(57)【要約】【課題】多量のレジストを必要とすることなく基板の表面全域に均一に処理液を塗布することができる処理液塗布方法を提供すること。【解決手段】基板Ｗを第１の回転速度で回転させる基板回転工程と、ノズル１７から処理液を吐出させながらノズル１７を回転する基板の端縁と対向する位置から回転中心と対向する位置に向けて移動させる第１塗布工程と、ノズル１７から処理液を吐出させながノズル１７を回転する基板Ｗの回転中心と対向する位置で停止させる第２塗布工程と、ノズル１７から処理液を吐出させながらノズル１７を回転する基板Ｗの回転中心と対向する位置から端縁と対向する位置に向けて移動させる第３塗布工程と、ノズル１７からの処理液の吐出を停止するとともに基板Ｗ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る膜厚調整工程とを備える。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をその主面と平行な平面内において第１の回転速度で回転させる基板回転工程と、
ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の端縁と対向する位置から回転中心と対向する位置に向けて移動させることにより基板の表面に処理液を塗布する第１塗布工程と、
ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の回転中心と対向する位置で停止させることにより基板の表面に処理液を塗布する第２塗布工程と、
ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の回転中心と対向する位置から端縁と対向する位置に向けて移動させることにより基板の表面に処理液を塗布する第３塗布工程と、
ノズルからの処理液の吐出を停止するとともに、基板をその主面と平行な平面内において前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させる膜厚調整工程と、
を備えたことを特徴とする処理液塗布方法。
【請求項２】
請求項１に記載の処理液塗布方法において、
前記ノズルは、基板の回転中心を中心とする円の接線方向と交差する方向に列設された複数の処理液吐出部を備える基板処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の処理液塗布方法において、前記第２塗布工程においては、基板を前記第１の回転速度よりも遅い第３の回転速度で回転させる基板処理方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の処理液塗布方法において、前記第１の回転速度は１００ｒｐｍ乃至８００ｒｐｍである基板処理方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の処理液塗布方法において、前記第２の回転速度は１０００ｒｐｍ乃至３５００ｒｐｍである基板処理方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の処理液塗布方法において、前記第３の回転速度は１００ｒｐｍ乃至３００ｒｐｍである基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハー等の基板の表面にレジスト等の処理液を塗布するための処理液塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板の表面にレジスト等の処理液を塗布する際には、その主面と平行な平面内において高速回転する基板の回転中心付近に処理液を供給し、この処理液を遠心力により広げて基板の表面全域に処理液を塗布するスピン塗布方法が採用されている。しかしながら、このスピン塗布方法によれば、基板の表面全域が処理液で覆われるまでに多量のレジストが必要となるという問題がある。
【０００３】
このため、特開２０００ー３５０９５５号公報や特開２００１−１１３２１７号公報には、基板を回転させるとともに、その先端から処理液を吐出するノズルを、その先端が基板の回転中心と対向する位置とその先端が基板の端縁と対向する位置との間で移動させることにより、基板の表面全域に処理液を塗布する処理液の塗布方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
基板の表面状態によっては基板の表面におけるレジストとの濡れ性が悪い場合がある。このため、上述した従来の処理液の塗布方法においては、基板の回転中心付近や基板表面のその他の領域に処理液の塗り残しや塗布ムラが発生し、基板の表面に均一な処理液の膜を形成することができないという問題がある。
【０００５】
また、上述した従来の処理液の塗布方法においては、ノズルからの処理液の吐出のタイミングとノズルの移動タイミングのずれにより、基板の回転中心付近に処理液の塗り残しが発生するという問題も生ずる。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、多量のレジストを必要とすることなく基板の表面全域に均一に処理液を塗布することができる処理液塗布方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板をその主面と平行な平面内において第１の回転速度で回転させる基板回転工程と、ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の端縁と対向する位置から回転中心と対向する位置に向けて移動させることにより基板の表面に処理液を塗布する第１塗布工程と、ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の回転中心と対向する位置で停止させることにより基板の表面に処理液を塗布する第２塗布工程と、ノズルから処理液を吐出させながら、前記ノズルを回転する基板の回転中心と対向する位置から端縁と対向する位置に向けて移動させることにより基板の表面に処理液を塗布する第３塗布工程と、ノズルからの処理液の吐出を停止するとともに、基板をその主面と平行な平面内において前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させる膜厚調整工程とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノズルは、基板の回転中心を中心とする円の接線方向と交差する方向に列設された複数の処理液吐出部を備えている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記第２塗布工程においては、基板を前記第１の回転速度よりも遅い第３の回転速度で回転させる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記第１の回転速度は１００ｒｐｍ乃至８００ｒｐｍである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記第２の回転速度は１０００ｒｐｍ乃至３５００ｒｐｍである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の発明において、前記第３の回転速度は１００ｒｐｍ乃至３００ｒｐｍである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す側面図であり、図２はその平面図である。
【００１４】
この基板処理装置は、基板Ｗの裏面を吸着保持するスピンチャック１３を備える。このスピンチャック１３は、軸１２を介してモータ１１に連結されている。このため、基板Ｗは、モータ１１の駆動により、スピンチャック１３に吸着保持された状態で、その主面と平行な平面内で回転する。
【００１５】
また、この基板処理装置は、基板Ｗの表面に処理液としてのレジストを供給するためのノズル１７を備える。このノズル１７は、モータ１４の駆動により軸１５を中心として揺動するアーム１６に連結されている。このため、ノズル１７は、モータ１４の駆動により、図１および図２において（Ａ）で示す回転する基板Ｗの端縁と対向する位置と、図１および図２において（Ｂ）で示す回転する基板Ｗの回転中心と対向する位置と、図１および図２において（Ｃ）で示す回転する基板Ｗの他方の端縁と対向する位置との間を、基板Ｗの主面と平行に水平移動する。
【００１６】
図３は、ノズル１７の構成を示す説明図である。なお、図３（ａ）はノズル１７を裏面を示す図であり、図３（ｂ）はノズル１７の断面を示す図である。
【００１７】
このノズル１７は、内部に中空部２３を有する本体２２を備える。この中空部２２は、一対の回転角度調整部材２４、２５および固定部材２６に形成された流路を介して処理液の供給管路２７と接続されている。そして、この処理液の供給管路２７は、開閉弁２８を介して図示しない処理液の供給部と接続されている。
【００１８】
ノズル１７における本体２２の下面には、６個の処理液吐出部２１が一定ピッチで配設されている。各処理液吐出部２１は、本体２２の中空部２３と連結する処理液の吐出口を有する。なお、本体２２は、一対の回転角度調整部材２４の作用により、図３（ａ）において矢印で示すようにその回転角度位置を調整可能となっている。このため、本体２２の下面に配設された６個の処理液吐出部２１の列設方向の角度位置が調整可能となっている。
【００１９】
図４は、６個の処理液吐出部２１の列設方向の角度位置を説明するための説明図である。
【００２０】
図４に示す状態においては、基板Ｗの外周、すなわち、基板の回転中心を中心とする円の接線に立てた法線と６個の処理液吐出部２１の列設方向との角度がθとなっている。この状態においては、６個の処理液吐出部２１の列設方向の基板Ｗの外周（すなわち、基板Ｗの回転中心を中心とする円）の接線方向と交差する角度は、［９０度−θ］となる。そして、上述した回転角度調整部材２４の作用により本体２２を回転させて角度θを調節することにより、６個の処理液吐出部２１の列設方向の基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と交差する角度を調整することが可能となる。
【００２１】
図３に示すノズル１７においては、６個の処理液吐出部が一定ピッチで配設されている。このため、このノズル１７から基板Ｗに対して一定ピッチで処理液が供給されることになる。そして、一定ピッチで供給された処理液は、後述する膜厚調整工程において基板Ｗの表面全域に広げられる。
【００２２】
このとき、処理液の粘度や基板Ｗの濡れ性によって基板Ｗに供給される処理液のピッチを調整することが好ましい。このため、この基板処理装置においては、６個の処理液吐出部２１の列設方向の基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と交差する角度を調整することにより、基板Ｗに供給される処理液のピッチを調整する構成を採用している。
【００２３】
図５は、上述した処理液塗布装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【００２４】
この処理液塗布装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ３１と、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ３２と、論理演算を実行するＣＰＵ３３とを有する制御部３０を備える。この制御部３０は、インターフェース３４を介して、上述した開閉弁２８およびモータ１１、１４と接続されている。スピンチャック１３の回転速度、アーム１６の揺動速度およびノズル１７からの処理液の吐出タイミングは、この制御部３０により制御される。
【００２５】
より具体的には、スピンチャック１３に保持された基板Ｗが１回転する間に、ノズル１７の６個の吐出部２１における基板Ｗの回転中心を中心とする円の接線方向と直交する方向の幅Ｌ（図４参照）だけノズル１７が移動するように、制御部３０によりモータ１１およびモータ１４の回転速度が制御される。そして、スピンチャック１３に保持されて回転する基板Ｗに対するノズル１７の位置に応じて、制御部３０により開閉弁２８の開閉動作が制御される。
【００２６】
次に、上述した処理液塗布装置を使用して基板Ｗに処理液を塗布する処理液塗布動作について説明する。図６および図７は、上述した処理液塗布装置を使用して基板Ｗに処理液を塗布する処理液塗布動作を示すフローチャートである。
【００２７】
基板Ｗに対する処理液塗布動作を実行する際には、ノズル１７は、図１および図２において（Ａ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの端縁と対向する位置に配置されている。
【００２８】
この状態において、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗをその主面と平行な平面内において第１の回転速度で回転させる（ステップＳ１）。この第１の回転速度は、１００ｒｐｍ乃至８００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。
【００２９】
そして、開閉弁２８を開放してノズル１７から処理液を吐出するとともに（ステップＳ２）、アーム１６を揺動させてノズル１７を基板Ｗの回転中心方向に向けて移動させる（ステップＳ３）。この状態においては、基板Ｗの回転速度が１００ｒｐｍ乃至８００ｒｐｍ程度となっていることから、処理液を多量に使用することなく、基板Ｗの表面に処理液を適切に供給することが可能となる。
【００３０】
ノズル１７が、図１および図２において（Ｂ）で示す基板Ｗの回転中心と対向する位置まで移動すれば（ステップＳ４）、ノズル１７の移動を停止するとともに（ステップＳ５）、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗを第３の回転速度で回転させる（ステップＳ６）。
【００３１】
この第３の回転速度は、１００ｒｐｍ乃至３００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。この状態においては、処理液の塗布ムラが生じやすい基板Ｗの回転中心付近に、停止したノズル１７から必要な量の処理液が供給される。そして、このときの基板Ｗの回転速度を１００ｒｐｍ乃至３００ｒｐｍとすることにより、基板Ｗの回転中心付近に塗布された処理液の遠心力による拡散作用を低下させることが可能となる。
【００３２】
この状態において０．１〜１秒程度の時間が経過すれば（ステップＳ７）、ノズル１７を図１および図２において（Ｂ）で示す基板Ｗの回転中心と対向する位置から図１および図２において（Ｃ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの端縁と対向する位置に向けて移動させる（ステップＳ８）。また、スピンチャック１３による基板Ｗの回転速度を、再度、第１の回転速度とする（ステップＳ９）。この状態においても、基板Ｗの回転速度が１００ｒｐｍ乃至８００ｒｐｍ程度となっていることから、処理液を多量に使用することなく、基板Ｗの表面に処理液を適切に供給することが可能となる。
【００３３】
そして、ノズル１７が図１および図２において（Ｃ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの端縁と対向する位置に到達すれば（ステップＳ１０）、開閉弁２８を閉止することによりノズル１７からの処理液の吐出を停止させるとともに（ステップＳ１１）、ノズル１７の移動を停止させる（ステップＳ１２）。
【００３４】
そして、スピンチャック１３の駆動により、基板Ｗをその主面と平行な平面内において第２の回転速度で回転させる（ステップＳ１３）。この第２の回転速度は、１０００ｒｐｍ乃至３５００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。これにより、基板Ｗの表面に供給されていた処理液が遠心力の力により基板Ｗの表面において広げられ、基板Ｗの表面に処理液の均一な薄膜が形成される。
【００３５】
そして、一定の時間が経過し（ステップＳ１４）基板Ｗの表面に均一な処理液の薄膜が形成されれば、スピンチャック１３の回転を停止させて（ステップＳ１５）処理液塗布動作を終了する。
【００３６】
なお、上述した実施形態においては、ノズル１７を、図１および図２において（Ａ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの端縁と対向する位置から図１および図２において（Ｂ）で示す基板Ｗの回転中心と対向する位置に移動させた後、さらに、図１および図２において（Ｃ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの他方の端縁と対向する位置に移動させている。しかしながら、図８および図９に示すように、ノズル１７を、図８および図９において（Ａ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの端縁と対向する位置から図８および図９において（Ｂ）で示す基板Ｗの回転中心と対向する位置に移動させた後、再度、図８および図９において（Ａ）で示すスピンチャック１３に保持された基板Ｗの端縁と対向する位置まで復帰させるようにしてもよい。
【００３７】
また、上述した実施形態においては、アーム１６の揺動動作に伴って、ノズル１７を、軸１５を中心とする円弧上を揺動させているが、ノズル１７を、スピンチャック１３に保持されて回転する基板Ｗの直径方向に直線的に移動させるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項６に記載の発明によれば、多量のレジストを必要とすることなく基板の表面全域に均一に処理液を塗布することが可能となる。
【００３９】
また、請求項３に記載の発明によれば、塗り残し等が発生しやすい基板の回転中心付近に確実に処理液を塗布することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】この発明を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】ノズル１７の構成を示す説明図である。
【図４】６個の処理液吐出部２１の列設方向の角度位置を説明するための説明図である。
【図５】処理液塗布装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】処理液塗布動作を示すフローチャートである。
【図７】処理液塗布動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の他の実施形態を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図９】この発明の他の実施形態を適用する処理液塗布装置の構成を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１１　　　モータ
１２　　　軸
１３　　　スピンチャック
１４　　　モータ
１５　　　軸
１６　　　アーム
１７　　　ノズル
２１　　　処理液吐出部
２２　　　本体
２３　　　中空部
２４　　　回転角度調整部材
２５　　　回転角度調整部材
２６　　　固定部材
２７　　　処理液の供給管路
２８　　　開閉弁
３０　　　制御部
Ｗ　　　　基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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