(57)【要約】【課題】塗布時間を短く保ちつつ、膜厚の均一性を向上させることができる塗布装置、塗布方法及び記録媒体を提供する。【解決手段】塗布装置は、回転保持部と、塗布液供給部と、回転保持部及び塗布液供給部を制御する制御部と、を備える。制御部は、ウェハＷを回転させるように回転保持部を制御しながら、ウェハＷの回転中心を囲む包囲線上にレジスト剤Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を供給するように塗布液供給部を制御すること、レジスト剤Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を供給した後に、包囲線の内側に位置し且つウェハＷの回転中心を含む中心領域上にレジスト剤Ｐ４を供給するように塗布液供給部を制御すること、レジスト剤Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を供給した後に、レジスト剤Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を供給するときに比べて大きい回転角速度でウェハＷを回転させることで、レジスト剤Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４をウェハＷの周縁側に塗り広げるように回転保持部を制御すること、を実行する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持して回転させる回転保持部と、
前記回転保持部に保持された前記基板の表面に、塗布液を供給する塗布液供給部と、
前記回転保持部及び前記塗布液供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記基板を回転させるように回転保持部を制御しながら、前記基板の回転中心を囲む包囲線上に前記塗布液を供給するように塗布液供給部を制御すること、
前記包囲線上に前記塗布液を供給した後に、前記包囲線の内側に位置し且つ前記基板の回転中心を含む中心領域上に前記塗布液を供給するように塗布液供給部を制御すること、
前記包囲線上及び前記中心領域上の両方に前記塗布液を供給した後に、前記包囲線上に前記塗布液を供給するときに比べて大きい回転角速度で前記基板を回転させることで、前記包囲線上及び前記中心領域上の前記塗布液を前記基板の周縁側に塗り広げるように前記回転保持部を制御すること、を実行する、塗布装置。
【請求項２】
前記制御部は、最も外周側の部分が前記基板の半径に対して３０〜７０％の範囲内に位置する前記包囲線上に前記塗布液を供給するように、前記塗布液供給部を制御する、請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
前記制御部は、多重の前記包囲線において、最も外周側の部分から最も内周側の部分に前記塗布液を順次供給するように前記塗布液供給部を制御する、請求項１又は２記載の塗布装置。
【請求項４】
前記制御部は、一連の螺旋状を呈する前記包囲線上に前記塗布液を供給するように前記塗布液供給部を制御する、請求項３記載の塗布装置。
【請求項５】
前記制御部は、多重の環状線と、前記環状線の周方向の一方側に向かうのに応じて徐々に前記回転中心に近付き、前記環状線同士を繋ぐ接続線と、を有する前記包囲線上に前記塗布液を供給するように前記塗布液供給部を制御する、請求項３記載の塗布装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記環状線上に前記塗布液を供給するときに比べ、前記接続線上に前記塗布液を供給するときに前記基板の前記回転角速度を大きくするように前記回転保持部を制御する、請求項５記載の塗布装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記中心領域上の前記塗布液を、前記包囲線における最も外周側の部分を超えて前記基板の周縁側に塗り広げるように前記回転保持部を制御する、請求項１〜５のいずれか一項記載の塗布装置。
【請求項８】
塗布装置により実行される方法であって、
基板を回転させながら、前記基板の回転中心を囲む包囲線上に塗布液を供給すること、
前記包囲線上に前記塗布液を供給した後に、前記包囲線の内側に位置し且つ前記基板の回転中心を含む中心領域上に前記塗布液を供給すること、
前記包囲線上及び前記中心領域上の両方に前記塗布液を供給した後に、前記包囲線上に前記塗布液を供給するときに比べて大きい回転角速度で前記基板を回転させることで、前記包囲線上及び前記中心領域上の前記塗布液を前記基板の周縁側に塗り広げること、を含む塗布方法。
【請求項９】
最も外周側の部分が前記基板の半径に対して３０〜７０％の範囲内に位置する前記包囲線上に前記塗布液を供給する、請求項８記載の塗布方法。
【請求項１０】
多重の前記包囲線上に前記塗布液を供給する、請求項８又は９記載の塗布方法。
【請求項１１】
一連の螺旋状を呈する前記包囲線上に前記塗布液を供給する、請求項１０記載の塗布方法。
【請求項１２】
多重の環状線と、前記環状線の周方向の一方側に向かうのに応じて徐々に前記回転中心側に近付き、前記環状線同士を繋ぐ接続線と、を有する前記包囲線上に前記塗布液を供給する、請求項１０記載の塗布方法。
【請求項１３】
前記環状線上に前記塗布液を供給するときに比べ、前記接続線上に前記塗布液を供給するときに前記基板の前記回転角速度を大きくする、請求項１２記載の塗布方法。
【請求項１４】
前記中心領域上の前記塗布液を、前記包囲線における最も外周側の部分を超えて前記基板の周縁側に塗り広げる、請求項８〜１３のいずれか一項記載の塗布方法。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれか一項記載の塗布方法を装置に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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、塗布装置、塗布方法及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ等の基板上に塗布液を塗布する方法として、基板上に供給した塗布液を基板の回転により塗り広げるスピンコーティング法が広く用いられている。これに対し、例えば特許文献１には、スピンコーティング法に比べ膜厚の均一性を向上させることを目的とした手法が開示されている。この手法は、ノズルから基板上に塗布液を供給しながら、ノズルと基板とを所定ピッチずつ相対的に移動させることで、成膜箇所の全域に塗布液を供給するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の手法では、スピンコーティング法に比べて塗布完了までに長時間を要する傾向がある。そこで本開示は、塗布時間を短く保ちつつ、膜厚の均一性を向上させることができる塗布装置、塗布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】
【０００５】
本開示に係る塗布装置は、基板を保持して回転させる回転保持部と、回転保持部に保持された基板の表面に、塗布液を供給する塗布液供給部と、回転保持部及び塗布液供給部を制御する制御部と、を備え、制御部は、基板を回転させるように回転保持部を制御しながら、基板の回転中心を囲む包囲線上に塗布液を供給するように塗布液供給部を制御すること、包囲線上に塗布液を供給した後に、包囲線の内側に位置し且つ基板の回転中心を含む中心領域上に塗布液を供給するように塗布液供給部を制御すること、包囲線上及び中心領域上の両方に塗布液を供給した後に、包囲線上に塗布液を供給するときに比べて大きい回転角速度で基板を回転させることで、包囲線上及び中心領域上の塗布液を基板の周縁側に塗り広げるように回転保持部を制御すること、を実行する。
【０００６】
この塗布装置によれば、従来のスピンコーティング法と同様に、基板の回転によって塗布液を塗り広げることができるので、短時間で塗布を完了させることができる。ここで、従来のスピンコーティング法では、基板の周縁側における膜厚が低下する傾向がある。これに対し、本開示に係る塗布装置では、基板の回転によって塗布液を塗り広げる前に、中心領域上に加えて、中心領域を囲む包囲線上にも塗布液が供給される。更に、包囲線上への塗布液の供給は、中心領域上への塗布液の供給に先立って行われるので、包囲線上に供給された塗布液は中心領域上に供給された塗布液に比べ長時間基板上に滞在することとなる。これにより、包囲線上では、中心領域上に比べ、より多くの溶剤が揮発して塗布液の濃度が高くなる。このため、基板の回転により塗布液を塗り広げる際には、包囲線の内側に比べて包囲線の外側に高濃度の塗布液が塗布され、基板の周縁側における膜厚の低下が抑制される。従って、塗布時間を短く保ちつつ、膜厚の均一性を向上させることができる。
【０００７】
制御部は、最も外周側の部分が基板の半径に対して３０〜７０％の範囲内に位置する包囲線上に塗布液を供給するように、塗布液供給部を制御してもよい。この場合、基板の周縁側における膜厚の低下をより確実に抑制できる。
【０００８】
制御部は、多重の包囲線において、最も外周側の部分から最も内周側の部分に塗布液を順次供給するように塗布液供給部を制御してもよい。この場合、多重の包囲線上及び中心領域上への塗布液の供給が完了した状態において、基板の周縁に近いほど塗布液の粘度が高い状態となる。基板の回転により塗布液を塗り広げる際には、基板の周縁に近い領域ほど高濃度の塗布液が塗布される。従って、基板の周縁側における膜厚の低下を更に抑制できる。
【０００９】
制御部は、一連の螺旋状を呈する包囲線上に塗布液を供給するように塗布液供給部を制御してもよい。この場合、塗布液の供給を停止させることなく、多重の包囲線上に塗布液を供給できるので、回転保持部及び塗布液供給部の制御を単純化できる。
【００１０】
制御部は、多重の環状線と、環状線の周方向の一方側に向かうのに応じて徐々に回転中心に近付き、環状線同士を繋ぐ接続線と、を有する包囲線上に塗布液を供給するように塗布液供給部を制御してもよい。この場合も、塗布液の供給を停止させることなく、多重の包囲線上に塗布液を供給できるので、回転保持部及び塗布液供給部の制御を単純化できる。
【００１１】
制御部は、環状線上に塗布液を供給するときに比べ、接続線上に塗布液を供給するときに基板の回転角速度を大きくするように回転保持部を制御してもよい。この場合、環状線同士の間において、周方向の広範囲に延びる接続線上に塗布液が供給される。従って、周方向における塗布液の供給量の差異を軽減し、膜厚の均一性を更に向上させることができる。
【００１２】
制御部は、中心領域上の塗布液を、包囲線における最も外周側の部分を超えて基板の周縁側に塗り広げるように回転保持部を制御してもよい。この場合、包囲線の外側の領域には中心領域上の塗布液及び包囲線上の塗布液の両方が塗布される。従って、基板の周縁側における膜厚の低下をより確実に抑制できる。
【００１３】
本開示に係る塗布方法は、塗布装置により実行される方法であって、基板を回転させながら、基板の回転中心を囲む包囲線上に塗布液を供給すること、包囲線上に塗布液を供給した後に、包囲線の内側に位置し且つ基板の回転中心を含む中心領域上に塗布液を供給すること、包囲線上及び中心領域上の両方に塗布液を供給した後に、包囲線上に塗布液を供給するときに比べて大きい回転角速度で基板を回転させることで、包囲線上及び中心領域上の塗布液を基板の周縁側に塗り広げること、を含む。
【００１４】
この塗布方法によれば、従来のスピンコーティング法と同様に、基板の回転によって塗布液を塗り広げることができるので、短時間で塗布を完了させることができる。ここで、従来のスピンコーティング法では、基板の周縁側における膜厚が低下する傾向がある。これに対し、本開示に係る塗布方法では、基板の回転によって塗布液を塗り広げる前に、中心領域上に加えて、中心領域を囲む包囲線上にも塗布液が供給される。更に、包囲線上への塗布液の供給は、中心領域上への塗布液の供給に先立って行われるので、包囲線上に供給された塗布液は中心領域上に供給された塗布液に比べ長時間基板上に滞在することとなる。これにより、包囲線上では、中心領域上に比べ、より多くの溶剤が揮発して塗布液の濃度が高くなる。このため、基板の回転により塗布液を塗り広げる際には、包囲線の内側に比べて包囲線の外側に高濃度の塗布液が塗布され、基板の周縁側における膜厚の低下が抑制される。従って、塗布時間を短く保ちつつ、膜厚の均一性を向上させることができる。
【００１５】
最も外周側の部分が基板の半径に対して３０〜７０％の範囲内に位置する包囲線上に塗布液を供給してもよい。この場合、基板の周縁側における膜厚の低下をより確実に抑制できる。
【００１６】
多重の包囲線上に塗布液を供給してもよい。この場合、多重の包囲線上及び中心領域上への塗布液の供給が完了した状態において、基板の周縁に近いほど塗布液の粘度が高い状態となる。基板の回転により塗布液を塗り広げる際には、基板の周縁に近い領域ほど高濃度の塗布液が塗布される。従って、基板の周縁側における膜厚の低下を更に抑制できる。
【００１７】
一連の螺旋状を呈する包囲線上に塗布液を供給してもよい。この場合、塗布液の供給を停止させることなく、多重の包囲線上に塗布液を供給できるので、回転保持部及び塗布液供給部の制御を単純化できる。
【００１８】
多重の環状線と、環状線の周方向の一方側に向かうのに応じて徐々に回転中心側に近付き、環状線同士を繋ぐ接続線と、を有する包囲線上に塗布液を供給してもよい。この場合も、塗布液の供給を停止させることなく、多重の包囲線上に塗布液を供給できるので、回転保持部及び塗布液供給部の制御を単純化できる。
【００１９】
環状線上に塗布液を供給するときに比べ、接続線上に塗布液を供給するときに基板の回転角速度を高くしてもよい。この場合、環状線同士の間において、周方向の広範囲に延びる接続線上に塗布液が供給される。従って、周方向における塗布液の供給量の差異を軽減し、膜厚の均一性を更に向上させることができる。
【００２０】
中心領域上の塗布液を、包囲線における最も外周側の部分を超えて基板の周縁側に塗り広げてもよい。この場合、包囲線の外側の領域には中心領域上の塗布液及び包囲線上の塗布液の両方が塗布される。従って、基板の周縁側における膜厚の低下をより確実に抑制できる。
【００２１】
本開示に係る記録媒体は、上記塗布方法を装置に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】
【００２２】
本開示によれば、塗布時間を短く保ちつつ、膜厚の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】基板処理システムの斜視図である。
【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】塗布ユニットの模式図である。
【図５】制御部の機能的な構成を示すブロック図である。
【図６】塗布方法の実行手順を示すフローチャートである。
【図７】包囲線上にレジスト剤を供給する手順を示す模式図である。
【図８】中心領域上にレジスト剤を供給し、ウェハの回転によりレジスト剤を塗り広げる手順を示す模式図である。
【図９】包囲線上及び中心領域上にレジスト剤が塗布されたウェハの平面図である。
【図１０】ウェハの回転に伴うレジスト剤の動きを示す模式図である。
【図１１】他の例に係る包囲線上及び中心領域上にレジスト剤が塗布されたウェハの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ実施形態について詳細に説明する。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。
【００２５】
〔基板処理システム〕
基板処理システム１は、塗布・現像装置２と露光装置３とを備える。露光装置３は、レジスト膜（感光性被膜）の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜の露光対象部分にエネルギー線を照射する。エネルギー線としては、例えばＡｒＦエキシマレーザー、ＫｒＦエキシマレーザー、ｇ線、ｉ線又はＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、極端紫外線）が挙げられる。
【００２６】
塗布・現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウェハＷ（基板）の表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。図１及び図２に示すように、塗布・現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インターフェースブロック６とを備える。キャリアブロック４、処理ブロック５及びインターフェースブロック６は、水平方向に並んでいる。
【００２７】
キャリアブロック４は、キャリアステーション１２と搬入・搬出部１３とを有する。搬入・搬出部１３はキャリアステーション１２と処理ブロック５との間に介在する。キャリアステーション１２は、複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、複数枚のウェハＷを密封状態で収容し、ウェハＷを出し入れするための開閉扉（不図示）を一側面１１ａ側に有する。キャリア１１は、側面１１ａが搬入・搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。搬入・搬出部１３は、キャリアステーション１２上の複数のキャリア１１にそれぞれ対応する複数の開閉扉１３ａを有する。側面１１ａの開閉扉と開閉扉１３ａとを同時に開放することで、キャリア１１内と搬入・搬出部１３内とが連通する。搬入・搬出部１３は受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウェハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウェハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。
【００２８】
処理ブロック５は、下層膜形成（ＢＣＴ）モジュール１４と、レジスト膜形成（ＣＯＴ）モジュール１５と、下層膜形成（ＴＣＴ）モジュール１６と、現像処理（ＤＥＶ）モジュール１７とを有する。これらのモジュールは、床面側からＤＥＶモジュール１７、ＢＣＴモジュール１４、ＣＯＴモジュール１５、ＴＣＴモジュール１６の順に積層されている。
【００２９】
ＢＣＴモジュール１４は、複数の塗布ユニット（不図示）と、複数の熱処理ユニット（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とを内蔵しており、ウェハＷの表面上に下層膜を形成する。塗布ユニットは、下層膜形成用（成膜用）の塗布液をウェハＷの表面に塗布する。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウェハＷを加熱し、加熱後のウェハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。ＢＣＴモジュール１４において行われる熱処理の具体例としては、塗布液を硬化させるための加熱処理が挙げられる。
【００３０】
図３に示すように、ＣＯＴモジュール１５は、複数の塗布ユニットＵ１と、複数の熱処理ユニット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Ａ３とを内蔵しており、下層膜上にレジスト膜を形成する。塗布ユニットＵ１は、レジスト膜形成用（成膜用）の塗布液（レジスト剤）を下層膜の上に塗布する。熱処理ユニットＵ２は、例えば熱板によりウェハＷを加熱し、加熱後のウェハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。ＣＯＴモジュール１５において行われる熱処理の具体例としては、塗布液を硬化させるための加熱処理（ＰＡＢ：Ｐｒｅ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂａｋｅ）が挙げられる。
【００３１】
ＴＣＴモジュール１６は、複数の塗布ユニット（不図示）と、複数の熱処理ユニット（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Ａ４とを内蔵しており、レジスト膜上に上層膜を形成する。塗布ユニットは、上層膜形成用（成膜用）の塗布液をウェハＷの表面に塗布する。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウェハＷを加熱し、加熱後のウェハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。ＴＣＴモジュール１６において行われる熱処理の具体例としては、塗布液を硬化させるための加熱処理が挙げられる。
【００３２】
図４に示すように、ＤＥＶモジュール１７は、複数の現像ユニット（不図示）と、複数の熱処理ユニット（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Ａ５と、これらのユニットを経ずにウェハＷを搬送する直接搬送アームＡ６とを内蔵している。現像ユニットは、露光されたレジスト膜の現像処理を行う。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウェハＷを加熱し、加熱後のウェハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。ＤＥＶモジュール１７において行われる熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Ｐｏｓｔ  Ｂａｋｅ）等が挙げられる。
【００３３】
処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、床面からＴＣＴモジュール１６に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウェハＷを昇降させる。
【００３４】
処理ブロック５内におけるインターフェースブロック６側には棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は床面からＤＥＶモジュール１７の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。
【００３５】
インターフェースブロック６は、受け渡しアームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。受け渡しアームＡ８は、棚ユニットＵ１１からウェハＷを搬出して露光装置３に渡し、露光装置３からウェハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻す。
【００３６】
塗布・現像装置２は次のように動作する。まず、塗布・現像装置２は、ウェハＷの表面Ｗａ上に下層膜、レジスト膜及び上層膜を形成する。すなわち、受け渡しアームＡ１がキャリア１１内のウェハＷを棚ユニットＵ１０に搬送する。このウェハＷを、昇降アームＡ７がＢＣＴモジュール１４用のセルに配置し、搬送アームＡ２がＢＣＴモジュール１４内の各ユニットに搬送する。塗布ユニットは、下層膜の形成用の塗布液を表面Ｗａ上に塗布する。熱処理ユニットは、塗布液を硬化させるための加熱処理等を行う。
【００３７】
下層膜の形成が完了すると、搬送アームＡ２がウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。このウェハＷを、昇降アームＡ７がＣＯＴモジュール１５用のセルに配置し、搬送アームＡ３がＣＯＴモジュール１５内の各ユニットに搬送する。塗布ユニットＵ１は、レジスト膜の形成用の塗布液を表面Ｗａ上に塗布する。熱処理ユニットＵ２は、塗布液を硬化させるための加熱処理（ＰＡＢ）等を行う。
【００３８】
レジスト膜の形成が完了すると、搬送アームＡ３がウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。このウェハＷを、昇降アームＡ７がＴＣＴモジュール１６用のセルに配置し、搬送アームＡ４がＴＣＴモジュール１６内の各ユニットに搬送する。塗布ユニットは、上層膜の形成用の塗布液を表面Ｗａ上に塗布する。熱処理ユニットは、塗布液を硬化させるための加熱処理等を行う。上層膜の形成が完了すると、搬送アームＡ４がウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。
【００３９】
次に、塗布・現像装置２は、ウェハＷを露光装置３に送り出す。すなわち、搬送アームＡ４により棚ユニットＵ１０に戻されたウェハＷを、昇降アームＡ７がＤＥＶモジュール１７用のセルに配置し、直接搬送アームＡ６が棚ユニットＵ１１に搬送する。このウェハＷを受け渡しアームＡ８が露光装置３に送り出す。露光装置３における露光処理が完了すると、塗布・現像装置２は、ウェハＷを露光装置３から受け入れる。すなわち、受け渡しアームＡ８がウェハＷを露光装置３から受け入れ、棚ユニットＵ１１に搬送する。
【００４０】
次に、塗布・現像装置２はレジスト膜の現像処理を行う。すなわち、搬送アームＡ５は、棚ユニットＵ１１のウェハＷをＤＥＶモジュール１７内の熱処理ユニットに搬送する。
熱処理ユニットは、ウェハＷの加熱処理（ＰＥＢ）を行う。ＰＥＢが完了すると、搬送アームＡ５は、ウェハＷを現像ユニットに搬送する。現像ユニットは、現像液及びリンス液をウェハＷの表面に供給することで、レジスト膜の現像処理を行う。現像処理が完了すると、搬送アームＡ５はウェハＷを再度熱処理ユニットに搬送する。熱処理ユニットは、ウェハＷの加熱処理（ＰＢ）を行う。
【００４１】
ＰＢが完了すると、搬送アームＡ５は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に搬送する。このウェハＷを、昇降アームＡ７が受け渡し用のセルに配置し、受け渡しアームＡ１がキャリア１１内に戻す。以上で、成膜から現像に至る一連の処理が完了する。
【００４２】
〔塗布ユニット〕
以下、塗布ユニットＵ１（塗布装置）について詳細に説明する。図４に示すように、塗布ユニットＵ１は、ウェハＷを保持して回転させる回転保持部２０と、回転保持部２０に保持されたウェハＷの表面Ｗａにレジスト剤を供給する塗布液供給部３０と、回転保持部２０及び塗布液供給部３０を制御する制御部１００とを備える。
【００４３】
回転保持部２０は、保持部２１と回転部２２とを有する。回転部２２は、上方に突出した回転軸２３を有し、例えば電動モータ等を動力源として回転軸２３を回転させる。保持部２１は、回転軸２３の先端部に設けられている。保持部２１は、水平に配置されたウェハＷを、例えば吸着によって下方から保持する。
【００４４】
塗布液供給部３０は、塗布液タンク３１と、ノズル３２と、ポンプ３４と、バルブ３５と、ノズル移送部３６とを備える。塗布液タンク３１はレジスト液を収容する。ノズル３２は、保持部２１に保持されたウェハＷの上方に配置される。ノズル３２は、塗布液タンク３１から供給されたレジスト剤を下方に吐出して表面Ｗａ上に供給する。ノズル３２及び塗布液タンク３１は、供給管３３により接続されている。ポンプ３４は、供給管３３の途中に設けられ、塗布液タンク３１からノズル３２にレジスト剤を圧送する。バルブ３５は、供給管３３においてノズル３２及びポンプ３４の間に設けられている。バルブ３５は、ノズル３２からのレジスト液の吐出を開始又は停止させる。
【００４５】
ノズル移送部３６は、水平なガイドレール３７と、ガイドレール３７に沿って移動可能なスライドブロック３８とを備える。スライドブロック３８は、アーム３９を介してポンプ３４に接続されている。ノズル移送部３６は、例えば電動モータ等を動力源として、スライドブロック３８を移動させ、これに伴ってノズル３２を移動させる。平面視において、ノズル３２の移動経路は、ウェハＷの回転中心ＡＸ１を通る。
【００４６】
制御部１００は１又は複数の制御用コンピュータにより構成される。制御部１００は、制御条件の設定画面を表示する表示部（不図示）と、制御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）とを有する。記録媒体は、塗布ユニットＵ１に塗布方法を実行させるためのプログラムを記録している。このプログラムが制御部１００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、メモリーカード等が挙げられる。制御部１００は、入力部に入力された制御条件と、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２０及び塗布液供給部３０を制御する。
【００４７】
図５は、プログラムの実行により制御部１００において実現される個々の機能を仮想的な構成要素（以下、「機能ブロック」という。）として示したブロック図である。図５に示すように、制御部１００は、機能ブロックとして、第１塗布制御部１１１と、第２塗布制御部１１２と、第３塗布制御部１１３とを有する。
【００４８】
第１塗布制御部１１１は、ウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御しながら、ウェハＷの回転中心ＡＸ１を囲む包囲線ＥＬ１（図９参照）上にレジスト剤を供給するように塗布液供給部３０を制御する。レジスト剤を供給する際に、第１塗布制御部１１１は、ノズル移送部３６を制御してノズル３２の位置を調整し、ポンプ３４及びバルブ３５を制御してレジスト剤をノズル３２から吐出させる。
【００４９】
第２塗布制御部１１２は、ウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御しながら、包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給した後に、包囲線ＥＬ１の内側に位置し且つ回転中心ＡＸ１を含む中心領域ＣＡ１上にレジスト剤を供給するように塗布液供給部３０を制御する。レジスト剤を供給する際に、第２塗布制御部１１２は、ノズル移送部３６を制御してノズル３２の位置を調整し、ポンプ３４及びバルブ３５を制御してレジスト剤をノズル３２から吐出させる。なお、第２塗布制御部１１２において、ウェハＷを回転させることは必須ではない。
【００５０】
第３塗布制御部１１３は、包囲線ＥＬ１上及び中心領域ＣＡ１上の両方にレジスト剤を供給した後に、包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給するときに比べて高い回転角速度でウェハＷを回転させることで、包囲線ＥＬ１上及び中心領域ＣＡ１上のレジスト剤をウェハＷの周縁側に塗り広げるように回転保持部２０を制御する。
【００５１】
〔塗布方法〕
以下、塗布ユニットＵ１により実行される塗布方法について説明する。図６に示すように、塗布ユニットＵ１は、まずウェハＷを受け入れる（ステップＳ１）。ウェハＷは、搬送アームＡ５により塗布ユニットＵ１内に搬入され、表面Ｗａを上に向けた状態で水平に配置される。このウェハＷの中心部を保持部２１が下方から保持する。
【００５２】
次に、塗布ユニットＵ１は、回転中心ＡＸ１を囲む包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給する（ステップＳ２）。具体的に、塗布ユニットＵ１は、第１塗布制御部１１１により制御されて次のように動作する。
【００５３】
すなわち、回転部２２が回転数（回転角速度）ω１でウェハＷを回転させる（図７（ａ）参照）。回転数ω１は、例えば１０〜１２０ｒｐｍである。この状態で、塗布液供給部３０は、回転中心ＡＸ１から距離Ｒ１の位置にノズル３２を配置し、ノズル３２から表面Ｗａ上にレジスト剤を供給する。これにより、半径Ｒ１の環状線ＲＬ１（図９参照）上にレジスト剤Ｐ１が供給される。半径Ｒ１は、例えばウェハＷの半径に対して３０〜７０％である。
【００５４】
環状線ＲＬ１の全周に亘ってレジスト剤Ｐ１が供給されると、回転部２２がウェハＷの回転数ω１を回転数ω２に変更する。回転数ω２は回転数ω１に比べ大きく、例えば１２０〜２００ｒｐｍである。この状態で、塗布液供給部３０は、ノズル３２からのレジスト剤の吐出を継続させながら、ノズル移送部３６によりノズル３２を移送して回転中心ＡＸ１に徐々に近づける（図７（ｂ）参照）。これにより、環状線ＲＬ１の周方向の一方側に向かうのに応じて徐々に回転中心ＡＸ１側に近付く接続線ＣＬ１（図９参照）上に塗布液が供給される。
【００５５】
ノズル３２が回転中心ＡＸ１から距離Ｒ２の位置に到達すると、ノズル移送部３６はノズル３２の移送を停止させる。回転部２２はウェハＷの回転数ω２を回転数ω１に変更する。塗布液供給部３０は、ノズル３２からのレジスト剤の吐出を継続させる。これにより、半径Ｒ２の環状線ＲＬ２（図９参照）上にレジスト剤Ｐ２が供給される（図７（ｃ）参照）。半径Ｒ２は、半径Ｒ１に対して例えば７０〜８０％である。
【００５６】
環状線ＲＬ２の全周に亘ってレジスト剤Ｐ２が供給されると、回転部２２がウェハＷの回転数ω１を回転数ω２に変更する。この状態で、塗布液供給部３０は、ノズル３２からのレジスト剤の吐出を継続させながら、ノズル移送部３６によりノズル３２を移送して回転中心ＡＸ１に徐々に近づける（図７（ｄ）参照）。これにより、環状線ＲＬ２の周方向の一方側に向かうのに応じて徐々に回転中心ＡＸ１側に近付く接続線ＣＬ２（図９参照）上に塗布液が供給される。
【００５７】
ノズル３２が回転中心ＡＸ１から距離Ｒ３の位置に到達すると、ノズル移送部３６はノズル３２の移送を停止させる（図７（ｅ）参照）。回転部２２はウェハＷの回転数ω２を回転数ω１に変更する。塗布液供給部３０は、ノズル３２からのレジスト剤の吐出を継続させる。これにより、半径Ｒ３の環状線ＲＬ３（図９参照）上にレジスト剤Ｐ３が供給される。半径Ｒ３は、半径Ｒ１に対して例えば４５〜５５％である。
【００５８】
環状線ＲＬ３の全周に亘ってレジスト剤Ｐ３が供給されると、回転部２２がウェハＷの回転数ω１を回転数ω２に変更する。この状態で、塗布液供給部３０は、ノズル３２からのレジスト剤の吐出を継続させながら、ノズル移送部３６によりノズル３２を移送して回転中心ＡＸ１に徐々に近づける（図８（ａ）参照）。これにより、環状線ＲＬ１の周方向の一方側に向かうのに応じて徐々に回転中心ＡＸ１側に近付く接続線ＣＬ３（図９参照）上に塗布液が供給される。
【００５９】
環状線ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３及び接続線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３は、多重の包囲線ＥＬ１を構成する。すなわち塗布ユニットＵ１は、多重の包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給する。
【００６０】
なお、レジスト剤を供給するときのウェハＷの回転数を、環状線ごとに変えてもよい。例えば、環状線の半径が大きくなるのに応じて、環状線上にレジスト剤を供給するときのウェハＷの回転数を小さくしてもよい。この場合、供給されたレジスト剤に作用する遠心力を抑制できる。環状線の半径が大きくなるのに応じて、環状線上にレジスト剤を供給するときのウェハＷの回転数を大きくしてもよい。この場合、レジスト剤の供給に要する時間を短縮できる。
【００６１】
次に、塗布ユニットＵ１は、包囲線ＥＬ１の内側に位置し且つ回転中心ＡＸ１を含む中心領域ＣＡ１上にレジスト剤を供給する（ステップＳ３）。具体的に、塗布ユニットＵ１は、第２塗布制御部１１２による制御に応じて次のように動作する。すなわち、ステップＳ２において回転中心ＡＸ１側に徐々に近付けられたノズル３２が中心領域ＣＡ１上に到達すると、回転部２２はウェハＷの回転数ω２を回転数ω１に変更する。塗布液供給部３０は、ノズル３２からのレジスト剤の吐出を継続させる。これにより、中心領域ＣＡ１上にレジスト剤Ｐ４が供給される（図８（ｂ）参照）。なお、中心領域ＣＡ１上にレジスト剤を供給する際には、ウェハＷを回転させなくてもよい。レジスト剤Ｐ４の供給が完了すると、塗布液供給部３０は、ノズル３２からのレジスト剤の吐出を停止させる。
【００６２】
次に、塗布ユニットＵ１は、包囲線ＥＬ１上及び中心領域ＣＡ１上のレジスト剤を、ウェハＷの回転によってウェハＷの周縁側に塗り広げる（ステップＳ４）。具体的に、塗布ユニットＵ１は、第３塗布制御部１１３による制御に応じて次のように動作する。すなわち、回転部２２は、ウェハＷの回転数ω１を回転数ω３に変更する（図８（ｃ）参照）。回転数ω３は、回転数ω２に比べ大きく、例えば５００〜１５００ｒｐｍである。
【００６３】
ウェハＷを回転数ω３で回転させることにより、包囲線ＥＬ１上のレジスト剤Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３及び中心領域ＣＡ１上のレジスト剤Ｐ４がウェハＷの周縁側に塗り広げられる（図１０（ｂ）参照）。レジスト剤Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、順次ウェハＷの周縁に到達し、これらの余剰分がウェハＷの周囲に振り切られる（図１０（ｃ）〜図１０（ｉ）参照）。すなわち、中心領域ＣＡ１上のレジスト剤Ｐ４が、環状線ＲＬ１（包囲線ＥＬ１における最も外周側の部分）を超えてウェハＷの周縁側に塗り広げられる。
【００６４】
次に、塗布ユニットＵ１はウェハＷを送り出す（ステップＳ５）。ウェハＷは、搬送アームＡ５により塗布ユニットＵ１内から搬出される。搬出に先立って、保持部２１がウェハＷを解放する。
【００６５】
以上に説明したように、塗布ユニットＵ１の制御部１００は、ウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御しながら、包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給するように塗布液供給部３０を制御すること、包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給した後に、中心領域ＣＡ１上にレジスト剤を供給するように塗布液供給部３０を制御すること、包囲線ＥＬ１上及び中心領域ＣＡ１上の両方にレジスト剤を供給した後に、包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給するときに比べて大きい回転角速度でウェハＷを回転させることで、包囲線ＥＬ１上及び中心領域ＣＡ１上のレジスト剤をウェハＷの周縁側に塗り広げるように回転保持部２０を制御すること、を実行する。
【００６６】
塗布ユニットＵ１によれば、従来のスピンコーティング法と同様に、ウェハＷの回転によってレジスト剤を塗り広げることができるので、短時間で塗布を完了させることができる。ここで、従来のスピンコーティング法では、ウェハＷの周縁側における膜厚が低下する傾向がある。これに対し、塗布ユニットＵ１では、ウェハＷの回転によってレジスト剤を塗り広げる前に、中心領域ＣＡ１上に加えて、中心領域ＣＡ１を囲む包囲線ＥＬ１上にもレジスト剤が供給される。更に、包囲線ＥＬ１上へのレジスト剤の供給は、中心領域ＣＡ１上へのレジスト剤の供給に先立って行われるので、包囲線ＥＬ１上に供給されたレジスト剤は中心領域ＣＡ１上に供給されたレジスト剤に比べ長時間ウェハＷ上に滞在することとなる。これにより、包囲線ＥＬ１上では、中心領域ＣＡ１上に比べ、より多くの溶剤が揮発してレジスト剤の濃度が高くなる。このため、ウェハＷの回転によりレジスト剤を塗り広げる際には、包囲線ＥＬ１の内側に比べて包囲線ＥＬ１の外側に高濃度のレジスト剤が塗布され、ウェハＷの周縁側における膜厚の低下が抑制される。従って、塗布時間を短く保ちつつ、膜厚の均一性を向上させることができる。
【００６７】
制御部１００は、最も外周側の部分がウェハＷの半径に対して３０〜７０％の範囲内に位置する包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給するように、塗布液供給部３０を制御する。このため、ウェハＷの周縁側における膜厚の低下をより確実に抑制できる。
【００６８】
制御部１００は、多重の包囲線ＥＬ１において、最も外周側の部分から最も内周側の部分にレジスト剤を順次供給するように塗布液供給部３０を制御する。このため、多重の包囲線ＥＬ１上及び中心領域ＣＡ１上へのレジスト剤の供給が完了した状態において、ウェハＷの周縁に近いほど塗布液の粘度が高い状態となる。ウェハＷの回転によりレジスト剤を塗り広げる際には、ウェハＷの周縁に近い領域ほど高濃度のレジスト剤が塗布される。従って、ウェハＷの周縁側における膜厚の低下を更に抑制できる。
【００６９】
制御部１００は、多重の環状線ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３と、環状線ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３の周方向の一方側に向かうのに応じて徐々に回転中心ＡＸ１に近付き、環状線ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３同士を繋ぐ接続線ＣＬ１，ＣＬ２と、を有する包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給するように塗布液供給部３０を制御する。これにより、レジスト剤の供給を停止させることなく、多重の包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給できるので、回転保持部２０及び塗布液供給部３０の制御を単純化できる。
【００７０】
制御部１００は、環状線ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３の周方向の一方側に向かうのに応じて徐々に回転中心ＡＸ１に近付き、環状線ＲＬ３（最も内周側の環状線）と中心領域ＣＡ１とを繋ぐ接続線ＣＬ３を更に有する包囲線ＥＬ１上にレジスト剤を供給するように塗布液供給部３０を制御する。これにより、レジスト剤の供給を停止させることなく、包囲線ＥＬ１上及び中心領域ＣＡ１上の両方にレジスト剤を供給できるので、回転保持部２０及び塗布液供給部３０の制御を更に単純化できる。
【００７１】
制御部１００は、環状線ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３上にレジスト剤を供給するときに比べ、接続線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３上にレジスト剤を供給するときにウェハＷの回転角速度を大きくする。このため、環状線ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３同士の間及び環状線ＲＬ３と中心領域ＣＡ１との間において、周方向の広範囲に延びる接続線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３上にレジスト剤が供給される。従って、周方向におけるレジスト剤の供給量の差異を軽減し、膜厚の均一性を更に向上させることができる。
【００７２】
制御部１００は、中心領域ＣＡ１上のレジスト剤を、環状線ＲＬ１（包囲線ＥＬ１における最も外周側の部分）を超えてウェハＷの周縁側に塗り広げるように回転保持部２０を制御する。このため、包囲線ＥＬ１の外側の領域には中心領域ＣＡ１上の塗布液及び包囲線ＥＬ１上の塗布液の両方が塗布される。従って、ウェハＷの周縁側における膜厚の低下をより確実に抑制できる。
【００７３】
なお、以上の効果は、通常粘度のレジスト剤に比べ高粘度のレジスト剤を用いる場合に更に顕著となる。通常粘度とは、例えば１００ｃＰ以下である。高粘度とは、例えば５００〜５０００ｃＰである。また、以上の効果は、大径のウェハＷ（例えば直径４５０ｍｍのウェハＷ）に適用した場合に更に顕著となる。
【００７４】
以上、実施形態について説明したが、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、接続線ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３上にレジスト剤を供給しなくてもよい。制御部１００は、多重の包囲線の他の例として、一連の螺旋状を呈する包囲線ＥＬ２（図１１参照）上にレジスト剤を供給するように塗布液供給部３０を制御してもよい。この場合も、レジスト剤の供給を停止させることなく、多重の包囲線ＥＬ２上にレジスト剤を供給できるので、回転保持部２０及び塗布液供給部３０の制御を単純化できる。制御部１００は、一重の包囲線上にレジスト剤を供給するように塗布液供給部３０を制御してもよい。処理対象の基板は半導体ウェハに限られず、例えば、プリント配線基板等であってもよい。
【実施例】
【００７５】
本実施形態の実施例及び比較例に係るサンプルを作製し、膜厚の状態を比較した。なお、本発明は実施例に限定されない。
【００７６】
〔実施例〕
直径４５０ｍｍのウェハＷを準備し、以下の条件でレジスト膜を形成した。塗布液として、粘度約４０００ｃＰのレジスト剤を用い、環状線ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３及び中心領域ＣＡ１上に順次レジスト液を供給したのち、ウェハＷの回転によりレジスト剤を塗り広げた。その後、レジスト剤を硬化させ、レジスト膜を形成した。環状線ＲＬ１の半径を１００ｍｍとし、環状線ＲＬ２の半径を７５ｍｍとし、環状線ＲＬ３の半径を５０ｍｍとした。環状線ＲＬ１上には７．５ｇのレジスト剤を供給し、環状線ＲＬ２上には５ｇのレジスト剤を供給し、環状線ＲＬ３上には７．５ｇのレジスト剤を供給し、中心領域ＣＡ１上には１０ｇのレジスト剤を供給した。レジスト剤を塗る広げる際の回転数（回転角速度）を６００ｒｐｍとし、回転継続時間を６０ｓとした。
【００７７】
〔比較例〕
直径４５０ｍｍのウェハＷを準備し、以下の条件でレジスト膜を形成した。塗布液として、粘度約４０００ｃＰのレジスト剤を用い、中心領域ＣＡ１上のみに約３０ｇのレジスト液を供給したのち、ウェハＷの回転によりレジスト剤を塗り広げた。その後、レジスト剤を硬化させてレジスト膜を形成した。レジスト剤を塗る広げる際の回転数（回転角速度）を６００ｒｐｍとし、回転継続時間を６０ｓとした。
【００７８】
〔比較結果〕
実施例及び比較例に係るサンプルのそれぞれについて、膜厚のばらつき値（標準偏差の３倍）を算出した。その結果、比較例のサンプルにおける膜厚のばらつき値は、膜厚の平均値に対して５．９％であった。実施例のサンプルにおける膜厚のばらつき値は、膜厚の平均値に対して３．９％であった。これらの結果から、本実施形態によれば、膜厚の均一性が向上することが確認された。
【符号の説明】
【００７９】
２０…回転保持部、３０…塗布液供給部、１００…制御部、ＡＸ１…回転中心、ＣＡ１…中心領域、ＣＬ１，ＣＬ２…接続線、ＥＬ１，ＥＬ２…包囲線、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…レジスト剤、ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３…環状線、Ｕ１…塗布ユニット（塗布装置）、Ｗ…ウェハ（基板）、Ｗａ…表面。
【図１】
2015177121.tif 000003
【図２】
2015177121.tif 000004
【図３】
2015177121.tif 000005
【図４】
2015177121.tif 000006
【図５】
2015177121.tif 000007
【図６】
2015177121.tif 000008
【図７】
2015177121.tif 000009
【図８】
2015177121.tif 000010
【図９】
2015177121.tif 000011
【図１０】
2015177121.tif 000012
【図１１】
2015177121.tif 000013