JP2002361167A

JP2002361167A - 膜形成方法

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Publication number: JP2002361167A
Application number: JP2001167817A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Deguchi; 雅敏出口; Yuichiro Miyata; 雄一郎宮田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-06-04
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2002-12-17
Anticipated expiration: 2021-06-04
Also published as: JP4252740B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スピンコーティング法によりウェハにレジス
ト膜を形成する際に生じる，ウェハ外縁部のレジスト液
の盛り上がりを軽減する。【解決手段】ウェハ上にレジスト液の溶剤が供給され
た後に，ウェハが例えば３０００ｒｐｍで回転され，ウ
ェハ上に所定量のレジスト液が供給される。その後，ウ
ェハＷが一旦５００ｒｐｍで回転された後，２５００ｒ
ｐｍで１５秒間回転され，これによってウェハ上のレジ
スト液の膜厚が調節される。１５秒間の膜厚調整が終了
した後に，ウェハが例えば４０００ｒｐｍで１秒間高速
回転される。これにより，ウェハ外縁部のレジスト液が
飛散され，膜厚調整時に生じるウェハ外縁部の盛り上が
りが除去される。その後，ウェハの裏面洗浄と乾燥が５
００ｒｐｍの低速回転で行われ，レジスト液が再度ウェ
ハ外縁部に移動し，ウェハ外縁部が盛り上がることが抑
制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板の膜形成方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おけるフォトリソグラフィー工程では，基板である例え
ば半導体ウェハ（以下「ウェハ」とする）上にレジスト
膜を形成するレジスト塗布処理が行われる。

【０００３】レジスト塗布処理では，通常，回転された
ウェハの中心にレジスト液が塗布され，遠心力によって
当該レジスト液がウェハ全面に拡散される。そして，ウ
ェハの回転速度が調節され，ウェハ上のレジスト液の膜
厚が調節される。その後，ウェハを回転させたまま，例
えばウェハの裏面に洗浄液が供給され，ウェハの裏面の
洗浄処理が行われる。かかる洗浄処理の終了後，さらに
ウェハの回転が継続され，ウェハの裏面に付着した洗浄
液を振り切るウェハの乾燥処理が行われる。こうしてレ
ジスト塗布処理が終了し，ウェハ上に所定膜厚のレジス
ト膜が形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，かかる
レジスト塗布処理では，ウェハを回転させながらレジス
ト液を塗布し，膜厚を調節するため，遠心力等によって
ウェハ上のレジスト液がウェハ外縁部側に流され，さら
にウェハ外縁部においては，表面張力が働くため，ウェ
ハの外縁部の膜厚がウェハ中心部に比べて厚くなる。ま
た，ウェハの膜厚が調節された後に，さらにウェハが回
転され，ウェハの洗浄処理等が行われるため，ウェハ外
縁部の膜厚がさらに厚くなる。

【０００５】このように，ウェハの外縁部の膜が盛り上
がり，ウェハの外縁部に所定の膜厚のレジスト膜が形成
されないと，半導体デバイスとして使用できる範囲が狭
くなる。また，製品として使用されないウェハ外縁部の
幅，いわゆるエッジカット幅は，従来は，５ｍｍ程度ま
で許容されていたが，近年のさらなる歩留まり向上の要
請から，エッジカット幅をより狭く，例えば１ｍｍ〜３
ｍｍ程度にすることが望まれている。

【０００６】本発明は，かかる点に鑑みてなされたもの
であり，ウェハ等の基板にレジスト膜等の膜を形成する
際に，基板の外縁部における膜の盛り上がりを抑制する
膜形成方法を提供することをその目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば，基板に所定の膜を形成する膜形成方法であって，基
板に塗布液を塗布し，基板の回転によって前記塗布液を
前記基板上に拡散させる工程と，その後，前記基板を第
１の回転速度で回転させて，前記基板に塗布された塗布
液の膜厚を調節する工程と，その後，前記第１の回転速
度よりも速い第２の回転速度で前記基板を回転させる工
程とを有することを特徴とする膜形成方法が提供され
る。

【０００８】請求項１の発明によれば，基板に塗布液を
塗布し，基板の回転によって当該塗布液を基板上に拡散
させた後に，当該基板を第１の回転速度で回転させて，
その遠心力により塗布液の膜厚を調節する。その後，当
該基板を前記第１の回転速度よりも速い前記第２の回転
速度で回転させることによって，上述したように基板の
外縁部において盛り上がっている塗布液を飛散させるこ
とができる。これによって，基板外縁部の膜厚を低下さ
せ，基板外縁部に生じる塗布液の盛り上がりを除去する
ことができる。塗布液の膜厚を調節する工程を行った後
に前記第２の回転速度の高速回転を行うことによって，
基板上で固まり始めた塗布液の内，遠心力の大きくなる
基板外縁部の塗布液を選択的に飛散させることができ
る。したがって，他の塗布液への影響を最小限に抑えつ
つ，基板外縁部の膜厚を効果的に低下させることができ
る。

【０００９】請求項２の発明によれば，基板に所定の膜
を形成する膜形成方法であって，基板に塗布液を塗布
し，基板の回転によって前記塗布液を前記基板上に拡散
させる工程と，その後，前記基板を第１の回転速度で回
転させて，前記基板に塗布された塗布液の膜厚を調節す
る工程と，その後，前記第１の回転速度よりも速い第２
の回転速度で前記基板を回転させる工程とを有し，更に
その後行われる基板の回転を伴う前記基板の処理工程
は，前記第１の回転速度よりも遅い第３の回転速度で行
われることを特徴とする膜形成方法が提供される。

【００１０】かかる請求項２によれば，上述の請求項１
と同様に，基板を第１の回転速度で回転させて，塗布液
の膜厚を調節した後に，基板を第１の回転速度よりも速
い第２の回転速度で回転させるので，基板外縁部で盛り
上がった塗布液を飛散させることができる。また，この
基板外縁部の塗布液を飛散させた後に行われる基板の処
理工程を，前記第１の回転速度よりも遅い第３の回転速
度で行うことによって，基板上である程度固まった塗布
液が遠心力によって外縁部側に移動し，基板外縁部が再
び盛り上がることが抑制できる。これによって，基板の
膜厚を調整する工程が行われた後に，基板の回転を伴う
処理工程がある場合でも，基板外縁部の塗布液の盛り上
がりを抑制し，基板上に最終的に形成される塗布膜の膜
厚の均一性を向上させることができる。また，基板上の
塗布液を流動させ，塗布液の拡散を促すための第１の回
転速度よりも遅く回転させることによって，基板上の塗
布液が基板外縁部側に移動することを効果的に抑制でき
る。

【００１１】前記第３の回転速度で前記基板を回転させ
て行われる前記基板の処理工程は，基板の裏面に洗浄液
を供給して当該基板の裏面を洗浄する工程と，当該基板
を乾燥させる工程であってもよい。基板に塗布膜を形成
する一連の処理では，基板上に塗布液の液膜が形成され
た後に，基板を回転させながら，当該塗布液により汚染
された基板の裏面を洗浄，乾燥する処理が必要である。
かかる洗浄，乾燥工程における回転速度を，前記第１の
回転速度よりも遅い第３の回転速度にすることによっ
て，基板上の液膜が遠心力によって基板外縁部側に移動
し当該基板の外縁部が再び盛り上がることが抑制され
る。

【００１２】発明者の実験によると，第３の回転速度が
１００〜５００ｒｐｍの時に，基板上に最終的に形成さ
れる塗布膜の膜厚の均一性が最も確保されることが確認
されている。したがって，前記第３の回転速度は，１０
０〜５００ｒｐｍであることがより好ましい。

【００１３】前記第２の回転速度は，３０００〜５００
０ｒｐｍであることが好ましく，特に４０００ｒｐｍが
より好ましい。発明者の実験によると，前記基板外縁部
の塗布液を飛散させる際の第２の回転速度を，３０００
ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍにしたときに基板外縁部の塗布
液が適切に飛散し，基板外縁部の盛り上がりが抑制され
ることが確認されている。特に，４０００ｒｐｍの時に
は，その効果が顕著に現れている。

【００１４】前記塗布液を基板上に拡散させる工程後で
あって，少なくとも前記第２の回転速度で基板を回転さ
せる工程前に，基板の外縁部における塗布液の盛り上が
り高さを測定し，前記測定した盛り上がり高さに基づい
て前記第２の回転速度を補正するようにしてもよい。か
かる場合，基板外縁部の実際の盛り上がり高さに基づい
て，第２の回転速度を調節することができるので，基板
外縁部の盛り上がりを適正な回転速度で除去し，さらに
基板外縁部の膜厚を他の部分と同じ膜厚になるように調
節することができる。

【００１５】また，前記膜厚を調節する工程において，
基板の外縁部に塗布液の溶剤ミストを供給するようにし
てもよく，かかる場合，基板外縁部の塗布液の粘性が低
下するため，その後行われる高速回転において，基板外
縁部の塗布液の盛り上がりをより効果的に除去すること
ができる。

【００１６】前記膜厚を調節する工程前に，基板の外縁
部における塗布液の盛り上がり高さを測定し，前記溶剤
ミストの供給量は，前記測定した盛り上がり高さに基づ
いて定めるようにしてもよい。このように，前記塗布液
の盛り上がり高さに基づいて前記溶剤ミストの供給量を
決定することによって，その後行われる高速回転によっ
て最終的に到達する基板外縁部の膜厚を調節することが
できる。したがって，基板外縁部の膜厚を他の部分の膜
厚に合わせ込むことができ，エッジカット幅をより狭く
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態について説明する。本実施の形態では，本発明の膜形
成方法をレジスト塗布処理で具体化する。図１は，当該
レジスト塗布処理が行われるレジスト塗布装置が搭載さ
れた塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図
であり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図であ
り，図３は，塗布現像処理システム１の背面図である。

【００１８】塗布現像処理システム１は，図１に示すよ
うに，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部か
ら塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセ
ットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットス
テーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定
の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステ
ーション３と，この処理ステーション３に隣接して設け
られている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け
渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構
成を有している。

【００１９】カセットステーション２では，載置部とな
るカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセット
ＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在とな
っている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）と
カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ
方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が
搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセッ
トＣに対して選択的にアクセスできるようになってい
る。

【００２０】ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせ
を行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送
体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処
理装置群G３に属するエクステンション装置３２に対し
てもアクセスできるように構成されている。

【００２１】処理ステーション３では，その中心部に主
搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の
周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を
構成している。該塗布現像処理システム１においては，
４つの処理装置群G1，G2，G3，G4が配置されており，第
１及び第２の処理装置群G1，G2は塗布現像処理システム
１の正面側に配置され，第３の処理装置群G3は，カセッ
トステーション２に隣接して配置され，第４の処理装置
群G4は，インターフェイス部４に隣接して配置されてい
る。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装
置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬
送装置１３は，これらの処理装置群G1，G2，G3，G4，G5
に配置されている後述する各種処理装置に対して，ウェ
ハＷを搬入出可能である。なお，処理装置群の数や配置
は，ウェハＷに施される処理の種類によって異なり，処
理装置群の数は，１つ以上であれば任意に選択可能であ
る。

【００２２】第１の処理装置群G1では，例えば図２に示
すように，ウェハＷ上に膜としてのレジスト膜を形成す
るレジスト塗布装置１７と，露光後にウェハＷを現像処
理する現像処理装置１８とが下から順に２段に配置され
ている。処理装置群G2にも同様に，レジスト塗布装置１
９と，現像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ね
られている。

【００２３】第３の処理装置群G3では，例えば図３に示
すように，ウェハＷを冷却処理するクーリング装置３
０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのア
ドヒージョン装置３１，ウェハＷの受け渡しを行うため
のエクステンション装置３２，レジスト液中の溶剤を蒸
発させるためのプリベーキング装置３３，３４，現像処
理後の加熱処理を行うポストベーキング装置３５が下か
ら順に例えば６段に積み重ねられている。

【００２４】第４の処理装置群G4では，例えばクーリン
グ装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエクス
テンション・クーリング装置４１，エクステンション装
置４２，クーリング装置４３，露光後の加熱処理を行う
ポストエクスポージャーベーキング装置４４，４５，ポ
ストベーキング装置４６が下から順に例えば７段に積み
重ねられている。

【００２５】インターフェイス部４の中央部には，図１
に示すように例えばウェハ搬送体５０が設けられてい
る。このウェハ搬送体５０はＸ方向（図１中の上下方
向），Ｚ方向（垂直方向）の移動とθ方向（Ｚ軸を中心
とする回転方向）の回転が自在にできるように構成され
ており，第４の処理装置群G4に属するエクステンション
・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周
辺露光装置５１及び図示しない露光装置に対してアクセ
スして，各々に対してウェハＷを搬送できるように構成
されている。

【００２６】次に，上述したレジスト塗布装置１７の構
成について説明する。図４は，レジスト塗布装置１７の
構成の概略を示す縦断面の説明図である。

【００２７】レジスト塗布装置１７は，図４に示すよう
にケーシング１７ａを有し，当該ケーシング１７ａ内に
ウェハＷの保持手段としてのスピンチャック６０を有す
る。スピンチャック６０の上面は，水平に形成されてお
り，当該上面には，例えばウェハＷを吸着するための図
示しない吸引口が設けられている。これにより，スピン
チャック６０は，ウェハＷを水平に吸着保持することが
できる。

【００２８】スピンチャック６０は，当該スピンチャッ
ク６０を所定の回転速度で回転させるための回転機構６
１を有している。回転機構６１は，例えばスピンチャッ
６０の下方に設けられた例えばモータ等を備えた駆動部
６２と，当該駆動部６２に電力を供給する電源６３と，
電源６３の電圧を調節する制御部６４とを有している。
制御部６４には，例えばレジスト塗布処理のプロセスに
従ったウェハＷの回転速度に関するプログラムが組み込
まれている。制御部６４は，当該プログラムに従って電
源６３を調節し，駆動部６２への供給電力を操作するこ
とによって，スピンチャック６０の回転速度を変更する
ことができる。したがって，レジスト塗布処理における
ウェハＷの回転速度は，スピンチャック６０の回転速度
の変更に伴って変更され，ウェハＷは，各処理工程毎に
所定の回転速度で回転される。

【００２９】スピンチャック６０の外方には，ウェハＷ
から飛散したレジスト液等を受け止め，回収するカップ
６５が設けられている。カップ６５は，上面が開口した
略円筒形状を有し，スピンチャック６０上のウェハＷの
外方と下方とを囲むように形成されている。カップ６５
の下面には，回収したレジスト液等を排液する排液管６
６とカップ６５内の雰囲気を排気する排気管６７とが設
けられている。

【００３０】ウェハＷにレジスト液を吐出するレジスト
吐出ノズル６８は，カップ６５上方において，例えばホ
ルダ６９に保持されている。ホルダ６９は，カップ６５
外方からカップ６５内のウェハＷの中心部上方まで移動
する図示しないアームによって保持されている。したが
って，レジスト吐出ノズル６８は，ウェハＷの中心部上
方まで移動し，ウェハＷの中心にレジスト液を吐出する
ことができる。

【００３１】レジスト吐出ノズル６８には，当該レジス
ト供給ノズル６８にレジスト液を供給するレジスト液供
給装置７０が接続されており，当該レジスト液供給装置
７０からのレジスト液の供給によって，レジスト吐出ノ
ズル６８から所定量のレジスト液が所定のタイミングで
吐出される。

【００３２】また，ホルダ６９には，レジスト液の溶剤
を吐出する溶剤吐出ノズル７１が保持されており，ウェ
ハＷ上にレジスト液の溶剤を供給することができる。溶
剤吐出ノズル７１は，溶剤供給装置７２に接続されてお
り，当該溶剤供給装置７２からの溶剤の供給によって，
溶剤吐出ノズル７１からウェハＷに向けてレジスト液の
溶剤が吐出される。

【００３３】カップ６５内であって，スピンチャック６
０上のウェハＷの下方には，ウェハＷの裏面に洗浄液を
供給する裏面洗浄ノズル７３が設けられている。裏面洗
浄ノズル７３は，ウェハＷの裏面に向けられて設けられ
ており，図示しない洗浄液供給源からの洗浄液がウェハ
Ｗの裏面に向けて所定のタイミングで噴出されるように
なっている。

【００３４】ケーシング１７ａの上面には，温度及び湿
度が調節され，清浄化された気体をカップ６５内に供給
する気体供給管７４が設けられており，ウェハＷの処理
時に当該気体を供給し，カップ６５内を所定の雰囲気に
維持すると共に，カップ６５内をパージすることができ
る。

【００３５】次に，以上のように構成されているレジス
ト塗布装置１７で実施されるレジスト塗布処理につい
て，塗布現像処理システム１で行われるフォトリソグラ
フィー工程のプロセスと共に説明する。

【００３６】先ず，ウェハ搬送体７によりカセットＣか
ら未処理のウェハＷが１枚取り出され，第３の処理装置
群G3に属するエクステンション装置３２に搬送される。
次いでウェハＷは，主搬送装置１３によってアドヒージ
ョン装置３１に搬入され，ウェハＷ上にレジスト液の密
着性を向上させる，例えばHMDSが塗布される。次にウェ
ハＷは，クーリング装置３０に搬送され，所定の温度に
冷却される。そして，所定温度に冷却されたウェハＷ
は，主搬送装置１３によって，例えばレジスト塗布装置
１７に搬送される。

【００３７】レジスト塗布装置１７においてレジスト液
が塗布されたウェハＷは，主搬送装置１３によってプリ
ベーキング装置３３，エクステンション・クーリング装
置４１に順次搬送され，さらにウェハ搬送体５０によっ
て周辺露光装置５１，露光装置（図示せず）に順次搬送
され，各装置で所定の処理が施される。そして露光処理
の終了したウェハＷは，ウェハ搬送体５０によりエクス
テンション装置４２に搬送され，その後，主搬送装置１
３によってポストエクスポージャーベーキング装置４
４，クーリング装置４３，現像処理装置１８，ポストベ
ーキング装置４６及びクーリング装置３０に順次搬送さ
れ，各装置において所定の処理が施される。その後，ウ
ェハＷは，エクステンション装置３２を介してカセット
Ｃに戻され，一連の塗布現像処理が終了する。

【００３８】次に，レジスト塗布処理のプロセスを図５
のフローに従って説明する。先ず前処理が終了したウェ
ハＷが，主搬送装置１３によってレジスト塗布装置１７
内に搬入され，スピンチャック６０上に吸着保持され
る。

【００３９】次いで，カップ６５の外方で待機していた
ホルダ６９がウェハＷの中心上方まで移動し，溶剤吐出
ノズル７１がウェハＷの中心部上方に位置される。溶剤
吐出ノズル７１がウェハＷの上方に位置されると，回転
機構６１によってウェハＷが，例えば１０００ｒｐｍ
（図５中のＮは回転速度（ｒｐｍ）を示す）で回転され
始め，溶剤吐出ノズル７１からは，所定量のレジスト液
の溶剤がウェハＷの中心部に向けて吐出される（図５に
示す工程Ｓ１）。ウェハＷの中心部に吐出された溶剤
は，図６に示すように遠心力によってウェハＷ全面に拡
散され，ウェハＷの濡れ性が向上される。なお，工程Ｓ
１において，所定量の溶剤をウェハＷに吐出した後に，
ウェハＷを１０００ｒｐｍで回転させ，当該溶剤をウェ
ハＷ全面に拡散させるようにしてもよい。

【００４０】ウェハＷ上の溶剤が拡散されると，レジス
ト吐出ノズル６８がウェハＷの中心部上方に移動され
る。そして，ウェハＷの回転速度が，例えば３０００ｒ
ｐｍに上昇され，レジスト吐出ノズル６８からは，図７
に示すようにウェハＷの中心部に向かってレジスト液が
吐出される（工程Ｓ２）。ウェハＷの中心に供給された
レジスト液は，遠心力によってウェハＷの全面に拡散さ
れ，ウェハＷ上にレジスト液が液盛りされる。

【００４１】ウェハＷ上に所定量のレジスト液が供給さ
れると，レジスト液の吐出が停止され，次いで，例えば
２秒間だけ５００ｒｐｍに回転速度が下げられる（工程
Ｓ３）。その後，ウェハＷの回転速度が，例えば第１の
回転速度としての２５００ｒｐｍに上昇される。このと
き，図８に示すようにウェハＷ上の余分なレジスト液が
遠心力によって振り切られる。この振り切りが所定時
間，例えば１５秒間行われ，ウェハＷ上のレジスト液
が，目標の膜厚になるように調節される（工程Ｓ４）。
このとき，ウェハＷの外縁部では，図９に示すように表
面張力等によってレジスト液の盛り上がりが発生する。
また，この膜厚を調節する工程Ｓ４では，ウェハＷの回
転によって，レジスト液中に含まれていた溶剤の蒸発が
促進され，レジスト液がウェハＷ上で固まり始める。

【００４２】その後，１５秒間の膜厚調節工程Ｓ４が終
了すると，ウェハＷの回転速度が，例えば第１の回転速
度よりより速い第２の回転速度としての４０００ｒｐｍ
に上昇され，ウェハＷが高速回転される（工程Ｓ５）。
このときの高速回転は，少なくとも膜厚調節工程Ｓ４よ
りも短い時間，例えば約１秒間行われる。この高速回転
によって，図１０に示すようにウェハＷの外縁部で固ま
りかけていたレジスト液が，強い遠心力によって飛散
し，ウェハＷ外縁部の盛り上がりが除去されるので，盛
り上がり高さが抑制される。

【００４３】約１秒間の高速回転が終了すると，ウェハ
Ｗの回転速度が，例えば第１の回転速度よりも遅い第３
の回転速度としての例えば５００ｒｐｍに減速され，裏
面洗浄ノズル７３からウェハＷの裏面に洗浄液，例えば
シンナーが供給される（工程Ｓ６）。このシンナーの供
給によって，ウェハＷの裏面に付着したレジスト液が洗
浄される。なお，工程Ｓ６では，ウェハＷ周縁部に対し
て細い線状のシンナーが噴出され，ウェハＷ外縁部のレ
ジスト膜をカットするエッジカット処理を行われる。こ
のときカットされる幅がエッジカット幅となる。その
後，シンナーの供給が停止され，ウェハＷの回転が継続
される。これにより，ウェハＷの裏面に付着したシンナ
ーが振り切られ，シンナーで濡れたウェハＷが乾燥され
る（工程Ｓ７）。

【００４４】所定時間，ウェハＷを乾燥させる乾燥工程
Ｓ７が行われた後，ウェハＷの回転が停止され，その
後，ウェハＷは，スピンチャック６０から主搬送装置１
３に受け渡され，レジスト塗布装置１７から搬出され
る。これにより，一連のレジスト塗布処理が終了する。

【００４５】以上の実施の形態では，レジスト液の膜厚
を調節する工程Ｓ４が行われた後に，ウェハＷを高速回
転させたので，ウェハＷの外縁部に溜まって固まり始め
ていたレジスト液が飛散され，ウェハＷ外縁部のレジス
ト液の盛り上がりを除去することができる。したがっ
て，ウェハＷの外縁部においても，目標膜厚のレジスト
膜が形成され，その結果エッジカット幅を狭くすること
ができる。

【００４６】また，ウェハＷの裏面を洗浄する裏面洗浄
工程Ｓ６及び乾燥工程Ｓ７におけるウェハＷの回転速度
を，前記第１の回転速度より遅い速度にしたので，ウェ
ハＷ上のレジスト液が遠心力によってウェハＷ外縁部側
に移動してウェハＷ外縁部が再度盛り上がることが抑制
される。発明者の実験によると，図１１に示すように高
速回転工程Ｓ５後のウェハＷの回転を５００ｒｐｍ以下
にすることによって，最終的にウェハＷの中心部に形成
されるレジスト膜とウェハＷ外縁部に形成されるレジス
ト膜との膜厚差が軽減されることが確認されている。ま
た，ウェハＷの裏面を洗浄し，乾燥させる時間を短縮す
るためには，ウェハＷの回転速度は，できる限り大きい
方が好ましい。以上の実施の形態では，ウェハＷの回転
速度を５００ｒｐｍにしたので，レジスト膜の膜厚の均
一性を確保しつつ，ウェハＷの裏面の洗浄，乾燥工程を
より短時間で行うことができる。

【００４７】なお，上述の裏面洗浄工程Ｓ６及び乾燥工
程Ｓ７におけるウェハＷの回転速度は，第１の回転速度
よりも遅い速度であれば，５００ｒｐｍでなくてもよ
い。例えば，図１１の実験結果から１００ｒｐｍ〜５０
０ｒｐｍの範囲の回転速度であってもレジスト膜の膜厚
の均一性が改善される。また，高速回転工程Ｓ５のウェ
ハＷの回転速度は，４０００ｒｐｍでなくてもよく，発
明者の実験から例えば３０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ
の範囲の回転速度であっても効果が認められる。

【００４８】また，前記実施の形態のように裏面洗浄工
程Ｓ６及び乾燥工程Ｓ７時の回転速度を５００ｒｐｍ以
下にしても，遠心力によるレジスト液の外縁部への移動
を完全に防止し，ウェハＷ外縁部の膜厚が上昇すること
を防止することはできない。そこで，高速回転工程Ｓ５
の回転速度及び回転時間と，裏面洗浄工程Ｓ６及び乾燥
工程Ｓ７の回転速度とを関連付けて，高速回転工程Ｓ５
時に，裏面洗浄工程Ｓ６時等の膜厚上昇を見越してウェ
ハＷ外縁部のレジスト液を飛散させるようにしてもよ
い。すなわち，高速回転工程Ｓ５時に，ウェハＷの外縁
部の膜厚が目標膜厚よりも裏面洗浄工程Ｓ６及び洗浄工
程Ｓ７時の膜厚上昇分だけ薄くなるようにウェハＷを回
転させる。例えば，高速回転工程Ｓ５を，５０００ｒｐ
ｍの回転速度で２秒間行う。これによって，図１２に示
すようにウェハＷ外縁部の膜厚が目標膜厚よりも低下さ
れる。その後，裏面洗浄工程Ｓ６及び乾燥工程Ｓ７が，
例えば５００ｒｐｍで行われ，図１３に示すように遠心
力によってウェハＷ外縁部の膜厚が上昇されて，目標膜
厚に近づけられる。これによって，最終的にウェハＷ外
縁部上に形成されるレジスト膜の膜厚が，目標膜厚によ
り近づけられ，その結果エッジカット幅をより狭くする
ことができる。

【００４９】以上の実施の形態では，高速回転工程Ｓ５
の回転速度は，予め設定された速度であったが，高速回
転工程Ｓ５前に，ウェハＷ外縁部のレジスト液の盛り上
がり高さに基づいて補正するようにしてもよい。以下，
かかる場合の一例を説明する。

【００５０】図１４に示すように，ホルダ６９には，ウ
ェハＷ外縁部のレジスト液の盛り上がり高さを測定する
ためのＣＣＤカメラ８０が取り付けられる。ＣＣＤカメ
ラ８０で撮影した画像データは，画像処理コントローラ
８１に送信されるようになっている。画像処理コントロ
ーラ８１では，受信した画像データからウェハＷ表面の
レジスト膜の凹凸を認識し，当該凹凸を色の階調により
区分けして，膜厚の高さを判別できるように画像処理さ
れる。さらに画像処理コントローラ８１では，前記色の
階調に従って，ウェハＷ外縁部の盛り上がり始めの特異
点が検出され，当該特異点における膜厚と最も盛り上が
った頂上点における膜厚との差によって盛り上がり高さ
が求められる。

【００５１】画像処理コントローラ８１で求められた盛
り上がり高さの測定データは，メインコントローラ８２
に送信されるようになっている。また，メインコントロ
ーラ８２のための記憶部８３には，予め，レジスト液の
粘性，最終的なレジスト膜の膜厚，盛り上がり高さ，高
速回転工程Ｓ５時の回転速度及び回転時間に関する相関
データが記憶されている。当該相関データは，例えば高
速回転工程Ｓ５後のウェハＷ外縁部の盛り上がりが最小
になるときの，高速回転工程Ｓ５時の回転速度と測定時
の盛り上がり高さとの関係を示すデータである。そし
て，盛り上がり高さの測定データを受け取ったメインコ
ントローラ８２は，前記相関データに基づき，最適な高
速回転工程Ｓ５時の回転速度を選択し，その回転速度デ
ータを回転機構６１の制御部６４に送信することができ
る。

【００５２】そして，例えばレジスト液供給工程Ｓ２が
終了すると，ホルダ６９が移動し，ＣＣＤカメラ８０が
ウェハＷ外縁部の上方に位置される。そして，膜厚調節
工程Ｓ４時に，ＣＣＤカメラ８０によるウェハＷ外縁部
の撮影が行われ，その画像データが画像処理コントロー
ラ８１に送信される。画像処理コントローラ８１では，
上述したように画像処理され，それによって算出された
盛り上がり高さの測定データは，メインコントローラ８
２に送信される。メインコントローラ８２では，前記相
関データに基づき，最適の高速回転工程Ｓ５時の回転速
度が選択され，その回転速度データが制御部６４に送信
される。制御部６４では，予め設定されていた高速回転
工程Ｓ５時の回転速度が前記選択された回転速度に補正
される。そして，高速回転工程Ｓ５時には，当該補正後
の回転速度によってウェハＷが回転され，盛り上がり部
分が除去される。

【００５３】こうすることによって，高速回転工程Ｓ５
時に，ウェハＷがより適切な速度で回転され，最終的な
ウェハＷ外縁部の膜厚が他の部分の膜厚に揃えられ，エ
ッジカット幅をより狭くすることができる。

【００５４】なお，ＣＣＤ８０カメラによる撮影は，レ
ジスト液供給工程Ｓ２後であって，高速回転工程Ｓ５前
であれば，いつでもよい。例えばレジスト液供給工程Ｓ
２が終了し，ウェハＷが一旦５００ｒｐｍに低下される
工程Ｓ３時であってもよい。

【００５５】また，以上の実施の形態で記載した膜厚調
節工程Ｓ４において，ウェハＷの外縁部にレジスト液の
溶剤ミストを供給するようにしてもよい。例えば図１５
に示すように，ウェハＷの外縁部上方に移動可能なノズ
ルアーム１００に，溶剤ミスト供給ノズル１０１が取付
けられる。溶剤ミスト供給ノズル１０１から供給される
溶剤ミストの供給流量，供給時間等は，供給制御部１０
２で制御されている。そして，膜厚調節工程Ｓ４時にウ
ェハＷの外縁部に向けて，所定量の溶剤ミストが供給さ
れる。こうすることにより，ウェハＷ外縁部におけるレ
ジスト液の粘性が低下するので，その後行われる高速回
転工程Ｓ５においてウェハＷ外縁部の盛り上がり部分の
飛散が好適に行われる。なお，溶剤ミスト供給ノズル１
０１は，溶剤ミストを所定の圧力で噴霧する溶剤ミスト
噴霧ノズルであってもよい。

【００５６】さらに，前記溶剤ミストの供給量を，ウェ
ハＷ外縁部のレジスト液の盛り上がり高さに基づいて定
めるようにしてもよい。かかる場合，例えば上述したＣ
ＣＤカメラ８０，画像処理コントローラ８１によって盛
り上がり高さが測定され，当該測定データがメインコン
トローラ８２に送信される。メインコントローラ８２の
ための記憶部８３には，予めレジスト液の粘度，盛り上
がり高さ及び溶剤ミストの供給時間の相関データを記憶
させておき，メインコントローラ８２は，測定データと
当該相関データから好ましい溶剤ミストの供給時間を選
択する。当該選択された供給時間データは，供給制御部
１０２に送信され，溶剤ミストの供給時間が変更され
る。こうすることによって，溶剤ミストの供給量が変更
され，ウェハＷ外縁部のレジスト液の粘性が制御でき
る。したがって，高速回転工程Ｓ５時の盛り上がり部分
の飛散量が制御できるので，高速回転工程Ｓ５終了時に
ウェハＷ外縁部の膜厚を他の部分の膜厚により近づける
ことができる。

【００５７】なお，溶剤ミストの供給量を変更するため
のパラメータは，供給時間に限らず，供給流量，供給圧
力等であってもよい。また，溶剤ミスト供給ノズル１０
０を取り付けるノズルアームは，図１６に示すようにエ
ッジカットノズル１１５を保持するためのノズルアーム
１１６であってもよい。エッジカットノズル１１５は，
径の小さい噴出口からウェハＷの周縁部に対して細い線
状のシンナーを噴出し，製品として利用されないウェハ
Ｗ周縁部のレジスト膜をカットするためのものである。

【００５８】以上の実施の形態は，本発明をレジスト膜
を形成する膜形成方法に適用したものであったが，本発
明は，他の種の膜，例えば絶縁膜であるＳＯＤ，ＳＯＧ
膜の形成方法等にも適用できる。また，本発明は，ウェ
ハＷ以外の基板例えばＬＣＤ基板，マスク基板，レクチ
ル基板等の膜形成方法にも適用される。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば，基板の外縁部の盛り上
がりを抑制できるので，基板外縁部のエッジカット幅が
狭められ，製品化できる面積が増大する。

【図面の簡単な説明】【符号の説明】

【図１】実施の形態にかかるレジスト膜の膜形成方法が
実施される塗布現像処理システムの構成の概略を示す平
面図である。

【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。

【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。

【図４】レジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面の
説明図である。

【図５】ウェハのレジスト塗布処理のプロセスを示すフ
ローである。

【図６】溶剤吐出ノズルからウェハに溶剤が供給されて
いる状態を示す斜視図である。

【図７】レジスト吐出ノズルからウェハにレジスト液が
供給されている状態を示す斜視図である。

【図８】ウェハ上のレジスト液の膜厚が調節されている
状態を示すウェハの斜視図である。

【図９】レジスト液がウェハ外縁部において盛り上がっ
た状態を示すウェハの縦断面の説明図である。

【図１０】ウェハが高速回転されているときの状態を示
すウェハの縦断面の説明図である。

【図１１】裏面洗浄工程時の回転速度と，ウェハ中心部
とウェハ外縁部との膜厚差との関係を示すグラフであ
る。

【図１２】高速回転工程の回転速度を上昇させた場合の
レジスト液の状態を示すウェハの縦断面の説明図であ
る。

【図１３】図１２の場合において，裏面洗浄工程を行っ
た後の最終的なレジスト液の状態を示すウェハの縦断面
の説明図である。

【図１４】ＣＤＤカメラを取り付けた場合のレジスト塗
布装置の構成を模式的に示す説明図である。

【図１５】ウェハの外縁部の溶剤ミストを供給する場合
のウェハ等の構成を示す説明図である。

【図１６】溶剤ミスト供給ノズルをエッジカットノズル
のノズルアームで保持する場合のウェハ等の構成を示す
説明図である。

【符号の説明】

１塗布現像処理システム１７レジスト塗布装置６０スピンチャック６１回転機構６８レジスト吐出ノズルＷウェハ

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に所定の膜を形成する膜形成方法で
あって，基板に塗布液を塗布し，基板の回転によって前
記塗布液を前記基板上に拡散させる工程と，その後，前
記基板を第１の回転速度で回転させて，前記基板に塗布
された塗布液の膜厚を調節する工程と，その後，前記第
１の回転速度よりも速い第２の回転速度で前記基板を回
転させる工程とを有することを特徴とする，膜形成方
法。
【請求項２】基板に所定の膜を形成する膜形成方法で
あって，基板に塗布液を塗布し，基板の回転によって前
記塗布液を前記基板上に拡散させる工程と，その後，前
記基板を第１の回転速度で回転させて，前記基板に塗布
された塗布液の膜厚を調節する工程と，その後，前記第
１の回転速度よりも速い第２の回転速度で前記基板を回
転させる工程とを有し，更にその後行われる基板の回転
を伴う前記基板の処理工程は，前記第１の回転速度より
も遅い第３の回転速度で行われることを特徴とする，膜
形成方法。
【請求項３】前記第３の回転速度で前記基板を回転さ
せて行われる前記基板の処理工程は，基板の裏面に洗浄
液を供給して当該基板の裏面を洗浄する工程と，当該基
板を乾燥させる工程であることを特徴とする，請求項２
に記載の膜形成方法。
【請求項４】前記第３の回転速度は，１００〜５００
ｒｐｍであることを特徴とする，請求項２又は３のいず
れかに記載の膜形成方法。
【請求項５】前記第２の回転速度は，３０００〜５０
００ｒｐｍであることを特徴とする，請求項１，２，３
又は４のいずれかに記載の膜形成方法。
【請求項６】前記塗布液を基板上に拡散させる工程後
であって，少なくとも前記第２の回転速度で基板を回転
させる工程前に，基板の外縁部における塗布液の盛り上
がり高さを測定し，前記測定した盛り上がり高さに基づ
いて前記第２の回転速度を補正することを特徴とする，
請求項１，２，３，４又は５のいずれかに記載の膜形成
方法。
【請求項７】前記膜厚を調節する工程において，基板
の外縁部に塗布液の溶剤ミストを供給することを特徴と
する，請求項１，２，３，４又は５のいずれかに記載の
膜形成方法。
【請求項８】前記膜厚を調節する工程前に，基板の外
縁部における塗布液の盛り上がり高さを測定し，前記溶
剤ミストの供給量は，前記測定した盛り上がり高さに基
づいて定められることを特徴とする，請求項７に記載の
膜形成方法。