TW202137443A - 塗佈處理方法、塗佈處理裝置及記憶媒體 - Google Patents

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橋本祐作
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明之課題係提供有效於形成在基板之被膜之膜厚之面內均勻性之提升的塗佈處理方法及塗佈處理裝置。 做為解決手段，塗佈處理方法係包含於基板之表面之中心，邊供給成膜液，邊以第1旋轉速度旋轉基板，供給於基板之表面之成膜液，則在到達基板之外周前，停止成膜液之供給、和停止成膜液之供給後，以第2旋轉速度持續基板之旋轉、和成膜液之供給停止之後，包含直至第2旋轉速度所成基板之旋轉終止之期間之至少一部分的供給期間中，將氣液混合之冷卻流體供給至基板之背面之外周部分。

Description

塗佈處理方法、塗佈處理裝置及記憶媒體
本揭示係有關塗佈處理方法、塗佈處理裝置及記憶媒體。
專利文獻1中，揭示有具有保持基板之基板保持部、旋轉保持於基板保持部之基板的旋轉部、於保持於基板保持部之基板之表面，供絡塗佈液的供給部、設在保持於基板保持部之基板之上方之特定位置，將經由旋轉部旋轉之基板之上方之氣流，在任意之位置局部地改變之氣流控制板的塗佈處理裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-238838號公報
[發明欲解決之課題]
本揭示係提供有效於形成在基板之被膜之膜厚之面內均勻性之提升的塗佈處理方法及塗佈處理裝置。 [為解決課題之手段]
關於本揭示之一側面之塗佈處理方法係包含：於基板之表面之中心，邊供給成膜液，邊以第1旋轉速度旋轉基板，供給於基板之表面之成膜液，則在到達基板之外周前，停止成膜液之供給、和停止成膜液之供給後，以第2旋轉速度持續基板之旋轉、和成膜液之供給停止之後，包含直至第2旋轉速度所成基板之旋轉終止之期間之至少一部分的供給期間中，將氣液混合之冷卻流體供給至基板之背面之外周部分。 [發明效果]
根據本揭示之時，提供有效於形成在基板之被膜之膜厚之面內均勻性之提升的塗佈處理裝置。
以下、對於實施形態，參照圖面加以詳細說明。於說明中，具有同一要素或同一機能之要素，則附上同一符號，省略重複之說明。
[基板處理系統] 如圖1所示，基板處理系統1係對於基板，施以感光性被膜之形成、該感光性被膜之曝光、及該感光性被膜之顯影的系統。處理對象之基板係例如半導體之晶圓W。感光性被膜係例如為光阻膜。基板處理系統1係具備塗佈・顯影裝置2和曝光裝置3。曝光裝置3係進行形成於晶圓W(基板)上之光阻膜(感光性被膜)之曝光處理。具體而言，經由液浸曝光等之方法，於光阻膜之曝光對象部分，照射能量線。塗佈・顯影裝置2係於曝光裝置3所進行曝光處理之前，進行於晶圓W(基板)之表面，形成光阻膜之處理，於曝光處理後，進行光阻膜之顯影處理。
[塗佈處理裝置] 以下，做為塗佈處理裝置之一例，說明塗佈・顯影裝置2之構成。塗佈・顯影裝置2係具備載體區塊4、和處理區塊5、和界面區塊6、和控制部100。
載體區塊4係進行向塗佈・顯影裝置2內之晶圓W之導入及從塗佈・顯影裝置2內之晶圓W之導出。例如載體區塊4係可支持晶圓W用之複數之載體C，內藏交接機械臂A1。載體C係收容例如圓形之複數片之晶圓W。交接機械臂A1係從載體C取出晶圓W，交由處理區塊5，從處理區塊5接收晶圓W，回到載體C內。
處理區塊5係具有複數之處理模組11、12、13、14。處理模組11、12、13係內藏塗佈單元U1、和熱處理單元U2、和將晶圓W搬送至此等單元之搬送臂A3。
處理模組11係藉由塗佈單元U1及熱處理單元U2，於晶圓W之表面上，形成下層膜。處理模組11之塗佈單元U1係將下層膜形成用之成膜液，塗佈於晶圓W上。處理模組11之熱處理單元U2係伴隨下層膜之形成，進行各種熱處理。
處理模組12係藉由塗佈單元U1及熱處理單元U2，於下層膜上，形成光阻膜。處理模組12之塗佈單元U1係將光阻膜形成用之成膜液(以下稱「抗蝕液」)，塗佈於下層膜之上。處理模組12之熱處理單元U2係伴隨光阻膜之形成，進行各種熱處理。
處理模組12係更具有基板冷卻部91、和表面檢查部92亦可。基板冷卻部91係塗佈單元U1於晶圓W塗佈抗蝕液之前，冷卻該晶圓W。表面檢查部92係取得關於形成於晶圓W之表面Wa之光阻膜之膜厚的資訊(以下，稱「膜厚資訊」。例如表面檢查部92係做為膜厚資訊之一例，取得晶圓W之表面Wa之攝像畫像之畫素值。畫素值係顯示構成畫像之畫素之各種狀態之數值。例如畫素值係顯示畫素之色彩之濃淡階調(例如黑白畫像之灰階)之數值。於表面Wa之攝像畫像中，畫素值係相關於對應於畫素之攝像對象部分之高度。即，畫素值係亦相關於該攝像對象部分之光阻膜之厚度。
處理模組13係藉由塗佈單元U1及熱處理單元U2，將光阻膜上形成上層膜。處理模組13之塗佈單元U1係將上層膜形成用之成膜液，塗佈於光阻膜之上。處理模組13之熱處理單元U2係伴隨上層膜之形成，進行各種熱處理。
處理模組14係內藏顯像單元U3、和熱處理單元U4、和將晶圓W搬送至此等單元之搬送臂A3。處理模組14係藉由顯像單元U3及熱處理單元U4，進行曝光後之光阻膜之顯影處理。顯像單元U3係於已曝光之晶圓W之表面上，塗佈顯影液後，將此藉由潤濕液洗去，進行光阻膜之顯影處理。熱處理單元U4係伴隨顯影處理，進行各種熱處理。做為熱處理之具體例，可列舉顯影處理前之加熱處理(PEB：Post Exposure Bake)、顯影處理後之加熱處理(PB：Post Bake)等。
於處理區塊5內之載體區塊4側，設有擱板單元U10。擱板單元U10係分割成排列於上下方向之複數之單元。於擱板單元U10之附近，設有昇降機械臂A7。昇降機械臂A7係在擱板單元U10之單元彼此之間，昇降晶圓W。
於處理區塊5內之界面區塊6側，設有擱板單元U11。擱板單元U11係分割成排列於上下方向之複數之單元。
界面區塊6係在與曝光裝置3之間，進行晶圓W之交接。例如界面區塊6係內藏交接機械臂A8，連接於曝光裝置3。交接機械臂A8係將配置於擱板單元U11之晶圓W，交由曝光裝置3，從曝光裝置3接收晶圓W，回到擱板單元U11。
控制部100係例如以如下之手序，進行塗佈・顯影處理，控制塗佈・顯影裝置2。首先控制部100係使載體C內之晶圓W，搬送至擱板單元U10地，控制交接機械臂A1，將此晶圓W，控制昇降機械臂A7，配置於處理模組11用之單元。
接著，控制部100係使擱板單元U10之晶圓W搬送至處理模組11內之塗佈單元U1及熱處理單元U2，控制搬送臂A3，使於此晶圓W之表面上形成下層膜，控制塗佈單元U1及熱處理單元U2。之後，控制部100係使形成下層膜之晶圓W，回到擱板單元U10地，控制搬送臂A3，將此晶圓W，控制昇降機械臂A7，配置於處理模組12用之單元。
接著，控制部100係使擱板單元U10之晶圓W搬送至處理模組12內之塗佈單元U1及熱處理單元U2，控制搬送臂A3，於此晶圓W之下層膜上，控制塗佈單元U1及熱處理單元U2，形成光阻膜。之後，控制部100係使晶圓W，回到擱板單元U10地，控制搬送臂A3，將此晶圓W，控制昇降機械臂A7，配置於處理模組13用之單元。
接著，控制部100係使擱板單元U10之晶圓W搬送至處理模組13內之各單元，控制搬送臂A3，於此晶圓W之光阻膜上，控制塗佈單元U1及熱處理單元U2，形成上層膜。之後，控制部100係將晶圓W，控制搬送臂A3，搬送至擱板單元U11。
接著，控制部100係將擱板單元U11之晶圓W，控制交接機械臂A8，送出至曝光裝置。之後，控制部100係將施以曝光處理之晶圓W，從曝光裝置接收，控制交接機械臂A8，配置於擱板單元U11之處理模組14用之單元。
接著，控制部100係將擱板單元U11之晶圓W，控制搬送臂A3，搬送至處理模組14內之各單元，於此晶圓W之光阻膜，控制顯像單元U3及熱處理單元U4，施以顯影處理。之後，控制部100係將晶圓W，控制搬送臂A3，回到擱板單元U10，將此晶圓W，控制昇降機械臂A7及交接機械臂A1，回到載體C內。以上，終止塗佈・顯影處理。
然而，基板處理裝置之具體構成係未限定於以上例示之塗佈・顯影裝置2之構成。基板處理裝置係只要具備有塗佈單元U1、和可控制此之控制部100者任何形式皆可。
[塗佈單元] 接著，將處理模組12塗佈單元U1之構造具體加以說明。如圖2所示、塗佈單元U1係具有旋轉保持部20、和液供給部30、40、和噴嘴搬送部50、60、和杯體70、和冷卻流體供給部80。
旋轉保持部20係將晶圓W從背面Wb側加以保持旋轉。例如旋轉保持部20係具有保持部21和旋轉驅動部22。保持部21係將表面Wa為上，將配置於水平之晶圓W之中心部(含中心之部分)，從背面Wb側支持，將該晶圓W例如經由真空吸附等加以保持。旋轉驅動部22係例如將電動馬達等做為動力源，在通過晶圓W之中心之鉛直軸線周圍，旋轉保持部21。由此旋轉晶圓W。
液供給部30係於保持於旋轉保持部20之晶圓W之表面Wa之中心，供給抗蝕液。例如液供給部30係將黏度為5cP以下之抗蝕液，供給至晶圓W之表面Wa。例如液供給部30係包含噴嘴31、和液源32、和閥33。
噴嘴31係於下方，吐出抗蝕液。液源32(成膜液之供給源)係於噴嘴31供給抗蝕液。例如液源32係包含存貯抗蝕液之液槽及加壓輸送抗蝕液之泵等。液源32係經由泵等，可調節抗蝕液之送液壓力而構成亦可。閥33係開閉從液源32至噴嘴31之抗蝕液之流道。
液供給部30係更具有液冷卻部34、和節流部35亦可。液冷卻部34係冷卻液源32供給至噴嘴31之抗蝕液。例如液冷卻部34係於液源32，冷卻存貯於上述液槽之抗蝕液。做為液冷卻部34之具體例，可列舉氣冷式、水冷式、或熱泵式等之冷卻裝置。
節流部35係在於從液源32至噴嘴31之抗蝕液之送液管路中，設於液源32與閥33之間。液供給部30具有節流部35之時，經由液供給部30，對於晶圓W之表面Wa之中心，供給成膜液，係包含從液源32順序經過噴嘴31、節流部35、閥33，供給成膜液之情形。
節流部35係經由窄化抗蝕液之流道，伴隨上述送液壓力之變化，縮小抗蝕液之供給量(每單位時間之供給量)之變化。以下，將伴隨送液壓力之變化之供給量之變化之大小，稱之為「供給量之調節分辨率」節流部35係設置節流部35時之供給量之調節分辨率，相較於未設置節流部35時供給量之調節分辨率，可成為1/2以下構成亦可，成為1/3以下構成亦可，成為1/4以下構成亦可，
例如節流部35係具有相較於上述送液管路之內徑較小之內徑之流道。對於送液管路之內徑之節流部35之流道之內徑之比率係例如5.0~25.0%，亦可為6.0~20.0%，亦可為7.5~18.0%。做為節流部35之具體例，雖可列舉孔口形之節流，但非限定於此。節流部35係只要可縮小上述供給量之調節分辨率，可具有任何形式之形狀・構造。
液供給部40係於保持部21所保持之晶圓W之表面Wa，供給預先沾濕液。例如液供給部40係將稀釋液等之有機溶劑，供給至晶圓W之表面Wa。例如液供給部40係包含噴嘴41、和液源42、和閥43。
噴嘴41係於下方，吐出預先沾濕液。液源42係於噴嘴41供給預先沾濕液。例如液源42係包含存貯預先沾濕液之液槽及加壓輸送預先沾濕液之泵等。閥43係開閉從液源42至噴嘴41之預先沾濕液之流道。閥43係可調節預先沾濕液之流道之開啟程度而構成亦可。由此，可調節從噴嘴41之預先沾濕液之吐出量。
噴嘴搬送部50係搬送液供給部30之噴嘴31。例如噴嘴搬送部50係具有水平搬送部51、和昇降部52。水平搬送部51係例如將電動馬達等做為動力源，將噴嘴31沿著水平之搬送線進行搬送。昇降部52係例如將電動馬達等做為動力源，昇降噴嘴31。
噴嘴搬送部60係搬送液供給部40之噴嘴41。例如噴嘴搬送部60係具有水平搬送部61、和昇降部62。水平搬送部61係例如將電動馬達等做為動力源，將噴嘴41沿著水平之搬送線進行搬送。昇降部62係例如將電動馬達等做為動力源，昇降噴嘴41。
杯體70係將晶圓W與保持部21一同收容，回收從晶圓W甩出之各種處理液(例如抗蝕液及預先沾濕液)。杯體70係具有傘部72、和排液部73、和排氣部74。傘部72係設於保持部21之下，將從晶圓W甩出之各種處理液，引導至杯體70內之外周側之排液領域70a。排液部73係在較傘部72更下方(即較晶圓W之背面Wb下方)，具有開口於杯體70內(晶圓W之收容空間)之排液口73a，從排液口73a向杯體70外，排出處理液。例如排液口73a係在排液領域70a，設於較傘部72更下方。為此，經由傘部72，導引至排液領域70a之處理液，則從排液口73a排出至杯體70外。
排氣部74係在較保持部21更下方(即較晶圓W之背面Wb下方)，具有開口於杯體70內之排氣口74a，將杯體70內之氣體(晶圓W之收容空間之氣體)，從排氣口74a向杯體70外排出。例如排氣口74a係在較排液領域70a內側之排氣領域70b，設於較傘部72更下方。為此，從排液領域70a流入至排氣領域70b之氣體，則從排氣口74a排出至杯體70外。
冷卻流體供給部80係將氣液混合之冷卻流體，供給至晶圓W之背面Wb之外周部分。由此，冷卻沿著背面Wb中晶圓W之外周Wc之環狀領域。例如，冷卻流體供給部80係將包含霧氣狀之冷卻液的冷卻流體，供給至晶圓W之背面Wb之外周部分。例如冷卻流體供給部80係包含噴霧噴嘴81、和冷卻液供給部82、和冷卻氣體供給部83。
噴霧噴嘴81係經由對冷卻液噴吹冷卻氣體，吐出冷卻液之霧氣。噴霧噴嘴81係經由將冷卻液做為霧氣加以供給，冷卻液在揮發之前，易於停留晶圓W之背面Wb之外周部分之故，可更有效率冷卻該外周部分。
噴霧噴嘴81係伴隨接近晶圓W之背面Wb，接近晶圓W之外周Wc，沿著傾斜之線，於晶圓W之背面Wb之外周部分，供給冷卻流體，配置於較背面Wb更下方。例如沿著上述線之冷卻流體之供給方向之向量，對於朝向鉛直上方之向量而言，成為0~90°之角度，向外周Wc側傾斜亦可。上述線係伴隨接近晶圓W之背面Wb，朝向晶圓W之外周Wc之移動方向，更加傾斜亦可。例如沿著上述線之冷卻流體之供給方向之向量，由鉛直上方視之，對於從晶圓W之中心朝向外方之向量而言，成為0~90°之角度，朝向與晶圓W之旋轉方向相同之方向傾斜亦可。經由此等傾斜，可將冷卻流體之附著處所，更集中於晶圓W之外周部分。由此，可抑制晶圓W之中心部分之設想外之冷卻。
冷卻液供給部82係於噴霧噴嘴81，供給上述冷卻液。冷卻液係例如異丙基醇(IPA)、稀釋液或丙酮等之揮發性溶劑。尤其是IPA之時，經由該高揮發性，可更有效率冷卻晶圓W之背面Wb之外周部分。例如冷卻液供給部82係具有液源84、和閥85。液源84係包含存貯冷卻液之液槽及加壓輸送冷卻液之泵等。閥85係開閉從液源84至噴霧噴嘴81之冷卻液之流道。閥85係可調節冷卻液之流道之開啟程度而構成亦可。由此，可調節從噴霧噴嘴81之冷卻液之供給量。
冷卻氣體供給部83係於噴霧噴嘴81，供給上述冷卻氣體。冷卻氣體係例如氮氣等之非活性氣體。例如冷卻氣體供給部83係具有氣體源86、和閥87。氣體源86係包含存貯壓縮之冷卻氣體之槽等。閥87係開閉從氣體源86至噴霧噴嘴81之冷卻氣體之流道。閥87係可調節冷卻氣體之流道之開啟程度而構成亦可。由此，可調節從噴霧噴嘴81之冷卻氣體之供給量。
如此構成之塗佈單元U1係經由控制部100加以控制。控制部100係執行包含經由液供給部30，於晶圓W之表面Wa之中心，邊供給抗蝕液，邊以第1旋轉速度經由旋轉保持部20旋轉晶圓W，在供給於表面Wa之抗蝕液到達晶圓W之外周Wc之前，經由液供給部30停止抗蝕液之供給、和停止液供給部30所進行之抗蝕液之供給後，以第2旋轉速度經由旋轉保持部20持續晶圓W之旋轉、和液供給部30所進行抗蝕液之供給停止之後，包含直至第2旋轉速度所成晶圓W之旋轉終止之期間之至少一部分的供給期間中，經由冷卻流體供給部80，冷卻流體供給至背面Wb之外周部分的塗佈控制而構成。
如例示於圖3，控制部100係做為機能上之構造(以下，稱「機能模組」)，具有塗佈控制部110、和塗佈條件記憶部121、和搬送控制部122。塗佈控制部110係進行上述塗佈控制。例如塗佈控制部110係做為更細分化之機能模組，包含預濕控制部113、和第1塗佈控制部114、和噴嘴搬送控制部111、112和、第2塗佈控制部115和、冷卻控制部116。
預濕控制部113係於晶圓W之表面Wa，控制液供給部40和旋轉保持部20，塗佈預先沾濕液。例如預濕控制部113係經由旋轉保持部20，邊將晶圓W以特定旋轉速度(以下稱「第1預濕速度」)加以旋轉，邊經由液供給部40，於晶圓W之表面Wa之中心，供給預先沾濕液，於供給特定量之預先沾濕液後，停止液供給部40所進行之預先沾濕液之供給。
之後，預濕控制部113係將晶圓W以較第1預濕速度為快之特定之旋轉速度(以下稱「第2預濕速度」)加以旋轉，將預先沾濕液擴展於晶圓W之外周Wc側。預濕控制部113係直至多餘之預先沾濕液從表面Wa上甩脫，將以第2預濕速度之晶圓W之旋轉持續於旋轉保持部20。第1預濕速度係例如0~100rpm。第2預濕速度係例如1000~3000rpm。
第1塗佈控制部114係於晶圓W之表面Wa中較外周Wc內側之領域，控制液供給部30和旋轉保持部20，塗佈抗蝕液。第1塗佈控制部114係藉由液供給部30，邊於表面Wa之中心，供給抗蝕液，邊以上述第1旋轉速度(以下稱「第1塗佈速度」)，藉由旋轉保持部20旋轉晶圓W，在供給至表面Wa之抗蝕液到達至外周Wc之前，藉由液供給部30停止抗蝕液之供給。
第1塗佈控制部114係藉由液供給部30，於表面Wa之中心，供給抗蝕液之時，將黏度為5cP以下之抗蝕液，以每秒0.2cc以下之流量，控制液供給部30，從噴嘴31吐出亦可。第1塗佈速度係例如1000~3000rpm。
第1塗佈控制部114藉由液供給部30停止抗蝕液之吐出的時機，係於該時機中，設定成抗蝕液到達之位置為從晶圓W之中心成為晶圓W之半徑之0.4~1.0倍(可為0.4~0.9倍，亦可為0.4~0.8倍)之位置亦可。第1塗佈控制部114藉由液供給部30停止抗蝕液之吐出之時機，係於該時機中，抗蝕液到達上述環狀領域(供給上述冷卻流體領域)而設定亦可。
第1塗佈控制部114係配合藉由液供給部30，停止抗蝕液之吐出之時機，將旋轉保持部20所進行晶圓W之旋轉速度，降低至較第1塗佈速度為低之特定之旋轉速度(以下稱「迴流速度」亦可。例如第1塗佈控制部114係在抗蝕液之吐出停止之前，將旋轉保持部20所進行晶圓W之旋轉速度降低至迴流速度。第1塗佈控制部114係與抗蝕液之吐出停止之同時，將旋轉保持部20所進行晶圓W之旋轉速度降低至迴流速度亦可。又，第1塗佈控制部114係於抗蝕液之吐出停止之後，將旋轉保持部20所進行晶圓W之旋轉速度降低至迴流速度亦可。迴流速度係例如5~200rpm。
噴嘴搬送控制部111係於從噴嘴41向晶圓W之表面Wa之預先沾濕液之供給前，藉由水平搬送部61，控制噴嘴搬送部60，將噴嘴41配置於晶圓W之中心之上方。之後，噴嘴搬送控制部111係藉由昇降部62，控制噴嘴搬送部60，將噴嘴41接近表面Wa。
噴嘴搬送控制部111係於從噴嘴41向晶圓W之表面Wa之預先沾濕液之供給後，藉由昇降部62，控制噴嘴搬送部60，將噴嘴41從表面Wa遠離。之後，噴嘴搬送控制部111係藉由水平搬送部61，控制噴嘴搬送部60，從晶圓W之上方退避噴嘴41。
噴嘴搬送控制部112係於向晶圓W之表面Wa之預先沾濕液之塗佈後，向表面Wa之抗蝕液之供給前，藉由水平搬送部51，控制噴嘴搬送部50，將噴嘴31配置於晶圓W之中心之上方。之後，噴嘴搬送控制部112係直至表面Wa與噴嘴31之間隔成為特定之塗佈用間隔，藉由昇降部52，控制噴嘴搬送部50，使噴嘴31接近表面Wa。塗佈用間隔係只要可停止從噴嘴31之抗蝕液之吐出，於噴嘴31和表面Wa之間，可保持抗蝕液而設定即可。例如，塗佈用間隔係可為噴嘴31之內徑之3倍以下，亦可為噴嘴31之內徑之2倍以下。
噴嘴搬送控制部112係於從噴嘴31向晶圓W之表面Wa之抗蝕液之供給後，藉由昇降部52，控制噴嘴搬送部50，將噴嘴31從表面Wa遠離。之後，噴嘴搬送控制部112係藉由水平搬送部51，控制噴嘴搬送部50，從晶圓W之上方退避噴嘴31。例如噴嘴搬送控制部112係在晶圓W以上述迴流速度旋轉之期間中，藉由噴嘴搬送部50，將噴嘴31從表面Wa遠離。
第2塗佈控制部115係停止液供給部30所進行之抗蝕液之供給後，以上述第2旋轉速度(以下稱「第2塗佈速度」)，經由旋轉保持部20持續晶圓W之旋轉。第2塗佈速度係較迴流速度為快。例如第2塗佈控制部115係於以上述迴流速度之晶圓W之旋轉持續特定期間之後，將旋轉保持部20所進行之晶圓W之旋轉速度，從迴流速度上昇至第2塗佈速度，之後將第2塗佈速度之晶圓W之旋轉，藉由旋轉保持部20持續特定時間。第2塗佈速度係可較第1塗佈速度為低。第2塗佈速度係例如500~2500rpm。
冷卻控制部116係停止液供給部30所進行抗蝕液之供給之後，於包含直至第2塗佈速度所成晶圓W之旋轉終止之期間之至少一部分的供給期間中，經由冷卻流體供給部80，將冷卻流體供給至晶圓W之背面Wb之外周部分。冷卻控制部116係將冷卻流體供給部80之冷卻流體之供給，在停止液供給部30所進行之抗蝕液之供給之後開始亦可。
冷卻控制部116係將冷卻流體供給部80之冷卻流體之供給，在停止第2塗佈速度之晶圓W之旋轉之前停止亦可。冷卻控制部116係在經過第2塗佈速度之晶圓W之旋轉期間(以下稱「第2塗佈期間」)之一半之前，停止冷卻流體供給部80之冷卻流體之供給亦可。冷卻控制部116係在經過第2塗佈期間之1/4之前，停止冷卻流體供給部80之冷卻流體之供給亦可，在經過第2塗佈期間之1/8之前，停止冷卻流體供給部80之冷卻流體之供給亦可。
冷卻控制部116係以較從排氣口74a之氣體之排氣量(每單位時間之排氣體積)為小之流量(每單位時間之供給體積)，將冷卻流體供給至背面Wb之外周部分亦可。然而，冷卻流體之流量係意味上述冷卻液與上述冷卻氣體合計流量。
塗佈條件記憶部121係記憶塗佈控制部110所進行上述塗佈控制之實行條件(以下稱「塗佈條件」)。做為塗佈條件之具体例係可列舉上述之第1預濕速度、第2預濕速度、第1塗佈速度、迴流速度、第2塗佈速度、及供給期間等。搬送控制部122係，控制搬送臂A3，搬送抗蝕液之塗佈對象之晶圓W。搬送控制部122係在向塗佈單元U1之晶圓W之搬入之前，控制搬送臂A3，將該晶圓W搬入基板冷卻部91亦可。由此，在塗佈單元U1所進行處理之前，冷卻晶圓W。搬送控制部122係將從塗佈單元U1搬出之晶圓W，控制搬送臂A3，搬入表面檢查部92亦可。
控制部100係自動設定塗佈條件記憶部121所記憶之塗佈條件之至少一部分而構成亦可。例如控制部100係做為機能模組，具有膜厚資料取得部123、和基本條件記憶部124、和條件設定部125。
膜厚資料取得部123係將上述膜厚資訊從表面檢查部92取得。基本條件記憶部124係按抗蝕液之種類，記憶預先設定之複數種類之塗佈條件。條件設定部125係將對應於抗蝕液之種類之塗佈條件，從塗佈條件記憶部121記憶之複數之塗佈條件選擇，自動調節所選擇之塗佈條件(以下稱「基本條件」)之至少一部分。例如條件設定部125係自動調節基本條件中之至少第1塗佈速度與供給期間。
做為一例，條件設定部125係將包含於提出條件用之晶圓W(樣本基板)之表面Wa之中心，邊供給抗蝕液，邊以第1塗佈速度旋轉晶圓W，在供給於樣本基板之表面Wa之抗蝕液到達樣本基板之外周Wc之前，停止抗蝕液之供給、和停止抗蝕液之供給後，以第2塗佈速度持續樣本基板之旋轉、和於上述供給期間中，將冷卻流體供給至樣本基板之背面Wb之外周部分的樣本作成、以及測定經由樣本作成，形成於樣本基板之表面Wa之被膜之膜厚的樣本測定，邊變更第1塗佈速度及供給期間之組合，邊重覆至樣本基板之膜厚之參差成為特定層級以下。
於樣本作成中，條件設定部125係將對於樣本基板之上述塗佈控制，執行於塗佈控制部110。樣本測定中，條件設定部125係將搬入至表面檢查部92之樣本基板之膜厚資訊，經由膜厚資料取得部123從表面檢查部92取得。又，條件設定部125係經由搬送控制部122，控制搬送臂A3，搬送成為樣本作成及樣本測定之對象之樣本基板。
重覆樣本作成與樣本測定，係包含將供給期間做為特定值，變更第1塗佈速度，縮小樣本基板之膜厚之參差之情況亦可。例如重覆樣本作成與樣本測定，係包含邊將供給期間做為特定值，變更第1塗佈速度，邊重覆樣本作成與樣本測定，使樣本基板之膜厚之參差接近最小值亦可。在此之特定值係每當樣本作成之時進行改變亦可。重覆樣本作成與樣本測定，係包含將第1塗佈速度做為特定值，變更供給期間，縮小樣本基板之膜厚之參差之情況亦可。例如重覆樣本作成與樣本測定，係包含將第1塗佈速度做為特定值，變更供給期間，使樣本基板之膜厚之參差接近4次以上偶數次之函數亦可。重覆樣本作成與樣本測定，係包含邊將第1塗佈速度為特定值，變更供給期間，邊重覆樣本作成與樣本測定，使樣本基板之膜厚之分布接近4次函數亦可。在此之特定值係每當樣本作成之時進行改變亦可。
條件設定部125係可執行邊變更第1塗佈速度及供給期間之組合，邊重覆上述樣本作成，作成複數之樣本基板、和於各別之複數之樣本基板，測定形成於表面Wa之被膜之膜厚(即，執行上述「樣本測定」)、根據各別複數之樣本基板之膜厚之參差，設定第1塗佈速度及供給期間，縮小膜厚之參差。例如，條件設定部125係根據各別複數之樣本基板之膜厚之參差，將膜厚之參差與第1塗佈速度及供給期間之關係函數化，根據所得函數，導出令膜厚之參差接近最小值之第1塗佈速度及供給期間亦可。
圖4係顯示控制部100之硬體構造的方塊圖。控制部100係經由一個或複數之控制用電腦所構成。如圖4所示、控制部100係具有電路190。電路190係包含至少一個之處理器191、和記憶體192、和儲存器193、和計時器194、和輸出入埠195。儲存器193係例如具有例如硬碟等、可經由電腦讀取之記憶媒體。儲存器193係記憶有為了將經由液供給部30，於晶圓W之表面Wa之中心，邊供給抗蝕液，邊以第1塗佈速度經由旋轉保持部20旋轉晶圓W，在供給於表面Wa之抗蝕液到達晶圓W之外周Wc之前，經由液供給部30停止抗蝕液之供給、和停止液供給部30所進行之抗蝕液之供給後，以第2塗佈速度經由旋轉保持部20持續晶圓W之旋轉、停止液供給部30所進行抗蝕液之供給之後，於包含直至第2塗佈速度所成晶圓W之旋轉終止之期間之至少一部分的供給期間中，經由冷卻流體供給部80，將冷卻流體供給至背面Wb之外周部分，執行於控制部100之程式。例如，儲存器193係記憶有為了將上述控制部100之各機能模組，經由控制部100所構成之程式亦可。
記憶體192係暫時記憶從儲存器193之記憶媒體載入之程式及處理器191所成演算結果。處理器191係經由與記憶體192連動，執行上述程式、構成上述之各機能模組。計時器194係例如計數一定周期之基準脈衝，計測經過時間。輸出入埠195係根據來自處理器191之命令，在旋轉保持部20、液供給部30、40、噴嘴搬送部50、60、冷卻流體供給部80、表面檢查部92及搬送臂A3之間，進行電氣訊號之輸出入。
然而，控制部100之硬體構成係非一定經由程式構成各機能模組。例如，控制部100之上述機能模組之至少一部分係經由專用之邏輯電路或集成此之ASIC (Application Specific Integrated Circuit)加以構成亦可。
[塗佈處理手序] 以下，做為塗佈處理方法之一例，說明處理模組12中執行之塗佈處理手序。此塗佈處理手序係包含於晶圓W之表面Wa之中心，邊供給抗蝕液，邊以第1塗佈速度旋轉晶圓W，在供給於表面Wa之抗蝕液到達晶圓W之外周Wc之前，停止抗蝕液之供給、和停止抗蝕液之供給後，以第2塗佈速度持續晶圓W之旋轉、和停止抗蝕液之供給之後，於包含直至第2塗佈速度所成晶圓W之旋轉終止之期間之至少一部分的供給期間中，將上述冷卻流體供給至晶圓W之背面Wb之外周部分。
於上述塗佈單元U1中，冷卻流體供給部80所進行之冷卻流體之供給係以杯體70內之氣體經由排氣部74，排出至杯體70外之狀態加以進行。為此，塗佈單元U1之塗佈處理手序係更包含至少將冷卻流體供給至晶圓W之背面Wb之外周部分時，將晶圓W之收容空間之氣體，從較晶圓W之背面Wb更下方之排氣口74a排出。
又，於上述塗佈單元U1中，抗蝕液係順序經過節流部35和閥33，從液源32供給至噴嘴31。為此，於晶圓W之表面Wa之中心，供給抗蝕液，係包含對於噴嘴31而言，從液源32順序經過節流部35、閥33，供給成膜液。更且，於上述塗佈單元U1中，於液源32之液槽，冷卻抗蝕液。為此，塗佈單元U1之塗佈處理手序係包含冷卻供給至晶圓W之抗蝕液。
如圖5所示、控制部100係首先順序執行步驟S01、S02、S03、S04、S05、S06、S07、S08、S09、S11。步驟S01中，搬送控制部122係控制搬送臂A3，將晶圓W搬入基板冷卻部91。步驟S02中，搬送控制部122係控制搬送臂A3，將晶圓W從基板冷卻部91搬出。步驟S03中，搬送控制部122則將從基板冷卻部91搬出之晶圓W，搬入塗佈單元U1，控制搬送臂A3，設置於保持部21上。
步驟S04中，搬送控制部122則控制旋轉保持部20，將經由搬送臂A3設置於保持部21上之晶圓W，藉由保持部21加以保持。步驟S05中，噴嘴搬送控制部111則藉由水平搬送部61，控制噴嘴搬送部60，將噴嘴41配置於晶圓W之中心之上方。之後，噴嘴搬送控制部111係藉由昇降部62，控制噴嘴搬送部60，將噴嘴41接近表面Wa(參照圖8之(a))。
步驟S06中，預濕控制部113係經由旋轉保持部20，開始上述第1預濕速度ω1之晶圓W之旋轉。步驟S07中，預濕控制部113則經由液供給部40，於晶圓W之表面Wa，供給特定量之預先沾濕液(參照圖8之(b))。步驟S08中，預濕控制部113則經由旋轉保持部20，將晶圓W之旋轉速度從上述第1預濕速度ω1上昇至第2預濕速度ω2。由此，從噴嘴41供給至晶圓W之表面Wa之預先沾濕液則以離心力擴展於晶圓W之外周Wc側，多餘之預先沾濕液則甩出於晶圓W之周圍(參照圖8之(c)。
步驟S09中，噴嘴搬送控制部111則控制噴嘴搬送部60，經由昇降部62，將噴嘴41從表面Wa遠離，經由水平搬送部61，從晶圓W之上方退避噴嘴41。步驟S11中，預濕控制部113係令晶圓W開始以第2預濕速度ω2之旋轉之時機為基準，待機經過特定時間。特定時間係可充分甩脫多餘之預先沾濕液，經由事前之實機試驗或模擬等加以設定。
接著，控制部100係如圖6所示，順序執行步驟S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S21。步驟S12中，第1塗佈控制部114則經由旋轉保持部20，將晶圓W之旋轉速度從上述第2預濕速度ω2變更至第1塗佈速度ω3。步驟S13中，噴嘴搬送控制部112則藉由水平搬送部51，控制噴嘴搬送部50，將噴嘴31配置於晶圓W之中心之上方(參照圖9之(a))。步驟S14中，噴嘴搬送控制部112係直至表面Wa與噴嘴31之間隔成為上述塗佈用間隔，藉由昇降部52，控制噴嘴搬送部50，使噴嘴31接近表面Wa（參照圖9之(b))。
步驟S15中，晶圓W之表面Wa與噴嘴31之間隔保持於上述塗佈用間隔之狀態下，第1塗佈控制部114則藉由液供給部30，開始從噴嘴31至晶圓W之表面Wa之抗蝕液之供給（參照圖9之(c))。步驟S16中，令從噴嘴31之抗蝕液之吐出開始之時機為基準，第1塗佈控制部114待機經過特定時間。特定時間係為使光阻膜之膜厚成為目標膜厚，供給充分量之抗蝕液，經由事前之實機試驗或模擬等加以設定。
步驟S17中，第1塗佈控制部114則經由旋轉保持部20，將晶圓W之旋轉速度從上述第1塗佈速度ω3下降至上述迴流速度ω4。步驟S18中，第1塗佈控制部114則經由液供給部30，停止從噴嘴31之抗蝕液之吐出。步驟S19中，噴嘴搬送控制部112係藉由昇降部52，控制噴嘴搬送部50，將噴嘴31遠離表面Wa(參照圖10之(a))。步驟S21中，噴嘴搬送控制部112係藉由水平搬送部51，控制噴嘴搬送部50，從晶圓W之上方退避噴嘴31。
接著，控制部100係如圖7所示，順序執行步驟S22、S23、S24、S25、S26、S27、S28、S29。步驟S22中，第2塗佈控制部115則經由旋轉保持部20，將晶圓W之旋轉速度從上述迴流速度ω4上昇至第2塗佈速度ω5。步驟S23中，冷卻控制部116係開始冷卻流體供給部80之冷卻流體之供給(參照圖10之(b))。
步驟S24中，冷卻控制部116係令晶圓W開始以第2塗佈速度ω5之旋轉之時機為基準，待機經過特定時間。特定時間係在提升光阻膜之膜厚之均勻性之觀點下，經由事前之實機試驗或模擬等加以設定。步驟S25中，冷卻控制部116係經由冷卻流體供給部80，停止從噴霧噴嘴81向晶圓W之背面Wb之冷卻流體之供給。
步驟S26中，第2塗佈控制部115係令晶圓W開始以第2塗佈速度之旋轉之時機為基準，待機經過特定時間。在此期間，持續向外周Wc側之抗蝕液之擴展，多餘之抗蝕液從表面Wa上被甩脫(參照圖10之(c))。特定時間係在提升光阻膜之膜厚之均勻性之觀點下，經由事前之實機試驗或模擬等加以設定。步驟S27中，第1塗佈控制部114則經由旋轉保持部20，停止晶圓W之旋轉。
步驟S28中，搬送控制部122則經由保持部21，控制旋轉保持部20，解放晶圓W。步驟S29中，搬送控制部122係控制搬送臂A3，將晶圓W從塗佈單元U1搬出。之後，搬送控制部122係將從塗佈單元U1搬出之晶圓W，控制搬送臂A3，搬入表面檢查部92亦可。以上，完成塗佈處理手序。
[塗佈條件之設定手序] 如上所述，控制部100係將塗佈條件記憶部121所記憶之塗佈條件之至少一部分，自動加以設定構成亦可。以下，例示塗佈條件之設定手序。
如圖11所示，控制部100係順序執行步驟S31、S32、S33。步驟S31中，條件設定部125則取得顯示抗蝕液之種類的資訊。顯示抗蝕液之種類的資訊係例如經由操作者輸入至控制部100。步驟S32中，條件設定部125係將對應於抗蝕液之種類之塗佈條件(上述基本條件)，從塗佈條件記憶部121記憶之複數之塗佈條件選擇。步驟S33中，條件設定部125係自動調節基本條件中之至少一部分。例如條件設定部125係自動調節基本條件中之第1塗佈速度與供給期間。以上，完成塗佈條件之設定手序。
圖12係例示步驟S33之第1塗佈速度與供給期間之自動調節手序之流程圖。如圖12所示，控制部100係首先執行步驟S41、S42、S43。步驟S41中，條件設定部125係將基本條件中之供給期間，設定為零。步驟S42中，條件設定部125則設定第1塗佈速度(第1旋轉速度)，使樣本基板之膜厚之參差接近於最小值。以下，將此稱為「第1塗佈速度之最佳化」。有關第1塗佈速度之最佳化手序之具體例則於後述。步驟S43中，於步驟S42所設定之第1塗佈速度之膜厚之參差，是否為不足容許最大值，由條件設定部125加以確認。
步驟S43中，膜厚之參差，判定為容許最大值以上之時，控制部100係執行步驟S44。步驟S44中，條件設定部125係於基本條件之供給期間，加算預先設定之1間距分之調節值。之後，控制部100係將處理回到步驟S42。以後，直至膜厚之參差成為不足容許最大值，重覆供給期間之變更、以及對於變更後之供給期間之第1塗佈速度之最佳化。步驟S43中，膜厚之參差，判定為不足容許最大值之時，終止第1塗佈速度及供給期間之自動調節。
圖13係例示第1塗佈速度之最佳化手序之流程圖。如圖13所示，控制部100係首先執行步驟S51、S52、S53、S54、S55、S56、S57、S58。步驟S51中，條件設定部125則經由搬送控制部122控制搬送臂A3，將上述樣本基板，從基板冷卻部91順序搬送至塗佈單元U1，將對於該樣本基板之上述塗佈控制執行於塗佈控制部110。
步驟S52中，條件設定部125係經由搬送控制部122控制搬送臂A3，將塗佈控制後之樣本基板搬送至表面檢查部92，將搬入至表面檢查部92之樣本基板之膜厚資訊，經由膜厚資料取得部123從表面檢查部92取得。
步驟S53中，條件設定部125則根據在步驟S52取得之膜厚資訊，算出膜厚之參差。例如，條件設定部125係根據樣本基板之複數處所之膜厚之標準偏差，算出膜厚之參差。更具體而言，條件設定部125係將上述標準偏差之3倍做為顯示膜厚之參差之數值加以算出。
步驟S54中，條件設定部125係於第1塗佈速度(第1旋轉速度)，加算預先設定之1間距分之調節值。步驟S55、S56、S57中，條件設定部125則對於下個樣本基板，執行與步驟S51、S52、S53同樣之處理，對於該其他之樣本基板，算出膜厚之參差。步驟S58中，在步驟S57所算出之膜厚之參差則將對於在步驟S53所算出之膜厚之參差而言，是否增加，以條件設定部125加以確認。
步驟S58中，在步驟S57所算出之膜厚之參差則將對於在步驟S53所算出之膜厚之參差而言，判定為增加時，控制部100係執行步驟S59。步驟S59中，條件設定部125則變更上述調節值之加算所進行第1塗佈速度之增減方向。例如條件設定部125係反轉調節值之符號。
如圖14所示，控制部100係接著執行步驟S61。步驟S58中，在步驟S57所算出之膜厚之參差則將對於在步驟S53所算出之膜厚之參差而言，判定為未增加時，控制部100係不執行步驟S59，執行步驟S61。步驟S61中，條件設定部125係於第1塗佈速度，加算預先設定之1間距分之調節值。
控制部100係接著執行步驟S62、S63、S64、S65。步驟S62、S63、S64中，條件設定部125則對於下個樣本基板，執行與步驟S51、S52、S53同樣之處理，對於該下個之樣本基板，算出膜厚之參差。步驟S65中，下個樣本基板之膜厚之參差則將對於前次算出之膜厚之參差而言，是否增加，以條件設定部125加以確認。
步驟S65中，下個樣本基板之膜厚之參差則將對於前次算出之膜厚之參差而言，判定未增加之時，控制部100係將處理回到步驟S61。以後，只要在減少膜厚之參差下，重覆對於第1塗佈速度之調節值之加算、和上述樣本作成、樣本測定以及膜厚之參差之算出。
步驟S65中，下個樣本基板之膜厚之參差則對於前次算出之膜厚之參差而言，判定為增加之時，控制部100係執行步驟S66。步驟S66中，條件設定部125係從第1塗佈速度，減算1間距分之調節值。以上，完成第1塗佈速度之最佳化手序。
圖15係顯示步驟S33之第1塗佈速度與供給期間之自動調節手序之變形例之流程圖。如圖15所示，控制部100係首先執行步驟S71、S72、S73、S74、S75、S76、S77。步驟S71中，條件設定部125係將基本條件中之供給期間，設定為零。步驟S72中，條件設定部125則假定第1塗佈速度，以易於達成後述之供給期間之最佳化。有關第1塗佈速度之假定手序則於後述。步驟S73中，條件設定部125則與步驟S51同樣地，進行樣本作成。步驟S74中，條件設定部125則與步驟S52同樣地，進行樣本測定。
步驟S75中，條件設定部125則對於樣本測定所得之膜厚分布，進行4次函數之匹配。具體而言，條件設定部125係導出最近似於從晶圓W之中心之距離與膜厚之關係(以下稱「膜厚輪廓」。)的4次函數。步驟S76中，條件設定部125則導出膜厚輪廓與4次函數之差分。
在此，步驟S75中，對於膜厚輪廓之一部分領域進行4次函數之匹配，步驟S76中，於上述一部分領域之範圍外，導出膜厚輪廓與4次函數之差分亦可。例如，條件設定部125係於步驟S75中，導出最近似於從晶圓W之中心至外周Wc附近之特定位置之範圍之膜厚輪廓的4次函數。此時，條件設定部125係於步驟S76，在較上述特定位置外側，導出膜厚輪廓與4次函數之差分。條件設定部125係對於膜厚輪廓之全域，進行4次函數之匹配，算出膜厚輪廓與4次函數之全域之差分之二次方和或二次方和的平方根等亦可。
步驟S77中，膜厚輪廓與4次函數之差分則對於前次算出之差分而言，是否增加，以條件設定部125加以確認。
步驟S77中，膜厚輪廓與4次函數之差分則對於前次算出之差分而言，判定未增加之時，控制部100係執行步驟S78。步驟S78中，條件設定部125係於供給期間，加算1間距分之上述調節值。之後，控制部100係將處理回到步驟S72。以後，只要在減少膜厚輪廓與4次函數之差分下，重覆對於供給期間之上述調節值之加算、和上述樣本作成、樣本測定、4次函數之匹配以及差分之導出。
步驟S77中，膜厚輪廓與4次函數之差分則對於前次算出之差分而言，判定為增加之時，控制部100係執行步驟S79。步驟S79中，條件設定部125係從供給期間，減算1間距分之調節值。經由步驟S71~S79，設定供給期間，使膜厚輪廓與4次函數之差分接近最小值。以下，將此稱為「供給期間之最佳化」。
接著，控制部100係執行步驟S81。步驟S81中，條件設定部125則最佳化對於經由上述供給期間之最佳化所設定之供給期間之第1塗佈速度。第1塗佈速度之最佳化手序係與圖13及圖14例示之手序相同。以上，完成第1塗佈速度及供給期間之自動調節。
圖16係例示步驟S72之第1塗佈速度之假定手序之流程圖。此手序係在預定第1塗佈速度之複數之候補之狀態下加以執行。如圖16所示，控制部100係首先執行步驟S91、S92、S93、S94、S95。步驟S91中，條件設定部125係將第1塗佈速度設定在複數之候補的最小候補。步驟S92、步驟S93、步驟S94中，條件設定部125則對於下個樣本基板，執行與步驟S51、S52、S53同樣之處理，對於該下個之樣本基板，算出膜厚之參差。步驟S95中，條件設定部125則對於全候補，確認是否完成樣本作成、樣本測定及膜厚之參差之算出。
步驟S95中，判定殘留樣本作成、樣本測定及膜厚之參差之算出未完成候補之時，控制部100係執行步驟S96。步驟S96中，條件設定部125係將第1塗佈速度設定在複數之候補的下個候補。之後，控制部100係將處理回到步驟S92。以後，對於全候補，直至膜厚之參差之算出完成，重覆第1塗佈速度之變更、樣本作成、樣本測定以及膜厚之參差之算出。
於步驟S95中，對於全候補，判定樣本作成、樣本測定及膜厚之參差之算出完成候補之時，控制部100係執行步驟S97。條件設定部125係將第1塗佈速度，假定成膜厚之參差為最小之候補。以上，完成第1塗佈速度之假定手序。
圖17係顯示步驟S33之第1塗佈速度與供給期間之自動調節手序之變形例之流程圖。此手序係在預定第1塗佈速度及供給期間之複數之組合之狀態下加以執行。如圖17所示，控制部100係首先執行步驟S101、S102、S103、S104、S105。步驟S101中，條件設定部125則從複數之組合，選擇最初之組合。步驟S102、S103、S104中，條件設定部125則對於下個樣本基板，執行與步驟S51、S52、S53同樣之處理，對於該下個之樣本基板，算出膜厚之參差。步驟S105中，對於所有組合，將是否完成樣本作成、樣本測定及膜厚之參差之算出，以條件設定部125加以確認。
步驟S105中，判定有殘留樣本作成、樣本測定及膜厚之參差之測定未完成之組合之時，控制部100係執行步驟S106。步驟S106中，條件設定部125則從複數之組合，選擇下個之組合。之後，控制部100係將處理回到步驟S102。以後，對於全組合，直至膜厚之參差之算出完成，重覆下個組合之選擇、樣本作成、樣本測定以及膜厚之參差之算出。
步驟S105中，對於所有組合，判定樣本作成、樣本測定及膜厚之參差之測定完成之時，控制部100係執行步驟S107。步驟S107中，條件設定部125則根據複數之組合之各別之膜厚之參差，設定第1塗佈速度及供給期間，縮小膜厚之參差。例如，條件設定部125係根據複數之組合之各別之膜厚之參差，將膜厚之參差與第1塗佈速度及供給期間之關係函數化，根據所得函數，導出令膜厚之參差接近最小值之第1塗佈速度及供給期間。以上，完成第1塗佈速度及供給期間之自動調節。
[本實施形態之效果] 如以上所說明，塗佈處理方法係包含在於晶圓W之表面Wa之中心，邊供給成膜液，邊以第1塗佈速度旋轉晶圓W，在供給於晶圓W之表面Wa之成膜液到達晶圓W之外周Wc之前，停止成膜液之供給、和停止成膜液之供給後，以第2塗佈速度持續晶圓W之旋轉、和停止成膜液之供給之後，於包含直至第2塗佈速度所成晶圓W之旋轉終止之期間之至少一部分的供給期間中，將氣液混合之冷卻流體供給至晶圓W之背面Wb之外周部分。
根據此塗佈處理方法時，經由在於晶圓W之表面Wa之中心，邊供給成膜液，邊以第1塗佈速度旋轉晶圓W，在供給於晶圓W之表面Wa之成膜液到達晶圓W之外周Wc之前，停止成膜液之供給，可於較晶圓W之外周Wc更內側之領域，形成成膜液之液膜。之後，經由晶圓W以第2塗佈速度加以旋轉，液膜則擴展至晶圓W之外周Wc。
旋轉晶圓W時，液膜之外周部分係相較於液膜之中心部分，以高速加以移動，為此，相較於液膜之中心部分，於液膜之外周部分，易於進行成膜液之乾燥，易於下降液膜之流動性。相較於液膜之中心部分，外周部分之流動性下降時，液膜中之成膜液則向外周部分偏離，由此膜厚之面內均勻性會有下降之情形。尤其，在停止成膜液之供給之後，易於產生外周部分之流動性之下降，和起因於此之膜厚之面內均勻性之下降。
對此，根據本塗佈處理方法時，停止成膜液之供給之後，於直至第2塗佈速度所成晶圓W之旋轉終止之期間之至少一部分的供給期間中，氣液混合之冷卻流體則供給至晶圓W之背面Wb之外周部分。由此，晶圓W之外周部分可有效率冷卻之故，在停止成膜液之供給之後，可抑制外周部分之流動性之下降。因此，有效進行膜厚之面內均勻性之提升。
為確認本實施形態之效果，作成以下2個樣本，比較膜厚之參差。 樣本1)根據上述步驟S01~S29之手序，於晶圓W之表面Wa，形成光阻膜。將抗蝕液之流量成為每秒0.2cc。對於第1塗佈速度及供給期間，成為預定之值，使膜厚之參差接近最小值。 樣本2)不進行對於晶圓W之冷卻、液源32之抗蝕液之冷卻、及晶圓W之背面Wb之外周部分的冷卻流體之供給，其他根據與步驟S01~S29同樣之手序，於晶圓W之表面Wa，形成光阻膜。將抗蝕液之流量成為每秒0.2cc。對於第1塗佈速度，成為預定之值，使膜厚之參差接近最小值。
測定樣本1之膜厚之參差、和樣本2之膜厚之參差之結果，樣本1之膜厚之參差樣本2之膜厚之參差之約15%。由此結果，經由對於晶圓W之冷卻、液源32之抗蝕液之冷卻、及晶圓W之背面Wb之外周部分的冷卻流體之供給，膜厚之參差可確認被大幅下降。
將冷卻流體之供給，在停止成膜液之供給之後開始亦可。此時，在直至停止成膜液之供給之期間，適度進行液膜之外周部分之成膜液乾燥，可將更多成膜液佇留於晶圓W上。由此，可抑制液膜之膜厚過小。
將冷卻流體之供給，在停止晶圓W之旋轉之前加以停止亦可。根據冷卻流體之供給時，雖可抑制晶圓W之外周部分之成膜液之流動性之下降，相反地成膜液之乾燥則會延遲。對此，在停止晶圓W之旋轉之前，經由停止冷卻流體之供給，可達到兼顧膜厚之均勻性和成膜液之乾燥效率。
冷卻流體係可含有有機溶劑。此時，可更有效率冷卻晶圓W之外周部分。因此，更有效進行膜厚之面內均勻性之提升。
伴隨接近晶圓W之背面Wb，接近晶圓W之外周Wc，沿著傾斜之線，於晶圓W之背面Wb之外周部分，供給冷卻流體亦可。此時，將冷卻流體所成冷卻作用，更集中於晶圓W之外周部分。因此，更有效進行膜厚之面內均勻性之提升。
塗佈處理方法係更包含將至少冷卻流體供給至晶圓W之背面Wb之外周部分時，將晶圓W之收容空間之氣體，從較晶圓W之背面Wb更下方之排氣口74a排出，可相較於從排氣口74a之氣體之排氣量，以小流量將冷卻流體供給至晶圓W之背面Wb之外周部分。此時，可經由繞入晶圓W之表面Wa側之冷卻流體，抑制液膜變質。
於晶圓W之表面Wa之中心，供給成膜液係包含對於朝向晶圓W之表面Wa之中心開口之噴嘴31，從液源32順序經過節流部35、和閥33，供給成膜液亦可。從噴嘴31吐出之成膜液之量(以下稱「吐出量」。)係對應從液源32之成膜液之供給壓力之參差加以分散。吐出量之參差係影響到膜厚之面內均勻性。對此，經由藉由節流部35供給成膜液，抑制對應供給壓力之參差之吐出量的參差。又，節流部35經由配置於較閥33更上游(液源32側)，亦抑制閥33之開閉時之吐出量之超量。因此，更有效進行膜厚之面內均勻性之提升。
塗佈處理方法係更包含於樣本基板之表面之中心，邊供給成膜液，邊以第1塗佈速度旋轉樣本基板，供給於樣本基板之表面之成膜液，則在到達樣本基板之外周前，停止成膜液之供給、和停止成膜液之供給後，以第2塗佈速度持續樣本基板之旋轉、和於供給期間中，將冷卻流體供給至樣本基板之背面之外周部分的樣本作成、以及測定經由樣本作成，形成於樣本基板之表面之被膜之膜厚的樣本測定，邊變更第1塗佈速度及供給期間之組合，邊重覆至樣本基板之膜厚之參差成為特定層級以下亦可。對於膜厚之面佈均勻性，第1塗佈速度及供給期間則大為影響。對此，將上述樣本作成與樣本測定，經由重覆至樣本基板之膜厚之參差成為特定層級以下，可適切設定第1塗佈速度和供給期間。因此，更有效進行膜厚之面內均勻性之提升。
重覆樣本作成與樣本測定，係可包含將供給期間做為特定值，變更第1塗佈速度，將樣本基板之膜厚之參差接近至最小值，亦可包含將第1塗佈速度做為特定值，變更供給期間，將樣本基板之膜厚之參差縮小。此時，可將第1塗佈速度與供給期間更有效率地加以設定。
將第1塗佈速度做為特定值，變更供給期間，縮小樣本基板之膜厚之參差係可包含將第1塗佈速度做為特定值，變更供給期間，將樣本基板之膜厚之分布接近至4次以上之偶數次之函數。第1塗佈速度被最佳化之前之階段之膜厚輪廓係有成為從晶圓W之中心至某距離位置，膜厚漸漸變厚，從該位置至外周Wc，膜厚漸漸變小之輪廓的傾向。然後，經由將該輪廓接近至4次以上之偶數次之函數(尤其是4次函數)，第1塗佈速度之最佳化後之膜厚參差有變小之傾向。因此，邊將第1塗佈速度為特定值，變更供給期間，邊重覆樣本作成與樣本測定時，經由將膜厚之分布接近至4次以上之偶數次之函數，更可有效率設定第1塗佈速度與供給期間。
塗佈處理方法係包含於樣本基板之表面之中心，邊供給成膜液，邊以第1塗佈速度旋轉樣本基板，供給於樣本基板之表面之成膜液，則在到達樣本基板之外周前，停止成膜液之供給、和停止成膜液之供給後，以第2塗佈速度持續樣本基板之旋轉、和於供給期間，將冷卻流體供給至樣本基板之背面之外周部分，邊變更第1塗佈速度及供給期間之組合，邊重覆作成複數之樣本基板、和於各別之複數之樣本基板，測定形成於表面之被膜之膜厚、和根據各別複數之樣本基板之膜厚之參差，設定第1塗佈速度及供給期間，縮小膜厚之參差亦可。此時，根據顯示第1塗佈速度及供給期間、和膜厚之參差之關係之資料，可適切設定第1塗佈速度與供給期間。因此，更有效進行膜厚之面內均勻性之提升。
以上，雖對於實施形態做了說明，但本發明非限定於上述實施形態，在不脫離該要旨之範圍下，可進行種種變更。處理對象之基板係未限定於半導體晶圓，例如可為玻璃基板、光罩基板、FPD(Flat Panel Display)等。上述塗佈處理方法係亦可適用光阻膜以外(例如上述下層膜及上層膜)之成膜。
2:塗佈・顯影裝置(塗佈處理裝置) 20:旋轉保持部 30:液供給部 31:噴嘴 32:液源(成膜液之供給源) 33:閥 35:節流部 74a:排氣口 80:冷卻流體供給部 114:第1塗佈控制部 115:第2塗佈控制部 116:冷卻控制部 W:晶圓(基板) Wa:表面 Wb:背面 Wc:外周
[圖1]例示基板液處理系統之概略構造的模式圖。 [圖2]例示塗佈單元之概略構造的模式圖。 [圖3]例示控制部之機能性構造的方塊圖。 [圖4]例示控制部之硬體構造方塊圖。 [圖5]例示塗佈處理手序之流程圖。 [圖6]例示塗佈處理手序之流程圖。 [圖7]例示塗佈處理手序之流程圖。 [圖8]顯示預先沾濕液之塗佈之晶圓之狀態的模式圖。 [圖9]顯示抗蝕液之供給中之晶圓之狀態的模式圖。 [圖10]顯示抗蝕液之供給停止及塗佈展開之晶圓之狀態的模式圖。 [圖11]例示塗佈條件之設定手序之流程圖。 [圖12]例示第1塗佈速度與供給期間之自動調節手序之流程圖。 [圖13]例示第1塗佈速度之最佳化手序之流程圖。 [圖14]例示第1塗佈速度之最佳化手序之流程圖。 [圖15]例示第1塗佈速度與供給期間之自動調節手序之變形例之流程圖。 [圖16]例示第1塗佈速度之假定手序之流程圖。 [圖17]例示第1塗佈速度與供給期間之自動調節手序之變形例之流程圖。
20:旋轉保持部
21:保持部
22:旋轉驅動部
30:液供給部
31:噴嘴
32:液源(成膜液之供給源)
33:閥
34:液冷卻部
35:節流部
40:液供給部
41:噴嘴
42:液源
43:閥
50:噴嘴搬送部
51:水平搬送部
52:昇降部
60:噴嘴搬送部
61:水平搬送部
62:昇降部
70:杯體
70a:排液領域
70b:排氣領域
72:傘部
73:排液部
73a:排液口
74:排氣部
74a:排氣口
80:冷卻流體供給部
81:噴霧噴嘴
82:冷卻液供給部
83:冷卻氣體供給部
84:液源
85:閥
86:氣體源
87:閥
W:晶圓(基板)
Wa:表面
Wb:背面
Wc:外周
U1:塗佈單元

Claims (15)

  1. 一種塗佈處理方法，其特徵係包含：於基板之表面之中心，邊供給成膜液，邊以第1旋轉速度旋轉前述基板，供給於前述基板之表面之成膜液，則在到達前述基板之外周前，停止前述成膜液之供給、 和停止前述成膜液之供給後，以第2旋轉速度持續前述基板之旋轉、和前述成膜液之供給停止之後，包含直至前述第2旋轉速度所成前述基板之旋轉終止之期間之至少一部分的針對前述基板之供給期間中，將氣液混合之冷卻流體供給至前述基板之背面之外周部分。
  2. 如請求項1記載之塗佈處理方法，其中，將前述冷卻流體之供給，在停止前述成膜液之供給之後開始。
  3. 如請求項1記載之塗佈處理方法，其中，將前述冷卻流體之供給，在停止前述基板之旋轉前停止。
  4. 如請求項1記載之塗佈處理方法，其中，前述冷卻流體係包含有機溶劑。
  5. 如請求項4記載之塗佈處理方法，其中，前述冷卻流體係由IPA與具有同等或其之上之揮發性之溶劑與氣體所成。
  6. 如請求項1~5之任一項記載之塗佈處理方法，其中，伴隨接近前述基板之背面，接近前述基板之外周，沿著傾斜之線，於前述基板之背面之外周部分，供給前述冷卻流體。
  7. 如請求項1~4之任一項記載之塗佈處理方法，其中，更包含至少將前述冷卻流體供給至前述基板之背面之外周部分時，將前述基板之收容空間之氣體，從較前述基板之背面更下方之排氣口排出； 以相較於從前述排氣口之前述氣體之排氣量為小之流量，將前述冷卻流體，供給至前述基板之背面之外周部分。
  8. 如請求項1~5之任一項記載之塗佈處理方法，其中，於前述基板之表面之中心，供給前述成膜液係包含對於朝向前述基板之表面之中心開口之噴嘴而言，從前述成膜液之供給源，順序經過節流部、和閥，供給前述成膜液。
  9. 如請求項1~5之任一項記載之塗佈處理方法，其中，更包含將含有於樣本基板之表面之中心，邊供給前述成膜液，邊以第1旋轉速度旋轉前述樣本基板，供給於前述樣本基板之表面之前述成膜液，則在到達前述樣本基板之外周前，停止對於前述樣本基板之前述成膜液之供給、和停止對前述樣本基板之前述成膜液之供給後，以第2旋轉速度持續前述樣本基板之旋轉、和對前述樣本基板之前述成膜液之供給停止之後，包含直至前述第2旋轉速度所成前述樣本基板之旋轉終止之期間之至少一部分的針對前述樣本基板之供給期間中，將前述冷卻流體供給至前述樣本基板之背面之外周部分、的樣本作成、以及測定經由前述樣本作成，形成於前述樣本基板之表面之被膜之膜厚的樣本測定，邊變更前述第1旋轉速度及對前述樣本基板之供給期間之組合，邊重覆至前述樣本基板之前述膜厚之參差成為特定層級以下。
  10. 如請求項8記載之塗佈處理方法，其中，重覆前述樣本作成與前述樣本測定，係包含將對前述樣本基板之供給期間做為特定值，變更前述第1旋轉速度，縮小前述樣本基板之前述膜厚之參差。
  11. 如請求項9記載之塗佈處理方法，其中，重覆前述樣本作成與前述樣本測定，係包含將前述第1旋轉速度做為特定值，變更對前述樣本基板之供給期間，縮小前述樣本基板之前述膜厚之參差。
  12. 如請求項11記載之塗佈處理方法，其中，將前述第1旋轉速度做為特定值，變更對前述樣本基板之供給期間，縮小前述樣本基板之前述膜厚之參差係包含將前述第1旋轉速度做為特定值，變更對前述樣本基板之供給期間，將前述樣本基板之前述膜厚之分布接近至4次以上之偶數次之函數。
  13. 如請求項1~5之任一項記載之塗佈處理方法，其中，包含：將於樣本基板之表面之中心，邊供給前述成膜液，邊以第1旋轉速度旋轉前述樣本基板，供給於前述樣本基板之表面之前述成膜液，則在到達前述樣本基板之外周前，停止對於前述樣本基板之前述成膜液之供給、和停止對前述樣本基板之前述成膜液之供給後，以前述第2旋轉速度持續前述樣本基板之旋轉、和對前述樣本基板之前述成膜液之供給停止之後，包含直至前述第2旋轉速度所成前述樣本基板之旋轉終止之期間之至少一部分的針對樣本基板之供給期間中，將前述冷卻流體供給至前述樣本基板之背面之外周部分，邊變更前述第1旋轉速度及對前述樣本基板之供給期間之組合，邊重覆作成複數之前述樣本基板、 和於各別之前述複數之樣本基板，測定形成於前述表面之被膜之膜厚、 和根據各別前述複數之樣本基板之前述膜厚之參差，設定前述第1旋轉速度及前述對樣本基板之供給期間，以便縮小對各別前述樣本基板之膜厚之參差。
  14. 一種塗佈處理裝置，其特徵係具備：保持基板加以旋轉之旋轉保持部、 和在保持於前述旋轉保持部之前述基板之表面之中心，供給成膜液的液供給部、和將氣液混合之冷卻流體，供給至前述基板之背面之外周部分的冷卻流體供給部、 和邊經由前述液供給部，於前述基板之表面之中心，供給前述成膜液，邊以第1旋轉速度經由前述旋轉保持部旋轉前述基板，供給於前述基板之表面之前述成膜液，則在到達前述基板之外周前，停止經由前述液供給部之前述成膜液之供給的第1塗佈控制部、 和停止前述液供給部所進行之前述成膜液之供給後，以第2旋轉速度持續經由前述旋轉保持部之前述基板之旋轉的第2塗佈控制部、 和前述液供給部所進行之前述成膜液之供給停止之後，包含直至前述第2旋轉速度所成前述基板之旋轉終止之期間之至少一部分的供給期間中，經由前述冷卻流體供給部將前述冷卻流體，供給至前述基板之背面之外周部分的冷卻控制部。
  15. 一種電腦可讀取之記憶媒體，其特徵係記憶有將如請求項1~5之任一項記載之塗佈處理方法用以執行於塗佈處理裝置之程式。
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