TWI664028B - 塗布膜形成方法、塗布膜形成裝置及記錄媒體 - Google Patents

Abstract

本發明之課題，係提供一種技術，在對晶圓供給黏度200cP以上、8000cP以下的光阻液以形成光阻膜之際，抑制光阻膜中有氣泡的情形。解決前述課題之手段如下：在光阻液噴嘴5之前端側形成有不因自重而滴下之光阻液的液珠之狀態下，使該液珠接觸晶圓W之中心部。接著，以使光阻液噴嘴5吐出之光阻液不中斷的方式，使光阻液噴嘴5上昇。接著，以使光阻液噴嘴5所吐出之光阻液不中斷、且使光阻液噴嘴5之前端部不會埋沒進晶圓W上的液滴的方式，使該光阻液噴嘴5上昇，並從該光阻液噴嘴5吐出光阻液以形成液滴。之後，使晶圓W旋轉，而使液滴擴展至晶圓W之表面整體。

Description

塗布膜形成方法、塗布膜形成裝置及記錄媒體

本發明係有關於對基板供給黏度200cP以上、8000cP以下之塗布液，以形成塗布膜的技術領域。

於半導體製程中的蝕刻製程，由於有時會有所要蝕刻之對象的蝕刻選擇比，相對小於光阻膜之情形，因此有時需要使光阻膜成為例如高達μm等級的厚膜。為了要如此這般地使光阻膜成為厚膜，就光阻液而言，需要使用例如高達200cP以上之高黏度者。

光阻液之塗布，通常係以所謂之旋轉塗布法進行；但從光阻液噴嘴對於作為基板之半導體晶圓(於下文中稱為「晶圓」)供給光阻液時，一旦光阻液強勁地衝撞晶圓，就有可能將氣泡帶進光阻液中。若光阻液的黏度高，此氣泡就無法從光阻液脫離，而殘留在光阻液的液滴中；若維持在混入氣泡的狀態下而形成作為塗布膜之光阻膜，會有發生不均、彗星狀不均等塗布不良之虞。

於習知技術中，在一邊使晶圓旋轉、一邊供給光阻液之際，會使光阻液噴嘴位於晶圓之周緣側，並使其一邊吐出光阻液、一邊移動至晶圓之中心側，而在中心部形成液滴，以使中心部的液滴不會帶進氣泡。然而此種手法，由於光阻液量要多，而且係螺旋狀地將光阻液供給至晶圓表面，因此光阻膜的膜厚難收良好之一致性。更進一步地，供給光阻液前，還需要充份地以溶劑將晶圓表面加以潤濕。

於專利文獻1，記載一種塗布裝置，係調節供給噴嘴與基板面之間隔，而改變塗布液衝撞基板之衝撃度，以調整膜厚分布；但並未揭露要針對氣泡帶進塗布液中的情形加以抑制。 [習知技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2000－51770號公報

[發明所欲解決的問題] 本發明係有鑑於此種背景而提出，其目的在於提供一種技術，係在對基板供給黏度200cP以上、8000cP以下之塗布液以形成塗布膜之際，抑制將氣泡帶進塗布膜中的情形。 [解決問題之技術手段]

本發明之塗布膜形成方法，係對基板塗布黏度200cP以上、8000cP以下之塗布液以形成塗布膜；該塗布膜形成方法包括以下步驟： 以可繞鉛直軸旋轉自如之基板保持部水平地保持基板的步驟； 在塗布液噴嘴的前端側形成有不因自重而滴下之塗布液的液珠之狀態下，使該液珠接觸基板之中心部的步驟； 接著，以使該塗布液噴嘴所吐出之塗布液不中斷、且使該塗布液噴嘴的前端部不會埋沒進基板上的塗布液中的方式，使該塗布液噴嘴動作，而從該塗布液噴嘴吐出塗布液以形成液滴的步驟；以及 之後，使基板旋轉，而使基板上之該液滴擴展至基板之表面整體的步驟。

再者，本發明之塗布膜形成方法，係對基板塗布黏度200cP以上、8000cP以下之塗布液以形成塗布膜；該塗布膜形成方法包括以下步驟： 以可繞鉛直軸旋轉自如之基板保持部水平地保持基板的步驟； 在塗布液噴嘴的前端側，形成塗布液的液珠的步驟； 使該液珠以與塗布液噴嘴之間之塗布液的液柱不中斷的方式下降，而使塗布液接觸基板之中心部的步驟； 接著，以使塗布液不中斷的方式，從該塗布液噴嘴吐出塗布液以形成液滴的步驟；以及 之後，使基板旋轉，而使基板上之該液滴擴展至基板之表面整體的步驟； 使塗布液接觸基板之中心部的該步驟，係在停止塗布液之吐出的狀態下、或者在以如下流量而吐出塗布液之狀態下進行；該流量係少於形成液滴的該步驟中之塗布液吐出流量的流量、且係使液珠接觸基板時不將氣泡帶進塗布液中的流量。

本發明之塗布膜形成裝置，係對基板塗布黏度200cP以上、8000cP以下之塗布液以形成塗布膜；該塗布膜形成裝置包括： 基板保持部，水平地保持該基板； 旋轉機構，使該基板保持部繞鉛直軸旋轉； 塗布液噴嘴，對該基板供給用以形成塗布膜之塗布液； 移動機構，使該塗布液噴嘴移動；以及 控制部，執行下述步驟；在塗布液噴嘴的前端側形成有不因自重而滴下之塗布液的液珠之狀態下，使該液珠接觸基板之中心部的步驟；接著，以使該塗布液噴嘴所吐出之塗布液不中斷、且使該塗布液噴嘴的前端部不會埋沒進基板上的塗布液中的方式，使該塗布液噴嘴動作，而從該塗布液噴嘴吐出塗布液以形成液滴的步驟；以及，之後，使基板旋轉，而使基板上之該液滴擴展至基板之表面整體的步驟。

本發明之記錄媒體，記錄了以基板保持部保持基板、並藉由旋轉塗布以將塗布液塗布至基板上的裝置所用的電腦程式； 該電腦程式編寫有步驟群，以執行上述之塗布膜形成方法。 [發明之效果]

藉由本發明，在對基板以旋轉塗布而塗布黏度200cP以上、8000cP以下之塗布液之際，係吐出不會因自重而從塗布液噴嘴滴下之份量的塗布液以在塗布液噴嘴之前端形成液珠，同時和緩地使塗布液噴嘴下降，以使液珠與基板表面接液(wetted)。因此可以避免塗布液強勁地衝撞基板，而可以抑制帶進氣泡的情形。 再者，藉由另一態樣之發明，由於係使形成在塗布液噴嘴前端的液珠，以使與塗布液噴嘴之間的塗布液液柱不中斷的方式下降，而使塗布液接觸基板之中心部，因此可以可以避免塗布液強勁地衝撞基板，而可以獲得同樣的效果。

[第1實施形態]

針對以本發明之塗布膜形成裝置，套用在對晶圓W塗布作為塗布液之光阻液的光阻塗布裝置的第1實施形態，進行說明。如圖1、圖2所示，光阻塗布裝置具備作為基板保持部的旋轉夾頭11，其藉由對例如直徑300mm之晶圓W的背面中央部進行真空吸附，而水平地保持該晶圓W。此旋轉夾頭11，係由下方透過軸部12而連接至旋轉機構13，而可以藉由該旋轉機構13，繞鉛直軸旋轉。

在旋轉夾頭11之下方側，設有圓形板14，其設置成隔著間隙而環繞軸部12。再者，設有3支昇降頂針15，其以貫穿圓形板14的方式，而在圓周方向上等間隔地設置；藉由昇降頂針15之昇降，而在光阻塗布裝置之外部的搬送臂與旋轉夾頭11之間，傳遞晶圓W。圖中之16，係使昇降頂針15昇降的昇降機構。

再者，設有杯體2，其設置成環繞旋轉夾頭11。杯體2承接從旋轉之晶圓W飛散、或濺落的排液，並將該排液排出至光阻塗布裝置外。杯體2在前述圓形板14之周圍，具有剖面形狀設為山型且環狀的山型導引部21；而從山型導引部21之外周邊緣，設有往下方延伸之環狀的垂直壁23。山型導引部21將濺落自晶圓W之液體，導引至晶圓W的外側下方。

再者，設有如環繞山型導引部21之外側般而垂直的筒狀部22、以及由此筒狀部22之上緣朝向內側上方斜向延伸的上側導引部24。上側導引部24在圓周方向上，設有複數之開口部25。再者，筒狀部22之下方側，在山型導引部21及垂直壁23之下方形成有剖面為凹型之環狀的液體承接部26。於此液體承接部26，係在外周側連接有排液路27；同時在比排液路27更為內周側，以由下方伸入的形式設有排氣管28。

再者，設有筒狀部31，其設置成自上側導引部24之基底端側周緣，朝向上方延伸；而自此筒狀部31之上緣，設有朝向內側上方伸出的傾斜壁32。因該晶圓W之旋轉而飛散之液體，會由傾斜壁32、上側導引部24及垂直壁23、筒狀部31承接，並導入至排液路27。上述之杯體2、以及後述之光阻液噴嘴5與溶劑噴嘴6的移動區域，係設於未圖示之外殼內。

光阻塗布裝置具備光阻液噴嘴5，其用以供給黏度200～8000cP之光阻液，例如係黏度500cP之光阻液。光阻液噴嘴5，形成為例如內徑係6mm之圓筒狀，由其前端朝向垂直下方，吐出光阻液。光阻液噴嘴藉由包含臂部56、移動體57、未圖示之昇降機構及導軌58在內的移動機構，而構成為在晶圓W上方區域的吐出位置、以及杯體2外的待機匯流處59之間移動。

如圖2所示，光阻液噴嘴5係透過光阻液供給管51，而連接至光阻液供給部53，該光阻液供給部53係由例如過濾器、泵浦、閥及光阻液供給源等所構成。再者，於光阻液供給管51設有回吸閥52，其用以在光阻液噴嘴5之前端形成液珠。回吸閥52如圖3(a)所示，係於外殼70之內部設有間隔壁71，同時在間隔壁71之下部側設置隔膜72，並形成以間隔壁71及隔膜72所圍成的氣壓調整空間78。此氣壓調整空間78連接著：自外殼70外部供給加壓空氣的加壓配管74、以及抽吸氣壓調整空間78內部的抽吸管75。在加壓配管74中之連接外殼70的部位，設有限流孔79，其構成為抑制加壓空氣之供給速度。

加壓配管74、抽吸管75分別連接著工廠內之加壓用配管及減壓用配管；而在加壓配管74、抽吸管75之途中分別設有電磁閥76、77，藉由來自控制部10的控制訊號以控制開閉時間，藉此而進行氣壓調整空間78之壓力調整。隔膜72之下部側，係以連通至光阻液供給管51的方式而受到伸縮囊體73圍繞；藉由抽吸氣壓調整空間78而如圖3(b)所示，使隔膜72朝上方彎曲，而使伸縮囊體73內側的容積變大。藉此而使得在光阻液供給管51內流動的光阻液，吸進回吸閥52內。再者，吸進光阻液後，再藉由對氣壓調整空間78加壓，而如圖3(c)所示，隔膜72下降，伸縮囊體73內側的容積變小。藉此而將原本吸進回吸閥52內的光阻液，擠出至光阻液供給管51。

然後藉由後述之控制部10而控制回吸閥52，以向光阻液供給管51擠出如下份量的光阻液：在光阻液噴嘴5之前端形成不會因自重而滴下之大小的液珠之份量。由於光阻液之黏度高達500cP，因此從光阻液噴嘴5之前端所吐出之量少時，不會因自重而由光阻液噴嘴5之前端滴下，而是會在光阻液噴嘴5之前端形成液珠。因此，光阻液之液面，會位於光阻液噴嘴5之前端；在停止從光阻液供給部53供給光阻液的狀態下，藉由驅動回吸閥52，而會在光阻液噴嘴5之前端，形成不會因自重而滴下之大小的液珠。

回到圖1、2，光阻塗布裝置具備溶劑噴嘴6，其對晶圓W供給用以進行預濕處理的溶劑。溶劑噴嘴6係透過溶劑供給管61，而與溶劑供給部62連接。溶劑供給部62構成為藉由泵浦、過濾器、閥等，而可以由溶劑噴嘴6之前端，吐出既定量的溶劑。溶劑噴嘴6係由臂部66所支持，此臂部66係以藉由未圖示之昇降機構而昇降的方式，設於移動體67。移動體67係依導軌68之導引而移動，並構成為使溶劑噴嘴6可在設於晶圓W外部之待機匯流處69、以及晶圓W上方區域之間移動。又，於圖1中，對於杯體2、溶劑噴嘴6及光阻液噴嘴5之配置間隔，係繪示得較誇張。

於光阻塗布裝置，設有電腦所構成之控制部10。於控制部10，安裝有程式，該程式係儲存在例如軟碟、光碟、硬碟、MO(磁光碟)及記憶卡等的記錄媒體。所安裝之程式，編寫有指令(各步驟)，藉以對光阻塗布裝置之各部傳送控制訊號，而控制其動作。又，在此所謂之程式，包含記述了處理程序的製程配方。具體而言，由程式控制：旋轉機構13所為之晶圓W轉速的變更、光阻液噴嘴5的移動、從光阻液供給部53對光阻液噴嘴5供給或停止光阻液等的動作、回吸閥52之驅動等。

接著針對光阻塗布裝置之作用，參照圖4～圖10，進行說明。又，於圖4～圖10中，對於晶圓W與光阻液噴嘴5之距離，係繪示得較誇張。首先，晶圓W藉由設於光阻塗布裝置外部且未圖示之搬送臂，而搬入至光阻塗布裝置內。晶圓W藉由搬送臂與昇降頂針15之協同動作，而載置於旋轉夾頭11。接著，溶劑噴嘴6移動，而位於晶圓W中心部之上方。

接著一邊使晶圓W以例如1000rpm之轉速旋轉，一邊由溶劑噴嘴6對晶圓W之中心部供給溶劑。所供給之溶劑會因晶圓W高速旋轉所產生的離心力，而從晶圓W之中心一口氣地朝向周緣部延展，使得晶圓W之表面整體都成為濕潤的狀態。

之後，停止晶圓W之旋轉，並且一邊使溶劑噴嘴6退避至晶圓W外，一邊使例如預先在晶圓W上待機之光阻液噴嘴5如圖4所示般移動，而使光阻液噴嘴5之前端位於晶圓W中心部之上方、且距離晶圓W表面3mm之高度。之後，驅動回吸閥52，而從回吸閥52對光阻液供給管51擠出光阻液。如上所述，控制成使回吸閥52擠出之光阻液量，會在光阻液噴嘴5之前端形成不會因自重而滴下之大小的液珠。

光阻液藉由例如預先在待機匯流處59進行模擬供液，而調整成液面會位於光阻液噴嘴5之前端；一旦從回吸閥52擠出光阻液，則會在光阻液噴嘴5之前端，形成藉由表面張力而不會因自重而滴下之大小的半球狀之液珠。在光阻液噴嘴5之前端形成之液珠，有時會因光阻液噴嘴5之口徑或光阻液之黏度等，而形成為相較於半球更接近球形、或不到半球的情形，但只要形成為從光阻液噴嘴5之前端突出即可。此時液珠係形成為：例如其前端從光阻液噴嘴5之前端突出2mm。

接著如圖5所示，維持在停止晶圓W之旋轉的狀態下，而使光阻液噴嘴5以例如1mm／秒以下之速度下降，並使光阻液噴嘴5之前端位在距離晶圓W之表面1mm的高度。在光阻液噴嘴5之前端，由於形成有自光阻液噴嘴5突出2mm的液珠，因此液珠會與晶圓W之中心部表面接液。此時之光阻液噴嘴5所移動的高度位置，係藉由預先形成不會因自重而滴下之液珠，而量測從例如光阻液噴嘴5之前端部到液珠之前端為止的高度尺寸來先行決定，並寫入控制部10。

之後，如圖6所示，維持在停止晶圓W之旋轉的狀態下，使光阻液噴嘴5以例如3mm／秒以下之速度上昇，並使光阻液噴嘴5之前端位在距離晶圓W表面3mm之高度。光阻液噴嘴5之前端的液珠，部份會與晶圓W之表面接液，藉由其表面張力而吸附至晶圓W；在使光阻液噴嘴5上昇時，光阻液噴嘴5側之光阻液、以及與晶圓W表面接液之光阻液，會不中斷地拉伸。

更進一步地，接下來使晶圓W以200rpm之轉速旋轉，並且一邊維持轉速，一邊由光阻液噴嘴5朝向晶圓W吐出光阻液。在開始從光阻液噴嘴5吐出光阻液前，由於光阻液噴嘴5側的光阻液、以及與晶圓W表面接液之光阻液並未中斷，因此從光阻液噴嘴5吐出之光阻液，會沿著已拉伸之光阻液而和緩地供給至晶圓W。 一旦供給了光阻液，就會在晶圓W之表面，形成如圖7所示之光阻液的液滴。由於光阻液的黏度高，故流動性低。因此一旦開始吐出光阻液，則在晶圓W表面之液滴上有供給到光阻液之部分，液膜會急劇地變厚。 在開始吐出光阻液時，若光阻液噴嘴5的高度位置太低，則光阻液噴嘴5之前端，會有埋沒在晶圓W表面所形成之液滴之虞。而若光阻液噴嘴5之前端部附著了光阻液，會成為導致產生微塵顆粒(particle)的主因。

因此在使光阻液之液珠與晶圓W接液後，於朝向晶圓W吐出光阻液前，藉由「使光阻液噴嘴5側之光阻液、以及與晶圓W表面接液之光阻液不中斷」的方式而使光阻液噴嘴5上昇，而可以避免在開始吐出光阻液時，光阻液噴嘴5之前端埋沒於液滴的情形。又，若是在光阻液之黏度低，而在開始吐出光阻液時，光阻液噴嘴5之前端不會埋沒於液滴之情況下，亦可不用在開始吐出光阻液前使光阻液噴嘴5上昇。

接著繼續吐出光阻液，並對晶圓W供給光阻液，例如合計15cc的光阻液。此時，自從開始吐出光阻液，晶圓W側之光阻液的液滴，就逐漸地變大；而有供給到光阻液的部分，亦即晶圓W中心部上方之液滴的厚度，則逐漸地變厚。因此如圖8所示，一邊從光阻液噴嘴5進行光阻液之吐出，一邊使光阻液噴嘴5以例如1mm／秒之速度上昇，以避免光阻液噴嘴5接觸液滴，亦即避免光阻液噴嘴5埋沒於液滴。再者，此時藉由漸進地放慢光阻液噴嘴5的上昇速度，而以光阻液噴嘴5側之光阻液、以及與晶圓W表面接液之光阻液不中斷的方式上昇。

之後，一旦完成光阻液之吐出，就使光阻液噴嘴5退避至晶圓W外。此時如圖9所示，於晶圓W之表面，會形成光阻液之液滴。之後，一旦使晶圓W之轉速提高至例如600～2000rpm，就會如圖10所示，光阻液在晶圓W表面擴展。接著藉由使晶圓W旋轉，而在甩除晶圓W表面之光阻液之同時，使光阻液之液膜乾燥，以製得光阻之塗布膜。

於上述實施形態，在對晶圓W塗布黏度200cP以上、8000cP以下之光阻液之際，係於光阻液噴嘴5之前端形成不因自重而滴下之大小的液珠後，和緩地使光阻液噴嘴5下降，並使液珠與晶圓W之表面接液。因此可以避免光阻液強勁地衝撞晶圓W，而可以抑制帶進氣泡的情形。因此可以避免因為在光阻液中混入氣泡而導致之光阻膜不良。

更進一步地，形成於晶圓W之表面的液滴，由於具有朝向晶圓W之周緣擴展的傾向，因此液滴的表面高度傾向於平均化。然而在光阻液的黏度高時，由於在供給光阻液後，液滴之表面高度平均化很慢，因此供給有光阻液之部位會逐漸變高。於上述實施形態中，係一邊對晶圓W吐出液體以形成液滴，一邊使光阻液噴嘴5在「光阻液噴嘴5側之光阻液、以及與晶圓W表面接液之光阻液不中斷」的情況下上昇。因此可以防止由於對晶圓W吐出液體，而使光阻液噴嘴5接觸到逐漸變高的液滴的情形。

再者，若是在光阻液噴嘴5側之光阻液、以及與晶圓W表面接液之光阻液中斷後，再繼續吐出光阻液而供給至晶圓W的話，會有光阻液從光阻液噴嘴5朝向液滴猛烈地滴下，而將氣泡帶進光阻液中之虞。因此在使形成於光阻液噴嘴5之前端側、且不因自重而滴下之塗布液的液珠，與晶圓W表面接液後，一直到結束對晶圓W供給光阻液為止的期間，藉由使得光阻液噴嘴5側之光阻液、以及與晶圓W表面接液之光阻液不中斷，而使光阻液沿著光阻液的水流而和緩地流動。因此，由於可以防止光阻液猛烈地滴下，故而可以防止將氣泡帶進光阻液中。

再者，本發明在對晶圓W進行光阻液之吐出以形成液滴時，亦可使光阻液噴嘴5朝水平方向移動，以使光阻液噴嘴5之前端不會埋沒進液滴裡。例如圖11所示，在對晶圓W吐出光阻液以形成液滴時，係使光阻液噴嘴5從晶圓W中心部朝向周緣方向，沿水平方向移動，而改變在液滴上的光阻液供給位置。如前文所述，由於光阻液的黏度高，因此在液滴上之有供給到光阻液的部位會逐漸地變高；但藉由改變光阻液之供給位置，可以避免液滴之高度局部性地變高，而可以防此光阻液噴嘴5之前端埋沒進液滴裡。

再者，本發明在對晶圓W供給光阻液之際，亦可係先使光阻液噴嘴5在晶圓W中心部之上方，將前端下降至晶圓W表面上方1mm的高度後，再操作回吸閥52，而在光阻液噴嘴5之前端形成液珠。由於在如此這般地進行操作之情況下，液珠亦會和緩地與晶圓W之表面接液，因此可以防止將氣泡帶進光阻液中的情形，可以收得同樣的效果。

更進一步地，在開始對晶圓W吐出液體而形成液滴後，在直到完成液滴形成之期間，即使使晶圓W停止，亦可收得效果；但若係一邊使晶圓W旋轉、一邊對晶圓W供給光阻液，則藉由晶圓W之旋轉，會易於使液滴表面之高度平均。因此，由於可以防止液滴局部性地變厚，因此可以更確實地抑制光阻液噴嘴5埋沒進液滴裡的情形。更進一步地，由於使液滴平均，因此在提高晶圓W之轉速以使光阻液在晶圓W表面擴展時，膜厚的面內一致性會很良好。

高黏度之光阻液在形成液滴後，藉由以600～2000rpm的速度一口氣地擴展，而可以在晶圓W表面均勻地形成塗布膜。在對晶圓W吐出光阻液以形成液滴之步驟時，若轉速過高，則有液滴過度擴展而加速乾燥，導致在提高轉速時無法充份擴展之虞。因此從使光阻液噴嘴5之前端所形成之液珠與晶圓W之表面接液的步驟、到結束光阻液之吐出而完成液滴之形成為止之期間的轉速，較佳係200rpm以下。

再者，亦可從在光阻液噴嘴5之前端側形成液珠之步驟、到對晶圓W供給光阻液為止之期間，皆使晶圓W旋轉。 更進一步地，在對晶圓W吐出光阻液以形成液滴之步驟，亦可漸進式地提高晶圓W之轉速。例如在對晶圓W吐出光阻液以形成液滴時，亦可將晶圓W之轉速設定為10、30、60及150rpm之轉速，並依此順序而分別旋轉10秒。在晶圓W表面，係外周側之速度快而易於乾燥。因此若使液滴快速地擴展，則會有太快擴展至外周側，而導致太快乾燥之虞。藉由漸進式地加快晶圓W之旋轉速度，由於液滴會緩緩地擴展，因此可以抑制外周側之乾燥。 再者，於光阻液噴嘴5之前端側形成不因自重而滴下之光阻液液珠的步驟，亦可藉由設在光阻液供給部53的泵浦之控制來進行。

再者，本發明在形成光阻液之液珠後，於使光阻液噴嘴5下降以使液珠與與晶圓W之表面接液之際，亦可調查光阻液噴嘴5之前端所形成之液珠的大小，而調整使液珠與晶圓W接液時之光阻液噴嘴5的高度位置。例如圖12所示，支持光阻液噴嘴5之臂部56的背面側，設有作為影像感測器(攝影部)之CCD相機或CMOS相機等的相機9，用以取得光阻液噴嘴5之前端部影像。然後在如圖4所示之例如於光阻液噴嘴5之前端形成液珠之步驟後，進行光阻液噴嘴5之前端部之攝影，並量測從光阻液噴嘴5之前端突出之液珠的大小。

而液珠之大小，例如係以從光阻液噴嘴5之前端到液珠之前端為止的長度來進行量測；再調整圖5所示之使液珠與晶圓W之表面接液時之光阻液噴嘴5的高度位置。就高度而言，只要求取例如從光阻液噴嘴5之前端到液珠之前端為止的長度減去1mm之數値，再設定為從光阻液噴嘴5之前端到晶圓W表面為止之距離即可。 再者，於量測液珠之大小後，亦可藉由回吸閥52，進行光阻液之抽吸或擠出，以調整液珠之大小。

再者，於液珠之大小過大之情況下，在使液珠與晶圓W之表面接液時，容易因強烈衝撃而導致衝撞，造成氣泡混入。更進一步地，在液珠過小之情況下，於使光阻液噴嘴5移動到既定之高度位置時，液珠無法充份地與晶圓W表面接液，而導致在使光阻液噴嘴5上昇時，光阻液恐怕無法吸附在晶圓W表面，而造成在對晶圓W吐出光阻液以形成液滴之步驟中，產生帶進氣泡之虞。因此亦可預先設定液珠大小之容許範圍，而當液珠之大小係在設定値之範圍外時，就發出警示，停止光阻塗布裝置。藉由如此這般之構成，可以抑制氣泡混入光阻膜中的情形，而可以抑制光阻膜之不良。

[第2實施形態] 針對第2實施形態之塗布膜形成方法，參照圖13～圖18，進行說明。此例係將圖2所示之光阻塗布裝置，設定成光阻液噴嘴5的內徑為4.5mm。又，圖13～圖18中的53A，係設於光阻液供給部53的閥；對於關閉之閥53A，係繪示成附帶陰影線。在對晶圓W塗布光阻液之際，係預先將光阻液吸進回吸閥52；更進一步地，停止從光阻液供給部53供給光阻液，例如係使光阻液供給部53中的閥53A成為關閉狀態。接著在停止晶圓W之狀態下，使光阻液噴嘴5之前端位於晶圓W之中心部上方，且係距離晶圓W表面10～20mm之高度。之後，如圖13所示，在使閥53A關閉之狀態下，從回吸閥52對光阻液供給管51擠出光阻液，例如為期1秒鐘。藉此而在光阻液噴嘴5之前端部形成液珠。此時，從回吸閥52擠出之液量，亦即為了形成液珠而自光阻液噴嘴5之前端吐出之液量，係設定成在停止光阻液之吐出時，液珠會以光阻液不中斷之狀態而滴下至晶圓W的量。具體而言，在光阻液噴嘴5之內徑係4.5mm之情況下，雖視處理液的黏度而定，但設定在5～10ml。

接著在維持閥53A關閉的狀態下，停止回吸閥52，而停止光阻液之吐出，為期1秒鐘。藉此，如圖14所示，液珠在光阻液不中斷的狀態下，配合光阻液之黏性及自重，而緩緩下降；其前端逐漸變細，而和緩地與晶圓W接液。之後，從光阻液噴嘴5吐出之份量的光阻液，係在晶圓W表面接液之光阻液與光阻液噴嘴5側不中斷的狀態下，因其自重而滴下至晶圓W表面，並在晶圓W表面擴展。藉此，如圖15所示，光阻液在晶圓W表面上，遍及在大於光阻液噴嘴5之開口面積的較大範圍上擴展，並且晶圓W表面之光阻液與光阻液噴嘴5之光阻液係不中斷的狀態。

之後，如圖16所示，維持在晶圓W表面之光阻液與光阻液噴嘴5之光阻液不中斷的狀態下，開啟閥53A，並從光阻液噴嘴5，以例如5ml／秒之流量，對晶圓W吐出15ml的光阻液。藉此，光阻液會如圖16、圖17所示，維持在晶圓W表面的光阻液與光阻液噴嘴5的光阻液不中斷的狀態，同時朝向晶圓W表面和緩地滴下；並如圖18所示，在晶圓W表面擴展，而形成光阻液之液滴。又，在開啟閥53A、並對晶圓W供給光阻液以形成液滴之步驟，亦可使晶圓W以200rpm以下的旋轉速度旋轉。 之後，停止光阻液，並在光阻液噴嘴5之光阻液與晶圓W表面之光阻液中斷後，使光阻液噴嘴5從晶圓W上方退避，同時使晶圓W以例如600～2000rpm之轉速旋轉。藉此以使形成液滴之光阻液，擴展至晶圓W之表面整體。

於第2實施形態之塗布膜形成方法，係使光阻液噴嘴5之前端所形成之液珠，以光阻液不中斷的形態，而因自重滴下，並與晶圓W之表面接液；因此可以避免光阻液猛烈地衝撞晶圓W，可以防止帶進氣泡。再者，接著在供給光阻液時，藉由使光阻液噴嘴5側之光阻液、以及與晶圓W表面接液之光阻液不中斷，而使光阻液和緩地滴下至晶圓W。因此光阻液不會猛烈地滴下，而可以抑制因光阻液猛烈地衝撞晶圓W所導致之帶進氣泡之情形。更進一步地，在使光阻液之液珠與晶圓W接液後，係於晶圓W表面之光阻液的液滴，擴展得比光阻液噴嘴5之開口孔徑更大之後，再進行光阻液之供給。在開啟閥53A而供給光阻液時，會有光阻液之供給量大、光阻液之速度變快的傾向；但係以光阻液搭在晶圓W上的液滴上之形式供給。因此較快速度之光阻液不會直接衝撞在晶圓W上，故而可以抑制氣泡帶進光阻液中的情形。

再者，於第2實施形態之塗布膜形成方法，在使光阻液噴嘴5之前端所形成之液珠滴下而與晶圓W接液之步驟(圖14)，亦可吐出光阻液。此時若係光阻液之吐出流量多的情況下，則液珠之滴下速度會加速，同時在液珠變細的狀態下會難以與晶圓W接液，導致容易將氣泡帶進光阻液中。因此，在例如對晶圓W供給光阻液前，除了先吸進在回吸閥52形成液珠之光阻液量以外，還要先吸進液珠滴下時所吐出之份量的光阻液。然後，在吐出用以形成液珠之份量的光阻液而在光阻液噴嘴5之前端形成了液珠後，於使液珠滴下至晶圓W時，在使閥53A關閉之狀態下，花例如1秒的時間而將殘留在回吸閥52內的光阻液擠出。藉由如此這般之構成，而可以使液珠滴下時之光阻液的吐出流量限制在例如0.3ml／秒以下，因此液珠之滴下速度不會變得過快。 [實施例]

為了驗證本發明之實施形態的效果，進行了下述試験。 (比較例1) 在圖2所示之光阻塗布裝置，使光阻液噴嘴5位於前端係在晶圓W之中心部上方10～20mm的高度，開啟閥53A並吐出15ml的光阻液，而對晶圓W表面供給光阻液。接著，使晶圓W以1000rpm之轉速旋轉，而在晶圓W表面使光阻液擴展；以此例作為比較例1。 (比較例2) 除了使光阻液噴嘴5之內徑設為4.5mm以外，皆與比較例1同樣地操作；以此例作為比較例2。 (實施例) 依據第2實施形態而對晶圓W供給光阻液，以形成光阻膜；以此例作為實施例。

對於比較例1、2及實施例各25片之晶圓W，進行光阻膜之塗布，並調查光阻膜中有無氣泡。 於比較例1，在25片中，有15片晶圓W查出光阻膜中有氣泡。再者，於比較例2，在25片中，有9片晶圓W查出光阻膜中有氣泡。相對於此，於實施例，在所有晶圓W皆未查出光阻膜中有氣泡。

根據此結果，可謂藉由套用本發明之塗布膜形成方法，而可以抑制在塗布膜中產生氣泡的情形。

2‧‧‧杯體

5‧‧‧光阻液噴嘴

6‧‧‧溶劑噴嘴

9‧‧‧相機

10‧‧‧控制部

11‧‧‧旋轉夾頭

12‧‧‧軸部

13‧‧‧旋轉機構

14‧‧‧圓形板

15‧‧‧昇降頂針

16‧‧‧昇降機構

21‧‧‧山型導引部

22‧‧‧筒狀部

23‧‧‧垂直壁

24‧‧‧上側導引部

25‧‧‧開口部

26‧‧‧液體承接部

27‧‧‧排液路

28‧‧‧排氣管

31‧‧‧筒狀部

32‧‧‧傾斜壁

51‧‧‧光阻液供給管

52‧‧‧回吸閥

53‧‧‧光阻液供給部

53A‧‧‧閥

56‧‧‧臂部

57‧‧‧移動機構

58‧‧‧導軌

59‧‧‧待機匯流處

61‧‧‧溶劑供給管

62‧‧‧溶劑供給部

66‧‧‧臂部

67‧‧‧移動體

68‧‧‧導軌

69‧‧‧待機匯流處

70‧‧‧外殼

71‧‧‧間隔壁

72‧‧‧隔膜

73‧‧‧伸縮囊體

74‧‧‧加壓配管

75‧‧‧抽吸管

76、77‧‧‧電磁閥

78‧‧‧氣壓調整空間

79‧‧‧限流孔

W‧‧‧晶圓

【圖1】繪示第1實施形態之光阻塗布裝置的立體圖。 【圖2】繪示第1實施形態之光阻塗布裝置的縱剖面圖。 【圖3】(a)、(b)、(c)繪示回吸閥的縱斷側視圖。 【圖4】繪示第1實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖5】繪示第1實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖6】繪示第1實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖7】繪示第1實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖8】繪示第1實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖9】繪示第1實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖10】繪示第1實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖11】繪示第1實施形態之另一例之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖12】繪示第1實施形態之又一例之臂部的立體圖。 【圖13】繪示第2實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖14】繪示第2實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖15】繪示第2實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖16】繪示第2實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖17】繪示第2實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。 【圖18】繪示第2實施形態之光阻液塗布製程的說明圖。

Claims (9)

1. 一種塗布膜形成方法，係對基板塗布黏度200cP以上、8000cP以下之塗布液以形成塗布膜；該塗布膜形成方法包括以下步驟：以可繞鉛直軸旋轉自如之基板保持部水平地保持基板的步驟；在塗布液噴嘴的前端側形成有不因自重而滴下之塗布液的液珠之狀態下，使該液珠接觸基板之中心部的步驟；接著，以使該塗布液噴嘴所吐出之塗布液不中斷、且使該塗布液噴嘴的前端部不會埋沒進基板上的塗布液中的方式，使該塗布液噴嘴動作，而從該塗布液噴嘴吐出塗布液以形成液滴的步驟；以及之後，使基板旋轉，而使基板上之該液滴擴展至基板之表面整體的步驟。
2. 如申請專利範圍第1項之塗布膜形成方法，其中，使液珠接觸基板之中心部的該步驟，包括以下步驟：在塗布液噴嘴的前端側，形成不因自重而滴下之塗布液的液珠的步驟；以及接著，使該塗布液噴嘴下降，而使該液珠接觸基板的步驟。
3. 如申請專利範圍第1或2項之塗布膜形成方法，其中，形成液滴的該步驟，包括以下步驟：在使該液珠接觸基板後，於使該塗布液噴嘴上昇後之位置，吐出塗布液的步驟。
4. 如申請專利範圍第1或2項之塗布膜形成方法，其中，形成液滴的該步驟，包括以下步驟：在使該液珠接觸後，於使該塗布液噴嘴上昇後之位置，吐出塗布液，以在基板上形成液滴的步驟；以及接著，在使該塗布液噴嘴更為上昇後之位置，繼續吐出塗布液的步驟。
5. 如申請專利範圍第1或2項之塗布膜形成方法，其中，形成液滴的該步驟，包括以下步驟：在使該液珠接觸後，於使該塗布液噴嘴上昇後之位置，吐出塗布液，以在基板上形成液滴的步驟；以及接著，一邊使該塗布液噴嘴移動至基板之周緣側，一邊繼續吐出塗布液的步驟。
6. 如申請專利範圍第1或2項之塗布膜形成方法，其中，形成液滴的該步驟，係一邊使基板以200rpm以下之轉速旋轉，一邊進行。
7. 一種塗布膜形成方法，係對基板塗布黏度200cP以上、8000cP以下之塗布液以形成塗布膜；該塗布膜形成方法包括以下步驟：以可繞鉛直軸旋轉自如之基板保持部水平地保持基板的步驟；在塗布液噴嘴的前端側，形成塗布液的液珠的步驟；使該液珠以與塗布液噴嘴之間之塗布液的液柱不中斷的方式下降，而使塗布液接觸基板之中心部的步驟；接著，以使塗布液不中斷的方式，從該塗布液噴嘴吐出塗布液以形成液滴的步驟；以及之後，使基板旋轉，而使基板上之該液滴擴展至基板之表面整體的步驟；使塗布液接觸基板之中心部的該步驟，係在停止塗布液之吐出的狀態下、或者在以如下流量吐出塗布液之狀態下進行：該流量係少於形成液滴的該步驟中之塗布液吐出流量的流量、且係使液珠接觸基板時不將氣泡帶進塗布液中的流量。
8. 一種塗布膜形成裝置，係對基板塗布黏度200cP以上、8000cP以下之塗布液以形成塗布膜；該塗布膜形成裝置包括：基板保持部，水平地保持該基板；旋轉機構，使該基板保持部繞鉛直軸旋轉；塗布液噴嘴，對該基板供給用以形成塗布膜之塗布液；移動機構，使該塗布液噴嘴移動；以及控制部，執行下述步驟；在塗布液噴嘴的前端側形成有不因自重而滴下之塗布液的液珠之狀態下，使該液珠接觸基板之中心部的步驟；接著，以使該塗布液噴嘴所吐出之塗布液不中斷、且使該塗布液噴嘴的前端部不會埋沒進基板上的塗布液中的方式，使該塗布液噴嘴動作，而從該塗布液噴嘴吐出塗布液以形成液滴的步驟；以及，之後，使基板旋轉，而使基板上之該液滴擴展至基板之表面整體的步驟。
9. 一種記錄媒體，記錄了以基板保持部保持基板、並藉由旋轉塗布以將塗布液塗布至基板上的裝置所用的電腦程式；該電腦程式包含有用以執行申請專利範圍第1至7項中任一項之塗布膜形成方法的步驟群。