(57)【要約】【課題】被処理基板上の最初に薬液を塗布した場所と、最後に薬液を塗布した場所との乾燥度の違いの発生をなるべく防止して、できるだけ均一な液膜を形成することができる優れた液膜形成装置を提供すること。【解決手段】螺旋塗布装置１は、回転する被処理基板１０に対してその上を径方向に移動する薬液供給ノズル８から薬液を吐出し、被処理基板１０上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板１０上に液膜を形成する。被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａの被処理基板１０側に、径方向の中心側６ｘが薄くて径方向の外周側６ｙが厚い断面形状となるようなテーパ面６ｚを形成し、薬液供給ノズル８から薬液を吐出する塗布開始位置を、被処理基板１０の径方向の中心側１０ａに設定し、薬液の塗布終了位置を被処理基板１０の径方向の外周側１０ｂに設定する。【選択図】図４
2004095726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、
前記径方向の中心側が薄くて前記径方向の外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって前記被処理基板の上方を覆い、
前記被処理基板の径方向の中心側より、前記薬液の塗布を開始し、前記径方向の外周側で前記薬液の塗布を終了することを特徴とする液膜形成方法。
【請求項２】
回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、
前記径方向の中心側が厚くて前記径方向の外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって前記被処理基板の上方を覆い、
前記被処理基板の径方向の外周側より、前記薬液の塗布を開始し、前記被処理基板の中心側で前記薬液の塗布を終了することを特徴とする液膜形成方法。
【請求項３】
回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成装置において、
前記被処理基板の上方を覆う蓋体の被処理基板側に、前記径方向の中心側が薄くて前記径方向の外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を形成し、
前記薬液供給部から前記薬液を吐出する塗布開始位置を、前記径方向の中心側に設定し、前記薬液の塗布終了位置を前記径方向の外周側に設定することを特徴とする液膜形成装置。
【請求項４】
回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成装置において、
前記被処理基板の上方を覆う蓋体の被処理基板側に、前記径方向の中心側が厚くて前記径方向の外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を形成し、
前記薬液供給部から前記薬液を吐出する塗布開始位置を、前記径方向の外周側に設定し、前記薬液の塗布終了位置を前記被処理基板の中心側に設定することを特徴とする液膜形成装置。
【請求項５】
回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、
前記被処理基板の径方向の中心側より、前記薬液の塗布を開始し、前記径方向の外周側で前記薬液の塗布を終了する場合、前記径方向の中心側が薄くて前記径方向の外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆って乾燥させることを特徴とする液膜形成方法。
【請求項６】
回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、
前記被処理基板の径方向の外周側より、前記薬液の塗布を開始し、前記被処理基板の中心側で前記薬液の塗布を終了する場合、前記径方向の中心側が厚くて前記径方向の外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆って乾燥させることを特徴とする液膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板に対して薬液を螺旋状の軌跡を描くように塗布して成膜を行う液膜形成方法及び液膜形成装置に関し、更に詳細には、被処理基板上に形成された液膜の均一化を図ることができる液膜形成方法及び液膜形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造におけるリソグラフィ工程では、被処理基板の表面に薬液を塗布する液膜形成方法にスピンコート法が採用されていた。しかし、この方法ではウェハ表面から薬液が多く飛散してしまうために無駄が多く、そうして排出された薬液による環境への影響もあった。また、方形の基板や１２インチ以上の大きい円形基板の場合には、基板の外周部で乱気流が生じて膜厚が不均一になるという問題があった。
そこで従来から、膜厚を均一にしたり、使用する薬液の量を少なくするための方法として、特開２０００−２８８４５０号公報や特開２０００−３５０９５５号公報などで、回転する被処理基板に対して薬液供給ノズルを径方向へ移動させる間に薬液を吐出し、その被処理基板に対して薬液を螺旋状の軌跡を描くようにして塗布する液膜形成方法が採用されている。
【０００３】
そして当該公報には、その液膜形成を行うに際して、被処理基板上を移動する際、薬液供給ノズルからのレジスト液の吐出、その吐出の際の薬液供給速度、薬液供給ノズルの移動、その移動速度、基板の回転、およびその回転速度を適宜制御することが記載されている。
すなわち特開２０００−２８８４５０号公報の方法では、例えば薬液供給ノズルからの薬液の吐出に関し、薬液供給ノズルを基板上で移動している際、薬液の吐出を連続し、または薬液供給ノズルの基板上の位置に応じて薬液の吐出を中断して、膜厚の均一化やレジスト使用量の削減を図るようにしている。そして、特開２０００−３５０９５５号公報の方法では、薬液供給ノズルが移動する間に薬液供給量を漸次多くして基板の中央部と周辺部との間で単位面積あたりの薬液塗布量を等量にして均一な膜を形成するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、薬液を被処理基板に塗布すると、塗布した直後から薬液の乾燥が始まるため、被処理基板上の最初に塗布した場所と、最後に塗布した場所とでは、薬液の乾燥度の違いが生じ、この乾燥度の違いにより、均一な液膜を形成することができない問題があった。
そこで、本発明は、上述した問題を解決するべく、被処理基板上の最初に薬液を塗布した場所と、最後に薬液を塗布した場所との乾燥度の違いの発生をなるべく防止して、できるだけ均一な液膜を形成することができる優れた液膜形成方法、または液膜形成装置を提供することを目的する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、前記径方向の中心側が薄くて前記径方向の外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって前記被処理基板の上方を覆い、前記被処理基板の径方向の中心側より、前記薬液の塗布を開始し、前記径方向の外周側で前記薬液の塗布を終了することを特徴とする。
【０００６】
また、請求項１に係る液膜形成方法によれば、回転する被処理基板上の最初に塗布した径方向の中心側から乾燥が始まり、最後に塗布した径方向の外周側の乾燥が最後になる場合、径方向の中心側が薄くて外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆うと、外周側から中心側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の中心側の上方において、溶剤の雰囲気を密にする。これにより、被処理基板上の最初に塗布した径方向の中心側と、最後に塗布した径方向の外周側との乾燥度の違いの発生をなるべく防止でき、被処理基板上の最初に塗布した部分の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【０００７】
また、請求項２に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、前記径方向の中心側が厚くて前記径方向の外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって前記被処理基板の上方を覆い、前記被処理基板の径方向の外周側より、前記薬液の塗布を開始し、前記被処理基板の中心側で前記薬液の塗布を終了することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る液膜形成方法によれば、回転する被処理基板上の最初に塗布した径方向の外周側から乾燥が始まり、最後に塗布した径方向の中心側の乾燥が最後になる場合、径方向の中心側が厚くて外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆うと、中心側から外周側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の外周側の上方において、溶剤の雰囲気を密にする。これにより、被処理基板上の最初に塗布した径方向の外周側と、最後に塗布した径方向の中心側の乾燥度の違いの発生をなるべく防止でき、被処理基板上の最初に塗布した部分の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【０００９】
また、請求項３に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成装置において、前記被処理基板の上方を覆う蓋体の被処理基板側に、前記径方向の中心側が薄くて前記径方向の外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を形成し、前記薬液供給部から前記薬液を吐出する塗布開始位置を、前記径方向の中心側に設定し、前記薬液の塗布終了位置を前記径方向の外周側に設定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る液膜形成装置によれば、回転する被処理基板上の塗布開始位置である径方向の中心側から乾燥が始まり、塗布終了位置である径方向の外周側の乾燥が最後になる場合、径方向の中心側が薄くて外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆うと、径方向の外周側から中心側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の中心側の上方において、溶剤の雰囲気を密にする。これにより、被処理基板上の塗布開始位置である径方向の中心側と、塗布終了位置である径方向の外周側との乾燥度の違いの発生をなるべく防止でき、被処理基板上の最初に塗布した部分の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成装置において、前記被処理基板の上方を覆う蓋体の被処理基板側に、前記径方向の中心側が厚くて前記径方向の外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を形成し、前記薬液供給部から前記薬液を吐出する塗布開始位置を、前記径方向の外周側に設定し、前記薬液の塗布終了位置を前記被処理基板の中心側に設定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に係る液膜形成装置によれば、回転する被処理基板上の塗布開始位置である径方向の外周側から乾燥が始まり、塗布終了位置である径方向の中心側の乾燥が最後になる場合、径方向の中心側が厚くて外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆うと、径方向の中心側から外周側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の外周側の上方において、溶剤の雰囲気を密にする。これにより、被処理基板上の塗布開始位置である径方向の外周側と、塗布終了位置である径方向の中心側との乾燥度の違いの発生をなるべく防止でき、被処理基板上の最初に塗布した部分の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００１３】
また、請求項５に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、前記被処理基板の径方向の中心側より、前記薬液の塗布を開始し、前記径方向の外周側で前記薬液の塗布を終了する場合、前記径方向の中心側が薄くて前記径方向の外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆って乾燥させることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に係る液膜形成方法によれば、回転する被処理基板上の最初に塗布した径方向の中心側から乾燥が始まり、最後に塗布した径方向の外周側の乾燥が最後になる場合、径方向の中心側が薄くて外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆って乾燥させると、径方向の外周側から中心側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の中心側の上方において、溶剤の雰囲気を密にする。これにより、被処理基板上の最初に塗布した径方向の中心側と、最後に塗布した径方向の外周側との乾燥度の違いの発生をなるべく防止でき、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００１５】
また、請求項６に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、前記被処理基板の径方向の外周側より、前記薬液の塗布を開始し、前記被処理基板の中心側で前記薬液の塗布を終了する場合、前記径方向の中心側が厚くて前記径方向の外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆って乾燥させることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に係る液膜形成方法によれば、回転する被処理基板上の最初に塗布した径方向の外周側から乾燥が始まり、最後に塗布した径方向の中心側の乾燥が最後になる場合、径方向の中心側が厚くて外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆って乾燥させると、径方向の中心側から外周側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の外周側の上方において、溶剤の雰囲気を密にする。これにより、被処理基板上の最初に塗布した径方向の外周側と、最後に塗布した径方向の中心側の乾燥度の違いの発生をなるべく防止して、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液膜形成方法、または液膜形成装置につき具体化した実施形態に基づいて図面参照しつつ詳細に説明する。図１は、本実施の形態の液膜形成装置を示す模式図である。
【００１８】
螺旋塗布装置１の装置本体２の底面側には、回転駆動モータを備える回転駆動部３が配置され、回転駆動部３から上方に突き出る回転軸３ａの嵌合凹部３ｂに回転テーブル４の下方に突き出る嵌合凸部４ａがはめ込まれている。回転テーブル４の上面には、多孔質からなる円盤状の吸着プレート５が設けられている。吸着プレート５の下方には、吸引用管部５ａが嵌合凸部４ａ及び回転軸３ａを上下方向に貫通するように設けられ、回転軸３ａを覆う処理容器支持部Ｑを水平方向に貫通する吸引用管部Ｑ１が吸引用管部５ａと連結するので、吸引用管部Ｑ１及び吸引用管部５ａを介して吸引装置（図示せず）が、吸着プレート５はその上に載置された被処理基板１０を真空吸着して固定する。そのため、被処理基板１０を回転軸３ａに対してセンタリングした後、被処理基板１０を吸着プレート５を介して吸引する回転テーブル４は、回転駆動部３の回転出力によって所定の回転速度で回転するように構成されている。
【００１９】
処理容器支持部Ｑ上には、被処理基板１０の形状に沿った空間を有する処理容器６が支持され、処理容器６は回転テーブル４及びその上の被処理基板１０を包み込むような形状になっている。そして、その処理容器６の蓋体６ａには、その上から被処理基板１０に対して薬液を落とすためのスリット６ｓが径方向に形成されている。スリット６ｓは、回転テーブル４の中心、すなわち載置された被処理基板の中心から液膜の最外径となる位置まで直線状に切り欠かれている。
【００２０】
装置本体２内には、被処理基板１０へ薬液を塗布するための薬液供給部としての薬液供給ノズル８が移動可能に設けられており、この薬液供給ノズル８は、被処理基板１０の径方向に沿ったスリット６ｓ上を移動できるように処理容器６上に構成されている。具体的には、スライドレール１１とノズル移動モータ１２に連結された回転軸１３とが並設されており、スライドレール１１を摺動して直線往復運動するため、薬液供給ノズル８と回転軸１３との間には、ノズル移動モータ１２の回転力を薬液供給ノズル８の直線運動に変えるボールネジや磁気ネジが構成されている。
【００２１】
薬液供給ノズル８は、薬液を収容した薬液タンク１５に対し、薬液供給ポンプ１６を介してチューブ１７ａ、１７ｂによって接続されている。この薬液供給ポンプ１６は、空気圧供給弁１８からの空気圧によってポンプ室２５上に設けられたダイヤフラム２１を動作させることによって、薬液タンク１５から薬液供給ノズル８へと薬液を所定の圧力で供給するようにしたものである。薬液供給ポンプ１６には、薬液の吐出圧力を検出する圧力センサ２２が内蔵されており、ポンプ室２５の入力側及び出力側には、ポンプ室２５に薬液を蓄えて所定圧で供給するための、薬液供給遮断弁２３と薬液排出遮断弁２４とがそれぞれ設けられている。このような構成により、薬液供給ノズル８から、安定した噴流の薬液が被処理基板１０に対して吐出されることになる。
【００２２】
螺旋塗布装置１は、被処理基板１０の回転数、薬液供給ノズル８の移動速度、そして薬液供給ノズル８からの薬液供給速度（薬液の吐出圧力）をパラメータとして、これらを同時に制御するように構成されており、回転駆動部３に対しては回転用コントローラ３１が、ノズル移動モータ１２に対してはノズル移動用コントローラ３２が、また空気圧供給弁１８と圧力センサ２２にはポンプ用コントローラ３３がそれぞれ接続されている。そして、薬液が被処理基板上に供給される間、被処理基板１０の回転数、薬液供給ノズル８の駆動速度、及び薬液供給ノズル８からの薬液供給速度が各コントローラ３１、３２、３３により管理されるが、更にこれらにはメインコントローラ３０が接続され統括管理できるように構成されている。
【００２３】
螺旋塗布装置１の場合、薬液供給ノズル８から吐出される微細噴流の薬液を、回転する被処理基板１０に対して螺旋状に塗布するいわゆる螺旋塗布を実行する。そのため、回転駆動部３によって回転テーブル４に回転が与えられ、螺旋塗布の実行時には、吸着プレート５に保持された被処理基板１０は、回転駆動部３の出力に応じた所定の回転速度で回転する。また、薬液タンク１５内の薬液が薬液供給ポンプ１６によって薬液供給ノズル８へ圧送され、所定の供給速度の微細噴流となった薬液が、薬液供給ノズル８から直下に吐出されるので、薬液は細い流線となって途切れることなく吐出され、薬液供給ノズル８が被処理基板１０に対して相対的に移動する間に、スリット６ｓを通って被処理基板１０上に供給される。
【００２４】
被処理基板１０に対する薬液の供給は、その中心側から外周側に向けて、又は外周側から中心側に向けて薬液供給ノズル８が移動する際に行われる。薬液供給ノズル８の移動は、ノズル移動モータ１２の駆動によって行われ、回転軸１３に回転が与えられると、その回転が不図示のボールネジや磁気ネジによって薬液供給ノズル８の直線運動に変換される。そのため、薬液供給ノズル８は、スライドレール１１を摺動してスリット６ｓの上方を、吐出口が真下になる姿勢を崩さずに移動していく。そして、薬液供給ノズル８による被処理基板１０全面の塗布の終了後に、薬液供給ノズル８を被処理基板１０以外に退避させ、薬液の吐出を終了するが、被処理基板１０上の液膜を均一にするため、塗布の終了後に更に回転を継続することにより、レベリング処理を行う。
【００２５】
図２は、螺旋塗布のイメージ図であるが、液膜形成時には、回転する被処理基板１０に対して径方向に移動する薬液供給ノズル８から薬液が吐出されると、被処理基板１０上には、図示するように微細噴流の薬液が流線になって渦巻き状に順次供給されていく。そして渦巻き状に供給された薬液は広がって隣接する薬液同士が結合し、被処理基板１０上には一つの液膜が形成される。
図３は、処理容器６内の構成及び回転駆動部３等を拡大して示す断面図である。被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａの被処理基板１０側には、前記径方向の中心側６ｘが薄くて前記径方向の外周側６ｙが厚い断面形状となるようなテーパ面６ｚが形成されている。そのため、蓋体６ａの径方向の中心側６ｘは、被処理基板１０上に大きい空間（空間長さＬ１＝５．５ｍｍ）が形成されているのに対して、蓋体６ａの径方向の外周側６ｙは、被処理基板１０上に小さい空間（空間長さＬ２＝３．５ｍｍ）が形成されることになる。この場合、蓋体６ａの径方向の中心から径方向の最外周までの距離はおよそ１２０ｍｍであり、また、被処理基板１０上の小さい空間（空間長さＬ２＝３．５ｍｍ）は、被処理基板１０上の大きい空間（空間長さＬ１＝５．５ｍｍ）のおよそ６割程度となる。
【００２６】
図４は、図３の場合の気流の流れ等を示すイメージ図である。蓋体６ａの被処理基板１０側に中心側６ｘから外周側６ｙに向かって下るテーパ面６ｚが形成されている場合、薬液供給ノズル８から薬液を吐出する塗布開始位置を、被処理基板１０の前記径方向の中心側１０ａに設定し、薬液の塗布終了位置を被処理基板１０の径方向の外周側１０ｂに設定する。すると、図４に示すように、被処理基板１０上から揮発する薬液には、外周側１０ｂから中心側１０ａへ向かう気流Ｋ１が生じるために、被処理基板１０上の径方向の中心側１０ａの上方において、溶剤の雰囲気の密の部分Ｋ２を形成することになる。その結果、被処理基板１０上の最初に塗布した径方向の中心側１０ａと、最後に塗布した径方向の外周側１０ｂとの乾燥度の時間的な違いの発生をなるべく防止でき、特に径方向の中心側１０ａにおいて、被処理基板１０上の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００２７】
ここで被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａの被処理基板１０側にテーパ面６ｚを形成しない場合、すなわち、平板状の場合を図５に示すが、図３と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。この場合、図５に示すように、蓋体６ａの径方向の中心側６ｘから径方向の外周側６ｙに亘って、被処理基板１０上に一定幅の空間（空間長さＬ３＝３．５ｍｍ）が形成されることになる。その場合の被処理基板１０上の空間における薬液塗布時濃度分布を、図６に示す。
図６は横軸に被処理基板１０上の塗布開始位置（０ｍｍ）から塗布終了位置（最大１００ｍｍ程度）までの位置を表し、縦軸に被処理基板１０から上方へ向かっての距離（最大３．０ｍｍ程度）を表し、グラフは揮発した薬液の同一濃度のポイントを結んだ場合の分布を表している。薬液は有機溶剤を含み、その有機溶剤は塗布するためのものであるが、被処理基板１０上に塗布されると、揮発する性質がある。
このグラフによると、薬液塗布時濃度分布には、塗布開始位置（０ｍｍ）から塗布終了位置（１００ｍｍ）に向かって濃淡があり、また、被処理基板１０から上方へ向かって濃淡があることが分かり、これは塗布開始位置（０ｍｍ）から乾燥が始まり、塗布終了位置（１００ｍｍ）で、乾燥が最後になることを意味している。
【００２８】
こうして形成された被処理基板１０上の液膜は、その後、液膜中にある溶剤を乾燥除去する乾燥除去工程が行われるが、その乾燥除去工程によって、液膜の膜厚は薄くなる。ここで、乾燥除去工程後の液膜の膜厚の状態を、図７及び図８に示す。図７は、被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａが平板状の場合の塗布開始位置（０ｍｍ）から塗布終了位置（１００ｍｍ）までの位置と被処理基板１０上の膜厚との関係を示す。それに対し、図８は、被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａの被処理基板１０側にテーパ面６ｚを形成する場合の塗布開始位置（０ｍｍ）から塗布終了位置（１００ｍｍ）までの位置と被処理基板１０上の膜厚との関係を示す。
それによると、図７は、膜厚４０００オングストロームを基準として上下に大きく振れがあるのに対して、図８は、膜厚４０００オングストロームを基準として上下の振れが少ない。これは、被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａが平板状の場合（図７参照）、膜厚４０００オングストロームを基準として上下に大きく振れて、膜厚が均一でないのに対して、被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａの被処理基板１０側にテーパ面６ｚを形成する場合（図８参照）、膜厚４０００オングストロームを基準として上下の振れが少なく、図７の場合に比べて、膜厚が均一であることを意味する。
【００２９】
このような結果は、被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａの被処理基板１０側にテーパ面６ｚを形成するので、被処理基板１０上から揮発する薬液には、径方向の外周側１０ｂから中心側１０ａへ向かう気流Ｋ１が生じるために（図４参照）、被処理基板１０上の径方向の中心側１０ａの上方において、溶剤の雰囲気の密の部分Ｋ２が形成され、特に径方向の中心側１０ａにおいて、被処理基板上の最初に塗布した部分の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができると推察できるのに対して、被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａの被処理基板１０側にテーパ面６ｚを形成しない平板の場合、このような現象が生じないと推察できる。
薬液供給ノズル８から薬液を吐出して薬液を被処理基板１０に塗布した後、被処理基板１０の上方を蓋体６ａで覆った状態で、被処理基板１０を更に一定時間回転させ続け、蓋体６ａを開けた状態で一定時間だけ回転数を変化させるレベリングを行う。その後、被処理基板１０を、図９に示す乾燥室Ｈ１内に移してベイクして乾燥させるが、ベイクにより有機溶剤が抜けることになる。図９は、乾燥室Ｈ１内を示すイメージ図である。
【００３０】
乾燥室Ｈ１は、図９に示すように、底面部にヒ−タＨ２を備える密閉空間となっており、ヒ−タＨ２と被処理基板１０とが直接に接触しないように、ヒ−タＨ２上に断熱支持材Ｈ３が設けられ、断熱支持材Ｈ３上に被処理基板１０が支持されている。その被処理基板１０の下側には、溶剤雰囲気が回り込まない程度の空間（高さ５ｍｍ程度）が設けられている。この場合、被処理基板１０の径方向の中心側より薬液の塗布を開始し、前記径方向の外周側で前記薬液の塗布を終了するので、乾燥室Ｈ１は、径方向の中心側６ｘが薄くて径方向の外周側６ｙが厚い断面形状となるようなテーパ面６ｚを被処理基板側１０に形成した蓋体６ａでもって前記被処理基板１０の上方を覆って乾燥させる。
このような蓋体６ａでもって、前記被処理基板１０の上方を覆って乾燥させると、径方向の外周側１０ｂから中心側１０ａへ向かう気流Ｋ１が生じるために、塗布開始位置である径方向の中心側１０ａの上方において、溶剤の雰囲気が密になる部分Ｋ２が形成される。そして、被処理基板１０の上方の溶剤雰囲気が飽和状態の場合、特に径方向の中心側において、被処理基板１０上の最初に塗布した径方向の中心側１０ａと、最後に塗布した径方向の外周側１０ｂとの乾燥度の違いの発生をなるべく防止して、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、回転する被処理基板１０に対してその上を径方向に移動する薬液供給ノズル８から薬液を吐出し、被処理基板１０上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板１０上に液膜を形成する螺旋塗布装置１において、被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａの被処理基板１０側に、径方向の中心側６ｘが薄くて前記径方向の外周側６ｙが厚い断面形状となるようなテーパ面６ｚを形成し、前記薬液供給ノズル８から前記薬液を吐出する塗布開始位置を、前記被処理基板１０の前記径方向の中心側１０ａに設定し、薬液の塗布終了位置を前記被処理基板１０の径方向の外周側１０ｂに設定するので、塗布開始位置である径方向の中心側１０ａから乾燥が始まり、塗布終了位置である径方向の外周側１０ｂの乾燥が最後になる場合、前記蓋体６ａでもって、前記被処理基板１０の上方を覆って乾燥させると、外周側１０ｂから中心側１０ａへ向かう気流Ｋ１が生じるために、塗布開始位置である径方向の中心側１０ａの上方において、溶剤の雰囲気に密の部分Ｋ２が形成される。これにより、被処理基板１０上の塗布開始位置である径方向の中心側１０ａと、塗布終了位置である径方向の外周側１０ｂとの乾燥度の時間的な違いの発生をなるべく防止でき、被処理基板１０上の最初に塗布した部分の薬液の流動性を確保して、レベリングにより薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００３２】
次に、他の実施の形態について、図１０乃至図１２を参照して説明する。
図１０は、他の実施の形態の液膜形成装置の要部を拡大して示す断面図であり、図１１は、図１０の場合の気流の流れ等を示すイメージ図であり、図１２は、乾燥室内を示すイメージ図である。図１０乃至図１２に示す部材については、図３、図４及び図９に示す部材と同一の部材についてはそれぞれ同一の符号を付して詳細な説明を省略する。被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａの被処理基板１０側には、径方向の中心側６ｘが厚くて前記径方向の外周側６ｙが薄い断面形状となるようなテーパ面６ｗが形成されている。そのため、蓋体６ａの径方向の中心側６ｘは、被処理基板１０上に小さい空間（空間長さＬ４＝１．５ｍｍ）が形成されているのに対して、蓋体６ａの径方向の外周側６ｙは、被処理基板１０上に大きい空間（空間長さＬ５＝３．５ｍｍ）が形成されることになる。
【００３３】
このように蓋体６ａの被処理基板１０側に径方向の外周側６ｙから中心側６ｘに向かって下るテーパ面６ｗが形成されている場合、薬液供給ノズル８から薬液を吐出する塗布開始位置を、前記被処理基板１０の前記径方向の外周側１０ｂに設定し、前記薬液の塗布終了位置を前記被処理基板１０の径方向の中心側１０ａに設定すると、図１１に示すように、被処理基板１０上から揮発する薬液には、中心側１０ａから外周側１０ｂへ向かう気流Ｋ３が生じるために、被処理基板１０上の径方向の外周側１０ｂの上方において、溶剤の雰囲気の密の部分Ｋ４を形成する。
【００３４】
このように径方向の外周側１０ｂの上方における溶剤の雰囲気の密の部分Ｋ４が形成されると、被処理基板１０上の塗布開始位置である径方向の外周側１０ｂと、塗布終了位置である径方向の中心側１０ａとの乾燥度の時間的な違いの発生をなるべく防止できる。そのため、特に径方向の外周側１０ｂにおいて、被処理基板１０上の薬液の流動性を確保して、レベリングにより薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができると推察される。
【００３５】
また、薬液供給ノズル８から薬液を吐出して薬液を塗布した後、被処理基板１０を、図１２に示す乾燥室Ｈ１内に移してベイクして乾燥させる。乾燥室Ｈ１は、底面部にヒ−タＨ２を備える密閉空間となっており、ヒ−タＨ２上に断熱支持材Ｈ３が設けられ、断熱支持材Ｈ３上に被処理基板１０が支持されている。この場合、被処理基板１０の径方向の外周側１０ｂより、薬液の塗布を開始し、被処理基板１０の中心側１０ａで薬液の塗布を終了するので、乾燥室Ｈ１は、径方向の中心側６ｘが厚くて径方向の外周側６ｙが薄い断面形状となるようなテーパ面６ｗを被処理基板１０側に形成した蓋体６ａでもって被処理基板１０の上方を覆って乾燥させる。
このようなテーパ面６ｗを備える蓋体６ａでもって、前記被処理基板１０の上方を覆って乾燥させると、径方向の中心側１０ａから外周側１０ｂへ向かう気流Ｋ３が生じるために、塗布開始位置である径方向の外周側１０ｂの上方において、溶剤の雰囲気が密になる部分Ｋ４が形成される。これにより、被処理基板１０上の塗布開始位置である径方向の外周側１０ｂと、塗布終了位置である径方向の中心側１０ａとの乾燥度の時間的な違いの発生をなるべく防止できる。そして、特に径方向の外周側１０ｂにおいて、被処理基板１０上の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００３６】
以上説明したように、他の実施の形態によれば、回転する被処理基板１０に対してその上を径方向に移動する薬液供給ノズル８から薬液を吐出し、被処理基板１０上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板１０上に液膜を形成する螺旋塗布装置１において、前記被処理基板１０の上方を覆う蓋体６ａの被処理基板１０側に、前記径方向の中心側６ｘが厚くて前記径方向の外周側６ｙが薄い断面形状となるようなテーパ面６ｗを形成し、前記薬液供給ノズル８から前記薬液を吐出する塗布開始位置を、前記径方向の外周側１０ｂに設定し、前記薬液の塗布終了位置を前記被処理基板１０の中心側１０ａに設定する。それにより、回転する被処理基板１０上の塗布開始位置である径方向の外周側１０ｂから乾燥が始まり、塗布終了位置である径方向の中心側１０ａの乾燥が最後になる場合、径方向の中心側６ｘが厚くて外周側６ｙが薄い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板１０側に形成した蓋体６ａでもって、前記被処理基板１０の上方を覆うと、中心側１０ａから外周側１０ｂへ向かう気流Ｋ３が生じるために、塗布開始位置である径方向の外周側１０ｂの上方において、溶剤の雰囲気に密の部分Ｋ４が形成される。これにより、被処理基板１０上の塗布開始位置である径方向の外周側１０ｂと、塗布終了位置である径方向の中心側１０ａとの乾燥度の時間的な違いの発生をなるべく防止できる。そして、特に径方向の外周側１０ｂにおいて、被処理基板１０上の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００３７】
尚、径方向の中心側６ｘが厚くて前記径方向の外周側６ｙが薄い断面形状となるようなテーパ面６ｗを形成した蓋体６ａと、径方向の中心側６ｘが薄くて前記径方向の外周側６ｙが厚い断面形状となるようなテーパ面６ｚを形成した蓋体６ａとは、被処理基板１０側のテーパ面が異なるにすぎず、その他同一形状であるので、必要に応じて蓋体６ａを取り替えることができる。それにより、塗布開始位置を被処理基板１０の径方向の中心側１０ａに設定するとともに、薬液の塗布終了位置を被処理基板１０の径方向の外周側１０ｂに設定した場合、乾燥工程において、径方向の中心側６ｘが薄くて前記径方向の外周側６ｙが厚い断面形状となるようなテーパ面６ｚを形成した蓋体６ａを使用するのに対して、塗布開始位置を被処理基板１０の径方向の外周側１０ｂに設定するとともに、薬液の塗布終了位置を被処理基板１０の径方向の中心側１０ａに設定した場合、乾燥工程において、径方向の中心側６ｘが厚くて前記径方向の外周側６ｙが薄い断面形状となるようなテーパ面６ｗを形成した蓋体６ａを使用することができる。
尚、本発明の実施の形態は上述した例に限らず、様々な形態に応用が可能である。例えば、実施の形態では半導体製造装置で製造される半導体ウエハ等の被処理基板に適用したが、別の被処理基板などにも適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した通り、請求項１に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、前記径方向の中心側が薄くて前記径方向の外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって前記被処理基板の上方を覆い、前記被処理基板の径方向の中心側より、前記薬液の塗布を開始し、前記径方向の外周側で前記薬液の塗布を終了するので、最初に塗布した径方向の中心側から乾燥が始まり、最後に塗布した径方向の外周側の乾燥が最後になる場合、前記蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆うと、外周側から中心側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の中心側の上方において、溶剤の雰囲気が密になる。これにより、被処理基板上の最初に塗布した径方向の中心側と、最後に塗布した径方向の外周側との乾燥度の違いの発生をなるべく防止できる。そして、特に径方向の中心側において、被処理基板上の最初に塗布した部分の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００３９】
また、請求項２に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、前記径方向の中心側が厚くて前記径方向の外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって前記被処理基板の上方を覆い、前記被処理基板の径方向の外周側より、前記薬液の塗布を開始し、前記被処理基板の中心側で前記薬液の塗布を終了するので、最初に塗布した径方向の外周側から乾燥が始まり、最後に塗布した径方向の中心側の乾燥が最後になる場合、前記蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆うと、径方向の中心側から外周側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の外周側の上方において、溶剤の雰囲気が密になる。これにより、被処理基板上の最初に塗布した径方向の外周側と、最後に塗布した径方向の中心側の乾燥度の違いの発生をなるべく防止できる。そして、特に径方向の外周側において、被処理基板上の最初に塗布した部分の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００４０】
また、請求項３に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成装置において、前記被処理基板の上方を覆う蓋体の被処理基板側に、前記径方向の中心側が薄くて前記径方向の外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を形成し、前記薬液供給部から前記薬液を吐出する塗布開始位置を、前記径方向の中心側に設定し、前記薬液の塗布終了位置を前記径方向の外周側に設定するので、塗布開始位置である径方向の中心側から乾燥が始まり、塗布終了位置である径方向の外周側の乾燥が最後になる場合、前記蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆うと、外周側から中心側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の中心側の上方において、溶剤の雰囲気が密になる。これにより、被処理基板上の塗布開始位置である径方向の中心側と、塗布終了位置である径方向の外周側との乾燥度の違いの発生をなるべく防止できる。そして、特に径方向の中心側において、被処理基板上の最初に塗布した部分の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００４１】
また、請求項４に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成装置において、前記被処理基板の上方を覆う蓋体の被処理基板側に、前記径方向の中心側が厚くて前記径方向の外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を形成し、前記薬液供給部から前記薬液を吐出する塗布開始位置を、前記径方向の外周側に設定し、前記薬液の塗布終了位置を前記被処理基板の中心側に設定するので、塗布開始位置である径方向の外周側から乾燥が始まり、塗布終了位置である径方向の中心側の乾燥が最後になる場合、前記蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆うと、径方向の中心側から外周側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の外周側の上方において、溶剤の雰囲気が密になる。これにより、被処理基板上の塗布開始位置である径方向の外周側と、塗布終了位置である径方向の中心側との乾燥度の違いの発生をなるべく防止できる。そして、特に径方向の外周側において、被処理基板上の最初に塗布した部分の薬液の流動性を確保して、薬液中の固形分を分散させることができるので、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００４２】
また、請求項５に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、前記被処理基板の径方向の中心側より、前記薬液の塗布を開始し、前記径方向の外周側で前記薬液の塗布を終了する場合、前記径方向の中心側が薄くて前記径方向の外周側が厚い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆って乾燥させるので、最初に塗布した径方向の中心側から乾燥が始まり、最後に塗布した径方向の外周側の乾燥が最後になり、前記蓋体でもって前記被処理基板の上方を覆って乾燥させると、径方向の外周側から中心側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の中心側の上方において、溶剤の雰囲気が密になる。これにより、被処理基板上の最初に塗布した径方向の中心側と、最後に塗布した径方向の外周側との乾燥度の違いの発生をなるべく防止でき、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【００４３】
また、請求項６に係る発明によれば、回転する被処理基板に対してその上を径方向に移動する薬液供給部から薬液を吐出し、被処理基板上に螺旋状の軌跡を描いて薬液を塗布することにより、被処理基板上に液膜を形成する液膜形成方法において、前記被処理基板の径方向の外周側より、前記薬液の塗布を開始し、前記被処理基板の中心側で前記薬液の塗布を終了する場合、前記径方向の中心側が厚くて前記径方向の外周側が薄い断面形状となるようなテーパ面を被処理基板側に形成した蓋体でもって、前記被処理基板の上方を覆って乾燥させるので、最初に塗布した径方向の外周側から乾燥が始まり、最後に塗布した径方向の中心側の乾燥が最後になり、前記蓋体でもって前記被処理基板の上方を覆って乾燥させると、径方向の中心側から外周側へ向かう気流が生じるために、塗布開始位置である径方向の外周側の上方において、溶剤の雰囲気が密になる。これにより、被処理基板上の最初に塗布した径方向の外周側と、最後に塗布した径方向の中心側の乾燥度の違いの発生をなるべく防止でき、できるだけ均一な液膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の液膜形成装置全体を示す模式図である。
【図２】螺旋塗布のイメージ図である。
【図３】本実施の形態の液膜形成装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】図３の場合の気流の流れ等を示すイメージ図である。
【図５】比較のために示す一般的な液膜形成装置要部を拡大断面図である。
【図６】図５の場合の薬液塗布時濃度分布を示す図である。
【図７】図５の装置で形成された膜厚と位置との関係を示すグラフ図である。
【図８】図３の装置で形成された膜厚と位置との関係を示すグラフ図である。
【図９】乾燥室を示すイメージ図である。
【図１０】他の実施の形態の液膜形成装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１１】図１０の場合の気流の流れ等を示すイメージ図である。
【図１２】乾燥室を示すイメージ図である。
【符号の説明】
１　　　　　螺旋塗布装置（液膜形成装置）
２　　　　　装置本体
３　　　　　　回転駆動部
４　　　　　回転テーブル
６　　　　　処理容器
６ｓ　　　スリット
６ａ　　　　蓋体
６ｘ　　　　蓋体の径方向の中心側
６ｙ　　　　蓋体の径方向の外周側
６ｚ　　テーパ面
６ｗ　　テーパ面
８　　　　　　薬液供給ノズル（薬液供給部）
１０　　　被処理基板
１０ａ　径方向の中心側
１０ｂ　　径方向の外周側
Ｋ１　　気流
Ｋ２　　　　溶剤雰囲気の密の部分
Ｋ３　　気流
Ｋ４　　　　溶剤雰囲気の密の部分
【図１】
2004095726.tif 000003
【図２】
2004095726.tif 000004
【図３】
2004095726.tif 000005
【図４】
2004095726.tif 000006
【図５】
2004095726.tif 000007
【図６】
2004095726.tif 000008
【図７】
2004095726.tif 000009
【図８】
2004095726.tif 000010
【図９】
2004095726.tif 000011
【図１０】
2004095726.tif 000012
【図１１】
2004095726.tif 000013
【図１２】
2004095726.tif 000014