JP2017092118A - Coating film formation method, coating film formation device, and computer readable recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、塗布膜形成方法、塗布膜形成装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。 The present disclosure relates to a coating film forming method, a coating film forming apparatus, and a computer-readable recording medium.
特許文献1は、基板(ウエハ)の表面に凸部(突起、突条等)が設けられた被処理体に対して、塗布液(例えば、レジスト膜)を形成する方法を開示している。当該方法は、被処理体の表面の上方においてノズルを蛇行移動させつつノズルから塗布液液滴を噴霧する際に、加熱手段により被処理体を加熱することを含む。
特許文献1が開示する方法は、凸部同士の間の空間を塗布液材料で埋めることなく、被処理体の表面(凸部の表面を含む。)に沿って塗布膜を略均一に形成することを目的としている。しかしながら、当該方法によれば、被処理体の表面のうちノズルの移動に伴い噴霧領域が重なる箇所に対し、塗布液の溶剤が完全に揮発しきらないうちに次の塗布液が噴霧されうる。そのため、加熱手段により被処理体を加熱していたとしても、塗布液液滴の溶質(塗布液材料粒子)が凸部の側壁面に定着する前に塗布液液滴(溶剤)が流動し、凸部の基端側において特に塗布膜の膜厚が大きくなってしまうことがある。
In the method disclosed in
そこで、本開示は、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をより均一に形成することが可能な塗布膜形成方法、塗布膜形成装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。 Thus, the present disclosure describes a coating film forming method, a coating film forming apparatus, and a computer-readable recording medium that can form a coating film more uniformly along the surface of the object to be processed including the protrusions. .
本開示の一つの観点に係る塗布膜形成方法は、基板と、基板の表面に設けられた凸部とを含む被処理体を加熱する第1の工程と、第1の工程において加熱された後の被処理体の表面に対して塗布液液滴をノズルから吹き付ける第2の工程とを含む。 A coating film forming method according to one aspect of the present disclosure includes a first step of heating an object to be processed including a substrate and a convex portion provided on the surface of the substrate, and after being heated in the first step And a second step of spraying a coating liquid droplet from the nozzle onto the surface of the object to be processed.
本開示の一つの観点に係る塗布膜形成方法では、被処理体の表面に塗布液液滴をノズルから吹き付ける第2の工程の前の第1の工程において、被処理体を加熱している。そのため、凸部の表面を含む被処理体の表面全体において、第2の処理で吹き付けられる塗布液液滴の溶剤は被処理体からの熱を受けて揮発し、塗布液液滴の塗布液材料粒子(溶質)は被処理体の表面に付着する。従って、被処理体の表面、特に凸部の側面において、塗布液液滴同士が凝集して流動することが抑制される。その結果、被処理体の表面、特に凸部の側面において、塗布液材料粒子が均一に付着しやすくなる。 In the coating film forming method according to one aspect of the present disclosure, the target object is heated in the first step before the second step of spraying the coating liquid droplets from the nozzles on the surface of the target object. Therefore, the solvent of the coating liquid droplet sprayed in the second process is volatilized by receiving heat from the target object over the entire surface of the object to be processed including the surface of the convex portion, and the coating liquid material of the coating liquid droplets Particles (solutes) adhere to the surface of the object to be processed. Therefore, the coating liquid droplets are prevented from aggregating and flowing on the surface of the object to be processed, particularly on the side surfaces of the protrusions. As a result, the coating liquid material particles easily adhere uniformly on the surface of the object to be processed, particularly on the side surfaces of the convex portions.
加えて、本開示の一つの観点に係る塗布膜形成方法では、第1の工程の開始時に、流動性を有する液状、すなわち未固化の塗布液液滴が被処理体の表面に存在していたとしても、第1の工程の加熱処理により溶剤が完全に揮発し、凸部の側面を含む被処理体の表面において未固化の塗布液液滴が固化する。そのため、続く第2の工程において、被処理体の表面に対して塗布液液滴をノズルから吹き付ける際には、以前に吹き付けられた塗布液液滴が完全に固化した状態となっている。従って、吹き付けのタイミングが異なる塗布液液滴同士が混ざって凝集し、被処理体の表面(特に、凸部の側面)において流動してしまうことが抑制される。以上より、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をより均一に形成することが可能となる。 In addition, in the coating film forming method according to one aspect of the present disclosure, at the start of the first step, a fluid liquid, that is, an unsolidified coating liquid droplet exists on the surface of the object to be processed. However, the solvent is completely volatilized by the heat treatment in the first step, and the unsolidified coating liquid droplets are solidified on the surface of the object to be processed including the side surfaces of the convex portions. Therefore, in the subsequent second step, when the coating liquid droplet is sprayed from the nozzle onto the surface of the object to be processed, the previously sprayed coating liquid droplet is in a completely solidified state. Therefore, coating liquid droplets having different spraying timings are mixed and aggregated, and are prevented from flowing on the surface of the object to be processed (particularly, the side surface of the convex portion). As described above, the coating film can be more uniformly formed along the surface of the object to be processed including the convex portion.
本開示の一つの観点に係る塗布膜形成方法は、第2の工程において塗布液液滴が吹き付けられた後の被処理体を加熱する第3の工程を更に含んでもよい。この場合、第2の工程において被処理体の表面に吹き付けられた塗布液液滴の溶剤(溶媒)が、第3の工程において被処理体からの熱を受けて揮発する。そのため、被処理体の表面における塗布液液滴の流動がいっそう抑制される。従って、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をさらに均一に形成することが可能となる。 The coating film forming method according to one aspect of the present disclosure may further include a third step of heating the object to be processed after the coating liquid droplets are sprayed in the second step. In this case, the solvent (solvent) of the coating liquid droplets sprayed on the surface of the object to be processed in the second step is volatilized by receiving heat from the object to be processed in the third step. Therefore, the flow of the coating liquid droplets on the surface of the object to be processed is further suppressed. Therefore, the coating film can be formed more uniformly along the surface of the object to be processed including the convex portion.
被処理体の加熱温度は、塗布液液滴に含まれる溶剤の沸点よりも10℃〜50℃低い温度に設定されていてもよい。被処理体の加熱温度が、塗布液液滴に含まれる溶剤の沸点よりも50℃低い温度以上であると、第2の工程で吹き付けられる塗布液液滴の溶剤がほとんど揮発せずに被処理体の表面において塗布液液滴が流動してしまうような事態が生じ難い。そのため、凸部の基端側において特に塗布膜の膜厚が大きくなってしまうことが抑制される。被処理体の加熱温度が、塗布液液滴に含まれる溶剤の沸点よりも10℃低い温度以下であると、第2の工程で吹き付けられる塗布液液滴が被処理体の表面に到達する前に当該塗布液液滴の溶剤のほとんどが揮発してしまうような事態が生じ難い。そのため、塗布液液滴に含まれる塗布液材料粒子がその形状を保持したまま被処理体の表面に次々と堆積してしまうことが抑制される。 The heating temperature of the object to be processed may be set to a temperature that is 10 ° C. to 50 ° C. lower than the boiling point of the solvent contained in the coating liquid droplets. When the heating temperature of the object to be processed is equal to or higher than the boiling point of the solvent contained in the coating liquid droplets by 50 ° C., the solvent of the coating liquid droplets sprayed in the second step is hardly evaporated. It is difficult for the coating liquid droplet to flow on the surface of the body. For this reason, the film thickness of the coating film is suppressed from becoming particularly large on the base end side of the convex portion. When the heating temperature of the object to be treated is 10 ° C. or lower than the boiling point of the solvent contained in the coating liquid droplet, before the coating liquid droplet sprayed in the second step reaches the surface of the object to be processed. In addition, it is difficult to cause a situation in which most of the solvent of the coating liquid droplets volatilizes. Therefore, it is suppressed that the coating liquid material particles contained in the coating liquid droplets are successively deposited on the surface of the object to be processed while maintaining the shape.
塗布液液滴に含まれる溶剤はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEAと称することもある。)であってもよい。PGMEAの沸点は146℃であるので、被処理体の加熱温度が90℃〜140℃程度に設定されていると、塗布液液滴が被処理体の表面に吹き付けられたときに溶剤であるPGMEAが適度に揮発する。そのため、塗布液液滴が、被処理体の表面において適度な流動性を維持し、被処理体の表面に均一に拡がりやすくなる。従って、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をいっそう均一に形成することが可能となる。 The solvent contained in the coating liquid droplets may be propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter also referred to as PGMEA). Since the boiling point of PGMEA is 146 ° C., if the heating temperature of the object to be processed is set to about 90 ° C. to 140 ° C., PGMEA which is a solvent when the coating liquid droplets are sprayed on the surface of the object to be processed. Volatilizes moderately. For this reason, the coating liquid droplets maintain appropriate fluidity on the surface of the object to be processed, and easily spread on the surface of the object to be processed. Therefore, the coating film can be formed more uniformly along the surface of the object to be processed including the convex portion.
第2の工程では、被処理体を回転させた状態で、第1の工程において加熱された後の被処理体の表面に対して塗布液液滴をノズルから吹き付けてもよい。この場合、静止した被処理体の表面上においてノズルを蛇行させながらノズルから塗布液液滴を被処理体の表面に吹き付けるときと比較して、ノズルからの塗布液液滴が被処理体の表面に重複して吹き付けられ難い。そのため、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をよりいっそう均一に形成することが可能となる。 In the second step, the coating liquid droplets may be sprayed from the nozzles on the surface of the target object heated in the first step while the target object is rotated. In this case, compared with the case where the coating liquid droplet is sprayed from the nozzle onto the surface of the object to be processed while the nozzle is meandering on the surface of the stationary object to be processed, the coating liquid droplet from the nozzle is applied to the surface of the object to be processed. It is difficult to be sprayed on the same. Therefore, it becomes possible to form the coating film more uniformly along the surface of the object to be processed including the convex portion.
第2の工程では、第1の工程によって加熱された後の被処理体の表面に対してノズルから塗布液液滴を吹き付けると共に、ノズルとは別のガスノズルをノズルに追従させつつ、被処理体の表面のうち塗布液液滴の吹き付け箇所に対して加熱された窒素ガスをガスノズルから吹き付けてもよい。この場合、塗布液液滴の吹き付け中に溶剤の乾燥が行われるので、被処理体の表面に塗布膜を形成するのに要する時間を短縮することができる。 In the second step, the liquid to be processed is sprayed from the nozzle to the surface of the object to be processed after being heated in the first step, and a gas nozzle different from the nozzle is made to follow the nozzle, while the object to be processed is Alternatively, heated nitrogen gas may be sprayed from the gas nozzle to the sprayed portion of the coating liquid droplets on the surface. In this case, since the solvent is dried during the spraying of the coating liquid droplets, the time required to form the coating film on the surface of the object to be processed can be shortened.
第2の工程では、第1の工程によって加熱された後の被処理体の表面に対して、加熱された窒素ガスに塗布液液滴を随伴させた状態でノズルから吹き付けてもよい。この場合、塗布液液滴の吹き付け中に溶剤の乾燥が行われるので、被処理体の表面に塗布膜を形成するのに要する時間を短縮することができる。 In the second step, the surface of the object to be processed after being heated in the first step may be sprayed from the nozzle in a state where the coating liquid droplet is accompanied by the heated nitrogen gas. In this case, since the solvent is dried during the spraying of the coating liquid droplets, the time required to form the coating film on the surface of the object to be processed can be shortened.
本開示の他の観点に係る塗布膜形成装置は、基板と、基板の表面に設けられた凸部とを含む被処理体を加熱するように構成された加熱部と、塗布液をノズルから塗布液液滴として吹き出させるように構成された供給部と、制御部とを備え、制御部は、加熱部を制御して被処理体を加熱する第1の処理と、供給部を制御して、第1の処理によって加熱された後の被処理体の表面に対してノズルから塗布液液滴を吹き付ける第2の処理とを実行する。 A coating film forming apparatus according to another aspect of the present disclosure includes a heating unit configured to heat a target object including a substrate and a convex portion provided on the surface of the substrate, and a coating liquid applied from a nozzle. A supply unit configured to be blown out as liquid droplets, and a control unit, the control unit controls the heating unit to heat the object to be processed and the supply unit; A second process of spraying coating liquid droplets from the nozzles on the surface of the object to be processed after being heated by the first process is performed.
本開示の一つの観点に係る塗布膜形成装置では、制御部が、被処理体の表面に塗布液液滴をノズルから吹き付ける第2の処理の前に、被処理体を加熱部により加熱する第1の処理を実行している。そのため、凸部の表面を含む被処理体の表面全体において、第2の処理で吹き付けられる塗布液液滴の溶剤が被処理体からの熱を受けて揮発し、塗布液液滴の塗布液材料粒子(溶質)は被処理体の表面に付着する。従って、被処理体の表面、特に凸部の側面において、塗布液液滴同士が凝集して流動することが抑制される。その結果、被処理体の表面、特に凸部の側面において、塗布液材料粒子が均一に付着しやすくなる。
In the coating film forming apparatus according to one aspect of the present disclosure, the control unit heats the object to be processed by the heating unit before the second process of spraying the coating liquid droplets on the surface of the object to be processed from the nozzle.
加えて、本開示の一つの観点に係る塗布膜形成装置では、第1の処理の開始時に、流動性を有する液状、すなわち未固化の塗布液液滴が被処理体の表面に存在していたとしても、加熱処理(第1の処理)により溶剤が完全に揮発し、凸部の側面を含む被処理体の表面において未固化の塗布液液滴が固化する。そのため、続く第2の工程において、被処理体の表面に対して塗布液液滴をノズルから吹き付ける際には、以前に吹き付けられた塗布液液滴が完全に固化した状態となっている。従って、吹き付けのタイミングが異なる塗布液液滴同士が混ざって凝集し、被処理体の表面(特に、凸部の側面)において流動してしまうことが抑制される。以上より、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をより均一に形成することが可能となる。 In addition, in the coating film forming apparatus according to one aspect of the present disclosure, a fluid liquid, that is, an unsolidified coating liquid droplet is present on the surface of the object to be processed at the start of the first processing. However, the solvent is completely volatilized by the heat treatment (first treatment), and the unsolidified coating liquid droplets are solidified on the surface of the object to be processed including the side surfaces of the convex portions. Therefore, in the subsequent second step, when the coating liquid droplet is sprayed from the nozzle onto the surface of the object to be processed, the previously sprayed coating liquid droplet is in a completely solidified state. Therefore, coating liquid droplets having different spraying timings are mixed and aggregated, and are prevented from flowing on the surface of the object to be processed (particularly, the side surface of the convex portion). As described above, the coating film can be more uniformly formed along the surface of the object to be processed including the convex portion.
本開示の他の観点に係る塗布膜形成装置は、第1の処理が行われる第1の処理室と、第1の処理室とは異なる第2の処理室であって、第2の処理が行われる第2の処理室とを更に備えてもよい。 A coating film forming apparatus according to another aspect of the present disclosure includes a first processing chamber in which a first processing is performed and a second processing chamber different from the first processing chamber, wherein the second processing is performed. You may further provide the 2nd processing chamber performed.
本開示の他の観点に係る塗布膜形成装置は、第1の処理及び第2の処理の双方が行われる処理室を更に備えてもよい。 The coating film forming apparatus according to another aspect of the present disclosure may further include a processing chamber in which both the first processing and the second processing are performed.
制御部は、加熱部を制御して、第2の処理において塗布液液滴が吹き付けられた後の被処理体を加熱する第3の処理を更に実行してもよい。この場合、第2の処理において被処理体の表面に吹き付けられた塗布液液滴の溶剤(溶媒)が、第3の処理において被処理体からの熱を受けて揮発する。そのため、被処理体の表面における塗布液液滴の流動がいっそう抑制される。従って、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をさらに均一に形成することが可能となる。 The control unit may further execute a third process of controlling the heating unit to heat the object to be processed after the application liquid droplets are sprayed in the second process. In this case, the solvent (solvent) of the coating liquid droplets sprayed on the surface of the object to be processed in the second process is volatilized by receiving heat from the object to be processed in the third process. Therefore, the flow of the coating liquid droplets on the surface of the object to be processed is further suppressed. Therefore, the coating film can be formed more uniformly along the surface of the object to be processed including the convex portion.
制御部は、加熱部を制御して被処理体を加熱する際に、加熱部による被処理体の加熱温度を塗布液液滴に含まれる溶剤の沸点よりも10℃〜50℃低い温度に設定してもよい。加熱部による被処理体の加熱温度が、塗布液液滴に含まれる溶剤の沸点よりも50℃低い以上であると、第2の工程で吹き付けられる塗布液液滴の溶剤がほとんど揮発せずに被処理体の表面において塗布液液滴が流動してしまうような事態が生じ難い。そのため、凸部の基端側において特に塗布膜の膜厚が大きくなってしまうことが抑制される。加熱部による被処理体の加熱温度が、塗布液液滴に含まれる溶剤の沸点よりも10℃低い温度以下であると、第2の工程で吹き付けられる塗布液液滴が被処理体の表面に到達する前に当該塗布液液滴の溶剤のほとんどが揮発してしまうような事態が生じ難い。そのため、塗布液液滴に含まれる塗布液材料粒子がその形状を保持したまま被処理体の表面に次々と堆積してしまうことが抑制される。 When the control unit controls the heating unit to heat the object to be processed, the heating temperature of the object to be processed by the heating unit is set to a temperature that is 10 ° C. to 50 ° C. lower than the boiling point of the solvent contained in the coating liquid droplets. May be. When the heating temperature of the object to be processed by the heating unit is 50 ° C. or more lower than the boiling point of the solvent contained in the coating liquid droplets, the solvent of the coating liquid droplets sprayed in the second step hardly volatilizes. It is difficult for the coating liquid droplet to flow on the surface of the object to be processed. For this reason, the film thickness of the coating film is suppressed from becoming particularly large on the base end side of the convex portion. When the heating temperature of the object to be processed by the heating unit is 10 ° C. or lower than the boiling point of the solvent contained in the coating liquid droplets, the coating liquid droplets sprayed in the second step are applied to the surface of the target object. It is difficult to cause a situation in which most of the solvent of the coating liquid droplets volatilizes before reaching. Therefore, it is suppressed that the coating liquid material particles contained in the coating liquid droplets are successively deposited on the surface of the object to be processed while maintaining the shape.
塗布液液滴に含まれる溶剤はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであってもよい。PGMEAの沸点は146℃であるので、被処理体を加熱する際の加熱部の温度が、90℃〜140℃程度に設定されていると、塗布液液滴が被処理体の表面に吹き付けられたときに溶剤であるPGMEAが適度に揮発する。そのため、塗布液液滴が、被処理体の表面において適度な流動性を維持し、被処理体の表面に均一に拡がりやすくなる。従って、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をいっそう均一に形成することが可能となる。 The solvent contained in the coating liquid droplets may be propylene glycol monomethyl ether acetate. Since the boiling point of PGMEA is 146 ° C., when the temperature of the heating part when heating the object to be processed is set to about 90 ° C. to 140 ° C., the coating liquid droplets are sprayed on the surface of the object to be processed. PGMEA as a solvent volatilizes moderately. For this reason, the coating liquid droplets maintain appropriate fluidity on the surface of the object to be processed, and easily spread on the surface of the object to be processed. Therefore, the coating film can be formed more uniformly along the surface of the object to be processed including the convex portion.
本開示の他の観点に係る塗布膜形成装置は、基板の表面に対して垂直な軸周りに被処理体を回転させる駆動部を更に備え、制御部は、第2の処理において、駆動部を制御して被処理体を回転させた状態で、供給部を制御して塗布液をノズルに供給することにより、第1の処理によって加熱された後の被処理体の表面に対して塗布液液滴をノズルから吹き付けてもよい。この場合、静止した被処理体の表面上においてノズルを蛇行させながらノズルから塗布液液滴を被処理体の表面に吹き付けるときと比較して、ノズルからの塗布液液滴が被処理体の表面に重複して吹き付けられ難い。そのため、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をよりいっそう均一に形成することが可能となる。 The coating film forming apparatus according to another aspect of the present disclosure further includes a drive unit that rotates the object to be processed around an axis perpendicular to the surface of the substrate, and the control unit includes the drive unit in the second process. In a state where the object to be processed is rotated while being controlled, the application liquid is applied to the surface of the object to be processed after being heated by the first treatment by controlling the supply unit and supplying the application liquid to the nozzle. Drops may be sprayed from the nozzle. In this case, compared with the case where the coating liquid droplet is sprayed from the nozzle onto the surface of the object to be processed while the nozzle is meandering on the surface of the stationary object to be processed, the coating liquid droplet from the nozzle is applied to the surface of the object to be processed. It is difficult to be sprayed on the same. Therefore, it becomes possible to form the coating film more uniformly along the surface of the object to be processed including the convex portion.
本開示の他の観点に係る塗布膜形成装置は、加熱された窒素ガスをガスノズルから吐出させるように構成されたガス供給部を更に備え、制御部は、第2の処理において、供給部を制御して、第1の処理によって加熱された後の被処理体の表面に対してノズルから塗布液液滴を吹き付けると共に、ガス供給部を制御して、ガスノズルをノズルに追従させつつ、被処理体の表面のうち塗布液液滴の吹き付け箇所に対して加熱された窒素ガスをガスノズルから吹き付けてもよい。この場合、塗布液液滴の吹き付け中に溶剤の乾燥が行われるので、被処理体の表面に塗布膜を形成するのに要する時間を短縮することができる。 The coating film forming apparatus according to another aspect of the present disclosure further includes a gas supply unit configured to discharge heated nitrogen gas from the gas nozzle, and the control unit controls the supply unit in the second process. And while spraying a coating liquid droplet from a nozzle with respect to the surface of the to-be-processed object heated by the 1st process, controlling a gas supply part and making a gas nozzle follow a nozzle, to-be-processed object Alternatively, heated nitrogen gas may be sprayed from the gas nozzle to the sprayed portion of the coating liquid droplets on the surface. In this case, since the solvent is dried during the spraying of the coating liquid droplets, the time required to form the coating film on the surface of the object to be processed can be shortened.
制御部は、第2の処理において、供給部を制御して、第1の処理によって加熱された後の被処理体の表面に対して、加熱された窒素ガスに塗布液液滴を随伴させた状態でノズルから吹き付けてもよい。この場合、塗布液液滴の吹き付け中に溶剤の乾燥が行われるので、被処理体の表面に塗布膜を形成するのに要する時間を短縮することができる。 In the second process, the control unit controls the supply unit to cause the coating liquid droplets to accompany the heated nitrogen gas to the surface of the object to be processed after being heated by the first process. You may spray from a nozzle in a state. In this case, since the solvent is dried during the spraying of the coating liquid droplets, the time required to form the coating film on the surface of the object to be processed can be shortened.
本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記の塗布膜形成方法を塗布膜形成装置に実行させるためのプログラムを記録している。本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体では、上記の塗布膜形成方法と同様に、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をより均一に形成することが可能となる。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体(non-transitory computer recording medium)(例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置)や、伝播信号(transitory computer recording medium)(例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号)が含まれる。 A computer-readable recording medium according to another aspect of the present disclosure records a program for causing a coating film forming apparatus to execute the coating film forming method. In the computer-readable recording medium according to another aspect of the present disclosure, it is possible to form the coating film more uniformly along the surface of the object to be processed including the convex portion, as in the above-described coating film forming method. Become. In this specification, a computer-readable recording medium includes a non-transitory tangible medium (non-transitory computer recording medium) (for example, various main storage devices or auxiliary storage devices) and a propagation signal (transitory computer recording medium). (E.g., a data signal that can be provided over a network).
本開示に係る塗布膜形成方法、塗布膜形成装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、凸部を含む被処理体の表面に沿って塗布膜をより均一に形成することが可能となる。 According to the coating film forming method, the coating film forming apparatus, and the computer-readable recording medium according to the present disclosure, the coating film can be more uniformly formed along the surface of the target object including the convex portion. .
以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Since the embodiment according to the present disclosure described below is an example for explaining the present invention, the present invention should not be limited to the following contents. In the following description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.
[塗布膜形成装置]
まず、塗布膜形成装置1の概要について説明する。塗布膜形成装置1は、被処理体W(図4等参照)の表面上に塗布膜R(同図等参照)を形成する装置である。
[Coating film forming device]
First, an outline of the coating
ここで、被処理体Wは、図4等に示されるように、基板(ウエハ)W1と少なくとも一つの凸部W2とを有する。基板W1は、円板状を呈してもよいし、円形の一部が切り欠かれていてもよいし、多角形など円形以外の形状を呈していてもよい。基板W1は、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、FPD(Flat Panel Display)基板その他の各種基板であってもよい。凸部W2は、基板W1の表面W1a上に設けられている。凸部W2は基板W1の表面W1aから外方に向けて突出していればよい。すなわち、凸部W2の形状は、直方体形状その他の種々の形状であってもよく、何ら限定されない。凸部W2の材質は、凸部W2の表面W2a(外部に露出している上面及び外周面)に塗布膜Rを形成することができれば有機材料であっても無機材料であってもよく、何ら限定されない。なお、本明細書において、「被処理体Wの表面」とは、基板W1の表面W1a及び凸部W2の表面W2aを合わせた面をいう。 Here, as shown in FIG. 4 and the like, the workpiece W has a substrate (wafer) W1 and at least one convex portion W2. The substrate W1 may have a disk shape, a part of a circle may be cut out, or may have a shape other than a circle, such as a polygon. The substrate W1 may be, for example, a semiconductor substrate, a glass substrate, a mask substrate, an FPD (Flat Panel Display) substrate, or other various substrates. The convex portion W2 is provided on the surface W1a of the substrate W1. The convex part W2 should just protrude outward from the surface W1a of the board | substrate W1. That is, the shape of the convex portion W2 may be a rectangular parallelepiped shape or other various shapes, and is not limited at all. The material of the convex portion W2 may be an organic material or an inorganic material as long as the coating film R can be formed on the surface W2a (the upper surface and the outer peripheral surface exposed to the outside) of the convex portion W2. It is not limited. In the present specification, the “surface of the object to be processed W” refers to a surface obtained by combining the surface W1a of the substrate W1 and the surface W2a of the convex portion W2.
塗布膜Rは、塗布膜形成装置1によって被処理体Wの表面に形成される。塗布膜Rを構成する材料としては、レジスト材料、カラーレジスト材料、ポリイミド材料、SOC(Spin On Carbon)材料、メタルハードマスク材料その他の材料であってもよく、何ら限定されない。レジスト材料としては、樹脂材料その他の材料であってもよく、何ら限定されない。レジスト材料は、例えば、所定波長の光線に感光性を示す感光性材料であってもよい。当該感光性材料は、ネガ型であってもよいし、ポジ型であってもよい。
The coating film R is formed on the surface of the workpiece W by the coating
塗布膜形成装置1は、図1〜図3に示されるように、キャリアブロック2と、処理ブロック3と、コントローラ(制御部)CUを備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the coating
キャリアブロック2は、キャリアステーション21と搬入搬出部22とを有する。キャリアステーション21は複数のキャリア10を支持する。キャリア10は、少なくとも一つの被処理体Wを密封状態で収容する。キャリア10の側面10aには、被処理体Wを出し入れするための開閉扉(図示せず)が設けられている。
The
搬入搬出部22は、キャリアステーション21及び処理ブロック3の間に位置している。搬入搬出部22は、複数の開閉扉22aを有する。キャリアステーション21上にキャリア10が載置される際には、キャリア10の開閉扉が開閉扉22aに面した状態とされる。開閉扉22a及び側面10aの開閉扉を同時に開放することで、キャリア10内と搬入搬出部22内とが連通する。搬入搬出部22は、受け渡しアームA1を内蔵している。受け渡しアームA1は、キャリア10から被処理体Wを取り出して処理ブロック3に渡し、処理ブロック3から被処理体Wを受け取ってキャリア10内に戻す。
The carry-in / carry-out
処理ブロック3は、複数の処理モジュール31,32、棚部33及び搬送アームA2を内蔵する。処理モジュール31,32は、例えば図2に示されるように、搬送アームA2の移動方向に沿って並ぶように配置されている。
The
処理モジュール31は、上下方向に並ぶ複数の液処理ユニットU1(第2の処理室)と、塗布液源B1と、窒素ガス源B2とを有する。液処理ユニットU1は、塗布膜Rの形成用の液体を被処理体Wの表面に塗布するように構成されている。塗布液源B1及び窒素ガス源B2は、液処理ユニットU1の下部に配置されている。塗布液源B1及び窒素ガス源B2はそれぞれ、液処理ユニットU1に供給するための塗布液及び窒素ガス(N2ガス)を収容する。なお、塗布液源B1が収容する塗布液は、塗布液材料粒子(溶質)を溶剤(溶媒)で希釈したものである。当該溶剤としては、塗布液材料粒子の希釈に適した公知のものであれば制限はないが、例えば、イソプロピルアルコール(以下、IPAと称することもある。)、PGMEA、γ−ブチロラクトン(以下、GBLと称することもある。)等を用いてもよい。
The
処理モジュール32は、上下方向に並ぶ複数の熱処理ユニットU2(第1の処理室)を有する。熱処理ユニットU2は、塗布膜Rの形成にあたり被処理体Wに対して熱処理を行うように構成されている。熱処理の具体例としては、塗布液の溶剤を揮発させたり、塗布液材料を硬化させるための加熱処理等が挙げられる。
The
棚部33は、処理ブロック3内のキャリアブロック2側に配置されている。棚部33は、被処理体Wを一時的に収容するものであり、受け渡しアームA1と処理ブロック3との間における被処理体Wの受け渡しに用いられる。搬送アームA2は、棚部33と処理モジュール31,32との間、及び処理モジュール31,32同士の間で被処理体Wを搬送する。
The shelf 33 is arranged on the
コントローラCUは、塗布膜形成装置1を部分的又は全体的に制御する。コントローラCUは、図4に示されるように、機能モジュールとして、読取部M1と、記憶部M2と、処理部M3と、指示部M4とを有する。これらの機能モジュールは、コントローラCUの機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラCUを構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路(例えば論理回路)、又は、これを集積した集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)により実現されるものであってもよい。
The controller CU controls the coating
読取部M1は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体200からプログラムを読み取る。記録媒体200は、塗布膜形成装置1に各種動作を実行させるためのプログラムを記録している。記録媒体200としては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。
The reading unit M1 reads a program from the computer-
記憶部M2は、種々のデータを記憶する。記憶部M2は、例えば、読取部M1において読み取られたプログラムの他、例えば、外部入力装置(図示せず)を介してオペレータから入力された設定データ等を記憶する。 The storage unit M2 stores various data. The storage unit M2 stores, for example, setting data input from an operator via an external input device (not shown), for example, in addition to the program read by the reading unit M1.
処理部M3は、各種データを処理する。処理部M3は、例えば、記憶部M2に記憶されている各種データに基づいて、液処理ユニットU1及び熱処理ユニットU2を動作させるための信号を生成する。 The processing unit M3 processes various data. For example, the processing unit M3 generates a signal for operating the liquid processing unit U1 and the heat treatment unit U2 based on various data stored in the storage unit M2.
指示部M4は、処理部M3において生成された信号を液処理ユニットU1又は熱処理ユニットU2に送信する。 The instruction unit M4 transmits the signal generated in the processing unit M3 to the liquid processing unit U1 or the heat treatment unit U2.
コントローラCUのハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラCUは、ハードウェア上の構成として、例えば図5に示す回路CU1を有する。回路CU1は、電気回路要素(circuitry)で構成されていてもよい。回路CU1は、具体的には、プロセッサCU2と、メモリCU3と、ストレージCU4と、ドライバCU5と、入出力ポートCU6とを有する。プロセッサCU2は、メモリCU3及びストレージCU4の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポートCU6を介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。ドライバCU5は、塗布膜形成装置1の各種装置をそれぞれ駆動する回路である。入出力ポートCU6は、ドライバCU5と塗布膜形成装置1の各種装置との間で、信号の入出力を行う。
The hardware of the controller CU is constituted by, for example, one or a plurality of control computers. The controller CU includes, for example, a circuit CU1 illustrated in FIG. 5 as a hardware configuration. The circuit CU1 may be composed of electric circuit elements (circuitry). Specifically, the circuit CU1 includes a processor CU2, a memory CU3, a storage CU4, a driver CU5, and an input / output port CU6. The processor CU2 configures each functional module described above by executing a program in cooperation with at least one of the memory CU3 and the storage CU4 and executing input / output of signals via the input / output port CU6. The driver CU5 is a circuit that drives various devices of the coating
本実施形態では、塗布膜形成装置1は、一つのコントローラCUを備えているが、複数のコントローラCUで構成されるコントローラ群(制御部)を備えていてもよい。塗布膜形成装置1がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラCUによって実現されていてもよいし、2個以上のコントローラCUの組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラCUが複数のコンピュータ(回路CU1)で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ(回路CU1)によって実現されていてもよいし、2つ以上のコンピュータ(回路CU1)の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラCUは、複数のプロセッサCU2を有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのプロセッサCU2によって実現されていてもよいし、2つ以上のプロセッサCU2の組み合わせによって実現されていてもよい。
In the present embodiment, the coating
[液処理ユニットの構成]
続いて、図6及び図7を参照して、液処理ユニットU1についてさらに詳しく説明する。液処理ユニットU1は、図6に示されるように、回転保持部40と、駆動部50と、ポンプPと、バルブVとを備える。
[Configuration of liquid processing unit]
Subsequently, the liquid processing unit U1 will be described in more detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 6, the liquid processing unit U1 includes a
回転保持部40は、回転部41と、保持部42とを有する。回転部41は、上方に突出したシャフト43を有する。回転部41は、例えば電動モータ等を動力源としてシャフト43を回転させる。保持部42は、シャフト43の先端部に設けられている。保持部42上には被処理体Wが配置される。保持部42は、例えば吸着等により被処理体Wを略水平に保持する。すなわち、回転保持部40は、被処理体Wの姿勢が略水平の状態で、被処理体Wの表面(基板W1の表面W1a)に対して垂直な軸(回転軸)周りで被処理体Wを回転させる。本実施形態では、回転軸は、円形状を呈する被処理体W(基板W1)の中心を通っているので、中心軸でもある。本実施形態では、図6に示されるように、回転保持部20は、上方から見て時計回りに被処理体Wを回転させる。
The
駆動部50は、ノズルNを駆動するように構成されている。駆動部50は、ガイドレール51と、スライドブロック52と、アーム53とを有する。ガイドレール51は、回転保持部40(被処理体W)の上方において水平方向に沿って延びている。スライドブロック52は、ガイドレール51に沿って水平方向に移動可能となるように、ガイドレール51に接続されている。アーム53は、上下方向に移動可能となるように、スライドブロック52に接続されている。アーム53の下端にはノズルNが接続されている。アーム53内には、塗布液が流通可能な流路が形成されている。当該流路は、ポンプPを介して塗布液源B1と接続されている。
The
駆動部50は、例えば電動モータ等の動力源(図示せず)により、スライドブロック52及びアーム53を移動させ、これに伴ってノズルNを移動させる。平面視において、ノズルNは、塗布液の吐出時において、被処理体Wの回転軸に直交する直線上を被処理体Wの径方向に沿って移動する。
The
ノズルNは、被処理体Wの表面に向けて下方に開口している。ノズルNは、例えば、内部混合式の2流体ノズルであってもよいし、外部混合式の2流体ノズルであってもよいし、1流体ノズルであってもよい。本明細書では、内部混合式の2流体ノズルを例にとって、図7を参照しつつノズルNの構造を説明する。ノズルNは、略円柱状を呈する本体N1と、本体N1の側面に接続された配管N2とを有する。配管N2は、バルブVを介して窒素ガス源B2と接続されている。 The nozzle N opens downward toward the surface of the workpiece W. The nozzle N may be, for example, an internal mixing type two-fluid nozzle, an external mixing type two-fluid nozzle, or a one-fluid nozzle. In the present specification, the structure of the nozzle N will be described with reference to FIG. 7, taking an internal mixing type two-fluid nozzle as an example. The nozzle N has a main body N1 having a substantially cylindrical shape and a pipe N2 connected to a side surface of the main body N1. The pipe N2 is connected to the nitrogen gas source B2 through the valve V.
本体N1の内部には、流路N3,N4が形成されている。流路N3は、アーム53の内部に形成されている塗布液の流路に連通している。流路N3は、本体N1内において上下方向に延びており、下端がノズルNの吐出口N5と連通している。流路N4は、配管N2と連通している。流路N4は、本体N1内において本体N1の外表面から流路N3の下端近傍まで延びている。流路N4が流路N3と合流する合流部N6では、流路N3を流通する塗布液と流路N4を流通する窒素ガスとが衝突して混合され、微小な塗布液液滴が生成される。吐出口N5からは、当該塗布液液滴が被処理体Wの表面に向けて吹き出される(噴霧される)。
Flow paths N3 and N4 are formed inside the main body N1. The flow path N3 communicates with the flow path of the coating liquid formed inside the
図6に戻って、ポンプPは、コントローラCUからの制御信号を受けて、塗布液を塗布液源B1からノズルNに送り出す。ポンプP、アーム53、ノズルN(流路N3)及び塗布液源B1は、塗布液を被処理体Wに供給するための供給部60を構成している。
Returning to FIG. 6, the pump P receives the control signal from the controller CU and sends the coating liquid from the coating liquid source B1 to the nozzle N. The pump P, the
バルブVは、コントローラCUからの制御信号を受けて、窒素ガスを窒素ガス源B2からノズルNに送り出す。バルブV、配管N2、ノズルN(流路N4)及び窒素ガス源B2は、窒素ガスを被処理体Wに供給するための供給部70を構成している。
The valve V receives a control signal from the controller CU and sends nitrogen gas from the nitrogen gas source B2 to the nozzle N. The valve V, the pipe N2, the nozzle N (flow path N4), and the nitrogen gas source B2 constitute a
[熱処理ユニットの構成]
続いて、図8及び図9を参照して、熱処理ユニットU2の構成について説明する。熱処理ユニットU2は、筐体100内に、被処理体Wを加熱する加熱部110と、被処理体Wを搬送する搬送機構120とを有する。筐体100のうち搬送機構120に対応する部分の両側壁には、被処理体Wを筐体100の内部に搬入すると共に被処理体Wを筐体100外へと搬出するための搬入出口101が形成されている。
[Configuration of heat treatment unit]
Then, with reference to FIG.8 and FIG.9, the structure of the heat processing unit U2 is demonstrated. The heat treatment unit U <b> 2 includes a
加熱部110は、蓋部111と、熱板収容部112とを有する。蓋部111は、熱板収容部112の上方に位置しており、熱板収容部112から離間した上方位置と熱板収容部112上に載置される下方位置との間で上下動が可能である。蓋部111は、下方位置にあるときに熱板収容部112とともに処理室PRを構成する。蓋部111の中央には、排気部111aが設けられている。排気部111aは、処理室PRから気体を排気するために用いられる。
The
熱板収容部112は、円筒状を呈しており、その内部に熱板113を収容する。熱板113の外周部は、支持部材114によって支持されている。支持部材114の外周は、筒状を呈するサポートリング115によって支持されている。サポートリング115の上面には、上方に向けて開口したガス供給口115aが形成されている。ガス供給口115aは、処理室PR内に不活性ガスを噴き出す。
The hot
熱板113は、図9に示されるように、円形状を呈する平板である。熱板113の外形は、被処理体Wの外形よりも大きい。熱板113には、その厚さ方向に貫通して延びる貫通孔HLが3つ形成されている(図9参照)。熱板113の上面には、被処理体Wを支持する6つの支持ピンPNが立設されている(図8参照)。支持ピンPNの高さは、例えば100μm程度であってもよい。
As shown in FIG. 9, the
図8に戻って、熱板113の下面には、ヒータ116が配置されている。ヒータ116は、コントローラCUに接続されており、コントローラCUからの指示信号に基づき制御される。
Returning to FIG. 8, the
熱板113の下方には、昇降機構119が配置されている。昇降機構119は、筐体100外に配置されたモータ119aと、モータ119aによって上下動する3つの昇降ピン119bとを有する。昇降ピン119bはそれぞれ、対応する貫通孔HLを通過可能に構成されている。コントローラCUがモータ119aに上昇信号又は下降信号を送信すると、昇降ピン119bは対応する貫通孔HL内を移動しつつ上下する。昇降ピン119bの先端が熱板113の上方に突出している場合、昇降ピン119bの先端上に被処理体Wを載置可能である。昇降ピン119bの先端上に載置された被処理体Wは、昇降ピン119bの上下動に伴い昇降する。
An elevating
搬送機構120は、加熱部110に隣接して位置している。搬送機構120は、被処理体Wが載置される搬送板121を有する。搬送板121は、図9に示されるように矩形状を呈する平板である。搬送板121のうち加熱部110側の端部は、加熱部110に向けて突出した円弧状を呈している。
The
搬送板121は、加熱部110側に向かって延伸するレール122に取付けられている。搬送板121は、駆動部123により駆動されレール122上を水平移動可能である。加熱部110側まで移動した搬送板121は、熱板113の上方に位置する。
The
搬送板121には、レール122の延在方向に沿って延びる2本のスリット124が形成されている。スリット124は、搬送板121における加熱部110側の端部から搬送板121の中央部付近まで延びるように形成されている。スリット124により、加熱部110側に移動した搬送板121と熱板113上に突出した昇降ピン119bとの干渉が防止される。
The
図8に示されるように、搬送板121の下方には昇降機構125が配置されている。昇降機構125は、筐体100外に配置されたモータ125aと、モータ125aによって上下動する3つの昇降ピン125bとを有する。昇降ピン125bはそれぞれ、スリット124を通過可能に構成されている。コントローラCUがモータ125aに上昇信号又は下降信号を送信すると、昇降ピン125bはスリット124内を移動しつつ上下する。昇降ピン125bの先端が搬送板121の上方に突出している場合、昇降ピン125bの先端上に被処理体Wを載置可能である。昇降ピン125bの先端上に載置された被処理体Wは、昇降ピン125bの上下動に伴い昇降する。
As shown in FIG. 8, an elevating
[塗布膜の形成方法]
続いて、塗布膜Rを被処理体Wの表面に形成する方法について、図10及び図11を参照して説明する。まず、コントローラCUが受け渡しアームA1を制御して、受け渡しアームA1によってキャリア10内の被処理体Wを棚部33に搬送する。次に、コントローラCUが搬送アームA2を制御して、搬送アームA2によって被処理体Wを棚部33から取り出し、熱処理ユニットU2に搬送する。熱処理ユニットU2では、コントローラCUが搬送機構120(搬送板121)を制御して、被処理体Wが加熱部110内に搬送される(ステップS1)。被処理体Wが熱板113上に載置されると、コントローラCUが昇降機構119を制御して、昇降機構119によって蓋部111を下方位置に降下させる。これにより、蓋部111と熱板収容部112とで構成される処理室PR内に被処理体Wが収容される。
[Method of forming coating film]
Next, a method for forming the coating film R on the surface of the workpiece W will be described with reference to FIGS. First, the controller CU controls the delivery arm A1, and the workpiece W in the
次に、コントローラCUが加熱部110を制御して、加熱部110により被処理体Wを所定温度まで加熱する(ステップS2)。加熱部110における被処理体Wの加熱温度は、塗布液液滴に含まれる溶剤の沸点よりも0℃〜30℃低い温度に設定されていてもよい。加熱部110による被処理体Wの加熱温度が、塗布液液滴に含まれる溶剤の沸点よりも30℃低い温度以上であると、後述のステップS5で吹き付けられる塗布液液滴の溶剤がほとんど揮発せずに被処理体Wの表面において塗布液液滴が流動してしまうような事態が生じ難い。そのため、凸部W2の基端側において特に塗布膜Rの膜厚が大きくなってしまうことが抑制される。加熱部110による被処理体Wの加熱温度が、塗布液液滴に含まれる溶剤の沸点よりも0℃低い温度(すなわち、沸点と等しい温度)以下であると、後述のステップS5で吹き付けられる塗布液液滴が被処理体Wの表面に到達する前に当該塗布液液滴の溶剤のほとんどが揮発してしまうような事態が生じ難い。そのため、塗布液液滴に含まれる塗布液材料粒子がその形状を保持したまま被処理体Wの表面に次々と堆積してしまうことが抑制される。
Next, the controller CU controls the
塗布液の溶剤がIPAである場合には、IPAの沸点が82℃であるから、加熱部110における被処理体Wの加熱温度が55℃〜85℃程度に設定されてもよい。塗布液の溶剤がPGMEAである場合には、PGMEAの沸点が146℃であるから、加熱部110における被処理体Wの加熱温度が110℃〜150℃程度に設定されてもよい。塗布液の溶剤がGBLである場合には、GBLの沸点が204℃であるから、加熱部110における被処理体Wの加熱温度が150℃〜205℃程度に設定されてもよい。これらの場合、後述のステップS5において塗布液液滴が被処理体Wの表面に吹き付けられたときに、溶剤であるIPA、PGMEA又はGBLが適度に揮発する。そのため、塗布液液滴が、被処理体Wの表面において適度な流動性を維持し、被処理体Wの表面に均一に拡がりやすくなる。従って、凸部W2を含む被処理体Wの表面に沿って塗布膜Rをいっそう均一に形成することが可能となる。
When the solvent of the coating solution is IPA, since the boiling point of IPA is 82 ° C., the heating temperature of the workpiece W in the
次に、コントローラCUが昇降機構119及び搬送機構120を制御して、加熱された被処理体Wを加熱部110から搬出する。次に、コントローラCUが搬送アームA2を制御して、搬送アームA2によって被処理体Wを熱処理ユニットU2から取り出し、液処理ユニットU1に搬送する(ステップS3)。被処理体Wが加熱部110によって加熱されてから液処理ユニットU1に搬送されるまでに要する時間は、例えば、数秒〜10秒程度である。この搬送の際、加熱された被処理体Wの温度は、例えば20℃〜30℃程度低下しうる。
Next, the controller CU controls the elevating
被処理体Wが液処理ユニットU1に搬送され、回転保持部40の保持部42に保持されると、コントローラCUが回転部41を制御して、被処理体Wを回転駆動させる(ステップS4)。この状態で、コントローラCUが駆動部50、ポンプP及びバルブVを制御して、ノズルNが被処理体Wの回転軸に直交する直線上を被処理体Wの径方向に沿って移動しながら、回転している被処理体Wの表面に対してノズルNの吐出口N5から塗布液液滴を吹き付ける(ステップS5;図11(a)参照)。このとき、ステップS2において被処理体Wが加熱され、被処理体Wの表面が所定の温度となっているので、塗布液液滴の溶剤が被処理体Wから熱を受けて揮発し、塗布液液滴の塗布液材料粒子(塗布液材料)が被処理体Wの表面に付着する(図11(b)参照)。
When the object to be processed W is conveyed to the liquid processing unit U1 and is held by the holding
次に、コントローラCUが搬送アームA2を制御して、搬送アームA2によって被処理体Wを液処理ユニットU1から取り出し、熱処理ユニットU2に搬送する。次に、コントローラCUが搬送機構120(搬送板121)を制御して、被処理体Wが加熱部110内に搬送される(ステップS6)。これにより、ステップS1と同様に、処理室PR内に被処理体Wが収容される。 Next, the controller CU controls the transfer arm A2, takes out the workpiece W from the liquid processing unit U1 by the transfer arm A2, and transfers it to the heat treatment unit U2. Next, the controller CU controls the transport mechanism 120 (transport plate 121), so that the workpiece W is transported into the heating unit 110 (step S6). Thereby, the to-be-processed object W is accommodated in the process chamber PR similarly to step S1.
次に、コントローラCUが加熱部110を制御して、加熱部110により被処理体Wを所定温度まで加熱する(ステップS7;図11(c)参照)。このときの加熱部110における被処理体Wの加熱温度は、ステップS2と同様であってもよい。これにより、塗布液液滴の溶剤が完全に揮発し、被処理体Wの表面上に塗布膜Rが形成される。
Next, the controller CU controls the
次に、コントローラCUは、被処理体Wの表面に対するノズルNからの塗布液液滴の吹き付けが所定回数に到達したか否かを判断する(ステップS8)。具体的には、コントローラCUは、吹き付け回数をカウントし、当該回数が予め設定された閾値以上であるか否かを判断する。ステップS8での判断の結果、当該回数が所定回数に到達していない場合には(ステップS8でNO)、ステップS3〜ステップS7の工程が繰り返され、被処理体Wの表面に対する塗布液液滴の吹き付けが複数回実行される。吹き付け回数の閾値は、例えば、被処理体Wの表面に形成しようとする塗布膜Rの目標膜厚等に応じて適宜設定されてもよい。なお、ステップS7での加熱処理は、繰り返し時のステップS5での吹き付け処理の前処理であるともいえる。 Next, the controller CU determines whether or not the spraying of the coating liquid droplets from the nozzle N to the surface of the workpiece W has reached a predetermined number of times (step S8). Specifically, the controller CU counts the number of times of spraying and determines whether or not the number of times is equal to or greater than a preset threshold value. As a result of the determination in step S8, if the number of times has not reached the predetermined number (NO in step S8), the processes of step S3 to step S7 are repeated, and the coating liquid droplets on the surface of the workpiece W Is sprayed multiple times. The threshold value of the number of times of spraying may be appropriately set according to the target film thickness of the coating film R to be formed on the surface of the workpiece W, for example. In addition, it can be said that the heating process in step S7 is a pre-process of the spraying process in step S5 at the time of repetition.
一方、ステップS8での判断の結果、当該回数が所定回数に到達している場合には(ステップS8でYES)、コントローラCUが搬送アームA2を制御して、搬送アームA2によって被処理体Wを熱処理ユニットU2から取り出し、被処理体Wが所定温度まで冷めた後に、棚部33に搬送する。このとき、冷却板等の冷却機構を用いて被処理体Wを強制的に冷却してもよいし、自然冷却であってもよい。その後、コントローラCUが受け渡しアームA1を制御して、受け渡しアームA1によって被処理体Wを棚部33からキャリア10内に戻す(ステップS9)。これにより、塗布膜Rの形成処理が完了する(図11(d)参照)。
On the other hand, if the number of times has reached the predetermined number as a result of the determination in step S8 (YES in step S8), the controller CU controls the transfer arm A2 and moves the workpiece W by the transfer arm A2. After taking out from the heat treatment unit U2 and cooling the workpiece W to a predetermined temperature, it is transported to the shelf 33. At this time, the workpiece W may be forcibly cooled using a cooling mechanism such as a cooling plate or may be natural cooling. Thereafter, the controller CU controls the delivery arm A1, and returns the workpiece W from the shelf 33 into the
以上のような本実施形態では、被処理体Wの表面に塗布液液滴をノズルNから吹き付ける前(ステップS5の前)に、被処理体Wを加熱部110により加熱している(ステップS2)。そのため、凸部W2の表面W2aを含む被処理体Wの表面全体において、ステップS5で吹き付けられる塗布液液滴の溶剤は被処理体Wからの熱を受けて揮発し、塗布液液滴の塗布液材料粒子(溶質)は被処理体Wの表面に付着する。従って、被処理体Wの表面、特に凸部W2の側面において、塗布液液滴同士が凝集して流動することが抑制される。その結果、被処理体Wの表面、特に凸部W2の側面において、塗布液材料粒子(塗布液材料)が均一に付着しやすくなる。 In the present embodiment as described above, before the coating liquid droplets are sprayed from the nozzle N onto the surface of the object to be processed W (before step S5), the object to be processed W is heated by the heating unit 110 (step S2). ). Therefore, the solvent of the coating liquid droplets sprayed in step S5 is volatilized by receiving heat from the target object W over the entire surface of the target object W including the surface W2a of the convex part W2, and the coating liquid droplets are applied. The liquid material particles (solute) adhere to the surface of the workpiece W. Accordingly, the coating liquid droplets are prevented from aggregating and flowing on the surface of the workpiece W, particularly on the side surface of the convex portion W2. As a result, the coating liquid material particles (coating liquid material) easily adhere uniformly on the surface of the object to be processed W, particularly on the side surface of the convex portion W2.
本実施形態では、被処理体Wを加熱部110により加熱している(ステップS7)ので、ステップS7の開始時に、流動性を有する液状、すなわち未固化の塗布液液滴が被処理体Wの表面に存在していたとしても、当該加熱処理により溶剤が完全に揮発し、凸部W2の側面を含む被処理体Wの表面において未固化の塗布液液滴が固化する。そのため、繰り返し時のステップS5において、被処理体Wの表面に対して塗布液液滴をノズルNから吹き付ける際には、以前に吹き付けられた塗布液液滴が完全に固化した状態となっている。従って、吹き付けのタイミングが異なる塗布液液滴同士が混ざって凝集し、被処理体Wの表面(特に、凸部W2の側面)において流動してしまうことが抑制される。以上より、凸部W2を含む被処理体Wの表面に沿って塗布膜Rをより均一に形成することが可能となる。 In the present embodiment, since the workpiece W is heated by the heating unit 110 (step S7), at the start of step S7, a fluid liquid, that is, an unsolidified coating liquid droplet is applied to the workpiece W. Even if it exists on the surface, the solvent is completely volatilized by the heat treatment, and the unsolidified coating liquid droplets are solidified on the surface of the object to be processed W including the side surface of the convex portion W2. Therefore, when the coating liquid droplets are sprayed from the nozzle N to the surface of the workpiece W in the repeated step S5, the previously sprayed coating liquid droplets are completely solidified. . Accordingly, it is possible to prevent the coating liquid droplets having different spraying timings from mixing and aggregating and flowing on the surface of the workpiece W (particularly, the side surface of the convex portion W2). As described above, the coating film R can be more uniformly formed along the surface of the workpiece W including the convex portion W2.
本実施形態では、被処理体Wをキャリア10に戻す前(ステップS8でYESの前)にも、被処理体Wを加熱部110により加熱している(ステップS7)。そのため、ステップS5において被処理体Wの表面に吹き付けられた塗布液液滴の溶剤が、ステップS7において被処理体Wからの熱を受けて揮発する。そのため、被処理体Wをキャリア10に戻す前においても、被処理体Wの表面における塗布液液滴の流動がいっそう抑制される。従って、凸部W2を含む被処理体Wの表面に沿って塗布膜Rをさらに均一に形成することが可能となる。
In the present embodiment, the workpiece W is heated by the heating unit 110 (step S7) before returning the workpiece W to the carrier 10 (before YES in step S8). Therefore, the solvent of the coating liquid droplets sprayed on the surface of the object to be processed W in step S5 receives the heat from the object to be processed W and volatilizes in step S7. For this reason, even before the workpiece W is returned to the
本実施形態では、ステップS5において、被処理体Wを回転させた状態で被処理体Wの表面に対して塗布液液滴をノズルNから吹き付けている。そのため、静止した被処理体Wの表面上においてノズルNを蛇行させながらノズルNから塗布液液滴を被処理体Wの表面に吹き付けるときと比較して、ノズルNからの塗布液液滴が被処理体Wの表面に重複して吹き付けられ難い。従って、凸部W2を含む被処理体Wの表面に沿って塗布膜Rをいっそう均一に形成することが可能となる。 In the present embodiment, in step S <b> 5, the coating liquid droplets are sprayed from the nozzle N onto the surface of the object to be processed W while the object to be processed W is rotated. Therefore, compared with the case where the coating liquid droplet is sprayed from the nozzle N onto the surface of the target object W while the nozzle N is meandering on the surface of the stationary target object W, the coating liquid droplet from the nozzle N is not covered. It is difficult to spray on the surface of the processing body W in an overlapping manner. Therefore, the coating film R can be formed more uniformly along the surface of the workpiece W including the convex portion W2.
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、本実施形態では、被処理体Wを加熱部110により加熱する処理(ステップS2,S7)を熱処理ユニットU2で行い、被処理体Wの表面に塗布液液滴をノズルNから吹き付ける処理(ステップS5)を液処理ユニットU1で行っていたが、液処理ユニットU1及び熱処理ユニットU2の双方の構成を有する処理室を用いて、双方の処理を当該処理室で行ってもよい。この場合、被処理体Wを加熱する際には、被処理体Wの回転を停止させておくとよい。
As mentioned above, although embodiment concerning this indication was described in detail, you may add various deformation | transformation to said embodiment within the range of the summary of this invention. For example, in this embodiment, the process (step S2, S7) which heats the to-be-processed object W by the
基板W1の径方向に複数の凸部W2が存在する場合、基板W1の回転軸に近いほど遠心力が小さくなるので、塗布液液滴が被処理体Wの表面で凝集すると当該回転軸寄りの凸部W2ほど凝集した塗布液が滞留しやすい。そのため、ノズルNが当該回転軸の近傍に位置するときにノズルNの移動速度を速くしてもよい。この場合、被処理体Wの表面のうち当該回転軸寄りにおいて、塗布液液滴の吹き付け量が少なくなるので、塗布液液滴が凝集し難くなる。 In the case where there are a plurality of convex portions W2 in the radial direction of the substrate W1, the centrifugal force becomes smaller as it is closer to the rotation axis of the substrate W1, so that when the coating liquid droplets aggregate on the surface of the workpiece W, The coating liquid aggregated as the convex portion W2 tends to stay. Therefore, the moving speed of the nozzle N may be increased when the nozzle N is positioned in the vicinity of the rotation axis. In this case, since the spray amount of the coating liquid droplet is reduced near the rotation axis on the surface of the workpiece W, the coating liquid droplet is less likely to aggregate.
コントローラCUは、ノズルNの位置が基板W1の回転軸に近いほど被処理体Wの回転数を大きくするように、回転部41を制御してもよい。このとき、コントローラCUは、ノズルNの直下での被処理体Wの移動速度(線速度)がノズルNの位置にかかわらず一定になるように、回転部41を制御してもよい。コントローラCUは、ノズルNの位置が基板W1の回転軸に近いほど被処理体Wの回転数を大きくする制御と、ノズルNが当該回転軸の近傍に位置するほどノズルNの移動速度を早くする制御とを組み合わせて実行してもよい。コントローラCUは、ノズルNの基板W1に対する位置にかかわらず、被処理体Wの回転数が一定となるように、回転部41を制御してもよい。
The controller CU may control the
ノズルNからの塗布液液滴の吹き付け領域が被処理体Wの表面の大きさ以上である等の場合には、ノズルNを移動させなくてもよいし、被処理体Wを回転させなくてもよい。 When the spraying area of the coating liquid droplets from the nozzle N is larger than the size of the surface of the object to be processed W, the nozzle N need not be moved, and the object to be processed W need not be rotated. Also good.
ステップS2,S7に加えて、被処理体Wの表面に塗布液液滴をノズルNから吹き付ける処理(ステップS5)の際にも、被処理体Wを加熱してもよい。 In addition to steps S2 and S7, the object to be processed W may be heated also in the process of spraying the coating liquid droplets onto the surface of the object to be processed W from the nozzle N (step S5).
例えば、図12に示されるように、液処理ユニットU1は、加熱された窒素ガス(高温窒素ガス)を被処理体Wの表面に吹き付けるように構成されたガスノズルGNを更に有し、コントローラCUからの指示に基づいてガスノズルGNの動作をガス供給部によって制御してもよい。具体的には、ステップS5において、コントローラCUがガス供給部を制御して、ガスノズルGNをノズルNに追従させつつ、被処理体Wの表面のうち塗布液液滴の吹き付け箇所に対して高温窒素ガスをガスノズルGNから吹き付けてもよい。この場合、塗布液液滴の吹き付け中に、ガスノズルGNからの高温窒素ガスによって溶剤の乾燥が行われるので、被処理体Wの表面に塗布膜Rを形成するのに要する時間を短縮することができる。なお、当該高温窒素ガスの温度は、50℃〜150℃程度であってもよい。 For example, as shown in FIG. 12, the liquid processing unit U1 further includes a gas nozzle GN configured to blow heated nitrogen gas (high-temperature nitrogen gas) onto the surface of the object to be processed W. From the controller CU Based on the instruction, the operation of the gas nozzle GN may be controlled by the gas supply unit. Specifically, in step S5, the controller CU controls the gas supply unit so that the gas nozzle GN follows the nozzle N, and the high temperature nitrogen is applied to the sprayed portion of the coating liquid droplet on the surface of the workpiece W. Gas may be blown from the gas nozzle GN. In this case, since the solvent is dried by the high-temperature nitrogen gas from the gas nozzle GN during the spraying of the coating liquid droplets, the time required to form the coating film R on the surface of the workpiece W can be shortened. it can. The temperature of the high-temperature nitrogen gas may be about 50 ° C to 150 ° C.
また例えば、ノズルNが2流体ノズルである場合、ステップS5において、加熱された窒素ガス(高温窒素ガス)をノズルNに供給し、塗布液液滴を高温窒素ガスに随伴させた状態でノズルNから被処理体Wの表面に対して吹き付けてもよい。この場合、塗布液液滴の吹き付け中に溶剤の乾燥が行われるので、被処理体Wの表面に塗布膜を形成するのに要する時間を短縮することができる。 Further, for example, when the nozzle N is a two-fluid nozzle, in step S5, heated nitrogen gas (high-temperature nitrogen gas) is supplied to the nozzle N, and the coating liquid droplet is accompanied by the high-temperature nitrogen gas. May be sprayed onto the surface of the workpiece W. In this case, since the solvent is dried during the spraying of the coating liquid droplets, the time required to form the coating film on the surface of the workpiece W can be shortened.
本実施形態に係る塗布膜形成装置1を用いて塗布膜Rを被処理体Wの表面に形成した場合に、凸部W2を含む被処理体Wの表面に沿って塗布膜Rを均一に形成できることを確認するため、下記の試験例1〜3の試験を行った。
When the coating film R is formed on the surface of the workpiece W using the coating
(試験例1)
直径150mmの円板状の基板W1上に3つの凸部W2が設けられた被処理体Wを用意した。凸部W2はそれぞれ、被処理体Wの中心から径方向に向けて0mm(試験例1A)、35mm(試験例1B)、70mm(試験例1C)に位置していた。また、ポジ型フォトレジストをPGMEAで希釈したレジスト液を用意した。
(Test Example 1)
A workpiece W was prepared in which three convex portions W2 were provided on a disk-shaped substrate W1 having a diameter of 150 mm. The convex portions W2 were located at 0 mm (Test Example 1A), 35 mm (Test Example 1B), and 70 mm (Test Example 1C) from the center of the workpiece W in the radial direction. Further, a resist solution in which a positive photoresist was diluted with PGMEA was prepared.
次に、熱処理ユニットU2により被処理体Wを100℃で60秒間加熱した(第1の処理)。次に、加熱後の被処理体Wを液処理ユニットU1に搬送し、用意したレジスト液を2流体ノズルのノズルNから被処理体Wの表面に吹き付けた(第2の処理)。このとき、ノズルNの直下における被処理体Wの移動速度(線速度)が一定になるように、回転保持部40による被処理体Wの回転数を60rpm〜600rpmの範囲内で変動させた。また、ノズルNの移動速度は10mm/秒〜150mm/秒であった。次に、被処理体Wを再び熱処理ユニットU2に搬送し、熱処理ユニットU2により被処理体Wを100℃で60秒間加熱した(第3の処理)。その後、上記の第2の処理及び第3の処理を12回繰り返し、被処理体Wの表面にレジスト膜(塗布膜R)を形成した。
Next, the workpiece W was heated at 100 ° C. for 60 seconds by the heat treatment unit U2 (first treatment). Next, the heated object to be processed W was transported to the liquid processing unit U1, and the prepared resist solution was sprayed from the nozzle N of the two-fluid nozzle onto the surface of the object to be processed W (second process). At this time, the rotation speed of the workpiece W by the
次に、試験例1A,1B,1Cの断面の様子を電子顕微鏡にて観察した。試験例1A,1B,1Cの断面の概略図をそれぞれ図13(a)〜(c)に示す。試験例1A,1B,1Cのいずれにおいても、凸部W2を含む被処理体Wの表面に沿ってレジスト膜(塗布膜R)が均一に形成されていた。特に、試験例1B,1Cにおいては、レジスト膜(塗布膜R)が極めて均一であった。 Next, the states of the cross sections of Test Examples 1A, 1B, and 1C were observed with an electron microscope. Schematic diagrams of cross sections of Test Examples 1A, 1B, and 1C are shown in FIGS. In any of Test Examples 1A, 1B, and 1C, the resist film (coating film R) was uniformly formed along the surface of the workpiece W including the convex portion W2. In particular, in Test Examples 1B and 1C, the resist film (coating film R) was extremely uniform.
(試験例2)
第1の処理及び第3の処理における被処理体Wの加熱温度を150℃とした以外は、試験例1と同様に、被処理体Wの中心から径方向に向けて0mm(試験例2A)、35mm(試験例2B)、70mm(試験例2C)に凸部W2が位置する被処理体Wの表面にレジスト膜(塗布膜R)を形成した。次に、試験例2A,2B,2Cの断面の様子を電子顕微鏡にて観察した。試験例2A,2B,2Cの断面の概略図をそれぞれ図13(d)〜(f)に示す。試験例2A,2B,2Cのいずれにおいても、凸部W2を含む被処理体Wの表面に沿ってレジスト膜(塗布膜R)が均一に形成されていた。特に、試験例2B,2Cにおいては、レジスト膜(塗布膜R)が極めて均一であった。
(Test Example 2)
Similar to Test Example 1 except that the heating temperature of the object to be processed W in the first process and the third process is set to 150 ° C., 0 mm from the center of the object to be processed W in the radial direction (Test Example 2A). A resist film (coating film R) was formed on the surface of the workpiece W on which the convex portion W2 is located at 35 mm (Test Example 2B) and 70 mm (Test Example 2C). Next, the states of the cross sections of Test Examples 2A, 2B, and 2C were observed with an electron microscope. Schematic diagrams of cross sections of Test Examples 2A, 2B, and 2C are shown in FIGS. 13 (d) to (f), respectively. In any of Test Examples 2A, 2B, and 2C, the resist film (coating film R) was uniformly formed along the surface of the workpiece W including the convex portion W2. In particular, in Test Examples 2B and 2C, the resist film (coating film R) was extremely uniform.
(試験例3)
第2の処理において、以下に示すとおり、ノズルNが被処理体Wの中心に近いほどノズルNの移動速度が大きくなるように設定した以外は、試験例2と同様に、被処理体Wの中心から径方向に向けて0mm(試験例3)に凸部W2が位置する被処理体Wの表面にレジスト膜(塗布膜R)を形成した。
・被処理体Wの中心と、当該中心から径方向に50mmの位置との間:30mm/秒〜150mm/秒
・被処理体Wの中心から径方向に50mmの位置と、被処理体Wの周縁との間:10mm/秒〜30mm/秒
次に、試験例3の断面の様子を電子顕微鏡にて観察した。試験例3の断面の概略図を図13(g)に示す。試験例3では、被処理体Wの中心近傍においてレジスト液滴が凝集し難くなるので、レジスト膜(塗布膜R)が試験例1A,2Aよりも均一に形成されていた。
(Test Example 3)
In the second process, as shown below, the nozzle N is set so that the moving speed of the nozzle N increases as the nozzle N is closer to the center of the workpiece W. A resist film (coating film R) was formed on the surface of the workpiece W on which the convex portion W2 is located at 0 mm (Test Example 3) in the radial direction from the center.
-Between the center of the workpiece W and a
1…塗布膜形成装置、40…回転保持部、60…供給部、70…供給部、110…加熱部、CU…コントローラ(制御部)、GN…ガスノズル、N…ノズル、R…塗布膜、U1…液処理ユニット(第2の処理室)、U2…熱処理ユニット(第1の処理室)、W…被処理体、W1…基板、W1a…表面、W2…凸部、W2a…表面。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記第1の工程において加熱された後の前記被処理体の表面に対して塗布液液滴をノズルから吹き付ける第2の工程とを含む、塗布膜形成方法。 A first step of heating an object to be processed including a substrate and a convex portion provided on the surface of the substrate;
And a second step of spraying a coating liquid droplet from a nozzle onto the surface of the object to be processed after being heated in the first step.
塗布液をノズルから塗布液液滴として吹き出させるように構成された供給部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記加熱部を制御して前記被処理体を加熱する第1の処理と、
前記供給部を制御して、前記第1の処理によって加熱された後の前記被処理体の表面に対して前記ノズルから前記塗布液液滴を吹き付ける第2の処理とを実行する、塗布膜形成装置。 A heating unit configured to heat an object to be processed including a substrate and a convex portion provided on a surface of the substrate;
A supply unit configured to spray the coating liquid as coating liquid droplets from the nozzle;
A control unit,
The controller is
A first process for controlling the heating unit to heat the object to be processed;
Forming a coating film by controlling the supply unit and performing a second process of spraying the coating liquid droplets from the nozzle on the surface of the object to be processed after being heated by the first process apparatus.
前記第1の処理室とは異なる第2の処理室であって、前記第2の処理が行われる第2の処理室とを更に備える、請求項8に記載の塗布膜形成装置。 A first processing chamber in which the first processing is performed;
The coating film forming apparatus according to claim 8, further comprising a second processing chamber that is different from the first processing chamber and in which the second processing is performed.
前記制御部は、前記第2の処理において、前記駆動部を制御して前記被処理体を回転させた状態で、前記供給部を制御して塗布液を前記ノズルに供給することにより、前記第1の処理によって加熱された後の前記被処理体の表面に対して前記塗布液液滴を前記ノズルから吹き付ける、請求項8〜13のいずれか一項に記載の塗布膜形成装置。 A drive unit for rotating the object to be processed around an axis perpendicular to the surface of the substrate;
In the second process, the control unit controls the driving unit to rotate the object to be processed and controls the supply unit to supply the coating liquid to the nozzle. The coating film forming apparatus according to claim 8, wherein the coating liquid droplets are sprayed from the nozzle onto the surface of the object to be processed after being heated by the processing of 1.
前記制御部は、前記第2の処理において、前記供給部を制御して、前記第1の処理によって加熱された後の前記被処理体の表面に対して前記ノズルから前記塗布液液滴を吹き付けると共に、ガス供給部を制御して、前記ガスノズルを前記ノズルに追従させつつ、前記被処理体の表面のうち前記塗布液液滴の吹き付け箇所に対して加熱された窒素ガスを前記ガスノズルから吹き付ける、請求項8〜14のいずれか一項に記載の塗布膜形成装置。 A gas supply unit configured to discharge the heated nitrogen gas from the gas nozzle;
In the second process, the control unit controls the supply unit to spray the coating liquid droplets from the nozzle onto the surface of the object to be processed after being heated by the first process. Along with controlling the gas supply unit, while the gas nozzle follows the nozzle, the heated nitrogen gas is blown from the gas nozzle to the sprayed portion of the coating liquid droplet in the surface of the object to be processed. The coating film formation apparatus as described in any one of Claims 8-14.
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