KR20070043655A - 레지스트 도포 방법 , 레지스트 도포 장치 및 컴퓨터독취가능한 기억 매체 - Google Patents

레지스트 도포 방법 , 레지스트 도포 장치 및 컴퓨터독취가능한 기억 매체 Download PDF

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동경 엘렉트론 주식회사
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Abstract

본 발명은 레지스트 도포방법, 레지스트 도포장치 및 컴퓨터 독취가능한 기억 매체에 관한 것으로서, 레지스트 도포 방법은 피처리 기판을 제1의 회전 속도로 회전시키면서 피처리 기판의 대략 중앙에 레지스트액이 공급한 후, 피처리 기판의 회전 속도를 제1의 회전 속도보다 늦은 제2의 회전 속도 또는 회전 정지까지 감속함과 동시에, 그 감속 과정에서 감속도를 제2의 회전 속도 또는 회전 정지에 가까워지는 만큼 작게 해 나가고 다음에 피처리 기판의 회전 속도를 제2의 회전 속도보다 빠른 제3의 회전 속도까지 가속해 잔여의 레지스트액을 분사한다.

Description

레지스트 도포 방법 , 레지스트 도포 장치 및 컴퓨터 독취가능한 기억 매체{RESIST COATING METHOD, RESIST COATING APPARATUS AND A COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM}
도 1은 레지스트 도포 장치의 전체 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 레지스트 도포 장치의 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 레지스트 도포 장치의 제어계의 구성을 나타내는 도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 레지스트 도포 장치의 회전 제어의 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 5A 및 도 5B는 비교 방법의 회전 제어의 설명에 제공하는 도면이고, 도 5C는 본 발명 방법의 회전 제어의 설명에 제공하는 도이다.
도 6은 도 4의 타이밍 차트의 주요부 확대도이다.
도 7은 도 1에 나타낸 레지스트 도포 장치에 있어서의 회전 제어의 다른 실시 형태를 나타내는 타이밍 챠트이다.
도 8은, 도 7의 타이밍 차트의 주요부 확대도이다.
**주요부위를 나타내는 도면부호의 설명****
1 레지스트 도포 처리 유니트 (COT)
2 스핀척
3 구동 모터 (회전 구동 수단)
10 레지스트 노즐
17 용제 노즐
20 제어부
W 반도체 웨이퍼(피처리 기판)
본 발명은, 반도체 웨이퍼등의 피처리 기판에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포 방법 및 레지스트 도포 장치에 관한다.
예를 들면 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서의 포트리소그라피정도 에 있어서는, 반도체 웨이퍼의 표면에 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리와 레지스트 도포 후의 웨이퍼에 대해서 노광 처리를 실시한 후에 상기 웨이퍼를 현상하는 현상 처리가 행해지고 있다. 이 레지스트 도포 처리에 있어서는 웨이퍼 표면에 레지스트액을 균일하게 도포하기 위한 방법으로서 스핀 코팅법등이 다용되고 있다.
이 스핀 코팅법은 스핀척에 진공 흡착에 의해 웨이퍼를 고정 보지한 상태로 회전 구동 수단에 의해 스핀척과 함께 웨이퍼를 회전시켜, 웨이퍼의 윗쪽에 배치된 레지스트 노즐로부터 웨이퍼 표면의 중앙에 레지스트액을 적하한다. 적하된 레 지스트액은, 원심력에 의해 웨이퍼의 지름 방향 외력으로 향해 퍼지고, 그 후 레지스트액의 적하는 정지하지만, 회전 속도를 떨어뜨리면서 회전을 계속해 웨이퍼의 표면에 퍼진 레지스트액의 분사 건조를 실시하고 있다.
그런데, 최근에는, 제조 코스트의 삭감등의 이유에 의해 레지스트 소비량을 줄이는 것 즉, 웨이퍼에 대한 레지스트액의 적하량을 줄이는 것이 요망되고 있다. 웨이퍼로의 레지스트액의 적하량이 비교적 많은 경우에는 도포한 막의 막두께 조정은 용이하고, 막두께를 균일하게 할 수가 있다. 그러나, 웨이퍼로의 레지스트액의 적하량을 줄였을 경우, 종래의 스핀 코팅법에서는 웨이퍼 전면에 레지스트액을 도포할 수가 있다고 해도, 도포한 막의 막두께의 조정이 어렵고, 막두께를 균일하게 하는 것이 곤란했다. 구체적으로는 웨이퍼로의 레지스트액의 적하량이 적은 경우에는 적하한 레지스트액이 웨이퍼의 지름 방향 바깥쪽에 충분히 퍼지기전에 레지스트액의 건조가 빠르게 진행하기 때문에, 도포한 막의 막두께 분포, 웨이퍼의 외주부가 중앙부에 비해 얇아진다고 하는 문제가 있고 막두께의 조정이 어렵고 균일하고 또한 소정의 막두께로 하는 것이 곤란했다.
이 때문에, 레지스트액의 적하량을 적게한 경우라도 도포한 막의 막두께를 균일한 두께로 조정할 수 있는 방법으로서 일본국 특개평11-260717호 공보에서는, 피처리 기판을 제1의 회전 속도로 회전시키면서 피처리 기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하고 레지스트액을 피처리 기판의 지름 방향 바깥쪽에 펼치면서 도포하는 공정과 레지스트액의 공급 정지 후, 피처리 기판의 회전 속도를 제1의 회전 속도보다 늦은 제2의 회전 속도로 감속하고 막두께를 정돈하는 공정과 피처리 기판 의 회전 속도를, 제2의 회전 속도보다 빠른 제3의 회전 속도까지 가속해 잔여의 레지스트액을 분사하는 공정을 실시하는 레지스트 도포 방법이 제안되고 있다. 상기 일본국 특개평11-260717호 공보의 방법은 레지스트액의 공급량을 꽤 줄여도, 레지스트막의 두께를 피처리 기판 전역에 걸쳐서 균일하게 할 수가 있는 뛰어난 방법이다. 그렇지만, 최근에는 감축 레지스트화의 요망이 종래부터 증가하여 강해지고 있어 비록 1/10 mL단위의 얼마 안되는 양에서도 레지스트 공급량을 삭감하는 것이 요구되도록 되어 있다. 그런데 상기 일본 특개평11-260717호 공보의 방법에서는, 제1의 회전 속도로부터 제2의 회전 속도로 급격한 감속을 실시함으로부터, 그 때의 충격으로 웨이퍼 표면에 퍼지고 있는 레지스트액이 웨이퍼의 외주측으로부터 내측으로 되돌려지는 현상이 발생하고 얼마 안되는 양이면서 (예를 들면 0.1 mL정도) 레지스트 공급량을 증가시키는 원인이 되고 있었다. 즉, 일본 특개평11-260717호공보의 방법은 도포 막두께의 균일화를 실현하기 때문에서 극소량이지만 여분의 레지스트액의 공급을 허용하는 방법이고, 감축 레지스트화라고 하는 관점으로부터 하면 개선의 여지가 남아 있었다.
본 발명은, 도포 막두께의 균일화를 꾀하면서, 레지스트 공급량을 극력 삭감하는 것이 가능한 레지스트 도포 방법 및 레지스트 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1의 관점은 피처리 기판을 제1의 회전 속도로 회전시키면서 피처리 기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하는 공정과,
레지스트액의 공급을 정지한 후, 피처리 기판의 회전 속도를 상기 제1의 회전 속도보다 늦은 제2의 회전 속도 또는 회전 정지까지 감속함과 동시에, 그 감속 과정에서 감속도를 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지에 가까워질 만큼 작게 해 나가는 감속 공정과,
피처리 기판의 회전 속도를 상기 제2의 회전 속도보다 빠른 제3의 회전 속도까지 가속해 잔여의 레지스트액을 분사하는 공정과을 구비하는, 레지스트 도포 방법을 제공한다.
또, 본 발명의 제2의 관점은 회전하는 피처리 기판에 레지스트액을 공급해 도포하는 레지스트 도포 장치로서,
피처리 기판을 보지하는 기판 보지 부재와,
상기 기판 보지 부재를 속도 가변으로 회전시키는 회전 수단과,
상기 기판 보지 부재에 보지된 피처리 기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하는 레지스트액노즐과,
피처리 기판을 보지한 상기 기판 보지 부재를 제1의 회전 속도로 회전시키면서 레지스트액의 공급을 개시시키고, 레지스트액의 공급 정지 후에, 상기 기판 보지 부재의 회전 속도를 상기 제1의 회전 속도보다 늦은 제2의 회전 속도 또는 회전 정지까지 감속시키고 그 후, 상기 기판 보지 부재의 회전 속도를 상기 제2의 회전 속도보다 빠른 제3의 회전 속도까지 가속시키고 잔여의 레지스트액을 분사하도록 상기 기판 보지 부재의 회전을 제어함과 동시에, 상기 제1의 회전 속도로부터 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지로의 감속도가, 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지에 가까워질수록 작아지도록 상기 기판 보지 부재의 회전 속도를 제어하는 제어 수단을 구비하는 레지스트 도포 장치를 제공한다.
또, 본 발명의 제3의 관점은 컴퓨터상에서 동작하는 제어 프로그램이 기억된 컴퓨터 독취가능한 기억 매체로서 상기 제어 프로그램은 실행시에,
피처리 기판을 제1의 회전 속도로 회전시키면서 피처리 기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하는 공정과,
레지스트액의 공급을 정지한 후, 피처리 기판의 회전 속도를 상기 제1의 회전 속도보다 늦은 제2의 회전 속도 또는 회전 정지까지 감속함과 동시에, 그 감속 과정에서 감속도를 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지에 가까워지는 만큼 작게 해 나가는 감속 공정과,
피처리 기판의 회전 속도를 상기 제2의 회전 속도보다 빠른 제3의 회전 속도까지 가속해 잔여의 레지스트액을 분사하는 공정을 구비하는 레지스트 도포 방법이 행해지도록 레지스트 도포 장치를 제어하는 것인 컴퓨터 독취가능한 기억 매체를 제공한다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 형태에 대해서 설명한다. 도 1 및 도 2는, 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 레지스트 도포 처리 유니트 (COT,1) 전체 구성을 나타내는 대략 단면도 및 대략 평면도이다. 이 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)의 중앙부에는 고리형상의 컵 (CP)가 배치되고 컵 (CP)의 내측에는 스핀척 (2)가 배치되고 있다. 스핀척 (2)는 진공 흡착에 의해 반도체 웨 이퍼 (W, 이하 「웨이퍼」라고 한다)를 고정 보지한 상태로 구동 모터 (3)에 의해 회전 구동된다.
구동 모터 (3)은 유니트 바닥판 (4)에 설치된 개구 (4a)에 승강 이동 가능하게 배치되고 예를 들어 알루미늄으로부터 이루어지는 갭 형상의 플랜지 부재 (5)를 개재하여 예를들면 에어 실린더로부터 이루어지는 승강 구동 수단 (6) 및 승강 가이드 수단 (7)과 결합되고 있다. 구동 모터 (3)의 측면에는 예를 들어 스텐레스강 (SUS)로부터 이루어지는 통형상의 냉각 쟈켓 (8)이 장착되고 플랜지 부재 (5)는 이 냉각 쟈켓 (8)의 상반부를 덮도록 장착되고 있다.
레지스트 도포시 플랜지 부재 (5)의 하단 (5a)는 개구 (4a)의 외주 부근에서 유니트 바닥판 (4)에 밀착해, 이것에 의해 유니트 내부가 밀폐된다. 스핀척 (2)와 도시하지 않는 웨이퍼 반송 기구의 보지 부재 (9)의 사이에 웨이퍼 (W)의 수수를 할 때는 승강 구동 수단 (6)이 구동 모터 (3)내지 스핀척 (2)를 윗쪽으로 들어 올리는 것으로 플랜지 부재 (5)의 하단이 유니트 바닥판 (4)로부터 뜨게 되어 있다.
웨이퍼 (W)의 표면에 레지스트액을 공급하기 위한 레지스트 노즐 (10)은 레지스트 공급관 (11)을 개재하여 레지스트 공급부(후술 한다)에 접속되고 있다. 이 레지스트 노즐 (10)은 레지스트 노즐 스캔 아암 (12)의 선단부에 노즐 보지체 (13)을 개재하여 착탈 가능하게 장착되고 있다. 이 레지스트 노즐 스캔 아암 (12)는 유니트 바닥판 (4) 위에 한방향 (Y방향)으로 부설된 가이드 레일 (14)상에서 수평 이동 가능한 수직 지지 부재 (15)의 상단부에 장착되고 있어 도시하지 않는 Y방향 구동 기구에 의해 수직 지지 부재 (15)와 일체로 Y방향으로 이동하게 되어 있 다.
또, 레지스트 노즐 스캔 아암 (12)는 레지스트 노즐 대기부 (16)으로 레지스트 노즐 (10)을 선택적으로 장착하기 위해서 도시하지 않는 X방향 구동 기구에 의해 Y방향과 직각인 X방향에도 이동 가능하다.
또한 레지스트 노즐 대기부 (16)으로 레지스트 노즐 (10)의 토출구가 용매 환경실의 개구 (16a)에 삽입되고 안에서 용매의 환경에 노출되는 것으로 노즐 선단의 레지스트액이 고체화 또는 열화 하지 않게 되어 있다. 또, 복수 라인의 레지스트 노즐 (10)이 설치되어 예를 들면 레지스트액의 종류에 따라 그러한 노즐이 나누어 사용할 수 있게 되어 있다.
또, 레지스트 노즐 스캔 아암 (12)의 선단부 (노즐 보지체 (13)에는 웨이퍼 표면으로의 레지스트액의 공급에 앞서 웨이퍼 표면을 적시기 위한 용제 예를 들면 시너를 웨이퍼 표면에 공급하는 용제 노즐 (17)이 장착되고 있다. 이 용제 노즐 (17)은 도시하지 않는 용제 공급관을 개재하여 용제 공급부 (후술 한다)에 접속되고 있다. 용제 노즐 (17)과 레지스트 노즐 (10)은 레지스트 노즐 스캔 아암 (12)의 Y이동 방향을 따르는 직선상에 각각의 토출구가 위치 하도록 장착되고 있다.
또한 가이드 레일 (14)상에는 레지스트 노즐 스캔 아암 (12)를 지지하는 수직 지지 부재 (15)뿐만이 아니고 린스 노즐 스캔 아암 (18)을 지지해 Y방향으로 이동 가능한 수직 지지 부재(도시하지 않음)도 설치되고 있다. 이 린스 노즐 스캔 아암 (18)의 선단부에는 사이드 린스용의 린스 노즐 (19)가 장착되고 있다. Y방 향 구동 기구(도시하지 않음)에 의해 린스 노즐 스캔 아암 (18) 및 린스 노즐 (19)는 컵 (CP)의 측쪽으로 설정된 린스 노즐 대기 위치(실선의 위치)와 스핀척 (2)에 설치되어 있는 웨이퍼 (W)의 주변부의 바로 위로 설정된 린스액토출 위치(2점쇄선의 위치)와의 사이에 병진 또는 직선 이동하도록 되어 있다.
또한 웨이퍼 (W)의 상부에는 고집진 필터 (41)이 배치되고 있다. 그리고, 온도·습도 조절기 (42)에서 온도 및 습도가 조절된 공기는 고집진 필터 (41)을 통과함으로써 제진되어 깨끗한 공기가 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)내에 공급된다. 또한 공기 대신에 예를 들면 레지스트용 용제를 포함한 기체를 도입할 수도 있다.
도 3은 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)의 제어계의 구성을 나타내는 도이다. 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)의 각 구성부는 제어부 (20)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다.
제어부 (20)은 CPU를 구비한 프로세스 컨트롤러 (21)과 유우져 인터페이스 (22)와 기억부 (23)을 갖추고 있다. 프로세스 컨트롤러 (21)에 접속된 유우져 인터페이스 (22)는 공정관리자가 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)을 관리하기 위하여 커멘드의 입력 조작등을 실시하는 키보드나, 레지스트 도포 처리 유니트(COT, 1)의 가동 상황을 가시화해 표시하는 디스플레이등으로 구성된다. 프로세스 컨트롤러 (21)에 접속된 기억부 (23)은 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)로 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러 (21)의 제어에서 실현하기 위한 제어 프로그램 (소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피를 격납하고 있다.
그리고 필요에 따라서 유우져 인터페이스 (22)로부터의 지시등에서 임의의 레시피를 기억부 (23)으로부터 호출해 프로세스 컨트롤러 (21)에 실행시키는 것으로 프로세스 컨트롤러 (21)의 제어하에서 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)에서의 원하는 처리를 한다. 예를 들면, 제어부 (20)은 구동 모터 (3)의 구동을 제어하는 외에 레지스트 공급부 (31)이나 용제 공급부 (32)등을 제어한다. 구체적으로는 제어부 (20)은 구동 모터 (3)의 회전 속도를 서서히 감소시키도록 제어한다. 또, 제어부 (20)은 레지스트 공급부 (31)로부터 레지스트 노즐 (10)로의 레지스트액의 공급이나 용제 공급부 (32)로부터 용제 노즐 (17)로의 용제, 예를 들면 시너의 공급 타이밍이나 공급량 등을 제어하고 있다.
또, 상기 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체, 예를 들면CD-ROM, 하드 디스크, 플렉시블 디스크, 플래쉬 메모리 등에 격납된 상태의 것을 이용하거나 혹은, 다른 장치로부터, 예를 들면 전용회선을 개재하여 수시 전송시켜 온라인으로 이용하거나 하는 것도 가능하다.
다음에 이와 같이 구성된 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1l)에 있어서의 레지스트 도포의 동작을 설명한다.
도시하지 않는 웨이퍼 반송 기구의 보지 부재 (9)에 의해 레지스트 도포 처리 유니트(COT, 1)내의 컵 (CP)의 바로 위까지 웨이퍼 (W)가 반송되면, 그 웨이퍼 (W)는 예를 들면 에어 실린더로부터 이루어지는 승강 구동 수단 (6) 및 승강 가이드 수단 (7)에 의해 상승해 온 스핀척 (2)에 의해 진공 흡착된다. 웨이퍼 반송 기구는 웨이퍼 (W)를 스핀척 (2)에 진공 흡착하게 한 후 보지 부재 (9)를 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)내로부터 되돌려 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)로의 웨이퍼 (W)의 수수를 끝낸다.
그 다음에, 스핀척 (2)를 웨이퍼 (W)가 컵 (CP)내의 정위치가 될 때까지 하강시킨다. 다음에 구동 모터 (3)에 의해 스핀척 (2)의 회전 구동이 개시된다. 그 후, 레지스트 노즐 대기부 (16)으로부터의 노즐 보지체 (13)의 이동이 개시된다. 이 노즐 보지체 (13)의 이동은 Y방향을 따라 행해진다.
용제 노즐 (17)의 토출구가 스핀척 (2)의 중심(웨이퍼 (W)의 중심) 상에 도달한 시점에서 용제, 예를 들면 시너를 회전하는 웨이퍼 (W)의 표면에 공급한다. 웨이퍼 표면에 공급된 용제는 원심력에 의해 웨이퍼 중심으로부터 그 주위 전역에 얼룩 없이 퍼진다.
이어서 노즐 보지체 (13)은 레지스트 노즐 (10)의 토출구가 스핀척 (2)의 중심(웨이퍼 (W)의 중심) 상에 도달할 때까지 Y방향으로 이동한다. 그리고, 레지스트 노즐 (10)의 토출구로부터 레지스트액이 회전하는 웨이퍼 (W)의 표면의 중심으로 적하되고 웨이퍼 표면으로의 레지스트 도포를 한다.
본 실시의 형태에서는 제어부 (20)에 의해 웨이퍼 (W)의 회전 속도(즉, 구동 모터 (3)의 회전수)를 제어해, 예를 들면 도 4의 타이밍 차트에도 나타나는 바와 같이, 이하의 공정 a~공정 c를 실시한다.
공정 a:
웨이퍼 (W)를 제1의 회전 속도 (R₁)로 회전시키면서 레지스트 노즐 (10)으로부터 웨이퍼 (W)의 대략 중앙에 레지스트액을 적하하여 웨이퍼 (W)의 지름 방향 바깥쪽에 펼치면서 도포한다. 이 때의 레지스트 토출 시간을 T₁로 한다.
공정 b:
그 다음에, 레지스트액의 적하 종료후 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 제1의 회전·속도 (R₁)보다 늦은 제2의 회전 속도 (R₂)로 서서히 감속해 나간다. 그 때에 제2의 회전 속도 (R₂)에 가까워지는 만큼 감속도가 작아지도록 제어한다.
공정 c:
그 후, 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 제2의 회전 속도 (R₂)보다 빠른 제3의 회전 속도 (R₃)까지 가속해 잔여의 레지스트액을 분사한다.
공정 a는 웨이퍼 (W)를 회전시키면서 레지스트를 웨이퍼 (W)의 중앙 부근에 공급해 도포를 실시하는 이른바 다이내믹 도포이다. 이 공정 a에서는 웨이퍼 (W)를 회전시키면서 레지스트를 도포함으로써, 지극히 적은 레지스트량으로 웨이퍼 (W) 표면에 얼룩 없게 레지스트막을 형성하는 것이 가능하게 된다.
공정 b에서는 레지스트액의 적하 종료후 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 제1의 회전 속도 (R₁)보다 늦은 제2의 회전 속도 (R₂)에 서서히 감속해 나간다. 이 때, 도 4에 예시하는 바와 같은 감속시의 회전 속도와 시간의 상관 관계를 나타내는 차트에 있어서 회전 속도의 감소가 약간 아래로 요철의 곡선적으로 추이하도록, 회전 속도를 점차 감소시켜 간다. 즉, 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)에 감속할 때의 감속도를, 제2의 회전 속도 (R₂)에 가까워지는 만큼 작게 해 나간다. 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 일정한 감속도로 직선적으로 또한 급격하게 저속의 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속하면 이 감속시에 관성력이 가동하여 웨이 퍼 (W)상의 레지스트액에 웨이퍼 중심으로 향하는 힘이 작용하기 때문에 적지만 레지스트액을 여분으로 공급할 필요가 있어 그 만큼 레지스트액을 많이 소비하게 된다. 그러나, 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 서서히 내리고 또한 감속 속도를 저감해 나가는 것으로, 회전 속도의 급격한 감속이 회피되고 감속도에 의해 웨이퍼 (W)상의 레지스트액이 중심으로 향하는 되돌림용이 완화되어 레지스트의 공급량을 절감하는 것이 가능하게 된다.
그리고, 공정 b에서는 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속하는 후반의 과정에서 감속도를 한층 더 약하게 한다. 즉, 도 4에 예시하는 것 같은 감속시의 회전 속도와 시간의 상관 관계를 나타내는 차트에 있어서 회전 속도의 감소 곡선의 접선의 기울기가 서서히 수평에 가까워지도록 감속 가속도를 작게 해나가는 것으로, 저속의 제2의 회전 속도 (R₂)에 소정 시간 보지하는 경우와 같은 막두께 조정 작용을 얻을 수 있다. 이와 같이, 감속 과정에서 제2의 회전 속도 (R₂)에 서서히 접근하면 웨이퍼 (W)의 회전이 저속이기 때문에 레지스트액의 건조가 늦어져 액의 유동성이 유지되어 막두께를 정돈하는 기능이 발휘되어 웨이퍼 (W)상의 레지스트막의 막두께, 특히 웨이퍼 (W)의 외주부에 있어서의 막두께가 조정된다.
즉, 저속 회전에 의해 레지스트막의 건조를 억제해 그 유동성을 유지함으로 웨이퍼 (W)상의 외주부에도 중앙부와 동일하게 레지스트가 보지되는 것으로 된다.
또, 공정 c는 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 제2의 회전 속도 (R₂)보다 빠른 제3의 회전 속도 (R₃)까지 가속해 잔여의 레지스트액을 분사하는 공정이다.
여기서, 본 실시 형태와 관련되는 스핀 코팅법을 다른 방식의 레지스트 도포 방법과의 대비하여 설명한다.
도 5A에 나타나는 바와 같은 회전 제어 방법, 즉, 레지스트액의 적하 종료후, 감속하지 않고 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 유지한 채로 잔여의 레지스트액의 분사를 실시하는 방식의 스핀 코팅법에서는 웨이퍼 (W)로의 레지스트액의 적하량을 줄인 경우에는 적하한 레지스트액이 웨이퍼의 지름 방향 외력에 충분히 퍼지기전에 레지스트액의 건조가 빠르게 진행해 버린다. 이 때문에, 도포막의 막두께 분포는, 웨이퍼의 외주부가 중앙부에 비해 얇아져 막두께의 조정이 어렵다는 사정이 생긴다. 이러한 부적절함을 해소하기 때문에, 예를 들면 도 5B에 나타나는바와 같이 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 단번에 저속의 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속하면 이 감속시의 감속도에 의해 웨이퍼 (W)상의 레지스트액에 웨이퍼 중심측으로 향하는 되돌림힘이 작용해 레지스트액이 얇게 퍼지는 것을 억제하도록 기동한다. 이 때문에 그 만큼 레지스트액의 공급량을 많이 하지 않을 수 없게 된다.
이것에 대해서, 본 실시 형태와 관련되는 스핀 코팅법에서는 도 5C에 나타나는 바와 같이 도포 과정에서 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로의 감속을, 제2의 회전 속도 (R₂)에 가까워짐에 따라 감속 속도가 작아지도록 점차 회전 속도를 저하시켜 가는 것에 의해 웨이퍼 중심측으로의 되돌림힘이 억제된다. 따라서, 레지스트액의 공급량을 많이 설정할 필요가 없다. 또 저속 회전의 제2의 회전 속도 (R₂)에 가까워지는 것에 따라 웨이퍼 (W)의 막두께를 조정할 수 있으므로, 웨이퍼 (W)의 외주부의 막두께를 두껍게 할 수가 있다. 그 때문에, 도포 한 레지스트액은 웨이퍼 (W)의 외주부에도 중앙부와 동일하게 모아지게 되고, 레지스트막을 웨이퍼 (W) 전역에 걸쳐서 균일하고 또한 소정의 두께로 분포시킬 수가 있다. 따라서, 각 웨이퍼 (W)로의 레지스트액의 적하량을 절대 삭감하면서, 도포한 막의 막두께를 웨이퍼간에 균일하고 또한 소정의 두께로 조정할 수가 있다. 이와 같이, 감속시의 감속도에 급격한 변화가 생기지 않도록 서서히 감속을 실시하는 본 실시 형태의 스핀 코팅 방법은 레지스트액의 소비량을 절대적으로 삭감할 수 있는 지극히 유익한 방법이다.
또한 도 4에서는 제1의 회전 속도 (R₁)로부터의 감속을 제2의 회전 속도 (R₂)까지 실시하도록 했지만, 제2의 회전 속도 (R₂)를 회전 정지상태(회전 속도 0rpm) 에 치환하여도 좋고, 이 경우에서도, 감속도를 서서히 작게 해나가는 것에 의한 막두께의 조정 기능과 감축 레지스트 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 도 6에 나타나는 바와 같이 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)에 감속하는 동안에, 제4의 회전 속도 (R₄)까지의 초기 감속 과정의 평균 감속도를 (A1), 이 감속에 필요로 하는 시간을 (T₂), 제4의 회전 속도 (R₄)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)까지 감속하는 후기 감속 과정의 평균 감속도를A2, 이 감속에 필요로 하는 시간을 (T₃), 제2의 회전 속도 (R₂)로부터 제3의 회전 속도 (R₃)까지 가속할 때의 가속도를 A3, 이 가속에 필요로 하는 시간을 (T₄)로 한다.
상기 제1~ 제4의 회전 속도는, 레지스트액의 종류, 용제 프리코트의 유무, 웨이퍼 (W)의 지름 등에 응해 적당히 설정할 수가 있지만 이하와 같이 설정하는 것 이 바람직하다.
제1의 회전 속도 (R₁)은 회전중의 웨이퍼 (W)의 중앙 부근에 토출된 레지스트액이 원심력으로 단번에 분사되는 경우 없이 웨이퍼 (W)의 표면을 균등하게 퍼져 가도록 회전 속도로 설정된다. 웨이퍼 (W)의 직경이 200 mm인 경우에는, 예를 들면 제1의 회전 속도 (R₁)를 3000~6000 rpm로 하는 것이 바람직하다. 또, 웨이퍼 (W)의 직경이 300 mm인 경우에는, 예를 들면 제1의 회전 속도 (R₁)를 2000~4000 rpm로 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)를 향해 소정 시간 (T₂+T₃)를 걸쳐 서서히 감속 속도를 작게 하면서 감속해 나가는 목적은 웨이퍼 (W)표면의 레지스트액이 분사되고 있지 않을 정도의 완만한 회전 속도로 적당한 원심력을 주면서 웨이퍼 (W)를 회전시키는 것으로, 건조전의 레지스트의 도포 막두께를 정돈하는 것에 있다. 따라서, 제2의 회전 속도 (R₂)가 너무 빠른 경우에는, 레지스트액의 건조가 진행되어, 제2의 회전 속도 (R₂)근방에 있어서 막두께 분포의 조정을 할 수 없게 된다. 이러한 관점으로부터, 제2의 회전 속도 (R₂)는, 500 rpm 이하, 예를 들면 (R₂=0, 회전 정지~500 rpm)으로 하는 것이 바람직하다. 또한 본 실시 형태의 경우, 제2의 회전 속도 (R₂)에 가까워지는 것에 따라 감속도를 서서히 작게 해나가는 것으로부터 이동안에 막두께의 조정 기능이 발휘된다. 따라서, 제2의 회전 속도 (R₂)는 R₂=Orpm (회전 정지) 라고 해도 좋다.
또, 웨이퍼 (W) 상부의 고집진 필터 (41)을 개재하여 공급되는 청정 공기의 풍량을 제어함으로써 그 풍량에 의해 막두께를 조정하는 것도 가능하다. 이 경우, 고집진 필터 (41)을 개재하여 공급되는 기체는 공기로 한정되지 않고, 예를 들면 레지스트용의 용제를 포함한 기체(예를 들면, 공기나 N₂가스등)를 이용하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)내를 용제 환경으로 할 수 있으므로, 레지스트액의 건조를 한층 더 늦출 수가 있다.
이러한 청정 공기나 용제를 포함한 기체의 공급은 예를 들면 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)를 향한 감속 과정의 전부(시간 T₂+T₃)로 행해도 좋고 후기 감속 과정(시간 T₃)만에 대해서 행해도 좋고 또한 다음에 행해지는 제3의 회전 속도 (R₃)에서의 레지스트의 분사 공정까지 포함해 기체등의 공급을 행해도 괜찮다. 높은 막두께 조정효과를 구하는 관점으로부터는 적어도 후기 감속 과정(시간 T₃)을 포함하도록 공기 등의 공급을 행하는 것이 바람직하다.
제3의 회전 속도 (R₃)은 웨이퍼 (W)표면의 여분의 레지스트액을 웨이퍼 (W)의 주변으로부터 분사하기 위해서 충분한 원심력을 구할 수 있도록 설정된다. 이 관점으로부터 제3의 회전 속도 (R₃)은 웨이퍼 (W)의 직경이 200 mm인 경우에는, 예를 들면 1500~4000 rpm로 하는 것이 바람직하다. 또, 웨이퍼 (W)의 직경이 300 mm인 경우에는, 제3의 회전 속도 (R₃)은 750~2000 rpm로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 제3의 회전 속도 (R₃)은 통상 제 1의 회전 속도 (R₁)보다 늦지만 제1의 회전 속도 (R₁)보다 빠르게 하는 것도 가능하다.
제4의 회전 속도 (R₄)는 감속 공정에 있어서의 감속 속도의 변화점이고 제 1의 회전 속도 (R₁)의 사이에 있는 정도의 회전 속도의 격차가 존재해 전체의 감속시간(공정 b의 시간)이 장기화하지 않는 회전 속도로 설정된다.
또한 제4의 회전 속도 (R₄)는 제2의 회전 속도 (R₂)에 가까워짐에 따라 조금씩 감속 속도를 작게 해 나갈 수 있도록 제2의 회전 속도 (R₂)의 사이에도 어느 정도의 회전 속도의 격차가 존재하도록 설정된다. 이러한 관점으로부터 제4의 회전 속도 (R₄)로서는, 2000 rpm 이하, 예를 들면 500~2000 rpm로 하는 것이 바람직하다.
제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속할 때의 평균 감속도(A1 및 A2)가 너무 작은 경우에는 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속할 때까지의 합계 시간 (T₂+T₃)이 길어지고, 도포한 레지스트액의 건조가 너무 진행되어 균일한 도포막의 형성이 곤란해진다. 따라서, 감속도 (A1)은, 50000 rpm/초 이하, 예를 들면 20000~50000 rpm/초로 하는 것이 바람직하다. 또, A2는 5000 rpm/초 이하, 예를 들면 1000~5000 rpm/초로 하는 것이 바람직하다.
또, 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로의 감속시간 (T₂+T₃)은 웨이퍼 (W) 표면에 토출되어 회전 속도가 서서히 감속되면서 완만하게 지름 바깥쪽 방향으로 전개되고 막두께를 정돈해 가는 레지스트액이 웨이퍼 (W)의 전면에 퍼져 건조하지 않는 정도의 시간내로, 또한 수율을 해치지 않는 정도의 시간으로 설정된다. 이 때문에, 감속시간 (T₂)는 0.2초 이하가 바람직하고, 감속시간 (T₃)은 2.0초 이하, 바람직하게는 0.5~2.0초로 할 수가 있다. 또, 감속시간의 합계 (T₂+T₃)은 예를 들면 3초 이하, 바람직하게는 1~2초로 설정할 수가 있다.
이상과 같이 제1의 회전 속도 (R₁), 제2의 회전 속도 (R₂), 제4의 회전 속도 (R₄), 감속시간 (T₂ 및 T₃), 감속도(A1 및 A2)를 파라미터로서 도포 조건을 제어함으로써 자유도가 높은 막두께 조정을 실시할 수가 있다.
또, 제2의 회전 속도 (R₂)로부터 제3의 회전 속도 (R₃)으로 가속할 때의 가속도 (A3)을 변화시키는 것에 의해서도 막두께를 조정할 수가 있다. 즉, 제2의 회전 속도 (R₂)에서의 회전 종료후, 레지스트는 아직 건조하고 있지 않기 때문에, A3을 변화시키는 것으로 막두께가 변화한다. 구체적으로는 A3을 작게 하는 만큼, 웨이퍼 외주부의 막두께를 두껍게 할 수가 있다. 따라서, 상기 파라미터에 부가하여 (A3)에 대해서도 파라미터로서 막두께를 제어함으로써 한층 자유도가 높은 막두께 조정을 실시할 수가 있다. 이 A3은 제2의 회전 속도 (R₂)로부터 제3의 회전 속도 (R₃)로의 회전 속도의 증가분과 시간 (T₄)에 의해 조정할 수 있다.
웨이퍼의 회전 속도를 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속하는 타이밍은 통상 레지스트 토출이 종료한 다음에 있지만, 도 4에 나타나는 바와 같이 레지스트의 토출 종료 직후인 것이 바람직하다. 즉, 레지스트 토출 공정의 시간 T₁과 레지스트의 실토출시간 T₁'가 동일하고, 따라서 레지스트의 토출 종료와 거의 동시에 감속하는 것이 바람직하다. 토출 종료후 높은 회전 속도를 유지하고 있으면 레지스트의 건조가 진행하고 막두께 조정 기능을 유효하게 발휘시킬 수가 없게 되는 경우가 생긴다. 그에 대해, 레지스트액의 공급을 정지한 직후에 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 감속함으로써 레지스트의 건조를 억제할 수가 있어 막두께의 조정을 한층 용이하게 실시할 수가 있는 것과 동시에 표면의 얼룩을 방지할 수도 있다.
또, 이러한 레지스트의 도포에 앞서 시너 등의 용제로 반도체 웨이퍼 (W)표 면의 표면 전체를 적시는 이른바 프리웨트 처리를 실시할 수도 있다. 이것에 의해, 레지스트가 보다 확산하기 쉬워져 결과적으로 보다 소량의 레지스트액량으로 균일한 레지스트막을 형성할 수가 있고 더 한층 레지스트의 소비량을 삭감할 수가 있다.
상기 도 4에 나타내는 실시 형태에서는 제2의 회전 속도 (R₂)에 감속한 직후에 제3의 회전 속도 (R₃)으로의 가속을 개시하고 있지만, 예를 들면 도 7에 나타나는 바와 같이 공정 b₁로 제2의 회전 속도 (R₂)까지 감속한 후, 제2의 회전 속도 (R₂)를 일정시간 보지하는 공정 b₂를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 감속을 위한 공정 b₁에서는 레지스트액의 적하 종료후 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 제1의 회전 속도 (R₁)보다 늦은 제2의 회전 속도 (R₂)로 향하여, 제2의 회전 속도 (R₂)에 가까워지는 만큼 감속 속도가 작아지도록 서서히 감속해 나가고 제2의 회전 속도 (R₂)에 이르면 그 상태를 공정 b₂로 일정시간 보지한다.
또한 공정 a, 공정 c는 도 4의 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략 한다.
상기와 같이 공정 b₁에서는 레지스트액의 적하 종료후 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 제1의 회전 속도 (R₁)보다 늦은 제2의 회전 속도 (R₂)로 서서히 감속해 나간다. 이 때, 도 7에 예시하는 바와 같은 감속시의 회전 속도와 시간의 상관 관계를 나타내는 차트에 있어서 회전 속도의 감소가 대략 아래 요철의 곡선적으로 추이하도록 회전 속도를 점차 감소시켜 간다. 즉, 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속할 때의 감속도를 제2의 회전 속도 (R₂)에 가까워지는 만큼 작아져 간다. 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 일정한 감속도로 직선적으로 저속의 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속하면 이 감속시에 관성력이 기동하여 웨이퍼 (W)상의 레지스트액에 웨이퍼 (W)의 중심측으로 향하는 힘이 작용하기 때문에 적지만 레지스트액을 여분으로 공급할 필요가 있어 그 만큼 레지스트액을 많이 소비하게 된다. 그러나, 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 서서히 내리고 또한 감속 속도를 점점 감속해 나가는 것으로 회전 속도의 급격한 감속이 회피되어 감속도에 의해 웨이퍼 (W)상의 레지스트액이 웨이퍼 중심으로 향하는 되돌림용이 완화되어 레지스트의 공급량을 절감하는 것이 가능하게 된다.
특히, 공정 b₁의 후반, 즉, 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속하는 후반의 과정에서는 감속도를 한층 더 약하게 한다. 즉, 도 7에 예시하는 바와 같은 감속시의 회전 속도와 시간의 상관 관계를 나타내는 차트에 있어서 회전 속도의 감소 곡선의 접선의 기울기가 서서히 수평으로 가까워지도록 감속도를 작게 해 나가고, 회전 속도의 급격한 변화가 생기지 않도록 제2의 회전 속도 (R₂)까지 감속한다.
그리고, 공정 b₂에서는 제2의 회전 속도 (R₂)에 소정 시간 보지한다. 제2의 회전 속도 (R₂)에서는 웨이퍼 (W)의 회전이 저속인 것으로부터 레지스트액의 건조가 늦기 때문에 막두께를 정돈하는 기능이 발휘되어 웨이퍼 (W)상의 레지스트막의 막두께 특히 웨이퍼 (W)의 외주부에 있어서의 막두께가 조정된다.
즉, 저속 회전에 의해 레지스트막의 건조를 억제해 그 유동성을 유지함으로 웨이퍼 (W)상의 외주부에도 중앙부와 동일하게 레지스트가 보지되는 것으로 된다.
여기서, 도 8에 나타나는 바와 같이 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속하는 동안에, 제4의 회전 속도 (R₄)까지의 초기 감속 과정의 평균 감속도를 (A1), 이 감속에 필요로 하는 시간을 (T₂), 제4의 회전 속도 (R₄)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)에 감속하는 후기 감속 과정의 평균 감속도를 (A2) 이 감속에 필요로 하는 시간을 (T₃₁), 제2의 회전 속도 (R₂)의 보지 시간을 (T₃₂), 제2의 회전 속도 (R₂)로부터 제3의 회전 속도 (R₃)까지 가속할 때의 가속도를 (A3), 이 가속에 필요로 하는 시간을 (T₄)로 한다.
상기 제1~ 제4의 회전 속도는 레지스트액의 종류, 용제 프리코트의 유무, 웨이퍼 (W)의 지름 등에 응해 적절히 설정할 수가 있지만, 이하와 같이 설정하는 것이 바람직하다. 우선, 제1의 회전 속도 (R₁), 제3의 회전 속도 (R₃), 제4의 회전 속도 (R₄)는 도 4의 실시 형태의 경우와 같은 회전 속도로 설정된다.
제2의 회전 속도 (R₂)를 일정시간 (T₃₂)로 보지하는 목적은 웨이퍼 (W)표면의 레지스트액이 분사되고 있지 않을 정도의 완만한 회전 속도로 적당한 원심력을 주면서 웨이퍼 (W)를 회전시키는 것으로 건조전의 레지스트의 도포 막두께를 정돈하는 것에 있다. 따라서, 제2의 회전 속도 (R₂)가 너무 빠른 경우에는 레지스트의 건조가 진행되어 그 유동성이 없어져 막두께 조정 기능이 잘 기능하지 않는다. 또, 본 실시 형태와 같이 제2의 회전 속도 (R₂)를 일정시간 보지하는 경우, 제2의 회전 속도 (R₂)가 너무 늦은 경우(예를 들면 0 rpm)에는, 막두께 조정 기능이 기동하지 않고 웨이퍼 (W)의 주변부의 막두께가 중앙부에 비해 얇아져 버린다. 이러한 관점으로부터 본 실시 형태에서는 제2의 회전 속도 (R₂)는 500 rpm 이하, 예를 들면 100~500 rpm으로 하는 것이 바람직하다.
제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로 감속할 때의 평균 감속도 (A1 및 A2)가 너무 작은 경우에는 제2의 회전 속도 (R₂)에 감속할 때까지의 합계 시간 (T₂+T₃₁)이 길어져, 도포한 레지스트액의 건조가 너무 진행되어 균일한 도포막의 형성이 곤란해진다. 따라서, 감속의 평균 감속도 (A1)은 50000 rpm/초이하, 예를 들면 20000~50000 rpm/초로 하는 것이 바람직하다. 또, 감속의 평균 감속도 (A2)는 5000 rpm/초이하, 예를 들면 1000~5000 rpm/초로 하는 것이 바람직하다.
또, 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로의 감속시간 (T₂+T₃₁)과 제2의 회전 속도 (R₂)의 보지 시간 (T₃₂)의 합계는 웨이퍼 (W)표면에 토출되어 회전 속도가 서서히 감속되면서 완만하게 지름 바깥쪽으로 전개되고 막두께를 정돈해 가는 레지스트액이 웨이퍼 (W)의 전면에 퍼져 건조하지 않을 정도의 시간내로 또한 수율을 해치지 않을 정도의 시간으로 설정된다. 이 때문에, 감속시간 (T₂)는 0.2초 이하가 바람직하고, 감속시간 (T₃₁)은 2.0초 이하, 바람직하게는 0.5~1.0초로 할 수가 있다. 또, 감속시간의 합계 (T₂+T₃₁)은, 예를 들면 2. 0초 이하, 바람직하게는 O.5~1.0초로 설정할 수가 있다. 또한 감속시간 (T₂+T₃₁)과 보지 시간 (T₃₂)의 합계는 예를 들면 3초 이하가 바람직하고, 1~2초로 설정하는 것이 보다 바람직하다.
이상과 같이, 제1의 회전 속도 (R₁), 제2의 회전 속도 (R₂), 제4의 회전 속도 (R₄), 감속시간 (T₂ 및 T₃₁), 보지 시간 (T₃₂), 감속도(A1 및 A2)를 파 라미터로서 도포 조건을 제어함으로써 자유도가 높은 막두께 조정을 실시할 수가 있다.
또, 본 실시 형태에 있어서도 웨이퍼 (W) 상부의 고집진 필터 (41)을 개재하여 공급되는 청정 공기의 풍량을 제어함으로써 그 풍량에 의해 막두께를 조정하는 것도 가능하다. 이 경우, 고집진 필터 (41)을 개재하여 공급되는 기체는 공기로 한정되지 않고, 예를 들면 레지스트용의 용제를 포함한 기체(예를 들면, 공기나 N₂가스 등)를 이용하는 것이 가능하다. 이것에 의해 레지스트 도포 처리 유니트 (COT, 1)내를 용제 환경으로 할 수 있으므로 레지스트액의 건조를 한층 더 늦출 수가 있다.
이러한 청정 공기나 용제를 포함한 기체의 공급은 예를 들면 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)를 향한 감속시간(T₂+T₃₁)로 행해도 좋고 제2의 회전 속도 (R₂)로의 감속시간(T₂+T₃₁)과 제2의 회전 속도 (R₂)의 보지 시간(T₃₂)의 합계 시간으로 행해도 좋고 또한 다음에 행해지는 제3의 회전 속도 (R₃)에서의 레지스트의 분사 공정까지 포함해 기체 등의 공급을 계속해도 좋다. 높은 막두께 조정효과를 구하는 관점으로부터, 적어도 제2의 회전 속도 (R₂)의 보지 시간(T₃₂)을 포함하도록 공기등의 공급을 행하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 실시의 형태로 한정되지 않고, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시의 형태에서는 레지스트액의 공급을 정지한 직후에 제2의 회전 속도로 감속했지만 반드시 공급 정지 직후에 감속할 필요는 없다. 다만 상술한 것처럼 레지스트액의 공급을 정지한 직후에 감속하는 편이 막두께 조정 기능을 보다 유효하게 발휘할 수가 있어 더욱 감축 레지스트를 촉진할 수가 있다.
또, 상기 실시 형태에서는 제1의 회전 속도 (R₁)로부터 제2의 회전 속도 (R₂)로 서서히 감속도를 변화시키면서 1 단계에서 감속시켰지만, 급격한 감속에 의한 레지스트의 되돌림용을 억제할 수 있으면 좋기 때문에 감속 공정은 2 단계 이상이라고 해도 좋다.
또, 상기 실시의 형태에서는 시너에 의한 프리웨트 처리를 실시했지만, 프리웨트 처리를 실시하지 않는 경우에서도 본 발명의 효과를 가질 수가 있다.
또한 상기 실시의 형태에서는 반도체 웨이퍼에 레지스트액을 도포하는 도포 장치에 대해서 설명했지만 반도체 웨이퍼 이외의 피처리 기판, 예를 들면 LCD 기판에 레지스트액을 도포하는 경우에도 본 발명을 적용할 수가 있다.
이상 설명한 실시의 형태는 어디까지나 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하는 것을 의도하는 것으로서, 본 발명은 이러한 구체적인 예에만 한정해 해석되는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 청구항에 기술하는 범위에서 여러 가지로 변경해 실시할 수가 있는 것이다.
본 발명에 의하면 피처리 기판을 회전해 레지스트 도포를 실시함에 있어 레지스트액 공급 종료후, 피처리 기판의 회전 속도를 감속할 때에 감속 공정에 있어서의 감속도를, 제2의 회전 속도 또는 회전 정지에 가까워지는 만큼 작게 해 나가는 것으로, 막두께의 균일화를 실현하면서 거의 절대 가까운 레벨까지 레지스트액의 사용량을 절감할 수 있다.
즉, 제1의 회전 속도 (R₁)보다 늦은 제2의 회전 속도(R₂) 또는 회전 정지까지 감속하는 도중에 감속도를 점차 감소시키는 것으로 급격한 감속에 수반하는 기판 내측 (중심측)으로의 레지스트의 되돌림 현상을 억제하고 여분의 레지스트의 소비를 회피하는 것이 가능하게 된다. 또, 제2의 회전 속도 또는 회전 정지에 이를 때까지의 완만한 감속 과정에 있어서 막두께를 정돈하는 것에 의해 막두께의 균일화를 도모할 수가 있다. 따라서, 레지스트액의 공급량을 절대 삭감하면서, 균일한 막두께로 레지스트를 도포하는 것이 가능하게 된다.

Claims (27)

  1. 피처리 기판을 제1의 회전 속도로 회전시키면서 피처리 기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하는 공정과,
    레지스트액의 공급을 정지한 후, 피처리 기판의 회전 속도를 상기 제1의 회전 속도보다 늦은 제2의 회전 속도 또는 회전 정지까지 감속함과 동시에, 그 감속 과정에서 감속도를 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지에 가까워지는 만큼 작게 해 나가는 감속 공정과,
    피처리 기판의 회전 속도를 상기 제2의 회전 속도보다 빠른 제3의 회전 속도까지 가속해 잔여의 레지스트액을 분사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  2. 청구항 1의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    상기 제1의 회전 속도로부터 상기 제2의 회전 속도로 감속한 후에, 상기 제 2의 회전 속도를 일정시간 보지하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  3. 청구항 1의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    상기 감속 공정은 상기 제1의 회전 속도로부터 상기 제2의 회전 속도보다 큰 제4의 회전 속도로 감속하는 초기 감속 과정과,
    상기 제4의 회전 속도로부터 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지까지 상기 초기 감속 과정보다 작은 평균 감속도로 점차 감속하는 후기 감속 과정을 포함하는 하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  4. 청구항 3의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    상기 제4의 회전 속도가 2000 rpm 이하인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  5. 청구항 3의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    상기 초기 감속 과정의 평균 감속도가 20000~50000 rpm/초인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법..
  6. 청구항 3의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    상기 후기 감속 과정의 평균 감속도가 1000~5000 rpm/초인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법..
  7. 청구항 3의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    상기 초기 감속 과정의 감속시간이 0.2초 이하인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  8. 청구항 3의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    상기 후기 감속 과정의 감속시간이 2.0초 이하인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  9. 청구항 1 부터 청구항 8중 어느 하나의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    상기 제2의 회전 속도는 500 rpm 이하인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  10. 청구항 1 부터 청구항 8중 어느 하나의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    피처리 기판이 직경 200 mm의 원판이고 상기 제1의 회전 속도는 3000~6000 rpm인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  11. 청구항 10의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    상기 제3의 회전 속도는 1500~4000 rpm인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  12. 청구항 1 부터 청구항 8중 어느 하나의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    피처리 기판이 직경 300 mm의 원판이고 상기 제1의 회전 속도는 2000~4000 rpm인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  13. 청구항 12의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    상기 제3의 회전 속도는 750~2000 rpm인 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  14. 청구항 1부터 청구항 8중 어느 하나의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    또한, 레지스트 도포에 앞서 피처리 기판의 표면에 그 표면을 적시기 위한 액제를 공급하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법..
  15. 청구항 1 부터 청구항 8중 어느 하나의 레지스트 도포 방법에 있어서,
    또한, 상기 제2의 회전 속도로부터 상기 제3의 회전 속도에 회전 속도를 올릴 때의 가속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 방법.
  16. 회전하는 피처리 기판에 레지스트액을 공급하여 도포하는 레지스트 도포 장치로서,
    피처리 기판을 보지하는 기판 보지 부재와,
    상기 기판 보지 부재를 속도 가변으로 회전시키는 회전 수단과,
    상기 기판 보지 부재에 보지된 피처리 기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하는 레지스트액 노즐과,
    피처리 기판을 보지한 상기 기판 보지 부재를 제1의 회전 속도로 회전한 개레지스트액의 공급을 개시시켜, 레지스트액의 공급 정지 후에, 상기 기판 보지 부 재의 회전 속도를 상기 제1의 회전 속도보다 늦은 제2의 회전 속도 또는 회전 정지까지 감속시키고, 그 후, 상기 기판 보지 부재의 회전 속도를 상기 제2의 회전 속도보다 빠른 제3의 회전 속도까지 가속시키고, 잔여의 레지스트액을 분사하도록 상기 기판 보지 부재의 회전을 제어함과 동시에, 상기 제1의 회전 속도로부터 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지로의 감속도가 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지에 가까워질수록 작아지도록 상기 기판 보지 부재의 회전 속도를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치.
  17. 청구항 16의 레지스트 도포 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제1의 회전 속도로부터 상기 제2의 회전 속도로 감속한 후에, 상기 제 2의 회전 속도를 일정시간 보지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치.
  18. 청구항 16의 레지스트 도포 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제1의 회전 속도로부터 상기 제2의 회전 속도보다 큰 제4의 회전 속도로 감속시키는 초기 감속 과정과 상기 제4의 회전 속도로부터 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지까지 상기 초기 감속 과정보다 작은 평균 감속도로 점차 감속시키는 후기 감속 과정을 실시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치.
  19. 청구항 18의 레지스트 도포 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제4의 회전 속도를 2000 rpm 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치.
  20. 청구항 19의 레지스트 도포 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 초기 감속 과정의 평균 감속도를 20000~50000 rpm/초로 제어하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치.
  21. 청구항 18의 레지스트 도포 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 후기 감속 과정의 평균 감속도를 1000~5000 rpm/초로 제어하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치..
  22. 청구항 18의 레지스트 도포 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제1의 회전 속도로부터 상기 제4의 회전 속도로의 감속시간을 0.2초 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치.
  23. 청구항 18의 레지스트 도포 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은 제4의 회전 속도로부터 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지까지의 감속시간을 2. 0초 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치.
  24. 청구항 18의 레지스트 도포 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제2의 회전 속도를 500 rpm 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치.
  25. 청구항 16 부터 청구항 24중 어느 하나의 레지스트 도포 장치에 있어서,
    상기 기판 보지 부재에 보지된 피처리 기판의 대략 중앙에 레지스트액 공급에 앞서 그 표면을 적시기 위한 액제를 공급하는 액제 노즐을 더 가지는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치.
  26. 청구항 16 부터 청구항 24중 어느 하나의 레지스트 도포 장치에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 제2의 회전 속도 혹은 회전 정지상태로부터 상기 제3의 회전 속도에 회전 속도를 올릴 때의 가속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 레지스트 도포 장치.
  27. 컴퓨터상에서 동작하는 제어 프로그램이 기억된 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체로서, 상기 제어 프로그램은 실행시에,
    피처리 기판을 제1의 회전 속도로 회전시키면서 피처리 기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하는 공정과,
    레지스트액의 공급을 정지한 후 피처리 기판의 회전 속도를 상기 제1의 회전 속도보다 늦은 제2의 회전 속도 또는 회전 정지까지 감속함과 동시에, 그 감속 과정에서 감속도를 상기 제2의 회전 속도 또는 회전 정지에 가까워지는 만큼 작게 해 나가는 감속 공정과,
    피처리 기판의 회전 속도를 상기 제2의 회전 속도보다 빠른 제3의 회전 속도까지 가속해 잔여의 레지스트액을 분사하는 공정을 구비하는 레지스트 도포 방법이 행해지도록 레지스트 도포 장치를 제어하는 것인 컴퓨터 독취가능한 기억 매체.
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