TWI583454B - And a method of manufacturing the same - Google Patents

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TWI583454B
TWI583454B TW102106319A TW102106319A TWI583454B TW I583454 B TWI583454 B TW I583454B TW 102106319 A TW102106319 A TW 102106319A TW 102106319 A TW102106319 A TW 102106319A TW I583454 B TWI583454 B TW I583454B
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Toshiba Kk
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Description

塗布裝置及塗布體之製造方法 (相關文獻之引用)
本申請案係基於2012年3月8日提出申請之先前日本專利申請案2012-051525號之優先權的利益，並且追求其利益，將其全部內容以引用之方式併入本文中。
此處說明之實施形態係關於一種塗布裝置及塗布體之製造方法。
例如，於半導體之製造等領域中，眾所周知有使基板等塗布對象物旋轉，藉由在該塗布對象物上塗布材料而形成膜的塗布裝置。就此種塗布裝置而言，眾所周知有使用進行所謂螺旋塗布之塗布方法的技術，所謂螺旋塗布係將材料於塗布對象物上描繪成螺旋狀之軌跡而塗布。
該塗布方法係將圓盤狀之塗布對象物固定於圓形狀之旋轉平台上，將塗布噴嘴之噴出面與基板表面之距離保持為特定之值。其次，一面使旋轉平台旋轉，使塗布材料自塗布噴嘴噴出，一面使該塗布噴嘴自塗布對象物之中央向外周緣直線狀移動。如此，該塗布方法係向旋轉之塗布對象物上噴出材料，藉由描繪出螺旋狀(旋渦狀)之塗布軌跡而於塗布對象物之整個面上形成膜的方法。
本發明所欲解決之問題在於提供一種可均勻地形成膜厚的塗布裝置及塗布體之製造方法。
根據一種實施形態，塗布裝置包含：平台，其具有載置塗布對象物之載置面；旋轉機構，其使上述平台旋轉；塗布噴嘴，其對上述平台上之上述塗布對象物噴出塗布材料；移動機構，其使上述塗布噴嘴相對於載置在上述平台上之上述塗布對象物而移動；供給裝置，其向上述塗布噴嘴供給材料；排出裝置，其將上述材料排出；連通管，其將上述供給裝置、上述塗布噴嘴及上述排出裝置連通；閥裝置，其設置於上述連通管上，使上述供給部與上述塗布噴嘴、上述供給裝置與上述排出裝置、以及上述塗布噴嘴與上述排出裝置中之任一組導通，並且具備可切換上述導通之閥體。又，塗布裝置包含如下之控制部，該控制部藉由上述旋轉機構使載置有上述塗布對象物之上述平台旋轉，切換上述閥裝置而導通上述供給部與上述塗布噴嘴，藉由驅動上述移動機構而使上述塗布噴嘴移動，並對上述平台上之塗布對象物塗布上述塗布材料。
本發明可提供一種可均勻地形成膜厚的塗布裝置及塗布體之製造方法。
1‧‧‧塗布裝置
10‧‧‧平台
10a‧‧‧載置面
11‧‧‧旋轉機構
12‧‧‧噴嘴裝置
13‧‧‧供給裝置
14‧‧‧排出裝置
15‧‧‧連通路
16‧‧‧壓力檢測裝置
17‧‧‧膜檢測裝置
19‧‧‧控制部
21‧‧‧旋轉軸
22‧‧‧驅動部
24‧‧‧塗布噴嘴
25‧‧‧移動機構
26‧‧‧防乾燥裝置
27‧‧‧液面檢測單元
31‧‧‧通路部
33‧‧‧第1移動機構
34‧‧‧第2移動機構
35‧‧‧距離測定部
37‧‧‧溶劑
41‧‧‧供給槽
42‧‧‧供給泵
43‧‧‧閥裝置
45‧‧‧外廓構件
46a(46)‧‧‧第1流路部(流路部)
46b(46)‧‧‧第2流路部(流路部)
46c(46)‧‧‧第3流路部(流路部)
47‧‧‧球體
47a‧‧‧流路
48‧‧‧旋轉軸
49‧‧‧切換單元
51‧‧‧外體
52‧‧‧內體
52a‧‧‧開口部
53‧‧‧貯存空間
54‧‧‧排氣部
54a‧‧‧孔部
54b‧‧‧塞子
55‧‧‧排出槽
56‧‧‧排出口
57‧‧‧調整裝置
61‧‧‧第1連通路
62‧‧‧第2連通路
63‧‧‧第3連通路
65‧‧‧影像獲得部
66‧‧‧影像處理部
67‧‧‧顯示部
71‧‧‧記憶部
100‧‧‧晶圓
110‧‧‧塗布膜
120‧‧‧塗布體
圖1係示意性地表示一實施形態之塗布裝置之構成的說明圖。
圖2係示意性地表示該塗布裝置中使用之閥裝置之構成的說明圖。
圖3係示意性地表示該閥裝置之構成的說明圖。
圖4係表示該塗布裝置中使用之噴嘴之壓力與閥裝置之切換之關係的說明圖。
圖5係表示使用該塗布裝置之製造方法之一例的流程圖。
以下，使用圖1至圖5來說明本實施形態之塗布裝置1、及使用塗布裝置1之塗布體120之製造方法。
圖1係示意性地表示本實施形態之塗布裝置1之構成的說明圖；圖2係示意性地表示塗布裝置1中使用之閥裝置43之構成的剖面圖；圖3係示意性地表示閥裝置43之構成的剖面圖；圖4係表示用於塗布裝置1之塗布噴嘴24之壓力與閥裝置43之切換之關係的說明圖；圖5係表示使用塗布裝置1之製造方法之一例的流程圖。
塗布裝置1係以如下方式形成：於塗布對象物，例如為半導體之製造中所使用之晶圓100上，藉由一面使晶圓100旋轉一面塗布液狀之塗布材料的所謂螺旋塗布，可形成塗布膜110。即，塗布裝置1形成為可製造出於晶圓100上塗布有塗布膜110之塗布體120。
如圖1所示，塗布裝置1包含：載置晶圓100之平台10、及使平台10旋轉之旋轉機構11。塗布裝置1包含：將塗布材料塗布於平台10上之噴嘴裝置12、向噴嘴裝置12供給塗布材料之供給裝置13、將塗布材料之一部分排出之排出裝置14、形成塗布材料之流路之連通路15、及可檢測連通路15之壓力之壓力檢測裝置16。塗布裝置1包含：檢測平台10上之塗布材料(塗布膜110)之膜檢測裝置17、及可控制各構成品之控制部19。
平台10例如形成為圓盤狀。平台10之上表面平坦地形成，並且該上表面之面方向係沿水平方向設置。平台10形成為可藉由旋轉機構11沿該面方向旋轉。平台10之上表面可保持晶圓100，且形成為可固定地形成晶圓100之載置面10a。再者，作為固定且保持晶圓100之器件，平台10例如具有可藉由空氣而將晶圓100吸附於載置面10a上之吸附機構。
旋轉機構11包含：可旋轉地支撐平台10之旋轉軸21、及驅動旋轉旋轉軸21之驅動部22。驅動部22為可旋轉旋轉軸21之馬達等。驅動部22係與控制部19連接，可切換旋轉軸21之旋轉及停止，以能使旋轉軸21以特定之轉數旋轉、且可改變轉數的方式形成。
噴嘴裝置12包含：向載置面10a上之晶圓100之上表面噴出材料而塗布之塗布噴嘴24、可移動塗布噴嘴24之移動機構25、防止塗布噴嘴24之乾燥之防乾燥裝置26、及檢測塗布噴嘴24內之塗布材料之液面之液面檢測單元27。
塗布噴嘴24係形成為可噴出成為塗布膜110之材料。塗布噴嘴24係於其內部形成有可供塗布材料通過且具有圓形狀之流路截面的通路部31。
移動機構25形成為可支撐塗布噴嘴24，且可將所支撐之塗布噴嘴24於平台10之載置面10a之面方向、及與該面方向正交之方向上移動。換言之，移動機構25形成為可將塗布噴嘴24於平台10之上方移動及配置，且可使塗布噴嘴24相對於平台10遠離或接近。
具體而言，移動機構25包含使塗布噴嘴24移動之第1移動機構33及第2移動機構34。第1移動機構33係形成為可使塗布噴嘴24於平台10之載置面10a之面方向，即通過平台10之大致中心之一方向上移動。
第2移動機構34係形成為可使塗布噴嘴24於與第1移動機構33之移動方向正交之方向，即自平台10相隔之方向上移動。第2移動機構34係形成為可藉由第1移動機構33而與塗布噴嘴24一起於平台10之面方向上移動。又，第2移動機構34包含反射型雷射感測器等距離測定部35。
第1移動機構33及第2移動機構34係使用以線性馬達為驅動源之線性馬達移動機構、或以馬達為驅動源之進給螺桿移動機構等。
距離測定部35係以如下方式形成：為與第2移動機構34一起於載 置面10a之面方向上移動，且可測定出到載置面10a上之晶圓100的距離。距離測定部35係以如下方式形成：根據測定出之到晶圓100之距離，可檢測晶圓100之塗布面之表面粗糙度，換言之，可檢測該塗布面之高度分佈。距離測定部35係與控制部19連接，且形成為可將該等所檢測出之資訊發送至控制部19。
防乾燥裝置26係以如下方式形成：藉由向塗布噴嘴24之前端供給溶劑，可防止塗布噴嘴24之前端之乾燥。例如，防乾燥裝置26係可貯存向塗布噴嘴24之前端供給之溶劑37，且可將塗布噴嘴24浸漬於貯存之溶劑37中的貯存槽。此處，溶劑37係可融解塗布材料者，例如使用γ-丁內酯。
防乾燥裝置26係使完成對晶圓100上之塗布材料之塗布的塗布噴嘴24浸漬於貯存之溶劑37中，藉此，防止塗布噴嘴24之前端之乾燥，且防止由塗布噴嘴24前端之樹脂材料之乾燥所導致之灰塵的產生。再者，防乾燥裝置26亦可並不為使塗布噴嘴24之前端浸漬於貯存之溶劑37中之結構，而可為向塗布噴嘴24之前端供給溶劑37之蒸氣之結構，或可為噴出該溶劑37之結構。
液面檢測單元27係以如下方式形成：可檢測自塗布噴嘴24之前端至通路部31內之塗布材料之前端之液面即彎液面(meniscus)的距離。液面檢測單元27例如為雷射位移計。液面檢測單元27係與控制部19連接，且形成為可將檢測出之液面之距離資訊發送至控制部19。
供給裝置13包含：貯存塗布材料之供給槽41、將供給槽41內之塗布材料增壓之供給泵42、及設置於連接供給槽41與塗布噴嘴24之連通路15上的閥裝置43。又，供給裝置13具有調整所供給之塗布材料之流量的流量調整閥等。供給泵42包含泵部及馬達，且與控制部19連接。
閥裝置43例如為電磁控制閥，且與控制部19連接。閥裝置43可 導通供給槽41與塗布噴嘴24、供給槽41與排出槽55、以及塗布噴嘴24與排出槽55，且設置於連通路15上。即，閥裝置43係三向閥，其使供給槽41與塗布噴嘴24導通，並且可根據控制部19之指示進行切換，藉此，使供給槽41與排出槽55、或塗布噴嘴24與排出槽55導通，可將塗布材料之流動於三個方向上進行切換。
具體說明，如圖2及圖3所示，閥裝置43包含：外廓構件45、3個流路部46、作為閥體之球體47、旋轉軸48、及切換單元49。
外廓構件45形成為可於其內部配置流路部46、球體47及旋轉軸48之一部分。外廓構件45具備：形成外輪廓之外體51、及可支撐球體47之內體52。外廓構件45於其內部、進一步而言於外體51與內體52之間，形成流體即塗布材料之貯存空間53。
作為外體51，例如其上表面係傾斜地形成，並且於其上表面之一部分、較佳為於傾斜之上表面之高度較高的部位，設有連通貯存空間53與外部、且可排出貯存空間53內之氣體的排氣部54。排氣部54具有孔部54a及封閉孔部54a之塞子54b。
外體51形成為可旋轉支撐旋轉軸48，且可軸封旋轉軸48。外體51形成為可連接連通路15。
內體52固定於外體51內。內體52支撐球體47，並且形成有可連接流路部46與球體47之3個開口部52a。開口部52a與3個流路部46分別對向地配置。內體52係於其內表面與球體47之外表面之間形成與貯存空間53相連的間隙。內體52浸漬於貯存空間53內之塗布材料中。內體52亦可進而其外表面與流路部46之端部之間，具有與貯存空間53相連之間隙。
流路部46係於連接於外體51之連通路15與內體52之開口部52a之間，形成流體之流路，此處為塗布材料之流路。流路部46包含：與連接於供給槽41之連通路15相連之第1流路部46a、與連接於塗布噴嘴24 之連通路15相連之第2流路部46b、及與連接於排出槽55之連通路15相連之第3流路部46c。流路部46之第1流路部46a、第2流路部46b及第3流路部46c係以球體47之旋轉軸48為中心，等間距地，即，以120度之間距配置於外體51內。
如圖3所示，球體47具有可與第1流路部46a、第2流路部46b及第3流路部46c中之任意二個連接且以120度傾斜之流路47a。球體47與旋轉軸48連接，且形成為可以旋轉軸48為中心旋轉。球體47浸漬於貯存空間53內之塗布材料中。
切換單元49係可將旋轉軸48以120度之間隔旋轉的電磁致動器。切換單元49係經由信號線等而與控制部19連接，且根據控制部19之指示而使旋轉軸48旋轉。
排出裝置14包含：排出槽55，其與連通路15連接，且貯存已排出之塗布材料；排出口56，其係塗布材料之排出口，且形成於與排出槽55連接之連通路15之端部，與排出槽55內部連通；及調整裝置57，其調整排出口56之高度。
調整裝置57與控制部19連接。調整裝置57係形成為藉由調整排出口56之高度，可改變排出口56與塗布噴嘴24之水位差，而可調整塗布噴嘴24內之塗布材料之液面高度的液面調整裝置。
連通路15包含：連接供給槽41與閥裝置43之第1連通路61、連接閥裝置43與塗布噴嘴24之第2連通路62、及連接閥裝置43與排出槽55之第3連通路63。第1連通路61係與閥裝置43之第1流路部46a連接。第2連通路62係與閥裝置43之第2流路部46b連接。
第3連通路63係與閥裝置43之第3流路部46c連接。又，第3連通路63之與該排出槽55連接的端部的開口係構成排出口56。第3連通路63係藉由利用調整裝置57調整其端部之高度，而調整排出口56之高度。
壓力檢測裝置16係設置於第1連通路61或第2連通路62上，且形 成為可檢測自供給裝置13所供給之塗布材料之壓力。壓力檢測裝置16係與控制部19連接，且形成為可將檢測出之壓力之資訊發送至控制部19。
膜檢測裝置17包含：影像獲得部65，其獲得載置於平台10上之晶圓100之塗布膜110之影像；影像處理部66，其處理藉由該影像獲得部65所獲得之影像；及顯示部67，其顯示經影像處理之影像等。
影像獲得部65係以可觀察載置面10a之晶圓100之整個面的方式設置於平台10之上方。影像獲得部65獲得晶圓100上之塗布膜110之整個面的影像。影像獲得部65例如使用CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)攝影機等攝像部、或將光照射至材料並檢測其反射光之感測器等。
影像處理部66係與控制部19連接，且形成為可與控制部19相互通信。影像處理部66形成為可將影像處理後之影像發送至顯示部67及控制部19。再者，影像處理部66不只限於使用設置於膜檢測裝置17上之構成，例如，亦可為於控制部19上設置影像處理部66，並藉由控制部19進行影像處理之構成。顯示部67例如使用液晶顯示器(LCD)。
控制部19係與壓力檢測裝置16、驅動部22、液面檢測單元27、第1移動機構33、第2移動機構34、距離測定部35、供給泵42、影像處理部66及調整裝置57電性連接。
控制部19包含記憶部71，其記憶壓力檢測裝置16所檢測出之壓力資訊、液面檢測單元27所檢測出之液面之距離資訊、距離測定部35所測定出之距離資訊、及自影像處理部66所發送之影像資料等。記憶部71係使用記憶體或硬碟驅動器(HDD)等。
控制部19係以如下方式形成：驅動驅動部22、移動機構25及供給泵42，且於平台10之轉數達到特定之轉數後，可一面使塗布噴嘴24噴出塗布材料，一面移動塗布噴嘴24，而將塗布材料塗布於晶圓100 上。
控制部19係以如下方式形成：可測定根據距離測定部35所檢測出之高度分佈所獲得的塗布噴嘴24與晶圓100之塗布面之垂直方向的距離(間距)。控制部19係以如下方式形成：可根據該測定之間距，算出面方向上之塗布噴嘴24於各位置上的移動量，換言之，算出作為第2移動機構34之驅動量的修正值。
又，控制部19係以如下方式形成：可根據所算出之修正值及壓力檢測裝置16所檢測出之壓力，驅動第2移動機構34，且控制塗布噴嘴24之塗布位置，即自晶圓100至塗布噴嘴24之前端的高度。
例如，控制部19係將基於根據間距算出之修正值所得的塗布噴嘴24之高度方向的塗布位置設定為特定之位置，於壓力檢測裝置16所檢測出之壓力高於特定之壓力之情形時，使塗布噴嘴24遠離晶圓100。又，於壓力檢測裝置16所檢測出之壓力小於特定之壓力之情形時，控制部19使塗布噴嘴24自該特定之位置接近晶圓100。
控制部19係以如下方式形成：可根據自影像處理部66所發送之影像資料與記憶部71所記憶之膜厚及濃淡(影像密度)的關係資訊，判斷塗布脫落及異物之產生、膜厚之偏差程度、及塗布膜110之形狀。
又，控制部19具有以下功能(1)~(3)。
功能(1)係切換閥裝置43，且切換塗布材料之塗布及排出之功能。
功能(2)係於對晶圓100之塗布材料之塗布完成後，調整塗布噴嘴24內之塗布材料之液面的功能。
功能(3)係於塗布噴嘴24之液面調整後，向塗布噴嘴24供給溶劑之功能。
繼而，對該等功能(1)~(3)進行說明。
功能(1)係如下之功能：控制部19驅動閥裝置43之切換單元49而 使球體47旋轉，切換第1流路部46a與第2流路部46b之連接、第1流路部46a與第3流路部46c之連接、或第2流路部46b與第3流路部46c之連接。
即，功能(1)係如下之功能：藉由控制部19切換閥裝置43而連接第1連通路61、第2連通路62及第3連通路63之任意二個，且使供給槽41與塗布噴嘴24、供給槽41與排出槽55、以及塗布噴嘴24與排出槽55中之任意一組導通。
此處，控制部19係於將塗布材料塗布於晶圓100上之時，進一步而言是進行該塗布之情形時，當平台10之轉數達到特定之轉數後切換閥裝置43而使第1流路部46a與第2流路部46b連接。藉由切換閥裝置43，使供給槽41與塗布噴嘴24經由第1連通路61、閥裝置43及第2連通路62而導通。
控制部19於變更自塗布材料之塗布至排出之時，進一步而言係於完成對晶圓100之塗布材料之塗布時切換閥裝置43，進行對第2流路部46b與第3流路部46c之連接的切換。藉由切換該閥裝置43，塗布噴嘴24與排出槽55經由第2連通路62、閥裝置43及第3連通路63而導通。
控制部19藉由切換閥裝置43而使塗布噴嘴24與排出槽55導通，如圖4所示，使塗布噴嘴24內之殘壓(噴嘴壓力)急遽下降，減少塗布材料之塗布量，防止由殘壓所導致之多餘之塗布，且控制塗布量。
控制部19係於自供給裝置13排出塗布材料時切換閥裝置43，進行對第1流路部46a與第3流路部46c之連接的切換。再者，例如，作為自供給裝置13排出塗布材料之情形之一例，有排出連通路15與閥裝置43內之氣體等。
功能(2)係如下之功能：控制部19利用液面檢測單元27檢測塗布噴嘴24內之塗布材料之液面，並根據所檢測出之液面而改變排出口56之高度，將塗布噴嘴24內之液面調整為特定之液面。
具體而言，控制部19係於晶圓100之塗布完成之後，且於導通塗布噴嘴24與排出槽55之後，藉由移動機構25驅動塗布噴嘴24至液面檢測單元27，且驅動液面檢測單元27來檢測塗布噴嘴24內之塗布材料之液面。控制部19接收該檢測資料，並且根據該資料驅動調整裝置57而改變排出口56之高度，將塗布噴嘴24內之液面調整為特定之液面。如此，控制部19將塗布噴嘴24之通路部31內之液面調整為特定之液面。
功能(3)係如下之功能：於功能(2)中調整塗布噴嘴24內之液面之後，控制部19驅動第1移動機構33及第2移動機構34，藉由防乾燥裝置26向塗布噴嘴24之前端供給溶劑37。具體而言，控制部19驅動第1移動機構33及第2移動機構34，使塗布噴嘴24之前端浸漬於貯存在防乾燥裝置26中之溶劑37中。其後，控制部19驅動第1移動機構33及第2移動機構34，藉由使塗布噴嘴24自防乾燥裝置26脫離，而向塗布噴嘴24之前端供給溶劑37。
繼而，以下，關於使用以此方式構成之塗布裝置1於作為塗布對象物之晶圓100上塗布塗布材料而製造塗布體120的製造方法，使用圖5所示之流程圖進行說明。
如圖5之流程圖所示，首先，藉由控制部19進行原點回歸及液面控制等初始動作(步驟ST1)。例如，作為原點回歸，控制部19驅動移動機構25，使塗布噴嘴24移動至平台10上之特定之位置，具體而言，移動至作為塗布開始位置之與保持於平台10上之晶圓100之中央對向之位置。
又，作為液面控制，控制部19驅動調整裝置57，將排出口56之高度設定為特定之高度，藉此根據塗布噴嘴24之前端與排出口56之水位差調整塗布噴嘴24內之液面。此時，控制部19控制閥裝置43而使第2連通路62與第3連通路63導通。又，控制部19例如根據記憶於記憶部71之塗布材料之黏性及塗布噴嘴24之通路部31的流路面積等，調整通 路部31內之液面之高度，以便可自塗布噴嘴24之前端起塗布最佳之量。
繼而，利用搬運機器人等搬送裝置，將晶圓100載置於平台10上之載置面10a上(步驟ST2)。將晶圓100搬送至載置面10a之後，驅動吸附機構，藉此將晶圓100固定於載置面10a上。
繼而，調整塗布噴嘴24與晶圓100之塗布面之高度(步驟ST3)。具體而言，將晶圓100固定於平台10上之後，控制部19驅動第1移動機構33及距離測定部35並檢測高度分佈，而測定間距。繼而，控制部19根據所檢測出之間距，以使塗布噴嘴24與晶圓100之塗布面之垂直方向的距離(間距)成為設定值之方式算出第2移動機構34之修正值。控制部19根據所算出之修正值，驅動第2移動機構34而調整塗布噴嘴24之高度方向之位置。
繼而，進行於晶圓100上塗布塗布材料之塗布處理(步驟ST4)。作為該塗布處理，首先，控制部19驅動驅動部22，藉此，使於載置面10a上固定有晶圓100之平台10以特定之轉數旋轉。
使平台10以特定之轉數旋轉之後，作為塗布材料之塗布開始，如圖4所示，控制部19切換閥裝置43而使供給槽41與塗布噴嘴24導通，且驅動供給泵42。同時，控制部19驅動第1移動機構33，使塗布噴嘴24自原點位置，即晶圓100上之中央向外緣側於面方向上以特定之速度移動。
再者，控制部19例如預先根據晶圓100之形狀、塗布材料之供給壓力及黏性、平台10之轉數、以及塗布噴嘴24之流路截面面積等條件算出塗布噴嘴24之移動速度，並求出根據該移動速度求出之塗布時間t，換言之為第1移動機構33之驅動時間，且將其記憶於記憶部71。
控制部19根據記憶於該記憶部71之塗布時間t來驅動第1移動機構33。控制部19對自塗布開始的時間之經過，換言之為第1移動機構33 之驅動時間進行計數。控制部19判斷該計數出之塗布時間是否達到第1移動機構33之驅動時間即將結束(完成塗布)之時，換言之，即塗布噴嘴24是否即將到達晶圓100之外緣，進一步而言為塗布區域之外緣(步驟ST5)。
再者，即將完成塗布之塗布時間係根據晶圓100之形狀、塗布材料之供給壓力及黏性、平台10之轉數、以及塗布噴嘴24之流路截面面積等條件而決定，可設定為到達塗布完成位置之數mm之前的時間，例如為完成塗布之塗布時間t之數秒之前。又，該塗布即將完成之塗布時間作為閾值預先記憶於記憶部71。
根據該判斷(步驟ST5)，於第1移動機構33之驅動時間並非塗布即將完成之塗布時間之情形時(步驟ST5之否)，繼續驅動第1移動機構33，對該驅動時間進行計數，並且反覆進行判斷(步驟ST5)。
藉由該判斷(步驟ST5)，於第1移動機構33之驅動時間為塗布即將完成之塗布時間之情形時(步驟ST5之是)，控制部19判斷塗布噴嘴24即將位於晶圓100之外緣。藉由該判斷，控制部19切換閥裝置43而使塗布噴嘴24與排出槽55導通，並且停止供給泵42(步驟ST6)。
又，控制部19驅動調整裝置57，於切換該閥裝置43之前或與其同時，以排出口56之位置低於塗布噴嘴24之前端之方式，調整排出口56之位置。藉由使排出口56之位置成為低於塗布噴嘴24之前端，可設置塗布噴嘴24之前端與排出口56之水位差。
如此，控制部19藉由塗布噴嘴24與排出槽55之導通、以及塗布噴嘴24之前端與排出口56之水位差，使塗布噴嘴24與第2連通路62內之殘壓急遽降低，減少自塗布噴嘴24噴出之塗布材料之量(塗布量)。
即，控制部19係於塗布噴嘴24位於晶圓100之外緣時，防止由殘壓所導致之多餘之塗布，藉此調整晶圓100之塗布區域之外緣之塗布材料的塗布量。又，控制部19係於第1移動機構33之驅動時間結束之 後，停止第1移動機構33之驅動。
如此，控制部19使供給槽41與塗布噴嘴24導通，並控制驅動部22、供給裝置13及移動機構25，藉此使塗布噴嘴24一面移動一面連續地將塗布材料噴出至晶圓100上，於晶圓100上以螺旋狀塗布材料(螺旋塗布)。如此以螺旋狀塗布之材料因由晶圓100之旋轉所產生之離心力而擴散，從而於晶圓100之塗布面上形成塗布膜110。
繼而，藉由膜檢測裝置17檢測晶圓100上之塗布膜110(步驟ST8)，監控有無產生塗布膜110之脫落、塗布膜110有無異物、有無膜厚異常及塗布膜110之形狀等，於必要之情形時實施進行部分塗布之修復處理。如此，於作為塗布對象物之晶圓100上塗布塗布材料，製造出於晶圓100上形成有塗布膜110之塗布體120。
繼而，控制部19調整塗布噴嘴24內之塗布材料之液面(步驟ST8)。具體而言，首先，控制部19驅動第1移動機構33及第2移動機構34，使塗布噴嘴24移動至液面檢測單元27。繼而，控制部19藉由液面檢測單元27檢測塗布噴嘴24內之液面，根據該檢測出之液面，驅動調整裝置57而改變塗布噴嘴24之前端與排出口56之水位差，將塗布噴嘴24內之液面調整至特定之液面高度。
繼而，控制部19驅動第1移動機構33及第2移動機構34，使塗布噴嘴24之前端浸漬於防乾燥裝置26內貯存之溶劑37中，向塗布噴嘴24之前端供給溶劑37(步驟ST9)。藉由以此方式供給溶劑37，防止塗布噴嘴24之乾燥，待機至下一次晶圓100之成膜為止。
根據以此方式構成之塗布裝置1及塗布體120之製造方法，利用作為三方閥之閥裝置43進行切換，藉此可容易地切換塗布材料之流動方向。
又，塗布裝置1係藉由閥裝置43於塗布即將完成時，使塗布噴嘴24與排出槽55導通，藉此可使塗布噴嘴24內之壓力(殘壓)在短時間內 減少。進一步而言，塗布裝置1藉由導通塗布噴嘴24與排出槽55而可將塗布噴嘴24內之殘壓排出至排出槽55。藉此，於導通塗布噴嘴24與排出槽55之情形時，與圖4中虛線所示之切換供給槽41與排出槽55之情形相比，塗布裝置1可在短時間內減少殘壓，減少自塗布噴嘴24塗布之塗布材料之量。
藉此，於塗布完成位置，即，塗布塗布材料之區域與未塗布之區域之分界處，可防止由殘壓所導致之多餘之塗布，可使晶圓100上之膜厚均勻，且可防止晶圓100之塗布區域外之塗布。藉由防止塗布區域外之塗布，可防止晶圓100之所謂切邊，即去除多餘之塗布材料之步驟，並且可減少該切邊中使用之稀釋劑之使用量。
又，閥裝置43之構成係，於外廓構件45內具有貯存塗布材料之貯存空間53，並且於球體47之外表面與內體52之內表面之間具有與貯存空間53相連之間隙。又，閥裝置43中，塗布材料貯存於貯存空間53中。因此，於球體47之外表面與內體52之內表面之間，存在塗布材料，因此，藉由塗布材料構成潤滑劑，可防止由於球體47與內體52之無潤滑之滑動而產生的滑動粉等污染物(contamination)等的灰塵之產生。
又，由於為了潤滑而使用塗布材料，因此無需於滑動部位另外使用潤滑劑。如此，閥裝置43藉由於其內部貯存塗布材料，並將塗布材料作為潤滑材料而使用，可防止塗布材料中含有異物，即，含有潤滑材料及因乾滑動所產生之灰塵。
又，由於外廓構件45內充滿塗布材料，因此可防止由於閥裝置43之切換所導致之氣體的產生，進一步而言，可防止於切換閥裝置43之時，氣體混入至供給之塗布材料內。藉由防止氣體混入至塗布材料內，可防止塗布材料之供給量改變之虞、或形成之膜中混入氣體。
又，對晶圓100之塗布材料之塗布係於平台10達到特定之轉數之 後開始，藉此可防止塗布材料之液體附著部分變厚，進一步而言，可防止塗布開始部位之膜厚變厚，從而可將膜厚形成為一定。
即，晶圓100上之塗布材料之潤濕等之因素係於靜止時發揮作用，且由於旋轉力而使其作用降低。又，藉由將塗布材料以特定之轉數塗布在晶圓100上，使得塗布材料由於離心力而向外周側擴散。因此，藉由在平台10以特定之轉數旋轉之後將塗布材料塗布於晶圓100上，可將晶圓100之中心側之膜厚形成為一定。
又，塗布完成之後，調整塗布噴嘴24之液面，且利用防乾燥裝置26向塗布噴嘴24之前端供給溶劑37，藉此儘可能地使塗布材料不暴露於外部氣體中。由於附著於塗布噴嘴24之前端之塗布材料被溶劑37覆蓋，因此可防止該附著之塗布材料之乾燥。又，即使乾燥之塗布材料位於塗布噴嘴24之前端，亦可藉由溶劑37使乾燥之塗布材料融解。藉此，可防止由附著於塗布噴嘴24之前端的塗布材料之乾燥所導致的剝離等。
具體說明，若附著於該塗布噴嘴24之前端的塗布材料乾燥而剝離，則有該剝離之材料成為灰塵而混入塗布材料內之虞，及混入晶圓上所形成之膜中之虞。然而，藉由向塗布噴嘴24之前端供給溶劑37，可防止附著於塗布噴嘴24之前端的塗布材料之乾燥，並且於存在乾燥之塗布材料之情形時，可使該乾燥之塗布材料熔解，可防止灰塵之產生。
根據上述本實施形態之塗布裝置1及塗布體120之製造方法，即使於塗布對象物100上以螺旋狀塗布塗布材料，亦可均勻地形成膜厚。
再者，本實施形態之塗布裝置1不限定於上述構成。例如，關於上述實施形態之閥裝置43，係對使用球閥之構成進行了說明，但不限定於此。作為閥裝置43，只要可導通供給槽41與塗布噴嘴24、供給槽 41與排出槽55、以及塗布噴嘴24與排出槽55，並且可切換朝向該三個方向之導通，則亦可為例如旋轉閥門或藉由線性移動而切換之閥門。
又，上述實施例中，關於塗布噴嘴24內之塗布材料之液面之高度，係對於藉由驅動作為液面調整裝置之調整裝置57而改變排出口56之高度，且根據與塗布噴嘴24之前端之水位差而調整液面之高度的構成進行了說明，但不限定於此。例如，液面調整裝置亦可為藉由供給泵42及壓力檢測裝置16而構成。即，作為液面調整裝置，亦可為如下構成：於調整塗布噴嘴24內之液面之高度之情形時，根據壓力檢測裝置16所檢測出之壓力，藉由供給泵42改變塗布噴嘴24內之壓力而使液面移動。
雖然對本發明之多個實施形態進行了說明，但該等實施形態係作為示例而呈現者，並不意圖限定發明之範圍。該等新穎之實施形態可以其他各種形態而實施，可在不脫離發明之主旨的範圍內進行各種省略、替換、或變更。該等實施形態及其變形包含於發明之範圍及主旨內，並且包含於申請專利範圍中所記載之發明及其均等之範圍內。
1‧‧‧塗布裝置
10‧‧‧平台
10a‧‧‧載置面
11‧‧‧旋轉機構
12‧‧‧噴嘴裝置
13‧‧‧供給裝置
14‧‧‧排出裝置
15‧‧‧連通路
16‧‧‧壓力檢測裝置
17‧‧‧膜檢測裝置
19‧‧‧控制部
21‧‧‧旋轉軸
22‧‧‧驅動部
24‧‧‧塗布噴嘴
25‧‧‧移動機構
26‧‧‧防乾燥裝置
27‧‧‧液面檢測單元
31‧‧‧通路部
33‧‧‧第1移動機構
34‧‧‧第2移動機構
35‧‧‧距離測定部
37‧‧‧溶劑
41‧‧‧供給槽
42‧‧‧供給泵
43‧‧‧閥裝置
55‧‧‧排出槽
56‧‧‧排出口
57‧‧‧調整裝置
61‧‧‧第1連通路
62‧‧‧第2連通路
63‧‧‧第3連通路
65‧‧‧影像獲得部
66‧‧‧影像處理部
67‧‧‧顯示部
71‧‧‧記憶部
100‧‧‧晶圓
110‧‧‧塗布膜
120‧‧‧塗布體

Claims (8)

  1. 一種塗布裝置，其特徵在於包含：平台，其具有載置塗布對象物之載置面；旋轉機構，其使上述平台旋轉；塗布噴嘴，其對上述平台上之上述塗布對象物噴出塗布材料；移動機構，其使上述塗布噴嘴相對於載置在上述平台上之上述塗布對象物而移動；供給裝置，其向上述塗布噴嘴供給上述塗布材料；排出裝置，其將上述塗布材料的一部分排出；連通管，其將上述供給裝置、上述塗布噴嘴及上述排出裝置連通；閥裝置，其設置於上述連通管上，使上述供給裝置與上述塗布噴嘴、上述供給裝置與上述排出裝置、以及上述塗布噴嘴與上述排出裝置中之任一組導通，並且具備可切換上述導通之閥體；及控制部，其藉由上述旋轉機構使載置有上述塗布對象物之上述平台旋轉，切換上述閥裝置而導通上述供給裝置與上述塗布噴嘴，藉由驅動上述移動機構使上述塗布噴嘴移動，並對上述平台上之塗布對象物塗布上述塗布材料，且上述控制部係使上述塗布噴嘴自上述塗布對象物之中心向外周側移動，而於上述塗布對象物上塗布上述塗布材料，並且上述控制部係於上述塗布材料之塗布即將完成前，切換上述閥裝置而使上述塗布噴嘴與上述排出裝置導通。
  2. 如請求項1之塗布裝置，其中上述閥裝置進而包括外廓構件，該外廓構件係將上述閥體收納於其內部、並且於上述內部形成有貯存上述塗布材料之貯存空間，且上述閥體被浸漬於貯存在上述貯存空間之上述塗布材料中。
  3. 如請求項1之塗布裝置，其進而包含設置於上述連通管上且檢測上述塗布噴嘴之壓力的壓力檢測裝置；上述移動機構係形成為可使上述塗布噴嘴於與載置在上述平台上之上述塗布對象物遠離或接近的方向移動；上述控制部係根據上述壓力檢測裝置所檢測出之上述塗布噴嘴之壓力而控制上述移動機構，使上述塗布噴嘴相對於上述塗布對象物遠離或接近。
  4. 如請求項1之塗布裝置，其進而包含：液面檢測裝置，其檢測上述塗布噴嘴內之上述塗布材料之液面；及調整裝置，其調整上述塗布噴嘴內之上述液面之高度；且上述控制部係根據上述液面檢測裝置所檢測出之上述液面而驅動上述調整裝置，將上述塗布噴嘴內之上述液面之高度調整為特定之液面之高度。
  5. 如請求項4之塗布裝置，其進而包含：防乾燥裝置，其向上述塗布噴嘴之前端供給使上述塗布材料融解之溶劑；上述控制部係將上述塗布噴嘴內之液面調整為上述特定之液面之高度後，藉由上述防乾燥裝置向上述塗布噴嘴供給上述溶劑。
  6. 一種塗布體之製造方法，其特徵在於：藉由旋轉機構使載置有塗布對象物之平台旋轉，切換閥裝置而使供給裝置與塗布噴嘴導通，該閥裝置可切換 供給塗布於上述塗布對象物之塗布材料之上述供給裝置與噴出上述所供給之塗布材料之上述塗布噴嘴、上述供給裝置與將上述塗布材料排出之排出裝置、以及上述塗布噴嘴與上述排出裝置中之任一組之導通，使上述塗布噴嘴自上述旋轉之上述塗布對象物之中心側向外側移動，並且將藉由上述供給裝置所供給之上述塗布材料自上述塗布噴嘴噴出至上述塗布對象物上，於上述塗布材料之塗布完成時，切換上述閥裝置而導通上述塗布噴嘴與上述排出裝置，且上述塗布材料之塗布完成時的上述塗布噴嘴與上述排出裝置之導通，係於上述塗布材料之塗布即將完成前切換。
  7. 如請求項6之塗布體之製造方法，其中上述塗布噴嘴係於上述平台達到特定之轉數之後，於上述塗布對象物上塗布上述塗布材料。
  8. 如請求項6之塗布體之製造方法，其中於上述塗布材料之塗布完成後，檢測上述塗布噴嘴內之上述塗布材料之液面，將上述檢測出之上述液面調整為特定之液面，於調整上述液面之後，向上述塗布噴嘴之前端供給使上述塗布材料融解之溶劑。
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