WO2016140012A1 - 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置 - Google Patents

塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2016140012A1
WO2016140012A1 PCT/JP2016/053335 JP2016053335W WO2016140012A1 WO 2016140012 A1 WO2016140012 A1 WO 2016140012A1 JP 2016053335 W JP2016053335 W JP 2016053335W WO 2016140012 A1 WO2016140012 A1 WO 2016140012A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
solvent
coating
wafer
liquid film
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/053335
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
崇史 橋本
真一 畠山
柴田 直樹
吉原 孝介
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東京エレクトロン株式会社 filed Critical 東京エレクトロン株式会社
Priority to US15/549,435 priority Critical patent/US20180021804A1/en
Priority to KR1020177024364A priority patent/KR102504541B1/ko
Priority to CN201680013005.5A priority patent/CN107427860A/zh
Publication of WO2016140012A1 publication Critical patent/WO2016140012A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/08Spreading liquid or other fluent material by manipulating the work, e.g. tilting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/002Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
    • B05D1/005Spin coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/40Distributing applied liquids or other fluent materials by members moving relatively to surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/04Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
    • B05D3/0406Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases the gas being air
    • B05D3/0413Heating with air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/10Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by other chemical means
    • B05D3/104Pretreatment of other substrates
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/162Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/2026Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure for the removal of unwanted material, e.g. image or background correction
    • G03F7/2028Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure for the removal of unwanted material, e.g. image or background correction of an edge bead on wafers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02307Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a liquid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Abstract

 基板上に塗布液を塗布する塗布処理方法は、溶剤によって基板の中央部に第1の液膜を形成し、当該溶剤によって基板の外周部に第1の液膜よりも膜厚の厚い環状の第2の液膜を形成する溶剤液膜形成工程と、基板を第1の回転速度で回転させながら、塗布液を基板の中心部に供給する塗布液供給工程と、塗布液を供給しながら、基板を第1の回転速度よりも速い第2の回転速度で回転させ、塗布液を基板上に拡散させる塗布液拡散工程と、を有する。

Description

塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置
(関連出願の相互参照)
 本願は、2015年3月3日に日本国に出願された特願2015-041679号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 本発明は、基板に塗布液を塗布する塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置に関する。
 例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば基板としての半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)上に所定の塗布液を塗布して反射防止膜やレジスト膜といった塗布膜を形成する塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成されている。
 上述した塗布処理においては、回転中のウェハの中心部にノズルから塗布液を供給し、遠心力によりウェハ上で塗布液を拡散することよってウェハ上に塗布膜を形成する、いわゆるスピン塗布法が多く用いられている。
 ところで、レジスト液のように高価な塗布液の塗布処理においては、供給量を極力抑える必要があるが、供給量を減少させると、塗布膜の面内均一性が悪化してしまう。そこで、塗布膜の面内均一性と塗布液の使用量削減のために、塗布液を供給する前にウェハ上にシンナー等の溶剤を塗布してウェハの濡れ性を改善させる、いわゆるプリウェット処理が行われる(特許文献1)。
 プリウェット処理を行う場合、レジスト液の供給に先立ってウェハの中心部に溶剤を供給してウェハを回転させ、ウェハ全面に溶剤を拡散させる。次いで、ウェハの回転速度を所定の回転速度まで加速させ、ウェハの中心部にレジスト液を供給してウェハ全面に拡散させる。
日本国特開2008-71960号公報
 しかしながら、プリウェット処理を行った場合でも、レジスト液の供給量をさらに削減すると塗布膜の面内均一性が悪化するため、レジスト液の供給量削減には限界があった。
 特に、粘度が数cP程度の低粘度のレジスト液を用いる場合、供給量を減らすとウェハの外周部で膜厚が低下したり、筋状の塗布斑が発生したりしてしまうという現象が、本発明者らにより確認されている。
 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上に塗布液を塗布するにあたり、塗布液の粘度によらず、塗布液の供給量を少量に抑え、且つ基板面内で均一に塗布液を塗布することを目的としている。
 前記の目的を達成するため、本発明の一態様は、基板上に塗布液を塗布する塗布処理方法であって、前記基板の中央部に、溶剤により第1の液膜を、前記基板の外周部に、前記溶剤により前記第1の液膜よりも膜厚の厚い環状の第2の液膜を、それぞれ形成する溶剤液膜形成工程と、前記基板を第1の回転速度で回転させながら、前記塗布液を基板の中心部に供給する塗布液供給工程と、前記塗布液を供給しながら、前記基板を前記第1の回転速度よりも速い第2の回転速度で回転させ、前記塗布液を基板上に拡散させる塗布液拡散工程と、を有している。
 本発明者らによれば、溶剤により基板全面に対して一様にプリウェット処理を行うと、上述のように、特に低粘度の塗布液を用いたときに、基板外周部での膜厚低下等の不具合が生じることが確認されている。これは、溶剤でプリウェットを行うことで例えば塗布液としてのレジスト液が想定よりも早く拡散し、その結果、基板の外周部から振り切られるレジスト液が増加することに起因すると推察される。そして、この傾向は、レジスト液の粘度が低くなるほど顕著となる。そこで、本発明者らはこの点について鋭意検討し、基板の外周部における溶剤液膜の膜厚を、基板の中央部と比較して厚くすることで、基板外周部での膜厚低下等の不具合を抑制できるとの知見を得た。これは、基板の外周部で溶剤液膜を厚くすることで、基板の中央部に供給されたレジスト液が基板の外周部に拡散する際に一種の壁として機能し、基板の外周部から振り切られるレジスト液の量が低減されるものと考えられる。
 本発明はこのような知見に基づくものであり、本発明の一態様によれば、基板の外周部に、基板の中央部に形成された第1の液膜よりも膜厚の厚い環状の第2の液膜を溶剤により形成するので、基板中心部に供給された塗布液が基板の外周部に拡散する際に第2の液膜が一種の壁として機能し、基板の外周部から振り切られる塗布液の量が低減される。その結果、塗布液が低粘度であって、さらに塗布液の供給量が少量な場合であっても、基板面内に均一に塗布液を塗布することができる。したがって本発明によれば、塗布液の粘度によらず、塗布液の供給量を少量に抑え、且つ基板面内で均一に塗布液を塗布することができる。
 別の観点による本発明の一態様は、基板上に塗布液を塗布する塗布処理方法であって、前記基板の中央部に溶剤を供給した後に、前記基板を所定の回転速度で回転させて当該溶剤を振り切ることで前記溶剤の液膜を形成し、次いで、前記基板を回転させた状態で前記基板の中央部からずれた位置に乾燥ガスを吹き付け、当該基板の中央部からずれた位置の前記溶剤を除去することで、前記基板の中央部に溶剤の液膜を、前記基板の外周部に環状の他の液膜をそれぞれ形成する溶剤液膜形成工程と、基板を第1の回転速度で回転させながら、前記塗布液を基板の中心部に供給する塗布液供給工程と、前記塗布液を供給しながら、前記基板を前記第1の回転速度よりも速い第2の回転速度で回転させ、前記塗布液を基板上に拡散させる塗布液拡散工程と、を有している。
 また、別な観点による本発明の一態様は、前記塗布処理方法を塗布処理装置によって実行させるように、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体である。
 さらに、別な観点による本発明の一態様は、基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、基板を保持して回転させる基板保持部と、基板上に前記塗布液を供給する塗布液供給ノズルと、基板上に溶剤を供給する溶剤供給ノズルと、
前記塗布液供給ノズルを移動させる第1の移動機構と、前記溶剤供給ノズルを移動させる第2の移動機構とを有している。そして前記基板の中央部に、前記溶剤によって第1の液膜を、前記基板の外周部に、前記溶剤によって前記第1の液膜よりも膜厚の厚い環状の第2の液膜を、それぞれ形成し、前記基板を第1の回転速度で回転させながら、前記塗布液を基板の中心部に供給し、前記塗布液を供給しながら、前記基板を前記第1の回転速度よりも速い第2の回転速度で回転させて前記塗布液を基板上に拡散させるべく、前記基板保持部、前記塗布液供給ノズル、前記溶剤供給ノズル、前記第1の移動機構及び前記第2の移動機構を制御するように構成された制御部と、を有している。
 本発明によれば、基板上に塗布液を塗布するにあたり、塗布液の粘度によらず、塗布液の供給量を少量に抑え、且つ基板面内で均一に塗布液を塗布することができる。
本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す正面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す背面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。 ウェハ処理の主な工程を説明したフローチャートである。 レジスト塗布処理におけるウェハの回転速度と各機器の動作を示すタイムチャートである。 ウェハ上に溶剤の液膜を形成する様子を示す縦断面の説明図である。 乾燥ガスノズルによりウェハ上に乾燥ガスを吹き付ける様子を示す縦断面の説明図である。 ウェハの外周部に溶剤を供給して第2の液膜を形成した状態を示す斜視の説明図である。 ウェハ上に第1の液膜と第2の液膜を形成した状態を示す縦断面の説明図である。 ウェハの中心部にレジスト液を供給して拡散させる様子を示す縦断面の説明図である。 他の実施の形態にかかる乾燥ガスノズルによりウェハ上に乾燥ガスを吹き付ける様子を示す斜視の説明図である。 他の実施の形態にかかる乾燥ガスノズルによりウェハ上に乾燥ガスを吹き付ける様子を示す平面の説明図である。 他の実施の形態にかかる乾燥ガスノズルによりウェハ上に乾燥ガスを吹き付ける様子を示す斜視の説明図である。 他の実施の形態にかかるレジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。 ウェハの外周部に溶剤を供給して第2の液膜を形成した状態を示す縦断面の説明図である。 ウェハの中心部に溶剤を供給してウェハ上に第1の液膜及び第2の液膜を形成した状態を示す縦断面の説明図である。 複数の溶剤供給ノズルによりウェハ上に第1の液膜及び第2の液膜を並行して形成する様子を示す斜視の説明図である。 他の実施の形態にかかる溶剤供給ノズルによりウェハの中央部に第1の液膜を形成した状態を示す斜視の説明図である。 液膜を形成したテンプレートをウェハに対向させて配置させた状態を示す縦断面の説明図である。 液膜を形成したテンプレートをウェハ接触させた状態を示す縦断面の説明図である。 液膜を形成したテンプレートによりウェハ上に第1の液膜を形成した状態を示す縦断面の説明図である。 ウェハ上に他の液膜を形成した状態を示す縦断面の説明図である。 ウェハ上に他の液膜を形成した状態を示す斜視の説明図である。 他の実施の形態にかかる溶剤供給ノズルを用いてウェハ上に溶剤を供給する様子を示す斜視図である。
 以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる塗布処理方法を実施する塗布処理装置を備えた基板処理システム1の構成の概略を示す説明図である。図2及び図3は、各々基板処理システム1の内部構成の概略を模式的に示す、正面図と背面図である。なお、本実施の形態では、塗布液がレジスト液であり、塗布処理装置が基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布装置である場合を例にして説明する。
 基板処理システム1は、図1に示すように複数枚のウェハWを収容したカセットCが搬入出されるカセットステーション10と、ウェハWに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション11と、処理ステーション11に隣接する露光装置12との間でウェハWの受け渡しを行うインターフェイスステーション13とを一体に接続した構成を有している。
 カセットステーション10には、カセット載置台20が設けられている。カセット載置台20には、基板処理システム1の外部に対してカセットCを搬入出する際に、カセットCを載置するカセット載置板21が複数設けられている。
 カセットステーション10には、図1に示すようにX方向に延びる搬送路22上を移動自在なウェハ搬送装置23が設けられている。ウェハ搬送装置23は、上下方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、各カセット載置板21上のカセットCと、後述する処理ステーション11の第3のブロックG3の受け渡し装置との間でウェハWを搬送できる。
 処理ステーション11には、各種装置を備えた複数例えば4つのブロックG1、G2、G3、G4が設けられている。例えば処理ステーション11の正面側(図1のX方向負方向側)には、第1のブロックG1が設けられ、処理ステーション11の背面側(図1のX方向正方向側)には、第2のブロックG2が設けられている。また、処理ステーション11のカセットステーション10側(図1のY方向負方向側)には、第3のブロックG3が設けられ、処理ステーション11のインターフェイスステーション13側(図1のY方向正方向側)には、第4のブロックG4が設けられている。
 例えば第1のブロックG1には、図2に示すように複数の液処理装置、例えばウェハWを現像処理する現像処理装置30、ウェハWのレジスト膜の下層に反射防止膜(以下「下部反射防止膜」という)を形成する下部反射防止膜形成装置31、ウェハWにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置32、ウェハWのレジスト膜の上層に反射防止膜(以下「上部反射防止膜」という)を形成する上部反射防止膜形成装置33が下からこの順に配置されている。
 例えば現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、上部反射防止膜形成装置33は、それぞれ水平方向に3つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、上部反射防止膜形成装置33の数や配置は、任意に選択できる。
 これら現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、上部反射防止膜形成装置33では、例えばウェハW上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハW上に塗布液を吐出すると共に、ウェハWを回転させて、塗布液をウェハWの表面に拡散させる。なお、レジスト塗布装置32の構成については後述する。
 例えば第2のブロックG2には、図3に示すようにウェハWの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置40や、レジスト液とウェハWとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置41、ウェハWの外周部を露光する周辺露光装置42が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理装置40、アドヒージョン装置41、周辺露光装置42の数や配置についても、任意に選択できる。
 例えば第3のブロックG3には、複数の受け渡し装置50、51、52、53、54、55、56が下から順に設けられている。また、第4のブロックG4には、複数の受け渡し装置60、61、62が下から順に設けられている。
 図1に示すように第1のブロックG1~第4のブロックG4に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Dが形成されている。ウェハ搬送領域Dには、例えばY方向、X方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有する、ウェハ搬送装置70が複数配置されている。ウェハ搬送装置70は、ウェハ搬送領域D内を移動し、周囲の第1のブロックG1、第2のブロックG2、第3のブロックG3及び第4のブロックG4内の所定の装置にウェハWを搬送できる。
 また、ウェハ搬送領域Dには、第3のブロックG3と第4のブロックG4との間で直線的にウェハWを搬送するシャトル搬送装置80が設けられている。
 シャトル搬送装置80は、例えば図3のY方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置80は、ウェハWを支持した状態でY方向に移動し、第3のブロックG3の受け渡し装置52と第4のブロックG4の受け渡し装置62との間でウェハWを搬送できる。
 図1に示すように第3のブロックG3のX方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置100が設けられている。ウェハ搬送装置100は、例えばX方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置100は、ウェハWを支持した状態で上下に移動して、第3のブロックG3内の各受け渡し装置にウェハWを搬送できる。
 インターフェイスステーション13には、ウェハ搬送装置110と受け渡し装置111が設けられている。ウェハ搬送装置110は、例えばY方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置110は、例えば搬送アームにウェハWを支持して、第4のブロックG4内の各受け渡し装置、受け渡し装置111及び露光装置12との間でウェハWを搬送できる。
 次に、上述したレジスト塗布装置32の構成について説明する。レジスト塗布装置32は、図4に示すように内部を密閉可能な処理容器130を有している。処理容器130の側面には、ウェハWの搬入出口(図示せず)が形成されている。
 処理容器130内には、ウェハWを保持して回転させる基板保持部としてのスピンチャック140が設けられている。スピンチャック140は、例えばモータなどのチャック駆動部141により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部141には、例えばシリンダなどの昇降駆動機構が設けられており、スピンチャック140は昇降自在になっている。
 スピンチャック140の周囲には、ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ142が設けられている。カップ142の下面には、回収した液体を排出する排出管143と、カップ142内の雰囲気を排気する排気管144が接続されている。
 図5に示すようにカップ142のX方向負方向(図5の下方向)側には、Y方向(図5の左右方向)に沿って延伸するレール150が形成されている。レール150は、例えばカップ142のY方向負方向(図5の左方向)側の外方からY方向正方向(図5の右方向)側の外方まで形成されている。レール150には、3本のアーム151、152、153が取り付けられている。
 第1のアーム151には、塗布液としてレジスト液を供給する、塗布液供給ノズルとしてのレジスト液供給ノズル154が支持されている。第1のアーム151は、第1の移動機構としてのノズル駆動部155により、レール150上を移動自在である。これにより、レジスト液供給ノズル154は、カップ142のY方向正方向側の外方に設置された待機部156からカップ142内のウェハWの中心部上方を通って、カップ142のY方向負方向側の外側に設けられた待機部157まで移動できる。また、ノズル駆動部155によって、第1のアーム151は昇降自在であり、レジスト液供給ノズル154の高さを調節できる。なお、本実施の形態におけるレジスト液としては、例えばMUVレジスト、KrFレジスト、ArFレジストなどが用いられ、その粘度は概ね1~300cPの比較的粘度の低いレジストである。
 第2のアーム152には、溶剤を供給する溶剤供給ノズル158が支持されている。第2のアーム152は、第2の移動機構としてのノズル駆動部159によってレール150上を移動自在となっている。これにより、溶剤供給ノズル158は、カップ142のY方向正方向側の外側に設けられた待機部160から、カップ142内のウェハWの中心部上方まで移動できる。待機部160は、待機部156のY方向正方向側に設けられている。また、ノズル駆動部159によって、第2のアーム152は昇降自在であり、溶剤供給ノズル158の高さを調節できる。なお、本実施の形態における溶剤としては、例えばレジスト液の溶剤であるシクロヘキサノンなどが用いられる。また、溶剤としては、必ずしもレジスト液に含まれる溶剤である必要はなく、プリウェットにより適切にレジスト液を拡散させることができるものであれば、任意に選択できる。
 第3のアーム153には、ウェハWに対して乾燥ガスを吹き付ける乾燥ガスノズル161が支持されている。第3のアーム153は、ガスノズル移動機構としてのノズル駆動部162によってレール150上を移動自在となっている。これにより、乾燥ガスノズル161は、カップ142のY方向負方向側の外側に設けられた待機部163から、カップ142内のウェハWの上方まで移動できる。待機部163は、待機部157のY方向負方向側に設けられている。また、ノズル駆動部162によって、第3のアーム153は昇降自在であり、乾燥ガスノズル161の高さを調節できる。なお、乾燥ガスとしては、例えば窒素ガスや、脱湿装置(図示せず)で脱湿した空気などを使用できる。
 他の液処理装置である現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、上部反射防止膜形成装置33の構成は、ノズルの形状、本数や、ノズルから供給される液が異なる点以外は、上述したレジスト塗布装置32の構成と同様であるので説明を省略する。
 以上の基板処理システム1には、図1に示すように制御部200が設けられている。制御部200は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、基板処理システム1におけるウェハWの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム1における後述の基板処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Hに記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部200にインストールされたものであってもよい。
 次に、以上のように構成された基板処理システム1を用いて行われるウェハ処理について説明する。図6は、本実施の形態にかかるウェハ処理の主な工程の例を示すフローチャートである。また、図7は、レジスト塗布装置32で行われるレジスト塗布におけるウェハWの回転速度や各機器の動作を示すタイムチャートである。
 先ず、複数のウェハWを収納したカセットCが、基板処理システム1のカセットステーション10に搬入され、ウェハ搬送装置23によりカセットC内の各ウェハWが順次処理ステーション11の受け渡し装置53に搬送される。
 次にウェハWは、第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって例えば第1のブロックG1の下部反射防止膜形成装置31に搬送され、ウェハW上に下部反射防止膜が形成される(図6の工程S1)。その後ウェハWは、第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、加熱処理され、温度調節される。
 次にウェハWはアドヒージョン装置41に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハWは、第1のブロックG1のレジスト塗布装置32に搬送され、ウェハW上にレジスト膜が形成される(図6の工程S2)。
 ここで、レジスト塗布装置32におけるレジスト塗布処理について詳述する。レジストの塗布処理にあたっては、先ずスピンチャック140の上面でウェハWを吸着保持する。次いで、溶剤供給ノズル158をウェハWの中心部の上方に移動させ、図8に示すように、ウェハW上に溶剤Qを供給する(図7の時間t)。そして、ウェハW上に溶剤を供給しながら、またはウェハW上に溶剤Qを供給した後に、ウェハWを所定の回転速度で回転させてウェハWの全面に溶剤Qの液膜を形成する。なお、本実施の形態では、例えばウェハWを30rpmで回転させながら、50~90mL/minの流量で溶剤供給ノズル158から2秒間溶剤Qを供給した後(図7の時間t)に、例えばウェハWの回転速度を10000rpm/秒の加速度で2000rpmまで加速させてウェハWの全面に溶剤Qを拡散させる。これにより、ウェハWの全面に膜厚が概ね0mm超で2mm未満、本実施の形態では概ね4×10-5mmの膜厚の液膜(第1の液膜)を形成する。なお、この第1の液膜の膜厚は、例えば2000rpmで維持する時間を変化させることにより調整され、本実施の形態では、2000rpmで例えば2秒間維持される。
 なお、第1の液膜を所望の厚みにするために要する時間を短縮するため、必要に応じて、例えば図9に示すように、乾燥ガスノズル161によりウェハWの中央部に乾燥ガスを吹き付けて、第1の液膜M1の、特に中央部の膜厚を調整するようにしてもよい。
 次いで、例えば図10に示すように、溶剤供給ノズル158をウェハWの外周部の上方に移動させ、例えば0rpm超で且つ後述する第1の回転速度以下の回転速度、本実施の形態では第1の回転速度と同一の60rpmで回転させながら、溶剤供給ノズル158から第1の液膜M1上に溶剤Qを供給する(図7の時間t)。これにより、図11に示すように、ウェハWの中央部に溶剤Qによる第1の液膜M1が、ウェハWの外周部に、第1の液膜M1よりも膜厚の厚い円環状の第2の液膜M2が、それぞれ形成される(溶剤液膜形成工程。図6の工程T1)。ここで、ウェハWの外周部とは、例えばウェハWの直径が300mmである場合、ウェハWの中心から概ね30mm~100mm程度半径方向に離れた位置を意味している。
 次に、図12に示すように、ウェハWの中心部上方にレジスト液供給ノズル154を移動させ、当該レジスト液供給ノズル154からウェハW上にレジスト液Rを供給する(塗布液供給工程。図6の工程T2及び図7の時間t)。この際、ウェハWの回転速度は第1の回転速度であり、本実施の形態では、上述の通り60rpmである。
 そして、レジスト液供給ノズル154からのレジスト液Rの供給を継続し、レジスト液Rの供給量が例えば0.1mLに達した時点で、ウェハWの回転速度を第1の回転速度から第2の回転速度に加速させる(図7の時間t)。第2の回転速度としては、1500rpm~4000rpmが好ましく、本実施の形態では例えば2500rpmである。また、この際のウェハWの加速度は、約10000rpm/秒である。第2の回転速度に到達したウェハWの回転速度は、所定の時間、本実施の形態では例えば約1秒、第2の回転速度で維持される(図7の時間t~t)。また、この間、レジスト液供給ノズル154からのレジスト液Rの供給も継続される。このように、ウェハWを第2の回転速度に加速させることで、ウェハWの中心部に供給したレジスト液Rを、ウェハWの外周部に向けて拡散させる(塗布液拡散工程。図6の工程T3)。
 この際、第1の液膜M1によりウェハWがプリウェット処理されているので、ウェハW上に供給されたレジスト液Rは、ウェハWの外周部に向けて速やかに拡散するが、図12に示すように、環状の第2の液膜M2の内周端部に接触すると、この第2の液膜M2がレジスト液Rに対して一種の壁として機能し、レジスト液Rの拡散を抑制できる。それにより、ウェハWの外周部から振り切られるレジスト液Rが最小限に抑えられ、ウェハWの外周部でレジスト膜の膜厚が低下したり、筋状の塗布斑が発生したりすることを抑制できる。その結果、ウェハWの面内に均一にレジスト液Rを拡散させて、面内均一なレジスト膜を形成することができる。
 なお、本実施の形態では、ウェハWの中心部にレジスト液Rを供給する前に、ウェハW外周部への溶剤Qの供給を停止したが、ウェハW外周部への溶剤Qの供給は、レジスト液Rが第2の液膜M2と接触する前までに停止すればよく、供給停止のタイミングについては任意に設定できる。レジスト液Rが拡散する際に溶剤供給ノズル158からウェハWの外周部への溶剤Qの供給を継続していると、ウェハWの外周方向へ向けて拡散するレジスト液Rと溶剤Qが混合してレジスト液Rが希釈されてしまう。そうすると、希釈されたレジスト液Rの大部分は、ウェハW上に定着することなくウェハWの外周部から振り切られてしまい無駄になってしまう。したがって、レジスト液Rが第2の液膜M2と接触する前までに溶剤Qの供給を停止することが好ましい。
 ウェハWを第2の回転速度で所定の時間(図7の時間t~t)回転させた後は、レジスト液供給ノズル154からのレジスト液Rの供給を停止させ、レジスト液Rの供給停止と同時にウェハWの回転速度を、第2の回転速度よりも遅く、第1の回転速度よりも速い第3の回転速度まで減速させる。第3の回転数としては、概ね100rpm~800rpmとすることが好ましく、本実施の形態では例えば100rpmである。なお、レジスト液Rの供給停止と同時とは、レジスト液Rの供給を停止した時(図7の時間t)には、ウェハWの回転速度が既に減速を開始し、第3の回転速度に到達する時点の前後を含む。また、第2の回転速度から第3の回転速度に減速させる際の加速度は、30000rpmである。
 その後、ウェハWを第3の回転速度で所定の時間、例えば0.2秒程度回転させた後、ウェハWを第3の回転速度より速く第2の回転速度よりも遅い第4の回転速度までウェハWを加速させる(図7の時間t)。第4の回転速度としては、概ね1000rpm~2000rpmとすることが好ましく、本実施の形態では例えば1700rpmである。そして、第4の回転速度で所定の時間、例えば約20秒間回転させてレジスト膜を乾燥させる(図6の工程T4)。
 その後、図示しないリンスノズルからウェハWの裏面に対してリンス液として溶剤が吐出され、ウェハWの裏面が洗浄される(図6の工程T5)。これにより、レジスト塗布装置32における一連の塗布処理が終了する。
 ウェハWにレジスト膜が形成されると、次にウェハWは、第1のブロックG1の上部反射防止膜形成装置33に搬送され、ウェハW上に上部反射防止膜が形成される(図7の工程S3)。その後、ウェハWは第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、加熱処理が行われる。その後、ウェハWは、周辺露光装置42に搬送され、周辺露光処理される(図7の工程S4)。
 次にウェハWは、ウェハ搬送装置100によって受け渡し装置52に搬送され、シャトル搬送装置80によって第4のブロックG4の受け渡し装置62に搬送される。その後、ウェハWは、インターフェイスステーション13のウェハ搬送装置110によって露光装置12に搬送され、所定のパターンで露光処理される(図7の工程S5)。
 次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置40に搬送され、露光後ベーク処理される。これにより、レジスト膜の露光部において発生した酸によりレジストを脱保護反応させる。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって現像処理装置30に搬送され、現像処理が行われる(図7の工程S6)。
 現像処理の終了後、ウェハWは熱処理装置40に搬送され、ポストベーク処理される(図7の工程S7)。次いで、ウェハWは、熱処理装置40により温度調整される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70、ウェハ搬送装置23を介して所定のカセット載置板21のカセットCに搬送され、一連のフォトリソグラフィー工程が完了する。
 以上の実施の形態によれば、溶剤Qにより、ウェハWの外周部に、ウェハWの中央部に形成された第1の液膜M1よりも膜厚の厚い環状の第2の液膜M2を形成するので、その後、ウェハWの中心部に供給したレジスト液RをウェハW上に拡散させる際に、第2の液膜M2がレジスト液Rに対して一種の壁として機能し、レジスト液Rの拡散を抑制できる。そのため、レジスト液Rの粘度が数cP程度の低粘度であっても、ウェハWの外周部から振り切られるレジスト液Rが最小限に抑えられ、ウェハWの外周部でレジスト膜の膜厚の低下や、筋状の塗布斑の発生を抑制できる。その結果、ウェハWの面内に均一にレジスト液Rを拡散させて、面内均一なレジスト膜を形成することができる。
 なお、以上の実施の形態では、第1の液膜M1を形成する際に、ウェハWの回転速度を例えば2000rpm程度まで加速させたが、第1の液膜M1の形成方法は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、ウェハWの中央部で所望の厚みの溶剤Qの液膜を形成することができれば、その方法は任意に選択できる。例えば、ウェハWの中心部に溶剤Qを供給した後、ウェハWの回転速度を、ウェハWの中心部に溶剤Qを供給したときの回転速度、本実施の形態では概ね30rpmで維持し、ウェハWを回転させる時間を調整することで、第1の液膜M1の膜厚を調整してもよい。また、既述のように、乾燥ガスノズル161によりウェハWの中央部に乾燥ガスを吹き付けて、第1の液膜M1の膜厚を調整してもよい。
 乾燥ガスにより第1の液膜M1の膜厚を調整する場合、乾燥ガスを供給する乾燥ガスノズル161の形状は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、溶剤QによりウェハWの中央部に所望の膜厚で液膜を形成できれば、その方法は任意に選択できる。例えば、図13に示すような、ウェハWの直径方向に沿って延伸する長手の乾燥ガスノズル170をレジスト塗布装置32内に設け、ウェハWを回転させながら当該乾燥ガスノズル170からウェハWに向けて乾燥ガスを供給することで、第1の液膜M1の特に中央部の膜厚を調整するようにしてもよい。かかる場合、乾燥ガスノズル170の長手方向の長さは、60~200mm程度の長さに設定してもよい。また、乾燥ガスノズル170の長手方向の長さを半分程度の30~100mm程度とし、図14に示すように、ウェハWの中心部を覆い且つウェハWの中心から偏心した位置に当該乾燥ガスノズル170を配置してウェハWの中央部に乾燥ガスを供給するようにしてもよい。
 また、乾燥ガスノズル161の直径を、ウェハWの中央部上方を覆うように、例えば60~200mm程度に設定し、この大口径の乾燥ガスノズル161によりウェハWの中央部に対して乾燥ガスを供給するようにしてもよい。さらには、図15に示すように、60~200mm程度の直径を有し、下面に複数のガス供給孔(図示せず)が形成された略円盤形状の乾燥ガスノズル171により、ウェハWの中央部に対して乾燥ガスを供給することも提案できる。
 また、第1の液膜M1の膜厚を調整するにあたり、ウェハWに対して吹き付けるのは必ずしも乾燥ガスである必要はなく、例えば図16に示すように、レジスト塗布装置32の処理容器130内であって、スピンチャック140の上方にヒータ180を設け、カップ142に設けられた排気管144により処理容器130内に形成される下降流を、例えば溶剤Qの揮発温度以上に加熱するようにしてもよい。下降流が加熱されることで、当該下降流によりウェハW上の溶剤Qが揮発し、第1の液膜M1の膜厚を調整することができる。また、乾燥ガスノズル161、170、171から供給する乾燥ガスについても、溶剤Qの揮発温度以上に加熱してあってもよい。
 なお、以上の実施の形態では、先ずウェハWの全面に第1の液膜M1を形成し、その後、ウェハWの外周部に溶剤Qを供給して第2の液膜M2をしたが、ウェハWの外周部に第1の液膜M1よりも膜厚の厚い第2の液膜M2を形成できれば、第1の液膜M1及び第2の液膜M2の形成順序については任意に選択できる。例えば図17に示すように、ウェハWを回転させた状態で先ずウェハWの外周部に溶剤Qを供給して環状の第2の液膜M2を形成し、次いで、図18に示すように、ウェハWの中心部に溶剤供給ノズル158から少量の溶剤Qを供給することで、ウェハWの中央部に第1の液膜M1を形成してもよい。また、レジスト塗布装置32に溶剤供給ノズル158を複数設け、図19に示すように、ウェハWの中心部と外周部に同時に溶剤Qを供給して、第1の液膜M1及び第2の液膜M2を形成するようにしてもよい。
 なお、図18や図19では、第1の液膜M1と第2の液膜M2が接触していない状態を描図しているが、本発明者らによれば、第1の液膜M1と第2の液膜M2は必ずしも接触している必要はない。上述のとおり、ウェハWの外周部に第1の液膜M1よりも膜厚の厚い第2の液膜M2が形成されていれば、第1の液膜M1上に供給されたレジスト液RがウェハWの外周部に向けて拡散するときに第2の液膜M2が壁として機能し、面内均一なレジスト膜を形成することができることが確認されている。
 なお、以上の実施の形態では、溶剤供給ノズル158から液体状の溶剤Qを供給したが、溶剤Qは必ずしも液体で供給する必要はなく、例えば溶剤Qの蒸気やミストを供給してもよい。例えば図20に示すように、上述した略円盤形状を有する乾燥ガスノズル171と同様の構成の溶剤供給ノズル190をウェハWの中央部上方に配置し、当該溶剤供給ノズル190から溶剤Qの蒸気やミストを供給することで、ウェハWの中央部に第1の液膜M1を形成してもよい。溶剤供給ノズル190は、図示しない他の移動機構により移動される。なお、溶剤Qの蒸気を供給する場合、レジスト塗布装置32の処理容器130内の雰囲気温度よりも高い温度に加熱した蒸気を溶剤供給ノズル190から供給することが好ましい。そうすることで、ウェハWの表面で溶剤Qの蒸気の温度が低下して凝縮し、ウェハWの中央部に所望の膜厚の第1の液膜M1を形成することができる。そして、第1の液膜M1を形成した後、ウェハWの外周部に溶剤供給ノズル158から溶剤Qを供給して、第2の液膜M2を形成する。なお、溶剤供給ノズル190により第1の液膜M1を形成する場合も、先ず第2の液膜M2を形成し、その後に第1の液膜M1を形成するようにしてもよい。
 また、第1の液膜M1を形成するにあたっては、例えば図21に示すように、その下面が平坦な略円盤形状のテンプレート191を、ウェハWの中央部上方に配置し、テンプレート191の下面に第2の液膜M2よりも薄い膜厚で溶剤Qを塗布した状態で、図22に示すように、ウェハWの上面に接触させるようにしてもよい。ウェハWに接触後、テンプレート191を上方に引き上げることで、図23に示すようにウェハWの中央部に第1の液膜を形成することができる。テンプレート191は、図示しないテンプレート移動機構により移動自在に構成されている。テンプレート191により第1の液膜M1を形成した後は、ウェハWの外周部に溶剤供給ノズル158から溶剤Qを供給して、第2の液膜M2を形成する。
 なお、図21、図22、図23ではウェハWよりも直径の小さいテンプレート191を用いた様子を描画しているが、テンプレート191の直径またはテンプレート191に塗布される溶剤Qの直径は、ウェハW上に形成する第1の液膜M1の直径より大きければよく、任意に設定できる。
 以上の実施の形態では、ウェハWの外周部に形成された第2の液膜M2の膜厚を、ウェハWの中央部に形成された第2の液膜の膜厚よりも厚くすることで、レジスト液Rの拡散を抑制したが、レジスト液Rの抑制という観点からは、例えば図24、図25に示すように、ウェハW上に、概ね同一の膜厚を有する、複数の同心円状の他の液膜M3を形成してもよい。本発明者らによれば、例えば他の液膜M3が形成されていない領域、換言すれば、溶剤Qによりプリウェット処理されていない領域を、例えば同心円状に形成することで、レジスト液Rの過剰な拡散を抑制し、第1の液膜M1及び第2の液膜M2を形成した場合と同様の効果を得られることが確認されている。
 このような他の液膜M3は、例えば図24に示すように、複数の吐出口192を備えた乾燥ガスノズル193を、所定の膜厚の液膜を形成した状態のウェハWの上方に配置し、例えばウェハWを回転させた状態で各吐出口192から乾燥ガスを供給することで実現できる。なお、乾燥ガスノズル193により他の液膜M3を形成するにあたっては、ウェハWを停止させた状態で、例えば乾燥ガスノズル193をウェハWの中心部を支点に回転させるようにしてもよい。
 以上の実施の形態では、ウェハW上に円環状の第2の液膜M2を形成するにあたり、ウェハWを所定の回転速度で回転させながらウェハWの外周部に溶剤Qを供給したが、溶剤Qの液膜を環状に形成する方法は本実施の形態の内容に限定されない。例えば、図26に示すように、回転駆動機構210により溶剤供給ノズル158をウェハWの中心軸を通る鉛直軸を回転軸として回転させることができる支持部としての支持アーム211により溶剤供給ノズル158を支持し、ウェハWを静止させた状態で、溶剤供給ノズル158をウェハWの外周部に沿って移動させるようにしてもよい。このように、ウェハWを停止させた状態で溶剤Qを供給することで、溶剤Qには遠心力が作用しなくなるため、第2の液膜M2の形状を良好な円環状に保つことができる。その結果、ウェハWの外周部におけるレジスト液Rの拡散をより均一なものにすることができる。このように、ウェハWを停止させた状態で溶剤Qの環状の液膜を形成する手法は、特に、450mmウェハのように、ウェハWの直径が大きくなり、ウェハWの外周部で周速が速くなる場合に有効である。
 なお、図26では、支持アーム211に溶剤供給ノズル158を2本設置した状態を描画しているが、このように溶剤供給ノズル158を複数設けることで、溶剤Qの液膜を環状に形成する際に、支持アーム211の回転角を小さくすることができ、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。即ち、溶剤供給ノズル158を対向して2本設置した場合は、支持アーム211を180度させればウェハWの全周に溶剤Qを供給でき、またn本(nは3以上の整数)の溶剤供給ノズル158を設けた場合は、溶剤供給ノズル158の設置数に応じて、(360/n)度だけ支持アーム211を回転させれば足りる。
 また、支持アーム211により溶剤供給ノズル158を回転させる場合において、ウェハWを支持アーム211の回転方向と逆方向に回転させてもよい。こうすることで、ウェハWに対する溶剤供給ノズル158の相対的な回転速度が上昇するため、より迅速に第2の液膜M2を形成することができる。
 実施例として、レジスト液Rに粘度1.0cPのArFレジストを、溶剤Qとしてシクロヘキサノンをそれぞれ用いて、本実施の形態にかかる塗布処理方法によりウェハW上にレジスト液を塗布する試験を行った。この際、レジスト液Rの供給量を、0.20mL~0.30mLの間で0.05mL刻みで変化させると共に、第1の液膜M1を形成するために図7の時間t~tの間にウェハWを2000rpmの回転速度で回転させる時間を、2秒、5秒、8秒と変化させて、第1の液膜M1の膜厚を変化させた。
 また、比較例として、従来のようにウェハWの全面を溶剤Qにより均一にプリウェットし、次いでウェハWの中心部にレジスト液Rを供給した場合についても同様に試験を行った。なお、比較例においても、レジスト液R及び溶剤Qは同じものを使用した。
 試験の結果、比較例においては、レジスト液Rの供給量を0.20mLとした場合に、ウェハW面内におけるレジスト膜の膜厚均一性は所望の値となったが、ウェハWの外周部に、レジスト液Rの供給量不足に起因すると思われる塗布斑が確認された。
 その一方、本実施の形態にかかる塗布処理方法を用いて、ウェハWを2000rpmの回転速度で回転させる時間を、2秒、5秒とした場合、レジスト液Rの供給量を0.20mL~0.30mLとした場合のいずれにおいても、ウェハWの面内における膜厚均一性を確保すると共に、比較例の際にみられたような、ウェハWの外周部における塗布斑も確認されなかった。また、回転時間を5秒とした場合、ウェハW面内における膜厚均一性が回転時間を2秒とした場合よりも向上していることが確認された。これは、第1の液膜M1の膜厚を薄くすることで、ウェハWの中央部におけるレジスト液Rの過剰な拡散を抑制し、ウェハWの外周部におけるレジスト膜の膜厚低下が抑制されているものと考えられる。
 なお、ウェハWを2000rpmの回転速度で回転させる時間を、8秒とした場合、ウェハW面内におけるレジスト膜の膜厚均一性は所望の値となったが、ウェハWの外周部に、レジスト液Rの供給量不足に起因すると思われる塗布斑が確認された。これは、ウェハWの回転時間が長く、溶剤Qの大半がウェハWの外周部から振り切られ、その結果、第1の液膜M1が適切に形成されていなかったものと考えられる。即ち、本実施の形態にかかる塗布処理方法となっていなかったものと考えられる。したがってこの結果から、本実施の形態にかかる塗布処理方法により、ウェハWに面内均一な塗布膜を形成できることが確認された。なお、本発明者らによれば、第1の液膜M1は、ウェハWの表面が乾燥しないように形成されていればよく、第1の液膜M1の膜厚の下限値としては、既述の通り0mm超であればよい。また、第1の液膜M1の膜厚の上限値としては、ウェハWの中央部におけるレジスト液Rの過剰な拡散を抑制する観点から、既述の通り、2mm未満とすることが好ましい。
 以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のFPD(フラットパネルディスプレイ)、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
 本発明は、基板上に塗布液を塗布する際に有用である。
  1  基板処理システム
  30 現像処理装置
  31 下部反射防止膜形成装置
  32 レジスト塗布装置
  33 上部反射防止膜形成装置
  40 熱処理装置
  41 アドヒージョン装置
  42 周辺露光装置
  140 スピンチャック
  154 レジスト液供給ノズル
  158 溶剤供給ノズル
  161 乾燥ガスノズル
  200 制御部
  Q  溶剤
  M1 第1の液膜
  M2 第1の液膜
  R  レジスト膜
  W  ウェハ

Claims (14)

  1. 基板上に塗布液を塗布する塗布処理方法であって、
    前記基板の中央部に、溶剤により第1の液膜を、前記基板の外周部に、前記溶剤により前記第1の液膜よりも膜厚の厚い環状の第2の液膜を、それぞれ形成する溶剤液膜形成工程と、
    前記基板を第1の回転速度で回転させながら、前記塗布液を基板の中心部に供給する塗布液供給工程と、
    前記塗布液を供給しながら、前記基板を前記第1の回転速度よりも速い第2の回転速度で回転させ、前記塗布液を基板上に拡散させる塗布液拡散工程と、を有する。
  2. 請求項1に記載の塗布処理方法において、
    前記溶剤液膜形成工程では、
    前記基板の中央部に前記溶剤を供給した後に、前記基板を所定の回転速度で回転させて当該溶剤を振り切ることで前記第1の液膜を形成し、
    次いで、前記基板を回転させた状態で、前記基板の外周部に位置させた溶剤供給ノズルから前記溶剤を供給することで前記第2の液膜を形成する。
  3. 請求項2に記載の塗布処理方法において、
    前記第1の液膜の形成において、前記基板を前記所定の回転速度で回転させて前記溶剤を振り切りながら、前記基板の中央部に乾燥ガスを吹き付ける。
  4. 請求項3に記載の塗布処理方法において、
    前記乾燥ガスは、前記溶剤の揮発温度以上に加熱されている。
  5. 請求項1に記載の塗布処理方法において、
    前記溶剤液膜形成工程では、
    前記基板の中央部に前記溶剤の蒸気またはミストの少なくともいずれかを供給して前記第1の液膜を形成し、
    前記基板を回転させた状態で、前記基板の外周部に位置させた溶剤供給ノズルから前記溶剤を供給することで前記第2の液膜を形成する。
  6. 請求項1に記載の塗布処理方法において、
    前記溶剤液膜形成工程では、
    その表面に、前記第2の液膜よりも薄い膜厚で前記溶剤が塗布されたテンプレートを、前記基板の中央部の表面に接触させることで前記第1の液膜を形成し、
    前記基板を回転させた状態で、前記基板の外周部に位置させた溶剤供給ノズルから前記溶剤を供給することで前記第2の液膜を形成する。
  7. 請求項2に記載の塗布処理方法において、
    前記溶剤液膜形成工程では、基板の中心から半径方向に30mm~100mm離れた位置で、前記溶剤供給ノズルから前記溶剤を供給する。
  8. 基板上に塗布液を塗布する塗布処理方法であって、
    前記基板の中央部に溶剤を供給した後に、前記基板を所定の回転速度で回転させて当該溶剤を振り切ることで前記溶剤の液膜を形成し、
    次いで、前記基板を回転させた状態で前記基板の中央部からずれた位置に乾燥ガスを吹き付け、当該基板の中央部からずれた位置の前記溶剤を除去することで、前記基板の中央部に溶剤の液膜を、前記基板の外周部に環状の他の液膜をそれぞれ形成する溶剤液膜形成工程と、
    基板を第1の回転速度で回転させながら、前記塗布液を基板の中心部に供給する塗布液供給工程と、
    前記塗布液を供給しながら、前記基板を前記第1の回転速度よりも速い第2の回転速度で回転させ、前記塗布液を基板上に拡散させる塗布液拡散工程と、を有する。
  9. 請求項1に記載の塗布処理方法において、
    前記第1の液膜の膜厚は0mm超で2mm未満である。
  10. 基板上に塗布液を塗布する塗布処理方法を、塗布処理装置によって実行させるように、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
    前記塗布処理方法は、
     前記基板の中央部に、溶剤により第1の液膜を、前記基板の外周部に、前記溶剤により前記第1の液膜よりも膜厚の厚い環状の第2の液膜を、それぞれ形成する溶剤液膜形成工程と、
     前記基板を第1の回転速度で回転させながら、前記塗布液を基板の中心部に供給する塗布液供給工程と、
     前記塗布液を供給しながら、前記基板を前記第1の回転速度よりも速い第2の回転速度で回転させ、前記塗布液を基板上に拡散させる塗布液拡散工程と、を有する。
  11. 基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、
    基板を保持して回転させる基板保持部と、
    基板上に前記塗布液を供給する塗布液供給ノズルと、
    基板上に溶剤を供給する溶剤供給ノズルと、
    前記塗布液供給ノズルを移動させる第1の移動機構と、
    前記溶剤供給ノズルを移動させる第2の移動機構と、
     前記基板の中央部に、前記溶剤により第1の液膜を、前記基板の外周部に、前記溶剤により前記第1の液膜よりも膜厚の厚い環状の第2の液膜を、それぞれ形成し、
     前記基板を第1の回転速度で回転させながら、前記塗布液を基板の中心部に供給し、
     前記塗布液を供給しながら、前記基板を前記第1の回転速度よりも速い第2の回転速度で回転させて前記塗布液を基板上に拡散させるべく、前記基板保持部、前記塗布液供給ノズル、前記溶剤供給ノズル、前記第1の移動機構及び前記第2の移動機構を制御するように構成された制御部と、を有する。
  12. 請求項11に記載の塗布処理装置において、
    前記基板上に乾燥ガスを吹き付ける乾燥ガスノズルと、
    前記乾燥ガスノズルを移動させる第3の移動機構と、を有する。
  13. 請求項11に記載の塗布処理装置において、
    前記溶剤の蒸気またはミストを供給する他の溶剤供給ノズルと、
    前記他の溶剤供給ノズルを移動させる他の移動機構と、を有する。
  14. 請求項11に記載の塗布処理装置において、
    その表面に、前記第2の液膜よりも薄い膜厚で前記溶剤を塗布し、その状態で前記基板の中央部の表面に接触させることで当該基板の中央部に前記第1の液膜を形成するテンプレートと、
    前記テンプレートを移動させるテンプレート移動機構と、を有する。
PCT/JP2016/053335 2015-03-03 2016-02-04 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置 WO2016140012A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/549,435 US20180021804A1 (en) 2015-03-03 2016-02-04 Coating treatment method, computer storage medium, and coating treatment apparatus
KR1020177024364A KR102504541B1 (ko) 2015-03-03 2016-02-04 도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치
CN201680013005.5A CN107427860A (zh) 2015-03-03 2016-02-04 涂敷处理方法、计算机可读存储介质和涂敷处理装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-041679 2015-03-03
JP2015041679A JP6212066B2 (ja) 2015-03-03 2015-03-03 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016140012A1 true WO2016140012A1 (ja) 2016-09-09

Family

ID=56843783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/053335 WO2016140012A1 (ja) 2015-03-03 2016-02-04 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180021804A1 (ja)
JP (1) JP6212066B2 (ja)
KR (1) KR102504541B1 (ja)
CN (1) CN107427860A (ja)
TW (1) TWI623816B (ja)
WO (1) WO2016140012A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170178892A1 (en) * 2015-12-16 2017-06-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Substrate processing apparatus and substrate processing method

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6475123B2 (ja) * 2015-09-01 2019-02-27 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
US11065639B2 (en) * 2016-12-22 2021-07-20 Tokyo Electron Limited Coating treatment method, computer storage medium and coating treatment apparatus
JP6921605B2 (ja) 2017-04-24 2021-08-18 株式会社Screenホールディングス 塗布方法
JP6765009B2 (ja) * 2017-05-12 2020-10-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
CN108063100B (zh) * 2017-12-08 2021-04-27 绍兴奥美电子科技有限公司 光刻胶去除工艺的测试方法
JP7189733B2 (ja) * 2018-11-07 2022-12-14 株式会社Screenホールディングス 処理カップユニットおよび基板処理装置
JP7202968B2 (ja) 2019-05-09 2023-01-12 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体
US11163235B2 (en) * 2019-08-22 2021-11-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Apparatus for forming a photoresist layer, method for forming a masking layer, and method for forming a photoresist layer
KR102316239B1 (ko) * 2019-10-17 2021-10-25 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
CN111580352B (zh) * 2020-06-08 2021-06-29 吉林大学 一种用于数字光刻系统中旋转转台转心的测量和校正方法
CN113471108B (zh) * 2021-07-06 2022-10-21 华海清科股份有限公司 一种基于马兰戈尼效应的晶圆竖直旋转处理装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06210230A (ja) * 1993-01-20 1994-08-02 Sharp Corp スピン式コーティング装置
JP2001307991A (ja) * 2000-04-25 2001-11-02 Tokyo Electron Ltd 膜形成方法
JP2008307488A (ja) * 2007-06-15 2008-12-25 Tokyo Electron Ltd 塗布処理方法、塗布処理装置、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP2013235957A (ja) * 2012-05-09 2013-11-21 Lapis Semiconductor Co Ltd レジスト塗布装置及びレジスト塗布方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100284556B1 (ko) * 1993-03-25 2001-04-02 다카시마 히로시 도포막 형성방법 및 그를 위한 장치
JPH11207250A (ja) * 1998-01-23 1999-08-03 Tokyo Electron Ltd 膜形成方法
JP4805769B2 (ja) 2006-09-14 2011-11-02 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法
JP5065071B2 (ja) * 2007-03-15 2012-10-31 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法、塗布処理装置及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP5173900B2 (ja) * 2009-03-12 2013-04-03 東京エレクトロン株式会社 レジスト塗布方法
JP5263284B2 (ja) * 2010-12-28 2013-08-14 東京エレクトロン株式会社 塗布方法、塗布装置及び記憶媒体
JP2014124626A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 3M Innovative Properties Co 被膜形成方法、被膜形成装置及び半導体チップの作製方法
JP5900370B2 (ja) * 2013-02-06 2016-04-06 東京エレクトロン株式会社 塗布膜形成方法、塗布膜形成装置及び記憶媒体
JP5954266B2 (ja) * 2013-06-27 2016-07-20 東京エレクトロン株式会社 塗布膜形成装置
JP5886935B1 (ja) * 2014-12-11 2016-03-16 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06210230A (ja) * 1993-01-20 1994-08-02 Sharp Corp スピン式コーティング装置
JP2001307991A (ja) * 2000-04-25 2001-11-02 Tokyo Electron Ltd 膜形成方法
JP2008307488A (ja) * 2007-06-15 2008-12-25 Tokyo Electron Ltd 塗布処理方法、塗布処理装置、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP2013235957A (ja) * 2012-05-09 2013-11-21 Lapis Semiconductor Co Ltd レジスト塗布装置及びレジスト塗布方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170178892A1 (en) * 2015-12-16 2017-06-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Substrate processing apparatus and substrate processing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR102504541B1 (ko) 2023-02-28
JP2016159253A (ja) 2016-09-05
TWI623816B (zh) 2018-05-11
US20180021804A1 (en) 2018-01-25
JP6212066B2 (ja) 2017-10-11
TW201701082A (zh) 2017-01-01
CN107427860A (zh) 2017-12-01
KR20170126459A (ko) 2017-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6212066B2 (ja) 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置
JP5886935B1 (ja) 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置
JP5337180B2 (ja) 塗布処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置
JP5296021B2 (ja) 塗布処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置
KR102403094B1 (ko) 현상 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 현상 처리 장치
KR102404965B1 (ko) 도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치
JP2009078250A (ja) 塗布処理方法、塗布処理装置及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
US10921713B2 (en) Developing method, computer-readable storage medium and developing apparatus
KR20100103413A (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 도포, 현상 장치, 도포, 현상 방법 및 기억 매체
JP2005243914A (ja) 減圧乾燥装置及び減圧乾燥方法
JP2008307488A (ja) 塗布処理方法、塗布処理装置、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP6370282B2 (ja) 現像処理方法及び現像処理装置
JP6059793B2 (ja) 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置
KR102394671B1 (ko) 도포 처리 장치 및 컵
JP5216713B2 (ja) 塗布処理装置、塗布処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP2002367899A (ja) 現像処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16758707

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15549435

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177024364

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16758707

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1