TWI565525B - 塗佈膜形成裝置 - Google Patents

Description

塗佈膜形成裝置

本發明，係關於例如於半導體晶圓等基板形成塗佈膜之塗佈膜形成裝置。

半導體元件或液晶顯示裝置、LED等製造程序中，進行在基板上塗佈光阻液、導電性膠等塗佈液，形成塗佈膜之程序。

作為在基板上形成塗佈膜之方法，已知旋轉塗佈方式，在基板旋轉之狀態下，塗佈液自噴嘴朝基板之中心部滴下，因離心力塗佈液在基板上擴散，藉此形成塗佈膜。然而，旋轉塗佈方式中，滴下之塗佈液因離心力擴散，故大部分塗佈液自基板外周緣部飛散而被廢棄。因此，旋轉塗佈方式，在使用例如含有貴金屬微粒子之導電性膠等昂貴的材料形成塗佈膜時，係不適當之方法。

作為在基板上形成塗佈膜之另一方式，已知狹縫塗布方式，以在具有狹縫形狀之長條之噴吐口之噴嘴與基板之間形成液滴之狀態，使噴嘴與基板相對移動，形成塗佈膜（例如，專利文獻1、專利文獻2）。

然而，以狹縫塗布方式形成之塗佈膜，有於基板之面內膜厚易於不均一之問題。在此，有人提倡於狹縫塗布方式之塗佈膜形成裝置，調整於噴嘴內儲存塗佈液之儲存室內部之壓力，俾來自噴吐口之塗佈液之噴吐量一定（例如，專利文獻3）。【先前技術文獻】【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2004－114012號公報（圖1等）　【專利文獻2】日本特開平8－138998號公報（圖3等）　【專利文獻3】日本特開2013－98371號公報（申請專利範圍等）

【發明所欲解決之課題】

狹縫塗布方式中，利用噴嘴內塗佈液之自重，及於噴嘴之噴吐口露出之塗佈液附著基板導致該塗佈液之表面張力減少，噴吐塗佈液。依如此之原理，狹縫塗布方式之塗佈膜形成時，係以處理寬度在長條之噴吐口之長度以下之基板為前提。且狹縫塗布方式中，塗佈在基板上之塗佈液之噴吐寬度，與基板之寬度大致相等。又，所謂基板之寬度，意味著和噴嘴與基板之相對移動方向正交之方向之長度。

基板之寬度，於例如FPD用矩形之玻璃基板一定。然而，例如呈圓形之半導體晶圓中，在噴嘴與基板相對移動之過程，基板之寬度逐漸變化。如上述，狹縫塗布方式中，塗佈在基板上之塗佈液之噴吐寬度，與基板之寬度大致相等。因此，基板之寬度若變化，塗佈液之噴吐寬度亦變化。因此，噴嘴內部之噴吐壓力一定時，於塗佈之期間，基板之寬度增大之過程中，自噴吐口噴吐之塗佈液傾向於供給不足，相反地，基板之寬度減小之過程中，自噴吐口噴吐之塗佈液傾向於供給過多。其結果，處理例如半導體晶圓寬度變化之基板時，以1片基板之中央附近為交界，於塗佈之前半膜厚變薄，於塗佈之後半膜厚變厚，有於基板之面內塗佈膜之膜厚發生差異之問題。

因此，本發明之目的在於提供一種塗佈膜形成裝置，狹縫塗布方式之塗佈膜形成時，可於寬度變化之形狀之基板，形成均一之塗佈膜。 【解決課題之手段】

本發明之塗佈膜形成裝置，亦可包含： 塗佈噴嘴，朝基板供給塗佈液； 水平移動機構部，使該基板與該塗佈噴嘴沿水平方向相對移動； 壓力調整機構部，調整該塗佈噴嘴之內部之壓力；及 控制部，控制自該塗佈噴嘴對該基板供給之該塗佈液之量而使其變化。 本發明之塗佈膜形成裝置中，該基板，亦可呈與該相對移動之方向正交之方向之寬度變化之形狀， 該塗佈噴嘴，亦可包含： 噴吐口，沿相對於與該基板相對移動之方向正交之方向，呈長條狀形成，對該基板噴吐該塗佈液；及 儲存室，連通該噴吐口，於其內部儲存該塗佈液。

本發明之塗佈膜形成裝置中，該壓力調整機構部，調整該儲存室之內部之空間之壓力， 該控制部，在於該基板塗佈該塗佈液之期間內，與對應該基板之寬度之變化而變化之自該噴吐口噴吐之該塗佈液之噴吐寬度對應，控制該壓力調整機構部，調節該儲存室內部之壓力，使自該噴吐口噴吐之該塗佈液之每單位時間之噴吐量變化。

本發明之塗佈膜形成裝置中，該控制部亦可控制該壓力調整機構部，俾 在該塗佈液之噴吐寬度增大之過程中，該儲存室內部之壓力逐漸升高， 在該塗佈液之噴吐寬度減小之過程中，該儲存室內部之壓力逐漸降低。

本發明之塗佈膜形成裝置中，該基板亦可呈圓形， 該控制部控制該壓力調整機構部，俾 該塗佈液之噴吐寬度達到該基板之直徑止，該儲存室內部之壓力逐漸升高， 該塗佈液之噴吐寬度達到該基板之直徑後，該儲存室內部之壓力逐漸降低。

本發明之塗佈膜形成裝置中，該控制部，亦可在於該基板塗佈該塗佈液之期間內，控制該壓力調整機構部，維持該儲存室之內部之壓力相對於該儲存室之外部之壓力為負壓。

本發明之塗佈膜形成裝置，亦可更包含： 位置偵測機構，偵測該塗佈噴嘴與該基板之相對位置。 且本發明之第2觀點之塗佈膜形成裝置中， 該控制部，亦可包含： 基板形狀資訊記憶部，記憶該基板之形狀資訊； 運算處理部，根據記憶於該基板形狀資訊記憶部之該基板之形狀資訊，及以該位置偵測機構偵測到的該基板之相對位置資訊，運算該塗佈液之噴吐寬度及噴吐量；及 壓力控制部，根據以該運算處理部運算之該塗佈液之噴吐寬度及噴吐量，控制該壓力調整機構部。

本發明之塗佈膜形成裝置中，該基板呈圓形，若令自該壓力控制部發出控制信號之時點為T0，自此時點T0起噴吐量實際發生變化之時點為T1，存在有時點T0與T1之差分亦即時間延遲T，且該塗佈噴嘴與該基板以一定之速度V相對移動，並且在時點T1該噴吐口之位置PL1相對於在時點T0該噴吐口之位置PL0，為PL1＝（V×T）＋PL0的情形時，根據下述式A計算該儲存室內部之設定壓力值為： 設定壓力值＝Pmax＋（LPL1－Lmax）×g　…（A） ［在此，Lmax表示最大噴吐寬度［mm］，LPL1表示於位置PL1之噴吐寬度［mm］，Pmax表示於最大噴吐寬度Lmax下之減壓度［Pa］，g表示於位置PL1之噴吐寬度LPL1與最大噴吐寬度Lmax兩者之差分的修正減壓度係數］。 【發明之效果】

依本發明，狹縫塗布方式之塗佈膜形成時，可於寬度變化之形狀之基板，形成均一之塗佈膜。

以下，參照圖式說明關於本發明之實施形態。

＜塗佈膜形成裝置之概要＞首先，說明關於依本發明之一實施形態之塗佈膜形成裝置之構成例。圖1，係顯示依本實施形態之塗佈膜形成裝置100之概略構成之縱剖面圖。塗佈膜形成裝置100，包含：處理容器1；支持裝置10，設於處理容器1內，水平支持作為被處理體之半導體晶圓（以下，僅稱「晶圓」）W；及塗佈噴嘴20，於由此支持裝置10支持之晶圓W塗佈塗佈液。且塗佈膜形成裝置100，包含：壓力調整機構部30，調節塗佈噴嘴20之內部之壓力；塗佈液供給機構部50，對塗佈噴嘴20供給塗佈液；感測器部60，偵測塗佈噴嘴20與晶圓W之相對位置；及昇降驅動部61，使塗佈噴嘴20沿鉛直方向位移。且塗佈膜形成裝置100，包含：控制部70，控制塗佈膜形成裝置100中之各構成部。

（處理容器）處理容器1，呈箱型，以例如鋁等金屬或合成樹脂等材質形成。雖省略圖示，但於處理容器1之一側面，形成晶圓W之送入送出口。又，處理容器1，係任意之構成，亦可省略。

（支持裝置）支持裝置10，包含：平台11，載置晶圓W；基底部13，支持平台11；連結部15，連結平台11與基底部13；及滑動驅動部17，使平台11沿水平方向移動。平台11，可藉由作為水平驅動機構部之滑動驅動部17，沿圖1中，以黑箭頭表示之X方向，及與X方向正交（亦即，與圖1之紙面正交）之Y方向滑動。亦即，設置平台11，俾可在載置晶圓W之狀態下，相對於靜止之塗佈噴嘴20相對移動。

（塗佈噴嘴）塗佈噴嘴20，整體呈細長之長條之形狀。圖2，係顯示塗佈噴嘴20之外觀之立體圖。圖3，顯示沿與塗佈噴嘴20之長邊方向正交之方向之剖面形狀。塗佈噴嘴20，包含本體21，及形成於該本體21之下端之狹縫狀之噴吐口23。形成本體21，俾本體21之長度L1，至少大於晶圓W之直徑。於本體21之下端面，沿本體21之長邊方向，以例如大於晶圓W之直徑之長度L2，形成噴吐口23。

於本體21之內部，沿本體21之長邊方向，形成儲存塗佈液F之儲存室25。儲存室25，臨時儲存既定之容量之塗佈液F。儲存室25之長度，與噴吐口23之長度L2相同。儲存室25之容量及儲存於其內部之塗佈液F之量，在於1片晶圓W全面至少可形成一次以上塗佈膜之量以上即可。於儲存室25之下部，沿鉛直方向形成連通噴吐口23之流路27。流路27之寬度與噴吐口23之寬度L3相同。且流路27之長邊方向之長度，與噴吐口23之長度L2相同。

如圖3所示，自儲存室25因自重朝流路27流下之塗佈液F，包夾於噴吐口23與流路27之間而滯留。在此，噴吐口23之寬度L3，設定為儲存室25之內部之壓力與該儲存室25之外部之壓力相等時，塗佈液F之表面張力小於對該塗佈液F作用之重力，塗佈液F自噴吐口23流下之值。又，對應塗佈液F之黏度或本體21之材質，以實驗之方式決定噴吐口23之寬度L3。

且於本體21之上端，封閉儲存室25而設置蓋部29。又，在由儲存於儲存室25之塗佈液F之液面、儲存室25之內壁面及蓋部29包圍之區域，形成密封之空間S。

（壓力調整機構部）本實施形態之塗佈膜形成裝置100中，儲存室25，連接控制密封之空間S內之壓力之壓力調整機構部30。壓力調整機構部30，包含：氣體供給機構部31，對儲存室25內供給調壓用氣體；及排氣機構部41，使儲存室25內減壓排氣。

氣體供給機構部31，包含：氣體供給管33，例如，貫通蓋部29而連通儲存室25；氣體源35，連接此氣體供給管33之另一端側，儲存氣體；及壓力調整閥（PCV）37及開合閥39等閥類，設於氣體供給管33之途中。作為氣體，宜使用例如氮氣等惰性氣體。以氣體供給機構部31，對儲存室25內供給氣體，藉此，可調節儲存室25內之空間S之壓力。且自氣體供給機構部31供給氣體，藉此，亦可將噴吐塗佈液F後殘留於儲存室25內之塗佈液F加壓並推出，或吹掃。又，塗佈液F未變質時，亦可不設置氣體供給機構部31，代之以，將外氣導入儲存室25內之機構。

排氣機構部41，包含：排氣管43，貫通例如蓋部29而連通儲存室25；真空泵等排氣裝置45，連接此排氣管43之另一端側；及開合閥47，設於排氣管43之途中。排氣機構部41，藉由使排氣裝置45作動，保持儲存室25之空間S內為既定之負壓狀態。藉由排氣機構部41，使儲存室25之內部排氣，使儲存室25內之空間S之壓力相對於外部之壓力為負壓，藉此，將儲存室25內之塗佈液F朝上方提拉，可防止塗佈液F自噴吐口23滴下之漏液。

（塗佈液供給機構部）塗佈噴嘴20之儲存室25，連接對儲存室25內供給塗佈液F之塗佈液供給機構部50。塗佈液供給機構部50，包含：塗佈液供給管51，例如，貫通蓋部29而連通儲存室25；塗佈液供給源53，連接此塗佈液供給管51之另一端側，儲存塗佈液F；及開合閥55等閥類，設於塗佈液供給管51之途中。在因排氣機構部41儲存室25內部之空間S之壓力相對於本體21之外部之壓力為負壓之狀態下，開放設於塗佈液供給管51之開合閥55，藉此，可將儲存於塗佈液供給源53之塗佈液F導入儲存室25之內部。作為塗佈液F，可舉出例如光阻液，或含有貴金屬微粒子之導電性膠等。

（感測器部）塗佈膜形成裝置100，包含作為偵測塗佈噴嘴20與晶圓W之相對位置之位置偵測機構之感測器部60。感測器部60，裝設於塗佈噴嘴20，可相對於平台11及載置於該處之晶圓W，沿XY方向相對移動。感測器部60，對平台11及載置於該處之晶圓W照射雷射光，偵測其反射光，藉此，偵測塗佈噴嘴20與晶圓W之相對位置。更具體而言，感測器部60，緊接在塗佈程序前，作為對準處理偵測晶圓W之邊緣部之數處（例如4處）之位置，偵測晶圓W之中心部之位置座標及晶圓W之尺寸。作為感測器部60，可使用例如區域感測器、線感測器等。

（昇降驅動部）塗佈噴嘴20，可藉由昇降驅動部61，上下位移。塗佈噴嘴20，可切換在與晶圓W之間隔著充分的距離而上昇之待命位置，及晶圓W之上表面與噴吐口23之間隔接近至例如0～500μm之範圍內之塗佈位置。又，塗佈噴嘴20亦可不連接昇降驅動部61而上下位移，代之以，平台11連接昇降驅動部而上下位移。

（控制部）將構成塗佈膜形成裝置100之各終端裝置（例如，支持裝置10、塗佈噴嘴20、壓力調整機構部30、塗佈液供給機構部50、感測器部60、昇降驅動部61等），連接控制部70而控制。在此，參照圖4，說明關於控制部70之硬體構成之一例。控制部70，包含主控制部101、鍵盤、滑鼠等輸入裝置102、印表機等輸出裝置103、顯示裝置104、記憶裝置105、外部介面106、及相互連接此等者之匯流排107。主控制部101，包含CPU（中央處理裝置）111、RAM（隨機存取記憶體）112及ROM（唯讀記憶體）113。記憶裝置105，只要可記憶資訊，不限定其形態，例如係硬碟裝置或光碟裝置。且記憶裝置105，記錄資訊於電腦可讀取記錄媒體115，且自記錄媒體115讀取資訊。記錄媒體115，只要可記憶資訊，不限定其形態，例如係硬碟、光碟、快閃記憶體等。記錄媒體115，亦可係記錄依本實施形態之塗佈膜形成方法之配方之記錄媒體。

控制部70中，CPU111，以RAM112為作業區域使用之，實行儲存於ROM113或記憶裝置105之程式，藉此，可於本實施形態之塗佈膜形成裝置100對晶圓W實行塗佈膜形成處理。例如，記憶裝置105中，保存有用來藉由控制部70之控制，實現於塗佈膜形成裝置100實行之各種處理之控制程式（軟體）或記錄有處理條件資料等之配方。又，因應所需，依來自輸入裝置102之指示等自記憶裝置105叫出任意之控制程式或配方，令主控制部101實行，藉此，在主控制部101之控制下，以塗佈膜形成裝置100進行所希望之塗佈膜形成處理。

具體而言，控制部70，依由配方決定之條件，對上述各終端裝置，指示作動或停止。例如，控制部70，對支持裝置10送出控制信號，令平台11沿XY方向移動，藉此，可定位晶圓W。且控制部70，令平台11沿X方向以既定之速度移動，藉此，晶圓W可相對於塗佈噴嘴20相對移動。且控制部70，對壓力調整機構部30送出控制信號，藉此，可將塗佈噴嘴20之儲存室25內之空間S之壓力調節為既定之值。

關於該控制程式或處理條件資料等之配方，可藉由將例如儲存於電腦可讀取記錄媒體115之狀態者安裝於記憶裝置105利用之。

其次，參照圖5，說明關於控制部70之功能構成。圖5，係顯示控制部70之功能構成之功能方塊圖。又，以下之說明中，控制部70之硬體構成係圖4所示之構成，亦參照圖4中之符號。如圖5所示，控制部70，包含基板形狀資訊記憶部121、運算處理部123、壓力控制部125、及輸入輸出控制部127。CPU111，以RAM112為作業區域使用之，實行儲存於ROM113或記憶裝置105之程式，藉此實現此等者。

基板形狀資訊記憶部121，保存自輸入裝置102輸入之基板之形狀資訊。在此，所謂基板之形狀資訊，意味著基板之平面形狀、直徑等。例如若係晶圓W，即輸入其係圓形之旨，及其直徑。本實施形態之塗佈膜形成裝置100中，例如，ROM113、記憶裝置105或記錄媒體115，可用作為基板形狀資訊記憶部121。

運算處理部123，根據記憶於基板形狀資訊記憶部121之基板之形狀資訊，及以作為位置偵測機構之感測器部60，藉由對準處理偵測到的晶圓W之位置座標及大小之資訊，與於該時點之平台11之位置座標，即時運算塗佈液F之噴吐寬度及噴吐量。

壓力控制部125，根據由運算處理部123運算之塗佈液F之噴吐寬度及噴吐量，控制壓力調整機構部30。具體而言，壓力控制部125，根據由運算處理部123運算之塗佈液F之噴吐寬度或噴吐量，對氣體供給機構部31及／或排氣機構部41送出控制信號，調節儲存室25內之空間S之壓力，俾為對應塗佈液F之噴吐寬度之值。

輸入輸出控制部127，進行來自輸入裝置102之輸入之控制，或針對輸出裝置103之輸出之控制，或顯示裝置104中顯示之控制，或經由外部介面106進行之與外部之資料等之輸入輸出之控制。

［塗佈膜形成方法］其次，說明關於在如以上構成之塗佈膜形成裝置100進行之塗佈膜形成處理。塗佈膜形成裝置100中之處理，可包含：固持程序，例如，對處理容器1內送入晶圓W，以支持裝置10固持晶圓W；及塗佈程序，使塗佈噴嘴20與載置在平台11上之晶圓W相對移動，同時塗佈塗佈液F於晶圓W。以下，說明關於各程序。

（晶圓之送入及設定）首先，在處理容器1之未圖示之送入送出口開放之狀態下，以外部之未圖示之搬運裝置將晶圓W送入處理容器1內。於支持裝置10之平台11，設置載置晶圓W之載置部(省略圖示），設定晶圓W於此載置部。又，沿XY方向移動平台11，同時緊接在塗佈程序前以感測器部60進行對準處理，偵測晶圓W之中心部之位置座標及晶圓W之尺寸。

（塗佈程序）其次，設定塗佈噴嘴20於既定之高度位置。塗佈噴嘴20，固定於脫離平台11上之晶圓W之端部之位置。此時，預先藉由壓力調整機構部30，調整塗佈噴嘴20之儲存室25之內部之壓力，俾相對於外部之壓力（例如大氣壓）為負壓。其次，開啟設於塗佈液供給管51之開合閥55。藉此，經由塗佈液供給管51將塗佈液F導入塗佈噴嘴20之儲存室25內。此時，保持於儲存室25內之塗佈液F之量，為於晶圓W之全面可至少形成一次以上塗佈膜之量即可。於儲存室25儲存既定量之塗佈液F後，關閉開合閥55。此時，儲存室25內之空間S之壓力，保持為既定之負壓狀態，例如P0。又，亦可在設定塗佈噴嘴20與晶圓W之位置前，預先對儲存室25補充塗佈液F。

其次，載置晶圓W之平台11沿圖1中，X方向移動，塗佈噴嘴20接近晶圓W之端部。接著，藉由壓力調整機構部30，使儲存室25內之空間S之壓力，上昇至高於該壓力P0之既定之值P1。藉此，將因塗佈液F之表面張力與密封之空間S內之負壓，保持於流路27及噴吐口23之塗佈液F推出，液體附著於晶圓W，在晶圓W之端部與噴吐口23之間，形成塗佈液F之液滴。又，液體附著之際，亦可暫時使塗佈噴嘴20更下降，使噴吐口23接觸晶圓W表面。

其次，馬上使空間S之壓力降低至低於P1之P2，俾塗佈液F不自噴吐口23過剩地流出至晶圓W上。又，平台11以既定之速度沿X方向移動，塗佈噴嘴20自晶圓W之一端側相對移動至另一端側，以在晶圓W上進行掃描。藉此，自噴吐口23連續地在晶圓W上噴吐塗佈液F，於晶圓W之表面形成塗佈膜。此時，依以上述感測器部60進行對準處理之結果與於現時點之平台11之座標，以運算處理部123即時計算塗佈液F之噴吐寬度及噴吐量。且根據以運算處理部123計算之塗佈液F之噴吐寬度及噴吐量之計算結果，壓力控制部125，考慮儲存室25內之塗佈液F之液面之降低，以壓力調整機構部30使空間S之壓力變化，同時調壓。關於此調壓之過程，於後詳述。

塗佈噴嘴20移動至晶圓W之另一端側後，即以壓力調整機構部30降低空間S之壓力至例如低於P0之P3，將未自噴吐口23噴吐之塗佈液F導入儲存室25側。藉此，使留在噴吐口23之塗佈液F與塗佈在晶圓W上之塗佈液F分離。亦即，於噴吐口23與晶圓W之間形成之液滴消失，停止對晶圓W供給塗佈液F。

其次，空間S之壓力，再上昇至例如P0，且塗佈噴嘴20退避至既定之待命位置。其後，以未圖示之搬運裝置自處理容器1內送出晶圓W，藉此，針對1片晶圓W之塗佈膜形成處理結束。

在此，參照圖6，同時說明關於以塗佈膜形成裝置100形成塗佈膜時塗佈程序中塗佈噴嘴20內之壓力控制。圖6，係顯示塗佈程序之處理時間（橫軸），與儲存室25內之空間S之壓力（縱軸左）及塗佈液F之噴吐寬度（縱軸右）之關係之曲線圖。圖6中，曲線CP，顯示以實驗獲得之儲存室25內之空間S之壓力變化。如圖6所示，塗佈膜形成程序中，維持儲存室25內之空間S之壓力為負壓狀態而進行。因此，圖6所示之壓力P0～P3，皆意味著負壓狀態。

圖6之橫軸中，自時點t1至時點t2，進行液體附著處理。如上述，液體附著時，以壓力調整機構部30使儲存室25內之空間S之壓力，上昇至高於壓力P0之既定之值P1。進行液體附著處理之時點t1～t2之所需要之時間，可例如為數秒。此時點t1～t2中，平台11不移動，以靜止之狀態，於晶圓W之端部與噴吐口23之間形成塗佈液F之液滴。

其次，自時點t2至時點t3，塗佈噴嘴20與晶圓W相對移動，藉此，進行對晶圓W噴吐塗佈液F，形成塗佈膜之塗佈處理。在此，塗佈噴嘴20與晶圓W之相對移動速度（塗佈速度），可為例如數mm／秒。本實施形態中，時點t2～t3止，以一定之塗佈速度進行塗佈。

塗佈處理中之壓力控制如下。首先，如上述，自時點t2，一旦設定空間S之壓力降低至低於P1之P2，俾塗佈液F不自噴吐口23過剩地流出至晶圓W上。又，圖6之壓力之曲線CP中，自時點t2開始之虛線部分，顯示設定壓力之變化。亦即，虛線部分中，於設定壓力P2與現實之空間S內之壓力發生偏離。

塗佈程序之前半中，空間S之壓力自壓力P2朝壓力P1逐漸上昇，俾於晶圓W之中央附近塗佈液F之噴吐寬度達到最大止，追隨呈圓形之晶圓W之形狀之變化（亦即，晶圓W之寬度之增大）。

塗佈程序之後半（塗佈液F之噴吐寬度達到最大後），相反地，空間S之壓力自壓力P1逐漸降低，俾追隨呈圓形之晶圓W之形狀之變化（亦即，晶圓W之寬度之縮小）。又，在緊接在到達時點t3前，設定空間S之壓力，俾降低至低於P2之P4。於塗佈程序之後半壓力下降至更低於P2之P4之理由在於，晶圓W之終端部之附近中，塗佈液F供給過多，塗佈膜之膜厚較其他部位厚之傾向強，故抑制塗佈液F之噴吐。又，圖6之壓力之曲線CP中，緊接在時點t3前之虛線部分，顯示設定壓力之變化。亦即，虛線部分中，於設定壓力P4與現實之空間S內之壓力發生偏離。

達到時點t3後，至時點t4止期間內進行液體分離處理。如上述，液體分離時，藉由壓力調整機構部30使空間S之壓力降低至例如低於P0之P3。藉此，將未自噴吐口23噴吐之塗佈液F導入儲存室25側，使留在噴吐口23之塗佈液F與塗佈在晶圓W上之塗佈液F分離。進行液體分離處理之時點t3～t4之所需要之時間，可為例如數秒。

本實施形態之塗佈膜形成裝置100中，時點t2～t3止期間內，與對應以曲線CW所示之晶圓W之形狀變化之塗佈液F之噴吐寬度之變化對應，如以曲線CP所示，儲存室25內之空間S之壓力變化。亦即，藉由控制部70，進行如以下之控制。首先，塗佈噴嘴20與晶圓W相對移動之時點t2～t3止期間內，運算處理部123，根據預先輸入，由基板形狀資訊記憶部121記憶之晶圓W之形狀資訊，及由作為位置偵測機構之感測器部60偵測到的晶圓W之相對位置資訊，即時運算塗佈液F之噴吐寬度及噴吐量。又，壓力控制部125，根據由運算處理部123運算之塗佈液F之噴吐寬度及噴吐量，控制壓力調整機構部30。具體而言，壓力控制部125，根據作為運算結果之塗佈液F之噴吐寬度及噴吐量，對氣體供給機構部31及／或排氣機構部41送出控制信號，儲存室25內之空間S之壓力，如圖6所示，對應塗佈液F之噴吐寬度變化。

其次，參照圖7～圖12，同時說明關於本實施形態之塗佈膜形成方法之原理。首先，參照圖7，同時說明關於以塗佈噴嘴20噴吐塗佈液F之際塗佈液F之噴吐寬度與噴吐口23之位置之關係。圖7，係顯示自塗佈噴嘴20噴吐塗佈液F之狀態之說明圖。塗佈噴嘴20與晶圓W以一定之速度相對移動之期間，作為黏性流體之塗佈液F，如圖7所示，追隨噴吐口23，而稍慢地塗佈於晶圓W。因此，例如，假定圖7之M之位置係晶圓W之寬度達到最大之位置（晶圓W之中央），為於M之位置噴吐塗佈液F，塗佈噴嘴20之噴吐口23之中心，需前進至較M稍前方之M1之位置。在此，塗佈液F之噴吐寬度，於M之位置當然為最大。因此，於晶圓W之寬度為最大，且噴吐寬度為最大之位置M，及以最大之噴吐寬度進行塗佈時塗佈噴嘴20之噴吐口23之位置M1，稍微發生偏離。依如此之理由，本實施形態中，以塗佈液F之噴吐寬度為基準，限定塗佈噴嘴20之位置。

圖8～圖12中，為說明時點t2～t3止期間內，相互相對移動之塗佈噴嘴20與晶圓W之位置關係，將噴吐口23之位置投影並描繪在晶圓W上。圖8～圖12中，相對於靜止之塗佈噴嘴20之噴吐口23之晶圓W之移動方向以白箭頭表示。

圖8對應時點t2，呈噴吐口23位於開始塗佈之晶圓W之一端側之狀態。圖12對應時點t3，呈噴吐口23位於塗佈結束之晶圓W之另一端側之狀態。圖9，係於塗佈之途中塗佈液F之噴吐寬度增大之過程。圖10，顯示於塗佈之途中，相對於圓形之晶圓W，塗佈液F之噴吐寬度為最大時噴吐口23之位置。圖10中，如以圖7所說明，相較於晶圓W之寬度到達最大之M之位置，噴吐口23位於稍前方。另一方面，圖11，係於塗佈之途中塗佈液F之噴吐寬度減小之過程。

本實施形態之塗佈膜形成方法中，相對於圓形之晶圓W，塗佈之前半，亦即，噴吐口23處於圖8～圖10所示之位置時，儲存室25內部之空間S之壓力逐漸升高（亦參照圖6）。此過程中，塗佈液F之噴吐寬度，伴隨著晶圓W之寬度之增加增加，故為使塗佈膜之膜厚一定，需伴隨著噴吐寬度之增加，增加塗佈液F每單位時間之噴吐量。亦即，相較於圖8之A之位置，圖9之B之位置中，噴吐寬度增大，故需增加塗佈液F每單位時間之噴吐量。且相較於圖9之B之位置，圖10之C之位置中，噴吐寬度增大，故需增加塗佈液F每單位時間之噴吐量。為順暢地對應如此之每單位時間之噴吐量之增加，使儲存室25內之空間S之壓力逐漸升高，逐漸促進塗佈液F之噴吐相當有效。

且相對於圓形之晶圓W，塗佈之後半，亦即，噴吐口23超過圖10所示之位置，處於圖11及圖12所示之位置時，儲存室25之內部之空間S之壓力逐漸降低（亦參照圖6）。此因，此過程中，塗佈液F之噴吐寬度，伴隨著晶圓W之寬度之減少減少，故為使塗佈膜之膜厚一定，需伴隨著噴吐寬度之減少，減少塗佈液F每單位時間之噴吐量。亦即，相較於圖10之C之位置，圖11之D之位置中，噴吐寬度減小，故需減小塗佈液F每單位時間之噴吐量。且相較於圖11之D之位置，於圖12之E之位置，噴吐寬度減小，故需減小塗佈液F每單位時間之噴吐量。為順暢地對應如此之每單位時間之噴吐量之減少，使儲存室25內之空間S之壓力逐漸降低，逐漸抑制塗佈液F之噴吐相當有效。

假如，欲在圖10～圖12止之過程中，控制儲存室25內之空間S之壓力於一定，即需恰與伴隨著塗佈液F之減少之減壓對應，相當程度地使空間S之壓力上昇。空間S之壓力上昇，使塗佈液F之噴吐增加而作用，結果有塗佈膜之膜厚增厚之傾向。特別是，控制儲存室25內之空間S之壓力於一定時，圖12之E所示之晶圓W之終端部之附近中，塗佈液F供給過多，塗佈膜之膜厚較其他部位厚。

其次，參照圖13，同時說明關於用來控制儲存室25內之空間S之壓力，且求取最佳之壓力設定值之方法。圖13，係顯示塗佈程序之處理時間（橫軸），與儲存室25內之空間S之壓力（縱軸左）及塗佈液F之噴吐寬度（縱軸右）之關係之曲線圖。塗佈噴嘴20中儲存室25之內部之空間S之壓力之調節與塗佈液F每單位時間之噴吐量之變化，伴隨著如以下之（i）～（iii）所示之舉動進行。（i）儲存室25之內部之空間S之壓力之設定值變更後，即以壓力調整機構部30，對空間S供給氣體或排氣。（ii）空間S之壓力變化。（iii）於儲存室25之內部塗佈液F之液面變化，來自噴吐口23之噴吐量變化。此時，流路27中之阻抗亦對噴吐量造成影響。

藉由自壓力控制部125對壓力調整機構部30送出控制信號，進行上述（i）之壓力之設定值之變更。在此，若自壓力控制部125發出控制信號之時點為T0，自此時點T0起，經過上述（ii）之階段，於上述（iii）噴吐量實際變化之時點為T1，即產生作為時點T0與T1之差分之時間延遲T（T＝T1－T0）。在此，時間延遲T中，亦包含作為黏性流體之塗佈液F用來追隨噴吐口23之時間上的延遲（參照圖7）。

且塗佈噴嘴20與晶圓W以一定之速度V［mm／秒］相對移動時，相對於在時點T0塗佈噴嘴20之噴吐口23之位置PL0，於時點T1塗佈噴嘴20之噴吐口23之位置PL1，為PL1＝（V×T）＋PL0。因此，考慮到時間延遲T，以壓力控制部125控制空間S之壓力，非以時點T0及位置PL0之噴吐寬度為基準，而需以時點T1及位置PL1之噴吐寬度為基準。

圖13中，曲線CP，與顯示圖6所示之儲存室25內之空間S之壓力變化之曲線CP相同。且圖13中，曲線CP1，顯示為使相對於曲線CP之差分之標準偏差為最小，藉由折半搜索計算時間延遲T及修正減壓度係數g之結果而獲得之壓力之近似曲線。且圖13中，曲線CW0，顯示於位置PL0之噴吐寬度，曲線CW1，顯示於位置PL1之噴吐寬度。在此，曲線CW0與曲線CW1之差分，相當於時間延遲T。

圖13之近似曲線CP1，根據以下述式A計算之設定壓力值PCP1。在此，時間延遲T為數秒，塗佈噴嘴20與晶圓W之相對移動速度為數mm／秒。設定壓力值PCP1＝Pmax＋（LPL1－Lmax）×g　…（A）［在此，Lmax表示最大噴吐寬度［mm］，LPL1表示於位置PL1之噴吐寬度［mm］，Pmax表示最大噴吐寬度Lmax下之減壓度［Pa］，g表示於位置PL1之噴吐寬度LPL1與最大噴吐寬度Lmax之差分之修正減壓度係數］

如圖13所示，藉由式A求得之近似曲線CP1，與以實驗獲得之曲線CP大致重疊。因此，藉由利用式A，可求得塗佈噴嘴20中儲存室25之內部之空間S之最佳之設定壓力值。

如以上，依本實施形態之塗佈膜形成裝置100及塗佈膜形成方法，可使狹縫塗布方式之塗佈膜形成中，相對於寬度變化之形狀之晶圓W等基板，可形成均一之塗佈膜之效果奏效。

以上，雖已因例示之目的詳細說明本發明之實施形態，但本發明不由上述實施形態限制，可進行各種變形。例如，上述實施形態中，相對於靜止之塗佈噴嘴20移動晶圓W，藉此，使塗佈噴嘴20與晶圓W相對移動，但亦可例如在晶圓W之位置固定之狀態下，沿水平方向移動塗佈噴嘴20。

且上述實施形態中，作為基板雖已舉圓形之半導體晶圓為例，但只要基板之寬度變化，處理對象不限於半導體晶圓，且其形狀亦不限於圓形。

1‧‧‧處理容器
10‧‧‧支持裝置
11‧‧‧平台
13‧‧‧基底部
15‧‧‧連結部
17‧‧‧滑動驅動部
20‧‧‧塗佈噴嘴
21‧‧‧本體
23‧‧‧噴吐口
25‧‧‧儲存室
27‧‧‧流路
29‧‧‧蓋部
30‧‧‧壓力調整機構部
31‧‧‧氣體供給機構部
33‧‧‧氣體供給管
35‧‧‧氣體源
37‧‧‧壓力調整閥
39‧‧‧開合閥
41‧‧‧排氣機構部
43‧‧‧排氣管
45‧‧‧排氣裝置
47‧‧‧開合閥
50‧‧‧塗佈液供給機構部
51‧‧‧塗佈液供給管
53‧‧‧塗佈液供給源
55‧‧‧開合閥
60‧‧‧感測器部
61‧‧‧昇降驅動部
70‧‧‧控制部
100‧‧‧塗佈膜形成裝置
W‧‧‧半導體晶圓
F‧‧‧塗佈液
S‧‧‧空間

【圖1】係顯示依本發明之實施形態之塗佈膜形成裝置之概略構成之圖式。　【圖2】係顯示塗佈噴嘴之概略構成之立體圖。　【圖3】係與塗佈噴嘴之長邊方向正交之方向之剖面圖。　【圖4】係顯示控制部之硬體構成之說明圖。　【圖5】係顯示控制部之功能構成之功能方塊圖。　【圖6】係顯示因本發明之實施形態之塗佈膜形成裝置形成塗佈膜時之處理時間，與儲存室內之空間之壓力及塗佈液之噴吐寬度之關係之曲線圖。　【圖7】係顯示自塗佈噴嘴噴吐塗佈液之狀態之說明圖。　【圖8】係說明塗佈處理之過程中，相互相對移動之塗佈噴嘴之噴吐口與半導體晶圓之位置關係之圖式。　【圖9】係圖8後，說明塗佈處理之過程中，相互相對移動之塗佈噴嘴之噴吐口與半導體晶圓之位置關係之圖式。　【圖10】係圖9後，說明塗佈處理之過程中，相互相對移動之塗佈噴嘴之噴吐口與半導體晶圓之位置關係之圖式。　【圖11】係圖10後，說明塗佈處理之過程中，相互相對移動之塗佈噴嘴之噴吐口與半導體晶圓之位置關係之圖式。　【圖12】係圖11後，說明塗佈處理之過程中，相互相對移動之塗佈噴嘴之噴吐口與半導體晶圓之位置關係之圖式。　【圖13】係顯示因本發明之實施形態之塗佈膜形成裝置形成塗佈膜時之處理時間，與儲存室內之空間之壓力及塗佈液之噴吐寬度之關係之曲線圖。

20‧‧‧塗佈噴嘴

21‧‧‧本體

23‧‧‧噴吐口

25‧‧‧儲存室

27‧‧‧流路

29‧‧‧蓋部

30‧‧‧壓力調整機構部

31‧‧‧氣體供給機構部

33‧‧‧氣體供給管

35‧‧‧氣體源

37‧‧‧壓力調整閥

39‧‧‧開合閥

41‧‧‧排氣機構部

43‧‧‧排氣管

45‧‧‧排氣裝置

47‧‧‧開合閥

50‧‧‧塗佈液供給機構部

51‧‧‧塗佈液供給管

53‧‧‧塗佈液供給源

55‧‧‧開合閥

F‧‧‧塗佈液

S‧‧‧空間

Claims (5)

1. 一種塗佈膜形成裝置，包含：塗佈噴嘴，朝基板供給塗佈液；水平移動機構部，使該基板與該塗佈噴嘴沿水平方向相對移動；壓力調整機構部，調整該塗佈噴嘴之內部之壓力；及控制部，控制自該塗佈噴嘴對該基板供給之該塗佈液之量而使其變化；該基板係呈與該相對移動之方向正交之方向的寬度有變化之形狀，該塗佈噴嘴，具有：噴吐口，沿著與該基板相對移動之方向正交之方向，形成為長條狀，對該基板噴吐該塗佈液；及儲存室，連通該噴吐口，於其內部儲存該塗佈液；且該壓力調整機構部，調整該儲存室之內部之空間之壓力，該控制部，在於該基板塗佈該塗佈液之期間內，依照隨著該基板之寬度變化而變化之自該噴吐口噴吐的該塗佈液之噴吐寬度，控制該壓力調整機構部，調節該儲存室內部之壓力，使自該噴吐口噴吐之該塗佈液之每單位時間之噴吐量變化，且更包含：位置偵測機構，偵測該塗佈噴嘴與該基板之相對位置；該控制部，包含：基板形狀資訊記憶部，記憶該基板之形狀資訊；運算處理部，根據記憶於該基板形狀資訊記憶部之該基板之形狀資訊，及以該位置偵測機構偵測到的該基板之相對位置資訊，運算該塗佈液之噴吐寬度及噴吐量；及 壓力控制部，根據由該運算處理部運算得到之該塗佈液之噴吐寬度及噴吐量，控制該壓力調整機構部。
2. 如申請專利範圍第1項之塗佈膜形成裝置，其中該控制部控制該壓力調整機構部，俾於該塗佈液之噴吐寬度增大之過程中，令該儲存室內部之壓力逐漸升高；於該塗佈液之噴吐寬度減小之過程中，令該儲存室內部之壓力逐漸降低。
3. 如申請專利範圍第1項之塗佈膜形成裝置，其中該基板呈圓形，該控制部控制該壓力調整機構部，俾令該儲存室內部之壓力逐漸升高，直到該塗佈液之噴吐寬度達到該基板之直徑為止；於該塗佈液之噴吐寬度達到該基板之直徑後，令該儲存室內部之壓力逐漸降低。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗佈膜形成裝置，其中在於該基板塗佈該塗佈液之期間內，該控制部控制該壓力調整機構部，維持該儲存室之內部之壓力相對於該儲存室之外部之壓力為負壓。
5. 如申請專利範圍第1項之塗佈膜形成裝置，其中該基板呈圓形，若令自該壓力控制部發出控制信號之時點為T0，自此時點T0起噴吐量實際發生變化之時點為T1，存在有時點T0與T1之差分亦即時間延遲T，且該塗佈噴嘴與該基板以一定之速度V相對移動，並且在時點T1該噴吐口 之位置PL1相對於在時點T0該噴吐口之位置PL0，為PL1=(V×T)+PL0的情形時，根據下述式A計算該儲存室內部之設定壓力值為：設定壓力值=Pmax+(LPL1-Lmax)×g...(A)〔在此，Lmax表示最大噴吐寬度〔mm〕，LPL1表示於位置PL1之噴吐寬度〔mm〕，Pmax表示於最大噴吐寬度Lmax下之減壓度〔Pa〕，g表示於位置PL1之噴吐寬度LPL1與最大噴吐寬度Lmax兩者之差分的修正減壓度係數〕。