JP2003179041A - 基板の処理装置及び基板の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハの外周部において，塗布液の液膜が盛
り上がることを抑制する。 【解決手段】 カップ５４の上端部５４ｂに，開口部Ｑ
側に突出する複数の羽根板５６を設ける。各羽根板５６
は，開口部Ｑの周方向に並べられて設けられる。そし
て，ウェハＷを回転させ，ウェハＷ上の塗布液の膜厚を
調節する際に，羽根板５６により開口部Ｑの開口率を減
少させる。これにより，カップ５４内に流入する気流が
減少し，ウェハＷ外周部付近の気流速度が減速する。こ
の結果，ウェハＷ外周部における塗布液の乾燥速度が遅
くなり，乾燥した塗布液がウェハＷ外周部に堆積するこ
とを抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板の処理装置及
び基板の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては，
例えば半導体ウェハ（以下「ウェハ」とする）表面にSO
D（Spin on Dielectric）膜等の層間絶縁膜を形成す
る膜形成処理が行われる。当該膜形成処理では，層間絶
縁膜となる塗布液をウェハに塗布する塗布処理が行われ
る。

【０００３】この塗布処理は，通常塗布処理装置で行わ
れる。塗布処理装置は，例えば塗布処理装置内に下降気
流を形成する気体供給ユニット，ウェハを保持し，回転
させるためのスピンチャック，塗布処理中のウェハを収
容する略円筒状のカップ等で構成されている。そして，
塗布処理では，先ず塗布処理装置内に下降気流が形成さ
れ，当該下降気流の中，ウェハがスピンチャックに吸着
保持され，当該ウェハの中心部に所定量の塗布液が滴下
される。次いで，ウェハが回転され，その遠心力によっ
てウェハ表面に当該塗布液が拡散される。その後さらに
ウェハが回転され，塗布液の液膜の膜厚が調節される。
こうして，ウェハ上に所定膜厚の塗布膜が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで，この塗布処
理では，上方からカップ内に流入した下降気流がウェハ
の外周部近傍を通過する。この下降気流により，ウェハ
外周部上の塗布液は，他の部分の塗布液に比べて早く乾
燥する。また，ウェハを回転させると，ウェハ外周部の
速度がウェハ中心部の速度よりも速くなるので，周辺雰
囲気に対する相対速度も速くなり，ウェハの外周部上の
塗布液の方がより早く乾燥する。

【０００５】このように，ウェハ外周部上の塗布液が早
く乾燥すると，遠心力によりウェハ外周部に到達した塗
布液が次々に乾燥し，当該乾燥した塗布液がウェハ外周
部に堆積して，ウェハ外周部の膜厚が厚くなる。つま
り，ウェハの外周部に塗布液の盛り上がりが形成され
る。このようにウェハ外周部に塗布液の盛り上がりが形
成されると，その部分は製品として利用できないのでエ
ッジカットされることになり，その分ウェハの生産効率
が低下する。したがって，ウェハ外周部の盛り上がりを
できる限り抑えることが必要である。特に，近年のウェ
ハの大口径化に伴い，回転時のウェハ外周部と中心部と
の速度差が大きくなり，塗布液の盛り上がりが大きくな
る傾向にあるので，その改善が望まれている。

【０００６】本発明は，かかる点に鑑みてなされたもの
であり，ウェハ等の基板上に供給された塗布液等の処理
液の基板外周部における盛り上がりを抑制する基板の処
理装置及び基板の処理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，基板の周辺に下降気流を形成した状態で，基板に処
理液を供給し，当該基板を回転させて基板上に処理液の
液膜を形成する処理装置であって，基板を保持し，回転
させる基板保持部と，基板保持部に保持された基板の外
方を囲み，当該基板を収容する収容体と，を備え，前記
収容体は，上面が開口した略筒状に形成され，前記収容
体には，前記上面の開口部の開口率を変更する開口率変
更部材が設けられていることを特徴とする基板の処理装
置が提供される。

【０００８】本発明によれば，例えば基板を回転させな
がら，基板上の処理液の液膜の膜厚を調節する時に，開
口率変更部材により開口部の開口率を減少させて，上方
から収容体内に流入する下降気流の流量を減少させるこ
とができる。こうすることにより，前記収容体内で基板
の外周部付近を通過する下降気流の流速を減速させるこ
とができる。この結果，基板の外周部における処理液の
乾燥が抑制され，基板中心部から外周部に流れた処理液
は，そのまま基板の端部からスムーズに排出される。し
たがって，乾燥した処理液が基板の外周部に堆積し当該
外周部が盛り上がることが抑制される。

【０００９】前記開口率変更部材は，前記収容体の上端
部の周方向に並べて配置された複数の羽根板であり，前
記各羽根板は，前記収容体の中心方向に移動自在であっ
てもよい。本発明によれば，羽根板が収容体の中心側に
移動し，開口部の開口率を減少させることができる。ま
た，羽根板が収容体の上端部側に移動し，開口部を開放
することができる。

【００１０】前記羽根板は，前記収容体の中心を通る水
平軸の軸周りに回転自在であってもよい。この発明によ
れば，羽根板が回転し，開口部の開口率をより細かく調
節することができる。また，収容体内に流れ込む気流の
方向を変更することができる。これによって，収容体内
に基板の回転方向と同じ方向の気流を形成し，基板の外
周部とその周辺雰囲気との速度差を減少させることがで
きる。この結果，基板外周部の乾燥速度が小さくなり，
基板外周部の盛り上がりを抑制できる。

【００１１】前記羽根板は，扇形形状に形成され，前記
羽根板の扇形の要部分には，切り欠きが設けられていて
もよい。かかる場合，各羽根板が収容体の中心方向に移
動し，開口部の開口率を小さくする場合でも，前記羽根
板の切り欠きにより開口部が完全に閉口することがなく
なる。これにより，前記下降気流が収容体内に常時流入
するので，収容体内で発生するパーティクルを適切に排
除することができる。また，収容体内の雰囲気を積極的
に吸引する場合においても，気体の流入口を確保できる
ので，収容体内に乱流が形成され基板上の処理液に悪影
響を及ぼすことが防止できる。

【００１２】また，前記羽根板は，扇形形状に形成さ
れ，前記羽根板が前記収容体の中心方向に移動した際
に，前記周方向に並べられた羽根板の間に隙間が形成さ
れるようにしてもよい。この処理装置によっても，開口
部が完全に閉鎖されることがないので，収容体内への気
体の流入を確保し，収容体内のパーティクルを適切に除
去することができる。

【００１３】前記開口率変更部材は，前記収容体の開口
部に設けられた複数のフラップであってもよい。かかる
場合，フラップが収容体の開口部を開閉し，当該開口部
の開口率を変更できる。

【００１４】前記フラップは，前記収容体の開口部の周
方向に並べて配置され，前記フラップは，扇形形状に形
成され，前記フラップの扇形の要部分には，切り欠きが
設けられていてもよい。また，前記フラップは，扇形形
状に形成され，前記フラップは，前記収容体の開口部の
周方向に並べて配置され，前記各フラップ間には，隙間
が設けられていてもよい。かかる場合も，フラップの切
り欠きやフラップ間の隙間により，開口部が完全に閉口
することがないので，収容体内への気体の流入を確保で
きる。これにより，収容体内に常に気流が流入し，収容
体内で発生したパーティクルを適切に排気できる。ま
た，収容体内の雰囲気を吸引して，収容体内の雰囲気を
積極的に排気する場合でも，気体の流入口が確保できる
ので，収容体内に乱流を形成することを防止できる。

【００１５】前記基板の処理装置は，前記開口率変更部
材により前記開口部の開口率が最も減少した場合でも，
前記開口部が完全に閉口しないように構成されていても
よい。本発明によれば，下降気流が常時収容体内に流入
するので，収容体内で発生するパーティクルを適切に排
除することができる。また，収容体内の雰囲気を積極的
に吸引する場合においても，気体の流入口が確保される
ので，収容体内に乱流が形成され基板上の処理液に悪影
響を及ぼすことが防止できる。

【００１６】前記基板の処理装置は，前記下降気流を形
成する気体の温度及び湿度を調節する温湿度調節装置を
備えていてもよい。これにより，基板の処理を最適な温
度，湿度の雰囲気内で行うことができる。また，基板の
処理液の液膜の膜厚は，処理温度，湿度に影響されるの
で，基板の外周部の膜厚と中心部の膜厚とがより近づく
ように温度及び湿度を調節できる。したがって，基板外
周部の盛り上がりを抑制することができる。

【００１７】請求項１１の発明によれば，前記請求項１
〜１０の基板の処理装置を用いて行われる基板の処理方
法であって，基板を回転させて処理液の液膜の膜厚を調
節する際に，前記収容体の開口部の開口率を減少させる
ことを特徴とする基板の処理方法が提供される。

【００１８】こうすることにより，処理液の膜厚調節時
に前記収容体内に流入する下降気流の流量が減少し，基
板外周部付近を流れる気流速度が低下する。この結果，
基板外周部における処理液の乾燥速度が減速し，遠心力
により基板の外周部に流れ込む処理液がそのままスムー
ズに基板の端部から排出される。したがって，乾燥した
処理液が基板外周部に堆積し基板外周部の膜厚が厚くな
ることが抑制できる。また，膜厚の調節工程以外の他の
工程は，膜厚の調節工程に比べて開口率を広げて行われ
るので，収容体内に流入する下降気流により基板等から
発生する浮遊物を好適に排出することができる。

【００１９】

【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，本実施の形態にかかる塗
布処理装置が搭載されたＳＯＤ膜形成システム１の構成
の概略を示す平面図であり，図２は，ＳＯＤ膜形成シス
テム１の正面図であり，図３は，ＳＯＤ膜形成システム
１の背面図である。

【００２０】ＳＯＤ膜形成システム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ＳＯＤ膜形成システム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，ＳＯＤ膜形成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とを一体に接続した構成を有している。

【００２１】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１０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
１１が搬送路１２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。

【００２２】ウェハ搬送体１１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１１は後述する処理ステーション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３１や膜厚測
定装置１３に対してもアクセスできるように構成されて
いる。

【００２３】カセットステーション２の背面側（図１の
上側）には，ウェハＷ上に形成された塗布膜の膜厚を測
定する膜厚測定装置１３が設けられている。膜厚測定装
置１３は，例えばウェハＷ表面に光を照射し，その反射
光を利用して膜厚を測定する。膜厚測定装置１３による
測定結果は，例えば処理ステーション３内の各種処理装
置を制御できる主制御部１４に出力される。

【００２４】処理ステーション３では，その中心部に主
搬送装置１５が設けられており，この主搬送装置１５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。このＳＯＤ膜形成システム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ＳＯＤ膜形成シ
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，主搬送装置１５は挟んで，第３の処理装
置群G3の反対側に配置されている。主搬送装置１５は，
これらの処理装置群G1，G2，G3及びG4内に配置されてい
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。

【００２５】第１の処理装置群G1では，例えば図２に示
すように本実施の形態にかかる基板の処理装置としての
塗布処理装置１７及び塗布処理装置１８が下から順に２
段に配置されている。第２の処理装置群G2には，例えば
塗布処理装置１７等で用いられる塗布液や塗布液の溶剤
等が貯蔵され，当該塗布液等の供給源となる処理液キャ
ビネット１９と，塗布処理装置２０とが下から順に２段
に配置されている。

【００２６】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，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３１，ウェハＷをキュア処理するＤＣＣ（Dielectr
ic Cure and Cooling−off）処理装置３２，３３，
ウェハＷを低温で加熱処理する低温加熱処理装置３４が
下から順に例えば５段に積み重ねられている。

【００２７】第４の処理装置群G4では，例えばクーリン
グ装置４０，４１，低温加熱処理装置４２，ウェハＷを
低酸素雰囲気に維持して加熱処理する低酸素加熱処理装
置４３，４４が下から順に例えば５段に積み重ねられて
いる。

【００２８】次に，上述した塗布処理装置１７の構成に
ついて詳しく説明する。図４は，塗布処理装置１７の構
成の概略を示す縦断面の説明図である。

【００２９】塗布処理装置１７は，例えば図４に示すよ
うにケーシング１７ａを有し，このケーシング１７ａ内
の中央部には，ウェハＷを保持し，回転させるための基
板保持部としてのスピンチャック５０が設けられてい
る。スピンチャック５０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５０は，ウェハＷを水平に吸着保持することが
できる。

【００３０】スピンチャック５０は，このスピンチャッ
ク５０を所定の速度で回転させるための駆動部５１を有
している。駆動部５１は，例えばスピンチャック５０の
下方に設けられ，例えばモータ等を有している。これに
より，スピンチャック５０に保持されたウェハＷは，各
塗布処理工程に応じた所定の回転速度で回転できる。ま
た，駆動部５１には，スピンチャック５０を昇降させる
シリンダ等の昇降機構（図示せず）が設けられており，
スピンチャック５０は，後述するカップ５４上方まで上
昇することができる。

【００３１】ウェハＷに処理液としての塗布液を供給す
る塗布液供給ノズル５２は，例えばノズルアーム５３に
保持されている。ノズルアーム５３は，例えばカップ５
４の外方からスピンチャック５０の中心部上方まで移動
自在である。これにより塗布液供給ノズル５２は，ウェ
ハＷの中心部に塗布液を滴下できる。また，ノズルアー
ム５３は，上下動可能であり，塗布液供給ノズル５２の
高さを調節できる。

【００３２】塗布液供給ノズル５２は，例えば処理液キ
ャビネット１９にある図示しない塗布液供給機構に連通
接続されており，所定の量の塗布液を所定のタイミング
を吐出できる。

【００３３】スピンチャック５０の外方には，塗布処理
中のウェハＷを収容する収容体としてのカップ５４が設
けられている。カップ５４は，上面が開口した略円筒形
状を有し，スピンチャック５０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。つまり，カップ５４
は，その上面に上方からの気体が流入する開口部Ｑを有
している。カップ５４の底面５４ａには，カップ５４内
の雰囲気を排気する排出口５５が設けられている。排出
口５５には，例えばポンプＰが設けられており，カップ
５４内の雰囲気を積極的に排気することができる。

【００３４】カップ５４の開口部Ｑには，当該開口部Ｑ
の開口率を変更するための開口率変更部材としての複数
の羽根板５６が設けられている。各羽根板５６は，例え
ば図５に示すように略扇形形状を有しており，その要部
分である先端部には，円弧状の切り欠きＫが設けられて
いる。複数の羽根板５６は，開口部Ｑの外周部に周方向
に並べて配置されており，切り欠きＫによって開口部Ｑ
の中央は，常に開口している。

【００３５】カップ５４の上端部５４ｂは，厚みがあ
り，羽根板５６は，当該上端部５４ｂの内部に収納され
ている。各羽根板５６は，図６に示すようにシャフト５
７に支持されている。シャフト５７には，例えばこのシ
ャフト５７をカップ５４の中心方向に進退させるモータ
等を備えたシャフト駆動部５８が設けられている。これ
により，各羽根板５６は，カップ５４の中心方向に突出
自在である。そして，全ての羽根板５６が上端部５４ｂ
から完全に突出した際には，開口部Ｑの外周部をリング
状に閉鎖できる。つまり，開口部Ｑの開口率を減少でき
る。

【００３６】シャフト駆動部５８の駆動は，例えば図４
に示すように主制御部１４により制御されている。主制
御部１４には，例えば各処理工程毎に開口部Ｑの開口率
が設定されており，主制御部１４は，この設定に従って
シャフト駆動部５８を制御し，開口部Ｑの開口率を変更
できる。また，主制御部１４には，ウェハＷ外周部に最
終的に形成される塗布膜の膜厚と前記各処理工程におけ
る開口部Ｑの開口率との相関データが記憶されており，
膜厚測定装置１３の測定結果を基に前記開口率の設定を
変更できるようになっている。相関データは，ウェハの
レシピ毎に予め実験等により求められたものが用いられ
る。

【００３７】カップ５４の内壁の上部には，傾斜部５４
ｃが設けられている。スピンチャック５０の回転によ
り，ウェハＷ上から飛散した塗布液は，この傾斜部５４
ｃで受け止められ，回収される。傾斜部５４ｃの上部に
は，塗布液の溶剤を当該傾斜部５４ｃに供給する溶剤供
給口５９が設けられている。溶剤供給口５９は，例えば
複数設けられ，同一円周上に等間隔で配置されている。
溶剤供給口５９から供給された溶剤は，傾斜部５４ｃを
伝って，カップ５４の内壁を洗浄しながら下降し，例え
ば排出口５５から排液される。

【００３８】カップ５４内であって，スピンチャック５
０に保持されたウェハＷの下方側には，ウェハＷの裏面
にシンナー等の洗浄液を供給してウェハＷの裏面を洗浄
する裏面洗浄ノズル６０が設けられている。

【００３９】ケーシング１７ａの上部には，ケーシング
１７ａ内に，例えばエア，窒素ガス，不活性気体等の気
体を供給する気体供給ユニット７０が設けられている。
気体供給ユニット７０は，例えば気体内に含まれる不純
物を除去する不純物除去機能と，気体をケーシング１７
ａ内全体に一様に供給するための整流機構等を有してい
る。気体供給ユニット７０は，気体供給管７１により気
体供給源である気体供給装置７２に連通接続されてい
る。例えば気体供給管７１には，供給する気体の温度及
び湿度を調節する温湿度調節装置７３が設けられてい
る。これにより，ケーシング１７ａ内には，所定温度，
湿度に調節され不純物の除去された清浄な気体が供給さ
れ，一様な下降気流が形成される。

【００４０】ケーシング１７ａの下部には，例えば排気
口７４が設けられている。この排気口７４から，気体供
給ユニット７０から供給されカップ５４の外側を通過
し，下降した気体が排気される。

【００４１】次に，以上のように構成されている塗布処
理装置１７の作用について，ＳＯＤ膜形成システム１で
行われるＳＯＤ膜形成処理のプロセスと共に説明する。

【００４２】先ず，ウェハ搬送体１１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３１に搬送され
る。次いで，ウェハＷは主搬送装置１５によってクーリ
ング装置３０に搬送され，所定の温度に冷却される。所
定温度に冷却されたウェハＷは，主搬送装置１５によっ
て，塗布処理装置１７に搬送される。

【００４３】塗布処理装置１７では，ウェハＷが搬入さ
れる前に，気体供給ユニット７０からケーシング１７ａ
内に気体が供給され始める。これにより，ケーシング１
７ａ内に一様な下降気流が形成される。このとき各羽根
板５６は，カップ５４の上端部５４ｂの内部に収納され
たままであり，開口部Ｑは，全開になっている。また，
排出口５５のポンプＰが稼動し，カップ５４内にも，カ
ップ５４の開口部Ｑから排出口５５に向かって流れる気
流が形成される。なお，カップ５４内に流入しない気体
は，カップ５４の外側を通って排気口７４から排気され
る。

【００４４】ケーシング１７ａ内に供給される気体は，
温湿度調節装置７３によって，例えば温度２３℃，湿度
３５％に調節されている。この結果，ケーシング１７ａ
内は，かかる温度，湿度の雰囲気に置換され，維持され
る。発明者の実験によると，塗布処理中の温湿度は，ウ
ェハＷ上に形成される塗布液の液膜の膜厚プロファイル
に影響を与えることが確認されている。そこで，ケーシ
ング１７ａ内に供給される気体の温湿度は，ウェハＷ中
心部に対するウェハ外周部における塗布液の盛り上がり
が最も小さくなるように選択される。このような温湿度
の最適値は，例えば実験により，塗布液の種類毎に求め
られる。発明者によれば，塗布液がポリフェニレン等の
重合体であるとき，温度２３℃，湿度３５％が最適値で
あることが確認されている。

【００４５】ウェハＷが塗布処理装置１７内に搬入され
ると，主搬送装置１５から予めカップ５４上に上昇して
待機していたスピンチャック５０にウェハＷが受け渡さ
れる。当該ウェハＷは，スピンチャック５０上面に吸着
保持される。そして，スピンチャック５０が下降し，ウ
ェハＷがカップ５４内の所定位置に収容される。このと
き，上方からカップ５４内に流入する気体は，図４に示
すようにウェハＷの端部付近を通過して，下方の排出口
５５に向かって流れる。

【００４６】ウェハＷがカップ５４内に収容されると，
ノズルアーム５３により塗布液供給ノズル５２が，ウェ
ハＷの中心部上方まで移動する。次に，塗布液供給ノズ
ル５２から所定量の，ポリフェニレン等の塗布液がウェ
ハＷの中心部に供給される。

【００４７】ウェハＷの中心部に塗布液が供給される
と，ウェハＷが所定の回転速度，例えば１５００ｒｐｍ
で回転され，このウェハＷの回転により，塗布液がウェ
ハＷの外周部に向けて拡散される。ウェハＷ表面の全面
に塗布液が拡散されると，カップ５４の上端部５４ｂ内
の羽根板５６が内側に移動し，例えば図５に示したよう
に開口部Ｑの外周部がリング状に閉じられる。これによ
り，開口部Ｑの開口率が減少し，カップ５４内に流入す
る気体の流量が減少する。つまり，ウェハＷ端部付近を
流れる気体の流速が減速し，ウェハＷ外周部における塗
布液の乾燥速度が遅くなる。

【００４８】開口部Ｑの開口率が減少されると，ウェハ
Ｗの回転速度が，例えば２０００ｒｐｍに加速され，そ
の遠心力によりウェハＷ上の塗布液が飛散し，ウェハＷ
上の塗布液の液量が調節される。これにより，塗布液の
液膜の膜厚が調節される。この膜厚調節が所定時間行わ
れ，ウェハＷ上に所望の塗布膜が形成されると，ウェハ
Ｗの回転速度が，例えば５００ｒｐｍに減速される。

【００４９】このとき，羽根板５６が再び上端部５４ｂ
の内部に移動し，開口部Ｑが開放される。次いで，裏面
洗浄ノズル６０からウェハＷの裏面にシンナーが供給さ
れ，ウェハＷの裏面が洗浄される。その後，シンナーの
供給が停止され，例えばウェハＷがそのまま５００ｒｐ
ｍで回転されて，ウェハＷの振り切り乾燥が行われる。

【００５０】ウェハＷの振り切り乾燥が終了すると，ウ
ェハＷの回転が停止され，ウェハＷは，スピンチャック
５０から主搬送装置１５に受け渡され，塗布処理装置１
７から搬出される。その後，カップ５４の溶剤供給口５
９から傾斜部５４ｃに溶剤が供給され，傾斜面５４ｃに
付着していた塗布液が洗い落とされる。この溶剤の供給
が終了すると，塗布処理装置１７における一連の塗布処
理プロセスが終了する。

【００５１】塗布処理装置１７の塗布処理の終了したウ
ェハＷは，主搬送装置１５によって低温加熱処理装置３
４又は４２，低酸素加熱処理装置４３又は４４，ＤＣＣ
処理装置３２又は３３，クーリング装置３０に順次搬送
され，各装置で所定の処理が施される。クーリング装置
３０で冷却処理の終了したウェハＷは，エクステンショ
ン装置３１に戻され，ウェハ搬送体１１によってカセッ
トＣに戻されて，一連のＳＯＤ膜形成処理が終了する。

【００５２】ところで，一連の膜形成処理の終了したウ
ェハＷは，例えば所定枚数おきにウェハ搬送体１１によ
り膜厚測定装置１３に搬送される。そして，ウェハＷ上
に形成されている塗布膜のウェハＷ外周部の膜厚が測定
される。当該測定値は，主制御部１４に出力され，主制
御部１４では，ウェハＷ外周部の膜厚と開口部Ｑの開口
率との相関データから最適な開口率を導出し，例えば塗
布処理における膜厚調整時の開口率の設定が変更され
る。以降のウェハの塗布処理では，当該設定に従って羽
根板５６が開閉される。このとき，膜厚調整時の開口率
が増大された場合には，例えば羽根板５６のカップ５４
内側への移動距離が短縮され，開口部Ｑの開口面積が広
げられる。

【００５３】以上の実施の形態によれば，カップ５４の
開口部Ｑに羽根板５６を設けたので，膜厚調整時に開口
率を減少させ，ウェハＷ外周部付近に流れる気流の流量
を減少させることができる。これにより，ウェハＷ外周
部における塗布液の乾燥が抑制されるので，遠心力によ
りウェハＷ外周部に流された塗布液が，当該外周部で乾
燥しウェハＷ外周部の塗布膜の膜厚が厚くなることを抑
制できる。したがって，ウェハＷ外周部における塗布膜
の盛り上がりを抑制できる。

【００５４】また，羽根板５６をカップ５４の上端部５
４ｂ内に収納し，上端部５４ｂからカップ５４の内側方
向に移動自在としたので，開口率の変更を簡単に行うこ
とができる。また，羽根板５６を上端部５４ｂに収納で
きるので，ウェハＷのカップ５４内への搬送を好適に行
うことができる。

【００５５】羽根板５６が最も閉じられた時にも，カッ
プ５４の開口部Ｑが完全に塞がらないようにしたので，
カップ５４の上部を完全に塞いだ状態でカップ５４内の
雰囲気を排気することが回避され，カップ５４内に乱流
が形成されることを防止できる。これにより，ウェハＷ
近傍の気体がスムーズに流れ，ウェハＷ上の塗布液等に
悪影響を与えることが防止される。なお，ポンプＰを制
御し，排出口５５の排気量を調節することにより，カッ
プ５４内の気流をさらに安定させるようにしてもよい。

【００５６】温湿度調節装置７３により，所定温度及び
湿度に調節された気体をケーシング１７ａ内に供給する
ようにしたので，ウェハＷの塗布処理を適切な雰囲気内
で行うことができる。特に，上述したように重合体の塗
布液が使用される場合には，温度を２３℃程度にし，湿
度を３５％程度にすることにより，ウェハＷ外周部の塗
布液の盛り上がりが抑制できる。

【００５７】ＳＯＤ膜形成システム１の背面側に膜厚測
定装置１３を設け，所定枚数おきにウェハ上の塗布膜の
膜厚を測定し，その測定結果に基づいて開口部Ｑの開口
率の設定を変更するようにしたので，何らかの原因で膜
厚が変動した場合にも，その後行われる塗布処理におい
て適切な膜厚に改善することができる。なお，膜厚の測
定結果に基づいて，ケーシング１７ａ内に供給される気
体の温度及び湿度の設定を変更するようにしてもよい。

【００５８】塗布処理において，ウェハＷ上の塗布液の
膜厚を調節する時にのみ，開口部Ｑの開口率を減少させ
るようにしたので，他の工程では，ウェハＷ周辺に十分
な気流を形成し，カップ５４内に発生したパーティクル
を適切に除去できる。そして，最もウェハＷ外周部の膜
厚に影響を与える膜厚調節工程の時に気流の流量を減少
させたので，ウェハＷ外周部の塗布膜の盛り上がりを適
切に抑制できる。

【００５９】なお，膜厚調節工程以外で，膜厚に影響を
及ぼす工程，例えばウェハＷ上に供給された塗布液を拡
散する工程においても，開口部Ｑの開口率を減少させて
もよい。

【００６０】以上の実施の形態で記載した羽根板５６
は，図７に示すように略水平軸周りに回動自在であって
もよい。かかる場合，例えばシャフト５７を回転させる
ためのモータ等の回転機構８０が備えられる。これによ
り，開口部Ｑの開口率をより細かく調整できる。また，
図８に示すようにカップ５４内に流入する気流の方向を
変えることができるので，例えばウェハＷの回転方向と
同じ方向に流れる気流を形成することができる。このよ
うに，ウェハＷと同じ方向に流れる気流を形成すること
により，ウェハＷ外周部とその外周部との速度差が低減
される。この結果，ウェハＷ外周部における塗布液の乾
燥速度が低下し，ウェハＷ外周部の塗布液の盛り上がり
が抑制できる。

【００６１】また，図９に示すように羽根板８５が扇形
形状を有し，羽根板８５が開口部Ｑを閉鎖した時に，隣
接する羽根板８５間に隙間Ｄが形成されるようにしても
よい。これにより，開口部Ｑの開口率が最も小さくした
時でも，カップ５４内に気体が流入し，カップ５４内で
発生するパーティクルを排除することができる。

【００６２】以上の実施の形態では，開口部Ｑの開口率
の変更を羽根板５６を用いて行っていたが，カップの開
口部を開閉するフラップを設けて行ってもよい。

【００６３】図１０は，かかる一例を示すものであり，
カップ９０の開口部Ｑに，複数のフラップ９１が設けら
れている。各フラップ９１は，例えば略扇形に形成さ
れ，開口部Ｑの周方向に並べて設けられている。フラッ
プ９１の先端部には，例えば円弧状の切り欠きが設けら
れている。このフラップ９１により開口部Ｑの外周部を
リング状に閉鎖することができ，このフラップ９１の開
閉により開口部Ｑの開口率を変更できる。なお，開口部
Ｑの中心部は，常に開口している。また，各フラップ９
１は，開口部Ｑの半径方向の外側方向に回動自在であ
り，例えば開口部Ｑの内側の水平方向から外側方向に少
なくとも９０°以上回動できる。

【００６４】そして，例えば塗布処理において，ウェハ
Ｗ上の塗布膜の膜厚を調整する際に，フラップ９１が閉
じられ，カップ９０内に流入する気体の流量を減少させ
る。これにより，前記実施の形態と同様にウェハＷ外周
部の気流速度が減速し，ウェハＷ外周部の塗布液の乾燥
速度が遅くなる。そして，遠心力によりウェハＷの中心
部からウェハ外周部に流れた塗布液が当該外周部で乾燥
することなく，ウェハＷ端部から排出される。この結
果，ウェハＷ外周部に乾燥した塗布液が堆積し，ウェハ
Ｗ外周部の膜厚が厚くなることを抑制できる。また，フ
ラップ９１先端部の切り欠きにより，開口部Ｑの中央部
は，常時開口しており，カップ９０内のパーティクルを
迅速に排除することができる。なお，上述した実施の形
態の羽根板８５と同様にフラップ９１が扇形形状を有
し，各フラップ９１が閉じた時に各フラップ９１間に隙
間が形成されるようにしてもよい。

【００６５】また，図１１に示すようにフラップ９１を
カップ９０の内側の水平方向よりも下方向に回動できる
ようにしてもよい。こうすることにより，カップ９０内
への気流の流入方向を変更することができる。したがっ
て，例えば塗布液の種類等に応じて気流の流入方向を変
えて，ウェハ外周部の乾燥速度を調節し，ウェハＷ外縁
部の膜厚が厚くなることを抑制できる。

【００６６】ウェハＷ外周部の塗布膜が盛り上がるの
は，上述した通りウェハＷを回転させた際に，ウェハＷ
外周部の速度とその周辺雰囲気の気流速度との間に大き
な速度差が生じ，乾燥速度が速くなるためである。そこ
で，ウェハＷの外周部付近にウェハＷの外周部の速度に
近い速度で流れる気流を発生させる気流発生部材をカッ
プ内に設けるようにしてもよい。

【００６７】図１２，１３は，かかる一例を示すもので
あり，気流発生部材１１０は，例えばウェハＷより直径
の大きい環状の基台１１１と，当該基台１１１上のフィ
ン１１２とで構成されている。基台１１１は，スピンチ
ャック５０上のウェハＷの下方に配置され，スピンチャ
ック５０に取り付けられている。これにより，スピンチ
ャック５０と共に回転する。フィン１１２は，基台１１
１上であってウェハＷの外方に複数設けられている。フ
ィン１１２は，例えば同一円周上に等間隔で配置されて
いる。フィン１１２は，例えば板状に形成され，効率よ
く気流を形成するために回転方向側の面の面積が広くな
るように形成される。

【００６８】そして，塗布処理時にウェハＷがスピンチ
ャック５０により回転されると，気流発生部材１１０も
回転され，フィン１１２によりウェハＷの外周部付近に
回転方向と同じ方向の気流が形成される。これにより，
ウェハＷ外周部の速度とその周辺付近の気流速度との速
度差が小さくなり，ウェハＷ外周部における塗布液の乾
燥が抑制される。この結果，ウェハＷ外周部に流れた塗
布液が，当該外周部で固化することなく，スムーズにウ
ェハＷ端部から排出されるので，ウェハＷ外周部の膜厚
が厚くなることが抑制できる。

【００６９】かかる実施の形態では，気流発生部材１１
０は，スピンチャック５０により回転されていたが，気
流発生部材が別途回転駆動部を有し，当該回転駆動部に
より回転してもよい。この場合，スピンチャック５０の
回転速度に限定されず，ウェハＷ外周部の速度とその周
辺付近の気流速度がより近くなるような最適な速度で，
気流発生部材を回転させることができる。なお，前記気
流発生部材は，前記実施の形態の羽根板５６やフラップ
９１と併用してもよい。

【００７０】以上の実施の形態は，本発明をＳＯＤ膜を
形成する塗布処理装置１７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ＳＯＧ膜，
保護膜であるポリイミド膜，レジスト膜等の塗布処理装
置にも適用できる。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，レクチル基板等の塗
布処理装置にも適用できる。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば，基板外周部における処
理液の盛り上がりを抑制できるので，基板端部のカット
幅が減少し，基板の製造効率を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態にかかる塗布処理装置が搭載された
ＳＯＤ膜形成システムの構成の概略を示す平面図であ
る。

【図２】図１のＳＯＤ膜形成システムの正面図である。

【図３】図１のＳＯＤ膜形成システムの背面図である。

【図４】塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明
図である。

【図５】カップの開口部付近の構成を示す平面図であ
る。

【図６】一枚の羽根板の斜視図である。

【図７】羽根板に回転駆動部が取り付けられた場合の羽
根板の斜視図である。

【図８】気流の方向が羽根板によって変更される様子を
示す開口部の説明図である。

【図９】羽根板間に隙間を設けた場合のカップの構成を
示す平面図である。

【図１０】カップのフラップを取り付けた場合の塗布処
理装置の構成を示す縦断面の説明図である。

【図１１】カップの内側方向に回動するフラップを有す
る塗布処理装置の構成を示す縦断面の説明図である。

【図１２】気流発生部材を備えた塗布処理装置の構成の
概略を示す縦断面の説明図である。

【図１３】図１２の気流発生部材の平面図である。

【符号の説明】

１ ＳＯＤ膜形成システム １７ 塗布処理装置 ５０ スピンチャック ５４ カップ ５６ 羽根板 ７３ 温湿度調節装置 Ｋ 切り欠き Ｑ 開口部 Ｗ ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 政彦 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 EA05 4F042 AA02 AA07 BA03 BA27 EB05 EB29 5F045 BB02 BB15 EB20 EE20 EF13 EM10 5F046 JA05 JA07 JA27

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の周辺に下降気流を形成した状態
   で，基板に処理液を供給し，当該基板を回転させて基板
   上に処理液の液膜を形成する処理装置であって，基板を
   保持し，回転させる基板保持部と，基板保持部に保持さ
   れた基板の外方を囲み，当該基板を収容する収容体と，
   を備え，前記収容体は，上面が開口した略筒状に形成さ
   れ，前記収容体には，前記上面の開口部の開口率を変更
   する開口率変更部材が設けられていることを特徴とす
   る，基板の処理装置。
2. 【請求項２】 前記開口率変更部材は，前記収容体の上
   端部の周方向に並べて配置された複数の羽根板であり，
   前記各羽根板は，前記収容体の中心方向に移動自在であ
   ることを特徴とする，請求項１に記載の基板の処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記羽根板は，前記収容体の中心を通る
   水平軸の軸周りに回転自在であることを特徴とする，請
   求項２に記載の基板の処理装置。
4. 【請求項４】 前記羽根板は，扇形形状に形成され，前
   記羽根板の扇形の要部分には，切り欠きが設けられてい
   ることを特徴とする，請求項２又は３のいずれかに記載
   の基板の処理装置。
5. 【請求項５】 前記羽根板は，扇形形状に形成され，前
   記羽根板が前記収容体の中心方向に移動した際に，前記
   周方向に並べられた羽根板の間に隙間が形成されること
   を特徴とする，請求項２又は３のいずれかに記載の基板
   の処理装置。
6. 【請求項６】 前記開口率変更部材は，前記収容体の開
   口部に設けられた複数のフラップであることを特徴とす
   る，請求項１に記載の基板の処理装置。
7. 【請求項７】 前記フラップは，前記収容体の開口部の
   周方向に並べて配置され，前記フラップは，扇形形状に
   形成され，前記フラップの扇形の要部分には，切り欠き
   が設けられていることを特徴とする，請求項６に記載の
   基板の処理装置。
8. 【請求項８】 前記フラップは，扇形形状に形成され，
   前記フラップは，前記収容体の開口部の周方向に並べて
   配置され，前記各フラップ間には，隙間が設けられてい
   ることを特徴とする，請求項６に記載の基板の処理装
   置。
9. 【請求項９】 前記開口率変更部材により前記開口部の
   開口率が最も小さくなった場合でも，前記開口部が完全
   に閉口しないように構成されていることを特徴とする，
   請求項１，２，３，４，５，６，７又は８のいずれかに
   記載の基板の処理装置。
10. 【請求項１０】 前記下降気流を形成する気体の温度及
    び湿度を調節する温湿度調節装置を備えたことを特徴と
    する，請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９の
    いずれかに記載の基板の処理装置。
11. 【請求項１１】 前記請求項１〜１０の基板の処理装置
    を用いて行われる基板の処理方法であって，基板を回転
    させて当該基板上の処理液の液膜の膜厚を調節する際
    に，前記収容体の開口部の開口率を減少させることを特
    徴とする，基板の処理方法。