(57)【要約】【課題】  被塗布物に塗布される塗布組成物の膜厚が、気圧変化による影響を受けることなく、簡便な装置で、膜厚を高い精度で制御して塗膜を形成する塗膜の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】  塗布工程を、気圧の制御が可能なチャンバ５内で行う。気圧の制御は圧力センサ１８、ガス量調整部であるマスフローコントローラ１４、ポンプ１５、１７を制御部１２で制御することによって行う。塗布工程時の気圧は、８×１０４〜２×１０５の範囲に制御される。被塗布物の回転は、制御部１２の回転数制御部で行い、気圧の所定値に対応した回転数条件で塗布を行う。【選択図】      図１
2005118751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布物の表面に液状の塗布組成物を塗布して、前記被塗布物の表面に塗膜を形成する塗膜の製造方法であって、
前記被塗布物の表面への前記塗布組成物の塗布が行われる雰囲気の気圧を所定値に制御する気圧制御工程と、
前記所定値に制御された気圧の雰囲気下で前記所定値に対応する所定の塗布条件で前記被塗布物の表面に前記塗布組成物を塗布する塗布工程と
を備えたことを特徴とする塗膜の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の塗膜の製造方法において、
前記気圧制御工程では、前記気圧を測定するとともにその測定された気圧が所定値になるように前記気圧を制御することを特徴とする塗膜の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の塗膜の製造方法において、
前記塗布工程は、前記被塗布物の表面に前記液状の塗布組成物を滴下するとともに、前記被塗布物を前記制御されるべき気圧の所定値に対応する予め決められた所定の回転数条件で回転させて前記滴下された前記塗布組成物を前記被塗布物の表面で拡散させて塗膜を形成するスピンコート工程であることを特徴とする塗膜の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の塗膜の製造方法において、
前記スピンコート工程では、前記気圧制御工程において制御されるべき前記気圧が前記所定値に定まらずずれた場合は、前記被塗布物を、前記気圧のずれ分を見込んだ所定の回転数条件で回転制御することを特徴とする塗膜の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の塗膜の製造方法において、
前記気圧制御工程で制御すべき気圧の所定値は、８×１０4〜２×１０5Ｐａの範囲内に設定されていることを特徴とする塗膜の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の塗膜の製造方法において、
前記気圧制御工程で制御すべき気圧の所定値は、１．１×１０5〜２×１０5Ｐａの範囲内に設定されていることを特徴とする塗膜の製造方法。
【請求項７】
被塗布物の表面に液状の塗布組成物を塗布して、前記被塗布物の表面に塗膜を形成する塗膜の製造装置であって、
前記被塗布物を保持するチャックを有し、前記チャックで保持した前記被塗布物を回転させる回転手段と、
前記被塗布物の表面に前記液状の塗布組成物を滴下するノズルと、
前記被塗布物の表面への前記塗布組成物の塗布が行われるチャンバと、
前記チャンバ内の雰囲気の気圧を検出する圧力センサと、
前記チャンバ内の前記気圧を調整する気圧調整手段と、
前記所定値に制御された気圧の雰囲気下で、前記ノズルから滴下された前記塗布組成物を前記被塗布物の表面で拡散させる回転数が、前記所定値に対応して予め決められた所定の回転数条件を満たすように前記回転手段を制御する回転制御部と
を備えたことを特徴とする塗膜の製造装置。
【請求項８】
請求項７に記載の塗膜の製造装置において、
前記気圧調整手段は、前記チャンバ内の雰囲気の気圧を検出する圧力センサと、
前記チャンバと気体の導入及び排気ののうち少なくとも一方が可能に連結され、前記チャンバに対する気体の導入量及び排気量のうち少なくとも一方を調整するガス量調整部と、
前記圧力センサにより前記所定値になるように前記ガス量調整部を制御する気圧制御部とを備えたことを特徴とする塗膜の製造装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の塗膜の製造装置において、
前記気圧制御部で制御すべき気圧の所定値は、８×１０4〜２×１０5Ｐａの範囲内に設定されていることを特徴とする塗膜の製造装置。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載の塗膜の製造装置において、
前記気圧制御部で制御すべき気圧の所定値は、１．１×１０5〜２×１０5Ｐａの範囲内に設定されていることを特徴とする塗膜の製造装置。
【請求項１１】
請求項７又は８に記載の塗膜の製造装置において、
前記ガス量調整部は、前記チャンバ内の気圧を調整するための気体を該チャンバ内に少なくとも導入するものであって、前記チャンバには前記ガス量調整部からの気体を導入する導入口と、該チャンバ内の気体を排気する排気口とが形成されており、前記排気口は前記チャンバ内における前記被塗布物の回転時に飛散する塗布組成物を吸引回収する排気回収口を兼ねたことを特徴とする塗膜の製造措置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の塗膜の製造装置において、
前記気体の排気口が前記導入口の対向側で、該導入口より下側に設けられることを特徴とする塗膜の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
被塗布物の表面に塗布組成物を塗布して塗膜を形成する塗膜の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の塗布組成物を被塗布物の表面に塗布して、塗膜を形成する方法及び装置は種々の分野で利用されおり、方法としては、ディッピング法、ロールコーター法、スピンコート法等がある。
【０００３】
スピンコート法に関しては、被塗布物の回転数を制御して、膜厚と膜質の面内均一性を制御する方法が開示されている（特許文献１参照）。また、塗布雰囲気の気圧に合わせて被塗布物の回転数を変化させ膜厚を制御する技術が開示されている（特許文献２参照）。さらに、被塗布物を保持するチャックと、塗布組成物滴下ノズルをチャンバ中に入れて減圧し、塗布組成物の気泡の発生を抑える技術も開示されている（特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８２６４７公報（５〜６頁）
【特許文献２】特開平９−２９８１４９公報（３頁）
【特許文献３】特開２００３−１６８６３８（２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体の塗布組成物を被塗布物の表面に塗布して塗膜を形成する場合、塗膜の膜厚は塗膜の性質、機能を決める重要な要因であり、膜厚の制御は重要な課題である。特に、半導体集積回路装置では、年々微細化が進み、それに伴う加工寸法精度の要求は高く、工程内で使用する塗膜の膜厚の制御が課題となっている。加工寸法精度を低下させる要因の一つに、パターニングに使用されるレジスト膜の膜厚変動があげられる。
【０００６】
塗膜の膜厚変動は、塗布工程時の雰囲気の気圧変化によっても発生し、大きな課題であった。気圧は低気圧、高気圧の接近による気象の変化により、数十時間内に数万Ｐａ程度変化する場合があり、スピンコート法で塗布されたレジスト膜を例にとると、膜厚の変動は数〜数十nmに及んでいた（図２参照）。この気圧変化による膜厚変化は、塗布膜厚がミクロン程度以下の半導体のホトレジスト膜では、後工程に影響を及ぼす大きさの変化で、加工寸法精度を低下させていた。また、気圧は高度によっても変化し、塗布装置を低地から高地、あるいは高地から低地に移動した場合、塗布条件の大幅な見直しを行わなければならなかった。
【０００７】
スピンコート法の場合、気圧変化による塗布膜厚の変化を抑える方法としては、特許文献２のように被塗布物の回転数を塗布雰囲気の気圧に応じて変化させる方法がある。被塗布物の回転数は、レジストの種類、被塗布物の表面状態、塗布膜の面内均一性を考慮して実験によって決められる。通常は、異なる回転数、回転所要時間からなるステップ、各ステップに移行するまでの時間を組み合わせて設定された回転数条件データに沿って塗布工程を行う（図３参照）。従って、個々の製品、塗布する膜の種類によって塗布工程の回転数条件データも異なる。
【０００８】
気圧変化に合わせて回転数を変化させるためには、各気圧に対して回転数条件データをその都度変える必要がある。従って、各気圧に対応した回転数条件データを得るには膨大な実験を要し、個々の気圧に対応するのに大変な労力を要するという問題があった。
【０００９】
また、回転数の変化が膜厚に及ぼす影響は、気圧変化が膜厚へ及ぼす影響と比較して大きく、回転数を変化させて膜厚を制御する場合、所望の膜厚が得られない可能性が高かった。
【００１０】
本発明の目的は、被塗布物に塗布される塗布組成物の膜厚が、気圧変化による影響を受けることなく、簡便な装置で、膜厚を高い精度で制御して塗膜を形成する塗膜の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は精力的に研究を重ねた結果、塗布が行われる雰囲気の気圧を所定値になるように制御して、液体の塗布組成物を被塗布物の表面に塗布すれば、膜厚を高い精度で制御できることを見出した。
【００１２】
本発明は、被塗布物の表面に液状の塗布組成物を塗布して、前記被塗布物の表面に塗膜を形成する塗膜の製造方法であって、前記被塗布物の表面への前記塗布組成物の塗布が行われる雰囲気の気圧を所定値に制御する気圧制御工程と、前記所定値に制御された気圧の雰囲気下で前記所定値に対応する所定の塗布条件で前記被塗布物の表面に前記塗布組成物を塗布する塗布工程とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この方法によれば、塗布工程が行われる雰囲気の気圧を所定値に制御し、所定値に応じた塗布条件で塗布するため、気圧の変動による塗布膜厚の変動を抑えることができる。
【００１４】
また、本発明では、前記気圧制御工程は、前記気圧を測定するとともにその測定された気圧が所定値になるように前記気圧を制御することを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、気圧の制御は、塗布工程が行われる雰囲気の気圧の測定を行って、その結果をもとに気圧が所定値になるように気圧制御工程によって制御するため、高い精度の気圧の制御ができる。
【００１６】
さらに、本発明では、前記塗布工程は、前記被塗布物の表面に前記液状の塗布組成物を滴下するとともに、前記被塗布物を前記制御されるべき気圧の所定値に対応する予め決められた所定の回転数条件で回転させて前記滴下された前記塗布組成物を前記被塗布物の表面で拡散させて塗膜を形成するスピンコート工程であることを特徴とする。
【００１７】
特に、加工寸法精度が要求される半導体製造で用いられるスピンコート工程では高い精度の膜厚の制御が必要であり、本発明の製造方法を好適に用いることができる。
【００１８】
さらに、本発明では、前記スピンコート工程は、前記気圧制御工程において制御されるべき前記気圧が前記所定値に定まらずずれた場合は、前記被塗布物を、前記気圧のずれ分を見込んだ所定の回転数条件で回転制御することを特徴とする。
【００１９】
スピンコート工程の場合、該工程途中で気圧が所定値に定まらずずれた場合であっても、気圧のずれに対応して被塗布物の回転数を制御することにより、より確実に高い精度の膜厚の制御ができる。
【００２０】
さらに、本発明では、前記気圧制御工程で制御すべき気圧の所定値は、８×１０４〜２×１０５Ｐａの範囲内に設定されていることを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明では、前記気圧制御工程で制御すべき気圧の所定値は、１．１×１０５〜２×１０５Ｐａの範囲内に設定されていることを特徴とする。
【００２２】
制御すべき気圧の所定値は、８×１０４〜２×１０５Ｐａの範囲が好適で、より好適には１．１×１０５〜２×１０５Ｐａの範囲である。制御すべき気圧の所定値は、大気圧より高めに設定するのが好ましい。大気圧以上では、塗布中に塗布組成物からの気泡の発生の恐れもなく、チャンバ外の気圧の影響も受けにくい。また、所定値が前記気圧の範囲の最高値である２×１０５Ｐａ以下であれば、高圧に対応するための堅牢なチャンバ構造も必要でなく、簡便な構造で気圧の調整ができる。
【００２３】
本発明は、被塗布物の表面に液状の塗布組成物を塗布して、前記被塗布物の表面に塗膜を形成する塗膜の製造装置であって、前記被塗布物を保持するチャックを有し、前記チャックで保持した前記被塗布物を回転させる回転手段と、前記被塗布物の表面に前記液状の塗布組成物を滴下するノズルと、前記被塗布物の表面への前記塗布組成物の塗布が行われるチャンバと、前記チャンバ内の雰囲気の気圧を検出する圧力センサと、前記チャンバ内の前記気圧を調整する気圧調整手段と、前記所定値に制御された気圧の雰囲気下で、前記ノズルから滴下された前記塗布組成物を前記被塗布物の表面で拡散させる回転数が、前記所定値に対応して予め決められた所定の回転数条件を満たすように前記回転手段を制御する回転制御部とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、被塗布物に塗布される塗布組成物の膜厚が、気圧変化による影響を受けることなく、簡便な装置で、膜厚を高い精度で制御して塗膜を形成することができる。
【００２５】
また、本発明では、前記気圧調整手段は、前記チャンバ内の雰囲気の気圧を検出する圧力センサと、前記チャンバと気体の導入及び排気のうち少なくとも一方が可能に連結され、前記チャンバに対する気体の導入量及び排気量のうち少なくとも一方を調整するガス量調整部と、前記圧力センサにより前記所定値になるように前記ガス量調整部を制御する気圧制御部とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、被塗布物に塗布される塗布組成物の膜厚が、気圧変化による影響を受けることなく、簡便な装置で、膜厚を高い精度で制御して塗膜を形成することができる。また、加工寸法精度が要求される半導体製造で用いられるスピンコート装置では高い精度の膜厚の制御が必要であり、本発明の製造装置を好適に用いることができる。
【００２７】
さらに、本発明では、前記気圧制御部で制御すべき気圧の所定値は、８×１０４〜２×１０５Ｐａの範囲内に設定されていることを特徴とする。
【００２８】
さらに、本発明では、前記気圧制御部で制御すべき気圧の所定値は、１．１×１０５〜２×１０５Ｐａの範囲内に設定されていることを特徴とする。
【００２９】
制御すべき気圧の所定値は、８×１０４〜２×１０５Ｐａの範囲が好適で、より好適には１．１×１０５〜２×１０５Ｐａの範囲である。制御すべき気圧の所定値は、大気圧より高めに設定するのが好ましい。大気圧以上では、塗布中に塗布組成物からの気泡の発生の恐れもなく、チャンバ外の気圧の影響も受けにくい。また、所定値が前記気圧の範囲の最高値である２×１０５Ｐａ以下であれば、高圧に耐えられるチャンバ構造も必要でなく、簡便な構造で気圧の調整ができる。
【００３０】
さらに、本発明では、前記ガス量調整部は、前記チャンバ内の気圧を調整するための気体を該チャンバ内に少なくとも導入するものであって、前記チャンバには前記ガス量調整部からの気体を導入する導入口と、該チャンバ内の気体を排気する排気口とが形成されており、前記排気口は前記チャンバ内における前記被塗布物の回転時に飛散する塗布組成物を吸引回収する排気回収口を兼ねたことを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、排気口と被塗布物の回転時に飛散する塗布組成物を吸引回収する排気回収口を兼ねたことにより、余分な排気回収口を設ける必要がなく構造が簡便になり、効率良く回転時に飛散する塗布組成物を吸引回収できる。
【００３２】
さらに、本発明では、前記気体の排気口が前記導入口の対向側で、該導入口より下側に設けられることを特徴とする。
【００３３】
気体の排気口を導入口の対向側の下側に設けたことにより、チャンバ内に上方から下方に向かって気流が発生し、塗布組成物から発生するミストの排出も同時に行われる。特に、スピンコート工程で発生するミストによる不良の低減やチャンバ内部への汚染となる付着を防ぐ効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明は以下の具体例に制限されるものではない。当業者は、以下の具体例に様々な変更を加えて本発明を最大限に実施することができ、かかる変更は本願特許請求の範囲に包含される。
【００３５】
（第一の実施形態）
第一の実施形態を、被塗布物であるウェハ表面に液状の塗布組成物であるレジストを、スピンコート装置で塗布して塗膜を形成する塗膜の製造方法及び製造装置を例に説明する。
【００３６】
図１は、スピンコート装置ＳＰの概略構造を示す断面図である。被塗布物を回転させる回転手段を構成するモータ１の回転軸２には、被塗布物を保持するチャック３が取り付けられ、チャック３に被塗布物であるウェハ（例えばＳｉウェハ）４が、吸着保持される。また、回転軸２と下部チャンバ９間は、磁性流体を用いた磁性シール（図示せず）で気密性が保持されている。
【００３７】
わん形の上部チャンバ５には、液状の塗布組成物であるレジストＲを滴下するためのノズル７が最上部の中心に取り付けられる。ノズル７には滴下液供給部６が接続され、制御部１２からの信号によって適量のレジストＲがノズル７に供給され、ノズル７からウェハ４の表面に滴下される。
【００３８】
ウェハ４が吸着保持された後、上部チャンバ５は、気密性を保つためのＯリング８を介して下部チャンバ９にクランプ１０によって固定される。固定の際にはマイクロスイッチ１１が作動し、チャンバ閉の信号が制御部１２に送られる。
【００３９】
下部チャンバ９上部には、気体の導入口１３が設けられ、排気口１６が導入口１３の対向側であって導入口１３より下方の位置に設けられている。導入口１３には、ガス量調整部であるマスフローコントローラ１４を介して加圧ポンプ１５が連結され、排気口１６には排気ポンプ１７が連結されている。
【００４０】
導入口１３と排気口１６の位置関係は、チャンバ５内の気流を考慮して決めることができ、様々な配置が考えられる。スピンコート装置ＳＰでは、ウェハ４の回転によってレジストＲのミストが発生し、ウェハ４への再付着や、チャンバ５に付着して汚染の原因となる。レジストＲのミストの排出を考慮すると、排気口１６は導入口１３から離れて下部に設けられるのが好ましい。このような構成にすれば、チャンバ５内全体にミスト排出のための効率的な気流が上方から下方に向かって発生する。排気口はミストの排気回収口も兼ねる。
【００４１】
圧力センサ１８は例えば静電容量式のものを使用している。気圧の調整は、圧力センサ１８で検知された気圧に対応した電気信号を気圧制御部を含む制御部１２に取り込み、次に気圧制御部で前記信号に基づいた処理を行い、気圧調整にかかわる電気信号をガス量調整部であるマスフローコントローラ１４に送ることで行う。
【００４２】
モータ１、滴下液供給部６、加圧ポンプ１５、排気ポンプ１７は、それぞれ気圧制御部と回転制御部を含む制御部１２からの電気信号により適時作動又は停止する。
【００４３】
制御部１２は、ＣＰＵ１９とＲＯＭ２０及びＲＡＭ２１を有するマイクロコンピュータ２２を内蔵し、各構成部品の制御を行う。制御部１２は、前記気圧制御部と回転制御部を含む。ＲＯＭ２０には、図４〜図６にフローチャートで示すプログラムと、気圧の所定値に応じた回転数条件データ及び気圧のずれに対応した回転数条件を求めるための予測式が記憶されている。また、回転数と膜厚の関係もデータとして記憶されている。回転数条件データ等は、塗布組成物であるレジストＲの種類、設定膜厚、被塗布物の種類によっても異なる。
【００４４】
入力部２３からは、塗布組成物の種類や設定膜厚、被塗布物の種類等を入力して、それに対応した回転数条件データをＲＯＭ２０から呼び出して使用することができる。
【００４５】
図２は、気圧以外の塗布条件が一定で気圧が変化した場合の気圧と膜厚との関係の一例を示した図である。塗布工程中の気圧が上昇すると膜厚は直線的に低下する。Ｐ０は制御されるべき所定の気圧（所定値Ｐ０）を示す。Ｐ０の範囲としては、８×１０４〜２×１０５Ｐａがよい。８×１０４Ｐａ以上とすることで気泡が発生しにくく、２×１０５Ｐａ以下とすることで高圧に耐えられるチャンバ構造も必要でなく、簡便な構造で気圧の調整ができる。本実施の形態では、この範囲を満たすとともに特に、１．１×１０５〜２×１０５Ｐaに所定値Ｐ０を設定している。例えば、大気圧より少し高めの気圧１．１×１０５〜１．２×１０５Ｐａの範囲にＰ０を設定している。大気圧より少し高めの気圧に設定することにより、チャンバ外の気圧の影響を受けにくい。
【００４６】
図３は、制御されるべき所定の気圧Ｐ０に対応する回転数条件を示した図である。レジストＲを滴下するときは低速回転で数秒間レジストＲを軽く広げる。滴下は、低速回転が始まる前でも低速回転中でも良い。次に数十秒の高速回転でレジストＲをウェハ４全体に拡散させて塗膜を得る。拡散が終了した後に、ウェハ４の外周部のレジストＲの縁切り処理を行っても良い。
【００４７】
次に、図２と図３と、図４、図５、図６に示すフローチャートに従って、スピンコート法でウェハ上にレジスト塗膜を形成する塗膜の製造方法について説明する。
【００４８】
図４に気圧制御工程のフローチャートを示す。
【００４９】
まず、ステップＳ１０１では、上部チャンバ５を下部チャンバ９に固定して気密性が保たれた状態であるかどうかを、マイクロスイッチ１１からの信号の有無で判断する。気密性が保たれていればステップＳ１０２に進む。
【００５０】
ステップＳ１０２では、加圧ポンプ１５と排気ポンプ１７を作動させる。
【００５１】
ステップＳ１０３では、マスフローコントローラ１４を作動させる。
【００５２】
ステップＳ１０４では、圧力センサ１８による気圧測定を行う。
【００５３】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で測定されたチャンバ内の気圧の測定値が所定値±１×１０３Ｐａの範囲内にあるかどうかを判断する。前記範囲内にある場合は第一塗布工程に進む。気圧の測定値が前記範囲外である場合は、ステップＳ１０６に進む。
【００５４】
ステップＳ１０６では、所定の時間が経過したかどうかを判断し、所定時間内であれば、マスフローコントローラ１４を調整するステップＳ１０３に戻り、所定の時間が経過するまで気圧の調整を行う。所定の時間は、例えば１０分に設定した。所定の時間内に気圧の測定値が所定値±１×１０３Ｐａの範囲内にない場合は、第二塗布工程に進む。
【００５５】
本実施の形態でチャンバ５内の気圧の所定値を９×１０４Ｐａに設定した場合、９×１０４±５×１０２Ｐａで安定した。また、一週間程度運転を行った結果、途中大気の高気圧、低気圧の通過によって２×１０３Ｐａ程度の気圧の変化が起こったが、チャンバ５内は９×１０４±５×１０２Ｐａで安定していた。
【００５６】
以下スピンコート工程を例に塗布工程の説明をする。
【００５７】
図５は第一塗布工程を示すフローチャートである。この工程ではすでに気圧は所定範囲内に安定して制御されている。
【００５８】
ステップＳ２０１では、所定の気圧Ｐ０に対応した回転数条件データ（図３）の読み込みを行う。
【００５９】
ステップＳ２０２では、レジストＲ所定量を（例えば５ｃｃ）滴下する。
【００６０】
ステップＳ２０３では、低速回転３００ｒｐｍを２秒行い、レジストＲをウェハ４に広げた。
【００６１】
ステップＳ２０４では、高速回転を４０００ｒｐｍで１５秒行い、塗布工程を終了した。低速回転及び高速回転の回転数はレジストＲの種類、被塗布物であるウェハ４の種類，気圧によって決められ、所定の気圧Ｐ０に対応した回転数データとしてＲＯＭ２０に記憶されている。得られた塗膜の平均膜厚は、所定値の１１１５ｎｍに対し１１１３ｎｍであった。
【００６２】
図６は第二塗布工程を示すフローチャートである。この工程は気圧が所定時間内に所定値Ｐ０に安定せず所定値Ｐ０から外れた場合に行う工程である。
【００６３】
ステップＳ３０１では、再度気圧の測定を行う。
【００６４】
ステップＳ３０２では、再度測定された気圧の測定値に対応して回転数条件の演算を行う。回転数条件は、所定の気圧Ｐ０からのずれとそれに相当する回転数条件の関係を実験等で求め、その実験データから求めた予測式によって決められる。この予測式は、ＲＯＭ２０に記憶されており、ＲＯＭ２０から読み出した予測式を用いて、測定気圧と所定の気圧Ｐ０（目標気圧）との気圧のずれに基づき回転数条件を求める。本実施形態では、気圧の制御を行っているため、所定の気圧からのずれは小さく、従来の気圧の大きな変動に対して回転数条件を決めていた場合と比較して、この予測式に必要な回転数条件のデータは格段に少なくてすむ。従って、膨大な実験も必要なく労力も少なくてすむ。
【００６５】
ステップＳ３０３では、レジストＲの滴下を行う。
【００６６】
ステップＳ３０４とステップＳ３０５では、低速回転と高速回転で塗膜を形成し、塗布工程を終了する。低速回転と高速回転の回転数は、前記演算で得られた回転数条件データに従う。
【００６７】
以上、第一の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）塗布物に塗布される塗布組成物の膜厚が、気圧変化による影響を受けることなく、膜厚を高い精度で制御して塗膜を形成することができる。
（２）気圧制御工程で制御すべき気圧の所定値Ｐ０を８×１０４〜２×１０５Ｐａとしたので、気泡が発生しにくく、高圧に耐えられるチャンバ構造も必要でなく、簡便な構造で気圧の調整ができる。特に本実施の形態では、所定値Ｐ０を１．１×１０５〜２×１０５としているので、チャンバ外の気圧の影響を受けにくい。
（３）チャンバ５内の気圧を調整する方法として、排気ポンプ１７から排気をし続ける一方、加圧ポンプ１５で加圧した加圧空気の供給量をマスフローコントローラ１４により調整する構成を採用した。加圧空気の供給量を調整するので、排気量のみを調整する構成に比べ、気圧を精度よく調整しやすい。また、排気口１６をミスト回収口と兼用できる。
【００６８】
（第二の実施形態）
第二の実施形態を、スピンコート工程途中でチャンバ５内の気圧が変動した場合の塗膜の製造方法についてフローチャートを基に説明する。
【００６９】
図７は制御された気圧が変動した場合の第一塗布工程のフローチャートを示す。
【００７０】
ステップＳ４０１〜ステップＳ４０３までは、第一の実施形態と同様に工程は進められる。ステップＳ４０４では、気圧の再測定を行う。
【００７１】
ステップＳ４０５では、回転数条件の演算を再度行う。
【００７２】
ステップＳ４０６では、回転数条件に従った高速回転で塗膜を形成し、塗布を終了する。
【００７３】
第二実施形態の第二塗布工程は、第一の実施形態（図６）のステップＳ３０１〜ステップＳ３０２までは同様で、その後は、ステップＳ４０２〜ステップＳ４０６の工程で塗布を終了する。
【００７４】
以上、第二の実施形態によれば、塗布工程途中で気圧が変動した場合でも、膜厚を高い精度で制御して塗膜を形成することができる。
【００７５】
（第三の実施形態）
スピンコート工程では、回転数のわずかな変化で塗布膜厚も大きく変化し、回転数による塗布膜厚の微調整が難しい。第三の実施形態は、回転数の合わせこみでは難しい膜厚の微調整を気圧の調整で行うものである。具体的には、スピンコート装置の状態を確認するためのテストコート等で出来上がった塗膜の膜厚が目標値よりずれていた場合の微調整方法である。
【００７６】
図８は膜厚を微調整する為の実施形態のフローチャートを示す。このフローチャートのプログラムは、予めＲＯＭ２０に記憶されている。
【００７７】
ステップＳ５０１では、入力部２３よりテストコート品の測定膜厚の入力を行う。
【００７８】
ステップＳ５０２では、目標膜厚と測定膜厚差を算出する。
【００７９】
ステップＳ５０３では、膜厚差が所定値（膜厚差の調整が、気圧による微調整で行えるか、回転数による大きな調整により行えるかを決める値）未満であるか以上であるかを判断する。所定値未満の場合、ステップＳ５０４に進む。膜厚差が所定値以上であった場合は、ステップＳ５０６に進む。
【００８０】
ステップＳ５０４では、膜厚差の調整のための気圧補正値を算出する。ここでは、所定気圧Ｐ０付近における気圧と膜厚との関係を示す図２をマップデータにしたものを利用する。
【００８１】
ステップＳ５０５では、気圧補正値を用いて所定気圧Ｐ０を更新して終了する。
【００８２】
ステップＳ５０６では、膜厚差を無くすための回転数補正値を算出する。回転数と膜厚の関係も予めＲＯＭ２０に記憶されている。
【００８３】
ステップＳ５０７では、回転数補正値を用いて回転数条件を算出、更新してフローを終了する。
【００８４】
以上、第三の実施形態によれば、気圧以外の装置条件の変動で所定の塗布膜厚が得られなくなっても、気圧の制御によって塗布膜厚の微調整ができる。
【００８５】
上記実施の形態に本発明は限定されるものでなく、以下に述べる変形例も本発明に含まれる。
【００８６】
（変形例１）本発明で用いる塗布組成物は、レジストに限定されず、溶剤を含み、溶剤の蒸発によって塗膜が形成される液体の塗布組成物であれば良い。例えば、塗膜として保護膜、ハードコート膜、反射防止膜、反射膜、などの機能性膜、塗布組成物としてはＳｉ組成物、樹脂組成物、有機と無機の複合組成物、を用いることができる。
【００８７】
（変形例２）本発明で用いるチャンバはわん形である必要はないが、圧力に対する強度の点で曲面が好ましい。また、チャンバ内の気流を制御するためにチャンバ内側に溝や凹凸を設けても良い。さらに、チャンバ内の温度調節を行う温調機能をチャンバの内側又は外側に設けることも可能である。
【００８８】
気密性を保つためのＯリングや磁気シールも限定されず、金属パッキンや樹脂からなるシール等いずれも用いることができる。気密性を保つ方法としては、スライド式の開閉機構をチャンバ上部に設けてチャンバの気密性を確保する方法を用いることもできる。
【００８９】
機密性が保たれたことを感知するマイクロスイッチ１１も、上部チャンバ５が下部チャンバ９に固定されていることを感知できるものであればどのようなものを用いてもよい。
【００９０】
（変形例３）本発明で用いる被塗布物は、Ｓｉウェハに限定されず、平坦な基板で膜厚の精度が要求されるものであれば、ガラス基板や合成樹脂基板であってもよい。また、基板上に酸化膜や窒化膜又は配線を施したＳｉウェハ又はガラス基板等加工された基板も用いることができる。
【００９１】
（変形例４）被塗布物の保持方法は吸盤や粘着剤によるものであってもよい。
【００９２】
（変形例５）本発明で用いる気圧制御手段は、マスフローコントローラや排気調整弁を用いる手段に限定されず、加圧ポンプと排気ポンプの回転数を制御する方法やポンプにガスバラスト、スロットルバルブを用いる方法、それらを組み合わせる方法等を用いることができる。その他の気圧を調整する方法として、導入口１３にマスフローコントローラ１４を介さずに直接加圧ポンプ１５を取り付け、排気口１６に排気ポンプ１７の代わりに信号により開口量を調整する排気調整弁を取り付けて気圧を調整する方法を用いることができる。また、マスフローコントローラ１４と排気調整弁の双方を用いて気圧を調整する方法を用いることもできる。いずれの気圧調整手段の場合でも、気圧制御部を含む制御部１２からの信号により、気体の導入と排出の量を調整して気圧の調整を行う。また、導入口１３と排気口１６は複数存在していても良い。
【００９３】
（変形例６）本発明で用いる圧力センサは、静電容量式がコンパクトで電気信号にも変換が可能で好ましく用いることができるがその他の方式であっても良い。
【００９４】
（変形例７）本発明で行うステップＳ４０４の気圧測定のタイミングは、低速回転前でも良いし、高速回転、低速回転両方の前に行っても良い。
【００９５】
（変形例８）本発明で用いる塗布方法及び塗布装置は、スピンコートに限定されず、ロールコート、ディップコート、フローコート、等膜厚の制御を要するコーティングすべてに用いることができる。
【００９６】
前記各実施形態及び変形例から把握される技術的思想を以下に記載する。
【００９７】
（１）請求項１に記載の塗膜の製造方法において、前記液状の塗布組成物が溶剤を含むことを特徴とする塗膜の製造方法。
【００９８】
（２）請求項７に記載の塗膜の製造装置において、前記液状の塗布組成物が溶剤を含むことを特徴とする塗膜の製造装置。
【００９９】
上記（１）、（２）に記載の溶剤を含む液状の塗布組成物は、溶剤の蒸発速度によって塗膜の膜厚が決まり、気圧による影響を受けやすいため、本発明の塗膜の製造方法及び製造装置を好ましく用いることができる。
【０１００】
（３）請求項４に記載の塗膜の製造方法において、前記制御された気圧の変動が±１×１０３Ｐａであることを特徴とする塗膜の製造方法。
【０１０１】
上記気圧の変動範囲であれば、対応する膜厚の変動は、半導体製造装置において、加工寸法精度等に影響のない範囲である。
【０１０２】
（４）請求項３に記載の塗膜の製造方法において、前記被塗布物の基材が平坦なＳｉウェハ又はガラス板であることを特徴とする塗膜の製造方法。
【０１０３】
（５）請求項７に記載の塗膜の製造装置において、前記被塗布物の基材が平坦なＳｉウェハ又はガラス板であることを特徴とする塗膜の製造装置。
【０１０４】
上記技術的思想（４），（５）に記載の平坦なＳｉウェハ又はガラス板表面では、面全域にわたって膜厚の精度が要求されるため、本発明の塗膜の製造方法及び製造装置を好ましく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第一の実施形態である塗膜の製造装置の概略構造を示す断面図。
【図２】気圧と膜厚の関係を示す図。
【図３】回転数条件データを示す図。
【図４】気圧制御工程を示すフローチャート図。
【図５】第一の実施形態での第一塗布工程を示すフローチャート図。
【図６】第一の実施形態での第二塗布工程を示すフローチャート図。
【図７】第二の実施形態での第一塗布工程を示すフローチャート図。
【図８】第三の実施形態での膜厚の微調整方法を示すフローチャート図。
【符号の説明】
【０１０６】
１…回転手段を構成するモータ、２…回転手段を構成する回転軸、３…被塗布物を保持するチャック、４…被塗布物としてのウェハ、５…チャンバを構成する上部チャンバ、６…滴下液供給部、７…塗布組成物を滴下するノズル、８…Ｏリング、９…チャンバを構成する下部チャンバ、１０…クランプ、１１…マイクロスイッチ、１２…回転制御部と気圧制御部を含む制御部、１３…気体を導入する導入口、１４…気圧調整手段及びガス量調整部としてのマスフローコントローラ、１５…気圧構成手段を構成する加圧ポンプ、１６…気体の排気口と塗布組成物の排気回収口を兼ねた排気口、１７…気圧構成手段を構成する排気ポンプ、１８…気圧を検出する圧力センサ、１９…ＣＰＵ、２０…ＲＯＭ、２１…ＲＡＭ、２２…マイクロコンピュータ、２３…入力部、Ｐ０…所定値
【図１】
2005118751.tif 000003
【図２】
2005118751.tif 000004
【図３】
2005118751.tif 000005
【図４】
2005118751.tif 000006
【図５】
2005118751.tif 000007
【図６】
2005118751.tif 000008
【図７】
2005118751.tif 000009
【図８】
2005118751.tif 000010