CN1952781A - 抗蚀剂涂敷方法以及抗蚀剂涂敷装置 - Google Patents

抗蚀剂涂敷方法以及抗蚀剂涂敷装置 Download PDF

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Abstract

一种抗蚀剂涂敷方法，在一边以第一转速使被处理基板旋转，一边对被处理基板的大致中央处供给抗蚀剂液之后，将被处理基板的转速减速至比第一转速慢的第二转速或停止旋转，并且，在该减速过程中，越靠近第二转速或停止旋转越减小减速度，然后，将被处理基板的转速加速至比第二转速快的第三转速，来甩开残余的抗蚀剂液。

Description

抗蚀剂涂敷方法以及抗蚀剂涂敷装置
技术领域
本发明涉及对半导体晶片等被处理基板涂敷抗蚀剂液的抗蚀剂涂敷方法以及抗蚀剂涂敷装置。
背景技术
例如，在半导体设备的制造工艺下的光刻工序中，需要进行以下处理，即，在半导体晶片的表面形成抗蚀剂膜的抗蚀剂涂敷处理、和在对抗蚀剂涂敷后的晶片进行曝光处理之后显影该晶片的显影处理。在该抗蚀剂涂敷处理中，作为用于将抗蚀剂液均匀地涂敷到晶片表面的方法，大多采用旋涂法等。
该旋涂法是以通过真空吸附将晶片固定保持在旋转卡盘的状态，利用旋转驱动机构同时使旋转卡盘和晶片旋转，从配置于晶片上方的抗蚀剂喷嘴将抗蚀剂液滴落在晶片表面的中央。滴落后的抗蚀剂液由于离心力的作用朝向晶片的径向外方扩展，然后，停止抗蚀剂液的滴落，一边减慢转速一边继续进行旋转，甩开在晶片表面扩展的抗蚀剂液并进行干燥。
但是，最近基于削减制造成本等理由，期望减少抗蚀剂的消耗量，即减少对晶片滴落抗蚀剂液的量。在向晶片滴落抗蚀剂液的量比较多的情况下，容易调整涂敷后膜的膜厚，可以将膜厚形成得均匀。但是，当减少了向晶片滴落抗蚀剂液的量时，即使通过以往的旋涂法可以在晶片整个面上涂敷抗蚀剂液，也难以调整涂敷后膜的膜厚，无法形成均匀的膜厚。具体而言，在向晶片滴落抗蚀剂液的量较少的情况下，由于在滴落的抗蚀剂液向晶片径向外方充分扩展之前，抗蚀剂液的干燥迅速进行，所以，涂敷后膜的膜厚分布中存在着晶片的外周部与中央部相比变薄的问题，因此，难以进行膜厚的调整，很难均匀地形成规定的膜厚。
因此，在日本国特开平11-260717号公报中公开了一种抗蚀剂涂敷方法，其作为即使在减少抗蚀剂液的滴落量的情况下，也能够将涂敷后膜的膜厚调整为均匀厚度的方法，进行下述工序：以第一转速使被处理基板旋转的同时，对被处理基板的近似中央处供给抗蚀剂液，一边使抗蚀剂液向被处理基板的径向外方扩展一边进行涂敷的工序；在抗蚀剂液的供给停止之后，使被处理基板的转速减速为比第一转速缓慢的第二转速来调整膜厚的工序；和将被处理基板的转速加速至比第二转速快的第三转速来甩开残余的抗蚀剂液的工序。上述日本国特开平11-260717号公报的方法，是一种即使抗蚀剂液的供给量十分少，也能够遍布被处理基板的整个区域使抗蚀剂膜的厚度形成得均匀的优越方法。但是，最近对节省抗蚀剂的要求比以往进一步加强，例如即使是1/10mL单位的微小量，也要求削减抗蚀剂的供给量。可是，在上述日本国特开平11-260717号公报的方法中，由于从第一转速向第二转速进行急剧的减速，所以，因此时的冲击会产生在晶片表面持续扩展的抗蚀剂液从晶片的外周侧向内侧拖回的现象，虽然量很少(例如0.1mL左右)但其成为增加了抗蚀剂供给量的原因。即，日本国特开平11-260717号公报的方法是一种为了实现涂敷膜厚的均匀化，允许供给极少量多余的抗蚀剂液的方法，若从节省抗蚀剂的观点出发，则还残留有改善的余地。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够实现涂敷膜厚均匀化的同时，可极力减少抗蚀剂供给量的抗蚀剂涂敷方法以及抗蚀剂涂敷装置。
本发明的第一观点提供一种抗蚀剂涂敷方法，包括：一边以第一转速使被处理基板旋转一边向被处理基板的大致中央处供给抗蚀剂液的工序；
在停止抗蚀剂液的供给之后，将被处理基板的转速减速至比前述第一转速慢的第二转速或停止旋转，并且，在该减速过程中，越靠近前述第二转速或者停止旋转，越减小减速度的减速工序；和
将被处理基板的转速加速至比前述第二转速快的第三转速，甩开残余的抗蚀剂液的工序。
而且，本发明的第二观点提供一种抗蚀剂涂敷装置，该抗蚀剂涂敷装置对旋转的被处理基板供给抗蚀剂液并进行涂敷，包括：
基板保持部件，保持被处理基板；
旋转机构，使前述基板保持部件可变速旋转；
抗蚀剂液喷嘴，在保持于前述基板保持部件的被处理基板的大致中央处供给抗蚀剂液；和
控制机构，按照在以第一转速使保持被处理基板的前述基板保持部件旋转的同时，开始抗蚀剂液的供给，在停止抗蚀剂液的供给之后，使前述基板保持部件的转速减速至比前述第一转速慢的第二转速或者停止旋转，之后，使前述基板保持部件的转速加速至比前述第二转速快的第三转速，来甩开残余的抗蚀剂液的方式，控制前述基板保持部件的旋转，并且，以从前述第一转速向前述第二转速或停止旋转的减速度，越靠近前述第二转速或停止旋转越小的方式，控制前述基板保持部件的转速。
并且，本发明的第三观点提供一种计算机可读取的存储介质，所述存储介质存储有在计算机上工作的控制程序，前述控制程序在执行时，控制抗蚀剂涂敷装置，以便进行包括下述工序的抗蚀剂涂敷方法，所述工序包括：
一边以第一转速使被处理基板旋转一边向被处理基板的大致中央处供给抗蚀剂液的工序；
在停止抗蚀剂液的供给之后，将被处理基板的转速减速至比前述第一转速慢的第二转速或停止旋转，并且，在该减速过程中，越靠近前述第二转速或者停止旋转，越减小减速度的减速工序；和
将被处理基板的转速加速至比前述第二转速快的第三转速，甩开残余的抗蚀剂液的工序。
附图说明
图1是表示抗蚀剂涂敷装置整体构成的剖视图。
图2是图1所示的抗蚀剂涂敷装置的俯视图。
图3是表示图1所示的抗蚀剂涂敷装置的控制系统构成的图。
图4是表示图1所示的抗蚀剂涂敷装置的旋转控制状态的时间图。
图5A和图5B是用于说明比较方法的旋转控制的附图，图5C是用于说明本发明方法的旋转控制的附图。
图6是图4的时间图的主要部分放大图。
图7是表示图1所示的抗蚀剂涂敷装置中的旋转控制的其他实施方式的时间图。
图8是图7的时间图的主要部分放大图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。图1和图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1整体构成的近似剖视图以及近似俯视图。在该抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1的中央部配置有环状的容器CP，在容器CP的内侧配置有旋转卡盘2。旋转卡盘2以通过真空吸附固定保持半导体晶片(以下称为“晶片”)晶片W的状态，由驱动马达3旋转驱动。驱动马达3可升降移动地配置在设置于组件底板4的开口4a处，其经由例如由铝构成的帽状凸缘部件5与例如由气缸构成的升降驱动机构6以及升降导向机构7结合。在驱动马达3的侧面安装有例如由不锈钢(SUS)构成的筒状冷却套管8，凸缘部件5被安装成覆盖该冷却套管8的上半部。
在涂敷抗蚀剂时，凸缘部件5的下端5a在开4a的外周附近密接于组件底板4，由此使得组件内部被密闭。当在旋转卡盘2和未图示的晶片输送机构的保持部件9之间进行晶片W交接的时候，通过升降驱动机构6向上方抬起驱动马达3乃至旋转卡盘2，凸缘部件5的下端会从组件底板4浮起。
用于将抗蚀剂液供给到晶片W表面的抗蚀剂喷嘴10，经由抗蚀剂供给管11与抗蚀剂供给部(后述)连接。该抗蚀剂喷嘴10经由喷嘴保持体13可拆装地安装在抗蚀剂喷嘴扫描臂12的前端部。该抗蚀剂喷嘴扫描臂12安装在垂直支承部件15的上端部，所述垂直支承部件15能够在沿着一个方向(Y方向)铺设于组件底板4之上的导向轨道14上水平移动，所述抗蚀剂喷嘴扫描臂12通过未图示的Y方向驱动机构与垂直支承部件15一体向Y方向移动。
而且，为了在抗蚀剂喷嘴待机部16处选择性地安装抗蚀剂喷嘴10，抗蚀剂喷嘴扫描臂12通过未图示的X方向驱动机构，在与Y方向垂直的X方向也可以移动。
并且，在抗蚀剂喷嘴待机部16处，抗蚀剂喷嘴10的喷出口插入溶媒气氛室的开口16a，在其中暴露于溶剂的气氛中，从而使得喷嘴前端的抗蚀剂液不发生固化或劣化。另外，可以设置多个抗蚀剂喷嘴10，例如可根据抗蚀剂液的种类分开使用这些喷嘴。
而且，在抗蚀剂喷嘴扫描臂12的前端部(喷嘴保持体13)安装有溶剂喷嘴17，其在向晶片表面供给抗蚀剂液之前，对晶片表面供给用于润湿晶片表面的溶剂，例如冲淡剂(thinner)。该溶剂喷嘴17经由未图示的溶剂供给管与溶剂供给部(后述)连接。溶剂喷嘴17和抗蚀剂喷嘴10以各个喷出口位于沿着抗蚀剂喷嘴扫描臂12的Y移动方向的直线上的方式，进行安装。
并且，在导向轨道14上除了支承抗蚀剂喷嘴扫描臂12的垂直支承部件15之外，还设置有支承清洗(rinse)喷嘴扫描臂18且在Y方向可移动的垂直支承部件(未图示)。在该清洗喷嘴扫描臂18的前端部安装有侧面清洗用的清洗喷嘴19。通过Y方向驱动机构(未图示)，清洗喷嘴扫描臂18以及清洗喷嘴19在设定于容器CP侧方的清洗喷嘴待机位置(实线的位置)和在设置于旋转卡盘2的晶片W周边部的正上方设定的清洗液喷出位置(双点划线的位置)之间并进或直线移动。
并且，在晶片W的上部配备有高吸尘过滤器41。而且，由温度·湿度调节器42调节了温度和湿度后的空气通过高吸尘过滤器41而被除尘，由此，清洁的空气被供给到抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1内。另外，也可以替代空气而导入例如包含抗蚀剂用溶剂的气体。
图3是表示抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1的控制系统构成的图。抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1的各构成部与控制部20连接而被控制。
控制部20包括：具备CPU的处理控制器21、用户接口22和存储部23。与处理控制器21连接的用户接口22，由工序管理者为了管理抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1而进行命令输入操作等的键盘、和将抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1的运转状况进行可视化显示的显示器等构成。与处理控制器21连接的存储部23存储有控制程序(软件)和记录了处理条件数据等的方法(recipe)，所述控制程序用于通过处理控制器21的控制来实现由抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1执行的各种处理。
而且，根据需要，可以根据来自用户接口22的指示等将任意的方法从存储部23读出使处理控制器21执行，由此，在处理控制器21的控制下，进行抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1中所期望的处理。例如，控制部20除了控制驱动马达3的驱动之外，还控制抗蚀剂供给部31和溶剂供给部32等。具体而言，控制部20进行控制以使驱动马达3的转速缓慢减小。而且，控制部20对从抗蚀剂供给部31向抗蚀剂喷嘴10的抗蚀剂液的供给，从溶剂供给部32向溶剂喷嘴17的溶剂、例如冲淡剂的供给时机和供给量等进行控制。
另外，前述控制程序和处理条件数据等的方法，可以利用处于存储在计算机可读取的存储介质，例如CD-ROM、硬盘、软盘、闪存等中的状态的方法，或者也可以从其他装置例如经由专用线路随时传送，以联机方式进行利用。
接着，对如此构成的抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1的抗蚀剂涂敷动作进行说明。
如果通过未图示的晶片输送机构的保持部件9，将晶片W输送到抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1内的容器CP的正上方，则该晶片W通过旋转卡盘2被真空吸附，所述旋转卡盘2是通过由气缸构成的升降驱动机构6以及升降导向机构7上升而来的。晶片输送机构在将晶片W真空吸附固定于旋转卡盘2之后，将保持部件9从抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1内拖回，结束晶片W向抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1的交接。
接着，使旋转卡盘2下降直到晶片W处于容器CP内的规定位置。接着，利用驱动马达3开始旋转卡盘2的旋转驱动。之后，开始从抗蚀剂喷嘴待机部16移动喷嘴保持体13。该喷嘴保持体13的移动沿着Y方向进行。
在溶剂喷嘴17的喷出口到达旋转卡盘2的中心(晶片W的中心)上时，向旋转的晶片W的表面供给溶剂，例如冲淡剂。被供给到晶片表面的溶剂通过离心力从晶片中心均匀地扩展到其周围的整个区域。
接着，喷嘴保持体13向Y方向移动，直到抗蚀剂喷嘴10的喷出口到达旋转卡盘2的中心(晶片W的中心)上。然后，抗蚀剂液从抗蚀剂喷嘴10的喷出口滴落到旋转的晶片W的表面中心，向晶片表面进行抗蚀剂涂敷。
在本实施方式中，由控制部20控制晶片W的转速(即、驱动马达3的转速)，例如如图4的时间图所示那样，实施以下的工序a～工序c。
工序a：
一边以第一转速R1使晶片W旋转，一边从抗蚀剂喷嘴10向晶片W的近似中央滴落抗蚀剂液，在向晶片W的径向外方扩展的同时涂敷抗蚀剂液。设此时的抗蚀剂喷出时间为T1。
工序b：
接着，在抗蚀剂液滴落结束之后，将晶片W的转速缓慢减速至比第一转速R1慢的第二转速R2。此时，进行控制以使越靠近第二转速R2减速度越小。
工序c：
之后，将晶片W的转速加速至比第二转速R2快的第三转速R3，甩开残余的抗蚀剂液。
工序a是一边使晶片W旋转一边将抗蚀剂供给到晶片W的中央附近来进行涂敷的所谓动态涂敷。在该工序a中，通过一边使晶片W旋转一边涂敷抗蚀剂，能够以极少的抗蚀剂量在晶片W表面形成均匀的抗蚀剂膜。
在工序b中，当抗蚀剂液的滴落结束之后，使晶片W的转速缓慢减速至比第一转速R1慢的第二转速R2。此时，在图4所示那样的表示减速时转速和时间之间的相关关系的图中，逐渐减少转速，使得转速的减少沿略向下凸的曲线推移。即，越靠近第二转速R2，从第一转速R1向第二转速R2减速时的减速度越小。如果从第一转速R1以一定的减速度直线且急剧地减速至低速的第二转速R2，则由于在该减速之际惯性力发挥作用，使得朝向晶片中心的力作用于晶片W上的抗蚀剂液，所以，需要供给少量多余的抗蚀剂液，相应地会更多地消耗抗蚀剂液。但是，通过缓慢降低晶片W的转速并且逐渐减小减速速度，可以避免转速的急剧的减速，能够缓解因减速度而产生晶片W上的抗蚀剂液向中心的拖回作用，由此能够减少抗蚀剂的供给量。
而且，工序b中，在从第一转速R1减速至第二转速R2的后半个过程中，减速度进一步减弱。即，在图4所示那样的表示减速时转速与时间之间的相关关系的图中，通过以转速的减少曲线的切线的倾斜缓慢接近水平的方式减小减速度，能够得到与在低速的第二转速R2保持规定时间的情况同样的膜厚调整作用。这样，如果在减速过程中缓慢靠近第二转速R2，则由于晶片W的旋转为低速，所以抗蚀剂液的干燥变慢，保持了液体的流动性，由此可发挥调整膜厚的功能，使得晶片W上的抗蚀剂膜的膜厚，特别是晶片W外周部的膜厚得到调整。
即，通过基于低速旋转抑制抗蚀剂膜的干燥，来保持其流动性，能够在晶片W上的外周部也与中央部同样地保持抗蚀剂。
另外，工序c是将晶片W的转速加速至比第二转速R2快的第三转速R3，来甩开残余的抗蚀剂液的工序。
这里，对于将本实施方式所涉及的旋涂法与其他方式的抗蚀剂涂敷方法的对比进行说明。
在图5A所示的旋转控制方法，即当抗蚀剂液的滴落结束后，维持晶片W的转速而不减速地进行残余抗蚀剂液的甩开的方式的旋涂法中，当减少了向晶片W滴落抗蚀剂液的量时，在滴落的抗蚀剂液充分扩展到晶片径向外方之前，会导致抗蚀剂液的干燥迅速进行。因此，晶片的外周部与中央部相比，其涂敷膜的膜厚分布变薄，产生了难以调整膜厚的不良情况。为了解决这样的不良情况，例如如图5B所示，如果从第一转速R1一下子减速至低速的第二转速R2，则基于该减速之际的减速度会对晶片W上的抗蚀剂液作用朝向晶片中心侧的拖回力，从而起到抑制抗蚀剂液较薄地扩展的作用。因此，相应地不得不增多抗蚀剂液的供给量。
与之相对，在本实施方式所涉及的旋涂法中，如图5C所示，通过在涂敷过程中使从第一转速R1向第二转速R2的减速以越靠近第二转速R2减速速度越小的方式逐渐降低转速，来抑制向晶片中心侧的拖回力。因此，不需要过多设定抗蚀剂液的供给量。而且，由于随着接近低速旋转的第二转速R2，可对晶片W的膜厚进行调整，所以，可增厚晶片W外周部的膜厚。因此，在晶片W的外周部也会与中央部同样存留所涂敷的抗蚀剂液，由此，可以遍布晶片W的整个区域均匀且以规定的厚度分布抗蚀剂膜。因此，能够在极力削减向各晶片W滴落抗蚀剂液的量的同时，在晶片间均匀且以规定的厚度调整所涂敷的膜的膜厚。这样，以减速之际的减速度不产生急剧变化的方式缓慢地进行减速的本实施方式的旋涂方法，是一种能够将抗蚀剂液的消耗量削减至极限的极有益的方法。
另外，在图4中，将从第一转速R1的减速进行到第二转速R2为止，也可以将第二转速R2置换为旋转停止状态(转速为0rpm)，在该情况下，也能够得到基于将减速度缓慢减小而实现的膜厚调整功能和节省抗蚀剂的效果。
这里，如图6所示，在从第一转速R1减速至第二转速R2的期间中，将到第四转速R4为止的初始减速过程的平均减速度设为A1，将该减速所需要的时间设为T2，将从第四转速R4减速至第二转速R2为止的后期减速过程的平均减速度设为A2，将该减速所需要的时间设为T3，将从第二转速R2加速至第三转速R3时的加速度设为A3，将该加速所需要的时间设为T4。
前述第一～第四转速可以根据抗蚀剂液的种类、溶剂预涂敷的有无、晶片W的直径等适当设定，但优选如下所述进行设定。
第一转速R1被设定成下述的转速，即，被喷出在旋转中的晶片W中央附近的抗蚀剂液不会因离心力一下子被甩开，而是在晶片W的表面均等地扩展。在晶片W的直径为200mm的情况下，例如优选将第一转速R1设定为3000～6000rpm。另外，在晶片W的直径为300mm的情况下，例如优选将第一转速R1设定为2000～4000rpm。
如上所述，从第一转速R1向第二转速R2经过规定时间T2+T3来缓慢地减小减速速度的同时进行减速的目的在于，通过以晶片W表面的抗蚀剂液不被甩开程度的缓慢转速提供恰当的离心力，并使晶片W旋转，来调整干燥前的抗蚀剂的涂敷膜厚。因此，在第二转速R2过快的情况下，抗蚀剂液的干燥加快，在第二转速R2附近无法调整膜厚分布。从这样的观点考虑，优选第二转速R2设定为500rpm以下，例如R2＝0(停止旋转)～500rpm。另外，在本实施方式的情况下，由于随着接近第二转速R2而缓慢地减小减速度，所以，在该期间可发挥调整膜厚的功能。因此，第二转速R2也可以设定为R2＝0rpm(停止旋转)。
另外，通过控制经由晶片W上部的高吸尘过滤器41而供给的清洁空气的风量，也可以基于该风量来调整膜厚。该情况下，经由高吸尘过滤器41而供给的气体不限定于空气，可以使用例如包含抗蚀剂用的溶剂的气体(例如空气或N2气等)。由此，由于可以将抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1内形成为溶剂气氛，所以，能够进一步使抗蚀剂液的干燥延迟。
这样的清洁空气或包含溶剂的气体的供给，例如可以在从第一转速R1向第二转速R2的全部减速过程(时间T2+T3)中进行，也可以仅在后期减速过程(时间T3)中进行，进而，还可以包括后面所进行的以第三转速R3实现抗蚀剂甩开的工序为止进行气体等的供给。从得到高的膜厚调整效果的观点出发，优选以至少包括后期减速过程(时间T3)的方式进行空气等的供给。
为了使晶片W表面多余的抗蚀剂液从晶片W的周缘甩开，第三转速R3以能够得到足够的离心力的方式进行设定。从该观点出发，在晶片W的直径为200mm的情况下，优选第三转速R3设定为例如1500～4000rpm。另外，在晶片W的直径为300mm的情况下，优选第三转速R3设定为750～2000rpm。这样，虽然第三转速R3通常比第一转速R1慢，但是，也可以比第一转速R1快。
第四转速R4是减速工序中的减速速度的变化点，其被设定成与第一转速R1之间存在某一程度的转速差别、不使整体的减速时间(工序b的时间)长期化的转速。
而且，第四转速R4以接近第二转速R2能够逐渐减小减速速度的方式，被设定成与第二转速R2之间也存在某一程度的转速差别。从该观点出发，作为第四转速R4，优选设定为2000rpm以下，例如500～2000rpm。
在从第一转速R1向第二转速R2减速之际的平均减速度A1和A2过小的情况下，减速至第二转速R2的总计时间T2+T3变长，所涂敷的抗蚀剂液的干燥过度发展，难以形成均匀的涂敷膜。因此，优选将减速度A1设定为50000rpm/秒以下，例如20000～50000rpm/秒。另外，优选将A2设定为5000rpm/秒以下，例如1000～5000rpm/秒。
另外，从第一转速R1向第二转速R2的减速时间T2+T3，被设定为喷出到晶片W表面、一边慢慢地减速转速一边缓慢地向径外方向延展而调整膜厚的抗蚀剂液扩展到晶片W的整个面而不干燥程度的时间内，且不损害生产率程度的时间。因此，优选减速时间T2为0.2秒以下，将减速时间T3设为2.0秒以下，优选可以设为0.5～2.0秒。另外，可以将减速时间的总和T2+T3设定为例如3秒以下，优选为1～2秒。
如上所述，通过将第一转速R1、第二转速R2、第四转速R4、减速时间T2以及T3、减速度A1以及A2作为参数，控制涂敷条件，可以进行自由度高的膜厚调整。
另外，通过使从第二转速R2加速至第三转速R3之际的加速度A3变化，也可以调整膜厚。即，由于在以第二转速R2的旋转结束之后抗蚀剂尚且没有干燥，所以，通过使A3变化会改变膜厚。具体而言，越减小A3，越可以增加晶片外周部的膜厚。因此，除了上述参数之外，通过将A3也作为参数进行膜厚控制，可以进行自由度更高的膜厚调整。该A3可以由从第二转速R2向第三转速R3的转速增加量和时间T4调整。
将晶片的转速从第一转速R1向第二转速R2减速的时机，通常是在抗蚀剂喷出结束之后，优选该时机如图4所示，是抗蚀剂喷出结束后的瞬间。即，抗蚀剂喷出工序的时间T1与抗蚀剂的实际喷出时间T1’相等，因此，优选与抗蚀剂喷出结束大致同时地进行减速。如果喷出结束后保持高的转速，则会进行抗蚀剂的干燥，产生无法有效地发挥膜厚调整功能的情况。与之相对，通过在停止抗蚀剂液的供给之后立即减速晶片W的转速，可以抑制抗蚀剂的干燥，由此，不仅能够进一步容易地进行膜厚的调整，还可以防止表面的不均。
另外，也可以在这样的抗蚀剂涂敷之前，通过冲淡剂等溶剂对半导体晶片W表面的表面整体进行润湿，即进行所谓的预润湿处理。由此，抗蚀剂会更容易扩散，结果，可以以少量的抗蚀剂液量形成均匀的抗蚀剂膜，从而可以进一步削减抗蚀剂的消耗量。
在前述图4所示的实施方式中，在减速至第二转速R2之后立即开始向第三转速R3加速，但是，也可以例如图7所示，设置一道在工序b1中减速至第二转速R2之后，将第二转速R2保持一定时间的工序b2。该情况下，在用于减速的工序b1中，在抗蚀剂液的滴落结束之后，将晶片W的转速朝向比第一转速R1慢的第二转速R2，以越靠近第二转速R2减速速度越小的方式缓慢减速，当达到第二转速R2时，在工序b2中将该状态保持一定时间。
此外，由于工序a、工序c与图4的实施方式相同，所以省略其说明。
如上所述，在工序b1中，在抗蚀剂液的滴落结束之后，将晶片W的转速缓慢地减速至比第一转速R1慢的第二转速R2。此时，在图7所示的表示减速之际的转速与时间之间的相关关系的图中，以转速的减少沿略向下凸的曲线推移的方式使转速逐渐减少。即，越靠近第二转速R2，从第一转速R1向第二转速R2减速之际的减速度越减小。如果从第一转速R1以一定的减速度直线地减速至低速的第二转速R2，则由于在该减速之际惯性力发挥作用，使得朝向晶片W中心侧的力作用于晶片W上的抗蚀剂液，所以，需要供给少量多余的抗蚀剂液，相应地会更多地消耗抗蚀剂液。但是，通过缓慢降低晶片W的转速并且逐渐减小减速速度，可以避免转速的急剧的减速，能够缓解因减速度而产生晶片W上的抗蚀剂液向中心的拖回作用，由此能够减少抗蚀剂的供给量。
特别是在工序b1的后半段，即从第一转速R1减速至第二转速R2的后半段的过程中，进一步减弱减速度。即，在图7所示的表示减速之际的转速与时间之间的相互关系的图中，以转速的减少曲线的切线倾斜缓慢接近水平的方式减小减速度，以转速不发生急剧变化的方式减速至第二转速R2。
然后，在工序b2中以第二转速R2保持规定时间。由于在第二转速R2中晶片W的旋转为低速，所以抗蚀剂液的干燥慢，因此，能够发挥调整膜厚的功能，从而，使得晶片W上的抗蚀剂膜的膜厚，特别是晶片W外周部的膜厚被调整。
即，通过基于低速旋转抑制抗蚀剂膜的干燥来保持其流动性，在晶片W上的外周部也与中央部同样，可以保持抗蚀剂。
这里，如图8所示，在从第一转速R1减速至第二转速R2的期间中，将到第四转速R4为止的初始减速过程的平均减速度设为A1，将该减速所需要的时间设为T2，将从第四转速R4减速至第二转速R2的后期减速过程的平均减速度设为A2，将该减速所需要的时间设为T31，将第二转速R2的保持时间设为T32，将从第二转速R2加速至第三转速R3时的加速度设为A3，将该加速所需要的时间设为T4。
前述第一～第四转速可以根据抗蚀剂液的种类、溶剂预涂敷的有无、晶片W的直径等适当设定，但优选如下所述进行设定。首先，第一转速R1、第三转速R3、第四转速R4被设定为与图4的实施方式的情况相同的转速。
将第二转速R2保持一定时间(T32)的目的在于，通过以晶片W表面的抗蚀剂液不被甩开程度的缓慢转速提供适当的离心力，并使晶片W旋转，来调整干燥前的抗蚀剂的涂敷膜厚。因此，在第二转速R2过快的情况下，抗蚀剂的干燥加快，会失去其流动性而不起膜厚调整功能的作用。另外，当如本实施方式那样将第二转速R2保持一定时间时，在第二转速R2过慢的情况下(例如0rpm)，膜厚调整功能不起作用，与中央部相比晶片W周缘部的膜厚变薄。从这样的观点出发，在本实施方式中将第二转速R2设为500rpm以下，优选例如为100～500rpm。
在从第一转速R1向第二转速R2减速之际的平均减速度A1和A2过小的情况下，减速至第二转速R2的总计时间T2+T31变长，所涂敷的抗蚀剂液的干燥过快，难以形成均匀的涂敷膜。因此，优选将减速的平均减速度A1设定为50000rpm/秒以下，例如20000～50000rpm/秒。另外，优选将减速的平均减速度A2设定为5000rpm/秒以下，例如1000～5000rpm/秒。
另外，从第一转速R1向第二转速R2的减速时间T2+T31与第二转速R2的保持时间T32的总和，被设定为喷出到晶片W表面、一边慢慢地减速转速一边缓慢地向径外方向延展而调整膜厚的抗蚀剂液扩展到晶片W的整个面而不干燥程度的时间内，且不损害生产率程度的时间。因此，优选减速时间T2为0.2秒以下，将减速时间T31设为2.0秒以下，优选为0.5～1.0秒。而且，可以将减速时间的总和T2+T31设定为例如2.0秒以下，优选可以设为0.5～1.0秒。并且，优选减速时间T2+T31与保持时间T32的总和为例如3秒以下，更优选设定为1～2秒。
如上所述，通过将第一转速R1、第二转速R2、第四转速R4、减速时间T2以及T31、保持时间T32、减速度A1以及A2作为参数，控制涂敷条件，可以进行自由度高的膜厚调整。
另外，在本实施方式中，通过控制经由晶片W上部的高吸尘过滤器41而供给的清洁空气的风量，也可以基于该风量来调整膜厚。该情况下，经由高吸尘过滤器41而供给的气体不限定于空气，可以使用例如包含抗蚀剂用的溶剂的气体(例如空气或N2气等)。由此，由于可以将抗蚀剂涂敷处理组件(COT)1内形成为溶剂气氛，所以，能够进一步使抗蚀剂液的干燥延迟。
这样的清洁空气或包含溶剂的气体的供给，例如可以在从第一转速R1向第二转速R2的减速时间(T2+T31)中进行，也可以在向第二转速R2的减速时间(T2+T31)与第二转速R2的保持时间(T32)的总计时间中进行，进而，还可以包括后面所进行的以第三转速R3实现抗蚀剂甩开的工序为止持续气体等的供给。从得到高的膜厚调整效果的观点出发，优选以至少包括第二转速R2的保持时间(T32)的方式进行空气等的供给。
如上所述，根据本发明的优选实施方式，每次旋转被处理基板进行抗蚀剂涂敷时，在抗蚀剂液供给结束之后，对被处理基板的转速进行减速之际，越靠近第二转速或者停止旋转越减小减速工序中的减速度，由此，不仅可以实现膜厚的均匀化，还可以使抗蚀剂液的使用量节减近似至极限水平。
即，在减速至比第一转速R1慢的第二转速R2或者停止旋转的中途，通过使减速度逐渐减少，可以抑制抗蚀剂伴随着急剧的减速而向基板内侧(中心侧)拖回的现象，由此能够避免消耗多余的抗蚀剂。而且，通过在达到第二转速或停止旋转为止的缓慢减速过程中调整膜厚，可以实现膜厚的均匀化。因此，不仅能够极力削减抗蚀剂液的供给量，还可以以均匀的膜厚涂敷抗蚀剂。
另外，本发明不限定于上述实施方式，还可以实现各种的变形。例如，在上述的实施方式中，在停止抗蚀剂液的供给之后立即减速至第二转速R2，但是，不一定需要在供给停止之后立即进行减速。不过，如上所述，在停止抗蚀剂液的供给之后立即进行减速可以更有效地发挥膜厚调整功能，由此，能够进一步促进节省抗蚀剂。
而且，在上述实施方式中，一边从第一转速R1向第二转速R2缓慢地使减速度变化，一边以一个阶段进行减速，不过，由于只要能够抑制因急剧的减速而引起的抗蚀剂拖回作用即可，所以，减速工序也可以为2个阶段以上。
并且，在上述实施方式中进行了基于冲淡剂的预润湿处理，但是在不进行预润湿处理的情况下也可以实现本发明的效果。
此外，在上述实施方式中，对将抗蚀剂液涂敷到半导体晶片的涂敷装置进行了说明，但在将抗蚀剂液涂敷到半导体晶片以外的被处理基板、例如LCD基板的情况下，也可以采用本发明。
以上所说明的实施方式只不过是为了明确本发明的技术内容，不能够理解为本发明只被限定于这样的具体例，在本发明的技术思想和权利要求所叙述的范围内，可以进行各种变更来实施。

Claims (27)

1、一种抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，包括：
一边以第一转速使被处理基板旋转一边向被处理基板的大致中央处供给抗蚀剂液的工序；
在停止抗蚀剂液的供给之后，将被处理基板的转速减速至比前述第一转速慢的第二转速或停止旋转，并且，在该减速过程中，越靠近前述第二转速或者停止旋转，越减小减速度的减速工序；和
将被处理基板的转速加速至比前述第二转速快的第三转速，甩开残余的抗蚀剂液的工序。
2、根据权利要求1所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，还包括在从前述第一转速减速至前述第二转速后，将该第二转速保持一定时间的工序。
3、根据权利要求1所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，前述减速工序包括：
从前述第一转速向比前述第二转速大的第四转速减速的初始减速过程；和
以比前述初始减速过程小的平均减速度，从前述第四转速逐渐减速至前述第二转速或停止旋转的后期减速过程。
4、根据权利要求3所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，前述第四转速为2000rpm以下。
5、根据权利要求3所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，前述初始减速过程的平均减速度为20000～50000rpm/秒。
6、根据权利要求3所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，前述后期减速过程的平均减速度为1000～5000rpm/秒。
7、根据权利要求3所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，前述初始减速过程的减速时间为0.2秒以下。
8、根据权利要求3所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，前述后期减速过程的减速时间为2.0秒以下。
9、根据权利要求1～8中任意一项所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，前述第二转速为500rpm以下。
10、根据权利要求1～8中任意一项所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，被处理基板是直径为200mm的圆板，前述第一转速为3000～6000rpm。
11、根据权利要求10所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，前述第三转速为1500～4000rpm。
12、根据权利要求1～8中任意一项所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，被处理基板是直径为300mm的圆板，前述第一转速为2000～4000rpm。
13、根据权利要求12所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，前述第三转速为750～2000rpm。
14、根据权利要求1～8中任意一项所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，还包括在抗蚀剂涂敷之前，对被处理基板的表面供给用于润湿其表面的液剂的工序。
15、根据权利要求1～8中任意一项所述的抗蚀剂涂敷方法，其特征在于，还控制从前述第二转速向前述第三转速提升转速时的加速度。
16、一种抗蚀剂涂敷装置，对旋转的被处理基板供给抗蚀剂液并进行涂敷，包括：
基板保持部件，保持被处理基板；
旋转机构，使前述基板保持部件可变速旋转；
抗蚀剂液喷嘴，向保持于前述基板保持部件的被处理基板的大致中央处供给抗蚀剂液；和
控制机构，按照在以第一转速使保持被处理基板的前述基板保持部件旋转的同时，开始抗蚀剂液的供给，在停止抗蚀剂液的供给之后，使前述基板保持部件的转速减速至比前述第一转速慢的第二转速或者停止旋转，之后，使前述基板保持部件的转速加速至比前述第二转速快的第三转速，来甩开残余的抗蚀剂液的方式，控制前述基板保持部件的旋转，并且，以从前述第一转速向前述第二转速或停止旋转的减速度，越靠近前述第二转速或停止旋转越小的方式，控制前述基板保持部件的转速。
17、根据权利要求16所述的抗蚀剂涂敷装置，其特征在于，前述控制机构进行控制，以使在从前述第一转速减速至前述第二转速之后，将该第二转速保持一定时间。
18、根据权利要求16所述的抗蚀剂涂敷装置，其特征在于，前述控制机构进行控制来进行下述过程，所述过程包括：从前速第一转速向比前述第二转速大的第四转速减速的初始减速过程；和以比前述初始减速过程小的平均减速度，从前述第四转速逐渐减速至前述第二转速或停止旋转的后期减速过程。
19、根据权利要求18所述的抗蚀剂涂敷装置，其特征在于，前述控制机构进行控制，以使前述第四转速为2000rpm以下。
20、根据权利要求19所述的抗蚀剂涂敷装置，其特征在于，前述控制机构进行控制，以使前述初始减速过程的平均减速度为20000～50000rpm/秒。
21、根据权利要求18所述的抗蚀剂涂敷装置，其特征在于，前述控制机构进行控制，以使前述后期减速过程的平均减速度为1000～5000rpm/秒。
22、根据权利要求18所述的抗蚀剂涂敷装置，其特征在于，前述控制机构进行控制，以使从前述第一转速向前述第四转速的减速时间为0.2秒以下。
23、根据权利要求18所述的抗蚀剂涂敷装置，其特征在于，前述控制机构进行控制，以使从第四转速到前述第二转速或停止旋转的减速时间为2.0秒以下。
24、根据权利要求18所述的抗蚀剂涂敷装置，其特征在于，前述控制机构进行控制，以使前述第二转速为500rpm以下。
25、根据权利要求16～24中任意一项所述的抗蚀剂涂敷装置，其特征在于，还具有液剂喷嘴，在对保持于前述基板保持部件的被处理基板的大致中央处供给抗蚀剂液之前，供给用于润湿其表面的液剂。
26、根据权利要求16～24中任意一项所述的抗蚀剂涂敷装置，其特征在于，前述控制机构控制从前述第二转速或停止旋转状态向前述第三转速提高转速时的加速度。
27、一种计算机可读取的存储介质，存储有在计算机上工作的控制程序，其特征在于，前述控制程序在执行时控制抗蚀剂涂敷装置，以便进行包括下述工序的抗蚀剂涂敷方法，所述工序包括：
一边以第一转速使被处理基板旋转一边向被处理基板的大致中央处供给抗蚀剂液，在使抗蚀剂液向被处理基板的径向外方扩展的同时进行涂敷的工序；
在停止抗蚀剂液的供给之后，将被处理基板的转速减速至比前述第一转速慢的第二转速或停止旋转，并且，在该减速过程中，越靠近前述第二转速或者停止旋转，越减小减速度的减速工序；和
将被处理基板的转速加速至比前述第二转速快的第三转速，甩开残余的抗蚀剂液的工序。
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