JPH1043666A - 塗布膜形成方法及びその装置 - Google Patents

塗布膜形成方法及びその装置

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JPH1043666A
JPH1043666A JP8262391A JP26239196A JPH1043666A JP H1043666 A JPH1043666 A JP H1043666A JP 8262391 A JP8262391 A JP 8262391A JP 26239196 A JP26239196 A JP 26239196A JP H1043666 A JPH1043666 A JP H1043666A
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    • G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の小型化を可能にし、かつ高精度な膜厚
の均一化を可能にすること。 【解決手段】 膜厚センサ２２により半導体ウエハＷ表
面に形成されたレジスト膜の膜厚を検出し、その検出信
号をＣＰＵ２３に送り、ＣＰＵ２３において予め記憶さ
れた情報と比較演算処理された検出情報をレジスト液温
度調整器１９、半導体ウエハＷを回転するスピンチャッ
ク１２のモータ１６及びウエハ温度調整器１５に送るこ
とにより、その検出情報に基づいてレジスト液の温度、
半導体ウエハＷの回転数及び半導体ウエハＷの温度を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば半導体ウ
エハやガラス基板等の被処理体の表面にレジスト液等の
塗布液を塗布する塗布膜形成方法及びその装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程には、被処理
体例えばシリコン基板等の半導体ウエハ（以下にウエハ
という）に塗布液例えばフォトレジスト液を塗布し、フ
ォト技術を用いて回路パターン等を縮小してフォトレジ
スト膜を露光し、これを現像処理する一連の処理工程が
ある。この処理工程をフォトリソグラフィという。
【０００３】この処理工程は、半導体デバイスの高集積
化において極めて重要なプロセスであり、このプロセス
において、被処理体例えばウエハの表面にレジスト膜を
均一に形成するために、細心の注意及び時間が費やされ
ている。このレジスト塗布を行う塗布膜形成装置とし
て、レジスト塗布装置が使用されている。このレジスト
塗布装置は、図８に示すように、ウエハ搬送部１の雰囲
気と区画される処理容器２内に、垂直（Ｚ）移動及び水
平回転（θ）自在な載置台３（スピンチャック）と、こ
のスピンチャック３の外側及び下側を包囲すると共に底
部に排気口４ａと排液口４ｂを有するカップ４と、スピ
ンチャック３上に保持されるウエハＷの表面に向かって
塗布液例えばレジスト液を塗布（供給）するレジスト液
供給ノズル５と、処理容器２内に清浄な空気を供給する
ためにファン６ａとフィルタ６ｂを具備するフィルタフ
ァンユニット６と、処理容器２内の空気の温度及び湿度
を調整する温度・湿度調整装置７とを具備してなる。
【０００４】このように構成されるレジスト塗布装置に
おいて、搬送アーム８にて処理容器２内に搬送されたウ
エハＷをスピンチャック３にて保持して所定回転する間
にレジスト液供給ノズル５を移動し、このノズル５から
ウエハ表面にレジスト液を塗布した後、ウエハＷを高速
回転してレジスト液を拡散させ、ウエハ表面に所定の膜
厚のレジスト膜を形成する。この処理中、フィルタファ
ンユニット６の付近に配置された温度・湿度センサ９に
よって処理雰囲気の温度及び湿度を検出し、その検出信
号を制御部に送り、制御部によって温度・湿度調整装置
７を制御することによって温度・湿度調整装置７から処
理容器２内に所定の温度及び湿度の清浄空気が供給され
て処理部の雰囲気を所定の状態に維持している。このよ
うにしてレジスト膜を形成した後、ウエハの回転を減速
回転して、ウエハの裏面に回り込んだレジスト液を除去
する洗浄液例えばシンナーを吐出した後、再びウエハを
高速回転し、シンナーを振り切って処理を完了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の塗布膜形成装置においては、処理部の外側に温
度・湿度調整装置７を設置し、この温度・湿度調整装置
７と塗布膜形成装置とを配管７ａを介して接続するた
め、装置が大型となるという問題があった。また、処理
雰囲気の温度及び湿度のみの調整では高精度の膜厚の均
一化が得られないばかりか、温湿調整された空気を強制
的に供給するため、処理雰囲気中の気流に乱れが生じ
て、更に膜厚の均一化に悪影響を及ぼすという問題もあ
った。
【０００６】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、装置の小型化を可能にし、かつ高精度な膜厚の均一
化を可能にする塗布膜形成方法及びその装置を提供する
ことを目的とするものである。
【０００７】
【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記載の塗布膜形成方法は、被処理体の表面
に塗布液を供給すると共に、被処理体を回転させて、被
処理体表面に塗布膜を形成する塗布膜形成方法におい
て、上記被処理体表面に形成された塗布膜の膜厚を検出
し、その検出情報に基づいて上記塗布液の温度、上記被
処理体の回転数及び上記被処理体の温度を制御する、こ
とを特徴とする。
【０００８】請求項１記載の塗布膜形成方法において、
上記被処理体表面に形成された塗布膜の膜厚検出時期
は、塗布膜が形成された後であれば任意の時期でよい
が、好ましくは塗布処理後、冷却された後に行うように
する方がよい（請求項２）。また、膜厚検出は、装置の
稼働前に行ってもよく、所定枚数例えば１ロット毎に行
うようにしてもよく、更には各被処理体毎に膜厚検出を
行って、その検出情報に基づいて以後に処理される被処
理体に塗布される塗布膜の膜厚を制御するようにしても
よい（請求項３）。
【０００９】請求項４記載の発明は、被処理体の表面に
塗布液を供給すると共に、被処理体を回転させて、被処
理体表面に塗布膜を形成する塗布膜形成方法において、
測定用基板に上記被処理体と同様に塗布液を供給して塗
布膜を形成し、形成された塗布膜の膜厚を検出し、その
検出情報に基づいて上記被処理体に供給される塗布液の
温度、上記被処理体の回転数及び上記被処理体の温度を
制御する、ことを特徴とする。
【００１０】請求項４記載の塗布膜形成方法において、
上記測定用基板の表面に形成された塗布膜の膜厚検出時
期は、塗布膜が形成された後であれば任意の時期でよい
が、好ましくは塗布処理後、冷却された後に行うように
する方がよい（請求項５）。また、上記測定用基板に形
成された塗布膜を膜厚検出後、除去して、この測定用基
板を再度膜厚検出に供せるようにする方が好ましい（請
求項６）。
【００１１】請求項７記載の発明は、被処理体の表面に
塗布液を供給すると共に、被処理体を回転させて、被処
理体表面に塗布膜を形成する塗布膜形成装置において、
上記被処理体の表面に形成される塗布膜の膜厚を検出
する膜厚検出手段と、 上記塗布液の温度を調整する塗
布液温度調整手段と、 上記被処理体の温度を調整する
被処理体温度調整手段と、 上記膜厚検出手段からの検
出信号に基づいて上記塗布液温度調整手段、被処理体の
回転手段及び被処理体温度調整手段を制御する制御手段
と、を具備することを特徴とする。
【００１２】請求項８記載の発明は、被処理体を回転可
能に保持する保持手段と、上記被処理体の表面に塗布液
を供給する塗布液供給手段とを具備する塗布膜形成装置
において、 上記保持手段にて保持される測定用基板の
表面に、上記塗布液供給手段から塗布液を供給可能に形
成し、 上記測定用基板の表面に形成された塗布膜の膜
厚を検出する膜厚検出手段と、 上記塗布液の温度を調
整する塗布液温度調整手段と、 上記被処理体の温度を
調整する被処理体温度調整手段と、 上記膜厚検出手段
からの検出信号に基づいて上記塗布液温度調整手段、被
処理体の回転手段及び被処理体温度調整手段を制御する
制御手段と、 上記測定用基板表面に形成された塗布膜
を除去する塗布膜除去手段と、を具備することを特徴と
する。
【００１３】この発明によれば、膜厚検出手段により被
処理体表面に形成された塗布膜の膜厚を検出し、その検
出信号を制御手段に送り、制御手段において予め記憶さ
れた情報と比較演算処理された検出情報を塗布液温度調
整手段、被処理体の回転手段及び被処理体温度調整手段
に送ることにより、その検出情報に基づいて塗布液の温
度、被処理体の回転数及び被処理体の温度を制御するこ
とができる（請求項１，７）。
【００１４】また、膜厚検出手段により測定用基板表面
に形成された塗布膜の膜厚を検出し、その検出信号を制
御手段に送り、制御手段において予め記憶された情報と
比較演算処理された検出情報を塗布液温度調整手段、被
処理体の回転手段及び被処理体温度調整手段に送ること
により、その検出情報に基づいて塗布液の温度、被処理
体の回転数及び被処理体の温度を制御することができる
（請求項４，８）。この場合、測定用基板に形成された
塗布膜を膜厚検出後、除去して、この測定用基板を再度
膜厚検出に供せるようにすることにより、測定用基板の
有効利用が図れると共に、被処理体の無駄を省くことが
できる（請求項６）。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では、
この発明の塗布膜形成装置を半導体ウエハのレジスト塗
布装置に適用した場合について説明する。
【００１６】上記レジスト塗布装置は、図１に示すよう
に、被処理体であるウエハＷの搬送部１０の雰囲気と区
画される処理室としての処理容器１１内に、垂直移動及
び水平回転自在な保持手段である載置台１２（以下にス
ピンチャックという）と、このスピンチャック１２の外
側及び下部側を包囲すると共に底部に排気口１３ａと排
液口１３ｂを有するカップ１３と、スピンチャック１２
上に保持されるウエハＷの表面に向かって塗布液例えば
レジスト液を塗布（供給）する塗布液供給手段であるレ
ジスト供給ノズル１４と、ウエハＷを所定温度に調整す
るウエハ温度調整器１５（被処理体温度調整手段）とを
具備してなる。
【００１７】上記処理容器１１の一側面にはウエハＷの
搬入・搬出用の開口１１ａが設けられており、この開口
１１ａは、図示しないシリンダ等の駆動手段によって駆
動するシャッタ１１ｂによって開閉されるように構成さ
れている。また、処理容器１１の下部側には、スピンチ
ャック１２を回転する回転手段としてのモータ１６が配
設されると共に、スピンチャック１２を昇降する昇降手
段（図示せず）が配設されている。この場合、モータ１
６はサーボモータにて形成され、スピンチャック１２の
回転数を高精度にコントロールできるようになってい
る。なおこの場合、スピンチャック１２は図示しない真
空装置に接続されており、ウエハＷを真空吸着によって
保持し得るように構成されている。一方、処理容器１１
の天井部には空気導入口１１ｃが設けられ、この空気導
入口１１ｃ内にフィルタ１７が配置されており、このフ
ィルタ１７によって清浄化された空気が供給されるよう
に構成されている。
【００１８】また、上記レジスト供給ノズル１４は、供
給管１８を介して図示しないレジスト供給タンクに接続
されており、供給管１８のレジスト供給ノズル１４の近
傍位置にレジスト液の温度を調整するレジスト液温度調
整器１９（塗布液温度調整手段）が取り付けられてい
る。このレジスト液温度調整器１９は、例えば供給管１
８を包囲するジャケット内に温度調整された恒温液を循
環供給する温度調整機構にて形成されている。このよう
に構成されるレジスト供給ノズル１４は、不使用時には
スピンチャック１２の上部側方に待機しており、使用時
にスピンチャック１２の上方に移動して、供給管１８に
介設されるポンプ（図示せず）によってレジスト液がレ
ジスト供給ノズル１４に送られ、スピンチャック１２上
に保持されたウエハＷの表面に塗布（供給）されるよう
になっている。
【００１９】また、上記ウエハ温度調整器１５は、ウエ
ハＷの搬入・搬出口１５ａ及びこの搬入・搬出口１５ａ
を開閉するシャッタ１５ｂを有する容器１５ｃ内に温調
プレート１５ｄを配設してなり、温調プレート１５ｄ上
に載置されるウエハＷを所定温度に温度調整し得るよう
に構成されている。このように構成されるウエハ温度調
整器１５へのウエハＷの搬入、搬出は、搬送部１０に水
平（Ｘ，Ｙ）、垂直（Ｚ）及び水平回転（θ）方向自在
に配設されるウエハ搬送アーム２０を有するウエハ搬送
機構２１によって行われる。このウエハ温度調整器１５
では、レジスト塗布される直前のウエハＷを所定温度に
加熱又は冷却して温調する。
【００２０】一方、上記レジスト塗布装置には、スピン
チャック１２上に保持されたウエハＷ表面に塗布された
レジスト膜の膜厚を検出する膜厚センサ２２（膜厚検出
手段）が設けられており、この膜厚センサ２２によって
検出された検出信号が制御手段例えば中央演算処理装置
２３（以下にＣＰＵという）に送られ、ＣＰＵ２３に予
め記憶された情報と比較演算された制御信号（検出情
報）が、上記レジスト液温度調整器１９，モータ１６及
びウエハ温度調整器１５に送られて、検出されたレジス
ト膜厚に応じてレジスト液の温度調整，スピンチャック
１２の回転数の調整及びウエハＷの温度調整が行えるよ
うに構成されている。ここでは、膜厚センサ２２が塗布
ユニット内に設けられているが、塗布ユニットの外部に
膜厚センサ２２を設けて、ウエハＷ表面に塗布されたレ
ジスト膜の膜厚を検出するようにしてもよい。
【００２１】この場合、ＣＰＵ２３に予め記憶される情
報は、レジスト膜の膜厚及びプロファイルに影響を及ぼ
す主なパラメータすなわちレジスト液温度，振り切り回
転数及びウエハ温度等を故意に変えてレジスト塗布を行
い、そのときのレジスト膜厚測定を、システムに搭載し
た膜厚計で行った結果の各パラメータに対するレジスト
膜厚及びプロファイルをソフト的に処理し、所望のレジ
スト膜厚及びプロファイルが得られるようなパラメータ
の値である。
【００２２】また、膜厚センサ２２によりレジスト膜の
膜厚を測定する時期は、装置の稼働前に、測定用基板
例えばダミーウエハをスピンチャック１２上に保持させ
レジスト供給ノズル１４からレジスト液を塗布（供給）
すると共に、スピンチャック１２を回転させてレジスト
膜を形成した後に測定（検出）するか、１ロット（例
えば２５枚）のウエハＷの塗布処理の終了毎に行うか、
あるいは、各ウエハＷの塗布処理の終了毎に行うな
ど、その測定（検出）時期は任意である。
【００２３】次に、レジスト膜厚の制御動作の一例を図
２及び図３を参照して説明する。まず、ウエハ搬送機構
２１のウエハ搬送アーム２０によってウエハＷをスピン
チャック１２上に搬送して、スピンチャック１２上にウ
エハＷを吸着保持する。次に、スピンチャック１２の上
方に移動するレジスト供給ノズル１４からレジスト液を
塗布（供給）すると共に、モータ１６を駆動してスピン
チャック１２を回転して、ウエハＷ表面にレジスト液を
拡散し、ウエハＷを所定時間及び所定回転数で回転して
レジスト膜を形成する。
【００２４】上記のようにしてレジスト膜を形成した
後、モータ１６を停止し、以下の手順でウエハＷ表面に
形成されたレジスト膜の膜厚を検出し、所定の膜厚及び
膜厚の均一の制御を行う。すなわち、まず、膜厚センサ
２２とスピンチャック１２を相対的に移動しながらウエ
ハＷの任意の複数の箇所（例えば１枚のウエハにおいて
４０箇所）のレジスト膜の膜厚を膜厚センサ２２によっ
て検出する（ステップ）。この検出信号をＣＰＵ２３
に送って、膜厚が所定厚の範囲内か否か、すなわち図３
（ａ）に示すように理想膜厚ａÅの許容上限値及び許容
下限値であるａ1〜ａ2Åの範囲内か、あるいは、ａ1〜
ａ2Åの範囲外かを判断する（ステップ）。そして、
膜厚が所定厚の範囲外である場合は、モータ１６の回転
数を制御して膜厚を許容範囲内に制御する（ステップ
）。例えば、膜厚が所定膜厚より厚い場合（図３
（ａ）のｂÅの場合）には、モータ１６の回転数を速く
して膜厚を薄くし、逆に膜厚が所定厚より薄い場合（図
３（ａ）のｃÅの場合）には、モータ１６の回転数を遅
くして、膜厚を所定範囲内すなわちａ1〜ａ2Åに制御す
る。
【００２５】また、ＣＰＵ２３においてレジスト膜の膜
厚が均一か否か、すなわち図３（ｂ）に示すように、レ
ジスト膜のプロファイルが許容範囲内すなわちａ1〜ａ2
Å内であるか否かの判断がなされる（ステップ）。そ
して、レジスト膜のプロファイルが許容範囲（ａ1〜ａ2
Å）外の場合は、レジスト液の温度調整及び又はウエハ
Ｗの温度調整を行って膜厚を均一にする（ステップ，
）。例えば、ウエハＷの中心部側が厚い場合（図３
（ｂ）のｄÅの場合）には、レジスト液の温度を低くす
るか、ウエハＷの温度を高くして、膜厚を均一にする。
また、ウエハＷの中心部側の膜厚が薄い場合（図３
（ｂ）のｅÅの場合）には、逆にレジスト液の温度を高
くするか、ウエハＷの温度を低くして、膜厚を均一にす
る。
【００２６】以上のような制御動作を行うことにより、
ウエハＷ表面に形成されるレジスト膜の膜厚を許容範囲
ａ1〜ａ2Åにすることができると共に、均一にすること
ができる。
【００２７】なお、上記説明では、膜厚が所定膜厚の範
囲内か否かの判断を行った後、膜厚が均一か否かの判断
を行っているが、順序を逆にしてもよい。すなわち、ま
ず、膜厚が均一か否かの判断を行った後、次に膜厚が所
定の膜厚の範囲内か否かの判断を行うようにしてもよ
い。
【００２８】上記レジスト塗布装置は単独で使用される
他、以下に示すようなレジスト液塗布・現像システムに
組み込まれて使用される。上記レジスト液塗布・現像処
理システムは、図４に示すように、未処理のウエハＷを
収容する第１のカセット３０ａと処理済みのウエハＷを
収容する第２のカセット３０ｂを所定位置に配置し、こ
れらカセット３０ａ及び３０ｂとの間でウエハＷの搬出
又は搬入を行うウエハＷの搬送用ピンセット３１と受渡
し用載置台３２を具備するカセットステーション３３
と、このカセットステーション３３に隣接して配設され
てウエハＷの表面にレジスト膜を形成する塗布処理部４
０と、この塗布処理部４０との間にインター・フェース
部５０を介して配設されて露光処理されたウエハＷを現
像処理する現像処理部６０と、この現像処理部６０との
間にインター・フェース部５０Ａを介して配設されて塗
布処理されたウエハＷのレジスト膜に所定の回路パター
ンを露光する露光装置７０（露光処理部）とで主要部が
構成されている。
【００２９】上記塗布処理部４０と現像処理部６０の中
央部には、それぞれ直線状の搬送路１０ａが敷設されて
おり、この搬送路１０ａを移動可能なウエハ搬送機構２
１が設けられている。このウエハ搬送機構２１は、上述
したように水平面内でＸ，Ｙ方向及び垂直方向（Ｚ方
向）に移動し、かつ回転（θ）自在なウエハ搬送アーム
２０が設けられている。
【００３０】上記塗布処理部４０において、ウエハ搬送
機構２１の搬送路１０ａの側縁に沿う一方の側には、ブ
ラシ洗浄部４１，疎水化処理工程を実行するアドヒージ
ョン部４２ａと冷却部４２ｂとを積み重ねて設けたアド
ヒージョン部／冷却部４２及びベーク部４３（第１の熱
処理部）が一列に隣接して配置されている。また、搬送
路１０ａの他方の側には、ジェット水洗浄部４４とレジ
スト液をスピンコーティングする個数例えば２個のこの
発明のレジスト塗布装置４５が一列に隣接して配置さ
れ、レジスト塗布装置４５とベーク部４３とが搬送路１
０ａを介して対向配置されている。このように搬送路１
０ａを介してベーク部４３とレジスト塗布装置４５とを
離した状態で対向配置することにより、ベーク部４３の
熱がレジスト塗布装置４５に伝わるのを防止することが
でき、レジスト塗布処理に際して熱的影響を受けるのを
防止することができる。
【００３１】一方、上記現像処理部６０において、ウエ
ハ搬送機構２１の搬送路１０ａの側縁に沿う一方の側に
は、露光後のレジスト膜を化学増感するための２個のベ
ーク部６１（第２の熱処理部）が一列に隣接して配置さ
れている。また、搬送路１０ａの他方の側には、ベーク
部６１と対向して個数例えば２個の現像部６２例えば現
像液を回転塗布する現像処理部が隣接して配置されてい
る。このように、ベーク部６１と現像部６２とを搬送路
１０ａを介して離した状態で対向配置することにより、
ベーク部６１の熱が現像部６２に伝わるのを防止するこ
とができ、現像処理に際して熱的影響を受けるのを防止
することができる。
【００３２】次に、上記のように構成されるレジスト液
塗布・現像処理システムにおけるウエハＷの処理工程に
ついて、図４を参照して説明する。
【００３３】まず、カセットステーション３３に配置さ
れた未処理のウエハＷを搬送用ピンセット３１によって
カセット３０ａから受け取って受渡し用載置台３２に搬
送し、ウエハＷの中心位置合わせを行う。次に、ブラシ
洗浄部４１に搬送してブラシ洗浄を行い、ジェット水洗
浄部４４に搬送してジェット水洗浄を行った後、アドヒ
ージョン部４２ａに搬送して加熱しつつウエハＷとレジ
ストとの密着性を改善するための疎水化処理を施す。
【００３４】疎水化処理されたウエハＷは冷却部４２ｂ
にて冷却された後、ウエハ搬送アーム２０によってウエ
ハ温度調整器１５に搬送されて所定温度例えば２３℃に
温度調整され、その後、ウエハ搬送アーム２０によって
レジスト塗布装置４５の処理容器１１内に搬送され、ウ
エハ搬送アーム２０が後退してシャッタ１１ｂが閉じ、
スピンチャック１２の上方にレジスト供給ノズル１４が
移動し、表面にレジスト液の塗布（供給）が施されると
共に、スピンチャック１２及びウエハＷが回転して、ウ
エハＷ表面にレジスト液が拡散されてレジスト膜が形成
される。
【００３５】なお、ウエハＷの裏面に付着するレジスト
液を除去するために、裏面洗浄用供給ノズル（図示せ
ず）からウエハＷの裏面に向かって洗浄液例えばシンナ
ーが所定時間吐出される。その後、ウエハＷは再び高速
回転されてシンナーが振り切られてレジスト塗布工程が
完了する。
【００３６】上記塗布処理が施されたウエハＷは、イン
ター・フェース部５０の受渡し用載置台５１に搬送され
て現像処理部６０のウエハ搬送アーム２０に受け取られ
てインター・フェース部５０Ａの載置台５１Ａに搬送さ
れて位置合わせされた後、露光装置に搬送されて露光処
理が施される。そして、露光処理されたウエハＷはイン
ター・フェース部５０Ａを介してウエハ搬送アーム２０
によって現像処理部６０のベーク部６１に搬送されてベ
ークされた後、現像部６２に搬送されて現像処理が施さ
れる。このようにして現像処理されたウエハＷは再びベ
ーク部６１に搬送されてポストベークされてパターン強
度が強化される。
【００３７】上記のようにして現像が施されたウエハＷ
は、カセットステーション３３の受渡し用載置台３２に
搬送された後、搬送用ピンセット３１によって受け取ら
れて処理済みのウエハＷを収容するカセット３０ｂに搬
送されて処理が完了する。
【００３８】上記半導体ウエハの塗布・現像システムに
おいて、レジスト膜の膜厚を所定厚にすると共に、均一
にするには、上述したように、 半導体ウエハの塗布・現像システムの稼働前に、測定
用基板例えばダミーウエハをスピンチャック１２上に保
持させレジスト供給ノズル１４からレジスト液を塗布
（供給）すると共に、スピンチャック１２を回転させて
レジスト膜を形成した後に膜厚を検出するか、 １ロット（例えば２５枚）のウエハＷの塗布・現像処
理が終了した後、同様に例えばダミーウエハを用いてレ
ジスト膜を形成した後に膜厚を検出するか、 各ウエハＷの塗布処理が終了した後、そのウエハＷに
形成されたレジスト膜の膜厚を検出する、などの方法が
採用される。
【００３９】この場合、レジスト膜の膜厚の検出を、レ
ジスト膜が形成された後、例えばベーク部４３で加熱さ
れてレジスト液中の溶剤を蒸発した後、冷却された状態
の下で行う方が望ましい。その理由は、レジスト液中の
溶剤が蒸発により除去されるので、レジスト膜の膜厚が
安定し、正確な膜厚を測定（検出）することができるか
らである。したがって、膜厚センサ２２をレジスト塗布
装置４５の外部側例えばウエハ搬送アーム２０に配設し
て、レジスト膜の膜厚を検出する方がよい。
【００４０】また、上述したのように塗布・現像シス
テムの稼働前に、測定用基板例えばダミーウエハにレジ
スト膜を形成し、そのレジスト膜の膜厚を検出する場合
には、膜厚が検出されたダミーウエハのレジスト膜を剥
離（除去）して再利用する方が好ましい。すなわち、図
５に示すように、例えばカップ洗浄治具のようにダミー
ウエハステージから膜厚チェック用のダミーウエハをピ
ックアップし、そのダミーウエハを所定温度に冷却した
後、上述したようにスピンチャック上に保持してレジス
ト供給ノズルからレジスト液を供給してレジスト膜を形
成する。その後、レジスト膜が形成されたダミーウエハ
をベーク部４３で加熱してレジスト膜中の溶剤を蒸発し
た後、冷却して膜厚センサ２２にて膜厚を検出する。膜
厚センサ２２にて検出され検出信号は上述したようにＣ
ＰＵ２３に伝達され、ＣＰＵ２３からの検出情報がウエ
ハＷの塗布処理にフィードバックされる。一方、膜厚が
検出されたダミーウエハはレジストが剥離（除去）され
た後、ダミーウエハステージに返却される。ダミーウエ
ハステージに返却されたダミーウエハは、次のサンプル
用として再度使用することができるので、ダミーウエハ
の有効利用が図れると共に、ウエハＷの無駄を無くすこ
とができる。
【００４１】上記ダミーウエハに形成されたレジスト膜
を除去するには、ダミーウエハをレジスト塗布装置４５
に搬送して行う方が好適である。その理由は、レジスト
塗布装置４５にはレジストの溶剤であるシンナの供給系
が備えられているため、そのシンナ供給系を利用するこ
とができるからである。この場合、図６に示すように、
レジスト塗布装置４５の処理容器１１内に配設されるレ
ジスト膜除去手段であるシンナ供給ノズル２４からスピ
ンチャック１２上に保持されるダミーウエハＷｄの表面
に向かってシンナを供給すると共に、ダミーウエハＷｄ
を回転して行う。上記シンナ供給ノズル２４は供給管２
５を介して図示しないシンナ供給タンクに接続されてお
り、また、スピンチャック１２の上方位置とスピンチャ
ック側方の待機位置とに移動可能に配設されている。ま
た、シンナ供給ノズル２４の移動及びシンナの供給する
タイミングはＣＰＵ２３からの信号に基づいて行われる
ように構成されている。なお、図６において、その他の
部分は上記実施形態の図１に示した部分と同じであるの
で、同一部分には同一符号を付して、その説明は省略す
る。
【００４２】一方、上記各ウエハＷの塗布処理毎にレ
ジスト膜の膜厚を検出する方法は、図７に示すように、
１枚目のウエハＷをカセットステーションから取り出
し、ブラシ／ジェット水洗浄、次いでアドヒージョン部
４２ａで疎水化処理を行い、冷却部４２ｂで冷却した
後、上述したようにウエハＷにレジスト液を供給してレ
ジスト膜を形成し、膜厚センサ２２で膜厚を検出する。
そして、その検出信号は、ＣＰＵ２３に伝達されて予め
記憶された情報（モータの回転数等）と比較演算処理さ
れて、その制御情報に基づいて２枚目のウエハＷのレジ
スト塗布処理が制御される。また、２枚目のウエハＷの
レジスト塗布後にも同様に膜厚センサ２２で膜厚を測定
し、その検出信号をＣＰＵに送って以後すなわち３枚目
のウエハＷのレジスト塗布処理を制御し、順次以後のウ
エハＷのレジスト塗布処理を制御する。なお、膜厚セン
サ２２によって検出された検出値が予め記憶された適正
範囲以外の場合、例えば膜厚センサ２２の故障等の場合
には、その旨を表示する手段例えばランプあるいはブザ
ー等でオペレータに知らせると共に、装置の駆動を停止
させるなどのプログラムをＣＰＵ２３に組み込んでおく
方が好ましい。
【００４３】上記のように、各ウエハＷのレジスト塗布
後にレジスト膜の膜厚を検出し、その検出情報に基づい
て以後のウエハＷのレジスト塗布を順次制御することに
より、更に高精度な膜厚均一化を図ることができる。
【００４４】なお、上記実施形態では、この発明に係る
処理装置を半導体ウエハの塗布・現像処理システムに適
用した場合について説明したが、半導体ウエハ以外のＬ
ＣＤ基板等の被処理体にレジスト液を塗布し、露光及び
現像処理する場合にも適用できることは勿論である。
【００４５】
【実施例】次に、上記膜厚制御による効果を調べるため
に以下のような条件の下で実験を行ったところ、表１に
示すような結果が得られた。
【００４６】★実験条件 実施例１：外部環境温度を故意に２２℃から２４℃に
変更（雰囲気温湿調器が無い場合を想定） 実施例２：外部環境温度を故意に２４℃から２２℃に
変更（雰囲気温湿調器が無い場合を想定） 実施例３：外部環境湿度を故意に４０％から３５％に
変更（雰囲気温湿調器が無い場合を想定） 実施例４：外部環境湿度を故意に３５％から４０％に
変更（雰囲気温湿調器が無い場合を想定） 上記実験条件の実施例〜において、２５枚ずつレジ
スト塗布し、上述したレジスト温度調整，ウエハＷの振
り切り回転数及びウエハＷの温度調整を行ったところ、
表１に示すような結果が得られた。
【００４７】
【表１】
【００４８】上記実験の結果、実施例〜はいずれも
膜厚調整しない従来の場合に予想される値（２５枚塗布
の場合の膜厚レンジで１００Å程度）に比較して半分程
度に低減できており、かつ絶対値としても良好な値を示
していることが判った。したがって、雰囲気温湿調器を
用いずにレジスト膜厚を所定厚にすることができると共
に、均一にすることができる。
【００４９】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、以下のような優れた効果が得られる。
【００５０】１）請求項１，７記載の発明によれば、膜
厚検出手段により被処理体表面に形成された塗布膜の膜
厚を検出し、その検出情報に基づいて塗布液の温度、被
処理体の回転数及び被処理体の温度を制御することによ
り、塗布膜の膜厚を所定の厚さに制御することができる
と共に、均一にすることができる。したがって、雰囲気
温湿調装置を用いずに塗布膜の膜厚制御が可能となり、
装置の小型化を図ることができる。
【００５１】２）請求項４，８記載の発明によれば、膜
厚検出手段により測定用基板表面に形成された塗布膜の
膜厚を検出し、その検出情報に基づいて塗布液の温度、
被処理体の回転数及び被処理体の温度を制御することが
できるので、上記１）に加えて測定用基板の有効利用が
図れると共に、被処理体の無駄を省くことができ、材料
の削減を図ることができる。
【００５２】３）請求項６記載の発明によれば、測定用
基板に形成された塗布膜を膜厚検出後、除去して、この
測定用基板を再度膜厚検出に供せるようにすることによ
り、上記２）に加えて更に測定用基板の有効利用が図れ
ると共に、被処理体の無駄を省き、材料の削減を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の塗布膜形成装置の一例を示す概略断
面図である。
【図２】この発明の塗布膜形成方法における膜厚制御の
手順を示すフローチャートである。
【図３】レジスト膜厚とウエハ直径との関係を示すグラ
フである。
【図４】この発明の塗布膜形成装置を具備する半導体ウ
エハのレジスト液塗布・現像システムの一例を示す概略
平面図である。
【図５】この発明における測定用基板を用いて塗布膜の
膜厚を測定する場合の工程を示すブロック図である。
【図６】この発明の塗布膜形成装置の別の実施例を示す
概略断面図である。
【図７】この発明の各被処理体毎の塗布膜の膜厚を検出
する場合の工程を示すブロック図である。
【図８】従来の塗布膜形成装置を示す概略断面図であ
る。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） Ｗｄ ダミーウエハ（測定用基板） １２ スピンチャック １４ レジスト供給ノズル（塗布液供給ノズル） １５ ウエハ温度調整器（被処理体温度調整手段） １６ モータ（回転手段） １９ レジスト液温度調整器（塗布液温度調整手段） ２２ 膜厚センサ（膜厚検出手段） ２３ ＣＰＵ（制御手段） ２４ シンナ供給ノズル（塗布膜除去手段）

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被処理体の表面に塗布液を供給すると共
    に、被処理体を回転させて、被処理体表面に塗布膜を形
    成する塗布膜形成方法において、 上記被処理体表面に形成された塗布膜の膜厚を検出し、
    その検出情報に基づいて上記塗布液の温度、上記被処理
    体の回転数及び上記被処理体の温度を制御する、ことを
    特徴とする塗布膜形成方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の塗布膜形成方法におい
    て、 上記被処理体表面に形成された塗布膜の膜厚検出時期
    を、塗布処理後、冷却された後に行うようにする、こと
    を特徴とする塗布膜形成方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の塗布膜形成方法におい
    て、 各被処理体表面に形成された塗布膜の膜厚を検出し、そ
    の検出情報に基づいて以後の被処理体の塗布膜の膜厚を
    順次制御する、ことを特徴とする塗布膜形成方法。
  4. 【請求項４】 被処理体の表面に塗布液を供給すると共
    に、被処理体を回転させて、被処理体表面に塗布膜を形
    成する塗布膜形成方法において、 測定用基板に上記被処理体と同様に塗布液を供給して塗
    布膜を形成し、形成された塗布膜の膜厚を検出し、その
    検出情報に基づいて上記被処理体に供給される塗布液の
    温度、上記被処理体の回転数及び上記被処理体の温度を
    制御する、ことを特徴とする塗布膜形成方法。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の塗布膜形成方法におい
    て、 上記測定用基板に形成された塗布膜の膜厚検出時期を、
    塗布処理後、冷却された後に行うようにする、ことを特
    徴とする塗布膜形成方法。
  6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の塗布膜形成方法に
    おいて、 上記測定用基板に形成された塗布膜を膜厚検出後、除去
    して、この測定用基板を再度膜厚検出に供せるようにす
    る、ことを特徴とする塗布膜形成方法。
  7. 【請求項７】 被処理体の表面に塗布液を供給すると共
    に、被処理体を回転させて、被処理体表面に塗布膜を形
    成する塗布膜形成装置において、 上記被処理体の表面に形成される塗布膜の膜厚を検出す
    る膜厚検出手段と、 上記塗布液の温度を調整する塗布液温度調整手段と、 上記被処理体の温度を調整する被処理体温度調整手段
    と、 上記膜厚検出手段からの検出信号に基づいて上記塗布液
    温度調整手段、被処理体の回転手段及び被処理体温度調
    整手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴と
    する塗布膜形成装置。
  8. 【請求項８】 被処理体を回転可能に保持する保持手段
    と、上記被処理体の表面に塗布液を供給する塗布液供給
    手段とを具備する塗布膜形成装置において、 上記保持手段にて保持される測定用基板の表面に、上記
    塗布液供給手段から塗布液を供給可能に形成し、 上記測定用基板の表面に形成された塗布膜の膜厚を検出
    する膜厚検出手段と、 上記塗布液の温度を調整する塗布液温度調整手段と、 上記被処理体の温度を調整する被処理体温度調整手段
    と、 上記膜厚検出手段からの検出信号に基づいて上記塗布液
    温度調整手段、被処理体の回転手段及び被処理体温度調
    整手段を制御する制御手段と、 上記測定用基板表面に形成された塗布膜を除去する塗布
    膜除去手段と、を具備することを特徴とする塗布膜形成
    装置。
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