(57)【要約】  基板上に塗布液を塗布する方法は、基板上に形成された塗布液の液膜が乾燥する前に、基板上の塗布液の当該液膜上における周辺部に、当該基板を所定の回転速度で回転させながら、塗布液の溶剤を供給して塗布液と溶剤との混合層を当該周辺部に形成し、その後所定の回転速度よりも速い回転速度で基板を回転させて、混合層を外周側に追いやることで、乾燥後の塗布液の膜厚を制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に塗布液を塗布する方法であって、
基板上に形成された前記塗布液の液膜が乾燥する前に、前記基板上の塗布液の液膜上における周辺部に、前記基板を所定の回転速度で回転させながら、前記塗布液の溶剤を供給して前記塗布液と前記溶剤との混合層を当該周辺部に形成し、
その後前記した所定の回転速度よりも速い回転速度で前記基板を回転させて、前記混合層を外周側に追いやることで、乾燥後の前記塗布液の膜厚を制御する。
【請求項２】
基板上に塗布液を塗布する方法であって、
基板上に前記塗布液の溶剤を供給して、当該基板の全面に前記溶剤の液膜を形成する溶剤液膜形成工程と、
その後、基板を第１の回転速度で回転させながら、前記塗布液を基板の中心部に供給する塗布液供給工程と、
その後、前記基板を前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させて、前記塗布液を基板上全面に拡散させる塗布液拡散工程と、
その後、前記基板を前記第２の回転速度よりも遅い第３の回転速度で回転させながら基板上の前記塗布液の液膜上の周辺部に前記塗布液の溶剤を供給する周辺部溶剤供給工程と、
その後、前記基板を前記第３の回転速度よりも速い第４の回転速度で回転させる周辺部膜厚調整工程と、
を有する。
【請求項３】
請求項２に記載の塗布処理方法において、
前記塗布液の粘度は、２０〜５００ｃＰである。
【請求項４】
請求項２に記載の塗布処理方法において、
前記周辺部溶剤供給工程においては、前記基板が１回転する間だけ溶剤を供給する。
【請求項５】
請求項２に記載の塗布処理方法において、
前記周辺部溶剤供給工程においては、吐出する溶剤が下地に到達しないように、吐出する溶剤の量が調整される。
【請求項６】
請求項２に記載の塗布処理方法において、
前記周辺部溶剤供給工程においては、溶剤を供給する供給部材を、基板の半径方向に移動させる。
【請求項７】
請求項２に記載の塗布処理方法において、
前記周辺部溶剤供給工程においては、供給する溶剤の温度を調整する。
【請求項８】
請求項２に記載の塗布処理方法において、
前記周辺部溶剤供給工程においては、溶剤を供給する供給部材から溶剤を斜め下方外周側に向けて溶剤を供給する。
【請求項９】
請求項２に記載の塗布処理方法において、
前記周辺部溶剤供給工程において溶剤を供給する供給部材は、基板の半径方向に供給口が所定の長さを持ったもの、または基板の半径方向に複数の供給口を有するものである。
【請求項１０】
基板上に塗布液を塗布する塗布処理方法を、塗布処理装置によって実行させるように、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した、読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
前記塗布処理方法は、
基板上に形成された前記塗布液の液膜が乾燥する前に、前記基板上の塗布液の液膜上における周辺部に、前記基板を所定の回転速度で回転させながら、前記塗布液の溶剤を供給して前記塗布液と前記溶剤との混合層を当該周辺部に形成し、
その後前記した所定の回転速度よりも速い回転速度で前記基板を回転させて、前記混合層を外周側に追いやることで、乾燥後の前記塗布液の膜厚を制御するものである。
【請求項１１】
基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、
基板を保持して回転させる基板保持部と、
基板上に前記塗布液を供給する塗布液供給ノズルと、
基板上に前記塗布液の溶剤を供給する溶剤供給ノズルと、
前記塗布液供給ノズルを移動させる第１の移動機構と、
前記溶剤供給ノズルを移動させる第２の移動機構と、
前記基板保持部、前記塗布液供給ノズル、前記溶剤供給ノズル、前記第２の移動機構及び前記第１の移動機構を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
基板中心部に前記溶剤供給ノズルによって前記塗布液の溶剤を供給して、当該基板の全面に前記溶剤の液膜を形成し、その後、基板を第１の回転速度で回転させながら、前記塗布液供給ノズルによって前記塗布液を基板の中心部に供給し、その後、前記基板を前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させて前記塗布液を基板上全面に拡散させ、その後、前記基板を前記第２の回転速度よりも遅い第３の回転速度で回転させながら基板上の前記塗布液の液膜上の周辺部に前記溶剤供給ノズルによって前記塗布液の溶剤を供給し、その後、前記基板を前記第３の回転速度よりも速い第４の回転速度で回転させるように構成されている。
【請求項１２】
基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、
基板を保持して回転させる基板保持部と、
基板上に前記塗布液を供給する塗布液供給ノズルと、
基板上に前記塗布液の溶剤を供給する溶剤供給ノズルと、
基板上の周辺部に前記塗布液の溶剤を供給する他の溶剤供給ノズルと、
前記塗布液供給ノズルを移動させる第１の移動機構と、
前記溶剤供給ノズルを移動させる第２の移動機構と、
前記他の溶剤供給ノズルを移動させる第３の移動機構と、
前記基板保持部、前記塗布液供給ノズル、前記溶剤供給ノズル、前記第１の移動機構、前記第２の移動機構及び前記第３の移動機構を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
基板中心部に前記溶剤供給ノズルによって前記塗布液の溶剤を供給して、当該基板の全面に前記溶剤の液膜を形成し、その後、基板を第１の回転速度で回転させながら、前記塗布液供給ノズルによって前記塗布液を基板の中心部に供給し、その後、前記基板を前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させて前記塗布液を基板上全面に拡散させ、その後、前記基板を前記第２の回転速度よりも遅い第３の回転速度で回転させながら基板上の前記塗布液の液膜上の周辺部に前記他の溶剤供給ノズルによって前記塗布液の溶剤を供給し、その後、前記基板を前記第３の回転速度よりも速い第４の回転速度で回転させるように構成されている。
【請求項１３】
請求項１２に記載の塗布処理装置において、
前記他の溶剤供給ノズルは、基板の半径方向に供給口が所定の長さを持ったもの、または基板の半径方向に複数の供給口を有するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年１２月２２日に日本国に出願された特願２０１６−２４９８７２号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。【０００２】
本発明は、基板に塗布液を塗布する塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に、所定の塗布液を塗布して反射防止膜やレジスト膜といった塗布膜を形成する塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成されている。【０００４】
上述した塗布処理においては、回転中のウェハの中心部にノズルから塗布液を供給し、遠心力によりウェハ上で塗布液を拡散することよってウェハ上に塗布膜を形成する、いわゆるスピン塗布法が広く用いられている。このような塗布処理においては、塗布膜の面内均一性と塗布液の使用量削減のために、塗布液を供給する前にウェハ上にシンナー等の溶剤を塗布してウェハの濡れ性を改善させる、いわゆるプリウェット処理が行われることが多い。このようなプリウェット処理における溶剤の塗布も、ウェハの中心部に溶剤を供給してウェハを回転させ、ウェハ上に溶剤を拡散させることにより行われるが、プリウェット用に供給した溶剤がウェハの回転によって乾燥することにより、塗布液が基板の端まで拡がらないことがあり、かかる場合には、塗布ムラが発生する。【０００５】
そのため、近年では、基板表面のプリウェット用に供給した溶剤が基板の回転によって乾燥することにより、塗布液が基板の端まで拡がらないことを防止するために、塗布液が拡散していない基板表面上の周辺部に対してさらに溶剤を供給するようにして、基板の周辺部における塗布液の流動性を向上させ、塗布液を基板の端まで円滑に拡げることが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開２００８−３０７４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した従来技術は、いわゆる低粘度のレジスト塗布の場合には有益であったが、既にパターンが形成されているウェハ（いわゆる段差基板）表面に対して、さらにレジストを塗布する場合や、中粘度のレジスト液を塗布する場合には、さらに膜厚の均一性の向上の点で改善する余地があった。殊にウェハの周辺部においては、中粘度のレジスト液を塗布する場合には、概して膜厚が厚くなる傾向があり、この点を是正、制御することが望まれていた。【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ウェハなどの基板上に塗布液を塗布する際に、当該基板が段差基板であったり、塗布液が中粘度のものであっても、基板面内で均一に塗布液を塗布することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、基板上に塗布液を塗布する方法であって、基板上に形成された前記塗布液の液膜が乾燥する前に、前記基板上の塗布液の液膜上における周辺部に、前記基板を所定の回転速度で回転させながら、前記塗布液の溶剤を供給して前記塗布液と前記溶剤との混合層を当該周辺部に形成し、その後前記した所定の回転速度よりも速い回転速度で前記基板を回転させて、前記混合層を外周側に追いやることで、乾燥後の前記塗布液の膜厚を制御する。【００１０】
本発明の一態様によれば、基板上に形成された塗布膜の液膜が乾燥する前に、当該基板上の液膜上の周辺部に、当該基板を所定の回転速度で回転させながら、塗布液の溶剤を供給して前記塗布液と前記溶剤との混合層を当該周辺部に形成するようにしたので、混合層中に塗布液の成分が溶出し、その後前記した所定の回転速度よりも速い回転速度で前記基板を回転させて、前記混合層を外周側に追いやるようにしたので、混合層より外側の膜厚を低下させることができ、全体としての膜厚を均一化させることができる。【００１１】
別な観点による本発明の一態様は、基板上に塗布液を塗布する方法であって、基板上に前記塗布液の溶剤を供給して、当該基板の全面に前記溶剤の液膜を形成する溶剤液膜形成工程と、その後、基板を第１の回転速度で回転させながら、前記塗布液を基板の中心部に供給する塗布液供給工程と、その後、前記基板を前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させて、前記塗布液を基板上全面に拡散させる塗布液拡散工程と、その後、前記基板を前記第２の回転速度よりも遅い第３の回転速度で回転させながら基板上の前記塗布液の液膜上の周辺部に前記塗布液の溶剤を供給する周辺部溶剤供給工程と、その後、前記基板を前記第３の回転速度よりも速い第４の回転速度で回転させる周辺部膜厚調整工程と、を有する。【００１２】
かかる観点の本発明の一態様によれば、周辺部溶剤供給工程において前記した混合層を形成し、その後の周辺部膜厚調整工程により、周辺部の膜厚を調整して、基板の面内均一性を向上させることができる。【００１３】
前記塗布液の粘度は、いわゆる中粘度とされている２０〜５００ｃＰであることが本発明に適している。なお本発明は、基板の塗布液の膜厚は、乾燥後に１μｍ〜１５μｍ程度の膜厚となる塗布処理に適している。【００１４】
前記周辺部溶剤供給工程において溶剤を供給する供給部材は、基板の半径方向に供給口が所定の長さを持ったもの、あるいは基板の半径方向に複数の供給口を有するものであるものを用いてもよい。この場合、供給口の形状は、例えば円形、スリット形など任意のものを採用できる。【００１５】
さらに別な観点による本発明の一態様は、前記した塗布処理方法を塗布処理装置によって実行させるように、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した、読み取り可能なコンピュータ記憶媒体である。【００１６】
また別な観点による本発明の一態様は、基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、基板を保持して回転させる基板保持部と、基板上に前記塗布液を供給する塗布液供給ノズルと、基板上に前記塗布液の溶剤を供給する溶剤供給ノズルと、前記塗布液供給ノズルを移動させる第１の移動機構と、前記溶剤供給ノズルを移動させる第２の移動機構と、前記基板保持部、前記塗布液供給ノズル、前記溶剤供給ノズル、前記第２の移動機構及び前記第１の移動機構を制御する制御部とを有している。そして当該制御部は、基板中心部に前記溶剤供給ノズルによって前記塗布液の溶剤を供給して、当該基板全面に前記溶剤の液膜を形成し、その後、基板を第１の回転速度で回転させながら、前記塗布液供給ノズルによって前記塗布液を基板の中心部に供給し、その後、前記基板を前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させて前記塗布液を基板上全面に拡散させ、その後、前記基板を前記第２の回転速度よりも遅い第３の回転速度で回転させながら基板上の前記塗布液の液膜上の周辺部に前記溶剤供給ノズルによって前記塗布液の溶剤を供給し、その後、前記基板を前記第３の回転速度よりも速い第４の回転速度で回転させるように構成されている。【００１７】
前記塗布液の液膜上の周辺部に溶剤を供給する際に、前記溶剤供給ノズルに代えて、他の周辺部溶剤供給ノズルが用いられ、前記制御部は、当該他の周辺部溶剤供給ノズルも制御するようにしてもよい。【００１８】
かかる場合、前記他の溶剤供給ノズルは、基板の半径方向に供給口が所定の長さを持ったもの、または基板の半径方向に複数の供給口を有するものを採用できる。例えば円形、スリット形などの供給口の形状を有するものも使用できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、基板上に塗布液を塗布して基板上に塗布液の液膜を形成する際に、基板面内での塗布液の膜厚の均一性を従来より向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す正面図である。
【図３】本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す背面図である。
【図４】レジスト処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図５】レジスト処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図６】ウェハの中心部にレジスト液の溶剤を供給する様子を示した側面図である。
【図７】図６の処理後、ウェハを回転させてウェハの全面に溶剤を拡散させるプリウェット処理をする様子を示した側面図である。
【図８】図７の処理後、ウェハを回転させながらウェハの中心部にレジスト液を供給する様子を示した側面図である。
【図９】図８の処理後、ウェハを回転させてウェハの全面にレジスト液を拡散させる様子を示した側面図である。
【図１０】図９の処理後、ウェハを回転させながらウェハの周辺部にレジスト液の溶剤を供給する様子を示した側面図である。
【図１１】図１０の処理後、ウェハを回転させてレジスト液の液膜の膜厚を調整する様子を示した側面図である。
【図１２】レジスト液の供給後から膜厚調整を行うまでのウェハの回転速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１３】実施の形態と従来技術との膜厚のプロファイルの比較を示すグラフである。
【図１４】溶剤供給ノズルから溶剤をウェハの周辺部に供給する際に、溶剤供給ノズルをウェハの半径方向に移動させている様子を示す側面図である。
【図１５】溶剤供給ノズルを斜め下方外周側に傾けて、溶剤を斜め下方に供給している様子を示す側面図である。
【図１６】ウェハの半径方向に供給口が複数形成されている供給ノズルを用いてウェハの周辺部に溶剤を供給している様子を示す側面図である。
【図１７】ウェハの周辺部に溶剤を供給する専用の溶剤供給ノズルを設けたレジスト処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の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塗布処理方法を実施する塗布処理装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、各々基板処理システム１の内部構成の概略を模式的に示す、正面図と背面図である。なお、本実施の形態では、塗布液がレジスト液であり、塗布処理装置が基板にレジスト液を塗布するレジスト塗布装置である場合を例にとって説明する。
【００２２】
基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３とを一体に接続した構成を有している。
【００２３】
カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置するカセット載置板２１が複数設けられている。
【００２４】
カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。
【００２５】
処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数、例えば第１〜第４の４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。
【００２６】
例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下からこの順に配置されている。
【００２７】
例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。
【００２８】
これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばウェハＷ上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、塗布液をウェハＷの表面に拡散させる。なお、レジスト塗布装置３２の構成については後述する。
【００２９】
例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、周辺露光装置４２の数や配置についても、任意に選択できる。
【００３０】
例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。
【００３１】
図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。
【００３２】
また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。
【００３３】
シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。
【００３４】
図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム１００ａを有している。ウェハ搬送装置１００は、搬送アーム１００ａによってウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。
【００３５】
インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１１０と受け渡し装置１１１が設けられている。ウェハ搬送装置１１０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム１１０ａを有している。ウェハ搬送装置１１０は、例えば搬送アーム１１０ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１１１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。
【００３６】
次に、上述したレジスト塗布装置３２の構成について説明する。レジスト塗布装置３２は、図４に示すように内部を密閉可能な処理容器１３０を有している。処理容器１３０の側面には、ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成されている。
【００３７】
処理容器１３０内には、ウェハＷを保持して回転させる基板保持部としてのスピンチャック１４０が設けられている。スピンチャック１４０は、例えばモータなどのチャック駆動部１４１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１４１には、例えばシリンダなどの昇降駆動機構が設けられており、スピンチャック１４０は昇降自在になっている。
【００３８】
スピンチャック１４０の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ１４２が設けられている。カップ１４２の下面には、回収した液体を排出する排出管１４３と、カップ１４２内の雰囲気を排気する排気管１４４が接続されている。
【００３９】
図５に示すようにカップ１４２のＸ方向負方向（図５の下方向）側には、Ｙ方向（図５の左右方向）に沿って延伸するレール１５０が形成されている。レール１５０は、例えばカップ１４２のＹ方向負方向（図５の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５の右方向）側の外方まで形成されている。レール１５０には、２本のアーム１５１、１５２が設けられている。
【００４０】
第１のアーム１５１には、塗布液としてレジスト液を供給する、塗布液供給部材としてのレジスト液供給ノズル１５４が支持されている。第１のアーム１５１は、第１の移動機構としてのノズル駆動部１５５により、レール１５０上を移動自在である。これにより、レジスト液供給ノズル１５４は、カップ１４２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１５６からカップ１４２内のウェハＷの中心部上方を通って、カップ１４２のＹ方向負方向側の外側に設けられた待機部１５７まで移動できる。また、ノズル駆動部１５５によって、第１のアーム１５１は昇降自在であり、レジスト液供給ノズル１５４の高さを調節できる。
【００４１】
第２のアーム１５２には、レジスト液の溶剤を供給する溶剤供給ノズル１５８が支持されている。第２のアーム１５２は、第２の移動機構としてのノズル駆動部１５９によってレール１５０上を移動自在となっている。これにより、溶剤供給ノズル１５８は、カップ１４２のＹ方向正方向側の外側に設けられた待機部１６０から、カップ１４２内のウェハＷの中心部上方まで移動できる。待機部１６０は、待機部１５６のＹ方向正方向側に設けられている。また、ノズル駆動部１５９によって、第２のアーム１５２は昇降自在であり、溶剤供給ノズル１５８の高さを調節できる。
【００４２】
他の液処理装置である現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、上部反射防止膜形成装置３３の構成は、ノズルの形状、本数や、ノズルから供給される液が異なる点以外は、上述したレジスト塗布装置３２の構成と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における後述の基板処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部２００にインストールされたものであってもよい。
【００４４】
次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。まず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次処理ステーション１１の受け渡し装置５３に搬送される。
【００４５】
次にウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理され、温度調節される。
【００４６】
次にウェハＷはアドヒージョン装置４１に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハＷは、第１のブロックＧ１のレジスト塗布装置３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。
【００４７】
ここで、レジスト塗布装置３２におけるレジスト塗布処理について詳述する。レジストの塗布処理にあたっては、先ずスピンチャック１４０の上面でウェハＷを吸着保持する。次いで、図６に示すように、溶剤供給ノズル１５８をウェハＷの中心部の上方に移動させ、ウェハＷの中心部にレジスト液の溶剤を吐出する。次いで図７に示したように、ウェハＷをたとえば２０００ｒｐｍで回転させ、ウェハＷ上の溶剤をスピン塗布法によってウェハ全面に拡散させ、いわゆるプリウェット処理を行う。
【００４８】
次に、図８に示したように、ウェハＷの中心部上方にレジスト液供給ノズル１５４を移動させ、ウェハＷを第１の回転速度、たとえば６０ｒｐｍで回転させながら、レジスト液供給ノズル１５４からウェハＷ上にレジスト液Ｒを供給する（塗布液供給工程）。これにより、ウェハＷの中央にレジスト液Ｒの液溜りが形成される。そしてレジスト液供給ノズル１５４からのレジスト液Ｒの供給量が所定の量に達した時点で、レジスト液Ｒの供給を停止する。次いで図９に示したように、レジスト液供給ノズル１５４を退避させて、ウェハＷの回転速度を第１の回転速度から第２の回転速度に加速させる。第２の回転速度としては、たとえば２５００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍが好ましく、本実施の形態では例えば３５００ｒｐｍである。第２の回転速度に到達したウェハＷの回転速度は、所定の時間、本実施の形態では例えば約３秒程度維持される。これによってウェハＷの中心部に供給されたレジスト液ＲはウェハＷの外周部に向けて拡散され、ウェハＷの全面にレジスト液Ｒの膜が形成される（塗布液拡散工程）。
【００４９】
その後、従来のプロセスでは、そのまま回転させてレジスト液Ｒの膜を乾燥させるのであるが、本実施の形態では、図１０に示したように、溶剤供給ノズル１５８をウェハＷの周辺部に移動させ、ウェハＷを回転させながらレジスト液の溶剤をウェハＷの周辺部に供給する（周辺部溶剤供給工程）。かかる場合の回転速度は、前記した第２の回転速度よりも遅い第３の回転速度で行う。第３の回転速度としては、例えば１〜１００ｒｐｍが例示できる。回転速度が速すぎると、供給した溶剤が飛散するなどするからである。かかる場合、ウェハＷが１回転する間にのみ溶剤を供給することが好ましい。過剰に供給すると、レジスト液Ｒが流出してウェハＷの下地やパターンが形成された下層のレジストパターンが露出するためである。もっとも、レジスト液Ｒの膜厚や溶剤の供給量によっては、ウェハＷが複数回回転する間中、溶剤を供給するようにしてもよい。要は、ウェハＷの下地や下層のレジスト膜が露出しなければよい。
【００５０】
溶剤を供給する周辺部の位置については、後述のように、従来のプリウェット処理の後にレジスト液をウェハＷの中心部に供給して拡散させるスピン塗布法によって形成されたレジスト液の膜のプロファイルを勘案して設定する。
【００５１】
次いで図１１に示したように、溶剤供給ノズル１５８を退避させて、ウェハＷを前記第３の回転速度よりも速い第４の回転速度で回転させる（周辺部膜厚調整工程）。これによって、ウェハＷ周辺部の膜厚の調整が行われる。かかる場合のウェハＷの回転速度は、例えば１０００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ程度がよいが、周辺部の領域の範囲、膜厚の調整の範囲によって適切な回転速度を選択すればよい。
【００５２】
以上の各工程において、プリウェット処理以後の塗布液供給工程、塗布液拡散工程、周辺部溶剤供給工程、周辺部膜厚調整工程を各々ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とし、時系列にしたがってウェハＷの回転速度の変化を示すと、図１２に示したグラフのようになる。なお図中、ステップＳ３において矢印で示した箇所は、溶剤供給ノズル１５８から溶剤を吐出するタイミングを示しており、ウェハＷの回転速度が第３の回転速度で安定したときに吐出させている。また吐出後、しばらく第３の回転速度を維持しているのは、ウェハＷの周辺部に供給した溶剤が、表面のレジスト液の液膜となじませて混合層を好適に形成するためである。もちろんかかるレシピに限定されるものではなく、レジスト液の種類、膜厚、溶剤の供給量等によってこれらのタイミングは適宜調整することができる。例えば、５００ｃＰ以上の粘度の高い処理液の場合には、ステップＳ３時にはウェハＷの周辺部に溶剤を吐出せずにステップＳ４をある程度行った後に、処理液の流動性が残る状態で再度回転速度を低下させ、溶剤供給ノズル１５８からウェハＷの周辺部に溶剤を吐出させることで周辺部の膜厚を調整することができる。次いで、回転速度を上げて膜を乾燥させる。
【００５３】
以上のようにして塗布処理を行なった後は、通常のこの種のレジスト塗布処理と同様、レジスト液が乾燥した後、ウェハＷの裏面洗浄を行なうことで、レジスト塗布装置３２における一連の塗布処理が終了する。その後は、ウェハＷは、第１のブロックＧ１の上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。さらに、ウェハＷは第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。その後、ウェハＷは、周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。そしてウェハ搬送装置１００によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。次いでウェハＷは、インターフェイスステーション１３のウェハ搬送装置１１０によって露光装置１２に搬送され、所定のパターンで露光処理される。
【００５４】
そのように露光処理された後は、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。これにより、レジスト膜の露光部において発生した酸により脱保護反応させる。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置３０に搬送され、現像処理が行われ、現象処理の終了後、ウェハＷは熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。次いで、ウェハＷは、熱処理装置４０により温度調整され、その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０、ウェハ搬送装置２３を介して所定のカセット載置板２１のカセットＣに搬送され、一連のフォトリソグラフィー工程が完了する。
【００５５】
以上の実施の形態にしたがって、熱処理後の温度調整を行なった後のウェハＷ上のレジスト膜の膜厚のプロファイルを図１３に示した。図中、×印は、従来技術、すなわちプリウェット処理を行なった後に単にスピン塗布法によってレジスト液を塗布した場合の膜厚のプロファイルを示し、○印は実施の形態にしたがって塗布処理を行なった場合の膜厚のプロファイルを示している。
【００５６】
この図からわかるように、実施の形態によれば、レジスト膜の周辺部の膜厚が大きく改善されている。各々の膜厚の均一性を３ｓｉｇｍａで表すと、従来技術では１６４［ｓｉｇｍａ／ｎｍ］であったが、実施の形態によれば４８［ｓｉｇｍａ／ｎｍ］であった。
【００５７】
この例では、３００ｍｍウェハＷの中心部から１１０ｍｍの地点で溶剤を供給した（図１３中の矢印で示す）。この地点は、従来技術の塗布処理方法の下では、膜厚が次第に盛り上がり始める個所である。したがってこの結果からもわかるように、本発明においてレジスト液の液膜が基板全面に形成された後、溶剤を吐出する周辺部というのは、そのように従来の塗布処理方法にしたがうと、膜厚が盛り上がり始める地点ということができる。
【００５８】
ウェハＷの周辺部にレジスト液の溶剤を供給する場合、溶剤の温度を調整することにより、膜厚の調整をさらに好適に行うことが可能である。すなわち供給する溶剤の温度を加熱することで、混合層の形成をより促進させることができ、それによって、膜厚のプロファイルをさらに広範囲で調整することが可能になる。
【００５９】
また膜厚を調整する範囲の半径方向の幅が広範囲にわたるような場合には、例えば図１４に示したように、溶剤供給ノズル１５８を半径方向に移動させながら溶剤を吐出することで、混合層Ｍを広げることが可能である。かかる場合、ウェハＷは複数回回転させることになる。
【００６０】
またそのように溶剤供給ノズル１５８を半径方向に移動させることに代えて、図１５に示したように、溶剤供給ノズル１５８を斜め下方外周側に傾けて、溶剤を斜め下方外周側に向けて供給するようにしてもよい。かかる方法によっても、混合層Ｍの形成領域の範囲を広げることが可能である。
【００６１】
さらにまた図１６に示したように、溶剤供給ノズルとして、ウェハの半径方向に供給口１６１ａが所定の長さを持ったもの、あるいはウェハの半径方向に複数の供給口を有する溶剤供給ノズル１６１を使用してもよい。図１６に示したものは、供給口１６１ａがウェハの半径方向に複数形成されたものである。もちろんこれに代えてスリット状の供給口を有する溶剤供給ノズルを使用してもよい。
【００６２】
なお前記したように周辺部に供給する溶剤の温度を調整する場合、ブリウエット処理の際にウェハＷの中心部に常温の溶剤を吐出するノズルと共用することは、溶剤温度の加熱、冷却等の作業、時間が伴い、また装置が複雑化するなどの点がある。また図１５、図１６に示した例では、ブリウエット処理の際にウェハＷの中心部に溶剤を吐出するノズルとは構成、構造が異なっている。
【００６３】
したがってこれらの場合には、図１７に示したように、たとえばレジスト塗布装置３２内に、第３のアーム１５３を設け、この第３のアーム１５３に別途周辺部に溶剤を供給する専用の溶剤供給ノズル１６１を支持するようにすればよい。すなわち、図１７の例では、第３のアーム１５３は、第３の移動機構としてのノズル駆動部１６２によってレール１５０上を移動自在となっている。これにより、溶剤供給ノズル１６１は、カップ１４２のＹ方向負方向側の外側に設けられた待機部１６３から、カップ１４２内のウェハＷの上方まで移動できる。待機部１６３は、待機部１５７のＹ方向負方向側に設けられている。また、ノズル駆動部１６２によって、第３のアーム１５３は昇降自在であり、溶剤供給ノズル１６１の高さを調節できるようになっている。
【００６４】
このように構成することで、溶剤供給ノズル１６１を用いてウェハＷの周辺部に温度調節した溶剤を供給したり、あるいは斜め下方外周側に傾けたノズル構成としたり、さらにはウェハＷの半径方向に長さを持った供給口を有するノズル構成とする場合、プリウェット処理用の溶剤供給ノズル１５８と個別のノズルを使用することができる。なおそのようないわば周辺部に溶剤を供給する専用の溶剤供給ノズル１６１から溶剤をウェハＷに供給する場合には、レジスト液供給ノズル１５４は、待機部１５６で待機させればよい。
【００６５】
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、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想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。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外の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などの他の基板である場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、基板上に塗布液を塗布する際に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１    基板処理システム
３０  現像処理装置
３１  下部反射防止膜形成装置
３２  レジスト塗布装置
３３  上部反射防止膜形成装置
４０  熱処理装置
４１  アドヒージョン装置
４２  周辺露光装置
１４０  スピンチャック
１５４  レジスト液供給ノズル
１５８  溶剤供給ノズル
１６１  溶剤供給ノズル
２００  制御部
Ｍ    混合層
Ｒ    レジスト膜
Ｗ    ウェハ
【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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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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