KR20210147940A

KR20210147940A - 주연부 도포 장치 및 주연부 도포 방법

Info

Publication number: KR20210147940A
Application number: KR1020210067583A
Authority: KR
Inventors: 야스후미 마부치; 시게히로 고토; 다이지 마쓰; 린 다 호
Original assignee: 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2021-12-07
Also published as: CN113731673A; JP2021190572A; TWI785626B; KR102483535B1; JP7469145B2; TW202201485A

Abstract

회전 유지부에 의해 기판이 유지되어, 기판의 중심축 둘레로 기판이 회전된다. 기판이 회전하고 있는 상태에서, 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포액이 공급됨으로써, 기판의 한 면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막이 형성된다. 기판의 한 면의 주연부에 도포막이 형성된 후, 회전 유지부에 의한 교반 동작이 2회 이상의 미리 정해진 횟수 반복된다. 각 교반 동작에 있어서는, 기판의 회전 속도가 증가하도록 기판이 가속된다. 기판의 가속 후, 기판의 회전 속도가 감소하도록 기판이 감속된다. 기판의 감속 후, 기판의 회전 속도가 유지된다.

Description

주연부 도포 장치 및 주연부 도포 방법{PERIPHERAL PORTION COATING APPARATUS AND PERIPHERAL PORTION COATING METHOD}

본 발명은, 기판의 주연부에 도포막을 형성하는 주연부 도포 장치 및 주연부 도포 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스 등의 제조에 있어서의 리소그래피 공정에서는, 스핀 척에 의해 수평으로 지지된 기판이 회전된다. 이 상태에서, 기판의 피처리면의 대략 중앙부에 레지스트액이 토출됨으로써, 기판의 피처리면 전체에 레지스트막이 형성된다. 또, 기판의 주연부에 린스액이 토출됨으로써, 주연부의 레지스트막이 제거된다. 그 후, 기판이 노광 및 현상됨으로써, 주연부를 제외한 기판의 중앙 영역에 레지스트 패턴이 형성된다. 근래에는, 기판의 주연부에 환상의 도포막이 추가로 형성된다(예를 들면, 일본국 특허 5682521호 공보, 일본국 특허 5779168호 공보 참조).

기판의 주연부 도포에 있어서는, 기판의 중앙 영역의 레지스트 패턴과 주연부 내연(內緣)의 도포막의 경계 부분에서, 도포막의 건조가 빨라진다. 이에 의해, 도포막의 두께가 부분적으로 커져, 주연부 내연에 있어서 도포막이 부분적으로 솟아오르는 것이 판명되었다. 기판의 주연부의 도포막은, 추후의 공정에 있어서 에칭 등에 의해 제거된다. 그러나, 도포막의 솟아오름 부분의 두께가 큰 경우에는, 당해 부분이 잔사로서 잔류하는 경우가 있다. 이 경우, 기판은 결함이 된다. 그 때문에, 도포막의 두께의 균일성을 향상시키는 것이 요구된다.

본 발명의 목적은, 기판의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 향상시키는 것이 가능한 주연부 도포 장치 및 주연부 도포 방법을 제공하는 것이다.

(1) 본 발명의 한 국면에 따르는 주연부 도포 장치는, 기판을 유지하여 기판의 중심축 둘레로 기판을 회전시키는 회전 유지부와, 회전 유지부에 의해 기판이 회전하고 있는 상태에서, 기판의 한 면의 주연부에 도포액을 공급함으로써 기판의 한 면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막을 형성하는 도포액 공급부와, 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포막이 형성된 후, 교반 동작을 2회 이상의 미리 정해진 횟수 반복하도록 회전 유지부를 제어하는 제어부를 구비하고, 교반 동작은, 기판의 회전 속도가 증가하도록 기판을 가속시키는 것과, 기판의 가속 후, 기판의 회전 속도가 감소하도록 기판을 감속시키는 것과, 기판의 감속 후, 기판의 회전 속도를 유지하는 것을 포함한다.

이 주연부 도포 장치에 있어서는, 회전 유지부에 의해 기판이 유지되어, 기판의 중심축 둘레로 기판이 회전된다. 회전 유지부에 의해 기판이 회전하고 있는 상태에서, 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포액이 공급됨으로써, 기판의 한 면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막이 형성된다. 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포막이 형성된 후, 회전 유지부에 의한 교반 동작이 2회 이상의 미리 정해진 횟수 반복된다. 각 교반 동작에 있어서는, 기판의 회전 속도가 증가하도록 기판이 가속된다. 기판의 가속 후, 기판의 회전 속도가 감소하도록 기판이 감속된다. 기판의 감속 후, 기판의 회전 속도가 유지된다.

각 교반 동작에 있어서의 기판의 가속 시에는, 기판의 주연부의 도포액에 가해지는 원심력이 증가하고, 기판의 감속 시에는, 기판의 주연부의 도포액에 가해지는 원심력이 감소한다. 따라서, 상기의 구성에 의하면, 교반 동작이 반복됨으로써, 도포액에 가해지는 원심력이 반복해서 증감한다. 그 때문에, 도포액이 기판의 주연부에서 교반된다. 이에 의해, 기판의 주연부의 도포액이 고르게 되어, 형성되는 도포막이 평탄에 근접한다.

또, 기판이 고속도로 장시간 회전되면, 기판의 주연부에 도포액의 건조를 촉진하는 난류가 발생한다. 이 경우, 형성되는 도포막의 두께가 부분적으로 커져, 도포막이 부분적으로 솟아오른다. 이에 대해, 상기의 구성에 의하면, 교반 동작이 반복됨으로써, 기판의 주연부에 난류가 발생하는 것이 억제되어, 도포액의 건조가 촉진되는 것이 방지된다. 이들의 결과, 기판의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.

(2) 미리 정해진 횟수는, 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 형성된 도포막의 유동성이 상실됨으로써 도포막이 건조되는 횟수여도 된다. 이 경우, 기판의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.

(3) 제어부는, 2회 이상 반복되는 교반 동작 중, 마지막 교반 동작에 있어서는, 기판의 회전 속도 유지의 실행을 생략하도록 회전 유지부를 제어해도 된다. 이 경우, 기판의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 향상시키면서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.

(4) 제어부는, 각 교반 동작에 있어서, 기판의 회전 가속도의 절대치가 기판의 회전 감속도의 절대치 이상이 되도록 회전 유지부를 제어해도 된다. 이 경우, 기판의 회전 가속도가 크므로, 기판이 고속으로 회전하는 기간을 단축하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 도포액의 건조가 촉진되는 것이 보다 용이하게 방지된다. 이에 의해, 기판의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 보다 용이하게 향상시킬 수 있다.

(5) 도포액 공급부는, 도포액을 토출하는 도포 노즐을 포함하고, 제어부는, 도포 노즐에 의해 토출된 도포액의 공급 위치가 기판의 주연부의 외연으로부터 내연으로 이동하도록 도포 노즐을 제1 방향으로 이동시킨 후, 도포 노즐에 의해 토출된 도포액의 공급 위치가 기판의 주연부의 내연으로부터 외연으로 이동하도록 도포 노즐을 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동시켜도 된다. 이 경우, 기판의 한 면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막을 용이하게 형성할 수 있다.

(6) 제어부는, 제2 방향으로의 이동 속도가 제1 방향으로의 이동 속도보다 커지도록 도포 노즐을 이동시켜도 된다. 기판의 중앙 영역에 레지스트 패턴 등이 형성되어 있는 경우에는, 레지스트 패턴과 주연부 내연의 도포막의 경계 부분에서 도포막의 건조가 빨라짐으로써, 주연부 내연에 있어서 도포막이 부분적으로 솟아오른다. 이러한 경우에서도, 상기의 구성에 의하면, 주연부 외연에 있어서의 도포막의 두께를 크게 할 수 있다. 그 때문에, 기판의 주연부에 형성되는 도포막이 평탄에 근접한다. 이에 의해, 기판의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.

(7) 본 발명의 다른 국면에 따르는 주연부 도포 방법은, 회전 유지부에 의해 기판을 유지하여 기판의 중심축 둘레로 기판을 회전시키는 단계와, 회전 유지부에 의해 기판이 회전하고 있는 상태에서, 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포액을 공급함으로써 기판의 한 면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막을 형성하는 단계와, 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포막이 형성된 후, 회전 유지부에 의한 교반 동작을 2회 이상의 미리 정해진 횟수 반복하는 단계를 포함하고, 교반 동작은, 기판의 회전 속도가 증가하도록 기판을 가속시키는 것과, 기판의 가속 후, 기판의 회전 속도가 감소하도록 기판을 감속시키는 것과, 기판의 감속 후, 기판의 회전 속도를 유지하는 것을 포함한다.

이 주연부 도포 방법에 의하면, 회전 유지부에 의해 기판이 유지되어, 기판의 중심축 둘레로 기판이 회전된다. 회전 유지부에 의해 기판이 회전하고 있는 상태에서, 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포액이 공급됨으로써, 기판의 한 면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막이 형성된다. 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포막이 형성된 후, 회전 유지부에 의한 교반 동작이 2회 이상의 미리 정해진 횟수 반복된다. 각 교반 동작에 있어서는, 기판의 회전 속도가 증가하도록 기판이 가속된다. 기판의 가속 후, 기판의 회전 속도가 감소하도록 기판이 감속된다. 기판의 감속 후, 기판의 회전 속도가 유지된다.

(8) 미리 정해진 횟수는, 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 형성된 도포막의 유동성이 상실됨으로써 도포막이 건조되는 횟수여도 된다. 이 경우, 기판의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.

(9) 2회 이상 반복되는 교반 동작 중, 마지막 교반 동작에 있어서는, 기판의 회전 속도 유지의 실행이 생략되어도 된다. 이 경우, 기판의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 향상시키면서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.

(10) 각 교반 동작에 있어서, 기판의 회전 가속도의 절대치는 기판의 회전 감속도의 절대치 이상이어도 된다. 이 경우, 기판의 회전 가속도가 크므로, 기판이 고속으로 회전하는 기간을 단축하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 도포액의 건조가 촉진되는 것이 보다 용이하게 방지된다. 이에 의해, 기판의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 보다 용이하게 향상시킬 수 있다.

(11) 도포막을 형성하는 단계는, 도포액 공급부의 도포 노즐에 의해 토출된 도포액의 공급 위치가 기판의 주연부의 외연으로부터 내연으로 이동하도록 도포 노즐을 제1 방향으로 이동시킨 후, 도포 노즐에 의해 토출된 도포액의 공급 위치가 기판의 주연부의 내연으로부터 외연으로 이동하도록 도포 노즐을 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동시키는 것을 포함해도 된다. 이 경우, 기판의 한 면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막을 용이하게 형성할 수 있다.

(12) 제2 방향으로의 도포 노즐의 이동 속도는 제1 방향으로의 도포 노즐의 이동 속도보다 커도 된다. 기판의 중앙 영역에 레지스트 패턴 등이 형성되어 있는 경우에는, 레지스트 패턴과 주연부 내연의 도포막의 경계 부분에서 도포막의 건조가 빨라짐으로써, 주연부 내연에 있어서 도포막이 부분적으로 솟아오른다. 이러한 경우여도, 상기의 방법에 의하면, 주연부 외연에 있어서의 도포막의 두께를 크게 할 수 있다. 그 때문에, 기판의 주연부에 형성되는 도포막이 평탄에 근접한다. 이에 의해, 기판의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 주연부 도포 장치의 개략 단면도이다.
도 2는, 기판 처리 공정에 있어서의 기판을 나타내는 측면도이다.
도 3은, 기판 처리 공정에 있어서의 기판을 나타내는 측면도이다.
도 4는, 기판 처리 공정에 있어서의 기판을 나타내는 측면도이다.
도 5는, 기판 처리 공정에 있어서의 기판을 나타내는 측면도이다.
도 6은, 기판 처리 공정에 있어서의 기판을 나타내는 측면도이다.
도 7은, 기판 처리 후에 있어서의 기판을 나타내는 측면도이다.
도 8은, 기판의 처리 공정에 있어서의 기판의 회전 속도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 9는, 제1 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 제2 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 제3 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는, 제4 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 13은, 제5 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 14는, 제6 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.

(1) 주연부 도포 장치

이하, 본 발명의 일실시 형태에 따른 주연부 도포 장치 및 주연부 도포 방법에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 주연부 도포 장치의 개략 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 주연부 도포 장치(100)는, 회전 유지부(10), 컵(20), 도포액 공급부(30), 린스액 공급부(40) 및 제어부(50)를 구비한다. 회전 유지부(10)는, 스핀 척(11) 및 모터(12)를 포함한다. 스핀 척(11)은, 모터(12)의 회전축(12a)의 선단에 장착되고, 기판(W)을 수평 자세로 유지한 상태에서 연직축의 둘레에서 회전 구동된다.

컵(20)은, 스핀 척(11)에 유지된 기판(W)의 주위를 둘러싸도록 설치되고, 기판(W)으로부터 비산하는 도포액 또는 린스액을 받는다. 컵(20)의 상부에는, 컵(20)의 내부에 기판(W)을 도입하기 위한 개구부(21)가 형성된다. 또, 컵(20)의 하부에는, 폐액구(22) 및 배기구(23)가 형성된다. 폐액구(22) 및 배기구(23)는, 공장 내의 폐수 설비 및 배기 설비에 각각 접속된다.

도포액 공급부(30)는, 도포 노즐(31), 도포액 저류부(32), 배관(33) 및 밸브(34)를 포함한다. 도포 노즐(31)은, 배관(33)을 통해 도포액 저류부(32)와 접속된다. 도포액 저류부(32)에는, 도포액이 저류된다. 본 실시 형태에 있어서는, 도포액은 감광성 레지스트액인데, 실시 형태는 이것으로 한정되지 않는다. 도포액은, 비감광성 레지스트액이어도 되고, 수지를 포함하는 용액이어도 된다. 배관(33)에는, 밸브(34)가 끼워진다.

도포 노즐(31)은, 기판(W)의 주연부의 상방의 처리 위치와 컵(20) 외의 대기 위치 사이에서 이동 가능하게 설치되고, 기판 처리 시에는 처리 위치로 이동한다. 이 상태에서, 밸브(34)가 개방됨으로써, 도포액 저류부(32)로부터 배관(33)을 통해 도포 노즐(31)에 도포액이 공급된다. 이에 의해, 도포 노즐(31)로부터 기판(W)의 주연부에 도포액이 토출된다. 여기서, 기판(W)의 주연부란, 기판(W)의 외주부로부터 소정의 폭만큼의 내측의 영역을 말한다.

린스액 공급부(40)는, 1개 이상(본 예에서는 2개)의 백 린스 노즐(41), 린스액 저류부(42), 배관(43) 및 밸브(44)를 포함한다. 각 백 린스 노즐(41)은, 기판(W)의 하방에 설치되고, 배관(43)을 통해 린스액 저류부(42)와 접속된다. 린스액 저류부(42)에는, 린스액이 저류된다. 린스액은, 예를 들면 PGMEA(propyleneglycol monomethyl ether acetate), PGME(propyleneglycol monomethyl ether) 또는 시클로헥사논(cyclohexanone)을 포함한다. 배관(43)에는 밸브(44)가 끼워진다.

기판 처리 시에, 밸브(44)가 개방됨으로써, 린스액 저류부(42)로부터 배관(43)을 통해 각 백 린스 노즐(41)에 린스액이 공급된다. 이 경우, 각 백 린스 노즐(41)로부터 기판(W)의 이면(피처리면과 반대측의 면)으로 린스액이 토출된다. 이에 의해, 기판(W)의 이면이 세정된다.

제어부(50)는, 예를 들면 CPU(중앙 연산 처리 장치)를 포함하며, 도포 노즐(31)의 이동을 제어한다. 또, 제어부(50)는, 모터(12)의 회전 속도를 제어함으로써, 스핀 척(11)에 의해 유지된 기판(W)의 회전 속도를 제어한다. 또한, 제어부(50)는, 밸브(34, 44)의 개폐를 제어함으로써, 도포액 및 린스액의 토출 타이밍을 각각 제어한다.

(2) 기판 처리의 개요

도 2~도 6은, 기판 처리 공정에 있어서의 기판을 나타내는 측면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(W)은, 피처리면이 상방을 향하도록 스핀 척(11)에 의해 유지된다. 여기서, 기판(W)의 주연부를 제외한 피처리면의 중앙 영역에는, 도시되지 않은 레지스트 패턴이 형성되어 있다. 다음에, 도 1의 모터(12)에 의해 기판(W)이 회전된다.

계속해서, 도포 노즐(31)이 대기 위치로부터 기판(W)의 외상방의 위치로 이동된 후, 도 2에 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 중심을 향해 이동된다. 이하, 기판(W)의 외방으로부터 기판(W)의 중심을 향해 도포 노즐(31)이 이동되는 것을 스캔 인(scan in)이라 부른다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 스캔 인에 있어서, 도포 노즐(31)이 기판(W)의 주연부의 외연 근방의 상방 위치에 도달한 시점에서, 도포 노즐(31)로부터의 도포액의 토출이 개시된다.

도포 노즐(31)이 기판(W)의 주연부의 내연 근방의 상방 위치까지 이동된 시점에서, 도 4에 화살표 B로 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 외방을 향해 이동된다. 이하, 기판(W)의 중심으로부터 기판(W)의 외방을 향해 도포 노즐(31)이 이동되는 것을 스캔 아웃(scan out)이라 부른다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 스캔 아웃에 있어서, 도포 노즐(31)이 기판(W)의 주연부의 상방 근방의 위치에 도달한 시점에서, 도포 노즐(31)로부터의 도포액의 토출이 정지된다. 그 후, 도포 노즐(31)이 대기 위치로 이동된다.

기판(W)의 주연부의 도포막이 건조된 후, 도 6에 나타내는 바와 같이, 백 린스 노즐(41)로부터 린스액이 기판(W)의 이면에 토출된다. 이에 의해, 기판(W)의 이면이 세정됨과 더불어, 기판(W)의 베벨부의 도포막이 제거된다. 그 후, 린스액이 건조됨으로써, 기판 처리가 종료된다.

상기의 제어에 의하면, 도포 노즐(31)에 의해 토출된 도포액의 공급 위치가 기판(W)의 주연부의 외연으로부터 내연으로 이동하는 스캔 인 후, 도포액의 공급 위치가 기판(W)의 주연부의 내연으로부터 외연으로 이동하는 스캔 아웃이 실행된다. 이에 의해, 기판(W)의 피처리면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막이 형성된다. 본 예에서는, 스캔 아웃에 있어서의 도포 노즐(31)의 이동 속도는, 스캔 인에 있어서의 도포 노즐(31)의 이동 속도보다 크다.

도 7은, 기판 처리 후에 있어서의 기판(W)을 나타내는 측면도이다. 상기의 기판 처리에 있어서는, 기판(W)의 중앙 영역의 레지스트 패턴과 주연부 내연의 도포막의 경계 부분에서, 도포막의 건조가 빨라진다. 이에 의해, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도포막의 두께가 부분적으로 커져, 주연부 내연에 있어서 도포막이 솟아오른다. 이 도포막에 있어서의 솟아오른 부분을 험프라 부른다. 기판(W)의 주연부의 도포막은, 주연부 도포 장치(100)의 외부에서 행해지는 추후의 공정에 있어서 에칭 등에 의해 제거된다.

그러나, 험프의 두께가 큰 경우에는, 험프의 부분이 잔사로서 잔류하는 경우가 있다. 이 경우, 기판(W)은 결함이 된다. 따라서, 기판 처리에 있어서는, 도포막의 평균 막두께(h1)에 대한 험프 두께(h2)(이하, 막두께 비라 부름)를 저감하기 위한 교반 동작이 실행된다. 또한, 평균 막두께(h1)란, 도포막에 있어서의 험프를 제외한 부분의 두께의 평균값을 의미한다. 또, 험프 두께(h2)란, 험프의 최대 두께를 의미한다. 이하, 기판 처리의 상세에 대하여 설명한다.

(3) 기판 처리의 상세

도 8은, 기판(W)의 처리 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도의 변화를 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 초기 시점 t0에 있어서는, 기판(W)은 정지하고 있다. 즉, 기판(W)의 회전 속도는 0rpm이다. 또, 도 1의 밸브(34, 44)는 닫혀있다. 우선, 기판(W)의 회전이 개시됨으로써, 기판(W)의 회전 속도가 증가되고, 시점 t1에서 예를 들면 100rpm의 일정 회전 속도에 도달한다. 기판(W)의 회전 속도는, 시점 t2까지 유지된다.

또, 도 1의 도포 노즐(31)의 스캔 인 및 스캔 아웃이 순차적으로 실행된다. 여기서, 시점 t1에서 밸브(34)가 개방됨으로써 기판(W)의 주연부에 도포액의 토출이 개시되고, 시점 t2에서 밸브(34)가 닫힘으로써 도포액의 토출이 정지된다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부에 도포막이 형성된다. 시점 t1에서 시점 t2까지의 공정을 토출 공정이라 부른다.

시점 t2에서, 기판(W)의 회전 속도가 급격하게 증가된다. 이에 의해, 시점 t3에서 기판(W)의 회전 속도가 예를 들면 3000rpm에 도달한다. 시점 t2에서 시점 t3까지의 공정을 가속 공정이라 부른다. 또, 이하, 가속 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 가속도를 단순히 기판(W)의 회전 가속도라 부른다. 기판(W)의 회전 가속도는, 예를 들면 5000rpm/초 이상이며, 본 예에서는 25000rpm/초이다.

시점 t3에 있어서, 기판(W)의 회전 속도가 짧은 시간(예를 들면 0초보다 크고 또한 1초 이하) 유지된 후, 기판(W)의 회전 속도가 급격하게 감소된다. 이에 의해, 시점 t4에서 기판(W)의 회전 속도가 예를 들면 1000rpm 이하(본 예에서는 500rpm)에 도달한다. 시점 t4에서 기판(W)의 회전 속도가 500rpm 미만(예를 들면 0rpm)으로 감소되어도 된다.

시점 t3에서 시점 t4까지의 공정을 감속 공정이라 부른다. 또, 이하, 감속 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 감속도를 단순히 기판(W)의 회전 감속도라 부른다. 본 예에서는, 기판(W)의 회전 감속도의 절대치는 기판(W)의 회전 가속도의 절대치와 대략 동일한데, 실시 형태는 이것으로 한정되지 않는다. 기판(W)의 회전 감속도의 절대치는, 기판(W)의 회전 가속도의 절대치보다 작아도 된다.

계속해서, 시점 t4에서 시점 t5 사이, 기판(W)의 회전 속도가 일정하게 유지된다. 시점 t4와 시점 t5 사이의 시간은, 예를 들면 0.01초 이상 10초 이하이며, 본 예에서는 0.15초이다. 시점 t4에서 시점 t5까지의 공정을 속도 유지 공정이라 부른다. 속도 유지 공정은, 기판(W)의 주연부에 형성된 도포막의 두께를 조정하기 위한 공정이다. 그 때문에, 속도 유지 공정의 시간은, 도포막의 원하는 두께에 따라 결정된다.

가속 공정, 감속 공정 및 속도 유지 공정에 있어서의 회전 유지부(10)의 일련의 동작이 교반 동작이 된다. 시점 t5 이후, 교반 동작이 복수 회 반복된다. 여기서, 교반 동작의 반복 횟수는, 기판(W)의 주연부에 형성된 도포막의 유동성이 상실됨으로써 도포막이 건조되는 횟수로서 미리 정해져 있다. 본 예에서는, 교반 동작의 반복 횟수는 5회인데, 교반 동작의 반복 횟수는 2회 이상이면 5회가 아니어도 된다. 또, 본 예에서는, 마지막에 실행되는 감속 공정 후의 속도 유지 공정의 실행은 생략된다. 이 경우, 기판(W)의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 향상시키면서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.

마지막(본 예에서는 5회째) 교반 동작에 있어서의 감속 공정이 실행된 후, 시점 t6에서 기판(W)의 회전 속도가 예를 들면 400rpm의 일정 회전 속도에 도달한다. 이 상태에서, 밸브(44)가 개방됨으로써, 기판(W)의 이면에 린스액의 토출이 개시된다. 이에 의해, 기판(W)의 이면이 세정됨과 더불어, 기판(W)의 베벨부의 도포막이 제거된다. 다음에, 시점 t7에서 기판(W)의 회전 속도가 증가되고, 시점 t8에서 예를 들면 800rpm의 일정 회전 속도에 도달한다.

계속해서, 시점 t9에서 밸브(44)가 닫힘으로써, 린스액의 토출이 정지된다. 또, 기판(W)의 회전 속도가 증가되어, 시점 t10에서 예를 들면 2000rpm에 도달한다. 이에 의해, 기판(W)이 건조된다. 그 후, 시점 t11에서 기판(W)의 회전 속도가 감소된다. 시점 t12에서 기판(W)의 회전이 정지함으로써, 기판 처리가 종료된다.

(4) 효과

본 실시 형태에 따른 주연부 도포 장치(100)에 있어서는, 회전 유지부(10)에 의해 기판(W)이 유지되어, 기판(W)의 중심축 둘레로 기판(W)이 회전된다. 회전 유지부(10)에 의해 기판(W)이 회전하고 있는 상태에서, 도포액 공급부(30)에 의해 기판(W)의 피처리면의 주연부에 도포액이 공급됨으로써, 기판(W)의 피처리면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막이 형성된다. 도포액 공급부(30)에 의해 기판(W)의 피처리면의 주연부에 도포막이 형성된 후, 회전 유지부(10)에 의한 교반 동작이 2회 이상의 미리 정해진 횟수 반복된다. 각 교반 동작에 있어서는, 기판(W)의 회전 속도가 증가하도록 기판(W)이 가속된다. 기판(W)의 가속 후, 기판(W)의 회전 속도가 감소하도록 기판(W)이 감속된다. 기판(W)의 감속 후, 기판(W)의 회전 속도가 유지된다.

각 교반 동작에 있어서의 기판(W)의 가속 시에는, 기판(W)의 주연부의 도포액에 가해지는 원심력이 증가하고, 기판(W)의 감속 시에는, 기판(W)의 주연부의 도포액에 가해지는 원심력이 감소한다. 따라서, 상기의 구성에 의하면, 교반 동작이 반복됨으로써, 도포액에 가해지는 원심력이 반복해서 증감한다. 그 때문에, 도포액이 기판(W)의 주연부에서 교반된다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부의 도포액이 고르게 되어, 형성되는 도포막이 평탄에 근접한다.

또, 기판(W)이 고속도로 장시간 회전되면, 기판(W)의 주연부에 도포액의 건조를 촉진하는 난류가 발생한다. 이 경우, 형성되는 도포막의 두께가 부분적으로 커져, 도포막이 부분적으로 솟아오른다. 이에 대해, 상기의 구성에 의하면, 교반 동작이 반복됨으로써, 기판(W)의 주연부에 난류가 발생하는 것이 억제되어, 도포액의 건조가 촉진되는 것이 방지된다. 이들의 결과, 기판(W)의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.

각 교반 동작에 있어서, 기판(W)의 회전 가속도의 절대치는, 기판(W)의 회전 감속도의 절대치 이상이다. 이 경우, 기판(W)의 회전 가속도가 크므로, 기판(W)이 고속으로 회전하는 기간을 단축하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 도포액의 건조가 촉진되는 것이 보다 용이하게 방지된다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 보다 용이하게 향상시킬 수 있다.

또, 스캔 아웃에 있어서의 도포 노즐(31)의 이동 속도는, 스캔 인에 있어서의 이동 속도보다 크다. 이 경우, 기판(W)의 주연부 외연에 있어서의 도포막의 두께를 크게 할 수 있다. 그 때문에, 기판(W)의 주연부에 형성되는 도포막이 평탄에 근접한다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부에 형성되는 도포막의 두께의 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.

(5) 다른 실시 형태

(a) 상기 실시 형태에 있어서, 2회 이상 반복되는 교반 동작 중, 마지막 교반 동작의 속도 유지 공정의 실행은 생략되는데, 실시 형태는 이것으로 한정되지 않는다. 마지막 교반 동작의 속도 유지 공정은 실행되어도 된다.

(b) 상기 실시 형태에 있어서, 기판(W)의 회전 감속도의 절대치는 기판(W)의 회전 가속도의 절대치 이하인데, 실시 형태는 이것으로 한정되지 않는다. 기판(W)의 회전 감속도의 절대치는, 기판(W)의 회전 가속도의 절대치보다 커도 된다.

(c) 상기 실시 형태에 있어서, 스캔 아웃에 있어서의 도포 노즐(31)의 이동 속도는 스캔 인에 있어서의 도포 노즐(31)의 이동 속도보다 큰데, 실시 형태는 이것으로 한정되지 않는다. 스캔 아웃에 있어서의 도포 노즐(31)의 이동 속도는, 스캔 인에 있어서의 도포 노즐(31)의 이동 속도 이하여도 된다. 또, 도포막의 형성시에 도포 노즐(31)의 스캔 인 및 스캔 아웃이 행해지지 않고, 도포 노즐(31)이 정위치에 고정되어도 된다.

(d) 상기 실시 형태에 있어서, 도포 노즐(31)은 도포액의 토출구가 하방을 향하도록 직립한 상태로 설치되는데, 실시 형태는 이것으로 한정되지 않는다. 도포 노즐(31)은, 도포액의 토출구가 비스듬한 하측 외방을 향하도록 경사진 상태로 설치되어도 된다.

(6) 실시예

제1 실시예에서는, 속도 유지 공정의 계속 시간을 변화시킨 경우의 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 및 막두께 비의 변화를 측정했다. 도 9는, 제1 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 9의 가로축은 속도 유지 공정의 계속 시간을 나타내고, 세로축은 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 또는 막두께 비를 나타낸다. 또한, 제1 실시 형태에 있어서의 교반 동작의 반복 공정은 5회이며, 후술하는 제3~제6 실시 형태에 있어서도 동일하다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 속도 유지 공정의 계속 시간을 길게 하면, 평균 막두께(h1)는 커지도록 변화하고, 험프 두께(h2)는 거의 변화하지 않았다. 이들의 결과, 속도 유지 공정의 계속 시간을 길게 하면, 막두께 비는 작아지도록 변화했다. 그 때문에, 속도 유지 공정의 계속 시간을 길게 함으로써, 막두께 비를 작게 할 수 있는 것이 확인되었다.

제2 실시예에서는, 교반 동작의 실행 횟수를 변화시킨 경우의 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 및 막두께 비의 변화를 측정했다. 도 10은, 제2 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 10의 가로축은 교반 동작의 실행 횟수를 나타내고, 세로축은 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 또는 막두께 비를 나타낸다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 교반 동작의 실행 횟수를 변화시켜도, 평균 막두께(h1)는 거의 변화하지 않았다. 한편, 교반 동작의 실행 횟수를 증가시키면 험프 두께(h2)는 작아지도록 변화하고, 교반 동작의 실행 횟수가 일정 수 이상이 되면 험프 두께(h2)는 거의 변화하지 않았다. 이들의 결과, 교반 동작의 실행 횟수를 증가시키면 막두께 비는 작아지도록 변화하고, 교반 동작의 실행 횟수가 일정 수 이상이 되면 막두께 비는 거의 변화하지 않았다. 그 때문에, 교반 동작을 일정 수 반복함으로써, 평균 막두께(h1)를 유지하면서 막두께 비를 작게 할 수 있는 것이 확인되었다.

제3 실시예에서는, 가속 공정 후에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 변화시킨 경우의 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 및 막두께 비의 변화를 측정했다. 도 11은, 제3 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 11의 가로축은 가속 공정 후에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 나타내고, 세로축은 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 또는 막두께 비를 나타낸다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 가속 공정 후에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 크게 하면, 평균 막두께(h1) 및 험프 두께(h2)는 작아지도록 변화했다. 이들의 결과, 가속 공정 후에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 크게 해도, 막두께 비는 거의 변화하지 않았다. 그 때문에, 가속 공정 후에 있어서의 기판(W)의 회전 속도는, 막두께 비의 저감에는 거의 기여하지 않는 것이 확인되었다.

제4 실시예에서는, 기판(W)의 회전 가속도를 변화시킨 경우의 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 및 막두께 비의 변화를 측정했다. 도 12는, 제4 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 12의 가로축은 기판(W)의 회전 가속도를 나타내고, 세로축은 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 또는 막두께 비를 나타낸다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 회전 가속도를 증가시키면 평균 막두께(h1)는 커지도록 변화하고, 회전 가속도가 일정값 이상이 되면 평균 막두께(h1)는 거의 변화하지 않았다. 한편, 회전 가속도를 증가시켜도, 험프 두께(h2)는 거의 변화하지 않았다. 이들의 결과, 회전 가속도를 증가시키면 막두께 비는 작아지도록 변화하고, 회전 가속도가 일정 수 이상이 되면 막두께 비는 거의 변화하지 않았다. 그 때문에, 기판(W)의 회전 가속도를 일정값 이상으로 함으로써, 막두께 비를 작게 할 수 있는 것이 확인되었다.

제5 실시예에서는, 속도 유지 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 변화시킨 경우의 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 및 막두께 비의 변화를 측정했다. 도 13은, 제5의 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 13의 가로축은 속도 유지 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 나타내고, 세로축은 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 또는 막두께 비를 나타낸다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 속도 유지 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 크게 하면, 평균 막두께(h1)는 작아지도록 변화하고, 험프 두께(h2)는 커지도록 변화했다. 이들의 결과, 속도 유지 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 크게 하면, 막두께 비는 작아지도록 변화했다. 그 때문에, 속도 유지 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 작게 함으로써, 막두께 비를 작게 할 수 있는 것이 확인되었다.

제6 실시예에서는, 토출 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 변화시킨 경우의 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 및 막두께 비의 변화를 측정했다. 도 14는, 제6 실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 14의 가로축은 토출 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 나타내고, 세로축은 평균 막두께(h1), 험프 두께(h2) 또는 막두께 비를 나타낸다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 토출 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 크게 해도, 평균 막두께(h1)는 변화하지 않고, 험프 두께(h2)는 거의 변화하지 않았다. 이들의 결과, 토출 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 크게 해도, 막두께 비는 거의 변화하지 않았다. 그 때문에, 토출 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도는, 막두께 비의 저감에는 거의 기여하지 않는 것이 확인되었다.

(7) 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 요소의 대응 관계

상기 실시 형태에 있어서, 회전 유지부(10)가 회전 유지부의 예이며, 도포액 공급부(30)가 도포액 공급부의 예이며, 제어부(50)가 제어부의 예이며, 도포 노즐(31)이 도포 노즐의 예이다.

Claims

기판을 유지하여 기판의 중심축 둘레로 기판을 회전시키는 회전 유지부와,
상기 회전 유지부에 의해 기판이 회전하고 있는 상태에서, 기판의 한 면의 주연부에 도포액을 공급함으로써 기판의 한 면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막을 형성하는 도포액 공급부와,
상기 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포막이 형성된 후, 교반 동작을 2회 이상의 미리 정해진 횟수 반복하도록 상기 회전 유지부를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 교반 동작은,
기판의 회전 속도가 증가하도록 기판을 가속시키는 것과,
기판의 가속 후, 기판의 회전 속도가 감소하도록 기판을 감속시키는 것과,
기판의 감속 후, 기판의 회전 속도를 유지하는 것을 포함하는, 주연부 도포 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 미리 정해진 횟수는, 상기 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 형성된 도포막의 유동성이 상실됨으로써 도포막이 건조되는 횟수인, 주연부 도포 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는, 2회 이상 반복되는 상기 교반 동작 중, 마지막 교반 동작에 있어서는, 기판의 회전 속도 유지의 실행을 생략하도록 상기 회전 유지부를 제어하는, 주연부 도포 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는, 각 교반 동작에 있어서, 기판의 회전 가속도의 절대치가 기판의 회전 감속도의 절대치 이상이 되도록 상기 회전 유지부를 제어하는, 주연부 도포 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 도포액 공급부는, 도포액을 토출하는 도포 노즐을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 도포 노즐에 의해 토출된 도포액의 공급 위치가 기판의 주연부의 외연으로부터 내연으로 이동하도록 상기 도포 노즐을 제1 방향으로 이동시킨 후, 상기 도포 노즐에 의해 토출된 도포액의 공급 위치가 기판의 주연부의 내연으로부터 외연으로 이동하도록 상기 도포 노즐을 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동시키는, 주연부 도포 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제2 방향으로의 이동 속도가 상기 제1 방향으로의 이동 속도보다 커지도록 상기 도포 노즐을 이동시키는, 주연부 도포 장치.
회전 유지부에 의해 기판을 유지하며 기판의 중심축 둘레로 기판을 회전시키는 단계와,
상기 회전 유지부에 의해 기판이 회전하고 있는 상태에서, 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포액을 공급함으로써 기판의 한 면의 중앙 영역을 제외한 주연부에 도포막을 형성하는 단계와,
상기 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 도포막이 형성된 후, 상기 회전 유지부에 의한 교반 동작을 2회 이상의 미리 정해진 횟수 반복하는 단계를 포함하고,
상기 교반 동작은,
기판의 회전 속도가 증가하도록 기판을 가속시키는 것과,
기판의 가속 후, 기판의 회전 속도가 감소하도록 기판을 감속시키는 것과,
기판의 감속 후, 기판의 회전 속도를 유지하는 것을 포함하는, 주연부 도포 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 미리 정해진 횟수는, 상기 도포액 공급부에 의해 기판의 한 면의 주연부에 형성된 도포막의 유동성이 상실됨으로써 도포막이 건조되는 횟수인, 주연부 도포 방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
2회 이상 반복되는 상기 교반 동작 중, 마지막 교반 동작에 있어서는, 기판의 회전 속도 유지의 실행이 생략되는, 주연부 도포 방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
각 교반 동작에 있어서, 기판의 회전 가속도의 절대치는 기판의 회전 감속도의 절대치 이상인, 주연부 도포 방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 도포막을 형성하는 단계는, 상기 도포액 공급부의 도포 노즐에 의해 토출된 도포액의 공급 위치가 기판의 주연부의 외연으로부터 내연으로 이동하도록 상기 도포 노즐을 제1 방향으로 이동시킨 후, 상기 도포 노즐에 의해 토출된 도포액의 공급 위치가 기판의 주연부의 내연으로부터 외연으로 이동하도록 상기 도포 노즐을 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동시키는 것을 포함하는, 주연부 도포 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 제2 방향으로의 상기 도포 노즐의 이동 속도는 상기 제1 방향으로의 상기 도포 노즐의 이동 속도보다 큰, 주연부 도포 방법.