JP2010040921A - 塗布装置、塗布方法、塗布、現像装置及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】膜厚プロファイルの良好な塗布膜を形成することができる塗布装置を提供すること。
【解決手段】塗布液の塗布時の基板の回転数により塗布膜の膜厚プロファイルを調整するスピンコーティングを行う塗布装置において、前記基板保持部に保持された基板の温度を測定する温度測定手段と、一の基板について塗布処理の前にこの第１の温度測定手段により測定された温度測定値と、当該一の基板の次に塗布処理を行う後続の基板について塗布処理の前に前記温度測定手段により測定された温度測定値と、前記一の基板について実施された塗布処理における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、予め定められた定数と、に基づいて前記後続の基板について、塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数を演算する演算部と、を備えるように塗布装置を構成し、温度による膜厚プロファイルへの影響を抑える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）などの基板に対してレジストなどの塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布装置、塗布方法、塗布、現像装置及び記憶媒体に関する。

半導体デバイスやＬＣＤの製造プロセスにおいては、基板に塗布液が順次塗布されることによって反射防止膜やレジスト膜などの各種の塗布膜が形成される。各塗布液の塗布は例えばスピンコーティングにより行われている。この方法は回転自在なスピンチャックで基板を水平に吸着保持し、基板中央部上方のノズルから所望の膜を形成するための塗布液を基板の回転中心部に供給すると共にスピンチャックを回転させる方法であり、遠心力により塗布液が拡散して基板全体に塗布膜が形成される。

このスピンコーティングにおいては、例えば塗布液の供給時には基板をある所定の塗布時回転数（第１の回転数）にて回転させ、塗布液の供給停止後は、遠心力によって基板の周縁部側に多く寄っている塗布液をならして膜厚プロファイルを良好にする目的で、すなわち基板の面内にてその膜厚が高い均一性を有する塗布膜を形成する目的で、前記塗布時回転数よりも低い、塗布液ならし回転数（第２の回転数）に減速させる場合がある。そして、減速後は基板の回転数を上昇させて乾燥時回転数（第３の回転数）にして、塗布液の乾燥を促進させて塗布膜の形成を行う。この乾燥時回転数は、必要以上の塗布液の飛散を抑えるために前記塗布時回転数よりも低く設定される。

基板として例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）に対して処理を行う塗布、現像装置においては、そのスピンコーティングによりレジスト膜などの塗布膜を形成する塗布装置である塗布モジュール及び前記レジスト膜に現像処理を行う現像モジュールが設けられる他に、ウエハの温度調整モジュールが設けられている場合がある。この場合、各ウエハは塗布モジュールに搬送される前にこの温度調整モジュールに搬送され、その面内が所定の温度になるように温度調整される。温度調整されたウエハは塗布モジュールに設けられた、塗布液の飛散を抑えるためのカップ上に搬送され、そのカップの上側に形成された開口部を介して、カップ内に搬入される。そして当該カップ内に設けられた前記スピンチャックに受け渡され、上記のスピンコーティングにより塗布膜が形成される。

このようにカップ上に搬送する前に温度調整モジュールにて各ウエハの面内の温度を一定に制御することで、ウエハ面内及び各ウエハ間で塗布膜の膜厚などのばらつきが生じて分留まりが低下することを防いでいる。つまり、この温度調整モジュールは塗布モジュールの塗布性能均一化の目的で塗布、現像装置に設けられている。

ところで塗布、現像装置においては、スループットを向上させるために同じロット内のウエハあるいは複数のロットにわたるウエハが連続して搬送されて処理が行われるので、各塗布モジュールにおいても連続してウエハに塗布処理が行われる。しかし、塗布モジュールにて連続してウエハの塗布処理が進むと、ウエハに供給された塗布液中に含まれるシンナー等の溶剤が揮発する。また、塗布液を塗布する前にウエハにおけるその塗布液の濡れ性を高めるために溶剤を供給する場合はその溶剤も揮発し、結果としてカップ内及びカップ上でその揮発した溶剤濃度が次第に上昇する。また、連続してウエハの塗布処理が進むと、スピンチャックを回転させるための駆動部に含まれる回転モータなどの発熱量が大きくなる。

このようにカップ周辺における溶剤濃度や前記回転モータの発熱量が変化することなどにより、カップ周辺の温度が時間と共に変動し、カップ内に搬送されるウエハ毎にその温度がばらついてしまう場合がある。具体的に上記のように回転数を変動させてスピンコーティングを行う場合において、ウエハの温度と塗布膜の膜厚との関係について図１５を参照しながら説明する。図中１１はスピンチャック、１２は塗布ノズルである。前記塗布時回転数でウエハＷを回転させるときに（図１５（ａ））、ウエハＷの温度がその温度調整モジュールにより調整される設定温度に比べて高いほど、溶剤の揮発が速く進行するため塗布液Ｌの流動性が低下する結果として、前記塗布液ならし回転数にしてもウエハＷの周縁部に寄った塗布液Ｌがならされにくくなる。従って、図１５（ｂ）で示すようにウエハＷの周縁部における塗布膜Ｍの膜厚が中央部の膜厚に比べて大きくなり、結果として塗布膜の膜厚プロファイル（膜厚の面内均一性）がばらついてしまう。また、前記乾燥時回転数でウエハＷを回転させるときに前記設定温度よりもウエハＷの温度が高いほど溶剤の揮発が速く進行し、ウエハＷに形成される平均膜厚（膜厚の基板の面内における平均値）が大きくなる。

このようにカップ周辺の温度が時間と共に上昇する現象が発生した場合、半導体デバイスを製造する目的として用いられないダミーウエハを順次塗布モジュールに搬送し、このダミーウエハに対して処理を行う。そしてカップ上に搬送されるダミーウエハの温度が安定した後で、通常のウエハを塗布モジュールに搬送する対策をとることが考えられる。しかし、この方法は通常のウエハを処理できない時間が発生するのでスループットの低下を招くし、ダミーウエハのコスト及びそれを処理するためのコストがかかってしまうという問題がある。ところで、塗布膜形成時にウエハの温度が予定される温度よりも上昇している場合について説明してきたが、予定される温度よりも低い場合においても、膜厚プロファイルのばらつきが大きくなり、また、塗布液乾燥時にウエハの温度が予定される温度よりも低い場合でもウエハ間で平均膜厚がばらついてしまう。

特許文献１には基板の回転数を制御して塗布膜の膜厚をコントロールする塗布装置について記載されているが、上記の問題については記載されておらず、その問題を解決できるものではない。
特開２００２−１４１２７３（段落００３５〜段落００３８など）

本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は膜厚プロファイルの良好な塗布膜を形成することができる塗布装置、塗布方法、前記塗布装置を備えた塗布、現像装置及び前記塗布方法を実施するプログラムを備えた記憶媒体を提供することである。

本発明の塗布装置は、塗布液の塗布時の基板の回転数により塗布膜の膜厚プロファイルを調整し、その後前記回転数よりも低い回転数で回転させて塗布膜の平均膜厚を調整するスピンコーティングを行う塗布装置において、
基板を水平に保持し、回転機構により鉛直軸回りに回転するように構成された基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板の温度を測定する第１の温度測定手段と、
一の基板について塗布処理の前にこの第１の温度測定手段により測定された温度測定値と、当該一の基板の次に塗布処理を行う後続の基板について塗布処理の前に前記第１の温度測定手段により測定された温度測定値と、前記一の基板について実施された塗布処理における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、予め定められた定数と、に基づいて前記後続の基板について、塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする。

前記塗布装置は、前記基板保持部に保持された基板の温度を測定する第２の温度測定手段を備え、
前記演算部は、一の基板について塗布処理の前にこの第２の温度測定手段により測定された温度測定値と、当該一の基板の次に塗布処理を行う後続の基板について塗布処理の前に前記第２の温度測定手段により測定された温度測定値と、前記一の基板について実施された塗布処理における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数と、予め定められた定数と、に基づいて前記後続の基板について、塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数を演算する機能を備えていてもよい。

その場合、前記演算部は例えば、第２の温度測定手段により測定された一の基板の温度測定値と、第２の温度測定手段により測定された後続の基板の温度測定値との温度差を演算し、その温度差と前記定数とに基づいて後続の基板における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数と、一の基板における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数との差を演算し、またこの場合、前記第２の温度測定手段は基板の中央部の温度を測定してもよい。

また、前記演算部は例えば第１の温度測定手段により測定された一の基板の温度測定値と、第１の温度測定手段により測定された後続の基板の温度測定値との温度差を演算し、その温度差と前記定数とに基づいて後続の基板における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、一の基板における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数との差を演算する。そして、前記第１の温度測定手段は基板の周縁部の温度を測定してもよい。

本発明の塗布方法は、塗布液の塗布時の基板の回転数により塗布膜の膜厚プロファイルを調整し、その後前記回転数よりも低い回転数で回転させて塗布膜の平均膜厚を調整するスピンコーティングを行う塗布方法において、
基板保持部に一の基板を水平に保持し、鉛直軸回りに回転させる工程と、
前記一の基板に塗布液を供給してスピンコーティングを行う工程と、
前記基板保持部に保持された一の基板について塗布液を供給する前に第１の温度測定手段によりその温度を測定する工程と、
前記一の基板の次に塗布処理を行う後続の基板を前記基板保持部に水平に保持し、鉛直軸回りに回転させる工程と、
前記後続の基板に塗布液を供給してスピンコーティングを行う工程と、
前記基板保持部に保持された後続の基板について前記塗布液を供給する前に第１の温度測定手段によりその温度を測定する工程と、
前記第１の温度測定手段により測定された一の基板についての温度測定値と、前記第１の温度測定手段により測定された後続の基板についての温度測定値と、前記一の基板について実施された塗布処理における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、予め定められた定数と、に基づいて前記後続の基板について、塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数を演算する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の塗布方法は、前記基板保持部に保持された一の基板について塗布液を供給する前に第２の温度測定手段によりその温度を測定する工程と、
前記基板保持部に保持された後続の基板について塗布液を供給する前に第２の温度測定手段によりその温度を測定する工程と、
前記第２の温度測定手段により測定された一の基板についての温度測定値と、前記第２の温度測定手段により測定された後続の基板についての温度測定値と、前記一の基板について実施された塗布処理における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、予め定められた定数と、に基づいて前記後続の基板について、塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数を演算する工程と、
を備えたことを特徴とする。

前記後続の基板における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数を演算する工程には、
第２の温度測定手段により測定された一の基板の温度測定値と、後続の基板の温度測定値との温度差を演算する工程と、
その温度差と前記定数とに基づいて後続の基板における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数と、一の基板における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数との差を演算する工程と、
が含まれていてもよい。

その場合、例えば前記後続の基板における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数を調整するための回転数を演算する工程には、
第１の温度測定手段により測定された一の基板の温度測定値と、後続の基板の温度測定値との温度差を演算する工程と、
その温度差と前記定数とに基づいて後続の基板における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、一の基板における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数との差を演算する工程と、
が含まれていてもよい。

本発明の塗布、現像装置は、
基板を収納したキャリアが搬入されるキャリアブロックと、
前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像部と、を含む処理ブロックと、
この処理ブロックとレジストが塗布された基板を露光する露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスブロックと、を備えた塗布、現像装置において、
前記塗布部として、上記各々いずれかの塗布装置を備えたことを特徴とする。

本発明の記憶媒体は、回転する基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上記の塗布方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする。

本発明の塗布装置によれば、一の基板、後続の基板について夫々温度を測定する温度測定手段が設けられ、これらの測定温度と、前記一の基板について実施された塗布処理における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、予め定められた定数と、に基づいて前記後続の基板について、塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数が演算される。従って、基板を処理する雰囲気の温度が変化することによって、後続の基板における塗布膜の膜厚プロファイルのばらつきが大きくなることが抑えられる。

本発明の実施の形態に係る塗布装置として、レジスト塗布装置２について図１及び図２を参照しながら説明する。図１、図２は夫々装置の縦断平面、横断平面を示しており、図２中２０は筐体であり、搬送手段である搬送アームの搬入領域に臨む面にウエハＷの搬入出口２０Ａを備えている。搬入出口２０Ａはシャッタ２０Ｂにより開閉される。筐体２０内には基板保持部をなすスピンチャック２１が設けられている。

スピンチャック２１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２２により鉛直回りに回転でき、かつ昇降できるようになっている。またスピンチャック２１の下方側には断面形状が山形のガイドリング２３が設けられており、このガイドリング２３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２１及びガイドリング２３を囲むように塗布液であるレジスト液の飛散を抑えるためのカップ２４が設けられている。

このカップ２４は上面にスピンチャック２１が昇降できるようにウエハＷよりも大きい開口部が形成されていると共に、側周面とガイドリング２３の外周縁との間に排出路をなす隙間２５が形成されている。前記カップ２４の下方側は、ガイドリング２３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２４の底部の内側領域には排気口２６が形成されており、この排気口２６には排気管２６Ａが接続されている。さらに前記カップ２４の底部の外側領域には排液口２７が形成されており、この排液口２７には排液管２７Ａが接続されている。

またレジスト塗布装置２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３１とウエハ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４１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３１は、レジスト供給管３２を介してレジスト液を供給するレジスト供給源３３に接続されている。また前記レジスト供給管３２にはバルブや流量調整部等を含む供給機器群３４が介設されている。前記溶剤ノズル４１は、溶剤供給管４２を介してシンナーを供給する溶剤供給源４３に接続されている。また前記溶剤供給管４２にはバルブや流量調整部等を含む供給機器群４４が介設されている。

また前記レジスト液ノズル３１は、図２に示すように水平方向に伸びたアーム３５を介して移動機構３６に接続されている。前記アーム３５は移動機構３６により横方向に沿って設けられたガイドレール３０に沿って、カップ２４の一端側（図２では右側）の外側に設けられた待機領域３７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４１は、レジスト液ノズル３１と同様に水平方向に伸びたアーム４５を介して移動機構４６に接続されている。前記アーム４５は移動機構４６により前記ガイドレール３０に沿ってカップ２４の他端側（図２では左側）の外側に設けられた待機領域４７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。

カップ２４上には例えば温度測定手段である棒状の放射温度計５１，５２が設けられている。放射温度計５１はスピンチャック２１に載置されたウエハＷの周端上から若干中心部に寄った位置に設けられており、図中Ｌで示すその放射温度計５１の中心とウエハＷの周端との距離は例えば３ｍｍである。そして放射温度計５１はその下方のウエハＷの周縁部の温度を測定する。放射温度計５２はその中心と、スピンチャック２１に載置されたウエハＷの中心とが一致するように設けられており、当該ウエハＷの中心部の温度を測定する。これら放射温度計５１，５２により測定された温度に対応する電気信号が後述する制御部６に送信される。後述するように放射温度計５１はレジスト塗布時のウエハＷの回転数を決定するために、放射温度計５２はレジスト塗布後のウエハＷの乾燥時の回転数を決定するために夫々設けられている。

また上記レジスト塗布装置２は、後述する当該装置２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６を備えており、制御部６に格納されたプログラム６１が前記回転駆動部２２、供給機器群３４，４４等の動作を制御するように構成されている。前記プログラム６１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６にインストールされる。インストールされたプログラム６１は、制御部６のプログラム格納部６２に格納されて読み出されて、後述の各ステップを実行する。

図３は、制御部６の構成を示している。図中６０はバスであり、バス６０には制御部６を構成する前記プログラム６１、ＣＰＵ６３、ワークメモリ６４、メモリ６５、入力手段６６が接続されている。また前記レジスト塗布装置２の回転駆動部２２及び放射温度計５１，５２が、このバス６０に接続されている。

ここで制御部６の各部の構成を詳細に説明するために、このレジスト塗布装置２による処理の概略を説明する。背景技術の欄でも説明したようにこのレジスト塗布装置２は、ウエハＷにレジスト液を塗布するときは、ある所定のレジスト塗布時回転数で当該ウエハＷを回転させてウエハＷの中心部に供給されたレジスト液を遠心力によりウエハＷの周縁部へと展伸させるスピンコーティングを行い、レジスト液塗布後はレジスト液をならしてウエハＷの周縁部における膜の盛り上がりを抑えるためにスピンチャック２１の回転速度を低下させて、ある所定のレジスト液ならし回転数で回転させる。然る後、スピンチャック２１の回転速度を上昇させてある所定のレジスト乾燥時回転数で回転させてレジスト液を乾燥させて、レジスト膜を形成する。

図４の実線のグラフはレジスト塗布装置２に連続して搬送されるウエハＷのうち先頭のウエハＷ［ウエハＷ_１］の処理の一例を示したものであり、この例では前記レジスト塗布時回転数、レジスト液ならし回転数、レジスト乾燥時回転数は夫々２０００ｒｐｍ、１００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍに夫々設定されている。

ところで、既述のように塗布処理が続くことでカップ２４の周辺の温度が変動し、ウエハＷごとに供給されたレジスト液に含まれる溶剤の揮発速度が変動する。そして、前記レジスト塗布時回転数で塗布処理を行うときにウエハＷの温度がある所定の設定温度からずれると、その溶剤の揮発速度が変動することにより、レジスト液の流動性が変動し、レジスト液ならし回転数にしたときにウエハＷの面内でレジスト液がならされる度合いが変化し、ウエハＷの周縁部と中央部とでレジスト膜厚のばらつきが発生して、プロファイルが劣化してしまう。また、前記レジスト乾燥回転数でウエハＷを回転させてレジストの乾燥処理を行うときにウエハＷの温度がある所定の設定温度からずれていると、その溶剤の揮発速度が変動することにより、ウエハＷ毎にレジスト膜の平均膜厚が変動してしまう。

しかし、レジスト液中の溶剤の揮発速度はカップ周辺の温度の他に塗布処理の各段階におけるウエハの回転数にも依存し、具体的にレジスト塗布時、レジスト乾燥時夫々において、ウエハＷの回転数が高いほど前記溶剤の揮発速度が抑えられる。そこで、このレジスト塗布装置２においては、前記ウエハＷ_１の後にレジスト塗布装置２に続いて搬送されるｎ＋１枚目（ｎは１以上の任意の整数）のウエハＷ［以下ウエハＷ_ｎ＋１と記載する］を処理するにあたり、そのウエハＷ_ｎ＋１について放射温度計５１により測定された温度Ｔｂ_ｎ＋１（℃）と、その直前に当該レジスト塗布装置２に搬送されたｎ枚目のウエハＷ［以下ウエハＷ_ｎと記載する］について同じく放射温度計５１により測定された温度Ｔｂ_ｎ（℃）と、の差ΔＴｂ_ｎ（℃）を算出する。そして、ウエハＷ_ｎ+1に塗布処理を行うにあたり、その温度差ΔＴｂ_ｎに基づいて、その温度差による溶剤の揮発速度の変動を防ぎ、塗布膜の面内分布に与える影響をキャンセルするためにウエハＷ_ｎの塗布時回転数に加算する塗布時補正回転数（オフセット）ΔＹ_ｎ（ｒｐｍ）を決定する。

そして決定された補正回転数ΔＹ_ｎ（ｒｐｍ）とウエハＷ_ｎの塗布時回転数Ｙ_ｎ（ｒｐｍ）とに基づいてそのウエハＷ_ｎ＋１の塗布時回転数Ｙ_ｎ＋１（ｒｐｍ）が決定され、その決定された塗布時回転数でウエハＷ_ｎ＋１にレジスト塗布処理が行われる。このようにウエハＷごとに塗布時回転数のレシピを変更することによって、塗布時回転数でウエハＷを回転させたときの溶剤の揮発度合いを適切なものとして、レジストの膜厚プロファイルを向上させる。

また、レジスト塗布装置２においては、前記ウエハＷ_ｎ＋１を処理するにあたり、そのウエハＷ_ｎ＋１について放射温度計５２により測定された温度Ｔａ_ｎ＋１（℃）と、その直前に当該レジスト塗布装置２に搬送されたウエハＷ_ｎについて同じく放射温度計５２により測定された温度Ｔａ_ｎ（℃）と、の差ΔＴａ_ｎ（℃）を算出する。そして、その温度差ΔＴａ_ｎに基づいて、ウエハＷ_ｎ+1の乾燥処理を行うにあたり、その温度差による溶剤の揮発速度の変動を防ぐために、ウエハＷ_ｎの乾燥時回転数に加算する乾燥時補正回転数（オフセット）ΔＸ_ｎ（ｒｐｍ）を決定する。そして、その補正回転数ΔＸ_ｎとウエハＷ_ｎの乾燥時回転数Ｘ_ｎ（ｒｐｍ）とに基づいてそのウエハＷ_ｎ＋１の乾燥時回転数Ｘ_ｎ＋１（ｒｐｍ）が決定され、その決定された回転数で乾燥処理が行われる。このようにウエハＷごとに乾燥時回転数のレシピを変更することによってウエハＷ間で溶剤の揮発度合いを適切なものとして、各レジスト膜の平均膜厚のばらつきを防ぐ。

制御部６の構成の説明に戻ると、ワークメモリ６４では放射温度計５１から送信された各ウエハＷ_１〜ウエハＷ_ｎ＋１の夫々の周縁部の温度Ｔｂ_１〜Ｔｂ_ｎ＋１（℃）及び当該放射温度計５２から送信された各ウエハＷ_１〜ウエハＷ_ｎ＋１の夫々の中心部の温度Ｔａ_１〜Ｔａ_ｎ＋１が記憶される。また、これらの温度Ｔｂ_１〜Ｔｂ_ｎ＋１及び温度Ｔａ_１〜Ｔａ_ｎ＋１に基づき上記の各種演算が行われる。ワークメモリ６４では各種演算が行われる他に、各温度差、塗布時回転数、乾燥時回転数及び各補正回転数などの各演算値が記憶される。

メモリ６５には、前記塗布時補正回転数ΔＹ_ｎを演算するための、温度差ΔＴｂ_ｎと回転数の変化との関係を示した相関係数Ｋｂ（ｒｐｍ/℃）及び前記乾燥時補正回転数ΔＸ_ｎを演算するための、温度差ΔＴａ_ｎと回転数の変化との関係を示した相関係数Ｋａ（ｒｐｍ/℃）が記憶されている。

入力手段６６は例えばキーボードなどにより構成され、上記の先頭（１枚目）のウエハＷ_１における塗布時回転数Ｙ_１及び乾燥時回転数Ｘ_１は例えば任意にユーザがこの入力手段を介して設定するようになっており、それらの回転数の設定値が前記ワークメモリ６４に記憶される。

続いて、このレジスト塗布装置２の作用について、上記の図４及び図５〜図８を用いて説明する。この例では相関係数Ｋａ，Ｋｂの値は各々１００として設定されており、また、同じロット内のウエハＷ２５枚について連続して処理が行われるものとする。図４はレジスト膜形成装置２に順次搬送される１枚目〜３枚目のウエハＷについて処理時間と回転数との関係を示したグラフであり、図５は先頭のウエハＷ_１についての処理工程を示したフローチャート、図６は後続のウエハＷ₂〜Ｗ₂₅についての処理工程を示したフローチャートである。また図７、図８はウエハＷにレジスト膜が成膜される様子を示した工程図である。

装置のユーザにより先ず入力手段６６を介してロットの先頭のウエハＷ１における塗布時回転数Ｙ_１、乾燥時回転数Ｘ_１が夫々設定される。ここでは塗布時回転数Ｙ_１、乾燥時回転数Ｘ_１は夫々２０００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍに設定されたものとする。各回転数設定後、例えばこのレジスト塗布装置２の前段に設けられた温度調整モジュールによって例えば２３℃に温調されたウエハＷ_１が不図示の搬送機構によりレジスト塗布装置２に搬送され、図７（ａ）（ｂ）に示すようにスピンチャック２１が上昇してウエハＷ_１の裏面側中央部を吸着保持した後に下降し、カップ２４内における塗布処理を行うための処理位置にウエハＷ_１を搬送する（ステップＳ１）。

ウエハＷ_１が前記処理位置に移動すると、放射温度計５１、５２がセンサの下方のウエハＷ１の周縁部の温度Ｔｂ_１、ウエハＷ_１の中心部の温度Ｔａ_１を夫々測定し（ステップＳ２）、その測定値に対応する電気信号が制御部６に送信される。そして、ワークメモリ６４にその温度Ｔａ_１及びＴｂ_１が記憶される。

続いてウエハＷが前記処理位置に移動してから所定の時間が経過した時刻ｔ１において、制御部６から回転駆動部２２に制御信号が送信され、スピンチャック２１が回転を開始し、その回転数が上昇すると共に溶剤ノズル４１が待機領域４７からウエハＷ_１の中心部上に移動する（図８（ａ））。そして例えば回転速度上昇中の時刻ｔ１から所定の時間経過した時刻ｔ２にて、溶剤ノズル４１からシンナー４０がウエハＷ_１の中心部に供給され、スピンコーティングによりウエハＷ_１全体に塗布された後、シンナー４０の供給が停止し、溶剤ノズル４１がウエハＷ_１中心部上から待機領域４７に移動すると共にレジスト液ノズル３１が待機領域３７からウエハＷ_１中心部上に移動して（図８（ｂ））、ウエハＷ_１の回転数が設定された塗布時回転数Ｙ_１である２０００ｒｐｍに達すると、その回転数が維持される。

時刻ｔ２から所定の時間経過した時刻ｔ３にてレジスト液ＲがウエハＷ_１の中心部上に供給され（図８（ｃ））、スピンコーティングによりシンナー４０が供給されたウエハＷ_１表面を広がり、ウエハＷ_１全体に塗布される（ステップＳ３）。時刻ｔ３から所定の時間経過した時刻ｔ４にてレジスト液Ｒの供給が停止し、更にｔ４から所定の時間経過した時刻ｔ５にてウエハＷ_１の回転数が低下して、レジスト液ならし回転数である１００ｒｐｍに維持される。そして、ウエハＷ_１の周縁部に多く寄ったレジスト液Ｒがならされ、ウエハＷ_１の面内で平坦化される（図８（ｄ））。

時刻ｔ５から所定の時間経過した時刻ｔ６にてウエハＷ_１の回転数が上昇し、設定された乾燥時回転数Ｘ_１である１５００ｒｐｍに達するとその回転数が維持され、レジスト液Ｒに含まれる溶剤の揮発が進行してレジスト膜が形成され（ステップＳ４）、その後時刻ｔ６から所定の時間経過した時刻ｔ７にて回転数が低下し、然る後ウエハＷ_１の回転が停止し、図示しない搬送機構によりウエハＷ_１がレジスト塗布装置２から搬出される。

続いて、２枚目以降のウエハＷ_ｎ+１（ｎ≧１）が順次レジスト塗布装置２に搬送される。このウエハＷ_ｎ+１はウエハＷ_１と同様に処理を受けるので、以下、ウエハＷ_１の処理工程との差異点を中心にこのウエハＷ_ｎ+１の処理工程について説明する。スピンチャック２１にウエハＷ_ｎ+１が受け渡され（ステップＳ５）、ウエハＷ_ｎ+１が前記処理位置に移動すると、放射温度計５１、５２が当該ウエハＷ_ｎ+１の周縁部の温度Ｔｂ_ｎ+１、ウエハＷ_ｎ+１の中心部の温度Ｔａ_ｎ+１を夫々測定し（ステップＳ６）、その測定値に対応する電気信号が制御部６に送信されて、ワークメモリ６４にその温度Ｔｂ_ｎ+１及びＴａ_ｎ+１が記憶される。

制御部６は、記憶されたウエハＷ_ｎ+１の周縁部の温度Ｔｂ_ｎ+１（℃）とウエハＷ_ｎ+１の直前に当該装置にて処理を受けたウエハＷ_ｎの周縁部の温度Ｔｂ_ｎとの差Ｔｂ_ｎ+１−Ｔｂ_ｎ＝ΔＴｂ_ｎ（℃）を演算し（ステップＳ７）、然る後、ΔＴｂ_ｎ・Ｋｂを演算して、その演算値である塗布時補正回転数ΔＹ_ｎ（ｒｐｍ）を求める（ステップＳ８）。その後、制御部６は、前記補正回転数ΔＹ_ｎをウエハＷ_ｎの塗布時回転数であるＹ_ｎに加算し、その加算値をウエハＷ_ｎ＋1の塗布時回転数Ｙ_ｎ+１として決定して、ワークメモリ６４に記憶する（ステップＳ９）。

続いて制御部６は、記憶されたウエハＷ_ｎ+１の中心部の温度Ｔａ_ｎ+１（℃）とウエハＷ_ｎ+１の直前に当該装置にて処理を受けたウエハＷ_ｎの中心部の温度Ｔａ_ｎとの差Ｔａ_ｎ+１−Ｔａ_ｎ＝ΔＴａ_ｎ（℃）を演算し（ステップＳ１０）、然る後、ΔＴａ_ｎ・Ｋａを演算して、その演算値である乾燥時補正回転数ΔＸ_ｎ（ｒｐｍ）を求める（ステップＳ１１）。その後、制御部６は、前記乾燥時補正回転数ΔＸ_ｎをウエハＷ_ｎの乾燥時回転数であるＸ_ｎに加算し、その加算値をウエハＷ_ｎ＋1の乾燥時回転数Ｘ_ｎ+１として決定して、ワークメモリ６４に記憶する（ステップＳ１２）。

その後、制御部６から回転駆動部２２にその決定された回転数に応じた制御信号が送信され、時刻ｔ１〜ｔ７でウエハＷ_１に行われた処理と同じ処理が行われる。ただし、レジスト液の塗布を行う際にはその決定された塗布時回転数Ｙ_ｎ+１でウエハＷ_ｎ+１が回転して、レジスト液が供給されて塗布処理が行われ（ステップＳ１３）、またレジストのならしを行うために回転数が低下した後、レジスト乾燥を行う際には決定された乾燥時回転数Ｘ_ｎ+１に回転数が上昇して、レジスト乾燥処理が行われる（ステップＳ１４）。

具体的に２枚目のウエハＷ_２の処理工程について説明する。２枚目のウエハＷ_２がレジスト塗布装置２に搬送され、スピンチャック２１に受け渡されて前記処理位置に移動すると、放射温度計５１、５２が当該ウエハＷ_２の周縁部の温度Ｔｂ_２、ウエハＷ_２の中心部の温度Ｔａ_２を夫々測定し、その測定値に対応する電気信号を制御部６に送信し、ワークメモリ６４にその温度Ｔｂ_２及びＴａ_２が記憶される。ウエハＷ_２のＴｂ_２及びＴａ_２が２３．５℃、ウエハＷ_１のＴｂ₁及びＴａ₁が２３℃であるものとして説明すると、制御部６は、ΔＴｂ_１＝Ｔｂ_２−Ｔｂ₁＝２３．５−２３を演算し、その演算された値である０．５（℃）とＫｂの値である１００（ｒｐｍ／℃）とが乗算され、塗布時補正回転数ΔＹ_１を５０ｒｐｍと決定する。そしてその補正回転数をウエハＷ_１の塗布時回転数２０００ｒｐｍに加算し、その計算値である２０５０ｒｐｍをウエハＷ_２の塗布時回転数Ｙ_２として決定し、ワークメモリ６４に記憶する。

続いて制御部６は、ΔＴａ_１＝Ｔａ_２−Ｔａ₁＝２３．５−２３を演算し、その演算された値である０．５（℃）とＫａの値である１００（ｒｐｍ／℃）とを乗算し、乾燥時補正量ΔＸ_１を５０ｒｐｍと決定する。そしてその補正量をウエハＷ_１の乾燥時回転数１５００ｒｐｍに加算し、その計算値である１５５０ｒｐｍをウエハＷ_２の乾燥時回転数Ｘ_２として決定し、ワークメモリ６４に記憶する。

図４では一点鎖線で、上述のウエハＷ_２の回転数と時間との関係を示しており、この図に示すように時刻ｔ１になると、スピンチャック２１はその決定された塗布時回転数２０５０ｒｐｍになるように加速され、回転数が２０５０ｒｐｍになった後、時刻ｔ２でレジスト液Ｒ塗布が行われる。レジスト液Ｒ塗布終了後は、ウエハＷ_１と同様に回転数が１００ｒｐｍに低下してレジスト液Ｒがならされ、然る後時刻ｔ６で回転数が決定された１５５０ｒｐｍになるように加速され、１５５０ｒｐｍになった後はその回転数で回転が維持され、ウエハＷ_２のレジスト液Ｒが乾燥してレジスト膜が形成される。然る後、ウエハＷ_２がレジスト塗布装置２から搬出される。

続いて３枚目のウエハＷ_３の処理工程について説明する。３枚目のウエハＷ_３がスピンチャック２１に受け渡されて前記処理位置に移動すると、放射温度計５１、５２が当該ウエハＷ_３の周縁部の温度Ｔｂ_３、ウエハＷ_３の中心部の温度Ｔａ_３を夫々測定し、夫々の測定値に対応する電気信号を制御部６に送信し、ワークメモリ６４にその温度Ｔｂ_３及びＴａ_３が記憶される。これら温度Ｔｂ_３、Ｔａ_３が夫々２３．８℃、２３．９℃であるものとして説明すると、制御部６は、ΔＴｂ_２＝Ｔｂ_３−Ｔｂ_２＝２３．８−２３．５を演算し、その演算された値である０．３（℃）とＫｂの値である１００（ｒｐｍ／℃）とを乗算し、塗布時補正回転数ΔＹ_２を３０ｒｐｍと決定する。そしてその補正回転数をウエハＷ_２の塗布時回転数２０５０ｒｐｍに加算し、その計算値である２０８０ｒｐｍをウエハＷ_３の塗布時回転数Ｙ_３として決定し、ワークメモリ６４に記憶する。

続いて制御部６は、ΔＴａ_２＝Ｔａ_３−Ｔａ_２＝２３．９−２３．５を演算し、その演算値である０．４（℃）とＫａの値である１００（ｒｐｍ／℃）とを乗算し、塗布時補正回転数ΔＸ_２を４０ｒｐｍと決定する。そして、その補正回転数をウエハＷ_２の乾燥時回転数１５５０ｒｐｍに加算し、その計算値である１５９０ｒｐｍをウエハＷ_３の乾燥時回転数Ｘ_３として決定し、ワークメモリ６４に記憶する。

図４では二点鎖線で、ウエハＷ_３の回転数と時間との関係を示しており、この図に示すように時刻ｔ１になると、スピンチャック２１はその決定された塗布時回転数２０８０ｒｐｍになるように加速され、回転数が２０８０ｒｐｍになった後、時刻ｔ２でレジスト液Ｒ塗布が行われる。さらに、回転数が１００ｒｐｍに低下してレジスト液Ｒがならされた後、回転数が決定された１５９０ｒｐｍまで上昇し、レジスト液Ｒが乾燥してレジスト膜が形成される。

ウエハＷ_３以降、ウエハＷ_４〜ロットの最後のウエハＷ_２５に対して夫々ステップＳ５〜Ｓ１４の処理が実行され、これらの各ウエハＷ_４〜Ｗ_２５に対してウエハＷ_２、Ｗ_３と同様の処理が行われる。また、ウエハＷ_１〜Ｗ_３でその温度が上昇しているので、各補正回転数の値は正の値だが、ウエハＷ間で温度が低下した場合は、補正回転数は負の値になり、その負の値をその直前のウエハＷの塗布時回転数、乾燥時回転数に加算することになる。

このレジスト塗布装置２によれば、同じロット内において２枚目以降に搬送されるウエハＷについては、放射温度計５１により測定されたそのウエハＷの温度と、そのウエハＷの直前に当該レジスト塗布装置２に搬送されたウエハＷの温度との温度差に応じてレジスト塗布時の回転数が決定され、塗布処理が行われている。従って、カップ２４周辺の溶剤の揮発や回転駆動部２２の発熱量の変化などによって、カップ２４周辺の温度が変化し、それに応じて搬送されるウエハＷごとに温度が変化しても、各ウエハＷのレジスト膜の膜厚プロファイルが劣化することが抑えられるので、歩留まりの低下を抑えることができる。また、この手法によればダミーウエハを搬送して、それについて処理を行う必要もなくなるため、１つのロットの処理時間が長くなってスループットが低下することを防ぐことができる。また、そのようにダミーウエハを使うことによるコストの上昇を防ぐことができる。

さらにこのレジスト塗布装置２によれば、その２枚目以降に搬送されるウエハＷについては放射温度計５２により測定されたそのウエハＷの温度と、そのウエハＷの直前に当該レジスト塗布装置２に搬送されたウエハＷの温度との温度差に応じてレジスト乾燥時の回転数が決定され、乾燥処理が行われている。従ってウエハＷ間における平均膜厚のばらつきが抑えられるので、歩留まりの低下を抑えることができる。

ところで、レジストの塗布時に特にウエハＷの周縁部の温度が高いと、その周縁部でレジスト液の乾燥が進み、当該レジスト液の流動性が低くなり、レジスト膜の膜厚プロファイルが劣化する。つまりレジスト膜の膜厚プロファイルには特にウエハＷの周縁部の温度が影響するため、上記の実施形態のように放射温度計５１は、各ウエハＷの周縁部の温度を測定するように構成され、その周縁部の温度差を算出することで、より高い面内均一性を持ったレジスト膜を形成できるので好ましい。

また、ウエハＷの中心部の温度が最もレジスト膜の平均膜厚に影響する。従って上記の実施形態では、放射温度計５２によりウエハＷの中心部を測定し、その測定結果に基づいて、乾燥時回転数を決定している。このようにウエハＷの中心部の温度に基づいて乾燥時回転数を決定することで、ウエハＷ間で平均膜厚の均一化を精度高く行うことができるため好ましい。ただし、このようにウエハＷの周縁部の温度差、中央部の温度差に基づいて上記の塗布時補正回転数、乾燥時補正回転数を夫々決定することに限られず、これとは逆に周縁部の温度差、中央部の温度差に基づいて乾燥時補正回転数、塗布時補正回転数を決定するようにしてもよい。

また、上記の例のように塗布液の供給を行った後、ウエハＷの回転数を低下させ、然る後上昇させてレジストの乾燥を行う代わりに、塗布液の供給を行った後、回転数を低下させ、レジストの乾燥を行うと同時にレジストのならしを行えるような回転数で回転を続けて処理を行ってもよい。また、上記の例では同一ロットについて処理を行っているが連続して複数のロットのウエハＷについて処理を行ってもよい。

以下、上記のレジスト塗布装置２が組み込まれた塗布、現像装置７について説明する。図９は塗布、現像装置７に露光装置Ｃ４が接続されたレジストパターン形成システムの平面図を示しており、図１０は同システムの斜視図である。また、図１１は同システムの縦断面図である。この塗布、現像装置７にはキャリアブロックＣ１が設けられており、その載置台７１上に載置された密閉型のキャリア７０から受け渡しアーム７２がウエハＷを取り出して処理ブロックＣ２に受け渡し、処理ブロックＣ２から受け渡しアーム７２が処理済みのウエハＷを受け取ってキャリア７０に戻すように構成されている

前記処理ブロックＣ２は、図１０に示すようにこの例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト膜の塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成を行うための第４のブロック（ＩＴＣ層）Ｂ４を、下から順に積層して構成されている。

処理ブロックＣ２の各層は平面視同様に構成されているため、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３を例に挙げて説明すると、ＣＯＴ層Ｂ３は塗布膜としてレジスト膜を形成するためのレジスト膜形成モジュール７３と、このレジスト膜形成モジュール７３にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理モジュール群を構成する棚ユニットＵ１〜Ｕ４と、前記レジスト膜形成モジュール７３と加熱・冷却系の処理モジュール群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ３と、により構成されている。このレジスト膜形成モジュール７３は、レジスト塗布装置２に相当する塗布部７４が３つ、共通の筐体内に設けられた構成になっている。

前記棚ユニットＵ１〜Ｕ４は搬送アームＡ３が移動する搬送領域Ｒ１に沿って配列され、夫々上記の加熱モジュール、冷却モジュールが積層されることにより構成される。加熱モジュールは載置されたウエハを加熱するための加熱板を備えており、冷却モジュールは載置されたウエハを冷却するための冷却板を備えている。

第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、第４のブロック（ＩＴＣ層）Ｂ４については、前記レジスト膜形成モジュールに相当する反射防止膜形成モジュール、保護膜形成モジュールが夫々設けられ、これらモジュールにおいてレジストの代わりに塗布液として反射防止膜形成用の薬液、保護膜形成用の薬液が夫々ウエハＷに供給されることを除けばＣＯＴ層Ｂ３と同様の構成である。

第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については一つのＤＥＶ層Ｂ１内にレジスト膜形成モジュールに対応する現像モジュールが２段に積層されており、この現像モジュールの前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理モジュール群を構成する棚ユニットが設けられている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像モジュールと、前記加熱・冷却系の処理モジュールとにウエハＷを搬送するための搬送アームＡ１が設けられている。つまり２段の現像モジュールに対して搬送アームＡ１が共通化されている構成となっている。

更に処理ブロックＣ２には、図９及び図１１に示すように棚ユニットＵ５が設けられ、キャリアブロックＣ１からのウエハＷは前記棚ユニットＵ５の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に順次搬送される。第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２は、この受け渡しユニットＣＰＬ２からウエハＷを受け取って各ユニット（反射防止膜形成モジュール及び加熱・冷却系の処理ユニット群）に搬送し、これらユニットにてウエハＷには反射防止膜が形成される。

その後、ウエハＷは棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ２、受け渡しアームＤ１、棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＣＰＬ３に搬送され、そこで例えば２３℃に温度調整された後、搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜形成モジュール７３にてレジスト膜が形成される。更にウエハＷは、搬送アームＡ３→棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ３→受け渡しアームＤ１を経て棚ユニットＵ５における受渡しユニットＢＦ３に受け渡される。なおレジスト膜が形成されたウエハＷは、第４のブロック（ＩＴＣ層）Ｂ４にて更に保護膜が形成される場合もある。この場合は、ウエハＷは受け渡しユニットＣＰＬ４を介して搬送アームＡ４に受け渡され、保護膜の形成された後搬送アームＡ４により受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。

一方ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ５に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ６に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアーム７５が設けられている。レジスト膜や更に保護膜の形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１を介して受け渡しユニットＢＦ３、ＴＲＳ４から受け取り受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアーム７５により棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＣ３に取り込まれることになる。なお図１１中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは温調用の冷却ユニットを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しユニットは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。

次いで、ウエハＷはインターフェイスアーム７６により露光装置Ｃ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＣ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、搬送アームＡ１により棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＴＲＳ１に受け渡される。その後、受け渡しアーム７２を介してキャリア７０に戻される。なお図１１においてＵ１〜Ｕ４は各々加熱部と冷却部とを積層した熱系ユニット群である。上記の例ではレジスト膜形成モジュール７３に上述のレジスト塗布装置２を適用しているが、液処理ユニットであるレジスト膜形成モジュール７３に対応するＢＣＴ層Ｂ２の反射防止膜形成モジュール、ＩＴＣ層Ｂ４の保護膜形成モジュールに、このレジスト塗布装置２を夫々適用して、反射防止膜の膜厚、保護膜の膜厚を制御してもよい。

（実施例１）
上記のレジスト塗布装置２を用いて同じロットのウエハＷ_１〜ウエハＷ_２５について上述の実施形態の手順に従ってレジスト膜の形成を行った。そして、各ウエハＷの面内において所定の複数箇所のレジスト膜厚を測定し、そのウエハＷごとにその平均値、つまり平均膜厚を計算した。図１２にはこの実験の結果を示しており、図中のグラフの横軸はウエハＷの番号であり、レジスト塗布装置２にて処理を受けた順番に対応する。そして、グラフの縦軸は計算された平均膜厚の値を示している。この実施例１の結果は四角のプロットで示しており、夫々の四角のプロットが示すように各ウエハＷ間における平均膜厚の値は略等しくなっている。

（比較例１）
従来のレジスト塗布装置を用いて実施例１と同様に同じロットのウエハＷ_１〜ウエハＷ_２５についてレジスト膜の形成を行った。この従来のレジスト塗布装置において、塗布時回転数及び乾燥時回転数はウエハＷ毎に変化せず一定である。この実験の結果を図１２中に丸のプロットで示しており、夫々の丸のプロットが示すように、この比較例１においてウエハＷの平均膜厚は後の方に処理を受けたものほど大きくなる傾向にある。そして、その後の方に処理を受けたウエハＷほど実施例１と比較例１とで大きく平均膜厚の値が離れている。
従って実施例１及び比較例１の結果からレジスト塗布装置２を用いることで、連続してウエハＷに塗布処理を行うにあたり、レジストの平均膜厚の値の上昇を抑えることができ、ウエハＷ間における平均膜厚の均一性を高くすることができることが示された。

（実施例２）
上記のレジスト塗布装置２を用いて実施例１と同様に同じロットのウエハＷ_１〜ウエハＷ_２５について上述の実施形態に従ってレジスト膜の形成を行った。そして、各ウエハＷの面内において所定の複数箇所のレジスト膜厚を測定し、その３σ（シグマ）を計算した。この３σの値が小さいほど膜厚プロファイルが良好であること、つまりばらつきが小さいことを示す。図１３において斜線を付して示した各棒グラフはこの実施例２の実験で得られた各ウエハＷの３σを示しており、レジスト塗布装置２にて処理を受けたウエハＷの順に左側から右側に向かって並べて示している。

（比較例２）
従来のレジスト塗布装置を用いて比較例１と同様に同じロットのウエハＷ_１〜ウエハＷ_２５についてレジスト膜の形成を行った。そして、実施例２と同様に各ウエハＷの面内において所定の複数箇所のレジスト膜厚を測定し、その３σを計算した。図１３において、実施例２の各ウエハＷについての棒グラフの左側にこの比較例２における各ウエハＷについての棒グラフを示しており、実施例２の棒グラフと区別するためにこの比較例２の棒グラフは多数の点を付して示している。

ウエハＷ_１〜ウエハＷ_２５について夫々実施例２と比較例２とで比較すると、殆どの場合比較例２の方が実施例２に比べてその３σ値が大きくなっている。また比較例２においては後の方に処理を受けたウエハＷほど３σの値が大きくなる傾向にあるが、実施例２においてはウエハＷ間で比較的均一な３σの値を示しており、後の方に処理を受けたウエハＷについては実施例２と比較例２とで大きく３σの値が離れている。
従ってこれら実施例２及び比較例２の結果からレジスト塗布装置２を用いることで、連続した塗布処理を行うにあたりウエハＷの膜厚プロファイルのばらつきを抑えることができ、特にロットの後の方のウエハＷにおいては、このばらつきが有効に抑えられることが示された。

（実施例３）
上記のレジスト塗布装置２を用いて実施例１と同様に同じロットのウエハＷ_１〜ウエハＷ_２５について上述の実施形態に従ってレジスト膜の形成を行った。そして、各ウエハＷの直径方向における各位置の膜厚を測定した。図１４（ａ）はその測定結果を示したグラフであり、グラフの横軸はウエハＷの中心からの距離（ｍｍ）を、グラフの縦軸は膜厚（ｎｍ）を夫々示している。グラフ中、ウエハＷ_１、ウエハＷ_１０、ウエハＷ_２５についての結果を四角、白丸、黒丸のプロットで夫々示している。

（比較例３）
従来のレジスト塗布装置を用いて比較例２と同様に同じロットのウエハＷ_１〜ウエハＷ_２５についてレジスト膜の形成を行った。そして、各ウエハＷの直径方向における各位置の膜厚を測定した。図１４（ｂ）はその測定結果を示したグラフであり、グラフの横軸はウエハＷの中心からの距離（ｍｍ）を、グラフの縦軸は膜厚（ｎｍ）を夫々示している。実施例３と同様にグラフ中、ウエハＷ_１、ウエハＷ_１０、ウエハＷ_２５についての結果を四角、白丸、黒丸のプロットで夫々示している。

実施例３の結果と比較例３の結果を比較して、実施例３では比較例３に比べてウエハＷ_１、ウエハＷ_１０、ウエハＷ_２５ともその面内の膜厚の変動が小さく、また、ウエハＷ_１、ウエハＷ_１０、ウエハＷ_２５間で膜厚の差が小さい。なお、図１４（ａ）（ｂ）のグラフには図示の便宜上ウエハＷ_１、ウエハＷ_１０、ウエハＷ_２５の３枚のウエハＷについての結果を示しているが、実際にはより多くのウエハＷについて測定を行っており、実施例３においてグラフに示していないウエハＷについてはグラフに示したウエハＷと同様に面内での膜厚の変動は小さく、またウエハＷ間で大きく膜厚に差は見られなかった。そして、比較例３においてグラフに示していないウエハＷについてはグラフに示したウエハＷと同様に面内での膜厚の変動は実施例３の各ウエハＷに比べて大きく、またウエハＷ間で大きく膜厚に差が見られ、後の方に処理を受けたウエハＷほど膜厚が大きくなる傾向にあった。
従って、この実施例３及び比較例３からも、レジスト塗布装置２は、ウエハＷに連続した塗布処理を行うにあたり、ウエハＷ面内の膜厚プロファイルのばらつき及びウエハＷ間での平均膜厚のばらつきを抑えることができると言える。

本発明の実施形態であるレジスト塗布装置の縦断平面図である。 前記レジスト塗布装置の横断平面図である。 前記レジスト塗布装置が備える制御部の構成図である。 各ウエハＷの回転数と時間との関係を示したグラフである。 先頭のウエハＷの処理のフローチャートである。 ２枚目以降のウエハＷの処理のフローチャートである。 ウエハにレジストが形成される手順を示した工程図である。 ウエハにレジストが形成される手順を示した工程図である。 前記レジスト塗布装置を備えた塗布、現像装置の平面図である。 前記塗布、現像装置の斜視図である。 前記塗布、現像装置の縦断平面図である。 実施例及び比較例の結果を示すグラフである。 実施例及び比較例の結果を示すグラフである。 実施例及び比較例の結果を示すグラフである。 従来の塗布方法により形成される塗布膜を示す説明図である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ
Ｒ レジスト
２ レジスト塗布装置
２２ 回転駆動部
２４ カップ
３１ レジスト液ノズル
４１ 溶剤ノズル
５１ 放射温度計
５２ 放射温度計
６ 制御部
６１ プログラム
６４ ワークメモリ
７ 塗布、現像装置
７３ レジスト塗布モジュール

Claims (12)

1. 塗布液の塗布時の基板の回転数により塗布膜の膜厚プロファイルを調整し、その後前記回転数よりも低い回転数で回転させて塗布膜の平均膜厚を調整するスピンコーティングを行う塗布装置において、
   基板を水平に保持し、回転機構により鉛直軸回りに回転するように構成された基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板の温度を測定する第１の温度測定手段と、
   一の基板について塗布処理の前にこの第１の温度測定手段により測定された温度測定値と、当該一の基板の次に塗布処理を行う後続の基板について塗布処理の前に前記第１の温度測定手段により測定された温度測定値と、前記一の基板について実施された塗布処理における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、予め定められた定数と、に基づいて前記後続の基板について、塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする塗布装置。
2. 前記基板保持部に保持された基板の温度を測定する第２の温度測定手段を備え、
   前記演算部は、一の基板について塗布処理の前にこの第２の温度測定手段により測定された温度測定値と、当該一の基板の次に塗布処理を行う後続の基板について塗布処理の前に前記第２の温度測定手段により測定された温度測定値と、前記一の基板について実施された塗布処理における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数と、予め定められた定数と、に基づいて前記後続の基板について、塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数を演算する機能を備えたことを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
3. 前記演算部は第２の温度測定手段により測定された一の基板の温度測定値と、第２の温度測定手段により測定された後続の基板の温度測定値との温度差を演算し、その温度差と前記定数とに基づいて後続の基板における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数と、一の基板における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数との差を演算することを特徴とする請求項２記載の塗布装置。
4. 前記第２の温度測定手段は基板の中央部の温度を測定することを特徴とする請求項２または３記載の塗布装置。
5. 前記演算部は第１の温度測定手段により測定された一の基板の温度測定値と、第１の温度測定手段により測定された後続の基板の温度測定値との温度差を演算し、その温度差と前記定数とに基づいて後続の基板における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、一の基板における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数との差を演算することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の塗布装置。
6. 前記第１の温度測定手段は基板の周縁部の温度を測定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の塗布装置。
7. 塗布液の塗布時の基板の回転数により塗布膜の膜厚プロファイルを調整し、その後前記回転数よりも低い回転数で回転させて塗布膜の平均膜厚を調整するスピンコーティングを行う塗布方法において、
   基板保持部に一の基板を水平に保持し、鉛直軸回りに回転させる工程と、
   前記一の基板に塗布液を供給してスピンコーティングを行う工程と、
   前記基板保持部に保持された一の基板について塗布液を供給する前に第１の温度測定手段によりその温度を測定する工程と、
   前記一の基板の次に塗布処理を行う後続の基板を前記基板保持部に水平に保持し、鉛直軸回りに回転させる工程と、
   前記後続の基板に塗布液を供給してスピンコーティングを行う工程と、
   前記基板保持部に保持された後続の基板について前記塗布液を供給する前に第１の温度測定手段によりその温度を測定する工程と、
   前記第１の温度測定手段により測定された一の基板についての温度測定値と、前記第１の温度測定手段により測定された後続の基板についての温度測定値と、前記一の基板について実施された塗布処理における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、予め定められた定数と、に基づいて前記後続の基板について、塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数を演算する工程と、
   を備えたことを特徴とする塗布方法。
8. 前記基板保持部に保持された一の基板について塗布液を供給する前に第２の温度測定手段によりその温度を測定する工程と、
   前記基板保持部に保持された後続の基板について塗布液を供給する前に第２の温度測定手段によりその温度を測定する工程と、
   前記第２の温度測定手段により測定された一の基板についての温度測定値と、前記第２の温度測定手段により測定された後続の基板についての温度測定値と、前記一の基板について実施された塗布処理における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、予め定められた定数と、に基づいて前記後続の基板について、塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数を演算する工程と、
   を備えたことを特徴とする請求項７記載の塗布方法。
9. 前記後続の基板における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数を演算する工程には、
   第２の温度測定手段により測定された一の基板の温度測定値と、後続の基板の温度測定値との温度差を演算する工程と、
   その温度差と前記定数とに基づいて後続の基板における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数と、一の基板における塗布膜の平均膜厚を調整するための回転数との差を演算する工程と、
   が含まれることを特徴とする請求項８記載の塗布方法。
10. 前記後続の基板における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数を調整するための回転数を演算する工程には、
    第１の温度測定手段により測定された一の基板の温度測定値と、後続の基板の温度測定値との温度差を演算する工程と、
    その温度差と前記定数とに基づいて後続の基板における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数と、一の基板における塗布膜の膜厚プロファイルを調整するための回転数との差を演算する工程と、
    が含まれることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一つに記載の塗布方法。
11. 基板を収納したキャリアが搬入されるキャリアブロックと、
    前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像部と、を含む処理ブロックと、
    この処理ブロックとレジストが塗布された基板を露光する露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスブロックと、を備えた塗布、現像装置において、
    前記塗布部として、請求項１ないし６のいずれか一つに記載の塗布装置を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
12. 回転する基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、請求項７ないし１０のいずれか一つに記載の塗布方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする記憶媒体。

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