JP5485672B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
(1)第1の発明に係る基板処理装置は、基板に塗布液の膜を形成する基板処理装置であって、基板を水平姿勢で保持して回転させる回転保持装置と、回転保持装置により保持される基板上に塗布液を供給する塗布液供給系と、回転保持装置により回転される基板上に塗布液供給系により塗布液が供給された後、第1の期間で基板の回転速度が第1の速度から第2の速度に上昇した直後に、第2の期間で基板の回転速度が前記第2の速度から第3の速度に低下するように回転保持装置を制御する制御部とを備え、第2の期間での基板の回転の減速度が第1の期間での基板の回転の加速度より小さいものである。
第1の発明に係る基板処理装置においては、回転保持装置が基板を水平姿勢で保持して回転させるとともに、塗布液供給系が基板上に塗布液を供給する。また、制御部は、基板の回転速度が第1の期間で第1の速度から第2の速度に上昇した直後に、第2の期間で前記第2の速度から第3の速度に低下させするように、回転保持装置を制御する。ここで、第2の期間での基板の回転の減速度は第1の期間での基板の回転の加速度より小さい。
第1の期間において基板の回転が加速することにより、基板の中央部上の塗布液が乾燥されながら基板の周縁部上に拡散する。これにより、供給される塗布液の量が少ない場合でも、基板上に塗布液の膜を形成することができる。
その直後、第2の期間において基板の回転が減速することにより、基板の周縁部上の塗布液が受ける遠心力は大きく低下し、基板の中央部上の塗布液が受ける遠心力はほとんど低下しない。これにより、基板の中央部上にのみ塗布液が蓄積されることが防止される。その結果、基板上の塗布液の膜厚の均一性を確保することができる。
(2)制御部は、塗布液供給系による塗布液の供給開始時における基板の回転速度が第3の速度よりも高い第4の速度となるように回転保持装置を制御してもよい。
この場合、基板の回転速度が、第3の速度よりも高い第4の速度のときに、塗布液供給系により塗布液が供給される。これにより、予め基板上の全体に塗布液が分散される。その結果、少量の塗布液により基板上に塗布液の膜を形成することができる。
(3)第1の速度は第3の速度よりも低く、制御部は、塗布液供給系による塗布液の供給終了までに基板の回転速度が第1の速度となるように前記回転保持装置を制御してもよい。
この場合、基板の回転速度は、塗布液供給系による塗布液の供給終了時までに、第3の速度よりも低い第1の速度に低下される。これにより、第1の期間で基板の回転速度が第1の速度から第2の速度に上昇する前に、基板の中央部上に塗布液を蓄積させることができる。その結果、より少量の塗布液により基板上に塗布液の膜を形成することができる。
(4)制御部は、塗布液供給系による塗布液の供給終了時までに基板の回転速度が第1の速度および第3の速度よりも低い第5の速度となり、その後、第1の期間までの期間において基板の回転速度が第5の速度よりも高くかつ第1の速度以下の速度となるように回転保持装置を制御してもよい。
この場合、基板の回転速度は、塗布液供給系による塗布液の供給終了時までに、第1の速度および第3の速度よりも低い第5の速度に低下される。その後、基板の回転速度は、第5の速度から第1の速度に上昇される。これにより、基板の回転速度が第5の速度から第1の速度に上昇する期間に、基板上の塗布液を乾燥させることができる。これにより、乾燥の遅い性質の塗布液を使用する場合、より効率的に基板上に塗布液の膜を形成することができる。
(5)第1の速度は第4の速度と等しく、制御部は、塗布液供給系による塗布液の供給開始から第1の期間の開始時までの期間において基板の回転速度が第1の速度となるように回転保持装置を制御してもよい。
この場合、塗布液供給系による塗布液の供給開始から第1の期間の開始時までの期間において、基板の回転速度が第4の速度と等しい第1の速度となる。これにより、乾燥の速い性質の塗布液を使用する場合、より効率的に基板上に塗布液の膜を形成することができる。
(6)制御部は、第2の期間後に基板の回転速度が上昇した後に低下するサイクルが1または複数回行われるように回転保持装置を制御し、各サイクルにおける基板の回転の減速度が基板の回転の加速度よりも小さくてもよい。
この場合、第2の期間後に基板の回転速度が上昇した後に低下するサイクルが1または複数回行われる。また、各サイクルにおける基板の回転の減速度は基板の回転の加速度よりも小さい。これにより、基板の中央部上の塗布液は、基板の周縁部上により拡散しやすくなる。このため、基板の中央部上にのみ塗布液が蓄積されることが十分に防止される。その結果、基板上の塗布液の膜厚の均一性がより向上する。
(7)第1の期間での基板の回転の加速度は10000rpm/s以上であり、第2の期間での基板の回転の減速度は10000rpm/sよりも小さくてもよい。
この場合、効率的に基板の中央部上の塗布液を基板の周縁部上に拡散させることができる。これにより、基板上の塗布液の膜厚の均一性を効率的に確保することができる。
(8)第2の速度は2000rpm以上であってもよい。この場合、基板の中央部上の塗布液を効率的に乾燥させながら基板の周縁部上に拡散させることができる。これにより、供給される塗布液の量が少ない場合でも、より確実に基板上に塗布液の膜を形成することができる。
(9)第2の発明に係る基板処理方法は、基板に塗布液の膜を形成する基板処理方法であって、基板を水平姿勢で回転させる工程と、回転する基板上に塗布液を供給する工程と、塗布液の供給後、第1の期間で基板の回転速度を第1の速度から第2の速度に上昇させる工程と、第1の期間直後の第2の期間で基板の回転速度を前記第2の速度から第3の速度に低下させる工程とを備え、第2の期間での基板の回転の減速度が第1の期間での基板の回転の加速度より小さいものである。
第2の発明に係る基板処理方法においては、基板が水平姿勢で回転するとともに、基板上に塗布液が供給される。また、基板の回転速度は第1の期間で第1の速度から第2の速度に上昇した直後に、第2の期間で前記第2の速度から第3の速度に低下する。ここで、第2の期間での基板の回転の減速度は第1の期間での基板の回転の加速度より小さい。
第1の期間において基板の回転が加速することにより、基板の中央部上の塗布液が乾燥されながら基板の周縁部上に拡散する。これにより、供給される塗布液の量が少ない場合でも、基板上に塗布液の膜を形成することができる。
その直後、第2の期間において基板の回転が減速することにより、基板の周縁部上の塗布液が受ける遠心力は大きく低下し、基板の中央部上の塗布液が受ける遠心力はほとんど低下しない。そのため、基板の中央部上の塗布液は、基板の周縁部上に拡散しやすくなる。これにより、基板の中央部上にのみ塗布液が蓄積されることが防止される。その結果、基板上の塗布液の膜厚の均一性を確保することができる。
[B]参考形態
(1)第1の参考形態に係る基板処理装置は、基板に塗布液の膜を形成する基板処理装置であって、基板を水平姿勢で保持して回転させる回転保持装置と、回転保持装置により保持される基板上に塗布液を供給する塗布液供給系と、回転保持装置により回転される基板上に塗布液供給系により塗布液が供給された後、第1の期間で基板の回転速度が第1の速度から第2の速度に上昇した後、第2の期間で基板の回転速度が前記第2の速度から第3の速度に低下するように回転保持装置を制御する制御部とを備え、第2の期間での基板の回転の減速度が第1の期間での基板の回転の加速度より小さいものである。
以下、第1の実施の形態に係る基板処理装置および基板処理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態においては、塗布液としてレジスト液が用いられる。
図1は、第1の実施の形態に係る基板処理装置200の概略断面図である。図1において、基板処理装置200は回転式基板処理装置であり、基板100を水平姿勢で保持して回転する回転保持部1を備える。回転保持部1はモータ3の回転軸2の先端に取り付けられ、鉛直軸の周りで回転駆動される。
次に、図1の基板処理装置200における基板100の処理工程について説明する。図2は、基板処理装置200における基板100の回転速度の変化および各信号S1〜S4の変化を示す図である。
次に、上記の膜形成工程の詳細について説明する。図3は、膜形成工程における基板100の回転速度の変化および各信号S1,S2の変化を示す図である。また、図4は、基板100の被処理面上でレジスト液が拡散される過程を示した図である。
本実施の形態に係る基板処理装置および基板処理方法においては、時点t6から時点t7までの期間において基板100の回転が加速することにより、基板100の中央部上のレジスト液が乾燥されながら基板100の周縁部上に拡散する。これにより、供給されるレジスト液の量が少ない場合でも、基板100上にレジスト液の膜を形成することができる。
第2の実施の形態に係る基板処理装置および基板処理方法について、第1の実施の形態に係る基板処理装置200および基板処理方法と異なる点を説明する。なお、第2の実施の形態から第4の実施の形態および参考形態においては、基板100の膜形成工程が第1の実施の形態と異なるため、膜形成工程の詳細についてのみ説明する。
第3の実施の形態に係る基板処理装置および基板処理方法について、第1の実施の形態に係る基板処理装置200および基板処理方法と異なる点を説明する。
第4の実施の形態に係る基板処理装置および基板処理方法について、第1の実施の形態に係る基板処理装置200および基板処理方法と異なる点を説明する。
参考形態に係る基板処理装置および基板処理方法について、第1の実施の形態に係る基板処理装置200および基板処理方法と異なる点を説明する。
上記実施の形態では、塗布液としてレジスト液が使用されたが、これに限定されない。例えば、反射防止膜を形成するための液またはレジスト膜を保護する保護膜を形成するための液等の種々の塗布液を使用することができる。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
以下の実施例および比較例において、レジスト液の消費量と基板100上に形成されるレジスト液の膜(以下、レジスト膜と呼ぶ。)の状態との関係を調べた。
2 回転軸
3 モータ
5 カップ
6 整流板
7 廃液口
8 排気口
9 レジストノズル
9b 溶剤ノズル
10 エッジリンスノズル
11 バックリンスノズル
12 制御部
20 開口部
100 基板
200 基板処理装置
P1 レジスト液供給源
P2 溶剤供給源
P3 エッジリンス供給源
P4 バックリンス供給源
S0〜S4 信号
T1 レジスト液供給管
T2 溶剤供給管
T3 エッジリンス供給管
T4 バックリンス供給管
V1〜V4 バルブ
Claims (9)
- 基板に塗布液の膜を形成する基板処理装置であって、
基板を水平姿勢で保持して回転させる回転保持装置と、
前記回転保持装置により保持される基板上に塗布液を供給する塗布液供給系と、
前記回転保持装置により回転される基板上に前記塗布液供給系により塗布液が供給された後、第1の期間で基板の回転速度が第1の速度から第2の速度に上昇した直後に、第2の期間で基板の回転速度が前記第2の速度から第3の速度に低下するように前記回転保持装置を制御する制御部とを備え、
前記第2の期間での基板の回転の減速度が前記第1の期間での基板の回転の加速度より小さいことを特徴とする基板処理装置。 - 前記制御部は、前記塗布液供給系による塗布液の供給開始時における基板の回転速度が前記第3の速度よりも高い第4の速度となるように前記回転保持装置を制御することを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
- 前記第1の速度は前記第3の速度よりも低く、
前記制御部は、前記塗布液供給系による塗布液の供給終了時までに基板の回転速度が前記第1の速度となるように前記回転保持装置を制御することを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、前記塗布液供給系による塗布液の供給終了時までに基板の回転速度が前記第1の速度および前記第3の速度よりも低い第5の速度となり、その後、前記第1の期間までの期間において基板の回転速度が前記第5の速度よりも高くかつ前記第1の速度以下の速度となるように前記回転保持装置を制御することを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。
- 前記第1の速度は前記第4の速度と等しく、
前記制御部は、前記塗布液供給系による塗布液の供給開始から前記第1の期間の開始時までの期間において基板の回転速度が前記第1の速度となるように前記回転保持装置を制御することを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、前記第2の期間後に基板の回転速度が上昇した後に低下するサイクルが1または複数回行われるように前記回転保持装置を制御し、
各サイクルにおける基板の回転の減速度が基板の回転の加速度よりも小さいことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の基板処理装置。 - 前記第1の期間での基板の回転の加速度は10000rpm/s以上であり、前記第2の期間での基板の回転の減速度は10000rpm/sよりも小さいことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の基板処理装置。
- 前記第2の速度は2000rpm以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の基板処理装置。
- 基板に塗布液の膜を形成する基板処理方法であって、
基板を水平姿勢で回転させる工程と、
前記回転する基板上に塗布液を供給する工程と、
前記塗布液の供給後、第1の期間で基板の回転速度を第1の速度から第2の速度に上昇させる工程と、
前記第1の期間直後の第2の期間で基板の回転速度を前記第2の速度から第3の速度に低下させる工程とを備え、
前記第2の期間での基板の回転の減速度が前記第1の期間での基板の回転の加速度より小さいことを特徴とする基板処理方法。
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