JP4084167B2 - 処理液塗布方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハー等の基板の表面にレジスト等の処理液を塗布するための処理液塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板の表面にレジスト等の処理液を塗布する際には、その主面と平行な平面内において高速回転する基板の回転中心付近に処理液を供給し、この処理液を遠心力により広げて基板の表面全域に処理液を塗布するスピン塗布方法が採用されている。しかしながら、このスピン塗布方法によれば、基板の表面全域が処理液で覆われるまでに多量のレジストが必要となるという問題がある。
【０００３】
このため、基板を回転させるとともに、その先端から処理液を吐出するノズルを、その先端が基板の回転中心と対向する位置とその先端が基板の端縁と対向する位置との間で移動させることにより、基板の表面全域に処理液を塗布する処理液の塗布方法が提案されている（特許文献１乃至５参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３５０９５５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１３２１７号公報
【特許文献３】
米国特許第６，１９１，０５３号公報
【特許文献４】
米国特許第５，０９４，８８４号公報
【特許文献５】
米国特許第５，８８５，６６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１５は、処理液塗布後の基板Ｗ上での処理液１０１、１０２の様子を示す部分拡大断面図である。
【０００６】
基板Ｗの表面状態によっては基板の表面におけるレジストとの濡れ性が悪い場合がある。このため、上述した従来の処理液の塗布方法においては、基板Ｗの回転中心付近や基板Ｗの表面のその他の領域に基板Ｗの表面の液はじきによって処理液１０１の塗り残しや塗布ムラが発生し、図１５に示す液切れ部１０３、１０４が生じる。このとき、図１５において符号１０２で示すように処理液を多量に塗布すれば塗り残しや塗布ムラの問題の解消に対しては一定の効果があるが、この場合には塗布液が大量に必要になるという別の問題を生じる。
【０００７】
また、基板Ｗの表面に処理液を均一に塗布するための方法として、基板Ｗの表面へ処理液の吐出を停止した後に、引き続き基板Ｗを回転させることにより、処理液を基板Ｗの中心から基板Ｗの外周方向に向けて放射状に広げて基板Ｗの表面の処理液の膜厚を均一化する処理液の塗布方法が提案されている。この方法によると、基板Ｗの周辺部において塗り残しや塗布ムラがあった場合であっても基板Ｗの中央側に存在する余剰処理液が基板Ｗの回転によって外周方向に放射状拡がるため、全体的な処理液の塗布量を増やさなくても一定の効果を得ることができる。しかしながら、基板Ｗの中心部付近において塗り残しや塗布ムラによる液切れ部１０４が発生した場合には、基板Ｗが回転しても基板Ｗの中心部での液量の不足を補う処理液が存在しないために塗り残しや塗布ムラを解消することができない。
【０００８】
また、上述した従来の処理液の塗布方法においては、ノズルからの処理液の吐出のタイミングとノズルの移動タイミングのずれにより、基板の回転中心付近に処理液の塗り残しや塗布ムラが発生するという問題も生ずる。
【０００９】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、多量のレジストを必要とすることなく基板の表面全域に均一に処理液を塗布することができる処理液塗布方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板をその主面と平行な平面内において１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍの第１の回転速度で回転させる基板回転工程と、ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の端縁と対向する位置から回転中心と対向する位置に向けて移動させることにより基板の表面に処理液を供給する第１塗布工程と、ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の回転中心と対向する位置で停止させて一定時間経過させることにより、基板の回転中心付近に必要な量の処理液を供給する第２塗布工程と、ノズルからの処理液の吐出を停止するとともに、基板をその主面と平行な平面内において前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させる膜厚調整工程と、を備え、前記ノズルは、基板の回転中心を中心とする円の接線方向と交差する方向に列設された複数の処理液吐出部を備えるとともに、当該複数の処理液吐出部の列設方向の、基板の回転中心を中心とする円の接線方向と交差する角度が調整可能であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノズルは、多角形の頂点に配置された複数の処理液吐出部を備える。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノズルは、多角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に配置された複数の処理液吐出部を備える。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノズルは、正６角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に配置された複数の処理液吐出部を備える。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記ノズルは、前記第１塗布工程において、基板が１回転する間に、前記ノズルの複数の吐出部におけるノズルの移動方向の幅に前記吐出部におけるノズルの移動方向のピッチを加えた幅だけ移動する。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明において、前記第２の回転速度は１０００ｒｐｍ乃至３５００ｒｐｍである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す側面図であり、図２はその平面図である。
【００１７】
この処理液塗布装置は、基板Ｗの裏面を吸着保持するスピンチャック１３を備える。このスピンチャック１３は、軸１２を介してモータ１１に連結されている。このため、基板Ｗは、モータ１１の駆動により、スピンチャック１３に吸着保持された状態で、その主面と平行な平面内で回転する。
【００１８】
また、この処理液塗布装置は、基板Ｗの表面に処理液としてのレジストを供給するためのノズル１７を備える。このノズル１７は、アーム１６と連結されている。このアーム１６は、そこに内蔵した移動機構によりガイドレール４４に沿って走行可能な走行部材４５に支持されている。このため、ノズル１７は、走行部材４５の駆動により、図１および図２において（Ａ）で示す回転する基板Ｗの端縁と対向する位置と、図１および図２において（Ｂ）で示す回転する基板Ｗの回転中心と対向する位置との間を、基板Ｗの主面と平行に水平移動する。
【００１９】
図３は、ノズル１７の構成を示す説明図である。なお、図３（ａ）はノズル１７の主面を示す図であり、図３（ｂ）はノズル１７の断面を示す図である。
【００２０】
このノズル１７は、内部に中空部２３を有する本体２２を備える。この中空部２２は、一対の回転角度調整部材２４、２５および固定部材２６に形成された流路を介して処理液の供給管路２７と接続されている。そして、この処理液の供給管路２７は、開閉弁２８を介して図示しない処理液の供給部と接続されている。
【００２１】
ノズル１７における本体２２の下面には、６個の処理液吐出部２１が一定ピッチで配設されている。各処理液吐出部２１は、本体２２の中空部２３と連結する処理液の吐出口を有する。なお、本体２２は、一対の回転角度調整部材２４の作用により、図３（ａ）において矢印で示すようにその回転角度位置を調整可能となっている。このため、本体２２の下面に配設された６個の処理液吐出部２１の列設方向の角度位置が調整可能となっている。
【００２２】
図４は、６個の処理液吐出部２１の列設方向の角度位置を説明するための説明図である。
【００２３】
図４に示す状態においては、基板Ｗの外周、すなわち、基板の回転中心を中心とする円の接線に立てた法線と６個の処理液吐出部２１の列設方向との角度（ノズル１７の移動方向と６個の処理液吐出部２１の列設方向との角度）がθとなっている。この状態においては、６個の処理液吐出部２１の列設方向の基板Ｗの外周（すなわち、基板Ｗの回転中心を中心とする円）の接線方向と交差する角度は、［９０度−θ］となる。そして、上述した回転角度調整部材２４の作用により本体２２を回転させて角度θを調節することにより、６個の処理液吐出部２１の列設方向の基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と交差する角度を調整することが可能となる。
【００２４】
図３に示すノズル１７においては、６個の処理液吐出部２１が一定ピッチで配設されている。このため、このノズル１７から基板Ｗに対して一定ピッチで処理液が供給されることになる。このようにノズル１７から基板Ｗに対して一定の間隔で処理液を供給することによって、基板Ｗの全面、特に基板Ｗの周辺付近において間隔をおかずに処理液を供給する場合と比較して処理液の使用量を削減することが可能となる。さらに、基板Ｗの全面に間隔をおかずに処理液を供給する場合には、処理液が重なり合った部分から回転に伴う遠心力によって基板Ｗの外周方向に流れやすくなり、後述する膜厚調整工程より以前の塗布工程の段階で処理液が基板Ｗの外にこぼれ落ちることによって処理液の使用量が増加したり、基板Ｗへの均一な液の供給を阻害するおそれがあるが、基板Ｗに対して一定の間隔で処理液を供給することによってそのような弊害を回避することができるため、処理液の使用量を抑制しつつ、基板Ｗの表面に均一に処理液を供給することができる。そして、一定ピッチで供給された処理液は、後述する膜厚調整工程において基板Ｗの表面全域に広げられる。
【００２５】
このとき、処理液の粘度や基板Ｗの濡れ性によって基板Ｗに供給される処理液のピッチを調整することが好ましい。このため、この処理液塗布装置においては、６個の処理液吐出部２１の列設方向の基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と交差する角度を調整することにより、基板Ｗに供給される処理液のピッチを調整する構成を採用している。
【００２６】
図５は、上述した処理液塗布装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【００２７】
この処理液塗布装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ３１と、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ３２と、論理演算を実行するＣＰＵ３３とを有する制御部３０を備える。この制御部３０は、インターフェース３４を介して、上述した開閉弁２８、モータ１１および走行部材４５と接続されている。スピンチャック１３の回転速度、アーム１６の移動速度およびノズル１７からの処理液の吐出タイミングは、この制御部３０により制御される。
【００２８】
より具体的には、スピンチャック１３に保持された基板Ｗが１回転する間に、図４に示すように、ノズル１７の６個の処理液吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する方向（ノズル１７の移動方向）の幅Ｌに処理液吐出部２１におけるノズル１７の６個の移動方向のピッチＰ（図４参照）を加えた幅であるＬ＋Ｐだけノズル１７が移動するように、制御部３０によりモータ１１の回転速度および走行部材４５の移動速度が制御される。ここで、処理液吐出部２１の数をｎとした場合、Ｐ＝Ｌ／（ｎ−１）となる。そして、スピンチャック１３に保持されて回転する基板Ｗに対するノズル１７の位置に応じて、制御部３０により開閉弁２８の開閉動作が制御される。
【００２９】
次に、上述した処理液塗布装置を使用して基板Ｗに処理液を塗布する処理液塗布動作について説明する。図６および図７は、上述した処理液塗布装置を使用して基板Ｗに処理液を塗布する処理液塗布動作を示すフローチャートである。
【００３０】
基板Ｗに対する処理液塗布動作を実行する際には、ノズル１７は、図１および図２において（Ａ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの端縁と対向する位置に配置されている。
【００３１】
この状態において、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗをその主面と平行な平面内において第１の回転速度で回転させる（ステップＳ１）。この第１の回転速度は、１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。
【００３２】
そして、開閉弁２８を開放してノズル１７から処理液を吐出するとともに（ステップＳ２）、走行部材４５とともにアーム１６を走行させノズル１７を基板Ｗの回転中心方向に向けて移動させる（ステップＳ３）。この状態においては、基板Ｗの回転速度が１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍ程度となっていることから、塗布された処理液が基板Ｗの外部に飛散することを防止することができる。このため、処理液が大量に使用されることを防止しながら、基板Ｗの表面に塗り残しや塗布ムラを生ずることなく処理液を適切に供給することが可能となる。
【００３３】
また、スピンチャック１３に保持された基板Ｗが１回転する間にノズル１７の６個の処理液吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する方向（ノズル１７の移動方向）の幅Ｌに処理液吐出部２１におけるノズル１７の６個の移動方向のピッチＰ（図４参照）を加えた幅であるＬ＋Ｐだけノズルが移動するように、制御部３０によりモータ１１の回転速度およびノズル１７の移動速度が制御される。ここで、処理液吐出部２１の数をｎとした場合、Ｐ＝Ｌ／（ｎ−１）となる。このように制御することにより、基板Ｗの表面における同一の部分に処理液が重複して供給されることを防止しながら、基板Ｗの表面全域に処理液を供給することができる。このため、後述する膜厚調整工程において処理液が重複して供給された部分から処理液が飛散することにより、その部分の近傍で処理液の均一な形成が不可能になるという現象の発生を防止できるので、少ない処理液でより効率的に基板の処理を行うことができる。
【００３４】
ノズル１７が、図１および図２において（Ｂ）で示す基板Ｗの回転中心と対向する位置まで移動すれば（ステップＳ４）、ノズル１７の移動を停止する（ステップＳ５）。この状態において０．１〜１秒程度の時間が経過し、基板Ｗの回転中心付近に必要な量の処理液が供給されれば（ステップＳ６）、開閉弁２８を閉止することによりノズル１７からの処理液の吐出を停止させる（ステップＳ７）。この状態においては、処理液の塗布ムラが生じやすい基板Ｗの回転中心付近に、停止したノズル１７から必要な量の処理液が供給される。
【００３５】
このとき、基板Ｗの回転中心とノズル１７におけるいずれかの処理液吐出部２１とが互いに対向するようにノズル１７を配置することが好ましい。これにより、基板Ｗの回転中心に確実に処理液を供給することが可能となる。
【００３６】
そして、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗをその主面と平行な平面内において第２の回転速度で回転させる（ステップＳ８）。この第２の回転速度は、１０００ｒｐｍ乃至３５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。これにより、基板Ｗの表面に供給されていた処理液が遠心力の力により基板Ｗの表面において広げられ、基板Ｗの表面に処理液の均一な薄膜が形成される。
【００３７】
図１４は、処理液塗布後の基板Ｗ上での処理液１００の様子を示す部分拡大断面図である。
【００３８】
この実施形態においては、図１４に示すように基板Ｗの回転中心付近により多くの処理液が供給されることから、基板Ｗに対して一定間隔で処理液を供給することによって基板Ｗの表面に処理液が供給されていない領域があっても、基板Ｗの回転中心付近に供給された処理液が基板Ｗの回転に伴って中心から周辺部へ広げられ、全体的な処理液の供給量を増やすことなく基板表面に塗り残しや塗布ムラのない均一な薄膜を形成することができる。また、基板Ｗの濡れ性が悪く、処理液の塗布工程の段階で基板中心部付近において塗り残しや塗布ムラがある場合であっても、基板Ｗの回転中心付近により多くの処理液が供給されることから、その後の膜厚調整工程によって基板Ｗの回転中心付近での塗り残しや塗布ムラを解消することができる。また、図１４に示すように、基板Ｗの端部から中心に近づくにつれて処理液のライン幅が徐々に広くなるように処理液を供給することによって、後に続く膜厚調整工程においてより効率的に基板全面に均一に処理液を供給することができる。
【００３９】
そして、一定の時間が経過し（ステップＳ９）基板Ｗの表面に均一な処理液の薄膜が形成されれば、スピンチャック１３の回転を停止させて（ステップＳ１０）処理液塗布動作を終了する。
【００４０】
次に、この発明を適用する処理液塗布装置の他の実施形態について説明する。
【００４１】
上述した処理液塗布装置のノズル１７においては、図３（ａ）に示すように、本体２２の下面に６個の処理液吐出部２１が一定ピッチで列設された構成を有する。これに対し、この実施形態に係る処理液塗布装置のノズル１７においては、図８に示すように、本体２２の下面における正６角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に配置された７個の処理液吐出部２１を備える。処理液塗布装置におけるその他の構成は上述した実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００４２】
図８に示すように、この実施形態に係るノズル１７においては、正６角形の頂点に配置された処理液吐出口２１のうちの一つは、ノズル１７の移動方向（図８に示す水平方向）に対してθ２の角度位置に配置される。また、正６角形の頂点に配置された処理液吐出口２１は、各々が、図８においてθ１で示す互いに６０度だけ離隔した角度位置に配置される。
【００４３】
ノズル１７における７個の処理液吐出口２１をこのように配置するとともに、上述したθ２の値を約１０．８９度とした場合においては、各処理液吐出口２１におけるノズル１７の移動方向（図８に示す水平方向）のピッチは、図８において符号Ｐで示す一定ピッチとなる。
【００４４】
この実施形態に係るノズル１７を有する処理液塗布装置を使用して処理液を塗布する場合においても、図６のフローチャートに示す処理液塗布動作に従って、基板Ｗに処理液が塗布される。
【００４５】
すなわち、基板Ｗに対する処理液塗布動作を実行する際には、ノズル１７は、図１および図２において（Ａ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの端縁と対向する位置に配置されている。この状態においては、図８に示す水平方向がノズル１７の移動方向と一致するようにノズル１７が配置されている。この状態においては、７個の処理液吐出部２１が、ノズル１７の移動方向に対して一定ピッチＰで配設されている。このため、このノズル１７から基板Ｗに対して一定ピッチで処理液が供給されることになる。
【００４６】
この状態において、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗをその主面と平行な平面内において第１の回転速度で回転させる（ステップＳ１）。この第１の回転速度は、上述した実施形態と同様、１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。
【００４７】
そして、開閉弁２８を開放してノズル１７から処理液を吐出するとともに（ステップＳ２）、走行部材４５とともにアーム１６を走行させノズル１７を基板Ｗの回転中心方向に向けて移動させる（ステップＳ３）。この状態においては、基板Ｗの回転速度が１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍ程度となっていることから、塗布された処理液が基板Ｗの外部に飛散することを防止することができる。このため、処理液が大量に使用されることを防止しながら、基板Ｗの表面に塗り残しや塗布ムラを生ずることなく処理液を適切に供給することが可能となる。
【００４８】
このとき、上述したように、ノズル１７から基板Ｗに対して一定の間隔で処理液を供給することによって、基板Ｗ全面、特に基板Ｗの周辺付近において間隔をおかずに処理液を供給する場合と比較して処理液の使用量を削減することが可能となる。さらに、基板Ｗ全面に間隔をおかずに処理液を供給する場合には、処理液が重なり合った部分から回転に伴う遠心力によって基板Ｗの外周方向に流れやすくなり、後述する膜厚調整工程より以前の塗布工程の段階で処理液が基板Ｗ外にこぼれ落ちたり、基板Ｗへの均一な液の供給を阻害するおそれがある。しかし、基板Ｗに対して一定の間隔で処理液を供給することによってそのような弊害を解消しつつ少ない処理液で基板Ｗ表面に均一に供給することができる。そして、一定ピッチで供給された処理液は、後述する膜厚調整工程において基板Ｗの表面全域に広げられる。
【００４９】
また、スピンチャック１３に保持された基板Ｗが１回転する間に、ノズル１７の６個の処理液吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する方向（ノズル１７の移動方向）の幅Ｌに処理液吐出部２１におけるノズル１７の移動方向のピッチＰ（図４参照）を加えた幅であるＬ＋Ｐだけノズルが移動するように、制御部３０によりモータ１１の回転速度およびノズル１７の移動速度が制御される。ここで、処理液吐出部２１の数をｎとした場合、Ｐ＝Ｌ／（ｎ−１）となる。このように制御することにより、基板Ｗの表面における同一の部分に処理液が重複して供給されることを防止しながら、基板Ｗの表面全域に処理液を供給することができる。このため、後述する膜厚調整工程において処理液が重複して供給された部分から処理液が飛散することにより、その部分の近傍で処理液の均一な形成が不可能になるという現象の発生を防止できるので、少ない処理液でより効率的に基板の処理を行うことができる。
【００５０】
ノズル１７が、図１および図２において（Ｂ）で示す基板Ｗの回転中心と対向する位置まで移動すれば（ステップＳ４）、ノズル１７の移動を停止する（ステップＳ５）。この状態において０．１〜１秒程度の時間が経過し、基板Ｗの回転中心付近に必要な量の処理液が供給されれば（ステップＳ６）、開閉弁２８を閉止することによりノズル１７からの処理液の吐出を停止させる（ステップＳ７）。この状態においては、処理液の塗布ムラが生じやすい基板Ｗの回転中心付近に、停止したノズル１７から必要な量の処理液が供給される。
【００５１】
このとき、基板Ｗの回転中心とノズル１７におけるいずれかの処理液吐出部２１とが互いに対向するようにノズル１７を配置することが好ましい。これにより、基板Ｗの回転中心に確実に処理液を供給することが可能となる。
【００５２】
この場合において、特に、基板Ｗの回転中心とノズル１７における中央の処理液吐出部２１（正６角形の頂点を結ぶ円の中心に配置された処理液吐出部２１）とが互いに対向するようにノズル１７を配置することが好ましい。すなわち、上述した実施形態のように処理液吐出部２１を一方向に列設した場合においては、ノズル１７が移動を停止してからノズル１７からの処理液の吐出を停止するまでの間の基板Ｗの回転数がちょうど整数回とはならなかった場合に、ノズル１７に対向する領域で基板Ｗの回転角度位置による処理液の供給量に差異が生ずる。基板Ｗの回転中心とノズル１７における中央の処理液吐出部２１とが互いに対向するようにノズル１７を配置することで、このような問題の発生を防止することが可能となる。
【００５３】
次に、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗをその主面と平行な平面内において第２の回転速度で回転させる（ステップＳ８）。この第２の回転速度は、上述した実施形態の場合と同様、１０００ｒｐｍ乃至３５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。これにより、基板Ｗの表面に供給されていた処理液が遠心力の力により基板Ｗの表面において広げられ、基板Ｗの表面に処理液の均一な薄膜が形成される。
【００５４】
このとき、この実施形態においても、図１４に示すように基板Ｗの回転中心付近により多くの処理液が供給されることから、基板Ｗに対して一定間隔で処理液を供給することによって基板Ｗの表面に処理液が供給されていない領域があっても、基板Ｗの回転中心付近に供給された処理液が基板Ｗの回転に伴って中心から周辺部へ広げられ、全体的な処理液の供給量を増やすことなく基板表面に塗り残しや塗布ムラのない均一な薄膜を形成することができる。また、基板Ｗの濡れ性が悪く、処理液の塗布工程の段階で基板中心部付近において塗り残しや塗布ムラがある場合であっても、基板Ｗの回転中心付近により多くの処理液が供給されることから、その後の膜厚調整工程によって基板Ｗの回転中心付近での塗り残しや塗布ムラを解消することができる。また、図１４に示すように、基板Ｗの端部から中心に近づくにつれて処理液のライン幅が徐々に広くなるように処理液を供給することによって、後に続く膜厚調整工程においてより効率的に基板全面に均一に処理液を供給することができる。
【００５５】
そして、一定の時間が経過し（ステップＳ９）基板Ｗの表面に均一な処理液の薄膜が形成されれば、スピンチャック１３の回転を停止させて（ステップＳ１０）処理液塗布動作を終了する。
【００５６】
なお、この実施形態に係るノズル１７においては、正６角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に処理液吐出部２１を配置している。これにより、図８に示す角度θ２を約１０．８９度とすることにより、各処理液吐出口２１におけるノズル１７の移動方向（図８に示す水平方向）のピッチはを一定ピッチＰとすることが可能となる。しかしながら、この発明はこのような形態に限定されるものではない。
【００５７】
例えば、図９に示すように、ある円上に配置された１０角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に合計１１個の処理液吐出部２１を備えたノズル１７を使用してもよい。この場合には、各処理液吐出口２１におけるノズル１７の移動方向（図９に示す水平方向）のピッチＰを一定とするためには、上記１０角形は正１０角形とはならない。
【００５８】
同様に、図１０に示すように、ある円上に配置された８角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に合計９個の処理液吐出部２１を備えたノズル１７を使用してもよい。この場合においても、各処理液吐出口２１におけるノズル１７の移動方向（図１０に示す水平方向）のピッチＰを一定とするためには、上記８角形は正８角形とはならない。
【００５９】
さらに、上述した実施形態においては、多角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心にそれぞれ処理液吐出部２１を配置しているが、多角形の頂点を結ぶ円の中心における処理液吐出部２１を省略してもよい。
【００６０】
図１１はこのようなノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。この処理液塗布装置のノズル１７においては、本体２２の下面における５角形の頂点に各々処理液吐出部２１を配置している。これらの処理液吐出部２１は、共通の円上に配置されている。そして、処理液吐出部２１は線対称に配置されるとともに、図１１に示す角度θ３を７２．２５°、θ４を７９．３２度、θ５を５６．８７度とすることにより、各処理液吐出口２１におけるノズル１７の移動方向（図１１に示す水平方向）のピッチＰを一定とすることができる。
【００６１】
同様に、図１２に示すように、ある円上に配置された６角形の頂点に各々処理液吐出部２１を配置する構成や、図１３に示すように、ある円上に配置された７角形の頂点に各々処理液吐出部２１を配置する構成を採用してもよい。
【００６２】
なお、上述した実施形態においては、いずれも、ノズル１７を、スピンチャック１３に保持されて回転する基板Ｗの直径方向に直線的に移動させているが、アーム１６を鉛直方向を向く軸を中心に揺動可能とし、このアーム１６の揺動動作に伴って、ノズル１７を円弧上を揺動させる構成としてもよい。
【００６３】
また、上述した実施形態においては、いずれも、ノズル１７を図１および図２において（Ａ）で示す回転する基板Ｗの端縁と対向する位置と、図１および図２において（Ｂ）で示す回転する基板Ｗの回転中心と対向する位置との間を移動する構成としているが、ノズル１７の移動範囲としてはこれに限られるものではない。例えば（Ａ）に代えて、基板Ｗ外に設定した位置としたり、基板Ｗの端縁と対向する位置よりも内側の位置としてもよい。
【００６４】
また、上述した実施形態においては、図１４に示すように、基板Ｗの端部から中心に近づくにつれて処理液のライン幅が徐々に広くなる場合について説明している。しかしながら、本発明の実施の形態としてはこれに限定されるものではなく、例えば、基板Ｗの回転中心付近以外の部分においては同等量の処理液を供給し、基板Ｗの回転中心付近にのみ多めに処理液を供給する構成としてもよい。このような構成としても、基板Ｗの回転中心付近にさえ多くの処理液を供給すれば、基板Ｗの回転中心付近に多く供給された処理液が膜厚調整工程によって基板Ｗの回転中心付近での塗り残しや塗布ムラを解消することができ、且つ、基板全面に均一に処理液を供給することができる。
【００６５】
また、上述した実施形態においては、モータ１１の回転速度およびノズル１７の移動速度は、スピンチャック１３に保持された基板Ｗが１回転する間にノズル１７の吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する方向の幅Ｌ＋Ｐ（図４参照）だけノズルが移動するように、制御部３０によりモータ１１の回転速度および走行部材４５の移動速度が制御される場合について説明している。しかしながら、本発明の実施の形態としてはこれに限定されるものでなく、例えば、基板Ｗが１回転する間にノズル１７の処理液吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する幅Ｌ＋Ｐ以上だけ、あるいは幅Ｌ＋Ｐ以下だけノズル１７が移動するように制御部３０によりモータ１１の回転速度および走行部材４５の移動速度が制御される構成としてもよい。
【００６６】
また、上述した実施形態においては、ノズル１７の各処理液吐出部２１から供給される処理液の各ラインの幅は、各処理液吐出部２１の直径よりも実質的に太くするのが好ましい。仮にノズル１７の各処理液吐出部２１から供給される処理液の各ラインの幅と各処理液吐出部２１の直径とを等しくすると、基板Ｗの中心部に多めに処理液を供給するとはいえ、基板Ｗの表面全域を覆うためには各ライン間の隙間をある程度小さくしなければならない。しかしこのようにすると、全体的な処理液供給量を増加させずに基板Ｗ全面に処理液を供給するためには、基板Ｗの回転速度やノズル１７の移動速度を増加させなければならず、基板Ｗの回転速度を増加させると多量の処理液が基板Ｗの外に飛散してしまう。それに対して、ノズル１７の各処理液吐出部２１から供給される処理液の各ラインの幅を、各処理液吐出部２１の直径よりも実質的に太くすることによって基板Ｗの回転速度を低速にしたまま基板Ｗの表面全域に効率的に処理液を供給することができる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項６に記載の発明によれば、多量のレジストを必要とすることなく、処理液の塗り残しや塗布ムラを防止しながら基板の表面全域に均一に処理液を塗布することが可能となる。
【００６８】
また、処理液の粘度や基板の濡れ性に対応させて基板に供給される処理液のピッチを調整することが可能となる。
【００６９】
また、請求項４に記載の発明によれば、第２塗布工程における基板の回転角度位置にかかわらず、処理液を均一に塗布することが可能となる。
【００７０】
さらに、請求項５に記載の発明によれば、基板の表面に処理液が部分的に重複して供給されることを防止しながら基板Ｗの表面全域に処理液を供給することができ、処理液の均一な薄膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】 この発明を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】 ノズル１７の構成を示す説明図である。
【図４】 ６個の処理液吐出部２１の列設方向の角度位置を説明するための説明図である。
【図５】 処理液塗布装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】 処理液塗布動作を示すフローチャートである。
【図７】 処理液塗布動作を示すフローチャートである。
【図８】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図９】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図１０】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図１１】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図１２】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図１３】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図１４】 処理液塗布後の基板Ｗ上での処理液１００の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１５】 処理液塗布後の基板Ｗ上での処理液１０１、１０２の様子を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１１ モータ
１２ 軸
１３ スピンチャック
１６ アーム
１７ ノズル
２１ 処理液吐出部
２２ 本体
２３ 中空部
２４ 回転角度調整部材
２５ 回転角度調整部材
２６ 固定部材
２７ 処理液の供給管路
２８ 開閉弁
３０ 制御部
４４ ガイドレール
４５ 走行部材
Ｗ 基板
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハー等の基板の表面にレジスト等の処理液を塗布するための処理液塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板の表面にレジスト等の処理液を塗布する際には、その主面と平行な平面内において高速回転する基板の回転中心付近に処理液を供給し、この処理液を遠心力により広げて基板の表面全域に処理液を塗布するスピン塗布方法が採用されている。しかしながら、このスピン塗布方法によれば、基板の表面全域が処理液で覆われるまでに多量のレジストが必要となるという問題がある。
【０００３】
このため、基板を回転させるとともに、その先端から処理液を吐出するノズルを、その先端が基板の回転中心と対向する位置とその先端が基板の端縁と対向する位置との間で移動させることにより、基板の表面全域に処理液を塗布する処理液の塗布方法が提案されている（特許文献１乃至５参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３５０９５５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１３２１７号公報
【特許文献３】
米国特許第６，１９１，０５３号公報
【特許文献４】
米国特許第５，０９４，８８４号公報
【特許文献５】
米国特許第５，８８５，６６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１５は、処理液塗布後の基板Ｗ上での処理液１０１、１０２の様子を示す部分拡大断面図である。
【０００６】
基板Ｗの表面状態によっては基板の表面におけるレジストとの濡れ性が悪い場合がある。このため、上述した従来の処理液の塗布方法においては、基板Ｗの回転中心付近や基板Ｗの表面のその他の領域に基板Ｗの表面の液はじきによって処理液１０１の塗り残しや塗布ムラが発生し、図１５に示す液切れ部１０３、１０４が生じる。このとき、図１５において符号１０２で示すように処理液を多量に塗布すれば塗り残しや塗布ムラの問題の解消に対しては一定の効果があるが、この場合には塗布液が大量に必要になるという別の問題を生じる。
【０００７】
また、基板Ｗの表面に処理液を均一に塗布するための方法として、基板Ｗの表面へ処理液の吐出を停止した後に、引き続き基板Ｗを回転させることにより、処理液を基板Ｗの中心から基板Ｗの外周方向に向けて放射状に広げて基板Ｗの表面の処理液の膜厚を均一化する処理液の塗布方法が提案されている。この方法によると、基板Ｗの周辺部において塗り残しや塗布ムラがあった場合であっても基板Ｗの中央側に存在する余剰処理液が基板Ｗの回転によって外周方向に放射状拡がるため、全体的な処理液の塗布量を増やさなくても一定の効果を得ることができる。しかしながら、基板Ｗの中心部付近において塗り残しや塗布ムラによる液切れ部１０４が発生した場合には、基板Ｗが回転しても基板Ｗの中心部での液量の不足を補う処理液が存在しないために塗り残しや塗布ムラを解消することができない。
【０００８】
また、上述した従来の処理液の塗布方法においては、ノズルからの処理液の吐出のタイミングとノズルの移動タイミングのずれにより、基板の回転中心付近に処理液の塗り残しや塗布ムラが発生するという問題も生ずる。
【０００９】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、多量のレジストを必要とすることなく基板の表面全域に均一に処理液を塗布することができる処理液塗布方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板をその主面と平行な平面内において１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍの第１の回転速度で回転させる基板回転工程と、ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の端縁と対向する位置から回転中心と対向する位置に向けて移動させることにより基板の表面に処理液を供給する第１塗布工程と、ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の回転中心と対向する位置で停止させて一定時間経過させることにより、基板の回転中心付近に必要な量の処理液を供給する第２塗布工程と、ノズルからの処理液の吐出を停止するとともに、基板をその主面と平行な平面内において前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させる膜厚調整工程と、を備え、前記ノズルは、基板の回転中心を中心とする円の接線方向と交差する方向に列設された複数の処理液吐出部を備えるとともに、当該複数の処理液吐出部の列設方向の、基板の回転中心を中心とする円の接線方向と交差する角度が調整可能であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノズルは、多角形の頂点に配置された複数の処理液吐出部を備える。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノズルは、多角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に配置された複数の処理液吐出部を備える。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノズルは、正６角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に配置された複数の処理液吐出部を備える。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記ノズルは、前記第１塗布工程において、基板が１回転する間に、前記ノズルの複数の吐出部におけるノズルの移動方向の幅に前記吐出部におけるノズルの移動方向のピッチを加えた幅だけ移動する。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明において、前記第２の回転速度は１０００ｒｐｍ乃至３５００ｒｐｍである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す側面図であり、図２はその平面図である。
【００１７】
この処理液塗布装置は、基板Ｗの裏面を吸着保持するスピンチャック１３を備える。このスピンチャック１３は、軸１２を介してモータ１１に連結されている。このため、基板Ｗは、モータ１１の駆動により、スピンチャック１３に吸着保持された状態で、その主面と平行な平面内で回転する。
【００１８】
また、この処理液塗布装置は、基板Ｗの表面に処理液としてのレジストを供給するためのノズル１７を備える。このノズル１７は、アーム１６と連結されている。このアーム１６は、そこに内蔵した移動機構によりガイドレール４４に沿って走行可能な走行部材４５に支持されている。このため、ノズル１７は、走行部材４５の駆動により、図１および図２において（Ａ）で示す回転する基板Ｗの端縁と対向する位置と、図１および図２において（Ｂ）で示す回転する基板Ｗの回転中心と対向する位置との間を、基板Ｗの主面と平行に水平移動する。
【００１９】
図３は、ノズル１７の構成を示す説明図である。なお、図３（ａ）はノズル１７の主面を示す図であり、図３（ｂ）はノズル１７の断面を示す図である。
【００２０】
このノズル１７は、内部に中空部２３を有する本体２２を備える。この中空部２２は、一対の回転角度調整部材２４、２５および固定部材２６に形成された流路を介して処理液の供給管路２７と接続されている。そして、この処理液の供給管路２７は、開閉弁２８を介して図示しない処理液の供給部と接続されている。
【００２１】
ノズル１７における本体２２の下面には、６個の処理液吐出部２１が一定ピッチで配設されている。各処理液吐出部２１は、本体２２の中空部２３と連結する処理液の吐出口を有する。なお、本体２２は、一対の回転角度調整部材２４の作用により、図３（ａ）において矢印で示すようにその回転角度位置を調整可能となっている。このため、本体２２の下面に配設された６個の処理液吐出部２１の列設方向の角度位置が調整可能となっている。
【００２２】
図４は、６個の処理液吐出部２１の列設方向の角度位置を説明するための説明図である。
【００２３】
図４に示す状態においては、基板Ｗの外周、すなわち、基板の回転中心を中心とする円の接線に立てた法線と６個の処理液吐出部２１の列設方向との角度（ノズル１７の移動方向と６個の処理液吐出部２１の列設方向との角度）がθとなっている。この状態においては、６個の処理液吐出部２１の列設方向の基板Ｗの外周（すなわち、基板Ｗの回転中心を中心とする円）の接線方向と交差する角度は、［９０度−θ］となる。そして、上述した回転角度調整部材２４の作用により本体２２を回転させて角度θを調節することにより、６個の処理液吐出部２１の列設方向の基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と交差する角度を調整することが可能となる。
【００２４】
図３に示すノズル１７においては、６個の処理液吐出部２１が一定ピッチで配設されている。このため、このノズル１７から基板Ｗに対して一定ピッチで処理液が供給されることになる。このようにノズル１７から基板Ｗに対して一定の間隔で処理液を供給することによって、基板Ｗの全面、特に基板Ｗの周辺付近において間隔をおかずに処理液を供給する場合と比較して処理液の使用量を削減することが可能となる。さらに、基板Ｗの全面に間隔をおかずに処理液を供給する場合には、処理液が重なり合った部分から回転に伴う遠心力によって基板Ｗの外周方向に流れやすくなり、後述する膜厚調整工程より以前の塗布工程の段階で処理液が基板Ｗの外にこぼれ落ちることによって処理液の使用量が増加したり、基板Ｗへの均一な液の供給を阻害するおそれがあるが、基板Ｗに対して一定の間隔で処理液を供給することによってそのような弊害を回避することができるため、処理液の使用量を抑制しつつ、基板Ｗの表面に均一に処理液を供給することができる。そして、一定ピッチで供給された処理液は、後述する膜厚調整工程において基板Ｗの表面全域に広げられる。
【００２５】
このとき、処理液の粘度や基板Ｗの濡れ性によって基板Ｗに供給される処理液のピッチを調整することが好ましい。このため、この処理液塗布装置においては、６個の処理液吐出部２１の列設方向の基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と交差する角度を調整することにより、基板Ｗに供給される処理液のピッチを調整する構成を採用している。
【００２６】
図５は、上述した処理液塗布装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【００２７】
この処理液塗布装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ３１と、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ３２と、論理演算を実行するＣＰＵ３３とを有する制御部３０を備える。この制御部３０は、インターフェース３４を介して、上述した開閉弁２８、モータ１１および走行部材４５と接続されている。スピンチャック１３の回転速度、アーム１６の移動速度およびノズル１７からの処理液の吐出タイミングは、この制御部３０により制御される。
【００２８】
より具体的には、スピンチャック１３に保持された基板Ｗが１回転する間に、図４に示すように、ノズル１７の６個の処理液吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する方向（ノズル１７の移動方向）の幅Ｌに処理液吐出部２１におけるノズル１７の６個の移動方向のピッチＰ（図４参照）を加えた幅であるＬ＋Ｐだけノズル１７が移動するように、制御部３０によりモータ１１の回転速度および走行部材４５の移動速度が制御される。ここで、処理液吐出部２１の数をｎとした場合、Ｐ＝Ｌ／（ｎ−１）となる。そして、スピンチャック１３に保持されて回転する基板Ｗに対するノズル１７の位置に応じて、制御部３０により開閉弁２８の開閉動作が制御される。
【００２９】
次に、上述した処理液塗布装置を使用して基板Ｗに処理液を塗布する処理液塗布動作について説明する。図６および図７は、上述した処理液塗布装置を使用して基板Ｗに処理液を塗布する処理液塗布動作を示すフローチャートである。
【００３０】
基板Ｗに対する処理液塗布動作を実行する際には、ノズル１７は、図１および図２において（Ａ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの端縁と対向する位置に配置されている。
【００３１】
この状態において、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗをその主面と平行な平面内において第１の回転速度で回転させる（ステップＳ１）。この第１の回転速度は、１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。
【００３２】
そして、開閉弁２８を開放してノズル１７から処理液を吐出するとともに（ステップＳ２）、走行部材４５とともにアーム１６を走行させノズル１７を基板Ｗの回転中心方向に向けて移動させる（ステップＳ３）。この状態においては、基板Ｗの回転速度が１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍ程度となっていることから、塗布された処理液が基板Ｗの外部に飛散することを防止することができる。このため、処理液が大量に使用されることを防止しながら、基板Ｗの表面に塗り残しや塗布ムラを生ずることなく処理液を適切に供給することが可能となる。
【００３３】
また、スピンチャック１３に保持された基板Ｗが１回転する間にノズル１７の６個の処理液吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する方向（ノズル１７の移動方向）の幅Ｌに処理液吐出部２１におけるノズル１７の６個の移動方向のピッチＰ（図４参照）を加えた幅であるＬ＋Ｐだけノズルが移動するように、制御部３０によりモータ１１の回転速度およびノズル１７の移動速度が制御される。ここで、処理液吐出部２１の数をｎとした場合、Ｐ＝Ｌ／（ｎ−１）となる。このように制御することにより、基板Ｗの表面における同一の部分に処理液が重複して供給されることを防止しながら、基板Ｗの表面全域に処理液を供給することができる。このため、後述する膜厚調整工程において処理液が重複して供給された部分から処理液が飛散することにより、その部分の近傍で処理液の均一な形成が不可能になるという現象の発生を防止できるので、少ない処理液でより効率的に基板の処理を行うことができる。
【００３４】
ノズル１７が、図１および図２において（Ｂ）で示す基板Ｗの回転中心と対向する位置まで移動すれば（ステップＳ４）、ノズル１７の移動を停止する（ステップＳ５）。この状態において０．１〜１秒程度の時間が経過し、基板Ｗの回転中心付近に必要な量の処理液が供給されれば（ステップＳ６）、開閉弁２８を閉止することによりノズル１７からの処理液の吐出を停止させる（ステップＳ７）。この状態においては、処理液の塗布ムラが生じやすい基板Ｗの回転中心付近に、停止したノズル１７から必要な量の処理液が供給される。
【００３５】
このとき、基板Ｗの回転中心とノズル１７におけるいずれかの処理液吐出部２１とが互いに対向するようにノズル１７を配置することが好ましい。これにより、基板Ｗの回転中心に確実に処理液を供給することが可能となる。
【００３６】
そして、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗをその主面と平行な平面内において第２の回転速度で回転させる（ステップＳ８）。この第２の回転速度は、１０００ｒｐｍ乃至３５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。これにより、基板Ｗの表面に供給されていた処理液が遠心力の力により基板Ｗの表面において広げられ、基板Ｗの表面に処理液の均一な薄膜が形成される。
【００３７】
図１４は、処理液塗布後の基板Ｗ上での処理液１００の様子を示す部分拡大断面図である。
【００３８】
この実施形態においては、図１４に示すように基板Ｗの回転中心付近により多くの処理液が供給されることから、基板Ｗに対して一定間隔で処理液を供給することによって基板Ｗの表面に処理液が供給されていない領域があっても、基板Ｗの回転中心付近に供給された処理液が基板Ｗの回転に伴って中心から周辺部へ広げられ、全体的な処理液の供給量を増やすことなく基板表面に塗り残しや塗布ムラのない均一な薄膜を形成することができる。また、基板Ｗの濡れ性が悪く、処理液の塗布工程の段階で基板中心部付近において塗り残しや塗布ムラがある場合であっても、基板Ｗの回転中心付近により多くの処理液が供給されることから、その後の膜厚調整工程によって基板Ｗの回転中心付近での塗り残しや塗布ムラを解消することができる。また、図１４に示すように、基板Ｗの端部から中心に近づくにつれて処理液のライン幅が徐々に広くなるように処理液を供給することによって、後に続く膜厚調整工程においてより効率的に基板全面に均一に処理液を供給することができる。
【００３９】
そして、一定の時間が経過し（ステップＳ９）基板Ｗの表面に均一な処理液の薄膜が形成されれば、スピンチャック１３の回転を停止させて（ステップＳ１０）処理液塗布動作を終了する。
【００４０】
次に、この発明を適用する処理液塗布装置の他の実施形態について説明する。
【００４１】
上述した処理液塗布装置のノズル１７においては、図３（ａ）に示すように、本体２２の下面に６個の処理液吐出部２１が一定ピッチで列設された構成を有する。これに対し、この実施形態に係る処理液塗布装置のノズル１７においては、図８に示すように、本体２２の下面における正６角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に配置された７個の処理液吐出部２１を備える。処理液塗布装置におけるその他の構成は上述した実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００４２】
図８に示すように、この実施形態に係るノズル１７においては、正６角形の頂点に配置された処理液吐出口２１のうちの一つは、ノズル１７の移動方向（図８に示す水平方向）に対してθ２の角度位置に配置される。また、正６角形の頂点に配置された処理液吐出口２１は、各々が、図８においてθ１で示す互いに６０度だけ離隔した角度位置に配置される。
【００４３】
ノズル１７における７個の処理液吐出口２１をこのように配置するとともに、上述したθ２の値を約１０．８９度とした場合においては、各処理液吐出口２１におけるノズル１７の移動方向（図８に示す水平方向）のピッチは、図８において符号Ｐで示す一定ピッチとなる。
【００４４】
この実施形態に係るノズル１７を有する処理液塗布装置を使用して処理液を塗布する場合においても、図６のフローチャートに示す処理液塗布動作に従って、基板Ｗに処理液が塗布される。
【００４５】
すなわち、基板Ｗに対する処理液塗布動作を実行する際には、ノズル１７は、図１および図２において（Ａ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの端縁と対向する位置に配置されている。この状態においては、図８に示す水平方向がノズル１７の移動方向と一致するようにノズル１７が配置されている。この状態においては、７個の処理液吐出部２１が、ノズル１７の移動方向に対して一定ピッチＰで配設されている。このため、このノズル１７から基板Ｗに対して一定ピッチで処理液が供給されることになる。
【００４６】
この状態において、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗをその主面と平行な平面内において第１の回転速度で回転させる（ステップＳ１）。この第１の回転速度は、上述した実施形態と同様、１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。
【００４７】
そして、開閉弁２８を開放してノズル１７から処理液を吐出するとともに（ステップＳ２）、走行部材４５とともにアーム１６を走行させノズル１７を基板Ｗの回転中心方向に向けて移動させる（ステップＳ３）。この状態においては、基板Ｗの回転速度が１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍ程度となっていることから、塗布された処理液が基板Ｗの外部に飛散することを防止することができる。このため、処理液が大量に使用されることを防止しながら、基板Ｗの表面に塗り残しや塗布ムラを生ずることなく処理液を適切に供給することが可能となる。
【００４８】
このとき、上述したように、ノズル１７から基板Ｗに対して一定の間隔で処理液を供給することによって、基板Ｗ全面、特に基板Ｗの周辺付近において間隔をおかずに処理液を供給する場合と比較して処理液の使用量を削減することが可能となる。さらに、基板Ｗ全面に間隔をおかずに処理液を供給する場合には、処理液が重なり合った部分から回転に伴う遠心力によって基板Ｗの外周方向に流れやすくなり、後述する膜厚調整工程より以前の塗布工程の段階で処理液が基板Ｗ外にこぼれ落ちたり、基板Ｗへの均一な液の供給を阻害するおそれがある。しかし、基板Ｗに対して一定の間隔で処理液を供給することによってそのような弊害を解消しつつ少ない処理液で基板Ｗ表面に均一に供給することができる。そして、一定ピッチで供給された処理液は、後述する膜厚調整工程において基板Ｗの表面全域に広げられる。
【００４９】
また、スピンチャック１３に保持された基板Ｗが１回転する間に、ノズル１７の６個の処理液吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する方向（ノズル１７の移動方向）の幅Ｌに処理液吐出部２１におけるノズル１７の移動方向のピッチＰ（図４参照）を加えた幅であるＬ＋Ｐだけノズルが移動するように、制御部３０によりモータ１１の回転速度およびノズル１７の移動速度が制御される。ここで、処理液吐出部２１の数をｎとした場合、Ｐ＝Ｌ／（ｎ−１）となる。このように制御することにより、基板Ｗの表面における同一の部分に処理液が重複して供給されることを防止しながら、基板Ｗの表面全域に処理液を供給することができる。このため、後述する膜厚調整工程において処理液が重複して供給された部分から処理液が飛散することにより、その部分の近傍で処理液の均一な形成が不可能になるという現象の発生を防止できるので、少ない処理液でより効率的に基板の処理を行うことができる。
【００５０】
ノズル１７が、図１および図２において（Ｂ）で示す基板Ｗの回転中心と対向する位置まで移動すれば（ステップＳ４）、ノズル１７の移動を停止する（ステップＳ５）。この状態において０．１〜１秒程度の時間が経過し、基板Ｗの回転中心付近に必要な量の処理液が供給されれば（ステップＳ６）、開閉弁２８を閉止することによりノズル１７からの処理液の吐出を停止させる（ステップＳ７）。この状態においては、処理液の塗布ムラが生じやすい基板Ｗの回転中心付近に、停止したノズル１７から必要な量の処理液が供給される。
【００５１】
このとき、基板Ｗの回転中心とノズル１７におけるいずれかの処理液吐出部２１とが互いに対向するようにノズル１７を配置することが好ましい。これにより、基板Ｗの回転中心に確実に処理液を供給することが可能となる。
【００５２】
この場合において、特に、基板Ｗの回転中心とノズル１７における中央の処理液吐出部２１（正６角形の頂点を結ぶ円の中心に配置された処理液吐出部２１）とが互いに対向するようにノズル１７を配置することが好ましい。すなわち、上述した実施形態のように処理液吐出部２１を一方向に列設した場合においては、ノズル１７が移動を停止してからノズル１７からの処理液の吐出を停止するまでの間の基板Ｗの回転数がちょうど整数回とはならなかった場合に、ノズル１７に対向する領域で基板Ｗの回転角度位置による処理液の供給量に差異が生ずる。基板Ｗの回転中心とノズル１７における中央の処理液吐出部２１とが互いに対向するようにノズル１７を配置することで、このような問題の発生を防止することが可能となる。
【００５３】
次に、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗをその主面と平行な平面内において第２の回転速度で回転させる（ステップＳ８）。この第２の回転速度は、上述した実施形態の場合と同様、１０００ｒｐｍ乃至３５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。これにより、基板Ｗの表面に供給されていた処理液が遠心力の力により基板Ｗの表面において広げられ、基板Ｗの表面に処理液の均一な薄膜が形成される。
【００５４】
このとき、この実施形態においても、図１４に示すように基板Ｗの回転中心付近により多くの処理液が供給されることから、基板Ｗに対して一定間隔で処理液を供給することによって基板Ｗの表面に処理液が供給されていない領域があっても、基板Ｗの回転中心付近に供給された処理液が基板Ｗの回転に伴って中心から周辺部へ広げられ、全体的な処理液の供給量を増やすことなく基板表面に塗り残しや塗布ムラのない均一な薄膜を形成することができる。また、基板Ｗの濡れ性が悪く、処理液の塗布工程の段階で基板中心部付近において塗り残しや塗布ムラがある場合であっても、基板Ｗの回転中心付近により多くの処理液が供給されることから、その後の膜厚調整工程によって基板Ｗの回転中心付近での塗り残しや塗布ムラを解消することができる。また、図１４に示すように、基板Ｗの端部から中心に近づくにつれて処理液のライン幅が徐々に広くなるように処理液を供給することによって、後に続く膜厚調整工程においてより効率的に基板全面に均一に処理液を供給することができる。
【００５５】
そして、一定の時間が経過し（ステップＳ９）基板Ｗの表面に均一な処理液の薄膜が形成されれば、スピンチャック１３の回転を停止させて（ステップＳ１０）処理液塗布動作を終了する。
【００５６】
なお、この実施形態に係るノズル１７においては、正６角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に処理液吐出部２１を配置している。これにより、図８に示す角度θ２を約１０．８９度とすることにより、各処理液吐出口２１におけるノズル１７の移動方向（図８に示す水平方向）のピッチはを一定ピッチＰとすることが可能となる。しかしながら、この発明はこのような形態に限定されるものではない。
【００５７】
例えば、図９に示すように、ある円上に配置された１０角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に合計１１個の処理液吐出部２１を備えたノズル１７を使用してもよい。この場合には、各処理液吐出口２１におけるノズル１７の移動方向（図９に示す水平方向）のピッチＰを一定とするためには、上記１０角形は正１０角形とはならない。
【００５８】
同様に、図１０に示すように、ある円上に配置された８角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に合計９個の処理液吐出部２１を備えたノズル１７を使用してもよい。この場合においても、各処理液吐出口２１におけるノズル１７の移動方向（図１０に示す水平方向）のピッチＰを一定とするためには、上記８角形は正８角形とはならない。
【００５９】
さらに、上述した実施形態においては、多角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心にそれぞれ処理液吐出部２１を配置しているが、多角形の頂点を結ぶ円の中心における処理液吐出部２１を省略してもよい。
【００６０】
図１１はこのようなノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。この処理液塗布装置のノズル１７においては、本体２２の下面における５角形の頂点に各々処理液吐出部２１を配置している。これらの処理液吐出部２１は、共通の円上に配置されている。そして、処理液吐出部２１は線対称に配置されるとともに、図１１に示す角度θ３を７２．２５°、θ４を７９．３２度、θ５を５６．８７度とすることにより、各処理液吐出口２１におけるノズル１７の移動方向（図１１に示す水平方向）のピッチＰを一定とすることができる。
【００６１】
同様に、図１２に示すように、ある円上に配置された６角形の頂点に各々処理液吐出部２１を配置する構成や、図１３に示すように、ある円上に配置された７角形の頂点に各々処理液吐出部２１を配置する構成を採用してもよい。
【００６２】
なお、上述した実施形態においては、いずれも、ノズル１７を、スピンチャック１３に保持されて回転する基板Ｗの直径方向に直線的に移動させているが、アーム１６を鉛直方向を向く軸を中心に揺動可能とし、このアーム１６の揺動動作に伴って、ノズル１７を円弧上を揺動させる構成としてもよい。
【００６３】
また、上述した実施形態においては、いずれも、ノズル１７を図１および図２において（Ａ）で示す回転する基板Ｗの端縁と対向する位置と、図１および図２において（Ｂ）で示す回転する基板Ｗの回転中心と対向する位置との間を移動する構成としているが、ノズル１７の移動範囲としてはこれに限られるものではない。例えば（Ａ）に代えて、基板Ｗ外に設定した位置としたり、基板Ｗの端縁と対向する位置よりも内側の位置としてもよい。
【００６４】
また、上述した実施形態においては、図１４に示すように、基板Ｗの端部から中心に近づくにつれて処理液のライン幅が徐々に広くなる場合について説明している。しかしながら、本発明の実施の形態としてはこれに限定されるものではなく、例えば、基板Ｗの回転中心付近以外の部分においては同等量の処理液を供給し、基板Ｗの回転中心付近にのみ多めに処理液を供給する構成としてもよい。このような構成としても、基板Ｗの回転中心付近にさえ多くの処理液を供給すれば、基板Ｗの回転中心付近に多く供給された処理液が膜厚調整工程によって基板Ｗの回転中心付近での塗り残しや塗布ムラを解消することができ、且つ、基板全面に均一に処理液を供給することができる。
【００６５】
また、上述した実施形態においては、モータ１１の回転速度およびノズル１７の移動速度は、スピンチャック１３に保持された基板Ｗが１回転する間にノズル１７の吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する方向の幅Ｌ＋Ｐ（図４参照）だけノズルが移動するように、制御部３０によりモータ１１の回転速度および走行部材４５の移動速度が制御される場合について説明している。しかしながら、本発明の実施の形態としてはこれに限定されるものでなく、例えば、基板Ｗが１回転する間にノズル１７の処理液吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する幅Ｌ＋Ｐ以上だけ、あるいは幅Ｌ＋Ｐ以下だけノズル１７が移動するように制御部３０によりモータ１１の回転速度および走行部材４５の移動速度が制御される構成としてもよい。
【００６６】
また、上述した実施形態においては、ノズル１７の各処理液吐出部２１から供給される処理液の各ラインの幅は、各処理液吐出部２１の直径よりも実質的に太くするのが好ましい。仮にノズル１７の各処理液吐出部２１から供給される処理液の各ラインの幅と各処理液吐出部２１の直径とを等しくすると、基板Ｗの中心部に多めに処理液を供給するとはいえ、基板Ｗの表面全域を覆うためには各ライン間の隙間をある程度小さくしなければならない。しかしこのようにすると、全体的な処理液供給量を増加させずに基板Ｗ全面に処理液を供給するためには、基板Ｗの回転速度やノズル１７の移動速度を増加させなければならず、基板Ｗの回転速度を増加させると多量の処理液が基板Ｗの外に飛散してしまう。それに対して、ノズル１７の各処理液吐出部２１から供給される処理液の各ラインの幅を、各処理液吐出部２１の直径よりも実質的に太くすることによって基板Ｗの回転速度を低速にしたまま基板Ｗの表面全域に効率的に処理液を供給することができる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項６に記載の発明によれば、多量のレジストを必要とすることなく、処理液の塗り残しや塗布ムラを防止しながら基板の表面全域に均一に処理液を塗布することが可能となる。
【００６８】
また、処理液の粘度や基板の濡れ性に対応させて基板に供給される処理液のピッチを調整することが可能となる。
【００６９】
また、請求項４に記載の発明によれば、第２塗布工程における基板の回転角度位置にかかわらず、処理液を均一に塗布することが可能となる。
【００７０】
さらに、請求項５に記載の発明によれば、基板の表面に処理液が部分的に重複して供給されることを防止しながら基板Ｗの表面全域に処理液を供給することができ、処理液の均一な薄膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】 この発明を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】 ノズル１７の構成を示す説明図である。
【図４】 ６個の処理液吐出部２１の列設方向の角度位置を説明するための説明図である。
【図５】 処理液塗布装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】 処理液塗布動作を示すフローチャートである。
【図７】 処理液塗布動作を示すフローチャートである。
【図８】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図９】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図１０】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図１１】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図１２】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図１３】 ノズル１７における処理液吐出部２１の配置を示す説明図である。
【図１４】 処理液塗布後の基板Ｗ上での処理液１００の様子を示す部分拡大断面図である。
【図１５】 処理液塗布後の基板Ｗ上での処理液１０１、１０２の様子を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１１ モータ
１２ 軸
１３ スピンチャック
１６ アーム
１７ ノズル
２１ 処理液吐出部
２２ 本体
２３ 中空部
２４ 回転角度調整部材
２５ 回転角度調整部材
２６ 固定部材
２７ 処理液の供給管路
２８ 開閉弁
３０ 制御部
４４ ガイドレール
４５ 走行部材
Ｗ 基板
Claims (6)
- 基板をその主面と平行な平面内において１００ｒｐｍ乃至５００ｒｐｍの第１の回転速度で回転させる基板回転工程と、
ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の端縁と対向する位置から回転中心と対向する位置に向けて移動させることにより基板の表面に処理液を供給する第１塗布工程と、
ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の回転中心と対向する位置で停止させて一定時間経過させることにより、基板の回転中心付近に必要な量の処理液を供給する第２塗布工程と、
ノズルからの処理液の吐出を停止するとともに、基板をその主面と平行な平面内において前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させる膜厚調整工程と、を備え、
前記ノズルは、基板の回転中心を中心とする円の接線方向と交差する方向に列設された複数の処理液吐出部を備えるとともに、
当該複数の処理液吐出部の列設方向の、基板の回転中心を中心とする円の接線方向と交差する角度が調整可能であることを特徴とする処理液塗布方法。 - 請求項１に記載の処理液塗布方法において、
前記ノズルは、多角形の頂点に配置された複数の処理液吐出部を備える基板処理方法。 - 請求項１に記載の処理液塗布方法において、
前記ノズルは、多角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に配置された複数の処理液吐出部を備える基板処理方法。 - 請求項１に記載の処理液塗布方法において、
前記ノズルは、正６角形の頂点およびこれらの頂点を結ぶ円の中心に配置された複数の処理液吐出部を備える基板処理方法。 - 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の処理液塗布方法において、
前記ノズルは、前記第１塗布工程において、基板が１回転する間に、前記ノズルの複数の吐出部におけるノズルの移動方向の幅に前記吐出部におけるノズルの移動方向のピッチを加えた幅だけ移動する基板処理方法。 - 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の処理液塗布方法において、前記第２の回転速度は１０００ｒｐｍ乃至３５００ｒｐｍである基板処理方法。
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