JPH0680630B2 - 回転処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は回転処理装置を用いて半導体基板、液晶基
板、セラミック基板などの被処理基板の表面を処理する
際の回転処理方法に関し、特に、多数枚の被処理基板を
連続処理プログラム（この明細書において、「プログラ
ム」の用語は回転処理装置における回転，薬液吐出など
の処方を意味する。）に従って連続的に処理する際の、
装置の起動時、装置の停止後の再稼動時および連続処理
プログラムの処理内容変化時などの過渡状態における被
処理基板の処理状態の不均一化の防止に関する。

（従来の技術） 回転処理装置の上述したような過渡状態において、被処
理基板の処理状態は、以下のような理由により、多数枚
処理後の定常状態における処理状態と異なったものとな
る場合が多い。すなわち、被処理基板上に供給された余
剰な処理液が飛散してカップ壁面に付着し、これが気化
することにより、カップ内に処理液蒸気の雰囲気を作り
出すとともに、カップ壁面より気化熱を奪ってカップ内
部温度を変動させる。これらの処理液蒸気の雰囲気およ
びカップ内部温度は、被処理基板の処理を相当枚数行う
まで安定しない。このため、その間の処理液蒸気の雰囲
気およびカップ内部温度の変動に左右されて、被処理基
板の処理状態は定常状態とは異なったものとなる。

このような基板の処理状態の不均一化を防止するための
従来技術として、例えば、現像容器内に現像液の飽和
蒸気を充満させる技術（特開昭60-216546）や、基板
近傍にレジスト溶剤蒸気雰囲気を形成した後レジストを
塗布する技術（特開昭60-10248）が提案されている。ま
た、上記特開昭60-216546にも述べられているように、
数回の空運転後に実際の現像を開始する手法も従来よ
り知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記，の技術を実施するためには多
数の付加的な部材や装置を必要とするので、装置構成が
大型化する。また、連続処理プログラムの処理内容が変
化したときの過渡状態にどの様に対処するかについて
は、上記公報には何ら開示されていない。さらに、上記
の手法では、定常状態に移行するのにかなり長時間を
要するので処理効率が悪い。

この発明はこの様な問題点を解決するためになされたも
ので、回転処理装置を用いて多数枚の基板を連続処理プ
ログラムに従って連続的に処理する際の、装置の起動
時、装置の停止後の再稼動時および連続処理プログラム
の処理内容変化時などの過渡状態における基板の処理状
態の不均一化を、簡単な構成にして容易に防止すること
ができ、かつ処理効率の高い回転処理方法を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明にかかる回転処理方法は、カップ内に収納された
被処理基板を回転させながら処理する回転処理装置を用
いて、レジスト塗布処理または現像処理の複数の処理内
容からなる連続処理プログラムのうちの、指定した処理
内容を連続的に実行して多数枚の被処理基板の表面に対
して塗布または現像処理を施すに際し、装置の起動時、
装置の停止後の再稼動時および処理内容変化時などの過
渡状態の当初に、次に行なう連続処理プログラムの処理
内容に対応する定常状態を予め実現するようにした回転
処理方法であって、前記連続処理プログラムの各処理内
容の実行時の定常状態におけるカップ内部温度を予め求
め、カップ内部温度を複数想定し、カップ内部温度をそ
の各想定温度（第１の温度）から前記定常状態における
各カップ内部温度（第２の温度）へ変化させるよう、カ
ップ内に所定の液を供給してカップ壁面に散布させる初
期条件プログラムを、前記複数の想定温度の各々と前記
定常状態におけるカップ内部温度の各々との組ごとに用
意しておき、前記連続処理プログラムの所望の処理内容
の実行前に現実のカップ内部温度を検出して、この現実
のカップ内部温度を前記想定温度としたとき、該想定温
度と前記所望の処理内容に対応する前記定常状態におけ
るカップ内部温度との組に相当する初期条件プログラム
を複数の前記初期条件プログラムより選定し、前記連続
処理プログラムの実行前に、選定した初期条件プログラ
ムを実行する。

（作用） まず、所定の液のカップ壁面の散布により、カップ内部
温度をその想定温度から定常状態におけるカップ内部温
度へ変化させるための初期条件プログラムを前記想定温
度と前記定常状態におけるカップ内部温度の各値に応じ
て予め複数個用意しておく。

また、基板の回転処理における連続処理プログラムの各
連続処理の内容ごとに定常状態のカップ内部温度を予め
求めておき、次に行なう連続処理プログラムの処理内容
を実行するに先だって、現実のカップ内部温度を検出す
る。

この現実のカップ内部温度を前記想定温度として、現実
のカップ内部温度をその想定温度から前記定常状態にお
けるカップ内部温度へ変化させるのに最適な初期条件プ
ログラムを複数の前記初期条件プログラムより選定す
る。

そして、レジスト塗布処理または現像処理を多数枚の被
処理基板の表面に対して連続的に施す連続処理プログラ
ムの際の、装置の起動時、装置の停止後の再稼動時およ
び処理内容変化時などの過渡状態の当初に、次に行なう
連続処理プログラムの実行前に、選定した初期条件プロ
グラムを実行する。これにより、現実のカップ内部の温
度を予め定常状態の温度に等しくすることができる。

この際、所定の液の散布によりカップ内の温度調整が行
われ、当該カップ内部は、所定の液の気化の様子も定常
状態となっており、次に行われる連続処理の際に処理液
が散布されても気化の状態も、カップ内部の温度もとも
に定常状態が安定的に維持される。

（実施例） 第１図は、この発明に適用される回転処理装置の一例と
してレジスト塗布用回転処理装置を示す概略構成図であ
る。図において、被処理基板１は、図示しない前段の処
理装置よりレジスト塗布用回転処理装置２に搬入され、
回転駆動源３のシャフト3aに嵌合されたスピンチャック
４上に載置されて、真空吸着により固定される。

このレジスト塗布用回転処理装置２は、複数の処理内容
を含む連続処理プログラムのうちの、指定された処理内
容に従って動作し、被処理基板１上に所望の膜厚のレジ
ストを塗布する。前記複数の処理内容の各々は、処理液
吐出プログラムと回転プログラムとから成る。第2A図は
連続処理プログラムの第１の処理内容に従って連続処理
を行うときのタイミングチャート、第3A図は第２の処理
内容に従って連続処理を行うときのタイミングチャート
をそれぞれ例示したものである。C1,C2はそれぞれ処理
液吐出プログラムに従ったレジストおよびリンス液の吐
出タイミングを示し、Ｒは回転プログラムに従った回転
駆動源３の回転履歴を示す。なお横軸は時間、縦軸は回
転速度を表す。

第１図の装置によるレジスト回転塗布処理において、ま
ず最初、処理液吐出プログラムに従ってノズル５よりレ
ジスト６が所定量吐出され、被処理基板１の表面に供給
される。次いで、回転プログラムに従って回転駆動源３
が作動して、被処理基板１の回転が開始される。このレ
ジスト６が吐出されるタイミングは、被処理基板１の回
転が始まった後でも良く、この場合には回転中の基板１
上にレジスト６が供給されることになる。いずれの場合
もこの回転に応じて、被処理基板１の表面上で、前記供
給されたレジストが拡がり、これが均一な被膜を形成す
るタイミングで、処理液吐出プログラムに従ってノズル
７よりリンス液８が吐出される。リンス液８はレジスト
６の溶剤より成り、これにより被処理基板１の裏面周辺
に付着した余剰レジストが溶融除去される。そして、回
転プログラムに従って回転駆動源３の作動が停止され、
レジスト回転塗布処理は終了する。このようにしてレジ
ストの塗布された被処理基板１は、図示しない後段の処
理装置へと搬出される。

上述した回転処理において、カップ９の内壁面には、被
処理基板１上より飛散したレジスト６およびリンス液８
が付着する。これらの多くは排液ダクト10を通じて流出
してしまうが、一部はカップ９の内壁面に付着して残留
する。この残留したレジスト６およびリンス液８から一
部の溶剤が、排気ダクト11を通じて排気される気流によ
り気化し、カップ９の壁面から気化熱を奪うとともに、
カップ９内部を溶剤蒸気にて覆う。その結果、連続処理
において、相当枚数の被処理基板の処理が終了するま
で、カップ９の内部温度およびカップ９内の溶剤蒸気雰
囲気は一定しない。このため、連続処理の初めの数枚
と、多数枚処理した後とでは、被処理基板上のレジスト
膜厚に差が現れる。

この様子を第2B図および第3B図に示す。第2B図および第
3B図はそれぞれ、第2A図および第3A図に示す連続処理を
行ったときのカップ内部温度Ｔとレジスト膜厚Ｄの変化
の様子を、処理枚数に関して示したものである。それぞ
れの連続処理において、カップ内部温度Ｔおよびレジス
ト膜厚Ｄは、それぞれT1,T2およびD1,D2となって落ち着
く。このような過渡状態は、連続処理プログラムの処理
内容が直前の処理内容と比較して大きく変わる時や、装
置の起動時、装置の停止後の再稼動時などに現れ、レジ
スト膜厚の不均一化を招来するので望ましくない。

そこで、この様な過渡状態の当初において、次の連続処
理プログラムの実行に先立ち、第4A図に示すような初期
条件プログラムを実行する。第4A図の初期条件プログラ
ムは、処理液（この実施例ではリンス液）吐出プログラ
ムと回転プログラムとから成り、第2A図に示す連続処理
を終了した後、第3A図に示す連続処理に移るときの過渡
状態の当初に、第3A図に示す連続処理の実行に先立ち実
行されるものである。第4A図において、C2は処理液吐出
プログラムに従ったリンス液吐出タイミングを示し、Ｒ
は回転プログラムに従った回転駆動源３の回転履歴を示
す。

第4A図の初期条件プログラムの実行により、第4B図に示
すようにカップ内部温度Ｔは短期間にT1からT2に変化す
る。この変化を生ぜしめるための最も効果的なリンス液
吐出量および吐出タイミング、ならびに被処理基板の回
転速度および回転タイミングは、予め実験的に求め、そ
れに基いて第4A図の初期条件プログラムを作成するとい
う手法をとる。一般的には、装置稼動中に生じるであろ
うと予想されるカップ内部温度の任意の１つを第１の温
度（想定温度）T1′とし、他の任意の１つを第２の温度
（定常状態におけるカップの内部温度）T2′とし、この
第１および第２の温度T1′,T2′のすべての組合せを第5
C図のカップ内部温度条件テーブルに格納しておくとと
もに、その組合せの各々に対応した初期条件プログラム
SDD（カップ内部温度を第１の温度T1′から第２の温度T
2′に短期間に変化させるためのプログラム）を予め作
成して第5D図の初期条件プログラムデータテーブルに格
納しておく。

第4B図に示すようにT1＞T2でなく、T1＜T2のときは、初
期条件プログラムに排気プログラムが含まれる。すなわ
ち、排気プログラムに従って排気ダクト11を通じた急速
排気を実行することにより、カップ内部温度を一旦T2以
上に上げ、望ましくはカップ９の内壁面を完全に乾燥状
態にし、しかる後第4A図に示すような処理液吐出プログ
ラムおよび回転プログラムを実行することにより、カッ
プ内部温度を短期間にT1からT2に変化させる。

一方、第5A図は、連続処理プログラムの各処理内容SDが
格納された連続処理プログラムデータテーブルである。
これらの各処理内容SDに従って多数枚の被処理基板を連
続処理したときの、多数枚処理後の定常状態におけるカ
ップ内部温度Ｔを予め実測しておき、そのデータを、各
処理内容SDに対応づけて、第5B図の温度実測データテー
ブルに予め格納しておく。また、カップ９内には、カッ
プ内部温度を計測するための温度センサ12が備え付けて
ある。

次に第６図のフローチャートを参照して、この発明によ
る回転処理方法の一実施例の処理手順を説明する。装置
の起動時、装置の停止後の再稼動時および連続処理プロ
グラムの処理内容変化時などの過渡状態が生じることに
より、処理はステップS1へと移行する。ステップS1で
は、以下のようにして第１の温度T1′が求められ、この
データが第5E図の参照テーブルのレジスタR1内に格納さ
れる。すなわち、装置の起動時および装置の停止後の再
稼動時であれば、温度センサ12によりカップ９の内部温
度が計測され、そのデータが第１の温度T1′としてレジ
スタR1内に格納される。また連続処理プログラムの処理
内容変化時であれば、第5A図の連続処理プログラムデー
タテーブルのうちの直前の処理内容SDに対応するカップ
内部温度実測データＴが第5B図の温度実測データテーブ
ルから検索され、そのデータＴが第１の温度T1′として
レジスタR1内に格納される。

次にステップS2において、第5A図の連続処理プログラム
データテーブルのうちの次に実行されるべき処理内容SD
に対応するカップ内部温度実測データＴが第5B図の温度
実測データテーブルから検索され、そのデータＴが第２
の温度T2′として第5E図の参照テーブルのレジスタR2内
に格納される。

次にステップS3において、レジスタR1,R2内のデータT
1′,T2′と一致するデータの組合せを第5C図のカップ内
部温度条件テーブルから検索し、これに対応する初期条
件プログラムSDDを第5D図の初期条件プログラムデータ
テーブルから呼出して、そのデータを第5E図の参照テー
ブルのレジスタR3内に格納する。

そして、ステップS4において、装置の起動あるいは再稼
動の指示後、もしくは直前の連続処理の終了後の一定時
間内に、スピンチャック４上に被処理基板１を装着した
上で、レジスタR3内の初期条件プログラムを実行する。
これにより、カップ壁面にリンス液が適量散布され、カ
ップ内部温度は短時間に、次に行う連続処理プログラム
の処理内容の定常状態におけるそれと等しくなる。ま
た、リンス液のカップ壁面への散布により上記定常状態
におけるカップ内部温度が作り出されているので、初期
条件プログラムの終了時にはカップ９内の溶剤蒸気の雰
囲気は、次に行う連続処理プログラムの処理内容の定常
状態におけるそれと等しくなっている。したがって、次
のステップS5において、初期条件プログラム終了後の一
定時間内、次に行うべき連続処理プログラムの処理内容
に従って連続処理を実行しても、カップ内部温度および
カップ内の溶剤蒸気の雰囲気は変動しない。その結果、
連続処理の最初の一枚から均一なレジスト膜厚が得られ
る。

なお、上記実施例では、レジスト塗布用回転処理装置に
この発明による回転処理方法を適用した例について説明
したが、この発明は回転現像装置など、処理液を用いる
他の回転処理装置にも同様に適用できる。例えば課員現
像装置の場合であれば、初期条件プログラムにおいて吐
出される処理液は現像液ということになる。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、装置の起動
時、装置の停止後の再稼動時および連続処理プログラム
の処理内容変化時などの過渡状態の当初に、連続処理プ
ログラムの実行に先立ち、カップ内に処理液などの所定
の液を供給してこれをカップ壁面に散布させる初期条件
プログラムを実行することにより、次に行う連続処理プ
ログラムの処理内容の定常状態におけるカップ内部温度
を短期間に達成するようにしたので、回転処理装置を用
いて多数枚の基板を連続処理プログラムに従って連続的
に処理する際の、装置の起動時、装置の停止後の再稼動
時および連続処理プログラムの処理内容変化時などの過
渡状態における基板の処理状態の不均一化を、簡単な構
成にして容易に防止することができ、かつ処理効率の高
い回転処理方法を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はレジスト回転塗布装置を示す概略構成図、第2A
図および第3A図は連続処理のタイミングチャート、第2B
図および第3B図はそのときのカップ内部温度とレジスト
膜厚の変化を示す図、第4A図は初期条件プログラムを示
すタイミングチャート、第4B図はそのときのカップ内部
温度の変化を示す図、第5A図から第5E図はデータテーブ
ルを示す図、第６図はこの発明による回転処理方法の一
実施例の処理手順を示すフローチャートである。 １…被処理基板、６…レジスト、 ８…リンス液、９…カップ、 12…温度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カップ内に収納された被処理基板を回転さ
   せながら処理する回転処理装置を用いて、レジスト塗布
   処理または現像処理の複数の処理内容からなる連続処理
   プログラムのうちの、指定した処理内容を連続的に実行
   して多数枚の被処理基板の表面に対して塗布または現像
   処理を施すに際し、装置の起動時、装置の停止後の再稼
   動時および処理内容変化時などの過渡状態の当初に、次
   に行なう連続処理プログラムの処理内容に対応する定常
   状態を予め実現するようにした回転処理方法であって、 前記連続処理プログラムの各処理内容の実行時の定常状
   態におけるカップ内部温度を予め求め、 カップ内部温度を複数想定し、カップ内部温度をその各
   想定温度から前記定常状態における各カップ内部温度へ
   変化させるよう、カップ内に所定の液を供給してカップ
   壁面に散布させる初期条件プログラムを、前記複数の想
   定温度の各々と前記定常状態におけるカップ内部温度の
   各々との組ごとに用意しておき、 前記連続処理プログラムの所望の処理内容の実行前に現
   実のカップ内部温度を検出して、この現実のカップ内部
   温度を前記想定温度としたとき、該想定温度と前記所望
   の処理内容に対応する前記定常状態におけるカップ内部
   温度との組に相当する初期条件プログラムを複数の前記
   初期条件プログラムより選定し、 前記連続処理プログラムの実行前に、選定した初期条件
   プログラムを実行することを特徴とする回転処理方法。