TWI669751B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之基板處理裝置具備旋轉保持部、塗佈液噴出系統、第1噴出速率調整部及第2噴出速率調整部。旋轉保持部將基板以水平姿勢保持並使其旋轉。塗佈液噴出系統將塗佈液噴出至藉由旋轉保持部而旋轉之基板之一面之中心部。第1噴出速率調整部於第1期間，將自塗佈液噴出系統之塗佈液之噴出速率調整為第1速率，以使自塗佈液噴出系統噴出至基板之一面之中心部之塗佈液於基板之一面上擴展。第2噴出速率調整部於第1期間之後之第2期間，將自塗佈液噴出系統之塗佈液之噴出速率調整為高於第1速率之第2速率，以使擴展至基板之一面之整體之塗佈液的厚度增加。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於一種於基板上形成塗佈液之膜之基板處理裝置及基板處理方法。
於半導體製造中之微影製程中，為了藉由曝光處理於基板上形成圖案，而利用基板處理裝置將抗蝕劑液等塗佈液塗佈於基板。
專利文獻1中所記載之膜處理單元包含旋轉夾頭、溶劑噴出噴嘴及抗蝕劑液噴出噴嘴。利用旋轉夾頭將基板水平地保持，自溶劑噴出噴嘴將溶劑噴出至基板上之後，開始基板之旋轉，並且自抗蝕劑液噴出噴嘴將抗蝕劑液噴出至基板上。繼而，於基板被旋轉之狀態下，使抗蝕劑液之噴出速度下降至低於第1噴出速度之第2噴出速度。其後，使抗蝕劑液之噴出及基板之旋轉停止。
[專利文獻1]日本專利特開2001-297964號公報
[發明所欲解決之問題] 近年來，藉由半導體電路之高積體化，而開發有具有三維構造之元件。為了製造此種元件，以形成膜厚大於先前之塗佈膜之方式將高黏度之塗佈液塗佈於基板。於塗佈液之黏度較高之情形時，即使基板被旋轉，於基板上塗佈液亦難以擴展。因此，基板上之塗佈膜之均勻性易變低。於使用大量塗佈液之情形時，能夠提高基板上之塗佈膜之厚度之均勻性。然而，於該情形時，基板處理之成本變高。
本發明之目的在於提供一種能夠一面抑制塗佈液之消耗量，一面提高形成於基板上之塗佈液之膜之厚度之均勻性的基板處理裝置及基板處理方法。
[解決問題之技術手段] (1)本發明之一態樣之基板處理裝置具備：旋轉保持部，其將基板以水平姿勢保持並使其旋轉；塗佈液噴出系統，其將塗佈液噴出至藉由旋轉保持部而旋轉之基板之一面之中心部；第1噴出速率調整部，其於第1期間，將自塗佈液噴出系統之塗佈液之噴出速率調整為第1速率，以使自塗佈液噴出系統噴出至基板之一面之中心部的塗佈液於基板之一面上擴展；及第2噴出速率調整部，其於第1期間之後之第2期間，將自塗佈液噴出系統之塗佈液之噴出速率調整為高於第1速率之第2速率，以使擴展至基板之一面之整體之塗佈液的厚度增加。
於該基板處理裝置中，於第1期間，將塗佈液之噴出速率調整為第1速率，以使被噴出至旋轉之基板之一面之中心部的塗佈液於基板之一面上擴展。於第1期間之後之第2期間，將塗佈液之噴出速率調整為高於第1速率之第2速率，以使擴展至旋轉之基板之一面之整體之塗佈液的厚度增加。
於該情形時，於第1期間以相對較低之第1速率噴出塗佈液，因此能夠一邊抑制塗佈液之消耗量，一邊使塗佈液於基板之一面上擴展。又，於第2期間以相對較高之第2速率噴出塗佈液，因此即使於塗佈液之黏度較高之情形時，亦能確保基板之一面上之塗佈液之流動性。藉此，能夠防止塗佈液聚集於基板之一面之一部分區域。因此，基板之一面上之塗佈液之厚度之均勻性提高。因此，能夠一面抑制塗佈液之消耗量，一面提高形成於基板上之塗佈液之膜之厚度的均勻性。
(2)基板處理裝置亦可進而具備：第1旋轉速度調整部，其於第1期間，將基於旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為第1速度；及第2旋轉速度調整部，其於第2期間，將基於旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於第1速度之第2速度。
於該情形時，於第1期間基板以相對較低之第1速度旋轉，因此能夠使塗佈液於基板之一面上穩定地擴展。藉此，能夠進而抑制塗佈液之消耗量。又，於第2期間基板以相對較高之第2速度旋轉，因此作用於塗佈液之離心力變大。藉此，能夠使塗佈液適當地擴展至基板之一面之外緣，能夠進而提高塗佈液之厚度之均勻性。
(3)本發明之另一態樣之基板處理裝置具備：旋轉保持部，其將基板以水平姿勢保持並使其旋轉；塗佈液噴出系統，其將塗佈液噴出至藉由旋轉保持部而旋轉之基板之一面之中心部；第1噴出速率調整部，其於第1期間，將自塗佈液噴出系統之塗佈液之噴出速率調整為第1速率；第2噴出速率調整部，其於第1期間之後之第2期間，將自塗佈液噴出系統之塗佈液之噴出速率調整為高於第1速率之第2速率；第1旋轉速度調整部，其於第1期間，將基於旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為第1速度；及第2旋轉速度調整部，其於第2期間，將基於旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於第1速度之第2速度。
於該基板處理裝置中，於第1期間，一邊使基板以第1速度旋轉，一邊以第1速率將塗佈液噴出至基板之一面之中心部。於第1期間之後之第2期間，一邊使基板以高於第1速度之第2速度旋轉，一邊以高於第1速率之第2速率將塗佈液噴出至基板之一面之中心部。
於該情形時，於第1期間能夠一邊抑制塗佈液之消耗量，一邊使塗佈液於基板之一面上穩定地擴展。於第2期間，即使於塗佈液之黏度較高之情形時，亦能夠確保基板之一面上之塗佈液之流動性。藉此，能夠防止塗佈液聚集於基板之一面之一部分區域。因此，基板之一面上之塗佈液之厚度之均勻性提高。因此，能夠一面抑制塗佈液之消耗量，一面提高形成於基板上之塗佈液之膜之厚度的均勻性。
(4)基板處理裝置亦可進而具備：第3旋轉速度調整部，其於第2期間之後之第3期間，將基於旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於第1速度且低於第2速度之第3速度；及噴出停止部，其於第3期間使塗佈液之噴出停止。
於該情形時，由於在基板之旋轉速度自第2速度下降至第3速度之後，使塗佈液之噴出停止，故而即使於塗佈液之噴出停止時塗佈液之液滴掉落至基板之一面上之塗佈液之表面，亦能夠於基板之一面上穩定地保持塗佈液。藉此，能夠進而提高塗佈液之膜之厚度之均勻性。
(5)基板處理裝置亦可進而具備第4旋轉速度調整部，該第4旋轉速度調整部係於第3期間之後之第4期間，將基於旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於第3速度且低於第2速度之第4速度。
於該情形時，於第4期間能夠適當地調整基板之一面上之塗佈液之膜之厚度。
(6)本發明之又一態樣之基板處理方法包括如下步驟：於第1期間，一邊藉由旋轉保持部使基板旋轉，一邊藉由塗佈液噴出系統以第1速率將塗佈液噴出至基板之一面之中心部，以使塗佈液於基板之一面上擴展；及於第1期間之後之第2期間，一邊藉由旋轉保持部使基板旋轉，一邊藉由塗佈液噴出系統以高於第1速率之第2速率將塗佈液噴出至基板之一面之中心部，以使擴展至基板之一面之整體之塗佈液的厚度增加。
根據該基板處理方法，於第1期間，將塗佈液以第1速率噴出至旋轉之基板之一面之中心部，以使塗佈液於基板之一面上擴展。於第1期間之後之第2期間，將塗佈液以高於第1速率之第2速率之噴出速率噴出至旋轉之基板之一面的中心部，以使擴展至基板之一面之整體之塗佈液的厚度增加。
於該情形時，於第1期間以相對較低之第1速率噴出塗佈液，因此能夠一邊抑制塗佈液之消耗量，一邊使塗佈液於基板之一面上擴展。又，於第2期間以相對較高之第2速率噴出塗佈液，因此即使於塗佈液之黏度較高之情形時，亦能夠確保基板之一面上之塗佈液之流動性。藉此，能夠防止塗佈液聚集於基板之一面之一部分區域。因此，基板之一面上之塗佈液之厚度之均勻性提高。因此，能夠一面抑制塗佈液之消耗量，一面提高形成於基板上之塗佈液之膜之厚度的均勻性。
(7)基板處理方法亦可進而包括如下步驟：於第1期間，將基於旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為第1速度；及於第2期間，將基於旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於第1速度之第2速度。
(8)本發明之又一態樣之基板處理方法亦可包括如下步驟：於第1期間，一邊藉由旋轉保持部使基板以第1速度旋轉，一邊藉由塗佈液噴出系統以第1速率將塗佈液噴出至基板之一面之中心部；及於第1期間之後之第2期間，一邊藉由旋轉保持部使基板以高於第1速度之第2速度旋轉，一邊藉由塗佈液噴出系統以高於第1速率之第2速率將塗佈液噴出至基板之一面之中心部。
於該基板處理裝置中，於第1期間，一邊使基板以第1速度旋轉，一邊以第1速率將塗佈液噴出至基板之一面之中心部。於第1期間之後之第2期間，一邊使基板以高於第1速度之第2速度旋轉，一邊以高於第1速率之第2速率將塗佈液噴出至基板之一面之中心部。
於該情形時，於第1期間能夠一邊抑制塗佈液之消耗量，一邊使塗佈液於基板之一面上穩定地擴展。於第2期間，即使於塗佈液之黏度較高之情形時，亦能夠確保基板之一面上之塗佈液之流動性。藉此，能夠防止塗佈液聚集於基板之一面之一部分區域。因此，基板之一面上之塗佈液之厚度之均勻性提高。因此，能夠一面抑制塗佈液之消耗量，一面提高形成於基板上之塗佈液之膜之厚度的均勻性。
(9)基板處理方法亦可進而包括如下步驟：於第2期間之後之第3期間，將基於旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於第1速度且低於第2速度之第3速度；及於第3期間使塗佈液之噴出停止。
(10)基板處理方法亦可進而包括如下步驟：於第3期間之後之第4期間，將基於旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於第3速度且低於第2速度之第4速度。
[發明之效果] 根據本發明，能夠一面抑制塗佈液之消耗量，一面提高形成於基板上之塗佈液之膜之厚度的均勻性。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之一實施形態之基板處理裝置及基板處理方法進行說明。再者，於本實施形態中，使用抗蝕劑液作為塗佈液。
[1]基板處理裝置 圖1係本發明之一實施形態之基板處理裝置之概略剖視圖。於圖1中，基板處理裝置100係旋轉式基板處理裝置，且具備旋轉保持部10、防飛濺用護罩(cup)20、噴嘴單元30及控制部40。旋轉保持部10安裝於馬達11之旋轉軸12之前端，將基板W於以水平姿勢保持之狀態下繞鉛直軸旋轉驅動。再者，於本實施形態中，基板W之直徑例如為300 mm。
護罩20係以包圍由旋轉保持部10保持之基板W之周圍之方式設置。於護罩20之上表面側形成有開口部21，於護罩20之下部形成有廢液口22及複數個排氣口23。排氣口23連接於工廠內之排氣設備。於旋轉保持部10之下方配置有整流板24。該整流板24具有朝向外周部朝斜下方傾斜之傾斜面。
噴嘴單元30包含抗蝕劑噴嘴31、溶劑噴嘴32、邊緣清洗噴嘴33及背面清洗噴嘴34。抗蝕劑噴嘴31、溶劑噴嘴32及邊緣清洗噴嘴33設為能夠上下移動，且能夠於基板W之上方位置與護罩20外之待機位置之間移動。背面清洗噴嘴34設置於基板W之下方。於圖1之例中，噴嘴單元30包含2個背面清洗噴嘴34。
於基板處理時，抗蝕劑噴嘴31及溶劑噴嘴32位於基板W之被處理面中之大致中心部之上方。邊緣清洗噴嘴33位於基板W之被處理面中之周緣部之上方。
抗蝕劑噴嘴31係經由抗蝕劑液供給管T1而與抗蝕劑液供給源P1連接。於抗蝕劑液供給源P1中貯存有抗蝕劑液。於本實施形態中，抗蝕劑液之黏度例如為20 cP以上且未達500 cP，較佳為100 cP以上且未達200 cP。於抗蝕劑液供給管T1介插有閥V1及泵45。藉由抗蝕劑噴嘴31、抗蝕劑液供給管T1、閥V1及泵45構成抗蝕劑液噴出系統31A。藉由將閥V1打開，而抗蝕劑液自抗蝕劑液供給源P1通過抗蝕劑液供給管T1被供給至抗蝕劑噴嘴31。藉此，抗蝕劑液自抗蝕劑噴嘴31被噴出至基板W之被處理面。又，藉由泵45，能夠調整自抗蝕劑噴嘴31之抗蝕劑液之噴出速率。所謂噴出速率表示每單位時間之噴出量。
溶劑噴嘴32係經由溶劑供給管T2而與溶劑供給源P2連接。於溶劑供給源P2中貯存有溶劑。溶劑例如包含PGMEA(propyleneglycol monomethylether acetate：丙二醇單甲醚乙酸酯)、PGME(propyleneglycol monomethyl ether：丙二醇單甲醚)或環己酮(cyclohexanone)。於溶劑供給管T2介插有閥V2。藉由打開閥V2，溶劑自溶劑供給源P2通過溶劑供給管T2被供給至溶劑噴嘴32。藉此，溶劑自溶劑噴嘴32被噴出至基板W之被處理面。
邊緣清洗噴嘴33係經由邊緣清洗液供給管T3而與邊緣清洗液供給源P3連接。於邊緣清洗液供給源P3中貯存有包含與溶劑供給源P2中所貯存之溶劑相同之溶劑的清洗液(以下，稱為邊緣清洗液)。於邊緣清洗液供給管T3介插有閥V3。藉由打開閥V3，邊緣清洗液自邊緣清洗液供給源P3通過邊緣清洗液供給管T3被供給至邊緣清洗噴嘴33。藉此，用以去除抗蝕劑液之膜之邊緣清洗液自邊緣清洗噴嘴33被噴出至基板W之被處理面之周緣部。
背面清洗噴嘴34係經由背面清洗液供給管T4而與背面清洗液供給源P4連接。於背面清洗液供給源P4中貯存有包含與溶劑供給源P2中所貯存之溶劑相同之溶劑的清洗液(以下，稱為背面清洗液)。於背面清洗液供給管T4介插有閥V4。藉由打開閥V4，背面清洗液自背面清洗液供給源P4通過背面清洗液供給管T4被供給至背面清洗噴嘴34。藉此，用以將基板W之背面(與被處理面相反之側之面)洗淨之背面清洗液自背面清洗噴嘴34被噴出。
抗蝕劑噴嘴31係以抗蝕劑液之噴出口朝向下方之方式呈直立之狀態設置，溶劑噴嘴32係以溶劑之噴出口朝向下方之方式呈直立之狀態設置。邊緣清洗噴嘴33係以邊緣清洗液之噴出口朝向斜下外側之方式呈傾斜之狀態設置。背面清洗噴嘴34係以背面清洗液之噴出口朝向上方之方式呈直立之狀態設置。
控制部40包含CPU(Central Processing Unit，中央運算處理裝置)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)及記憶裝置等。控制部40藉由控制馬達11之旋轉速度，而控制由旋轉保持部10保持之基板W之旋轉速度。又，控制部40藉由控制閥V1～V4，而控制抗蝕劑液、溶劑、邊緣清洗液及背面清洗液之噴出時序。又，控制部40藉由控制泵45，而控制抗蝕劑液之噴出速率。
[2]基板處理 對圖1之基板處理裝置100中之基板W之處理製程進行說明。圖2係表示基板處理裝置100中之基板W之旋轉速度之變化、以及溶劑及抗蝕劑液之噴出速率之變化的圖。於圖2中，橫軸表示時間，縱軸表示基板W之旋轉速度、以及溶劑及抗蝕劑液之噴出速率。
如圖2所示，基板W之處理製程包含預濕製程、膜形成製程、洗淨製程及乾燥製程。於預濕製程中，基板W之被處理面藉由溶劑而濕潤。於膜形成製程中，於基板W之被處理面上塗佈抗蝕劑液。於洗淨製程中，進行基板W之被處理面之周緣部及背面之洗淨。於乾燥製程中，進行基板W之乾燥。
基板W係以被處理面朝向上方之狀態由旋轉保持部10保持(參照圖1)。於初始狀態下，使基板W之旋轉停止，並且使抗蝕劑液、溶劑、邊緣清洗液及背面清洗液之噴出停止。
預濕製程係於時點t1至時點t2之期間進行。於圖1之溶劑噴嘴32移動至基板W之中心部上方之後，於時點t1開始自溶劑噴嘴32之溶劑之噴出。溶劑被噴出至基板W之被處理面之中心部。於本例中，溶劑以固定之噴出速率r0被噴出。於時點t2使溶劑之噴出停止。藉由將溶劑供給至基板W之被處理面上，而於後續之膜形成製程中，抗蝕劑液變得易於在基板W之被處理面上擴展。
膜形成製程包含第1製程、第2製程、第3製程及第4製程。於圖2之例中，於時點t3至時點t4之期間進行第1製程，於時點t4至時點t5之期間進行第2製程，於時點t5至時點t6之期間進行第3製程，於時點t6至時點t7之期間進行第4製程。時點t3至時點t4之期間為第1期間之例，時點t4至時點t5之期間為第2期間之例，時點t5至時點t6之期間為第3期間之例，時點t6至時點t7之期間為第4期間之例。
於圖1之抗蝕劑噴嘴31移動至基板W之中心部上方之後，於時點t3，開始基板W之旋轉，並且開始自抗蝕劑噴嘴31之抗蝕劑液之噴出。抗蝕劑液被噴出至基板W之被處理面之中心部。於第1製程中，為了使被噴出至基板W之被處理面之中心部之抗蝕劑液於基板W之一面上擴展，將基板W之旋轉速度調整為第1速度A1，將抗蝕劑液之噴出速率調整為第1速率r1。第1速度A1例如大於0 rpm且未達500 rpm，第1速率r1例如為0.2 ml/s以上且未達2 ml/s。再者，於第1製程中，亦可於基板W之旋轉停止之狀態下將抗蝕劑液噴出至基板W之被處理面。
於第2製程中，為了使擴展至基板W之被處理面之整體之抗蝕劑液的厚度增加，將基板W之旋轉速度調整為第2速度A2，將抗蝕劑液之噴出速率調整為第2速率r2。於本例中，於時點t3a至時點t4之期間，基板W之旋轉速度以第1變化率自第1速度A1上升至中間速度A1'之後，自時點t4起基板W之旋轉速度以第2變化率自中間速度1'上升至第2速度A。第2變化率高於第1變化率。
中間速度A1'高於第1速度A1且低於第2速度A2。中間速度A1'例如為100 rpm以上且未達1000 rpm。第2速度A2高於第1速度A1，例如為500 rpm以上且未達4000 rpm。第2速率r2高於第1速率r1，例如為0.3 ml/s以上且未達3 ml/s。
於時點t5，基板W之旋轉速度下降，於時點t6a，抗蝕劑液之噴出停止。於第3製程中，基板W之旋轉速度被調整為第3速度A3。第3速度A3例如高於第1速度A1且低於第2速度A2。第3速度A3例如大於0 rpm且未達1000 rpm。再者，於第3製程中，亦可使基板W之旋轉停止。
於時點t6，基板W之旋轉速度上升。於第4製程中，基板W之旋轉速度被調整為第4速度A4。第4速度A4例如高於第3速度A3且低於第2速度A2。第4速度A4例如為1000 rpm以上且未達2000 rpm。
於第1製程、第2製程、第3製程及第4製程中，於基板W之被處理面上形成抗蝕劑液之膜。關於膜形成製程之詳細情況將於下文敍述。
洗淨製程係於時點t7至時點t8之期間進行。於圖1之邊緣清洗噴嘴33移動至基板W之周緣部之上方之後，開始自邊緣清洗噴嘴33之邊緣清洗液之噴出，並且開始自圖1之背面清洗噴嘴34之背面清洗液之噴出。邊緣清洗液被噴出至基板W之被處理面之周緣部，背面清洗液被噴出至基板W之背面。藉此，基板W之被處理面之周緣部藉由邊緣清洗液而洗淨，並且基板W之背面藉由背面清洗液而洗淨。
於本例中，將洗淨製程中之基板W之旋轉速度設定為與膜形成製程之第4製程中之基板W之旋轉速度(第4速度A4)相等，但洗淨製程中之基板W之旋轉速度亦可與膜形成製程之第4製程中之基板W之旋轉速度不同。
乾燥製程係於時點t8至時點t9之期間進行。於該情形時，於時點t8，使邊緣清洗液及背面清洗液之噴出停止，並且使基板W之旋轉速度上升。於乾燥製程中，基板W之旋轉速度被調整為第5速度A5。第5速度A5例如為2000 rpm。於乾燥製程中，附著於基板W之邊緣清洗液及背面清洗液被甩開，而自基板W被去除。其後，於時點t9使基板W之旋轉停止。藉此，基板處理裝置100中之一連串之處理結束。
於圖2之例中，於時點t7，邊緣清洗液及背面清洗液同時開始噴出，但本發明並不限定於此。亦可使邊緣清洗液及背面清洗液中之任一者之噴出先開始。又，於圖2之例中，於時點t8，邊緣清洗液及背面清洗液之噴出同時停止，但本發明並不限定於此。亦可使邊緣清洗液及背面清洗液中之任一者之噴出先停止。
[3]膜形成製程 對膜形成製程之詳細情況進行說明。圖3係表示圖2之膜形成製程中之基板W上之抗蝕劑液之狀態之變化的圖。
如上所述，於第1製程中，基板W以相對較低之第1速度A1旋轉，抗蝕劑液以相對較低之第1速率r1被噴出。於該情形時，如圖3(a)所示，自抗蝕劑噴嘴31噴出至基板W之被處理面之中心部上的抗蝕劑液朝基板W之被處理面之徑向外側逐漸地擴展。
於第2製程中，基板W之旋轉速度自第1速度A1上升至第2速度A2。於基板W之旋轉速度上升時，對基板W上之抗蝕劑液作用較大之離心力，抗蝕劑液以覆蓋基板W之被處理面之整體之方式擴展至基板W之被處理面上之整體。藉此，如圖3(b)所示，於基板W之被處理面上形成抗蝕劑液之膜L1。
又，於圖2之例中，基板W之旋轉速度以第1變化率自第1速度A1上升至中間速度A1'之後，以第2變化率自中間速度A1'上升至第2速度A2。於該情形時，與基板W之旋轉速度以固定之變化率(例如第2變化率)自第1速度A1上升至第2速度A2之情形相比，於基板W之被處理面上抗蝕劑液穩定地擴展。具體而言，於俯視下抗蝕劑液一面維持大致圓形，一面朝徑向外側穩定地擴展。因此，能夠抑制多餘之抗蝕劑液之消耗。
其後，基板W以相對較高之第2速度A2旋轉，並且抗蝕劑液以相對較高之第2速率r2被噴出。藉此，如圖3(c)所示，膜L1之厚度整體性地增加。於該情形時，由於抗蝕劑液之噴出速率較高，故而能確保基板W之被處理面上之抗蝕劑液之流動性。藉此，能夠防止抗蝕劑液聚集於基板W之被處理面上之一部分區域上，膜L1之厚度之均勻性提高。
於第3製程中，於基板W之旋轉速度下降至第3速度A3之後，使抗蝕劑液之噴出停止。於該情形時，作用於基板W上之抗蝕劑液之離心力變小，抗蝕劑液稍微聚集於基板W之被處理面之中心部附近及外緣附近。藉此，如圖3(d)所示，膜L1之外緣部及中心部成為稍微朝上方隆起之狀態。較佳為膜L1之外緣部之厚度小於膜L1之中心部之厚度。
於抗蝕劑液之噴出停止時，抗蝕劑液之液滴易自抗蝕劑噴嘴31掉落。假設於基板W高速地旋轉之狀態下抗蝕劑液之液滴掉落至基板W上之膜L1，則於膜L1之表面形成抗蝕劑液之掉落痕跡、或膜L1之狀態變得不穩定。於本例中，於基板W之旋轉速度自第2速度A2下降至第3速度A3之後使抗蝕劑液之噴出停止。藉此，即使抗蝕劑液之液滴掉落至基板W上之膜L1，亦能防止掉落痕跡之形成，並且能穩定地保持膜L1。
於其後之第4製程中，基板W以相對較高之第4速度A4旋轉。於該情形時，基板W上之膜L1之整體性之厚度根據第4速度A4而被微調整。具體而言，第4速度A4越高，則膜L1之整體性之厚度越小，第4速度A4越低，則膜L1之整體性之厚度越大。於第4製程中，膜L1之剖面形狀不會大幅度變化，而是大致維持於圖3(d)之狀態。於第4製程之結束時點，膜L1固化。
於通常之光微影製程中，於處在距基板W之外緣固定寬度之範圍內的抗蝕劑膜(由抗蝕劑液形成之膜)之部分，不形成曝光圖案。因此，如圖3(d)之例般之膜L1之外緣部之隆起基本不會對曝光圖案之形成造成影響。
其次，對膜形成製程之比較例進行說明。圖4係用以說明膜形成製程之比較例中之基板W之旋轉速度之變化及抗蝕劑液之噴出速率之變化的圖。圖4之膜形成製程與圖2之膜形成製程之不同點在於：於第1製程中，抗蝕劑液之噴出速率被調整為第2速率r2，於第2製程中，抗蝕劑液之噴出速率被調整為第1速率r1。關於第3及第4製程，與圖2之例相同。
圖5係表示比較例中之基板W上之抗蝕劑液之狀態之變化的圖。於第1製程中，基板W以相對較低之第1速度A1旋轉，抗蝕劑液以相對較高之第2速率r2被噴出。於該情形時，相對較多之抗蝕劑液被供給至基板W之被處理面之中心部，另一方面，作用於基板W上之抗蝕劑液之離心力相對較小。因此，於抗蝕劑液之黏度較高之情形時，如圖5(a)所示，抗蝕劑液易聚集於基板W之被處理面之中心部上。
於該情形時，即使於第2製程中基板W之旋轉速度上升至第2速度A2，聚集於基板W之被處理面之中心部上之抗蝕劑液亦無法於徑向上充分地擴展。因此，如圖5(b)所示，成為形成於基板W之被處理面上之膜L1之中心部朝上方較大地隆起的狀態。
其後，基板W以相對較高之第2速度A2旋轉，抗蝕劑液以相對較低之第1速率r1被噴出。於該情形時，由於抗蝕劑液之噴出速率較低，故而被噴出至基板W之被處理面之中心部上之抗蝕劑液之流動性較低。因此，抗蝕劑液難以到達至基板W之被處理面之外緣，而聚集於基板W之被處理面之周緣部上。因此，如圖5(c)所示，膜L1之周緣部朝上方隆起。於其後之第3製程及第4製程中，亦維持膜L1之中心部及周緣部朝上方較大地隆起之狀態。
如此，於比較例中，於抗蝕劑液之黏度較高之情形時，膜L1之中心部及周緣部之厚度朝上方較大地隆起。因此，膜L1之厚度之均勻性變低。
相對於此，於本實施形態中，由於在第1製程中抗蝕劑液之噴出速率被調整為相對較低，故而即使於抗蝕劑液之黏度較高之情形時，亦能夠一面抑制抗蝕劑液之消耗量，一面於基板W之被處理面上使抗蝕劑液朝徑向外側適當地擴展。又，由於在第2製程中抗蝕劑液之噴出速率被調整為相對較高，故而即使於抗蝕劑液之黏度較高之情形時，亦能夠確保基板W之被處理面上之抗蝕劑液之流動性。藉此，能夠防止抗蝕劑液聚集於基板W之被處理面之周緣部上，能夠提高膜L1之厚度之均勻性。
[4]動作 圖6係表示基板處理裝置100之功能性構成之方塊圖。如圖6所示，基板處理裝置100包含保持控制部51、噴出控制部53、第1噴出速率調整部54、第2噴出速率調整部55、第1旋轉速度調整部56、第2旋轉速度調整部57、第3旋轉速度調整部58、第4旋轉速度調整部59、第5旋轉速度調整部60及時間控制部61。該等構成要素(51～61)之功能係藉由控制部40之CPU執行記憶於ROM或記憶裝置等記憶媒體之電腦程式而實現。
保持控制部51控制旋轉保持部10對基板W之保持。噴出控制部53藉由控制閥V1之開關，而控制自抗蝕劑噴嘴31(圖1)之抗蝕劑液之噴出之開始及結束的時序。第1噴出速率調整部54藉由控制泵45，而將自抗蝕劑噴嘴31之抗蝕劑液之噴出速率調整為第1速率r1。第2噴出速率調整部55藉由控制泵45，而將自抗蝕劑噴嘴31之抗蝕劑液之噴出速率調整為第2速率r2。
第1旋轉速度調整部56藉由控制馬達11，而將基板W之旋轉速度調整為第1速度A1。第2旋轉速度調整部57藉由控制馬達11，而將基板W之旋轉速度調整為第2速度A2。第3旋轉速度調整部58藉由控制馬達11，而將基板W之旋轉速度調整為第3速度A3。第4旋轉速度調整部59藉由控制馬達11，而將基板W之旋轉速度調整為第4速度A4。第5旋轉速度調整部60藉由控制馬達11，而將基板W之旋轉速度調整為第5速度A5。
時間控制部61控制保持控制部51、噴出控制部53、第1噴出速率調整部54、第2噴出速率調整部55、第1旋轉速度調整部56、第2旋轉速度調整部57、第3旋轉速度調整部58、第4旋轉速度調整部59及第5旋轉速度調整部60之動作之開始及結束之時序。
圖7係表示基板處理裝置100之動作之流程圖。於本例中，圖2之預濕製程、洗淨製程及乾燥製程之時間被預先規定為預濕時間、洗淨時間及乾燥時間。又，圖2之膜形成製程之第1製程、第2製程、第3製程及第4製程之時間被預先規定為低速率處理時間、高速率處理時間、低速旋轉時間及高速旋轉時間。
於初始狀態下，圖1之閥V1～V4被關閉。當將基板W載置於旋轉保持部10上時，保持控制部51控制旋轉保持部10，而旋轉保持部10保持基板W(步驟S1)。其次，噴出控制部53藉由將閥V2打開，而開始自溶劑噴嘴32之溶劑之噴出(步驟S2)。若自步驟S2之處理起經過預先規定之預濕時間，則噴出控制部53將閥V2關閉。
其次，第1旋轉速度調整部56控制旋轉保持部10，而開始基板W之旋轉(步驟S3)。於該情形時，第1旋轉速度調整部56將基板W之旋轉速度調整為第1速度A1。又，噴出控制部53藉由將閥V1打開，而開始自抗蝕劑噴嘴31之抗蝕劑液之噴出(步驟S4)。於該情形時，第1噴出速率調整部54將抗蝕劑液之噴出速率調整為第1速率r1。
若自步驟S3、S4之處理起經過預先規定之低速率處理時間，則第2旋轉速度調整部57使基板W之旋轉速度上升至第2速度A2(步驟S5)，並且第2噴出速率調整部55使抗蝕劑液之噴出速率上升至第2速率r2(步驟S6)。若自步驟S5、S6之處理起經過預先規定之高速率處理時間，則第3旋轉速度調整部58使基板W之旋轉速度下降至第3速度A3(步驟S7)。其次，噴出控制部53藉由將閥V2關閉，而停止自抗蝕劑噴嘴31之抗蝕劑液之噴出(步驟S8)。
若自步驟S7之處理起經過預先規定之低速旋轉時間，則第4旋轉速度調整部59使基板W之旋轉速度上升至第4速度A4(步驟S9)。若自步驟S9之處理起經過預先規定之高速旋轉時間，則噴出控制部53藉由將閥V3、V4打開，而開始自邊緣清洗噴嘴33之邊緣清洗液之噴出及自背面清洗噴嘴34之背面清洗液之噴出(步驟S10)。若自步驟S10之處理起經過預先規定之洗淨時間，則噴出控制部53藉由將閥V3、V4關閉而停止邊緣清洗液之噴出及背面清洗液之噴出。
其次，第5旋轉速度調整部60使基板W之旋轉速度上升至速度A5(步驟S11)。藉此，邊緣清洗液及背面清洗液自基板W被甩開。若自步驟S11之處理起經過預先規定之乾燥時間，則第5旋轉速度調整部60使基板W之旋轉停止(步驟S12)。又，保持控制部51解除旋轉保持部10對基板W之保持(步驟S13)。其後，自旋轉保持部10上接收基板W，基板處理裝置100之一連串之動作結束。
[5]效果 於本實施形態之基板處理裝置100中，於膜形成製程之第1製程中，抗蝕劑液之噴出速率被調整為第1速率r1，以使被噴出至旋轉之基板W之一面(被處理面)之中心部的抗蝕劑液於基板W之一面上擴展。又，於膜形成製程之第2製程中，抗蝕劑液之噴出速率被調整為高於第1速率r1之第2速率r2，以使擴展至旋轉之基板W之一面之整體之抗蝕劑液的厚度增加。
於該情形時，於第1製程中由於以相對較低之第1速率r1噴出抗蝕劑液，故而能夠一邊抑制抗蝕劑液之消耗量，一邊使抗蝕劑液於基板W之一面上擴展。又，於第2製程中由於以相對較高之第2速率r2噴出抗蝕劑液，故而即使於抗蝕劑液之黏度較高之情形時，亦能確保基板W之一面上之抗蝕劑液之流動性。藉此，能夠防止抗蝕劑液聚集於基板W之一面之一部分區域。因此，基板W之一面上之抗蝕劑液之厚度之均勻性提高。因此，能夠一面抑制抗蝕劑液之消耗量，一面提高形成於基板W上之抗蝕劑液之膜之厚度的均勻性。
又，於本實施形態中，於第1製程中基板W之旋轉速度被調整為第1速度A1，於第2製程中基板W之旋轉速度被調整為高於第1速度A1之第2速度A2。於該情形時，由於在第1製程中基板W以相對較低之速度旋轉，故而能夠使抗蝕劑液於基板W之一面上穩定地擴展。藉此，能夠進而抑制抗蝕劑液之消耗量。又，由於在第2製程中基板W以相對較高之速度旋轉，故而作用於抗蝕劑液之離心力變大。藉此，能夠使抗蝕劑液適當地擴展至基板W之一面之外緣，能夠進而提高抗蝕劑液之厚度之均勻性。
又，於本實施形態中，於膜形成製程之第3製程中，當基板W之旋轉速度下降至第3速度A3之後使抗蝕劑液之噴出停止。藉此，即使於抗蝕劑液之噴出停止時抗蝕劑液之液滴掉落至基板W上之抗蝕劑液之表面，亦能夠防止掉落痕跡之形成，並且能夠穩定地保持基板W上之抗蝕劑液。
又，於本實施形態中，於膜形成製程之第4製程中，基板W之旋轉速度被調整為高於第3速度A3之第4速度A4。藉此，能夠於第4製程中適當地調整基板W之一面上之抗蝕劑液之膜之厚度。
[6]其他實施形態 (a)於上述實施形態中，於第1製程中抗蝕劑液之噴出速率被調整為第1速率r1，於第2製程中抗蝕劑液之噴出速率被調整為第2速率r2，但亦可於第1製程中將抗蝕劑液之噴出速率調整為包含第1速率r1之複數個階段，亦可於第2製程中將抗蝕劑液之噴出速率調整為包含第2速率r2之複數個階段。又，亦可於第1製程及第2製程之至少一者中，以抗蝕劑液之噴出速率連續地變化之方式進行調整。 (b)於上述實施形態中，於第1製程中基板W之旋轉速度被調整為第1速度A1，於第2製程中基板W之旋轉速度被調整為第2速度A2，但亦可於第1製程中將基板W之旋轉速度調整為包含第1速度A1之複數個階段，亦可於第2製程中將基板W之旋轉速度調整為包含第2速度A2之複數個階段。又，亦可於第1製程及第2製程之至少一者中，以基板W之旋轉速度連續地變化之方式進行調整。 (c)於上述實施形態中，基板W之旋轉速度被調整為第1速度A1之時序與抗蝕劑液之噴出速率被調整為第1速率r1之時序相同，但該等時序亦可相互錯開。同樣地，於上述實施形態中，基板W之旋轉速度被調整為第2速度A2之時序與抗蝕劑液之噴出速率被調整為第2速率r2之時序相同，但該等時序亦可相互錯開。 (d)於上述實施形態中，於基板W之旋轉速度自第2速度A2下降至第3速度A3之後停止抗蝕劑液之噴出，但亦可於基板W以第2速度A2旋轉之狀態下停止抗蝕劑液之噴出。 (e)於上述實施形態中，於基板W之旋轉速度自第2速度A2下降至第3速度A3之後，基板W之旋轉速度自第3速度A3上升至第4速度A4，但基板W之旋轉速度亦可直接自第2速度A2變化至第4速度A4。 (f)於上述實施形態中，使用抗蝕劑液作為塗佈液，但亦可使用下層膜用塗佈液或層間絕緣膜用塗佈液等其他塗佈液以代替抗蝕劑液。
10‧‧‧旋轉保持部
11‧‧‧馬達
12‧‧‧旋轉軸
20‧‧‧防飛濺用護罩
21‧‧‧開口部
22‧‧‧廢液口
23‧‧‧排氣口
24‧‧‧整流板
30‧‧‧噴嘴單元
31‧‧‧抗蝕劑噴嘴
31A‧‧‧抗蝕劑液噴出系統
32‧‧‧溶劑噴嘴
33‧‧‧邊緣清洗噴嘴
34‧‧‧背面清洗噴嘴
40‧‧‧控制部
45‧‧‧泵
51‧‧‧保持控制部
53‧‧‧噴出控制部
54‧‧‧第1噴出速率調整部
55‧‧‧第2噴出速率調整部
56‧‧‧第1旋轉速度調整部
57‧‧‧第2旋轉速度調整部
58‧‧‧第3旋轉速度調整部
59‧‧‧第4旋轉速度調整部
60‧‧‧第5旋轉速度調整部
61‧‧‧時間控制部
100‧‧‧基板處理裝置
A1‧‧‧第1速度
A1'‧‧‧中間速度
A2‧‧‧第2速度
A3‧‧‧第3速度
A4‧‧‧第4速度
A5‧‧‧第5速度
L1‧‧‧膜
P1‧‧‧抗蝕劑液供給源
P2‧‧‧溶劑供給源
P3‧‧‧邊緣清洗液供給源
P4‧‧‧背面清洗液供給源
r0‧‧‧噴出速率
r1‧‧‧第1速率
r2‧‧‧第2速率
T1‧‧‧抗蝕劑液供給管
T2‧‧‧溶劑供給管
T3‧‧‧邊緣清洗液供給管
T4‧‧‧背面清洗液供給管
t1‧‧‧時點
t2‧‧‧時點
t3‧‧‧時點
t3a‧‧‧時點
t4‧‧‧時點
t5‧‧‧時點
t6‧‧‧時點
t6a‧‧‧時點
t7‧‧‧時點
t8‧‧‧時點
t9‧‧‧時點
V1‧‧‧閥
V2‧‧‧閥
V3‧‧‧閥
V4‧‧‧閥
W‧‧‧基板
圖1係本發明之一實施形態之基板處理裝置之概略剖視圖。 圖2係表示基板處理裝置中之基板之旋轉速度之變化、以及溶劑及抗蝕劑液之噴出速率之變化的圖。 圖3(a)～(d)係表示膜形成製程中之基板上之抗蝕劑液之狀態之變化的圖。 圖4係用以說明比較例中之基板之旋轉速度之變化及抗蝕劑液之噴出速率之變化的圖。 圖5(a)～(c)係表示比較例中之基板上之抗蝕劑液之狀態之變化的圖。 圖6係表示基板處理裝置之功能性構成之方塊圖。 圖7係表示基板處理裝置之動作之流程圖。

Claims (8)

  1. 一種基板處理裝置，其具備：旋轉保持部，其將基板以水平姿勢保持並使其旋轉；塗佈液噴出系統，其將塗佈液噴出至藉由上述旋轉保持部而旋轉之基板之一面之中心部；第1噴出速率調整部，其於第1期間，將自上述塗佈液噴出系統之塗佈液之噴出速率調整為第1速率，以使自上述塗佈液噴出系統噴出至基板之上述一面之中心部之塗佈液於基板之上述一面上擴展；及第2噴出速率調整部，其於上述第1期間之後之第2期間，將自上述塗佈液噴出系統之塗佈液之噴出速率調整為高於上述第1速率之第2速率，以使擴展至基板之上述一面之整體之塗佈液的厚度增加；及第1旋轉速度調整部，其於上述第1期間，將基於上述旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為第1速度；及第2旋轉速度調整部，其於上述第2期間，將基於上述旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於上述第1速度之第2速度。
  2. 一種基板處理裝置，其具備：旋轉保持部，其將基板以水平姿勢保持並使其旋轉；塗佈液噴出系統，其將塗佈液噴出至藉由上述旋轉保持部而旋轉之基板之一面之中心部；第1噴出速率調整部，其於第1期間，將自上述塗佈液噴出系統之塗佈液之噴出速率調整為第1速率； 第2噴出速率調整部，其於上述第1期間之後之第2期間，將自上述塗佈液噴出系統之塗佈液之噴出速率調整為高於上述第1速率之第2速率；第1旋轉速度調整部，其於上述第1期間，將基於上述旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為第1速度；及第2旋轉速度調整部，其於上述第2期間，將基於上述旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於上述第1速度之第2速度。
  3. 如請求項1或2之基板處理裝置，其進而具備：第3旋轉速度調整部，其於上述第2期間之後之第3期間，將基於上述旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於上述第1速度且低於上述第2速度之第3速度；及噴出停止部，其於上述第3期間使塗佈液之噴出停止。
  4. 如請求項3之基板處理裝置，其進而具備第4旋轉速度調整部，該第4旋轉速度調整部係於上述第3期間之後之第4期間，將基於上述旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於上述第3速度且低於上述第2速度之第4速度。
  5. 一種基板處理方法，其包括如下步驟：於第1期間，一邊藉由旋轉保持部使基板旋轉，一邊藉由塗佈液噴出系統以第1速率將塗佈液噴出至基板之一面之中心部，以使塗佈液於基板之上述一面上擴展；及於上述第1期間之後之第2期間，一邊藉由上述旋轉保持部使基板旋 轉，一邊藉由上述塗佈液噴出系統以高於上述第1速率之第2速率將塗佈液噴出至基板之上述一面之中心部，以使擴展至基板之上述一面之整體之塗佈液的厚度增加；及於上述第1期間，將基於上述旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為第1速度；及於上述第2期間，將基於上述旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於上述第1速度之第2速度。
  6. 一種基板處理方法，其包括如下步驟：於第1期間，一邊藉由旋轉保持部以第1速度使基板旋轉，一邊藉由塗佈液噴出系統以第1速率將塗佈液噴出至基板之一面之中心部；及於上述第1期間之後之第2期間，一邊藉由上述旋轉保持部使基板以高於上述第1速度之第2速度旋轉，一邊藉由上述塗佈液噴出系統以高於上述第1速率之第2速率將塗佈液噴出至基板之上述一面之中心部。
  7. 如請求項5或6之基板處理方法，其進而包括如下步驟：於上述第2期間之後之第3期間，將基於上述旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於上述第1速度且低於上述第2速度之第3速度；及於上述第3期間使塗佈液之噴出停止。
  8. 如請求項7之基板處理方法，其進而包括如下步驟：於上述第3期間之後之第4期間，將基於上述旋轉保持部之基板之旋轉速度調整為高於上述第3速度且低於上述第2速度之第4速度。
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