TWI540613B - 塗布膜形成方法、塗布膜形成裝置、基板處理裝置及記憶媒體 - Google Patents

Description

塗布膜形成方法、塗布膜形成裝置、基板處理裝置及記憶媒體

本發明係關於一種利用旋轉塗布形成塗布膜的技術領域。

在半導體製造步驟的光阻步驟中，對半導體晶圓(以下稱晶圓)的表面塗布處理液，形成塗布膜。抗蝕劑液的塗布通常利用旋轉塗布(令晶圓旋轉，使塗布液擴散到晶圓整個表面的方法)進行，惟在晶圓的周緣部位會發生膜層隆起的現象。此時，塗布膜的隆起情況隨著抗蝕劑液的粘度越大或是目標膜厚越厚而有越顯著的傾向。其主要原因例如因為高粘度所導致的流動性降低。

另一方面為了提高晶圓的使用效率，關於晶圓上的半導體裝置的形成區域，會有期望盡可能利用到周緣部位這樣的要求，然而當塗布膜的隆起程度較大時，隆起部分會變得無法利用。另外也會有在對晶圓的周緣部位進行圖案曝光之前先進行局部的曝光，並在後段的顯影處理除去塗布膜，而不將該周緣部位當作有效區域使用的情況。此時若塗布膜隆起，則在周緣曝光時曝光無法充分進行到塗布膜的底部，結果會有無法形成良好的處理這樣的不良情況發生。

再者，吾人會在晶圓上以旋轉塗布方式塗布聚亞醯胺液作為例如半導 體裝置的保護膜等，惟聚亞醯胺液的粘度較大，當被要求塗布例如數十μm等級的厚膜時，吾人便不得不檢討降低塗布膜的隆起的方法。

專利文獻1記載了對晶圓的周緣部位供給溶劑，使粘度降低，之後令晶圓旋轉，藉此使周緣部位平坦的技術。然而，當對晶圓的周緣部位供給溶劑使其平坦化時，若晶圓的旋轉速度較慢，則會有無法充分使周緣部位平坦化之虞。另一方面，若使其以高速旋轉，則周緣部位的塗布膜可能會混入氣泡。該氣泡雖可藉由持續地高速旋轉而被除去，然而此時晶圓的膜厚會有變薄的問題存在。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本平2-194873號公報

有鑑於該等問題，本發明提供一種當在基板上利用旋轉塗布形成塗布膜時，能夠獲得平坦性較高之塗布膜的技術。另外也提供一種利用該技術，使基板的周緣曝光情況良好的基板處理方法以及基板處理裝置。

本發明之塗布膜形成方法包含：將圓形的基板水平地保持於基板保持部的步驟；之後利用基板旋轉所形成的離心力使供給到基板的中心部位的塗布液擴散並在該基板上形成塗布膜的步驟；對該塗布膜形成步驟在基板的周緣部位所形成的塗布膜的隆起部分，在基板旋轉狀態下，從溶劑噴嘴供給溶劑同時沿著該隆起部分使溶劑的供給部位向基板的中心部位移動，藉此使該隆起部分的粘度下降的步驟；以及接著使基板旋轉而將該隆起部分甩脫以使其平坦化的步驟。

本發明之塗布膜形成裝置包含：將圓形的基板保持水平的基板保持部；使該基板保持部繞垂直軸旋轉的旋轉機構；為了在基板上形成塗布膜而吐出塗布液的塗布液噴嘴；對基板供給使該塗布膜的粘度下降用的溶劑的溶劑噴嘴；以及控制部，其用以實行以下步驟：對基板的中心部位供給塗布液同時使基板旋轉而利用離心力使塗布液擴散以在基板上形成塗布膜的步驟；對上述步驟在基板的周緣部位所形成的塗布膜的隆起部分，在基板旋轉的狀態下，從溶劑噴嘴供給溶劑同時沿著該隆起部使溶劑的供給部位向基板的中心部位移動的步驟；以及接著為了將該隆起部分甩脫而使基板旋轉的步驟。

本發明之基板處理裝置，係在圓形的基板上形成感光性的膜層，並對圖案曝光實行過後的基板進行顯影的基板處理裝置，其特徵為包含：上述的塗布膜形成裝置；以及為了利用顯影液除去基板的周緣部位的塗布膜，而對基板的周緣部位的塗布膜遍及整個周圍進行曝光用的周緣曝光模組。

本發明之記憶媒體，係儲存了電腦程式的記憶媒體，該電腦程式用於對保持水平的基板供給處理液以形成塗布膜的塗布膜形成裝置，該電腦程式組合了步驟群，以實行上述的塗布膜形成方法。

本發明，在對基板進行旋轉塗布時對基板的周緣部位所形成的塗布膜的隆起部分供給溶劑，並使溶劑的供給部位向基板的中心部位移動。當使基板旋轉時塗布膜越靠近周緣受到越多溶劑供給而粘度下降，故隆起部分的流動性變高。因此利用基板旋轉所形成的甩開處理，可獲得即使是周緣部位其平坦性亦較高的塗布膜，同時在實行塗布膜的平坦化時隆起部分也不易攝入氣泡。若塗布膜中攝入氣泡，則為了除去氣泡必須以長時間進行高速旋轉，如是塗布膜的平均膜厚將不可避免地比預定的厚度更薄，惟若根據本發明，便可防止塗布膜的平均膜厚降低。

1‧‧‧杯狀模組

3‧‧‧溶劑噴嘴

4‧‧‧周緣曝光模組

5‧‧‧噴嘴單元

6‧‧‧氣體吐出噴嘴

7‧‧‧溶劑噴嘴單元

9‧‧‧控制部

10‧‧‧塗布單元

12‧‧‧開閉部

13‧‧‧搬運機構

21‧‧‧旋轉夾頭

22‧‧‧旋轉軸

23‧‧‧旋轉機構

24‧‧‧杯狀體

25‧‧‧排液管路

26‧‧‧排氣管路

27‧‧‧傳遞臂

30‧‧‧吐出口

31‧‧‧臂部

33‧‧‧移動體

34‧‧‧溶劑供給機構

35‧‧‧引導軌

36‧‧‧待機站

37‧‧‧供給管

38‧‧‧抗蝕劑液

39‧‧‧隆起部分

41‧‧‧旋轉台

42‧‧‧曝光部

51‧‧‧稀釋劑噴嘴

52‧‧‧抗蝕劑噴嘴

53‧‧‧稀釋劑供給機構

54‧‧‧抗蝕劑液供給機構

55‧‧‧臂部

56‧‧‧待機站

57‧‧‧供給管

58‧‧‧供給管

59‧‧‧移動體

60‧‧‧引導軌

61‧‧‧氣體供給源

W‧‧‧晶圓

P‧‧‧位置

C‧‧‧匣盒

B1~B6‧‧‧第1~第6單位區塊

S1‧‧‧移載區塊

S2‧‧‧處理區塊

S3‧‧‧介面區塊

S4‧‧‧曝光站

U1~U10‧‧‧棚台單元

R3‧‧‧搬運區域

A3‧‧‧主臂

BCT‧‧‧反射防止膜形成處理

COT‧‧‧抗蝕劑膜形成處理

DEV‧‧‧顯影處理

圖1係具備本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的基板處理裝置的俯視圖。

圖2係具備本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的基板處理裝置的立體圖。

圖3係表示本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的構造圖。

圖4係表示本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的一部分的立體圖。

圖5係表示塗布膜形成步驟的說明圖。

圖6係表示塗布膜形成後的晶圓周緣部位的狀態的說明圖。

圖7係表示本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的基板周緣部位的平坦化步驟的說明圖。

圖8係表示在本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的基板周緣部位的平坦化步驟中溶劑的吐出位置的推移的說明圖。

圖9係表示本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的基板周緣部位的平坦化步驟的說明圖。

圖10係表示本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的基板周緣部位的平坦化步驟的說明圖。

圖11係表示本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的基板周緣部位的平坦化步驟的說明圖。

圖12係表示基板的周緣曝光處理的說明圖。

圖13係表示在另一實施態樣的塗布膜形成裝置的基板周緣部位的平坦化步驟中溶劑的吐出位置的推移的說明圖。

圖14係表示塗布膜形成裝置的基板周緣部位的平坦化步驟的另一例的說明圖。

圖15係表示實施例的塗布膜形成裝置的特性圖。

圖16係表示使用實施例的基板處理裝置進行過處理的基板的周緣部位的狀態的示意圖。

參照圖1以及圖2說明具備本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的基板處理裝置。該裝置係將移載區塊S1、處理區塊S2、介面區塊S3直線狀連接所構成。介面區塊S3更與曝光站S4連接。

移載區塊S1，具有將包含複數枚同一批次的圓形基板(亦即晶圓W)的匣盒C搬入或搬出裝置的功能，具備：匣盒C的載置台、開閉部12、經由開閉部12從匣盒C搬運晶圓W用的搬運機構13。

處理區塊S2係由對晶圓W進行液體處理用的第1~第6單位區塊B1~B6從下往上依序堆疊所構成，各單位區塊B1~B6形成大略相同的構造。在圖2中各單位區塊B1~B6所附的字母，係代表處理種類別，BCT代表反射防止膜形成處理，COT代表抗蝕劑膜形成處理，DEV代表顯影處理。

單位區塊B3具備：在從移載區塊S1向介面區塊S3的直線狀搬運區域R3中移動的主臂A3；作為塗布膜形成裝置的塗布單元10；堆疊了將晶圓W加熱、冷卻用的熱系模組的棚台單元U1~U5；以及包含周緣曝光模組4的棚台單元U6。周緣曝光模組4，係對抗蝕劑塗布後的晶圓W的周緣部位進行曝光用的構件。

在搬運區域R3的移載區塊S1側，設置了由互相堆疊的複數個模組所構成的棚台單元U7。在搬運機構13與主臂A3之間的晶圓W的傳遞，透過棚單元U7的模組與傳遞臂27進行。

介面區塊S3，係在處理區塊S2與曝光站S4之間傳遞晶圓W的構件，具備複數個模組互相堆疊的棚台單元U8、U9、U10。

在該基板處理裝置中，利用匣盒C搬運的晶圓W被搬運機構13搬運到處理區塊S2，依照反射防止膜形成(BCT)層B1(B2)→抗蝕劑膜形成(COT)層B3(B4)的順序搬運，經由介面區塊S3搬運到曝光站S4進行曝光處理。曝光後的晶圓W經由介面區塊S3搬運到顯影(DEV)層B5(B6)進行顯影處理，再經由棚台單元U7、搬運機構13回到移載區塊S1的匣盒C。

塗布單元10，如圖1所示的，例如具備：横向並排成一列的杯狀模組1； 設置成複數組杯狀模組1共用而在杯狀模組1的並排方向上隨意移動的噴嘴單元5；以及在每個杯狀模組都設置的溶劑噴嘴單元7。

杯狀模組1，如圖3以及圖4所示的具備吸附晶圓W的背面中央部位並將其保持水平的基板保持部，亦即旋轉夾頭21，旋轉夾頭21透過旋轉軸22與旋轉機構23連接。在旋轉夾頭21的周圍以包圍旋轉夾頭21上的晶圓W的方式，設置了在上方側具備開口部的杯狀體(詳細而言為杯狀組裝體)24。杯狀體24擋住從晶圓W甩出的溶劑等，將其從下部的排液管路25排出，同時從下部的排氣管路26排氣，使液霧不會飛散於處理氣體環境中。

噴嘴單元5，如圖4所示的利用包含臂部55、移動體59、圖中未顯示的升降機構以及引導軌60的移動機構，在晶圓W的中央部位上方的吐出位置與杯狀體24之外的待機站56之間移動。

在噴嘴單元5的前端部位設置了稀釋劑噴嘴51以及作為塗布液噴嘴的抗蝕劑噴嘴52。稀釋劑噴嘴51以及抗蝕劑噴嘴52，分別經由供給管57、58與稀釋劑供給機構53、抗蝕劑液供給機構54連接。稀釋劑供給機構53以及抗蝕劑液供給機構54，具備例如泵、閥、過濾器等裝置，以從稀釋劑噴嘴51以及抗蝕劑噴嘴52的前端分別吐出既定量的稀釋劑以及抗蝕劑液。在本發明的實施態樣中，關於形成塗布膜的抗蝕劑液，例如使用具有超過100cP的高粘度的抗蝕劑液，利用後述的抗蝕劑塗布步驟，形成膜厚約80μm左右的塗布膜。

接著，說明溶劑噴嘴單元7中包含之溶劑噴嘴3。溶劑噴嘴3，向塗布膜形成後的晶圓W的周緣部位供給溶劑，例如丙二醇甲醚丙酸酯(propylene glycol monomethyl ether，PGME)與丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)的7：3混合物。在此描述關於「稀釋劑」、「溶劑」的用語，噴嘴單元5的稀釋劑噴嘴51，係在抗蝕劑塗布之前對晶圓W吐出進行預濕用的有機溶劑(亦即稀釋劑)的構件。另外溶劑噴嘴3，係對晶圓W在實行抗蝕劑塗布之後吐出有機溶劑(亦即稀釋劑)的構件。在本說明書中，為了使記載內容更容易理解，便宜上從稀釋劑噴嘴51吐出的有機溶 劑使用「稀釋劑」這樣的用語，從溶劑噴嘴3吐出的有機溶劑使用「溶劑」這樣的用語。

溶劑噴嘴3，經由供給管37，與溶劑供給機構34連接，可利用泵、過濾器、閥等構件從溶劑噴嘴3的前端，吐出既定量的溶劑。溶劑噴嘴3，以向斜下方的角度設置，使吐出口30在對晶圓W的周緣部位供給溶劑時朝比正下方更向晶圓W的徑向外側的方向吐出溶劑。

溶劑噴嘴3被支持部亦即臂部31所支持，該臂部31以透過移動體33利用圖中未顯示的升降機構升降的方式設置。移動體33以利用滾珠螺桿機構等構件在引導軌35上受到引導的方式移動，使溶劑噴嘴3可在待機站36與晶圓W的周緣部位的上方區域之間移動。移動體33，可以例如2mm間隔調整其水平位置。因此移動體33，可謂係利用其移動，以例如2mm間隔，調整溶劑噴嘴3的水平位置以及在晶圓W表面上吐出溶劑的位置的供給位置變更機構。

基板處理裝置，具備例如由電腦所構成的控制部9。控制部9，具有程式儲存部，程式儲存部儲存了控制基板處理裝置整體動作用的程式。關於程式，若著眼於塗布單元10，則係以實施主臂A3與旋轉夾頭21之間的晶圓W的傳遞、旋轉夾頭21的旋轉、抗蝕劑液或溶劑的噴嘴的移動或是供給順序的方式組織命令，並儲存程式。該程式，利用例如軟碟、光碟、硬碟、MO(磁光碟)、記憶卡等的記憶媒體儲存並安裝於控制部9。

接著說明上述的實施態樣的作用，由於針對在基板處理裝置中的全體晶圓W的流程已經敘述，故針對相當於本發明的塗布膜形成裝置的塗布單元10的作用敘述之。

晶圓W從抗蝕劑膜形成(COT)層B3(B4)的主臂A3(A4)傳遞到旋轉夾頭21，晶圓W被旋轉夾頭21保持水平。接著使噴嘴單元5移動到晶圓W的中央部位上方同時在晶圓W停止的狀態下，或是旋轉機構23使晶圓W以低速旋轉的狀態下，從稀釋劑噴嘴51對晶圓W的中心部位供給溶劑。藉此晶 圓W的整個表面形成被稀釋劑潤濕的狀態(預濕)，抗蝕劑液便比較容易擴散。接著如圖5所示的，從抗蝕劑噴嘴52對晶圓W吐出抗蝕劑液38。抗蝕劑液38，利用晶圓W的旋轉所形成的離心力在晶圓W的表面上擴散，形成塗布膜。此時在擴散到晶圓W的整個表面的抗蝕劑液中，因為其與晶圓W的周緣之間的表面張力，如圖6所示的，在塗布膜的周緣部位形成膜厚隆起部分39。

用圖7~圖11說明像這樣利用旋轉塗布在晶圓W上形成塗布膜(抗蝕劑膜)之後的晶圓W的周緣部位的平坦化步驟。當塗布膜還有充分的流動性的時候，在其周緣部位供給溶劑。噴嘴單元5從晶圓W的中央部位上方退避到待機站56，同時溶劑噴嘴3從待機站36移動到圖7虛線所示的晶圓W的上方的位置P。此時溶劑噴嘴3的吐出口30朝比正下方更向晶圓W的徑向外側的方向，在位置P從溶劑噴嘴3吐出溶劑，此時溶劑的吐出位置為晶圓W的周緣的外側1mm的位置。另外「溶劑的吐出位置」，係表示從溶劑噴嘴3吐出的溶劑在晶圓W的表面上或是表面的延長線上的位置。

接著溶劑噴嘴3，如圖7所示的在吐出溶劑的狀態下，以1mm/秒的速度移動靠近晶圓W的中心部位，溶劑的吐出位置在位於距離該晶圓W的周緣例如2mm的位置(圖7的實線位置)停止。之後溶劑噴嘴3，在該位置停止5秒鐘並持續供給溶劑。

圖8，係將溶劑噴嘴3的移動圖案當作溶劑的移動圖案表示的圖式，溶劑噴嘴3，隨後吐出溶劑，並靠近晶圓W的中心部位，例如以每2mm的階段性移動，在距離晶圓W的周緣2mm、4mm、6mm、8mm以及10mm的各個位置均停止5秒鐘，然後在持續吐出溶劑的狀態下移動到原來的P的位置(參照圖7)。當溶劑噴嘴3沿著該移動圖案移動時，晶圓W以例如100rpm旋轉。

圖7、圖9以及圖10，係表示在圖8所示之該移動圖案的一部分中的溶劑噴嘴3以及隆起部分39的狀態圖，隨著溶劑噴嘴3的移動，溶劑供給，從晶圓W的周緣側依序滲入塗布膜的隆起部分39內。另外在圖7、圖9以及圖10中，晶圓W的表面的溶劑供給部位附上網點。

在對晶圓W的周緣部位供給溶劑結束之後，使晶圓W以100rpm的旋轉速度旋轉5秒鐘。之後晶圓W的旋轉速度，上升到300rpm並維持5秒左右，另外可在以該300rpm旋轉5秒鐘的時候，進行例如晶圓W的背面洗淨步驟。

接著，晶圓W的旋轉速度上升到例如2000rpm，並維持1秒鐘。因為溶劑的供給而粘度下降且流動性增加的抗蝕劑膜的隆起部分39，如圖11所示的，因為2000rpm的高速旋轉而一舉向外周圍方向伸長並甩出。

當例如因為晶圓W上的抗蝕劑膜的乾燥的進行，使晶圓W的周緣部位的塗布膜的粘度產生不均勻時，若使晶圓W以1000rpm以上的高速旋轉，則在晶圓W的周緣部位的抗蝕劑膜的擴散方式會變得不均勻，因為在晶圓W的周緣部位所發生的亂流，氣流變得容易攝入抗蝕劑膜，進而在抗蝕劑膜中產生氣泡。在此如前所述的對晶圓W所供給的溶劑，會因為晶圓W的旋轉所形成的離心力，而逐漸擴散到比所供給之部位更靠外周圍的部位。因此如前所述的，當一邊使溶劑的供給位置從晶圓W的周緣部位向中心部位方向移動一邊進行供給時，外側的膜厚較厚的部位，比起內側的部位會受到更多溶劑的供給。晶圓W上的抗蝕劑膜，越靠晶圓W周緣部位的外側區域，所供給的溶劑越多，使粘度下降，故越靠周緣部位流動性變得越好。因此當進行上述的處理時，在溶劑供給之後使晶圓W以例如2000rpm高速旋轉，即使周緣部位發生亂流，由於在周緣部位的抗蝕劑膜的粘度不均勻的部分較少，故抗蝕劑膜以高均勻度擴散，遂可防止氣流攝入抗蝕劑膜中，進而減少氣泡的發生。

另外當使溶劑的供給位置從晶圓W的內側的區域向外側的區域移動時，溶劑的供給區域，會逐漸成為外側區域而縮小。因此晶圓W的周緣部位的靠近內側的區域，概略而言只有溶劑供給開始當初受到溶劑的供給而已。因此晶圓W的周緣部位的靠近內側的區域，在溶劑供給後，乾燥會迅速地進行。是故在溶劑的供給結束之後，使晶圓W以2000rpm旋轉，以除去周緣部位的隆起部分39時，晶圓W的周緣部位的靠近內側的區域的流動性會下降，晶圓W的周緣部位便無法以高均勻度擴散。

根據上述的實施態樣，當對晶圓W進行旋轉塗布時會對晶圓W的周緣部位所形成的塗布膜的隆起部分39供給溶劑，並使溶劑的供給部位向晶圓W的中心部位移動。在使晶圓W旋轉時塗布膜越靠近周緣受到越多的溶劑供給，粘度下降，故隆起部分的流動性變高。因此利用晶圓W的旋轉所形成的甩開處理，可獲得即使是周緣部位其平坦性亦較高的塗布膜，同時在使塗布膜平坦化時隆起部分也不容易攝入氣泡。若氣泡進入塗布膜中，為了除去氣泡必須長時間進行高速旋轉，如是塗布膜的平均膜厚將不可避免地會比預定的厚度更薄，然而若根據本發明，便可防止塗布膜的平均膜厚降低。

上述的塗布膜形成裝置，在使用100cP以上的粘度的塗布液時效果特別大。另外當塗布膜的目標膜厚在1μm以上時膜層的隆起會很顯著，此時本發明特別有效。另外在進行隆起部分39的甩脫除去時晶圓W的旋轉速度宜在1000rpm以上。

在此說明前述的抗蝕劑膜的隆起部分39的平坦化處理與晶圓W的周緣曝光的關連。在形成抗蝕劑圖案的處理程序中，有時會在晶圓W的周緣部位，例如距離周緣1.5mm的寬度，遍及整個周圍進行曝光，並在之後步驟的顯影處理時用顯影液將周緣部位的抗蝕劑膜除去，在上述的實施態樣中也會對晶圓W進行周緣曝光。圖12係周緣曝光模組4的概略圖。對被旋轉台41保持水平的晶圓W的周緣部位利用曝光部42照射例如紫外線。晶圓W在周緣部位被紫外線照射的狀態下繞垂直軸旋轉，圓形的晶圓W的周緣部位的既定寬度受到曝光。若在晶圓W的周緣部位存在抗蝕劑膜的隆起部分39，且隆起部分39擴散到比周緣曝光區域更靠晶圓W中央部位該側，則該部分會無法當作裝置的形成區域使用。

另外當進行晶圓W的周緣曝光時，若在周緣曝光區域存在抗蝕劑膜的隆起部分39的情況下進行周緣曝光處理的話，並無法對膜厚的隆起部分39進行充分的曝光處理，而會成為殘渣殘留下來，當運送到例如曝光站S4時， 殘渣的部分可能會剝落而成為碎屑。另外若將周緣曝光處理進行到可充分除去殘渣為止，則曝光處理需要較長時間，會對產能造成影響。

若採用上述的實施態樣的方法則進行晶圓W的周緣曝光處理的區域的膜厚的均勻度較高，故在周緣曝光處理中不易產生處理不均勻的情況，而不會殘留抗蝕劑膜的殘渣。再者，由於膜厚較厚的部位較少，故周緣曝光處理的時間可設定得較短，因此亦可防止產能降低。

另外在上述的實施態樣中，當以抗蝕劑膜的剖面觀察時係夾著抗蝕劑膜的隆起部分39的頂部從晶圓W的周緣部位向晶圓的中心部側使溶劑的吐出位置間歇性的移動而在5個位置停止，然而吐出位置的移動圖案並不限於該例。例如，若隆起部分的寬度尺寸大概為12mm，則亦可如圖13的實線所示的溶劑的移動圖案那樣，從晶圓W的周緣，例如以每4mm間歇性的使吐出位置移動，使停止位置為3個位置(距離周緣4mm、8mm、12mm的位置)，或者，例如以每6mm間歇性的使其移動而使停止位置為2個位置。另外亦可如圖13中的一點虛線所示的，一邊吐出溶劑，一邊從晶圓W的周緣連續地移動到12mm的位置。再者溶劑噴嘴3的吐出口30亦可朝向正下方(吐出口30的軸線與晶圓W正交的狀態)。吐出口30的方向，雖然並未排除朝向晶圓W的中央側的態樣，然而仍宜為朝向正下方或是朝向比正下方更向晶圓W的周緣側的方向為佳。

另外本發明，亦可如圖14所示的對晶圓W的周緣部位向晶圓W的徑向外側吐出氣體，例如氮氣或乾燥空氣等。例如，設置與氣體供給源61連接並從前端吐出氣體的氣體吐出噴嘴6，在對晶圓W的周緣部位供給溶劑之後以例如2000rpm使其旋轉時，對晶圓W的周緣部位從晶圓W的徑向內側向外側吹送氣體，藉此晶圓W的周緣部位的塗布膜便比較容易朝外側方向順利流動，進而更容易使其平坦化。該氣體吐出噴嘴6，可為獨立的噴嘴，亦可與溶劑噴嘴3共同設置。

在本發明中所使用的塗布液，並不限於抗蝕劑液，例如，亦可為聚亞 醯胺液，其可形成聚亞醯胺膜作為半導體積體電路元件的保護膜。聚亞醯胺液，由於具有例如500cP的高粘度，故在進行旋轉塗布時於晶圓W的周緣部位的塗布膜的隆起容易變得很厚，因此本發明對其相當有效。

〔實施例1〕

為了評價本發明，使用本發明之實施態樣的塗布單元10，進行晶圓周緣部位的塗布膜的平坦化處理，並進行乾燥後的膜厚測量。無論在哪個實施例、比較例中，均對晶圓W(直徑300mm)塗布15ml具有6000cP粘度的抗蝕劑，並以370rpm使其旋轉55秒鐘，以平均膜厚成為80μm的方式，進行塗布膜形成處理。另外對晶圓W周緣部位所供給的溶劑，使用PGME與PGMEA的7：3混合物。

(實施例1-1)

從溶劑噴嘴3吐出溶劑，當使吐出位置從晶圓W的周緣間歇性的移動時將吐出位置的停止位置設定在距離周緣6、8以及10mm的位置，以該順序使溶劑噴嘴3移動。在此期間使晶圓W以100rpm旋轉。

(實施例1-2)

將溶劑的吐出位置設定在距離晶圓W的周緣4、6、8以及10mm的位置，其他與實施例1-1相同。

(實施例1-3)

將溶劑的吐出位置設定在距離晶圓W的周緣2、4、6、8以及10mm的位置，其他與實施例1-1相同。

(比較例1)

將溶劑的吐出位置設定在距離晶圓W的周緣4、6、8以及10mm的位置，使溶劑噴嘴3移動，之後供給溶劑。

〔驗證實驗〕

將實施例1-1~1-3以及比較例1的處理在以100rpm旋轉的狀態下進行之後，以1000rpm高速旋轉2秒鐘，求出晶圓W的周緣部位附近的膜厚。圖15係顯示其結果的特性圖，其横軸表示與晶圓W的中心的距離，縱軸表示晶圓W的塗布膜的厚度。

根據圖15，在比較例1中距離晶圓W的中心143mm的位置膜厚達到最大值95μm。另外距離晶圓W的中心138mm的範圍內的塗布膜膜厚在80±6μm以內。相對於此在實施例1-1中，距離晶圓W的中心147mm的位置膜厚為最大值87μm。另外距離晶圓W的中心145mm的範圍內的塗布膜膜厚在80±6μm以內。在實施例1-2中，最大膜厚為81μm，距離晶圓W的中心147mm的範圍內的塗布膜膜厚在80±6μm以內。在實施例1-3中，最大膜厚為80μm，距離晶圓W的中心146mm的範圍內的塗布膜膜厚在80±6μm以內。

另外在比較例1與實施例1-3中，在使晶圓W以100rpm旋轉並進行各自的處理之後，以1000rpm與2000rpm的旋轉速度使其旋轉，並檢查乾燥處理後的晶圓W周緣部位有無氣泡的發生。表1顯示出比較例1以及實施例1-3的結果。

如表1所示的，旋轉速度設定成1000rpm的比較例1與實施例1-3均未觀察到氣泡的發生。另一方面在旋轉速度設定成2000rpm的比較例1與實施例1-3中，比較例1在周緣部位發生了氣泡，而實施例1-3並未觀察到氣泡的發生。

實施例的塗布膜的膜厚，與比較例相比，觀察到60~100%的改善。另外塗布膜的膜厚在80±6μm以內的範圍也擴張6%左右。而且在使其高速旋轉的情況下也不易發生氣泡，故不易在晶圓W的周緣部位產生無法使用的區域。再者供給溶劑的步驟的晶圓W的旋轉速度宜為100rpm左右。當使用本發明之實施態樣的塗布單元10時，可使晶圓W的周緣部位平坦化，更可防止晶圓W的周緣部位發生氣泡。

〔實施例2〕

為了驗證具備本發明之實施態樣的塗布膜形成裝置的基板處理裝置的功效而進行以下的實驗。

塗布膜形成處理，塗布粘度520cP的抗蝕劑，令晶圓W以800rpm旋轉25秒鐘，使膜厚成為20μm。作為比較例2，在不對晶圓W的周緣部位供給溶劑的條件下進行塗布膜形成處理，並對以8秒鐘旋轉1圈的速度進行旋轉的晶圓W實施375秒鐘的周緣曝光處理。另外在塗布同樣的抗蝕劑液之後，以實施例1-1的條件對周緣部位供給溶劑，並令其以1000rpm旋轉，使周緣部位平坦化。之後，對以8秒鐘旋轉1圈的速度進行旋轉的晶圓W實施80秒、120秒以及160秒的周緣曝光處理，並分別設定為實施例2-1、2-2以及2-3。

〔驗證實驗〕

圖16，係從斜上方觀察比較例2、實施例2-1、2-2以及2-3各自進行過處理後的晶圓W的周緣部位的模樣的示意圖，其係表示從比較例2與各個實施例的晶圓W的周緣部位的切口的位置算起0°、60°、120°、180°、240°以及300°的部位的狀態。另外未實施曝光處理的區域的抗蝕劑膜會附上斜線，周緣曝光處理後的抗蝕劑膜的殘渣以圓點的影線繪法表示。

在比較例2中，雖然進行了375秒鐘的周緣曝光處理，然而並未充分曝光，在廣範圍內抗蝕劑膜仍成為殘渣而殘留下來。相對於此在實施例2-1中，雖然在300°的部位發現極少量的殘渣，然而在實施例2-2以及實施例2-3中，於周緣部位抗蝕劑膜並未成為殘渣而殘留下來。當使用本發明之實施態樣的液體處理方法實行晶圓W的周緣部位的平坦化時，即使是120秒鐘左右的短時間的周緣曝光處理，也能夠確實地除去晶圓W的周緣部位的抗蝕劑。

1‧‧‧杯狀模組

3‧‧‧溶劑噴嘴

5‧‧‧噴嘴單元

7‧‧‧溶劑噴嘴單元

9‧‧‧控制部

21‧‧‧旋轉夾

22‧‧‧旋轉軸

23‧‧‧旋轉機構

24‧‧‧杯狀體

25‧‧‧排液管路

26‧‧‧排氣管路

30‧‧‧吐出口

31‧‧‧臂部

33‧‧‧移動體

34‧‧‧溶劑供給機構

37‧‧‧供給管

51‧‧‧稀釋劑噴嘴

52‧‧‧抗蝕劑噴嘴

53‧‧‧稀釋劑供給機構

54‧‧‧抗蝕劑液供給機構

57‧‧‧供給管

58‧‧‧供給管

W‧‧‧晶圓

Claims (9)

1. 一種塗布膜形成方法，包含：基板保持步驟，將圓形的基板水平地保持於基板保持部；第一步驟，在該基板保持步驟之後，藉由基板旋轉所產生之離心力，使得對基板的中心部位所供給的塗布液擴散，而在該基板上形成塗布膜；第二步驟，針對利用該第一步驟在基板的周緣部位所形成的塗布膜之隆起部分，在基板旋轉的狀態下，從溶劑噴嘴供給溶劑；以及第三步驟，接著使得基板的轉數上升到相較於該第二步驟時之轉數較高的1000rpm以上之轉數，而將該隆起部分甩脫以進行平坦化；其中該第二步驟係下述的步驟：使得溶劑的供給部位自該隆起部分之外側向基板的中心部位移動，直到該隆起部分之內側為止，而在殘留該隆起部分之狀態下使得隆起部分的粘度下降。
2. 如申請專利範圍第1項之塗布膜形成方法，其中，在該第二步驟中，溶劑噴嘴的吐出口朝向正下方或是比正下方更向基板的徑向外側的方向。
3. 如申請專利範圍第1或2項之塗布膜形成方法，其中，該塗布液的粘度在100cp以上。
4. 如申請專利範圍第1或2項之塗布膜形成方法，其中，在該第二步驟中，基板的旋轉速度在100rpm以上、300rpm以下。
5. 一種基板處理方法，於圓形基板上形成感光性膜層的塗布膜，對於實行過圖案曝光後的基板進行顯影，其中包含：使用產生感光性膜層用的塗布液，實施申請專利範圍第1或2項之塗布膜形成方法的步驟；以及為了利用顯影液除去基板的周緣部位的塗布膜，在使基板旋轉而將該隆起部分甩脫以平坦化之後，對基板之周緣部位的塗布膜遍及其全周進行曝光的步驟。
6. 一種記憶媒體，其儲存有電腦程式，該電腦程式用於對保持水平的基板供給處理液以形成塗布膜的塗布膜形成裝置中，該記憶媒體的特徵為：該電腦程式包含用以實行申請專利範圍第1或2項之塗布膜形成方法的步驟群。
7. 一種塗布膜形成裝置，包含：基板保持部，將圓形的基板保持水平；旋轉機構，使該基板保持部繞垂直軸旋轉；塗布液噴嘴，其吐出塗布液以在基板上形成塗布膜；溶劑噴嘴，其對基板供給使該塗布膜的粘度下降用的溶劑；以及控制部，其用以按照下述程序，控制該基板保持部、該旋轉機構、該塗布液噴嘴、及該溶劑噴嘴以進行塗布膜形成方法：第一程序，藉由該塗布液噴嘴對基板的中心部位供給塗布液，同時藉由該旋轉機構使基板旋轉，而利用離心力使塗布液擴散，以在基板上形成塗布膜；第二程序，對該第一程序在基板的周緣部位所形成的塗布膜的隆起部分，在藉由該旋轉機構使基板旋轉的狀態下，藉由該溶劑噴嘴供給溶劑，同時使得該溶劑的供給部位自該隆起部分之外側向基板的中心部位移動，直到該隆起部分之內側為止，而在殘留該隆起部分之狀態下使得隆起部分的粘度下降；以及第三程序，接著使得基板的轉數上升到相較於執行該第二程序時之轉數較高的1000rpm以上之轉數，以便將該隆起部分甩脫以進行平坦化。
8. 如申請專利範圍第7項之塗布膜形成裝置，其中，該溶劑噴嘴的吐出口朝向正下方或是朝向比正下方更向基板的徑向外側之方向。
9. 一種基板處理裝置，其在圓形基板上形成感光性膜層，並對實行過圖案曝光後的基板進行顯影，其特徵為包含：如申請專利範圍第7或8項之塗布膜形成裝置；以及周緣曝光模組，為了利用顯影液除去基板的周緣部位的塗布膜，其對基板之周緣部位的塗布膜遍及其全周進行曝光。