(57)【要約】【課題】スピンコーティング法において基板上に形成される塗布膜の膜厚について高い面内均一性が得られる技術を提供すること。【解決手段】ウエハＷの面内の膜厚分布は、レジスト液の種類及びウエハＷの回転数の推移パターンを含む処理レシピに応じて決まる。そこで、予めＬＥＤ４１の照射を含まない処理レシピを用いてウエハＷにレジスト塗布処理を行い、このウエハＷの面内の膜厚分布を求める。このようにして、ウエハＷの面内の膜厚分布における凹部８を事前に把握しておき、その上で、この膜厚分布における凹部８の位置にＬＥＤ４１を照射してウエハＷ上の当該部位を局所的に加熱する。【選択図】図４
2012119536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の中心部に塗布ノズルから供給された塗布液を基板の回転による遠心力により基板の表面に広げて塗布する塗布装置において、
基板を水平に保持する保持部と、
この保持部を鉛直な軸の周りに回転させるための回転機構と、
基板の材料の吸収波長域を有する輻射光を基板に局所的に照射するための輻射源と、
塗布液の種類及び基板の回転数の推移パターンを含む処理レシピと、基板の径方向における輻射光の照射位置を特定するための照射情報と、を対応付けて記憶した記憶部と、
選択された処理レシピに応じた前記照射情報を読み出し、読み出した照射情報に基づいて、当該照射情報により特定される照射位置に、塗布液が基板の表面全体に塗布されかつ塗布液が乾燥していない状態である期間が含まれる時間帯にて、前記輻射源から輻射光を局所的に照射するように制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記照射位置は、処理レシピに基づいて輻射光を照射せずに塗布膜を形成したときに基板の面内の膜厚分布プロファイルが凹状になる位置に対応していることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記輻射源は、基板の径方向に多数配列され、
前記照射情報は、多数の輻射源の一部である複数の輻射源を特定するための情報であることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
基板の中心部に塗布ノズルから供給された塗布液を基板の回転による遠心力により基板の表面に広げて塗布する塗布装置において、
基板を水平に保持する保持部と、
この保持部を鉛直な軸の周りに回転させるための回転機構と、
基板の材料の吸収波長域を有する輻射光を基板の特定の位置に当該基板の上方から局所的に照射するための輻射源と、を備え、
前記特定の位置は、輻射光を照射せずに塗布膜を形成したときに基板の面内の膜厚分布プロファイルが凹状になる位置であることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
塗布液が基板の表面全体に塗布されかつ塗布液が乾燥していない状態である期間が含まれる時間帯にて、前記輻射源から輻射光を基板に対して局所的に照射するように制御信号を出力する制御部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記輻射源は、基板の径方向に移動自在な移動部材に設けられたことを特徴とする請求項３または４記載の塗布装置。
【請求項６】
前記制御部は、塗布液が基板全体に広がった後に輻射源から輻射光を基板に照射するように制御信号を出力するものであることを特徴とする請求項１、２または４に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記輻射源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項８】
基板を保持部に水平に保持させる工程と、
前記保持部を回転させると共に基板の中心部に塗布液を供給し、塗布液を遠心力により基板の表面に広げる工程と、
塗布液の種類及び基板の回転数の推移パターンを含む処理レシピと、基板の径方向における輻射光の照射位置を特定するための照射情報と、を対応付けて記憶した記憶部から、選択された処理レシピに応じた前記照射情報を読み出す工程と、
読み出した照射情報に基づいて、当該照射情報により特定される照射位置に、塗布液が基板の表面全体に塗布されかつ塗布液が乾燥していない状態である期間が含まれる時間帯にて、基板の材料の吸収波長域を有する輻射光を局所的に照射する工程と、を含み、
前記照射位置は、処理レシピに基づいて輻射光を照射せずに塗布膜を形成したときに基板の面内の膜厚分布プロファイルが凹状になる位置に対応することを特徴とする塗布方法。
【請求項９】
輻射光の輻射は、基板の径方向に多数配列された輻射源を用いて行われ、
前記照射情報は、多数の輻射源の一部である複数の輻射源を特定するための情報であることを特徴とする請求項８記載の塗布方法。
【請求項１０】
基板を保持部に水平に保持させる工程と、
前記保持部を回転させると共に基板の中心部に塗布液を供給し、塗布液を遠心力により基板の表面に広げる工程と、
基板の特定の位置に、塗布液が基板の表面全体に塗布されかつ塗布液が乾燥していない状態である期間が含まれる時間帯にて、基板の材料の吸収波長域を有する輻射光を基板の上方から局所的に照射する工程と、を含み、
前記特定の位置は、輻射光を照射せずに塗布膜を形成したときに基板の面内の膜厚分布プロファイルが凹状になる位置であることを特徴とする塗布方法。
【請求項１１】
輻射光の照射は、基板の径方向に移動自在に設けられた輻射源により行われることを特徴とする請求項１０記載の塗布方法。
【請求項１２】
基板への輻射光の照射開始は、塗布液が基板全体に広がった後であることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項１３】
輻射光を照射する輻射源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項１４】
基板に塗布液を塗布する塗布装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項８ないし１３のいずれか一つに記載の塗布方法を実施するためのものであることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を回転させて塗布液を広げることにより基板上に塗布膜を形成するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程におけるフォトリソグラフィー工程では、基板に対してレジスト塗布処理、露光処理及び現像処理などが順次行われることにより、基板上に所定のレジストパターンが形成される。このうち、レジスト塗布処理では、例えば基板を先に回転させ、回転している基板の中心部にレジスト液を供給して、遠心力によりレジスト液を基板の表面全体に広げるスピンコーティング法が一般的に行われている。
【０００３】
近年、コスト削減などの理由から、レジスト使用量の抑制の要望が高まっている。しかし、レジスト使用量を抑えると、基板上に形成されるレジスト膜の膜厚が不均一になりがちである。そこで、各半導体メーカーにおいては、基板の回転数の推移パターン（いわゆる回転数のプロファイル）、レジスト吐出速度などのレジスト吐出条件、塗布処理前クールプレート温度（塗布処理前の基板温度）及びレジスト温度などの調整やレジストの種類を検討することにより、レジスト膜の膜厚均一性の向上に努めている。しかし、回路パターンの微細化が進んでいることから膜厚についてより一層高い面内均一性が要求され、加えて更なるレジストの節約が求められており、両者を満たす手法の開発が望まれている。
【０００４】
特許文献１には、塗布処理における光照射による基板の加熱について記載されているが、これはレジスト量が十分にある場合におけるレジストの乾燥時間の短縮が目的であり、本発明の課題は記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２２７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、スピンコーティング法において基板上に形成される塗布膜の膜厚について高い面内均一性が得られる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の塗布装置は、
基板の中心部に塗布ノズルから供給された塗布液を基板の回転による遠心力により基板の表面に広げて塗布する塗布装置において、
基板を水平に保持する保持部と、
この保持部を鉛直な軸の周りに回転させるための回転機構と、
基板の材料の吸収波長域を有する輻射光を基板に局所的に照射するための輻射源と、
塗布液の種類及び基板の回転数の推移パターンを含む処理レシピと、基板の径方向における輻射光の照射位置を特定するための照射情報と、を対応付けて記憶した記憶部と、
選択された処理レシピに応じた前記照射情報を読み出し、読み出した照射情報に基づいて、当該照射情報により特定される照射位置に、塗布液が基板の表面全体に塗布されかつ塗布液が乾燥していない状態である期間が含まれる時間帯にて、前記輻射源から輻射光を局所的に照射するように制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記照射位置は、処理レシピに基づいて輻射光を照射せずに塗布膜を形成したときに基板の面内の膜厚分布プロファイルが凹状になる位置に対応していることを特徴とする。
【０００８】
他の本発明の塗布装置は、
基板の中心部に塗布ノズルから供給された塗布液を基板の回転による遠心力により基板の表面に広げて塗布する塗布装置において、
基板を水平に保持する保持部と、
この保持部を鉛直な軸の周りに回転させるための回転機構と、
基板の材料の吸収波長域を有する輻射光を基板の特定の位置に当該基板の上方から局所的に照射するための輻射源と、を備え、
前記特定の位置は、輻射光を照射せずに塗布膜を形成したときに基板の面内の膜厚分布プロファイルが凹状になる位置であることを特徴とする。
【０００９】
他の本発明の塗布方法は、
基板を保持部に水平に保持させる工程と、
前記保持部を回転させると共に基板の中心部に塗布液を供給し、塗布液を遠心力により基板の表面に広げる工程と、
塗布液の種類及び基板の回転数の推移パターンを含む処理レシピと、基板の径方向における輻射光の照射位置を特定するための照射情報と、を対応付けて記憶した記憶部から、選択された処理レシピに応じた前記照射情報を読み出す工程と、
読み出した照射情報に基づいて、当該照射情報により特定される照射位置に、塗布液が基板の表面全体に塗布されかつ塗布液が乾燥していない状態である期間が含まれる時間帯にて、基板の材料の吸収波長域を有する輻射光を局所的に照射する工程と、を含み、
前記照射位置は、処理レシピに基づいて輻射光を照射せずに塗布膜を形成したときに基板の面内の膜厚分布プロファイルが凹状になる位置に対応することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の塗布方法は、
基板を保持部に水平に保持させる工程と、
前記保持部を回転させると共に基板の中心部に塗布液を供給し、塗布液を遠心力により基板の表面に広げる工程と、
基板の特定の位置に、塗布液が基板の表面全体に塗布されかつ塗布液が乾燥していない状態である期間が含まれる時間帯にて、基板の材料の吸収波長域を有する輻射光を基板の上方から局所的に照射する工程と、を含み、
前記特定の位置は、輻射光を照射せずに塗布膜を形成したときに基板の面内の膜厚分布プロファイルが凹状になる位置であることを特徴とする。
【００１１】
なお、本発明における記憶媒体は、
基板に塗布液を塗布する塗布装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の塗布方法を実施するためのものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、塗布液の種類及び基板の回転数の推移パターンを含む処理レシピに応じて決まる基板の面内の膜厚分布プロファイルにおいて凹状になる位置を事前に把握しておき、当該位置に対応する基板の位置に輻射光を局所的に照射している。従って当該位置の塗布液が局所的に加熱されて膜厚が大きくなろうとするので、塗布膜の膜厚について高い面内均一性が得られる。
【００１３】
また他の発明は、基板の面内の膜厚分布プロファイルにおいて凹状になる位置に輻射光を基板の上方から局所的に照射している。従って同様に塗布膜の膜厚について高い面内均一性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るレジスト塗布装置を示す断面図である。
【図２】前記塗布装置を示す平面図である。
【図３】前記加熱部におけるＬＥＤの配置を示す平面図及び制御系や処理レシピを説明するブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る処理レシピと膜厚分布との関係を説明する縦断側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る塗布処理のフロー図である。
【図６】本発明の実施形態に係る基板の回転数の一例を示す概要図である。
【図７】本発明の実施形態に係る作用を説明する膜厚分布図である。
【図８】本発明における他の実施形態に係るＬＥＤ配置例を示す平面図である。
【図９】本発明における第２の実施形態に係るＬＥＤの移動機構を示す斜視図である。
【図１０】前記第２の実施形態に係るＬＥＤ照射を示す斜視図である。
【図１１】本発明における第３の実施形態に係るＬＥＤの移動機構を示す平面図である。
【図１２】前記第３の実施形態に係るＬＥＤの移動機構の概要を示す側面図である。
【図１３】本発明における実施例１に係るＬＥＤ照射による膜厚分布プロファイルへの影響を示す散布図である。
【図１４】本発明における実施例２に係るＬＥＤの連続照射による膜厚分布プロファイルへの影響を示す散布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態における塗布装置として、レジスト塗布装置について図１〜図３を参照して説明する。図１、図２は夫々装置の縦断側面、横断平面を示しており、図１中の１は筐体であり、この筐体１はシャッタ１２により開閉されるウエハＷの搬入出口１１を備えている。なお、図１における搬入出口１１及びシャッタ１２の位置は、図示内容を分かり易くするために、図２における位置と変えて表している。筐体１内の上部及び底部には、下降気流を形成するためのファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１３及び雰囲気を吸引排気するための第１の排気ポート１５が夫々設けられている。なお、図１中の１４は、吸気ポートである。
【００１６】
筐体１内には基板保持部をなすスピンチャック２が設けられている。スピンチャック２は、真空吸着によりウエハＷを水平に保持するように構成されており、回転モータなどを含む回転機構である回転駆動部２１により鉛直回りに回転できるようになっている。またスピンチャック２の下方側にはガイドリング３１が設けられている。このガイドリング３１は、スピンチャック２に保持されるウエハＷの周縁部に相当する水平位置から外周側に向かって下がるように傾斜しており、このガイドリング３１の外周縁は下方側に屈曲して延びている。前記スピンチャック２の周囲には、当該スピンチャック２及びガイドリング３１を囲むカップ３が設けられている。
【００１７】
このカップ３は、側周面とガイドリング３１の外周縁との間に排出路をなす隙間３２が形成されている。前記カップ３の下方側は、ガイドリング３１の外周縁部分と共に屈曲路を形成して気液分離部を構成している。また前記カップ３の底部の内側領域には第２の排気ポート３３が形成されている。さらに前記カップ３の底部の外側領域には排液ポート３４が形成されている。
【００１８】
筐体１内には図示しない３本の昇降ピンが、スピンチャック２を囲む位置で昇降自在に設けられている。筐体１の外に備えられており搬入出口１１を介してウエハＷを搬入出する図示しない搬送アームとスピンチャック２とのウエハＷの受け渡しは、この昇降ピンを介して行われる。なお、この搬送アームとスピンチャック２とのウエハＷの受け渡しは、図示しない昇降機構によりスピンチャック２を昇降させることで行えるようにしてもよい。
【００１９】
また、スピンチャック２に保持されるウエハＷの下方に相当する位置には、多数の輻射源４１からなる加熱部４が設けられている。この実施形態では、図３に示すように、スピンチャック２を囲むように同心円状に多数の輻射源であるＬＥＤ（発光ダイオード）４１が配置されている。このＬＥＤ４１は、ウエハＷの材料（基板材料）であるシリコンの吸収波長帯域である赤外線を発する。このため、スピンチャック２に保持されたウエハＷの裏面に向けて赤外線をウエハＷの径方向において局所的に照射することにより、ウエハＷを局所的に加熱することができる。この例では、各同心円上の対応するＬＥＤ４１同士がウエハＷの径方向に列をなし、全体としては放射状に配置されている。
【００２０】
これらＬＥＤ４１は、同心円毎に位置するＬＥＤ群をＬＥＤのグループと呼ぶとすると、後述する点灯コントローラ５５により、同心円状に区画される各ＬＥＤ４１のグループ毎に、オン／オフすることができ、また電流値の調整により輻射強度つまり発光強度を制御できるようになっている。本願では、各ＬＥＤ４１のグループにより、概略的に言えば加熱されるウエハＷの領域、より詳しくはＬＥＤ４１の照射領域を、内側から順番に領域Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎと呼ぶ。これら領域Ｐ１〜Ｐｎは、各同心円に配置されるＬＥＤ４１のグループに対応することから、説明を簡素化するためにウエハＷ側の各領域Ｐ１〜Ｐｎに対応するＬＥＤ４１のグループについても夫々Ｐ１〜Ｐｎの符号を使用することとする。そして、ＬＥＤ４１の下部には、ＬＥＤ４１の点灯を頻繁に行ってもＬＥＤ４１自体の温度が上がり過ぎないように、冷却ジャケット４２が設けられている。この冷却ジャケット４２に流す温調水は、例えば回転駆動部２１のモータフランジ温調用の温調水を利用する。
【００２１】
また、レジスト塗布装置は、ウエハＷ表面の中心部にレジスト液を供給するための塗布液ノズルであるレジスト液ノズル６及びウエハＷ表面の中心部に溶剤例えばシンナーを供給するための溶剤ノズル７を備えている。シンナーは、ウエハＷ上でのレジスト液の濡れ広がりを向上させるプリウエット処理を行うために供給される。前記レジスト液ノズル６は、レジスト液供給管６１及び図示しないバルブや流量調整部等を含む供給機器群を介してレジスト液供給源６２に接続されている。前記溶剤ノズル７は、溶剤供給管７１及び図示しないバルブや流量調整部等を含む供給機器群を介して溶剤供給源７２に接続されている。
【００２２】
また、前記レジスト液ノズル６は、図２に示すように水平方向に伸びたアーム６３を介して移動機構６４に接続されている。前記アーム６３は移動機構６４により横方向に沿って設けられたガイドレール６０に沿って、カップ３の一端側（図２では左側）の外側に設けられた待機位置６５から他端側に向かって移動できると共に上下方向に移動できるように構成されている。また前記溶剤ノズル７は、レジスト液ノズル６と同様に水平方向に伸びたアーム７３を介して移動機構７４に接続されている。前記アーム７３は移動機構７４により前記ガイドレール６０に沿ってカップ３の他端側（図２では右側）の外側に設けられた待機位置７５から一端側に向かって移動できると共に上下方向に移動できるように構成されている。
【００２３】
また、レジスト塗布装置は、後述する当該装置の一連の動作を制御する例えばコンピュータからなる制御部５を備えている。この制御部５は、図３に示すように、プログラム５１、ＣＰＵ５３、レシピ格納部５４、入力部５６及びこれらを接続するバス５０により構成される。プログラム５１は、前記回転駆動部２１、供給機器群及びＬＥＤ４１等の動作を制御するためのステップ群が含まれる。記憶部であるレシピ格納部５４には、塗布処理の処理レシピが格納されている。
【００２４】
この処理レシピは、塗布処理を行うために必要なパラメータを設定するための情報が書き込まれたデータであり、塗布処理ごとに処理レシピが存在する。図３では模式的にｎ個のレシピ１〜ｎが記憶部であるレシピ格納部５４に格納されている状態を示している。パラメータとしては、レジストの種類、回転数の推移パターン（プロファイル）、レジストの吐出量、レジスト吐出のタイミング、カップ内の排気量、プリウエットのための溶剤の吐出量、溶剤の吐出のタイミングなどであるが、この例では更にＬＥＤ４１の点灯領域についても記載されている。
【００２５】
回転数の推移パターンとは、基準となる時点例えばウエハＷがスピンチャック２に保持された時点を基準にして各時刻と基板の回転数との関係、つまり基板の回転数の時間的推移を示すデータ（例えば後述の図６を参照）である。  
ＬＥＤ４１の点灯領域は、既述のように各同心円に対応するＬＥＤ４１のグループ毎に割り当てられたウエハＷ側の領域Ｐ１〜ＰｎのうちＬＥＤ４１による照射領域であり、即ちＬＥＤ４１のグループの中で、点灯（オン）すべき領域（グループ）である。模式的に示せば例えば、処理レシピ１についてはＰ３〜Ｐ６、処理レシピ２についてはＰ４〜Ｐ７、処理レシピｎについてはＰｋ〜Ｐ（ｋ＋３）といった具合に設定される。ＬＥＤ４１の点灯領域の設定については、次のようにして決められる。予めＬＥＤ４１の照射を含まない処理レシピを用いてレジスト液をウエハＷに塗布し、その後当該ウエハＷを加熱装置に搬入して加熱処理し、得られたレジスト膜について膜厚計によりウエハＷの面内の膜厚分布プロファイル（以下、単に膜厚分布という。）を求める。そしてこの膜厚分布において凹状になる部位（膜厚が小さくなる部位）に対応する領域を領域Ｐ１〜Ｐｎの中から選択する。
【００２６】
ここでＬＥＤ４１によりウエハＷに局部的に照射する理由を述べる前に、膜厚分布において凹状になる部位が発生する理由について説明しておく。この理由は推測ではあるが、以下のように考えられる。スピンコーティング法の場合、ウエハＷの中央部にあるレジスト液に作用する遠心力は小さいため、膜厚は大きめになると考えられるが、ウエハＷ周縁部においては、レジスト液に作用する遠心力は大きい。しかしその一方で、レジスト液が中央部から周縁部に拡散する過程においてレジスト液が高濃度化しているものと考えられる。遠心力の影響よりレジスト液の高濃度化の影響の方が大きいことが、周縁部において膜厚が大きくなる原因の一つと考えられる。
【００２７】
そこでＬＥＤ４１を照射すると、その照射領域のウエハ温度が局所的に上昇し、その結果、照射領域におけるレジスト液中に含まれる溶剤の揮発が促進され、照射領域のレジスト液の濃度がその他の領域にあるレジスト液の濃度より高くなる。高濃度のレジスト液は粘度が高いため、比較的高速でウエハＷが回転しても、周縁方向に移動しにくくなり、このため照射領域における膜厚が増大する。その一方で、ウエハＷ周縁部においては半径方向から移動してくるレジスト液の移動が減少した状態で、レジスト液が振り切られる。その結果、照射領域の膜厚が増大すると共にウエハＷ周縁部における膜厚が減少するものと考えられる。
【００２８】
このため、ウエハＷの径方向に分割された前記領域Ｐ１〜Ｐｎの中から前記凹状になる部位を加熱するための領域を求めて当該領域をその処理レシピに対応するＬＥＤ４１の点灯領域として設定している。ウエハＷの径方向におけるＬＥＤ４１の数が多ければ多いほど、照射領域のいわば分解能が高く、そのため高い精度で前記凹状になる部位を局所的に加熱できる。以上のことから、ＬＥＤ４１の点灯領域（例えばＰ３〜Ｐ６など）はウエハＷの径方向における輻射光の照射位置を特定するための照射情報に相当する。
【００２９】
処理レシピとＬＥＤ４１の点灯領域との関係の一例について述べる。ウエハＷの中央部に供給されたレジスト液２００は、その粘性に加え遠心力も周縁側に比べて小さいことから、ウエハＷの周縁方向に拡散しにくい。また、周縁付近に達したレジスト液２００については、周縁に近いほど作用する遠心力が大きいことから、周縁付近にもレジスト液２００が集まり易い。よって、ウエハＷの径方向の膜厚分布プロファイルをみると、ウエハＷの中央部及び周縁部の膜厚が大きくその間において凹部８が形成される傾向がある。そして、図４に示すように、レジスト液２００の粘度が高いと、その凹部８はウエハＷの中央部側に寄りがちである。逆に、レジスト液２００の粘度が低いと、膜厚分布プロファイルの凹部８はウエハＷの周縁側に寄りがちになる。このため、レジスト液２００の粘度が高いほど、ＬＥＤ４１の点灯領域はウエハＷの中心寄りになる。以上、処理レシピの項目の１つであるレジスト液２００の粘度とＬＥＤ４１の点灯領域との関係について述べたが、処理レシピにおけるその他の項目である、例えばウエハＷの回転数やレジスト液２００の吐出時間についても、ウエハＷの回転数が低いほどあるいはレジスト液２００の吐出時間が短いほど、ＬＥＤ４１の点灯領域はウエハＷの中心寄りになる。
【００３０】
また、この例では処理レシピの中でＬＥＤ４１をオンにする領域を設定しているが、ＬＥＤ４１によりウエハＷを局所的に加熱したときには近傍領域にも熱が伝導することから、この点も考慮して例えば領域Ｐ３〜Ｐ６についてはＬＥＤ４１の強度を最大に設定し、当該領域Ｐ３〜Ｐ６に隣接するＰ２、Ｐ７については、ＬＥＤ４１の強度を最大よりも小さくしておき、結果としてできるだけ加熱すべき領域のみを加熱するように工夫してもよい。なお、既述のように図３のＬＥＤ４１の配置数や領域Ｐ３〜Ｐ６などの数は便宜上であるため、実際には、ＬＥＤ４１の強度を最大にする領域や、当該領域の近傍にて少しＬＥＤ４１の強度を小さくする領域の数は、ＬＥＤ４１の配置数や、膜厚分布の形状などに依存して決められることになる。
【００３１】
プログラム５１及び処理レシピは、例えばフレキシブルディスク（ＦＤ）、メモリーカード、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）、ハードディスク等の記憶媒体に格納されて、制御部５にインストールされる。制御部５は、レシピ格納部５４にインストールされた処理レシピに基づいて、プログラム５１に則り、当該装置の動作を制御する。
【００３２】
次に、上述の実施形態における作用について、図５〜図７を参照しながら説明する。図５は本実施形態の作用フローを説明する概要図であり、図６はそのときのウエハＷの回転速度の時間的推移パターンを示すグラフであり、図７は本実施形態におけるＬＥＤ４１でのウエハＷの加熱による膜厚均一化を説明するための、実験結果を基にした概要図である。以下に述べる動作が実行される前に、例えばオペレータにより入力部５６から処理レシピが選択されており、プログラムがその処理レシピの内容を読み込んで当該内容に対応するステップが順次実行されることになる。まず、筐体１に設けられた搬入出口１１のシャッタ１２が開かれ、図示しない搬送アームによりウエハＷが筐体１内に搬入されて、図示しない昇降ピンを介してスピンチャック２に吸着保持される。次に、待機位置７５にあった溶剤ノズル７を移動機構７４によりウエハＷの上方略中央部に移動させた後、溶剤ノズル７よりウエハＷにシンナー１００を供給する（図５（ａ）及び図６中溶剤供給工程Ｓ１）。
【００３３】
その後、スピンチャック２によりウエハＷを例えば５００ｒｐｍの回転速度Ｖ１で回転させ、ウエハＷ上のシンナー１００をウエハＷの表面全面に拡散させ、ウエハＷの表面全体がシンナー１００で濡れた状態になる（図５（ｂ）及び図６中溶剤拡散工程Ｓ２）。この間に、溶剤ノズル７はウエハＷ上から元の待機位置７５に退避し、待機位置６５にあったレジスト液ノズル６を移動機構６４によりウエハＷの上方略中央部に移動させる。そして、レジスト液ノズル６からウエハＷにレジスト液２００の吐出が開始され、ウエハＷの中心部にレジスト液２００が供給される（図５（ｃ））。このとき、ウエハＷの回転速度をＶ１から高速の例えば２０００〜４０００ｒｐｍのＶ２まで上昇させる。このウエハＷの回転における加速は、回転速度Ｖ１から回転速度が連続的に滑らかに変動するように徐々に加速される。言い換えると、ウエハＷの回転加速度は、例えば零から次第に増加する。
【００３４】
そして、ウエハＷの回転速度がＶ２に近付いてきたら、回転加速度を次第に減少させ、ウエハＷの回転速度をＶ２に滑らかに収束させる。こうして、ウエハＷの回転速度をＶ１からＶ２に、図６のグラフ上でＳ字状に推移するように変動させる。回転速度がＳ字状に推移する間においてレジスト液２００の吐出が行われ、ウエハＷの中央部に供給されたレジスト液２００は遠心力によりウエハＷの表面全面に拡散された状態となる（図６中レジスト液塗布工程Ｓ３）。
【００３５】
レジスト液２００の吐出（供給）を終えた後、回転速度がＶ２から低速の例えば３００ｒｐｍのＶ３に減速され、ウエハＷ上に拡散したレジスト液２００は大まかに均され平坦化される（図５（ｄ）及び図６中平坦化工程Ｓ４）。なお、回転速度をＶ２からＶ３に減速し始める時点とレジスト液２００の吐出停止とのタイミングが同時であってもよい。この平坦化工程Ｓ４は、例えば１秒程度の間実行される。この平坦化工程Ｓ４の終了時点では、ウエハＷ上のレジスト液２００の膜厚分布プロファイルは、大まかには平坦化されているが、図５（ｄ）及び図７の上図に示すように、表面に凹部８が見受けられる状態である。次に、ウエハＷは中速の例えば１５００ｒｐｍ程度の回転速度Ｖ４に加速され、ウエハＷ上のレジスト液２００を乾燥させる（図６中乾燥工程Ｓ５）。
【００３６】
この乾燥工程Ｓ５は、例えば２０秒間程度実行され、この乾燥工程Ｓ５の開始と同時に、加熱部４によるウエハＷの輻射加熱が開始される。即ち、制御部５のプログラム５１は、既に選択された処理レシピに書き込まれているＬＥＤ４１の点灯領域を読み出し、点灯コントローラ５５に出力する。点灯コントローラ５５は、指定された点灯領域に対するＬＥＤ４１のグループ例えば図３のＰ４〜Ｐ７等をオンにする。これにより、点灯領域のＬＥＤ４１からウエハＷに向かって赤外線が照射され、ウエハＷにおける照射された領域が所定の温度例えば３０℃〜４０℃に局所的に加熱される（図５（ｅ））。その結果、既述のように、照射領域においてはレジスト液２００が遠心力に抗してこの領域に留まるようになり、その分ウエハＷの周縁部ではウエハＷの中心部から移動してくるレジスト液２００の量が減少する。このようにして、照射領域では膜厚が増大すると共にウエハＷの周縁部では逆に膜厚が減少するため、乾燥工程Ｓ５の後に最終的に得られるレジスト膜の厚さは均一になる（図７の下図）。こうして、ウエハＷの表面上に面内の膜厚の均一性が高いレジスト膜が形成される。ウエハＷの乾燥終了後、ウエハＷは、回転停止されて、スピンチャック２上から図示しない昇降ピン及び搬送アームを介して筐体１の外に搬出されて、一連のレジスト塗布処理が終了する。
【００３７】
上述の実施形態は、既述のように、レジスト液の粘度及びウエハＷの回転数の推移パターンと、ウエハＷの面内の膜厚分布における凹部８の位置とが対応していることと、レジストに流動性がある間に加熱すれば膜厚が大きくなることと、に着眼して塗布処理を行っている。即ち、予めＬＥＤ４１の照射を含まない処理レシピを用いてウエハＷにレジスト塗布処理を行い、このウエハＷの面内の膜厚分布を求め、この膜厚分布における凹部８の位置にＬＥＤ４１を照射して当該部位を局所的に加熱している。従って、凹部８に対応する部位のレジスト膜の膜厚が大きくなろうとするので、レジスト膜の膜厚について高い面内均一性が得られる。
【００３８】
なお、上述の実施形態では、照射情報であるＬＥＤ４１の点灯領域の情報については、処理レシピを格納している記憶領域とは別の記憶領域に処理レシピと対応付けて書き込んでおき、処理レシピが選択されたときにその記憶領域から照射情報を読み出すようにしてもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、乾燥工程Ｓ５の開始と同時にＬＥＤ４１による照射を開始しているが、本発明におけるＬＥＤ４１の照射のタイミングはこれに限定されるものではない。ＬＥＤ４１の照射は、例えば、レジスト液の吐出前やウエハＷ上にレジスト液を拡散している段階、あるいは平坦化工程Ｓ４の間に開始してもよい。また、ＬＥＤ４１の照射終了のタイミングは、乾燥工程Ｓ５の間であってもよいし、乾燥工程Ｓ５の終了後でもよい。即ち、ＬＥＤ４１がウエハＷを照射するタイミングは、レジスト液がウエハＷの表面全体に塗布されかつレジスト液が乾燥していない状態である期間が含まれる時間帯であればよい。
【００４０】
更にまた加熱部４を構成するＬＥＤ４１の配置位置の他の例を図８に示す。  
図８（ａ）では、ＬＥＤ４１を１ヶ所にウエハＷの径方向に一列だけ配置している。  
図８（ｂ）では、ウエハＷの径方向に並ぶＬＥＤ４１の列を、互いにウエハＷの周方向に１８０°ずらして２列配置している。  
図８（ｃ）では、ウエハＷの径方向に並ぶＬＥＤ４１の列を、互いにウエハＷの周方向に９０°ずつずらして４列配置している。  
図８（ｄ）では、ＬＥＤ４１の列をウエハＷの周方向に複数箇所、例えば図８（ｃ）のように４箇所に配置するが、互いに隣接するＬＥＤ４１の列の間において一方の列の各ＬＥＤ４１が置かれる同心円帯域と他方の列の各ＬＥＤ４１が置かれる同心円帯域とがウエハＷの径方向で重なり合うようにＬＥＤ４１の列が設定されている。
【００４１】
また、上述の実施形態ではレジスト膜の形成について述べているが、本発明はそれに限らず、ウエハＷ上に例えばＳｉＯ２膜の前駆物質を溶解した薬液を塗布して加熱処理することで、ウエハＷ上にＳｉＯ２膜を形成する場合も含む。
【００４２】
次に、本発明における第２の実施形態について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、レジスト液ノズル６を移動する移動機構９を示しており、この移動機構９は、Ｘ方向に伸びるガイドレール６０に沿って移動する支柱９４と、この支柱９４に対して昇降自在に設けられた、水平に伸びるアーム９１とを備えている。アーム９１の先端部にはレジスト液ノズル６が取り付けられている。この実施形態では、ＬＥＤ４１は、レジスト液ノズル６に対してＸ方向に離間した位置にて、アーム９１に下向きに取り付けられている。従って、支柱９４がガイドレール６０に沿って移動すると、ＬＥＤ４１の照射領域がウエハＷの直径に沿って移動することとなる。  
先の実施形態では、処理レシピに応じて点灯領域が照射情報として設定されていたが、この実施形態では、照射情報は、支柱９４、つまりアーム９１のＸ方向の停止位置として処理レシピに書き込まれる。
【００４３】
図１０は、ＬＥＤ４１によりウエハＷを局所的に照射している様子を示す図であり、照射のタイミングについては先の実施形態と同様である。図１０では、便宜上、アーム９１にＬＥＤ４１を１個設けた例を記載しているが、複数のＬＥＤ４１をＸ方向に配列し、既述の膜厚分布における凹部８の幅寸法に応じて、ＬＥＤ４１の群の中から適数のＬＥＤ４１を点灯させるようにしてもよい。また、ＬＥＤ４１を点灯させた状態で前記凹部８に対応する領域を１回あるいは２回以上往復するなどして、移動させるようにしてもよい。  
また、ＬＥＤ４１は、レジスト液ノズル６用のアームに取り付ける代わりに、溶剤ノズル７が設けられたアームに取り付けるようにしてもよいし、これらアームとは別途専用の移動機構、例えば図９に示すのと同様の移動機構に設けてもよい。
【００４４】
このような実施形態によれば、先の実施形態の効果に加えて、ウエハＷにおけるスピンチャック２による吸着部分の領域を加熱することができる利点がある。また、この実施形態では、ＬＥＤ４１がウエハＷの径方向に対して移動自在なため、使用するＬＥＤ４１の数を抑えることができる。
【００４５】
本発明における第３の実施形態について、図１１及び図１２を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の構造及び作用の部分については、ここでの説明は省略する。この実施形態におけるレジスト塗布装置には、図１１に示すように、ウエハＷの中心部からガイドレール６０と直交する方向に向かって伸びる移動機構９の一部であるアーム９１が設けられている。このアーム９１の下部には、図１２に示すように、ウエハＷの中心部から周縁部までウエハＷの表面に対向するように、多数のＬＥＤ４１がウエハＷの径方向に列を成して設けられている。アーム９１は、支柱９４を介してガイドレール６０に沿って水平移動可能となっている。ＬＥＤ４１は、点灯コントローラ５５に接続されており、この点灯コントローラ５５を介して各点灯領域毎のオン／オフ制御が行われ、第１の実施形態と同様に処理レシピに応じて点灯すべきＬＥＤ４１が選択される。  
ＬＥＤ４１による照射を行う際には、レジスト液ノズル６が待機位置６５に向けて移動を開始した後、アーム９１がウエハＷの中央位置まで移動する。そして、照射情報に基づくウエハＷ上の照射領域に対してＬＥＤ４１から赤外線の照射が行われる。
【００４６】
このような実施形態においても、先の実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態における多数のＬＥＤ４１は、レジスト液ノズル６のアーム６３あるいは溶剤ノズル７のアーム７３の下部に、ウエハＷの表面と対向するようにウエハＷの径方向に列を成して設けられていてもよい。本発明は、第１の実施形態と第２あるいは第３の実施形態とを合わせて、ウエハＷを上下両方から加熱するようにしてもよい。
【実施例】
【００４７】
続いて、本発明におけるＬＥＤ４１による照射の効果を確認するために行った実施例について説明する。  
［実施例１］
図１３は、直径３００ｍｍのウエハＷにレジスト液を塗布する際に、上述の第１の実施形態のようにＬＥＤ４１による照射を行い、そのときにＬＥＤ４１に印加する電流値、即ちＬＥＤ４１の照射強度をパラメータとして膜厚分布プロファイルの変化を測定した結果を示したものである。このときの実験条件は、照射前のＬＥＤ４１自体の温度が２５℃（室温）、照射時間が５秒間、そしてＬＥＤ照射位置がウエハＷの中心部からの径方向の距離で６５ｍｍ〜９０ｍｍである。また、本実験におけるパラメータであるＬＥＤ４１の電流値は、０ｍＡ、５０ｍＡ、７５ｍＡ、１００ｍＡ、１５０ｍＡ及び２００ｍＡと設定して測定したが、図１３には、分かり易くするために、０ｍＡ、５０ｍＡ、１００ｍＡ及び２００ｍＡについてのみ示した。  
図１３に示すように、ＬＥＤ４１の電流値が大きいほど、照射位置のレジスト膜の膜厚が大きくなるという結果となった。このことから、ＬＥＤ４１による照射によりレジスト膜の膜厚を制御できること、そしてＬＥＤ４１の照射強度を調整することにより照射位置の膜厚の増加量を調整できる可能性があることが確認された。
【００４８】
［実施例２］
本実施例では、上述の実施例１と同様、ＬＥＤ４１による照射を交えたレジスト塗布処理をウエハＷ１０枚に対して連続で行い、その間における塗布処理の安定性（膜厚分布プロファイルの再現性）について確認を行った。特に、ウエハＷの連続処理を行うとＬＥＤ４１の発光する頻度が高くなるため、ＬＥＤ温度の上昇及びそれによる膜厚分布プロファイルへの影響が予想されることから、塗布処理終了直後のＬＥＤ温度も測定した。本実施例の実験条件は、照射前のＬＥＤ４１自体の温度が２５℃（室温）、照射時間が５秒間、ＬＥＤ４１への印加電流値が１００ｍＡ、そしてＬＥＤ照射位置がウエハＷの中心部からの径方向の距離で６５ｍｍ〜９０ｍｍである。図１４は、そのときのウエハＷ全１０枚夫々についての、ＬＥＤ照射を行わなかった場合の膜厚分布プロファイルに対するＬＥＤ照射を行った場合の膜厚分布プロファイルにおける膜厚差を示したものである。  
図１４では、ウエハＷの径方向における各測定位置毎に、全１０枚分の膜厚差がプロットされているが、各測定位置における各ウエハＷ間の膜厚差は、ウエハＷの径方向におけるどこの位置においても１ｎｍ程度内に収まっている。この値は、ＬＥＤ照射をしない１枚のウエハＷ内における膜厚分布プロファイル（図１３におけるＬＥＤ電流値が０ｍＡのプロット）の最大膜厚差と同等であり、またＬＥＤ照射による照射位置における膜厚の増加量の最大値よりも小さい。また、最後の１０枚目のウエハＷの塗布処理が終了した時点において、ＬＥＤ４１の温度は４０℃まで上昇していた。これらのことから、塗布処理においてウエハＷを連続処理する中で膜厚分布プロファイルが変化する可能性は低く、またＬＥＤ温度が少なくとも４０℃以下の場合では、ＬＥＤ４１の昇温による膜厚増加量の変化は少ないものと考えられる。
【符号の説明】
【００４９】
Ｗ      ウエハ
Ｐ１〜Ｐｎ    ＬＥＤの各グループ及び当該グループによる照射領域
１      筐体
２      スピンチャック
３      カップ
４      加熱部
４１    ＬＥＤ
４２    冷却ジャケット
５      制御部
５４    レシピ格納部
６      レジスト液ノズル
７      溶剤ノズル
８      膜厚分布プロファイルにおける凹部
９      第２及び第３の実施形態におけるＬＥＤの移動機構
【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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