CN101226336A - 利用液体形成涂层的方法以及半导体器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用液体形成涂层的方法以及半导体器件的制造方法。根据本发明的在基板上形成液体涂布的方法可以减少涂布液的消耗量以及获得更均匀的液体涂布膜的厚度分布。该方法可以包括如下步骤：供应溶剂至基板的表面，开始供应涂布液至以第一旋转速度旋转的基板的表面；在停止供应该涂布液的时刻，通过以大于30000rpm/秒的减速度使得基板旋转减速来停止该基板的旋转；以及随后以第二旋转速度旋转该基板。因此，减少了涂布液的分配量以及使得该涂布液的膜厚度变得平坦。

Description

利用液体形成涂层的方法以及半导体器件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种利用液体形成涂层的方法以及半导体器件的制造方法，特别涉及一种利用例如抗蚀剂、旋涂玻璃(SOG)、聚酰亚胺等的液体，在例如半导体基板、光掩模、液晶示出(LCD)基板等的基板上形成涂层的方法，以及包括将涂布液涂布在基板上的步骤的半导体器件的制造方法。
背景技术
例如，在制造由硅、砷化镓或其它类似物的半导体基板构成的半导体器件的工艺中，为图案化在基板上形成的例如绝缘膜、半导体膜、金属膜或其它类似物的膜，需要执行多个步骤操作。通过在例如掩模的膜上形成抗蚀剂图案，以及随后蚀刻未被抗蚀剂覆盖的膜区域的方式来执行膜图案化。
在形成膜的基板上涂布抗蚀剂后，通过烘烤、曝光、显影等来形成抗蚀剂图案。通过依赖基板旋转的离心力和抗蚀剂的湿性特性在基板上分配液体抗蚀剂和在该基板的整个表面上散布液体抗蚀剂，执行抗蚀剂的涂布。
日本公开专利申请(KOKAI)Sho-63-313160-A，日本公开专利申请(KOKAI)Hei-10-275761-A和日本公开专利申请(KOKAI)Hei-11-260717-A公开了当在旋转的基板上放置并散布抗蚀剂时，旋转速度应该分两或三个阶段改变。
Sho-63-313160-A公开了在正方形的基板上的抗蚀剂涂布期间，正方形的基板的旋转速度应该分成两个阶段，其中在第一阶段中，在时段T1内保持转数R1，以及在第二阶段中，在时段T2内保持转数R2。将R1，R2和T1的条件设置为R1≤2000rpm(转数/分)，R2≤1000rpm，R1＞R2和R1×T1≤10,000rpm·秒。
在第一阶段将旋转速度R1设置为小于等于2,000rpm的原因是防止在基板上分配的抗蚀剂液体变干。而在第二阶段将旋转速度R2设置为小于等于1,000rpm的原因是降低由旋转导致的正方形的衬底的边缘部分和中心部分之间的抗蚀剂膜的厚度变化。在这种情况下，T1是在第一阶段期间加速和减速基板所需的时间。
在第一阶段和第二阶段期间，停止或继续旋转正方形的衬底的条件与上述条件相同。
与之对照，Hei-10-275761-A和Hei-11-260717-A提出了半导体晶片的第一旋转速度应该设定为3500rpm或4500rpm，其中半导体晶片为分配有抗蚀剂的基板。并且，在Hei-10-275761-A和Hei-11-260717-A中还分别描述了在采用上述第一旋转速度的抗蚀剂涂布方法中，半导体晶片的旋转速度应该分三个阶段连续地变化。
Hei-10-275761-A提出以下几点：(i)应该在以4500rpm的第一旋转速度旋转的半导体晶片上分配抗蚀剂，(ii)随之在停止抗蚀剂的分配后立即降低基板的旋转速度至第二旋转速度，(iii)随后在预定时间内保持第二旋转速度，以及(iv)随后提升旋转速度至介于第一旋转速度和第二旋转速度之间的第三旋转速度。因此，根据Hei-10-275761-A的说明书内容，在整个半导体晶片的表面上抗蚀剂可以均匀地涂布至基板上，而不会留下波纹图案或其它相似图案。
Hei-11-260717-A也提出一种抗蚀剂液体涂布方法，其中在半导体晶片以第一旋转速度旋转前，将例如稀释剂或类似物的液剂分配到半导体晶片地表面上。因此，根据Hei-11-260717-A的说明书内容，可以减少抗蚀剂液体的分配量以及还可以一致地控制所产生的抗蚀剂涂层的厚度。
Hei-11-260717-A还提出在抗蚀剂滴落到半导体晶片上之前，稀释剂应该在半导体晶片上分配，随后半导体晶片应该以2,000rpm的速度转动一秒钟，之后在半导体晶片的旋转速度增大到3500rpm的旋转期间内，抗蚀剂应该在半导体晶片上分配，之后再降低旋转速度至2,000rpm或100rpm，在这里，Hei-11-260717-A的图11和图12对比分配的液体量设置为1.5cc的实例和分配的抗蚀剂液体量设置为0.5cc的实例。
参见Hei-11-260717-A的图11和图12，相比较抗蚀剂液体分配量设置为0.5cc，以及在抗蚀剂分配后将半导体晶片的旋转速度降至100rpm的实例，分配的抗蚀剂液体量设置为1.5cc，以及在抗蚀剂分配后将半导体晶片的旋转速度降至2,000rpm的实例可以获得更佳的抗蚀剂膜厚度的一致性。
根据Hei-11-260717-A，可以理解的是，为了得到半导体晶片上的抗蚀剂涂布厚度的一致性，大量的抗蚀剂液体，例如1.5cc，应该供应到以3500rpm速度旋转的半导体晶片上，在抗蚀剂液体分配后半导体晶片的旋转速度应该降低至相对高的值，即2,000rpm，而不是100rpm。
此外，根据Hei-11-260717-A，供应的抗蚀剂液体量降低至0.5cc，在抗蚀剂液体分配后半导体晶片的旋转速度降至100rpm的第一种情况，，与旋转速度降低至2,000rpm的第二种情况相比，第一种情况可以提高抗蚀剂膜的平坦度。然而，上述第一种情况产生的抗蚀剂的平坦度与抗蚀剂的分配量设置为1.5cc的情况相比要差很多。
尽管由分配1.5cc的抗蚀剂液体产生的抗蚀剂涂布的厚度变化可以被降低，但是离心力造成从半导体晶片散落掉比留在半导体晶片上更多的抗蚀剂液体。例如，Hei-11-260717-A的图11提供了在8英寸晶片上应用1.5cc的抗蚀剂液体，产生具有约7340埃至7360埃之间的相对均匀的厚度的抗蚀剂膜。因此，从基板上散落掉的抗蚀剂液体不能再次被用来涂布抗蚀剂膜。
存在提出通过旋转基板，利用例如抗蚀剂、旋涂玻璃(SOG)、聚酰亚胺或其它类似物的涂布液涂布基板的改进方法的需求，以使得在基板上以均匀的厚度来分布涂布液。
发明内容
本发明描述了一种利用能够在基板上形成具有均匀厚度的涂布液的涂布基板的方法，其可以降低例如抗蚀剂的涂布液的消耗量，以及一种利用此涂布步骤的半导体器件的制造方法。
此种改进方法的一个实施例包括如下步骤：在基板表面上分配溶剂；在以第一旋转速度旋转的基板的表面上分配涂布液；停止涂布液的分配；以及以大于30000rpm/秒的减速度停止该基板的旋转。
根据上述方法，与传统方法相比可以提高涂布液的平坦度以及降低涂布液的消耗量。特别地，在抗蚀剂涂布的实施例中，通过提高抗蚀剂的平坦度，可以改善抗蚀剂曝光的精度以及相应地提高抗蚀剂图案化的精度。
本发明的其它系统、方法、特点以及优点将通过随后的附图和详细描述使本领域技术人员清楚明了。应该理解所有这些包含于本发明说明书中的附加的系统、方法、特点以及优点均应该包括在本发明的范围之内，并且受本发明权利要求的保护。
附图说明
包括在本发明说明书中的附图示出本发明的优选实施例，并与上述的概括说明以及随后给出的优选实施例的详细说明一起用作解释及教导本发明的精神。附图中的部件不一定按比例绘制，而重点在于说明本发明的精神。在附图中，在不同视图中，附图标号标示相应部件。然而，相似的部件不一定具有相似的附图标号。并且，所有实例的目的是为了解释原理，其中相对尺寸、形状以及其它具体的属性可以是示意性的，而并非字面的或严格的。
图1为示出根据本发明实施例可用于涂布涂布液的改进方法中的涂布单元的实例的侧视图；
图2为示出根据本发明实施例可用于涂布涂布液的改进方法中的涂布单元的实例的平面视图；
图3为示出根据本发明实施例在利用涂布液形成涂层的方法中旋转基板的旋转速度和持续时间的实例的时序图；
图4为示出根据本发明实施例在第一实例条件下利用改进的涂布液的方法形成的抗蚀剂的膜厚度分布的图表；
图5为示出利用包括以30,000rpm/秒的减速度来停止基板的步骤的改进涂布液方法形成的i-线抗蚀剂涂层的膜厚度分布的图表；
图6为示出根据基准实例在利用涂布液形成涂布的方法中旋转基板的旋转速度和持续时间的实例的时序图；
图7为示出利用图6的时序图用涂布液形成抗蚀剂的方法涂布的i-线抗蚀剂的第一膜厚度分布的图表；
图8为示出利用图6的时序图用涂布液形成抗蚀剂的方法涂布的i-线抗蚀剂的第二膜厚度分布的图表；
图9A为示出利用图3的时序图用涂布液形成抗蚀剂的方法涂布的i-线抗蚀剂膜的平坦度的表格，以及图9B为示出利用图6的时序图用涂布液形成抗蚀剂的方法涂布的i-线抗蚀剂的平坦度的表格；
图10为示出根据本发明实施例在第二实例条件下利用涂布液形成涂层的方法而形成的KrF抗蚀剂的膜厚度分布的图表；
图11为示出利用包括以30,000rpm/秒的减速度减速停止基板的步骤的利用涂布液形成涂层的方法而形成的KrF抗蚀剂的膜厚度分布的图表；
图12A为示出根据图3中示出的时序图利用涂布液形成涂层的方法形成的KrF抗蚀剂膜的平坦度的表格，以及图12B为示出根据图6中示出的时序图利用涂布液形成涂层的方法形成的KrF抗蚀剂膜的平坦度的表格；
图13为示出根据本发明实施例在第三实例条件下利用涂布液形成涂层的方法而形成的ArF抗蚀剂的膜厚度分布的图表；
图14为示出利用包括以30,000rpm/秒的减速度减速停止基板的步骤的利用涂布液形成涂层的方法形成的ArF抗蚀剂的膜厚度分布的图表；
图15为示出根据图6的时序图利用涂布液形成涂层的方法形成的ArF抗蚀剂的第一膜厚度分布的图表；
图16为示出利用图6的时序图的涂布液方法形成的ArF抗蚀剂的第二膜厚度分布的图表；
图17A为示出根据图3中示出的时序图利用涂布液形成涂层的方法形成的ArF抗蚀剂膜的平坦度的表格，以及图17B为示出根据图6中示出的时序图利用涂布液形成涂层的方法形成的ArF抗蚀剂膜的平坦度的表格；
图18为示出根据本发明实施例在第一实例条件下利用涂布液形成涂层的方法而形成的i-线抗蚀剂的基于停止时间的膜厚度分布的示意图；
图19为示出根据本发明实施例在第二实例条件下利用涂布液形成涂层的方法而形成的KrF抗蚀剂的基于停止时间的膜厚度分布的图表；
图20为示出根据本发明实施例在第三实例条件下利用涂布液形成涂层的方法而形成的ArF抗蚀剂的基于停止时间的膜厚度分布的图表；
图21为根据本发明实施例在涂布液方法中的旋转基板的旋转速度和持续时间的时序图的另一实例；以及
图22A至图22P为示出根据本发明实施例的实例方法制造半导体器件的各步骤的剖面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明实施例进行详细说明。在随后的说明中，为解释的目的，提出特定术语以提供对这里公开的各种发明概念的全面理解。然而，本领域技术人员可以明了的是为了实施这里公开的各种发明概念，并不一定需要这些具体细节。
图1和图2为根据本发明实施例的使用在利用涂布液的改进方法中的涂布单元的实例的侧视图和平面视图。在优选实施例中，提供关于用抗蚀剂作为涂布液的实例改进方法的详细说明。当然，本发明并不限于抗蚀剂涂布液，且该方法也不限于通过实例涂布单元来实施。
如图1和图2所示，马达5装配在涂布单元1的底板2的中心位置设置的开口部3处且可垂直移动。
马达5的顶部表面覆盖有圆柱状马达夹持外壳(motor holding case)6。马达夹持外壳6具有马达5的转动轴4从中间穿过的封闭端，以及位于马达5的外侧表面中心位置处的开口端。
在马达夹持外壳6的外围上具有轮缘(也称法兰，flange)6f。装配于底板2上的升降装置7与轮缘6f相连。通过控制部件11来驱动/控制升降装置7，使得整体地上下移动轮缘6f、马达夹持外壳6以及马达5。另外，用来限制轮缘6f横向移动的升降导引装置8装配于底板2上。
旋转卡盘9的转动轴9a装配于马达5的转动轴4的一端，其中转动轴4穿过马达夹持外壳6。另外，通过控制马达5旋转的控制部件11来控制旋转卡盘9的旋转速度。控制部件11可以是，例如可以是微处理器、微控制器、中央处理器(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数学协处理器、浮点式协处理器、图形协处理器、硬件控制器、编程用作控制器的可编程序逻辑器件、或者其它控制逻辑器。控制部件11可以由无机材料、有机材料、或是两者组合形成。控制部件11可以包括任何本发明所公开描述的或是电路设计领域技术人员所公知的处理单元。
基板10，例如半导体基板可以分离地装载至旋转卡盘9上以及从旋转卡盘9上卸载。通过臂驱动部件13驱动基板输送臂12在涂布单元1中的水平方向上前后运动。通过臂驱动部件13驱动基板输送臂12的移动位置受控制部件11的控制。
围绕旋转卡盘9设置有环形容器15，以及围绕设置在旋转卡盘9上的基板10的外围形成有环形开口部15a。在环形容器15的底部设置废液部15b。
臂支撑柱17的高度通过升降部件16调整，臂支撑柱17在环形容器15的外部区域装配至底板2。如图2所示，在旋转卡盘9的切线方向上延伸的导轨18装配至臂支撑柱17的顶端。臂移动部件19装配至导轨18上。在垂直于导轨18的方向上被移动/控制的扫描臂20设置在臂移动部件19上。臂移动部件19在导轨18上的移动位置以及通过臂移动部件19移动的扫描臂20的移动位置均受控制部件11的控制。
用来夹持抗蚀剂喷嘴21和溶剂喷嘴22于旋转卡盘9之上的喷嘴夹具23装配在扫描臂20的顶端。
抗蚀剂供应管24与抗蚀剂喷嘴21的顶端相连，以及溶剂供应管25与溶剂喷嘴22的顶端相连。抗蚀剂供应部件26用来提供抗蚀剂液体至抗蚀剂喷嘴21，并与抗蚀剂供应管24相连。此外，用来提供溶剂至溶剂喷嘴22的溶剂供应部件27与溶剂供应管25相连。
抗蚀剂供应部件26的抗蚀剂供应量，即由抗蚀剂喷嘴21滴落、供应或分配的抗蚀剂量，以及溶剂供应部件27的溶剂供应量，即由溶剂喷嘴22滴落、供应或分配的溶剂量分别受控制部件11的控制。
在上述的涂布单元1中，当通过控制部件11的控制信号驱动臂驱动部件13时，基板输送臂12上的基板10被输送到旋转卡盘9上。当升降装置7基于控制部件发出的控制信号使马达5向上移动时，则提升旋转卡盘9的顶端至比环形容器15还高的位置。因此，旋转卡盘9在其上接收并吸附基板10。随后，利用臂驱动部件13使得基板输送臂12从旋转卡盘9后退。之后，升降装置7通过马达夹持外壳6带动马达5向下移动，直到基板10移动至其被环形容器15的环形开口部15a环绕的位置。
通过臂驱动部件13使得基板输送臂12的后退以及升降装置7的降落均受控制部件11的控制信号的控制。
控制基板旋转速度，供应溶剂以及供应抗蚀剂的改进方法的实例性实施例将在下面分别描述。
第一实施例：
在第一实施例中，进行控制以在基板10上分配溶剂以及按照如图3所示的时序图在基板10上涂布抗蚀剂。此外，基板10采用裸硅基板。
随后，通过控制部件11来旋转马达5，从而使得以第一旋转速度R11旋转基板10。同时，通过抗蚀剂供应部件26控制供应至抗蚀剂供应管24的抗蚀剂液体量，在时段T11内从抗蚀剂喷嘴21滴落抗蚀剂液体至基板10的中心位置上。
首先，通过控制部件11停止马达5和旋转卡盘9。在此状态下，溶剂供应部件27控制供应到溶剂供应管25的溶剂量，由此将溶剂(例如稀释剂)从溶剂喷嘴22分配至基板10的中心位置。
随后，通过控制部件11来旋转马达5使得以第一旋转速度R11旋转基板10。同时，抗蚀剂供应部件26控制供应至抗蚀剂供应管24的抗蚀剂液体量，由此在时段T11内从抗蚀剂喷嘴21将抗蚀剂液体分配至基板10的中心位置上。
作为任何一个实施例的可选处理，在启动供应涂布液至基板10之后且在停止该基板10的旋转之前，可以改变第一旋转速度R11。作为任何一个实施例的可选处理，在供应稀释剂之后且在基板10以第一旋转速度R11旋转之前，基板10可以以小于第一旋转速度R11的旋转速度旋转。换句话说，并非从零到第一旋转速度R11直接提升速度，一个选择是将速度从零升至某旋转速度(未示出)，在此期间分配溶剂，以及随后提升速度从该旋转速度至第一旋转速度R11，在此期间分配抗蚀剂。任何一个实施例的另一可选处理是在基板10以第一旋转速度R11旋转之前，分配抗蚀剂至基板10上。
随后在时段T11结束时刻，停止从抗蚀剂喷嘴21分配抗蚀剂液体。同时，在第一实施例中，通过控制马达5的旋转速度来以大于30000rmp/秒的减速度使基板10减速，停止基板10的旋转。在此专利说明书全文中，术语“旋转速度”是指非零的旋转速度。
随后，例如，从基板10停止操作开始经过0.5秒至3.0秒的时段之后，基板10的旋转速度在和第一旋转速度R11相同旋转方向上提升至第二旋转速度R12，然后保持此第二旋转速度R12预定时段T12。在第一实施例中，控制马达5使得第二旋转速度R12小于第一旋转速度R11。
基于抗蚀剂的粘度值，在适当的情况下第二旋转速度R12也可以大于第一旋转速度R11。
如下表1示出当从第一旋转速度R11停止基板10的减速度设置为大于30000rpm/秒，例如40000rpm/秒、50000rpm/秒时，以各步骤的旋转速度、加速率、经过时间、供应溶剂的时机，以及供应抗蚀剂的时机表示的的实例性方法。
表1
Figure A20071014104000131
抗蚀剂粘度：约40毫帕·秒
如表1所示，在步骤1中，基板10不旋转(0rpm)，分配的液体为稀释剂，分配的经过时间为1.5秒。在步骤2中，继续维持不旋转1秒钟。在步骤3中，基板10以10000rpm/秒的加速度旋转，且需要0.1秒使基板从停止位置到以1000rpm的速度旋转。在步骤4中，基板10以10000rpm/秒的加速度使其速度从1000rpm增大到2500rpm(R11)，随后保持2500rpm的旋转速度不变，在此期间抗蚀剂分配到基板10上。在步骤5中，基板10以大于30000rpm/秒的减速率(例如40000rpm/秒或50000rpm/秒)减速使得在1秒后基板即停止旋转。简便起见，表中的加速度的正号表示正的加速率(acceleration rate)(即，增大基板的旋转速度)，而负号表示减速率(deceleration rate)(即，减小基板的旋转速度)。当上表中表示步骤5中的加速度为“-(大于30000)”时，负号表示为减速度，因此“-(大于30000)”表示为大于30000的减速度，例如40000rpm/秒。最后，在步骤6中，基板10以10000rpm/秒的减速度减速达到1900rpm(R12)的旋转速度，以及在20的持续时间内保持1900rpm的旋转速度不变。
在第一实施例中，在表1中的步骤5之后，采用背面清洗(或类似工艺)来去除在基板10的背面的表面上多余的抗蚀剂。在本专利说明书的其它表格中描述的操作中也采用背面清洗。
在第一实施例中使用的抗蚀剂为由JSR有限公司生产的i-线抗蚀剂，且其具有大于40毫帕·秒的粘度。这种i-线抗蚀剂分配到具有200mm直径的基板10上。分配的i-线抗蚀剂量典型地设置为3.0ml以使产生的抗蚀剂膜的厚度处于可允许的范围内，其中在具有200mm直径的基板10上的i-线抗蚀剂膜的目标厚度为3600nm。
按照表1所示的各步骤控制稀释剂的分配、i-线抗蚀剂的分配、以及基板10的旋转速度，随后测量产生的抗蚀剂膜的厚度分布。
基于在通过中心部的直线上的彼此距离4mm的49个分离点(包括中心部)采集的数据，测量抗蚀剂膜厚度。在随后说明的第二和第三实例中也类似地分析这些测量点。
在第一实施例中，作为实例，将在停止向基板10分配抗蚀剂之后使得基板10停止旋转的减速度设定为40000rpm/秒。此外，在分配的抗蚀剂量进行如下变化的情况下进行测试：90％(2.7ml)，80％(2.4ml)，70％(2.1ml)，50％(1.5ml)，其中将量3.0ml设定为100％。随后，对每个抗蚀剂分配量(100％，90％，80％，70％，50％)分别检测抗蚀剂膜的膜厚分布，检测结果如图4所示。
如图4所示，当抗蚀剂的分配量设置在90％至70％的范围内时，基板10的中心部及其周围的抗蚀剂膜比目标厚度厚约10nm或更小。因此，该方法可以形成接近目标厚度的i-线抗蚀剂膜厚度，其中最佳厚度为当i-线抗蚀剂分配量设置为70％时的厚度。
以30000rpm/秒的减速度停止基板的旋转，产生的i-线抗蚀剂膜的膜厚分布如图5所示。
在中心部及其邻近区域内，如图4和图5所示，不同的减速度(40000rpm/秒和30000rpm/秒)导致抗蚀剂膜之间的厚度差，其中时序图采用在第一旋转速度和第二旋转速度之间停止基板10的步骤。
图4中测量的抗蚀剂膜厚比图5中测量的抗蚀剂膜厚更接近目标厚度。因此优选地，使将使得基板10停止旋转的减速率设置为大于30000rpm/秒。
为对比本实施例的改进方法，图6的时序图用来建立基准条件。
在图6中，首先基板10处于停止状态。在此状态中，供应至溶剂供应管25的溶剂量受溶剂供应部件27的控制，因此溶剂(例如稀释剂)从溶剂喷嘴22分配至基板10的中心部。
随后在时段T21的起始时刻，通过控制部件11来旋转马达5使得基板10以第一旋转速度R21旋转。同时，抗蚀剂供应部件26控制供应至抗蚀剂供应管24的抗蚀剂液体量以及从抗蚀剂喷嘴21分配至基板10的中心部的抗蚀剂液体量。
随后在时段T21的结束时刻，停止从抗蚀剂喷嘴21分配抗蚀剂液体。同时，控制部件11控制马达5的旋转速度以预定减速率来减速基板10的旋转至100rpm的第二旋转速度R22，并将此第二旋转速度R22保持预定时段。
随后在时段T22的结束时刻，例如，基板10的旋转速度以10000rpm/秒的预定加速度增大到第三旋转速度R23，并将此第三旋转速度R23保持预定时段T23。这里，图6中的第三旋转速度R23对应于图3中的第二旋转速度R12。
表2提供了基准条件，其以旋转速度、加速率、经过时间、供应溶剂的时机、以及供应抗蚀剂的时机表示利用表格2中的各步骤的实例性方法。
表2
Figure A20071014104000151
Figure A20071014104000161
抗蚀剂粘度：约40毫帕·秒
对如表2所示的基准条件的时序图中的的加速率进行了实验性变化。具体地，当基板10的旋转速度由第一旋转速度R21减速至第二旋转速度R22，即100rpm/秒时，步骤5中的加速率在三个测试实例中被分别设置为25000rpm/秒、30000rpm/秒和40000rpm/秒。因此，表2中的加速度表项中的“25000至40000”包括测试加速率25000、30000以及40000。同样，通过改变抗蚀剂的分配量进行了实验；更具体地，抗蚀剂的分配量分别设置为90％(2.7ml)，80％(2.4ml)，70％(2.1ml)以及50％(1.5ml)时进行了分析，其中3.0ml被设置为100％。随后，对这些实验实例中产生的抗蚀剂的膜厚分布进行检测，检测结果于图7和图8中示出。
如图7和图8所示，在基板10的中心部及其周围区域，在表2的基准条件下形成的抗蚀剂膜厚度与通过如图4所示的改进方法的实施例形成的抗蚀剂膜厚度相比，要远离目标膜厚度很多。因此，在第一旋转速度之后通过停止基板10的旋转的步骤形成的抗蚀剂膜厚度(例如参见图4)比当基板10的旋转未被停止时形成的抗蚀剂膜厚度(例如参见图7)要更接近目标厚度。
当分别改变抗蚀剂的分配量以及在结束分配抗蚀剂后改变基板的加速度时，参照根据表1和表2所示的上述各步骤来进一步检测膜厚度分布。随后，当从膜厚度分布中导出标准偏差σ以及范围即膜厚度的最大值和最小值之间的范围(换句话说，膜厚范围)时，获得如图9A和图9B所示的结果。
在图9A中，标准偏差σ以及膜厚范围与根据图3和表1为停止基板10的旋转而采用的减速度α1和抗蚀剂的分配量相关。在这种情况下，为停止基板的旋转而采用的减速度α1被分别设置为25000rpm/秒、30000rpm/秒、40000rpm/秒、以及50000rpm/秒。
与之相对照，在图9B中，标准偏差σ以及膜厚范围与将基板的旋转减速至第二旋转速度R22而采用的减速度α2和抗蚀剂的分配量相关。同时，在停止抗蚀剂的分配之后，基板10的旋转速度被分别以25000rpm/秒、30000rpm/秒、40000rpm/秒、以及50000rpm/秒的减速度α2由第一旋转速度R21减速至第二旋转速度R22，即100rpm。
接下来，比较图9A和图9B。当用于使得基板10的旋转停止或减速的减速度α1，α2分别为25000rpm/秒、30000rpm/秒、40000rpm/秒、以及50000rpm/秒时，表1中的在分配抗蚀剂之后停止基板10的旋转的步骤，与表2中在分配抗蚀剂之后减速基板10的旋转而非停止其旋转的步骤相比，获得了更小的标准偏差σ以及更小的膜厚范围。
在图9B中，当基板10的旋转速度以减速率30000rpm/秒减速至100rpm时，标准偏差σ和膜厚范围变小，获得了对比值的正结果。
然而，在图9B中的实例中，当基板10的旋转速度以减速率30000rpm/秒减速至100rpm时(参见图9B中的2.7/15.1和3.1/10.7各值)，在图9B中它们的α2行中标准偏差σ和膜厚范围并未同时达到它们各自的最小值。与此相对照，当利用40000rpm/秒或50000rpm/秒的减速率来停止基板10的旋转时，标准偏差σ和膜厚范围则同时达到它们各自的最小值。此外，利用基准条件以30000rpm/秒的减速率来减速基板的旋转至100rpm与利用具有改进方法的本实施例相比，获得目标抗蚀剂膜厚的能力较差。
当通过对基板10应用大于30000rpm/秒的减速度α1来停止基板10的旋转时，下文将解释此种方法导致更小的抗蚀剂量(例如，70％)、抗蚀剂膜的平坦度的改进、以及获得目标膜厚度或接近目标膜厚度的抗蚀剂膜的能力的原因。
由于通过稀释剂提高抗蚀剂的光滑性的作用以及抗蚀剂液体自身的流动性和惯性，从抗蚀剂喷嘴21中分配到基板10中心位置的抗蚀剂液体在基板10旋转的圆周方向上散布。由于基板10旋转的离心力，抗蚀剂从中心位置向外移动并会散落到外面。
同时，由抗蚀剂粘性造成了基板10和抗蚀剂之间的摩擦，使得随着从向基板10上分配抗蚀剂的时间的增加，抗蚀剂液体在圆周方向上的散布也变缓。
相比而言，当停止从抗蚀剂喷嘴21的抗蚀剂分配之后立即停止基板10的旋转时，由于第一旋转运动施加的惯性造成基板10上的抗蚀剂在圆周方向上移动。
但是，仅通过在第一旋转运动之后将旋转速度降低至约100rpm不足以充分散布抗蚀剂液体。通过以大于30000rpm/秒的减速率来停止基板，可以对抗蚀剂在圆周方向上施加非常大的惯性能量。
通过大的惯性能量增加在基板10表面上流动的抗蚀剂量。因此，降低了抗蚀剂表面的不均匀，提高了抗蚀剂膜表面的平坦度。因此，可以认为散落到基板10外面的抗蚀剂量进一步增加，使得基板10上的抗蚀剂膜厚度可以调整为接近目标厚度的值。
因此，可以认为突然停止基板10的旋转提高了基板10上抗蚀剂膜的平坦度以及还可以优化抗蚀剂的膜厚，使得抗蚀剂膜厚通过后续的第二旋转速度R12被最终调整。
如前所述，为了降低i-线抗蚀剂的分配量、改进i-线抗蚀剂膜的平坦度、以及增加i-线抗蚀剂膜厚度的精确度，可以理解理想的涂布条件是以大于30000rpm/秒的减速度α1来快速地停止基板10的旋转。
在本例中，如图4，图5，图7，图8和图9所示，优选地，在不改变从抗蚀剂喷嘴21的分配时间的前提下，通过改变每小时抗蚀剂的分配量来调整抗蚀剂液体的分配量。在下面的实施例中，也采用了与这种抗蚀剂分配量的调整方法类似的方法。
第二实施例：
在第二实施例中使用的抗蚀剂是由东京Ohka Kogyo有限公司生产的KrF抗蚀剂，其具有约15毫帕·秒的粘度。这种KrF抗蚀剂分配到直径为200mm的基板10上面。当在直径为200mm的基板10上的KrF抗蚀剂的目标厚度被设置为730nm时，KrF抗蚀剂的分配量典型地被设置为1.0ml以使抗蚀剂膜厚处于允许范围之内。
通过按照图3所示的时序图控制稀释剂的分配、KrF抗蚀剂的分配、以及基板10的旋转速度，将KrF抗蚀剂涂布到基板10上。随后检测抗蚀剂膜厚度分布。此外，基板10采用裸硅基板。
表3示出当根据图3示出的时序图通过大于30000rpm/秒的减速度来停止基板10的旋转时，基于表3中的旋转速度、加速度、经过时间、供应溶剂的时机、供应抗蚀剂的时机形成抗蚀剂涂层的方法步骤的实例。
表3
Figure A20071014104000191
抗蚀剂粘度：约15毫帕·秒
按照表3中的各步骤控制稀释剂的分配、KrF抗蚀剂的分配、以及基板10的旋转速度，随后对抗蚀剂膜厚的分布进行检测。
这里，在停止向基板10分配抗蚀剂之后停止基板10的旋转的减速度被设定为例如40000rpm/秒。此外，抗蚀剂的分配量分别改变为如下不同值：90％(0.9ml)，80％(0.8ml)，70％(0.7ml)，50％(0.5ml)，其中将1.0ml设定为100％。随后，对每个实例分别检测抗蚀剂膜厚分布，检测结果如图10所示。
如图10所示，当抗蚀剂的分配量被设置在90％至70％的范围内时，发现基板10的中心部及其附近区域的抗蚀剂膜厚分布的最大值为约732nm，比基板10的中心部的目标厚度厚约2nm。
当在第一旋转速度结束时以30000rpm/秒的减速度停止基板的旋转时，获得了如图11所示的KrF抗蚀剂的膜厚分布。膜厚比基板10的中心部的目标厚度要厚3.5nm。
如图10所示的膜厚度比如图11所示的膜厚度更接近目标厚度。当对比图10和图11时，如图10所示的膜厚度分布更接近目标厚度。
增加减速度至大于30000rpm/秒来停止基板10的旋转可以实现更接近于目标膜厚。
图6示出为对比改进方法的实施例而作为基准条件的实例的时序图。表4示出其各步骤基于表4提供的旋转速度、加速率、经过时间，供应溶剂的时机、供应KrF抗蚀剂的时机等基准条件的实例。
表4
Figure A20071014104000201
抗蚀剂粘度：约15毫帕·秒
按照表3和表4所示的各步骤来进一步检测膜厚度分布的平坦度，其中分别基于抗蚀剂的分配量的变化、以及结束抗蚀剂的分配之后基板加速度的变化来区分检测结果。随后，检测作为平坦度的量度的标准偏差σ以及范围，例如膜厚度的最大值和最小值之间的范围，获得的结果如图12A和图12B所示。
图12A示出按照表3所示各步骤形成的抗蚀剂膜的平坦度。标准偏差σ以及膜厚的范围与为了停止基板10的旋转而施加的减速度α1和抗蚀剂的分配量相关。在这个实例中，为了停止基板的旋转而施加的减速度α1被分别设置为25000rpm/秒，30000rpm/秒，40000rpm/秒，以及50000rpm/秒。当设定分配量1.0ml为100％时，抗蚀剂的分配量分别改变为90％，80％，70％，50％。
与此对照，图12B示出按照表4所示各步骤形成的抗蚀剂膜的平坦度。标准偏差σ以及膜厚的范围与为了将基板10减速至第二旋转速度R22而施加的减速度α2、抗蚀剂的分配量相关。
这里，基板10的旋转速度从作为第一旋转速度R21的4200rpm减速至作为第二旋转速度R22的100rpm。减速至100rmp的第二旋转速度R22而施加的减速度α2被设定为50000rpm/秒。抗蚀剂的分配量设定为1.0ml(100％)。
接下来，对比图12A和图12B。当用于停止基板10的旋转的基板10的减速度α1分别设定为50000rpm/秒和40000rpm/秒时，即使降低抗蚀剂的分配量至90％，如图12A所示的在开始分配抗蚀剂之后停止基板10的旋转的各步骤，与图12B所示的基准条件的各步骤相比，可以获得更小的标准偏差σ以及更小的膜厚范围。
基于上述分析，为了降低KrF抗蚀剂的分配量，提高KrF抗蚀剂膜的平坦度，以及增加KrF抗蚀剂厚度的精确度，优选地，与第一实施例给出的理由相同，通过利用大于30000rpm/秒的减速度α1来停止基板10的旋转。
第三实施例：
第三实施例使用的抗蚀剂是由东京Ohka Kogyo有限公司生产的ArF抗蚀剂，其具有约2毫帕·秒的粘度。这种ArF抗蚀剂被分配到直径为200mm的基板10上面。当在直径为200mm的基板10上的KrF抗蚀剂的目标厚度被设置为250nm时，KrF抗蚀剂的分配量典型地被设置为1.0ml以使抗蚀剂膜厚处于允许范围之内。
通过按照图3所示的时序图控制稀释剂的分配、ArF抗蚀剂的分配、以及基板10的旋转速度，形成抗蚀剂膜。随后检测抗蚀剂膜厚度分布。此外，基板10采用裸硅基板。
表5示出当根据图3示出的时序图通过大于30000rpm/秒的减速度来停止基板10的旋转时，基于如表5所示的旋转速度，加速率，经过时间，供应溶剂的时机、供应抗蚀剂的时机形成抗蚀剂涂层的方法步骤的实例。
表5
Figure A20071014104000221
抗蚀剂粘度：约2毫帕·秒
按照表5中的各步骤控制稀释剂的分配、ArF抗蚀剂的分配、以及基板10的旋转速度，随后对抗蚀剂膜厚的分布进行检测。
这里，在停止向基板10分配抗蚀剂之后停止基板10的旋转的减速度被设定为例如40000rpm/秒。此外，当设定分配量1.0ml为100％时，抗蚀剂的分配量分别改变为如下不同值：90％(0.9ml)，80％(0.8ml)，70％(0.7ml)，50％(0.5ml)。随后，对每个实例分别检测ArF抗蚀剂膜厚分布，检测结果如图13所示。
如图13所示，当ArF抗蚀剂的分配量被设置在90％至70％的范围内时，抗蚀剂膜厚分布在基板10的中心部的位置处获得250nm的目标厚度。当ArF抗蚀剂的分配量被分别设置在80％和70％时，在基板10的中心部周围位置处的抗蚀剂膜厚分布获得了目标厚度。
当以30000rpm/秒的减速度将第一旋转速度减速为零而停止基板10时，获得了如图14所示的ArF抗蚀剂的膜厚分布。该膜厚与目标厚度近似一致。该膜厚度比基板的中心部的目标厚度要厚0.5nm至1.0nm。
当对比图13和图14时，如图13所示的膜厚比图14所示的膜厚更接近目标厚度。
当时序图采用停止基板旋转的步骤时，增加减速度至大于30000rpm/秒来停止基板10的旋转可以获得更接近于目标膜厚的膜厚。
作为对比改进方法的实施例的基准条件，采用了图6所示的时序图。表6示出其各步骤基于表6提供的旋转速度，加速率，经过时间，供应溶剂的时机，供应ArF抗蚀剂的时机等基准条件的实例。
表6
Figure A20071014104000231
抗蚀剂粘度：约2毫帕·秒
首先，在如表6所示的基准条件下的时序图中，当基板10的旋转速度从第一旋转速度R21减速至第二旋转速度R22，即100rpm时，将减速度分别设定为3000rpm/秒和4000rpm/秒。此外，当设定分配量1.0ml为100％时，抗蚀剂的分配量分别改变为如下不同值：90％(0.9ml)，80％(0.8ml)，70％(0.7ml)，50％(0.5ml)。随后，对每个实例分别检测抗蚀剂膜厚分布，检测结果如图15和图16所示。
利用基准条件，如图15和图16所示在基板10的中心区域及其附近区域中形成的抗蚀剂膜厚比目标厚度厚约1.0nm至2.0nm。因此，通过在第一旋转速度之后停止基板10的步骤来形成抗蚀剂膜的厚度比通过在第一旋转速度之后不停止基板10的步骤来形成抗蚀剂膜的厚度要更接近目标膜厚。
此外，当改变抗蚀剂分配量以及在停止分配抗蚀剂之后改变基板10的减速度时，按照表5和表6中所示的各步骤进一步检测抗蚀剂厚度分布。随后，标准偏差σ以及膜厚度的范围作为平坦度量度被检测。获得了如图17A和图17B所示的结果。
图17A示出了按照表5所示各步骤形成的抗蚀剂膜的平坦度。标准偏差σ以及膜厚的范围与为了停止基板10的旋转而施加的减速度α1和抗蚀剂的分配量相关。在各个测试实例中，为停止基板的旋转而施加的减速度α1被分别设置为25000rpm/秒，30000rpm/秒，40000rpm/秒，以及50000rpm/秒。当设定分配量1.0ml为100％时，抗蚀剂的分配量分别改变为90％，80％，70％，50％。
另一方面，图17B示出按照表6所示各步骤形成的抗蚀剂膜的平坦度。标准偏差σ以及膜厚的范围与将为了基板10减速至第二旋转速度R22而施加的不同减速度α2、抗蚀剂的不同分配量相关。
这里，基板10的旋转速度从作为第一旋转速度R21的3000rpm减速至作为第二旋转速度R22的100rpm。减速第二旋转速度R22至100rmp而施加的减速度α2被设定为50000rpm/秒。抗蚀剂的分配量设定为1.0ml。
接下来，对比图17A和图17B。当用于停止基板10的旋转的基板10的减速度α1设定为50000rpm/秒时，即使降低抗蚀剂的分配量至90％，如图17A所示的在分配抗蚀剂之后停止基板10的旋转的各步骤，与图17B作为基准条件的各步骤相比，可以获得更小的标准偏差σ以及更窄的膜厚范围。
此外，当减速度α1被设定为40000rpm/秒时，即使降低抗蚀剂的分配量至70％，如图17A所采用的各步骤，与图17B作为基准条件的各步骤相比，可以获得更小的标准偏差σ以及更小的膜厚度范围。
为了降低ArF抗蚀剂的分配量，提高ArF抗蚀剂的平坦度，以及增加ArF抗蚀剂膜厚度的精度，可以理解的是，优选地，与第一实施例提出的相同理由，以大于30000rpm/秒的减速度α1来停止基板10的旋转。
以下解释在改进方法的第一、第二和第三实施例中，在分配抗蚀剂之后基板的停止时间和抗蚀剂膜厚度分布的关系。
在改进方法的第一实施例的i-线抗蚀剂涂布步骤中，抗蚀剂膜厚分布根据在根据图18中所示的实例分配抗蚀剂之后基板被停止的持续时间(例如，分别为1.5秒，3.0秒，5.0秒和10秒)而改变。
在基板10的停止时间分别设置为图19和图20所示的值的条件下形成抗蚀剂膜之后，分别检测在第二实施例中使用的KrF抗蚀剂膜的厚度分布以及在第三实施例中使用的ArF抗蚀剂膜的厚度分布。
如图18，图19和图20所示，停止时间的增加会增加基板10的外围部分中产生的抗蚀剂膜的膜厚，这造成了抗蚀剂膜的翘曲。在供应抗蚀剂之后，基板处于停止状态的时间应该设定为小于3.0秒以使得形成的抗蚀剂膜在目标厚度的允许值±1％之内，如图18，图19和图20所示的抗蚀剂厚度分布。
另一方面，当基板10的停止时间被设置为小于0.5秒时，在各个涂布方法中抗蚀剂膜的平坦度较差。原因如下所述。
当在分配抗蚀剂之后基板10的停止时间小于0.5秒时，抗蚀剂不能沿着基板10的圆周方向充分散布，因此形成的抗蚀剂厚度的平坦度不均匀且较差。在另一方面，当停止时间大于3.0秒时，抗蚀剂在基板10上的散布完全停止，因此使得在基板10的第二旋转速度的开始时难以使得抗蚀剂在基板10上移动。
因此在基板10结束第一旋转速度后，优选地，基板10的停止时间T0被设置为介于0.5秒至3秒之间。
通过改变单位时间内抗蚀剂的分配量以及改变单位时间内抗蚀剂的分配时间来调整分配的抗蚀剂的量。例如，当0.8ml的抗蚀剂的量被供应至基板10之上时，从抗蚀剂喷嘴21中以0.8ml/秒的速度分配抗蚀剂1秒，或以0.4ml/秒的速度分配抗蚀剂2秒，或采用其它相似条件。
当单位时间内从抗蚀剂喷嘴21分配的抗蚀剂量被设置为较低的值时，优选地，在如图21所示的时序图中提高基板10的旋转速度，而不用从最初开始时刻就以例如3000rpm的高旋转速度来旋转基板10。
更具体地，在分配抗蚀剂的期间内可以采用如图21所示的两个子步骤方法来达到基板10的第一旋转速度R11。例如，首先，基板10以非常低的旋转速度来旋转，之后将溶剂分配到基板10上；其次，在分配抗蚀剂的时段T111的开始时刻，基板10以较高但仍为低速度的速度，例如1000rpm旋转；以及其三，在分配抗蚀剂的时段T112的结束时刻，基板10以更高的速度，例如3000rpm旋转。因此，在基板10的外围部分分配的抗蚀剂变得平稳定，以及形成的抗蚀剂膜的厚度均匀。
在图21中，向基板10供应抗蚀剂的时刻指的是从控制部件11向抗蚀剂供应部件26传送信号的时刻。因此，供应抗蚀剂液体的开始时刻可能相对时段T111的开始时刻有轻微的延迟。在图21中，基板10在供应稀释剂后以低于1000rpm的速度旋转。而在供应抗蚀剂之前，基板10可以不旋转。
接下来，参照图22A至图22P解释按照图3所示的时序图涂布抗蚀剂膜的半导体器件的制造步骤实例。
首先，如图22A所示，通过硅氧化物膜(未示出)在作为基板10的硅基板51的表面上形成氮硅化物膜(SiNx膜)52。随后，从溶剂喷嘴22中分配例如稀释剂的溶剂至氮硅化物膜52上，以及从抗蚀剂喷嘴21中分配粘度为2.2毫帕·秒的ArF抗蚀剂53至氮硅化物膜52之上。在表5给出的条件下执行抗蚀剂膜的涂布。如上所述，即使从抗蚀剂喷嘴21中的抗蚀剂分配量减为小于1.0ml时，也会获得均匀的膜厚分布。
如图22B所示，通过利用波长为193nm的光源对硅基板51上ArF抗蚀剂53进行曝光、以及显影，在浅槽区域形成开口部54。随后，如图22C所示，通过蚀刻从开口部54露出的氮硅化物膜52以及硅氧化物膜(未示出)形成各个凹槽55，随后通过反应性离子蚀刻工艺蚀刻硅基板51，去除ArF抗蚀剂53。
如图22D所示，去除ArF抗蚀剂53。如图22E所示，硅氧化物膜埋入在硅基板51中的凹槽55内，由此形成浅槽隔离56。这里，例如，在通过磷酸去除硅基板51上形成的氮硅化物膜52、氮硅化物膜52上的硅氧化物膜之后，，随后去除氮硅化物膜52下面的硅氧化物膜。
如图22F所示，通过离子注入n-型或p-型杂质至硅基板51内来形成n-型或p-型阱57。随后，通过热氧化硅基板51的表面来形成栅极绝缘膜58。
如图22G所示，多晶硅膜59形成于栅极绝缘膜58之上。随后，通过表5给出的方法供应溶剂至多晶硅膜之上，以及随后在其上涂布ArF抗蚀剂60。如图22H所示，通过曝光/显影ArF抗蚀剂60形成栅极图案。利用图案化的ArF抗蚀剂60作为掩模蚀刻多晶硅膜59，以及随后移除ArF抗蚀剂60。相应地，如图22I所示，经由栅极绝缘膜58在阱57上形成由多晶硅膜59形成的栅极59g。
如图22J所示，在栅极59g的两侧的硅基板51内分别形成作为源极/漏极的n-型或p-型杂质扩散区域61a，61b。当形成n-型或p-型杂质扩散区域61a，61b时，可以多于一次的多次进行杂质离子注入步骤。在这些离子注入步骤之间在栅极59g的每个侧面上分别形成绝缘侧壁50。在例如硅氧化物膜或类似物的绝缘膜形成于栅极59g上之后，通过回蚀刻硅氧化物或类似物来形成绝缘侧壁50。
如图22k所示，通过化学气相沉积(CVD)方法在栅极59g以及硅基板51上形成作为第一层层间绝缘膜62的硅氧化物膜。在第一层层间绝缘膜62中形成与杂质扩散区域61a，61b相连的导电塞63。
随后，在第一层层间绝缘膜62上形成由钨制成的导电膜64。在导电膜64上分配溶剂，以及随后在其上涂布KrF抗蚀剂65。例如，根据表3中给出的条件来涂布KrF抗蚀剂65。
如图22L所示，利用波长为248nm的光源通过曝光/显影工艺形成多个布线图案。如图22M所示，通过利用KrF抗蚀剂65的图案作为掩模来蚀刻导电膜64，剩余的导电膜64组成第一层布线64a。在布线64a和第一层层间绝缘膜62上形成硅氧化物膜，之后通过回蚀刻保留第一层布线64a周围的绝缘膜62作为绝缘侧壁66。
如图22N所示，形成第二层层间绝缘膜67，导电塞(未示出)，布线(未示出)，以及类似物。随后，在第n层层间绝缘膜68上形成由铝合金制成的最上层导电膜69。随后，在最上层导电膜上涂布溶剂，以及随后在导电膜69上涂布i-线抗蚀剂70。例如根据表1所给出的条件执行i-线抗蚀剂70的涂布。
如图22O所示，通过利用波长为365nm的曝光光源(未示出)来曝光i-线抗蚀剂70，以及随后显影该抗蚀剂，形成布线图案。
如图22P所示，利用图案化的i-线抗蚀剂70作为掩模，通过蚀刻最上层导电膜69形成最上层布线69a。
以此种方式，利用由较佳波长的光源曝光来分别对多层上的抗蚀剂53，60，65，70进行曝光可以形成半导体器件实例。
根据改进方法的本发明实施例，用来形成多层抗蚀剂53，60，65，70的抗蚀剂量可以比现有技术减少的更多，以及抗蚀剂的消耗量可以被减少。
在上述实施例中，解释了在基板的表面上涂布抗蚀剂的实例性方法。然而，上述涂布方法可以应用于在光掩模基板或LCD基板上涂布抗蚀剂的实例。此外，上述涂布方法不限于在基板上涂布抗蚀剂的实例，还可以应用于在基板上涂布SOG(旋涂式玻璃)，聚酰亚胺树脂，或类似物等实例。
在上述说明当中，参照本发明的具体实施例描述了本发明。然而，在不脱离本发明的广义精神和范围之下可以对其进行各种修改和变化。例如，读者可以明了的是，这里描述的方法步骤的具体顺序和组合仅为了说明，而本发明可以通过不同或附加的步骤，或不同组合或步骤顺序的工艺方法来执行。作为另一实施例，一个实施例中每个特征都可以组合以及与其它实施例中所示的其它特征配合。此外，明显地，这些特征还可以根据需要被增加或减少。因此，本发明的范围以所附的权利要求及其等效方案所保护的范围为准。

Claims (33)

1.一种半导体器件的制造方法，包括如下步骤：
供应溶剂至基板的表面；
在以第一旋转速度旋转该基板的同时，开始供应涂布液至该基板的表面，其中该基板以该第一旋转速度旋转第一预定时间；
以大于30000rpm即每分钟转数/秒的减速度停止该基板的旋转；
在该基板停止之后，以第二旋转速度旋转该基板第二预定时间。
2.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：
在停止供应该涂布液至该基板之后，停止该基板的旋转。
3.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：
在已经开始供应涂布液至该基板之后、且在停止该基板的旋转之前，改变该第一旋转速度。
4.如权利要求3所述的方法，其中该第一旋转速度具有起始速度和终止速度，且该终止速度快于该起始速度。
5.如权利要求1所述的方法，其中该减速度为至少40000rpm/秒。
6.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：
在供应该溶剂至该基板之后、且在以该第一旋转速度旋转该基板之前，以第三旋转速度旋转该基板。
7.如权利要求6所述的方法，其中该第三旋转速度慢于该第一旋转速度。
8.如权利要求1所述的方法，其中该第二旋转速度慢于该第一旋转速度。
9.如权利要求1所述的方法，其中该第二旋转速度快于该第一旋转速度。
10.如权利要求5所述的方法，其中该第二旋转速度慢于该第一旋转速度。
11.如权利要求7所述的方法，其中该第二旋转速度慢于该第一旋转速度。
12.如权利要求1所述的方法，其中在停止该基板的步骤中，停止该基板的时间长于0.5秒且短于3.0秒。
13.如权利要求5所述的方法，其中在停止该基板的步骤中，停止该基板的时间长于0.5秒且短于3.0秒。
14.如权利要求7所述的方法，其中在停止该基板的步骤中，停止该基板的时间长于0.5秒且短于3.0秒。
15.一种形成涂层的方法，包括如下步骤：
供应溶剂至基板的表面；
在以第一旋转速度旋转该基板的同时，开始供应涂布液至该基板的表面，其中该基板以该第一旋转速度旋转第一预定时间；
以大于30000rpm即每分钟转数/秒的减速度停止该基板的旋转；
在该基板停止之后，以第二旋转速度旋转该基板第二预定时间。
16.如权利要求15所述的方法，还包括如下步骤：
在停止供应该涂布液至该基板之后，停止该基板的旋转。
17.如权利要求15所述的方法，其中该减速度为至少40000rpm/秒。
18.如权利要求15所述的方法，还包括如下步骤：
在供应溶剂至该基板之后、且在以该第一旋转速度旋转该基板之前，以第三旋转速度旋转该基板。
19.如权利要求18所述的方法，其中该第三旋转速度慢于该第一旋转速度。
20.如权利要求15所述的方法，其中该第二旋转速度慢于该第一旋转速度。
21.如权利要求15所述的方法，其中在停止该基板的步骤中，停止该基板的时间大于0.5秒且小于3.0秒。
22.如权利要求1所述的方法，其中在开始供应该涂布液的步骤中，供应少于1毫升的涂布液，且涂布液的粘度小于等于25毫帕·秒。
23.如权利要求1所述的方法，其中该第一旋转速度的范围为1000rpm至3000rpm。
24.如权利要求23所述的方法，其中该第二旋转速度的范围为1500rpm至3000rpm。
25.如权利要求1所述的方法，其中该第二旋转速度的范围为1500rpm至3000rpm。
26.如权利要求6所述的方法，其中该第三旋转速度的范围为100rpm至2500rpm。
27.如权利要求23所述的方法，其中该减速度为至少40000rpm/秒。
28.如权利要求24所述的方法，其中该减速度为至少40000rpm/秒。
29.如权利要求25所述的方法，其中该减速度为至少40000rpm/秒。
30.如权利要求26所述的方法，其中该减速度为至少40000rpm/秒。
31.如权利要求1所述的方法，其中在停止该基板之后，以至少5000rpm/秒的加速度将该基板加速至该第二旋转速度。
32.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：
在该基板以该第一旋转速度旋转之前，在该基板上分配该涂布液。
33.一种形成涂层的方法，该方法包括如下步骤：
分配溶剂至基板的表面；
在以第一旋转速度旋转该基板的同时，开始供应涂布液至该基板的表面，其中该基板以该第一旋转速度旋转第一预定时间；
以第二旋转速度旋转该基板第二预定时间，其中该第二旋转速度快于该第一旋转速度；
在该第二旋转速度旋转期间内，在该基板上分配该涂布液；
以第三旋转速度旋转该基板第三预定时间，其中该第三旋转速度快于该第二旋转速度；
在该基板以该第三旋转速度旋转之前结束该涂布液在该基板上的分配；
以大于30000即每分钟转数rpm/秒的减速度停止该基板的旋转；以及
在该基板停止之后，以第四旋转速度旋转该基板第四预定时间。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102259083A (zh) * 2011-01-19 2011-11-30 沈阳芯源微电子设备有限公司 半导体封装用厚胶膜旋涂方法
CN109414721A (zh) * 2016-07-05 2019-03-01 株式会社斯库林集团 涂布方法
CN111261549A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 台湾积体电路制造股份有限公司 分配溶剂的方法
CN111266265A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 长鑫存储技术有限公司 一种半导体的涂布设备及涂布方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5109373B2 (ja) 2007-01-19 2012-12-26 富士通セミコンダクター株式会社 塗布液の塗布方法及び半導体装置の製造方法
JP5133855B2 (ja) * 2008-11-25 2013-01-30 株式会社ディスコ 保護膜の被覆方法
JP4678740B2 (ja) * 2008-12-16 2011-04-27 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法及び塗布処理装置
KR101447759B1 (ko) 2008-12-16 2014-10-06 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 도포 처리 방법 및 도포 처리 장치
EP2302845B1 (en) 2009-09-23 2012-06-20 Google, Inc. Method and device for determining a jitter buffer level
JP5485672B2 (ja) * 2009-12-07 2014-05-07 株式会社Ｓｏｋｕｄｏ 基板処理装置および基板処理方法
JP5337180B2 (ja) * 2010-04-08 2013-11-06 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置
US8630412B2 (en) 2010-08-25 2014-01-14 Motorola Mobility Llc Transport of partially encrypted media
US8477050B1 (en) 2010-09-16 2013-07-02 Google Inc. Apparatus and method for encoding using signal fragments for redundant transmission of data
JP5327238B2 (ja) * 2011-01-20 2013-10-30 東京エレクトロン株式会社 塗布処理装置、塗布処理方法及び記憶媒体
US8856212B1 (en) 2011-02-08 2014-10-07 Google Inc. Web-based configurable pipeline for media processing
US8819525B1 (en) 2012-06-14 2014-08-26 Google Inc. Error concealment guided robustness
TWI566939B (zh) * 2012-06-14 2017-01-21 聯華電子股份有限公司 製作圖案化聚醯亞胺薄膜的方法及其應用
JP6352824B2 (ja) * 2015-01-23 2018-07-04 東芝メモリ株式会社 基板処理装置、制御プログラムおよび制御方法
CN105204290A (zh) * 2015-08-24 2015-12-30 北京中科紫鑫科技有限责任公司 一种su8列阵式微反应池的制备方法
JP6437405B2 (ja) * 2015-09-10 2018-12-12 東芝メモリ株式会社 回転塗布方法および電子部品の製造方法
KR101927696B1 (ko) * 2016-08-31 2019-02-27 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
KR102207312B1 (ko) * 2018-07-23 2021-01-27 세메스 주식회사 기판 처리 방법 및 장치
JP7485700B2 (ja) 2020-01-16 2024-05-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、記憶媒体、及び基板処理装置

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4230752A (en) * 1979-04-26 1980-10-28 Brunswick Corporation Cigarette burn proof artificial grass
JPS59106120A (ja) 1982-12-11 1984-06-19 Toshiba Corp レジスト膜の形成方法
US4518678A (en) 1983-12-16 1985-05-21 Advanced Micro Devices, Inc. Selective removal of coating material on a coated substrate
JPS60231815A (ja) * 1984-04-28 1985-11-18 Kureha Chem Ind Co Ltd 弗化ビニリデン系樹脂モノフイラメントの製造方法
JP2583239B2 (ja) * 1987-06-16 1997-02-19 大日本印刷株式会社 フォトマスク用基板等へのレジスト塗布方法およびスピンナチャック装置
US5405813A (en) 1994-03-17 1995-04-11 Vlsi Technology, Inc. Optimized photoresist dispense method
US5607846A (en) 1994-05-17 1997-03-04 Research Foundation Of State University Of New York Vaccine for moraxella catarrhalis
JP3164739B2 (ja) 1994-09-30 2001-05-08 東京エレクトロン株式会社 塗布膜形成方法及びその装置
JP3361656B2 (ja) 1995-06-15 2003-01-07 大日本スクリーン製造株式会社 塗布液塗布方法
JP3396354B2 (ja) 1995-11-06 2003-04-14 大日本スクリーン製造株式会社 塗布液塗布方法
JPH1022220A (ja) 1996-07-04 1998-01-23 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板への塗布液塗布方法及び塗布装置
JP3504444B2 (ja) 1996-09-13 2004-03-08 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 レジスト材料の塗布方法及び半導体装置の製造方法
JP3504092B2 (ja) * 1996-11-19 2004-03-08 大日本スクリーン製造株式会社 塗布液塗布方法
JPH10151406A (ja) * 1996-11-21 1998-06-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 塗布液塗布方法
US6117486A (en) 1997-03-31 2000-09-12 Tokyo Electron Limited Photoresist coating method and apparatus
JP3302603B2 (ja) 1997-03-31 2002-07-15 東京エレクトロン株式会社 レジスト塗布方法及びレジスト塗布装置
US5780105A (en) 1997-07-31 1998-07-14 Vanguard International Semiconductor Corporation Method for uniformly coating a semiconductor wafer with photoresist
US5912049A (en) * 1997-08-12 1999-06-15 Micron Technology, Inc. Process liquid dispense method and apparatus
JP3330324B2 (ja) * 1998-01-09 2002-09-30 東京エレクトロン株式会社 レジスト塗布方法およびレジスト塗布装置
US6387825B2 (en) * 1998-11-12 2002-05-14 Advanced Micro Devices, Inc. Solution flow-in for uniform deposition of spin-on films
US6317642B1 (en) * 1998-11-12 2001-11-13 Advanced Micro Devices, Inc. Apparatus and methods for uniform scan dispensing of spin-on materials
JP3800282B2 (ja) 1998-11-30 2006-07-26 大日本スクリーン製造株式会社 塗布液塗布方法
JP3655576B2 (ja) * 2001-07-26 2005-06-02 株式会社東芝 液膜形成方法及び半導体装置の製造方法
TW554075B (en) 2002-04-17 2003-09-21 Grand Plastic Technology Corp Puddle etching method of thin film using spin processor
CN1674231A (zh) * 2002-07-25 2005-09-28 松下电器产业株式会社 镀膜装置
TWI305677B (en) * 2002-10-22 2009-01-21 Nanya Technology Corp Method for coating low viscosity materials
US7384878B2 (en) 2004-05-20 2008-06-10 International Business Machines Corporation Method for applying a layer to a hydrophobic surface
JP4498893B2 (ja) * 2004-11-11 2010-07-07 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
US20070020561A1 (en) * 2005-07-21 2007-01-25 Kazuya Hisada Manufacturing method and manufacturing apparatus for an optical data recording medium, and an optical data recording medium
JP4749829B2 (ja) * 2005-10-20 2011-08-17 東京エレクトロン株式会社 レジスト塗布方法およびレジスト塗布装置
JP4749830B2 (ja) 2005-10-21 2011-08-17 東京エレクトロン株式会社 レジスト塗布方法およびレジスト塗布装置
JP4805769B2 (ja) * 2006-09-14 2011-11-02 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法
JP5109373B2 (ja) 2007-01-19 2012-12-26 富士通セミコンダクター株式会社 塗布液の塗布方法及び半導体装置の製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102259083A (zh) * 2011-01-19 2011-11-30 沈阳芯源微电子设备有限公司 半导体封装用厚胶膜旋涂方法
CN102259083B (zh) * 2011-01-19 2013-03-27 沈阳芯源微电子设备有限公司 半导体封装用厚胶膜旋涂方法
CN109414721A (zh) * 2016-07-05 2019-03-01 株式会社斯库林集团 涂布方法
CN109414721B (zh) * 2016-07-05 2021-10-22 株式会社斯库林集团 涂布方法
CN111261549A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 台湾积体电路制造股份有限公司 分配溶剂的方法
CN111261549B (zh) * 2018-11-30 2022-09-16 台湾积体电路制造股份有限公司 分配溶剂的方法
CN111266265A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 长鑫存储技术有限公司 一种半导体的涂布设备及涂布方法
CN111266265B (zh) * 2018-12-05 2021-10-08 长鑫存储技术有限公司 一种半导体的涂布设备及涂布方法

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