CN102759860A - 涂敷处理装置、涂敷显影处理系统和涂敷处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供涂敷处理装置、涂敷显影处理系统和涂敷处理方法。该涂敷处理装置在利用旋涂法涂敷涂敷液而形成膜时，能够控制基板面内的任意位置的膜厚，并且能够减少基板面内的膜厚偏差。该涂敷处理装置(23)通过向旋转的基板的表面供给涂敷液并使供给来的涂敷液向基板的外周侧扩散，在基板的表面涂敷涂敷液，其包括：基板保持部(31)，其用于保持基板；旋转部(32)，其用于使被基板保持部保持的基板旋转；供给部(43)，其用于向被基板保持部保持的基板的表面供给涂敷液；气流控制板(63)，其设置在被基板保持部(31)保持的基板的上方的规定位置，用于使利用旋转部进行旋转的基板的上方的气流在任意的位置局部地变化。

Description

涂敷处理装置、涂敷显影处理系统和涂敷处理方法
技术领域
本发明涉及涂敷处理装置、涂敷显影处理系统和涂敷处理方法。
背景技术
在半导体器件的制造工艺中的光刻工序中，通过在基板上、即例如半导体晶圆等晶圆上依次进行涂敷处理、曝光处理及显影处理等，来形成规定的抗蚀剂图案。在涂敷处理中，通过涂敷抗蚀剂液并对所涂敷的抗蚀剂液进行热处理来形成抗蚀剂膜。在曝光处理中，将所形成的抗蚀剂膜曝光成规定的图案。在显影处理中，对曝光后的抗蚀剂膜进行显影。
在上述涂敷处理中，大多采用所谓的旋涂法，即，通过自喷嘴向旋转的晶圆的表面的中心供给抗蚀剂液，并利用离心力使抗蚀剂液向晶圆的外周侧扩散，在晶圆的表面涂敷抗蚀剂液(例如参照专利文献1、2)。
专利文献1：日本特开2009-78250号公报
专利文献2：日本专利第3890026号公报
但是，在通过采用上述那样的旋涂法进行的涂敷处理在晶圆的表面涂敷抗蚀剂液而形成抗蚀剂膜的情况下，存在如下的问题。
通过变更晶圆的转速、晶圆温度、抗蚀剂液等各控制参数，能够改变抗蚀剂膜的膜厚。但是，例如随着晶圆转速的增加或者晶圆温度的上升，有时会从中心部的膜厚大于外周部的膜厚的凸状的膜厚分布变为外周部的膜厚大于中心部的膜厚的凹状的膜厚分布。因而，在仅变更上述各控制参数的情况下，晶圆面内的膜厚分布会变化，无法精密地控制膜厚分布。
并且，近来，根据节省材料及节省成本的观点，要求尽量削减在1张晶圆上涂敷的抗蚀剂液的供给量。例如，有时要求涂敷直径φ300mm的晶圆的整个面所需的抗蚀剂液的供给量在0.5ml以下。与供给量较多时相比，在抗蚀剂液的供给量这样较少时，溶剂挥发而粘度易于上升，因此，无法在使晶圆的转速增加的方向或者使晶圆温度上升的方向变更抗蚀剂液的供给量。因而，难以对中心部的膜厚大于外周部的膜厚的凸状的膜厚分布以在中心部和外周部膜厚变得均匀的方式进行控制。
如专利文献2所示，也存在通过沿着具有矩形形状的基板周缘设置气流调整构件而使基板上的膜厚分布均匀的方法。但是，仅通过在基板的周缘设置气流调整构件，难以使包含圆形形状在内的各种形状的基板面内的膜厚分布均匀。
另外，上述问题是与利用旋涂法将除抗蚀剂液之外的各种涂敷液涂敷在晶圆表面上的情况都是共同的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述这一点而做成的，其目的在于提供在利用旋涂法涂敷涂敷液而形成膜时能够控制基板面内的任意的位置的膜厚、并且能够减少基板面内的膜厚偏差的涂敷处理装置及涂敷处理方法。
本发明的第一技术方案提供一种涂敷处理装置，其通过向旋转的基板的表面供给涂敷液并使供给来的涂敷液向上述基板的外周侧扩散，在上述基板的表面涂敷涂敷液，其中，该涂敷处理装置包括：基板保持部，其用于保持基板；旋转部，其用于使被上述基板保持部保持的上述基板旋转；供给部，其用于向被上述基板保持部保持的上述基板的表面供给涂敷液；气流控制板，其设置在被上述基板保持部保持的上述基板的上方的规定位置，用于使利用上述旋转部进行旋转的上述基板的上方的气流在任意的位置局部地变化。
另外，本发明的另一技术方案提供一种涂敷处理方法，其通过向旋转的基板的表面供给涂敷液并使供给来的涂敷液向上述基板的外周侧扩散，在上述基板的表面涂敷涂敷液，其中，在向上述基板供给涂敷液的期间内、或者在向上述基板供给涂敷液之后，在使上述基板旋转的状态下，利用设置在上述基板的上方的规定位置的气流控制板使旋转的上述基板的上方的气流局部地变化。
另外，本发明的再一技术方案提供一种涂敷处理方法，其通过向旋转的基板的表面供给涂敷液并使供给来的涂敷液向上述基板的外周侧扩散，在上述基板的表面涂敷涂敷液，其中，该涂敷处理方法包括以下工序：第1工序，在使上述基板以第1转速旋转的状态下，向上述基板的表面供给涂敷液；第2工序，在上述第1工序之后，在将上述基板减速到比上述第1转速低的第2转速的时刻、或者在使上述基板以上述第2转速旋转的状态下，停止供给涂敷液；第3工序，在上述第2工序之后，使上述基板以比上述第2转速高的第3转速旋转，在停止向上述基板的表面供给涂敷液之后，通过利用驱动部使能够移动地设置在上述基板的上方的规定位置的气流控制板移动到上述规定位置，使旋转的上述基板的上方的气流局部地变化。
采用本发明，在利用旋涂法涂敷涂敷液而形成膜时，能够控制基板面内的任意位置的膜厚，并且能够减少基板面内的膜厚偏差。
附图说明
图1是表示第1实施方式的抗蚀剂图案形成装置的构造的俯视图。
图2是表示第1实施方式的抗蚀剂图案形成装置的的概略立体图。
图3是表示第1实施方式的抗蚀剂图案形成装置的构造的侧视图。
图4是表示第3区的构造的立体图。
图5是表示涂敷组件的概略构造的纵剖视图。
图6是表示涂敷组件的概略构造的横剖视图。
图7是表示第1实施方式的抗蚀剂涂敷处理工艺的各工序中的晶圆转速的图表。
图8的(a)～图8的(d)是表示第1实施方式的抗蚀剂涂敷处理工艺的各工序中的晶圆的表面状态的图。
图9是示意地表示将利用第1实施方式的抗蚀剂涂敷处理工艺得到的抗蚀剂膜的膜厚分布(实施例1)与利用不使用气流控制板的抗蚀涂敷处理工艺得到的抗蚀剂膜的膜厚分布(比较例1)相比较的图表。
图10是表示进行实施例1、比较例1而得到的抗蚀剂膜的膜厚分布的实测值的图表。
图11的(a)、图11的(b)是示意地表示气流控制板与晶圆W之间的位置关系的俯视图和侧视图。
图12是表示在改变了气流控制板的X方向的长度尺寸LX的情况下测量的最大膜厚差ΔMax的结果的图表。
图13是表示在改变了气流控制板的Y方向的宽度尺寸WY1的情况下测量的最大膜厚差ΔMax的结果的图表。
图14是示意地表示气流控制板及晶圆的周边的气流和膜厚分布的剖视图。
图15是示意地表示降低气流控制板距晶圆表面的高度的情况下的、气流控制板及晶圆的周边的气流和膜厚分布的剖视图。
图16是表示第2实施方式的抗蚀剂涂敷处理工艺的各工序中的晶圆转速的图表。
图17是表示本发明的第3实施方式的涂敷组件的主要部分的立体图。
图18的(a)～图18的(d)是说明图17中的涂敷组件的动作的示意图。
图19的(a)～图19的(d)是说明图17中的涂敷组件的其他动作的示意图。
图20的(a)～图20的(c)是表示本发明实施方式的涂敷组件中的气流控制板的变形例的图。
图21的(a)～图21的(c)是表示本发明实施方式的涂敷组件中的气流控制板的其他变形例的图。
图22的(a)、图22的(b)是表示为了确认变形例的气流控制板的效果而进行的实验的结果的图表。
具体实施方式
第1实施方式
首先，对本发明的第1实施方式的涂敷显影处理系统、以及在该涂敷显影处理系统中进行的涂敷处理方法进行说明。该涂敷显影处理系统包含本发明的实施方式的涂敷组件(涂敷处理装置)。
首先，参照图1～图4说明在本发明的实施方式的涂敷显影处理系统中连接有曝光装置的抗蚀剂图案形成装置。
图1是表示本实施方式的抗蚀剂图案形成装置的构造的俯视图。图2是表示本实施方式的抗蚀剂图案形成装置的构造的概略立体图。图3是表示本实施方式的抗蚀剂图案形成装置的构造的侧视图。图4是表示第3区B 3的构造的立体图。
如图1及图2所示，抗蚀剂图案形成装置具有载置(carrier)区ST1、处理区ST2和转接区ST3。另外，在抗蚀剂图案形成装置的转接区ST3侧设有曝光装置ST4。处理区ST2与载置区ST1相邻地设置。转接区ST3与处理区ST2相邻地设置在处理区ST2的与载置区ST1侧相反的一侧。曝光装置ST4与转接区ST3相邻地设置在转接区ST3的与处理区ST2侧相反的一侧。
载置区ST1具有承载件20、载置台21和交接部件C。承载件20载置在载置台21上。交接部件C用于自承载件20取出晶圆W，交接到处理区ST2，并且接收在处理区ST2中被处理的处理完毕的晶圆W，并将晶圆W返回到承载件20。
如图1及图2所示，处理区ST2具有架单元U1、架单元U2、第1区(DEV层)B1、第2区(BCT层)B2、第3区(COT层)B3、第4区(TCT层)B4。在第1区B1中进行显影处理。在第2区B 2中，进行被形成在抗蚀剂膜的下层侧的防反射膜的形成。在第3区B3中，在防反射膜上涂敷抗蚀剂液。在第4区B4中，在抗蚀剂膜上形成防反射膜。
架单元U1是通过各种组件层叠而构成的。如图3所示，架单元U1例如具有自下方依次层叠的交接组件TRS1、TRS1、CPL11、CPL2、BF2、CPL3、BF3、CPL4、TRS4。另外，如图1所示，在架单元U1的附近设有升降自由的交接臂D。利用交接臂D在架单元U1的各处理组件相互之间输送晶圆W。
架单元U2是通过各种处理组件层叠而构成的。如图3所示，架单元U2例如具有自下方依次层叠的交接组件TRS6、TRS6、CPL12。
另外，在图3中，标有CPL的交接组件兼作调温用的冷却组件，标有BF的交接组件兼作能够载置多张晶圆W的缓冲组件。
如图1及图3所示，第1区B1具有显影组件22、输送臂A1和梭式臂E。显影组件22以上下两层的方式层叠在1个第1区B1内。输送臂A1用于向两层显影组件22输送晶圆W。即，输送臂A1是共用的向两层显影组件22输送晶圆W的输送臂。梭式臂E用于自架单元U1的交接组件CPL11直接向架单元U2的交接组件CPL12输送晶圆W。
第2区B2、第3区B3和第4区B 4各自具有涂敷组件、加热/冷却系统的处理组件组、及输送臂A2、A3、A4。处理组件组用于进行在涂敷组件中进行的处理的前处理及后处理。输送臂A2、A3、A4设置在涂敷组件与处理组件组之间，用于在涂敷组件和处理组件组的各处理组件之间交接晶圆W。
第2区B2～第4区B4的各区除了第2区B2和第4区B4中的药液是防反射膜用的药液、第3区B3中的药液是抗蚀剂液之外，具有同样的构造。
在此，参照图4，以第3区B3的构造代表第2区B2、第3区B3和第4区B4来进行说明。
第3区B 3具有涂敷组件23(涂敷处理装置)、架单元U3和输送臂A3。架单元U3具有以构成加热组件、冷却组件等热处理组件组的方式层叠的多个处理组件。架单元U3与涂敷组件23相对地排列。
输送臂A3设置在涂敷组件23与架单元U3之间。图4中的参照附图标记24是用于在各处理组件与输送臂A3之间交接晶圆W的输送口。
输送臂A3具有两个叉状件3(3A、3B)、基座25、旋转机构26和升降台27。
两个叉状件3A、3B上下重叠地设置。基座25利用旋转机构26绕铅垂轴线旋转自由地设置。另外，叉状件3A、3B以利用未图示的进退机构从基座25例如相对于后述的涂敷组件23的旋转吸盘31进退自由的方式设置。
如图4所示，升降台27设置在旋转机构26的下方侧。升降台27以利用升降机构沿着在上下方向(图4中的Z轴方向)上呈直线状延伸的未图示的Z轴导轨升降自由的方式设置。作为升降机构，能够采用滚珠丝杠机构、使用了同步带的机构等公知的构造。在该例子中，Z轴导轨和升降机构分别被盖体28覆盖，例如在上部侧连接而成为一体。另外，盖体28能够沿着在Y轴方向上呈直线状延伸的Y轴导轨29滑动移动。
如图1所示，转接区ST3具有转接臂F。转接臂F设置在处理区ST2的架单元U2的附近。利用转接臂F在架单元U2的各处理组件相互之间及架单元U2的各处理组件与曝光装置ST4之间输送晶圆W。
来自载置区ST1的晶圆W利用交接部件C依次被输送到架单元U1的一个交接组件、例如与第2区B2相对应的交接组件CPL2。输送到交接组件CPL2的晶圆W被交接到第2区B2的输送臂A2，借助输送臂A2被输送到各处理组件(涂敷组件及加热/冷却系统的处理组件组的各处理组件)，在各处理组件中进行处理。由此，在晶圆W上形成防反射膜。
形成有防反射膜的晶圆W借助输送臂A2、架单元U1的交接组件BF2、交接臂D、架单元U1的交接组件CPL3被交接到第3区B3的输送臂A3。然后，晶圆W借助输送臂A3被输送到各处理组件(涂敷组件及加热/冷却系统的处理组件组的各处理组件)，在各处理组件中进行处理。由此，在晶圆W上形成抗蚀剂膜。
形成有抗蚀剂膜的晶圆W借助输送臂A3被交接到架单元U1的交接组件BF3。
另外，有时也在第4区B 4中对形成有抗蚀剂膜的晶圆W进一步形成防反射膜。在这种情况下，晶圆W借助交接组件CPL4被交接到第4区B4的输送臂A4，借助输送臂A4被输送到各处理组件(涂敷组件及加热/冷却系统的处理组件组的各处理组件)，在各处理组件中进行处理。由此，在晶圆W上形成防反射膜。然后，形成有防反射膜的晶圆W借助输送臂A4被交接到架单元U1的交接组件TRS4。
形成有抗蚀剂膜的晶圆W或者在抗蚀剂膜上进一步形成有防反射膜的晶圆W借助交接臂D、交接组件BF3或者TRS4被交接到交接组件CPL11。交接到交接组件CPL11的晶圆W被梭式臂E直接输送到架单元U2的交接组件CPL12之后，被交接到转接区ST3的转接臂F。
交接到转接臂F的晶圆W被输送到曝光装置ST4，进行规定的曝光处理。进行了规定的曝光处理后的晶圆W借助转接臂F载置到架单元U2的交接组件TRS6，返回到处理区ST2。返回到处理区ST2的晶圆W在第1区B1中进行显影处理。进行了显影处理后的晶圆W借助输送臂A1、架单元U1中的任一个交接组件TRS1、交接部件C返回到承载件20。
接着，参照图5及图6说明本实施方式的涂敷组件23的构造。图5是表示涂敷组件23的概略构造的纵剖视图。图6是表示涂敷组件23的概略构造的横剖视图。
例如，如图5所示，涂敷组件23具有外壳30，在该外壳30内的中央部设有用于保持晶圆W的旋转吸盘31(基板保持部)。旋转吸盘31具有水平的上表面，在该上表面设有例如用于吸引晶圆W的吸引口(未图示)。通过自该吸引口进行吸引，能够将晶圆W吸附保持在旋转吸盘31上。
旋转吸盘31例如具有包括电动机等的吸盘驱动机构32，旋转吸盘31能够利用该吸盘驱动机构32(旋转部)以规定的速度旋转。另外，在吸盘驱动机构32上设有缸体等升降驱动源，旋转吸盘31能够上下移动。
另外，吸盘驱动机构32所驱动的旋转吸盘31的转速利用后述的控制部70来控制。
在旋转吸盘31的周围设有接住、回收自晶圆W飞散或者落下的液体的杯状件33。在杯状件33的下表面连接有用于将回收的液体排出的排出管34、用于排出杯状件33内的气氛气体的排气管35。
如图6所示，在杯状件33的X方向负方向(图6中的下方向)侧形成有沿着Y方向(图6中的左右方向)延伸的轨道40。轨道40例如从杯状件33的Y方向负方向(图6中的左方向)侧的外方形成到Y方向正方向(图6中的右方向)侧的外方。在轨道40上例如安装有两根臂41、42。
如图5及图6所示，在第1臂41上支承有用于喷出作为涂敷液的抗蚀剂液的抗蚀剂液喷嘴43(供给部)。第1臂41利用图6所示的喷嘴驱动部44在轨道40上移动自由。由此，抗蚀剂液喷嘴43能够从设置在杯状件33的Y方向正方向侧的外方的待机部45移动到杯状件33内的晶圆W的大致中心上，进而能够在该晶圆W的表面上沿晶圆W的径向移动。另外，第1臂41利用喷嘴驱动部44升降自由，能够调整抗蚀剂液喷嘴43的高度。
如图5所示，在抗蚀剂液喷嘴43上连接有连通于抗蚀剂液供给源46的供给管47。在本实施方式的抗蚀剂液供给源46中例如积存有用于形成较薄的抗蚀剂膜、例如150nm以下的抗蚀剂膜的低粘度的抗蚀剂液。另外，在供给管47上设有阀48，打开该阀48时，自抗蚀剂液喷嘴43喷出抗蚀剂液，关闭阀48时，停止喷出抗蚀剂液。
在第2臂42上支承有用于喷出抗蚀剂液的溶剂的溶剂喷嘴50。第2臂42利用例如图6所示的喷嘴驱动部51在轨道40上移动自由，能够使溶剂喷嘴50从设置在杯状件33的Y方向负方向侧的外方的待机部52移动到杯状件33内的晶圆W的大致中心上。另外，第2臂42利用喷嘴驱动部51升降自由，能够调整溶剂喷嘴50的高度。
如图5所示，在溶剂喷嘴50上连接有连通于溶剂供给源53的供给管54。另外，在以上的构造中，用于喷出抗蚀剂液的抗蚀剂液喷嘴43和用于喷出溶剂的溶剂喷嘴50支承在不同的臂上。但是，也可以设置为将抗蚀剂液喷嘴43和溶剂喷嘴50支承在相同的臂上，也可以通过控制该臂的移动，来控制抗蚀剂液喷嘴43和溶剂喷嘴50的移动和喷出时机。
如图5及图6所示，在第3臂61上支承有用于使晶圆W的上方的气流在任意的位置局部地变化的气流控制板63。第3臂61利用图6所示的驱动部64在轨道40上移动自由。驱动部64能够使气流控制板63在杯状件33内的晶圆W的上方的规定位置与向侧方离开由旋转吸盘31保持在杯状件33内的晶圆W的待机位置之间移动。气流控制板63能够移动到从杯状件33的Y方向负方向侧的外方到杯状件33内的晶圆W的大致中心上的任意的位置，进而能够在该晶圆W的表面上沿晶圆W的径向移动。另外，第3臂61利用驱动部64升降自由，能够调整气流控制板63的高度。
气流控制板63形成为矩形平板状，并且以与晶圆W大致平行的方式可移动地设置在晶圆W的上方且离开晶圆W的旋转轴线RA(与中心C1相同的位置)的规定位置。另外，在利用驱动部64将气流控制板63配置在晶圆W的上方且离开晶圆W的旋转轴线RA(与中心C1相同的位置)的规定位置时，气流控制板63使旋转的晶圆W的上方的气流在任意的位置局部地变化。另外，可以使形成为矩形平板状的气流控制板63的晶圆中心侧端部PE位于晶圆W的中心C1的上方的位置与外缘E1的上方的位置之间。另外，例如在晶圆W具有300mm直径的情况下，气流控制板63优选配置在距晶圆W的中心50mm～100mm的范围的上方的任意范围内，另外，在晶圆W具有450mm直径的情况下，气流控制板63优选配置在距晶圆W的中心100mm～175mm的范围的上方的任意范围内。另外，气流控制板63优选从晶圆W的中心朝向晶圆W的外周地配置在晶圆W半径的约30％～约80％的范围的上方的任意范围内。
旋转吸盘31在吸盘驱动机构32的驱动下进行的旋转动作由控制部70来控制。另外，抗蚀剂液喷嘴43在喷嘴驱动部44的驱动下进行的移动动作、抗蚀剂液喷嘴43利用阀48进行的抗蚀剂液的喷出/停止也由控制部70来控制。另外，溶剂喷嘴50在喷嘴驱动部51的驱动下进行的移动动作以及气流控制板63在驱动部64的驱动下进行的移动动作等驱动系统的动作也由控制部70来控制。控制部70例如由包括CPU、存储器等的计算机构成，例如通过执行存储在存储器中的程序，能够实现在涂敷组件23中进行的抗蚀剂涂敷处理工艺。
控制部70进行控制，以便利用抗蚀剂液喷嘴43将抗蚀剂液供给到晶圆W的表面。另外，控制部70如下这样进行控制：在向晶圆W供给抗蚀剂液的期间内、或者在向晶圆W供给抗蚀剂液之后，在利用吸盘驱动机构32使晶圆W旋转的状态下，利用设置在规定位置的气流控制板63使旋转的晶圆W的上方的气流局部地变化。
另外，用于实现在涂敷组件23中进行的抗蚀剂涂敷处理工艺的各种程序例如存储在计算机可读取的CD等存储介质中，自该存储介质安装到控制部70，利用控制部70来执行。
接着，说明利用涂敷组件23进行的抗蚀剂涂敷处理工艺(涂敷处理方法)。
图7是表示本实施方式的抗蚀剂涂敷处理工艺的各工序中的晶圆转速的图表。图8的(a)～图8的(d)是表示本实施方式的抗蚀剂涂敷处理工艺的各工序中的晶圆W的表面状态的图。
在本实施方式中，利用控制部70控制晶圆W的转速(即，吸盘驱动机构32的转速)、溶剂自溶剂喷嘴50的喷出和抗蚀剂液自抗蚀剂液喷嘴43的喷出，实施图7所示的工序S0～S2、S4和S5。另外，图8的(a)～图8的(d)分别示意地表示图7所示的工序S1、S2、S4和S5中的晶圆W上的抗蚀剂液PR。
首先，利用输送臂A3的叉状件3将晶圆W输送到涂敷组件23的旋转吸盘31的正上方。然后，利用旋转吸盘31将该晶圆W真空吸附，该旋转吸盘31利用吸盘驱动机构32所包含的、例如由气缸构成的未图示的升降驱动部件上升。在使晶圆W真空吸附于旋转吸盘31之后，输送臂A3使叉状件3自涂敷组件23内后退，完成晶圆W向涂敷组件23的交接。
接着，进行图7所示的预湿处理工序S0。在预湿处理工序S0中，在涂敷抗蚀剂液PR之前用稀薄剂等溶剂将晶圆W整个表面润湿。具体地讲，如图7所示，使晶圆W开始旋转，将转速提升至0rpm～2000rpm、更优选为1000rpm。一边使晶圆W以该转速(预湿转速V0)旋转，一边自溶剂喷嘴50向晶圆W的大致中央供给稀薄剂例如0.1秒钟，使该稀薄剂扩散到晶圆W的径向外周侧，用溶剂润湿晶圆W的表面。由此，抗蚀剂液PR更加易于扩散，结果，能够以更少量的抗蚀剂液PR的液量形成均匀的抗蚀剂膜，从而能够进一步削减抗蚀剂液PR的消耗量。
接着，进行图7中的第1工序S1。第1工序S1是如下这样的工序：使基板(晶圆W)以第1转速V1旋转，向旋转的晶圆W的大致中心上供给抗蚀剂液PR，使供给来的抗蚀剂液PR从晶圆W的中心侧向外周侧扩散。具体地讲，如图7中的S1所示，将晶圆W加速到2000rpm～4000rpm、更优选为2500rpm的转速(第1转速V1)，使晶圆W以该转速V1旋转。然后，一边使晶圆W旋转，一边自抗蚀剂液喷嘴43向晶圆W的大致中心上供给抗蚀剂液例如1.5秒钟，使该抗蚀剂液向晶圆W的径向外周侧扩散的同时进行涂敷。另外，图8的(a)是表示进行第1工序S1时的晶圆W状态的侧视图。
在此，在第1工序S1中供给的抗蚀剂液PR的供给量是向晶圆W的径向外周侧扩散的抗蚀剂液PR的外周在上述转速下到达晶圆W外周的情况下的供给量一半左右的量。具体地讲，在第1工序S1中，供给到晶圆W的表面的中心侧的抗蚀剂液例如为0.5ml，是以往供给的1.0ml的一半。因此，如图8的(a)所示，在第1工序S1中，从晶圆W的径向中心侧向外周侧扩散的抗蚀剂液PR的外周未到达晶圆W的外周，例如仅仅到达从晶圆W的中心到外周的距离的一半左右。
接着，进行图7中的第2工序S2。第2工序S2是如下这样的工序：在第1工序S1之后使晶圆W以比第1转速V1低的第2转速V2旋转，对扩散的抗蚀剂液PR的形状进行整理的工序。具体地讲，如图7所示，将晶圆W减速到50rpm～2000rpm、更优选为100rpm的转速(第2转速V2)，使晶圆W以该转速V2旋转。作为进行第2工序S2的时间，例如优选为1.0秒左右。另外，图8的(b)是表示进行第2工序S2时的晶圆W状态的侧视图。
另外，在第2工序S2中，在将晶圆W从第1转速V1减速到第2转速V2的时刻或者在使该晶圆W以第2转速V2旋转的状态下，停止供给抗蚀剂液PR。
如图8的(b)所示，在第1工序S1中未到达晶圆W的外周、例如仅仅到达从晶圆W的中心到外周的距离的一半左右的抗蚀剂液的外周在第2工序S2中也处于与第1工序S1的情况大致相同的位置。另外，如后所述，在扩散的抗蚀剂液PR的外周，抗蚀剂液PR积存在外周，厚度增大，从而整理抗蚀剂液PR的形状。
接着，进行图7中的第3工序。第3工序S3是在第2工序S2之后至少在开始时使晶圆W以比第2转速V2高的第3转速V3旋转的工序。第3工序S3例如包含第4工序S4、第5工序S5和第6工序S6。
第4工序S4是如下这样的工序：在第2工序S2之后使晶圆W以比第2转速V2高的第3转速V3旋转，使被整理了形状后的抗蚀剂液PR向晶圆W径向的更外周侧扩散的工序。具体地讲，如图7中的S4所示，将晶圆W加速到1000rpm～4000rpm、更优选为1800rpm的转速(第3转速V3)，使晶圆W以该转速V3旋转。然后，一边使晶圆W旋转，一边使在第1工序S1中扩散到从晶圆W的径向中心到外周的距离的一半左右的抗蚀剂液扩散到晶圆W的更外周侧。作为进行第4工序S4的时间，例如优选为4秒钟左右。另外，图8的(c)是表示进行第4工序S4时的晶圆W状态的侧视图。
如图8的(c)所示，在第4工序S4中，向晶圆W的径向外周侧扩散的抗蚀剂液的外周到达晶圆W的大致外周。另外，为了在第4工序S4中不使抗蚀剂液PR丧失流动性，优选使进行第4工序S4的时间为5秒以下这样的短时间。
第5工序S5是在第4工序S4之后使晶圆W以比第3转速V3低的第4转速V4旋转的工序。另外，在第5工序S5中，通过在使晶圆W以第4转速V4旋转的期间内利用驱动部64将气流控制板63配置在晶圆W的上方的规定位置，使晶圆W的上方的气流局部地变化。第4转速V4也可以与第2转速V2相等。具体地讲，如图7所示，将晶圆W减速到50rpm～2000rpm的转速、例如100rpm，使晶圆W以该转速旋转。作为进行第5工序S5的时间，例如优选为1.0秒左右。另外，图8的(d)是表示进行第5工序S5时的晶圆W状态的侧视图。
另外，第4转速V4优选为50rpm～100rpm。由此，能够在后述的气流控制板63的晶圆中心侧端部PE的周边区域与除此之外的区域之间增大溶剂的挥发速度之差。
如图8的(d)所示，通过利用驱动部64(图6)使气流控制板63移动，具有矩形平板状的气流控制板63以与晶圆W大致平行的方式配置在晶圆W的上方且离开晶圆W的旋转轴心RA的规定位置。而且，通过利用气流控制板63使旋转的晶圆W的上方的气流局部地变化，能够在气流控制板63的晶圆中心侧端部PE附近增加抗蚀剂液PR的膜厚。另外，能够调整气流控制板63的位置，使得气流控制板63的晶圆中心侧端部PE被配置在晶圆W的中心C1上的位置与外缘E1上的位置之间的任意位置。因而，能够控制晶圆W的任意位置的膜厚，并且能够降低晶圆W的面内的膜厚偏差。
第6工序S6是在第5工序S5之后使晶圆W以比第4转速V4高的第5转速V5旋转、甩开晶圆W上的抗蚀剂液PR而使抗蚀剂液PR干燥的工序。第5转速V5也可以与第3转速V3相等。具体地讲，如图7中的S5所示，一边将晶圆W加速到1000rpm～4000rpm、更优选为1800rpm的转速(与第3转速V3相等)而使晶圆W旋转，一边进行抗蚀剂液PR的甩开干燥例如30秒钟。
接着，一边与比较例相对比一边对在第5工序S5中能够控制晶圆W的任意位置的膜厚、并且能够降低晶圆W面内的膜厚偏差的情况进行说明。
图9是与利用不使用气流控制板63的抗蚀剂涂敷处理工艺得到的抗蚀剂膜的膜厚分布(比较例1)相比较地示意地表示利用本实施方式的抗蚀剂涂敷处理工艺得到的抗蚀剂膜的膜厚分布(实施例1)的图表。
如图9所示，在晶圆的转速较低时或者晶圆温度较低时，有时会显示中心部的膜厚大于外周部的膜厚的凸状的膜厚分布。另外，在晶圆的转速较高时或者晶圆温度较高时，有时会显示外周部的膜厚大于中心部的膜厚的凹状的膜厚分布。并且，在不使用气流控制板63的情况下(比较例1)，即使在为了使晶圆面内的膜厚分布尽量均匀而调整晶圆的转速和晶圆温度时，有时晶圆的中心部与外周部之间的中间部的膜厚小于晶圆的中心部和外周部的膜厚。
另一方面，在以气流控制板63的晶圆中心侧端部PE位于晶圆W的中心C1上的位置与外缘E1上的位置的中间的方式配置气流控制板63的情况下(实施例1)，能够优先使气流控制板63的晶圆中心侧端部PE附近的膜厚增加。结果，能够在晶圆W的中心部、中间部和外周部中均使膜厚相等，从而能够使晶圆W的面内的膜厚均匀。
图10是表示在使晶圆温度为23℃、第5工序S5中的转速为100rpm的条件下进行实施例1、比较例1而得到的抗蚀剂膜的膜厚分布的实测值的图表。
在图10的比较例1中，在作为晶圆W的中心(距晶圆中心的距离Y＝0mm)附近区域的中心部和作为晶圆W的外缘(Y＝-150mm、150mm)附近区域的外周部，膜厚大致等于102nm。但是，在作为晶圆W的中心与外缘之间的区域(-80mm＜Y＜-40mm、40mm＜Y＜80mm)的中间部，膜厚接近101nm，与中心部和外周部相比膜厚薄1nm左右。此时膜厚的平均值为101.5nm，膜厚的偏差3σ为1.12nm。
另一方面，在图10的实施例1中，在晶圆W的中心部、外周部和中间部中，膜厚均大致等于102nm。此时膜厚的平均值为101.9nm，膜厚的偏差3σ为0.66nm。
因而，在图10所示的实测值也能够与图9同样理解到：通过使用气流控制板63，能够在晶圆W的中心部、中间部和外周部中均使膜厚相等，从而能够使晶圆W的面内的膜厚均匀。
接着，对通过调整气流控制板63的尺寸和位置能够自由地控制抗蚀剂膜的膜厚的情况进行说明。
图11的(a)及图11的(b)是分别示意地表示气流控制板63与晶圆W之间的位置关系的俯视图和侧视图。
如图11的(a)及图11的(b)所示，将气流控制板63的X方向的长度尺寸设为LX。另外，将气流控制板63的Y方向的宽度尺寸设为WY1。另外，将气流控制板63的沿着Y方向的晶圆外周侧端部PE2与外缘E1之间的距离设为WY2，将气流控制板63的沿着Y方向的晶圆中心侧端部PE与晶圆W的外缘E1之间的距离设为WY3。另外，将气流控制板63的Z方向的厚度尺寸设为HZ1，将气流控制板63的下表面距晶圆W表面的Z方向的高度尺寸设为HZ2。
图12是表示在改变了气流控制板63的X方向的长度尺寸LX的情况下、如图9所示那样对使用气流控制板63时与不使用气流控制板63时的、抗蚀剂膜的膜厚之差沿着径向为最大的最大膜厚差ΔMax进行测量的结果的图表。此时，使WY1为规定值50mm，使WY2为规定值0mm。
如图12所示，随着LX的增加，ΔMax也增加。即，气流控制板63在与径向正交的方向上变长时，利用气流控制板63能够调整膜厚的调整量增加。这样，通过调整气流控制板63的与径向正交的方向的长度，能够自由地调整抗蚀剂膜的膜厚。
图13是表示在改变了气流控制板63的Y方向的宽度尺寸WY1的情况下、如图9所示那样对使用气流控制板63时与不使用气流控制板63时的、抗蚀剂膜的膜厚之差沿着径向为最大的最大膜厚差ΔMax进行测量的结果的图表。此时，使LX为规定值223mm，使WY3为规定值90mm。
如图13所示，随着WY1的增加，ΔMax也增加。即，气流控制板63在径向上宽度变宽时，利用气流控制板63能够调整膜厚的调整量增加。这样，通过调整气流控制板63的径向的宽度，能够自由地调整抗蚀剂膜的膜厚。
在此，对通过调整气流控制板63的尺寸和位置来控制抗蚀剂膜的膜厚的作用效果进行说明。
图14是示意地表示气流控制板63及晶圆W的周边的气流和膜厚分布的剖视图。
在晶圆W表面上的区域且在晶圆W的上方用于配置气流控制板63的区域中，抑制了自抗蚀剂液挥发的溶剂的扩散，溶剂的挥发速度下降，因此，能够抑制抗蚀剂液中的溶剂的浓度降低。特别是，在气流控制板63的晶圆外周侧端部PE2的附近，高度方向(Z方向)上的溶剂的浓度梯度变小，溶剂自抗蚀剂液的挥发速度降低。结果，在被气流控制板63覆盖的区域及比该区域靠外周侧的区域中，抗蚀剂液中的溶质(抗蚀剂)的浓度难以增加，抗蚀剂液的粘度也维持得比较小。
另一方面，在晶圆W表面的上方且气流控制板63的晶圆中心侧端部PE下方的区域中，从中心侧上方朝向气流控制板63的下方地产生斜下朝向的气流GF，溶剂的浓度达到规定浓度以上的浓度边界层的厚度小于外周侧的区域的厚度。随之，高度方向(Z方向)上的溶剂的浓度梯度变大，溶剂的挥发速度上升。结果，在气流控制板63的晶圆中心侧端部PE下方的区域中，抗蚀剂液中的溶质(抗蚀剂)的浓度增加，抗蚀剂液的粘度变大。
结果，在从气流控制板63的晶圆中心侧端部PE到晶圆中心侧的区域中，气流控制板63侧的抗蚀剂液的粘性高于晶圆中心侧的抗蚀剂液的粘性，妨碍从晶圆中心朝向气流控制板63流动的抗蚀剂液的流动，因此，膜厚从晶圆中心侧朝向气流控制板63侧而增加。另外，在从气流控制板63的晶圆中心侧端部PE到晶圆外周侧的区域中，气流控制板63的晶圆中心侧端部PE侧的抗蚀剂液的粘性高于晶圆外周侧的抗蚀剂液的粘性，抗蚀剂液向外周侧的流入量降低，因此，膜厚从晶圆中心侧朝向晶圆外周侧而减少。结果，可以认为与不使用气流控制板63的情况下的抗蚀剂膜的膜厚分布相比，抗蚀剂膜沿着径向的膜厚分布以在气流控制板63的晶圆中心侧端部PE的下方具有峰值的方式变化。
另外，使用气流控制板63的情况与不使用气流控制板63的情况之间的膜厚差为最大的位置(峰值位置)是和气流控制板63的晶圆中心侧端部PE的位置相对应地确定的。因而，通过改变气流控制板63的晶圆中心侧端部PE的位置(图11的(a)及图11的(b)中的WY3)，能够控制峰值位置。
另外，如上所述，第4转速V4优选为50rpm～100rpm。其原因在于，在第4转速V4大于100rpm的情况下，通过转速升高，因旋转而产生的气流占支配地位，气流控制板的效果难以体现。另外，在第4转速V4小于50rpm的情况下，气流易于进入到气流控制板63的下方，因此，反而难以从中心侧上方朝向气流控制板63的下方地产生斜下朝向的气流。
另外，对于气流控制板63距晶圆W表面的高度的影响如下考虑。
图15是示意地表示使气流控制板63的下表面距晶圆W表面的高度(图11的(b)中的HZ 2)低于图14中的高度的情况下的、气流控制板63及晶圆W的周边的气流和膜厚分布的剖视图。
在高度HZ 2变低时，在晶圆表面且位于气流控制板63的晶圆中心侧端部PE的下方的区域中，从径向中心侧上方朝向气流控制板63的下方地产生的斜下朝向的气流变得更大，浓度边界层的厚度变得更薄。但是，与高度HZ 2较高的情况相比，浓度边界层的厚度沿着径向变薄的区域的沿着径向的长度变短。即，虽然浓度边界层以比较大的程度变薄，但是浓度边界层变薄的范围变窄。例如，在气流控制板63的高度变低时，使用气流控制板63的情况与不使用气流控制板63的情况下的膜厚差为最大的位置(峰值位置)没怎么改变，但峰值的范围(峰值宽度)变窄，峰值位置的膜厚变化量变大。即，在使气流控制板63距晶圆表面的高度减小时，虽然膜厚变化的区域变窄，但是峰值附近的膜厚变化量变大。相反，在使气流控制板63距晶圆表面的高度增加时，虽然膜厚变化的区域变宽，但是峰值附近的膜厚变化量变小。
这样，通过调整气流控制板63距晶圆W表面的高度，能够自由地调整抗蚀剂膜的膜厚。
另外，在本实施方式中说明了利用驱动部64使气流控制板63移动的例子。但是，也可以预先准备尺寸不同的多种气流控制板并与进行控制之前的膜厚分布相应地选择性地使用气流控制板。例如，也可以预先准备径向的宽度尺寸WY1例如为60mm、20mm、10mm宽度的气流控制板，例如不使用气流控制板地进行预备实验，与利用该预备实验得到的膜厚分布相应地选择气流控制板。
另外，利用气流控制板63使抗蚀剂膜的膜厚变化的变化量依赖于进行第5工序S5的时间。因而，也可以从例如3秒、4秒、5秒这3个阶段的设定时间中选择用于进行第5工序S5的时间。
第2实施方式
接着，对本发明的第2实施方式的涂敷处理方法进行说明。
本实施方式的涂敷处理方法在没有第5工序S5这一点上与第1实施方式的涂敷处理方法有所不同。另外，本实施方式的涂敷处理方法能够使用在第1实施方式中说明的涂敷组件来进行。
图16是表示本实施方式的涂敷处理方法的各工序中的晶圆转速的图表。
能够与第1实施方式的预湿处理工序S0、第1工序S1同样地利用输送臂A3将晶圆W输入到涂敷组件23内、进行预湿处理工序S0、第1工序S1。另外，进行第1工序S1时的晶圆W状态与图8的(a)所示的状态相同。
接着，进行图16中的S 2所示的第2工序。第2工序S2是在第1工序S1之后使晶圆W以比第1转速V1低的第2转速V2旋转而对扩散的抗蚀剂液PR的形状进行整理的工序，能够使以第2转速V2进行第2工序S2的时间与第1实施方式相同。
但是，在本实施方式中，也可以通过在第2工序S2中将气流控制板63配置在晶圆W的上方而使旋转的晶圆W的上方的气流局部地变化。
如在第1实施方式中利用图8的(b)所示，在第1工序S1中，例如仅仅到达从晶圆W的中心到外周的距离的一半左右的抗蚀剂液的外周在第2工序S2中也处于与第1工序S1的情况大致相同的位置。
但是，通过在第2工序S2中将气流控制板63配置在晶圆W的上方，能够在气流控制板63的晶圆中心侧端部PE附近增加抗蚀剂液的膜厚。另外，气流控制板63的位置能够配置在任意的位置。因而，在第2工序S2中，能够控制抗蚀剂液的膜厚的分布。
接着，进行图16中的S3所示的第3工序。第3工序S3是如下这样的工序：在第2工序S2之后使晶圆W以比第2转速V2高的第3转速V3旋转而使整理了形状后的抗蚀剂液PR向晶圆W径向的更外周侧扩散，并且甩开晶圆W上的抗蚀剂液PR，使抗蚀剂液PR干燥。能够使第3转速V3与第1实施方式相同。进行第3工序S3的时间例如优选为25秒左右。
另外，在第3工序S3中，也可以接着第2工序S2而继续将气流控制板63配置在晶圆W的上方。
在本实施方式中，能够预先在第2工序S2中控制抗蚀剂液的膜厚分布。因此，对于进行第3工序S3而形成的抗蚀剂膜，能够控制晶圆W的任意位置的膜厚，并且能够降低晶圆W的面内的膜厚偏差。
另外，在本实施方式中，对在第2工序S2中将气流控制板63配置在晶圆W的上方的例子进行了说明。但是，气流控制板63从第1工序S1时开始既可以处于晶圆W的上方，也可以固定在规定位置。即，也可以在向晶圆W供给抗蚀剂液的期间内，在利用吸盘驱动机构32使晶圆W旋转的状态下，利用设置在规定位置的气流控制板63使旋转的晶圆W的上方的气流局部地变化。
另外，在本实施方式中，气流控制板为矩形，但也可以如后所述是俯视为圆形等其他的形状。
第3实施方式
接着，参照图17说明本发明的第3实施方式的涂敷组件。在该涂敷组件中，在第1实施方式的涂敷组件23(图5及图6)中的气流控制板63不利用驱动部64驱动、而利用其他的驱动机构驱动这一点上与涂敷组件23有所不同，在其他方面与涂敷组件23大致相同。下面，以不同点为中心说明本实施方式的涂敷组件。
图17是表示本实施方式的涂敷组件中的气流控制板63和用于驱动气流控制板63的驱动部630的概略立体图。如图17所示，气流控制板63由第4臂610保持。第4臂610具有连杆部63L和支承杆63a，上述连杆部63L和支承杆63a以互相形成约90°的角度的方式结合。因此，从X轴方向看，第4臂610(连杆部63L和支承杆63a)具有大致L字形的形状。因此，在连杆部63L的长度方向与水平方向一致时，支承杆63a在大致铅垂方向上延伸，安装于支承杆63a的气流控制板63大致直立。但是，连杆部63L与支承杆63a所成的角并不限定于约90°，可以适当地调整。
驱动部630具有能够沿着在Y轴方向上延伸的轨道40移动的基座部63b、竖立设置在基座部63b上的引导部63v及能够相对于引导部63v上下移动地设置在引导部63v上的电动机63m。电动机63m的转轴(未图示)结合于第4臂610的连杆部63L的一端侧。由此，利用电动机63m，连杆部63L能够以电动机63m的转轴为中心转动。随着连杆部63L的转动，支承杆63a及气流控制板63也会以电动机63m的转轴为中心转动。
接着，参照图18的(a)～图18的(d)说明气流控制板63在驱动部630的驱动下进行的动作。该动作在参照图8的(d)说明的、第1实施方式的涂敷处理方法的第5工序S5中进行。
如图18的(a)所示，首先利用驱动部630将气流控制板63配置在自晶圆W至少向侧方离开的待机位置，该晶圆W由旋转吸盘31保持在杯状件33内。另外，在本实施方式中，气流控制板63在待机位置直立。在参照图7及图8的(a)～图8的(c)在第1实施方式中说明的工序S1、S2和S4中，待机位置优选自杯状件33分开到晶圆W的上方的气流不会被气流控制板63搅乱的程度。但是，在不必要地增大气流控制板63与杯状件33之间的分开距离时，也会导致涂敷组件大型化，因此，优选也考虑到用于设置涂敷组件的空间来确定分开距离。
接着，如图18的(b)所示，通过驱动部630的电动机63m沿着引导部63v上升至规定的位置，第4臂610(连杆部63L和支承杆63a)配置在比待机位置高的位置。接着，如图18的(c)所示，电动机63m起动，电动机63m的转轴旋转，从而第4臂610(连杆部63L和支承杆63a)顺时针转动，气流控制板63大致水平地配置在晶圆W的上方。并且，如图18的(d)所示，通过驱动部630(基座部63b)以沿着轨道40接近杯状件33的方式移动，气流控制板63沿着晶圆W的径向移动，配置在规定位置。
在此，气流控制板63距晶圆W表面的高度(参照图11的(b)中的HZ2)能够利用电动机63m沿着引导部63v上升的上升距离来调整。另外，气流控制板63的水平方向(Y轴方向)的位置能够利用基座部63b沿着轨道40移动的移动距离来调整。
另外，上述第5工序S5结束之后，气流控制板63能够按照与上述相反的顺序返回到待机位置。
利用像以上那样配置在规定位置的气流控制板63，能够发挥与在第1实施方式中说明的效果同样的效果。另外，在本实施方式的涂敷组件中，气流控制板63由第4臂610保持，第4臂610由以互相形成约90°的角度的方式结合的连杆部63L和支承杆63a构成。假使在没有连杆部63L、而支承杆63a直接安装于电动机63m的情况下，需要加长电动机63m(以及支承杆63a和气流控制板63)沿着引导部63v上升的距离。即，在没有连杆部63L的情况下，例如，如果电动机63m没有移动到与图18的(c)所示的连杆部63L大致相同的高度，就不能将气流控制板63配置在规定的高度(HZ2)。因此，气流控制板63必须利用电动机63m上升至比具有连杆部63L的情况高的位置，因此，需要使涂敷组件23的外壳30(图5)较高。即，利用连杆部63L，能够使涂敷组件23小型化。
另外，参照图18的(a)～图18的(d)说明了气流控制板63按顺序上升、转动、沿水平方向移动的例子，但并不限定于此，例如，如图19的(a)～图19的(d)所示，也可以同时进行上升、转动及水平移动。即，在图19的(a)～图19的(d)所示的例子中，也可以如下这样配置气流控制板63：从图19的(a)所示的待机位置开始，如图19的(b)～图19的(d)所示，通过在电动机63m沿着引导部63v上升的同时电动机63m的转轴旋转，在使第4臂610和气流控制板63顺时针转动的同时使基座部63b沿着轨道40在水平方向上移动，从而将气流控制板63配置在规定位置。
另外，在图18的(a)～图18的(d)所示的例子中，上升及水平移动的顺序也可以变更。即，也可以在基座部63b沿着轨道40向右方向移动并在规定的位置停止之后，电动机63m、第4臂610和气流控制板63上升，使第4臂610和气流控制板63转动。
另外，驱动部630也可以由能够沿着在Y轴方向上延伸的轨道40(参照图6)移动的基座部63b、竖立设置在基座部63b上的引导部63v及固定在沿着引导部63v的规定的高度位置的电动机63m构成。由此，不使电动机63m上升，而通过利用电动机63m进行的转动和基座部63b的水平方向移动，能够将气流控制板63配置在规定位置。而且，具有不需要用于使电动机63m上下移动的驱动部这样的优点。
另外，驱动部630也可以由固定于在Y轴方向上延伸的轨道40(参照图6)的规定的位置的基座部63b、竖立设置在基座部63b上的引导部63v及能够沿着引导部63v上下移动地设置于引导部63v的电动机63m构成。由此，通过电动机63m沿着引导部63v的上下移动和利用电动机63m进行的转动，能够将气流控制板63配置在规定位置。因而，具有不需要用于使电动机63m在水平方向上移动的驱动部这样的优点。
另外，驱动部630也可以由固定于在Y轴方向上延伸的轨道40(参照图6)的规定位置的基座部63b、竖立设置在基座部63b上的引导部63v及固定在沿着引导部63v的规定的高度位置的电动机63m构成。由此，仅通过利用电动机63m进行的转动，就能够将气流控制板63配置在规定位置。
变形例
以上，说明了第1实施方式及第3实施方式的涂敷组件，但上述的涂敷组件中的气流控制板63能够如下所述进行变形。
例如，气流控制板63可以不是矩形平板形状，而是具有如图20的(a)所示那样弯曲成C字形的平板形状(或者圆弧形状或者半圆环平板形状)。即使是这样的形状，在晶圆W的上方空间中的气流控制板63的下方区域和未配置气流控制板63的区域中，也能够通过抗蚀剂液中的溶剂浓度控制抗蚀剂膜的膜厚分布。另外，气流控制板63并不限定于C字形状，也可以具有梯形、三角形等形状。
另外，如图20的(b)所示，也可以使气流控制板63的下表面不平坦，而是改变气流控制板63的下表面与由旋转吸盘31保持的晶圆W表面之间的间隔。在图示例中，气流控制板63的下表面以该间隔沿着从晶圆W的中心朝向外周的方向变窄并再次变宽的方式弯曲。采用这样的下表面形状，就能够在气流控制板63的下表面与晶圆W表面之间的空间中的晶圆W的外周侧增大该空间的气流的速度，因此，溶剂的挥发量增大，能够在晶圆W的外周侧加厚抗蚀剂膜。另外，并不限定于气流控制板63的下表面具有弯曲面，例如也可以通过具有多个倾斜平面，使气流控制板63的下表面与晶圆W表面之间的间隔变化。
并且，如图20的(c)所示，也可以使气流控制板63不与晶圆W平行，而相对于晶圆W的表面倾斜。这样的倾斜既可以通过在第1实施方式中使气流控制板63以规定角度倾斜地安装于第3臂61来实现，也可以通过在第3实施方式中调整电动机63m的转轴的旋转角度来实现。
如图20的(c)所示，在气流控制板63的下表面与晶圆W表面之间的间隔沿着朝向晶圆W的外周的方向变宽的情况下，与参照图20的(b)说明的内容同样，能够增大溶剂在晶圆W的外周侧的挥发量，因此，能够加厚晶圆W的外周侧的抗蚀剂膜。另外，也可以以气流控制板63的下表面与晶圆W的表面之间的间隔沿着朝向晶圆W的外周的方向变窄的方式使气流控制板63倾斜。由此，能够增大溶剂在晶圆W的内周侧的挥发量，因此，能够加厚晶圆W的内周侧的抗蚀剂膜。
另外，例如图21的(a)所示，也可以除气流控制板63之外还设置追加的气流控制板163。具体地讲，气流控制板163具有与气流控制板63大致相同的尺寸，并以自气流控制板63向晶圆外周侧分开的方式设置。更具体地讲，气流控制板63并不限定于此，例如，气流控制板163优选设置在自晶圆外周向内侧20mm的位置到自晶圆外周向外侧20mm的位置的上方的任意位置。采用这样配置的气流控制板163，能够调整晶圆最外周部的抗蚀剂膜的膜厚。
另外，如图21的(b)所示，也可以设置具有矩形平板形状的、相对于晶圆W的中心对称地配置的气流控制板63和追加的气流控制板164。并且，如图21的(c)所示，也可以除具有矩形平板形状的气流控制板63之外还追加具有弯曲成C字形的平板形状(或者圆弧形状或者半圆环平板形状)的气流控制板165。
另外，气流控制板163～165既可以与气流控制板63成一体地设置而与气流控制板63成为一体地动作，也可以另外设置与设置于气流控制板63的驱动部64(或者驱动部630)同样的驱动部而使气流控制板163～165与气流控制板63相对独立地动作。在气流控制板163～165上另外设置驱动部的情况下，例如气流控制板163～165既可以在气流控制板63配置在规定位置之前配置在晶圆W的上方的规定位置，也可以在气流控制板63配置在规定位置之后配置在晶圆W的上方的规定位置。例如，通过将气流控制板63配置在规定位置，能够调整从晶圆中心侧到气流控制板63的晶圆外周侧端部PE2的外侧的区域中的抗蚀剂膜的膜厚分布，接着，通过将气流控制板163或者气流控制板165配置在规定位置，能够调整晶圆最外周部的抗蚀剂膜的膜厚分布。
另外，气流控制板163～165既可以配置在与气流控制板63距晶圆表面的高度相同的高度，也可以配置在与气流控制板63距晶圆表面的高度不同的高度。另外，也可以像参照图20的(b)对气流控制板63进行的说明那样，使气流控制板163～165的下表面与晶圆W表面之间的间隔变化。并且，也可以像参照图20的(c)对气流控制板63进行的说明那样，通过气流控制板163～165相对于晶圆W的表面倾斜，使气流控制板163～165的下表面与晶圆W表面之间的间隔变化。另外，气流控制板163～165的形状例如优选根据利用预备实验求得的抗蚀剂膜的膜厚分布来确定。
接着，对图21的(a)所示的气流控制板63和气流控制板163所带来的膜厚均匀性的改善结果进行说明。
图22的(a)是表示使用固体成分(抗蚀剂)浓度为4.0％的抗蚀剂液在具有300mm的直径的晶圆上形成抗蚀剂膜时的抗蚀剂膜的晶圆面内膜厚分布的图表。横轴表示沿着晶圆的直径方向的位置，纵轴表示膜厚。图表中的虚线表示为了进行比较而既不使用气流控制板63也不使用气流控制板163形成的抗蚀剂膜的膜厚分布，实线表示使用气流控制板63和气流控制板163形成的抗蚀剂膜的膜厚分布。另外，供给到晶圆表面的抗蚀剂液的量为0.34毫升(ml)。
由该图表可知，在既不使用气流控制板63也不使用气流控制板163的情况下，抗蚀剂膜的膜厚在从晶圆的中心(0mm)朝向外周的方向上减小，在距晶圆中心约60mm～70mm的位置变得最薄之后，抗蚀剂膜的膜厚朝向晶圆的外周而增加。而在使用气流控制板63和气流控制板163的情况下，膜厚在距晶圆中心约60mm～70mm的位置增加，膜厚在接近晶圆外周的位置(125mm～140mm的位置)减小。结果，膜厚均匀性从既不使用气流控制板63也不使用气流控制板163的情况下的1.22nm(最大膜厚-最小膜厚)改善为使用气流控制板63和气流控制板163的情况下的0.62nm。
另外，可以认为：在使用气流控制板63和气流控制板163的情况下，利用气流控制板63使膜厚在距晶圆中心约60mm～70mm的位置增加，利用气流控制板163使膜厚在接近晶圆外周的位置减小。
图22的(b)是与图22的(a)同样地表示使用固体成分(抗蚀剂)浓度为3.5％的抗蚀剂液在具有300mm的直径的晶圆上形成抗蚀剂膜时的抗蚀剂膜的晶圆面内膜厚分布的图表。供给到晶圆表面的抗蚀剂液的量为0.33毫升(ml)。
在图22的(b)所示的结果中可知，无论在使用气流控制板63和气流控制板163的情况下，还是在既不使用气流控制板63也不使用气流控制板163的情况下，在从晶圆的中心到约110mm～135mm的位置，抗蚀剂膜的膜厚增加。但是，在从晶圆的中心到约75mm的范围内，通过使用气流控制板63和气流控制板163，膜厚增加，能够改善膜厚均匀性。另外，在从晶圆的中心到约110mm～135mm的位置，与图22的(a)所示的结果不同，即使利用气流控制板163，膜厚也没有减小，但至少没有看到大幅度的增加。若替代气流控制板163而使用图21的(c)所示的气流控制板165，则在从晶圆的中心到约110mm～135mm的位置，能够将气流控制在更广阔范围内，因此能够期待改善膜厚分布。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了记述，但本发明并不限定于该特定的实施方式，能够在权利要求书所述的本发明主旨的范围内进行各种变形、变更。
例如，气流控制板63的待机位置只要自利用旋转吸盘31保持的晶圆W向侧方离开，就既可以是与利用旋转吸盘31保持的晶圆W的上方的规定位置相同的高度(第1实施方式)，也可以是比该高度高或者低的高度。另外，待机位置既可以是与杯状件33(或者利用旋转吸盘31保持的晶圆W的上表面)相同的高度，也可以是较低的高度。这样的位置能够利用第3实施方式的驱动部630实现，而且，也能够通过在第1实施方式的驱动部64上设置升降机构来实现。另外，在待机位置，气流控制板63并不限定于水平(第1实施方式)或者铅垂(第3实施方式)地配置，可以以规定的角度相对于水平方向倾斜。
另外，在上述实施方式中，作为被处理基板使用了半导体晶圆，但并不限定于此，对于其他的基板、例如平板显示器用的玻璃基板，也能够应用本发明。
附图标记说明
23、涂敷组件；31、旋转吸盘；32、吸盘驱动机构；43、抗蚀剂液喷嘴；63、气流控制板；64、630、驱动部；70、控制部。

Claims (14)

1.一种涂敷处理装置，其通过向旋转的基板的表面供给涂敷液并使供给来的涂敷液扩向上述基板的外周侧扩散，在上述基板的表面涂敷涂敷液，其中，
该涂敷处理装置包括：
基板保持部，其用于保持基板；
旋转部，其用于使被上述基板保持部保持的上述基板旋转；
供给部，其用于向被上述基板保持部保持的上述基板的表面供给涂敷液；
气流控制板，其设置在被上述基板保持部保持的上述基板的上方的规定位置，用于使利用上述旋转部进行旋转的上述基板的上方的气流在任意的位置局部地变化。
2.根据权利要求1所述的涂敷处理装置，其中，
上述气流控制板与上述基板大致平行地设置在上述基板的上方且自上述基板的旋转轴线离开的上述规定位置。
3.根据权利要求1或2所述的涂敷处理装置，其中，
该涂敷处理装置还包括驱动部，该驱动部用于使上述气流控制板在上述规定位置与自被上述基板保持部保持的上述基板向侧方离开的待机位置之间移动。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的涂敷处理装置，其中，
该涂敷处理装置包括控制部，该控制部用于控制上述旋转部的动作和上述供给部的动作，
上述控制部以如下的方式进行控制：在利用上述供给部向上述基板供给涂敷液的期间内、或者在利用上述供给部向上述基板供给涂敷液之后，在利用上述旋转部使上述基板旋转的状态下，利用设置在上述规定位置的上述气流控制板使旋转的上述基板的上方的气流局部地变化。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的涂敷处理装置，其中，
该涂敷处理装置包括控制部，该控制部用于控制上述旋转部的动作和上述供给部的动作，
上述气流控制板能够移动地设置在上述规定位置，在上述气流控制板被配置在上述规定位置时，上述气流控制板使利用上述旋转部进行旋转的上述基板的上方的气流局部地变化，
上述控制部以如下的方式进行控制：
在利用上述旋转部使上述基板以第1转速旋转的状态下，利用上述供给部向上述基板的表面供给涂敷液；
接着，在利用上述旋转部将上述基板减速到比上述第1转速低的第2转速的时刻、或者在使该基板以上述第2转速旋转的状态下，停止供给涂敷液；
利用上述旋转部使上述基板以比上述第2转速高的第3转速旋转，
上述控制部以如下的方式进行控制：在停止向上述基板的表面供给涂敷液之后，通过利用上述驱动部使上述气流控制板移动到上述规定位置，使旋转的上述基板的上方的气流局部地变化。
6.根据权利要求5所述的涂敷处理装置，其中，
上述控制部以如下的方式进行控制：在以上述第3转速开始旋转上述基板之后，使上述基板以比上述第3转速低的第4转速旋转，在使上述基板以上述第4转速旋转的期间内，通过利用上述驱动部将上述气流控制板配置在上述规定位置，使旋转的上述基板的上方的气流局部地变化。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的涂敷处理装置，其中，
在将上述气流控制板配置在上述规定位置时，上述基板的转速为50rpm～100rpm。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的涂敷处理装置，其中，
上述气流控制板形成为矩形平板状。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的涂敷处理装置，其中，
该涂敷处理装置还包括追加气流控制板，该追加气流控制板以在被上述基板保持部保持的上述基板的上方自上述气流控制板分开的方式设置，用于使利用上述旋转部进行旋转的上述基板的上方的气流在任意的位置局部地变化。
10.一种涂敷显影处理系统，其用于在基板上形成包含抗蚀剂膜的涂敷膜，其中，
该涂敷显影处理系统包括：
涂敷处理装置，其如权利要求1～9中任一项所述；
显影装置，其用于在利用上述涂敷处理装置形成的上述涂敷膜被曝光之后对该涂敷膜进行显影。
11.一种涂敷处理方法，其通过向旋转的基板的表面供给涂敷液并使供给来的涂敷液向上述基板的外周侧扩散，在上述基板的表面涂敷涂敷液，其中，
在向上述基板供给涂敷液的期间内、或者在向上述基板供给涂敷液之后，在使上述基板旋转的状态下，利用设置在上述基板的上方的规定位置的气流控制板使旋转的上述基板的上方的气流局部地变化。
12.一种涂敷处理方法，其通过向旋转的基板的表面供给涂敷液并使供给来的涂敷液向上述基板的外周侧扩散，在上述基板的表面涂敷涂敷液，其中，
该涂敷处理方法包括以下工序：
第1工序，在使上述基板以第1转速旋转的状态下，向上述基板的表面供给涂敷液；
第2工序，在上述第1工序之后，在将上述基板减速到比上述第1转速低的第2转速的时刻、或者在使上述基板以上述第2转速旋转的状态下，停止供给涂敷液；
第3工序，在上述第2工序之后，使上述基板以比上述第2转速高的第3转速旋转，
在停止向上述基板的表面供给涂敷液之后，通过利用驱动部使能够移动地设置在上述基板的上方的规定位置的气流控制板移动到上述规定位置，使旋转的上述基板的上方的气流局部地变化。
13.根据权利要求12所述的涂敷处理方法，其中，
上述第3工序包括：
第4工序，使上述基板以上述第3转速旋转；
第5工序，在上述第4工序之后，使上述基板以比上述第3转速低的第4转速旋转，
在上述第5工序中，通过在使上述基板以上述第4转速旋转的期间内利用上述驱动部将上述气流控制板配置在上述规定位置，使旋转的上述基板的上方的气流局部地变化。
14.根据权利要求11～13中任一项所述的涂敷处理方法，其中，
在将上述气流控制板配置在上述规定位置时，上述基板的转速为50rpm～100rpm。
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Inventor after: Koji Takayanagi

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Inventor before: Koji Takayanagi

Inventor before: Shinichi Hatakeyama

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