TWI520788B - 塗佈處理方法、電腦記憶媒體及塗佈處理裝置 - Google Patents

Description

塗佈處理方法、電腦記憶媒體及塗佈處理裝置

本發明係關於一種，於基板上塗佈塗佈液之塗佈處理方法、程式、電腦記憶媒體及塗佈處理裝置。

例如半導體元件之製造過程中的光微影步驟，依序施行例如於半導體晶圓(以下以「晶圓」稱之。)上塗佈光阻液以形成光阻膜的光阻塗佈處理、將該光阻膜曝光於既定圖案的曝光處理、以及將被曝光之光阻膜顯像的顯像處理等，在晶圓上形成既定之光阻圖案。

上述之光阻塗佈處理，多使用：自噴嘴於旋轉中之晶圓其中心部供給光阻液，以離心力在晶圓上將光阻液擴散藉以於晶圓上塗佈光阻液的方法，即所謂的旋轉塗佈法。施行此一光阻塗佈時，必須具有高度面內均一性地將光阻液塗佈於晶圓上。此外旋轉塗佈法，將供給至晶圓上之光阻液的一大部分甩除，而因光阻液昂貴，將光阻液之往晶圓上的供給量減少一事亦為重要。

此一旋轉塗佈法中，作為將光阻液少量而均一地塗佈之方法，提議如下之實行自第1步驟起至第3步驟為止的塗佈處理方法。首先，第1步驟中，以高速的第1轉速於旋轉中之晶圓其中心部供給光阻液，於晶圓上使光阻液擴散。此一第1步驟，因供給至晶圓上之光阻液為少量，故光阻液不至於擴散至晶圓之邊緣。接著，第2步驟中，先將晶圓之旋轉減速至第2轉速為止，並提升晶圓上之光阻液的流動性，因而繼續施行第1步驟中之光阻液的供給。其後，停止第2步驟中之光阻液的供給後，於第3步驟中，將晶圓之旋轉加速至第3轉速為止，使光阻液於晶圓表面之全面擴散並施行擴散之光阻液的乾燥，於晶圓上塗佈均一膜厚之光阻液(專利文獻1)。

[習知技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1　日本特開2008-71960號公報

然則，依本案發明人，知悉使用上述之習知方法的情況，若更減少光阻液之供給量則面內均一性降低，特別是基板外周緣部的光阻液膜厚之降低變得顯著。關於此點依本案發明人進行檢證後，確認使用上述方法，為了將光阻液均一地塗佈至晶圓邊緣部為止，例如直徑300mm之晶圓的情況，所供給之光阻液必須為0.5ml(毫升)左右，而使供給之光阻液的量為例如一半之0.25ml時，外周緣部中的光阻液膜厚降低。因此，習知之方法，在晶圓面內均一地塗佈光阻液時，可減少之光阻液的供給量具有極限，無法將其抑制為較既定之值更為少量。

鑒於此點，本發明之目的為，於基板上塗佈塗佈液之時，將塗佈液的供給量抑制為少量，並在基板面內均一地塗佈塗佈液。

為達成前述目的，本發明係為一種於基板上塗佈塗佈液之方法，其特徵為具有如下步驟：第1步驟，以第1轉速使基板旋轉；第2步驟，其後，將基板之旋轉減速，以較第1轉速緩慢的第2轉速使基板旋轉；第3步驟，其後，將基板之旋轉加速，以較第2轉速快速且較第1轉速緩慢的第3轉速使基板旋轉；第4步驟，其後，將基板之旋轉減速，以較第3轉速緩慢的第4轉速使基板旋轉；以及第5步驟，其後，將基板之旋轉加速，以較第4轉速快速的第5轉速使基板旋轉；對基板中心部之塗佈液的供給，係在自該第1步驟起至該第2步驟之中途為止，或於該第1步驟間連續地施行，該第4轉速為超過0rpm、500rpm以下。

經本案發明人深刻調查後，確認使光阻液的供給量為習知之一半程度的情況，因第3步驟中光阻液往基板外周擴展之過程中持續乾燥而流動性降低，故即便光阻液到達至基板外周之邊緣部仍維持乾燥，藉而使外周緣部其光阻液之膜厚發生降低。

而經本案發明人進一步調查後，知悉藉著於第3步驟中在光阻液到達基板邊緣部的時點將基板之轉速減速，以較第3轉速緩慢之超過0rpm、500rpm以下的轉速旋轉，可抑制光阻液的乾燥並將基板中心部之光阻液往基板外周擴展，亦即可整頓基板面內其基板中心部與基板外周部之間膜厚的平衡。因此，知悉在藉著以第3轉速旋轉使光阻液到達基板之邊緣部後以第4轉速旋轉，因而將光阻液的供給量抑制為較過去更為少量之情況，可使外周緣部中的光阻液之膜厚不發生降低地塗佈塗佈液，在基板面內均一地塗佈塗佈液。

此處，本發明先於第1步驟中以第1轉速使基板旋轉並於基板中心部供給塗佈液，故即便塗佈液之往基板的供給量為少量之情況，仍可使該塗佈液均一地擴散。其後，第2步驟中以第2轉速使基板旋轉，故抑制第1步驟所供給之塗佈液的乾燥，並使其於基板上擴散。其後，第3步驟中，以較第2轉速快速且較第1轉速緩慢的第3轉速使基板旋轉，故基板上之塗佈液於基板表面之全面擴散。而後續的第4步驟中，以較第3轉速緩慢的第4轉速使基板旋轉，故抑制光阻液之乾燥並將基板中心部之光阻液往基板外周擴展，使基板上之塗佈液均勻而平坦化。如同以上，依本發明之塗佈處理方法，可將塗佈液的供給量抑制為少量，並在基板面內均一地塗佈塗佈液。

該第4步驟中，宜將第4轉速之基板旋轉施行1～10秒。

可於該第1步驟前，更具有第6步驟，以較第1轉速緩慢的第6轉速使基板旋轉。

可於該第1步驟中，使基板之旋轉的加速度以第1加速度、較該第1加速度更大的第2加速度、較該第2加速度更小的第3加速度之順序變化，將該基板自第6轉速加速旋轉至第1轉速為止。

可於該第1步驟中，將開始前為第6轉速的基板之旋轉，以在開始後連續地變動此一轉速的方式漸漸地加速，在結束時，漸漸地減少基板之旋轉的加速度，將基板之旋轉收斂至第1轉速。

可於該第1步驟中，使基板之旋轉的加速度為一定，將該基板自第6轉速加速旋轉至第1轉速為止。

可於該第6步驟前，以較第6轉速快速的轉速使基板旋轉並於基板上塗佈溶劑，或，亦可於該第6步驟中，以第6轉速使基板旋轉並於基板上塗佈溶劑。

可於該第1步驟中，在以第1轉速使基板旋轉前，以較第1轉速快速的第7轉速使基板旋轉。此一情況，該第7轉速宜為4000rpm以下，可在該第1步驟中將第7轉速之基板旋轉施行0.1秒～0.5秒。

可於該第1步驟與該第2步驟之間，具有第7步驟，以較第1轉速緩慢且較第2轉速快速的第8轉速使基板旋轉，該第8轉速為1500rpm～2000rpm。

可於該第7步驟中，使基板之旋轉的加速度以第4加速度、較該第4加速度更大的第5加速度之順序變化，將該基板自第1轉速減速旋轉至第8轉速為止。

可於該第7步驟中，將開始前為第1轉速的基板之旋轉，以在開始後連續地變動此一轉速的方式漸漸地減速，在結束時，漸漸地增加基板之旋轉的加速度，將基板之旋轉收斂至第8轉速。

可於該第7步驟中，使基板之旋轉的加速度為一定，將該基板自第1轉速減速旋轉至第8轉速為止。

依另一觀點之本發明，為將該塗佈處理方法藉由塗佈處理裝置實行，提供在控制該塗佈處理裝置之控制部的電腦上動作之程式。

依更另一觀點之本發明，提供儲存該程式之電腦可讀取的記憶媒體。

再另一觀點之本發明，提供於基板上塗佈塗佈液之塗佈處理裝置，其特徵為具有；旋轉固持部，將基板固持並旋轉；塗佈液噴嘴，於基板供給塗佈液；以及控制部，該控制部以實行如下步驟的方式控制該旋轉固持部：第1步驟，以第1轉速使基板旋轉；第2步驟，其後，將基板之旋轉減速，以較第1轉速緩慢的第2轉速使基板旋轉；第3步驟，其後，將基板之旋轉加速，以較第2轉速快速且較第1轉速緩慢的第3轉速使基板旋轉；第4步驟，其後，將基板之旋轉減速，以較第3轉速緩慢之超過0rpm、500rpm以下的第4轉速使基板旋轉；及第5步驟，其後，將基板之旋轉加速，以較第4轉速快速的第5轉速使基板旋轉；且該控制部控制該塗佈液噴嘴，使其自該第1步驟起至該第2步驟之中途為止，或於該第1步驟之間連續地施行對基板中心部之塗佈液的供給。

該控制部控制該旋轉固持部，於該第4步驟中，宜使其將第4轉速之基板旋轉施行1～10秒。

該控制部控制該旋轉固持部，可於該第1步驟前更實行第6步驟，使其以較第1轉速緩慢的第6轉速使基板旋轉。

該控制部控制該旋轉固持部，可使基板之旋轉的加速度以第1加速度、較該第1加速度更大的第2加速度、較該第2加速度更小的第3加速度之順序變化，將該基板自第6轉速加速旋轉至第1轉速為止。

該控制部控制該旋轉固持部，可於該第1步驟中，將開始前為第6轉速的基板之旋轉，以在開始後連續地變動此一轉速的方式漸漸地加速，在結束時，漸漸地減少基板之旋轉的加速度，將基板之旋轉收斂至第1轉速。

該控制部控制該旋轉固持部，可於該第1步驟中，使基板之旋轉的加速度為一定，將該基板自第6轉速加速旋轉至第1轉速為止。

更具有溶劑噴嘴，於基板供給塗佈液之溶劑，該控制部控制該旋轉固持部及該溶劑噴嘴，可於該第6步驟前，以較第6轉速快速的轉速使基板旋轉並於基板上塗佈溶劑。

更具有溶劑噴嘴，於基板供給塗佈液之溶劑，該控制部控制該旋轉固持部及該溶劑噴嘴，可於該第6步驟中，以第6轉速使基板旋轉並於基板上塗佈溶劑。

該控制部控制該旋轉固持部，可於該第1步驟中，在以第1轉速使基板旋轉前，以較第1轉速快速的第7轉速使基板旋轉。

該控制部控制該旋轉固持部，該第7轉速為4000rpm以下，可在該第1步驟中將第7轉速之基板旋轉施行0.1秒～0.5秒。

該控制部控制該旋轉固持部，可於該第1步驟與該第2步驟之間，更實行第7步驟，以較第1轉速緩慢且較第2轉速快速的1500rpm～2000rpm之第8轉速使基板旋轉。

該控制部控制該旋轉固持部，可於該第7步驟中，使基板之旋轉的加速度以第4加速度、較該第4加速度更大的第5加速度之順序變化，將該基板自第1轉速減速旋轉至第8轉速為止。

該控制部控制該旋轉固持部，可於該第7步驟中，將開始前為第1轉速的基板之旋轉，以在開始後連續地變動此一轉速的方式漸漸地減速，在結束時，漸漸地增加基板之旋轉的加速度，將基板之旋轉收斂至第8轉速。

該控制部控制該旋轉固持部，可於該第7步驟中，使基板之旋轉的加速度為一定，將該基板自第1轉速減速旋轉至第8轉速為止。

依本發明，於基板上塗佈塗佈液時，可將塗佈液的供給量抑制為少量，並在基板面內均一地塗佈塗佈液。

[實施本發明之最佳形態]

以下，茲就本發明之實施形態加以說明。圖1為，顯示作為本實施形態的光阻塗佈裝置之光阻塗佈裝置1其概略構成之縱剖面圖。圖2為，顯示光阻塗佈裝置1的概略構成之橫剖面圖。另外，本實施形態中，使用光阻液作為塗佈液。此外，本實施形態中，作為基板使用之晶圓W的徑為300mm。

光阻塗佈裝置1，如圖1所示具有處理容器10。處理容器10內之中央部設有旋轉夾盤20，作為使晶圓W固持並旋轉的旋轉固持部。旋轉夾盤20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)。藉著自此一抽吸口之抽吸，可將晶圓W吸附固持於旋轉夾盤20上。

旋轉夾盤20，具有例如具備馬達等之夾盤驅動機構21，藉此一夾盤驅動機構21可於既定速度旋轉。此外，夾盤驅動機構21，設有壓力缸筒等之升降驅動源，旋轉夾盤20可上下移動。

旋轉夾盤20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22。杯體22之底面，與將回收之液體排出的排出管23、以及將杯體22內之氛圍排氣的排氣管24相連接。

如圖2所示杯體22之X方向負方向(圖2的下方)側，形成有沿著Y方向(圖2的左右方向)延伸之軌道30。軌道30，例如形成為自杯體22其Y方向負方向(圖2的左方)側之外方起至Y方向正方向(圖2的右方)側之外方為止。軌道30，安裝有例如二條臂部31、32。

第1臂部31，如圖1及圖2所示支持作為於晶圓W供給光阻液之塗佈液噴嘴的光阻液噴嘴33。第1臂部31，藉由圖2所示之噴嘴驅動部34，於軌道30上自由移動。藉此，光阻液噴嘴33，可自設置於杯體22其Y方向正方向側之外方的待機部35起移動至杯體22內之晶圓W的中心部上方為止，更可在該晶圓W之表面上於晶圓W之徑方向移動。此外，第1臂部31，藉噴嘴驅動部34自由升降，可調整光阻液噴嘴33之高度。

光阻液噴嘴33，如圖1所示，與連通光阻液供給源36之供給管37相連接。光阻液供給源36內，儲存光阻液。供給管37設有供給機器群38，供給機器群38包含有控制光阻液之流動的閥與流量調節部等。

第2臂部32，支持供給光阻液的溶劑例如稀釋劑之溶劑噴嘴40。第2臂部32，藉由圖2所示之噴嘴驅動部41於軌道30上自由移動，可將溶劑噴嘴40，自設置於杯體22其Y方向負方向側之外方的待機部42起移動至杯體22內之晶圓W的中心部上方為止。此外，藉噴嘴驅動部41，第2臂部32自由升降，可調節溶劑噴嘴40之高度。

溶劑噴嘴40，如圖1所示與連通溶劑供給源43之供給管44相連接。溶劑供給源43內，儲存溶劑。供給管44設有供給機器群45，供給機器群45包含有控制溶劑之流動的閥與流量調節部等。另外，以上之構成，雖係以分別的臂部支持供給光阻液之光阻液噴嘴33與供給溶劑之溶劑噴嘴40，但亦可以相同臂部支持，藉此一臂部之移動控制，控制光阻液噴嘴33與溶劑噴嘴40之移動與供給時序。

藉控制部50控制上述之旋轉夾盤20的旋轉動作與上下動作、噴嘴驅動部34產生的光阻液噴嘴33的移動動作、供給機器群38產生的光阻液噴嘴33之光阻液的供給動作、噴嘴驅動部41產生的溶劑噴嘴40的移動動作、供給機器群45產生的溶劑噴嘴40之溶劑的供給動作等之驅動系統的動作。控制部50，例如以具備CPU與記憶體等之電腦所構成，藉由實行例如被記錄於記憶體之程式，可實現光阻塗佈裝置1之光阻塗佈處理。另外，用於實現光阻塗佈裝置1之光阻塗佈處理的各種程式，係為被記錄於例如電腦可讀取之硬碟(HD)、軟性磁碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等之記憶媒體H之程式，使用自該記憶媒體H安裝於控制部50者。

其次，對在如同以上構成的光阻塗佈裝置1所施行之塗佈處理過程加以說明。圖3為，顯示塗佈處理過程之各步驟中的晶圓W之轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。圖4示意塗佈處理過程其主要步驟中的晶圓W上之液膜狀態。另外，圖3的過程之時間長度，係以理解技術之容易度為優先，因而不必然對應於實際之時間長度。

搬入至光阻塗佈裝置1之晶圓W，首先，被吸附固持於旋轉夾盤20。接著以第2臂部32將待機部42之溶劑噴嘴40移動至晶圓W其中心部之上方為止。其次，如圖3所示在晶圓W停止之狀態，自溶劑噴嘴40將既定量之溶劑供給予晶圓W中心部。其後，控制夾盤驅動機構21藉旋轉夾盤20使晶圓W旋轉，將其轉速上升至第6轉速，例如500rpm為止。藉著以此一500rpm之轉速使晶圓W旋轉例如1秒，供給至晶圓W中心部的溶劑朝向外周部擴散，亦即施行預濕，晶圓W之表面成為以溶劑濡濕之狀態(圖3之步驟S1)。其後，溶劑於晶圓W表面之全面擴散，則溶劑噴嘴40自晶圓W其中心部上方起移動，並以第1臂部31使待機部35之光阻液噴嘴33移動至晶圓W其中心部上方為止。

其後，如圖3所示將晶圓W之旋轉加速至第1轉速之例如2000rpm～3500rpm，本實施形態中為3000rpm為止，其後以第1轉速使晶圓W旋轉例如0.8秒。而於此一晶圓W之加速旋轉中及第1轉速之旋轉中，自光阻液噴嘴33連續地供給光阻液R(圖3之步驟S2)。自噴嘴33供給的光阻液R，如圖4(a)所示藉由晶圓W之旋轉於晶圓W上擴散。此一步驟S2，因使光阻液R的供給量為少量，故光阻液R未擴散至晶圓W之邊緣為止。此外，晶圓W雖以第1轉速高速旋轉，但此一第1轉速之晶圓旋轉係為0.8秒之短時間，故晶圓W上之光阻液R不至於完全乾燥。

其後，如圖3所示將晶圓W之旋轉減速至第2轉速之例如100rpm～500rpm，本實施形態中為100rpm為止，其後以第2轉速使晶圓W旋轉例如0.4秒。而於此一晶圓W之減速旋轉中及至第2轉速之旋轉中途為止，自光阻液噴嘴33連續地供給光阻液R。亦即，自第2轉速之晶圓W旋轉開始例如0.2秒後，停止由步驟S2連續地施行之光阻液R的供給(圖3之步驟S3)。此一步驟S3，因晶圓W係以第2轉速低速旋轉，故例如將晶圓W外周部之光阻液R吸引往中央部的力產生作用，使晶圓W上之光阻液R均勻而平坦化。

其後，將晶圓W之旋轉加速至第3轉速例之如1000rpm～2500rpm，本實施形態中為1500rpm為止，其後以第3轉速使晶圓W旋轉例如例如2.5秒(圖3之步驟S4)。此一步驟S4中，如圖4(b)所示光阻液R擴散至晶圓W表面之全面，到達晶圓W之邊緣部。

其次，如圖4(b)所示光阻液R到達晶圓W之邊緣部，則將晶圓W之旋轉減速至第4轉速之例如超過0rpm、500rpm以下，本實施形態中為100rpm為止，其後以第4轉速使晶圓W旋轉例如1～10秒，本實施形態中為2秒(圖3之步驟S5)。藉由如此地以第4轉速旋轉，可抑制晶圓W上之光阻液R的乾燥並將晶圓中心部之光阻液R往基板外周擴展。如此一來，則即便為將光阻液R的供給量抑制為較過去更少量的情況，晶圓W中心部之光阻液R仍往晶圓W的外周擴展，結果，使晶圓W外周緣部其膜厚不發生降低地在晶圓W面內均一地塗佈光阻液R。

其後，將晶圓W之轉速加速至第5轉速之800rpm～1800rpm，本實施形態中為1500rpm為止，其後以第5轉速使晶圓W旋轉例如10秒(圖3之步驟S6)。此一步驟S6，如圖4(c)所示將擴散至晶圓W表面之全面的光阻液R乾燥，於晶圓W上形成光阻膜F。

其後，洗淨晶圓W之背面，結束光阻塗佈裝置1之一系列的塗佈處理。

此處，對上述之步驟S5中，使晶圓W之轉速為第4轉速之超過0rpm、500rpm以下的情況下，抑制以該第4轉速旋轉中的晶圓W上光阻液R之乾燥並使晶圓中心部之光阻液R往基板外周擴展，藉以可在晶圓W面內均一地塗佈光阻液R一事加以檢證。

本案發明人，對在具有300mm之徑的晶圓W塗佈光阻液R時，以下兩種情況下晶圓W上的光阻液R之膜厚會如何變化施行比較檢證：使以第4轉速旋轉晶圓W之時間於1～5秒變化之情況；以及習知之方法，亦即不以第4轉速使晶圓W旋轉地，使在步驟S4中以第3轉速旋轉之時間為使光阻液R完全乾燥為止之時間的情況。另外，兩者之場合中，光阻液R之往晶圓W的供給量各自為0.25ml。

圖5顯示此一檢證之結果。圖5之縱軸表示光阻液R之膜厚，橫軸表示晶圓W中光阻液R之膜厚的測定點。首先，對作為比較例的使用習知方法之情況的結果進行說明。參考圖5，確認使用習知之方法塗佈光阻液R的情況，晶圓W外周緣部中光阻液R之膜厚降低。具體而言，自晶圓W邊緣部往晶圓W中心側進入30mm左右之區域中膜厚降低。

此處，本案發明人，在將光阻液R供給至晶圓W上後，以第3轉速使晶圓W旋轉，接著變更以第4轉速旋轉之時間，對能夠以使晶圓W外周緣部的光阻液R之膜厚不發生降低的方式塗佈光阻液R之第4轉速其固持時間加以調查。參考圖5，則了解在使第4轉速的固持時間為1秒、2秒、3秒、5秒之任一的情況中，晶圓W外周緣部的光阻液R之膜厚不發生降低。連帶地，知悉藉著如同本實施形態以第4轉速使晶圓W旋轉既定時間，將晶圓W中心部之光阻液R往晶圓W的外周擴展，其結果可在晶圓W面內均一地塗佈光阻液R。

依以上之實施形態，首先，於步驟S2以第1轉速使晶圓W旋轉，並於晶圓W中心部供給光阻液R，故即便光阻液R之往晶圓W的供給量為少量之情況，仍可使光阻液R均一地擴散。其後，於步驟S3以第2轉速使晶圓W旋轉，故第1步驟所供給之塗佈液，被抑制其之乾燥並於晶圓W上擴散。其後，步驟S4中，以較第2轉速快速且較第1轉速緩慢的第3轉速使晶圓W旋轉，故晶圓W上之光阻液R於晶圓W表面之全面擴散。而後續的步驟S5中，以較第3轉速緩慢的第4轉速使晶圓W旋轉，故，抑制光阻液R之乾燥並使晶圓中心部之光阻液往基板外周擴展，使晶圓W上之光阻液R均勻而平坦化。因此依本發明之塗佈處理方法，可將光阻液R的供給量抑制為少量，並在晶圓W面內均一地塗佈光阻液R。

另外，本案發明人調查後，使用本實施形態之塗佈處理方法的情況，為了使晶圓W外周緣部其光阻液R之膜厚不發生降低地塗佈光阻液R，必要之光阻液R的供給量為0.25ml。與此相對，使用上述習知之塗佈處理方法的情況，必要之光阻液R的供給量為0.5ml。因此，可得知依本實施形態，可飛躍性地降低光阻液R的供給量。

此外，步驟S3中，於晶圓W上供給光阻液R，故可提升晶圓W上之光阻液R的流動性。藉此，後續的步驟S4中，可使光阻液R圓滑地擴散至晶圓W之邊緣為止。

進一步，步驟S1中，以光阻液R之溶劑於晶圓W上預濕，故可於其後的步驟使供給至晶圓W上之光阻液R圓滑地擴散。

以上之實施形態，步驟S1中，於晶圓W之表面塗佈溶劑後使晶圓W旋轉，以作為第6轉速之例如500rpm的轉速旋轉一定時間，其後將晶圓W之旋轉加速至第1轉速，但亦可如圖6所示塗佈溶劑後將晶圓W加速至例如2000rpm，以2000rpm之轉速旋轉一定時間，例如0.3秒後，將晶圓W之旋轉減速至第6轉速之500rpm為止(圖6之步驟S1-1)，將晶圓W之旋轉以500rpm固持一定時間後(圖6之步驟S1-2)，使晶圓W之轉速上升至第1轉速為止。

此一情況，於步驟S1-1中塗佈溶劑後使晶圓W以2000rpm旋轉，故與以500rpm旋轉之情況比較，可於短時間施行溶劑之往晶圓W上的擴散。因此，可將步驟S1-1及步驟S1-2之需要時間較步驟S1之需要時間更為短縮。

此外，如同上述地於步驟S1中使晶圓W例如以2000rpm之轉速旋轉以施行溶劑的塗佈之情況，亦可例如如同圖7所示不將晶圓W之旋轉減速地，亦即不經過上述步驟S1-2地開始步驟S2。此一情況，在將晶圓W之旋轉維持為例如2000rpm之狀態下開始步驟S2。亦即，本實施形態中，此一2000rpm成為第6轉速。其後，步驟S2中，將晶圓W之旋轉加速至第1轉速為止，之後以第1轉速使晶圓W旋轉。而步驟S2開始則同時開始自液噴嘴33供給光阻液R，此一光阻液R的供給係連續地施行至步驟S3之中途為止。另外，關於其他步驟S4、S5、S6，因與前述實施形態相同故省略說明。

此一情況，在步驟S1於晶圓W之表面塗佈溶劑後，不將晶圓W之旋轉減速地開始步驟S2，故步驟S2的晶圓W之旋轉，與前述實施形態相比維持在較高速。是故，較強之離心力作用於晶圓W上之光阻液R，可更提升晶圓面內的光阻液R之膜厚均一性。此外，亦可短縮步驟S1之需要時間。

以上之實施形態的步驟S2中，如圖8所示以第1轉速使晶圓W旋轉前，亦可以較第1轉速快速的第7轉速使晶圓W旋轉。

例如步驟S1之後，將晶圓W之旋轉加速至第7轉速之例如4000rpm以下，本實施形態中為4000rpm為止，其後以第7轉速使晶圓W旋轉。第7轉速的晶圓W之旋轉係施行0.1秒～0.5秒，本實施形態中為0.2秒(圖8之步驟S2-1)。其後，將晶圓W之旋轉減速至第1轉速為止，之後以第1轉速使晶圓W旋轉例如0.6秒(圖8之步驟S2-2)。另外，步驟S2-1及步驟S2-2中，亦自光阻液噴嘴33於晶圓W中心部連續地供給光阻液R。此外，關於其他步驟S1、S3、S4、S5、S6，因與前述實施形態相同故省略說明。

此一情況，步驟S2-1中以高速的第7轉速使晶圓W旋轉，並於晶圓W上供給光阻液R，故可使光阻液R更圓滑且均一地擴散。因此，可使光阻液R之往晶圓W上的供給量更為少量。此外，對本實施形態中，步驟S2-1及步驟S2-2之需要時間，與前述實施形態的步驟S2之需要時間幾乎相同的情況加以說明，因可如同上述地使光阻液R圓滑地擴散，故可短縮步驟S2-1及步驟S2-2之需要時間。例如本案發明人調查後，得知以第7轉速施行晶圓W之旋轉0.1秒～0.5秒，則可充分獲得使上述之光阻液R的供給量為少量的效果，故可使此一第7轉速的晶圓W旋轉為0.2秒以下。

以上之實施形態的步驟S2中，亦可如圖9所示將晶圓W持續加速旋轉。步驟S2，使晶圓W之旋轉自500rpm加速至例如550rpm(圖9之步驟S2-1)。此一步驟S2-1，晶圓W之旋轉的加速度為，例如500rpm/s以下的第1加速度，更宜為100rpm/s的第1加速度。如此緊接著將光阻液R噴吐至晶圓W中心部後，因晶圓W之旋轉速度為低速，故晶圓W上之光阻液R不具有強的離心力。且，此時的晶圓W之旋轉之第1加速度亦小，故作用於晶圓W上之光阻液R的離心力被抑制。因此，光阻液R於外側方向均等地擴展。

接著，將晶圓W之旋轉自550rpm加速至例如2800rpm(圖9之步驟S2-2)。此一步驟S2-2，晶圓之旋轉的加速度為，較第1加速度更大之例如5000rpm/s～30000rpm/s的第2加速度，更宜為10000rpm/s的第2加速度。如此以較第1加速度更大之第2加速度使晶圓W加速旋轉，故將晶圓W上之光阻液R平滑且迅速地擴展。

接著，將晶圓W之旋轉自2800rpm加速至第1轉速(圖9之步驟S2-3)。此一步驟S2-3，晶圓W之旋轉的加速度為，較第2加速度更小之例如500rpm/s以下的第3加速度，更宜為100rpm/s的第3加速度。另外，關於其他步驟S1、S3、S4、S5、S6，因與前述實施形態相同故省略說明。如此地以較第2加速度更小之第3加速度將晶圓W加速旋轉，故可將光阻液R於晶圓W上平滑地擴展。因此，可將光阻液R在晶圓W面內均一地塗佈。

另外，本實施形態中，亦可不如圖6所示地在步驟S1將晶圓W之旋轉，減速至例如500rpm地開始步驟S2。亦即，如圖10所示於步驟S2-1中以第1加速度將晶圓W之旋轉自2000rpm加速至例如2200rpm，其次於步驟S2-2中以第2加速度將晶圓W之旋轉自2200rpm加速至例如2800rpm，接著於步驟S2-3中以第3加速度將晶圓W之旋轉自2800rpm加速至第1轉速。此一情況，可如同上述地將光阻液R的供給量抑制為少量，並在晶圓W面內均一地塗佈光阻液R。

以上之實施形態，於步驟S2中，雖使晶圓W持續加速旋轉，但此一晶圓W之加速旋轉方法並不限定為圖9及圖10所示之方法。例如亦可如圖11所示，於步驟S2中，以使晶圓W之轉速自例如2000rpm S字狀地變動為第1轉速的方式，將晶圓W加速旋轉。亦即，將步驟S2開始前為2000rpm之晶圓W的轉速，以其後使此一轉速連續平滑地變動的方式緩緩加速。此時，晶圓W之旋轉的加速度，例如自零起漸漸地增加。而步驟S2結束時，漸漸地減少晶圓W之旋轉的加速度，將晶圓W之轉速平滑地收斂至第1轉速。

此外，例如亦可如圖12所示，於步驟S2中，以使晶圓W之轉速自例如第6轉速直線狀地變動為第1轉速的方式，將晶圓W加速旋轉。此時，晶圓W之旋轉的加速度為一定。

如此地於圖11及圖12所示之任一情況，在步驟S2中，使晶圓W之轉速持續加速旋轉，故可如同上述地將光阻液R的供給量抑制為少量，並在晶圓W面內更均一地塗佈光阻液R。

以上之實施形態中，雖自第1轉速減速至第2轉速，但例如亦可如圖13所示，在步驟S2與步驟S3間，施行例如以1500rpm～2000rpm之較第1轉速緩慢且較第2轉速快速的第8轉速使晶圓W旋轉之步驟S7。

依本案發明人，於步驟S2中，因光阻液R中之添加劑的影響使晶圓W表面上之光阻液R的接觸角變大。此外，以第1轉速高速旋轉晶圓W，因而使晶圓W上之光阻液R乾燥，降低該光阻液表面的流動性。是故，其後施行之步驟S3中，將光阻液R供給至以第2轉速低速旋轉中的晶圓W時，之前在第1步驟被供給至晶圓W上的光阻液R，不與於第2步驟供給至晶圓W上的光阻液R調合。如此一來，則後續的步驟S4中，以第3轉速將晶圓W旋轉以使光阻液R於晶圓W上擴散時，確認有如圖14所示光阻液R朝著晶圓W之外側方向不規則地擴散為條狀，尖銳化之長形塗佈斑L呈放射狀地出現之情況。

關於此點本案發明人深刻調查後，得知將光阻液R供給至以第8轉速之1500rpm～2000rpm旋轉中的晶圓W，則抑制光阻液R之乾燥，並於晶圓W上使光阻液R擴散。因此，以第2轉速使晶圓W旋轉時，光阻液R擴散為晶圓W之同心圓狀，可不在基板上產生塗佈斑地塗佈光阻液R。

此處，本實施形態中，以第1轉速使晶圓W旋轉後，如圖13所示將晶圓W之旋轉減速至第8轉速之例如1500rpm～2000rpm，本實施形態中為1500rpm為止，其後以第8轉速使晶圓W旋轉。第8轉速的晶圓W之旋轉，係施行0.4秒以上、本實施形態中為0.5秒。之後，於此一晶圓W之減速旋轉中及第8轉速之旋轉中，自光阻液噴嘴33連續地供給光阻液R(圖13之步驟S7)。所供給之光阻液R，藉晶圓W之旋轉於晶圓W上擴散。此一步驟S7，將晶圓W之轉速減速至第8轉速，故可抑制晶圓W上之光阻液R的乾燥。如此一來，則因之前在步驟S2供給的光阻液R與在步驟S3供給的光阻液R變得容易調合，光阻液R擴散為晶圓W之同心圓狀。另外，此一步驟S7，光阻液R擴散至晶圓W的外周部為止，但光阻液R不擴散至晶圓W之邊緣。此外，本案發明人調查後，得知將第2轉速之晶圓W旋轉施行0.4秒以上，則可充分抑制晶圓W上之光阻液R的乾燥。

另外，以上之實施形態的步驟S7中，亦可如圖15所示將晶圓W持續減速旋轉。步驟S7，將晶圓W之旋轉自第1轉速減速至例如1800rpm(圖15之步驟S7-1)。此一步驟S7-1，晶圓W之旋轉的加速度為，例如(-30000rpm/s)～(-5000rpm/s)的第4加速度，更宜為(-10000rpm/s)的第4加速度。接著，將晶圓W之旋轉自1800rpm減速旋轉至第8轉速(圖15之步驟S7-2)。此一步驟S7-2，晶圓之旋轉的加速度為，較第4加速度更大之例如(-500rpm/s)以上且未滿0rpm/s的第5加速度，更宜為(-100rpm/s)的第5加速度。

此一情況，於步驟S7中以第8轉速使晶圓W旋轉，故可抑制在步驟S2供給至晶圓W上之光阻液R的乾燥，並使其擴散。如此一來，則因步驟S2所供給的光阻液R與步驟S7所供給的光阻液R變得容易調合，光阻液R可於晶圓W上擴散為同心圓狀。因此，可防止光阻液R之塗佈班的產生，在晶圓W面內均一地塗佈光阻液R。

以上之實施形態，於步驟S7中，雖使晶圓W持續減速旋轉，但此一晶圓W之減速旋轉方法並不限定為圖15所示之方法。例如亦可如圖16所示，於步驟S7中，以使將晶圓W之轉速自第1轉速S字狀地變動為第8轉速的方式，將晶圓W加速旋轉。亦即，將第1轉速的晶圓W之旋轉，以其後使此一轉速連續平滑地變動的方式緩緩減速。此時，晶圓W之旋轉的加速度，例如自零起漸漸地減少。而步驟S7結束時，漸漸地增加晶圓W之旋轉的加速度，將晶圓W之轉速收斂至第8轉速。

此外，例如亦可如圖17所示，於步驟S7中，以使晶圓W之轉速自第1轉速直線狀地變動為第8轉速的方式，將晶圓W減速旋轉。此時，晶圓W之旋轉的加速度為一定。

如此地於圖16及圖17所示之任一的情況，於步驟S7中以第8轉速使晶圓W旋轉，故可如同上述地防止光阻液R之塗佈班的產生，在晶圓W面內均一地塗佈光阻液R。

另外，以上之實施形態中，光阻液R的供給雖係自步驟S2起施行至步驟S3之中途為止，但亦可於步驟S2結束時停止光阻液R的供給。此一情況中，於步驟S5中藉著以第4轉速使晶圓W旋轉，可抑制光阻液R之乾燥並將晶圓中心部之光阻液R往基板外周擴展，故晶圓W上之光阻液R均勻而平坦化。

以上，參考添附附圖並對本發明之最佳實施形態加以說明，但本發明並不限定於此。吾人了解若為所屬技術領域中具有通常知識者，於專利請求範圍所記載之思想範疇內，明顯可思及各種變更例或修正例，關於此自然仍屬於本發明之技術的範圍。本發明不限為此例而可採用各種態樣。例如上述之實施形態，雖採用光阻液之塗佈處理為例加以說明，但本發明亦可應用於光阻液以外之其他塗佈液、例如形成反射防止膜、SOG(Spin On Glass)膜、SOD(Spin On Dielectric)膜等之塗佈液塗佈處理。此外，上述實施形態，雖以於晶圓施行塗佈處理為例，但本發明亦可應用於基板為晶圓以外之FPD(Flat Panel Display)、光罩用之倍縮光罩等的其他基板之情況。

[產業上利用性]

本發明，例如在於半導體晶圓等之基板上塗佈塗佈液時有用。

1．．．光阻塗佈裝置

10．．．處理容器

20．．．旋轉夾盤

21．．．夾盤驅動機構

22．．．杯體

23．．．排出管

24．．．排氣管

30．．．軌道

31、32．．．臂部

33．．．光阻液噴嘴

34、41．．．噴嘴驅動部

35、42．．．待機部

36．．．光阻液供給源

37、44．．．供給管

38、45．．．供給機器群

40．．．溶劑噴嘴

43．．．溶劑供給源

50．．．控制部

F．．．光阻膜

R．．．光阻液

W．．．晶圓

L．．．長形塗佈斑

S1~S7‧‧‧步驟

圖1　顯示本實施形態之光阻塗佈裝置其概略構成的縱剖面圖。

圖2　顯示本實施形態之光阻塗佈裝置其概略構成的橫剖面圖。

圖3　顯示塗佈處理過程之各步驟中的晶圓之轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

圖4　示意塗佈處理過程之主要步驟中的晶圓W上之液膜狀態的說明圖，(a)顯示以第1轉速於旋轉中之晶圓上將光阻液擴散的樣子，(b)顯示以第3轉速於旋轉中之晶圓上將光阻液擴散的樣子，(c)顯示於晶圓上形成光阻膜的樣子。

圖5　顯示對於本實施形態與比較例，晶圓上之光阻膜膜厚的圖表。

圖6　顯示其他實施形態中塗佈處理過程之各步驟中的晶圓轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

圖7　顯示其他實施形態中塗佈處理過程之各步驟中的晶圓轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

圖8　顯示其他實施形態中塗佈處理過程之各步驟中的晶圓轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

圖9　顯示其他實施形態中塗佈處理過程之各步驟中的晶圓轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

圖10　顯示其他實施形態中塗佈處理過程之各步驟中的晶圓轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

圖11　顯示其他實施形態中塗佈處理過程之各步驟中的晶圓轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

圖12　顯示其他實施形態中塗佈處理過程之各步驟中的晶圓轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

圖13　顯示對於其他實施形態與比較例，晶圓的外周部上之光阻膜膜厚的圖表。

圖14　顯示使用習知之塗佈處理方法的情況中，光阻液於晶圓上擴散之樣子的說明圖。

圖15　顯示其他實施形態中塗佈處理過程之各步驟中的晶圓轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

圖16　顯示其他實施形態中塗佈處理過程之各步驟中的晶圓轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

圖17　顯示其他實施形態中塗佈處理過程之各步驟中的晶圓轉速、及光阻液與溶劑之供給時序的圖表。

S1~S6．．．步驟

Claims (18)

1. 一種塗佈處理方法，於基板上塗佈塗佈液，其特徵為：包含如下步驟：第1步驟，以第1轉速使基板旋轉；第2步驟，其後，將基板之旋轉減速，以較第1轉速緩慢的第2轉速之100rpm~500rpm使基板旋轉；第3步驟，其後，將基板之旋轉加速，以較第2轉速快速且較第1轉速緩慢的第3轉速使基板旋轉；第4步驟，其後，將基板之旋轉減速，以較第3轉速緩慢的第4轉速使基板旋轉，一面抑制塗佈液之乾燥一面使基板中心部之塗佈液向基板的外周擴展；以及第5步驟，其後，將基板之旋轉加速，以較第4轉速快速的第5轉速使基板旋轉；且該第1轉速為2000rpm~3500rpm；對基板中心部之塗佈液的供給，係在自該第1步驟起至該第2步驟之中途為止，或於該第1步驟間連續地施行；該第4轉速為100rpm~500rpm，該第2轉速與該第4轉速相同。
2. 如申請專利範圍第1項之塗佈處理方法，其中，該第4步驟中，以第4轉速進行1~10秒之基板旋轉。
3. 如申請專利範圍第1項之塗佈處理方法，其中，於該第1步驟前，更具有以較第1轉速緩慢的第6轉速使基板旋轉之第6步驟。
4. 如申請專利範圍第3項之塗佈處理方法，其中，該第1步驟中，使基板之旋轉的加速度以第1加速度、較該第1加速度更大的第2加速度、較該第2加速度更小的第3加速度之順序變化，將該基板自第6轉速加速旋轉至第1轉速為止。
5. 如申請專利範圍第3項之塗佈處理方法，其中，該第1步驟中，將開始前原為第6轉速的基板之旋轉，於開始後逐漸加速使其轉速連續地變動，在結束時，減小基板之旋轉的加速度，使基板之旋轉收斂至第1轉速。
6. 如申請專利範圍第3項之塗佈處理方法，其中，該第1步驟中，使基板之旋轉的加速度為一定，將該基板自第6轉速加速旋轉至第1轉速為止。
7. 如申請專利範圍第3~6項中任一項之塗佈處理方法，其中，於該第6步驟前，一面以較第6轉速快速的轉速使基板旋轉，一面於基板上塗佈溶劑。
8. 如申請專利範圍第3~6項中任一項之塗佈處理方法，其中，該第6步驟中，一面以第6轉速使基板旋轉，一面於基板上塗佈溶劑。
9. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之塗佈處理方法，其中，該第1步驟中，在以第1轉速使基板旋轉之前，係以較第1轉速快速的第7轉速使基板旋轉。
10. 如申請專利範圍第9項之塗佈處理方法，其中，該第7轉速為4000rpm以下；在該第1步驟中，將依第7轉速之基板旋轉施行0.1秒~0.5秒。
11. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之塗佈處理方法，其中，在該第1步驟與該第2步驟之間，具有以較第1轉速緩慢且較第2轉速快速的第8轉速使基板旋轉之第7步驟；該第8轉速為1500rpm~2000rpm。
12. 如申請專利範圍第11項之塗佈處理方法，其中，該第7步驟中，使基板之旋轉的加速度以第4加速度、較該第4加速度更大的第5加速度之順序變化，將該基板自第1轉速減速旋轉至第8轉速為止。
13. 如申請專利範圍第11項之塗佈處理方法，其中， 該第7步驟中，將開始前原為第1轉速的基板之旋轉，在開始後逐漸減速而使其轉速連續地變動，在結束時，漸漸地增加基板之旋轉的加速度，將基板之旋轉收斂至第8轉速。
14. 如申請專利範圍第11項之塗佈處理方法，其中，該第7步驟中，使基板之旋轉的加速度為一定，將該基板自第1轉速減速旋轉至第8轉速為止。
15. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之塗佈處理方法，其中，該第2轉速及該第4轉速為100rpm。
16. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之塗佈處理方法，其中，該第3轉速與該第5轉速相同。
17. 一種電腦可讀取記憶媒體，儲存有在控制該塗佈處理裝置之控制部的電腦上動作之程式，俾藉由塗佈處理裝置實行申請專利範圍第1~6項中任一項之塗佈處理方法。
18. 一種塗佈處理裝置，於基板上塗佈塗佈液，其特徵為包含：旋轉固持部，將基板固持並旋轉；塗佈液噴嘴，將塗佈液供給至基板；以及控制部，該控制部以實行如下步驟的方式控制該旋轉固持部：第1步驟，以2000rpm~3500rpm之第1轉速使基板旋轉；第2步驟，其後，將基板之旋轉減速，以較第1轉速緩慢的第2轉速之100rpm~500rpm使基板旋轉；第3步驟，其後，將基板之旋轉加速，以較第2轉速快速且較第1轉速緩慢的第3轉速使基板旋轉；第4步驟，其後，將基板之旋轉減速，以較第3轉速緩慢之0rpm~500rpm的第4轉速使基板旋轉，一面抑制塗佈液之乾燥一面使基板中心部之塗佈液向基板的外周擴展；及第5步驟，其後，將基板之旋轉加速，以較第4轉速快速的第5轉速使基板旋轉；其中該第2轉速與該第4轉速相同；且該控制部控制該塗佈液噴嘴，使其自該第1步驟起至該第2步驟之中途為止，或於該第1步驟之間連續地施行對基板中心部之塗佈液的供給。