[发明专利]涂敷装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过旋涂法在基板上形成涂敷膜的涂敷装置和方 法。

背景技术

在半导体装置的制造工序中有将涂敷液涂敷在基板上的工序，作 为涂敷的方法例如旋涂法是周知的。该旋涂法是这样的方法：将半导 体晶片(以下也简称为晶片)或LCD用的玻璃基板等基板吸附在作为 基板保持部的旋转卡盘上并使其保持水平，对基板的中心部供给涂敷 液并且使基板以高速旋转，借助其离心力使涂敷液扩散从而成膜的方 法。作为本工序中使用的涂敷液，抗蚀剂液是具有代表性的，该抗蚀 剂液通过使抗蚀剂成分溶解在溶剂中来制作。当上述抗蚀剂液通过旋 涂在基板表面上扩散时，所含有的溶剂挥发，抗蚀剂液干燥，从而形 成抗蚀剂膜。另外，溶剂挥发的高度，更具体地讲是溶剂挥发的溶剂 蒸气以较浓状态存在的高度称为交界层，通过该交界层的厚度(高度) 稳定化，使溶剂在基板的面内均匀地挥发，其结果实现了涂敷膜的膜 厚在面内的均匀化。上述交界层根据基板的转速、和由于基板的旋转 而产生的气流以及气体密度等而变化。

另外，近年来，对这样的涂敷工序在技术上有高度的需求，例如 涂敷膜的进一步薄膜化和膜厚的高度面内均匀化等要求提高。于是考 虑通过在上述的旋涂法中提高基板的转速来满足这些要求。但是，基 板并不一定水平旋转，特别在基板的周缘部如图9A所示存在一些振动 (振摆)，所以在提高转速的情况下，其周缘部的气流的紊乱程度增大。 因此，振动部位的交界层的厚度随时间变化，溶剂的挥发量在面内不 恒定。其结果为，存在以下问题：在基板上的涂敷膜的周缘部，膜厚 局部地减小等(参照图9B)，从而不能得到预定的膜厚外形，进而使膜 厚外形(profile)在基板之间出现偏差等问题。近年来，半导体晶片 有尺寸逐渐大型化的倾向，在尺寸大的晶片中，旋转时的振动程度更 大，这样的问题更为显著。

作为上述的基板振动的原因可以举出以下等原因：旋转卡盘的保 持基板的面不一定水平而是存在一些偏斜；在旋转卡盘和基板之间有 颗粒进入使得基板不能保持完全水平的状态；或者基板本身在其制造 过程中不限于制造为完全平坦的圆板，可能由于某种理由而变形。

另一方面，在特开平2-164477(图1)中记载了这样的涂敷装置： 通过在基板和基板保持部之间形成气流，使得基板保持部以非接触的 状态保持基板，从而能够防止附着在该保持部上的颗粒附着到基板上， 进而将旋转过程中的基板的姿态调节为水平。但是，以非接触的状态 保持基板并使其旋转由于驱动部的旋转动力不直接传递到基板，所以 有可能会给基板的转速带来不良影响。因此认为难以满足上述要求。 此外，在使变形的基板旋转的情况下产生振动，该振动会使基板表面 的气流紊乱，使得交界层的厚度不均匀，溶剂的挥发紊乱。其结果为， 难以实现膜厚的稳定化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种当使用旋涂法在基板上形成涂敷膜 时，能够实现涂敷膜的膜厚外形的稳定化的涂敷装置及方法。

本发明的第1方面是一种涂敷装置，具备：基板保持部，将基板 保持为水平；涂敷液供给机构，将涂敷液供给到保持在上述基板保持 部上的上述基板的表面中央部；驱动部，使上述基板保持部绕铅直轴 旋转，以使供给到上述基板的表面中央部的上述涂敷液借助离心力向 上述基板的表面周缘部扩散；和振动抑制机构，具有分别以与上述基 板的背面相对置的方式设置的排出口和抽吸口，通过从上述排出口排 出气体并且向上述抽吸口抽吸上述气体，来抑制旋转过程中的上述基 板的振动。

上述涂敷装置可以进而具备升降机构，该升降机构用于使上述振 动抑制机构在用于抑制上述基板的上述振动的作用位置、与该作用位 置下方的待机位置之间升降。在该情况下，上述涂敷装置可以进而具 备控制上述涂敷装置的某动作的控制部，上述控制部预先设定为，在 上述基板被交接至上述基板保持部时，将上述振动抑制机构配置在上 述待机位置。上述涂敷装置可以进而具备控制上述涂敷装置的某动作 的控制部，上述控制部预先设定为，在使上述振动抑制机构从上述待 机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 板时，从上述排出口排出上述气体，不向上述抽吸口抽吸上述气体。