JP2003145016A - 塗布処理方法および塗布処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に塗布膜を形成する際のエッジビードリ
ムーブ処理を省略することを可能とする塗布処理方法お
よび塗布処理装置を提供する。 【解決手段】 半導体ウエハＷに層間絶縁膜等を形成す
るために用いられる塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１
は、ウエハＷを略水平に保持するスピンチャック７１
と、スピンチャック７１を回転させるモータ７２と、ウ
エハＷの略中心に層間絶縁膜等を形成するための塗布液
を吐出する塗布液吐出ノズル８１と、ウエハＷの周縁部
において塗布液の接触角が大きくなるような膜を形成す
るためにウエハＷの周縁部に所定の処理液を吐出する処
理液吐出ノズル８１ａとを具備する。ウエハＷの周縁部
に処理液の膜を形成した後に塗布液の膜を形成する。こ
れによりウエハＷの周縁部では処理液の膜によって塗布
液が弾かれて塗布膜が形成されないようにして、エッジ
ビードリムーブ処理を省略する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体ウ
エハ等の基板に層間絶縁膜やフォトレジスト膜等の膜を
形成するために用いられる塗布処理方法および塗布処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程において層間
絶縁膜等の誘電体膜を形成する方法として、ＳＯＤ（sp
in on dielectric）システムを用いて、半導体ウエハに
塗布液を塗布して塗布膜を形成した後に加熱等の物理的
処理を施す方法が知られている。ここで塗布膜の形成方
法としては、一般的に、停止または回転する半導体ウエ
ハの略中心に塗布液を塗布し、その後に半導体ウエハを
所定の回転数で回転させることによって塗布液を半導体
ウエハ全体に拡げる方法（スピンコート）が用いられて
いる。

【０００３】このスピンコートによって塗布膜を形成し
た際には、半導体ウエハの周縁部で膜厚が厚くなり、ま
た半導体ウエハＷの端面に塗布液が付着する。このため
に、このような部分を除去すべく、シンナー等の溶剤を
半導体ウエハの周縁部に吐出して塗布膜の一部等を溶か
しながら、吐出したシンナーを吸引して回収する、所
謂、エッジビードリムーブ（ＥＢＲ）処理が施される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＥＢＲ
処理を行うためには、ＥＢＲ処理の前に半導体ウエハを
所定時間回転させて塗布膜をある程度乾燥させる必要が
あるために、塗布膜形成に要するタクトタイムが長くな
り、これによってＳＯＤシステムにおける基板処理のス
ループットが低下する問題がある。また、半導体ウエハ
を長時間回転させると、塗布膜に風切り跡が発生し、品
質が低下するという問題も生ずる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、ＥＢＲ処理を省略することを可能とする
塗布処理方法および塗布処理装置を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の第１の
観点によれば、基板に塗布液を吐出して塗布膜を形成す
る塗布処理方法であって、前記基板の周縁部において前
記塗布液の接触角が大きくなるように前記基板の周縁部
に所定の処理液を塗布する第１工程と、前記基板を熱処
理する第２工程と、前記基板の略中心部に前記塗布液を
吐出する第３工程と、前記基板を回転させて前記基板に
吐出された塗布液を前記基板全面に拡げる第４工程と、
を有し、前記処理液が塗布された前記基板周縁部の内側
に前記塗布液による塗布膜が形成されることを特徴とす
る塗布処理方法、が提供される。

【０００７】本発明の第２の観点によれば、基板を回転
させることによって前記基板に塗布された塗布液を前記
基板全面に拡げて塗布膜を形成する塗布処理装置であっ
て、基板を略水平に保持する保持手段と、前記保持手段
を回転させる回転手段と、前記保持手段に保持された基
板の略中心に塗布液を吐出する塗布液吐出ノズルと、前
記保持手段に保持された基板の周縁部において前記塗布
液の接触角が大きくなるような膜を形成するために、前
記基板の周縁部に所定の処理液を吐出する処理液吐出ノ
ズルと、を具備することを特徴とする塗布処理装置、が
提供される。

【０００８】このような塗布処理方法および塗布処理装
置によれば、基板の周縁部においては、先に塗布された
処理液によって形成された膜によって後に塗布する塗布
液が弾かれるために塗布膜が形成されない。これによっ
て、ＥＢＲ処理を省略することが可能となる。

【０００９】また、本発明の第３の観点によれば、基板
に塗布液を吐出して塗布膜を形成する塗布処理方法であ
って、基板の略中央部に所定量の塗布液を吐出する第１
工程と、前記基板を回転させて前記基板に吐出された前
記塗布液を前記基板全面に拡げる第２工程と、前記基板
を密閉チャンバに収納する第３工程と、前記基板の略中
心の真上から前記密閉チャンバ内のガスを排気すること
によって前記密閉チャンバの内部を減圧する第４工程
と、前記基板を前記密閉チャンバから搬出して熱処理す
る第５工程と、を有し、前記基板に形成された塗布膜を
前記基板の周縁部から中心部に向かって収縮させること
により、前記基板の周縁部を塗布膜の形成されていない
状態とすることを特徴とする塗布処理方法、が提供され
る。

【００１０】本発明の第４の観点によれば、基板を回転
させることによって前記基板に塗布された塗布液を前記
基板全面に拡げて塗布膜を形成する塗布処理装置であっ
て、基板を略水平に保持する保持手段と、前記保持手段
を回転させる回転手段と、前記保持手段に保持された基
板の略中心に塗布液を吐出する塗布液吐出ノズルと、前
記塗布液の塗布された基板を収納する密閉チャンバと、
前記基板に形成された塗布膜がその周縁から中心に向か
って収縮するように前記基板の略中心の真上から前記密
閉チャンバ内のガスを排気し、前記密閉チャンバの内部
を減圧雰囲気とする排気手段と、を具備することを特徴
とする塗布処理装置、が提供される。

【００１１】このような塗布処理方法および塗布処理装
置によれば、減圧乾燥時に塗布膜を周縁部から中心に向
かって収縮させることができるために、減圧乾燥が終了
した時点で基板の周縁部には塗布膜が形成されていない
状態とすることができる。これによりＥＢＲ処理を省略
することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
しながら具体的に説明する。ここでは本発明をＳＯＤシ
ステムに搭載されている塗布処理ユニットに適用し、半
導体ウエハに層間絶縁膜を形成する場合について説明す
ることとする。

【００１３】図１は上記ＳＯＤシステムの平面図であ
り、図２は図１に示したＳＯＤシステムの側面図であ
り、図３は図１に示したＳＯＤシステム内に装着された
処理ユニット群の側面図である。

【００１４】このＳＯＤシステムは、大略的に、処理部
１と、サイドキャビネット２と、キャリアステーション
（ＣＳＢ）３とを有している。処理部１には、図１およ
び図２に示すように、手前側上部に塗布処理ユニット
（ＳＣＴ）１１・１２が設けられている。また塗布処理
ユニット（ＳＣＴ）１１・１２の下方には薬品等を内蔵
したケミカルユニット１３・１４が設けられている。

【００１５】処理部１の中央部には、図１および図３に
示すように、複数の処理ユニットを多段に積層してなる
処理ユニット群１６・１７が設けられ、これらの間に、
昇降して半導体ウエハ（ウエハ）Ｗを搬送するためのウ
エハ搬送機構（ＰＲＡ）１８が設けられている。

【００１６】ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１８は、Ｚ方向
に延在し、垂直壁５１ａ・５１ｂおよびこれらの間の側
面開口部５１ｃを有する筒状支持体５１と、その内側に
筒状支持体５１に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられた
ウエハ搬送体５２とを有している。筒状支持体５１はモ
ータ５３の回転駆動力によって回転可能となっており、
それに伴ってウエハ搬送体５２も一体的に回転されるよ
うになっている。

【００１７】ウエハ搬送体５２は、搬送基台５４と、搬
送基台５４に沿って前後に移動可能な３本のウエハ搬送
アーム５５・５６・５７とを備えており、ウエハ搬送ア
ーム５５〜５７は、筒状支持体５１の側面開口部５１ｃ
を通過可能な大きさを有している。これらウエハ搬送ア
ーム５５〜５７は、搬送基台５４内に内蔵されたモータ
およびベルト機構によりそれぞれ独立して進退移動する
ことが可能となっている。ウエハ搬送体５２は、モータ
５８によってベルト５９を駆動させることにより昇降す
るようになっている。なお、符号４０は駆動プーリー、
４１は従動プーリーである。

【００１８】左側の処理ユニット群１６は、図３に示す
ように、その上側から順に低温用のホットプレートユニ
ット（ＬＨＰ）１９と、２個の硬化（キュア）処理ユニ
ット（ＤＬＣ）２０と、２個のエージングユニット（Ｄ
ＡＣ）２１とが積層されて構成されている。また右側の
処理ユニット群１７は、その上から順に２個のベーク処
理ユニット（ＤＬＢ）２２と、低温用のホットプレート
ユニット（ＬＨＰ）２３と、２個のクーリングプレート
ユニット（ＣＰＬ）２４と、受渡ユニット（ＴＲＳ）２
５と、クーリングプレートユニット（ＣＰＬ）２６とが
積層されて構成されている。なお、受渡ユニット（ＴＲ
Ｓ）２５は、クーリングプレートの機能を兼ね備えるこ
とが可能である。

【００１９】サイドキャビネット２は、薬液を供給する
ためのバブラー（Ｂｕｂ）２７と、排気ガスの洗浄のた
めのトラップ（ＴＲＡＰ）２８とを有している。またバ
ブラー（Ｂｕｂ）２７の下方には、電力供給源（図示せ
ず）と、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラン）等の薬液や
アンモニアガス（ＮＨ_３）等のガスを貯留するための薬
液室（図示せず）と、ＳＯＤシステムにおいて使用され
た処理液の廃液を排出するためのドレイン２９とが設け
られている。

【００２０】上記のように構成されたＳＯＤシステムに
おいて、例えば、ゾル−ゲル法によりウエハＷに層間絶
縁膜を形成する場合には、一般的には、ウエハＷを、ク
ーリングプレートユニット（ＣＰＬ）２４・２６→塗布
処理ユニット（ＳＣＴ）１１・１２→エージングユニッ
ト（ＤＡＣ）２１→低温用のホットプレートユニット
（ＬＨＰ）１９・２３→ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）
２２の順序で搬送し、処理する。

【００２１】またシルク法およびスピードフィルム法に
よりウエハＷに層間絶縁膜を形成する場合には、一般的
には、ウエハＷを、クーリングプレートユニット（ＣＰ
Ｌ）２４・２６→塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１２（ア
ドヒージョンプロモータの塗布）→低温用のホットプレ
ートユニット（ＬＨＰ）１９・２３→塗布処理ユニット
（ＳＣＴ）１１（本薬液の塗布）→低温用のホットプレ
ートユニット（ＬＨＰ）１９・２３→ベーク処理ユニッ
ト（ＤＬＢ）２２→硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０の
順序で搬送し、処理する。

【００２２】さらにフォックス法によりウエハＷに層間
絶縁膜を形成する場合には、一般的には、ウエハＷを、
クーリングプレートユニット（ＣＰＬ）２４・２６→塗
布処理ユニット（ＳＣＴ）１１・１２→低温用のホット
プレートユニット（ＬＨＰ）１９・２３→ベーク処理ユ
ニット（ＤＬＢ）２２→硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２
０の順序で搬送し、処理する。なお、これら各種の方法
によって形成される層間絶縁膜の材質には制限はなく、
有機系、無機系およびハイブリッド系の各種材料を用い
ることが可能である。

【００２３】次に、上述した塗布処理ユニット（ＳＣ
Ｔ）１１・１２について説明する。塗布処理ユニット
（ＳＣＴ）１１・１２は互いに同じ構造を有することか
ら、ここでは塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１を例に説
明することとする。図４は塗布処理ユニット（ＳＣＴ）
１１の全体構成を示す概略断面図であり、図５はその概
略平面図である。

【００２４】塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１の中央部
には環状のコータカップ（ＣＰ）が配置され、コータカ
ップ（ＣＰ）の内側にはスピンチャック７１が配置され
ている。スピンチャック７１は真空吸着によってウエハ
Ｗを固定保持した状態で駆動モータ７２によって回転駆
動される。コータカップ（ＣＰ）の底部にはドレイン７
３が設けられており、不要な塗布液や塗布液の塗布後に
ウエハＷの裏面に吐出するシンナー等のリンス液がここ
から排出される。

【００２５】駆動モータ７２はユニット底板７４に設け
られた開口７４ａに昇降移動可能に配置され、例えばア
ルミニウムからなるキャップ状のフランジ部材７５を介
して例えばエアシリンダからなる昇降駆動機構７６およ
び昇降ガイド７７と結合されている。駆動モータ７２の
側面には例えばＳＵＳからなる筒状の冷却ジャケット７
８が取り付けられ、フランジ部材７５はこの冷却ジャケ
ット７８の上半部を覆うように取り付けられている。

【００２６】塗布液の塗布時には、フランジ部材７５の
下端７５ａは開口７４ａの周縁付近でユニット底板７４
に密着し、これによってユニット内部が密閉される。ス
ピンチャック７１とウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１８のウ
エハ搬送アーム５５〜５７のいずれかとの間でウエハＷ
の受け渡しが行われるときは、昇降駆動機構７６が駆動
モータ７２およびスピンチャック７１を上方へ持ち上げ
ることによって、フランジ部材７５の下端がユニット底
板７４から浮くようになっている。

【００２７】塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１には塗布
液をウエハＷの表面に吐出する塗布液吐出ノズル８１が
設けられており、この塗布液吐出ノズル８１は第１スキ
ャンアーム８２の先端部にノズル保持体８３を介して着
脱可能に取り付けられ、塗布液吐出ノズル８１には塗布
液供給部９５から塗布液が供給されるようになってい
る。第１スキャンアーム８２はユニット底板７４の上に
一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール８４上で水
平移動可能な垂直支持部材８５の上端部に取り付けられ
ており、Ｙ軸駆動機構９６によって垂直支持部材８５と
一体的にＹ方向に移動するようになっている。また塗布
液吐出ノズル８１はＺ軸駆動機構９７によって上下方向
（Ｚ方向）に移動可能となっている。

【００２８】なお、第１スキャンアーム８２はノズル待
機部９８で塗布液吐出ノズル８１を選択的に取り付ける
ためにＹ方向と直交するＸ方向にも移動可能であり、図
示しないＸ方向駆動機構によってＸ方向にも移動できる
ようになっている。またノズル待機部９８で塗布液吐出
ノズル８１の先端部が溶剤雰囲気室の口９８ａに挿入さ
れ、その中で溶剤の雰囲気に晒されることで、塗布液吐
出ノズル８１の先端の塗布液が固化または劣化しないよ
うになっている。さらに複数本の塗布液吐出ノズル８１
が設けられ、例えば塗布液の種類に応じてそれらのノズ
ルが使い分けられるようになっている。

【００２９】塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１にはま
た、ウエハＷの周縁に塗布液の接触角を高めて塗布液を
弾く膜を形成するための処理液を吐出するため処理液吐
出ノズル８１ａと、スピンチャック７１に保持されたウ
エハＷの裏面にシンナー等を吐出してウエハＷの裏面に
付着した塗布液を除去するバックリンスノズル１２３が
が設けられている。

【００３０】処理液吐出ノズル８１ａは、第２スキャン
アーム８２ａの先端部にノズル保持体８３ａを介して着
脱可能に取り付けられ、処理液吐出ノズル８１ａには、
例えば、ＨＭＤＳやフッ素樹脂またはシリコン樹脂を含
むディスパージョンやエマルジョン等の処理液が図示し
ない処理液供給部から供給されるようになっている。

【００３１】第２スキャンアーム８２ａは、ガイドレー
ル８４上で水平移動可能な垂直支持部材８５ａに取り付
けられており、Ｙ軸駆動機構９６によって垂直支持部材
８５ａと一体的にＹ方向に移動するようになっている。
また処理液吐出ノズル８１ａは、Ｚ軸駆動機構９７によ
って上下方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。な
お、処理液吐出ノズル８１ａ等はＹ方向から見たときに
塗布液吐出ノズル８１等と重なるために、図４には図示
していない。

【００３２】塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１の駆動系
の動作は、制御部９０によって制御される。すなわち、
駆動モータ７２、Ｙ軸駆動機構９６、Ｚ軸駆動機構９
７、塗布液供給部９５、処理液吐出ノズル８１ａへ処理
液を送液する処理液供給部、バックリンスノズル１２３
へシンナーを供給するシンナー供給部等は、制御部９０
の指令により駆動、制御される。

【００３３】次に、シルク法およびスピードフィルム法
により層間絶縁膜を形成する工程について説明する。キ
ャリアステーション（ＣＳＢ）３から受渡ユニット（Ｔ
ＲＳ）２５に搬送されたウエハＷは、ウエハ搬送機構
（ＰＲＡ）１８のウエハ搬送アーム５５〜５７によって
クーリングプレートユニット（ＣＰＬ）２４・２６に搬
送されて冷却される。こうして、塗布前のウエハＷの温
度を一定とすることによって、形成される塗布膜の膜厚
および膜質の均質化を図ることができる。次いで、ウエ
ハＷは低粘度用の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１２に搬
送されて、第１の塗布液としてアドヒージョンプロモー
タがスピンコートにより塗布される。このアドヒージョ
ンプロモータを本塗布液に先立って塗布することにより
膜の密着性が促進される。

【００３４】なお、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１２へ
のウエハＷの搬入と塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１２に
おける処理後のウエハＷの搬出の形態は、塗布処理ユニ
ット（ＳＣＴ）１１へのウエハＷの搬入と塗布処理ユニ
ット（ＳＣＴ）１１における処理後のウエハＷの搬出の
形態と同様であり、これについては塗布処理ユニット
（ＳＣＴ）１１における処理工程と合わせて説明するこ
ととする。

【００３５】アドヒージョンプロモータの塗布処理工程
が終了したウエハＷは、ウエハ搬送アーム５５〜５７の
いずれかを用いて塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１２から
搬出されてクーリングプレートユニット（ＣＰＬ）２４
・２６のいずれかに搬入され、温調される。

【００３６】クーリングプレートユニット（ＣＰＬ）２
４・２６のいずれかにおいて温調されたウエハＷは、次
に塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１に搬送されて、層間
絶縁膜用の塗布液がスピンコートにより塗布される。図
６は、この塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１における一
連の処理工程の一実施形態を示すフローチャートであ
る。また、図７は塗布液とシンナーの吐出形態と塗布膜
の形成の過程を示す説明図である。

【００３７】まず、ウエハ搬送アーム５５〜５７のいず
れかによって塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１内のコー
タカップ（ＣＰ）の真上までウエハＷが搬送される（ス
テップ１）と、そのウエハＷは、例えば、エアシリンダ
からなる昇降駆動機構７６および昇降ガイド７７によっ
て上昇してきたスピンチャック７１によって真空吸着さ
れる（ステップ２）。ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１８は
ウエハＷがスピンチャック７１に真空吸着された後に塗
布処理ユニット（ＳＣＴ）１２に進入させたウエハ搬送
アーム５５〜５７を塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１内
から引き戻し（ステップ３）、こうして塗布処理ユニッ
ト（ＳＣＴ）１１へのウエハＷの受け渡しを終える。

【００３８】次いで、スピンチャック７１をウエハＷが
コータカップ（ＣＰ）内の所定の高さに位置するまで降
下させ（ステップ４）、ノズル保持体８３ａを処理液吐
出ノズル８１ａの先端部がウエハＷの周縁部に位置する
ように移動させる（ステップ５）。この状態は図７
（ａ）に示されている。続いてスピンチャック７１を回
転させて、回転するウエハＷに処理液吐出ノズル８１ａ
から、例えばフッ素樹脂含有処理液を吐出し、図７
（ｂ）に示すように、ウエハＷの外周部をフッ素樹脂含
有処理液で濡らす（ステップ６）。

【００３９】周縁部にフッ素樹脂含有処理液が塗布され
たウエハＷは次に熱処理を施すために低温用のホットプ
レートユニット（ＬＨＰ）１９・２３のいずれかに搬送
され、そこで所定の熱処理が施される（ステップ７）。
これにより図７（ｃ）に示すように、ウエハＷの周縁に
フッ素樹脂膜が形成される。なお、ウエハＷの塗布処理
ユニット（ＳＣＴ）１１からの搬出は、先にウエハＷを
塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１へ搬入したときの手順
と逆の手順で行われる。

【００４０】低温用のホットプレートユニット（ＬＨ
Ｐ）１９・２３において熱処理が施されたウエハＷは、
先に説明したステップ１〜ステップ４にしたがって、塗
布処理ユニット（ＳＣＴ）１１内の所定位置に保持され
る（ステップ８）。そして、塗布液吐出ノズル８１をウ
エハＷの略中心まで移動させ、図７（ｄ）に示すように
ウエハＷが静止した状態で所定量の塗布液をウエハＷに
吐出し、その後にウエハＷを所定の回転数で回転させる
ことにより、図７（ｅ）に示すように吐出された塗布液
をウエハＷ全体に拡げて塗布膜を形成する（ステップ
９）。なお、このステップ９においては、ウエハＷを回
転させた状態で所定量の塗布液をウエハＷに吐出するこ
とによって塗布膜を形成してもよい（ステップ９´）。

【００４１】ステップ９またはステップ９´において、
塗布膜が形成される際には、ウエハＷの周縁部では先に
形成されたフッ素樹脂膜によって塗布液の接触角が高く
なっており、塗布液が弾かれるために塗布膜が形成され
ない。つまり、塗布膜はウエハＷにおいてフッ素樹脂膜
が形成されている部分の内側にのみ形成されるためにＥ
ＢＲ処理は不用となる。これにより１枚のウエハＷに対
して塗布膜を形成するための塗布処理ユニット（ＳＣ
Ｔ）１１占有時間が短縮され、ＳＯＤシステムにおける
ウエハＷ処理のスループットを向上させることができ
る。

【００４２】塗布液をウエハＷの全体に拡げた後には、
ウエハＷの回転速度を変化させる等して形成された塗布
膜の膜厚調整を行ってもよい。このようにして塗布膜の
形成が終了したら、塗布液吐出ノズル８１をコーターカ
ップ（ＣＰ）外へ退避させ、続いて必要に応じてバック
リンス処理を行う（ステップ１０）。

【００４３】このようにして塗布膜の形成されたウエハ
Ｗは塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１から搬出され（ス
テップ１１）、再び低温用のホットプレートユニット
（ＬＨＰ）１９・２３に搬送されてそこで熱処理され
る。低温用のホットプレートユニット（ＬＨＰ）１９・
２３においては、例えば、塗布膜に含まれ比較的低温で
蒸発する成分、例えば、水分の除去が行われる。次い
で、ウエハＷは、使用された塗布液に含まれる溶剤等に
応じて、ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）２２に搬送され
てそこで加熱処理が行われ、その後に硬化処理ユニット
（ＤＬＣ）２０に搬送されてそこで硬化処理が施され
る。なお、ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）２２を用いる
ことなく、直接にウエハＷを低温用のホットプレートユ
ニット（ＬＨＰ）１９・２３から硬化処理ユニット（Ｄ
ＬＣ）２０に搬送して、硬化処理を施してもよい。

【００４４】ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）２２におい
ては、低温用のホットプレートユニット（ＬＨＰ）１９
・２３における処理温度よりも高い温度であって、か
つ、後の硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０における処理
温度よりも低い温度で加熱処理が行われる。こうして低
温用のホットプレートユニット（ＬＨＰ）１９・２３に
おける加熱処理では除去できなかった本塗布液に含まれ
る溶剤成分等の蒸発・昇華等による除去が行われる。ま
た硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０においては、ベーク
処理ユニット（ＤＬＢ）２２よりも高温での熱処理が施
された後に、冷却処理されて本塗布液の塗布膜の硬化処
理が行われ、層間絶縁膜が形成される。なお、この硬化
処理においては、処理温度が高いためにウエハＷの周縁
部に形成されたフッ素樹脂膜が消失する場合がある。

【００４５】硬化処理の終了したウエハＷは硬化処理ユ
ニット（ＤＬＣ）２０からウエハ搬送アーム５５〜５７
によって搬出され、例えば、受渡ユニット（ＴＲＳ）２
５を通してキャリアステーション（ＣＳＢ）３に戻され
る。こうしてウエハＷに層間絶縁膜等を形成する一連の
工程が終了する。

【００４６】次に、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１の
別の実施形態について説明する。図８は塗布処理ユニッ
ト（ＳＣＴ）１１´の概略構造を示す断面図である。塗
布処理ユニット（ＳＣＴ）１１´は、図４に示した塗布
処理ユニット（ＳＣＴ）１１にコータカップ（ＣＰ）の
開口部を閉塞する昇降自在な蓋体９２が設けられた構造
を有する。また塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１´は塗
布処理ユニット（ＳＣＴ）１１に設けられていた処理液
吐出ノズル８１ａとこれを保持するノズル保持体８３
ａ、第２スキャンアーム８２ａ、垂直支持部材８５ａを
有していない。

【００４７】蓋体９２の中央部には排気口９２ａが形成
されており、排気口９２ａを通じて図示しない排気装置
からコータカップ（ＣＰ）内の排気を行うことができる
ようになっている。ドレイン７３にはドレイン７３を開
閉するドレインバルブ７３ａが設けられており、コータ
カップ（ＣＰ）内の排気を行う際には、ドレイン７３か
ら廃棄された塗布液等からガスが発生して逆流してこな
いようにドレインバルブ７３ａを閉じた状態とする。

【００４８】このような塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１
１´を用いたウエハＷへの塗布膜の形成工程を図９のフ
ローチャートに示す。また図１０には図９に示した工程
を模式的に示した説明図を示す。最初にウエハＷを塗布
処理ユニット（ＳＣＴ）１１´に搬入し、ウエハＷをス
ピンチャック７１に受け渡し、所定位置で保持する（ス
テップ２１）。次に、図１０（ａ）に示すように、スピ
ンチャック７１に保持されたウエハＷに塗布液吐出ノズ
ル８１から所定量の塗布液を吐出して、この塗布液をウ
エハＷ全体に拡げて、塗布膜を形成する（ステップ２
２）。このときドレインバルブ７３ａは開いた状態とし
ておく。また、ステップ２２では、静止したウエハＷに
塗布液を吐出した後にウエハＷを回転させる方法または
回転するウエハＷに塗布液を吐出する方法のいずれを用
いて塗布膜を形成しても構わない。

【００４９】塗布膜が形成されたら、図１０（ｂ）に示
すように、塗布液吐出ノズル８１をコータカップ（Ｃ
Ｐ）から退避させて、代わりに蓋体９２によってコータ
カップ（ＣＰ）の開口面を閉塞する（ステップ２３）。
続いて、図１０（ｃ）に示すように、ドレインバルブ７
３ａを閉めて排気口９２ａから排気を行ってコータカッ
プ（ＣＰ）内を減圧雰囲気に保持する（ステップ２
４）。このときにコータカップ（ＣＰ）から排気される
空気等は、ウエハＷの周縁から中心に向かって流れるた
めに、塗布膜は周縁から中心に向かうように収縮し、こ
れによってウエハＷの周縁部に塗布膜のない部分が形成
される。このためにウエハＷにＥＢＲ処理を施す必要が
なくなり、スループットを上げることが可能となる。

【００５０】減圧処理が終了した後には、図１０（ｄ）
に示すように、排気動作を停止して蓋体９２を退避さ
せ、スピンチャック７１を上昇させてウエハＷを塗布処
理ユニット（ＳＣＴ）１１´から搬出し（ステップ２
５）、低温用のホットプレートユニット（ＬＨＰ）１９
・２３のいずれかへ搬送する。

【００５１】以上、本発明を層間絶縁膜等を形成するＳ
ＯＤシステムの塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１・１２
に適用した場合について説明してきたが、本発明はこの
ような実施の形態に限定されるものではない。例えば、
本発明の塗布処理装置は、ウエハＷに電極パターンを形
成するフォトリソグラフィー工程に用いられるフォトレ
ジスト等のレジスト塗布処理装置として用いることが可
能であり、この場合にも、ＥＢＲ処理を省略してスルー
プットを上げることが可能となる。また処理される基板
は、半導体ウエハに限定されるものではなく、例えば、
ＬＣＤ基板等の他の基板であっても構わない。ＬＣＤ基
板等の矩形の基板の周縁に塗布液を弾く処理液を塗布す
る場合には、例えば、塗布液吐出ノズルを基板の辺に沿
って移動させながら、塗布液を吐出させればよい。

【００５２】

【発明の効果】上述の通り、本発明によれば、基板の周
縁部においては、先に塗布された処理液によって形成さ
れた膜によって後に塗布する塗布液が弾かれるために塗
布膜が形成されない。これによってＥＢＲ処理を省略す
ることが可能となるために、スループットを上げること
が可能となる。また、減圧乾燥時に塗布膜を周縁部から
中心に向かって収縮させた場合にも、減圧乾燥が終了し
た時点で基板の周縁部には塗布膜が形成されていない状
態とすることができるために、ＥＢＲ処理を省略してス
ループットを上げることが可能となる。こうしてＥＢＲ
処理を省略できることによって、装置の構造を簡単なも
のとして装置コストを低減することができ、また、ＥＢ
Ｒ処理に用いる溶剤を使用しなくてもよいために装置の
ランニングコストを低減することが可能となり、さら
に、スループットを上げることによってもランニングコ
ストを低減することができるという顕著な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＳＯＤシステムの概略構造を示す平面図。

【図２】図１記載のＳＯＤシステムの側面図。

【図３】図１記載のＳＯＤシステムの別の側面図。

【図４】塗布処理ユニット（ＳＣＴ）の一実施形態を概
略断面図。

【図５】図４記載の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）の概略
平面図。

【図６】図４記載の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）を用い
た一連の処理工程の一例を示す説明図（フローチャー
ト）。

【図７】図４記載の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）を用い
た場合の処理液と塗布液の吐出形態と膜の形成過程を示
す説明図。

【図８】塗布処理ユニット（ＳＣＴ）の別の実施形態を
示す概略断面図。

【図９】図８記載の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）を用い
た一連の処理工程の一例を示す説明図（フローチャー
ト）。

【図１０】図８記載の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）を用
いた一連の処理工程を示す別の説明図。

【符号の説明】

１；処理部 ２；サイドキャビネット ３；キャリアステーション（ＣＳＢ） １１・１１´・１２；塗布処理ユニット（ＳＣＴ） １６・１７；処理ユニット群 １８；ウエハ搬送機構（ＰＲＡ） ５５〜５７；ウエハ搬送アーム ７１；スピンチャック ７２；駆動モータ ８１；塗布液吐出ノズル ８１ａ；処理液吐出ノズル ８３・８３ａ；ノズル保持体 ９２；蓋体 ９２ａ；排気口 ＣＰ；コータカップ Ｗ；半導体ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 AB16 EA05 4D075 AC65 BB21X BB21Z BB56Z CA23 CA47 DA06 DB13 DB14 DC22 DC24 EA05 4F042 AA07 AB00 BA06 BA13 BA19 DA03 DB17 DC01 EB05 EB09 EB13 EB18 EB21 EB24 EB30 5F045 BB02 CB05 EB20 EF08 EF10 5F046 JA01 JA08 JA22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に塗布液を吐出して塗布膜を形成す
   る塗布処理方法であって、 前記基板の周縁部において前記塗布液の接触角が大きく
   なるように前記基板の周縁部に所定の処理液を塗布する
   第１工程と、 前記基板を熱処理する第２工程と、 前記基板の略中心部に前記塗布液を吐出する第３工程
   と、 前記基板を回転させて前記基板に吐出された塗布液を前
   記基板全面に拡げる第４工程と、を有し、 前記処理液が塗布された前記基板周縁部の内側に前記塗
   布液による塗布膜が形成されることを特徴とする塗布処
   理方法。
2. 【請求項２】 基板を回転させることによって前記基板
   に塗布された塗布液を前記基板全面に拡げて塗布膜を形
   成する塗布処理装置であって、 基板を略水平に保持する保持手段と、 前記保持手段を回転させる回転手段と、 前記保持手段に保持された基板の略中心に塗布液を吐出
   する塗布液吐出ノズルと、 前記保持手段に保持された基板の周縁部において前記塗
   布液の接触角が大きくなるような膜を形成するために、
   前記基板の周縁部に所定の処理液を吐出する処理液吐出
   ノズルと、 を具備することを特徴とする塗布処理装置。
3. 【請求項３】 基板に塗布液を吐出して塗布膜を形成す
   る塗布処理方法であって、 基板の略中央部に所定量の塗布液を吐出する第１工程
   と、 前記基板を回転させて前記基板に吐出された前記塗布液
   を前記基板全面に拡げる第２工程と、 前記基板を密閉チャンバに収納する第３工程と、 前記基板の略中心の真上から前記密閉チャンバ内のガス
   を排気することによって前記密閉チャンバの内部を減圧
   する第４工程と、 前記基板を前記密閉チャンバから搬出して熱処理する第
   ５工程と、を有し、 前記基板に形成された塗布膜を前記基板の周縁部から中
   心部に向かって収縮させることにより、前記基板の周縁
   部を塗布膜の形成されていない状態とすることを特徴と
   する塗布処理方法。
4. 【請求項４】 基板を回転させることによって前記基板
   に塗布された塗布液を前記基板全面に拡げて塗布膜を形
   成する塗布処理装置であって、 基板を略水平に保持する保持手段と、 前記保持手段を回転させる回転手段と、 前記保持手段に保持された基板の略中心に塗布液を吐出
   する塗布液吐出ノズルと、 前記塗布液の塗布された基板を収納する密閉チャンバ
   と、 前記基板に形成された塗布膜がその周縁から中心に向か
   って収縮するように前記基板の略中心の真上から前記密
   閉チャンバ内のガスを排気し、前記密閉チャンバの内部
   を減圧雰囲気とする排気手段と、 を具備することを特徴とする塗布処理装置。