JP2015216168A - 塗布膜形成装置、塗布膜形成方法、記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板保持部11と、前記基板保持部に保持された基板を鉛直軸周りに回転させる回転機構12と、所定の粘度を有する塗布膜形成用の薬液を供給する薬液供給部41と、液体の蒸気が加えられたガスを供給するガス供給部42と、前記基板を回転させると共に前記薬液供給部から前記基板の中心部に薬液を供給して遠心力により基板の周縁部に広げて液膜を形成するステップと、前記基板への薬液の供給を停止した後、薬液が乾燥する前に、前記ガス供給部から前記基板の少なくとも中心部に前記ガスを供給するステップと、が行われるように制御信号を出力する制御部10と、を備えるように装置を構成する。それによって、基板の中心部における液膜の盛り上がりを防ぎ、前記面内均一性を高くする。
【選択図】図1
Description
前記基板保持部に保持された基板を鉛直軸周りに回転させる回転機構と、
常温において0.03Pa・s〜0.4Pa・sの粘度を有する塗布膜形成用の薬液を供給する薬液供給部と、
液体の蒸気が加えられたガスを供給するガス供給部と、
前記基板を回転させると共に前記薬液供給部から前記基板の中心部に薬液を供給して遠心力により基板の周縁部に広げて液膜を形成するステップと、前記基板への薬液の供給を停止した後、薬液が乾燥する前に、前記ガス供給部から前記基板の少なくとも中心部に前記ガスを供給するステップと、が行われるように制御信号を出力する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
本発明の第1の実施形態であるレジスト膜形成装置1について、図1の縦断側面図と、図2の平面図とを参照して説明する。このレジスト膜形成装置1は、粘度が0.03Pa・s(30cP)〜0.4Pa・s(400cP)、例えば0.1Pa・s(100cP)のレジストをウエハWの表面に塗布し、レジスト膜を形成する。特に説明の無い限りこの明細書において、粘度は常温における粘度を意味する。本明細書において常温とは約23℃であり、より具体的には21℃〜27℃である。図中11はスピンチャックであり、ウエハWの裏面中央部を真空吸着することにより、当該ウエハWを水平に保持する基板保持部である。図中12は回転機構であり、軸部13を介してスピンチャック11に接続されており、当該スピンチャック11を鉛直軸回りに回転させる。図中14は軸部13を囲む円形板である。図中15は、円形板14を上下に貫く昇降ピンであり、スピンチャック11とレジスト膜形成装置1の外部の搬送機構との間でウエハWの受け渡しを行う。図中16は昇降機構であり、昇降ピン15を昇降させる。
本発明の第2の実施形態であるレジスト膜形成装置6について、レジスト膜形成装置1との差異点を中心に説明する。図17、図18は、夫々レジスト膜形成装置6の縦断側面図、平面図である。このレジスト膜形成装置6は、加湿エア供給ノズル42を備えておらず、その代わりに加湿エア供給部として水平な円形の加湿エア供給板61を備えている。加湿エア供給板61には配管51が接続され、加湿エアが供給される。加湿エア供給板61は、ウエハWの処理時に加湿エア供給ノズル42の代わりにウエハWに加湿エアを供給する。加湿エア供給板61は昇降機構62に接続されており、図17に実線で示す処理位置と、鎖線で示す待機位置との間で昇降する。前記処理位置はカップ2の開口部21を塞ぐ位置であり、前記待機位置はスピンチャック11と外部の搬送機構との間におけるウエハWの受け渡しを妨げない位置である。
・評価試験1
本発明に関連して行われた各評価試験について説明する。評価試験1では、加湿エア供給ノズル42が設けられないことを除いて、第1の実施形態のレジスト膜形成装置1と同様に構成された試験用の装置を用いて、連続して当該装置に搬送した10枚のウエハWに順次、レジスト膜の形成を行った。このレジスト膜の形成は図4で説明したタイミングチャートに従って、ウエハWの回転数及び各薬液の供給を制御することにより行った。この評価試験1で用いたレジストの粘度は0.165Pa・s(165cP)であり、ウエハWへの供給量は、5mL以下、吐出速度は0.8mL/秒以上とした。そして、レジスト膜が成膜された各ウエハWについては、径方向の各部におけるレジスト膜の膜厚を計測し、ウエハW毎に前記膜厚の平均値と、3シグマとを算出した。なお、この評価試験1及び後述の各評価試験で用いたウエハWの直径は300mmである。
この評価試験2でも、上記の試験用の装置を用いてウエハWにレジスト膜を形成したが、評価試験1と異なり、ウエハWの処理毎にFFU26から供給されるエアの温度を変更した。このFFU26からのエアの温度は、カップ2内のウエハWの周囲の雰囲気の温度が、夫々21℃、23℃、25℃になるように調整した。また、この評価試験2では、粘度は0.16Pa・s(160cP)のレジストを使用して処理を行った。処理を行った各ウエハWについては、当該ウエハWの直径に沿った各部におけるレジスト膜の膜厚を測定した。
評価試験3として、160cP以外の粘度を持つレジストを用いて、評価試験2と同様にウエハWごとにカップ2内の雰囲気の温度を変更して処理を行い、各ウエハWのレジスト膜の膜厚を測定した。図35は、この評価試験3の結果を示したグラフである。当該グラフの横軸はレジストの粘度を示し、縦軸は温度感度(単位:%)を示している。この温度感度とは、21℃で処理したウエハWの中心のレジスト膜の膜厚に対する25℃で処理したウエハの中心のレジスト膜の膜厚の変移量を表し、評価試験2の160cPのレジストで処理したときの当該膜厚の変移量を0%とした場合の百分率で示している。従って、この温度感度が大きいと処理雰囲気の温度が上がることでレジスト膜の膜厚が大きくなることを示し、温度感度が小さいと処理雰囲気の温度が下がることで膜厚が小さくなることを示す。
評価試験4として、上記の試験用の装置を用い、ウエハW毎にカップ2内の相対湿度を変更してレジスト膜の形成を行った。カップ2内のウエハWの周囲温度は23℃となるようにした。なお、レジストのウエハWの供給時におけるウエハWの回転数は、成膜に支障がないように前記湿度によって適宜変更した。そして、処理した各ウエハWについて、その直径に沿った各部の膜厚を測定した。
1,6,7 レジスト膜形成装置
10 制御部
11 スピンチャック
12 回転機構
2 カップ
20 レジスト
40 複合ノズル
41 レジスト供給ノズル
42 加湿エア供給ノズル
Claims (18)
- 基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板を鉛直軸周りに回転させる回転機構と、
常温において0.03Pa・s〜0.4Pa・sの粘度を有する塗布膜形成用の薬液を供給する薬液供給部と、
液体の蒸気が加えられたガスを供給するガス供給部と、
前記基板を回転させると共に前記薬液供給部から前記基板の中心部に薬液を供給して遠心力により基板の周縁部に広げて液膜を形成するステップと、前記基板への薬液の供給を停止した後、薬液が乾燥する前に、前記ガス供給部から前記基板の少なくとも中心部に前記ガスを供給するステップと、が行われるように制御信号を出力する制御部と、
を備えたことを特徴とする塗布膜形成装置。 - 前記液膜を形成するステップは、前記基板の中心部に供給された薬液を遠心力により基板の周縁部に広げるために第1の回転数で基板を回転させるステップと、前記薬液の供給を停止した状態で前記第1の回転数よりも低い第2の回転数で基板を回転させるステップと、を含み、
前記制御部は、前記液膜を形成するステップの後に、前記液膜を乾燥させて塗布膜を形成するために前記第2の回転数よりも高い第3の回転数で基板を回転させるステップを行うように制御信号を出力するものであることを特徴とする請求項1記載の塗布膜形成装置。 - 前記制御部は、少なくとも基板が前記第2の回転数で回転する間に、前記ガス供給部から前記基板の中心部にガスが供給されるように制御信号を出力することを特徴とする請求項2記載の塗布膜形成装置。
- 前記制御部は、基板が前記第3の回転数で回転する間においても、前記ガス供給部から前記基板の中心部にガスが供給されるように制御信号を出力することを特徴とする請求項3記載の塗布膜形成装置。
- 前記制御部は、基板を前記第2の回転数で回転させた後、前記第3の回転数で回転させる前に、前記第2の回転数及び第3の回転数よりも高い第4の回転数で回転させると共に前記ガス供給部から前記基板の中心部に前記ガスが供給されるように制御信号を出力することを特徴とする請求項2ないし4のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。
- 前記基板に対するガスの供給は、前記薬液の供給中から開始さ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膜形成装置。
- 前記ガスは、加湿された気体または溶剤蒸気を含む気体であ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膜形成装置。
- 前記加湿された気体について、25℃における相対湿度が50%以上であることを特徴とする請求項7記載の塗布膜形成装置。
- 基板に供給される前記ガスの温度は、常温より高いことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。
- 前記ガス供給部は、基板に局所的に前記ガスを供給するように構成され、
当該ガス供給部を移動させることで、基板におけるガスが供給される位置を基板の中心部から周縁部へ向けて移動させるための移動機構が設けられることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。 - 前記基板保持部の側方を囲み、上側に開口部を備えるカップが設けられ、
前記ガス供給部は前記基板の中心部及び周縁部に前記ガスを供給すると共に、前記開口部を塞ぐように設けられ、
前記ガス供給部を前記カップに対して相対的に昇降させる昇降機構が設けられることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。 - 基板を水平に保持する工程と、
前記基板を鉛直軸周りに回転させると共に、常温において0.03Pa・s〜0.4Pa・sの粘度を有する塗布膜形成用の薬液を当該基板の中心部に供給して、遠心力により基板の周縁部に広げて液膜を形成する工程と、
前記基板への薬液の供給を停止した後、薬液が乾燥する前に、前記基板の少なくとも中心部に液体の蒸気が加えられたガスを供給する工程と、
を備えたことを特徴とする塗布膜形成方法。 - 前記液膜を形成する工程は、前記基板の中心部に供給された薬液を遠心力により基板の周縁部に広げるために第1の回転数で基板を回転させる工程と、前記薬液の供給を停止した状態で前記第1の回転数よりも低い第2の回転数で基板を回転させる工程と、を含み、
前記液膜を形成する工程の後に、前記液膜を乾燥させて塗布膜を形成するために前記第2の回転数よりも高い第3の回転数で基板を回転させる工程を行うことを特徴とする請求項12記載の塗布膜形成方法。 - 基板が前記第2の回転数で回転する間に、前記ガスを前記基板の中心部に供給する工程を含むことを特徴とする請求項13記載の塗布膜形成方法。
- 基板が前記第3の回転数で回転する間においても、前記基板の中心部に前記ガスを供給する工程を含むことを特徴とする請求項14記載の塗布膜形成方法。
- 基板を前記第2の回転数で回転させた後、前記第3の回転数で回転させる前に、前記第2の回転数及び第3の回転数よりも高い第4の回転数で回転させると共に前記基板の中心部に前記ガスを供給する工程を含むことを特徴とする請求項13ないし15のいずれか一つに記載の塗布膜形成方法。
- 前記基板に対するガスの供給は、前記薬液の供給中から開始されていることを特徴とする請求項12ないし16のいずれか一つに記載の塗布膜形成方法。
- 基板に薬液を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項12ないし17のいずれか一つに記載された塗布膜形成方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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