(57)【要約】【課題】基板の周縁部のみに膜厚が十分に均一な塗布膜を効率よく形成できる周縁部塗布装置、周縁部塗布方法及び周縁部塗布用記録媒体を提供する。【解決手段】周縁部塗布ユニットは、ウェハＷを回転させると共に、レジスト液ノズル２７からレジスト液を吐出させながら、レジスト液ノズル２７をウェハＷの周縁Ｗｂの外側からウェハＷの周縁部Ｗｃ上に移動させるスキャンイン制御と、ウェハＷを回転させると共に、レジスト液ノズル２７からレジスト液を吐出させながら、レジスト液ノズル２７をウェハＷの周縁部Ｗｃ上からウェハＷの周縁Ｗｂの外側に移動させるスキャンアウト制御とを行い、スキャンアウト制御を行うときに、レジスト液がウェハＷの周縁Ｗｂ側に移動する速度ｖ３に比べ低い速度ｖ２でレジスト液ノズル２７を移動させる。【選択図】図１３
2014110386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の周縁部に塗布液を塗布する周縁部塗布装置であって、
前記基板を水平に保持して回転させる回転保持部と、
前記基板の上方に位置して下方に前記塗布液を吐出する塗布液ノズルを有し、前記基板の表面に前記塗布液を供給する塗布液供給部と、
前記塗布液ノズルを水平方向に移動させる水平移送部と、
前記回転保持部、前記塗布液供給部及び前記水平移送部を制御する塗布制御部と、を備え、
前記塗布制御部は、
前記回転保持部を制御して前記基板を回転させると共に、前記塗布液供給部を制御して前記塗布液ノズルから前記塗布液を吐出させながら、前記水平移送部を制御して前記塗布液ノズルを前記基板の周縁の外側から前記基板の周縁部上に移動させるスキャンイン制御と、
前記回転保持部を制御して前記基板を回転させると共に、前記塗布液供給部を制御して前記塗布液ノズルから前記塗布液を吐出させながら、前記水平移送部を制御して前記塗布液ノズルを前記基板の周縁部上から前記基板の周縁の外側に移動させるスキャンアウト制御とを行い、
前記スキャンアウト制御を行うときに、前記塗布液が前記基板の周縁側に移動する速度に比べ低い速度で前記塗布液ノズルを移動させる、周縁部塗布装置。
【請求項２】
前記塗布制御部は、前記スキャンアウト制御を行うときに、前記スキャンイン制御を行うときに比べ低い速度で前記塗布液ノズルを移動させる、請求項１記載の周縁部塗布装置。
【請求項３】
前記塗布制御部は、前記スキャンアウト制御を行うときに、前記基板の周縁の半径と、１秒当たりの前記基板の回転数の２乗との積に対して、０．００４％以下の秒速で前記塗布液ノズルを移動させる、請求項１又は２記載の周縁部塗布装置。
【請求項４】
前記塗布制御部は、前記スキャンアウト制御を行うときに、４ｍｍ／ｓ以下の速度で前記塗布液ノズルを移動させる、請求項１〜３のいずれか一項記載の周縁部塗布装置。
【請求項５】
前記塗布制御部は、前記スキャンアウト制御を行うときに、前記スキャンイン制御を行うときに比べ高い回転数で前記基板を回転させる、請求項１〜４のいずれか一項記載の周縁部塗布装置。
【請求項６】
前記塗布液の粘度が３〜１００ｃＰである、請求項１〜５のいずれか一項記載の周縁部塗布装置。
【請求項７】
前記塗布液ノズルの内径が０．４〜０．８ｍｍである、請求項１〜６のいずれか一項記載の周縁部塗布装置。
【請求項８】
前記基板の周縁部上で前記塗布液ノズルが前記塗布液を吐出する方向は、前記基板の回転中心の逆側に向かうように傾斜している、請求項１〜７のいずれか一項記載の周縁部塗布装置。
【請求項９】
前記基板の周縁部上で前記塗布液ノズルが前記塗布液を吐出する方向は、水平面に対し１５〜９０°の傾斜角で傾斜している、請求項８記載の周縁部塗布装置。
【請求項１０】
前記塗布液ノズルに対し前記基板の回転中心側に隣接して下方にガスを吐出するガスノズルを有し、前記基板の表面にガスを吹き付けるガス吹付部を更に備え、
前記水平移送部は、前記塗布液ノズルと共に前記ガスノズルを水平方向に移動させ、
前記塗布制御部は、前記スキャンアウト制御を行うときに前記ガス吹付部を制御し、前記ガスノズルからガスを吐出させる、請求項１〜９のいずれか一項記載の周縁部塗布装置。
【請求項１１】
前記塗布制御部は、前記スキャンアウト制御を行うときに、前記塗布液ノズルが基板の周縁側に移動するのに応じて前記塗布液の吐出圧力を高くするように、前記塗布液供給部を制御する、請求項１〜１０のいずれか一項記載の周縁部塗布装置。
【請求項１２】
前記塗布制御部は、前記スキャンアウト制御を行うときに、前記塗布液ノズルが基板の周縁側に移動するのに応じて前記塗布液ノズルの移動速度を低くするように前記水平移送部を制御する、請求項１〜１１のいずれか一項記載の周縁部塗布装置。
【請求項１３】
基板の周縁部に塗布液を塗布する周縁部塗布方法であって、
前記基板を水平に保持して回転させると共に、下方に開口する塗布液ノズルから前記塗布液を吐出させながら、前記基板の周縁の外側から前記基板の周縁部上に前記塗布液ノズルを移動させるスキャンイン工程と、
前記基板を水平に保持して回転させると共に、前記塗布液ノズルから前記塗布液を吐出させながら、前記基板の周縁部上から前記基板の周縁の外側に前記塗布液ノズルを移動させるスキャンアウト工程と、を備え、
前記スキャンアウト工程では、前記塗布液が前記基板の周縁側に移動する速度に比べ低い速度で前記塗布液ノズルを移動させる、周縁部塗布方法。
【請求項１４】
前記スキャンアウト工程では、前記スキャンイン工程に比べ低い速度で前記塗布液ノズルを移動させる、請求項１３記載の周縁部塗布方法。
【請求項１５】
基板の周縁部に塗布液を塗布する周縁部塗布装置に、請求項１３又は１４記載の周縁部塗布方法を実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な周縁部塗布用記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の周縁部に塗布液を塗布するための装置、方法及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程において、半導体ウェハ（以下、ウェハという）の周縁部のみにレジスト膜を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、ウェハの中央部にシリサイド層を形成する処理方法が記載されている。この処理を行う際に、ウェハの周縁部にシリサイド層が形成されることを防ぐために、周縁部をレジスト膜で被覆する方法が記載されている。特許文献１に記載された方法では、まずネガ型のレジスト液をウェハの表面全体に塗布してレジスト膜を形成し、乾燥させる。次に、ウェハの周縁部のレジスト膜を露光し、現像処理を行う。現像処理により、ウェハの中央部のレジスト膜が溶解し、ウェハに環状のレジスト膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９５６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したレジスト膜の形成方法は、レジスト液の塗布、乾燥、露光、現像等の多くの工程を経るので、半導体製造工程のスループットを低下させる一要因となる。この問題を解決するために、例えば、ウェハを回転させながらポジ型のレジスト液をウェハの周縁部のみに塗布することが考えられる。このような方法を採用すれば、レジスト液の塗布、乾燥を行うのみで環状のレジスト膜を形成することができる。しかしながら、ウェハの回転の遠心力等の影響により、レジスト膜の膜厚が不均一になる場合がある。レジスト膜には、保護機能の高さと使用後の剥離し易さが求められる。このような相反する要求を満たすために、レジスト膜の膜厚の許容範囲は狭い。レジスト膜の膜厚が不均一であると、レジスト膜の膜厚が許容範囲内に収まらないおそれがある。
【０００５】
本発明は、基板の周縁部のみに膜厚が十分に均一な塗布膜を効率よく形成できる装置、方法及び記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る周縁部塗布装置は、基板の周縁部に塗布液を塗布する周縁部塗布装置であって、基板を水平に保持して回転させる回転保持部と、基板の上方に位置して下方に塗布液を吐出する塗布液ノズルを有し、基板の表面に塗布液を供給する塗布液供給部と、塗布液ノズルを水平方向に移動させる水平移送部と、回転保持部、塗布液供給部及び水平移送部を制御する塗布制御部と、を備え、塗布制御部は、回転保持部を制御して基板を回転させると共に、塗布液供給部を制御して塗布液ノズルから塗布液を吐出させながら、水平移送部を制御して塗布液ノズルを基板の周縁の外側から基板の周縁部上に移動させるスキャンイン制御と、回転保持部を制御して基板を回転させると共に、塗布液供給部を制御して塗布液ノズルから塗布液を吐出させながら、水平移送部を制御して塗布液ノズルを基板の周縁部上から基板の周縁の外側に移動させるスキャンアウト制御とを行い、スキャンアウト制御を行うときに、塗布液が基板の周縁側に移動する速度に比べ低い速度で塗布液ノズルを移動させる。
【０００７】
このような周縁部塗布装置では、塗布制御部がスキャンイン制御を行うと、基板が回転した状態で塗布液ノズルが塗布液を吐出し、基板の周縁の外側から基板の周縁部上に移動する。基板の回転により、基板の周縁部全体が塗布液ノズルの下を通過するので、基板の周縁部全体に塗布液が塗布され、環状の塗布膜が形成される。塗布制御部がスキャンアウト制御を行うと、塗布液ノズルが基板の周縁部上から基板の周縁の外側に移動し、塗布液の塗布が完了する。従って、基板の周縁部のみに効率よく塗布膜を形成できる。ここで、基板の周縁部に塗布された塗布液の余剰分は、基板の回転の遠心力により基板の周縁側に移動する。スキャンアウト制御では、塗布液が基板の周縁側に移動する速度に比べ低い速度で塗布液ノズルが移動する。このため、塗布液の余剰分は、塗布液ノズルから吐出された塗布液により、基板の周縁の外側に押し流される。また、塗布液ノズルが低い速度で移動し、基板の周縁部上に長く滞在する。このため、塗布液の余剰分が基板の周縁部上で硬化し始めているときにも、硬化し始めた余剰分が塗布液ノズルから吐出された塗布液によって溶解され、基板の周縁の外側に押し流される。これらのことから、塗布液の余剰分が基板の周縁側に偏在することが防止される。従って、膜厚が十分に均一な塗布膜を形成できる。
【０００８】
塗布制御部は、スキャンアウト制御を行うときに、スキャンイン制御を行うときに比べ低い速度で塗布液ノズルを移動させてもよい。塗布制御部は、スキャンアウト制御を行うときに、基板の周縁の半径と、１秒当たりの基板の回転数の２乗との積に対して、０．００４％以下の秒速で塗布液ノズルを移動させてもよい。塗布制御部は、スキャンアウト制御を行うときに、４ｍｍ／ｓ以下の速度で塗布液ノズルを移動させてもよい。これらの場合、塗布液の余剰分を更に確実に基板の周縁の外側に押し流すことができる。
【０００９】
塗布制御部は、スキャンアウト制御を行うときに、スキャンイン制御を行うときに比べ高い回転数で基板を回転させてもよい。この場合、スキャンアウト制御において、塗布液の余剰分が基板の周縁側に移動する速度が高くなる。このため、塗布液が基板の周縁側に移動する速度に対し、塗布液ノズルが移動する速度を相対的に低くし、塗布液の余剰分を更に確実に基板の周縁の外側に押し流すことができる。
【００１０】
塗布液の粘度が３〜１００ｃＰであってもよい。塗布液ノズルの内径が０．４〜０．８ｍｍであってもよい。これらの場合、塗布液の余剰分を更に確実に基板の周縁の外側に押し流すことができる。
【００１１】
基板の周縁部上で塗布液ノズルが塗布液を吐出する方向は、基板の回転中心の逆側に向かうように傾斜していてもよい。更に、基板の周縁部上で塗布液ノズルが塗布液を吐出する方向は、水平面に対し１５〜９０°の傾斜角で傾斜していてもよい。これらの場合、塗布液の余剰分を更に確実に基板の周縁の外側に押し流すことができる。
【００１２】
塗布液ノズルに対し基板の回転中心側に隣接して下方にガスを吐出するガスノズルを有し、基板の表面にガスを吹き付けるガス吹付部を更に備え、水平移送部は、塗布液ノズルと共にガスノズルを水平方向に移動させ、塗布制御部は、スキャンアウト制御を行うときにガス吹付部を制御し、ガスノズルからガスを吐出させてもよい。この場合、塗布液ノズルからの塗布液が到達する部分に対し基板の回転中心側に隣接する部分にガスが吹付けられる。このため、塗布液ノズルの通過に伴い塗布液の余剰分を除去された部分の硬化が促進される。従って、塗布液ノズルの作用により得られた膜厚の均一性を、更に確実に維持することができる。
【００１３】
塗布制御部は、スキャンアウト制御を行うときに、塗布液ノズルが基板の周縁側に移動するのに応じて塗布液の吐出圧力を高くするように、塗布液供給部を制御してもよい。基板の回転の遠心力により、塗布液の余剰分は、基板の周縁側に偏在する傾向がある。このため、塗布液ノズルが周縁側に移動するのに応じて塗布液の吐出圧力を高くすることにより、塗布液の余剰分を更に確実に基板の周縁の外側に押し流すことができる。
【００１４】
塗布制御部は、スキャンアウト制御を行うときに、塗布液ノズルが基板の周縁側に移動するのに応じて塗布液ノズルの移動速度を低くするように水平移送部を制御してもよい。この場合、塗布液ノズルが周縁側に移動するのに応じて塗布液ノズルの移動速度を低くし、塗布液ノズルの滞在時間を長くすることで、塗布液の余剰分を更に確実に基板の周縁の外側に押し流すことができる。
【００１５】
本発明に係る周縁部塗布方法は、基板の周縁部に塗布液を塗布する周縁部塗布方法であって、基板を水平に保持して回転させると共に、下方に開口する塗布液ノズルから塗布液を吐出させながら、基板の周縁の外側から基板の周縁部上に塗布液ノズルを移動させるスキャンイン工程と、基板を水平に保持して回転させると共に、塗布液ノズルから塗布液を吐出させながら、基板の周縁部上から基板の周縁の外側に塗布液ノズルを移動させるスキャンアウト工程と、を備え、スキャンアウト工程では、塗布液が基板の周縁側に移動する速度に比べ低い速度で塗布液ノズルを移動させる。
【００１６】
このような周縁部塗布方法では、スキャンイン工程を行うと、基板が回転した状態で塗布液ノズルが塗布液を吐出し、基板の周縁の外側から基板の周縁部上に移動する。基板の回転により、基板の周縁部全体が塗布液ノズルの下を通過するので、基板の周縁部全体に塗布液が塗布され、環状の塗布膜が形成される。スキャンアウト工程を行うと、塗布液ノズルが基板の周縁部上から基板の周縁の外側に移動し、塗布液の塗布が完了する。従って、基板の周縁部のみに効率よく塗布膜を形成できる。ここで、基板の周縁部に塗布された塗布液の余剰分は、基板の回転の遠心力により基板の周縁側に移動する。スキャンアウト工程では、塗布液が基板の周縁側に移動する速度に比べ低い速度で塗布液ノズルが移動する。このため、塗布液の余剰分は、塗布液ノズルから吐出された塗布液により、基板の周縁の外側に押し流される。また、塗布液ノズルが低い速度で移動し、基板の周縁部上に長く滞在する。このため、塗布液の余剰分が基板の周縁部上で硬化し始めているときにも、硬化し始めた余剰分が塗布液ノズルから吐出された塗布液によって溶解され、基板の周縁の外側に押し流される。これらのことから、塗布液の余剰分が基板の周縁側に偏在することが防止される。従って、膜厚が十分に均一な塗布膜を形成できる。
【００１７】
スキャンアウト工程では、スキャンイン工程に比べ低い速度でノズルを移動させてもよい。この場合、塗布液の余剰分を更に確実に基板の周縁の外側に押し流すことができる。
【００１８】
本発明に係る周縁部塗布用記録媒体は、基板の周縁部に塗布液を塗布する周縁部塗布装置に、上記周縁部塗布方法を実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る周縁部塗布装置、周縁部塗布方法及び周縁部塗布用記録媒体によれば、基板の周縁部のみに膜厚が十分に均一な塗布膜を効率よく形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る周縁部塗布装置が適用される塗布・現像装置の斜視図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】周縁部塗布ユニットの概略構成を示す断面図である。
【図５】周縁部塗布ユニットの概略構成を示す平面図である。
【図６】図４中のウェハの周縁部及び塗布液ノズルの拡大図である。
【図７】スキャンイン工程の直前の状態を示す模式図である。
【図８】スキャンイン工程の途中の状態を示す模式図である。
【図９】スキャンイン工程の直後の状態を示す模式図である。
【図１０】スキャンアウト工程の途中の状態を示す模式図である。
【図１１】スキャンアウト工程の直後の状態を示す模式図である。
【図１２】レジスト液の移動速度に比べ塗布液ノズルの移動速度が高い場合のレジスト膜の状態を示す模式図である。
【図１３】レジスト液の移動速度に比べ塗布液ノズルの移動速度が低い場合のレジスト膜の状態を示す模式図である。
【図１４】周縁部塗布ユニットの変形例を示す平面図である。
【図１５】周縁部塗布ユニットの他の変形例を示す断面図である。
【図１６】膜厚の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る周縁部塗布装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
本実施形態の周縁部塗布装置は、半導体ウェハ（以下、ウェハという。）の塗布・現像装置において、ウェハの周縁部にレジスト液を塗布する装置である。まず、この周縁部塗布装置が適用される塗布・現像装置の一例について説明する。図１〜図３に示されるように、塗布・現像装置１は、キャリアブロックＳ１と、キャリアブロックＳ１に隣接する処理ブロックＳ２と、処理ブロックＳ２に隣接するインターフェースブロックＳ３とを備えている。以下の説明における「前後左右」は、インターフェースブロックＳ３側を前側、キャリアブロックＳ１側を後側とした方向を意味するものとする。
【００２３】
キャリアブロックＳ１は、複数のキャリア２を設置するためのキャリアステーション３と、キャリアステーション３と処理ブロックＳ２との間に介在する搬入・搬出部４とを有している。キャリア２は、複数枚のウェハ（基板）Ｗを密封状態で収容し、キャリアステーション３上に着脱自在に設置される。キャリア２の一側面２ａ側には、ウェハＷを出し入れするための開閉扉（不図示）が設けられている。搬入・搬出部４には、キャリアステーション３に設置された複数のキャリア２にそれぞれ対応する開閉扉４ａが設けられている。搬入・搬出部４内には、キャリアステーション３に設置されたキャリア２からウェハＷを取り出して処理ブロックＳ２に渡し、処理ブロックＳ２からウェハＷを受け取ってキャリア２内に戻す受け渡しアームＡ１が収容されている。
【００２４】
処理ブロックＳ２は、ウェハＷの表面上に下層の反射防止膜を形成する下層反射防止膜形成（ＢＣＴ）ブロック５と、下層の反射防止膜の上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成（ＣＯＴ）ブロック６と、レジスト膜の上に上層の反射防止膜を形成する上層反射防止膜形成（ＴＣＴ）ブロック７と、現像処理を行う現像処理（ＤＥＶ）ブロック８とを有している。これらのブロックは、床面側からＤＥＶブロック８、ＢＣＴブロック５、ＣＯＴブロック６、ＴＣＴブロック７の順に積層されている。
【００２５】
ＢＣＴブロック５には、反射防止膜形成用の薬液を塗布する塗布ユニット（不図示）と、加熱・冷却ユニット（不図示）と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ２とが収容されている。ＴＣＴブロック７にも同様に、塗布ユニットと、加熱・冷却ユニットと、搬送アームＡ４とが収容されている。ＣＯＴブロック６には、レジスト膜形成用の薬液を塗布する塗布ユニット（不図示）と、加熱・冷却ユニット（不図示）と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とが収容されている。
【００２６】
図２及び図３に示されるように、ＤＥＶブロック８には、複数の現像処理ユニットＵ１と、複数の周縁部塗布ユニット（周縁部塗布装置）Ｕ５と、複数の加熱・冷却ユニットＵ２と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットを経ずに処理ブロックＳ２の前後間でウェハＷを搬送する直接搬送アームＡ６とが収容されている。周縁部塗布ユニットＵ５は、現像処理ユニットＵ１により現像処理されたウェハＷの周縁部にレジスト液を塗布する。複数の現像処理ユニットＵ１及び複数の周縁部塗布ユニットＵ５は、ＤＥＶブロック８の右側で、前後方向に並べられると共に、上下２段に積層されている。複数の加熱・冷却ユニットＵ２は、ＤＥＶブロック８の左側で、前後方向に並べられている。搬送アームＡ５は、現像処理ユニットＵ１と加熱・冷却ユニットＵ２との間に設けられ、前後方向及び上下方向に移動可能とされている。直接搬送アームＡ６は、ＤＥＶブロック８の上部に設けられ、前後方向に移動可能とされている。
【００２７】
処理ブロックＳ２の後側には、床面からＴＣＴブロック７に亘るように棚ユニットＵ３が設けられている。棚ユニットＵ３は、上下方向に並ぶ複数のセルＣ３０〜Ｃ３８に区画されている。棚ユニットＵ３の近傍には、セルＣ３０〜Ｃ３８間でウェハＷを搬送する昇降自在な昇降アームＡ７が設けられている。処理ブロックＳ２の前側には、床面からＤＥＶブロック８の上部に亘るように棚ユニットＵ４が設けられている。棚ユニットＵ４は、上下方向に並ぶ複数のセルＣ４０〜Ｃ４２に区画されている。
【００２８】
インターフェースブロックＳ３は、露光装置Ｅ１に接続される。インターフェースブロックＳ３には、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ４から露光装置Ｅ１にウェハＷを渡し、露光装置Ｅ１からウェハＷを受け取り棚ユニットＵ４に戻す受け渡しアームＡ８が収容されている。
【００２９】
このような塗布・現像装置１では、まず、複数のウェハＷを収容したキャリア２がキャリアステーション３に設置される。このとき、キャリア２の一側面２ａは搬入・搬出部４の開閉扉４ａに向けられる。次に、キャリア２の開閉扉と搬入・搬出部４の開閉扉４ａとが共に開放され、受け渡しアームＡ１により、キャリア２内のウェハＷが取り出され、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ３のいずれかのセルに順次搬送される。
【００３０】
受け渡しアームＡ１により棚ユニットＵ３のいずれかのセルに搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７により、ＢＣＴブロック５に対応するセルＣ３３に順次搬送される。セルＣ３３に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ２によってＢＣＴブロック５内の各ユニットに搬送され、このウェハＷの表面上に下層反射防止膜が形成される。
【００３１】
下層反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ２によってセルＣ３３の上のセルＣ３４に搬送される。セルＣ３４に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって、ＣＯＴブロック６に対応するセルＣ３５に搬送される。セルＣ３５に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ３によりＣＯＴブロック６内の各ユニットに搬送され、このウェハＷの下層反射防止膜の上にレジスト膜が形成される。
【００３２】
レジスト膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ３によってセルＣ３５の上のセルＣ３６に搬送される。セルＣ３６に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって、ＴＣＴブロック７に対応するセルＣ３７に搬送される。セルＣ３７に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ４によってＴＣＴブロック７内の各ユニットに搬送され、このウェハＷのレジスト膜の上に上層反射防止膜が形成される。
【００３３】
上層反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ４によってセルＣ３７の上のセルＣ３８に搬送される。セルＣ３８に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって直接搬送アームＡ６に対応するセルＣ３２に搬送され、直接搬送アームＡ６によって棚ユニットＵ４のセルＣ４２に搬送される。セルＣ４２に搬送されたウェハＷは、インターフェースブロックＳ３の受け渡しアームＡ８により露光装置Ｅ１に渡され、レジスト膜の露光処理が行われる。露光処理後のウェハＷは、受け渡しアームＡ８によりセルＣ４２の下のセルＣ４０，Ｃ４１に搬送される。
【００３４】
セルＣ４０，Ｃ４１に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ５により、ＤＥＶブロック８内の各ユニットに搬送され、現像処理が行われ、ウェハＷの表面上にレジストパターンが形成される。レジストパターンが形成されたウェハＷは、搬送アームＡ５によって周縁部塗布ユニットＵ５に搬送され、ウェハＷの表面の周縁部にレジスト液が塗布される。周縁部塗布ユニットＵ５によって周縁部にレジスト液を塗布されたウェハＷは、搬送アームＡ５によって加熱・冷却ユニットＵ２に搬送され、加熱・冷却される。これにより、ウェハＷの周縁部にレジスト膜が形成される（以下、このレジスト膜を周縁レジスト膜という。）。周縁レジスト膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ５により、棚ユニットＵ３のうちＤＥＶブロック８に対応したセルＣ３０，Ｃ３１に搬送される。セルＣ３０，Ｃ３１に搬送されたウェハＷは、受け渡しアームＡ１がアクセス可能なセルに昇降アームＡ７によって搬送され、受け渡しアームＡ１によってキャリア２内に戻される。
【００３５】
なお、塗布・現像装置１の構成は一例に過ぎない。塗布・現像装置は、塗布ユニット、現像処理ユニット、周縁部塗布ユニット等の液処理ユニットと、加熱・冷却ユニット等の前処理・後処理ユニットとを備えるものであればよく、これら各ユニットの個数や種類、レイアウト等は適宜変更可能である。
【００３６】
続いて、周縁部塗布ユニット（周縁部塗布装置）Ｕ５について、更に詳細に説明する。図４及び図５に示されるように、周縁部塗布ユニットＵ５は、ウェハＷを水平に保持して回転させる回転保持部１１と、ウェハＷを昇降させる昇降部１２と、レジスト液ノズル（塗布液ノズル）２７からレジスト液を供給するレジスト液供給部（塗布液供給部）１３と、レジスト液ノズル２７を水平方向に移動させる水平移送部１４と、制御部３５とを備えている。
【００３７】
回転保持部１１は、回転部１５とチャック１６とを有する。回転部１５は、上方に突出する回転軸１５ａを含み、電動モータ等の動力源（不図示）により回転軸１５ａを回転させる。チャック１６は、表面Ｗａが上方に面するように水平に配置されたウェハＷの中心部を支持し、吸引吸着等により保持する。
【００３８】
昇降部１２は、回転軸１５ａを囲むように水平に配置された円環状の昇降ディスク１７と、昇降ディスク１７の周縁部から上方に突出した複数の昇降ピン１７ａと、昇降ディスク１７を昇降させる昇降シリンダ１８とを有している。複数の昇降ピン１７ａは、回転軸１５ａを囲むように配置されている。昇降部１２は、昇降ピン１７ａを上昇させ、搬送アームＡ５から昇降ピン１７ａの先端部上にウェハＷを受け取り、昇降ピン１７ａを下降させてチャック１６上にウェハＷを設置する。また、昇降部１２は、昇降ピン１７ａを上昇させ、昇降ピン１７ａの先端部でチャック１６上のウェハＷを押し上げ、ウェハＷを上昇させて搬送アームＡ５に渡す。
【００３９】
回転部１５の周囲には、ウェハＷ上から外側に振り切られて落下する液体を受け止める収容器であるカップ１９が設けられている。カップ１９は、回転部１５を囲む円環形状の底板２０と、底板２０の外縁に沿って上方に突出した円筒状の外壁２１と、底板２０の内縁に沿って上方に突出した円筒状の内壁２２とを有している。外壁２１の全部分は、チャック１６に保持されたウェハＷの周縁Ｗｂに対し、平面視で外側に位置する。外壁２１の上端部には、上方に向かうに従い内径が小さくなる傾斜壁部２１ａが形成されている。傾斜壁部２１ａの上端２１ｂは、チャック１６に保持されたウェハＷに比べ上方に位置する。内壁２２の全部分は、チャック１６に保持されたウェハＷの周縁Ｗｂに対し、平面視で内側に位置する。内壁２２の上端２２ａは、チャック１６に保持されたウェハＷより下方に位置する。
【００４０】
内壁２２に囲まれた空間の上部は、カバー板２３により塞がれており、回転軸１５ａ及び昇降ピン１７ａはカバー板２３に挿通されている。カバー板２３の周縁部には、内壁２２から外壁２１側に張り出した傘状部２３ａが形成されている。傘状部２３ａの外周には、外壁２１と内壁２２の間を仕切るように下方に延在する筒状の仕切壁２４が設けられている。仕切壁２４の下端部と底板２０は離間している。底板２０には、液体排出用の液体排出孔部２０ａと、気体排出用の気体排出孔部２０ｂとが形成されている。液体排出孔部２０ａには、液体排出用の排液管２５が接続されている。気体排出孔部２０ｂには、気体排出用の排気管２６が挿入されている。排気管２６の上端部は、仕切壁２４の下端部の近傍に位置している。ウェハＷ上から外側に振り切られた液体は、外壁２１及び傘状部２３ａにより、外壁２１と仕切壁２４の間に導かれ、排液管２５を通って排出される。仕切壁２４と内壁２２の間には、液体から発生したガスが進入し、そのガスが排気管２６を通って排出される。
【００４１】
レジスト液供給部１３は、下方にレジスト液を吐出するレジスト液ノズル２７と、レジスト液ノズル２７にレジスト液を圧送するレジスト液供給源２８とを有している。レジスト液ノズル２７とレジスト液供給源２８との間には、バルブ２９が介在している。レジスト液供給部１３が供給するレジスト液の粘度は、例えば３〜１００ｃＰ（ｍＰａ・ｓ）である。水平移送部１４は、外壁２１の外側で水平方向に延在するガイドレール３０と、ガイドレール３０に沿って移動する移動体３１と、移動体３１からチャック１６側に延在するアーム３２とを有している。アーム３２は、チャック１６に保持されたウェハＷの上方にかかるように延在している。レジスト液ノズル２７は、アーム３２の先端部に固定されており、ガイドレール３０に平行でウェハＷの中心を通る仮想線Ｌ１の上方に位置する。
【００４２】
図６に示されるように、レジスト液ノズル２７は、下方に開口する吐出孔２７ａを有しており、吐出孔２７ａの中心軸線に沿って下方にレジスト液を吐出する。吐出孔２７ａの内径ｄは、例えば０．４〜０．８ｍｍである。吐出孔２７ａの中心軸線は傾斜しており、ウェハＷの周縁部Ｗｃ上でレジスト液ノズル２７がレジスト液を吐出する吐出方向ＤＲは、ウェハＷの回転中心ＣＬの逆側に向かうように傾斜している。水平面に対する吐出方向ＤＲの傾斜角θ１は１５〜９０°であることが好ましく、１５〜４５°であることがより好ましく、３０〜４５°であることが特に好ましい。
【００４３】
制御部（塗布制御部）３５は、制御用のコンピュータであり、レジスト液塗布条件の設定画面を表示する表示部（不図示）と、レジスト液塗布条件を入力する入力部（不図示）と、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取る読取部（不図示）とを有している。記録媒体には、制御部３５に周縁部塗布制御を実行させるプログラムが記録されており、このプログラムが制御部３５の読取部によって読み取られる。記録媒体としては、例えば、ハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、メモリカード等が挙げられる。制御部３５は、入力部に入力されたレジスト液塗布条件と、読取部により読み取られたプログラムとに応じて、回転保持部１１、昇降部１２、レジスト液供給部１３、水平移送部１４を制御し、周縁部塗布処理を実行する。以下、制御部３５に制御される周縁部塗布ユニットＵ５の動作手順について説明する。
【００４４】
周縁部塗布処理を行うときを除き、制御部３５は、水平移送部１４を制御して、レジスト液ノズル２７をウェハＷの周縁Ｗｂの外側に位置させる。周縁部塗布処理を行うときには、制御部３５は、まず昇降部１２を制御して昇降ピン１７ａを上昇させる。昇降ピン１７ａが上昇した状態で、上述した搬送アームＡ５により、ウェハＷが周縁部塗布ユニットＵ５内に搬入される。ウェハＷは、回転保持部１１の上方に水平に配置される。現像処理ユニットＵ１における現像処理により、ウェハＷの表面にはレジストパターンが形成されている。搬送アームＡ５は、ウェハＷを下降させて昇降ピン１７ａ上に載置し、周縁部塗布ユニットＵ５内から退避する。搬送アームＡ５の退避が完了すると、制御部３５は、昇降部１２を制御して昇降ピン１７ａを下降させることでウェハＷをチャック１６上に設置し、回転保持部１１を制御してチャック１６にウェハＷを保持させる。
【００４５】
次に、制御部３５は、図７〜図９に示されるようにスキャンイン制御を行う（スキャンイン工程）。すなわち、回転保持部１１を制御してウェハＷを回転数ω１で回転させると共に、レジスト液供給部１３を制御してレジスト液ノズル２７からレジスト液を吐出させる。この状態で、水平移送部１４を制御してレジスト液ノズル２７をウェハＷの周縁Ｗｂの外側からウェハＷの周縁部Ｗｃ上に速度ｖ１で移動させる。ウェハＷの回転により、周縁部Ｗｃ全体がレジスト液ノズル２７の下を通過するので、周縁部Ｗｃ全体にレジスト液が塗布され、環状の塗布膜が形成される。ここで、周縁部Ｗｃは、例えば周縁Ｗｂから１５ｍｍ以内の範囲であることが好ましく、１０ｍｍ以内の範囲であることがより好ましく、５ｍｍ以内の範囲であることが特に好ましい。
【００４６】
次に、図１０及び図１１に示されるようにスキャンアウト制御を行う（スキャンアウト工程）。すなわち、回転保持部１１を制御してウェハＷを回転数ω２で回転させると共に、レジスト液供給部１３を制御してレジスト液ノズル２７からレジスト液を吐出させる。この状態で、水平移送部１４を制御してレジスト液ノズル２７をウェハＷの周縁部Ｗｃ上からウェハＷの周縁Ｗｂの外側に速度ｖ２で移動させる。これにより、レジスト液の塗布が完了する。このようにして、周縁部Ｗｃのみに効率よく環状の周縁レジスト膜Ｒが形成される。
【００４７】
次に、レジスト液供給部１３を制御してレジスト液の吐出を停止させる。回転保持部１１を制御してウェハＷを停止させ、チャック１６によるウェハＷの保持を解除させ、昇降部１２を制御して昇降ピン１７ａを上昇させる。ウェハＷが昇降ピン１７ａと共に上昇すると、ウェハＷの下方に搬送アームＡ５が進入する。搬送アームＡ５は、上昇して昇降ピン１７ａからウェハＷを受け取り、周縁部塗布ユニットＵ５内から搬出する。以上で周縁部塗布処理が完了する。
【００４８】
ここで、スキャンアウト工程におけるレジスト液ノズル２７の移動速度ｖ２について説明する。移動速度ｖ２は、ウェハＷの周縁部Ｗｃ上のレジスト液がウェハＷの周縁側に移動する速度に比べ低い。図１２は、ウェハＷの周縁部Ｗｃ上のレジスト液がウェハＷの周縁Ｗｂ側に移動する速度に比べレジスト液ノズル２７の移動速度が高い場合に生じる現象を示す模式図である。図１３は、ウェハＷの周縁部Ｗｃ上のレジスト液がウェハＷの周縁Ｗｂ側に移動する速度に比べレジスト液ノズル２７の移動速度が低い場合に生じる現象を示す模式図である。図１２（ａ）及び図１３（ａ）は、スキャンアウト工程の開始時におけるウェハＷの周縁部Ｗｃを示し、図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）は、スキャンアウト工程の途中におけるウェハＷの周縁部Ｗｃを示し、図１２（ｃ）及び図１３（ｃ）は、スキャンアウト工程の完了時におけるウェハＷの周縁部Ｗｃを示す。
【００４９】
図１２（ａ）及び図１３（ａ）の時点で塗布されたレジスト液の余剰分は、ウェハＷの回転の遠心力によりウェハＷの周縁Ｗｂ側に速度ｖ３で移動する。仮に、レジスト液の余剰分の移動速度ｖ３に比べレジスト液ノズル２７の移動速度ｖ２が高いと、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示されるように、レジスト液ノズル２７は、周縁Ｗｂ側に移動するレジスト液を追い越して周縁Ｗｂの外側に移動する。レジスト液ノズル２７が周縁Ｗｂの外側に移動した後、周縁部Ｗｃ上では、レジスト液の余剰分が周縁Ｗｂ側に偏在し、周縁レジスト膜Ｒの厚さが周縁Ｗｂ側に向かうに従って厚くなる。
【００５０】
これに対し、レジスト液の余剰分の移動速度ｖ３に比べレジスト液ノズル２７の移動速度ｖ２が低いと、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）に示されるように、レジスト液ノズル２７は、周縁Ｗｂ側に移動するレジスト液を追いかけながら移動する。このため、レジスト液の余剰分は、レジスト液ノズル２７から吐出されたレジスト液により、周縁Ｗｂの外側に押し流される。また、レジスト液ノズル２７が低い速度で移動し、周縁部Ｗｃ上に長く滞在する。このため、レジスト液の余剰分が周縁部Ｗｃ上で硬化し始めているときにも、硬化し始めた余剰分がレジスト液ノズル２７から吐出されたレジスト液によって溶解され、周縁Ｗｂの外側に押し流される。これらのことから、レジスト液の余剰分が周縁Ｗｂ側に偏在することが防止される。従って、膜厚が十分に均一なレジスト膜を形成できる。
【００５１】
なお、レジスト液の移動速度ｖ３を実測するのは難しい。移動速度ｖ３の実測に変えて、移動速度ｖ２をどの程度の値にすれば移動速度ｖ３を下回るのかを次の手段により推定できる。複数のウェハＷを準備し、各ウェハＷに周縁部塗布処理を行う。ウェハＷを交換する度に、スキャンアウト工程におけるレジスト液ノズル２７の移動速度ｖ２を少しずつ減らす。各ウェハＷに形成された周縁レジスト膜Ｒについて、周縁Ｗｂ側の膜厚と中心ＣＬ側の膜厚とを測定し、これらの膜厚差を算出する。すると、移動速度ｖ２が所定値以下となるのを境に、膜厚差が急激に低くなることが確認され、この所定値以下であればレジスト液の移動速度ｖ３を下回ることが推定される。例えば、本発明者等は、直径３００ｍｍのウェハを１５００ｒｐｍで回転させ、一般的なレジスト液を塗布する場合に、所定値は４ｍｍ／ｓであることを見出した。
【００５２】
この知見に基づき、移動速度ｖ２は、４ｍｍ／ｓ以下であってもよい。移動速度ｖ３は、遠心加速度によって変動する可能性がある。そこで、移動速度ｖ２を遠心加速度に対する比率で規定すれば、遠心加速度に応じて適切な移動速度ｖ２を設定可能となる。遠心加速度を、ウェハＷの半径と、１秒当たりの回転数の２乗との積で算出する場合、４ｍｍ／ｓという上記所定値は、遠心加速度に対して約０．００４％の秒速である。そこで、移動速度ｖ２は、ウェハＷの半径と、１秒当たりの回転数の２乗との積に対して０．００４％以下の秒速であってもよい。これらの場合、レジスト液の余剰分を更に確実に周縁Ｗｂの外側に押し流すことができる。また、移動速度ｖ２を、スキャンイン工程におけるレジスト液ノズル２７の移動速度ｖ１に比べ低く設定することでも、レジスト液の余剰分を更に確実に周縁Ｗｂの外側に押し流すことができる。
【００５３】
更に、スキャンアウト工程におけるウェハＷの回転数ω２は、スキャンイン工程におけるウェハＷの回転数ω１に比べ高くてもよい。この場合、スキャンアウト工程において、レジスト液が周縁Ｗｂ側に移動する速度が高くなる。このため、レジスト液が周縁Ｗｂ側に移動する速度に対し、レジスト液ノズル２７が移動する速度を相対的に低くし、レジスト液の余剰分を更に確実に周縁Ｗｂの外側に押し流すことができる。
【００５４】
以上に説明したように、周縁部塗布ユニットＵ５によれば、周縁部Ｗｃ上のレジスト液の余剰分を周縁Ｗｂの外側に押し流し、膜厚が十分に均一な周縁レジスト膜を形成できる。更に、上述したように、レジスト液ノズル２７によるレジスト液の吐出方向ＤＲは、鉛直方向に直交し且つレジスト液ノズル２７の移動方向に直交する方向から見て、ウェハＷの回転中心ＣＬの逆側に向いている。これにより、レジスト液の余剰分を更に確実に周縁Ｗｂの外側に押し流すことができる。
【００５５】
図１４に示されるように、レジスト液ノズル２７の吐出方向ＤＲは、周縁部Ｗｃの移動方向を向くように傾斜していてもよい。図１４は、ウェハＷが図示時計回りに回転している場合を例示しており、周縁部Ｗｃは図示下方に移動している。このため、吐出方向ＤＲは図示下方に向くように傾斜している。この場合、レジスト液の余剰分を更に確実に周縁Ｗｂの外側に押し流すことができる。レジスト液ノズル２７の移動方向に対する吐出方向ＤＲの傾斜角θ２は、平面視で０〜９０°であることが好ましく、０〜６０°であることがより好ましく、５〜４５°であることが特に好ましい。
【００５６】
制御部３５は、スキャンアウト制御を行うときに、レジスト液ノズル２７が周縁Ｗｂ側に移動するのに応じてレジスト液の吐出圧力を高くするようにレジスト液供給部１３を制御してもよい。ウェハＷの回転の遠心力により、レジスト液の余剰分は、周縁Ｗｂ側に偏在する傾向がある。このため、レジスト液ノズル２７が周縁Ｗｂ側に移動するのに応じてレジスト液の吐出圧力を高くすることにより、レジスト液の余剰分を更に確実に周縁Ｗｂの外側に押し流すことができる。
【００５７】
制御部３５は、スキャンアウト制御を行うときに、レジスト液ノズル２７が周縁Ｗｂ側に移動するのに応じてレジスト液ノズル２７の移動速度ｖ２を低くするように水平移送部１４を制御してもよい。レジスト液ノズル２７が周縁Ｗｂ側に移動するのに応じて移動速度ｖ２を低くし、レジスト液ノズル２７の滞在時間を長くすることで、レジスト液の余剰分を更に確実に周縁Ｗｂの外側に押し流すことができる。
【００５８】
周縁部塗布ユニットＵ５は、図１５に示されるように、ウェハＷの表面にガスを吹き付けるガス吹付部３６を備えていてもよい。ガス吹付部３６は、下方にガスを吐出するガスノズル３７と、ガスノズル３７にガスを圧送するガス供給源３８とを有している。ガスノズル３７とガス供給源３８との間には、バルブ３９が介在している。ガスノズル３７は、レジスト液ノズル２７に対しウェハＷの回転中心ＣＬ側に隣接している。水平移送部１４は、レジスト液ノズル２７と共にガスノズル３７を水平方向に移動させる。制御部３５は、スキャンアウト制御を行うときにガス吹付部３６を制御し、ガスノズル３７からガスを吐出させる。この場合、レジスト液ノズル２７からのレジスト液が到達する部分に対し回転中心ＣＬ側に隣接する部分にガスが吹付けられる。このため、レジスト液ノズル２７の通過に伴いレジスト液の余剰分を除去された部分の硬化が促進される。従って、レジスト液ノズル２７の作用により得られた膜厚の均一性を、更に確実に維持することができる。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、塗布液はレジスト液に限られず、基板の周縁部にレジスト液以外の塗布液を塗布する装置にも本発明を適用可能である。一例として、基板の周縁部に接着剤を塗布する装置等が挙げられる。
【００６０】
以下に、本発明の実施例及び比較例を示すが、本発明は、ここで示す実施例に限定されるものではない。
【００６１】
（１）実施例１
実施例１として、直径３００ｍｍのウェハＷの周縁Ｗｂから３ｍｍの範囲に周縁部塗布処理を実施した。スキャンイン工程において、ウェハＷの回転数ω１を２５０ｒｐｍとし、レジスト液ノズル２７の移動速度ｖ１を１０ｍｍ／ｓとした。スキャンアウト工程において、ウェハＷの回転数ω２を１５００ｒｐｍとし、レジスト液ノズル２７の移動速度ｖ２を１ｍｍ／ｓとした。
【００６２】
（２）比較例１
比較例１として、直径３００ｍｍのウェハＷの周縁Ｗｂから３ｍｍの範囲に周縁部塗布処理を実施した。スキャンイン工程において、ウェハＷの回転数ω１を２５０ｒｐｍとし、レジスト液ノズル２７の移動速度ｖ１を１０ｍｍ／ｓとした。スキャンアウト工程において、ウェハＷの回転数ω２を１５００ｒｐｍとし、レジスト液ノズル２７の移動速度ｖ２を１０ｍｍ／ｓとした。
【００６３】
（３）膜厚の評価
実施例１及び比較例１で周縁部塗布処理が行われたウェハＷについて、ウェハＷの回転中心ＣＬから１４６〜１４９ｍｍの位置における周縁レジスト膜Ｒの膜厚を測定した。測定結果を図１６に示す。図１６中の線Ｌ２に示されるように、比較例１で周縁部塗布処理が行われたウェハＷでは、回転中心ＣＬ側から周縁Ｗｂ側に向かうに従い膜厚が厚くなっており、周縁Ｗｂ側の膜厚と回転中心ＣＬ側の膜厚との差は、平均膜厚に対して約３６％に達していた。これに対し、図１６中の線Ｌ３に示されるように、実施例１で周縁部塗布処理が行われたウェハＷでは、周縁レジスト膜Ｒの膜厚はほぼ均一であった。これにより、本発明によれば、膜厚が十分に均一な塗布膜を形成できることが確認された。
【符号の説明】
【００６４】
１１…回転保持部、１３…レジスト液供給部（塗布液供給部）、１４…水平移送部、２７…レジスト液ノズル（塗布液ノズル）、３５…制御部（塗布制御部）、３６…ガス吹付部、３７…ガスノズル、ＣＬ…回転中心、ＤＲ…吐出方向、Ｕ５…周縁部塗布ユニット（周縁部塗布装置）、Ｗ…ウェハ（基板）、Ｗｂ…周縁、Ｗｃ…周縁部。
【図１】
2014110386.tif 000003
【図２】
2014110386.tif 000004
【図３】
2014110386.tif 000005
【図４】
2014110386.tif 000006
【図５】
2014110386.tif 000007
【図６】
2014110386.tif 000008
【図７】
2014110386.tif 000009
【図８】
2014110386.tif 000010
【図９】
2014110386.tif 000011
【図１０】
2014110386.tif 000012
【図１１】
2014110386.tif 000013
【図１２】
2014110386.tif 000014
【図１３】
2014110386.tif 000015
【図１４】
2014110386.tif 000016
【図１５】
2014110386.tif 000017
【図１６】
2014110386.tif 000018