CN109478501B - 涂敷膜形成方法、涂敷膜形成装置和计算机可读取的存储介质 - Google Patents

涂敷膜形成方法、涂敷膜形成装置和计算机可读取的存储介质 Download PDF

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Abstract

涂敷膜形成方法包括：对包括基片(W1)和设置于基片(W1)的表面的凸部(W2)的被处理体(W)进行加热的第一工序；加热涂敷液来得到加热液体的第二工序；和将加热液体以液滴的状态从喷嘴(N)喷洒到第一工序中加热后的被处理体(W)的表面的第三工序。

Description

涂敷膜形成方法、涂敷膜形成装置和计算机可读取的存储 介质
技术领域
本发明涉及涂敷膜形成方法、涂敷膜形成装置和计算机可读取的存储介质。
背景技术
专利文献1中公开了一种对于在基片(晶片)的表面设置有凸部(突起、突条等)的被处理体形成涂敷液(例如抗蚀剂膜)的方法。该方法包括在被处理体的表面的上方一边使喷嘴蛇行移动一边从喷嘴以喷雾的形式喷出涂敷液液滴时利用加热机构加热被处理体的步骤。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-019560号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
专利文献1公开的方法，目的在于不利用涂敷液材料填埋凸部彼此之间的空间而沿被处理体的表面(包括凸部的表面)大致均匀地形成涂敷膜。然而，利用该方法，对于被处理体的表面中随着喷嘴的移动而喷雾区域重叠的部位，涂敷液的溶剂可能无法完全挥发时，有可能以喷雾的形式喷出接下来的涂敷液。因此，即使利用加热机构对被处理体进行了加热，也会在涂敷液液滴的溶质(涂敷液材料颗粒)固着到凸部的侧壁面之前发生涂敷液液滴(溶剂)流动的情况，有时尤其在凸部的根端侧涂敷膜的膜厚变大。
于是，本发明说明能够沿着包括凸部的被处理体的表面更均匀地形成涂敷膜的涂敷膜形成方法、涂敷膜形成装置和计算机可读取的存储介质。
用于解决技术问题的技术手段
[1]本发明的一个观点的涂敷膜形成方法，包括：加热被处理体的第一工序，其中该被处理体包括基片和设置于基片的表面的凸部；加热涂敷液来得到第一加热液体的第二工序；和将第一加热液体以液滴的状态从喷嘴喷洒到在第一工序中加热后的被处理体的表面的第三工序。
在本发明的一个观点的涂敷膜形成方法中，在将涂敷液喷洒到被处理体的表面时，在第二工序中，加热涂敷液而成为第一加热液体。因此，当从喷嘴吹出第一加热液体后立刻溶媒(溶剂)挥发而涂敷液中的材料颗粒(溶质)的浓度变高，因此成为涂敷液(第一加热液体)的流动性降低了状态。因此，能够抑制在被处理体的表面(凹凸面)上液滴互相凝聚而流动的情况。其结果是，涂敷液的材料颗粒容易均匀地附着到被处理体的表面。如上所述，能够沿着包括凸部的被处理体的表面更均匀地形成涂敷膜。
而且，在本发明的一个观点的涂敷膜形成方法中，在第三工序中，将第一加热液体以液滴的状态从喷嘴喷洒到在第一工序中加热后的被处理体的表面。因此，被处理体在第三工序之前被加热，所以在被处理体的表面整体，在第三工序中被喷洒的涂敷液的溶媒(溶剂)接收来自被处理体的热而挥发。因此，能够进一步抑制在被处理体的表面(凹凸面)上液滴互相凝聚而流动的情况。因此，能够沿着包括凸部的被处理体的表面更均匀地形成涂敷膜。
[2]在上述第一项记载的方法中，也可以为在第二工序中，加热涂敷液使得喷嘴的出口处的第一加热液体的温度为涂敷液包含的溶剂的沸点的1/2以下。涂敷液的溶媒(溶剂)虽然是温度越高越被促进挥发的，但是当挥发量过多时，从喷嘴吹出的液滴在到达被处理体的表面之前就固化。另一方面，当加热涂敷液使得喷嘴的出口处的第一加热液体的温度为涂敷液包含的溶剂的沸点的1/2以下时，从喷嘴吹出的液滴在到达被处理体的表面之前不容易固化。
[3]在上述第一项或第二项记载的方法中，也可以为在第二工序中，加热涂敷液使得喷嘴的出口处的第一加热液体的温度为35℃～60℃。在这种情况下，从喷嘴吹出的液滴在到达被处理体的表面之前更加不容易固化。
[4]在上述第一项～第三项的任一项记载的方法中，也可以为在第二工序中，在喷嘴内混合涂敷液与加热后的气体以加热涂敷液来得到第一加热液体。在这种情况下，直到即将从喷嘴排出涂敷液前，涂敷液的流动性还是处于较高的状态。因此，容易将涂敷液以液滴的状态从喷嘴吹出。因此，能够以简单的方法来实现一方面想要提高从喷嘴排出前的涂敷液的流动性来生成液滴，另一方面想要降低从喷嘴排出后的涂敷液的流动性来使涂敷液的材料颗粒均匀地附着于被处理体的表面这样相反的要求。
[5]在上述第一项～第三项的任一项记载的方法中，也可以为在第二工序中，在比喷嘴靠上游侧处由加热器加热涂敷液来得到第一加热液体。在这种情况下，也能够在直到即将从喷嘴排出涂敷液前，维持涂敷液的流动性。因此，容易将涂敷液以液滴的状态从喷嘴吹出。因此，能够以简单的方法来实现一方面想要提高从喷嘴排出前的涂敷液的流动性来生成液滴，另一方面想要降低从喷嘴排出后的涂敷液的流动性来使涂敷液的材料颗粒均匀地附着于被处理体的表面这样相反的要求。
[6]在上述第一项～第五项的任一项记载的方法中，也可以为还包括：在第三工序之后，加热涂敷液来得到第二加热液体的第四工序；和第五工序，其在第四工序之后将第二加热液体以液滴的状态从喷嘴喷洒到形成由涂敷膜的被处理体的表面，将第四工序中的第二加热液体的温度设定得高于第二工序中的第一加热液体的温度。在这种情况下，第一加热液体的温度相对较低且从喷嘴吹出的液滴的流动性有高的倾向，因此在第三工序中被喷洒到被处理体的表面的液滴，容易进入被处理体中的狭窄的凹部。另一方面，第二加热液体的温度相对较高且从喷嘴吹出的液滴的流动性有低的倾向，因此在第五工序中被喷洒到被处理体的表面的液滴容易附着在被处理体的凸部的侧面。因此，能够沿着包括凸部的被处理体的表面更均匀地形成涂敷膜。
[7]在上述第一项～第六项的任一项记载的方法中，也可以为在第三工序中，从喷嘴对被处理体的表面喷洒液滴，同时一边使与喷嘴不同的气体喷嘴跟随喷嘴，一边从气体喷嘴对被处理体的表面中的液滴的喷洒部位吹出加热后的氮气。在这种情况下，在液滴的喷洒期间进行溶剂的干燥，所以能够缩短在被处理体的表面形成涂敷膜所需的时间。
[8]本发明的另一观点的涂敷膜形成装置，包括：能够加热涂敷液的第一加热部；能够加热被处理体的第二加热部，其中该被处理体包括基片和设置于基片的表面的凸部；具有喷嘴的供给部；和控制部，控制部执行如下处理：控制第二加热部加热被处理体的第一处理；和第二处理，其控制第一加热部和供给部，由第一加热部加热后的涂敷液即第一加热液体以液滴的状态从喷嘴吹出到由第一处理加热后的被处理体的表面。本发明的另一观点的涂敷膜形成装置起到与上述第一项的方法同样的作用效果。
[9]在上述第八项记载的装置中，也可以为第一加热部加热涂敷液使得喷嘴的出口处的第一加热液体的温度为涂敷液包含的溶剂的沸点的1/2以下。在这种情况下，能够得到与上述第二项的方法同样的作用效果。
[10]在上述第八项或第九项记载的装置中，也可以为第一加热部加热涂敷液使得喷嘴的出口处的第一加热液体的温度为35℃～60℃。在这种情况下，能够得到与上述第三项的方法同样的作用效果。
[11]在上述第八项～第十项的任一项记载的装置中，也可以为第一加热部构成为能够将加热后的气体供给到喷嘴而在喷嘴内混合气体与涂敷液，从而加热涂敷液。在这种情况下，能够得到与上述第四项的方法同样的作用效果。
[12]在上述第八项～第十项的任一项记载的装置中，也可以为第一加热部是在比喷嘴靠上游侧处加热涂敷液的加热器。在这种情况下，能够得到与上述第五项的方法同样的作用效果。
[13]在上述第八项～第十二项的任一项记载的装置中，也可以为控制部在第二处理之后还执行第三处理，该第三处理控制第一加热部和供给部，将由第一加热部加热后的涂敷液即第二加热液体以液滴的状态从喷嘴吹出到被处理体的表面，将第三处理中的第二加热液体的温度设定得高于第二处理中的第一加热液体的温度。在这种情况下，能够得到与上述第六项的方法同样的作用效果。
[14]在上述第八项～第十三项的任一项记载的装置中，也可以为还包括能够从气体喷嘴排出加热后的氮气的气体供给部，控制部在第二处理中，控制第一加热部和供给部来从喷嘴喷洒液滴，同时控制气体供给部来一边使气体喷嘴跟随喷嘴，一边从气体喷嘴对被处理体的表面中的液滴的喷洒部位吹出加热后的氮气。在这种情况下，能够得到与上述第七项的方法同样的作用效果。
[15]本发明的另一观点的计算机可读取的存储介质，存储有用于使涂敷膜形成装置执行上述第一项～第七项的任一项记载的涂敷膜形成方法的程序。本发明的另一观点的计算机可读取的存储介质与上述的涂敷膜形成方法同样，能够沿着包括凸部的被处理体的表面更均匀地形成涂敷膜。在本说明书中，计算机可读取的存储介质包括：非暂时性的有形的介质(non-transitory computer recording medium，非暂时性的计算机存储介质)(例如各种的主存储装置或辅助存储装置)和传播信号(transitory computer recordingmedium，临时计算机存储介质)(例如能够经由网络提供的数据信号)。
发明效果
依照本发明的涂敷膜形成方法、涂敷膜形成装置和计算机可读取的存储介质，能够沿着包括凸部的被处理体的表面更均匀地形成涂敷膜。
附图说明
图1是表示涂敷膜形成装置的立体图。
图2是图1的II-II线截面图。
图3是图2的III-III线截面图。
图4是表示涂敷膜形成装置的框图。
图5是表示控制器的硬件结构的概略图。
图6是表示液体处理单元的示意图。
图7是表示喷嘴的附近的局部截面图。
图8是从侧方看热处理单元的截面图。
图9是图8的IX-IX线截面图。
图10是用于说明涂敷膜的形成流程的流程图。
图11是用于说明涂敷膜的形成流程的示意图。
图12是局部地表示液体处理单元的另一例的示意图。
图13是表示液体处理单元的另一例的示意图。
图14是表示液体处理单元的另一例的示意图。
图15是表示液体处理单元的另一例的示意图。
图16是用于说明实施例的图。
具体实施方式
下面说明的本发明的实施方式是用于说明本发明的示例，因此本发明不应限于下面的内容。在下面的说明中，对相同要素或者具有相同功能的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[涂敷膜形成装置]
首先，对涂敷膜形成装置1的概要进行说明。涂敷膜形成装置1是在被处理体W(参照图6等)的表面上形成涂敷膜R(参照该图等)的装置。
此处，被处理体W如图6等所示，具有基片(晶片)W1和至少一个凸部W2。基片W1可以呈圆板状，可以为欠缺圆形的一部分，也可以呈多边形等圆形以外的形状。基片W1也可以为例如半导体基片、玻璃基片、掩模基片、FPD(Flat Panel Display)基片、其他各种基片。凸部W2设置于基片W1的表面W1a上。凸部W2从基片W1的表面W1a向外侧突出即可。凸部W2的形状可以为长方体形状或其他各种形状，没有任何限定。凸部W2的材质只要能够在凸部W2的表面W2a(露出到外部的上表面和外周面)形成涂敷膜R即可，可以为有机材料也可以为无机材料，没有任何限定。另外，在本说明书中，“被处理体W的表面”是指基片W1的表面W1a和凸部W2的表面W2a贴合起来的面。
利用涂敷膜形成装置1在被处理体W的表面形成涂敷膜R。作为构成涂敷膜R的材料，可以为抗蚀剂材料、彩色抗蚀剂(color resist)材料、聚酰亚胺材料、SOC(Spin OnCarbon)材料、金属硬掩模材料或其他材料，没有任何限定。作为抗蚀剂材料，可以为树脂材料或其他材料，没有任何限定。抗蚀剂材料可以为例如对规定波长的光线显示感光性的感光性材料。该感光性材料可以为负型，也可以为正型。
涂敷膜形成装置1如图1～图3所示，包括：载体区块2、处理区块3和控制器(控制部)CU。
载体区块2具有载体站21和送入送出部22。载体站21支承多个载体10。载体10以密封状态收纳至少一个被处理体W。在载体10的侧面10a设置有用于使被处理体W出入的开闭门(未图示)。
送入送出部22位于载体站21与处理区块3之间。如图2所示，送入送出部22具有多个开闭门22a。在载体10载置在载体站21上时，载体10的开闭门处于面向开闭门22a的状态。通过同时开放开闭门22a和侧面10a的开闭门，载体10内部与送入送出部22内部连通。送入送出部22内置有交接臂A1。交接臂A1从载体10取出被处理体W传递给处理区块3，从处理区块3接收被处理体W返回到载体10内。
处理区块3如图2和图3所示，内置有多个处理组件31、32、搁架部33和输送臂A2。处理组件31、32例如如图2所示，以沿着输送臂A2的移动方向排列的方式配置。
处理组件31如图3所示，具有在上下方向排列的多个液体处理单元U1、涂敷液源B1和氮气源B2。液体处理单元U1构成为能够将用于形成涂敷膜R的液体涂敷到被处理体W的表面。涂敷液源B1和氮气源B2配置于液体处理单元U1的下部。涂敷液源B1和氮气源B2分别收纳用于供给到液体处理单元U1的涂敷液和氮气(N2气体)。其中，涂敷液源B1所收纳的涂敷液，是用溶剂(溶媒)稀释了涂敷液的材料颗粒(溶质)而成的液体。作为该溶剂，只要是适于稀释涂敷液材料颗粒的公知的溶剂即可，没有限制，可以使用例如异丙醇(下面有时称为IPA)、丙二醇甲醚醋酸酯(下面有时称为PGMEA)、γ-丁内酯(下面有时称为GBL)等。IPA的沸点为82.4℃。PGMEA的沸点为146℃。GBL的沸点为204℃。
处理组件32如图3所示，具有在上下方向排列的多个热处理单元U2(第二加热部)。热处理单元U2构成为能够在形成涂敷膜R时对被处理体W进行热处理。作为热处理的具体例，可以举出使涂敷液的溶剂挥发或者使涂敷液材料固化的加热处理等。
搁架部33如图2所示，配置于处理区块3内的载体区块2侧。搁架部33是暂时收纳被处理体W的部分，用于在交接臂A1与处理区块3之间交接被处理体W。输送臂A2在搁架部33与处理组件31、32之间和处理组件31、32彼此之间输送被处理体W。
控制器CU局部或整体地控制涂敷膜形成装置1。控制器CU如图4所示，作为功能模块具有读取部M1、存储部M2、处理部M3和指示部M4。这些功能模块只是为方便而将控制器CU的功能分为多个模块而已，并不意味着一定需要将构成控制器CU的硬件分成这样的模块。各功能模块并不限定于通过执行程序来实现，也可以通过专用的电路(例如逻辑电路)或通过它们集成的集成电路(ASIC：Application Specific Integrated Circuit)来实现。
读取部M1从计算机可读取的存储介质200读取程序。存储介质200存储用于使涂敷膜形成装置1执行各种动作的程序。作为存储介质200，可以为例如半导体存储器、光盘、磁盘、磁光盘。
存储部M2存储各种数据。存储部M2除了存储例如在读取部M1中读取的程序以外，还存储例如操作员经由外部输入装置(未图示)输入的设定数据等。
处理部M3处理各种数据。处理部M3基于例如存储部M2中存储的各种数据，生成用于使液体处理单元U1和热处理单元U2动作的信号。
指示部M4将在处理部M3中生成的信号发送到液体处理单元U1或热处理单元U2。
控制器CU的硬件由例如一个或多个控制用的计算机构成。控制器CU在硬件结构上具有例如图5所示的电路CU1。电路CU1可以由电路要素(circuitry)构成。电路CU1具体而言包括处理器CU2、存储器CU3、存储装置CU4、驱动CU5和输入输出端口CU6。处理器CU2与存储器CU3和存储装置CU4的至少一者协作来执行程序，执行经由输入输出端口CU6的信号的输入输出，由此构成上述的各功能模块。驱动CU5是分别驱动涂敷膜形成装置1的各种装置的电路。输入输出端口CU6在驱动CU5与涂敷膜形成装置1的各种装置之间进行信号的输入输出。
本实施方式中，涂敷膜形成装置1具有一个控制器CU，但也可以具有由多个控制器CU构成的控制器组(控制部)。在涂敷膜形成装置1具有控制器组的情况下，上述功能模块分别可以由一个控制器CU实现，也可以由两个以上的控制器CU的组合实现。在控制器CU由多个计算机(电路CU1)构成的情况下，上述功能模块分别可以由一个计算机(电路CU1)实现，也可以由两个以上的计算机(电路CU1)的组合实现。控制器CU也可以具有多个处理器CU2。在这种情况下，上述功能模块分别可以由一个处理器CU2实现，也可以由两个以上的处理器CU2的组合实现。
[液体处理单元的结构]
接着，参照图6和图7，对液体处理单元U1进行更详细的说明。液体处理单元U1如图6所示，包括旋转保持部40、驱动部50、泵P、阀V、加热器71和隔热件72。
旋转保持部40具有旋转部41和保持部42。旋转部41具有向上方突出的轴43。旋转部41将例如电机等作为动力源使轴43旋转。保持部42设置于轴43的前端部。在保持部42上配置被处理体W。保持部42例如通过吸附等将被处理体W保持为大致水平。即，旋转保持部40使被处理体W在被处理体W的姿态为大致水平的状态下绕与被处理体W的表面(基片W1的表面W1a)垂直的轴(旋转轴)旋转。本实施方式中，旋转轴通过呈圆形的被处理体W(基片W1)的中心，因此也是中心轴。本实施方式如图6所示，旋转保持部20以从上方观察顺时针地使被处理体W旋转。
驱动部50构成为能够驱动喷嘴N。驱动部50包括导轨51、滑动块52和臂53。导轨51在旋转保持部40(被处理体W)的上方沿水平方向延伸。滑动块52以能够沿导轨51在水平方向移动的方式与导轨51连接。臂53以能够在上下方向移动的方式与滑动块52连接。喷嘴N与臂53的下端连接。在臂53内形成有涂敷液能够流通的流路。该流路经由泵P与涂敷液源B1连接。
驱动部50通过例如电机等动力源(未图示)使滑动块52和臂53移动，喷嘴N随之移动。俯视时，喷嘴N在排出涂敷液时在与被处理体W的旋转轴正交的直线上沿被处理体W的径向移动。
喷嘴N朝向被处理体W的表面在下方开口。喷嘴N例如可以为内部混合式的双流体喷嘴，可以为外部混合式的双流体喷嘴，也可以为单流体喷嘴。本说明书中，以内部混合式的双流体喷嘴为例，参照图7对喷嘴N的结构进行说明。喷嘴N具有呈大致圆柱状的主体N1和与主体N1的侧面连接的配管N2。配管N2经由阀V和加热器71与氮气源B2连接。
在主体N1的内部形成有流路N3、N4。流路N3与形成于臂53的内部的涂敷液的流路连通。流路N3在主体N1内沿上下方向延伸，下端与喷嘴N的排出口N5连通。流路N4与配管N2连通。流路N4在主体N1内从主体N1的外周面延伸至流路N3的下端附近。在流路N4与流路N3汇流的汇流部N6，在流路N3流通的涂敷液与在流路N4流通的氮气碰撞而混合，生成涂敷液的微小的液滴(涂敷液液滴)。该液滴从排出口N5向被处理体W的表面吹出(喷雾)。排出口N5距被处理体W的表面的高度位置(铅垂方向上排出口N5与被处理体W的表面的直线距离)可根据被处理体W的尺寸、涂敷液的流量、涂敷液的流速、涂敷液的加热温度(详情后述)等适当设定，例如可以为50mm～100mm的程度，可以为65mm～80mm的程度，也可以为70mm～75mm的程度。
泵P如图6所示，接收来自控制器CU的控制信号，将涂敷液从涂敷液源B1送出到喷嘴N。泵P、臂53、喷嘴N(流路N3)和涂敷液源B1如图7所示，构成用于将涂敷液供给到被处理体W的供给部60。
阀V如图6所示，接收来自控制器CU的控制信号，将氮气从氮气源B2送出到喷嘴N。
加热器71接收来自控制器CU的控制信号，将从氮气源B2送出的氮气加热到规定温度(比室温高的温度)。因此，当由加热器71加热后的氮气在汇流部N6与涂敷液汇流时，涂敷液被加热而成为加热液体。即，加热液体以液滴的状态从喷嘴N的排出口N5被吹出。
此处，可以设定加热器71对氮气的加热量以使喷嘴N的排出口N5的加热液体(涂敷液的液滴)的温度为涂敷液的溶媒(溶剂)的沸点的1/2以下(第一温度范围)。具体而言，排出口N5的加热液体的温度在溶剂为IPA时可以为41.2℃以下，在溶剂为PGMEA时可以为73℃以下，在溶剂为GBL时可以为102℃以下。在这种情况下，与被加热了的氮气混合后的涂敷液不容易变为高温，因此能够抑制溶媒(溶剂)的挥发量变得过多，从喷嘴N吹出的液滴在到达被处理体W的表面之前不容易固化。
或者，也可以设定加热器71对氮气的加热量以使喷嘴N的排出口N5的加热液体(涂敷液的液滴)的温度为35℃～60℃(第二温度范围)。在这种情况下，从喷嘴吹出的液滴在到达被处理体的表面之前也不容易固化。或者，也可以设定加热器71对氮气的加热量以使喷嘴N的排出口N5的加热液体(涂敷液的液滴)的温度满足上述的第一温度范围和第二温度范围这两个温度范围(第三温度范围)。
隔热件72配置于配管N2的周围，抑制热量在配管N2的内外移动。因此，在到由加热器71加热后的涂敷液(加热液体)从排出口N5被排出的期间，隔热件72抑制加热液体的温度下降。
阀V、配管N2、喷嘴N(流路N4)、氮气源B2和加热器71，构成用于将加热后的氮气供给到喷嘴N同时利用加热后的氮气加热涂敷液的加热供给部70(第一加热部)。
[热处理单元的结构]
接着，参照图8和图9，对热处理单元U2的结构进行说明。热处理单元U2在壳体100内具有加热被处理体W的加热室110和输送被处理体W的输送机构120。在壳体100中与输送机构120对应的部分的两侧壁形成有用于将被处理体W送入到壳体100的内部并且将被处理体W送出到壳体100外的送入送出口101。
加热室110具有盖部111和热板收纳部112。盖部111位于热板收纳部112的上方，能够在和热板收纳部112隔开间隔的上方位置与载置于热板收纳部112上的下方位置之间上下活动。盖部111在处于下方位置时与热板收纳部112一起构成处理室PR。在盖部111的中央设有排气部111a。排气部111a用于从处理室PR排出气体。
热板收纳部112呈圆筒状，在其内部收纳热板113。热板113的外周部由支承部件114支承。支承部件114的外周由呈筒状的支撑环115支承。在支撑环115的上表面形成有向上方开口的气体供给口115a。气体供给口115a向处理室PR内喷出非活性气体。
热板113如图9所示，是呈圆形的平板。热板113的外形比被处理体W的外形大。在热板113形成有在其厚度方向上贯通并延伸的3个贯通孔HL(参照图9)。在热板113的上表面竖立地设置有支承被处理体W的6个支承销113a(参照图8)。支承销113a的高度可以为例如100μm的程度。
回到图8，在热板113的下表面配置有加热器116。加热器116与控制器CU连接，基于来自控制器CU的指示信号进行控制。
在热板113的下方配置有升降机构119。升降机构119包括配置于壳体100外的电机119a和利用电机119a上下活动的3个升降销119b。升降销119b分别构成为能够通过对应的贯通孔HL。当控制器CU对电机119a发送上升信号或下降信号时，升降销119b在对应的贯通孔HL内移动并且上下活动。在升降销119b的前端向热板113的上方突出的情况下，能够将被处理体W载置于升降销119b的前端上。载置于升降销119b的前端上的被处理体W，随着升降销119b的上下活动而升降。
输送机构120位于与加热室110相邻的位置。输送机构120具有载置被处理体W的输送板121。输送板121如图9所示是呈矩形的平板。输送板121中的加热室110一侧的端部，呈向加热室110突出的圆弧状。
输送板121安装于向加热室110侧延伸的轨道122。输送板121由驱动部123驱动，能够在轨道122上水平移动。移动至加热室110侧的输送板121位于热板113的上方。
在输送板121形成有沿轨道122的延伸方向延伸的两条隙缝124。隙缝124以从输送板121的加热室110侧的端部至输送板121的中央部附近延伸的方式形成。利用隙缝124，能够防止移动到加热室110侧的输送板121与在热板113上突出的升降销119b的干扰。
如图8所示，在输送板121的下方配置有升降机构125。升降机构125具有配置于壳体100外的电机125a和利用电机125a上下活动的三根升降销125b。升降销125b分别构成为能够通过隙缝124。当控制器CU对电机125a发送上升信号或下降信号时，升降销125b在隙缝124内移动并且上下活动。在升降销125b的前端突出于输送板121的上方的情况下，能够将被处理体W载置于升降销125b的前端上。载置于升降销125b的前端上的被处理体W随着升降销125b的上下活动而升降。
[涂敷膜的形成方法]
接着，参照图10和图11，对在被处理体W的表面形成涂敷膜R的方法(涂敷膜形成方法)进行说明。首先，控制器CU控制交接臂A1，由交接臂A1将载体10内的被处理体W输送到搁架部33。接着，控制器CU控制输送臂A2，由输送臂A2从搁架部33取出被处理体W，将其输送到热处理单元U2。在热处理单元U2中，控制器CU控制输送机构120(输送板121)，将被处理体W输送到加热室110内(步骤S1)。当被处理体W载置于热板113上时，控制器CU控制升降机构119，由升降机构119使盖部111降下至下方位置。由此，在由盖部111和热板收纳部112构成的处理室PR内收纳被处理体W。
接着，控制器CU控制加热室110，由加热室110将被处理体W加热至规定温度(步骤S2；第一工序；第一处理)。可以将加热室110中的被处理体W的加热温度设定为比液滴包含的溶剂的沸点低0℃～30℃的温度。当加热室110对被处理体W的加热温度为比液滴包含的溶剂的沸点低30℃的温度以上时，容易促进在后述的步骤S5中喷洒的液滴的溶剂进行挥发。因此，能够抑制液滴积存于被处理体W的凹部(凸部W2之间)而涂敷膜R的膜厚尤其在凸部W2的根端侧变大的情况。当加热室110对被处理体W的加热温度为比液滴包含的溶剂的沸点低0℃的温度(即，与沸点相等的温度)以下时，不容易发生在后述的步骤S5中喷洒的液滴在到达被处理体W的表面之前液滴的溶剂基本上挥发完这样的情况。因此，能够抑制涂敷液液滴包含的涂敷液材料颗粒保持着这样的形状而纷纷沉积于被处理体W的表面的情况。
在涂敷液的溶剂为IPA的情况下，由于IPA的沸点为82.4℃，因此可以将加热室110中的被处理体W的加热温度设定为55℃～85℃的程度。在涂敷液的溶剂为PGMEA的情况下，由于PGMEA的沸点为146℃，因此可以将加热室110中的被处理体W的加热温度设定为110℃～150℃的程度。在涂敷液的溶剂为GBL的情况下，由于GBL的沸点为204℃，因此可以将加热室110中的被处理体W的加热温度设定为150℃～205℃的程度。
接着，控制器CU控制升降机构119和输送机构120，将加热后的被处理体W从加热室110送出。接着，控制器CU控制输送臂A2，由输送臂A2从热处理单元U2取出被处理体W，将其输送到液体处理单元U1(步骤S3)。被处理体W从由加热室110加热后被输送至液体处理单元U1为止所需的时间，例如为几秒～10秒程度。在该输送时，加热后的被处理体W的温度能够降低例如20℃～30℃。
当被处理体W被输送到液体处理单元U1且保持于旋转保持部40的保持部42时，控制器CU控制旋转部41，使被处理体W旋转驱动(步骤S4)。在该状态下，控制器CU控制驱动部50、泵P、阀V和加热器71，一边使喷嘴N在与被处理体W的旋转轴正交的直线上沿被处理体W的径向移动，一边从喷嘴N的排出口N5对旋转中的被处理体W的表面喷洒涂敷液的液滴(加热液体的液滴)(步骤S5；参照图11的(a)；第三工序：第二处理)。
此时，由加热器71加热后的氮气供给到喷嘴N，与涂敷液混合而形成加热液体(第一加热液体)(第二工序；第二处理)。因此，如图11的(a)所示，在液滴刚从喷嘴N吹出后液滴的溶剂立刻就挥发，液滴(涂敷液)的流动性降低。另外，此时，在步骤S2中加热被处理体W，被处理体W的表面成为规定的温度。因此，即将附着在被处理体W前的液滴或附着于被处理体W的液滴的溶剂从被处理体W接收热而挥发。由此，液滴的材料颗粒(涂敷液材料)附着于被处理体W的表面(参照图11的(b))。通过使喷嘴N在被处理体W的表面往复移动一次或多次，能够在被处理体W的表面上形成规定的厚度的涂敷膜(参照图11的(c))。
接着，控制器CU控制输送臂A2，由输送臂A2从液体处理单元U1取出被处理体W，将被处理体W冷却至规定温度之后，输送到搁架部33。此时，可以使用冷却板等冷却机构强制性地冷却被处理体W，也可以自然冷却。之后，控制器CU控制交接臂A1，由交接臂A1使被处理体W从搁架部33回到载体10内(步骤S6)。由此，涂敷膜R的形成处理完成。
[作用]
在如上所述的本实施方式中，在将涂敷液喷洒到被处理体W的表面时，加热涂敷液而使其成为加热液体。因此，当从喷嘴N吹出加热液体时，溶媒(溶剂)立即挥发而涂敷液中的材料颗粒(溶质)的浓度变高，因此成为涂敷液(加热液体)的流动性降低了状态。因此，能够抑制在被处理体W的表面(凹凸面)上液滴互相凝聚地流动的情况。其结果是，涂敷液的材料颗粒容易均匀地附着于被处理体W的表面。由此，能够沿着包括凸部W2的被处理体W的表面更均匀地形成涂敷膜R。
而且，加热液体刚从喷嘴N被吹出后立即促进溶媒(溶剂)的挥发，因此不需要为了使到达被处理体W的表面的液滴的溶剂(溶剂)完全挥发而将被处理体W输送到热处理单元U2。因此，不需要为了在被处理体W的表面形成希望厚度的涂敷膜R而使被处理体W在液体处理单元U1与热处理单元U2之间往复。因此，能够极大缩短在被处理体W形成涂敷膜R的时间。
在本实施方式中，在将液滴喷洒到被处理体W的表面之前，在步骤S2中将被处理体W在热处理单元U2中加热。因此，在被处理体W的表面整体，在步骤S5中被喷洒的涂敷液的溶媒(溶剂)接收来自被处理体W的热而挥发。因此，能够进一步抑制在被处理体W的表面(凹凸面)上液滴互相凝聚而流动的情况。因此，能够沿包括凸部W2的被处理体W的表面更均匀地形成涂敷膜R。
在本实施方式中，通过在喷嘴N内混合涂敷液与加热后的氮气来加热涂敷液从而得到加热液体。因此，涂敷液直到其即将从喷嘴N被排出前，还是处于涂敷液的流动性较高的状态。因此，容易以液滴的状态从喷嘴N吹出涂敷液。其结果是，能够以简单的方法来实现一方面想要提高从喷嘴N排出前的涂敷液的流动性来生成液滴，另一方面想要降低从喷嘴N排出后的涂敷液的流动性来使涂敷液的材料颗粒均匀地附着于被处理体W的表面这样相反的要求。
在本实施方式中，在步骤S5中，在使被处理体W旋转的状态下从喷嘴N将液滴吹出到被处理体W的表面。因此，与在静止的被处理体W的表面上一边使喷嘴N蛇行一边将液滴从喷嘴N喷洒到被处理体W的表面时相比，来自喷嘴N的液滴不容易重叠地被喷洒到被处理体W的表面。因此，能够沿着包括凸部W2的被处理体W的表面更均匀地形成涂敷膜R。
[其他实施方式]
以上，对本发明的实施方式进行了详细的说明，但也可以在本发明的主旨的范围内在上述实施方式的基础上增加各种变形。例如，在本实施方式中，在热处理单元U2中进行了由加热室110加热被处理体W的处理(步骤S2)，在液体处理单元U1中进行了将涂敷液液滴从喷嘴N喷洒到被处理体W的表面的处理(步骤S5)，不过也可以使用具有液体处理单元U1和热处理单元U2这两者的结构的处理室，在该处理室中进行这两者的处理。在这种情况下，在加热被处理体W时，只要停止旋转处理体W即可。
在基片W1的径向上存在多个凸部W2的情况下，越靠近基片W1的旋转轴离心力越小，因此当液滴在被处理体W的表面凝聚时，越是该旋转轴附近的凸部W2凝聚的涂敷液越容易滞留。因此，当喷嘴N位于该旋转轴的附近时，可以加快喷嘴N的移动速度。在这种情况下，在被处理体W的表面中该旋转轴附近，液滴的喷洒量变少，因此涂敷液液滴变得不易凝聚。
控制器CU可以控制旋转部41使得喷嘴N的位置越靠近基片W1的旋转轴，被处理体W的转速越大。此时，控制器CU可以控制旋转部41使得喷嘴N的正下方的被处理体W的移动速度(线速度)与喷嘴N的位置无关地保持为一定的。控制器CU也可以组合执行如下控制：喷嘴N的位置越靠近基片W1的旋转轴越增大被处理体W的转速的控制；和喷嘴N越是位于该旋转轴的附近越提高喷嘴N的移动速度的控制。控制器CU也可以控制旋转部41使得与喷嘴N相对于基片W1的位置无关地将被处理体W的转速保持为一定的。
在来自喷嘴N的液滴的喷洒区域为被处理体W的表面的大小以上等情况下，可以不使喷嘴N移动，也可以不使被处理体W旋转。
也可以为在步骤S2的基础上，在将液滴从喷嘴N喷洒到被处理体W的表面的处理(步骤S5)的期间也加热被处理体W。或者，也可以不进行预先加热被处理体W的步骤S2的处理。
例如，也可以如图12所示，液体处理单元U1还具有用于将加热后的氮气(高温氮气)吹到被处理体W的表面的气体喷嘴GN，基于来自控制器CU的指示由气体供给部控制气体喷嘴GN的动作。具体而言，可以为在步骤S5中，控制器CU控制气体供给部，使气体喷嘴GN跟随喷嘴N，同时从气体喷嘴GN对被处理体W的表面中的液滴喷洒部位吹出高温氮气。在这种情况下，在液滴的喷洒期间，利用来自气体喷嘴GN的高温氮气来进行溶剂的干燥，所以能够缩短在被处理体W的表面形成涂敷膜R所需的时间。其中，该高温氮气的温度可以为50℃～150℃的程度。
在上述实施方式中，由加热器71加热氮气，进而利用加热后的氮气来加热涂敷液，但也可以如图13所示，替代加热器71而在泵P的下游侧且臂53的上游侧设置加热器81，来直接加热涂敷液。在这种情况下，直到即将从喷嘴N排出涂敷液前，也能够维持涂敷液的流动性。因此，容易将涂敷液以液滴的状态从喷嘴N吹出。因此，能够以简单的方法实现一方面想要提高从喷嘴N排出前的涂敷液的流动性来生成液滴，另一方面想要降低从喷嘴N排出后的涂敷液的流动性来使涂敷液的材料颗粒均匀地附着于被处理体W的表面这样相反的要求。
如图14所示，也可以进一步设置将阀V的上游侧与加热器71的下游侧连接到一起的旁通流路，并且在该旁通流路中设置阀73。在这种情况下，控制器CU控制阀V、73，从而能够有选择地将由加热器71加热后的氮气和未由加热器71加热的氮气(常温的氮气)供给到喷嘴N。具体而言，在对被处理体W的表面吹出液滴的处理为第一次的情况下，可以为控制器CU关闭阀V且开放阀73，由此使加热液体(第一加热液体)的温度相对较低。另一方面，在对被处理体W表面吹出液滴的处理为第二次以后的情况下，可以为控制器CU开放阀V且关闭阀73，由此使加热液体(第二加热液体)的温度相对较高(第四工序；第三处理)。通过这样的方式，第一次被喷洒到被处理体W的表面的液滴(第三工序；第二处理)有流动性高的倾向，因此容易进入被处理体的W中的狭窄的凹部(凸部W2之间)。另一方面，第二次以后被喷洒到被处理体W的表面的液滴(第五工序；第三处理)有流动性低的倾向，因此容易附着到被处理体W的凸部W2的侧面。因此，能够沿着包括凸部W2的被处理体W的表面更均匀地形成涂敷膜R。另外，为了抑制涂敷液的材料颗粒在喷嘴N内固化而喷嘴N堵塞的情况，可以在进行从喷嘴N喷洒液滴的处理之后控制器CU关闭阀V且开放阀73，从而将常温的氮气供给到喷嘴N来冷却喷嘴N。
如图15所示，为了抑制涂敷液的材料颗粒在喷嘴N内固化而喷嘴N堵塞的情况，也可以为液体处理单元U1还具有喷嘴N的清洗部82。清洗部82是例如积存溶剂的容器。通过将进行了液滴的喷洒处理的喷嘴N浸渍于清洗部82内的溶剂中，进行喷嘴N的冷却和清洗。
作为混合于涂敷液的气体，也可以使用氮气以外的各种气体(例如非活性气体、空气等)。
(实施例)
在使用本实施方式的涂敷膜形成装置1在被处理体W的表面形成了涂敷膜R的情况下，为了确认能够沿着包括凸部W2的被处理体W的表面均匀地形成涂敷膜R，进行了下述的试验。
准备了在直径150mm的圆板状的基片W1上形成有多个凸部W2的被处理体W。另外，准备了用PGMEA稀释正型光致抗蚀剂而得的抗蚀剂液。
接着，由热处理单元U2将被处理体W在120℃下加热60秒。接着，将加热后的被处理体W输送到液体处理单元U1，将准备好的抗蚀剂液从作为双流体喷嘴的喷嘴N喷洒到被处理体W的表面。此时，利用旋转保持部40使被处理体W的转速在60rpm～600rpm的范围内变动，使得喷嘴N的正下方的被处理体W的移动速度(线速度)保持为一定的。另外，喷嘴N的移动速度为10mm/秒～150mm/秒。进而，使喷嘴N在被处理体W的表面往复14次。通过如上方式，在被处理体W的表面形成了抗蚀剂膜(涂敷膜R)。
接着，对任意的2个凸部W2，用电子显微镜观察截面的状况。在图16的(a)、(b)中，示意性地图示了该2个凸部W2的电子显微镜照片。在试验的任一凸部W2中都能够确认沿着包括凸部W2的被处理体W的表面极为均匀地形成了抗蚀剂膜(涂敷膜R)。
附图标记的说明
1…涂敷膜形成装置
60…供给部
70…加热供给部(第一加热部)
71、81…加热器
72…隔热件
CU…控制器(控制部)
N…喷嘴
N5…排出口
R…涂敷膜
U1…液体处理单元
U2…热处理单元(第二加热部)
W…被处理体
W1…基片
W1a…表面
W2…凸部
W2a…表面。

Claims (13)

1.一种涂敷膜形成方法，其特征在于，包括：
加热被处理体的第一工序，其中所述被处理体包括基片和设置于所述基片的表面的凸部；
加热涂敷液来得到第一加热液体的第二工序；
第三工序，其将所述第一加热液体以液滴的状态从喷嘴喷洒到在所述第一工序中加热后的所述被处理体的表面；
在所述第三工序之后加热所述涂敷液来得到第二加热液体的第四工序；和
第五工序，其在所述第四工序之后，将所述第二加热液体以液滴的状态从所述喷嘴喷洒到形成有涂敷膜的所述被处理体的所述表面，
将所述第四工序的所述第二加热液体的温度设定得高于所述第二工序的所述第一加热液体的温度。
2.如权利要求1所述的涂敷膜形成方法，其特征在于：
在所述第二工序中，加热所述涂敷液使得所述喷嘴的出口处的所述第一加热液体的温度为所述涂敷液包含的溶剂的沸点的1/2以下。
3.如权利要求1所述的涂敷膜形成方法，其特征在于：
在所述第二工序中，加热所述涂敷液使得所述喷嘴的出口处的所述第一加热液体的温度为35℃~60℃。
4.如权利要求1所述的涂敷膜形成方法，其特征在于：
在所述第二工序中，在所述喷嘴内混合所述涂敷液与加热后的气体以加热所述涂敷液来得到所述第一加热液体。
5.如权利要求1所述的涂敷膜形成方法，其特征在于：
在所述第二工序中，在比所述喷嘴靠上游侧处由加热器加热所述涂敷液来得到所述第一加热液体。
6.如权利要求1所述的涂敷膜形成方法，其特征在于：
在所述第三工序中，从所述喷嘴对所述被处理体的所述表面喷洒所述液滴，同时一边使与所述喷嘴不同的气体喷嘴跟随所述喷嘴，一边从所述气体喷嘴对所述被处理体的所述表面中的所述液滴的喷洒部位吹出加热后的氮气。
7.一种涂敷膜形成装置，其特征在于，包括：
能够加热涂敷液的第一加热部；
能够加热被处理体的第二加热部，其中所述被处理体包括基片和设置于所述基片的表面的凸部；
具有喷嘴的供给部；和
控制部，
所述控制部执行如下处理：
控制所述第二加热部加热所述被处理体的第一处理；
第二处理，其控制所述第一加热部和所述供给部，将第一加热液体以液滴的状态从所述喷嘴吹出到由所述第一处理加热后的所述被处理体的表面，其中，所述第一加热液体是由所述第一加热部加热后的所述涂敷液；和
第三处理，其在所述第二处理之后控制所述第一加热部和所述供给部，将第二加热液体以液滴的状态从所述喷嘴吹出到所述被处理体的所述表面，其中，所述第二加热液体是由所述第一加热部加热后的所述涂敷液，
将所述第三处理中的所述第二加热液体的温度设定得高于所述第二处理的所述第一加热液体的温度。
8.如权利要求7所述的涂敷膜形成装置，其特征在于：
所述第一加热部加热所述涂敷液使得所述喷嘴的出口处的所述第一加热液体的温度为所述涂敷液包含的溶剂的沸点的1/2以下。
9.如权利要求7所述的涂敷膜形成装置，其特征在于：
所述第一加热部加热所述涂敷液使得所述喷嘴的出口处的所述第一加热液体的温度为35℃~60℃。
10.如权利要求7所述的涂敷膜形成装置，其特征在于：
所述第一加热部构成为能够将加热后的气体供给到所述喷嘴以在所述喷嘴内混合所述气体与所述涂敷液从而加热所述涂敷液。
11.如权利要求7所述的涂敷膜形成装置，其特征在于：
所述第一加热部是用于在比所述喷嘴靠上游侧处加热所述涂敷液的加热器。
12.如权利要求7所述的涂敷膜形成装置，其特征在于：
还包括能够从气体喷嘴排出加热后的氮气的气体供给部，
所述控制部在所述第二处理中，控制所述第一加热部和所述供给部来从所述喷嘴喷洒所述液滴，同时控制所述气体供给部来一边使所述气体喷嘴跟随所述喷嘴，一边从所述气体喷嘴对所述被处理体的所述表面中的所述液滴的喷洒部位吹出加热后的氮气。
13.一种计算机可读取的存储介质，其特征在于：
存储有用于使涂敷膜形成装置执行权利要求1所述的涂敷膜形成方法的程序。
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