[發(fā)明專利]涂敷裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910128637.8
• 申請(qǐng)日: 2009-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN101581885A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 北野高廣;小畑耕一;稻田博一;緒方信博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G03F7/16
• 分類號(hào): G03F7/16;H01L21/027
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊 楷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過旋涂法在基板上形成涂敷膜的涂敷裝置和方 法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體裝置的制造工序中有將涂敷液涂敷在基板上的工序，作 為涂敷的方法例如旋涂法是周知的。該旋涂法是這樣的方法：將半導(dǎo) 體晶片(以下也簡(jiǎn)稱為晶片)或LCD用的玻璃基板等基板吸附在作為 基板保持部的旋轉(zhuǎn)卡盤上并使其保持水平，對(duì)基板的中心部供給涂敷 液并且使基板以高速旋轉(zhuǎn)，借助其離心力使涂敷液擴(kuò)散從而成膜的方 法。作為本工序中使用的涂敷液，抗蝕劑液是具有代表性的，該抗蝕 劑液通過使抗蝕劑成分溶解在溶劑中來制作。當(dāng)上述抗蝕劑液通過旋 涂在基板表面上擴(kuò)散時(shí)，所含有的溶劑揮發(fā)，抗蝕劑液干燥，從而形 成抗蝕劑膜。另外，溶劑揮發(fā)的高度，更具體地講是溶劑揮發(fā)的溶劑 蒸氣以較濃狀態(tài)存在的高度稱為交界層，通過該交界層的厚度(高度) 穩(wěn)定化，使溶劑在基板的面內(nèi)均勻地?fù)]發(fā)，其結(jié)果實(shí)現(xiàn)了涂敷膜的膜 厚在面內(nèi)的均勻化。上述交界層根據(jù)基板的轉(zhuǎn)速、和由于基板的旋轉(zhuǎn) 而產(chǎn)生的氣流以及氣體密度等而變化。

另外，近年來，對(duì)這樣的涂敷工序在技術(shù)上有高度的需求，例如 涂敷膜的進(jìn)一步薄膜化和膜厚的高度面內(nèi)均勻化等要求提高。于是考 慮通過在上述的旋涂法中提高基板的轉(zhuǎn)速來滿足這些要求。但是，基 板并不一定水平旋轉(zhuǎn)，特別在基板的周緣部如圖9A所示存在一些振動(dòng) (振擺)，所以在提高轉(zhuǎn)速的情況下，其周緣部的氣流的紊亂程度增大。 因此，振動(dòng)部位的交界層的厚度隨時(shí)間變化，溶劑的揮發(fā)量在面內(nèi)不 恒定。其結(jié)果為，存在以下問題：在基板上的涂敷膜的周緣部，膜厚 局部地減小等(參照?qǐng)D9B)，從而不能得到預(yù)定的膜厚外形，進(jìn)而使膜 厚外形(profile)在基板之間出現(xiàn)偏差等問題。近年來，半導(dǎo)體晶片 有尺寸逐漸大型化的傾向，在尺寸大的晶片中，旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)程度更 大，這樣的問題更為顯著。

作為上述的基板振動(dòng)的原因可以舉出以下等原因：旋轉(zhuǎn)卡盤的保 持基板的面不一定水平而是存在一些偏斜；在旋轉(zhuǎn)卡盤和基板之間有 顆粒進(jìn)入使得基板不能保持完全水平的狀態(tài)；或者基板本身在其制造 過程中不限于制造為完全平坦的圓板，可能由于某種理由而變形。

另一方面，在特開平2-164477(圖1)中記載了這樣的涂敷裝置： 通過在基板和基板保持部之間形成氣流，使得基板保持部以非接觸的 狀態(tài)保持基板，從而能夠防止附著在該保持部上的顆粒附著到基板上， 進(jìn)而將旋轉(zhuǎn)過程中的基板的姿態(tài)調(diào)節(jié)為水平。但是，以非接觸的狀態(tài) 保持基板并使其旋轉(zhuǎn)由于驅(qū)動(dòng)部的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力不直接傳遞到基板，所以 有可能會(huì)給基板的轉(zhuǎn)速帶來不良影響。因此認(rèn)為難以滿足上述要求。 此外，在使變形的基板旋轉(zhuǎn)的情況下產(chǎn)生振動(dòng)，該振動(dòng)會(huì)使基板表面 的氣流紊亂，使得交界層的厚度不均勻，溶劑的揮發(fā)紊亂。其結(jié)果為， 難以實(shí)現(xiàn)膜厚的穩(wěn)定化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種當(dāng)使用旋涂法在基板上形成涂敷膜 時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)涂敷膜的膜厚外形的穩(wěn)定化的涂敷裝置及方法。

本發(fā)明的第1方面是一種涂敷裝置，具備：基板保持部，將基板 保持為水平；涂敷液供給機(jī)構(gòu)，將涂敷液供給到保持在上述基板保持 部上的上述基板的表面中央部；驅(qū)動(dòng)部，使上述基板保持部繞鉛直軸 旋轉(zhuǎn)，以使供給到上述基板的表面中央部的上述涂敷液借助離心力向 上述基板的表面周緣部擴(kuò)散；和振動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)，具有分別以與上述基 板的背面相對(duì)置的方式設(shè)置的排出口和抽吸口，通過從上述排出口排 出氣體并且向上述抽吸口抽吸上述氣體，來抑制旋轉(zhuǎn)過程中的上述基 板的振動(dòng)。

上述涂敷裝置可以進(jìn)而具備升降機(jī)構(gòu)，該升降機(jī)構(gòu)用于使上述振 動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)在用于抑制上述基板的上述振動(dòng)的作用位置、與該作用位 置下方的待機(jī)位置之間升降。在該情況下，上述涂敷裝置可以進(jìn)而具 備控制上述涂敷裝置的某動(dòng)作的控制部，上述控制部預(yù)先設(shè)定為，在 上述基板被交接至上述基板保持部時(shí)，將上述振動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)配置在上 述待機(jī)位置。上述涂敷裝置可以進(jìn)而具備控制上述涂敷裝置的某動(dòng)作 的控制部，上述控制部預(yù)先設(shè)定為，在使上述振動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)從上述待 機(jī)位置向上述作用位置上升而接近保持在上述基板保持部上的上述基 板時(shí)，從上述排出口排出上述氣體，不向上述抽吸口抽吸上述氣體。