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JP3254574B2 - 塗布膜形成方法及びその装置 - Google Patents

塗布膜形成方法及びその装置

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JP3254574B2
JP3254574B2 JP24922696A JP24922696A JP3254574B2 JP 3254574 B2 JP3254574 B2 JP 3254574B2 JP 24922696 A JP24922696 A JP 24922696A JP 24922696 A JP24922696 A JP 24922696A JP 3254574 B2 JP3254574 B2 JP 3254574B2
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coating
solvent
coating film
supply nozzle
film forming
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清久 立山
公男 元田
徳行 穴井
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Tokyo Electron Ltd
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Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Priority to KR1019970041992A priority patent/KR100366602B1/ko
Priority to US08/919,503 priority patent/US5919520A/en
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Priority to US09/270,781 priority patent/US6749688B2/en
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    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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    • G—PHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばレジスト
膜のような塗布膜を、半導体ウエハのような被処理体上
やこの上に形成された層の上に形成するための塗布膜形
成方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、半導体技術の分野では、
半導体ウエハ等の被処理体の上に形成された半導体層、
絶縁体層、電極層を選択的に所定のパターンにエッチン
グする場合に、パターン部のマスキングとして層の表面
にレジスト膜を形成することが行われている。
【０００３】例えば、レジスト膜の形成方法として、溶
剤に感光性樹脂を溶解してなるレジスト液を帯状に吐出
するレジスト供給ノズルと、塗布対象物としての被処理
体とを、レジストの吐出方向と直交する方向に相対的に
移動させて、塗布する方法が知られている（特開平７−
８８７９号公報，特開平７−８８８０号公報，特開平７
−８０３８４号公報，特開平７−８０３８５号公報，特
開平７−８０３８６号公報及び実開平７−３１１６８号
等参照）。
【０００４】この方法によれば、被処理体の一方向から
他方向に渡ってレジスト液を帯状に滴下するため、被処
理体の全面に平均してレジスト膜を形成することができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の塗布膜形成方法においては、レジスト液が被処理体の
一方向から他方向に向けて塗布されていく過程におい
て、レジスト液中の溶剤が蒸発すると、薄い膜厚を形成
することが難しく、多くの塗布液を使用するという問題
があった。また、図８に示すように、レジスト液の塗布
始めと終了時点においてレジスト液が多く塗布され、均
一な膜厚を形成することができないという問題もあっ
た。更に、被処理体の表面の性質によっては、塗布膜と
のなじみが悪く均一な膜厚の形成あるいは少量の塗布液
での均一な形成に課題があった。
【０００６】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、薄い均一な厚さの塗布膜を形成でき、かつレジスト
液等の塗布液の使用量を少なくできるようにした塗布膜
形成方法及びその装置を提供することを目的とするもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の塗布膜形成方法は、塗布液を帯状に吐出
する塗布液供給手段と被処理体とを相対的に移動させ
て、上記被処理体上に塗布膜を形成する塗布膜形成方法
において、 上記被処理体上に溶剤を塗布する工程と、
上記溶剤が塗布された被処理体上に塗布液を塗布する
工程とを有し、 上記溶剤及び塗布液を上記被処理体の一
方向から漸次他方向に向かって一面上に塗布することを
特徴とする（請求項１）。
【０００８】請求項１記載の塗布膜形成方法において、
上記被処理体上に溶剤を塗布した後、上記被処理体を回
転し、その後、上記溶剤が塗布された被処理体に塗布液
を塗布するようにしてもよい（請求項２）。この場合、
上記塗布液を塗布した後、上記被処理体を回転すること
も可能である（請求項３）。
【０００９】また、請求項１ないし３のいずれかに記載
の塗布膜形成方法において、上記被処理体の一方向から
漸次他方向に向かって溶剤を塗布する際の塗布開始時及
び塗布終了時の被処理体の所定領域の塗布時に、上記溶
剤の塗布量を塗布中間時よりも所定量増量させるように
する方が好ましい（請求項４）。また、請求項１ないし
４のいずれかに記載の塗布膜形成方法において、塗布溶
剤として塗布液の溶剤を塗布する方が好ましい（請求項
５）。
【００１０】この発明の第１の塗布膜形成装置は、塗布
液を帯状に吐出する塗布液供給手段と被処理体とを相対
的に移動させて、上記被処理体上に塗布膜を形成する塗
布膜形成装置において、 上記塗布液供給手段を、流量
制御手段と接続する塗布液供給ノズルにて形成し、 上
記塗布液供給ノズルの被処理体に対する相対的移動方向
側に、溶剤供給ノズルを配設し、 上記溶剤供給ノズル
に供給される溶剤の流量を上記流量制御手段にて制御可
能に形成してなる、ことを特徴とする（請求項６）。
【００１１】また、この発明の第２の塗布膜形成装置
は、塗布液を帯状に吐出する塗布液供給手段と被処理体
とを相対的に移動させて、上記被処理体上に塗布膜を形
成する塗布膜形成装置において、 上記塗布液供給手段
を、塗布液供給ノズルにて形成し、 上記塗布液供給ノ
ズルの被処理体に対する相対的移動方向側に、溶剤供給
ノズルを配設し、 上記溶剤供給ノズル及び塗布液供給
ノズルは、上記溶剤を上 記被処理体の一方向から漸次他
方向に向かって一面上に塗布した後、上記塗布液を上記
被処理体の一方向から漸次他方向に向かって一面上に塗
布するよう形成される、ことを特徴とする（請求項
７）。
【００１２】請求項６又は７記載の塗布膜形成装置にお
いて、上記被処理体を保持する保持手段を、回転可能に
形成する方が好ましい（請求項８）。
【００１３】また、請求項６又は７記載の塗布膜形成装
置において、上記塗布液供給ノズルの被処理体に対する
相対移動方向側に溶剤供給ノズルを配設するものであれ
ば、両ノズルは別体であっても差し支えないが、好まし
くは塗布液供給ノズルと溶剤供給ノズルとを一体的に形
成する方がよい（請求項９）。
【００１４】また、請求項６又は７記載の塗布膜形成装
置において、上記塗布液供給ノズルと溶剤供給ノズル
を、被処理体に対して垂直方向に接離移動可能に配設
し、例えば上記両ノズルに先行して被処理体の対向面上
を移動する表面高さ検出手段からの検出信号に基いて、
上記両ノズルの接離移動を調整可能にする方が好ましい
（請求項１０，１１）。
【００１５】また、請求項６ないし１１のいずれかに記
載の塗布膜形成装置において、上記塗布液と上記溶剤と
を所定温度に調整する温度調整機構を備える方が好まし
い（請求項１２）。また、請求項６ないし１２のいずれ
かに記載の塗布膜形成装置において、上記塗布液供給ノ
ズルのノズル孔の近傍位置に上記塗布液供給ノズルから
上記被処理体に供給される塗布液の上面を均す平坦手段
を備える方が好ましい（請求項１３）。また、請求項６
ないし１３のいずれかに記載の塗布膜形成装置におい
て、上記塗布液供給ノズル及び上記溶剤供給ノズルを、
上記塗布液供給ノズルの長手方向及び長手方向と直交す
る方向に移動可能に構成されたスキャン機構を備える方
が好ましい（請求項１４）。また、請求項６ないし１４
のいずれかに記載の塗布膜形成装置において、上記塗布
液供給ノズルの下端部に向けて溶剤の蒸気を噴出させる
ノズルを設け、被処理体との対向面付近を上記溶剤雰囲
気で 充満した雰囲気中で塗布液を塗布するように構成す
る方が好ましい（請求項１５）。
【００１６】上記技術的手段によるこの発明によれば、
被処理体上に例えば塗布液の溶剤を塗布した後、所定量
の塗布液を供給して、被処理体の一面全体に渡って塗布
させることで、溶剤に対する適正な配合割合の塗布液を
供給して塗布膜を形成することができ、塗布液の使用量
を少なくすることができる。また、溶剤と塗布液との接
触による塗布液の粘度を均一にして均一な厚さの薄い塗
布膜を形成することができる。また、溶剤及び塗布液を
被処理体の一方向から漸次他方向に向かって被処理体の
一面上に塗布させることにより、更に塗布液の使用量を
少なくすることができると共に、塗布膜の膜厚の均一化
を図ることができる。
【００１７】また、被処理体表面に塗布液を塗布した
後、被処理体を回転することで、更に膜厚の均一な塗布
膜を形成することができる。更に、塗布液の塗布前に溶
剤を被処理体に塗布することにより、被処理体の表面の
濡れ性を上げ、馴染んで少量の塗布液でもはじくことな
く均一な膜厚を形成することができる。更にまた、塗布
液中に泡が発生するのを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を添
付図面に基いて詳細に説明する。ここでは、この発明の
塗布膜成形方法及び塗布膜形成装置を半導体ウエハのレ
ジスト膜の形成方法及び形成装置に適用した場合につい
て説明する。
【００１９】この発明の塗布膜形成装置は、図１及び図
２に示すように、被処理体である半導体ウエハ（以下に
ウエハという）を水平状態に真空によって吸着保持する
保持手段例えばスピンチャック１０と、このスピンチャ
ック１０の上方に位置してウエハＷの表面に帯状に塗布
液としてレジスト液Ｂとレジスト液の溶剤Ａとを吐出す
るレジスト液供給ノズル２１（塗布液供給手段）及び溶
剤供給ノズル２２（溶剤供給手段）とを一体に形成した
一体型ノズル２０（以下にノズル体という）と、このノ
ズル体２０をウエハＷの一方向から他方向に渡って移送
するスキャン機構４０と、レジスト液供給管路であるレ
ジスト液供給チューブ２３を介してレジスト液供給ノズ
ル２１に接続するレジスト液収容タンク２５（塗布液供
給源）と、溶剤供給管路である溶剤供給チューブ２４を
介して溶剤供給ノズル２２に接続する溶剤収容タンク２
６（溶剤供給源）とを有する。レジスト液供給管路及び
溶剤供給管路のそれぞれには、中を流れる溶剤Ａ及びレ
ジスト液Ｂを予め設定された温度（例えば２３℃）に設
定するための温度調整液Ｃを循環供給する温度調整機構
５０が設けられている。
【００２０】上記スピンチャック１０は、カップ１２内
に配設されると共に、箱状の装置本体６０の上部に水平
に配設されており、その上面に開口する吸引口（図示せ
ず）に接続する図示しない真空装置による真空引きによ
ってウエハＷを吸着保持し得るように構成されている。
また、スピンチャック１０は、装置本体６０内に配設さ
れたモータ１４によって水平方向に回転されるようにな
っており、かつ、装置本体６０内に内蔵される昇降シリ
ンダ（図示せず）によって上下方向に移動し得るように
構成されている。また、このスピンチャック１０の外方
の近傍位置には、ノズル待機部７０が設けられている。
【００２１】上記ノズル体２０は例えばステンレス鋼あ
るいはアルミニウム合金製部材にて形成されている。こ
のノズル体２０は、塗布方向（スキャン方向）側に位置
する溶剤収容室２８と、塗布方向と反対側に位置するレ
ジスト液収容室２７とが仕切壁２９によって区画されて
おり、溶剤収容室２８に連通すべく長手方向に適宜間隔
をおいて列設される多数のノズル孔２２ａを有する溶剤
供給ノズル２２と、レジスト液収容室２７に連通すべく
長手方向に適宜間隔をおいて列設される多数のノズル孔
２１ａを有するレジスト液供給ノズル２１とが互いに近
接する位置に開口している。なお、溶剤供給ノズル２２
は、必しも多数のノズル孔２２ａを有するものである必
要はなく、１つのノズル孔２２ａを有するものでもよ
く、あるいは、単なるパイプ状のものであってもよい。
【００２２】上記溶剤供給ノズル２２は溶剤供給チュー
ブ２４と開閉バルブ３１を介して溶剤収容タンク２６に
接続されており、窒素（Ｎ2 ）ガス供給源３２から溶剤
収容タンク２６内に供給されるＮ2ガスの加圧を流量制
御弁３３（流量制御手段）によって制御することにより
溶剤収容タンク２６内の溶剤ＡがウエハＷ上に所定量供
給されるようになっている。流量制御弁３３の動作は、
予め設定されたプログラムに基いてコンピュータの作用
で自動的に制御される。
【００２３】一方、上記レジスト液供給ノズル２１は、
レジスト液供給チューブ２３を介してレジスト液収容タ
ンク２５に連通されており、このレジスト液供給チュー
ブ２３には、エアーオペレーションバルブ３４、レジス
ト液Ｂ中の気泡を分離除去するための気泡除去機構３
５、フィルタ３６及び例えばベローズポンプ等の流量制
御手段３７が順次設けられている。この流量制御手段３
７は、サーボ機構を有するサーボモータ又はステッピン
グモータ３９とボールねじ３８とからなるボールねじ機
構により制御されて、所定量のレジスト液Ｂをレジスト
液供給ノズル２１を介してウエハＷの中心部に供給例え
ば滴下可能となっており、従来のレジスト液Ｂの供給量
より少量のレジスト液Ｂの供給量制御を可能としてい
る。
【００２４】上記のように構成されるレジスト液供給系
において、レジスト液の吐出時間は流量制御手段３７の
ステッピングモータ３９の駆動時間によって制御される
ようになっている。また、レジスト液の吐出量は流量制
御手段３７の駆動動作、例えば駆動時間並びに駆動速度
と、レジスト液供給路を開閉するためのエアーオペレー
ションバルブ３４の開閉動作（ＯＮ−ＯＦＦ動作）によ
って設定されるようになっている。上記流量制御手段３
７の駆動時間の設定及びエアーオペレーションバルブ３
４のＯＮ−ＯＦＦ動作は、予め設定されたプログラムに
基いてコンピュータの作用で自動的に制御される。
【００２５】レジスト液Ｂの吐出時間の制御はレジスト
液供給ノズル２１に設けた可変オリフィス（図示せず）
の開閉動作によって行うことも可能である。また、流量
制御手段３７を用いずにレジスト液収容タンク２５への
Ｎ2 ガスの加圧によってレジスト液Ｂの供給を行うこと
も可能であり、この場合のレジスト液Ｂの吐出時間制御
はＮ2 ガスの加圧量の調整によって行うことができる。
【００２６】上記温度調整機構５０は、図２に想像線で
示すように、溶剤供給チューブ２４及びレジスト供給チ
ューブ２３の外周をそれぞれ包囲するように設けられる
温度調整液供給路５１と、この温度調整液供給路５１の
両側の端部に両端がそれぞれ接続された循環路５２と、
循環路５２のそれぞれに設けられた循環ポンプ５３と、
循環路５２の途中に接続された温度調整液Ｃ（例えば恒
温水）を一定温度に維持するサーモモジュール５４とに
より構成されている。このように構成された温度調整機
構５０により、溶剤供給チューブ２４内を流れる溶剤Ａ
とレジスト液供給チューブ２３内を流れるレジスト液Ｂ
を所定温度（例えば、約２３℃）に維持することができ
る。
【００２７】図２では、溶剤供給ノズル２２とレジスト
液供給ノズル２１とが、同一のノズル体２０にて一体的
に形成されているが、溶剤供給ノズル２２とレジスト液
供給ノズル２１は必ずしも一体的に形成する必要はな
く、別体として形成し近接して取付けるように構成して
もよい。また、ノズル体２０のレジスト液供給ノズル２
１のノズル孔２１ａの近傍位置にレジスト液の上面を均
すためのへら部材等の平坦手段を設けることにより、吐
出されたレジスト液の上面の脈を均して平坦にすること
ができ、更に膜厚の均一化を図ることができる。この場
合、へら部材を噴頭に取り付けてもよく、あるいはノズ
ル体２０と一体に形成することも可能である。
【００２８】また、上記ノズル待機部７０には、図３に
示すように、溶剤Ａがタンク７１内に収容されている。
また、ノズル待機部７０を、図３に想像線で示すよう
に、ノズル体２０のレジスト液供給ノズル２１と溶剤供
給ノズル２２を挿入可能な開口部７３を有するバス７４
にて形成し、このバス７４内に溶剤Ａを収容してレジス
ト液供給ノズル２１及び溶剤供給ノズル２２を溶剤雰囲
気中に待機させるような構造とすることもできる。ま
た、タンク７１と、溶剤雰囲気を有するバス７４とを一
体に形成することも可能である。なお、タンク７１内に
は、溶剤を上方に向って噴出する溶剤噴出体（図示せ
ず）を配置し、レジスト液供給ノズル２１先端部分を洗
浄可能に構成してもよい。
【００２９】上記スキャン機構４０は、装置本体６０の
外側面に沿設されたリニアガイド４１に沿って矢印Ｘ方
向に移動する移動支持体４２と、この移動支持体４２の
垂直方向に設けられたガイド４３に沿って上下方向（Ｚ
方向）に移動可能なノズル保持部材４４とを具備してな
り、図示しないリニア移動手段及びボールねじ等のノズ
ル昇降機構の駆動により、ノズル保持部材４４にて水平
に保持されるノズル体２０すなわちレジスト液供給ノズ
ル２１及び溶剤供給ノズル２２を水平方向つまりノズル
体２０のノズル孔２１ａの並びと直交するＸ方向及び垂
直方向に移動するように構成されている。
【００３０】上記実施形態では、レジスト液供給ノズル
２１及び溶剤供給ノズル２２をスピンチャック１０上方
の一定高さ位置で移動させる場合について説明したが、
ウエハＷの凹凸面に対応させてノズルの高さ位置を制御
するようにしてもよい。例えば、図４及び図５に示すよ
うに、スキャン機構４０の移動支持体４２からノズル体
２０の前方側へ突設された横Ｌ字状の支持部材６５の下
端に、ウエハＷの表面高さ検出手段としてのハイトセン
サ６６を取り付け、ノズル塗布移動に先行してハイトセ
ンサ６６によりウエハＷの中央部Ｘ方向の各部分におけ
る表面高さを測定し、その測定信号を制御部例えば中央
演算処理装置６７（ＣＰＵ）に伝達し、ＣＰＵ６７から
の制御信号をスキャン機構４０のノズル昇降機構４０Ａ
に伝達してノズルのスピンチャック１０からの高さＨを
時々刻々制御し、ノズル先端部とウエハＷ表面との距離
ｄを常に一定に制御することができる。
【００３１】上記ハイトセンサ６６によるウエハＷ表面
のＸ方向の高さ検出及び距離ｄの制御は、次のように構
成してもよい。すなわち、ハイトセンサ６６として点検
出型のものを使用する場合、上記のように中央をライン
部の高さを検出して、その検出値に基いて距離ｄを制御
する他、例えば中央ラインの左側，中央，右側の３点で
同時に高さを検出してその平均値により距離ｄを制御し
てもよい。
【００３２】また、ラインセンサ型のものを使用する場
合、ウエハＷ上の複数点で同時に高さを検出し、その平
均値により距離ｄを制御してもよい。
【００３３】更に、ハイトセンサ６６をノズルのスキャ
ン機構４０とは別のスキャン機構（図示せず）を設けて
Ｘ方向に単独にスキャン可能に構成し、スピンチャック
１０上に載置されたウエハＷの表面の高さを、ノズルス
キャン前に予め検出してもよい。また、ウエハＷ上面を
一度に検出可能なラインセンサ型のセンサを平行移動さ
せて高さを検出してもよい。
【００３４】なお、上記説明では、ウエハＷのＸ方向の
表面各部での高さを検出して距離ｄを制御するものにつ
いて説明したが、ノズル体２０を複数に分割し各々独立
して高さ調整可能に構成し、Ｘ方向のみならずこれと直
交するＹ方向の距離制御をも同時に可能なようにしても
よい。
【００３５】また、上記実施形態では、溶剤Ａとレジス
ト液Ｂとを別々に吐出して、ウエハＷの表面に溶剤Ａを
塗布した後、レジスト液Ｂを塗布する場合について説明
したが、レジスト液Ｂと溶剤Ａとをノズル内で混合し
て、レジスト液Ｂの粘度，濃度等を調整して吐出するこ
ともできる。例えば、図６（ａ）に示すように、レジス
ト液供給ノズル２１のノズル孔２１ａの途中に溶剤供給
ノズル２２のノズル孔２２ａを連通させて共通のノズル
孔２０ａから溶剤Ａとレジスト液Ｂとを吐出させること
により、レジスト液の粘度，濃度等をノズル体２０内で
調整することができる。
【００３６】また、図６（ｂ）に示すように、ノズル体
２０の下端部にレジスト液供給ノズル２１及び溶剤供給
ノズル２２のノズル孔部を収容する下方が開口する凹部
２０ｂを設けると共に、この凹部２０ｂ内の周方向に溶
剤溜め部２０ｃを形成し、この溶剤溜め部２０ｃ内に溶
剤供給ノズル２２を挿入配置させるように構成すること
により、溶剤溜め部２０ｃに貯留される溶剤Ａの蒸発に
よって凹部２０ｂ内を溶剤雰囲気にすることができ、凹
部２０ｂ内でレジスト液の粘度，濃度等を調整して吐出
することができる。なお、溶剤Ａの吐出は溶剤溜め部２
０ｃ内の溶剤Ａがオバーフローして中央部の開口２０ｄ
から流れでることによって行う。
【００３７】次に、上記のように構成される塗布膜形成
装置によるレジスト膜の形成手順について説明する。
【００３８】まず、ウエハＷを、図示しない搬送アーム
によって静止したスピンチャック１０上に移動させ、ウ
エハＷを真空吸着によってスピンチャック１０上に載置
する。次に、ダミーディスペンスにより予めタンク７１
内に吐出し、レジスト液供給ノズル２１の先端部に残留
するレジスト液を除去させた後、ノズル体２０すなわち
溶剤供給ノズル２２及びレジスト液供給ノズル２１をウ
エハＷの一方向上方位置に移動し、ウエハＷの他方向に
渡って漸次Ｘ方向にＹ方向と平行状態を保ちながら移送
する。この際、まず、溶剤供給ノズル２２から溶剤Ａが
先行して塗布された後に、溶剤が塗布されたウエハＷ表
面にレジスト液供給ノズル２１からレジスト液Ｂが溶剤
Ａの後を追うように塗布されるので、予めウエハＷへの
レジストのいわゆる“漏れ性”を良くした状態でレジス
ト液Ｂを塗布することができ、レジスト膜を薄く均一な
膜厚に形成することができる。このようにしてウエハＷ
表面にレジスト液を塗布した後、モータ１４の駆動によ
りスピンチャック１０と共にウエハＷが回転して、レジ
スト膜を更に均一にする。
【００３９】上記のようにして、ウエハＷの一辺から他
辺に渡って漸次溶剤Ａとレジスト液Ｂを塗布してレジス
ト膜を形成する際、塗布開始時及び塗布終了時の所定領
域の塗布時に、流量制御弁３３の調整によって溶剤Ａの
塗布量を塗布中間時よりも所定量増量させることがで
き、これにより塗布開始時及び塗布終了時にウエハＷ上
に溶剤Ａが多量に吐出されてレジスト液Ｂの粘度を下げ
て広がりやすくすることにより液溜まりを形成するのを
抑制することができ、ウエハＷの全面のレジスト膜の膜
厚を均一にすることができる。また、上記ダミーディス
ペンスを行うことにより、吐出初期に多量に吐出されや
すいレジスト液は廃棄し、吐出量が安定した状態で塗布
することができる。
【００４０】また、図４及び図５に示すように、ハイト
センサ６６によって塗布前のウエハＷ表面の凹凸を検出
して、その検出値に基いてウエハＷ表面の高さを自動的
に検出してレジスト液供給ノズル２１及び溶剤供給ノズ
ル２２とウエハＷ表面との距離を一定に制御することに
より、より一層レジスト膜の膜厚を均一にすることがで
きる。
【００４１】上記実施形態では、レジスト液供給ノズル
２１から直接レジスト液Ｂを塗布する場合について説明
したが、ノズル体２０の下端部に向けて溶剤の蒸気を噴
出させるノズル（図示せず）を設け、ウエハＷとの対向
面付近を溶剤の蒸気で充満した雰囲気中で塗布するよう
に構成してもよい。更に、ウエハＷ上面全域を溶剤の蒸
気で充満させた状態で塗布処理を行うように構成しても
よい。
【００４２】また、上記実施形態では、ノズル体２０を
平行に移動させて溶剤Ａを塗布した後、溶剤Ａが塗布さ
れたウエハＷ表面にレジスト液Ｂを塗布し、その後、ウ
エハＷを回転させてレジスト膜を形成する場合について
説明したが、この塗布膜形成方法以外の方法として以下
のような塗布膜形成方法を行うことも可能である。
【００４３】すなわち、溶剤Ａを供給した後｛この場
合、ウエハＷの中心部に溶剤Ａを供給することができ
る｝、ウエハＷを回転させて溶剤ＡをウエハＷ全面に拡
散させ、その後、ノズル体２０を移動させながらレジス
ト液Ｂを塗布する、上記に加えてレジスト液Ｂの塗
布後、再びウエハＷを回転してレジスト膜を均一に整え
る、あるいは、ウエハＷを回転しながら溶剤Ａを供給
した後、ノズル体２０を移動しながらレジスト液Ｂを塗
布し、その後、ウエハＷを回転してレジスト膜の膜厚を
整える、などの方法によってレジスト膜を形成するよう
にしてもよい。
【００４４】上記のように構成されるこの発明に係る塗
布膜形成装置はウエハＷのレジスト塗布装置として単独
で使用される他、後述するウエハＷのレジスト塗布・現
像処理システムに組み込んで使用することができる。
【００４５】上記レジスト塗布・現像処理システムは、
図７に示すように、ウエハＷを搬入・搬出するローダ部
９０と、ウエハＷの第１処理部９１と、中継部９３を介
して第１処理部９１に連設される第２処理部９２とで主
に構成されている。なお、第２処理部９２には受渡し部
（図示せず）を介してレジスト膜に所定の微細パターン
を露光するための露光装置（図示せず）が連設可能にな
っている。
【００４６】上記のように構成される塗布・現像処理シ
ステムにおいて、未処理のウエハＷはローダ部９０の搬
出入ピンセット（図示せず）によって取出された後、第
１処理部９１のメインアーム８０に受け渡され、そし
て、ブラシ洗浄装置１０３内に搬送される。このブラシ
洗浄装置１０３内にてブラシ洗浄されたウエハＷは引続
いてジェット水洗浄装置１０４内にて高圧ジェット水に
より洗浄される。この後、ウエハＷは、アドヒージョン
処理装置１０５にて疎水化処理が施され、冷却処理装置
１０６にて冷却された後、この発明に係る塗布膜形成装
置１０７にて、上述した手順によりウエハＷの一方向か
ら漸次他方向に向かって溶剤を塗布した後、レジスト液
を塗布してレジスト膜が塗布され、その後、ウエハＷが
回転されてレジスト膜が均一に形成され、引続いて塗布
膜除去装置１０８によってウエハＷの辺部の不要なレジ
スト膜が除去される。したがって、この後、ウエハＷを
搬出する際には縁部のレジスト膜は除去されているの
で、メインアーム８０にレジストが付着することもな
い。そして、このフォトレジストが加熱処理装置１０９
にて加熱されてベーキング処理が施された後、露光装置
９５にて所定のパターンが露光される。そして、露光後
のウエハＷは現像装置１１０内へ搬送され、現像液によ
り現像された後にリンス液により現像液を洗い流し、現
像処理を完了する。
【００４７】現像処理された処理済みのウエハＷはロー
ダ部９０の図示しないカセット内に収容された後に、搬
出されて次の処理工程に向けて移送される。
【００４８】上記実施形態では、この発明に係る塗布膜
形成装置を半導体ウエハのレジスト塗布装置に適用した
場合について説明したが、半導体ウエハ以外のＬＣＤ基
板やＣＤ等の被処理体の塗布膜形成装置にも適用でき、
レジスト以外のポリイミド系塗布液（ＰＩＱ）やガラス
剤を含有する塗布液（ＳＯＧ）等にも適用できることは
勿論である。
【００４９】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、被処理体上に例えば塗布液の溶剤を塗布した後、所
定量の塗布液を供給して、被処理体の一面全体に渡って
塗布させるので、溶剤に対する適正な配合割合の塗布液
を供給して塗布膜を形成することができ、塗布液の使用
量を少なくすることができる。また、溶剤と塗布液との
接触による塗布液の粘度を均一にして均一な厚さの薄い
塗布膜を形成することができる。
【００５０】また、溶剤及び塗布液を被処理体の一方向
から漸次他方向に向かって被処理体の一面上に塗布させ
ることにより、更に塗布液の使用量を少なくすることが
できると共に、塗布膜の膜厚の均一化を図ることができ
る。
【００５１】また、被処理体表面に塗布液を塗布した
後、被処理体を回転することで、更に膜厚の均一な塗布
膜を形成することができる。更に、塗布液の塗布前に溶
剤を被処理体に塗布することにより、被処理体の表面の
濡れ性を上げ、馴染んで少量の塗布液でもはじくことな
く均一な膜厚を形成することができる。更にまた、塗布
液中に泡が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る塗布膜形成装置の一例の概略斜
視図である。
【図２】塗布膜形成装置の概略構成図である。
【図３】塗布膜形成装置のノズル待機部を示す断面図で
ある。
【図４】ノズルの制御状態を示す概略側面図である。
【図５】図４の要部を拡大して示す概略構成図である。
【図６】この発明におけるノズルの２つの別の形態を示
す断面図である。
【図７】塗布膜形成装置が適用されたレジスト塗布・現
像システムの全体を概略的に示す斜視図である。
【図８】従来のレジスト膜形成方法によるレジスト膜厚
と基板との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ スピンチャック（保持手段） ２０ ノズル体（一体型ノズル） ２１ レジスト液供給ノズル（塗布液供給手段） ２１ａ ノズル孔 ２２ 溶剤供給ノズル（溶剤液供給手段） ２５ レジスト液収容タンク（塗布液供給源） ２６ 溶剤収容タンク（溶剤供給源） ３２ Ｎ2ガス供給源 ３３ 流量制御弁（流量制御手段） ３７ 流量制御手段 ４０ スキャン機構５０ 温度調整機構 ６６ ハイトセンサ（表面高さ検出手段） ６７ ＣＰＵ Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） Ａ 溶剤 Ｂ レジスト液（塗布液）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 穴井 徳行 熊本県菊池郡大津町大字高尾野字平成 272の４ 東京エレクトロン九州株式会 社大津事業所内 (56)参考文献 特開 平５−243140（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−326014（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−339658（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−138998（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−289973（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/16 B05C 11/08

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 塗布液を帯状に吐出する塗布液供給手段
    と被処理体とを相対的に移動させて、上記被処理体上に
    塗布膜を形成する塗布膜形成方法において、 上記被処理体上に溶剤を塗布する工程と、 上記溶剤が塗布された被処理体上に塗布液を塗布する工
    程とを有し、 上記溶剤及び塗布液を上記被処理体の一方向から漸次他
    方向に向かって一面上に塗布する ことを特徴とする塗布
    膜形成方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の塗布膜形成方法におい
    て、 上記被処理体上に溶剤を塗布した後、上記被処理体を回
    転し、その後、上記溶剤が塗布された被処理体に塗布液
    を塗布する、ことを特徴とする塗布膜形成方法。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の塗布膜形成方法に
    おいて、 上記塗布液を塗布した後、上記被処理体を回転する、こ
    とを特徴とする塗布膜形成方法。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の塗
    布膜形成方法において、 上記被処理体の一方向から漸次他方向に向かって溶剤を
    塗布する際の塗布開始時及び塗布終了時の被処理体の所
    定領域の塗布時に、上記溶剤の塗布量を塗布中間時より
    も所定量増量させるようにした、ことを特徴とする塗布
    膜形成方法。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の塗
    布膜形成方法において、 塗布溶剤として塗布液の溶剤を塗布することを特徴とす
    る塗布膜形成方法。
  6. 【請求項６】 塗布液を帯状に吐出する塗布液供給手段
    と被処理体とを相対的に移動させて、上記被処理体上に
    塗布膜を形成する塗布膜形成装置において、 上記塗布液供給手段を、流量制御手段と接続する塗布液
    供給ノズルにて形成し、 上記塗布液供給ノズルの被処理体に対する相対的移動方
    向側に、溶剤供給ノズルを配設し、 上記溶剤供給ノズルに供給される溶剤の流量を上記流量
    制御手段にて制御可能に形成してなる、 ことを特徴とする塗布膜形成装置。
  7. 【請求項７】 塗布液を帯状に吐出する塗布液供給手段
    と被処理体とを相対的に移動させて、上記被処理体上に
    塗布膜を形成する塗布膜形成装置において、 上記塗布液供給手段を、塗布液供給ノズルにて形成し、 上記塗布液供給ノズルの被処理体に対する相対的移動方
    向側に、溶剤供給ノズルを配設し、 上記溶剤供給ノズル及び塗布液供給ノズルは、上記溶剤
    を上記被処理体の一方向から漸次他方向に向かって一面
    上に塗布した後、上記塗布液を上記被処理体の一方向か
    ら漸次他方向に向かって一面上に塗布するよう形成され
    る、ことを特徴とする塗布膜形成装置。
  8. 【請求項８】 請求項６又は７記載の塗布膜形成装置に
    おいて、 上記被処理体を保持する保持手段を、回転可能に形成し
    てなる、ことを特徴とする塗布膜形成装置。
  9. 【請求項９】 請求項６又は７記載の塗布膜形成装置に
    おいて、 上記塗布液供給ノズルと溶剤供給ノズルとを一体的に形
    成してなる、ことを特徴とする塗布膜形成装置。
  10. 【請求項１０】 請求項６又は７記載の塗布膜形成装置
    において、 上記塗布液供給ノズルと溶剤供給ノズルを、被処理体に
    対して垂直方向に接離移動可能に配設し、 上記被処理体の表面高さを検出する表面高さ検出手段か
    らの検出信号に基いて、上記両ノズルの接離移動を調整
    可能に形成してなる、ことを特徴とする塗布膜形成装
    置。
  11. 【請求項１１】 請求項６又は７記載の塗布膜形成装置
    において、 上記表面高さ検出手段を、両ノズルに先行して被処理体
    上方を移動するように形成してなる、ことを特徴とする
    塗布膜形成装置。
  12. 【請求項１２】 請求項６ないし１１のいずれかに記載
    の塗布膜形成装置に おいて、 上記塗布液と上記溶剤とを所定温度に調整する温度調整
    機構を備えたことを特徴とする塗布膜形成装置。
  13. 【請求項１３】 請求項６ないし１２のいずれかに記載
    の塗布膜形成装置において、 上記塗布液供給ノズルのノズル孔の近傍位置に上記塗布
    液供給ノズルから上記被処理体に供給される塗布液の上
    面を均す平坦手段を備えたことを特徴とする塗布膜形成
    装置。
  14. 【請求項１４】 請求項６ないし１３のいずれかに記載
    の塗布膜形成装置において、 上記塗布液供給ノズル及び上記溶剤供給ノズルを、上記
    塗布液供給ノズルの長手方向及び長手方向と直交する方
    向に移動可能に構成されたスキャン機構を備えたことを
    特徴とする塗布膜形成装置。
  15. 【請求項１５】 請求項６ないし１４のいずれかに記載
    の塗布膜形成装置において、 上記塗布液供給ノズルの下端部に向けて溶剤の蒸気を噴
    出させるノズルを設け、被処理体との対向面付近を上記
    溶剤雰囲気で充満した雰囲気中で塗布液を塗布するよう
    に構成したことを特徴とする塗布膜形成装置。
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