KR101597848B1 - 도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치 - Google Patents

도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는, 스핀 도포법을 사용하여 도포액을 기판에 도포하는 경우에 있어서, 도포액의 도포량을 소량으로 하면서, 도포액을 기판면 내에 균일하게 도포하는 것이다.
도포 처리 방법은, 웨이퍼를 가속 회전시킨 상태에서, 그 웨이퍼의 중심부에 노즐로부터 레지스트액을 토출하여, 웨이퍼 상에 레지스트액을 도포하는 도포 공정 S3과, 그 후, 웨이퍼의 회전을 감속하여, 웨이퍼 상의 레지스트액을 평탄화하는 평탄화 공정 S4와, 그 후, 웨이퍼의 회전을 가속하여, 웨이퍼 상의 레지스트액을 건조시키는 건조 공정 S5를 갖는다. 도포 공정 S3에서는, 웨이퍼의 회전의 가속도를 제1 가속도, 상기 제1 가속도보다도 큰 제2 가속도, 상기 제2 가속도보다도 작은 제3 가속도의 순으로 변화시켜, 당해 웨이퍼를 항상 가속 회전시킨다.

Description

도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치{COATING TREATMENT METHOD, COMPUTER STORAGE MEDIUM AND COATING TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 기판의 도포 처리 방법, 프로그램, 컴퓨터 기억 매체 및 기판의 도포 처리 장치에 관한 것이다.
예를 들어, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서의 포토리소그래피 공정에서는, 예를 들어 웨이퍼 상에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 레지스트막을 소정의 패턴으로 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등이 순차 행해져, 웨이퍼 상에 소정의 레지스트 패턴이 형성되어 있다.
상술한 레지스트 도포 처리에서는, 고속 회전된 웨이퍼의 중심부에 노즐로부터 레지스트액을 공급하여, 원심력에 의해 웨이퍼 상에서 레지스트액을 확산시킴으로써 웨이퍼의 표면에 레지스트액을 도포하는, 이른바 스핀 도포법이 많이 사용되고 있다. 이 스핀 도포법에 있어서, 레지스트액을 균일하게 도포하는 방법으로서, 예를 들어 고속 회전의 웨이퍼에 레지스트액을 공급하고, 그 후 웨이퍼의 회전을 일단 감속하여, 웨이퍼 상의 레지스트액을 평탄화하고, 그 후 웨이퍼의 회전을 다시 높여, 웨이퍼 상의 레지스트액을 건조시키는 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 1).
일본 특허 출원 공개 제2007-115936호 공보
그러나 반도체 디바이스의 회로의 가일층의 미세화에 수반하여, 레지스트 도포 처리에 있어서의 레지스트막의 박막화가 진행되고 있다. 또한, 레지스트액은 고가이므로, 사용량을 가능한 한 줄일 필요가 있다. 이러한 관점에서, 웨이퍼에 대한 레지스트액의 공급량을 줄이는 것이 생각되고 있지만, 이 경우, 종래와 같이 고속 회전의 웨이퍼의 중심에 레지스트액을 공급하면, 레지스트액이 웨이퍼의 중심으로부터 외측 방향으로 급격하게 확산되어, 웨이퍼의 중심 부근에 라인 형상의 도포 불균일이 생기는 경우가 있다. 이러한 도포 불균일이 생기면, 예를 들어 노광 처리에 있어서의 초점이 어긋나 최종적으로 웨이퍼 상에 원하는 치수의 레지스트 패턴이 형성되지 않게 된다.
본 발명은 이러한 점에 비추어 이루어진 것으로, 스핀 도포법을 사용하여 레지스트액 등의 도포액을 웨이퍼 등의 기판에 도포하는 경우에 있어서, 도포액의 도포량을 소량으로 해도, 도포액을 기판면 내에 균일하게 도포하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판의 도포 처리 방법이며, 기판을 가속 회전시킨 상태에서, 그 기판의 중심부에 노즐로부터 도포액을 토출시켜, 기판 상에 도포액을 도포하는 제1 공정과, 그 후, 기판의 회전을 감속하여, 계속해서 기판을 회전시키는 제2 공정과, 그 후, 기판의 회전을 가속하여, 기판 상의 도포액을 건조시키는 제3 공정을 갖고, 상기 제1 공정에서는, 기판의 회전의 가속도를 제1 가속도, 상기 제1 가속도보다도 큰 제2 가속도, 상기 제2 가속도보다도 작은 제3 가속도의 순으로 변화시켜, 당해 기판을 항상 가속 회전시키는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따르면, 제1 공정에 있어서 기판을 항상 가속 회전시키고 있으므로, 제1 공정의 개시시에 기판은 상대적으로 저속 회전된 후, 제1 공정의 종료시에 기판은 상대적으로 고속 회전된다. 이와 같이 도포액이 기판의 중심부에 토출된 직후에는, 기판의 회전 속도가 저속이므로, 기판 상의 도포액에 강한 원심력이 가해지지 않는다. 또한, 이때의 기판의 회전의 가속도가 제2 가속도보다 작은 제1 가속도이므로, 기판 상의 도포액에 가해지는 원심력을 억제할 수 있다. 이로 인해, 도포액이 외측 방향으로 균등하게 확산된다. 그 후, 제1 가속도보다도 큰 제2 가속도로 기판을 가속 회전시키고 있으므로, 기판 상의 도포액이 원활하고 또한 신속하게 확산된다. 그 후, 제2 가속도보다도 작은 제3 가속도로 기판을 가속 회전시키고 있으므로, 기판의 외주부에 도달한 도포액을 원활하게 확산시키면서, 도포액이 기판의 외부로 비산하는 양을 극히 소량으로 억제할 수 있다. 또한, 제1 공정에서는 기판을 항상 가속 회전시키고 있으므로, 도포액을 신속하게 확산시킬 수 있어, 도포액을 기판의 표면 전체면에 확산시키기 위한 도포량을 소량으로 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 도포액의 도포량을 소량으로 한 경우라도, 도포액을 균일하게 도포할 수 있다. 따라서, 기판 상에 종래보다도 더 얇은 도포막을 형성할 수 있다. 또한, 이 도포 처리에 필요로 하는 비용도 저렴화할 수 있다.
상기 제3 가속도는 상기 제1 가속도보다도 커도 된다.
상기 도포 처리 방법은, 상기 제1 공정 전에, 기판에 도포액의 용제를 토출하여, 기판을 회전시키면서 기판 상에 용제를 도포하는 제4 공정을 갖고, 상기 제4 공정 후이며 상기 제1 공정 전에 기판의 회전을 감속시켜, 상기 제4 공정에 있어서의 기판의 회전 속도보다 저속의 회전 속도로, 상기 제1 공정을 개시하도록 해도 된다.
상기 도포 처리 방법은, 상기 제1 공정 전에, 기판에 도포액의 용제를 공급하여, 기판을 회전시키면서 기판 상에 용제를 도포하는 제4 공정을 갖고, 상기 제4 공정에 있어서의 기판의 회전 속도를 유지한 상태에서, 상기 제1 공정을 개시하도록 해도 된다.
상기 제1 공정에 있어서의 노즐에 의한 도포액의 토출은, 상기 제2 공정의 도중까지 계속해서 행해지도록 해도 된다.
상기 제2 공정에 있어서, 당해 제2 공정의 도중까지 상기 도포액의 토출을 행하여 당해 도포액의 토출을 정지한 후, 기판의 회전을 감속하여, 계속해서 기판을 회전시켜도 된다.
상기 제2 공정에 있어서의 노즐에 의한 도포액의 토출을 종료시킬 때에는, 노즐의 이동에 의해 도포액의 토출 위치가 기판의 중심부로부터 벗어나도록 해도 된다.
상기 노즐의 이동은, 상기 제1 공정의 종료와 동시에 개시하도록 해도 된다. 또한, 여기서 말하는「동시」에는, 제1 공정의 종료시의 전후의 0.5초 이내의 거의 동시인 것도 포함된다.
다른 관점에 의한 본 발명에 따르면, 상기 도포 처리 방법을 도포 처리 장치에 의해 실행시키기 위해, 당해 도포 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램이 제공된다.
또한 다른 관점에 의한 본 발명에 따르면, 상기 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체가 제공된다.
또 다른 관점에 의한 본 발명은, 기판의 도포 처리 장치이며, 기판을 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지부와, 기판에 도포액을 토출하는 노즐과, 상기 회전 보유 지지부에 의해 기판을 가속 회전시킨 상태에서, 그 기판의 중심부에 상기 노즐로부터 도포액을 토출하여, 기판 상에 도포액을 도포하는 제1 공정과, 그 후, 기판의 회전을 감속하여, 계속해서 기판을 회전시키는 제2 공정과, 그 후, 기판의 회전을 가속하여, 기판 상의 도포액을 건조시키는 제3 공정을 실행하고, 상기 제1 공정에서는, 기판의 회전의 가속도를 제1 가속도, 상기 제1 가속도보다도 큰 제2 가속도, 상기 제2 가속도보다도 작은 제3 가속도의 순으로 변화시켜, 당해 기판을 항상 가속 회전시키도록 상기 회전 보유 지지부와 상기 노즐의 동작을 제어하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 제3 가속도는 상기 제1 가속도보다도 커도 된다.
상기 도포 처리 장치는, 기판에 도포액의 용제를 토출하는 다른 노즐을 더 갖고, 상기 제어부는, 상기 제1 공정 전에, 기판에 도포액의 용제를 토출하여, 기판을 회전시키면서 기판 상에 용제를 도포하는 제4 공정을 실행하고, 상기 제4 공정 후이며 상기 제1 공정 전에 기판의 회전을 감속시켜, 상기 제4 공정에 있어서의 기판의 회전 속도보다 저속의 회전 속도로, 상기 제1 공정을 개시하도록 상기 회전 보유 지지부, 상기 노즐 및 상기 다른 노즐의 동작을 제어해도 된다.
상기 도포 처리 장치는, 기판에 도포액의 용제를 토출하는 다른 노즐을 더 갖고, 상기 제어부는, 상기 제1 공정 전에, 기판에 도포액의 용제를 공급하여, 기판을 회전시키면서 기판 상에 용제를 도포하는 제4 공정을 실행하고, 상기 제4 공정에 있어서의 기판의 회전 속도를 유지한 상태에서, 상기 제1 공정을 개시하도록 상기 회전 보유 지지부, 상기 노즐 및 상기 다른 노즐의 동작을 제어해도 된다.
상기 제1 공정에 있어서의 상기 노즐에 의한 도포액의 토출은, 상기 제2 공정의 도중까지 계속해서 행해지도록 해도 된다.
상기 제2 공정에 있어서, 당해 제2 공정의 도중까지 상기 도포액의 토출을 행하여 당해 도포액의 토출을 정지한 후, 기판의 회전을 감속하여, 계속해서 기판을 회전시켜도 된다.
상기 도포 처리 장치는, 상기 노즐을, 기판의 중심부의 상방으로부터 기판의 직경 방향으로 이동시키는 노즐 이동 기구를 더 갖고, 상기 제어부는, 상기 제2 공정에 있어서의 상기 노즐에 의한 도포액의 토출을 종료시킬 때에는, 상기 노즐을 이동시켜 도포액의 토출 위치를 기판의 중심부로부터 벗어나도록, 상기 회전 보유 지지부, 상기 노즐 및 상기 노즐 이동 기구의 동작을 제어해도 된다.
상기 노즐의 이동은, 상기 제1 공정의 종료와 동시에 개시하도록 해도 된다.
본 발명에 따르면, 스핀 도포법을 사용하여 도포액을 기판에 도포하는 경우에 있어서, 도포액의 도포량을 소량으로 해도, 도포액을 기판면 내에 균일하게 도포할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 레지스트 도포 장치를 탑재한, 도포 현상 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 평면도.
도 2는 본 실시 형태에 관한 도포 현상 처리 시스템의 정면도.
도 3은 본 실시 형태에 관한 도포 현상 처리 시스템의 배면도.
도 4는 레지스트 도포 장치의 구성의 개략을 도시하는 종단면도.
도 5는 레지스트 도포 장치의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도.
도 6은 레지스트 도포 처리의 주된 공정을 나타내는 흐름도.
도 7은 레지스트 도포 처리의 각 공정에 있어서의 웨이퍼의 회전 속도와, 레지스트액의 토출 타이밍을 나타내는 그래프.
도 8은 그 밖의 실시 형태에 관한 레지스트 도포 처리의 각 공정에 있어서의 웨이퍼의 회전 속도와, 레지스트액의 토출 타이밍을 나타내는 그래프.
도 9는 그 밖의 실시 형태에 관한 레지스트 도포 처리의 각 공정에 있어서의 웨이퍼의 회전 속도와, 레지스트액의 토출 타이밍을 나타내는 그래프.
도 10은 제1 노즐을 이동시켜 레지스트액의 토출 위치를 웨이퍼의 중심부로부터 벗어나게 한 상태를 도시하는 설명도.
도 11은 그 밖의 실시 형태에 관한 레지스트 도포 처리의 각 공정에 있어서의 웨이퍼의 회전 속도와, 레지스트액의 토출 타이밍을 나타내는 그래프.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 관한 도포 처리 장치가 탑재된 도포 현상 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다. 도 2는 도포 현상 처리 시스템(1)의 정면도이고, 도 3은 도포 현상 처리 시스템(1)의 배면도이다.
도포 현상 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 외부로부터 도포 현상 처리 시스템(1)에 대해 복수매의 웨이퍼(W)를 카세트 단위로 반입출하기 위한 카세트 스테이션(2)과, 포토리소그래피 공정 중에서 낱장식으로 소정의 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)과, 처리 스테이션(3)에 인접하는 노광 장치(4)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 인터페이스 스테이션(5)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(2)에는, 카세트 적재대(10)가 설치되고, 당해 카세트 적재대(10)에는, 복수의 카세트(C)를 X방향(도 1 중의 상하 방향)으로 일렬로 적재할 수 있다. 카세트 스테이션(2)에는, 반송로(11) 상을 X방향을 따라 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(12)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(12)는, 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 배열 방향(Z방향 ; 연직 방향)으로도 이동 가능하고, 카세트(C) 내의 복수매의 웨이퍼(W)에 대해 선택적으로 액세스할 수 있다. 또한 웨이퍼 반송 장치(12)는, 연직 방향의 축 주위(θ방향)로 회전 가능하여, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제3 처리 장치군(G3)의 각 처리 장치에 대해 액세스하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(3)은, 복수의 처리 장치가 다단으로 배치된, 예를 들어 5개의 처리 장치군(G1 내지 G5)을 구비하고 있다. 처리 스테이션(3)의 X방향 부(負)방향(도 1 중의 하방향)측에는, 카세트 스테이션(2)측으로부터 인터페이스 스테이션(5)측을 향해 제1 처리 장치군(G1)과, 제2 처리 장치군(G2)이 차례로 배치되어 있다. 처리 스테이션(3)의 X방향 정(正)방향(도 1 중의 상방향)측에는, 카세트 스테이션(2)측으로부터 인터페이스 스테이션(5)측을 향해 제3 처리 장치군(G3), 제4 처리 장치군(G4) 및 제5 처리 장치군(G5)이 차례로 배치되어 있다. 제3 처리 장치군(G3)과 제4 처리 장치군(G4) 사이에는, 제1 반송 장치(20)가 설치되어 있다. 제1 반송 장치(20)는, 제1 처리 장치군(G1), 제3 처리 장치군(G3) 및 제4 처리 장치군(G4) 내의 각 장치에 대해 선택적으로 액세스하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 제4 처리 장치군(G4)과 제5 처리 장치군(G5) 사이에는, 제2 반송 장치(21)가 설치되어 있다. 제2 반송 장치(21)는, 제2 처리 장치군(G2), 제4 처리 장치군(G4) 및 제5 처리 장치군(G5) 내의 각 장치에 대해 선택적으로 액세스하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이 제1 처리 장치군(G1)에는, 웨이퍼(W)에 소정의 액체를 공급하여 처리를 행하는 액 처리 장치, 예를 들어 본 실시 형태에 관한 도포 처리 장치로서의 레지스트 도포 장치(30, 31, 32)와, 노광 처리시의 광의 반사를 방지하는 반사 방지막을 형성하는 보텀 코팅 장치(33, 34)가 하부로부터 차례로 5단으로 겹쳐져 있다. 제2 처리 장치군(G2)에는, 액 처리 장치, 예를 들어 웨이퍼(W)에 현상액을 공급하여 현상 처리하는 현상 처리 장치(40 내지 44)가 하부로부터 차례로 5단으로 겹쳐져 있다. 또한, 제1 처리 장치군(G1) 및 제2 처리 장치군(G2)의 최하단에는, 각 처리 장치군(G1, G2) 내의 상기 액 처리 장치에 각종 처리액을 공급하기 위한 케미컬실(50, 51)이 각각 설치되어 있다.
예를 들어, 도 3에 도시하는 바와 같이 제3 처리 장치군(G3)에는, 웨이퍼(W)를 온도 조절판 상에 적재하여 웨이퍼(W)의 온도 조절을 행하는 온도 조절 장치(60), 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 트랜지션 장치(61), 온도 조절 장치(62 내지 64) 및 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 가열 처리 장치(65 내지 68)가 하부로부터 차례로 9단으로 겹쳐져 있다.
제4 처리 장치군(G4)에는, 예를 들어 온도 조절 장치(70), 레지스트 도포 처리 후에 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 프리 베이크 장치(71 내지 74) 및 현상 처리 후에 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 포스트 베이크 장치(75 내지 79)가 하부로부터 차례로 10단으로 겹쳐져 있다.
제5 처리 장치군(G5)에는, 웨이퍼(W)를 열처리하는 복수의 열처리 장치, 예를 들어 온도 조절 장치(80 내지 83), 노광 후에 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 노광 후 베이크 장치(84 내지 89)가 하부로부터 차례로 10단으로 겹쳐져 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이 제1 반송 장치(20)의 X방향 정방향측에는, 복수의 처리 장치가 배치되어 있고, 예를 들어 도 3에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 소수화 처리하기 위한 어드히젼 장치(90, 91)가 하부로부터 차례로 2단으로 겹쳐져 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이 제2 반송 장치(21)의 X방향 정방향측에는, 예를 들어 웨이퍼(W)의 에지부만을 선택적으로 노광하는 주변 노광 장치(92)가 배치되어 있다.
인터페이스 스테이션(5)에는, 예를 들어 도 1에 도시하는 바와 같이 X방향으로 연신되는 반송로(100) 상을 이동하는 웨이퍼 반송 장치(101)와, 버퍼 카세트(102)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(101)는, Z방향으로 이동 가능하고 또한 θ방향으로도 회전 가능하여, 인터페이스 스테이션(5)에 인접한 노광 장치(4)와, 버퍼 카세트(102) 및 제5 처리 장치군(G5)의 각 장치에 대해 액세스하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서의 노광 장치(4)는, 예를 들어 액침 노광 처리를 행하는 것으로, 웨이퍼(W)의 표면에 액체, 예를 들어 순수(純水)의 액막을 체류시킨 상태에서, 당해 순수의 액막을 개재하여 웨이퍼(W)의 표면의 레지스트막을 노광할 수 있다.
다음에, 상술한 레지스트 도포 장치(30 내지 32)의 구성에 대해 설명한다. 도 4는 레지스트 도포 장치(30)의 구성의 개략을 도시하는 종단면의 설명도이고, 도 5는 레지스트 도포 장치(30)의 구성의 개략을 도시하는 횡단면의 설명도이다.
레지스트 도포 장치(30)는, 예를 들어 도 4에 도시하는 바와 같이 케이싱(120)을 갖고, 그 케이싱(120) 내의 중앙부에는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지부로서의 스핀 척(130)이 설치되어 있다. 스핀 척(130)은, 수평한 상면을 갖고, 당해 상면에는, 예를 들어 웨이퍼(W)를 흡인하는 흡인구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 이 흡인구로부터의 흡인에 의해, 웨이퍼(W)를 스핀 척(130) 상에 흡착 유지할 수 있다.
스핀 척(130)은, 예를 들어 모터 등을 구비한 척 구동 기구(131)를 갖고, 그 척 구동 기구(131)에 의해 소정의 속도로 회전할 수 있다. 또한, 척 구동 기구(131)에는, 실린더 등의 승강 구동원이 설치되어 있어, 스핀 척(130)은 상하 이동 가능하다. 또한, 스핀 척(130)의 회전 속도는, 후술하는 제어부(160)에 의해 제어되고 있다.
스핀 척(130)의 주위에는, 웨이퍼(W)로부터 비산 또는 낙하하는 액체를 받아내어, 회수하는 컵(132)이 설치되어 있다. 컵(132)의 하면에는, 회수한 액체를 배출하는 배출관(133)과, 컵(132) 내의 분위기를 배기하는 배기관(134)이 접속되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이 컵(132)의 X방향 부방향(도 5의 하방향)측에는, Y방향(도 5의 좌우 방향)을 따라 연신되는 레일(140)이 형성되어 있다. 레일(140)은, 예를 들어 컵(132)의 Y방향 부방향(도 5의 좌측 방향)측의 외측으로부터 Y방향 정방향(도 5의 우측 방향)측의 외측까지 형성되어 있다. 레일(140)에는, 예를 들어 2개의 아암(141, 142)이 장착되어 있다.
제1 아암(141)에는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이 도포액으로서의 레지스트액을 토출하는 제1 노즐(143)이 지지되어 있다. 제1 아암(141)은, 도 5에 도시하는 노즐 구동부(144)에 의해, 레일(140) 상을 이동 가능하다. 이에 의해, 제1 노즐(143)은, 컵(132)의 Y방향 정방향측의 외측에 설치된 대기부(145)로부터 컵(132) 내의 웨이퍼(W)의 중심부 상방까지 이동할 수 있고, 또한 당해 웨이퍼(W)의 표면 상을 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 제1 아암(141)은, 노즐 구동부(144)에 의해 승강 가능하여, 제1 노즐(143)의 높이를 조정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 상기 제1 아암(141)과 노즐 구동부(144)에 의해 「노즐 이동 기구」가 구성되어 있다.
제1 노즐(143)에는, 도 4에 도시하는 바와 같이 레지스트액 공급원(146)에 연통되는 공급관(147)이 접속되어 있다. 본 실시 형태에 있어서의 레지스트액 공급원(146)에는, 예를 들어 얇은 레지스트막 예를 들어 150㎚ 이하의 레지스트막을 형성하기 위한 저점도의 레지스트액이 저류되어 있다. 또한, 공급관(147)에는, 밸브(148)가 설치되어 있고, 이 밸브(148)의 개폐에 의해, 레지스트액의 토출을 ONㆍOFF할 수 있다.
제2 아암(142)에는, 레지스트액의 용제, 예를 들어 시너를 토출하는 제2 노즐(150)이 지지되어 있다. 제2 아암(142)은, 예를 들어 도 5에 도시하는 노즐 구동부(151)에 의해 레일(140) 상을 이동 가능하고, 제2 노즐(150)을, 컵(132)의 Y방향 부방향측의 외측에 설치된 대기부(152)로부터 컵(132) 내의 웨이퍼(W)의 중심부 상방까지 이동시킬 수 있다. 또한, 노즐 구동부(151)에 의해, 제2 아암(142)은 승강 가능하여, 제2 노즐(150)의 높이를 조절할 수 있다.
제2 노즐(150)에는, 도 4에 도시하는 바와 같이 용제 공급원(153)에 연통되는 공급관(154)이 접속되어 있다. 또한, 이상의 구성에서는, 레지스트액을 토출하는 제1 노즐(143)과 용제를 토출하는 제2 노즐(150)이 각각의 아암에 지지되어 있었지만, 동일한 아암에 지지되고, 그 아암의 이동의 제어에 의해, 제1 노즐(143)과 제2 노즐(150)의 이동과 토출 타이밍을 제어해도 된다.
상술한 스핀 척(130)의 회전 동작, 노즐 구동부(144)에 의한 제1 노즐(143)의 이동 동작, 밸브(148)에 의한 제1 노즐(143)의 레지스트액의 토출의 ONㆍOFF 동작, 노즐 구동부(151)에 의한 제2 노즐(150)의 이동 동작 등의 구동계의 동작은, 제어부(160)에 의해 제어되고 있다. 제어부(160)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터에 의해 구성되고, 예를 들어 메모리에 기억된 프로그램을 실행함으로써, 레지스트 도포 장치(30)에 있어서의 레지스트 도포 처리를 실현할 수 있다. 또한, 레지스트 도포 장치(30)에 있어서의 레지스트 도포 처리를 실현하기 위한 각종 프로그램은, 예를 들어 컴퓨터 판독 가능한 CD 등의 기억 매체(H)에 기억되어 있었던 것이며, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(160)에 인스톨된 것이 사용되고 있다.
또한, 레지스트 도포 장치(31, 32)의 구성은, 상술한 레지스트 도포 장치(30)와 동일하므로, 설명을 생략한다.
다음에, 이상과 같이 구성된 레지스트 도포 장치(30)에서 행해지는 도포 처리 프로세스를, 도포 현상 처리 시스템(1) 전체에서 행해지는 웨이퍼 처리의 프로세스와 함께 설명한다.
우선 도 1에 도시하는 웨이퍼 반송 장치(12)에 의해, 카세트 적재대(10) 상의 카세트(C) 내로부터 미처리 웨이퍼(W)가 1매씩 취출되어, 처리 스테이션(3)에 순차 반송된다. 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 제3 처리 장치군(G3)에 속하는 온도 조절 장치(60)로 반송되어, 소정 온도로 온도 조절된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제1 반송 장치(20)에 의해 예를 들어 보텀 코팅 장치(34)로 반송되어, 반사 방지막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제1 반송 장치(20)에 의해 예를 들어 가열 처리 장치(65), 온도 조절 장치(70)로 순차 반송되어, 각 처리 장치에 있어서 소정의 처리가 실시된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제1 반송 장치(20)에 의해 예를 들어 레지스트 도포 장치(30)로 반송된다.
도 6은 레지스트 도포 장치(30)에 있어서의 도포 처리 프로세스의 주된 공정을 나타내는 흐름도이다. 도 7은 이 도포 처리 프로세스의 각 공정에 있어서의 웨이퍼(W)의 회전 속도와, 레지스트액의 토출 타이밍을 나타내는 그래프이다. 또한, 도 7에 있어서의 프로세스의 시간의 길이는, 기술의 이해의 용이성을 우선시키기 위해, 반드시 실제 시간의 길이에 대응하고 있는 것은 아니다.
우선, 레지스트 도포 장치(30)에 반입 후, 웨이퍼(W)는 도 4에 도시하는 바와 같이 스핀 척(130)에 흡착 유지된다. 계속해서 제2 아암(142)에 의해 대기부(152)의 제2 노즐(150)이 웨이퍼(W)의 중심부의 상방까지 이동한다. 다음에, 예를 들어 웨이퍼(W)가 정지하고 있는 상태에서, 제2 노즐(150)로부터 소정량의 용제가 토출되어, 웨이퍼(W)의 중심부에 용제가 공급된다(도 6 및 도 7의 용제 토출 공정 S1). 그 후, 도 7에 도시하는 바와 같이 스핀 척(130)에 의해 웨이퍼(W)가 예를 들어 2000rpm 정도의 제1 속도(V1)로 회전되고, 웨이퍼(W) 상의 용제가 웨이퍼(W)의 표면의 전체면에 확산되어, 웨이퍼(W)의 표면에 용제가 도포된다(도 6 및 도 7의 용제 확산 공정 S2). 예를 들어, 이때 제1 아암(141)에 의해 대기부(145)의 제1 노즐(143)이 웨이퍼(W)의 중심부의 상방까지 이동한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 용제 토출 공정 S1과 용제 확산 공정 S2에 의해, 본 발명에 있어서의 제4 공정이 구성되어 있다.
웨이퍼(W)의 표면에 용제가 도포되면, 웨이퍼(W)의 회전이 제1 속도(V1)보다 저속인 예를 들어 300rpm 정도의 제2 속도(V2)로 감속된다.
그 후, 밸브(148)가 개방되어, 도 7에 도시하는 바와 같이 제1 노즐(143)로부터 레지스트액의 토출이 개시되어, 웨이퍼(W)의 중심부에 레지스트액이 공급되기 시작한다. 이와 같이 하여, 레지스트액의 도포 공정 S3(본 발명에 있어서의 제1 공정)이 개시된다.
도포 공정 S3에서는, 우선 웨이퍼(W)의 회전이 제2 속도(V2)로부터 예를 들어 500rpm 정도의 제3 속도(V3)로 가속된다(도 7의 공정 S3-1). 이 공정 S3-1에서는, 웨이퍼의 회전의 가속도는, 예를 들어 500rpm/s 이하, 보다 바람직하게는 100rpm/s의 제1 가속도이다. 이와 같이 레지스트액이 웨이퍼(W)의 중심부에 토출된 직후에는, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 저속이므로, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액에 강한 원심력이 가해지지 않는다. 또한, 이때의 웨이퍼(W)의 회전의 제1 가속도도 작으므로, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액에 가해지는 원심력을 억제할 수 있다. 이로 인해, 레지스트액이 외측 방향으로 균등하게 확산된다.
계속해서, 웨이퍼(W)의 회전이 제3 속도(V3)로부터 예를 들어 3800rpm 정도의 제4 속도(V4)로 가속된다(도 7의 공정 S3-2). 이 공정 S3-2에서는, 웨이퍼의 회전의 가속도는, 제1 가속도보다도 큰 예를 들어 5000rpm/s 내지 30000rpm/s, 보다 바람직하게는 10000rpm/s의 제2 가속도이다. 이와 같이 제1 가속도보다도 큰 제2 가속도로 웨이퍼(W)를 가속 회전시키고 있으므로, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액이 원활하고 또한 신속하게 확산된다.
계속해서, 웨이퍼(W)의 회전이 제4 속도(V4)로부터 예를 들어 4000rpm 정도의 제5 속도(V5)로 가속된다(도 7의 공정 S3-3). 이 공정 S3-3에서는, 웨이퍼의 회전의 가속도는, 제2 가속도보다도 작은, 예를 들어 500rpm/s 이하, 보다 바람직하게는 100rpm/s의 제3 가속도이다. 이와 같이 제2 가속도보다도 작은 제3 가속도로 기판을 가속 회전시키고 있으므로, 기판의 외주부에 도달한 도포액을 원활하게 확산시키면서, 도포액이 기판의 외부로 비산하는 양을 극히 소량으로 억제할 수 있다.
이상과 같이 도포 공정 S3에서는, 웨이퍼(W)의 회전의 가속도가 제1 가속도, 제2 가속도, 제3 가속도의 순으로 변화되고, 웨이퍼(W)는 항상 가속 회전한다. 그리고 도포 공정 S3에서는, 웨이퍼(W)의 중심부에 레지스트액이 계속해서 공급된다. 그렇게 하면, 공급된 레지스트액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면의 전체면으로 확산되어, 웨이퍼(W)의 표면에 레지스트액이 도포된다.
레지스트액의 도포 공정 S3이 종료되면, 도 7에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 회전이 예를 들어 200rpm 정도의 제6 속도(V6)로 감속되어, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액이 고르게 되어 평탄화된다[도 6 및 도 7의 평탄화 공정 S4(본 발명에 있어서의 제2 공정)].
평탄화 공정 S4가 종료되면, 도 7에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 회전이, 예를 들어 1500rpm 정도의 제7 속도(V7)로 가속되어, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액이 건조된다[도 6 및 도 7의 건조 공정 S5(본 발명에 있어서의 제3 공정)]. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W) 상에 얇은 레지스트막이 형성된다.
웨이퍼(W)의 건조 종료 후, 웨이퍼(W)의 회전이 정지되어, 스핀 척(130) 상으로부터 웨이퍼(W)가 반출되어, 일련의 레지스트 도포 처리가 종료된다.
레지스트 도포 처리 후, 웨이퍼(W)는, 제1 반송 장치(20)에 의해 예를 들어 프리 베이크 장치(71)로 반송되어, 프리 베이크된다. 계속해서 웨이퍼(W)는, 제2 반송 장치(21)에 의해 주변 노광 장치(92), 온도 조절 장치(83)로 순차 반송되어, 각 장치에 있어서 소정의 처리가 실시된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 인터페이스 스테이션(5)의 웨이퍼 반송 장치(101)에 의해 노광 장치(4)로 반송되어, 액침 노광된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(101)에 의해 예를 들어 노광 후 베이크 장치(84)로 반송되어, 노광 후 베이크되고, 그 후 제2 반송 장치(21)에 의해 온도 조절 장치(81)로 반송되어 온도 조절된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 현상 처리 장치(40)로 반송되어, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막이 현상된다. 현상 후, 웨이퍼(W)는, 제2 반송 장치(21)에 의해 포스트 베이킹 장치(75)로 반송되어 포스트 베이크된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 온도 조절 장치(63)로 반송되어 온도 조절된다. 그리고 웨이퍼(W)는, 제1 반송 장치(20)에 의해 트랜지션 장치(61)로 반송되고, 웨이퍼 반송 장치(12)에 의해 카세트(C)로 복귀되어, 일련의 웨이퍼 처리가 종료된다.
이상의 실시 형태에 따르면, 도포 공정 S3에 있어서, 웨이퍼(W)를 항상 가속 회전시키고 있으므로, 레지스트액을 신속히 확산시킬 수 있어, 레지스트액을 웨이퍼(W)의 표면 전체면에 확산시키기 위한 도포량을 소량으로 억제할 수 있다. 또한, 공정 S3-1에 있어서, 레지스트액이 웨이퍼(W)의 중심부에 토출된 직후에는, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 저속이므로, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액에 강한 원심력이 가해지지 않는다. 또한, 이때의 웨이퍼(W)의 회전의 가속도가 제2 가속도보다 작은 제1 가속도이므로, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액에 가해지는 원심력을 억제할 수 있다. 이로 인해, 종래와 같이 웨이퍼 상에 도포 불균일이 출현하는 일 없이, 레지스트액이 외측 방향으로 균등하게 확산된다. 그 후 공정 S3-2에 있어서, 제1 가속도보다도 큰 제2 가속도로 웨이퍼(W)를 가속 회전시키고 있으므로, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액이 원활하고 또한 신속하게 확산된다. 그 후 공정 S3-3에 있어서, 제2 가속도보다도 작은 제3 가속도로 웨이퍼(W)를 가속 회전시키고 있으므로, 웨이퍼(W)의 외주부에 도달한 레지스트액을 원활하게 확산시키면서, 레지스트액이 웨이퍼(W)의 외부로 비산하는 양을 극히 소량으로 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 레지스트액의 도포량을 소량으로 한 경우라도, 레지스트액을 균일하게 도포할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 상에 종래보다도 더 얇은 도포막을 형성할 수 있다. 또한, 이 도포 처리에 필요로 하는 비용도 저렴화할 수 있다.
이상의 실시 형태에서는, 공정 S3-1에 있어서의 웨이퍼(W)의 회전의 제1 가속도와, 공정 S3-3에 있어서의 웨이퍼(W)의 회전의 제3 가속도는 동일하였지만, 제3 가속도는 제1 가속도보다도 커도 된다. 이러한 경우, 예를 들어 제1 가속도가 100rpm/s이며, 제3 가속도가 200rpm/s인 경우를 예시할 수 있다. 이와 같이 제1 가속도가 작으므로, 공정 S3-1에 있어서 웨이퍼(W) 상의 레지스트액에 가해지는 원심력을 보다 작게 할 수 있어, 레지스트액을 외측 방향으로 보다 확실하고 균등하게 확산시킬 수 있다. 또한, 제3 가속도가 제1 가속도보다도 크기 때문에, 공정 S3-3에 있어서 웨이퍼(W)의 외주부에 도달한 레지스트액을 원활하고 또한 신속하게 확산시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 종래의 웨이퍼 상의 도포 불균일을 확실하게 없애고, 웨이퍼(W) 상에 레지스트액을 균일하게 도포할 수 있다.
이상의 실시 형태에서는, 용제 확산 공정 S2에 있어서, 웨이퍼(W)를 제1 속도(V1)로 회전시켜 웨이퍼(W)의 표면에 용제를 도포한 후, 웨이퍼(W)의 회전을 제2 속도(V2)로 감속하고 있었지만, 도 8에 나타내는 바와 같이 웨이퍼(W)의 회전을 감속하지 않고 도포 공정 S3을 개시해도 된다. 이러한 경우, 웨이퍼(W)의 회전을 예를 들어 2000rpm 정도의 제1 속도(V1)로 유지한 상태에서, 도포 공정 S3이 개시된다.
도포 공정 S3에서는, 우선 웨이퍼(W)의 회전이 제1 속도(V1)로부터 예를 들어 2200rpm 정도인 제8 속도(V8)로 가속된다(도 8의 공정 S3-1). 이 공정 S3-1에서는, 웨이퍼의 회전의 가속도는, 상기 실시 형태와 마찬가지로 예를 들어 500rpm/s 이하, 보다 바람직하게는 100rpm/s의 제1 가속도이다. 계속해서, 웨이퍼(W)의 회전이 제8 속도(V8)로부터 예를 들어 3800rpm 정도의 제4 속도(V4)로 가속된다(도 8의 공정 S3-2). 이 공정 S3-2에서는, 웨이퍼의 회전의 가속도는, 제1 가속도보다도 큰, 예를 들어 5000rpm/s 내지 30000rpm/s, 보다 바람직하게는 10000rpm/s의 제2 가속도이다. 계속해서, 웨이퍼(W)의 회전이 제4 속도(V4)로부터 예를 들어 4000rpm 정도의 제5 속도(V5)로 가속된다(도 8의 공정 S3-3). 이 공정 S3-3에서는, 웨이퍼의 회전의 가속도는, 제2 가속도보다도 작은 예를 들어 500rpm/s 이하, 보다 바람직하게는 200rpm/s의 제3 가속도이다.
이상과 같이 도포 공정 S3에서는, 웨이퍼(W)의 회전의 가속도가 제1 가속도, 제2 가속도, 제3 가속도의 순으로 변화되고, 웨이퍼(W)는 항상 가속 회전한다. 그리고 도포 공정 S3에서는, 웨이퍼(W)의 중심부에 레지스트액이 계속해서 공급된다. 그렇게 하면, 공급된 레지스트액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면의 전체면으로 확산되어, 웨이퍼(W)의 표면에 레지스트액이 도포된다.
그 후, 웨이퍼(W)에 레지스트액의 평탄화 공정 S4 및 레지스트액의 건조 공정 S5가 행해진다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 평탄화 공정 S4 및 건조 공정 S5는, 예를 들어 상기 실시 형태의 평탄화 공정 S4 및 건조 공정 S5와 동일한 레시피로 각각 행해지므로 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 따르면, 용제 확산 공정 S2에서 웨이퍼(W)의 표면에 용제를 도포한 후, 웨이퍼(W)의 회전을 감속하지 않고 도포 공정 S3을 개시하고 있으므로, 도포 공정 S3에 있어서의 웨이퍼(W)의 회전이, 상기 실시 형태에 비해 비교적 고속으로 유지된다. 이로 인해, 웨이퍼 상의 도포액에 비교적 강한 원심력이 작용하여, 웨이퍼면 내에 있어서의 레지스트액의 막 두께 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
여기서, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액의 도포 불균일을 없애는 것, 즉 레지스트액의 피복성과, 웨이퍼면 내에 있어서의 레지스트액의 막 두께 균일성은, 트레이드 오프의 관계에 있다. 따라서, 레지스트액의 피복성을 중시하는 경우에는, 도 7에 나타낸 상기 실시 형태의 방법으로 레지스트액을 도포하는 것이 바람직하다. 한편, 레지스트액의 피복성이 충분히 확보되어 있지만, 웨이퍼면 내에 있어서의 레지스트액의 막 두께 균일성을 확보하고자 하는 경우에는, 도 8에 나타낸 본 실시 형태에서 레지스트액을 도포하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 도포 공정 S3에 있어서 웨이퍼(W)의 회전의 가속도를 제1 가속도, 제2 가속도, 제3 가속도의 순으로 변화시켜, 웨이퍼(W)를 항상 가속 회전시키고 있으므로, 레지스트액은 원활하고 또한 신속하게 웨이퍼(W)의 표면에 확산되어 도포된다.
이상의 실시 형태에 있어서, 도포 공정 S3에 있어서의 제1 노즐(143)에 의한 레지스트액의 토출은, 도 9에 나타내는 바와 같이 평탄화 공정 S4의 도중까지 계속해서 행해지도록 해도 된다. 이러한 경우, 평탄화 공정 S4에 있어서, 웨이퍼(W)의 회전이 저속이므로, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액의 건조를 억제하면서, 평탄화 공정 S4에서 토출된 레지스트액에 의해, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액의 유동성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액의 막 두께를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 이 경우, 도포 공정 S3에 있어서의 제1 노즐(143)에 의한 레지스트액의 토출을 종료시킬 때에, 제1 노즐(143)을 이동시켜 레지스트액의 토출 위치를 웨이퍼(W)의 중심부로부터 벗어나도록 해도 된다.
예를 들어, 도포 공정 S3의 종료와 동시에, 제1 노즐(143)이, 도 10에 도시하는 바와 같이 레지스트액(R)을 계속해서 토출시킨 상태에서, 웨이퍼(W)의 중심부(A)의 상방으로부터 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 소정 거리, 예를 들어 3㎜ 이상, 보다 바람직하게는 5 내지 30㎜ 정도 이동한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 있어서의 레지스트액의 토출 위치(P)가 웨이퍼(W)의 중심부(A)로부터 벗어나게 된다. 또한, 이때의 웨이퍼(W)의 회전 속도는, 저속인 200rpm 정도의 제6 속도(V6)로 변경되어 있다. 제1 노즐(143)은, 웨이퍼(W)의 중심부(A) 상방으로부터 소정 거리 벗어난 부분에서 정지하고, 이때 밸브(148)가 폐쇄되어 레지스트액의 토출이 정지된다. 그 후, 계속해서 웨이퍼(W)가 제6 속도(V6)로 회전되어, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액이 고르게 되어 평탄화된다. 즉, 레지스트액의 토출은, 레지스트액의 도포 공정 S3으로부터 레지스트액의 평탄화 공정 S4의 도중까지 행해지고, 그 평탄화 공정 S4에 있어서 레지스트액의 토출이 종료될 때에, 제1 노즐(143)이 이동하여 레지스트액의 토출 위치(P)가 웨이퍼(W)의 중심부(A)로부터 벗어나게 된다.
본 실시 형태에 따르면, 예를 들어 제1 노즐(143)의 액 끊김시의 레지스트액이 평탄화 공정 S4의 저속도로 회전하고 있는 웨이퍼(W)에 낙하하므로, 그 레지스트액의 급격한 건조가 방지된다. 덧붙여, 그 레지스트액이 웨이퍼(W)의 중심부(A)로부터 벗어난 위치(P)에 낙하하므로, 웨이퍼(W)의 중심부보다도 강한 원심력에 의해 웨이퍼면 내에 적정하게 확산된다. 이 결과, 제1 노즐(143)의 토출 종료시의 불안정한 양이나 형태의 레지스트액이 토출된 경우라도, 웨이퍼(W)의 중심부(A) 부근에 도포 불균일이 생기는 일 없이, 소량의 레지스트액을 사용한 경우라도, 최종적으로 웨이퍼(W)의 표면의 전체면에 있어서 균일한 레지스트막을 형성할 수 있다.
이상의 실시 형태에서는, 제1 노즐(143)의 이동 개시시가 도포 공정 S3의 종료와 동시였지만, 그 이동 개시 타이밍은, 도포 공정 S3의 종료 전이라도 좋다. 이와 같이 함으로써, 보다 빠른 단계에서 제1 노즐(143)의 이동을 종료시킬 수 있어, 그만큼 평탄화 공정 S4시의 보다 빠른 단계에서 레지스트액의 토출을 종료시킬 수 있다. 이 결과, 프로세스 전체의 레지스트액의 사용량을 줄일 수 있으므로, 비용을 저감할 수 있다. 또한, 제1 노즐(143)의 이동은, 웨이퍼 전체면에의 레지스트액의 확산을 고려하면, 도포 공정 S3의 50％ 이상이 종료된 후에 개시하면 더 좋다.
이상의 실시 형태의 평탄화 공정 S4에 있어서, 도 11에 나타내는 바와 같이 당해 평탄화 공정 S4의 도중까지 제1 노즐(143)에 의한 레지스트액의 토출을 행하여 당해 레지스트액의 토출을 정지시킨 후, 웨이퍼(W)의 회전을 감속하고, 계속해서 웨이퍼(W)를 회전시켜도 된다. 이러한 경우, 평탄화 공정 S4에 있어서, 제6 속도(V6)로 웨이퍼(W)를 회전시키면서 레지스트액을 토출한다(도 11의 공정 S4-1). 계속해서, 레지스트액의 토출을 정지시킨 직후에, 웨이퍼(W)의 회전이 예를 들어 10rpm 내지 50rpm, 보다 바람직하게는 10rpm의 제9 속도(V9)로 감속되고, 계속해서 웨이퍼(W)가 제9 속도로 회전된다(도 11 공정 S4-2). 또한, 그 밖의 용제 토출 공정 S1, 용제 확산 공정 S2, 도포 공정 S3, 건조 공정 S5는, 상기 실시의 액체 공정 S1, S2, S3, S5와 동일한 레시피로 각각 행해지므로 설명을 생략한다.
여기서, 예를 들어 레지스트액으로서 표면 장력이 높은 레지스트액, 예를 들어 시클로헥사논 등의 용매를 포함하는 레지스트액을 사용한 경우, 레지스트액의 토출 종료시에, 제1 노즐(143)로부터 구 형상의 레지스트액의 액적이 낙하하는, 이른바 액 끊김의 문제가 발생한다. 이러한 경우, 상기 레지스트액의 액적에 의해, 웨이퍼(W) 상에 도포된 레지스트액이 굴곡되어, 당해 레지스트액의 표면이 흐트러진다. 그렇게 되면, 웨이퍼(W) 상에 도포 불균일이 발생하여, 웨이퍼면 내에서 레지스트액을 균일하게 도포할 수 없다.
이 점, 본 실시 형태에 따르면, 공정 S4-1에 있어서 레지스트액의 토출을 정지시킨 직후에, 공정 S4-2에 있어서 웨이퍼(W)의 회전을 제9 속도(V9)까지 감속시키고 있으므로, 당해 공정 S4-2에 있어서 웨이퍼(W) 상의 레지스트액의 확산을 억제할 수 있다. 그렇게 하면, 상술한 바와 같이 레지스트액의 토출 종료시에 제1 노즐(143)로부터 레지스트액의 액적이 낙하한 경우라도, 웨이퍼(W) 상의 레지스트액의 표면의 흐트러짐을 경감하여, 웨이퍼(W) 상의 도포 불균일을 억제할 수 있다. 따라서, 웨이퍼면 내에 있어서의 레지스트액의 막 두께 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
이상의 실시 형태에서는, 건조 공정 S5가 미리 설정된 일정 시간 행해지고 있었지만, 적어도 건조 공정 S5시에, 센서에 의해 웨이퍼(W) 상의 레지스트액의 막 두께를 계속적으로 검출하여, 막 두께의 변동이 없어진 시점에서 건조를 종료하도록 해도 된다. 레지스트액이 건조되면, 막 두께 변동이 수렴되어 일정해지는 것이 확인되어 있으므로, 이 방법에 따르면, 건조의 종점을 정확하게 파악할 수 있다. 또한, 이러한 경우, 예를 들어 레지스트액의 종류나 웨이퍼(W)의 건조시의 회전 속도에 따라서, 개별적으로 건조 시간을 관리할 수 있으므로, 종전과 같이 건조 시간을 길게 설정할 필요가 없어, 보다 빠르게 웨이퍼 처리를 다음 공정으로 이행할 수 있다. 이 결과, 웨이퍼 처리의 처리량을 향상시킬 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허청구범위에 기재된 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 양해된다.
예를 들어, 이상의 실시 형태에서는, 레지스트액의 도포 처리를 예로 채용하여 설명하였지만, 본 발명은 레지스트액 이외의 다른 도포액, 예를 들어 반사 방지막, SOG(Spin On Glass)막, SOD(Spin On Dielectric)막 등을 형성하는 도포액의 도포 처리에도 적용할 수 있다. 또한, 이상의 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)에 도포 처리를 행하는 예였지만, 본 발명은 웨이퍼 이외의 예를 들어 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용 마스크 레티클 등의 다른 기판의 도포 처리에도 적용할 수 있다.
1 : 도포 현상 처리 시스템
30 내지 32 : 레지스트 도포 장치
130 : 스핀 척
141 : 제1 아암
143 : 제1 노즐
144 : 노즐 구동부
150 : 제2 노즐
160 : 제어부
W : 웨이퍼

Claims (17)

  1. 기판의 도포 처리 방법이며,
    기판을 가속 회전시킨 상태에서, 그 기판의 중심부에 노즐로부터 도포액을 토출하여, 기판 상에 도포액을 도포하는 제1 공정과,
    그 후, 기판의 회전을 감속하여, 계속해서 기판을 회전시키는 제2 공정과,
    그 후, 기판의 회전을 가속하여, 기판 상의 도포액을 건조시키는 제3 공정을 갖고,
    상기 제1 공정에 있어서의 노즐에 의한 도포액의 토출은, 상기 제2 공정의 도중까지 계속해서 행하고, 당해 도포액의 토출을 정지한 후, 기판의 회전을 감속하고, 계속해서 기판을 회전시키고,
    상기 제1 공정에서는, 기판의 회전의 가속도를 제1 가속도, 상기 제1 가속도보다도 큰 제2 가속도, 상기 제1 가속도보다도 크고 또한 상기 제2 가속도보다도 작은 제3 가속도의 순으로 상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도 및 상기 제3 가속도를 각각 일정한 가속도로 변화시켜, 당해 기판을 항상 가속 회전시키는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 공정 전에, 기판에 도포액의 용제를 토출하여, 기판을 회전시키면서 기판 상에 용제를 도포하는 제4 공정을 갖고,
    상기 제4 공정 후이며 상기 제1 공정 전에 기판의 회전을 감속시키고,
    상기 제4 공정에 있어서의 기판의 회전 속도보다 저속의 회전 속도로, 상기 제1 공정을 개시하는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 공정 전에, 기판에 도포액의 용제를 공급하여, 기판을 회전시키면서 기판 상에 용제를 도포하는 제4 공정을 갖고,
    상기 제4 공정에 있어서의 기판의 회전 속도를 유지한 상태에서, 상기 제1 공정을 개시하는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 공정에 있어서의 노즐에 의한 도포액의 토출을 종료시킬 때에는, 노즐의 이동에 의해 도포액의 토출 위치가 기판의 중심부로부터 벗어나는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 노즐의 이동은, 상기 제1 공정의 종료와 동시에 개시하는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 방법.
  9. 도포 처리 방법을 도포 처리 장치에 의해 실행시키기 위해, 당해 도포 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체이며,
    상기 도포 처리 방법은,
    기판을 가속 회전시킨 상태에서, 그 기판의 중심부에 노즐로부터 도포액을 토출하여, 기판 상에 도포액을 도포하는 제1 공정과,
    그 후, 기판의 회전을 감속하여, 계속해서 기판을 회전시키는 제2 공정과,
    그 후, 기판의 회전을 가속하여, 기판 상의 도포액을 건조시키는 제3 공정을 갖고,
    상기 제1 공정에 있어서의 노즐에 의한 도포액의 토출은, 상기 제2 공정의 도중까지 계속해서 행하고, 당해 도포액의 토출을 정지한 후, 기판의 회전을 감속하고, 계속해서 기판을 회전시키고,
    상기 제1 공정에서는, 기판의 회전의 가속도를 제1 가속도, 상기 제1 가속도보다도 큰 제2 가속도, 상기 제1 가속도보다도 크고 또한 상기 제2 가속도보다도 작은 제3 가속도의 순으로 상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도 및 상기 제3 가속도를 각각 일정한 가속도로 변화시켜, 당해 기판을 항상 가속 회전시키는, 컴퓨터 기억 매체.
  10. 기판의 도포 처리 장치이며,
    기판을 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지부와,
    기판에 도포액을 토출하는 노즐과,
    상기 회전 보유 지지부에 의해 기판을 가속 회전시킨 상태에서, 그 기판의 중심부에 상기 노즐로부터 도포액을 토출하여, 기판 상에 도포액을 도포하는 제1 공정과, 그 후, 기판의 회전을 감속하여, 계속해서 기판을 회전시키는 제2 공정과, 그 후, 기판의 회전을 가속하여, 기판 상의 도포액을 건조시키는 제3 공정을 실행하고, 상기 제1 공정에 있어서의 상기 노즐에 의한 도포액의 토출은, 상기 제2 공정의 도중까지 계속해서 행하고, 상기 제1 공정에서는, 기판의 회전의 가속도를 제1 가속도, 상기 제1 가속도보다도 큰 제2 가속도, 상기 제1 가속도보다도 크고 또한 상기 제2 가속도보다도 작은 제3 가속도의 순으로 상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도 및 상기 제3 가속도를 각각 일정한 가속도로 변화시켜, 당해 기판을 항상 가속 회전시키도록, 상기 회전 보유 지지부와 상기 노즐의 동작을 제어하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서, 기판에 도포액의 용제를 토출하는 다른 노즐을 더 갖고,
    상기 제어부는, 상기 제1 공정 전에, 기판에 도포액의 용제를 토출하여, 기판을 회전시키면서 기판 상에 용제를 도포하는 제4 공정을 실행하고, 상기 제4 공정 후이며 상기 제1 공정 전에 기판의 회전을 감속시켜, 상기 제4 공정에 있어서의 기판의 회전 속도보다 저속의 회전 속도로, 상기 제1 공정을 개시하도록, 상기 회전 보유 지지부, 상기 노즐 및 상기 다른 노즐의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 장치.
  13. 제10항에 있어서, 기판에 도포액의 용제를 토출하는 다른 노즐을 더 갖고,
    상기 제어부는, 상기 제1 공정 전에, 기판에 도포액의 용제를 공급하여, 기판을 회전시키면서 기판 상에 용제를 도포하는 제4 공정을 실행하고, 상기 제4 공정에 있어서의 기판의 회전 속도를 유지한 상태에서, 상기 제1 공정을 개시하도록 상기 회전 보유 지지부, 상기 노즐 및 상기 다른 노즐의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 장치.
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서, 상기 제2 공정에 있어서, 당해 제2 공정의 도중까지 상기 도포액의 토출을 행하고 당해 도포액의 토출을 정지한 후, 기판의 회전을 감속하여, 계속해서 기판을 회전시키는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 노즐을, 기판의 중심부의 상방으로부터 기판의 직경 방향으로 이동시키는 노즐 이동 기구를 더 갖고,
    상기 제어부는, 상기 제2 공정에 있어서의 상기 노즐에 의한 도포액의 토출을 종료시킬 때에는, 상기 노즐을 이동시켜 도포액의 토출 위치를 기판의 중심부로부터 벗어나도록, 상기 회전 보유 지지부, 상기 노즐 및 상기 노즐 이동 기구의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 노즐의 이동은, 상기 제1 공정의 종료와 동시에 개시하는 것을 특징으로 하는, 도포 처리 장치.

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