TWI776749B - 塗佈膜形成方法、塗佈膜形成裝置及電腦可讀取的記錄媒體 - Google Patents

塗佈膜形成方法、塗佈膜形成裝置及電腦可讀取的記錄媒體 Download PDF

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Abstract

[課題]沿著包含凸部之被處理體之表面均勻地形成塗佈膜。 [解決手段]塗佈膜形成方法包含：對包含基板(W1)，和被設置在基板(W1)的表面之凸部(W2)的被處理體(W)進行加熱的第1工程，和加熱塗佈液而取得加熱液體的第2工程，和對在第1工程中被加熱之後的被處理體(W)之表面，在液滴之狀態下從噴嘴(N)噴吹加熱液體的第3工程。

Description

塗佈膜形成方法、塗佈膜形成裝置及電腦可讀取的記錄媒體
本揭示係關於塗佈膜形成方法、塗佈膜形成裝置及電腦可讀取的記錄媒體。
專利文獻1揭示對在基板(晶圓)之表面設置凸部(突起、突條等)之被處理體，形成塗佈液(例如，抗蝕膜)之方法。該方法包含邊在被處理體之表面之上方使噴嘴蛇行移動，邊從噴嘴噴霧塗佈液液滴之時，藉由加熱手段加熱被處理體。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-019560號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1所揭示之方法並非以塗佈液材料掩埋凸部彼此之間的空間，而係以沿著被處理體之表面(包含凸部之表面)而略均勻地形成塗佈膜為目的。但是，若藉由該方法時，能對被處理體之表面中隨著噴嘴之移動使得噴霧區域重疊之區域，在塗佈液之溶劑還未完全揮發之時，噴霧下一個塗佈液。因此，即使藉由加熱手段加熱被處理體，亦有塗佈液液滴之溶質(塗佈液材料粒子)定著於凸部之側壁面之前，塗佈液液滴(溶劑)流動，在凸部之基端側，尤其塗佈膜之膜厚變大之情形。
在此，本揭示係說明能夠沿著包含凸部之被處理體之表面而更均勻地形成塗佈膜之塗佈膜形成方法、塗佈膜形成裝置及電腦可讀取的記錄媒體。 [用以解決課題之手段]
與本揭示之一個的觀點有關的塗佈膜形成方法包含：第1工程，其係對包含基板和被設置在基板之表面的凸部之被處理體進行加熱；第2工程，其係對加熱塗佈液而取得第1加熱液體；及第3工程，其係對在第1工程中被加熱之後的被處理體之表面，在液滴之狀態下從噴嘴噴吹第1加熱液體。
在本揭示之一個觀點有關的塗佈膜形成方法中，對被處理體之表面噴吹塗佈液之時，在第2工程中，加熱塗佈液使成為第1加熱液體。因此，因當第1加熱液體從噴嘴噴出時，緊接著溶媒(溶劑)揮發，塗佈液中之材料粒子(溶質)之濃度變高，故成為塗佈液(第1加熱液體)之流動性下降之狀態。因此，在被處理體之表面(凹凸面)中，液滴彼此凝聚而流動之情形被抑制。其結果，塗佈液之材料粒子容易均勻地附著於被處理體之表面。藉由上述，能夠沿著包含凸部之被處理體之表面更均勻地形成塗佈膜。
除此之外，與本揭示之一個觀點有關之塗佈膜形成方法中，在第3工程中，對在第1工程中被加熱之後的被處理體之表面，在液滴之狀態下從噴嘴噴吹第1加熱液體。因此，因於第3工程之前，被處理體被加熱，故在被處理體之表面全體，在第3工程中被噴吹之塗佈液之溶媒(溶劑)受到來自被處理體之熱而揮發。因此，在被處理體之表面(凹凸面)中，液滴彼此凝聚而流動之情形更被抑制。因此，能夠沿著包含凸部之被處理體之表面更均勻地形成塗佈膜。
即使在第2工程中加熱塗佈液，以使噴嘴之出口中之第1加熱液體的溫度成為塗佈液所含之溶劑之沸點的1/2以下亦可。塗佈液之溶媒(溶劑)溫度越高越促進揮發，但是當揮發量增加太多時，從噴嘴被噴出之液滴到達至被處理體之表面之前會固化。另外，當加熱塗佈液使噴嘴之出口中之第1加熱液體之溫度成為塗佈液所含之溶劑之沸點之1/2以下時，從噴嘴被噴吹之液滴到達至被處理體之表面之前變得難固化。
即使在第2工程中，加熱塗佈液使噴嘴之出口中的第1加熱液體之溫度成為35℃～60℃亦可。在此情況下，從噴嘴被噴吹之液滴到達至被處理體之表面前變得更難固化。
即使在第2工程中，藉由在噴嘴內混合塗佈液和被加熱之氣體，加熱塗佈液而取得第1加熱液體亦可。在此情況下，直至塗佈液從噴嘴即將被吐出之前，塗佈液之流動性維持在高的狀態。因此，變得容易在液滴之狀態下從噴嘴噴吹塗佈液。因此，可以以簡單之方法因應在從噴嘴吐出前，欲提高塗佈液之流動性而生成液滴，另一方面在從噴嘴吐出之後，欲降低塗佈液之流動性而使塗佈液之材料粒子均勻附著於被處理體之表面這樣的相反要求。
即使在第2工程中，在較噴嘴上游側，藉由加熱器加熱塗佈液而取得第1加熱液體亦可。在此情況下，直至塗佈液從噴嘴即將被吐出之前，能維持塗佈液之流動性。因此，變得容易在液滴之狀態下從噴嘴噴吹塗佈液。因此，可以以簡單之方法因應在從噴嘴吐出前，欲提高塗佈液之流動性而生成液滴，另一方面在從噴嘴吐出之後，欲降低塗佈液之流動性而使塗佈液之材料粒子均勻附著於被處理體之表面這樣的相反要求。
與本揭示之一個的觀點有關的塗佈膜形成方法即使進一步包含：第4工程，其係於第3工程之後，加熱塗佈液而取得第2加熱液體；第5工程，其係於第4工程之後，對形成有塗佈膜之被處理體之表面，在液滴之狀態下從噴嘴噴吹第2加熱液體，第4工程中之第2加熱液體之溫度被設定成高於第2工程中之第1加熱液體之溫度亦可。在此情況下，因有第1加熱液體之溫度相對性低，並且從噴嘴被噴吹之液滴的流動性高的傾向，故在第3工程中被噴吹至被處理體之表面的液滴容易進入至被處理體中狹隘的凹部。另外，因有第2加熱液體之溫度相對性高，並且從噴嘴被噴吹之液滴的流動性低的傾向，故在第5工程中被噴吹至被處理體之表面的液滴容易附著於被處理體之凸部之側面。因此，能夠沿著包含凸部之被處理體之表面更均勻地形成塗佈膜。
即使在第3工程中，對被處理體之表面從噴嘴噴吹液滴，並且邊使與噴嘴不同的氣體噴嘴追隨著噴嘴，邊從氣體噴嘴對被處理體之表面中液滴之噴吹處噴吹被加熱的氮氣亦可。在此情況下，因在液滴之噴吹中進行溶劑之乾燥，故可以縮短在被處理體之表面形成塗佈膜所需之時間。
與本揭示之其他觀點有關之塗佈膜形成裝置具備：第1加熱部，其係被構成加熱塗佈液；第2加熱部，其係被構成加熱包含基板和被設置在基板之表面的凸部之被處理體；供給部，其具有噴嘴；及控制部，控制部實行第1處理，其係控制第2加熱部而加熱被處理體，和第2處理，其係控制第1加熱部及供給部，對藉由第1處理而被加熱之後的被處理體之表面，在液滴之狀態下從噴嘴噴出藉由第1加熱部被加熱之塗佈液亦即第1加熱液體。
在本揭示之其他觀點有關的塗佈膜形成裝置中，對被處理體之表面噴吹塗佈液之時，控制部實行加熱塗佈液使成為第1加熱液體的第2處理。因此，因當第1加熱液體從噴嘴噴出時，緊接著溶媒(溶劑)揮發，塗佈液中之材料粒子(溶質)之濃度變高，故成為塗佈液(第1加熱液體)之流動性下降之狀態。因此，在被處理體之表面(凹凸面)中，液滴彼此凝聚而流動之情形被抑制。其結果，塗佈液之材料粒子變得容易均勻地附著於被處理體之表面。藉由上述，能夠沿著包含凸部之被處理體之表面更均勻地形成塗佈膜。
除此之外，在與本揭示之其他觀點有關之塗佈膜形成裝置中，控制部在第2處理中，控制第1加熱部及供給部，從噴嘴對藉由第1處理被加熱之後的被處理體之表面噴吹液滴。因此，因於第2處理之前，被處理體被加熱，故在被處理體之表面全體，在第2處理中被噴吹之塗佈液之溶媒(溶劑)受到來自被處理體之熱而揮發。因此，在被處理體之表面(凹凸面)中，液滴彼此凝聚而流動之情形被抑制。因此，能夠沿著包含凸部之被處理體之表面更均勻地形成塗佈膜。
即使在第1加熱部加熱塗佈液，以使噴嘴之出口中之第1加熱液體的溫度成為塗佈液所含之溶劑之沸點的1/2以下亦可。塗佈液之溶媒(溶劑)溫度越高越促進揮發，但是當揮發量增加太多時，從噴嘴被噴出之液滴到達至被處理體之表面之前會固化。另外，當加熱塗佈液使噴嘴之出口中之第1加熱液體之溫度成為塗佈液所含之溶劑之沸點之1/2以下時，從噴嘴被噴吹之液滴到達至被處理體之表面之前變得難固化。
即使第1加熱部加熱塗佈液使噴嘴之出口中的第1加熱液體之溫度成為35℃～60℃亦可。在此情況下，從噴嘴被噴吹之液滴到達至被處理體之表面前變得更難固化。
即使第1加熱部被構成藉由對噴嘴供給被加熱之氣體而在噴嘴內混合氣體和塗佈液，加熱塗佈液亦可。在此情況下，直至塗佈液從噴嘴即將被吐出之前，塗佈液之流動性維持在高的狀態。因此，變得容易在液滴之狀態下從噴嘴噴吹塗佈液。因此，可以以簡單之方法因應在從噴嘴吐出前，欲提高塗佈液之流動性而生成液滴，另一方面在從噴嘴吐出之後，欲降低塗佈液之流動性而使塗佈液之材料粒子均勻附著於被處理體之表面這樣的相反要求。
即使第1加熱部係在較噴嘴上游側加熱塗佈液的加熱器亦可。在此情況下，直至塗佈液從噴嘴即將被吐出之前，能維持塗佈液之流動性。因此，變得容易在液滴之狀態下從噴嘴噴吹塗佈液。因此，可以以簡單之方法因應在從噴嘴吐出前，欲提高塗佈液之流動性而生成液滴，另一方面在從噴嘴吐出之後，欲降低塗佈液之流動性而使塗佈液之材料粒子均勻附著於被處理體之表面這樣的相反要求。
即使控制部於第2處理後，進一步實行第3處理，其係控制第1加熱部及供給部，對被處理體之表面，在液滴之狀態下從噴嘴噴吹藉由第1加熱部被加熱之塗佈液亦即第2加熱液體，第3處理中之第2加熱液體之溫度被設定成較第2處理中之第1加熱液體之溫度高亦可。在此情況下，因有第1加熱液體之溫度相對性低，並且從噴嘴被噴吹之液滴的流動性高的傾向，故在第2處理中被噴吹至被處理體之表面的液滴容易進入至被處理體中狹隘的凹部。另外，因有第2加熱液體之溫度相對性高，並且從噴嘴被噴吹之液滴的流動性低的傾向，故在第3處理中被噴吹至被處理體之表面的液滴容易附著於被處理體之凸部之側面。因此，能夠沿著包含凸部之被處理體之表面更均勻地形成塗佈膜。
與本揭示之其他觀點有關之塗佈膜形成裝置即使進一步具備被構成使被加熱之氮氣從氣體噴嘴吐出之氣體供給部，控制部在第2處理中，控制第1加熱部及供給部，從噴嘴噴吹液滴，同時控制氣體供給部，邊使氣體噴嘴追隨噴嘴，邊從氣體噴嘴對被處理體之表面中液滴之噴吹處噴吹被加熱的氮氣亦可。在此情況下，因在液滴之噴吹中進行溶劑之乾燥，故可以縮短在被處理體之表面形成塗佈膜所需之時間。
與本揭示之其他觀點有關之電腦可讀取的記錄媒體記錄用以使塗佈膜形成裝置實行上述塗佈膜形成方法之程式。與本揭示之其他觀點有關之電腦可讀取的記錄媒體中，與上述塗佈膜形成方法相同，能沿著包含凸部之被處理體之表面更均勻地形成塗佈膜。在本說明書中，電腦可讀取的記錄媒體包含非暫時的有形媒體（non-transitory computer recording medium）(例如，各種主記憶裝置或輔助記憶裝置)，或傳播訊號（transitory computer recording medium）(例如，可經由網路提供的資料訊號)。 [發明效果]
若藉由與本揭示有關之塗佈膜形成方法、塗佈膜形成裝置及電腦可讀取的記錄媒體時，能夠沿著包含凸部之被處理體之表面更均勻地形成塗佈膜。
因與以下說明之本揭示有關的實施型態為用以說明本發明之例示，本發明不應限定於以下之內容。在以下之說明中，對具有相同要素或相同機能之要素，使用相同符號，省略重複說明。
[塗佈膜形成裝置] 首先，針對塗佈膜形成裝置1之概要予以說明。塗佈膜形成裝置1係在被處理體W(參照圖6等)之表面上形成塗佈膜R(參照同圖等)的裝置。
在此，被處理體W如圖6等所示般，具有基板(晶圓)W1和至少一個凸部W2。基板W1即使呈現圓板狀亦可，即使圓形之一部分被切除亦可，即使呈現多角形等之圓形以外的形狀亦可。基板W1即使為例如半導體基板、玻璃基板、遮罩基板、FPD(Flat Panel Display)基板其他之各種基板亦可。凸部W2被設置在基板W1之表面W1a上。凸部W2若從基板W1之表面W1a朝外方突出即可。凸部W2之形狀即使為長方體形狀其他各種的形狀亦可，不受任何限制。凸部W2之材質若可以在凸部W2之表面W2a(露出於外部之上面及外周面)形成塗佈膜R時，即使為有機材料或無機材料亦可，不受任何限制。另外，在本說明書中，「被處理體W之表面」係指基板W1之表面W1a及凸部W2之表面W2a合併的面。
塗佈膜R係藉由塗佈膜形成裝置1被形成在被處理體W之表面。作為構成塗佈膜R之材料，即使為光阻材料、彩色光阻材料、聚醯亞胺材料、SOC(Spin On Carbon)材料、金屬硬遮罩材料其他材料亦可，不受任何限制。作為光阻材料，即使為樹脂材料其他材料亦可，不受任何限定。光阻材料即使為例如特定波長之光線表示感光性的感光性材料亦可。該感光性材料即使為負型亦可，即使為正型亦可。
塗佈膜形成裝置1如圖1～圖3所示般，具備載體區塊2、處理區塊3和控制器(控制部)CU。
載體區塊2具有載體站21和搬入搬出部22。載體站21支撐複數載體10。載體10係在密封狀態下收容至少一個被處理體W。在載體10之側面10a設置用以取出放被處理體W之開關門(無圖示)。
搬入搬出部22係位於載體站21及處理區塊3之間。搬入搬出部22如圖2所示般，具有複數開關門22a。在載體站21上載置載體10之時，成為載體10之開關門面對開關門22a之狀態。藉由同時開放開關門22a及側面10a之開關門，載體10內和搬入搬出部22內連通。搬入搬出部22內置收授臂A1。收授臂A1從載體10取出被處理體W而交給處理區塊3，從處理區塊3接取被處理體W而返回至載體10內。
處理區塊3如圖2及圖3所示般，內置複數處理模組31、32、棚架部33及搬運臂A2。處理模組31、32例如圖2所示般，配置成沿著搬運臂A2之移動方向排列。
處理模組31如圖3所示般，具有在上下方向排列之複數液處理單元U1、塗佈液源B1和氮氣源B2。液處理單元U1被構成在被處理體W之表面塗佈塗佈膜R之形成用的液體。塗佈液源B1及氮氣源B2被配置在液處理單元U1之下部。塗佈液源B1及氮氣源B2分別收容用以供給至液處理單元U1之塗佈液及氮氣(N 2氣體)。另外，塗佈液源B1收容的塗佈液係以溶劑(溶媒)稀釋塗佈液之材料粒子(溶質)者。作為該溶劑，若為適用於塗佈液材料粒子之稀釋的眾知者，則不受限制，例如即使使用異丙醇(以下，也稱為IPA)、丙二醇單甲基醚乙酸酯(以下，也稱為PGMEA)、γ-丁內酯(以下，也稱為GBL)等亦可。IPA之沸點為82.4℃。PGMEA之沸點為146℃。GBL之沸點為204℃。
處理模組32如圖3所示般，具有在上下方向排列的複數熱處理單元U2(第2加熱部)。熱處理單元U2被構成每形成塗佈膜R，對被處理體W進行熱處理。作為熱處理之具體例，可舉出用以使塗佈液之溶劑揮發，或使塗佈液材料硬化之加熱處理等。
棚架部33如圖2所示般，被配置在處理區塊3內之載體區塊2側。棚架部33係暫時性地收容被處理體W者，用於在收授臂A1和處理區塊3之間的被處理體W之收授。搬運臂A2係在棚架部33和處理模組31、32之間及處理模組31、32彼此之間搬運被處理體W。
控制器CU部分性地或全體性地控制塗佈膜形成裝置1。控制器CU係如圖4所示般，作為機能模組，具有讀取部M1、記憶部M2、處理部M3和指示部M4。該些機能模組只不過係為了方便將控制器CU之機能區隔複數模組而已，不一定意味著構成控制器CU之硬體被分成如此的模組。各機能模組並不限定於藉由程式之實行而被實現者，即使為藉由專用之電路(例如邏輯電路)或將此予以積體之積體電路(ASIC：Application Specific Integrated Circuit)而實現者亦可。
讀取部M1從電腦可讀取之記錄媒體200讀取程式。記錄媒體200記錄使塗佈膜形成裝置1實行各種動作之程式。作為記錄媒體200，即使為例如半導體記憶體、光記錄碟片、磁性記錄碟片、光磁性記錄碟片亦可。
記憶部M2記憶各種資料。記憶部M2除了在例如讀取部M1中被讀取之程式之外，例如經由外部輸入裝置(無圖示)而記憶從操作員輸入之設定資料等。
處理部M3處理各種資料。處理部M3係根據例如被記憶於記憶部M2之各種資料，生成用以使液處理單元U1及熱處理單元U2動作之訊號。
指示部M4係將在處理部M3中生成之訊號發送至液處理單元U1或熱處理單元U2。
控制器CU之硬體藉由例如一個或複數控制用之電腦所構成。控制器CU，就硬體上之構成而言，具有例如圖5所示之電路CU1。電路CU1即使由電路要素(circuitry)所構成亦可。電路CU1具體上具有處理器CU2、記憶體CU3、儲存器CU4、驅動器CU5和輸入輸出埠CU6。處理器CU2與記憶體CU3及儲存器CU4之至少一方協同作用而實行程式，實行經由輸入輸出埠CU6之訊號的輸入輸出，依此構成上述各機能模組。驅動器CU5係分別驅動塗佈膜形成裝置1之各種裝置的電路。輸入輸出埠CU6係在驅動器CU5和塗佈膜形成裝置1之各種裝置之間進行訊號之輸入輸出。
在本實施型態中，雖然塗佈膜形成裝置1具備一個控制器CU，但是即使具備以複數之控制器CU所構成之控制群(控制部)亦可。於塗佈膜形成裝置1具備控制器群之情況下，即使上述機能模組分別藉由一個控制器CU實現亦可，即使藉由2個以上之控制器CU之組合實現亦可。在控制器CU由複數電腦(電路CU1)所構成之情況下，上述機能模組分別藉由一個電腦(電路CU1)實現亦可，即使藉由兩個以上電腦(電路CU1)之組合實現亦可。控制器CU即使具有複數處理器CU2亦可。在此情況下，即使上述機能模組分別藉由一個處理器CU2實現亦可，即使藉由兩個以上之處理器CU2之組合實現亦可。
[液處理單元之構成] 接著，參照圖6及圖7，針對液處理單元U1更詳細說明。液處理單元U1係如圖6所示般，具備旋轉保持部40、驅動部50、泵浦P、閥V、加熱器71和隔熱材72。
旋轉保持部40具有旋轉部41和保持部42。旋轉部41具有突出至上方的轉軸43。旋轉部41係以例如電動馬達等作為動力源而使轉軸43旋轉。保持部42被設置在轉軸43之前端部。在保持部42上配置被處理體W。保持部42係藉由例如吸附等將被處理體W保持略水平。即是，旋轉保持部40係在被處理體W之姿勢略水平之狀態下，以被處理體W在對被處理體W之表面(基板W1之表面W1a)垂直的軸(旋轉軸)附近旋轉。在本實施型態中，因旋轉軸通過呈圓形狀之被處理體W(基板W1)之中心，故也係中心軸。在本實施型態中，如圖6所示般，旋轉保持部20係從上方觀看順時鐘旋轉使被處理體W旋轉。
驅動部50被構成驅動噴嘴N。驅動部50具有導軌51、滑塊52和機械臂53。導軌51係在旋轉保持部40(被處理體W)之上方沿著水平方向延伸。滑塊52係以沿著導軌51能在水平方向移動之方式，被連接於導軌51。機械臂53係以成為能夠在上下方向移動之方式，被連接於滑塊52。在機械臂53之下端連接噴嘴N。在機械臂53內，形成塗佈液能夠流通之流路。該流路經由泵浦P而與塗佈液源B1連接。
驅動部50係藉由例如電動馬達等之動力源(無圖示)，使滑塊52及機械臂53移動，依此使噴嘴N移動。在俯視觀看下，噴嘴N係在塗佈液之吐出時，在與被處理體W之旋轉軸正交之直線上沿著被處理體W之徑向移動。
噴嘴N係朝被處理體W之表面朝下方開口。噴嘴N即使為例如內部混合式之2流體噴嘴亦可，即使為外部混合式之2流體噴嘴亦可，即使為1流體噴嘴亦可。在本說明書中，以內部混合式之2流體噴嘴為例，邊參照圖7邊說明噴嘴N之構造。噴嘴N為具有呈略圓柱狀之本體N1和被連接於本體N1之側面的配管N2。配管N2係經由閥V及加熱器71而與氮氣源B2連接。
在本體N1之內部形成流路N3、N4。流路N3係與被形成在機械臂53之內部的塗佈液之流路連通。流路N3係在本體N1內在上下方向延伸，下端與噴嘴N之吐出口N5連通。流路N4與配管N2連通。流路N4係在本體N1內從本體N1之外周面延伸至流路N3之下端附近。在流路N4與流路N3合流之合流部N6中，在流路N3流通之塗佈液和在流路N4流通之氮氣衝突被混合，生成塗佈液之微小的液滴(塗佈液液滴)。該液滴從吐出口N5朝向被處理體W之表面被噴吹(被噴霧)。離吐出口N5之被處理體W之表面的高度位置(在垂直方向之吐出口N5和被處理體W之表面的直線距離)，雖然係依據被處理體W之大小、塗佈液之流量、塗佈液之流速、塗佈液之加熱溫度(詳細後述)等而適當設定，但是即使為例如50mm～100mm左右亦可，即使為65mm～80mm左右亦可，70mm～75mm左右亦可。
泵浦P係如圖6所示般，接受來自控制器CU之控制訊號，將塗佈液從塗佈液源B1送出至噴嘴N。泵浦P、機械臂53、噴嘴N(流路N3)及塗佈液源B1係如圖7所示般，構成用以對被處理體W供給塗佈液之供給部60。
閥V係如圖6所示般，接受來自控制器CU之控制訊號，將氮氣從氮氣源B2送出至噴嘴N。
加熱器71係接受來自控制器CU之控制訊號，將從氮氣源B2被送出之氮氣加熱至特定溫度(較室溫高的溫度)。因此，當藉由加熱器71被加熱之氮氣在合流部N6與塗佈液合流時，塗佈液被加熱而成為加熱液體。即是，加熱液體在液滴之狀態下從噴嘴N之吐出口N5被噴吹。
在此，即使以在噴嘴N之吐出口N5之加熱液體(塗佈液之液滴)之溫度成為塗佈液之溶媒(溶劑)之沸點之1/2以下之方式，設定加熱器71所致的氮氣之加熱量亦可(第1溫度範圍)。具體而言，在吐出口N5之加熱液體之溫度在溶劑為IPA之時，即使為41.2℃以下亦可，在溶劑為PGMEA之時，即使為73℃以下亦可，溶劑為GBL之時，即使為102℃以下亦可。在此情況下，因與被加熱之氮氣混合之後的塗佈液難成為高溫，故溶媒(溶劑)之揮發量變得太多之情形被抑制，從噴嘴N被噴吹之液滴到達至被處理體W之表面之前難固化。
或是，即使以在噴嘴N之吐出口N5之加熱液體(塗佈液之液滴)之溫度成為35℃～60℃之方式，設定加熱器71所致的氮氣之加熱量亦可(第2溫度範圍)。在此情況下，也係從噴嘴被噴吹之液滴到達至被處理體之表面前變得難固化。或是，即使以在噴嘴N之吐出口N5之加熱液體(塗佈液之液滴)之溫度滿足上述第1及第2溫度範圍之雙方之方式，設定加熱器71所致的氮氣之加熱量亦可(第3溫度範圍)。
隔熱材72被配置在配管N2之周圍，在配管N2之內外抑制熱的移動。因此，隔熱材72係在藉由加熱器71被加熱之塗佈液(加熱液體)從吐出口N5吐出為止之期間，抑制加熱液體之溫度的下降。
閥V、配管N2、噴嘴N(流路N4)、氮氣源B2及加熱器71構成用以將被加熱之氮氣供給至噴嘴N，同時藉由被加熱之氮氣加熱塗佈液的加熱供給部70(第1加熱部)。
[熱處理單元之構成] 接著，參照圖8及圖9，針對熱處理單元U2之構成予以說明。熱處理單元U2在框體100內具有加熱被處理體W之加熱室110，和搬運被處理體W之搬運機構120。在框體100中與搬運機構120對應之部分的兩側壁，形成用以將被處理體W搬入至框體100之內部，同時將被處理體W搬出至框體100外的搬入搬出口101。
加熱室110具有蓋部111和熱板收容部112。蓋部111位於熱板收容部112之上方，能夠在從熱板收容部112間隔開之上方位置和被載置於熱板收容部112之下方位置之間上下移動。蓋部111在位於下方位置之時，與熱板收容部112同時構成處理室PR。在蓋部111之中央設置有排氣部111a。排氣部111a被使用於從處理室PR排出氣體。
熱板收容部112呈圓筒狀，在其內部收容熱板113。熱板113之外周部藉由支撐構件114被支撐。支撐構件114之外周藉由呈筒狀之支撐環115被支撐。在支撐環115之上面，形成朝上方開口之氣體供給口115a。氣體供給口115a係對處理室PR內噴出惰性氣體。
熱板113係如圖9所示般，為呈圓形狀之平板。熱板113之外形即使大於被處理體W之外形。在熱板113形成3個在其厚度方向貫通而延伸的貫通孔HL(參照圖9)。在熱板113之上面，豎立設置支撐被處理體W之6個支撐銷113a(參照圖8)。支撐銷113a之高度即使為例如100μm程度亦可。
返回圖8，在熱板113之下面配置加熱器116。加熱器116被連接於控制器CU，根據來自控制器CU之指示訊號被控制。
在熱板113之下方配置有升降機構119。升降機構119具有被配置在框體100外之馬達119a，和藉由馬達119a上下移動之3個升降銷119b。升降銷119b分別構成能夠通過對應的貫通孔HL。當控制器CU發送上升訊號或下降訊號至馬達119a時，升降銷119b邊在對應的貫通孔HL內移動邊上升下降。在升降銷119b之前端突出至熱板113之上方之情況下，能在升降銷119b之前端上載置被處理體W。被載置於升降銷119b之前端上之被處理體W隨著升降銷119b之上下移動而升降。
搬運機構120與加熱室110鄰接設置。搬運機構120具有載置被處理體W之搬運板121。搬運板121係如圖9所示般，為呈矩形狀之平板。搬運板121中加熱室110側之端部呈現朝向加熱室110突出的圓弧狀。
搬運板121被安裝在朝向加熱室110側延伸之軌道122。搬運板121係藉由驅動部123被驅動，能在軌道122上水平移動。被移動至加熱室110側之搬運板121位於熱板113之上方。
在搬運板121形成沿著軌道122之延伸方向延伸的兩條縫隙124。縫隙124被形成在搬運板121中從加熱室110側之端部延伸至搬運板121之中央部附近。藉由縫隙124，防止移動至加熱室110側之搬運板121和突出至熱板113上之升降銷119b的干擾。
如圖8所示般，在搬運板121之下方配置升降機構125。升降機構125具有被配置在框體100外之馬達125a，和藉由馬達125a上下移動之3個升降銷125b。升降銷125b分別被構成能夠通過縫隙124。當控制器CU發送上升訊號或下降訊號至馬達125a時，升降銷125b邊在縫隙124內移動邊上升下降。在升降銷125b之前端突出至搬運板121之上方之情況下，能在升降銷125b之前端上載置被處理體W。被載置於升降銷125b之前端上之被處理體W隨著升降銷125b之上下移動而升降。
[塗佈膜之形成方法] 接著，針對在被處理體W之表面形成塗佈膜R之方法(塗佈膜形成方法)，參照圖10及圖11予以說明。首先，控制器CU控制收授臂A1，藉由收授臂A1將載體10內之被處理體W搬運至棚架部33。接著，控制器CU控制搬運臂A2，藉由搬運臂A2從棚架部33取出被處理體W，搬運至熱處理單元U2。在熱處理單元U2中，控制器CU控制搬運機構120(搬運板121)，被處理體W被搬運至加熱室110內(步驟S1)。當被處理體W被載置於熱板113上時，控制器CU控制升降機構119，藉由升降機構119使蓋部111下降至下方位置。依此，被處理體W被收容至以蓋部111和熱板收容部112所構成之處理室PR內。
接著，控制器CU控制加熱室110，藉由加熱室110將被處理體W加熱至特定溫度(步驟S2：第1工程；第1處理)。在加熱室110中之被處理體W之加熱溫度即使為被設定成較液滴所含之溶劑之沸點低0℃～30℃的溫度亦可。當加熱室110所致之被處理體W的加熱溫度為較液滴所含的溶劑之沸點低30℃的溫度以上時，變得容易促進在後述的步驟S5中被噴吹之液滴的溶劑之揮發。因此，液滴滯留在被處理體W之凹部(凸部W2之間)，在凸部W2之基端側，尤其塗佈膜R之膜厚變大之情形被抑制。當加熱室110所致之被處理體W之加熱溫度為較液滴所含之溶劑之沸點低0℃的溫度(即是，與沸點相等之溫度)以下時，在後述之步驟S5被噴吹之液滴到達至被處理體W之表面之前，液滴之溶劑幾乎揮發的事態難以發生。因此，塗佈液液滴所含之塗佈液材料粒子在保持其形狀之原樣下逐次堆積於被處理體W之表面之情形被抑制。
於塗佈液之溶劑為IPA之情況下，由於IPA之沸點為82.4℃，故即使在加熱室110中之被處理體W之加熱溫度被設定成55℃～85℃程度亦可。於塗佈液之溶劑為PGMEA之情況下，由於PGMEA之沸點為146℃，故即使在加熱室110中之被處理體W之加熱溫度被設定成110℃～150℃程度亦可。於塗佈液之溶劑為GBL之情況下，由於GBL之沸點為204℃，故即使在加熱室110中之被處理體W之加熱溫度被設定成150℃～205℃程度亦可。
接著，控制器CU控制升降機構119及搬運機構120，從加熱室110搬出被加熱之被處理體W。接著，控制器CU控制搬運臂A2，藉由搬運臂A2從熱處理單元U2取出被處理體W，搬運至液處理單元U1(步驟S3)。被處理體W藉由加熱室110被加熱後搬運至液處理單元U1為止所需之時間為例如數秒～10秒程度。該搬運之時，被加熱的被處理體W之溫度能下降例如20℃～30℃程度。
當被處理體W被搬運至液處理單元U1，保持在旋轉保持部40之保持部42時，控制器CU控制旋轉部41，使被處理體W旋轉驅動(步驟S4)。在該狀態下，控制器CU控制驅動部50、泵浦P、閥V及加熱器71，一面使噴嘴N在與被處理體W之旋轉軸正交之直線上沿著被處理體W之徑向移動，一面從噴嘴N之吐出口N5對旋轉之被處理體W之表面噴吹被加熱之塗佈液之液滴(加熱液體之液滴)(步驟S5；參照圖11(a)；第3工程；第2處理)。
此時，藉由加熱器71被加熱之氮氣被供給至噴嘴N，與塗佈液混合而形成加熱液體(第1加熱液體)(第2工程；第2處理)。因此，如圖11(a)所示般，液滴剛從噴嘴N被噴吹之後，液滴之溶劑揮發，液滴(塗佈液)之流動性下降。再者，此時，在步驟S2中被處理體W被加熱，被處理體W之表面成為特定溫度。因此，即將附著於被處理體W之前的液滴或附著於被處理體W之液滴之溶劑從被處理體W接受熱而揮發。依此，液滴之材料粒子(塗佈液材料)附著於被處理體W之表面(參照圖11(b))。藉由噴嘴N在被處理體W之表面移動一次或複數次來回移動，在被處理體W之表面上形成特定厚度的塗佈膜(參照圖11(c))。
接著，控制器CU控制搬運臂A2，藉由搬運臂A2從液處理單元U1取出被處理體W，於被處理體W冷卻至特定溫度之後，搬運至棚架部33。此時，即使使用冷卻板等之冷卻機構而強制性地冷卻被處理體W亦可，即使為自然冷卻亦可。之後，控制器CU控制收授臂A1，藉由收授臂A1將被處理體W從棚架部33返回至載體10內(步驟S6)。依此，完成塗佈膜R之形成處理。
[作用] 在以上般之本實施型態中，將塗佈液噴吹於被處理體W之表面之時，加熱塗佈液使成為加熱液體。因此，因當加熱液體從噴嘴N噴出時，緊接著溶媒(溶劑)揮發，塗佈液中之材料粒子(溶質)之濃度變高，故成為塗佈液(加熱液體)之流動性下降之狀態。因此，在被處理體W之表面(凹凸面)中，液滴彼此凝聚而流動之情形被抑制。其結果，塗佈液之材料粒子變得容易均勻地附著於被處理體W之表面。藉由上述，能夠沿著包含凸部W2之被處理體W之表面更均勻地形成塗佈膜R。
除此之外，因加熱液體剛從噴嘴N被噴吹之後，溶媒(溶劑)之揮發被促進，故為了使到達至被處理體W之表面的液滴之溶媒(溶劑)完全揮發，無須將被處理體W搬運至熱處理單元U2。因此，為了在被處理體W之表面形成期望之厚度的塗佈膜R，無須使被處理體W在液處理單元U1和熱處理單元U2之間來回。因此，能夠極縮短在被處理體W形成塗佈膜R之時間。
在本實施型態中，於對被處理體W之表面噴吹液滴之前，在步驟S2中，在熱處理單元U2中加熱被處理體W。因此，在被處理體W之表面全體，在步驟S5中被噴吹之塗佈液之溶媒(溶媒)受到來自被處理體W之熱而揮發。因此，在被處理體W之表面(凹凸面)中，液滴彼此凝聚而流動之情形更被抑制。因此，能夠沿著包含凸部W2之被處理體W之表面更均勻地形成塗佈膜R。
在本實施型態中，藉由在噴嘴N內，混合塗佈液和被加熱之氮氣，加熱塗佈液而取得加熱液體。因此，直至塗佈液從噴嘴N即將被吐出之前，塗佈液之流動性維持在高的狀態。因此，變得容易在液滴之狀態下從噴嘴N噴吹塗佈液。其結果，可以以簡單之方法因應在從噴嘴N吐出前，欲提高塗佈液之流動性而生成液滴，另一方面在從噴嘴N吐出之後，欲降低塗佈液之流動性而使塗佈液之材料粒子均勻附著於被處理體W之表面這樣的相反要求。
在本實施型態中，在步驟S5中，在使被處理體W旋轉之狀態下，從噴嘴N對被處理體W之表面噴吹液滴。因此，比起在靜止的被處理體W之表面上一面使噴嘴N蛇行一面從噴嘴N對被處理體W之表面噴吹液滴之時，難對被處理體W之表面重複噴吹來自噴嘴N之液滴。因此，能夠沿著包含凸部W2之被處理體W之表面更加均勻地形成塗佈膜R。
[其他實施型態] 以上，雖然針對與本揭示有關之實施型態予以詳細說明，但是即使在本發明之主旨範圍內在上述實施型態追加各種變形亦可。例如，在本實施型態中，雖然藉由在熱處理單元U2進行藉由加熱室110加熱被處理體W之處理(步驟S2)，在液處理單元U1進行從噴嘴N對被處理體W之表面噴吹塗佈液液滴之處理(步驟S5)，但是即使使用具有液處理單元U1及熱處理單元U2之雙方之構成的處理室，在該處理室進行雙方之處理亦可。在此情況下，於加熱被處理體W之時，先使被處理體W之旋轉停止即可。
在基板W1之徑向存在複數凸部W2之情況下，因越接近基板W1之旋轉軸，離心力越小，故當液滴在被處理體W之表面凝聚時，越靠近該旋轉軸的凸部W2凝聚的塗佈液越容易滯留。因此，當噴嘴N位於該旋轉軸之附近時，即使加快噴嘴N之移動速度亦可。在此情況下，在被處理體W之表面中，於該旋轉軸附近，因液滴之噴吹量變少，故塗佈液液滴變得難凝聚。
控制器CU即使以噴嘴N之位置越接近基板W1之旋轉軸，越增大被處理體W之旋轉數之方式，控制旋轉部41亦可。此時，控制器CU即使控制旋轉部41，使不論噴嘴N之位置如何，噴嘴N之正下方的被處理體W之移動速度(線速度)皆成為一定亦可。控制器CU即使組合實行噴嘴N之位置越接近基板W1之旋轉軸，越增大被處理體W之旋轉數的控制，和噴嘴N越位於該旋轉軸之附近，越加快噴嘴N之移動速度的控制亦可。控制器CU即使控制旋轉部41，使不論噴嘴N對基板W1的位置如何，被處理體W之旋轉數皆成為一定亦可。
在來自噴嘴N之液滴的噴吹區域為被處理體W之表面之大小以上等之情況下，即使不使噴嘴N移動亦可，即使不使被處理體W旋轉亦可。
除了步驟S2之外，即使在將液滴從噴嘴N噴吹至被處理體W之表面的處理(步驟S5)時，加熱被處理體W亦可。或是，即使不進行事先加熱被處理體W之步驟S2的處理亦可。
例如，如圖12所示般，即使液處理單元U1進一步具有被構成對被處理體W之表面噴吹被加熱之氮氣(高溫氮氣)的氣體噴嘴GN，根據來自控制器CU之指示而藉由氣體供給部控制氣體噴嘴GN之動作亦可。具體而言，在步驟S5中，即使控制部CU控制氣體供給部，邊使氣體噴嘴GN追隨噴嘴N，邊對被處理體W之表面中液滴之噴吹處，從氣體噴嘴GN噴吹高溫氮氣亦可。在此情況下，因在液滴之噴吹中，藉由來自氣體噴嘴GN之高溫氮氣而進行溶劑之乾燥，故可以縮短在被處理體W之表面形成塗佈膜R所需之時間。另外，該高溫氮氣之溫度即使為50℃～150℃程度亦可。
在上述實施型態中，雖然藉由加熱器71加熱氮氣，藉由加熱的氮氣加熱塗佈液，但是即使如圖13所示般，在泵浦P之下游側並且機械臂53之上游側設置加熱器81而直接加熱塗佈液，以取代加熱器71亦可。在此情況下，直至塗佈液從噴嘴N即將被吐出之前，能維持塗佈液之流動性。因此，變得容易在液滴之狀態下從噴嘴N噴吹塗佈液。因此，可以以簡單之方法因應在從噴嘴N吐出前，欲提高塗佈液之流動性而生成液滴，另一方面在從噴嘴N吐出之後，欲降低塗佈液之流動性而使塗佈液之材料粒子均勻附著於被處理體W之表面這樣的相反要求。
如圖14所示般，進一步設置連接閥V之上游側和加熱器71之下游側之旁通流路，同時在該旁通流路設置閥73亦可。在此情況下，藉由控制器CU控制閥V、73，可以選擇性地對噴嘴N供給藉由加熱器71被加熱的氮氣，和不藉由加熱器71被加熱的氮氣(常溫的氮氣)。具體而言，在對被處理體W之表面噴吹液滴的處理為第一次的情況下，即使藉由控制器CU閉鎖閥V，並且開啟閥73，相對性地降低加熱液體(第1加熱液體)之溫度亦可。另外，在對被處理體W之表面噴吹液滴的處理為第二次的情況下，即使藉由控制器CU開啟閥V，並且閉鎖閥73，相對性地提高加熱液體(第2加熱液體)之溫度亦可(第4工程；第3處理)。如此一來，第一次對處理體W之表面噴吹的液滴(第3工程；第2處理)因有流動性高之傾向，故容易進入至被處理體W中狹隘的凹部(凸部W2之間)。另外，因第二次以後對被處理體W之表面噴吹的液滴(第5工程；第3處理)有流動性低之傾向，故容易附著於被處理體W之凸部W2之側面。因此，能夠沿著包含凸部W2之被處理體W之表面更均勻地形成塗佈膜R。再者，為了抑制塗佈液之材料粒子在噴嘴N內固化，且噴嘴N堵塞，即使於進行來自噴嘴N之液滴的噴吹處理之後，藉由控制器CU閉鎖閥V，並且開啟閥73，對噴嘴N供給常溫之氮氣，冷卻噴嘴N亦可。
如圖15所示般，為了抑制塗佈液之材料粒子在噴嘴N內固化，且噴嘴N堵塞，即使液處理單元U1進一步具有噴嘴N之洗淨部82亦可。洗淨部82係貯留例如溶劑的容器。藉由將進行液滴之噴吹處理的噴嘴N浸漬於洗淨部82內之溶劑，進行噴嘴N之冷卻及洗淨。
作為被混合至塗佈液的氣體，即使使用氮氣以外之各種氣體(例如，惰性氣體、空氣等)亦可。 [實施例]
於使用與本實施型態有關之塗佈膜形成裝置1而在被處理體W之表面形成塗佈膜R之情況下，因確認可以沿著包含凸部W2之被處理體W之表面均勻地形成塗佈膜R，故進行下述試驗。
準備在直徑150mm之圓板狀之基板W1上設置複數凸部W2之被處理體W。再者，準備以PGMEA稀釋正型光阻的光阻液。
接著，藉由熱處理單元U2以120℃在60秒期間加熱被處理體W。接著，將加熱後之被處理體W搬運至液處理單元U1，將所準備之光阻液從2流體噴嘴之噴嘴N噴吹至被處理體W之表面。此時，以在噴嘴N之正下方的被處理體W之移動速度(線速度)成為一定之方式，使旋轉保持部40所致的被處理體W之旋轉數在60rpm～600rpm之範圍內變動。再者，噴嘴N之移動速度為10mm/秒～150mm/秒。另外，在被處理體W之表面使噴嘴N來回14次。藉由上述，在被處理體W之表面形成光阻膜(塗佈膜R)。
接著，針對任意的兩個凸部W2，以電子顯微鏡觀察剖面之樣子。在圖16(a)、(b)中，示意性地表示該兩個凸部W2之電子顯微鏡照片。確認出在任一的凸部W2，皆沿著包含凸部W2之被處理體W之表面而極均勻地形成光阻膜(塗佈膜R)。
1:塗佈膜形成裝置 60:供給部 70:加熱供給部(第1加熱部) 71,81:加熱器 72:隔熱材 CU:控制器(控制部) N:噴嘴 N5:吐出口 R:塗佈膜 U1:液處理單元 U2:熱處理單元(第2加熱部) W:被處理體 W1:基板 W1a:表面 W2:凸部 W2a:表面
[圖1]為表示塗佈膜形成裝置之斜視圖。 [圖2]為圖1之II-II線剖面圖。 [圖3]為圖2之III-III線剖面圖。 [圖4]為表示塗佈膜形成裝置之方塊圖。 [圖5]為表示控制器之硬體構成的概略圖。 [圖6]為表示液處理單元之示意圖。 [圖7]為表示噴嘴之附近的部分剖面圖。 [圖8]為從側方觀看熱處理單元之剖面圖。 [圖9]為圖8之IX-IX線剖面圖。 [圖10]為用以說明塗佈膜之形成順序之流程圖。 [圖11]為用以說明塗佈膜之形成順序之示意圖。 [圖12]為部分性地表示液處理單元之其他例的示意圖。 [圖13]為表示液處理單元之其他例的示意圖。 [圖14]為表示液處理單元之其他例的示意圖。 [圖15]為表示液處理單元之其他例的示意圖。 [圖16]為用以說明實施例之圖式。
42:保持部
43:轉軸
53:機械臂
60:供給部
70:加熱供給部(第1加熱部)
71:加熱器
72:隔熱材
N:噴嘴
N1:本體
N2:配管
N3:流路
N4:流路
N5:吐出口
N6:合流部
W:被處理體
W1:基板
W1a:表面
W2:凸部
W2a:表面
B1:塗佈液源
P:泵浦
B2:氮氣源
V:閥
R:塗佈膜

Claims (10)

  1. 一種塗佈膜形成方法，包含： 第1工程，其係對包含基板和被設置在上述基板之表面的凸部之被處理體進行加熱； 第2工程，其係對加熱塗佈液而取得第1加熱液體；及 第3工程，其係對在上述第1工程中被加熱之後的上述被處理體之表面，在液滴之狀態下從噴嘴噴吹上述第1加熱液體， 在上述第3工程中，對上述被處理體之上述表面，從上述噴嘴噴吹液滴，同時邊使與上述噴嘴不同的氣體噴嘴追隨上述噴嘴，邊從上述氣體噴嘴對上述被處理體之上述表面中上述液滴之噴吹處噴吹被加熱的氮氣。
  2. 如請求項1所記載之塗佈膜形成方法，其中 在上述第2工程中，加熱上述塗佈液使上述噴嘴之出口中之上述第1加熱液體的溫度成為上述塗佈液所含之溶劑之沸點的1/2以下。
  3. 如請求項1所記載之塗佈膜形成方法，其中 在上述第2工程中，加熱上述塗佈液，以使在上述噴嘴之出口中的上述第1加熱液體之溫度成為35℃～60℃。
  4. 如請求項1至3中之任一項所記載之塗佈膜形成方法，其中 在上述第2工程中，藉由在上述噴嘴內混合上述塗佈液和被加熱的氣體，加熱上述塗佈液而取得上述第1加熱液體。
  5. 如請求項1至3中之任一項所記載之塗佈膜形成方法，其中 在上述第2工程中，在較上述噴嘴更上游側，藉由加熱器加熱上述塗佈液而取得上述第1加熱液體。
  6. 一種塗佈膜形成裝置，具備： 第1加熱部，其係被構成加熱塗佈液； 第2加熱部，其係被構成加熱包含基板和被設置在上述基板之表面的凸部之被處理體； 供給部，其具有噴嘴； 氣體供給部，其係被構成使被加熱之氮氣從氣體噴嘴吐出﹔及 控制部， 上述控制部實行： 第1處理，其係控制上述第2加熱部而加熱上述被處理體； 第2處理，其係控制上述第1加熱部及上述供給部，對藉由上述第1處理而被加熱之後的上述被處理體之表面，在液滴之狀態下從上述噴嘴噴出藉由上述第1加熱部被加熱之上述塗佈液亦即第1加熱液體， 在上述第2處理中，控制上述第1加熱部及上述供給部，從上述噴嘴噴吹上述液滴，同時控制上述氣體供給部，邊使上述氣體噴嘴追隨上述噴嘴，邊從上述氣體噴嘴對上述被處理體之上述表面中上述液滴之噴吹處噴吹被加熱的氮氣。
  7. 如請求項6所記載之塗佈膜形成裝置，其中 上述第1加熱部被構成藉由對上述噴嘴供給被加熱的氣體而在上述噴嘴內混合上述氣體和上述塗佈液，加熱上述塗佈液。
  8. 如請求項6或7所記載之塗佈膜形成裝置，其中 上述第1加熱部係在較上述噴嘴更上游側加熱上述塗佈液的加熱器。
  9. 如請求項6或7所記載之塗佈膜形成裝置，其中 上述第1加熱部係被構成藉由對上述噴嘴供給被加熱成高於上述塗佈液之溫度的氣體，而在上述噴嘴內混合上述氣體和上述塗佈液，加熱上述塗佈液。
  10. 一種電腦可讀取的記錄媒體，記錄有用以使塗佈膜形成裝置實行如請求項1至3中之任一項所記載之塗佈膜形成方法的程式。
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