TW202241228A - 塗佈處理裝置、塗佈處理方法及電腦記憶媒體 - Google Patents

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Abstract

[課題] 在基板之周緣部之側面精度佳地形成塗佈膜。 [解決手段] 一種塗佈處理裝置，其係在基板之周緣部塗佈塗佈液，具有：保持旋轉部，其係保持基板並使旋轉；塗佈液供給噴嘴，其係對藉由上述保持旋轉部而被保持的基板之周緣部供給塗佈液；移動機構，其係使上述塗佈液供給噴嘴移動；及控制部，其係控制上述保持旋轉部、上述塗佈液供給噴嘴及上述移動機構，上述控制部係一面使保持上述基板的上述保持旋轉部旋轉，一面邊藉由上述塗佈液供給噴嘴供給塗佈液，邊控制上述移動機構而以第1速度使上述塗佈液供給噴嘴從上述基板之周邊外方移動至上述基板上之周緣的特定位置，之後，邊藉由上述塗佈液供給噴嘴供給塗佈液，邊控制上述移動機構而以較上述第1速度更高速的第2速度使上述塗佈液供給噴嘴從上述特定位置朝上述基板之周邊外方移動。

Description

塗佈處理裝置、塗佈處理方法及電腦記憶媒體
本揭示係關於塗佈處理裝置、塗佈處理方法及電腦記憶媒體。
自以往進行在半導體晶圓(以下，有簡稱晶圓)等之基板之周緣部塗佈塗佈液的處理。
關於此點，在專利文獻1，記載有一種周緣部塗佈裝置，具備：旋轉保持部，其係將圓形的基板保持水平並使旋轉；噴嘴，其係為了在上述基板之表面之周緣部形成塗佈膜，供給塗佈液；移動機構，其係為了使上述塗佈液之供給位置在基板之周緣部和基板之外側位置之間移動，使上述噴嘴移動；控制部，其係為了控制上述旋轉保持部所致的基板之旋轉，和來自上述噴嘴之塗佈液之吐出，和移動機構所致的噴嘴之移動，輸出控制訊號。而且，上述控制部係以一面進行基板之旋轉及來自噴嘴之塗佈液的供給，一面使塗佈液之供給位置從基板之外側朝向基板之周緣部移動，在俯視觀看該基板之時，將塗佈液塗佈成其角度為10°以下的楔型，接著，在維持基板之旋轉及塗佈液之供給原樣下停止噴嘴之移動，沿著基板之周緣部將塗佈液塗佈成帶狀，被塗佈成該帶狀之塗佈液的端部與被塗佈成上述楔型的塗佈液接觸，而涵蓋基板之全周被塗佈塗佈液之方式，輸出控制訊號。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-62436號公報
[發明所欲解決之課題]
本揭示所涉及的技術係在基板之周緣部之側面精度佳地形成塗佈膜。 [用以解決課題之手段]
本揭示之一態樣係一種塗佈處理裝置，其係對基板之周緣部塗佈塗佈液的塗佈處理裝置，具有：保持旋轉部，其係保持基板並使旋轉；塗佈液供給噴嘴，其係對藉由上述保持旋轉部而被保持的基板之周緣部供給塗佈液；移動機構，其係使上述塗佈液供給噴嘴移動；及控制部，其係控制上述保持旋轉部、上述塗佈液供給噴嘴及上述移動機構，上述控制部係被構成為一面使保持上述基板的上述保持旋轉部旋轉，一面進行下述控制：邊藉由上述塗佈液供給噴嘴供給塗佈液，邊控制上述移動機構而以第1速度使上述塗佈液供給噴嘴從上述基板之周邊外方移動至上述基板上之周緣的特定位置，之後，邊藉由上述塗佈液供給噴嘴供給塗佈液，邊控制上述移動機構而以較上述第1速度更高速的第2速度使上述塗佈液供給噴嘴從上述特定位置朝上述基板之周邊外方移動。 [發明之效果]
若藉由本揭示時，則可以在基板之周緣部之側面精度佳地形成塗佈膜。
在半導體裝置等之製造過程中，對晶圓上供給光阻液，進行包含形成光阻膜之光阻塗佈處理等的一連串的光微影工程，在晶圓上形成特定的光阻圖案。上述一連串的處理係藉由搭載有處理晶圓的各種液處理裝置、熱處理裝置、搬運晶圓的搬運裝置等的塗佈顯像處理系統來進行。再者，有對光微影工程結束的晶圓，之後，進行蝕刻處理等，再次進行光微影工程之一連串的處理之情形。
在如此的製程中，有以保護上述蝕刻處理時之晶圓之周緣部為目的，實施在該周緣部形成保護膜之塗佈處理之情形。當根據圖1詳細敘述此時，如圖示般，晶圓W之周緣部，大概被區劃為上面側平坦部之區域Z1、從區域Z1延續的斜面之區域Z2、從區域Z2延續的垂直之作為側端面(周緣部側端面)的區域Z3、從區域Z3延續的斜面之區域Z4，還有從區域Z4延續的下面側平坦部之區域Z5。
而且，在蝕刻處理時，不形成光阻圖案，因此，對藉由蝕刻液容易受損之區域Z1、Z2、Z3，形成保護膜P。作為保護膜P，使用例如光阻液所致的光阻膜。
如此之周緣部之塗佈處理自以往藉由周緣部塗佈處理裝置而進行。具體而言，一面藉由保持晶圓之旋轉夾具等的保持旋轉部，使晶圓旋轉，一面從圖2所示的形成保護膜的保護液供給噴嘴N邊吐出保護液，邊從晶圓W的周邊部的外方向晶圓W的中心側移動，在塗佈區域之晶圓W中心側之端部停止，之後，再次使保護液供給噴嘴N朝晶圓W之周邊部外方退避。依此，如圖1所示般，對晶圓W之周緣部之區域Z1、區域Z2、區域Z3，形成保護膜P。
而且，為了進行對區域Z3，在期望的區域，例如從上端起算60%～80%之區域形成保護膜P，進行調整旋轉夾具等的保持旋轉部之旋轉速度。
然而，可知雖然在旋轉夾具等的保持旋轉部之外側，配置有圖2所示的杯體C，但是當如上述般在區域Z3之期望的區域形成保護膜之時，使保持旋轉部高速旋轉時，保護液飛散至杯體C之淵部，尤其後述被設置在杯體C之淵部的塊體之內面，在杯體C之淵部內面附著保護液所致的髒汙D之情形。
在此，本揭示所涉及之技術係當對晶圓等之基板的周緣部塗佈塗佈液的時候，抑制保護液朝杯體之內面淵部附著，相對於該周緣部側面精度佳地形成保護膜。
以下，針對本實施型態，一面參照圖面一面予以說明。另外，在本說明書及圖面中，針對實質上具有相同功能構成之要素，藉由賦予相同符號，省略重複說明。
圖3為示意性地表示實施型態所涉及之塗佈處理裝置1之縱剖面圖，圖4係同樣示意性地表示平面的圖。該塗佈處理裝置1係被構成為在晶圓W之周緣部，塗佈例如光阻液作為保護液而形成保護膜的裝置。塗佈處理裝置1具備旋轉夾具10作為保持旋轉部。旋轉夾具10係被構成藉由真空吸附將例如其直徑為300mm之作為圓形基板的晶圓W保持水平。旋轉夾具10係被連接於包含馬達等的旋轉驅動部11。旋轉驅動部11係以因應從後述控制部100被輸出的控制訊號的旋轉速度，使旋轉夾具10在垂直周圍旋轉。
晶圓W朝旋轉夾具10的收授係藉由支撐晶圓W之背面的3根支撐銷12(在圖中，為了方便圖示僅表示2根)之升降而進行。支撐銷12係被設置在基台13上，基台13係藉由升降機構14之驅動而升降自如。
在旋轉夾具10之下方側，設置剖面形狀為山形的導環20，在該導環20之外周緣部，設置有朝下方延伸的環狀之外周壁21。而且，以包圍旋轉夾具10及導環20之方式，配置杯體22。即是，杯體22係上面開口成圓形，具有包圍被保持於旋轉夾具10之晶圓W的型態。再者，在杯體22之頂上部之內緣，設置有圓筒狀之塊體22a。塊體22a具有抑制杯體22內之霧氣朝外側被釋放之情形，並且將下降流適當地引導至杯體22內的功能。
如上述般，杯體22係上側開口，成為可以對旋轉夾具10收授晶圓W。在杯體22之內側周面和導環20之外周壁21之間形成構成排出路的間隙23。在杯體22之底部22b，設置從底部22b朝上方豎立的排氣管24。再者，在杯體22之底部22b，設置排液口25。
塗佈處理裝置1具備作為供給保護液(塗佈液)之塗佈液供給噴嘴的噴嘴30。噴嘴30係下端面形成有吐出口30a。噴嘴30係經由光阻液供給管31而被連接於貯留光阻液的光阻液供給源32。光阻液供給源32具備泵浦，朝噴嘴30側壓送光阻液，被壓送的光阻液從吐出口30a被吐出。在光阻液供給管31，設置有包含閥體或流量調整部等的供給機器群33，根據從控制部100被輸出的控制訊號，控制光阻液的供給、停止及朝噴嘴30的供給量。
噴嘴30係如圖4所示般，被支撐於在水平方向延伸的機械臂41。另外，為了方便圖示，在圖3中，雖然噴嘴30被支撐於垂直方向，但是實際上，如後述圖5所示般，相對於晶圓W之接線方向，在俯視觀看下，被配置成特定角度，例如30度程度傾斜，被朝向晶圓W之外側。再者，即使相對於晶圓W之水平面，也非垂直，而係以特定角度，例如30度角度傾斜配置。針對該些噴嘴30之配置角度在任意的範圍被設定。
噴嘴30經由機械臂41而被連接於移動機構42。移動機構42係沿著在橫向延伸的導軌43而移動，再者可以使機械臂41升降。而且，移動機構42依照來自控制部100之控制訊號而移動，藉由該移動機構42之移動，噴嘴30係可以在被設置於杯體22之外部的待機位置44和晶圓W之周緣之間移動。再者，即使針對移動機構42之移動距離、移動速度、移動方向，也藉由來自控制部100之控制訊號而控制。
具有上述構成的塗佈處理裝置1係如先前所述般，藉由控制部100被控制。控制部100係藉由具備例如CPU或記憶體等的電腦而被構成，具有程式儲存部(無圖示)。在程式儲存部儲存控制在塗佈處理裝置1中之各種處理的程式。另外，即使該程式係被記錄於電腦能夠讀取的記憶媒體H者，且為從該記憶媒體被安裝於控制部100者亦可。記憶媒體H不管暫時性或非暫時性。
接著，說明使用上述構成所涉及的塗佈處理裝置1之塗佈處理方法之一例。首先，當晶圓W被吸附保持於旋轉夾具10上時，藉由旋轉驅動部11使該晶圓W旋轉。而且，從先前所述的圖3中表示的待機位置44使噴嘴30移動至晶圓W之中心側，如圖5(a)所示般，在杯體22之內側並且在晶圓W之周邊外方，更具體而言在杯體22之塊體22a內周面和晶圓W之外方端部之間的位置，開始吐出光阻液。在該狀態下，以第1速度，例如1～10mm/sec.，使移動至晶圓W之周緣部之特定位置(掃描輸入)。在此特定位置係可以實現欲藉由光阻液形成的期望之保護膜之徑向的寬度的位置。該保護膜之寬度係藉由欲形成的保護膜之特性、性質、之後的蝕刻處理之種類而被設置，例如1～5mm程度。
接著，如圖5(b)所示般，當噴嘴30到達至特定位置時，停止。而且，在保持該狀態下，晶圓W例如1～5轉動之期間，從噴嘴30持續吐出光阻液。依此，在晶圓W之周緣部，以上述寬度形成光阻液所致的保護膜P。
接著，如圖5(c)所示般，使噴嘴30，以較上述第1速度更高速的第2速度，例如超過50mm/sec.的速度，較佳以80～200mm/sec.的速度，從圖5(b)之特定位置，移動至晶圓W之周邊外方(掃描輸出)。之後，停止光阻液之吐出，接著使噴嘴30朝待機位置44移動。
如此一來，藉由對晶圓W之周緣部吐出光阻液，如圖1所示般，相對於晶圓W之周緣部之區域Z1、區域Z2、區域Z3，形成保護膜P。而且，可以確認出不產生在以往見到的圖2所示的附著於杯體C之淵部內面的髒汙D。更具體而言，確認出保護液飛散至塊體22a之內周面，在塊體22a之內周面不產生髒汙D。 在塊體22a附著光阻液而產生髒汙Ｄ有光阻液超越塊體22a而飛散至杯體22之外面的可能性。再者，飛散至塊體22a之內周面的光阻液PL衝突至該內周面而在晶圓W上彈跳，也有附著於不被塗佈光阻液的區域之虞。而且，當光阻液附著堆積於塊體22a之內周面時，如此的彈跳之風險變高。另一方面，若為杯體22之內面時，雖然能夠以溶劑等的洗淨液進行洗淨，但是有難以進行塊體22a之洗淨的一面。因此，抑制、防止保護液飛散至塊體22a之內周面可以解決該些課題。
發明者進行各種實驗調查之結果，以往係噴嘴30移動至特定位置之時(掃描輸入時)，和噴嘴30從特定位置移動至晶圓W之周邊外方之時(掃描輸出時)為相同的速度。而且，證明在噴嘴30移動至特定位置之時(掃描輸入時)，雖然在杯體22之淵部內面不附著保護液，但是噴嘴30從特定位置移動至晶圓W之周邊外方之時(掃描輸出時)，保護液附著於杯體22之淵部內面。
而且，針對在杯體C之淵部內面、塊體22a之內周面附著保護液之原因進行研究之結果，可以確認到在杯體C之淵部內面附著保護液，係如圖6所示般，在晶圓W之周緣部上面已形成有保護膜P之狀態，藉由從其上方進一步使光阻液PL吐出，被吐出的光阻液PL對未完全乾燥的保護膜P衝突，此時，光阻液PL力道強地飛散。因此，若盡可能地縮短如此衝突而導致光阻液PL飛散的時間時，則可以對應此抑制保護液飛散至杯體22之淵部內面、塊體22a之內周面而附著的量。
因此，如上述實施型態般，藉由將噴嘴30之掃描輸出時的速度，設為較噴嘴30之掃描輸出時的速度更高速，可以縮短如此地被吐出的光阻液PL對未完成乾燥的保護膜P衝突的時間，依此，可以抑制飛散的光阻液PL附著於杯體22之淵部內面，尤其係塊體22a之內周面之情形。
然而，該種類的保護膜P係如圖1所示般，必須對晶圓W之周緣部的區域Z1、區域Z2、區域Z3形成，再者，區域Z3中之形成區域以從上端覆蓋60～80%之區域為佳。而且，如此的形成區域之控制係依據藉由噴嘴30吐出作為保護液的光阻液之期間的晶圓W之旋轉速度而進行。
例如，當晶圓W之旋轉速度過低時，如圖7所示般，保護膜P不僅區域Z3，也包繞至區域Z4，會對之後的搬運或處理造成障礙。另一方面，當晶圓W之旋轉速度過高時，如圖8所示般，保護膜P不到達至區域Z3，有僅可以覆蓋區域Z1、Z2之虞，無法謀求作為保護膜P之原本目的，亦即保護蝕刻處理時的區域Z3。
因此，保護液吐出時之晶圓W之旋轉速度之控制為重要，但是，僅注視晶圓W之旋轉速度，當控制此時，如先前所述般，有掃描輸出時飛散的光阻液PL附著於杯體22之淵部內面或塊體22a之內周面之虞。因此，要如何任意地進行保護液吐出時之晶圓W之旋轉速度的控制，並且防止如此的保護液PL附著於杯體22之內面淵部，尤其塊體22a之內周面係非常困難的問題。
該點如先前所述般，在本揭示的技術中，由於藉由將噴嘴30之掃描輸出時的速度，設為較掃描輸入時之速度更高速，可以抑制保護液朝如此的杯體22之內面淵部，尤其塊體22a之內周面附著，故能夠僅注力於控制保護膜P朝區域Z3的形成區域，任意地控制晶圓W之旋轉速度。因此，本揭示所涉及的技術，可以在基板之周緣部之側面精度佳地形成塗佈膜，並且可以抑制在杯體內面淵部，尤其係塊體22a之內周面附著光阻液PL之情形。
若藉由發明者的見解時，藉由晶圓W之旋轉速度維持在500rpm以上，較佳800rpm～2000rpm的方式，與上述噴嘴30之掃描輸出時的移動速度相結合，可以將晶圓W之周緣部之區域Z3中之保護膜P之形成區域控制在60～80%的範圍，而且，可以適當地抑制作為保護液之光阻液PL附著於杯體22之內面淵部之情形。
另外，此次所揭示之實施型態所有的點皆為例示，並非用以限制者。上述實施型態只要在不脫離附件的申請專利範圍及其要旨，以各種型態進行省略、置換、變更亦可。
1:塗佈處理裝置 10:旋轉夾具 11:旋轉驅動部 12:支撐銷 13:基台 14:升降機構 20:導環 21:外周壁 22:杯體 22a:塊體 23:間隙 24:排氣管 25:排液口 30:噴嘴 30a:吐出口 31:光阻液供給管 32:光阻液供給源 33:供給機器群 41:機械臂 142:移動機構 43:導軌 100:控制部 H:記憶媒體 P:保護膜 PL:光阻液 W:晶圓 Z1~Z5:區域
[圖1]表示晶圓之周緣部之保護膜之形成狀態的說明圖。 [圖2]為表示杯體內面淵部附著保護液之狀態的說明圖。 [圖3]為示意性地表示與實施形態有關之塗佈處理裝置之構成之概略的側面剖面之說明圖。 [圖4]為示意性地表示實施形態所涉及之塗佈處理裝置之構成之概略的俯視之說明圖。 [圖5]為表示實施形態所涉及之塗佈處理方法所致之噴嘴之移動的說明圖。 [圖6]為噴嘴從晶圓掃描輸出時的光阻液之飛散的樣子的說明圖。 [圖7]為表示直至晶圓之周緣部之下側形成保護膜之狀態的說明圖。 [圖8]為表示僅在晶圓之周緣部上側形成保護膜之狀態的說明圖。
22:杯體
22a:塊體
30:噴嘴
P:保護膜
W:晶圓

Claims (13)

  1. 一種塗佈處理裝置，其係在基板之周緣部塗佈塗佈液的塗佈處理裝置，其特徵在於，具有： 保持旋轉部，其係保持基板並使旋轉； 塗佈液供給噴嘴，其係對藉由上述保持旋轉部而被保持的基板之周緣部供給塗佈液； 移動機構，其係使上述塗佈液供給噴嘴移動；及 控制部，其係控制上述保持旋轉部、上述塗佈液供給噴嘴及上述移動機構， 上述控制部係被構成為一面使保持上述基板的上述保持旋轉部旋轉，一面進行下述控制： 邊藉由上述塗佈液供給噴嘴供給塗佈液，邊控制上述移動機構而以第1速度使上述塗佈液供給噴嘴從上述基板之周邊外方移動至上述基板上之周緣的特定位置， 之後，邊藉由上述塗佈液供給噴嘴供給塗佈液，邊控制上述移動機構而以較上述第1速度更高速的第2速度使上述塗佈液供給噴嘴從上述特定位置朝上述基板之周邊外方移動。
  2. 如請求項1之塗佈處理裝置，其中 上述第2速度為超過50mm/sec的速度。
  3. 如請求項1之塗佈處理裝置，其中 上述保持旋轉部之旋轉速度為500rpm以上。
  4. 如請求項1之塗佈處理裝置，其中 上述第2速度為超過50mm/sec的速度，上述保持旋轉部之旋轉速度為500rpm以上。
  5. 如請求項4之塗佈處理裝置，其中 上述保持旋轉部之旋轉速度為800rpm～2000rpm。
  6. 一種塗佈處理方法，其係在基板之周緣部塗佈塗佈液的塗佈處理方法，其特徵在於， 一面使上述基板旋轉，一面邊藉由上述塗佈液供給噴嘴供給塗佈液，邊以第1速度使上述塗佈液供給噴嘴從上述基板之周邊外方移動至上述基板上之周緣的特定位置， 之後，邊藉由上述塗佈液供給噴嘴供給塗佈液，邊以較上述第1速度更高速的第2速度使上述塗佈液供給噴嘴從上述特定位置朝上述基板之周邊外方移動。
  7. 如請求項6之塗佈處理方法，其中 上述第2速度為超過50mm/sec的速度。
  8. 如請求項6之塗佈處理方法，其中 上述基板之旋轉速度為500rpm以上。
  9. 如請求項6之塗佈處理方法，其中 上述第2速度為超過50mm/sec的速度，上述基板之旋轉速度為500rpm以上。
  10. 如請求項9之塗佈處理方法，其中 上述基板之旋轉速度為800rpm～2000rpm。
  11. 一種電腦記憶媒體，其係為了藉由塗佈處理裝置實行在基板之周緣部塗佈塗佈液的塗佈處理方法，儲存有在控制該塗佈處理裝置之控制部之電腦上動作的程式之能讀取的電腦記憶媒體，其特徵在於， 上述塗佈處理裝置具有： 保持旋轉部，其係保持上述基板並使旋轉； 塗佈液供給噴嘴，其係對藉由上述保持旋轉部而被保持的基板之周緣部供給塗佈液；及 移動機構，其係使上述塗佈液供給噴嘴移動， 上述塗佈處理方法係 一面使上述基板旋轉，一面邊藉由上述塗佈液供給噴嘴供給塗佈液，邊以第1速度使上述塗佈液供給噴嘴從上述基板之周邊外方移動至上述基板上之周緣的特定位置， 之後，邊藉由上述塗佈液供給噴嘴供給塗佈液，邊以較上述第1速度更高速的第2速度使上述塗佈液供給噴嘴從上述特定位置朝上述基板之周邊外方移動。
  12. 如請求項11之電腦記憶媒體，其中 上述第2速度為超過50mm/sec的速度。
  13. 如請求項11之電腦記憶媒體，其中 上述基板之旋轉速度為500rpm以上。
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