JP4884991B2

JP4884991B2 - 塗布処理装置

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Publication number: JP4884991B2
Application number: JP2007010179A
Authority: JP
Inventors: 誠村松
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2027-01-19
Also published as: JP2008177403A

Description

本発明は、基板に形成されたパターン上に塗布膜を形成する塗布処理装置に関する。

例えば多層配線構造の半導体デバイスの製造工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。このレジストパターンをマスクとして、ウェハのエッチング処理が行われ、その後レジスト膜の除去処理などが行われて、ウェハ上に所定のパターンが形成される。このように所定の層に所定のパターンが形成される工程が通常２０〜３０回程度繰り返し行われ、多層配線構造の半導体デバイスが製造される。

ところで、このようにウェハ上に所定のパターンが繰り返し形成される場合、ｎ層目に所定のパターンが形成された後に、（ｎ＋１）層目のレジスト膜が適切な高さに形成されるためには、レジスト液が塗布される面が平坦であることが必要になる。

そこで従来より、ウェハの所定のパターン上に塗布膜を形成し、その表面を平坦化することが行われている。このような塗布膜の形成は、ウェハの所定のパターン上に例えば固体状の塗布膜形成成分と溶剤を有する塗布液を塗布し、当該塗布された塗布液を加熱して硬化させることにより行われる。この塗布液としては、例えばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ
ＯｎＧｌａｓｓ）材料が用いられている。（非特許文献１）

大橋直史ら著「多層配線構造に対するＳＯＧプロセスの改良」電気情報通信学会論文誌Ｃ−ＩＩＶｏｌ．Ｊ７８−Ｃ−ＩＩＮｏ．５１９９５年

しかしながら、図１９に示したように、このような従来の塗布液がウェハＷの所定のパターンＰ上に塗布された場合、塗布液中の固体状の塗布膜形成成分の流動性が悪いため、塗布液はウェハＷの所定のパターンＰの凹凸上を円滑に拡散しなかった。その結果、パターンＰの穴Ｈが形成されている領域Ｓでは、パターンＰの穴Ｈが形成されていない領域Ｔに比べて塗布膜Ｒが凹み、塗布膜Ｒの高さが異なる、いわゆる段差Ｂが生じていた。したがって、従来の塗布膜Ｒの表面は平坦化されず、この塗布膜Ｒ上に形成されるレジスト膜にも段差が生じるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板に形成された所定のパターン上に塗布膜を形成するにあたって、当該塗布膜の表面を平坦化することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板に形成されたパターン上に塗布膜を形成する塗布処理装置であって、基板を搬入出するための搬入出口を備えて、基板を収容する処理容器と、基板にレジスト膜を形成する前に前記処理容器内に基板を収容し、当該基板のパターン上に、光重合開始剤を有する液体状の塗布膜形成成分を含む塗布液を塗布する塗布ノズルと、前記処理容器内に設けられ、前記基板のパターン上に塗布された前記塗布液に、当該塗布液を硬化させる波長の紫外線を照射する照射部と、を有することを特徴としている。

本発明の塗布処理装置によれば、基板が処理容器内に搬送された後、塗布ノズルによって、基板のパターン上に液体状の塗布膜形成成分を含む塗布液が塗布されると、当該塗布液に含まれる液体状の塗布膜形成成分の流動性が良いために、塗布液は基板のパターンの凹凸上を円滑に拡散することができる。したがって、基板のパターン上に形成される塗布膜に段差が生じず、塗布膜の表面を平坦化することができる。
またここで、この基板のパターン上に塗布された塗布液に含まれる液体状の塗布膜形成成分は低分子であり、それぞれの分子が結合していないため、昇華しやすい性質を有している。この塗布膜形成成分を加熱すると、塗布液はさらに昇華しやすくなる。従来の塗布膜は塗布液を加熱することにより塗布液を硬化させて形成されるので、液体状の塗布形成成分を有する塗布液を用いる場合、塗布液を硬化させる際に塗布液が昇華してしまう。しかしながら本発明の照射部によれば、基板のパターン上に塗布された塗布液に紫外線を照射し、塗布液を硬化させて基板のパターン上に塗布膜を形成するので、塗布液を加熱する必要がなく、塗布液の昇華を従来より抑えることができる。したがって、形成される塗布膜の膜厚の減少を抑えることができる。

前記照射部は、前記処理容器の上部に設けられていてもよい。この照射部によって、処理容器内に収容された基板に対して、紫外線を照射することができるので、基板が処理容器内に収容された状態で、当該基板に対して塗布液の塗布と紫外線の照射を行うことができる。したがって、塗布液の塗布から紫外線の照射までの処理を連続して行うことができ、その分処理時間を短縮することができる。

前記照射部は、前記搬入出口の上部に設けられていてもよい。この照射部によって、基板のパターン上に塗布液が塗布された後、基板を処理容器の搬入出口から外部に搬送する際に、基板のパターン上の塗布液に紫外線を照射することができる。

基板を保持する回転自在なスピンチャックを前記処理容器内に有し、前記照射部によって基板のパターン上の塗布液に紫外線が照射される範囲は、少なくとも基板の中心から基板の端部までであってもよい。このようにスピンチャックによって回転している基板に対して紫外線を照射するので、少なくとも基板の中心から基板の端部までの範囲に紫外線を照射するだけで、基板全面に塗布膜を形成することができる。なおこの場合、前記照射部は、前記塗布ノズルに併設されていてもよい。

前記塗布ノズルは、基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有するノズルであり、前記照射部は、前記塗布ノズルと平行に基板の幅方向に延びる形態を有し、前記塗布ノズルに同期して移動してもよい。このように塗布ノズルと照射部が同期して移動することにより、基板の面方向の全位置において、塗布液が塗布されてから紫外線が照射されるまでの時間を一定となるように制御することができる。なおこの場合、前記照射部は、前記塗布ノズルに併設されていてもよい。また、前記塗布ノズルと前記照射部とは、独立した移動機構を有していてもよく、前記照射部は、複数設けられていてもよい。

前記塗布処理装置は、前記塗布ノズルから基板の領域上に塗布液を塗布した直後の当該領域上の塗布液に対して、前記照射部から紫外線を照射するように制御する制御部を有していてもよい。この制御部によって、基板のパターン上に塗布された塗布液は基板に塗布された直後に紫外線が照射されて硬化するので、塗布液の昇華を抑えることができる。

別の観点による本発明によれば、少なくとも基板に形成されたパターン上に塗布液を塗布する塗布処理装置と、前記塗布処理装置に基板を搬入出する搬送装置と、を有する基板処理システムであって、前記搬送装置は、基板を支持して搬送する搬送アームと、前記搬送アームで支持されている基板に対して、当該基板のパターン上の塗布液に紫外線を照射する照射部と、を有することを特徴とする、基板処理システムが提供される。本発明においては、塗布処理装置で基板のパターン上に塗布液が塗布された後、当該基板は搬送アームによって搬送装置に搬送され、当該基板が搬送アームに支持された状態で、基板のパターン上の塗布液に対して搬送装置の照射部から紫外線が照射されるので、基板のパターン上に塗布膜をインラインで形成することができ、塗布膜の形成を円滑に行うことができる。

本発明によれば、基板に形成された所定のパターン上に塗布膜を形成するにあたって、塗布膜の表面を平坦化することができ、また塗布液の昇華を抑えて塗布膜の膜厚の減少を抑えることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる塗布処理装置を搭載した、基板処理システムとしての塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図であり、図２は、塗布現像処理システム１の正面図であり、図３は、塗布現像処理システム１の背面図である。

塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり、カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と、フォトリソグラフィー工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を多段に配置している処理ステーション３と、この処理ステーション３に隣接して設けられている露光装置（図示せず）との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２には、カセット載置台５が設けられ、当該カセット載置台５は、複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。カセットステーション２には、搬送路６上をＸ方向に向かって移動可能なウェハ搬送体７が設けられている。ウェハ搬送体７は、カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり、Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウェハＷに対して選択的にアクセスできる。

ウェハ搬送体７は、Ｚ軸周りのθ方向に回転可能であり、後述する処理ステーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属する温度調節装置６０やウェハＷの受け渡しを行うためのトランジション装置６１に対してもアクセスできる。

カセットステーション２に隣接する処理ステーション３は、複数の処理装置が多段に配置された、例えば５つの処理装置群Ｇ１〜Ｇ５を備えている。処理ステーション３のＸ方向負方向（図１中の下方向）側には、カセットステーション２側から第１の処理装置群Ｇ１、第２の処理装置群Ｇ２が順に配置されている。処理ステーション３のＸ方向正方向（図１中の上方向）側には、カセットステーション２側から第３の処理装置群Ｇ３、第４の処理装置群Ｇ４及び第５の処理装置群Ｇ５が順に配置されている。第３の処理装置群Ｇ３と第４の処理装置群Ｇ４の間には、第１の搬送装置Ａ１が設けられており、第１の搬送装置Ａ１の内部には、ウェハＷを支持して搬送する第１の搬送アーム１０が設けられている。第１の搬送アーム１０は、第１の処理装置群Ｇ１、第３の処理装置群Ｇ３及び第４の処理装置群Ｇ４内の各処理装置に選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。第４の処理装置群Ｇ４と第５の処理装置群Ｇ５の間には、第２の搬送装置Ａ２が設けられており、第２の搬送装置Ａ２の内部には、ウェハＷを支持して搬送する第２の搬送アーム１１が設けられている。第２の搬送アーム１１は、第２の処理装置群Ｇ２、第４の処理装置群Ｇ４及び第５の処理装置群Ｇ５内の各処理装置に選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。

図２に示すように第１の処理装置群Ｇ１には、ウェハＷに所定の液体を供給して処理を行う液処理装置、例えばウェハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布装置２０、２１、２２、露光処理時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティング装置２３、本発明にかかるウェハＷのパターンＰ上に塗布膜Ｒを形成する塗布処理装置２４が下から順に５段に重ねられている。第２の処理装置群Ｇ２には、液処理装置、例えばウェハＷに現像液を供給して現像処理する現像処理装置３０〜３４が下から順に５段に重ねられている。また、第１の処理装置群Ｇ１及び第２の処理装置群Ｇ２の最下段には、各処理装置群Ｇ１、Ｇ２内の液処理装置に各種処理液を供給するためのケミカル室４０、４１がそれぞれ設けられている。

例えば図３に示すように第３の処理装置群Ｇ３には、温度調節装置６０、トランジション装置６１、精度の高い温度管理下でウェハＷを温度調節する高精度温度調節装置６２〜６４及びウェハＷを高温で加熱処理する高温度熱処理装置６５〜６８が下から順に９段に重ねられている。

第４の処理装置群Ｇ４では、例えば高精度温度調節装置７０、レジスト塗布処理後のウェハＷを加熱処理するプリベーキング装置７１〜７４及び現像処理後のウェハＷを加熱処理するポストベーキング装置７５〜７９が下から順に１０段に重ねられている。

第５の処理装置群Ｇ５では、ウェハＷを熱処理する複数の熱処理装置、例えば高精度温度調節装置８０〜８３、ポストエクスポージャーベーキング装置８４〜８９が下から順に１０段に重ねられている。

図１に示すように第１の搬送装置Ａ１のＸ方向正方向側には、複数の処理装置が配置されており、例えば図３に示すようにウェハＷを疎水化処理するためのアドヒージョン装置９０、９１、ウェハＷを加熱する加熱装置９２、９３が下から順に４段に重ねられている。図１に示すように第２の搬送装置Ａ２のＸ方向正方向側には、例えばウェハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置９４が配置されている。

インターフェイス部４には、例えば図１に示すようにＸ方向に向けて延伸する搬送路１００上を移動するウェハ搬送体１０１と、バッファカセット１０２が設けられている。ウェハ搬送体１０１は、Ｚ方向に移動可能でかつθ方向にも回転可能であり、インターフェイス部４に隣接した露光装置（図示せず）と、バッファカセット１０２及び第５の処理装置群Ｇ５に対してアクセスしてウェハＷを搬送できる。

次に、上述の塗布処理装置２４の構成について、図４に基づいて説明する。塗布処理装置２４は、処理容器１５０を有している。処理容器１５０の一側面には、ウェハＷの搬送手段である第１の搬送アーム１０の搬入領域に臨む面にウェハＷの搬入出口１５１が形成され、搬入出口１５１には、開閉シャッタ１５２が設けられている。

処理容器１５０の内部には、基板保持機構としてその上面にウェハＷを水平に真空吸着保持するスピンチャック１２０が設けられている。このスピンチャック１２０はモータなどを含む回転駆動部１２１により鉛直周りに回転でき、かつ昇降できる。

スピンチャック１２０の周囲には、カップ体１２２が設けられている。カップ体１２２は、上面にスピンチャック１２０が昇降できるようにウェハＷよりも大きい開口部が形成されている。カップ体１２２底部には、ウェハＷ上から零れ落ちる塗布液を排出するための排液口１２３が形成されており、この排液口１２３には排液管１２４が接続されている。

スピンチャック１２０の上方には、ウェハＷ表面の中心部に塗布液を塗布するための塗布ノズル１３０が配置されている。塗布ノズル１３０は、塗布液供給管１３１を介して塗布液を供給する塗布液供給源１３２に接続されている。また塗布液供給管１３１にはバルブや流量調整部等を有する供給制御装置１３３が設けられている。塗布液供給源１３２から供給される塗布液には例えばＸＵＶ（日産化学工業株式会社製品）が用いられ、塗布液には液体状の塗布膜形成成分と溶剤が含まれている。塗布膜形成成分には、例えばインドニウム塩などの光重合開始剤、エポキシ樹脂、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルアセテートなどが含まれている。溶剤としては、例えばシンナーが用いられている。

処理容器１５０の上方には、スピンチャック１２０上のウェハＷに対して紫外線を照射する照射部１１０が設けられている。照射部１１０は、ウェハＷの全面に対して紫外線を照射することができる。

塗布ノズル１３０は、図５に示すようにアーム１３４を介して移動機構１３５に接続されている。アーム１３４は移動機構１３５により、処理容器１５０の長さ方向（Ｙ方向）に沿って設けられたガイドレール１３６に沿って、カップ体１２２の一端側（図５では左側）の外側に設けられた待機領域１３７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。待機領域１３７は、塗布ノズル１３０を収納できるように構成されていると共に、塗布ノズル１３０の先端部を洗浄できる洗浄部１３７ａを有している。

本実施の形態にかかる塗布処理装置２４を搭載した塗布現像処理システム１は以上のように構成されており、次にこの塗布現像処理システム１で行われるウェハ処理について説明する。

先ず、ウェハ搬送体７によって、カセット載置台５上のカセットＣから表面に所定のパターンが形成されたウェハＷが一枚取り出され、第３の処理装置群Ｇ３の温度調節装置６０に搬送される。温度調節装置６０に搬送されたウェハＷは、所定温度に温度調節され、その後本発明にかかる塗布処理装置２４に搬送される。

ウェハＷは、第１の搬送アーム１０によって搬入出口１５１から処理容器１５０内に搬送され、スピンチャック１２０の上方まで移動される。そこでスピンチャック１２０を上昇させて、第１の搬送アーム１０からスピンチャック１２０にウェハＷが受け渡される。そしてウェハＷをスピンチャック１２０に吸着して水平に保持して、ウェハＷを所定の位置まで下降させる。

次に回転駆動部１２１によってウェハＷを例えば回転数５００ｒｐｍで回転させると共に、塗布ノズル１３０をウェハＷの中心部上方に移動させる。そして、図６（ａ）に示すように塗布ノズル１３０からウェハＷの中心部に塗布液Ｑを例えば２秒間吐出し、ウェハＷを例えば回転数１５００ｒｐｍに加速して１５秒間回転させる。このウェハＷの回転により生じる遠心力によって、塗布液ＱをウェハＷのパターンＰ上に拡散させる。その後、塗布ノズル１３０をウェハＷの中心部上方から待機領域１３７に移動させる。

塗布液ＱがウェハＷのパターンＰ上の全面に拡散されると、スピンチャック１２０によってウェハＷを所定の位置まで上昇させる。そして照射部１１０からウェハＷのパターンＰ上に塗布された塗布液Ｑに、例えば波長２２２ｎｍ、エネルギー７ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線が例えば２秒間／ｃｍ^２照射される。この照射された紫外線によって、塗布液Ｑ内に含まれる光重合開始剤が活性化して塗布液Ｑが硬化する。そして、図６（ｂ）に示すようにウェハＷのパターンＰ上に塗布液Ｑが硬化してできた塗布膜Ｒが形成される。塗布膜Ｒは、例えば例えば１００ｎｍ〜３００ｎｍの膜厚で形成される。

ウェハＷのパターンＰ上に塗布膜Ｒが形成されると、ウェハＷは第１の搬送アーム１０によってボトムコーティング装置２３に搬送され、反射防止膜が形成される。反射防止膜が形成されたウェハＷは、第１の搬送アーム１０によって加熱装置９２、高温度熱処理装置６５、高精度温度調節装置７０に順次搬送され、各装置で所定の処理が施される。その後ウェハＷは、レジスト塗布装置２０に搬送される。

レジスト塗布装置２０においてウェハＷ上にレジスト膜が形成されると、ウェハＷは第１の搬送アーム１０によってプリベーキング装置７１に搬送され、加熱処理が施された後、続いて第２の搬送アーム１１によって周辺露光装置９４、高精度温度調節装置８３に順次搬送されて、各装置において所定の処理が施される。その後、インターフェイス部４のウェハ搬送体１０１によって露光装置（図示せず）に搬送され、ウェハＷ上のレジスト膜に所定のパターンが露光される。露光処理の終了したウェハＷは、ウェハ搬送体１０１によってポストエクスポージャーベーキング装置８４に搬送され、所定の処理が施される。

ポストエクスポージャーベーキング装置８４における熱処理が終了すると、ウェハＷは第２の搬送アーム１１によって高精度温度調節装置８１に搬送されて温度調節され、その後現像処理装置３０に搬送され、ウェハＷ上に現像処理が施され、レジスト膜にパターンが形成される。その後ウェハＷは、第２の搬送アーム１１によってポストベーキング装置７５に搬送され、加熱処理が施された後、高精度温度調節装置６３に搬送され温度調節される。そしてウェハＷは、第１の搬送アーム１０によってトランジション装置６１に搬送され、ウェハ搬送体７によってカセットＣに戻されて一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。

以上の実施の形態によれば、ウェハＷのパターンＰ上に塗布液Ｑが塗布されると、その塗布液Ｑに含まれる液体状の塗布膜形成成分の流動性が良いために、塗布液ＱはウェハＷのパターンＰの凹凸上を円滑に拡散することができる。したがって、図６（ｂ）に示すようにウェハＷのパターンＰ上に形成される塗布膜Ｒの表面を平坦化することができる。

また照射部１１０からウェハＷのパターンＰ上に塗布された塗布液Ｑに紫外線を照射することによって塗布液Ｑを硬化させて、ウェハＷのパターンＰ上に塗布膜Ｒを形成することができるので、従来のように塗布膜Ｒの形成の際に塗布液Ｑを加熱する必要がなく、加熱により昇華しやすい塗布液Ｑの昇華を従来より抑えることができる。したがって、形成される塗布膜Ｒの膜厚の減少を抑えることができる。

さらに照射部１１０は、処理容器１５０内の上部に設けられ、スピンチャック１２０上のウェハＷに対して紫外線を照射するので、ウェハＷが処理容器１５０内に収容された状態で、ウェハＷに対して塗布液Ｑの塗布と紫外線の照射を行うことができる。したがって、塗布液Ｑの塗布から紫外線の照射までの処理を連続して行うことができ、その分処理時間を短縮することができる。

以上の実施の形態で記載した照射部１１０は、処理容器１５０内の上部に設けられていたが、照射部１１１は、図７に示すように処理容器１５０の上面１５０ａの外側に設けられていてもよい。照射部１１１は、スピンチャック１２０上のウェハＷに対して紫外線を照射できる向きに設置され、上面１５０ａには、紫外線を透過させる、例えば無色透明のガラス板が用いられる。かかる場合、照射部１１１から照射された紫外線は、上面１５０ａを通過しウェハＷのパターンＰ上の塗布液Ｑに照射され、塗布膜Ｒを形成することができる。また、例えば処理容器１５０内に塗布液Ｑが飛散しても、照射部１１０が汚されることがないので、照射部１１１のメンテナンスの頻度を減少させることができる。

以上の実施の形態で記載した照射部１１０、１１１は、スピンチャック１２０の上方に設けられていたが、照射部１６０は、図８に示すように搬入出口１５１の上部に設けられていてもよい。かかる場合、塗布ノズル１３０からウェハＷのパターンＰ上に塗布液Ｑが塗布された後、第１の搬送アーム１０によってウェハＷを処理容器１５０の搬入出口１５１から外部に搬送する際に、照射部１６０によってウェハＷのパターンＰ上の塗布液Ｑに紫外線を照射することができる。したがって、処理容器１５０内でウェハＷに対して塗布液Ｑの塗布と紫外線の照射を連続して行うことができ、塗布液Ｑの塗布から紫外線の照射までの時間を短縮することができる。

以上の実施の形態で記載した照射部１１０、１１１、１６０は、スピンチャック１２０の上方、あるいは搬入出口１５１の上部に設けられていたが、照射部１７０は、図９に示すように塗布ノズル１３０に併設されていてもよい。照射部１７０は、図１０に示すように塗布ノズル１３０の一の側面１３０ａと照射部１７０の一の側面１７０ａとが接続することで、塗布ノズル１３０に併設されている。この場合、照射部１７０の上下方向の位置、あるいはウェハＷの上下方向の位置を調整することで、図９に示すように少なくともウェハＷの中心からウェハＷの端部までの範囲Ｈに対して、照射部１７０からウェハＷのパターンＰ上の塗布液Ｑに紫外線が照射される。
また塗布処理装置２４には、照射部１７０からの紫外線の照射、あるいは供給制御装置１３３による塗布液Ｑの塗布等を制御する制御部１８０が設けられていてもよい。この制御部１８０は、塗布ノズル１３０からウェハＷの領域上に塗布液Ｑを塗布した直後の当該領域上の塗布液Ｑに対して、照射部１７０から紫外線を照射するように制御している。

かかる場合、スピンチャック１２０によって回転しているウェハＷに対して照射部１７０から紫外線を照射するので、少なくとも範囲Ｈに紫外線を照射するだけでウェハＷ全面の塗布液Ｑを硬化して、塗布膜Ｒを形成することができる。
また、制御部１８０の制御によって、ウェハＷのパターンＰ上に塗布された塗布液Ｑは、ウェハＷに対して塗布された直後に紫外線が照射されて硬化するので、塗布液Ｑの昇華を抑えることができる。

以上の実施の形態で記載した塗布ノズル１３０に代えて、図１１に示すようにＸ方向に延びるスリット状の吐出口１４０ａを有する塗布ノズル１４０を用いてもよい。塗布ノズル１４０は、図１２及び図１３に示すように例えばウェハＷのＸ方向の幅よりも長く形成されている。塗布ノズル１４０はガイドレール１３６に沿って、カップ体１２２の一端側（図１３では左側）の外側に設けられた待機領域１４１から他端側に向かって移動できる。待機領域１４１は、塗布ノズル１４０を収納できるように構成されている。なお照射部としては、前記照射部１１０、１１１、１６０のいずれを用いてもよい。かかる場合でも、塗布ノズル１４０からウェハＷのパターンＰ上に塗布液Ｑを塗布した後、照射部１１０、１１１、１６０のいずれかによってウェハＷのパターンＰ上の塗布液Ｑに紫外線を照射して、塗布膜Ｒを形成することができる。

以上の実施の形態で記載した塗布ノズル１４０を用いる場合、照射部１９０は、図１４に示すように塗布ノズル１４０と平行にウェハＷの幅方向に延び、塗布ノズル１４０に併設されていてもよい。照射部１９０は、図１５に示すように塗布ノズル１４０の一の側面１４０ａと照射部１９０の一の側面１９０ａとが接続されて、塗布ノズル１４０に併設されている。
またこの塗布処理装置２４には、照射部１９０からの紫外線の照射、あるいは供給制御装置１４３による塗布液Ｑの塗布等を制御する制御部２００が設けられていてもよい。この制御部２００は、塗布ノズル１４０からウェハＷの領域上に塗布液Ｑを塗布した直後の当該領域上の塗布液Ｑに対して、照射部１９０から紫外線を照射するように制御している。

かかる場合、制御部２００の制御によって、ウェハＷのパターンＰ上に塗布された塗布液Ｑは、ウェハＷに対して塗布された直後に紫外線が照射されて硬化するので、塗布液Ｑの昇華を抑えることができる。また塗布ノズル１４０と照射部１９０が同期して移動するので、ウェハＷの面方向の全位置において、塗布液Ｑが塗布されてから紫外線が照射されるまでの時間を一定となるように制御することができ、ウェハＷのパターンＰ上に形成される塗布膜Ｒの膜厚を一定にすることができる。

以上の実施の形態では照射部１９０は、塗布ノズル１４０に併設されていたが、照射部２１０は、図１６に示すように塗布ノズル１４０と独立して設けられていてもよい。照射部２１０は、塗布ノズル１４０のアーム１３４と移動機構１３５と独立した、アーム２１１と移動機構２１２を有している。照射部２１０は移動機構２１１により、ガイドレール１３６に沿って、カップ体１２２の一端側（図１６では右側）の外側に設けられた待機領域２１３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。待機領域２１３は、照射部２１０を収納できるように構成されている。かかる場合、照射部２１０は塗布ノズル１４０と独立に移動するので、塗布ノズル１４０と照射部２１０の移動速度を調整することにより、ウェハＷの面方向の全位置において、塗布液Ｑが塗布されてから紫外線が照射されるまでの時間を一定となるように制御することができる。なお、これら照射部２１０、及びアーム２１１、移動機構２１２は、図１７に示すように複数設けられていてもよい。照射部２１０を複数設けることによって、塗布液Ｑに対して紫外線を照射する時間をより短縮することができる。

なお、以上の塗布処理装置２４は、塗布現像処理システム１の内部に設けられていたが、塗布処理装置２４は、塗布現像処理システム１の外部に独立して設けられていてもよい。

以上の実施の形態では、照射部１１０、１１１、１６０、１９０、２１０は塗布処理装置２４に設けられていたが、照射部２３０は、図１８に示すように第１の搬送装置Ａ１に設けられていてもよい。第１の搬送装置Ａ１は筐体２２０を有しており、筐体２２０の塗布処理装置２４側の一側面にはウェハＷの搬入出口２２１が形成されている。筐体２２０内の第１の処理ユニット部Ｇ１及び第２の処理ユニットＧ２側には、図１に示すようにポール１３、１３が鉛直方向に設けられており、ポール１３の一方には第１の搬送アーム１０を昇降させるための昇降機構（図示せず）が内蔵されている。ポール１３、１３の間には、図１８に示すように支持部１２が設けられ、支持部１２の両端部はポール１３、１３に接続されている。支持部１２上には回転シャフト１１が設けられ、回転シャフト１１は第１の搬送アーム１０を支持している。また支持部１２には、シャフト１１を回転させ、かつ水平方向に移動させるためのモータ（図示せず）が内蔵されており、第１の搬送アーム１０は回転自在で、かつ水平方向にも移動自在となっている。さらに筐体２２０内の上方には、第１の搬送アーム１０に支持されたウェハＷに対して紫外線を照射する照射部２３０が設けられている。

かかる場合、塗布処理装置２４でウェハＷのパターンＰ上に塗布液Ｑが塗布された後、ウェハＷは第１の搬送アーム１０によって、搬入出口２２１から第１の搬送装置Ａ１内に搬送される。そしてウェハＷが第１の搬送アーム１０に支持された状態で、当該ウェハＷのパターンＰ上の塗布液Ｑに対して照射部２３０から紫外線が照射され、塗布液Ｑが硬化する。その結果、ウェハＷのパターンＰ上に塗布膜Ｒをインラインで形成することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。

本発明は、基板に形成されたパターン上に塗布膜を形成する塗布処理装置及び基板処理システムに有用である。

本実施の形態にかかる塗布処理装置を搭載した、塗布現像処理システムの構成の概略平面図である。本実施の形態にかかる塗布現像処理システムの正面図である。本実施の形態にかかる塗布現像処理システムの背面図である。本実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略縦断面図である。本実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略平面図である。本実施の形態にかかるウェハのパターン上に形成された塗布膜の状態を示す説明図である。他の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略縦断面図である。他の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略縦断面図である。他の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略縦断面図である。照射部が塗布ノズルに併設された場合の斜視図である。スリット状の吐出口を有する塗布ノズルの斜視図である。他の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略縦断面図である。他の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略平面図である。他の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略平面図である。照射部が塗布ノズルに併設された場合の斜視図である。他の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略平面図である。他の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略平面図である。他の形態にかかる塗布処理装置及び搬送装置の構成の概略縦断面図である。従来のウェハのパターン上に形成された塗布膜の状態を示す説明図である。

符号の説明

１塗布現像処理システム
１０第１の搬送アーム
２４塗布処理装置
１１０照射部
１２０スピンチャック
１３０塗布ノズル
１５０処理容器
１８０制御部
２１２移動機構
Ａ１第１の搬送装置
Ｐパターン
Ｑ塗布液
Ｒ塗布膜
Ｗウェハ

Claims

基板に形成されたパターン上に塗布膜を形成する塗布処理装置であって、
基板を搬入出するための搬入出口を備えて、基板を収容する処理容器と、
基板にレジスト膜を形成する前に前記処理容器内に基板を収容し、当該基板のパターン上に、光重合開始剤を有する液体状の塗布膜形成成分を含む塗布液を塗布する塗布ノズルと、
前記処理容器内に設けられ、前記基板のパターン上に塗布された前記塗布液に、当該塗布液を硬化させる波長の紫外線を照射する照射部と、
を有することを特徴とする、塗布処理装置。
前記照射部は、前記処理容器の上部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の塗布処理装置。
前記照射部は、前記搬入出口の上部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の塗布処理装置。
基板を保持する回転自在なスピンチャックを前記処理容器内に有し、
前記照射部によって基板のパターン上の塗布液に紫外線が照射される範囲は、少なくとも基板の中心から基板の端部までであることを特徴とする、請求項１に記載の塗布処理装置。
前記照射部は、前記塗布ノズルに併設されていることを特徴とする、請求項４に記載の塗布処理装置。
前記塗布ノズルは、基板の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有するノズルであり、
前記照射部は、前記塗布ノズルと平行に基板の幅方向に延びる形態を有し、前記塗布ノズルに同期して移動することを特徴とする、請求項１に記載の塗布処理装置。
前記照射部は、前記塗布ノズルに併設されていることを特徴とする、請求項６に記載の塗布処理装置。
前記塗布ノズルと前記照射部とは、独立した移動機構を有していることを特徴とする、請求項６に記載の塗布処理装置。
前記照射部は、複数設けられていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の塗布処理装置。
前記塗布ノズルから基板の領域上に塗布液を塗布した直後の当該領域上の塗布液に対して、前記照射部から紫外線を照射するように制御する制御部を有することを特徴とする、請求項４〜９のいずれかに記載の塗布処理装置。