TW201603896A - 塗佈裝置、塗佈方法及記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

提供一種可一邊保持較短的塗佈時間，一邊使膜厚之均勻性提升之塗佈裝置、塗佈方法及記憶媒體。 塗佈裝置，係具備有：旋轉保持部；塗佈液供給部；及控制部，控制旋轉保持部及塗佈液供給部。控制部，係執行如下動作：一邊以使晶圓(W)旋轉的方式，控制旋轉保持部，一邊以將光阻劑(P1，P2，P3)供給至包圍晶圓(W)之旋轉中心之包圍線上的方式，控制塗佈液供給部之動作；在供給光阻劑(P1，P2，P3)之後，以將光阻劑(P4)供給至位於包圍線之內側且包含晶圓(W)之旋轉中心之中心區域上的方式，控制塗佈液供給部之動作；及在供給光阻劑(P1，P2，P3，P4)之後，以比在供給光阻劑(P1，P2，P3)時具有更大的旋轉角速度來使晶圓(W)旋轉，藉由此，以將光阻劑(P1，P2，P3，P4)塗佈於晶圓(W)周緣側的方式，控制旋轉保持部之動作。

Description

塗佈裝置、塗佈方法及記錄媒體
本揭示，係關於塗佈裝置、塗佈方法及記憶媒體。
作為在半導體晶圓等之基板上塗佈塗佈液的方法，係廣泛使用藉由基板之旋轉來塗佈已供給至基板上之塗佈液的旋轉塗佈法。對此，例如在專利文獻1中，係揭示有相較於旋轉塗佈法，以使膜厚之均勻性提升為目的之手法。該手法，係一邊從噴嘴將塗佈液供給至基板上，一邊使噴嘴與基板依預定間距相對移動，藉由此，將塗佈液供給至成膜部位全域者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-239199號公報
然而，在記載於專利文獻1的手法中，係相較於旋轉塗佈法，有至塗佈完成需要長時間之傾向。因此，本揭示，係以提供可一邊保持較短的塗佈時間，一邊使膜厚之均勻性提升之塗佈裝置、塗佈方法及記憶媒體為目的。
本揭示之塗佈裝置，係具備有：旋轉保持部，保持基板而使其旋轉；塗佈液供給部，對保持於旋轉保持部之基板的表面供給塗佈液；及控制部，控制旋轉保持部及塗佈液供給部，控制部，係執行如下動作：一邊以使基板旋轉的方式，控制旋轉保持部，一邊以將塗佈液供給至包圍基板之旋轉中心之包圍線上的方式，控制塗佈液供給部之動作；在將塗佈液供給至包圍線上之後，以將塗佈液供給至位於包圍線之內側且包含基板之旋轉中心之中心區域上的方式，控制塗佈液供給部之動作；及在將塗佈液供給至包圍線上及中心區域上兩者之後，以比在將塗佈液供給至包圍線上時具有更大的旋轉角速度來使基板旋轉，藉由此，以將包圍線上及中心區域上之塗佈液塗佈於基板周緣側的方式，控制旋轉保持部之動作。
根據該塗佈裝置，由於與以往的旋轉塗佈法相同地可藉由基板之旋轉來塗佈塗佈液，因此，可在短時間內使塗佈完成。在此，在以往的旋轉塗佈法中，係有基板之周緣側之膜厚下降的傾向。對此，在本揭示之塗佈裝 置中，係在藉由基板之旋轉來塗佈塗佈液之前，除了中心區域上，在包圍中心區域的包圍線上，亦供給有塗佈液。而且，由於塗佈液供給至包圍線上，係在塗佈液供給至中心區域上之前進行，因此，相較於供給至中心區域上的塗佈液，供給至包圍線上的塗佈液，係成為長時間滯留於基板上。藉此，相較於中心區域上，更多的溶劑會在包圍線上揮發且塗佈液之濃度變高。因此，在藉由基板之旋轉來塗佈塗佈液時，係相較於包圍線之內側，在包圍線之外側塗佈有高濃度的塗佈液，從而抑制基板之周緣側之膜厚下降。因此，可一邊保持較短的塗佈時間，一邊使膜厚之均勻性提升。
控制部，係亦可以將塗佈液供給至相對於基板之半徑而言，最外周側之部分位於30~70%的範圍內之包圍線上的方式，控制塗佈液供給部。在該情況下，可更確實地抑制基板之周緣側的膜厚下降。
控制部，係亦可在多重的包圍線中以從最外周側之部分依序將塗佈液供給至最內周側之部分的方式，控制塗佈液供給部。於該情況下，在塗佈液供給至多重之包圍線上及中心區域上完成後的狀態下，形成為越靠近基板之周緣，塗佈液之黏度越高的狀態。在藉由基板之旋轉來塗佈塗佈液時，係在越靠近基板之周緣，越塗佈有高濃度的塗佈液。因此，可更抑制基板之周緣側的膜厚下降。
控制部，係亦可以將塗佈液供給至呈現一連串螺旋狀之包圍線上的方式，控制塗佈液供給部。在該情 況下，由於不用使塗佈液之供給停止，即可將塗佈液供給至多重的包圍線上，因此，可使旋轉保持部及塗佈液供給部的控制單純化。
控制部，係亦可以將塗佈液供給至具有多重環狀線與連接線(該連接線，係因應朝向環狀線之圓周方向的一方側而慢慢地接近旋轉中心，且連接環狀線彼此)之包圍線上的方式，控制塗佈液供給部。在該情況下，由於亦不用使塗佈液之供給停止，即可將塗佈液供給至多重之包圍線上，因此，可使旋轉保持部及塗佈液供給部之控制單純化。
控制部，係亦可以相較於將塗佈液供給至環狀線上時，在將塗佈液供給至連接線上時增大基板之旋轉角速度的方式，控制旋轉保持部。於該情況下，在環狀線彼此之間，延伸於圓周方向之廣泛範圍的連接線上供給有塗佈液。因此，可減少圓周方向之塗佈液之供給量的差異，且可使膜厚之均勻性更提升。
控制部，係亦可以超過包圍線之最外周側的部分，而將中心區域上之塗佈液塗佈於基板周緣側的方式，控制旋轉保持部。於該情況下，在包圍線之外側的區域，係塗佈有中心區域上之塗佈液及包圍線上之塗佈液兩者。因此，可更確實地抑制基板之周緣側的膜厚下降。
本揭示之塗佈方法，係一種藉由塗佈裝置所執行的方法，其特徵係，包含有：一邊使基板旋轉，一邊將塗佈液供給至包圍基板之旋轉中心的包圍線上之動作； 在將塗佈液供給至包圍線上之後，將塗佈液供給至位於包圍線之內側且包含基板之旋轉中心的中心區域上之動作；及在將塗佈液供給至包圍線上及中心區域上兩者之後，以比在將塗佈液供給至包圍線上時具有更大的旋轉角速度來使基板旋轉，藉由此，將包圍線上及中心區域上之塗佈液塗佈於基板周緣側之動作。
根據該塗佈方法，由於與以往的旋轉塗佈法相同地可藉由基板之旋轉來塗佈塗佈液，因此，可在短時間內使塗佈完成。在此，在以往的旋轉塗佈法中，係有基板之周緣側之膜厚下降的傾向。對此，在本揭示之塗佈方法中，係在藉由基板之旋轉來塗佈塗佈液之前，除了中心區域上，在包圍中心區域的包圍線上，亦供給有塗佈液。而且，由於塗佈液供給至包圍線上，係在塗佈液供給至中心區域上之前進行，因此，相較於供給至中心區域上的塗佈液，供給至包圍線上的塗佈液，係成為長時間滯留於基板上。藉此，相較於中心區域上，更多的溶劑會在包圍線上揮發而塗佈液之濃度變高。因此，在藉由基板之旋轉來塗佈塗佈液時，係相較於包圍線之內側，在包圍線之外側塗佈有高濃度的塗佈液，從而抑制基板之周緣側之膜厚下降。因此，可一邊保持較短的塗佈時間，一邊使膜厚之均勻性提升。
亦可將塗佈液供給至相對於基板之半徑而言，最外周側之部分位於30~70%的範圍內之包圍線上。在該情況下，可更確實地抑制基板之周緣側的膜厚下降。
亦可將塗佈液供給至多重之包圍線上。於該情況下，在塗佈液供給至多重之包圍線上及中心區域上完成後的狀態下，成為越靠近基板之周緣，塗佈液之黏度越高的狀態。在藉由基板之旋轉來塗佈塗佈液時，係在越靠近基板之周緣，越塗佈有高濃度的塗佈液。因此，可更抑制基板之周緣側的膜厚下降。
亦可將塗佈液供給至呈現一連串螺旋狀的包圍線上。在該情況下，由於不用使塗佈液之供給停止，即可將塗佈液供給至多重的包圍線上，因此，可使旋轉保持部及塗佈液供給部的控制單純化。
亦可將塗佈液供給至具有多重環狀線與連接線(該連接線，係因應朝向環狀線之圓周方向的一方側而慢慢地接近旋轉中心側，且連接環狀線彼此)之包圍線上。在該情況下，由於亦不用使塗佈液之供給停止，即可將塗佈液供給至多重之包圍線上，因此，可使旋轉保持部及塗佈液供給部之控制單純化。
相較於將塗佈液供給至環狀線上時，亦可在將塗佈液供給至連接線上時增大基板之旋轉角速度。於該情況下，在環狀線彼此之間，延伸於圓周方向之廣泛範圍的連接線上供給有塗佈液。因此，可減少圓周方向之塗佈液之供給量的差異，且可使膜厚之均勻性更提升。
亦可超過包圍線之最外周側的部分，而將中心區域上之塗佈液塗佈於基板之周緣側。於該情況下，在包圍線之外側的區域，係塗佈有中心區域上之塗佈液及包 圍線上之塗佈液兩者。因此，可更確實地抑制基板之周緣側的膜厚下降。
本揭示之記錄媒體，係記錄有用以使上述塗佈方法執行於裝置之程式之電腦可讀取之記錄媒體。
根據本揭示，可一邊保持較短的塗佈時間，一邊使膜厚之均勻性提升。
20‧‧‧旋轉保持部
30‧‧‧塗佈液供給部
100‧‧‧控制部
AX1‧‧‧旋轉中心
CA1‧‧‧中心區域
CL1，CL2‧‧‧連接線
EL1，EL2‧‧‧包圍線
P1，P2，P3，P4‧‧‧光阻劑
RL1，RL2，RL3‧‧‧環狀線
U1‧‧‧塗佈單元(塗佈裝置)
W‧‧‧晶圓(基板)
Wa‧‧‧表面
[圖1]基板處理系統之立體圖。
[圖2]沿著圖1中之II-II線的剖面圖。
[圖3]沿著圖2中之III-III線的剖面圖。
[圖4]塗佈單元之示意圖。
[圖5]表示控制部之功能性構成的方塊圖。
[圖6]表示塗佈方法之執行步驟的流程圖。
[圖7]表示將光阻劑供給至包圍線上之步驟的示意圖。
[圖8]表示將光阻劑供給至中心區域上，藉由晶圓之旋轉來塗佈光阻劑之步驟的示意圖。
[圖9]表示在包圍線上及中心區域上塗佈有光阻劑之晶圓的平面圖。
[圖10]表示因晶圓之旋轉所伴隨之光阻劑之動作的示 意圖。
[圖11]表示在其他例之包圍線上及中心區域上塗佈有光阻劑之晶圓的平面圖。
以下，參照圖面，詳細地說明實施形態。在說明中，對同一要素或具有同一功能的要素標記同一符號，並省略重複的說明。
〔基板處理系統〕
基板處理系統1，係具備有塗佈/顯像裝置2與曝光裝置3。曝光裝置3，係進行光阻膜(感光性被膜)之曝光處理。具體而言，係藉由浸液曝光等之方法，對光阻膜之曝光對象部分照射能量線。作為能量線，係可列舉出例如ArF準分子雷射、KrF準分子雷射、g線、i線或EUV(Extreme Ultraviolet、極端紫外線)。
塗佈/顯像裝置2，係在藉由曝光裝置3進行曝光處理之前，進行在晶圓W(基板)之表面形成光阻膜的處理，並在曝光處理後，進行光阻膜之顯像處理。如圖1及圖2所示，塗佈/顯像裝置2，係具備有載體區塊4、處理區塊5、介面區塊6。載體區塊4、處理區塊5及介面區塊6，係於水平方向排列。
載體區塊4，係具有載體站12與搬入/搬出部13。搬入/搬出部13，係介設於載體站12與處理區塊5之 間。載體站12，係支撐複數個載體11。載體11，係在密封狀態下收容複數片晶圓W，且在一側面11a側具有用以將晶圓W取出放入的開關門(未圖示)。載體11，係以使側面11a面對搬入/搬出部13側的方式，裝卸自如地設置於載體站12上。搬入/搬出部13，係具有各別對應於載體站12上之複數個載體11的複數個開關門13a。因將側面11a之開關門與開關門13a同時開放，故載體11內與搬入/搬出部13內連通。搬入/搬出部13，係內藏有收授臂A1。收授臂A1，係從載體11取出晶圓W並傳遞至處理區塊5，並從處理區塊5接收晶圓W而返回到載體11內。
處理區塊5，係具有：下層膜形成(BCT)模組14；光阻膜形成(COT)模組15；下層膜形成(TCT)模組16；及顯像處理(DEV)模組17。該些模組，係從地面側依DEV模組17、BCT模組14、COT模組15、TCT模組16之順序予以層疊。
BCT模組14，係內藏有：複數個塗佈單元(未圖示)；複數個熱處理單元(未圖示)；及搬送臂A2，將晶圓W搬送至該些單元，而在晶圓W之表面上形成下層膜。塗佈單元，係在晶圓W的表面塗佈下層膜形成用(成膜用)塗佈液。熱處理單元，係藉由例如熱板來加熱晶圓W，藉由例如冷卻板來冷卻加熱後的晶圓W，從而進行熱處理。作為在BCT模組14所進行之熱處理的具體例，係可列舉出用於使塗佈液硬化的加熱處理。
如圖3所示，COT模組15，係內藏有：複數個塗佈單元U1；複數個熱處理單元U2；及搬送臂A3，將晶圓W搬送至該些單元，而在下層膜上形成光阻膜。塗佈單元U1，係在下層膜上塗佈光阻膜形成用(成膜用)塗佈液(光阻劑)。熱處理單元U2，係藉由例如熱板來加熱晶圓W，藉由例如冷卻板來冷卻加熱後的晶圓W，從而進行熱處理。作為在COT模組15所進行之熱處理的具體例，係可列舉出用以使塗佈液硬化的加熱處理(PAB：Pre Applied Bake)。
TCT模組16，係內藏有：複數個塗佈單元(未圖示)；複數個熱處理單元(未圖示)；及搬送臂A4，將晶圓W搬送至該些單元，而在光阻膜上形成上層膜。塗佈單元，係在晶圓W的表面塗佈上層膜形成用(成膜用)塗佈液。熱處理單元，係藉由例如熱板來加熱晶圓W，藉由例如冷卻板來冷卻加熱後的晶圓W，從而進行熱處理。作為在TCT模組16所進行之熱處理的具體例，係可列舉出用以使塗佈液硬化的加熱處理。
如圖4所示，DEV模組17，係內藏有：複數個顯像單元(未圖示)；複數個熱處理單元(未圖示)；搬送臂A5，將晶圓W搬送至該些單元；及直接搬送臂A6，不經由該些單元而搬送晶圓W。顯像單元，係進行已被曝光之光阻膜的顯像處理。熱處理單元，係藉由例如熱板來加熱晶圓W，藉由例如冷卻板來冷卻加熱後的晶圓W，從而進行熱處理。作為在DEV模組17所進行 之熱處理的具體例，係可列舉出顯像處理前之加熱處理(PEB：Post Exposure Bake)、顯像處理後之加熱處理(PB：Post Bake)等。
在處理區塊5內之載體區塊4側，係設置有棚架單元U10。棚架單元U10，係設成為從地面涵蓋TCT模組16，且被區隔成排列於上下方向的複數個單元。在棚架單元U10附近，係設置有升降臂A7。升降臂A7，係使晶圓W在棚架單元U10之單元彼此之間升降。
在處理區塊5內之介面區塊6側，係設置有棚架單元U11。棚架單元U11，係設成為從地面涵蓋DEV模組17的上部，且被區隔成排列於上下方向的複數個單元。
介面區塊6，係內藏有收授臂A8，且連接於曝光裝置3。收授臂A8，係從棚架單元U11將晶圓W搬出而傳遞至曝光裝置3，並從曝光裝置3接收晶圓W返回到棚架單元U11。
塗佈/顯像裝置2，係如下述般動作。首先，塗佈/顯像裝置2，係在晶圓W之表面Wa上形成下層膜、光阻膜及上層膜。亦即，收授臂A1，係將載體11內的晶圓W搬送至棚架單元U10。升降臂A7將該晶圓W配置於BCT模組14用單元，搬送臂A2搬送至BCT模組14內的各單元。塗佈單元，係在表面Wa上塗佈下層膜形成用塗佈液。熱處理單元，係進行用以使塗佈液硬化的加熱處理等。
當下層膜之形成完成時，搬送臂A2，係使晶圓W返回到棚架單元U10。升降臂A7將該晶圓W配置於COT模組15用單元，搬送臂A3搬送至COT模組15內的各單元。塗佈單元U1，係在表面Wa上塗佈光阻膜形成用塗佈液。熱處理單元U2，係進行用以使塗佈液硬化的加熱處理(PAB)等。
當光阻膜之形成完成時，搬送臂A3，係使晶圓W返回到棚架單元U10。升降臂A7將該晶圓W配置於TCT模組16用單元，搬送臂A4搬送至TCT模組16內的各單元。塗佈單元，係在表面Wa上塗佈上層膜形成用塗佈液。熱處理單元，係進行用以使塗佈液硬化的加熱處理等。當上層膜之形成完成時，搬送臂A4，係使晶圓W返回到棚架單元U10。
接下來，塗佈/顯像裝置2，係將晶圓W往曝光裝置3送出。亦即，升降臂A7將藉由搬送臂A4返回到棚架單元U10的晶圓W配置於DEV模組17用單元，直接搬送臂A6搬送至棚架單元U11。收授臂A8將該晶圓W往曝光裝置3送出。當曝光裝置3之曝光處理完成時，塗佈/顯像裝置2，係從曝光裝置3接收晶圓W。亦即，收授臂A8從曝光裝置3接收晶圓W，而搬送至棚架單元U11。
接下來，塗佈/顯像裝置2，係進行光阻膜之顯像處理。亦即，搬送臂A5，係將棚架單元U11之晶圓W搬送至DEV模組17內的熱處理單元。熱處理單元，係 進行晶圓W之加熱處理(PEB)。當PEB完成時，搬送臂A5，係將晶圓W搬送至顯像單元。顯像單元，係將顯像液及沖洗液供給至晶圓W之表面，藉由此，進行光阻膜之顯像處理。當顯像處理完成時，搬送臂A5，係再次將晶圓W搬送至熱處理單元。熱處理單元，係進行晶圓W之加熱處理(PB)。
PB完成時，搬送臂A5，係將晶圓W搬送至棚架單元U10。升降臂A7，係將該晶圓W配置於收授用單元，而收授臂A1返回到載體11內。以上，從成膜至顯像之一連串的處理完成。
〔塗佈單元〕
以下，詳細地說明關於塗佈單元U1(塗佈裝置)。如圖4所示，塗佈單元U1，係具備有：旋轉保持部20，保持晶圓W而使其旋轉；塗佈液供給部30，將光阻劑供給至保持於旋轉保持部20之晶圓W的表面Wa；及控制部100，控制旋轉保持部20及塗佈液供給部30。
旋轉保持部20，係具有保持部21與旋轉部22。旋轉部22，係具有突出於上方的旋轉軸23，且將例如電動馬達等作為動力源而使旋轉軸23旋轉。保持部21，係設置於旋轉軸23之前端部。保持部21，係藉由例如吸附，從下方保持水平配置的晶圓W。
塗佈液供給部30，係具備有塗佈液儲槽31、噴嘴32、泵34、閥35及噴嘴移送部36。塗佈液儲槽 31，係收容光阻液。噴嘴32，係配置於被保持於保持部21之晶圓W的上方。噴嘴32，係將從塗佈液儲槽31所供給的光阻劑吐出至下方，而供給至表面Wa上。噴嘴32及塗佈液儲槽31，係藉由供給管33而連接。泵34，係設置於供給管33之中途，且從塗佈液儲槽31將光阻劑壓送至噴嘴32。閥35，係在供給管33中被設於噴嘴32與泵34之間。閥35，係使來自噴嘴32之光阻液的吐出開始或停止。
噴嘴移送部36，係具備有：水平的導引軌37；及滑塊38，可沿著導引軌37移動。滑塊38，係經由支臂39而連接於泵34。噴嘴移送部36，係將例如電動馬達等作為動力源而使滑塊38移動，伴隨於此而使噴嘴32移動。於俯視下，噴嘴32之移動路徑，係通過晶圓W之旋轉中心AX1。
控制部100，係藉由1或複數個控制用電腦而構成。控制部100，係具有：顯示部(未圖示)，顯示控制條件的設定畫面；輸入部(未圖示)，輸入控制條件；及讀取部(未圖示)，從電腦可讀取之記錄媒體讀取程式。記錄媒體，係記錄用以使塗佈方法執行於塗佈單元U1的程式。該程式，係藉由控制部100的讀取部進行讀取。作為記錄媒體，係列舉出例如硬碟、光碟、快閃記憶體、軟碟片、記憶卡等。控制部100，係因應輸入至輸入部的控制條件與藉由讀取部所讀取的程式，來控制旋轉保持部20及塗佈液供給部30。
圖5，係將藉由執行程式而在控制部100所實現之各個功能表示為假想之構成要素(以下，稱為「功能方塊」)的方塊圖。如圖5所示，控制部100，係作為功能方塊，具有第1塗佈控制部111、第2塗佈控制部112及第3塗佈控制部113。
第1塗佈控制部111，係一邊以使晶圓W旋轉的方式，來控制旋轉保持部20，一邊以將光阻劑供給至包圍晶圓W之旋轉中心AX1之包圍線EL1(參閱圖9)上的方式，來控制塗佈液供給部30。在供給光阻劑時，第1塗佈控制部111，係控制噴嘴移送部36而調整噴嘴32之位置，且控制泵34及閥35而使光阻劑從噴嘴32吐出。
第2塗佈控制部112，係一邊以使晶圓W旋轉的方式，來控制旋轉保持部20，一邊以將光阻劑供給至包圍線EL1之後，將光阻劑供給至位於包圍線EL1之內側且包含旋轉中心AX1之中心區域CA1的方式，來控制塗佈液供給部30。在供給光阻劑時，第2塗佈控制部112，係控制噴嘴移送部36而調整噴嘴32之位置，且控制泵34及閥35而使光阻劑從噴嘴32吐出。另外，並非必需在第2塗佈控制部112中，使晶圓W旋轉。
第3塗佈控制部113，係在將光阻劑供給至包圍線EL1上及中心區域CA1上兩者之後，以比在將光阻劑供給至包圍線EL1上時更高的旋轉角速度來使晶圓W旋轉，藉由此，以使包圍線EL1上及中心區域CA1上的光阻劑塗佈於晶圓W之周緣側的方式，控制旋轉保持部 20。
〔塗佈方法〕
以下，說明關於藉由塗佈單元U1所執行的塗佈方法。如圖6所示，塗佈單元U1，係首先接收晶圓W(步驟S1)。晶圓W，係藉由搬送臂A5被搬入至塗佈單元U1內，且在使表面Wa朝向上的狀態下，水平地予以配置。保持部21，係從下方保持該晶圓W的中心部。
接下來，塗佈單元U1，係將光阻劑供給至包圍旋轉中心AX1的包圍線EL1上(步驟S2)。具體而言，塗佈單元U1，係藉由第1塗佈控制部111予以控制，而如下述般動作。
亦即，旋轉部22，係以旋轉數(旋轉角速度)ω1，使晶圓W旋轉(參閱圖7(a))。旋轉數ω1，例如為10~120rpm。在該情況下，塗佈液供給部30，係在從旋轉中心AX1距離R1的位置配置噴嘴32，而從噴嘴32將光阻劑供給至表面Wa上。藉此，在半徑R1之環狀線RL1(參閱圖9)上供給有光阻劑P1。半徑R1，係例如為晶圓W之半徑的30~70%。
當光阻劑P1被供給至涵蓋環狀線RL1全周時，旋轉部22，係將晶圓W之旋轉數ω1變更為旋轉數ω2。旋轉數ω2，係比旋轉數ω1更大，例如為120~200rpm。在該狀態下，塗佈液供給部30，係一邊使來自噴嘴32之光阻劑的吐出繼續，一邊藉由噴嘴移送部36來移送 噴嘴32，從而慢慢地靠近旋轉中心AX1(參閱圖7(b))。藉此，在因應朝向環狀線RL1之圓周方向之一方側，而慢慢地靠近旋轉中心AX1側的連接線CL1(參閱圖9)上，供給有塗佈液。
當噴嘴32到達從旋轉中心AX1距離R2的位置時，則噴嘴移送部36使噴嘴32之移送停止。旋轉部22，係將晶圓W之旋轉數ω2變更為旋轉數ω1。塗佈液供給部30，係使來自噴嘴32之光阻劑的吐出繼續。藉此，在半徑R2之環狀線RL2(參閱圖9)上供給有光阻劑P2(參閱圖7(c))。半徑R2，係半徑R1之例如70~80%。
當光阻劑P2被供給至涵蓋環狀線RL2全周時，旋轉部22，係將晶圓W之旋轉數ω1變更為旋轉數ω2。在該狀態下，塗佈液供給部30，係一邊使來自噴嘴32之光阻劑的吐出繼續，一邊藉由噴嘴移送部36來移送噴嘴32，而慢慢地靠近旋轉中心AX1(參閱圖7(d))。藉此，在因應朝向環狀線RL2之圓周方向之一方側，而慢慢地靠近旋轉中心AX1側的連接線CL2(參閱圖9)上，供給有塗佈液。
當噴嘴32到達從旋轉中心AX1距離R3的位置時，則噴嘴移送部36使噴嘴32之移送停止(參閱7(e))。旋轉部22，係將晶圓W之旋轉數ω2變更為旋轉數ω1。塗佈液供給部30，係使來自噴嘴32之光阻劑的吐出繼續。藉此，在半徑R3之環狀線RL3(參閱圖9)上供給有光阻劑P3。半徑R3，係半徑R1之例如45~55%。
當光阻劑P3被供給至涵蓋環狀線RL3全周時，旋轉部22，係將晶圓W之旋轉數ω1變更為旋轉數ω2。在該狀態下，塗佈液供給部30，係一邊使來自噴嘴32之光阻劑的吐出繼續，一邊藉由噴嘴移送部36來移送噴嘴32，而慢慢地靠近旋轉中心AX1(參閱圖8(a))。藉此，在因應朝向環狀線RL1之圓周方向之一方側，而慢慢地靠近旋轉中心AX1側的連接線CL3(參閱圖9)上，供給有塗佈液。
環狀線RL1，RL2，RL3及連接線CL1，CL2，CL3，係構成多重之包圍線EL1。亦即，塗佈單元U1，係將光阻劑供給至多重之包圍線EL1上。
另外，亦可依每環狀線來改變供給光阻劑時之晶圓W的旋轉數。例如，亦可因應環狀線之半徑增加，而減小將光阻劑供給至環狀線上時之晶圓W的旋轉數。在該情況下，可抑制作用於所供給之光阻劑的離心力。亦可因應環狀線之半徑增加，而增大將光阻劑供給至環狀線上時之晶圓W的旋轉數。在該情況下，可縮短光阻劑之供給所需要的時間。
接下來，塗佈單元U1，係將光阻劑供給至位於包圍線EL1之內側且包含旋轉中心AX1的中心區域CA1上(步驟S3)。具體而言，塗佈單元U1，係因應第2塗佈控制部112之控制，如下述般動作。亦即，在步驟S2中，當慢慢地靠近旋轉中心AX1側的噴嘴32到達中心區域CA1上時，旋轉部22，係將晶圓W之旋轉數ω2變 更為旋轉數ω1。塗佈液供給部30，係使來自噴嘴32之光阻劑的吐出繼續。藉此，在中心區域CA1上供給有光阻劑P4(參閱圖8(b))。另外，亦可在將光阻劑供給至中心區域CA1上時，使晶圓W旋轉。當光阻劑P4之供給完成時，塗佈液供給部30，係使來自噴嘴32之光阻劑的吐出停止。
接下來，塗佈單元U1，係藉由晶圓W之旋轉，將包圍線EL1上及中心區域CA1上的光阻劑塗佈於晶圓W之周緣側(步驟S4)。具體而言，塗佈單元U1，係因應第3塗佈控制部113之控制，如下述般動作。亦即，旋轉部22，係將晶圓W之旋轉數ω1變更為旋轉數ω3(參閱圖8(c))。旋轉數ω3，係比旋轉數ω2更大，例如為500~1500rpm。
藉由以旋轉數ω3使晶圓W旋轉的方式，包圍線EL1上之光阻劑P1，P2，P3及中心區域CA1上之光阻劑P4，係被塗佈於晶圓W之周緣側(參閱圖10(b))。光阻劑P1，P2，P3，P4，係依序到達晶圓W之周緣，而該些剩餘部分被甩至晶圓W之周圍(參閱圖10(c)~圖10(i))。亦即，中心區域CA1上之光阻劑P4，係超過環狀線RL1(包圍線EL1之最外周側的部分)，而被塗佈於晶圓W的周緣側。
接下來，塗佈單元U1，係將晶圓W送出(步驟S5)。晶圓W，係藉由搬送臂A5而從塗佈單元U1內被搬出。在搬出之前，保持部21釋放晶圓W。
如以上所說明，塗佈單元U1之控制部100，係執行下述動作：一邊以使晶圓W旋轉的方式來控制旋轉保持部20，一邊以將光阻劑供給至包圍線EL1上的方式來控制塗佈液供給部30之動作；在將光阻劑供給至包圍線EL1上之後，以將光阻劑供給至中心區域CA1上的方式，來控制塗佈液供給部30之動作；及在將光阻劑供給至包圍線EL1上及中心區域CA1上兩者之後，以比在將光阻劑供給至包圍線EL1上時具有更大的旋轉角速度來使晶圓W旋轉，藉由此，以使包圍線EL1及中心區域CA1上之光阻劑塗佈於晶圓W之周緣側的方式，來控制旋轉保持部20之動作。
根據塗佈單元U1，由於與以往的旋轉塗佈法相同地可藉由晶圓W之旋轉來塗佈光阻劑，因此，可在短時間內使塗佈完成。在此，在以往的旋轉塗佈法中，係有晶圓W之周緣側之膜厚下降的傾向。對此，在塗佈單元U1中，係在藉由晶圓W之旋轉來塗佈光阻劑之前，除了中心區域CA1上，在包圍中心區域CA1的包圍線EL1上，亦供給有光阻劑。而且，由於光阻劑供給至包圍線EL1上，係在光阻劑供給至中心區域CA1上之前進行，因此，相較於供給至中心區域CA1上的光阻劑，供給至包圍線EL1上的光阻劑，係成為長時間滯留於晶圓W上。藉此，相較於中心區域CA1上，更多的溶劑會在包圍線EL1上揮發而光阻劑之濃度變高。因此，在藉由晶圓W之旋轉來塗佈光阻劑時，係相較於包圍線EL1之內 側，在包圍線EL1之外側塗佈有高濃度的光阻劑，從而抑制晶圓W之周緣側之膜厚下降。因此，可一邊保持較短的塗佈時間，一邊使膜厚之均勻性提升。
控制部100，係以將光阻劑供給至相對於晶圓W半徑而言，最外周側之部分位於30~70%的範圍內之包圍線EL1上的方式，控制塗佈液供給部30。因此，可更確實地抑制晶圓W之周緣側的膜厚下降。
控制部100，係在多重的包圍線EL1中，以從最外周側之部分，依序將光阻劑供給至最內周側之部分的方式，控制塗佈液供給部30。因此，在光阻劑供給至多重之包圍線EL1上及中心區域CA1上完成後的狀態下，成為越靠近晶圓W之周緣，塗佈液之黏度越高的狀態。在藉由晶圓W之旋轉來塗佈光阻劑時，係在越靠近晶圓W之周緣，越塗佈有高濃度的光阻劑。因此，可更抑制晶圓W之周緣側的膜厚下降。
控制部100，係以將光阻劑供給至具有多重之環狀線RL1，RL2，RL3與連接線CL1，CL2(該連接線，係因應朝向環狀線RL1，RL2，RL3之圓周方向的一方側而慢慢地靠近旋轉中心AX1，且連接環狀線RL1，RL2，RL3彼此)之包圍線EL1上的方式，控制塗佈液供給部30。藉此，由於不用使光阻劑之供給停止，即可將光阻劑供給至多重之包圍線EL1上，因此，可使旋轉保持部20及塗佈液供給部30之控制單純化。
控制部100，係以將光阻劑供給至更具有連接 線CL3(該連接線，係因應朝向環狀線RL1，RL2，RL3之圓周方向的一方側而慢慢地靠近旋轉中心AX1，且連接環狀線RL3(最內周側之環狀線)與中心區域CA1)之包圍線EL1上的方式，控制塗佈液供給部30。藉此，由於不用使光阻劑之供給停止，即可將光阻劑供給至包圍線EL1上及中心區域CA1上兩者，因此，可使旋轉保持部20及塗佈液供給部30之控制更單純化。
控制部100，係相較於將光阻劑供給至環狀線RL1，RL2，RL3時，在將光阻劑供給至連接線CL1，CL2，CL3上時，增大晶圓W之旋轉角速度。因此，在環狀線RL1，RL2，RL3彼此之間及環狀線RL3與中心區域CA1之間，延伸於圓周方向之廣泛範圍的連接線CL1，CL2，CL3上供給有光阻劑。因此，可減少圓周方向之光阻劑之供給量的差異，且可使膜厚之均勻性更提升。
控制部100，係以超過環狀線RL1(包圍線EL1之最外周側的部分)，而將中心區域CA1上之光阻劑塗佈於晶圓W周緣側的方式，控制旋轉保持部20。因此，在包圍線EL1之外側的區域，係塗佈有中心區域CA1上的塗佈液及包圍線EL1上的塗佈液兩者。因此，可更確實地抑制晶圓W之周緣側的膜厚下降。
另外，以上的效果，係相較於一般黏度之光阻劑，在使用高黏度之光阻劑時變得更加顯著。一般黏度，係指例如100cP以下。高黏度，係指例如500~5000cP。又，以上之效果，係在應用於大徑之晶圓W(例 如直徑450mm之晶圓W)時變得更加顯著。
以上，雖說明了關於實施形態，但本發明並不一定限定於上述之實施形態，在不脫離其要旨的範圍下可進行各種變更。例如，亦可將光阻劑供給至連接線CL1，CL2，CL3上。控制部100，係作為多重之包圍線的其他例子，亦可以將光阻劑供給至呈現一連串螺旋狀之包圍線EL2(參閱圖11)上的方式，控制塗佈液供給部30。在該情況下，亦由於不用使光阻劑之供給停止，即可將光阻劑供給至多重的包圍線EL2上，因此，可使旋轉保持部20及塗佈液供給部30的控制單純化。控制部100，係亦可以將光阻劑供給至單包圍線上的方式，控制塗佈液供給部30。處理對象之基板，係並不限於半導體晶圓，例如亦可為印刷電路基板等。
[實施例]
製作本實施形態之實施例及比較例，並加以比較膜厚之狀態。另外，本發明，係不限定於實施例。
〔實施例〕
準備直徑450mm之晶圓W，以下述之條件來形成光阻膜。使用作為塗佈液之黏度約4000cP的光阻劑，依序將光阻劑供給至環狀線RL1，RL2，RL3及中心區域CA1上之後，藉由晶圓W之旋轉來塗佈光阻劑。然後，使光阻劑硬化，而形成光阻膜。將環狀線RL1之半徑設成為 100mm，將環狀線RL2之半徑設成為75mm，將環狀線RL3之半徑設成為50mm。對環狀線RL1上供給7.5g之光阻劑，對環狀線RL2上供給5g之光阻劑，對環狀線RL3上供給7.5g之光阻劑，對中心區域CA1上供給10g之光阻劑。將塗佈光阻劑時之旋轉數(旋轉角速度)設成為600rpm，將旋轉繼續時間設成為60s。
〔比較例〕
準備直徑450mm之晶圓W，以下述之條件來形成光阻膜。使用作為塗佈液之黏度約4000cP的光阻劑，將約30g之光阻劑僅供給至中心區域CA1上之後，藉由晶圓W之旋轉來塗佈光阻劑。然後，使光阻劑硬化，而形成光阻膜。將塗佈光阻劑時之旋轉數(旋轉角速度)設成為600rpm，將旋轉繼續時間設成為60s。
〔比較結果〕
針對實施例及比較例之各個樣本，計算膜厚之偏差值(標準偏差的3倍)。其結果，比較例之樣本之膜厚的偏差值，係相對於膜厚之平均值而言，為5.9%。實施例之樣本之膜厚的偏差值，係相對於膜厚之平均值而言，為3.9%。從該些結果經確認，根據本實施形態，膜厚之均勻性提升。
P1‧‧‧光阻劑
P2‧‧‧光阻劑
P3‧‧‧光阻劑
P4‧‧‧光阻劑
W‧‧‧晶圓
Wa‧‧‧表面

Claims (15)

  1. 一種塗佈裝置，其特徵係，具備有：旋轉保持部，保持基板而使其旋轉；塗佈液供給部，對保持於前述旋轉保持部之前述基板的表面供給塗佈液；及控制部，控制前述旋轉保持部及前述塗佈液供給部，前述控制部，係執行如下之動作：一邊以使前述基板旋轉的方式，控制旋轉保持部，一邊以將前述塗佈液供給至包圍前述基板之旋轉中心之包圍線上的方式，控制塗佈液供給部之動作；在將前述塗佈液供給至前述包圍線上之後，以將前述塗佈液供給至位於前述包圍線之內側且包含前述基板之旋轉中心之中心區域上的方式，控制塗佈液供給部之動作；及在將前述塗佈液供給至前述包圍線上及前述中心區域上兩者之後，以比在將前述塗佈液供給至前述包圍線上時具有更大的旋轉角速度來使前述基板旋轉，藉由此，以將前述包圍線上及前述中心區域上之前述塗佈液塗佈於前述基板周緣側的方式，控制前述旋轉保持部之動作。
  2. 如申請專利範圍第1項之塗佈裝置，其中，前述控制部，係以將塗佈液供給至相對於前述基板之半徑而言，最外周側之部分位於30~70%的範圍內之前述包圍線上的方式，控制前述塗佈液供給部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之塗佈裝置，其中， 前述控制部，係在多重的前述包圍線中以從最外周側之部分依序將前述塗佈液供給至最內周側之部分的方式，控制前述塗佈液供給部。
  4. 如申請專利範圍第3項之塗佈裝置，其中，前述控制部，係以將前述塗佈液供給至呈現一連串螺旋狀之前述包圍線上的方式，控制前述塗佈液供給部。
  5. 如申請專利範圍第3項之塗佈裝置，其中，前述控制部，係以將前述塗佈液供給至具有多重環狀線與連接線(該連接線，係因應朝向前述環狀線之圓周方向的一方側而慢慢地靠近前述旋轉中心，且連接前述環狀線彼此)之前述包圍線上的方式，控制前述塗佈液供給部。
  6. 如申請專利範圍第5項之塗佈裝置，其中，前述控制部，係以相較於將前述塗佈液供給至前述環狀線上時，在將前述塗佈液供給至前述連接線上時增大前述基板之前述旋轉角速度的方式，控制前述旋轉保持部。
  7. 如申請專利範圍第1~5項中任一項之塗佈裝置，其中，前述控制部，係以超過前述包圍線之最外周側的部分，而將前述中心區域上的前述塗佈液塗佈於前述基板之周緣側的方式，控制前述旋轉保持部。
  8. 一種塗佈方法，係藉由塗佈裝置所執行的方法，其特徵係，包含有：一邊使基板旋轉，一邊將塗佈液供給至包圍前述基板 之旋轉中心的包圍線上之動作；在將前述塗佈液供給至前述包圍線上之後，將前述塗佈液供給至位於前述包圍線之內側且包含前述基板之旋轉中心的中心區域上之動作；及在將前述塗佈液供給至前述包圍線上及前述中心區域上兩者之後，以比在將前述塗佈液供給至前述包圍線上時具有更大的旋轉角速度來使前述基板旋轉，藉由此，將前述包圍線上及前述中心區域上之前述塗佈液塗佈於前述基板周緣側之動作。
  9. 如申請專利範圍第8項之塗佈方法，其中，將前述塗佈液供給至相對於前述基板之半徑而言，最外周側之部分位於30~70%的範圍內之前述包圍線上。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之塗佈方法，其中，將前述塗佈液供給至多重之前述包圍線上。
  11. 如申請專利範圍第10項之塗佈方法，其中，將前述塗佈液供給至呈現一連串螺旋狀的前述包圍線上。
  12. 如申請專利範圍第10項之塗佈方法，其中，將前述塗佈液供給至具有多重環狀線與連接線(該連接線，係因應朝向前述環狀線之圓周方向的一方側而慢慢地靠近前述旋轉中心側，且連接前述環狀線彼此)的前述包圍線上。
  13. 如申請專利範圍第12項之塗佈方法，其中，相較於將前述塗佈液供給至前述環狀線上時，在將前 述塗佈液供給至前述連接線上時增大前述基板之前述旋轉角速度。
  14. 如申請專利範圍第8或9項之塗佈方法，其中，超過前述包圍線之最外周側的部分，而將前述中心區域上的前述塗佈液塗佈於前述基板之周緣側。
  15. 一種電腦可讀取之記錄媒體，係記錄用以使如申請專利範圍第8~14項中任一項之塗佈方法執行於裝置的程式。
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