TWI399618B - 塗佈處理方法、記錄有用以實施該塗佈處理方法之程式的記錄媒體及塗佈處理裝置 - Google Patents

塗佈處理方法、記錄有用以實施該塗佈處理方法之程式的記錄媒體及塗佈處理裝置 Download PDF

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Description

塗佈處理方法、記錄有用以實施該塗佈處理方法之程式的記錄媒體及塗佈處理裝置
本發明係關於於基板塗佈處理塗佈液之塗佈處理方法、記錄有用以實施該塗佈處理方法之程式的記錄媒體及塗佈處理裝置。
在半導體元件製程中於光微影程序內，藉由依序進行塗佈處理、曝光處理及顯影處理等，在例如半導體晶圓等基板(以下，僅稱「晶圓」。)上，可形成既定光阻圖案。塗佈處理中，塗佈光阻液，藉由熱處理經塗佈之光阻液形成光阻膜。曝光處理中，使所形成之光阻膜曝光為既定圖案。顯影處理中，使經曝光之光阻膜顯影。
上述塗佈處理中，多半使用所謂旋轉塗佈法，自噴嘴對高速旋轉之晶圓表面中心供給光阻液，藉由離心力使光阻液朝晶圓外周側擴散，藉此於晶圓表面塗佈光阻液。旋轉塗佈法中，作為均一塗佈光阻液之方法，有人提倡包含下列程序之方法：例如以高轉速使晶圓旋轉；其後暫時降低晶圓轉速；及其後再使晶圓轉速上昇(參照專利文獻1)。
專利文獻1所揭示之方法中，以高轉速使晶圓旋轉，對以高轉速旋轉之晶圓表面供給光阻液。其後，暫時降低晶圓轉速，藉此使對晶圓表面所供給之光阻液平坦化。其後，藉由再使晶圓轉速上昇，使在晶圓表面上經平坦化之光阻液乾燥。
且亦有人提倡變更上述方法之方法(參照專利文獻2)。專利文獻2所揭示之方法中，對晶圓表面光阻液之供給直到暫時降低轉速之程序途中為止持續進行，該光阻液之供給結束時，藉由噴嘴移動光阻液之供給位置自晶圓表面中央錯開。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2007-115936號公報
【專利文獻2】日本特開2009-78250號公報
然而，如上述藉由塗佈處理於晶圓表面塗佈光阻液等塗佈液時，有如下問題。
一旦對旋轉之晶圓表面中心供給光阻液，所供給之光阻液即會因離心力朝晶圓外周側擴散。然而，依習知之方法，伴隨著光阻液朝晶圓外周側擴散，光阻液於外周每一單位面積之光阻液液量減少，無法充分獲得離心力。若無法獲得充分的離心力，光阻液即會無法擴散至晶圓表面外周。因此，無法以光阻液被覆晶圓全面。
為於如此之塗佈處理中以光阻液被覆晶圓全面，需更增加對晶圓表面供給之液量。因此，無法削減為以光阻液被覆晶圓全面所需之光阻液液量。
且不僅是光阻液，塗佈處理例如在塗佈光阻液前塗佈之溶劑，或是用以形成抗反射膜之塗佈液等，於晶圓表面塗佈之各種塗佈液時，亦有與上述者相同之問題。亦即，習知之塗佈處理中，無法則減為以各種塗佈液被覆晶圓全面所需之塗佈液液量。
鑑於上述情事，本發明提供一種塗佈處理方法及塗佈處理裝置，於晶圓全面塗佈處理各種塗佈液時，可削減為以塗佈液被覆晶圓全面所需之塗佈液液量。
為解決上述課題本發明中，以採用下列所述之方法為其特徵。
依本發明一實施例可提供一種塗佈處理方法，對旋轉之基板表面供給塗佈液，使經供給之塗佈液朝該基板外周側擴散，藉此於該基板表面塗佈塗佈液，其特徵在於包含供給程序，令對旋轉之該基板表面供給該塗佈液之供給位置隨朝該外周側擴散之該塗佈液移動朝該外周側移動，並同時對該基板表面供給該塗佈液。
且依本發明一實施例可提供一種塗佈處理裝置，對旋轉之基板表面供給塗佈液，使經供給之塗佈液朝該基板外周側擴散，藉此於該基板表面塗佈塗佈液，其特徵在於包含：基板固持部，固持基板；旋轉部，使固持該基板之該基板固持部旋轉；供給部，對由因該旋轉部旋轉之該基板固持部所固持之該基板表面供給該塗佈液；移動部，使該供給部移動；及控制部，藉由該移動部，令該供給部隨朝該外周側擴散之該塗佈液移動朝該外周側移動，並同時藉由該供給部供給該塗佈液。
依本發明，於晶圓全面塗佈各種塗佈液時，可削減為以塗佈液被覆晶圓全面所需之塗佈液液量。
其次，與圖式一齊說明關於用以實施本發明之形態。
(實施形態)
一開始，參照圖1至圖12，說明關於依實施形態之塗佈處理方法及塗佈處理裝置。
最初參照圖1至圖3，說明關於搭載有依本實施形態之塗佈處理裝置之塗佈顯影處理系統。圖1係顯示搭載有依本實施形態之塗佈處理裝置之塗佈顯影處理系統構成概略之俯視圖。圖2係顯示塗佈顯影處理系統概略之前視圖。圖3係顯示塗佈顯影處理系統概略之後視圖。
塗佈顯影處理系統1如圖1所示，具有一體連接例如基板匣盒站2、處理站3及介面站4之構成。基板匣盒站2係用以自外部對塗佈顯影處理系統1以匣盒單位送入送出複數片晶圓W者。處理站3包含於光微影程序中單片式施行既定處理之複數各種處理裝置。介面站4鄰接處理站3，在與曝光裝置5之間傳遞晶圓W。
基板匣盒站2中，設有匣盒載置台10，該匣盒載置台10中，可沿X方向(圖1中上下方向)載置複數匣盒C呈一列。基板匣盒站2中，設有可在運送通道11上沿X方向移動之晶圓運送裝置12。晶圓運送裝置12亦可沿收納於匣盒C之晶圓W之排列方向(Z方向：鉛直方向)任意移動，可選擇性地對匣盒C內複數片晶圓W進行存取。且晶圓運送裝置12可繞著鉛直方向軸(θ方向)旋轉，可對後述處理站3第3處理裝置群組G3各處理裝置進行存取而運送晶圓W。
處理站3包含多段配置有複數處理裝置之例如5座處理裝置群組G1~G5。於處理站3X方向負方向(圖1中下方向)側，自基板匣盒站2側朝介面站4側依序配置有第1處理裝置群組G1及第2處理裝置群組G2。於處理站3X方向正方向(圖1中上方向)側，自基板匣盒站2側朝介面站4側依序配置有第3處理裝置群組G3、第4處理裝置群組G4及第5處理裝置群組G5。在第3處理裝置群組G3與第4處理裝置群組G4之間，設有第1運送裝置20。第1運送裝置20可選擇性地對第1處理裝置群組G1、第3處理裝置群組G3及第4處理裝置群組G4內各裝置進行存取而運送晶圓W。在第4處理裝置群組G4與第5處理裝置群組G5之間，設有第2運送裝置21。第2運送裝置21可選擇性地對第2處理裝置群組G2、第4處理裝置群組G4及第5處理裝置群組G5內各裝置進行存取而運送晶圓W。
如圖2所示，第1處理裝置群組G1中，自下而上依序堆疊有5段對晶圓W供給既定液體以進行處理之液處理裝置，例如光阻塗佈裝置(COT)30、31、32及底部塗佈裝置(BARC)33、34。底部塗佈裝置33、34形成防止曝光處理時光線反射之抗反射膜。
又，光阻塗佈裝置30、31、32相當於本發明中之塗佈處理裝置。
第2處理裝置群組G2中，自下而上依序堆疊有5段液處理裝置，例如顯影處理裝置(DEV)40~44。顯影處理裝置40~44對晶圓W供給顯影液以進行顯影處理。
於第1處理裝置群組G1及第2處理裝置群組G2最下段，分別設有化學品室(CHM)50、51。化學品室50、51對各處理裝置群組G1、G2內液處理裝置供給各種處理液。
如圖3所示，第3處理裝置群組G3中，自下而上依序堆疊有9段溫度調節裝置(CPL)60、傳送裝置(TRS)61、溫度調節裝置(CPL)62~64及加熱處理裝置(BAKE)65~68。溫度調節裝置60、62~64在溫度調節板上載置晶圓W以對晶圓W進行溫度調節。傳送裝置61傳遞晶圓W。加熱處理裝置65~68加熱處理晶圓W。
第4處理裝置群組G4中，自下而上依序堆疊有10段例如溫度調節裝置(CPL)70、預烤裝置(PAB)71~74及後烘烤裝置(POST)75~79。預烤裝置71~74在光阻塗佈處理後加熱處理晶圓W。後烘烤裝置75~79在顯影處理後加熱處理晶圓W。
第5處理裝置群組G5中，自下而上依序堆疊有10段熱處理晶圓W之複數熱處理裝置，例如溫度調節裝置(CPL)80~83及曝光後烘烤裝置(PEB)84~89。曝光後烘烤裝置84~89在曝光後加熱處理晶圓W。
如圖1及圖3所示，於第1運送裝置20 X方向正方向側，自下而上依序堆疊有2段複數處理裝置，例如附著裝置(AD)90、91。附著裝置90、91疏水化處理晶圓W。且於第2運送裝置21 X方向正方向側，配置有例如周邊曝光裝置(WEE)92。周邊曝光裝置92僅選擇性地使晶圓W邊緣部曝光。
如圖1所示，介面站4中，設有例如晶圓運送裝置101與緩衝匣盒102。晶圓運送裝置101在沿X方向延伸之運送通道100上移動。且晶圓運送裝置101可沿Z方向移動且亦可沿θ方向旋轉，可對鄰接介面站4之曝光裝置5，與緩衝匣盒102及第5處理裝置群組G5各裝置進行存取而運送晶圓W。
又，本實施形態中之曝光裝置5進行例如液浸曝光處理，可在液體，例如純水液體膜滯留於晶圓W表面之狀態下，使晶圓W表面之光阻膜介在該純水液體膜而曝光。
其次，參照圖4及圖5，說明關於依本實施形態之光阻塗佈裝置30~32之構成。圖4係顯示光阻塗佈裝置構成概略之縱剖面說明圖，圖5係顯示光阻塗佈裝置構成概略之橫剖面說明圖。
光阻塗佈裝置30例如圖4所示包含殼體120，於該殼體120內中央部，設有固持晶圓W之旋轉夾盤130。旋轉夾盤130包含水平之上表面，於該上表面，設有例如抽吸晶圓W之抽吸口(未經圖示)。藉由自此抽吸口之抽吸，可在旋轉夾盤130上吸附固持晶圓W。
旋轉夾盤130包含具有例如馬達等之夾盤驅動機構131，可藉由該夾盤驅動機構131以既定速度旋轉。且夾盤驅動機構131中，設有缸筒等昇降驅動源，旋轉夾盤130可上下動。
又，旋轉夾盤130相當於本發明中之基板固持部，夾盤驅動機構131相當於本發明中之旋轉部。
且夾盤驅動機構131驅動之旋轉夾盤130之轉速藉由後述控制部160控制之。
於旋轉夾盤130周圍，設有承接、回收自晶圓W飛散或落下之液體之杯體132。杯體132下表面連接排出回收液體之排出管133，與使杯體132內蒙氣排氣之排氣管134。
如圖5所示於杯體132 X方向負方向(圖5下方向)側，形成有沿Y方向(圖5左右方向)延伸之軌道140。軌道140自例如杯體132 Y方向負方向(圖5左方向)側外方形成至Y方向正方向(圖5右方向)側外方。於軌道140，安裝有例如二條臂部141、142。
於第1臂部141，如圖4及圖5所示作為塗佈液噴吐光阻液之光阻液噴嘴143受到支持。第1臂部141可藉由圖5所示之噴嘴驅動部144在軌道140上任意移動。藉此，光阻液噴嘴143可自設置於杯體132 Y方向正方向側外方之待命部145移動至杯體132內晶圓W大致中心上，且可在該晶圓W表面上沿晶圓W徑向移動。且第1臂部141可藉由噴嘴驅動部144任意昇降，可調整光阻液噴嘴143高度。
又，光阻液噴嘴143相當於本發明中之供給部，第1臂部141與噴嘴驅動部144相當於本發明中之移動部。
光阻液噴嘴143如圖4所示，連接連通光阻液供給源146之供給管147。於本實施形態光阻液供給源146中，儲存有用以形成例如較薄的光阻膜，例如150nm以下的光阻膜的低黏度光阻液。且於供給管147設有閥148，藉由該閥148開合，可使光阻液之噴吐ON‧OFF。
於第2臂部142，噴吐光阻液溶劑之溶劑噴嘴150受到支持。第2臂部142可藉由例如圖5所示之噴嘴驅動部151在軌道140上任意移動，溶劑噴嘴150可自設於杯體132 Y方向負方向側外方之待命部152移動至杯體132內晶圓W大致中心上。且藉由噴嘴驅動部151，第2臂部142可任意昇降，可調節溶劑噴嘴150之高度。
溶劑噴嘴150如圖4所示連接連通溶劑供給源153之供給管154。又，以上構成中，噴吐光阻液之光阻液噴嘴143與噴吐溶劑之溶劑噴嘴150分別由臂部支持。然而，亦可設置成由相同臂部支持光阻液噴嘴143與溶劑噴嘴150，亦可藉由控制該臂部之移動，控制光阻液噴嘴143與溶劑噴嘴150之移動及噴吐時機。
藉由夾盤驅動機構131使旋轉夾盤130旋轉之旋轉動作以控制部160控制之。且藉由噴嘴驅動部144使光阻液噴嘴143移動之移動動作、藉由閥148使光阻液噴嘴143噴吐光阻液開關之ON‧OFF動作亦以控制部160控制之。除此之外，藉由噴嘴驅動部151使溶劑噴嘴150移動之移動動作等驅動系動作亦以控制部160控制之。控制部160以包含例如CPU或記憶體等之電腦構成，藉由實施記憶於例如記憶體之程式，可實現光阻塗佈裝置30中之光阻塗佈處理。
如後述，控制部160藉由噴嘴驅動部144，隨朝晶圓W外周側擴散之光阻液移動，令光阻液噴嘴143朝晶圓W外周側移動，並同時藉由光阻液噴嘴143對晶圓W表面供給光阻液。
又，用以實現光阻塗佈裝置30中之光阻塗佈處理之各種程式記錄於例如電腦可讀取之CD等記錄媒體，使用自該記錄媒體安裝於控制部160者。
又，光阻塗佈裝置31、32之構成與上述光阻塗佈裝置30相同，故省略說明。
其次，參照圖6至圖9，與由塗佈顯影處理系統1整體所進行之晶圓處理之程序一齊說明如以上構成之光阻塗佈裝置30中所進行之光阻塗佈處理程序。圖6係顯示依本實施形態之光阻塗佈處理程序主要程序之流程圖。圖7係顯示依本實施形態之光阻塗佈處理程序各程序中晶圓轉速之曲線圖。圖8及圖9係顯示依本實施形態之光阻塗佈處理程序各程序中之晶圓表面狀態圖。
又，光阻塗佈處理程序相當於本發明中之塗佈處理方法。
如圖6及圖7所示，本實施形態中之光阻塗佈處理程序包含溶劑噴嘴移動程序(步驟S11)、溶劑供給程序(步驟S12)、光阻液噴嘴移動程序(步驟S13)、溶劑擴散程序(步驟S14)、供給程序(步驟S15~步驟S17)、第1旋轉程序(步驟S18)、第2旋轉程序(步驟S19)及旋轉停止程序(步驟S20)。且供給程序包含中心供給程序(步驟S15)、移動開始程序(步驟S16)及移動供給程序(步驟S17)。
且表1顯示進行依本實施形態之光阻塗佈處理程序時，用以實施光阻塗佈裝置30中之光阻塗佈處理之程式，且係控制部160控制之配方例。
表1中，自左側橫跨至右側各列顯示步驟、時間、轉速、以晶圓中心為基準時之噴嘴位置、所供給之塗佈液。
首先，藉由圖1所示之晶圓運送裝置12，自匣盒載置台10上匣盒C內逐一取出未處理晶圓W，依序運送晶圓至處理站3。將晶圓W運送至屬於處理站3第3處理裝置群組G3之溫度調節裝置60，進行溫度調節至既定溫度。其後藉由第1運送裝置20運送晶圓W至例如底部塗佈裝置34，形成抗反射膜。藉由第1運送裝置20依序運送形成有抗反射膜之晶圓W至例如加熱處理裝置65、溫度調節裝置70，於各處理裝置施行既定處理。藉由第1運送裝置20運送經施行既定處理之晶圓W至例如光阻塗佈裝置30。運送至光阻塗佈裝置30之晶圓W如圖4所示由旋轉夾盤130吸附固持，進行本實施形態中之光阻塗佈處理程序。
一開始，進行溶劑噴嘴移動程序(步驟S11)。溶劑噴嘴移動程序(步驟S11)中，藉由噴嘴驅動部151令溶劑噴嘴150自待命部152移動。又，如圖8(a)所示，移動溶劑噴嘴150至晶圓W中心PC上。
其次，進行溶劑供給程序(步驟S12)。溶劑供給程序(步驟S12)中，對晶圓W表面中心PC供給例如稀釋劑等所構成之溶劑PW。如圖8(b)所示，在例如晶圓W停止之狀態下，自溶劑噴嘴150噴吐既定量溶劑PW，對晶圓W表面中心PC供給溶劑PW。
又，所謂「中心PC」意指由旋轉夾盤130固持，藉由夾盤驅動機構131旋轉驅動之晶圓W之旋轉中心。且所謂「對中心PC供給」嚴格說來亦包含不對中心PC供給之情形，例如對僅距離中心PC微小距離之點供給之情形。因此，大致對中心供給即可。且不僅限於供給溶劑PW之情形，供給光阻液R時亦相同。
其次，進行光阻液噴嘴移動程序(步驟S13)。光阻液噴嘴移動程序(步驟S13)中，藉由噴嘴驅動部151令溶劑噴嘴150移動至待命部152，並藉由噴嘴驅動部144令光阻液噴嘴143自待命部145移動。又，如圖8(c)所示，令光阻液噴嘴143移動至晶圓W中心PC上。
其次，進行溶劑擴散程序(步驟S14)。溶劑擴散程序(步驟S14)中，藉由令晶圓W旋轉，使溶劑PW朝晶圓W外周側擴散。如圖8(d)所示，令由旋轉夾盤130固持之晶圓W藉由夾盤驅動機構131於既定時間TP期間內以既定轉速VP旋轉。在此，作為一例，如圖7及表1所示，既定時間TP可為例如0.3秒，既定轉速VP為例如2000rpm。藉此，所供給之溶劑PW因離心力朝晶圓W全面擴散。又，塗佈溶劑PW於晶圓W表面。
其次，進行供給程序(步驟S15~步驟S17)。
首先，進行中心供給程序(步驟S15)。中心供給程序(步驟S15)中，對旋轉之晶圓W表面中心PC供給光阻液R，使所供給之光阻液R朝晶圓W外周側擴散。
令由旋轉夾盤130固持之晶圓W藉由夾盤驅動機構131以既定轉速VS1旋轉。在此，既定轉速VS1可為例如1500~4000rpm，如表1所示，可為例如2000rpm則更佳。例如既定轉速VP、VS1任一者皆為2000rpm時，在溶劑擴散程序(步驟S14)與中心供給程序(步驟S15)之間轉速未變化。
又，在移動至晶圓W中心PC上的光阻液噴嘴143靜止之狀態下，藉由使閥148開放，開始自光阻液噴嘴143噴吐光阻液R。藉此，如圖9(a)所示，藉由移動至晶圓W中心PC上的光阻液噴嘴143，開始對晶圓W表面中心PC供給光阻液R。又，所供給之光阻液R開始因離心力自晶圓W表面中心PC朝外周側擴散。
又，本實施形態中，作為光阻液R，使用例如薄膜塗佈用，例如黏度在2cp以下者。
藉由在既定時間TS1期間內進行中心供給程序(步驟S15)，所供給之光阻液R在晶圓W表面上朝晶圓W外周擴散至途中。因此，擴散之光阻液R未到達晶圓W外周。在此，作為一例，如表1所示，既定時間TS1可為例如1.0秒。
又，光阻液噴嘴143移動至晶圓W中心PC上即可，亦可不靜止。例如，亦可在晶圓W中心PC上，微小移動或是來回動等。
其次，進行移動開始程序(步驟S16)。移動開始程序(步驟S16)中，在擴散之光阻液R到達晶圓W外周前，令光阻液噴嘴143開始自晶圓W中心PC上朝晶圓W外周側移動。亦即，在擴散之光阻液R到達晶圓W外周前，使對晶圓W表面供給光阻液R之供給位置開始朝晶圓W外周側移動。
如圖9(b)所示，在由旋轉夾盤130固持之晶圓W因夾盤驅動機構131以既定轉速VS1旋轉之狀態下，藉由噴嘴驅動部144令光阻液噴嘴143開始自晶圓W中心PC上朝外周側移動。係緊接於前之程序之中心供給程序(步驟S15)中，擴散之光阻液R到達抵達晶圓W表面外周之途中，在該狀態下，前進至移動開始程序(步驟S16)。因此，移動開始程序(步驟S16)中，在擴散之光阻液R到達晶圓W外周前，光阻液噴嘴143開始移動。
移動開始程序(步驟S16)後，接著進行移動供給程序(步驟S17)。移動供給程序(步驟S17)中，令光阻液噴嘴143隨朝晶圓W外周側擴散之光阻液R移動自晶圓W中心PC上朝外周側移動，並同時對晶圓W表面供給光阻液R。
如圖9(c)所示，在由旋轉夾盤130固持之晶圓W因夾盤驅動機構131以既定轉速VS2旋轉之狀態下，藉由噴嘴驅動部144令光阻液噴嘴143自晶圓W中心PC上朝外周側既定位置P以既定時間TS2移動。又，令光阻液噴嘴143移動，並同時噴吐光阻液R，藉此對晶圓W表面供給光阻液R。
在此，既定轉速VS2可為例如1500~4000rpm，如表1所示，可為例如2000rpm則更佳。例如既定轉速VS1、VS2任一者皆為2000rpm時，在中心供給程序(步驟S15)與移動供給程序(步驟S17)之間，轉速不變化。
且移動供給程序(步驟S17)中，令自光阻液噴嘴143對晶圓W表面供給光阻液R之供給位置PS以既定時間TS2移動至既定位置P，俾供給位置PS包含於係晶圓W表面且塗佈有光阻液R之區域AR。亦即，藉由噴嘴驅動部144令光阻液噴嘴143自晶圓W中心PC上朝外周側移動，俾上述供給位置PS包含於係晶圓W表面且塗佈有光阻液R之區域AR。
又，光阻液噴嘴143大致垂直且朝下方噴吐光阻液R，光阻液噴嘴143之移動速度不大快時，以俯視觀之光阻液噴嘴143之位置與供給位置PS大致一致。
作為既定轉速VS2為例如2000rpm時之一例，如圖7及表1所示，既定時間TS2為例如0.4秒，以晶圓W中心PC為基準，亦即為0時既定位置P可為例如50mm。
又，所謂供給位置PS包含於塗佈有光阻液R之區域AR意指供給位置PS在較於晶圓W表面擴散之光阻液R前端(外周)FL，亦即最外周更後方，亦即內周側。換言之，意指光阻液噴嘴143不超過擴散之光阻液R之前端(外周)FL。
藉由如此令光阻液噴嘴143(供給位置PS)自晶圓W中心PC上朝外周側既定位置P移動，擴散之光阻液R到達晶圓W外周。且如後述，塗佈光阻液R於晶圓W全面時，可削減為以光阻液R被覆晶圓W全面所需之光阻液R液量。
且圖7及表1中，顯示關於供給程序(步驟S15~步驟S17)中既定轉速VS1、VS2一定且相互相等，且亦與溶劑擴散程序(步驟S14)中之轉速VP相等之例。然而，供給程序(步驟S15~步驟S17)中既定轉速VS1、VS2亦可非一定，亦可相互不相等。且供給程序(步驟S15~步驟S17)中既定轉速VS1、VS2亦可與溶劑擴散程序(步驟S14)中之轉速VP不相等。
其次，進行第1旋轉程序(步驟S18)。第1旋轉程序(步驟S18)中，在停止自光阻液噴嘴143供給光阻液R之狀態下，以較供給程序結束時晶圓W旋轉之轉速低的第1轉速V1在既定時間T1期間內令晶圓W旋轉。圖9(d)顯示第1旋轉程序(步驟S18)及第2旋轉程序(步驟S19)中晶圓W之狀態。
藉由進行第1旋轉程序(步驟S18)，使晶圓W上的光阻液R均勻。亦即，使光阻液R平坦化。第1轉速V1可為例如100~1000rpm，如表1所示，可為例如100rpm則更佳。
如上述，作為一例，說明關於供給程序(步驟S15~步驟S17)中既定轉速VS1、VS2一定且相互相等之情形，故供給程序結束時晶圓W之轉速為VS2。因此，因第1轉速V1為100rpm，第1轉速V1可低於供給程序結束時晶圓W之轉速VS2。且既定時間T1可為例如1.0秒。
其次，進行第2旋轉程序(步驟S19)。第2旋轉程序(步驟S19)中，以高於第1轉速V1之第2轉速V2在既定時間T2期間內令晶圓W旋轉。藉此，使塗佈在晶圓W上的光阻液R乾燥。藉此，在晶圓W上形成較薄的光阻膜。
在此，第2轉速V2可為例如1000~2000rpm，如表1所示，可為例如1700rpm則更佳。且既定時間T2可為例如17秒。
最後進行旋轉停止程序(步驟S20)。旋轉停止程序(步驟S20)中，停止晶圓W之旋轉。晶圓W乾燥結束後，停止晶圓W之旋轉。
且在旋轉停止程序(步驟S20)後，自旋轉夾盤130上送出晶圓W。如此，結束一連串光阻塗佈處理程序。
在光阻塗佈處理程序後，藉由第1運送裝置20運送晶圓W至例如預烤裝置71，進行預烤。接著藉由第2運送裝置21依序運送晶圓W至周邊曝光裝置92、溫度調節裝置83，於各裝置施行既定處理。其後，藉由介面站4之晶圓運送裝置101運送晶圓W至曝光裝置5，進行液浸曝光。其後藉由晶圓運送裝置101運送晶圓W至例如曝光後烘烤裝置84，進行曝光後烘烤，其後藉由第2運送裝置21運送晶圓至溫度調節裝置81，進行溫度調節。其後，運送晶圓W至顯影處理裝置40，使晶圓W上的光阻膜顯影。顯影後，藉由第2運送裝置21運送晶圓W至後烘烤裝置75，進行後烘烤。其後運送晶圓W至溫度調節裝置63，進行溫度調節。又，藉由第1運送裝置20運送晶圓W至傳送裝置61，藉由晶圓運送裝置12使晶圓回到匣盒C。如此，結束一連串晶圓處理。
其次，參照圖10至圖12，藉由與比較例比較說明關於藉由依本實施形態之光阻塗佈處理程序，可削減以光阻液R被覆晶圓W全面所需之光阻液R之液量者。圖10係顯示依比較例之光阻塗佈處理程序主要程序之流程圖。圖11係顯示依比較例之光阻塗佈處理程序各程序中之晶圓表面狀態圖。圖12係示意顯示依本實施形態及比較例之供給程序中於晶圓表面擴散之光阻液分布之剖面圖。圖12(a)顯示依本實施形態光阻液之分布，圖12(b)顯示依比較例中光阻液之分布。且圖12中，省略溶劑PW之圖示。
如圖10所示，比較例中之光阻塗佈處理程序在圖6所示依本實施形態之光阻塗佈處理程序各程序中，進行自溶劑噴嘴移動程序(步驟S11)至中心供給程序(步驟S15)後，省略移動開始程序(步驟S16)及移動供給程序(步驟S17)，進行第1旋轉程序(步驟S18)以下。因此，比較例中，供給程序僅包含中心供給程序(步驟S15)。
且表2顯示進行依比較例之光阻塗佈處理程序時配方之例。
表2中亦與表1相同，自左側橫跨至右側各列顯示步驟、時間、轉速、以晶圓中心為基準時之噴嘴位置、所供給之塗佈液。
表2所示之配方中，省略圖7及表1所示之移動供給程序(步驟S17)。
依比較例之光阻塗佈處理程序中，自溶劑噴嘴移動程序(步驟S11)至溶劑擴散程序(步驟S14)各程序中晶圓W表面之狀態與依本實施形態之光阻塗佈處理程序相同，顯示於圖8(a)至圖8(d)。
另一方面，中心供給程序(步驟S15)以後各程序中晶圓W表面之狀態顯示於圖11(a)至圖11(d)。
中心供給程序(步驟S15)中，與本實施形態相同，對旋轉之晶圓W表面中心PC供給光阻液R。且此時之狀態依序顯示於圖11(a)至圖11(c)。
對晶圓W表面中心PC所供給之光阻液R因離心力朝晶圓W外周側擴散。又，隨光阻液R朝晶圓W外周側擴散，於擴散之光阻液R前端(外周)FL每一單位面積光阻液R之液量減少，於前端(外周)FL光阻液R易於乾燥。且於前端(外周)FL光阻液R一旦乾燥，如圖12(b)中由虛線包圍之區域II所示，於擴散之光阻液R前端(外周)FL每一單位面積光阻液R之液量即更減少。於前端(外周)FL每一單位面積光阻液R之液量一旦減少，即無法獲得充分的離心力，故光阻液R無法到達晶圓W外周。其結果，如圖11(d)所示，無法以光阻液R被覆晶圓W全面。
另一方面，依本實施形態，供給程序包含移動供給程序(步驟S17)。又，移動供給程序(步驟S17)中，令光阻液噴嘴143隨擴散之光阻液R移動，自晶圓W中心PC上朝外周側移動，俾供給位置PS包含於係晶圓W表面且塗佈有光阻液R之區域AR。藉此，可於較擴散之光阻液R前端(外周)FL更內周側，且係前端(外周)FL附近之位置供給光阻液R。一旦於前端(外周)FL附近位置供給光阻液R，即使在合計供給與比較例相等之液量時，亦如圖12(a)中由虛線包圍之區域I所示，於前端(外周)FL每一單位面積光阻液R之液量較比較例更為增加。且一旦增加於前端(外周)FL每一單位面積光阻液R之液量，即亦可防止於前端(外周)FL因光阻液R乾燥導致液量減少。因此，即使在光阻液R之前端(外周)FL亦可獲得充分之離心力，擴散之光阻液R可到達晶圓W表面之更外周。其結果，即使在合計供給與比較例相等之液量時，如圖9(d)所示，亦可以光阻液R被覆晶圓W全面。亦即，相較於比較例可削減可以光阻液R被覆晶圓W全面之液量。
本實施形態中，於移動開始程序(步驟S16)，在擴散之光阻液R到達晶圓W外周前，令光阻液噴嘴143開始朝外周側移動。藉此，即使係僅藉由中心供給程序(步驟S15)無法到達晶圓W外周之少量光阻液R，亦可到達晶圓W外周。因此，可削減以光阻液R被覆晶圓W全面所需之光阻液R之液量。
且本實施形態中，供給光阻液R，俾供給位置PS包含於係晶圓W表面且塗佈有光阻液R之區域AR，故供給位置PS不超過擴散之光阻液R前端(外周)FL。因此，塗佈有光阻液R之區域AR可大致保持於圓形形狀並直接朝外周側擴張，可沿旋轉方向均一塗佈光阻液R。
進行實際使用直徑300mmφ之晶圓，變更光阻液R之液量，根據表1(本實施形態)及表2(比較例)各配方，實證依本實施形態之光阻塗佈處理程序效果之實驗。其結果，相對於比較例中，被覆晶圓W全面所需之光阻液R之液量為0.3ml，本實施形態中，被覆晶圓W全面所需之光阻液R之液量為0.2ml。因此，可確認依本實施形態之塗佈處理方法，相較於習知方法，可以少量液量均一塗佈光阻液R於晶圓W全面。
以上，依本實施形態，於供給程序，在擴散之光阻液到達外周前，令供給光阻液之供給位置開始自晶圓W表面大致中心朝外周側移動，其後，隨擴散之光阻液移動令供給位置朝外周側移動。藉此，於擴散之光阻液前端每一單位面積光阻液之液量可增加，故即使在塗佈更少量光阻液時，光阻液亦可擴散至晶圓外周。因此，塗佈光阻液於晶圓全面時，可削減以光阻液被覆晶圓全面所需之光阻液液量。
又，本實施形態中已說明關於供給程序中，令光阻液噴嘴移動，並同時對晶圓表面供給光阻液，俾供給位置包含於係晶圓表面且塗佈有光阻液之區域之例。然而，即使供給位置約略稍微超過擴散之光阻液前端，亦可獲得與本實施形態相同之效果。因此，只要隨擴散之光阻液移動令供給位置朝外周側移動，亦包含供給程序中，令光阻液噴嘴移動，俾供給位置不包含於係晶圓表面且塗佈有光阻液之區域之例。
(實施形態之變形例)
其次，參照圖13及圖14，說明關於依實施形態變形例之塗佈處理方法。
圖13係顯示依本變形例之光阻塗佈處理程序主要程序之流程圖。圖14係顯示依本變形例之光阻塗佈處理程序各程序中晶圓轉速之曲線圖。
依本變形例之光阻塗佈處理程序中，於供給程序內，隨光阻液噴嘴移動，降低晶圓轉速，並同時對晶圓表面供給光阻液之特點，不同於依實施形態之光阻塗佈處理程序。
又，本變形例中，光阻塗佈處理程序亦相當於本發明內之塗佈處理方法。且本變形例中，亦可使用於實施形態所說明之塗佈顯影處理系統1及光阻塗佈裝置30。
如圖13及圖14所示，本變形例中之光阻塗佈處理程序包含溶劑噴嘴移動程序(步驟S31)、溶劑供給程序(步驟S32)、光阻液噴嘴移動程序(步驟S33)、溶劑擴散程序(步驟S34)、供給程序(步驟S35~步驟S37)、第1旋轉程序(步驟S38)、第2旋轉程序(步驟S39)及旋轉停止程序(步驟S40)。且供給程序包含中心供給程序(步驟S35)、移動開始程序(步驟S36)、移動供給程序(步驟S37)。
且自圖13所示之溶劑噴嘴移動程序(步驟S31)至移動開始程序(步驟S36)各程序與於實施形態使用圖6所說明，自溶劑噴嘴移動程序(步驟S11)至移動開始程序(步驟S16)各程序相同。且自圖13所示之第1旋轉程序(步驟S38)至旋轉停止程序(步驟S40)各程序與於實施形態使用圖6所說明，自第1旋轉程序(步驟S18)至旋轉停止程序(步驟S20)各程序相同。因此，關於此等程序，省略說明。
另一方面，圖13所示之移動供給程序(步驟S37)與實施形態中使用圖6所說明之移動供給程序(步驟S17)不同。
移動供給程序(步驟S37)中，隨朝外周側擴散之光阻液R移動，光阻液噴嘴143自晶圓W中心PC上朝外周側移動，晶圓W旋轉之轉速隨光阻液噴嘴143移動降低，並同時對晶圓W表面供給光阻液R。
在由旋轉夾盤130固持之晶圓W因夾盤驅動機構131以既定轉速VS2-1旋轉之狀態下，藉由噴嘴驅動部144令光阻液噴嘴143自晶圓W中心PC上朝外周側既定位置P以既定時間TS2移動。又，隨光阻液噴嘴143移動，如圖14所示，令既定轉速VS2-1降低至VS2-2，並同時自光阻液噴嘴143對晶圓W表面供給光阻液R。
在此，作為一例，如圖14所示，既定轉速VS2-1可為例如2000rpm，既定轉速VS2-2為例如1800rpm。且既定時間TS2可為例如0.4秒，既定位置P為50mm。亦即，光阻液噴嘴143以0.4秒自中心PC上移動50mm，且晶圓W轉速以0.4秒自2000rpm降低至1800rpm。
又，既定轉速VS2-1可高於中心供給程序(步驟S35)中之既定轉速VS1，亦可低於既定轉速VS1。
且令光阻液噴嘴143移動，俾自光阻液噴嘴143對晶圓W表面供給光阻液R之供給位置PS包含於係晶圓W表面且塗佈有光阻液R之區域AR與實施形態相同。且若供給位置PS約略稍微超過擴散之光阻液R前端(外周)FL，即亦包含令光阻液噴嘴143移動，俾供給位置PS不包含於區域AR之情形，此亦與實施形態相同。
與實施形態中使用圖12(b)所說明者相同，對晶圓W表面中心PC供給之光阻液R因離心力朝晶圓W外周側擴散。又，隨擴散之光阻液R移動，於擴散之光阻液R前端(外周)FL每一單位面積光阻液R之液量減少。
且旋轉之晶圓W通過光阻液噴嘴143下方之通過速度愈往晶圓W外周側愈增加。通過速度一旦增加，由光阻液噴嘴143噴吐之光阻液R即會於晶圓W表面彈起，有於前端(外周)FL每一單位面積光阻液R之液量更減少之虞。
本變形例中，亦隨光阻液R移動令光阻液噴嘴143移動，故與實施形態中使用圖12(a)所說明者相同，可增加於前端(外周)FL每一單位面積光阻液R之液量。藉此，即使在塗佈更少量光阻液R時，光阻液R亦可擴散至晶圓W外周。
且本變形例中，隨移動之光阻液噴嘴143移動，降低晶圓W之轉速。藉此，可減少於晶圓W外周側旋轉之晶圓W通過光阻液噴嘴143下方之通過速度。因此，可防止由光阻液噴嘴143噴吐之光阻液R於晶圓W表面彈起，可增加於前端(外周)FL每一單位面積光阻液R之液量。藉此，可更削減可以光阻液R被覆晶圓W全面之液量。
且本變形例中，既定轉速VS2自VS2-1至VS2-2亦可不以一定變化率降低。例如圖14所示，既定轉速VS2亦可自VS2-1至VS2-2降低，俾變化率絕對值逐漸縮小。藉此，可抑制光阻液R擴張之混亂。或是，既定轉速VS2亦可自VS2-1至VS2-2降低，俾變化率絕對值逐漸增大。
以上雖已敘述關於本發明之較佳實施形態，但本發明不由相關特定實施形態所限定，於申請專利範圍內所記載之本發明要旨之範圍內，可進行各種變形‧變更。
又，已說明關於實施形態及實施形態之變形例中，塗佈處理光阻液之塗佈處理方法及塗佈處理裝置之例。然而，依本發明之塗佈處理方法及塗佈處理裝置中，塗佈液不限定為光阻液。因此，本發明亦可適用於塗佈處理溶劑、用以形成抗反射膜之化學液等各種塗佈液之塗佈處理方法及塗佈處理裝置。
且本發明可適用於包含在半導體基板、玻璃基板其他各種基板塗佈處理塗佈液之程序之方法，及用以進行此等程序之裝置。
AR、I、II．．．區域
C．．．匣盒
FL．．．前端(外周)
G1~G5．．．處理裝置群組
PC．．．中心
PS．．．供給位置
PW．．．溶劑
P．．．既定位置
R．．．光阻液
S11~S20、S31~S40．．．步驟
T1、T2、TP、TS1、TS2．．．既定時間
V1．．．第1轉速
V2．．．第2轉速
VP、VS1、VS2、VS2-1、VS2-2．．．既定轉速
W．．．晶圓
1．．．塗佈顯影處理系統
2．．．基板匣盒站
3．．．處理站
4．．．介面站
5．．．曝光裝置
10．．．匣盒載置台
11、100．．．運送通道
12、101．．．晶圓運送裝置
20、21．．．運送裝置
30、31、32．．．光阻塗佈裝置(COT)
33、34．．．底部塗佈裝置(BARC)
40~44．．．顯影處理裝置(DEV)
50、51．．．化學品室(CHM)
60、62~64、70、80~83．．．溫度調節裝置(CPL)
61．．．傳送裝置(TRS)
65~68．．．加熱處理裝置(BAKE)
71~74．．．預烤裝置(PAB)
75~79．．．後烘烤裝置(POST)
84~89．．．曝光後烘烤裝置(PEB)
90、91．．．附著裝置(AD)
92．．．周邊曝光裝置(WEE)
102．．．緩衝匣盒
120．．．殼體
130．．．旋轉夾盤
131．．．夾盤驅動機構
132．．．杯體
133．．．排出管
134．．．排氣管
140．．．軌道
141、142．．．臂部
143．．．光阻液噴嘴
144、151．．．噴嘴驅動部
145、152．．．待命部
146．．．光阻液供給源
147、154．．．供給管
148．．．閥
150．．．溶劑噴嘴
153．．．溶劑供給源
160．．．控制部
圖1係顯示搭載有依實施形態之塗佈處理裝置之塗佈顯影處理系統構成概略之俯視圖。
圖2係顯示塗佈顯影處理系統構成概略之前視圖。
圖3係顯示塗佈顯影處理系統構成概略之後視圖。
圖4係顯示依實施形態之光阻塗佈裝置構成概略之縱剖面說明圖。
圖5係顯示光阻塗佈裝置構成概略之橫剖面說明圖。
圖6係顯示依實施形態之光阻塗佈處理程序主要程序之流程圖。
圖7係顯示依實施形態之光阻塗佈處理程序各程序中晶圓轉速之曲線圖。
圖8(a)~(d)係顯示依實施形態之光阻塗佈處理程序各程序中之晶圓表面狀態圖。
圖9(a)~(d)係顯示依實施形態之光阻塗佈處理程序各程序中之晶圓表面狀態圖。
圖10係顯示依比較例之光阻塗佈處理程序主要程序之流程圖。
圖11(a)~(d)係顯示依比較例之光阻塗佈處理程序各程序中之晶圓表面狀態圖。
圖12(a)~(b)係示意顯示依實施形態及比較例之供給程序中在晶圓表面擴散之光阻液分布之剖面圖。
圖13係顯示依實施形態變形例之光阻塗佈處理程序主要程序之流程圖。
圖14係顯示依實施形態變形例之光阻塗佈處理程序各程序中晶圓轉速之曲線圖。
S11~S20．．．步驟

Claims (11)

  1. 一種塗佈處理方法，對旋轉之基板表面供給塗佈液，使經供給之塗佈液朝該基板外周側擴散，藉此於該基板表面塗佈塗佈液，其特徵在於：包含供給程序，令對旋轉之該基板表面供給該塗佈液之供給位置隨著朝該外周側擴散之該塗佈液的移動而朝該外周側移動，同時對該基板表面供給該塗佈液，且該供給程序對旋轉之該基板表面中心供給該塗佈液，使經供給之該塗佈液朝該外周側擴散，在擴散之該塗佈液到達該基板外周之前，維持旋轉之該基板之轉速，並直接令該供給位置自該基板表面中心朝該外周側移動至既定位置，使該供給位置包含於該基板的表面中之塗佈有該塗佈液之區域。
  2. 如申請專利範圍第1項之塗佈處理方法，其中，該既定位置自該中心位置遠離50mm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之塗佈處理方法，其中，該轉速為2000rpm。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之塗佈處理方法，其中，包含：第1旋轉程序，在該供給程序之後，令該基板以低於該供給程序結束時該基板之轉速的第1轉速旋轉；及第2旋轉程序，在該第1旋轉程序之後，令該基板以高於該第1轉速之第2轉速旋轉。
  5. 如申請專利範圍第4項之塗佈處理方法，其中，該第1轉速為100rpm，該第2轉速為1700rpm。
  6. 一種電腦可讀取記錄媒體，記錄有用以令電腦實施如申請專利範圍第1至5項中任一項之塗佈處理方法的程式。
  7. 一種塗佈處理裝置，對旋轉之基板的表面供給塗佈液，使經供給之塗佈液朝該基板外周側擴散，藉此於該基板表面塗佈塗佈液，其特徵在於包含：基板固持部，用以固持基板；旋轉部，使固持該基板之該基板固持部旋轉； 供給部，對於由該旋轉部旋轉之該基板固持部所固持之該基板表面供給該塗佈液；移動部，使該供給部移動；及控制部，控制該移動部、該供給部及該旋轉部之動作；且該控制部使用該旋轉部令該基板旋轉，使用該供給部對該基板表面中心供給該塗佈液，使該塗佈液朝該外周側擴散，使用該移動部，在擴散之該塗佈液到達該基板外周之前，維持旋轉之該基板之轉速，並直接令該供給位置自該基板表面中心朝該外周側移動至既定位置，使該供給位置包含於該基板的表面中之塗佈有該塗佈液之區域。
  8. 如申請專利範圍第7項之塗佈處理裝置，其中，該既定位置自該中心位置遠離50mm。
  9. 如申請專利範圍第7或8項之塗佈處理裝置，其中，該轉速為2000rpm。
  10. 如申請專利範圍第7或8項之塗佈處理裝置，其中，該控制部使用該旋轉部，在該塗佈液之供給結束後，以低於該轉速的第1轉速，藉由該旋轉部旋轉該基板，然後，以高於該第1轉速之第2轉速旋轉該基板。
  11. 如申請專利範圍第10項之塗佈處理裝置，其中，該第1轉速為100rpm，該第2轉速為1700rpm。
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