TWI624308B - 液體處理方法、液體處理裝置及記錄媒體 - Google Patents

液體處理方法、液體處理裝置及記錄媒體 Download PDF

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橋本崇史
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柴田直樹
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東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可提高處理液相對於基板之塗布狀態的均勻度的液體處理方法、液體處理裝置以及液體處理用記錄媒體。本發明之塗布單元U1具備：旋轉保持部20，其使晶圓W旋轉；噴嘴32，其將處理液R供給到晶圓W的表面Wa上；以及控制部60，其控制噴嘴32相對於晶圓W的位置。本發明之液體處理方法包含：使晶圓W以第一轉速ω1旋轉，同時在偏離晶圓W的旋轉中心CL1的位置對晶圓W的表面Wa開始供給處理液R，並使處理液R的供給位置往旋轉中心CL1側移動的步驟；以及在處理液R的供給位置到達旋轉中心CL1之後，以比第一轉速ω1更大的第二轉速ω2使晶圓W旋轉，藉此將處理液R擴散塗布到晶圓W的外周側之 步驟。

Description

液體處理方法、液體處理裝置及記錄媒體
本發明係關於一種液體處理方法、液體處理裝置以及記錄媒體。
在半導體製造步驟中，會對基板實施各種液體處理。在液體處理中，有時氣泡會混入塗布於基板的處理液中。關於用來將混入處理液中的氣泡除去的裝置，例如專利文獻1揭示了一種於供給處理液的供給配管設置了除泡用配管的液體處理裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平2－119929號公報
[發明所欲解決的問題] 然而，即使利用專利文獻1所記載的液體處理裝置，除去處理液中的氣泡，有時氣泡仍會在處理液到達基板時混入處理液中。若該氣泡殘留在基板上，則基板上的處理液的塗布狀態可能會變得不均勻。
本發明之目的在於提供一種可提高處理液相對於基板之塗布狀態的均勻度的液體處理方法、液體處理裝置以及液體處理用記錄媒體。 [解決問題的手段]
本發明之液體處理方法包含：使基板以第一轉速旋轉，同時在偏離基板的旋轉中心的位置對基板的表面開始供給處理液，並使處理液的供給位置往旋轉中心側移動的步驟；以及在處理液的供給位置到達旋轉中心之後，以比第一轉速更大的第二轉速使基板旋轉，藉此將處理液擴散塗布到基板的外周側之步驟。
氣泡混入處理液中，具有容易在處理液到達基板時發生的傾向。對此，在本發明中，係在偏離旋轉中心的位置對基板的表面開始供給處理液，藉此，供給開始時的氣泡的混入會發生在偏離旋轉中心的位置。當以第二轉速將處理液擴散塗布時，在偏離旋轉中心的位置所產生的離心力，會比在旋轉中心附近所產生的離心力更大。另外，從偏離旋轉中心的位置到基板的周緣的距離，比從旋轉中心到基板的周緣的距離更短。因此，供給開始時所混入的氣泡，更容易到達基板的周緣，而不易殘留在基板的表面。
另外，由於在開始供給處理液之後，供給位置在基板正在旋轉的狀態下往旋轉中心側移動，故處理液在基板的表面被塗布成螺旋狀。另外，直到處理液的供給位置到達旋轉中心為止的基板轉速，係比將處理液擴散塗布時的第二轉速更小的第一轉速。因此，可抑制塗布成螺旋狀時的處理液的擴散。根據於此，便可在以第二轉速將處理液擴散塗布之前，形成大略圓形的處理液的積液。藉此，當使基板以第二轉速旋轉時，處理液便更容易均勻地擴散到基板整個周圍。如以上所述的，由於可抑制氣泡殘留在基板上，同時處理液更容易擴散到基板整個周圍，故可提高處理液的塗布狀態的均勻度。
亦可更包含在基板的表面，在比處理液的供給開始位置更靠外周側的區域，塗布促進處理液擴散到外周側的液體之步驟。在塗布了促進處理液擴散的液體之區域，處理液更容易在基板的表面上擴散。因此，上述氣泡更容易到達基板的周緣。藉此，便可更進一步抑制氣泡殘留在基板上。
亦可在到旋轉中心的距離相對於基板半徑超過0％且在40％以下的位置開始供給處理液。如上所述的，藉由在偏離旋轉中心的位置開始供給處理液，供給開始時所混入的氣泡便更容易到達基板的周緣。另一方面，若供給位置距離旋轉中心太遠，則以第一轉速形成積液需要較長的時間，到塗布完成的處理時間會變長。相對於此，藉由使處理液的供給開始位置位在相對於基板半徑超過0％且在40％以下的位置，便可確保處理時間落在容許範圍內，同時可抑制氣泡殘留。
在以第一轉速使基板旋轉時，對基板表面每單位時間所供給之處理液的供給量，亦可比在以第二轉速使基板旋轉時更少。此時，便可抑制在形成積液時混入氣泡。藉此，便可更進一步抑制氣泡殘留在基板上。
在開始供給處理液時，對基板表面每單位時間所供給之處理液的供給量，亦可比往旋轉中心側移動時所供給的處理液的供給量更少。此時，便可更進一步抑制在供給開始時混入氣泡。藉此，便可更進一步抑制氣泡殘留。
亦可在開始供給處理液之後，且在使處理液的供給位置往旋轉中心側移動之前，使基板至少旋轉一周。此時，處理液在基板的表面被塗布成環狀，之後，處理液在其內側被塗布成螺旋狀。藉此，積液的形狀便更接近圓形。藉此，由於可抑制處理液的積液在周圍方向上不均勻一致，故在使基板以第二轉速旋轉時，處理液便更容易相對於基板整個周圍更均勻地擴散。
隨著處理液的供給位置接近旋轉中心，亦可使處理液的供給位置的移動速度提高。此時，由於上述積液的液體厚度的均勻度提高，故在使基板以第二轉速旋轉時，處理液便更容易擴散。
隨著處理液的供給位置接近旋轉中心，亦可使基板的轉速增大。此時，由於上述積液的液體厚度的均勻度提高，故在使基板以第二轉速旋轉時，處理液便更容易擴散。
在以第二轉速使基板旋轉時，到基板的處理液的吐出口與基板的表面的距離亦可比在以第一轉速使基板旋轉時更短。若使基板的轉速從第一轉速提高到第二轉速，則有時從吐出口到基板的處理液的液柱會被基板的旋轉牽引而傾斜，進而導致基板的表面的處理液的塗布狀態不均勻。相對於此，在以第二轉速使基板旋轉時，將處理液的吐出口與基板的表面的距離縮短，上述液柱便不易傾斜，故可使基板上的處理液的塗布狀態的均勻度更進一步提高。
本發明之液體處理裝置，具備：旋轉保持部，其保持基板，並使該基板旋轉；噴嘴，其配置在基板的上方；噴嘴移動部，其移動噴嘴；處理液供給部，其將處理液供給到噴嘴；控制部，其實行以下控制：控制旋轉保持部，使基板以第一轉速旋轉；控制噴嘴移動部，使噴嘴移動到偏離基板的旋轉中心的位置；控制處理液供給部，在偏離基板的旋轉中心的位置對基板的表面開始供給處理液；控制噴嘴移動部，使處理液的供給位置往旋轉中心側移動；以及控制旋轉保持部，在處理液的供給位置到達旋轉中心之後，以比第一轉速更大的第二轉速使基板旋轉，將處理液擴散塗布。
本發明之記錄媒體，記錄了用來使裝置實行上述液體處理方法的程式。 [發明的功效]
若根據本發明，便可提高處理液相對於基板的塗布狀態的均勻度。
[基板處理系統] 首先，參照圖1、圖2以及圖3，説明本實施態樣之基板處理系統1的概略構造。如圖1所示的，基板處理系統1，具備塗布顯影裝置2與曝光裝置3。曝光裝置3，進行光阻膜（感光性被膜）的曝光處理。具體而言，係利用浸液曝光等方法對光阻膜的曝光對象部分照射能量線。
塗布顯影裝置2，在曝光裝置3進行曝光處理之前，進行在晶圓W（基板）的表面形成光阻膜的處理，並在曝光處理之後進行光阻膜的顯影處理。
塗布顯影裝置2，更如圖2以及圖3所示的，具備載置區塊4、處理區塊5以及介面區塊6。載置區塊4、處理區塊5以及介面區塊6，在水平方向上並排。
載置區塊4，具有載置站12與搬入搬出部13。搬入搬出部13隔設在載置站12與處理區塊5之間。載置站12，支持複數個載具11。載具11，例如以密封狀態收納圓形的複數枚晶圓W。載具11，在一側面11a側，設有送出送入晶圓W用的開閉窗。載具11，以側面11a面向搬入搬出部13側的方式，隨意裝卸地設置載置站12上。
搬入搬出部13，具有與載置站12上的複數個載具11分別對應的複數個開閉窗13a。藉由將側面11a的開閉窗與開閉窗13a同時開放，載具11內與搬入搬出部13內便連通。搬入搬出部13內建了傳遞臂A1（參照圖2以及圖3）。傳遞臂A1，從載具11取出晶圓W傳遞到處理區塊5，並從處理區塊5接收晶圓W送回載具11內。
處理區塊5，具有複數個處理模組14、15、16、17。處理模組14、15、16、17，內建了複數個塗布單元U1、複數個熱處理單元U2，以及將晶圓W搬運到該等單元的搬運臂A3（參照圖3）。處理模組17，更內建了不經過塗布單元U1以及熱處理單元U2而搬運晶圓W的直接搬運臂A6（參照圖2）。塗布單元U1，將光阻液塗布於晶圓W的表面。
處理模組14，係利用塗布單元U1以及熱處理單元U2在晶圓W的表面上形成下層膜的BCT模組。處理模組14的塗布單元U1，將下層膜形成用的液體塗布在晶圓W上。處理模組14的熱處理單元U2，實行伴隨下層膜的形成的各種熱處理。
處理模組15，係利用塗布單元U1以及熱處理單元U2在下層膜上形成光阻膜的COT模組。處理模組15的塗布單元U1，將光阻膜形成用的液體塗布在下層膜之上。處理模組15的熱處理單元U2，實行伴隨光阻膜的形成的各種熱處理。
處理模組16，係利用塗布單元U1以及熱處理單元U2，在光阻膜上形成上層膜的TCT模組。處理模組16的塗布單元U1，將上層膜形成用的液體塗布在光阻膜之上。處理模組16的熱處理單元U2，實行伴隨上層膜的形成的各種熱處理。
處理模組17，係利用塗布單元U1以及熱處理單元U2，實行曝光後的光阻膜的顯影處理的DEV模組。顯影單元，在經過曝光的晶圓W的表面上塗布顯影液，之後利用清洗液進行沖洗，以實行光阻膜的顯影處理。熱處理單元，實行伴隨顯影處理的各種熱處理。熱處理，例如，顯影處理前的加熱處理（PEB，Post Exposure Bake，曝後烤），或是顯影處理後的加熱處理（PB，Post Bake，硬烤）等。
在處理區塊5內，於載置區塊4側設置了棚台單元U10，於介面區塊6側設置了棚台單元U11（參照圖2以及圖3）。棚台單元U10，從底板面設置到處理模組16，並區劃成在上下方向上並排的複數個單位。在棚單元U10的附近設置了升降臂A7。升降臂A7，令晶圓W在棚台單元U10的各單位之間升降。棚單元U11從底板面設置到處理模組17的上部，並區劃成在上下方向上並排的複數個單位。
介面區塊6，內建了傳遞臂A8，並與曝光裝置3連接。傳遞臂A8，將配置在棚台單元U11的晶圓W傳遞到曝光裝置3，並從曝光裝置3接收晶圓W送回棚台單元U11。
基板處理系統1，依照以下所示的順序實行塗布顯影處理。首先，傳遞臂A1將載具11內的晶圓W搬運到棚台單元U10。該晶圓W，被升降臂A7配置到處理模組14用的單位，並被搬運臂A3搬運到處理模組14內的各單元。處理模組14的塗布單元U1以及熱處理單元U2，在被搬運臂A3所搬運過來的晶圓W的表面上形成下層膜。在完成下層膜的形成之後，搬運臂A3將晶圓W送回棚台單元U10。
接著，送回棚台單元U10的晶圓W，被升降臂A7配置到處理模組15用的單位，並被搬運臂A3搬運到處理模組15內的各單元。處理模組15的塗布單元U1以及熱處理單元U2，在被搬運臂A3所搬運過來的晶圓W的下層膜上形成光阻膜。在完成光阻膜的形成之後，搬運臂A3將晶圓W送回棚台單元U10。
接著，送回棚台單元U10的晶圓W，被升降臂A7配置到處理模組16用的單位，並被搬運臂A3搬運到處理模組16內的各單元。處理模組16的塗布單元U1以及熱處理單元U2，在被搬運臂A3所搬運過來的晶圓W的光阻膜上形成上層膜。在完成上層膜的形成之後，搬運臂A3將晶圓W送回棚台單元U10。
接著，送回棚台單元U10的晶圓W，被升降臂A7配置到處理模組17用的單位，並被直接搬運臂A6搬運到棚台單元U11。該晶圓W被傳遞臂A8送出到曝光裝置3。在完成曝光裝置3的曝光處理之後，傳遞臂A8從曝光裝置3接收晶圓W，並送回棚台單元U11。
接著，送回棚台單元U11的晶圓W，被處理模組17的搬運臂A3搬運到處理模組17內的各單元。處理模組17的塗布單元U1以及熱處理單元U2，對被搬運臂A3所搬運過來的晶圓W的光阻膜進行顯影處理以及伴隨該顯影處理的熱處理。在完成光阻膜的顯影之後，搬運臂A3將晶圓W搬運到棚台單元U10。
接著，搬運到棚台單元U10的晶圓W，被升降臂A7配置到傳遞用的單位，並被傳遞臂A1送回載具11內。以上，完成塗布顯影處理。
[液體處理裝置] 接著，作為液體處理裝置的一例，針對塗布單元U1的構造詳細進行説明。如圖4所示的，塗布單元U1，具備：旋轉保持部20、處理液供給部30、預濕液供給部40、噴嘴移動部50，以及控制部60。
旋轉保持部20，具有保持部22、旋轉部24以及升降部26，可保持晶圓W並使其旋轉。保持部22，例如從下方吸附保持被保持成水平的晶圓W的中心部位。旋轉部24，藉由例如馬達等的動力源，使保持部22繞垂直的軸線旋轉。升降部26使保持部22升降。
保持部22被收納在杯具28內。杯具28向上方開口。杯具28收納從晶圓W上被甩出的處理液。在杯具28的底部28a設置了排液口28b，排液口28b與排液導管（圖中未顯示）連接。
處理液供給部30，具有處理液供給源31、噴嘴32以及閥門33。處理液供給源31，透過管路34與噴嘴32連接。處理液供給源31利用泵（圖中未顯示）將處理液壓送到噴嘴32。處理液，例如係用來在晶圓W的表面Wa形成光阻膜的光阻液。光阻液的粘度，例如，為20～220cp。
噴嘴32配置在保持部22的上方。噴嘴32具有朝下方開口的吐出口32a，將處理液供給源31所供給的處理液往下方吐出。閥門33設置於管路34。閥門33調節管路34的開度。
在以上的構造中，當從處理液供給源31將處理液壓送到噴嘴32時，處理液便從噴嘴32往下方吐出，並供給到保持部22所保持的晶圓W的表面Wa上。
預濕液供給部40，具有預濕液供給源41、噴嘴42以及閥門43。預濕液供給源41，透過管路44與噴嘴42連接。預濕液供給源41，利用泵（圖中未顯示），將預濕液壓送到噴嘴42。預濕液，係促進處理液擴散的液體。預濕液，例如，宜使用比起處理液而言相對於晶圓W的表面Wa的潤濕性更優異的液體。該等液體，舉例而言，例如稀釋劑。
噴嘴42配置在保持部22的上方。噴嘴42朝下方開口，將預濕液供給源41所供給的預濕液往下方吐出。閥門43設置於管路44。閥門43調節管路44的開度。
在以上的構造中，當從預濕液供給源41將預濕液壓送到噴嘴42時，預濕液便從噴嘴42往下方吐出，並供給到保持部22所保持的晶圓W的表面Wa上。
噴嘴移動部50，具有引導軌51、移動體52、53以及驅動部54～56。
引導軌51在杯具28的周圍，沿著水平方向配置。移動體52安裝於引導軌51。移動體52具有保持噴嘴32的臂部52a。移動體53安裝於引導軌51。移動體53具有保持噴嘴42的臂部53a。
驅動部54使移動體52沿著引導軌51移動，藉此使噴嘴32移動。驅動部55使臂部52a升降，藉此使噴嘴32升降。驅動部56使移動體53沿著引導軌51移動，藉此使噴嘴42移動。驅動部54～56，例如構成以電動馬達等作為動力源的構造。
控制部60，具有：搬運控制部61、旋轉控制部62、第一供給位置控制部63、第二供給位置控制部64、第一供給量控制部65，以及第二供給量控制部66。
搬運控制部61，控制保持部22、升降部26以及搬運臂A3，將晶圓W搬入塗布單元U1內，或是從塗布單元U1內將晶圓W搬出。旋轉控制部62，控制旋轉部24，使晶圓W旋轉。第一供給位置控制部63，控制驅動部54，使噴嘴32移動，並控制驅動部55，使噴嘴32升降。第二供給位置控制部64，控制驅動部56，使噴嘴42移動。第一供給量控制部65，控制處理液供給源31與閥門33，調整噴嘴32所供給之處理液的供給量。第二供給量控制部66，控制預濕液供給源41以及閥門43，調整噴嘴42所供給之預濕液的供給量。
控制部60，例如，係由一個或複數個控制用電腦所構成。此時，控制部60的各要件，係由控制用電腦的處理器、記憶體以及監視器等的協同運作所構成。另外，構成控制部60的各要件的硬體，並不一定僅限於處理器、記憶體以及監視器。例如，控制部60的各要件，亦可由功能經過特化的電子電路所構成，或是由集合該電子電路的ASIC（Application Specific Integrated Circuit，特定應用積體電路）所構成。
令控制用電腦發揮作為控制部60的功能的程式，亦可記錄於電腦可讀取的記錄媒體。亦即，於記錄媒體，記錄了用來使液體處理裝置實行後述的液體處理方法的軟體。電腦可讀取的記錄媒體，例如硬碟、光碟、快閃記憶體、軟碟，以及記憶卡等。
[液體處理方法] 接著，作為液體處理方法的一例，針對塗布單元U1所實行的處理液塗布順序進行説明。
如圖5所示的，首先，控制部60實行步驟S01。在步驟S01中，搬運控制部61，控制保持部22、升降部26以及搬運臂A3，將晶圓W搬入塗布單元U1。具體而言，搬運控制部61，控制升降部26，使保持部22上升到杯具28外，控制搬運臂A3，將晶圓W載置在保持部22上，控制保持部22，吸附所載置的晶圓W，控制升降部26，使晶圓W下降到杯具28內。
接著，控制部60實行步驟S02。在步驟S02中，旋轉控制部62，控制旋轉部24，使作為處理對象的晶圓W以第一轉速ω1旋轉。第一轉速ω1，例如，超過0rpm且在120rpm以下。
接著，控制部60實行步驟S03。在步驟S03中，第二供給位置控制部64，控制驅動部56，使噴嘴42移動到比處理液R的供給開始位置（後述）更靠晶圓W的外周側之位置。之後，第二供給量控制部66，控制預濕液供給源41以及閥門43，從噴嘴42吐出預濕液S [ 圖6的（a）]。藉此，在晶圓W的表面Wa，在比處理液R的供給開始位置更靠外周側的區域塗布預濕液（參照圖8）。預濕液S的每單位時間的供給量，例如為25～125ml／sec。
接著，控制部60實行步驟S04。在步驟S04中，第一供給位置控制部63，控制驅動部54，使噴嘴32移動到偏離晶圓W的旋轉中心CL1的位置。例如，第一供給位置控制部63，控制驅動部54，使噴嘴32移動到與晶圓W的旋轉中心CL1的距離為相對於晶圓W的半徑超過0％且在40％以下的位置。
接著，控制部60實行步驟S05、S06。在步驟S05中，第一供給量控制部65，控制處理液供給源31以及閥門33，使處理液R從噴嘴32吐出。藉此，在偏離晶圓W的旋轉中心CL1的位置，開始供給處理液R到晶圓W的表面Wa [參照圖6的（a）]。
在步驟S05中，每單位時間從噴嘴32供給到晶圓W的處理液R的量（以下稱為「供給率」），設定成比在以後的處理中所必要的供給率更小。因此在步驟S06中，第一供給量控制部65，控制處理液供給源31以及閥門33的至少其中一方，提高處理液R的供給率。圖11的（a），係供給率的時間經過變化的例示圖。在該圖中，時刻t1表示步驟S06的實行時點。另外，第一供給量控制部65，亦可慢慢打開閥門33，使供給率緩緩上升。以上的供給率，例如可根據處理液R的粘度等適當設定之。
接著，控制部60實行步驟S07。在步驟S07中，控制部60待機到晶圓W至少旋轉一周。藉此，處理液R在晶圓W的表面Wa被塗布成環狀（參照圖8）。
接著，控制部60實行步驟S08。在步驟S08中，第一供給位置控制部63，控制驅動部54，使噴嘴32往旋轉中心CL1側移動 [ 參照圖6的（b）]。藉此，由於處理液R的供給位置往旋轉中心CL1側移動，故處理液R在晶圓W的表面Wa被塗布成螺旋狀（參照圖9）。噴嘴32移動到旋轉中心CL1時的移動速度，在本例中，例如為4mm／sec。
在步驟S08中，旋轉控制部62，亦可控制旋轉部24，隨著處理液R的供給位置接近旋轉中心CL1，使晶圓W的轉速增大。此時，旋轉控制部62，亦可控制旋轉部24，使噴嘴32的正下方的晶圓W的移動速度（線速度）為固定。另外，在步驟S08中，第一供給位置控制部63，亦可控制驅動部54，隨著處理液R的供給位置接近旋轉中心CL1，使該供給位置的移動速度提高。亦可將隨著處理液R的供給位置接近旋轉中心CL1而使晶圓W的轉速增大的控制與隨著處理液R的供給位置接近旋轉中心CL1而使該供給位置的移動速度提高的控制組合實行之。
接著，控制部60實行步驟S09。在步驟S09中，控制部60待機到噴嘴32到達晶圓W的旋轉中心CL1。
接著，控制部60實行步驟S10（參照圖10）。在步驟S10中，第一供給位置控制部63，控制驅動部55，使噴嘴32的吐出口32a與晶圓W的表面Wa的距離縮短 [ 參照圖6的（c）]。例如，吐出口32a與表面Wa的距離，在步驟S10實行前為4～6mm，在步驟S10實行後為2～4mm。
接著，控制部60實行步驟S11。在步驟S11中，旋轉控制部62，控制旋轉部24，使晶圓W的轉速變成第二轉速ω2。圖11的（b），係晶圓W的轉速的時間經過變化的例示圖。在該圖中，時刻t2表示步驟S11的實行時點。如該圖所示的，第二轉速ω2比第一轉速ω1更大。因此，處理液R會擴散塗布到晶圓W的外周側 [ 參照圖6的（d）]。第二轉速ω2，例如，為1500～4000rpm。另外，如上所述的，在步驟S10中，噴嘴32的吐出口32a接近晶圓W的表面Wa。因此，在以第二轉速ω2使晶圓W旋轉時，吐出口32a與表面Wa的距離，比在以第一轉速ω1使晶圓W旋轉時更短。
接著，控制部60實行步驟S12。在步驟S12中，第一供給量控制部65，控制處理液供給源31，使處理液R的供給率提高。在圖11的（a）所示的圖中，時刻t3表示步驟S12的實行時點。
接著，控制部60實行步驟S13。在步驟S13中，控制部60待機經過預先設定的基準時間T1。基準時間T1，例如設定成足以使處理液R在晶圓W的表面Wa上充分擴散。基準時間T1，在本例中，例如為1秒。
接著，控制部60實行步驟S14、S15。在步驟S14中，旋轉控制部62，控制旋轉部24，使晶圓W的轉速變成第三轉速ω3 [ 參照圖7的（a）]。在圖11的（b）中，時刻t4表示步驟S14的實行時點。如圖11的（b）所示的，第三轉速ω3比第二轉速ω2更小。例如，第三轉速ω3，設定成與步驟S11中的第一轉速ω1相等。
在步驟S15中，第一供給量控制部65，控制處理液供給源31以及閥門33，使處理液R的供給停止 [ 參照圖7的（b）]。在圖11的（a）中，時刻t5表示步驟S15的實行時點。
另外，在步驟S15實行時或實行後，第一供給位置控制部63，亦可控制驅動部55，使噴嘴32的吐出口32a與晶圓W的表面Wa的距離回到步驟S10實行前的狀態。
接著，控制部60實行步驟S16。在步驟S16中，旋轉控制部62，控制旋轉部24，使晶圓W以第四轉速ω4旋轉 [ 參照圖7的（c）]。在圖11的（b）中，時刻t6表示步驟S16的實行時點。如圖11的（b）所示的，第四轉速ω4比第三轉速ω3更大，比第二轉速ω2更小。
接著，控制部60實行步驟S17。在步驟S17中，控制部60，待機經過預先設定的基準時間T2 [ 參照圖7的（c）]。基準時間T2，設定成足以使晶圓W的表面Wa上的液膜乾燥。基準時間T2，例如為20～60秒。藉此，在晶圓W的表面Wa形成塗布膜。
接著，控制部60實行步驟S18。在步驟S18中，搬運控制部61，控制保持部22、升降部26以及搬運臂A3，將晶圓W從塗布單元U1搬出。具體而言，搬運控制部61，控制升降部26，使保持部22上升到杯具28外，控制保持部22，將晶圓W的吸附解除，控制搬運臂A3，從保持部22上接收晶圓W並將其搬出，控制升降部26，使保持部22下降到杯具28內。
以上，係針對塗布單元U1所實行的處理液塗布順序進行説明，惟上述的各步驟，亦可適當更換順序實施。
如以上所説明的，本發明的液體處理方法，包含：使晶圓W以第一轉速ω1旋轉，同時在偏離晶圓W的旋轉中心CL1的位置對晶圓W的表面Wa開始供給處理液R，並使處理液R的供給位置往旋轉中心CL1側移動的步驟；以及在處理液R的供給位置到達旋轉中心CL1之後，以比第一轉速ω1更大的第二轉速ω2使晶圓W旋轉，藉此將處理液R擴散塗布到晶圓W的外周側之步驟。
處理液R中的氣泡的混入，具有容易在處理液R到達晶圓W時發生的傾向。相對於此，如上所述的，藉由在偏離旋轉中心CL1的位置對晶圓W的表面Wa開始供給處理液R，供給開始時的氣泡的混入會在偏離旋轉中心CL1的位置發生。當以第二轉速ω2將處理液擴散塗布時，在偏離旋轉中心CL1的位置所產生的離心力，比在旋轉中心CL1附近所產生的離心力更大。另外，從偏離旋轉中心CL1的位置到晶圓W的周緣的距離，比從旋轉中心CL1到晶圓W的周緣的距離更短。藉此，供給開始時所混入的氣泡便更容易到達晶圓W的周緣，而不易殘留在晶圓W的表面Wa。
在處理液R的供給開始後，由於供給位置係在晶圓W正在旋轉的狀態下往旋轉中心CL1側移動，故處理液R會在晶圓W的表面Wa被塗布成螺旋狀。另外，直到處理液R的供給位置到達旋轉中心CL1為止的晶圓W的轉速，係比將處理液R擴散塗布時的第二轉速ω2更小的第一轉速ω1。因此，可抑制被塗布成螺旋狀時的處理液R的擴散。根據於此，便可在以第二轉速ω2將處理液R擴散塗布之前，形成大略圓形的處理液R的積液。藉此，當使晶圓W以第二轉速ω2旋轉時，處理液R便容易均勻地擴散到晶圓W的整個周圍。如以上所述的，由於可抑制氣泡殘留在晶圓W上，同時處理液R變得更容易擴散到晶圓W整個周圍，故可提高處理液R的塗布狀態的均勻度。
亦可更包含在晶圓W的表面Wa， 且在比處理液R的供給開始位置更靠外周側的區域，塗布促進處理液R往外周側擴散的液體之步驟。在塗布了促進處理液R擴散的液體之區域，處理液R變得更容易在晶圓W的表面Wa上擴散。因此，上述氣泡便更容易到達晶圓W的周緣。藉此，便可更進一步抑制氣泡殘留在晶圓W上。
亦可在到旋轉中心CL1的距離相對於晶圓W的半徑超過0％且在40％以下的位置開始供給處理液R。如上所述的，藉由在偏離旋轉中心CL1的位置開始供給處理液R，供給開始時所混入的氣泡便更容易到達晶圓W的周緣。另一方面，若供給位置離旋轉中心CL1太遠，則以第一轉速ω1形成積液需要較長時間，到塗布完成的處理時間會變長。相對於此，藉由使處理液R的供給開始位置位在相對於晶圓W的半徑超過0％且在40％以下的位置，便可確保處理時間落在容許範圍內，同時抑制氣泡殘留。
在以第一轉速ω1使晶圓W旋轉時，對晶圓W的表面Wa每單位時間所供給之處理液R的供給量，亦可比在以第二轉速ω2使晶圓W旋轉時更少。此時，便可抑制在形成積液時混入氣泡。藉此，便可更進一步抑制氣泡殘留在晶圓W上。
在開始供給處理液R時，對晶圓W的表面Wa每單位時間所供給之處理液R的供給量，亦可比在往旋轉中心CL1側移動時所供給的處理液R的供給量更少。此時，便可更進一步抑制在供給開始時混入氣泡。藉此，便可更進一步抑制氣泡殘留。
另外，在上述的實施態樣中，第一供給量控制部65，亦可控制閥門33的開栓速度，使處理液R的供給率緩緩上升。藉此，由於供給率的變化較緩和，故可更進一步抑制在供給開始時混入氣泡。藉此，便可更進一步抑制氣泡殘留。
亦可在開始供給處理液R之後，且在使處理液R的供給位置往旋轉中心CL1側移動之前，使晶圓W至少旋轉一周。此時，處理液R在晶圓W的表面Wa被塗布成環狀，之後處理液R在其內側被塗布成螺旋狀。因此，積液的形狀變得更接近圓形。藉此，便可抑制處理液R的積液在周圍方向上不均勻，故當使晶圓W以第二轉速ω2旋轉時，處理液R便更容易相對於晶圓W整個周圍更均勻地擴散。
亦可隨著處理液R的供給位置接近旋轉中心CL1，使處理液R的供給位置的移動速度提高。此時，由於上述積液的液體厚度的均勻度提高，故當使晶圓W以第二轉速ω2旋轉時，處理液R便更容易擴散。
亦可隨著處理液R的供給位置接近旋轉中心CL1，使晶圓W的轉速增大。此時，由於上述積液的液體厚度的均勻度提高，故當使晶圓W以第二轉速ω2旋轉時，處理液R便更容易擴散。
在以第二轉速ω2使晶圓W旋轉時，到晶圓W的處理液R的吐出口32a與晶圓W的表面Wa的距離h，亦可比在以第一轉速ω1使晶圓W旋轉時更短。圖12係例示從吐出口32a到晶圓W的處理液R的液柱的示意圖。圖12的（a），係表示以第一轉速ω1使晶圓W旋轉的狀態，圖12的（b），係表示以第二轉速ω2使晶圓W旋轉的狀態。如圖12所示的，若使晶圓W的轉速從第一轉速ω1提高到第二轉速ω2，則從吐出口32a到晶圓W的處理液R的液柱會被晶圓W的旋轉牽引而傾斜，有時會導致晶圓W的表面Wa的處理液R的塗布狀態不均勻。相對於此，藉由在以第二轉速ω2使晶圓W旋轉時，使處理液R的吐出口32a與晶圓W的表面Wa的距離h縮短，上述液柱便不易傾斜，故可使晶圓W上的處理液R的塗布狀態的均勻度更進一步提高。
另外，在對晶圓W的處理液R的供給量不會不足的範圍內，將噴嘴32的內徑縮小，亦可有效抑制氣泡混入處理液R。若將噴嘴32的內徑縮小，則噴嘴32內面與光阻液的接觸面積會變小。藉此，在噴嘴32內便不易產生亂流，故可抑制氣泡混入。
另外，使噴嘴32的內周圍面平滑化，從與將噴嘴32的內徑縮小同樣的觀點來看，亦可有效抑制氣泡混入處理液R。再者，在將處理液R的位置盡量保持在噴嘴32的端面附近的狀態之後才開始供給處理液R，亦可有效抑制氣泡混入處理液R。
本發明之塗布單元U1，具備：旋轉保持部20，其保持晶圓W，並使該晶圓W旋轉；噴嘴32，其配置在晶圓W的上方；噴嘴移動部50，其移動噴嘴32；處理液供給部30，其將處理液R供給到噴嘴32；以及控制部60，其實行以下控制：控制旋轉保持部20，使晶圓W以第一轉速ω1旋轉；控制噴嘴移動部50，使噴嘴32移動到偏離晶圓W的旋轉中心CL1的位置；控制處理液供給部30，在偏離晶圓W的旋轉中心CL1的位置對晶圓W的表面Wa開始供給處理液R；控制噴嘴移動部50，使處理液R的供給位置往旋轉中心CL1側移動；以及控制旋轉保持部20，在處理液R的供給位置到達旋轉中心CL1之後，以比第一轉速ω1更大的第二轉速ω2使晶圓W旋轉，藉此將處理液R擴散塗布。
本發明之記錄媒體，記錄了用來使裝置實行上述液體處理方法的程式。
[參考例] 以下，針對參考態樣進行説明。該參考態樣，係以有別於上述實施態樣的方法，抑制氣泡殘留在晶圓W上的態樣。本參考態樣，可用與上述實施態樣相同的塗布單元U1實現。因此，本參考態樣的塗布單元的構造，與上述實施態樣相同，茲僅針對處理液R的塗布順序進行説明。
本參考態樣的控制部60，如圖13所示的，首先實行步驟S21。在步驟S21中，與上述步驟S01相同，搬運控制部61，控制保持部22、升降部26以及搬運臂A3，將晶圓W搬入塗布單元U1。
接著，控制部60實行步驟S22。在步驟S22中，旋轉控制部62，控制旋轉部24，使晶圓W以第一轉速ω21旋轉。第一轉速ω21，例如超過0rpm且在120rpm以下。
接著，控制部60實行步驟S23。在步驟S23中，第二供給位置控制部64，控制驅動部56，使噴嘴42移動到偏離晶圓W的旋轉中心CL1的位置。之後，第二供給量控制部66，控制預濕液供給源41以及閥門43，從噴嘴42吐出預濕液S。藉此，在包圍晶圓的旋轉中心CL1的區域塗布預濕液。預濕液S的每單位時間的供給量，例如為25～125ml／sec。
接著，控制部60實行步驟S24。在步驟S24中，第一供給位置控制部63，控制驅動部54，使噴嘴32移動到晶圓W的旋轉中心CL1的上方。
接著，控制部60實行步驟S25。在步驟S25中，第一供給量控制部65，控制處理液供給源31以及閥門33，使處理液R從噴嘴32吐出。藉此，在晶圓W的表面Wa，在旋轉中心CL1上的位置，開始供給處理液R。在步驟S25中，處理液R的供給率，在本例中，例如為1ml／sec。
接著，控制部60實行步驟S26。在步驟S26中，第一供給量控制部65，控制處理液供給源31以及閥門33的至少其中一方，使處理液R的供給率下降。圖14的（a），係表示供給率的時間經過變化圖。在該圖中，時刻t21表示步驟S26的實行時點。步驟S26實行後的處理液R的供給率，在本例中，例如為0.5ml／sec。
接著，控制部60實行步驟S27。在步驟S27中，旋轉控制部62，控制旋轉部24，使晶圓W的轉速變成第二轉速ω22。圖14的（b），係表示晶圓W的轉速的時間經過變化圖。在該圖中，時刻t22表示步驟S27的實行時點。如該圖所示的，第二轉速ω22比第一轉速ω21更大。第二轉速ω22，例如為1500～4000rpm。另外，時刻t22例如亦可設定成與時刻t21相同。
接著，控制部60實行步驟S28。在步驟S28中，控制部60，待機經過預先設定的基準時間T3。基準時間T3，例如設定成足以使處理液R在晶圓W的表面Wa上充分擴散。基準時間T3，在本例中，例如為2秒。步驟S28，相當於上述的步驟S13。
接著，控制部60實行步驟S29。在步驟S29中，旋轉控制部62，控制旋轉部24，使晶圓W的轉速變成第三轉速ω23。在圖14的（b）中，時刻t23表示步驟S29的實行時點。如圖14的（b）所示的，第三轉速ω23比第二轉速ω22更小。例如，第三轉速ω23，設定成與步驟S22的第一轉速ω21相等。步驟S29，相當於上述的步驟S14。
在步驟S30中，第一供給量控制部65，控制處理液供給源31以及閥門33，使處理液R的供給停止。在圖14的（a）中，時刻t24表示步驟S30的實行時點。
接著，控制部60實行步驟S31。在步驟S31中，旋轉控制部62，控制旋轉部24，使晶圓W以第四轉速ω24旋轉。在圖14的（b）中，時刻t25表示步驟S31的實行時點。如圖14的（b）所示的，第四轉速ω24比第三轉速ω23更大，比第二轉速ω22更小。步驟S30，相當於上述的步驟S16。
接著，控制部60實行步驟S32。在步驟S32中，控制部60，待機經過預先設定的基準時間T4。基準時間T4，設定成足以使晶圓W的表面Wa上的液膜乾燥。基準時間T4，例如為20～60秒。藉此，在晶圓W的表面Wa形成塗布膜。步驟S32，相當於上述的步驟S17。
接著，控制部60實行步驟S33。在步驟S33中，搬運控制部61，與上述的步驟S18同樣，控制保持部22、升降部26以及搬運臂A3，將晶圓W從塗布單元U1搬出。
如以上所説明的，液體處理方法的參考例，包含：使晶圓W以第一轉速ω21旋轉，同時在晶圓W的旋轉中心CL1上的位置對晶圓W的表面Wa開始供給處理液R的步驟；以及以比第一轉速ω21更大的第二轉速ω22使晶圓W旋轉，藉此將處理液R擴散塗布到晶圓W的外周側之步驟。在以第二轉速ω22將處理液R擴散塗布時，處理液R的供給率比在第一轉速ω21供給處理液R時更低。藉此，便可抑制處理液R的消耗量，同時將以第二轉速ω22將處理液擴散塗布的時間拉長。藉此，便可抑制在基板上殘留氣泡。
以上，係針對實施態樣進行説明，惟本發明並不一定僅限於上述實施態樣，在不超出其發明精神的範圍內可作出各種變更。
11a‧‧‧側面
11‧‧‧載具
12‧‧‧載置站
13a‧‧‧開閉窗
13‧‧‧搬入搬出部
14‧‧‧處理模組
15‧‧‧處理模組
16‧‧‧處理模組
17‧‧‧處理模組
1‧‧‧基板處理系統
20‧‧‧旋轉保持部
22‧‧‧保持部
24‧‧‧旋轉部
26‧‧‧升降部
28a‧‧‧底部
28b‧‧‧排液口
28‧‧‧杯具
2‧‧‧塗布顯影裝置
30‧‧‧處理液供給部
31‧‧‧處理液供給源
32a‧‧‧吐出口
32‧‧‧噴嘴
33‧‧‧閥門
34‧‧‧管路
3‧‧‧曝光裝置
40‧‧‧預濕液供給部
41‧‧‧預濕液供給源
42‧‧‧噴嘴
43‧‧‧閥門
44‧‧‧管路
4‧‧‧載置區塊
50‧‧‧噴嘴移動部
51‧‧‧引導軌
52a‧‧‧臂部
52‧‧‧移動體
53a‧‧‧臂部
53‧‧‧移動體
54‧‧‧驅動部
55‧‧‧驅動部
56‧‧‧驅動部
5‧‧‧處理區塊
60‧‧‧控制部
61‧‧‧搬運控制部
62‧‧‧旋轉控制部
63‧‧‧第一供給位置控制部
64‧‧‧第二供給位置控制部
65‧‧‧第一供給量控制部
66‧‧‧第二供給量控制部
6‧‧‧介面區塊
A1‧‧‧傳遞臂
A3‧‧‧搬運臂
A6‧‧‧直接搬運臂
A7‧‧‧升降臂
A8‧‧‧傳遞臂
CL1‧‧‧旋轉中心
h‧‧‧距離
II-II、III-III‧‧‧剖面
R‧‧‧處理液
S01~S18、 S21~S33‧‧‧步驟
S‧‧‧預濕液
t1~t6、t21~t25‧‧‧時刻
U10‧‧‧棚台單元
U11‧‧‧棚台單元
U1‧‧‧塗布單元
U2‧‧‧熱處理單元
Wa‧‧‧表面
W‧‧‧晶圓
ω1‧‧‧第一轉速
ω21‧‧‧第一轉速
ω22‧‧‧第二轉速
ω23‧‧‧第三轉速
ω24‧‧‧第四轉速
ω2‧‧‧第二轉速
ω3‧‧‧第三轉速
ω4‧‧‧第四轉速
[圖1] 係表示實施態樣之基板處理系統的概略構造的立體圖。 [圖2] 係沿著圖1中的II－II線的剖面圖。 [圖3] 係沿著圖2中的III－III線的剖面圖。 [圖4] 係表示塗布單元的概略構造的示意圖。 [圖5] 係表示液體處理方法的實行順序的流程圖。 [圖6] (a)~(d)係以示意方式表示對基板表面塗布處理液的情況的側視圖。 [圖7] (a)~(c)係以示意方式表示對基板表面塗布處理液的情況的側視圖。 [圖8] 係以示意方式表示對基板表面塗布處理液的情況的俯視圖。 [圖9] 係以示意方式表示對基板表面塗布處理液的情況的俯視圖。 [圖10] 係以示意方式表示對基板表面塗布處理液的情況的俯視圖。 [圖11] (a)~(b)係表示基板的轉速與處理液的供給率的關係圖。 [圖12] (a)~(b)係以示意方式表示噴嘴與基板的側視圖。 [圖13] 係表示參考態樣之液體處理方法的實行順序的流程圖。 [圖14] (a)~(b)係表示基板的轉速與處理液的供給率的關係圖。

Claims (12)

  1. 一種液體處理方法，包含：使基板以第一轉速旋轉，同時在偏離該基板的旋轉中心的位置對該基板的表面開始供給處理液，並使該處理液的供給位置往該旋轉中心側移動的步驟；以及在該處理液的供給位置到達該旋轉中心之後，以比該第一轉速更大的第二轉速使該基板旋轉，藉此將該處理液擴散塗布到該基板的外周側之步驟；其中，相較於以該第二轉速使該基板旋轉時，在以該第一轉速使該基板旋轉時，對該基板表面每單位時間所供給之該處理液的供給量較少。
  2. 一種液體處理方法，包含：使基板以第一轉速旋轉，同時在偏離該基板的旋轉中心的位置對該基板的表面開始供給處理液，並使該處理液的供給位置往該旋轉中心側移動的步驟；以及在該處理液的供給位置到達該旋轉中心之後，以比該第一轉速更大的第二轉速使該基板旋轉，藉此將該處理液擴散塗布到該基板的外周側之步驟；其中，相較於往該旋轉中心側移動時，在開始供給該處理液時對該基板表面每單位時間所供給之該處理液的供給量較少。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理方法，其中更包含：於該基板的表面，在比該處理液的供給開始位置更靠該基板的外周側之區域，塗布促進該處理液擴散的液體之步驟。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理方法，其中，在到該旋轉中心的距離相對於該基板半徑超過0%且在40%以下的位置開始供給該處理液。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理方法，其中，在開始供給該處理液之後，且在令該處理液的供給位置往該旋轉中心側移動之前，使該基板至少旋轉一周。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理方法，其中，隨著該處理液的供給位置接近該旋轉中心，使該處理液的供給位置的移動速度提高。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理方法，其中，隨著該處理液的供給位置越接近該旋轉中心，使該基板的轉速越增大。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理方法，其中，相較於以該第一轉速使該基板旋轉時，在以該第二轉速使該基板旋轉時，對於該基板之該處理液的吐出口與該基板的該表面之距離較短。
  9. 一種液體處理裝置，包含：旋轉保持部，其保持基板，並使該基板旋轉；噴嘴，其配置在該基板的上方；噴嘴移動部，其移動該噴嘴；處理液供給部，其將處理液供給到該噴嘴；以及控制部，其實行以下控制：控制該旋轉保持部，使該基板以第一轉速旋轉；控制該噴嘴移動部，使該噴嘴移動到偏離該基板的旋轉中心的位置；控制該處理液供給部，在偏離該基板的旋轉中心的位置對該基板表面開始供給該處理液；控制該噴嘴移動部，使該處理液的供給位置往該旋轉中心側移動；以及控制該旋轉保持部，在該處理液的供給位置到達該旋轉中心之後，以比該第一轉速更大的第二轉速使該基板旋轉，藉此將該處理液擴散塗布；其中，控制該處理液供給部，使相較於以該第二轉速使該基板旋轉時，在以該第一轉速使該基板旋轉時，對該基板表面每單位時間所供給之該處理液的供給量較少。
  10. 一種液體處理裝置，包含：旋轉保持部，其保持基板，並使該基板旋轉；噴嘴，其配置在該基板的上方；噴嘴移動部，其移動該噴嘴；處理液供給部，其將處理液供給到該噴嘴；以及控制部，其實行以下控制：控制該旋轉保持部，使該基板以第一轉速旋轉；控制該噴嘴移動部，使該噴嘴移動到偏離該基板的旋轉中心的位置；控制該處理液供給部，在偏離該基板的旋轉中心的位置對該基板表面開始供給該處理液；控制該噴嘴移動部，使該處理液的供給位置往該旋轉中心側移動；以及控制該旋轉保持部，在該處理液的供給位置到達該旋轉中心之後，以比該第一轉速更大的第二轉速使該基板旋轉，藉此將該處理液擴散塗布；其中，控制該處理液供給部，使相較於往該旋轉中心側移動時，在開始供給該處理液時對該基板表面每單位時間所供給之該處理液的供給量較少。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之液體處理裝置，其中，該控制部控制該噴嘴移動部，使相較於以該第一轉速使該基板旋轉時，在以該第二轉速使該基板旋轉時，對於該基板之該處理液的吐出口與該基板的該表面之距離較短。
  12. 一種電腦可讀取的記錄媒體，其特徵為：記錄有用來使裝置實行如申請專利範圍第1或2項之液體處理方法的程式。
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