JP3990998B2

JP3990998B2 - 塗布装置及び塗布方法

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Publication number: JP3990998B2
Application number: JP2003070611A
Authority: JP
Inventors: 真二小林; 和宏竹下; 光昭丸山
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2023-03-14
Also published as: JP2004275887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体基板に対して露光を行うときに用いられるマスク基板（レチクル基板）あるいは液晶ディスプレイ用のガラス基板などの角型の基板の表面にレジストなどの薬液を塗布する塗布装置及び塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から基板上に薬液を塗布する代表的な手法として、基板が半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）である場合には、例えば図１１に示すようにウエハＷをスピンチャック９１に保持させ、薬液吐出ノズル９２から薬液を前記ウエハＷ表面の中央部に滴下すると共にスピンチャック９１を高速に回転させ、遠心力によりウエハＷの全面に薬液を広げて塗布するスピンコーティングが知られている。
【０００３】
また角型の基板に薬液を塗布する方法として、特許文献１には、図１２に示すように円形プレート９３に基板Ｇを収容できる略四角の溝９４を形成し、この溝９４内に基板Ｇを収容し、円形プレート９３を低速で回転しながら図示しない薬液吐出ノズルを基板の中央部に対向する位置から外方に移動させることにより薬液を螺旋状に塗布する方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２７１５２４（図７、図８、及び段落００５８の第１１、１２行）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでスピンコーティング法は、遠心力により薬液を広げ、余分な薬液を振り切ることにより所定の膜厚の塗布膜が得られるため、基板が円型であれば基板表面の塗布膜の膜厚の均一性はかなり高い。しかしながら角型の基板の場合には、角部（四隅）における膜厚が他の部位に比べて相当厚くなってしまい、例えばマスク基板にレジスト膜を形成しようとすると、最終的に得られるレジストパターンの線幅の均一性が悪くなってしまい、結果的に基板の歩留まりが低下してしまう。角部における膜厚が厚くなる理由については、次のように考えられる。即ち、角型の基板の場合には四隅の角部が風を切っていくので、基板から見ると角部に基板の回転方向とは逆向きの気流が発生する。そして角部の回転半径が大きいことからその気流速度が速く、この気流が角部の薬液の揮発を早める原因となり、揮発が促進されることにより薬液粘度が大きくなって流動しにくくなり、その結果基板中央部に比べて角部の膜厚が大きくなる。
【０００６】
一方特許文献１に記載された螺旋状に塗布する手法は、基板を高速で回転させると遠心力で飛び散ってしまうので薬液が無駄になるし、低速で回転させて薬液をいわば基板上に置いていくことにより塗布すると、長い塗布時間がかかる。このため基板表面を洗浄する場合には好適であるかもしれないが、レジスト液を塗布する場合にはなじみにくい手法である。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、塗布膜の成分を溶剤に溶解した薬液を角型の基板に塗布するにあたって、基板の表面における塗布膜の膜厚について高い均一性を確保することのできる塗布装置及び塗布方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塗布膜の成分を溶剤に溶解した薬液を角型の基板に塗布する塗布装置において、
角型の基板を水平に保持すると共に、基板の載置領域を囲み、その表面が基板の表面とほぼ同じ高さに位置する面状部を備え、基板の表面に供給された薬液を遠心力によって広げるために回転する基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の中心部に薬液を供給するための薬液供給ノズルと、
前記基板保持部を囲み、その上面に当該基板保持部が昇降できる開口部が形成されたカップと、
前記カップの開口部の周縁に沿うようにリング状に形成されると共に、前記薬液のスピン塗布時には前記基板保持部の面状部と接近して対向して位置し、外部のアームにより前記基板保持部との間で基板の受け渡しを行うときにはカップの外に退避するリング状部材と、
前記リング状部材の下方側に設けられるかまたは前記カップ内における開口部に臨む位置に設けられ、前記基板保持部に保持された基板の周縁部に当該基板の回転方向に旋回する旋回気流を形成するために、前記回転方向にガスを供給するためのガス供給部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、基板の回転方向に旋回気流を形成しているので、基板の角部表面に相対的に流れる気流の流速が、旋回気流を形成しない場合に比べて遅くなり、この結果塗布液の溶剤が局部的に激しく揮発することを防止でき、このため角部における塗布膜の膜厚の面内均一性が向上する。
【００１１】
この発明において、溶剤の蒸気またはミストを旋回気流の中に含ませることが、溶剤の揮発をより一層抑える点で好ましく、そのためガス供給部は、溶剤の蒸気またはミストとキャリアガスとを含むガスを供給する構成としてもよいし、また前記ガス供給部とは別個に設けられ、前記旋回気流に溶剤の蒸気またはミストを供給するための溶剤供給部を備えた構成としてもよい。そして溶剤供給部は、例えば囲み部材の周方向に沿って配置された複数の溶剤供給口を備えた構成とすることができ、またガス供給部は、囲み部材の周方向に沿って配置された複数のガス供給口を備えた構成とすることができる。更に基板保持部は、基板の載置領域の周囲を囲み、その表面が基板の表面とほぼ同じ高さに位置する面状部を備えている構成とすることができ、更にまた旋回気流の角速度が基板の角速度とほぼ同じになるようにガス供給部におけるガス流量が設定される構成とすることができる。
【００１２】
更に他の発明は、角型の基板を水平に保持すると共に、基板の載置領域を囲み、その表面が基板の表面とほぼ同じ高さに位置する面状部を備えた基板保持部と、この基板保持部を囲み、その上面に当該基板保持部が昇降できる開口部が形成されたカップと、を備えた塗布装置を用い、塗布膜の成分を溶剤に溶解した薬液をカップ内の角型の基板に塗布する塗布方法であって、
前記カップの上面の開口部の周縁に沿うようにリング状に形成されたリング状部材を当該カップの外に退避させる工程と、
前記基板保持部を前記カップの開口部を介して上昇させて、前記基板保持部上に基板を保持させる工程と、
前記基板保持部を前記カップ内に戻し、前記リング状部材を前記基板保持部の面状部と接近して対向して位置させる工程と、
前記基板保持部に保持された基板の中心部に薬液供給ノズルから薬液を供給する工程と、
基板保持部を回転させて、基板の表面に供給された薬液を遠心力によって広げる工程と、
前記基板保持部が回転しているときに、前記リング状部材の下方側に設けられるかまたは前記カップ内における開口部に臨む位置に設けられたガス供給部から前記基板の回転方向にガスを供給して、前記基板の周縁部に前記回転方向に旋回する旋回気流を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る塗布装置の第１の実施の形態について説明する。図１は塗布装置の概略断面図であり、図２は概略平面図である。図中２は角型の基板１を水平に保持する基板保持部であるスピンチャックであり、駆動部２１により鉛直軸回りに（水平に）回転するように構成されている。角型の基板１としては例えばレジストパターンを形成するための露光時に用いられるマスク基板（レチクル基板）が用いられ、このマスク基板は、平面形状が例えば一辺の長さが１５２±０．４ｍｍで、厚さが６．３５±０．１ｍｍのガラス基板１として構成される。
【００１４】
スピンチャック２は例えば図３に示すように、円形プレート２２の表面部に、ガラス基板１の厚さとほぼ同じ寸法の深さでかつガラス基板１よりもわずかに大きい正方形状の凹部２３が形成されており、ガラス基板１を凹部２３内に載置したときにガラス基板１の表面の高さ位置が円形プレート２２における凹部２３の外側部位の面状部２４の表面の高さ位置とほぼ同じ程度になるように構成されている。またスピンチャック２は、凹部２３内にガラス基板１の角部をガイドして回転時に位置ずれしないようになっており、更に図示しないがガラス基板１の下面周縁部（詳しくは底面と側面との間にあるわずかな傾斜面）を保持する昇降自在な受け渡し部材である昇降ピンが通過する孔が凹部２３の底面に形成されている。
【００１５】
スピンチャック２の側方には当該スピンチャック２を囲むように第１のガイドリング３１が設けられており、この第１のガイドリング３１の上面はスピンチャック２における凹部２３の外側の表面とほぼ同じ高さレベルあるいは若干高いレベル例えば１ｍｍ高いレベルに設定されていると共に下部内側が下方内側に傾斜している。更にこの第１のガイドリング３１の下方側には断面形状が山形である第２のガイドリング３２が設けられており、この第２のガイドリング３２は外径が第１のガイドリング３１の外径とほぼ同じに設定されると共に外周縁が下方側に屈曲して延びている。なお３０はスピンチャック２の回転軸を囲む円板である。
【００１６】
また第１及び第２のガイドリング３１、３２を囲むように外カップ４が設けられている。この外カップ４は上面にスピンチャック２が昇降できるようにスピンチャック２よりも一回り大きい開口部４１が形成されると共に、側周面と第１及び第２のガイドリング３１、３２の外周縁との間に吸気路をなす隙間が形成されている。外カップ４の底部は、第２のガイドリング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おり、液体（塗布液の余剰分）は外側室４２を通ってドレイン口４３から排出され、また気体は内側室４４を通って排気口４５から図示しない吸引手段である吸引ポンプにより吸引されて排出されるようになっている。この例では、外カップ４及び第１のガイドリング３１により、ガラス基板１の周囲を囲む囲み部材が構成されている。
【００１７】
更に図２に示すようにスピンチャック２の上方側には当該スピンチャック２と対向するようにリング状部材１００が設けられ、このリング状部材１００には、ガラス基板１の回転方向にガスを供給するための複数のガス供給部例えば４本のガス供給ノズル５１〜５４が設けられる。これらガス供給ノズル５１〜５４は、周方向に等間隔に配置されており、そのガス供給口は、ガラス基板１の角部の回転軌跡の上方に位置しており、各々スピンチャック２の回転中心を中心とする円の接線方向に向いている。ガス供給ノズル５１〜５４に接続されるガス供給路であるガス供給管５５は途中で１本にまとめられており、このガス供給管５５には、上流側から例えばキャリアガスである空気あるいは窒素ガスなどのガス供給源５６、流量調整部５７及びバルブＶ１が設けられる。
【００１８】
またリング状部材１００は、前記開口部４１内におけるガス供給位置（下降位置）とガラス基板１がスピンチャック２に搬入あるいは搬出されるときにガラス基板１及び図示しないアームと干渉しないように上方に退避する退避位置（上昇位置）との間で支持部材１０１を介して移動部である昇降部１０２により昇降する。
【００１９】
更にまた外カップ４の周面における前記空間Ｓに臨む位置には、ガラス基板１の回転方向に外カップ４の内周面に沿って溶剤蒸気を流入するための溶剤供給部をなす例えば２本の溶剤供給ノズル６１、６２が設けられる。これら溶剤供給ノズル６１、６２は、互いに外カップ４の周面形状である円の直径方向に互いに対向し、かつ各々の溶剤供給口がガス供給ノズル５４（５２）のガス供給口と５１（５３）のガス供給口との周方向の中間位置に配置されている。
【００２０】
溶剤供給ノズル６１、６２に接続される溶剤供給路である溶剤供給管６３は途中で１本にまとめられており、この溶剤供給管６３には、上流側から例えばキャリアガスである空気あるいは窒素ガスなどのキャリアガス供給源６４、流量調整部６５、バルブＶ２、溶剤タンク６６及びバルブＶ３が設けられる。溶剤タンク６６はキャリアガス供給源６４からのキャリアガスがバブリングにより溶剤蒸気を運ぶように構成される。
【００２１】
またこの塗布装置は、図１に示すようにスピンチャック２に吸着保持されたガラス基板１に薬液を塗布するための薬液供給手段をなす薬液吐出ノズル７が、スピンチャック２の中心部の上方位置である供給位置と外カップの外側の退避位置との間で図示しない移動機構により移動できるように設けられている。この薬液吐出ノズル７は供給路７１例えば配管を介して、塗布膜の成分である例えば固形のレジスト成分を溶剤（シンナー）に溶解した薬液（塗布液）の供給源である薬液供給源７２に接続されており、その途中にはバルブＶ０が設けられている。
【００２２】
次に上述の実施の形態の作用について説明する。角型の基板である例えばガラス基板１は、図示しない搬送アームにより塗布装置内に搬入され、スピンチャック２に受け渡されて前記凹部２２内に載置される。この受け渡しは、スピンチャック２を外カップ４の上方まで上昇させ、図示しない既述の昇降ピンの昇降により行われる。そしてスピンチャック２を外カップ４内に下降させ（図１に示す位置）、しかる後、図１の鎖線で示す上昇位置にあるリング状部材１００を下降させて実線で示すガス供給位置に設定し、更に薬液吐出ノズル６をガラス基板１のほぼ中心部上方に位置させる。しかる後、例えばスピンチャック２が停止している状態で薬液吐出ノズル６からガラス基板１の中心部に薬液であるレジスト液を供給し、続いてスピンチャック２を例えば図４に示すように時計方向に２０００ｒｐｍで回転させると同時にガス供給ノズル５１〜５４から例えば窒素ガスあるいは空気などのガスを供給する。
【００２３】
ガス供給ノズル５１〜５４の供給口は開口部４１近傍にてスピンチャック２の回転中心を中心とする円の接線方向に向いているので、ガス供給ノズル５１〜５４から供給されたガスはガラス基板１の回転方向と同じ方向（この例では時計方向）に旋回し、基板１の角部の移動領域に時計方向に旋回する旋回気流が形成される。またガス供給ノズル５１〜５４からのガスの供給と同時に溶剤供給ノズル６１、６２から溶剤蒸気を供給すると、この溶剤蒸気は旋回気流の中に引き込まれる。
【００２４】
この例では、スピンチャック２を停止した状態でレジスト液をガラス基板１上に供給するようにしているが、スピンチャック２を既述の回転数で回転すると共にガス供給ノズル５１〜５４からガスを供給して旋回気流の角速度例えば最大角速度がガラス基板１の角速度とほぼ同じになる状態にしておき、この場合、ガラス基板の回転数に同期して旋回気流の角速度が一致する様にガス供給量及び溶剤供給量が制御される。この状態で薬液吐出ノズル６からガラス基板１の中心部にレジスト液を供給するようにしてもよい。またキャリアガス中に溶剤蒸気を含ませるようにしているが、溶剤のミストを含ませて前記空間Ｓに供給するようにしてもよく、その場合ミストはガラス基板１の表面上に到達するときは気化して蒸気になるぐらいの大きさのミストにすることが好ましい。
【００２５】
ガス供給ノズル５１〜５４のガスの流量については、旋回気流の最大角速度がガラス基板１の角速度とほぼ同じになるように設定しており、ガラス基板１が２０００ｒｐｍで回転している時、４本のガス供給ノズル５１（５２、５３、５４）の合計ガス導入量は４０Ｌ／ｓｅｃである。その計算方法については例えば次の通りである。
【００２６】
基板の1辺の長さをＬとすると、対角線の長さは（Ｌ）^１／２で、半径（Ｌ）^１／２／２の円で回転する。角速度ωとすると、基板上で最大の気流の速度ｖはｖ＝（（Ｌ）^１／２／２）ωとなる。旋回流がこの速度になるように気体を導入するためには、外カップ４の開口部４１の開口面積がＡのとき供給量ＱはＱ＝Ａｖ、カップの４箇所から気体を導入すると仮定すると、全体では４Ｑの量になる。６インチのレチクル基板の場合、Ｌ＝０．１５２［ｍ］、Ｒ＝０．１２５［ｍ］、回転数２０００ｒｐｍ、ガス供給口のあるカップの開口面積０．００３［ｍ²］とした場合、Ｑ＝０．００３×（（（Ｌ）^１／２Ｌ×０．１５２）／２）×２０００／６０＝０．０１０［ｍ^３／ｓｅｃ］となる。１個所当たり（ガス供給管１本当たり）１０L／ｓｅｃの気体を導入する。４箇所（４本）ある場合には計４０Ｌ／ｓｅｃの量を導入することになる。
【００２７】
そしてガラス基板１の回転により振り切られた薬液（外周から飛び散る薬液）は面状部２４と第１のガイドリング３１の間の隙間から下方に向かい、第１のガイドリング３１と第２のガイドリング３２との間を通ってドレイン口４３より廃棄される。また塗布装置内を流れているダウンフローの一部及びガス供給部５１〜５４から供給されたガスは旋回気流を形成しながら第１のガイドリング３１と外カップ４との間を通り、外側室４２を経由して排気口４５より排気される。
【００２８】
ここでガラス基板１の表面に薬液であるレジスト液が塗布され、レジスト液が広がる様子について図４を用いて詳しく説明する。ガラス基板１は例えば時計回りに２０００ｒｐｍで回転するすることによって、ガラス基板１の中心部から外側に向かって遠心力が働き、この遠心力によりレジスト液が中心部から外側に向かって広がって行く。そしてガラス基板１の角部により空間が切られて角部から見ると反時計方向の気流が形成されようとする。一方ガス供給ノズル５１〜５４から供給されるガスによりガラス基板１の角部表面の移動領域に時計方向に旋回する旋回気流が形成される。より詳しく考察すると、ガスは、ガラス基板１の表面とほぼ同じ高さの面状部２４の表面に沿って旋回気流が形成され、結果としてガラス基板１の角部表面の移動領域に時計方向に旋回する旋回気流が形成されることになる。なおこの例では、ガラス基板１の角部の回転軌跡の上方にリング状部材１００が位置しているため、リング状部材１００と面状部２４との間において乱れの少ない旋回気流が形成される。、
そして計算上は旋回気流の最大角速度がガラス基板１の角速度とほぼ同じになるようにガス流量を設定していることから、前記反時計方向の旋回気流が時計方向の気流により概ね相殺され、あるいは反時計方向の旋回気流が弱められ、角部表面のレジスト液からの溶剤の揮発が抑えられる。更にまた溶剤供給ノズル６１、６２から旋回気流に溶剤蒸気を含ませるようにしているので、この溶剤蒸気の存在により溶剤の揮発をより一層抑えることができる。
【００２９】
この結果上述の実施の形態によれば、角型であるガラス基板１の角部においてもレジスト液が他の部位と同程度に振り切られ、また角部における盛んな溶剤の蒸発による塗布液の粘度上昇を抑えることができ、こうしたことから角部において局所的に膜厚が厚くなることを防止できる。従ってガラス基板１におけるレジスト膜の膜厚プロファイルが改善され、レジスとパターンの均一性が向上し、歩留まりの低下を抑えることができる。
【００３０】
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係る塗布装置においては、図５に示すようにガス供給管５１〜５４のガス供給路５５に溶剤供給手段である溶剤蒸気発生部をなす溶剤タンク５８が設けられ、ガス供給源５６からのガスをキャリアガスとして溶剤タンク５８に吹き込み、ここから溶剤蒸気を持ち去って、ガス供給管５１〜５４から溶剤蒸気を含むガスを既述の実施の形態と同様に前記空間Ｓ内に供給するようにしている。この場合においてもガラス基板１の回転方向と同じ方向に旋回気流が形成され、しかも旋回気流中には溶剤蒸気が含まれているので、既述の実施の形態と同様の効果がある。
【００３１】
また第２の実施の形態では図１２に示すようにガス供給部５１〜５４をスピンチャック２の近傍に設けてもよい。
【００３２】
更にまた第２の実施の形態では、スピンチャク２は図６に示すようにガラス基板１の角部に対応する凹部２３の底面の角部が切り欠かれていると共に、凹部２３の外側の面状部２４においても前記角部に対応する箇所が切り欠かれている。このように構成すれば、図示していないが例えば馬蹄形のアームの４隅にガラス基板１の角部を支持する支持部材を設けた搬送アームを用いてその搬送アームとスピンチャック２とを相対的に昇降することでガラス基板１の受け渡しを行うことができる。
【００３３】
本発明は、第１及び第２の実施の形態のようにスピンチャック２においてガラス基板１の載置領域の外側に面状部２４を設けることが好ましいが、面状部２４がなくてもガラス基板１の回転方向と同方向の旋回気流を形成しておくことにより、角部表面からの溶剤の蒸発を抑える効果があるので、面状部２４は必ず必要とするものではない。面状部２４を設ける場合には、面状部２４とガラス基板１の表面との高さの差異は、例えば１ｍｍ以内であることが好ましい。
【００３４】
なお本発明では旋回気流中に溶剤蒸気あるいは溶剤ミストを含ませることが好ましいが、これらを含ませずにガスのみを供給するようにしてもよい。
【００３５】
また本発明は、ガス供給部や溶剤供給部をリング状部材１００に設けずに囲み部材例えば外カップ４に設けてもよい。図１０はこのような構成の一例を示す本発明の第３の実施の形態を示す図である。この例では、ガス供給ノズル５１〜５４を外カップ４の上面の下方側における開口部４１に臨む位置に設けており、この場合においても同様な作用効果が得られる。またこの場合においてもリング状部材１００を図１と同様に設けてリング状部材１００の下方側に旋回気流を形成するようにしてもよい。
【００３６】
以下に本発明の塗布装置が組み込まれた塗布膜形成装置の構成例について図７及び図８を参照しながら説明する。図中Ｂ１は、例えば５枚の基板例えばマスク基板であるガラス基板１が収納されたキャリアＣを搬入出するためのキャリアブロックであり、このキャリアブロックＢ１は、前記キャリアＣを載置するキャリア載置部８と受け渡し手段８１とを備えている。
【００３７】
前記受け渡し手段８１はキャリアＣから基板１を取り出し、取り出した基板１をキャリアブロックＢ１の奥側に設けられている処理部Ｂ２へと受け渡すように、左右、前後に移動自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００３８】
処理部Ｂ２の中央には主搬送手段８２が設けられており、これを取り囲むように例えばキャリアブロックＢ１から奥を見て例えば右側には塗布ユニット８３及び現象ユニット８４が、左側には洗浄ユニット８５が、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニット等を多段に積み重ねた棚ユニットＵ１、Ｕ２が夫々配置されている。塗布ユニット８３は、本発明の塗布装置であるレジスト液を塗布するユニット、現像ユニット８４は、露光後の基板に現像液を液盛りして所定時間そのままの状態にして現像処理を行うユニット、洗浄ユニット８５はレジスト液を塗布する前に基板を洗浄するためのユニットである。
【００３９】
前記棚ユニットＵ１、Ｕ２は、複数のユニットが積み上げられて構成され、例えば図８に示すように、熱処理ユニット８６や、冷却ユニット８７のほか、基板１の受け渡しユニット８８等が上下に割り当てられている。前記主搬送手段８２は、昇降自在、進退自在及び鉛直軸回りに回転自在に構成され、棚ユニットＵ１、Ｕ２及び塗布ユニット８３、現像ユニット８４並びに洗浄ユニット８５の間で基板１を搬送する役割を持っている。但し図８では便宜上受け渡し手段８９及び主搬送手段８２は描いていない。
【００４０】
前記処理部Ｂ２はインターフェイス部Ｂ３を介して露光装置Ｂ４と接続されている。インターフェイス部Ｂ３は受け渡し手段８９を備えており、この受け渡し手段８９は、例えば昇降自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸回りに回転自在に構成され、前記処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４との間で基板１の受け渡しを行うようになっている。
【００４１】
このような塗布膜形成装置における基板１の流れについて述べておくと、先ず外部からキャリア載置部８に搬入され、受け渡し手段８９から棚ユニットＵ１の受け渡しユニット８８を介して主搬送手段８２に受け渡され、所定のユニットに順次搬送される。例えば洗浄ユニット８５にて所定の洗浄処理が行われ、熱処理ユニットの一つにて加熱乾燥が行われた後、冷却ユニット８７にて所定の温度に調整され、塗布ユニット８３にて塗布膜の成分が溶剤に溶解されたレジスト液の塗布処理が行われる。
【００４２】
続いて基板１は熱処理ユニットの一つにて、所定温度に加熱されてレジスト液中の溶剤を蒸発させて除去するプリベーク処理が行われた後、冷却ユニット８７の一つにて所定の温度に調整され、次いで主搬送手段８２により棚ユニットＵ２の受け渡しユニット８８を介してインターフェイス部Ｂ３の受け渡し手段８９に受け渡され、この受け渡し手段８９により露光装置Ｂ４に搬送されて、所定の露光処理が行われる。この後基板１は、インターフェイス部Ｂ３を介して処理部Ｂ２に搬送され、熱処理ユニットの一つにて所定の温度に加熱されて、ポストエクスポージャーベーク処理が行われる。次いで冷却ユニット８７にて所定の温度まで冷却されて温度調整された後、現像ユニット８４にて現像液が液盛りされ、所定の現像処理が行われる。こうして所定の回路パターンが形成された基板１は主搬送手段８２、キャリアブロックＢ１の受け渡し手段８１を介して、例えば元のキャリアＣ内に戻される。
【００４３】
【実施例】
続いて本発明の効果を確認するための実施例について説明する。
【００４４】
図９（ａ）は、第１の実施の形態で説明した装置を用いて旋回気流を作らずにスピンコーティングを行った場合のガラス基板１の表面におけるレジスト膜の膜厚分布図であり、図９（ｂ）はガラス基板１の回転方向と同方向に旋回気流を作ってスピンコーティングを行った場合の膜厚分布図である。プロセス条件は第１の実施の形態の通りであるが、以下に具体的な試験条件を示しておく。
・基板サイズ：一辺の長さが１５２±０．４ｍｍで、厚さが６．３５ｍｍのガラス基板
・基板の回転速度：最初の３秒間は２０００ｒｐｍ、その後３０秒間は１００ｒｐｍ
・レジスト膜の目標膜厚：０．６μｍ
・ガス供給ノズル一箇所当りのガス導入量：１０Ｌ／ｓｅｃ
ガラス基板１の表面の白い部分は平均膜厚が０．６μｍ以下で、斜線部分は平均膜厚が０．６μｍ以上の部分である。図９の（ａ）と（ｂ）を比較すると、図９の（ａ）より（ｂ）の方が平均膜厚０．６μｍ以下の分布範囲が基板四隅角部まで均一に広がっており、基板の回転方向と同方向に旋回する旋回気流を形成することにより、膜厚についての面内均一性が改善されることが理解される。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、角型の基板をスピンコーティングにより塗布液を塗布するにあたり、基板の回転方向と同じ方向に旋回気流を形成しているので、基板の角部における溶剤の揮発を抑えることができ、この結果塗布膜の膜厚についての高い面内均一性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布装置の第１の実施の形態に係る塗布装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の塗布装置の第１の実施の形態に係る塗布装置を示す概略平面図である。
【図３】前記塗布装置に用いられるスピンチャックの概略斜視図である。
【図４】前記塗布装置における気流の様子を示す説明図である。
【図５】本発明の塗布装置の第２の実施の形態に係る塗布装置を示す概略平面図である。
【図６】第２の実施の形態に用いられるスピンチャックの概略斜視図である。
【図７】本発明の塗布装置を用いた塗布膜形成装置の一例の全体構成を示す平面図である。
【図８】前記塗布膜形成装置の全体構成を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の効果を確認するために行った試験結果を示す概略平面図である。
【図１０】本発明の塗布装置の第３の実施の形態に係る塗布装置を示す概略断面図である。
【図１１】従来の塗布装置を示す概略断面図である。
【図１２】従来の塗布装置を示す模式図である。
【符号の説明】
Ｗウエハ
１ガラス基板
２スピンチャック
２２円形プレート
２３凹部
２４面状部
４外カップ
Ｓ空間
５１〜５４ガス供給ノズル
５５ガス供給管
５８溶剤タンク
６１〜６４溶剤供給ノズル
６６溶剤発生部である溶剤タンク

Claims

塗布膜の成分を溶剤に溶解した薬液を角型の基板に塗布する塗布装置において、
角型の基板を水平に保持すると共に、基板の載置領域を囲み、その表面が基板の表面とほぼ同じ高さに位置する面状部を備え、基板の表面に供給された薬液を遠心力によって広げるために回転する基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の中心部に薬液を供給するための薬液供給ノズルと、
前記基板保持部を囲み、その上面に当該基板保持部が昇降できる開口部が形成されたカップと、
前記カップの開口部の周縁に沿うようにリング状に形成されると共に、前記薬液のスピン塗布時には前記基板保持部の面状部と接近して対向して位置し、外部のアームにより前記基板保持部との間で基板の受け渡しを行うときにはカップの外に退避するリング状部材と、
前記リング状部材の下方側に設けられるかまたは前記カップ内における開口部に臨む位置に設けられ、前記基板保持部に保持された基板の周縁部に当該基板の回転方向に旋回する旋回気流を形成するために、前記回転方向にガスを供給するためのガス供給部と、を備えたことを特徴とする塗布装置。
ガス供給部は、溶剤の蒸気またはミストとキャリアガスとを含むガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
前記ガス供給部とは別個に設けられ、前記旋回気流に溶剤の蒸気またはミストを供給するための溶剤供給部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置。
溶剤供給部は、基板の周方向に沿って配置された複数の溶剤供給口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。
ガス供給部は、基板保持部の周方向に沿って配置された複数のガス供給口を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の塗布装置。
旋回気流の角速度が基板の角速度とほぼ同じになるようにガス供給部におけるガス流量が設定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の塗布装置。
角型の基板を水平に保持すると共に、基板の載置領域を囲み、その表面が基板の表面とほぼ同じ高さに位置する面状部を備えた基板保持部と、この基板保持部を囲み、その上面に当該基板保持部が昇降できる開口部が形成されたカップと、を備えた塗布装置を用い、塗布膜の成分を溶剤に溶解した薬液をカップ内の角型の基板に塗布する塗布方法であって、
前記カップの上面の開口部の周縁に沿うようにリング状に形成されたリング状部材を当該カップの外に退避させる工程と、
前記基板保持部を前記カップの開口部を介して上昇させて、前記基板保持部上に基板を保持させる工程と、
前記基板保持部を前記カップ内に戻し、前記リング状部材を前記基板保持部の面状部と接近して対向して位置させる工程と、
前記基板保持部に保持された基板の中心部に薬液供給ノズルから薬液を供給する工程と、
基板保持部を回転させて、基板の表面に供給された薬液を遠心力によって広げる工程と、
前記基板保持部が回転しているときに、前記リング状部材の下方側に設けられるかまたは前記カップ内における開口部に臨む位置に設けられたガス供給部から前記基板の回転方向にガスを供給して、前記基板の周縁部に前記回転方向に旋回する旋回気流を形成する工程と、を備えたことを特徴とする塗布方法。
旋回気流の角速度が基板の角速度とほぼ同じになるように前記ガスの流量が設定されていることを特徴とする請求項７に記載の塗布方法。
前記ガスは、溶剤の蒸気またはミストとキャリアガスとを含むガスである請求項７または８に記載の塗布方法。
ガスの供給とは別個に前記旋回気流に溶剤の蒸気またはミストを供給することを特徴とする請求項７または８に記載の塗布方法。