TWI498171B - 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

本發明係關於基板之塗佈處理方法、程式、電腦記憶媒體及基板之塗佈處理裝置。

例如於半導體元件製程中之光微影步驟內，依序進行例如在晶圓上塗佈光阻液，形成光阻膜之光阻塗佈處理、使光阻膜曝光為既定圖案之曝光處理、使經曝光之光阻膜顯影之顯影處理等，在晶圓上形成既定光阻圖案。

上述光阻塗佈處理中，經常使用自噴嘴對經高速旋轉之晶圓中心部供給光阻液，藉由離心力在晶圓上使光阻液擴散，藉此於晶圓表面塗佈光阻液之所謂旋轉塗佈法。於此旋轉塗佈法中，作為均一塗佈光阻液之方法，有人提議一種方法，例如對高速旋轉之晶圓供給光阻液，其後暫時使晶圓旋轉減速，使晶圓上的光阻液平坦化，其後再使晶圓旋轉加速，使晶圓上的光阻液乾燥(專利文獻1)。

[習知技術文獻]

[專利文獻1]　日本特開2007-115936號公報

然而，伴隨著半導體元件電路更微細化，光阻塗佈處理中光阻膜之薄膜化亦獲得進展。且光阻液昂貴，需盡可能減少使用量。此時，若如以往對高速旋轉之晶圓中心供給光阻液，依相關觀點，應即可減少對晶圓光阻液之供給量，但有時光阻液會自晶圓中心朝外側方向急速擴散，於晶圓中心附近形成紋路狀塗佈斑。一旦如此形成塗佈斑，例如曝光處理中焦點即會偏離，最終在晶圓上會無法形成所希望尺寸之光阻圖案。

鑑於如此情事，本發明之目的在於在使用旋轉塗佈法塗佈光阻液等塗佈液於晶圓等基板時，塗佈液塗佈量即使少量，亦可均一塗佈塗佈液於基板面內。

為達成上述目的，本發明係基板之塗佈處理方法，其特徵在於包含：第1步驟，在使基板加速旋轉之狀態下，自噴嘴對該基板中心部噴吐出塗佈液，在基板上塗佈塗佈液；第2步驟，其後，使基板之旋轉減速，持續令基板旋轉；及第3步驟，其後，使基板之旋轉加速，使基板上的塗佈液乾燥；且於該第1步驟中，使基板旋轉之加速度依第1加速度、大於該第1加速度之第2加速度、小於該第2加速度之第3加速度之順序變化，令該基板經常加速旋轉。

依本發明，於第1步驟中基板經常加速旋轉，故於第1步驟開始時基板相對低速旋轉後，於第1步驟結束時基板相對高速旋轉。如此於緊接在塗佈液對基板中心部噴吐出後，基板之旋轉速度為低速，故對基板上的塗佈液作用之離心力不會過強。且此時基板旋轉之加速度係小於第2加速度之第1加速度，故可抑制對基板上的塗佈液作用之離心力。因此，塗佈液朝外側方向均等擴散。其後，以大於第1加速度之第2加速度使基板加速旋轉，故基板上的塗佈液可滑順且迅速地擴散。其後，以小於第2加速度之第3加速度使基板加速旋轉，故到達基板外周部之塗佈液可滑順地擴散，並同時抑制塗佈液飛散至基板外部之量至極少量。且於第1步驟中基板經常加速旋轉，故塗佈液可迅速擴散，可抑制塗佈液用以擴散至基板表面全面之塗佈量為少量。因此，依本發明，即使在塗佈液塗佈量為少量之情形下，亦可均一塗佈塗佈液。因此，可在基板上形成較以往更薄的塗佈膜。且此塗佈處理所需之成本亦可低廉化。

該第3加速度亦可大於該第1加速度。

該塗佈處理方法中，在該第1步驟前，亦可具有對基板噴吐出塗佈液之溶劑，使基板旋轉並同時在基板上塗佈溶劑之第4步驟，在該第4步驟後且係該第1步驟前令基板之旋轉減速，以較該第4步驟中基板之旋轉速度低速之旋轉速度，開始該第1步驟。

該塗佈處理方法中，在該第1步驟前，亦可具有對基板供給塗佈液之溶劑，使基板旋轉並同時在基板上塗佈溶劑之第4步驟，在維持該第4步驟中基板之旋轉速度之狀態下，開始該第1步驟。

該第1步驟中藉由噴嘴的塗佈液之噴吐出亦可持續進行至該第2步驟途中。

於該第2步驟中，亦可噴吐出該塗佈液直至該第2步驟途中，該塗佈液之噴吐停止後，令基板之旋轉減速，持續使基板旋轉。

於該第2步驟中藉由噴嘴的塗佈液之噴吐結束時，亦可藉由移動噴嘴使塗佈液之噴吐出位置偏離基板中心部。

該噴嘴之移動亦可在與該第1步驟結束同時開始。又，在此所謂「同時」中，亦包含第1步驟結束時前後0.5秒以內大致同時者。

按照依另一觀點之本發明，可提供為藉由塗佈處理裝置實行該塗佈處理方法，在控制該塗佈處理裝置之控制部電腦上動作之程式。

按照依又一觀點之本發明，可提供儲存有該程式之可讀取之電腦記憶媒體。

依再一觀點之本發明係基板之塗佈處理裝置，其特徵在於包含：旋轉固持部，固持並使基板旋轉；噴嘴，對基板噴吐出塗佈液；及控制部，控制該旋轉固持部與該噴嘴之動作，俾實行下列者：第1步驟，在藉由該旋轉固持部使基板加速旋轉之狀態下，自該噴嘴對該基板中心部噴吐出塗佈液，在基板上塗佈塗佈液；第2步驟，其後，使基板之旋轉減速，持續使基板旋轉；及第3步驟，其後，使基板之旋轉加速，使基板上的塗佈液乾燥；且於該第1步驟中，令基板旋轉之加速度依第1加速度、大於該第1加速度之第2加速度、小於該第2加速度之第3加速度之順序變化，使該基板經常加速旋轉。

該第3加速度亦可大於該第1加速度。

該塗佈處理裝置中，亦可更具有對基板噴吐出塗佈液之溶劑之另一噴嘴，該控制部控制該旋轉固持部、該噴嘴及該另一噴嘴之動作，俾在該第1步驟前實行對基板噴吐出塗佈液之溶劑，令基板旋轉並同時在基板上塗佈溶劑之第4步驟，在該第4步驟後且係該第1步驟前使基板之旋轉減速，以較該第4步驟中基板之旋轉速度低速之旋轉速度開始該第1步驟。

該塗佈處理裝置中，亦可更具有對基板噴吐出塗佈液之溶劑之另一噴嘴，該控制部控制該旋轉固持部、該噴嘴及該另一噴嘴之動作，俾在該第1步驟前實行對基板供給塗佈液之溶劑，令基板旋轉並同時在基板上塗佈溶劑之第4步驟，在維持該第4步驟中基板之旋轉速度之狀態下，開始該第1步驟。

該第1步驟中亦可藉由該噴嘴的塗佈液之噴吐出持續進行至該第2步驟途中。

於該第2步驟中，亦可噴吐出該塗佈液直至該第2步驟途中，於該塗佈液之噴吐停止後，使基板之旋轉減速，持續使基板旋轉。

該塗佈處理裝置中，亦可更具有使該噴嘴自基板中心部上方沿基板徑向移動之噴嘴移動機構，該控制部控制該旋轉固持部、該噴嘴及該噴嘴移動機構之動作，俾該第2步驟中藉由該噴嘴的塗佈液之噴吐結束時，令該噴嘴移動，使塗佈液之噴吐出位置偏離基板中心部。

該噴嘴之移動亦可在與該第1步驟結束同時開始。

依本發明，在使用旋轉塗佈法塗佈塗佈液於基板時，塗佈液塗佈量即使少量，亦可均一塗佈塗佈液於基板面內。

以下，說明關於本發明之實施形態。圖1係顯示搭載依本實施形態之塗佈處理裝置之塗佈顯影處理系統1之構成概略之俯視圖。圖2係塗佈顯影處理系統1之前視圖，圖3係塗佈顯影處理系統1之後視圖。

塗佈顯影處理系統1如圖1所示具有一體連接下列者之構成：匣盒站2，用以例如自外部對塗佈顯影處理系統1以匣盒單位送入送出複數片晶圓W；處理站3，包含於光微影步驟中以單片式之方式施行既定處理之複數各種處理裝置；及介面站5，鄰接處理站3，在與曝光裝置4之間傳遞晶圓W。

於匣盒站2設置匣盒載置台10，於該匣盒載置台10，可沿X方向(圖1中上下方向)載置複數匣盒C成一列。於匣盒站2，設有可在運送通道11上沿X方向移動之晶圓運送裝置12。晶圓運送裝置12亦可沿收納於匣盒C之晶圓W之排列方向(Z方向：鉛直方向)任意移動，可選擇性地對匣盒C內複數片晶圓W進行存取。且晶圓運送裝置12可繞著鉛直方向軸(θ方向)旋轉，對後述處理站3第3處理裝置群組G3各處理裝置進行存取以運送晶圓W。

處理站3包含多段配置有複數處理裝置之例如5座處理裝置群組G1~G5。於處理站3X方向負方向(圖1中下方向)側，自匣盒站2側朝介面站5側依序配置有第1處理裝置群組G1與第2處理裝置群組G2。於處理站3X方向正方向(圖1中上方向)側，自匣盒站2側朝介面站5側依序配置有第3處理裝置群組G3、第4處理裝置群組G4及第5處理裝置群組G5。在第3處理裝置群組G3與第4處理裝置群組G4之間，設有第1運送裝置20。第1運送裝置20可選擇性地對第1處理裝置群組G1、第3處理裝置群組G3及第4處理裝置群組G4內各裝置進行存取以運送晶圓W。在第4處理裝置群組G4與第5處理裝置群組G5之間，設有第2運送裝置21。第2運送裝置21可選擇性地對第2處理裝置群組G2、第4處理裝置群組G4及第5處理裝置群組G5內各裝置進行存取以運送晶圓W。

如圖2所示第1處理裝置群組G1中，自下而上依序堆疊有5段下列者：光阻塗佈裝置30、31、32，作為對晶圓W供給既定液體以進行處理之液處理裝置，例如依本實施形態之塗佈處理裝置；及底部塗佈裝置33、34，形成防止曝光處理時光線反射之抗反射膜。

第2處理裝置群組G2中，自下而上依序堆疊有5段液處理裝置，例如對晶圓W供給顯影液以進行顯影處理之顯影處理裝置40~44。且於第1處理裝置群組G1及第2處理裝置群組G2最下段，分別設有用以對各處理裝置群組G1、G2內該液處理裝置供給各種處理液之化學品室50、51。

例如圖3所示第3處理裝置群組G3中自下而上依序堆疊有9段下列者：溫度調節裝置60，將晶圓W載置在溫度調節板上以對晶圓W進行溫度調節；傳送裝置61，用以傳遞晶圓W；溫度調節裝置62~64；及加熱處理裝置65~68，對晶圓W進行加熱處理。

第4處理裝置群組G4中自下而上依序堆疊有10段下列者：例如溫度調節裝置70；預烤裝置71~74，在光阻塗佈處理後對晶圓W進行加熱處理；及後烘烤裝置75~79，在顯影處理後對晶圓W進行加熱處理。

第5處理裝置群組G5中自下而上依序堆疊有10段下列者：複數熱處理裝置，例如溫度調節裝置80~83，對晶圓W進行熱處理；及曝光後烘烤裝置84~89，在曝光後對晶圓W進行加熱處理。

如圖1所示於第1運送裝置20X方向正方向側配置有複數處理裝置，例如圖3所示自下而上依序堆疊有2段用以對晶圓W進行疏水化處理之黏附裝置90、91。如圖1所示於第2運送裝置21X方向正方向側配置有選擇性地僅使例如晶圓W邊緣部曝光之周邊曝光裝置92。

介面站5中，例如圖1所示設有：晶圓運送裝置101，在沿X方向延伸之運送通道100上移動；及緩衝匣盒102。

晶圓運送裝置101可沿Z方向移動且亦可沿θ方向旋轉，可對鄰接介面站5之曝光裝置4，與緩衝匣盒102及第5處理裝置群組G5各裝置進行存取以運送晶圓W。

又，本實施形態中曝光裝置4係進行例如液浸曝光處理者，可於在晶圓W表面使液體，例如純水之液體膜滯留之狀態下，使該純水之液體膜介在，使晶圓W表面之光阻膜曝光。

其次，說明關於上述光阻塗佈裝置30~32之構成。圖4係顯示光阻塗佈裝置30構成概略之縱剖面說明圖，圖5係顯示光阻塗佈裝置30構成概略之橫剖面說明圖。

光阻塗佈裝置30例如圖4所示包含機殼120，於其機殼120內中央部設有作為固持晶圓W並使其旋轉之旋轉固持部之旋轉吸盤130。旋轉吸盤130包含水平之上表面，於該上表面設有例如抽吸晶圓W之抽吸口(未經圖示)。藉由來自此抽吸口之抽吸，可在旋轉吸盤130上吸附固持晶圓W。

旋轉吸盤130包含具有例如馬達等之吸盤驅動機構131，可藉由該吸盤驅動機構131以既定速度旋轉。且吸盤驅動機構131中設有缸筒等昇降驅動源，旋轉吸盤130可上下動。又，旋轉吸盤130之旋轉速度藉由後述控制部160控制之。

於旋轉吸盤130周圍設有承接並回收自晶圓W飛散或落下之液體之杯體132。杯體132下表面連接排出經回收之液體之排出管133，與使杯體132內蒙氣排氣之排氣管134。

如圖5所示於杯體132X方向負方向(圖5下方向)側，形成有沿Y方向(圖5左右方向)延伸之軌條140。軌條140自例如杯體132Y方向負方向(圖5左方向)側外方形成至Y方向正方向(圖5右方向)側外方。於軌條140安裝有例如二條臂141、142。

第1臂141如圖4及圖5所示支持著噴吐出作為塗佈液之光阻液之第1噴嘴143。第1臂141藉由圖5所示之噴嘴驅動部144，可在軌條140上任意移動。藉此，第1噴嘴143可自設置於杯體132Y方向正方向側外方之待命部145移動至杯體132內晶圓W中心部上方，且可在該晶圓W表面上沿晶圓W徑向移動。且第1臂141可藉由噴嘴驅動部144任意昇降，可調整第1噴嘴143之高度。又，本實施形態中，藉由上述第1臂141與噴嘴驅動部144構成「噴嘴移動機構」。

第1噴嘴143如圖4所示連接連通光阻液供給源146之供給管147。本實施形態中光阻液供給源146內儲存有用以形成例如較薄的光阻膜，例如150nm以下的光阻膜之低黏度光阻液。且於供給管147設有閥148，藉由此閥148之開閉，可使光阻液之噴吐ON‧OFF。

第2臂142支持著使光阻液之溶劑例如稀釋劑噴吐出之第2噴嘴150。第2臂142藉由例如圖5所示之噴嘴驅動部151可在軌條140上任意移動，可使第2噴嘴150自設於杯體132Y方向負方向側外方之待命部152移動至杯體132內晶圓W中心部上方。且藉由噴嘴驅動部151，第2臂142可任意昇降，可調節第2噴嘴150之高度。

第2噴嘴150如圖4所示連接連通溶劑供給源153之供給管154。又，以上構成中，噴吐出光阻液之第1噴嘴143與噴吐出溶劑之第2噴嘴150雖分別由不同臂支持，但亦可由相同臂支持，藉由該臂移動之控制，控制第1噴嘴143與第2噴嘴150之移動與噴吐出時機。

上述旋轉吸盤130之旋轉動作、藉由噴嘴驅動部144第1噴嘴143之移動動作、藉由閥148第1噴嘴143光阻液噴吐之ON‧OFF動作、藉由噴嘴驅動部151第2噴嘴150之移動動作等驅動系動作可藉由控制部160控制。控制部160藉由包含例如CPU或記憶體等之電腦構成，藉由實行例如由記憶體記憶之程式，可實現光阻塗佈裝置30中之光阻塗佈處理。又，用以實現光阻塗佈裝置30中之光阻塗佈處理之各種程式可使用由例如電腦可讀取之CD等記憶媒體H記憶，自該記憶媒體H安裝於控制部160者。

又，光阻塗佈裝置31、32之構成與上述光阻塗佈裝置30相同，故省略說明。

其次，與以塗佈顯影處理系統1整體進行之晶圓處理製程一齊說明在如以上構成之光阻塗佈裝置30中所進行之塗佈處理製程。

首先藉由圖1所示之晶圓運送裝置12，自匣盒載置台10上的匣盒C內逐一取出未處理之晶圓W，依序運送至處理站3。晶圓W運送至屬於處理站3第3處理裝置群組G3之溫度調節裝置60，調節溫度至既定溫度。其後晶圓W藉由第1運送裝置20運送至例如底部塗佈裝置34，形成抗反射膜。其後晶圓W藉由第1運送裝置20依序運送至例如加熱處理裝置65、溫度調節裝置70，於各處理裝置施行既定處理。其後晶圓W藉由第1運送裝置20運送至例如光阻塗佈裝置30。

圖6係顯示光阻塗佈裝置30中塗佈處理製程主要步驟之流程圖。圖7係顯示此塗佈處理製程各步驟中晶圓W之旋轉速度，與光阻液之噴吐出時機之曲線圖。又，圖7中製程時間之長度係優先使技術易於理解，故未必對應實際時間之長度。

首先，將晶圓W送入光阻塗佈裝置30後，如圖4所示該晶圓由旋轉吸盤130吸附固持。接著藉由第2臂142，待命部152之第2噴嘴150移動至晶圓W中心部上方。其次，在例如晶圓W停止之狀態下，自第2噴嘴150噴吐出既定量溶劑，對晶圓W中心部供給溶劑(圖6及圖7之溶劑噴吐步驟S1)。其後，如圖7所示藉由旋轉吸盤130，晶圓W以例如約2000rpm之第1速度V1旋轉，晶圓W上之溶劑擴散至晶圓W表面全面，於晶圓W表面塗佈溶劑(圖6及圖7之溶劑擴散步驟S2)。例如此時，藉由第1臂141，待命部145之第1噴嘴143移動至晶圓W中心部上方。又，本實施形態中，藉由溶劑噴吐步驟S1與溶劑擴散步驟S2，構成本發明中之第4步驟。

於晶圓W表面一旦塗佈溶劑，晶圓W之旋轉即減速至較第1速度V1低速之例如約300rpm之第2速度V2。

其後，開放閥148，如圖7所示開始自第1噴嘴143噴吐出光阻液，開始對晶圓W中心部供給光阻液。如此，開始光阻液之塗佈步驟S3(本發明中之第1步驟)。

塗佈步驟S3中，首先，晶圓W之旋轉自第2速度V2加速至例如約500rpm之第3速度V3(圖7之步驟S3-1)。此步驟S3-1中，晶圓旋轉之加速度係在例如500rpm/s以下，宜為100rpm/s之第1加速度。如此於緊接在光阻液噴吐出至晶圓W中心部後，晶圓W之旋轉速度為低速，故作用於晶圓W上的光阻液之離心力不會過強。且此時晶圓W旋轉之第1加速度亦小，故可抑制作用於晶圓W上的光阻液之離心力。因此，光阻液可朝外側方向均等擴散。

接著，晶圓W之旋轉自第3速度V3加速至例如約3800rpm之第4速度V4(圖7之步驟S3-2)。此步驟S3-2中，晶圓旋轉之加速度係較第1加速度大之例如5000rpm/s~30000rpm/s，宜為10000rpm/s之第2加速度。如此以大於第1加速度之第2加速度使晶圓W加速旋轉，故晶圓W上的光阻液可滑順且迅速地擴散。

接著，晶圓W之旋轉自第4速度V4加速至例如約4000rpm之第5速度V5(圖7之步驟S3-3)。此步驟S3-3中，晶圓旋轉之加速度係小於第2加速度而在例如500rpm/s以下，宜為100rpm/s之第3加速度。如此以小於第2加速度之第3加速度使基板加速旋轉，故到達基板外周部之塗佈液可滑順地擴散，並同時可抑制塗佈液飛散至基板外部之量至極少量。

如以上塗佈步驟S3中，晶圓W旋轉之加速度依第1加速度、第2加速度、第3加速度之順序變化，晶圓W經常加速旋轉。又，塗佈步驟S3中，持續對晶圓W中心部供給光阻液。如此，所供給之光阻液即因離心力擴散至晶圓W表面全面，於晶圓W表面塗佈光阻液。

光阻液之塗佈步驟S3結束後，如圖7所示晶圓W之旋轉即減速至例如約200rpm之第6速度V6，晶圓W上的光阻液均勻而經平坦化(圖6及圖7之平坦化步驟S4(本發明中之第2步驟))。

平坦化步驟S4結束後，如圖7所示晶圓W之旋轉即加速至例如約1500rpm之第7速度V7，使晶圓W上的光阻液乾燥(圖6及圖7之乾燥步驟S5(本發明中之第3步驟))。如此，在晶圓W上形成較薄的光阻膜。

晶圓W之乾燥結束後，晶圓W之旋轉停止，自旋轉吸盤130上送出晶圓W，結束一連串之光阻塗佈處理。

光阻塗佈處理後，藉由第1運送裝置20運送晶圓W至例如預烤裝置71，進行預烤。接著藉由第2運送裝置21依序運送晶圓W至周邊曝光裝置92、溫度調節裝置83，於各裝置施行既定處理。其後，藉由介面站5之晶圓運送裝置101運送晶圓W至曝光裝置4，進行液浸曝光。其後藉由晶圓運送裝置101運送晶圓W至例如曝光後烘烤裝置84，進行曝光後烘烤，其後藉由第2運送裝置21運送該晶圓至溫度調節裝置81以進行溫度調節。其後，運送晶圓W至顯影處理裝置40，使晶圓W上的光阻膜顯影。顯影後，藉由第2運送裝置21運送晶圓W至後烘烤裝置75以進行後烘烤。其後運送晶圓W至溫度調節裝置63以進行溫度調節。又，藉由第1運送裝置20運送晶圓W至傳送裝置61，藉由晶圓運送裝置12使該晶圓回到匣盒C，結束一連串晶圓處理。

依以上實施形態，塗佈步驟S3中，晶圓W經常加速旋轉，故光阻液可迅速擴散，可抑制用以使光阻液擴散至晶圓W表面全面之塗佈量於少量。且於步驟S3-1，於緊接在光阻液噴吐出至晶圓W中心部後，晶圓W之旋轉速度為低速，故作用於晶圓W上的光阻液之離心力不會過強。且此時晶圓W旋轉之加速度為小於第2加速度之第1加速度，故可抑制作用於晶圓W上的光阻液之離心力。因此，不會如以往在晶圓上出現塗佈斑，光阻液可朝外側方向均等擴散。其後於步驟S3-2，以大於第1加速度之第2加速度使晶圓W加速旋轉，故晶圓W上的光阻液可滑順且迅速擴散。其後於步驟S3-3，以小於第2加速度之第3加速度使晶圓W加速旋轉，故到達晶圓W外周部之光阻液可滑順地擴散，並同時可抑制光阻液飛散至晶圓W外部之量至極少量。因此，依本實施形態，即使在光阻液塗佈量少量之情形下，亦可均一塗佈光阻液。藉此，可在晶圓W上形成較以往更薄的塗佈膜。且此塗佈處理所需之成本亦可低廉化。

以上實施形態中，步驟S3-1中晶圓W旋轉之第1加速度，與步驟S3-3中晶圓W旋轉之第3加速度雖相同，但第3加速度亦可大於第1加速度。相關場合下，可例示例如第1加速度為100rpm/s，第3加速度為200rpm/s之情形。如此第1加速度小，故於步驟S3-1作用於晶圓W上的光阻液之離心力可更小，光阻液可更確實均等地朝外側方向擴散。且第3加速度大於第1加速度，故於步驟S3-3到達晶圓W外周部之光阻液可滑順且迅速地擴散。因此，依本實施形態，可確實消除以往晶圓上的塗佈斑，在晶圓W上均一塗佈光阻液。

以上實施形態中，於溶劑擴散步驟S2，雖令晶圓W以第1速度V1旋轉，於晶圓W表面塗佈溶劑後，使晶圓W之旋轉減速至第2速度V2，但亦可如圖8所示不使晶圓W之旋轉減速而開始塗佈步驟S3。相關場合下，可在晶圓W之旋轉維持於例如約2000rpm之第1速度V1之狀態下，開始塗佈步驟S3。

塗佈步驟S3中，首先，晶圓W之旋轉自第1速度V1加速至例如約2200rpm之第8速度V8(圖8之步驟S3-1)。此步驟S3-1中，晶圓旋轉之加速度與上述實施形態相同係在例如500rpm/s以下，宜為100rpm/s之第1加速度。接著，晶圓W之旋轉自第8速度V8加速至例如約3800rpm之第4速度V4(圖8之步驟S3-2)。此步驟S3-2中，晶圓旋轉之加速度係大於第1加速度，例如5000rpm/s~30000rpm/s，宜為10000rpm/s之第2加速度。接著，晶圓W之旋轉自第4速度V4加速至例如約4000rpm之第5速度V5(圖8之步驟S3-3)。此步驟S3-3中，晶圓旋轉之加速度係小於第2加速度，例如在500rpm/s以下，宜為200rpm/s之第3加速度。

如以上塗佈步驟S3中，晶圓W旋轉之加速度依第1加速度、第2加速度、第3加速度之順序變化，晶圓W經常加速旋轉。又，塗佈步驟S3中，持續對晶圓W中心部供給光阻液。如此，所供給之光阻液即因離心力擴散至晶圓W表面全面，於晶圓W表面塗佈光阻液。

其後，對晶圓W進行光阻液之平坦化步驟S4及光阻液之乾燥步驟S5。又，本實施形態中平坦化步驟S4及乾燥步驟S5係以與例如上述實施形態之平坦化步驟S4及乾燥步驟S5相同之配方分別進行，故省略說明。

依本實施形態，於溶劑擴散步驟S2在晶圓W表面塗佈溶劑後，晶圓W之旋轉不減速而開始塗佈步驟S3，故塗佈步驟S3中晶圓W之旋轉相較於上述實施形態相對維持於高速。因此，相對較強的離心力作用於晶圓上的塗佈液，可更提升於晶圓面內光阻液之膜厚均一性。

在此，消除晶圓W上的光阻液塗佈斑，亦即光阻液之被覆性，與在晶圓面內光阻液之膜厚均一性係處於取捨折衷之關係下。因此，重視光阻液被覆性時，宜以圖7所示上述實施形態之方法塗佈光阻液。另一方面，雖已充分確保光阻液被覆性，但欲確保在晶圓面內光阻液之膜厚均一性時，宜以圖8所示之本實施形態塗佈光阻液。

且於本實施形態亦在塗佈步驟S3中令晶圓W旋轉之加速度依第1加速度、第2加速度、第3加速度之順序變化，晶圓W經常加速旋轉，故光阻液可順暢且迅速地擴散並塗佈於晶圓W表面。

以上實施形態中，於塗佈步驟S3藉由第1噴嘴143光阻液之噴吐出亦可如圖9所示持續進行至平坦化步驟S4途中。相關場合下，於平坦化步驟S4，晶圓W之旋轉為低速，故可抑制晶圓W上光阻液之乾燥，並同時藉由於平坦化步驟S4所噴吐出之光阻液，提升晶圓W上光阻液之流動性。因此，晶圓W上光阻液之膜厚可更均一。

且此時於塗佈步驟S3藉由第1噴嘴143光阻液噴吐結束時，亦可移動第1噴嘴143使光阻液之噴吐出位置偏離晶圓W中心部。

例如，塗佈步驟S3結束，同時第1噴嘴143如圖10所示在持續噴吐出光阻液R之狀態下，自晶圓W中心部A上方沿晶圓W徑向移動既定距離，例如在3mm以上，宜約5~30mm。藉此，於晶圓W表面光阻液之噴吐出位置P偏離晶圓W之中心部A。又，此時晶圓W之旋轉速度變更為低速約200rpm之第6速度V6。第1噴嘴143於自晶圓W中心部A上方偏離既定距離處停止，此時關閉閥148，停止噴吐出光阻液。其後，持續使晶圓W以第6速度V6旋轉，晶圓W上的光阻液均勻而經平坦化。亦即光阻液之噴吐出自光阻液之塗佈步驟S3起進行至光阻液之平坦化步驟S4途中，於該平坦化步驟S4光阻液噴吐結束時，第1噴嘴143移動，光阻液之噴吐出位置P偏離晶圓W之中心部A。

依本實施形態，例如第1噴嘴143截斷液體時光阻液朝平坦化步驟S4之以低速度旋轉之晶圓W落下，故可防止該光阻液劇烈乾燥。此外該光阻液於偏離晶圓W中心部A之位置P落下，故可藉由較晶圓W之中心部強的離心力於晶圓面內適當擴散。其結果，即使在第1噴嘴143噴吐結束時，噴吐出不穩定的量或形狀的光阻液之情形下，於晶圓W之中心部A附近亦不會形成塗佈斑，即使在使用少量光阻液之情形下，最終亦可於晶圓W表面全面形成均一的光阻膜。

以上實施形態中，第1噴嘴143移動開始時雖與塗佈步驟S3結束同時，但其移動開始時機亦可在塗佈步驟S3結束前。藉此，可在更早的階段結束第1噴嘴143之移動，相當程度地可在平坦化步驟S4時的更早階段結束光阻液之噴吐出。其結果，可減少製程整體光阻液之使用量，故可降低成本。又，第1噴嘴143之移動若考慮到朝晶圓全面光阻液之擴散，在塗佈步驟S3的50%以上結束後開始則更佳。

以上實施形態之平坦化步驟S4中，如圖11所示亦可至該平坦化步驟S4途中止藉由第1噴嘴143噴吐出光阻液，該光阻液之噴吐停止後，使晶圓W之旋轉減速，持續使晶圓W旋轉。相關場合下，於平坦化步驟S4，以第6速度V6使晶圓W旋轉並同時噴吐出光阻液(圖11之步驟S4-1)。接著，於緊接在光阻液噴吐停止後，晶圓W之旋轉減速至例如10rpm~50rpm，宜為10rpm之第9速度V9，持續使晶圓W以第9速度旋轉(圖11之步驟S4-2)。又，其他溶劑噴吐步驟S1、溶劑擴散步驟S2、塗佈步驟S3、乾燥步驟S5以與上述實施之液體步驟S1、S2、S3、S5相同之配方分別進行，故省略說明。

在此，於使用例如作為光阻液表面張力高之光阻液，例如包含環己酮等溶媒之光阻液之情形下，在光阻液噴吐結束時，會發生球狀之光阻液液滴自第1噴嘴143落下之所謂液體截斷之問題。相關場合下，因上述光阻液液滴，在晶圓W上所塗佈之光阻液會產生波紋，攪亂該光阻液表面。如此，在晶圓W上即會產生塗佈斑，於晶圓面內無法均一塗佈光阻液。

針對此點，依本實施形態，在緊接於在步驟S4-1光阻液之噴吐停止後，於步驟S4-2使晶圓W之旋轉減速至第9速度V9，故於該步驟S4-2可抑制晶圓W上光阻液之擴散。如此，即使在如上述光阻液噴吐結束時，自第1噴嘴143光阻液液滴落下之情形下，亦可減輕晶圓W上光阻液表面之紊亂，抑制晶圓W上之塗佈斑。因此，可更提升在晶圓面內光阻液之膜厚均一性。

以上實施形態中，雖在預先設定之一定時間內進行乾燥步驟S5，但亦可至少於乾燥步驟S5時，藉由感測器持續偵測晶圓W上光阻液之膜厚，於膜厚不變動之時點結束乾燥。光阻液一旦乾燥，即可確認膜厚變動收斂而為一定，故依此方法，可正確把握乾燥之終點。且相關場合下，可對應例如光阻液種類或晶圓W乾燥時之旋轉速度，個別管理乾燥時間，故不需如以往較長地設定乾燥時間，可更快地轉移晶圓處理至下一步驟。其結果，可提升晶圓處理之處理量。

以上，雖已參照附圖並同時說明關於本發明之適當實施形態，但本發明不由相關例限定。吾人應了解只要係熟悉該技藝者，於申請專利範圍所記載之構想範疇內，當然可想到各種變更例或修正例，關於此等者當然亦屬於本發明之技術性範圍。

例如以上實施形態中，雖已採用光阻液之塗佈處理為例說明，但本發明亦可適用於形成光阻液以外之其他塗佈液，例如抗反射膜、SOG(Spin On Glass)膜、SOD(Spin On Dielectric)膜等之塗佈液之塗佈處理。且以上實施形態中，雖係於晶圓W進行塗佈處理之例，但本發明亦可適用於晶圓以外之例如FPD(平面顯示器)、光罩用倍縮光罩等其他基板之塗佈處理。

A．．．中心部

C．．．匣盒

G1~G5．．．處理裝置群組

H．．．記憶媒體

P．．．噴吐出位置

R．．．光阻液

S1．．．溶劑噴吐步驟

S2．．．溶劑擴散步驟

S3-1、S3-2、S3-3、S4-1、S4-2．．．步驟

S3．．．塗佈步驟

S4．．．平坦化步驟

S5．．．乾燥步驟

V1．．．第1速度

V2．．．第2速度

V3．．．第3速度

V4．．．第4速度

V5．．．第5速度

V6．．．第6速度

V7．．．第7速度

V8．．．第8速度

V9．．．第9速度

W．．．晶圓

1．．．塗佈顯影處理系統

2．．．匣盒站

3．．．處理站

4．．．曝光裝置

5．．．介面站

10．．．匣盒載置台

11．．．運送通道

12．．．晶圓運送裝置

20．．．第1運送裝置

21．．．第2運送裝置

30、31、32．．．光阻塗佈裝置

33、34．．．底部塗佈裝置

40~44．．．顯影處理裝置

50、51．．．化學品室

60．．．溫度調節裝置

61．．．傳送裝置

62~64．．．溫度調節裝置

65~68．．．加熱處理裝置

70．．．溫度調節裝置

71~74．．．預烤裝置

75~79．．．後烘烤裝置

80~83．．．溫度調節裝置

84~89．．．曝光後烘烤裝置

90、91．．．黏附裝置

92．．．周邊曝光裝置

100．．．運送通道

101．．．晶圓運送裝置

102．．．緩衝匣盒

120．．．機殼

130．．．旋轉吸盤

131．．．吸盤驅動機構

132．．．杯體

133．．．排出管

134．．．排氣管

140．．．軌條

141、142．．．臂

143．．．噴嘴

144．．．噴嘴驅動部

145．．．待命部

146．．．光阻液供給源

147．．．供給管

148．．．閥

150．．．噴嘴

151．．．噴嘴驅動部

152．．．待命部

153．．．溶劑供給源

154．．．供給管

160．．．控制部

[圖1]係顯示搭載依本實施形態之光阻塗佈裝置之塗佈顯影處理系統構成概略之俯視圖。

[圖2]係依本實施形態之塗佈顯影處理系統之前視圖。

[圖3]係依本實施形態之塗佈顯影處理系統之後視圖。

[圖4]係顯示光阻塗佈裝置構成概略之縱剖面圖。

[圖5]係顯示光阻塗佈裝置構成概略之橫剖面圖。

[圖6]係顯示光阻塗佈處理主要步驟之流程圖。

[圖7]係顯示光阻塗佈處理各步驟中晶圓之旋轉速度，與光阻液之噴吐出時機之曲線圖。

[圖8]係顯示依其他實施形態之光阻塗佈處理各步驟中晶圓之旋轉速度，與光阻液之噴吐出時機之曲線圖。

[圖9]係顯示依其他實施形態之光阻塗佈處理各步驟中晶圓之旋轉速度，與光阻液之噴吐出時機之曲線圖。

[圖10]係顯示移動第1噴嘴，使光阻液之噴吐出位置偏離晶圓中心部之狀態之說明圖。

[圖11]係顯示依其他實施形態之光阻塗佈處理各步驟中晶圓之旋轉速度，與光阻液之噴吐出時機之曲線圖。

S1．．．溶劑噴吐步驟

S2．．．溶劑擴散步驟

S3-1、S3-2、S3-3．．．步驟

S3．．．塗佈步驟

S4．．．平坦化步驟

S5．．．乾燥步驟

V1．．．第1速度

V2．．．第2速度

V3．．．第3速度

V4．．．第4速度

V5．．．第5速度

V6．．．第6速度

V7．．．第7速度

Claims (15)

1. 一種塗佈處理方法，係基板之塗佈處理方法，其特徵在於包含：第1步驟，在使基板加速旋轉之狀態下，自噴嘴對該基板中心部噴吐出塗佈液，在基板上塗佈塗佈液；第2步驟，其後，使基板之旋轉減速，持續令基板旋轉；及第3步驟，其後，使基板之旋轉加速，使基板上的塗佈液乾燥；且於該第1步驟中，使基板旋轉之加速度依第1加速度、大於該第1加速度之第2加速度、大於該第1加速度且小於該第2加速度之第3加速度的順序變化，並且係使得該第1加速度、該第2加速度及該第3加速度分別為獨立且一定的加速度依序變化，令該基板經常加速旋轉。
2. 如申請專利範圍第1項之塗佈處理方法，其中在該第1步驟前，具有對基板噴吐出塗佈液之溶劑，使基板旋轉並同時在基板上塗佈溶劑之第4步驟，在該第4步驟後且於該第1步驟前令基板之旋轉減速，以較該第4步驟中基板之旋轉速度低速之旋轉速度，開始該第1步驟。
3. 如申請專利範圍第1項之塗佈處理方法，其中在該第1步驟前，具有對基板供給塗佈液之溶劑，使基板旋轉並同時在基板上塗佈溶劑之第4步驟，在維持該第4步驟中基板之旋轉速度之狀態下，開始該第1步驟。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗佈處理方法，其中該第1步驟中藉由噴嘴所進行的塗佈液之噴吐出持續進行至該第2步驟途中。
5. 如申請專利範圍第4項之塗佈處理方法，其中於該第2步驟中，噴吐出該塗佈液直至該第2步驟途中，於該塗佈液之噴吐停止後，令基板之旋轉減速，持續使基板旋轉。
6. 如申請專利範圍第4項之塗佈處理方法，其中於該第2步驟中藉由噴嘴的塗佈液之噴吐結束時，藉由移動噴嘴使塗佈液之噴吐出位置偏離基板中心部。
7. 如申請專利範圍第6項之塗佈處理方法，其中該噴嘴之移動在與該第1步驟結束同時開始。
8. 一種可讀取之電腦記憶媒體，儲存有基於利用塗佈處理裝置實行塗佈處理方法的目的，而使控制該塗佈處理裝置之控制部在電腦上動作用之程式，該塗佈處理方法包含：第1步驟，在使基板加速旋轉之狀態下，自噴嘴對該基板中心部噴吐出塗佈液，在基板上塗佈塗佈液；第2步驟，其後，令基板之旋轉減速，持續使基板旋轉；及第3步驟，其後，使基板之旋轉加速，使基板上的塗佈液乾燥；且於該第1步驟中，令基板旋轉之加速度依第1加速度、大於該第1加速度之第2加速度、大於該第1加速度且小於該第2加速度之第3加速度的順序變化，並且係使得該第1加速度、該第2加速度及該第3加速度分別為獨立且一定的加速度依序變化，令該基板經常加速旋轉。
9. 一種塗佈處理裝置，係基板之塗佈處理裝置，其特徵在於包含：旋轉固持部，固持並使基板旋轉；噴嘴，對基板噴吐出塗佈液；及控制部，控制該旋轉固持部與該噴嘴之動作，俾實行下列各步驟：第1步驟，在藉由該旋轉固持部使基板加速旋轉之狀態下，自該噴嘴對該基板中心部噴吐出塗佈液，在基板上塗佈塗佈液；第2步驟，其後，使基板之旋轉減速，持續使基板旋轉；及第3步驟，其後，使基板之旋轉加速，使基板上的塗佈液乾燥； 且於該第1步驟中，令基板旋轉之加速度依第1加速度、大於該第1加速度之第2加速度、大於該第1加速度且小於該第2加速度之第3加速度的順序變化，並且係使得該第1加速度、該第2加速度及該第3加速度分別為獨立且一定的加速度依序變化，令該基板經常加速旋轉。
10. 如申請專利範圍第9項之塗佈處理裝置，其中更具有對基板噴吐出塗佈液之溶劑之另一噴嘴，該控制部控制該旋轉固持部、該噴嘴及該另一噴嘴之動作，俾在該第1步驟前實行對基板噴吐出塗佈液之溶劑，令基板旋轉並同時在基板上塗佈溶劑之第4步驟，在該第4步驟後且係該第1步驟前使基板之旋轉減速，以較該第4步驟中基板之旋轉速度低速之旋轉速度開始該第1步驟。
11. 如申請專利範圍第9項之塗佈處理裝置，其中更具有對基板噴吐出塗佈液之溶劑之另一噴嘴，該控制部控制該旋轉固持部、該噴嘴及該另一噴嘴之動作，俾在該第1步驟前實行對基板供給塗佈液之溶劑，令基板旋轉並同時在基板上塗佈溶劑之第4步驟，在維持該第4步驟中基板之旋轉速度之狀態下，開始該第1步驟。
12. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之塗佈處理裝置，其中，於該第1步驟中，藉由該噴嘴所進行的塗佈液之噴吐，持續進行至該第2步驟途中。
13. 如申請專利範圍第12項之塗佈處理裝置，其中，於該第2步驟中，噴吐出該塗佈液直至該第2步驟途中，該塗佈液之噴吐停止後，使基板之旋轉減速，持續使基板旋轉。
14. 如申請專利範圍第12項之塗佈處理裝置，其中，更具有使該噴嘴自基板中心部上方沿基板徑向移動之噴嘴移動機構，該控制部控制該旋轉固持部、該噴嘴及該噴嘴移動機構之動作，俾該第2步驟中藉由該噴嘴的塗佈液之噴吐結束時，令該噴嘴移動，使塗佈液之噴吐出位置偏離基板中心部。
15. 如申請專利範圍第14項之塗佈處理裝置，其中該噴嘴之移動在與該第1步驟結束同時開始。