CN102211076B - 涂布处理方法、程序、计算机存储介质和涂布处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种涂布处理方法、程序、计算机存储介质和涂布处理装置,能够在使用旋涂法将涂布液涂布于基板的情况下,使涂布液的涂布量为少量,并且使涂布液均匀地涂布在基板面内。该涂布处理方法,包括:在使晶片加速旋转的状态下,从喷嘴向该晶片的中心部喷出抗蚀剂液,将抗蚀剂液涂布在晶片上的涂布工序(S3);之后将晶片的旋转减速,使晶片上的抗蚀剂液平坦化的平坦化工序(S4);以及,之后将晶片的旋转加速,使晶片上的抗蚀剂液干燥的干燥工序(S5)。在涂布工序(S3)中,使晶片的旋转加速度按照第一加速度、大于上述第一加速度的第二加速度和小于上述第二加速度的第三加速度的顺序变化,使该晶片始终加速旋转。
Description
技术领域
本发明涉及基板的涂布处理方法、程序、计算机存储介质和基板的涂布处理装置。
背景技术
例如半导体器件的制造工艺的光刻工序中,通过依次进行以下处理,在晶片上形成规定的抗蚀剂图案:将抗蚀剂液涂布在例如晶片上来形成抗蚀剂膜的抗蚀剂涂布处理;以规定的图案对抗蚀剂膜进行曝光的曝光处理;和使曝光后的抗蚀剂膜显影的显影处理。
在上述抗蚀剂涂布处理中,多使用所谓的旋涂法,即,从喷嘴向高速旋转的晶片的中心部供给抗蚀剂液,利用离心力使抗蚀剂液在晶片上扩散,从而将抗蚀剂液涂布于晶片的表面。这种旋涂法中,作为均匀涂布抗蚀剂液的方法,提案有如下方法(专利文献1):将抗蚀剂液供给例如高速旋转的晶片,之后暂时使晶片的旋转减速,使晶片上的抗蚀剂液平坦化,之后再使晶片的旋转提速,使晶片上的抗蚀剂液干燥。
专利文献:日本特开2007-115936号公报
发明内容
然而,随着半导体器件的电路更加微细化,抗蚀剂涂布处理中抗蚀剂膜的薄膜化进一步发展。此外,抗蚀剂液较贵,需要尽可能地减少使用量。从该观点出发,考虑减少对晶片供给抗蚀剂液的供给量,但是这种情况下,当如现有技术那样将抗蚀剂液供向高速旋转的晶片的中心时,抗蚀剂液从晶片的中心向外侧方向急剧扩散,有时会在晶片的中心附近形成纹状的涂布斑。如果形成这样的涂布斑,例如在曝光处理中焦点就会发生偏移,最终无法在晶片上形成期望尺寸的抗蚀剂图案。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供当使用旋涂法将抗蚀剂液等涂布液涂布于晶片等基板时,即使涂布液的涂布量为少量,也能够将涂布液均匀涂布于基板面内的技术。
为了实现上述目的,本发明提供基板的涂布处理方法,其特征在于,包括:在使基板加速旋转的状态下,从喷嘴向该基板的中心部喷出涂布液,将涂布液涂布在基板上的第一工序;之后将基板的旋转减速,并使基板继续旋转的第二工序;以及,之后将基板的旋转加速,使基板上的涂布液干燥的第三工序,其中在上述第一工序中,使基板的旋转加速度依次变化为第一加速度、大于上述第一加速度的第二加速度和小于上述第二加速度的第三加速度,并使该基板始终加速旋转。
根据本发明,在第一工序中始终使基板加速旋转,因此在第一工序开始时,基板相对地低速旋转后,在第一工序结束时,基板相对地高速旋转。这样在涂布液刚刚向基板的中心部喷出之后,基板的旋转速度为低速,因此不会有较强的离心力作用于基板上的涂布液。而且,此时基板的旋转加速度是小于第二加速度的第一加速度,因此能够抑制作用于基板上的涂布液的离心力。从而涂布液能够向外侧方向均匀地扩散。之后,使基板以大于第一加速度的第二加速度加速旋转,因此基板上的涂布液能够流畅且迅速地扩散。之后,使基板以小于第二加速度的第三加速度加速旋转,因此能够使到达基板的外周部的涂布液流畅地扩散,并且能够将涂布液飞散到基板的外部的量抑制成极少量。而且,在第一工序中始终使基板加速旋转,因此涂布液能够迅速扩散,能够将用于使涂布液扩散到基板的整个表面的涂布量抑制成少量。从而,根据本发明,即使在使涂布液的涂布量为少量的情况下,也能够将涂布液均匀地涂布。从而,能够在基板上形成比现有更薄的涂布膜。此外,也能够使该涂布处理所需要的成本廉价化。
所述第三加速度也可以大于所述第一加速度。
上述涂布处理方法,也可以在上述第一工序之前,具有向基板喷出涂布液的溶剂,使基板旋转并且将溶剂涂布在基板上的第四工序,在上述第四工序之后且上述第一工序之前使基板的旋转减速,以比上述第四工序中的基板的旋转速度低的旋转速度,开始上述第一工序。
上述涂布处理方法,也可以在上述第一工序之前,具有向基板供给涂布液的溶剂,使基板旋转并且将溶剂涂布在基板上的第四工序,在维持上述第四工序中的基板的旋转速度的状态下,开始上述第一工序。
上述第一工序中的利用喷嘴的涂布液的喷出,也可以持续进行到第二工序的中途为止。
在上述第二工序中,也可以到该第二工序的中途为止进行上述涂布液的喷出并停止该涂布液的喷出后,将基板的旋转减速,并使基板继续旋转。
当使上述第二工序中的利用喷嘴的涂布液的喷出结束时,也可以通过移动喷嘴,涂布液的喷出位置从基板的中心部偏移。
上述喷嘴的移动,在上述第一工序结束的同时开始。其中,这里所说的“同时”也包含第一工序结束时的前后0.5秒以内的大致同时的情况。
根据另一方面的本发明,提供为了使上述涂布处理方法通过涂布处理装置来执行,在控制该涂布处理装置的控制部的计算机上操作的程序。
根据另一方面的本发明,提供存储有上述程序的能够读取的计算机存储介质。
根据又一方面的本发明,提供涂布处理装置,其对基板进行涂布处理,该涂布处理装置的特征在于,包括:保持基板并使基板旋转的旋转保持部;向基板喷出涂布液的喷嘴;和控制部,其按照如下方式对上述旋转保持部和上述喷嘴的动作进行控制:在通过上述旋转保持部使基板加速旋转的状态下,执行以下工序:从上述喷嘴向该基板的中心部喷出涂布液,将涂布液涂布在基板上的第一工序;之后将基板的旋转减速,并使基板继续旋转的第二工序;以及,之后将基板的旋转加速,使基板上的涂布液干燥的第三工序,其中,在上述第一工序中,使基板的旋转加速度依次变化为第一加速度、大于上述第一加速度的第二加速度和小于上述第二加速度的第三加速度,并使该基板始终加速旋转。
上述第三加速度可以大于上述第一加速度。
根据上述涂布处理装置,还具有向基板喷出涂布液的溶剂的其它喷嘴,上述控制部,按照如下方式对上述旋转保持部、上述喷嘴和上述其它喷嘴的动作进行控制:在上述第一工序之前,执行向基板喷出涂布液的溶剂,使基板旋转并且将溶剂涂布在基板上的第四工序,在上述第四工序之后且上述第一工序之前使基板的旋转减速,以比上述第四工序中的基板的旋转速度低的旋转速度,开始上述第一工序。
根据上述涂布处理装置,还具有向基板喷出涂布液的溶剂的其它喷嘴,上述控制部,按照如下方式对上述旋转保持部、上述喷嘴和上述其它喷嘴的动作进行控制:在上述第一工序之前,执行向基板供给涂布液的溶剂,使基板旋转并且将溶剂涂布在基板上的第四工序,在维持第四工序中的基板的旋转速度的状态下,开始上述第一工序。
上述第一工序中的利用上述喷嘴的涂布液的喷出,也可以持续进行到上述第二工序的中途为止。
在上述第二工序中,也可以到该第二工序的中途为止进行上述涂布液的喷出并停止该涂布液的喷出后,将基板的旋转减速,并使基板继续旋转。
根据上述涂布处理装置,还具有使上述喷嘴从基板的中心部的上方在基板的径向移动的喷嘴移动机构,上述控制部,按照如下方式对上述旋转保持部、上述喷嘴和上述喷嘴移动机构的动作进行控制:在使上述第二工序中的利用上述喷嘴的涂布液的喷出结束时,移动上述喷嘴,使涂布液的喷出位置从基板的中心部偏移。
上述喷嘴的移动,在上述第一工序结束的同时开始。
发明效果
根据本发明,使用旋涂法将涂布液涂布于基板的情况下,即使涂布液的涂布量为少量,也能够将涂布液均匀地涂布在基板面内。
附图说明
图1是表示搭载有本实施方式的抗蚀剂涂布装置的涂布显影处理系统的概略结构的平面图。
图2是本实施方式的涂布显影处理系统的正面图。
图3是本实施方式的涂布显影处理系统的背面图。
图4是表示抗蚀剂涂布装置的概略结构的纵截面图。
图5是表示抗蚀剂涂布装置的概略结构的横截面图。
图6是表示抗蚀剂涂布处理的主要工序的流程图。
图7是表示抗蚀剂涂布处理的各工序中的晶片旋转速度和抗蚀剂液的喷出时刻(timing)的图表。
图8是表示其它实施方式的抗蚀剂涂布处理的各工序中的晶片旋转速度和抗蚀剂液的喷出时刻的图表。
图9是表示其它实施方式的抗蚀剂涂布处理的各工序中的晶片旋转速度和抗蚀剂液的喷出时刻的图表。
图10是表示移动第一喷嘴使抗蚀剂液的喷出位置从晶片的中心部偏移的状态的说明图。
图11是表示其它实施方式的抗蚀剂涂布处理的各工序中的晶片旋转速度和抗蚀剂液的喷出时刻的图表。
附图标记说明
1 涂布显影处理系统
30~32 抗蚀剂涂布装置
130 旋转卡盘
141 第一臂部
143 第一喷嘴
144 喷嘴驱动部
150 第二喷嘴
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。图1是表示搭载有本实施方式的涂布装置的涂布显影处理系统1的概略结构的平面图。图2是涂布显影处理系统1的正面图。图3是涂布显影处理系统1的背面图。
涂布显影处理系统1如图1所示具有如下结构:例如将用于从外部对涂布显影处理系统1以盒单位搬入搬出多片晶片W的向盒装卸台2、包括在光刻工序中单片式实施规定处理的多个各种处理装置的处理台3、在与处理台3相邻的曝光装置4之间传递晶片W的接口台5一体连接。
在向盒装卸台2设置有盒载置台10,在该盒载置台10能够将多个盒C在X方向(图1中的上下方向)上载置成一列。在向盒装卸台2设置有在搬送路11上能够沿着X方向移动的晶片搬送装置12。晶片搬送装置12在被收容于盒C中的晶片W的排列方向(Z方向;铅直方向)上也自由移动,能够有选择地访问盒C内的多枚晶片W。此外,晶片搬送装置12能够围绕铅直方向的轴(θ方向)旋转,能够访问后述的处理台3的第三处理装置组G3的各处理装置,对晶片W进行搬送。
处理台3具备多层配置有多个处理装置的例如5个处理装置组G1~G5。在处理台3的X方向负方向(图1中的下方向)侧,从向盒装卸台2一侧起朝向接口台5一侧依次配置有第一处理装置组G1和第二处理装置组G2。在处理台3的X方向正方向(图1中的上方向)侧,从向盒装卸台2一侧起朝向接口台5一侧依次配置有第三处理装置组G3、第四处理装置组G4和第五处理装置组G5。在第三处理装置组G3与第四处理装置组G4之间设置有第一搬送装置20。第一搬送装置20能够有选择地访问第一处理装置组G1、第三处理装置组G3和第四处理装置组G4内的各装置,对晶片W进行搬送。在第四处理装置组G4与第五处理装置组G5之间设置有第二搬送装置21。第二搬送装置21能够有选择地访问第二处理装置组G2、第四处理装置组G4和第五处理装置组G5内的各装置,对晶片W进行搬送。
如图2所示,在第一处理装置组G1中,对晶片W供给规定的液体来进行处理的液处理装置例如作为本实施方式的涂布处理装置的抗蚀剂涂布装置30、31、32、以及用于形成曝光处理时可防止光的反射的防反射膜的底涂装置33、34,从下方起依次重叠5层。在第二处理装置组G2中,液处理装置例如对晶片W供给显影液进行显影处理的显影处理装置40~44从下方起依次重叠5层。此外,在第一处理装置组G1和第二处理装置组G2的最下层,分别设置有用于对各处理装置组G1、G2内的上述液处理装置供给各种处理液的化学室50、51。
例如如图3所示,在第三处理装置组G3中,将晶片W载置于温度调节板上对晶片W进行温度调节的温度调节装置60、用于接受传递晶片W的转移装置61、温度调节装置62~64和对晶片W进行加热处理的加热处理装置65~68,从下方起依次重叠9层。
在第四处理装置组G4中,例如温度调节装置70、抗蚀剂涂布处理后对晶片W进行加热处理的预烘烤装置71~74和显影处理后对晶片W进行加热处理的后烘烤装置75~79,从下方起依次重叠10层。
在第五处理装置组G5中,对晶片W进行热处理的多个热处理装置例如温度调节装置80~83、曝光后对晶片W进行加热处理的曝光后烘烤装置84~89,从下方起依次重叠10层。
如图1所示,在第一搬送装置20的X方向正方向侧配置有多个处理装置,例如如图3所示用于对晶片W进行疏水化处理的粘附装置90、91,从下方起依次重叠2层。如图1所示,在第二搬送装置21的X方向正方向侧,例如配置有选择仅曝光晶片W的边缘部的周边曝光装置92。
例如如图1所示,在接口台5设置有沿着X方向延伸的在搬送路100上移动的晶片搬送装置101和缓冲盒102。晶片搬送装置101能够在Z方向上移动并且也能够在θ方向旋转,能够访问与接口台5相邻的曝光装置4、缓冲盒102和第五处理装置组G5的各装置,对晶片W进行搬送。
另外,本实施方式的曝光装置4用于进行例如液浸曝光处理,能够在使液体例如纯水的液膜滞留于晶片W的表面的状态下,隔着该纯水的液膜对晶片W的表面的抗蚀剂膜进行曝光。
接着,说明上述抗蚀剂涂布装置30~32的结构。图4是表示抗蚀剂涂布装置30的概略结构的纵截面的说明图。图5是表示抗蚀剂涂布装置30的概略结构的横截面的说明图。
例如如图4所示,抗蚀剂涂布装置30具有壳体120,在该壳体120内的中央部分设置有保持晶片W并使其旋转的旋转保持部即旋转卡盘130。旋转卡盘130具有水平的上表面,在该上表面例如设置有吸引晶片W的吸引口(未图示)。通过来自该吸引口的吸引,能够将晶片W吸附保持在旋转卡盘130上。
旋转卡盘130包括例如具有电动机等的卡盘驱动机构131,能够通过该卡盘驱动机构131以规定的速度旋转。此外,在卡盘驱动机构131设置有汽缸等升降驱动源,旋转卡盘130能够上下移动。另外,旋转卡盘130的旋转速度由后述的控制部160进行控制。
在旋转卡盘130的周围设置有接收并回收从晶片W飞散或落下的液体的杯部132。在杯部132的下面连接有将所回收的液体排出的排出管133和对杯部132内的气氛进行排气的排气管134。
如图5所示,在杯部132的X方向负方向(图5的下方向)侧,形成有沿着Y方向(图5的左右方向)延伸的轨道140。轨道140例如从杯部132的Y方向负方向(图5的左方向)一侧的外方至Y方向正方向(图5的右方向)侧的外方形成。在轨道140例如安装有两个臂部141、142。
如图4和图5所示,在第一臂部141支承有用于喷出作为涂布液的抗蚀剂液的第一喷嘴143。第一臂部141通过图5所示的喷嘴驱动部144,在轨道140上自由移动。由此,第一喷嘴143能够从设置在杯部132的Y方向正方向侧的外方的待机部145移动到杯部132内的晶片W的中心部上方,进一步能够在该晶片W的表面上在晶片W的径向移动。此外,第一臂部141通过喷嘴驱动部144能够自由升降,能够调整第一喷嘴143的高度。另外,在本实施方式中,由上述第一臂部141和喷嘴驱动部144构成“喷嘴移动机构”。
如图4所示,在第一喷嘴143连接有与抗蚀剂液146连通的供给管147。在本实施方式的抗蚀剂液供给源146中例如贮留有用于形成较薄的抗蚀剂膜例如150nm以下的抗蚀剂膜的低粘度抗蚀剂液。此外,在供给管147设置有阀148,通过开关该阀148,能够使抗蚀剂液的喷出开启、关闭。
在第二臂部142支承有用于喷出抗蚀剂液的溶剂例如稀释剂的第二喷嘴150。第二臂部142例如通过图5所示的喷嘴驱动部151,在轨道140上自由移动,能够使第二喷嘴150从设置在杯部132的Y方向负方向侧的外方的待机部152移动到杯部132内的晶片W的中心部上方。此外,通过喷嘴驱动部151,第二臂部142自由升降,能够调节第二喷嘴150的高度。
如图4所示,在第二喷嘴150连接有与溶剂供给源153连通的供给管154。另外,以上的结构中,用于喷出抗蚀剂液的第一喷嘴143和用于喷出溶剂的第二喷嘴150由不同的臂部支承,但是也可以由相同的臂部支承,通过控制该臂部的移动,来控制第一喷嘴143和第二喷嘴150的移动和喷出时刻。
通过控制部160控制以下驱动系统的动作:上述旋转卡盘130的旋转动作;利用喷嘴驱动部144对第一喷嘴143进行的移动动作;利用阀148对第一喷嘴143的抗蚀剂液的喷出进行的开启、关闭动作;利用喷嘴驱动部151对第二喷嘴150进行的移动动作等驱动系统的动作。控制部160例如由具备CPU或存储器等的计算机构成,通过执行例如存储在存储器中的程序,能够实现抗蚀剂涂布装置30的抗蚀剂涂布处理。另外,用于实现抗蚀剂涂布装置30的抗蚀剂涂布处理的各种程序,例如存储在计算机能够读取的CD等存储介质H中,使用从该存储介质H被安装到控制部160中的程序。
另外,抗蚀剂涂布装置31、32的结构,与上述抗蚀剂涂布装置30相同,因此省略说明。
接着,对由如上所述构成的抗蚀剂涂布装置30进行的涂布处理工艺,与由涂布显影处理系统1整体进行的晶片处理的工艺一起进行说明。
首先,通过图1所示的晶片搬送装置12,从盒载置台10上的盒C内将未处理的晶片W逐片取出,依次搬送到处理台3。晶片W被搬送到处理台3的属于第三处理装置组G3的温度调节装置60,进行温度调节到规定温度。之后,通过第一搬送装置20将晶片W搬送到例如底涂装置34,形成防反射膜。之后,通过第一搬送装置20将晶片W依次搬送到例如加热处理装置65、温度调节装置70,在各处理装置中实施规定的处理。之后,通过第一搬送装置20将晶片W搬送到例如抗蚀剂涂布装置30。
图6是表示抗蚀剂涂布处理装置30的涂布处理工艺的主要工序的流程图。图7是表示该涂布处理工艺的各工序中的晶片W旋转速度和抗蚀剂液的喷出时刻的图表。另外,由于优先考虑到技术理解的容易度,因此图7中的工艺的时间长度不一定与实际的时间长度对应。
首先,在搬入到抗蚀剂涂布装置30之后,如图4所示,晶片W被旋转卡盘130吸附保持。接着,通过第二臂部142,待机部152的第二喷嘴150移动到晶片W的中心部的上方。接着,例如在晶片W停止的状态下,从第二喷嘴150喷出规定量的溶剂,将溶剂供给到晶片W的中心部(图6和图7的溶剂喷出工序S1)。之后,如图7所示,通过旋转卡盘130,晶片W例如以2000rpm左右的第一速度V1旋转,使晶片W上的溶剂扩散到晶片W的整个表面,将溶剂涂布于晶片W的表面(图6和图7的溶剂扩散工序S2)。例如此时,通过第一臂部141,待机部145的第一喷嘴143移动到晶片W的中心部的上方。另外,本实施方式中,由溶剂喷出工序S1和溶剂扩散工序S2构成本发明的第四工序。
将溶剂涂布于晶片W的表面时,将晶片W的旋转减速至低于第一速度V1的例如300rpm左右的第二速度V2。
之后,打开阀148,如图7所示开始从第一喷嘴143喷出抗蚀剂液,开始将抗蚀剂液供向晶片W的中心部。于是开始抗蚀剂液的涂布工序S3(本发明中的第一工序)。
在涂布工序S3中,首先,晶片W的旋转从第二速度V2加速至例如500rpm左右的第三速度V3(图7的工序S3-1)。在该工序S3-1中,晶片的旋转加速度是例如500rpm/s以下且更优选为100rpm/s的第一加速度。这样,抗蚀剂液刚刚向晶片W的中心部喷出后,晶片W的旋转速度为低速,所以不会有较强的离心力作用于晶片W上的抗蚀剂液。而且,此时晶片W旋转的第一加速度也较小,因此能够抑制对晶片W上的抗蚀剂液作用的离心力。从而抗蚀剂液能够向外侧方向均匀地扩散。
接着,将晶片W的旋转从第三速度V3加速至例如3800rpm左右的第四速度V4(图7的工序S3-2)。在该工序S3-2中,晶片的旋转加速度是大于第一加速度的例如5000rpm/s~30000rpm/s且更优选为10000rpm/s的第二加速度。这样由于使晶片W以大于第一加速度的第二加速度进行加速旋转,所以晶片W上的抗蚀剂液能够流畅且迅速地扩散。
接着,将晶片W的旋转从第四速度V4加速至例如4000rpm左右的第五速度V5(图7的工序S3-3)。在该工序S3-3中,晶片的旋转加速度是小于第二加速度的例如500rpm/s以下且更优选为100rpm/s的第三加速度。这样由于使基板以小于第二加速度的第三加速度进行加速旋转,所以能够使到达基板的外周部的涂布液流畅地扩散,并且能够将涂布液飞散到基板的外部的量抑制成极少的量。
这样,在涂布工序S3中,使晶片W的旋转加速度依次变化为第一加速度、第二加速度和第三加速度,晶片W始终加速旋转。而且,在涂布工序S3中,持续将抗蚀剂液供向晶片W的中心部。于是,被供给的抗蚀剂液在离心力的作用下,扩散到晶片W的整个表面,抗蚀剂液被涂布于晶片W的表面。
当抗蚀剂液的涂布工序S3结束时,如图7所示,将晶片W的旋转减速至例如200rpm左右的第六速度V6,使晶片W上的抗蚀剂液平坦化(图6和图7的平坦化工序S4(本发明中的第二工序))。
当平坦化工序S4结束时,如图7所示,将晶片W的旋转加速至例如1500rpm左右的第七速度V7,使晶片W上的抗蚀剂液干燥(图6和图7的干燥工序S5(本发明中的第三工序))。这样,在晶片W上形成较薄的抗蚀剂膜。
晶片W的干燥结束后,晶片W停止旋转,从旋转卡盘130上将晶片W搬出,一系列的抗蚀剂涂布处理结束。
抗蚀剂涂布处理后,通过第一搬送装置20将晶片W搬送至例如预烘烤装置71,进行预烘烤。接着,通过第二搬送装置21将晶片W依次搬送至周边曝光装置92、温度调节装置83,在各装置中实施规定的处理。之后,通过接口台5的晶片搬送装置101将晶片W搬送至曝光装置4,进行液浸曝光。之后,通过晶片搬送装置101将晶片W搬送至例如曝光后烘烤装置84,进行曝光后烘烤,接着通过第二搬送装置21将晶片W搬送至温度调节装置81,进行温度调节。之后,将晶片W搬送至显影处理装置40,对晶片W上的抗蚀剂膜进行显影。显影后,通过第二搬送装置21将晶片W搬送至后烘烤装置75,进行后烘烤。之后,将晶片W搬送至温度调节装置63,进行温度调节。接着,晶片W由第一搬送装置20搬送至转移装置61,并由晶片搬送装置12送回盒C,一系列的晶片处理结束。
根据上述的实施方式,在涂布工序S3中始终使晶片W加速旋转,因此,能够使抗蚀剂液迅速扩散,能够将用于使抗蚀剂液扩散到晶片W的整个表面的涂布量抑制成少量。此外,在工序S3-1中,抗蚀剂液刚刚向晶片W的中心部喷出后,晶片W的旋转速度为低速,所以不会有较强的离心力作用于晶片W上的抗蚀剂液。而且,此时晶片W的旋转加速度是小于第二加速度的第一加速度,因此能够抑制对晶片W上的抗蚀剂液作用的离心力。从而,不会如现有技术那样在晶片上出现涂布斑,抗蚀剂液能够向外侧方向均匀地扩散。随后,在工序S3-2中,使晶片W以大于第一加速度的第二加速度进行加速旋转,因此晶片W上的抗蚀剂液能够流畅且迅速地扩散。随后,在工序S3-3中,使晶片W以小于第二加速度的第三加速度进行加速旋转,因此能够使到达晶片W的外周部的抗蚀剂液流畅地扩散,并且能够将抗蚀剂液飞散到晶片W的外部的量抑制成极少量。从而,根据本实施方式,即使在使抗蚀剂液的涂布量为少量的情况下,也能够均匀地涂布抗蚀剂液。由此,能够在晶片W上形成比现有更薄的涂布膜。此外,也能够使该涂布处理所需要的成本廉价化。
以上的实施方式中,工序S3-1中晶片W旋转的第一加速度与工序S3-3中晶片W旋转的第三加速度相同,但是第三加速度也可以大于第一加速度。这种情况下,能够例示例如第一加速度为100rpm/s且第三加速度为200rpm/s的情况。像这样由于第一加速度较小,所以在工序S3-1中能够进一步减小对晶片W上的抗蚀剂液作用的离心力,能够使抗蚀剂液向外侧方向确实均匀地扩散。此外,由于第三加速度大于第一加速度,所以在工序S3-3中能够使到达晶片W的外周部的抗蚀剂液流畅且迅速地扩散。从而,根据本实施方式,能够确实地消除现有的晶片上的涂布斑,能够将抗蚀剂液均匀地涂布在晶片W上。
以上的实施方式中,在溶剂扩散工序S2中,使晶片W以第一速度V1旋转而将溶剂涂布于晶片W的表面后,将晶片W的旋转减速至第二速度V2,但是也可以如图8所示,不使晶片W的旋转减速,而开始涂布工序S3。这种情况下,将晶片W的旋转维持在例如2000rpm左右的第一速度V1的状态下,开始涂布工序S3。
在涂布工序S3中,首先,将晶片W的旋转从第一速度V1加速至例如2200rpm左右的第八速度V8(图8的工序S3-1)。在该工序S3-1中,晶片的旋转加速度与上述实施方式同样,是例如500rpm/s以下且更优选为100rpm/s的第一加速度。接着,将晶片W的旋转从第八速度V8加速至例如3800rpm左右的第四速度V4(图8的工序S3-2)。在该工序S3-2中,晶片的旋转加速度是大于第一加速度的例如5000rpm/s~30000rpm/s且更优选为10000rpm/s的第二加速度。接着,将晶片W的旋转从第四速度V4加速至例如4000rpm左右的第五速度V5(图8的工序S3-3)。在该工序S3-3中,晶片的旋转加速度是小于第二加速度的例如500rpm/s以下且更优选为200rpm/s的第三加速度。
如上所述,在涂布工序S3中,使晶片W的旋转加速度依次变化为第一加速度、第二加速度和第三加速度,晶片W始终加速旋转。而且,在涂布工序S3中,对晶片W的中心部持续供给抗蚀剂液。于是,被供给的抗蚀剂液在离心力的作用下,扩散到晶片W的整个表面,将抗蚀剂液涂布于晶片W的表面。
之后,对晶片W进行抗蚀剂液的平坦化工序S4和抗蚀剂液的干燥工序S5。另外,本实施方式中的平坦化工序S4和干燥工序S5,例如分别按照与上述实施方式的平坦化工序S4和干燥工序S5同样的方案进行,因此省略说明。
根据本实施方式,在溶剂扩散工序S2中,将溶剂涂布于晶片W的表面后,不使晶片W的旋转减速而开始涂布工序S3,因此,涂布工序S3中的晶片W的旋转,与上述实施方式相比维持在较高的速度。因此,较强的离心力作用于晶片上的涂布液,能够进一步提高晶片面内的抗蚀剂液的膜厚均匀性。
这里,消除晶片W上的抗蚀剂液的涂布斑即抗蚀剂液的覆盖性,与晶片面内的抗蚀剂液的膜厚均匀性之间存在折中关系。因此,在重视抗蚀剂液的覆盖性的情况下,优选以图7所示的上述实施方式的方法涂布抗蚀剂液。另一方面,虽然充分确保了抗蚀剂液的覆盖性,但是在想要确保晶片面内的抗蚀剂液的膜厚均匀性的情况下,优选按照图8所示的本实施方式涂布抗蚀剂液。
此外,本实施方式中,在涂布工序S3中,也使晶片W的旋转加速度依次变化为第一加速度、第二加速度和第三加速度,使晶片W始终加速旋转,因此抗蚀剂液流畅且迅速地在晶片W的表面扩散而涂布。
以上的实施方式中,涂布工序S3中利用第一喷嘴143喷出抗蚀剂液,也可以如图9所示持续进行到平坦化工序S4的中途为止。这种情况下,在平坦化工序S4中,由于晶片W的旋转为低速,所以能够抑制晶片W上的抗蚀剂液的干燥,并且通过在平坦化工序S4中喷出的抗蚀剂液,能够提高晶片W上的抗蚀剂液的流动性。从而,能够使晶片W上的抗蚀剂液的膜厚更均匀。
此外,这种情况下,涂布工序S3中的利用第一喷嘴143喷出抗蚀剂液结束时,也可以移动第一喷嘴143,使抗蚀剂液的喷出位置从晶片W的中心部偏移。
例如,在涂布工序S3结束的同时,第一喷嘴143如图10所示,在持续喷出抗蚀剂液R的状态下,从晶片W的中心部A的上方,在晶片W的径向移动例如3mm以上且更优选为5~30nm左右的规定距离。由此,晶片W的表面上的抗蚀剂液的喷出位置P从晶片W的中心部A偏移。另外,此时晶片W的旋转速度,变化成低速的200rpm左右的第六速度V6。第一喷嘴143在从晶片W的中心部A上方偏移规定距离的位置停止,此时,阀148被关闭,抗蚀剂液的喷出停止。之后,晶片W以第六速度V6继续旋转,使晶片W上的抗蚀剂液平坦化。即,抗蚀剂液的喷出,从抗蚀剂液的涂布工序S3进行到抗蚀剂液的平坦化工序S4的中途为止,在该平坦化工序S4中,当抗蚀剂液的喷出结束时,第一喷嘴143移动,抗蚀剂液的喷出位置P从晶片W的中心部A偏移。
根据本实施方式,例如第一喷嘴143的收液时,抗蚀剂液落于以平坦化工序S4的低速度进行旋转的晶片W,因此可防止该抗蚀剂液急剧地干燥。此外,该抗蚀剂液落于偏离晶片W的中心部A的位置P,因此在比晶片W的中心部更强的离心力的作用下,在晶片的面内恰当地扩散。其结果,即使在第一喷嘴143的喷出结束时喷出有不稳定量和形状的抗蚀剂液的情况下,在晶片W的中心部A附近也不会产生涂布斑,即使在使用少量的抗蚀剂液的情况下,最终也能够在晶片W的整个面形成均匀的抗蚀剂膜。
以上的实施方式中,第一喷嘴143的移动开始时与涂布工序S3的结束为同时,但是该移动开始时刻也可以在涂布工序S3的结束之前。由此,能够在更早的阶段结束第一喷嘴143的移动,相应地能够在比平坦化工序S4时更早的阶段结束抗蚀剂液的喷出。其结果,能够减少整个工艺中的抗蚀剂液的使用量,能够降低成本。另外,第一喷嘴143的移动,在考虑到抗蚀剂液对晶片整个面的扩散时,在涂布工序S3的50%以上结束后开始更好。
在以上实施方式的平坦化工序S4中,也可以如图11所示,到该平坦化工序S4的中途为止从第一喷嘴143喷出抗蚀剂液并使该抗蚀剂液的喷出停止后,将晶片W的旋转减速,并使晶片W继续旋转。这种情况下,在平坦化工序S4中,使晶片W以第六速度V6旋转并且喷出抗蚀剂液(图11的工序S4-1)。接着,在抗蚀剂液的喷出刚刚停止后,将晶片W的旋转减速至10rpm~50rpm且更优选为10rpm的第九速度V9,将晶片W以第九速度继续旋转(图11的工序S4-2)。另外,其它的溶剂喷出工序S1、溶剂扩散工序S2、涂布工序S3、干燥工序S5,分别按照与上述实施的液体的工序S1、S2、S3、S5同样的方案进行,因此省略说明。
这里,例如作为抗蚀剂液使用表面张力高的抗蚀剂液、例如包含环己酮等溶媒的抗蚀剂液的情况下,在抗蚀剂液的喷出结束时,产生从第一喷嘴143落下球状的抗蚀剂液液滴的所谓收液的问题。这种情况下,上述抗蚀剂液的液滴,使涂布在晶片W上的抗蚀剂液发生起伏,该抗蚀剂液的表面被扰乱。于是,在晶片W上产生涂布斑,无法在晶片面内均匀地涂布抗蚀剂液。
关于这一点,根据本实施方式,在工序S4-1中,抗蚀剂液的喷出停止后立刻在工序S4-2中使晶片W的旋转减速至第九速度V9,因此在该工序S4-2中能够抑制晶片W上的抗蚀剂液的扩散。这样,如上所述,在抗蚀剂液的喷出结束时,即使从第一喷嘴143落下抗蚀剂液液滴的情况下,也能够减轻晶片W上的抗蚀剂液的表面的紊乱,能够抑制晶片W上的涂布斑。从而,能够进一步提高晶片面内的抗蚀剂液的膜厚均匀性。
在以上实施方式中,干燥工序S5执行预先设定的一定时间,但也可以至少在干燥工序S5时,利用传感器持续检测晶片W上的抗蚀剂液的膜厚,在膜厚不再发生变化的时刻结束干燥。当抗蚀剂液干燥后,可以对膜厚变化收敛呈不变的情况进行确认,因此通过该方法能够正确把握干燥的终点。此外,这种情况下,能够根据例如抗蚀剂液的种类和晶片W在干燥时的旋转速度,分别对干燥时间进行管理,因此无需如以往那样将干燥时间设定的较长,能够更快地将晶片处理转移到下一个工序。其结果,能够提高晶片处理的生产能力。
以上,参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明,但是本发明并不限定于该例。对本领域技术人员而言,在记载于权利要求范围中的思想范畴内,显然能够想到各种变更例或修正例,它们当然也属于本发明的技术范围。
例如以上实施方式中,以抗蚀剂液的涂布处理为例进行了说明,但是本发明也能够适用于抗蚀剂液以外的其它涂布液、例如用于形成防反射膜、SOG(Spin On Glass,旋涂玻璃)膜、SOD(Spin On Dielectric,旋涂介电材料)膜等的涂布液的涂布处理中。此外,以上实施方式中,列举了对晶片W进行涂布处理的例子,但是本发明也能够适用于晶片以外的例如FPD(平板显示器)、光掩膜用的中间掩膜等其它基板的涂布处理。
Claims (7)
1.一种涂布处理方法,该涂布处理方法为基板的涂布处理方法,其特征在于,包括:
在使基板加速旋转的状态下,从喷嘴向所述基板的中心部喷出涂布液,将所述涂布液涂布在所述基板上的第一工序;
之后将基板的旋转减速,使该基板继续旋转的第二工序;和
之后将基板的旋转加速,使该基板上的涂布液干燥的第三工序,其中,
在所述第一工序中,使基板的旋转的加速度按照第一加速度、大于所述第一加速度的第二加速度和大于所述第一加速度且小于所述第二加速度的第三加速度的顺序、且以所述第一加速度、所述第二加速度、所述第三加速度分别为独立的规定的加速度的方式顺序地变化,使基板始终加速旋转。
2.如权利要求1所述的涂布处理方法,其特征在于:
该涂布处理方法还包括在所述第一工序之前向基板喷出涂布液的溶剂,一边使基板旋转一边将所述溶剂涂布在基板上的第四工序,
在所述第四工序之后且所述第一工序之前使基板的旋转减速,
以比所述第四工序中的基板的旋转速度低的旋转速度,开始所述第一工序。
3.如权利要求1所述的涂布处理方法,其特征在于:
该涂布处理方法还包括在所述第一工序之前向基板供给涂布液的溶剂,一边使基板旋转一边将所述溶剂涂布在基板上的第四工序,
在维持所述第四工序中的基板的旋转速度的状态下,开始所述第一工序。
4.如权利要求1所述的涂布处理方法,其特征在于:
所述第一工序中的利用喷嘴进行的涂布液的喷出,持续进行到所述第二工序的中途为止。
5.如权利要求4所述的涂布处理方法,其特征在于:
在所述第二工序中,所述涂布液的喷出进行至该第二工序的中途为止并在停止该涂布液的喷出后,使基板的旋转减速,并使该基板继续旋转。
6.如权利要求4所述的涂布处理方法,其特征在于:
当所述第二工序中利用喷嘴进行的涂布液的喷出结束时,通过移动该喷嘴使涂布液的喷出位置从基板的中心部偏移。
7.如权利要求6所述的涂布处理方法,其特征在于:
所述喷嘴的移动,在所述第一工序结束的同时开始。
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