塗布處理方法、程序、計算機存儲介質和塗布處理裝置的製作方法

2023-09-20 18:28:00

專利名稱：塗布處理方法、程序、計算機存儲介質和塗布處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及基板的塗布處理方法、程序、計算機存儲介質和基板的塗布處理裝置。
背景技術：
例如半導體器件的製造工藝的光刻工序中，通過依次進行以下處理，在晶片上形成規定的抗蝕劑圖案將抗蝕劑液塗布在例如晶片上來形成抗蝕劑膜的抗蝕劑塗布處理； 以規定的圖案對抗蝕劑膜進行曝光的曝光處理；和使曝光後的抗蝕劑膜顯影的顯影處理。在上述抗蝕劑塗布處理中，多使用所謂的旋塗法，S卩，從噴嘴向高速旋轉的晶片的中心部供給抗蝕劑液，利用離心力使抗蝕劑液在晶片上擴散，從而將抗蝕劑液塗布於晶片的表面。這種旋塗法中，作為均勻塗布抗蝕劑液的方法，提案有如下方法(專利文獻1)將抗蝕劑液供給例如高速旋轉的晶片，之後暫時使晶片的旋轉減速，使晶片上的抗蝕劑液平坦化，之後再使晶片的旋轉提速，使晶片上的抗蝕劑液乾燥。專利文獻日本特開2007-115936號公報

發明內容
然而，隨著半導體器件的電路更加微細化，抗蝕劑塗布處理中抗蝕劑膜的薄膜化進一步發展。此外，抗蝕劑液較貴，需要儘可能地減少使用量。從該觀點出發，考慮減少對晶片供給抗蝕劑液的供給量，但是這種情況下，當如現有技術那樣將抗蝕劑液供向高速旋轉的晶片的中心時，抗蝕劑液從晶片的中心向外側方向急劇擴散，有時會在晶片的中心附近形成紋狀的塗布斑。如果形成這樣的塗布斑，例如在曝光處理中焦點就會發生偏移，最終無法在晶片上形成期望尺寸的抗蝕劑圖案。本發明是鑑於上述問題而完成的，其目的在於提供當使用旋塗法將抗蝕劑液等塗布液塗布於晶片等基板時，即使塗布液的塗布量為少量，也能夠將塗布液均勻塗布於基板面內的技術。為了實現上述目的，本發明提供基板的塗布處理方法，其特徵在於，包括在使基板加速旋轉的狀態下，從噴嘴向該基板的中心部噴出塗布液，將塗布液塗布在基板上的第一工序；之後將基板的旋轉減速，並使基板繼續旋轉的第二工序；以及，之後將基板的旋轉加速，使基板上的塗布液乾燥的第三工序，其中在上述第一工序中，使基板的旋轉加速度依次變化為第一加速度、大於上述第一加速度的第二加速度和小於上述第二加速度的第三加速度，並使該基板始終加速旋轉。根據本發明，在第一工序中始終使基板加速旋轉，因此在第一工序開始時，基板相對地低速旋轉後，在第一工序結束時，基板相對地高速旋轉。這樣在塗布液剛剛向基板的中心部噴出之後，基板的旋轉速度為低速，因此不會有較強的離心力作用於基板上的塗布液。 而且，此時基板的旋轉加速度是小於第二加速度的第一加速度，因此能夠抑制作用於基板上的塗布液的離心力。從而塗布液能夠向外側方向均勻地擴散。之後，使基板以大於第一加速度的第二加速度加速旋轉，因此基板上的塗布液能夠流暢且迅速地擴散。之後，使基板以小於第二加速度的第三加速度加速旋轉，因此能夠使到達基板的外周部的塗布液流暢地擴散，並且能夠將塗布液飛散到基板的外部的量抑制成極少量。而且，在第一工序中始終使基板加速旋轉，因此塗布液能夠迅速擴散，能夠將用於使塗布液擴散到基板的整個表面的塗布量抑制成少量。從而，根據本發明，即使在使塗布液的塗布量為少量的情況下，也能夠將塗布液均勻地塗布。從而，能夠在基板上形成比現有更薄的塗布膜。此外，也能夠使該塗布處理所需要的成本廉價化。所述第三加速度也可以大於所述第一加速度。上述塗布處理方法，也可以在上述第一工序之前，具有向基板噴出塗布液的溶劑， 使基板旋轉並且將溶劑塗布在基板上的第四工序，在上述第四工序之後且上述第一工序之前使基板的旋轉減速，以比上述第四工序中的基板的旋轉速度低的旋轉速度，開始上述第
一工序。上述塗布處理方法，也可以在上述第一工序之前，具有向基板供給塗布液的溶劑， 使基板旋轉並且將溶劑塗布在基板上的第四工序，在維持上述第四工序中的基板的旋轉速度的狀態下，開始上述第一工序。上述第一工序中的利用噴嘴的塗布液的噴出，也可以持續進行到第二工序的中途為止。在上述第二工序中，也可以到該第二工序的中途為止進行上述塗布液的噴出並停止該塗布液的噴出後，將基板的旋轉減速，並使基板繼續旋轉。當使上述第二工序中的利用噴嘴的塗布液的噴出結束時，也可以通過移動噴嘴， 塗布液的噴出位置從基板的中心部偏移。上述噴嘴的移動，在上述第一工序結束的同時開始。其中，這裡所說的「同時」也包含第一工序結束時的前後0. 5秒以內的大致同時的情況。根據另一方面的本發明，提供為了使上述塗布處理方法通過塗布處理裝置來執行，在控制該塗布處理裝置的控制部的計算機上操作的程序。根據另一方面的本發明，提供存儲有上述程序的能夠讀取的計算機存儲介質。根據又一方面的本發明，提供塗布處理裝置，其對基板進行塗布處理，該塗布處理裝置的特徵在於，包括保持基板並使基板旋轉的旋轉保持部；向基板噴出塗布液的噴嘴； 和控制部，其按照如下方式對上述旋轉保持部和上述噴嘴的動作進行控制在通過上述旋轉保持部使基板加速旋轉的狀態下，執行以下工序從上述噴嘴向該基板的中心部噴出塗布液，將塗布液塗布在基板上的第一工序；之後將基板的旋轉減速，並使基板繼續旋轉的第二工序；以及，之後將基板的旋轉加速，使基板上的塗布液乾燥的第三工序，其中，在上述第一工序中，使基板的旋轉加速度依次變化為第一加速度、大於上述第一加速度的第二加速度和小於上述第二加速度的第三加速度，並使該基板始終加速旋轉。上述第三加速度可以大於上述第一加速度。根據上述塗布處理裝置，還具有向基板噴出塗布液的溶劑的其它噴嘴，上述控制部，按照如下方式對上述旋轉保持部、上述噴嘴和上述其它噴嘴的動作進行控制在上述第一工序之前，執行向基板噴出塗布液的溶劑，使基板旋轉並且將溶劑塗布在基板上的第四工序，在上述第四工序之後且上述第一工序之前使基板的旋轉減速，以比上述第四工序中的基板的旋轉速度低的旋轉速度，開始上述第一工序。
根據上述塗布處理裝置，還具有向基板噴出塗布液的溶劑的其它噴嘴，上述控制部，按照如下方式對上述旋轉保持部、上述噴嘴和上述其它噴嘴的動作進行控制在上述第一工序之前，執行向基板供給塗布液的溶劑，使基板旋轉並且將溶劑塗布在基板上的第四工序，在維持第四工序中的基板的旋轉速度的狀態下，開始上述第一工序。上述第一工序中的利用上述噴嘴的塗布液的噴出，也可以持續進行到上述第二工序的中途為止。在上述第二工序中，也可以到該第二工序的中途為止進行上述塗布液的噴出並停止該塗布液的噴出後，將基板的旋轉減速，並使基板繼續旋轉。根據上述塗布處理裝置，還具有使上述噴嘴從基板的中心部的上方在基板的徑向移動的噴嘴移動機構，上述控制部，按照如下方式對上述旋轉保持部、上述噴嘴和上述噴嘴移動機構的動作進行控制在使上述第二工序中的利用上述噴嘴的塗布液的噴出結束時， 移動上述噴嘴，使塗布液的噴出位置從基板的中心部偏移。上述噴嘴的移動，在上述第一工序結束的同時開始。發明效果根據本發明，使用旋塗法將塗布液塗布於基板的情況下，即使塗布液的塗布量為少量，也能夠將塗布液均勻地塗布在基板面內。


圖1是表示搭載有本實施方式的抗蝕劑塗布裝置的塗布顯影處理系統的概略結構的平面圖。圖2是本實施方式的塗布顯影處理系統的正面圖。圖3是本實施方式的塗布顯影處理系統的背面圖。圖4是表示抗蝕劑塗布裝置的概略結構的縱截面圖。圖5是表示抗蝕劑塗布裝置的概略結構的橫截面圖。圖6是表示抗蝕劑塗布處理的主要工序的流程圖。圖7是表示抗蝕劑塗布處理的各工序中的晶片旋轉速度和抗蝕劑液的噴出時刻 (timing)的圖表。圖8是表示其它實施方式的抗蝕劑塗布處理的各工序中的晶片旋轉速度和抗蝕劑液的噴出時刻的圖表。圖9是表示其它實施方式的抗蝕劑塗布處理的各工序中的晶片旋轉速度和抗蝕劑液的噴出時刻的圖表。圖10是表示移動第一噴嘴使抗蝕劑液的噴出位置從晶片的中心部偏移的狀態的說明圖。圖11是表示其它實施方式的抗蝕劑塗布處理的各工序中的晶片旋轉速度和抗蝕劑液的噴出時刻的圖表。附圖標記說明1 塗布顯影處理系統30 32抗蝕劑塗布裝置130 旋轉卡盤
141第一臂部143第一噴嘴144噴嘴驅動部150第二噴嘴
具體實施例方式以下，對本發明的實施方式進行說明。圖1是表示搭載有本實施方式的塗布裝置的塗布顯影處理系統1的概略結構的平面圖。圖2是塗布顯影處理系統1的正面圖。圖3 是塗布顯影處理系統1的背面圖。塗布顯影處理系統1如圖1所示具有如下結構例如將用於從外部對塗布顯影處理系統1以盒單位搬入搬出多片晶片W的向盒裝卸臺2、包括在光刻工序中單片式實施規定處理的多個各種處理裝置的處理臺3、在與處理臺3相鄰的曝光裝置4之間傳遞晶片W的接口臺5—體連接。在向盒裝卸臺2設置有盒載置臺10，在該盒載置臺10能夠將多個盒C在X方向 (圖1中的上下方向)上載置成一列。在向盒裝卸臺2設置有在搬送路11上能夠沿著X方向移動的晶片搬送裝置12。晶片搬送裝置12在被收容於盒C中的晶片W的排列方向(Z方向；鉛直方向)上也自由移動，能夠有選擇地訪問盒C內的多枚晶片W。此外，晶片搬送裝置12能夠圍繞鉛直方向的軸(θ方向)旋轉，能夠訪問後述的處理臺3的第三處理裝置組 G3的各處理裝置，對晶片W進行搬送。處理臺3具備多層配置有多個處理裝置的例如5個處理裝置組Gl G5。在處理臺3的X方向負方向(圖1中的下方向)側，從向盒裝卸臺2—側起朝向接口臺5—側依次配置有第一處理裝置組Gl和第二處理裝置組G2。在處理臺3的X方向正方向(圖1中的上方向)側，從向盒裝卸臺2 —側起朝向接口臺5 —側依次配置有第三處理裝置組G3、 第四處理裝置組G4和第五處理裝置組G5。在第三處理裝置組G3與第四處理裝置組G4之間設置有第一搬送裝置20。第一搬送裝置20能夠有選擇地訪問第一處理裝置組G1、第三處理裝置組G3和第四處理裝置組G4內的各裝置，對晶片W進行搬送。在第四處理裝置組 G4與第五處理裝置組G5之間設置有第二搬送裝置21。第二搬送裝置21能夠有選擇地訪問第二處理裝置組G2、第四處理裝置組G4和第五處理裝置組G5內的各裝置，對晶片W進行搬送。如圖2所示，在第一處理裝置組Gl中，對晶片W供給規定的液體來進行處理的液處理裝置例如作為本實施方式的塗布處理裝置的抗蝕劑塗布裝置30、31、32、以及用於形成曝光處理時可防止光的反射的防反射膜的底塗裝置33、34，從下方起依次重疊5層。在第二處理裝置組G2中，液處理裝置例如對晶片W供給顯影液進行顯影處理的顯影處理裝置 40 44從下方起依次重疊5層。此外，在第一處理裝置組Gl和第二處理裝置組G2的最下層，分別設置有用於對各處理裝置組Gl、G2內的上述液處理裝置供給各種處理液的化學室 50,51ο例如如圖3所示，在第三處理裝置組G3中，將晶片W載置於溫度調節板上對晶片W 進行溫度調節的溫度調節裝置60、用於接受傳遞晶片W的轉移裝置61、溫度調節裝置62 64和對晶片W進行加熱處理的加熱處理裝置65 68，從下方起依次重疊9層。
在第四處理裝置組G4中，例如溫度調節裝置70、抗蝕劑塗布處理後對晶片W進行加熱處理的預烘烤裝置71 74和顯影處理後對晶片W進行加熱處理的後烘烤裝置75 79，從下方起依次重疊10層。在第五處理裝置組G5中，對晶片W進行熱處理的多個熱處理裝置例如溫度調節裝置80 83、曝光後對晶片W進行加熱處理的曝光後烘烤裝置84 89，從下方起依次重疊 10層。如圖1所示，在第一搬送裝置20的X方向正方向側配置有多個處理裝置，例如如圖3所示用於對晶片W進行疏水化處理的粘附裝置90、91，從下方起依次重疊2層。如圖1 所示，在第二搬送裝置21的X方向正方向側，例如配置有選擇僅曝光晶片W的邊緣部的周邊曝光裝置92。例如如圖1所示，在接口臺5設置有沿著X方向延伸的在搬送路100上移動的晶片搬送裝置101和緩衝盒102。晶片搬送裝置101能夠在Z方向上移動並且也能夠在θ方向旋轉，能夠訪問與接口臺5相鄰的曝光裝置4、緩衝盒102和第五處理裝置組G5的各裝置，對晶片W進行搬送。另外，本實施方式的曝光裝置4用於進行例如液浸曝光處理，能夠在使液體例如純水的液膜滯留於晶片W的表面的狀態下，隔著該純水的液膜對晶片W的表面的抗蝕劑膜進行曝光。接著，說明上述抗蝕劑塗布裝置30 32的結構。圖4是表示抗蝕劑塗布裝置30 的概略結構的縱截面的說明圖。圖5是表示抗蝕劑塗布裝置30的概略結構的橫截面的說明圖。例如如圖4所示，抗蝕劑塗布裝置30具有殼體120，在該殼體120內的中央部分設置有保持晶片W並使其旋轉的旋轉保持部即旋轉卡盤130。旋轉卡盤130具有水平的上表面，在該上表面例如設置有吸引晶片W的吸引口(未圖示)。通過來自該吸引口的吸引，能夠將晶片W吸附保持在旋轉卡盤130上。旋轉卡盤130包括例如具有電動機等的卡盤驅動機構131，能夠通過該卡盤驅動機構131以規定的速度旋轉。此外，在卡盤驅動機構131設置有汽缸等升降驅動源，旋轉卡盤130能夠上下移動。另外，旋轉卡盤130的旋轉速度由後述的控制部160進行控制。在旋轉卡盤130的周圍設置有接收並回收從晶片W飛散或落下的液體的杯部132。 在杯部132的下面連接有將所回收的液體排出的排出管133和對杯部132內的氣氛進行排氣的排氣管134。如圖5所示，在杯部132的X方向負方向(圖5的下方向)側，形成有沿著Y方向 (圖5的左右方向)延伸的軌道140。軌道140例如從杯部132的Y方向負方向(圖5的左方向)一側的外方至Y方向正方向(圖5的右方向)側的外方形成。在軌道140例如安裝有兩個臂部141、142。如圖4和圖5所示，在第一臂部141支承有用於噴出作為塗布液的抗蝕劑液的第一噴嘴143。第一臂部141通過圖5所示的噴嘴驅動部144，在軌道140上自由移動。由此，第一噴嘴143能夠從設置在杯部132的Y方向正方向側的外方的待機部145移動到杯部132內的晶片W的中心部上方，進一步能夠在該晶片W的表面上在晶片W的徑向移動。 此外，第一臂部141通過噴嘴驅動部144能夠自由升降，能夠調整第一噴嘴143的高度。另
8外，在本實施方式中，由上述第一臂部141和噴嘴驅動部144構成「噴嘴移動機構」。如圖4所示，在第一噴嘴143連接有與抗蝕劑液146連通的供給管147。在本實施方式的抗蝕劑液供給源146中例如貯留有用於形成較薄的抗蝕劑膜例如150nm以下的抗蝕劑膜的低粘度抗蝕劑液。此外，在供給管147設置有閥148，通過開關該閥148，能夠使抗蝕劑液的噴出開啟、關閉。在第二臂部142支承有用於噴出抗蝕劑液的溶劑例如稀釋劑的第二噴嘴150。第二臂部142例如通過圖5所示的噴嘴驅動部151，在軌道140上自由移動，能夠使第二噴嘴 150從設置在杯部132的Y方向負方向側的外方的待機部152移動到杯部132內的晶片W 的中心部上方。此外，通過噴嘴驅動部151，第二臂部142自由升降，能夠調節第二噴嘴150 的高度。如圖4所示，在第二噴嘴150連接有與溶劑供給源153連通的供給管154。另外， 以上的結構中，用於噴出抗蝕劑液的第一噴嘴143和用於噴出溶劑的第二噴嘴150由不同的臂部支承，但是也可以由相同的臂部支承，通過控制該臂部的移動，來控制第一噴嘴143 和第二噴嘴150的移動和噴出時刻。通過控制部160控制以下驅動系統的動作上述旋轉卡盤130的旋轉動作；利用噴嘴驅動部144對第一噴嘴143進行的移動動作；利用閥148對第一噴嘴143的抗蝕劑液的噴出進行的開啟、關閉動作；利用噴嘴驅動部151對第二噴嘴150進行的移動動作等驅動系統的動作。控制部160例如由具備CPU或存儲器等的計算機構成，通過執行例如存儲在存儲器中的程序，能夠實現抗蝕劑塗布裝置30的抗蝕劑塗布處理。另外，用於實現抗蝕劑塗布裝置30的抗蝕劑塗布處理的各種程序，例如存儲在計算機能夠讀取的CD等存儲介質 H中，使用從該存儲介質H被安裝到控制部160中的程序。另外，抗蝕劑塗布裝置31、32的結構，與上述抗蝕劑塗布裝置30相同，因此省略說明。接著，對由如上所述構成的抗蝕劑塗布裝置30進行的塗布處理工藝，與由塗布顯影處理系統1整體進行的晶片處理的工藝一起進行說明。首先，通過圖1所示的晶片搬送裝置12，從盒載置臺10上的盒C內將未處理的晶片W逐片取出，依次搬送到處理臺3。晶片W被搬送到處理臺3的屬於第三處理裝置組G3 的溫度調節裝置60，進行溫度調節到規定溫度。之後，通過第一搬送裝置20將晶片W搬送到例如底塗裝置34，形成防反射膜。之後，通過第一搬送裝置20將晶片W依次搬送到例如加熱處理裝置65、溫度調節裝置70，在各處理裝置中實施規定的處理。之後，通過第一搬送裝置20將晶片W搬送到例如抗蝕劑塗布裝置30。圖6是表示抗蝕劑塗布處理裝置30的塗布處理工藝的主要工序的流程圖。圖7是表示該塗布處理工藝的各工序中的晶片W旋轉速度和抗蝕劑液的噴出時刻的圖表。另外， 由於優先考慮到技術理解的容易度，因此圖7中的工藝的時間長度不一定與實際的時間長度對應。首先，在搬入到抗蝕劑塗布裝置30之後，如圖4所示，晶片W被旋轉卡盤130吸附保持。接著，通過第二臂部142，待機部152的第二噴嘴150移動到晶片W的中心部的上方。 接著，例如在晶片W停止的狀態下，從第二噴嘴150噴出規定量的溶劑，將溶劑供給到晶片 W的中心部(圖6和圖7的溶劑噴出工序Si)。之後，如圖7所示，通過旋轉卡盤130，晶片W例如以2000rpm左右的第一速度Vl旋轉，使晶片W上的溶劑擴散到晶片W的整個表面， 將溶劑塗布於晶片W的表面(圖6和圖7的溶劑擴散工序S2)。例如此時，通過第一臂部 141，待機部145的第一噴嘴143移動到晶片W的中心部的上方。另外，本實施方式中，由溶劑噴出工序Sl和溶劑擴散工序S2構成本發明的第四工序。將溶劑塗布於晶片W的表面時，將晶片W的旋轉減速至低於第一速度Vl的例如 300rpm左右的第二速度V2。之後，打開閥148，如圖7所示開始從第一噴嘴143噴出抗蝕劑液，開始將抗蝕劑液供向晶片W的中心部。於是開始抗蝕劑液的塗布工序S3(本發明中的第一工序)。在塗布工序S3中，首先，晶片W的旋轉從第二速度V2加速至例如500rpm左右的第三速度V3 (圖7的工序S3-1)。在該工序S3-1中，晶片的旋轉加速度是例如500rpm/s以下且更優選為lOOrpm/s的第一加速度。這樣，抗蝕劑液剛剛向晶片W的中心部噴出後，晶片W的旋轉速度為低速，所以不會有較強的離心力作用於晶片W上的抗蝕劑液。而且，此時晶片W旋轉的第一加速度也較小，因此能夠抑制對晶片W上的抗蝕劑液作用的離心力。從而抗蝕劑液能夠向外側方向均勻地擴散。接著，將晶片W的旋轉從第三速度V3加速至例如3800rpm左右的第四速度V4 (圖 7的工序S3-2)。在該工序S3-2中，晶片的旋轉加速度是大於第一加速度的例如5000rpm/ s 30000rpm/s且更優選為10000rpm/S的第二加速度。這樣由於使晶片W以大於第一加速度的第二加速度進行加速旋轉，所以晶片W上的抗蝕劑液能夠流暢且迅速地擴散。接著，將晶片W的旋轉從第四速度V4加速至例如4000rpm左右的第五速度V5 (圖 7的工序S3-3)。在該工序S3-3中，晶片的旋轉加速度是小於第二加速度的例如500rpm/s 以下且更優選為lOOrpm/s的第三加速度。這樣由於使基板以小於第二加速度的第三加速度進行加速旋轉，所以能夠使到達基板的外周部的塗布液流暢地擴散，並且能夠將塗布液飛散到基板的外部的量抑制成極少的量。這樣，在塗布工序S3中，使晶片W的旋轉加速度依次變化為第一加速度、第二加速度和第三加速度，晶片W始終加速旋轉。而且，在塗布工序S3中，持續將抗蝕劑液供向晶片 W的中心部。於是，被供給的抗蝕劑液在離心力的作用下，擴散到晶片W的整個表面，抗蝕劑液被塗布於晶片W的表面。當抗蝕劑液的塗布工序S3結束時，如圖7所示，將晶片W的旋轉減速至例如 200rpm左右的第六速度V6，使晶片W上的抗蝕劑液平坦化(圖6和圖7的平坦化工序S4 (本發明中的第二工序))。當平坦化工序S4結束時，如圖7所示，將晶片W的旋轉加速至例如1500rpm左右的第七速度V7，使晶片W上的抗蝕劑液乾燥(圖6和圖7的乾燥工序S5(本發明中的第三工序))。這樣，在晶片W上形成較薄的抗蝕劑膜。晶片W的乾燥結束後，晶片W停止旋轉，從旋轉卡盤130上將晶片W搬出，一系列的抗蝕劑塗布處理結束。抗蝕劑塗布處理後，通過第一搬送裝置20將晶片W搬送至例如預烘烤裝置71，進行預烘烤。接著，通過第二搬送裝置21將晶片W依次搬送至周邊曝光裝置92、溫度調節裝置83，在各裝置中實施規定的處理。之後，通過接口臺5的晶片搬送裝置101將晶片W搬送至曝光裝置4，進行液浸曝光。之後，通過晶片搬送裝置101將晶片W搬送至例如曝光後烘烤裝置84，進行曝光後烘烤，接著通過第二搬送裝置21將晶片W搬送至溫度調節裝置81， 進行溫度調節。之後，將晶片W搬送至顯影處理裝置40，對晶片W上的抗蝕劑膜進行顯影。 顯影后，通過第二搬送裝置21將晶片W搬送至後烘烤裝置75，進行後烘烤。之後，將晶片W 搬送至溫度調節裝置63，進行溫度調節。接著，晶片W由第一搬送裝置20搬送至轉移裝置 61，並由晶片搬送裝置12送回盒C，一系列的晶片處理結束。根據上述的實施方式，在塗布工序S3中始終使晶片W加速旋轉，因此，能夠使抗蝕劑液迅速擴散，能夠將用於使抗蝕劑液擴散到晶片W的整個表面的塗布量抑制成少量。此外，在工序S3-1中，抗蝕劑液剛剛向晶片W的中心部噴出後，晶片W的旋轉速度為低速，所以不會有較強的離心力作用於晶片W上的抗蝕劑液。而且，此時晶片W的旋轉加速度是小於第二加速度的第一加速度，因此能夠抑制對晶片W上的抗蝕劑液作用的離心力。從而，不會如現有技術那樣在晶片上出現塗布斑，抗蝕劑液能夠向外側方向均勻地擴散。隨後，在工序S3-2中，使晶片W以大於第一加速度的第二加速度進行加速旋轉，因此晶片W上的抗蝕劑液能夠流暢且迅速地擴散。隨後，在工序S3-3中，使晶片W以小於第二加速度的第三加速度進行加速旋轉，因此能夠使到達晶片W的外周部的抗蝕劑液流暢地擴散，並且能夠將抗蝕劑液飛散到晶片W的外部的量抑制成極少量。從而，根據本實施方式，即使在使抗蝕劑液的塗布量為少量的情況下，也能夠均勻地塗布抗蝕劑液。由此，能夠在晶片W上形成比現有更薄的塗布膜。此外，也能夠使該塗布處理所需要的成本廉價化。以上的實施方式中，工序S3-1中晶片W旋轉的第一加速度與工序S3-3中晶片W旋轉的第三加速度相同，但是第三加速度也可以大於第一加速度。這種情況下，能夠例示例如第一加速度為lOOrpm/s且第三加速度為200rpm/s的情況。像這樣由於第一加速度較小， 所以在工序S3-1中能夠進一步減小對晶片W上的抗蝕劑液作用的離心力，能夠使抗蝕劑液向外側方向確實均勻地擴散。此外，由於第三加速度大於第一加速度，所以在工序S3-3中能夠使到達晶片W的外周部的抗蝕劑液流暢且迅速地擴散。從而，根據本實施方式，能夠確實地消除現有的晶片上的塗布斑，能夠將抗蝕劑液均勻地塗布在晶片W上。以上的實施方式中，在溶劑擴散工序S2中，使晶片W以第一速度Vl旋轉而將溶劑塗布於晶片W的表面後，將晶片W的旋轉減速至第二速度V2，但是也可以如圖8所示，不使晶片W的旋轉減速，而開始塗布工序S3。這種情況下，將晶片W的旋轉維持在例如2000rpm 左右的第一速度Vl的狀態下，開始塗布工序S3。在塗布工序S3中，首先，將晶片W的旋轉從第一速度Vl加速至例如2200rpm左右的第八速度V8(圖8的工序S3-1)。在該工序S3-1中，晶片的旋轉加速度與上述實施方式同樣，是例如500rpm/s以下且更優選為lOOrpm/s的第一加速度。接著，將晶片W的旋轉從第八速度V8加速至例如3800rpm左右的第四速度V4(圖8的工序S3-2)。在該工序 S3-2中，晶片的旋轉加速度是大於第一加速度的例如5000rpm/s 30000rpm/s且更優選為 10000rpm/s的第二加速度。接著，將晶片W的旋轉從第四速度V4加速至例如4000rpm左右的第五速度V5 (圖8的工序S3-3)。在該工序S3-3中，晶片的旋轉加速度是小於第二加速度的例如500rpm/s以下且更優選為200rpm/s的第三加速度。如上所述，在塗布工序S3中，使晶片W的旋轉加速度依次變化為第一加速度、第二加速度和第三加速度，晶片W始終加速旋轉。而且，在塗布工序S3中，對晶片W的中心部持續供給抗蝕劑液。於是，被供給的抗蝕劑液在離心力的作用下，擴散到晶片W的整個表面，將抗蝕劑液塗布於晶片W的表面。之後，對晶片W進行抗蝕劑液的平坦化工序S4和抗蝕劑液的乾燥工序S5。另外， 本實施方式中的平坦化工序S4和乾燥工序S5，例如分別按照與上述實施方式的平坦化工序S4和乾燥工序S5同樣的方案進行，因此省略說明。根據本實施方式，在溶劑擴散工序S2中，將溶劑塗布於晶片W的表面後，不使晶片 W的旋轉減速而開始塗布工序S3，因此，塗布工序S3中的晶片W的旋轉，與上述實施方式相比維持在較高的速度。因此，較強的離心力作用於晶片上的塗布液，能夠進一步提高晶片面內的抗蝕劑液的膜厚均勻性。這裡，消除晶片W上的抗蝕劑液的塗布斑即抗蝕劑液的覆蓋性，與晶片面內的抗蝕劑液的膜厚均勻性之間存在折中關係。因此，在重視抗蝕劑液的覆蓋性的情況下，優選以圖7所示的上述實施方式的方法塗布抗蝕劑液。另一方面，雖然充分確保了抗蝕劑液的覆蓋性，但是在想要確保晶片面內的抗蝕劑液的膜厚均勻性的情況下，優選按照圖8所示的本實施方式塗布抗蝕劑液。 此外，本實施方式中，在塗布工序S3中，也使晶片W的旋轉加速度依次變化為第一加速度、第二加速度和第三加速度，使晶片W始終加速旋轉，因此抗蝕劑液流暢且迅速地在晶片W的表面擴散而塗布。以上的實施方式中，塗布工序S3中利用第一噴嘴143噴出抗蝕劑液，也可以如圖9 所示持續進行到平坦化工序S4的中途為止。這種情況下，在平坦化工序S4中，由於晶片W 的旋轉為低速，所以能夠抑制晶片W上的抗蝕劑液的乾燥，並且通過在平坦化工序S4中噴出的抗蝕劑液，能夠提高晶片W上的抗蝕劑液的流動性。從而，能夠使晶片W上的抗蝕劑液的膜厚更均勻。此外，這種情況下，塗布工序S3中的利用第一噴嘴143噴出抗蝕劑液結束時，也可以移動第一噴嘴143，使抗蝕劑液的噴出位置從晶片W的中心部偏移。例如，在塗布工序S3結束的同時，第一噴嘴143如圖10所示，在持續噴出抗蝕劑液R的狀態下，從晶片W的中心部A的上方，在晶片W的徑向移動例如3mm以上且更優選為 5 30nm左右的規定距離。由此，晶片W的表面上的抗蝕劑液的噴出位置P從晶片W的中心部A偏移。另外，此時晶片W的旋轉速度，變化成低速的200rpm左右的第六速度V6。第一噴嘴143在從晶片W的中心部A上方偏移規定距離的位置停止，此時，閥148被關閉，抗蝕劑液的噴出停止。之後，晶片W以第六速度V6繼續旋轉，使晶片W上的抗蝕劑液平坦化。 即，抗蝕劑液的噴出，從抗蝕劑液的塗布工序S3進行到抗蝕劑液的平坦化工序S4的中途為止，在該平坦化工序S4中，當抗蝕劑液的噴出結束時，第一噴嘴143移動，抗蝕劑液的噴出位置P從晶片W的中心部A偏移。根據本實施方式，例如第一噴嘴143的收液時，抗蝕劑液落於以平坦化工序S4的低速度進行旋轉的晶片W，因此可防止該抗蝕劑液急劇地乾燥。此外，該抗蝕劑液落於偏離晶片W的中心部A的位置P，因此在比晶片W的中心部更強的離心力的作用下，在晶片的面內恰當地擴散。其結果，即使在第一噴嘴143的噴出結束時噴出有不穩定量和形狀的抗蝕劑液的情況下，在晶片W的中心部A附近也不會產生塗布斑，即使在使用少量的抗蝕劑液的情況下，最終也能夠在晶片W的整個面形成均勻的抗蝕劑膜。以上的實施方式中，第一噴嘴143的移動開始時與塗布工序S3的結束為同時，但是該移動開始時刻也可以在塗布工序S3的結束之前。由此，能夠在更早的階段結束第一噴嘴143的移動，相應地能夠在比平坦化工序S4時更早的階段結束抗蝕劑液的噴出。其結果， 能夠減少整個工藝中的抗蝕劑液的使用量，能夠降低成本。另外，第一噴嘴143的移動，在考慮到抗蝕劑液對晶片整個面的擴散時，在塗布工序S3的50%以上結束後開始更好。在以上實施方式的平坦化工序S4中，也可以如圖11所示，到該平坦化工序S4的中途為止從第一噴嘴143噴出抗蝕劑液並使該抗蝕劑液的噴出停止後，將晶片W的旋轉減速，並使晶片W繼續旋轉。這種情況下，在平坦化工序S4中，使晶片W以第六速度V6旋轉並且噴出抗蝕劑液(圖11的工序S4-1)。接著，在抗蝕劑液的噴出剛剛停止後，將晶片W的旋轉減速至IOrpm 50rpm且更優選為IOrpm的第九速度V9，將晶片W以第九速度繼續旋轉(圖11的工序S4-2)。另外，其它的溶劑噴出工序Si、溶劑擴散工序S2、塗布工序S3、乾燥工序S5，分別按照與上述實施的液體的工序Si、S2、S3、S5同樣的方案進行，因此省略說明。這裡，例如作為抗蝕劑液使用表面張力高的抗蝕劑液、例如包含環己酮等溶媒的抗蝕劑液的情況下，在抗蝕劑液的噴出結束時，產生從第一噴嘴143落下球狀的抗蝕劑液液滴的所謂收液的問題。這種情況下，上述抗蝕劑液的液滴，使塗布在晶片W上的抗蝕劑液發生起伏，該抗蝕劑液的表面被擾亂。於是，在晶片W上產生塗布斑，無法在晶片面內均勻地塗布抗蝕劑液。關於這一點，根據本實施方式，在工序S4-1中，抗蝕劑液的噴出停止後立刻在工序S4-2中使晶片W的旋轉減速至第九速度V9，因此在該工序S4-2中能夠抑制晶片W上的抗蝕劑液的擴散。這樣，如上所述，在抗蝕劑液的噴出結束時，即使從第一噴嘴143落下抗蝕劑液液滴的情況下，也能夠減輕晶片W上的抗蝕劑液的表面的紊亂，能夠抑制晶片W上的塗布斑。從而，能夠進一步提高晶片面內的抗蝕劑液的膜厚均勻性。在以上實施方式中，乾燥工序S5執行預先設定的一定時間，但也可以至少在乾燥工序S5時，利用傳感器持續檢測晶片W上的抗蝕劑液的膜厚，在膜厚不再發生變化的時刻結束乾燥。當抗蝕劑液乾燥後，可以對膜厚變化收斂呈不變的情況進行確認，因此通過該方法能夠正確把握乾燥的終點。此外，這種情況下，能夠根據例如抗蝕劑液的種類和晶片W在乾燥時的旋轉速度，分別對乾燥時間進行管理，因此無需如以往那樣將乾燥時間設定的較長，能夠更快地將晶片處理轉移到下一個工序。其結果，能夠提高晶片處理的生產能力。以上，參照附圖對本發明的優選實施方式進行了說明，但是本發明並不限定於該例。對本領域技術人員而言，在記載於權利要求範圍中的思想範疇內，顯然能夠想到各種變更例或修正例，它們當然也屬於本發明的技術範圍。例如以上實施方式中，以抗蝕劑液的塗布處理為例進行了說明，但是本發明也能夠適用於抗蝕劑液以外的其它塗布液、例如用於形成防反射膜、S0G(Spin On Glass，旋塗玻璃)膜、S0D(Spin On Dielectric，旋塗介電材料)膜等的塗布液的塗布處理中。此外， 以上實施方式中，列舉了對晶片W進行塗布處理的例子，但是本發明也能夠適用於晶片以外的例如FPD(平板顯示器)、光掩膜用的中間掩膜等其它基板的塗布處理。
權利要求
1.一種塗布處理方法，該塗布處理方法為基板的塗布處理方法，其特徵在於，包括在使基板加速旋轉的狀態下，從噴嘴向所述基板的中心部噴出塗布液，將所述塗布液塗布在所述基板上的第一工序；之後將基板的旋轉減速，使該基板繼續旋轉的第二工序；和之後將基板的旋轉加速，使該基板上的塗布液乾燥的第三工序，其中， 在所述第一工序中，使基板的旋轉的加速度按照第一加速度、大於所述第一加速度的第二加速度和小於所述第二加速度的第三加速度的順序變化，使基板始終加速旋轉。
2.如權利要求1所述的塗布處理方法，其特徵在於 所述第三加速度大於所述第一加速度。
3.如權利要求1或2所述的塗布處理方法，其特徵在於該塗布處理方法還包括在所述第一工序之前向基板噴出塗布液的溶劑，一邊使基板旋轉一邊將所述溶劑塗布在基板上的第四工序，在所述第四工序之後且所述第一工序之前使基板的旋轉減速，以比所述第四工序中的基板的旋轉速度低的旋轉速度，開始所述第一工序。
4.如權利要求1或2所述的塗布處理方法，其特徵在於該塗布處理方法還包括在所述第一工序之前向基板供給塗布液的溶劑，一邊使基板旋轉一邊將所述溶劑塗布在基板上的第四工序，在維持所述第四工序中的基板的旋轉速度的狀態下，開始所述第一工序。
5.如權利要求1或2中任一項所述的塗布處理方法，其特徵在於所述第一工序中的利用噴嘴進行的塗布液的噴出，持續進行到所述第二工序的中途為止。
6.如權利要求5所述的塗布處理方法，其特徵在於在所述第二工序中，所述塗布液的噴出進行至該第二工序的中途為止並在停止該塗布液的噴出後，使基板的旋轉減速，並使該基板繼續旋轉。
7.如權利要求5所述的塗布處理方法，其特徵在於當所述第二工序中利用噴嘴進行的塗布液的噴出結束時，通過移動該噴嘴使塗布液的噴出位置從基板的中心部偏移。
8.如權利要求7所述的塗布處理方法，其特徵在於 所述噴嘴的移動，在所述第一工序結束的同時開始。
9.一種塗布處理裝置，該塗布處理裝置為基板的塗布處理裝置，其特徵在於，包括 保持基板並使基板旋轉的旋轉保持部；向基板噴出塗布液的噴嘴；和控制部，其對所述旋轉保持部和所述噴嘴的動作進行控制，以執行在通過所述旋轉保持部使基板加速旋轉的狀態下，從所述噴嘴向基板的中心部噴出塗布液，將所述塗布液塗布在基板上的第一工序；之後將基板的旋轉減速，使該基板繼續旋轉的第二工序；和之後將基板的旋轉加速，使該基板上的塗布液乾燥的第三工序，並且，在所述第一工序中，使基板的旋轉的加速度按照第一加速度、大於所述第一加速度的第二加速度和小於所述第二加速度的第三加速度的順序變化，使該基板始終加速旋
10.如權利要求9所述的塗布處理裝置，其特徵在於所述第三加速度大於所述第一加速度。
11.如權利要求9或10所述的塗布處理裝置，其特徵在於該塗布處理裝置還包括向基板噴出塗布液的溶劑的其它噴嘴，所述控制部，對所述旋轉保持部、所述噴嘴和所述其它噴嘴的動作進行控制，使得在所述第一工序之前，執行向基板噴出塗布液的溶劑，一邊使基板旋轉一邊將溶劑塗布在該基板上的第四工序，在所述第四工序之後且所述第一工序之前使基板的旋轉減速，以比所述第四工序中的基板的旋轉速度低的旋轉速度，開始所述第一工序。
12.如權利要求9或10所述的塗布處理裝置，其特徵在於該塗布處理裝置還包括向基板噴出塗布液的溶劑的其它噴嘴，所述控制部，對所述旋轉保持部、所述噴嘴和所述其它噴嘴的動作進行控制，使得在所述第一工序之前，執行向基板供給塗布液的溶劑，一邊使基板旋轉一邊將溶劑塗布在該基板上的第四工序，在維持第四工序中的基板的旋轉速度的狀態下，開始所述第一工序。
13.如權利要求9或10中任一項所述的塗布處理方法，其特徵在於所述第一工序中的利用所述噴嘴進行的塗布液的噴出，持續進行到所述第二工序的中途為止。
14.如權利要求13所述的塗布處理裝置，其特徵在於在所述第二工序中，所述塗布液的噴出進行至該第二工序的中途為止並在停止該塗布液的噴出後，將基板的旋轉減速，使該基板繼續旋轉。
15.如權利要求13所述的塗布處理裝置，其特徵在於該塗布處理裝置還包括使所述噴嘴從基板的中心部的上方在基板的徑向移動的噴嘴移動機構，所述控制部，對所述旋轉保持部、所述噴嘴和所述噴嘴移動機構的動作進行控制，使得在使所述第二工序中的利用所述噴嘴進行的塗布液的噴出結束時，使所述噴嘴移動，使塗布液的噴出位置從基板的中心部偏移。
16.如權利要求15所述的塗布處理裝置，其特徵在於所述噴嘴的移動，在所述第一工序結束的同時開始。
全文摘要
本發明提供一種塗布處理方法、程序、計算機存儲介質和塗布處理裝置，能夠在使用旋塗法將塗布液塗布於基板的情況下，使塗布液的塗布量為少量，並且使塗布液均勻地塗布在基板面內。該塗布處理方法，包括在使晶片加速旋轉的狀態下，從噴嘴向該晶片的中心部噴出抗蝕劑液，將抗蝕劑液塗布在晶片上的塗布工序(S3)；之後將晶片的旋轉減速，使晶片上的抗蝕劑液平坦化的平坦化工序(S4)；以及，之後將晶片的旋轉加速，使晶片上的抗蝕劑液乾燥的乾燥工序(S5)。在塗布工序(S3)中，使晶片的旋轉加速度按照第一加速度、大於上述第一加速度的第二加速度和小於上述第二加速度的第三加速度的順序變化，使該晶片始終加速旋轉。
文檔編號B05D3/00GK102211076SQ201110090050
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月8日 優先權日2010年4月8日
發明者一野克憲, 吉原孝介 申請人:東京毅力科創株式會社