TW202335047A - 塗布膜形成方法、塗布膜形成裝置及程式 - Google Patents

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松竹勇貴
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Abstract

本發明之目的在於提高基板之面內之塗布膜之膜厚之控制性。 本發明中實施以下步驟：塗布步驟，向基板之表面中心部供給塗布液，並使該基板旋轉而使該塗布液向該基板之周緣部擴散以形成塗布膜；高溫氣體供給步驟，將溫度高於被供給該塗布液之該基板之高溫氣體供給至旋轉中之該基板之背面之露出區域之一部分；膜厚分布調整步驟，使該基板以第1轉速旋轉而調整該基板之面內之該塗布膜之膜厚分布；以及乾燥步驟，在該膜厚分布調整步驟之後，使該基板以不同於該第1轉速之第2轉速旋轉，而調整該基板之整個面內之該塗布膜之膜厚並使其乾燥；進行該乾燥步驟之期間，包含停止向該基板供給該高溫氣體之期間。

Description

塗布膜形成方法、塗布膜形成裝置及程式
本發明係關於一種塗布膜形成方法、塗布膜形成裝置及程式。
在半導體元件之製造步驟中，對半導體晶圓(以下記載為晶圓)例如供給光阻等各種塗布液，而形成塗布膜。專利文獻1中，記載一種光阻塗布裝置，其具備與基板背面之中心部重疊並將其固定之旋轉台，以及設於被固定之基板之下方之噴嘴，並向未與旋轉台重疊之基板的整個周緣部，從噴嘴吹出加熱後之高壓氣體。並且，對於向該基板的表面供給之光阻，記載透過上述高壓氣體之作用而防止其附著於該基板背面之周緣部。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平10－261579號公報
[發明欲解決之課題]
本發明提供一種在向基板供給塗布液而形成塗布膜時，提高基板面內之塗布膜之膜厚之控制性之技術。 [解決課題之手段]
本發明之塗布膜形成方法，包含以下步驟： 塗布步驟，向基板之表面之中心部供給塗布液，並使該基板旋轉以使該塗布液向該基板之周緣部擴散而形成塗布膜； 高溫氣體供給步驟，將溫度高於被供給該塗布液之該基板之高溫氣體供給至旋轉中之該基板的背面之露出之區域的一部分； 膜厚分布調整步驟，使該基板以第1轉速旋轉，而調整該基板之面內之該塗布膜之膜厚分布；以及， 乾燥步驟，在該膜厚分布調整步驟之後，使該基板以不同於該第1轉速之第2轉速旋轉，而調整該基板之整個面內之該塗布膜之膜厚並使其乾燥； 進行該乾燥步驟之期間，包含停止向該基板供給該高溫氣體之期間。 [發明效果]
本發明可在向基板供給塗布液而形成塗布膜時，提高基板之面內之塗布膜之膜厚之控制性。
以下說明本發明之塗布膜形成裝置之一實施態樣亦即塗布膜形成裝置1。參照圖1之俯視圖說明塗布膜形成裝置1之概略。塗布膜形成裝置1將光阻作為塗布液供給至例如直徑為300mm之圓形基板亦即晶圓W之表面中心部，並使晶圓W旋轉而透過離心力使該光阻向晶圓W之周端部擴散而形成光阻膜R。亦即，透過旋轉塗布形成塗布膜亦即光阻膜R。本例中所用之光阻之黏度較高，例如在常溫下為10cP以上。又，在塗布膜形成裝置1中，在供給光阻之前，進行將稀釋劑與光阻同樣地旋轉塗布之前處理(預濕)。此預濕係提升晶圓W表面之光阻之潤濕性之處理。
並且，塗布膜形成裝置1可向旋轉中之晶圓W之背面之周緣部中的徑方向之局部區域，從噴嘴噴吐溫度高於該晶圓W之高溫氣體。為說明此高溫氣體之作用，以假設未向晶圓W供給該高溫氣體之裝置構成進行說明。半導體元件之製造步驟中，期望減少使用於每一片晶圓W之處理之光阻之量。但，向晶圓W供給之光阻之量較少時，若向晶圓W之中心部供給上述稀釋劑並進行旋轉塗布，並接著進行上述之光阻之旋轉塗布，則有無法充分提高晶圓W之面內之光阻膜R之膜厚均一性之情況。
以下參照圖2之圖表進一步具體說明。又，該圖表之橫軸係以自晶圓W之中心之距離(單位：mm)表示晶圓W之直徑上之各個位置，對於晶圓W之一端側之位置及晶圓W之另一端側之位置，分別以標示「＋」之符號之距離及標示「－」之符號之距離表示。並且，圖表之縱軸係光阻膜R之膜厚(單位：nm)，並以從anm每上升bnm標示一刻度之方式表示。a、b為既定之正數值。若在不進行高溫氣體之供給之情況下形成光阻膜R，有成為如圖表中以鏈線表示之膜厚分布之疑慮。具體而言，可能形成「晶圓W之周緣部中沿著該晶圓W之圓周之環狀區域的膜厚小於其他區域之膜厚」之膜厚分布。對於此環狀區域，以下可能記載為環狀低膜厚區域。如後續之評價試驗所示，藉由調整預濕時之稀釋劑之供給位置，可防止環狀低膜厚區域之形成，而緩和晶圓W之面內之膜厚偏差。但，此情況下，會使光阻膜R對於晶圓W表面之被覆性降低。
故，塗布膜形成裝置1中，向旋轉中之晶圓W之背面噴吐上述之高溫氣體，以在確保充分的光阻膜R之被覆性的同時，防止環狀低膜厚區域之形成。此高溫氣體，係向在不進行高溫氣體之噴吐時形成之環狀低膜厚區域之背面側噴吐，而使被噴吐該高溫氣體之環狀區域之溫度上升。
透過該加熱，促進上述環狀區域中之光阻之乾燥，累積光阻中之固體成分，而使該環狀區域之膜厚與其他區域之膜厚相等，藉此提高晶圓W之面內之光阻膜之膜厚均一性，而形成圖2中以實線表示之膜厚分布。但，若在晶圓W之處理中持續供給高溫氣體，有此環狀區域中之膜厚變得過大而使晶圓W之面內之膜厚分布均一性降低之疑慮。為了防止此情況，在晶圓W之處理途中停止高溫氣體之供給。
回到圖1，詳細說明塗布膜形成裝置1之構成。塗布膜形成裝置1具備2個處理部2、主處理機構4及2個EBR(Edge Bead Removal，邊緣球狀光阻去除)機構5。2個處理部2彼此之構成相同，各自包含存放晶圓W以進行處理之圓形之杯體21。主處理機構4包含分別噴吐上述之稀釋劑及光阻之噴嘴，以及各噴嘴之移動機構，並供2個處理部2共用。EBR機構5設於每個處理部2，其係用於分別進行向晶圓W之周緣部供給稀釋劑以去除多餘之光阻膜R之EBR之機構。2個EBR機構5彼此之構成相同。
如上所述設置2個杯體21，並位於相同高度。將此等杯體21排列之方向作為左右方向說明。透過搬運機構將晶圓W從後方向各杯體21搬運。為區別左右之處理部2，從前方向後方看時，可能將右側之處理部2記為2A、並將左側之處理部2記為2B。又，可能將處理部2A之杯體21及處理部2B之杯體21分別記為21A及21B。
以下亦參照圖3之縱剖側視圖說明處理部2。處理部2除了上述之杯體21，更具備旋轉吸盤22、旋轉機構24、氣體噴嘴31及洗淨噴嘴34。旋轉吸盤22形成載置晶圓W之圓形載台，其與晶圓W之背面之中心部重疊並吸附該中心部而將該晶圓W水平固持。旋轉吸盤22經由向鉛直方向延伸之旋轉軸23連接於旋轉機構24。透過包含馬達之旋轉機構24使旋轉吸盤22繞鉛直軸旋轉，連帶著亦使吸附於旋轉吸盤22之晶圓W旋轉。又，旋轉吸盤22與杯體21之各中心軸互相對齊，並使晶圓W之中心與此中心軸重疊而固持於旋轉吸盤22，並繞此中心軸旋轉。晶圓W之旋轉方向係俯視之順時針方向。
杯體21由基座25及本體部26構成。本體部26形成包圍晶圓W之載台亦即旋轉吸盤22以及固持於該旋轉吸盤22之晶圓W之杯體21之側壁。此杯體21之側壁之下端向杯體21之中心側延伸，更向上方延伸而形成沿著旋轉吸盤22之旋轉方向形成之環狀凹部27。於環狀凹部27設有排液口及用以將杯體21內排氣之排氣管，但省略圖示。環狀凹部27之內周側之上端向杯體21之中心側延伸而形成凸緣。
基座25構成為水平之圓板形狀，並形成杯體21之底部。基座25之周緣向上方突出並形成沿著上述之本體部26之凸緣之周緣形成之連接部，該連接部與該凸緣相互連接。旋轉吸盤22及旋轉機構24分別配置於基座25之上方及基座25之下方，旋轉軸23貫通基座25。又，圖3中，28係在旋轉機構24上支持基座25之支持構件。
又，設有貫通基座25之縱長方塊狀之氣體噴嘴31，且位於基座25之更上方之氣體噴嘴31之上端部形成氣體噴吐口32。第1噴吐口亦即氣體噴吐口32向旋轉中之晶圓W之背面之局部位置噴吐上述之高溫氣體。更具體而言，在晶圓W之背面，周緣部未被旋轉吸盤22被覆而露出。向此露出之周緣部中沿著晶圓W之徑方向之一部分區域噴吐高溫氣體。此高溫氣體在氣體噴吐口32中例如約為50℃，以使此高溫氣體如後述可在向晶圓W噴吐時加熱該晶圓W。又，氣體噴嘴31之下端位於旋轉機構24之上方。又，在俯視下，氣體噴嘴31相對於旋轉吸盤22配置於前方側。
又，在相對於氣體噴嘴31向基座25之周方向偏移之位置設有洗淨噴嘴34。洗淨噴嘴34與氣體噴嘴31同樣構成為縱長之方塊狀。並且，在位於基座25之更上方之洗淨噴嘴34之上端部形成第2噴吐口亦即洗淨液噴吐口35。洗淨噴嘴34向旋轉中之晶圓W之背面之局部位置噴吐經由未圖示之流路而從洗淨液供給源供給之洗淨液，而洗淨晶圓W之背面。亦即，洗淨液亦向未被旋轉吸盤22被覆而露出之區域噴吐。如此從洗淨噴嘴34噴吐之洗淨液之溫度，低於從氣體噴嘴31噴吐之高溫氣體之溫度，其為常溫(具體而言例如為20℃～30℃)。此洗淨液例如係稀釋劑。關於氣體噴嘴31及洗淨噴嘴34將在後續更詳細說明。
又，雖圖3中省略圖示，杯體21內如圖1所示設有3個向鉛直方向延伸之銷36，其分別貫通基座25。銷36透過升降機構升降，並在搬運機構與旋轉吸盤22之間傳遞晶圓W。此等升降機構及搬運機構之圖示省略。
接著說明主處理機構4。主處理機構4具備前端側朝向後方之手臂41、分別設於手臂41之前端側之光阻噴吐噴嘴42及預濕用之稀釋劑噴吐噴嘴43及移動機構44。移動機構44位於杯體21之前方側，手臂41之基端側連接於該移動機構44。移動機構44可伴隨手臂41左右移動，並且可使該手臂41升降。透過該移動機構44，光阻噴吐噴嘴42及稀釋劑噴吐噴嘴43可分別在杯體21之外側之待機區域(未圖示)與晶圓W之中心部上方之噴吐位置之間移動。光阻噴吐噴嘴42、稀釋劑噴吐噴嘴43在該噴吐位置，向晶圓W之中心部噴吐分別從未圖示之光阻供給源及稀釋劑供給源供給之光阻及稀釋劑。又，光阻噴吐噴嘴42構成塗布液供給部。
接著說明EBR機構5。EBR機構5具備前端側朝向後方之手臂51、設於手臂51之前端側之EBR用之稀釋劑噴吐噴嘴52及移動機構53。移動機構53位於2個杯體21之中透過包含該移動機構53之EBR機構5進行處理之杯體21之前方側附近，且手臂51之基端側連接於該移動機構53。移動機構53例如可伴隨手臂51左右移動，並可使該手臂51升降。透過如此之移動機構53，稀釋劑噴吐噴嘴52可在杯體21之外側之待機區域(未圖示)與杯體21內之噴吐位置之間移動。稀釋劑噴吐噴嘴52在該噴吐位置向下方之晶圓W之周緣部噴吐從未圖示之稀釋劑供給源供給之稀釋劑。
另外，例如在杯體21A之後方設有具備加熱器之加熱機構61。為了不對杯體21A內之晶圓W之處理造成影響，加熱機構61位於距離該杯體21A較遠之位置。從空氣供給源62將經由未圖示之過濾器清淨化後之空氣供給至加熱機構61，並在該加熱機構61加熱。然後，此空氣作為上述高溫氣體經由配管形成之流路向處理部2A、2B之各氣體噴嘴31供給。以下說明此配管在俯視下之配置之一例。
配管63之下游側從加熱機構61向後方延伸，通過杯體21A之右側，並在杯體21A之更後方側之位置彎曲，而在該杯體21A之後方側向左方延伸。此向左方延伸之配管63例如在杯體21A、21B之間分歧成2條，而形成向左延伸之配管64A、64B。配管64A之下游側在杯體21A、21B之間折返而朝向右側進入與杯體21A重疊之區域後，朝向前方彎曲。此朝向前方彎曲之部位，為避免干擾旋轉軸23及支持部27，而以繞過該等構件之方式在基座25與旋轉機構24之間延伸(參照圖3)，並在基座25之下方連接於氣體噴嘴31之下端部。配管64B之下游側進入與杯體21B重疊之區域後，朝向前方彎曲。然後，此朝向前方彎曲之部位與配管64A之同一個部位同樣以繞過旋轉軸23及支持部27之方式，在基座25與旋轉機構24之間延伸而連接於氣體噴嘴31之下端部。
於配管64A、64B，閥65A、65B分別設於杯體21A、21B附近。閥65A、65B在杯體21A、21B之更下方之高度，在俯視下配置於杯體21A及21B之外側。並且，於配管64A之閥65A之上游側連接配管66A之上游端，此配管66A之連接位置在閥65A之附近，且例如在俯視下為杯體21A之外側。此配管66A之下游側在杯體21A之後方側向右方延伸後，朝向前方彎曲，並通過杯體21A之右側方延伸。又，於配管64B之閥65B之上游側連接配管66B之上游端，此配管64B之連接位置在閥65B之附近且例如在俯視下為杯體21B之外側。該配管66B之下游側在杯體21B之後方側向右方延伸後，朝向前方彎曲，並通過杯體21A之右側方延伸。
配管66A、66B之下游端分別經由閥67A、67B連接於杯體21A、21B之排氣管之下游側所連接之排氣路。從而，本實施態樣中，配管66A、66B係用以將高溫氣體排氣之排氣管。又，除了配管64A、64B中如上所述捲繞在旋轉機構24與基座25之間的部位以外，上述之各配管63、64A、64B、66A、66B係捲繞在杯體21A、21B之更下方之區域。
塗布膜形成裝置1之運作中，持續從空氣供給源62經由加熱機構61向配管63供給高溫氣體。並且，連接於杯體21A之氣體噴嘴31之配管64A之閥65A及連接於排氣路之配管66A之閥67A之中，任一方為開啟狀態，另一方為關閉狀態。同樣地，連接於杯體21B之氣體噴嘴31之配管64B之閥65B及連接於排氣路之配管66B之閥67B之中，任一方為開啟狀態，另一方為關閉狀態。從而，在從杯體21A之氣體噴嘴31噴吐高溫氣體之期間以外之期間，高溫氣體供給至配管66A並向排氣路排出。並且，在從杯體21B之氣體噴嘴31噴吐高溫氣體之期間以外之期間，高溫氣體供給至配管66B並向排氣路。
故，從加熱機構61到閥65A、65B為止之流路，在不從氣體噴嘴31噴吐高溫氣體之期間中仍被高溫氣體加熱。閥65A、65B如上所述設於杯體21A、21B之附近亦即距離氣體噴嘴31較近之位置，故可加熱從加熱機構61到氣體噴嘴31為止之流路之中的較廣範圍。從而，對於從氣體噴嘴31噴吐之高溫氣體，可抑制剛開始噴吐後之溫度與除此之外之期間之溫度之差，而迅速將期望之溫度之高溫氣體供給至晶圓W，故可提升裝置之處理量。又，在使來自氣體噴嘴31之高溫氣體反覆進行噴吐及噴吐停止以依序處理複數之晶圓W時，可抑制剛開始噴吐後之高溫氣體之溫度差異，而抑制晶圓W之間的處理差異(亦即，光阻膜R之膜厚差異)。
從如此調整流路之溫度而抑制噴吐之高溫氣體之溫度差異之觀點而言，閥65A、65B與氣體噴嘴31之距離相近較佳。但，若該距離過近，閥65A、65B分別關閉時，向閥65A、65B供給之高溫氣體會加熱位於杯體21內之基座25及旋轉吸盤22。此情況下，有因被加熱之各構件對於晶圓W之熱傳導及輻射熱，而產生晶圓W之面內及各個晶圓W之處理差異之疑慮。為防止如此之缺陷，本實施態樣中，閥65A、65B設於杯體21之更下方之高度，且在俯視下設於杯體21之外側位置。又，只須如此防止閥65A、65B與氣體噴嘴31之距離過近即可，故閥65A、65B之配置，亦可僅滿足「位於比杯體21更下方之高度」或「在俯視下設於杯體21之外側位置」中任一方之條件。
又，閥67A、67B與上述之閥65A、65B，形成切換高溫氣體之供給對象之切換部。由配管63、64A、64B形成之高溫氣體之流路形成氣體供給路。由配管66A、66B形成之高溫氣體之流路形成分岐路。
接著，參照圖4之俯視圖及圖5之側視圖，說明設於相同杯體21內之氣體噴嘴31及洗淨噴嘴34。對於氣體噴嘴31之氣體噴吐口32，將其朝向高溫氣體之噴吐方向且投影至晶圓W的背面之投影區域標示為P1。第1投影區域亦即投影區域P1，係設定為與圖2所說明之不進行高溫氣體之噴吐時會使光阻膜之膜厚變小之環狀低膜厚區域重疊。環狀低膜厚區域之位置會隨著所使用之光阻的種類及處理條件而變化，故配合該區域之位置設定晶圓W之徑方向之投影區域P1之位置即可。
為了防止向投影區域P1噴吐之高溫氣體無法抵抗晶圓W之旋轉產生之離心力之作用而流向晶圓W之周端而從杯體21內排出並形成亂流，氣體噴吐口32以從晶圓W之中心部側朝向周緣部側之方式，朝向斜上方開口。又，在俯視下，將從氣體噴吐口32沿著高溫氣體之噴吐方向延伸之直線設為L1。並且，延伸出通過該直線L1與晶圓W之周端的交點Q1之晶圓W之切線L2時，在俯視下直線L1對於切線L2不直交而傾斜。
假設切線L2與直線L1直交，沿著直線L1之從投影區域P1到晶圓W之周端之距離較短，故高溫氣體以較大流速從晶圓W之周端流向外側。如此，有晶圓W之背面側之稀釋劑及／或光阻之水霧向杯體21之外側流出之疑慮。為防止此水霧之流出，以不使切線L2與直線L1直交之方式設定高溫氣體之噴吐方向。為充分得到防止此水霧流出之效果，切線L2與直線L1形成之角θ1較佳例如設為未滿90°，具體而言例如設為70°。
又，從氣體噴吐口32向在俯視下順著晶圓W之旋轉方向之方向，亦即不與晶圓W之旋轉相逆之方向噴吐高溫氣體。更詳細而言，投影區域P1中之晶圓W之背面之點由於晶圓W之旋轉而進行等速圓周運動。在俯視下，以該進行圓周運動之點作為基點之速度向量(以L3圖示)之方向與沿著高溫氣體之噴吐方向延伸之直線L1所形成之角θ2為鈍角時，係順著晶圓W之旋轉方向噴吐高溫氣體。藉由如此噴吐高溫氣體，防止噴向晶圓W之背面之該高溫氣體由於晶圓W之旋轉而從晶圓W之背面彈開而飛散。亦即，使噴吐出之高溫氣體沿著晶圓W之旋轉流動並與晶圓W接觸較長時間，故可高效率地加熱晶圓W。
以下說明洗淨噴嘴34。對於洗淨噴嘴34之洗淨液噴吐口35，將其朝向洗淨液之噴吐方向且投影至晶圓W之背面之投影區域標示為P2。洗淨噴嘴34從晶圓W之中心部側朝向周緣部側向斜上方噴吐洗淨液。並且，透過晶圓W之旋轉之離心力產生之洗淨液之擴散，在該晶圓W之背面中洗淨從第2投影區域亦即投影區域P2到晶圓W之周緣之區域。
又，如上所述，從洗淨噴嘴34噴吐之洗淨液之溫度低於從氣體噴嘴31噴吐之高溫氣體之溫度。並且，對於晶圓W之洗淨液之噴吐結束之時間點比對於晶圓W之高溫氣體之噴吐結束之時間點慢。從而，在相同杯體21內依序處理晶圓W時，受到高溫氣體之噴吐加熱之該杯體21內，由於對晶圓W噴吐之洗淨液及洗淨液自晶圓W之飛散而冷卻，故抑制杯體21內之蓄熱引起之各晶圓W之處理中之杯體21內之溫度差異。從而，洗淨液亦具有提高晶圓W之間的處理均一性之作用。
洗淨噴嘴34與氣體噴嘴31同樣向在俯視下順著晶圓W之旋轉方向之方向噴吐洗淨液，而抑制晶圓W之旋轉造成之洗淨液之飛散。又，氣體噴嘴31之投影區域P1與洗淨噴嘴34之投影區域P2在晶圓W之旋轉方向上相互分離，從該旋轉方向看時，氣體噴嘴31之投影區域P1位於洗淨噴嘴34之投影區域P2之下游側。又，沿著晶圓W之旋轉方向看時，投影區域P1與投影區域P2之間存在2個圓弧區域，而此處所謂下游側，係從2個圓弧區域之中長度較短之圓弧區域看時之下游側。
假設考慮上述旋轉方向上投影區域P1、P2之位置相反，並且從對於晶圓W之高溫氣體之噴吐期間結束到對於晶圓W之洗淨液之噴吐期間結束之間隔較短，或高溫氣體之噴吐期間與洗淨液之噴吐期間重疊之情況。此情況下，在晶圓W之背面，被供給高溫氣體之區域與該高溫氣體一同透過晶圓W之旋轉而在經過些微時間後移動至被供給洗淨液之位置附近。亦即，在晶圓W之背面，向殘留較多高溫氣體之區域供給洗淨液。如此，可能因高溫氣體與洗淨液互相干擾，分別從晶圓W之背面飛散，而使高溫氣體對於晶圓W之背面之接觸時間較短，而降低高溫氣體之效果。又，有飛散之洗淨液成為微粒附著於晶圓W之疑慮。
但，藉由如上所述使投影區域P1位於投影區域P2之下游側，晶圓W之背面中被供給高溫氣體之區域經過較長時間移動至被噴吐洗淨液之位置附近，故在此之前高溫氣體因旋轉之離心力而流向晶圓W之外部。從而，更確實地抑制上述高溫氣體與洗淨液之干擾，而可在充分得到高溫氣體對於晶圓W之加熱效果的同時，更抑制洗淨液之微粒化。又，藉由防止洗淨液之飛散，洗淨液停留在杯體21內較長時間，故可充分得到上述之洗淨液之冷卻效果。
又，以上說明了如此藉由適當設定投影區域P1、P2之位置關係而防止高溫氣體與洗淨液之干擾，但在後續所述之塗布膜形成裝置1對於晶圓W之處理例中，停止對於晶圓W之高溫氣體之噴吐後，經過一段時間後再開始向晶圓W噴吐洗淨液。亦即，藉由使高溫氣體之噴吐期間與洗淨液之噴吐期間錯開，而成為不易發生上述干擾之構成。
又，塗布膜形成裝置1具備控制部10(參照圖1)。此控制部10由電腦構成，並具備程式。程式中包含步驟群，以實施塗布膜形成裝置1中之一系列動作。並且，控制部10透過該程式向塗布膜形成裝置1之各部輸出控制信號，而控制該各部之動作。具體而言，控制透過移動機構44、53之各噴嘴之移動、閥65A、65B、67A、67B之開閉、來自光阻噴吐噴嘴42及稀釋劑噴吐噴嘴43、52之光阻及稀釋劑之噴吐、透過旋轉機構24之晶圓W之旋轉等動作。上述之程式例如儲存於光碟、硬碟、DVD等記錄媒體，並安裝於控制部10。
接著，參照圖6～圖7之步驟圖，說明塗布膜形成裝置1對於晶圓W之處理。又，亦適當參照表示晶圓W之轉速(單位：rpm)之變化與從氣體噴嘴31向晶圓W噴吐高溫氣體之噴吐期間之關係之圖8之圖表。又，以下之說明中，設定處理部2A、2B之中以處理部2A處理晶圓W。
首先，透過搬運機構將晶圓W搬運至處理部2A之杯體21A上。此時，係閥65A關閉且閥67A開啟之狀態，而成為停止自處理部2A之氣體噴嘴31噴吐高溫氣體，且向配管66A供給高溫氣體並排氣之狀態。並且，經由銷36將該晶圓W固持於旋轉吸盤22，晶圓W開始旋轉時，關閉閥67A並開啟閥65A。藉此，停止透過配管66A將高溫氣體排氣，並從氣體噴嘴31噴吐該高溫氣體，而開始加熱晶圓W(圖6A)。又，此高溫氣體之噴吐相當於高溫氣體供給步驟。
接著，從稀釋劑噴吐噴嘴43向晶圓W之中心部噴吐稀釋劑，噴吐了既定量之稀釋劑後，停止該噴吐。透過晶圓W之旋轉之離心力，使該稀釋劑向晶圓W之周緣部擴散，而進行上述預濕。然後，從光阻噴吐噴嘴42向晶圓W之中心部噴吐既定量之光阻(時刻t1)並停止噴吐後，使晶圓W之轉速上升(時刻t2)而成為較高之轉速d1。然後，透過晶圓W之旋轉之離心力，使該光阻向晶圓W之周緣部擴散(圖6B)。由於從向晶圓W供給光阻之前便進行高溫氣體之噴吐，故晶圓W已充分加熱，促進被噴吐高溫氣體之位置之表面側亦即上述之環狀低膜厚區域中之光阻之乾燥，而使光阻中之固體成分之堆積進展。
然後，光阻遍及晶圓W的整個表面而形成光阻膜R後(圖6C)，使晶圓W之轉速降低(時刻t3)而成為第1轉速亦即轉速d2。透過此轉速之變化及構成光阻膜R之光阻中殘留之流動性，調整晶圓W之面內之膜厚分布。具體而言，因以轉速d1旋轉而靠向晶圓W之周緣側之光阻的一部分，會由於晶圓W之轉速降低造成之離心力降低而靠向晶圓W之中心部側，而在晶圓W之面內使膜厚分布以促進光阻膜之膜厚均一化之方式變化(圖6D)。另一方面，繼續向晶圓W之背面噴吐高溫氣體，而促進環狀區域之乾燥。此轉速d2例如係50rpm～500rpm，更具體而言例如係100rpm。以此轉速d2使晶圓W旋轉之步驟，相當於膜厚分布調整步驟。
然後，使晶圓W之轉速上升(時刻t4)，而成為高於轉速d2且低於轉速d1之轉速d3。使晶圓W以第2轉速亦即此轉速d3旋轉之期間，係用以使晶圓W之整個面內之膜厚變化而成為期望之膜厚之期間。並且，使轉速變更為轉速d3後，關閉閥65A並開啟閥67A，而停止自氣體噴嘴31噴吐高溫氣體，並重新開始透過配管66A將高溫氣體排氣(時刻t5)。
例如剛變更為轉速d3後，由於殘留於光阻膜R中之光阻之溶劑，不僅晶圓W之面內整體之膜厚，晶圓W之面內之膜厚分布亦變動，但此面內之膜厚分布之變動會隨著光阻膜R之乾燥而停止(圖7A)。此時，如上所述藉由促進環狀低膜厚區域之乾燥，抑制該區域之膜厚與其他區域之膜厚之差異，而使該膜厚在晶圓W之徑方向之各部位一致。
然後，持續以轉速d3旋轉，而在晶圓W之整個面內降低光阻膜R之膜厚。此轉速d3例如係700rpm～2000rpm，更具體而言例如係1000rpm。以轉速d3使晶圓W旋轉而變更晶圓W之整個面內之膜厚之步驟，相當於乾燥步驟。如上所述在以轉速d3旋轉中停止向晶圓W噴吐高溫氣體，故進行乾燥步驟之期間與高溫氣體之噴吐停止之期間重疊，而防止晶圓W之面內之局部區域過度乾燥，同時使乾燥在晶圓W之整個面內進展。亦即，藉由使乾燥在晶圓W之徑方向之各部位高均一性地進展，防止光阻膜R之膜厚偏差產生及擴大，並在晶圓W之整個面內降低該膜厚(圖7B)。
然後，光阻膜R之膜厚成為期望之大小後，使晶圓W之轉速上升(時刻t6)，而成為高於轉速d3且例如低於轉速d1之轉速d4。並且，從稀釋劑噴吐噴嘴52向晶圓W之表面之周緣部噴吐稀釋劑，而進行將晶圓W之周緣部之光阻膜R去除之EBR。又，與此對於表面之周緣部之稀釋劑之噴吐並行，從洗淨噴嘴34向晶圓W之背面噴吐洗淨液亦即稀釋劑，而將附著於晶圓W的背面之異物去除(圖7C)。又，如上所述透過洗淨液之噴吐，將透過高溫氣體使溫度上升之杯體21A內冷卻。然後，停止自稀釋劑噴吐噴嘴52及洗淨噴嘴34噴吐稀釋劑，並將該稀釋劑甩乾後停止晶圓W之旋轉(圖7D)。然後，將晶圓W以與搬入時相反之順序從塗布膜形成裝置1搬出。
又，處理部2A、2B之中，作為代表說明了在處理部2A進行之晶圓W之處理，但在處理部2B處理晶圓W時，裝置之各部以與在處理部2A進行處理時相同之方式動作。但，將上述之說明中之閥65A、67A之動作替換為閥65B、67B之動作。
如以上所述，塗布膜形成裝置1之處理，可防止圖2所述之環狀低膜厚區域之形成，並在晶圓W之面內以高均一性之膜厚形成光阻膜R。又，如後續評價試驗之說明，透過如此之處理，即使向晶圓W供給之光阻之量較少，亦可在晶圓W之表面以高被覆性形成光阻膜R。又，上述專利文獻1之裝置，係向未被旋轉台被覆之基板(晶圓W)之整個周緣部供給加熱後之氣體。該構成中，該周緣部之徑方向之各部位均勻地受到加熱。故，無法進行徑方向上之局部的膜厚控制，故難以防止上述之環狀低膜厚區域之形成。
又，塗布膜形成裝置1例如係安裝於具備晶圓W之搬運機構之系統，並在該系統中依序處理以每批量搬運之晶圓W。更詳細而言，分別對於處理部2A、2B依序搬運屬於一個批量之複數之晶圓W後，依序搬運屬於另一個批量之複數之晶圓W。處理部2A、2B依序處理搬運來之晶圓W，故在處理部2A、2B分別依序進行一個批量之晶圓W及另一個批量之晶圓W之處理。由於對於系統之批量之搬運間隔及系統中之各裝置之處理情況，在處理部2A、2B各自之中，有從完成一個批量之最後之晶圓W之處理後到開始另一個批量之第一片晶圓W之處理之前需要較長期間之情況。
以下，說明向處理部2A依序搬運批量A、B之情況。如上所述，進行各批量之搬運時，有批量A之最後之晶圓W與批量B之第一片晶圓W之搬運間隔(批量A、B之間的搬運間隔)比同一批量內之第2片以後之各晶圓W之搬運間隔更長之情況。並且，若該批量A、B之間的搬運間隔過長，由於從配管64A之閥65A之下游側到氣體噴嘴31為止之流路中長時間未供給高溫氣體，會使該流路在處理批量B之第一片晶圓W之前冷卻，而有無法充分加熱該批量B之第一片晶圓W之疑慮。
為防止如此之缺陷，處理批量內之第一片晶圓W時之開始高溫氣體之噴吐之時間點，可早於處理同一批量內之其他晶圓W時之開始高溫氣體之噴吐之時間點。亦即，使對於晶圓W噴吐加熱氣體之時間點，因應該晶圓W與在該晶圓W之前載置於旋轉吸盤22之晶圓W對於旋轉吸盤22之搬運間隔而相異。
以下參照圖9之時間圖更具體說明。此圖9中，分別以空白之箭頭表示分別在處理部2A之旋轉吸盤22載置批量A之最後之晶圓W(以AX表示)、批量B之第一片晶圓W(以B1表示)及第2片晶圓W(以B2表示)之期間，以及噴吐高溫氣體以處理各晶圓W之期間。亦即，晶圓AX、B1、B2係連續搬運至旋轉吸盤22之晶圓W，若將晶圓AX設為任一基板，則下一片基板為晶圓B1，將晶圓B1設為任一基板時則下一片基板為晶圓B2。
圖表中，將各晶圓W載置於旋轉吸盤22之時間點表示為載置開始時間點S1，並將旋轉吸盤22之載置結束之時間點(從旋轉吸盤22離開之時間點)表示為載置結束時間點S4。如上所述，批量A、B之間的搬運間隔E1(從晶圓AX之載置結束時間點S4到晶圓B1之載置開始時間點S1之時間)，比晶圓B1、B2之間的搬運間隔E2(從晶圓B1之載置結束時間點S4到晶圓B2之載置開始時間點S1之時間)更長。
在處理晶圓B2時，從該晶圓B2之載置開始時間點S1經過預先設定之時間E3而到達時間點S2時，開始高溫氣體之噴吐。然後依圖6～圖7所述之步驟進行處理，並在從載置開始時間點S1經過既定之時間後之時間點S3停止高溫氣體之噴吐。此時間點S3係圖8之圖表中之時刻t5。批量B之第3片之後的各晶圓W亦與此晶圓B2同樣地進行處理。
另一方面，在處理晶圓B1時，在從該晶圓B1載置於旋轉吸盤22之載置開始時間點S1經過預先設定之時間E3’而到達時間點S2’時開始高溫氣體之噴吐。時間E3’比時間E3短，從而，從載置開始時間點S1來看，在比處理晶圓B2時更早之時間點開始高溫氣體之噴吐。然後，在從載置開始時間點S1經過既定之時間後之時間點S3停止高溫氣體之噴吐。從而，在處理晶圓B1時，相較於處理晶圓B2時，噴吐高溫氣體之期間長了E3與E3’之時間差之時間。
如此，在對應於晶圓W對於旋轉吸盤22之搬運間隔(亦為裝置未對晶圓W進行處理而待機之時間)之時間點，開始自氣體噴嘴31噴吐高溫氣體。其結果，從載置開始時間點S1看之高溫氣體之噴吐開始之時間點在晶圓B1與晶圓B2之間相異，晶圓B1之該時間點比晶圓B2更早。藉由如此調整高溫氣體之噴吐開始之時間點，可更確實地防止上述高溫氣體之流路冷卻造成之處理缺陷而較佳。又，亦可在如此將用於晶圓B1之處理之噴吐開始之時間點相較於用於晶圓B2之處理之噴吐開始之時間點提早時，將晶圓AX之載置結束時間點S4之後且晶圓B1之載置開始時間點S1之前的期間中之時間點設為噴吐開始之時間點。亦即，可從晶圓B1尚未載置於旋轉吸盤22之時間點開始噴吐用於處理該晶圓B1之高溫氣體。
又，開始噴吐高溫氣體後，不限於持續噴吐至時間點S3。圖10所示之例中，在晶圓AX之載置結束時間點S4之後且晶圓B1之載置開始時間點S1之前之期間中的時間點S40，開始高溫氣體之噴吐，並在該期間中之時間點S10停止高溫氣體之噴吐。防止高溫氣體之流路冷卻只須噴吐該高溫氣體足夠時間即可，故例如時間點S40～時間點S10之時間比載置開始時間點S1以後之加熱氣體之噴吐期間亦即時間點S2～時間點S3之時間短。又，此圖10所示之例中，與圖9所示之例不同，晶圓B1在載置開始時間點S1以後與晶圓B2同樣從時間點S2開始噴吐高溫氣體。
又，說明了只要為批量之第一片晶圓W則相對於同一批量內之其他晶圓W無條件提早高溫氣體之噴吐開始時間點，但不限於此。具體而言，例如將搬運間隔E1之長度與預先決定之設定時間之長度比較。若比較之結果為搬運間隔E1比該設定時間短，則晶圓B1以與晶圓B2相同之方式處理。亦即，處理晶圓B1時，與晶圓B2同樣從時間點S2開始高溫氣體之噴吐而處理晶圓W，且不進行圖10所示之從晶圓AX之載置結束時間點S4到晶圓B1之載置開始時間點S1之高溫氣體之噴吐。然後，若比較之結果為搬運間隔E1比該設定時間長，則在處理晶圓B1時，相較於搬運間隔E1比該設定時間短之情況提早高溫氣體之噴吐開始時間點。從而，如圖9所示，從比時間點S2更早之時間點S2’開始噴吐，或如圖10所示進行時間點S40～時間點S10之噴吐即可。
接著，參照圖11之俯視圖，對於塗布膜形成裝置1之變形例亦即塗布膜形成裝置1A，以其與塗布膜形成裝置1之差異點為中心進行說明。塗布膜形成裝置1A之配管66A不連接於排氣路，而在該配管66A之下游端設置氣體噴嘴71A。杯體溫度調整噴嘴亦即氣體噴嘴71A在俯視下相對於杯體21A配置在後方且右端部附近。並且，供給至配管66A之高溫氣體在該配管66A內流通時自然冷卻，並以從氣體噴嘴71A噴吐出常溫之氣體之方式設定配管66A之長度。
藉由如塗布膜形成裝置1之說明般配置各配管，在杯體21A之後方側(亦即前後之其中一側)，配管63之下游側、配管64A、64B中分別設有閥65A、65B之位置之上游側，以及配管66A、66B之一部分向左右方向延伸。藉此，該等配管之各部位相對於杯體21A位於後方側。亦即，杯體21A與該各部位在前後方向上排列。將該各部位統稱為配管部72A並在圖中以點線包圍表示。並且，氣體噴嘴71A之噴吐口在配管部72A與杯體21A之間的位置向左方開口。在未從杯體21A之氣體噴嘴31噴吐高溫氣體之期間，在俯視下在配管部72A與杯體21A之間，常溫氣體沿著構成該配管部72A之各配管之延伸方向朝向左方(亦即左右之其中一方)噴吐。
如上所述，配管部72A中包含配管63及配管64A、64B中閥65A、65B之上游側，故在不從杯體21A之氣體噴嘴31噴吐高溫氣體之期間仍流通高溫氣體。在該配管部72A流通之高溫氣體之溫度較高時，來自該配管部72A之輻射熱較大。假設該輻射熱將杯體21A加熱，會使搬運至該杯體21A進行處理之晶圓W受到該杯體21A加熱，而有使形成於該晶圓W之光阻膜R之膜厚從設定值偏離之疑慮。但，透過如上所述從氣體噴嘴71A噴吐之常溫氣體，遮蔽配管部72A對於杯體21A之熱輻射，而抑制該杯體21A之溫度上升，故抑制光阻膜R之膜厚之偏差。
從另一個角度而言，若如此從氣體噴嘴71A供給常溫氣體，即使從氣體噴嘴31噴吐之高溫氣體之溫度較高，仍可使構成配管部72A之各配管沿著杯體21A之直徑方向捲繞並與杯體21A排列，而靠近該杯體21A配置。亦即，透過塗布膜形成裝置1A，具有可防止該裝置1A之占地面積增加之優點。
又，圖11中，以二點鏈線之箭頭表示從氣體噴嘴71A噴吐之常溫氣體。圖11所示之例中，在俯視下，常溫氣體之噴吐方向與構成配管部72A之各配管之延伸方向並行，但只須如上所述遮蔽配管部72A對於杯體21A之熱即可，故噴吐方向不限於並行。例如以朝向左方且前方噴吐常溫氣體之方式配置氣體噴嘴71A，並使常溫氣體之噴吐方向相對於構成配管部72A之各配管之延伸方向傾斜。如上，從氣體噴嘴71A噴吐之常溫氣體係調整杯體21A之溫度之杯體溫度調整用氣體。
接著，參照圖12之俯視圖，對於塗布膜形成裝置1之變形例亦即塗布膜形成裝置1B，以其與塗布膜形成裝置1A之差異點為中心進行說明。塗布膜形成裝置1B與塗布膜形成裝置1A同樣具備氣體噴嘴71A，但連接於該氣體噴嘴71A之配管66A之長度較短。故，從氣體噴嘴71A例如噴吐高於常溫之溫度之氣體。又，在塗布膜形成裝置1B中，配管66B之下游端不連接於排氣路，該下游端連接於氣體噴嘴71B。與氣體噴嘴71A同樣，以從氣體噴嘴71B噴吐高於常溫之溫度之氣體之方式調整配管66B之長度。
氣體噴嘴71B相對於杯體21B在俯視下配置於後方且左端部附近。於杯體21B之後方側，配管64B中閥65B之上游側及配管66B之一部分以向左右方向延伸之方式配置。藉此，該等配管之各部位在俯視下與杯體21B排列並向杯體21B之直徑方向延伸，將該各部位統稱為配管部72B並在圖中以點線包圍表示。氣體噴嘴71B在俯視下在構成配管部72B之各配管與杯體21B之間，沿著該各配管之延伸方向朝向右方噴吐氣體。
透過分別從氣體噴嘴71A、71B噴吐之氣體，分別加熱杯體21A、21B。藉此，在將晶圓W搬入杯體21A、21B內時，亦加熱該晶圓W。對如此加熱後之晶圓W供給之光阻在晶圓W上擴散時，促進其乾燥，而抑制從晶圓W飛散之量。故，可將光阻膜R之膜厚控制為較大之期望之膜厚。
又，若僅考慮透過來自氣體噴嘴71A、71B之氣體加熱杯體21A、21B，氣體噴嘴71A、71B之噴吐口亦可分別朝向杯體21A、21B。但，如塗布膜形成裝置1A之說明，包含閥65A之上游側之流路之配管部72A之溫度較高，而有對於杯體21A之輻射熱較大之疑慮。對於配管部72B亦由於相同之理由，有對於杯體21B之輻射熱較大之疑慮。藉由如圖12所示向杯體21A、21B與配管部72A、72B之間噴吐氣體，透過該氣體遮蔽該輻射熱，而抑制杯體21A、21B之過度的溫度上升。另一方面，可透過來自氣體噴嘴71A、71B之氣體所具有之熱將杯體21A、21B加熱至適當之溫度。亦即，圖12之構成從可提高杯體21A、21B之加熱溫度之控制性之觀點而言較佳。
接著，參照圖13之俯視圖，對於塗布膜形成裝置1之變形例亦即塗布膜形成裝置1C，以其與塗布膜形成裝置1之差異點為中心進行說明。塗布膜形成裝置1C中，僅設置配管66A、66B之中的配管66A，此配管66A之上游端連接於配管63而取代連接於配管64A。又，設於配管66A之閥67例如使用可調整流向下游側之流量者。
例如杯體21A、21B中任一杯體之氣體噴嘴31皆未噴吐高溫氣體之期間中，關閉閥65A、65B之雙方，並將閥67之開度設為第1開度，以使從加熱機構61供給之高溫氣體全部供給至配管66A而排氣。從杯體21A、21B之其中一方之杯體之氣體噴嘴31噴吐高溫氣體之期間中，僅開啟各閥65A、65B之其中一方，並將閥67之開度調整為小於第1開度之第2開度，以對該氣體噴嘴31進行高溫氣體之供給，並對配管66A進行高溫氣體之供給。
亦可在杯體21A、21B之雙方進行高溫氣體之噴吐，但為從一個氣體噴嘴31供給充足之高溫氣體，並且使各配管中之氣體之流動穩定，本例中不在杯體21A、21B中同時供給高溫氣體。從而，塗布膜形成裝置1C中，以使高溫氣體持續在排氣管亦即配管66A中流通之方式使各閥動作。如舉此塗布膜形成裝置1C為例說明之情況，構成排氣管之配管，不限於如上述各例分別設於杯體21A、21B。
又，說明了以形成膜厚較大之光阻膜R為目的而利用上述例示之範圍之黏度之光阻，但不限於利用如此黏度較高之光阻，本發明之技術亦可適用於利用黏度較低之光阻形成薄膜之情況。又，利用黏度較高之光阻形成膜厚較大之光阻膜R時，由於膜厚較大，假設膜厚產生偏差，則有該偏差之幅度(膜厚之最大值－最小值)亦較大之疑慮。從可減小如此可能變得較大之膜厚偏差之觀點而言，將本發明之技術適用於利用上述範圍之黏度較高之光阻時特別有效。
用以進行圖8所說明之乾燥步驟之轉速d3，係因應期望之膜厚而設定之轉速，在如上形成薄膜時，可設定為大於進行EBR及背面洗淨之轉速d4。如此，可任意設定轉速d3與轉速d4之大小關係。又，圖8所說明之例中，膜厚分布之變更並非在轉速d2之旋轉中結束，在轉速d3之旋轉中亦會發生，但亦可在轉速d2之旋轉中結束該膜厚分布之變更。
開始向晶圓W噴吐高溫氣體之時間點不限於上述之例，例如亦可在透過晶圓W之旋轉使晶圓W之整個表面被光阻被覆之前進行。但，為確實促進上述環狀低膜厚區域中之光阻之乾燥，較佳在噴吐光阻前且在噴吐預濕用稀釋劑後開始向晶圓W噴吐高溫氣體，更佳如圖6A所述在該稀釋劑之噴吐前開始噴吐。又，高溫氣體之溫度只要可在噴吐至晶圓W時將該晶圓W加熱，而如上所述作用於光阻膜R之膜厚分布即可，故不限於例示之溫度。為得到該作用，高溫氣體之溫度高於開始向晶圓W噴吐時之該晶圓W之溫度即可。
關於停止噴吐高溫氣體之時間點，只要可充分提高晶圓W之面內之膜厚均一性，則不限於在晶圓W以上述之轉速d3旋轉時停止，例如可在其之前以轉速d2旋轉時停止噴吐。又，高溫氣體可斷續地向晶圓W噴吐。在此所述之停止時間點，並非在斷續噴吐時暫時停止對於晶圓W噴吐高溫氣體之時間點，而係指在處理晶圓W時，後續不再向該晶圓W噴吐高溫氣體之時間點。
關於高溫氣體，只要不對晶圓W之處理造成影響則可使用任意種類之氣體，例如可利用N 2(氮)氣體等非活性氣體。又，形成於晶圓W之塗布膜不限於光阻膜，例如亦可係反射防止膜、絕緣膜等。並且，作為塗布液，可利用對應於形成於基板之膜之塗布液，而取代光阻。
應了解本發明之實施態樣之全部內容皆為例示而非用於限制。上述之實施態樣，可不脫離所附之申請專利範圍及其主旨而以各種形態省略、置換、變更及／或組合。
〔評價試驗〕 以下說明關於本發明之技術之評價試驗。評價試驗中，使向晶圓W噴吐之光阻之量在emL～e＋4mL(e為正數)之範圍內變更，並進行於晶圓W形成光阻膜R之處理。本評價試驗中，利用黏度610CP之光阻。作為實施例1－1，以圖6～圖7說明之步驟對晶圓W進行處理，並形成光阻膜R。亦即，向晶圓W之背面噴吐高溫氣體並形成光阻膜R。但，未進行EBR。又，對於每一片晶圓W，變更使光阻在晶圓W擴散時之轉速(上述之轉速d1)，並設定為f1rpm、f2rpm、f3rpm之中的任一轉速。f1～f3為正數，且f1＜f2＜f3。
作為比較例1－1，除了不向晶圓W之背面噴吐高溫氣體，且預濕時將稀釋劑噴吐至從晶圓W之中心部偏心之位置以外，以與實施例1－1相同之方式進行處理。作為比較例1－2，除了不向晶圓W之背面噴吐高溫氣體，以與實施例1－1相同之方式處理晶圓W。亦即，比較例1－2中，預濕係將稀釋劑向晶圓W之中心部噴吐而進行。對於作為該等實施例1－1、比較例1－1、1－2進行處理後之各晶圓W，確認光阻膜R之被覆性，並測定光阻膜R之膜厚之最大值－最小值。又，以下將膜厚之最大值－最小值記載為膜厚全距。
表1表示比較被覆性之結果。表中之A表示被覆性良好且膜上無斑點。B表示被覆性良好但膜上有斑點。C表示被覆性不佳。
[表1]
   噴吐量
試驗 轉速 e e+1 e+1.5 e+2 e+3 e+4 e+5
評價試驗1-1 f1 C C A A A A A
f2 C A A A A A A
f3 C A A A A A A
比較試驗1-1 f1 C C C C B B B
f2 C C C C B B B
f3 C C C B B B B
比較試驗1-2 f1 C C A A A A A
f2 C A A A A A A
f3 C A A A A A A
如表1所示，相較於比較例1－1，實施例1－1及比較例1－2更為良好，實施例1－1與比較例1－2則為同等。更詳細而言，比較例1－1中，在此評價試驗所設定之光阻之噴吐量範圍之中，該噴吐量較多時，雖然於光阻膜R觀察到斑點，但仍得到足夠的被覆性。但光阻之噴吐量較少時，被覆性不足。晶圓W之轉速為f3rpm時，相較於f2rpm、f1rpm之情況，在更少噴吐量時才發生被覆性不足之情況。
並且，無論轉速為f1～f3rpm之任一情況，實施例1－1及比較例1－2在比較例1－1中被覆性不足之噴吐量以下之噴吐量皆得到足夠的被覆性。若比較實施例1－1與比較例1－2，轉速及噴吐量相同時，則關於被覆性是否足夠並無差異。又，實施例1－1、比較例1－2中具有足夠被覆性之光阻膜R並未觀察到斑點。
膜厚全距之結果在圖14中以長條圖表示。圖表之縱軸之g表示正數，於該縱軸以既定之間隔標示刻度。又，將噴吐量設定為e＋1mL進行之試驗，在圖15中以與圖2同樣表示晶圓W之徑方向上之膜厚分布之圖表表示。
如圖14所示，無論噴吐量為何值，實施例1－1之膜厚全距皆小於比較例1－2。亦即，實施例1－1之膜厚均一性較高。又，如圖15之圖表所示，比較例1－2中，在晶圓W之中心部與周緣部之間形成圖2等說明之環狀低膜厚區域。但，實施例1－1中並未形成此環狀低膜厚區域，膜厚之均一性較高。亦即，呈現出噴吐上述高溫氣體之效果。如上，由此評價試驗，表示出透過實施態樣所說明之手法，可在晶圓W中形成被覆性高，且晶圓W之面內之膜厚均一性高之光阻膜R。
1:塗布膜形成裝置 2:處理部 2A,2B:處理部 4:主處理機構 5:EBR機構 10:控制部 21:杯體 21A,21B:杯體 22:旋轉吸盤 23:旋轉軸 24:旋轉機構 25:基座 26:本體部 27:支持部 28:支持構件 31:氣體噴嘴 32:氣體噴吐口 34:洗淨噴嘴 35:洗淨液噴吐口 36:銷 41:手臂 42:光阻噴吐噴嘴 43:稀釋劑噴吐噴嘴 44:移動機構 51:手臂 52:稀釋劑噴吐噴嘴 53:移動機構 61:加熱機構 62:空氣供給源 63:配管 64A,64B:配管 65A,65B:閥 66A,66B:配管 67:閥 67A,67B:閥 71A,71B:氣體噴嘴 72A,72B:配管部 P1,P2:投影區域 L1:直線 L2:切線 L3:速度向量 Q1:交點 θ1,θ2:角 d1~d4:轉速 t1~t6:時刻 R:光阻膜 W:晶圓 AX,B1,B2:晶圓 S1~S4,S2’,S10,S40:時間點 E1,E2:搬運間隔 E3,E3’:時間
圖1係本發明之塗布膜形成裝置之俯視圖。 圖2係說明該塗布膜形成裝置之效果之圖表。 圖3係包含於該塗布膜形成裝置之處理部之縱剖側視圖。 圖4係表示來自包含於該處理部之氣體噴嘴及洗淨噴嘴之高溫氣體及洗淨液之噴吐狀態之俯視圖。 圖5係該氣體噴嘴及洗淨噴嘴之側視圖。 圖6A係表示該塗布膜形成裝置中之處理之步驟圖。 圖6B係表示該塗布膜形成裝置中之處理之步驟圖。 圖6C係表示該塗布膜形成裝置中之處理之步驟圖。 圖6D係表示該塗布膜形成裝置中之處理之步驟圖。 圖7A係表示該塗布膜形成裝置中之處理之步驟圖。 圖7B係表示該塗布膜形成裝置中之處理之步驟圖。 圖7C係表示該塗布膜形成裝置中之處理之步驟圖。 圖7D係表示該塗布膜形成裝置中之處理之步驟圖。 圖8係表示來自該氣體噴嘴之高溫氣體之噴吐狀態，以及在裝置中處理之晶圓之轉速之變化之圖表。 圖9係表示來自該氣體噴嘴之該高溫氣體之噴吐期間及晶圓之搬運間隔之圖表。 圖10係表示來自該氣體噴嘴之該高溫氣體之噴吐期間及晶圓之搬運間隔之圖表。 圖11係表示該塗布膜形成裝置之變形例之俯視圖。 圖12係表示該塗布膜形成裝置之另一變形例之俯視圖。 圖13係表示該塗布膜形成裝置之再另一變形例之俯視圖。 圖14係表示評價試驗之結果之圖表。 圖15係表示評價試驗之結果之圖表。
1:塗布膜形成裝置
2:處理部
2A,2B:處理部
4:主處理機構
5:EBR機構
10:控制部
21:杯體
21A,21B:杯體
22:旋轉吸盤
25:基座
26:本體部
31:氣體噴嘴
32:氣體噴吐口
34:洗淨噴嘴
35:洗淨液噴吐口
36:銷
41:手臂
42:光阻噴吐噴嘴
43:稀釋劑噴吐噴嘴
44:移動機構
51:手臂
52:稀釋劑噴吐噴嘴
53:移動機構
61:加熱機構
62:空氣供給源
63:配管
64A,64B:配管
65A,65B:閥
66A,66B:配管
67A,67B:閥
W:晶圓

Claims (20)

  1. 一種塗布膜形成方法，包含以下步驟： 塗布步驟，向基板之表面之中心部供給塗布液，並使該基板旋轉，以使該塗布液向該基板之周緣部擴散而形成塗布膜； 高溫氣體供給步驟，將溫度高於被供給該塗布液之該基板之高溫氣體，供給至旋轉中之該基板之背面之露出區域的一部分； 膜厚分布調整步驟，使該基板以第1轉速旋轉，而調整該基板之面內之該塗布膜之膜厚分布；以及， 乾燥步驟，在該膜厚分布調整步驟之後，使該基板以不同於該第1轉速之第2轉速旋轉，而調整該基板之整個面內之該塗布膜之膜厚並使其乾燥； 進行該乾燥步驟之期間，包含停止向該基板供給該高溫氣體之期間。
  2. 如請求項1所述之塗布膜形成方法，更包含以下步驟： 背面洗淨步驟，在該乾燥步驟之後，向旋轉中之該基板之背面之露出區域供給洗淨液。
  3. 如請求項2所述之塗布膜形成方法，其中， 該高溫氣體供給步驟，包含從設於氣體噴嘴之第1噴吐口噴吐該高溫氣體之步驟； 該洗淨步驟，包含從設於洗淨噴嘴之第2噴吐口噴吐該洗淨液之步驟； 從該第1噴吐口朝向該高溫氣體之噴吐方向且投影至該基板之背面之第1投影區域，相對於從該第2噴吐口朝向該洗淨液之噴吐方向且投影至該基板之背面之第2投影區域，位於該基板之旋轉方向之下游側。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之塗布膜形成方法，其中， 該高溫氣體供給步驟，包含從氣體噴嘴向該基板之背面之露出區域噴吐該高溫氣體之步驟； 該高溫氣體之噴吐方向係順著該基板之旋轉方向。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之塗布膜形成方法，其中， 對於該基板之該高溫氣體之供給，係在對於該基板之塗布液之供給前開始。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之塗布膜形成方法，其中， 該加熱步驟，包含從氣體噴嘴向該基板之背面之露出區域噴吐該高溫氣體之步驟； 該塗布步驟、該高溫氣體供給步驟、該膜厚分布步驟及該乾燥步驟，係對載置於載台之該基板進行之步驟，並包含以下步驟： 將複數之該基板依序搬運至該載台之步驟；以及， 在對應於連續搬運至該載台之一片基板與下一片基板之搬運間隔之時間點，開始從該氣體噴嘴噴吐該高溫氣體，以用於處理該下一片基板之步驟。
  7. 如請求項1至3中任一項所述之塗布膜形成方法，其中， 該高溫氣體供給步驟，包含從氣體噴嘴向該基板之背面之露出區域噴吐該高溫氣體之步驟； 設有下游端連接於該氣體噴嘴之氣體供給路、從該氣體供給路分岐之分岐路，以及將該高溫氣體之供給對象在該氣體噴嘴與該分岐路之間切換之切換部； 該高溫氣體供給步驟，包含透過該切換部從向該分岐路供給該高溫氣體之狀態切換至向該氣體噴嘴供給該高溫氣體之狀態之步驟。
  8. 如請求項7所述之塗布膜形成方法，其中， 該塗布步驟、該高溫氣體供給步驟、該膜厚分布調整步驟及該乾燥步驟，係對載置於載台且被杯體包圍之該基板進行之步驟； 該切換部，設於該杯體之下方之高度。
  9. 如請求項7所述之塗布膜形成方法，其中， 該塗布步驟、該高溫氣體供給步驟、該乾燥步驟，係對載置於載台且被杯體包圍之該基板進行之步驟； 該氣體供給路，包含在設有該切換部之位置之上游側向左右方向延伸並排列設於相對於該杯體之前後之其中一方之部位； 該塗布膜形成方法，更包含將供給至該分岐路之該高溫氣體從連接於該分岐路之下游端之杯體溫度調整噴嘴，向該部位與該杯體之間的左右之其中一方噴吐，以作為該杯體之溫度調整用氣體之步驟。
  10. 一種塗布膜形成裝置，包含： 旋轉機構，使基板旋轉； 塗布液供給部，向該基板之表面之中心部供給塗布液，以形成塗布膜； 氣體噴嘴，向旋轉中之該基板之背面的一部分供給溫度高於該基板之高溫氣體；以及， 控制部，輸出控制信號，以實施對於該基板之該塗布液之供給而形成該塗布膜，以及透過該基板之旋轉進行之該塗布膜之乾燥，且在該實施之期間的途中停止該高溫氣體之供給。
  11. 如請求項10所述之塗布膜形成裝置，其中， 該控制部，實施以下步驟： 塗布步驟，進行該該塗布液之供給並使該基板旋轉以使該塗布液向該基板的表面之周緣部擴散； 高溫氣體供給步驟，將溫度高於被供給該塗布液之該基板之高溫氣體，供給至旋轉中之該基板之背面之露出區域之一部分； 膜厚分布調整步驟，使該基板以第1轉速旋轉，而調整該基板之面內之該塗布膜之膜厚分布；以及， 乾燥步驟，在該膜厚分布調整步驟之後，使該基板以不同於該第1轉速之第2轉速旋轉，而使該基板之整個面內之該塗布膜之膜厚變化並使其乾燥； 進行該乾燥步驟之期間，包含停止向該基板供給該高溫氣體之期間。
  12. 如請求項10或11所述之塗布膜形成裝置，更包含： 洗淨噴嘴，在實施了該塗布膜之乾燥後，向旋轉中之該基板之背面之露出區域供給洗淨液。
  13. 如請求項12所述之塗布膜形成裝置，其中， 該氣體噴嘴包含第1噴吐口； 該洗淨噴嘴包含第2噴吐口； 從該第1噴吐口朝向該高溫氣體之噴吐方向且投影至該基板之背面之第1投影區域，相對於從該第2噴吐口朝向該洗淨液之噴吐方向且投影至該基板之背面之第2投影區域，位於該基板之旋轉方向之下游側。
  14. 如請求項10或11所述之塗布膜形成裝置，其中， 從該氣體噴嘴噴吐之該高溫氣體之噴吐方向，係順著該基板之旋轉方向。
  15. 如請求項10或11所述之塗布膜形成裝置，其中， 對於該基板之該高溫氣體之供給，係在對於該基板之塗布液之供給前開始。
  16. 如請求項11所述之塗布膜形成裝置，其中， 該塗布步驟、該高溫氣體供給步驟、該膜厚分布步驟及該乾燥步驟，係對載置於載台之該基板進行； 複數之該基板依序搬運至該載台； 該控制部輸出控制信號，而更實施以下步驟： 在對應於連續搬運至該載台之一片基板與下一片基板之搬運間隔之時間點，開始從該氣體噴嘴噴吐該高溫氣體以用於處理該下一片基板之步驟。
  17. 如請求項10、11、16中任一項所述之塗布膜形成裝置，更包含： 氣體供給路，其下游端連接於該氣體噴嘴； 分岐路，從該氣體供給路分岐；以及， 切換部，將該高溫氣體之供給對象在該氣體噴嘴與該分岐路之間切換； 對於該基板之高溫氣體之供給，係透過該切換部，從向該分岐路供給該高溫氣體之狀態切換至向該氣體噴嘴供給該高溫氣體之狀態而進行。
  18. 如請求項17所述之塗布膜形成裝置，更包含： 載台，載置該基板以使其旋轉；以及， 杯體，包圍載置於該載台之該基板； 該切換部，設於該杯體之下方之高度。
  19. 如請求項17所述之塗布膜形成裝置，更包含： 載台，載置該基板以使其旋轉； 杯體，包圍載置於該載台之該基板； 在該氣體供給路中設有該切換部之位置之上游側，向左右方向延伸並排列設於相對於該杯體之前後其中一方之部位；以及， 杯體溫度調整噴嘴，連接於該分岐路之下游端，並向該部位與該杯體之間的左右其中一方噴吐供給至該分岐路之該高溫氣體，以作為該杯體之溫度調整用氣體。
  20. 一種程式，係用於一種液處理裝置，其包含使基板旋轉之旋轉機構、向該基板之表面之中心部供給塗布液之塗布液供給部，以及向該基板之背面供給高溫氣體之氣體噴嘴，在該程式中執行以下步驟： 塗布步驟，向基板之表面之中心部供給塗布液，並使該基板旋轉，以使該塗布液向該基板之周緣部擴散而形成塗布膜； 高溫氣體供給步驟，將溫度高於被供給該塗布液之該基板之高溫氣體，供給至旋轉中之該基板之背面之露出區域之一部分； 膜厚分布調整步驟，使該基板以第1轉速旋轉，而調整該基板之面內之該塗布膜之膜厚分布；以及， 乾燥步驟，在該膜厚分布調整步驟之後，使該基板以不同於該第1轉速之第2轉速旋轉，而使該基板之整個面內之該塗布膜之膜厚變化並使其乾燥； 進行該乾燥步驟之期間，包含停止向該基板供給該高溫氣體之期間。
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