JP2003017402A - 基板の処理方法及び基板の処理システム - Google Patents

基板の処理方法及び基板の処理システム

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    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner

Abstract

(57)【要約】 【課題】 いわゆる一筆書きの要領で，高粘度の塗布液
を用いてウェハの塗布処理を行った場合でも，塗布膜の
膜厚の面内均一性を確保する。 【解決手段】 塗布現像処理システムに，吐出ノズルと
ウェハＷを相対的に移動させる移動機構を備えたレジス
ト塗布装置と，ウェハＷを所定の溶剤雰囲気に曝す溶剤
雰囲気装置３３と，ウェハＷを減圧乾燥させる減圧乾燥
装置とを設ける。溶剤雰囲気装置３３には，処理室Ｓ内
に所定濃度の溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給機構１１
５を設ける。減圧乾燥装置には，容器内を減圧させる減
圧機構と，減圧時に発生する気流の方向を制御する整流
板とを設ける。いわゆる一筆書きの要領で高粘度のレジ
スト液が塗布されたウェハＷを，溶剤雰囲気装置３３で
溶剤蒸気に曝し，ウェハＷのレジスト膜表層を軟化し
て，減圧乾燥の際に発生する気流によってレジスト膜を
平坦化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，基板の処理方法及
び基板の処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体ウェハ（以後「ウェハ」と
する）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，ウェハ表面にレジスト液を塗布し，レジスト膜
を形成するレジスト塗布処理，ウェハにパターンを露光
する露光処理，露光後のウェハに対して現像を行う現像
処理等が行われ，ウェハに所定の回路パターンが形成さ
れる。
【０００３】現在，前記レジスト塗布処理においては，
回転されたウェハの中心にレジスト液を吐出して，ウェ
ハ表面にレジスト液を拡散させるスピンコーティング法
が主流をなしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，スピン
コーティング法は，ウェハを高速で回転させるため，ウ
ェハの外縁部から大量のレジスト液が飛散し，無駄にな
るレジスト液が多い。また，レジスト液の飛散により当
該装置が汚染されるため，頻繁に洗浄しなければならな
い等の弊害が生じていた。
【０００５】そこで，ウェハを回転させるスピンコーテ
ィング法に代えて，レジスト液吐出部の軌跡が振幅の大
きい矩形波状となるように，ウェハとレジスト液吐出ノ
ズルを相対的に移動させながらレジスト液をウェハ上に
吐出させ，その結果，ウェハ上に複数の平行線状に満遍
なく塗布する，いわゆる一筆書きの塗布方法が考えられ
ている。この一筆書きの塗布方法の場合には，塗布後の
レジスト膜の表面がレジスト液の塗布経路に沿って盛り
上がる恐れがあるので，塗布後のウェハ上で広がりやす
い粘性の低いレジスト液を使用し，さらに塗布終了後に
塗布膜を平坦化させることが好ましい。
【０００６】ところで，近年，回路パターンを形成でき
ずしたがって製品化できない領域であるウェハ外縁部の
エッジカット幅をより小さくすることが望まれており，
いわゆる一筆書き塗布方法についてもエッジカット幅を
小さくする技術の開発が必要になる。エッジカット幅を
小さくするためには，ウェハ外周部のレジスト液が盛り
上がらないように，レジスト液の粘性を上げることが必
要となる。しかし，一筆書き塗布方法の場合にレジスト
液の粘性を上げると，ウェハＷ上に吐出されたレジスト
液が広がりにくくなり，その後の平坦化処理によっても
均され難いため，レジスト液の塗布経路に沿って膜厚が
厚くなり，レジスト膜の面内均一性が低下される。すな
わち，いわゆる一筆書き塗布方法では，エッジカット幅
の狭小化を図るためのレジスト液の低粘性化とレジスト
膜の面内均一性の維持とが相反する関係にある。
【０００７】本発明は，かかる点に鑑みてなされたもの
であり，いわゆる一筆書きの要領でウェハ等の基板の塗
布処理を行う場合においても，高粘度の塗布液を使用し
て，エッジカット幅の狭小化を図りつつ，塗布膜の面内
均一性を維持する基板の処理方法及び当該基板の処理方
法が行われる基板の処理システムを提供することをその
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば，基板を処理する処理方法であって，塗布液吐出部と
基板を相対的に移動させながら，前記塗布液吐出部から
基板上に塗布液を吐出し，基板表面に塗布液を塗布する
工程と，その後，当該基板を前記塗布液の溶剤雰囲気に
曝す工程と，その後，基板が収容された容器内を減圧し
て，当該容器内に気流を形成する工程とを有することを
特徴とする基板の処理方法が提供される。
【０００９】このように，上述したいわゆる一筆書きの
要領で塗布液を塗布した後に，基板を溶剤雰囲気に曝す
ことによって，溶剤が塗布液表面に付着し，塗布液表面
の粘性を低下させることができる。その後，基板が収容
されている容器内を減圧して，当該容器内に気流を形成
することによって，粘性の低下した基板表面が均され，
平坦化される。また同時に前記気流により前記溶剤が蒸
発し，基板が乾燥される。これによって，高粘度の塗布
液を用いて塗布液が塗布された場合においても，塗布膜
の膜厚の面内均一性が維持できる。したがって，いわゆ
る一筆書きの要領で塗布液を塗布する場合でも，高粘度
の塗布液を使用することが可能となり，エッジカット幅
の狭小化を図ることができる。
【００１０】また請求項２の発明では，前記溶剤雰囲気
に曝すことに代えて基板が収容されている容器内を加圧
するうようにしている。かかる加圧によって，基板表面
の塗布液の揮発を抑え，塗布液をなじませることがで
き，これによってその後の減圧による乾燥の際の平坦化
が向上する。
【００１１】容器内を加圧するには，例えば窒素ガスを
初めとして，各種の不活性ガスを前記容器内に供給する
ことが提案できる。加圧時には基板の温度を上昇させ，
減圧時には基板の温度を下げるようにしてもよい。
【００１２】請求項５の発明によれば，基板を処理する
処理システムであって，基板に塗布液を塗布する塗布装
置と，基板を前記塗布液の溶剤雰囲気に曝す溶剤雰囲気
装置と，前記基板を減圧して乾燥させる減圧乾燥装置と
を有し，前記塗布装置は，基板に塗布液を吐出する塗布
液吐出部と，当該塗布液吐出部と基板とを相対的に移動
させる移動機構とを有し，前記溶剤雰囲気装置は，基板
を所定の雰囲気に保持するためのチャンバーと，供給管
を通じて前記チャンバー内に所定濃度の前記塗布液の溶
剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給機構とを有し，前記減圧
乾燥装置は，前記容器内を減圧する減圧機構を有するこ
とを特徴とする基板の処理システムが提供される。
【００１３】このように，上述したいわゆる一筆書き塗
布方法を実施できる塗布装置と，基板を溶剤雰囲気に曝
すことのできる溶剤雰囲気装置と，基板を減圧して乾燥
できる減圧乾燥装置とを有することによって，上述の請
求項１に記載した基板の処理方法を好適に実施すること
ができる。したがって，いわゆる一筆書きの要領で塗布
液を塗布した場合に，粘性の高い塗布液を使用して，エ
ッジカット幅を小さくしつつ，塗布膜の基板面内の均一
性を維持することができる。
【００１４】請求項６の発明によれば，基板を処理する
処理システムであって，基板に塗布液を塗布する塗布装
置と，基板を前記塗布液の溶剤雰囲気に曝し，その後基
板を減圧して乾燥させる溶剤雰囲気装置とを有し，前記
塗布装置は，基板に塗布液を吐出する塗布液吐出部と，
当該塗布液吐出部と基板とを相対的に移動させる移動機
構とを有し，前記溶剤雰囲気装置は，基板を収容し，当
該基板を気密に閉鎖可能な容器と，供給管を通じて前記
容器内に所定濃度の前記塗布液の溶剤蒸気を供給する溶
剤蒸気供給機構と，前記容器内を減圧する減圧機構とを
有することを特徴とする基板の処理システムが提供され
る。
【００１５】このように，基板の処理システムが上述し
たいわゆる一筆書き塗布方法で塗布液を塗布する塗布装
置と，基板を溶剤雰囲気に曝し，さらに基板を減圧して
乾燥させる減圧乾燥装置を有することによって，上述の
請求項１に記載した基板の処理方法を好適に実施するこ
とができる。したがって，高粘度の塗布液を用いてエッ
ジカット幅の狭小化を図りながら，基板上に形成される
塗布膜の面内均一性を維持することができる。また，請
求項２に比べ，基板を溶剤雰囲気に曝す工程と，基板を
減圧して乾燥させる工程とを同じ減圧乾燥装置内で行う
ことができるので，基板の搬送時間を無くすことができ
る。また，その分処理システム内に多くの処理装置を搭
載することができるので，処理システムの処理能力が向
上される。
【００１６】前記容器には，当該容器内の雰囲気を排気
する排気管と，当該排気管からの排気によって生じる気
流の方向を制御する整流板とが設けられていてもよい。
このように，整流板を設けることによって，減圧によっ
て生じる気流の方向を制御し，基板上の塗布液の表層を
好適に平坦化することができる。また，整流板によっ
て，基板上の気流速度を平均化し，塗布液内の溶剤を均
一に蒸発させることができる。これによって，基板上に
均一な膜厚を有する塗布膜が形成れる。
【００１７】かかる整流板の基板に対向する面が前記基
板に対して平行であってもよい。整流板の基板に対向す
る面を当該基板に平行にすることによって，減圧時の気
流が基板に対して平行に流れ，基板上の塗布液の表層を
好適に平坦化すると共に，基板面内で均一に溶剤を蒸発
させることができる。
【００１８】前記基板の処理システムが，整流板を上下
に移動させる昇降機構を有していてもよい。これによっ
て，整流板と基板との距離を調節することができる。例
えば，同じ装置内で基板を溶剤雰囲気に曝し，その後減
圧させるような場合には，初め容器内の基板近辺を溶剤
雰囲気にするために整流板と基板とを遠ざけて，基板上
に広い空間を形成して溶剤蒸気を容器内に流入し易くす
ることができる。また，減圧する場合には，整流板を近
づけて，基板上の空間を狭めることによって基板表面の
気流の流速を増大し，効率的に基板を平坦化させ，溶剤
を蒸発させることができる。
【００１９】また，前記基板の処理システムが前記整流
板の温度を調節する温度調節装置を有するようにしても
よい。この温度調節装置によって，整流板の温度を適宜
調節し，減圧によって容器内の溶剤蒸気等が整流板に結
露することが抑制される。
【００２０】かかる温度調節装置は，前記整流板の前記
基板の中央部に対向する部分と前記基板の外縁部に対向
する部分を異なった温度に調節可能になっていてもよ
い。これによって，溶剤蒸気が結露し易い部分とそうで
ない部分の温度を変え，溶剤蒸気等の結露をより効果的
に抑制することができる。かかる場合，外縁部に対向す
る部分に近づくほど，次第に温度が高くなるように調節
可能とすることが好ましい。
【００２１】上述の供給管には，当該供給管内を通る前
記所定濃度の溶剤蒸気の温度を制御する温度制御装置を
設けるようにしてもよい。これによって，所定の温度に
調節された溶剤蒸気を，例えばチャンバー内に供給し，
基板を所定温度の雰囲気に置くことができる。したがっ
て，塗布膜の膜厚に影響を与える基板周辺の雰囲気温度
を厳格に制御することができる。
【００２２】前記溶剤蒸気供給機構は，前記塗布液の溶
剤蒸気の濃度を制御可能な制御部を有していてもよい。
このように，前記溶剤蒸気の濃度を制御可能にすること
によって，基板上に塗布された塗布液の表面の粘性を下
げるに最も適した濃度に溶剤蒸気を調節することができ
る。
【００２３】前記溶剤蒸気供給機構は，前記供給管に前
記塗布液の溶剤蒸気を流入させるための溶剤蒸気供給管
と，前記供給管に前記溶剤蒸気のキャリアガスを流入さ
せるためのガス供給管とを有し，前記溶剤蒸気供給管及
びガス供給管には，流量を調節する調節弁がそれぞれ設
けられており，前記調節弁は，前記制御部によって制御
可能に構成されていてもよい。このように，溶剤蒸気供
給管とガス供給管を別々に設け，それぞれの供給管に流
量を調節する調節弁を設け，さらに調節弁の開閉度を前
記制御部によって制御することによって，溶剤蒸気とキ
ャリアガスとの混合比率を制御できるので，例えばチャ
ンバー内に供給される溶剤蒸気の濃度を調節することが
できる。これによって，基板表面の塗布液の粘性を下げ
るのに最も適した濃度の溶剤雰囲気に基板を置くことが
できる。
【００２４】
【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。図１は，本発明にかかる基板の処
理システムとしての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。
【００２５】 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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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，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４つで無くて
もよい。
【００２９】第１の処理装置群G1では，例えば図２に示
すように，上述したいわゆる一筆書きの要領でウェハＷ
に塗布液としてのレジスト液を塗布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の場合も同様に，レジスト塗布装置１９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。
【００３０】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，ウェハＷを所定濃度の溶
剤雰囲気に曝す溶剤雰囲気装置３３，３４及びウェハＷ
を減圧して乾燥させる減圧乾燥装置３５，３６が下から
順に例えば７段に重ねられている。
【００３１】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，現
像処理後の加熱処理を行うポストベーキング装置４６，
４７等が下から順に例えば８段に積み重ねられている。
【００３２】インターフェイス部４の中央部にはウェハ
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。
【００３３】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
成を示す縦断面の説明図であり，図５は，レジスト塗布
装置１７の構成を示す横断面の説明図である。
【００３４】レジスト塗布装置１７のケーシング６０内
には，図４，図５に示すように，Ｘ方向（図５中の上下
方向）に長く上面が開口した略箱形の外容器６１が設け
られている。外容器６１内には，上面が開口した略箱状
の形態を有し，その中でウェハＷの塗布処理が行われる
内容器６２が設けられている。
【００３５】内容器６２は，Ｘ方向に伸びる２本のレー
ル６３上を移動自在に設けられており，内容器６２の下
部には，内容器６２の移動を制御するモータ等を備えた
内容器駆動部６４が設けられている。これによって，ウ
ェハＷを内容器６２に搬入，搬出する場合には，内容器
６２が外容器６１のＸ方向正方向側（図５中の上方）の
搬送部Ｌに移動し，ウェハＷを塗布処理する場合には，
Ｘ方向負方向側（図５中の下方）の処理部Ｒに移動する
ことができる。また，ウェハＷに対してレジスト液を塗
布する際にも，内容器６２を所定のタイミングで所定の
距離だけＸ方向に移動させることが可能となり，請求項
２に記載の移動機構の要素となる。
【００３６】内容器６２内には，ウェハＷを吸着して保
持する保持台６５が設けられている。保持台６５の下方
には，当該保持台６５を回転可能とするモータ等を備え
た回転駆動機構６６が設けられている。これによって，
保持台６５に保持されたウェハＷを回転させ，アライメ
ントを行うことができる。保持台６５には，例えば超音
波振動子６７が取り付けられており，保持台６５を高周
波数で振動させることができる。また，内容器６２の底
部には，内容器６２内を所定濃度の溶剤雰囲気に維持す
るための溶剤を貯留する溶剤槽６８が設けられている。
【００３７】また，内容器６２の底面には，図５に示す
ように排気口６９が設けられており，排気口６９から内
容器６２内の雰囲気を排気することによって，ウェハＷ
周辺の雰囲気を所定の溶剤濃度に維持できるようになっ
ている。
【００３８】外容器６１の外方，例えばＹ方向負方向側
（図５中の左方向）の図示しない洗浄部には，塗布時に
ウェハＷ上を覆いウェハＷの塗布範囲を限定するマスク
部材７０が待機されている。マスク部材７０は，その中
央部に塗布範囲に対応した開口部７０ａを有している。
開口部７０ａは，例えば円形状に形成されており，ウェ
ハＷの直径よりもわずかに小さい直径を有している。
【００３９】マスク部材７０は，図示しない搬送機構に
よって内容器６２内のウェハＷ上方に移動可能に構成さ
れている。内容器６２の内側壁には，マスク部材７０を
ウェハＷ上方で支持するマスク支持部材７１が設けられ
ている。したがって，初めマスク部材７０を外容器６１
のＹ方向負方向側（図５中の左方向）の洗浄部に待機さ
せておき，ウェハＷを有する内容器６２が処理部Ｒに移
動した後に，前記図示しない搬送機構により，マスク部
材７０を内容器６２内のマスク支持部材７１上に移動さ
せることができる。
【００４０】上述した外容器６１には，外容器６１の処
理部Ｒ側の上面を覆う蓋８０が固定して取り付けられて
いる。これによって，内容器６２が処理部Ｒ側に移動し
たときに，その上方が蓋８０で覆われるため，内容器６
２内の雰囲気を維持し易くなっている。蓋８０には，温
度調節可能なヒータ８１が内蔵されており，前記溶剤タ
ンク６８内の溶剤が蓋８０下面に結露することを防止し
ている。また，蓋８０には，Ｘ方向に伸びるスリット８
０ａが設けられている。これによって，後述する塗布液
吐出部としての吐出ノズル８５が当該スリット８０ａ内
を移動し，蓋８０上方からウェハＷに向かってレジスト
液を吐出できるようになっている。
【００４１】ウェハＷにレジスト液を吐出する吐出ノズ
ル８５は，図６に示すノズル移動機構９０によってウェ
ハＷ上方をＹ方向に移動自在に構成されている。ノズル
移動機構９０は，吐出ノズル８５を固定するホルダ９１
を有し，当該ホルダ９１は，スライダ９２に取り付けら
れている。スライダ９２は，Ｙ方向に伸びる駆動ベルト
９３の一部に固定されて設けられている。また，駆動ベ
ルト９３は，蓋８０上に設置されたベースプレート９４
上に設けられた駆動プーリ９５と従動プーリ９６間に掛
けられている。駆動プーリ９５は，回転駆動モータ９７
によって正転・反転される。かかる構成から，回転駆動
モータ９７によって駆動プーリ９５が回転され，駆動ベ
ルト９３が移動し，スライダ９２がＹ方向にスライドし
て，吐出ノズル８５が蓋８０のスリット８０ａ内を往復
移動することができる。
【００４２】また，ノズル移動機構９０は，スライダ９
２の移動時にスライダ９２の揺れを抑制するガイド軸９
８ａ，９８ｂを有する。ガイド軸９８ａ，９８ｂは，駆
動ベルト９３の上下に平行に設けられており，スライダ
９２内を貫通し，駆動プーリ９５，従動プーリ９６のブ
ラケット９９及び１００に連結されている。スライダ９
２とガイド軸９８ａ，９９ｂとの接触面には，エアが供
給できる図示しない隙間が設けられており，当該隙間に
エアを供給することによって，スライダ９２とガイド軸
９８ａ，９８ｂとの接触抵抗を低減し，スライダ９２が
滑らかにスライドされるようになっている。
【００４３】吐出ノズル８５を保持しない側の駆動ベル
ト９３には，スライダ９２と重量的にバランスの取れた
バランスウェイト１０１が設けられており，スライダ９
２の移動時に発生する揺れを最小限に抑制できるように
なっている。
【００４４】以上の構成から，ウェハＷ上方の吐出ノズ
ル８５をＹ方向に移動させながら，ウェハＷ上にレジス
ト液を吐出し，さらに内容器６２がＹ方向に間欠的に移
動させることにより，いわゆる一筆書きの要領でウェハ
Ｗ全面にレジスト液を塗布することができる。なお，こ
の本実施の形態では，請求項３で記載されたウェハＷと
吐出ノズル８５を相対的に移動させる移動機構は，内容
器駆動部６４とノズル移動機構９０によって構成されて
いる。
【００４５】次に，上述した溶剤雰囲気装置３３につい
て説明する。図７は，溶剤雰囲気装置３３の構成の概略
を示す縦断面の説明図である。
【００４６】溶剤雰囲気装置３３は，ケーシング３３ａ
内に上側に位置して上下動自在な蓋体１１０と，下側に
位置してウェハＷを載置するための載置台１１１とを有
している。蓋体１１０は，上面が閉口し下面が開口した
略筒状の形態を有し，載置台１１１は，厚みのある略円
盤状の形態を有している。また，載置台１１１の外形
は，蓋体１１０の外形よりも大きく形成されており，蓋
体１１０が下降した時に，蓋体１１０と載置台１１１と
が一体となって，ウェハＷを所定の雰囲気に保持可能な
チャンバーとしての処理室Ｓを形成できるようになって
いる。なお，蓋体１１０の下端部に，処理室Ｓ内の雰囲
気を厳密に制御するためにＯリング等を設けてもよい。
また，蓋体１１０は，シリンダ等を備えた図示しない蓋
体昇降機構によって上下動可能である。
【００４７】蓋体１１０の上面中央部には，処理室Ｓ内
の雰囲気を排気するための排気管１１２が設けられてい
る。排気管１１２は，例えば吸引ポンプ１１３に接続さ
れており，この吸引ポンプ１１３の稼動によって，後述
するように処理室Ｓ内に充満している溶剤雰囲気を排気
し，処理室Ｓ内をパージできるようになっている。
【００４８】載置台１１１には，載置台１１１の上面に
突出自在で，ウェハＷを昇降可能な昇降ピン１１４が設
けられている。これによって，ウェハＷが載置台１１１
上に載置自在となっている。
【００４９】また，溶剤雰囲気装置３３は，処理室Ｓ内
に所定濃度のレジスト液の溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気
供給機構１１５を有している。以下，溶剤蒸気供給機構
１１５について説明する。
【００５０】溶剤蒸気供給機構１１５は，載置台１１１
の上面に複数の供給口１１６を形成し，処理室Ｓに連通
する供給管１１７を有している。
【００５１】当該供給管１１７の一部には，供給管１１
７内を流れる所定濃度の溶剤蒸気を所定温度に制御する
温度制御装置１１８が設けられている。温度制御装置１
１８は，例えば供給管１１７の外周を覆い，温度調節さ
れた熱交換流体を流通可能な管路１１９と，当該管路１
１９に温度調節された熱交換流体，例えば恒温水を供給
する供給部１２０とを有している。これによって，供給
部１２０から所定温度の熱交換流体を管路１１９内に供
給し，管路１１９から供給管１１７に熱を伝導させるこ
とによって，供給管１１７内を通過する溶剤蒸気を所定
温度に温度制御できるようになっている。
【００５２】供給管１１７は，その上流部がレジスト液
の溶剤蒸気を供給管１１７に供給する溶剤蒸気供給管１
２１と当該溶剤蒸気のキャリアガスとなる，例えば窒素
ガスを供給するガス供給管１２２とに分岐されている。
【００５３】溶剤蒸気供給管１２１には，当該溶剤蒸気
供給管１２１内を流れる溶剤蒸気の流量を調節する第１
調節弁１２３が設けられている。ガス供給管１２２に
も，キャリアガスの流量を調節する第２調節弁１２４が
設けられている。これによって，供給管１１７に流入す
る溶剤蒸気とキャリアガスとの混合比率が調節され，処
理室Ｓ内に供給される溶剤蒸気が所定の濃度に調節され
る。第１調節弁１２３と第２調節弁１２４は，その開閉
度を制御部１２５によって制御されており，溶剤蒸気が
設定濃度になるように制御される。
【００５４】溶剤蒸気供給管１２１は，溶剤供給源とな
るタンク１２６の上部に連通されており，当該タンク１
２６には，液化された溶剤が貯留されている。タンク１
２６の上部には，タンク１２６内の気相領域に気体，例
えば窒素ガス，不活性気体を供給する気体供給管１２７
が設けられている。かかる気体供給管１２７からの気体
の供給によって，タンク１２６内で蒸発した溶剤蒸気が
圧送され，タンク１２６から溶剤蒸気供給管１２１内に
溶剤蒸気が流れるようになっている。また，ガス供給管
１２２は，キャリアガスの供給源となる，例えば高圧の
ガスタンク１２８に連通されている。
【００５５】なお，この例によれば，供給管１１７，溶
剤蒸気供給管１２１，ガス供給管１２２，第１調節弁１
２３，第２調節弁１２４，制御部１２５，タンク１２６
及びガスタンク１２８によって，請求項２，１０及び１
１に記載の溶剤蒸気供給機構１１５が構成されている。
【００５６】次に，上述した減圧乾燥装置３５について
説明する。減圧乾燥装置３５は，図８に示すように例え
ば上下動自在で，下面が開口した略筒状の蓋体１３０
と，蓋体１３０の下方に位置し，ウェハＷを載置するた
めの載置部１３１とを有している。載置部１３１は，厚
みのある略円盤状に形成されている。蓋体１３０の外形
は，載置部１３１の外形よりも小さく形成されており，
蓋体１３０が下降することによって，蓋体１３０の下端
部と載置部１３１とが密着し，ウェハＷを収容する容器
１３２が形成されるようになっている。蓋体１３０の下
端部には，容器１３２内を気密にするためのＯリング１
３０ａが外側と内側に２重に設けられており，容器１３
２内は，減圧室Ｇとして用いられる。なお，蓋体１３０
は，例えばモータ等を内蔵した蓋体駆動機構（図示を省
略）によって上下に移動自在である。
【００５７】また，減圧乾燥装置３５は，容器１３２内
を減圧するための減圧機構１３３を有している。減圧機
構１３３は，容器１３２内の雰囲気を排気するための排
気管１３４と，当該排気管１３４に通じて容器１３２内
の雰囲気を所定の圧力で吸引する真空ポンプ１３５と，
当該真空ポンプ１３５を制御するポンプ制御部１３６と
を有している。排気管１３４は，蓋体１３０の上面中央
部に取り付けられている。これによって，ポンプ制御部
１３６で吸引圧力が制御された真空ポンプ１３５が作動
することによって，容器１３２内の雰囲気を吸引して容
器１３２内を減圧し，容器１３２内に気流を発生させる
ことができる。
【００５８】また，排気管１３４には，当該排気管１３
４を介して容器１３２内に気体を供給する供給部１３７
が接続されている。これによって，減圧乾燥処理後に容
器１３２内に気体を供給し，減圧状態を回復させたり，
容器１３２内の雰囲気をパージしたりすることができ
る。
【００５９】蓋体１３０の内側であって，載置部１３１
の上方には，減圧時に発生する気流の方向を制御するた
めの整流板１３９が設けられている。整流板１３９は，
例えば薄い円盤状の形状を有し，ウェハＷに対向する面
がウェハＷに対して平行になるように形成されている。
【００６０】整流板１３９は，整流板１３９を上下に移
動可能とする昇降機構１４０を有している。昇降機構１
４０は，例えばシリンダ等の駆動部１４１と，当該駆動
部１４１の駆動を制御する昇降制御部１４２とを有して
いる。これによって，所定のタイミングで整流板１３９
を上下に移動させ，整流板１３９とウェハＷとの距離を
調節できるようになっている。
【００６１】載置部１３１には，載置部１３１の上面に
突出自在で，ウェハＷを昇降可能な昇降ピン１４３が設
けられている。これによって，ウェハＷが載置部１３１
上に載置自在となっている。
【００６２】次に，以上のように構成されている塗布現
像処理システム１で行われるウェハ処理のプロセスにつ
いて説明する。
【００６３】先ず，ウェハ搬送体７がカセットＣから未
処理のウェハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群G3に
属するエクステンション装置３２に搬送する。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によってレジスト塗布装置１７又は１９に搬送
される。
【００６４】ここで，レジスト塗布装置１７の作用につ
いて詳しく説明すると，先ず，ウェハＷが主搬送装置１
３によってレジスト塗布装置１７のケーシング６０内に
搬入される。このとき内容器６２は予め搬送部Ｌで待機
しており，ウェハＷは，主搬送装置１３により直接保持
台６５に載置され，吸着保持される。ここで，回転駆動
機構６６によって，図示しないアライメント機構により
ウェハＷのノッチ又はオリフラを検出し，ウェハＷは所
定の位置に位置決めされる。次に，内容器駆動部６４に
よって内容器６２が処理部Ｒに移動される。その後，図
示しない洗浄部に待機されていたマスク部材７０が外容
器６１外から内容器６２内に搬送され，マスク支持部材
７１上に載置される。
【００６５】次に，排気口６９から内容器６２内の雰囲
気を排気し，内容器６２内を所定の溶剤雰囲気に維持す
る。そして，吐出ノズル８５がノズル移動機構９０によ
って，ウェハＷ上の所定位置，すなわち塗布が開始され
るＳＴＡＲＴ位置まで移動され，いわゆる一筆書きの要
領のレジスト液の塗布が行われる。なお，レジスト液に
は，エッジカット幅を小さくするために粘度の高い，例
えば０．００５〜０．０３０Ｐａ・ｓのものが用いられ
る。
【００６６】ここで，レジスト液の塗布経路の例を説明
する。例えば，図９に示すように，先ず吐出ノズル８５
が，ＳＴＡＲＴ位置からＹ方向正方向（図９の右方向）
に所定の速度で移動しながら，レジスト液をウェハＷ上
に吐出する。そして，吐出ノズル８５は，ウェハＷの直
径分よりも長い距離，すなわちウェハＷ端部より外側に
出た位置まで進み，マスク部材７０上で一旦停止する。
このときもレジスト液は吐出され続け，このウェハＷ以
外の場所に吐出されたレジスト液はマスク部材７０によ
り受け止められ排液される。そして，内容器駆動部６４
により内容器６２がＸ方向に所定距離ずらされ，ウェハ
ＷもＸ方向にずらされる。その後，吐出ノズル８５は，
折り返して，引き続きレジスト液を塗布しながら，Ｙ方
向負方向に移動し，ウェハＷ外方まで進んで停止する。
そして，ウェハＷが所定距離Ｘ方向にずらされ，再び吐
出ノズル８５は，折り返しウェハＷ上にレジスト液を塗
布する。
【００６７】以上の工程を繰り返して，吐出ノズル８５
が，図９に示すＥＮＤ位置まで来たところで吐出を停止
し，塗布が終了する。これによって，吐出ノズル８５の
軌跡は図９に示した通りになり，ウェハＷの全面にいわ
ゆる一筆書きの要領でレジスト液が塗布される。
【００６８】ウェハＷ上にレジスト液が塗布されると，
保持台６５に取り付けられている高周波振動子６７によ
り，ウェハＷが振動し，ウェハＷ上のレジスト液が均さ
れ平坦化され，ウェハＷ上にレジスト膜Ｒが形成され
る。しかし，本実施の形態では，粘性の高いレジスト液
が使用されているため，図１０に示すように，レジスト
液が十分に均されず，レジスト膜Ｒの表面に凹凸が現れ
る。
【００６９】レジスト液の塗布が終了すると，マスク部
材７０が図示しない搬送機構により，外容器６１内から
搬出され，その後，内容器６２が内容器駆動部６４によ
り，搬送部Ｌに移動される。そして，主搬送装置１３に
より，ウェハＷがケーシング６０内から搬出され，溶剤
雰囲気装置３３に搬送される。
【００７０】次に溶剤雰囲気装置３３の作用について説
明する。レジスト膜Ｒが形成されたウェハＷが主搬送装
置１３によってケーシング３３ａ内に搬入される。この
とき蓋体１１０は，図示しない蓋体昇降機構によって上
昇しており，ウェハＷは，予め上昇して待機していた昇
降ピン１１４に受け渡される。そして，ウェハＷは，載
置台１１１上に載置され，蓋体１１０が下降して処理室
Ｓが形成される。
【００７１】次に，溶剤蒸気供給機構１１５が作動し，
処理室Ｓ内に所定濃度の溶剤蒸気が供給され始める。こ
のとき，第１調節弁１２３と第２調節弁１２４が，制御
部１２５によって制御された開閉度でそれぞれ開放さ
れ，高圧のタンク１２６から溶剤蒸気供給管１２１に溶
剤蒸気が，高圧のガスタンク１２８からガス供給管１２
２に窒素ガスが，それぞれ所定の流量で供給される。
【００７２】そして，溶剤蒸気供給管１２１の溶剤蒸気
とガス供給管１２２の窒素ガスとが，供給管１１７で所
定の混合比率で混合され，所定濃度，例えば１０％の濃
度の溶剤蒸気となって，処理室Ｓ内に供給される。この
際，供給管１１７において，温度制御装置１１８によっ
て，所定の温度，例えば常温に制御される。これによっ
て，処理室Ｓ内が常温で１０％の濃度の溶剤雰囲気に置
換される。そして，この溶剤雰囲気内にウェハＷが所定
時間，例えば１分間曝される。このとき，図１１に示す
レジスト膜Ｒの表面に溶剤蒸気が接触し，レジスト膜Ｒ
の表面の粘性が低下し，柔らかくなる。
【００７３】所定時間が経過すると，第１調節弁１２３
及び第２調節弁１２４が閉鎖され，溶剤蒸気の供給が停
止される。そして，吸引ポンプ１１３が稼動され，処理
室Ｓ内の溶剤蒸気が排気管１１２から排気される。次
に，蓋体１１０が再び上昇し，処理室Ｓが開放される。
そして，ウェハＷが昇降ピン１１４によって上昇し，主
搬送装置１３に受け渡され，溶剤雰囲気装置３３外に搬
出される。続いてウェハＷは，減圧乾燥処理が行われる
減圧乾燥装置３５に搬送される。
【００７４】次いで，減圧乾燥装置３５の作用について
説明する。先ず，溶剤雰囲気装置３３においてレジスト
膜Ｒの表面が柔らかくされたウェハＷが，減圧乾燥装置
３５内に搬入される。このとき，蓋体１３０は，図示し
ない蓋体駆動機構によって上昇しており，ウェハＷは，
載置部１３１上で予め上昇して待機していた昇降ピン１
４３に受け渡される。そして，昇降ピン１４３が下降
し，ウェハＷが載置部１３１上に載置される。
【００７５】次いで，蓋体１３０が下降し，蓋体１３０
の下端部が載置部１３１の上面に密着して，容器１３２
及び減圧室Ｇが形成される。このとき昇降機構１４０に
よって整流板１３９が下降され，整流板１３９がウェハ
Ｗ表面に近づけられる。
【００７６】次に，減圧機構１３３の真空ポンプ１３５
が作動され，減圧室Ｇの雰囲気が所定の圧力，例えば
０．０１３ＫＰａで吸引され始める。これに伴い減圧室
Ｇに気流が発生し，図１２に示すようにウェハＷ上面
に，ウェハＷの中心部から外縁部に向けて強い気流が発
生する。これによって，ウェハＷ表面のレジスト膜Ｒの
表層が均され，平坦化される。また，当該減圧によって
レジスト膜Ｒ内の溶剤が蒸発し，レジスト膜Ｒが乾燥さ
れる。
【００７７】その後，所定時間の減圧乾燥処理が行われ
た後，真空ポンプ１３５が停止され，減圧室Ｇの減圧が
終了する。次いで，供給部１３７から排気管１３４を介
して，例えば窒素ガスが減圧室Ｇに供給され，減圧室Ｇ
の圧力が回復される。その後，減圧室Ｇが大気圧にまで
回復されると，窒素ガスの供給が停止され，次いで蓋体
１３０が上昇され，減圧室Ｇが開放される。そして，搬
入時と同様にして，ウェハＷが昇降ピン１４３から主搬
送装置１３に受け渡され，減圧乾燥装置３５から搬出さ
れる。
【００７８】減圧乾燥処理の終了したウェハＷは，エク
ステンション・クーリング装置４１に搬送され，次いで
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）に順次搬送される。露光処理の終了した
ウェハＷは，ウェハ搬送体５０によってエクステンショ
ン装置４２に搬送され，次いで主搬送装置１３によっ
て，ポストエクスポージャーベーキング装置４４又は４
５，クーリング装置４０に順次搬送され，各処理装置で
所定の処理が施された後，現像処理装置１８又は２０に
搬送される。
【００７９】そして現像処理の終了したウェハＷは，主
搬送装置１３によってポストベーキング装置４６又は４
７，クーリング装置４３と順次搬送され，各処理装置に
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，ウェハ搬送体７によ
ってカセットＣに戻され，一連の所定の塗布現像処理が
終了する。
【００８０】以上の実施の形態によれば，塗布現像処理
システム１に，いわゆる一筆書きの要領でレジスト液を
塗布するレジスト塗布装置１７と，ウェハＷを所定濃度
の溶剤雰囲気に曝す溶剤雰囲気装置３３と，ウェハＷを
減圧乾燥する減圧乾燥装置３５とを設けたので，いわゆ
る一筆書きの要領でレジスト液を塗布した後に，ウェハ
Ｗを溶剤蒸気に曝し，レジスト膜Ｒの表面の粘性を低下
させることができる。そして，当該レジスト膜Ｒの表面
の粘性が低下されたウェハＷを減圧乾燥処理し，レジス
ト膜Ｒの表面を平坦化することができる。これによっ
て，エッジカット幅を小さくできる比較的粘性の高いレ
ジスト液を使用した場合においても，所定の膜厚を有す
る均一なレジスト膜Ｒを形成することができる。
【００８１】溶剤雰囲気装置３３の溶剤蒸気供給機構１
１５に，第１調節弁１２３と第２調節弁１２４の開閉度
を調節して溶剤蒸気の濃度を制御する制御部１２５を設
けたので，処理室Ｓ内に適切な濃度の溶剤蒸気が供給さ
れ，ウェハＷ上のレジスト膜Ｒに適量の溶剤蒸気を供給
することができる。これによって，ウェハＷ上のレジス
ト膜Ｒの表面のみを適切に軟化させることができる。ま
た，供給管１１７に温度制御装置１１８を設けたので，
溶剤の蒸発量に影響を与える処理室Ｓ内の温度を適温に
維持することができ，安定した処理を行うことができ
る。
【００８２】減圧乾燥装置３５内に整流板１３９を設け
たので，ウェハＷ表面に対して平行な気流が形成され，
ウェハＷ上のレジスト膜Ｒの平坦化をより効果的に行う
ことができる。また，整流板１３９を上下に移動させる
昇降機構１４０を設けたので，減圧乾燥処理時に整流板
１３９をウェハＷに近づけて，ウェハＷ上に形成される
気流の流速を増大させることができる。これによって，
より確実にレジスト膜Ｒの平坦化が図られる。
【００８３】以上の実施の形態では，ウェハＷを所定の
溶剤雰囲気に曝す処理と減圧乾燥する処理を溶剤雰囲気
装置３３と減圧乾燥装置３５との２つの装置を用いて行
っていたが，かかる双方の処理を両方とも行える装置を
用いて行ってもよい。具体的には，減圧乾燥装置３５に
溶剤雰囲気装置３３の溶剤供給機能を取り付けることが
提案される。以下，かかる場合を第２の実施の形態とし
て説明する。
【００８４】第２の実施の形態では，例えば図１３に示
すように減圧乾燥装置１５０に，第１の実施の形態と同
様の構成を有する溶剤蒸気供給機構１５１を取り付け
る。すなわち，減圧乾燥装置１５０には，容器１３２内
に所定濃度の溶剤蒸気を供給する供給管１５２が設けら
れている。当該供給管１５２は，載置部１３１の上面に
複数の供給口１５３を有しており，載置部１３１上面か
ら上方に向けて所定濃度の溶剤蒸気が噴出されるように
なっている。
【００８５】供給管１５２の上流部には，溶剤供給源か
ら供給管１５２に溶剤蒸気を流入させる溶剤蒸気供給管
１５４と，キャリアガス供給源から供給管１５２にキャ
リアガスを流入させるガス供給管１５５とが接続されて
いる。溶剤蒸気供給管１５４には，第１調節弁１５６が
設けられており，ガス供給管１５５には，第２調節弁１
５７が設けられている。また，これらの第１調節弁１５
６と第２調節弁１５７は，制御部１５８によってその開
閉度が制御されるようになっている。
【００８６】溶剤供給源には，溶剤が貯留されたタンク
１５９が設けられており，タンク１５９には，タンク１
５９内の溶剤蒸気を溶剤蒸気供給管１５４に圧送するた
めの気体供給管１６０が設けられている。キャリアガス
の供給源には，例えばガスタンク１６１が設けられてい
る。また，供給管１５２には，供給管１５２内を通る溶
剤の温度を制御する温度制御装置１６２が設けられてい
る。温度制御装置１６２は，例えば供給管１５２を覆
い，熱交換流体，例えば恒温水を流通可能な管路１６３
と，熱交換流体の温度を調節して管路１６３内に供給す
る供給部１６４とで構成されている。
【００８７】なお，溶剤蒸気供給機構１５２以外の構成
は，第１の実施の形態で記載した減圧乾燥装置３５の構
成と同じである。
【００８８】かかる構成の溶剤蒸気供給機構１５１を取
り付けた減圧乾燥装置１５０の作用を説明する。先ず，
第１の実施の形態で記載したようにいわゆる一筆書きの
要領でレジスト液が塗布されたウェハＷが，主搬送装置
１３によって減圧乾燥装置１５０に搬入される。そし
て，ウェハＷが昇降ピン１１４によって載置部１３１に
載置されると，蓋体１３０が下降し，蓋体１３０と載置
部１３１とが一体となって容器１３２が形成され，容器
１３２内に減圧室Ｇが形成される。
【００８９】次に，昇降機構１４０によって整流板１３
９が上昇され，溶剤蒸気が流入しやすいようにウェハＷ
上に広い空間を形成する。そして，溶剤蒸気供給機構１
５１が稼動され，容器１３２内に溶剤蒸気が供給され始
める。このとき，制御部１５８によって第１調節弁１５
６と第２調節弁１５７が制御され，所定濃度，例えば１
０％の濃度の溶剤蒸気が供給される。また，当該溶剤蒸
気は，温度制御装置１６２によって所定温度，例えば常
温に制御される。
【００９０】かかる所定濃度の溶剤蒸気によって，容器
１３２内が充満され，ウェハＷが所定時間，例えば１分
間溶剤雰囲気に曝される。そして，１分経過後に溶剤蒸
気供給機構１５１が停止され，溶剤蒸気の供給が終了す
る。かかる処理によって，ウェハＷ上のレジスト膜Ｒの
表面に適量の溶剤蒸気が付着し，粘性が低下する。
【００９１】次に，昇降機構１４０によって整流板１３
９が下降され，ウェハＷ表面に近づけられる。続いて，
第１の実施の形態と同様に，真空ポンプ１３５が作動さ
れ，減圧室Ｇの雰囲気が所定の圧力，例えば０．０１３
ＫＰａで吸引され始める。これに伴って減圧室Ｇに気流
が発生し，ウェハＷ上面にも，ウェハＷの中心部から外
縁部に向けて強い気流が発生する。これによって，ウェ
ハＷ上のレジスト膜Ｒの表面が平坦化される。また，同
時にレジスト膜Ｒ内の溶剤が蒸発され，レジスト膜Ｒが
乾燥される。
【００９２】所定時間の減圧乾燥処理が行われた後，真
空ポンプ１３５が停止され，減圧室Ｇの減圧が終了す
る。次いで，供給部１３７から減圧室Ｇに，例えば窒素
ガスが供給され，容器１３２内の圧力が回復される。そ
の後，減圧室Ｇの圧力が大気圧にまで回復されると，窒
素ガスの供給が停止され，次いで蓋体１３０が上昇さ
れ，減圧室Ｇが開放される。そして，ウェハＷは，昇降
ピン１１４から主搬送装置１３に受け渡され，減圧乾燥
装置１５０から搬出される。
【００９３】この第２の実施の形態によれば，ウェハＷ
を溶剤雰囲気に曝す工程と，ウェハＷを減圧乾燥する工
程とを一つの処理装置で行うことができるので，かかる
処理時間が短縮される。また，かかる工程に必要な処理
装置の数を少なくすることができるので，塗布現像処理
システム１内により多くの処理装置を搭載し，処理能力
を向上させることができる。
【００９４】以上の実施の形態で記載した整流板１３９
に温度調節機能を設けるようにしてもよい。例えば図１
４に示すように整流板１３９に，円盤状の整流板１３９
内を通過する循環管路１７０と，循環管路１７０に熱交
換流体を供給する供給部１７１と，熱交換流体の温度を
調節する調節部１７２とを有する温度調節装置１７３を
設ける。循環管路１７０は，整流板１３９の温度が斑な
く調節されるように，例えば整流板１３９の一端部から
進入して，整流板１３９内を蛇行して進み，整流板１３
９の他端部に貫通するように設けられる。そして，例え
ば減圧乾燥装置１５０において，ウェハＷが減圧乾燥処
理される際に，整流板１３９の温度を上昇させるように
する。これによって，蒸発された溶剤が整流板１３９に
接触して結露することが防止できる。
【００９５】また，前記実施の形態では，整流板１３９
は，整流板１３９面内において均一な温度に昇温可能で
あったが，整流板１３９におけるウェハＷの中心部に対
向する部分とウェハＷの外縁部に対向する部分とを異な
った温度に昇温できるようにしてもよい。このような場
合，例えば図１５に示すように，整流板１３９に，２つ
の別個の温度調節装置１８０及び１８１を設ける。温度
調節装置１８０は，整流板１３９の中心部を環状に通過
する循環管路１８３と，循環管路１８３に熱交換流体を
供給する供給部１８４と，当該熱交換流体の温度を調節
する調節部１８５とを有する。また，温度調節装置１８
１は，整流板１３９の外縁部を環状に通過する循環管路
１８６と，温度調節装置１８０と同じ供給部１８７及び
調節部１８８とを有する。
【００９６】そして，温度調節装置１８１の設定温度を
温度調節装置１８０の設定温度よりも高く設定し，整流
板１３９の外縁部の温度を整流板１３９の中心部の温度
よりも高くする。これによって，蒸発した溶剤が接触し
やすい整流板１３９の外縁部において，溶剤の結露を効
果的に防止できる。
【００９７】前記実施の形態では，溶剤供給源であるタ
ンク１２６の上部に気体供給管１２７を設け，タンク１
２６内の気相部に気体を供給して，タンク１２６内の溶
剤蒸気を溶剤蒸気供給管１２１に圧送していたが，他の
方法で溶剤供給を行ってもよい。
【００９８】例えば，図１６に示すようにタンク１９０
の底部には，例えば多孔質の部材からなる気泡発生部材
１９１を設け，当該気泡発生部材１９１に所定の気体，
例えば窒素ガスを供給する継手１９２を設ける。そし
て，継手１９２から窒素ガスが気泡発生部材１９１に供
給されると，細かい窒素ガスの気泡が液体溶剤内に発生
し，当該液体溶剤が気泡内に溶解する。そして，溶剤が
溶解した気泡がタンク１９０上部に浮上し，タンク１９
０上部に集まった気泡からなる溶剤蒸気が溶剤蒸気供給
管１５３に供給される。これによって，窒素ガスをタン
クの上部に供給する場合に比べて窒素ガスと液体溶剤と
の接触面積が増大されるため，より多くの溶剤蒸気を効
率よく供給することができる。さらに，図１７に示すよ
うにタンク１９０に加熱部材１９５を設け，液体溶剤の
気泡への溶解を促進させるようにしてもよい。
【００９９】前記した説明中，図１５に示した温度調節
機能を有する整流板１３９に代えて，図１８に示した整
流板２０１を使用してもよい。この整流板２０１内に
は，同心円状に，例えば温度調節用のヒータ２０２，２
０３，２０４，２０５が設けられている。各ヒータ２０
２，２０３，２０４，２０５は，制御装置２０６によっ
て各々独立して制御される。
【０１００】かかる構成を有する整流板２０１によれ
ば，図１９に示したように，ウエハＷ中央部に対向する
部分と，ウエハＷの外縁部に対向する部分を異なった温
度に調節することが可能であって，かつ外縁部に対向す
る部分に近づくほど，次第に温度が高くなるように調節
することができる。それによってウエハＷの周縁部のレ
ジスト膜からの蒸発を多くして全体としてウエハＷ上の
レジスト膜を均一にすることができる。ヒータ２０２，
２０３，２０４，２０５には制御が容易なペルチェ素子
を使用してもよい。
【０１０１】前記した実施の形態では，ウエハＷ表面に
レジスト液を塗布した後，レジスト液の溶剤雰囲気に曝
し，その後ウエハＷを減圧乾燥するようにしていたが，
当該溶剤雰囲気に曝すことに代えて，容器内で一旦加圧
するようにしてもよい。
【０１０２】図２０には，そのような処理方法を実施す
るための減圧乾燥装置２１１が描かれている。この減圧
乾燥装置２１１は，供給管１５２を通じて容器１３２内
に不活性ガス，例えば窒素ガスを供給するガス供給源２
１２，流量をコントロールするマスフローコントローラ
２１３，バルブ２１４を備えている。
【０１０３】減圧乾燥装置２１１を使用した処理方法に
ついて説明すると，ウエハＷ表面にレジスト液を塗布し
た後，そのウエハＷを容器１３２内に搬入した後，容器
１３２内に窒素ガスを供給して容器１３２内を加圧す
る。例えば２気圧程度に加圧する。加圧の程度は，マス
フローコントローラ２１３と真空ポンプ１３５の制御に
よって任意な値に実現できる。
【０１０４】その後ガス供給源２１２のバルブ２１４を
閉鎖して，容器１３２内を減圧してウエハＷ上のレジス
ト膜を減圧乾燥させる。このように一旦加圧する工程を
採用すると，ウエハＷ上に塗布されたレジスト液がウエ
ハＷによくなじみ，その後減圧乾燥した際に，レジスト
膜Ｒの表面を平坦化することができる。したがってエッ
ジカット幅を小さくできる比較的粘性の高いレジスト液
を使用した場合においても，所定の膜厚を有する均一な
レジスト膜を形成することができる。
【０１０５】なお前記した加圧工程の際に，容器１３２
内やウエハＷを加熱するようにしてもよい。この場合，
前記した温度調節機能を有する整流板１３９，２０１を
使用することができる。また載置部１３１内にヒータや
ペルチェ素子を設けてウエハＷの温度を制御するように
してもよい。
【０１０６】例えば加圧の際には，３０〜３５℃に容器
１３２内の温度を保ったり，ウエハＷの温度を制御する
とよい。これによってウエハＷ上に塗布されたレジスト
液の粘性が低下して，加圧による作用と相俟って，後の
減圧乾燥の際の平坦化にとって都合がよい。
【０１０７】温度調整機能を有する整流板の構造は，例
えば下面，すなわちウエハＷと対向する面に，熱伝導率
が良好な材質，例えばアルミニウムやステンレス鋼を使
用し，その上層には熱伝導率が低い，例えば石英ガラス
を用いるとよい。それによってヒータパターンに起因す
る熱の輻射の偏りを抑えることができ，レジスト膜の均
一性に悪影響を防止することができる。
【０１０８】なお図２０に示した減圧乾燥装置２１１を
使用すれば，例えば次のようなプロセスを実施できる。
すなわち，ウエハＷを容器１３２内に搬入した後，減圧
乾燥中に整流板１３９を上下させて，レジスト膜の膜厚
の均一性を向上させる方法である。
【０１０９】例えばウエハＷを容器１３２内に搬入して
減圧を開始した直後は，整流板１３９の下面とウエハＷ
表面との間のギャップｄを相対的に長く，例えば５ｍｍ
程度に維持する。これによって未だ乾燥途中にあるウエ
ハＷ表面のレジスト膜の膜厚が調整される。次いで整流
板１３９を下降させて，先ほどよりは相対的にギャップ
ｄを短く，例えば１ｍｍ程度にする。これによってウエ
ハＷ上のレジスト膜を端に追いやって全体的に薄膜化
し，かつ平坦にして乾燥させることができる。かかるプ
ロセスでは前記した，一旦加圧する工程は不要である。
【０１１０】以上のような減圧乾燥工程において，容器
１３２内の圧力は，０．２×１３３．３２２Ｐａ〜５×
１３３．３２２Ｐａ程度（０．２Ｔｏｒｒ〜５．０Ｔｏ
ｒｒ），より好ましくは１．０×１３３．３２２Ｐａ
（１Ｔｏｒｒ）前後が好ましい。
【０１１１】このようなプロセスにおいても，整流板に
前記した温度調節可能な整流板１３９，２０１を使用し
て，温度を制御してもよい。この場合ギャップｄを相対
的に長く維持している間は，ウエハＷの温度を常温より
も低い温度，例えば１５℃程度して，レジスト膜からの
溶剤の揮発を抑える。ギャップｄを相対的に短くした際
には，ウエハＷの温度を常温，例えば２３℃に制御する
ことが好ましい。したがってかかるプロセスに使用する
整流板は，ウエハＷをそのような温度に制御できる温度
調節機能を有している必要がある。あるいは，載置部１
３１内にそのような範囲にウエハＷの温度を制御できる
温度調整装置，例えばペルチェ素子を設けておけばよ
い。
【０１１２】図２０に示した減圧乾燥装置２１１では，
整流板３１９を上下させる昇降機構１４０が，整流板１
３９を上方から上下させる構成を有していたが，図２１
に示したように，整流板１３９を下方から上下させる構
成のものでもよい。なお昇降機構１４０の駆動系は，例
えばパルス制御されるモータを採用すれば，前記したよ
うなmm単位での整流板１３９の上下動が容易である。な
おこの例においては，容器１３２へのウエハＷの搬入出
は，側部に設けられたゲートバルブ１３２ａを通じて行
われる。
【０１１３】以上の実施の形態では，塗布液としてレジ
スト液を適用し，レジスト膜を形成する塗布現像処理シ
ステムについて適用したものであったが，本発明は，他
の塗布液，例えば絶縁材料等を使用し，ＳＯＤ（Ｓｐｉ
ｎ ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ），ＳＯＧ（ｓｐｉｎ
ｏｎ ｇｌａｓｓ），Ｌｏｗ―ｋ膜（有機シリコン酸
化膜）等の層間絶縁膜を形成する膜形成処理システムに
おいても適用できる。
【０１１４】また，以上で説明した実施の形態は，半導
体ウェハデバイス製造プロセスのフォトリソグラフィー
工程におけるウェハの塗布現像処理システムについて適
用したものであったが，本発明は半導体ウェハ以外の基
板例えばＬＣＤ基板，レチクル基板等の処理システムに
おいても適用できる。
【０１１５】
【発明の効果】本発明によれば，いわゆる一筆書きの要
領の塗布方法を使用することによって，塗布液の少量化
が図られる。また，当該塗布方法で基板の塗布処理を行
う場合であっても，高粘度の塗布液を用いてエッジカッ
ト幅を小さくしつつ，基板の面内均一性も確保できるの
で，歩留まりの向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかか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】塗布現像処理システムに搭載されたレジスト塗
布装置の構成を示す縦断面の説明図である。
【図５】図４のレジスト塗布装置の横断面の説明図であ
る。
【図６】吐出ノズルのノズル移動機構の構成を示す斜視
図である。
【図７】塗布現像処理システムに搭載された溶剤雰囲気
装置の構成を示す縦断面の説明図である。
【図８】塗布現像処理システムに搭載された減圧乾燥装
置の構成を示す縦断面の説明図である。
【図９】レジスト液の塗布経路を示す平面の説明図であ
る。
【図１０】レジスト塗布が行われた後のウェハ上のレジ
スト膜の状態を示す説明図である。
【図１１】ウェハが溶剤蒸気に曝された時のウェハ上の
レジスト膜の状態を示す説明図である。
【図１２】ウェハが減圧乾燥される時のウェハ上のレジ
スト膜の状態を示す説明図である。
【図１３】減圧乾燥装置の他の構成例を示す縦断面の説
明図である。
【図１４】整流板に温度調節装置を設けた場合の整流板
の平面図である。
【図１５】整流板に温度調節装置を２つ設けた場合の整
流板の平面図である。
【図１６】タンクに気泡発生部材を設けた場合のタンク
の構成を示す説明図である。
【図１７】図１６で示すタンクに加熱部材を取り付けた
場合のタンクの構成を示す説明図である。
【図１８】温度調整機能を有する整流板の平面図であ
る。
【図１９】図１８の整流板の温度勾配を示す説明図であ
る。
【図２０】加圧工程が実施できる減圧乾燥装置の縦断面
の説明図である。
【図２１】整流板を下方から上下動させる構成の減圧乾
燥装置の縦断面の説明図である。
【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 ３３ 溶剤雰囲気装置 ３５ 減圧乾燥装置 ６２ 内容器 ６４ 内容器駆動部 ８５ 吐出ノズル ９０ ノズル移動機構 １１０ 蓋体 １１１ 載置台 １１５ 溶剤蒸気供給機構 １１７ 供給管 １２５ 制御部 １２３ 第１調節弁 １２４ 第２調節弁 １３２ 容器 １３３ 減圧機構 １３９ 整流板 Ｇ 減圧室 Ｓ 処理室 Ｗ ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０１ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｚ (72)発明者 小林 真二 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 平川 尚也 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 福冨 亮 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 石坂 信和 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 AA18 AB16 EA04 4D075 AC64 BB56Z BB69Z CA47 DA06 DB13 DB14 DC22 EA07 EA45 4F042 AA02 AA07 AB00 EB05 EB09 EB13 EB18 EB24 EB25 5F046 JA24 JA27

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板を処理する処理方法であって，塗布
    液吐出部と基板を相対的に移動させながら，前記塗布液
    吐出部から基板上に塗布液を吐出し，基板表面に塗布液
    を塗布する工程と，その後，当該基板を前記塗布液の溶
    剤雰囲気に曝す工程と，その後，基板が収容された容器
    内を減圧する工程とを有することを特徴とする，基板の
    処理方法。
  2. 【請求項２】 基板を処理する処理方法であって，塗布
    液吐出部と基板を相対的に移動させながら，前記塗布液
    吐出部から基板上に塗布液を吐出し，基板表面に塗布液
    を塗布する工程と，その後，基板が収容された容器内を
    加圧する工程と，その後，基板が収容された容器内を減
    圧する工程とを有する。
  3. 【請求項３】 不活性ガスを前記容器内に供給すること
    で容器内を加圧することを特徴とする，請求項２に記載
    の基板の処理方法。
  4. 【請求項４】 加圧時には基板の温度を上昇させ，減圧
    時には基板の温度を下げることを特徴とする，請求項２
    又は３に記載の基板の処理方法。
  5. 【請求項５】 基板を処理する処理システムであって，
    基板に塗布液を塗布する塗布装置と，基板を前記塗布液
    の溶剤雰囲気に曝す溶剤雰囲気装置と，前記基板を減圧
    して乾燥させる減圧乾燥装置とを有し，前記塗布装置
    は，基板に塗布液を吐出する塗布液吐出部と，当該塗布
    液吐出部と基板とを相対的に移動させる移動機構とを有
    し，前記溶剤雰囲気装置は，基板を所定の雰囲気に保持
    するためのチャンバーと，供給管を通じて前記チャンバ
    ー内に所定濃度の前記塗布液の溶剤蒸気を供給する溶剤
    蒸気供給機構とを有し，前記減圧乾燥装置は，基板が収
    容された容器内を減圧する減圧機構を有することを特徴
    とする，基板の処理システム。
  6. 【請求項６】 基板を処理する処理システムであって，
    基板に塗布液を塗布する塗布装置と，基板を前記塗布液
    の溶剤雰囲気に曝し，その後基板を減圧して乾燥させる
    減圧乾燥装置とを有し，前記塗布装置は，基板に塗布液
    を吐出する塗布液吐出部と，当該塗布液吐出部と基板と
    を相対的に移動させる移動機構とを有し，前記減圧乾燥
    装置は，基板を収容し，当該基板を気密に閉鎖可能な容
    器と，供給管を通じて前記容器内に所定濃度の前記塗布
    液の溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給機構と，前記容器
    内を減圧する減圧機構とを有することを特徴とする，基
    板の処理システム。
  7. 【請求項７】 前記容器には，当該容器内の雰囲気を排
    気する排気管と，当該排気管からの排気によって生じる
    気流の方向を制御する整流板とが設けられていることを
    特徴とする，請求項５又は６のいずれかに記載の基板の
    処理システム。
  8. 【請求項８】 前記整流板の基板に対向する面は，前記
    基板に対して平行であることを特徴とする，請求項７に
    記載の基板の処理システム。
  9. 【請求項９】 前記整流板を上下に移動させる昇降機構
    を有することを特徴とする，請求項７又は８のいずれか
    に記載の基板の処理システム。
  10. 【請求項１０】 前記整流板の温度を調節する温度調節
    装置を有することを特徴とする，請求項７，８又は９の
    いずれかに記載の基板の処理システム。
  11. 【請求項１１】 前記温度調節装置は，前記整流板の前
    記基板の中央部に対向する部分と前記基板の外縁部に対
    向する部分を異なった温度に調節可能に構成されている
    ことを特徴とする，請求項１０に記載の基板の処理シス
    テム。
  12. 【請求項１２】 前記温度調節装置は，前記整流板の前
    記基板の中央部に対向する部分と前記基板の外縁部に対
    向する部分を異なった温度に調節可能であって，かつ外
    縁部に対向する部分に近づくほど，次第に温度が高くな
    るように調節可能であることを特徴とする，請求項１０
    に記載の基板の処理システム。。
  13. 【請求項１３】 前記供給管には，当該供給管内を通る
    前記所定濃度の溶剤蒸気の温度を制御する温度制御装置
    が設けられていることを特徴とする，請求項５，６，
    ７，８，９，１０，１１又は１２のいずれかに記載の基
    板の処理システム。
  14. 【請求項１４】 前記溶剤蒸気供給機構は，前記塗布液
    の溶剤蒸気の濃度を制御可能な制御部を有することを特
    徴とする，請求項５，６，７，８，９，１０，１１，１
    ２又は１３のいずれかに記載の基板の処理システム。
  15. 【請求項１５】 前記溶剤蒸気供給機構は，前記供給管
    に前記塗布液の溶剤蒸気を流入させるための溶剤蒸気供
    給管と，前記供給管に前記溶剤蒸気のキャリアガスを流
    入させるためのガス供給管とを有し，前記溶剤蒸気供給
    管及びガス供給管には，流量を調節する調節弁がそれぞ
    れ設けられており，前記調節弁は，前記制御部によって
    制御可能に構成されていることを特徴とする，請求項１
    ４に記載の基板の処理システム。
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