JP6465000B2

JP6465000B2 - 塗布膜形成方法、塗布膜形成装置及び記憶媒体

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Publication number: JP6465000B2
Application number: JP2015224193A
Authority: JP
Inventors: 吉原　孝介; 孝介吉原; 崇文丹羽
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Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2019-02-06
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Description

本発明は、基板に供給された塗布液を基板の回転により広げて塗布膜を形成する技術に関する。

基板に塗布膜、例えばレジスト膜の形成処理を行うにあたり、スピンコーティングと呼ばれる手法が広く用いられている。このスピンコーティングでは、スピンチャックに保持された基板の表面の中心部に塗布液であるレジスト液を供給すると共に、基板を回転させて、遠心力によりレジスト液を基板の周縁部へと広げ、その後も基板の回転を続けて基板表面の液膜を乾燥させて、レジスト膜を形成する。

基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）に成膜するレジスト膜の膜厚は、ウエハの種別により要求される膜厚が異なる。そしてウエハの膜厚の調整においては、ウエハの回転速度の調整や塗布液の粘度の調整により行われる。しかしながらウエハの表面にスピンコーティングにより成膜するときに、回転速度が速すぎるとウエハ上に形成される気流により膜の表面が乱れるおそれがある。また回転速度が遅すぎると乾燥に要する時間が長くなる問題がある。従ってウエハの回転速度は、制限されてしまい、調整できる膜厚の範囲が限られてしまう。
またレジスト液の粘度を調整して、膜厚を調整しようとすると、ウエハに供給するレジスト液の粘度ごとに、レジスト液の供給ラインを複数用意する必要があり、装置の大型化や、装置の交換に時間がかかる問題があった。

特許文献１には、基板に形成された膜の厚い領域に溶剤ガスを供給し、膜の薄い領域に乾燥ガスを供給し、膜厚を均一化する技術が記載されている。しかしながら形成される膜の平均膜厚を調整する技術については記載されていない。

特許第４８０５７５８号公報

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、スピンコーティング法により基板に塗布膜を形成するにあたって、塗布膜の膜厚を調整できる技術を提供することにある。

本発明の塗布膜形成方法は、基板を、鉛直軸周りに回転自在な基板保持部に水平に保持する工程と、
基板の中心部に塗布液を供給すると共に基板を第１の回転速度で回転させて遠心力により塗布液を広げる工程と、
次いで基板を第１の回転速度から第２の回転速度に向かって減速し、当該第２の回転速度で回転させて塗布液の液膜の表面を均す工程と、
前記基板を第２の回転速度で回転させているときにガスを拡散するガス拡散室と、前記ガス拡散室で拡散されたガスを基板に向けてシャワー状に供給するための複数のガス供給孔と、を備えたガス供給部により基板の表面にガスを供給して塗布液の流動性を下げる工程と、
その後基板を第２の回転速度よりも速い第３の回転速度で回転させて乾燥させる工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の塗布膜形成装置は、基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転させる回転機構と、
前記基板に塗布膜を形成するための塗布液を供給する塗布液ノズルと、
ガスを拡散するガス拡散室と、前記ガス拡散室で拡散されたガスを基板に向けてシャワー状に供給するための複数のガス供給孔と、を備え、基板の表面に塗布液の流動性を下げるためのガスを供給するガス供給部と、
前記基板の中心部に塗布液を供給すると共に基板を第１の回転速度で回転させて遠心力により塗布液を広げるステップと、続いて基板を第１の回転速度から第２の回転速度に向かって減速し、当該第２の回転速度で回転させて基板の表面を均すステップと、前記基板にガスを供給して塗布液の流動性を下げるステップと、しかる後第２の回転速度よりも速い第３の回転速度で回転させて乾燥させるステップと、を実行するための制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の記憶媒体は、基板に塗布膜を形成する塗布膜形成装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記プログラムは上述の塗布膜形成方法を実行するためのステップが組まれていることを特徴とする。

本発明は、スピンコーティング法において、高速回転により塗布液を基板上に広げた後、低速回転とし、基板の表面を均すと共に基板の表面にガスを供給し、次に基板の回転速度を上げて塗布膜を乾燥している。従って基板の回転数の調整による膜厚の調整に加えて、基板の表面にガスを供給することで液膜の流動性を変えて膜厚を調整することができるため、１つの塗布液でより広い範囲の膜厚の膜を成膜することができる。

本発明の実施の形態に係るレジスト塗布装置の縦断側面図である。前記レジスト塗布装置の平面図である。ウエハの回転数のタイムチャート、溶剤及びレジスト液の給断、乾燥ガスの供給のオンオフ及びリングプレートの高さ位置を示す説明図である。レジスト膜の成膜工程を示す説明図である。レジスト膜の成膜工程を示す説明図である。レジスト膜の成膜工程を示す説明図である。本発明の実施の形態の他の例に係るガス供給部を示す断面図である。乾燥ガス供給部の他の例を示す側面図である。実施例及び比較例において成膜された膜の膜厚を示す特性図である。

本発明の塗付膜形成装置をレジスト塗布装置に適用した実施の形態ついて説明する。図１、図２に示すようにレジスト塗布装置は、例えば直径３００ｍｍのウエハＷの裏面中央部を真空吸着することにより、当該ウエハＷを水平に保持する基板保持部であるスピンチャック１１を備えている。このスピンチャック１１は、下方より軸部１２を介して回転機構１３に接続されており、当該回転機構１３により鉛直軸回りに回転することができる。

スピンチャック１１の下方側には、軸部１２を隙間を介して取り囲むように円形板１４が設けられる。また円形板１４を貫通するように周方向等間隔に３本の昇降ピン１５が設けられ、昇降ピン１５の昇降によりレジスト塗布装置の外部の搬送機構とスピンチャック１１との間で、ウエハＷを受け渡す。図中１６は、昇降ピン１５を昇降させる昇降機構である。

またスピンチャック１１を取り囲むようにしてカップ体２が設けられている。カップ体２は、回転するウエハＷより飛散したり、こぼれ落ちた排液を受け止め、当該排液をレジスト塗布装置外に排出する。カップ体２は、前記円形板１４の周囲に断面形状が山型のリング状に設けられた山型ガイド部２１を備え、山型ガイド部２１の外周端から下方に伸びるように環状の垂直壁２３が設けられている。山型ガイド部２１は、ウエハＷよりこぼれ落ちた液を、ウエハＷの外側下方へとガイドする。

また、山型ガイド部２１の外側を取り囲むように垂直な筒状部２２と、この筒状部２２の上縁から内側上方へ向けて斜めに伸びる上側ガイド部２４とが設けられている。上側ガイド部２４には、周方向に複数の開口部２５が設けられている。また、筒状部２２の下方側は、山型ガイド部２１及び垂直壁２３の下方に断面が凹部型となるリング状の液受け部２６が形成されている。この液受け部２６においては、外周側に排液路２７が接続されると共に、排液路２７よりも内周側には、排気管２８が下方から突入する形で設けられている。

また上側ガイド部２４の基端側周縁から上方に伸びるように筒状部３１が設けられ、この筒状部３１の上縁から内側上方へ伸び出すように傾斜壁３２が設けられる。当該ウエハＷの回転により飛散した液は、傾斜壁３２、上側ガイド部２４及び垂直壁２３、３１により受け止められて排液路２７に導入される。
上述のカップ体２及び後述のノズルユニット５及び乾燥ガス供給ノズル６の移動領域は、図示しない筐体の中に設けられ、筐体の天井部には、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１６が設けられている。ＦＦＵ１６は、カップ体２に向けて清浄な気体をダウンフローとして供給する。

レジスト塗布装置は、溶剤及びレジスト液を供給するためのノズルユニット５を備えている。ノズルユニット５は、図２に示すようにアーム５６、移動体５７、図示しない昇降機構及びガイドレール５８を含む移動機構により、ウエハＷの中央部上方の吐出位置とカップ体２の外の待機バス５９との間で移動するように構成されている。

図１に戻ってノズルユニット５の先端部には、塗布液ノズルであるレジスト液ノズル５０と、溶剤ノズル５１と、が設けられている。レジスト液ノズル５０及び溶剤ノズル５１は、夫々供給管５２、５４を介してレジスト液供給機構５３、溶剤供給機構５５に接続されている。レジスト液供給機構５３及び溶剤供給機構５５は、例えばポンプ、バルブ、フィルタなどの機器を備えており、溶剤ノズル５１及びレジスト液ノズル５０の先端から夫々溶剤及びレジスト液を所定量を吐出するように構成されている。

またレジスト塗布装置は、ウエハＷに向けて乾燥空気などのガス（乾燥ガス）を供給する乾燥ガス供給ノズル６を備えている。乾燥ガス供給ノズル６は、図２に示すようにアーム６３、移動体６４、図示しない昇降機構及びガイドレール６５を含む移動機構により、ウエハＷの中心部上方と、ウエハＷの外部に設けられた乾燥ガス供給ノズル６の退避位置と、の間を移動自在に構成されている。乾燥ガス供給ノズル６は、供給管６１を介して、例えば窒素ガスなどの乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構６２に接続されている。乾燥ガス供給ノズル６は、内部にガス拡散室が形成されており、下面には、ガス吐出孔６０が複数個分散されて設けられている。なお図１中には、乾燥ガス供給ノズル６の側面図と共に、下方側から見た平面図を記載している。乾燥ガス供給ノズル６は、乾燥ガス供給機構６２から供給される乾燥ガスを、内部のガス拡散室を介して複数のガス吐出孔６０からシャワー状に吐出するため、低流量のガスを高い流速で広い範囲に供給できる。また乾燥ガス供給ノズル６、供給管６１及び乾燥ガス供給機構６２はガス供給部を構成する。

レジスト塗布装置は、図１及び図２に示すように環状部材であるリングプレート４１を備えている。このリングプレート４１は円形で平板の中心部に直径１００〜１５０ｍｍの円形の開口部４４が設けられた環状に形成されている。リングプレート４１は、スピンチャック１１に保持されたウエハＷの周縁部を覆うように当該周縁部に沿って形成され、リングプレート４１の中心、即ち開口部４４の中心がスピンチャック１１の回転軸上に位置するように設けられている。

またリングプレート４１は、支持部材４２により水平な姿勢で支持され、支持部材４２に接続された昇降機構４３により、図１に鎖線で示す上昇位置と実線で示す下降位置との間で昇降する。従って昇降機構４３は、リングプレート４１をウエハＷの周縁部上方を覆うように移動する移動機構に相当する。この下降位置におけるリングプレート４１の下面とウエハＷ表面との距離は、例えば０．５ｍｍ〜５０ｍｍである。また図２に示すように、リングプレート４１は、前述した乾燥ガス供給ノズル６が干渉しないように、その一部に内周から外周に亘る切り欠き４６が形成されている。

レジスト塗布装置には、コンピュータである制御部１０が設けられている。制御部１０には、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）及びメモリーカードなどの記憶媒体に格納されたプログラムがインストールされる。インストールされたプログラムは、レジスト塗布装置の各部に制御信号を送信してその動作を制御するように命令（各ステップ）が組み込まれている。なおここでいうプログラムとは処理手順を記述したレシピも含まれる。具体的には、回転機構１３によるウエハＷの回転数の変更、ノズルユニット５及び乾燥ガス供給ノズル６の移動、レジスト液供給機構５３及び溶剤供給機構５５からレジスト液ノズル５０及び溶剤ノズル５１へのレジスト液及び溶剤の給断、乾燥ガス供給ノズル６から乾燥ガス供給ノズルへの乾燥ガスの給断及びリングプレート４１の昇降などの動作が、プログラムにより制御される。

続いてレジスト塗布装置の作用について、説明する。図３の最上段は、ウエハＷの回転速度の経過時間に対するプロファイルを示している。当該グラフの縦軸の値は、ウエハＷの回転速度ｒｐｍ（回転数／分）であるが、このグラフは本発明の理解を容易にするために、速度パターンを視覚的に記載したものであって、実機における回転速度のパターンを忠実に反映させたものではない。また２段目以降のグラフは、上段側から溶剤の供給、停止を示すタイムチャート、レジスト液の供給、停止を示すタイムチャート、乾燥ガスの供給、停止を示すタイムチャート、及びリングプレート４１の位置を示すタイムチャートである。

まずリングプレート４１が上昇位置に位置する状態で、例えば直径３００ｍｍウエハＷがレジスト塗布装置の外部に設けられた図示しない搬送機構により、レジスト塗布装置に搬入される。またこの時上述したようにＦＦＵ１６によりカップ体２に向けて、ダウンフローが形成される。
そしてウエハＷは外部の搬送機構と昇降ピン１５との協働作用により、スピンチャック１１に載置される。この動作も含めて、一連の動作は制御部１０内のプログラムにより実行される。

ウエハＷがスピンチャック１１に載置されると、続いてノズルユニット５が移動し、溶剤ノズル５１がウエハＷの中心部の上方に位置する。その後、図３に示すように、ウエハＷを例えば１０００ｒｐｍの回転速度で回転させながら、時刻ｔ１にて溶剤ノズル５１から、ウエハＷの中心部に溶剤を供給する。供給された溶剤はウエハＷの回転による遠心力によりウエハＷの中心から周縁部に向かって一気に展伸され、ウエハＷの表面全体が濡れた状態となる。

続いて時刻ｔ２にて、ウエハＷを例えば３０００ｒｐｍの速度まで加速する。またレジスト液ノズル５０をウエハＷの中心部上方に位置させ、３０００ｒｐｍの回転速度に到達した後、時刻ｔ３にて、図４に示すようにレジスト液ノズル５０からレジスト液をウエハＷの中心部に向けて供給する。これによりウエハＷの中心部に吐出されたレジスト液は、遠心力によりウエハＷの表面に沿って中心部から周縁部に向かって広がる。

その直後の時刻ｔ４から、ウエハＷの回転速度を、例えば５００ｒｐｍまで一気に減速させる。また乾燥ガス供給ノズル６をウエハの中心から例えば５０ｍｍ離れた位置にガスを供給するように移動する。ウエハＷの回転速度が５００ｒｐｍに達した時刻ｔ４の後、ウエハＷの回転速度を例えば７秒間５００ｒｐｍに維持するリフロー工程を行う。リフロー工程とは、ウエハＷを低速回転させて、塗布液の液面の表面を均す工程である。また時刻ｔ４からリフロー工程と並行して、図５に示すように乾燥ガス供給ノズル６をウエハＷの中心から５０ｍｍの位置とウエハＷの周縁の位置（ウエハＷの中心から１５０ｍｍ）とを繰り返し往復させながら、例えば乾燥ガスを７秒間供給する。この時ウエハＷの表面に拡がったレジスト液の膜は、乾燥ガスが吹き付けられることにより、レジスト液の膜に含まれる溶剤が揮発し、粘度が上がるため流動性が下がる。

その後、時刻ｔ５にて、ウエハＷの回転速度を第３の回転速度、例えば１８００ｒｐｍまで上昇させる。そしてウエハＷの回転速度が１８００ｒｐｍに到達した時刻ｔ６にて、図６に示すようにリングプレート４１を下降位置に下降させ、例えば１０秒間この状態で維持する。この時ウエハＷが高速で回転しているため、ウエハＷの周囲は負圧雰囲気になる。それによってＦＦＵ１６から供給された清浄雰囲気形成用のダウンフローをなす気体は、リングプレート４１の開口部４４を介してウエハＷの表面の中央部に供給され、ウエハＷの周縁部へ向けて流れる気流を形成する。ウエハＷの周縁部へ流れた前記気流は、カップ体２に流れ込み、排気管２８により排気される。この気流によりウエハＷの表面のレジスト液の膜はさらに乾燥されて、レジスト膜が成膜される。

ウエハＷの回転速度を速くするほどウエハＷ上の気流が乱流となりやすくなるが、リングプレート４１の下面により、ウエハＷの中央部から周縁部へ向かう気流の流路の高さが制限されているため、気流が乱流になりにくくなる。従ってレジスト液の膜の表面において、乱流による膜の乱れが抑制され、膜厚の均一性が良好になる。

またウエハＷの回転速度を例えば１８００ｒｐｍまで高めることにより、レジスト液はウエハＷの表面をさらに引延ばされるが、乾燥ガスが吹き付けられているため流動性が下がっている。そのためウエハＷの高速回転により、レジスト液を引延ばそうとしたときに、レジスト膜が薄くなりにくくなっている。従って一連のステップを終了して得られるレジスト膜は、乾燥ガスを供給せずに得られたレジスト膜に比べて、膜厚が厚い。

上述の実施の形態によれば、スピンコーティング法において、高速回転によりレジスト液をウエハＷ上に広げた後、低速回転とし、ウエハの表面を均しながら、ウエハＷの表面に乾燥ガスを供給してレジスト液の流動性を下げ、その後ウエハＷの回転速度を上げてレジスト膜を乾燥している。ウエハＷの表面に乾燥ガスを供給してレジスト液の流動性を下げることにより、乾燥ガスを供給しない場合に比べて、レジスト膜の膜厚を厚くすることができる。従ってウエハＷの回転数の調整による膜厚の調整に加えて、ウエハＷの表面に乾燥ガスを供給することで膜厚を調整することができ、１種類のレジスト液でより広い範囲の膜厚の膜を成膜することができる。

またウエハＷに塗布処理を行うときにウエハＷの周縁部上方をリングプレート４１で覆うことにより、当該周縁部上の気流が整流され、ウエハＷの回転数を高くしたときにウエハＷの周縁部上に乱流が形成されることが抑えられる。しかしながらウエハＷの回転数を高くすることでレジスト膜が薄くなる。従ってウエハＷの表面を均す工程において、ウエハＷの表面に乾燥ガスを供給してウエハＷの流動性を下げることにより、レジスト膜の薄膜化を抑制することができる。即ち振り切り乾燥時におけるウエハＷの回転速度を速くして塗布処理の時間短縮を図り、かつレジスト膜の仕上がり膜厚の範囲を広くとることができる。

また乾燥ガスの供給位置の移動範囲は、３００ｍｍウエハＷにおいて、ウエハＷの中心から５０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲としている。ウエハＷの中心に寄りすぎた位置に乾燥ガスを吐出すると、ウエハＷの表面において乾燥ガスの吹き付けられる範囲が狭くなり、ウエハＷの一部が局所的に流動性が下がってしまい、ウエハＷの膜厚の均一性の調整が難しくなる懸念がある。ウエハＷの中心から５０ｍｍよりも外側の領域に乾燥ガスを吹き付けることで、ウエハＷの広い範囲に乾燥ガスを吹き付けてウエハＷの表面の広い範囲の流動性を下げるため、膜厚の均一性の調整がしやすくなる。

また乾燥ガスを供給するときに乾燥ガス供給ノズル６を５０ｍｍ〜１５０ｍｍを繰り返し往復させるようにしているが、乾燥ガス供給ノズル６を移動させずに乾燥ガスを供給してもよい。乾燥ガスの供給位置を固定する場合には、当該乾燥ガスが供給される範囲における最もウエハＷの中心に近い位置は、ウエハＷの中心から５０ｍｍ〜１２０ｍｍであることが好ましい。乾燥ガスの供給位置をウエハＷの周縁に寄りすぎた位置に固定して乾燥ガスを供給すると、ウエハＷの表面において乾燥ガスが吹き付けられる領域が周縁の狭い範囲に限定されてしまう。また乾燥ガス供給ノズル６を移動させながら乾燥ガスを供給することでウエハＷ表面のより広い範囲のレジスト膜の流動性を下げることができるため、より膜厚の均一性の調整がしやすくなる。

またウエハＷの回転速度が速い場合には、乾燥ガスを吹き付けたときに膜の表面の膜厚が乱れやすくなる。そのためリフロー工程時における回転速度は、レジスト膜を均すと共に膜厚が乱れを抑制する観点から５００ｒｐｍ以上、１０００ｒｐｍ以下であることが好ましい。

本発明の実施の形態の他の例として、リングプレートの一部から乾燥ガスを供給するように構成してもよい。例えば図７に示すようにリングプレート７０の表面側にガス拡散室７２を設け、さらにガス吐出孔７１をリングプレート７０を貫通するように設け、ガス供給孔７１とガス拡散室７２によりガス供給部を構成する。この例では、リングプレート７０がガス供給部を兼用している。このように構成することで、乾燥ガス供給機構６２から供給される乾燥ガスが、ガス拡散室７２にて拡散されて、ガス吐出孔７１からウエハＷに向けて供給されるように構成してもよい。
またガス吐出孔７１をリングプレート７０の下面全体に配置し、リングプレート７０の下面全体から乾燥ガスを吐出するように構成してもよく、リングプレート７０の内周側の領域、あるいは外周側の領域に各々環状の領域にガス吐出孔７１を設け、環状に乾燥ガスを吐出するように構成してもよい。またガス供給ノズル６に設けられたガス供給孔６０は一つであってもよい。

さらに本発明の塗布膜形成装置は、リングプレート４１を設けない構成であってもよい。更に乾燥ガス供給ノズル６にガスの吐出方向をウエハＷの外周側に傾ける、吐出方向調整機構を設けてもよい。例えば乾燥ガス供給ノズル６の基端側を水平に伸びる軸部を介してアーム６３に回動自在に設け、制御部１０からの制御信号により、回動機構を介して、乾燥ガス供給ノズル６の吐出方向を真下と、ウエハＷの外周方向との間で調整できるように構成することができる。このように構成することで、乾燥ガス供給ノズル６を回動させて、ウエハＷの表面に対する乾燥ガスの吐出角度を可変とすることができる。また乾燥ガスの吐出角度を可変とし、ウエハＷに乾燥ガスを供給する工程において、最初は真下に向けてガスを吐出し徐々に外周側に傾斜させるようにしてもよい。

また乾燥ガス供給部６からウエハＷに向けてガスを供給する工程において、リングプレート４１が下降位置に下降していてもよく、乾燥ガス供給部６から、リングプレート４１とウエハＷとの隙間に向けてガスが供給される構成であってもよい。
また図３に示すウエハＷの回転速度を第３の回転速度に上昇を開始する時刻ｔ５、あるいはリングプレート４１を下降させる時刻ｔ６以降において、乾燥ガスの供給を行ってもよい。

また後述の実施例に示すように乾燥ガスの供給時間を調整することで、ウエハＷに形成する塗布膜の膜厚を調整することができる。従ってウエハＷに対して塗布処理をするためのプロセスレシピ（処理条件、処理手順を記載した事項）に乾燥ガスの供給時間を書き込んでおいてもよい。このようにすればウエハＷの種別（ロット）に応じた時間だけ乾燥ガスの供給が行われ、そのロットに要求される膜厚の塗付膜がウエハＷ上に形成される。更にウエハＷに乾燥ガスを供給するにあたって、加熱した乾燥ガスを供給してもよい。例えば図８に示すように乾燥ガス供給機構６２に、乾燥ガス加熱機構６７を設け、乾燥ガス供給ノズル６から加熱した乾燥ガスを供給するように構成した例が挙げられる。後述の実施例にて示したように、乾燥ガスを加熱してウエハＷに供給することにより、ウエハＷに成膜する膜の膜厚を厚くすることができる。従って、乾燥ガスの加熱温度により塗布膜の膜厚を調整してもよい。乾燥ガスの加熱温度を上げることで塗布膜中の溶剤の揮発性を高めることができるが、加熱温度が高すぎると、急激な乾燥促進による膜厚の均一性の悪化のおそれがあり、さらに架橋反応などの塗布膜中における化学反応の促進を考慮すると、乾燥ガスの温度は、２５〜６０℃程度であることが好ましい。

本発明の実施の形態の効果を検証するため以下の試験を行った。まず実施の形態に示したタイムチャートに沿って、ウエハＷを回転させて処理を行い、乾燥ガス供給ノズル６から供給する乾燥ガスの供給時間を３、５、７、９、１１及び１３秒とした例を夫々実施例１−１〜１−６とした。なお乾燥ガスの温度は常温（２５℃）に設定した。また乾燥ガス供給ノズル６から乾燥ガスの供給を行わなかったことを除いて実施例１−１と同様に行った例を比較例とした。
さらに図８に示した乾燥ガス供給部を用い、乾燥ガスの供給時間を７秒に設定し、５０℃に加熱した乾燥ガスを供給した例を実施例２とした。

図９は比較例、実施例１−１〜１−６及び２において得られたレジスト膜の平均膜厚を示す。比較例における膜厚は、３８４ｎｍであったが実施例１−１〜１−６においては、夫々、３９９ｎｍ、４１５ｎｍ、４３２ｎｍ、４５５ｎｍ、４７１ｎｍ、５０９ｎｍであった。乾燥ガスの供給時間が長くなるに従い、膜厚が厚いレジスト膜が得られると言える。
また実施例２における膜厚は、４９５ｎｍであった。常温の乾燥ガスを７秒間供給した実施例１−３における膜厚は、４３２ｎｍであることから、加熱した乾燥ガスを用いることでレジスト膜の膜厚をより厚くすることができると言える。

２カップ体
５ノズルユニット
６乾燥ガス供給ノズル
１０制御部
１１スピンチャック
１３回転機構
４１リングプレート
５０レジスト液ノズル
６７乾燥ガス加熱機構
Ｗウエハ

Claims

基板を、鉛直軸周りに回転自在な基板保持部に水平に保持する工程と、
基板の中心部に塗布液を供給すると共に基板を第１の回転速度で回転させて遠心力により塗布液を広げる工程と、
次いで基板を第１の回転速度から第２の回転速度に向かって減速し、当該第２の回転速度で回転させて塗布液の液膜の表面を均す工程と、
前記基板を第２の回転速度で回転させているときにガスを拡散するガス拡散室と、前記ガス拡散室で拡散されたガスを基板に向けてシャワー状に供給するための複数のガス供給孔と、を備えたガス供給部により基板の表面にガスを供給して塗布液の流動性を下げる工程と、
その後基板を第２の回転速度よりも速い第３の回転速度で回転させて乾燥させる工程と、を含むことを特徴とする塗布膜形成方法。
前記第３の回転速度で回転させて基板の表面を乾燥させる工程は、基板の周方向に沿って環状に形成された環状部材を基板の周縁部上方を覆う位置に設定し、前記環状部材により基板の周縁部上方の気流を整流する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の塗布膜形成方法。
前記第２の回転速度は、１０００ｒｐｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布膜形成方法。
基板表面において、前記ガスが供給される領域の最も基板の中心寄りの位置は、基板の中心から周縁方向に５０ｍｍ〜１２０ｍｍの位置であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の塗布膜形成方法。
前記基板の表面にガスを供給する工程は、加熱されたガスを供給することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の塗布膜形成方法。
基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転させる回転機構と、
前記基板に塗布膜を形成するための塗布液を供給する塗布液ノズルと、
ガスを拡散するガス拡散室と、前記ガス拡散室で拡散されたガスを基板に向けてシャワー状に供給するための複数のガス供給孔と、を備え、基板の表面に塗布液の流動性を下げるためのガスを供給するガス供給部と、
前記基板の中心部に塗布液を供給すると共に基板を第１の回転速度で回転させて遠心力により塗布液を広げるステップと、続いて基板を第１の回転速度から第２の回転速度に向かって減速し、当該第２の回転速度で回転させて基板の表面を均すステップと、前記基板にガスを供給して塗布液の流動性を下げるステップと、しかる後第２の回転速度よりも速い第３の回転速度で回転させて乾燥させるステップと、を実行するための制御部と、を備えたことを特徴とする塗布膜形成装置。
前記基板の前記第３の回転速度の回転時に基板の周縁部上方の気流を整流するために、基板の周縁部上方を覆って基板の周方向に沿って環状に形成された環状部材と、
前記環状部材を基板の周縁部上方を覆う位置と待機位置との間で移動する移動機構と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の塗布膜形成装置。
前記ガス供給部は、前記環状部材とは別個に設けられ、基板と当該環状部材との間の隙間にガスを供給するように構成されたことを特徴とする請求項７に記載の塗布膜形成装置。
前記ガス供給部は、前記環状部材に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の塗布膜形成装置。
前記ガス供給部を基板の径方向に移動させる移動機構を備え、
前記基板にガスを供給して塗布液の流動性を下げるステップは、ガス供給部を基板の径方向に移動させながらガスを供給するステップであることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか一項に記載の塗布膜形成装置。
前記ガス供給部は、ガスの吐出方向を真下と基板の外周方向との間で調整する吐出方向調整機構を備えたことを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか一項に記載の塗布膜形成装置。
前記ガス供給部は、基板の周方向に沿って環状にガスを吐出するように構成されたことを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか一項に記載の塗布膜形成装置。
前記ガス供給部は、ガスを加熱する加熱機構を備え、基板の表面に加熱されたガスを供給することを特徴とする請求項６ないし１２のいずれか一項に記載の塗布膜形成装置。
基板に塗布膜を形成する塗布膜形成装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項１ないし５のいずれか一つに記載された塗布膜形成方法を実行するためのステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。