JP2007220989A - 基板処理方法、基板処理装置、その制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】処理部の数を増やすことなく、処理時間の短縮及びスループットの向上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】ウエハＷを水平状態に回転可能に保持するスピンチャック１０と、スピンチャックによって保持されたウエハの表面にレジストを滴下するレジストノズル２０と、ウエハの裏面に洗浄液を供給する裏面洗浄ノズル３０と、スピンチャックの回転制御，レジストノズルのレジストの滴下・停止及び裏面洗浄ノズルの洗浄液の供給・停止を司ると共に、レジストの種類，粘度等による目標膜厚等を予め記憶するＣＰＵ５０と、を具備する。ＣＰＵからの制御信号に基づいて、レジストを滴下したウエハを回転させてウエハ表面にレジストが広げられた後であって、レジスト膜が乾燥する前に、裏面洗浄ノズルからウエハの裏面に洗浄液を供給するように形成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、基板処理方法、基板処理装置、その制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体に関するもので、更に詳細には、例えば半導体ウエハに例えばレジストを塗布し、ウエハ表面にレジスト膜を形成すると共に、ウエハの裏面に付着したレジストを除去する基板処理方法、その装置、その制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体に関するものである。

一般に、半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハ（以下にウエハという）の上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の薄膜や電極パターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術が利用されている。このフォトリソグラフィ技術においては、ウエハにフォトレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成されている。

このようなフォトリソグラフィ工程において、レジスト塗布に関しては、例えば、レジストを滴下したウエハを回転させ、その遠心力によりウエハ表面にレジスト膜を塗布する回転塗布が一般的に行われている。このレジスト塗布処理として、一般に、レジストを滴下したウエハを回転させ、その遠心力によりウエハ表面にレジスト膜を形成した後に、ウエハを高速回転してレジストを振り切り乾燥し、その後、ウエハの裏面に洗浄液を供給してウエハ裏面に付着するレジストを除去する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種のレジスト塗布処理は、具体的には、例えば、図５に示すような処理手順で行われている。すなわち、まず、ウエハの中心部上方に溶剤ノズルを移動した後（ステップ５−１）、溶剤ノズルから溶剤を供給する（ステップ５−２）。次に、レジストノズルをウエハの中心部上方に移動し（ステップ５−３）、ウエハを回転させて溶剤を振り切った後（ステップ５−４）、ウエハを高速回転（例えば、２５００ｒｐｍ）した状態でレジストノズルからレジストを供給（滴下）し、その遠心力によりウエハ表面にレジスト膜を形成する（ステップ５−５）。その後、ウエハを低速回転（例えば、１００ｒｐｍ）にして、レジスト膜の表面慣らし・膜厚補正を行う（ステップ５−６）。その後、ウエハを再び高速回転（例えば、１５００ｒｐｍ）してレジストを振り切り乾燥する（ステップ５−７）。その後、ウエハの裏面に洗浄液を供給してウエハ裏面に付着するレジストを除去し（ステップ５−８）、その後、ウエハを高速回転（例えば、２０００ｒｐｍ）して、洗浄液を振り切り除去する（ステップ５−９）。
特許第２９４８５０１号公報（特許請求の範囲、図５）

しかしながら、従来のこの種のレジスト塗布処理方法のように、ウエハに塗布されたレジストが乾燥した後に、ウエハ裏面から洗浄液を供給してレジストを除去し、その後洗浄液を除去する方法においては、プロセス性能上の大きな問題はないが、多くの処理時間を要し、スループットが低下するという問題があった。この問題を解決するには、各工程の処理時間を削減することが考えられるが、削減可能な時間にも限りがあるため、結局は処理部（モジュール）の数を増やす必要があり、必然的に装置コストの上昇が避けられないという問題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、処理部（モジュール）の数を増やすことなく、処理時間の短縮及びスループットの向上を図れるようにした基板処理方法、その装置、その制御プログラム及びコンピュータ読取可能な記憶媒体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記載の基板処理方法は、被処理基板の表面に塗布膜を形成する処理を行う基板処理方法において、 塗布液を滴下した被処理基板を回転させて被処理基板表面に塗布液を広げて塗布膜を形成する塗布工程と、 上記被処理基板を回転させて被処理基板に塗布された塗布膜を乾燥する塗布膜乾燥工程と、 回転する上記被処理基板の裏面に洗浄液を供給して被処理基板の裏面に付着する塗布液を除去する裏面洗浄工程と、 上記被処理基板を回転させて被処理基板に供給された洗浄液を除去する洗浄液乾燥工程と、を有し、 上記裏面洗浄工程を、上記被処理基板表面に上記塗布液が広げられた後であって、塗布膜が乾燥する前に開始する、ことを特徴とする。

この発明において、上記塗布工程とは、被処理基板に塗布液を滴下（供給）し、塗布液の供給停止後に塗布膜乾燥工程を開始するまでの間をいう。また、上記塗布膜乾燥工程とは、被処理基板上の塗布液が凡そ乾燥するまで、換言すると、塗布膜の膜厚の変動が無くなるまでの工程をいう。この塗布膜乾燥工程は、塗布液の種類や被処理基板の大きさ，回転数によって異なるが、塗布膜の乾燥に必要な時間は、最も膜乾燥が速い条件下、例えば塗布液がレジスト，被処理基板が３００ｍｍウエハであって、回転数が１８００ｒｐｍの場合のレジスト膜の乾燥に必要な時間は１５秒程度である。また、最も膜乾燥が遅い乾燥時間は、例えば、回転数が１０００ｒｐｍの場合で３５秒程度である。また、裏面洗浄工程の洗浄時間は、洗浄液の種類によって多少異なるが、一般に５〜１０秒である。

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、上記裏面洗浄工程の開始時点が、被処理基板表面に塗布される塗布膜の目標膜厚に対するずれが０．２％以内に達する前である、ことを特徴とする。

このように構成することにより、より短時間での塗布処理が可能である。すなわち、塗布膜の目標膜厚に対するずれが、０．２％以内に達した時点では、被処理基板の裏面あるいはベベル部の膜の溶解性が低下し、容易に洗浄を行うことが難しい状態となる（洗浄にも時間を要す）。しかし、一方、塗布膜厚が目標膜厚の０．２％以内に達する以前に裏面洗浄を開始すれば、基板裏面、ベベル部の膜の溶解性もさほど低下しておらず、比較的容易に、かつ膜乾燥と平行して洗浄処理を行うことが可能である。ここで、ベベル部とは、被処理基板の周縁端部の上下角となる部分を面取りした部分で、側端面と、該側端面に連なる側端上部面及び側端下部面とで形成される部分をいう。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の基板処理方法において、上記裏面洗浄工程の開始時点を、塗布膜の乾燥時間が１５〜３０秒である場合に対応させて、被処理基板に塗布液を滴下した時点から１０〜２５秒以内とする、ことを特徴とする。

このように構成することにより、塗布膜が乾燥する時間の５秒未満の塗布膜の膜厚が落ち着いた状態における洗浄液の供給を避けて、裏面洗浄工程を開始することができる。

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、上記裏面洗浄工程における洗浄液の供給を、被処理基板の周縁から４０ｍｍ以内の領域に行う、ことを特徴とする。

このように構成することにより、塗布膜の膜厚変動が調整可能な領域である被処理基板の周縁部の裏面洗浄を行うことができる。

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、上記裏面洗浄工程における洗浄液の温度を、塗布処理部の雰囲気温度より１．０〜５．０℃低い温度とする、ことを特徴とする。

このように構成することにより、塗布膜乾燥工程中に塗布液中の揮発成分が蒸発する際の気化熱による被処理基板の温度低下に対応させて、被処理基板と洗浄液の温度差を少なくすることができる。また、被処理基板を介して塗布膜の厚い膜厚部分を冷却して薄くすることができる。

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、上記洗浄液乾燥工程は、上記塗布膜乾燥工程及び裏面洗浄工程における被処理基板の回転数と同じ回転数で行う、ことを特徴とする。

このように構成することにより、洗浄液乾燥処理を、塗布膜乾燥工程及び裏面洗浄工程における被処理基板の回転数と同じ回転数で行うことができ、塗布乾燥処理と同時に裏面洗浄処理及び洗浄液乾燥処理を同時に行うことができる。

また、請求項７記載の発明は、請求項１記載の基板処理方法を具現化するもので、 被処理基板を水平状態に回転可能に保持する保持手段と、 上記保持手段によって保持された被処理基板の表面に塗布液を滴下する塗布液供給手段と、 上記被処理基板の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、 上記保持手段の回転制御，上記塗布液供給手段の塗布液の滴下・停止及び上記洗浄液供給手段の洗浄液の供給・停止を司ると共に、塗布液の種類，粘度等による目標膜厚等を予め記憶する制御手段と、を具備し、 上記制御手段からの制御信号に基づいて、上記塗布液を滴下した被処理基板を回転させて被処理基板表面に塗布液が広げられた後であって、塗布膜が乾燥する前に、上記洗浄液供給手段から被処理基板の裏面に洗浄液を供給するように形成してなる、ことを特徴とする。

また、請求項８記載の発明は、請求項２記載の基板処理方法を具現化するもので、請求項７記載の基板処理装置において、上記洗浄液供給段から洗浄液を供給する開始時点が、被処理基板表面に塗布される塗布膜の目標膜厚に対するずれが０．２％以内に達する前である、ことを特徴とする。

また、請求項９記載の発明は、請求項３記載の基板処理方法を具現化するもので、請求項７又は８記載の基板処理装置において、上記洗浄液供給手段から洗浄液を供給する開始時点を、塗布膜の乾燥時間が１５〜３０秒である場合に対応させて、被処理基板に塗布液を滴下した時点から１０〜２５秒以内とする、ことを特徴とする。

また、請求項１０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７ないし９のいずれかに記載の基板処理装置において、 上記保持手段を収容し、かつ、底部には強制排気手段に接続する排気口を有する容器と、 上記容器内に配設され、被処理基板の外周を包囲し、被処理基板付近の気流を制御すべく、少なくとも被処理基板と対向する側を該被処理基板と略同じ高さに位置させ、被処理基板から離れるに従って漸次下方に向けて厚みが増大する気流制御板と、を更に具備し、 洗浄液供給手段から上記被処理基板の周縁から４０ｍｍ以内の領域に洗浄液を供給可能に形成してなる、ことを特徴とする。

また、請求項１１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７ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置において、 上記保持手段を収容する処理室内の温度を検出し、その検出温度を制御手段に伝達する温度検出手段と、 上記制御手段からの制御信号に基づいて洗浄液の温度を調整する温度調整手段と、を更に具備し、 上記制御手段からの制御信号に基づいて被処理基板の裏面に供給する洗浄液の温度を、処理雰囲気温度より１．０〜５．０℃低い温度に設定可能に形成してなる、ことを特徴とする。

また、請求項１２記載の発明は、請求項６記載の基板処理方法を具現化するもので、請求項７ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置において、上記制御手段からの制御信号に基づいて、洗浄液乾燥時における被処理基板の回転数と、塗布膜乾燥時及び裏面洗浄時における被処理基板の回転数とを同じ回転数とするように形成してなる、ことを特徴とする。

また、請求項１３記載の発明は、請求項１ないし６記載の基板処理方法を実行するもので、コンピュータ上で動作し、実行時に請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法が行われるように、コンピュータに基板処理装置を制御させる、ことを特徴とする。

加えて、請求項１４記載の発明は、請求項１ないし６記載の基板処理方法を実行するもので、 コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、 上記制御プログラムは、実行時に請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法が行われるように、コンピュータに基板処理装置を制御させる、ことを特徴とする。

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１，７，１３，１４記載の発明によれば、裏面洗浄工程を、被処理基板表面に塗布液が広げられた後であって、塗布膜が乾燥する前に開始することにより、塗布膜乾燥工程と裏面洗浄工程とを同時並列的に行うことができるので、処理部を増やすことなく、処理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。

（２）請求項２，３，８，９，１３，１４記載の発明によれば、洗浄液の供給によって塗布膜の膜厚変動を抑制することができるので、上記（１）に加えて、更に塗布膜の膜厚制御性能を維持させることができる。

（３）請求項４，１０，１３，１４記載の発明によれば、塗布膜の膜厚変動が調整可能な領域である被処理基板の周縁部の裏面洗浄を行うことができるので、上記（１），（２）に加えて、更に塗布膜の膜厚制御性能を維持させることができる。

（４）請求項５，１１，１３，１４記載の発明によれば、被処理基板と洗浄液の温度差を少なくすることができると共に、被処理基板を介して塗布膜の厚い膜厚部分を冷却して薄くすることができるので、上記（１）〜（３）に加えて、更に塗布膜の膜厚制御の精度を維持させることができる。

（５）請求項６，１２，１３，１４記載の発明によれば、洗浄液乾燥処理を、塗布膜乾燥工程及び裏面洗浄工程における被処理基板の回転数と同じ回転数で行うことができ、塗布乾燥処理と同時に裏面洗浄処理及び洗浄液乾燥処理を同時に行うことができる。したがって、上記（１）〜（４）に加えて、更にスループットの向上を図ることができる。

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装置を半導体ウエハのレジスト塗布装置に適用した場合について説明する。

図１は、上記レジスト塗布装置の第１実施形態を示す概略断面図である。

上記レジスト塗布装置は、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）を水平状態に保持して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の表面に塗布液例えばレジスト液を滴下する塗布液供給手段であるレジストノズル２０と、ウエハＷの表面に溶剤液例えばシンナーを供給する溶剤供給手段である溶剤ノズル２１と、ウエハＷの裏面に洗浄液である溶剤例えばシクロヘキサノン（Ｃ6Ｈ10Ｏ）を供給する洗浄液供給手段である裏面洗浄ノズル３０と、スピンチャック１０を収容すべく、スピンチャック１０の下方及び側方を包囲する容器であるカップ４０と、を具備している。なお、上記スピンチャック１０，レジストノズル２０，溶剤ノズル２１及びカップ４０は図示しない筐体内に配設されている。

上記スピンチャック１０は、カップ４０の円盤状の底部４１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、制御手段であるコンピュータ５０に電気的に接続されており、コンピュータ５０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、レジスト塗布が終了した後、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。

上記カップ４０は、スピンチャック１０の下方を包囲するカップ下部４２と、スピンチャック１０の側方を包囲するカップ上部４３とで構成されている。また、カップ下部４２に設けられた底部４１に設けられた複数（図面では２個の場合を示す）の排気口４４には、それぞれ排気管路４５が接続されており、これら排気管路４５はマニホールド４６を介して主排気管路４８に接続されている。主排気管路４８には、カップ側に開閉弁Ｖ4が介設され、その下流側には、強制排気手段である排気ポンプ４７が介設されている。

また、カップ４０内には、ウエハＷの外周を包囲し、ウエハ付近の気流を制御すべく、少なくともウエハＷと対向する側をウエハＷと略同じ高さに位置させ、ウエハＷから離れるに従って漸次下方に向けて厚みが増大する気流制御板６０が配設されている。この場合、気流制御板６０の断面形状は、三角形とされ、三角形の気流制御板６０のウエハＷ近傍の頂部６１の内角θは、略１８°〜３５°、より好ましくは２０°とされている。また、気流制御板６０の表面６０ａとウエハＷの表面Ｗａとは、ほぼ同一の高さであっても差し支えないが、好ましくは、気流制御板６０の表面６０ａをウエハＷの表面Ｗａより若干高い位置、例えば、ウエハＷの表面Ｗａに対して気流制御板６０の表面６０ａの高さ寸法ｈを、略０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度高くする方がよい。これにより、ウエハＷの周縁と気流制御板６０との間には所定の隙間が設けられている。また、ウエハＷの周縁から外側に流れる気体Ｋを気流制御板６０の表面６０ａ上を通過させ、ウエハＷの周縁から外側に流れる液体（溶剤液，レジスト液）を気流制御板６０の裏面６０ｂ上を通過させることができる。すなわち、気流制御板６０は気液分離板として機能させることができる。また、この気流制御板６０には、円周方向に適宜間隔をおいて複数の通気孔６２がウエハＷの周縁から所定寸法離間して鉛直状に貫通して設けられている。

上記のように構成される気流制御板６０を設けることにより、排気ポンプ４７を駆動して強制排気すると、処理部内に流れるダウンフローの気流が気流制御板６０の表面に連続的に流通し、ウエハＷの周縁から離れた位置に設けられた通気孔６２から下方に流通する。また、通気孔６２を流れる気体により負圧が生じるので、ウエハＷの周縁と気流制御板６０との隙間を流れる気体及び液体（溶剤液，レジスト液）等は気流制御板６０の裏面６０ｂ側に沿って流れる。したがって、レジストノズル２０からウエハＷに滴下（供給）され、ウエハＷの回転によってレジスト膜を形成する際に飛散するレジストのウエハ裏面への付着量を少なくすることができると共に、レジストの付着をウエハＷの周縁部側すなわちウエハＷの周縁から４０ｍｍ以内の領域に抑えることができる。

上記レジストノズル２０は、開閉弁Ｖ1を介設したレジスト供給管路２２を介してレジスト供給源２３に接続されている。また、溶剤ノズル２１は、開閉弁Ｖ2を介設した溶剤供給管路２４を介して溶剤液供給源２５に接続されている。

上記レジストノズル２０と溶剤ノズル２１は、ブロック状のノズルヘッド２６に取り付けられており、ノズルヘッド２６に連結するノズル移動アーム２７をノズル移動機構２８によってウエハＷの中心部上方とカップ４０の外部待機位置とに移動可能に構成されている。

また、裏面洗浄ノズル３０は、カップ４０の底部４１の中心部に関して対向する２箇所（図面では１箇所を示す）の位置に配設されている。この場合、裏面洗浄ノズル３０は、洗浄液供給管路３１を介して洗浄液供給源である洗浄液貯留タンク３２に接続されている。この場合、洗浄液供給管路３１におけるカップ４０側には、ＣＰＵ５０からの制御信号に基づいて開閉動作する開閉弁Ｖ3が介設されている。なお、洗浄液貯留タンク３２内に貯留された洗浄液は圧送用不活性ガス例えば窒素（Ｎ2ガス）の加圧によって供給されるようになっている。

また、洗浄液供給管路３１の一部には、該洗浄液供給管路３１内を流れる洗浄液｛シクロヘキサノン（Ｃ6Ｈ10Ｏ）｝を処理部雰囲気の温度に応じて温度調整する温度調整手段である温度調整器７０が配設されている。この温度調整器７０は、図１に示すように、洗浄液供給管路３１を気水密に包囲する温調室７１の両端部に２箇所に設けられた供給口７２と排出口７３に接続する循環路７４を介して熱媒体例えば水を循環供給することで、洗浄液を所定温度例えば処理部雰囲気温度（２３℃）より１．０〜５．０℃低い温度（２２〜１８．０℃）に温度調整するように構成されている。この場合、温度調整器７０は、処理部の温度を検出する温度検出手段である温度センサ８０と電気的に接続するコンピュータ５０からの制御信号に基づいて洗浄液の温度を調整している。

また、上記裏面洗浄ノズル３０は、図２に示すように、ウエハＷの周縁部の側端面からウエハＷの中心側に向かって４０ｍｍ以内の領域に洗浄液を噴射（供給）し得るように構成されている。

このように、洗浄液をウエハＷの周縁から４０ｍｍ以内の領域に供給することにより、レジスト膜の膜厚変動が調整可能な領域であるウエハＷの周縁部の裏面洗浄を行うことができる。

なお、上記開閉弁Ｖ1〜Ｖ4，ノズル移動機構２８及び排気ポンプ４７は、上記コンピュータ５０に電気的に接続されており、コンピュータ５０からの制御信号に基づいて開閉制御，駆動制御されるようになっている。

また、コンピュータ５０は、上述したように、スピンチャック１０の回転制御，レジストノズル２０のレジストの滴下・停止及び裏面洗浄ノズル３０の洗浄液の供給・停止等を司る以外に、レジストの種類，粘度等による目標膜厚等の情報が予め記憶部に記憶されている。

更に、コンピュータ５０はプログラム格納部を有しており、このプログラム格納部には後述するようなレジスト塗布装置の作用、つまり上記記憶部から情報を呼び出してレジスト塗布処理を実行するように命令が組まれた、例えばソフトウェアからなるプログラムが格納されている。このプログラムは、例えばハードディスク，コンパクトディスク，マグネットオプティカルディスク，メモリーカードなどの読み出し可能な記憶媒体に格納された状態のものであってもよく、更に、適宜の装置から例えば専用回線を介して伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。

次に、この発明に係る基板処理装置を適用したレジスト塗布装置の動作態様について、図３及び図４に示すフローチャートと従来のレジスト塗布処理の手順を示す図５を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態は、ウエハＷが３００ｍｍで、レジストの乾燥時間が１５秒の場合について説明する。

図３に示すように従来のレジスト塗布処理と同様に、まず、ウエハＷの中心部上方に溶剤ノズル２１を移動した後（ステップ３−１）、溶剤ノズル２１から溶剤を供給する（ステップ３−２）。次に、レジストノズル２０をウエハＷの中心部上方に移動し（ステップ３−３）、ウエハＷを回転（例えば、１０００ｒｐｍ）させて溶剤を振り切った後（ステップ３−４）、ウエハＷを高速回転（例えば、２５００ｒｐｍ）した状態でレジストノズル２０からレジストを供給（滴下）し、その遠心力によりウエハ表面にレジスト膜を形成する（ステップ３−５）。その後、ウエハを低速回転（例えば、１００ｒｐｍ）にして、レジスト膜の表面慣らし・膜厚補正を行う（ステップ３−６）。これにより、ウエハ表面にレジスト液が広げられる。その後、ウエハＷを再び高速回転（例えば、１５００ｒｐｍ）してレジストを振り切り乾燥を開始し（ステップ３−７）、ウエハ表面に塗布されるレジスト膜の目標膜厚に対するずれが０．２％以内望ましくは０．１％以内に達する前、例えばレジスト膜の乾燥時間が１５秒である場合には、ウエハＷにレジスト液を供給（滴下）した時点から１０秒以内、好ましくはレジスト膜の目標膜厚に対するずれが０．２％以内望ましくは０．１％以内に達する直前（乾燥時間の５秒前）に裏面洗浄ノズル３０から洗浄液をウエハＷの裏面の周縁から４０ｍｍの領域内に供給してウエハ裏面に付着するレジストを除去する（ステップ３−８）。このとき、洗浄液の温度は処理部の雰囲気温度（２３℃）より１．０〜５．０℃低い２２〜１８．０℃に温度調整されている。その後、ウエハを高速回転（例えば、２０００ｒｐｍ）して、洗浄液を振り切り除去してレジスト塗布処理は終了する（ステップ３−９）。

上記レジスト塗布処理における各工程の処理時間とウエハＷの回転数の関係は、表１のようになり、レジスト膜乾燥工程にかかる時間１５秒の間に裏面洗浄工程（処理時間：１０秒）を並列処理でき、表３に示したレジスト膜乾燥工程後に裏面洗浄工程を行う従来のレジスト塗布処理方法に比べて１０秒の処理時間を短縮できる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、ウエハＷが３００ｍｍで、レジストの乾燥時間が３０秒の場合について説明する。

第２実施形態は、第１実施形態と同様に、まず、ウエハＷの中心部上方に溶剤ノズル２１を移動した後（ステップ４−１）、溶剤ノズル２１から溶剤を供給する（ステップ４−２）。次に、レジストノズル２０をウエハＷの中心部上方に移動し（ステップ４−３）、ウエハＷを回転（例えば、１０００ｒｐｍ）させて溶剤を振り切った後（ステップ４−４）、ウエハＷを高速回転（例えば、２５００ｒｐｍ）した状態でレジストノズル２０からレジストを供給（滴下）し、その遠心力によりウエハ表面にレジスト膜を形成する（ステップ４−５）。その後、ウエハを低速回転（例えば、１００ｒｐｍ）にして、レジスト膜の表面慣らし・膜厚補正を行う（ステップ４−６）。これにより、ウエハ表面にレジスト液が広げられる。その後、ウエハＷを再び高速回転（例えば、１５００ｒｐｍ）してレジストを振り切り乾燥を開始し（ステップ４−７）、ウエハ表面に塗布されるレジスト膜の目標膜厚に対するずれが０．２％以内望ましくは０．１％以内に達する前、例えばレジスト膜の乾燥時間が３０秒である場合には、乾燥時間が比較的長いため、レジスト膜乾燥工程開始後の速い段階で裏面洗浄を開始してもレジスト膜の膜厚変動に与える影響が少ないので、ウエハＷにレジスト液を供給（滴下）した時点から１０秒後に、裏面洗浄ノズル３０から洗浄液をウエハＷの裏面の周縁から４０ｍｍの領域内に供給してウエハ裏面に付着するレジストを除去する（ステップ４−８）。このとき、洗浄液の温度は処理部の雰囲気温度（２３℃）より１．０〜５．０℃低い２２〜１８．０℃に温度調整されている。｛裏面洗浄工程を終了した後、ウエハＷの回転数を維持したまま（１５００ｒｐｍ）、洗浄液を振り切り除去してレジスト塗布処理は終了する（ステップ４−９）。

上記レジスト塗布処理における各工程の処理時間とウエハＷの回転数は、表２のようになり、レジスト膜乾燥工程にかかる時間３０秒の間に裏面洗浄工程（処理時間：１０秒）と裏面乾燥工程（処理時間：１０秒）を並列処理でき、表３に示したレジスト膜乾燥工程後に裏面洗浄工程と裏面乾燥工程を行う従来のレジスト塗布処理方法に比べて２０秒の処理時間を短縮できる。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態では、ウエハＷが３００ｍｍでレジスト膜の乾燥時間が１５秒と３０秒の場合について説明したが、この発明は、一般に使用されているレジストの膜乾燥時間が１５〜３０秒のいずれの場合にも適用でき、また、３００ｍｍ以外のウエハ例えば２００ｍｍウエハにおいても、各工程時のウエハＷの回転数は異なっても、同様に適用できる。

また、上記実施形態では、塗布液がレジストであって、溶剤を供給した後にレジストを滴下（供給）してレジスト膜を形成する場合について説明したが、この発明は、溶剤を用いない塗布液の塗布においても適用でき、また、レジスト以外の塗布液例えばＳＯＧ（Spin On Glass）液や層間絶縁膜用の液においても同様に適用できる。

この発明に係る基板処理装置を適用したレジスト塗布装置の一例を示す概略断面図である。 この発明における裏面洗浄液ノズルと気流制御板を示す拡大断面図である。 この発明に係る基板処理方法の第１実施形態の工程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実施形態の工程を示すフローチャートである。 従来の基板処理方法の工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ スピンチャック（保持手段）
１２ モータ
２０ レジストノズル（塗布液供給手段）
２１ 溶剤ノズル
２８ ノズル移動機構
３０ 裏面洗浄ノズル（洗浄液供給手段）
４０ カップ（容器）
４７ 排気ポンプ（強制排気手段）
５０ コンピュータ（制御手段）
６０ 気流制御板
６２ 通気孔
７０ 温度調整器（温度調整手段）
８０ 温度センサ（温度検出手段）
Ｖ1〜Ｖ4 開閉弁
Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
Ｌ 洗浄液
Ｒ レジスト（塗布液）

Claims (14)

1. 被処理基板の表面に塗布膜を形成する処理を行う基板処理方法において、
   塗布液を滴下した被処理基板を回転させて被処理基板表面に塗布液を広げて塗布膜を形成する塗布工程と、
   上記被処理基板を回転させて被処理基板に塗布された塗布膜を乾燥する塗布膜乾燥工程と、
   回転する上記被処理基板の裏面に洗浄液を供給して被処理基板の裏面に付着する塗布液を除去する裏面洗浄工程と、
   上記被処理基板を回転させて被処理基板に供給された洗浄液を除去する洗浄液乾燥工程と、を有し、
   上記裏面洗浄工程を、上記被処理基板表面に上記塗布液が広げられた後であって、塗布膜が乾燥する前に開始する、
   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、
   上記裏面洗浄工程の開始時点が、被処理基板表面に塗布される塗布膜の目標膜厚に対するずれが０．２％以内に達する前である、ことを特徴とする基板処理方法。
3. 請求項１又は２記載の基板処理方法において、
   上記裏面洗浄工程の開始時点を、塗布膜の乾燥時間が１５〜３０秒である場合に対応させて、被処理基板に塗布液を滴下した時点から１０〜２５秒以内とする、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、
   上記裏面洗浄工程における洗浄液の供給を、被処理基板の周縁から４０ｍｍ以内の領域に行う、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、
   上記裏面洗浄工程における洗浄液の温度を、塗布処理部の雰囲気温度より１．０〜５．０℃低い温度とする、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、
   上記洗浄液乾燥工程は、上記塗布膜乾燥工程及び裏面洗浄工程における被処理基板の回転数と同じ回転数で行う、ことを特徴とする基板処理方法。
7. 被処理基板を水平状態に回転可能に保持する保持手段と、
   上記保持手段によって保持された被処理基板の表面に塗布液を滴下する塗布液供給手段と、
   上記被処理基板の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
   上記保持手段の回転制御，上記塗布液供給手段の塗布液の滴下・停止及び上記洗浄液供給手段の洗浄液の供給・停止を司ると共に、塗布液の種類，粘度等による目標膜厚等を予め記憶する制御手段と、を具備し、
   上記制御手段からの制御信号に基づいて、上記塗布液を滴下した被処理基板を回転させて被処理基板表面に塗布液が広げられた後であって、塗布膜が乾燥する前に、上記洗浄液供給手段から被処理基板の裏面に洗浄液を供給するように形成してなる、
   ことを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項７記載の基板処理装置において、
   上記洗浄液供給段から洗浄液を供給する開始時点が、被処理基板表面に塗布される塗布膜の目標膜厚に対するずれが０．２％以内に達する前である、ことを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項７又は８記載の基板処理装置において、
   上記洗浄液供給手段から洗浄液を供給する開始時点を、塗布膜の乾燥時間が１５〜３０秒である場合に対応させて、被処理基板に塗布液を滴下した時点から１０〜２５秒以内とする、ことを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項７ないし９のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記保持手段を収容し、かつ、底部には強制排気手段に接続する排気口を有する容器と、
    上記容器内に配設され、被処理基板の外周を包囲し、被処理基板付近の気流を制御すべく、少なくとも被処理基板と対向する側を該被処理基板と略同じ高さに位置させ、被処理基板から離れるに従って漸次下方に向けて厚みが増大する気流制御板と、を更に具備し、
    洗浄液供給手段から上記被処理基板の周縁から４０ｍｍ以内の領域に洗浄液を供給可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
11. 請求項７ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記保持手段を収容する処理室内の温度を検出し、その検出温度を制御手段に伝達する温度検出手段と、
    上記制御手段からの制御信号に基づいて洗浄液の温度を調整する温度調整手段と、を更に具備し、
    上記制御手段からの制御信号に基づいて被処理基板の裏面に供給する洗浄液の温度を、処理雰囲気温度より１．０〜５．０℃低い温度に設定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７ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置において、
    上記制御手段からの制御信号に基づいて、洗浄液乾燥時における被処理基板の回転数と、塗布膜乾燥時及び裏面洗浄時における被処理基板の回転数とを同じ回転数とするように形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
13. コンピュータ上で動作し、実行時に請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法が行われるように、コンピュータに基板処理装置を制御させる、ことを特徴とする基板処理用制御プログラム。
14. コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
    上記制御プログラムは、実行時に請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法が行われるように、コンピュータに基板処理装置を制御させる、ことを特徴とするコンピュータ読取可能な基板処理用記憶媒体。

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