JP3648168B2 - 基板の塗布装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，基板の塗布装置に関する。
【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では，ウェハ表面にレジスト液を塗布し，レジスト膜を形成するレジスト塗布処理，ウェハにパターンを露光する露光処理，露光後のウェハに対して現像を行う現像処理等が行われ，ウェハに所定の回路パターンを形成する。
【０００３】
現在，前記レジスト塗布処理においては，回転されたウェハの中心にレジスト液を吐出して，ウェハ表面にレジスト液を拡散させるスピンコーティング法が主流をなしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，スピンコーティング法は，ウェハを高速で回転させるため，ウェハの外縁部から大量のレジスト液が飛散し，無駄になるレジスト液が多い。また，レジスト液の飛散により当該装置が汚染されるため，頻繁に洗浄しなければならない等の弊害が生じていた。
【０００５】
そこで，ウェハを回転させるスピンコーティング法に代えて，ウェハとレジスト液の吐出ノズルを相対的に移動させて，吐出ノズルからレジスト液を，例えばウェハ上に略矩形波状に満遍なく塗布する，いわゆる一筆書きの要領の塗布方法が提案される。このいわゆる一筆書きの要領の塗布方法では，レジスト液が線状に塗布されるので，塗布直後は，ウェハ上に塗布経路に沿った凹凸が形成される。そこで，塗布後にウェハ上のレジスト液が自重等によってウェハ全面に拡散され，平坦化されるように溶剤を多く含んだ粘性の低いレジスト液が使用される。
【０００６】
また，レジスト液がウェハ全面に拡散され平坦化されるまでには，ある程度の時間が必要であり，その間の溶剤の揮発を抑制し，レジスト液の粘性を維持する必要がある。そのためには，例えばウェハ上方に，当該ウェハに十分近づけられた揮発防止用の上蓋を設けることが提案される。
【０００７】
しかしながら，いわゆる一筆書きの要領の塗布方法では，ウェハＷが水平移動されるため，上蓋とウェハとの接触防止等の観点から，上蓋をウェハに近づけて設けるには限界がある。このため，塗布後のレジスト液からの溶剤の揮発が十分に抑えられず，レジスト液の粘性が高くなって，レジスト液の平坦化が十分に行われないことが懸念される。このように平坦化が十分でないと，ウェハ上に形成されるレジスト膜の膜厚が不均一になり，歩留まりが低下することになる。
【０００８】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，レジスト液等の処理液がウェハ等の基板に塗布された後に，当該処理液の溶剤の揮発を抑制できる基板の塗布装置を提供することをその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば，基板に処理液を塗布する塗布装置であって，基板を水平に保持する保持部と，前記保持部に保持された基板の上面を覆う上蓋と，前記上蓋の下面に接触し当該上蓋と一体となって，前記保持部に保持されている基板を収容し溶剤雰囲気を閉じこめる空間を形成する下蓋とを有し，前記下蓋には，前記基板を支持する支持部材が設けられていることを特徴とする基板の塗布装置が提供される。
【００１０】
このように，基板の上面を覆う上蓋と，当該上蓋と一体となって溶剤雰囲気を閉じこめる空間を形成する下蓋とを有することによって，基板に処理液が塗布された後に，所定時間当該基板を前記空間内に置くことができる。このように基板が前記空間内に置かれると，基板から揮発する処理液の溶剤の量が低減され，基板上の処理液が低粘性に維持される。これによって，基板上の処理液が自重等によって平坦化され易くなり，その結果基板上に平坦で所定膜厚の処理膜が形成される。特に，上述のいわゆる一筆書きの要領で処理液が塗布された際には，塗布直後に凹凸が形成されるため，処理液の溶剤の揮発を抑制すると，効果は大きい。また，下蓋に支持部材を設けることによって，下蓋を上昇させた際に，保持部上の基板を当該支持部材で受け取って支持することができるので，当該基板を上蓋により近づけることが可能となる。したがって塗布液の溶剤の基板からの揮発をより抑制することができるので，塗布液の粘性を維持することができる。その結果，塗布液が好適に平坦化され，基板上に所定膜厚の塗布膜が形成される。
【００１１】
前記上蓋は，平板形状を有し，前記下蓋は，上面が開口した筒形状を有していてもよい。このように，上蓋が平板形状を有し，前記下蓋が上面が開口した筒形状を有することによって，前記上蓋の下面に下蓋の上端面を接触させることにより，上述した溶剤雰囲気を閉じこめる空間を形成することができる。したがって，当該空間内に基板を収容し，前記処理液の溶剤が基板上から揮発することを抑制することができる。この結果，処理液の粘性が低く維持されて，塗布後の処理液を適切に平坦化することができる。
【００１２】
前記下蓋における前記上蓋との接触位置には，当該接触位置の気密性を維持するシール部材が設けられていてもよい。このように，前記接触位置にシール部材を設けることによって，前記空間内に閉じこめられた雰囲気が下蓋と上蓋との隙間から外部に漏れることが防止され，前記空間の密閉性が向上される。これによって，基板からの溶剤の揮発量を減少させることができる。
【００１３】
前記基板の塗布装置は，前記下蓋を上下動させる昇降駆動部を有し，前記下蓋の下面には，前記保持部が貫通する孔が設けられていてもよい。この昇降駆動部によって，下蓋を上下動させて，前記溶剤雰囲気を閉じこめる空間を開閉することができる。したがって，適宜所定のタイミングで下蓋を上昇させ，下蓋を上蓋の下面に接触させて，前記空間を形成することができる。また，処理液の塗布時等には，塗布の妨げにならないように下方に待機させて置くことができる。下蓋に前記孔を設けるので，下蓋の昇降の際に前記保持部が邪魔にならない。
【００１５】
前記基板の塗布装置は，前記保持部と前記下蓋とを一体的に水平移動させる駆動部を有していてもよい。このように，前記保持部と下蓋とを一体的に水平移動させるための駆動部を備えることによって，前記下蓋があっても，前記保持部が，任意の位置に移動することができる。
【００１６】
前記基板の塗布装置は，前記上蓋と前記下蓋とによって形成された前記空間内に前記処理液の溶剤蒸気を供給する供給部を有していてもよい。このように，前記溶剤雰囲気を閉じこめる空間内に前記処理液の溶剤を供給する供給部を設けることによって，前記空間内を溶剤雰囲気に置換し，維持することができる。その結果，基板からの溶剤の揮発量が減少され，処理液の粘性を低く維持することができる。したがって，塗布後に，基板上の処理液が自重等によって容易に均され，基板上に所定膜厚の塗布膜が形成できる。
【００１７】
前記供給部は，前記上蓋に設けられていてもよい。このように，前記供給部が前記上蓋側に設けられることによって，基板の上方から前記処理液の溶剤蒸気を供給することができる。したがって，基板の上側の雰囲気がより濃い溶剤雰囲気に維持され，基板上に塗布された処理液の溶剤の揮発が抑制される。なお，前記溶剤蒸気には，溶剤がミスト状になっている場合も含まれる。
【００１８】
前記上蓋の供給部は，前記上蓋の複数箇所に均一に分布して設けられてもよい。このように，前記溶剤蒸気を供給する供給部を，前記上蓋の複数箇所に均一に分布させて設けることによって，前記処理液の溶剤を基板上に満遍なく均一に供給することができる。それ故，基板全面において基板からの溶剤の揮発を抑制することができ，基板上に適切な塗布膜を形成できる。
【００１９】
前記上蓋には，温度調節装置が設けられていてもよい。このように，前記上蓋に温度調節装置を設けることによって，例えば上蓋の温度を低下させて，前記空間内に収容されている基板の温度を低下させることができる。こうすることによって，基板からの溶剤の揮発量が減少し，基板上の処理液の粘性を低く維持することができる。したがって，塗布後の処理液が適切に平坦化され，所定膜厚の均一な塗布膜が形成される。また，必要に応じて，基板温度を上昇させることができる。
【００２０】
前記下蓋には，温度調節装置が設けられていてもよい。このように，前記下蓋の温度を調節する温度調節装置を設けることによって，例えば，下蓋の温度を低下させて，下蓋によって形成された前記空間内の基板の温度を低下させることができる。したがって，基板からの溶剤の揮発が抑制され，基板上の処理液が適切に平坦化されるため，基板上に所定膜厚の塗布膜が形成される。また，必要に応じて下蓋の温度を上昇させて，前記略閉鎖空間内の溶剤濃度を適切な濃度に調節することができる。
前記基板の塗布装置は，処理液の吐出ノズルと基板とを相対的に移動させながら，前記吐出ノズルから前記基板に対して処理液を吐出できてもよい。
また，参考例として，基板上に塗布された処理液の平坦化方法であって，処理液が塗布され水平に保持された基板を閉鎖空間に収容して，前記処理液の溶剤の揮発を抑制する工程と，前記閉鎖空間に基板を収容した状態を所定時間維持する工程と，を有する基板上の処理液の平坦化方法が提案できる。
前記基板上の処理液の平坦化方法は，前記閉鎖空間に基板を収容した状態を所定時間維持する前記工程の時に，前記閉鎖空間内に前記処理液の溶剤蒸気を供給する工程を有していてもよい。
また，前記閉鎖空間内は，温度調節されていてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる基板の塗布装置が搭載された塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図であり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図であり，図３は，塗布現像処理システム１の背面図である。
【００２２】
塗布現像処理システム１は，図１に示すように，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を有している。
【００２３】
カセットステーション２では，載置部となるカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在となっている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）とカセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセットＣに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【００２４】
ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処理装置群G３に属するエクステンション装置３２に対してもアクセスできるように構成されている。
【００２５】
処理ステーション３では，その中心部に主搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。該塗布現像処理システム１においては，４つの処理装置群G1，G2，G3，G4が配置されており，第１及び第２の処理装置群G1，G2は塗布現像処理システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群G3は，カセットステーション２に隣接して配置され，第４の処理装置群G4は，インターフェイス部４に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装置１３は，これらの処理装置群G1，G2，G3，G4，G5に配置されている後述する各種処理装置に対して，ウェハＷを搬入出可能である。なお，処理装置群の数や配置は，ウェハＷに施される処理の種類によって異なり，処理装置群の数は，１つ以上であれば任意に選択可能である。
【００２６】
第１の処理装置群G1では，例えば図２に示すように，ウェハＷにレジスト液を塗布してウェハＷ上にレジスト膜を形成するレジスト塗布装置１７と，露光後にウェハＷを現像処理する現像処理装置１８とが下から順に２段に配置されている。処理装置群G2の場合も同様に，本実施の形態にかかる基板の塗布装置としてのレジスト塗布装置１９と，現像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねられている。
【００２７】
第３の処理装置群G3では，例えば図３に示すように，ウェハＷを冷却処理するクーリング装置３０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置３１，ウェハＷの受け渡しを行うためのエクステンション装置３２，レジスト液中の溶剤を蒸発させるためのプリベーキング装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理を行うポストベーキング装置３５が下から順に例えば６段に重ねられている。
【００２８】
第４の処理装置群G4では，例えばクーリング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，クーリング装置４３，露光後の加熱処理を行うポストエクスポージャーベーキング装置４４，４５，現像処理後の加熱処理を行うポストベーキング装置４６が下から順に例えば７段に積み重ねられている。
【００２９】
インターフェイス部４の中央部には，図１に示すように例えばウェハ搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０はＸ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在にできるように構成されており，第４の処理装置群G4に属するエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺露光装置５１及び図示しない露光装置に対してアクセスして，各々に対してウェハＷを搬送できるように構成されている。
【００３０】
次に上述したレジスト塗布装置１９の構成について説明する。図４は，レジスト塗布装置１９の構成の概略を示す横断面の説明図であり，図５は，レジスト塗布装置１９の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【００３１】
レジスト塗布装置１９は，図４及び図５に示すように例えば上面が開口した略箱形状のケーシング１９ａを有する。ケーシング１９ａには，ケーシング１９ａの上面の全面を覆う上蓋としての平板６０が設けられている。平板６０の中央付近には，図４に示すようにＸ方向（図４の左右方向。左方向が正とする）に長いスリット６１が設けられている。このスリット６１内を後述する吐出ノズル７５が往復し，下方に位置されるウェハＷに処理液としてのレジスト液を塗布することができる。
【００３２】
平板６０の下方には，図５に示すようにウェハＷを保持する保持部としてのチャック６２が設けられている。チャック６２は，水平で平坦な上面６２ａを有し，当該上面６２ａにウェハＷを載置することによって，ウェハＷを水平に保持できるようになっている。チャック６２の上面６２ａには，例えば図示しない吸引口が設けられており，当該吸引口からウェハＷを吸引することによってウェハＷを確実に保持できる。また，当該吸引口からの吸引をＯＮ，ＯＦＦすることによってウェハＷを着脱することができる。チャック６２の上面６２ａは，上面６２ａ上にウェハＷが保持された際に，当該ウェハＷと平板６０との距離が，例えば１０ｍｍ程度になるように平板６０に近づけて設けられる。
【００３３】
チャック６２は，このチャック６２を水平移動させる駆動部６３を有する。駆動部６３は，後述するＹ方向に伸びる駆動レール７２上を移動することができる。駆動部６３は，例えば電力によって稼動するモータ等を備えており，駆動部６４の電源６４は，主制御装置６５によって制御されている。したがって，チャック６２は，主制御装置６５によって制御された駆動部６３の移動に伴って駆動レール７２上を任意の速度で任意の位置まで移動することができる。
【００３４】
駆動部６３上方であって，チャック６２上に保持されるウェハＷの下方には，上面が開口した略円筒形状の下蓋６６が設けられている。下蓋６６の底面の中央部には，図６に示すようにチャック６２が通過可能な孔６６ａが開口されている。孔６６ａは，チャック６２が通過するのに足りる最小限の大きさに形成されている。下蓋６６の直径は，ウェハＷの直径よりも大きく形成されており，ウェハＷを下蓋６６内に収容することができる。
【００３５】
下蓋６６の底面上には，ウェハＷを支持する支持部材６７が設けられている。支持部材６７は，例えばリング状に形成され，上面に幅のある平坦面を有している。これにより，ウェハＷが支持部材６７の上面に支持された際に，下蓋６６内の雰囲気がウェハＷと下蓋６６の底面との間を通って孔６６ａから逃げることが防止される。支持部材６７には，例えば熱伝導性の低いポリプロピレンが用いられており，支持部材６７上にウェハＷが支持された際に，下蓋６６の熱がウェハＷに伝導し，ウェハＷ面内の温度に斑ができることを抑制する。支持部材６７の高さは，下蓋６６の上端面から底面までの距離，例えば１０ｍｍよりも短い，例えば５ｍｍ程度にされており，図６に示すように前記下蓋６６の上端面から支持部材６７の上面までの距離ｄが，例えば５ｍｍ程度になるように設定されている。
【００３６】
図５に示すように，下蓋６６には，当該下蓋６６を上下動させる，例えばシリンダ等を備えた昇降駆動部６８が設けられている。昇降駆動部６８は，下蓋６６を平板６０まで上昇させることができ，昇降駆動部６８の稼動は，例えば主制御装置６５によって制御されている。したがって，所定のタイミングで下蓋６６を上昇させ，下蓋６６のリング状の上端面６６ｂを平板６０の下面に接触させて，溶剤雰囲気を閉じこめる空間としての閉鎖空間Ｓを形成することができる。このとき，チャック６２上のウェハＷは，下蓋６６の支持部材６７に支持され，ウェハＷは閉鎖空間Ｓ内に収容される。また，下蓋６６の上端面６６ｂには，図６に示すようにシール部材としてのＯリング６９が設けられており，閉鎖空間Ｓの閉鎖性が向上されている。
【００３７】
昇降駆動部６８は，駆動部６３上に取り付けられており，昇降駆動部６８及び下蓋６６は，駆動部６３と共に移動される。したがって，チャック６２と下蓋６６は，一体的に水平移動することができ，チャック６２は，下方に下蓋６６を待機させた状態で移動することができる。
【００３８】
図４に示すように，ケーシング１９ａのＸ方向正方向側であってＹ方向負方向（図４の下方向）よりの壁面には，ウェハＷをレジスト塗布装置１９内に搬送するための搬送口７０が設けられている。ケーシング１９ａ内の底部には，搬送口７０のある位置からＸ方向に伸びる固定レール７１が設けられている。固定レール７１上には，Ｙ方向に伸びる駆動レール７２が設けられている。駆動レール７２は，図示しない駆動機構によって固定レール７１上を移動することができ，駆動レール７２は，Ｘ方向に移動できる。駆動レール７２上には，上述の駆動部６３が設けられており，駆動部６３は，上述したように駆動レール７２に沿ってＹ方向に移動できる。したがって，駆動部６３上のチャック６２及びウェハＷは，ケーシング１９ａ内をＸ方向，Ｙ方向に移動することができる。
【００３９】
ウェハＷにレジスト液を吐出する吐出ノズル７５は，平板６０のスリット６１内に位置されており，吐出ノズル７５は，ノズル移動機構７６によってスリット６１内をＸ方向に移動できるようになっている。ノズル移動機構７６は，平板６０上であって，スリット６１のＹ方向正方向側に設けられている。
【００４０】
ノズル移動機構７６は，図７に示すようにケース７６ａによって覆われており，当該ケース７６ａ内には，吐出ノズル７５を保持し，スライドさせるスライダ７７が設けられている。スライダ７７は，スリット６１に沿って伸びる駆動ベルト７８の一部に固定されている。駆動ベルト７８は，スリット６１の両端部付近にそれぞれ設けられた駆動プーリ７９と従動プーリ８０間に掛けられている。駆動プーリ７９は，回転駆動モータ８１によって正転・反転される。かかる構成から，回転駆動モータ８１によって駆動プーリ７９が回転され，駆動ベルト７８が移動し，スライダ７７がＸ方向にスライドして，吐出ノズル７５がスリット６１内を往復移動できる。
【００４１】
以上の構成から，吐出ノズル７５をＸ方向に往復移動させながら，吐出ノズル７５からレジスト液を吐出させつつ，当該吐出ノズル７５の下方においてＹ方向に向かってウェハＷを移動させることにより，いわゆる一筆書きの要領のレジスト液の塗布処理を行うことができる。
【００４２】
図４に示すように，平板６０の下側であって，スリット６１のＸ方向の両側の外方には，吐出ノズル７５からウェハＷにレジスト液が吐出される際に，ウェハＷと吐出ノズル７５との間に入って当該レジスト液の吐出範囲を限定するマスク部材８２及び８３が待機されている。マスク部材８２は，スリット６１のＸ方向正方向側に，マスク部材８３は，Ｘ方向負方向側に置かれている。
【００４３】
マスク部材８２及び８３は，図５に示すように薄い板形状であり，側面から見てウェハＷと平板６０との間に平行に設けられている。マスク部材８２及び８３は，それぞれ支持部材８４及び８５によって支持されている。支持部材８４及び８５は，マスク駆動部８６及び８７によってそれぞれＸ方向に伸縮できるように構成されている。これによって，マスク部材８２及び８３は，それぞれがスリット６１外方から中央部に向かって移動し，ウェハＷの外縁部上方に位置することができる。マスク駆動部８６及びマスク駆動部８７は，例えば駆動部６３と同じ主制御装置６５によって制御されており，マスク部材８２及び８３のＸ方向への移動は，当該主制御装置６５によって，そのタイミング及び距離等が制御される。したがって，マスク部材８２及び８３を所定のタイミングでウェハＷの外方からウェハＷの外縁部上方に進入させ，吐出ノズル７５からウェハＷ外縁部に吐出されるレジスト液を遮断し，ウェハＷ外に落下するレジスト液を回収すると共に，ウェハＷの塗布領域を限定することができる。
【００４４】
次に，以上のように構成されているレジスト塗布装置１９の作用について，塗布現像処理システム１で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に説明する。
【００４５】
先ず，ウェハ搬送体７がカセットＣから未処理のウェハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群G3に属するエクステンション装置３２に搬送する。次いでウェハＷは，主搬送装置１３によってアドヒージョン装置３１に搬入され，ウェハＷ上にレジスト液の密着性を向上させる，例えばHMDSが塗布される。次にウェハＷは，クーリング装置３０に搬送され，所定の温度に冷却される。そして，所定温度に冷却されたウェハＷは，主搬送装置１３によって，例えばレジスト塗布装置１９に搬送される。
【００４６】
レジスト塗布装置１９においてレジスト液が塗布されたウェハＷは，主搬送装置１３によってプリベーキング装置３３，エクステンション・クーリング装置４１に順次搬送され，さらにウェハ搬送体５０によって周辺露光装置５１，露光装置（図示せず）に順次搬送され，各装置で所定の処理が施される。そして露光処理の終了したウェハＷは，ウェハ搬送体５０によりエクステンション装置４２に搬送され，その後，主搬送装置１３によってポストエクスポージャーベーキング装置４４，クーリング装置４３，現像処理装置１８，ポストベーキング装置４６及びクーリング装置３０に順次搬送され，各装置において所定の処理が施される。その後，ウェハＷは，エクステンション装置３２を介してカセットＣに戻され，一連の塗布現像処理が終了する。
【００４７】
次に，上述したレジスト塗布装置１９の作用について詳しく説明する。先ず，ウェハＷがレジスト塗布装置１９に搬送される際には，駆動部６３がＹ方向負方向側に移動し，駆動レール７２がＸ方向正方向側に移動することによってチャック６２が搬送口７０近辺に移動される。そして，前工程である冷却処理が終了したウェハＷは，主搬送装置１３によって搬送口７０からケーシング１９ａ内に搬入され，チャック６２の上面６２ａに吸着保持される。このとき，ウェハＷと平板６０との距離は，１０ｍｍ程度となる。
【００４８】
次いで，駆動レール７２がＸ方向負方向側に移動し，図４に示すようにウェハＷがケーシング１９ａの中央部の位置Ｐ１まで移動される。次いでウェハＷは，駆動部６３によってＹ方向正方向側に移動され，図８に示すようにウェハＷのＹ方向正方向側の端部がスリット６１下方にくる位置Ｐ２で停止される。このとき，マスク部材８２及び８３が，それぞれケーシング１９ａの中央部に向かって移動し，ウェハＷの外縁部上に位置される。これによって，吐出ノズル７５が往復移動しながらレジスト液を吐出しても，ウェハＷ外方にレジスト液が落下することが防止され，ウェハＷ上の所定領域にレジスト液を塗布することができる。
【００４９】
次に，吐出ノズル７５がノズル駆動機構７６によって，図９に示すように塗布が開始されるスタート位置Ｓ，すなわちウェハＷのＸ方向正方向側の外方の位置まで移動される。
【００５０】
次いで，いわゆる一筆書きの要領のレジスト液の塗布が開始される。このときのレジスト塗布工程を，図９を参考に説明すると，先ず吐出ノズル７５が，スタート位置ＳからＸ方向正方向に所定の速度で移動しながら，線状のレジスト液をウェハＷ表面に吐出する。なお，このとき使用されるレジスト液は，溶剤濃度が高く粘性の低いものが使用される。そして，吐出ノズル７５は，ウェハＷのＸ方向正方向側の外方まで進み，マスク部材８３上で一旦停止する。このときもレジスト液は吐出され続け，ウェハＷ以外の場所に吐出されたレジスト液はマスク部材８３により受け止められ，回収される。
【００５１】
次いで，主制御装置６５によって駆動部６３がＹ方向正方向に所定距離ずらされ，ウェハＷもＹ方向正方向にずらされる。このとき，マスク駆動部８６及び８７によって，マスク部材８２及びマスク部材８３との間隔が調節され，例えばウェハＷの外形に従って当該間隔が広げられる。
【００５２】
その後，吐出ノズル７５は，折り返して，引き続きレジスト液を塗布しながら，Ｘ方向正方向側に移動し，ウェハＷの外縁部に位置するマスク部材８２上まで進んで停止する。そして，ウェハＷがＹ方向正方向に所定距離ずらされ，マスク部材８２及びマスク部材８３の間隔が再びウェハＷの外形に従って調節された後，再び吐出ノズル７５は，折り返しＸ方向負方向に進んでウェハＷ上にレジスト液を吐出する。
【００５３】
かかる工程を繰り返して，ウェハＷのＹ方向負方向側の半面にレジスト液が吐出され始めると，ウェハＷがＹ方向正方向にずらされる度に，今度はマスク部材８２及び８３の間隔が狭めらる。こうしてウェハＷが吐出ノズル７５の下方を通過し，図１０に示すようにウェハＷのＹ方向負方向側の端部が吐出ノズル７５の下方に来る位置Ｐ３まで移動し，吐出ノズル７５が図９に示すＥＮＤ位置Ｅまで来たところで，レジスト液の吐出が停止され，レジスト塗布が終了する。これによって，レジスト液がウェハＷ上に略矩形状に塗布され，ウェハＷの所定領域Ｋにレジスト液が塗布される。
【００５４】
次いで，ウェハＷがＹ方向負方向側に移動され，例えば位置Ｐ１まで戻される。そして，昇降駆動部６８によって下蓋６６が上昇される。下蓋６６が上昇されると，図１１に示すようにウェハＷが下蓋６６内に収容され，ウェハＷが支持部材６７によって支持される。このとき，チャック６２の吸着が解除され，ウェハＷがチャック６２から下蓋６６に受け渡される。続いて下蓋６６がさらに上昇され，図１２に示すように下蓋６６の上端面６６ｂが平板６０の下面に接触したところで下蓋６６は停止される。このとき，下蓋６６と平板６０とによって閉鎖空間Ｓが形成される。また，ウェハＷと平板６０との距離は，例えば４ｍｍ程度に縮められる。これにより，閉鎖空間Ｓ内を狭容積空間として，ウェハＷから揮発する溶剤を抑制し，塗布されたレジスト液の粘性を維持できる。
【００５５】
その後，ウェハＷを閉鎖空間Ｓ内に収容した状態を所定時間維持する。このとき，ウェハＷ上では，矩形波状に塗布された粘性の低いレジスト液が自重等によって均される。
【００５６】
所定時間経過後，下蓋６６が下降され，閉鎖空間Ｓが開放される。また，下蓋６６の下降に伴いウェハＷがチャック６２に再び受け渡され，吸着保持される。ウェハＷがチャック６２に受け渡されると，駆動レール７２がＸ方向正方向側に移動し，搬送口７０の手前で停止される。
【００５７】
その後，ウェハＷは，チャック６２から主搬送装置１３に受け渡され，主搬送装置１３によってレジスト塗布装置１９から搬出されて，レジスト塗布装置１９における一連の塗布処理が終了する。
【００５８】
以上の実施の形態では，チャック６２の下方に，昇降可能な下蓋６６を設けたので，レジスト液が塗布された後に，下蓋６６を上昇させて，閉鎖空間Ｓを形成し，当該閉鎖空間Ｓ内にウェハＷを収容することができる。これによって，塗布後のウェハＷからレジスト液の溶剤が揮発することが抑制され，レジスト液の粘性が低く維持される。したがって，上述の実施の形態のように塗布後のウェハＷを所定時間閉鎖空間Ｓ内に収容しておくことによって，ウェハＷ上のレジスト液が自然に均され，平坦化される。その結果，ウェハＷ上に所定膜厚の均一なレジスト膜を形成することができる。
【００５９】
下蓋６６内の深さを，チャック６２に保持されたウェハＷと平板６０との隙間より小さくなるようにしたので，下蓋６６を上昇させて，下蓋６６の上端部６６ｂを平板６０の下面に接触させた際に，ウェハＷは下蓋６６に支持され，ウェハＷと平板６０との隙間を狭くすることができる。こうすることによって，ウェハＷからの溶剤の蒸発がさらに抑制され，ウェハＷ上のレジスト液の粘性が維持されて，レジスト液の平坦化が促進される。
【００６０】
下蓋６６に支持部材６７を設けたので，下蓋６６を上昇させた際にウェハＷが当該支持部材６７に支持され，ウェハＷがチャック６２から下蓋６６に好適に受け渡される。
【００６１】
下蓋６６の上端面６６ｂにＯリング６９を設けたので，閉鎖空間Ｓの閉鎖性が向上され，ウェハＷからの溶剤の揮発がさらに抑制できる。
【００６２】
下蓋６６の昇降駆動部６８をチャック６２の駆動部６３に設けるようにしたので，チャック６２の移動が下蓋６６に妨げられず任意の位置に移動することができる。
【００６３】
以上の実施の形態では，ウェハＷを位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動させながら，ウェハＷにレジスト液を塗布していたが，それとは逆に位置Ｐ３から位置Ｐ２に移動させながら，ウェハＷにレジスト液を塗布してもよい。また，閉鎖空間Ｓを形成する位置は，Ｐ１に限られず，平板６０のある位置であれば任意に選択できる。
【００６４】
以上の実施の形態では，下蓋６６の底面上にリング状の支持部材６７を設けたが，図１３に示すように下蓋６６の底面上に複数の支持ピン８９を設けるようにしてもよい。支持ピン８９は，例えば同一円周上の３箇所に設けられる。支持ピン８９の高さは，例えば前記下蓋６６の上端面から支持ピン８９の頂点までの距離ｄが，例えば５ｍｍ程度になるように設定される。これにより，閉鎖空間Ｓが形成される際に，ウェハＷが支持ピン８９に支持され，ウェハＷが平板６０により近づけられるので，ウェハＷの溶剤の蒸発が抑制される。また，接触面積の小さい支持ピン８９によってウェハＷを支持できるので，ウェハＷが下蓋６６からの熱の影響を受けにくく，ウェハＷ面内温度が不均一になることを抑制できる。
【００６５】
以上の実施の形態では，閉鎖空間Ｓ内にウェハが収容されるのみであったが，閉鎖空間Ｓ内にレジスト液の溶剤蒸気を供給するようにしてもよい。例えば，図１４に示すように平板９０上であって，下蓋６６によって閉鎖空間Ｓが形成される位置Ｐ１には，レジスト液の溶剤蒸気を供給する供給部としての供給孔９１が複数箇所に設けられる。供給孔９１は，図１５に示すように下蓋６６に対向する位置に均一に分布して設けられる。位置Ｐ１の平板９０上には，供給孔９１上に供給室Ｇを形成する，略円筒形状の蓋体９２が設けられる。蓋体９２の上面には，供給室Ｇ内に溶剤蒸気を供給する供給管９３が設けられる。
【００６６】
そして，ウェハＷにレジスト液が塗布され，駆動部６３の移動によってウェハＷが位置Ｐ１に移動されると，前実施の形態と同様に下蓋６６が上昇され，ウェハＷが下蓋６６の支持部材６７に支持され，さらに下蓋６６が平板９０の下面に接触して，閉鎖空間Ｓが形成される。次いで，供給管９３からレジスト液の溶剤蒸気が供給され始め，当該溶剤蒸気は，供給室Ｇを介して各供給孔９１から閉鎖空間Ｓ内に流入される。所定時間後，前記溶剤の供給が停止され，前記実施の形態と同様に下蓋６６が下降され，閉鎖空間Ｓが開放されると共に，ウェハＷがチャック６２に受け渡される。
【００６７】
かかる場合，塗布後のレジスト液が自重等によって均されている最中に，レジスト液の溶剤蒸気を積極的に供給するので，ウェハＷ上のレジスト液の粘性が維持，又は減少される。これによって，レジスト液の平坦化が促進され，より確実にレジスト液が平坦化される。また，供給孔９１をウェハＷに対向する位置Ｐ１に偏り無く均一に分布して設けたので，溶剤蒸気がウェハＷ上に偏り無く供給され，レジスト液がウェハＷ面内において均一に平坦化される。なお，閉鎖空間Ｓ内にレジスト液の溶剤蒸気を供給する供給部は，下蓋６６に設けられていてもよい。
【００６８】
上述の実施の形態において，閉鎖空間Ｓ内の温度を調節するようにしてもよい。例えば，図１６に示すように平板１００に温度調節装置１０１が設けられる。温度調節装置１０１は，例えば熱源となるペルチェ素子１０２と，ペルチェ素子１０２の電源１０３と，電源１０３の電圧を制御する制御部１０４とを有する。ペルチェ素子１０２は，閉鎖空間Ｓを形成する位置Ｐ１の平板１００内に内蔵される。かかる構成から，制御部１０４は，電源１０３を操作し，ペルチェ素子１０２の発熱又は吸熱量を調節し，位置Ｐ１の平板１００の温度を設定温度に維持，制御することができる。
【００６９】
そして，制御部１０４に，例えばケーシング１９ａ内の温度よりも低い温度Ｔを設定されると，ペルチェ素子１０２によって位置Ｐ１の平板１００の温度が，設定温度Ｔに調節される。その後，上述したように塗布後のウェハＷが位置Ｐ１に移動され，下蓋６６の上昇によって閉鎖空間Ｓが形成される。このとき，閉鎖空間Ｓ内の温度が平板１００の温度によって低下され，その結果レジスト液の溶剤の蒸発が抑制され，レジスト液の粘性が低く維持される。
【００７０】
また，図１７に示すように温度調節装置１００を下蓋１２０側に設けてもよい。かかる場合，例えばペルチェ素子１０２を下蓋１２０の下面に内蔵させる。このようにして下蓋１２０の温度を調節することによって，閉鎖空間Ｓ内の温度を調節し，ウェハＷからの溶剤の揮発を抑制することができる。なお，必要に応じて，例えば設定温度Ｔをケーシング１９ａ内の温度よりも高い温度に設定してもよい。これによって，ウェハＷ上のレジスト液が平坦化された後に，当該平坦化されたレジスト膜を迅速に乾燥させることができる。
【００７１】
以上の実施の形態は，ウェハにレジスト液を塗布する塗布装置について適用したものであったが，本発明は，他の処理液，例えばＳＯＤ，ＳＯＧ膜等を形成する処理液や現像液を塗布する塗布装置にも適用できる。また，以上で説明した実施の形態は，半導体ウェハデバイスの製造プロセスのフォトリソグラフィー工程における塗布装置について適用したものであったが，本発明は半導体ウェハ以外の基板例えばＬＣＤ基板，フォトマスク用のマスクレチクル基板の塗布装置においても適用できる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明は，処理液が基板に塗布された後に，処理液の溶剤の揮発を抑制することができるので，当該処理液の粘性の上昇が抑制され，処理液自らによる平坦化作用が好適に行われる。したがって，基板上に所定膜厚の均一な塗布膜が形成され，歩留まりが向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態にかかるレジスト塗布装置を搭載した塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】レジスト塗布装置の構成の概略を示す平面図である。
【図５】レジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図６】下蓋の構成を示す斜視図である。
【図７】ノズル移動機構の構成の概略を示す斜視図である。
【図８】レジスト塗布開始時のウェハの位置を示すレジスト塗布装置の横断面の説明図である。
【図９】レジスト液の塗布経路を示す説明図である。
【図１０】レジスト塗布終了時のウェハの位置を示すレジスト塗布装置の横断面の説明図である。
【図１１】下蓋を上昇させ，ウェハが支持ピンに支持された状態を示すレジスト塗布装置内の縦断面の説明図である。
【図１２】閉鎖空間が形成された状態を示すレジスト塗布装置内の縦断面の説明図である。
【図１３】下蓋の他の構成例を示す斜視図である。
【図１４】閉鎖空間に溶剤を供給する場合のレジスト塗布装置の構成を示す縦断面の説明図である。
【図１５】平板における供給孔の配置例を示す平板の平面図である。
【図１６】平板に温度調節装置を設けた場合のレジスト塗布装置の構成を示す縦断面の説明図である。
【図１７】下蓋の温度調節装置を設けた場合のレジスト塗布装置の構成を示す縦断面の説明図である。
【符号の説明】
１ 塗布現像処理システム
１９ レジスト塗布装置
６０ 平板
６２ チャック
６３ 駆動部
６６ 下蓋
６６ｂ 上端部
６７ 支持部材
６８ 昇降駆動部
７５ 吐出ノズル
Ｗ ウェハ

Claims (11)

1. 基板に処理液を塗布する塗布装置であって，
   基板を水平に保持する保持部と，
   前記保持部に保持された基板の上面を覆う上蓋と，
   前記上蓋の下面に接触し当該上蓋と一体となって，前記保持部に保持されている基板を収容し溶剤雰囲気を閉じこめる空間を形成する下蓋とを有し，
   前記下蓋には，前記基板を支持する支持部材が設けられていることを特徴とする，基板の塗布装置。
2. 前記上蓋は，平板形状を有し，
   前記下蓋は，上面が開口した筒形状を有することを特徴とする，請求項１に記載の基板の塗布装置。
3. 前記下蓋における前記上蓋との接触位置には，当該接触位置の気密性を維持するシール部材が設けられていることを特徴とする，請求項１，又は２のいずれかに記載の基板の塗布装置。
4. 前記下蓋を上下動させる昇降駆動部を有し，
   前記下蓋の下面には，前記保持部が貫通する孔が設けられていることを特徴とする，請求項１，２又は３のいずれかに記載の基板の塗布装置。
5. 前記保持部と前記下蓋とを一体的に水平移動させる駆動部を有することを特徴とする，請求項１，２，３又は４のいずれかに記載の基板の塗布装置。
6. 前記上蓋と前記下蓋とによって形成された前記空間内に，前記処理液の溶剤蒸気を供給する供給部を有することを特徴とする，請求項１，２，３，４又は５のいずれかに記載の基板の塗布装置。
7. 前記供給部は，前記上蓋に設けられていることを特徴とする，請求項６に記載の基板の塗布装置。
8. 前記上蓋の供給部は，前記上蓋の複数箇所に均一に分布していることを特徴とする，請求項７に記載の基板の塗布装置。
9. 前記上蓋には，温度調節装置が設けられていることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７又は８のいずれかに記載の基板の塗布装置。
10. 前記下蓋には，温度調節装置が設けられていることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９のいずれかに記載の基板の塗布装置。
11. 処理液の吐出ノズルと基板とを相対的に移動させながら，前記吐出ノズルから前記基板に対して処理液を吐出できることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０のいずれかに記載の基板の塗布装置。

Images