涂敷膜形成方法和涂敷膜形成装置与流程

本发明涉及通过基板的旋转使供给至基板的涂敷液扩散而形成涂敷膜的技术。

背景技术：

当在基板形成涂敷膜例如抗蚀剂膜时，广泛使用被称为旋涂的方法。在该方法中，向被保持在旋转卡盘进行旋转的基板的表面的中心部供给作为涂敷液的抗蚀剂，利用其离心力使抗蚀剂液向基板的周缘部扩散，之后也通过继续使基板旋转而使基板表面的液膜干燥，从而形成抗蚀剂膜。抗蚀剂膜的完成膜厚(目标膜厚)通过基板的转速、抗蚀剂液的粘度来调整。

在工厂中要求使用相同的抗蚀剂液、即抗蚀剂液和溶剂的种类和粘度相同的抗蚀剂液，按各工艺形成各种膜厚的抗蚀剂膜。但是，在通过旋涂在基板的表面成膜时，如果基板的转速过高则存在由于在基板上形成的气流而膜的表面不平整的问题。另一方面，如果转速过低则存在干燥所需的时间长的问题。

如果这样，则基板的转速的使用范围被限定，使用相同的抗蚀剂液所形成的抗蚀剂膜的膜厚的调整范围被限制。因此，在形成超过上述调整范围的膜厚的抗蚀剂膜时，需要准备粘度不同的抗蚀剂液。在这种情况下，需要按抗蚀剂液的粘度准备涂敷液供给线，或者在使用共同的涂敷液供给线的情况下需要进行抗蚀剂液的容器的更换，存在导致装置的大型化和操作的繁杂的问题。

在专利文献1中，记载有向在基板形成的膜较厚的区域供给溶剂气体、向膜较薄的区域供给干燥气体而使膜厚均匀的技术。但是，在该专利文献1中，没有记载对所形成的涂敷膜的平均膜厚进行调整的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4805758号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

本发明是鉴于这样的问题而完成的发明，其目的在于，提供在通过旋涂法在基板形成涂敷膜时能够对涂敷膜的膜厚进行调整的技术。

用于解决问题的手段

本发明的第一方面的涂敷膜形成方法的特征在于，包括：

将基板水平地保持在能够绕铅直轴旋转的基板保持部的工序；

向基板的中心部供给涂敷液并且使基板以第一旋转速度旋转而利用离心力使涂敷液扩散的工序；

接着使基板从第一旋转速度向第二旋转速度减速并以该第二旋转速度旋转，从而使涂敷液的液膜的表面均匀的工序；

在使上述基板以第二旋转速度旋转时向基板的表面供给气体而降低涂敷液的流动性的工序；和

之后使基板以比第二旋转速度快的第三旋转速度旋转而使基板干燥的工序。

本发明的第一方面的涂敷膜形成装置的特征在于，包括：

水平地保持基板的基板保持部；

使上述基板保持部绕铅直轴旋转的旋转机构；

向上述基板供给用于形成涂敷膜的涂敷液的涂敷液喷嘴；

向基板的表面供给用于降低涂敷液的流动性的气体的气体供给部；和

控制部，用于实施以下各步骤：向上述基板的中心部供给涂敷液并且使基板以第一旋转速度旋转而利用离心力使涂敷液扩散的步骤；接着使基板从第一旋转速度向第二旋转速度减速并以该第二旋转速度旋转，从而使基板的表面均匀的步骤；向上述基板供给气体而降低涂敷液的流动性的步骤；和之后使基板以比第二旋转速度快的第三旋转速度旋转而使基板干燥的步骤。

本发明的第一方面的存储介质是存储有在基板形成涂敷膜的涂敷膜形成装置中使用的计算机程序的存储介质，上述存储介质的特征在于：上述程序编入有用于实施上述的涂敷膜形成方法的步骤。

本发明的第二方面的涂敷膜形成方法的特征在于，包括：

将基板水平地保持在能够绕铅直轴旋转的基板保持部的工序；

接着一边使基板旋转一边向基板的中心部供给涂敷液的工序；

通过使基板以相对于涂敷液的供给结束时的基板的转速±50rpm的范围的转速旋转而使涂敷液的液膜均匀的工序；

在进行使上述涂敷液的液膜均匀的工序时向基板的表面供给气体而降低涂敷液的流动性的工序；

之后，为了使涂敷膜的膜厚成为目标膜厚，将基板的转速维持为比涂敷液的供给结束时的转速和使涂敷液的液膜均匀的工序时的转速都高的转速的工序；和

之后使基板的转速减速而使涂敷膜干燥的工序。

此外，本发明的第二方面的涂敷膜形成装置的特征在于，包括：

水平地保持基板的基板保持部；

使上述基板保持部绕铅直轴旋转的旋转机构；

向上述基板供给用于形成涂敷膜的涂敷液的涂敷液喷嘴；

向基板的表面供给用于降低涂敷液的流动性的气体的气体供给部；和

控制部，其用于实施以下步骤：一边使基板旋转一边向基板的中心部供给涂敷液的步骤；通过使基板以相对于涂敷液的供给结束时的基板的转速±50rpm的范围的转速旋转而使涂敷液的液膜均匀的步骤；在进行使上述涂敷液的液膜均匀的步骤时向基板的表面供给气体而降低涂敷液的流动性的步骤；之后为了使涂敷膜的膜厚成为目标膜厚而将基板的转速维持为比涂敷液的供给结束时的转速和使涂敷液的液膜均匀的步骤时的转速都高的转速的步骤；和之后将基板的转速减速而使涂敷膜干燥的步骤。

进一步，本发明的第二方面的存储介质是存储涂敷膜形成装置中使用的计算机程序的存储介质，上述涂敷膜形成装置向水平地保持在能够绕铅直轴旋转的基板保持部的基板的表面供给涂敷液而形成涂敷膜，上述存储介质的特征在于：

上述计算机程序编有步骤组，以实施本发明的涂敷膜形成方法。

发明的效果

本发明的第一方面在旋涂法中通过高速旋转使涂敷液在基板上扩散，之后进行低速旋转，使基板的表面均匀并且向基板的表面供给气体，接着提升基板的旋转速度来对涂敷膜进行干燥。因而，在通过基板的转速的调整实现膜厚的调整的基础上，能够通过向基板的表面供给气体而改变液膜的流动性来调整膜厚，因此能够利用一种涂敷液形成更广范围的膜厚的膜。

根据本发明的第二方面，在将涂敷液供给至基板之后，使基板在相对于涂敷液的供给结束时的转速±50rpm的范围旋转，由此使基板表面的液膜均匀，并且向基板的表面供给气体，来降低涂敷液的流动性。接着，暂时提升转速调整膜厚，之后减速而使涂敷膜干燥，由此形成涂敷膜。因此，在通过基板的转速的控制实现膜厚的调整的基础上，能够通过向基板的表面供给气体而改变液膜的流动性，来进行膜厚的调整，因此，能够利用一种涂敷液形成更广范围的膜厚的涂敷膜。

附图说明

图1是本发明的第一方面的实施方式的抗蚀剂涂敷装置的纵侧截面图。

图2是本发明的第一方面的抗蚀剂涂敷装置的俯视图。

图3是表示晶片的转速的时序、溶剂和抗蚀剂液的供给和停止、干燥气体的供给的进行和停止以及环形板的高度位置的说明图。

图4是表示抗蚀剂膜的成膜工序的说明图。

图5是表示抗蚀剂膜的成膜工序的说明图。

图6是表示抗蚀剂膜的成膜工序的说明图。

图7是表示本发明的第一方面的实施方式的另一个例子的气体供给部的截面图。

图8是表示干燥气体供给部的另一个例子的侧视图。

图9是表示实施例和比较例中成膜的膜的膜厚的特性图。

图10是表示本发明的第二方面的涂敷膜形成装置的一个实施方式的纵侧截面图。

图11是本发明的第二方面的涂敷膜形成装置的俯视图。

图12是表示本发明的第二方面的涂敷膜形成装置中使用的气体喷嘴的侧视图和仰视图。

图13是表示晶片的转速、抗蚀剂液和气体的供给的进行和停止的时序的说明图。

图14是表示抗蚀剂膜的形成处理的工序的说明图。

图15是表示本发明的第二方面的涂敷膜形成装置中使用的环形板的另一个例子的纵侧截面图。

图16是表示环形板的另一个例子的俯视图。

图17是表示晶片的转速的时序的另一个例子的说明图。

具体实施方式

以下，对本发明的第一方面进行说明。

首先，对将本发明的第一方面的涂敷膜形成装置应用于抗蚀剂涂敷装置的实施方式进行说明。如图1、图2所示，抗蚀剂涂敷装置包括作为基板保持部的旋转卡盘11，旋转卡盘11通过真空吸附例如直径300mm的晶片w的背面中央部而水平地保持该晶片w。该旋转卡盘11从下方经由轴部12与旋转机构13连接，能够利用该旋转机构13绕铅直轴旋转。

在旋转卡盘11的下方侧，以隔着间隙包围轴部12的方式设置有圆形板14。此外，以贯通圆形板14的方式在周向等间隔地设置有三个升降销15，通过升降销15的升降，在抗蚀剂涂敷装置的外部的搬送机构与旋转卡盘11之间交接晶片w。图中16为使升降销15升降的升降机构。

此外，以包围旋转卡盘11的方式设置有杯体2。杯体2接住从旋转的晶片w飞散或洒落的排出液，将该排出液向抗蚀剂涂敷装置外排出。杯体2在上述圆形板14的周围具有截面形状设置为峰形的环状的山形引导部21，以从山形引导部21的外周端向下方延伸的方式设置有环形的垂直壁23。山形引导部21将从晶片w洒落的液体引向晶片w的外侧下方。

此外，以包围山形引导部21的外侧的方式设置有垂直的筒状部22，以及设置有从该筒状部22的上边缘向内侧上方倾斜地延伸的上侧引导部24。在上侧引导部24，在周向设置有多个开口部25。此外，筒状部22的下方侧在山形引导部21和垂直壁23的下方形成有截面成为凹部型的环状的液体承接部26。在该液体承接部26，在外周侧连接有排液路径27，并且在比排液路径27靠内周侧的位置以从下方插入的形式设置有排气管28。

此外，以从上侧引导部24的基端侧周缘向上方延伸的方式设置有筒状部31，以从该筒状部31的上边缘向内侧上方延伸出的方式设置有倾斜壁32。由于该晶片w的旋转而飞散的液体被倾斜壁32、上侧引导部24和垂直壁23、31挡住并导入排液路径27。

上述的杯体2、后述的喷嘴单元5和干燥气体供给喷嘴6的移动区域设置在未图示的箱体之中，在箱体的顶部设置有风机过滤机组(ffu)16。ffu16将清洁的气体作为下降流向杯体2供给。

抗蚀剂涂敷装置包括用于供给溶剂和抗蚀剂液的喷嘴单元5。喷嘴单元5如图2所示利用包括臂56、移动体57、未图示的升降机构和导轨58的移动机构，在晶片w的中央部上方的排出位置与杯体2之外的待机站59之间移动。

返回图1，在喷嘴单元5的前端部，设置有作为涂敷液喷嘴的抗蚀剂液喷嘴50和溶剂喷嘴51。抗蚀剂液喷嘴50和溶剂喷嘴51分别经由供给管52、54与抗蚀剂液供给机构53、溶剂供给机构55连接。抗蚀剂液供给机构53和溶剂供给机构55例如包括泵、阀门、过滤器等设备，从溶剂喷嘴51和抗蚀剂液喷嘴50的前端分别排出规定量的溶剂和抗蚀剂液。

此外，抗蚀剂涂敷装置包括向晶片w供给干燥空气等气体(干燥气体)的干燥气体供给喷嘴6。如图2所示，干燥气体供给喷嘴6利用包括臂63、移动体64、未图示的升降机构和导轨65的移动机构，能够在晶片w的中心部上方与设置于晶片w的外部的干燥气体供给喷嘴6的退避位置之间移动。干燥气体供给喷嘴6经由供给管61与供给例如氮气等干燥气体的干燥气体供给机构62连接。干燥气体供给喷嘴6在内部形成有气体扩散室，在下表面，分散设置有多个气体排出孔60。另外，在图1中记载有干燥气体供给喷嘴6的侧视图和从下方侧看的俯视图。干燥气体供给喷嘴6因为将从干燥气体供给机构62供给的干燥气体经由内部的气体扩散室从多个气体排出孔60喷淋状地排出，因此能够以高的流速将低流量的气体在宽广的范围内供给。此外，干燥气体供给喷嘴6、供给管61和干燥气体供给机构62构成气体供给部。

如图1和图2所示，抗蚀剂涂敷装置包括作为环形部材的环形板41。该环形板41是圆形的，形成为在平板的中心部设置有直径为100～150mm的圆形的开口部44的环形。环形板41以覆盖被保持在旋转卡盘11的晶片w的周缘部的方式沿该周缘部形成，设置成环形板41的中心、即开口部44的中心位于旋转卡盘11的旋转轴上。

此外，环形板41被支承部材42以水平的姿态支承，利用与支承部材42连接的升降机构43，在图1中虚线表示的上升位置与实线表示的下降位置之间进行升降。因此，升降机构43相当于以覆盖晶片w的周缘部上方的方式移动环形板41的移动机构。该下降位置的环形板41的下表面与晶片w表面的距离例如为0.5mm～50mm。此外，如图2所示，环形板41在其一部分形成有从内周至外周的切口46，以使得不干涉上述的干燥气体供给喷嘴6。

在抗蚀剂涂敷装置设置有由计算机构成的控制部10。在控制部10，安装有存储在例如软盘、光盘、硬盘、mo(磁光盘)和存储卡等存储介质中的程序。所安装的程序编入有命令(各工序)，以向抗蚀剂涂敷装置的各部发送控制信号来控制其动作。另外此处所谓的程序还包括记述处理顺序的方案(recipe)。具体而言，由程序控制通过旋转机构13实施的晶片w的转速的改变、喷嘴单元5和干燥气体供给喷嘴6的移动、从抗蚀剂液供给机构53及溶剂供给机构55向抗蚀剂液喷嘴50及溶剂喷嘴51的抗蚀剂液及溶剂的供给和停止、从干燥气体供给喷嘴6向干燥气体供给喷嘴的干燥气体的供给和停止、和环形板41的升降等动作。

接着，对本发明的第一方面的抗蚀剂涂敷装置的作用进行说明。图3的最上段表示对于晶片w的旋转速度的经过时间的曲线图。该图表的纵轴的值为晶片w的旋转速度rpm(转速/分)，该图表为了使本发明的第一方面的内容容易理解而视觉性地记载速度图形，并不是忠实地反映实际装置的旋转速度的图形的图表。此外，第二段以下的图表从上段侧起是表示溶剂的供给和停止的时序图、表示抗蚀剂液的供给和停止的时序图、表示干燥气体的供给和停止的时序图以及表示环形板41的位置的时序图。

首先，在环形板41位于上升位置的状态下，例如直径为300mm晶片w被设置在抗蚀剂涂敷装置的外部的未图示的搬送机构送入抗蚀剂涂敷装置。此外，如上所述，此时利用ffu16向杯体2形成下降流。

而且，晶片w通过外部的搬送机构与升降销15的协作作用被载置在旋转卡盘11。包括该动作在内，一系列的动作通过控制部10内的程序实施。

晶片w被载置在旋转卡盘11后，接着喷嘴单元5移动，溶剂喷嘴51位于晶片w的中心部的上方。之后，如图3所示，使晶片w以例如1000rpm的旋转速度旋转，并且在时刻t1从溶剂喷嘴51向晶片w的中心部供给溶剂。所供给的溶剂利用由晶片w的旋转形成的离心力从晶片w的中心向周缘部一下伸展开，晶片w的整个表面成为濡湿的状态。

接着，在时刻t2，将晶片w加速至例如3000rpm的速度。此外，使抗蚀剂液喷嘴50位于晶片w的中心部上方，到达3000rpm的旋转速度之后，在时刻t3，如图4所示从抗蚀剂液喷嘴50将抗蚀剂液向晶片w的中心部供给。由此，向晶片w的中心部排出的抗蚀剂液由于离心力而沿晶片w的表面从中心部向周缘部扩散。

从这之后的时刻t4起，使晶片w的旋转速度例如一下减速至500rpm。此外，移动干燥气体供给喷嘴6以向从晶片的中心离开例如50mm的位置供给气体。在晶片w的旋转速度达到了500rpm的时刻t4之后，进行将晶片w的旋转速度维持在例如500rpm7秒钟的回流工序。回流工序是指使晶片w低速旋转而使涂敷液的液面的表面均匀的工序。此外，从时刻t4起与回流工序同时进行如下工序：如图5所示，一边使干燥气体供给喷嘴6在离晶片w的中心50mm的位置与晶片w的周缘的位置(离晶片w的中心150mm)之间反复往返，一边供给例如7秒钟干燥气体。此时在晶片w的表面扩散后的抗蚀剂液的膜由于被吹送干燥气体而抗蚀剂液的膜中所含的溶剂挥发，粘度升高，因此流动性降低。

之后，在时刻t5，使晶片w的旋转速度上升至第三旋转速度、例如1800rpm。之后，在晶片w的旋转速度到达了1800rpm的时刻t6，如图6所示使环形板41下降至下降位置，例如以该状态维持10秒钟。此时由于晶片w以高速旋转，所以晶片w的周围成为负压气氛。由此，从ffu16供给的成为清洁气氛形成用的下降流的气体经由环形板41的开口部44被供给至晶片w的表面的中央部，形成流向晶片w的周缘部的气流。流向了晶片w的周缘部的上述气流流入杯体2，由排气管28排出。利用该气流，晶片w的表面的抗蚀剂液的膜被进一步干燥，而形成抗蚀剂膜。

晶片w的旋转速度越快晶片w上的气流就越容易成为紊流，但是由于从晶片w的中央部向周缘部去的气流的流路的高度被环形板41的下表面限制，所以气流不易成为紊流。因而在抗蚀剂液的膜的表面，紊流引起的膜的变形被抑制，膜厚的均匀性良好。

此外，通过将晶片w的旋转速度提高至例如1800rpm，抗蚀剂液能够在晶片w的表面进一步延伸，但是由于被吹送干燥气体而流动性下降。因此，在因晶片w的高速旋转而要使抗蚀剂液延伸时，抗蚀剂膜不易变薄。因此，与没有供给干燥气体而获得的抗蚀剂膜相比，结束一系列步骤而获得的抗蚀剂膜的膜厚更厚。

根据上述的实施方式，在旋涂法中，一边在通过高速旋转而使抗蚀剂液在晶片w上扩散后进行低速旋转使晶片的表面均匀，一边向晶片w的表面供给干燥气体而降低抗蚀剂液的流动性，之后提升晶片w的旋转速度而使抗蚀剂膜干燥。与没有供给干燥气体的情况相比，通过向晶片w的表面供给干燥气体而降低抗蚀剂液的流动性，能够使抗蚀剂膜的膜厚较厚。因此，在通过晶片w的转速的调整进行膜厚的调整的基础上，能够通过向晶片w的表面供给干燥气体来调整膜厚，能够利用一种抗蚀剂液形成更广的范围的膜厚的膜。

此外，通过在对晶片w进行涂敷处理时利用环形板41覆盖晶片w的周缘部上方，该周缘部上的气流被整流，能够抑制在提高晶片w的转速时在晶片w的周缘部上形成紊流的情况。但是，由于提高晶片w的转速而抗蚀剂膜变薄。因此，在使晶片w的表面均匀的工序中，通过向晶片w的表面供给干燥气体而降低晶片w的流动性，能够抑制抗蚀剂膜的薄膜化。即，能够加快甩干时的晶片w的旋转速度而实现涂敷处理的时间缩短，且能够扩大抗蚀剂膜的完成膜厚的范围。

此外，干燥气体的供给位置的移动范围在300mm晶片w中为距离晶片w的中心50mm～150mm的范围。如果向离晶片w的中心过近的位置排出干燥气体，则在晶片w的表面被吹送干燥气体的范围狭小，晶片w的一部分局部地降低流动性，存在不易进行晶片w的膜厚的均匀性的调整的问题。通过对从晶片w的中心起比50mm更靠外侧的区域吹送干燥气体，在晶片w的广大范围吹送干燥气体而降低晶片w的表面的广大范围的流动性，因此膜厚的均匀性的调整变得容易。

此外，在供给干燥气体时使干燥气体供给喷嘴6在50mm～150mm反复往返，但是也可以使干燥气体供给喷嘴6不移动地供给干燥气体。在将干燥气体的供给位置固定的情况下，供给该干燥气体的范围中的离晶片w的中心最近的位置优选为距离晶片w的中心50mm～120mm的位置。将干燥气体的供给位置固定在离晶片w的周缘过近的位置来供给干燥气体时，在晶片w的表面被吹送干燥气体的区域会被限定在周缘的狭窄的范围。此外，由于能够通过一边使干燥气体供给喷嘴6移动一边供给干燥气体来降低晶片w表面的更广大范围的抗蚀剂膜的流动性，所以膜厚的均匀性的调整变得更容易。

此外，在晶片w的旋转速度快的情况下，在吹送干燥气体时膜的表面的膜厚容易不均。因此，从使抗蚀剂膜均匀并且抑制膜厚不均的观点出发，回流工序时的旋转速度优选为500rpm以上1000rpm以下。

作为本发明的第一方面的实施方式的另一个例子，也可以构成为从环形板的一部分供给干燥气体。例如，如图7所示在环形板70的表面侧设置气体扩散室72，进而，以贯通环形板70的方式设置气体排出孔71，利用气体供给孔71和气体扩散室72构成气体供给部。在该例子中，环形板70兼用作气体供给部。通过这样构成，从干燥气体供给机构62供给的干燥气体也可以在气体扩散室72被扩散，被从气体排出孔71向晶片w供给。

此外，也可以将气体排出孔71配置在环形板70的整个下表面，从环形板70的整个下表面排出干燥气体，还可以在环形板70的内周侧的区域或者外周侧的区域的各个环形的区域设置气体排出孔71，环形地排出干燥气体。此外，设置在气体供给喷嘴6的气体供给孔60也可以为一个。

进而，本发明的第一方面的涂敷膜形成装置也可以为没有设置环形板41的结构。而且，也可以在干燥气体供给喷嘴6设置使气体的排出方向向晶片w的外周侧倾斜的排出方向调整机构。例如能够以如下方式构成：经由水平延伸的轴部将干燥气体供给喷嘴6的基端侧可转动地设置在臂63，利用来自控制部10的控制信号，经由转动机构，能够将干燥气体供给喷嘴6的排出方向在正下方与晶片w的外周向之间进行调整。通过这样构成，能够使干燥气体供给喷嘴6转动，使对晶片w的表面的干燥气体的排出角度可变。此外，也可以使干燥气体的排出角度可变，在向晶片w供给干燥气体的工序中，使气体首先向正下方排出并逐渐向外周侧倾斜。

此外，在从干燥气体供给部6向晶片w供给气体的工序中，也可以使环形板41下降至下降位置，还可以从干燥气体供给部6向环形板41与晶片w的间隙供给气体。

此外，也可以在图3所示的使晶片w的旋转速度开始上升到第三旋转速度的时刻t5或使环形板41下降的时刻t6以后，进行干燥气体的供给。

此外，如后述的实施例所示通过调整干燥气体的供给时间，能够对在晶片w形成的涂敷膜的膜厚进行调整。因此也可以在用于对晶片w进行涂敷处理的工艺方案(记载有处理条件、处理顺序的事项)中写入干燥气体的供给时间。如此，则干燥气体的供给仅进行与晶片w的类别(批次)相应的时间，在晶片w上形成该批次所要求的膜厚的涂敷膜。进而，也可以在向晶片w供给干燥气体时供给加热后的干燥气体。例如能够列举如图8所示在干燥气体供给机构62设置干燥气体加热机构67并从干燥气体供给喷嘴6供给加热后的干燥气体的例子。如后述的实施例所示，通过对干燥气体加热并向晶片w供给，能够使在晶片w形成的膜的膜厚厚。因此，也可以利用干燥气体的加热温度来调整涂敷膜的膜厚。虽然能够通过提升干燥气体的加热温度来提高涂敷膜中的溶剂的挥发性，但是加热温度过时，存在急剧的干燥促进引起的膜厚的均匀性的恶化的问题，进而，考虑交联反应等涂敷膜中的化学反应的促进时，干燥气体的温度优选为25～60℃左右。

[实施例]

为了验证本发明的第一方面的实施方式的效果而进行了以下的试验。首先，安装实施方式所示的时序图，使晶片w旋转进行处理，将从干燥气体供给喷嘴6供给的干燥气体的供给时间为3、5、7、9、11和13秒的例子分别作为实施例1-1～1-6。另外，干燥气体的温度设定为常温(25℃)。此外，以除了没有从干燥气体供给喷嘴6进行干燥气体的供给以外与实施例1-1同样地实施的例子为比较例。

进而，以使用图8所示的干燥气体供给部、将干燥气体的供给时间设定为7秒、供给加热至50℃后的干燥气体的例子为实施例2。

图9表示在比较例、实施例1-1～1-6和2中获得的抗蚀剂膜的平均膜厚。比较例的膜厚为384nm，在实施例1-1～1-6中，分别为399nm、415nm、432nm、455nm、471nm、509nm。可以说随着干燥气体的供给时间变长而能够获得膜厚厚的抗蚀剂膜。

此外，实施例2的膜厚为495nm。因为供给了7秒钟常温的干燥气体的实施例1-3的膜厚为432nm，所以可以说通过使用加热后的干燥气体能够使抗蚀剂膜的膜厚更厚。

以下，对本发明的第二方面进行说明。

首先，对于本发明的第二方面的涂敷膜形成装置的一个实施方式，使用对作为基板的半导体晶片(以下称为“晶片”)w形成作为涂敷膜的抗蚀剂膜的例子进行说明。如图10、图11所示，涂敷膜形成装置100包括旋转卡盘1100，该旋转卡盘1100为保持例如直径为300mm的晶片w并使该晶片w旋转的基板保持部。该旋转卡盘1100吸附晶片w的背面中央部而水平地保持晶片w，并且利用由轴1200连接的旋转机构1300沿铅直轴可俯视顺时针地旋转。

在被保持在旋转卡盘1100的晶片w的周围设置有杯部件200。杯部件200经由排气管2100被排气，并且利用排液管2200除去从晶片w洒落至杯部件200内的液体。图中2300为升降销，利用升降机构2400进行升降，由此，在未图示的晶片w的搬送机构与旋转卡盘1100之间进行晶片w的交接。

涂敷膜形成装置100包括用于供给涂敷液和溶剂的喷嘴单元300。在喷嘴单元300的前端部设置有用于排出涂敷液的涂敷液喷嘴3000和用于排出溶剂的溶剂喷嘴3100。作为涂敷液，例如使用粘度为1kg/m·s(1000cp)以上的抗蚀剂液，作为溶剂使用预湿用的溶剂例如抗蚀剂液的溶剂。涂敷液喷嘴3000和溶剂喷嘴3100分别经由供给路径3200、3400与涂敷液供给机构3300、溶剂供给机构3500连接。涂敷液供给机构3300和溶剂供给机构3500例如包括泵、阀门、过滤器等装置，从涂敷液喷嘴3000和溶剂喷嘴3100的前端分别排出规定量的抗蚀剂液和溶剂。

如图11所示，该涂敷液喷嘴3000和溶剂喷嘴3100被支承在利用移动机构3600可升降且在水平方向可移动地构成的共同的臂3700上，能够在晶片w的中心部上与杯部件200的外侧的退避位置之间移动。图中3800是用于使移动机构3600如上述在水平方向移动的引导部件。在退避位置例如设置有待机站39。

此外，涂敷膜形成装置100包括用于供给气体的气体喷嘴400。气体为用于降低抗蚀剂液的流动性的气体，例如使用氮(n2)气体等惰性气体。图12(a)是气体喷嘴400的侧视图，图12(b)是气体喷嘴400的仰视图。如该图所示，气体喷嘴400例如包括扁平的圆筒状的缓冲室4100，在缓冲室4100的下表面分散形成有多个气体排出孔4200。在缓冲室4100的上表面的中央部例如设置有圆筒状的气体导入部4300，该气体导入部4300经由供给路径4400与气体供给机构4500连接。

气体供给机构4500例如包括阀门和气体的加热机构等装置，从气体喷嘴400喷淋状地排出被加热至例如60℃的气体。加热机构例如在气体的流路的周围设置有例如由加热器构成的加热部而构成，气体通过从该流路通过而被加热。本例中的气体喷嘴400经由缓冲室4100从多个气体排出孔4200喷淋状地排出气体，因此低流量的气体以高的流速被供给到广范围。气体喷嘴400、供给管4400和气体供给机构4500构成气体供给部。如图11所示，气体喷嘴400被支承在利用移动机构4600可升降且在水平方向可移动地构成的臂4700上，能够在晶片w上的位置与杯部件200的外侧的退避位置之间移动。图中4800是用于使移动机构4600如上述在水平方向移动的引导部件。

如图10和图11所示，涂敷膜形成装置100包括作为环形部材的环形板500。该环形板500形成为在圆板的中心部设置有例如直径为100mm～200mm的圆形的开口部5100的环形。环形板500以覆盖被保持在旋转卡盘1100的晶片w的周缘部的上方侧的方式沿该周缘部形成，设置成环形板500的中心即开口部5100的中心位于旋转卡盘1100的旋转轴上。

该环形板500由支承部材5200以水平的姿态支承，并且利用使支承部材5200升降的移动机构5300能够在图10中虚线表示的上升位置与实线表示的下降位置之间升降。在该例子中，下降位置相当于环形板500覆盖晶片w的周缘部上方的位置，上升位置相当于待机位置。下降位置的环形板500的下表面与晶片w表面的距离例如设定为0.5mm～50mm。此外，在环形板500，为了形成气体喷嘴400在晶片w的半径上沿水平方向移动的移动区域，在其周向的一部分形成有从内周至外周的切口部5400。

上述的杯部件200、喷嘴单元300和气体喷嘴400的移动区域形成与未图示的箱体中，在箱体的顶部，如图10所示设置有风机过滤机组(ffu)1400。ffu1400向杯部件200供给清洁的气体作为下降流。

进而，涂敷膜形成装置100包括控制部600。该控制部600例如由计算机构成，具有未图示的程序存储部。在程序存储部存储有编入有命令(步骤组)的程序，以使得能够进行后述的涂敷膜的形成处理的程序。在程序中还包括记载有处理顺序的方案，通过利用该程序从控制部600向涂敷膜形成装置100的各部输出控制信号，控制上述各部的动作。具体而言，控制利用旋转机构1300进行的晶片w的转速的改变、喷嘴单元300和气体喷嘴400的移动、从涂敷液供给机构3300和溶剂供给机构3500向涂敷液喷嘴3000和溶剂喷嘴3100的涂敷液(抗蚀剂液)和溶剂的供给和停止、从气体供给机构4500向气体喷嘴400的气体的供给和停止、以及环形板500的升降等各动作。程序例如以存储于硬盘、光盘、磁光盘或存储卡等存储介质的状态存储在程序存储部。

接着，参照图13和图14对用涂敷膜形成装置100进行的涂敷膜的形成处理进行说明。图13表示对于晶片w的转速的经过时间的曲线图。该图表的纵轴的值为晶片w的转速rpm(转速/分)，该图表是为了对本发明的第二方面容易理解而视觉性地记载图形的图表，并不是再现实际装置的转速的图形的图表。此外，第二段以下的图表从上段侧起是表示抗蚀剂液的供给、停止的时序图和表示气体的供给、停止的时序图。

首先，将环形板500配置在上升位置，利用未图示的外部的搬送机构将晶片w送入涂敷膜形成装置100内，并利用搬送机构与升降销2300的协作作业交接到旋转卡盘1100。在箱体内为利用ffu1400向杯部件200供给惰性气体的状态。包括该动作在内的一系列的动作通过控制部600内的程序实施。

接着，使处于退避位置的喷嘴单元300移动到晶片w的中心部上方侧，从溶剂喷嘴3100向利用旋转卡盘1100而被旋转的晶片w的中心部排出预湿用的溶剂。这样，利用离心力将溶剂涂敷在晶片w的整个表面，来提高涂敷液对晶片w的表面的润湿性。接着，将旋转卡盘1100的转速减速，例如停止旋转卡盘1100的旋转。

接着，向晶片w供给作为涂敷液的抗蚀剂液，实施形成抗蚀剂液的液膜的液膜形成工序。在该工序中，如图14(a)所示，将环形板500配置在上升位置，一边利用旋转卡盘1100使晶片w旋转一边从涂敷液喷嘴3000向晶片w的中心部供给抗蚀剂液。如图13所示，在该工序中，以将旋转卡盘1100的转速例如从0rpm以例如1000rpm/s的加速度逐渐连续地加速至抗蚀剂液的供给结束时的转速(第一转速)例如500rpm的状态供给抗蚀剂液。供给至晶片w的中心部的抗蚀剂液利用晶片w的旋转的离心力在晶片面内向外侧扩散，在晶片w的整个表面形成液膜。当抗蚀剂液的供给结束时，喷嘴单元300移动至退避位置。

粘度为1000cp以上那样高粘度的抗蚀剂液与粘度低的抗蚀剂液相比流动性低，因此当抗蚀剂液的供给开始时的转速大时，在晶片表面以扭曲的形状扩散。另一方面，以一定的低转速从抗蚀剂液的供给开始时旋转至结束时，随着向晶片w的周缘部去抗蚀剂液的流动性降低，不易扩散。因此，优选在液膜形成工序中，一边使旋转卡盘1100例如从停止状态逐渐加速至第一转速一边供给抗蚀剂液，由此在晶片面内使抗蚀剂液在径向上均匀地扩散。此外，抗蚀剂液的供给结束时的转速(第一转速)过高时，不仅膜的表面容易变形，而且不适用于目标膜厚大的抗蚀剂膜的成膜，第一转速过低时，至在晶片整个面形成抗蚀剂液的液膜为止的时间变长。因此，第一转速例如优选设定为200rpm～700rpm。

这样，在粘度高的抗蚀剂液中，因为抗蚀剂液遍布晶片整个面为止要花费时间，所以在液膜形成工序期间中，既可以从涂敷液喷嘴3000持续供给抗蚀剂液，也可以在该工序的中途停止抗蚀剂液的供给，接下来再继续进行晶片w的旋转而使抗蚀剂液扩散。根据抗蚀剂液的粘度和种类适当地设定抗蚀剂液的供给的时刻。此外，在液膜形成工序中，也可以使晶片w在抗蚀剂液的供给结束时加速至第一转速，之后以第一转速±50rpm旋转至抗蚀剂液遍布晶片整个面为止。

接着，实施使涂敷液的液膜均匀的回流工序。在该回流工序中，如图14(b)所示，在将环形板500配置在上升位置的状态下，使晶片w以第二转速旋转，使气体喷嘴400位于晶片w的上方侧，供给加热后的气体。气体喷嘴400例如设定为其下表面与环形板500的下表面一致的高度，在形成于环形板500的切口部5400内一边沿晶片w的半径方向水平移动一边排出气体。图14(b)表示气体喷嘴400在环形板500的切口部5400移动的情形。

例如300mm尺寸的晶片w的被供给气体的区域为离晶片w的中心例如50mm外侧的位置与晶片w的外缘(离晶片w的中心150mm的位置)之间的区域。而且，在该区域内，一边气体喷嘴400反复往返一边供给气体例如7秒钟。

在该回流工序中，通过对晶片表面的液膜供给气体，促进抗蚀剂液中所含的溶剂的挥发，而提高抗蚀剂液的粘度。在这样使晶片表面的抗蚀剂液的流动性降低后的状态下，抗蚀剂液的液膜变得均匀，液膜的膜厚的面内分布得到调整。在该例子中，在回流工序的结束时停止来自气体喷嘴400的气体的供给，气体喷嘴400移动至退避位置。

回流工序时的晶片w的转速过高时，在吹送气体时膜的表面容易变形。因此，从使抗蚀剂膜均匀以及抑制膜厚的不均的观点出发，优选第二转速相对于第一转速(抗蚀剂液的供给结束时的转速)在±50rpm的范围，且设定为例如500rpm以下。此外，回流工序中的气体的供给流量适当地设定为使抗蚀剂液中的溶剂挥发并且抑制气体的气流引起的抗蚀剂膜的膜厚的不均。

进而，使气体的供给区域在300mm晶片w中为距离晶片w的中心例如50mm～150mm的范围是因为，当向靠近晶片w的中心的位置排出气体时，在晶片表面被吹送气体的范围变狭，晶片w的流动性局部降低，存在不易进行膜厚的均匀性的调整的问题。通过向从晶片w的中心起比例如50mm更靠外侧的区域大范围地吹送气体，晶片表面的广大范围内的液膜的流动性降低，容易进行膜厚的均匀性的调整。此外，通过一边使气体喷嘴400移动一边供给气体，能够降低晶片表面的更广大范围的抗蚀剂膜的流动性，因此膜厚的均匀性的调整变得更加容易。

此外，在图13所示的曲线图中，回流工序期间中供给气体，但是在回流工序中，既可以在该工序期间中持续供给气体，也可以在该工序的中途停止气体的供给。由于通过供给气体来降低抗蚀剂液的流动性，所以气体优选在抗蚀剂液遍布晶片w的整个面之后供给，但是例如也可以从液膜形成工序的结束时进行供给。

进而，在上述的例子中，一边使气体喷嘴400移动一边进行供给，但是也可以不使气体喷嘴400移动而将气体的供给位置固定。在将气体的供给位置固定的情况下，供给该气体的范围中的最靠近晶片w的中心的位置优选为距离晶片w的中心例如50mm～130mm。将气体的供给位置固定在过于靠近晶片w的周缘的位置来供给气体时，在晶片w的表面被吹送气体的区域被限定在周缘的狭窄的范围内。

接着，实施将涂敷膜的膜厚调整为目标膜厚的膜厚调整工序。该膜厚调整工序例如如图14(c)所示是通过将环形板500配置在下降位置、使晶片w以比液膜形成工序的第一转速和回流工序的第二转速均高的第三转速例如1000rpm旋转规定时间例如1～2秒钟而实施的。在该膜厚调整工序中，通过使晶片w瞬间以高转速旋转来调整为与转速相应的膜厚。因为在回流工序中对膜厚进行一定程度的调整，所以即使不提高转速在膜厚调整中也不花费时间，而转速过高时则存在膜的表面变得不均的问题，因此第三转速例如优选设定为500rpm～1200rpm。此外，因为在回流工序对膜厚进行一定程度的调整，所以膜厚调整工序的实施时间例如优选设定为2秒～10秒钟。

然后，实施使涂敷膜干燥的干燥工序。在该干燥工序中，将环形板500配置在下降位置，使晶片w以比膜厚调整工序时的第三转速低的第四转速旋转，使抗蚀剂膜干燥。第四转速优选设定为使抗蚀剂膜干燥且抗蚀剂液不被甩出的程度的转速，例如5rpm～200rpm。在该例子中通过以比液膜形成工序的第一转速低的转速例如10rpm进行旋转，抑制来自晶片表面的抗蚀剂液的液体流动，并且使抗蚀剂膜干燥。

如上所述，环形板500在供给溶剂的工序、供给抗蚀剂液的液膜形成工序和使抗蚀剂膜均匀的回流工中配置在上升位置。因此，能够抑制溶剂和抗蚀剂液的供给时以及由于抗蚀剂液的甩出等而从晶片w飞散的溶剂和抗蚀剂液附着在环形板500。

另一方面，环形板500在抗蚀剂膜的膜厚调整工序和干燥工中配置在下降位置。由此利用环形板500的下表面限制从晶片w的中央部向周缘部去的气流的流路的高度，因此，从晶片w的中央部向周缘部去的气流不会成为紊流而以层流流动。晶片w的转速越高，晶片w上的气流越容易成为紊流，但是因为晶片w的周缘部上方的气流被环形板500整流，所以在抗蚀剂液的液膜的表面，紊流引起的膜的不均被抑制，膜厚的面内均匀性变得良好。这样，将干燥工序实施规定时间后，将晶片w的旋转停止，结束一系列的涂敷处理。

在上述的实施方式中，使用旋涂法时，向晶片w供给抗蚀剂液之后，通过以相对于抗蚀剂液的供给结束时的晶片w的转速±50rpm的范围的转速使晶片w旋转而使抗蚀剂的液膜均匀，并且向晶片w的表面供给气体来降低抗蚀剂液的流动性。之后，在提升晶片w的转速而进行膜厚调整之后，对转速进行减速而使抗蚀剂膜干燥。通过向晶片w的表面供给气体来降低抗蚀剂液的流动性，与不供给气体的情况相比，能够使抗蚀剂膜的膜厚更厚。因此，除了通过晶片w的转速的控制进行膜厚的调整，还能够通过气体的供给进行膜厚的调整，能够使用粘度和种类相同的同一抗蚀剂液形成更广范围的膜厚的抗蚀剂膜。此外，例如适用于使用粘度为1000cp以上的高粘度的抗蚀剂液(涂敷液)的涂敷膜的形成，通过使用这样的粘度的涂敷液，例如能够形成膜厚为1μm以上的涂敷膜。

接着，作为本发明的第二方面的实施方式的另一个例子，对经由环形板700供给气体的構成例进行说明。如图15和图16所示，在形成为中央部具有开口部7100的环形部材的环形板700的一部分，以贯通环形板700的方式分散设置有多个气体排出孔7200。在环形板700的表面侧形成有覆盖气体排出孔7200的缓冲室7300，在缓冲室7300的上部中央设置有气体导入部7400。该气体导入部7400经由供给路径4400与气体供给机构4500连接。

图16(a)是从缓冲室7300的上方侧看的俯视图，图16(b)是将缓冲室7300取下后的俯视图。在该例子中，由环形板700的气体排出孔7200、缓冲室7300、气体导入部7400、供给路径4400和气体供给机构4500构成气体供给部。此外，环形板700与上述的实施方式一样，被支承部材5200以水平的姿态支承，并且利用与支承部材5200连接的移动机构5300能够升降。

在以上的说明中，在本发明中也可以根据涂敷液的粘度和种类按照对于图17的晶片w的转速的经过时间的曲线图形成涂敷膜。图17(a)的曲线图与图13的曲线图的不同之处在于，将供给涂敷液的液膜形成工序时的转速设定为一定的值，接下来，从上升至第二转速起实施回流工序。在这种情况下，第二转速也设定为相对于涂敷液的供给结束时的第一转速+50rpm的范围的转速。即使这样将液膜形成工序的转速设定为一定的值，也能够根据涂敷膜的粘度和液膜形成工序的处理时间在晶片w表面使涂敷液均匀地扩散。如图17(a)所示，在液膜形成工序与回流工序之间存在从第一转速上升至第二转速的调整时间的情况下，也可以加上回流工序，在使转速上升的期间向晶片w供给气体。

此外，图17(b)的曲线图与图13的曲线图的不同之处在于，与液膜形成工序时的涂敷液的供给结束时的第一转速相比，回流工序的第二转速低。在这种情况下，第二转速也设定为相对于第一转速-50rpm的范围的转速。进而，在液膜形成工序中使转速加速的情况下，晶片w的转速的加速既可以逐渐连续地进行，也可以分阶段进行。此外，在图13和图17(b)的曲线图中，虽然液膜形成工序从旋转卡盘1100的旋转停止的状态(0rpm)逐渐提升转速，但是液膜形成工序的开始时的旋转卡盘1100的转速并不一定为0rpm。进而，因为在回流工序和膜厚调整工序中决定膜厚，所以涂敷膜的干燥工序的第四转速比膜厚调整工序的第三转速低即可，也可以设定得比涂敷液的供给结束时的第一转速和回流工序时的第二转速高。

此外，本发明的发明者们把握如下内容：如果回流工序时的气体的供给时间变长，则所得到的抗蚀剂膜的膜厚变大，如果回流工序时的气体的温度变高，则即使供给时间相同所得到的抗蚀剂膜的膜厚也变大。因此，例如也可以通过控制气体的供给时间和气体的温度的至少一者来进行抗蚀剂膜厚的调整。

具体而言，通过实验，预先按抗蚀剂液(涂敷液)的每个种类取得抗蚀剂膜(涂敷膜)的目标膜厚和用于获得该目标膜厚的气体的供给时间。同样，通过实验预先按抗蚀剂液的每个种类取得抗蚀剂膜的目标膜厚和用于获得该目标膜厚的、供给时间相同的情况下的气体的温度。抗蚀剂液的种类例如是指抗蚀剂液和溶剂的种类相同而粘度不同的抗蚀剂液，是一台涂敷膜形成装置中使用的抗蚀剂液的种类。

而且，也可以以如下方式设定程序：在控制部600的存储器中，例如按抗蚀剂液的每个种类将抗蚀剂膜的目标膜厚与气体的供给时间对应地存储，通过操作者选择抗蚀剂液的种类和抗蚀剂膜的目标膜厚，设定气体的供给时间。此外，还可以以如下方式设定程序：在控制部600的存储器中，例如按抗蚀剂液的每个种类，将抗蚀剂膜的目标膜厚与气体的温度对应地存储，通过操作者选择抗蚀剂液的种类和抗蚀剂膜的目标膜厚，设定气体的温度。

在以上的说明中，本发明的第二方面的涂敷膜形成装置也可以以支承部材5200能够升降和在水平方向能够移动的方式构成环形板500、700的移动机构5300，将环形板500、700的退避位置设定在从环形板500、700处于晶片w的周缘部上方的位置在水平方向上移动了的位置、例如杯部件200的外侧的位置。此外，本发明的第二方面的涂敷膜形成装置也可以为不设置环形板的结构，还可以在气体供给机构不设置加热机构而供给不加热的气体。进而，也可以代替在气体供给机构设置加热机构，而在气体喷嘴400、环形板700的缓冲室4100、7300、气体导入部4300、7400的周围设置例如由加热器构成的加热机构，通过对这些缓冲室4100、7300、气体导入部4300、7400进行加热而进行气体的加热。进一步，在膜厚调整工序和干燥工序中也可以将气体供给至晶片表面，为了节省气体，优选仅在回流工序中保留气体的供给。

附图标记的说明

2杯体

5喷嘴单元

6干燥气体供给喷嘴

10控制部

11、1100旋转卡盘

13、1300旋转机构

41、500环形板

50抗蚀剂液喷嘴

67干燥气体加热机构

w晶片

100涂敷膜形成装置

3000涂敷液喷嘴

400气体喷嘴

600控制部