TW201903842A - 基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係提供一種基板處理裝置，能有效地使成膜處理之膜厚的均勻性更為提升。 為解決上述課題，本發明所提案的塗佈・顯影裝置2，具備旋轉固持部20、用以供給處理液的噴嘴31、噴嘴搬運部40、以及控制部100。控制部100，進行以下控制：控制旋轉固持部20，而使晶圓W以第一轉速旋轉；控制噴嘴搬運部40，在晶圓W以第一轉速旋轉之狀態下，使來自噴嘴31之處理液的到達位置，從晶圓W之周緣Wc外側往內移動後，再從晶圓W之周緣Wc內側往外移動；之後，控制旋轉固持部20，使晶圓W以低於第一轉速之第二轉速旋轉；之後，控制旋轉固持部20，使晶圓W以高於第一轉速之第三轉速旋轉。

Description

基板處理裝置，基板處理方法及記錄媒體
本發明係有關於基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體。
於專利文獻1，揭露一種基板處理裝置，包含：旋轉固持部，水平地固持基板並使其旋轉；塗佈液噴嘴，位於基板上方並朝下吐出塗佈液；水平移動部，使塗佈液噴嘴在水平方向移動；及塗佈控制部。塗佈控制部，進行掃描輸入控制及掃描輸出控制；掃描輸入控制係以旋轉固持部使基板旋轉，在塗佈液噴嘴吐出塗佈液的狀態下，控制水平移動部而使塗佈液噴嘴從基板周緣外側往基板的周緣部上方移動；掃描輸出控制係控制水平移送部而使塗佈液噴嘴從基板的周緣部上方往基板周緣外側移動。塗佈控制部在進行掃描輸出控制時，以比塗佈液往基板之周緣側移動的速度更低的速度，使塗佈液噴嘴移動。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014－110386號公報
[發明所欲解決的問題]
本發明之目的係提供一種基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體，有效地使成膜處理之膜厚的均勻性更為提升。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣係一種基板處理裝置，具備：旋轉固持部，將沿著第一平面配置的基板予以固持並使其旋轉；噴嘴，用以供給處理液，並有開口面向第一平面；噴嘴搬運部，係搬運噴嘴；以及控制部。控制部，進行以下控制；第一旋轉控制，控制旋轉固持部，而使基板以第一轉速旋轉；掃描輸入控制，控制噴嘴搬運部，在基板以第一轉速旋轉、且噴嘴正在吐出該處理液之狀態下，使處理液往第一平面之到達位置，從基板之周緣外側往內移動；掃描輸出控制，控制噴嘴搬運部，在掃描輸入控制之後，使到達位置從基板之周緣內側往外移動；第二旋轉控制，控制旋轉固持部，在掃描輸出控制之後，使基板以低於第一轉速之第二轉速旋轉；以及第三旋轉控制，控制旋轉固持部，在第二旋轉控制之後，使該基板以高於第一轉速之第三轉速旋轉。
於此基板處理裝置，藉著掃描輸入控制及掃描輸出控制，而至少在基板的周緣部形成處理液之液膜。之後，藉由進行使基板以低於第一轉速之第二轉速旋轉之第二旋轉控制，來提升上述液膜之流動性的均勻性。之後，藉由進行使基板以高於第一轉速之第三轉速旋轉之第三旋轉控制，來調整上述液膜之膜厚。如此這般，藉由在形成液膜後、液膜膜厚調整前，進行提升液膜流動性之均勻性的步驟，以抑制在膜厚調整中，膜厚之均勻性降低的問題。從而，能有效地使成膜處理之膜厚的均勻性更為提升。
第三轉速可以設定為：使供給至基板之處理液的至少一部分，能夠甩到基板之周緣外的數値；第二轉速可以設定成：使供給至基板之處理液會停留在基板上。在此情況下，於第二旋轉控制，能更確實地提升液膜之流動性的均勻性；於第三旋轉控制，能更確實地調整液膜之膜厚。
於第二旋轉控制，控制部亦可在相對於掃描輸入控制及掃描輸出控制之進行期間為5～20倍之期間，進行第二旋轉控制。在此情況下，於第二旋轉控制，能更確實地提升液膜之流動性的均勻性。
於掃描輸入控制，控制部亦可控制噴嘴搬運部，使到達位置以第一移動速度移動，第一移動速度使得處理液之液柱通過與基板之旋轉中心同心之圓形的一線之期間，基板之旋轉次數為2～7次。在此情況下，到達位置通過上述一線的次數為2～7次。因此，於液膜之形成區域內，能提升處理液之供給狀態的均勻性。
於掃描輸出控制，控制部亦可控制噴嘴搬運部，而使到達位置以高於第一移動速度的第二移動速度移動。在此情況下，能減輕於掃描輸出控制之進行中的膜厚不均。
控制部亦可控制旋轉固持部，而在第三旋轉控制之進行中，使第三轉速提高。在此情況下，能抑制在第三旋轉控制之開始時間點，轉速急遽上昇的情形，能減輕第三旋轉控制時之膜厚不均。
控制部亦可在相對於第二旋轉控制之進行期間為同等以上之期間，進行第三旋轉控制。在此情況下，於第三旋轉控制，能更確實地調整液膜之膜厚。
基板處理裝置亦可更進一步地具備處理液供給部，對噴嘴供給黏度為100～1000cP的處理液。於使用100～1000cP之處理液的情況下，會傾向於容易發生肇因於流動性之不均勻性的膜厚不均勻化。因此，前述之效果會更為顯著。
第三轉速亦可設定成使處理液中會殘留在基板上的成分之膜厚，在5μm以上。在形成膜厚大的被膜的情況下，膜厚之均勻性有容易降低之傾向。因此，前述之效果會更為顯著。
第一轉速亦可為100～450rpm，第二轉速亦可為10～100rpm，第三轉速亦可為100～1500rpm。第一轉速亦可為100～450rpm，第一移動速度亦可為0.5～1.5mm/s。第二移動速度亦可為第一移動速度的5～15倍。
本發明之另一態樣係一種基板處理方法，包含以下步驟：使沿著第一平面配置的基板，以第一轉速旋轉；在基板以第一轉速旋轉、且面向第一平面開口之噴嘴正在吐出處理液之狀態下，使處理液往第一平面之到達位置，從基板之周緣外側往內移動；在使到達位置從基板之周緣外側往內移動後，使到達位置從基板之周緣內側往外移動；在到達位置從基板之周緣內側往外移動後，使基板以低於第一轉速之第二轉速旋轉；以及在使基板以第二轉速旋轉後，使基板以高於第一轉速之第三轉速旋轉。
亦可在相對於使到達位置從基板之周緣外側往內移動、使到達位置從基板之周緣內側往外移動之期間為5～20倍之期間，使基板以第二轉速旋轉。
在使該到達位置從該基板之周緣外側往內移動之際，亦得以第一移動速度使該到達位置移動，第一移動速度使得處理液之液柱通過與基板之旋轉中心同心之圓形的一線之期間，基板之旋轉次數為2～7次。
在使到達位置從基板之周緣內側往外移動之際，亦可使到達位置以高於第一移動速度的第二移動速度移動。
使基板以第三轉速旋轉之際，亦可使第三轉速提高。
亦可在相對於使基板以第二轉速旋轉之期間為同等以上之期間，使基板以第三轉速旋轉。
所使用之處理液的黏度亦可為100～1000cP。
本發明之再一態樣係一種記錄媒體，可供電腦讀取，並儲存著用以使裝置進行上述基板處理方法的程式。 [發明之效果]
藉由本發明，可以提供一種基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體，有效地使成膜處理之膜厚的均勻性更為提升。
[基板處理系統] 基板處理系統1，係對於基板，進行感光性被膜之形成、該感光性被膜之曝光、及該感光性被膜之顯影的系統。所要處理之基板，係例如半導體的晶圓W。感光性被膜，係例如光阻膜。基板處理系統1具備：塗佈・顯影裝置2及曝光裝置3。曝光裝置3，對於形成在晶圓W（基板）上的光阻膜（感光性被膜）進行曝光處理。具體而言，係以浸潤式曝光等方法，對光阻膜之欲曝光部分照射能量線。塗佈・顯影裝置2，係在以曝光裝置3進行曝光處理前，對晶圓W（基板）表面進行形成光阻膜之處理，並在曝光處理後進行光阻膜之顯影處理。
[基板處理裝置] 以下，作為基板處理裝置之一例，說明塗佈・顯影裝置2之結構。如圖1及圖2所示，塗佈・顯影裝置2具備：載體區塊4、處理區塊5、介面區塊6、控制部100。
載體區塊4，進行對塗佈・顯影裝置2內之晶圓W導入、及從塗佈・顯影裝置2內之晶圓W導出。例如載體區塊4，可支持晶圓W用的複數載體C，並內建傳遞臂A1。載體C，容納例如圓形之複數片晶圓W。傳遞臂A1從載體C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，搬回到載體C內。
處理區塊5，具有複數處理模組11、12、13、14。處理模組11、12、13，內建有塗佈單元U1、熱處理單元U2、以及將晶圓W搬運至這些單元的搬運臂A3。
處理模組11，係以塗佈單元U1及熱處理單元U2而在晶圓W之表面上形成下層膜。處理模組11之塗佈單元U1，在晶圓W上塗佈形成下層膜用的處理液。處理模組11的熱處理單元U2，進行與下層膜之形成相關的各種熱處理。
處理模組12，係以塗佈單元U1及熱處理單元U2而在下層膜上形成光阻膜。處理模組12的塗佈單元U1，在下層膜上塗佈形成光阻膜用的處理液。處理模組12的熱處理單元U2，進行與光阻膜之形成相關的各種熱處理。
處理模組13，係以塗佈單元U1及熱處理單元U2而在光阻膜上形成上層膜。處理模組13的塗佈單元U1，在光阻膜上塗佈形成上層膜用的液體。處理模組13的熱處理單元U2，進行與上層膜之形成相關的各種熱處理。
處理模組14，內建有顯影單元U3、熱處理單元U4、周緣塗佈單元U5、熱處理單元U6、以及對這些單元搬運晶圓W的搬運臂A3。
處理模組14，藉由顯影單元U3及熱處理單元U4，而進行光阻膜曝光後的顯影處理。顯影單元U3，在完成曝光的晶圓W表面上塗佈顯影液後，再以沖洗液將其加以沖洗，藉此進行光阻膜之顯影處理。熱處理單元U4，進行與顯影處理相關的各種熱處理。作為熱處理之具體例，可列舉：顯影處理前的加熱處理（PEB：Post Exposure Bake，曝光後烘烤）、顯影處理後的加熱處理（PB：Post Bake，後烘烤）等。
再者，處理模組14，藉由周緣塗佈單元U5及熱處理單元U6，而在顯影處理後之晶圓W的周緣部分，形成被膜（以下將此被膜稱為「周緣被膜」）。周緣塗佈單元U5，對晶圓W的周緣部分塗佈成膜用的處理液。熱處理單元U6，進行與周緣被膜之形成相關的各種熱處理。
於處理區塊5內靠近載體區塊4的那一側，設有棚架單元U10。棚架單元U10，區隔成在上下方向排列的複數存放格。在棚架單元U10附近，設有昇降臂A7。昇降臂A7，係在棚架單元U10的各存放格彼此之間，使晶圓W昇降。
在處理區塊5內靠近介面區塊6側的那一側，設有棚架單元U11。棚架單元U11，區隔成在上下方向排列的複數存放格。
介面區塊6，係在與曝光裝置3之間，進行晶圓W之傳遞。例如介面區塊6，內建傳遞臂A8，並與曝光裝置3連接。傳遞臂A8，將配置於棚架單元U11的晶圓W傳遞至曝光裝置3，並從曝光裝置3接收晶圓W，搬回到棚架單元U11。
控制部100控制塗佈・顯影裝置2，而使其以例如以下程序，進行塗佈・顯影處理。首先控制部100，控制傳遞臂A1，以使其將載體C內的晶圓W搬運到棚架單元U10；再控制昇降臂A7，以將此晶圓W配置於處理模組11用的存放格。
接著，控制部100控制搬運臂A3，以使其將棚架單元U10的晶圓W搬運至處理模組11內的塗佈單元U1及熱處理單元U2，再控制塗佈單元U1及熱處理單元U2，而在此晶圓W的表面上形成下層膜。之後控制部100控制搬運臂A3，以使其將形成有下層膜的晶圓W搬回棚架單元U10，再控制昇降臂A7，以使其將此晶圓W配置於處理模組12用的存放格。
接著，控制部100控制搬運臂A3，以使其將棚架單元U10的晶圓W搬運至處理模組12內的塗佈單元U1及熱處理單元U2，再控制塗佈單元U1及熱處理單元U2，而在此晶圓W的下層膜上形成光阻膜。之後控制部100控制搬運臂A3，以使其將晶圓W搬回棚架單元U10，再控制昇降臂A7，以使其將此晶圓W配置於處理模組13用的存放格。
接著，控制部100控制搬運臂A3，以使其將棚架單元U10的晶圓W搬運至處理模組13內的各單元，再控制塗佈單元U1及熱處理單元U2，而在此晶圓W的光阻膜上形成上層膜。之後控制部100控制搬運臂A3，以使其將晶圓W搬運至棚架單元U11。
接著，控制部100控制傳遞臂A8，以使其將棚架單元U11的晶圓W搬出至曝光裝置3。之後控制部100控制傳遞臂A8，以使其從曝光裝置3接收進行過曝光處理的晶圓W，再配置於棚架單元U11中之處理模組14用的存放格。
接著，控制部100控制搬運臂A3，以使其將棚架單元U11的晶圓W搬運至處理模組14內的各單元，再控制顯影單元U3及熱處理單元U4，而對此晶圓W之光阻膜進行顯影處理。
接著，控制部100控制搬運臂A3，以使其將晶圓W搬到周緣塗佈單元U5及熱處理單元U6；再控制周緣塗佈單元U5及熱處理單元U6，而在此晶圓W形成周緣被膜。之後控制部100控制搬運臂A3，以使其將晶圓W搬回棚架單元U10；再控制昇降臂A7及傳遞臂A1，而將此晶圓W搬回載體C內。至此即完成塗佈・顯影處理。
又，基板處理裝置之具體結構，並不限定於以上所例示之塗佈・顯影裝置2的結構。基板處理裝置只要具備形成周緣被膜用的周緣塗佈單元U5、以及可以對其進行控制的控制部100即可。
[周緣塗佈單元] 接著，詳細說明上述周緣塗佈單元U5之結構。如圖3所示，周緣塗佈單元U5具備：旋轉固持部20、噴嘴31、處理液供給部30、噴嘴搬運部40。
旋轉固持部20，將沿著水平之第一平面HP配置的晶圓W予以固持，並且使其繞鉛直之旋轉中心CL1旋轉。旋轉固持部20例如具有固持部21與旋轉驅動部22。固持部21，支持著以表面Wa朝上並且沿著第一平面HP配置的晶圓W之中心部，以例如真空吸附等而固持該晶圓W。旋轉驅動部22，係例如以電動馬達等為動力源的致動器，使固持部21繞著旋轉中心CL1旋轉。藉此，晶圓W也會跟著旋轉。
噴嘴31係用以供給成膜用之處理液的噴嘴。噴嘴31配置於比第一平面HP更為上方，並有開口面向第一平面HP而朝向下方。噴嘴31開口之內徑，係例如1mm以下，亦可係0.3～0.9mm。在噴嘴31配置於固持部21所固持之晶圓W上的情況下，係配置為與晶圓W間的間隔（間隙）會是0.5～1.5mm的高度。
處理液供給部30，對噴嘴31供給成膜用的處理液。例如處理液供給部30，對噴嘴31供給黏度為100～1000cP的處理液。該處理液之黏度，亦可係150～350cP，也可係200～300cP。
處理液供給部30，例如具有液源32及閥33。液源32，將容納在液槽的處理液加壓輸送至噴嘴31。閥33，使液源32至噴嘴31間的處理液流路開閉。
噴嘴搬運部40，係搬運噴嘴31。例如噴嘴搬運部40，係以電動馬達等為動力源，而沿著通過旋轉中心CL1的水平路徑，移動噴嘴31。
如上構成之周緣塗佈單元U5，受到控制部100之控制。控制部100進行以下控制：第一旋轉控制，控制旋轉固持部20，而使晶圓W以第一轉速旋轉；掃描輸入控制，控制噴嘴搬運部40，在晶圓W以第一轉速旋轉、且噴嘴31正在吐出處理液之狀態下，使處理液往第一平面HP之「到達位置」從晶圓W之周緣外側往內移動；掃描輸出控制，控制噴嘴搬運部40，在掃描輸入控制之後，使上述到達位置從晶圓W之周緣內側往外移動；第二旋轉控制，控制旋轉固持部20，在掃描輸出控制之後，使晶圓W以低於第一轉速之第二轉速旋轉；以及第三旋轉控制，控制旋轉固持部20，在第二旋轉控制之後，使晶圓W以高於第一轉速之第三轉速旋轉。
例如控制部100具有：第一旋轉控制部111、液體供給控制部112、掃描輸入控制部113、掃描輸出控制部114、第二旋轉控制部115、第三旋轉控制部116，以作為功能上的結構（以下稱為「功能模組」。）。
第一旋轉控制部111，進行上述第一旋轉控制。亦即，第一旋轉控制部111控制旋轉固持部20，使其以固持部21來固持晶圓W，並藉由旋轉驅動部22以第一轉速使該晶圓W旋轉。第一轉速例如為100～450rpm。
液體供給控制部112，控制處理液供給部30，以藉由閥33之開閉，而在以下兩種狀態間切換：液源32供給處理液至噴嘴31之狀態、以及液源32不供給處理液至噴嘴31之狀態。
掃描輸入控制部113，進行上述掃描輸入控制。亦即，掃描輸入控制部113控制噴嘴搬運部40，以使處理液往第一平面HP之「到達位置」，係從晶圓W之周緣Wc外側往內移動。掃描輸入控制部113亦可控制噴嘴搬運部40，以第一移動速度移動上述到達位置，該第一移動速度使得處理液之液柱通過與晶圓W之旋轉中心CL1同心之圓形的一線之期間，晶圓W之旋轉次數為2～7次。第一移動速度亦可設定為：噴嘴31在相同於噴嘴31之開口內徑之距離進行移動的期間，晶圓W之旋轉次數為2～7次。第一移動速度例如為0.5～1.5mm/s。
掃描輸出控制部114，進行上述掃描輸出控制。亦即，掃描輸出控制部114控制噴嘴搬運部40，而使其在掃描輸入控制之後，使上述到達位置從晶圓W之周緣Wc內側往外移動。掃描輸出控制部114亦可控制噴嘴搬運部40，而使上述到達位置，以高於第一移動速度的第二移動速度移動。第二移動速度例如為第一移動速度的5～15倍。
第二旋轉控制部115，進行上述第二旋轉控制。亦即，第二旋轉控制部115控制旋轉固持部20，而使其在掃描輸出控制之後，讓旋轉驅動部22使晶圓W旋轉的速度，成為低於第一轉速之第二轉速。第二轉速，設定成供給至晶圓W之處理液會停留在晶圓W上，例如為10～100rpm。第二旋轉控制部115亦可在相對於掃描輸入控制及掃描輸出控制之進行期間為5～20倍之期間，進行第二旋轉控制。
第三旋轉控制部116，進行上述第三旋轉控制。亦即，第三旋轉控制部116控制旋轉固持部20，而使其在第二旋轉控制之後，讓旋轉驅動部22使晶圓W旋轉的速度，成為高於第一轉速之第三轉速。第三旋轉控制部116亦可控制旋轉固持部20，而在第三旋轉控制之進行中，使第三轉速提高。第三旋轉控制部116亦可在相對於第二旋轉控制之進行期間為同等以上之期間，進行第三旋轉控制。第三轉速係設定為：使供給至晶圓W之處理液的至少一部分，能夠甩到晶圓W之周緣Wc外的數值。再者，第三轉速可以設定成使處理液之中會殘留在晶圓W上的成分之膜厚，在5μm以上；亦可設定成使該膜厚會是10μm以上。第三轉速例如為100～1500rpm。
控制部100係由一或複數控制用電腦所構成。例如，控制部100具有如圖4所示之電路120。電路120具有：一或複數處理器121、記憶體122、存儲器123、輸入輸出埠124、計時器125。
存儲器123具有例如硬碟等等能以電腦讀取之記錄媒體。記錄媒體儲存著程式，該程式係用以使處理區塊5進行後述之基板處理程序。記錄媒體係非揮發性之半導體記憶體，亦可係如磁碟及光碟等可取出之媒體。記憶體122暫時性地儲存著由存儲器123之記錄媒體所載入之程式、及處理器121的運算結果。處理器121藉由與記憶體122合作執行上述程式，而構成上述之各功能模組。輸入輸出埠124依據來自處理器121之指令，而在旋轉固持部20、處理液供給部30及噴嘴搬運部40等之間，進行電子信號之輸入輸出。計時器125，例如透過固定周期之基準脈衝的計數，而計測經過時間。
又，控制部100之硬體結構，未必是以程式來構成各功能模組。例如控制部100之各功能模組，亦可係由專用的邏輯電路、或將之予以積體化的ASIC（特殊應用積體電路）所構成。
[基板處理程序] 接著，針對在周緣塗佈單元U5所進行之周緣被膜的形成程序進行說明，以作為基板處理方法之一例。
如圖5所示，控制部100首先進行步驟S01。於步驟S01，第一旋轉控制部111開始上述第一旋轉控制。第一旋轉控制部111控制旋轉固持部20，而在以固持部21固持著晶圓W之狀態下，以旋轉驅動部22開始晶圓W之旋轉，並且以第一轉速作為該轉速。
接著，控制部100進行步驟S02。於步驟S02，液體供給控制部112控制處理液供給部30，而在噴嘴31位於比晶圓W上之區域更為外側的的狀態下，開啟閥33，開始對噴嘴31供給處理液。藉此，噴嘴31朝向下方吐出處理液L1（參照圖6（a））。
接著，控制部100進行步驟S03。於步驟S03，掃描輸入控制部113控制噴嘴搬運部40，以進行上述掃描輸入控制。掃描輸入控制部113控制噴嘴搬運部40，而在晶圓W以第一轉速ω1旋轉、且噴嘴31吐出處理液之狀態下，使處理液往第一平面HP的到達位置P1，係從晶圓W之周緣Wc外側，以第一移動速度v1往內移動（參照圖6（b））。
接著，控制部100進行步驟S04。於步驟S04，掃描輸出控制部114控制噴嘴搬運部40，以進行上述掃描輸出控制。掃描輸出控制部114控制噴嘴搬運部40，而在晶圓W以第一轉速ω1旋轉、且噴嘴31吐出處理液之狀態下，使上述到達位置P1，從晶圓W之周緣Wc內側，以第二移動速度v2往外移動（參照圖6（c））。
接著，控制部100進行步驟S05。於步驟S05，液體供給控制部112控制處理液供給部30，而使其在噴嘴31位於比晶圓W上之區域更為外側之狀態下，關閉閥33，以停止對噴嘴31供給處理液。
接著，控制部100進行步驟S06。於步驟S06，第二旋轉控制部115開始上述第二旋轉控制。第二旋轉控制部115控制旋轉固持部20，而讓旋轉驅動部22使晶圓W旋轉的速度，成為低於第一轉速ω1的第二轉速ω2（參照圖7（a））。
接著，控制部100進行步驟S07。於步驟S07，第二旋轉控制部115，一邊持續第二旋轉控制，一邊等待經過既定時間。既定時間設定成：相對掃描輸入控制及掃描輸出控制之進行期間為5～20倍之期間。
接著，控制部100進行步驟S08。於步驟S08，第三旋轉控制部116，開始上述第三旋轉控制。於步驟S08，第三旋轉控制部116控制旋轉固持部20，而讓旋轉驅動部22使晶圓W旋轉的速度，成為高於第一轉速ω1的第三轉速ω3（參照圖7（b））。
接著，控制部100進行步驟S09。於步驟S09，第三旋轉控制部116等待經過既定時間。既定時間係透過事前的條件設定而預先設定，俾能充分甩掉多餘的處理液。該既定時間，亦可係在步驟S07之既定時間以上。
接著，控制部100進行步驟S10。於步驟S10，第三旋轉控制部116控制旋轉固持部20，以使旋轉驅動部22停止晶圓W之旋轉。至此即完成周緣被膜F1之形成（參照圖7（c））。
又，控制部100亦可將旋轉固持部20控制為：於第三旋轉控制之進行中（步驟S09之等待經過既定時間的當中），提高第三轉速ω3。
[本實施形態之效果] 如上文之說明，塗佈・顯影裝置2具備：旋轉固持部20，將沿著第一平面HP配置的晶圓W予以固持並使其旋轉；噴嘴31，用以供給處理液，並有開口面向第一平面HP；噴嘴搬運部40，係搬運噴嘴31；以及控制部100。控制部100，進行以下控制：第一旋轉控制，控制旋轉固持部20，而使晶圓W以第一轉速旋轉；掃描輸入控制，控制噴嘴搬運部40，在晶圓W以第一轉速旋轉、且噴嘴31正在吐出處理液之狀態下，使處理液往第一平面HP之到達位置係從晶圓W之周緣外側往內移動；掃描輸出控制，控制噴嘴搬運部40，在掃描輸入控制之後，使上述到達位置從晶圓W之周緣內側往外移動；第二旋轉控制，控制旋轉固持部20，在掃描輸出控制之後，使晶圓W以低於第一轉速之第二轉速旋轉；以及第三旋轉控制，控制旋轉固持部20，在第二旋轉控制之後，使晶圓W以高於第一轉速之第三轉速旋轉。
於塗佈・顯影裝置2，會藉著掃描輸入控制及掃描輸出控制，而至少在晶圓W的周緣部形成處理液之液膜。之後，藉由進行第二旋轉控制而使晶圓W以低於第一轉速之第二轉速旋轉，來提升上述液膜之流動性的均勻性。之後，藉由進行第三旋轉控制而使晶圓W以高於第一轉速之第三轉速旋轉，來調整上述液膜之膜厚。如此這般，藉由在形成液膜後、調整液膜之膜厚前，進行提升液膜流動性之均勻性的步驟，以抑制在膜厚調整階段下，膜厚之均勻性降低的問題。從而，能有效地使成膜處理之膜厚的均勻性更為提升。
第三轉速可以設定為：使供給至晶圓W之處理液的至少一部分，能夠甩到晶圓W之周緣Wc外的數值；第二轉速可以設定成：使供給至晶圓W之處理液會停留在晶圓W上。在此情況下，於第二旋轉控制，能更確實地提升液膜之流動性的均勻性；於第三旋轉控制，能更確實地調整液膜之膜厚。
於第二旋轉控制，控制部100亦可在相對於掃描輸入控制及掃描輸出控制之進行期間為5～20倍之期間，進行第二旋轉控制。在此情況下，於第二旋轉控制，能更確實地提升液膜之流動性的均勻性。
於掃描輸入控制，控制部100亦可控制噴嘴搬運部40，使到達位置以第一移動速度移動，該第一移動速度使得處理液之液柱通過與晶圓W之旋轉中心CL1同心之圓形的一線之期間，晶圓W之旋轉次數為2～7次。在此情況下，到達位置通過上述一線的次數，為2～7次。因此，能在液膜之形成區域內，提升處理液之供給狀態的均勻性。
於掃描輸出控制，控制部100亦可控制噴嘴搬運部40，而使到達位置以高於第一移動速度的第二移動速度移動。在此情況下，能減輕於掃描輸出控制之進行中的膜厚不均。
控制部100亦可控制旋轉固持部20，而在第三旋轉控制之進行中，使第三轉速提高。在此情況下，能抑制在第三旋轉控制之開始時間點，轉速急遽上昇的情形，能減輕第三旋轉控制時之膜厚不均。
控制部100亦可在相對於第二旋轉控制之進行期間為同等以上之期間，進行第三旋轉控制。在此情況下，於第三旋轉控制，能更確實地調整液膜之膜厚。
塗佈・顯影裝置2亦可更進一步地具備處理液供給部30，對噴嘴31供給黏度為100～1000cP的處理液。於使用100～1000cP之處理液的情況下，會傾向於容易發生肇因於流動性之不均勻性的膜厚不均勻化。因此，前述之效果會更為顯著。
第三轉速可以設定成使處理液之中會殘留在晶圓W上的成分之膜厚，在5μm以上。在形成膜厚大的被膜的情況下，膜厚之均勻性有容易降低之傾向。因此，前述之效果會更為顯著。
以上針對實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態，只要在不脫離其要旨的範圍內，可以進行種種變更，而該等變更亦包含在本發明之範圍內。所要處理之基板，並不限定於半導體晶圓，亦可係例如玻璃基板、光罩基板、FPD（平板顯示器）等。 [實施例]
下文將針對實施例進行說明，但此實施例並不用於限定本發明之範圍。
[實施例1] 準備直徑300mm之矽晶圓，在其周緣部以上述步驟S01～S10之成膜程序，形成了厚度約18μm、寬度約3mm的周緣被膜。於進行該成膜程序之際的各種條件，設定如下。 處理液的黏度：250cP 第一轉速：150rpm 第一移動速度：1mm/s 第二移動速度：10mm/s 第二轉速：50rpm 第二旋轉控制時間：60秒 第三轉速：500rpm 第三旋轉控制時間：60秒
[實施例2] 準備直徑300mm之矽晶圓，在其周緣部以上述步驟S01～S10之成膜程序，形成了厚度約18μm、寬度約3mm的周緣被膜。於進行該成膜程序之際的各種條件，設定如下。 處理液的黏度：250cP 第一轉速：250rpm 第一移動速度：1mm/s 第二移動速度：10mm/s 第二轉速：50rpm 第二旋轉控制時間：60秒 第三轉速：500rpm 第三旋轉控制時間：60秒
[實施例3] 準備直徑300mm之矽晶圓，在其周緣部以上述步驟S01～S10之成膜程序，形成了厚度約14μm、寬度約3mm的周緣被膜。於進行該成膜程序之際的各種條件，設定如下。 處理液的黏度：250cP 第一轉速：150rpm 第一移動速度：1mm/s 第二移動速度：10mm/s 第二轉速：50rpm 第二旋轉控制時間：30秒 第三轉速：500rpm（開始後20秒）、1250rpm（剩下的40秒） 第三旋轉控制時間：60秒
[比較例] 準備直徑300mm之矽晶圓，在其周緣部，以省略了上述步驟S01～S10的步驟S06、S07（第二旋轉控制）之成膜程序，形成了厚度約18μm、寬度約3mm的周緣被膜。於進行該成膜程序之際的各種條件，設定如下。 處理液的黏度：250cP 第一轉速：150rpm 第一移動速度：1mm/s 第二移動速度：10mm/s 第三轉速：500rpm 第三旋轉控制時間：60秒
[膜厚之評估] 分別針對實施例1、實施例2、實施例3及比較例之晶圓W，在三個部位量測了周緣被膜之膜厚。圖8為繪示膜厚之量測結果的曲線圖。於圖8，橫軸代表半徑方向上的位置（從晶圓W之旋轉中心CL1起算的距離）。縱軸代表膜厚。圖8（a）繪示比較例之晶圓W的量測結果，圖8（b）繪示實施例1之晶圓W的量測結果，圖8（c）繪示實施例2之晶圓W的量測結果，圖8（d）繪示實施例3之晶圓W的量測結果。
如圖8（a）所示，於比較例之晶圓W，在所有的量測部位，都確認到有膜厚較小的部分（以下稱為「凹陷部」。）。此凹陷部，係形成在周緣被膜之中靠近旋轉中心CL1的位置。相對於此，如圖8（b）所示，於實施例1中，確認到已消除了比較例中的凹陷部。由此結果確認到，藉由進行第二旋轉控制，可以消除上述凹陷部。
於實施例1，在一部位的外周側，確認到有膜厚較小的部分（以下稱為「缺損部」。）。相對於此，如圖8（c）所示，於實施例2中，確認到已消除了實施例1中的缺損部。
實施例2相對於實施例1，係於以下特點有所不同。亦即，實施例2相較於實施例1，有較高的第一轉速。推測係藉由此差異，使得實施例2之掃描輸入控制相較於實施例1之掃描輸入控制，能更確實地對晶圓W之周緣部各部位供給處理液，而消除了上述缺損部。
在噴嘴31之開口內徑係0.6mm的情況下，到達晶圓W之處理液的液柱之外徑也會是大約0.6mm。於實施例1之掃描輸入控制，使上述液柱LC1（參照圖6）通過與旋轉中心CL1同心之圓形的一線之期間，晶圓W之旋轉次數為1.5次。相對於此，於實施例2之掃描輸入控制，使上述液柱通過與旋轉中心CL1同心之圓形的一線之期間，晶圓W之旋轉次數為2.5次。亦即，在實施例1中，上述液柱通過上述一線之次數為1.5次；相對於此，在實施例2中，上述液柱通過上述一線2.5次。推測上述缺損之消除要大大歸功於此差異。
於實施例3，相較於實施例2，形成膜厚較小的周緣被膜。推測此係歸功於以下兩點：將第二旋轉控制之時間從60秒縮短成30秒、以及在途中將第三轉速從500rpm提高至1250rpm以增加處理液的甩除量。即使將第三轉速調高以增加處理液的甩除量，也沒有形成上述之凹陷部或缺損部。推測此係歸功於在開始第三旋轉控制後，係階段性地使第三轉速從500rpm調高至1250rpm。
1‧‧‧基板處理系統
2‧‧‧塗佈・顯影裝置（基板處理裝置）
3‧‧‧曝光裝置
4‧‧‧載體區塊
5‧‧‧處理區塊
6‧‧‧介面區塊
11、12、13、14‧‧‧處理模組
20‧‧‧旋轉固持部
21‧‧‧固持部
22‧‧‧旋轉驅動部
30‧‧‧處理液供給部
31‧‧‧噴嘴
32‧‧‧液源
33‧‧‧閥
40‧‧‧噴嘴搬運部
100‧‧‧控制部
111‧‧‧第一旋轉控制部
112‧‧‧液體供給控制部
113‧‧‧掃描輸入控制部
114‧‧‧掃描輸出控制部
115‧‧‧第二旋轉控制部
116‧‧‧第三旋轉控制部
120‧‧‧電路
121‧‧‧處理器
122‧‧‧記憶體
123‧‧‧存儲器
124‧‧‧輸入輸出埠
125‧‧‧計時器
A1‧‧‧傳遞臂
A3‧‧‧搬運臂
A7‧‧‧昇降臂
A8‧‧‧傳遞臂
C‧‧‧載體
CL1‧‧‧旋轉中心
F1‧‧‧周緣被膜
HP‧‧‧第一平面
L1‧‧‧處理液
LC1‧‧‧液柱
P1‧‧‧到達位置
S01～S10‧‧‧步驟
U1‧‧‧塗佈單元
U2‧‧‧熱處理單元
U3‧‧‧顯影單元
U4‧‧‧熱處理單元
U5‧‧‧周緣塗佈單元
U6‧‧‧熱處理單元
U10‧‧‧棚架單元
U11‧‧‧棚架單元
v1‧‧‧第一移動速度
v2‧‧‧第二移動速度
W‧‧‧晶圓（基板）
Wa‧‧‧表面
Wc‧‧‧周緣
ω1‧‧‧第一轉速
ω2‧‧‧第二轉速
ω3‧‧‧第三轉速
【圖1】繪示基板液體處理系統之概略構成的立體圖。 【圖2】繪示基板處理裝置之概略構成的剖面圖。 【圖3】繪示液體處理單元之概略構成的示意圖。 【圖4】繪示控制部之硬體構成的方塊圖。 【圖5】繪示基板處理程序的流程圖。 【圖6】（a）～（c）繪示處理中之基板狀態的示意圖。 【圖7】（a）～（c）繪示處理中之基板狀態的示意圖。 【圖8】（a）～（d）繪示膜厚之量測結果的曲線圖。

Claims (22)

  1. 一種基板處理裝置，包括： 旋轉固持部，將沿著第一平面配置的基板予以固持並使其旋轉； 噴嘴，用以供給處理液，並有開口面向該第一平面； 噴嘴搬運部，搬運該噴嘴；以及 控制部； 該控制部，進行以下控制， 第一旋轉控制，控制該旋轉固持部，而使該基板以第一轉速旋轉； 掃描輸入控制，控制該噴嘴搬運部，在該基板以該第一轉速旋轉、且該噴嘴正在吐出該處理液之狀態下，使該處理液往該第一平面之到達位置，從該基板之周緣外側往內移動； 掃描輸出控制，控制該噴嘴搬運部，在該掃描輸入控制之後，使該到達位置從該基板之周緣內側往外移動； 第二旋轉控制，控制該旋轉固持部，在該掃描輸出控制之後，使該基板以低於該第一轉速之第二轉速旋轉；以及 第三旋轉控制，控制該旋轉固持部，在該第二旋轉控制之後，使該基板以高於該第一轉速之第三轉速旋轉。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該第三轉速設定為，使供給至該基板之該處理液的至少一部分，能夠甩到該基板之周緣外的數値； 該第二轉速設定成，使供給至該基板之該處理液會停留在該基板上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中，該控制部在相對於該掃描輸入控制及該掃描輸出控制之進行期間為5～20倍之期間，進行該第二旋轉控制。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中，於該掃描輸入控制，該控制部控制該噴嘴搬運部，以第一移動速度使該到達位置移動，該第一移動速度使得該處理液之液柱通過與該基板之旋轉中心同心之圓形的一線之期間，該基板之旋轉次數為2～7次。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中，於該掃描輸出控制，該控制部控制該噴嘴搬運部，而使該到達位置以高於該第一移動速度的第二移動速度移動。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中，該控制部控制該旋轉固持部，而在該第三旋轉控制之進行中，使該第三轉速提高。
  7. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中，該控制部在相對於該第二旋轉控制之進行期間為同等以上之期間，進行該第三旋轉控制。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中，更包括： 處理液供給部，對該噴嘴供給黏度為100～1000cP的該處理液。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中，該第三轉速設定成使該處理液之中會殘留在該基板上的成分之膜厚，在5μm以上。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中，該第一轉速為100～450rpm，該第二轉速為10～100rpm，該第三轉速為100～1500rpm。
  11. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中，該第一轉速為100～450rpm，該第一移動速度為0.5～1.5mm/s。
  12. 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其中，該第二移動速度為該第一移動速度的5～15倍。
  13. 一種基板處理方法，包括以下步驟： 使沿著第一平面配置的基板，以第一轉速旋轉； 在該基板以該第一轉速旋轉、且面向該第一平面開口之噴嘴正在吐出處理液之狀態下，使該處理液往該第一平面之到達位置，從該基板之周緣外側往內移動； 在使該到達位置從該基板之周緣外側往內移動後，使該到達位置從該基板之周緣內側往外移動； 在該到達位置從該基板之周緣內側往外移動後，使該基板以低於該第一轉速之第二轉速旋轉；以及 在使該基板以該第二轉速旋轉後，使該基板以高於該第一轉速之第三轉速旋轉。
  14. 如申請專利範圍第13項之基板處理方法，其中，該第三轉速設定為，使供給至該基板之該處理液的至少一部分，能夠甩到該基板之周緣外的數値； 該第二轉速設定成，使供給至該基板之該處理液會停留在該基板上。
  15. 如申請專利範圍第13或14項之基板處理方法，其中，在相對於使該到達位置從該基板之周緣外側往內移動、使該到達位置從該基板之周緣內側往外移動之期間為5～20倍之期間，使該基板以該第二轉速旋轉。
  16. 如申請專利範圍第13或14項之基板處理方法，其中，在使該到達位置從該基板之周緣外側往內移動之際，以第一移動速度使該到達位置移動，該第一移動速度使得該處理液之液柱通過與該基板之旋轉中心同心之圓形的一線之期間，該基板之旋轉次數為2～7次。
  17. 如申請專利範圍第16項之基板處理方法，其中，在使該到達位置從該基板之周緣內側往外移動之際，使該到達位置，以高於該第一移動速度的第二移動速度移動。
  18. 如申請專利範圍第13或14項之基板處理方法，其中，使該基板以該第三轉速旋轉之際，使該第三轉速提高。
  19. 如申請專利範圍第18項之基板處理方法，其中，在相對於使該基板以該第二轉速旋轉之期間為同等以上之期間，使該基板以該第三轉速旋轉。
  20. 如申請專利範圍第13或14項之基板處理方法，其中，所使用之該處理液的黏度為100～1000cP。
  21. 如申請專利範圍第13或14項之基板處理方法，其中，該第三轉速設定成使該處理液之中會殘留在該基板上的成分之膜厚，在5μm以上。
  22. 一種記錄媒體，可供電腦讀取，並儲存著用以使裝置執行如申請專利範圍第13至21項中任一項之基板處理方法的程式。
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