(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
段差を主面上に有する基板を保持する基板保持部と、
互いに粘性が異なる複数の液体を前記基板に塗布する塗布部と、
前記塗布部を前記基板の主面に対して水平方向及び垂直方向に相対的に移動させる駆動部と、
前記塗布部によって前記基板に塗布された液体を乾燥する乾燥部と、
平面配置情報と深さ情報とからなる段差配置情報を入力する入力部と、前記段差配置情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記段差配置情報に基づき前記液体を塗布する塗布領域及び塗布厚さを決定する塗布領域決定部と、前記塗布領域決定部によって決定された前記塗布領域及び塗布厚さに基づいて前記塗布部の前記液体の吐出量、前記駆動部の駆動、前記乾燥部の稼動を制御するための制御出力を行う制御出力部と、を有する制御部と、
を具備することを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記複数の液体のいずれかが、乾燥によって絶縁性膜を形成する液体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】
前記複数の液体のいずれかが、乾燥によって導電性膜を形成する液体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４】
前記塗布部が、前記複数の液体を互いに独立して吐出する複数の吐出部を有することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項５】
前記複数の吐出部それぞれが、前記液体を互いに独立して吐出する複数の吐出口を有することを特徴とする請求項４記載の塗布装置。
【請求項６】
前記複数の吐出部が、互いに独立して移動可能であることを特徴とする請求項４記載の塗布装置。
【請求項７】
前記塗布領域決定部が、前記段差の底部における段差同士の間隔または段差間の面積に基づいて前記塗布領域を決定することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項８】
前記塗布領域決定部が、前記段差同士の間隔が広い領域に粘性の大きい前記液体が塗布されるように前記塗布領域を決定することを特徴とする請求項７記載の塗布装置。
【請求項９】
前記制御部が、前記段差の深さおよび間隔に対応して前記塗布部による塗布量を制御することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記乾燥部が、前記複数の液体それぞれに対応する複数の乾燥部に区分されることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項１１】
前記複数の乾燥部が、互いに独立して移動可能であることを特徴とする請求項１０記載の塗布装置。
【請求項１２】
前記乾燥部が、液体を加熱する加熱部を有することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項１３】
前記乾燥部が、基板の近傍を減圧する減圧部を有することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項１４】
前記入力部が、前記段差の平面的な配置を表す平面配置情報を入力する平面配置情報入力部と、前記段差の深さを表す深さ情報を入力する深さ情報入力部と、を有することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項１５】
前記平面配置情報入力部が、前記基板保持部に保持された前記基板の画像情報を取得する画像情報取得部を含むことを特徴とする請求項１４記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に液を塗布する塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造において、シリコンウエハ等の基板に形成された凹部を埋め、基板全体の平坦化等を図る場合がある。
このように基板全体の平坦化を図る場合には、例えば基板に塗布あるいはＣＶＤ等である程度厚い膜を形成した後にＣＭＰ（化学機械研磨）等により膜を研磨する手法が用いられる。基板に形成された膜を研磨することで、基板の平坦化が達成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この手法は、膜の形成、膜の研磨を行うために、工程が複雑になりがちである。また、一旦形成された膜を研磨することから、成膜材料を余分に用いる必要がある。このため、平坦化に要する労力やプロセスコストが大きくなりがちで、半導体装置製造の低コスト化を阻害する要因の一つであった。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、基板の平坦化工程の簡略化を図ることができる塗布装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために本発明に係る塗布装置は、段差を主面上に有する基板を保持する基板保持部と、互いに粘性が異なる複数の液体を前記基板に塗布する塗布部と、前記塗布部を前記基板の主面に対して水平方向及び垂直方向に相対的に移動させる駆動部と、前記塗布部によって前記基板に塗布された液体を乾燥する乾燥部と、平面配置情報と深さ情報とからなる段差配置情報を入力する入力部と、前記段差配置情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記段差配置情報に基づき前記液体を塗布する塗布領域及び塗布厚さを決定する塗布領域決定部と、前記塗布領域決定部によって決定された前記塗布領域及び塗布厚さに基づいて前記塗布部の前記液体の吐出量、前記駆動部の駆動、前記乾燥部の稼動を制御するための制御出力を行う制御出力部と、を有する制御部と、を具備することを特徴とする。
【０００５】
▲１▼ここで、前記複数の液体のいずれかを、乾燥によって絶縁性膜、または導電性膜を形成する液体とすることができる。
段差の底部を絶縁性材料または導電性材料のいずれかで埋めることで基板上、絶縁部、導電部を適宜に形成でき、基板上に回路を構成できる。
【０００７】
▲３▼前記塗布部が、前記複数の液体を互いに独立して吐出する複数の吐出部を有することができる。
複数の液体のそれぞれに対応する吐出部を有することにより、塗布する液体の切換が容易になる。
ここで、前記複数の吐出部それぞれが、前記液体を互いに独立して吐出する複数の吐出口を有することができる。
独立して液体を吐出する複数の吐出口を有することで、液体を塗布する領域を制御することが容易になる。
▲４▼前記複数の吐出部を、互いに独立して移動可能とすることができる。
基板上の異なる領域への複数の液体の塗布が容易に行える。
【０００８】
ここで、前記塗布領域決定部が、前記段差の底部における段差同士の間隔または段差間の面積に基づいて（例えば、段差同士の間隔が広い領域に粘性の大きい液体が塗布されるように）前記塗布領域を決定しても差し支えない。段差の底部における段差の幅または段差間の面積と塗布された平坦化液の基板面からの盛り上がりには密接な関連性がある。このため、この幅または面積に対応して塗布する領域を決定することで、基板の段差の解消を効果的に行うことができる。
【０００９】
▲６▼前記制御部が、前記段差の深さおよび間隔に対応して前記塗布部による塗布量を制御してもよい。
塗布量を段差の深さおよび間隔に対応して変化させることで、段差の解消を効果的に行える。
【００１０】
前記乾燥部によって液体を強制的に乾燥することで、液体の乾燥の迅速化を図れる。なお、この乾燥部は基板に塗布された液体を局所的に乾燥する局所乾燥部、塗布された液体全体を同時に乾燥する全体乾燥部のいずれでも差し支えない。ここで、前記乾燥部が、前記複数の液体それぞれに対応する複数の乾燥部に区分されても差し支えない。複数の液体それぞれに対応する乾燥部を有することで、乾燥処理が効率的に行える。この前記複数の乾燥部を、互いに独立して移動可能とすることができ、乾燥処理の効率化をより一層向上できる。
【００１１】
また、前記乾燥部が、液体を加熱する加熱部あるいは基板の近傍を減圧する減圧部のいずれかを有しても差し支えない。液体の加熱、基板近傍の減圧のいずれかまたはその組み合わせによって、液体の乾燥を促進できる。
なお、加熱部の例としては、赤外線ランプ、ヒータ等の輻射あるいは熱伝導を用いた加熱手段が挙げられる。
【００１３】
ここで、前記入力部が前記段差の平面的な配置を表す平面配置情報を入力する平面配置情報入力部と前記段差の深さを表す深さ情報を入力する深さ情報入力部と、を有しても差し支えない。
段差の立体的な配置を入力するに際し、平面的配置情報と深さ情報に区分して入力することで、入力の効率化を図ることができる。
この前記平面配置情報入力部が、前記保持部に保持された前記基板の画像情報を取得する画像情報取得部を含むことができる。
画像情報取得部によって保持部に保持された基板の画像を取得することで、保持部に対する基板の保持位置がずれても基板への的確な塗布が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る塗布装置１０を図面を参照して詳細に説明する。
塗布装置１０は、粘性の異なる平坦化液Ｌ１〜Ｌ３を塗布することでウエハＷ等の基板上に形成された段差の平坦化を行う。
【００１９】
ここで「段差」とは、基板上に高低の差がある箇所、例えば基板面上における凹部の境界（あるいは基板面上における凸部の境界）をいうものとする。この「段差」は例えばエッチング等でウエハＷ上に形成された凹部、ウエハＷ上に形成された構造物（配線、ゲート電極、絶縁膜等）による凸部のいずれをの境界をも含み、ウエハＷ上に互いに高さの異なる箇所があればこれを「段差」と呼んで差し支えない。
【００２０】
「平坦化」とはこのような段差の解消、即ち高さを揃えるための処置一般をいう。
高さの低い箇所に平坦化液を塗布し、その成分の少なくとも一部を固形化、被覆することによって、高さの高い箇所との段差を解消できる。
【００２１】
平坦化液としては、塗布することでその成分の少なくとも一部を固形化し、基板を被覆できる流体であればよく、固形化した場合に絶縁性、導電性いずれの性質を有しても差し支えない。絶縁性の場合には、基板上の構造物間での絶縁の確保が行え、導電性の場合には基板上における配線、電極等に利用することができる。
【００２２】
平坦化液の粘性の調節は、その含有成分を変更することで行ってもよいし、含有成分の混合比を変化することで行っても差し支えない。例えば、平坦化液が固形成分を主成分とする溶質とその溶質を溶かす溶剤で構成されるときにこの溶質と溶剤の混合比を変化することで、粘性の調節を容易に行える。
【００２３】
以下に平坦化液の具体例を示す。
ａ．  絶縁性の平坦化液
固形化したとき絶縁性となる平坦化液として、例えばレジスト、誘電体（ＳＯＤ（Silicon On Dielectric））がある。
レジスト材料の例として、クレゾールノボラック樹脂に感光剤を溶かしこんだものをベース（溶質にほぼ対応）として、n-ブチルアセテート、メチルアミルケトン、またはエチルラクテートなどを溶剤として用い、この両者を混合したものが挙げられる。通常のオキサイド用に用いるＳＯＤの例として、重合化したポリシラザンを溶質部、ジブチルエーテル等を溶剤として用い、この両者を混合したものが挙げられる。
これらの場合、溶質と溶媒の比率（濃度）を変えることで粘性を調節できる。
【００２４】
ｂ．  導電性の平坦化液
固形化したとき導電性となる平坦化液として、例えば銅ペースト、銀ペーストがある。これらのペーストは、金属微粒子（銅、銀）および金属微粒子同士を接続するバインダー等からなる溶質とキシレン等の溶剤とを混合したものであり、溶剤を蒸発させることで溶質に含まれる金属微粒子がバインダーで結合して導電性を有するようになる。
【００２５】
（塗布装置１０の全体構成）
図１および図２は、塗布装置１０の全体構成を示す略断面図および略平面図である。また、図３は塗布装置１０の平坦化液吐出部３１、および乾燥部４１の詳細を表す斜視図、正面図、及び側面図である。
塗布装置１０の筐体にはウエハＷを保持するウエハ搬送部材２２を通過させるための窓１２が形成され、ウエハＷの搬入、搬出を可能としている。
塗布装置１０の中央部、ユニット底板１４上には環状のカップＣＰが配置され、カップＣＰの内側にチャック１６が配置されている。チャック１６は、真空吸着によってウエハＷを固定保持するものであり、エアシリンダ等の昇降駆動手段１８と結合されている。ウエハ搬送部材２２とチャック１６との間でウエハＷを受け渡すときは、昇降駆動手段１８がチャック１６を上方へ持ち上げる。
【００２６】
塗布装置１０は、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃそれぞれを用いて、チャック１６に固定されたウエハＷに粘性の異なる平坦化液Ｌ１〜Ｌ３を塗布することで、ウエハＷの平坦化を行う。ここで、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃそれぞれによる平坦化液Ｌ１〜Ｌ３の吐出は後述する制御部７０によって制御される。
また、乾燥部４１ａ〜４１ｃそれぞれによって平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃによって塗布された平坦化液Ｌ１〜Ｌ３の乾燥を行う。乾燥部４１ａ〜４１ｃそれぞれによる平坦化液Ｌ１〜Ｌ３の乾燥は、制御部７０によって制御される。
【００２７】
（平坦化液吐出部等の詳細）
平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃは、互いの粘性が異なる３種類の平坦化液Ｌ１〜Ｌ３それぞれ対応し、かつ吐出を独立して制御可能となっている。平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃそれぞれに乾燥部４１ａ〜４１ｃが接続されている。即ち、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃそれぞれは乾燥部４１ａ〜４１ｃと一体で移動する。
平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃはそれぞれ、長尺状でその長手方向を水平にして配置され、平坦化液供給管３３ａ〜３３ｃそれぞれを介して平坦化液蓄積部３４ａ〜３４ｃに接続されている。なお、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃの供給口３５ａ〜３５ｃに平坦化液供給管３３ａ〜３３ｃが接続されている。
【００２８】
この平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃはそれぞれ、スキャンアーム５１ａ〜５１ｃの先端部に着脱可能に取り付けられている。
このスキャンアーム５１ａ〜５１ｃはそれぞれ、ユニット底板１４上に一方向（Ｙ軸方向）に敷設されたガイドレール５２上で水平移動可能な垂直支持部材５３ａ〜５３ｃの上端部に取り付けられており、Ｙ軸方向駆動機構６１ａ〜６１ｃによって垂直支持部材５３ａ〜５３ｃと一体的にＹ軸方向に移動するようになっている。
また、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃそれぞれは、Ｚ軸方向駆動機構６２ａ〜６２ｃによって上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能となっている。
【００２９】
平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃそれぞれは、吐出口３５ａ〜３５ｃ、および液吐出制御機構３６ａ〜３６ｃを有する。液吐出制御機構３６ａ〜３６ｃはそれぞれ、吐出口３５ａ〜３５ｃに接続され、吐出口３５ａ〜３５ｃからの平坦化液の吐出量を互いに独立に調節する。ここで、液吐出制御機構３６ａ〜３６ｃそれぞれは個別の液吐出制御機構３６ａ−１〜３６ａ−ｎ、３６ｂ−１〜３６ｂ−ｎ、３６ｃ−１〜３６ｃ−ｎに、吐出口３５ａ〜３５ｃそれぞれは吐出口３５ａ−１〜３５ａ−ｎ、３５ｂ−１〜３５ｂ−ｎ、３５ｃ−１〜３５ｃ−ｎに区分される。液吐出制御機構３６−１〜３６−ｎはそれぞれ、吐出口３５−１〜３５−ｎに接続され、吐出口３５−１〜３５−ｎからの平坦化液の吐出を互いに独立して制御することができる。なお、ｎは任意の整数であり吐出口３５−１〜３５−ｎの総数に等しい。
【００３０】
塗布の際には、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃ（吐出口３５ａ−１〜３５ａ−ｎ、３５ｂ−１〜３５ｂ−ｎ、３５ｃ−１〜３５ｃ−ｎそれぞれ）からウエハＷ上に平坦化液Ｌ１〜Ｌ３を吐出させながら、Ｙ軸方向駆動機構６１ａ〜６１ｃによって平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃをガイドレール５２に沿って移動させ、ウエハＷ上をスキャンさせる。
即ち、Ｙ軸方向駆動機構６１ａ〜６１ｃによる平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃの移動と、吐出口３５ａ−１〜３５ａ−ｎ、３５ｂ−１〜３５ｂ−ｎ、３５ｃ−１〜３５ｃ−ｎそれぞれからの吐出量の制御とを連動して行うことで、ウエハＷ上への平坦化液の供給（塗布）する領域の形状およびその厚さを制御できる。
【００３１】
なお、吐出口３５−１〜３５−ｎ同士の間隔に対して個々の吐出口３５−１〜３５−ｎから吐出される平坦化液の幅がある程度以上狭い場合には、平坦化液吐出部３１のＹ軸方向スキャンを一回行うだけではウエハＷ上への平坦化液の塗布を充分には行えない場合も有り得る（例えば、縞状に塗布されない箇所が生じる）。この場合には、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃのＹ軸方向へのスキャンの際にＸ軸方向への移動を同時に行うことで必要な箇所全てに平坦化液の塗布を行うことができる。一例として、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃをＹ軸方向にスキャンする際にＸ軸方向への微少な往復運動を付加する（例えば、ジグザグに移動する）ことで、ウエハＷ全面に平坦化液を塗布することができる。
【００３２】
乾燥部４１ａ〜４１ｃそれぞれは、赤外線を発するランプ４３ａ〜４３ｃを有し、平坦化液Ｌ１〜Ｌ３はランプ４３ａ〜４３ｃからの輻射熱によって加熱、乾燥される。
乾燥部４１ａ〜４１ｃそれぞれは、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃと一体に移動することから、平坦化液Ｌ１〜Ｌ３の塗布を並行してその乾燥が行われることになる。
【００３３】
塗布装置１０は段差配置入力部７１、段差配置記憶部７２，塗布領域決定部７３、制御出力部７４から構成される制御部７０を有する。
段差配置入力部７１は、段差配置情報を入力する。
段差配置情報には、段差の平面的な（基板面方向：Ｘ軸、Ｙ軸方向）配置を意味する平面配置情報とこの平面配置情報と段差の深さ（基板の厚さ方向：Ｙ軸方向）との関連を意味する深さ情報の２つに区分することができる。
【００３４】
これら平面配置情報と深さ情報の入力は、一体として入力されてもまた区分して入力されても差し支えない。
また、ここでいう「入力」とは、段差配置を単なるデータとして入力することでも、ウエハＷの段差配置を測定してこの測定データを入力することの双方が含まれる。
さらに、平面配置情報と深さ情報の一方が、単なるデータとしての入力で、他方がウエハＷの測定をも含む情報の入力としても差し支えない。例えば、段差配置入力部７１が、ウエハＷ上の段差の平面配置を測定する測定部（例えば、ＣＣＤカメラ）とウエハＷの段差の深さ情報を受け取るデータ入力部との組み合わせから構成されても差し支えない。
【００３５】
段差配置記憶部７２は、段差配置入力部７１で入力（場合により測定）された段差配置を記憶する。
塗布領域決定部７３は、段差配置記憶部７２に記憶された段差配置に基づき、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃによってウエハＷ上に塗布される平坦化液Ｌ１〜Ｌ３の平面的な配置（塗布領域）およびその厚さを決定する。
【００３６】
制御出力部７４は、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃ、乾燥部４１ａ〜４１ｃ、Ｙ軸方向駆動機構６１ａ〜６１ｃ、Ｚ軸方向駆動機構６２ａ〜６２ｃを駆動するための指令情報を出力する。
即ち、ウエハＷへの平坦化液塗布に際して、塗布領域決定部７３によって決定された塗布領域に従って、平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃからの平坦化液の吐出量、Ｙ軸方向駆動機構６１の動作の双方を連動して制御する。
また、制御出力部７４からの指令情報に基づき乾燥部４１ａ〜４１ｃによる平坦化液Ｌ１〜Ｌ３の乾燥が行われる。
【００３７】
（塗布装置１０による塗布処理）
次に、このように構成された塗布装置１０による塗布処理を説明する。
図４は、塗布装置１０によりウエハＷの平滑化を行う手順を表すフロー図である。
（１）ウエハＷの段差配置情報が入力される（ステップＳ１１）。
既に述べたように、段差配置情報の入力は、段差配置入力部７１によって行われる。
前述のように、段差配置情報は、段差の平面的な配置を表す平面配置情報と段差の深さを表す深さ情報に区分することができる。これらの情報の入力は、一体として行われても良いし、別個に行うことも可能である。例えば、深さ情報を半導体素子のデザイン情報として予め入力しておき、ウエハＷをチャック１６で保持した後に、平面配置情報を入力してもよい。平面配置情報の入力は、例えばウエハＷ平面の画像情報をＣＣＤ等の撮像手段で入力し、画像処理を行うことで行える。
ウエハＷの保持を行った状態での画像情報に基づき平面配置情報を入力することで、ウエハＷの保持位置のずれに対応することが可能となる。
平面配置情報と深さ情報を個別に保持する場合には、互いの対応関係を表す情報が必要である。この対応情報は段差の平面的な位置（平面配置情報で表される）とその段差の深さ（深さ情報で表される）との対応関係を表す。なお、平面配置情報、深さ情報のいずれかまたはこれらとは別個に保持することができる。
【００３８】
図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、ウエハＷ上の段差８１および段差配置情報の一例を表した断面図および模式図である。
図５（Ａ）に示すように、段差８１はウエハＷの凸部８２（段差の上部）と凹部８３（段差の底部）の境界として定義でき、ウエハＷには凹部８３の幅Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）が互いに異なる領域Ａ１、Ａ２、Ａ３が存在する。領域Ａ１、Ａ２、Ａ３は、例えば、幅Ｄが第１の基準値Ｄｓｔ１（例えば、１００μｍ）以上、第２の基準値Ｄｓｔ２（例えば、２０μｍ）以上第１の基準値Ｄｓｔ１未満、第２の基準値Ｄｓｔ２未満の３段階にウエハＷを区分している。
図５（Ｂ）に示す段差配置情報Ｐ０は、図５（Ａ）に示したウエハＷの段差の配置を表したもので、段差平面情報の一部（Ｙ軸方向）と深さ情報（Ｚ軸方向）の組み合わせにより、Ｙ軸、Ｚ軸方向における段差の配置を表している。
【００３９】
（２）段差配置情報に基づき平滑化液Ｌ１〜Ｌ３それぞれを塗布する塗布領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が決定される（ステップＳ１２）。
この決定は凹部８３の幅Ｄに基づいて行われる。なお、塗布領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の決定の詳細は後述する。
【００４０】
（３）その後は、段差配置情報に従って、異なる粘性を有する平坦化液Ｌ１〜Ｌ３が順に塗布され、それぞれの塗布に並行して平坦化液Ｌ１〜Ｌ３の乾燥が行われる（ステップＳ１３〜Ｓ１８、図６〜８）。
【００４１】
▲１▼まず、最大の粘性を有する平坦化液Ｌ１が塗布される。即ち、平坦化液吐出部３１ａが平坦化液Ｌ１を吐出し、かつＹ軸方向駆動機構６１により移動される。この際に段差配置情報に基づき、吐出口３５ａ−１〜３５ａ−ｎそれぞれの平坦化液Ｌ１の吐出の有無および吐出量が制御される。平坦化液Ｌ１の塗布によりウエハＷの領域Ａ１内の段差が解消される。
平坦化液Ｌ１の吐出の有無は主として平面配置情報に基づいて制御され、吐出を行うときの吐出量は主として深さ情報に基づいて制御される。
【００４２】
平坦化液Ｌ１の塗布とほぼ並行して、その乾燥が行われる。この乾燥は、乾燥部４１ａからの赤外線によって平坦化液Ｌ１の表面が加熱され平坦化液Ｌ１の溶媒が蒸発することによって行われる。
平坦化液Ｌ１が塗布され乾燥することで、ウエハＷ上に平坦化層Ｌｙ１が形成される。この平坦化層Ｌｙ１の平面的な形状は主として段差８１の平面配置情報に、平坦化層Ｌｙ１の厚さは主として段差８１の深さ情報に応じたものとなり、その結果ウエハＷの段差が解消されてゆく。
図６（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、ステップＳ１４での平坦化液Ｌ１の乾燥が行われた後のウエハＷとステップＳ１３で塗布される平坦化液Ｌ１の塗布パターンを表す断面図および模式図である。凹部８３の幅が所定範囲以上の領域Ａ１に平坦化層Ｌｙ１が形成されている。
即ち、この例では平坦化液Ｌ１を塗布する塗布領域Ｂ１は領域Ａ１と一致している。
【００４３】
▲２▼次に、２番目の粘性を有する平坦化液Ｌ２が塗布される。即ち、平坦化液吐出部３１ｂ（吐出口３５ｂ−１〜３５ｂ−ｎ）が平坦化液Ｌ２を吐出し、かつＹ軸方向駆動機構６１により移動される。
平坦化液Ｌ２の吐出の有無は主として平面配置情報に基づいて制御され、吐出を行うときの吐出量は主として深さ情報に基づいて制御される。領域Ａ１に対応する箇所での平坦化液Ｌ２の塗布量が領域Ａ２よりも少ないのは、平坦化液Ｌ１によりある程度の平坦化が行われ、ある程度段差が解消してきていることを考慮したものである。領域Ａ１の平坦化が平坦化液Ｌ１によって充分行われていれば、領域Ａ１での平坦化液Ｌ２の塗布を全く行わないことも考えられる。このように、平坦化液Ｌ２の塗布は、それ以前の平坦化液による平坦化の程度を考慮して行われる。
平坦化液Ｌ２の塗布とほぼ並行して、塗布された平坦化液Ｌ２の乾燥が行われる。
【００４４】
平坦化液Ｌ２が塗布され乾燥することで、ウエハＷ上に平坦化層Ｌｙ２が形成される。この平坦化層Ｌｙ２の平面的な形状は主として段差の平面配置情報に、平坦化層Ｌｙ２の厚さは主として段差の深さ情報に応じたものとなり、その結果ウエハＷの段差が解消されてゆく。
図７（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、ステップＳ１６での平坦化液Ｌ２の乾燥が行われた後のウエハＷとステップＳ１５で塗布される平坦化液Ｌ２の塗布パターンを表す断面図および模式図である。凹部８３の幅が第２の基準値Ｄｓｔ２以上の領域Ａ１、Ａ２（の内の凹部８３）に平坦化層Ｌｙ２が形成されている。
【００４５】
▲３▼さらに、最小の粘性を有する平坦化液Ｌ３が平坦化液吐出部３１ｃによって塗布され、乾燥部４１ｃによって乾燥され、平坦化層Ｌｙ３が形成される。
図８（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、ステップＳ１８での平坦化液Ｌ２の乾燥が行われた後のウエハＷとステップＳ１７で塗布される平坦化液Ｌ３の塗布パターンを表す断面図および模式図である。凹部８３の幅が第２の基準値Ｄｓｔ２未満の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、即ちウエハＷの全面に平坦化層Ｌｙ３が形成されている。
即ち、この例では平坦化液Ｌ３を塗布する塗布領域Ｂ３は領域Ａ１、Ａ２、Ａ３全体である。
以上のように、平坦化液Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の塗布と乾燥が順に行われることで、ウエハＷの段差が徐々に解消されて行く。
【００４６】
（平坦化液を塗布する塗布領域の決定の詳細）
以下に、ステップＳ１２における平坦化液Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３それぞれを塗布する塗布領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の決定の詳細を説明する。
（１）平坦化液Ｌ１、Ｌ２のの塗布に際して、塗布領域を設定する理由につき説明する。
まず、話を判りやすくするために平坦化液をウエハＷの全面に均一に塗布することを考える。
図９は、ウエハＷの全面に均一に平坦化液Ｌ０を塗布、乾燥して平坦化層Ｌｙ０を形成した状態を表す断面図である。
ウエハＷが凹部８３の幅Ｄがそれぞれ異なる領域Ｃ１〜Ｃ３に区分され、その上が平坦化層Ｌｙ０で覆われている。それぞれの領域Ｃ１〜Ｃ３それぞれでウエハＷの凹部８３からみた平坦化層Ｌｙ０の厚さが異なり、その結果としてウエハＷの平坦化が充分とはいえないことが判る。
即ち、段差の配置との関連で段差の解消の不完全性が生じている。
【００４７】
凹部８３の幅Ｄが広ければこの幅Ｄを埋めるのにより多くの平坦化液Ｌ０が必要となる。この一方、凹部８３の幅Ｄが狭ければこれを埋めるための平坦化液Ｌ０の量は少なくてすむ。
このため、平坦化液Ｌ０をウエハＷ全面に均一に塗布すると、幅Ｄの広い（空間の体積が大きい）段差では段差８１を埋めるのに不足し、幅Ｄの狭い（空間の体積が小さい）段差８１では平坦化液Ｌ０の量が多すぎて却ってその箇所が盛り上がってしまうことになる。
以上の理由から、平坦化液の塗布に際して、ウエハＷ上の段差の配置を考慮して塗布領域を設定する方が好ましいことが判る。
【００４８】
（２）次に平坦化液Ｌ１〜Ｌ３の粘性と塗布領域の設定Ｂ１〜Ｂ３の関連につき説明する。
平坦化液Ｌ０の粘性とこれを塗布した領域の広がりには密接な関連性があり、粘性が大きいほど塗布した平坦化液は広がりが少ない。このことは粘性が大きいほど、決められた領域への平坦化液の塗布をより確実に行えることを意味する。このように、平坦化液を塗布する領域を局所的に限定したい場合には粘性が大きな平坦化液を用いるのが好ましい。
図６〜８で示すように平坦化液Ｌ１〜Ｌ３を塗布する塗布領域Ｂ１〜Ｂ３は、大きくみると領域Ａ１、領域Ａ１〜Ａ２、領域Ａ１〜Ａ３へと次第に広がっている。子細にみると平坦化液Ｌ２を塗布する塗布領域Ｂ２は凹部８３のみに限定されているが、広くみれば領域Ａ１〜Ａ２に平坦化液Ｌ２が塗布されている。
以上から、平坦化液の粘性に対応して塗布する領域の広がりを広げることが好ましいことが判る。
【００４９】
（３）以上のように、段差の配置（凹部８３の幅）と平坦化液Ｌ１〜Ｌ３の粘性との関係から、それぞれの平坦化液Ｌ１〜Ｌ３を塗布する塗布領域Ｂ１〜Ｂ３が決定される。
この対応のさせ方として、第１の所定の幅以上の段差のある領域に第１の粘性の平坦化液を塗布し、第１の所定の幅より大きい第２の所定の幅以上の段差のある領域に第１の粘性より大きい第２の粘性の平坦化液を塗布することが考えられる。このようにすることで、より広い領域への塗布が粘性の小さい平坦化液によって行われ、しかも幅の広い段差への塗布が複数回行われることとなり、段差の解消に寄与する。
既に述べた図６〜８でも、幅Ｄの小さい領域Ａ３には粘性の小さい平坦化液Ｌ３のみが、幅Ｄが中程度の領域Ａ２には粘性の小さいおよび中程度の平坦化液Ｌ２，Ｌ３が、幅の大きな領域Ａ１には小、中、大３通りの粘性の平坦化液Ｌ１〜Ｌ３が塗布されている。
但し、このときの塗布量は段差の深さに応じて行われるため、領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に対してさらに限定して塗布を行っても差し支えない。
【００５０】
（４）塗布領域の決定の具体例を示す。
塗布領域の区分は画像処理によって容易に行うことができる。
ａ．  図１０、１１は、画像処理によって凹部８３の幅の基準値Ｄｓｔに応じてウエハＷの領域を区分する手段の一例を表した断面図である。
ここでは、凸部８２の輪郭（段差の配置）に基づき、結果として凹部８３の幅に応じたウエハＷの領域の区分を行っている。
図１０，１１それぞれで凸部８２ａ、８２ｂは、隣接する凸部８２ａ、８２ｂと間隔Ｄａ、Ｄｂで隣接している。そして、凸部８２ａ、８２ｂの周囲に幅Ｄ（Ｄ＝Ｄｓｔ／２）の領域８５ａ、８５ｂを設定している。
このとき、図１０での間隔Ｄａは基準値Ｄｓｔより大きいことから、領域８５ａは互いに孤立しているのに対し、図１１での間隔Ｄｂは基準値Ｄｓｔ以下であることから、領域８５ｂは合体した広い領域となっている。このように凸部８２の周囲に幅Ｄ（Ｄ＝Ｄｓｔ／２）の領域を形成し、これらの領域が合体するか否かで、凸部８２ａ、８２ｂの間隔（言い換えれば、凹部８３の幅）が基準値Ｄｓｔ以下であるか否かを判定することができる。
【００５１】
ｂ．  図１２、１３は、画像処理によって凹部８３の幅の基準値Ｄｓｔに応じてウエハＷの領域を区分する手段の他の例を表した断面図である。
ここでは、凹部８３の輪郭（段差の配置）そのものに基づきウエハＷの領域の区分を行っている。
図１２，１３それぞれで凹部８３ｃ、８３ｄは幅Ｄｃ、Ｄｄを有している。そして、凹部８３ｃ、８３ｄの内側から幅Ｄ（Ｄ＝Ｄｓｔ／２）に領域８５ｃ、８５ｄを設定している。
このとき、図１２での幅Ｄｃは基準値Ｄｓｔより大きいことから、領域８５ｃが存在するのに対し、図１３での幅Ｄｄは基準値Ｄｓｔ以下であることから、領域８５ｄは存在しない。このように凹部８３ｃ、８３ｄの内側から幅Ｄ（Ｄ＝Ｄｓｔ／２）に領域を設定できるか否かで、凹部８３の幅が基準値Ｄｓｔ以下であるか否かを判定することができる。
【００５２】
ｃ．上述の実施形態のように塗布領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３それぞれに大、中、小の粘性の平坦化液Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を塗布する場合には、基準値ＤｓｔをＤｓｔ１、Ｄｓｔ２（Ｄｓｔ１＞Ｄｓｔ２）と２通り用いて塗布領域Ｂ１，Ｂ２を決定すればよい。塗布領域Ｂ３については、塗布領域Ｂ１，Ｂ２と同様に決定することも可能であるが、最低の粘性を有する平坦化液Ｌ３は全領域に塗布するものとしておけば決定する必要はない。
図１４、１５はそれぞれ、凹部８３１，８３２，８３３が形成されたウエハＷと塗布領域Ｂ１〜Ｂ３の一例を表す上面図である。
凹部８３１，８３２の幅Ｄ１，Ｄ２はそれぞれ基準値Ｄｓｔ１、Ｄｓｔ２より大きく、凹部８３３の幅Ｄ３はそれぞれ基準値Ｄｓｔ３よりも小さい。
このため、凹部８３１内に塗布領域Ｂ１、Ｂ２が、凹部８３２内に塗布領域Ｂ２が設定され、凹部８３３内には塗布領域Ｂ１，Ｂ２のいずれも設定されない。
これに対して塗布領域Ｂ３は、凹部８３１〜８３３のいずれとも無関係にウエハＷの領域全体に設定される。
【００５３】
（変形例１）
図１６は本発明の変形例１に係る塗布装置１０ａを表す模式図である。
図１６に示すように、塗布装置１０ａは平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃと乾燥部４１ａ〜４１ｃが接続され一体的に移動する。このため、一回の操作で図４に示した平坦化液Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の塗布および乾燥処理を行うことができる。
【００５４】
（変形例２）
図１７は本発明の変形例２に係る塗布装置１０ｂを表す模式図である。
図１７に示すように、塗布装置１０ｂは平坦化液吐出部３１ａ〜３１ｃと乾燥部４１が接続され一体的に移動する。即ち、３つの平坦化液吐出部３１と単数の乾燥部４１とが対応している。
図１８は、塗布装置１０ｂによりウエハＷに平坦化液Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を塗布する手順を表すフロー図である。
段差配置情報の入力、および入力された情報に基づく塗布領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の決定が行われた後（ステップＳ２１，Ｓ２２）、平坦化液Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の塗布が行われ、その後に乾燥部４１による平坦化液Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の乾燥が行われる。
【００５５】
（変形例３）
図１９は本発明の変形例３に係る塗布装置１０ｃを表す模式図である。
図１９に示すように、塗布装置１０ｃの平坦化液吐出部３１ｄは平坦化液Ｌ１〜Ｌ３をそれぞれ供給される供給口３７ａ〜３７ｃを有し、平坦化液切換部３８によって液吐出制御機構３６に供給される平坦化液Ｌ１〜Ｌ３を切り換える。この切換により吐出口３５から吐出される平坦化液Ｌ１〜Ｌ３を切り換えることができる。即ち、この塗布装置１０ｃでは、単一の平坦化液吐出部３１ｄによって複数の平坦化液Ｌ１〜Ｌ３を吐出できる。
【００５６】
（変形例４）
図２０は本発明の変形例４に係る塗布装置１０ｄを表す模式図である。
図２０に示すように、塗布装置１０ｃの平坦化液吐出部３１は乾燥部４１と切り離され、互いに別個に移動できる。
【００５７】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記実施形態には限られず拡張、変更できる。拡張、変更された実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）例えば、上記実施形態では平坦化液吐出部が互いに独立して平坦化液の吐出を制御できる複数の吐出口を有していたが、平坦化液吐出部の吐出口が単一であっても差し支えない。
上記実施形態では、平坦化液吐出部の吐出口を列をなした複数とすることで、ウエハＷの全面への塗布を平坦化液吐出部を１軸（Ｙ軸）方向にのみ移動することで行える。しかしながら、吐出口が単一であっても平坦化液吐出部の移動を２軸（Ｘ，Ｙ軸）方向への移動を行うことで、ウエハＷ全面への塗布を可能とすることができる。
【００５８】
（２）乾燥はランプ、ヒータの赤外線による乾燥には限られず、減圧、あるいは減圧と赤外線との併用によって行うこともできる。減圧による乾燥はウエハＷの近傍の圧力を大気圧より低下することによって行える。減圧することによって、平坦化液の溶媒等の蒸発が促進される。減圧は例えば、ウエハＷを密閉し、真空ポンプ等によって空気を排出することによって行える。
塗布と乾燥を同時並行的に行うこともできる。例えば、ウエハＷ全体をランプで照射したり、ウエハ近傍を減圧することで、このような完全な同時並行処理が可能となる。
【００５９】
（３）上記実施形態では、平坦化液の塗布は粘性の大きい順に行っているが、この順序を粘性の小さい順にあるいはランダムに行うことも可能である。塗布する平坦化液の粘性と塗布する領域とが対応すれば、ウエハＷの平坦化が可能となる。
また、塗布する平坦化液の種類を３種類に限定する必要もない。２種類、あるいは４種類以上でも良いし、１種類でも差し支えない。要は段差の配置と平坦化液を塗布する領域とを対応させればよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば基板の平坦化工程の簡略化を図ることができる塗布装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る塗布装置の全体構成を示す略断面図である。
【図２】  本発明に係る塗布装置の全体構成を示す略平面図である。
【図３】  本発明に係る塗布装置の平坦化液吐出部３１、および乾燥部４１の詳細を表す斜視図、正面図、及び側面図である。
【図４】  本発明に係る塗布装置によりウエハＷの平滑化を行う手順の一例を表すフロー図である。
【図５】  ウエハＷ上の段差および段差配置情報の一例を表した断面図および模式図である。
【図６】  本発明に係る塗布装置によりウエハＷの平滑化を行う手順中におけるウエハの断面および平坦化液の吐出パターンの一例を表した図である。
【図７】  本発明に係る塗布装置によりウエハＷの平滑化を行う手順中におけるウエハの断面および平坦化液の吐出パターンの一例を表した図である。
【図８】  本発明に係る塗布装置によりウエハＷの平滑化を行う手順中におけるウエハの断面および平坦化液の吐出パターンの一例を表した図である。
【図９】  ウエハＷの全面に均一に平坦化液を塗布、乾燥して平坦化層を形成した状態を表す断面図である。
【図１０】  画像処理によって凹部の幅の基準値に応じてウエハＷの領域を区分した状態の一例を表した断面図である。
【図１１】  画像処理によって凹部の幅の基準値に応じてウエハＷの領域を区分した状態の一例を表した断面図である。
【図１２】  画像処理によって凹部の幅の基準値に応じてウエハＷの領域を区分した状態の一例を表した断面図である。
【図１３】  画像処理によって凹部の幅の基準値に応じてウエハＷの領域を区分した状態の一例を表した断面図である。
【図１４】  凹部が形成されたウエハＷの一例を表す上面図である。
【図１５】  図１４に示したウエハＷにおける塗布領域の一例を表す上面図である。
【図１６】  本発明の１変形例に係る塗布装置を表す模式図である。
【図１７】  本発明の１変形例に係る塗布装置を表す模式図である。
【図１８】  図１７に示した塗布装置によりウエハＷの平滑化を行う手順の一例を表すフロー図である。
【図１９】  本発明の１変形例に係る塗布装置を表す模式図である。
【図２０】  本発明の１変形例に係る塗布装置を表す模式図である。
【符号の説明】
１０…塗布装置、１２…窓、１４…ユニット底板、１６…チャック、１８…昇降駆動手段、２２…ウエハ搬送部材、３１（３１ａ〜３１ｃ）…平坦化液吐出部、３３（３３ａ〜３３ｃ）…平坦化液供給管、３４（３４ａ〜３４ｃ）…平坦化液蓄積部、３５（３５−１〜３５−ｎ）…吐出口、３６（３６−１〜３６−ｎ）…液吐出制御機構、３７…供給口、３８…平坦化液切換部、４１（４１ａ〜４１ｃ）…乾燥部、４３（４３ａ〜４３ｃ）…ランプ、５１ａ〜５１ｃ…スキャンアーム、５２…ガイドレール、５３ａ〜５３ｃ…垂直支持部材、６１ａ〜６１ａ…Ｙ軸方向駆動機構、６２ａ〜６２ｃ…Ｚ軸方向駆動機構、７０…制御部、７１…段差配置入力部、７２…段差配置記憶部、７３…塗布領域決定部、７４…制御出力部
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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