TWI495514B - Coating method and coating device - Google Patents

Description

塗佈方法及塗佈裝置

本發明，係有關於在基板上塗佈塗佈液之塗佈方法以及塗佈裝置。

在半導體裝置或是LCD基板的製造製程中，光阻液等之塗佈液，一般係藉由旋轉塗佈法來塗佈在半導體晶圓(以下，稱為「晶圓」)上。此手法，係使被保持在旋轉吸盤上之晶圓旋轉，同時對於其之中心從噴嘴供給塗佈液，而將此塗佈液藉由離心力來使其朝向外方向延伸，並使塗佈液伸展至晶圓表面全體。

然而，在此手法中，於晶圓之旋轉時，朝向晶圓之外方向而飛散之塗佈液的量係為多，而有著塗佈液之使用效率為差的問題。又，由於塗佈液係朝向晶圓之外方向而飛散，因此，係有必要以將晶圓之側方全體作覆蓋的方式來設置杯體，而由於伴隨著晶圓之大型化，杯體亦會變大，因此，亦有著會使進行塗佈液之塗佈的塗佈模組變得大型化的問題。

作為此種課題之解決手法，在專利文獻1中，係提案有一種利用毛細管現象來在角型基板上塗佈塗佈液的手法。此手法，係在塗佈液槽處設置朝向斜上方側而延伸之毛管狀的塗佈液流出路徑，並使塗佈液槽內之塗佈液經由毛細管作用來在塗佈液流出路徑中上升並從其之前端流出，以塗佈在基板上。

另外，在此利用有毛細管現象之塗佈手法中，係經由塗佈液槽內之液面高度和塗佈液流出路徑之前端之高度間的差異，來對於從塗佈液流出路徑所流出之塗佈液的量作調整。因此，為了對於基板而以均一之膜厚來塗佈塗佈液，係有必要將塗佈液槽內之液面高度和塗佈液流出路徑之前端的高度保持為一定。然而，藉由毛細管現象而從塗佈液流出路徑所流出的塗佈液之量，係極為少量，在現實情況中，要在塗佈一枚之基板的期間中而恆常將塗佈液槽內之液面高度調整為一定一事，係為困難。

另一方面，在線寬幅為更細且具備有高密度圖案之光阻遮罩的製造中，由於係被要求將光阻液均一地作塗佈，因此，當將此利用有毛細管現象之塗佈方法適用在光阻液之塗佈中的情況時，在光阻膜之膜厚均一性上，係仍殘留有問題。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平8-24740號公報

本發明，係有鑑於此種事態而進行者，其目的，係在於提供一種謀求塗佈液之省量化以及裝置之小型化，並且能夠針對在基板上的塗佈膜之膜厚而得到高均一性的技術。

因此，本發明，係為一種塗佈方法，係為對於基板供給塗佈液並形成塗佈膜之方法，其特徵為，包含有：將基板略水平地保持在基板保持部之工程；和接下來，一面將塗佈噴嘴之吐出口在相對於前述基板而接近了的狀態下來相對性地移動，一面從前述吐出口來藉由毛細管現象而將塗佈液拉出並塗佈在基板上之工程；和接著，以不會使基板上之塗佈液從基板而飛散的旋轉數來使該基板旋轉之工程。

例如，前述吐出口，係被形成為與基板之被塗佈面的寬幅相同或者是其以上之長度，前述在基板上塗佈塗佈液之工程，係一面使前述塗佈噴嘴對於基板而在與前述吐出口相交叉之方向上相對性移動，一面進行。又，例如，前述使基板旋轉之工程，係藉由使前述基板保持部在鉛直軸周圍旋轉，而進行之。進而，亦可設為：在將前述塗佈液塗佈於前述基板上之前，係進行將基板之被塗佈面上的週緣區域撥塗佈液化之工程。

又，本發明之塗佈裝置，係為對於基板供給塗佈液並形成塗佈膜之塗佈裝置，其特徵為，具備有：基板保持部，係將基板略水平地作保持，並使該基板在鉛直軸周圍旋轉；和塗佈噴嘴，係具備有吐出口，並且將包含此吐出口之塗佈液的流路構成為毛細管狀；和移動機構，係使此塗佈液噴嘴之吐出口在對於被保持在基板保持部處之基板而作了接近的狀態下來相對性地移動；和塗佈液槽，係將其之上面作大氣開放，並且藉由塗佈液供給路徑而與前述塗佈噴嘴作連接，而將其之內部的塗佈液之液面的高度設為較塗佈噴嘴之吐出口的高度更低；和控制部，係以一面藉由移動機構來使前述塗佈噴嘴移動，一面從前述吐出口來藉由毛細管現象而將塗佈液拉出並塗佈在基板上，接下來，藉由基板保持部而以基板上之塗佈液不會從基板而飛散的旋轉數來使該基板旋轉的方式，來對於此些之移動機構和基板保持部作控制。

例如，亦可設為：前述吐出口，係被形成為與基板之被塗佈面的寬幅相同或者是其以上之長度，前述移動機構，係使前述塗佈噴嘴和被保持在基板保持部處之基板，在與該吐出口相交叉之方向上而作相對性移動。又，亦可設為：前述基板保持部，係為兼作為移動機構者，使被形成為與基板之被塗佈面的寬幅相同或者是其以上之長度的前述吐出口，和被保持在基板保持部處之基板相對向，並藉由使基板旋轉，而將塗佈液塗佈在基板上。進而，亦可設為：係具備有將基板之被塗佈面的週緣區域撥塗佈液化之撥塗佈液化機構。

若依據本發明，則係在使塗佈噴嘴之吐出口對於基板而接近了的狀態下，使此些之塗佈噴嘴和基板相對性地作移動，並從前述吐出口而藉由毛細管現象來將塗佈液拉出並塗佈在基板上。因此，係不會有塗佈液飛散並成為浪費的情況，而能夠謀求塗佈液之省量化，又，亦可謀求裝置之小型化。進而，由於係使塗佈了塗佈液之基板以不會使基板上之塗佈液飛散的旋轉數來作旋轉，因此，係能夠將塗佈膜之膜厚的均一性提高。

參考圖面，對於本發明之塗佈裝置1的第1實施形態作說明。如圖1～圖3中所示一般，塗佈裝置1，係在處理容器10之內部，具備有構成為將基板(例如晶圓W)從背面側來水平地作保持並且可自由地在鉛直軸周圍旋轉的旋轉吸盤2。此旋轉吸盤2，係為成為將晶圓W作吸引保持之基板保持部者，並具備有：將晶圓W水平地作保持之略圓板狀的台21、和被連接於此台21之下面中央部的旋轉軸22。前述台21，係構成為例如藉由真空吸附或者是靜電吸附來將晶圓W作吸附保持。在前述旋轉軸22之下部側，係被連接有將該旋轉軸22可自由在鉛直軸周圍旋轉並且可自由升降地作支持的驅動機構23。圖3中，10a係為晶圓W之搬送口。

在前述旋轉吸盤2之上方側，係以與被保持在該旋轉吸盤2上之晶圓W相對向的方式，而被設置有兼作為撥塗佈液化機構之氣體供給機構3。撥塗佈液化機構，係為進行相對於晶圓W表面之塗佈液的接觸角之控制者，例如，氣體供給機構3，係如圖2以及圖4中所示一般，被形成為將晶圓W作覆蓋之大小的平面圓形狀，其之內部，係被分割為第1氣體供給室31和第2氣體供給室32。以下，由於係以作為塗佈液而使用光阻液的情況為例，因此，關於撥塗佈液化，係作為撥光阻劑化來作說明。

前述第1氣體供給室31，係為用以對於晶圓W之週緣區域11供給撥塗佈液化氣體(撥光阻劑化氣體)之氣體供給室，第2氣體供給室32，係為用以對於晶圓W之中央區域12供給親塗佈液化氣體(親光阻劑化氣體)之氣體供給室。在此些之第1以及第2氣體供給室31、32的下面，係被貫穿設置有多數之氣體供給孔31a、32a。又，在第1氣體供給室31處，係透過氣體供給路徑33而被連接有撥光阻劑化氣體供給部34，並且，在第2氣體供給室32處，係透過氣體供給路徑35而被連接有親光阻劑化氣體供給部36。在此些之氣體供給路徑33、35處，係分別被中介設置有具備著閥或者是質量流控制器之流量調整部33a、35a。

在晶圓W處之供給前述撥光阻劑化氣體的週緣區域11，例如係如圖4中所示一般，當晶圓W為200mm尺寸的情況時，為從外緣起而0.5mm～30mm左右內側之區域。另一方面，供給前述親光阻劑化氣體之中央區域12，係為前述週緣區域11之內側的區域。對於晶圓W之週緣區域11供給撥光阻劑化氣體之理由，係在於為了預先經由撥光阻劑化氣體之供給來將該週緣區域11設為撥光阻劑性，以成為難以對於該區域11而塗佈光阻液之故。若是如此這般地來抑制對於晶圓W之週緣區域11的光阻液之塗佈，則由於一般而言晶圓W之搬送臂(參考圖12)係將晶圓W之週緣區域11作保持，因此係能夠抑制光阻液之對於該搬送臂的附著。又，在後續之工程中，係能夠將使旋轉吸盤2旋轉時之旋轉條件設定的容許範圍增廣。此係因為，係以使光阻劑位在晶圓W之更內側的情況時，在使晶圓W旋轉時會成為更難以飛散至晶圓外部之故。

又，對於晶圓W之中央區域12供給親光阻劑化氣體之理由，係在於為了預先經由親光阻劑化氣體之供給來將該中央區域12設為親光阻劑性，以成為容易習慣該光阻液並成為易於塗佈光阻液之故。作為前述撥光阻劑化氣體，係可使用氟素塗佈劑等，作為前述親光阻劑化氣體，係可使用丙二醇甲醚(PGME)等。此種氣體供給機構3，係構成為：藉由升降機構37，來透過升降構件38而在使其之下面近接於旋轉吸盤2上之晶圓W表面的氣體供給位置和遠離至晶圓W之上方側的待機位置之間自由地作升降。前述氣體供給位置，係為使氣體供給機構3之下面從旋轉吸盤2上之晶圓W表面而離開了5mm～10mm左右之位置。

在被保持於前述旋轉吸盤2上之晶圓W的上方側，係被設置有塗佈噴嘴4。此塗佈噴嘴4，係如圖2以及圖3中所示一般，為在圖中之Y方向上而延伸的長條噴嘴，於其之下面，係被形成有沿著長邊方向而延伸之細縫狀的吐出口41。此吐出口41，係被形成為與晶圓W之被塗佈面的寬幅相同或者是其以上之長度。於此，前述被塗佈面之寬幅，係因應於欲對於晶圓W而塗佈塗佈液之區域來作決定。於此例中，由於係對於晶圓全面而塗佈塗佈液，因此，前述被塗佈面之寬幅，係相當於晶圓之直徑，但是，當僅在晶圓W之中央區域12塗佈塗佈液的情況時，係相當於該中央區域12之直徑。又，當僅在晶圓W之電路形成區域上塗佈塗佈液的情況時，係相當於該電路形成區域之最大寬幅。當基板為角型的情況時，前述被塗佈面之寬幅，係相當於欲對於基板而塗佈塗佈液之區域的最大寬幅。又，塗佈噴嘴4之吐出口41，於此例中，係為細縫狀，但是，亦可為將多數之吐出孔相互空出有間隔地而作配列者。

在前述塗佈噴嘴4之內部，係如圖5以及圖6中所示一般，沿著其之長邊方向而被形成有與前述吐出口41相通連之塗佈液流路42。在此塗佈液流路42處，係透過被形成於塗佈噴嘴4內之流路43，而從後述之塗佈液槽5來供給有塗佈液。於此例中，係藉由吐出口41、塗佈液流路42以及流路43，來構成塗佈噴嘴4內之塗佈液的流路。此些之吐出口41、塗佈液流路42以及流路43之寬幅L1，係被設定為能夠得到毛細管現象之大小，例如被設定為0.1mm～0.5mm左右之毛細管狀。

此塗佈噴嘴4，係如圖3中所示一般，構成為藉由移動機構44來使吐出口41在近接於旋轉吸盤2上之晶圓W表面的狀態下來作移動。前述移動機構44，係構成為可沿著在與前述吐出口41相交叉之方向(圖3中之X方向)上而延伸之導引軌45來自由移動。如此這般，塗佈噴嘴4，係成為能夠在與吐出口41相交叉之方向上，來從旋轉吸盤2之其中一端側的外側處之待機位置(圖3中所示之位置)起而一直移動至被保持在旋轉吸盤2上之晶圓W的另外一端側處。於此，所謂的使吐出口41與旋轉吸盤2上之晶圓W表面作了近接的狀態，係指塗佈噴嘴4之下端和前述晶圓W表面間的距離L2為例如0.1mm～0.4mm程度的狀態。又，係構成為：當塗佈噴嘴4位於待機位置時，係不會對於氣體供給機構3移動至氣體供給位置處一事造成妨礙，另一方面，當氣體供給機構3位於待機位置時，係不會對於塗佈噴嘴4之移動造成妨礙。

前述塗佈液槽5，係為於其之內部而儲存塗佈液(例如光阻液)之塗佈液槽，其之上方側，係被作大氣開放。此塗佈液槽5和塗佈噴嘴4之間，係透過塗佈液供給路徑51而被作連接，此塗佈液供給路徑51之另外一端側，係被與前述塗佈噴嘴4內之流路43作連接。又，在塗佈液供給路徑51處，係被設置有達成在塗佈開始時而將塗佈液推出之功能的幫浦P1、和開閉閥V1。

在塗佈液槽5之上方側，係被設置有用以檢測出塗佈液槽5內之塗佈液的液面高度位置之液面感測器52，作為此液面感測器52，例如係可使用超音波式液面準位感測器。又，塗佈液槽5，係構成為能夠藉由升降機構53來自由升降，作為此升降機構53，例如係可使用具備有滾珠螺桿之機構。進而，塗佈液槽5，係藉由具備有幫浦P2以及開閉閥V2之供給路徑61而被與儲存塗佈液之塗佈液儲槽6作連接。

在此塗佈裝置1中，係利用通連管之原理來從塗佈液槽5而將塗佈液供給至塗佈噴嘴4處，而在塗佈噴嘴4和晶圓W之間，則係利用毛細管現象而將塗佈液吐出。因此，如同上述一般，塗佈噴嘴4內之塗佈液的流路，係被形成為能夠得到毛細管現象之毛細管狀，並設定為使塗佈液槽5內之塗佈液的液面高度位置成為較塗佈液噴嘴4之吐出口41前端的高度位置更低。

此時，藉由塗佈液槽5內之塗佈液的液面高度位置和塗佈噴嘴4之前端的高度位置之間的差分H(參考圖6)，從塗佈噴嘴4所吐出之塗佈液的量係被作調整。故而，係以使從塗佈噴嘴4所吐出之塗佈液的量成為適當之量的方式，來對於塗佈噴嘴4內之流路的大小或者是前述差分H、塗佈液供給路徑51之容積等作決定。於此，前述塗佈液供給路徑51係被構成為可撓，在塗佈時，係成為可並不移動塗佈液槽5地來僅使塗佈噴嘴4移動。如此這般，而構成為就算是塗佈噴嘴4移動並使塗佈液供給路徑51之形狀作了改變的情況時，亦能夠使前述之通連管的原理起作用。

而後，在塗佈時，係藉由液面感測器52來檢測出塗佈液槽5內之塗佈液的液面高度，並根據此檢測值，來藉由後述之控制部7而以使前述差分H成為一定的方式來藉由升降機構53來控制塗佈液槽5之高度。此係因為，藉由使前述差分H成為一定，從塗佈液噴嘴4所吐出之塗佈液的量係成為一定之故。

又，在旋轉吸盤2之下部側，係被設置有杯體13。此杯體13，係如圖1～圖3中所示一般，平面形狀被構成為四角形狀，並且，其之長邊方向(圖3中之Y方向)的其中一邊，係被設定為較塗佈噴嘴4之吐出口41而更大。但是，如同後述一般，在該塗佈裝置1中，由於係幾乎不會有從塗佈噴嘴4來對於杯體13吐出塗佈液的情況，因此，係並非一定需要設置杯體13。

前述控制部7，係為對於在塗佈裝置1中之各機器的動作進行統籌控制者，例如係由電腦所成，並具備有未圖示之程式儲存部。在此程式儲存部中，係被儲存有以進行在後述之作用中所說明的塗佈液之塗佈處理的方式而組入有指令之程式，藉由將此程式讀出至控制部中，控制部7，係對於由氣體供給機構3所進行之撥光阻劑化氣體或親光阻劑化氣體之供給、塗佈噴嘴4之移動、從塗佈噴嘴4所對於晶圓W之塗佈液的供給、由旋轉吸盤2所進行之晶圓的旋轉、塗佈液槽5之液面的調整、從塗佈液儲槽6所對於塗佈液槽5之塗佈液的供給等作控制。前述程式，例如係以被儲存在硬碟、CD、光磁碟或者是記憶卡等之記憶媒體中的狀態下，而被收容於程式儲存部中。

前述塗佈液槽5之液面的調整，例如係如同下述一般而進行。控制部7，係將對於旋轉吸盤2上之晶圓W而開始塗佈液之吐出的開始指令，輸出至塗佈噴嘴4之移動機構44以及液面感測器52處，根據此指令，塗佈噴嘴4係移動至塗佈開始位置處。此塗佈開始位置，係為在晶圓W之其中一端側之端部而將塗佈液吐出之位置。

另一方面，基於此開始指令，在液面感測器52處，係檢測出塗佈液槽5內之塗佈液的液面高度位置，在控制部7處，係將此作為基準高度位置而取得之。之後，在此以後之特定時間(例如每0.1秒)而藉由液面感測器52來檢測出液面高度位置，並輸出至控制部7處。而後，在控制部7處，例如係對於檢測出之高度位置和基準高度位置作比較，並對於升降機構53而輸出使塗佈液槽5作升降的指令，直到前述塗佈液槽5內之塗佈液的液面成為與基準高度位置一致為止。例如，當所檢測出之高度位置為較基準高度位置而更低1mm的情況時，係以藉由升降機構53來使塗佈液槽5成為較開始指令時之高度而更高1mm的方式來作控制。在前述升降機構53處，由於例如係預先對於藉由滾珠螺桿機構之旋轉數來使塗佈液槽5升高1mm時的旋轉數作了掌握，因此，係藉由根據從控制部7而來之指令來作特定數量之旋轉，而進行塗佈液槽5之高度的控制。

接著，參考圖7～圖8，針對上述之塗佈裝置的作用作說明。首先，藉由未圖示之搬送臂而將晶圓W搬送至處理容器10內，並將晶圓W遞交至旋轉吸盤2上。此晶圓W，例如係為在其他之單元處而被供給六甲基二矽氮烷(HMDS)氣體並進行了將晶圓W表面設為撥水性的HMDS處理者。藉由進行此HMDS處理，係能夠抑制顯像時之光阻圖案的剝離。

又，晶圓W之遞交，在將晶圓W之周緣側作保持之搬送臂的情況時，係將旋轉吸盤2之台21設為不會對於搬送臂之進退動作造成阻礙的大小，並藉由使旋轉吸盤2和搬送臂作相對性之升降來進行之。又，亦可設為在旋轉吸盤2上設置未圖示之晶圓W的推上銷，並藉由使此推上銷和搬送臂作相對性之升降，來進行晶圓W之遞交。

接著，如圖7(a)中所示一般，使氣體供給機構3下降至氣體供給位置，而對於晶圓W之週緣區域11供給撥光阻劑化氣體，並且對於晶圓W之中央區域12供給親光阻劑化氣體。此時，塗佈噴嘴4係被放置於待機位置處。藉由如此這般地對於晶圓W而供給特定流量之撥光阻劑化氣體以及親光阻劑化氣體，而將前述週緣區域11撥光阻劑化，並且將前述中央區域12親光阻劑化，之後，使氣體供給機構3上升至待機位置處。於此，撥光阻劑化氣體以及親光阻劑化氣體之供給，係可同時進行，亦可在將其中一方作了供給後再將另外一方作供給。又，就算是同時進行撥光阻劑化氣體以及親光阻劑化氣體之供給，亦並非一定需要將供給開始以及供給停止之時序設為同時，就算是使供給開始或供給停止之時序有所偏差亦無妨。

接著，在氣體供給機構3回到了待機位置後，從控制部7而將塗佈液之塗佈開始指令輸出至移動機構44以及液面感測器52處。藉由此，塗佈噴嘴4係一直移動至圖7(b)中所示的塗佈開始位置處，液面感測器52係檢測出塗佈液槽5內之液面高度位置，並輸出至控制部7處。如此這般，在控制部7處，係在將此液面高度位置作為基準高度位置而取得之後，對於閥V1以及幫浦P1輸出開始指令。藉由此，閥V1係開啟，並藉由幫浦P1而將特定量之塗佈液R從塗佈液槽5來送出至塗佈噴嘴4處。

於此，如同上述一般，在塗佈噴嘴4和晶圓W之間，係藉由毛細管現象而被塗佈有塗佈液，但是，此毛細管現象，係當塗佈噴嘴4之吐出口41和晶圓W之間藉由塗佈液而作了接觸的情況時才會發生。故而，在塗佈之開始時，係藉由幫浦P1而送液塗佈液R，並預先確實地使塗佈液R存在於吐出口41和晶圓W之間，藉由此，就算是在之後停止幫浦P1，亦成為藉由毛細管現象而將塗佈液從吐出口41拉出。此時，藉由幫浦P1而將塗佈液R推出之量，係為使從吐出口41而吐出之塗佈液R與晶圓W作接液的程度，塗佈噴嘴4之下面和晶圓W表面間的距離L2，由於係為0.1mm～0.4mm程度，故而係為極少量。又，由於塗佈噴嘴4之吐出口41係設為將晶圓W之直徑作涵蓋的大小，因此，在塗佈開始時，在吐出口41處係會出現並不存在有塗佈對象之晶圓W的區域。然而，如同前述一般，由於藉由幫浦P1所從吐出口41推出之塗佈液的量係為極少量，因此，在並不存在有塗佈對象之晶圓W的吐出口41處，塗佈液R雖然會膨出，但是僅有在與晶圓W作了接液的吐出口41側，塗佈液R會成為被拉張的狀態。故而，其結果，就算是在並不存在有塗佈對象之晶圓W的吐出口41處，亦不會有塗佈液落下至杯體13處之虞。

接著，如圖7(c)中所示一般，藉由移動機構44來使塗佈噴嘴4從被保持在旋轉吸盤2上之晶圓W的其中一端側起來移動至另外一端側處，並對於晶圓W塗佈塗佈液R，以形成塗佈膜。此時，如同上述一般，由於塗佈噴嘴4內之塗佈液的流路(流路43、塗佈液流路42、吐出口41)係形成為毛細管狀，因此，在塗佈噴嘴4和晶圓W之間，係藉由毛細管現象而被塗佈有塗佈液R。亦即是，塗佈噴嘴4之吐出口41和晶圓W，係透過塗佈液R而作接觸，伴隨著塗佈噴嘴4之移動，塗佈液R係藉由晶圓W而被從吐出口41來經由毛細管現象而拉出，並被作塗佈。而，在塗佈液槽5處，由於上面係被作大氣開放，且在塗佈液槽5和塗佈噴嘴4之間係作用有通連管之原理，因此，對於從前述吐出口41所拉出之量作補償的量之塗佈液，係從塗佈液槽5而被供給至塗佈噴嘴4處。

此時，在液面感測器52處，係以特定之時序而檢測出塗佈液槽5內之塗佈液的液面高度，並將此檢測值輸出至控制部7處。而後，控制部7係對於此檢測值和前述基準高度位置作比較，並以使塗佈液槽5內之塗佈液的液面和基準高度位置相一致的方式來控制升降機構53。如此這般，藉由使塗佈液槽5內之液面的高度相一致，係能夠使從塗佈噴嘴4之吐出口41而來的塗佈液之吐出量成為一致，如此這般，在如圖8(a)中所示一般地而使塗佈噴嘴4一直移動至晶圓W之另外一端側並進行了對於晶圓W之塗佈液R的塗佈後，從控制部7而對於移動機構44、閥V1以及液面感測器52輸出塗佈結束指令。藉由此，而將閥V1關閉，並結束由液面感測器52所進行之液面的檢測，而藉由移動機構44來將塗佈噴嘴4移動至待機位置處。於此，在結束時，於塗佈噴嘴4之吐出口41處亦係有著並不存在塗佈對象之晶圓W的區域，但是，在並不存在有相對應之晶圓W的吐出口41處，係並不會發生毛細管現象，而不會有經由晶圓W來將塗佈液拉出的情況。故而，從並不存在有塗佈對象之晶圓W的吐出口41而垂下有塗佈液的情況，係幾乎不會發生。如此這般，而在晶圓W上，以例如10μm程度之膜厚來形成身為塗佈液R之光阻液的塗佈膜。

之後，如圖8(b)中所示一般，將被塗佈了塗佈液R之晶圓W，以不會使塗佈液R從晶圓W而飛散的旋轉數來作旋轉。於此，由於係從塗佈噴嘴4來利用毛細管現象而將塗佈液作塗佈，因此，晶圓W上之塗佈膜的膜厚，係為10μm左右而為極薄。因此，就算是晶圓W旋轉，塗佈液R亦為難以飛散之狀態，所謂不會使塗佈液R飛散之旋轉數，例如係為100rpm～500rpm程度之旋轉數。如此這般，藉由使被塗佈了塗佈液R之晶圓W旋轉，由於晶圓W上之塗佈液R係經由離心力而作移動，因此，係能夠將在晶圓W表面上之塗佈膜的膜厚之均一性提升。藉由此一連串之工程，在晶圓W表面上係被塗佈塗佈液並形成塗佈膜，但是，在對於特定枚數之晶圓W而進行了塗佈液之塗佈後，係從塗佈液儲槽6來將特定量之塗佈液供給至塗佈液槽5內。

於此，如同上述一般，晶圓W上之塗佈膜的厚度係為極薄，又，係以使塗佈液槽5內之塗佈液的液面高度成為一定的方式而進行調整，因此，係能夠一面確保某種程度之均一性，一面將塗佈液R塗佈於晶圓表面上。然而，近年來，由於光阻圖案係成為更加精密，因此，係要求能夠將塗佈膜之膜厚的均一性更加提高。此時，若是精密地進行塗佈液槽5內的塗佈液之液面調整，則理論上，塗佈膜之膜厚均一性係提升，但是，實際上，由於塗佈液之塗佈量係為極少，因此，液面之變化量亦為微小，要將前述液面之高度位置恆常維持於一定一事，係為困難。相對於此，藉由一面預先確保有某種程度之均一性一面對於晶圓W表面塗佈塗佈液R，再進而使晶圓W旋轉，係能夠將塗佈膜之膜厚均一性更加提升，此事，由於係可藉由簡單的手法來確實地將膜厚均一性提升，故為有效。

此時，藉由使晶圓W旋轉，晶圓W上之塗佈液R係藉由離心力而欲朝向外側作移動，但是，藉由晶圓外周之表面張力，光阻液係成為難以從晶圓外周而溢出。又，由於晶圓W之週緣區域11係被作撥光阻劑化，因此，在旋轉前之晶圓W上的光阻劑，係存在於較最外周而更靠中心側，就算是在後續之工程中而使旋轉吸盤2作高速旋轉並進行乾燥的情況時，亦能夠將旋轉條件設定之容許範圍擴廣。

由以上可知，在上述之實施形態中，係從塗佈噴嘴4之吐出口41來藉由毛細管現象而將塗佈液拉出並塗佈在晶圓W上，藉由毛細管現象所被拉出之塗佈液的量，係為極少。又，由於係在使塗佈噴嘴4之吐出口41近接於晶圓W的狀態下，而一面使塗佈噴嘴4移動一面進行塗佈，因此，係不會有如同旋轉塗佈時一般之從晶圓W而飛散的塗佈液。故而，係能夠謀求塗佈液之省量化。

進而，由於係並不會有塗佈液從晶圓W而飛散之虞，因此，係並不需要從被保持在旋轉吸盤2之晶圓W的上方側起而涵蓋下方側地來設置能夠對於塗佈液所飛散之區域作涵蓋一般之大的杯體，而能夠謀求裝置之小型化。更進而，由於係在藉由毛細管現象來將塗佈液作了塗佈後，進一步以不會使塗佈液飛散之程度的旋轉數來使晶圓W旋轉，因此，係能夠在塗佈膜之膜厚處確保高度的面內均一性，在形成精密之光阻圖案的情況時，係為有效。

於上述構成中，塗佈裝置亦可如同圖9中所示一般地來構成。此例之與上述實施形態的塗佈裝置相異之點，係在於：於塗佈液之塗佈開始時，代替藉由幫浦P1來將塗佈液從塗佈噴嘴4推出，係使用輔助噴嘴8來對於塗佈噴嘴4和晶圓W之間供給塗佈液R。此輔助噴嘴8，係被與具備有閥或幫浦等之塗佈液供給部81作連接，並例如在塗佈液槽5和塗佈噴嘴4之間而以不會對於塗佈噴嘴4之移動或者是對於旋轉吸盤2之晶圓W的遞交造成阻礙的方式來作設置。

而後，在此例中，例如係構成為根據從控制部7而來之塗佈開始指令，而例如在使塗佈噴嘴4移動到了塗佈開始位置處的時序下，來從輔助噴嘴8而對於塗佈噴嘴4和晶圓W表面之間供給塗佈液R。此時，從輔助噴嘴8所供給之塗佈液R的量，係為能夠將塗佈噴嘴4之吐出口41和晶圓W表面之間藉由塗佈液R來作連接的程度。在此種構成中，亦與第1實施形態相同的，能夠謀求塗佈液之省量化以及小型化，並能夠對於塗佈液之膜厚而得到高度均一性。

進而，塗佈裝置亦可如同圖10中所示一般地來構成。此例之與第1實施形態的塗佈裝置相異之點，係在於成為與塗佈噴嘴4一同地而亦使塗佈液槽5作移動之構成。例如，於此例中，塗佈噴嘴4和塗佈液槽5係被整合在噴嘴單元83之內部，此噴嘴單元83係構成為藉由移動機構44而在與吐出口41相交叉之方向上自由移動。

在噴嘴單元83內部，係亦被設置有將塗佈噴嘴4和塗佈液槽5作連結之塗佈液供給路徑51、將塗佈液槽5內之塗佈液的液面檢測出來之液面感測器52、塗佈液槽5之升降機構53。並且，係構成為根據從液面感測器52而來之檢測值來藉由控制部7而對於塗佈液槽5之升降機構53作控制。此些之構成，係與第1實施形態之塗佈裝置相同。又，連結塗佈液槽5和塗佈液儲槽6之供給路徑61，係構成為可撓，當噴嘴單元83移動時，供給路徑61之形狀係會改變。在此種構成中，亦與第1實施形態相同的，能夠謀求塗佈液之省量化以及小型化，並能夠對於塗佈液之膜厚而得到高度均一性。

進而，在上述之構成中，係使塗佈噴嘴4相對於晶圓W而在與吐出口41交叉之方向上作了移動，但是，亦可並不使塗佈噴嘴4側移動，而設為使旋轉吸盤2側在與吐出口41相交叉之方向上作移動。又，亦可如圖11中所示一般，將塗佈噴嘴4設為使旋轉吸盤2上之晶圓W的中心和吐出口41之長邊方向的中心相對應，並且將吐出口41近接於晶圓W表面地來作配置，而藉由使旋轉吸盤2側作半圈旋轉，來塗佈塗佈液。此時，係亦可並不使旋轉吸盤2側作旋轉，而是使塗佈噴嘴4側以吐出口41之長邊方向的中心為軸地來作旋轉。於此情況，為了使在塗佈噴嘴4之長邊方向上的每單位面積之塗佈液的吐出量相一致，亦可將從吐出口41而來之塗佈液的吐出速度，控制為在晶圓W之中心側而為慢並在晶圓W之外周側而為快。

接著，以圖12以及圖13為例，針對將塗佈噴嘴4之吐出口41朝向上方來作配置的實施形態作說明。圖12(a)中，84係為將晶圓W略水平地作吸附保持並且在水平軸周圍而作反轉之反轉機構。此反轉機構，例如係具備有：藉由真空吸附或者是靜電吸附來將晶圓W作吸附保持之平台86、和使此平台86沿著水平之旋轉軸85來作旋轉之旋轉機構87。例如，平台86，係構成為將晶圓W之中央側作吸附保持。而後，例如如圖12(b)中所示一般，設定為就算是當在其與將晶圓W之周緣側作保持的搬送臂15之間而進行晶圓W之遞交時而使搬送臂15相對於平台86而作進退，亦不會使搬送臂15與平台86相接觸一般的大小。

氣體供給機構3、塗佈噴嘴4、塗佈液槽5等，除了塗佈噴嘴4之吐出口41係朝向上側以外，係被設為與第1實施形態之塗佈裝置1相同的構成。亦即是，在此例中，亦係同樣的將在塗佈噴嘴4內之包含吐出口41的塗佈液之流路構成為毛細管狀，並且，塗佈液槽5內之塗佈液的液面高度，係構成為較塗佈噴嘴4之吐出口41的高度更低。如此一來，在塗佈噴嘴4之吐出口41和晶圓W之間，係藉由毛細管現象而將塗佈液拉出，在塗佈噴嘴4和塗佈液槽5之間，係成為藉由通連管之原理而供給塗佈液。

在此構成中，首先，如圖13(a)中所示一般，從搬送臂15而將晶圓W遞交至平台86處，並將晶圓W吸附保持在該平台86上。而後，使氣體供給機構3下降至對於晶圓W供給氣體的位置，並對於晶圓W之週緣區域11以及中央區域12分別供給撥光阻劑化氣體以及親光阻劑化氣體。於此，當從搬送臂15而將晶圓W遞交至平台86處時，係使將晶圓W作了保持的搬送臂15從平台86之上方而下降，並將晶圓W遞交至平台86上，而後，使搬送臂15後退，而進行之。

接著，如圖13(b)中所示一般，在將晶圓W吸附保持在平台86上的狀態下，藉由旋轉機構87來使該平台86反轉，並使晶圓W表面朝向下方。在進行此晶圓W之反轉動作時，係預先使氣體供給機構3以及塗佈噴嘴4以不會對於前述反轉動作造成妨礙的方式來移動至待機位置處。而後，在使塗佈噴嘴4之吐出口41近接於晶圓W表面的狀態下，藉由移動機構44來從晶圓W之其中一端側起移動至另外一端側處，並與第1實施形態相同的，而利用毛細管現象來從塗佈噴嘴4而將塗佈液R塗佈在晶圓W表面上。在如此這般地而對於晶圓W進行了塗佈液R之塗佈後，藉由旋轉機構87，來以使晶圓W表面朝向上側的方式而將平台86反轉。此時，係成為使在表面上被塗佈有塗佈液R之晶圓W反轉，但是，由於塗佈膜之膜厚係為10μm左右而為非常薄，因此，在反轉動作中，係並不會有發生液下垂或者是液偏移之虞。

如此這般地而在平台86上以朝向上方的方式來作了放置的晶圓W，係藉由搬送臂15而被作接收，並被搬送至旋轉單元88處。此旋轉單元88，係具備有將晶圓W作吸附保持並且在鉛直軸周圍作旋轉之旋轉平台89，晶圓W係從搬送臂15而被遞交至該旋轉平台89處。在旋轉單元88處，係對於被塗佈了塗佈液R之晶圓W，而以不會使該塗佈液R從晶圓W而飛散的旋轉數(例如100rpm～500rpm)來作旋轉。

在此種構成中，亦係與上述之實施形態相同的，由於係從塗佈噴嘴4來利用毛細管現象而將塗佈液作塗佈，因此，係能夠謀求塗佈液之省量化以及裝置之小型化，並且，由於係在塗佈液之塗佈後再使晶圓W旋轉，因此，係能夠將塗佈液之膜厚的均一性更加提高。

又，就算是在此種將塗佈噴嘴4之吐出口41朝向上方來配置的情況時，亦同樣的，可在塗佈開始時而從輔助噴嘴8來對於晶圓W和塗佈噴嘴4之間供給塗佈液，又，亦可使塗佈噴嘴4和塗佈液槽5一同作移動。

於以上，在本發明中，亦可設為：對於晶圓W塗佈塗佈液，並接著以不會使晶圓W上之塗佈液從晶圓W而飛散的旋轉數來使該晶圓W旋轉，之後，再進行將旋轉數增大為例如500rpm～2000rpm左右並使晶圓上之塗佈液乾燥的工程。

又，本發明，係只要實施使塗佈噴嘴之吐出口在對於前述晶圓而接近了的狀態下來一面相對性地移動一面從前述吐出口來藉由毛細管現象而將塗佈液拉出並塗佈在晶圓W上之工程、並接著實施以不會使晶圓W上之塗佈液從晶圓W而飛散的旋轉數來使該晶圓W旋轉之工程即可，塗佈裝置之構成，係並不被限定於上述之實施形態。故而，在塗佈噴嘴4之吐出開始時而用以將塗佈液推出的幫浦P1或者是輔助噴嘴8，係並非為必要之構成。

進而，在上述實施形態中，雖係使用氣體供給機構3而對於晶圓W之週緣區域11供給撥光阻劑化氣體，並對於晶圓W之中央區域12供給親光阻劑化氣體，但是，此些之撥光阻劑化氣體以及親光阻劑化氣體的供給，係並非為絕對必要。又，亦可設為僅供給撥光阻劑化氣體之構成，且亦可將氣體供給機構3設置在與塗佈裝置1相異之單元處。

更進而，塗佈了塗佈液之晶圓W的旋轉，係亦可設為藉由與塗佈裝置1相異之單元來進行。又，本發明，係亦可適用在將光阻液或反射防止膜形成用之藥液、顯像液、聚醯亞胺等塗佈在基板上之塗佈裝置中，在本發明之基板中，係並不僅是半導體晶圓，而亦包含有液晶顯示器用的玻璃基板(LCD基板)或者是太陽電池用基板等之基板。

2‧‧‧旋轉吸盤

4‧‧‧塗佈噴嘴

41‧‧‧吐出口

44‧‧‧移動機構

5‧‧‧塗佈液槽

7‧‧‧控制部

W‧‧‧半導體晶圓

[圖1]對於本發明之塗佈裝置的第1實施形態作展示之剖面圖。

[圖2]對於前述塗佈裝置之一部份作展示之立體圖。

[圖3]對前述塗佈裝置作展示的平面圖。

[圖4]對於被設置在前述塗佈裝置處之氣體供給機構的其中一例作展示之剖面圖。

[圖5]對於被設置在前述塗佈裝置處之塗佈噴嘴的其中一例作展示之立體圖。

[圖6]對於被設置在前述塗佈裝置處之塗佈噴嘴和塗佈液槽的其中一例作展示之剖面圖。

[圖7]對於本發明之塗佈方法的其中一種實施形態作展示之工程圖。

[圖8]對於本發明之塗佈方法的其中一種實施形態作展示之工程圖。

[圖9]對於本發明之塗佈裝置的其他實施形態作展示之剖面圖。

[圖10]對於本發明之塗佈裝置的另一其他實施形態作展示之剖面圖。

[圖11]對於本發明之塗佈裝置的另一其他實施形態之一部份作展示的立體圖。

[圖12]本發明之塗佈裝置的另一其他實施形態之剖面圖。

〔圖13〕對於前述塗佈裝置之作用作展示的工程圖。

1．．．塗佈裝置

2．．．旋轉吸盤

3．．．氣體供給機構

4．．．塗佈噴嘴

5．．．塗佈液槽

6．．．塗佈液儲槽

7．．．控制部

13．．．杯體

21．．．台

22．．．旋轉軸

23．．．驅動機構

31．．．第1氣體供給室

31a．．．氣體供給孔

32．．．第2氣體供給室

32a．．．氣體供給孔

33．．．氣體供給路徑

33a．．．流量調整部

34．．．撥光阻劑化氣體供給部

35．．．氣體供給路徑

35a．．．流量調整部

36．．．親光阻劑化氣體供給部

37．．．升降機構

38．．．升降構件

41．．．吐出口

51．．．塗佈液供給路徑

52．．．液面感測器

53．．．升降機構

61．．．供給路徑

P1．．．幫浦

P2．．．幫浦

V1．．．開閉閥

V2．．．開閉閥

Claims (8)

1. 一種塗佈方法，係為對於基板供給塗佈液並形成塗佈膜之方法，其特徵為，包含有：將基板略水平地保持在基板保持部之工程；和接下來，一面將塗佈噴嘴之吐出口在相對於前述基板而接近了的狀態下來相對性地移動，一面從前述吐出口來藉由毛細管現象而將塗佈液拉出並塗佈在基板上之工程；和接著，以不會使基板上之塗佈液從基板而飛散的旋轉數來使該基板旋轉之工程。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之塗佈方法，其中，前述吐出口，係被形成為與基板之被塗佈面的寬幅相同或者是其以上之長度，前述在基板上塗佈塗佈液之工程，係一面使前述塗佈噴嘴對於基板而在與前述吐出口相交叉之方向上相對性移動，一面進行。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之塗佈方法，其中，前述使基板旋轉之工程，係藉由使前述基板保持部在鉛直軸周圍旋轉，而進行之。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之塗佈方法，其中，在將前述塗佈液塗佈於前述基板上之前，係進行將基板之被塗佈面上的週緣區域撥塗佈液化之工程。
5. 一種塗佈裝置，係為對於基板供給塗佈液並形成塗佈膜之塗佈裝置，其特徵為，具備有： 基板保持部，係將基板略水平地作保持，並使該基板在鉛直軸周圍旋轉；和塗佈噴嘴，係具備有吐出口，並且將包含此吐出口之塗佈液的流路構成為毛細管狀；和移動機構，係使此塗佈液噴嘴之吐出口在對於被保持在基板保持部處之基板而作了接近的狀態下來相對性地移動；和塗佈液槽，係將其之上面作大氣開放，並且藉由塗佈液供給路徑而與前述塗佈噴嘴作連接，而將其之內部的塗佈液之液面的高度設為較塗佈噴嘴之吐出口的高度更低；和控制部，係以一面藉由移動機構來使前述塗佈噴嘴移動，一面從前述吐出口來藉由毛細管現象而將塗佈液拉出並塗佈在基板上，接下來，藉由基板保持部而以基板上之塗佈液不會從基板而飛散的旋轉數來使該基板旋轉的方式，來對於此些之移動機構和基板保持部作控制。
6. 如申請專利範圍第5項所記載之塗佈裝置，其中，前述吐出口，係被形成為與基板之被塗佈面的寬幅相同或者是其以上之長度，前述移動機構，係使前述塗佈噴嘴和被保持在基板保持部處之基板，在與該吐出口相交叉之方向上而作相對性移動。
7. 如申請專利範圍第5項所記載之塗佈裝置，其中，前述基板保持部，係為兼作為移動機構者，使被形成為與基板之被塗佈面的寬幅相同或者是其以上之長度的前述吐 出口，和被保持在基板保持部處之基板相對向，並藉由使基板旋轉，而將塗佈液塗佈在基板上。
8. 如申請專利範圍第5項乃至第7項中之任一項所記載之塗佈裝置，其中，係具備有將基板之被塗佈面的週緣區域撥塗佈液化之撥塗佈液化機構。