台湾专利TW201319757A 塗佈處理裝置、塗佈顯影處理系統、及塗佈處理方法與記錄有用來實行該塗佈處理方法之程式的記錄媒體

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专利摘要:
本發明提供一種塗佈處理裝置，在以旋轉塗佈法塗佈塗佈液而形成膜時，可控制基板面內之任意位置的膜厚，並可降低基板面內之膜厚差異。在此一對旋轉之基板表面供給塗佈液，使供給之塗佈液往基板的外周側擴散，藉以於基板表面塗佈塗佈液的塗佈處理裝置23中，具備：基板固持部31，固持基板；旋轉部32，旋轉該基板固持部31所固持之基板；供給部43，對基板固持部31所固持之基板的表面供給塗佈液；以及氣流控制板63，設於該基板固持部31所固持之基板上方的既定位置，於任意位置局部性地改變藉由旋轉部32旋轉之基板上方的氣流。
公开号:TW201319757A
申请号:TW101114370
申请日:2012-04-23
公开日:2013-05-16
发明作者:Kousuke Yoshihara；Koji Takayanagi；Shinichi Hatakeyama；Kohei Kawakami
申请人:Tokyo Electron Ltd；
IPC主号:H01L21-00

专利说明:
塗佈處理裝置、塗佈顯影處理系統、及塗佈處理方法與記錄有用來實行該塗佈處理方法之程式的記錄媒體
本發明係關於一種，塗佈處理裝置、塗佈顯影處理系統、及塗佈處理方法與記錄有用來實行該塗佈處理方法之程式的記錄媒體。
半導體裝置之製造過程中的光微影步驟，藉由在基板上，即例如半導體晶圓等之晶圓上，依序施行塗佈處理、曝光處理、及顯影處理等，而形成既定的光阻圖案。塗佈處理，係塗佈光阻液，並將所塗佈之光阻液進行熱處理藉以形成光阻膜。曝光處理，係將形成之光阻膜曝光既定之圖案。顯影處理，係將曝光之光阻膜加以顯影。
上述之塗佈處理，多使用：自噴嘴對旋轉中之晶圓表面的中心部供給光阻液，以離心力使光阻液往晶圓之外周側擴散，藉以於晶圓表面塗佈光阻液的方法，即所謂的旋轉塗佈法(例如參考專利文獻1、2)。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1 日本特開2009-78250號公報
專利文獻2 日本特許第3890026號公報
然而，藉由使用如同上述之旋轉塗佈法的塗佈處理，而於晶圓表面塗佈光阻液以形成光阻膜的情況，具有如下之問題。
藉由變更晶圓的旋轉速度、晶圓溫度、光阻液等之各控制參數，可改變光阻膜的膜厚。然而，例如，隨著晶圓旋轉速度的增加或晶圓溫度的上升，有中心部膜厚較外周部更厚之凸狀膜厚分布，變化為外周部膜厚較中心部更厚之凹狀膜厚分布的情形。因此，僅改變上述各控制參數，則晶圓面內之膜厚分布改變化，無法精密地控制膜厚分布。
進一步，近來，自節省材料及節省成本的觀點來看，要求盡可能降低塗佈於1枚晶圓之光阻液的供給量。例如，有要求塗佈直徑300mm 之晶圓全表面所必要之光阻液的供給量在0.5ml以下的情況。如此使光阻液的供給量少，則與供給量多時相比，因溶媒揮發而黏度容易提高，故無法往增加晶圓的旋轉速度之方向或提高晶圓溫度之方向改變。連帶地，變得難以將中心部膜厚較外周部更厚之凸狀膜厚分布，控制為中心部與外周部之膜厚變得均一。
如專利文獻2所示，亦有藉由沿著具有矩形形狀之基板其邊緣設置氣流調整構件，使基板上之膜厚分布均一的方法。然而，僅於基板邊緣設置氣流調整構件，在使包含圓形形狀之各種形狀的基板面內中的膜厚分布均一一事上仍為困難。
此外，上述問題，在以旋轉塗佈法將光阻液以外之各種塗佈液於晶圓表面上塗佈的情況中亦為共通課題。
鑒於此點，本發明之目的為提供一種，在以旋轉塗佈法塗佈塗佈液而形成膜時，可控制基板面內之任意位置的膜厚，並可降低基板面內之膜厚差異的塗佈處理裝置及塗佈處理方法。
依發明之一實施例，提供一種塗佈處理裝置，對旋轉之基板表面供給塗佈液，使供給之塗佈液往該基板的外周側擴散，藉以於該基板表面塗佈塗佈液；該塗佈處理裝置中具備：基板固持部，固持基板；旋轉部，旋轉該基板固持部所固持之該基板；供給部，對該基板固持部所固持之該基板的表面供給塗佈液；以及氣流控制板，設於該基板固持部所固持之該基板上方的既定位置，於任意位置局部性地改變藉由該旋轉部旋轉之該基板上方的氣流。
此外，依本發明之另一實施例，提供一種塗佈處理方法，對旋轉之基板表面供給塗佈液，使供給之塗佈液往該基板的外周側擴散，藉以於該基板表面塗佈塗佈液；該塗佈處理方法，在對該基板供給塗佈液時，或對該基板供給塗佈液後，於旋轉該基板的狀態下，藉由設置於該基板上方的既定位置之氣流控制板，局部性地改變旋轉之該基板上方的氣流。
此外，依本發明之更另一實施例，提供一種塗佈處理方法，對旋轉之基板表面供給塗佈液，使供給之塗佈液往該基板的外周側擴散，藉以於該基板表面塗佈塗佈液；該塗佈處理方法包含如下步驟：第1步驟，在以第1轉速旋轉該基板的狀態下，對該基板表面供給塗佈液；第2步驟，於該第1步驟後，在將該基板減速至較該第1轉速更低之第2轉速的時間點，或以該第2轉速旋轉的狀態下，停止塗佈液的供給；以及第3步驟，於該第2步驟後，將該基板以較該第2轉速更高之第3轉速旋轉；在停止往該基板表面供給塗佈液後，將設置為可移動至該基板上方的既定位置之氣流控制板，以移動部移動至該既定位置，藉而局部性地改變旋轉之該基板上方的氣流。
依本發明，在以旋轉塗佈法塗佈塗佈液而形成膜時，可控制基板面內之任意位置的膜厚，並可降低基板面內之膜厚差異。
[實施本發明之最佳形態]
(第1實施形態)
首先，對本發明之第1實施形態的塗佈顯影處理系統、及此一塗佈顯影處理系統中所施行之塗佈處理方法加以說明。此一塗佈顯影處理系統，包含本發明之實施形態的塗佈模組(塗佈處理裝置)。
首先，參考圖1至圖4，對在本發明之實施形態的塗佈顯影處理系統連接曝光裝置之光阻圖案形成裝置加以說明。
圖1為，顯示本實施形態的光阻圖案形成裝置之構造的平面圖。圖2為，顯示本實施形態的光阻圖案形成裝置之構造的概略立體圖。圖3為，顯示本實施形態的光阻圖案形成裝置之構造的側視圖。圖4為，顯示第3區塊B3之構造的立體圖。
光阻圖案形成裝置，如圖1及圖2所示，具有載具區塊ST1、處理區塊ST2、及介面區塊ST3。此外，光阻圖案形成裝置之介面區塊ST3側，設置曝光裝置ST4。處理區塊ST2，設置為與載具區塊ST1鄰接。介面區塊ST3，設置為於處理區塊ST2其載具區塊ST1側之相反側，與處理區塊ST2鄰接。曝光裝置ST4，設置為於介面區塊ST3其處理區塊ST2側之相反側，與介面區塊ST3鄰接。
載具區塊ST1，具有載具20、載置台21及傳遞機構C。載具20，被載置於載置台21上。傳遞機構C，用於自載具20將晶圓W取出，傳遞往處理區塊ST2，並接收在處理區塊ST2中已處理完畢的晶圓W，將其送回載具20。
處理區塊ST2，如圖1及圖2所示，具有棚架單元U1、棚架單元U2、第1區塊(DEV層)B1、第2區塊(BCT層)B2、第3區塊(COT層)B3、及第4區塊(TCT層)B4。第1區塊B1施行顯影處理。第2區塊B2，形成在光阻膜之下層側形成的反射防止膜。第3區塊B3，於反射防止膜上塗佈光阻液。第4區塊B4，於光阻膜上形成反射防止膜。
棚架單元U1，係疊層各種模組而構成。棚架單元U1如圖3所示，例如具有自下方起依序疊層之傳遞模組TRS1、TRS1、CPL11、CPL2、BF2、CPL3、BF3、CPL4、TRS4。此外，如圖1所示，棚架單元U1之附近，設有自由升降之傳遞臂D。棚架單元U1之各處理模組彼此間，藉由傳遞臂D搬運晶圓W。
棚架單元U2，係疊層各種處理模組而構成。棚架單元U2如圖3所示，例如具有自下方起依序疊層之傳遞模組TRS6、TRS6、CPL12。
另，圖3中，附有CPL之傳遞模組，兼作調節溫度用之冷卻模組；而附有BF之傳遞模組，兼作可載置複數枚晶圓W之緩衝模組。
第1區塊B1，如圖1及圖3所示，具有顯影模組22、搬運臂A1及穿梭臂E。顯影模組22，於1個第1區塊B1內，疊層為上下2段。搬運臂A1，於2段之顯影模組22供搬運晶圓W所用。亦即，搬運臂A1，將在2段之顯影模組22搬運晶圓W的搬運臂共通化。穿梭臂E，用於自棚架單元U1之傳遞模組CPL11將晶圓W直接搬運至棚架單元U2之傳遞模組CPL12。
第2區塊B2、第3區塊B3、及第4區塊B4，各自具有塗佈模組、加熱‧冷卻系統之處理模組群、及搬運臂A2、A3、A4。處理模組群，係用於施行塗佈模組中進行之處理其前處理及後處理。搬運臂A2、A3、A4，設於塗佈模組與處理模組群之間，於塗佈模組及處理模組群之各處理模組間進行晶圓W之傳遞。
第2區塊B2至第4區塊B4之各區塊，除了第2區塊B2及第4區塊B4中的藥液為反射防止膜用之藥液、第3區塊B3中的藥液為光阻液之外，具有同樣的構成。
此處，參考圖4，代表第2區塊B2、第3區塊B3、及第4區塊B4，對第3區塊B3之構造加以說明。
第3區塊B3，具有塗佈模組23(塗佈處理裝置)、棚架單元U3及搬運臂A3。棚架單元U3，具有複數個處理模組，複數個處理模組係以構成加熱模組、冷卻模組等之熱處理模組群的方式疊層。棚架單元U3，以與塗佈模組23對向的方式配列。
搬運臂A3，設置於塗佈模組23與棚架單元U3之間。圖4中之參考符號24為搬運口，用於在各處理模組與搬運臂A3之間進行晶圓W的傳遞。
搬運臂A3，具有2枚叉部3(3A、3B)、基台25、旋轉機構26、及升降台27。
2枚叉部3A、3B，設置為上下重疊。基台25，設置為藉由旋轉機構26，圍繞鉛直軸地自由旋轉。此外，叉部3A、3B，設置為藉由未圖示之進退機構，自基台25例如於後述之塗佈模組23的旋轉夾盤31自由進退。
升降台27如圖4所示，設於旋轉機構26之下方側。升降台27，設置為沿著於上下方向(圖4中Z軸方向)直線狀地延伸之未圖示的Z軸導軌，藉由升降機構自由升降。作為升降機構，可採用使用滾珠螺桿機構或確動皮帶之機構等的習知結構。此例中Z軸導軌及升降機構各自以殼體28覆蓋，例如於上部側中相連接而成為一體。此外殼體28，構成為沿著於Y軸方向直線狀地延伸之Y軸導軌29滑移。
介面區塊ST3如圖1所示，具有介面臂F。介面臂F，設置於處理區塊ST2其棚架單元U2之附近。於棚架單元U2之各處理模組彼此之間、及與曝光裝置ST4之間，以介面臂F搬運晶圓W。
藉由傳遞機構C，將來自載具區塊ST1之晶圓W，依序搬運至棚架單元U1其一個傳遞模組，例如與第2區塊B2對應之傳遞模組CPL2。搬運至傳遞模組CPL2之晶圓W，被傳遞往第2區塊B2之搬運臂A2，介由搬運臂A2搬運至各處理模組(塗佈模組及加熱‧冷卻系統之處理模組群的各處理模組)，在各處理模組施行處理。藉此，於晶圓W形成反射防止膜。
形成有反射防止膜之晶圓W，介由搬運臂A2、棚架單元U1之傳遞模組BF2、傳遞臂D、棚架單元U1之傳遞模組CPL3，傳遞至第3區塊B3之搬運臂A3。之後，介由搬運臂A3將晶圓W搬運至各處理模組(塗佈模組及加熱‧冷卻系統之處理模組群的各處理模組)，在各處理模組施行處理。藉此，於晶圓W形成光阻膜。
形成有光阻膜之晶圓W，介由搬運臂A3，傳遞至棚架單元U1之傳遞模組BF3。
此外，形成有光阻膜之晶圓W，亦有於第4區塊B4中更形成反射防止膜的場合。此一場合，介由傳遞模組CPL4將晶圓W傳遞至第4區塊B4之搬運臂A4，再介由搬運臂A4搬運至各處理模組(塗佈模組及加熱‧冷卻系統之處理模組群的各處理模組)，在各處理模組施行處理。藉此，於晶圓W形成反射防止膜。之後，介由搬運臂A4，將形成有反射防止膜之晶圓W，傳遞往棚架單元U1之傳遞模組TRS4。
介由傳遞臂D、傳遞模組BF3或TRS4，將形成有光阻膜之晶圓W或在光阻膜上更形成有反射防止膜之晶圓W，傳遞往傳遞模組CPL11。傳遞至傳遞模組CPL11之晶圓W，藉由穿梭臂E被直接搬運至棚架單元U2之傳遞模組CPL12後，被傳遞往介面區塊ST3之介面臂F。
傳遞至介面臂F之晶圓W，被搬運往曝光裝置ST4，施行既定之曝光處理。施行完既定曝光處理的晶圓W，介由介面臂F，被載置往棚架單元U2之傳遞模組TRS6，回到處理區塊ST2。將回到處理區塊ST2之晶圓W，於第1區塊B1中施行顯影處理。介由搬運臂A1、棚架單元U1之任一傳遞模組TRS1、傳遞機構C，將施行完顯影處理之晶圓W，送回載具20。
其次，參考圖5及圖6，就本實施形態的塗佈模組23之構造加以說明。圖5為，示意塗佈模組23之構造的縱剖面圖。圖6為，示意塗佈模組23之構造的橫剖面圖。
塗佈模組23，例如如圖5所示具有機殼30，此一機殼30內之中央部，設有固持晶圓W之旋轉夾盤31(基板固持部)。旋轉夾盤31具有水平的頂面，於該頂面，設置例如抽吸晶圓W之抽吸口(未圖示)。藉著自此抽吸口之抽吸，可將晶圓W吸附固持於旋轉夾盤31上。
旋轉夾盤31，具有例如具備馬達等之夾盤驅動機構32，藉此一夾盤驅動機構32(旋轉部)能夠以既定速度旋轉。此外，夾盤驅動機構32，設有壓力缸筒等之升降驅動源，旋轉夾盤31可上下移動。
此外，驅動夾盤驅動機構32之旋轉夾盤31的旋轉速度，係由後述之控制部70進行控制。
旋轉夾盤31之周圍，設有將自晶圓W飛散或落下之液體承擋、回收的杯體33。杯體33之底面，與將回收之液體排出的排出管34、以及將杯體33內之氣體氛圍排氣的排氣管35相連接。
如圖6所示，杯體33之X方向負方向(圖6的下方)側，形成有沿著Y方向(圖6的左右方向)延伸之軌道40。軌道40，例如形成為自杯體33其Y方向負方向(圖6的左方)側之外方起至Y方向正方向(圖6的右方)側之外方為止。軌道40，安裝有例如二條臂部41、42。
第1臂部41，如圖5及圖6所示支持噴吐作為塗佈液之光阻液的光阻液噴嘴43(供給部)。第1臂部41，藉由圖6所示之噴嘴驅動部44，於軌道40上自由移動。藉此，光阻液噴嘴43，可自設置於杯體33其Y方向正方向側之外方的待機部45起，移動至杯體33內之晶圓W的略中心上方為止，更可在該晶圓W表面上於晶圓W之徑方向移動。此外，第1臂部41，藉噴嘴驅動部44自由升降，可調整光阻液噴嘴43之高度。
光阻液噴嘴43，如圖5所示，與連通光阻液供給源46之供給管47相連接。本實施形態中的光阻液供給源46，儲存例如供形成薄光阻膜例如150nm以下之光阻膜所用的低黏度光阻液。此外，供給管47，設有閥48，開啟此一閥48則自光阻液噴嘴43噴吐光阻液，關閉閥48則停止光阻液的噴吐。
第2臂部42，支持噴吐光阻液的溶劑之溶劑噴嘴50。第2臂部42，藉由例如圖6所示之噴嘴驅動部51於軌道40上自由移動，可將溶劑噴嘴50，自設置於杯體33其Y方向負方向側之外方的待機部52起，移動至杯體33內之晶圓W的略中心部上方為止。此外，藉噴嘴驅動部51，第2臂部42自由升降，可調節溶劑噴嘴50之高度。
溶劑噴嘴50，如圖5所示與連通溶劑供給源53之供給管54相連接。另，以上之構造，係以分別的臂部支持噴吐光阻液之光阻液噴嘴43與噴吐溶劑之溶劑噴嘴50。然而，亦可設置為以同一臂部支持光阻液噴嘴43與溶劑噴嘴50，可藉由控制此一臂部之移動，而控制光阻液噴嘴43與溶劑噴嘴50之移動與噴吐時序。
第3臂部61，如圖5及圖6所示支持將晶圓W上方的氣流於任意位置局部性地改變之氣流控制板63。第3臂部61，藉由圖6所示之驅動部64，可於軌道40上自由移動。驅動部64，可在杯體33內之晶圓W上方的既定位置、與杯體33內對以旋轉夾盤31固持之晶圓W朝側方遠離的待機位置之間，移動氣流控制板63。可自杯體33其Y方向負方向側之外方起，移動至杯體33內之晶圓W的略中心部上方為止之任意位置，更可在該晶圓W之表面上於晶圓W之徑方向移動。此外，第3臂部61，藉驅動部64自由升降，可調整氣流控制板63之高度。
氣流控制板63，形成為矩形平板狀，且以在晶圓W上方遠離晶圓W的旋轉軸RA(與中心C1相同位置)之既定位置，與晶圓W呈略平行的方式，設置為可移動。此外，氣流控制板63，藉由驅動部64被配置於晶圓W上方遠離晶圓W的旋轉軸RA(與中心C1相同位置)之既定位置時，將旋轉之晶圓W上方的氣流於任意位置局部性地改變。另，形成為矩形平板狀之氣流控制板63的晶圓中心側端部PE，可位於晶圓W之中心C1的上方位置與外緣E1的上方位置之間。此外，氣流控制板63，在例如晶圓W具有300mm之直徑的情況，宜配置於自晶圓W中心起50mm至100mm之範圍上方的任意範圍；此外，在晶圓W具有450mm之直徑的情況，宜配置於自晶圓W中心起100mm至175mm之範圍上方的任意範圍。此外，氣流控制板63，宜配置於自晶圓W中心起朝向晶圓W外周，自晶圓W半徑之約30%至約80%之範圍上方的任意範圍。
夾盤驅動機構32產生之旋轉夾盤31的旋轉動作，係以控制部70控制。此外，噴嘴驅動部44產生之光阻液噴嘴43的移動動作、閥48產生之光阻液噴嘴43的光阻液之噴吐/停止，亦以控制部70控制。另，噴嘴驅動部51產生之溶劑噴嘴50的移動動作、及驅動部64產生之氣流控制板63的移動動作等之驅動系統的動作，亦由控制部70控制。控制部70，以例如具備CPU與記憶體等的電腦所構成，例如藉由實行記憶體所記憶之程式，可實現塗佈模組23中的光阻塗佈處理過程。
控制部70，以自光阻液噴嘴43將光阻液供給至晶圓W表面的方式進行控制。此外，控制部70以如下方式進行控制：在對晶圓W供給光阻液時，或對晶圓W供給光阻液後，於以夾盤驅動機構32旋轉晶圓W的狀態下，藉由設於既定位置之氣流控制板63，局部性地改變旋轉之晶圓W其上方的氣流。
另，供實現塗佈模組23中的光阻塗佈處理過程所用之各種程式，儲存於例如電腦可讀取之CD等記錄媒體，並自此一記錄媒體安裝於控制部70，藉由控制部70實行。
接著，對以塗佈模組23施行之光阻塗佈處理過程(塗佈處理方法)加以說明。
圖7為，顯示本實施形態的光阻塗佈處理過程之各步驟中晶圓的旋轉速度之圖表。圖8為，顯示本實施形態的光阻塗佈處理過程之各步驟中晶圓W的表面狀態之圖。
本實施形態中，藉控制部70控制晶圓W的旋轉速度(亦即，夾盤驅動機構32的旋轉速度)、來自溶劑噴嘴50之溶劑的噴吐、及來自光阻液噴嘴43之光阻液的噴吐，實施圖7所示之步驟S0至S2、S4及S5。此外，圖8(a)至圖8(d)，分別示意圖7所示之步驟S1、S2、S4及S5中的晶圓W上之光阻液PR。
首先，以搬運臂A3之叉部3將晶圓W搬運至塗佈模組23之旋轉夾盤31的正上方為止。而後，以藉由夾盤驅動機構32包含之例如氣壓缸所構成的未圖示之升降驅動機構而上升而來的旋轉夾盤31，將此一晶圓W真空吸附。搬運臂A3在將晶圓W真空吸附於旋轉夾盤31後，使叉部3自塗佈模組23內後退，結束對塗佈模組23之晶圓W的傳遞。
其次，施行圖7所示之預濕處理步驟S0。預濕處理步驟S0，係在光阻液PR的塗佈前先以稀釋劑等溶劑使晶圓W表面之整體濡濕。具體而言，如圖7所示，開始旋轉晶圓W，將轉速提高至0~2000rpm，更宜提高至1000rpm為止。以此一轉速(預濕轉速V0)旋轉晶圓W，並於例如0.1秒，自溶劑噴嘴50對晶圓W之略中央供給稀釋劑而使其往晶圓W之徑方向外周側擴散，將晶圓W表面以溶劑濡濕。藉此，使光阻液PR變得更容易擴散，結果能夠以更少量之光阻液PR的液量形成均一的光阻膜，可更進一步地降低光阻液PR的消耗量。
接著，施行圖7之第1步驟S1。第1步驟S1係為，以第1轉速V1旋轉基板(晶圓W)，對旋轉之晶圓W的略中心上方供給光阻液PR，使供給之光阻液PR自晶圓W之中心側往外周側擴散的步驟。具體而言，如圖7之S1所示，將晶圓W加速至2000~4000rpm，更宜加速至2500rpm之轉速(第1轉速V1)為止，以此轉速V1旋轉。之後，旋轉晶圓W，並於例如1.5秒，自光阻液噴嘴43對晶圓W的略中心上方供給光阻液，使其往晶圓W之徑方向外周側擴散並塗佈。此外，圖8(a)為，顯示施行第1步驟S1時之晶圓W狀態的側視圖。
此處，於第1步驟S1供給之光阻液PR的供給量為，擴散至晶圓W之徑方向外周側的光阻液PR其外周，在上述轉速中到達晶圓W其外周為止之情況的供給量一半程度的量。具體而言，第1步驟S1中，對晶圓W表面之中心側供給的光阻液，為例如0.5ml，其係為習知供給之1.0ml的一半。是故，如圖8(a)所示，第1步驟S1中，自晶圓W之徑方向中心側起擴散至外周側的光阻液PR其外周，未到達晶圓W之外周，僅到達例如自晶圓W中心起至外周為止之距離的一半程度為止。
而後，施行圖7之第2步驟S2。第2步驟S2係為，於第1步驟S1後，以較第1轉速V1更低之第2轉速V2旋轉晶圓W，調整擴散的光阻液PR之形狀的步驟。具體而言，如圖7所示，將晶圓W減速至50~2000rpm，更宜減速至100rpm之轉速(第2轉速V2)，以此一轉速V2旋轉。施行第2步驟S2的時間，宜為例如1.0秒程度。此外，圖8(b)為，顯示施行第2步驟S2時之晶圓W狀態的側視圖。
另，第2步驟S2中，在將晶圓W，自第1轉速V1起減速為第2轉速V2之時間點，或以第2轉速V2旋轉的狀態下，停止光阻液PR的供給。
如圖8(b)所示，第1步驟S1中，未到達晶圓W之外周，僅到達例如自晶圓W中心起至外周為止之距離的一半程度為止之光阻液其外周，於第2步驟S2中，亦位於與第1步驟S1之場合略同的位置。此外，如同後述，擴散之光阻液PR之外周，藉由增大光阻液PR於外周積存之厚度，調整光阻液PR之形狀。
接著，施行圖7之第3步驟。第3步驟S3係為，於第2步驟S2後，至少於開始時以較第2轉速V2更高之第3轉速V3旋轉晶圓W的步驟。第3步驟S3，包含例如第4步驟S4、第5步驟S5、及第6步驟S6。
第4步驟S4係為，於第2步驟S2後，以較第2轉速V2更高之第3轉速V3旋轉晶圓W，使形狀調整好的光阻液PR往晶圓W之徑方向的更外周側擴散的步驟。具體而言，如圖7之S4所示，將晶圓W加速至1000~4000rpm，更宜加速至1800rpm之轉速(第3轉速V3)，以此一轉速V3旋轉。之後，旋轉晶圓W，並使第1步驟S1中擴散至自晶圓W之徑方向中心起至外周為止之距離的一半程度為止之光阻液，往晶圓W之更外周側擴散。施行第4步驟S4的時間，宜為例如4秒程度。此外，圖8(c)為，顯示施行第4步驟S4時之晶圓W狀態的側視圖。
如圖8(c)所示，第4步驟S4中，擴散至晶圓W之徑方向外周側的光阻液其外周，到達晶圓W之略外周為止。此外，施行第4步驟S4的時間，宜5秒以下之短時間，以使第4步驟S4中，光阻液PR不失去流動性。
第5步驟S5係為，於第4步驟S4後，以較第3轉速V3更低之第4轉速V4旋轉晶圓W的步驟。此外，第5步驟S5中，在以第4轉速V4旋轉晶圓W時藉由以驅動部64將氣流控制板63配置於晶圓W上方的既定位置，而局部性地改變晶圓W其上方的氣流。第4轉速V4，亦可與第2轉速V2相等。具體而言如圖7所示，將晶圓W減速至50~2000rpm之轉速，例如減速至100rpm，以此一轉速旋轉。施行第5步驟S5的時間，宜為例如1.0秒程度。此外，圖8(d)為，顯示施行第5步驟S5時之晶圓W狀態的側視圖。
另，第4轉速V4，宜為50~100rpm。藉此，可使後述氣流控制板63之晶圓中心側端部PE的周邊區域與其以外的區域之間，增大溶媒之揮發速度的差。
如圖8(d)所示，藉由以驅動部64(圖6)移動氣流控制板63，而使具有矩形平板狀之氣流控制板63，在晶圓W上方遠離晶圓W的旋轉軸RA之既定位置，與晶圓W呈略平行地配置。而藉由以氣流控制板63局部性地改變旋轉之晶圓W其上方的氣流，可在氣流控制板63之晶圓中心側端部PE附近，增加光阻液PR的膜厚。此外，氣流控制板63的位置，係以氣流控制板63之晶圓中心側端部PE，配置於晶圓W之中心C1上的位置與外緣E1上的位置間之任意位置的方式，可進行調整。因此，可控制晶圓W之任意位置的膜厚，且可降低晶圓W面內的膜厚差異。
第6步驟S6係為，於第5步驟S5後，以較第4轉速V4更高之第5轉速V5旋轉晶圓W，甩乾、乾燥晶圓W上之光阻液PR的步驟。第5轉速V5，亦可與第3轉速V3相等。具體而言，如圖7之S5所示，將晶圓W加速至1000~4000rpm，更宜加速至1800rpm之轉速(與第3轉速V3相等)，旋轉晶圓W，並進行例如30秒之光阻液PR的甩脫乾燥。
接著，將第5步驟S5中，可控制晶圓W之任意位置的膜厚，且可降低晶圓W面內的膜厚差異之情形，對照比較例加以說明。
圖9為，示意將以本實施形態的光阻塗佈處理過程所獲得之光阻膜的膜厚分布(實施例1)，與以未使用氣流控制板63的光阻塗佈處理過程所獲得之光阻膜的膜厚分布(比較例1)進行比較的圖表。
如圖9所示，晶圓的旋轉速度低時或晶圓溫度低時，具有中心部膜厚較外周部更厚之凸狀膜厚分布的情況。此外，晶圓的旋轉速度高時或晶圓溫度高時，具有外周部膜厚較中心部更厚之凹狀膜厚分布的情況。而在未使用氣流控制板63的情況(比較例1)，即便在以使晶圓面內的膜厚分布盡可能地均一的方式調整晶圓的旋轉速度及晶圓溫度時，仍有晶圓中心部與外周部間之中間部的膜厚，較晶圓中心部及外周部的膜厚變得更薄的情形。
另一方面，在以氣流控制板63的晶圓中心側端部PE位於晶圓W之中心C1的上方位置與外緣E1的上方位置中間的方式配置氣流控制板63的情況(實施例1)，可優先地增加氣流控制板63的晶圓中心側端部PE附近之膜厚。此一結果，可使晶圓W之中心部、中間部及外周部其任一之膜厚皆相等，可使晶圓W面內之膜厚均一。
圖10顯示，以晶圓溫度為23℃、第5步驟S5中的轉速為100rpm為條件，施行實施例1、比較例1所獲得之光阻膜的膜厚分布之實測值的圖表。
圖10之比較例1中，係晶圓W中心(自晶圓中心起之距離Y=0mm)附近區域的中心部、及係晶圓W外緣(Y=-150mm、150mm)附近區域的外周部，膜厚略等於102nm。然而，係晶圓W中心與外緣間之區域(-80mm<Y<-40mm、40mm<Y<80mm)的中間部，膜厚接近101nm，與中心部及外周部相比約少1nm程度之膜厚。此時之膜厚的平均值為101.5nm，膜厚的差異3σ為1.12nm。
另一方面，圖10之實施例1中，晶圓W之中心部、外周部及中間部之任一，膜厚皆略等於102nm。此時之膜厚的平均值為101.9nm，膜厚的差異3σ為0.66nm。
因此，圖10所示之實測值中，亦與圖9同樣地，理解藉由使用氣流控制板63，可使晶圓W之中心部、外周部及中間部其任一膜厚皆為相等，可使晶圓W面內之膜厚均一。
接著，對藉由調整氣流控制板63的尺寸及位置，而可自由控制光阻膜的膜厚之情形加以說明。
圖11(a)及圖11(b)，分別為示意氣流控制板63與晶圓W之位置關係的平面圖及側視圖。
如圖11(a)及圖11(b)所示，使氣流控制板63其X方向之長度尺寸為LX。此外，使氣流控制板63其Y方向之寬度尺寸為WY1。另，使沿著氣流控制板63其Y方向之晶圓外周側端部PE2與外緣E1的距離為WY2；使沿著氣流控制板63其Y方向之晶圓中心側端部PE與晶圓W之外緣E1的距離為WY3。此外，使氣流控制板63其Z方向之厚度尺寸為HZ1，使氣流控制板63底面之自晶圓W表面起的Z方向之高度尺寸為HZ2。
圖12為，顯示在改變氣流控制板63其X方向之長度尺寸LX的情況下，測定如圖9所示，使用氣流控制板63時與未使用氣流控制板63時之光阻膜膜厚的差，其沿著徑方向成為最大之最大膜厚差△Max的結果之圖表。此時，使WY1為既定值50mm，使WY2為既定值0mm。
如圖12所示，隨著LX的增加，△Max亦增加。亦即，若氣流控制板63在與徑方向垂直之方向增長，則能夠以氣流控制板63調整膜厚之調整量亦增加。如此地，藉由調整氣流控制板63之與徑方向垂直之方向的長度，可自由調整光阻膜的膜厚。
圖13為，顯示改變氣流控制板63其Y方向之寬度尺寸WY1的情況下，測定如圖9所示，使用氣流控制板63時與未使用氣流控制板63時之光阻膜膜厚的差，其沿著徑方向成為最大之最大膜厚差△Max的結果之圖表。此時，使LX為既定值223mm，使WY3為既定值90mm。
如圖13所示，隨著WY1的增加，△Max亦增加。亦即，若氣流控制板63在徑方向增寬，則能夠以氣流控制板63調整膜厚之調整量亦增加。如此地，藉由調整氣流控制板63之徑方向的寬度，可自由調整光阻膜的膜厚。
此處，對藉由調整氣流控制板63的尺寸及位置，而控制光阻膜的膜厚之作用效果加以說明。
圖14為，示意氣流控制板63及晶圓W之周邊的氣流及膜厚分布之剖面圖。
晶圓W表面上之區域中，晶圓W上方氣流控制板63所配置的區域，由於抑制自光阻液揮發之溶媒的擴散，而降低溶媒的揮發速度，故抑制光阻液中之溶媒濃度的降低。特別是，氣流控制板63之晶圓外周側端部PE2附近，高度方向(Z方向)的溶媒之濃度梯度變小，自光阻液之溶媒的揮發速度降低。結果，使氣流控制板63所覆蓋的區域及較其更外周側的區域，光阻液中之溶質(光阻)的濃度難以增加，光阻液的黏度亦維持較小。
另一方面，晶圓W表面上方中，氣流控制板63的晶圓中心側端部PE下方之區域，產生自中心側上方起朝向氣流控制板63下方往斜下方之氣流GF，溶媒的濃度為既定濃度以上之濃度邊界層，其厚度變得較外周側區域更薄。伴隨之，高度方向(Z方向)的溶媒之濃度梯度變大，溶媒的揮發速度上升。其結果，氣流控制板63的晶圓中心側端部PE之下方區域，光阻液中之溶質(光阻)的濃度增加，光阻液的黏度變大。
其結果，自氣流控制板63的晶圓中心側端部PE起至晶圓中心側為止之區域，氣流控制板63側之光阻液的黏性變得較晶圓中心側更高，妨礙自晶圓中心起朝向氣流控制板63流動之光阻液的流動，故膜厚自晶圓中心側起朝向氣流控制板63側增加。此外，自氣流控制板63的晶圓中心側端部PE起至晶圓外周側為止之區域，氣流控制板63的晶圓中心側端部PE側之光阻液的黏性變得較晶圓外周側更高，光阻液往外周側之流入量降低，故膜厚自晶圓中心側起朝向晶圓外周側減少。此一結果，吾人認為：沿著徑方向之光阻膜的膜厚分布，與未使用氣流控制板63情況之光阻膜的膜厚分布相比，以氣流控制板63的晶圓中心側端部PE下方具有峰部的方式變化。
此外，使用氣流控制板63時與未使用時之膜厚差為最大之位置(峰位置)，係與氣流控制板63的晶圓中心側端部PE之位置對應而決定。因此，藉由改變氣流控制板63的晶圓中心側端部PE之位置(圖11(a)及圖11(b)中的WY3)，可控制峰位置。
另，如同上述，第4轉速V4，宜為50~100rpm。若第4轉速V4超過100rpm時，則因轉速變高，使旋轉所產生的氣流成為具支配性，氣流控制板的效果難以顯現。此外，若第4轉速V4未滿50rpm，則因氣流容易進入氣流控制板63下方，反而難以產生自中心側上方起朝向氣流控制板63往斜下方的氣流。
此外，對於氣流控制板63之自晶圓W表面起的高度之影響，考量如下。
圖15為，示意使氣流控制板63底面之自晶圓W表面起的高度(圖11(b)中的HZ2)，較圖14中的高度更低的情況中，氣流控制板63及晶圓W之周邊的氣流及膜厚分布之剖面圖。
高度HZ2減低，則晶圓表面之位於氣流控制板63的晶圓中心側端部PE下方之區域，自徑方向中心側上方起朝向氣流控制板63下方產生之往斜下方的氣流變得更大，濃度邊界層的厚度變得更薄。然則，沿著徑方向濃度邊界層的厚度變薄之區域其沿著徑方向的長度，與高度HZ2高的情況相比，變得短小。亦即，濃度邊界層雖較大程度地變薄，但濃度邊界層變薄之範圍變窄。例如，若氣流控制板63之高度變低，則使用氣流控制板63時與未使用時之膜厚差為最大的位置(峰位置)雖無甚改變，但峰的範圍(峰寬度)變窄，峰位置的膜厚之變化量變大。亦即，若減少氣流控制板63之自晶圓表面起的高度，則膜厚改變之區域雖變窄，但峰附近的膜厚之變化量變大。相反地，若增加氣流控制板63之自晶圓表面起的高度，則膜厚改變之區域雖變寬，但峰附近的膜厚之變化量變小。
如此地，藉由調整氣流控制板63之自晶圓W表面起的高度，可自由調整光阻膜的膜厚。
另，本實施形態中，雖以藉由驅動部64移動氣流控制板63的例子進行說明。但亦可預先準備尺寸相異之複數種的氣流控制板，因應控制前之膜厚分布分別使用氣流控制板。例如，可預先準備徑方向之寬度尺寸WY1為例如60mm、20mm、10mm寬度的氣流控制板，例如不使用氣流控制板地進行預備實驗，並因應自此一預備實驗獲得之膜厚分布而選擇氣流控制板。
此外，以氣流控制板63改變光阻膜的膜厚之變化量，係取決於施行第5步驟S5的時間。因此，可將施行第5步驟S5的時間，自例如3秒、4秒、5秒的3階段設定時間選擇。
(第2實施形態)
其次，對本發明之第2實施形態的塗佈處理方法加以說明。
本實施形態的塗佈處理方法，在不具第5步驟S5的點上，與第1實施形態的塗佈處理方法相異。此外，本實施形態的塗佈處理方法，可使用第1實施形態說明之塗佈模組施行。
圖16為，顯示本實施形態的塗佈處理方法之各步驟中晶圓的旋轉速度之圖表。
搬運臂A3之將晶圓W往塗佈模組23內的搬入、預濕處理步驟S0、第1步驟S1，可與第1實施形態中的預濕處理步驟S0、第1步驟S1相同。此外，施行第1步驟S1時之晶圓W狀態，與圖8(a)所示之狀態相同。
接著，施行圖16之S2所示的第2步驟。第2步驟S2係為，於第1步驟S1後，以較第1轉速V1更低之第2轉速V2旋轉晶圓W，調整擴散的光阻液PR之形狀的步驟，以第2轉速V2施行第2步驟S2的時間，可與第1實施形態相同。
然則，本實施形態，第2步驟S2中，可藉由將氣流控制板63配置於晶圓W上方，局部性地改變旋轉之晶圓W其上方的氣流。
如同第1實施形態中使用圖8(b)所示，第1步驟S1中，僅到達例如自晶圓W中心起至外周為止之距離的一半程度為止之光阻液其外周，於第2步驟S2中，亦位於與第1步驟S1之場合略同的位置。
然而，藉由在第2步驟S2中將氣流控制板63配置於晶圓W上方，而可於氣流控制板63的晶圓中心側端部PE附近，增加光阻液的膜厚。此外，可將氣流控制板63的位置配置於任意位置。因此，第2步驟S2中，可控制光阻液的膜厚分布。
接著，施行圖16之S3所示的第3步驟。第3步驟S3係為，於第2步驟S2後，以較第2轉速V2更高之第3轉速V3旋轉晶圓W，使形狀調整好的光阻液PR往晶圓W之徑方向的更外周側擴散，並甩乾、乾燥晶圓W上之光阻液PR的步驟。第3轉速V3，可與第1實施形態相同。施行第3步驟S3的時間，宜為例如25秒程度。
另，第3步驟S3中，亦可接續第2步驟S2將氣流控制板63配置於晶圓W上方。
本實施形態，可預先於第2步驟S2中，控制光阻液的膜厚分布。因此，對於施行第3步驟S3而形成之光阻膜，可控制晶圓W之任意位置的膜厚，且可降低晶圓W面內的膜厚差異。
另，本實施形態，雖對在第2步驟S2將氣流控制板63配置於晶圓W上方的例子進行說明。但氣流控制板63，可自第1步驟S1開始，位於晶圓W上方，亦可固定於既定位置。亦即，對晶圓W供給光阻液時，可在以夾盤驅動機構32旋轉晶圓W的狀態下，藉由設於既定位置之氣流控制板63，局部性地改變旋轉之晶圓W其上方的氣流。
此外，本實施形態中，氣流控制板雖為矩形，但亦可如同後述為俯視時呈圓形等之其他形狀。
(第3實施形態)
接著，參考圖17對本發明之第3實施形態的塗佈模組加以說明。此一塗佈模組，在第1實施形態之塗佈模組23(圖5及圖6)的氣流控制板63，不以驅動部64而藉其他驅動機構驅動的點上，與塗佈模組23相異，其他點則幾近相同。以下，以相異處為中心對本實施形態之塗佈模組加以說明。
圖17為，顯示本實施形態之塗佈模組的氣流控制板63、及驅動氣流控制板63之驅動部630的概略立體圖。如圖17所示，氣流控制板63係以第4臂部610所固持。第4臂部610，具有連結部63L及支承棍63a，其等互呈約90°之角度而結合。因此，自X軸方向起觀察，則第4臂部610(連結部63L及支承棍63a)具有幾乎呈L字狀之形狀。是故，連結部63L之長邊方向與水平方向一致時，支承棍63a往幾近鉛直方向延伸，安裝於支承棍63a之氣流控制板63近乎直立。然而，連結部63L與支承棍63a構成之角度，並不限為約90°，亦可適宜調整。
驅動部630具有：基座部63b，可沿著往Y軸方向延伸之軌道40移動；引導部63v，直立設置於基座部63b上；以及馬達63m，以可沿著引導部63v上下移動的方式地對引導部63v設置。馬達63m之轉軸(未圖示)，與第4臂部610之連結部63L的一端側結合。藉此，藉由馬達63m，連結部63L能夠以馬達63m之轉軸為中心地轉動。隨著連結部63L的轉動，支承棍63a及氣流控制板63亦以馬達63m之轉軸為中心地轉動。
其次，參考圖18，對驅動部630產生之氣流控制板63的動作加以說明。此一動作，於參考圖8(d)進行說明的第1實施形態之塗佈處理方法的第5步驟S5中進行。
如圖18(a)所示，氣流控制板63，首先，藉驅動部630，對杯體33內以旋轉夾盤31所固持之晶圓W，配置於至少朝側方遠離之待機位置。此外，本實施形態中，氣流控制板63係於待機位置中直立。在參考圖7及圖8於第1實施形態中說明之步驟S1、S2、及S4中，待機位置宜由杯體33離開至晶圓W上方的氣流不受氣流控制板63所擾亂之程度。然而，若不必要地增大氣流控制板63與杯體33間之離隔距離，則會造成塗佈模組大型化，故宜一併考慮塗佈模組設置之空間，而決定其離隔距離。
接著，如圖18(b)所示，藉由使驅動部630之馬達63m沿著引導部63v上升至既定位置為止，將第4臂部610(連結部63L及支承棍63a)，配置於較待機位置更高的位置。而後，如圖18(c)所示，啟動馬達63m，旋轉其轉軸，藉以使第4臂部610(連結部63L及支承棍63a)順時針地轉動，將氣流控制板63於晶圓W上方幾近水平地配置。進一步，如圖18(d)所示，以沿著軌道40接近杯體33的方式移動驅動部630(基座部63b)，藉以使氣流控制板63沿著晶圓W之徑方向移動，而將其配置於既定位置。
此處，氣流控制板63之自晶圓W表面起的高度(參考圖11(b)之HZ2)，可藉由馬達63m沿著引導部63v上升之上升距離加以調整。此外，氣流控制板63之水平方向(Y軸方向)位置，可藉由基座部63b沿著軌道40移動之移動距離加以調整。
另，上述之第5步驟S5結束後，可依照與上述相反的順序，將氣流控制板63送回待機位置。
如同以上地藉由配置於既定位置之氣流控制板63，發揮與第1實施形態中說明之效果相同的效果。此外，本實施形態之塗佈模組中，以第4臂部610固持氣流控制板63，第4臂部610，係以互呈約90°的角度而結合之連結部63L及支承棍63a所構成。假設在不具連結部63L，而將支承棍63a直接安裝於馬達63m的情況，產生使馬達63m(與支承棍63a及氣流控制板63)沿著引導部63v上升之距離增長的必要性。亦即，不具連結部63L的情況，例如，若未將馬達63m移動至與圖18(c)所示之連結部63L幾近相同之高度，則無法將氣流控制板63配置於既定高度(HZ2)。因此，氣流控制板63，必須藉由馬達63m上升至較具有連結部63L的情況更高之位置為止，是故產生使塗佈模組23之機殼30(圖5)增高的必要性。亦即，藉由連結部63L，可使塗佈模組23小型化。
另，雖參考圖18，對使氣流控制板63依序上升、轉動、於水平方向移動之例子加以說明，但並不限於此，亦可例如圖19所示，同時進行上升、轉動、及水平移動。亦即，圖19所示之例中，亦可自圖19(a)所示之待機位置開始，如圖19(b)自圖19(d)所示，馬達63m沿著引導部63v上升，且藉由旋轉馬達63m之轉軸而使第4臂部610及氣流控制板63順時針地轉動，並藉由使基座部63b沿著軌道40於水平方向移動，而將氣流控制板63配置於既定位置。
此外，圖18所示之例子中，可變更上升及水平移動之順序。亦即，亦可使基座部63b沿著軌道40往右方移動，於既定位置停止後，使馬達63m、第4臂部610、及氣流控制板63上升，轉動第4臂部610及氣流控制板63。
此外，驅動部630亦可由以下構件構成：基座部63b，可沿著往Y軸方向延伸之軌道40(參考圖6)移動；引導部63v，於基座部63b上直立設置；以及馬達63m，固定於沿著引導部63v的既定高度位置。依此，不使馬達63m上升地，藉由馬達63m產生的轉動、與基座部63b之水平方向移動，而可將氣流控制板63配置於既定位置。且具有不需要使馬達63m上下移動之驅動部等優點。
此外，驅動部630亦可由以下構件構成：基座部63b，固定於往Y軸方向延伸之軌道40(參考圖6)的既定位置；引導部63v，於基座部63b上直立設置；以及馬達63m，以可沿著引導部63v上下移動的方式對引導部63v設置。依此，藉由馬達63m之沿著引導部63v的上下移動、與馬達63m產生的轉動，可將氣流控制板63配置於既定位置。因此，具有不需要使馬達63m於水平方向移動之驅動部等優點。
進一步，驅動部630亦可由以下構件構成：基座部63b，固定於往Y軸方向延伸之軌道40(參考圖6)的既定位置；引導部63v，於基座部63b上直立設置；以及馬達63m，固定於沿著引導部63v的既定高度位置。依此，可僅藉由馬達63m產生的轉動，將氣流控制板63配置於既定位置。
(變形例)
以上，雖說明第1實施形態及第3實施形態之塗佈模組，但此等塗佈模組中的氣流控制板63，可如同下述地變形。
例如，氣流控制板63，可不為矩形平板形狀，而具有如圖20(a)所示彎曲為C字狀之平板形狀(或圓弧形狀或半圓環平板形狀)。即便為此等形狀，在晶圓W上方空間中的氣流控制板63其下方區域與未配置氣流控制板63的區域，仍可進行通過光阻液中之溶媒濃度之光阻膜的膜厚分布控制。另，氣流控制板63，不限為C字狀，亦可具有梯形或三角形等形狀。
此外，亦可如圖20(b)所示，使氣流控制板63之底面不為平坦，改變底面與旋轉夾盤31所固持之晶圓W其表面之間隔。圖示之例子中，以該間隔自晶圓W中心起沿著朝向外周的方向變窄，並再度變寬的方式，彎曲氣流控制板63之底面。依此等底面形狀，可於氣流控制板63底面與晶圓W表面間之空間的晶圓W之外周側中，使該空間之氣流的速度增大，故可使溶媒的揮發量增大，而於晶圓W之外周側中使光阻膜增厚。另，氣流控制板63之底面，並不限為具有彎曲面，亦可藉由具有例如複數傾斜平面，而改變底面與晶圓W表面之間隔。
進一步，亦可如圖20(c)所示，使氣流控制板63不與晶圓W呈平行，而對晶圓W表面傾斜。此一傾斜，可於第1實施形態中將氣流控制板63傾斜既定角度而安裝於第3臂部61藉以實現，亦可於第3實施形態中調整馬達63m之轉軸的旋轉角度藉以實現。
如圖20(c)所示沿著朝向晶圓W外周之方向，使氣流控制板63底面與晶圓W表面之間隔變寬的情況，與參考圖20(b)而進行說明的情況相同，可增大晶圓W外周側之溶媒的揮發量，因而，可使晶圓W外周側之光阻膜增厚。此外，亦可藉沿著朝向晶圓W外周之方向，使氣流控制板63底面與晶圓W表面之間隔變窄的方式，將氣流控制板63傾斜。依此，可增大晶圓W內周側之溶媒的揮發量，因而，可使晶圓W內周側之光阻膜增厚。
此外，亦可例如如圖21(a)所示，除了氣流控制板63以外，設置追加之氣流控制板163。具體而言，氣流控制板163，具有與氣流控制板63幾近相同之大小，對氣流控制板63設置為於晶圓外周側保持距離。更具體而言，氣流控制板63不限定於此，例如氣流控制板163，宜設置於自晶圓外周往內側20mm位置起至往外側20mm位置之上方的任意位置。依如此配置之氣流控制板163，可調整晶圓最外周部之光阻膜的膜厚。
此外，亦可如圖21(b)所示，設置具有矩形平板形狀，對晶圓W中心對稱地配置的氣流控制板63及追加之氣流控制板164。進一步，亦可如圖21(c)所示，除了具有矩形平板形狀之氣流控制板63以外，更追加具有彎曲為C字狀之平板形狀(或圓弧形狀或半圓環平板形狀)的氣流控制板165。
另，氣流控制板163~165，可與氣流控制板63一體地設置，與氣流控制板63一體化而動作，亦可另外設有與對氣流控制板63設置之驅動部64(或630)相同的驅動部，與氣流控制板63分別動作。於氣流控制板163~165另外設置驅動部的情況，氣流控制板163~165，例如可在將氣流控制板63配置於既定位置前，配置於晶圓W上方的既定位置；亦可在將氣流控制板63配置於既定位置後，配置於晶圓W上方的既定位置。例如，藉由將氣流控制板63配置於既定位置，而調整自晶圓中心側起至氣流控制板63其晶圓外周側端部PE2外側為止的區域中之光阻膜的膜厚分布，接著藉由將氣流控制板163或165配置於既定位置，而可調整晶圓最外周部之光阻膜的膜厚分布。
此外，氣流控制板163~165，可配置於與氣流控制板63之自晶圓表面起的高度相同之高度，亦可配置於相異之高度。另，亦可如同參考圖20(b)對氣流控制板63之說明，改變氣流控制板163~165之底面與晶圓W之表面的間隔。進一步，亦可如同參考圖20(c)對氣流控制板63之說明，藉由使氣流控制板163~165對晶圓W表面傾斜，改變氣流控制板163~165底面與晶圓W表面之間隔。此外，氣流控制板163~165之形狀，宜依據例如預備實驗所求得之光阻膜的膜厚分布加以決定。
接著，對圖21(a)所示之氣流控制板63及163所產生的膜厚均一性之改善結果加以說明。
圖22(a)為，顯示使用固體成分(光阻)濃度4.0%之光阻液，於具有300mm之直徑的晶圓形成光阻膜時的光阻膜其晶圓面內膜厚分布之圖表。橫軸表示沿著晶圓之直徑方向的位置，縱軸表示膜厚。圖表中之虛線，顯示為了進行比較而不使用氣流控制板63與氣流控制板163地形成之光阻膜的膜厚分布；實線顯示使用氣流控制板63及163而形成之光阻膜的膜厚分布。另，使對晶圓表面供給之光阻液的量為0.34毫升(ml)。
如同自此一圖表所得知，在未使用氣流控制板63與氣流控制板163的情況，光阻膜的膜厚，自晶圓中心(0mm)起往朝向外周之方向減少，在自晶圓中心起約60~70mm之位置呈最薄後，朝向晶圓外周而增加。與此相對，使用氣流控制板63及163的情況，自晶圓中心起約60~70mm之位置中的膜厚增加，接近晶圓外周之位置(125~140mm之位置)中膜厚減少。此一結果，膜厚均一性，由未使用氣流控制板63與氣流控制板163之情況中的1.22nm(最大膜厚-最小膜厚)，在使用氣流控制板63及163之情況下改善為0.62nm。
另，在使用氣流控制板63及163之情況，可認為藉由氣流控制板63而自晶圓中心起約60~70mm之位置中膜厚增加；藉由氣流控制板163而接近晶圓外周之位置中膜厚減少。
圖22(b)為，將使用固體成分(光阻)濃度3.5%之光阻液，於具有300mm之直徑的晶圓形成光阻膜時的光阻膜其晶圓面內膜厚分布，與圖22(a)同樣地顯示的圖表。使對晶圓表面供給之光阻液的量為0.33毫升(ml)。
圖22(b)所示之結果中，無論使用氣流控制板63及163的情況或未使用其的情況，自晶圓中心起至約110~135mm為止之位置中光阻膜的膜厚皆增加。然而吾人得知，自晶圓中心起至約75mm為止之範圍中，藉由使用氣流控制板63及163而膜厚增加，可改善膜厚均一性。此外，自晶圓中心起至約110~135mm為止之位置中，雖與圖22(a)顯示之結果相異，膜厚未因氣流控制板163而減少，但至少並未有大幅度的增加。若使用圖21(c)所示之氣流控制板165取代氣流控制板163，則因於自晶圓中心起至約110~135mm為止之位置中，可更大範圍地控制氣流，故能期待膜厚分布之改善。
以上，雖對本發明之最佳實施形態加以記述，但本發明並不限定於特定實施形態，可在專利申請範圍內所記載之本發明的要旨範圍內，進行各種變形‧變更。
例如，氣流控制板63之待機位置，對以旋轉夾盤31固持之晶圓W朝側方遠離的範圍內，可為與旋轉夾盤31所固持之晶圓W其上方的既定位置相同之高度(第1實施形態)，亦可較其高度更高或更低。此外，待機位置，可與杯體33(或旋轉夾盤31所固持之晶圓W其頂面)相同高度，亦可較低。此一位置，可藉由第3實施形態中的驅動部630實現，此外，亦可藉由對第1實施形態中的驅動部64設置升降機構而實現。另，待機位置中氣流控制板63並不限配置為水平(第1實施形態)或鉛直(第3實施形態)，亦可對水平方向傾斜既定角度。
此外，上述實施形態，雖使用半導體晶圓作為被處理基板，但並不限於此，亦可對其他基板，例如平板顯示器用之玻璃基板應用本發明。
20‧‧‧載具
21‧‧‧載置台
22‧‧‧顯影模組
23‧‧‧塗佈模組
24‧‧‧搬運口
25‧‧‧基台
26‧‧‧旋轉機構
27‧‧‧升降台
28‧‧‧殼體
29‧‧‧Y軸導軌
3A、3B‧‧‧叉部
30‧‧‧機殼
31‧‧‧旋轉夾盤
32‧‧‧夾盤驅動機構
33‧‧‧杯體
34‧‧‧排出管
35‧‧‧排氣管
40‧‧‧軌道
41、42、61、610‧‧‧臂部
43‧‧‧光阻液噴嘴
44、51‧‧‧噴嘴驅動部
45、52‧‧‧待機部
46‧‧‧光阻液供給源
47、54‧‧‧供給管
48‧‧‧閥
50‧‧‧溶劑噴嘴
53‧‧‧溶劑供給源
63、163~165‧‧‧氣流控制板
63a‧‧‧支承棍
63b‧‧‧基座部
63L‧‧‧連結部
63m馬達
63v‧‧‧引導部
64、630‧‧‧驅動部
70‧‧‧控制部
A1~A4‧‧‧搬運臂
B1‧‧‧第1區塊
B2‧‧‧第2區塊
B3‧‧‧第3區塊
B4‧‧‧第4區塊
BF2~3、CPL2~4、CPL11~12、TRS1、TRS4、TRS6‧‧‧傳遞模組
C‧‧‧傳遞機構
C1(RA)‧‧‧中心(旋轉軸)
D‧‧‧傳遞臂
E‧‧‧穿梭臂
E1‧‧‧外緣
F‧‧‧介面臂
GF‧‧‧氣流
PE‧‧‧晶圓中心側端部
PE2‧‧‧晶圓外周側端部
PR‧‧‧光阻液
S0~S6‧‧‧步驟
ST1‧‧‧載具區塊
ST2‧‧‧處理區塊
ST3‧‧‧介面區塊
ST4‧‧‧曝光裝置
U1~U3‧‧‧棚架單元
W‧‧‧晶圓
圖1 顯示第1實施形態的光阻圖案形成裝置之構造的平面圖。
圖2 顯示第1實施形態的光阻圖案形成裝置之構造的概略立體圖。
圖3 顯示第1實施形態的光阻圖案形成裝置之構造的側視圖。
圖4 顯示第3區塊之構造的立體圖。
圖5 顯示塗佈模組之構造的概略之縱剖面圖。
圖6 顯示塗佈模組之構造的概略之橫剖面圖。
圖7 顯示第1實施形態的光阻塗佈處理過程之各步驟中晶圓的旋轉速度之圖表。
圖8(a)~(d) 顯示第1實施形態的光阻塗佈處理過程之各步驟中晶圓表面的狀態之圖。
圖9 示意將以第1實施形態的光阻塗佈處理過程所獲得之光阻膜的膜厚分布(實施例1)，與以未使用氣流控制板的光阻塗佈處理過程所獲得之光阻膜的膜厚分布(比較例1)進行比較之圖表。
圖10 顯示施行實施例1、比較例1所獲得之光阻膜的膜厚分布之實測值的圖表。
圖11(a)(b) 示意氣流控制板與晶圓W之位置關係的平面圖及側視圖。
圖12 顯示在改變氣流控制板其X方向之長度尺寸LX的情況，測定最大膜厚差△Max之結果的圖表。
圖13 顯示在改變氣流控制板其Y方向之寬度尺寸WY1的情況，測定最大膜厚差△Max之結果的圖表。
圖14 示意氣流控制板及晶圓之周邊的氣流及膜厚分布之剖面圖。
圖15 示意減低氣流控制板之自晶圓表面起的高度之情況中的，氣流控制板及晶圓周邊的氣流及膜厚分布之剖面圖。
圖16 顯示第2實施形態的光阻塗佈處理過程之各步驟中晶圓的旋轉速度之圖表。
圖17 顯示本發明之第3實施形態的塗佈模組其要部之立體圖。
圖18(a)~(d) 說明圖17之塗佈模組中的動作之模式圖。
圖19(a)~(d) 說明圖17之塗佈模組中的其他動作之模式圖。
圖20(a)~(c) 顯示本發明實施形態之塗佈模組中的氣流控制板之變形例的圖。
圖21(a)~(c) 顯示本發明實施形態之塗佈模組中的氣流控制板之其他變形例的圖。
圖22(a)(b) 顯示用於確認變形例之氣流控制板產生的效果而施行之實驗的結果之圖表。
23‧‧‧塗佈模組
30‧‧‧機殼
31‧‧‧旋轉夾盤
32‧‧‧夾盤驅動機構
33‧‧‧杯體
34‧‧‧排出管
35‧‧‧排氣管
41、42、61‧‧‧臂部
43‧‧‧光阻液噴嘴
45、52‧‧‧待機部
46‧‧‧光阻液供給源
47、54‧‧‧供給管
48‧‧‧閥
50‧‧‧溶劑噴嘴
53‧‧‧溶劑供給源
63‧‧‧氣流控制板
70‧‧‧控制部
C1(RA)‧‧‧中心(旋轉軸)
E1‧‧‧外緣
PE‧‧‧晶圓中心側端部
W‧‧‧晶圓

权利要求:
Claims (15)
[1] 一種塗佈處理裝置，對旋轉之基板表面供給塗佈液，使供給之塗佈液往該基板的外周側擴散，藉以於該基板表面塗佈塗佈液，具備：基板固持部，固持基板；旋轉部，旋轉該基板固持部所固持之該基板；供給部，對該基板固持部所固持之該基板的表面供給塗佈液；以及氣流控制板，設於該基板固持部所固持之該基板上方的既定位置，於任意位置局部性地改變藉由該旋轉部旋轉之該基板上方的氣流。
[2] 如申請專利範圍第1項之塗佈處理裝置，其中，該氣流控制板，係在該基板上方遠離該基板的旋轉軸之該既定位置，與該基板約略平行設置。
[3] 如申請專利範圍第1或2項之塗佈處理裝置，其中，更具有驅動部，在該既定位置、與相對於該基板固持部所固持之該基板朝側方遠離的待機位置之間，移動該氣流控制板。
[4] 如申請專利範圍第1或2項之塗佈處理裝置，其中，具備控制部，控制該旋轉部的動作與該供給部的動作；且該控制部以如下方式進行控制：在以該供給部對該基板供給塗佈液時，或以該供給部對該基板供給塗佈液後，於藉由該旋轉部旋轉該基板的狀態下，以設置於該既定位置之該氣流控制板，局部性地改變旋轉之該基板上方的氣流。
[5] 如申請專利範圍第1或2項之塗佈處理裝置，其中，具備控制部，控制該旋轉部的動作與該供給部的動作；該氣流控制板係設置為可移動至該既定位置，在將其配置於該既定位置時，局部性地改變藉該旋轉部旋轉之該基板上方的氣流；該控制部，以如下方式進行控制：在藉該旋轉部將該基板以第1轉速旋轉的狀態下，以該供給部對該基板表面供給塗佈液；接著，在藉該旋轉部將該基板減速至較該第1轉速更低之第2轉速的時間點，或以該第2轉速旋轉的狀態下，停止塗佈液的供給；藉由該旋轉部將該基板以較該第2轉速更高之第3轉速旋轉；另，以如下方式進行控制：在停止對該基板表面供給塗佈液後，藉由以該驅動部將該氣流控制板移動至該既定位置，而局部性地改變旋轉之該基板上方的氣流。
[6] 如申請專利範圍第5項之塗佈處理裝置，其中，該控制部，以如下方式進行控制：在以該第3轉速開始旋轉後，使該基板以較該第3轉速更低之第4轉速旋轉，並在以該第4轉速旋轉基板時，藉該移動部將該氣流控制板配置於該既定位置，藉以局部性地改變旋轉之該基板上方的氣流。
[7] 如申請專利範圍第4項之塗佈處理裝置，其中，將該氣流控制板配置於該既定位置時之該基板的旋轉速度為50~100rpm。
[8] 如申請專利範圍第1或2項之塗佈處理裝置，其中，該氣流控制板係形成為矩形平板狀。
[9] 如申請專利範圍第1或2項之塗佈處理裝置，其中，更具備追加之氣流控制板，此追加之氣流控制板係於該基板固持部所固持之該基板上方中，設置為與該氣流控制板保持距離，在任意位置局部性地改變藉由該旋轉部旋轉之該基板上方的氣流。
[10] 一種塗佈顯影處理系統，具備：如申請專利範圍第1或2項之塗佈處理裝置，用以在基板上形成包含光阻膜之塗佈膜；以及顯影裝置，將藉由該塗佈處理裝置形成之該塗佈膜，於曝光該塗佈膜後進行顯影。
[11] 一種塗佈處理方法，對旋轉之基板表面供給塗佈液，使供給之塗佈液往該基板的外周側擴散，藉以於該基板表面塗佈塗佈液；在對該基板供給塗佈液時，或對該基板供給塗佈液後，於旋轉該基板的狀態下，藉由設置於該基板上方的既定位置之氣流控制板，局部性地改變旋轉之該基板上方的氣流。
[12] 一種塗佈處理方法，對旋轉之基板表面供給塗佈液，使供給之塗佈液往該基板的外周側擴散，藉以於該基板表面塗佈塗佈液，包含如下步驟：第1步驟，在以第1轉速旋轉該基板的狀態下，對該基板表面供給塗佈液；第2步驟，於該第1步驟後，在將該基板減速至較該第1轉速更低之第2轉速的時間點，或以該第2轉速旋轉的狀態下，停止塗佈液的供給；以及第3步驟，於該第2步驟後，將該基板以較該第2轉速更高之第3轉速旋轉；在停止對該基板表面供給塗佈液後，將設置為可移動至該基板上方的既定位置之氣流控制板，以移動部移動至該既定位置，藉而局部性地改變旋轉之該基板上方的氣流。
[13] 如申請專利範圍第12項之塗佈處理方法，其中，該第3步驟包含：第4步驟，以該第3轉速旋轉該基板；以及第5步驟，於該第4步驟後，以較該第3轉速更低之第4轉速旋轉該基板；該第5步驟中，在以該第4轉速旋轉基板時，藉該移動部將該氣流控制板配置於該既定位置，藉以局部性地改變旋轉之該基板上方的氣流。
[14] 如申請專利範圍第11至13項中任一項之塗佈處理方法，其中，將該氣流控制板配置於該既定位置時之該基板的旋轉速度為50~100rpm。
[15] 一種電腦可讀取的記錄媒體，記錄有一塗佈處理方法實行用程式，該程式用以在電腦實行申請專利範圍第11至13項中任一項之塗佈處理方法。

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优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

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