JP2002346461A - 塗布膜形成方法及びその装置 - Google Patents

塗布膜形成方法及びその装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に塗布膜を形成するにあたり、該塗布膜
の膜厚の面内均一性を高め、スループットを向上させる
こと。 【解決手段】 基板上方に各々が別個に移動可能な主ノ
ズル及び補助ノズルと、基板の表面状態を監視し、該基
板表面における未塗布領域の発生を検知するための監視
手段とを設け、予め用意した塗布データに基づき主ノズ
ルにて基板上に塗布液を螺旋状に塗布していく。そして
監視手段が主ノズルの既塗布領域内で未塗布領域の発生
を検知すると、制御部はその未塗布領域に塗布液の供給
を行う必要があるか否か判断し、必要であれば補助ノズ
ルにて該未塗布領域に塗布液の供給を行う。一方、未塗
布領域の発生部位は制御部にて把握されており、２枚の
基板で続けて同一箇所に未塗布領域が検知されたときに
は、塗布データの設定に誤りがあるものと判断し、これ
を修正する。

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Ｌ
ＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）等の基板上
に樹脂等を溶剤に溶かした液体例えばポリイミド溶液を
塗布し、液膜を形成する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程の一つとして、半導体デ
バイスの保護膜や層間絶縁膜を形成するために、ポリイ
ミドを半導体ウエハなどの基板上に塗布する処理があ
る。係る処理では、従来から基板表面に形成される塗布
膜の膜厚が全体に亘って均一であることが要求されてい
るが、近年では回路等の微細化に伴い、従来よりも更に
高い膜厚の面内均一性が求められている。
【０００３】このような状況下、塗布膜形成装置の一つ
として、ポリイミドを溶剤に溶かした薬液を塗布前に溶
剤で更に薄めて塗布液とし、例えば図１１に示すように
半導体ウエハ（以下ウエハという）Ｗを回転させておい
てノズル１１をウエハＷの中心から径方向に徐々に移動
させながら前記塗布液１２をウエハＷ表面に吐出し、こ
の塗布液１２を一筆書きの要領で螺旋状に塗布していく
ものが検討されている。
【０００４】このような装置では螺旋状に塗布される塗
布液の線を、ウエハＷの径方向に向かって隙間が生じぬ
ように、密着させて配列していくことで塗布液同士が一
体化し、結果として膜厚の面内均一性の高い塗布膜が形
成される。具体的には例えば予め測定しておいたデータ
に基づき、ノズル直下位置におけるウエハＷの座標ごと
に塗布液の吐出流量、基板の回転数及びノズルの移動速
度等の値を合わせ込んだ塗布データを作成し、このデー
タに基づいて塗布液の塗布が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した装置
では例えば１００μｍ程度の細径のノズルが用いられる
ため、ノズルの流路内にてキャビテーション（空洞現
象）が起こり、これに起因して生じる塗布液の泡がウエ
ハＷ表面上で弾けることにより、塗布液の線が途切れた
ような形状の未塗布領域が発生していしまう問題があっ
た。このため例えば塗布液内に残留する気泡などを除去
するための脱気機構をノズル上流に設ける、といった各
種対策も検討されたが、その効果はいずれも不十分であ
った。
【０００６】また、細径のノズルを用いることにより、
ウエハＷ上に塗布される塗布液の線幅も細くなるが、こ
のような幅狭の塗布液を隙間なく密着させていくために
は、上述した塗布データに基づいてノズルをウエハＷに
対し極めて精密に相対移動させなければならない。しか
し、塗布データには各条件ごとに一定の誤差幅が設けら
れているものの、例えば３つの条件が全て誤差限度間近
の値であった場合などには部分的に塗布液の線同士が離
れてしまい、各々の隙間に線状の未塗布領域が生じるこ
とがあった。
【０００７】更に、塗布液は見かけ上螺旋を描くように
塗布されるが、実際にノズルが螺旋状に動くのではな
く、上述したようにノズルの位置をウエハＷの回転と該
ウエハＷの径方向に直進するノズルとの兼ね合いで変化
させているため、ミクロな視点で見ると、ウエハＷ上の
塗布液は微少ながら階段状に変化したものであり、この
階段が大きくなれば、やはり隣接する塗布液の線の間に
線状の未塗布領域が発生してしまう。
【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、その目的は基板に塗布膜を形成するにあ
たり、該塗布膜の膜厚の面内均一性を高め、スループッ
トを向上させる技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る塗布膜形成
方法は、水平に保持した基板を回転させながら、該基板
の上方側に設けたノズルを基板の回転中心部側から周縁
に向かって移動させると共に塗布膜成分と溶剤とを含む
塗布液の吐出を行って、該塗布液を螺旋状に塗布するこ
とで基板上に塗布膜を形成していく第１の塗布工程と、
この第１の塗布工程において、ノズルが塗布液の塗布を
行った既塗布領域内に生じた未塗布領域を検知するため
に、該既塗布領域内における基板の表面状態を監視する
監視工程と、この監視工程で未塗布領域を検知したとき
に、ノズルにより該未塗布領域を埋めるように前記塗布
液の塗布を行う第２の塗布工程と、を含むことを特徴と
する。
【００１０】このような方法によれば、従来塗布液を螺
旋状に塗布するにあたり生じ易かった未塗布領域を確実
に埋めることができるため、塗布膜の膜厚の面内均一性
を高めることができる。具体的には、例えば第１及び第
２の塗布工程に用いるノズルについて夫々別個のものを
用意すると共に、監視工程はノズル直下位置近傍の基板
表面を監視する工程とすることが好ましく、このように
することで未塗布領域が検知されたときに、第１の塗布
工程の終了を待つことなく第２の塗布工程を行うことが
でき、スループットが向上する。
【００１１】また前記監視工程については、例えば基板
表面に光を照射し、この光の反射強度を監視して未塗布
領域を検知する方法、或いは基板に塗布された塗布液表
面の段差を監視して未塗布領域を検知する方法を採るこ
とが好ましい。
【００１２】更に本発明は、前記第１の塗布工程を、ノ
ズルの位置とノズルが該位置にあるときの基板の回転数
との関係を示す回転数パターンと、ノズルの位置と該位
置におけるノズルの移動速度との関係を表す移動パター
ンと、を含む塗布データに基づいて行う工程とし、監視
工程において未塗布領域が検知されたときに、同一箇所
で再び未塗布領域が生じないように、前記塗布データの
修正を行うデータ修正工程を含むようにしてもよい。こ
のデータ修正工程は、例えば監視工程において未塗布領
域が同一箇所で２回以上続けて検知されたときに塗布デ
ータの設定に誤りがあるものと判断し、また該塗布デー
タに誤りがあると判断したときには、塗布液の塗布が行
われる時間の全体に亘って基板の回転数が高くなるよう
に、回転パターンの修正を行う工程とすることが好まし
い。
【００１３】このような方法によれば監視工程にて検知
された未塗布領域が塗布データの設定不良によるものな
のか、それとも偶発的に生じたものなのか見極めること
ができるため、塗布データの見直しを頻繁に行う必要が
ないという利点がある。
【００１４】また本発明に係る塗布膜形成装置は、基板
を水平に保持して回転させる基板保持部と、この基板保
持部に保持された基板の中心部と外縁部との間を移動
し、該基板表面に塗布膜の成分と溶剤とを含む塗布液を
螺旋状に塗布して塗布膜を形成する主ノズルと、この第
１のノズルが塗布を行った既塗布領域内に生じた未塗布
領域を検知するため、該既塗布領域内における基板の表
面形状を監視する監視手段と、この監視手段が前記既塗
布領域内に生じた未塗布領域を検知したときに、該未塗
布領域を埋めるように前記塗布液の塗布を行う補助ノズ
ルと、を備えることを特徴とする。
【００１５】このような構成において、主ノズルは監視
手段と一体的に移動する構成とすることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る塗布膜形成方
法を実施する装置について、一例を挙げて説明する。先
ずこの装置の全体構成について図１及び図２を参照しな
がら説明すると、図中２１は、例えば側方に基板である
ウエハＷの搬入出を行うための図示しない開口部が形成
された中空のケース体であり、その内部にはウエハＷを
裏面側から真空吸着し、これを水平に保持するウエハ保
持部２２と、このウエハ保持部２２を下方側から支持す
ると共に、塗布処理時にはウエハ保持部２２を鉛直軸周
りに回転させる回転機構２３とが設けられている。
【００１７】ケース体２１の天井部にはＸ方向に延びる
スリット２４が形成されており、このスリット２４の上
方には、例えばウエハＷに対して塗布液であるポリイミ
ド溶液を供給するための主ノズル３１及び補助ノズル４
１が設けられている。主ノズル３１は駆動機構３２によ
り、補助ノズル４１は駆動機構４２により、いずれも下
端部先端の吐出孔３１ａ，４１ａがスリット２４を介し
てケース体２１内に突出した状態で保持され、夫々が独
立してＸ方向に移動するように構成されている。また詳
細は後述するが、補助ノズル４１は、主ノズル３１が塗
布液の供給を行った範囲内で生じる未塗布領域に塗布液
の供給を行うためのものであるため、両ノズルのみなら
ず夫々に対する後述する液供給系についても概ね同様に
構成され、例えば吐出孔３１ａ，４１ａの口径は共に１
００μｍ程度であって、各々が例えばウエハＷの１０ｍ
ｍ上方側から０．０５ミリリットル／ｓｅｃの流量で塗
布液をウエハＷ表面に吐出するようになっている。また
回転機構２３及び駆動機構３２，４２の夫々は図示しな
いコントローラを介して制御部５へと接続しており、該
制御部５からの制御信号に従って駆動するように構成さ
れている。
【００１８】ここで図１を参照しながら本実施の形態に
おける液供給系の構成について説明すると、主ノズル３
１及び補助ノズル４１の基端側には塗布液供給源６が接
続されており、主ノズル３１と塗布液供給源６との間に
はバルブ３３及びポンプ３４が、補助ノズル４１と塗布
液供給源６との間にはバルブ４３及びポンプ４４が夫々
介設されている。この塗布液供給源６には例えば塗布膜
の成分であるポリイミド成分を例えばＮＭＰ（Ｎ−メチ
ルピロリドン）等の溶剤に溶解させたポリイミド溶液が
貯留されている。またポンプ３４及びポンプ４４は、図
示しないコントローラを介して制御部５と接続されてお
り、制御部５からポンプ３４及びポンプ４４の制御を行
うことで主ノズル３１及び補助ノズル４１における塗布
液の吐出流量を調節できるように構成されている。
【００１９】このような構成において、ポンプ３４，４
４には例えばベローズ型ポンプが用いられる。ベローズ
型ポンプとは、ベローズの伸縮により液の吸入及び吐出
のタイミングを切り替えるポンプであり、その伸縮動作
は例えばステッピングモータにより行われる。従って例
えば制御部５によりステッピングモータの駆動制御を行
うことでベローズの伸縮幅を変化させ、これに伴うポリ
イミド溶液の吐出流量を調節する仕組みとなっている。
なお本実施の形態ではベローズやステッピングモータと
いったポンプ３４，４４における塗布液の流量を調節す
る部位について図示を省略している。
【００２０】また、例えば主ノズル３１の側方にはウエ
ハＷの表面状態を監視し、該ウエハＷ上の既に塗布液の
塗布が行われた領域（既塗布領域）内に未塗布領域が発
生したか否か検知するための監視手段７が設けられてい
る。この監視手段７は、例えば主ノズル３１からウエハ
Ｗ表面に供給された塗布液の線及びこの線の左右側近傍
を監視することで、塗布液の線上または隣接する領域に
未塗布領域が存在するか否か検知するものであり、具体
的には例えばレーザー変位計を用いて塗布液の段差から
未塗布領域を検知する装置や、例えば赤色ＬＥＤからウ
エハＷに向けて照射を行い、該ウエハＷの下地で反射し
た反射光から未塗布領域を検知する装置等を用いること
が可能である。また、監視手段７により得たウエハＷの
表面状態に関するデータは制御部５へと送信されるよう
に構成されており、該データに基づき例えば補助ノズル
４１の駆動制御及びポンプ４４の流量制御が行えるよう
に構成されている。
【００２１】次いで、図３を参照しながら上述した制御
部５について説明を行う。図示する制御部５は主要部を
ブロック化して示したものであり、大きく分けてデータ
処理部５ａ、プログラム格納部５ｂ及びメモリ５ｃから
なる各ブロックがバス５１を介して信号の送受信を行う
ように構成されている。また、制御対象である既述の回
転機構２３、駆動機構３２、４２、ポンプ３４、４４及
び監視手段７はバス５１を介して制御部５と接続されて
おり、夫々に設けられる図示しないコントロールユニッ
ト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。
【００２２】プログラム格納部５ｂには、例えば監視手
段７から送信されるウエハＷの表面状態を監視して得た
データに基づき、未塗布領域が発生したか否か判断し、
更に未塗布領域が発生したと判断されたときに例えば該
未塗布領域の形状を把握すべくその始点、長さ等の算出
を行う未塗布領域検出プログラム５２と、補助ノズル４
１を用いて未塗布領域に塗布液を供給するときに駆動機
構４２及びポンプ４４の制御を行う補助ノズル駆動プロ
グラム５３と、主ノズル３１を用いて塗布液の螺旋状塗
布を行うときに回転機構２３、駆動機構３２及びポンプ
３４を制御する塗布プログラム５４とが格納されてい
る。
【００２３】またメモリ５ｃには、例えば塗布プログラ
ム５４を実行する際に参照される塗布データが複数格納
されており、一の塗布データは例えば目標膜厚毎に予め
用意されたウエハＷの回転数パターン５５と主ノズル３
１の移動パターン５６とで構成されている。図示するよ
うに回転数パターン５５は、主ノズル３１の位置（ウエ
ハＷの中心からの距離）と主ノズル３１が該位置にある
ときのウエハＷの回転数との関係を、移動パターン５６
は、主ノズル３１の位置と主ノズル３１が該位置にある
ときの径方向への移動速度との関係を夫々定めたもので
あり、これら塗布データの組は例えばウエハＷ表面に塗
布液を螺旋状に塗布するときに、ウエハＷの中央部から
外縁側に向かって塗布されていく塗布液の線同士が、隙
間なく密着するように、例えば予め行った実験等に基づ
き決定されている。
【００２４】次に上述実施の形態の作用について説明す
る。先ずウエハＷは図示しない搬送手段によりウエハ保
持部２２上方の所定位置まで搬入され、その後ウエハＷ
保持部２２により裏面側を吸着され概ね水平に保持され
る。一方、塗布液供給源６では図示しない混合部にてポ
リイミド液と溶剤とを所定の比率で混合し、塗布液とし
て適当な濃度となるように調整を行っておく。
【００２５】そしてオペレータは塗布プログラム５４を
実行し、例えば塗布膜の目標膜厚に応じて該塗布プログ
ラム５４がメモリ５ｃから選択する塗布データ中の回転
数パターン５５及び移動パターン５６の各データに基づ
いて、ウエハＷを所定の回転数で回転させる一方、主ノ
ズル３１をウエハＷ中心の上方に位置決めし、バルブ３
３を開いて所定量の塗布液の吐出を開始してウエハＷの
中心から周縁側へ向かって径方向に徐々に移動させる。
このようにすることで、塗布液はウエハＷ表面に螺旋状
の模様を描きながら塗布されていく。
【００２６】以上が特許請求の範囲に記載する第１の塗
布工程に相当する工程を説明したものであるが、ここで
ウエハＷ上において塗布液が塗布されていく方向を前方
とすると、監視手段７では例えば主ノズル３１直下位置
より僅かに後方位置の表面状態の監視を行っている。そ
こで例えば監視の結果、未塗布領域が検知された場合の
対処等の各工程について、以下に図４に示すフロー図を
参照しながら説明していく。なお、ここでは便宜上主ノ
ズル３１及び補助ノズル４１における塗布液の吐出流量
は常に一定であるものとし、また未塗布領域Ｐの幅につ
いては図５に示すように概ね塗布液Ｑの線幅と同じであ
るものとして話を進める。
【００２７】先ず、監視工程７では図６に示すように例
えばレーザー変位計により塗布液Ｑ表面の段差を監視し
ており、予め判明しているウエハＷの表面形状との差か
ら当該監視部位における塗布液Ｑの厚さを検出し、その
検出結果に基づいて未塗布領域Ｐが生じたか否かを判断
する（ステップ１）。この工程において、ウエハＷ表面
に塗布液が全く付着してい場合でも、或いは気泡がはじ
けて微量の塗布液が付着した場合でも、正常に塗布液が
塗布されていない部位は未塗布領域Ｐであると判断され
る。そして未塗布領域Ｐが検知されるとステップ２にて
カウント値Ｓに１を加算し、未塗布領域Ｐが続く限りカ
ウント値がアップしていく。既述のように、ここでは未
塗布領域Ｐの幅を一定値とみなしているため、未塗布領
域Ｐを認識するカウント値Ｓはそのまま長さ及び面積に
比例する。このため例えば後述する補助ノズル４１を用
いて行う未塗布領域Ｐに対する塗布処理（第２の塗布工
程）を行うか否かの判断はカウント値Ｓの値を基準に行
われる。
【００２８】そして監視手段７にて未塗布領域が検知さ
れなくなると、ステップ１で「Ｎｏ」となり、その時点
でカウント値Ｓの値、即ち未塗布領域Ｐの長さが決定
し、Ｓの値が設定値Ｓ１よりも大きいか否かの判断が行
われる（ステップ３）。ここでＳの値が設定値Ｓ１を越
えていなければ、該未塗布領域Ｐは微少であり、カウン
ト値Ｓのカウントを０にリセットする（ステップ４）。
従って主ノズル３１がこれまで塗布した領域内では、未
塗布領域は生じていないものと擬制され、そのまま第１
の塗布工程が継続されると共に、監視手段７ではＳ＝０
の状態からカウントが再開される。ここまでの説明はレ
ーザ変位計が未塗布のポイントを見つけた場合である
が、塗布が正常に行われているときは、ステップ１→ス
テップ２→ステップ３→ステップ４のループになる。
【００２９】一方、カウント値Ｓの値が設定値Ｓ１を越
えていた場合には、設定値Ｓ１を越える数値に設定され
る設定値Ｓ２よりも大きいか否かの判断が行われる（ス
テップ５）。このステップ５は、ウエハＷ表面に発生し
た未塗布領域Ｐがあまりにも大きい場合、塗布液供給系
のトラブルなどシステムの異常と判断し、オペレータに
知らせるためのものであり、カウント値Ｓが設定値Ｓ２
を越えていた場合には、例えばオペレータに第２の塗布
工程を行うことができない未塗布領域Ｐが生じた旨を知
らしめるべく、異常アラームを発し（ステップ６）、し
かる後カウント値を０にリセットする（ステップ７）。
【００３０】そしてカウント値Ｓの値がＳ２を越えてい
なければ、回転機構２３の回転周期及びカウント値Ｓの
カウント開始時刻から、カウント値Ｓのカウントが開始
された未塗布領域Ｐの後端部位（始点）の座標を算出し
（ステップ８）、またカウント値Ｓ及び当該部位におけ
るウエハＷの回転数から未塗布領域Ｐの長さを算出する
ことで未塗布領域Ｐの形状が判明する。そして補助ノズ
ル駆動プログラム５３に基づき補助ノズル４１による該
未塗布領域Ｐの塗布が行われる（ステップ９）が、第２
の塗布工程は第１の塗布工程の終了を待つことなく、例
えば未塗布領域Ｐが検出されると直ちに開始されるた
め、例えば図７に示すように主ノズル３１における螺旋
状塗布が継続された状態で、補助ノズル４１による未塗
布領域Ｐへの塗布液の供給が行われ、該未塗布領域Ｐへ
の塗布終了に伴いカウント値Ｓは０にリセットされる
（ステップ１０）。
【００３１】これまで述べてきたように、本実施の形態
によれば主ノズル３１からウエハＷ表面に塗布液の供給
を行うと共に、当該塗布液がウエハＷ表面上で未塗布領
域を生じることなく意図したとおりに塗布されているか
否か監視手段７にて監視するようにしているため、第１
の塗布工程においてウエハＷ表面に未塗布領域を検知し
た後、直ちに第２の塗布工程に移行し、該未塗布領域を
塗布液で埋める処置を施すことができる。
【００３２】また本実施の形態では、監視手段７を主ノ
ズルと一体化させると共に、該監視手段７についてはウ
エハＷ表面の主ノズル３１直下近傍の監視を行うように
構成したため、例えば主ノズル３１から吐出された塗布
液がウエハＷ表面に付着した直後に、未塗布領域発生を
検知することができる。また監視手段７が未塗布領域を
検知したときに行う第２の塗布工程を、主ノズル３１と
別個に設けた補助ノズル４１にて行うようにしているた
め、例えば主ノズル３１による第１の塗布工程終了を待
つことなく、並行して補助ノズル４１による第２の塗布
工程を行うことができ、スループットの向上を図ること
ができる。
【００３３】更に、未塗布領域検知から第２の塗布工程
の開始までの時間が長いと、塗布された塗布液内に含ま
れる溶剤の揮発が始まるため、第１の塗布工程で塗布し
た部位と第２の塗布工程で塗布した部位とで、溶剤の揮
発程度に差が生じ、結果として塗布膜の膜厚の面内均一
性が低下してしまう場合があるが、本実施の形態では、
第２の塗布工程を未塗布領域検知後速やかに行うことが
できるため、上記問題の発生を回避できるという利点も
ある。
【００３４】ところで上述実施の形態では、塗布液の線
が途切れて生じた未塗布領域であっても、塗布データの
設定不良等により生じる線状の未塗布領域であっても、
いずれにおいても第２の塗布工程を行って該未塗布領域
を埋める対策を採ることができるが、上述未塗布領域の
うち後者については、例えば塗布データの見直しを行う
ことで未塗布領域の発生を抑えることができる。そこ
で、線状の未塗布領域が生じた場合における塗布データ
の修正を行う実施例について図８のフロー図を参照しな
がら説明する。
【００３５】先ず、上述実施の形態では例えば図４にお
けるステップ２では監視手段７が未塗布領域Ｐを検知し
続ける間、継続してカウント値Ｓが増していくが、この
とき制御部５ではウエハＷ表面のどの部位で未塗布領域
Ｐが発生したかウエハＷ毎にそのデータを把握してお
り、同一部位で未塗布領域Ｐが２回続けて発生したか否
かの判断が行われる（ステップ１１）。そして例えば一
のウエハＷでは未塗布領域Ｐが発生したが、次のウエハ
Ｗでは同一箇所で未塗布領域Ｐが検知されなかったとき
には塗布データの修正は行われず、２回続けて検知され
ると塗布データの設定に誤りがあるものと判断し、該塗
布データの修正が行われる（ステップ１２）。
【００３６】塗布データには既述のようにウエハＷの回
転数パターン５５と、主ノズル３１の移動パターン５６
とが含まれるが、ここでは回転数パターン５５のみを修
正する方法を例にとって説明する。線状の未塗布領域
は、塗布液の線同士が密着する場合に比して当該部位に
おける回転数が低いために生じるものであり、例えば図
９(a)の縦断面図に示すように該未塗布領域Ｐの幅をＬ
１、塗布液の線幅をＬ２とすると、塗布液の線が密着す
るためにはウエハＷが一回転する間にＬ２だけ外縁側に
塗布されなければならないところ、未塗布領域Ｐが検出
された部位では、塗布液がＬ１＋Ｌ２外縁側に移動して
おり、Ｌ１分だけ回転数の遅れがあることが分かる。そ
こで当該部位において回転数が（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ２倍
の回転周期となるように、例えば図９(b)に示すように
点線位置にあった回転数カーブを実線位置まで全体的に
上昇させ、修正された回転数カーブを再度メモリ５ｃに
格納する。そして、次のウエハＷ以降は修正した回転数
カーブを用いて塗布処理が行われる。
【００３７】このような実施の形態によれば、監視手段
７により検出された未塗布領域が塗布データの設定不良
であるのか、それとも偶発的に生じたものなのか見極め
ることができるため、塗布データの見直しを頻繁に行う
必要がなくなりスループットが向上する。
【００３８】以上において、主ノズル３１及び補助ノズ
ル４１における塗布液の吐出流量が一定の場合を例に説
明を行ったが、例えばポンプ圧、或いはノズル径を変化
させることで該吐出流量を変化させるようにしてもよ
く、このようにすることで無駄なく、より適切な量の塗
布液を未塗布領域に供給することができる。
【００３９】また上述実施の形態では、主ノズル３１が
塗布した後、直ちに未塗布領域が検出され、更に第２の
塗布工程が行われていたため、その間隔は短く、未塗布
領域が生じたときと第２の塗布工程を行うときのウエハ
Ｗの回転数を同一とみなして処理を行ったが、実際には
図４に示す回転数パターン５５のようにウエハＷの回転
数はノズル直下の位置に応じて変化するため、例えばこ
れに適合するように補助ノズル４１における吐出流量を
及び吐出時間を調節させてもよい。
【００４０】なお本実施の形態では、補助ノズル４１を
用いずに主ノズル３１により未塗布領域を埋めるように
してもよい。
【００４１】次に上述の塗布膜形成装置を塗布ユニット
に組み込んだ基板処理装置について図１０を参照しなが
ら簡単に説明する。図中８１はカセットステーションで
あり、例えば２５枚のウエハＷを収納したカセットＣを
載置するカセット載置部８２と、載置されたカセットＣ
との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しアー
ム８３とが設けられている。この受け渡しアーム８３の
奥側には筐体８４にて周囲を囲まれる処理部Ｓ１が接続
されている。処理部Ｓ１の中央には主搬送手段８５が設
けられており、これを取り囲むように例えば奥を見て右
側には複数の塗布ユニット８６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Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３が夫々配置されている。
【００４２】棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、塗布ユニ
ット８６の前処理及び後処理を行うためのユニットなど
を各種組み合わせて構成されるものであり、例えば塗布
ユニット８６にて塗布液が塗られたウエハＷを減圧雰囲
気下で乾燥し、該塗布液中に含まれる溶剤を揮発する減
圧乾燥ユニット、ウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユ
ニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれ
る。なお棚ユニットＵ２，Ｕ３については、ウエハＷを
受け渡すための受け渡し台を備えた受け渡しユニットも
組み込まれる。また、上述した主搬送手段８５は例えば
昇降及び前後に移動自在で且つ鉛直軸周りに回転自在に
構成されており、塗布ユニット８６及び棚ユニットＵ
１，Ｕ２，Ｕ３を構成する各ユニット間でウエハＷの受
け渡しを行うことが可能となっている。
【００４３】
【発明の効果】以上のように本発明に係る塗布膜形成方
法及び塗布膜形成装置によれば、基板に塗布膜を形成す
るにあたり、該塗布膜の膜厚の面内均一性を高め、スル
ープットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗布膜形成方法を実施するための
装置を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る塗布膜形成方法を実施するための
装置を示す平面図である。
【図３】前記装置について制御部を中心に全体構成を説
明するための説明図である。
【図４】本発明における第２の塗布工程を説明するため
のフロー図である。
【図５】未塗布領域Ｐの形状を説明するための概略平面
図である。
【図６】主ノズル及び監視手段の作用を説明するための
説明図である。
【図７】補助ノズルの作用を説明するための説明図であ
る。
【図８】本発明に係る塗布膜形成方法の他の実施例を説
明するためのフロー図である。
【図９】前記他の実施例における塗布データの修正につ
いて説明するための説明図である。
【図１０】前記塗布膜形成方法を実施するための装置を
組み込んだ基板処理装置の一例を示す平面図である。
【図１１】従来発明における塗布液の螺旋状塗布につい
て示す説明図である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ ２３ 回転機構 ３１ 主ノズル ４１ 補助ノズル ３２，４２ 駆動機構 ３４，４４ ポンプ ５ 制御部 ５ａ データ処理部 ５ｂ プログラム格納部 ５ｃ メモリ ６ 塗布液供給源 ７ 監視手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北野 高広 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 大倉 淳 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 栗島 啓聡 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AB16 AB17 EA05 4D075 AC64 AC88 AC94 AC99 CA48 DA06 DC27 4F042 AA08 BA04 EB18 EB19 5F046 JA01 JA02

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水平に保持した基板を回転させながら、
    該基板の上方側に設けたノズルを基板の回転中心部側か
    ら周縁に向かって移動させると共に塗布膜成分と溶剤と
    を含む塗布液の吐出を行って、該塗布液を螺旋状に塗布
    することで基板上に塗布膜を形成していく第１の塗布工
    程と、 この第１の塗布工程において、ノズルが塗布液の塗布を
    行った既塗布領域内に生じた未塗布領域を検知するため
    に、該既塗布領域内における基板の表面状態を監視する
    監視工程と、 この監視工程で未塗布領域を検知したときに、ノズルに
    より該未塗布領域を埋めるように前記塗布液の塗布を行
    う第２の塗布工程と、を含むことを特徴とする塗布膜形
    成方法。
  2. 【請求項２】 監視工程は、ノズル直下位置近傍の基板
    表面を監視する工程であることを特徴とする請求項１記
    載の塗布膜形成方法。
  3. 【請求項３】 監視工程は、基板表面に光を照射し、こ
    の光の反射強度を監視することで未塗布領域を検知する
    工程であることを特徴とする請求項１または２記載の塗
    布膜形成方法。
  4. 【請求項４】 監視工程は、基板に塗布された塗布液表
    面の段差を監視することで未塗布領域を検知する工程で
    あることを特徴とする請求項１または２記載の塗布膜形
    成方法。
  5. 【請求項５】 第１の塗布工程で塗布を行うノズルは、
    第２の塗布工程で塗布を行うノズルとは異なるものであ
    ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載
    の塗布膜形成方法。
  6. 【請求項６】 第１の塗布工程は、ノズルの位置とノズ
    ルが該位置にあるときの基板の回転数との関係を示す回
    転数パターンと、ノズルの位置と該位置におけるノズル
    の移動速度との関係を表す移動パターンと、を含む塗布
    データに基づいて行われる工程であり、監視工程におい
    て未塗布領域が検知されたときには、同一箇所で未塗布
    領域が生じないように、前記塗布データの修正を行うデ
    ータ修正工程を含むことを特徴とする請求項１ないし５
    のいずれかに記載の塗布膜形成方法。
  7. 【請求項７】 データ修正工程は、監視工程において、
    未塗布領域が同一箇所で２回以上続けて検知されたとき
    に塗布データの設定に誤りがあるものと判断し、塗布デ
    ータの修正を行う工程であることを特徴とする請求項６
    記載の塗布膜形成方法。
  8. 【請求項８】 データ修正工程は、塗布液の塗布が行わ
    れる時間の全体に亘って基板の回転数が高くなるよう
    に、回転パターンの修正を行う工程であることを特徴と
    する請求項６または７記載の塗布膜形成方法。
  9. 【請求項９】 基板を水平に保持して回転させる基板保
    持部と、 この基板保持部に保持された基板の中心部と外縁部との
    間を移動し、該基板表面に塗布膜の成分と溶剤とを含む
    塗布液を螺旋状に塗布して塗布膜を形成する主ノズル
    と、 この第１のノズルが塗布を行った既塗布領域内に生じた
    未塗布領域を検知するため、該既塗布領域内における基
    板の表面形状を監視する監視手段と、 この監視手段が前記既塗布領域内に生じた未塗布領域を
    検知したときに、該未塗布領域を埋めるように前記塗布
    液の塗布を行う補助ノズルと、を備えることを特徴とす
    る塗布膜形成装置。
  10. 【請求項１０】 主ノズルは、監視手段と一体的に移動
    するように構成されたものであることを特徴とする請求
    項９記載の塗布膜形成装置。
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