(57)【要約】【課題】  塗布液ノズルを左右方向にスキャンさせ、ウエハを前後方向に間欠移動させて、一筆書きの要領で基板の表面に塗布液を塗布するにあたり、基板表面全域に確実に塗布液を塗布して塗布膜を形成すること。【解決手段】  各チップに分断するためにウエハＷ上に形成されたダイシングラインＤのいずれに対しても、塗布液ノズル５のスキャン方向が交差するようにウエハＷの向きを設定して塗布を行い、塗布終了後にウエハＷを元の向きに戻して搬出する。ウエハＷの設定角度については、予めレシピの中にウエハＷの種別毎に書き込んでおき、レシピの選択によりウエハＷの向きが設定される。【選択図】  図５
2005116553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝または凸条からなるパターンが形成された基板の表面に塗布液ノズルから塗布液を吐出させて塗布膜を形成するための方法において、
前記基板を基板保持部に水平に保持させる工程と、
前記基板の表面上のパターンのうち特定のパターンと塗布液ノズルのスキャン方向とが交差するように基板の向きを設定する工程と、
前記塗布液ノズルを塗布液を吐出させながら基板に対して相対的に直線状にスキャンする工程と、を含むことを特徴とする塗布膜形成方法。
【請求項２】
前記塗布液ノズルを左右方向に移動させて基板表面に塗布液を直線状に塗布する動作と基板保持部を塗布液ノズルに対して前後方向に予め設定されたピッチで相対的に移動させる動作とを繰り返すことにより直線状の塗布液ラインを多数前後方向に並べる工程を含むことを特徴とする請求項１記載の塗布膜形成方法。
【請求項３】
塗布液の吐出口が多数直線状に配列された塗布液ノズルを、基板の一方側の端部から他方側の端部に亘って相対的に直線状にスキャンすることにより塗布膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の塗布膜形成方法。
【請求項４】
基板の向きを設定する工程は、基板保持部を回転させることにより行われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の塗布膜形成方法。
【請求項５】
基板上には半導体集積回路素子の各チップに分断するためのダイシングラインが縦横に形成されており、
基板の向きを設定する工程は、いずれのダイシングラインに対しても塗布液ノズルのスキャン方向と交差するように、基板の向きを設定する工程であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の塗布膜形成方法。
【請求項６】
塗布処理が終了した基板が外部に搬出される前に当該基板の向きを外部から搬入されたときの向きに戻す工程を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の塗布膜形成方法。
【請求項７】
基板の向きを設定する工程は、予め記憶手段に記憶されている基板の種別と基板の向きとを対応づけたデータから、塗布すべき基板の種別に対応する基板の向きを読み出して基板をその向きに設定する工程であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の塗布膜形成方法。
【請求項８】
基板の表面を撮像する工程を更に備え、
基板の向きを設定する工程は、撮像結果に基づいてパターンの方向を判断し、そのパターンの方向に応じて基板の向きを設定する工程であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の塗布膜形成方法。
【請求項９】
基板の向きを設定する工程は、前記撮像結果に基づいて判断した判断結果と、各パターンの方向と基板の向きとを対応づけたデータと、に基づいて基板の向きを設定する工程であることを特徴とする請求項８記載の塗布膜形成方法。
【請求項１０】
溝または凸条からなるパターンが形成された基板の表面に塗布膜を形成するための装置において、
基板を水平に保持するための基板保持部と、
この基板保持部に保持される基板に対向するように設けられ、当該基板に塗布液を吐出する塗布液ノズルと、
前記基板の表面上のパターンのうち特定のパターンと塗布液ノズルのスキャン方向とが交差するように、基板の向きを設定する角度設定手段と、
前記塗布液ノズルを基板に対して相対的に直線状にスキャンするように基板保持部に対して相対的に移動させるための駆動機構と、を備えたことを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項１１】
前記基板保持部を前記塗布液ノズルに対して相対的に前後方向に移動させるための第１の駆動機構と、前記塗布液ノズルを左右方向に移動させるための第２の駆動機構と、を備え、
前記塗布液ノズルから塗布液を吐出させながら左右方向に移動させた後、基板保持部を塗布液ノズルに対して前後方向に予め設定されたピッチで相対的に移動させる動作を繰り返すことにより直線状の塗布液ラインを多数前後方向に並べて塗布液の膜を基板上に形成することを特徴とする請求項１０記載の塗布膜形成装置。
【請求項１２】
塗布液ノズルは、塗布液の吐出口が多数直線状に配列され、
前記駆動機構は、前記塗布液ノズルを基板の一方側の端部から他方側の端部に亘って相対的に直線状にスキャンさせるように前記基板保持部に対して相対的に移動させるものであることを特徴とする請求項１０記載の塗布膜形成装置。
【請求項１３】
基板保持部は回転自在に構成されており、角度設定手段は基板保持部を回転させて基板の向きを設定するものであることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
【請求項１４】
基板上には半導体集積回路素子の各チップに分断するためのダイシングラインが縦横に形成されており、
角度設定手段はいずれのダイシングラインに対しても塗布液ノズルのスキャン方向とが交差するように、基板の角度を設定することを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
【請求項１５】
塗布処理が終了した基板が外部に搬出される前に当該基板の向きを外部から搬入されたときの向きに戻す手段を備えたことを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
【請求項１６】
角度設定手段は、基板の種別と基板の向きとを対応づけたデータを記憶する記憶手段と、この記憶手段内のデータから、塗布すべき基板の種別に対応する基板の向きを読み出して基板をその向きに設定する手段と、を備えることを特徴とする請求項１０ないし１５のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
【請求項１７】
基板の表面を撮像する撮像手段を設け、
角度設定手段は、前記撮像手段の撮像結果に基づいてパターンの方向を判断し、そのパターンの方向に応じて基板の向きを設定するものであることを特徴とする請求項１０ないし１５のいずれかに記載の塗布膜形成装置。
【請求項１８】
角度設定手段は、各パターンの方向と基板の向きとを対応づけたデータを記憶する記憶手段と、前記撮像結果に基づいて判断した判断結果とこの記憶手段内のデータとに基づいて基板の向きを設定する手段と、を備えたことを特徴とする請求項１７記載の塗布膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体製造において基板に対して塗布膜を形成する塗布膜形成装置及び塗布膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイスの層間絶縁膜などの絶縁膜を形成する手法としては、ＣＶＤによる成膜法が主流であるが、これに代えて例えばシリコン酸化膜の前駆物質を溶剤に溶かした塗布液を半導体ウエハなどの基板の表面に塗布して液膜を形成し、この液膜から溶剤を蒸発させてシリコン酸化膜からなる絶縁膜を形成する手法が検討されている。
【０００３】
塗布液を基板の表面に塗布する手法としては、基板の中央に塗布液を供給し、この基板を回転させて遠心力により塗布液を展伸するスピンコーティング法が代表的であるが、この方法は基板が大型化すると、外周部で空気の乱流が発生して膜厚が変動し、また塗布液を振り切るため無駄になる塗布液の量が多いといった課題がある。このようなことから基板に塗布液をいわゆる一筆書きの要領で塗布する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この一筆書きの要領による塗布手法について、半導体ウエハ（以下ウエハと称する）を被処理基板とした例を一例に挙げて簡単に説明しておく。図１５に示すように、基板保持部上に保持されたウエハＷの表面と対向して設けられた塗布液ノズル１１０の細径の吐出孔から塗布液１１１を供給しながらＸ方向に往復させるとともに、ウエハＷをＹ方向に間欠送りして塗布液１１１を供給して、塗布液ラインを形成するものである。この場合、ウエハＷの周縁や裏面に塗布液が付着するのを防止するために、塗布液ノズル１１０の折り返しポイント付近にウエハＷの幅に対応して移動する液受け台を設けることが好ましい。
【０００５】
ウエハＷの周縁には、その一部がＶ字状に切り欠かれるようにしてウエハの向きを示すノッチＮが設けられているとともに、図１６に示すようにウエハＷ表面には、予めウエハＷを１個１個のチップに分割する際のダイシングラインが、碁盤の目のようにウエハＷのノッチＮからウエハＷの中心を通る方向に対して平行または垂直な方向に穿設されている。
【０００６】
ノッチＮは、ノズルによる塗布方向に向くようにして設けられており、すなわち、塗布の開始側もしくは終了側にノッチＮが向くようになっている。
【０００７】
ウエハ表面には配線パターンが描かれており、この配線パターンはダイシングラインと平行もしくは直交して設けられていることが多いため、ノズルによる塗布方向と配線パターンが設けられている方向とが平行になることがあった。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３８１８１４号公報（段落００３５〜００４５、図７、図１５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された塗布手法においては、ウエハに予め穿設されているダイシングラインや配線パターンに対して、平行な向きで塗布を行うと、ウエハＷ表面のダイシングラインや配線パターンの間隔が広かったりまたは高かったりあるいは深かった場合に、図１７のように塗布された隣り合う塗布液ラインＬ同士が配線パターンＰに遮られて接触できず、ウエハ表面に塗布液が塗布されない領域が存在してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記した課題に鑑みなされたもので、塗布液ノズルを基板に対して相対的にスキャンすることにより基板の表面に塗布液を塗布するにあたり、基板表面全域に確実に塗布液を塗布して塗布膜を形成することのできる塗布膜形成装置及び塗布膜形成方法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】
【００１１】
本発明は、溝または凸条からなるパターンが形成された基板の表面に塗布液ノズルから塗布液を吐出させて塗布膜を形成するための方法において、水平に保持させた前記基板上の特定のパターンに交差するように前記基板保持部と塗布液ノズルを相対的に移動させて直線状にスキャンすることを特徴とする。なおここでいう「水平」とは略水平の状態も含まれる。
より具体的には本発明は、前記基板を基板保持部に水平に保持させる工程と、
前記基板の表面上のパターンのうち特定のパターンと塗布液ノズルのスキャン方向とが交差するように基板の向きを設定する工程と、
前記塗布液ノズルを塗布液を吐出させながら基板に対して相対的に直線状にスキャンする工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、いわゆる一筆書きの要領で塗布液を基板上に吐出する手法に適用できる。本発明を適用可能な基板としては、半導体集積回路素子製造用の基板例えばウエハや、液晶ディスプレイ用ガラス基板などが用いられる。この場合本発明は、前記塗布液ノズルを左右方向に移動させて基板表面に塗布液を直線状に塗布する動作と基板保持部を塗布液ノズルに対して前後方向に予め設定されたピッチで相対的に移動させる動作とを繰り返すことにより直線状の塗布液ラインを多数前後方向に並べる工程を含む。
【００１３】
また本発明は、塗布液の吐出口が多数直線状に配列された塗布液ノズルを用い、基板の一方側の端部から他方側の端部に亘って相対的に直線状にスキャンすることにより塗布膜を形成する方法にも適用できる。
【００１４】
基板の向きを設定する工程は、例えば基板保持部を回転させることにより行われる。基板が半導体ウエハである場合には、基板上に半導体集積回路素子の各チップに分断するためのダイシングラインが縦横に形成されており、基板の向きを設定する工程は、ダイシングラインと塗布液ノズルのスキャン方向とが交差するように、基板の向きを設定する工程である。また本発明は、塗布処理が終了した基板が外部に搬出される前に当該基板の向きを外部から搬入されたときの向きに戻す工程を備えるようにしてもよい。また基板の向きを設定する工程は、例えば予め記憶手段に記憶されている基板の種別と基板の向きとを対応づけたデータから、塗布すべき基板の種別に対応する基板の向きを読み出して基板をその向きに設定する工程であってもよい。
【００１５】
本発明は、基板の表面を撮像する工程を更に備え、この場合基板の向きを設定する工程は、例えば撮像結果に基づいてパターンの方向を判断し、そのパターンの方向に応じて基板の向きを設定する工程である。またこの場合、基板の向きを設定する工程は、前記撮像結果に基づいて判断した判断結果と、各パターンの方向と基板の向きとを対応づけたデータと、に基づいて基板の向きを設定する工程であってもよい。
【００１６】
他の発明は、溝または凸条からなるパターンが形成された基板の表面に塗布膜を形成するための装置において、
基板を水平に保持するための基板保持部と、
この基板保持部に保持される基板に対向するように設けられ、当該基板に塗布液を吐出する塗布液ノズルと、
前記基板の表面上のパターンのうち特定のパターンと塗布液ノズルのスキャン方向とが交差するように、基板の向きを設定する角度設定手段と、
前記塗布液ノズルを基板に対して相対的に直線状にスキャンするように基板保持部に対して相対的に移動させるための駆動機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明をいわゆる一筆書きの装置に適用する場合には、その構成は、前記基板保持部を前記塗布液ノズルに対して相対的に前後方向に移動させるための第１の駆動機構と、前記塗布液ノズルを左右方向に移動させるための第２の駆動機構と、を備え、前記塗布液ノズルから塗布液を吐出させながら左右方向に移動させた後、基板保持部を塗布液ノズルに対して前後方向に予め設定されたピッチで相対的に移動させる動作を繰り返すことにより直線状の塗布液ラインを多数前後方向に並べて塗布液の膜を基板上に形成することになる。
【００１８】
また塗布液の吐出口が多数直線状に配列された塗布液ノズルを用いる場合には、前記駆動機構は、前記塗布液ノズルを基板の一方側の端部から他方側の端部に亘って相対的に直線状にスキャンさせるように前記基板保持部に対して相対的に移動させる構成となる。
【００１９】
本発明の具体的な態様の例を挙げると次の通りである。基板保持部は回転自在に構成されており、角度設定手段は基板保持部を回転させて基板の向きを設定するものである。また基板上には半導体集積回路素子の各チップに分断するためのダイシングラインが縦横に形成されており、角度設定手段はいずれのダイシングラインに対しても塗布液ノズルのスキャン方向とが交差するように、基板の角度を設定するものである。塗布処理が終了した基板が外部に搬出される前に当該基板の向きを外部から搬入されたときの向きに戻す手段を備えている。角度設定手段は、基板の種別と基板の向きとを対応づけたデータを記憶する記憶手段と、この記憶手段内のデータから、塗布すべき基板の種別に対応する基板の向きを読み出して基板をその向きに設定する手段と、を備えている。
【００２０】
また本発明装置は、基板の表面を撮像する撮像手段を設けるようにしてもよく、この場合角度設定手段は、例えば前記撮像手段の撮像結果に基づいてパターンの方向を判断し、そのパターンの方向に応じて基板の向きを設定する構成としてもよい。更にこの場合、角度設定手段は、例えば各パターンの方向と基板の向きとを対応づけたデータを記憶する記憶手段と、前記撮像結果に基づいて判断した判断結果とこの記憶手段内のデータとに基づいて基板の向きを設定する手段とを備えた構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、基板上のパターンの中で塗布液ラインに平行であると塗布液ライン同士の確実な接触が期待できない特定のパターンに対して、塗布液ノズルのスキャン方向を交差させているため、隣り合う塗布液ライン同士がそのパターンに妨げられることなくパターンを越えて互いに確実に接触する。なおここでいう塗布液ラインとは、多数の吐出口が配列されている塗布液ノズルを用いてスキャンと塗布を行う場合には、各吐出口から吐出される塗布液のラインである。このため特定のパターンが形成されている領域においては塗布液が掠れるといった不具合を避けることができ、この結果基板の被塗布領域全面に均一に塗布液を塗布することができる。またウエハのようにダイシングラインが縦横に形成されている場合には、ダイシングラインと塗布液ノズルのスキャン方向とが交差しているので、ダイシングラインと平行なパターンについては、隣り合う塗布液ライン同士がパターンを越えて確実に接触し、またダイシングラインの存在により塗布液ライン同士の接触が妨げれられることもなく、ダイシングラインにおいて塗布膜にむらが生じるといったおそれもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次いで、本発明の塗布膜形成方法、また塗布膜形成装置の実施の形態について図面に基づき詳しく説明する。まず、図１及び図２を参照して塗布膜形成装置（塗布ユニット１）の説明を行う。図中１０は筐体であり、その内部空間は中央にスリット１１が形成された仕切り板１２にて上下に区画されており、また図示しない気流形成手段により例えば清浄な空気のダウンフローが形成されている。スリット１１における長さ方向の幅は例えばウエハＷの被塗布領域の最大幅より若干大きく設定されている。
【００２３】
ウエハＷの周縁部は、一部切り欠かれていて、ウエハの向きを示すノッチＮが設けられている。また、ウエハＷの表面には、予めウエハＷを１個１個のチップに分割する際のダイシングラインＤが、碁盤の目のようにウエハＷのノッチＮからウエハＷの中心を通る方向に対して平行または垂直な方向に形成されているとともに、ダイシングラインＤに沿って凸条からなる配線パターンが形成されている。
【００２４】
先ず仕切り板１２の下方側の下部側空間１０ａから説明すると、１３は基板保持部であり、ウエハＷを裏面側にて吸着して略水平に保持する吸着部１４と、吸着部１４を昇降自在及び鉛直軸周りに回動自在とするとともに、Ｘ方向に移動可能な駆動基体１５とで構成され、駆動基体１５はその下端を移動体１６によって支持されている。
【００２５】
前記筐体１０の底面には例えば２本のＹ方向に伸びるレール１７ａが配設されており、また移動体１６の上面には駆動基体１５をＸ方向にガイドするレール１７ｂが設けられていて、駆動基体１５及び移動体１６の働きにより、基板保持部１３に保持されるウエハＷが下部側空間１０ａ内において夫々Ｘ及びＹ方向の任意の位置へと移動可能に構成されている。ここで移動体１６の底面近傍には前記レール１７ａと平行にモータＭ１により駆動されるボールネジ部１８が設けられ、モータＭ１がボールネジ部１８を回転させることで移動体１６はレール１７ａにガイドされてＹ方向へ移動するようになっている。これら移動体１６、レール１７ａ、ボールねじ部１８及びモータＭ１により塗布液ノズルとしての塗布液ノズル５に対して相対的に前後方向に移動させる、すなわちウエハＷを図２におけるＹ軸方向に移動させる保持部駆動機構（第２の駆動機構）を構成している。
【００２６】
また、下部側空間１０ａ内にはウエハＷのノッチＮの位置を検知するウエハＷの向き検出部であるノッチ位置検出部７０がウエハＷに対応する高さに配置されている。ノッチ位置検出部７０は、ウエハＷの周縁を上下から挟み込むようなコ字状の形状をなし、発光部と受光部とを備えるフォトセンサにより構成され、ウエハＷにおけるノッチＮの位置は、ウエハＷの周縁をノッチ位置検出部７０の光軸を横切る位置に設定してウエハＷを、ここでは図２の上部位置まで駆動機構１８を駆動させて移動させた後、鉛直軸周りに１周回動させることにより検出することが出来る。またこの例では検出されたノッチＮの位置から塗布液を塗布される際のウエハＷの向き（角度）を設定するようになっている。
【００２７】
仕切り板１２の上方側の上部側空間１０ｂには、既述のスリット１１の一部を覆い、上方から落下してくる塗布液を受け止め、ウエハＷの外縁近傍領域への塗布液の供給を防ぐための一対の液受け部２１（２１ａ，２１ｂ）が設けられている。この液受け部２１（２１ａ，２１ｂ）は上方から落下してくる塗布液を受け止め、これを回収することができるように例えばトレー状に形成されており、更に図示は省略するが表面に付着した塗布液を洗い流すための洗浄機構、或いは受けた塗布液を装置外部に排出するためのドレインラインなどが設けられている。また液受け部２１は、その内端部がウエハＷの被塗布領域の外縁（ウエハＷの外端縁から僅かに内側）近傍に位置するように、ウエハＷの中心を通る中心線に対して対称的な位置に配置されるものであり、夫々進退駆動部２２（２２ａ、２２ｂ）を介してＸ方向に前記中心線に対して対称的に進退自在に構成されている。
【００２８】
また前記液受け部２１（２１ａ、２１ｂ）の移動領域上方には、後述する塗布液をウエハＷの表面に塗布する塗布液ノズル５が、ノズルユニット４内に設けられている。
【００２９】
前記ノズルユニット４は図３に示すようにＸ方向に伸びる長方形状の基体４２と、この基体４２上の両端に設けられる駆動プーリ４３、従動プーリ４４と、これら各プーリ４３、４４に掛けられるエンドレスベルト４５と、が含まれ、モータＭ２による駆動プーリ４３の正逆回転に伴ってエンドレスベルト４５も回転する構成とされている。エンドレスベルト４５の一方側のベルト部分４５ａにはノズル支持体４６を介して塗布液ノズル５が設けられている。他方側のベルト部分４５ｂにはバランサー４７を介し、塗布液ノズル５（ノズル支持体４６）側との釣り合いをとり、振動を相殺する重りが設けられており、夫々がエンドレスベルト４５の回転に伴って逆向き対称に移動する。４９ａ及び４９ｂはガイド軸であり、ノズル支持体４６及びバランサー４７は、エアーガイド機構を介してガイド軸４９ａ、４９ｂにガイドされる。４８は空気供給管である。これらの駆動プーリ４３、従動プーリ４４、エンドレスベルト４５、ノズル支持体４６、バランサー４７により塗布液ノズル５を動作させるノズル駆動機構（第１の駆動機構）が構成される。
【００３０】
図３において５０は塗布液供給管、５１はノズル体、５２は吐出口であり、吐出口５２の口径は例えば５０μｍとされている。
【００３１】
次に、図４を参照しながら装置の制御系について説明する。制御部６は、図４に示すように基板保持部１３を動作させるモータＭ１、進退駆動部２２ａ，２２ｂ、塗布液ノズル５を動作させるモータＭ２を各々図示しないコントローラを介して制御する機能を備えている。
【００３２】
制御部６は、目標とする塗布膜の膜厚、塗布のピッチ及び塗布時のウエハＷの向きなどを組み合わせたレシピデータの複数が記憶部６１内に登録されており、ウエハＷの種類や塗布液の組成などに応じてレシピ選択部６２からレシピを選択し、図示しないプログラムがそのレシピ内のデータを読み出して各部をコントロールし、塗布処理を実行するようになっている。
【００３３】
ここで、レシピデータの一つである「ウエハの向き」とは、塗布液ノズル５からウエハＷに塗布液の塗布が行われるときに、ウエハＷの結晶の方向を示すノッチＮがどの方向を向いているかを示すものであり、より具体的には、図５に示すようにノッチＮとウエハＷの中心Ｏとを結ぶラインをＬ０とすると、Ｌ０がウエハＷの進行方向（Ｙ軸）に対してなす角度θとして規定される。即ち、この実施の形態の狙いは、塗布液ノズル５のスキャン方向と、ウエハＷとの配線パターンとが平行にならないようにすることにあり、既述のように、ウエハＷ上の配線パターンは、通常ダイシングラインＤと平行もしくは直交しているため、ダイシングラインＤと塗布液ノズル５のスキャン方向とが交差するように、ノッチＮの向きを決めている。そしてウエハＷの種類によっては配線パターン群の中にダイシングラインＤに対して平行ではなく、例えば３０°、４５°あるいは６０°などの角度をもって交差している配線パターンも含まれていることから、更にまたこれら配線パターンの広さ、高さなどに応じて当該配線パターンと、塗布液ノズル５のスキャン方向と、が平行にならないようにする必要があることから、単にダイシングラインＤと交差させるだけでなく、こうした配線パターンとの関係でウエハＷの向き（角度θ）が設定される。
【００３４】
従って、制御部６におけるウエハＷの向きの設定については、記憶部６１から読み出されたレシピデータに基づき、駆動基体１５に組み込まれている図示しないモータを介して基板保持部１３上のウエハＷの回動角度が設定される。なお、この例ではレシピを記憶する記憶部６１やレシピから角度を読み出して駆動基体１５に制御信号を与えるプログラムなどが角度設定手段に相当する。
【００３５】
次いで、本発明の実施の形態においてウエハＷの表面に塗布液が塗布される様子について、図５から図７に基づき説明する。
【００３６】
まず、例えばオペレータがレシピ選択部６２により、ウエハＷの種類に応じて（ウエハＷのロットに応じて）所定のレシピを選択する。そして装置の運転が開始されて外部から筐体１０内に搬入されたウエハＷは、基板保持部１３にて裏面側を吸着され水平（概ね水平も含む）に保持される。図２にはウエハＷの搬入口は示されていないが、ウエハＷは例えば図２の紙面下方側から筐体１０内に搬入される。その後、ウエハＷは、基板保持部１３によりノッチ位置検出部７０の位置まで搬送され、ノッチ位置検出部７０によりウエハＷのノッチＮの位置が検出され、その検出されたノッチＮの位置に基づいてレシピ中に登録されているウエハＷの回動角度分、基板保持部１３が回動してウエハＷの向きが整えられる。なお、ウエハＷはこの実施の形態の塗布膜形成装置に搬入される前に、その向きが調整されることが多いが、その向きが調整されている場合にはノッチ位置検出部７０により念のためにウエハＷの向きを確認することになる。そして基板保持部１３によりウエハＷを塗布スタート位置まで移動させ、ウエハＷの前端が塗布液ノズル５のスキャン位置の下方に位置するように設定する。また、液受け部２１（２１ａ、２１ｂ）を夫々ウエハＷの外端縁よりも少し内側の所定位置に配置した後、この塗布液ノズル５から塗布液を吐出させながら例えば２ｍ／秒のスキャン速度でＸ方向に移動させて直線状に塗布液を供給して塗布液ラインを形成し、続いてウエハＷを移動体１６によりＹ方向に間欠送りさせ、この動作を繰り返すことにより一筆書きの要領で塗布液、例えば、絶縁膜の前駆物質を溶剤に溶かした塗布液が塗布される。
【００３７】
ここで図５は、ウエハＷの表面に前述した一筆書きの要領で塗布液が塗布される様子を示している。Ｌは塗布液ノズル５から塗布される塗布液ラインであり、その線幅は例えば１．２ｍｍ、ピッチ（塗布液ラインＬの中心間距離）は例えば０．５〜１．０ｍｍである。塗布液ノズル５のスキャンによって一つの塗布液ラインＬが形成されると、当該塗布液ラインＬの両側が広がろうとし、従来のように、塗布液ラインＬと配線パターンとが平行であった場合には、塗布液の広がりが、配線パターンによって阻害される場合があるが、図６に示すように、塗布液ラインＬが配線パターンＰと交差しているので、一つの塗布液ラインＬ及びこれに隣接する塗布液ラインＬが当該配線パターンＰに乗り上げ、これを越えて伸びていく格好になる。従って、配線パターンＰの上で両方の塗布液ラインＬ同士が必ず接触するのでそこを起点として塗布液が広がり、結果として両方の塗布液ラインＬ同士が接触する。ここでは便宜上ウエハＷ上の配線パターンを取り上げて説明しているが、回路部分に形成される溝などのパターンが問題になっている場合には、そのパターンと塗布液ラインＬとが交差するようにウエハＷの向きを設定することにより、塗布液ラインＬがそのパターンである溝を乗り越えていくので、互いに隣接する塗布液ラインＬ同士が同様に接触することとなる。
【００３８】
こうして、ウエハＷの後端に至るまで塗布液ノズル５のスキャン塗布が行われてウエハＷの有効領域（デバイス形成領域）の全面に塗布液が塗布されると、制御部６内のプログラムにより駆動基体１５を介してウエハＷの向きを所定の向きに調整する。ウエハＷは塗布膜例えば絶縁膜が形成された後、加熱処理などが行われるが、ウエハＷに対する処理の状態を解析するためにウエハＷは常に同じ向きに置かれて処理が行われる。通常は、ウエハＷを搬送するときに、例えば後述する図１４のシステム内のメインアーム９６により搬送するときに、ノッチＮが前方または後方に位置するようにウエハＷの向きが調整される。このため、塗布が行われた後、ウエハＷがこのような向き（所定の向き）で搬送されるように駆動基体１５に調整されるのである。なお、ウエハＷを塗布膜形成装置に搬入するときには、通常ノッチＮが前方または後方に位置するようにして搬送されるため、この場合には、言い換えればウエハＷの向きは駆動基体１５により搬入時の向きに戻されるということができる。
【００３９】
上述の実施の形態によれば、塗布液ノズル５のスキャン方向がダイシングラインＤと交差するため、このダイシングラインＤと平行な特定の配線パターン（塗布液ラインＬと平行であれば塗れない箇所が生じるであろう配線パターン）と、塗布液ラインＬとが交差することとなり、互いに隣接する塗布液ラインＬ同士が確実に接触するので、ウエハＷの表面の有効領域の全面に塗布液を塗布することが出来、歩留まりの向上に寄与する。また、塗布液ノズル５のスキャン方向と、ダイシングラインＤが平行であることからダイシングラインＤ上の塗布液が問題になる場合においても、ダイシングラインＤと塗布液ラインＬとが交差するので、ダイシングラインＤ上においても確実に塗布膜が形成される。
【００４０】
次いで、本発明の効果を確認するために塗布液ラインＬとウエハＷのダイシングラインＤとが平行な状態となるように塗布液を塗布した場合と、塗布液ラインＬとウエハＷのダイシングラインＤとが交差する状態となるように塗布液を塗布した場合とについて、塗布後のウエハＷの表面状態を観察した。実験に用いたウエハＷの表面は酸化膜層であり、その表面にはダイシングラインＤと平行に溝幅１０μｍ〜２０μｍの溝を１０μｍ〜１００μｍの間隔で形成し、この溝をパターンの一つのモデルとした。また、塗布液ラインＬの線幅は１．２ｍｍ、ピッチは０．５ｍｍ、絶縁膜の膜厚は８００μｍである。
【００４１】
図７には、左側にはウエハＷ表面への塗布液の塗布状況、右側にはウエハＷ表面に塗布された際のウエハＷの表面の様子を示している。なお、横方向に伸びる線は塗布液が塗布されていない領域を示す。
【００４２】
図７（ａ）は、左側の模式図にあるようにウエハＷのダイシングラインＤと塗布液ラインＬとが平行な状態となるように塗布液を塗布した場合について示している。このような場合は、ウエハＷ表面において塗布がされていない領域が多数見受けられる。
【００４３】
一方、図７（ｂ）は、左側の模式図にあるようにダイシングラインＤと塗布液ラインＬとが交差するような状態となるように塗布液を塗布した場合について示している。この場合であっても塗布液が塗布されていない領域は存在するが、図７（ａ）の場合よりは塗布されていない領域は少なくなっている。
【００４４】
なお、この実施形態では、ダイシングラインＤや配線パターンと塗布液ラインＬとが平行な状態とならないようにウエハＷを回動させて塗布しているが、塗布される塗布液の線幅や、塗布液の組成や、またウエハＷの表面に形成されているダイシングラインＤやパターンである凸条の幅や高さあるいは溝の幅や深さなどの要因によっては、ダイシングラインＤと平行なパターンと塗布液ラインＬとが平行な状態で塗布されても、塗布液がこれらのパターンを乗り越えてウエハＷの表面に塗布液膜を形成することが出来るようになることがある。この場合には、すべてのダイシングラインＤに対して交差させる必要はなく、その場合は、既述の設定角度θ（図５参照）は０°になる。
【００４５】
次いで、本発明の別の実施の形態について図８〜図１０に基づき説明すると、前記実施の形態では、記憶部６１内に記憶されている複数のレシピに基づいてレシピ内に登録されている設定角度分ウエハＷを回動させて、ウエハＷの向きを設定していたが、この例では、撮像手段であるＣＣＤカメラ８０を筐体１０の下部側領域１０ａ内に設け、このＣＣＤカメラ８０によりウエハＷの表面を撮像して、ウエハＷ上の配線パターンなどのパターンを読みとることで、ウエハＷの回転角度を決定して塗布液の塗布を実施するものである。
【００４６】
詳しくは、塗布ユニット１内にウエハＷが移送されると、まずウエハＷは、ＣＣＤカメラ８０の下まで駆動機構１８を駆動させることにより移動され、ウエハＷの表面上の１チップに相当する領域をＣＣＤカメラ８０により撮像する。この撮像は、例えばノッチＮがウエハＷの前端側あるいは後端側に位置している状態すなわち図５に示す角度θが０°の状態で行われるものとする。この場合、ノッチ位置検出部７０を用いずに、ＣＣＤカメラ８０でノッチＮを撮像し、ウエハＷの角度θを０°に設定しても良い。前記記憶部６１内には図９に示すような角度設定テーブルが記憶されており、この角度設定テーブルには配線パターンなどの凸条あるいは溝などのパターンの角度と、ウエハを回動させる角度（設定角度）とが対応づけられて登録されている。なお、ここでいう角度とは、例えば既述の図５に示す角度θをさす。
【００４７】
ＣＣＤカメラ８０により撮像された画像データから、ウエハＷ上の全てのパターンの角度を検出し、角度設定テーブルを参照して、各パターンの角度の組み合わせに対応する設定角度を求める。例えば各パターンの角度が０°、４５°、９０°であれば、図９の角度設定テーブルからウエハの種類Ａのデータに相当する設定角度２２．５°が選択される。その後の動作は既述の実施の形態と同様に行われる。この例では記憶部６１と角度設定テーブルから設定角度を読み出して駆動基体１５に指示を与えるプログラムとが角度設定手段に相当する。
【００４８】
更にまた本発明は、一筆書きの要領で塗布する場合に限らず、基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って塗布液の吐出口が多数直線状に配列された塗布液ノズルを用いスキャンする方法にも適用でき、図１０〜図１２を用いてこの実施の形態について説明する。なお、基板の有効領域の幅とは、ウエハの場合には直径ライン上の有効領域の長さであり、有効領域とは半導体集積回路素子や液晶パネルなどとして実際に使用される領域であるが、当該領域の縁部においても均一な膜厚を形成するためには、吐出口の配列領域は有効領域よりも少し長く設定することが好ましい。
【００４９】
ここでは、基板保持部であるスピンチャック１２２に保持されているウエハＷの表面に塗布液を塗布する際に、前述した実施の形態のようにウエハＷを動かすことなく、塗布液ノズル１２０の吐出口１２１から塗布液を吐出させながら、ウエハＷの有効領域の直上で塗布液ノズル１２０を移動させて塗布液の塗布を行うようになっている。
【００５０】
この塗布液ノズル１２０には、多数の吐出口１２１がウエハＷの有効領域の幅、この例ではウエハＷの直径に相当する長さに亘って、直線状に配列して設けられており、図１１、図１２に示すように、塗布液を吐出口１２１から吐出させながら塗布液ノズル１２０をウエハＷの一端側から他端側にウエハＷの表面に対してノズル支持部１２３に支持されながらガイド１２４の長手方向に平行に移動してスキャン塗布することで、一度に多数の直線状の塗布液ラインが形成されるようになり、ウエハＷの被塗布領域（有効領域）全面に塗布液を塗布して斜線部分のように液膜を形成することが出来るようになっている。
【００５１】
このような、塗布液ノズル１２０を用いて塗布を行う場合であっても、図１２に示すように、ウエハＷをスピンチャック１２２を回動させることで所定角度回動させて、ダイシングラインＤや特定配線パターンと、吐出口１２１とのスキャン方向とが平行な状態にならないように塗布液ノズル１２０から塗布液の塗布を行うことで、隣り合う塗布液ライン同士が接触して、ダイシングラインＤや配線パターンによりウエハＷ表面に形成される凹凸を塗布液が乗り越えることが出来るようになり、これにより、ウエハＷの被塗布領域全面に均一に塗布液を塗布することができる。
【００５２】
なお、この塗布液ノズル１２０では、多数の吐出口１２１がウエハＷの有効領域の幅すなわちウエハＷの直径に相当する長さに亘って、直線状に配列して設けられるようになっているが、ウエハＷの有効領域の幅よりも短いもの、例えばウエハＷの半径に対応する長さに亘って吐出口１２１が配列されているものであってもよい。
【００５３】
以上において、塗布液としては、絶縁膜の前駆物質の溶液に限らずレジスト液などであってもよいし、基板としてはウエハＷに限らず液晶ディスプレイ用のガラス基板などであっても良い。
【００５４】
最後に上述の塗布膜形成装置が組み込まれた塗布システムの一例について図１１３及び図１４を参照しながら説明する。図中９１はカセットステーションであり、例えば２５枚のウエハＷを収納したカセット９２を載置するカセット載置部９３と、載置されたカセット９２との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡し手段９４とが設けられている。この受け渡し手段９４の奥側には筐体９５にて周囲を囲まれる処理部Ｓ１が接続されている。処理部Ｓ１の中央には主搬送手段であるメインアーム９６が設けられており、これを取り囲むように例えば奥を見て右側には上述の塗布成膜装置（塗布ユニット１）が複数組み込まれ、更に左側、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニット等を多段に積み重ねた棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３が夫々配置されている。
【００５５】
棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、塗布ユニット１で行われる塗布処理の前処理及び後処理を行うためのユニットなどを各種組み合わせて構成されるものであり、その組み合わせは塗布ユニット１にて表面に塗布液が塗られたウエハＷを減圧乾燥する減圧乾燥ユニット、加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。なお棚ユニットＵ３については、ウエハＷを受け渡すための受け渡し台を備えた受け渡しユニットも組み込まれる。また、上述した主搬送手段９６は例えば昇降及び前後に移動自在で且つ鉛直軸周りに回転自在に構成されており、塗布ユニット１及び棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３を構成する各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行うことが可能となっている。
【００５６】
この装置のウエハＷの流れについて説明すると、先ず外部からウエハＷが収納されたカセット９２がカセット載置部９３に載置され、受け渡し手段９４によりカセット９２内からウエハＷが取り出され、加熱・冷却ユニットＵ３の棚の一つである受け渡しユニットを介して主搬送手段９６に受け渡される。次いでユニットＵ３の棚の一つの処理部内にてウエハ温度安定化処理が行われた後、塗布ユニット１にて塗布液が塗布される。その後ウエハＷは減圧乾燥ユニットで減圧乾燥され、加熱ユニットで加熱された後、冷却ユニットで所定の温度に冷却される。しかる後ウエハＷはカセット載置部９３上のカセット９２内に戻される。
【００５７】
ここで、塗布ユニット１内では、ウエハＷの向きが既述のように変更されるが、塗布処理後には元の向きに戻されるため、ウエハＷのノッチＮは主搬送手段（メインアーム）９６で搬送されるときには、前端側または後端側に位置されることとなり、従って他のユニットで加熱等を行うときには塗布ユニット１にて角度を設定したことの影響を受けない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明を実施するための最良の形態において適用される塗布成膜装置の内部を示す構成図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態において適用される塗布成膜装置を上部から見た際の内部の一部を示す図である。
【図３】本発明を実施するための最良の形態において適用されるノズルユニットの構成図である。
【図４】本発明を実施するための最良の形態における塗布液ノズルと基板保持部と液受け部の動作制御を示す構成図である。
【図５】本発明を実施するための最良の形態においてウエハの表面に塗布液を塗布した際の平面図である。
【図６】本発明を実施するための最良の形態におけるウエハへの塗布液の塗布状態を示す図である。
【図７】本発明の従来からの塗布方法と本発明の塗布方法とを比較した実験例を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態における塗布液ノズルと基板保持部と液受け部の動作制御を示す構成図である。
【図９】本発明の他の実施形態における角度設定テーブルを示す図である。
【図１０】本発明のもう一方の他の実施形態における塗布液ノズル周辺の概略図である。
【図１１】本発明のもう一方の他の実施形態における塗布液ノズルがウエハ上を移動する様子を示す図である。
【図１２】本発明のもう一方の他の実施形態におけるウエハを所定角度回動させて塗布液塗布を行う様子を示す塗布液塗布装置の平面図である。
【図１３】本発明の塗布膜形成装置の概略を示す図である。
【図１４】本発明の塗布膜形成装置の概略を示す図である。
【図１５】本発明の従来例を示す図である。
【図１６】本発明の従来例を示す図である。
【図１７】本発明の従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１        塗布ユニット
４        ノズルユニット
５        塗布液ノズル
６        制御部
１３      基板保持部
１５      駆動基体
１８      駆動機構
２１      液受け部
６１      記憶部
７０      ノッチ位置検出センサ
８０      ＣＣＤカメラ
９１      カセットステーション
１１０    塗布液ノズル
１１１    塗布液
Ｌ        塗布液ライン
【図１】
2005116553.tif 000003
【図２】
2005116553.tif 000004
【図３】
2005116553.tif 000005
【図４】
2005116553.tif 000006
【図５】
2005116553.tif 000007
【図６】
2005116553.tif 000008
【図７】
2005116553.tif 000009
【図８】
2005116553.tif 000010
【図９】
2005116553.tif 000011
【図１０】
2005116553.tif 000012
【図１１】
2005116553.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005116553.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2005116553.tif 000017
【図１６】
2005116553.tif 000018
【図１７】
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