JP2002064048A

JP2002064048A - 塗布膜形成装置及びその方法

Info

Publication number: JP2002064048A
Application number: JP2000250758A
Authority: JP
Inventors: Kunie Ogata; 久仁恵緒方; Hiroshi Tomita; 浩富田; Kimiya Sakaguchi; 公也坂口; Taiji Iwashita; 泰治岩下; Ryoichi Kamimura; 良一上村; Masahiro Nakazuru; 雅裕中鶴
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2002-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】塗布膜形成装置におけるスピンチャックの回
転数補正に用いる近似式の算出に必要な作業の労力を軽
減すること。【解決手段】回転数設定部にてスピンカーブ作成に必
要な初期設定を入力すると、この初期設定に基づいてウ
エハの必要枚数と各ウエハごとの回転数が決定する。そ
して自動的に各ウエハの塗布が行われ、振り切り回転数
と当該回転数における膜厚測定値とからなるデータ得ら
れる。スピンカーブ作成部には近似式選択部が設けられ
ており、オペレータは前記データに基づく複数の近似式
から任意のものを選択して一の近似式（スピンカーブ）
を決定する。そして膜厚測定ユニットにおいて膜厚が目
標膜厚とずれていることが判明すると、決定された前記
近似式に基づき前記回転数の補正が行われ、レジスト膜
が目標膜厚へと修正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウエハやＬＣ
Ｄ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）等の被処理基
板上に、例えばレジスト液等の塗布膜用の塗布液を塗布
する塗布膜形成装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスやＬＣＤの製造プロセス
においては、フォトリソグラフィと呼ばれる技術により
被処理基板へのレジスト処理が行われている。この技術
は、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）にレジス
ト液を塗布して当該表面に液膜を形成し、フォトマスク
を用いて当該レジスト膜を露光した後、現像処理を行う
ことにより所望のパターンを得る、一連の工程により行
われる。

【０００３】上述の工程におけるレジスト液の塗布工程
はいわゆるスピンコーティング法により行なわれてい
る。この方法は回転自在なスピンチャックでウエハを水
平に吸着保持し、ウエハ中央部上方のノズルからレジス
ト液をウエハに供給すると共にスピンチャックを回転さ
せることで、ウエハの遠心力によりレジスト液が拡散し
てウエハ全体に液膜を形成する方法である。

【０００４】この方法において、ウエハ表面に塗布され
たレジスト液はスピンチャックの回転が高速であるほど
ウエハ外方へ多量に飛び散り、レジスト液膜の膜厚は薄
くなる。このため、従来から例えば一定枚数のウエハを
処理するごとにウエハを抜き取り、このウエハを塗布装
置とは別個に設けられる膜厚測定ユニットにて膜厚測定
を行って前記スピンチャックの回転数が適切かどうか判
断し、その判断に基づき前記回転数（速度）を補正し、
これ以降に製造ラインに送られるウエハのレジスト膜厚
が目標膜厚に近づくようにしていた。

【０００５】しかし上述補正は、その補正の程度を決定
するための基準がないため、回転数の増減量はオペレー
タの経験や能力により決定されることとなり、場合によ
っては何回も回転数を変えて膜厚測定を繰り返さねばな
らなかった。

【０００６】そこで発明者は、生産ライン開始前に例え
ば回転数を１０００ｒｐｍに設定して塗布膜形成を行う
と共にそのときの膜厚の測定を行い、次に１２００ｒｐ
ｍ、その次に１４００ｒｐｍ…と回転数の設定を変えな
がら膜厚の測定を繰り返し、こうして得たデータに基づ
く回転数と膜厚との相関関係を表す近似式（スピンカー
ブ）を算出しておき、生産ライン開始後はこの近似式に
基づいて回転数の補正を行うことを検討している。この
近似式を用いれば目標膜厚に対応する適正な回転数を容
易に把握できるため、測定された膜厚αが例えば目標膜
厚βよりも厚い場合には、膜厚αに対応する回転数と目
標膜厚βに対応する回転数との誤差分を、膜厚αに対応
する回転数に加えて膜厚αを目標膜厚βに近づける補正
が可能になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の近似式
を得るために、オペレータが設定回転数を逐次変えるた
びに塗布膜形成装置の動作スイッチを押す作業を繰り返
すことは操作が面倒であり、また近似式の正確性を高め
るためにはより多くの回数繰り返す必要があるため、デ
ータの取得に必要な操作の手間を減らすことが必要であ
った。

【０００８】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たものであり、その目的は、塗布膜の膜厚と当該塗布膜
形成時の基板の回転数との相関関係を表す近似式を算出
し、この近似式を用いて前記回転数を補正し、膜厚を目
標値に近づける塗布膜形成装置及びその方法において、
近似式に必要なデータ取得時における作業の手間を軽減
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る塗布膜形成
装置は、複数枚の基板を保持したキャリアが載置される
キャリア載置部と、このキャリア載置部に載置されたキ
ャリアから基板を受け取って搬送する搬送手段と、この
搬送手段から搬送された基板を基板保持部にて水平に保
持し、この基板に塗布液を供給すると共に前記基板保持
部を回転させて基板の回転の遠心力により塗布液を広げ
て基板表面に塗布膜を形成する塗布ユニットと、この塗
布ユニットにおける塗布膜形成時の基板の回転数と塗布
膜の膜厚との関係を求めるために用いられるモニタ基板
の枚数と各モニタ基板の塗布膜形成時における回転数と
を設定するための回転数設定部と、この回転数設定部で
設定された枚数のモニタ基板に対して塗布膜の形成処理
を順次行い、各モニタ基板の塗布膜形成時に前記回転数
設定部によりその基板に割り当てられた回転数で前記基
板保持部を回転させるように制御する制御部と、を備え
たことを特徴とする。

【００１０】このような構成によれば、塗布膜形成時の
基板の回転数と塗布膜の膜厚との関係を求める際に、予
めモニタ基板の枚数と各モニタ基板の塗布膜形成時にお
ける回転数さえ設定されていれば、その後例えばオペレ
ータが操作を行わなくとも、当該塗布膜形成装置で各ウ
エハに割り当てられた回転数で順次塗布膜形成が行われ
るので、前記関係を求めるデータを取得する手間が軽減
される。

【００１１】前記回転数決定手段の設定について具体例
を挙げると、基板の最大回転数または最小回転数の一方
と、モニタ基板の枚数と、各モニタ基板の回転数の配列
間隔とを入力するようにしてもよいし、モニタ基板の最
大回転数または最小回転数の一方と、モニタ基板の枚数
と、各モニタ基板の回転数の配列間隔と、を設定するよ
うにしてもよく、このようにすることで必要なモニタ基
板の枚数と各モニタ基板の塗布膜形成時における回転数
とを決定することができる。

【００１２】更に本発明に係る塗布膜形成装置は、塗布
ユニットにて塗布膜が形成された基板について当該塗布
膜の膜厚を測定する膜厚測定ユニットを備えると共に前
記データに基づいて基板の回転数と膜厚との関係を示す
近似式を求める近似式作成部を備えるようにしてもよ
く、このような構成とすることで、塗布ユニットにおけ
る基板の回転数を補正する際に有効な近似式の算出に係
る時間を短縮することができる。

【００１３】また本発明に係る塗布膜形成方法は、水平
に保持された基板に塗布液を供給すると共にこの基板を
回転させてその遠心力により塗布液を広げて基板表面に
塗布膜を形成する方法において、モニタ基板の枚数と塗
布ユニットにおける各モニタ基板の塗布膜形成時におけ
る回転数とを設定する工程と、この工程で設定された枚
数のモニタ基板を順番に塗布ユニットに搬送し、各モニ
タ基板に割り当てられた回転数で基板を回転させながら
塗布膜を形成する工程と、モニタ基板に形成された塗布
膜の膜厚を測定する工程と、モニタ基板の回転数と塗布
膜の膜厚との関係を示す近似式を求める工程と、を含む
ことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の塗布膜形成装置を
塗布、現像装置に適用した実施の形態について説明す
る。この塗布、現像装置は基板の搬送や処理を行う装置
本体Ａ１と制御系Ａ２とから構成されるが、先ず装置本
体Ａ１の全体構成について説明する。図１及び図２は、
夫々キャリアステーション１１、処理部Ｓ１及びインタ
ーフェイス部Ｓ２からなる塗布、現像装置に露光部Ｓ３
を接続してなるレジストパターン形成装置の全体構成を
示す平面図及び概観図である。

【００１５】図中、１１は例えば２５枚の基板であるウ
エハＷが収納されたキャリアＣを搬入出するためのキャ
リアステーションであり、このキャリアステーション１
１には前記キャリアＣを載置するキャリア載置部１２と
受け渡し手段１３とが設けられており、受け渡し手段１
３はキャリアＣから基板であるウエハＷを取り出し、取
り出したウエハＷをキャリアステーション１１の奥側に
設けられている処理部Ｓ１へと受け渡すように構成され
ている。

【００１６】処理部Ｓ１の中央には主搬送手段１４が設
けられており、これを取り囲むように例えばキャリアス
テーション１１から奥を見て例えば右側には塗布・現像
系のユニットＵ１が、左側、手前側、奥側には加熱・冷
却系のユニット等を多段に積み重ねた棚ユニットＵ２，
Ｕ３，Ｕ４が夫々配置されている。塗布・現像系のユニ
ットＵ１においては、例えば上段には２個の現像装置を
備えた現像ユニット２が、下段には２個の塗布装置を備
えた塗布ユニット３が設けられており、棚ユニットＵ
２，Ｕ３，Ｕ４においては、加熱ユニットや冷却ユニッ
トのほか、ウエハの受け渡しユニットや疎水化処理ユニ
ット等が上下に割り当てされている。但し図２では便宜
上受け渡し手段１３及び主搬送手段１４は描いていな
い。

【００１７】この処理部Ｓ１はインタ−フェイス部Ｓ２
を介して露光部Ｓ３と接続されている。インタ−フェイ
ス部Ｓ２は受け渡し手段１５と、ウエハバッファＣ０
と、前記検出系をなす膜厚測定ユニット４とを備えてお
り、受け渡し手段１５は、例えば昇降自在、左右、前後
に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成され、前
記処理部Ｓ１と露光部Ｓ３とウエハバッファＣ０と膜厚
測定ユニット４との間でウエハＷの受け渡しを行うもの
である。

【００１８】ここで上述レジストパターン形成装置にお
けるウエハＷのフローを簡単に説明しておくと、先ず外
部からキャリアＣがキャリア載置部１２に搬入され、受
け渡し手段１１によりこのキャリアＣ内からウエハＷが
取り出される。ウエハＷは、受け渡し手段１１から棚ユ
ニットＵ３内の図示しない受け渡しユニットを介して主
搬送手段１４に受け渡され、更に棚ユニットＵ３（ある
いは棚ユニットＵ２，Ｕ４）のユニットに順次搬送され
て、所定の処理例えば後述する疎水加処理や冷却処理な
どが行われる。続いてウエハＷは塗布ユニット３にてレ
ジストが塗布され、更に加熱処理された後、棚ユニット
Ｕ４の受け渡しユニットからインターフェイス部Ｓ２を
経て露光部Ｓ３に送られる。

【００１９】露光部Ｓ３にて露光されたウエハＷは、逆
の経路で処理部Ｓ１に戻され、主搬送手段１４により現
像ユニット２に搬送され、現像処理される。なお詳しく
は、ウエハＷは、現像処理の前に加熱処理及び冷却処理
される。現像処理されたウエハＷは上述した経路と逆の
経路で受け渡し手段１３に受け渡され、キャリア載置部
１２に載置されている元のキャリアＣに戻される。

【００２０】ここで話を装置本体Ａ１における各主要装
置に移し、先ず塗布・現像系のユニットＵ１の一段に設
けられる塗布ユニット３の主要部について図３を参照し
ながら簡単な説明を行う。図中３１は基板保持部である
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
３１はモータ及び昇降部を含む駆動部３２により鉛直軸
周りに回転でき、且つ昇降できるようになっている。ま
たスピンチャック３１の周囲にはウエハＷからスピンチ
ャック３１に跨る側方部分を囲い、且つ下方側全周に亘
って凹部が形成された液受けカップ３３が設けられ、当
該液受けカップ３３の底面には排気排液兼用のドレイン
管３４が接続されている。

【００２１】液受けカップ３３の外側には塗布液である
レジスト液を貯溜する図示しないレジスト液タンクと接
続されたレジスト液供給手段３５が設けられており、こ
のレジスト液供給手段３５の先端に設けられたノズル３
６がウエハＷの中央部上方と前記液受けカップ３３の外
側との間で移動できるようにに構成されている。

【００２２】この塗布ユニット３の作用について簡単に
説明すると、ウエハＷを回転させ、ノズル３６がウエハ
Ｗの中央部上方に位置した状態でレジスト液の供給を行
うことで当該レジスト液はウエハＷの径方向に広がって
ウエハＷ表面にレジスト液の薄膜が形成され、振り切ら
れた分は液受けカップ３３へと流れ落ちる。このとき、
例えばスピンチャックの回転数（振り切り回転数）等の
諸条件は制御系Ａ２にて設定されており、これについて
は後述する。

【００２３】次にインターフェイス部Ｓ２に設けられる
膜厚測定ユニット４の主要部について図４を参照しなが
ら説明を行う。図中４１は側面に搬送口４２を有する筐
体であり、その内部にはウエハＷを載置するための載置
台４３と、この載置台４３を回転自在かつＸ及びＹ方向
に移動自在とする駆動機構４４とが設けられている。ま
た載置台４３に載置されたウエハＷと対向する位置例え
ば筐体４１の天井部には、膜厚検査手段４５の先端部が
設けられており、この膜厚検査手段４５には例えば発光
部及び受光部を有するコントロールボックス（図示せ
ず）と光ファイバーとを接続してなる光干渉式膜厚計を
用いることができる。また、膜厚測定ユニット４はウエ
ハＷ周縁部の露光を行う周縁露光装置と前記載置台４３
を共用するように構成されている。周縁露光装置をなす
装置のうち、例えば露光手段４６は筐体４１の天井部に
設けられており、またウエハＷの周縁部を検出するため
のラインセンサー４７は、前記露光手段４６近傍にウエ
ハＷの通過領域を上下に挟むように設けられる。

【００２４】この膜厚測定ユニット４の作用を簡単に説
明すると、インターフェイス部Ｓ２の受け渡し手段１５
により筐体４１内へと搬入されたウエハＷは載置台４３
へと載置され、ウエハＷが移動し、例えば膜厚検査手段
４５から下方鉛直方向に形成される光軸が例えばウエハ
Ｗの直径に沿って相対的に移動できるようにすることに
より、その直径方向の膜厚分布や当該膜厚の平均値など
が把握される。

【００２５】次に図５を参照しながら制御系Ａ２の説明
を行う。制御系Ａ２は現実にはＣＰＵ、プログラム及び
メモリなどにより構成されるが、本実施の形態ではこれ
ら制御系Ａ２を構成する各要素の働きに応じて後述する
ブロックを設け、これにより説明を行うものとする。ま
た制御対象である既述の現像ユニット２、塗布ユニット
３、膜厚測定ユニット４、そして棚ユニットＵ２，Ｕ
３，Ｕ４に設けられる加熱・冷却系ユニット５及び受け
渡し手段１３、１５、主搬送手段１４等の搬送系６の各
装置は、夫々に設けられるコントロールユニット２ａ〜
６ａ及びバスＢ１を介して前記各ブロックとの信号の送
受信を行うようになっている。

【００２６】ここで制御系Ａ２をなす前記ブロックにつ
いての説明を行うと、装置本体Ａ１にて行われる各装置
の作業は、先ず運転モード選択部７１にて選択される運
転モードに基づいて行われており、この運転モードに
は、塗布膜形成モードや、スピンカーブを求めるための
スピンカーブ作成モードなどが含まれる。

【００２７】上述した塗布膜形成モードはレシピ作成部
７２にて作成されたレシピの情報に基づいて塗布、露光
及び現像の各工程を制御し、製品ウエハに塗布膜の形成
を行うようになっている。レシピ作成部７２では例えば
図６に示すようにレジスト種類、目標膜厚、振り切り回
転数及び回転時間、といった塗布膜形成に必要な条件を
組み合わせたレシピの入力を行うことができるようにな
っており、ここで作成された各レシピはレシピ格納部７
３へ格納されている。オペレータは、レシピ選択部７４
にて前記レシピ格納部７３に予め用意された複数のレシ
ピから目的とするレシピを選択することとなる。

【００２８】また制御系Ａ２は回転数補正部７５を備え
ている。この回転数補正部７５は、レシピに従って塗布
膜形成を行ったとしても、温度、湿度、ウエハの品質等
によってはウエハ表面に塗布されたレジスト液が予期し
たとおりの膜厚とならない場合もあるため、前記膜厚が
目標とする値となるように、スピンカーブと呼ばれる近
似式に基づいて振り切り回転数の補正を行うためのもの
である。スピンカーブとは、塗布ユニット３における前
記振り切り回転数と当該回転数におけるウエハＷ表面上
に形成されるレジスト膜の膜厚測定値との相関関係を表
すデータの集合から算出される近似式のことである。

【００２９】また、制御系Ａ２は前記スピンカーブを得
るために必要なブロックとして、スピンカーブ作成用の
回転数設定部７６、スピンカーブ作成部７７、近似式選
択部７８及びスピンカーブ格納部７９を備えている。回
転数設定部７６は、例えば図７に示すような前記データ
を取得するための初期設定例えば必要な振り切り回転数
の最大値、最小値、ウエハの必要枚数を入力するための
ものであり、スピンカーブ作成部７７は、この初期設定
から一のウエハの回転数と次のウエハの回転数との差
（ウエハの回転数の配列間隔）と、各ウエハごとの振り
切り回転数とを決定し、この決定に基づいてデータの取
得を行うように装置本体Ａ１を制御するものである。ス
ピンカーブ作成部７７はスピンカーブ作成用のプログラ
ムと、このプログラムにより求められたスピンカーブを
表示する表示部とを含むブロックであり、このスピンカ
ーブ作成部７７に設けられる近似式選択部７８は、例え
ば図８に示すようにスピンカーブ作成部７７で得られた
データ７７ａに基づき予め用意された近似式７８ａから
任意のものを選択するものである。近似式７８ａには取
得されたデータに基づき最小二乗法により定まる近似式
の直線、多次式、指数関数、対数関数、スプライン補完
等が用意されており、この中から例えば７８ｃに示すよ
うな一の近似式を選択することができる構成となってい
る。スピンカーブ格納部７９は前記スピンカーブを格納
する記憶部である。

【００３０】なお、これまで述べてきた制御系Ａ２にお
ける各ブロックの入力及び表示手段は、例えば両手段を
一体化したタッチ式のパネルを用いることができ、本実
施の形態では例えば各ブロックごとの機能に応じて画面
が切り替わり、必要な入力枠や設定操作用のアイコンの
他、作成されたスピンカーブの表示なども一のパネルに
て行うことができる。

【００３１】次に本実施の形態における作用を説明す
る。今、モニタ基板であるモニタウエハ（ベアウエハ）
を用いてスピンカーブを作成しようとすると、先ずスピ
ンカーブ作成モードを選択すると共に回転数設定部７６
にてモニタウエハの枚数、回転数の最大値及び最小値を
設定し、モニタウエハの入ったキャリアＣをキャリア載
置部１２に置く。次いでキャリアＣ内からウエハＷが取
り出され、受順次処理部Ｓ１側へ搬送されて行く。具体
的には一枚目のウエハＷ１が既述の塗布ユニット３へ搬
入されると、図９に示すように回転数設定部７６から、
ウエハＷ１に対応する回転数ｎ１がコントロールユニッ
ト３ａへ送信され、例えばウエハＷ１上にレジスト液が
滴下された後、スピンチャック３１が回転してレジスト
液の塗布が行われる。なおスピンチャック３１はレジス
ト液が滴下される前から回転していてもよい。そしてレ
ジスト液の塗布されたウエハＷ１は膜厚測定ユニット４
にて膜厚測定が行われ、膜厚測定値ｐ１がスピンカーブ
作成部７７へと送信される。このとき回転数設定部７６
からの回転数ｎ１の情報はスピンカーブ作成部７７へも
送信されており、前記膜厚測定値ｐ１と組み合わせて一
のデータの取得が完了する。

【００３２】続いてキャリアＣ内から２枚目のウエハＷ
２が取り出されて塗布ユニット３に搬入され、例えば図
１０に示すように２枚目のウエハＷ２に対応する回転数
ｎ２で塗布膜形成が行われ、更に膜厚測定ユニット４に
て膜厚の測定が行われ、膜厚測定値ｐ２を得る。そし
て、このように順次膜厚を変化させたデータの取得が自
動的に繰り返され、例えば回転数の最大値を３０００ｒ
ｐｍ、最小値を２０００ｒｐｍ、ウエハ枚数を２６枚と
すると、１番目のウエハの回転数は２０００ｒｐｍ、２
番目は２０４０ｒｐｍ…２６番目は３０００ｒｐｍとな
り、各回転数と膜厚とが対応付けられて２６点のデータ
が取得される。これらデータのプロットは例えば図１１
に示すように表示部に表示され、オペレータは表示部で
前記プロットを参照しながら任意の近似式を選択するこ
とができる。そして例えば１次式を選択すれば点線ｑ１
で示すように、２次式を選択すれば点線ｑ２で示すよう
に近似式を表す特性グラフが切り替わって前記プロット
と共に表示される。このとき、スピンカーブ作成部７７
はデータに基づいて近似式の係数を決定しており、例え
ば２次式の選択時には既述のように最小二乗法によりｙ
＝ａｘ²＋ｂｘ＋ｃの係数（ａ，ｂ，ｃ）を自動的に算
出するようになっている。

【００３３】また、スピンカーブ作成部７７はデータの
一部が近似式を表すラインから大きく外れる特異点をな
す場合に、当該特異点のデータ分を補正するように近似
式を決定することができる。具体的な特異点補正の方法
としては、例えば特異点を無視して残りのデータで曲線
（直線）を求める方法や、その曲線（直線）が特異点を
なすデータ分だけずれるようにして、その曲線（直線）
に特異点分の幅をもたせる方法等があり、例えばオペレ
ータは表示部に表示されたプロットを見ながらいずれの
方法を採るべきか判断を行い、例えば後者の方法を採る
場合には前記表示部のプロットと見比べながらデータ全
体に対する特異点の比率やその度合に応じて曲線（直
線）の修正を行う。

【００３４】このようにして近似式の係数が求まり、例
えば図１２に示すようなスピンカーブ（及びその近似
式）が決定される。こうして得られたスピンカーブはス
ピンカーブ格納部７９に格納されるが、このとき各スピ
ンカーブは例えばレジスト液の種類や許容される目標膜
厚の誤差幅など条件が一致するレシピとリンクされてお
り、後述する製品ウエハを用いた塗布工程における回転
数補正時に参照される。

【００３５】次に、ウエハＷを用いてレジスト液の塗布
を行う際の回転数補正についての説明を行う。この回転
数補正は例えば製品ウエハを用いて塗布膜形成工程を開
始して例えば一定枚数の処理が終了するごとに行うもの
であり、例えば一工程１００枚と設定してこれをロット
１、２…と繰り返していく場合の各ロットの１枚目につ
いて行うようにする。なお製品ウエハを用いる代わりに
モニタウエハを用いて回転数補正を行ってもよい。以下
に上述補正の流れについて図１３及び図１４を参照しな
がら説明する。

【００３６】例えばロットの１枚目のウエハは塗布ユニ
ット３にてレジスト液が塗布された後、膜厚測定ユニッ
ト４にて膜厚を測定が行われる。そして、ここで得られ
た膜厚測定値ａが目標膜厚ａ0と異なる場合には、当該
工程に用いられたレシピＣ１とリンクするスピンカーブ
Ｄ１が、スピンカーブ格納部７９から制御系Ａ２内の作
業メモリＥ上に呼び出され、これにより現在の膜厚ａに
対応する本来の振り切り回転数ｐと、現在の振り切り回
転数（本来ならば目標膜厚ａ0になるはずであった振り
切り回転数）ｐ0とのずれが判明する。

【００３７】従って、レシピＣ１に記録されている振り
きり回転数ｐ0で塗布を行った結果が膜厚がａであった
ことが分かったわけだが、前述のスピンカーブＤ１によ
れば膜厚ａに対応する振り切り回転数はｐであるため、
この回転数の低下分である（ｐ0−ｐ）分だけレジスト
液の振り切り量が低下し、膜厚が増加したと考えること
ができる。

【００３８】そこで回転数補正部７５は、現在の振り切
り回転数ｐ0に（ｐ0−ｐ）だけ加えることで相対的に膜
厚を低下させ、これにより膜厚が目標値ａ0に近づく。
この修正はレシピ格納部７３へレシピ変更指令を出すこ
とにより行われ、当該スピンカーブＤ１とリンクされた
レシピＣ１の振り切り回転数はｐ0→ｐ0＋（ｐ0−ｐ）
と変更されて再びレシピ格納部７３へと格納される。

【００３９】その後、例えば前記ロット内の１枚目を除
く９９枚のウエハについて振り切り回転数の修正された
レシピＣ１に基づいてレジスト液の塗布が行われ、既述
の搬送系６により加熱・冷却ユニット５及び現像ユニッ
ト２の間を搬送され、所定のパターンが形成されること
となる。そして前記ロットの終了後、次のロットの１枚
目のウエハに塗布膜形成を行って、しかる後このウエハ
の膜厚測定値から必要に応じて回転数補正を行う。

【００４０】上述実施の形態によれば、初期設定例えば
回転数の最大値、最小値及びウエハの必要枚数を入力す
ることにより自動的かつ一括してスピンカーブの作成に
必要なデータを取得できるのでスピンカーブの作成の手
間を大幅に軽減することができ、例えば従来の技術で述
べたようにモニタウエハの１枚ずつに対してスピンチャ
ックの回転数の設定を行うと共に動作開始スイッチを押
す必要がなくなり、初期設定後、データの取得完了まで
オペレータが塗布膜形成装置から離れることも可能とな
る。

【００４１】また、上述スピンカーブの決定において
は、例えばモニタ等の表示部にてオペレータが予め用意
した複数の近似式とデータのプロットとを見比べながら
任意の式を選択することができるため、よりデータに近
い式を選択することができる。このため、製品の歩留ま
りが向上すると共にスピンカーブ作成から製品完成に至
るまでの所要時間も短縮する。

【００４２】なお、スピンカーブ作成時において入力す
る初期設定は、本実施の形態で示したものに限定される
ものでなく、例えばウエハ毎の各回転数を入力するよう
にしてもよいし、最大回転数または最小回転数の一方と
ウエハの必要枚数と各ウエハの回転数の配列間隔とを決
めるようにしてもよい。更にまた、ウエハの必要枚数ま
たは各ウエハの回転数の配列間隔の一方と最大回転数と
最小回転数とを決めるようにしてもよい。また、回転数
は低い値から順に上がっていく代わりに高い値から下が
っていくようにしてもよく、上述の例で説明するならば
１枚目が３０００ｒｐｍであり、その後順に４０ｒｐｍ
ずつ下がって２０００ｒｐｍまで設定される。

【００４３】また、例えばキャリアステーション１１に
マッピングセンサーを設け、このマッピングセンサー
が、キャリアＣがキャリアステーション１１にセットさ
れた時点でウエハ枚数の把握を行うと共に把握したウエ
ハ枚数がレシピに送信されるように構成することもでき
る。このように構成することでスピンカーブ作成時にお
いてウエハ枚数を入力する手間が省略できるようにな
る。

【００４４】更に、スピンカーブ作成部７７における特
異点補正はオペレータによる手動補正、あるいは予め設
定された方法に基づく自動補正の何れにも限定されるも
のではない。例えば近似式選択部７８において近似式の
決定を行う際に表示部にて特異点を無視するように入力
し、残りのデータから近似式が算出されるようにしても
よいし、近似式の種類及び特異点補正の方法について予
め設定しておき、当該設定に基づき、スピンカーブの作
成から近似式の決定に至るまで自動的に行われるように
してもよい。

【００４５】更にまた、スピンカーブは自動で作成する
ことに限られるものではなく、例えばスピンチャックの
回転数と膜厚測定値とをオペレータが塗布膜形成装置に
設けられるパネルあるいは別途設けられたパソコンを用
いて入力して作成するようにしてもよい。また、例えば
膜厚測定ユニット４は装置本体Ａ１に組み込まず、外部
に設けるようにしてもよい。

【００４６】また、例えば膜厚測定ユニット４で得られ
る「膜厚測定値」や回転数設定部７６にて設定される
「目標膜厚」などの「膜厚」の文言は、例えばウエハＷ
表面の塗布膜を径方向に測定して得た膜厚分布から求ま
る膜厚平均値を表すものとする。

【００４７】以上において本実施の形態で用いられる基
板はＬＣＤ基板であってもよい。また塗布液としてはレ
ジスト液に限らず層間絶縁材料、低誘電体材料、強誘電
体材料、配線材料、有機金属材料、金属ペースト等を用
いるようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、塗布膜の
膜厚と当該塗布膜形成時の基板の回転数との相関関係を
表す近似式を算出するために必要な作業の手間が軽減さ
れ、製品のスループットが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる塗布膜形成装置の実施の形態を
示す平面図である。

【図２】本発明にかかる塗布膜形成装置の実施の形態を
示す外観図である。

【図３】塗布ユニットの主要部について説明する縦断側
面図である。

【図４】膜厚検査ユニットの主要部について説明する縦
断側面図である。

【図５】本実施の形態における制御系を概念的にブロッ
ク化して表した説明図である。

【図６】レシピ作成部における入力欄の一例を示す説明
図である。

【図７】回転数設定部における入力欄の一例を示す説明
図である。

【図８】スピンカーブ作成部及び近似式選択部の関係及
び作用を示す説明図である。

【図９】本実施の形態における回転数補正の作用を示す
説明図である。

【図１０】本実施の形態における回転数補正の作用を示
す説明図である。

【図１１】塗布ユニットにおける振り切り回転数と当該
回転数における膜厚測定値との関係を表すデータとその
近似式との関係を表す特性図である。

【図１２】前記特性図に基づいて求められたスピンカー
ブ（近似式）を表す特性図である。

【図１３】前記スピンカーブとレシピとをリンクさせ、
レシピに記録された目標膜厚における振り切り回転数を
求める工程を示す説明図である。

【図１４】測定された膜厚と目標膜厚との誤差を求め、
前記スピンカーブを用いて振り切り回転数の相対値補正
を行う工程を示す説明図である。

【符号の説明】

Ａ１装置本体Ａ２制御系３塗布ユニット４膜厚測定ユニット７１運転モード選択部７２レシピ作成部７３レシピ格納部７４レシピ選択部７５回転数補正部７６回転数設定部７７スピンカーブ作成部７８近似式選択部７９スピンカーブ格納部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０５Ｄ 7/00 Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０２Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０２Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ (72)発明者坂口公也熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者岩下泰治熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者上村良一熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者中鶴雅裕熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロンエフイー株式会社内Ｆターム(参考） 2H025 AA18 AB16 AB20 EA05 4D075 AC64 AC92 AC94 DA06 DC22 4F042 AA07 BA05 BA25 DH09 EB29 5F046 JA13 JA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚の基板を保持したキャリアが載置
されるキャリア載置部と、このキャリア載置部に載置されたキャリアから基板を受
け取って搬送する搬送手段と、この搬送手段から搬送された基板を基板保持部にて水平
に保持し、この基板に塗布液を供給すると共に前記基板
保持部を回転させて基板の回転の遠心力により塗布液を
広げて基板表面に塗布膜を形成する塗布ユニットと、この塗布ユニットにおける塗布膜形成時の基板の回転数
と塗布膜の膜厚との関係を求めるために用いられるモニ
タ基板の枚数と各モニタ基板の塗布膜形成時における回
転数とを設定するための回転数設定部と、この回転数設定部で設定された枚数のモニタ基板に対し
て塗布膜の形成処理を順次行い、各モニタ基板の塗布膜
形成時に前記回転数設定部によりその基板に割り当てら
れた回転数で前記基板保持部を回転させるように制御す
る制御部と、を備えたことを特徴とする塗布膜形成装
置。
【請求項２】回転数設定部は、モニタ基板の最大回転
数と、最小回転数と、モニタ基板の枚数または各モニタ
基板の回転数の配列間隔の一方と、を設定するものであ
ることを特徴とする請求項１記載の塗布膜形成装置。
【請求項３】回転数設定部は、基板の最大回転数また
は最小回転数とモニタ基板の枚数と各基板の回転数の配
列間隔とを設定するものであることを特徴とする請求項
１記載の塗布膜形成装置。
【請求項４】塗布ユニットにて塗布膜が形成された基
板について当該塗布膜の膜厚を測定する膜厚測定ユニッ
トを備えたことを特徴とする請求項１、２または３記載
の塗布膜形成装置。
【請求項５】回転数設定部で設定された各モニタ基板
の回転数と膜厚測定ユニットで測定された塗布膜の膜厚
とに基づいて、基板の回転数と膜厚との関係を示す近似
式を求める近似式作成部を備えたことを特徴とする請求
項４のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
【請求項６】膜厚測定ユニットにて測定された膜厚と
目標膜厚と近似式作成部にて作成された近似式とに基づ
いて塗布ユニットにおける基板の回転数を補正する回転
数補正部を備えたことを特徴とする請求項５に記載の塗
布膜形成装置。
【請求項７】水平に保持された基板に塗布液を供給す
ると共にこの基板を回転させてその遠心力により塗布液
を広げて基板表面に塗布膜を形成する方法において、モニタ基板の枚数と塗布ユニットにおける各モニタ基板
の塗布膜形成時における回転数とを設定する工程と、この工程で設定された枚数のモニタ基板を順番に塗布ユ
ニットに搬送し、各モニタ基板に割り当てられた回転数
で基板を回転させながら塗布膜を形成する工程と、モニタ基板に形成された塗布膜の膜厚を測定する工程
と、モニタ基板の回転数と塗布膜の膜厚との関係を示す近似
式を求める工程と、を含むことを特徴とする塗布膜形成
方法。
【請求項８】基板の塗布膜の膜厚と目標膜厚と前記近
似式とに基づいて塗布ユニットにおける基板の回転数を
補正する工程を含むことを特徴とする請求項７記載の塗
布膜形成方法。