TW201829075A - 塗膜形成方法及塗膜形成裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之塗膜形成方法具備：以在塗布材料之液灘伴隨著處理對象物的旋轉而沿著塗布刀移動於塗布刀的一端部與另一端部之間之方式，使在沿著處理對象物之面內之相對於旋轉方向之塗布刀的傾斜變化，而使塗布材料在處理對象物之表面上成膜的步驟。

Description

塗膜形成方法及塗膜形成裝置

本發明係關於一種塗膜形成方法及塗膜形成裝置，尤有關於藉由塗布刀(blade)將供給至處理對象物之表面上的液狀塗布材料形成為膜狀的塗膜形成方法及塗膜形成裝置。

以往已知有一種藉由塗布刀將供給至處理對象物之表面上的液狀塗布材料形成為膜狀的塗膜形成裝置。此種塗膜形成裝置已揭示於例如日本特開2006-150233號公報。

在上述日本特開2006-150233號公報中已揭示一種塗布裝置，該塗布裝置係包括：塗布液供給噴嘴(nozzle)，係將阻劑(resist)液等的塗布液供給至半導體基板或玻璃基板等的基板(處理對象物)的表面；及塗布器(applicator)(塗布刀)，係將被供給至基板表面的塗布液推壓展開。塗布器係具有較基板的直徑更長的直線形狀，在與基板的表面之間形成有間隙的狀態下，從基板的一側朝另一側直線移動。在塗布器通過基板表面上方的過程中， 塗布液被推壓展開於基板的表面上而形成塗膜。

一般而言，在平板狀的處理對象物上形成塗膜的方法，已有如上述日本特開2006-150233號公報之使用塗布刀(塗布器)的方法，及使處理對象物高速旋轉而利用離心力將表面上的塗布材料塗開的旋轉(spin)塗布法。在如上述日本特開2006-150233號公報之使用塗布刀(塗布器)的方法中，可增大塗膜的膜厚，然另一方面則會有容易產生塗布不均，而難以獲得均勻的膜厚的問題。在旋轉塗布法中，雖可使膜厚均勻，然另一方面則會有塗布膜厚會被旋轉數所決定，而難以獲得某程度以上之膜厚的問題。能夠藉由旋轉塗布法形成均勻膜厚之膜厚的上限，一般而言係被設定為數μm至10μm左右，不易形成例如20μm以上的膜厚。

例如，有時要在形成有微細空間的基板(處理對象物)表面上形成熱硬化性樹脂的塗膜，一面在微細空間內充填熱硬化性樹脂，一面進行燒製而使熱硬化性樹脂固化。在此種情形下，由於熱硬化性樹脂的體積會隨著燒製而減少(溶劑蒸發)，因此希望要有充分大的膜厚(體積)以抑制對於微細空間內之充填不良。另一方面，當燒製後要將多餘的樹脂膜去除時，若膜厚不均勻，則難以進行去除處理，因此希望要有均勻的膜厚。在此種情形下，在習知手段的塗膜形成中，難以兼具足夠大的膜厚與膜厚的均勻性。因此，希望形成足夠大的膜厚而且塗布不均較少的均勻的膜厚的塗膜。

本發明係有鑑於解決上述問題而研創者，其目的為提供一種可形成較大膜厚而且塗布不均較少之均勻膜厚之塗膜的塗膜形成方法及塗膜形成裝置。

為了達成上述目的，第1發明的塗膜形成方法，係包括：在使配置於從平板狀處理對象物之表面隔開預定間隔之位置的塗布刀，接觸被供給至前述處理對象物之前述表面上之液狀塗布材料之液灘的狀態下，使處理對象物繞著垂直方向之旋轉中心軸旋轉的步驟；及以塗布材料之液灘會伴隨著處理對象物的旋轉而沿著塗布刀移動於塗布刀的一端部與另一端部之間之方式，使沿著處理對象物之面內中之塗布刀相對於旋轉方向的傾斜變化，而使塗布材料成膜在處理對象物之表面上的步驟。平板狀的處理對象物係例如為包含矽基板或玻璃基板等之半導體用基板的概念。

在此第1發明的塗膜形成方法中，係藉由上述構成，可達成藉由調整處理對象物之表面與塗布刀之預定間隔的大小，而形成充分大的膜厚的塗膜。再者，在本發明中，係設置以塗布材料之液灘伴隨著處理對象物的旋轉而沿著塗布刀移動於塗布刀的一端部與另一端部之間之方式，使在沿著處理對象物之面內中之相對於旋轉方向之塗布刀的傾斜變化，而使塗布材料在處理對象物之表面 上成膜的步驟。藉此，即可利用在旋轉之處理對象物之表面上的塗布材料的移動(流動)，而將塗布材料塗開於處理對象物的表面上。亦即，在旋轉的表面上，塗布材料中之通過塗布刀與處理對象物之間之間隙的部分，係成為預定之膜厚的塗膜。另一方面，無法通過間隙之液灘的部分，係以被塗布刀遮蔽住往旋轉方向之移動的形態而被保持。當控制塗布刀的傾斜時，即可使被塗布刀所保持的液灘沿著塗布刀而移動，因此無需使塗布刀大幅移動即可使塗布材料移動而擴增塗布範圍。結果，可抑制伴隨著塗布刀的移動所導致之筋狀塗布不均等的產生，而形成更為均勻的膜厚的塗膜。綜上結果，依據本發明，可形成大的膜厚而且塗布不均較少之均勻的膜厚的塗膜。

在上述第1發明的塗膜形成方法中，較佳為在使塗布材料成膜的步驟中，使塗布刀的傾斜在第1角度與第2角度之間變化；該第1角度為會伴隨著處理對象物的旋轉而使朝向塗布刀之一端部側的力作用於塗布材料的液灘者；該第2角度為會伴隨著處理對象物的旋轉而使朝向塗布刀之另一端部側的力作用於塗布材料的液灘者。若以此方式構成，則可在第1角度與第2角度之間調整塗布刀的傾斜，藉此可將例如塗布材料的液灘保持於一端附附近而抑制往另一端部側移動，或使液灘從一端部朝向另一端部緩緩移動。換言之，可控制沿著塗布刀之方向之液灘的位置及移動速度。結果，可達成依據塗布材料之黏度等的材質，而可將液灘控制成能夠形成更均勻且不均較少 之塗膜。

此時，較佳為第1角度係為繞著旋轉中心軸的圓與塗布刀的交叉點中之圓的切線與塗布刀的交角朝向一端部側成為銳角的角度；第2角度係為繞著旋轉中心軸的圓與塗布刀的交點中之圓的切線與塗布刀的交叉角朝向另一端部側成為銳角的角度。在此，上述交點中之圓的切線方向，係為交點附近的液灘伴隨著處理對象物的旋轉而朝向塗布刀被推壓的方向。因此，在第1角度中，可使液灘往一端部側移動，或抑制液灘往另一端部側移動。在第2角度中，可使液灘往另一端部側移動，或抑制液灘往一端部側移動。結果，可使塗布材料自由地從塗布刀的一端部移動至另一端部，而實現更適宜之塗布條件下的塗膜形成。

在使塗布刀之傾斜在上述第1角度與第2角度之間變化的構成中，較佳為在使塗布材料成膜的步驟中，一面使處理對象物旋轉，一面使塗布刀之傾斜在第1角度與第2角度之間連續地變化。若以此方式構成，與階段性使塗布刀之傾斜變化的情形不同，可緩緩地使液灘移動。結果，可防止液灘移動過快而形成未塗布區域，因此可有效地抑制塗布不均的產生。

在上述第1發明的塗膜形成方法中，較佳為在使塗布材料成膜的步驟中，使配置於處理對象物上方的塗布刀，繞著配置於處理對象物之徑方向外側的旋動中心軸旋動，而使塗布刀的傾斜變化。若以此方式構成，可 避免在處理對象物的上方(上下重疊的位置)配置用以使塗布刀旋動之軸或齒輪(gear)等的驅動部分。結果，對於例如半導體晶圓等的處理對象物，可抑制伴隨驅動部分的摩擦所導致之微粉末或異物的掉落，因此可形成高品質的塗膜。

此時，較佳為在使處理對象物旋轉的步驟中，係將具有處理對象物之半徑以上之長度之直線狀的塗布刀配置成：一端部位於處理對象物的中心附近，另一端部位於處理對象物的外周部附近；在使塗布材料成膜的步驟中，係以塗布刀之一端部側跨越而通過處理對象物之中心之方式使之旋動，而使塗布刀的傾斜變化。若以此方式構成，則可藉由使塗布材料的液灘往一端部側移動，而確實地塗布處理對象物的中心部。此外，只要使液灘從一端部移動至另一端部，或從另一端部移動至一端部，就可確實地從處理對象物的中心至外周部附近形成塗布不均較少的均勻的塗膜。

在上述第1發明的塗膜形成方法中，較佳為在使處理對象物旋轉的步驟中，將塗布材料供給至包含處理對象物之中心的區域；在使塗布材料成膜的步驟中，使塗布材料的液灘沿著塗布刀而從處理對象物的中心側朝向外周側移動。若以此方式構成，則只要使供給至處理對象物之中心之塗布材料的液灘移動至外周側，就可完成塗膜形成。因此，相較於例如使液灘在一端部側與另一端部側之間往返的構成，可縮短處理時間。

此時，較佳為在使處理對象物旋轉的步驟中，將塗布刀配置於塗布刀之一端部會與塗布材料相接的位置。若以此方式構成，則可在將塗布刀配置於處理對象物之上方之隔開預定間隔的位置的時點，開始被供給至處理對象物之中心部之塗布材料的塗膜形成。因此，相較於例如使被供給至處理對象物之中心部與外周部之中間位置的液灘移動至中心部的情形，可迅速地開始塗膜形成，因此可更縮短處理時間。

在使被供給至包含上述處理對象物之中心側的區域之塗布材料的液灘從中心側朝向外周側移動的構成中，較佳為在使塗布材料成膜的步驟中，使塗布材料的液灘沿著塗布刀移動至配置於較處理對象物之外周部更靠內側之塗布刀之另一端部側的預定位置為止。若以此方式構成，就可不將液灘從處理對象物的外周部推到處理對象物的外部，而是使液灘移動至塗布刀中之較處理對象物之外周部更靠內側的預定位置(塗膜形成區域的外緣部)，而完成塗布材料的成膜。藉此，不同於例如旋轉塗布法中一般會有80至90%左右的塗布材料飛散至處理對象物的外部，可使所供給的塗布材料儘可能不浪費地形成塗膜，並且可抑制成膜處理後之清掃等的維護(maintenance)作業量。

在上述第1發明的塗膜形成方法中，較佳為更包括在使塗布材料成膜的步驟之後，使塗布刀離開處理對象物之表面的步驟；在使塗布刀離開處理對象物之表 面的步驟中，係以一面持續處理對象物的旋轉，一面使處理對象物在塗布刀從其與塗布材料之塗膜接觸的位置移動至非與塗膜接觸的位置為止至少進行1次旋轉之方式，使塗布刀相對地離開處理對象物。另外，在說明書中所謂「離開」，係指使物體在空間上遠離對象(其他物體或位置)。若以此方式構成，則於成膜步驟完成之後，在使處理對象物再進行1次旋轉以上之期間，塗布刀與處理對象物的間隔會逐漸擴大，藉此可使僅存於塗膜上的液灘平攤於塗膜上而使之平坦，而在液灘完全消失的狀態(膜厚成為均勻地狀態)下使塗布刀從塗膜表面離開。結果，可抑制在使塗布刀離開時會產生塗布不均(刀痕)。

在上述第1發明的塗膜形成方法中，較佳為預定間隔係20μm以上。在此，能夠藉由旋轉塗布法形成均勻膜厚之膜厚的上限，一般係設為數μm至10μm左右，難以形成20μm以上的膜厚。因此，在本發明中，可適宜應用在旋轉塗布法中難以進行之20μm以上膜厚之均勻的塗膜之成膜時。

在上述發明的塗膜形成方法中，較佳為在使處理對象物旋轉的步驟中，係以1rpm以上100rpm以下的旋轉速度使處理對象物旋轉。在此，在旋轉塗布法中，一般係以數百rpm至數千rpm左右的旋轉速度進行成膜，因此塗布材料的大部分(80%至90%左右)會飛散。相對於此，在本發明中，係以1rpm以上至100rpm以下之較低的旋轉速度進行成膜，因此可避免塗布材料的飛散而降低材 料使用量。

第2發明的塗膜形成裝置係包括：載置部，保持平板狀的處理對象物並使其繞著垂直方向之旋轉中心軸旋轉；供給部，將液狀的塗布材料供給至處理對象物的表面上；塗布刀，在從處理對象物之表面隔開預定間隔的位置沿著處理對象物的表面而配置；驅動手段，在沿著處理對象物的面內使塗布刀旋動；及控制部，在使塗布刀接觸被供給至處理對象物之表面上之液狀塗布材料之液灘的狀態下，藉由驅動手段，以使塗布材料的液灘伴隨著處理對象物的旋轉而沿著塗布刀移動於塗布刀之一端部與另一端部之間之方式，進行使塗布刀相對於旋轉方向的傾斜變化的控制。

在此第2發明的塗膜形成裝置中，係可藉由上述構成，而達成藉由調整處理對象物之表面與塗布刀之預定間隔的大小，而形成極大的膜厚的塗膜。再者，在本發明中，係設置在使塗布刀接觸供給至處理對象物之表面上之液狀塗布材料之液灘的狀態下，藉由驅動手段，以使塗布材料的液灘伴隨著處理對象物的旋轉而沿著塗布刀移動於塗布刀之一端部與另一端部之間之方式，進行使塗布刀相對於旋轉方向的傾斜變化的控制的控制部。藉此，即可利用在旋轉之處理對象物之表面上的塗布材料的移動(流動)，而將塗布材料塗開於處理對象物的表面上，因此無需使塗布刀大幅移動即可使塗布材料移動而擴增塗布範圍。結果，可抑制伴隨著塗布刀的移動所導致之筋狀塗布 不均等的產生，而形成更為均勻的膜厚的塗膜。綜上結果，依據本發明，可形成較大的膜厚而且塗布不均較少之均勻的膜厚的塗膜。

1‧‧‧晶圓

1a‧‧‧表面

1b‧‧‧相反面

2‧‧‧微細空間

2a‧‧‧開口

2b‧‧‧內側面

2c‧‧‧底部

3‧‧‧熱硬化性樹脂

10‧‧‧載置部

11‧‧‧旋轉中心軸

12‧‧‧載置面

13‧‧‧旋轉機構

20‧‧‧供給部

21‧‧‧噴嘴

30‧‧‧塗布刀

31‧‧‧一端部

32‧‧‧另一端部

33‧‧‧傾斜面

40‧‧‧移動機構

41‧‧‧旋動中心軸

42‧‧‧臂部

43‧‧‧旋動驅動部

44‧‧‧升降驅動部

50‧‧‧控制部

60‧‧‧腔室

100‧‧‧塗膜形成裝置

Ag1‧‧‧第1角度

Ag2‧‧‧第2角度

D‧‧‧預定間隔

F‧‧‧旋轉方向力

F0、F1、F2‧‧‧分力

h‧‧‧高度

K‧‧‧液灘

Kr‧‧‧液灘

L1‧‧‧深度

L2‧‧‧長度

P‧‧‧交點

Pf‧‧‧預定位置

R‧‧‧半徑

t1‧‧‧膜厚

W‧‧‧寬度

第1圖係為顯示本實施形態之塗膜形成裝置之整體構成的俯視圖。

第2圖係為顯示第1圖所示之塗膜形成裝置之內部構成的示意側視圖。

第3圖係為用以說明包含塗膜形成步驟之一連串絕緣層形成處理流程的每一步驟之晶圓的剖面圖及俯視圖。

第4圖係為用以說明塗布刀之配置位置的晶圓的示意縱剖面圖。

第5圖係為用以說明本實施形態之塗膜形成方法之初期階段的晶圓的俯視圖。

第6圖係為用以說明第1角度之晶圓的放大俯視圖。

第7圖係為用以說明第2角度之晶圓的放大俯視圖。

第8圖係為用以說明本實施形態之塗膜形成方法之中途階段的晶圓的俯視圖。

第9圖係為用以說明本實施形態之塗膜形成方法之後期階段的晶圓的俯視圖。

第10圖係為顯示成膜步驟之結束時點之晶圓的俯視圖。

第11圖係為用以說明使塗布刀離開之步驟中之離開 開始時(A)、離開中途(B)及離開完成(C)之各狀態之晶圓的示意縱剖面圖。

以下根據圖式來說明本發明的實施形態。

茲參照第1圖至第11圖來說明本實施形態的塗膜形成方法及塗膜形成裝置100。

本實施形態的塗膜形成方法，係關於藉由塗布刀30將被供給至處理對象物表面上的液狀塗布材料形成塗膜(成膜)的方法。此外，本實施形態的塗膜形成裝置100係實施本實施形態的塗膜形成方法而在處理對象物的表面上形成塗布材料之塗膜的裝置。

(處理對象物及塗布材料)

處理對象物只要是具有平板狀的形狀，且要在表面形成塗布材料之塗膜的物體，則並未特別限定。處理對象物通常雖具有平坦的表面，但亦可形成有在表面開口的微細空間。此時，亦可藉由塗布材料的塗膜形成，在微細空間內充填塗布材料。處理對象物的平面形狀不予限定。處理對象物係例如為藉由矽或玻璃等所形成的晶圓。晶圓係為可供形成半導體元件或MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)器件(device)等的半導體基板。

塗布材料只要是液狀且具有預定黏性的物質，並未特別限定。本實施形態的塗膜形成方法係可使用於各種塗布材料的成膜。塗布材料係例如為用於半導體基 板的阻劑液、導電性塗料(paste)、接著劑等外，尚有液狀的樹脂材料。例如，塗布材料係為熱硬化性樹脂，被使用作為絕緣材料。

以下說明在由矽等之半導體材料所構成的晶圓1，形成由熱硬化性樹脂3所構成之塗布材料的塗膜之例作為一例。以下說明在形成有複數個微細空間2(參照第3圖)之晶圓1的表面1a上形成熱硬化性樹脂3，藉此而將熱硬化性樹脂3充填於微細空間2內之例。晶圓1係為申請專利範圍之「處理對象物」的一例。熱硬化性樹脂3係為申請專利範圍之「塗布材料」的一例。在第1圖之例中，晶圓1在俯視觀看下係為具有半徑R的大致圓形，可切出複數個晶片。

(塗膜形成裝置)

如第1圖及第2圖所示，塗膜形成裝置100係包括載置部10、供給部20、塗布刀30、移動機構40及控制部50。載置部10、供給部20、塗布刀30及移動機構40係配置在可控制內部氣體環境的腔室(chamber)60內。另外，移動機構40係為申請專利範圍之「驅動手段」的一例。

載置部10係構成為保持平板狀的晶圓1並使其繞著垂直方向的旋轉中心軸11旋轉。載置部10係具有平坦的載置面12，並保持載置於載置面12上的晶圓1。載置部10係可藉由包含馬達等的旋轉機構13(參照第2圖)，使載置面12繞著垂直方向的旋轉中心軸11旋轉。載 置部10係與控制部50電性連接，其構成為藉由控制部50而控制晶圓1的旋轉。在以下說明塗膜形成時，在俯視(參照第1圖)觀看下使晶圓1順時針旋轉之例。

供給部20係構成為將液狀的塗布材料(熱硬化性樹脂3)供給至晶圓1的表面1a上。供給部20係配置在載置部10之往上方離開的位置，其下部具備有噴嘴21。噴嘴21係與未圖示的材料貯存部以流體方式連接，可將從材料貯存部所供給的熱硬化性樹脂3予以噴出。供給部20係可從載置部10的上方位置，將熱硬化性樹脂3供給至被載置部10所保持之晶圓1的表面1a上。當藉由供給部20將熱硬化性樹脂3供給至晶圓1的表面1a上時，在晶圓1上會形成液灘K(液狀熱硬化性樹脂3匯集而成的水灘部分)。

塗布刀30係為用以將供給至晶圓1之表面1a上的熱硬化性樹脂3予以拓展而形成塗膜的構件。如第1圖所示，塗布刀30係為俯視觀察下具有直線狀形狀的板狀構件。亦即，塗布刀30係具有一端部31與另一端部32，而一端部31與另一端部32之間形成為直線狀。在本實施形態中，塗布刀30係具有晶圓1之半徑R以上的長度L2。

如第4圖所示，塗布刀30係於塗膜形成時，沿著晶圓1的表面1a而配置於從晶圓1的表面1a隔開預定間隔D的位置。換言之，塗布刀30係配置在與晶圓1的表面1a大致平行，且從表面1a隔開預定間隔D的上方位置。預定間隔D係依據所要形成之塗膜的膜厚t1 來設定。另外，塗布刀30與晶圓1之表面1a之間的預定間隔D及所要形成之塗膜的膜厚t1，未必要一致，會有呈現膜厚t1稍微變小的傾向。預定間隔D係設定為與膜厚t1的設計值相等或是較設計值稍大。

塗布刀30係在垂直剖面中於下端部具有傾斜面33。傾斜面33係從塗布刀30之厚度方向的一側(表面側)朝向另一側(背面側)傾斜，且形成為愈朝向下端部厚度愈小的平坦面。傾斜面33係朝向晶圓1之旋轉方向的上游側而設置，具有與熱硬化性樹脂3之液灘K接觸而將熱硬化性樹脂3朝向下端部引導的功能。

如第1圖及第2圖所示，移動機構40係在較晶圓1更上方的位置保持塗布刀30。移動機構40係可沿著晶圓1的表面1a，而將塗布刀30保持在從晶圓1的表面1a隔開預定間隔D的位置。在本實施形態中，移動機構40係具有在沿著晶圓1的面內使塗布刀30旋動的功能。藉此，移動機構40係可使塗布刀30相對於晶圓1之旋轉方向的傾斜變化。另外，沿著晶圓1的面內係典型上為水平面內，較佳為載置部10的載置面12、晶圓1的表面1a、塗布刀30係調整為大致水平地配置。

移動機構40係包括保持塗布刀30的臂(arm)部42。臂部42係朝水平方向延伸，並且在前端部保持塗布刀30，而根部被移動機構40支撐。移動機構40係包括馬達等的旋動驅動部43(參照第2圖)，可以旋動中心軸41為中心而使臂部42旋動。移動機構40的旋動中心軸41 係相對於載置部10配置於徑方向外側。藉此，移動機構40係構成為使塗布刀30繞著配置於晶圓1(載置部10)之徑方向外側的旋動中心軸41而旋動(旋繞)。藉由繞著旋動中心軸41的旋動，可使塗布刀30相對於晶圓1之旋轉方向的傾斜變化。

此外，移動機構40係構成為可藉由升降驅動部44(參照第2圖)而使臂部42朝上下方向移動。藉此，移動機構40係使塗布刀30以相對於晶圓1(載置部10)之表面1a接近或離開之方式移動。移動機構40係當開始塗布步驟時，使塗布刀30移動至從晶圓1的表面1a隔開預定間隔D的位置，且在塗布步驟之後，使塗布刀30從晶圓1的表面1a離開。

另外，在臂部42中，係除塗布刀30外還設有供給部20。移動機構40係可使塗布刀30與供給部20一體移動。供給部20係安裝於臂部42，以使噴嘴21以通過載置部10之旋轉中心軸11之大致正上方的軌道移動。移動機構40係與控制部50電性連接，且藉由控制部50而控制塗布刀30及供給部20的移動。

腔室60係構成為收容包含載置面12之載置部10的上部、保持供給部20及塗布刀30的臂部42，且可形成密閉的空間。腔室60係構成為可開閉，藉由未圖示的機器人臂(robot arm)等而進行載置部10上之晶圓1的出入。

控制部50係由包括CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)等的處理器(processor)、揮發性及/或非揮發性記憶體的電腦等所構成，用以控制塗膜形成裝置100的各部。控制部50係構成為進行載置部10的旋轉控制、移動機構40所進行之塗布刀30及供給部20的移動控制，及供給部20所進行之熱硬化性樹脂3的供給控制。

在本實施形態中，於熱硬化性樹脂3塗布步驟中，控制部50係構成為在使塗布刀30接觸供給至晶圓1之表面1a上之液狀熱硬化性樹脂3的液灘K的狀態下，藉由移動機構40使熱硬化性樹脂3的液灘K伴隨著晶圓1的旋轉而沿著塗布刀30移動於塗布刀30的一端部31與另一端部32之間之方式，進行使塗布刀30相對於旋轉方向之傾斜變化的控制。

(絕緣層形成處理)

在本實施形態中，如第3圖所示，於晶圓1中，係藉由蝕刻(etching)處理等的前步驟，形成有複數個微細空間2。例如，在晶圓1中，係形成有大約100萬個微細空間2。本實施形態的塗膜形成方法，係以作為一連串的絕緣層形成處理的一部分(塗膜形成步驟)而實施，該一連串的絕緣層形成處理係用以在微細空間2內充填熱硬化性樹脂3，形成作為要藉由後步驟所形成之貫通電極(未圖示)的絕緣層。

微細空間2係形成為在晶圓1的表面1a開口。微細空間2係例如為不貫通晶圓1的孔部，在晶圓1的表面1a開口，並且在與表面1a相反的相反面1b則不開 口。第3圖所示的微細空間2係為具有開口2a、內側面2b及底部2c的環狀溝。微細空間2係在俯視觀察下具有包圍柱狀部分的圓環形狀。微細空間2係形成為具有預定直徑的圓形。微細空間2係具有在與厚度方向正交之水平方向中的寬度W、厚度方向的深度L1。

微細空間2的外徑，係例如為約250μm以下，較佳為10μm以下。微細空間2的寬度W係例如約100μm以下。微細空間2之厚度方向的深度L1，較佳為依據寬度W來決定，以滿足微細空間2的深度L1與寬度W的深寬比(L1/W)約2以上且約20以下。作為一例，例如微細空間2的寬度W約2μm，深度L1係例如約20μm(深寬比(L1/W)=約10)。

藉由本實施形態的塗膜形成方法，在晶圓1的表面1a形成熱硬化性樹脂3的塗膜。此時，在微細空間2內，亦充填熱硬化性樹脂3。熱硬化性樹脂3係例如使用會在較常溫高且約250℃以下的處理溫度下固化的樹脂(結合劑)以作為絕緣性材料。以熱硬化性樹脂3而言，係有氟樹脂、聚醯亞胺(polyimide)樹脂、酚(phenol)樹脂、矽樹脂、及環氧(epoxy)樹脂。具體而言，作為氟樹脂，有旭硝子株式會社製造的AL-X2003或AL-X2010等的AL-X2000系列。此外，作為聚醯亞胺樹脂，有旭化成eMaterials株式會社製造的PIMEL(註冊商標)BM302或BL301。此外，作為酚樹脂，有JSR株式會社製造的ELPAC(註冊商標)WPR1201或WPR5100。

熱硬化性樹脂3係作為要藉由後步驟形成之貫通電極(未圖示)的絕緣層而發揮功能。貫通電極係例如作為層疊複數個晶片進行安裝的3維安裝中用以進行在上下晶片間的電性連接的電極(矽貫通電極)而形成者。以下針對一連串的絕緣層形成處理的流程說明其概要。

首先，如第3圖所示，準備形成有微細空間2的晶圓1。微細空間2係例如藉由蝕刻而形成於晶圓1，微細空間2之形成時所成膜的阻劑遮罩(resist mask)係已從晶圓1的表面1a去除。

針對所準備的晶圓1，進行使用了本實施形態之塗膜形成方法的塗膜形成步驟。在塗膜形成步驟中，係將熱硬化性樹脂3供給至晶圓1的表面1a，形成熱硬化性樹脂3的塗膜。此時，在微細空間2充填熱硬化性樹脂3。在晶圓1的表面1a係供形成膜厚t1的塗膜。要被成膜及充填的熱硬化性樹脂3係為固化前之樹脂材料與溶劑的混合物。

在塗膜形成步驟之後，進行預烤(pre-bake)步驟。在預烤步驟中，晶圓1被加熱，充填於微細空間2的熱硬化性樹脂3中所含的溶劑會蒸發。在預烤步驟之後，進行燒製步驟(硬化(cure))。燒製步驟係為將晶圓1加熱而使熱硬化性樹脂3固化的步驟。燒製步驟的加熱溫度，係較預烤步驟的加熱溫度還高。熱硬化性樹脂3係藉由在燒製步驟中所施加的熱而固化。另外，為了便於說明，在固化前與固化後變更熱硬化性樹脂3之陰影的種類予以 顯示。

在預烤步驟及燒製步驟中，係由於溶劑會從藉由塗膜形成步驟所形成的塗膜及微細空間2內的熱硬化性樹脂3蒸發，因此熱硬化性樹脂3的體積會減少。微細空間2內之熱硬化性樹脂3的體積減少量，會被晶圓1之表面1a上之熱硬化性樹脂3的塗膜所填補。此外，構成塗膜的熱硬化性樹脂3本身亦由於燒製而使體積減少。因此，在預烤步驟及燒製步驟之後殘留於晶圓1之表面1a上的已完成固化之塗膜的膜厚，會較塗膜形成時的膜厚t1更小。

燒製步驟之後，進行殘渣去除步驟。殘渣去除步驟係為將殘存於晶圓1之表面1a上的已完成固化的熱硬化性樹脂3的殘渣予以去除的步驟。殘渣去除步驟係例如藉由CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)或研磨機(polisher)等的機械研磨來進行。藉此，可獲得在微細空間2充填作為絕緣層之熱硬化性樹脂3的晶圓1。

如上所述，在塗膜形成步驟中形成於晶圓1之表面1a上的塗膜，係具有補充在預烤步驟及燒製步驟中之體積減少量的功能。當晶圓1之表面1a上的熱硬化性樹脂3相對於晶圓表面的開口面積過少時，會使對於微細空間2之內部之充填不良發生的可能性變高。因此，在塗膜形成步驟中，係對於晶圓1的表面1a供給較提供給微細空間2之充填量更多量的熱硬化性樹脂3。熱硬化性樹脂3 的供給量(亦即膜厚t1)，係考慮預烤步驟及燒製步驟中的體積減少量而設定。例如，塗膜的膜厚t1，係以與微細空間2的深度L1相等，或較深度L1更大為理想。當深度L1例如約20μm時，塗膜的膜厚t1係約20μm以上。塗膜的膜厚t1更佳為約30μm以上。

當以此方式形成充分的膜厚t1的塗膜時，就可補充在預烤步驟及燒製步驟中的體積減少量而抑制充填不良，然另一方面在燒製後則會殘存一定程度的膜厚的殘渣。因此，在塗膜形成步驟中所形成的塗膜，係在燒製後(固化後)藉由殘渣去除步驟而去除。在當固化後的塗膜被機械研磨去除的情形下膜厚產生參差不齊時，會有殘渣的去除量參差不齊，固化後的塗膜的一部分未被完全去除而殘存，或過度去除而削去晶圓1之表面1a的可能。因此，在固化前之塗膜形成步驟的時點，塗膜的膜厚t1係以盡量均勻且無塗布不均的情形為佳。因此，在本實施形態中，係藉由以下說明的塗膜形成方法，實現充分的膜厚t1與抑制塗布不均的均勻性。

(塗膜形成方法)

接著參照第5至11圖來說明本實施形態的塗膜形成方法。塗膜形成方法係藉由塗膜形成裝置100來實施。塗膜形成裝置100的動作控制係藉由控制部50來進行。

本實施形態的塗膜形成方法係包括：使晶圓1繞著垂直方向之旋轉中心軸11旋轉的步驟(使晶圓旋 轉的步驟)；及在晶圓1的表面1a上形成熱硬化性樹脂3的步驟(成膜步驟)。本實施形態的塗膜形成方法係包括使塗布刀30相對於晶圓1的表面1a離開的步驟(刀離開步驟)。在此，如第1圖所示，從藉由機器人臂等的搬運裝置(未圖示)，將晶圓1載置於塗膜形成裝置100之載置部10上的狀態進行說明。另外，為了進一步改善晶圓1與熱硬化性樹脂3的塗布狀態，亦可在此等各步驟之前事先針對晶圓1實施底漆(primer)處理。

(使晶圓旋轉的步驟)

在本實施形態中，首先係實施在使配置於從平板狀晶圓1的表面1a隔開預定間隔D之位置的塗布刀30，接觸供給至晶圓1之表面1a上的液狀熱硬化性樹脂3的液灘K的狀態下，使晶圓1繞著垂直方向的旋轉中心軸11旋轉的步驟。

亦即，使晶圓1旋轉的步驟係包括(1)將液狀熱硬化性樹脂3供給至晶圓1之表面1a上的步驟；(2)將塗布刀30配置於從平板狀晶圓1之表面1a隔開預定間隔D之位置的步驟；及(3)使晶圓1繞著旋轉中心軸11旋轉的步驟。此等各步驟(1)至(3)雖需在移至下一個成膜步驟的階段中同時實施，但開始各步驟(1)至(3)的順序未必要限定。各步驟(1)至(3)可同時開始，亦可依任意的順序依序開始。在此，係針對以(3)、(1)、(2)之順序開始各步驟之例作為一例進行說明。

(3)在使晶圓1繞著旋轉中心軸11旋轉的步 驟中，係由控制部50控制載置部10，藉此使被保持於載置部10的晶圓1繞著旋轉中心軸11旋轉。在使晶圓1旋轉的步驟中，較佳為以1rpm以上100rpm以下的旋轉速度使晶圓1旋轉。旋轉速度係考慮熱硬化性樹脂3的黏度而選擇最佳的值。此外，在本實施形態中，晶圓1係以固定的等速旋轉。在本實施形態中，旋轉速度係例如為10rpm。在本實施形態中，晶圓1的旋轉係一直持續至成膜步驟及刀離開步驟完成為止。

(1)在將液狀熱硬化性樹脂3供給至晶圓1之表面1a上的步驟中，係由控制部50控制移動機構40及供給部20，藉此而將熱硬化性樹脂3供給至晶圓1的表面1a上。在本實施形態中，係將熱硬化性樹脂3供給至包含晶圓1之中心的區域。亦即，移動機構40透過臂部42而使供給部20旋動，且將噴嘴21配置於晶圓1的中心(旋轉中心軸11上)的上方。再者，在藉由控制部50的控制之下，供給部20係從噴嘴21將熱硬化性樹脂3供給至晶圓1之表面1a的中心。熱硬化性樹脂3的供給量，係被設定為考慮到從塗膜之膜厚t1所算出之塗膜的體積量與附著於塗布刀30的量的預定量，且藉由控制部50來控制。藉此，如第5圖所示，在晶圓1之表面1a上之包含晶圓1之中心的區域中，係形成熱硬化性樹脂3的液灘K。隨著晶圓1的旋轉，液灘K亦以旋轉中心軸11為中心旋轉。

(2)在將塗布刀30配置於從晶圓1的表面1a隔開預定間隔D之位置的步驟中，係由控制部50控制移 動機構40，藉此而使塗布刀30移動至晶圓1上方的預定位置。控制部50針對上下方向的位置，係控制移動機構40以使塗布刀30成為從晶圓1之表面1a隔開預定間隔D的位置(高度位置)。在本實施形態中，預定間隔D係為20μm以上，更佳為約30μ以上。至於水平方向的位置，在本實施形態中，如第5圖所示，係將直線狀的塗布刀30配置成一端部31位於晶圓1的中心附近，另一端部32位於晶圓1的外周部附近。較佳為將塗布刀30配置在塗布刀30的一端部31會與熱硬化性樹脂3相接的位置。

亦即，控制部50係在使塗布刀30旋動至從預先供給至晶圓1之中心之熱硬化性樹脂3之液灘K往上方離開的位置(間隔較預定間隔D更大的位置)之後，使塗布刀30下降至距離晶圓1的表面1a預定間隔D的位置。藉此，塗布刀30即從液灘K的上方移動成使下端部浸漬於液灘K。結果，塗布刀30的一端部31配置於與熱硬化性樹脂3相接的位置。

(成膜步驟)

在使熱硬化性樹脂3成膜於晶圓1之表面1a上的步驟(成膜步驟)中，係由控制部50控制移動機構40，藉此而使熱硬化性樹脂3的液灘K以隨著晶圓1的旋轉而沿著塗布刀30移動於塗布刀30的一端部31與另一端部32之間之方式，使沿著晶圓1之面內中相對於旋轉方向之塗布刀30的傾斜變化。

具體而言，在使熱硬化性樹脂3成膜的步 驟中，係在第1角度Ag1與第2角度Ag2之間使塗布刀30的傾斜變化，該第1角度Ag1係伴隨著晶圓1的旋轉而使朝向塗布刀30之一端部31側的力作用於熱硬化性樹脂3的液灘K者，而該第2角度Ag2係隨著晶圓1的旋轉而使朝向塗布刀30之另一端部32側的力作用於熱硬化性樹脂3的液灘K者。第5圖係顯示將塗布刀30保持為第1角度Ag1的狀態。

如第6圖所示，第1角度Ag1係為位於繞著旋轉中心軸11的圓與塗布刀30之交點P之圓的切線與塗布刀30的交叉角θ朝向一端部31側而成為銳角(未達90度)的預定角度。如第7圖所示，第2角度Ag2係為位於繞著旋轉中心軸11的圓與塗布刀30之交點P之圓的切線與塗布刀30的交叉角θ朝向另一端部32側而成為銳角的預定角度。第5圖至第10圖中所示之以旋轉中心軸11為中心的同心圓(虛線部)係為供參考用的輔助線。

在此，熱硬化性樹脂3的液灘K係伴隨著晶圓1的旋轉而繞著旋轉中心軸11旋轉，因此在液灘K與塗布刀30接觸而使液灘K的旋轉移動被塗布刀30遮蔽的狀態下，在接觸部分中繞著旋轉中心軸11之旋轉方向的力會作用於液灘K。換言之，通過液灘K與塗布刀30之接觸部分之繞著旋轉中心軸11的圓與塗布刀30之交點P中之朝向圓之切線方向的旋轉方向力F會產生作用。

因此，在第6圖所示的塗布刀30為第1角度Ag1的狀態下，由於上述交叉角θ朝向一端部31側而 成為銳角，因此旋轉方向力F可分解成垂直於第1角度Ag1之塗布刀30的分力F0，及朝向塗布刀30之一端部31側的分力F1。因此，在第1角度Ag1中，針對藉由分力F0而與塗布刀30接觸(被塗布刀30阻止)的液灘K，朝向塗布刀30之一端部31側的分力F1會作用於液灘K。藉由調整第1角度Ag1的大小(交叉角θ的大小)，可調整朝向一端部31側之分力F1的大小。結果，藉由適當設定第1角度Ag1的大小，可使液灘K移動至一端部31側，或抑制液灘K移動至另一端部32側。

反之，在第7圖所示的塗布刀30為第2角度Ag2的狀態下，由於上述交叉角θ朝向另一端部32側而成為銳角，因此旋轉方向力F可分解成垂直於第2角度Ag2之塗布刀30的分力F0及朝向塗布刀30之另一端部32側的分力F2。因此，在第2角度Ag2中，針對藉由分力F0而與塗布刀30接觸(被塗布刀30阻止)的液灘K，朝向塗布刀30之另一端部32側的分力F2會作用於液灘K。藉由調整第2角度Ag2的大小(交叉角θ的大小)，可調整朝向另一端部32側之分力F2的大小。結果，藉由適當設定第2角度Ag2的大小，可使液灘K移動至另一端部32側，或抑制液灘K移動至一端部31側。

交叉角θ係如第8圖所示在塗布刀30或塗布刀30的延長線通過旋轉中心軸11上時(塗布刀30與圓的半徑方向一致時)成為90度。若塗布刀30從此狀態往一側(參照第6圖)傾斜，則交叉角θ在一端部31側成為銳角， 而產生朝向一端部31側的分力F1。第1角度Ag1係為選自塗布刀30從旋轉中心軸11上往一側傾斜之角度範圍之預定的傾斜角度。若塗布刀30往另一側(參照第7圖)傾斜，則交叉角θ在另一端部32側成為銳角而會產生朝向另一端部32側的分力F2。第2角度Ag2係為選自塗布刀30(或延長線)從旋轉中心軸11上往另一側傾斜之角度範圍之預定的傾斜角度。第1角度Ag1及第2角度Ag2主要考慮晶圓1的旋轉速度、塗布材料(熱硬化性樹脂3)之黏度等的物性及所要形成之塗膜的膜厚t1等，而設定為適當的值。

在本實施形態中，係在使熱硬化性樹脂3成膜的步驟中，一面使晶圓1旋轉，一面使塗布刀30的傾斜在第1角度Ag1與第2角度Ag2之間連續地變化。作為具體的塗布動作，在本實施形態中，係使配置於晶圓1上方的塗布刀30，繞著配置於晶圓1之徑方向外側的旋動中心軸41旋動，而使塗布刀30的傾斜變化。亦即，控制部50係控制移動機構40以使塗布刀30繞著旋動中心軸41旋動，而使塗布刀30的傾斜持續地變化。

如第5圖所示，在成膜步驟開始時，係配置成藉由使晶圓1旋轉的步驟，而使塗布刀30的一端部31位於晶圓1的中心附近，而塗布刀30的另一端部32位於晶圓1的外周部附近。在本實施形態中，該成膜步驟的開始位置係設定於塗布刀30成為第1角度Ag1的位置。在成膜步驟中，係使以此方式配置之塗布刀30的一端部 31側以跨越晶圓1之中心通過之方式旋動，而使塗布刀30的傾斜變化。

亦即，控制部50係控制移動機構40而使臂部42旋動，藉此使塗布刀30的一端部31側，以描繪通過晶圓1之中心上方位置(旋轉中心軸11)之彎曲的軌道之方式，使塗布刀30整體繞著旋動中心軸41以順時針方向旋動。換言之，塗布刀30係從第5圖所示之成為第1角度Ag1的位置，朝向成為第2角度Ag2的位置(第10圖)而連續地旋動。

結果，在成膜步驟中，如第5圖、第8圖至第10圖所示，係使熱硬化性樹脂3的液灘K沿著塗布刀30而從晶圓1的中心側朝向外周側移動。

此外，在成膜步驟中，係使熱硬化性樹脂3的液灘K沿著塗布刀30移動到配置在較晶圓1之外周部更靠內側之塗布刀30之另一端部32側的預定位置pf為止(參照第10圖)。塗布刀30之另一端部32側的預定位置pf係為較晶圓1之外周部更內側，且為成為晶圓1上之塗膜形成區域(塗布熱硬化性樹脂3的區域)之外緣的位置。

另外，液灘K會因為垂直於塗布刀30的分力F0而被塗布刀30推壓，使得液灘K會朝向塗布刀30的兩端擴展。因此，在液灘K的量(體積)較多的初期狀態中，即便是第1角度Ag1，液灘K也會朝向另一端部32側擴展。此時，藉由第1角度Ag1的大小，可控制液灘K朝向另一端部32側擴展的速度或達到均衡狀態的位置。當 液灘K的量(體積)逐漸減少時，液灘K就會變得不易因為垂直的分力F0而朝向塗布刀30的兩端擴展。此時，可藉由第2角度Ag2的大小賦予勢能以使液灘K進一步往另一端部32側移動。結果，可藉由第2角度Ag2的大小而控制伴隨著體積減少而變得不易移動的液灘K的最終到達位置(外周側的預定位置pf)。

當使塗布刀30從第1角度Ag1繞著旋動中心軸41旋動至第2角度Ag2時，液灘K即往另一端部32側移動，且塗膜會隨著液灘K的移動，而從晶圓1的中心側朝向外周側塗開。由於晶圓1繞著旋轉中心軸11旋轉，因此會形成以沿著塗布刀30而保持之液灘K中之距晶圓1之中心(旋轉中心軸11)最遠的位置(液灘K之另一端部32側的端部)與晶圓1之中心之間的距離為半徑的圓形塗膜。在第8圖至第10圖的各圖中，係賦予與液灘K不同的陰影來顯示圓形熱硬化性樹脂3的塗膜。液灘K之距旋轉中心軸11最遠的部分，在本實施形態中之塗布刀30的移動範圍內，恆常是液灘K之另一端部32側的端部。

如第10圖所示，當液灘K的端部到達塗布刀30之另一端部32側的預定位置pf時，會隨著晶圓1的旋轉而形成以配置在另一端部32之預定位置pf為外緣的圓形塗膜。在第10圖的時點，液灘K的大部分被消耗於塗膜形成而消失不見。

(塗膜形成動作的詳細說明)

在此詳細說明塗布刀30從第1角度Ag1到 達第2角度Ag2的旋動及液灘K的移動。

如第5圖所示，在液灘K位於晶圓1之中心附近之塗布步驟的初期階段中，液灘K係因為晶圓1的旋轉方向力F，而往停留於塗布刀30之一端部31側的方向被賦予勢能。此時，係以使液灘K不會從塗布刀30的一端部31側流出至外側(塗布刀30的延長線方向)之方式設定第1角度Ag1。此外，在塗布步驟的初期階段中，由於液灘K的量較多，液灘K會因為垂直於塗布刀30的分力F0而被塗布刀30推壓，因此液灘K整體上會被塗布刀30側推壓而亦延伸至另一端部32側。分力F1係朝抑制液灘K往另一端部32側延伸之移動的方向產生作用。

在塗布步驟的初期階段中，由於液灘K會被第1角度Ag1的塗布刀30而保持於晶圓1的中心附近，因此會伴隨著晶圓1的旋轉而確實地進行晶圓1之中心部附近的塗膜形成。

隨著塗布刀30繞著旋動中心軸41旋動，朝向一端部31側而成為銳角的交叉角θ會接近直角。如第8圖所示，在塗布刀30到達晶圓1的中心(旋轉中心軸11)上時，由於塗布刀30與晶圓1的半徑方向一致，因此交叉角θ成為直角。此時，作用於液灘K的旋轉方向力F，變成只有垂直於第1角度Ag1之塗布刀30的方向。如此，由於朝向一端部31側的分力F1伴隨著塗布刀30的旋動而減少，因此液灘K緩緩往另一端部32側移動。圓形的塗膜(熱硬化性樹脂3)的形成範圍會擴展相應於液灘K從 晶圓1之中心(旋轉中心軸11)離開的程度。

如第9圖所示，當塗布刀30超過晶圓1的中心(旋轉中心軸11)上時，交叉角θ即朝向另一端部32側而成為銳角。液灘K會因為晶圓1的旋轉方向力F，而朝往塗布刀30之另一端部32側移動之方向被賦予勢能。被塗布刀30所保持之液灘K的量，係隨著塗膜之形成範圍擴展而減少。因此，液灘K係隨著往另一端部32側移動，而變成不易往另一端部32側移動。因此，藉由使塗布刀30旋動成接近第2角度Ag2，相對地增大朝向塗布刀30之另一端部32側的分力F2，而使液灘K更進一步往另一端部32側移動。

如第10圖所示，藉由使第2角度Ag2對應晶圓1中之熱硬化性樹脂3的塗膜形成區域而適當設定，在使塗布刀30旋動至第2角度Ag2的狀態下，液灘K會到達塗布刀30之另一端部32側的預定位置pf(塗膜形成區域的外緣)而結束移動。藉此，完成成膜步驟。移動機構40係使臂部42旋動相應於角度ψ，以從第1角度Ag1旋動成第2角度Ag2為止。在第10圖之例中，角度ψ係約12度。

另外，熱硬化性樹脂3對於晶圓1的供給量，係可調整為在形成塗膜至塗膜形成區域的外緣的階段，被塗布刀30保持的液灘K會大致都消失(液灘K的大致全部被消耗於塗膜形成)。因此，當成膜步驟完成時，被塗布刀30所保持的剩餘的液灘K將僅有極少量。

(刀離開步驟)

成膜步驟之後，實施使塗布刀30相對於晶圓1之表面1a離開的步驟(刀離開步驟)。如上所述，在成膜步驟完成的階段，保塗布刀30所保持之剩餘的液灘K雖僅會有極少量，但當在剩餘的液灘K接觸塗布刀30的狀態下使塗布刀30上升時，有可能會形成直線狀的刀痕。

因此，在本實施形態中，於刀離開步驟中，係由控制部50進行一面持續晶圓1的旋轉，一面在塗布刀30從接觸熱硬化性樹脂3之塗膜的位置移動至非接觸塗膜的位置為止使晶圓1至少進行1次旋轉之方式，使塗布刀30相對於晶圓1相對地離開的控制。

亦即，如第11圖(A)所示，假設在成膜步驟完成的時點，形成膜厚t1的塗膜，並殘存有與塗布刀30接觸之微量的液灘K。從此狀態，一面持續晶圓1的旋轉，一面以低速使塗布刀30朝從晶圓1離開的方向(上方)移動。塗布刀30的上升速度，係為塗布刀30從與熱硬化性樹脂3之塗膜接觸的位置(成膜步驟的完成位置)移動至與塗膜非接觸的位置為止，晶圓1至少進行1次旋轉的速度。例如，當晶圓1的旋轉速度為約10rpm時，設塗布刀30的上升速度為約0.1mm/秒。此時，在晶圓1進行1次旋轉的期間(約6秒)，塗布刀30上升約0.6mm。

藉此，晶圓1與塗布刀30的間隔D會伴隨著塗布刀30的上升而逐漸增大。伴隨著間隔D的增大，剩餘的液灘Kr會被作為塗膜的一部分而被平坦化(被平滑 化)。再者，如第11圖(B)所示，在晶圓1進行1次旋轉的期間，剩餘的液灘Kr被消耗殆盡而使液灘Kr消滅。

之後，如第11圖(C)所示，塗布刀30會藉由更進一步持續上升而從塗膜離開。藉此，抑制刀痕形成。第11圖(A)及第11圖(B)係顯示塗布刀30位於與塗膜接觸之位置的狀態，第11圖(C)係顯示塗布刀30位於不會與塗膜接觸的狀態。在第11圖中，雖為了便於說明而誇張地圖示，但由於剩餘的液灘Kr的量僅有些許，因此因為剩餘的液灘Kr所引起之膜厚的增大量(e)，可控制在誤差位準的容許範圍內。

另外，塗布刀30不會與塗膜接觸的位置，係可考慮在使熱硬化性樹脂3成膜之步驟之完成時點殘存之微量的液灘K的高度h，亦可單純藉由實驗方式求出不會形成刀痕的高度位置。

在塗布刀30以低速上升至不會與塗膜接觸的位置之後，控制部50係藉由移動機構40使塗布刀30迅速地退避。綜上所述，刀離開步驟即完成，並且塗膜形成步驟完成。

(本實施形態的效果)

在本實施形態中，可獲得如下的效果。

在本實施形態的塗膜形成方法中，如上所述，係藉由調整晶圓1之表面1a與塗布刀30之預定間隔D的大小，而可形成充分大的膜厚t1的塗膜。再者，在本實施形態中，係設置以熱硬化性樹脂3之液灘K伴隨著晶 圓1的旋轉而沿著塗布刀30移動於塗布刀30的一端部31與另一端部32之間之方式，使塗布刀30相對於沿著晶圓1之面內中之旋轉方向的傾斜變化，而使熱硬化性樹脂3成膜於晶圓1之表面1a上的步驟(成膜步驟)。藉此，利用在要旋轉之晶圓1之表面1a上之熱硬化性樹脂3的移動(流動)，可將熱硬化性樹脂3塗開於晶圓1的表面1a上。當控制塗布刀30的傾斜時，由於可使被塗布刀30所保持的液灘K沿著塗布刀30移動，因此不需大幅移動塗布刀30即可移動熱硬化性樹脂3而擴增塗布範圍。結果，可抑制伴隨著塗布刀30之移動所導致之筋狀塗布不均等的產生，而形成更均勻的膜厚t1的塗膜。綜上結果，依據本實施形態的塗膜形成方法及塗膜形成裝置100，可形成較大的膜厚t1而且塗布不均較少之均勻的膜厚t1的塗膜。

此外，在本實施形態中，如上所述，在使熱硬化性樹脂3成膜的步驟(成膜步驟)中，係使塗布刀30的傾斜在第1角度Ag1與第2角度Ag2之間變化，該第1角度Ag1係伴隨著晶圓1的旋轉而使朝向塗布刀30之一端部31側的力(分力F1)作用於熱硬化性樹脂3的液灘K者，而該第2角度Ag2係伴隨著晶圓1的旋轉而使朝向塗布刀30之另一端部32側的力(分力F2)作用於熱硬化性樹脂3的液灘K者。藉此，在第1角度Ag1與第2角度Ag2之間調整塗布刀30的傾斜，即可藉此將熱硬化性樹脂3的液灘K保持於一端部31附近而抑制往另一端部32側移動，或可使液灘K從一端部31朝向另一端部32緩緩地移 動。換言之，可抑制沿著塗布刀30之方向之液灘K的位置及移動速度。結果，可依據熱硬化性樹脂3之黏度等的材質，而可達成可形成更均勻且不均較少之塗膜之熱硬化性樹脂3的控制。

此外，在本實施形態中，如上所述，第1角度Ag1係設為繞著旋轉中心軸11的圓與塗布刀30之交點P中之圓的切線與塗布刀30的交叉角朝向一端部31側而成為銳角的角度，第2角度Ag2係設為繞著旋轉中心軸11的圓與塗布刀30之交點P中之圓的切線與塗布刀30的交叉角朝向另一端部32側而成為銳角的角度。藉此，在第1角度Ag1中，係可使液灘K往一端部31側移動，或抑制液灘K往另一端部32側移動。在第2角度Ag2中，係可使液灘K往另一端部32側移動，或抑制液灘K往一端部31側移動。結果，可使熱硬化性樹脂3自由地從塗布刀30的一端部31移動至另一端部32，而實現更佳之塗布條件下的塗膜形成。

此外，在本實施形態中，如上所述，係在使熱硬化性樹脂3成膜的步驟(成膜步驟)中，一面使晶圓1旋轉，一面使塗布刀30的傾斜在第1角度Ag1與第2角度Ag2之間連續地變化。藉此，不同於使塗布刀30的傾斜階段性變化的情形，可使液灘K緩緩地移動。結果，可防止液灘K移動過快而形成未塗布區域，因此可有效地抑制塗布不均的產生。

此外，在本實施形態中，如上所述，係在 使熱硬化性樹脂3成膜的步驟(成膜步驟)中，使配置於晶圓1之上方的塗布刀30，繞著配置於晶圓1之徑方向外側的旋動中心軸41旋動，而使塗布刀30的傾斜變化。藉此，可避免用以使塗布刀30旋動的軸或齒輪等的驅動部分配置於晶圓1的上方(上下重疊的位置)。結果，可抑制驅動部分的摩擦所導致之微粉末或異物會掉落在例如半導體晶圓等的晶圓1上，因此可形成高品質的塗膜。

此外，在本實施形態中，如上所述，在使晶圓1旋轉的步驟中，係將具有晶圓1之半徑R以上之長度的直線狀塗布刀30，配置成一端部31位於晶圓1的中心附近，另一端部32位於晶圓1的外周部附近。再者，在使熱硬化性樹脂3成膜的步驟(成膜步驟)中，係以塗布刀30之一端部31側跨越晶圓1之中心而通過之方式旋動，而使塗布刀30的傾斜變化。藉此，即可藉由使熱硬化性樹脂3的液灘K往一端部31側移動，而確實地塗布晶圓1的中心部。此外，只要使液灘K從一端部31移動至另一端部32，或從另一端部32移動至一端部31，就可從晶圓1的中心至外周部附近確實地形成塗布不均較少的均勻的塗膜。

此外，在本實施形態中，如上所述，在使晶圓1旋轉的步驟中，係將熱硬化性樹脂3供給至包含晶圓1之中心的區域。再者，在使熱硬化性樹脂3成膜的步驟(成膜步驟)中，係使熱硬化性樹脂3的液灘K沿著塗布刀30而從晶圓1的中心側朝向外周側移動。藉此，只要使 供給至晶圓1之中心的熱硬化性樹脂3之液灘K移動至外周側，即可完成塗膜形成。因此，相較於例如使液灘K在一端部31側與另一端部32側之間往返的構成，可縮短處理時間。

此外，在本實施形態中，如上所述，在使晶圓1旋轉的步驟中，係將塗布刀30配置在塗布刀30的一端部31與熱硬化性樹脂3相接的位置。藉此，可在將塗布刀30配置於晶圓1之上方之隔開預定間隔D之位置的時點，開始供給至晶圓1之中心部之熱硬化性樹脂3的塗膜形成。因此，相較於例如使供給至晶圓1之中心部與外周部之中間位置的液灘K移動至中心部的情形，由於可迅速地開始塗膜形成，因此可更縮短處理時間。

此外，在本實施形態中，如上所述，係在使熱硬化性樹脂3成膜的步驟(成膜步驟)中，使熱硬化性樹脂3的液灘K沿著塗布刀30，移動至配置於較晶圓1之外周部更靠內側的塗布刀30之另一端部32側的預定位置pf。若以此方式構成，則可不將液灘K從晶圓1的外周部推出至外部，而是使液灘K移動至塗布刀30中之較晶圓1之外周部更靠內側的預定位置pf(塗膜形成區域的外緣部)，而完成熱硬化性樹脂3的成膜。藉此，不同於例如旋轉塗布法中通常會有80至90%左右的熱硬化性樹脂3飛散至晶圓1的外部，而可使所供給的熱硬化性樹脂3儘可能地無浪費地形成塗膜，並且可抑制成膜處理後之清掃等的維護作業量。

此外，在本實施形態中，如上所述，在刀離開步驟中，係以一面持續晶圓1的旋轉，一面在塗布刀30從與熱硬化性樹脂3之塗膜接觸的位置移動至非與塗膜接觸的位置為止使晶圓1至少進行1次旋轉之方式，使塗布刀30相對於晶圓1相對地離開。藉此，於成膜步驟完成之後，在使晶圓1再進行1次旋轉期間，藉由塗布刀30與晶圓1的間隔逐漸擴大，既可使極少量殘留於塗膜上的液灘Kr(參照第11圖)塗平於塗膜上而使之平坦，又可使塗布刀30在液灘K完全消失的狀態(膜厚t1成為均勻的狀態)下從塗膜表面離開。結果，可抑制在使塗布刀30離開時發生塗布不均(刀痕)。

此外，在本實施形態中，如上所述，將預定間隔D設定為20μm以上。藉此，即可適宜使用於旋轉塗布法中不易進行之成膜20μm以上之膜厚t1之均勻的塗膜的情形。

此外，在本實施形態中，如上所述，在使晶圓1旋轉的步驟中，係以1rpm以上100rpm以下的旋轉速度使晶圓1旋轉。藉此，不同於通常要以數百rpm至數千rpm左右的旋轉速度進行成膜的旋轉塗布法，藉由1rpm以上100rpm以下的較低旋轉速度進行成膜，就可避免熱硬化性樹脂3的飛散而降低材料使用量。

[變形例]

另外，此次所揭示的實施形態，所有的觀點均為例示，並非用以限制本發明。本發明的範圍並非上 述實施形態的說明而由申請專利範圍所示，其包含與申請專利範圍均等的涵義及在申請專利範圍內之所有的變更(變形例)。

例如，在上述實施形態中，雖已顯示使用藉由矽或玻璃等所形成的晶圓1以作為處理對象物之例，但本發明不限定於此。只要是具有平板狀的形狀，且要於表面形成塗布材料之塗膜的物體，則亦可為晶圓1以外的處理對象物。

此外，在上述實施形態中，雖已顯示了使用液狀熱硬化性樹脂3作為塗布材料之例，但本發明不限定於此。只要是液狀且具有預定黏性的物質，則亦可為熱硬化性樹脂3以外的塗布材料。

此外，在上述實施形態中，雖已說明了藉由在晶圓1形成熱硬化性樹脂3的塗膜，而將熱硬化性樹脂3充填於形成於晶圓1的微細空間2內之例，但本發明不限定於此。在本發明中，只要形成塗布材料的塗膜即可，不需充填於微細空間內。因此，亦可不在處理對象物形成微細空間。

此外，在上述實施形態中，雖已顯示了直線狀塗布刀30之例，但本發明不限定於此。在本發明中，塗布刀亦可彎曲，或具有凸部或凹部。

此外，在上述實施形態中，雖已顯示了塗布刀30具有晶圓1之半徑R以上之長度之例，但本發明不限定於此。在本發明中，塗布刀30亦可未達晶圓1的半 徑R。

此外，在上述實施形態中，雖顯示了使塗布刀30繞著配置於晶圓1之徑方向外側之旋動中心軸41旋動之構成之例，但本發明不限定於此。在本發明中，亦可例如在塗布刀30之一端部31與另一端部32之間的預定位置設置旋動軸，而使塗布刀30繞著旋動軸旋動。

此外，在上述實施形態中，雖已顯示了將熱硬化性樹脂3供給至包含晶圓1之中心之區域之例，但本發明不限定於此。在本發明中，亦可將熱硬化性樹脂(塗布材料)供給至晶圓(處理對象物)上的任何位置。此外，亦可將塗布刀30配置於與液灘K接觸的位置。

此外，在上述實施形態中，雖已顯示了藉由使液灘K沿著塗布刀30從晶圓1的中心側朝向外周側移動而形成塗膜之例，但本發明不限定於此。例如，亦可使液灘K從外周側朝向內周側移動而形成塗膜。此外，例如，亦能夠以在使液灘K從塗布刀30的中間位置朝外周側或內周側的一方移動之後，使其移動至外周側或內周側的另一方，從而使液灘K往返之方式移動。在本發明中，只要以能夠於塗膜形成區域之整體形成塗膜之方式移動液灘K即可，不論是用何種方式使液灘K移動皆可。因此，在成膜步驟中之塗布刀30的初期位置，亦可非為成為第1角度Ag1的位置，塗布刀30的最終位置亦可非為成為第2角度Ag2的位置。

此外，在上述實施形態中，雖已顯示了一 面使晶圓1旋轉一面使塗布刀30的傾斜在第1角度Ag1與第2角度Ag2之間連續地變化之例，但本發明不限定於此。在本發明中，亦可將第1角度Ag1與第2角度Ag2之間分割為複數個角度，而使塗布刀30階段地變化傾斜而成為此等複數個角度。

此外，在上述實施形態中，雖已顯示了晶圓1的表面1a與塗布刀30之間的預定間隔D為20μm以上之例，但本發明不限定於此。在本發明中，預定間隔D亦可未達20μm，如上所述，尤其適用於預定間隔D為20μm以上的情形。

此外，在上述實施形態中，雖已顯示了以1rpm以上100rpm以下的旋轉速度使晶圓1旋轉之例，但本發明不限定於此。在本發明中，亦可以較100rpm更大的旋轉速度使晶圓1旋轉，但如上所述，特佳為於1rpm以上100rpm以下的旋轉速度的情形。此外，晶圓1的旋轉速度未必要一定，亦可在成膜步驟之間使旋轉速度變化。例如，亦可伴隨著塗布刀30的移動(角度變化)而使晶圓1的旋轉速度變化。

此外，在上述實施形態中，雖已顯示了於成膜步驟結束後，以在塗布刀30從與塗膜接觸的位置移動至非與塗膜接觸的位置為止使晶圓1至少進行1次旋轉之方式，使塗布刀30相對於晶圓1相對地離開之例，但本發明不限定於此。在本發明中，亦可於成膜步驟之後，立即使塗布刀30離開(上升)。

另外，塗布刀30與晶圓1的接近或離開，亦可不藉由移動機構40而使塗布刀30側移動，亦可使載置部10上下移動。

Claims (13)

1. 一種塗膜形成方法，係包括：在使配置於從平板狀處理對象物之表面隔開預定間隔之位置的塗布刀，接觸被供給至前述處理對象物之前述表面上之液狀塗布材料之液灘的狀態下，使前述處理對象物繞著垂直方向之旋轉中心軸旋轉的步驟；及以前述塗布材料之液灘會伴隨著前述處理對象物的旋轉而沿著前述塗布刀移動於前述塗布刀的一端部與另一端部之間之方式，使沿著前述處理對象物之面內中之前述塗布刀相對於旋轉方向的傾斜變化，而使前述塗布材料成膜在前述處理對象物之前述表面上的步驟。
2. 如申請專利範圍第1項所述之塗膜形成方法，其中，在使前述塗布材料成膜的步驟中，係使前述塗布刀的傾斜在第1角度與第2角度之間變化；該第1角度為會伴隨著前述處理對象物的旋轉而使朝向前述塗布刀之前述一端部側的力作用於前述塗布材料的液灘者；該第2角度為會伴隨著前述處理對象物的旋轉而使朝向前述塗布刀之前述另一端部側的力作用於前述塗布材料的液灘者。
3. 如申請專利範圍第2項所述之塗膜形成方法，其中，前述第1角度係為繞著前述旋轉中心軸的圓與前述塗 布刀的交點中之前述圓的切線與前述塗布刀的交叉角朝向前述一端部側成為銳角的角度；前述第2角度係為繞著前述旋轉中心軸的圓與前述塗布刀的交點中之前述圓的切線與前述塗布刀的交叉角朝向前述另一端部側成為銳角的角度。
4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之塗膜形成方法，其中，在使前述塗布材料成膜的步驟中，一面使前述處理對象物旋轉，一面使前述塗布刀之傾斜在前述第1角度與前述第2角度之間連續地變化。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之塗膜形成方法，其中，在使前述塗布材料成膜的步驟中，係使配置於前述處理對象物上方的前述塗布刀，繞著配置於前述處理對象物之徑方向外側的旋動中心軸旋動，而使前述塗布刀的傾斜變化。
6. 如申請專利範圍第5項所述之塗膜形成方法，其中，在使前述處理對象物旋轉的步驟中，係將具有前述處理對象物之半徑以上之長度之直線狀的前述塗布刀配置成：前述一端部位於前述處理對象物的中心附近，前述另一端部位於前述處理對象物的外周部附近；在使前述塗布材料成膜的步驟中，係以前述塗布刀之前述一端部側跨越而通過前述處理對象物之中心之方式使之旋動，而使前述塗布刀的傾斜變化。
7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之塗膜形成方法，其中，在使前述處理對象物旋轉的步驟中， 將前述塗布材料供給至包含前述處理對象物之中心的區域；在使前述塗布材料成膜的步驟中，使前述塗布材料的液灘沿著前述塗布刀而從前述處理對象物的中心側朝向外周側移動。
8. 如申請專利範圍第7項所述之塗膜形成方法，其中，在使前述處理對象物旋轉的步驟中，將前述塗布刀配置於前述塗布刀之前述一端部會與前述塗布材料相接的位置。
9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述之塗膜形成方法，其中，在使前述塗布材料成膜的步驟中，係使前述塗布材料的液灘沿著前述塗布刀移動至配置於較前述處理對象物之外周部更靠內側之前述塗布刀之前述另一端部側的預定位置為止。
10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之塗膜形成方法，更包括在使前述塗布材料成膜的步驟之後，使前述塗布刀離開前述處理對象物之前述表面的步驟；在使前述塗布刀離開前述處理對象物之前述表面的步驟中，係以一面持續前述處理對象物的旋轉，一面使前述處理對象物在前述塗布刀從其與前述塗布材料之塗膜接觸的位置移動至非與前述塗膜接觸的位置為止至少進行1次旋轉之方式，使前述塗布刀相對地離開前述處理對象物。
11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之塗膜形成方法，其中，前述預定間隔係20μm以上。
12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述之塗膜形成方法，其中，在使前述處理對象物旋轉的步驟中，係以1rpm以上100rpm以下的旋轉速度使前述處理對象物旋轉。
13. 一種塗膜形成裝置，係包括：載置部，保持平板狀的處理對象物並使其繞著垂直方向之旋轉中心軸旋轉；供給部，將液狀的塗布材料供給至前述處理對象物的表面上；塗布刀，在從前述處理對象物之前述表面隔開預定間隔的位置沿著前述處理對象物的前述表面配置；驅動手段，在沿著前述處理對象物的面內使前述塗布刀旋動；及控制部，在使前述塗布刀接觸被供給至前述處理對象物之前述表面上之液狀塗布材料之液灘的狀態下，藉由前述驅動手段，以使前述塗布材料的液灘伴隨著前述處理對象物的旋轉而沿著前述塗布刀移動於前述塗布刀之一端部與另一端部之間之方式，進行使前述塗布刀相對於旋轉方向的傾斜變化的控制。