JP2009277870A - 塗布装置、塗布方法、塗布、現像装置及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出する吐出孔が当該基板の回転方向に沿って設けられた、前記基板保持部を囲む姿勢制御部と、前記基板の裏面側に当該基板の周縁部に対向するように形成された対向面部と、その対向面部に処理液を供給し、その表面と回転する基板の裏面の周縁部とに前記処理液をその表面張力により吸着させる液膜形成部とを備えるように塗布装置を構成し、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストが前記基板の裏面の周縁部に付着することを防ぐための液膜を形成する。
【選択図】図9
Description
前記基板の表面の中央部に塗布液を供給するための塗布ノズルと、
前記基板保持部を鉛直軸回りに回転させ、基板の中央部に供給された前記塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜するための回転駆動部と、
前記基板の裏面の周縁部に対向した対向面部とその対向面部に処理液を供給する処理液供給部とを備え、前記処理液をその表面張力により当該対向面部と回転する基板の前記周縁部とに吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストを前記基板の裏面の周縁部から除去するための液膜を形成するための液膜形成部と、
回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出する吐出孔が当該基板の回転方向に沿って設けられた、前記基板保持部を囲む姿勢制御部と、
を備えたことを特徴とする。
当該制御部は、この第3の回転数にて基板が回転しているときに前記液膜形成部の対向面部に処理液を供給するように前記処理液供給部の動作を制御する。
前記処理雰囲気に接続された排気路と、
非処理雰囲気中のガスを基板保持部の回転によって処理雰囲気に引き込むための前記区画部材に設けられたガス流路と、
を備えていてもよい。この場合、例えば前記ガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へのガスの流通を制御するための流通制御手段が設けられており、前記流通制御手段は、前記ガス流路を開閉するためのシャッタにより構成されていてもよい。また、例えばリング状に前記液膜を形成するために、前記液膜形成部は回転する基板の回転方向に沿ったリング状に形成されている。
塗布ノズルにより前記基板の表面中央部に塗布液を供給する工程と、
回転駆動部により前記基板保持部を鉛直軸回りに第1の回転数で回転させ、基板の中央部に供給された塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜する工程と、
回転する基板の裏面側の周縁部に沿って形成された液膜形成部の対向面部に、当該液膜形成部に設けられた処理液供給部から処理液を供給する工程と、
その液膜形成部の対向面部と回転する基板の裏面の周縁部とに前記処理液をその表面張力により吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストが当該裏面の周縁部に付着することを防ぐ液膜を形成する工程と、
前記基板保持部を囲む姿勢制御部に基板の回転方向に沿って設けられた吐出口から回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出すると工程と、
を備えたことを特徴とする。
その後基板を第2の回転数よりも高い第3の回転数で回転させて塗布液を乾燥させる工程と、を備え
この第3の回転数にて基板が回転しているときに前記処理液を供給する工程が実施される。また、前記基板の回転中に前記液膜を構成する処理液を除去する工程を備えていてもよい。また、前記基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、前記ガスを吐出する工程と共に基板の回転方向に沿って設けられた吸引孔により前記基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する工程が実施されてもよい。
前記処理雰囲気を排気する工程と、
回転処理部の回転により前記区画部材に設けられたガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へと流入するガスの移動を制御する工程と、
を含んでいてもよい。
基板を収納したキャリアが搬入されるキャリアブロックと、
前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像部と、を含む処理ブロックと、
この処理ブロックとレジストが塗布された基板を露光する露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスブロックと、を備えた塗布、現像装置において、
前記塗布部として、上述の塗布装置を備えたことを特徴とする。
前記コンピュータプログラムは、上述の塗布方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする。
また、姿勢制御部6において吐出孔62A及び吸引孔62Bは、ウエハWの回転方向及び径方向に沿って交互に配列されているのでウエハWの周において加えられる圧力の均一性が高くなり、より上下のぶれを抑えた状態で回転させることができる。吐出孔62A、吸引孔62Bとしてはこの例に限られず、例えばウエハWの回転中心を中心とした周方向に沿ってスリット状に形成してもよい。
また、上記のように液膜形成部5、姿勢制御部6は夫々液膜形成位置、処理位置にウエハWとの接触が抑えられるように移動するので、ウエハWとこれら液膜形成部5、姿勢制御部6との衝突によりウエハWが衝撃を受けて、形成された各膜に欠陥が発生することが抑えられる。
評価試験1
上述の姿勢制御部6を用いて、スピンチャック21に保持されたウエハWの回転数を100rpm〜300rpmの範囲で変化させたときのウエハWの周縁部の上下の振れ量を計測した。また、姿勢制御部6を用いずに同様にウエハWを回転させて、上下の振れ量を計測した。図18はこの試験の結果を示したグラフであり、グラフの横軸は回転数(rpm)、縦軸は振れ量(mm)を夫々示している。実線がこの姿勢制御部6へのガス供給量及び姿勢制御部からの吸引量を夫々15L/分としたときの結果を示しており、点線がこの姿勢制御部6へのガス供給量及び姿勢制御部6からの吸引量を夫々50L/分としたときの結果を示している。鎖線は姿勢制御部6を用いなかった実験の結果を示している。このように姿勢制御部6を用いた場合は用いなかった場合に比べて振れ量が抑えられている。従って、上記のように液膜形成部5とウエハWの周縁との微小な隙間に安定して液膜を形成することが可能になることが示された。
上記のように仕切り板23にスリット41を設けず、下方空間27から上方空間へのガスの流れが形成されない場合とスリット41を設けて下方空間27から上方空間28へのガスの流れが形成された場合とでウエハWの周縁部に流れる気流の方向についてシミュレーションを行った。ウエハWの回転数は1500rpmに設定した。図19(a)はスリット41を設けない場合のガスの流れを矢印で示したものである。見やすくするために太い矢印で示しているが、ウエハWの裏面中央部から裏面周縁部へ向かった後、ウエハWの裏面周縁部から裏面中央部側へその流速が0.2m/秒で回り込む気流が発生している。
仕切り板にスリット41を設けない場合と設けた場合でウエハWに付着したパーティクルの数を調べた。さらにスリット41を設けない場合については背景技術の欄に記載した裏面洗浄ノズル13から溶剤を吐出し裏面を洗浄した場合と、洗浄しなかった場合とについて夫々パーティクルの数を比較した。
図21(a)に示すようにウエハWの周縁部上にレーザー測定器70を設け、姿勢制御部6により姿勢制御を行った場合と、姿勢制御を行わなかった場合とのウエハWの上下のぶれ量をウエハの回転数を変化させて測定した。図21(b)、図21(c)、図22(a)、図22(b)、図23(c)は夫々ウエハWの回転数が10rpm、30rpm、50rpm、80rpm、100rpmであるときのウエハWのぶれ量のグラフ図であり、グラフ中の実線が姿勢制御を行った場合(補正後)、グラフ中の鎖線が姿勢制御を行わなかった場合(補正前)の時間に対する測定位置の上下の変位を夫々示している。下記の表1は各グラフの結果から得られた各回転数と変位量とを示したものであり、いずれの回転数の場合も補正後の変位量は抑えられている
表1
また、直径300mmのウエハWの径方向におけるエッジ(端部)から20mmの位置について、レーザー変位計を用いて姿勢制御部6により姿勢制御を行った場合と、姿勢制御を行わなかった場合とのウエハWの上下のぶれ量をウエハの回転数を変化させて測定した。表2はその結果を示したものである。
表2
これら評価試験4−1、4−2の結果から姿勢制御部6を設けることでウエハWのぶれが抑えられることが示された。従って姿勢制御部6を設けることでウエハWと液膜形成部との間の微小な空間に液膜を形成することができることが示された。
ウエハに裏面洗浄ノズル13から溶剤の供給を行った場合と行わなかった場合とで形成されるレジスト膜の膜厚分布の変化について調べた。この実験ではウエハ周縁部のレジストの除去は行っていない。図23(a)、(b)は溶剤の供給を行った場合の膜厚分布を示したグラフであり、図23(c)、(d)は溶剤の供給を行わなかった場合の膜厚分布を示したグラフである。各グラフの横軸はウエハWの直径方向の位置であり、0mmと示した位置がウエハWの中心、+150mm、−150mmと示した位置が夫々ウエハWの一端、他端である。縦軸は膜厚である。このように溶剤の供給を行うことによって膜厚分布の変化は観察されない。従って上記の実施形態で形成される溶剤の液膜によりレジストの膜厚が影響を受けることはないと推察される。
M ミスト
R レジスト
2 レジスト塗布装置
21 スピンチャック
27 下方空間
28 上方空間
31A レジストノズル
41 スリット
42 シャッタ
5 液膜形成部
6 姿勢制御部
62A 吐出孔
62B 吸引孔
Claims (20)
- 基板の裏面の中央部を保持して当該基板を水平に支持するための基板保持部と、
前記基板の表面の中央部に塗布液を供給するための塗布ノズルと、
前記基板保持部を鉛直軸回りに回転させ、基板の中央部に供給された前記塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜するための回転駆動部と、
前記基板の裏面の周縁部に対向した対向面部とその対向面部に処理液を供給する処理液供給部とを備え、前記処理液をその表面張力により当該対向面部と回転する基板の前記周縁部とに吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストを前記基板の裏面の周縁部から除去するための液膜を形成するための液膜形成部と、
回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出する吐出孔が当該基板の回転方向に沿って設けられた、前記基板保持部を囲む姿勢制御部と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。 - 前記基板に塗布液を供給するときに当該基板を第1の回転数で回転させ、塗布液の供給停止後、基板における塗布液の面内分布を調整するために前記第1の回転数よりも低い第2の回転数で当該基板を回転させ、さらに塗布液を乾燥させるために基板を前記第2の回転数よりも高い第3の回転数で回転させるように前記塗布ノズル、回転駆動部の動作を制御する制御部が設けられ、
当該制御部は、この第3の回転数にて基板が回転しているときに前記液膜形成部の対向面部に処理液を供給するように前記処理液供給部の動作を制御することを特徴とする請求項1記載の塗布装置。 - 前記姿勢制御部は、前記吐出孔によるガスの吐出と協働して回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する吸引孔を備え、当該吸引孔は前記姿勢制御部に基板の回転方向に沿って設けられたことを特徴とする請求項1または2に記載の塗布装置。
- 前記吐出孔及び前記吸引孔は、基板の回転方向及び回転する基板の径方向に沿って交互に配列されていることを特徴とする請求項3に記載の塗布装置。
- 前記姿勢制御部を、前記基板の周縁部の前記ぶれを抑えるためにガスを吐出する処理位置と、その下方の待機位置との間で昇降させるための第1の昇降機構が設けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一つに記載の塗布装置。
- 前記液膜形成部を、前記液膜を形成するための液膜形成位置と、その下方の待機位置との間で昇降させるための第2の昇降機構が設けられ、第2の昇降機構は、液膜形成部の基板への接触を抑えるために姿勢制御部の吐出孔からガスが吐出されているときに、液膜形成部を前記待機位置から前記液膜形成位置に上昇させることを特徴とする請求項5に記載の塗布装置。
- 前記液膜形成部には、不要になった前記液膜を形成する処理液を除去するための排液手段が設けられていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一つに記載の塗布装置。
- 前記基板保持部及び液膜形成部は前記塗布液の飛散を抑えるためのカップの内部の処理雰囲気に、前記回転駆動部は区画部材により前記処理雰囲気から区画された非処理雰囲気に夫々設けられ、
前記処理雰囲気に接続された排気路と、
非処理雰囲気中のガスを基板保持部の回転によって処理雰囲気に引き込むための前記区画部材に設けられたガス流路と、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一つに記載の塗布装置。 - 前記ガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へのガスの流通を制御するための流通制御手段が設けられていることを特徴とする請求項8に記載の塗布装置。
- 前記流通制御手段は、前記ガス流路を開閉するためのシャッタにより構成されることを特徴とする請求項9に記載の塗布装置。
- リング状に前記液膜を形成するために、前記液膜形成部は回転する基板の回転方向に沿ったリング状に形成されていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一つに記載の塗布装置。
- 基板保持部により基板の裏面を保持して当該基板を水平に保持する工程と、
塗布ノズルにより前記基板の表面中央部に塗布液を供給する工程と、
回転駆動部により前記基板保持部を鉛直軸回りに第1の回転数で回転させ、基板の中央部に供給された塗布液を遠心力により基板の周縁部へと展伸させて成膜する工程と、
前記基板の裏面側の周縁部に対向するように形成された液膜形成部の対向面部に、当該液膜形成部に設けられた処理液供給部から処理液を供給する工程と、
その液膜形成部の対向面部と回転する基板の裏面の周縁部とに前記処理液をその表面張力により吸着させ、基板に展伸された前記塗布液から飛散したミストが当該裏面の周縁部に付着することを防ぐ液膜を形成する工程と、
前記基板保持部を囲む姿勢制御部に基板の回転方向に沿って設けられた吐出口から回転する基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域にガスを吐出すると工程と、
を備えたことを特徴とする塗布方法。 - 基板に塗布液を供給した後、塗布液の基板の面内分布を調整するために前記第1の回転数よりも低い第2の回転数で当該基板を回転させるように基板の回転数を変更する工程と、
その後基板を第2の回転数よりも高い第3の回転数で回転させて塗布液を乾燥させる工程と、を備え
この第3の回転数にて基板が回転しているときに前記処理液を供給する工程が行われることを特徴とする請求項12に記載の塗布方法。 - 前記基板の回転中に前記液膜を構成する処理液を除去する工程を備えたことを特徴とする請求項12または13に記載の塗布方法。
- 前記基板の周縁部の上下のぶれを抑えるために、前記ガスを吐出する工程と共に基板の回転方向に沿って設けられた吸引孔により前記基板の裏面において前記液膜が形成される周縁部よりも内側の領域を吸引する工程が行われることを特徴とする請求項14に記載の塗布方法。
- 前記姿勢制御部の吐出孔からガスを吐出させながら、姿勢制御部を前記基板の周縁部の姿勢を制御するための処理位置へとその下方の待機位置から上昇させる工程を含むことを特徴とする請求項12ないし15のいずれか一つに記載の塗布方法。
- 前記姿勢制御部を上昇させる工程を行うと共に前記液膜形成部を前記液膜を形成するための液膜形成位置へとその下方の待機位置から上昇させる工程を行うことを特徴とする請求項16に記載の塗布方法。
- 前記基板保持部及び液膜形成部は前記塗布液の飛散を抑えるためのカップの内部の処理雰囲気に、前記回転駆動部は区画部材により前記処理雰囲気と区画された非処理雰囲気に夫々設けられ、
前記処理雰囲気を排気する工程と、
回転処理部の回転により前記区画部材に設けられたガス流路を介して非処理雰囲気から処理雰囲気へと流入するガスの移動を制御する工程と、
を含むことを特徴とする請求項12ないし17のいずれか一つに記載の塗布方法。 - 基板を収納したキャリアが搬入されるキャリアブロックと、
前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像部と、を含む処理ブロックと、
この処理ブロックとレジストが塗布された基板を露光する露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスブロックと、を備えた塗布、現像装置において、
前記塗布部として、請求項1ないし11のいずれか一つに記載の塗布装置を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。 - 回転する基板に塗布液を供給して塗布する塗布装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項12ないし18のいずれか一つに記載の塗布方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする記憶媒体。
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