレンジとレジスト液の接触角との関係を示したグラフである。
【図6】塗布斑が発生しないウェハの回転数とレジスト液の接触角との関係を示したグラフである。
【図7】本実施の形態と比較例について、ウェハの外周部上のレジスト膜の膜厚を示したグラフである。
【図8】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図9】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図10】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図11】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図12】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図13】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図14】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図15】他の実施の形態と比較例について、ウェハの外周部上のレジスト膜の膜厚を示したグラフである。
【図16】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図17】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図18】従来の塗布処理方法を用いた場合において、ウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
以下、本発明の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塗布処理装置としてのレジスト塗布装置1の構成の概略を示す縦断面図である。図2は、レジスト塗布装置1の構成の概略を示す横断面図である。なお、本実施の形態では、塗布液としてレジスト液が用いられる。また、本実施の形態において、基板として用いられるウェハWの径は300mmである。
【0042】
レジスト塗布装置1は、図1に示すように処理容器10を有している。処理容器10内の中央部には、ウェハWを保持して回転させる回転保持部としてのスピンチャック20が設けられている。スピンチャック20は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハWを吸引する吸引口(図示せず)が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハWをスピンチャック20上に吸着保持できる。
【0043】
スピンチャック20は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構21を有し、そのチャック駆動機構21により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構21には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック20は上下動可能になっている。
【0044】
スピンチャック20の周囲には、ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ22が設けられている。カップ22の下面には、回収した液体を排出する排出管23と、カップ22内の雰囲気を排気する排気管24が接続されている。
【0045】
図2に示すようにカップ22のX方向負方向(図2の下方向)側には、Y方向(図2の左右方向)に沿って延伸するレール30が形成されている。レール30は、例えばカップ22のY方向負方向(図2の左方向)側の外方からY方向正方向(図2の右方向)側の外方まで形成されている。レール30には、例えば二本のアーム31、32が取り付けられている。
【0046】
第1のアーム31には、図1及び図2に示すようにウェハWにレジスト液を供給する塗布液ノズルとしてのレジスト液ノズル33が支持されている。第1のアーム31は、図2に示すノズル駆動部34により、レール30上を移動自在である。これにより、レジスト液ノズル33は、カップ22のY方向正方向側の外方に設置された待機部35からカップ22内のウェハWの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハWの表面上をウェハWの径方向に移動できる。また、第1のアーム31は、ノズル駆動部34によって昇降自在であり、レジスト液ノズル33の高さを調整できる。
【0047】
レジスト液ノズル33には、図1に示すように、レジスト液供給源36に連通する供給管37が接続されている。レジスト液供給源36内には、レジスト液が貯留されている。供給管37には、レジスト液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群38が設けられている。
【0048】
第2のアーム32には、レジスト液の溶剤、例えばシンナーを供給する溶剤ノズル40が支持されている。第2のアーム32は、図2に示すノズル駆動部41によってレール30上を移動自在であり、溶剤ノズル40を、カップ22のY方向負方向側の外方に設けられた待機部42からカップ22内のウェハWの中心部上方まで移動させることができる。また、ノズル駆動部41によって、第2のアーム32は昇降自在であり、溶剤ノズル40の高さを調節できる。
【0049】
溶剤ノズル40には、図1に示すように溶剤供給源43に連通する供給管44が接続されている。溶剤供給源43内には、溶剤が貯留されている。供給管44には、溶剤の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群45が設けられている。なお、以上の構成では、レジスト液を供給するレジスト液ノズル33と溶剤を供給する溶剤ノズル40が別々のアームに支持されていたが、同じアームに支持され、そのアームの移動の制御により、レジスト液ノズル33と溶剤ノズル40の移動と供給タイミングを制御してもよい。
【0050】
上述のスピンチャック20の回転動作と上下動作、ノズル駆動部34によるレジスト液ノズル33の移動動作、供給機器群38によるレジスト液ノズル33のレジスト液の供給動作、ノズル駆動部41による溶剤ノズル40の移動動作、供給機器群45による溶剤ノズル40の溶剤の供給動作などの駆動系の動作は、制御部50により制御されている。制御部50は、例えばCPUやメモリなどを備えたコンピュータにより構成され、例えばメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、レジスト塗布装置1におけるレジスト塗布処理を実現できる。なお、レジスト塗布装置1におけるレジスト塗布処理を実現するための各種プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどの記憶媒体Hに記憶されていたものであって、その記憶媒体Hから制御部50にインストールされたものが用いられている。
【0051】
次に、以上のように構成されたレジスト塗布装置1で行われる塗布処理プロセスについて説明する。図3は、塗布処理プロセスの各工程におけるウェハWの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。図4は、塗布処理プロセスの主な工程におけるウェハW上の液膜の状態を模式的に示している。なお、図3におけるプロセスの時間の長さは、技術の理解の容易さを優先させるため、必ずしも実際の時間の長さに対応していない。
【0052】
レジスト塗布装置1に搬入されたウェハWは、先ず、スピンチャック20に吸着保持される。続いて第2のアーム32により待機部42の溶剤ノズル40がウェハWの中心部の上方まで移動する。次に、図3に示すようにウェハWが停止している状態で、溶剤ノズル40からウェハWの中心部に所定量の溶剤が供給される。その後、チャック駆動機構21を制御してスピンチャック20によりウェハWを回転させ、その回転数を例えば2000rpmまで上昇させる。この2000rpmの回転数でウェハWを例えば0.3秒間回転させることにより、ウェハWの中心部に供給された溶剤は外周部に向かって拡散し、すなわちプリウェットが行われ、ウェハWの表面が溶剤で濡れた状態になる。その後、溶剤がウェハWの表面の全面に拡散すると、ウェハWの回転を第5の回転数である例えば10rpm〜500rpm、本実施の形態においては500rpmまで減速させる(図3の工程S1)。このようにウェハW上を溶剤が拡散している間に、溶剤ノズル40がウェハWの中心部上方から移動すると共に、第1のアーム31により待機部35のレジスト液ノズル33がウェハWの中心部上方まで移動する。
【0053】
その後、ウェハWを第5の回転数で例えば0.4秒間回転させる。このとき、第5の回転数でのウェハWの回転開始から例えば0.2秒後に、レジスト液ノズル33からウェハWの中心部に所定量のレジスト液が供給される(図3の工程S2)。図4(a)に示すように供給されたレジスト液Rは、ウェハWの回転によりウェハW上を拡散する。なお、この工程S2におけるレジスト液Rの供給は、後述するように工程S5の途中まで連続して行われる。
【0054】
その後、図3に示すようにウェハWの回転を第1の回転数である例えば2000rpm〜3500rpm、本実施の形態においては3000rpmまで加速させ、その後ウェハWを第1の回転数で例えば0.8秒間回転させる。そして、このウェハWの加速回転中及び第1の回転数での回転中において、レジスト液ノズル33からレジスト液Rが連続して供給される(図3の工程S3)。供給されたレジスト液Rは、図4(b)に示すようにウェハWの回転によりウェハW上を拡散する。この工程S3では、レジスト液Rの供給量を少量にしているため、レジスト液RはウェハWの端まで拡散していない。また、ウェハWは第1の回転数で高速回転しているが、その第1の回転数でのウェハWの回転は0.8秒間と短時間であるため、ウェハW上のレジスト液Rは完全に乾燥するには至っていない。
【0055】
その後、図3に示すようにウェハWの回転を第2の回転数である例えば1500rpm〜2000rpm、本実施の形態においては1500rpmまで減速させ、その後第2の回転数でウェハWを回転させる。第2の回転数でのウェハWの回転は、0.4秒以上、本実施の形態においては0.5秒間行われる。そして、このウェハWの減速回転中及び第2の回転数での回転中において、レジスト液ノズル33からレジスト液Rが連続して供給される(図3の工程S4)。供給されたレジスト液Rは、図4(c)に示すようにウェハWの回転によりウェハW上を拡散する。この工程S4では、ウェハWの回転数を第2の回転数に減速させているので、ウェハW上のレジスト液Rの乾燥を抑制することができる。そうすると、先に工程S3で供給されたレジスト液Rと工程S4で供給されたレジスト液Rが馴染み易くなるため、レジスト液RはウェハWの同心円状に拡散する。なお、この工程S4では、レジスト液RはウェハWの外周部まで拡散するものの、レジスト液RはウェハWの端まで拡散していない。また、発明者らが調べたところ、第2の回転数でのウェハWの回転を0.4秒以上行うと、ウェハW上のレジスト液Rの乾燥を十分に抑制できることが分かった。
【0056】
その後、図3に示すようにウェハWの回転を第3の回転数である例えば100rpm〜800rpm、本実施の形態においては200rpmまでさらに減速させ、その後ウェハWを第3の回転数で例えば0.4秒間回転させる。そして、このウェハWの減速回転中及び第3の回転数での回転の途中までにおいて、レジスト液ノズル33からレジスト液Rが連続して供給される。すなわち、第3の回転数でのウェハWの回転開始から例えば0.2秒後に、工程S2から連続して行われていたレジスト液Rの供給を停止する(図3の工程S5)。この工程S5では、ウェハWが第3の回転数で低速回転しているため、例えばウェハWの外周部のレジスト液Rに中央部へ引き寄せられる力が作用し、ウェハW上のレジスト液Rは均されて平坦化される。
【0057】
その後、ウェハWの回転を第4の回転数である例えば1000rpm〜1800rpm、本実施の形態においては1500rpmまで加速させ、その後ウェハWを第4の回転数で例えば2.5秒間回転させる(図3の工程S6)。この工程S6では、図4(d)に示すようにレジスト液RはウェハWの表面の全面に拡散すると共に、残余のレジスト液Rが振り切られ、レジスト液Rの膜厚が調整される。そして、図4(e)に示すようにウェハWの表面の全面に拡散されたレジスト液Rは乾燥され、ウェハW上にレジスト膜Fが形成される。
【0058】
その後、ウェハWの裏面が洗浄され、レジスト塗布装置1における一連の塗布処理が終了する。
【0059】
ここで、上述した工程S4において、ウェハWの回転数を第2の回転数である1500rpm〜2000rpmにした場合、当該第2の回転数で回転中のウェハW上のレジスト液Rが、その乾燥が抑えられつつウェハW上を拡散することについて検証する。
【0060】
発明者らは、300mmの径を有するウェハWを種々の回転数で回転させながら、当該ウェハW上に材料の異なる8種類のレジスト液R1〜R8を供給して、本検証を行った。これらレジスト液R1〜R8は、例えばレジスト液中に含まれる添加剤の種類が異なる。ここで、ウェハW上のレジスト液Rの乾燥が抑制された場合、このレジスト液RはウェハW上を同心円状に拡散し、ウェハW上に塗布斑を発生させることなくレジスト液Rを塗布できる。このため、本検証では、ウェハW上にレジスト液R1〜R8の塗布斑が発生するか否かについて検証を行った。
【0061】
先ず、比較例として、第1の回転数である3000rpmの回転数でウェハWを回転させた場合について説明する。このとき、ウェハWへのレジスト液R1〜R8の供給量はそれぞれ0.4mlであった。また、ウェハWへのレジスト液R1〜R8の供給を1.7秒間行った。その結果を図5に示す。図5の縦軸は、ウェハWの中心から145mmの位置におけるレジスト液R1〜R8の膜厚のレンジ、すなわちレジスト液R1〜R8の膜厚の最大値と最小値の差を示している。図5の横軸は、ウェハW上のレジスト液R1〜R8の接触角を示している。図5を参照すると、すべてのレジスト液R1〜R8について、膜厚のレンジがゼロにならず、ウェハW上にレジスト液R1〜R8の塗布斑が発生した。すなわち、第1の回転数のみでウェハWを回転させただけでは、ウェハW上に塗布斑が発生することが分かった。なお、この場合、ウェハW上のレジスト液R1〜R8の接触角はすべて85度以上であった。
【0062】
そこで、発明者らは、ウェハW上に塗布斑が発生しないようにレジスト液R1〜R8を塗布できるウェハWの回転数について調べた。その結果を図6に示す。図6の縦軸は、塗布斑が発生しないウェハWの回転数を示している。図6の横軸は、ウェハW上のレジスト液R1〜R8の接触角を示している。図6を参照すると、ウェハWの回転数が1500rpm〜2000rpmの範囲では、レジスト液R1〜R8の接触角が85度以上であっても、すべてのレジスト液R1〜R8について、ウェハW上に塗布斑が発生しないことが分かった。したがって、本実施の形態のようにウェハWの第2の回転数を1500rpm〜2000rpmとすると、レジスト液Rの乾燥を抑えつつ、ウェハW上にレジスト液Rを拡散させられることが分かった。
【0063】
以上の実施の形態によれば、先ず、工程S3において第1の回転数でウェハWを回転させながら、ウェハWの中心部にレジスト液Rを供給しているので、ウェハWへのレジスト液Rの供給量が少量の場合でも、レジスト液Rを均一に拡散させることができる。その後、工程S4において第2の回転数でウェハWを回転させるので、工程S3で供給されたレジスト液Rは、レジスト液Rの接触角が85度以上であっても、その乾燥が抑えられつつウェハW上を拡散する。そうすると、工程S3で供給されたレジスト液Rと工程S4で供給されたレジスト液Rが馴染み易くなるため、レジスト液RはウェハW上を同心円状に拡散する。その結果、その後工程S6においてレジスト液RをウェハWの表面の全面に拡散させる際にも、レジスト液RはウェハW上を同心円状に拡散する。このため、ウェハW上にレジスト液Rの塗布斑が発生することはない。したがって、ウェハWへのレジスト液Rの供給量を少量に抑えつつ、ウェハ面内で均一にレジスト液Rを塗布することができる。
【0064】
なお、発明者らが調べたところ、本実施の形態の塗布処理方法を用いた場合、ウェハW上に塗布斑なくレジスト液Rを塗布するために必要なレジスト液Rの供給量は0.4mlであった。これに対し、上述した従来の塗布処理方法を用いた場合、必要なレジスト液の供給量は0.9mlであった。したがって、本実施の形態によれば、レジスト液Rの供給量を飛躍的に低減できることが分かった。
【0065】
また、発明者らは、本実施の形態の塗布処理方法を用いた場合、ウェハW上に塗布斑なくレジスト液Rを均一に塗布できる効果について検証を行った。その際、比較例として、従来の塗布処理方法を用いてウェハW上にレジスト液Rを塗布した。すなわち、比較例では、本実施の形態のように第2の回転数を経ることなく、第1の回転数から第3の回転数までウェハWの回転を減速させた。比較例のその他の塗布レシピは本実施の形態の塗布レシピと同様である。なお、本検証においては、第2の回転数を1500rpm〜2000rpmの範囲内の1800rpmとして検証を行った。
【0066】
かかる検証の結果を図7に示す。図7の横軸は、レジスト膜の膜厚の測定点を示している。具体的には、ウェハWの外周部上の複数点を測定点とした。図7の縦軸は、各測定点でのレジスト膜の膜厚を示している。図7を参照すると、比較例ではレジスト膜の膜厚が不均一であるのに対して、本実施の形態ではレジスト膜の膜厚が均一であることが分かった。したがって、本実施の形態では、従来のように塗布斑が発生せず、ウェハ面内で均一にレジスト液Rを塗布できることが分かった。
【0067】
また、工程S5において、第2の回転数より遅い第3の回転数でウェハWを回転させているので、ウェハWの外周部のレジスト液Rに中央部へ引き寄せられる力が作用し、レジスト液Rの膜厚の均一化が図られる。また、この工程S5において、ウェハW上に乾燥していないレジスト液Rを供給しているので、ウェハW上のレジスト液Rの流動性を向上させることができる。これによって、後続の工程S6において、レジスト液Rを円滑にウェハWの端まで円滑に拡散させることができる。
【0068】
また、工程S2において、第5の回転数で低速回転中のウェハW上にレジスト液Rを供給しているので、レジスト液Rは円滑に無理なく拡散される。これによって、レジスト液Rの塗布斑の発生をより確実に防止することができる。
【0069】
さらに、工程S1において、ウェハW上をレジスト液Rの溶剤でプリウェットしているので、その後の工程でウェハW上に供給されたレジスト液Rを円滑に拡散させることができる。
【0070】
以上の実施の形態の工程S3において、図8に示すように第1の回転数でウェハWを回転させる前に、第1の回転数より速い第6の回転数でウェハWを回転させてもよい。
【0071】
例えば工程S2後、ウェハWの回転を第6の回転数である例えば4000rpm以下、本実施の形態においては4000rpmまで加速させ、その後第6の回転数でウェハWを回転させる。第6の回転数でのウェハWの回転は0.1秒〜0.5秒間、本実施の形態においては0.2秒間行われる(図8の工程S3−1)。その後、ウェハWの回転を第1の回転数まで減速させ、その後ウェハWを第1の回転数で例えば0.6秒間回転させる(図8の工程S3−2)。なお、工程S3−1及び工程S3−2においても、レジスト液ノズル33からウェハWの中心部にレジスト液Rが連続して供給される。また、その他の工程S1、S2、S4、S5、S6については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0072】
かかる場合、工程S3−1において高速の第6の回転数でウェハWを回転させながら、ウェハW上にレジスト液Rを供給しているので、レジスト液Rをより円滑にかつ均一に拡散させることができる。したがって、ウェハW上へのレジスト液Rの供給量をより少量にすることができる。また、本実施の形態では、工程S3−1及び工程S3−2の所要時間は、前記実施の形態の工程S3の所要時間とほぼ同じ場合について説明したが、上述のようにレジスト液Rを円滑に拡散させることができるため、工程S3−1及び工程S3−2の所要時間を短縮することもできる。例えば発明者らが調べたところ、第6の回転数でのウェハWの回転を0.1秒〜0.5秒間行うと、上述したレジスト液Rの供給量を少量にできる効果を十分に得られることが分かったため、この第6の回転数でのウェハWの回転を0.2秒以下にすることができる。
【0073】
以上の実施の形態では、工程S1において、ウェハWを例えば2000rpmの回転数で回転させてウェハWの表面に溶剤を塗布した後、ウェハWの回転を第5の回転数に減速していたが、図9に示すようにウェハWの回転を減速させずに、すなわち上述した工程S2を経ずに工程S3を開始してもよい。かかる場合、ウェハWの回転を例えば2000rpmに維持した状態で工程S3が開始される。すなわち、本実施の形態においては、この2000rpmが第5の回転数となる。その後、工程S3において、ウェハWの回転を第1の回転数まで加速させ、その後ウェハWを第1の回転数で回転させる。そして、工程S3が開始すると同時にレジスト液ノズル33からのレジスト液Rの供給が開始され、このレジスト液Rの供給は工程S5の途中まで連続して行われる。なお、その他の工程S4、S5、S6については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0074】
かかる場合、工程S1でウェハWの表面に溶剤を塗布した後、ウェハWの回転を減速せずに工程S3を開始しているので、工程S3におけるウェハWの回転が、前記実施の形態に比して比較的高速に維持される。このため、ウェハW上のレジスト液Rに比較的強い遠心力が作用し、ウェハ面内におけるレジスト液Rの膜厚均一性をより向上させることができる。
【0075】
以上の実施の形態の工程S3において、図10に示すようにウェハWを常に加速回転させてもよい。工程S3では、ウェハWの回転が第5の回転数から例えば550rpmに加速される(図10の工程S3−1)。この工程S3−1では、ウェハWの回転の加速度は、例えば500rpm/s以下、より好ましくは100rpm/sの第1の加速度である。このようにレジスト液RがウェハWの中心部に吐出された直後には、ウェハWの回転速度が低速であるので、ウェハW上のレジスト液Rに強い遠心力がかからない。しかも、このときのウェハWの回転の第1の加速度も小さいので、ウェハW上のレジスト液Rにかかる遠心力を抑えられる。このため、レジスト液Rが外側方向に均等に拡げられる。
【0076】
続いて、ウェハWの回転が550rpmから例えば2800rpmに加速される(図10の工程S3−2)。この工程S3−2では、ウェハの回転の加速度は、第1の加速度よりも大きい例えば5000rpm/s〜30000rpm/s、より好ましくは10000rpm/sの第2の加速度である。このように第1の加速度よりも大きい第2の加速度でウェハWを加速回転させているので、ウェハW上のレジスト液Rが滑らかに且つ迅速に拡げられる。
【0077】
続いて、ウェハWの回転が2800rpmから第1の回転数に加速される(図10の工程S3−3)。この工程S3−3では、ウェハWの回転の加速度は、第2の加速度よりも小さい例えば500rpm/s以下、より好ましくは100rpm/sの第3の加速度である。このように第2の加速度よりも小さい第3の加速度でウェハWを加速回転させているので、ウェハWの外周部に到達したレジスト液Rを滑らかに拡げつつ、レジスト液RがウェハWの外部に飛散する量を極めて少量に抑えることができる。
【0078】
以上のように工程S3では、ウェハWの回転の加速度が第1の加速度、第2の加速度、第3の加速度の順に変化し、ウェハWは常に加速回転する。そして、工程S3では、ウェハWの中心部にレジスト液Rが供給され続ける。そうすると、供給されたレジスト液Rは遠心力によりウェハWの表面の全面に拡散されて、ウェハWの表面にレジスト液Rが塗布される。なお、その他の工程S1、S2、S4、S5、S6については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0079】
かかる場合、工程S3において、ウェハWを常に加速回転させているので、レジスト液Rを迅速に拡散させることができ、レジスト液RをウェハWの表面全面に拡散させるための供給量を少量に抑えることができる。また、工程S3−1において、レジスト液RがウェハWの中心部に吐出された直後には、ウェハWの回転速度が低速であるので、ウェハW上のレジスト液Rに強い遠心力がかからない。しかも、このときのウェハWの回転の加速度が第2の加速度より小さい第1の加速度であるので、ウェハW上のレジスト液Rにかかる遠心力を抑えられる。このため、従来のようにウェハW上に塗布斑が出現することなく、レジスト液Rが外側方向に均等に拡げられる。その後工程S3−2において、第1の加速度よりも大きい第2の加速度でウェハWを加速回転させているので、ウェハW上のレジスト液Rが滑らかに且つ迅速に拡げられる。その後工程S3−3において、第2の加速度よりも小さい第3の加速度でウェハWを加速回転させているので、ウェハWの外周部に到達したレジスト液Rを滑らかに拡げつつ、レジスト液RがウェハWの外部に飛散する量を極めて少量に抑えることができる。したがって、本実施の形態によれば、レジスト液Rの供給量を少量にした場合でも、レジスト液Rをウェハ面内でより均一に塗布することができる。
【0080】
なお、本実施の形態においても、図9に示したように工程S1でウェハWの回転を第5の回転数に減速させずに工程S3を開始してもよい。すなわち、図11に示すように工程S3−1において第1の加速度でウェハWの回転が2000rpmから例えば2200rpmに加速され、続いて工程S3−2において第2の加速度でウェハWの回転が2200rpmから例えば2800rpmに加速され、続いて工程S3−3において第3の加速度でウェハWの回転が2800rpmから第1の回転数に加速される。かかる場合でも、上述したようにレジスト液Rの供給量を少量に抑えつつ、レジスト液Rをウェハ面内で均一に塗布することができる。
【0081】
以上の実施の形態では、工程S3において、ウェハWを常に加速回転させていたが、かかるウェハWの加速回転の方法は図10及び図11に示した方法に限定されない。例えば図12に示すように、工程S3において、ウェハWの回転数を第5の回転数から第1の回転数にS字状に変動させるように、ウェハWを加速回転させてもよい。すなわち、工程S3の開始前に第5の回転数であったウェハWの回転は、その後その回転数が連続的に滑らかに変動するように徐々に加速される。このとき、ウェハWの回転の加速度は、例えばゼロから次第に増加する。そして、工程S3の終了時には、ウェハWの回転の加速度が次第に減少され、ウェハWの回転数が第1の回転数に滑らかに収束する。
【0082】
また、例えば図13に示すように、工程S3において、ウェハWの回転数を第5の回転数から第1の回転数に直線状に変動させるように、ウェハWを加速回転させてもよい。このとき、ウェハWの回転の加速度は一定である。
【0083】
このように図12及び図13に示したいずれの場合においても、工程S3において、ウェハWの回転数を常に加速回転させているので、上述したようにレジスト液Rの供給量を少量に抑えつつ、レジスト液Rをウェハ面内でより均一に塗布することができる。
【0084】
以上の実施の形態の工程S4において、図14に示すようにウェハWを常に減速回転させてもよい。工程S4では、ウェハWの回転が第1の回転数から例えば1800rpmに減速される(図14の工程S4−1)。この工程S4−1では、ウェハWの回転の加速度は、例えば(−30000rpm/s)〜(−5000rpm/s)、より好ましくは(−10000rpm/s)の第4の加速度である。続いて、ウェハWの回転が1800rpmから第2の回転数に減速回転される(図14の工程S4−2)。この工程S4−2では、ウェハの回転の加速度は、第4の加速度よりも大きい例えば(−500rpm/s)以上かつゼロrpm/s未満、より好ましくは(−100rpm/s)の第5の加速度である。
【0085】
かかる場合、工程S4において第2の回転数でウェハWを回転させているので、工程S3でウェハW上に供給されたレジスト液Rを、その乾燥を押さえつつ拡散させることができる。そうすると、工程S3で供給されたレジスト液Rと工程S4で供給されたレジスト液Rが馴染み易くなるため、レジスト液RをウェハW上で同心円状に拡散させることができる。したがって、レジスト液Rの塗布班の発生を防止し、ウェハ面内で均一にレジスト液Rを塗布することができる。
【0086】
ここで、発明者らは、上述したウェハW上に塗布斑なくレジスト液Rを均一に塗布できる効果について検証を行った。その際、比較例として、図7に示した比較例と同様に従来の塗布処理方法を用いてウェハW上にレジスト液Rを塗布した。すなわち、比較例では、第2の回転数を経ることなく、第1の回転数から第3の回転数までウェハWの回転を減速させた。比較例のその他の塗布レシピは図14に示した塗布レシピと同様である。なお、本検証においては、第2の回転数を1500rpm〜2000rpmの範囲内の1800rpmとして検証を行った。そして、工程S4において、ウェハWの回転を第4の加速度で第1の回転数から1830rpmに減速させ、続いてウェハWの回転を第5の加速度で第2の回転数に減速させた。また、本検証においては、図14の工程S1と工程S3との間で上述した工程S2を行い、当該工程S2において500rpmの回転数でウェハWを回転させた。
【0087】
かかる検証の結果を図15に示す。図15の横軸は、レジスト膜の膜厚の測定点を示している。具体的には、ウェハWの外周部上の複数点を測定点とした。図15の縦軸は、各測定点でのレジスト膜の膜厚を示している。なお、先に示した図7と区別するため、図15において、図14に示した塗布処理方法を用いた実施の形態を「他の実施の形態」という。図15を参照すると、比較例ではレジスト膜の膜厚が不均一であるのに対して、他の実施の形態ではレジスト膜の膜厚が均一であることが分かった。したがって、他の実施の形態では、従来のように塗布斑が発生せず、ウェハ面内で均一にレジスト液Rを塗布できることが分かった。
【0088】
以上の実施の形態では、工程S4において、ウェハWを常に減速回転させていたが、かかるウェハWの減速回転の方法は図14に示した方法に限定されない。例えば図16に示すように、工程S4において、ウェハWの回転数を第1の回転数から第2の回転数にS字状に変動させるように、ウェハWを減速回転させてもよい。すなわち、第1の回転数であったウェハWの回転は、その後その回転数が連続的に滑らかに変動するように徐々に減速される。このとき、ウェハWの回転の加速度は、例えばゼロから次第に減少する。そして、工程S4の終了時には、ウェハWの回転の加速度が次第に増加され、ウェハWの回転数が第2の回転数に滑らかに収束する。
【0089】
また、例えば図17に示すように、工程S4において、ウェハWの回転数を第1の回転数から第2の回転数に直線状に変動させるように、ウェハWを減速回転させてもよい。このとき、ウェハWの回転の加速度は一定である。
【0090】
このように図16及び図17に示したいずれの場合においても、工程S4において第2の回転数でウェハWを回転させているので、上述したようにレジスト液Rの塗布班の発生を防止し、ウェハ面内で均一にレジスト液Rを塗布することができる。
【0091】
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想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。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば上述した実施の形態では、レジスト液の塗布処理を例に採って説明したが、本発明は、レジスト液以外の他の塗布液、例えば反射防止膜、SOG(Spin On Glass)膜、SOD(Spin On Dielectric)膜などを形成する塗布液の塗布処理にも適用できる。また、上述した実施の形態は、ウェハに塗布処理を行う例であったが、本発明は、基板がウェハ以外の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などの他の基板である場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板上に塗布液を塗布する際に有用である。
【符号の説明】
【0093】
1 レジスト塗布装置
20 スピンチャック
33 レジスト液ノズル
40 溶剤ノズル
50 制御部
F レジスト膜
R レジスト液
W ウェハ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に塗布液を塗布する方法であって、
第1の回転数で基板を回転させる第1の工程と、
その後、基板の回転を減速し、第1の回転数より遅い第2の回転数で基板を回転させる第2の工程と、
その後、基板の回転をさらに減速し、第2の回転数より遅い第3の回転数で基板を回転させる第3の工程と、
その後、基板の回転を加速し、第3の回転数より速い第4の回転数で基板を回転させる第4の工程と、を有し、
基板の中心部への塗布液の供給を前記第1の工程から前記第3の工程の途中まで連続して行い、
前記第2の回転数は1500rpm〜2000rpmであることを特徴とする、塗布処理方法。
【請求項2】
前記第2の工程において、第2の回転数での基板の回転を0.4秒以上行うことを特徴とする、請求項1に記載の塗布処理方法。
【請求項3】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、
前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第5の工程の途中から連続して行うことを特徴とする、請求項1又は2に記載の塗布処理方法。
【請求項4】
前記第1の工程において、第1の回転数で基板を回転させる前に、第1の回転数より速い第6の回転数で基板を回転させることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項5】
前記第6の回転数は4000rpm以下であり、
前記第1の工程において当該第6の回転数での基板の回転を0.1秒〜0.5秒間行うことを特徴とする、請求項4に記載の塗布処理方法。
【請求項6】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、
前記第1の工程において、基板の回転の加速度を第1の加速度、前記第1の加速度よりも大きい第2の加速度、前記第2の加速度よりも小さい第3の加速度の順に変化させ、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の塗布処理方法。
【請求項7】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、
前記第1の工程において、開始前に第5の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第1の回転数に収束させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の塗布処理方法。
【請求項8】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、
前記第1の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の塗布処理方法。
【請求項9】
前記第5の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布することを特徴とする、請求項6〜8のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項10】
前記第5の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布することを特徴とする、請求項6〜8のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項11】
前記第1の工程において、基板上のレジスト液の接触角は85度以上であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項12】
前記第2の工程において、基板の回転の加速度を第4の加速度、前記第4の加速度よりも大きい第5の加速度の順に変化させ、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項13】
前記第2の工程において、開始前に第1の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第2の回転数に収束させることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項14】
前記第2の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項15】
請求項1〜14のいずれかに記載の塗布処理方法を塗布処理装置によって実行させるために、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項16】
請求項15に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【請求項17】
基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、
基板を保持して回転させる回転保持部と、
基板に塗布液を供給する塗布液ノズルと、
第1の回転数で基板を回転させる第1の工程と、その後、基板の回転を減速し、第1の回転数より遅い1500rpm〜2000rpmである第2の回転数で基板を回転させる第2の工程と、その後、基板の回転をさらに減速し、第2の回転数より遅い第3の回転数で基板を回転させる第3の工程と、その後、基板の回転を加速し、第3の回転数より速い第4の回転数で基板を回転させる第4の工程と、を実行するように前記回転保持部を制御し、かつ基板の中心部への塗布液の供給を前記第1の工程から前記第3の工程の途中まで連続して行うように前記塗布液ノズルを制御する制御部と、を有することを特徴とする、塗布処理装置。
【請求項18】
前記制御部は、前記第2の工程において第2の回転数での基板の回転を0.4秒以上行うように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17に記載の塗布処理装置。
【請求項19】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第5の工程の途中から連続して行うように前記塗布液ノズルを制御することを特徴とする、請求項17又は18に記載の塗布処理装置。
【請求項20】
前記制御部は、前記第1の工程において、第1の回転数で基板を回転させる前に、第1の回転数より速い第6の回転数で基板を回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17〜19のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項21】
前記制御部は、前記第6の回転数が4000rpm以下であり、前記第1の工程において当該第6の回転数での基板の回転を0.1秒〜0.5秒間行うように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項20に記載の塗布処理装置。
【請求項22】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、基板の回転の加速度を第1の加速度、前記第1の加速度よりも大きい第2の加速度、前記第2の加速度よりも小さい第3の加速度の順に変化させ、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17又は18に記載の塗布処理装置。
【請求項23】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、開始前に第5の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第1の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17又は18に記載の塗布処理装置。
【請求項24】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17又は18に記載の塗布処理装置。
【請求項25】
基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、
前記制御部は、前記第5の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御することを特徴とする、請求項22〜24のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項26】
基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、
前記制御部は、前記第5の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御することを特徴とする、請求項22〜24のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項27】
前記第1の工程において、基板上のレジスト液の接触角は85度以上であることを特徴とする、請求項17〜26のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項28】
前記制御部は、前記第2の工程において、基板の回転の加速度を第4の加速度、前記第4の加速度よりも大きい第5の加速度の順に変化させ、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17〜27のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項29】
前記制御部は、前記第2の工程において、開始前に第1の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第2の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17〜27のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項30】
前記制御部は、前記第2の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17〜27のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項1】
基板上に塗布液を塗布する方法であって、
第1の回転数で基板を回転させる第1の工程と、
その後、基板の回転を減速し、第1の回転数より遅い第2の回転数で基板を回転させる第2の工程と、
その後、基板の回転をさらに減速し、第2の回転数より遅い第3の回転数で基板を回転させる第3の工程と、
その後、基板の回転を加速し、第3の回転数より速い第4の回転数で基板を回転させる第4の工程と、を有し、
基板の中心部への塗布液の供給を前記第1の工程から前記第3の工程の途中まで連続して行い、
前記第2の回転数は1500rpm〜2000rpmであることを特徴とする、塗布処理方法。
【請求項2】
前記第2の工程において、第2の回転数での基板の回転を0.4秒以上行うことを特徴とする、請求項1に記載の塗布処理方法。
【請求項3】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、
前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第5の工程の途中から連続して行うことを特徴とする、請求項1又は2に記載の塗布処理方法。
【請求項4】
前記第1の工程において、第1の回転数で基板を回転させる前に、第1の回転数より速い第6の回転数で基板を回転させることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項5】
前記第6の回転数は4000rpm以下であり、
前記第1の工程において当該第6の回転数での基板の回転を0.1秒〜0.5秒間行うことを特徴とする、請求項4に記載の塗布処理方法。
【請求項6】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、
前記第1の工程において、基板の回転の加速度を第1の加速度、前記第1の加速度よりも大きい第2の加速度、前記第2の加速度よりも小さい第3の加速度の順に変化させ、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の塗布処理方法。
【請求項7】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、
前記第1の工程において、開始前に第5の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第1の回転数に収束させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の塗布処理方法。
【請求項8】
前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに有し、
前記第1の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の塗布処理方法。
【請求項9】
前記第5の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布することを特徴とする、請求項6〜8のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項10】
前記第5の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布することを特徴とする、請求項6〜8のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項11】
前記第1の工程において、基板上のレジスト液の接触角は85度以上であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項12】
前記第2の工程において、基板の回転の加速度を第4の加速度、前記第4の加速度よりも大きい第5の加速度の順に変化させ、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項13】
前記第2の工程において、開始前に第1の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第2の回転数に収束させることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項14】
前記第2の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項15】
請求項1〜14のいずれかに記載の塗布処理方法を塗布処理装置によって実行させるために、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項16】
請求項15に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【請求項17】
基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、
基板を保持して回転させる回転保持部と、
基板に塗布液を供給する塗布液ノズルと、
第1の回転数で基板を回転させる第1の工程と、その後、基板の回転を減速し、第1の回転数より遅い1500rpm〜2000rpmである第2の回転数で基板を回転させる第2の工程と、その後、基板の回転をさらに減速し、第2の回転数より遅い第3の回転数で基板を回転させる第3の工程と、その後、基板の回転を加速し、第3の回転数より速い第4の回転数で基板を回転させる第4の工程と、を実行するように前記回転保持部を制御し、かつ基板の中心部への塗布液の供給を前記第1の工程から前記第3の工程の途中まで連続して行うように前記塗布液ノズルを制御する制御部と、を有することを特徴とする、塗布処理装置。
【請求項18】
前記制御部は、前記第2の工程において第2の回転数での基板の回転を0.4秒以上行うように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17に記載の塗布処理装置。
【請求項19】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第5の工程の途中から連続して行うように前記塗布液ノズルを制御することを特徴とする、請求項17又は18に記載の塗布処理装置。
【請求項20】
前記制御部は、前記第1の工程において、第1の回転数で基板を回転させる前に、第1の回転数より速い第6の回転数で基板を回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17〜19のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項21】
前記制御部は、前記第6の回転数が4000rpm以下であり、前記第1の工程において当該第6の回転数での基板の回転を0.1秒〜0.5秒間行うように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項20に記載の塗布処理装置。
【請求項22】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、基板の回転の加速度を第1の加速度、前記第1の加速度よりも大きい第2の加速度、前記第2の加速度よりも小さい第3の加速度の順に変化させ、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17又は18に記載の塗布処理装置。
【請求項23】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、開始前に第5の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第1の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17又は18に記載の塗布処理装置。
【請求項24】
前記制御部は、前記第1の工程の前に、第1の回転数より遅い第5の回転数で基板を回転させる第5の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第1の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第5の回転数から第1の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17又は18に記載の塗布処理装置。
【請求項25】
基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、
前記制御部は、前記第5の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御することを特徴とする、請求項22〜24のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項26】
基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、
前記制御部は、前記第5の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第5の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御することを特徴とする、請求項22〜24のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項27】
前記第1の工程において、基板上のレジスト液の接触角は85度以上であることを特徴とする、請求項17〜26のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項28】
前記制御部は、前記第2の工程において、基板の回転の加速度を第4の加速度、前記第4の加速度よりも大きい第5の加速度の順に変化させ、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17〜27のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項29】
前記制御部は、前記第2の工程において、開始前に第1の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第2の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17〜27のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項30】
前記制御部は、前記第2の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第1の回転数から第2の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項17〜27のいずれかに記載の塗布処理装置。
【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】
【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】
【公開番号】特開2011−67810(P2011−67810A)
【公開日】平成23年4月7日(2011.4.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−150740(P2010−150740)
【出願日】平成22年7月1日(2010.7.1)
【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23年4月7日(2011.4.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年7月1日(2010.7.1)
【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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