KR20220069898A - 액 도포 방법, 액 도포 장치, 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

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KR20220069898A
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고우조우 가와하라
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Abstract

(과제) 기판의 표면에 형성되는 도포막의 막두께의 더 나은 균일화를 도모한다.
(해결 수단) 액 도포 방법은, 웨이퍼(W)의 회전 중에, 웨이퍼(W)의 회전축과 웨이퍼(W)의 주연부 사이에서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 따르는 소정의 방향으로 노즐(N)을 이동시키면서, 도포액을 노즐(N)로부터 토출함으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 공정과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 노즐(N)로부터의 도포액의 토출 위치가 웨이퍼(W)의 주연부측에 위치할수록 웨이퍼(W)의 회전수를 작게 함으로써, 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 공정과, 노즐(N)로부터 토출되기 전의 도포액의 유량에 기초하여 노즐(N)의 토출구와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 갭을 변화시킴으로써, 노즐(N)로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 공정을 행한다.

Description

액 도포 방법, 액 도포 장치, 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{LIQUID COATING METHOD, LIQUID COATING APPARATUS, AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM}
본 개시는, 액 도포 방법, 액 도포 장치, 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
현재, 기판의 미세 가공을 행함에 있어서, 포토리소그래피 기술을 이용하여 요철 패턴(예컨대, 레지스트 패턴)을 기판(예컨대, 반도체 웨이퍼) 상에 형성하는 것이 널리 일반적으로 행해지고 있다. 기판의 미세 가공을 행하기 위해, 기판의 표면을 향해 각종 도포액이 노즐의 토출구로부터 토출된다.
특허문헌 1에 기재된 도포액 도포 방법은, 기판의 표면에 도포막을 형성하기 위한 일형태로서, 회전 중인 기판의 표면에 대하여 노즐을 상기 표면을 따라 이동시키면서, 노즐의 토출구로부터 도포액을 토출하는 것을 개시하고 있다. 그 때문에, 기판의 표면에, 스파이럴형으로 도포액이 도포된다. 이 경우, 도포액을 기판의 중앙부에 토출한 후에 기판을 회전시킴으로써, 원심력을 이용하여 기판의 표면 전체에 도포액을 도포하는 소위 스핀 코트법과 비교하여, 도포액을 절약할 수 있음과 동시에, 기판의 회전 중심으로부터 기판의 주연부를 향하는 방향에서의 도포막의 막두께를 제어할 수 있다. 다만, 기판의 표면은 완전히 평탄하지는 않기 때문에, 특허문헌 1에 기재된 방법에 의해서도 기판의 표면의 높낮이에 따라 도포막의 막두께가 변화될 수 있다.
특허문헌 2에 기재된 도포액 도포 방법은, 기판의 두께를 미리 측정하는 판두께 측정 공정과, 측정된 기판의 두께에 기초하여, 노즐의 토출구와 기판이 적재되어 있는 스테이지의 이격 거리(갭)를 조정하는 조정 공정과, 노즐의 토출구로부터 기판의 표면에 도포액을 토출하는 토출 공정을 포함한다. 상기 방법에 의하면, 기판의 표면과 노즐의 토출구의 갭이 일정하게 유지되기 때문에, 기판의 표면에서 대략 균일한 막두께의 도포막이 형성된다.
특허문헌 2는, 기판의 두께를 미리 측정하는 판두께 측정 공정으로서, (1) 수직 방향(기판의 두께 방향)으로 분포되는 평행광을 투광하는 1차원 반도체 레이저 어레이를 이용하여, 기판의 두께에 의해 차광된 영역에 기초하여 기판의 두께를 산출하는 것, 및 (2) 기판의 이면측으로부터 기판의 소정 개소에 대하여 비스듬하게 광 빔을 출사하고, 그 반사광의 수광 위치에 기초하여 기판의 두께를 산출하는 것을 개시하고 있다. 그 때문에, 조정 공정에서는, 기판의 두께가 기판면 내에서 대략 일정한 것을 전제로 갭의 조정이 행해진다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2001-239199호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2005-251864호 공보
그러나, 상기 (1) 및 (2)와 같은 측정 방법에서는, 기판의 면내 전체의 두께를 취득하고 있지 않기 때문에, 기판면 내에서 판두께에 변동이 존재하는 경우, 기판 상에 대략 균일한 막두께의 도포막을 형성하는 것이 곤란하다. 덧붙여, 기판면 내에서 판두께가 대략 균일해도, 기판이 휘어 있는 등 기판이 평탄하지 않은 경우에는 기판면 내에서 갭이 변동되기 때문에, 판두께를 측정하는 것만으로는 기판 상에 대략 균일한 막두께의 도포막을 형성하는 것이 곤란하다.
그래서, 본 개시는, 기판의 표면에 형성되는 도포막의 막두께의 더 나은 균일화를 도모하는 것이 가능한 액 도포 방법, 액 도포 장치, 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 설명한다.
본 개시의 하나의 관점에 관련된 액 도포 방법은, 기판의 표면에 직교하는 방향을 따라 연장되어 있는 회전축의 주위에 기판을 회전시키면서, 기판의 상측에 위치하는 토출 노즐로부터 도포액을 기판의 표면에 토출하여, 기판의 표면에 도포액을 도포하는 도포 처리를 포함하는 액 도포 방법으로서, 도포 처리에서는, 기판의 회전 중에, 회전축과 기판의 주연부 사이에서 기판의 표면을 따르는 소정의 방향으로 토출 노즐을 이동시키면서, 도포액을 토출 노즐로부터 토출함으로써, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 공정과, 기판의 표면 중 토출 노즐로부터의 도포액의 토출 위치가 기판의 주연부측에 위치할수록 기판의 회전수를 작게 함으로써, 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 공정과, 도포액을 토출 중인 토출 노즐에서의 물리량의 변화에 기초하여 토출 노즐의 토출구의 기판의 표면에 대한 높이 위치를 변화시킴으로써, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 공정을 행한다.
본 개시의 하나의 관점에 관련된 액 도포 방법에서는, 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하면서, 토출 노즐의 토출구의 기판의 표면에 대한 높이 위치를 변화시킴으로써, 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하고 있다. 그 때문에, 어느 토출 위치에 있어서도, 토출되는 도포액의 양이 대략 동일해진다. 덧붙여, 본 개시의 하나의 관점에 관련된 액 도포 방법에서는, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하고 있다. 그 때문에, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액이, 기판의 표면에서 잘 중복되지 않는다. 이상으로부터, 기판의 표면 전체에 있어서, 도포액이 기판의 표면에 도포되어 이루어지는 도포막의 막두께가 대략 균일해진다.
토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 공정에서는, 토출 노즐로부터 토출되기 전의 도포액의 유량에 기초하여 높이 위치를 변화시켜도 좋다. 이 경우, 토출 노즐로부터 토출되기 전의 도포액의 유량이 대략 일정한 크기에 근접하도록 피드백 제어함으로써, 단시간에 또한 확실하게 높이 위치를 변화시킬 수 있다.
토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 공정에서는, 토출 노즐이 도포액을 기판의 표면에 토출했을 때에 도포액을 통해 기판의 표면으로부터 토출 노즐이 받는 반력의 크기에 기초하여 높이 위치를 변화시켜도 좋다. 이 경우, 토출 노즐이 받는 반력의 크기가 대략 일정한 크기에 근접하도록 피드백 제어함으로써, 단시간에 또한 확실하게 높이 위치를 변화시킬 수 있다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 방법은, 기판의 표면에 직교하는 방향을 따라 연장되어 있는 회전축의 주위에 기판을 회전시키면서, 기판의 상측에 위치하는 토출 노즐로부터 도포액을 기판의 표면에 토출하여, 기판의 표면에 도포액을 도포하는 도포 처리를 포함하는 액 도포 방법으로서, 도포 처리에서는, 기판의 회전 중에, 회전축과 기판의 주연부 사이에서 기판의 표면을 따르는 소정의 방향으로 토출 노즐을 이동시키면서, 도포액을 토출 노즐로부터 토출함으로써, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 공정과, 기판의 표면 중 토출 노즐로부터의 도포액의 토출 위치가 기판의 주연부측에 위치할수록 기판의 회전수를 작게 함으로써, 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 공정과, 미리 취득한 기판의 표면의 면내 형상에 기초하여 토출 노즐의 토출구의 기판의 표면에 대한 높이 위치를 변화시킴으로써, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 공정을 행한다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 방법에서는, 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하면서, 토출 노즐의 토출구의 기판의 표면에 대한 높이 위치를, 미리 취득한 기판의 표면의 면내 형상에 기초하여 변화시킴으로써, 기판의 표면과 토출 노즐의 토출구의 이격 거리(갭)를 대략 일정한 크기로 하고 있다. 그 때문에, 어느 토출 위치에 있어서도, 토출되는 도포액의 양이 대략 동일해진다. 덧붙여, 본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 방법에서는, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하고 있다. 그 때문에, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액이, 기판의 표면에서 잘 중복되지 않는다. 이상으로부터, 기판의 표면 전체에 있어서, 도포액이 기판의 표면에 도포되어 이루어지는 도포막의 막두께가 대략 균일해진다.
면내 형상의 측정은, 도포 처리가 행해지는 처리실과는 상이한 다른 처리실 내에서, 도포 처리에 앞서 행해져도 좋다. 이 경우, 도포 처리와 면내 형상의 측정 처리를 상이한 처리실에서 동시에 행할 수 있다. 그 때문에, 전체적인 처리 시간을 단축시킬 수 있다.
면내 형상의 측정은, 도포 처리가 행해지는 처리실 내에서, 도포 처리에 앞서 행해져도 좋다. 이 경우, 도포 처리와 면내 형상의 측정 처리가 동일한 처리실 내에서 행해진다. 그 때문에, 각 처리에 따른 처리실을 설치할 필요가 없기 때문에, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
면내 형상의 측정시에서의, 면내 형상을 측정하는 센서의 이동 속도 및 기판의 회전 속도와, 도포 처리시에서의, 토출 노즐의 이동 속도 및 기판의 회전 속도가 각각, 대략 동일해지도록 설정되어 있어도 좋다. 이 경우, 센서의 이동 속도, 토출 노즐의 이동 속도 및 기판의 회전 속도의 변동분을 고려하여 데이터를 보정할 필요가 없기 때문에, 토출 노즐의 높이 위치를 제어할 때의 계산(데이터 처리)이 간편해진다.
도포 처리는 면내 형상을 측정하는 처리와 함께 행해져도 좋다. 이 경우, 기판의 면내 형상의 변화에서 기인하여 갭이 변동하기 전에 피드 포워드 제어가 행해지기 때문에, 갭을 대략 일정한 크기로 유지할 수 있다. 그 때문에, 도포 처리를 행하기 전에 기판의 면내 형상의 전부를 측정해 둘 필요가 없기 때문에, 전체적인 처리 시간을 단축시킬 수 있다.
도포 처리에서는, 면내 형상을 측정하는 센서와 토출 노즐의 이격 거리를 일정하게 유지하면서, 센서가 기판의 표면의 상측을 이동할 때의 기판의 표면 내에서의 궤도인 주사 궤도 상을 토출 노즐이 통과하도록, 센서 및 토출 노즐을 이동시켜도 좋다. 이 경우, 기판의 표면 상에서 센서가 통과한 위치를 토출 노즐이 통과할 때에, 양자의 통과 지점에서의 선속도가 대략 동일해진다. 그 때문에, 센서에 의한 면내 형상의 측정으로 얻어진 데이터를 보정 등을 하지 않고 그대로 이용할 수 있기 때문에, 토출 노즐의 높이 위치를 제어할 때의 계산(데이터 처리)이 간편해짐과 동시에, 갭을 양호한 정밀도로 조절할 수 있다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치는, 기판을 유지하고, 기판의 표면에 직교하는 방향으로 연장되어 있는 회전축의 주위에 기판을 회전시키는 회전 유지부와, 기판의 상측에 위치하는 토출 노즐로부터 도포액을 기판의 표면에 토출시키기 위해 토출 노즐에 도포액을 공급하는 공급부와, 토출 노즐을 이동시키는 구동부와, 제어부를 구비하고, 제어부는, 회전 유지부, 공급부 및 구동부를 제어하여, 회전 유지부가 기판을 회전시키고 있을 때에, 회전축과 기판의 주연부 사이에서 기판의 표면을 따르는 소정의 방향으로 구동부가 토출 노즐을 이동시키면서, 공급부가 도포액을 토출 노즐로부터 토출시킴으로써, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 처리와, 기판의 표면 중 토출 노즐로부터의 도포액의 토출 위치가 기판의 주연부측에 위치할수록 기판의 회전수를 작게 하도록 회전 유지부가 기판을 회전시킴으로써, 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 처리와, 도포액을 토출 중인 토출 노즐에서의 물리량의 변화에 기초하여 토출 노즐의 토출구의 기판의 표면에 대한 높이 위치와 기판의 표면의 이격 거리를 변화시키도록 구동부가 토출 노즐을 승강시킴으로써, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 처리를 실행한다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치에서는, 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하면서, 토출 노즐의 토출구의 기판의 표면에 대한 높이 위치를 변화시키도록 구동부가 토출 노즐을 승강시킴으로써, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하고 있다. 그 때문에, 어느 토출 위치에 있어서도, 토출되는 도포액의 양이 대략 동일해진다. 덧붙여, 본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치에서는, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하고 있다. 그 때문에, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액이, 기판의 표면에서 잘 중복되지 않는다. 이상으로부터, 기판의 표면 전체에 있어서, 도포액이 기판의 표면에 도포되어 이루어지는 도포막의 막두께가 대략 균일해진다.
토출 노즐로부터 토출되기 전의 도포액의 유량을 측정하는 유량 측정부를 더욱 구비하고, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 처리를 제어부가 실행할 때에, 유량 측정부에 의해 측정된 유량에 기초하여 높이 위치를 변화시키도록 구동부가 토출 노즐을 승강시켜도 좋다. 이 경우, 토출 노즐로부터 토출되기 전의 도포액의 유량이 대략 일정한 크기에 근접하도록 유량 측정부를 이용하여 피드백 제어함으로써, 단시간에 또한 확실하게 높이 위치를 변화시킬 수 있다.
토출 노즐이 도포액을 기판의 표면에 토출했을 때에, 도포액을 통해 기판의 표면으로부터 토출 노즐이 받는 반력의 크기를 측정하는 반력 측정부를 더욱 구비하고, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 처리를 제어부가 실행할 때에, 반력 측정부에 의해 측정된 반력의 크기에 기초하여 높이 위치를 변화시키도록 구동부가 토출 노즐을 승강시켜도 좋다. 이 경우, 토출 노즐이 받는 반력의 크기가 대략 일정한 크기에 근접하도록 반력 측정부를 이용하여 피드백 제어함으로써, 단시간에 또한 확실하게 높이 위치를 변화시킬 수 있다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치는, 기판을 유지하고, 상기 기판의 표면에 직교하는 방향으로 연장되어 있는 회전축의 주위에 상기 기판을 회전시키는 회전 유지부와, 상기 기판의 상측에 위치하는 토출 노즐로부터 도포액을 상기 기판의 표면에 토출시키기 위해 상기 토출 노즐에 도포액을 공급하는 공급부와, 상기 토출 노즐을 이동시키는 구동부와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 회전 유지부, 상기 공급부 및 상기 구동부를 제어하여, 상기 회전 유지부가 상기 기판을 회전시키고 있을 때에, 상기 회전축과 상기 기판의 주연부 사이에서 상기 기판의 상기 표면을 따르는 소정의 방향으로 상기 구동부가 상기 토출 노즐을 이동시키면서, 상기 공급부가 도포액을 상기 토출 노즐로부터 토출시킴으로써, 상기 기판의 상기 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 처리와, 상기 기판의 상기 표면 중 상기 토출 노즐로부터의 도포액의 토출 위치가 상기 기판의 주연부측에 위치할수록 상기 기판의 회전수를 작게 하도록 상기 회전 유지부가 상기 기판을 회전시킴으로써, 상기 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 처리와, 미리 취득한 상기 기판의 상기 표면의 면내 형상에 기초하여 상기 토출 노즐의 토출구의 상기 기판의 상기 표면에 대한 높이 위치를 변화시키도록 상기 구동부가 상기 토출 노즐을 승강시킴으로써, 상기 토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 처리를 실행한다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치에서는, 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하면서, 토출 노즐의 토출구의 기판의 표면에 대한 높이 위치를, 미리 취득한 기판의 표면의 면내 형상에 기초하여 변화시킴으로써, 기판의 표면과 토출 노즐의 토출구의 이격 거리(갭)를 대략 일정한 크기로 하고 있다. 그 때문에, 어느 토출 위치에 있어서도, 토출되는 도포액의 양이 대략 동일해진다. 덧붙여, 본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치에서는, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하고 있다. 그 때문에, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액이, 기판의 표면에서 잘 중복되지 않는다. 이상으로부터, 기판의 표면 전체에 있어서, 도포액이 기판의 표면에 도포되어 이루어지는 도포막의 막두께가 대략 균일해진다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치는, 면내 형상의 측정을 행하는 센서를 더욱 구비하고, 제어부는, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 처리에 앞서, 상기 처리가 행해지는 처리실과는 상이한 다른 처리실 내에서, 센서에 의해 면내 형상을 측정시켜도 좋다. 이 경우, 도포 처리와 면내 형상의 측정 처리를 상이한 처리실에서 동시에 행할 수 있다. 그 때문에, 전체적인 처리 시간을 단축시킬 수 있다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치는, 면내 형상의 측정을 행하는 센서를 더욱 구비하고, 제어부는, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 처리에 앞서, 상기 처리가 행해지는 처리실 내에서, 센서에 의해 면내 형상을 측정시켜도 좋다. 이 경우, 도포 처리와 면내 형상의 측정 처리가 동일한 처리실 내에서 행해진다. 그 때문에, 각 처리에 따른 처리실을 설치할 필요가 없기 때문에, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
제어부는, 면내 형상의 측정시에서의, 면내 형상을 측정하는 센서의 이동 속도 및 기판의 회전 속도와, 도포 처리시에서의, 토출 노즐의 이동 속도 및 기판의 회전 속도의 각각을 대략 동일해지도록 설정해도 좋다. 이 경우, 센서의 이동 속도, 토출 노즐의 이동 속도 및 기판의 회전 속도의 변동분을 고려하여 데이터를 보정할 필요가 없기 때문에, 토출 노즐의 높이 위치를 제어할 때의 계산(데이터 처리)이 간편해진다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치는, 면내 형상의 측정을 행하는 센서를 더욱 구비하고, 제어부는, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 처리와 함께, 센서에 의해 면내 형상을 측정시켜도 좋다. 이 경우, 기판의 면내 형상의 변화에서 기인하여 갭이 변동하기 전에 제어부가 피드 포워드 제어를 행하기 때문에, 갭을 대략 일정한 크기로 유지할 수 있다. 그 때문에, 도포 처리를 행하기 전에 기판의 면내 형상의 전부를 측정해 둘 필요가 없기 때문에, 전체적인 처리 시간을 단축시킬 수 있다.
제어부는, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 처리에 있어서, 면내 형상을 측정하는 센서와 토출 노즐의 이격 거리를 일정하게 유지하면서, 센서가 기판의 표면의 상측을 이동할 때의 기판의 표면 내에서의 궤도인 주사 궤도 상을 토출 노즐이 통과하도록, 센서 및 토출 노즐을 이동시켜도 좋다. 이 경우, 기판의 표면 상에서 센서가 통과한 위치를 토출 노즐이 통과할 때에, 양자의 통과 지점에서의 선속도가 대략 동일해진다. 그 때문에, 센서에 의한 면내 형상의 측정으로 얻어진 데이터를 보정 등을 하지 않고 그대로 이용할 수 있기 때문에, 토출 노즐의 높이 위치를 제어할 때의 계산(데이터 처리)이 간편해짐과 동시에, 갭을 양호한 정밀도로 조절할 수 있다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치는, 기판을 유지하고, 기판의 표면에 직교하는 방향으로 연장되어 있는 회전축의 주위에 기판을 회전시키는 회전 유지부와, 기판의 상측에 위치하는 토출 노즐로부터 도포액을 기판의 표면에 토출시키기 위해 토출 노즐에 도포액을 공급하는 공급부와, 토출 노즐을 이동시키는 구동부와, 토출 노즐에 대하여 탄성력을 작용시키는 탄성체와, 제어부를 구비하고, 제어부는, 회전 유지부, 공급부 및 구동부를 제어하여, 회전 유지부가 기판을 회전시키고 있을 때에, 회전축과 기판의 주연부 사이에서 기판의 표면을 따르는 소정의 방향으로 구동부가 토출 노즐을 이동시키면서, 공급부가 도포액을 토출 노즐로부터 토출시킴으로써, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 처리와, 기판의 표면 중 토출 노즐로부터의 도포액의 토출 위치가 기판의 주연부측에 위치할수록 기판의 회전수를 작게 하도록 회전 유지부가 기판을 회전시킴으로써, 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 처리를 실행하고, 토출 노즐이 도포액을 기판의 표면에 토출했을 때에, 도포액을 통해 기판의 표면으로부터 토출 노즐이 받는 반력에 따라 탄성체에 생기는 탄성력을 토출 노즐에 작용시켜, 토출 노즐의 토출구의 기판의 표면에 대한 높이 위치를 탄성체가 변화시킴으로써, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 한다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치에서는, 토출 위치에서의 선속도를 대략 일정하게 하면서, 토출 노즐의 토출구의 기판의 표면에 대한 높이 위치를 변화시키도록 구동부가 토출 노즐을 승강시킴으로써, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하고 있다. 그 때문에, 어느 토출 위치에 있어서도, 토출되는 도포액의 양이 대략 동일해진다. 덧붙여, 본 개시의 다른 관점에 관련된 액 도포 장치에서는, 기판의 표면에서 도포액을 스파이럴형으로 도포하고 있다. 그 때문에, 토출 노즐로부터 토출되는 도포액이, 기판의 표면에서 잘 중복되지 않는다. 이상으로부터, 기판의 표면 전체에 있어서, 도포액이 기판의 표면에 도포되어 이루어지는 도포막의 막두께가 대략 균일해진다. 더구나, 토출 노즐이 받는 반력에 따른 복원력이 탄성체에 생기기 때문에, 상기 복원력이 토출 노즐에 작용함으로써, 단시간에 또한 확실하게 토출 노즐의 토출구와 기판의 표면의 이격 거리를 변화시킬 수 있다.
본 개시의 다른 관점에 관련된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 상기한 방법을 액 도포 장치에 실행시키기 위한 프로그램을 기록하고 있다. 본 개시의 다른 관점에 관련된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 상기한 방법과 동일하게, 기판의 표면에 형성되는 도포막의 더 나은 균일화를 도모하는 것이 가능해진다. 본 명세서에 있어서, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에는, 일시적이지 않은 유형의 매체(non-transitory computer recording medium)(예컨대, 각종 주기억 장치 또는 보조 기억 장치)나, 전파 신호(transitory computer recording medium)(예컨대, 네트워크를 통해 제공 가능한 데이터 신호)가 포함된다.
본 개시에 관련된 액 도포 방법, 액 도포 장치, 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 의하면, 기판의 표면에 형성되는 도포막의 막두께의 더 나은 균일화를 도모하는 것이 가능해진다.
도 1은, 제1 실시형태에 관련된 기판 처리 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는, 도 1의 II-II선 단면도이다.
도 3은, 도 2의 III-III선 단면도이다.
도 4는, 제1 실시형태에 관련된 도포 유닛을 도시한 모식도이다.
도 5는, 노즐의 근방을 도시한 모식도이다.
도 6은, 제1 실시형태에 관련된 제어부의 기능적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은, 노즐로부터 토출된 도포액이 기판의 표면에 도포되어 있는 모습을 도시한 모식도이다.
도 8은, 갭과 토출 유량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 갭과 도포막의 막두께의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 제2 실시형태에 관련된 기판 처리 시스템을 도시한 모식도이다.
도 11은, 제2 실시형태 및 제3 실시형태에 관련된 제어부의 기능적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 12는, 제2 실시형태에서의 측정 처리 및 도포 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은, 제3 실시형태에 관련된 도포 유닛을 도시한 모식도이다.
도 14는, 제4 실시형태에 관련된 도포 유닛을 도시한 모식도이다.
도 15는, 제4 실시형태에 관련된 도포 유닛에 있어서, 거리 센서 및 노즐의 주사 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은, 제4 실시형태에 관련된 제어부의 기능적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 17은, 다른 예에 관련된 노즐의 근방을 도시한 모식도이다.
도 18은, 다른 예에 관련된 노즐의 근방을 도시한 모식도이다.
도 19는, 제3 실시형태에 관련된 도포 유닛에 있어서, 거리 센서 및 노즐의 주사 모습을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시형태에 관해 도면을 참조하여 설명하지만, 이하의 본실시형태는, 본 발명을 설명하기 위한 예시이고, 본 발명을 이하의 내용에 한정하려는 취지는 아니다. 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일 부호를 이용하기로 하고, 중복되는 설명은 생략한다.
<제1 실시형태>
[기판 처리 시스템의 구성]
기판 처리 시스템(1)은, 도포·현상 장치(2)와 노광 장치(3)를 구비한다. 노광 장치(3)는, 레지스트막의 노광 처리를 행한다. 구체적으로는, 액침 노광 등의 방법에 의해 레지스트막(감광성 피막)의 노광 대상 부분에 에너지선을 조사한다. 에너지선으로는, 예컨대 ArF 엑시머 레이저, KrF 엑시머 레이저, g선, i선 또는 극단 자외선(EUV : Extreme Ultraviolet)을 들 수 있다.
도포·현상 장치(2)(기판 처리 장치)는, 노광 장치(3)에 의한 노광 처리 전에, 웨이퍼(W)(기판)의 표면에 레지스트막을 형성하는 처리를 행하고, 노광 처리 후에 레지스트막의 현상 처리를 행한다. 제1 실시형태에 있어서, 웨이퍼(W)는 원판형을 나타내지만, 원형의 일부가 절결되어 있거나, 다각형 등의 원형 이외의 형상을 나타내는 웨이퍼를 이용해도 좋다. 웨이퍼(W)는, 예컨대, 반도체 기판, 유리 기판, 마스크 기판, FPD(Flat Panel Display) 기판 그 밖의 각종 기판이어도 좋다.
도 1∼도 3에 도시한 바와 같이, 도포·현상 장치(2)는, 캐리어 블록(4)과, 처리 블록(5)과, 인터페이스 블록(6)을 구비한다. 캐리어 블록(4), 처리 블록(5) 및 인터페이스 블록(6)은, 수평 방향으로 배열되어 있다.
캐리어 블록(4)은, 캐리어 스테이션(12)과 반입·반출부(13)를 갖는다. 반입·반출부(13)는, 캐리어 스테이션(12)과 처리 블록(5) 사이에 개재한다. 캐리어 스테이션(12)은, 복수의 캐리어(11)를 지지한다. 캐리어(11)는, 예컨대 원형의 복수장의 웨이퍼(W)를 밀봉 상태로 수용하고, 웨이퍼(W)를 출입시키기 위한 개폐 도어(도시되지 않음)를 측면(11a)측에 갖는다(도 3 참조). 캐리어(11)는, 측면(11a)이 반입·반출부(13)측에 면하도록, 캐리어 스테이션(12) 상에 착탈 가능하게 설치된다. 반입·반출부(13)는, 캐리어 스테이션(12) 상의 복수의 캐리어(11)에 각각 대응하는 복수의 개폐 도어(13a)를 갖는다. 측면(11a)의 개폐 도어와 개폐 도어(13a)를 동시에 개방함으로써, 캐리어(11) 안과 반입·반출부(13) 안이 연통한다. 반입·반출부(13)는 교환 아암(A1)을 내장하고 있다. 교환 아암(A1)은, 캐리어(11)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 처리 블록(5)에 전달하고, 처리 블록(5)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(11) 내에 복귀시킨다.
처리 블록(5)은, BCT 모듈(하층막 형성 모듈)(14)과, COT 모듈(레지스트막 형성 모듈)(15)과, TCT 모듈(상층막 형성 모듈)(16)과, DEV 모듈(현상 처리 모듈)(17)을 갖는다. 이들 모듈은, 바닥면측으로부터 DEV 모듈(17), BCT 모듈(14), COT 모듈(15), TCT 모듈(16)의 순으로 배열되어 있다.
BCT 모듈(14)은, 웨이퍼(W)의 표면 상에 하층막을 형성하도록 구성되어 있다. BCT 모듈(14)은, 복수의 도포 유닛(도시되지 않음)과, 복수의 열처리 유닛(도시되지 않음)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A2)을 내장하고 있다. 도포 유닛은, 하층막 형성용의 도포액을 웨이퍼(W)의 표면에 도포하도록 구성되어 있다. 열처리 유닛은, 예컨대 열판에 의해 웨이퍼(W)를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼(W)를 예컨대 냉각판에 의해 냉각하여 열처리를 행하도록 구성되어 있다. BCT 모듈(14)에 있어서 행해지는 열처리의 구체예로는, 도포액을 경화시키기 위한 가열 처리를 들 수 있다.
COT 모듈(15)은, 하층막 상에 열경화성 또한 감광성의 레지스트막을 형성하도록 구성되어 있다. COT 모듈(15)은, 복수의 도포 유닛(U1)과, 복수의 열처리 유닛(U2)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A3)을 내장하고 있다(도 2 및 도 3 참조). 도포 유닛(성막 처리 장치)(U1)은, 레지스트막 형성용 도포액(레지스트제)을 하층막 상에 도포하도록 구성되어 있다. 열처리 유닛(U2)은, 예컨대 열판에 의해 웨이퍼(W)를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼(W)를 예컨대 냉각판에 의해 냉각하여 열처리를 행하도록 구성되어 있다. COT 모듈(15)에 있어서 행해지는 열처리의 구체예로는, 도포액을 경화시키기 위한 가열 처리(PAB : Pre Applied Bake)를 들 수 있다.
TCT 모듈(16)은, 레지스트막 상에 상층막을 형성하도록 구성되어 있다. TCT 모듈(16)은, 복수의 도포 유닛(도시되지 않음)과, 복수의 열처리 유닛(도시되지 않음)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A4)을 내장하고 있다. 도포 유닛은, 상층막 형성용 도포액을 웨이퍼(W)의 표면에 도포하도록 구성되어 있다. 열처리 유닛은, 예컨대 열판에 의해 웨이퍼(W)를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼(W)를 예컨대 냉각판에 의해 냉각하여 열처리를 행하도록 구성되어 있다. TCT 모듈(16)에 있어서 행해지는 열처리의 구체예로는, 도포액을 경화시키기 위한 가열 처리를 들 수 있다.
DEV 모듈(17)은, 노광된 레지스트막의 현상 처리를 행하도록 구성되어 있다. DEV 모듈(17)은, 복수의 현상 유닛(도시되지 않음)과, 복수의 열처리 유닛(도시되지 않음)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A5)과, 이들 유닛을 거치지 않고 웨이퍼(W)를 반송하는 직접 반송 아암(A6)을 내장하고 있다. 현상 유닛은, 레지스트막을 부분적으로 제거하여 레지스트 패턴을 형성하도록 구성되어 있다. 열처리 유닛은, 예컨대 열판에 의해 웨이퍼(W)를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼(W)를 예컨대 냉각판에 의해 냉각하여 열처리를 행한다. DEV 모듈(17)에 있어서 행해지는 열처리의 구체예로는, 현상 처리 전의 가열 처리(PEB : Post Exposure Bake), 현상 처리 후의 가열 처리(PB : Post Bake) 등을 들 수 있다.
처리 블록(5) 내에서의 캐리어 블록(4)측에는 선반 유닛(U10)이 설치되어 있다(도 2 및 도 3 참조). 선반 유닛(U10)은, 바닥면으로부터 TCT 모듈(16)에 걸치도록 설치되어 있고, 상하 방향으로 배열되는 복수의 셀로 구획되어 있다. 선반 유닛(U10)의 근방에는 승강 아암(A7)이 설치되어 있다. 승강 아암(A7)은, 선반 유닛(U10)의 셀끼리의 사이에서 웨이퍼(W)를 승강시킨다.
처리 블록(5) 내에서의 인터페이스 블록(6)측에는 선반 유닛(U11)이 설치되어 있다(도 2 및 도 3 참조). 선반 유닛(U11)은 바닥면으로부터 DEV 모듈(17)의 상부에 걸치도록 설치되어 있고, 상하 방향으로 배열되는 복수의 셀로 구획되어 있다.
인터페이스 블록(6)은, 교환 아암(A8)을 내장하고 있고, 노광 장치(3)에 접속된다. 교환 아암(A8)은, 선반 유닛(U11)의 웨이퍼(W)를 꺼내어 노광 장치(3)에 전달하고, 노광 장치(3)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 선반 유닛(U11)에 복귀시키도록 구성되어 있다.
[도포 유닛의 구성]
계속해서, 도 4 및 도 5를 참조하여, 도포 유닛(액 도포 장치)(U1)에 관해 더욱 자세히 설명한다. 도포 유닛(U1)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 유지부(20)과, 액 공급 시스템(S)과, 제어부(100)를 구비한다.
회전 유지부(20)는, 회전부(21)와, 유지부(23)를 갖는다. 회전부(21)는, 상측으로 돌출된 샤프트(22)를 갖는다. 회전부(21)는, 예컨대 전동 모터 등을 동력원으로 하여 샤프트(22)를 회전시킨다. 유지부(23)는, 샤프트(22)의 선단부에 설치되어 있다. 유지부(23) 상에는, 웨이퍼(W)가 수평으로 배치된다. 유지부(23)는, 예컨대 흡착 등에 의해 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지한다. 즉, 회전 유지부(20)는, 웨이퍼(W)의 자세가 대략 수평인 상태로, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 수직인 축(회전축) 주위에서 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 제1 실시형태에서는, 회전축은, 원형상을 나타내는 웨이퍼(W)의 중심을 통과하고 있기 때문에, 중심축이기도 하다. 제1 실시형태에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 유지부(20)는, 상측에서 보아 시계 방향으로 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
액 공급 시스템(S)은, 구동부(30)와, 액 공급부(40)를 갖는다. 구동부(30)는, 노즐(N)(토출 노즐)을 구동하도록 구성되어 있다. 구동부(30)는, 가이드 레일(31)과, 슬라이드 블록(32)과, 아암(33)을 갖는다. 가이드 레일(31)은, 회전 유지부(20)(웨이퍼(W))의 상측에 있어서 수평 방향을 따라 연장되어 있다. 슬라이드 블록(32)은, 가이드 레일(31)을 따라 수평 방향으로 이동 가능해지도록, 가이드 레일(31)에 접속되어 있다. 아암(33)은, 상하 방향으로 이동 가능해지도록, 슬라이드 블록(32)에 접속되어 있다. 아암(33)의 하단에는, 노즐(N)이 접속되어 있다. 구동부(30)는, 예컨대 전동 모터 등을 동력원으로 하여, 슬라이드 블록(32) 및 아암(33)을 이동시키고, 이에 따라 노즐(N)을 이동시킨다. 평면에서 보아, 노즐(N)은, 웨이퍼(W)의 회전축에 직교하는 직선 상을, 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라 이동한다.
액 공급부(40)는, 액 저류부(41)와, 노즐(N)과, 공급관(42)과, 펌프(43)와, 밸브(44)와, 유량 센서(45)(유량 측정부)와, 거리 센서(46)(거리 측정부)를 갖는다. 액 저류부(41)는 도포액(L)(도 5 참조)을 저류한다. 노즐(N)은, 유지부(23)에 유지된 웨이퍼(W)의 상측에 배치된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 노즐(N)의 토출구(Na)는 수직 하측을 향하고 있다. 노즐(N)은, 공급관(42)에 의해 액 저류부(41)에 접속되어 있고, 액 저류부(41)로부터 공급된 도포액(L)을 하측으로 토출하여 표면(Wa) 상에 공급한다. 도포액(L)이 건조되면, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도포막(R)(도 4 참조)이 형성된다.
펌프(43)는, 공급관(42)의 도중에 설치되고, 액 저류부(41)로부터 노즐(N)에 도포액(L)을 압송한다. 밸브(44)는, 공급관(42)에 있어서 노즐(N) 및 펌프(43) 사이에 설치되어 있다. 밸브(44)는, 노즐(N)로부터의 도포액(L)의 토출을 개시 또는 정지시킨다. 도포액(L)은, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도포막(R)을 형성하기 위한 액이다. 도포액(L)으로는, 예컨대, 레지스트 패턴을 형성하기 위한 레지스트액, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 형성되어 있는 회로를 보호하는 폴리이미드막(보호막)을 표면(Wa)에 형성하기 위한 폴리이미드액, 반사 방지막(예컨대, 하층 반사 방지 코팅(BARC)막, 실리콘 함유 반사 방지 코팅(SiARC)막)을 형성하기 위한 액, SOG(Spin on Glass) 막을 형성하기 위한 액, 하층막을 형성하기 위한 액, 접착제, 렌즈 재료를 형성하기 위한 액 등을 들 수 있다. 레지스트액은, 포지티브형이어도 좋고, 네거티브형이어도 좋다. 레지스트액으로는, 예컨대, ArF 엑시머 레이저광에 의해 노광되는 ArF 포토레지스트액, KrF 엑시머 레이저광에 의해 노광되는 KrF 포토레지스트액, 중파장 자외선(MUV : Mid-UV)에 의해 노광되는 MUV 포토레지스트액, 안료를 함유하는 컬러 레지스트액을 들 수 있다. 컬러 레지스트액은, 예컨대 컬러 필터 등의 제조에 이용된다. 접착제로는, 예컨대, 접합 대상물끼리가 박리되지 않도록 양자를 접합시키는 것을 목적으로 한 강력 접착 타입, 접합 대상물끼리를 일시적으로 접합시킨 후에 박리하는 것을 목적으로 한 임시 접착 타입을 들 수 있다. 도포액(L)의 점도의 하한은, 예컨대 1 cp여도 좋고, 200 cp여도 좋고, 1000 cp여도 좋다. 도포액(L)의 점도의 상한은, 예컨대 8000 cp여도 좋다. 상기 예시한 도포액(L) 중, 예컨대, ArF 포토레지스트액, KrF 포토레지스트액, MUV 포토레지스트액, SOG 막을 형성하기 위한 액, BARC 막을 형성하기 위한 액, 및 하층막을 형성하기 위한 액은, 일반적으로 점도가 1 cp∼200 cp 정도이고, 저점도 재료로 분류된다. 상기 예시한 도포액(L) 중, 예컨대, 포지티브형 포토레지스트, 네거티브형 포토레지스트, 폴리이미드액, 접착제, 컬러 레지스트액, 및 렌즈 재료를 형성하기 위한 액은, 일반적으로 점도가 200 cp∼8000 cp 정도이고, 고점도 재료로 분류된다. 이상, 도포액(L)에 관해 여러가지 예시했지만, 본 실시형태에서는, 점도가 200 cp 이상인 고점도 재료가 도포액(L)으로서 특히 적합하게 이용된다.
유량 센서(45)는, 공급관(42)에 있어서 펌프(43) 및 밸브(44) 사이에 설치되어 있다. 유량 센서(45)는, 공급관(42)을 흐르는 도포액(L)의 유량, 즉 노즐(N)로부터 토출되기 전의 도포액(L)의 유량을 측정한다. 즉, 이 형태에 있어서, 도포액(L)을 토출 중인 노즐(N)에서의 물리량은, 노즐(N)로부터 토출되기 전의 도포액(L)의 유량이다. 거리 센서(46)는, 노즐(N)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 상측에 위치하고 있을 때에, 노즐(N)의 토출구의 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 높이 위치, 즉, 노즐(N)의 토출구와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 이격 거리(갭)(G)(도 5 참조)를 측정한다. 거리 센서(46)로는, 예컨대 레이저 변위계를 이용해도 좋다.
제어부(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나 또는 복수의 제어용 컴퓨터에 의해 구성되고, 도포 유닛(U1)을 제어한다. 제어부(100)는, 제어 조건의 설정 화면을 표시하는 표시부(도시되지 않음)와, 제어 조건을 입력하는 입력부(도시되지 않음)와, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로부터 프로그램을 판독하는 판독부(도시되지 않음)를 갖는다. 기록 매체는, 도포 유닛(U1)에 성막 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록하고 있다. 이 프로그램이 제어부(100)의 판독부에 의해 판독된다. 기록 매체로는, 예컨대, 반도체 메모리, 광 기록 디스크, 자기 기록 디스크, 광자기 기록 디스크여도 좋다. 제어부(100)는, 입력부에 입력된 제어 조건과, 판독부에 의해 판독된 프로그램에 따라 도포 유닛(U1)을 제어한다.
[제어부의 기능 블록]
계속해서, 도 6을 참조하여, 제어부(100)가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 기능에 관해 설명한다. 이하에서는, 프로그램의 실행에 의해 실현되는 개개의 기능을 「기능 블록」이라고 한다. 그 때문에, 기능 블록은, 물리적으로는 실재하지 않는 가상적인 구성 요소이다. 제어부(100)는, 기능 블록으로서, 회전 제어부(101)와, 구동 제어부(102)와, 토출 제어부(103)와, 처리부(104)를 갖는다.
회전 제어부(101)는, 소정의 회전수로 웨이퍼(W)를 회전시키도록, 회전부(21)를 제어한다. 구체적으로는, 회전 제어부(101)는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 노즐(N)로부터의 도포액(L)의 토출 위치(P)(도 5 참조)가 웨이퍼(W)의 주연부측에 위치할수록 웨이퍼(W)의 회전수가 작아지도록, 회전부(21)를 제어한다. 즉, 토출 위치(P)가 웨이퍼(W)의 회전축의 근처에 위치하고 있을 때의 웨이퍼(W)의 회전수는, 토출 위치(P)가 웨이퍼(W)의 주연부측에 위치하고 있을 때의 웨이퍼(W)의 회전수보다 크다. 회전 제어부(101)는, 웨이퍼(W)의 중심(회전축)으로부터의 토출 위치(P)의 거리와, 토출 위치(P)에서의 회전수의 곱으로 구해지는 선속도를 일정하게 하도록, 회전부(21)를 제어한다.
구동 제어부(102)는, 회전축과 웨이퍼(W)의 주연부 사이에서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 따르는 소정의 방향(수평 방향)으로 노즐(N)을 이동시키도록, 슬라이드 블록(32)을 제어한다. 구동 제어부(102)는, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 웨이퍼(W)의 주연부를 향하는 방향으로 노즐(N)을 이동시켜도 좋고, 웨이퍼(W)의 주연부로부터 웨이퍼(W)의 중심을 향하는 방향으로 노즐(N)을 이동시켜도 좋고, 웨이퍼(W)의 주연부로부터 웨이퍼(W)의 중심을 통과하여 다시 웨이퍼(W)의 주연부를 향하는 방향으로 노즐(N)을 이동시켜도 좋다.
구동 제어부(102)는, 수직 방향을 따라 노즐(N)을 상승 또는 하강시키도록, 아암(33)을 제어한다. 이에 따라, 노즐(N)의 토출구(Na)가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 근접 또는 이격하여, 갭(G)이 변경된다.
토출 제어부(103)는, 노즐(N)의 토출구(Na)로부터 도포액(L)을 토출시키도록, 펌프(43) 및 밸브(44)를 제어한다. 즉, 토출 제어부(103)는, 노즐(N)로부터의 도포액(L)의 ON/OFF를 제어한다. 회전 제어부(101)가 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 구동 제어부(102)가 노즐(N)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 상측에 있어서 수평 방향으로 이동시키고 있을 때에, 토출 제어부(103)가 노즐(N)로부터 도포액(L)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 토출시키면, 도 7에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 도포액(L)이 스파이럴형으로 도포된다. 또, 도 7에 있어서, 실선은 도포액(L)이 도포된 부분을 나타내고, 1점쇄선은 앞으로 도포액(L)이 도포될 부분을 나타내고 있다. 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체를 도포하는 데 요하는 시간은, 웨이퍼(W)의 크기에 따라 변화될 수 있지만, 예컨대 10초∼300초이다.
처리부(104)는, 유량 센서(45)가 측정한 유량 및 거리 센서(46)가 측정한 갭(G)을, 데이터로서 수신한다. 처리부(104)는, 이들 데이터에 기초하여, 회전 제어부(101) 또는 구동 제어부(102)를 제어한다.
여기서, 갭(G)과, 노즐(N)로부터의 도포액(L)의 토출 유량(이하, 간단히 「토출 유량」이라고 함)의 관계를, 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8의 각 점은, 갭(G)만을 변경했을 때의 토출 유량을 유량 센서(45)로 측정한 결과를 나타내고 있다. 도 8에 나타내어진 바와 같이, 각 점의 분포에는 양의 상관이 있다. 따라서, 토출 유량이 소정의 목표치가 되도록 제어함으로써, 갭(G)을 일정하게 제어할 수 있다. 또, 도 8에서의 파선은, 각 점의 1차 근사 직선이다.
이상으로부터, 처리부(104)는, 유량 센서(45)에 의해 측정된 유량이 목표치보다 커진 경우에는, 갭(G)이 원하는 값보다 커져 있기 때문에, 아암(33)을 하강시키는 지시를 구동 제어부(102)에 출력한다. 이에 따라, 노즐(N)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 근접하기 때문에, 갭(G)이 작아진다. 한편, 처리부(104)는, 유량 센서(45)에 의해 측정된 유량이 목표치보다 작아진 경우에는, 갭(G)이 원하는 값보다 작아져 있기 때문에, 구동 제어부(102)에 아암(33)을 상승시키는 지시를 출력한다. 이에 따라, 노즐(N)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로부터 멀어지기 때문에, 갭(G)이 커진다.
또한, 갭(G)과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 형성된 도포막(R)의 막두께(이하, 간단히 「막두께」라고 함)의 관계를, 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9의 각 점은, 갭(G)만을 변경했을 때의 막두께를 막두께 측정 센서로 측정한 결과를 나타내고 있다. 도 9에 나타내어진 바와 같이, 갭(G)과 막두께 사이에는, 갭(G)이 커짐에 따라 막두께도 커지는 것과 같은 양의 상관이 존재한다. 도 9에 있어서 파선으로 표시되는 직선은, 도 9의 각 점에 관한 근사 직선(회귀 직선)이다.
이러한 기능적 구성에 의해, 제1 실시형태에 관련된 제어부(100)는,
회전 유지부(20)가 웨이퍼(W)를 회전시키고 있을 때에, 회전축과 웨이퍼(W)의 주연부 사이에서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 따르는 소정의 방향으로 구동부(30)가 노즐(N)을 이동시키면서, 액 공급부(40)가 도포액(L)을 노즐(N)로부터 토출시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 도포액(L)을 스파이럴형으로 도포하는 것과,
웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 노즐(N)로부터의 도포액(L)의 토출 위치(P)가 웨이퍼(W)의 주연부측에 위치할수록 웨이퍼(W)의 회전수를 작게 하도록 회전 유지부(20)가 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 토출 위치(P)에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 것과,
노즐(N)의 토출구(Na)와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 갭(G)을 변화시키도록 구동부(30)가 노즐(N)을 승강시킴으로써, 노즐(N)로부터 토출되는 도포액(L)의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 것을 실행한다.
[도포·현상 장치의 동작]
다음으로, 도포·현상 장치(2)의 동작의 개요에 관해 설명한다. 도포·현상 장치(2)는 이하의 순서로 도포·현상 처리를 실행한다. 우선, 도포·현상 장치(2)는, 웨이퍼(W)의 표면 상에 하층막, 레지스트막 및 상층막을 형성한다. 도포·현상 장치(2)의 각 요소는 다음과 같이 동작한다. 즉, 교환 아암(A1)이 캐리어(11) 내의 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U10)에 반송한다. 이 웨이퍼(W)를, 승강 아암(A7)이 BCT 모듈(14)용의 셀에 배치하고, 반송 아암(A2)이 BCT 모듈(14) 내의 각 유닛에 반송한다. 도포 유닛은, 하층막 형성용 도포액을 표면 상에 도포한다. 열처리 유닛은, 도포액을 경화시키기 위한 가열 처리 등을 행한다.
하층막의 형성이 완료되면, 반송 아암(A2)이 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U10)에 복귀시킨다. 이 웨이퍼(W)를, 승강 아암(A7)이 COT 모듈(15)용의 셀에 배치하고, 반송 아암(A3)이 COT 모듈(15) 내의 각 유닛에 반송한다. 도포 유닛(U1)은, 레지스트제(도포액(L))를 표면 상에 도포한다. 이 때, 제어부(100)의 각 기능 블록이 동작하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 레지스트제(도포액(L))가 스파이럴형으로 도포되며, 또한, 대략 일정한 토출 유량으로 노즐(N)로부터 레지스트제(도포액(L))가 토출된다. 열처리 유닛(U2)은, 레지스트제를 경화시키기 위한 가열 처리(PAB) 등을 행한다.
레지스트막의 형성이 완료되면, 반송 아암(A3)이 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U10)에 복귀시킨다. 이 웨이퍼(W)를, 승강 아암(A7)이 TCT 모듈(16)용의 셀에 배치하고, 반송 아암(A4)이 TCT 모듈(16) 내의 각 유닛에 반송한다. 도포 유닛은, 상층막 형성용 도포액을 표면 상에 도포한다. 열처리 유닛은, 도포액을 경화시키기 위한 가열 처리 등을 행한다. 상층막의 형성이 완료되면, 반송 아암(A4)이 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U10)에 복귀시킨다.
다음으로, 도포·현상 장치(2)는, 웨이퍼(W)를 노광 장치(3)로 배출한다. 도포·현상 장치(2)의 각 요소는 다음과 같이 동작한다. 즉, 반송 아암(A4)에 의해 선반 유닛(U10)에 복귀된 웨이퍼(W)를, 승강 아암(A7)이 DEV 모듈(17)용의 셀에 배치하고, 직접 반송 아암(A6)이 선반 유닛(U11)에 반송한다. 이 웨이퍼(W)를 교환 아암(A8)이 노광 장치(3)로 배출한다. 노광 장치(3)에서의 노광 처리가 완료되면, 교환 아암(A8)이 웨이퍼(W)를 노광 장치(3)로부터 수용하여, 선반 유닛(U11)에 복귀시킨다.
다음으로, 도포·현상 장치(2)는 레지스트막의 현상 처리를 행한다. 도포·현상 장치(2)의 각 요소는 다음과 같이 동작한다. 즉, 반송 아암(A5)은, 선반 유닛(U11)의 웨이퍼(W)를 DEV 모듈(17) 내의 열처리 유닛에 반송한다. 열처리 유닛은, 웨이퍼(W)의 가열 처리(PEB)를 행한다. PEB가 완료되면, 반송 아암(A5)은, 웨이퍼(W)를 현상 유닛에 반송한다. 현상 유닛은, 현상액 및 린스액을 웨이퍼(W)의 표면에 공급함으로써, 레지스트막의 현상 처리를 행한다. 현상 처리가 완료되면, 반송 아암(A5)은 웨이퍼(W)를 다시 열처리 유닛에 반송한다. 열처리 유닛은, 웨이퍼(W)의 가열 처리(PB)를 행한다. PB가 완료되면, 반송 아암(A5)은, 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U10)에 반송한다. 이 웨이퍼(W)를, 승강 아암(A7)이 교환용의 셀에 배치하고, 교환 아암(A1)이 캐리어(11) 내에 복귀시킨다. 이상으로, 도포·현상 처리가 완료된다.
이상과 같은 제1 실시형태에서는, 토출 위치(P)에서의 선속도를 대략 일정하게 하면서, 노즐(N)의 토출구(Na)와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 갭(G)을 변화시킴으로써, 도포액(L)의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하고 있다. 그 때문에, 어느 토출 위치(P)에 있어서도, 토출되는 도포액(L)의 양이 대략 동일해진다. 덧붙여, 제1 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 도포액(L)을 스파이럴형으로 도포하고 있다. 그 때문에, 노즐(N)로부터 토출되는 도포액(L)이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 잘 중복되지 않는다. 이상으로부터, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체에 있어서, 도포액(L)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도포되어 이루어지는 도포막(R)의 막두께가 대략 균일해진다. 더구나, 노즐(N)의 토출구(Na)와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 갭(G)은 도포액(L)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 토출하고 있을 때에 즉시 변화시킬 수 있기 때문에, 이송시에 생기는 기판의 자세의 변화를 고려하지 않아도 좋다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 형성되는 도포막(R)의 막두께의 더 나은 균일화를 도모하는 것이 가능해진다. 특히, 도포액(L)이 레지스트제인 경우에는, 대략 균일한 막두께의 레지스트막을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 형성함으로써, 상기 레지스트막을 대략 균일하게 노광 및 현상하여 원하는 레지스트 패턴을 얻는 것이 가능해진다.
제1 실시형태에서는, 유량 센서(45)에 의해 측정된 유량에 기초하여, 노즐(N)의 토출구(Na)와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 갭(G)을 변화시키도록 구동부(30)가 노즐(N)을 승강시키고 있다. 그 때문에, 유량 센서(45)에 의해 측정된 유량이 소정의 크기에 근접하도록 피드백 제어함으로써, 단시간에 또한 확실하게 노즐(N)의 토출구(Na)와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 갭(G)을 변화시킬 수 있다. 특히, 구동부(30)에 의해 노즐(N)이 구동될 때에 노즐(N)이 상하로 진동하여, 막두께에 변동을 초래하는 것을 생각할 수 있지만, 유량 센서(45)를 이용한 피드백 제어에 의하면, 그와 같은 진동에 추종하여 갭(G)을 제어할 수 있다.
<제2 실시형태>
제2 실시형태에 관해, 도 10∼도 12를 참조하면서, 제1 실시형태와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
기판 처리 시스템(1)은, 도포 유닛(U1)에 부가하여, 측정 유닛(U3)을 더욱 구비한다. 도포 유닛(U1)은, 거리 센서(46)를 갖고 있지 않은 점을 제외하고, 제1 실시형태와 동일하다.
측정 유닛(U3)은, 웨이퍼(W)의 면내 형상을 측정하도록 구성되어 있다. 측정 유닛(U3)은, 도포 유닛(U1)과 동일하게 COT 모듈(15) 내에 내장되어 있어도 좋지만, 기판 처리 시스템(1) 내의 어느 장소에 배치되어 있어도 좋다. 측정 유닛(U3)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 회전 유지부(20)와, 구동부(50)를 갖는다. 회전 유지부(20)의 구성은, 제1 실시형태와 동일하다.
구동부(50)는, 거리 센서(46)를 구동하도록 구성되어 있다. 구동부(50)는, 가이드 레일(51)과, 슬라이드 블록(52)과, 아암(53)을 갖는다. 가이드 레일(51)은, 회전 유지부(20)(웨이퍼(W))의 상측에 있어서 수평 방향을 따라 연장되어 있다. 슬라이드 블록(52)은, 가이드 레일(51)을 따라 수평 방향으로 이동 가능해지도록, 가이드 레일(51)에 접속되어 있다. 아암(53)은, 하측을 향해 연장되도록, 슬라이드 블록(52)에 접속되어 있다. 아암(53)의 하단에는, 거리 센서(46)가 접속되어 있다. 구동부(50)는, 예컨대 전동 모터 등을 동력원으로 하여, 슬라이드 블록(52)을 이동시키고, 이에 따라 거리 센서(46)를 이동시킨다. 평면에서 보아, 거리 센서(46)는, 웨이퍼(W)의 회전축에 직교하는 직선 상을, 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라 이동한다. 이에 따라, 거리 센서(46)에 의해, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치가 측정된다.
측정 유닛(U3)의 회전 유지부(20) 및 구동부(50)는, 도포 유닛(U1)의 제어부(100)에 의해 제어된다. 제어부(100)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 구동 제어부(102)가 슬라이드 블록(52)을 더욱 제어하는 점과, 처리부(104)가 거리 센서(46)로부터의 입력에 기초하여 처리하는 점에서, 제1 실시형태와 상이하다. 측정 유닛(U3)이 제어부를 더욱 갖고, 측정 유닛(U3)의 제어부와 도포 유닛(U1)의 제어부(100)가 서로 통신을 행하면서 측정 유닛(U3) 및 도포 유닛(U1)의 제어가 행해져도 좋다. 도포 유닛(U1)이 제어부(100)를 갖지 않고, 도포 유닛(U1) 및 측정 유닛(U3)의 외부에 설치된 제어부에 의해, 도포 유닛(U1) 및 측정 유닛(U3)의 쌍방을 제어하도록 해도 좋다. 즉, 도포 유닛(U1) 및 측정 유닛(U3)을 제어하는 제어부의 수 및 설치 개소는, 특별히 한정되지 않는다.
회전 제어부(101)는, 도포 유닛(U1) 및 측정 유닛(U3)의 각 회전부(21)를 제어한다. 구동 제어부(102)는, 회전축과 웨이퍼(W)의 주연부 사이에서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 따르는 소정의 방향(수평 방향)으로 거리 센서(46)를 이동시키도록, 슬라이드 블록(52)을 제어한다.
처리부(104)는, 거리 센서(46)가 측정한 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치와, 각 높이 위치가 측정된 거리 센서(46)의 수평면에서의 위치 좌표를, 각각 높이 위치 데이터 및 위치 좌표 데이터로서 수신한다. 처리부(104)는, 높이 위치 데이터와 위치 좌표 데이터를 대응시켜, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치를 맵화한 데이터(면내 형상 데이터)로서 취득한다. 처리부(104)는, 면내 형상 데이터에 기초하여, 회전 제어부(101) 또는 구동 제어부(102)를 제어한다.
이상의 기능적 구성에 의해, 제2 실시형태에 관련된 제어부(100)는,
회전 유지부(20)가 웨이퍼(W)를 회전시키고 있을 때에, 회전축과 웨이퍼(W)의 주연부 사이에서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 따르는 소정의 방향으로 구동부(30)가 노즐(N)을 이동시키면서, 액 공급부(40)가 도포액(L)을 노즐(N)로부터 토출시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 도포액(L)을 스파이럴형으로 도포하는 처리와,
웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 노즐(N)로부터의 도포액(L)의 토출 위치가 웨이퍼(W)의 주연부측에 위치할수록 웨이퍼(W)의 회전수를 작게 하도록 회전 유지부(20)가 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 토출 위치(P)에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 처리와,
미리 취득한 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 면내 형상에 기초하여 노즐(N)의 토출구(Na)의 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 높이 위치를 변화시키도록 구동부(30)가 노즐(N)을 승강시킴으로써, 노즐(N)로부터 토출되는 도포액(L)의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 처리를 실행한다.
다음으로, 도포 유닛(U1) 및 측정 유닛(U3)의 동작의 개요에 관해, 도 12를 참조하여 설명한다. 우선, 소정의 반송 아암에 의해, 웨이퍼(W)가 측정 유닛(U3) 내에 반송된다. 측정 유닛(U3)의 유지부(23)에 웨이퍼(W)가 유지되면, 제어부(100)의 회전 제어부(101) 및 구동 제어부(102)가 동작하여, 웨이퍼(W)를 회전시키는 처리와, 거리 센서(46)를 이동시키는 처리가 행해진다(도 12의 (a) 참조). 이렇게 하여, 높이 위치 데이터 및 위치 좌표 데이터가 거리 센서(46)로부터 처리부(104)에 송신되면, 제어부(100)의 처리부(104)가 동작하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 면내 형상 데이터를 취득하는 처리가 행해진다(도 12의 (b) 참조). 도 12의 (b)에 있어서, 예컨대, 색이 짙을수록 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치가 낮은 것을 나타내고, 색이 옅을수록 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치가 높은 것을 나타내고 있다. 즉, 도 12의 (b)에 도시된 예에서는, 유지부(23)에 의해 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 중심부에서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치가 낮아져 있다. 바꿔 말하면, 유지부(23)에 의해 유지되어 있는 웨이퍼(W)는, 웨이퍼(W)의 중심부를 향함에 따라 하측으로 우묵하게 들어가는 유발 형상(basin shape)을 나타내고 있다.
계속해서, 소정의 반송 아암에 의해, 웨이퍼(W)가 도포 유닛(U1) 내에 반송된다. 도포 유닛(U1)에서는, 측정 유닛(U3)에 있어서 미리 취득된 면내 형상 데이터에 기초하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 노즐(N)의 토출구(Na)의 갭(G)이 대략 일정해지도록 노즐(N)의 토출구(Na)의 높이 위치가 아암(33)을 통해 구동 제어부(102)에 의해 제어되면서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 도포액(L)이 도포된다(도 12의 (c) 참조).
갭(G)을 대략 일정하게 하는 제어는, 구체적으로는, 다음과 같이 행해진다. 처리부(104)에 기억되어 있는 면내 형상 데이터가 참조되어, 노즐(N)의 수평면에서의 위치 좌표에 대응하는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치 데이터(Hw)가 판독된다. 처리부(104)는, 소정의 값으로 설정된 갭(G)의 크기(Hg)를 높이 위치 데이터(Hw)에 가산하여, 노즐(N)의 토출구(Na)의 높이 위치(Hn)(Hn=Hw+Hg)를 산출한다. 구동 제어부(102)는, 아암(33)을 제어하여, 노즐(N)의 토출구(Na)를 높이 위치(Hn)에 위치시킨다. 이에 따라, 갭(G)이 대략 일정한 크기(Hg)가 되도록 노즐(N)의 토출구(Na)의 높이가 제어된다.
이상과 같은 제2 실시형태에서는, 토출 위치(P)에서의 선속도를 대략 일정하게 하면서, 노즐(N)의 토출구(Na)의 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 높이 위치를, 미리 취득한 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 면내 형상에 기초하여 변화시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 노즐(N)의 토출구(Na)의 갭(G)을 대략 일정한 크기로 하고 있다. 그 때문에, 어느 토출 위치(P)에 있어서도, 토출되는 도포액(L)의 양이 대략 동일해진다. 덧붙여, 제2 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 도포액(L)을 스파이럴형으로 도포하고 있다. 그 때문에, 노즐(N)로부터 토출되는 도포액(L)이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 잘 중복되지 않는다. 이상으로부터, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체에 있어서, 도포액(L)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도포되어 이루어지는 도포막(R)의 막두께가 대략 균일해진다.
제2 실시형태에서는, 면내 형상의 측정이, 도포 처리가 행해지는 처리실인 도포 유닛(U1)과는 상이한 다른 처리실(측정 유닛(U3)) 내에서, 도포 처리에 앞서 행해진다. 그 때문에, 도포 처리와 면내 형상의 측정 처리를 상이한 처리실에서 동시에 행할 수 있다. 그 때문에, 전체적인 처리 시간을 단축시킬 수 있다.
<제3 실시형태>
제3 실시형태에 관해, 도 11∼도 13을 참조하면서, 제1 실시형태와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
도포 유닛(U1)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 구동부(50)를 더욱 갖고 있는 점에서 제1 실시형태와 상이하다. 구동부(50)는, 거리 센서(46)를 구동하도록 구성되어 있다. 구동부(50)는, 가이드 레일(51)과, 슬라이드 블록(52)과, 아암(53)을 갖는다. 가이드 레일(51)은, 회전 유지부(20)(웨이퍼(W))의 상측에 있어서 수평 방향을 따라 연장되어 있다. 슬라이드 블록(52)은, 가이드 레일(51)을 따라 수평 방향으로 이동 가능해지도록, 가이드 레일(51)에 접속되어 있다. 아암(53)은, 하측을 향해 연장되도록, 슬라이드 블록(52)에 접속되어 있다. 아암(53)의 하단에는, 거리 센서(46)가 접속되어 있다. 구동부(50)는, 예컨대 전동 모터 등을 동력원으로 하여, 슬라이드 블록(52)을 이동시키고, 이에 따라 거리 센서(46)를 이동시킨다. 평면에서 보아, 거리 센서(46)는, 웨이퍼(W)의 회전축에 직교하는 직선 상을, 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라 이동한다. 이에 따라, 거리 센서(46)에 의해, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치가 측정된다. 이와 같이, 제3 실시형태에서는, 노즐(N) 및 거리 센서(46)는 각각, 구동부(30, 50)에 의해 독립적으로 이동 가능하다.
제어부(100)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 구동 제어부(102)가 슬라이드 블록(52)을 더욱 제어하는 점과, 처리부(104)가 거리 센서(46)로부터의 입력에 기초하여 처리하는 점에서, 제1 실시형태와 상이하다. 구동 제어부(102)는, 회전축과 웨이퍼(W)의 주연부 사이에서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 따르는 소정의 방향(수평 방향)으로 거리 센서(46)를 이동시키도록, 슬라이드 블록(52)을 제어한다.
처리부(104)는, 거리 센서(46)가 측정한 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치와, 각 높이 위치가 측정된 거리 센서(46)의 수평면에서의 위치 좌표를, 각각 높이 위치 데이터 및 위치 좌표 데이터로서 수신한다. 처리부(104)는, 높이 위치 데이터와 위치 좌표 데이터를 대응시켜, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치를 맵화한 데이터(면내 형상 데이터)로서 취득한다. 처리부(104)는, 면내 형상 데이터에 기초하여, 회전 제어부(101) 또는 구동 제어부(102)를 제어한다.
이상의 기능적 구성에 의해, 제3 실시형태에 관련된 제어부(100)는,
회전 유지부(20)가 웨이퍼(W)를 회전시키고 있을 때에, 회전축과 웨이퍼(W)의 주연부 사이에서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 따르는 소정의 방향으로 구동부(30)가 노즐(N)을 이동시키면서, 액 공급부(40)가 도포액(L)을 노즐(N)로부터 토출시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 도포액(L)을 스파이럴형으로 도포하는 처리와,
웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 노즐(N)로부터의 도포액(L)의 토출 위치가 웨이퍼(W)의 주연부측에 위치할수록 웨이퍼(W)의 회전수를 작게 하도록 회전 유지부(20)가 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 토출 위치(P)에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 처리와,
미리 취득한 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 면내 형상에 기초하여 노즐(N)의 토출구(Na)의 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 높이 위치를 변화시키도록 구동부(30)가 노즐(N)을 승강시킴으로써, 노즐(N)로부터 토출되는 도포액(L)의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 처리를 실행한다.
다음으로, 도포 유닛(U1)의 동작의 개요에 관해, 도 12를 참조하여 설명한다. 우선, 소정의 반송 아암에 의해, 웨이퍼(W)가 도포 유닛(U1) 내에 반송된다. 도포 유닛(U1)의 유지부(23)에 웨이퍼(W)가 유지되면, 제어부(100)의 회전 제어부(101) 및 구동 제어부(102)가 동작하여, 웨이퍼(W)를 회전시키는 처리와, 거리 센서(46)를 이동시키는 처리가 행해진다(도 12의 (a) 참조). 이렇게 하여, 높이 위치 데이터 및 위치 좌표 데이터가 거리 센서(46)로부터 처리부(104)에 송신되면, 제어부(100)의 처리부(104)가 동작하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 면내 형상 데이터를 취득하는 처리가 행해진다(도 12의 (b) 참조). 계속해서, 미리 취득된 면내 형상 데이터에 기초하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 노즐(N)의 토출구(Na)의 갭(G)이 대략 일정해지도록 노즐(N)의 토출구(Na)의 높이 위치가 아암(33)을 통해 구동 제어부(102)에 의해 제어되면서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 도포액(L)이 도포된다(도 12의 (c) 참조). 갭(G)을 대략 일정하게 하는 제어는, 제2 실시형태와 동일하다.
이상과 같은 제3 실시형태에서는, 토출 위치(P)에서의 선속도를 대략 일정하게 하면서, 노즐(N)의 토출구(Na)의 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 높이 위치를, 미리 취득한 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 면내 형상에 기초하여 변화시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 노즐(N)의 토출구(Na)의 갭(G)을 대략 일정한 크기로 하고 있다. 그 때문에, 어느 토출 위치(P)에 있어서도, 토출되는 도포액(L)의 양이 대략 동일해진다. 덧붙여, 제3 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 도포액(L)을 스파이럴형으로 도포하고 있다. 그 때문에, 노즐(N)로부터 토출되는 도포액(L)이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 잘 중복되지 않는다. 이상으로부터, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체에 있어서, 도포액(L)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도포되어 이루어지는 도포막(R)의 막두께가 대략 균일해진다.
제3 실시형태에서는, 면내 형상의 측정이, 도포 처리가 행해지는 처리실인 도포 유닛(U1) 내에서, 도포 처리에 앞서 행해진다. 그 때문에, 도포 처리와 면내 형상의 측정 처리가 동일한 처리실 내에서 행해진다. 따라서, 각 처리에 따른 처리실을 설치할 필요가 없기 때문에, 기판 처리 시스템(1)의 소형화를 도모할 수 있다.
<제4 실시형태>
제4 실시형태에 관해, 도 11, 도 14∼도 16을 참조하면서, 제1 실시형태와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
도포 유닛(U1)은, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 구동부(30) 대신에 구동부(60)를 갖고 있는 점에서 제1 실시형태와 상이하다. 구동부(60)는, 액 공급 시스템(S)에 포함된다. 구동부(60)는, 가이드 레일(61)과, 슬라이드 블록(62)과, 지지 아암(63)과, 회전 헤드(64)와, 아암(65, 66)을 갖는다.
가이드 레일(61)은, 수직 방향에서 웨이퍼(W)와 중복되지 않는 위치에서, 수평 방향을 따라 연장되어 있다. 가이드 레일(61)은, 회전 유지부(20)에 유지되는 웨이퍼(W)보다 상측에 위치하고 있다. 슬라이드 블록(62)은, 가이드 레일(61)을 따라 수평 방향으로 이동 가능해지도록, 가이드 레일(61)에 접속되어 있다. 지지 아암(63)은, 슬라이드 블록(62)으로부터 회전 유지부(20)측을 향해, 수평 방향을 따라 연장되어 있다. 지지 아암(63)의 기단은, 슬라이드 블록(62)에 접속되어 있다.
회전 헤드(64)는, 지지 아암(63)의 선단에 접속되어 있다. 회전 헤드(64)는, 수직축(Ax) 주위에 회전 가능해지도록 구성되어 있다. 아암(65)은, 상하 방향으로 이동 가능해지도록, 회전 헤드(64)에 접속되어 있다. 아암(65)의 하단에는, 노즐(N)이 접속되어 있다. 아암(66)은, 하측을 향해 연장되도록, 회전 헤드(64)에 접속되어 있다. 아암(66)의 하단에는, 거리 센서(46)가 접속되어 있다.
노즐(N) 및 거리 센서(46)는, 회전 헤드(64)의 회전에 따라 회전한다. 노즐(N) 및 거리 센서(46)는, 슬라이드 블록(62)의 수평 이동에 따라, 지지 아암(63) 및 회전 헤드(64)를 통해 수평 이동한다. 노즐(N) 및 거리 센서(46)는 회전 헤드(64)에 대하여 수평 방향으로 이동하지 않기 때문에, 양자의 수평 방향에서의 이격 거리는 일정하게 유지된다.
구동부(30)는, 예컨대 전동 모터 등을 동력원으로 하여, 슬라이드 블록(62), 회전 헤드(64) 및 아암(65)을 이동시키고, 이에 따라 노즐(N) 및 거리 센서(46)를 이동시킨다. 평면에서 보아, 노즐(N) 및 거리 센서(46)는, 웨이퍼(W)의 회전축에 직교하는 직선 상을, 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라 이동한다.
제어부(100)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 구동 제어부(102)가 슬라이드 블록(62), 회전 헤드(64) 및 아암(65)을 제어하는 점과, 처리부(104)가 거리 센서(46)로부터의 입력에 기초하여 처리하는 점에서, 제1 실시형태와 상이하다. 구동 제어부(102)는, 슬라이드 블록(62)이 가이드 레일(61)을 따라 수평 방향으로 이동하도록, 슬라이드 블록(62)을 제어한다. 구동 제어부(102)는, 지지 아암(63)에 대하여 수직축(Ax) 주위에 회전 헤드(64)가 회전하도록, 회전 헤드(64)를 제어한다. 구동 제어부(102)는, 수직 방향을 따라 노즐(N)을 상승 또는 하강시키도록, 아암(65)을 제어한다. 이에 따라, 노즐(N)의 토출구(Na)가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 근접 또는 이격되어, 갭(G)이 변경된다.
처리부(104)는, 거리 센서(46)가 측정한 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치와, 각 높이 위치가 측정된 거리 센서(46)의 수평면에서의 위치 좌표를, 각각 높이 위치 데이터 및 위치 좌표 데이터로서 수신한다. 처리부(104)는, 높이 위치 데이터와 위치 좌표 데이터를 대응시켜, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 높이 위치를 맵화한 데이터(면내 형상 데이터)로서 취득한다. 처리부(104)는, 면내 형상 데이터에 기초하여, 회전 제어부(101) 또는 구동 제어부(102)를 제어한다.
이상의 기능적 구성에 의해, 제4 실시형태에 관련된 제어부(100)는,
회전 유지부(20)가 웨이퍼(W)를 회전시키고 있을 때에, 회전축과 웨이퍼(W)의 주연부 사이에서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 따르는 소정의 방향으로 구동부(30)가 노즐(N)을 이동시키면서, 액 공급부(40)가 도포액(L)을 노즐(N)로부터 토출시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 도포액(L)을 스파이럴형으로 도포하는 처리와,
웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 노즐(N)로부터의 도포액(L)의 토출 위치가 웨이퍼(W)의 주연부측에 위치할수록 웨이퍼(W)의 회전수를 작게 하도록 회전 유지부(20)가 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 토출 위치(P)에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 처리와,
미리 취득한 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 면내 형상에 기초하여 노즐(N)의 토출구(Na)의 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 높이 위치를 변화시키도록 구동부(30)가 노즐(N)을 승강시킴으로써, 노즐(N)로부터 토출되는 도포액(L)의 토출 유량을 대략 일정한 크기로 하는 처리를 실행한다.
다음으로, 도포 유닛(U1)의 동작의 개요에 관해, 도 15를 참조하여 설명한다. 우선, 소정의 반송 아암에 의해, 웨이퍼(W)가 도포 유닛(U1) 내에 반송된다. 도포 유닛(U1)의 유지부(23)에 웨이퍼(W)가 유지되면, 제어부(100)의 회전 제어부(101) 및 구동 제어부(102)가 동작하여, 웨이퍼(W)를 회전시키는 처리와, 거리 센서(46) 및 노즐(N)을 이동시키는 처리가 행해진다. 구체적으로는, 웨이퍼(W)의 중심부에서의 소정 영역에 관해 거리 센서(46)를 이용한 면내 형상 데이터의 취득이 행해지고, 상기 영역에 관해 미리 취득된 면내 형상 데이터에 기초하여 상기 영역에 대하여 노즐(N)로부터 도포액(L)이 도포된다. 상기 영역보다 외측(주연부측)에 있어서는, 도 15에 있어서 2점쇄선으로 표시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 노즐(N)의 주사 궤도와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 거리 센서(46)의 주사 궤도가 대략 일치하도록 회전 헤드(64)를 회전시키면서, 슬라이드 블록(62)에 의해 회전 헤드(64)를 웨이퍼(W)의 주연부측을 향해 이동시킨다. 이에 따라, (1) 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 관해 면내 형상 데이터를 취득하는 것과, (2) 취득한 상기 면내 형상 데이터에 기초하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 노즐(N)의 토출구(Na)의 갭(G)이 대략 일정해지도록 노즐(N)의 토출구(Na)의 높이 위치를 제어하는 것과, (3) 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 도포액(L)을 도포하는 것이, 대략 동시에 행해진다. 갭(G)을 대략 일정하게 하는 제어는, 제2 실시형태와 동일하다. 또, 노즐(N)보다 거리 센서(46)가 선행하도록, 웨이퍼(W)의 회전 방향이나 회전 헤드(64)의 지지 아암(63)에 대한 기울기가 설정된다.
이상과 같은 제4 실시형태에서는, 토출 위치(P)에서의 선속도를 대략 일정하게 하면서, 노즐(N)의 토출구(Na)의 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 높이 위치를, 미리 취득한 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 면내 형상에 기초하여 변화시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 노즐(N)의 토출구(Na)의 갭(G)을 대략 일정한 크기로 하고 있다. 그 때문에, 어느 토출 위치(P)에 있어서도, 토출되는 도포액(L)의 양이 대략 동일해진다. 덧붙여, 제4 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 도포액(L)을 스파이럴형으로 도포하고 있다. 그 때문에, 노즐(N)로부터 토출되는 도포액(L)이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서 잘 중복되지 않는다. 이상으로부터, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체에 있어서, 도포액(L)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도포되어 이루어지는 도포막(R)의 막두께가 대략 균일해진다.
제4 실시형태에서는, 도포 처리에 있어서, 거리 센서(46)와 노즐(N)의 이격 거리를 일정하게 유지하면서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 거리 센서(46)의 주사 궤도 상을 노즐(N)이 통과하도록, 거리 센서(46) 및 노즐(N)을 이동시키고 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에서 거리 센서(46)가 통과한 위치를 노즐(N)이 통과할 때에, 양자의 통과 지점에서의 선속도가 대략 동일해진다. 따라서, 거리 센서(46)에 의해 취득된 면내 형상 데이터를 보정 등을 하지 않고 그대로 이용할 수 있기 때문에, 노즐(N)의 높이 위치를 제어할 때의 계산(데이터 처리)이 간편해짐과 동시에, 갭(G)을 양호한 정밀도로 조절할 수 있다.
<다른 실시형태>
이상, 본 발명의 실시형태에 관해 상세히 설명했지만, 본 발명의 요지 범위 내에서 여러가지 변형을 상기 실시형태에 가해도 좋다. 예컨대, 제1 실시형태에 있어서, 액 공급부(40)가 유량 센서(45) 대신에 로드셀(반력 측정부)(47)을 갖고 있어도 좋다. 로드셀(47)은, 도 17에 도시된 바와 같이, 노즐(N)과 아암(33) 사이에 배치되어 있다. 로드셀(47)은, 노즐(N)이 도포액(L)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 토출했을 때에, 도포액(L)을 통해 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로부터 노즐(N)이 받는 반력의 크기를 측정한다. 즉, 이 형태에 있어서, 도포액(L)을 토출 중인 노즐(N)에서의 물리량은, 도포액(L)을 통해 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로부터 노즐(N)이 받는 반력의 크기이다.
그런데, 노즐(N)의 토출구(Na)와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 간극으로부터 도포액(L)이 유출되는 속도는, 토출 위치(P)에서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)이 노즐(N)로부터 토출된 도포액(L)에 의해 받는 압력의 0.5승에 비례한다. 도포액(L)을 통해 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로부터 노즐(N)이 받는 반력의 크기는, 토출 위치(P)에서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)이 노즐(N)로부터 토출된 도포액(L)에 의해 받는 압력의 크기에 따라 변화되기 때문에, 로드셀(47)에 의해 측정된 반력의 크기가 소정의 목표치가 되도록 제어함으로써, 노즐(N)로부터의 도포액(L)의 토출 유량이 간접적으로 제어된다. 그 결과, 로드셀(47)에 의해 측정된 반력의 크기가 소정의 목표치가 되도록 제어함으로써, 갭(G)을 일정하게 제어할 수 있다.
이상으로부터, 처리부(104)는, 로드셀(47)에 의해 측정된 반력이 목표치보다 커진 경우에는, 토출 유량도 커짐과 동시에, 갭(G)이 원하는 값보다 커져 있기 때문에, 아암(33)을 하강시키는 지시를 구동 제어부(102)에 출력한다. 이에 따라, 노즐(N)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 근접하기 때문에, 갭(G)이 작아진다. 한편, 처리부(104)는, 로드셀(47)에 의해 측정된 반력이 목표치보다 작아진 경우에는, 토출 유량도 작아짐과 동시에, 갭(G)이 원하는 값보다 작아져 있기 때문에, 구동 제어부(102)에 아암(33)을 상승시키는 지시를 출력한다. 이에 따라, 노즐(N)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로부터 멀어지기 때문에, 갭(G)이 커진다.
이 경우에도, 로드셀(47)에 의해 측정된 반력이 소정의 크기에 근접하도록 피드백 제어함으로써, 유량 센서(45)를 이용한 경우와 동일하게, 단시간에 또한 확실하게 노즐(N)의 토출구(Na)와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 갭(G)을 변화시킬 수 있다. 특히, 구동부(30)에 의해 노즐(N)이 구동될 때에 노즐(N)이 상하로 진동하여, 막두께에 변동을 초래하는 것을 생각할 수 있지만, 로드셀(47)을 이용한 피드백 제어에 의하면, 그와 같은 진동에 추종하여 갭(G)을 제어할 수 있다.
제1 실시형태에 있어서, 액 공급부(40)가 유량 센서(45)를 구비하지 않고, 도 18에 도시된 바와 같이, 노즐(N)과 아암(33) 사이에 탄성체(48)가 배치되어 있어도 좋다. 탄성체(48)의 일례로는, 예컨대, 스프링을 들 수 있다. 탄성체(48)는, 노즐(N)이 도포액(L)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 토출했을 때에, 도포액(L)을 통해 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로부터 노즐(N)이 받는 반력에 따라, 노즐(N)의 토출구(Na)와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 갭(G)을 변화시킨다. 즉, 이 형태에 있어서, 도포액(L)을 토출 중인 노즐(N)에서의 물리량은, 도포액(L)을 통해 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로부터 노즐(N)이 받는 반력의 크기이다.
구체적으로는, 노즐(N)이 받은 반력이 커진 경우에는, 탄성체(48)에도 큰 힘이 작용하여 탄성체(48)가 수축하려고 하지만, 탄성체(48)의 탄성력(복원력)에 의해 노즐(N)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 향해 압출된다. 이에 따라, 노즐(N)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 근접하기 때문에, 갭(G)이 작아진다. 한편, 노즐(N)이 받은 반력이 작아진 경우에는, 탄성체(48)에 작용하는 힘이 작아져 탄성체(48)가 신장하려고 하지만, 탄성체(48)의 복원력에 의해 노즐(N)이 아암(33)에 근접하게 된다. 이에 따라, 노즐(N)이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로부터 멀어지기 때문에, 갭(G)이 커진다.
이 경우에도, 노즐(N)이 받는 반력에 따른 복원력이 탄성체(48)에 생기기 때문에, 상기 복원력이 노즐(N)에 작용함으로써, 유량 센서(45)를 이용한 경우와 동일하게, 단시간에 또한 확실하게 노즐(N)의 토출구(Na)와 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 갭(G)을 변화시킬 수 있다. 특히, 구동부(30)에 의해 노즐(N)이 구동될 때에 노즐(N)이 상하로 진동하여, 막두께에 변동을 초래하는 것을 생각할 수 있지만, 탄성체(48)를 이용한 형태에 의하면, 그와 같은 진동에 추종하여 갭(G)을 제어할 수 있다.
웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 스파이럴형으로 도포액(L)을 도포할 때에, 웨이퍼(W)의 주연부로부터 웨이퍼(W)의 중심을 향하는 방향으로 노즐(N)을 이동시키는 경우, 노즐(N)로부터의 도포액(L)의 토출을 정지시키는 정밀도에 따라서는, 웨이퍼(W)의 중심부에서의 막두께가 다른 영역에서의 막두께와 상이해질 수 있다. 그 때문에, 상기 각 실시형태에 있어서, 웨이퍼(W)의 주연부로부터 웨이퍼(W)의 중심을 향하는 방향으로 노즐(N)을 이동시켜, 노즐(N)이 웨이퍼(W)의 중심에 도달한 후에, 노즐(N)을 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 이동시켜도 좋다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 중심부에서 노즐(N)로부터 도포액(L)이 토출된 상태 그대로이기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 형성되는 도포막(R)의 막두께의 더 나은 균일화가 도모된다. 또, 이 때, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도포액(L)이 중복 도포되게 된다.
상기 각 실시형태에서는, 제어부(100)가, 토출 위치(P)에서의 선속도를 대략 일정하게 하는 처리를 행했지만, 선속도를 대략 일정하게 하는 처리를 반드시 행하지 않아도 좋다. 선속도를 대략 일정하게 하면 도포막(R)의 막두께의 더 나은 균일화가 도모되지만, 선속도를 대략 일정하게 하지 않는 경우라도 도포막(R)의 막두께의 어느 정도의 균일화가 도모된다.
제2 실시형태 및 제3 실시형태에 있어서, 면내 형상의 측정시에서의 거리 센서(46)의 이동 속도와, 도포 처리시에서의 노즐(N)의 이동 속도가, 대략 동일해지도록 설정되어 있어도 좋다. 제2 실시형태 및 제3 실시형태에 있어서, 면내 형상의 측정시와 도포 처리시에서 웨이퍼(W)의 회전 속도가 대략 동일해지도록 설정되어 있어도 좋다. 즉, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서의 거리 센서(46)의 주사 궤도와, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서의 노즐(N)의 주사 궤도가, 대략 일치하고 있어도 좋다. 이 경우, 거리 센서(46)의 이동 속도, 노즐(N)의 이동 속도 및 웨이퍼(W)의 회전 속도의 변동분을 고려하여 면내 형상 데이터를 보정할 필요가 없기 때문에, 노즐(N)의 높이 위치를 제어할 때의 계산(데이터 처리)이 간편해진다. 또, 면내 형상의 측정 및 도포 처리가 행해지는 동안, 노즐(N)과 거리 센서(46)의 이격 거리는, 일정하게 유지되고 있어도 좋고, 변화되어도 좋다.
제3 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체에 관해 면내 형상 데이터를 취득한 후에, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 도포액(L)을 도포했지만, 이를 대신하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 관해 면내 형상 데이터를 취득하면서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 도포액(L)을 도포해도 좋다. 즉, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 중 면내 형상 데이터가 취득된 영역에 대하여, 도포액(L)을 도포해도 좋다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 면내 형상의 변화에서 기인하여 갭(G)이 변동하기 전에 피드 포워드 제어가 행해지기 때문에, 갭(G)을 대략 일정한 크기로 유지할 수 있다. 그 때문에, 도포 처리를 행하기 전에 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 면내 형상의 전부를 측정해 둘 필요가 없기 때문에, 전체적인 처리 시간을 단축시킬 수 있다.
웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 관해 면내 형상 데이터를 취득하면서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 도포액(L)을 도포하는 구체적인 방법에 관해, 도 19를 참조하여 설명한다. 도 19의 (a)에 도시된 바와 같이, 거리 센서(46) 및 노즐(N)을 동일 방향으로 이동시켜도 좋다. 도 19의 (b)에 도시된 바와 같이, 서로 반대 방향을 향하도록 노즐(N) 및 거리 센서(46)를 이동시켜도 좋다. 도 19의 (c)에 도시된 바와 같이, 노즐(N)의 이동 방향과 거리 센서(46)의 이동 방향이 소정의 각도(φ)를 이루도록 노즐(N) 및 거리 센서(46)를 이동시켜도 좋다. 도 19의 (a)∼(c) 중 어느 경우에도, 노즐(N) 및 거리 센서(46)가 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 주연부측을 향해 이동하고 있고, 노즐(N)보다 거리 센서(46)가 주연부측에 위치하고 있다. 또, 도 19의 (a)는, 도 19의 (c)에 있어서 각도(φ)를 0°로 설정한 경우에 상당한다. 도 19의 (b)는, 도 19의 (c)에 있어서 각도(φ)를 180°로 설정한 경우에 상당한다. 노즐(N) 및 거리 센서(46)가 웨이퍼(W)의 주연부측으로부터 중심측을 향해 이동하는 경우에는, 노즐(N)보다 거리 센서(46)를 중심측에 위치시켜도 좋다.
1 : 기판 처리 시스템, 2 : 도포·현상 장치, 20 : 회전 유지부, 30 : 구동부, 32 : 슬라이드 블록, 33 : 아암, 40 : 액 공급부, 45 : 유량 센서, 46 : 거리 센서, 100 : 제어부, 101 : 회전 제어부, 102 : 구동 제어부, 103 : 토출 제어부, 104 : 처리부, G : 갭, L : 도포액, N : 노즐, P : 토출 위치, S : 액 공급 시스템, U1 : 도포 유닛, W : 웨이퍼, Wa : 표면.

Claims (11)

  1. 기판의 위쪽에 위치하는 토출 노즐로부터 도포액을 상기 기판의 표면에 토출하여, 상기 기판의 표면에 도포액을 도포하는 도포 처리를 포함하는 액 도포 방법으로서,
    상기 도포 처리는,
    상기 기판의 회전 중에 도포액을 상기 토출 노즐로부터 토출시키면서, 상기 기판의 표면에 대한 상기 토출 노즐의 주사 궤도와, 상기 기판의 표면에 대한 거리 센서의 주사 궤도가 일치하도록, 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 이동시키는 것과,
    상기 기판의 표면 중 상기 토출 노즐로부터의 도포액의 토출 위치가 상기 기판의 주연측에 위치할수록 상기 기판의 회전수를 작게 하도록 상기 기판을 회전시킴으로써, 상기 토출 위치에 있어서의 선속도를 일정하게 하는 것을 포함하고,
    상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 이동시키는 것은, 상기 거리 센서에 의해 상기 기판의 표면의 높이 위치를 측정하면서, 상기 기판의 표면에 대한 상기 거리 센서의 주행 궤도상을, 상기 거리 센서에 뒤쳐져 상기 토출 노즐이 이동하는 것을 포함하는 액 도포 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서는 함께 헤드부에 탑재되어 있고,
    상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 이동시키는 것은, 상기 기판의 표면에 대한 상기 토출 노즐의 주사 궤도와, 상기 기판의 표면에 대한 상기 거리 센서의 주사 궤도가 일치하도록, 상기 헤드부를 회전 및 이동시키는 것을 포함하는 액 도포 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 이동시키는 것은, 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 상기 기판의 중심측으로부터 주연측을 향해 이동시키는 것을 포함하는 액 도포 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도포 처리는, 상기 거리 센서에 의해 측정된 높이 위치에 기초하여 상기 토출 노즐의 토출구와 상기 기판의 표면과의 이격 거리가 일정해지도록, 상기 토출 노즐을 승강시키는 것을 더 포함하는 액 도포 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 이동시키는 것은, 상기 기판의 회전 중에, 상기 토출 노즐로부터 도포액을 토출시킴으로써, 상기 기판의 표면에 있어서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 것을 포함하는 액 도포 방법.
  6. 기판의 위쪽에 위치하는 토출 노즐로부터 도포액을 상기 기판의 표면에 토출시키기 위해 상기 토출 노즐에 도포액을 공급하는 공급부와,
    상기 토출 노즐의 토출구의 상기 기판의 표면에 대한 높이 위치를 측정하도록 구성된 거리 센서와,
    상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 상기 기판의 표면의 위쪽에 있어서 이동시키는 구동부와,
    상기 기판을 유지하고, 상기 기판의 표면에 직교하는 방향으로 연장되어 있는 회전축 주위로 상기 기판을 회전시키는 회전 유지부와,
    제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 공급부, 상기 구동부 및 회전 유지부를 제어하여, 상기 회전 유지부가 상기 기판을 회전시키고 있을 때에, 상기 공급부가 도포액을 상기 토출 노즐로부터 토출시키면서, 상기 기판의 표면에 대한 상기 토출 노즐의 주사 궤도와, 상기 기판의 표면에 대한 상기 거리 센서의 주사 궤도가 일치하도록, 상기 구동부가 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 이동시키는 것과,
    상기 기판의 표면 중 상기 토출 노즐로부터의 도포액의 토출 위치가 상기 기판의 주연측에 위치할수록 상기 기판의 회전수를 작게 하도록 상기 회전 유지부가 상기 기판을 회전시킴으로써, 상기 토출 위치에 있어서의 선속도를 일정하게 하는 것을 실행하며,
    상기 구동부가 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 이동시키는 것은, 상기 거리 센서에 의해 상기 기판의 표면의 높이 위치를 측정하면서, 상기 기판의 표면에 대한 상기 거리 센서의 주행 궤도상을, 상기 거리 센서에 뒤쳐져 상기 토출 노즐이 이동하는 것을 포함하는 액 도포 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서가 탑재된 헤드부를 더 구비하고,
    상기 구동부가 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 이동시키는 것은, 상기 기판의 표면에 대한 토출 노즐의 주사 궤도와, 상기 기판의 표면에 대한 상기 거리 센서의 주사 궤도가 일치하도록, 상기 구동부가 상기 헤드부를 회전 및 이동시키는 것을 포함하는 액 도포 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 구동부가 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 이동시키는 것은, 상기 구동부가 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 상기 기판의 중심측으로부터 주연측을 향해 이동시키는 것을 포함하는 액 도포 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 거리 센서에 의해 측정된 높이 위치에 기초하여 상기 토출 노즐의 토출구와 상기 기판의 표면과의 이격 거리가 일정해지도록, 상기 구동부가 상기 토출 노즐을 승강시키는 것을 더 실행하는 액 도포 장치.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 구동부가 상기 토출 노즐 및 상기 거리 센서를 이동시키는 것은, 상기 회전 유지부가 상기 기판을 회전시키고 있을 때에, 상기 공급부가 도포액을 상기 토출 노즐로부터 토출시킴으로써, 상기 기판의 표면에 있어서 도포액을 스파이럴형으로 도포하는 것을 포함하는 액 도포 장치.
  11. 제1항에 기재된 액 도포 방법을 액 도포 장치에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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