TWI838521B - 塗佈處理方法、塗佈處理裝置及記憶媒體 - Google Patents

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Abstract

[課題] 提供一種對於提高膜厚之均勻性有效的塗佈處理方法。 [解決手段] 塗佈處理方法，係包含有：在基板之表面與噴嘴的間隔被保持為預定之塗佈用間隔的狀態下，將成膜液從噴嘴供給至基板之表面的中心；在成膜液從噴嘴被供給至基板之表面的期間中，使基板以第1旋轉速度繞通過基板之表面的中心之軸線旋轉，從而使得成膜液藉由離心力而從噴嘴之外周擴散至基板的周緣側；及在停止成膜液從噴嘴供給至基板之表面後，使基板以第2旋轉速度繞軸線旋轉，從而使得成膜液藉由離心力進一步擴散，塗佈用間隔，係以「只要使來自噴嘴之成膜液的吐出停止，則可將成膜液保持於噴嘴與基板的表面之間」的方式來加以設定。

Description

塗佈處理方法、塗佈處理裝置及記憶媒體
本揭示，係關於塗佈處理方法、塗佈處理裝置及記憶媒體。
在專利文獻1，係揭示有一種塗佈處理裝置，該塗佈處理裝置，係具有：基板保持部，保持基板；旋轉部，使被保持於基板保持部之基板旋轉；供給部，將塗佈液供給至基板保持部所保持之基板的表面；及氣流控制板，被設置於基板保持部所保持之基板的上方之預定位置，使藉由旋轉部而旋轉之基板的上方之氣流在任意位置局部地變化。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2012-238838號公報
[本發明所欲解決之課題]
本揭示，係提供一種對於提高膜厚之均勻性有效的塗佈處理方法。 [用以解決課題之手段]
本揭示之一態樣的塗佈處理方法，係包含有：在基板之表面與噴嘴的間隔被保持為預定之塗佈用間隔的狀態下，將成膜液從噴嘴供給至基板之表面的中心；在成膜液從噴嘴被供給至基板之表面的期間中，使基板以第1旋轉速度繞通過基板之表面的中心之軸線旋轉，從而使得成膜液藉由離心力而從噴嘴之外周擴散至基板的周緣側；及在停止成膜液從噴嘴供給至基板之表面後，使基板以第2旋轉速度繞軸線旋轉，從而使得成膜液藉由離心力進一步擴散，塗佈用間隔，係以「只要使來自噴嘴之成膜液的吐出停止，則可將成膜液保持於噴嘴與基板的表面之間」的方式來加以設定。 [發明之效果]
根據本揭示，可提供一種對於提高膜厚之均勻性有效的塗佈處理方法。
[基板處理系統]
基板處理系統1，係對基板施予感光性被膜之形成、該感光性被膜之曝光及該感光性被膜之顯像的系統。處理對象之基板，係例如半導體的晶圓W。感光性被膜，係例如光阻膜。基板處理系統1，係具備有：塗佈･顯像裝置2；及曝光裝置3。曝光裝置3，係進行被形成於晶圓W(基板)上之光阻膜(感光性被膜)的曝光處理。具體而言，係藉由浸液曝光等的方法，將能量線照射至光阻膜之曝光對象部分。塗佈･顯像裝置2，係在藉由曝光裝置3所進行的曝光處理之前，進行將光阻膜形成於晶圓W(基板)之表面的處理，並在曝光處理後，進行光阻膜的顯像處理。
[塗佈處理裝置] 以下，作為塗佈處理裝置之一例，說明塗佈･顯像裝置2的構成。如圖1所示般，塗佈･顯像裝置2，係具備有：載體區塊4；處理區塊5；介面區塊6；及控制部100。
載體區塊4，係進行晶圓W往塗佈･顯像裝置2內的導入及晶圓W從塗佈･顯像裝置2內的導出。例如，載體區塊4，係可支撐晶圓W用之複數個載體C，內藏有收授臂A1。載體C，係例如收容圓形的複數片晶圓W。收授臂A1，係從載體C取出晶圓W且傳遞至處理區塊5，並從處理區塊5接收晶圓W且返回到載具C內。
處理區塊5，係具有複數個處理模組11，12，13，14。處理模組11，12，13，係內建有：塗佈單元U1；熱處理單元U2；及搬送臂A3，將晶圓W搬送至該些單元。
處理模組11，係藉由塗佈單元U1及熱處理單元U2，在晶圓W的表面上形成下層膜。處理模組11之塗佈單元U1，係將下層膜形成用之成膜液塗佈於晶圓W上。處理模組11之熱處理單元U2，係進行伴隨著下層膜的形成之各種熱處理。
處理模組12，係藉由塗佈單元U1及熱處理單元U2，在下層膜上形成光阻膜。處理模組12之塗佈單元U1，係將光阻膜形成用之成膜液(以下，稱為「光阻液」)塗佈於下層膜上。處理模組12之熱處理單元U2，係進行伴隨著光阻膜的形成之各種熱處理。
處理模組13，係藉由塗佈單元U1及熱處理單元U2，在光阻膜上形成上層膜。處理模組13之塗佈單元U1，係將上層膜形成用之成膜液塗佈於光阻膜上。處理模組13之熱處理單元U2，係進行伴隨著上層膜的形成之各種熱處理。
處理模組14，係內建有：顯像單元U3；熱處理單元U4；及搬送臂A3，將晶圓W搬送至該些單元。
處理模組14，係藉由顯像單元U3及熱處理單元U4，進行曝光後之光阻膜的顯像處理。顯像單元U3，係在將顯像液塗佈於曝光完成之晶圓W的表面上後，藉由沖洗液來將其沖洗掉，藉此，進行光阻膜之顯像處理。熱處理單元U4，係進行伴隨著顯像處理之各種熱處理。作為熱處理之具體例，係可列舉出顯像處理前的加熱處理(PEB：Post Exposure Bake)、顯像處理後的加熱處理(PB：Post Bake)等。
在處理區塊5內之載體區塊4側，係設置有棚架單元U10。棚架單元U10，係被劃分成沿上下方向並列的複數個格室。在棚架單元U10附近，係設置有升降臂A7。升降臂A7，係使晶圓W在棚架單元U10的格室彼此之間升降。
在處理區塊5內之介面區塊6側，係設置有棚架單元U11。棚架單元U11，係被劃分成沿上下方向並列的複數個格室。
介面區塊6，係在與曝光裝置(未圖示)之間進行晶圓W的收授。例如介面區塊6，係內建有收授臂A8，且被連接於曝光裝置3。收授臂A8，係將被配置於棚架單元U11之晶圓W傳遞至曝光裝置3，並從曝光裝置3接收晶圓W而返回到棚架單元U11。
控制部100，係例如以藉由以下之程序來執行塗佈･顯像處理的方式，控制塗佈･顯像裝置2。首先，控制部100，係以將載體C內之晶圓W搬送至棚架單元U10的方式，控制收授臂A1，並以將該晶圓W配置於處理模組11用之格室的方式，控制升降臂A7。
其次，控制部100，係以將棚架單元U10之晶圓W搬送至處理模組11內之塗佈單元U1及熱處理單元U2的方式，控制搬送臂A3，並以在該晶圓W之表面上形成下層膜的方式，控制塗佈單元U1及熱處理單元U2。其後，控制部100，係以使形成有下層膜之晶圓W返回到棚架單元U10的方式，控制收授臂A3，並以將該晶圓W配置於處理模組12用之格室的方式，控制升降臂A7。
其次，控制部100，係以將棚架單元U10之晶圓W搬送至處理模組12內之塗佈單元U1及熱處理單元U2的方式，控制搬送臂A3，並以在該晶圓W之下層膜上形成光阻膜的方式，控制塗佈單元U1及熱處理單元U2。其後，控制部100，係以使晶圓W返回到棚架單元U10的方式，控制搬送臂A3，並以將該晶圓W配置於處理模組13用之格室的方式，控制升降臂A7。
其次，控制部100，係以將棚架單元U10之晶圓W搬送至處理模組13內之各單元的方式，控制搬送臂A3，並以在該晶圓W之光阻膜上形成上層膜的方式，控制塗佈單元U1及熱處理單元U2。其後，控制部100，係以將晶圓W搬送至棚架單元U11的方式，控制搬送臂A3。
其次，控制部100，係以將棚架單元U11之晶圓W送出至曝光裝置的方式，控制收授臂A8。其後，控制部100，係以從曝光裝置承接施予了曝光處理之晶圓W且配置於棚架單元U11中之處理模組14用之格室的方式，控制收授臂A8。
其次，控制部100，係以將棚架單元U11之晶圓W搬送至處理模組14內之各單元的方式，控制搬送臂A3，並以對該晶圓W之光阻膜施予顯像處理的方式，控制顯像單元U3及熱處理單元U4。其後，控制部100，係以使晶圓W返回到棚架單元U10的方式，控制搬送臂A3，並以使該晶圓W返回到載體C內的方式，控制升降臂A7及收授臂A1。藉由以上，塗佈･顯像處理便結束。
另外，基板處理裝置之具體構成，係不限於以上所例示之塗佈･顯像裝置2的構成。基板處理裝置，係只要具備有塗佈單元U1與可對其進行控制的控制部100，則亦可為任意裝置。
[塗佈單元] 接著，具體地說明處理模組12之塗佈單元U1的構成。如圖2所示般，塗佈單元U1，係具有：旋轉保持部20；液供給部30，40；噴嘴搬送部50，60；罩杯70；開關部80；及冷卻部90。
旋轉保持部20，係從背面Wb側保持基板W並使其旋轉。例如旋轉保持部20，係具有：保持部21；及旋轉驅動部22。保持部21，係從背面Wb側支撐表面Wa朝上且水平配置之晶圓W的中心部(包含中心之部分)，並例如藉由真空吸附等來保持該晶圓W。旋轉驅動部22，係例如將電動馬達等作為動力源，使保持部21繞通過晶圓W之中心的垂直軸線Ax1旋轉。藉此，晶圓W亦旋轉。
液供給部30，係將光阻液供給至保持部21所保持之晶圓W的表面Wa。例如液供給部30，係將黏度為5cP以下之光阻液供給至晶圓W的表面Wa。例如液供給部30，係例如包含有：噴嘴31；液源32；及閥33。噴嘴31，係將光阻液吐出至下方。液源32，係將光阻液供給至噴嘴31。例如液源32，係包含有儲存光阻液的儲槽及對光阻液進行壓送的泵等。閥33，係開關從液源32往噴嘴31之光阻液的流路。閥33，係亦可被構成為可調節光阻液之流路的開合度。藉此，可調節來自噴嘴31之光阻液的吐出量。
液供給部40，係將預濕液供給至保持部21所保持之晶圓W的表面Wa。例如液供給部40，係將稀釋劑等之有機溶劑供給至晶圓W的表面Wa。噴嘴41，係將預濕液吐出至下方。液源42，係將預濕液供給至噴嘴41。例如液源42，係包含有儲存預濕液的儲槽及對預濕液進行壓送的泵等。閥43，係開關從液源42往噴嘴41之預濕液的流路。閥43，係亦可被構成為可調節預濕液之流路的開合度。藉此，可調節來自噴嘴41之預濕液的吐出量。
噴嘴搬送部50，係搬送液供給部30的噴嘴31。例如噴嘴搬送部50，係具有：水平搬送部51；及升降部52。水平搬送部51，係例如將電動馬達等作為動力源，沿著水平之搬送線搬送噴嘴31。升降部52，係例如將電動馬達等作為動力源，使軸桿31升降。
噴嘴搬送部60，係搬送液供給部40的噴嘴41。例如噴嘴搬送部60，係具有：水平搬送部61；及升降部62。水平搬送部61，係例如將電動馬達等作為動力源，沿著水平之搬送線搬送噴嘴41。升降部62，係例如將電動馬達等作為動力源，使軸桿41升降。
罩杯70，係與保持部21一起收容晶圓W，並回收從晶圓W甩開的各種處理液(例如光阻液及預濕液)。罩杯70，係在上部具有晶圓W之搬入･搬出用的開口71。又，罩杯70，係具有：傘部72；排液部73；排氣部74；及排氣閥75。傘部72，係被設置於保持部21的下方，將從晶圓W甩開之各種處理液導引至罩杯70內之外周側的排液區域70a。排液部73，係被設置於排液區域70a中比傘部72更下方，且藉由傘部72，將被導引至排液區域70a的處理液往罩杯70外排出。排氣部74，係被設置於排氣區域70b中比傘部72更下方，且將罩杯70內之氣體往罩杯70外排出，該排氣區域70b，係比排液區域70a更內側。排氣閥75，係開關排氣部74之氣體的排出流路。
開關部80，係開關罩杯70的開口71。例如開關部80，係具有：蓋構件81；及開關驅動部82。蓋構件81，係堵塞開口71的板狀構件。蓋構件81，係具有：噴嘴插入口83，用以在堵塞了開口71時，將噴嘴31插入至與晶圓W(保持部21所保持之晶圓W)之表面Wa的中心部(包含有中心之部分)對向之位置。開關驅動部82，係例如將電動馬達等作為動力源，使蓋構件81在堵塞開口71的閉位置與開放開口71的開位置之間移動。
冷卻部90，係對保持部21所保持之晶圓W的至少一部分進行冷卻。例如冷卻部90，係對比保持部21所保持之晶圓W的區域更外側之環狀區域進行冷卻。例如冷卻部90，係將冷卻液供給至晶圓W的背面Wb。作為一例，冷卻部90，係具有：噴嘴91；液源92；及閥93。冷卻液，係例如異丙醇(IPA)、稀釋劑或丙酮等之揮發性的溶劑。
噴嘴91，係被設置於保持部21的周圍，朝向保持部21所保持之晶圓W的背面Wb吐出冷卻液。在由旋轉保持部20所進行之晶圓W的旋轉中，當冷卻液從保持部21被供給至背面Wb時，則上述環狀區域被冷卻。噴嘴91之冷卻液的吐出方向，係亦可往晶圓W的周緣部Wc側傾斜。液源92，係將冷卻液供給至噴嘴91。例如液源92，係包含有儲存冷卻液的儲槽及對冷卻液進行壓送的泵等。閥93，係開關從液源92往噴嘴91之冷卻液的流路。閥93，係亦可被構成為可調節冷卻液之流路的開合度。藉此，可調節來自噴嘴91之冷卻液的吐出量。
另外，冷卻晶圓W之手法，係不一定限於對晶圓W供給冷卻液。例如冷卻部90，係亦可被構成為將冷卻用之氣體從噴嘴91吐出至晶圓W的背面Wb。又，冷卻部90，係亦可被構成為藉由冷卻罩杯70內之氣體的方式，間接地冷卻晶圓W。
像這樣所構成之塗佈單元U1，係藉由控制部100來控制。控制部100，係亦可被構成為執行如下述者：在晶圓W之表面Wa與噴嘴31的間隔被保持為預定之塗佈用間隔的狀態下，以將光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa的中心的方式，控制液供給部30及噴嘴搬送部50；及在光阻液從噴嘴31被供給至晶圓W之表面Wa的期間中，使晶圓W以第1旋轉速度繞通過晶圓W之表面Wa的中心之軸線Ax1旋轉，從而使得光阻液藉由離心力而從噴嘴31之外周擴散至晶圓W的周緣Wc側，並在停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa後，使晶圓W以第2旋轉速度繞上述軸線Ax1旋轉，從而使得光阻液藉由離心力進一步擴散。
如圖3所示般，例如控制部100，係作為功能上之構成(以下，稱為「功能模組」)，具有：液供給控制部111；液供給控制部112；噴嘴搬送控制部113；噴嘴搬送控制部114；旋轉控制部115；開關控制部116；及冷卻控制部117。
液供給控制部111，係在晶圓W之表面Wa與噴嘴31的間隔被保持為前述塗佈用間隔的狀態下，藉由液供給部30，使光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa的中心。塗佈用間隔，係以「只要使來自噴嘴31之光阻液的吐出停止，則可將光阻液保持於噴嘴31與晶圓W的表面Wa之間」的方式來加以設定。將光阻液保持於噴嘴31與晶圓W的表面Wa之間，係意謂著在噴嘴31之下端面31a與晶圓W之表面Wa兩者接觸了光阻液的狀態下，使光阻液滯留於下端面31a與表面Wa之間。塗佈用間隔，係噴嘴31之內徑ID1的3倍以下。塗佈用間隔，係亦可為噴嘴31之內徑ID1的2倍以下。
另外，只要塗佈用間隔為光阻液之液膜(藉由光阻液之供給而形成於表面Wa上的液膜)的膜厚以下，則即便使來自噴嘴31之光阻液的吐出停止，光阻液亦被保持於噴嘴31與表面Wa之間。即便塗佈用間隔大於光阻液之液膜的膜厚，亦以使下端面31a與光阻液之間的密著力成為光阻液之重量以上的方式，設置塗佈用間隔，藉此，光阻液被保持於下端面31a與表面Wa之間。當塗佈用間隔大於光阻液之液膜的膜厚，亦即下端面31a位於比液膜更上方時，則光阻液易從光阻液與晶圓W之著液部朝向晶圓W的外周更均勻地擴散。又，由於光阻液附著於下端面31a的附著區域被抑制得較小，因此，在光阻液供給停止或其後光阻液引入至噴嘴31內(倒吸)之際，光阻液難以殘留於下端面31a。
塗佈用間隔，係亦可以在被形成於下端面31a與表面Wa之間的光阻液之液柱產生收縮的方式來加以設定。換言之，塗佈用間隔，係亦可以「使滯留於下端面31a與表面Wa之間的光阻液成為從下端面31a側朝向表面Wa暫時收縮後逐漸擴散之柱狀」的方式來加以設定。因此，與塗佈用間隔為液膜之膜厚以下的情形相比，光阻液相對於液膜之著液區域變小。在該情況下，光阻液相對於液膜之著液區域變得更小。
在噴嘴31之下端面31a中，包圍開口之環狀部分的寬度，係亦可未滿開口的內徑ID1。下端面31a之大部分亦可與表面Wa呈非平行。例如，下端面31a，係亦可以隨著朝向其外周側而遠離表面Wa的方式傾斜。例如，下端面31a，係亦可以隨著朝向其內周側而遠離表面Wa的方式傾斜。又，例如，下端面31a，係亦可以隨著朝向其外周側及內周側而遠離表面Wa的方式傾斜。換言之，在下端面31a中，外周與內周之間的部分亦可突出於表面Wa側。而且，在下端面31a中，外周與內周之間的部分亦可在表面Wa側成為凸的曲面。即便在任一者中，亦期待附著於下端面31a之光阻液易遠離下端面31a，且難以產生下端面上31a的液體殘留。
液供給控制部111，係亦可在光阻液到達晶圓W的周緣Wc之前，藉由液供給部30，使來自噴嘴31之光阻液的吐出停止。液供給控制部111使來自噴嘴31之光阻液的吐出停止之時間點，係亦可以「使在該時間點中，光阻液所到達之位置成為與晶圓W的中心相距晶圓W之半徑的0.3~1.0倍(亦可為0.4~0.8倍)之位置」的方式來加以設定。液供給控制部111使來自噴嘴31之光阻液的吐出停止之時間點，係亦可以「使在該時間點中，光阻液到達上述環狀區域(冷卻對象之區域)」的方式來加以設定。液供給控制部111，係亦可在使光阻液從噴嘴31供給至晶圓W的表面Wa之際，以使黏度為5cP以下的光阻液從噴嘴31以每秒0.2cc以下之流量吐出的方式，控制液供給部30。
液供給控制部112，係在液供給控制部111使光阻液從噴嘴31供給至晶圓W的表面Wa之前，藉由液供給部40，使預濕液供給至晶圓W的表面Wa。
噴嘴搬送控制部113，係以在預濕液從噴嘴41供給至晶圓W的表面Wa之前，藉由水平搬送部61，將噴嘴41配置於晶圓W的中心之上方的方式，控制噴嘴搬送部60。其後，噴嘴搬送控制部113，係以藉由升降部62使噴嘴41接近表面Wa的方式，控制噴嘴搬送部60。噴嘴搬送控制部113，係以在預濕液從噴嘴41供給至晶圓W的表面Wa後，藉由升降部62，使噴嘴41遠離表面Wa的方式，控制噴嘴搬送部60。其後，噴嘴搬送控制部113，係以藉由水平搬送部61使噴嘴41從晶圓W之上方退避的方式，控制噴嘴搬送部60。
噴嘴搬送控制部114，係以在預濕液塗佈於晶圓W的表面Wa後、光阻液供給至表面Wa之前，藉由水平搬送部51，將噴嘴31配置於晶圓W的中心之上方的方式，控制噴嘴搬送部50。其後，噴嘴搬送控制部113，係以藉由升降部52使噴嘴31接近表面Wa直至表面Wa與噴嘴31之間隔成為上述塗佈用間隔的方式，控制噴嘴搬送部60。噴嘴搬送控制部114，係以在光阻液從噴嘴31供給至晶圓W的表面Wa後，藉由升降部52，使噴嘴31遠離表面Wa的方式，控制噴嘴搬送部50。其後，噴嘴搬送控制部114，係以藉由水平搬送部51使噴嘴31從晶圓W之上方退避的方式，控制噴嘴搬送部50。
旋轉控制部115，係在光阻液從噴嘴31被供給至晶圓W之表面Wa的期間中，藉由旋轉保持部20使晶圓W以第1旋轉速度旋轉，從而使得光阻液藉由離心力而從噴嘴31之外周擴散至晶圓W的周緣Wc側。第1旋轉速度，係以「使從噴嘴31所吐出之光阻液以每秒0.2cc以下供給至表面Wa不中斷」的方式來加以設定。例如第1旋轉速度，係亦可為1000~2000rpm，且亦可為1200~1800rpm，且亦可為1400~1600rpm。旋轉控制部115，係在停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa後，藉由旋轉保持部20使晶圓W以第2旋轉速度旋轉，從而使得光阻液藉由離心力進一步擴散。第2旋轉速度，係第1旋轉速度以上。例如第2旋轉速度，係亦可為1300~2300rpm，且亦可為1500~ 2100rpm，且亦可為1700~1900rpm。
旋轉控制部115，係亦可以在停止來自噴嘴31之光阻液的吐出後、噴嘴31遠離表面Wa之前，使晶圓W的旋轉速度下降至低於第1旋轉速度之第3旋轉速度的方式，控制旋轉保持部20。在該情況下，旋轉控制部115，係以在噴嘴31遠離了表面Wa後，使晶圓W之旋轉速度從第3旋轉速度上升至第2旋轉速度的方式，控制旋轉保持部20。例如第3旋轉速度，係亦可為0~200rpm，且亦可為50~150rpm，且亦可為80~120rpm。根據降低噴嘴31遠離表面Wa時之晶圓W的旋轉速度之構成，可在抑制了光阻液流動(擴散)至表面Wa之外周側的狀態下，使噴嘴31上升。藉此，期待在液排放中抑制不需要之液體的供給或液體滴下等。
旋轉控制部115，係亦可在停止來自噴嘴31之光阻液的吐出之前，執行使由旋轉保持部20所進行之晶圓W的旋轉速度下降至第3旋轉速度，並將晶圓W的旋轉速度維持在第3旋轉速度直至從噴嘴31遠離表面Wa為止。在該情況下，可在抑制了晶圓W的旋轉速度、光阻液流動(擴散)至表面Wa之外周側的狀態下，進行光阻液之吐出的停止及噴嘴31的上升。藉此，期待在液排放中進一步抑制不需要之液體的供給或液體滴下等。
另外，上述塗佈用間隔，係有時被設定為小於可藉由噴嘴31而形成之光阻液的液滴。在該情況下，在噴嘴31上升時，係表面Wa與下端面31a之間隔從小於液滴的狀態變化成大於液滴的狀態。換言之，表面Wa與下端面31a之間隔從不可能產生液滴的間隔變化成可能產生液滴的間隔。在像這樣的情況下，抑制液體之供給或液體滴下等的效果更有效。
旋轉控制部115，係在預濕液從噴嘴41被供給至晶圓W之表面Wa的期間中，使晶圓W以預濕液滯留於表面Wa之程度的第4旋轉速度旋轉。第4旋轉速度，係亦可為第3旋轉速度以下。例如第4旋轉速度，係亦可為0~ 100rpm，且亦可為10~70rpm，且亦可為20~40rpm。
而且，旋轉控制部115，係以使從噴嘴41被供給至晶圓W之表面Wa的預濕液藉由離心力而擴散至晶圓W之周緣Wc側，且多餘的預濕液被甩開至晶圓W之周圍的方式，藉由旋轉保持部20使晶圓W以第5旋轉速度旋轉。第5旋轉速度，係亦可為第2旋轉速度以上。例如第5旋轉速度，係亦可為1000~3000rpm，且亦可為1500~2500rpm，且亦可為1800~2200rpm。
開關控制部116，係在停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W的表面Wa之前，藉由開關部80，使用以抑制光阻液之溶劑揮發的蓋構件81配置於與表面Wa對向的位置。例如開關控制部116，係以在停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W的表面Wa之前，藉由開關驅動部82，使蓋構件81移動至上述閉位置的方式，控制開關部80。又，開關控制部116，係配合開關部80使蓋構件81移動至閉位置，將排氣閥75關閉。
開關控制部116，係在晶圓W以第2旋轉速度旋轉結束之前，以從與表面Wa對向之位置去除蓋構件81的方式，控制開關部80。例如開關控制部116，係在晶圓W以第2旋轉速度旋轉結束之前的預定時間點，藉由開關驅動部82，以使蓋構件81從上述閉位置移動至開位置的方式，控制開關部80。又，開關控制部116，係配合開關部80使蓋移動至開位置，將排氣閥75開啟。上述預定時間點，係亦可以「使與停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa的時間點之間的期間比與晶圓W以第2旋轉速度旋轉結束的時間點之間的期間短」的方式來加以設定。上述預定時間點，係亦可在停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W的表面Wa後。
冷卻控制部117，係在光阻液從噴嘴31被供給至晶圓W之表面Wa的期間中，以冷卻晶圓的方式，控制冷卻部90。例如冷卻控制部117，係在光阻液從噴嘴31被供給至晶圓W之表面Wa的期間中，藉由冷卻部90，使冷卻液從噴嘴91供給至晶圓W的背面Wb。藉此，晶圓W之上述環狀區域被冷卻。冷卻控制部117，係在晶圓W以第2旋轉速度旋轉結束之前，使由冷卻部90所進行之晶圓W的冷卻停止。例如冷卻控制部117，係在晶圓W以第2旋轉速度旋轉結束之前的預定時間點，藉由冷卻部90，使來自噴嘴91之冷卻液的吐出停止。上述預定時間點，係亦可以「使與停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa的時間點之間的期間比與晶圓W以第2旋轉速度旋轉結束的時間點之間的期間短」的方式來加以設定。上述預定時間點，係亦可在停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa後。晶圓W之冷卻效果，係在停止由冷卻部90所進行之晶圓W的冷卻後，亦短暫持續。對其進行考慮，上述預定時間點，係亦可在停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W的表面Wa之前。
控制部100，係例如由一個或複數個控制用電腦所構成。例如控制器100，係具備有圖4所示的電路120。電路120，係具有：一個或複數個處理器121；記憶體122；儲存器123；輸出入埠124；及計時器125。儲存器123，係例如具有硬碟等、可藉由電腦讀取的記錄媒體。儲存器123，係記憶有用以使控制部100執行如下述者的程式：在晶圓W之表面Wa與噴嘴31的間隔被保持為預定之塗佈用間隔的狀態下，以將光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa的中心的方式，控制液供給部30及噴嘴搬送部50；及在光阻液從噴嘴31被供給至晶圓W之表面Wa的期間中，使晶圓W以第1旋轉速度繞通過晶圓W之表面Wa的中心之軸線Ax1旋轉，從而使得光阻液藉由離心力而從噴嘴31之外周擴散至晶圓W的周緣Wc側，並在停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa後，使晶圓W以第2旋轉速度繞上述軸線Ax1旋轉的方式，控制旋轉保持部20，從而使得光阻液藉由離心力進一步擴散。例如儲存器123，係亦可記憶有用以藉由控制部100構成上述控制部100之各功能模組的程式。
記憶體122，係暫時記憶從儲存器123之記憶媒體載入的程式及由處理器121所進行的演算結果。處理器121，係與記憶體122協同地執行上述程式，藉此，構成上述各功能模組。輸出入埠124，係依照來自處理器121的指令，在旋轉保持部20、液供給部30、液供給部40、噴嘴搬送部50、噴嘴搬送部60、排氣閥75、開關部80及冷卻部90之間進行電信號的輸出入。計時器125，係例如藉由計數固定週期之基準脈衝的方式，計測經過時間。
另外，控制部100之硬體構成，係不一定限於藉由程式構成各功能模組者。例如，控制部100之各功能模組，係亦可藉由專用之邏輯電路或將其整合而成的ASIC(Application Specific Integrated Circuit)所構成。
[塗佈處理程序] 以下，說明塗佈單元U1中所執行之塗佈處理程序作為塗佈處理方法的一例。該塗佈處理程序，係包含有：在晶圓W之表面Wa與噴嘴31的間隔被保持為上述塗佈用間隔的狀態下，以將光阻液從噴嘴31供給至表面Wa的中心；在光阻液從噴嘴31被供給至表面Wa的期間中，使晶圓W以第1旋轉速度繞通過表面Wa的中心之軸線Ax1旋轉，從而使得光阻液藉由離心力而從噴嘴31之外周擴散至晶圓W的周緣Wc側；及在停止光阻液從噴嘴31供給至表面Wa後，使晶圓W以第2旋轉速度繞上述軸線Ax1旋轉，從而使得光阻液藉由離心力進一步擴散。
例如控制部100，係如圖5所示般，首先執行步驟S01，S02，S03。在步驟S01中，係噴嘴搬送控制部113以藉由水平搬送部61將噴嘴41配置於晶圓W的中心之上方的方式，控制噴嘴搬送部60。其後，噴嘴搬送控制部113，係以藉由升降部62使噴嘴41接近表面Wa的方式，控制噴嘴搬送部60(參閱圖8(a))。在步驟S02中，係旋轉控制部115藉由旋轉保持部20，使晶圓W以上述第4旋轉速度開始旋轉。在步驟S03中，係液供給控制部112藉由液供給部40，使預定量之預濕液供給至晶圓W的表面Wa(參閱圖8(b))。
其次，控制部100，係執行步驟S04，S05，S06。在步驟S04中，係旋轉控制部115藉由旋轉保持部20，使晶圓W之旋轉速度從上述第4旋轉速度上升至第5旋轉速度。藉由，從噴嘴41被供給至晶圓W之表面Wa的預濕液藉由離心力而擴散至晶圓W之周緣Wc側，且多餘的預濕液被甩開至晶圓W之周圍(參閱圖8(c))。在步驟S05中，係噴嘴搬送控制部113以藉由升降部62使噴嘴41遠離表面Wa，並藉由水平搬送部61使噴嘴41從晶圓W之上方退避的方式，控制噴嘴搬送部60。在步驟S06中，係旋轉控制部115將晶圓W開始以第5旋轉速度旋轉的時間點作為基準，等待經過預定時間。預定時間，係藉由事前之實機試驗或模擬等來設定，從而使得多餘的預濕液被充分甩開。
其次，控制部100，係如圖6所示般，執行步驟S11，S12，S13。在步驟S11中，係旋轉控制部115藉由旋轉保持部20，使晶圓W之旋轉速度從上述第5旋轉速度下降至第1旋轉速度。在步驟S12中，係冷卻控制部117藉由冷卻部90，使冷卻液開始從噴嘴91供給至晶圓W的背面Wb(參閱圖9(a))。在步驟S13中，係開關控制部116以藉由開關驅動部82使蓋構件81移動至上述閉位置(與表面Wa對向之位置)的方式，控制開關部80(參閱圖9(b))。又，在步驟S13中，係開關控制部116將排氣閥75關閉。
其次，控制部100，係執行步驟S14，S15，S16，S17。在步驟S14中，係噴嘴搬送控制部114以藉由水平搬送部51將噴嘴31配置於晶圓W的中心之上方的方式，控制噴嘴搬送部50(參閱圖10(a))。在步驟S15中，係噴嘴搬送控制部114以藉由升降部52使噴嘴31接近表面Wa直至表面Wa與噴嘴31之間隔成為上述塗佈用間隔的方式，控制噴嘴搬送部50(參閱圖10(b))。在步驟S16中，係液供給控制部111在晶圓W之表面Wa與噴嘴31的間隔被保持為上述塗佈用間隔的狀態下，藉由液供給部30，使光阻液開始從噴嘴31供給至晶圓W的表面Wa(參閱圖10(c))。在步驟S17中，係液供給控制部111將開始吐出來自噴嘴31之光阻液的時間點作為基準，等待經過預定時間。預定時間，係藉由事前之實機試驗或模擬等來設定，使得可供給足夠將光阻膜之膜厚設成為目標膜厚之量的光阻液。
其次，控制部100，係如圖7所示般，執行步驟S21，S22，S23，S24。在步驟S21中，係旋轉控制部115藉由旋轉保持部20，使晶圓W之旋轉速度從上述第1旋轉速度下降至第3旋轉速度。在步驟S22中，係液供給控制部111藉由液供給部30，使來自噴嘴31之光阻液的吐出停止。在步驟S23中，係噴嘴搬送控制部114以藉由升降部52使噴嘴31遠離表面Wa的方式，控制噴嘴搬送部50(參閱圖11(a))。在步驟S24中，係噴嘴搬送控制部114以藉由水平搬送部51使噴嘴31從晶圓W之上方退避的方式，控制噴嘴搬送部50。
其次，控制部100，係執行步驟S25，S26。在步驟S25中，係旋轉控制部115藉由旋轉保持部20，使晶圓W之旋轉速度從上述第3旋轉速度上升至第2旋轉速度。藉此，表面Wa上之光阻液進一步被塗佈於周緣Wc側，且多餘的光阻液從表面Wa上被甩開(參閱圖11(b))。在步驟S26中，係旋轉控制部115將晶圓W開始以第2旋轉速度旋轉的時間點作為基準，等待經過預定時間。預定時間，係基於使光阻膜的膜厚之均勻性提升的觀點而言，藉由事前之實機試驗或模擬等來設定。
其次，控制部100，係執行步驟S27，S28，S29，S31。在步驟S27中，係冷卻控制部117藉由冷卻部90，使冷卻液從噴嘴91供給至晶圓W的背面Wb停止。在步驟S28中，係開關控制部116以藉由開關驅動部82使蓋構件81從上述閉位置移動至開位置的方式，控制開關部80(參閱圖11(c))。又，在步驟S28中，係開關控制部116將排氣閥75開啟。在步驟S29中，係旋轉控制部115將晶圓W開始以第2旋轉速度旋轉的時間點作為基準，等待經過預定時間。在該期間，亦持續進行光阻液擴散至周緣Wc側。預定時間，係基於使光阻膜的膜厚之均勻性提升的觀點而言，藉由事前之實機試驗或模擬等來設定。在步驟S31中，係旋轉控制部115藉由旋轉保持部20，使晶圓W的旋轉停止。藉由以上，塗佈處理程序便結束。
[本實施形態之效果] 如以上說明般，本揭示之塗佈處理方法，係包含有：在晶圓W之表面Wa與噴嘴31的間隔被保持為預定之塗佈用間隔的狀態下，將光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa的中心；在光阻液從噴嘴31被供給至晶圓W之表面Wa的期間中，使晶圓W以第1旋轉速度繞通過晶圓W之表面Wa的中心之軸線Ax1旋轉，從而使得光阻液藉由離心力而從噴嘴31之外周擴散至晶圓W的周緣Wc側；及在停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa後，使晶圓W以第2旋轉速度繞軸線Ax1旋轉，從而使得光阻液藉由離心力進一步擴散，塗佈用間隔，係以「只要使來自噴嘴31之光阻液的吐出停止，則可將光阻液保持於噴嘴31與晶圓W的表面Wa之間」的方式來加以設定。
光阻液之乾燥，係即便在從噴嘴31被吐出後、到達晶圓W的周緣Wc為止的期間中亦會進行。在到達晶圓W的周緣Wc之前，當光阻液之乾燥進行直至流動性實質上下降的程度時，則存在有藉由光阻液之塗佈所形成之被膜的膜厚之均勻性下降的可能性。例如，存在有充分之光阻液無法遍及到晶圓W的周緣Wc，且晶圓W的周緣部之膜厚變得過小的可能性。另一方面，亦存在有膜厚在從晶圓W之中心起至周緣Wc之間變得過大的可能性。對此，藉由在使噴嘴31接近晶圓W的狀態下，將光阻液供給至上述塗佈用間隔(以下，稱為「接近塗佈」)的方式，可抑制至少從噴嘴31到達晶圓W為止的期間之光阻液的乾燥。因此，可抑制到達晶圓W之周緣Wc為止的期間之光阻液的流動性下降。因此，對於提高膜厚之均勻性有效。
塗佈處理方法，係亦可更包含有：在將光阻液從噴嘴31供給至晶圓W的表面Wa之前，將預濕液塗佈於晶圓W的表面Wa；及在塗佈預濕液後，使噴嘴31接近晶圓W的表面Wa直至晶圓W的表面Wa與噴嘴31之間隔成為塗佈用間隔。在該情況下，藉由以塗佈預濕液促進光阻液之擴散與以接近塗佈抑制光阻液之流動性下降的加乘效果，可進一步抑制到達晶圓W之周緣Wc為止的期間之光阻液的流動性下降。因此，對於提高膜厚之均勻性更有效。
亦可在光阻液到達晶圓W的周緣Wc之前，使來自噴嘴31之光阻液的吐出停止。在該情況下，可達到兼顧膜厚之均勻性與光阻液的節約。
在將光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa的中心之際，係亦可使黏度為5cP以下的光阻液從噴嘴31以每秒0.2cc以下之流量吐出。在該情況下，亦可達到兼顧膜厚之均勻性與光阻液的節約。
塗佈用間隔，係亦可為噴嘴31之內徑ID1的3倍以下。在該情況下，可更確實地執行接近塗佈。又，塗佈用間隔，係亦可被設定為大於液膜之膜厚的值。在該情況下，可減少光阻液相對於液膜之著液區域，並抑制從噴嘴31對液膜的物理干涉。而且，亦可在液排放(噴嘴31之上升)後抑制液體殘留於噴嘴31。該些可有助於進一步提高膜厚之均勻性。
塗佈處理方法，係亦可更包含有：在停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W的表面Wa之前，將用以抑制光阻液之溶劑揮發的蓋構件81配置於與晶圓W之表面Wa對向的位置；及在晶圓W以第2旋轉速度旋轉結束之前，從與晶圓W之表面Wa對向的位置去除蓋構件81。在該情況下，藉由以蓋構件81抑制溶劑之揮發與以接近塗佈抑制光阻液之流動性下降的加乘效果，可進一步抑制到達晶圓W之周緣Wc為止的期間之光阻液的流動性下降。
塗佈處理方法，係亦可更包含有：在光阻液從噴嘴31被供給至晶圓W之表面Wa的期間中，冷卻晶圓；及在晶圓W以第2旋轉速度旋轉結束之前，停止晶圓W的冷卻。在該情況下，藉由以冷卻晶圓W抑制溶劑之揮發與以接近塗佈抑制光阻液之流動性下降的加乘效果，可進一步抑制到達晶圓W之周緣Wc為止的期間之光阻液的流動性下降。
亦可使晶圓W的冷卻在「以使與停止光阻液從噴嘴31供給至晶圓W之表面Wa的時間點之間的期間比與晶圓W以第2旋轉速度旋轉結束的時間點之間的期間短的方式來加以設定」之時間點停止。當即便在晶圓W以第2旋轉速度旋轉中亦過度進行晶圓W的冷卻時，則存在有「於供給光阻液後，從晶圓W所甩開之光阻液的量變得過剩，且膜厚變得過小」的可能性。對此，藉由使晶圓W之冷卻在上述時間點停止的方式，可達到膜厚的最佳化。
在使晶圓W旋轉之際，係亦可藉由旋轉保持部20，從背面Wb側保持晶圓W並使晶圓W旋轉，在冷卻晶圓W之際，係亦可對比旋轉保持部20保持晶圓W之區域更外側的環狀區域進行冷卻。在該情況下，由於環狀區域之內側被冷卻，因此，進行接近塗佈的效果變得更顯著。
在冷卻晶圓W之際，係亦可將冷卻液供給至晶圓W的背面Wb。在該情況下，可使冷卻晶圓W的構成簡化。
以上，雖說明了實施形態，但本發明並不一定限定於上述之實施形態，在不脫離其要旨的範圍下可進行各種變更。蓋構件81，係亦可在與晶圓W之表面Wa對向的範圍內，在噴嘴插入口83之周圍具有與噴嘴插入口83不同的開口。以下，將該開口稱為「附加開口」。在表面Wa中與附加開口之區域對向的位置，係難以抑制溶劑的揮發。因此，在與附加開口之區域對向的位置，係有光阻膜之膜厚變厚的傾向。亦可將其利用來提高膜厚均勻性。例如，亦可使附加開口之區域與膜厚易不足的部分對向，並增加該部分之膜厚。又，亦可在塗佈光阻液的期間中，藉由開關驅動部82使附加開口移動。
亦可藉由噴嘴搬送部50，使蓋構件81與噴嘴31一起移動。在該情況下，可省略開關驅動部82。上述塗佈處理方法，係亦可應用於光阻膜以外(例如上述下層膜或上層膜)的成膜。處理對象之基板，係不限於半導體晶圓，例如亦可為玻璃基板、遮罩基板、FPD(Flat Panel Display)等。
2:塗佈･顯像裝置(塗佈處理裝置) 20:旋轉保持部 30:液供給部 31:噴嘴 81:蓋構件 111:液供給控制部 115:旋轉控制部 Ax1:軸線 ID1:內徑 W:晶圓(基板) Wa:表面 Wb:背面 Wc:周緣
[圖1] 例示基板液處理系統之概略構成的示意圖。 [圖2] 例示塗佈單元之概略構成的示意圖。 [圖3] 例示控制部之功能性構成的方塊圖。 [圖4] 例示控制部之硬體構成的方塊圖。 [圖5] 例示塗佈處理程序的流程圖。 [圖6] 例示塗佈處理程序的流程圖。 [圖7] 例示塗佈處理程序的流程圖。 [圖8] 表示預濕液的塗佈中之晶圓之狀態的示意圖。 [圖9] 表示開始冷卻而蓋被關閉時之晶圓之狀態的示意圖。 [圖10] 表示光阻液的供給中之晶圓之狀態的示意圖。 [圖11] 表示光阻液的供給停止及塗佈中之晶圓之狀態的示意圖。
20:旋轉保持部
21:保持部
22:旋轉驅動部
30:液供給部
31:噴嘴
31a:下端面
32:液源
33:閥
40:液供給部
41:噴嘴
42:液源
43:閥
50:噴嘴搬送部
51:水平搬送部
52:升降部
60:噴嘴搬送部
61:水平搬送部
62:升降部
70:罩杯
70a:排液區域
70b:排氣區域
71:開口
72:傘部
73:排液部
74:排氣部
75:排氣閥
80:開關部
81:蓋構件
82:開關驅動部
83:噴嘴插入口
90:冷卻部
91:噴嘴
92:液源
93:閥
W:晶圓
Wa:表面
Wb:背面
Wc:周緣部
U1:塗佈單元
ID1:內徑
Ax1:軸線

Claims (12)

  1. 一種塗佈處理方法，其特徵係，包含有：涵蓋預定期間，將基板之表面與噴嘴的間隔保持為固定之塗佈用間隔；在前述預定期間以內，開始、停止將成膜液從前述噴嘴供給至前述基板之表面的中心；在前述預定期間之中，在前述成膜液從前述噴嘴被供給至前述基板之表面的期間中，使前述基板以第1旋轉速度繞通過前述基板之表面的中心之軸線旋轉，從而使得前述成膜液藉由離心力而從前述噴嘴之外周擴散至前述基板的周緣側；及在停止前述成膜液從前述噴嘴供給至前述基板之表面後，使前述基板以第2旋轉速度繞前述軸線旋轉，從而使得前述成膜液藉由離心力進一步擴散，在前述預定期間中，將前述基板之表面與前述噴嘴的間隔保持為「即便來自前述噴嘴之前述成膜液的吐出停止，亦可將前述成膜液保持於前述噴嘴與前述基板的表面之間」的前述塗佈用間隔。
  2. 如請求項1之塗佈處理方法，其中，更包含有：在將前述成膜液從前述噴嘴供給至前述基板的表面之前，將預濕液塗佈於前述基板的表面；及在塗佈前述預濕液後，使前述噴嘴接近前述基板的表 面直至前述基板的表面與前述噴嘴之間隔成為前述塗佈用間隔。
  3. 如請求項1之塗佈處理方法，其中，在前述成膜液到達前述基板的周緣之前，使來自前述噴嘴之前述成膜液的吐出停止。
  4. 如請求項1之塗佈處理方法，其中，在將前述成膜液從前述噴嘴供給至前述基板之表面的中心之際，係使黏度為5cP以下的前述成膜液從前述噴嘴以每秒0.2cc以下之流量吐出。
  5. 如請求項1之塗佈處理方法，其中，前述塗佈用間隔，係前述噴嘴之內徑的3倍以下。
  6. 如請求項1~5中任一項之塗佈處理方法，其中，更包含有：在停止前述成膜液從前述噴嘴供給至前述基板的表面之前，使用以抑制前述成膜液之溶劑揮發的蓋構件配置於與前述基板之表面對向的位置；及在前述基板以前述第2旋轉速度旋轉結束之前，從與前述基板的表面對向之位置去除前述蓋構件。
  7. 如請求項1~5中任一項之塗佈處理方法，其中，更包含有：在前述成膜液從前述噴嘴被供給至前述基板之表面的期間中，冷卻前述基板；及在前述基板以前述第2旋轉速度旋轉結束之前，停止前述基板的冷卻。
  8. 如請求項7之塗佈處理方法，其中，使前述基板的冷卻在「以使與停止前述成膜液從前述噴嘴供給至前述基板之表面的時間點之間的期間比與前述基板以前述第2旋轉速度旋轉結束的時間點之間的期間短的方式來加以設定」之時間點停止。
  9. 如請求項7之塗佈處理方法，其中，在使前述基板旋轉之際，係藉由旋轉保持部，從背面側保持前述基板並使前述基板旋轉，在冷卻前述基板之際，係對比前述旋轉保持部保持前述基板之區域更外側的環狀區域進行冷卻。
  10. 如請求項7之塗佈處理方法，其中，在冷卻前述基板之際，係將冷卻液供給至前述基板的背面。
  11. 一種塗佈處理裝置，其特徵係，具備有：液供給部，具有吐出成膜液的噴嘴；及旋轉保持部，保持基板並使其旋轉，且具備有：液供給控制部，以「涵蓋預定期間，將前述基板之表面與前述噴嘴的間隔保持為固定之塗佈用間隔，並在前述預定期間以內，開始、停止將成膜液從前述噴嘴供給至前述基板之表面的中心」的方式，控制前述液供給部；及旋轉控制部，在前述預定期間之中，在前述成膜 液從前述噴嘴被供給至前述基板之表面的期間中，使前述基板以第1旋轉速度繞通過前述基板之表面的中心之軸線旋轉，從而使得前述成膜液藉由離心力而從前述噴嘴之外周擴散至前述基板的周緣側，並在停止前述成膜液從前述噴嘴供給至前述基板之表面後，使前述基板以第2旋轉速度繞前述軸線旋轉，從而使得前述成膜液藉由離心力進一步擴散，前述液供給控制部，係在前述預定期間中，將前述基板之表面與前述噴嘴的間隔保持為「即便來自前述噴嘴之前述成膜液的吐出停止，亦可將前述成膜液保持於前述噴嘴與前述基板的表面之間」的前述塗佈用間隔。
  12. 一種電腦可讀取之記憶媒體，係記憶有用以使裝置執行如請求項1~10中任一項之塗佈處理方法的程式。
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