JP3302603B2 - レジスト塗布方法及びレジスト塗布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被処理基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布方法及
びレジスト塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おけるフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウ
エハ（以下、「ウエハ」という）の表面にレジスト膜を
形成するレジスト塗布処理と、レジスト塗布後のウエハ
に対して露光処理を行った後に当該ウエハに対して現像
処理を行う現像処理とが行われる。

【０００３】レジスト塗布処理について注目すると、ウ
エハ表面にレジスト液を均一に塗布するための方法とし
てスピンコーティング法などが多用されている。

【０００４】図１０はかかるスピンコーティング法の概
要を示すものである。例えばスピンチャック１４１によ
り真空吸着によって半導体ウエハＷを固定保持した状態
で、図示を省略した回転駆動手段によりスピンチャック
１４１と共に半導体ウエハＷを回転させ、半導体ウエハ
Ｗの上方に配置されたレジストノズル１４２より半導体
ウエハＷ表面の中央にレジスト液を供給する。供給され
たレジスト液は遠心力によって半導体ウエハＷの外周に
向かって広がり、その後レジスト液の供給は停止する
が、回転速度を落としつつ回転を継続して半導体ウエハ
Ｗの表面に広がったレジスト液の振り切り乾燥を行う。

【０００５】ところで、最近では製造コストの削減等の
理由によりレジスト消費量を減らすことを強く要請され
ており、その場合に上述したようにスピンコーティング
法を使ってレジスト液を塗布するようなときには、一般
的には半導体ウエハＷをより高速で回転させながら半導
体ウエハＷの中央にレジスト液を供給している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように半導体ウエハＷを高速で回転させた場合には、
半導体ウエハＷ表面にレジスト膜による波紋の跡（塗布
不良）を生じ易いという問題がある。かかる波紋跡は、
レジストノズルにおける液切れ時のレジスト液の波紋が
原因となって、これが半導体ウエハＷの回転に伴って広
がり、しかも半導体ウエハＷを高速で回転させるとレジ
スト液の乾燥速度が速くなることから、レジスト液が半
導体ウエハＷ表面を均一に広がる以前に乾燥した結果生
じたものであると推定される。更にレジスト膜の薄膜化
に伴いレジスト材料の粘度が下がり、その表面張力も低
下するため、上記の波紋跡が従来の材料に比べて出やす
い傾向にある。

【０００７】この種の波紋跡の発生を回避するために
は、例えばレジストノズルがより正確に半導体ウエハＷ
表面の中央に来るようにレジストノズルの位置調整を行
って波紋が同心円状に広がるようにし、同心円状の波紋
が半導体ウエハＷの外周を出たタイミングでレジスト液
が乾燥するように回転速度等をコントロールすればよ
い。

【０００８】しかし、レジストノズルの位置調整の精度
を上げることや回転速度等のコントロールは非常に難し
く、上述した波紋跡の発生を完全に回避することはでき
なかった。

【０００９】加えて、半導体ウエハＷを高速、例えば３
０００ｒｐｍを越える回転速度で回転させてレジスト液
を広げる場合には、絶対膜厚が通常に比べて若干薄くな
る傾向にあり、またあるタイミングで急激に膜厚が薄く
なることもあるため、所望の一定膜厚が得られないこと
もあった。

【００１０】本発明はこのような課題を解決するための
もので、被処理基板表面に波紋跡等が残存することがな
く一様にレジスト液を塗布することができるレジスト塗
布方法及びレジスト塗布装置を提供することを目的とし
ている。

【００１１】また、本発明の別の目的は、薄膜であって
も所望の一定膜厚でレジスト膜を形成することが可能な
レジスト塗布方法及びレジスト塗布装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、被処理基板を第１の回転速度で
回転しつつ被処理基板表面のほぼ中央にレジスト液の供
給を開始する工程と、前記レジスト液の供給を停止した
直後、前記被処理基板を前記第１の回転速度より低速の
第２の回転速度で回転する工程と、前記被処理基板を所
定期間第２の回転速度で回転した後、前記被処理基板の
回転を加速して被処理基板を第３の回転速度で回転する
工程とを備え、 第１の回転速度＞第３の回転速度＞第２の回転速度 であることを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明は、被処理基板表面に
被処理基板表面を濡らすための液剤を供給する工程と、
前記液剤が供給された被処理基板を第１の回転速度で回
転しつつ被処理基板表面のほぼ中央にレジスト液の供給
を開始する工程と、前記レジスト液の供給を停止した直
後、前記被処理基板を前記第１の回転速度より低速の第
２の回転速度で回転する工程と、前記被処理基板を所定
期間第２の回転速度で回転した後、前記被処理基板の回
転を加速して被処理基板を第３の回転速度で回転する工
程とを備え、 第１の回転速度＞第３の回転速度＞第２の回転速度 であることを特徴とする。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項２のレジス
ト塗布方法において、前記被処理基板表面を濡らすため
の液剤を、前記被処理基板を回転しつつ前記被処理基板
表面のほぼ中央に供給することを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項２又は３記
載のレジスト塗布方法において、前記被処理基板表面を
濡らすための液剤が、シンナであることを特徴とする。

【００１６】請求項５記載の発明は、被処理基板を保持
しつつ回転する基板保持部材と、前記基板保持部材に保
持された被処理基板表面のほぼ中央にレジスト液を供給
するノズルと、前記レジスト液の供給開始時及び供給中
は前記基板保持部材を第１の回転速度で回転させ、前記
レジスト液の供給停止直後、前記基板保持部材を前記第
１の回転速度より低速の第２の回転速度で回転させ、前
記基板保持部材を所定期間第２の回転速度で回転させた
後に前記基板保持部材の回転を加速させて前記基板保持
部材を第３の回転速度で回転させる制御手段とを備え、 第１の回転速度＞第３の回転速度＞第２の回転速度 であることを特徴とする。

【００１７】請求項６記載の発明は、被処理基板を保持
しつつ回転する基板保持部材と、前記基板保持部材に保
持された被処理基板表面のほぼ中央に前記被処理基板表
面を濡らすための液剤を供給する第１のノズルと、前記
液剤が供給された被処理基板表面のほぼ中央にレジスト
液を供給する第２のノズルと、前記液剤供給時に前記基
板保持部材を所定速度で回転させ、前記レジスト液の供
給開始時及び供給中は前記基板保持部材を第１の回転速
度で回転させ、前記レジスト液の供給停止直後、前記基
板保持部材を前記第１の回転速度より低速の第２の回転
速度で回転させ、前記基板保持部材を所定期間第２の回
転速度で回転させた後に前記基板保持部材の回転を加速
させて前記基板保持部材を第３の回転速度で回転させる
制御手段とを備え、 第１の回転速度＞第３の回転速度＞第２の回転速度 であることを特徴とする。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６記載のレ
ジスト塗布装置において、前記被処理基板表面を濡らす
ための液剤が、シンナであることを特徴とする。

【００１９】

【００２０】本発明によれば、レジスト液の供給を停止
した後に被処理基板の回転を急激に減速しているので、
液切れ時のレジスト液が波紋として広がることを抑える
ことができる。また、その後振り切り乾燥をするまでの
間被処理基板を低速で回転しているので、その間にレジ
スト液が乾燥することがなくて上記の液切れ時のレジス
ト液が被処理基板上でならされて一様に広がる。従っ
て、被処理基板表面に波紋等が残存することがなく一様
にレジスト液を塗布することができる。また、その後振
り切り乾燥をするまでの間被処理基板を低速で回転して
いるので、その間の膜厚の低下が抑制されるので、この
低速回転により膜厚の制御が可能となり、薄膜であって
も所望の一定膜厚でレジスト膜を形成することが可能と
なる。

【００２１】本発明によれば、被処理基板表面に被処理
基板表面を濡らすための液剤を供給した後にレジスト液
を塗布しているので、レジスト液の一様化や低速回転で
の薄膜化等が可能となる。このため、被処理基板表面に
波紋等が残存することがなく一様にレジスト液を塗布す
ることができる、という効果を一層高めることができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明すれば、図１〜図３は、各々本発明の実施形
態が採用された半導体ウエハ（以下、「ウエハ」とい
う）の塗布現像処理システム１の全体構成の図であっ
て、図１は平面、図２は正面、図３は背面を夫々示して
いる。

【００２３】この塗布現像処理システム１は、被処理基
板としてウエハＷをウエハカセットＣＲで複数枚、例え
ば２５枚単位で外部からシステムに搬入したり、あるい
はシステムから搬出したり、ウエハカセットＣＲに対し
てウエハＷを搬入・搬出したりするためのカセットステ
ーション１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつウエハＷ
に所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位
置に多段配置してなる処理ステーション１１と、この処
理ステーション１１に隣接して設けられる露光装置（図
示せず）との間でウエハＷを受け渡しするためのインタ
ーフェース部１２とを一体に接続した構成を有してい
る。

【００２４】前記カセットステーション１０では、図１
に示すように、カセット載置台２０上の位置決め突起２
０ａの位置に、複数個例えば４個までのウエハカセット
ＣＲが、夫々のウエハ出入口を処理ステーション１１側
に向けてＸ方向（図１中の上下方向）一列に載置され、
このカセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハカセッ卜
ＣＲ内に収納されたウエハのウエハ配列方向（Ｚ方向；
垂直方向）に移動可能なウエハ搬送体２１が各ウエハカ
セットＣＲに選択的にアクセスするようになっている。

【００２５】さらにこのウエハ搬送体２１は、θ方向に
回転自在に構成されており、後述するように処理ステー
ション１１側の第３の処理ユニット群Ｇ₃ の多段ユニッ
ト部に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）および
イクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスでき
るようになっている。

【００２６】前記処理ステーション１１には、図１に示
すように、ウエハ搬送装置を備えた垂直搬送型の主ウエ
ハ搬送機構２２が設けられ、その周りに全ての処理ユニ
ットが１組または複数の組に亙って多段に配置されてい
る。

【００２７】主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すよう
に、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上
下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持
体４９はモータ（図示せず）の回転軸に接続されてお
り、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中
心としてウエハ搬送装置４６と一体に回転し、それによ
りこのウエハ搬送装置４６は、θ方向に回転自在となっ
ている。なお筒状支持体４９は前記モータによって回転
される別の回転軸（図示せず）に接続するように構成し
てもよい。

【００２８】ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前
後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これ
らの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハ
Ｗの受け渡しを実現している。

【００２９】また、この例では、５つの処理ユニット群
Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃ 、Ｇ₄ 、Ｇ₅ が配置可能な構成であ
り、第１および第２の処理ユニット群Ｇ₁ 、Ｇ₂ の多段
ユニットは、システム正面（図１において手前）側に配
置され、第３の処理ユニット群Ｇ₃ の多段ユニットはカ
セットステーション１０に隣接して配置され、第４の処
理ユニット群Ｇ₄ の多段ユニットはインターフェース部
１２に隣接して配置され、第５の処理ユニット群Ｇ₅ の
多段ユニットは背面側に配置されることが可能である。

【００３０】図２に示すように、第１の処理ユニット群
Ｇ₁ では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに
載せて所定の処理を行う２台のスピンナ型処理ユニッ
ト、例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像
ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられてい
る。第２の処理ユニット群Ｇ₂ でも、２台のスピンナ型
処理ユニット、例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）
および現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ね
られている。これらレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）
は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上で
も面倒であることから、このように下段に配置するのが
好ましい。しかし、必要に応じて適宜上段に配置するこ
とももちろん可能である。

【００３１】図３に示すように、第３の処理ユニット群
Ｇ₃ では、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を
行うオーブン型の処理ユニット、例えば冷却処理を行う
クーリングユニット（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高
めるためのいわゆる疏水化処理を行うアドヒージョンユ
ニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニッ
ト（ＡＬＩＭ）、イクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）、露光処理前の加熱処理を行うプリベーキングユニ
ット（ＰＲＥＢＡＫＥ）および露光処理後の加熱処理を
行うポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が、下
から順に例えば８段に重ねられている。第４の処理ユニ
ット群Ｇ₄ でも、オーブン型の処理ユニット、例えばク
ーリングユニット（ＣＯＬ）、イクステンション・クー
リングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、イクステンションユ
ニット（ＥＸＴ）、クーリングユニッ卜（ＣＯＬ）、プ
リベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）およびポスト
ベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が下から順に、例
えば８段に重ねられている。

【００３２】このように処理温度の低いクーリングユニ
ット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニッ
ト（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いベ
ーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、ポストベーキン
グユニット（ＰＯＢＡＫＥ）およびアドヒージョンユニ
ット（ＡＤ）を上段に配置することで、ユニット間の熱
的な相互干渉を少なくすることができる。もちろん、ラ
ンダムな多段配置としてもよい。

【００３３】前記インターフェース部１２は、奥行方向
（Ｘ方向）については、前記処理ステーション１１と同
じ寸法を有するが、幅方向についてはより小さなサイズ
に設定されている。そしてこのインターフェース部１２
の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと、
定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、他方
背面部には周辺露光装置２３が配設され、さらにまた中
央部にはウエハ搬送体２４が設けられている。このウエ
ハ搬送体２４は、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセット
ＣＲ、ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセスするよう
になつている。前記ウエハ搬送体２４は、θ方向にも回
転自在となるように構成されており、前記処理ステーシ
ョン１１側の第４の処理ユニット群Ｇ₄ の多段ユニット
に属するイクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さら
には隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示せず）
にもアクセスできるようになっている。

【００３４】また前記塗布現像処理システム１では、既
述の如く主ウエハ搬送機構２２の背面側にも破線で示し
た第５の処理ユニット群Ｇ₅ の多段ユニットが配置でき
るようになっているが、この第５の処理ユニット群Ｇ₅
の多段ユニットは、案内レール２５に沿って主ウエハ搬
送機構２２からみて、側方へシフトできるように構成さ
れている。従って、この第５の処理ユニット群Ｇ₅ の多
段ユニットを図示の如く設けた場合でも、前記案内レー
ル２５に沿ってスライドすることにより、空間部が確保
されるので、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメ
ンテナンス作業が容易に行えるようになっている。なお
第５の処理ユニット群Ｇ₅ の多段ユニッ卜は、そのよう
に案内レール２５に沿った直線状のスライドシフトに限
らず、図１中の一点鎖線の往復回動矢印で示したよう
に、システム外方へと回動シフトさせるように構成して
も、主ウエハ搬送機構２２に対するメンテナンス作業の
スペース確保が容易である。

【００３５】次に、本実施形態におけるレジスト塗布ユ
ニット（ＣＯＴ）について説明する。図４および図５
は、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）の全体構成を示す
略断面図および略平面図である。

【００３６】このレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）の中
央部には環状のカップＣΡが配設され、カップＣΡの内
側にはスピンチャック５２が配置されている。スピンチ
ャック５２は真空吸着によって半導体ウエハＷを固定保
持した状態で駆動モータ５４によって回転駆動される。
駆動モータ５４は、ユニット底板５０に設けられた開口
５０ａに昇降移動可能に配置され、たとえばアルミニウ
ムからなるキャップ状のフランジ部材５８を介してたと
えばエアシリンダからなる昇降駆動手段６０および昇降
ガイド手段６２と結合されている。駆動モータ５４の側
面にはたとえばＳＵＳからなる筒状の冷却ジャケット６
４が取り付けられ、フランジ部材５８はこの冷却ジャケ
ット６４の上半部を覆うように取り付けられている。

【００３７】レジスト塗布時、フランジ部材５８の下端
５８ａは開口５０ａの外周付近でユニット底板５０に密
着し、これによってユニット内部が密閉される。スピン
チャック５２と主ウエハ搬送機構２２の保持部材４８と
の間で半導体ウエハＷの受け渡しが行われる時は、昇降
駆動手段６０が駆動モータ５４ないしスピンチャック５
２を上方へ持ち上げることでフランジ部材５８の下端が
ユニット底板５０から浮くようになっている。

【００３８】半導体ウエハＷの表面にレジスト液を供給
するためのレジストノズル８６は、レジスト供給管８８
を介してレジスト供給部（後述する）に接続されてい
る。このレジストノズル８６はレジストノズルスキャン
アーム９２の先端部にノズル保持体１００を介して着脱
可能に取り付けられている。このレジストノズルスキャ
ンアーム９２は、ユニット底板５０の上に一方向（Ｙ方
向）に敷設されたガイドレール９４上で水平移動可能な
垂直支持部材９６の上端部に取り付けられており、図示
しないＹ方向駆動機構によって垂直支持部材９６と一体
にＹ方向に移動するようになっている。

【００３９】また、レジストノズルスキャンアーム９２
は、レジストノズル待機部９０でレジストノズル８６を
選択的に取り付けるためにＹ方向と直角なΧ方向にも移
動可能であり、図示しないΧ方向駆動機構によってΧ方
向にも移動するようになっている。

【００４０】さらに、レジストノズル待機部９０でレジ
ストノズル８６の吐出口が溶媒雰囲気室の口９０ａに挿
入され、中で溶媒の雰囲気に晒されることで、ノズル先
端のレジスト液が固化または劣化しないようになってい
る。また、複数本のレジストノズル８６，８６，…が設
けられ、例えばレジスト液の種類に応じてそれらのノズ
ルが使い分けられるようになっている。

【００４１】また、レジストノズルスキャンアーム９２
の先端部（ノズル保持体１００）には、ウエハ表面への
レジスト液の供給に先立ってウエハ表面にウエハ表面を
濡らすための液剤例えばシンナを供給するシンナノズル
１０１が取り付けられている。このシンナノズル１０１
は図示しないシンナ供給管を介してシンナ供給部（後述
する）に接続されている。シンナノズル１０１とレジス
トノズル８６はレジストノズルスキャンアーム９２のＹ
移動方向に沿う直線上に各々の吐出口が位置するように
取り付けられている。

【００４２】さらに、ガイドレール９４上には、レジス
トノズルスキャンアーム９２を支持する垂直支持部材８
６だけでなく、リンスノズルスキャンアーム１２０を支
持しＹ方向に移動可能な垂直支持部材１２２も設けられ
ている。このリンスノズルスキャンアーム１２０の先端
部にはサイドリンス用のリンスノズル１２４が取り付け
られている。Ｙ方向駆動機構（図示せず）によってリン
スノズルスキャンアーム１２０およびリンスノズル１２
４はカップＣＰの側方に設定されたリンスノズル待機位
置（実線の位置）とスピンチャック５２に設置されてい
る半導体ウエハＷの周辺部の真上に設定されたリンス液
吐出位置（点線の位置）との間で並進または直線移動す
るようになっている。

【００４３】図６はレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）の
制御系の構成を示す図である。

【００４４】制御部１３０は、レジスト塗布ユニット
（ＣＯＴ）内の各部を制御するもので、例えば駆動モー
タ５４の駆動を制御する他、レジスト供給部１３１やシ
ンナ供給部１３２等を制御する。例えば、制御部１３０
は、駆動モータ５４の回転速度を数段階、例えばレジス
ト塗布時に３段階に制御している。また、制御部１３０
は、レジスト供給部１３１からレジストノズル８６への
レジスト液の供給やシンナ供給部１３２からシンナノズ
ル１０１へのシンナの供給を制御している。

【００４５】次に、このように構成されたレジスト塗布
ユニット（ＣＯＴ）におけるレジスト塗布の動作を説明
する。

【００４６】主ウエハ搬送機構２２の保持部材４８によ
ってレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）内のカップＣΡの
真上まで半導体ウエハＷが搬送されると、その半導体ウ
エハＷは、たとえばエアシリンダからなる昇降駆動手段
６０および昇降ガイド手段６２によって上昇してきたス
ピンチャック５２によって真空吸着される。主ウエハ搬
送機構２２は半導体ウエハＷをスピンチャック５２に真
空吸着せしめた後、保持部材４８をレジスト塗布ユニッ
ト（ＣＯＴ）内から引き戻し、レジスト塗布ユニット
（ＣＯＴ）への半導体ウエハＷの受け渡しを終える。

【００４７】次いで、スピンチャック５２は半導体ウエ
ハＷがカップＣΡ内の定位置まで下降し、駆動モータ５
４によってスピンチャック５２の回転駆動が開始され
る。

【００４８】その後、レジストノズル待機部９０からの
ノズル保持体１００の移動が開始される。このノズル保
持体１００の移動はＹ方向に沿って行われる。

【００４９】そして、シンナノズル１０１の吐出口がス
ピンチャック５２の中心（半導体ウエハＷの中心）上に
到達したところでシンナを回転する（又は表１等に示さ
れるように回転を停止した）半導体ウエハＷの表面に供
給する。ウエハ表面に供給された溶剤は半導体ウエハＷ
を回転させることによってその遠心力によってウエハ中
心からその周囲全域にむらなく広がる。

【００５０】続いて、ノズル保持体１００は、レジスト
ノズル８６の吐出口がスピンチャック５２の中心（半導
体ウエハＷの中心）上に到達するまでＹ方向に移動さ
れ、レジストノズル８６の吐出口からレジスト液が、回
転する半導体ウエハＷの表面の中心に滴下されてウエハ
表面へのレジスト塗布が行われる。

【００５１】本実施形態では、このようなレジスト塗布
に際し、駆動モータ５４の回転数、すなわち半導体ウエ
ハＷの回転数を例えば以下のように制御している。

【００５２】

【表１】 工程１において半導体ウエハＷの回転を開始し、回転を
開始して１秒後の工程２においてシンナノズル１０１よ
り半導体ウエハＷの中心にシンナを供給する。そして、
工程３において半導体ウエハＷの回転を継続するがシン
ナの供給を停止する。この工程でシンナは半導体ウエハ
Ｗ中心からその周囲全域にむらなく広がる。

【００５３】次に、図７（ａ）に示すように、工程４に
おいて半導体ウエハＷを４５００ｒｐｍで回転させなが
ら、レジストノズル８６より半導体ウエハＷの中心にレ
ジスト液を供給する。このようなレジスト液の供給を２
秒間行う。レジスト液の供給を停止した直後の工程５に
おいて半導体ウエハＷの回転速度を急激に落とし、半導
体ウエハＷを２０００ｒｐｍの低速で回転する。このよ
うな半導体ウエハＷの低速回転を１秒間行う。この後の
工程６において半導体ウエハＷの回転を加速し、半導体
ウエハＷを３０００ｒｐｍで回転する。この工程６にお
いて半導体ウエハＷ表面に塗布されたレジスト液の振り
切り乾燥が行われる。

【００５４】ここで、比較のためレジスト塗布工程にお
ける半導体ウエハＷの回転制御の従来例を以下に示す。

【００５５】

【表２】 この例では、工程１において半導体ウエハＷの回転を開
始し、回転を開始して１秒後の工程２において半導体ウ
エハＷの中心にシンナを供給する。そして、工程３にお
いて半導体ウエハＷの回転を継続するがシンナの供給を
停止する。

【００５６】次に、図７（ｂ）に示すように、工程４に
おいて半導体ウエハＷを４５００ｒｐｍで回転させなが
ら、半導体ウエハＷの中心にレジスト液を供給する。こ
のようなレジスト液の供給を２秒間行う。そして、この
後の工程５において半導体ウエハＷの回転を減速し、半
導体ウエハＷを３０００ｒｐｍで回転して振り切り乾燥
を行う。

【００５７】図７（ａ）に示す本実施形態におけるレジ
スト塗布工程における半導体ウエハＷの回転制御と図７
（ｂ）に示す従来例のそれとを比較すると、本実施形態
ではレジスト液の供給を停止した直後の工程５において
半導体ウエハＷの回転速度を一旦急激に落として２００
０ｒｐｍの低速で回転している点が異なる。そして、本
実施形態では、このような工程を持たせることにより半
導体ウエハＷ表面に波紋等が残存することがなく一様に
レジスト液を塗布することができる。

【００５８】図８及び図９はこのように波紋等の発生を
防止する作用を説明するための図である。図８は従来例
による場合を示し、図９は本実施形態による場合を示し
ている。

【００５９】上述した従来例では、図８（ａ）に示すよ
うにレジスト液の供給を停止した直後に半導体ウエハＷ
の中心で発生した波紋Ｈは遠心力によって半導体ウエハ
Ｗの外周に広がる。その際、半導体ウエハＷは４５００
ｒｐｍｒ程度の高速で回転していることから、図８
（ｂ）に示すように半導体ウエハＷ表面のレジスト液が
乾燥し始める。そして、半導体ウエハＷの振り切り乾燥
により図８（ｃ）乃至（ｄ）に示すように半導体ウエハ
Ｗ表面に波紋Ｈが残存してしまう。

【００６０】これに対して、本実施形態では、レジスト
液の供給を停止した直後の工程５において半導体ウエハ
Ｗの回転速度を一旦急激に落として２０００ｒｐｍの低
速で回転しているので、図９（ａ）に示すようにそのよ
うに回転速度を急激に落とす際に遠心力によって半導体
ウエハＷの外周に広がろうとしていた波紋Ｈは半導体ウ
エハＷの中心に向かうことになる。その後、半導体ウエ
ハＷを２０００ｒｐｍ程度の低速で回転することから、
図９（ｂ）に示すようにレジスト液の乾燥が進行せず、
波紋Ｈを含んだレジスト液は半導体ウエハＷの表面でな
らされる。そして、その後半導体ウエハＷの振り切り乾
燥により図９（ｃ）乃至（ｄ）に示すように半導体ウエ
ハＷ表面には波紋等が残存することがなく一様にレジス
ト液が塗布されることになる。

【００６１】加えて、本実施形態においては、レジスト
液の供給を停止した直後の工程５において半導体ウエハ
Ｗを２０００ｒｐｍ程度の低速で回転することから、膜
厚の低下を抑えることができ、所望の一定膜厚でレジス
ト膜を形成することが可能となる。すなわち、従来例、
特にレジストの消費量を減らす場合には、レジスト液の
供給を停止した直後は半導体ウエハＷを相当速い回転
数、例えば３０００ｒｐｍを越える回転数で回転させて
いるため、その間にレジスト液の膜厚が急激に薄くな
り、一定の膜厚が得られない場合がある。これに対し
て、本実施形態では、レジスト液の供給を停止した直後
に半導体ウエハＷの回転速度を一旦急激に落として２０
００ｒｐｍの低速で回転しているので、その間にレジス
ト液の膜厚が急激に薄くなることもなく一定の膜厚を得
ることができる。

【００６２】なお、上記実施形態では、本発明を半導体
ウエハにレジスト液を塗布する装置に適用したものにつ
いて説明したが、半導体ウエハ以外の基板、例えばＬＣ
Ｄ基板にレジスト液を塗布する装置にも本発明は適用で
きる。

【００６３】また、上記実施形態では、具体的な回転数
等を例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、
レジスト液の供給を停止した後に被処理基板の回転を急
激に減速して被処理基板を低速で回転するものであれ
ば、どのような値であっても構わない。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
レジスト液の供給を停止した後に被処理基板の回転を急
激に減速し、またその後振り切り乾燥をするまでの間被
処理基板を低速で回転しているので、被処理基板表面に
波紋跡等が残存することがなく一様にレジスト液を塗布
することができる。

【００６５】また、本発明によれば、その後振り切り乾
燥をするまでの間被処理基板を低速で回転しているの
で、所望の一定膜厚でレジスト膜を形成することが可能
となる。

【００６６】さらに、本発明によれば、被処理基板表面
に被処理基板表面を濡らすための液剤を供給した後にレ
ジスト液を塗布しているので、被処理基板表面に波紋跡
等が残存することがなく一様にレジスト液を塗布するこ
とができる、という効果を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である半導体ウエハの塗布
現像処理システムの全体構成を示す平面図

【図２】図１の塗布現像処理システムの構成を示す正面
図

【図３】図１の塗布現像処理システムの構成を示す背面
図

【図４】図１の塗布現像処理システムにおけるレジスト
塗布ユニットの全体構成を示す断面図

【図５】図４のレジスト塗布ユニットの全体構成を示す
平面図

【図６】図４のレジスト塗布ユニットの制御系の構成を
示す図である。

【図７】図７（ａ）は図４のレジスト塗布ユニットにお
ける半導体ウエハの回転制御の状態を示すグラフであ
る。図７（ｂ）は従来のレジスト塗布ユニットにおける
半導体ウエハの回転制御の状態を示すグラフである。

【図８】従来の波紋発生の作用を説明するための図であ
る。

【図９】本実施形態における波紋発生の防止の作用を説
明するための図である。

【図１０】従来のレジスト塗布装置を説明するための図
である。

【符号の説明】

Ｗ 半導体ウエハ ５２ スピンチャック ８６ レジストノズル １０１ シンナノズル １３０ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理基板を第１の回転速度で回転しつ
   つ被処理基板表面のほぼ中央にレジスト液の供給を開始
   する工程と、 前記レジスト液の供給を停止した直後、前記被処理基板
   を前記第１の回転速度より低速の第２の回転速度で回転
   する工程と、 前記被処理基板を所定期間第２の回転速度で回転した
   後、前記被処理基板の回転を加速して被処理基板を第３
   の回転速度で回転する工程とを備え、 第１の回転速度＞第３の回転速度＞第２の回転速度 であることを特徴とするレジスト塗布方法。
2. 【請求項２】 被処理基板表面に被処理基板表面を濡ら
   すための液剤を供給する工程と、 前記液剤が供給された被処理基板を第１の回転速度で回
   転しつつ被処理基板表面のほぼ中央にレジスト液の供給
   を開始する工程と、 前記レジスト液の供給を停止した直後、前記被処理基板
   を前記第１の回転速度より低速の第２の回転速度で回転
   する工程と、 前記被処理基板を所定期間第２の回転速度で回転した
   後、前記被処理基板の回転を加速して被処理基板を第３
   の回転速度で回転する工程とを備え、 第１の回転速度＞第３の回転速度＞第２の回転速度 であることを特徴とするレジスト塗布方法。
3. 【請求項３】 請求項２のレジスト塗布方法において、 前記被処理基板表面を濡らすための液剤を、前記被処理
   基板を回転しつつ前記被処理基板表面のほぼ中央に供給
   することを特徴とするレジスト塗布方法。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載のレジスト塗布方法
   において、 前記被処理基板表面を濡らすための液剤が、シンナであ
   ることを特徴とするレジスト塗布方法。
5. 【請求項５】 被処理基板を保持しつつ回転する基板保
   持部材と、 前記基板保持部材に保持された被処理基板表面のほぼ中
   央にレジスト液を供給するノズルと、 前記レジスト液の供給開始時及び供給中は前記基板保持
   部材を第１の回転速度で回転させ、 前記レジスト液の供給停止直後、前記基板保持部材を前
   記第１の回転速度より低速の第２の回転速度で回転さ
   せ、 前記基板保持部材を所定期間第２の回転速度で回転させ
   た後に前記基板保持部材の回転を加速させて前記基板保
   持部材を第３の回転速度で回転させる制御手段とを備
   え、 第１の回転速度＞第３の回転速度＞第２の回転速度 であることを特徴とするレジスト塗布装置。
6. 【請求項６】 被処理基板を保持しつつ回転する基板保
   持部材と、 前記基板保持部材に保持された被処理基板表面のほぼ中
   央に前記被処理基板表面を濡らすための液剤を供給する
   第１のノズルと、 前記液剤が供給された被処理基板表面のほぼ中央にレジ
   スト液を供給する第２のノズルと、 前記液剤供給時に前記基板保持部材を所定速度で回転さ
   せ、 前記レジスト液の供給開始時及び供給中は前記基板保持
   部材を第１の回転速度で回転させ、 前記レジスト液の供給停止直後、前記基板保持部材を前
   記第１の回転速度より低速の第２の回転速度で回転さ
   せ、 前記基板保持部材を所定期間第２の回転速度で回転させ
   た後に前記基板保持部材の回転を加速させて前記基板保
   持部材を第３の回転速度で回転させる制御手段とを備
   え、 第１の回転速度＞第３の回転速度＞第２の回転速度 であることを特徴とするレジスト塗布装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載のレジスト塗布装置におい
   て、 前記被処理基板表面を濡らすための液剤が、シンナであ
   ることを特徴とするレジスト塗布装置。