TW201217069A

TW201217069A - Coating method and coating apparatus

Info

Publication number: TW201217069A
Application number: TW100121066A
Authority: TW
Inventors: Katsunori Ichino; Kentaro Yoshihara; Kousuke Yoshihara
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2012-05-01
Also published as: KR20110138180A; CN102289151B; JP5384437B2; US20110312190A1; JP2012000589A; CN102289151A; EP2397232A1; SG177102A1

Description

201217069 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】是關ί發而言係關於―種光阻等塗佈液之塗佈技術，特別使用塗佈液之前，先調整供給至基板的預濕液之表面張力’舰改善雜㈣㈣性之技術。衣【先前技術】在半導體裂置的製造程序中的光微景彡製 ^ ^ ίϊϋ將光阻臈曝光成既定的圖案之曝光步驟將所曝光的發齡日日®」)上塗佈光阻液而形成光阻膜之光阻擴散隨ίΐΖϊϋ蓋晶圓的表面全體之所謂的旋^佈法，膜的薄膜化在 .m. 乃變得更加重要^ 作為用來以稀少的光阻液喷吐法，預濕技術係為吾人所知。此阻塗佈之方均勻地覆蓋晶m表面全體，所 ^預“係易於以少量光阻液做「預濕稀釋劑—Mhinner」的前’將稱 ΐ在在使用少量⑽^ 佈在晶圓表面全體之s預π:二光二液無法均勻地塗之間發生無法塗佈路在晶圓的周邊部岔開，出現忿主斤^=圓+徑方向擴散的光阻液而於i日粼66好s々+B日〜. 徑方向延伸的多數個細县紋跋，指

S 5 201217069 ' 作為用來以稀少的光阻液喷吐量達成均勻的光阻塗佈之另/ 種方法’係晶圓的旋轉控制技術。該技術如下所述：在該光阻液供給以及擴散時’以適當時間控制晶圓的旋轉速度以及旋轉加速度’藉此使光阻液不會浪費地飛濺至基板外，且在受到高離心力之晶圓外周部中膜厚的減少傾向會得到緩和。但是’僅憑藉旋轉控制技術，難以達成大幅的光阻節省效果。 [習知技摘^文獻] [專利文獻] 專利文獻1 :日本特開2009 — 279476號專利文獻2 :日本特開2009 —078250號專利文獻3 :日本特開2003 —086489號專利文獻4 :日本特開2003 —059825號【發明内容】 [發明所欲解決的問題] 本發明提供一種即使在光阻液等塗佈液的供給量稀少之情形’亦可藉由塗佈液確實地覆蓋基板的表面，可於基板的表面均勻地形成塗佈膜之技術。 [解決問題之技術手段] 本發明提供一種塗佈方法，其包含：預濕步驟’對第1基板的中心供給預濕液，且使該第1基板旋轉以使該預濕液擴散至該第1基板的表面全體；以及塗佈膜形成步驟’對供給有該預濕液的該第1基板供給塗佈液，並使其乾燥，藉此於該第1基板的表面形成塗佈膜；該塗佈膜形成步驟包含：第1階段，在使該第1基板旋轉的狀態下，對該第1基板的中心部供給塗佈液；第2階段’然後使該第1基板的旋轉速度減少，繼續使該第1 基板旋轉；第3階段，然後使該第丨基板的旋轉速度增加，來使該第1 6 ⑧ 201217069 基板上的塗佈液乾燥；兄在該第1階段中，在即將將該塗佈液供給至該第丨基板上之前，以第1固定的旋轉速度使該第丨基板旋轉，在該塗佈液的供給開始之後，使該第1基板的旋轉速度連續地逐漸增加，在該塗佈液的喷吐結束之前，使該第丨基板的旋轉的加速度逐漸減少，使基板，旋轉收斂於比該第〗速度快的第2速度；在，預濕步驟中，將藉由混合可溶解塗佈膜成分的溶劑與表面張力高於該溶劑的高表面張力液體所得之表面張力高於該塗液之混合液體作為該預濕液使用。又，本發明提供一種塗佈方法，其包含：預濕步驟，對第1基板的巾心供給預濕液，且使該第丨基板旋轉以使該預濕液擴散至該第i基板的表面全體；以及塗佈卿成舞，對供給有鞠激的該帛P基板供給塗佈 ’並，其麟’藉此於該第i *板的表面碱塗佈膜； f藉由混合可轉塗細成分的賴與表面張力高於該溶劑張力液體所得之表面張力高於該塗佈液之混合液體作為液制’且分卿備雜触絲表面張力㈣，在供給 U預濕液之際，混合該溶軸該高表面張力液體。再者，本發明提供一種塗佈裝置，其具有：旋轉夾盤，固持基板而使其旋轉；面供雜輯嘴，制織触飾議基板之表供給個之職料，對由職轉越賴持祕板之表面塗佈液供給機構’對該塗佈液喷嘴供給塗佈液；以及預濕液供給機構，賴職噴倾給預濕液；紘洽it供給機構，具有預濕液供給控制部，其連接至可溶力液^之^3溶給源與表面張力高於該溶劑的高表面張預濕喷嘴ϋϋ 2溶劑與該高表面張力液體混合而供給至該 ........洗、液供給控制部能可變地調整該溶劑與該高表面 201217069 張力液體之混合比。

[對照先前技術之功效J 之佈液均勻地塗【實施方式】式說明本發明的較佳實施形離。置, ‘的S二：阻塗“基板之塗佈裝

1以臟盒為單位將複數片晶圓w送丄3 理ί J 面站5，在與鄰近處_ 3的曝錄置4之騎行晶圓# ’設有晶_盒载置台ig，於該晶_ 盒C。_ _卸站2，設有4送路==⑦ 送裝置12。晶圓運送裝置12，亦可於晶圓 ^ ϋ fo 碰片晶圓W進行選雜地存取。又，晶圓繞直方向的軸職θ方峨轉，可對後述的 W。处$裝置群G3的各處理裝置進行存取來運送晶圓站^1:複數個處理裝置呈多層配置，例如5個處理 f置群G1〜G5。於處理站3的X方向負方向(圖1中的下方向)側，站λ側朝介面站5側，依序配置有：第1處理裝 ΐϊ ϋ丨 _ G2。於處理站3的χ方向正方向(圖1 中的上方向)側’從晶圓g盒裝卸站2 _介面站5側，依序配置 ⑧ 201217069 有.弟3處理裝置群G3、篦4卢τ田姑sa加 G5。於第3處理裝置群A 破置群G4、第5處理裝置群運送裝置20。第w、= 4處理裝置群G4之間，設有第1 存取來運送晶圓w。於笛、内的各裝置進行選擇性地 :ofZT^^ 置進行選擇性地5處理裝置群G5内的各裝如作為塗佈襄理之液處理裝置，例如針曰、圓w征則後斤述由下方依序4疊5層：液處理裝置，例 ^綠液來進摘雜狀歸彡處理妓4〇〜44。二2處裝置群⑺以及第2處理裝置群G2的最下声分 =:ίί:;=、02内的上述液處理“給各序示’於第3處理裝置群⑺，如後所述由下方依節之w載置於調溫板上來進行晶圓W的溫度調皿裝置60 ’用以進行晶圓w的傳遞之傳送裝置61 2 tn® Wit_熱處理之域纽妓65〜^ 如調ΐί = ί 如後所述由下方依序重疊1Q層：例烤，在光阻塗佈處後進行晶圓w的加熱處理之預烘 iif 75:79及在顯影處理後進行晶圓W的加熱處理之後供曰。於第5處理裝置群G5 ’如後所述由下方依序重疊1〇芦二H進行熱處理之複數個熱處理裝置，例如調溫裝置80曰〜83 ; 在*光後對晶® W進行加祕理之曝絲烘烤裝置84〜89。祕=1 f示，於第1運驟置2G的X方向正方向侧，配置有後數個處雜置’例如如圖3所示，由下方依序重疊2層用以g 201217069 晶圓w進行疏水化處理之黏合裝置9〇、91。如圖〗所示，於第2 f的X方向正方向側’配置有例如僅將晶圓w的邊緣部選擇性地曝光之周邊曝光裝置92。於介面站5，例如如圖1所示設有：在於χ方向延伸之運 ^控1〇〇上移動之晶圓運送裝置101;以及缓衝晶盒1〇2。晶圓，达裝置1G1，可於Ζ方向移動，且亦可於θ方向旋轉，近”面站5的曝光裝置4、緩衝晶圓匣盒1〇2以及第5處理裝 G5的各處理裝置進行存取來運送晶圓w。另外，在本實施形態中曝光裝置4，係液浸曝光裝置，可在液體’例如純水·歸留於 w的表面之狀態下，隔著水=液膜將晶圓W表面的光阻轉光。但是，曝絲置4亦可進打其他方式的曝光。又，光阻塗個料_構造，並不限於不例，可制可實行在本說明#巾所說_贱進行光阻的以及顯景f之各種處理之任意的其他構造。接著，參照圖4〜圖5說明光阻塗佈裝置3〇〜32的構造。〜32的構造係彼此實質相同’所以以光阻塗佈裝置30的構造為代表來進行說明。，阻塗佈裝f 30，例如如圖4所示，具有機殼12〇，於該二央部’設有作為固持晶圓使其旋轉的旋轉固持疋轉缝13G。旋轉錢⑽，具有水平的頂面，於該頂面 .例如吸引晶圓吸引口(未圖示）。藉由來自該吸引口的吸引’可將晶圓W吸附固持在旋轉夾盤130上。 ί盤UG ’具有：例如具備馬達等之夾盤驅動機構131，區ί^Λ131能以既定的速度旋轉。又，於失盤驅動機構131故有况缸荨升降驅動源，旋轉夾盤13〇係可上另外’旋轉夾盤130的旋轉速度，係由後述的控制部17〇，於旋轉夾盤130的周圍，設有：接住從晶圓w飛濺^ 的液體而進行回收之杯體132。於杯體132的底面，連接有：將所出之排^ 133;以及將杯體132内的氣體進行排氣 ⑧ 201217069 如圖5所示，於杯體132的χ方向負方向（圖5的开 =有沿著Υ方蝴5的左右方向)延伸的執道MG ° ’ 於從杯體丨32的Y方向負方向(圖5的左方向)侧之外方根臂ί f4f、^(圖5的右方向)側之外方。於執道⑽，安裝有2 ⑷Λ於第桿14卜支撐著：喷吐第1光阻液之第1光阻嘴嘴 M 吐第2光阻液之第2光阻噴嘴143Β。第1臂桿141， ί 部144’可於執道140上自由移動。藉此， 2=置之各個待機部U5A、145Β，移動至杯體132内又，ί w的表面上往晶圓w的徑向移動。阻喷=喷嘴驅動部144而自由升降，因而調整光 ==:=度。藉由第1臂桿141與她動= 如圖4所示’於第1光阻喷嘴143A車接右液供給源146A之第1供給管147A。又，=有=^ 1光阻，接有連通至第2光阻液供給源、、1 光阻液供給源146A，儲在 ^ Z供、〇於第！ 28.8「_/mi 乍為第1光阻液的例如表面張力為調製朗光rA。例如，第1光阻液，係 (例如2cp以;^阻例如15〇啦以下的光阻膜之低黏度第轉有表面張力異於第 1光阻液之亦可為光阻成分異於第1光阻液者。

Sr43A、143B之光阻液的：以及二停止第1以及 -· 11 201217069 細之賴対糊錢_如混合率至上述的—個喷嘴。另外，在本說明書ΐ 土阻液絲祕力」触絲液全_表㈣力，以 =心容_含有率產生變化，該光阻液的表面張力當然會產生舳、音140 !· ώ 干42 ’猎由圖5所示之嗔嘴驅動部151，可於執道140上自由移動；可將預濕喷嘴150Α、150Β，從於杯體132

=γ方向負方向侧的外方所設置之各個待機部l52A 的古产。葬二2肿=升降’因而调整預濕嘴嘴15GA、150B 動。由第梟與喷嘴驅動部151構成了預濕喷嘴移第1以及第2預濕喷嘴150Α、15〇Β，係藉供給預驗。職祕給觸，料：高表祕力^ 供給源154Α，以及可溶解細的溶劑(以下亦可稱為「光阻溶溶劑」XSOLVENT)的供給源(溶劑供給源)154Β。另外性溶劑」，並不限於在光阻液巾作為光阻成分的溶媒所= 可溶解光阻成分的一般溶劑中進行選擇。液體，較光阻溶解性賴具有絲面張力，這意味著在本說明g 係稱之為「尚」表面張力液體。光阻溶解性溶劑，例示如^ 如OK73(丙二醇單甲醚(PGME)與丙二醇單甲㈣酸〇施的混合溶液(混合比7 : 3);表面張力為27 7mN/m ;東 (f)製造）、CHN(環己酮，表面張力為33 5涵/叫。較〇κ73呈^；咼表面張力之流體，例示如DIW(純水）、gBL(y-丁内酯）。言^面張力液體供給源154A，介由第1線路155A連接至第3 = 150A。溶劑供給源154B，介由第2線路155B連接至預、'、晶嘴150B。貝預濕液供給機構，更具有供給控制部156，其控制來自以及第2預濕噴嘴150A、150B的預濕液之供給狀態。供給控制 12 201217069 ΐϋΐϋΐΐ路157,連接第1線路155A與第2線路155B; J, f ，在較對連接線路157的連接點更下游侧中，插設於第2 if 15=;關159 ’在較對連接線路157的連接點更上游側中，第1線路脱；以及閘閥160，插設於連接線路157。又，妗々秦路157 ’超出與第1、線路155A的連接點而延伸來形成排放排放線路157A細主未圖*之排放部。=排$線路 ’係插设有閘閥161。閘閥158、159、16〇、⑹較佳為自動閥，由後述的控制部170所控制。閘閥158、159、16〇為= = 1亦可為’、有關功能之隔離閥。另外，在圖4所示之預濕液供給機構中，F為遽器，FM為流量計。在H 4所7Γ 由圖4所示之構造可明白，在 _ i 液酬構柄讎液；鄕2預渴喷 ί 溶解性溶劑所構成的預濕液。亦即，關閉閘 ====，而供給至晶圓w。又藉此可將具有光崎解關159、膽’ 合比之混合液體作為預濕；表至面曰滞留ΪΓ=156㈣分之可用於將支撐。又，第1職噴嘴可猎由個別的臂桿來別的臂桿來支撐。又，亦可藉由共通臂的 =由個上述的旋轉夾盤130的旋韓動接所有的喷實。阻喷嘴143Α、143Β的移_作；藉由‘ 13 201217069 嘴143A、M3B的光阻液喷吐動作以及第2預濕噴嘴150A、150B的移it鳥驅動部151之第1 =1以及第2預濕嘴嘴職、㈣由閘閥158〜162 f制部17°所控制。控制部no，由具有 ===動作；係由電腦所構成，勤實行鮮在例_體等之塗佈裝置,30中的光|1且塗佈製程。另夕卜'了用以=現在光阻 3〇中的光阻塗佈製程之各種程<，係儲，實現在光阻塗佈裝置 CD η ; ^ 首先，藉由製程。上的晶圓!1盒C内將未處理的晶圓w ^載置序運送至處理站3。晶圓w，運送至處理站3 出’依 =ίΓί裝;r，來進行溫度調節至既S裝巧射防止膜。其後，晶圓w藉由第i運形成反加熱處理裝置65、調溫裝置7〇，在各處=依序運送至例如其後晶圓W，藉由第】^^^0 既定的處理。 30〜32其中之—，例如光複數個光阻塗佈裝置針對在光阻塗佈處理中的塗佈處理示在光阻塗佈裝置30中的塗佈處理之顯顯示在ί步驟中晶靠的旋轉速度之圖表即圖7，= 二圖6、百先，晶圓W在送入光阻塗佈裝置3〇後，如所固持在旋轉夾盤130。 ΰ所不及附 f此’令接下來所欲塗佈的光阻液為上述的— 光阻A。該光阻液的表面張力為。而六 3 154B的光阻溶解性溶劑為上述的〇K73。〇κ73的表為27.7[mN/m]，小於光阻液的表面張力。此狀況，若根^ 後的原理，係容易發生指狀水侵之狀況。在此情形，於⑽/混 ⑧ 14 201217069 二S3力液體’製成表面張力高於OK73的混合液體，將其作為預濕液而供給至晶圓。 150Α^由第2臂桿142 ’位於待機部152Α的第1麵喷嘴熊下，中心部之上方。而在閘閥158、161關閉的狀 =9、二:開啟’ _ 159、16G係以既定的開度開啟。閘閥矣㈣* 係調整成：可使作為其結果所得之混合液體的 30 4『m"N/ 1超ί f阻液的表面張脚28.8_/m]之適當值例如春/· 另外’根據如後述的各實驗例所示之實驗結果，預 ίϋϊί巾蚊紘轉賴以及高表錄力·的混合地理程序，以控制部170自動控制預濕液供給控制部 156之方式’構成塗佈裝置3〇~32。 w ^ W停止的狀態下，從第1預濕喷嘴15GA，由上述的曰步‘驟）。其後，如圖7所示，藉由旋轉夾盤， ⑽卿左右的第1速度V1旋轉，晶圓w上的日圓|的表面之全面，_ w的表面全體係呈受 (圖6的預濕液擴散步㉟s2)。在預濕液擴散間’第預濕喷嘴150A從晶圓w上退避，藉由第1 f ^ 41 ’位於待機部145A的第丨光阻喷嘴143A移動至晶圓w T心部之上方。龍其I4，閘閥148A開放，如圖7所示，開始由第1光阻喷嘴 143A喷吐光阻液，光阻液開始供給至晶圓w的中心部。如此，驟S3(光阻膜形成步驟的第1階段）。在此光阻液^佈步驟S3中，晶圓W的旋轉速度，可從第丨速度^，左右之第2速度v2。在光阻液塗佈步 ι處於第1速度VI之晶圓w的旋轉，以其後速度 ί痛順地變動之方式，慢慢地加速。此時，晶圓W旋轉之加速度’例如從零開始逐漸增加。而在光阻液塗佛步驟S3結束時，晶 ^ W旋轉之加速度逐漸減少，晶圓w的旋轉速度滑順地收敛於弟2速度。如此，在光阻液塗佈步驟S3之時，晶圓w的旋轉速 15 201217069 彦之3丄^度到第2速度V2，係如圖7的圖表上之s形推光阻液；二^光阻液塗佈步驟S3’供給至晶® 中心部之 ί：；« ^ 阻液3吐在液塗佈步驟S3中第1光阻喷嘴143Α之光在結束光阻液^喷ίϊί平^的途中。又在此時’亦可的噴吐位置自_ w的^$偏=㈣嘴143A移動，使光阻液光阻塗佈麵S3概定_持 _ ^ 3〇0- 1« 步驟的第I)坦化。（圖6的平坦化步驟叫光阻膜形成平坦化步驟S4以既定時間繼續著，若姓 ®®ww i5〇〇-^i i曰m ίΓ液乾燥。（圖6的乾燥步驟S5(光阻膜形成步= 上:光阻膜)。 13〇上送出晶圓w…連串的光;塗佈處的’從旋轉夹盤預扭ίίΐΐ佈ϊ理後’晶圓w由第1運送裝置2〇運送至例如 2運送至周邊曝光裝置92、調溫裝置83，在1 、处理。其後，晶圓W由介面站5的晶圓運逆，罟二也疋光裝置4，來飾嫌曝光。錢====運送至曝

曝光後烘烤裝置84 ’來進行曝光後:】，J 、軍、1運达至調溫裝置81來進行溫度調節。其後，曰圓w 運运至顯猶_置4G ’來歸彡晶圓％上的光 ^H ’ 晶圓W由第2運送裝置21運送至後烘烤裝置乃、在f衫後，其後’晶圓W由第1運送#罾、蓄、Γ 、進行後烘烤。調節。而晶圓W，，運送裝②==巧度圓運送裝置！2送回晶_盒C，—連串的晶圓^理^束。1，由晶 201217069 實施形能^ 祕仃弟1光阻液(在上述佈，妙曰r? 8[mN/m]的ArF液浸曝光用光阻A)之塗 =對於其他晶圓使用第2光时嘴143 阻液之塗佈。又，可令塗佈製程=的= 液的表面張力，亦可根據第== ί液面張力差，從第1職喷頭職供給由高表面張 ΐί二第2光阻液的表面張力高於第1光阻液的表面張力，亦可因應^ 2光阻液的表面張力與〇Κ73的表面張力差，從 ϊΐίΪΖΑ供給由高表面張力液體含有率高之混合液體所構，據上述實_態，在光阻液塗佈步驟S3巾，使在開始前處於第1速度VI的晶圓W之旋轉，以開始後其速度連續地變動之方式逐漸加速，在結束時，使晶圓w補的加速度稍減少，使晶圓W的旋轉收斂第2速度V2，因此，即使是塗佈少量光阻劑之情$，可抑制塗佈斑點。因此，可減少光阻液的使用量，可形 ^更薄=膜。又，可謀求成本的刪減。另外，藉由實驗可確認：藉由像這樣使晶圓旋轉速度變動，可刪減的光阻使用量係1〇%左右。如以在方式，在光阻喷吐時，使晶圓w的旋轉速度一下子上升’使晶圓W從一開始就高速旋轉，在此情形光阻液R供給至晶圓W的中心部不久之後，該光阻液R受到強大離心力。因此，光阻液R往外側方向不規則地擴散，在光阻液R為少量之情形特別容易發生指狀水侵。另一方面，在如本實施形態，將晶圓w的旋轉速度控制在S形之情形，光阻液R供給至晶圓w的中心部不久之後，晶圓W的旋轉速度維持在低速而甚少變動，因此沒有受到強大離心力，光阻液R往外側方向均等地擴散。又，吾人思及： 17 201217069 其後晶IB W的旋轉速度連續地變動，因此 w 滑順地擴散，岐在光_ R為少量之情财 ^外，針對藉由此種光阻塗佈時的晶暖轉^度==又光 I®·即約技術’因為在有關發明人與本件專利申請部分此通，且受讓人(申請人)共通之日本專利申請—特願第200 /、本公開特許公報—特開第獅—279476號中本說明書中不再進行說明。 …己載所以在面之述形態’藉由使用表面張力高於光阻液的表第产液的供給量綱且晶®旋轉速度(特別是 ί = ^ 可大幅降低指狀水侵發生的可能性。其、、Ό果，猎由少1的光阻液，可形成薄狀且均句阻 h =卜’吾人亦思及根據上述調整預濕液的表面張力之技術之光阻液麵量的·效果係非敎，因此雖宜液的表面張力之技術與上述使晶_旋轉 ^ 可視情形而不併用之。竹疋又交軔（衩術，但亦果之域由職㈣表面張力輕而產生上述的有利效㈣’御i對光阻液PR的表面張力大於預濕液pw的表面張力之情形，不意地顯示如圖衫心箭頭所示，夢由離= ^方向外侧擴散的光阻液PR與預濕液Pw的介面、之狀況j 2存液视與預濕液爾之交界部兩者互相溶解，所以差，光阻液改隆起於介面1的前面。而 i到達:圓月2 j·光阻液视的隆起部，如圖中實線箭頭所示，液得曰^膜表t局4地ΐ過與严液㈣的介面而於預濕膜表面上讀。因此發生絲水侵，此乃吾人所思及 18 201217069 之發生如圖8(a)的現象之具體事例，係作為光阻液之表面為28.8[mN/m]的ArF液浸曝光用光阻A，與作為預渴液^夺^ 力為27.4[mN/m]的OK73之組合。在此情形，即使^行涂^ ，的最佳化(具體而言’是光阻液塗佈時序、晶圓旋轉速度J調整, 為了不讓指狀水侵發生，光阻液至少要供給約〇6〇ml。 u ’

相對於此’在預濕液PW的表面張力大於光阻液pR的表力之情形，如圖8(b)所示，於介面1的附近預濕液pw隆^。^ 此情形，因為預濕液PW的隆起部受到半徑方向外方向的離心所以無法越過與光阻液PR的介面卜而維持原狀往半捏方。你移動。因此不會發生指狀水侵，此乃吾人所思及之。此 J 晶圓中心部呈同心圓狀均勻地擴散到周緣部。發生如圖8(b)的現象之具體事例，係作為光阻液之表面 ί f ^紐曝光用光阻A，與作為職液之表面張佳化，只要至少供給光阻液0.25〜〇.35ml左右，财;

开勿ΐιί生Ϊ圖’的現象之具體事例，亦包含使用如上ί 貝鈿形態調整了表面張力的預濕液之情形。 I 在光阻液的表面張力，與預濕液的表面張力幾乎相等之 ^於側或於預濕液侧，皆不會產生如上述的顯著隆起。仁疋，右與光阻液的表面張力小於預濕液狀，之狀況。此種狀況的具 m曝Λ通常曝光用)光阻液與0Κ73預濕液之組合。在 035 040 ^ 0.35〜0.40ml左右’則不會發生指狀水侵。關，3充面張力與預濕液的表面張力之關係無二置光阻液，則不會發生指狀水侵。吾人推斷又口又Ρ吏孓生如圖8(a)的現象，只要光阻液的量十分液即可均等地越過與預濕液的介面。從上述内容可罐切地說，為了防止指狀水侵，預濕液的表面 19 201217069 ίί ί=ίΓ=面張力。預濕液的表面張力大於光阻液的㈣，表面張力㈣的組成等各種餅m 【貫施例】接著根據具體實驗例，針對發明的有利效果進行。 [實驗例1] 實驗係使用12吁晶圓W。光阻液使用上述的㈣液浸曝光用力π20[mN/m])阻溶解性溶劑使用上述的 XT/ WmN/111]) ’而鬲表面張力液體使用DIW(表面 : m])。預濕液以及光阻液的供給，係參照圖7以盘施形態相同之順序進行。另外，令在光阻塗佈步驟S3、中 t^(DIW */(〇K73 *+DIW SJ. Z〇 ! fsi 、观、、觸％者。令預濕液的供給量為2 Μ。來f&含Λ率Γ使光阻液的喷吐· Μ"1階段性增加，木调查了覆蓋晶圓的光阻液贺吐量之最小值。圖9的圖表顯示其結果。圖表橫軸為DIW的含有率，圖表左 ^軸為可覆蓋晶iW的絲㈣吐量之最小值(在_巾，以直條二圖表右縱轴為對應DIW的含有率之預濕液的表面張力(在

以空〜四角开)顯示）。由圖9的圖表可明白，確認在DIW 的3有率為15〜25%之中，係最良好的塗佈性，此時光阻液喷吐量 J刪減至0.40ml。另外，在DIW含有率為1〇%以上之情形，、預濕表面張力大於光阻液的表面張力。又，可確認相對於〇1”含率的增大，表面張力的增大係呈概略線性。此意指為了得到所衣的表面張力的預濕液，而容易以計算求出必要的1)1貿含有量。圖10 ’係顯示將光阻液的喷吐量固定為〇 4〇ml，使 =成 0%、娜、15%、20%、25%、30%、50%、100% 時之 $阻的塗佈狀況之複印照片。在DIW含有率為〇%時，指狀水侵 =明，；在DIW含有率為1〇%時，亦於晶圓最外周部發現少許指、水侵。在DIW含有率為15%、20%、25%時，完全沒有發現指 20 ⑧ 201217069

= ί ί : Z，則於晶圓最外周部僅發現些微指二有率為％，可明確地發現指狀水侵。若DIW 3有率為100%，則發現嚴重的指狀水侵。 ^外，SDIW対輪g，則發线狀轉下考罝。吾人思及：若高表面張力液斷DIW含有率過言’、張力過高，則在讎液與光阻液之介面否二

Sir及:例如在圖8(b)中，預濕液p;的. in t 移動到光阻液汉側，對光阻液_勻性力人it: ί如同diw使用與光阻液沒有充分相情形，若高表面張力㈣的含有率過同，則根據相溶性，失去本來所期待的預濕液效果。因此，五 =及：取決於光阻液的種類、光阻驗佈條件、光阻液溶解&溶 y以及絲面張力紐雜類，姐液溶解性溶敝力液體之混合比的適當範圍產生變化。又 [實驗例2] 進行確認S麵液的表面張力調整之有無所致之光阻性的差異之試驗。作為預濕液，準備了在〇K73混合Diw，〇ι 含有率(D^量料73量+DIW量)(體積比))調製為啊比較例）、20%(實施例)者。在光阻塗佈步驟S3中，令第2速度％ 2000rpm、3〇OOrpm、4000rpm。其他條件與實驗例1相同;"使光阻液的喷吐量從〇.3ml階段性增加，來調查相對於各第2速度V2 防止指狀水侵發生之光阻液噴吐量之最小值。其結果示於圖11的表。表中「〇」意指沒有發生指狀水侵，光阻均勻地塗佈在晶圓全表面；r x」意指發生了指狀水侵。在♦ 施例中，與第2速度V2無關，只要光阻液喷吐量至少為〇4ml，則不f發生指狀水侵，可在晶圓表面進行均勻的塗佈。相對於此，在比較例中，為了防止指狀水侵發生，光阻液的喷吐量至少要有 l.〇5ml，而且第2速度V2越高，必要的光阻液喷吐量越增大。 [實驗例3] 針對光阻溶解性溶劑與高表面張力液體之其他組合，亦進行 21 201217069 了檢討。一光^且溶解性溶劑使用OK73以及CHN(表面張力：33.5mN/m)

二種，高表面張力液體使用GBL(表面張力：45mN/m)。另外，CHN 亦是比較常作為光阻的溶劑使用之物質，其本身係可作使用之物質。對於上述2種光阻的溶劑，將GBL含有率(GBL量/(溶劑量+ GBL量），體積比)混合成0%、2〇%、4〇%、6〇%、1〇〇%，來調查相對於GBL含有率變化之混合液體的表面張力變化。其結果示於圖12。無論是上述2種光阻溶解性溶劑的任一者中，相對於 ^有率增大之表面張力增大係呈相對地線性，可確認能以充分可靠性(R平方值皆為G.9以上)進行線性近似。此意指為了得到所求的表面張力的預濕液，而容易以計算求出必要的GBL含有量。〆 _另外，從圖12的圖表可明白，因為CHN[的表面張力(33 5mN/m) 高於ArF液浸曝光用光阻A的表面張力(28 8mN/m)，所以在光阻液係ArF液浸曝光用光阻a之情形，CHN係能以單體使用。但是，吾人知悉：在使用表面張力高於ArF液浸曝光用光阻A 之情形，GBL對CHN的混合係有效。狀 [實施形態的效果] 根據上述的預濕液的表面張力調整技術，可得到以下有利效果。 (1) 將預濕液的表面張力調整成高於光阻液的表面張力，可有^地抑制指狀水侵的發生，即使以少量的光阻液亦能製成均的阻膜。 (2) 分別準備1種光阻溶解性溶劑與1種高表面張力液體，供給預濕液之際，以適當的混合比混合光阻溶解性溶劑與言張力液體，藉此可易於在當場製成對應各式光阻液之預濕^。一此，無須預先準備具有各式表面張力的預濕液，進而盔 = 裝置設置多數個處理液體儲存部。 -貝於塗佈 (3) 上述(2)所示之優點，在一個塗佈裝置可塗佈多種(例如3 以上)光阻液之情形係更加明顯。另外，在上述實施形態中，除了 22 201217069 分1將第丨光阻液以及第2光阻液分別喷吐之第丨以及第2光阻喷嘴之外’更亦可設置其他的1個或複數個光阻喷嘴例如喷吐光阻液之第3光阻喷嘴，此乃無須待言。、 > (4)只要高表面張力液體使用DIW，即可廉價地進行表面張 _，。士，因為DIW係使用於塗佈顯影系統的各式單元，所以無須設置高表面張力液體的供給專用之DIW供給源。 …、可減輕裝置的使用者之負擔。例如對於預濕液原則上使用 K73之使用者而言’若將其變更為例如c丽等其他腳液，則液體的工時，切換液體所伴隨的必要的品質確認試驗^ 必要。相對於此，只要藉由高表面張力液體添加來調整則沒有必要變更基礎的預濕液，以及容易進行上述品質確〜试驗，從這兩點來看，使用者的負擔變得相當小。 (6)如上述實施形態的塗佈裝置，藉由將以未含有，體的光阻溶解性溶劑作為預濕液喷吐之喷嘴，與用以喷吐^阻 =性溶，與高表面張力液體的混合液體之噴嘴分開，可對晶圓供、不含面表面張力液體的高純度之光阻的溶劑。奋根據實施形態以及實施例(實驗例則本發明的較佳貝施形fe進订了說明，但本發明並不限於上述者。例如預驗供賴構，亦可為如13所示者解性溶劑的供給源154B與高表面張力液體的供給源ΝΑ ^ : ίϊίίΓί液供給控制部)156’，連接至唯—的預濕噴嘴15〇, ； ί ΰίϊίΐί體=合液體(混合比可變)所構成之預== Z。為隔賴’· DR為減部；連接各構件的實線為液㈣動^線狀離i在ίΐΐίϊ恤_性溶劑與高表面張力液體以混合的狀心保存亦 >又有問題，則可在供給至晶圓之前性溶劑與高表面張力液體混合來預先調製預渴液。、’合另外，在上述的實施形態中，塗你液雖為光阻液，但不限定 23 201217069 艾此’有關上ϋ________ I亦可適用於光阻液以外的塗佈液，例如用以形咸反射标正膜、SOG(spin 0n Giass)膜、so ^

On Dielectric)膜之塗佈液之塗佈。又，塗佈的對象，並不限於晶 y ’亦可為晶圓以外例如FPD(平面顯示器）、光罩用的倍縮光g等具他基板。 [產業上利用性] 、上述的實施形態，在半導體裝置製造的各式塗佈處理中係有用的【圖式簡單說明】圖1係顯示塗佈顯影處理系統的概略構造之平面圖。圖2係塗佈顯影處理系統的前視圖。圖3係塗佈顯影處理系統的後視圖。圖4係顯示光阻塗佈裝置的構造之概略縱剖面圖。圖5係顯示光阻塗佈裝置的構造之概略橫剖面圖。圖6係顯示光阻塗佈處理的主要步驟之流程圖。圖7係一併顯示光阻塗佈處、麵液以及光阻液之供'給時序^圖驟中曰曰圓的旋轉速度與 = 液的表面張力調整的效果的原理之示意圖。圖9係顯不實驗1的結果之圖表。圖10係顯示實驗1的結果之複印照片。圖11係顯示實驗2的結果之表。圖12係顯示實驗3的結果之圖表。圖13係顯示預濕液供給機構的變形例之概略圖。【主要元件符號說明】 C :晶圓匣盒 DR :排放部 F :濾器 FCV :流量調整閥 ⑧ 24 201217069 FM :流量計 G1〜G5 :處理裝置群 Η:記憶媒體 HSTL :高表面張力液體 SOLVENT :光阻溶解性溶劑 SV :隔離閥 S1〜S5 :步驟 W:晶圓(基板） 1 :塗佈顯影處理系統 2:晶圓匣盒裝卸站 3 :處理站 4:曝光裝置 5 :介面站 10 :晶圓匣盒載置台 .11 :運送路徑 12 :晶圓運送裝置 20、21 :第1以及第2運送裝置 30〜32 :光阻塗佈裝置(塗佈裝置） 33、34 :底部塗佈裝置 40〜44 :顯影處理裝置 50、51 :化學藥品室 60、62〜64、70、80〜83 :調溫裝置 61 :傳送裝置 65〜68 :加熱處理裝置 71〜74 :預烘烤裝置 75〜79 :後烘烤裝置 84〜89 :曝光後烘烤裝置 90、91 :黏合裝置 92 :周邊曝光裝置 100 :運送路徑 25 201217069 101 :晶圓運送裝置 102 :緩衝晶圓匣盒 120 :機殼 130 :旋轉夾盤 131 :夾盤驅動機構 132 :杯體 133:排出管 134 :排氣管 140 :軌道 141、142 :臂桿 143A、143B :第1以及第2光阻喷嘴(塗佈液喷嘴)

I 144 :喷嘴驅動部 145A、145B、152A、152B :待機部 146A、146B :第1以及第2光阻液供給源 147A、147B :第1以及第2供給管 148A、148B、158〜162 :閘閥 150A、150B :第1以及第2預濕喷嘴 150’ ：預濕喷嘴 151 :喷嘴驅動部 154A :高表面張力液體的供給源 154B :溶劑的供給源 155A、155B :第1以及第2線路 156 :預濕液供給控制部 156’ ：混合機構(預濕液供給控制部） 157 :連接線路 157A :排放線路 170 :控制部 26 ⑧

Claims

201217069 七、申請專利範圍： 1、一種塗佈方法，包含：預濕步驟，對第1基板的中心供給預濕液，且使該第1基板旋轉以使該預濕液擴散至該第1基板的表面全體；以及塗佈膜形成步驟，對供給有該預濕液的該第1基板供給塗佈液，並使其乾燥，藉此於該第1基板的表面形成塗佈膜；該塗佈方法之特徵在於該塗佈膜形成步驟包含：第1階段，在使該第1基板旋轉的狀態下’對該第1基板的中心部供給塗佈液； .第2階段，然後使該第1基板的旋轉速度減少，繼續使該第1 基板旋轉，第3階段，然後使該第1基板的旋轉速度增加，來使該第j 基板上的塗佈液乾燥；在該第1階段中，在即將將該塗佈液供給至該第i基板上之前’以第1固定的旋轉速度使該第1基板旋轉，在該塗佈液的供給開始之後，使該第1基板的旋轉速度連續地逐漸增加，在該塗佈液的喷吐結束之前，使該第1基板的旋轉的加速度逐漸減，使基板的旋轉收斂於比該第1速度快的第2速度；在，預濕步驟中，將藉*混合可溶解塗佈膜成分的溶劑與表面張力南於該溶綱絲面張力液體所得之表面張力高於該液之混合液體作為該預濕液使用。 2、如申請專利範圍第1項之塗佈方法，其中，分別準備娜劑與該絲面張力液體、，在供給該預濕液之際’混合該溶劑與該高表面張力液體。 3、如申請專利範圍第2項之塗佈方法，其中，更包含：預濕步驟，對第2基板的中心供給預濕液，且旋轉以使簡麟擴散至該第2基_麵全體；以及土板塗佈卿成步驟，對供給有該職液的 27 201217069 對於該第1基板的該預濕步驟以及該塗佈膜形成步驟，與對於該第2基板的該預濕步驟以及該塗佈膜形成步驟，係由同一塗佈裝置所實行；在對於該第2基板的該預濕步驟中所使用的該預濕液之表面張力，係不同於在對於該第1基板的該預濕步驟中所使用的該預，液之表面張力，該等表面張力不同的預濕液，係以不同混合比混合同樣溶劑以及同樣高表面張力液體所得之。 4、如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗佈方法，其中，該高表面張力液體為GBL(y-丁内酯）。 5、如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗佈方法其中，該高表面張力液體為純水。 6、如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗佈方法，其中，該溶劑為PGME(丙二醇單甲醚)與PGMEA(丙二醇單酸酯)的混合物。 7、如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗佈方法，其中，該洛劑為CHN(環己銅）。 8、一種塗佈方法，包含：麵麵’料1基板的巾^供給職液，且使該第丨絲 %轉以使該預濕液擴散至該第i基板的表面全體；以及塗佈獅f步驟’賴給有該麵液的該第i基板供給塗佈、文’並使其乾燥’藉此於該第丨基板的表面形成塗佈膜；該塗佈方法之特徵在於：、的古ϋίίΐΐΓ 容解塗佈膜成分的溶劑與表面張力高於該溶劑哕;戶〔得之表面張力高於該塗佈液之混合液體作為 ϋ別準備雜継該高表面張力液體，在供給該預屬液之際’ ^合該麵與該絲面張力液體。 9、如申請專利範圍第8項之塗佈方法，其中，更包含：預濕步驟’對第2基板的中心供給職液丨第旋轉以使該預濕液擴散至該第2基板的表面全體；以及土塗佈膜形成步驟，對供給有該麵液的該第2基板，供給表 201217069 面張力與供給至該第1基板的塗佈液不同之塗佈並豆藉此於該第2基板的表面形成塗佈膜；屬對於該第1基板的該預濕步驟以及該塗佈膜形成步驟，與對於該第2基板的該預濕步驟以及該塗佈膜形成步驟，係由同一塗佈裝置所實行；在，於該第2基板的該預濕步驟中所使用的該預濕液之表面張力，係不同於在對於該第1基板的該預濕步驟中所使用的該預 '展液之表面張力’該等表面張力不同的預濕液，係以不同混合也混合同樣溶劑以及同樣高表面張力液體所得之。 10、一種塗佈裝置，具有：旋轉夾盤，固持基板而使其旋轉；至少1個之塗佈液喷嘴，對由該旋轉夾盤所固持的基板面供給塗佈液；至少1個之預濕喷嘴，對由該旋轉夾盤所固持的供給預濕液；塗佈液供給機構，對該塗佈液喷嘴供給塗佈液；以及預濕液供給機構，對該預濕噴嘴供給預濕液；該塗佈裝置之特徵在於：該預激供給觸，料丽祕給㈣部，魏接至可的溶劑之供給源與表面張力高於該溶劑的高表面張預ί喑嘴、、Β將該溶劑與該高表面張力液體混合而供給至該張^7、液體之液供給控制部能可變地調整該溶劑與該高表面 11、如申請專利範圍第1〇項之塗佈裝置，其中，該塗佈褒置，具有第！預_嘴以及第2預濕喷嘴，以該至少1個的預濕噴嘴；、、'、該預濕液供給機構，具有：預濕線路’―端連接至該溶劑的供給源，另一端連接至該第1 第2線路’―端連接至該高表面張力液體的供給源，另一端 29 201217069 連接至該第2預濕喷嘴；以及連接線路，連接該第2線路與該第i線路；、巧濕液供給控制部，可選擇性地實現：第i狀態，從 =濕㈣供給僅由該溶劑所構成的預濕液；以及第2狀態， f 2預濕倾供給由該溶趣該絲錄力液體的混合&體^ ==該第2狀態中能可變地調整該溶劑與該高表面 12 如甲睛專利範圍第11項之塗佈裝置，其中，敗叫該f藏供給控制部，具有：設於該第1祕之第1流量調 1，設於該第2線路之第2流量調整閥；以及設路之第3流量調制。逆丧深路 13、如申請專利範圍第10至12項中任一項之塗佈裝置，其中，該塗佈液供給機構，介由該至少一個的塗佈液喷嘴，可將表力互相不同的至少2種塗佈液’供給至由該旋轉夾盤所固持 14、如=請專利範圍第1〇至12項中任一項之塗佈裝置其中，該高表面張力液體為GBL(y-丁内醋）。 15、如=請專利範圍第10至12項中任一項之塗佈裝置，其中，該高表面張力液體為純水。 16、如申請專利範圍第1〇至12項中任一項之塗佈裝置，其中，充該溶劑為PGME(丙二醇單曱缝)與PGMEA(丙二醇單曱醚醋酸酉旨)的混合物。 17、如申請專利範圍第1〇至12項中任一項之塗佈裝置，其中，該溶劑為CHN(環己_)。八、圖式：