(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の塗布膜を平坦化する方法であって，
塗布膜の下地のパターンに応じて，基板を水平方向に直交するＸ方向とＹ方向に往復移動させ，
凹み部分の寸法が比較的大きいパターン上の塗布膜を平坦化するために，基板を比較的長い周期で往復移動させる長周期移動工程を行い，
凹み部分の寸法が比較的小さいパターン上の塗布膜を平坦化するために，基板を比較的短い周期で往復移動させる短周期移動工程を行うことを特徴とする，塗布膜の平坦化方法。
【請求項２】
前記長周期移動工程を行った後に，前記短周期移動工程を行うことを特徴とする，請求項１に記載の塗布膜の平坦化方法。
【請求項３】
前記長周期移動工程における基板の往復移動の回数と前記短周期移動工程における基板の往復移動の回数は，その比が前記比較的大きいパターンにおける凹み部分の面積の合計と前記比較的小さいパターンにおける凹み部分の面積の合計の比になるように設定されることを特徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の塗布膜の平坦化方法。
【請求項４】
前記下地のパターンに，Ｘ方向とＹ方向に向けて延びる複数の溝が形成されており，
Ｘ方向に延びる溝の数がＹ方向に延びる溝の数よりも大きい場合には，Ｙ方向の往復移動の回数がＸ方向の往復移動の回数よりも多く設定され，
Ｙ方向に延びる溝の数がＸ方向に延びる溝の数よりも大きい場合には，Ｘ方向の往復移動の回数がＹ方向の往復移動の回数よりも多く設定されることを特徴とする，請求項１又は２に記載の塗布膜の平坦化方法。
【請求項５】
Ｘ方向の往復移動の回数とＹ方向の往復移動の回数は，その比が前記Ｙ方向に延びる溝の数と前記Ｘ方向に延びる溝の数の比になるように設定されることを特徴とする，請求項４に記載の塗布膜の平坦化方法。
【請求項６】
前記下地のパターンに，Ｘ方向とＹ方向に対称性のある凹凸が均等に配置されている場合には，基板のＸ方向の往復移動とＹ方向の往復移動を同様に行うことを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の塗布膜の平坦化方法。
【請求項７】
基板上の塗布膜を平坦化させるための平坦化装置であって，
塗布膜の下地のパターンに応じて，基板を水平方向に直交するＸ方向とＹ方向に往復移動させ，凹み部分の寸法が比較的大きいパターン上の塗布膜を平坦化するために，基板を比較的長い周期で往復移動させる長周期移動工程を行い，凹み部分の寸法が比較的小さいパターン上の塗布膜を平坦化するために，基板を比較的短い周期で往復移動させる短周期移動工程を行う往復移動機構を備えたことを特徴とする，平坦化装置。
【請求項８】
基板を加熱する加熱部材を備えたことを特徴とする，請求項７に記載の平坦化装置。
【請求項９】
基板の周辺に塗布膜の溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給部を備えたことを特徴とする，請求項７又は８のいずれかに記載の平坦化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，基板上に形成された塗布膜の平坦化方法とその平坦化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばフォトリソグラフィー技術を用いた半導体装置の製造プロセスでは，ウェハ上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する処理や，ウェハ上に絶縁材料を塗布して絶縁膜を形成する処理が行われる。
【０００３】
上述のレジスト膜などの塗布膜を形成する処理では，ウェハＷを回転させた状態で，膜材料を滴下するスピンコート法が広く用いられている。しかしながら，このスピンコート法では，遠心力により基板周縁付近の膜が中心部付近に比べて厚くなる傾向がある。また，塗布膜が下地のパターンの影響を受けて，塗布膜の上面に凹凸が形成されることがある。
【０００４】
このように塗布膜に凹凸ができると，例えば露光時のフォーカスが部分的に合わず，塗布膜に形成されるパターンの線幅にばらつきが生じる。また，エッチング時には，塗布膜の上面の盛り上がった部分と凹んだ部分で，エッチングにより形成される溝の深さが異なるため，例えば溝に埋設される金属配線の長さが不揃いになり，電気抵抗が不均一になって，適正な半導体装置が製造されない。
【０００５】
塗布膜を平坦化するために，例えば超音波振動子で塗布膜に振動を与えることが提案されている（例えば特許文献１参照。）。しかしながら，この方法は，比較的粘性の低い塗布液を使用した場合に有効であり，通常の塗布液を用いた場合には，塗布膜の流動性が十分に確保できず，塗布膜を十分かつ安定的に平坦化できない。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１６８５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，基板上の塗布膜を十分かつ安定的に平坦化することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は，基板上の塗布膜を平坦化する方法であって，塗布膜の下地のパターンに応じて，基板を水平方向に直交するＸ方向とＹ方向に往復移動させ，凹み部分の寸法が比較的大きいパターン上の塗布膜を平坦化するために，基板を比較的長い周期で往復移動させる長周期移動工程を行い，凹み部分の寸法が比較的小さいパターン上の塗布膜を平坦化するために，基板を比較的短い周期で往復移動させる短周期移動工程を行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば，基板をＸ方向とＹ方向に往復移動させるので，基板上の塗布膜の流動性を十分に確保できる。また，下地のパターンの段差の形状や配置などに応じて，最適な周期や回数の往復移動が行われるので，いかなるパターン上の塗布膜に対しても適正に平坦化できる。このように，塗布膜を十分かつ安定的に平坦化できる。
【００１１】
前記長周期移動工程を行った後に，前記短周期移動工程を行うようにしてもよい。
【００１２】
前記長周期移動工程における基板の往復移動の回数と前記短周期移動工程における基板の往復移動の回数は，その比が前記比較的大きいパターンにおける凹み部分の面積の合計と前記比較的小さいパターンにおける凹み部分の面積の合計の比になるように設定されていてもよい。
【００１３】
前記下地のパターンに，Ｘ方向とＹ方向に向けて延びる複数の溝が形成されており，Ｘ方向に延びる溝の数がＹ方向に延びる溝の数よりも大きい場合には，Ｙ方向の往復移動の回数がＸ方向の往復移動の回数よりも多く設定され，Ｙ方向に延びる溝の数がＸ方向に延びる溝の数よりも大きい場合には，Ｘ方向の往復移動の回数がＹ方向の往復移動の回数よりも多く設定されるようにしてもよい。
【００１４】
Ｘ方向の往復移動の回数とＹ方向の往復移動の回数は，その比が前記Ｙ方向に延びる溝の数と前記Ｘ方向に延びる溝の数の比になるように設定されるようにしてもよい。
【００１５】
前記下地のパターンに，Ｘ方向とＹ方向に対称性のある凹凸が均等に配置されている場合には，基板のＸ方向の往復移動とＹ方向の往復移動を同じ回数行うようにしてもよい。
【００１６】
別の観点による本発明は，基板上の塗布膜を平坦化させるための平坦化装置であって，塗布膜の下地のパターンに応じて，基板を水平方向に直交するＸ方向とＹ方向に往復移動させ，凹み部分の寸法が比較的大きいパターン上の塗布膜を平坦化するために，基板を比較的長い周期で往復移動させる長周期移動工程を行い，凹み部分の寸法が比較的小さいパターン上の塗布膜を平坦化するために，基板を比較的短い周期で往復移動させる短周期移動工程を行う往復移動機構を備えたことを特徴とする。
【００１７】
前記平坦化装置は，基板を加熱する加熱部材を備えていてもよい。また，前記平坦化装置は，基板の周辺に塗布膜の溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給部を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば，塗布膜が十分かつ安定的に平坦化されるので，基板面内において露光処理やエッチング処理が均一に行われ，適正な基板製品が製造される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる平坦化装置が備えられた塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図であり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図であり，図３は，塗布現像処理システム１の背面図である。
【００２０】
塗布現像処理システム１は，図１に示すように例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，フォトリソグラフィー工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を多段に配置している処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を有している。
【００２１】
カセットステーション２には，カセット載置台５が設けられ，当該カセット載置台５は，複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。カセットステーション２には，搬送路６上をＸ方向に向かって移動可能なウェハ搬送体７が設けられている。ウェハ搬送体７は，カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり，Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウェハＷに対して選択的にアクセスできる。
【００２２】
ウェハ搬送体７は，Ｚ軸周りのθ方向に回転可能であり，後述する処理ステーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属する温調装置６０やトランジション装置６１に対してもアクセスできる。
【００２３】
カセットステーション２に隣接する処理ステーション３は，複数の処理装置が多段に配置された，例えば５つの処理装置群Ｇ１〜Ｇ５を備えている。処理ステーション３のＸ方向負方向（図１中の下方向）側には，カセットステーション２側から第１の処理装置群Ｇ１，第２の処理装置群Ｇ２が順に配置されている。処理ステーション３のＸ方向正方向（図１中の上方向）側には，カセットステーション２側から第３の処理装置群Ｇ３，第４の処理装置群Ｇ４及び第５の処理装置群Ｇ５が順に配置されている。第３の処理装置群Ｇ３と第４の処理装置群Ｇ４の間には，第１の搬送装置１０が設けられている。第１の搬送装置１０は，第１の処理装置群Ｇ１，第３の処理装置群Ｇ３及び第４の処理装置群Ｇ４内の各処理装置に選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。第４の処理装置群Ｇ４と第５の処理装置群Ｇ５の間には，第２の搬送装置１１が設けられている。第２の搬送装置１１は，第２の処理装置群Ｇ２，第４の処理装置群Ｇ４及び第５の処理装置群Ｇ５内の各処理装置に選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。
【００２４】
図２に示すように第１の処理装置群Ｇ１には，ウェハＷに所定の液体を供給して処理を行う液処理装置，例えばウェハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布装置２０，２１，２２，露光処理時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティング装置２３，２４が下から順に５段に重ねられている。第２の処理装置群Ｇ２には，液処理装置，例えばウェハＷに現像液を供給して現像処理する現像処理装置３０〜３４が下から順に５段に重ねられている。また，第１の処理装置群Ｇ１及び第２の処理装置群Ｇ２の最下段には，各処理装置群Ｇ１，Ｇ２内の液処理装置に各種処理液を供給するためのケミカル室４０，４１がそれぞれ設けられている。
【００２５】
例えば図３に示すように第３の処理装置群Ｇ３には，温調装置６０，ウェハＷの受け渡しを行うためのトランジション装置６１，精度の高い温度管理下でウェハＷを温度調節する高精度温調装置６２〜６４及び本実施の形態にかかる平坦化装置６５，６６が下から順に７段に重ねられている。なお，平坦化装置６５，６６の構成については後述する。
【００２６】
第４の処理装置群Ｇ４では，例えば高精度温調装置７０，レジスト液が塗布されたウェハＷを加熱するプリベーキング装置７１〜７４及び現像処理後のウェハＷを加熱処理するポストベーキング装置７５〜７９が下から順に１０段に重ねられている。
【００２７】
第５の処理装置群Ｇ５では，ウェハＷを熱処理する複数の熱処理装置，例えば高精度温調装置８０〜８３，露光後のウェハＷを加熱処理する複数のポストエクスポージャーベーキング装置８４〜８９が下から順に１０段に重ねられている。
【００２８】
図１に示すように第１の搬送装置１０のＸ方向正方向側には，複数の処理装置が配置されており，例えば図３に示すようにウェハＷを疎水化処理するためのアドヒージョン装置９０，９１，ウェハＷを加熱する加熱装置９２，９３が下から順に４段に重ねられている。図１に示すように第２の搬送装置１１のＸ方向正方向側には，例えばウェハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置９４が配置されている。
【００２９】
インターフェイス部４には，例えば図１に示すようにＸ方向に向けて延伸する搬送路１００上を移動するウェハ搬送体１０１と，バッファカセット１０２が設けられている。ウェハ搬送体１０１は，Ｚ方向に移動可能でかつθ方向にも回転可能であり，インターフェイス部４に隣接した図示しない露光装置と，バッファカセット１０２及び第５の処理装置群Ｇ５に対してアクセスしてウェハＷを搬送できる。
【００３０】
次に，平坦化装置６５の構成について説明する。図４は，平坦化装置６５の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【００３１】
平坦化装置６５は，例えば内部を密閉可能な処理容器１２０を有している。処理容器１２０内の中央部には，例えばウェハＷを載置して保持する保持部材としての保持台１２１が設けられている。保持台１２１は，例えば略円盤形状に形成されている。保持台１２１の上面には，図示しない吸引口が開口しており，この吸引口からの吸引によりウェハＷを吸着保持できる。
【００３２】
保持台１２１は，例えば往復移動機構としてのＸ−Ｙステージ１２２上に固定されている。Ｘ―Ｙステージ１２２は，水平方向に直交するＸ方向とＹ方向に移動自在であり，保持台１２１上のウェハＷを所定の振幅，回数及び周期で往復移動できる。Ｘ―Ｙステージ１２２の動作は，例えば制御部１２３によって制御されている。制御部１２３は，例えばウェハＷの下地のパターンの形状や配置に応じて，ウェハＷのＸ方向の往復移動の振幅，回数及び周期と，Ｙ方向の往復移動の振幅，回数及び周期を制御できる。例えば制御部１２３には，予め複数種類の下地のパターンとそのときのＸ方向とＹ方向の往復移動のレシピが記憶されており，制御部１２３は，入力された下地のパターン情報を基に，予め登録されているレシピに従ってウェハＷを往復移動できる。例えば制御部１２３には，コンピュータが用いられ，制御部１２３による制御は，コンピュータに記憶されたプログラムを実行することにより行うことができる。
【００３３】
処理容器１２０の一方の側壁面には，レジスト液の溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給部としての給気口１４０が形成されている。例えば給気口１４０には，溶剤蒸気供給装置１４１に通じる溶剤蒸気供給管１４２が接続されている。処理容器１２０の他方の側壁面には，排気口１４３が形成されている。排気口１４３は，例えば排気管１４４を通じて負圧発生装置１４５に接続されている。この負圧発生装置１４５により，排気口１４３から処理容器１２０内の雰囲気を排気することができる。
【００３４】
例えば上述の溶剤蒸気供給装置１４１と負圧発生装置１４５の動作は，制御部１２３により制御されている。この制御部１２３により，処理容器１２０内を所定濃度の溶剤蒸気に維持できる。また，制御部１２３により，処理容器１２０内を所定の圧力に減圧できる。
【００３５】
なお，平坦化装置６６の構成は，平坦化装置６５と同様であり，説明を省略する。
【００３６】
次に，以上のように構成された平坦化装置６５におけるウェハＷの処理プロセスを，塗布現像処理システム１で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に説明する。
【００３７】
先ず，ウェハ搬送体７によって，カセット載置台５上のカセットＣから未処理のウェハＷが一枚取り出され，第３の処理装置群Ｇ３の温調装置６０に搬送される。温調装置６０に搬送されたウェハＷは，所定温度に温度調節され，その後第１の搬送装置１０によってボトムコーティング装置２３に搬送され，反射防止膜が形成される。反射防止膜が形成されたウェハＷは，第１の搬送装置１０によって加熱装置９２，高精度温調装置７０に順次搬送され，各装置で所定の処理が施される。その後ウェハＷは，レジスト塗布装置２０に搬送される。
【００３８】
レジスト塗布装置２０では，例えば回転されたウェハＷの中心部に塗布液としてのレジスト液が滴下され，レジスト液がウェハＷの表面上を拡散することによって，ウェハ表面の全体にレジスト液が塗布される。こうしてレジスト膜が形成されたウェハＷは，第１の搬送装置１０によって平坦化装置６５に搬送され，レジスト膜が平坦化される。この平坦化装置６５における処理プロセスについては後述する。
【００３９】
平坦化装置６５においてレジスト膜が平坦化されたウェハＷは，第１の搬送装置１０と第２の搬送装置１１によって，プリベーキング装置７１，周辺露光装置９４，高精度温調装置８３に順次搬送されて，各装置において所定の処理が施される。その後，ウェハＷは，インターフェイス部４のウェハ搬送体１０１によって図示しない露光装置に搬送され，露光される。露光処理の終了したウェハＷは，ウェハ搬送体１０１によって例えばポストエクスポージャーベーキング装置８４に搬送され，加熱処理が施された後，第２の搬送装置１１によって高精度温調装置８１に搬送されて温度調節される。その後，現像処理装置３０に搬送され，ウェハＷ上のレジスト膜が現像される。その後ウェハＷは，第２の搬送装置１１によってポストベーキング装置７５に搬送され，加熱処理が施された後，高精度温調装置６３に搬送され温度調節される。そしてウェハＷは，第１の搬送装置１０によってトランジション装置６１に搬送され，ウェハ搬送体７によってカセットＣに戻されて一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。
【００４０】
次に，上述の平坦化装置６５で行われる処理について詳しく説明する。レジスト膜が形成されたウェハＷは，図４に示すように処理容器１２０内に搬入され，保持台１２１に吸着保持される。
【００４１】
処理容器１２０内は，例えば給気口１４０からのレジスト液の溶剤蒸気の給気と，排気口１４３からの排気が行われ，処理容器１２０内が所定濃度の溶剤雰囲気に維持される。これにより，ウェハＷ上のレジスト膜の乾燥が抑制される。
【００４２】
保持台１２１にウェハＷが保持されると，Ｘ―Ｙステージ１２２によってＸ方向とＹ方向の２方向にウェハＷが往復移動される。この往復移動の順番，周期，振幅，回数などのレシピは，レジスト膜の下地のパターンに応じて設定されている。
【００４３】
例えば，図５に示すようにウェハＷの下地のパターンに，Ｘ方向とＹ方向に対称性のある凹凸，例えば複数のホールＨが均等に配置されている場合には，Ｘ方向とＹ方向とで同じ振幅，周期のウェハＷの往復移動が同じ回数行われる（レシピＰ１）。このレシピＰ１では，例えば第１工程Ａ１で，振幅１０ｍｍ，移動速度１００ｍｍ/ｓで周期０．２ｓのＸ方向の往復移動が１回行われる。第２工程Ａ２では，振幅１０ｍｍ，移動速度１００ｍｍ/ｓで周期０．２ｓのＹ方向の往復移動が１回行われる。この第１工程Ａ１と第２工程Ａ２が交互に，例えば１０回繰り返される。かかる場合，この往復移動によるウェハＷの加減速によりレジスト膜に慣性力が作用し，レジスト膜が十分に均される。また，均等に配置されたホールＨ上のレジスト膜に対し，Ｘ方向とＹ方向に同じ振動が与えられるので，レジスト膜が斑なく均一に平坦化される。なお，本実施の形態では，往復移動の振幅が１ｍｍ以上で，周期が０．２ｓ以上に設定されている。
【００４４】
例えば，図７に示すようにウェハＷの下地のパターンに，Ｘ方向に延びる溝Ｄｘと，Ｙ方向に延びる溝Ｄｙが形成され，Ｙ方向に延びる複数の溝Ｄｙのある領域面積がＸ方向に延びる複数の溝Ｄｘのある領域面積よりも大きい場合には，Ｘ方向の往復移動がＹ方向の往復移動よりも多く行われる。このときのＸ方向とＹ方向の往復移動の回数は，その比が例えばＹ方向の溝Ｄｙの領域面積とＸ方向の溝Ｄｘの領域面積の比になるように設定される。例えばＹ方向の溝ＤｙとＸ方向の溝Ｄｘの領域面積の比が２：１の場合には，Ｘ方向の往復移動の回数とＹ方向の往復移動の回数が２：１に設定される（レシピＰ２）。
【００４５】
このレシピＰ２では，例えばＸ方向とＹ方向とで同じ振幅，周期の往復移動が行われる。例えば図８に示すように第１工程Ｂ１で，振幅１０ｍｍ，移動速度１００ｍｍ/ｓで周期０．２ｓのＸ方向の往復移動が２回行われる。第２工程Ｂ２では，振幅１０ｍｍ，移動速度１００ｍｍ/ｓで周期０．２ｓのＹ方向の往復移動が１回行われる。この第１工程Ｂ１と第２工程Ｂ２が交互に，例えば１０回繰り返される。
【００４６】
なお，図９に示すようにＸ方向に延びる溝Ｄｘのある領域面積がＹ方向に延びる溝Ｄｙのある領域面積よりも大きい場合には，Ｙ方向の往復移動がＸ方向の往復移動よりも多く行われる。このときのＸ方向とＹ方向の往復移動の回数は，その比が例えばＹ方向の溝Ｄｙの領域面積とＸ方向の溝Ｄｘの領域面積の比になるように設定される。例えばＸ方向の溝ＤｘとＹ方向の溝Ｄｙの領域面積の比が２：１の場合には，Ｙ方向の往復移動の回数とＸ方向の往復移動の回数が２：１に設定される。
【００４７】
かかる場合，Ｘ方向の溝Ｄｘに対してはＹ方向にレジスト膜が流動し難く，Ｙ方向の溝Ｄｙに対してはＸ方向にレジスト膜が流動し難いので，レジスト膜が流動し難い方向の往復移動をより多く行うことにより，レジスト膜が十分に平坦化される。なお，この例において，Ｘ方向とＹ方向の往復移動の回数は，その比が例えばＹ方向の溝Ｄｙの数とＸ方向の溝Ｄｘの数の比になるように設定してもよい。
【００４８】
例えば図１０に示すようにウェハＷの下地のパターンに，例えばＸ方向に延びる比較的線幅の広い溝Ｄｗと比較的線幅の狭い溝Ｄｓが形成されている場合には，広い溝Ｄｗに対して，比較的低速で長い周期のＹ方向の往復移動が行われ，その後狭い溝Ｄｓに対して，比較的高速で短い周期のＹ方向の往復移動が行われる。このときの第１工程Ｃ１と第２工程Ｃ２のＹ方向の往復移動の回数は，その比が例えば広い溝Ｄｗと狭い溝Ｄｓのある領域面積の比になるように設定される。例えば広い溝Ｄｗと狭い溝Ｄｓの領域面積の比が２：１の場合には，第１工程Ｃ１の往復移動の回数と第２工程Ｃ２の往復移動の回数の比が２：１に設定される。その後，Ｘ方向の往復移動が行われる（レシピＰ３）。
【００４９】
このレシピＰ３では，例えば図１１に示すように第１工程Ｃ１で，広い溝Ｄｗに対して，例えば振幅１０ｍｍ，移動速度２０ｍｍ/ｓ，周期１ｓのＹ方向の往復移動が２回行われる。第２工程Ｃ２では，狭い溝Ｄｓに対して，例えば振幅１０ｍｍ，移動速度１００ｍｍ/ｓ，周期０．２ｓのＹ方向の往復移動が１回行われる。その後，第３工程Ｃ３では，振幅１０ｍｍ，移動速度１００ｍｍ/ｓのＸ方向の往復移動が１回行われる。これらの工程Ｃ１〜Ｃ３がこの順に複数回，例えば１０回繰り返される。
【００５０】
かかる場合，比較的広い溝Ｄｗに対して長い周期で低速の往復移動を行うので，レジスト膜が広い溝Ｄｗ内に流入する時間が十分に確保され，広い溝Ｄｗ上のレジスト膜が十分に平坦化される。また，狭い溝Ｄｓに対しては，短い周期で高速の往復移動を行っても，レジスト膜が狭い溝Ｄｓ内に十分に流入するので，狭い溝Ｄｓ上にも十分に平坦なレジスト膜が形成される。さらに，長い周期の往復移動を短い周期の往復移動よりも先に行うので，ウェハ面内全体におけるレジストの埋め込みの均一性が向上する。
【００５１】
例えば図１２に示すようにウェハＷの下地のパターンに，上述のホールＨ，Ｘ方向に延びる溝Ｄｘ，Ｙ方向に延びる溝Ｄｙ，広い溝Ｄｗ，狭い溝Ｄｓが混在している場合には，上述のレシピＰ１〜Ｐ３を組み合わせて行う。このときの各レシピＰ１〜Ｐ３における往復移動の回数は，例えばホールＨの数や径，溝Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｗ，Ｄｓの数や幅などから各種形状の領域面積を算出し，その領域面積に比例するように設定される。
【００５２】
ウェハＷの所定回数の往復移動が終了すると，ウェハＷは，処理容器１２０から搬出され，一連の平坦化処理が終了する。
【００５３】
なお，上述の各レシピＰ１〜Ｐ３は，制御部１２３に記録されたプログラムにより実行される。
【００５４】
以上の実施の形態によれば，ウェハＷの下地のパターンの形状や配置に応じて，ウェハＷをＸ方向とＹ方向に所定の振幅，周期，回数で往復移動させるので，下地のパターンがいかなるものであっても，レジスト膜を十分かつ安定的に平坦化できる。
【００５５】
また，レジスト膜の平坦化の際に処理容器１２０内をレジスト膜の溶剤雰囲気に維持したので，レジスト膜の乾燥が抑制され，レジスト膜の流動性が確保される。この結果，レジスト膜の平坦化を効果的に行うことができる。
【００５６】
以上の実施の形態においてレジスト膜を平坦化する際に，ウェハＷを加熱してもよい。かかる場合，図１３に示すように保持台１２１の内部には，例えば加熱部材としてのヒータ１５０が設けられる。ヒータ１５０は，電源１５１からの給電により発熱する。制御部１２３は，電源１５１からヒータ１５０への給電量を調整し，ヒータ１５０の発熱量を制御して，ウェハＷを所定の温度に加熱できる。
【００５７】
そして，ウェハＷが保持台１２１に保持され，Ｘ−Ｙステージ１２２により往復移動される際に，ウェハＷが所定の温度に加熱される。この加熱により，レジスト膜の流動性が上げられ，レジスト膜の平坦性がさらに向上される。
【００５８】
以上の実施の形態に記載した平坦化装置６５は，ウェハＷを一枚ずつ処理する枚葉式のものであったが，図１４に示すようにウェハＷを複数枚ずつ処理するバッチ式のものであってもよい。この場合，例えばＸ−Ｙステージ１２２上には，保持台１２１に代えて，例えば複数枚のウェハＷを上下方向に並べて保持する保持部材１６０が設けられる。かかる場合，複数枚のウェハＷのレジスト膜を同時に同様に平坦化できる。
【００５９】
以上の実施の形態で記載した平坦化装置６５では，レジスト膜の平坦化のみを行っていたが，レジスト膜を乾燥させる処理も行ってもよい。かかる場合，例えば，処理容器１２０内において，ウェハＷをＸ方向とＹ方向に往復移動させてレジスト膜を平坦化した後に，例えば負圧発生装置１４５により処理容器１２０内を減圧して，レジスト膜を乾燥させてもよい。このとき，ウェハＷを加熱してもよい。こうすることにより，レジスト膜を乾燥させるプリベーキング処理を平坦化装置６５で行うことができる。
【００６０】
また，上記例においてウェハＷを往復移動させ，レジスト膜を平坦化しながら，レジスト膜を乾燥してもよい。なお，本実施の形態の平坦化装置６５では，排気口１４３，排気管１４４及び負圧発生装置１４５により減圧装置を構成できる。
【００６１】
以上の実施の形態では，レジスト塗布処理と平坦化処理を別の装置で行っていたが，同じ装置で行ってもよい。例えばレジスト塗布装置に，平坦化装置６５のＸ−Ｙステージ１２２や制御部１２３などの機能を設けて，レジスト膜の塗布直後にレジスト膜の平坦化を行ってもよい。
【００６２】
参考例として，例えばウェハＷにレジスト液を塗布した後に，ウェハＷを断続的に一方向に回転させ，レジスト膜の平坦化を行ってもよい。この場合，ウェハＷの回転方向の加減速により，ウェハＷの周方向に慣性力が作用し，レジスト膜の平坦化が図られる。
【００６３】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば，以上の実施の形態では，ホールや溝やその組み合わせの下地パターンであったが，他の形状やその他の組み合わせの下地パターンにも本発明は適用できる。また，以上の実施の形態は，レジスト膜を平坦化するものであったが，他の種類の塗布膜，例えばＳＯＤ膜，ＳＯＧ膜などの絶縁膜を平坦化する場合にも，本発明は適用できる。また，膜の塗布方法は，ウェハＷを回転させた状態で塗布するスピンコート法に限られず，塗布液を吐出したノズルとウェハＷとを相対的に移動させながら塗布するスキャンコート法であってもよい。また，本発明は，ウェハＷ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ），フォトマスク用のマスクレチクルや，チップ状の基板などの塗布膜を平坦化する際にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は，基板上の塗布膜を十分かつ安定的に平坦化する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】平坦化装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図５】下地にホールのパターンが形成されたウェハの模式図である。
【図６】図５のウェハに対する往復移動のレシピを示す表である。
【図７】下地のパターンにＸ方向の溝とＹ方向の溝が形成されたウェハの模式図である。
【図８】図７のウェハに対する往復移動のレシピを示す表である。
【図９】下地のパターンにＸ方向の溝がＹ方向の溝よりも多く形成されたウェハの模式図である。
【図１０】下地のパターンに線幅の異なる溝が形成されたウェハの模式図である。
【図１１】図１０のウェハに対する往復移動のレシピを示す表である。
【図１２】下地のパターンにホール，Ｘ方向の溝，Ｙ方向の溝が混在しているウェハの模式図である。
【図１３】ヒータを備えた平坦化装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図１４】バッチ式の平坦化装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    塗布現像処理システム
６５  平坦化装置
１２０  処理容器
１２１  保持台
１２２  Ｘ―Ｙステージ
１２３  制御部
Ｗ    ウェハ
【図１】
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【図２】
0004531659.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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