塗布装置、塗布方法、塗布、現像装置及び記憶媒体
【課題】基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布装置において、基板の裏面を洗浄するための溶剤の使用量を抑えること。
【解決手段】回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出する吐出孔が当該基板の回転方向に沿って設けられた、前記基板保持部を囲む姿勢制御部と、前記基板の裏面側に当該基板の周縁部に対向するように形成された対向面部と、その対向面部に処理液を供給し、その表面と回転する基板の裏面の周縁部とに前記処理液をその表面張力により吸着させる液膜形成部とを備えるように塗布装置を構成し、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストが前記基板の裏面の周縁部に付着することを防ぐための液膜を形成する。
【解決手段】回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出する吐出孔が当該基板の回転方向に沿って設けられた、前記基板保持部を囲む姿勢制御部と、前記基板の裏面側に当該基板の周縁部に対向するように形成された対向面部と、その対向面部に処理液を供給し、その表面と回転する基板の裏面の周縁部とに前記処理液をその表面張力により吸着させる液膜形成部とを備えるように塗布装置を構成し、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストが前記基板の裏面の周縁部に付着することを防ぐための液膜を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどの基板にレジストなどの薬液を塗布する塗布装置、塗布方法、前記塗布装置を備えた塗布、現像装置及び前記塗布方法を実施するプログラムが記憶された記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては塗布液を基板上にスピンコーティング法により、塗布する工程があり、塗布液としてはレジストや、その他に反射防止膜を形成するための薬液や酸化シリコンの前駆物質を含む絶縁膜形成用の薬液などが挙げられる。スピンコーティング法は半導体ウエハ（以下ウエハという）やＬＣＤ用のガラス基板等の基板の裏面中央部をスピンチャックに吸着させ、基板の表面中央部に供給すると共に、前記スピンチャックを鉛直軸回りに回転させ、前記塗布液を遠心力によりウエハの周縁部に広げる塗布方法である。
【０００３】
ところで環境問題の深刻化により、有機溶剤の使用量及び大気中への排出量の低減が求められている。これに応じて、例えば上記スピンコーティング法を行うレジスト塗布装置においては、レジストを基板に塗布する前にウエハに有機溶剤を供給し、ウエハとレジストのなじみをよくしてから当該ウエハにレジストを供給して、レジスト使用量を減少させる省レジスト塗布が行われる場合がある。この塗布方法においては、レジストの使用量を抑えることで、当該レジストに含まれる有機溶剤の使用量が低減されるので、１枚のウエハに成膜するために要する有機溶剤の使用総量が低減される。
【０００４】
しかし、上記のようにスピンコーティングによりレジスト膜Ｒの形成を行うにあたっては、ウエハＷに供給されたレジストがミストＭとなって飛散し、図２４（ａ）に示すようにその飛散したミストＭがウエハＷの裏面周縁部に付着する場合があり、このミストＭがパーティクルとなって正常なレジストパターン形成を妨げることを防ぐために、図２４（ｂ）に示すように裏面洗浄ノズル１１からウエハＷの裏面側にシンナーなどの溶剤を供給して、ミストＭを洗い流す処理が行われている。
【０００５】
この裏面洗浄ノズル１１による裏面洗浄処理は、前記レジスト塗布装置が含まれる塗布、現像装置における各処理中で最も多くの溶剤を使用する処理となる場合があり、例えばウエハ１枚あたりに２０ｃｃの溶剤が使用される。塗布、現像装置においては１ヶ月あたり６００枚のウエハの塗布、現像処理が行われるとした場合は、使用量が２０ｃｃであると、そのレジスト塗布装置における１ヶ月の前記溶剤の使用量は１２０トンにもなる。レジスト塗布装置について説明してきたが、それ以外にも上述のように各種の薬液を塗布してその薬液に応じた膜を基板に形成する装置において、レジスト膜形成モジュールと同様に裏面洗浄が行われる場合があり、当該裏面洗浄における有機溶剤の使用量について問題になっている。
【０００６】
スピンコーティングは、液の飛散を抑えるためにその下方に吸引路が接続されたカップ内で行われ、この吸引路を介してカップ内を吸引することによりカップ内に排気流が形成されるようになっている。そこで、カップの構造を変更することで排気流を制御し、ウエハＷへのミストＭの付着を低減化させることも検討されているが、それにより完全にミストの付着を抑えることができないので、依然として裏面洗浄における溶剤の使用量は少なくならず、むしろより確実にパーティクル汚染を抑えるために、過去よりも多量の溶剤を用いてミストの洗い流しを行っている場合もある。特許文献１にはウエハを浮上させてレジストを塗布する塗布装置について記載されているが、上記の問題を解決できるものではない。
【特許文献１】特開平２−１６４４７（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布装置において、基板の裏面を洗浄するための溶剤の使用量を抑えることができる塗布装置、塗布方法、その塗布装置を備えた塗布、現像装置及びその塗布方法を実施するプログラムを格納した記憶媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の塗布装置は、基板の裏面の中央部を保持して当該基板を水平に支持するための基板保持部と、
前記基板の表面の中央部に塗布液を供給するための塗布ノズルと、
前記基板保持部を鉛直軸回りに回転させ、基板の中央部に供給された前記塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜するための回転駆動部と、
前記基板の裏面の周縁部に対向した対向面部とその対向面部に処理液を供給する処理液供給部とを備え、前記処理液をその表面張力により当該対向面部と回転する基板の前記周縁部とに吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストを前記基板の裏面の周縁部から除去するための液膜を形成するための液膜形成部と、
回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出する吐出孔が当該基板の回転方向に沿って設けられた、前記基板保持部を囲む姿勢制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記塗布装置は、例えば前記基板に塗布液を供給するときに当該基板を第１の回転数で回転させ、塗布液の供給停止後、基板における塗布液の面内分布を調整するために前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で当該基板を回転させ、さらに塗布液を乾燥させるために基板を前記第２の回転数よりも高い第３の回転数で回転させるように前記塗布ノズル、回転駆動部の動作を制御する制御部が設けられ、
当該制御部は、この第３の回転数にて基板が回転しているときに前記液膜形成部の対向面部に処理液を供給するように前記処理液供給部の動作を制御する。
【００１０】
前記姿勢制御部には、前記吐出孔によるガスの吐出と協働して回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する吸引孔が基板の回転方向に沿って設けられていてもよく、その場合例えば前記吐出孔及び前記吸引孔は、基板の回転方向及び回転する基板の径方向に沿って交互に配列されている。
【００１１】
前記姿勢制御部を、前記基板の周縁部の前記ぶれを抑えるためにガスを吐出する処理位置と、その下方の待機位置との間で昇降させるための第１の昇降機構が設けられていてもよく、その場合例えば前記液膜形成部を、前記液膜を形成するための液膜形成位置と、その下方の待機位置との間で昇降させるための第２の昇降機構が設けられ、第２の昇降機構は、液膜形成部の基板への接触を抑えるために姿勢制御部の吐出孔からガスが吐出されているときに、液膜形成部を前記待機位置から前記液膜形成位置に上昇させる。
【００１２】
また、前記液膜形成部には、不要になった前記液膜を形成する処理液を除去するための排液手段が設けられていてもよく、前記基板保持部及び液膜形成部は前記塗布液の飛散を抑えるためのカップの内部の処理雰囲気に、前記回転駆動部は区画部材により前記処理雰囲気から区画された非処理雰囲気に夫々設けられ、
前記処理雰囲気に接続された排気路と、
非処理雰囲気中のガスを基板保持部の回転によって処理雰囲気に引き込むための前記区画部材に設けられたガス流路と、
を備えていてもよい。この場合、例えば前記ガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へのガスの流通を制御するための流通制御手段が設けられており、前記流通制御手段は、前記ガス流路を開閉するためのシャッタにより構成されていてもよい。また、例えばリング状に前記液膜を形成するために、前記液膜形成部は回転する基板の回転方向に沿ったリング状に形成されている。
【００１３】
本発明の塗布方法は、基板保持部により基板の裏面を保持して当該基板を水平に保持する工程と、
塗布ノズルにより前記基板の表面中央部に塗布液を供給する工程と、
回転駆動部により前記基板保持部を鉛直軸回りに第１の回転数で回転させ、基板の中央部に供給された塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜する工程と、
回転する基板の裏面側の周縁部に沿って形成された液膜形成部の対向面部に、当該液膜形成部に設けられた処理液供給部から処理液を供給する工程と、
その液膜形成部の対向面部と回転する基板の裏面の周縁部とに前記処理液をその表面張力により吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストが当該裏面の周縁部に付着することを防ぐ液膜を形成する工程と、
前記基板保持部を囲む姿勢制御部に基板の回転方向に沿って設けられた吐出口から回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出すると工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１４】
前記塗布方法は、例えば基板に塗布液を供給した後、塗布液の基板の面内分布を調整するために前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で当該基板を回転させるように基板の回転数を変更する工程と、
その後基板を第２の回転数よりも高い第３の回転数で回転させて塗布液を乾燥させる工程と、を備え
この第３の回転数にて基板が回転しているときに前記処理液を供給する工程が実施される。また、前記基板の回転中に前記液膜を構成する処理液を除去する工程を備えていてもよい。また、前記基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、前記ガスを吐出する工程と共に基板の回転方向に沿って設けられた吸引孔により前記基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する工程が実施されてもよい。
【００１５】
また、前記姿勢制御部の吐出孔からガスを吐出させながら、姿勢制御部材を前記基板の周縁部の姿勢を制御するための処理位置へとその下方の待機位置から上昇させる工程を含んでいてもよく、その場合例えば前記姿勢制御部を上昇させる工程を行うと共に前記液膜形成部を前記液膜を形成するための液膜形成位置へとその下方の待機位置から上昇させる工程を実施する。
【００１６】
前記基板保持部及び液膜形成部は前記塗布液の飛散を抑えるためのカップの内部の処理雰囲気に、前記回転駆動部は区画部材により前記処理雰囲気と区画された非処理雰囲気に夫々設けられ、
前記処理雰囲気を排気する工程と、
回転処理部の回転により前記区画部材に設けられたガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へと流入するガスの移動を制御する工程と、
を含んでいてもよい。
【００１７】
本発明の塗布、現像装置は、
基板を収納したキャリアが搬入されるキャリアブロックと、
前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像部と、を含む処理ブロックと、
この処理ブロックとレジストが塗布された基板を露光する露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスブロックと、を備えた塗布、現像装置において、
前記塗布部として、上述の塗布装置を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の記憶媒体は、回転する基板に塗布液を供給して塗布する塗布装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の塗布方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の塗布装置においては、回転する前記基板の周縁部の上下のぶれを抑える姿勢制御部と、その周縁部の裏面側に当該基板の周縁部に対向する対向面部を備えた液膜形成部とが設けられており、この液膜形成部の対向面部に処理液を供給し、その処理液の表面張力により前記基板と液膜形成部との間に液膜を形成して、その基板の裏面周縁部にミストが付着することを抑えている。従って、基板の裏面の周縁部にノズルなどにより溶剤を供給してミストを洗い流す必要がないので、溶剤の使用量が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の塗布装置の実施の形態に係るレジスト塗布装置２について図１、図２を参照しながら説明する。図１、図２は夫々レジスト塗布装置２の縦断側面図、横断平面図である。図１中の２１は基板保持部をなすスピンチャックであり、真空吸着によりウエハＷを水平に保持するように構成されている。このスピンチャック２１は接続部２１ａを介してモータなどを含む回転駆動部２２により鉛直回りに回転できる。スピンチャック２１の下方側にはレジスト塗布装置２を上下に区画する概ね円形の仕切り板２３が設けられている。区画部材である仕切り板２３の周縁部側は断面形状が山形に形成され、その外周縁は下方側に屈曲して延びている。前記スピンチャック２１及び仕切り板２３を囲むように上側が開放されたカップ体２４が設けられている。
【００２１】
このカップ体２４の側周面と仕切り板２３の外周縁との間に排出路をなす隙間２４ａが形成されている。前記カップ体２４の下方側は、仕切り板２３の外周縁部分と共に屈曲路を形成して気液分離部を構成している。また前記カップ体２４の底部の内側領域には排気口２５が形成されており、この排気口２５には排気管２５ａが接続されている。さらに前記カップ体２４の底部の外側領域には排液口２６が形成されており、この排液口２６には排液管２６ａが接続されている。
【００２２】
またレジスト塗布装置２は、ウエハＷ表面の中心部に塗布液としてレジストを供給するための塗布ノズルであるレジストノズル３１Ａ、ウエハＷ表面の中心部に例えば溶剤例えばシンナーを供給するための溶剤ノズル３１Ｂ、ウエハ表面の周縁部に前記溶剤を供給するための溶剤ノズル３１Ｃを備えており、各ノズル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは夫々液供給管３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを夫々介してレジストが貯留されたレジスト供給源３３Ａ、溶剤例えばシンナーが貯留された溶剤供給源３３Ｂ、溶剤供給源３３Ｃに接続されている。各液供給管３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃには、バルブやマスフローコントローラなどにより構成された液供給機器群３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃが夫々介設されており、これら液供給機器群３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃは、制御部７からの制御信号を受けて各供給源３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに貯留された液の各ノズル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃへの給断を夫々制御する。
【００２３】
ノズル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、アーム３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃを介して移動機構３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃに夫々接続されており、ガイドレール３７に沿ってスピンチャック２１に載置されたウエハＷの一端から他端へと移動することができる。３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃはノズル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの夫々の待機領域である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように仕切り板２３にはスピンチャック２１と駆動部２２との接続部２１ａを囲むように四分割されたリング状のスリット４１が形成されており、スリット４１の幅Ｌ１は例えば５ｍｍである。ガス流路をなすスリット４１の下方側には図３（ｂ）に示す４枚のシャッタ４２が設けられている。このシャッタ４２はスリット４１の形状に対応して扇状に形成され、駆動部４３により扇の径方向にガイド４２ａを介してスライド自在に構成されており、スリット４１はシャッタ４２により開閉自在に構成されている。図１では便宜上スリット４１及びシャッタ４２を夫々一つずつだけ示している。スリット４１には当該スリット４１を通過するガスに含まれるパーティクルを除去するための不図示のフィルタが設けられている。
【００２５】
カップ体２４内で仕切り板２３に仕切られた上下の空間を上方空間２８、下方空間２７とすると、ウエハＷの回転によって処理雰囲気をなす上方空間２８においてウエハＷの中央部から周縁部へと流れる気流が形成され、いわゆるポンプ効果により、当該上方空間２８の圧力が低下し、非処理雰囲気をなす下方空間２７からスリット４１を介して上方空間２８にガス例えばエアが流れ込む。
【００２６】
仕切り板２３上には塗布装置２の外部の搬送機構とスピンチャック２２との間でウエハＷを受け渡すための３本の支持ピン４４が設けられており（ただし図では２本のみ表示している）、前記下方空間２７に設けられた昇降部４５により昇降する。
【００２７】
この塗布装置２には姿勢制御部６と、液膜形成部５とが設けられており、姿勢制御部６は、図４に示すようにスピンチャック２１の周囲を囲む扁平なリング状に形成された筐体６Ａを備えている。また、液膜形成部５は、姿勢制御部６の筐体６Ａを囲むようにリング状に形成された扁平な筐体５Ａを備えている。これら姿勢制御部６、液膜形成部５は下方空間２７に設けられた昇降部６０，５０により夫々昇降自在に構成されている。
【００２８】
液膜形成部５の筐体５Ａの対向面部５１は水平な平坦面として形成され、スピンチャック２１に載置されたウエハＷの周縁部に沿って、その周縁部に対向するように形成されている。この対向面部５１には例えば筐体５Ａの周方向に沿って複数の溶剤供給孔５２Ａ及び溶剤吸引孔５２Ｂが開口している。この液膜形成部５は、図５（ａ）に示すように回転するウエハＷの裏面側の周縁部に近接した液膜形成位置に移動する。液膜形成位置に移動した前記筐体５Ａの溶剤供給孔５２Ａは、筐体５Ａの対向面部５１とウエハＷの裏面周縁部との間に処理液として溶剤例えばシンナーを供給し、供給されたシンナーをその表面張力により対向面部５１とウエハＷの裏面とに吸着させる、つまりメニスカス法によりウエハＷの周縁部全体に沿って液膜Ｌを形成する役割を有する。この液膜形成位置における前記対向面部５１からウエハＷの裏面までの距離Ｈ１は例えば５０μｍ〜５００μｍである。またウエハＷの直径が３０ｃｍである場合にこの液膜Ｌを形成するために要するシンナーの量は例えば０．５ｍＬ〜５０ｍＬである。
【００２９】
図５（ｂ）、（ｃ）は夫々液膜形成部５の筐体５Ａをその周方向に沿って縦断した図であり、溶剤供給孔５２Ａは筐体５Ａ内に形成された流路５３Ａ及び流路５３Ａに接続された配管５４Ａを介して溶剤の供給源５５Ａに接続されている。配管５４Ａにはバルブやマスフローコントローラなどからなる流量制御部５６Ａが介設されており、制御部７からの制御信号をこの流量制御部５６Ａが受けることにより当該流量制御部５６Ａが吐出孔５２Ａからのシンナーの給断を制御する。また吸引孔５２Ｂは液膜形成部５内の流路５３Ｂ及び流路５３Ｂに接続された配管５４Ｂを介して排気ポンプなどの吸引手段５５Ｂに接続されている。吸引手段５５Ｂは不図示の圧力調整手段を含み、その圧力調整手段が制御部７からの制御信号を受けることにより、吸引孔５２Ｂからの吸引量が制御される。
【００３０】
姿勢制御部６の筐体６Ａの表面６１は水平な平坦面として形成され、この表面６１には姿勢制御部６の周方向に沿って、ガス吐出孔６２Ａ及びガス吸引孔６２Ｂとが形成されている。図６（ａ）には吐出孔６２Ａに斜線を付して示しており、吐出孔６２Ａ及び吸引孔６２Ｂは姿勢制御部６の周方向及び径方向に交互に、つまり千鳥状に形成されている。
【００３１】
図６（ｂ）は姿勢制御部６の筐体６Ａをその周方向に沿って縦断した断面図であり、この図に示すようにガス吐出孔６２Ａ、ガス吸引孔６２Ｂは姿勢制御部６内に設けられた空間６３Ａ，６３Ｂに夫々連通し、空間６３Ａは夫々ガス供給管６４Ａを介して例えばエアが貯留されたエア供給源６５Ａに接続されている。ガス供給管６４Ａにはバルブ及びマスフローコントローラからなる流量制御部６６Ａが介設されており、この流量制御部６６Ａが制御部７から出力された制御信号を受信してガス吐出孔６２Ａからのエアの給断及び流量を制御する。また、空間６３Ｂはガス吸引管６４Ｂを介して例えば真空ポンプなどの排気手段６５Ｂに接続されており、排気手段６５Ｂに含まれる不図示の圧力調整部が制御部７から出力された制御信号を受信して、ガス吸引孔６２Ｂからの吸引量を制御する。なお、このレジスト塗布装置２はエア雰囲気に置かれることから、姿勢制御部６から吐出及び吸引するガスとしてはエアが用いられているが、例えばＮ2ガスなどの不活性ガス雰囲気下に置かれる場合、この不活性ガスを吐出及び吸引するようにしてもよい。
【００３２】
ウエハＷにおいて前記液膜が形成される領域よりも内側の領域は、ガス吐出孔６２Ａからのエアの供給を受けて、鉛直上向きの力が加えられる。また吸引孔６２Ｂから前記領域が吸引されることにより、当該領域に鉛直下向きの力が加えられる。姿勢制御部６はこれら双方向の合成された圧力のバランスを制御することで、回転中のウエハＷの周縁部の姿勢を制御し、その上下のぶれを抑える役割を有する。
【００３３】
図７を用いて説明すると、ウエハＷに反りがあったり、スピンチャック２１の水平度に誤差があったりする場合は、図７（ａ）に示すようにウエハＷの回転中にその周縁部が上下に例えば１００μｍ弱程度ぶれる場合がある。既述のようにウエハの裏面周縁部には液膜形成部５が近接し、これらの間で液膜Ｌが形成されるが、この上下のぶれ量が大きいと、液膜形成部５の対向面部５１とウエハＷの裏面との距離が大きくなったり、ウエハＷと液膜形成部５が衝突して液膜Ｌを形成できなくなってしまう。そこで液膜形成部５により液膜の形成を行う場合は、図７（ｂ）に示すようにこの姿勢制御部６が所定の高さ位置（処理位置）において、ウエハの裏面にガスの供給を行うと共にウエハＷの裏面を吸引して、そのウエハＷの周縁部の上下の変動を抑えて、ウエハＷの裏面と液膜形成部５との距離を一定に制御して、前記液膜ＬをウエハＷの裏面周縁部全体に形成する。確実に液膜を形成するために、姿勢制御部６を使用した場合にウエハＷのぶれ量が例えば１０μｍ程度に抑えられていると好ましい。
【００３４】
レジスト塗布装置２は例えばコンピュータからなる制御部７を備えており、この制御部７はプログラム、メモリ、ＣＰＵなどにより構成されている。前記プログラムには制御部７からレジスト塗布装置２の各部に制御信号を出力し、後述の塗布処理を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部７にインストールされる。
【００３５】
続いてレジスト塗布装置２の作用について図８〜図１１を参照しながら説明する。図８〜図１０はレジスト塗布装置２の各部の動作を示しており、図１１は時間とスピンチャック２１に保持されたウエハＷの回転数と、その時間に応じてウエハＷに行われる処理との関係を示したグラフである。先ず、予め設定された排気量でカップ体２４内が排気され、続いて外部からの図示しない搬送機構により例えばその直径３０ｃｍのウエハＷがレジスト塗布装置２に搬送される。
【００３６】
前記ウエハＷがスピンチャック２１上に位置すると、支持ピン４４が上昇し、ウエハＷの裏面を支持する。そして、支持ピン４４が下降し、ウエハＷの裏面中央部がスピンチャック２１上に載置されて吸着されると、姿勢制御部６のガス吐出孔６２Ａから所定の量でエアが吐出される（図１０（ａ）、（ｂ））。このとき姿勢制御部６、液膜形成部５はウエハＷの姿勢制御を行うための処理位置、液膜形成位置よりも下方の各々の待機位置にて待機しており、前記エアの吐出が開始されると、姿勢制御部６、液膜形成部５が前記処理位置、前記液膜形成位置へ夫々上昇する。
【００３７】
姿勢制御部６から吐出されているエアの圧力により、ウエハＷの周縁部が下方に下がることが抑えられ、液膜形成部５及び姿勢制御部６に接触することが抑えられた状態で姿勢制御部６、液膜形成部５が前記処理位置、前記液膜形成位置に夫々位置する（図８（ｃ））。続いて溶剤ノズル３１ＢからウエハＷの中心部に溶剤Ｆが供給され、所定の量が供給された後、その供給が停止する。
【００３８】
然る後、処理位置に移動した姿勢制御部６のガス吸引孔６２ＢからウエハＷ裏面の吸引が開始されると共にスピンチャック２１が回転し（時刻ｔ１）、ウエハＷの裏面と液膜形成部５との距離が例えば１００μｍに保たれた状態で回転速度が上昇し、ウエハＷに供給された溶剤ＦがウエハＷの周縁部へと遠心力により展伸される。また、スピンチャック２１の回転開始と略同時にシャッタ４２が開き、ウエハＷの回転により圧力が低下したスピンチャック２１の周囲の上方空間２８に下方空間２７からスリット４１を介してエアが流入し、このエアは、カップ体２４内に形成される排気流に乗って、矢印で示すようにウエハＷの裏面中央部側から裏面周縁部側へと向かう気流を形成して、排気口２５から排気される（図８（ｄ））。
【００３９】
回転数の上昇が続き、その回転数が例えば３０００ｒｐｍ（第１の回転数）に達すると、レジストノズル３１ＡからウエハＷの中央部にレジストＲが供給され（時刻ｔ２）、当該レジストＲは溶剤で濡れたウエハＷ表面上を遠心力により周縁部へと広がる（図９（ａ））。然る後レジストＲの供給が停止すると共にウエハの回転数を低下させ（時刻ｔ３）、その回転数を例えば１００ｒｐｍに維持し、乾燥を抑えた状態で膜厚の面内分布を整える（図９（ｂ））。詳しくは、レジストが塗布された時点においては、ウエハＷの外周部側で盛り上がっているレジストが中央部に引き寄せられようとして膜厚が均一化される。
【００４０】
然る後、ウエハＷの回転数が上昇し（時刻ｔ４）、ウエハの回転数が例えば１５００ｒｐｍ（第２の回転数）に達し、その回転数に維持されると、このとき余分なレジストＲはウエハＷの周縁部から振り切られ、ミストＭが発生する。また、この回転数の上昇開始と同時か、あるいはそれに若干遅れて液膜形成部５からその液膜形成部５とウエハＷの周縁部との間に例えば３ｍＬのシンナーが供給される。そして、その表面張力によりシンナーはウエハＷと液膜形成部５とに吸着して、図９（ｃ）で示すように液膜Ｌが形成される（時刻ｔ５）。
【００４１】
図１２（ａ）はこのときに発生したミストＭの様子を示したものであり、この液膜Ｌの形成前からウエハＷの裏面周縁部に付着していたミストＭやその他のパーティクルは液膜Ｌと回転するウエハＷの裏面との間に働く剪断力によりウエハＷの裏面から除去される。また、ウエハの周縁部裏面に回り込んだミストＭは液膜Ｌに接触すると、図１２（ｂ）に示すように液膜Ｌの表面で弾かれるか、その液膜Ｌに取り込まれる。液膜Ｌに取り込まれたミストＭは上記のようにウエハＷと液膜Ｌとの間に働く力によりウエハＷに付着することが抑えられる。また、このとき図１２（ａ）（ｂ）に示すようにウエハＷからカップ体２４に衝突し、跳ね返ってウエハＷ中央部へと向かうミストＭは、スリット４１から供給されたガス流に乗って排気されるので、このミストＭがウエハＷに付着することが抑えられる。
【００４２】
このように余分なレジストＲが振り切られ、膜厚が所定の大きさに制御されると共にレジスト膜Ｒの乾燥が進行すると、ウエハＷの周縁部に溶剤ノズル３１Ｃから溶剤が供給され（時刻ｔ６）、周縁部のレジストＲが溶解する（図９（ｄ））。このレジストＲの溶解により発生するミストも余分なレジストを振り切るときと同様に液膜Ｌに捕捉されたり、スリット４１からのガス流に乗って排気されることでウエハＷに付着することが抑えられる。溶剤ノズル３１Ｃからの溶剤の供給が停止して（時刻ｔ７）、しばらく後に図１０（ａ）及び図１２（ｃ）に示すように液膜Ｌを構成するシンナーが補足したミストＭと共に液膜形成部５の吸引孔５２Ｂから吸引除去されると共にシャッタ４２が閉じられる（時刻ｔ８）。
【００４３】
液膜の形成停止後、しばらくの間ウエハＷは回転を続け、その周縁部に付着した液膜Ｌを構成していたシンナーを乾燥させる。然る後ウエハＷは回転を停止し、姿勢制御部材６からの吸引が停止し、その搬入時とは逆の動作で外部の搬送機構に受け渡される（図１０（ｂ））。
【００４４】
このレジスト塗布装置２によれば、回転する前記ウエハＷの裏面側に当該ウエハＷの周縁部に沿って形成されたリング状の液膜形成部５と、前記周縁部の上下のぶれを抑えるための姿勢制御部６とが設けられ、この液膜形成部５とウエハＷの裏面周縁部との間にシンナーを供給し、そのシンナーの表面張力により前記ウエハＷの周縁部と液膜形成部５との間に液膜を形成して、その液膜によりウエハＷの裏面周縁部にミストが付着することを抑えている。従って、ウエハＷの周縁部にノズルなどにより溶剤を供給してミストを洗い流す必要がないので、溶剤の使用量が抑えられる。
【００４５】
また、上記レジスト塗布装置２においては、ウエハＷの回転数を１００ｒｐｍから１５００ｒｐｍに上昇させ、ミストが発生しやすくなったときに、シャッタ４２が開いており、下方空間２７から上方空間２８へと流れ込んだエアがウエハＷの周縁部へと流れることにより、ウエハＷにおいて液膜が形成された領域よりも内側領域にミストが付着することが抑えられている。シャッタ４２は常時開いていてもよいが、このようにミストが発生するときだけ開き、下方空間２７から上方空間２８へエアを供給することにより、スリット４１に設けられたフィルタの寿命を長くするために有効である。シャッタの開閉のタイミングは上記の例に限られず、例えばミストがより発生しやすくなる時刻ｔ５において閉じた状態から開いた状態になってもよい。スリット４１を設ける代わりにウエハＷの液膜形成部５をウエハＷの周縁部から中央部側へ向けて大きく形成してウエハＷの裏面中央部におけるミストの付着を防いでもよいが、ウエハＷの裏面周縁部に比べて裏面中央部に回り込むミストは少ないので、シンナーの量を抑える観点からもこのようにスリット４１を形成することが有効である。
【００４６】
また、このようにスリットを設ける代わりに、例えばウエハＷの裏面にエアを供給するノズルなどを設けて、そのエアの供給によりウエハＷの裏面の圧力を制御すると共にウエハＷの裏面の中央部側から周縁部側に向かう気流を形成してウエハＷへのミストの付着を抑えてもよい。
【００４７】
ところで、上記実施形態においてウエハＷの回転数を１５００ｒｐｍに上昇させる以前の時刻ｔ２〜ｔ４の間は上記したようにレジスト膜の膜厚分布が均一になるように調整している期間である。この実施形態においては、この期間に液膜Ｌを形成することを避けることで、液膜Ｌを構成するシンナーの温度によりウエハＷの温度がその面内で変化し、膜厚分布が変動することを防いでいる。
【００４８】
また、液膜形成後、その液膜を構成するシンナーを吸引孔５２Ｂより除去するときに液膜に含まれるミストをシンナーと共に除去しているので、より確実にミストによるパーティクル汚染を抑えることができる。さらに液膜形成後、回転を続けてウエハＷに付着したシンナーを乾燥させているので、この残留したシンナーによりパーティクル汚染が防がれるため好ましい。
また、姿勢制御部６において吐出孔６２Ａ及び吸引孔６２Ｂは、ウエハＷの回転方向及び径方向に沿って交互に配列されているのでウエハＷの周において加えられる圧力の均一性が高くなり、より上下のぶれを抑えた状態で回転させることができる。吐出孔６２Ａ、吸引孔６２Ｂとしてはこの例に限られず、例えばウエハＷの回転中心を中心とした周方向に沿ってスリット状に形成してもよい。
また、上記のように液膜形成部５、姿勢制御部６は夫々液膜形成位置、処理位置にウエハＷとの接触が抑えられるように移動するので、ウエハＷとこれら液膜形成部５、姿勢制御部６との衝突によりウエハＷが衝撃を受けて、形成された各膜に欠陥が発生することが抑えられる。
【００４９】
液膜形成部５において、供給孔５２Ａ，吸引孔５２Ｂのレイアウトは液膜Ｌを形成することができれば上記の例に限られるものではなく、例えば上記の例ではシンナーを供給する供給孔５２Ａは複数箇所に設けられているが、一カ所であってもよい。またウエハＷの裏面周縁部の一カ所に液膜を形成することができれば、回転するウエハＷの裏面周縁部全体を洗浄することができるので、液膜形成部５はリング状に形成されることに限られず、図１３（ａ）（ｂ）に示すようにウエハＷの周縁部の一部に対向するような液膜形成部５０を設けてもよい。ただし、上記のようにリング状に液膜を形成した方がより確実にウエハＷの裏面へのミストの回り込みをブロックできるので好ましい。
【００５０】
上記の姿勢制御部６は、ウエハＷの裏面にエアの吐出及びウエハＷの裏面の吸引を行うことでウエハＷの周縁部の姿勢を制御しているが、このようにウエハＷの姿勢を制御することに限られない。例えば図１４（ａ）に示す姿勢制御部６は、吸引路が設けられず、ウエハＷの周に沿って多数の吐出孔６２Ａのみを備えた構成を備えており、図１４（ｂ）に示すようにこの姿勢制御部６からウエハＷの裏面にエアを吐出してウエハＷの上下のぶれを抑えてもよい。この場合、例えばウエハＷの裏面に吐出されたエアがウエハＷと姿勢制御部６との隙間を流れるときにベルヌーイ効果が得られるように姿勢制御部６の処理位置を調整してもよい。つまり、当該ウエハＷが姿勢制御部６へ向けて吸引されるが吐出孔６２Ａから吐出されているエアの圧力により、ウエハＷは姿勢制御部６には接触せずに姿勢制御部６から浮上し、液膜形成部５の対向面部５１とウエハＷの裏面との距離が一定に保たれ、その結果として回転中のウエハＷの周縁部のぶれ量が抑えられるように姿勢制御部６を構成してもよい。
【００５１】
上記の実施形態は、レジスト塗布装置について説明したが、本発明は薬液を回転する基板中心に供給して周縁部へと広げるスピンコーティングにて成膜を行う他の塗布装置にも適用することができる。なお、上記の実施形態でレジスト膜の周縁部を除去するのは、後工程で液浸露光を行うためにレジスト膜の上層に撥水性の保護膜を成膜し、その保護膜の周縁部をウエハＷ表面に密着させるためであるが、このような周縁部の除去を行うことには限られない。
【００５２】
上記の実施形態で処理中にシンナーが乾燥したり飛散したりすることにより液膜Ｌが形成されなくなることを防ぐために、液膜Ｌ形成中にシンナーをウエハＷと液膜形成部５との間に供給し続けてもよい。その場合であってもウエハＷと液膜形成部との間隔Ｈ１は微小であるため、ノズルからシンナーを吐出してミストを洗い流す場合よりもシンナーの使用量を抑えることができる。また、液膜Ｌを形成するにあたっては対向面部５１に供給孔５２Ａからシンナーを供給すると共に吸引孔５２Ｂからシンナーの吸引を行うことにより行ってもよい。
【００５３】
次に塗布、現像装置に上述したレジスト塗布装置２を適用した一例について簡単に説明する。図１５は塗布、現像装置に露光装置が接続されたシステムの平面図であり、図１６は同システムの斜視図である。また図１７は同システムの縦断面図である。この装置にはキャリアブロックＳ１が設けられており、その載置台１０１上に載置された密閉型のキャリア１００から受け渡しアームＣがウエハＷを取り出して処理ブロックＳ２に受け渡し、処理ブロックＳ２から受け渡しアームＣが処理済みのウエハＷを受け取ってキャリア１００に戻すように構成されている。
【００５４】
前記処理ブロックＳ２は、図１５に示すようにこの例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト膜の塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される例えば液浸露光時にレジスト膜を保護する保護膜の形成を行うための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を、下から順に積層して構成されている。
【００５５】
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、夫々反射防止膜、保護膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する、塗布液が異なる他は上述の塗布装置２と同様に構成された塗布モジュールと、この塗布モジュールにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理モジュール群と、前記塗布モジュールと処理モジュール群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４と、で構成されている。ただし、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３についても前記薬液がレジスト液であることを除けば同様の構成であり、このＣＯＴ層の塗布モジュールとしては前記塗布装置２が設けられる。
【００５６】
一方、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については図１７に示すように一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像モジュール１０３が２段に積層されている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像モジュール１０３にウエハＷを搬送するための搬送アームＡ１が設けられている。つまり２段の現像モジュール１０３に対して搬送アームＡ１が共通化されている構成となっている。
【００５７】
更に処理ブロックＳ２には、図１５及び図１７に示すように棚モジュールＵ５が設けられ、キャリアブロックＳ１からのウエハＷは前記棚モジュールＵ５の一つの受け渡しモジュール、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しモジュールＣＰＬ２に、前記棚モジュールＵ５の近傍に設けられた昇降自在な第１の受け渡しアームＤ１によって順次搬送される。第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２は、この受け渡しモジュールＣＰＬ２からウエハＷを受け取って各モジュール（反射防止膜モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群）に搬送し、これらモジュールにてウエハＷには反射防止膜が形成される。
【００５８】
その後、ウエハＷは棚モジュールＵ５の受け渡しモジュールＢＦ２、受け渡しアームＤ１、棚モジュールＵ５の受け渡しモジュールＣＰＬ３及び搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜が形成される。更にウエハＷは、搬送アームＡ３→棚モジュールＵ５の受け渡しモジュールＢＦ３→受け渡しアームＤ１を経て棚モジュールＵ５における受渡しモジュールＢＦ３に受け渡される。なおレジスト膜が形成されたウエハＷは、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４にて更に液浸露光時にレジスト膜を保護する保護膜が形成される場合もある。この場合は、ウエハＷは受け渡しモジュールＣＰＬ４を介して搬送アームＡ４に受け渡され、保護膜の形成された後搬送アームＡ４により受け渡しモジュールＴＲＳ４に受け渡される。
【００５９】
一方ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚モジュールＵ５に設けられた受け渡しモジュールＣＰＬ１１から棚モジュールＵ６に設けられた受け渡しモジュールＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜や反射防止膜、更に保護膜の形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１を介して受け渡しモジュールＢＦ３、ＴＲＳ４から受け渡しモジュールＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＥにより棚モジュールＵ６の受け渡しモジュールＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。なお図１７中のＣＰＬが付されている受け渡しモジュールは温調用の冷却モジュールを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しモジュールは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファモジュールを兼ねている。
【００６０】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＢにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚モジュールＵ６の受け渡しモジュールＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行わる。なお、露光装置Ｓ４からＤＥＶ層Ｂ１までのウエハＷの搬送路に保護膜を除去する除去モジュールが設けられ、保護膜が形成されているウエハＷについてその保護膜の除去が行われる場合もある。現像処理の後、ウエハＷは搬送アームＡ１により棚モジュールＵ５の受け渡しモジュールＴＲＳ１に受け渡される。その後ウエハＷは、第１の受け渡しアームＤ１により棚モジュールＵ５における受け渡しアームＣのアクセス範囲の受け渡しモジュールに搬送され、受け渡しアームＣを介してキャリア１００に戻される。なお図１５においてＵ１〜Ｕ４は各々加熱部と冷却部とを積層した熱系モジュール群であり、図１５はＤＥＶ層Ｂ１の平面視のレイアウトを示しているが、他の各層もこのＤＥＶ層と平面視同様のレイアウトを備えている。
【００６１】
（評価試験）
評価試験１
上述の姿勢制御部６を用いて、スピンチャック２１に保持されたウエハＷの回転数を１００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍの範囲で変化させたときのウエハＷの周縁部の上下の振れ量を計測した。また、姿勢制御部６を用いずに同様にウエハＷを回転させて、上下の振れ量を計測した。図１８はこの試験の結果を示したグラフであり、グラフの横軸は回転数（ｒｐｍ）、縦軸は振れ量（ｍｍ）を夫々示している。実線がこの姿勢制御部６へのガス供給量及び姿勢制御部からの吸引量を夫々１５Ｌ／分としたときの結果を示しており、点線がこの姿勢制御部６へのガス供給量及び姿勢制御部６からの吸引量を夫々５０Ｌ／分としたときの結果を示している。鎖線は姿勢制御部６を用いなかった実験の結果を示している。このように姿勢制御部６を用いた場合は用いなかった場合に比べて振れ量が抑えられている。従って、上記のように液膜形成部５とウエハＷの周縁との微小な隙間に安定して液膜を形成することが可能になることが示された。
【００６２】
（評価試験２）
上記のように仕切り板２３にスリット４１を設けず、下方空間２７から上方空間へのガスの流れが形成されない場合とスリット４１を設けて下方空間２７から上方空間２８へのガスの流れが形成された場合とでウエハＷの周縁部に流れる気流の方向についてシミュレーションを行った。ウエハＷの回転数は１５００ｒｐｍに設定した。図１９（ａ）はスリット４１を設けない場合のガスの流れを矢印で示したものである。見やすくするために太い矢印で示しているが、ウエハＷの裏面中央部から裏面周縁部へ向かった後、ウエハＷの裏面周縁部から裏面中央部側へその流速が０．２ｍ／秒で回り込む気流が発生している。
【００６３】
図１９（ｂ）はスリット４１を設けた場合のガスの流れを矢印で示したものであり、スリット４１を設けることで下方空間２７から上方空間２８へ１００Ｌ／分のガスが引き込まれて、図１９（ａ）のようにウエハＷの周縁部から中央部側へ回り込む気流は発生しておらず、ウエハＷの裏面中央部からウエハＷの周縁部へ向けて１．０ｍ／秒でエアが流れていることが分かった。従って、ミストをウエハＷの外縁へと押しやり、ウエハＷの中央部へミストが付着することを抑えるためにスリット４１を設けることが有効であることが示された。
【００６４】
評価試験３
仕切り板にスリット４１を設けない場合と設けた場合でウエハＷに付着したパーティクルの数を調べた。さらにスリット４１を設けない場合については背景技術の欄に記載した裏面洗浄ノズル１３から溶剤を吐出し裏面を洗浄した場合と、洗浄しなかった場合とについて夫々パーティクルの数を比較した。
【００６５】
スリット４１を設けず、裏面洗浄ノズル１３から溶剤の供給を行わなかったウエハＷの裏面には所定の大きさ以上の大きさのパーティクルが１２０５個付着していた。このウエハの図示は省略している。そして、スリット４１を設けず、裏面洗浄ノズル１３から溶剤の供給を行ったウエハの裏面には０．１５μｍ以上のパーティクルＰが９３個付着していた。図２０（ａ）はその裏面の概略図である。図２０（ｂ）はそのウエハＷの表面の概略を示しており、当該表面には０．１５μｍ以上のパーティクルＰが１０個付着していた。スリット４１を設けた場合のウエハＷの表面、裏面は夫々図２０（ｃ）（ｄ）に夫々示しており、その表面に付着した０．１５μｍ以上のパーティクルＰは３個であり、その裏面に付着した０．１５μｍ以上のパーティクルＰは１０９個であった。この結果からスリット４１を形成することで、パーティクルの数を溶剤の供給を行った場合と同様に抑えることができ、溶剤の使用量を抑えるために有効であることが分かる。上記の実施形態では、スリットを設ける他に溶剤の液膜を形成しているので、この実験結果よりもウエハＷに付着するパーティクルを抑えることができると考えられる。
【００６６】
評価試験４−１
図２１（ａ）に示すようにウエハＷの周縁部上にレーザー測定器７０を設け、姿勢制御部６により姿勢制御を行った場合と、姿勢制御を行わなかった場合とのウエハＷの上下のぶれ量をウエハの回転数を変化させて測定した。図２１（ｂ）、図２１（ｃ）、図２２（ａ）、図２２（ｂ）、図２３（ｃ）は夫々ウエハＷの回転数が１０ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、５０ｒｐｍ、８０ｒｐｍ、１００ｒｐｍであるときのウエハＷのぶれ量のグラフ図であり、グラフ中の実線が姿勢制御を行った場合（補正後）、グラフ中の鎖線が姿勢制御を行わなかった場合（補正前）の時間に対する測定位置の上下の変位を夫々示している。下記の表１は各グラフの結果から得られた各回転数と変位量とを示したものであり、いずれの回転数の場合も補正後の変位量は抑えられている
表１
【００６７】
評価試験４−２
また、直径３００ｍｍのウエハＷの径方向におけるエッジ（端部）から２０ｍｍの位置について、レーザー変位計を用いて姿勢制御部６により姿勢制御を行った場合と、姿勢制御を行わなかった場合とのウエハＷの上下のぶれ量をウエハの回転数を変化させて測定した。表２はその結果を示したものである。
表２
これら評価試験４−１、４−２の結果から姿勢制御部６を設けることでウエハＷのぶれが抑えられることが示された。従って姿勢制御部６を設けることでウエハＷと液膜形成部との間の微小な空間に液膜を形成することができることが示された。
【００６８】
参考試験
ウエハに裏面洗浄ノズル１３から溶剤の供給を行った場合と行わなかった場合とで形成されるレジスト膜の膜厚分布の変化について調べた。この実験ではウエハ周縁部のレジストの除去は行っていない。図２３（ａ）、（ｂ）は溶剤の供給を行った場合の膜厚分布を示したグラフであり、図２３（ｃ）、（ｄ）は溶剤の供給を行わなかった場合の膜厚分布を示したグラフである。各グラフの横軸はウエハＷの直径方向の位置であり、０ｍｍと示した位置がウエハＷの中心、+１５０ｍｍ、−１５０ｍｍと示した位置が夫々ウエハＷの一端、他端である。縦軸は膜厚である。このように溶剤の供給を行うことによって膜厚分布の変化は観察されない。従って上記の実施形態で形成される溶剤の液膜によりレジストの膜厚が影響を受けることはないと推察される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の塗布装置の縦断側面図である。
【図２】前記塗布装置の平面図である。
【図３】前記塗布装置に設けられる流路とシャッタの斜視図である。
【図４】前記塗布装置に設けられる液膜形成部及び姿勢制御部の斜視図である。
【図５】前記液膜形成部の縦断側面図である。
【図６】前記姿勢制御部の構成図である。
【図７】前記姿勢制御部により姿勢制御されるウエハの様子を示した説明図である。
【図８】前記塗布装置の動作を示した作用図である。
【図９】前記塗布装置の動作を示した作用図である。
【図１０】前記塗布装置の動作を示した作用図である。
【図１１】前記塗布装置の動作と、時間と、ウエハの回転数との関係を示したグラフ図である。
【図１２】前記塗布装置におけるミストの様子を示した説明図である。
【図１３】前記姿勢制御部の他の構成例を示した説明図である。
【図１４】前記姿勢制御部の他の構成例を示した説明図である。
【図１５】前記塗布装置を備えた塗布、現像装置の平面図である。
【図１６】前記塗布装置を備えた塗布、現像装置の斜視図である。
【図１７】前記塗布装置を備えた塗布、現像装置の縦断側面図である。
【図１８】評価試験の結果を示したグラフ図である。
【図１９】評価試験の結果を示した作用図である。
【図２０】評価試験の結果を示したウエハの平面図である。
【図２１】評価試験の結果を示したグラフ図である。
【図２２】評価試験の結果を示したグラフ図である。
【図２３】参考試験の結果を示したグラフ図である。
【図２４】従来のウエハの裏面の洗浄方法を示した説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
Ｗ ウエハ
Ｍ ミスト
Ｒ レジスト
２ レジスト塗布装置
２１ スピンチャック
２７ 下方空間
２８ 上方空間
３１Ａ レジストノズル
４１ スリット
４２ シャッタ
５ 液膜形成部
６ 姿勢制御部
６２Ａ 吐出孔
６２Ｂ 吸引孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどの基板にレジストなどの薬液を塗布する塗布装置、塗布方法、前記塗布装置を備えた塗布、現像装置及び前記塗布方法を実施するプログラムが記憶された記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては塗布液を基板上にスピンコーティング法により、塗布する工程があり、塗布液としてはレジストや、その他に反射防止膜を形成するための薬液や酸化シリコンの前駆物質を含む絶縁膜形成用の薬液などが挙げられる。スピンコーティング法は半導体ウエハ（以下ウエハという）やＬＣＤ用のガラス基板等の基板の裏面中央部をスピンチャックに吸着させ、基板の表面中央部に供給すると共に、前記スピンチャックを鉛直軸回りに回転させ、前記塗布液を遠心力によりウエハの周縁部に広げる塗布方法である。
【０００３】
ところで環境問題の深刻化により、有機溶剤の使用量及び大気中への排出量の低減が求められている。これに応じて、例えば上記スピンコーティング法を行うレジスト塗布装置においては、レジストを基板に塗布する前にウエハに有機溶剤を供給し、ウエハとレジストのなじみをよくしてから当該ウエハにレジストを供給して、レジスト使用量を減少させる省レジスト塗布が行われる場合がある。この塗布方法においては、レジストの使用量を抑えることで、当該レジストに含まれる有機溶剤の使用量が低減されるので、１枚のウエハに成膜するために要する有機溶剤の使用総量が低減される。
【０００４】
しかし、上記のようにスピンコーティングによりレジスト膜Ｒの形成を行うにあたっては、ウエハＷに供給されたレジストがミストＭとなって飛散し、図２４（ａ）に示すようにその飛散したミストＭがウエハＷの裏面周縁部に付着する場合があり、このミストＭがパーティクルとなって正常なレジストパターン形成を妨げることを防ぐために、図２４（ｂ）に示すように裏面洗浄ノズル１１からウエハＷの裏面側にシンナーなどの溶剤を供給して、ミストＭを洗い流す処理が行われている。
【０００５】
この裏面洗浄ノズル１１による裏面洗浄処理は、前記レジスト塗布装置が含まれる塗布、現像装置における各処理中で最も多くの溶剤を使用する処理となる場合があり、例えばウエハ１枚あたりに２０ｃｃの溶剤が使用される。塗布、現像装置においては１ヶ月あたり６００枚のウエハの塗布、現像処理が行われるとした場合は、使用量が２０ｃｃであると、そのレジスト塗布装置における１ヶ月の前記溶剤の使用量は１２０トンにもなる。レジスト塗布装置について説明してきたが、それ以外にも上述のように各種の薬液を塗布してその薬液に応じた膜を基板に形成する装置において、レジスト膜形成モジュールと同様に裏面洗浄が行われる場合があり、当該裏面洗浄における有機溶剤の使用量について問題になっている。
【０００６】
スピンコーティングは、液の飛散を抑えるためにその下方に吸引路が接続されたカップ内で行われ、この吸引路を介してカップ内を吸引することによりカップ内に排気流が形成されるようになっている。そこで、カップの構造を変更することで排気流を制御し、ウエハＷへのミストＭの付着を低減化させることも検討されているが、それにより完全にミストの付着を抑えることができないので、依然として裏面洗浄における溶剤の使用量は少なくならず、むしろより確実にパーティクル汚染を抑えるために、過去よりも多量の溶剤を用いてミストの洗い流しを行っている場合もある。特許文献１にはウエハを浮上させてレジストを塗布する塗布装置について記載されているが、上記の問題を解決できるものではない。
【特許文献１】特開平２−１６４４７（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布装置において、基板の裏面を洗浄するための溶剤の使用量を抑えることができる塗布装置、塗布方法、その塗布装置を備えた塗布、現像装置及びその塗布方法を実施するプログラムを格納した記憶媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の塗布装置は、基板の裏面の中央部を保持して当該基板を水平に支持するための基板保持部と、
前記基板の表面の中央部に塗布液を供給するための塗布ノズルと、
前記基板保持部を鉛直軸回りに回転させ、基板の中央部に供給された前記塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜するための回転駆動部と、
前記基板の裏面の周縁部に対向した対向面部とその対向面部に処理液を供給する処理液供給部とを備え、前記処理液をその表面張力により当該対向面部と回転する基板の前記周縁部とに吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストを前記基板の裏面の周縁部から除去するための液膜を形成するための液膜形成部と、
回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出する吐出孔が当該基板の回転方向に沿って設けられた、前記基板保持部を囲む姿勢制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記塗布装置は、例えば前記基板に塗布液を供給するときに当該基板を第１の回転数で回転させ、塗布液の供給停止後、基板における塗布液の面内分布を調整するために前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で当該基板を回転させ、さらに塗布液を乾燥させるために基板を前記第２の回転数よりも高い第３の回転数で回転させるように前記塗布ノズル、回転駆動部の動作を制御する制御部が設けられ、
当該制御部は、この第３の回転数にて基板が回転しているときに前記液膜形成部の対向面部に処理液を供給するように前記処理液供給部の動作を制御する。
【００１０】
前記姿勢制御部には、前記吐出孔によるガスの吐出と協働して回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する吸引孔が基板の回転方向に沿って設けられていてもよく、その場合例えば前記吐出孔及び前記吸引孔は、基板の回転方向及び回転する基板の径方向に沿って交互に配列されている。
【００１１】
前記姿勢制御部を、前記基板の周縁部の前記ぶれを抑えるためにガスを吐出する処理位置と、その下方の待機位置との間で昇降させるための第１の昇降機構が設けられていてもよく、その場合例えば前記液膜形成部を、前記液膜を形成するための液膜形成位置と、その下方の待機位置との間で昇降させるための第２の昇降機構が設けられ、第２の昇降機構は、液膜形成部の基板への接触を抑えるために姿勢制御部の吐出孔からガスが吐出されているときに、液膜形成部を前記待機位置から前記液膜形成位置に上昇させる。
【００１２】
また、前記液膜形成部には、不要になった前記液膜を形成する処理液を除去するための排液手段が設けられていてもよく、前記基板保持部及び液膜形成部は前記塗布液の飛散を抑えるためのカップの内部の処理雰囲気に、前記回転駆動部は区画部材により前記処理雰囲気から区画された非処理雰囲気に夫々設けられ、
前記処理雰囲気に接続された排気路と、
非処理雰囲気中のガスを基板保持部の回転によって処理雰囲気に引き込むための前記区画部材に設けられたガス流路と、
を備えていてもよい。この場合、例えば前記ガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へのガスの流通を制御するための流通制御手段が設けられており、前記流通制御手段は、前記ガス流路を開閉するためのシャッタにより構成されていてもよい。また、例えばリング状に前記液膜を形成するために、前記液膜形成部は回転する基板の回転方向に沿ったリング状に形成されている。
【００１３】
本発明の塗布方法は、基板保持部により基板の裏面を保持して当該基板を水平に保持する工程と、
塗布ノズルにより前記基板の表面中央部に塗布液を供給する工程と、
回転駆動部により前記基板保持部を鉛直軸回りに第１の回転数で回転させ、基板の中央部に供給された塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜する工程と、
回転する基板の裏面側の周縁部に沿って形成された液膜形成部の対向面部に、当該液膜形成部に設けられた処理液供給部から処理液を供給する工程と、
その液膜形成部の対向面部と回転する基板の裏面の周縁部とに前記処理液をその表面張力により吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストが当該裏面の周縁部に付着することを防ぐ液膜を形成する工程と、
前記基板保持部を囲む姿勢制御部に基板の回転方向に沿って設けられた吐出口から回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出すると工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１４】
前記塗布方法は、例えば基板に塗布液を供給した後、塗布液の基板の面内分布を調整するために前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で当該基板を回転させるように基板の回転数を変更する工程と、
その後基板を第２の回転数よりも高い第３の回転数で回転させて塗布液を乾燥させる工程と、を備え
この第３の回転数にて基板が回転しているときに前記処理液を供給する工程が実施される。また、前記基板の回転中に前記液膜を構成する処理液を除去する工程を備えていてもよい。また、前記基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、前記ガスを吐出する工程と共に基板の回転方向に沿って設けられた吸引孔により前記基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する工程が実施されてもよい。
【００１５】
また、前記姿勢制御部の吐出孔からガスを吐出させながら、姿勢制御部材を前記基板の周縁部の姿勢を制御するための処理位置へとその下方の待機位置から上昇させる工程を含んでいてもよく、その場合例えば前記姿勢制御部を上昇させる工程を行うと共に前記液膜形成部を前記液膜を形成するための液膜形成位置へとその下方の待機位置から上昇させる工程を実施する。
【００１６】
前記基板保持部及び液膜形成部は前記塗布液の飛散を抑えるためのカップの内部の処理雰囲気に、前記回転駆動部は区画部材により前記処理雰囲気と区画された非処理雰囲気に夫々設けられ、
前記処理雰囲気を排気する工程と、
回転処理部の回転により前記区画部材に設けられたガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へと流入するガスの移動を制御する工程と、
を含んでいてもよい。
【００１７】
本発明の塗布、現像装置は、
基板を収納したキャリアが搬入されるキャリアブロックと、
前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像部と、を含む処理ブロックと、
この処理ブロックとレジストが塗布された基板を露光する露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスブロックと、を備えた塗布、現像装置において、
前記塗布部として、上述の塗布装置を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の記憶媒体は、回転する基板に塗布液を供給して塗布する塗布装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の塗布方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の塗布装置においては、回転する前記基板の周縁部の上下のぶれを抑える姿勢制御部と、その周縁部の裏面側に当該基板の周縁部に対向する対向面部を備えた液膜形成部とが設けられており、この液膜形成部の対向面部に処理液を供給し、その処理液の表面張力により前記基板と液膜形成部との間に液膜を形成して、その基板の裏面周縁部にミストが付着することを抑えている。従って、基板の裏面の周縁部にノズルなどにより溶剤を供給してミストを洗い流す必要がないので、溶剤の使用量が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の塗布装置の実施の形態に係るレジスト塗布装置２について図１、図２を参照しながら説明する。図１、図２は夫々レジスト塗布装置２の縦断側面図、横断平面図である。図１中の２１は基板保持部をなすスピンチャックであり、真空吸着によりウエハＷを水平に保持するように構成されている。このスピンチャック２１は接続部２１ａを介してモータなどを含む回転駆動部２２により鉛直回りに回転できる。スピンチャック２１の下方側にはレジスト塗布装置２を上下に区画する概ね円形の仕切り板２３が設けられている。区画部材である仕切り板２３の周縁部側は断面形状が山形に形成され、その外周縁は下方側に屈曲して延びている。前記スピンチャック２１及び仕切り板２３を囲むように上側が開放されたカップ体２４が設けられている。
【００２１】
このカップ体２４の側周面と仕切り板２３の外周縁との間に排出路をなす隙間２４ａが形成されている。前記カップ体２４の下方側は、仕切り板２３の外周縁部分と共に屈曲路を形成して気液分離部を構成している。また前記カップ体２４の底部の内側領域には排気口２５が形成されており、この排気口２５には排気管２５ａが接続されている。さらに前記カップ体２４の底部の外側領域には排液口２６が形成されており、この排液口２６には排液管２６ａが接続されている。
【００２２】
またレジスト塗布装置２は、ウエハＷ表面の中心部に塗布液としてレジストを供給するための塗布ノズルであるレジストノズル３１Ａ、ウエハＷ表面の中心部に例えば溶剤例えばシンナーを供給するための溶剤ノズル３１Ｂ、ウエハ表面の周縁部に前記溶剤を供給するための溶剤ノズル３１Ｃを備えており、各ノズル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは夫々液供給管３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを夫々介してレジストが貯留されたレジスト供給源３３Ａ、溶剤例えばシンナーが貯留された溶剤供給源３３Ｂ、溶剤供給源３３Ｃに接続されている。各液供給管３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃには、バルブやマスフローコントローラなどにより構成された液供給機器群３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃが夫々介設されており、これら液供給機器群３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃは、制御部７からの制御信号を受けて各供給源３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに貯留された液の各ノズル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃへの給断を夫々制御する。
【００２３】
ノズル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、アーム３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃを介して移動機構３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃに夫々接続されており、ガイドレール３７に沿ってスピンチャック２１に載置されたウエハＷの一端から他端へと移動することができる。３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃはノズル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの夫々の待機領域である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように仕切り板２３にはスピンチャック２１と駆動部２２との接続部２１ａを囲むように四分割されたリング状のスリット４１が形成されており、スリット４１の幅Ｌ１は例えば５ｍｍである。ガス流路をなすスリット４１の下方側には図３（ｂ）に示す４枚のシャッタ４２が設けられている。このシャッタ４２はスリット４１の形状に対応して扇状に形成され、駆動部４３により扇の径方向にガイド４２ａを介してスライド自在に構成されており、スリット４１はシャッタ４２により開閉自在に構成されている。図１では便宜上スリット４１及びシャッタ４２を夫々一つずつだけ示している。スリット４１には当該スリット４１を通過するガスに含まれるパーティクルを除去するための不図示のフィルタが設けられている。
【００２５】
カップ体２４内で仕切り板２３に仕切られた上下の空間を上方空間２８、下方空間２７とすると、ウエハＷの回転によって処理雰囲気をなす上方空間２８においてウエハＷの中央部から周縁部へと流れる気流が形成され、いわゆるポンプ効果により、当該上方空間２８の圧力が低下し、非処理雰囲気をなす下方空間２７からスリット４１を介して上方空間２８にガス例えばエアが流れ込む。
【００２６】
仕切り板２３上には塗布装置２の外部の搬送機構とスピンチャック２２との間でウエハＷを受け渡すための３本の支持ピン４４が設けられており（ただし図では２本のみ表示している）、前記下方空間２７に設けられた昇降部４５により昇降する。
【００２７】
この塗布装置２には姿勢制御部６と、液膜形成部５とが設けられており、姿勢制御部６は、図４に示すようにスピンチャック２１の周囲を囲む扁平なリング状に形成された筐体６Ａを備えている。また、液膜形成部５は、姿勢制御部６の筐体６Ａを囲むようにリング状に形成された扁平な筐体５Ａを備えている。これら姿勢制御部６、液膜形成部５は下方空間２７に設けられた昇降部６０，５０により夫々昇降自在に構成されている。
【００２８】
液膜形成部５の筐体５Ａの対向面部５１は水平な平坦面として形成され、スピンチャック２１に載置されたウエハＷの周縁部に沿って、その周縁部に対向するように形成されている。この対向面部５１には例えば筐体５Ａの周方向に沿って複数の溶剤供給孔５２Ａ及び溶剤吸引孔５２Ｂが開口している。この液膜形成部５は、図５（ａ）に示すように回転するウエハＷの裏面側の周縁部に近接した液膜形成位置に移動する。液膜形成位置に移動した前記筐体５Ａの溶剤供給孔５２Ａは、筐体５Ａの対向面部５１とウエハＷの裏面周縁部との間に処理液として溶剤例えばシンナーを供給し、供給されたシンナーをその表面張力により対向面部５１とウエハＷの裏面とに吸着させる、つまりメニスカス法によりウエハＷの周縁部全体に沿って液膜Ｌを形成する役割を有する。この液膜形成位置における前記対向面部５１からウエハＷの裏面までの距離Ｈ１は例えば５０μｍ〜５００μｍである。またウエハＷの直径が３０ｃｍである場合にこの液膜Ｌを形成するために要するシンナーの量は例えば０．５ｍＬ〜５０ｍＬである。
【００２９】
図５（ｂ）、（ｃ）は夫々液膜形成部５の筐体５Ａをその周方向に沿って縦断した図であり、溶剤供給孔５２Ａは筐体５Ａ内に形成された流路５３Ａ及び流路５３Ａに接続された配管５４Ａを介して溶剤の供給源５５Ａに接続されている。配管５４Ａにはバルブやマスフローコントローラなどからなる流量制御部５６Ａが介設されており、制御部７からの制御信号をこの流量制御部５６Ａが受けることにより当該流量制御部５６Ａが吐出孔５２Ａからのシンナーの給断を制御する。また吸引孔５２Ｂは液膜形成部５内の流路５３Ｂ及び流路５３Ｂに接続された配管５４Ｂを介して排気ポンプなどの吸引手段５５Ｂに接続されている。吸引手段５５Ｂは不図示の圧力調整手段を含み、その圧力調整手段が制御部７からの制御信号を受けることにより、吸引孔５２Ｂからの吸引量が制御される。
【００３０】
姿勢制御部６の筐体６Ａの表面６１は水平な平坦面として形成され、この表面６１には姿勢制御部６の周方向に沿って、ガス吐出孔６２Ａ及びガス吸引孔６２Ｂとが形成されている。図６（ａ）には吐出孔６２Ａに斜線を付して示しており、吐出孔６２Ａ及び吸引孔６２Ｂは姿勢制御部６の周方向及び径方向に交互に、つまり千鳥状に形成されている。
【００３１】
図６（ｂ）は姿勢制御部６の筐体６Ａをその周方向に沿って縦断した断面図であり、この図に示すようにガス吐出孔６２Ａ、ガス吸引孔６２Ｂは姿勢制御部６内に設けられた空間６３Ａ，６３Ｂに夫々連通し、空間６３Ａは夫々ガス供給管６４Ａを介して例えばエアが貯留されたエア供給源６５Ａに接続されている。ガス供給管６４Ａにはバルブ及びマスフローコントローラからなる流量制御部６６Ａが介設されており、この流量制御部６６Ａが制御部７から出力された制御信号を受信してガス吐出孔６２Ａからのエアの給断及び流量を制御する。また、空間６３Ｂはガス吸引管６４Ｂを介して例えば真空ポンプなどの排気手段６５Ｂに接続されており、排気手段６５Ｂに含まれる不図示の圧力調整部が制御部７から出力された制御信号を受信して、ガス吸引孔６２Ｂからの吸引量を制御する。なお、このレジスト塗布装置２はエア雰囲気に置かれることから、姿勢制御部６から吐出及び吸引するガスとしてはエアが用いられているが、例えばＮ2ガスなどの不活性ガス雰囲気下に置かれる場合、この不活性ガスを吐出及び吸引するようにしてもよい。
【００３２】
ウエハＷにおいて前記液膜が形成される領域よりも内側の領域は、ガス吐出孔６２Ａからのエアの供給を受けて、鉛直上向きの力が加えられる。また吸引孔６２Ｂから前記領域が吸引されることにより、当該領域に鉛直下向きの力が加えられる。姿勢制御部６はこれら双方向の合成された圧力のバランスを制御することで、回転中のウエハＷの周縁部の姿勢を制御し、その上下のぶれを抑える役割を有する。
【００３３】
図７を用いて説明すると、ウエハＷに反りがあったり、スピンチャック２１の水平度に誤差があったりする場合は、図７（ａ）に示すようにウエハＷの回転中にその周縁部が上下に例えば１００μｍ弱程度ぶれる場合がある。既述のようにウエハの裏面周縁部には液膜形成部５が近接し、これらの間で液膜Ｌが形成されるが、この上下のぶれ量が大きいと、液膜形成部５の対向面部５１とウエハＷの裏面との距離が大きくなったり、ウエハＷと液膜形成部５が衝突して液膜Ｌを形成できなくなってしまう。そこで液膜形成部５により液膜の形成を行う場合は、図７（ｂ）に示すようにこの姿勢制御部６が所定の高さ位置（処理位置）において、ウエハの裏面にガスの供給を行うと共にウエハＷの裏面を吸引して、そのウエハＷの周縁部の上下の変動を抑えて、ウエハＷの裏面と液膜形成部５との距離を一定に制御して、前記液膜ＬをウエハＷの裏面周縁部全体に形成する。確実に液膜を形成するために、姿勢制御部６を使用した場合にウエハＷのぶれ量が例えば１０μｍ程度に抑えられていると好ましい。
【００３４】
レジスト塗布装置２は例えばコンピュータからなる制御部７を備えており、この制御部７はプログラム、メモリ、ＣＰＵなどにより構成されている。前記プログラムには制御部７からレジスト塗布装置２の各部に制御信号を出力し、後述の塗布処理を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部７にインストールされる。
【００３５】
続いてレジスト塗布装置２の作用について図８〜図１１を参照しながら説明する。図８〜図１０はレジスト塗布装置２の各部の動作を示しており、図１１は時間とスピンチャック２１に保持されたウエハＷの回転数と、その時間に応じてウエハＷに行われる処理との関係を示したグラフである。先ず、予め設定された排気量でカップ体２４内が排気され、続いて外部からの図示しない搬送機構により例えばその直径３０ｃｍのウエハＷがレジスト塗布装置２に搬送される。
【００３６】
前記ウエハＷがスピンチャック２１上に位置すると、支持ピン４４が上昇し、ウエハＷの裏面を支持する。そして、支持ピン４４が下降し、ウエハＷの裏面中央部がスピンチャック２１上に載置されて吸着されると、姿勢制御部６のガス吐出孔６２Ａから所定の量でエアが吐出される（図１０（ａ）、（ｂ））。このとき姿勢制御部６、液膜形成部５はウエハＷの姿勢制御を行うための処理位置、液膜形成位置よりも下方の各々の待機位置にて待機しており、前記エアの吐出が開始されると、姿勢制御部６、液膜形成部５が前記処理位置、前記液膜形成位置へ夫々上昇する。
【００３７】
姿勢制御部６から吐出されているエアの圧力により、ウエハＷの周縁部が下方に下がることが抑えられ、液膜形成部５及び姿勢制御部６に接触することが抑えられた状態で姿勢制御部６、液膜形成部５が前記処理位置、前記液膜形成位置に夫々位置する（図８（ｃ））。続いて溶剤ノズル３１ＢからウエハＷの中心部に溶剤Ｆが供給され、所定の量が供給された後、その供給が停止する。
【００３８】
然る後、処理位置に移動した姿勢制御部６のガス吸引孔６２ＢからウエハＷ裏面の吸引が開始されると共にスピンチャック２１が回転し（時刻ｔ１）、ウエハＷの裏面と液膜形成部５との距離が例えば１００μｍに保たれた状態で回転速度が上昇し、ウエハＷに供給された溶剤ＦがウエハＷの周縁部へと遠心力により展伸される。また、スピンチャック２１の回転開始と略同時にシャッタ４２が開き、ウエハＷの回転により圧力が低下したスピンチャック２１の周囲の上方空間２８に下方空間２７からスリット４１を介してエアが流入し、このエアは、カップ体２４内に形成される排気流に乗って、矢印で示すようにウエハＷの裏面中央部側から裏面周縁部側へと向かう気流を形成して、排気口２５から排気される（図８（ｄ））。
【００３９】
回転数の上昇が続き、その回転数が例えば３０００ｒｐｍ（第１の回転数）に達すると、レジストノズル３１ＡからウエハＷの中央部にレジストＲが供給され（時刻ｔ２）、当該レジストＲは溶剤で濡れたウエハＷ表面上を遠心力により周縁部へと広がる（図９（ａ））。然る後レジストＲの供給が停止すると共にウエハの回転数を低下させ（時刻ｔ３）、その回転数を例えば１００ｒｐｍに維持し、乾燥を抑えた状態で膜厚の面内分布を整える（図９（ｂ））。詳しくは、レジストが塗布された時点においては、ウエハＷの外周部側で盛り上がっているレジストが中央部に引き寄せられようとして膜厚が均一化される。
【００４０】
然る後、ウエハＷの回転数が上昇し（時刻ｔ４）、ウエハの回転数が例えば１５００ｒｐｍ（第２の回転数）に達し、その回転数に維持されると、このとき余分なレジストＲはウエハＷの周縁部から振り切られ、ミストＭが発生する。また、この回転数の上昇開始と同時か、あるいはそれに若干遅れて液膜形成部５からその液膜形成部５とウエハＷの周縁部との間に例えば３ｍＬのシンナーが供給される。そして、その表面張力によりシンナーはウエハＷと液膜形成部５とに吸着して、図９（ｃ）で示すように液膜Ｌが形成される（時刻ｔ５）。
【００４１】
図１２（ａ）はこのときに発生したミストＭの様子を示したものであり、この液膜Ｌの形成前からウエハＷの裏面周縁部に付着していたミストＭやその他のパーティクルは液膜Ｌと回転するウエハＷの裏面との間に働く剪断力によりウエハＷの裏面から除去される。また、ウエハの周縁部裏面に回り込んだミストＭは液膜Ｌに接触すると、図１２（ｂ）に示すように液膜Ｌの表面で弾かれるか、その液膜Ｌに取り込まれる。液膜Ｌに取り込まれたミストＭは上記のようにウエハＷと液膜Ｌとの間に働く力によりウエハＷに付着することが抑えられる。また、このとき図１２（ａ）（ｂ）に示すようにウエハＷからカップ体２４に衝突し、跳ね返ってウエハＷ中央部へと向かうミストＭは、スリット４１から供給されたガス流に乗って排気されるので、このミストＭがウエハＷに付着することが抑えられる。
【００４２】
このように余分なレジストＲが振り切られ、膜厚が所定の大きさに制御されると共にレジスト膜Ｒの乾燥が進行すると、ウエハＷの周縁部に溶剤ノズル３１Ｃから溶剤が供給され（時刻ｔ６）、周縁部のレジストＲが溶解する（図９（ｄ））。このレジストＲの溶解により発生するミストも余分なレジストを振り切るときと同様に液膜Ｌに捕捉されたり、スリット４１からのガス流に乗って排気されることでウエハＷに付着することが抑えられる。溶剤ノズル３１Ｃからの溶剤の供給が停止して（時刻ｔ７）、しばらく後に図１０（ａ）及び図１２（ｃ）に示すように液膜Ｌを構成するシンナーが補足したミストＭと共に液膜形成部５の吸引孔５２Ｂから吸引除去されると共にシャッタ４２が閉じられる（時刻ｔ８）。
【００４３】
液膜の形成停止後、しばらくの間ウエハＷは回転を続け、その周縁部に付着した液膜Ｌを構成していたシンナーを乾燥させる。然る後ウエハＷは回転を停止し、姿勢制御部材６からの吸引が停止し、その搬入時とは逆の動作で外部の搬送機構に受け渡される（図１０（ｂ））。
【００４４】
このレジスト塗布装置２によれば、回転する前記ウエハＷの裏面側に当該ウエハＷの周縁部に沿って形成されたリング状の液膜形成部５と、前記周縁部の上下のぶれを抑えるための姿勢制御部６とが設けられ、この液膜形成部５とウエハＷの裏面周縁部との間にシンナーを供給し、そのシンナーの表面張力により前記ウエハＷの周縁部と液膜形成部５との間に液膜を形成して、その液膜によりウエハＷの裏面周縁部にミストが付着することを抑えている。従って、ウエハＷの周縁部にノズルなどにより溶剤を供給してミストを洗い流す必要がないので、溶剤の使用量が抑えられる。
【００４５】
また、上記レジスト塗布装置２においては、ウエハＷの回転数を１００ｒｐｍから１５００ｒｐｍに上昇させ、ミストが発生しやすくなったときに、シャッタ４２が開いており、下方空間２７から上方空間２８へと流れ込んだエアがウエハＷの周縁部へと流れることにより、ウエハＷにおいて液膜が形成された領域よりも内側領域にミストが付着することが抑えられている。シャッタ４２は常時開いていてもよいが、このようにミストが発生するときだけ開き、下方空間２７から上方空間２８へエアを供給することにより、スリット４１に設けられたフィルタの寿命を長くするために有効である。シャッタの開閉のタイミングは上記の例に限られず、例えばミストがより発生しやすくなる時刻ｔ５において閉じた状態から開いた状態になってもよい。スリット４１を設ける代わりにウエハＷの液膜形成部５をウエハＷの周縁部から中央部側へ向けて大きく形成してウエハＷの裏面中央部におけるミストの付着を防いでもよいが、ウエハＷの裏面周縁部に比べて裏面中央部に回り込むミストは少ないので、シンナーの量を抑える観点からもこのようにスリット４１を形成することが有効である。
【００４６】
また、このようにスリットを設ける代わりに、例えばウエハＷの裏面にエアを供給するノズルなどを設けて、そのエアの供給によりウエハＷの裏面の圧力を制御すると共にウエハＷの裏面の中央部側から周縁部側に向かう気流を形成してウエハＷへのミストの付着を抑えてもよい。
【００４７】
ところで、上記実施形態においてウエハＷの回転数を１５００ｒｐｍに上昇させる以前の時刻ｔ２〜ｔ４の間は上記したようにレジスト膜の膜厚分布が均一になるように調整している期間である。この実施形態においては、この期間に液膜Ｌを形成することを避けることで、液膜Ｌを構成するシンナーの温度によりウエハＷの温度がその面内で変化し、膜厚分布が変動することを防いでいる。
【００４８】
また、液膜形成後、その液膜を構成するシンナーを吸引孔５２Ｂより除去するときに液膜に含まれるミストをシンナーと共に除去しているので、より確実にミストによるパーティクル汚染を抑えることができる。さらに液膜形成後、回転を続けてウエハＷに付着したシンナーを乾燥させているので、この残留したシンナーによりパーティクル汚染が防がれるため好ましい。
また、姿勢制御部６において吐出孔６２Ａ及び吸引孔６２Ｂは、ウエハＷの回転方向及び径方向に沿って交互に配列されているのでウエハＷの周において加えられる圧力の均一性が高くなり、より上下のぶれを抑えた状態で回転させることができる。吐出孔６２Ａ、吸引孔６２Ｂとしてはこの例に限られず、例えばウエハＷの回転中心を中心とした周方向に沿ってスリット状に形成してもよい。
また、上記のように液膜形成部５、姿勢制御部６は夫々液膜形成位置、処理位置にウエハＷとの接触が抑えられるように移動するので、ウエハＷとこれら液膜形成部５、姿勢制御部６との衝突によりウエハＷが衝撃を受けて、形成された各膜に欠陥が発生することが抑えられる。
【００４９】
液膜形成部５において、供給孔５２Ａ，吸引孔５２Ｂのレイアウトは液膜Ｌを形成することができれば上記の例に限られるものではなく、例えば上記の例ではシンナーを供給する供給孔５２Ａは複数箇所に設けられているが、一カ所であってもよい。またウエハＷの裏面周縁部の一カ所に液膜を形成することができれば、回転するウエハＷの裏面周縁部全体を洗浄することができるので、液膜形成部５はリング状に形成されることに限られず、図１３（ａ）（ｂ）に示すようにウエハＷの周縁部の一部に対向するような液膜形成部５０を設けてもよい。ただし、上記のようにリング状に液膜を形成した方がより確実にウエハＷの裏面へのミストの回り込みをブロックできるので好ましい。
【００５０】
上記の姿勢制御部６は、ウエハＷの裏面にエアの吐出及びウエハＷの裏面の吸引を行うことでウエハＷの周縁部の姿勢を制御しているが、このようにウエハＷの姿勢を制御することに限られない。例えば図１４（ａ）に示す姿勢制御部６は、吸引路が設けられず、ウエハＷの周に沿って多数の吐出孔６２Ａのみを備えた構成を備えており、図１４（ｂ）に示すようにこの姿勢制御部６からウエハＷの裏面にエアを吐出してウエハＷの上下のぶれを抑えてもよい。この場合、例えばウエハＷの裏面に吐出されたエアがウエハＷと姿勢制御部６との隙間を流れるときにベルヌーイ効果が得られるように姿勢制御部６の処理位置を調整してもよい。つまり、当該ウエハＷが姿勢制御部６へ向けて吸引されるが吐出孔６２Ａから吐出されているエアの圧力により、ウエハＷは姿勢制御部６には接触せずに姿勢制御部６から浮上し、液膜形成部５の対向面部５１とウエハＷの裏面との距離が一定に保たれ、その結果として回転中のウエハＷの周縁部のぶれ量が抑えられるように姿勢制御部６を構成してもよい。
【００５１】
上記の実施形態は、レジスト塗布装置について説明したが、本発明は薬液を回転する基板中心に供給して周縁部へと広げるスピンコーティングにて成膜を行う他の塗布装置にも適用することができる。なお、上記の実施形態でレジスト膜の周縁部を除去するのは、後工程で液浸露光を行うためにレジスト膜の上層に撥水性の保護膜を成膜し、その保護膜の周縁部をウエハＷ表面に密着させるためであるが、このような周縁部の除去を行うことには限られない。
【００５２】
上記の実施形態で処理中にシンナーが乾燥したり飛散したりすることにより液膜Ｌが形成されなくなることを防ぐために、液膜Ｌ形成中にシンナーをウエハＷと液膜形成部５との間に供給し続けてもよい。その場合であってもウエハＷと液膜形成部との間隔Ｈ１は微小であるため、ノズルからシンナーを吐出してミストを洗い流す場合よりもシンナーの使用量を抑えることができる。また、液膜Ｌを形成するにあたっては対向面部５１に供給孔５２Ａからシンナーを供給すると共に吸引孔５２Ｂからシンナーの吸引を行うことにより行ってもよい。
【００５３】
次に塗布、現像装置に上述したレジスト塗布装置２を適用した一例について簡単に説明する。図１５は塗布、現像装置に露光装置が接続されたシステムの平面図であり、図１６は同システムの斜視図である。また図１７は同システムの縦断面図である。この装置にはキャリアブロックＳ１が設けられており、その載置台１０１上に載置された密閉型のキャリア１００から受け渡しアームＣがウエハＷを取り出して処理ブロックＳ２に受け渡し、処理ブロックＳ２から受け渡しアームＣが処理済みのウエハＷを受け取ってキャリア１００に戻すように構成されている。
【００５４】
前記処理ブロックＳ２は、図１５に示すようにこの例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト膜の塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される例えば液浸露光時にレジスト膜を保護する保護膜の形成を行うための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を、下から順に積層して構成されている。
【００５５】
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、夫々反射防止膜、保護膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する、塗布液が異なる他は上述の塗布装置２と同様に構成された塗布モジュールと、この塗布モジュールにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理モジュール群と、前記塗布モジュールと処理モジュール群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４と、で構成されている。ただし、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３についても前記薬液がレジスト液であることを除けば同様の構成であり、このＣＯＴ層の塗布モジュールとしては前記塗布装置２が設けられる。
【００５６】
一方、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については図１７に示すように一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像モジュール１０３が２段に積層されている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像モジュール１０３にウエハＷを搬送するための搬送アームＡ１が設けられている。つまり２段の現像モジュール１０３に対して搬送アームＡ１が共通化されている構成となっている。
【００５７】
更に処理ブロックＳ２には、図１５及び図１７に示すように棚モジュールＵ５が設けられ、キャリアブロックＳ１からのウエハＷは前記棚モジュールＵ５の一つの受け渡しモジュール、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しモジュールＣＰＬ２に、前記棚モジュールＵ５の近傍に設けられた昇降自在な第１の受け渡しアームＤ１によって順次搬送される。第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２は、この受け渡しモジュールＣＰＬ２からウエハＷを受け取って各モジュール（反射防止膜モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群）に搬送し、これらモジュールにてウエハＷには反射防止膜が形成される。
【００５８】
その後、ウエハＷは棚モジュールＵ５の受け渡しモジュールＢＦ２、受け渡しアームＤ１、棚モジュールＵ５の受け渡しモジュールＣＰＬ３及び搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜が形成される。更にウエハＷは、搬送アームＡ３→棚モジュールＵ５の受け渡しモジュールＢＦ３→受け渡しアームＤ１を経て棚モジュールＵ５における受渡しモジュールＢＦ３に受け渡される。なおレジスト膜が形成されたウエハＷは、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４にて更に液浸露光時にレジスト膜を保護する保護膜が形成される場合もある。この場合は、ウエハＷは受け渡しモジュールＣＰＬ４を介して搬送アームＡ４に受け渡され、保護膜の形成された後搬送アームＡ４により受け渡しモジュールＴＲＳ４に受け渡される。
【００５９】
一方ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚モジュールＵ５に設けられた受け渡しモジュールＣＰＬ１１から棚モジュールＵ６に設けられた受け渡しモジュールＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜や反射防止膜、更に保護膜の形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１を介して受け渡しモジュールＢＦ３、ＴＲＳ４から受け渡しモジュールＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＥにより棚モジュールＵ６の受け渡しモジュールＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。なお図１７中のＣＰＬが付されている受け渡しモジュールは温調用の冷却モジュールを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しモジュールは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファモジュールを兼ねている。
【００６０】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＢにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚モジュールＵ６の受け渡しモジュールＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行わる。なお、露光装置Ｓ４からＤＥＶ層Ｂ１までのウエハＷの搬送路に保護膜を除去する除去モジュールが設けられ、保護膜が形成されているウエハＷについてその保護膜の除去が行われる場合もある。現像処理の後、ウエハＷは搬送アームＡ１により棚モジュールＵ５の受け渡しモジュールＴＲＳ１に受け渡される。その後ウエハＷは、第１の受け渡しアームＤ１により棚モジュールＵ５における受け渡しアームＣのアクセス範囲の受け渡しモジュールに搬送され、受け渡しアームＣを介してキャリア１００に戻される。なお図１５においてＵ１〜Ｕ４は各々加熱部と冷却部とを積層した熱系モジュール群であり、図１５はＤＥＶ層Ｂ１の平面視のレイアウトを示しているが、他の各層もこのＤＥＶ層と平面視同様のレイアウトを備えている。
【００６１】
（評価試験）
評価試験１
上述の姿勢制御部６を用いて、スピンチャック２１に保持されたウエハＷの回転数を１００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍの範囲で変化させたときのウエハＷの周縁部の上下の振れ量を計測した。また、姿勢制御部６を用いずに同様にウエハＷを回転させて、上下の振れ量を計測した。図１８はこの試験の結果を示したグラフであり、グラフの横軸は回転数（ｒｐｍ）、縦軸は振れ量（ｍｍ）を夫々示している。実線がこの姿勢制御部６へのガス供給量及び姿勢制御部からの吸引量を夫々１５Ｌ／分としたときの結果を示しており、点線がこの姿勢制御部６へのガス供給量及び姿勢制御部６からの吸引量を夫々５０Ｌ／分としたときの結果を示している。鎖線は姿勢制御部６を用いなかった実験の結果を示している。このように姿勢制御部６を用いた場合は用いなかった場合に比べて振れ量が抑えられている。従って、上記のように液膜形成部５とウエハＷの周縁との微小な隙間に安定して液膜を形成することが可能になることが示された。
【００６２】
（評価試験２）
上記のように仕切り板２３にスリット４１を設けず、下方空間２７から上方空間へのガスの流れが形成されない場合とスリット４１を設けて下方空間２７から上方空間２８へのガスの流れが形成された場合とでウエハＷの周縁部に流れる気流の方向についてシミュレーションを行った。ウエハＷの回転数は１５００ｒｐｍに設定した。図１９（ａ）はスリット４１を設けない場合のガスの流れを矢印で示したものである。見やすくするために太い矢印で示しているが、ウエハＷの裏面中央部から裏面周縁部へ向かった後、ウエハＷの裏面周縁部から裏面中央部側へその流速が０．２ｍ／秒で回り込む気流が発生している。
【００６３】
図１９（ｂ）はスリット４１を設けた場合のガスの流れを矢印で示したものであり、スリット４１を設けることで下方空間２７から上方空間２８へ１００Ｌ／分のガスが引き込まれて、図１９（ａ）のようにウエハＷの周縁部から中央部側へ回り込む気流は発生しておらず、ウエハＷの裏面中央部からウエハＷの周縁部へ向けて１．０ｍ／秒でエアが流れていることが分かった。従って、ミストをウエハＷの外縁へと押しやり、ウエハＷの中央部へミストが付着することを抑えるためにスリット４１を設けることが有効であることが示された。
【００６４】
評価試験３
仕切り板にスリット４１を設けない場合と設けた場合でウエハＷに付着したパーティクルの数を調べた。さらにスリット４１を設けない場合については背景技術の欄に記載した裏面洗浄ノズル１３から溶剤を吐出し裏面を洗浄した場合と、洗浄しなかった場合とについて夫々パーティクルの数を比較した。
【００６５】
スリット４１を設けず、裏面洗浄ノズル１３から溶剤の供給を行わなかったウエハＷの裏面には所定の大きさ以上の大きさのパーティクルが１２０５個付着していた。このウエハの図示は省略している。そして、スリット４１を設けず、裏面洗浄ノズル１３から溶剤の供給を行ったウエハの裏面には０．１５μｍ以上のパーティクルＰが９３個付着していた。図２０（ａ）はその裏面の概略図である。図２０（ｂ）はそのウエハＷの表面の概略を示しており、当該表面には０．１５μｍ以上のパーティクルＰが１０個付着していた。スリット４１を設けた場合のウエハＷの表面、裏面は夫々図２０（ｃ）（ｄ）に夫々示しており、その表面に付着した０．１５μｍ以上のパーティクルＰは３個であり、その裏面に付着した０．１５μｍ以上のパーティクルＰは１０９個であった。この結果からスリット４１を形成することで、パーティクルの数を溶剤の供給を行った場合と同様に抑えることができ、溶剤の使用量を抑えるために有効であることが分かる。上記の実施形態では、スリットを設ける他に溶剤の液膜を形成しているので、この実験結果よりもウエハＷに付着するパーティクルを抑えることができると考えられる。
【００６６】
評価試験４−１
図２１（ａ）に示すようにウエハＷの周縁部上にレーザー測定器７０を設け、姿勢制御部６により姿勢制御を行った場合と、姿勢制御を行わなかった場合とのウエハＷの上下のぶれ量をウエハの回転数を変化させて測定した。図２１（ｂ）、図２１（ｃ）、図２２（ａ）、図２２（ｂ）、図２３（ｃ）は夫々ウエハＷの回転数が１０ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、５０ｒｐｍ、８０ｒｐｍ、１００ｒｐｍであるときのウエハＷのぶれ量のグラフ図であり、グラフ中の実線が姿勢制御を行った場合（補正後）、グラフ中の鎖線が姿勢制御を行わなかった場合（補正前）の時間に対する測定位置の上下の変位を夫々示している。下記の表１は各グラフの結果から得られた各回転数と変位量とを示したものであり、いずれの回転数の場合も補正後の変位量は抑えられている
表１
【００６７】
評価試験４−２
また、直径３００ｍｍのウエハＷの径方向におけるエッジ（端部）から２０ｍｍの位置について、レーザー変位計を用いて姿勢制御部６により姿勢制御を行った場合と、姿勢制御を行わなかった場合とのウエハＷの上下のぶれ量をウエハの回転数を変化させて測定した。表２はその結果を示したものである。
表２
これら評価試験４−１、４−２の結果から姿勢制御部６を設けることでウエハＷのぶれが抑えられることが示された。従って姿勢制御部６を設けることでウエハＷと液膜形成部との間の微小な空間に液膜を形成することができることが示された。
【００６８】
参考試験
ウエハに裏面洗浄ノズル１３から溶剤の供給を行った場合と行わなかった場合とで形成されるレジスト膜の膜厚分布の変化について調べた。この実験ではウエハ周縁部のレジストの除去は行っていない。図２３（ａ）、（ｂ）は溶剤の供給を行った場合の膜厚分布を示したグラフであり、図２３（ｃ）、（ｄ）は溶剤の供給を行わなかった場合の膜厚分布を示したグラフである。各グラフの横軸はウエハＷの直径方向の位置であり、０ｍｍと示した位置がウエハＷの中心、+１５０ｍｍ、−１５０ｍｍと示した位置が夫々ウエハＷの一端、他端である。縦軸は膜厚である。このように溶剤の供給を行うことによって膜厚分布の変化は観察されない。従って上記の実施形態で形成される溶剤の液膜によりレジストの膜厚が影響を受けることはないと推察される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の塗布装置の縦断側面図である。
【図２】前記塗布装置の平面図である。
【図３】前記塗布装置に設けられる流路とシャッタの斜視図である。
【図４】前記塗布装置に設けられる液膜形成部及び姿勢制御部の斜視図である。
【図５】前記液膜形成部の縦断側面図である。
【図６】前記姿勢制御部の構成図である。
【図７】前記姿勢制御部により姿勢制御されるウエハの様子を示した説明図である。
【図８】前記塗布装置の動作を示した作用図である。
【図９】前記塗布装置の動作を示した作用図である。
【図１０】前記塗布装置の動作を示した作用図である。
【図１１】前記塗布装置の動作と、時間と、ウエハの回転数との関係を示したグラフ図である。
【図１２】前記塗布装置におけるミストの様子を示した説明図である。
【図１３】前記姿勢制御部の他の構成例を示した説明図である。
【図１４】前記姿勢制御部の他の構成例を示した説明図である。
【図１５】前記塗布装置を備えた塗布、現像装置の平面図である。
【図１６】前記塗布装置を備えた塗布、現像装置の斜視図である。
【図１７】前記塗布装置を備えた塗布、現像装置の縦断側面図である。
【図１８】評価試験の結果を示したグラフ図である。
【図１９】評価試験の結果を示した作用図である。
【図２０】評価試験の結果を示したウエハの平面図である。
【図２１】評価試験の結果を示したグラフ図である。
【図２２】評価試験の結果を示したグラフ図である。
【図２３】参考試験の結果を示したグラフ図である。
【図２４】従来のウエハの裏面の洗浄方法を示した説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
Ｗ ウエハ
Ｍ ミスト
Ｒ レジスト
２ レジスト塗布装置
２１ スピンチャック
２７ 下方空間
２８ 上方空間
３１Ａ レジストノズル
４１ スリット
４２ シャッタ
５ 液膜形成部
６ 姿勢制御部
６２Ａ 吐出孔
６２Ｂ 吸引孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の裏面の中央部を保持して当該基板を水平に支持するための基板保持部と、
前記基板の表面の中央部に塗布液を供給するための塗布ノズルと、
前記基板保持部を鉛直軸回りに回転させ、基板の中央部に供給された前記塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜するための回転駆動部と、
前記基板の裏面の周縁部に対向した対向面部とその対向面部に処理液を供給する処理液供給部とを備え、前記処理液をその表面張力により当該対向面部と回転する基板の前記周縁部とに吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストを前記基板の裏面の周縁部から除去するための液膜を形成するための液膜形成部と、
回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出する吐出孔が当該基板の回転方向に沿って設けられた、前記基板保持部を囲む姿勢制御部と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記基板に塗布液を供給するときに当該基板を第１の回転数で回転させ、塗布液の供給停止後、基板における塗布液の面内分布を調整するために前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で当該基板を回転させ、さらに塗布液を乾燥させるために基板を前記第２の回転数よりも高い第３の回転数で回転させるように前記塗布ノズル、回転駆動部の動作を制御する制御部が設けられ、
当該制御部は、この第３の回転数にて基板が回転しているときに前記液膜形成部の対向面部に処理液を供給するように前記処理液供給部の動作を制御することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
前記姿勢制御部は、前記吐出孔によるガスの吐出と協働して回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する吸引孔を備え、当該吸引孔は前記姿勢制御部に基板の回転方向に沿って設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記吐出孔及び前記吸引孔は、基板の回転方向及び回転する基板の径方向に沿って交互に配列されていることを特徴とする請求項３に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記姿勢制御部を、前記基板の周縁部の前記ぶれを抑えるためにガスを吐出する処理位置と、その下方の待機位置との間で昇降させるための第１の昇降機構が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の塗布装置。
【請求項６】
前記液膜形成部を、前記液膜を形成するための液膜形成位置と、その下方の待機位置との間で昇降させるための第２の昇降機構が設けられ、第２の昇降機構は、液膜形成部の基板への接触を抑えるために姿勢制御部の吐出孔からガスが吐出されているときに、液膜形成部を前記待機位置から前記液膜形成位置に上昇させることを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記液膜形成部には、不要になった前記液膜を形成する処理液を除去するための排液手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の塗布装置。
【請求項８】
前記基板保持部及び液膜形成部は前記塗布液の飛散を抑えるためのカップの内部の処理雰囲気に、前記回転駆動部は区画部材により前記処理雰囲気から区画された非処理雰囲気に夫々設けられ、
前記処理雰囲気に接続された排気路と、
非処理雰囲気中のガスを基板保持部の回転によって処理雰囲気に引き込むための前記区画部材に設けられたガス流路と、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の塗布装置。
【請求項９】
前記ガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へのガスの流通を制御するための流通制御手段が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記流通制御手段は、前記ガス流路を開閉するためのシャッタにより構成されることを特徴とする請求項９に記載の塗布装置。
【請求項１１】
リング状に前記液膜を形成するために、前記液膜形成部は回転する基板の回転方向に沿ったリング状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の塗布装置。
【請求項１２】
基板保持部により基板の裏面を保持して当該基板を水平に保持する工程と、
塗布ノズルにより前記基板の表面中央部に塗布液を供給する工程と、
回転駆動部により前記基板保持部を鉛直軸回りに第１の回転数で回転させ、基板の中央部に供給された塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜する工程と、
前記基板の裏面側の周縁部に対向するように形成された液膜形成部の対向面部に、当該液膜形成部に設けられた処理液供給部から処理液を供給する工程と、
その液膜形成部の対向面部と回転する基板の裏面の周縁部とに前記処理液をその表面張力により吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストが当該裏面の周縁部に付着することを防ぐ液膜を形成する工程と、
前記基板保持部を囲む姿勢制御部に基板の回転方向に沿って設けられた吐出口から回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出すると工程と、
を備えたことを特徴とする塗布方法。
【請求項１３】
基板に塗布液を供給した後、塗布液の基板の面内分布を調整するために前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で当該基板を回転させるように基板の回転数を変更する工程と、
その後基板を第２の回転数よりも高い第３の回転数で回転させて塗布液を乾燥させる工程と、を備え
この第３の回転数にて基板が回転しているときに前記処理液を供給する工程が行われることを特徴とする請求項１２に記載の塗布方法。
【請求項１４】
前記基板の回転中に前記液膜を構成する処理液を除去する工程を備えたことを特徴とする請求項１２または１３に記載の塗布方法。
【請求項１５】
前記基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、前記ガスを吐出する工程と共に基板の回転方向に沿って設けられた吸引孔により前記基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する工程が行われることを特徴とする請求項１４に記載の塗布方法。
【請求項１６】
前記姿勢制御部の吐出孔からガスを吐出させながら、姿勢制御部を前記基板の周縁部の姿勢を制御するための処理位置へとその下方の待機位置から上昇させる工程を含むことを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか一つに記載の塗布方法。
【請求項１７】
前記姿勢制御部を上昇させる工程を行うと共に前記液膜形成部を前記液膜を形成するための液膜形成位置へとその下方の待機位置から上昇させる工程を行うことを特徴とする請求項１６に記載の塗布方法。
【請求項１８】
前記基板保持部及び液膜形成部は前記塗布液の飛散を抑えるためのカップの内部の処理雰囲気に、前記回転駆動部は区画部材により前記処理雰囲気と区画された非処理雰囲気に夫々設けられ、
前記処理雰囲気を排気する工程と、
回転処理部の回転により前記区画部材に設けられたガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へと流入するガスの移動を制御する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１２ないし１７のいずれか一つに記載の塗布方法。
【請求項１９】
基板を収納したキャリアが搬入されるキャリアブロックと、
前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像部と、を含む処理ブロックと、
この処理ブロックとレジストが塗布された基板を露光する露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスブロックと、を備えた塗布、現像装置において、
前記塗布部として、請求項１ないし１１のいずれか一つに記載の塗布装置を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項２０】
回転する基板に塗布液を供給して塗布する塗布装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項１２ないし１８のいずれか一つに記載の塗布方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１】
基板の裏面の中央部を保持して当該基板を水平に支持するための基板保持部と、
前記基板の表面の中央部に塗布液を供給するための塗布ノズルと、
前記基板保持部を鉛直軸回りに回転させ、基板の中央部に供給された前記塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜するための回転駆動部と、
前記基板の裏面の周縁部に対向した対向面部とその対向面部に処理液を供給する処理液供給部とを備え、前記処理液をその表面張力により当該対向面部と回転する基板の前記周縁部とに吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストを前記基板の裏面の周縁部から除去するための液膜を形成するための液膜形成部と、
回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出する吐出孔が当該基板の回転方向に沿って設けられた、前記基板保持部を囲む姿勢制御部と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記基板に塗布液を供給するときに当該基板を第１の回転数で回転させ、塗布液の供給停止後、基板における塗布液の面内分布を調整するために前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で当該基板を回転させ、さらに塗布液を乾燥させるために基板を前記第２の回転数よりも高い第３の回転数で回転させるように前記塗布ノズル、回転駆動部の動作を制御する制御部が設けられ、
当該制御部は、この第３の回転数にて基板が回転しているときに前記液膜形成部の対向面部に処理液を供給するように前記処理液供給部の動作を制御することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
前記姿勢制御部は、前記吐出孔によるガスの吐出と協働して回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する吸引孔を備え、当該吸引孔は前記姿勢制御部に基板の回転方向に沿って設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記吐出孔及び前記吸引孔は、基板の回転方向及び回転する基板の径方向に沿って交互に配列されていることを特徴とする請求項３に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記姿勢制御部を、前記基板の周縁部の前記ぶれを抑えるためにガスを吐出する処理位置と、その下方の待機位置との間で昇降させるための第１の昇降機構が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の塗布装置。
【請求項６】
前記液膜形成部を、前記液膜を形成するための液膜形成位置と、その下方の待機位置との間で昇降させるための第２の昇降機構が設けられ、第２の昇降機構は、液膜形成部の基板への接触を抑えるために姿勢制御部の吐出孔からガスが吐出されているときに、液膜形成部を前記待機位置から前記液膜形成位置に上昇させることを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記液膜形成部には、不要になった前記液膜を形成する処理液を除去するための排液手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の塗布装置。
【請求項８】
前記基板保持部及び液膜形成部は前記塗布液の飛散を抑えるためのカップの内部の処理雰囲気に、前記回転駆動部は区画部材により前記処理雰囲気から区画された非処理雰囲気に夫々設けられ、
前記処理雰囲気に接続された排気路と、
非処理雰囲気中のガスを基板保持部の回転によって処理雰囲気に引き込むための前記区画部材に設けられたガス流路と、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の塗布装置。
【請求項９】
前記ガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へのガスの流通を制御するための流通制御手段が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記流通制御手段は、前記ガス流路を開閉するためのシャッタにより構成されることを特徴とする請求項９に記載の塗布装置。
【請求項１１】
リング状に前記液膜を形成するために、前記液膜形成部は回転する基板の回転方向に沿ったリング状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の塗布装置。
【請求項１２】
基板保持部により基板の裏面を保持して当該基板を水平に保持する工程と、
塗布ノズルにより前記基板の表面中央部に塗布液を供給する工程と、
回転駆動部により前記基板保持部を鉛直軸回りに第１の回転数で回転させ、基板の中央部に供給された塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜する工程と、
前記基板の裏面側の周縁部に対向するように形成された液膜形成部の対向面部に、当該液膜形成部に設けられた処理液供給部から処理液を供給する工程と、
その液膜形成部の対向面部と回転する基板の裏面の周縁部とに前記処理液をその表面張力により吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストが当該裏面の周縁部に付着することを防ぐ液膜を形成する工程と、
前記基板保持部を囲む姿勢制御部に基板の回転方向に沿って設けられた吐出口から回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出すると工程と、
を備えたことを特徴とする塗布方法。
【請求項１３】
基板に塗布液を供給した後、塗布液の基板の面内分布を調整するために前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で当該基板を回転させるように基板の回転数を変更する工程と、
その後基板を第２の回転数よりも高い第３の回転数で回転させて塗布液を乾燥させる工程と、を備え
この第３の回転数にて基板が回転しているときに前記処理液を供給する工程が行われることを特徴とする請求項１２に記載の塗布方法。
【請求項１４】
前記基板の回転中に前記液膜を構成する処理液を除去する工程を備えたことを特徴とする請求項１２または１３に記載の塗布方法。
【請求項１５】
前記基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、前記ガスを吐出する工程と共に基板の回転方向に沿って設けられた吸引孔により前記基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する工程が行われることを特徴とする請求項１４に記載の塗布方法。
【請求項１６】
前記姿勢制御部の吐出孔からガスを吐出させながら、姿勢制御部を前記基板の周縁部の姿勢を制御するための処理位置へとその下方の待機位置から上昇させる工程を含むことを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか一つに記載の塗布方法。
【請求項１７】
前記姿勢制御部を上昇させる工程を行うと共に前記液膜形成部を前記液膜を形成するための液膜形成位置へとその下方の待機位置から上昇させる工程を行うことを特徴とする請求項１６に記載の塗布方法。
【請求項１８】
前記基板保持部及び液膜形成部は前記塗布液の飛散を抑えるためのカップの内部の処理雰囲気に、前記回転駆動部は区画部材により前記処理雰囲気と区画された非処理雰囲気に夫々設けられ、
前記処理雰囲気を排気する工程と、
回転処理部の回転により前記区画部材に設けられたガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へと流入するガスの移動を制御する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１２ないし１７のいずれか一つに記載の塗布方法。
【請求項１９】
基板を収納したキャリアが搬入されるキャリアブロックと、
前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像部と、を含む処理ブロックと、
この処理ブロックとレジストが塗布された基板を露光する露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスブロックと、を備えた塗布、現像装置において、
前記塗布部として、請求項１ないし１１のいずれか一つに記載の塗布装置を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項２０】
回転する基板に塗布液を供給して塗布する塗布装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項１２ないし１８のいずれか一つに記載の塗布方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする記憶媒体。
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
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【図４】
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【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−２７７８７０（Ｐ２００９−２７７８７０Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２７３５５（Ｐ２００８−１２７３５５）
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【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２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【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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