JP2007173765A - 基板処理方法及びその装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】化学機械研磨のような高負荷プロセスを経ることなく、均一かつ高精度な塗布膜の平坦化を図れるようにした基板処理方法及びその装置を提供すること。
【解決手段】表面に凹凸を有する被処理基板である半導体ウエハＷに対して塗布液を供給し、ウエハの表面に塗布膜を成膜する基板処理方法において、スピンチャック１０によって回転するウエハに対して塗布液供給ノズル３０から塗布液を供給して、ウエハの表面に塗布膜を形成し、塗布膜が形成されたウエハを加熱して、塗布膜のエッチング条件を調整する。次に、回転するウエハに対して溶剤供給ノズル４０からエッチング液例えば塗布液の溶剤を供給して、塗布膜をエッチングした後、ウエハに対して塗布液供給ノズルから塗布液を供給し、ウエハの表面に平坦状の塗布膜を形成する。そして、ウエハを加熱して塗布膜を硬化させる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、基板処理方法及び基板処理装置に関するもので、更に詳細には、例えば半導体ウエハやＬＣＤ基板等の基板に塗布液を塗布し、基板表面に塗布膜を成膜する基板処理方法及びその装置に関するものである。
従来、半導体デバイスの高集積化に伴って基板上に多層配線する技術が採用されており、多層配線における配線すなわち回路パターン同士を絶縁する膜として、ＳＯＧ（Spin On Glass）と称せられるシリコン酸化膜系ガラスが使用されている。
上記ＳＯＧ膜を成膜する方法は、一般にスピンコート法により、有機溶媒中に溶かされたガラス成分を基板上に塗布し、その後の乾燥，ベーク，キュア等の熱処理で焼成することで、ガラス成分を結合させて成膜する方法である。
ところで、基板の表面には凹凸の回路パターンが形成されているため、通常のスピン塗布方法・熱乾燥を行うと、凹凸の段差形状に合わせた膜表面の形状不均一性が生じ、後の工程に支障をきたす。例えば、リソグラフィがあった場合には、焦点深度が異なることによる線幅（ＣＤ）の悪化や、膜の積み重ねに伴って段差が大きくなるなどの様々な不具合を生じさせるという問題があった。
そのため、塗布膜を平坦化する必要がある。この塗布膜を平坦化する方法として、塗布膜を熱処理によって硬化させた後、研磨部材である研磨布の表面に機械的研磨粒子及び化学的研磨粒子を含む研磨液を滴下し、この研磨布の表面を基板の塗布膜に押し付けて、塗布膜の一部を除去する化学機械研磨｛ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）｝技術が知られている。
また、上記ＣＭＰのような高負荷プロセスを経ることのない別の平坦化方法として、凹凸面を有する基板表面に塗布液を供給し、塗布膜をスキャナプレートで基板の表面に薄く押し広げて塗布すると共に、スリット状ノズルからエア圧によって均等に押圧する塗布方法（装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、別の手段として、基板の表面に塗布液を供給した後に、溶剤蒸気を含む気体を供給して、塗布膜を薄く均一にする塗布方法（装置）が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−４７３２４号公報（特許請求の範囲、図１，図２，図４） 特開平１１−３２９９３８号公報（段落番号０１４２、図８，図１３）
しかしながら、前者すなわち特開平７−４７３２４号公報に記載の技術においては、塗布液に向かってエアを吹き付けるため、塗布液が揮発して硬化し、その結果、流動性が低下するので、塗布膜の均一化が十分に図れないという問題があった。
また、後者すなわち特開平１１−３２９９３８号公報に記載の技術においては、塗布液に溶剤蒸気を送るため、前者に比べて塗布液の揮発を抑制することができるが、処理部の周囲の環境の影響によって前者と同様に、塗布膜が揮発して硬化し、その結果、流動性が低下する。したがって、この技術においても塗布膜の均一化が十分に図れないという問題があった。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ＣＭＰのような高負荷プロセスを経ることなく、均一かつ高精度な塗布膜の平坦化を図れるようにした基板処理方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、 表面に凹凸を有する被処理基板に対して塗布液を供給して、上記被処理基板の表面に塗布膜を形成する第１の塗布工程と、 上記塗布膜が形成された被処理基板を加熱して、上記塗布膜のエッチング条件を調整する第１の乾燥工程と、 上記被処理基板に形成された塗布膜をエッチングするエッチング液を供給して、上記塗布膜をエッチングするエッチング工程と、 上記被処理基板に対して塗布液を供給し、被処理基板の表面に平坦状の塗布膜を形成する第２の塗布工程と、 上記第２の塗布工程の後、上記被処理基板を加熱して塗布膜を硬化させる第２の乾燥工程と、を有することを特徴とする。
このように構成することにより、表面に凹凸を有する被処理基板の表面に塗布膜を形成した後、被処理基板を加熱して塗布膜のエッチング条件、例えばエッチング量，エッチング時間等を調整し、エッチング工程において、エッチング液により塗布膜をエッチングして余分な膜を除去し、その後、エッチングされた塗布膜に新たに塗布液を供給して平坦状の塗布膜を形成し、そして、被処理基板を加熱して塗布膜を硬化（焼成）させることができる。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板処理方法において、上記第２の乾燥工程の後、上記第２の塗布工程と第２の乾燥工程を繰り返し行うことを特徴とする。
このように構成することにより、硬化された塗布膜を積層することができると共に、塗布膜の表面の段差を更に少なくすることができる。
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の基板処理方法において、上記第１の塗布工程、第１の乾燥工程、エッチング工程、第２の塗布工程及び第２の乾燥工程を繰り返し行うことを特徴とする。
このように構成することにより、硬化された塗布膜を積層することができると共に、塗布膜の表面の段差を更に少なくすることができる。
また、請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法において、上記第１の乾燥工程及び第２の乾燥工程の後、被処理基板を冷却する冷却工程を更に有することを特徴とする。
このように構成することにより、第１の乾燥工程又は第２の乾燥工程において高温下におかれた被処理基板を次工程のエッチング工程に最適な温度まで迅速に降温させることができる。
また、請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理方法において、上記第１の塗布工程、第１の乾燥工程、エッチング工程、第２の塗布工程及び第２の乾燥工程を繰り返し行う際に、１回目の処理が終了した複数の被処理基板を順次バッファユニット内に一時収納し、ロットの最後の被処理基板が最初に処理するユニットの処理の１回目の処理終了後に、上記バッファユニットから順次搬出された被処理基板の２回目の処理を行うことを特徴とする。
このように構成することにより、複数の被処理基板を処理する際に、１回目の処理が終了した複数の被処理基板を一旦バッファユニットに収納し、ロットの最後の被処理基板が最初に処理するユニットの処理の１回目の処理が終了した後に、２回目の処理を連続して行うことができる。
また、請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法において、上記第１及び第２の塗布工程において、被処理基板を水平方向に回転させ、被処理基板の表面に塗布液を供給し、上記エッチング工程において、被処理基板を水平方向に回転させ、被処理基板の表面にエッチング液を供給する、ことを特徴とする。
このように構成することにより、第１の塗布工程において、被処理基板の表面全体に均一に塗布膜を形成し、エッチング工程において、上記塗布膜を水平方向及び深さ方向に均一にエッチングし、第２の塗布工程において、エッチングされた塗布膜の表面に均一に塗布膜を形成することができる。
また、請求項７記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法において、上記第１の乾燥工程及び第２の乾燥工程において、被処理基板を水平方向に回転させると共に、被処理基板に対して乾燥ガスを供給することを特徴とする。
このように構成することにより、被処理基板の回転による遠心力によって処理に供されたエッチング液を除去すると共に、乾燥ガスの供給によって除去することができる。
この発明において、上記エッチング液の温度を所定温度（例えば、２０℃〜５０℃）に温度調整する方が好ましい（請求項８）。また、エッチング液の濃度を調整可能にする方がよい（請求項９）。更にまた、上記エッチング液は、塗布液の溶剤、フッ酸液、酸液又はアルカリ液のいずれかを使用することができる（請求項１０）。
また、請求項１１記載の発明は、請求項１〜３，５〜１０記載の基板処理方法を具現化するもので、 表面に凹凸を有する被処理基板に対して塗布液を供給し、上記被処理基板の表面に塗布膜を成膜する基板処理装置であって、 上記被処理基板を水平に回転可能に保持する保持手段と、 上記保持手段に保持された上記被処理基板に対して塗布液を供給する塗布液供給ノズルと、 上記保持手段に保持された上記被処理基板に形成された塗布膜をエッチングするエッチング液を供給するエッチング液供給ノズルと、 上記被処理基板を加熱する加熱手段と、 上記加熱手段の温度を調整する温度調整手段と、 上記保持手段の回転制御，上記塗布液供給ノズル及び溶剤供給ノズルの供給制御並びに上記温度調整手段の温度制御を行う制御手段と、を具備し、 上記制御手段は、上記保持手段により回転する被処理基板に対して塗布液を供給して、被処理基板の表面に塗布膜を形成した後、上記塗布膜が形成された上記被処理基板を加熱して、上記塗布膜のエッチング条件を調整し、上記被処理基板に対してエッチング液を供給して、上記塗布膜をエッチングした後、上記被処理基板に対して塗布液を供給し、被処理基板の表面に平坦状の塗布膜を形成し、その後、上記被処理基板を加熱して塗布膜を硬化させるように制御可能に形成してなる、ことを特徴とする。この場合、上記加熱手段を上記保持手段に内蔵してもよい（請求項１２）。
また、請求項１３記載の発明は、請求項４記載の基板処理方法を具現化するもので、請求項１１又は１２記載の基板処理装置において、上記被処理基板を冷却する冷却手段を更に具備することを特徴とする。
また、請求項１４記載の発明は、請求項１〜６，８〜１０記載の基板処理方法を具現化するもので、表面に凹凸を有する被処理基板に対して塗布液を供給し、上記被処理基板の表面に塗布膜を成膜する基板処理装置であって、 上記被処理基板の表面に塗布膜を形成する塗布ユニットと、 上記被処理基板に形成された塗布膜をエッチングするエッチングユニットと、 上記被処理基板を加熱する加熱手段を有する加熱ユニットと、 上記加熱手段の温度を調整する温度調整手段と、 上記被処理基板を冷却する冷却手段を有する冷却ユニットと、 上記塗布ユニット、エッチングユニット、加熱ユニット及び冷却ユニット間で上記被処理基板を搬入・搬出する搬送ユニットと、 上記各ユニット及び上記温度調整手段を制御する制御手段と、を具備し、 上記塗布ユニットは、上記被処理基板を水平に回転可能に保持する保持手段と、上記保持手段に保持された上記被処理基板に対して塗布液を供給する塗布液供給ノズルと、上記被処理基板に形成された塗布膜をエッチングするエッチング液を供給するエッチング液供給ノズルのうちの少なくとも保持手段と塗布液供給ノズルを具備し、 上記エッチングユニットは、上記被処理基板を水平に回転可能に保持する保持手段と、上記被処理基板に形成された塗布膜をエッチングするエッチング液を供給するエッチング液供給ノズルと、を具備し、 上記制御手段は、上記塗布ユニットの保持手段により回転する被処理基板に対して塗布液を供給して、被処理基板の表面に塗布膜を形成した後、上記塗布膜が形成された上記被処理基板を加熱して、上記塗布膜のエッチング条件を調整し、上記被処理基板に対してエッチング液を供給して、上記塗布膜をエッチングした後、上記被処理基板に対して塗布液を供給し、被処理基板の表面に平坦状の塗布膜を形成し、その後、上記被処理基板を加熱して塗布膜を硬化させるように制御可能に形成してなる、ことを特徴とする。この場合、上記エッチングユニットは、上記被処理基板に対してエッチングを抑制する洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルを更に具備する方が好ましい（請求項１５）。
また、請求項１６記載の発明は、請求項５記載の基板処理方法を具現化するもので、請求項１４又は１５記載の基板処理装置において、上記搬送ユニットによって上記被処理基板の受け渡しが可能であって、複数の上記被処理基板が収納可能なバッファユニットを更に具備することを特徴とする。
また、請求項１７記載の発明は、請求項７記載の基板処理方法を具現化するもので、請求項１４ないし１６のいずれかに記載の基板処理装置において、上記エッチングユニットは、上記被処理基板に対して乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給ノズルを更に具備するころを特徴とする。
また、請求項１８記載の発明は、請求項１４ないし１７のいずれかに記載の基板処理装置において、上記エッチングユニットは、それぞれ互いに異なる種類のエッチング液が供給可能な複数のユニットからなり、塗布膜の膜厚等の条件に応じて選択されたエッチングユニットを使用可能に形成してなることを特徴とする基板処理装置。
このように構成することにより、塗布膜の膜厚等の条件に応じた最適のエッチング液を使用して塗布膜をエッチングすることができる。
また、請求項１４〜１８のいずれかに記載の基板処理装置において、上記エッチングユニットは、エッチング液供給源とエッチング液供給ノズルとを接続する供給管路に、エッチング液の温度を所定温度に調整する温度調整手段を具備する方が好ましい（請求項１９）。
また、上記エッチングユニットは、エッチング液の濃度を所定濃度に調整する濃度調整手段を具備する方が好ましい（請求項２０）。更にまた、上記エッチング液は、塗布液の溶剤、フッ酸液、酸液又はアルカリ液のいずれかを使用することができる（請求項２１）。
この発明は、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
（１）請求項１，８〜１０，１４，１５，１９〜２１記載の発明によれば、表面に塗布膜が形成された被処理基板を加熱して塗布膜のエッチング条件、例えばエッチング量，エッチング時間等を調整した後に、エッチング液により塗布膜をエッチングして余分な膜を除去し、その後、エッチングされた塗布膜に塗布液を供給して塗布膜を形成し、その後、被処理基板を加熱して塗布膜を硬化（焼成）させるので、凹凸部による初期段差を許容できる範囲内の微細な段差の塗布膜を成膜することができ、均一かつ高精度な塗布膜の平坦化を図ることができる。
（２）請求項２，３記載の発明によれば、第２の乾燥工程の後、第２の塗布工程と第２の乾燥工程を繰り返し行うか、あるいは、第１の塗布工程、第１の乾燥工程、エッチング工程、第２の塗布工程及び第２の乾燥工程を繰り返し行うことにより、硬化された塗布膜を積層することができると共に、塗布膜の表面の段差を更に微細にすることができるので、上記（１）に加えて、更に均一かつ高精度な塗布膜の平坦化を図ることができる。
（３）請求項４，１３記載の発明によれば、加熱手段によって被処理基板を加熱して塗布膜のエッチング条件{例えば、エッチング量，エッチング時間等}を調整した後に、被処理基板を次工程のエッチング工程に最適な温度{例えば、２３℃}まで迅速に降温させることができるので、上記（１），（２）に加えて、更にスループットの向上が図れると共に、高精度な塗布膜の平坦化が図れる。
（４）請求項６，１４記載の発明によれば、第１の塗布工程において、被処理基板の表面全体に均一に塗布膜を形成し、エッチング工程において、上記塗布膜を水平方向及び深さ方向に均一にエッチングし、第２の塗布工程において、エッチングされた塗布膜の表面に均一に塗布膜を形成することができるので、上記（１）〜（３）に加えて、更に塗布膜の均一かつ高精度な塗布膜の平坦化を図ることができる。
（５）請求項５，１６記載の発明によれば、複数の被処理基板を連続して繰り返し処理することができるので、上記（１）〜（４）に加えて、更に処理効率の向上及びスループットの向上が図れる。
（６）請求項７，１７記載の発明によれば、被処理基板の回転による遠心力によって処理に供されたエッチング液を除去すると共に、乾燥ガスの供給によって除去することができるので、上記（１）〜（５）に加えて、更に乾燥時間の短縮が図れると共に、スループットの向上が図れる。
（７）請求項１８記載の発明によれば、塗布膜の膜厚等の条件に応じた最適のエッチング液を使用して塗布膜をエッチングすることができるので、上記（１）〜（６）に加えて、更にエッチング精度の向上が図れると共に、処理範囲の拡大が図れる。
以下に、この発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板処理方法を半導体ウエハにおけるＳＯＧの成膜方法に適用した場合について説明する。
図１は、発明に係る基板処理装置の第１実施形態を示す概略断面図である。
上記基板処理装置は、凹凸面を有する被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を保持して水平に回転させる回転保持手段であるスピンチャック１０と、ウエハＷを所定温度に加熱する加熱手段２０と、加熱手段２０によって加熱されたウエハＷを、冷却する冷却手段２２と、ウエハＷの表面に塗布液であるＳＯＧ液例えばポリシラザンを滴下（供給）する塗布液供給ノズル３０と、ウエハＷの表面にエッチング液としての塗布液（ＳＯＧ）の溶剤例えばジブチルエーテルを滴下（供給）する溶剤供給ノズル４０と、を具備している。
上記スピンチャック１０は、昇降可能な外カップ５１と内カップ５２とからなるカップ５０内に収容されており、内カップ５２の底部５３を昇降可能に貫通する回転軸１１を介してモータ１２に連結されている。モータ１２は制御手段例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）により形成されたコントローラ６０からの制御信号に基づいて所定の回転数で回転するようになっている。また、スピンチャック１０は図示しない昇降手段によって昇降可能に形成されている。このスピンチャック１０は、スピンチャック１０の上方に移動される水平のＸ−Ｙ方向，垂直のＺ方向及び水平回転可能な搬送ユニットである搬送アーム（図示せず）からウエハＷを受け取ってウエハＷを吸着保持し、後述する塗布膜の処理が終了した後、上昇してスピンチャック１０の上方に移動される搬送アームにウエハＷを受け渡すように構成されている。なお、搬送アームはコントローラ６０によって制御されている。
上記加熱手段２０は、スピンチャック１０とカップ５０を配設する塗布ユニット１００の外部に配置された加熱ユニット２００内に配設されるヒータ２０ａを内蔵するホットプレートによって形成されており、温度調整手段である温度調整器２１に接続されている。加熱手段２０は、上記コントローラ６０からの制御信号に基づいて温度調整器２１が制御されて、所定の温度すなわちエッチング条件を調整する温度例えば１５０℃と塗布膜を硬化（焼成）させる温度例えば１６０℃が設定されるようになっている。
この場合、上記エッチング条件は、エッチング量と加熱時間（エッチング時間）の関係から適宜選択することができる。例えば、塗布液（ＳＯＧ）の溶剤（ジブチルエーテル）をウエハＷの中心位置に１ｃｃ／ｓｅｃで１０ｓｅｃ吐出（滴下，供給）し、加熱温度１５０℃の条件の下で、エッチング量（ｎｍ）と加熱時間（ｓｅｃ）の関係を評価したところ、図５に示すような結果が得られた。この評価結果から判るように、加熱時間が長いとエッチングが進行しなくなり、また、逆に加熱時間が短いと全剥離が生じる。この評価結果に基づいて加熱時間を選択する。例えば加熱時間を１２０（ｓｅｃ）に選択すると、エッチング量は１２０（ｎｍ）となり、また、加熱時間を２１０（ｓｅｃ）に選択すると、エッチング量は約５０（ｎｍ）となる。
なお、エッチング量の制御は、加熱温度や加熱時間等の加熱条件によるもの、溶剤の吐出量（滴下量，供給量）や吐出時間等の溶剤条件によるもの、あるいは、加熱条件及び溶剤条件の双方を組み合わせたものによって行うことができる。
上記冷却手段２２は、上記加熱ユニット２００の下方に配設される冷却ユニット３００内に配設される冷媒配管２２ａを内蔵するクーリングプレートによって形成されており、冷却温度調整手段である冷却温度調整器２３に接続されている。冷却手段２２は、上記コントローラ６０からの制御信号に基づいて冷却温度調節器２３が制御されて、加熱手段２０によって加熱されたウエハＷを所定の温度例えば２３℃に降温するように設定されている。なお、冷却手段２２を加熱手段２０の側方に設けてもよい。
なお、上記塗布ユニット１００，加熱ユニット２００及び冷却ユニット３００の側部には、それぞれウエハＷの搬入出口４００が設けられると共に、図示しない昇降機構によって昇降するシャッタ５００によって開閉可能に形成されている。また、コントローラ６０によって制御される図示しない搬送アームによって、これら塗布ユニット１００、加熱ユニット２００及び冷却ユニット３００間でウエハＷを受け渡し可能に形成されている。
一方、上記塗布液供給ノズル３０は、開閉弁Ｖ１を介設した塗布液供給管路３１を介して塗布液供給源３２に接続されている。また、溶剤供給ノズル４０は、塗布液供給ノズル３０に隣接して配設されており、開閉弁Ｖ２を介設した溶剤液供給管路４１を介して溶剤供給源４２に接続されている。なお、塗布液供給管路３１及び溶剤供給管路４１には、塗布液及び溶剤を所定温度例えば２０℃〜５０℃に温度調整する温度調整手段である温度調整器８０が設けられている。これら塗布液供給ノズル３０及び溶剤供給ノズル４０は、ノズル移動機構７０によってスピンチャック１０の中心位置とカップ５０の外方の待機位置とに移動可能に形成されている。この場合、ノズル移動機構７０は、コントローラ６０からの制御信号に基づいて塗布液供給ノズル３０及び溶剤供給ノズル４０をスピンチャック１０の中心位置とカップ５０の外方の待機位置とに移動する。
次に、上記のように構成されるこの発明に係る基板処理装置の動作態様について、図１、図２、図３及び図４に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、未処理のウエハＷを図示しない搬送アームによって塗布ユニット１００内に搬入してスピンチャック１０にウエハＷを受け渡す。その後、搬送アームは後退し、外カップ５１が上昇する。この状態で、コントローラ６０からの制御信号に基づいて塗布液供給管路３１に介設された開閉弁Ｖ１が開放すると共に、スピンチャック１０のモータ１２が駆動する。これにより、図３（ａ）に示すように、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して塗布液供給ノズル３０から塗布液が滴下（供給）され、ウエハＷの表面に段差Ｈの塗布液の塗布膜Ｔを形成する（図２（ａ）参照）｛第１の塗布工程：ステップ４−１｝。塗布膜を形成した後、コントローラ６０からの制御信号に基づいて開閉弁Ｖ１は閉じ、モータ１２は停止する。
次に、搬送アームによってスピンチャック１０上のウエハＷを受け取って加熱ユニット２００内の加熱手段であるホットプレート２０上に受け渡す。そして、コントローラ６０からの制御信号に基づいて温度調整器２１が作動して加熱手段２０のヒータ２０ａの温度を例えば１５０℃に昇温し、ウエハＷを図５により予め選択された加熱時間で加熱して、エッチング条件を調整する。これにより、図３（ｂ）に示すように、塗布膜Ｔ中の液分の一部が蒸発して塗布膜Ｔの段差が若干小さくなる｛第１の乾燥工程：ステップ４−２｝。
次に、搬送アームによってホットプレート２０上のウエハＷを受け取って冷却ユニット３００内の冷却手段であるクーリングプレート２２上に受け渡す。そして、コントローラ６０からの制御信号に基づいて冷却温度調節器２３が作動して冷却手段２２の冷媒温度を例えば２３℃にし、図３（ｃ）に示すように、ウエハＷを２３℃まで降温する{冷却工程：ステップ４−３}。
次に、搬送アームによってクーリングプレート２２上のウエハＷを受け取って塗布ユニット１００内のスピンチャック１０にウエハＷを受け渡す。次に、コントローラ６０からの制御信号に基づいて溶剤供給ノズル４０がウエハＷの中心部上方に移動し、溶剤供給管路４１に介設された開閉弁Ｖ２が開放すると共に、スピンチャック１０のモータ１２が駆動する。これにより、図３（ｄ）に示すように、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して溶剤供給ノズル４０から溶剤が滴下（供給）され、塗布膜Ｔを等方向的にエッチングする（図２（ｂ）参照）｛エッチング工程：ステップ４−４｝。この溶剤による等方向エッチングの後に、溶剤（エッチング液）の振り切りを行う。
エッチング処理を行った後、コントローラ６０からの制御信号に基づいて開閉弁Ｖ２は閉じる一方、ウエハＷの中心上方位置に再び塗布液供給ノズル３０が移動する。この状態で、コントローラ６０からの制御信号に基づいて開閉弁Ｖ１が開放し、図３（ｅ）に示すように、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して塗布液供給ノズル３０から塗布液が滴下（供給）され、ウエハＷの表面に許容範囲内の微細な段差ｈのほぼ平坦状の塗布膜Ｔを形成する（図２（ｃ）参照）｛第２の塗布工程：ステップ４−５｝。
上記のようにして塗布膜を形成した後、コントローラ６０からの制御信号に基づいて開閉弁Ｖ１は閉じ、モータ１２は停止する。次に、搬送アームによってスピンチャック１０上のウエハＷを受け取って加熱ユニット２００内のホットプレート２０（加熱手段）上に受け渡す。そして、コントローラ６０からの制御信号に基づいて温度調整器２１が作動してヒータ２０の温度を例えば１６０℃に昇温してウエハＷを加熱して、図３（ｆ）に示すように、塗布膜を硬化（焼成）する｛第２の乾燥工程：ステップ４−６｝。
上記のようにして塗布膜Ｔの硬化（焼成）処理が行われた後、外カップ５１が下降すると共に、スピンチャック１０が上昇し、スピンチャック１０の上方に移動する搬送アームにウエハＷを受け渡し、搬送アームによってウエハＷを基板処理装置から搬出する。
上記実施形態では、第１の塗布工程，第１の乾燥工程，冷却工程，エッチング工程，第２の塗布工程及び第２の乾燥工程によって、凹凸を有するウエハＷの表面に平坦状の塗布膜を成膜する場合について説明したが、塗布膜Ｔの段差を更に微細にするには、第２の塗布工程と第２の乾燥工程を繰り返し行うようにしてもよい。すなわち、図６に示すように、上記第１実施形態と同様に、第１の塗布工程（ステップ６−１），第１の乾燥工程（ステップ６−２），第１の冷却工程（ステップ６−３），エッチング工程（ステップ６−４），第２の塗布工程（ステップ６−５），第２の乾燥工程（ステップ６−６）及び第２の冷却工程（ステップ６−７）を行って、図７（ｃ）に示すような初期塗布膜Ｔの段差Ｈより小さい段差ｈの塗布膜Ｔを成膜した後、２回目の第２の塗布工程（ステップ６−８）を行い、そして、２回目の第２の乾燥工程（ステップ６−９）を行うようにしてもよい。これにより、塗布膜Ｔを積層するこができると共に、段差ｈより微細な段差ｈ0の塗布膜Ｔを成膜することができる。
また、上記第２実施形態に代えて、第１の塗布工程，第１の乾燥工程，第１の冷却工程，エッチング工程，第２の塗布工程，第２の乾燥工程及び第２の冷却工程を複数回繰り返し行うようにしてもよい。例えば、図８に示すように、上記第１実施形態と同様に、第１の塗布工程（ステップ８−１，図９（ａ）参照），第１の乾燥工程（ステップ８−２），第１の冷却工程（ステップ８−３），エッチング工程（ステップ８−４，図９（ｂ）参照），第２の塗布工程（ステップ８−５），第２の乾燥工程（ステップ８−６）及び第２の冷却工程（ステップ８−７）を行って、図９（ｃ）に示すような初期塗布膜Ｔの段差Ｈより小さい段差ｈ1の塗布膜Ｔを成膜した後、２回目の第１の塗布工程（ステップ８−８）を行って段差ｈ1より小さな段差ｈ2の塗布膜Ｔを形成した後（図９（ｄ）参照）、２回目の第１の乾燥工程（ステップ８−９），２回目の第１の冷却工程（ステップ８−１０），２回目のエッチング工程（ステップ８−１１，図９（ｅ）参照），２回目の第２の塗布工程（ステップ８−１２）及び２回目の第２の乾燥工程（ステップ８−１３）を行うようにしてもよい。これにより、塗布膜Ｔを積層するこができると共に、段差ｈ2より更に微細な段差ｈ3の塗布膜Ｔを成膜することができる（図９（ｆ）参照）。
なお、上記実施形態では、加熱手段２０を塗布ユニット１００の外部の加熱ユニット２００内に配設した場合について説明したが、加熱手段を、図１０に示すように、スピンチャック１０に内蔵されるヒータ２０ａによって形成してもよい。なお、図１０において、その他の部分は図１に示す実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。
上記のように構成される基板処理装置によれば、以下のようにしてウエハＷに塗布膜を成膜することができる。
すなわち、図１１に示すように、まず、未処理のウエハＷを図示しない搬送アームによってカップ５０内に搬入してスピンチャック１０にウエハＷを受け渡す。その後、搬送アームは後退し、外カップ５１が上昇する。この状態で、コントローラ６０からの制御信号に基づいて塗布液供給管路３１に介設された開閉弁Ｖ１が開放すると共に、スピンチャック１０のモータ１２が駆動する。これにより、図１１（ａ）に示すように、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して塗布液供給ノズル３０から塗布液が滴下（供給）され、ウエハＷの表面に段差Ｈの塗布液の塗布膜Ｔを形成する（図２（ａ）参照）｛第１の塗布工程｝。
塗布膜を形成した後、コントローラ６０からの制御信号に基づいて開閉弁Ｖ１は閉じ、モータ１２は停止する。次に、コントローラ６０からの制御信号に基づいて温度調整器２１が作動して加熱手段であるヒータ２０の温度を例えば１５０℃に昇温し、ウエハＷを、図５により予め選択された加熱時間で加熱して、エッチング条件を調整する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、塗布膜Ｔ中の液分の一部が蒸発して塗布膜Ｔの段差が若干小さくなる｛第１の乾燥工程｝。第１の乾燥工程の後、ウエハＷを例えば２３℃まで冷却する{冷却工程}。
次に、コントローラ６０からの制御信号に基づいて溶剤供給ノズル４０がウエハＷの中心部上方に移動し、溶剤供給管路４１に介設された開閉弁Ｖ２が開放すると共に、スピンチャック１０のモータ１２が駆動する。これにより、図１１（ｃ）に示すように、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して溶剤供給ノズル４０から溶剤が滴下（供給）され、塗布膜Ｔを等方向的にエッチングする（図２（ｂ）参照）｛エッチング工程｝。
エッチング処理を行った後、コントローラ６０からの制御信号に基づいて開閉弁Ｖ２は閉じる一方、ウエハＷの中心上方位置に再び塗布液供給ノズル３０が移動する。この状態で、コントローラ６０からの制御信号に基づいて開閉弁Ｖ１が開放し、図１１（ｄ）に示すように、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して塗布液供給ノズル３０から塗布液が滴下（供給）され、ウエハＷの表面に許容範囲内の微細な段差ｈのほぼ平坦状の塗布膜Ｔを形成する（図２（ｃ）参照）｛第２の塗布工程｝。
上記のようにして塗布膜を形成した後、コントローラ６０からの制御信号に基づいて開閉弁Ｖ１は閉じ、モータ１２は停止する。次に、コントローラ６０からの制御信号に基づいて温度調整器２１が作動してヒータ２０の温度を例えば１６０℃に昇温してウエハＷを加熱して、図１１（ｅ）に示すように、塗布膜を硬化（焼成）する｛第２の乾燥工程｝。
上記のようにして塗布膜Ｔの硬化（焼成）処理が行われた後、外カップ５１が下降すると共に、スピンチャック１０が上昇し、スピンチャック１０の上方に移動する搬送アームにウエハＷを受け渡し、搬送アームによってウエハＷを基板処理装置から搬出する。
上記実施形態では、第１の塗布工程，第１の乾燥工程，第１の冷却工程，エッチング工程，第２の塗布工程，第２の乾燥工程及び第２の冷却工程によって、凹凸を有するウエハＷの表面に平坦状の塗布膜を成膜する場合について説明したが、塗布膜Ｔの段差を更に微細にするには、上述したと同様に第２の塗布工程と第２の乾燥工程を繰り返し行うようにしてもよい。また、第１の塗布工程，第１の乾燥工程，第１の冷却工程，エッチング工程，第２の塗布工程，第２の乾燥工程及び第２の冷却工程を複数回繰り返し行うようにしてもよい。
上記実施形態では、塗布膜をエッチングするエッチング液がＳＯＧの溶剤例えばジブチルエーテルである場合について説明したが、この発明においては、ＳＯＧの膜厚等の条件に応じてＳＯＧの溶剤以外のエッチング液、例えばＨＦ，ＢＨＦ等のフッ酸液、塩酸，硫酸等の酸液あるいはＮａＯＨ，ＫＯＨ等のアルカリ液等を使用することができる。
次に、異なる種類のエッチング液により処理が可能な基板処理装置を適用した基板処理システムの一例について説明する。
上記基板処理システムは、図１２に示すように、ウエハＷをウエハカセットＣで複数枚例えば２５枚単位で外部からシステムに搬入又はシステムから搬出したり、ウエハカセットＣに対してウエハＷを搬出・搬入したりするための搬入部及び搬出部として機能するカセットステーション１と、ウエハＷに対して塗布膜Ｔの形成及びエッチング処理等を施す処理ステーション２と、カセットステーション１と処理ステーション２との間に設けられ、ウエハＷを受け渡すためのインターフェース・ステーション３とで主要部が構成されている。
上記インターフェース・ステーション３は、図１２に示すように、カセット載置台１ａ上に複数個例えば４個までのウエハカセットＣがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション２側に向けて水平のＸ方向に沿って一列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）及びウエハカセットＣ内に垂直方向に沿って収容されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用ピンセット４が各ウエハカセットＣに選択的に搬送するように構成されている。また、ウエハ搬送用ピンセット４は、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション２側の第１のユニット群Ｇ１の多段ユニット部に属する受け渡しユニット（ＴＲＳ１，ＴＲＳ２）に対してウエハＷの受け渡しできるようになっている。
上記処理ステーション２は、図１２（ａ）に示すように、ウエハＷにＳＯＧの塗布膜を形成する２台の塗布ユニット１００Ａ，１００Ｂと、フッ酸液エッチングユニット６００Ａ，酸液エッチングユニット６００Ｂ，アルカリ液エッチングユニット６００Ｃからなる３台のエッチングユニットと、処理ステーション２におけるインターフェース・ステーション３側に配設される第１のユニット群Ｇ１、処理ステーション２における略中央部に配設される第２のユニット群Ｇ２、塗布ユニット１００Ａ，１００Ｂ，第１のユニット群Ｇ１，第２のユニット群Ｇ２及び後述するバッファユニット７００の間に配設されて、塗布ユニット１００Ａ，１００Ｂ，第１のユニット群Ｇ１，第２のユニット群Ｇ２及びバッファユニット７００の間でウエハＷを受け渡しする搬送ユニットである第１の搬送アーム５Ａと、第２のユニット群Ｇ２とフッ酸液エッチングユニット６００Ａ，酸液エッチングユニット６００Ｂ，アルカリ液エッチングユニット６００Ｃとの間に配設され、第２のユニット群Ｇ２とフッ酸液エッチングユニット６００Ａ，酸液エッチングユニット６００Ｂ，アルカリ液エッチングユニット６００Ｃとの間でウエハＷを受け渡しする搬送ユニットである第２の搬送アーム５Ｂを具備している。なお、バッファユニット７００は、複数のウエハＷが収納可能に形成されている。
第１のユニット群Ｇ１は、図１２（ｂ）に示すように、上から下方に向かって順に第１ないし第４の加熱ユニット（ＨＰ１〜ＨＰ４），第１及び第２の受け渡しユニット（ＴＲＳ１，ＴＲＳ２）及び第１及び第２の冷却ユニット（ＣＯＬ１，ＣＯＬ２）が積層されている。
また、第２のユニット群Ｇ２は、図１２（ｃ）に示すように、上から下方に向かって順に第５ないし第７の加熱ユニット（ＨＰ５〜ＨＰ７），第３及び第４の受け渡しユニット（ＴＲＳ３，ＴＲＳ４）及び第３及び第４の冷却ユニット（ＣＯＬ３，ＣＯＬ４）が積層されている。
上記のように構成される基板処理システムにおいて、第１及び第２の塗布ユニット１００Ａ，１００Ｂは、第１実施形態の塗布ユニット１００と同様に構成されているので、ここでは説明は省略する。また、上記第１ないし第７の加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ７と第１なし第４の冷却ユニットＣＯＬ１〜ＣＯＬ４も、それぞれ第１実施形態の加熱ユニット２００と冷却ユニット３００と同様に構成されている。
一方、フッ酸液エッチングユニット６００Ａ，酸液エッチングユニット６００Ｂ，アルカリ液エッチングユニット６００Ｃは、エッチング液が異なる以外は同様に構成されている。以下に、フッ酸液エッチングユニット６００Ａを代表して説明する。
フッ酸液エッチングユニット６００Ａは、図１３に示すように、ウエハＷを保持して水平に回転させる回転保持手段であるスピンチャック１０Ａと、ウエハＷの表面にエッチング液であるフッ酸液を滴下（供給）するエッチング液供給ノズル６と、ウエハＷに対してエッチングを抑制（停止）する洗浄液例えば純水を供給する洗浄液供給ノズル７と、ウエハＷに対して乾燥ガス例えば窒素（Ｎ２）ガス或いは清浄空気を供給（噴射）する乾燥ガス供給ノズル８と、を具備している。
上記スピンチャック１０Ａは、昇降可能な外カップ５１Ａと内カップ５２Ａとからなるカップ５０Ａ内に収容されており、内カップ５２Ａの底部５３Ａを昇降可能に貫通する回転軸１１Ａを介してモータ１２Ａに連結されている。モータ１２Ａは制御手段であるコントローラ６０Ａからの制御信号に基づいて所定の回転数で回転するようになっている。また、スピンチャック１０Ａは図示しない昇降手段によって昇降可能に形成されている。このスピンチャック１０Ａは、スピンチャック１０Ａの上方に移動される水平のＸ−Ｙ方向，垂直のＺ方向及び水平回転可能な搬送ユニットである第１の搬送アーム５ＡからウエハＷを受け取ってウエハＷを吸着保持し、後述する塗布膜の処理が終了した後、上昇してスピンチャック１０Ａの上方に移動される第１の搬送アーム５ＡにウエハＷを受け渡すように構成されている。なお、第１の搬送アーム５Ａ及び第２の搬送アーム５Ｂはコントローラ６０Ａによって制御されている。
上記エッチング液供給ノズル６は、エッチング液供給管路６ａを介してエッチング液供給源であるエッチング液（フッ酸液）を貯留するフッ酸液タンク６ｂ（以下にフッ酸タンク６ｂという）に接続されている。また、洗浄液供給ノズル７は、純水供給管路７ａを介してフッ酸液の希釈液を兼用する洗浄液の供給源である純水を貯留する純水タンク７ｂに接続されている。この場合、エッチング液供給管路６ａには、フッ酸タンク６ｂ側からポンプＰ１，流量制御弁ＦＶ１及び切換弁ＣＶが介設されている。また、純水供給管路７ａには、純水タンク７ｂ側からポンプＰ２，流量制御弁ＦＶ２が介設されると共に、流量制御弁ＦＶ２の二次側から分岐された分岐管路７ｃが切換弁ＣＶに接続されている。上記流量制御弁ＦＶ１，流量制御弁ＦＶ２及び切換弁ＣＶによってフッ酸液の濃度調整手段９０が形成されている。すなわち、流量制御弁ＦＶ１，流量制御弁ＦＶ２及び切換弁ＣＶはコントローラ６０Ａによって制御されており、コントローラ６０Ａに予め記憶された制御信号に基づいて、流量制御弁ＦＶ１によって調整されたフッ酸液と、流量制御弁ＦＶ２によって調整された純水とを混合することで所定の濃度のフッ酸液が得られるようになっている。
また、エッチング液供給管路６ａには、エッチング液を所定の温度例えば２０℃〜５０℃に温度調整する温度調整手段である温度調整器８０が介設されている。この温度調整器８０はコントローラ６０Ａからの制御信号によって制御され、塗布膜Ｔの膜厚等の条件に応じてエッチング液を所定の温度例えば２０℃〜５０℃に温度調整する。
また、乾燥ガス供給ノズル８は、開閉弁Ｖ３を介設した乾燥ガス供給管路８ａを介して乾燥ガス供給源例えばＮ２ガス供給源８ｂが接続されている。
上記エッチング液供給ノズル６と洗浄液供給ノズル７は、ノズル移動機構７０Ａによってスピンチャック１０Ａの中心位置とカップ５０Ａの外方の待機位置とに移動可能に形成されている。また、乾燥ガス供給ノズル８は、ノズル移動機構７０Ｂによってスピンチャック１０Ａの中心位置とカップ５０Ａの外方の待機位置とに移動可能に形成されている。なお、乾燥ガス供給ノズル８は、ウエハＷの中心から周縁側に向かってＮ２ガスを供給（噴射）するように傾斜させる方が好ましい。また、乾燥ガス供給ノズル８は、ウエハＷの中心上方位置から周縁上方位置にスキャンさせながらＮ２ガスを供給（噴射）する方が好ましい。この場合、ノズル移動機構７０Ａ，７０Ｂは、それぞれコントローラ６０Ａからの制御信号に基づいてエッチング液供給ノズル６，洗浄液供給ノズル７及び乾燥ガス供給ノズル８をスピンチャック１０Ａの中心位置とカップ５０Ａの外方の待機位置とに移動する。
なお、酸液エッチングユニット６００Ｂ及びアルカリ液エッチングユニット６００Ｃにおいては、エッチング液が異なる以外、すなわちエッチング液供給ノズル６に接続するエッチング液タンクをフッ酸タンク６ｂに代えて酸液タンク又はアルカリ液タンクとする以外はフッ酸液エッチングユニット６００Ａと同様に構成される。
次に、上記基板処理システムにおける塗布膜Ｔの成膜方法について、図２ないし図５、図１２ないし図１５を参照して説明する。
＜塗布膜の溶剤によるエッチングの場合＞
まず、カセットステーション１において、ウエハ搬送用ピンセット４がカセット載置台１ａ上の未処理のウエハＷを収容しているカセットＣにアクセスして、そのカセットＣから１枚のウエハＷを取り出す（ステップ１４−１）。ウエハ搬送用ピンセット４は、カセットＣよりウエハＷを取り出すと、処理ステーション２側の第１のユニット群Ｇ１内に配置されている第１の受け渡しユニットＴＲＳ１の載置台（図示せず）にウエハＷを受け渡す（ステップ１４−２）。その後、第１の搬送アーム５Ａが第１の受け渡しユニットＴＲＳ１からウエハＷを受け取って、第１のユニット群Ｇ１内に配置されている第１の冷却ユニットＣＯＬ１のクーリングプレート（図示せず）上に受け渡して、ウエハＷを２３℃まで降温する｛処理前冷却工程：ステップ１４−３｝。
次に、第１の搬送アーム５Ａが第１の冷却ユニットＣＯＬ１のクーリングプレート上のウエハＷを受け取って、第１の塗布ユニット１００Ａのスピンチャック１０上にウエハＷを受け渡す。その後、第１実施形態と同様に、図３（ａ）に示すように、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して塗布液供給ノズル３０から塗布液が滴下（供給）され、ウエハＷの表面に段差Ｈの塗布液の塗布膜Ｔを形成する（図２（ａ）参照）｛第１の塗布工程：ステップ１４−４｝。
次に、第１の搬送アーム５Ａによってスピンチャック１０上のウエハＷを受け取って第１のユニット群Ｇ１の第１又は第２の加熱ユニットＨＰ１，ＨＰ２のホットプレート（図示せず）上に受け渡す。そして、ウエハＷを図５により予め選択された加熱時間で加熱して、エッチング条件を調整する。これにより、図３（ｂ）に示すように、塗布膜Ｔ中の液分の一部が蒸発して塗布膜Ｔの段差が若干小さくなる｛第１の乾燥工程：ステップ１４−５｝。
次に、第１の搬送アーム５Ａによって第１又は第２の加熱ユニットＨＰ１，ＨＰ２のホットプレート上のウエハＷを受け取って、第１のユニット群Ｇ１に配置されている第１又は第２の冷却ユニットＣＯＬ１，ＣＯＬ２のクーリングプレート上に受け渡して、ウエハＷを２３℃まで降温する｛第１の冷却工程：ステップ１４−６｝。
次に、第１の搬送アーム５Ａが第１又は第２の冷却ユニットＣＯＬ１，ＣＯＬ２のクーリングプレート上のウエハＷを受け取って、第２の塗布ユニット１００Ｂ内のスピンチャック１０にウエハＷを受け渡す。その後、第１実施形態と同様に、図３（ｄ）に示すように、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して溶剤供給ノズル４０から溶剤が滴下（供給）され、塗布膜Ｔを等方向的にエッチングする（図２（ｂ）参照）｛エッチング工程：ステップ１４−７｝。この溶剤による等方向エッチングの後に、溶剤（エッチング液）の振り切りを行う。
エッチング処理を行った後、第１実施形態と同様に、図３（ｅ）に示すように、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して塗布液供給ノズル３０から塗布液が滴下（供給）され、ウエハＷの表面に許容範囲内の微細な段差ｈのほぼ平坦状の塗布膜Ｔを形成する（図２（ｃ）参照）｛第２の塗布工程：ステップ１４−８｝。
上記のようにして塗布膜を形成した後、第１の搬送アーム５Ａによってスピンチャック１０上のウエハＷを受け取って第１のユニット群Ｇ１に配置された第３又は第４の加熱ユニットＨＰ３，ＨＰ４内のホットプレート（図示せず）上に受け渡す。そして、図３（ｆ）に示すように、塗布膜を硬化（焼成）する｛第２の乾燥工程：ステップ１４−９｝。
上記のようにして塗布膜Ｔの硬化（焼成）処理が行われた後、第１の搬送アーム５Ａが第３又は第４の加熱ユニットＨＰ３，ＨＰ４内のホットプレート上のウエハＷを受け取って第２の冷却ユニットＣＯＬ２のクーリングプレート上にウエハＷを受け渡して、ウエハＷを２３℃まで降温する｛第２の冷却工程：ステップ１４−１０｝。
次に、第１の搬送アーム５Ａによって第２の冷却ユニットＣＯＬ２のクーリングプレート上のウエハＷを受け取って、第２の受け渡しユニットＴＲＳ２の載置台（図示せず）上に受け渡す（ステップ１４−１１）。その後、ウエハ搬送用ピンセット４が第２の受け渡しユニットＴＲＳ２の載置台上のウエハＷを受け取って、カセット載置台１ａ上のカセットＣ内に収納（搬入）して、処理が終了する（ステップ１４−１２）。
なお、上記説明では、第１の塗布工程，第１の乾燥工程，第１の冷却工程，エッチング工程，第２の塗布工程，第２の乾燥工程及び第２の冷却工程によって、凹凸を有するウエハＷの表面に平坦状の塗布膜を成膜する場合について説明したが、塗布膜Ｔの段差を更に微細にするには、上述したと同様に第２の塗布工程と第２の乾燥工程を繰り返し行うようにしてもよい。また、第１の塗布工程，第１の乾燥工程，第１の冷却工程，エッチング工程，第２の塗布工程，第２の乾燥工程及び第２の冷却工程を複数回繰り返し行うようにしてもよい。
また、第１の塗布工程，第１の乾燥工程，第１の冷却工程，エッチング工程，第２の塗布工程，第２の乾燥工程及び第２の冷却工程を複数回繰り返し行う場合は、１回目の処理が終了したウエハＷをカセットステーション１に戻さずに、第１の搬送アーム５Ａによって第２の受け渡しユニットＴＲＳ２の載置台上のウエハＷを、順次バッファユニット７００内に一時収納し、ロットの最後のウエハＷの１回目の処理終了後に、第１の搬送アーム５Ａによってバッファユニット７００から順次搬出されたウエハＷの２回目の処理を行う。
また、上記実施形態では、１つの塗布ユニット１００Ａ，１００Ｂ内にエッチング液である溶剤の供給ノズル４０を配設して、１つの塗布ユニット１００Ａ，１００Ｂ内で塗布膜Ｔの成膜処理とエッチング処理を行う場合について説明したが、溶剤供給ノズルを具備する専用のエッチングユニットを別途に設けて、塗布ユニット１００Ａ，１００Ｂとは別にエッチング処理を行うようにしてもよい。
＜フッ酸によるエッチングの場合＞
まず、カセットステーション１において、ウエハ搬送用ピンセット４がカセット載置台１ａ上の未処理のウエハＷを収容しているカセットＣにアクセスして、そのカセットＣから１枚のウエハＷを取り出す（ステップ１５−１）。ウエハ搬送用ピンセット４は、カセットＣよりウエハＷを取り出すと、処理ステーション２側の第１のユニット群Ｇ１内に配置されている第１の受け渡しユニットＴＲＳ１の載置台（図示せず）にウエハＷを受け渡す（ステップ１５−２）。その後、第１の搬送アーム５Ａが第１の受け渡しユニットＴＲＳ１からウエハＷを受け取って、第１のユニット群Ｇ１内に配置されている第１の冷却ユニットＣＯＬ１のクーリングプレート（図示せず）上に受け渡して、ウエハＷを２３℃まで降温する｛処理前冷却工程：ステップ１５−３｝。
次に、第１の搬送アーム５Ａが第１の冷却ユニットＣＯＬ１のクーリングプレート上のウエハＷを受け取って、第１の塗布ユニット１００Ａのスピンチャック１０上にウエハＷを受け渡す。その後、第１実施形態と同様に、図３（ａ）に示すように、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して塗布液供給ノズル３０から塗布液が滴下（供給）され、ウエハＷの表面に段差Ｈの塗布液の塗布膜Ｔを形成する（図２（ａ）参照）｛第１の塗布工程：ステップ１５−４｝。
次に、第１の搬送アーム５Ａによってスピンチャック１０上のウエハＷを受け取って第１のユニット群Ｇ１の第１，第２又は第３の加熱ユニットＨＰ１，ＨＰ２，ＨＰ３のホットプレート（図示せず）上に受け渡す。そして、ウエハＷを図５により予め選択された加熱時間で加熱して、エッチング条件を調整する。これにより、塗布膜Ｔ中の液分の一部が蒸発して塗布膜Ｔの段差が若干小さくなる｛第１の乾燥工程：ステップ１５−５｝。
次に、第２の搬送アーム５Ｂによって第１，第２又は第３の加熱ユニットＨＰ１，ＨＰ２，ＨＰ３のホットプレート上のウエハＷを受け取って、第１のユニット群Ｇ１に配置されている第２の冷却ユニットＣＯＬ２のクーリングプレート（図示せず）上にウエハＷを受け渡して、ウエハＷを２３℃まで降温する｛第１の冷却工程：ステップ１５−６｝。
次に、第１の搬送アーム５Ａによって第２の冷却ユニットＣＯＬ２のクーリングプレート上のウエハＷを受け取って、第２のユニット群Ｇ２に配置されている第３の受け渡しユニットＴＲＳ３の載置台（図示せず）上にウエハＷを受け渡す。その後、第２の搬送アーム５Ｂが第３の受け渡しユニットＴＲＳ３の載置台上のウエハＷを受け取って、フッ酸液エッチングユニット６００Ａ内のスピンチャック１０ＡにウエハＷを受け渡す。その後、スピンチャック１０Ａの回転に伴って回転するウエハＷの表面に対してエッチング液供給ノズル６からエッチング液であるフッ酸液が滴下（供給）され、塗布膜Ｔを等方向的にエッチングする（図２（ｂ）参照）｛フッ酸液エッチング工程：ステップ１５−７｝。この際、洗浄液供給ノズル７からウエハＷに対して純水を供給してエッチングを抑制（停止）させる。このフッ酸液による等方向エッチングの後に、フッ酸液（エッチング液）の振り切りを行う（振り切り乾燥工程：ステップ１５−８）。この際、モータ１２Ａの駆動によるスピンチャック１０Ａ及びウエハＷの回転による遠心力によってエッチングに供されたフッ酸液を除去すると共に、ウエハＷの中心部の上方から側縁部に向かう水平方向にスキャンする乾燥ガス供給ノズル８から乾燥ガス例えばＮ２ガスをウエハＷの表面に供給（噴射）して、エッチングに供されたフッ酸液を外部に飛散して除去する。
エッチング処理を行った後、第２の搬送アーム５Ｂがフッ酸液エッチングユニット６００Ａ内のスピンチャック１０Ａ上のウエハＷを受け取って、第２のユニット群Ｇ２に配置されている例えば第４の受け渡しユニットＴＲＳ４の載置台（図示せず）に受け渡す。その後、第２の搬送アーム５Ｂが第４の受け渡しユニットＴＲＳ４の載置台上のウエハＷを受け取って、第２のユニット群Ｇ２に配置されている第３又は第４の冷却ユニットＣＯＬ３，ＣＯＬ４のクーリングプレート（図示せず）上にウエハＷを受け渡して、次に塗布処理されるウエハＷを２３℃まで降温する｛処理前冷却工程：ステップ１５−９｝。
次に、第１の搬送アーム５Ａが第３又は第４の冷却ユニットＣＯＬ３，ＣＯＬ４上のウエハＷを受け取って、第２の塗布ユニット１００Ｂのスピンチャック１０上にウエハＷを受け渡す。その後、スピンチャック１０の回転に伴って回転するウエハＷの表面に対して塗布液供給ノズル３０から塗布液が滴下（供給）され、ウエハＷの表面に許容範囲内の微細な段差ｈのほぼ平坦状の塗布膜Ｔを形成する（図２（ｃ）参照）｛第２の塗布工程：ステップ１５−１０｝。
上記のようにして塗布膜を形成した後、第１の搬送アーム５Ａによってスピンチャック１０上のウエハＷを受け取って第２のユニット群Ｇ２に配置された第５，第６又は第７の加熱ユニットＨＰ５，ＨＰ６，ＨＰ７内のホットプレート（図示せず）上に受け渡す。そして、塗布膜を硬化（焼成）する｛第２の乾燥工程：ステップ１５−１１｝。
上記のようにして塗布膜Ｔの硬化（焼成）処理が行われた後、第１の搬送アーム５Ａが第５，第６又は第７の加熱ユニットＨＰ５，ＨＰ６，ＨＰ７内のホットプレート上のウエハＷを受け取って、第１のユニット群Ｇ１の第２の冷却ユニットＣＯＬ２のクーリングプレート（図示せず）上にウエハＷを受け渡して、ウエハＷを２３℃まで降温する｛第２の冷却工程：ステップ１５−１２｝。
次に、第１の搬送アーム５Ａによって第２の冷却ユニットＣＯＬ２のクーリングプレート上のウエハＷを受け取って、第２の受け渡しユニットＴＲＳ２の載置台（図示せず）上に受け渡す（ステップ１５−１３）。その後、ウエハ搬送用ピンセット４が第２の受け渡しユニットＴＲＳ２の載置台上のウエハＷを受け取って、カセット載置台１ａ上のカセットＣ内に収納して、処理が終了する（ステップ１５−１４）。
なお、上記説明では、第１の塗布工程，第１の乾燥工程，第１の冷却工程，フッ酸液エッチング工程，第２の塗布工程，第２の乾燥工程及び第２冷却工程によって、凹凸を有するウエハＷの表面に平坦状の塗布膜を成膜する場合について説明したが、塗布膜Ｔの段差を更に微細にするには、上述したと同様に第２の塗布工程と第２の乾燥工程を繰り返し行うようにしてもよい。また、第１の塗布工程，第１の乾燥工程，第１の冷却工程，フッ酸液エッチング工程，第２の塗布工程，第２の乾燥工程及び第２冷却工程を複数回繰り返し行うようにしてもよい。
また、第１の塗布工程，第１の乾燥工程，第１の冷却工程，フッ酸液エッチング工程，第２の塗布工程，第２の乾燥工程及び第２の冷却工程を複数回繰り返し行う場合は、１回目の処理が終了したウエハＷをカセットステーション１に戻さずに、第１の搬送アーム５Ａによって第２の受け渡しユニットＴＲＳ２の載置台上のウエハＷを、順次バッファユニット７００内に一時収納し、ロットの最後のウエハＷが最初に処理するユニット例えば冷却ユニットの処理の１回目の処理終了後に、第１の搬送アーム５Ａによってバッファユニット７００から順次搬出されたウエハＷの２回目の処理を行う。
なお、上記説明では、エッチング液がフッ酸液である場合について説明したが、フッ酸液に代えて酸液あるいはアルカリ液によってエッチング処理する場合は、フッ酸液エッチングユニット６００Ａへの搬送フローに変えて酸液エッチングユニット６００Ｂあるいはアルカリ液エッチングユニット６００Ｃに塗布膜Ｔが形成されたウエハＷを搬送すればよい。
また、この発明によれば、複数回繰り返して処理を行う場合に、例えば１回目のエッチングはフッ酸液で行い、２回目のエッチングでは酸液もしくはアルカリ液で処理する場合や１回目はアルカリ液でエッチングし、２回目は酸液でエッチング処理する等、エッチング時間によるエッチング条件を変える場合以外にＳＯＧ膜厚の条件によってエッチング液を選択的に変えて処理することも可能である。
なお、上記実施形態では、塗布液がＳＯＧ液である場合について説明したが、この発明に係る成膜技術は、ＳＯＧ液以外の塗布液例えばレジストにも適用でき、また、ウエハＷ以外の被処理基板例えばＬＣＤ基板にも適用できることは勿論である。
この発明に係る基板処理装置の第１実施形態を示す第１のユニット群を示す概略側面図 この発明に係る基板処理方法の第１実施形態における塗布膜の成膜状態を示す要部拡大断面図である。 この発明における各工程を示す概略斜視図である。 この発明に係る基板処理方法の第１実施形態における塗布膜の成膜の手順を示すフローチャートである。 この発明における溶剤のエッチング量と加熱時間との関係を示すグラフである。 この発明に係る基板処理方法の第２実施形態における塗布膜の成膜の手順を示すフローチャートである。 この発明に係る基板処理方法の第２実施形態における塗布膜の成膜状態を示す要部拡大断面図である。 この発明に係る基板処理方法の第３実施形態における塗布膜の成膜の手順を示すフローチャートである。 この発明に係る基板処理方法の第３実施形態における塗布膜の成膜状態を示す要部拡大断面図である。 この発明に係る基板処理装置の第２実施形態を示す概略断面図である。 図１０に示す基板処理装置を用いた場合の各工程を示す概略斜視図である。 この発明に係る基板処理装置を備えた基板処理システムの一例を示す概略平面図（ａ）、基板処理システムにおける第１のユニット群を示す概略側面図（ｂ）及び第２のユニット群を示す概略側面図（ｃ）である。 この発明におけるエッチングユニットの一例を示す概略断面図である。 この発明に係る基板処理方法の第４実施形態における塗布膜の成膜の手順を示すフローチャートである。 この発明に係る基板処理方法の第５実施形態における塗布膜の成膜の手順を示すフローチャートである。
符号の説明
５Ａ，５Ｂ 第１，第２の搬送アーム（搬送ユニット）
６ エッチング液供給ノズル
７ 洗浄液供給ノズル
８ 乾燥ガス供給ノズル
１０，１０Ａ スピンチャック（保持手段）
２０ ホットプレート（加熱手段）
２０ａ ヒータ
２１ 温度調整器（温度調整手段）
２２ クーリングプレート（冷却手段）
２２ａ 冷媒配管
２３ 冷却温度調整器
３０ 塗布液供給ノズル
４０ 溶剤供給ノズル
６０，６０Ａ コントローラ（制御手段）
７０，７０Ａ，７０Ｂ ノズル移動機構
８０ 温度調整器（温度調整手段）
９０ 濃度調整手段
１００，１００Ａ，１００Ｂ塗布ユニット
６００Ａ フッ酸液エッチングユニット（エッチングユニット）
６００Ｂ 酸液エッチングユニット（エッチングユニット）
６００Ｃアルカリ液エッチングユニット（エッチングユニット）
７００ バッファユニット
Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
Ｗａ 凹部
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ 開閉弁
Ｔ 塗布膜
Ｇ１，Ｇ２ 第１，第２のユニット群
ＨＰ１〜ＨＰ７ 第１〜第７の加熱ユニット
ＣＯＬ１〜ＣＯＬ４ 第１〜第４の冷却ユニット
ＴＲＳ１〜ＴＲＳ４ 第１〜第４の受け渡しユニット
ＣＶ 切換弁
ＦＶ１，ＦＶ２ 流量制御弁

Claims (21)

  1. 表面に凹凸を有する被処理基板に対して塗布液を供給して、上記被処理基板の表面に塗布膜を形成する第１の塗布工程と、
    上記塗布膜が形成された被処理基板を加熱して、上記塗布膜のエッチング条件を調整する第１の乾燥工程と、
    上記被処理基板に形成された塗布膜をエッチングするエッチング液を供給して、上記塗布膜をエッチングするエッチング工程と、
    上記被処理基板に対して塗布液を供給し、被処理基板の表面に平坦状の塗布膜を形成する第２の塗布工程と、
    上記第２の塗布工程の後、上記被処理基板を加熱して塗布膜を硬化させる第２の乾燥工程と、
    を有することを特徴とする基板処理方法。
  2. 請求項１記載の基板処理方法において、
    上記第２の乾燥工程の後、上記第２の塗布工程と第２の乾燥工程を繰り返し行うことを特徴とする基板処理方法。
  3. 請求項１記載の基板処理方法において、
    上記第１の塗布工程、第１の乾燥工程、エッチング工程、第２の塗布工程及び第２の乾燥工程を繰り返し行うことを特徴とする基板処理方法。
  4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法において、
    上記第１の乾燥工程及び第２の乾燥工程の後、被処理基板を冷却する冷却工程を更に有することを特徴とする基板処理方法。
  5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理方法において、
    上記第１の塗布工程、第１の乾燥工程、エッチング工程、第２の塗布工程及び第２の乾燥工程を繰り返し行う際に、１回目の処理が終了した複数の被処理基板を順次バッファユニット内に一時収納し、ロットの最後の被処理基板が最初に処理するユニットの処理の１回目の処理終了後に、上記バッファユニットから順次搬出された被処理基板の２回目の処理を行うことを特徴とする基板処理方法。
  6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法において、
    上記第１及び第２の塗布工程において、被処理基板を水平方向に回転させ、被処理基板の表面に塗布液を供給し、上記エッチング工程において、被処理基板を水平方向に回転させ、被処理基板の表面にエッチング液を供給する、ことを特徴とする基板処理方法。
  7. 請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法において、
    上記第１の乾燥工程及び第２の乾燥工程において、被処理基板を水平方向に回転させると共に、被処理基板に対して乾燥ガスを供給することを特徴とする基板処理方法。
  8. 請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理方法において、
    上記エッチング液は、所定の温度に温度調整されていることを特徴とする基板処理方法。
  9. 請求項１ないし６又は８のいずれかに記載の基板処理方法において、
    上記エッチング液は、所定の濃度に濃度調整されていることを特徴とする基板処理方法。
  10. 請求項１ないし６，８又は９のいずれかに記載の基板処理方法において、
    上記エッチング液は、塗布液の溶剤、フッ酸液、酸液又はアルカリ液のいずれかであることを特徴とする基板処理方法。
  11. 表面に凹凸を有する被処理基板に対して塗布液を供給し、上記被処理基板の表面に塗布膜を成膜する基板処理装置であって、
    上記被処理基板を水平に回転可能に保持する保持手段と、
    上記保持手段に保持された上記被処理基板に対して塗布液を供給する塗布液供給ノズルと、
    上記保持手段に保持された上記被処理基板に形成された塗布膜をエッチングするエッチング液を供給するエッチング液供給ノズルと、
    上記被処理基板を加熱する加熱手段と、
    上記加熱手段の温度を調整する温度調整手段と、
    上記保持手段の回転制御，上記塗布液供給ノズル及びエッチング液供給ノズルの供給制御並びに上記温度調整手段の温度制御を行う制御手段と、を具備し、
    上記制御手段は、上記保持手段により回転する被処理基板に対して塗布液を供給して、被処理基板の表面に塗布膜を形成した後、上記塗布膜が形成された上記被処理基板を加熱して、上記塗布膜のエッチング条件を調整し、上記被処理基板に対してエッチング液を供給して、上記塗布膜をエッチングした後、上記被処理基板に対して塗布液を供給し、被処理基板の表面に平坦状の塗布膜を形成し、その後、上記被処理基板を加熱して塗布膜を硬化させるように制御可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
  12. 請求項１１記載の基板処理装置において、
    上記加熱手段を上記保持手段に内蔵してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
  13. 請求項１１又は１２記載の基板処理装置において、
    上記被処理基板を冷却する冷却手段を更に具備する、ことを特徴とする基板処理装置。
  14. 表面に凹凸を有する被処理基板に対して塗布液を供給し、上記被処理基板の表面に塗布膜を成膜する基板処理装置であって、
    上記被処理基板の表面に塗布膜を形成する塗布ユニットと、
    上記被処理基板に形成された塗布膜をエッチングするエッチングユニットと、
    上記被処理基板を加熱する加熱手段を有する加熱ユニットと、
    上記加熱手段の温度を調整する温度調整手段と、
    上記被処理基板を冷却する冷却手段を有する冷却ユニットと、
    上記塗布ユニット、エッチングユニット、加熱ユニット及び冷却ユニット間で上記被処理基板を搬入・搬出する搬送ユニットと、
    上記各ユニット及び上記温度調整手段を制御する制御手段と、を具備し、
    上記塗布ユニットは、上記被処理基板を水平に回転可能に保持する保持手段と、上記保持手段に保持された上記被処理基板に対して塗布液を供給する塗布液供給ノズルと、上記被処理基板に形成された塗布膜をエッチングするエッチング液を供給するエッチング液供給ノズルのうちの少なくとも保持手段と塗布液供給ノズルを具備し、
    上記エッチングユニットは、上記被処理基板を水平に回転可能に保持する保持手段と、上記被処理基板に形成された塗布膜をエッチングするエッチング液を供給するエッチング液供給ノズルと、を具備し、
    上記制御手段は、上記塗布ユニットの保持手段により回転する被処理基板に対して塗布液を供給して、被処理基板の表面に塗布膜を形成した後、上記塗布膜が形成された上記被処理基板を加熱して、上記塗布膜のエッチング条件を調整し、上記被処理基板に対してエッチング液を供給して、上記塗布膜をエッチングした後、上記被処理基板に対して塗布液を供給し、被処理基板の表面に平坦状の塗布膜を形成し、その後、上記被処理基板を加熱して塗布膜を硬化させるように制御可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
  15. 請求項１４記載の基板処理装置において、
    上記エッチングユニットは、上記被処理基板に対してエッチングを抑制する洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルを更に具備することを特徴とする基板処理装置。
  16. 請求項１４又は１５記載の基板処理装置において、
    上記搬送ユニットによって上記被処理基板の受け渡しが可能であって、複数の上記被処理基板が収納可能なバッファユニットを更に具備することを特徴とする基板処理装置。
  17. 請求項１４ないし１６のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記エッチングユニットは、上記被処理基板に対して乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給ノズルを更に具備することを特徴とする基板処理装置。
  18. 請求項１４ないし１７のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記エッチングユニットは、それぞれ互いに異なる種類のエッチング液が供給可能な複数のユニットからなり、塗布膜の膜厚等の条件に応じて選択されたエッチングユニットを使用可能に形成してなることを特徴とする基板処理装置。
  19. 請求項１４ないし１８のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記エッチングユニットは、エッチング液供給源とエッチング液供給ノズルとを接続する供給管路に、エッチング液の温度を所定温度に調整する温度調整手段を具備してなることを特徴とする基板処理装置。
  20. 請求項１４ないし１９のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記エッチングユニットは、エッチング液の濃度を所定濃度に調整する濃度調整手段を具備してなることを特徴とする基板処理装置。
  21. 請求項１０ないし２０のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記エッチング液は、塗布液の溶剤、フッ酸液、酸液又はアルカリ液のいずれかであることを特徴とする基板処理装置。
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