專利名稱：涂布處理裝置和涂布膜形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在被處理基板上涂布涂布液而形成涂布膜的涂布處理裝置和涂布膜形成方法。
背景技術：
例如，在半導體器件的制造工序中，用光刻技術，在半導體晶片上形成規(guī)定的電路圖形。在此一光刻工序中，在晶片上形成抗蝕劑膜，按照規(guī)定的圖形曝光該抗蝕劑膜，通過對曝光處理過的晶片進行顯像處理，形成電路圖形。
這里，作為在晶片上形成抗蝕劑膜的方法，廣泛用著把規(guī)定量的抗蝕劑液供給到以大致水平姿勢保持的晶片的中心部后，通過使晶片高速旋轉而使抗蝕劑液擴展到整個晶片的所謂旋轉涂層法。
作為這種旋轉涂層法進行成膜的裝置，例如，在特開2001-189266號公報中，公開了包括有圍著晶片的周圍配置的、通過從底部強制地進行排氣而強制地排出晶片周圍的氣氛的處理杯，和在此一處理杯的內側配置成圍著晶片的外周、控制在晶片附近產生的氣流的氣流控制板的涂布處理裝置。
但是，在此一涂布處理裝置中，因為排氣流路的氣氛采集口位于晶片的端面附近，故晶片周緣部處的抗蝕劑液的干燥因流入排氣流路的氣流而加快。借此，因為從晶片的中心向周緣流動的抗蝕劑液容易在晶片的周緣處堆積，故抗蝕劑膜的厚度是晶片的周緣部比中央部加厚。
近年來，隨著電路圖形的細微化與高集成化將要形成的抗蝕劑膜變薄，這種微小的抗蝕劑膜的厚度的不均一就可能對生產率與產品的質量帶來很大的影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于這種情況而作成的，目的在于提供一種可形成厚度均一性優(yōu)秀的涂布膜的涂布處理裝置和涂布膜形成方法。
也就是說根據本發(fā)明的第一觀點，提供一種在被處理基板上形成涂布膜的涂布處理裝置，該裝置包括以大致水平姿勢保持被處理基板的保持機構；把規(guī)定的涂布液供給到保持于前述保持機構中的被處理基板的表面的涂布液供給機構；使保持于前述保持機構的被處理基板旋轉的旋轉機構；以及接近于前述被處理基板而配置成圍著前述被處理基板的外圍，其豎直斷面形狀隨著從內側向外側向上增加厚度的氣流控制部件。
根據本發(fā)明第二觀點，提供一種在被處理基板上形成涂布膜的涂布處理裝置，該裝置具備以大致水平姿勢保持被處理基板的保持機構；把規(guī)定的涂布液供給到保持于前述保持機構中的被處理基板的表面的涂布液供給機構；使保持于前述保持機構的被處理基板旋轉的旋轉機構；以及收容前述保持機構，能夠從底部排出前述被處理基板周圍的氣氛的處理容器，前述處理容器包括具有圍著前述被處理基板的外側的外周壁部的第一杯；和由斷面大致三角形且上凸的上環(huán)部與斷面大致三角形且下凸的下環(huán)部所構成的具有斷面大致四邊形的形狀，接近于前述被處理基板的端面圍著前述被處理基板的外周地配置于前述第一杯的內側的氣流控制部件，在前述氣流控制部件與前述第一杯的外周壁部之間實質上形成用來排出前述被處理基板周圍的氣氛的排氣流路，前述上環(huán)部的頂點與前述外周壁部的上端之間成為前述排氣流路的氣氛采集口。
在根據此第二觀點的涂布處理裝置中，氣流控制部件中的上環(huán)部的內側的底角優(yōu)選是為24度以上34度以下，上環(huán)部的高度優(yōu)選是為10mm以上18mm以下，此外，氣流控制部件中的下環(huán)部的內側的底角優(yōu)選是為25度以上35度以下。上環(huán)部與下環(huán)部優(yōu)選是為一體。
第一杯的外周壁部，優(yōu)選有筒狀的豎直壁部和連接設置于該豎直壁部的上端向內側上方傾倒的傾斜壁部，該傾斜壁部與氣流控制部件的上環(huán)部的外側斜面優(yōu)選是大致平行。此外，在構成第一杯的外周壁部的傾斜壁部的上端部內側，優(yōu)選設置用來抑制流入排氣流路的氣流的逆流的突起部。
處理容器還具備具有從被處理基板的下側斜著向下向外擴展的傾斜壁部的第二杯，優(yōu)選是實質上具有如下的構成向下排出從被處理基板掙脫的涂布液的排液流路在氣流控制部件與第二杯的傾斜壁部之間形成，氣流控制部件與被處理基板之間的間隙部成為排液流路中的排液采集口。進而，優(yōu)選如下構成該第二杯具有從傾斜壁部的下端向下延伸的筒狀的豎直壁部，排氣流路與排液流路在形成于第一杯的外周壁部與第二杯的豎直壁部之間的間隙部處合流，成為從處理容器的底部進行排氣和排液。
優(yōu)選將氣流控制部件配置成從被處理基板掙脫的涂布液實質上通過沖擊下環(huán)部的內側的傾斜面被引導到排液流路，此外，在被處理基板的周緣附近流動的氣流實質上沿著上環(huán)部的內側的傾斜面上升后從氣氛采集口流入排氣流路，上環(huán)部的內側的角與下環(huán)部的內側的角合起來的頂點處于高于被處理基板的表面的位置。
根據本發(fā)明的第三觀點，提供一種在被處理基板上形成涂布膜的涂布處理裝置，該裝置具備以大致水平姿勢保持被處理基板的保持機構；把規(guī)定的涂布液供給到保持于前述保持機構中的被處理基板的表面的涂布液供給機構；使保持于前述保持機構的被處理基板旋轉的旋轉機構；以及收容前述保持機構，能夠從底部排出前述被處理基板周圍的氣氛的處理容器，前述處理容器包括具有圍著前述被處理基板的外側的外周壁部的第一杯；和由豎直斷面大致三角形且上凸的上環(huán)部，與具有從前述上環(huán)部的內側頂點向外向下傾斜規(guī)定長度的第一傾斜部和從前述第一傾斜部的下端在水平方向上向外延長的水平面部以及從上述水平面部向外向下傾斜的第二傾斜部的下環(huán)部構成，接近于前述被處理基板的端面圍著前述被處理基板的外周地配置于前述第一杯的內側的氣流控制部件，在前述氣流控制部件與前述第一杯的外周壁部之間實質上形成用來排出前述被處理基板周圍的氣氛的排氣流路，前述上環(huán)部的頂點與前述外周壁部的上端之間成為前述排氣流路的氣氛采集口。
在根據該第三觀點的涂布處理裝置中，氣流控制部件以外的構成，可以取為與第二觀點的涂布處理裝置相同。此外用于第三觀點的涂布處理裝置的氣流控制部件的上環(huán)部可以取為與用于第二觀點的涂布處理裝置的氣流控制部件的上環(huán)部相同的結構。
根據本發(fā)明，提供基于上述涂布處理裝置的涂布膜形成方法。也就是說，根據本發(fā)明的第四觀點，該方法包括以大致水平姿勢保持被處理基板的工序；豎直斷面形狀隨著從內側向外側向上增加厚度的大致環(huán)狀的氣流控制部件接近于前述被處理基板的外周，而且，圍著前述被處理基板的外周地，相對地調整前述被處理基板與前述氣流控制部件的位置的工序，以及把規(guī)定的涂布液供給到前述被處理基板的表面，通過使前述被處理基板旋轉使前述涂布液擴展到整個前述被處理基板，在前述被處理基板上形成涂布膜的工序。
在該涂布膜形成方法中，作為氣流控制部件優(yōu)選用由斷面大致三角形且上凸的上環(huán)部與斷面大致三角形且下凸的下環(huán)部所構成的斷面大致四邊形者，在調整被處理基板與氣流控制部件的位置的工序中，把被處理基板與氣流控制部件收容于具有圍著被處理基板的外側的外周壁部并從其底部能夠排氣的處理容器的內部，此外，在使被處理基板旋轉而形成涂布膜的工序中，從氣流控制部件與外周壁部之間把被處理基板的上側的氣氛取入處理容器內。進而，在調整被處理基板與氣流控制部件的位置的工序中，優(yōu)選，按照上環(huán)部的內側的角與下環(huán)部的內側的角合起來的頂點處于高于被處理基板的表面的位置的方式配置氣流控制部件，借此可以使從被處理基板掙脫的涂布液沖擊于下環(huán)部的內側的斜面而引導到處理容器的下方。
根據上述本發(fā)明的涂布處理裝置和涂布膜形成方法，則因為可以減小在排出被處理基板的周圍的氣氛之際發(fā)生的氣流對被處理基板的周緣部的影響，故可以在整個基板上形成厚度分布均一的涂布膜。


圖1是表示抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)的概略結構的俯視圖，圖2是表示抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)的概略結構的主視圖，圖3是表示抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)的概略結構的后視圖，圖4是表示抗蝕劑涂布處理單元的概略結構的剖視圖，圖5是圖4中所示的區(qū)域A的放大圖，圖6A是表示比較例1的處理杯的概略結構的說明圖，圖6B是表示比較例2的處理杯的概略結構的說明圖，圖6C是表示實施例的處理杯的概略結構的說明圖，圖7是表示用比較例1與實施例的處理杯進行成膜的抗蝕劑膜的范圍與3σ的值的曲線圖，圖8是表示用比較例1、比較例2和實施例的處理杯進行成膜的各抗蝕劑膜的晶片的半徑方向上的膜厚變化的曲線圖，圖9是表示用實施例的處理杯使排氣壓力變化的情況的晶片的半徑方向上的抗蝕劑膜的膜厚變化的曲線圖，圖10是表示另一個抗蝕劑涂布處理單元的概略結構的剖視圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖就本發(fā)明的實施方式詳細地進行說明。這里，舉例說明備有把抗蝕劑液涂布于半導體晶片而形成抗蝕劑膜的抗蝕劑涂布處理單元，進行從抗蝕劑膜的形成到顯像處理的一系列處理的抗蝕劑涂布·顯像處理裝置。
圖1是表示抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)1的概略俯視圖，圖2是其主視圖，圖3是其后視圖。抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)1具備作為搬送站的盒站10，具有多個處理單元的處理站11，和用來在與鄰接于處理站11而設置的未圖示的曝光裝置之間交接晶片W的接口站12。
盒站10包括載置能夠收容多張(例如25張)晶片W的晶片盒CR的盒載置臺20。在抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)1中將要處理的晶片W所收容的晶片盒CR從其他系統(tǒng)搬入盒站10的盒載置臺20。相反，將收容有結束了在抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)1中的處理的晶片W的晶片盒CR從盒載置臺20向其他系統(tǒng)搬出。
在盒載置臺20上，沿著圖1中所示的X方向，形成多個(圖1中4個)定位突起20a。晶片盒CR使各自的晶片出入口朝向處理站11側，在這些定位突起20a的位置上載置成一列。在晶片盒CR的內部，晶片W以大致水平姿勢在豎直方向(Z方向)上以規(guī)定間隔排列。
盒站10還備有在盒載置臺20與處理站11之間搬送晶片W的晶片搬送機構21。該晶片搬送機構21能夠在晶片盒CR內的晶片W的排列方向(Z方向)和盒排列方向(X方向)上移動，備有在垂直于這些Z方向和X方向的Y方向上進退自如，而且，在水平面(X-Y面)內旋轉自如的晶片搬送用拾取器21a。因而，晶片搬送用拾取器21a可以對收容于載置于盒載置臺20的晶片盒CR的規(guī)定位置處的晶片W有選擇地訪問，進而還可以訪問屬于后述的處理站11側的第三處理部G3的對準單元(ALIM)和擴展單元(EXT)。
處理站11備有用來對晶片W進行抗蝕劑液的涂布和顯像之際的實施一系列工序的多個處理單元。這些多個處理單元在規(guī)定位置上配置成多段。在各處理單元中晶片W被逐張?zhí)幚?。如圖1中所示，該處理站11構成為在中心部有晶片搬送路22a，此中設有主晶片搬送機構22，在晶片搬送路22a的周圍配置著所有的處理單元。這些多個處理單元分成多個處理部，在各處理部中多個處理單元沿著豎直方向配置成多段。
如圖3中所示，主晶片搬送機構22具有在筒狀支撐體79的內側備有在豎直方向上升降自如的晶片搬送裝置76。筒狀支撐體79靠未圖示的電動機的旋轉驅動力成為旋轉自如，晶片搬送裝置76與筒狀支撐體79可一體地旋轉。晶片搬送裝置76備有在搬送基臺77的前后方向上移動自如的多條保持臂78，靠這些保持臂78實現(xiàn)各處理單元間的晶片W的交接。
如圖1中所示，在抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)1中，在晶片搬送路22a的周圍實際上配置著4個處理部G1·G2·G3·G4。這些當中，第一和第二處理部G1·G2并列配置于抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)1的正面?zhèn)?圖1中的眼前側)，第三處理部G3鄰接于盒站10地配置，第四處理部G4鄰接于接口站12地配置。此外，在抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)1中，在背面部可以配置第五處理部G5。
在第一處理部G1中，如圖2中所示，作為在涂布器杯(CP)內把晶片W放在回轉盤(未圖示)上進行規(guī)定的處理的兩臺旋轉器型處理單元的抗蝕劑涂布處理單元(COT)，與顯像抗蝕劑的圖形的顯像處理單元(DEV)下起順序重疊在兩段。在第二處理部G2中也同樣，作為兩臺旋轉器型處理單元的抗蝕劑涂布處理單元(COT)和顯像處理單元(DEV)下起順序重疊在兩段。再者，有關抗蝕劑涂布處理單元(COT)的結構后面詳細地進行說明。
在第三處理部G3中，如圖3中所示，把晶片W放在載置臺SP上進行規(guī)定的處理的開式處理單元重疊在多段。也就是說，進行用來提高抗蝕劑的附著性的所謂疏水化處理的附著性單元(AD)、進行位置對準的對準單元(ALIM)、進行晶片W的搬入搬出的擴展單元(EXT)、進行冷卻處理的冷卻板單元(COL)、對涂布了抗蝕劑液的晶片W或曝光處理后的晶片W進行加熱處理的四個熱板單元(HP)下起順序重疊成八段。再者，也可以代替對準單元(ALIM)設置冷卻板單元(COL)，使冷卻板單元(COL)中帶有對準功能。
在第四處理部G4中，與第三處理部G3同樣，開式的處理單元重疊在多段。也就是說，冷卻板單元(COL)、作為備有冷卻板的晶片搬入搬出部的擴展·冷卻板單元(EXTCOL)、擴展單元(EXT)、冷卻板單元(COL)、和四個熱板單元(HP)下起順序重疊成八段。
在主晶片搬送機構22的背部側設置第五處理部G5的情況，第五處理部G5沿著導軌25從主晶片搬送機構22看能夠向側方移動。借此，即使在設置第五處理部G5的情況，也可以通過使其沿著導軌25滑動而確?？臻g部，故可以從其后側容易地進行對主晶片搬送機構22的維修作業(yè)。
接口站12，如圖1和圖2中所示，具有在其正面部可搬性拾取盒PR與定位型的緩沖盒BR配置成兩段，在其背面部配置著周邊曝光裝置23，在其中央部配置著晶片搬送機構24的結構。
該晶片搬送機構24具有晶片搬送用臂24a。晶片搬送用臂24a在Z方向上能夠移動以便分別訪問兩個盒PR·BR、周邊曝光裝置23、屬于處理站11的第四處理部G4的擴展單元(EXT)、鄰接于接口站12的曝光裝置的晶片交接臺(未圖示)，而且，在Z方向可移動，在水平面內旋轉自如，進而在水平面內進退自如。
在上述抗蝕劑涂布·顯像處理系統(tǒng)1中，首先，收容有未處理的晶片W的晶片盒CR載置于盒載置臺20，接著晶片搬送機構21的晶片搬送用拾取器21a訪問該晶片盒CR并從中取出一張晶片W，搬送到第三處理部G3的擴展單元(EXT)。
該晶片W靠主晶片搬送機構22的晶片搬送裝置76從擴展單元(EXT)搬入處理站11。接著，該晶片W在第三處理部G3的對準單元(ALIM)中被對準后，搬送到附著性處理單元(AD)，在那里進行用來提高抗蝕劑的附著性的疏水化處理(HMDS處理)。因為該HMDS處理伴隨著加熱，故HMDS處理后的晶片W由晶片搬送裝置76搬送到冷卻板單元(COL)，在那里被冷卻。
像這樣在附著性處理單元(AD)中的處理后在冷卻板單元(COL)中冷卻了的晶片W，或者未進行附著性處理單元(AD)中的處理的晶片W，接著，由晶片搬送裝置76搬送到抗蝕劑涂布處理單元(COT)，在那里抗蝕劑液涂布于晶片W的表面，形成抗蝕劑膜(涂布膜)。
該涂布處理結束后，晶片W向第三處理部G3或第四處理部G4的熱板單元(HP)搬送，在那里被預烘焙處理，接著搬送到任一個冷卻板單元(COL)，在那里被冷卻。
接著晶片W搬送到第三處理部G3的對準單元(ALIM)，在那里被對準后，經由第四處理部G4的擴展單元(EXT)搬送到接口站12。
在接口站12中，在晶片W上由周邊曝光裝置23施行周邊曝光處理，借此去除多余的抗蝕劑。然后，晶片W搬送到鄰接于接口站12而設置的曝光裝置(未圖示)，在那里晶片W的抗蝕劑膜上以規(guī)定的圖形施行曝光處理。
結束了曝光處理的晶片W再次返回到接口站12，由晶片搬送機構24搬送到屬于第四處理部G4的擴展單元(EXT)。然后晶片W由晶片搬送裝置76向第三處理部G3或第四處理部G4的熱板單元(HP)搬送，在那里對晶片W施行曝光后烘焙處理。在曝光后烘焙處理中，雖然晶片W冷卻到規(guī)定溫度，但是晶片W在其后根據需要搬送到冷卻板單元(COL)，在那里進行冷卻處理。
然后，晶片W搬送到顯像處理單元(DEV)，在那里進行曝光圖形的顯像。顯像結束后，晶片W向第三處理部G3的熱板單元(HP)搬送，在那里施行后烘焙處理。結束了這種一系列的處理的晶片W經由第三處理部G3的擴展單元(EXT)返回到盒站10，收容于晶片盒CR的規(guī)定位置。
接下來，就抗蝕劑涂布處理單元(COT)詳細地進行說明。圖4是表示抗蝕劑涂布處理單元(COT)的一個實施方式的概略剖視圖，圖5是圖4中所示的區(qū)域A的放大圖?？刮g劑涂布處理單元(COT)具備以大致水平姿勢保持晶片W的旋轉盤41，使旋轉盤41旋轉的旋轉機構42，使旋轉盤41升降的升降機構43，收容旋轉盤41的處理杯50，以及把抗蝕劑液供給到保持于旋轉盤41的晶片W的表面的抗蝕劑涂布噴嘴91。從處理杯50的上方，清潔的空氣從過濾器風扇單元(FFU)(未圖示)作為下行氣流向處理杯50供給。
抗蝕劑涂布噴嘴91保持于噴嘴保持臂92。噴嘴保持臂92靠由滑動機構或轉動機構等水平方向移動機構與升降機構(豎直方向移動機構)組成的噴嘴移動機構93在晶片W的中心部與處理容器的外側的避讓位置(未圖示)之間移動自如，而且，接近或離開晶片W的表面自如。再者，抗蝕劑液從抗蝕劑送液裝置94送到抗蝕劑涂布噴嘴91。
旋轉盤41靠未圖示的抽吸機構減壓吸附地保持晶片W。把晶片W吸附保持于旋轉盤41，把規(guī)定量的抗蝕劑液供給到晶片W的幾乎中心后靠旋轉機構42使旋轉盤41旋轉，借此在晶片W上形成抗蝕劑膜。此時，由處理杯50回收從晶片W飛濺到周圍的多余的抗蝕劑液。
處理杯50大致上由圍著晶片W的外側配置的第一杯51、在第一杯51的內側接近于晶片W地圍著晶片W配置的氣流控制部件52、以及配置于晶片W的下側的第二杯53來構成。再者，氣流控制部件52靠設在其外周的多個部位的連接部件(未圖示)連接保持于第一杯51。
第一杯51包括由筒狀的第一豎直壁71a和連接設置于該第一豎直壁71a而向內側上方傾倒的第一傾斜壁71b組成的外周壁61a，設在第一豎直壁71a的內側的圓筒狀的中間壁61b，和底壁61c。氣流控制部件52具有由斷面大致三角形且上凸的上環(huán)部件62a和斷面大致三角形且下凸的下環(huán)部件62b來構成的斷面大致四邊形的形狀。上環(huán)部件62a與下環(huán)部件62b也可以一體地構成。第二杯53包括從晶片W的下側斜著向下向外擴展的第二傾斜壁63a，連通于該第二傾斜壁63a的下端的筒狀的第二豎直壁63b，以及配置于第一杯51的中間壁61b的內側的圓筒狀的內周壁63c。
在處理杯50中，在外周壁61a與氣流控制部件52之間形成排氣流路55，在下環(huán)部件62b與第二傾斜壁63a之間形成排液流路56，在第一豎直壁71a與第二豎直壁63b之間形成排氣流路55與排液流路56合流的排氣/排液流路57，在外周壁61a與中間壁61b之間形成排液室58，在中間壁61b與內周壁63c之間形成排氣室59。此外，在底壁61c排液室58所形成的部分形成排液口74，在底壁61c的形成有排氣室59的部分形成排氣口72。在該排液口74上安裝排液管75，在排氣口72上安裝排氣管73。
在排氣管73的下游設有未圖示的排氣裝置，晶片W的周圍的氣氛通過使該排氣裝置工作而經由排氣口72從底部排氣。在抗蝕劑涂布處理單元(COT)中，該晶片W的周圍的氣氛的排氣實質上經由排氣流路55進行，在使晶片W旋轉之際從晶片W掙脫的抗蝕劑液的排液實質上經由排液流路56進行。接下來就此更詳細地進行說明。
如圖5中所示，排氣流路55中的排氣的采入口(以下稱為‘氣氛采集口’)55a在第一杯51的第一傾斜壁71b的上端部與氣流控制部件52的上環(huán)部件62a的頂點之間形成。也就是說，在抗蝕劑涂布處理單元(COT)中，氣氛采集口55a設在晶片W的外方上部。此外，抗蝕劑液向排液流路56流入用的抗蝕劑液采集口56a在晶片W與氣流控制部件52之間形成。
按照抗蝕劑液采集口56a的寬度γ比氣氛采集口55a的寬度α1要窄的方式，氣流控制部件52接近于晶片W地配置。雖然因此晶片W的周圍的氣氛從氣氛采集口55a向排氣流路55容易流入，但是經由抗蝕劑液采集口56a向排液流路56變得難以流入。這樣一來實質上晶片W的周圍的氣氛的排氣經由排氣流路55進行。
在氣氛(氣體)流入排氣流路55之際，在氣氛采集口55a附近發(fā)生強的排氣氣流。但是，因為氣氛采集口55a在離開晶片W的位置上形成，故流入排氣流路55的排氣氣流對晶片W的周緣部的影響減小。此外，因為氣流不容易向抗蝕劑液采集口56a流入，所以在抗蝕劑液采集口56a附近不發(fā)生強的排氣氣流。這樣一來在用抗蝕劑涂布處理單元(COT)的抗蝕劑膜的成膜工序中，因為排氣氣流引起的抗蝕劑膜的周緣部的干燥受到抑制，故可以得到膜厚分布的均一性上優(yōu)秀的抗蝕劑膜。
氣流控制部件52優(yōu)選是配置成在使旋轉盤41旋轉之際從晶片W掙脫的抗蝕劑液實質上通過沖擊于下環(huán)部件62b的內側的傾斜面而引導到排液流路56，此外，流過晶片W的周緣部附近的氣流實質上沿著上環(huán)部件62a的內側的傾斜面上升后從氣氛采集口55a流入排氣流路55，上環(huán)部件62a的內側的角與下環(huán)部件62b的內側的角合起來所形成的頂點的高度位置，比保持于旋轉盤41的晶片W的表面的高度位置要高例如0.1mm～1mm左右。借此，可以更顯著地得到前述使膜厚分布均一的效果。
此外，配置成來自晶片W側的氣流容易向氣氛采集口55a流入，氣流控制部件52是氣流控制部件52的頂點(上環(huán)部件62a的頂點)來到低于第一杯51的頂點(第一傾斜壁71b的最上部)的位置。
構成氣流控制部件52的上環(huán)部件62a的內側的底角θ1優(yōu)選是取為24度以上34度以下。如果上環(huán)部件62a的底角θ1變得小于24°，則因為氣氛采集口55a的位置降低而接近于晶片W，故流入排氣流路55的氣流對晶片W的周緣部的影響加大，致使在晶片W的周緣部處抗蝕劑膜容易加厚。相反，如果上環(huán)部件62a的底角θ1大于34度，則從晶片W的中央部向外側的氣流沖擊于上環(huán)部件62a的內側的傾斜面而返回到中央部的氣流就容易發(fā)生，該氣流中所含有的抗蝕劑液的霧容易附著于抗蝕劑膜而引起抗蝕劑膜的污染。
上環(huán)部件62a的外側的底角θ3適合于第一傾斜壁71b的傾斜角度而確定，以便排氣流路55確保一定的寬度，例如可以取為22度以上32度以下的范圍。此外，氣流控制部件52的內徑和外徑因為隨處理的晶片W的直徑而變化，故上環(huán)部件62a的高度也相應于晶片的大小而適當地設定在合適的值。例如，在晶片W的直徑為300mm的情況，上環(huán)部件62a的高度α2可以取為10mm以上18mm以下(例如，14mm)。
構成氣流控制部件52的下環(huán)部件62b的內側的底角θ2優(yōu)選是取為25度以上35度以下。如果下環(huán)部件62b的底角θ2大于35度，則從晶片W掙脫的抗蝕劑液沖擊于下環(huán)部件62b的內側的傾斜壁而彈回，就容易污染晶片W的周緣部。另一方面，如果底角θ2小于25度，則從晶片W掙脫的抗蝕劑液與隨著該抗蝕劑液的飛濺產生的氣流達到排氣流路55而致使排氣流路55中的氣流被擾動，產生在排氣流路55流動的氣流發(fā)生逆流的危險。
排氣/排液流路57的寬度β3優(yōu)選是比作為排氣流路55的一部分且在第一豎直壁71a與下環(huán)部件62b之間所形成的部分的寬度β1要窄。此外排氣/排液流路57的寬度β3優(yōu)選是比排液流路56的寬度β2要窄。這是因為如果加寬排氣/排液流路57的寬度β3，則排氣/排液流路57中的抽吸力減弱，致使在排氣流路55或排液流路56中容易產生氣流的擾動，所以要防止它的緣故。
在發(fā)生排氣流路55中排氣氣流逆流，從氣氛采集口55a向晶片W的上空的排氣返回的事態(tài)的情況，排氣氣流中所含有的抗蝕劑液的霧附著于晶片W的表面，產生抗蝕劑膜的表面被污染的問題。因此，優(yōu)選是在第一杯51的第一傾斜壁71b的上端設有向氣氛采集口55a側突出的突起部61d，借此抑制流入排氣流路55的氣流的逆流。
具有上述構成的抗蝕劑涂布處理單元(COT)中的晶片W的處理通過以下說明的工序來進行。首先，使保持晶片W的保持臂78進入到旋轉盤41上，然后使旋轉盤41上升，借此晶片W保持于旋轉盤41。使保持臂78避讓后使旋轉盤41下降，以處理高度保持晶片W。
使抗蝕劑涂布噴嘴91移動到晶片W的中心，把規(guī)定量的抗蝕劑液供給到晶片W的表面，使旋轉盤41旋轉。借此抗蝕劑液靠離心力向晶片W的周緣擴展，靠碰到晶片W上的下行氣流和在晶片W的周圍發(fā)生的氣流進行抗蝕劑膜的干燥。
在使旋轉盤41旋轉之際，從晶片W的外周飛濺的多余的抗蝕劑液的大多數，從抗蝕劑液采集口56a進入排液流路56后遇到氣流控制部件52的下環(huán)部件62b的內側斜面，經由排液流路56與排氣/排液流路57到達排液室58，經由排液口74與排液管75向外部排出。晶片W的周邊的氣氛從氣氛采集口55a向排氣流路55流入，依次經由排氣/排液流路57、排液室58、排氣室59后，經由排氣口72與排氣管73向外部排出。
再者，雖然有時從晶片W掙脫的抗蝕劑液的一部分附著于氣流控制部件52的上環(huán)部件62a的內側斜面，但是像這樣附著于氣流控制部件52的抗蝕劑液在清洗處理杯50之際被去除。此外，在抗蝕劑液涂布于晶片W前，優(yōu)選是進行把稀薄劑等溶劑涂布于晶片W的表面的前處理，以便抗蝕劑液容易在晶片W的表面上擴展。
停止旋轉盤41的旋轉后，使旋轉盤41上升到規(guī)定的高度，使保持臂78進入旋轉盤41的下側。接著如果使旋轉盤41下降，則在其中途晶片W從旋轉盤41交給保持臂78。保持臂78把保持的晶片W搬送到某個熱板單元(HP)，在那里對晶片W施行預烘焙處理。
在表1與圖7和圖8中，示出用圖6A～圖6C中所示的種種的處理杯，使旋轉盤41的轉速變化而在300mmφ的晶片W上形成抗蝕劑膜的情況的膜厚分布的結果。
圖6A～圖6C與圖5同樣示出晶片W的外側附近部，其他部分的構成是相同的。圖6A中所示的比較例1的處理杯，概略地說，具有使處理杯50變形的如下結構從處理杯50取下氣流控制部件52進而使第一杯51的第一傾斜壁71b的前端接近于晶片W的周緣。構成比較例1的處理杯的第一杯在圖6A中以標號89表示。圖6B中所示的比較例2的處理杯，概略地說，具有按照從處理杯50取下氣流控制部件52的上環(huán)部件62a留下下環(huán)部件62b，而且，使圖4中所示的第一杯51的第一傾斜壁71b的前端接近于晶片W的周緣的方式而變形的結構(以其為‘第一杯89′’)。圖6C中所示的實施例的處理杯與圖4和圖5中所示的根據本發(fā)明的處理杯50是同一的。
表1

在晶片W上所形成的抗蝕劑膜的膜厚測定，以離晶片W的外周端面3mm內側的圓周上的點為最外周測定點，在該圓周內的直徑上的多個部位處進行。表1示出其測定結果的幅度和3σ的值。這里，‘幅度’表示測定的值的最大值與最小值之差，此外，因為膜厚的最大值是最外周(也就是離晶片W的外周端面3mm內側的圓周上)的值，所以該幅度的值小表示抗蝕劑膜的外周部的波動小。此外，‘3σ’是膜厚分布的標準偏差，該值小表示抗蝕劑膜的厚度均一性上優(yōu)秀。
如該表1中所示，查明在比較例2的情況中幅度和3σ的值比比較例1要小，進而在實施例的情況幅度和3σ的值變得更小?？梢哉J為在比較例1和比較例2中，因為與實施例相比氣氛采集口處于接近于晶片W的端面的位置，故在晶片W的周緣部處抗蝕劑膜因排氣氣流的影響而變得容易干燥，致使抗蝕劑膜加厚。再者，可以認為比較例1與比較例2相比，在豎直方向上流動的氣流碰到晶片W的周緣部而使抗蝕劑膜干燥，致使在晶片W周緣部處抗蝕劑膜加厚。
圖7是針對比較例2與實施例，表示離晶片W的外周端面2mm、3mm、5mm的位置處的幅度和3σ的值的曲線圖。根據該圖7可以看出，在實施例中，晶片W的周緣部處的抗蝕劑膜的波動受到抑制。
圖8示出在把旋轉盤41的轉速取為800rpm的情況的晶片W的直徑方向上的抗蝕劑膜的膜厚變化。從圖8可以看出，在實施例的情況，晶片W的周緣部處的抗蝕劑膜的波動受到抑制。從這些圖7和圖8還看出，通過用實施例的處理杯50，可以在整個晶片W上形成膜厚均一的抗蝕劑膜。再者，如圖8中所示，雖然在實施例的情況與比較例1·2相比膜厚全都減薄10nm，但是通過調節(jié)轉速或旋轉時間可以控制到規(guī)定的厚度。
圖9示出把旋轉盤41的轉速取為恒定，使排氣口72處的排氣壓力變化的情況的抗蝕劑膜的膜厚，以離晶片W的外周端面3mm內側的圓周上的點為最外周測定點在該圓周內的直徑上的多個部位處測定的結果(幅度和3σ)。雖然如果使排氣口72處的排氣壓力變化，則排氣流路55與排液流路56處的排氣壓力變化，但是，如圖9中所示，可以確認幾乎表現(xiàn)不出這種排氣壓力的變化對抗蝕劑膜的厚度的影響。這表明，既可以把抗蝕劑膜的厚度維持恒定，又可以可靠地進行晶片W的周圍的氣氛的排氣。
雖然以上就本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明不限于這種實施方式。
例如，氣流控制部件的形狀不限定于圖4和圖5中所示的形狀。圖10是包括備有氣流控制部件52′的處理杯50′的抗蝕劑涂布處理單元(COT)′的概略剖視圖。該抗蝕劑涂布處理單元(COT)′與前面說明的抗蝕劑涂布處理單元(COT)除了處理杯具備的氣流控制部件的形狀不同以外具有同一結構。處理杯50′具備的氣流控制部件52′由豎直斷面大致三角形且上凸的上環(huán)部件62a與具有從上環(huán)部件62a的內側頂點向外向下傾斜規(guī)定長度的第一傾斜部81a和從該第一傾斜部81a的下端在水平方向上向外延長的水平面部81b以及從該水平面部81b的外側端向外向下傾斜的第二傾斜部81c的下環(huán)部件62b′來構成。上環(huán)部件62a與下環(huán)部件62b′優(yōu)選是一體的。
上環(huán)部件62a在處理杯50與處理杯50′中是通用的。下環(huán)部件62b′的第一傾斜部81a起著把從晶片W掙脫的抗蝕劑液引導到下方的作用。處理杯50′中，與處理杯50相比，在第二杯53與下環(huán)部件62b′之間所形成的排液流路56′的寬度加寬。這一點，如果考慮到像前面說明的那樣在處理杯50中排氣/排液流路57的寬度β3優(yōu)選是比排液流路56的寬度β2要窄，則不會對排液/排氣特性有不良影響。因而，通過用備有包括氣流控制部件52′的處理杯50′的抗蝕劑涂布處理單元(COT)′也可以提高在晶片W上所形成的抗蝕劑膜的膜厚均一性。
此外，例如，在抗蝕劑涂布處理單元(COT)等中，因為保持臂78是升降自如的，所以不使旋轉盤41升降而使保持晶片W的位置恒定地固定，在旋轉盤41與保持臂78之間進行晶片W的交接之際，也可以使處理杯50升降以便不成為晶片W的交接的障礙。
基板不限定于半導體晶片，也可以是FPD(平板顯示器)用的玻璃基板。此外，涂布不限定于抗蝕劑液，例如，也可以是為了通過旋轉涂層法形成層間絕緣膜所使用的藥液。
工業(yè)實用性像以上說明的那樣，本發(fā)明的涂布處理裝置，適于在半導體晶片等基板上形成抗蝕劑膜等的涂布膜。
權利要求
1.一種涂布處理裝置，在被處理基板上形成涂布膜，該涂布處理裝置具有以大致水平姿勢保持被處理基板的保持機構；把規(guī)定的涂布液供給到由所述保持機構所保持的被處理基板的表面的涂布液供給機構；使由所述保持機構所保持的被處理基板旋轉的旋轉機構；和接近于所述被處理基板地配置成圍著所述被處理基板，其豎直斷面形狀從內側向外側向上增加厚度的氣流控制部件。
2.一種涂布處理裝置，在被處理基板上形成涂布膜，該涂布處理裝置具有以大致水平姿勢保持被處理基板的保持機構；把規(guī)定的涂布液供給到由所述保持機構所保持的被處理基板的表面的涂布液供給機構；使由所述保持機構所保持的被處理基板旋轉的旋轉機構；和收容所述保持機構，能夠從底部排出所述被處理基板周圍的氣氛的處理容器，所述處理容器包括具有圍著所述被處理基板的外側的外周壁部的第一杯；和由斷面大致三角形且上凸的上環(huán)部與斷面大致三角形且下凸的下環(huán)部所構成的具有斷面大致四邊形的形狀，接近于所述被處理基板的端面圍著所述被處理基板的外周地配置于所述第一杯的內側的氣流控制部件，在所述氣流控制部件與所述第一杯的外周壁部之間實質上形成用來排出所述被處理基板周圍的氣氛的排氣流路，所述上環(huán)部的頂點與所述外周壁部的上端之間成為所述排氣流路的氣氛采集口。
3.根據權利要求2所述的涂布處理裝置，其特征在于，所述氣流控制部件的上環(huán)部的內側的底角為24度以上34度以下。
4.根據權利要求2所述的涂布處理裝置，其特征在于，所述氣流控制部件的上環(huán)部的高度為10mm以上18mm以下。
5.根據權利要求2所述的涂布處理裝置，其特征在于，所述氣流控制部件的下環(huán)部的內側的底角為25度以上35度以下。
6.根據權利要求2所述的涂布處理裝置，其特征在于，所述上環(huán)部與所述下環(huán)部為一體。
7.根據權利要求2所述的涂布處理裝置，其特征在于，所述第一杯的外周壁部，具有筒狀的豎直壁部和連接設置于所述豎直壁部的上端向內側上方傾倒的傾斜壁部。
8.根據權利要求7所述的涂布處理裝置，其特征在于，所述傾斜壁部與所述上環(huán)部的外側斜面大致平行。
9.根據權利要求8所述的涂布處理裝置，其特征在于，在構成所述第一杯的外周壁部的所述傾斜壁部的上端部內側，設置有用來抑制流入所述排氣流路的氣流的逆流的突起部。
10.根據權利要求2所述的涂布處理裝置，其特征在于，所述處理容器還具備具有從所述被處理基板的下側斜著向下向外擴展的傾斜壁部的第二杯，實質上在向下排出從所述被處理基板掙脫的涂布液的排液流路在所述氣流控制部件與所述第二杯的傾斜壁部之間形成，所述氣流控制部件與所述被處理基板之間的間隙部成為所述排液流路中的排液采集口。
11.根據權利要求10所述的涂布處理裝置，其特征在于，所述第二杯還具有從所述傾斜壁部的下端向下延伸的筒狀的豎直壁部，所述排氣流路與所述排液流路在形成于所述第一杯的外周壁部與所述第二杯的豎直壁部之間的間隙部處合流，從所述處理容器的底部進行排氣和排液。
12.根據權利要求10所述的涂布處理裝置，其特征在于，按照如下方式配置所述氣流控制部件從所述被處理基板掙脫的涂布液實質上通過沖擊所述下環(huán)部的內側的傾斜面被引導到所述排液流路，所述上環(huán)部的內側的角與所述下環(huán)部的內側的角合起來的頂點處于比所述被處理基板的表面高的位置。
13.根據權利要求10所述的涂布處理裝置，其特征在于，按照如下方式配置所述氣流控制部件在所述被處理基板的周緣附近流動的氣流實質上沿著所述上環(huán)部的內側的傾斜面上升后從所述氣氛采集口流入所述排氣流路，所述上環(huán)部的內側的角與所述下環(huán)部的內側的角合起來的頂點處于比所述被處理基板的表面高的位置。
14.一種涂布處理裝置，在被處理基板上形成涂布膜，其特征在于，該涂布處理裝置具有以大致水平姿勢保持被處理基板的保持機構；把規(guī)定的涂布液供給到由所述保持機構所保持的被處理基板的表面的涂布液供給機構；使由所述保持機構所保持的被處理基板旋轉的旋轉機構；和收容所述保持機構，能夠從底部排出所述被處理基板周圍的氣氛的處理容器，所述處理容器包括具有圍著所述被處理基板的外側的外周壁部的第一杯；和由豎直斷面大致三角形且上凸的上環(huán)部、與具有從所述上環(huán)部的內側頂點向外向下傾斜規(guī)定長度的第一傾斜部和從所述第一傾斜部的下端在水平方向上向外延長的水平面部以及從所述水平面部向外向下傾斜的第二傾斜部的下環(huán)部構成，接近于所述被處理基板的端面圍著所述被處理基板的外周地配置于所述第一杯的內側的氣流控制部件，在所述氣流控制部件與所述第一杯的外周壁部之間實質上形成用來排出所述被處理基板周圍的氣氛的排氣流路，所述上環(huán)部的頂點與所述外周壁部的上端之間成為所述排氣流路的氣氛采集口。
15.一種涂布膜形成方法，其特征在于，該方法包括以大致水平姿勢保持被處理基板的工序；豎直斷面形狀隨著從內側向外側向上增加厚度的大致環(huán)狀的氣流控制部件接近于所述被處理基板的外周，而且，圍著所述被處理基板的外周地，相對地調整所述被處理基板與所述氣流控制部件的位置的工序；和把規(guī)定的涂布液供給到所述被處理基板的表面，通過使所述被處理基板旋轉使所述涂布液擴展到所述被處理基板整體，在所述被處理基板上形成涂布膜的工序。
16.根據權利要求15所述的涂布膜形成方法，其特征在于，作為所述氣流控制部件使用由斷面大致三角形且上凸的上環(huán)部與斷面大致三角形且下凸的下環(huán)部所構成的斷面大致四邊形者，在調整所述被處理基板與所述氣流控制部件的位置的工序中，把所述被處理基板和所述氣流控制部件收容于具有圍著所述被處理基板的外側的外周壁部、從其底部能夠排氣的處理容器的內部，在使所述被處理基板旋轉而形成涂布膜的工序中，從所述氣流控制部件與所述外周壁部之間把所述被處理基板的上側的氣氛取入所述處理容器內。
17.根據權利要求16所述的涂布膜形成方法，其特征在于，在調整所述被處理基板與所述氣流控制部件的位置的工序中，按照所述上環(huán)部的內側的角與所述下環(huán)部的內側的角合起來的頂點處于比所述被處理基板的表面高的位置的方式配置所述氣流控制部件。
全文摘要
抗蝕劑涂布處理單元(COT)具備保持被供給抗蝕劑液的晶片的旋轉盤(41)、和收容旋轉盤(41)從底部排出晶片(W)周圍的氣氛的處理杯(50)。處理杯(50)包括具有外周壁(61a)的第一杯(51)和在第一杯(51)的內側接近于晶片(W)圍著晶片(W)配置的氣流控制部件(52)。氣流控制部件(52)具有由斷面大致三角形且上凸的上環(huán)部件(62a)與斷面大致三角形且下凸的下環(huán)部件(62b)所構成的斷面大致四邊形的形狀，在外周壁(61a)與氣流控制部件(52)之間實質上形成用來排出晶片(W)周圍的氣氛的排氣流路(55)。
文檔編號B05C11/08GK1732555SQ20038010757
公開日2006年2月8日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權日2002年12月26日
發(fā)明者志手英男 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社