專利名稱：成膜方法、半導體器件及制造方法、記錄媒體的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對半導體襯底以渦旋狀滴下液體進行成膜的成膜方法、使用該成膜方法的半導體器件的制造方法、按時該制造方法制成的半導體器件以及使用該成膜方法的環(huán)狀存儲媒體的制造方法。
光刻工藝中現(xiàn)在一直進行的旋轉(zhuǎn)作布法滴下到襯底上的液體幾乎都排出襯底外，以留下的百分之幾成膜，所在使用的藥液浪費大，由于所排出的藥液多對環(huán)境也有壞影響，并且，就方形的襯底或12英寸以上的大直徑圓徑襯底來說，在襯底的外圓部發(fā)生湍流而在該部分發(fā)生膜厚不均勻的問題。
作為不浪費藥液在整個襯底上均勻涂布的方法，在日本專利特開平2-220428號公報中記載有由一排配置的多個噴嘴滴下光刻膠，通過從其后方把氣體或液體噴涂到成膜面上得到均勻薄膜的方法。并且，特開平6-151295號公報中，把在棒上設置多個噴霧口，由此將光刻膠滴到襯底上得到均勻薄膜作為目的。進而，在特開平7-321001號公報中記載有采用形成用于使光刻噴霧的多個噴出孔的噴射頭，并與襯底相對移動進行涂布的方法。無論哪一種涂布裝置里，也都把多個滴下或噴霧嘴配置成一橫排，將其沿著襯底表面進行掃描而得到均勻薄膜為目的。
除使用這些具有多個噴嘴的裝置的涂布法外，還有用一個液體吐出噴嘴通過掃描被處理襯底上形成液膜的方法。用該方法按噴嘴的操作法順序，會發(fā)生每一個襯底的處理時間延長，或者增大藥液使用量這樣的問題。
作為解決這些問題的成膜方法，日本專利2000-77326號公報公開了一種渦旋狀供給藥液進行涂布的方法。其中記載有“作為涂布條件，可以是通過一面要以低速(例如20～30rpm)旋轉(zhuǎn)圓片，一面沿該圓片的徑方向(例如X方向)移動噴嘴裝置進行涂布?！边@樣的內(nèi)容。并且，記載有“保持圓片與噴嘴裝置的相對速度一定是重要的”的內(nèi)容。即，記載有使噴嘴的線速度保持一定的內(nèi)容。
當以一定的速度移動噴嘴裝置時，為了使線速度一定，對于噴嘴外圓部必須加大其內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)速。例如，考慮用20mm圓片的情況下，假設半徑100mm的轉(zhuǎn)速為30rpm，則轉(zhuǎn)速與半徑的倒數(shù)正比例，在半徑為1mm以下的部分就需要以3000rpm以上轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)。當以3000rpm使圓片旋轉(zhuǎn)時，即使從襯底中心開始藥液涂布，藥液也瞬間被排出于襯底外。
并且，在低速以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)圓片時，襯底中心的噴嘴移動速度極其之快，涂布后即使給予振動使液體發(fā)生移動，也有在完全不移動的中央部分發(fā)生沒有涂布的區(qū)域，不能形成均勻膜的問題。這樣，若以線速度一定吐出藥液，就有不能形成液膜的問題。
如上所述，在邊使被處理襯底旋轉(zhuǎn)邊滴下藥液向被處理襯底上渦旋狀供給藥液進行液膜成膜的技術中，要是使滴下到被處理襯底的噴嘴的線速度為一定，就存在藥液被排出襯底外，或不能形成均勻液膜的這種問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種在被處理襯底上以渦旋狀供給藥液進行成膜的技術中能抑制向被處理襯底外排出藥液的同時形成均勻膜的成膜方法。
為達成上述目的，本發(fā)明構成如下。
(1)本發(fā)明(權利要求1)是一種液膜形成方法，滴下液體的滴下部和位于該滴下部的垂直下方的被處理襯底，邊將從該滴下部滴下到該襯底上的液體保留于該被處理襯底，邊相對地移動該被處理襯底或該滴下部并在被處理襯底上形成液膜，其特征是上述被處理襯底與上述滴下部的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的內(nèi)周部向該襯底的外周部相對地移動上述滴下部；上述被處理襯底與上述熵下部的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的內(nèi)周部向該襯底的外周部相對地移動上述滴下部，將上述液體螺旋狀滴下到上述被處理襯底上；隨著從上述被處理襯底的內(nèi)周部向外周部的上述滴下部的相對移動，要降低該襯底的轉(zhuǎn)速W，同時增加從該滴下部來的上述液體的供給速度v使得不因滴下液膜所受的離心力而使滴下的該液膜移動，并在上述被處理襯底上形成液膜，或者，上述被處理襯底與上述滴下部的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的外周部向該襯底的內(nèi)周部相對地移動上述滴下部；上述被處理襯底與上述滴下部的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的外周部向該襯底的內(nèi)周部相對地移動上述滴下部，將上述液體螺旋狀滴下到上述被處理襯底上；隨著從上述被處理襯底的外周部向內(nèi)周部的上述滴下部的相對移動，增加該襯底的轉(zhuǎn)速W，同時降低從該滴下部來的上述液體的供給速度v，使之不因滴下的液膜所受的離心力而使所滴下的該液膜移動，并在上述被處理襯底上形成液膜。
另外，所謂“不因滴下液膜所受的離心力而使所滴下的該液膜移動”就是消除滴下的液體因流動性而擴展移動。
以下記述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
(a)上述滴下部位于距上述被處理襯底中心為距離r時，從該滴下部來的上述液體供給速度v，要根據(jù)上述被處理襯底的轉(zhuǎn)速w來決定以便使該襯底保持部的轉(zhuǎn)速w與供給速度v之積成為固定。
(b)若上述滴下部位于上述被處理襯底的最外徑R時該襯底的轉(zhuǎn)速為w0，該滴下部位于距上述被處理襯底中心的距離R時的上述液體的供給速度v0，該襯底位于上述距離r場合的該襯底轉(zhuǎn)速w由(R/r)的平方根與w0的乘積決定，而且，供給速度v由v0除以(R/r)的平方根來決定。
(c)上述被處理襯底為半徑R(mm)的圓形襯底時，上述滴下部在該襯底的最外徑部正滴下注體的狀態(tài)下的該襯底轉(zhuǎn)速(rpm)為不到由1000000/R的平方根來決定的值。
(d)上述被處理襯底為半徑200mm的圓形襯底時，上述滴下部在該襯底的最外徑部正滴下液體的狀態(tài)下的該襯底轉(zhuǎn)速為99rpm以下。
(e)上述被處理襯底為半徑300mm的圓形襯底時，上述滴下部在該襯底的最外徑部正滴下液體的狀態(tài)下的該襯底轉(zhuǎn)速為81rpm以下。
(f)控制從上述滴下部的上述被處理襯底的內(nèi)周部向外周部，或從外周部向內(nèi)周部相對地移動，使該襯底在一次旋轉(zhuǎn)期間只移動規(guī)定的間距。
(g)上述滴下部具備有多個吐出液體的吐出口，上述滴下部的吐出速度與該襯底的轉(zhuǎn)速由該多個吐出口的位移平均值決定。
(h)上述液體是含有用于曝光工序的防止反射材料的藥液、含有感光性材料的溶液、含有低電介質(zhì)材料的溶液、含有強電介質(zhì)材料的溶液、含有電極材料的溶液、含有圖形復制材料的溶液、含有用于環(huán)狀存儲媒體的磁性材料的溶液、含有用于環(huán)狀存儲媒體的光吸收反應材料的溶液中的任一種。
(i)把形成上述液膜的該被處理襯底曝露在該液膜中的溶劑處理溫度蒸汽壓以下的壓力下，干燥除去該溶劑并形成固體層。
(j)邊振動上述形成的液膜邊進行干燥，使表面形成大致平坦的固體層。
(k)把形成上述液膜的該被處理襯底曝露在氣流下，干燥除去該液膜中的溶劑而形成固體層。
(1)使用上述成膜方法，在上述被處理襯底上形成上述固體層的環(huán)狀存儲媒體的制造方法中，上述固體層是磁性體薄膜或光吸收反應薄膜。所謂環(huán)狀存儲媒體是高密盤、小型盤、數(shù)字視盤、硬盤等。
(m)在包括上述被處理襯底的大致中心區(qū)域，通過遮斷并調(diào)整滴下量使得由上述滴下部吐出液體的一部分不會達到上述被處理襯底上，并不因滴下液膜的離心力使液膜移動。
(n)從上述被處理襯底的內(nèi)周部向外周部的上述滴下部的相對移動是從上述被處理襯底的大致中心向外周的相對地移動，而從上述被處理襯底的外周部向內(nèi)周部的上述滴下部的相對移動是從上述被處理襯底的外周向大致中心的相對移動。
(o)在包括上述被處理襯底的大致中心區(qū)域，使由上述滴下部從包括上述大致中心的區(qū)域一端向另一端的列方向的移動和包括上述大致中心的區(qū)域以外的行方向移動所構成的該被處理襯底與該滴下部之間的相對移動，同時從上述滴下部對該被處理襯底以供給速度v’供給藥液并形成液膜。上述供給速度v’更設定為與在包括上述大致中心區(qū)域的剛好外側(cè)螺旋狀滴下的液體的滴下速度v大致相等。
(p)在包括上述被處理襯底的大致中心區(qū)域，通過遮斷使從上述滴下部吐出的液體的一部分不達到上述被處理襯底上的方式調(diào)整滴下量，不因滴下液膜的離心力而使液膜移動。
根據(jù)上述構成，本發(fā)明有以下的作用與效果。
根據(jù)本發(fā)明，通過一面增加從滴下部來的上述液體的供給速度，一面降低被處理襯底的轉(zhuǎn)速使該液膜不因滴下的液膜所受的離心力而移動，在內(nèi)周部和外周部液膜不移動，在被處理襯底的中心部分沒有生成不形成液膜的區(qū)域，而且能夠形成均勻的液膜。
離心力與質(zhì)量、距旋轉(zhuǎn)中心的距離、和轉(zhuǎn)速平方的乘積成正比例。因此，在離旋轉(zhuǎn)中心近的地方，液膜所受的離心力與外周部比起來較小，因而，在內(nèi)周部轉(zhuǎn)速啼大，通過液膜不固離心力而移動地減少轉(zhuǎn)速，液膜就不移動，不會生成沒有形成液膜的區(qū)域。
并且，與減少轉(zhuǎn)速的同時，通過增加液體的供給速度，使向被處理襯底上的液體供給量保持一定，就能形成均勻的液膜。
按照(a)中所示的條件進行成膜，就可使每單位的藥液供給量相等。并且，用(b)中所示的條件，可以決定被處理襯底的轉(zhuǎn)速和液本的滴下速度。用(c)～(e)中所示條件，離心力不會使液膜移動。用(f)中所示條件通過移動滴下部，就能形成沒有液膜不形成區(qū)域的均勻薄膜。按照(g)中所示條件，具有2個吐出口，并各自采用提供相同供給速度的藥液供給噴嘴時，即使對位于該位置的吐出口提供相同供給速度，也能形成均勻液膜。并且，(h)表示作為液體可以適用的范圍。按照(i)、(k)，可以用液膜形成均勻膜厚的固體層。進而，按照(j)，可以形成均勻膜厚的固體層。
按照本發(fā)明所形成的固體層因為改善了膜厚的均勻性，的以包括該固體層的半導體器件也具有優(yōu)良的電特性。
通過用本涂布方法對環(huán)狀記錄媒體進行涂布，能夠使涂布膜厚均勻，并能提高存儲可靠性。
對難以螺旋涂布的襯底中心區(qū)域通過進行遮斷藥液的方法，可使每單位面積的藥液供給量相等。
對難以螺旋涂布的襯底中心區(qū)域通過進行直線狀涂布的辦法，可使每單位面積的藥液供給量相等。
圖1表示第1實施例的成膜裝置的示意構成圖。
圖2表示構成圖1中所示成膜裝置的藥液供給噴嘴的示意構成圖。
圖3表示第1實施例的被處理襯底轉(zhuǎn)速、噴嘴位置、藥液吐出量對加工時間的特性圖。
圖4表示藥液供給時的噴嘴移動方向的平面圖。
圖5表示第2實施例的藥液供給噴嘴的示意構成圖。
圖6表示圖5中所示藥液供給噴嘴移動方式的平面圖。
圖7表示第2實施例的被處理襯底轉(zhuǎn)速、噴嘴位置、藥液吐出量對加工時間的特性圖。
圖8表示藥液吐出量對加工時間的特性圖。
圖9表示藥液供給噴嘴的變形例的構成圖。
圖10表示第3實施例的被處理襯底轉(zhuǎn)速、噴嘴位置、藥液吐出量對加工時間的特性圖。
圖11表示第4實施例的成膜裝置的示意構成的構成圖。
圖12表示第4實施例的被處理襯底的線狀涂布區(qū)域與螺旋狀涂布區(qū)域圖。
圖13表示第4實施例的線狀涂布區(qū)域上的藥液供給噴嘴的移動軌跡圖。
圖14表示第4實施例的螺旋狀涂布區(qū)域上的藥液供給噴嘴的移動軌跡圖。
圖15表示第4實施例的被處理襯底上的藥液供給噴嘴的移動軌跡圖。
圖16表示在包括被處理襯底的中心區(qū)域點狀滴下藥液形成液膜時，從藥液供給噴嘴滴下藥液的軌跡圖。
圖17表示第4實施例的被處理襯底轉(zhuǎn)速、噴嘴位置、藥液吐出量對加工時間的特性圖。
圖18表示第5實施例的被處理襯底轉(zhuǎn)速、噴嘴位置、藥液吐出量對加工時間的特性圖。
以下，參照


本發(fā)明的實施例。圖1是表示用于本發(fā)明的成膜裝置示意性結(jié)構的構成圖。
如圖1所示，設有被處理襯底100的襯底保持部120，與在襯底100中心轉(zhuǎn)動的驅(qū)動系統(tǒng)121連接。并且，在被處理襯底100的上方，設置有邊吐出藥液，邊可用噴嘴驅(qū)動系統(tǒng)123沿徑向方向移動的藥液供給噴嘴122。在藥液供給噴嘴122上，通過藥液供給管124連接有向藥液供給噴嘴122供給藥液的藥液供給泵125?？刂苼碜运幰汗┙o泵125的藥液供給壓力，進行藥液供給噴嘴122吐出藥液的控制。
藥液供給噴嘴122是例如圖2所示的結(jié)構。如圖2所示，藥液供給噴嘴122由包括從與圖未示出的藥液供給泵連接的藥液供給管124供給的藥液一度貯存的藥液槽201和吐出藥液槽201內(nèi)藥液的藥液吐出口202而構成。
藥液供給噴嘴122通過噴嘴驅(qū)動系統(tǒng)123，大致從被處理襯底100的中央開始移動，一邊連續(xù)地向被處理襯底上供給藥液，一邊移動到襯底的大約邊緣部分為止。藥液供給噴嘴達到了被處理襯底邊緣的階段，藥液供給結(jié)束。在藥液供給噴嘴的移動開始點和移動結(jié)束點都設置有藥液遮斷機能126a、126b。在襯底保持部120的轉(zhuǎn)速、噴嘴驅(qū)動系統(tǒng)123的移動速度和從藥液供給噴嘴122來的藥液吐出速度變成涂布開始時需要的規(guī)定值之前，移動開始點的藥液遮斷機能126a遮斷藥液供給噴嘴122吐出的藥液，防止藥液達到被處理襯底100之上。并且，移動結(jié)束點的藥液遮斷機能126b，象不向被處理襯底100的邊緣給藥液的樣子，在襯底100邊緣部分上空待用，當藥液供給噴嘴122來到襯底100的邊緣時，遮斷藥液供給噴嘴122吐出的藥液，防止藥液達到被處理襯底100之上。
在藥液供給被處理襯底上的期間，由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制部128、噴嘴驅(qū)動控制部127和藥液供給泵125分別管理襯底保持部120的轉(zhuǎn)速、噴嘴驅(qū)動系統(tǒng)123的移動速度和從藥液供給噴嘴122來的藥液吐出速度。另外，總括這三個控制部分125、127和128的控制129被配置于其上游。
控制器129根據(jù)藥液供給噴嘴122在襯底上的位置信息，決定旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制部128的轉(zhuǎn)速、噴嘴驅(qū)動速度和藥液吐出速度，并分別給旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制部128、噴嘴驅(qū)動控制部127和藥液供給泵125發(fā)送信號。根據(jù)該信號通過各自動作，渦旋狀向處理襯底上供給藥液。供給到被處理襯底上的藥液擴展，并與鄰接的液膜結(jié)合而在被處理襯底上成為一層液膜101。
液膜101形成后，對該被處理襯底進行干燥除去液膜中的溶劑。至于干燥方法，可使用加熱、在熔劑飽和蒸汽壓以下的減壓干燥、及使表面與氣流接觸等方法。
以下，說明有關把該液膜形成方法應用于φ200mm(8英寸)Si圓片(被處理襯底)上形成膜厚400mm的ArF感光性樹脂膜的情況。在感光性樹脂溶液里使用固體形分量為1.5％的樹脂。在Si圓片上與以下同樣的辦法預先形成ArF曝光時與襯底表面來的反射光相抵消的反射防止膜。
首先，用另外的辦法求出在襯底最外周(φ194)上述的感光性樹脂溶液不會飛散到襯底外的轉(zhuǎn)速。從停止狀態(tài)以旋轉(zhuǎn)加速度1rpm/sec慢慢提升轉(zhuǎn)速，求出感光性樹脂溶液飛散到襯底外的轉(zhuǎn)速。在80rpm下感光性樹脂溶液向襯底外飛散。設在襯底外周的轉(zhuǎn)速w0=60rpm以便不超過此時的離心力，則首先求出相對于處理時間的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制部的轉(zhuǎn)速、噴嘴驅(qū)動速度和藥液吐出速度。
另外，在本實施例中，在每一周期內(nèi)要使渦旋狀的液膜形成位置以0.4mm的間距向襯底外周移動。并且，在距襯底中心的距離r=100mm的藥液供給速度設為v0=0.4cc/min。
距襯底中心距離r處的面積變化率為dS/dr=rπ。由于距離襯底中心距離r處的面積變化率與離開襯底中心的距離r成正比例，所以要求襯底半徑r0(本實施例的情況為100mm)與藥液供給量q0之比和距襯底中心的距離r(mm)與藥液供給量之比相等。
因此，要求在距襯底中心距離r的藥液供給量r為q=q0r/r0(1)
并且，在距襯底中心距離r處的藥液供給速度v(cc/分鐘)和轉(zhuǎn)速w(rpm)與藥液供給量q之間有q=v/w (2)關系成立。
于是，由(1)、(2)式，可以決定距襯底中心距離r處的藥液供給速度v與轉(zhuǎn)速w，使其滿足v/w=(v0/w0)×(r/r0) (3)在本實施例中，對藥液供給速度v和轉(zhuǎn)速w假定給予同樣變化率，則在距襯底中心的距離r處分別由v=v0/(r0/r)1/2(4)w=w0(r0/r)1/2(5)決定。
并且，在此時的半徑r處的微小單位面積的液膜所受的離心力F，用液膜的度c表示為[式1]F=mrw2=c{[q0r/r0]/2πr}rw2=c{[q0/2πr0]rw2因為離心力F為一定，采用常數(shù)C并需要設定w=C/r1/2。
將該式與(5)比較，C看作(5)的常數(shù)項。因此，在半徑r處若滿足(4)和(5)式進行操作，就一邊把位于任意半徑r的液膜所受的離心力保持一定，一邊可以涂布液膜。
將噴嘴位置(沒中心為0)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制部轉(zhuǎn)速、噴嘴驅(qū)動速度和藥液吐出速度對由以上決定的處理時間分別表示在圖3(a)、(b)和(c)中。預先在控制器里存儲這些關系(對其下游的各控制部分也可以進行存儲)，并開始感光性樹脂往被處理襯底上涂布。以后，如圖4所示，對與藥液供給時的噴嘴移動方向相同方向作為+軸，其相反的移動作為-軸進行說明。
預先將藥液供給噴嘴122，從被處理襯底中心移動到-1mm的位置。并且，要調(diào)整藥液遮斷機能126a使其達到+0.2mm以下的區(qū)域。在藥液供給噴嘴122位于+0.2mm以下的位置時，藥液遮斷機能126a要遮斷從藥液供給噴嘴122滴下來的感光性樹脂溶液，使其不能達到襯底表面。
接著，用驅(qū)動系統(tǒng)121驅(qū)動襯底保持部120，使被處理襯底100開始旋轉(zhuǎn)，控制轉(zhuǎn)速為1341.6rpm，并調(diào)整感光性樹脂溶液滴下來的量，使得從藥液供給噴嘴吐出的感光性溶液為0.018cc/min。穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和供給速度后，向+側(cè)以31mm/sec開始移動液供給噴嘴。噴嘴吐出口的中心在+0.2mm以下的位置，分別按等速動作襯底旋轉(zhuǎn)、噴嘴移動、藥液供給速度，而且達到+0.2mm時刻后，按照圖39(a)～(c)的關系進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制部、噴嘴驅(qū)動控制部和藥液供給泵的控制。如圖3(a)～(c)所示，隨著從襯底的大致中心向外周移動藥液供給噴嘴而降低襯底轉(zhuǎn)速w的同時增加藥液供給噴嘴來的感光性樹脂溶液的供給速度v。在圖3(a)～(c)中所示的轉(zhuǎn)速，就沒有因離心力而使感光性樹脂溶液移動。因而不會有感光性樹脂溶液向襯底外部飛散。另外，在這里，所謂“不因離心力而使感光性樹脂溶液移動”，就是消除感光性樹脂溶液因流動性擴展而移動。
在藥液供給噴嘴來到襯底邊緣部分的藥液遮斷功能的上空的階段，分別停止由藥液供給裝置來的藥液供給、停止藥液供給噴嘴的移動、和停止被處理襯底的旋轉(zhuǎn)，并結(jié)束液膜的形成。就處理一片200mm圓片而言需要150秒左右。通過處理中渦旋狀形成的液膜擴展，并與鄰接的液膜結(jié)合，除邊緣部分外變成覆蓋整個襯底的液膜。處理中，感光性樹脂不從襯底向外部排出。
其次，把襯底送入處理室，在大體上與感光性樹脂溶液中溶劑的蒸氣壓一致的壓力下曝露襯底慢慢作去溶劑，形成了感光性樹脂膜。
根據(jù)本發(fā)明，借助于一邊增加滴下部來的上述藥液的供給速度v，一邊降低被處理襯底的轉(zhuǎn)速w，使之不因滴下的液膜受離心力而移動該液膜，在中心附近和外周部液膜都不移動，在被處理襯底的中心部不發(fā)生沒有形成液膜的區(qū)域，并且能夠形成均勻的液膜。
并且，本發(fā)明中，在涂布即將開始之前和涂布剛剛結(jié)束后除少量舍去藥液以外都把藥液留在襯底上，因此可將廢棄量降到1％以內(nèi)。
在本實施例中，雖然示出了從感光性樹脂溶液經(jīng)過感光性樹脂液膜到形成感光性樹脂膜的工序，但是本發(fā)明的用途并不限于此，而可以有于由含有低電介質(zhì)膜材料的溶液(例如有機硅氧烷等溶液)來形成低電介質(zhì)膜、由含有強電介質(zhì)材料的溶液來形成強電介質(zhì)膜。
并且，在襯底最外周的轉(zhuǎn)速w0也不固定于60rpm，只要沒有微少藥液移到襯底外則什么樣的值都可以(本實施例的情況下可以在80rpm以下)。并且渦旋狀液膜形成位置的每一周期的間隔和r=100mm處的藥液供給速度v0也可以根據(jù)所要求的膜厚和均勻性而改變。
圖1中在開始部分和結(jié)束部分具有藥液遮斷功能合計2個，但使用一個藥液遮斷功能的也可以。這時，把最初在襯底中心附近遮斷過開始前藥液的藥液遮斷功能，從噴嘴前面移動到襯底邊緣部分待用就行。在本實施例中，說明有關謀求改善成膜速度的方法。
在本實施例中，為了謀求改善成膜速度，如圖5所示，在用分隔板703分開的第1和第2藥液槽701、702中分別使用設置在第1和第2藥液吐出口704、705的噴嘴。第1和第2藥液吐出口704、705沿徑向排列著。第1和第2藥液槽701、702分別從第1和第2藥液供給管706、707供給藥液。第1和第2藥液供給管706、707各自與另外的藥液供給泵連接起來。通過獨立控制各個藥液供給泵的壓力，就可以獨立控制二個第1藥液吐出口704、705來的藥液吐出速度。另外，整個裝置的構成與圖1所示的裝置同樣，因而將附圖和構成的說明省去。
還去，在本實施例中，對含有低電介質(zhì)材料的溶液的成膜也應用本發(fā)明。作為低電介質(zhì)材料使用含有聚硅氧烷材料，并把形成膜厚1000nm的層間絕緣臘作為目的。另外，藥液中的固形分量設為5％。
在這里，利用與第1實施例同樣的方法以其它途徑求出在最外周(φ194mm)含有所用低電介質(zhì)材料溶液不飛散到襯底外的轉(zhuǎn)速，結(jié)果是99rpm。假定襯底外周的轉(zhuǎn)速w0=90rpm以便不超過此時的離心力，首先求出各位置的處理時間的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制部的轉(zhuǎn)速、噴嘴驅(qū)動速度和藥液吐出速度。在本實施例中，如圖6所示，要使渦旋狀液膜形成位置，每一周期以0.8mm的間距向襯底外周移動。
并且，在300mm圓片的最外周，求得含有低電介質(zhì)材料的溶液不會向襯底外飛散的轉(zhuǎn)速，結(jié)果是82rpm。物質(zhì)所受的離心力與質(zhì)量、距旋轉(zhuǎn)中心的距離和轉(zhuǎn)速二次方成比例。距旋轉(zhuǎn)中心的距離為100mm、轉(zhuǎn)速為100rpm時，對液膜的這種離心力等于在距旋轉(zhuǎn)中心的距離r(mm)處的離心力，所需要決定轉(zhuǎn)速為(100000/r)1/2。因此，在襯底為“半徑”R(mm)的圓形狀襯底的情況下，上述熵下部在該襯底的最外徑部分滴下液體的狀態(tài)的該襯底轉(zhuǎn)速如果采用不足由(100000/R)的平方根決定的值，則供給藥液時，液膜不會因離心力而移動。
將噴嘴位置(設中心為0)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制部的轉(zhuǎn)速、噴嘴驅(qū)動速度、和藥液吐出速度對處理時間的關系，分別示出于圖7(a)、(b)、(c)中。圖(7a)中，示出二個藥液吐出口的中心位置。圖7(c)中，以該標度而言，二個藥液吐出口的供給速度差沒有區(qū)別。這里，把在0～5秒范圍的二個藥液吐出口來的供給速度表示在圖8中。
預先將這些關系存儲到控制器里(對于其下游的各個控制部分也可以進行)，并開始了將含有低電介質(zhì)材料的溶液往被處理襯底上涂布。以后，把與藥液供給時的藥液供給噴嘴移動相同方向的移動設為+軸，而其相反的移動方向設為-軸來進行說明。
預先，將噴嘴從被處理襯底中心移動到-1mm位置。并且，噴嘴正下方藥液遮斷功能要調(diào)整起來。藥液遮斷功能遮斷從噴嘴吐出的藥液。
接著，開始被處理襯底的旋轉(zhuǎn)并控制轉(zhuǎn)速使其變成2012rpm。進而，調(diào)整從噴嘴滴下速度，使其為0.030cc/min。轉(zhuǎn)速、共給速度穩(wěn)定后，向+側(cè)以243mm/sec開始移動藥液供給噴嘴和藥液遮斷功能。噴嘴吐出口的中心來到+0.2mm位置為止雖然各自以等速進行運動，但是通過+0.2mm的時刻，開始按照圖7(a)～(c)和圖8的關系的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制部(減速)、噴嘴驅(qū)動控制部(減速)、藥液供給泵(加速)的控制。還有，使藥液遮斷功能照樣以等速進行移動，而且在+0.2mm以下的區(qū)域中，從藥液供給噴嘴的正下方移動藥液遮斷功能，并開始由藥液供給噴嘴對被處理襯底供給藥液。另外，在襯底邊緣部分使藥液遮斷功能停止，直至藥液供給噴嘴達到時備用。在藥液供給噴嘴來到襯底邊緣部分備用著的藥液遮斷功能的上空階段，分別進行停止從藥液供給裝置來的藥液供給、停止藥液供給噴嘴和停止被處理襯底的旋轉(zhuǎn)，并結(jié)束形成液膜。處理一枚200mm圓片就要53秒左右。另外，供給藥液期間沒有將藥液排出襯底外。在處理中渦旋狀形成的液膜通過擴展，并與鄰接的液膜結(jié)合，除邊緣部分外變成覆蓋整個襯底的液膜。
接著，把該襯底送入處理室，曝露于大體與藥液溶劑蒸氣壓一致的壓力下，慢慢除去溶劑形成層間絕緣膜。
如已有的那樣，以跨襯底方式的直線狀來回移動噴嘴形成液膜時，每次折回都需要助走區(qū)間，因此對供給被處理襯底的液量，廢棄率(襯底外排出量/襯底內(nèi)供給量)10～20％的藥液將排出襯底外?？墒牵诒景l(fā)明中，在涂布即將開始之前和涂布剛結(jié)束之后僅將少量藥液舍去，因而能夠?qū)U棄量降到1％以內(nèi)。
在本實施例中，雖然示出了由含有低電介質(zhì)材料的溶液經(jīng)過低電介質(zhì)液膜而形成層間絕緣膜的工序，但是本發(fā)明的用途并不限于此，而可以用于光刻膠膜、反射防止膜的形成、和由含有強電介質(zhì)材料的溶液來形成的強電介質(zhì)膜。
并且，在襯底最外周處的轉(zhuǎn)速w0也不是固定于60rpm，只要沒有微少藥液移到襯底外就不管怎樣的值都可以(本實施例的情況下為90rpm以下)。并且，渦旋狀液膜形成位置的每一周期的間隔和r=100mm處的藥液供給速度v0也可以根據(jù)所要求的膜厚和均勻性加以改變。
并且，在本實施例中，作為藥液供給噴嘴，對二個吐出口雖然采用獨立控制供給速度的噴嘴，但不限于此。如圖9所示，也可以采用二個吐出口同時給予相同供給速度的噴嘴。這時，供給速度的設定，如圖7(c)和圖8中示出的特性圖，可以為第1藥液吐出口和第2藥液吐出口的溶液供給速度平均值。在該速度下進行液膜的形成，在干燥時通過對液膜給以振動和均勻化，就可以得到均勻的膜厚。
在本實施例中，雖然采用具有二個吐出口的噴嘴，但不限于此，而且也可以使用具有三個以上吐出口的噴嘴。
另外，本發(fā)明并不限于上述實施例。例如，本發(fā)明無論在光刻工序中開始使用的反射防止劑、光刻膠的涂布，低電介質(zhì)材料、強電介質(zhì)材料的涂布等半導體工藝，還是作為電鍍等裝飾工藝所有的成膜工序中都可以應用。
此外，本發(fā)明在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)，可以有各種變形和實施方法。本實施例使用與第1實施例中利用圖1說過的成膜裝置同樣的裝置，并涉及形成計算機記錄媒體上所用高密度盤記錄媒體(CD-R)的光吸收反應膜的方法。
被處理襯底直徑為12cm，距中心φ40mm以內(nèi)的區(qū)域(半徑r=0到20mm)確保作為保持區(qū)域，該區(qū)域上不要形成薄膜。對該襯底，對于半徑r=20mm到r=60mm的區(qū)域根據(jù)本發(fā)明的方法進行光吸收反應膜的涂布。
分別按照圖10(a)～(c)中示出的關系，控制應該藥液供給速度、被處理襯底轉(zhuǎn)速和藥液吐出速度。這些關系預先存在控制器里(對其下游各控制部分也可以進行儲存)，開始將感光性樹脂液往被處理襯底上涂布。以后，把與藥液供給量的噴嘴移動方向相同方向的移動作為+軸，將其相反的移動作為-軸進行說明。
預先將藥液供給噴嘴122從被處理襯底100的中心移動到+18mm的位置。并且，要調(diào)整藥液遮斷機能126a，使其來到+20mm以下的區(qū)域。當藥液供給噴嘴122位于+20mm以下的位置時，藥液遮斷機能126a要遮斷從藥液供給噴嘴122滴下來的藥液，使其不會達到被處理襯底100表面。
接著，驅(qū)動襯底保持部120，開始被處理襯底100的旋轉(zhuǎn)并控制成為133.5rpm的樣子，調(diào)整滴下量使得從藥液供給噴嘴122滴下的感光性樹脂溶液的吐出量保持0.003cc/min。在被處理襯底轉(zhuǎn)速、藥液供給速度穩(wěn)定后，開始將藥液供給噴嘴122移動到+側(cè)。噴嘴吐出口的中心在+20mm以下的位置，以等速使襯底旋轉(zhuǎn)、噴嘴移動和藥液供給速度各自進行動作。其間所吐出的藥液，要通過插入配置在藥液供給噴嘴122與被處理襯底100之間的藥液遮斷機能126a，使其不達到襯底表面。
從噴嘴出口的中心達到+20mm的時刻，按照圖10(a)所示的關系，進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制器128、噴嘴驅(qū)動控制部127和藥液供給泵125的控制。在藥液供給噴嘴122來到被處理襯底100邊緣部分的藥液遮斷機能126b上空的階段，分別進行藥液供給泵125的停止、藥液供給噴嘴122的停止和被處理襯底100旋轉(zhuǎn)的停止，并結(jié)束形成液膜。
在一枚CD-R上涂布藥液就要62秒左右。處理中渦旋狀形成的液膜通過擴展并與鄰接的液膜結(jié)合，除去邊緣部分變成覆蓋整個襯底的液膜。另外在處理中藥液不會從襯底向外排出去。
其次，把被處理襯底送入處理室，在大體上與藥液的溶劑蒸氣壓一致的壓力下曝露襯底，慢慢除去溶劑，就形成了感光性樹脂膜。
在本實施例中，雖然示出了形成CD-R感光性樹脂膜的工序，但是本發(fā)明的用途并不限于此，而且可以應用于向小型盤(MD)、數(shù)字視盤(DVD)-RAM、CD原版等所有的環(huán)狀襯底上的涂布。并且，涂布材料也不限于感光性樹脂膜，而也可以應用于磁性體、含有金屬的藥液的涂布。并且，噴嘴移動速度、襯底轉(zhuǎn)速和藥液吐出量對處理時間的關系并不限于圖10的關系，不管怎樣設定使其滿足式(1)到(5)也都可以。另外，作為從式(1)到(5)之中的常數(shù)，正在使用的100、v0、w0，分別可以使用以被處理襯底中心作為原點時的徑向特定位置、在以被處理襯底中心作為原點時的徑向特定位置的藥液供給速度、在以被處理襯底中心作為原點時的徑向特定位置的被處理襯底轉(zhuǎn)速來表示。
并且，在襯底最外周(r=60mm)的轉(zhuǎn)速w0并不固定于78rpm，如果沒有藥液移到襯底外就不管怎樣的值也都可以(本實施例的情況下，100rpm以下也可以)。并且螺旋狀液膜形成位置的每一個周期的間隔和在r=60mm的藥液供給速度v0根據(jù)要求的膜厚和均勻性也可以改變。
圖11是表示有關本發(fā)明第4實施例的成膜裝置的示意構成圖。圖11中，與圖1相同的部位附有相同標號，并省略其說明。
被處理襯底100被配置在襯底保持部120上。襯底保持部120具備以襯底中心旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動系統(tǒng)121，進而將這些搭載在紙面前后可移動的襯底保持部平移部130。
并且，被處理襯底100上空配置有例如圖2所示的藥液供給噴嘴122?？刂莆挥谒幰汗┙o噴嘴上游的藥液供給泵的壓力，進行從藥液供給噴嘴來的藥液吐出的控制。藥液供給噴嘴被搭載在紙面左右方向能夠來回移動的噴嘴移動功能上。并且，在藥液供給噴嘴與被處理襯底之間設有在與藥液供給噴嘴的移動相同方向可移動的藥液遮斷機能126。
為了便于說明起見，以下設定包括被處理襯底100半徑的襯底保持部120的平移驅(qū)動方向為X軸，設定驅(qū)動與其正交的藥液供給噴嘴122之時吐出口的軌跡為Y軸。并且，以下把X軸與Y軸的交點叫做裝置基準點，把圓形的被處理襯底中心叫做襯底原點，并且，假定裝置基準點為XY座標系的原點(0,0)，位置的單位以mm表示。
在本實施例中，如圖12所示，記述對φ30mm以內(nèi)的線狀涂布區(qū)域1201，用噴嘴移動功能邊來回運動噴嘴邊在噴嘴的折返點使襯底保持部平移部130動作并向被處理襯底上平行線狀供給藥液之后，在φ30mm外側(cè)的螺旋狀涂布區(qū)域1202使驅(qū)動系統(tǒng)121動作向被處理襯底100上螺旋狀供給藥液，利用所供給的藥液流動性形成液膜的方法。
借助于襯底搬送臂把被處理襯底100輸送并保持在襯底保持部120上。在這里，作為被處理襯底100為半導體制造工序過程中的硅圓片，并使用襯底表面平坦化后的圓片。
首先操作襯底保持部120的襯底保持部平移部130，相對對裝置基準點使襯底原點來到(15,0)，接著在藥液供給噴嘴122與被處理襯底100之間配置有藥液遮斷機能126的狀態(tài)下，使藥液供給泵125工作，開始縱藥液供給噴嘴122吐出藥液?？刂扑幰汗┙o泵125的壓力使其吐出速度為0.0026cc/sec，在藥液吐出穩(wěn)定的階段，藥液供給噴嘴122開始沿Y軸來回移動。這時，設置于藥液供給噴嘴122與被處理襯底100之間的藥液遮斷機能126與藥液供給噴嘴122的動一起移動，使藥液對襯底原點在φ29.5mm外側(cè)不供給藥液。
另外，這時藥液供給噴嘴122，從襯底原子點起在φ29.5mm的范圍進行36.6cm/sec的等速移動，在φ29.5mm的外側(cè)進行150m/sec2減速并且停止，立即在相反方向給以150km/sec2的加速度，再次達到φ29.5mm的區(qū)域后又控制成為36.6cm/sec。藥液供給噴嘴122只有進入φ29.5mm外側(cè)的范圍，才使襯底保持部平移部130僅移動(-0.4,0)。
繼續(xù)這些操作，在襯底原點達到(-15,0)的階段，如圖13所示，在折返區(qū)域1301內(nèi)側(cè)的線狀涂布區(qū)域1201，可以形成線狀的涂布膜。然后，在藥液供給噴嘴與被處理襯底之間插入藥液遮斷機能126，暫時地遮斷藥液的供給。
接著，被處理襯底在襯底原點位于(-15,0)的狀態(tài)下，在大致保持線狀涂布區(qū)域的吐出速度(0.0026cc/sec)的狀態(tài)，進入以襯底原點為中心的旋轉(zhuǎn)動作。在轉(zhuǎn)速變成160rpm的階段，除去藥液遮斷機能126，同時開始按照圖17(a)～(c)所示關系的動作。在這里，處理時間把開始螺旋狀涂布動作的時間設為0。在螺旋狀涂布區(qū)域1202，可按照圖14所示的軌跡形成涂布膜。另外，在圖13和圖14中，為了容易判斷軌跡，比本實施例中使用的分度圓線展寬表示。最后，在圖15中表示出被處理襯底100上涂布的藥液軌跡(比分度圓線展寬表示)。
由于在線狀涂布區(qū)域的吐出速度與螺旋狀涂布的最初吐出速度大約相等，無需變更吐出速度的時間。并且，吐出速度變更時，下到吐出速度穩(wěn)定為止所吐出的藥液變成白費，但是吐出速度大約相等，所以藥液不會有浪費。
通過這些的操作，可在φ200mm的整個表面上形成液膜。另外，線狀供給的液膜由于流動性在處理中與鄰接的液膜連接，除邊緣部分外成為覆蓋整個襯底的液膜。還有在處理中藥液就不會從襯底向外排出來。
接著，把表面上形成了液膜的被處理襯底100送入處理室，在大體與藥液溶劑蒸氣壓一致的壓力下使襯底曝露，慢慢除去溶劑形成感光性樹脂膜。
如已有的那樣，以跨襯底方式直線狀僅進行來回移動噴嘴形成液膜時，每次折回都需要助走區(qū)間，對供給被處理襯底的液量，將廢棄率為(襯底外排出量/襯底內(nèi)供給量)10～20％的藥液排出襯底外。可是，在本發(fā)明中，在涂布即將開始之前和涂布剛結(jié)束之后僅將少量藥液祭去以外將藥液都留在襯底上，因而能夠?qū)U棄量降到1％以內(nèi)，并且，只以螺旋狀進行時，對在中心部分少量發(fā)生膜厚異常也可改善。
在本實施例中，雖然示出了從感興性樹脂溶液經(jīng)過感光性樹脂液膜而形成感光性樹脂膜的工序，但是本發(fā)明的用途并不限于此，而且可以用于由含有低電介質(zhì)材料的溶液(例如有機硅烷等的溶液)來形成低電介質(zhì)質(zhì)膜。
并且，在襯底最外周的轉(zhuǎn)速w0也不是固定于60rpm，而是如果沒有微少藥液移到襯底外就不管怎樣的值也都可以(本實施例的情況下可以是80rpm以下)。并且，渦旋狀液膜形成位置的每一周期的間隔r=100mm處的藥液供給速度v0(假定值)也可以根據(jù)所要求的膜厚和均勻性加以改變。
a)從外側(cè)螺旋狀向內(nèi)側(cè)涂布后，進行中央的平行線狀涂布。
b)從內(nèi)側(cè)螺旋狀向外側(cè)涂布后，進行中央的平行線狀涂布。
c)進行中央的平行線狀涂布后，從外側(cè)螺旋狀向內(nèi)側(cè)涂布。
并且，也可以點狀供給藥液，而不是中央平行線狀涂布。這時φ29.5mm以內(nèi)區(qū)域上形成頂層的藥液總體積是與線狀供給時相同，最終結(jié)合得到的液膜厚度偏差小的話，可以適當設定滴下量和滴下位置。圖16表示在包括被處理襯底中心的點狀涂布區(qū)域1601上以點狀滴下藥液的情況(點與線的間距、寬度比實際上展寬表現(xiàn)出來)，這樣滴下的藥液在被處理襯底上通過展寬和重疊變成一張液膜。
這時，理想的進行ON/OFF泵的動作不是點狀滴下藥液，而是一邊連續(xù)滴下液體一邊用藥液遮斷機能126遮斷適當?shù)囊后w一部分，點狀滴下藥液。遮斷藥液進行點狀滴下的方法，比之借助于泵的ON/OFF動作的方法，更能提高滴下量的控制性。
并且，在本實施例中將螺旋狀涂布區(qū)域的邊界規(guī)定為φ29.5mm，但是并不限于此。也可以根據(jù)藥液供給泵、旋轉(zhuǎn)功能、藥液供給噴嘴的性能進行變更。而且，為了減少藥液廢棄量，以邊界盡可能靠近襯底中心為好。本實施例是有關第4實施例中藥液供給泵的性能發(fā)生極限時的參數(shù)變更法。這里，作為藥液供給的控制參數(shù)采用泵的壓力。并且，噴嘴每一次旋轉(zhuǎn)移動0.8mm。該泵的壓力控制下限為1kgW/cm2?？梢灶A料，處理時間在7.5秒以下壓力變成低于1kgW/cm2就不能控制。因此，在處理時間為7.5秒以下的部分設定吐出壓力為恒定為1kgW/cm2，為了使每單位面積的供給量成為恒定，就要對轉(zhuǎn)速進行控制。根據(jù)該條件決定的，襯底轉(zhuǎn)速、距襯底中心的噴嘴位置和吐出量對處理時間的關系，分別示于圖18(a)～(c)中。
首先，操作襯底保持構件的平移驅(qū)動系統(tǒng)，相對于裝置基準點使襯底原點進入(15,0)。接著在藥液供給噴嘴與被處理襯底之間配置藥液遮斷機能126，并開始從藥液供給噴嘴吐出藥液?？刂票玫膲毫κ沟猛鲁鰤毫?kgf，在吐出穩(wěn)定階段，藥液供給噴嘴開始沿Y軸來回移動。這時，設置于藥液供給噴嘴與被處理襯底之間的藥液遮斷機能126與藥液供給噴嘴的動作一起移動，在對于襯底原點φ29.5mm的外側(cè)供給藥液。另外，這時藥液供給噴嘴在距襯底原點φ29.5mm的范圍進行19.7cm/sec的等速移動，在φ29.5mm的外側(cè)進行150m/sec2減速并且停止，立即在相反方向給以150m/sec2的加速度，再次達到φ29.5mm的區(qū)域后又進行控制成為19.7cm/sec。藥液供給噴嘴只有進入φ29.5mm外側(cè)的范圍，才使襯底保持部平移部僅移動(-0.4,0)。繼續(xù)這些操作，在襯底原點達到(-15,0)的階段，如圖13所示，在表示φ33mm區(qū)域的虛線內(nèi)部的區(qū)域，可形成點狀涂布膜。這時，藥液供給噴嘴與被處理襯底之間插入藥液遮斷機能126，暫時地進行藥液的遮斷。
接著被處理襯底在襯底原點位于(-15,0)的狀態(tài)下，進入以襯底原點為中心的旋轉(zhuǎn)動作。在轉(zhuǎn)速變成155rpm的階段，除去藥液遮斷機能126，同時開始按照圖18(a)～(c)中所示關系的動作。在這里，處理時間把開始螺旋狀涂布動作的時間設為0。最初7.5秒期間，藥液供給噴嘴的壓力為恒定。該期間使轉(zhuǎn)速變大。7.5秒后同時控制藥液供給噴嘴的壓力和轉(zhuǎn)速并進行成膜。通過這些的操作，可在φ200mm的整個表面上形成液膜。另外，在處理中線狀供給的液膜由于流動性而與鄰接的液膜連接，除邊緣部分外變成覆蓋整個襯底的液膜。還有在處理中藥液不會從襯底向外排出來。
接著把襯底送入處理室，將襯底曝露于大體上與藥液溶劑蒸氣壓一致的壓力下，慢慢除去溶劑形成感光性樹脂膜。
在本實施例中，藥液供給泵控制方面有限度，就是有關轉(zhuǎn)速控制上有余裕時的變更訣竅，但是即使轉(zhuǎn)速控制上有限度藥液供給泵控制有余裕時，在限度區(qū)域內(nèi)將轉(zhuǎn)速作為恒定，可根據(jù)(1)～(5)式設定吐出壓力的變化量。并且，考慮到藥液供給泵控制和轉(zhuǎn)速控制的限度，可以使用任何的a，如(6)、(7)式那樣變更控制的負載分配。
V=v0×a/(R/r)1/2(6)W=W0×a/(R/r)1/2(7)這里，v0、W0分別是半徑Rmm處的藥液供給速度和轉(zhuǎn)速。另外，(6)式是在壓力控制下進行時，就半徑r對藥液供給泵在半徑Rmm的藥液吐出壓力P0而言，可由下式P={P0×a/(R/r)1/2}2決定。
如已有的那樣，橫跨襯底直線狀只來回移動噴嘴形成液膜時，每次折回都需要助走區(qū)間，對供給被處理襯底的液量，將廢棄率(襯底外排出量/襯底內(nèi)供給量)10～20％的藥液排出襯底外。可是，在本發(fā)明中，在涂布即將開始之前和涂布剛結(jié)束之后僅將少量藥液舍去以外將藥液都留在襯底上，因而能夠?qū)U棄量降到1％以內(nèi)。并且，只以螺旋狀行進時，對在中心部分少量發(fā)生膜厚異常也可改善。
在本實施例，雖然示出了從感光性樹脂溶液經(jīng)過感光性樹脂液膜而形成感光性樹脂膜的工序，但是本發(fā)明的用途并不限于此，而且可以用于由含有低電介質(zhì)材料的溶液(例如有機硅烷等的溶液)來形成低電介質(zhì)膜、和由含有強電介質(zhì)材料的溶液來形成強電介質(zhì)膜。
并且，在襯底最外周處的轉(zhuǎn)速w0也不是固定于60rpm，而是只要沒有微少藥液移到襯底外則不管怎樣的值都可以(本實施例的情況下可以是80rpm以下)。并且，螺旋狀液膜形成位置的每一周期的間隔和r=100mm處的藥液供給速度v0也可以根據(jù)所要求的膜厚和均勻性加以改變。
并且，藥液如果沒有飛出被處理襯底外，則也可以改變涂布順序如下a)從外側(cè)螺旋狀向內(nèi)側(cè)涂布后，進行中央的平行線狀涂布。
b)從內(nèi)側(cè)螺旋狀向外側(cè)涂布后，進行中央的平行線狀涂布。
c)進行中央的平行線狀涂布后，從外側(cè)螺旋狀向內(nèi)側(cè)涂布。
并且，也可以點狀供給藥液，而不是中央平行線狀涂布。這時φ29.5mm以內(nèi)區(qū)域上所形成的頂層的藥液總體積是與線狀供給時相同，最終結(jié)合得到的液膜厚度偏差小的話，可以適當設定滴下量和滴下位置。
并且，在本實施例中以螺旋涂布區(qū)域的邊界為φ29.5mm，但不限于此。也可以根據(jù)藥液供給泵、旋轉(zhuǎn)功能、藥液供給噴嘴移動功能的性能進行變更。而且，為了減少藥液廢棄量，以邊界盡量靠近襯底中心為好。
如以上說明倘采用本發(fā)明，通過一邊增加從滴下部來的上述藥液的供給速度v一邊降低被處理襯底的轉(zhuǎn)速，不會因滴下來的液膜受離心力使該液膜移動，在中心部附近和外周部液膜不移動，在被處理襯底的中心部不會發(fā)生液膜不形成的區(qū)域，而且可以形成均勻的液膜。
權利要求
1．一種液膜形成方法，滴下液體的滴下部和位于該滴下部的垂直下方的被處理襯底，邊將從該滴下部滴下到該襯底上的液體保留于該被處理襯底上，邊相對地移動該被處理襯底或該滴下部并在被處理襯底上形成液膜，其特征是所述被處理襯底與所述滴下部之間的相對地移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的內(nèi)周部向該襯底的外周部相對地移動所述滴下部；所述被處理襯底與所述滴下部之間的相對地移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的內(nèi)周部向該襯底的外周部相對地移動所述滴下部，將所述液體螺旋狀滴下到所述被處理襯底上；隨著從所述被處理襯底的內(nèi)周部向外周部的所述滴下部的相對地移動，要降低該襯底的轉(zhuǎn)速W，同時增加從該滴下部來的所述液體的供給速度v，使之不因滴下的液膜所受的離心力而引起滴下的該液膜移動，并在所述被處理襯底上形成液膜，或者，所述被處理襯底與所述滴下部之間的相對地移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的外周部向該襯底的內(nèi)周部相對地移動所述滴下部；所述被處理襯底與所述滴下部之間的相對地移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的外周部向該襯底的內(nèi)周部相對地移動上述滴下部，將所述液體螺旋狀滴下到所述被處理襯底上；隨著從所述被處理襯底的外周部向內(nèi)周部的所述滴下部的相對地移動，要增加該襯底的轉(zhuǎn)速W，同時降低從該滴下部來的所述液體的供給速度v，使之不因滴下的液膜所受的離心力而引起滴下的該液膜移動，并在所述被處理襯底上形成液膜。
2．根據(jù)權利要求1所述的成膜方法，其特征是所述滴下部位于距所述被處理襯底中心的距離r時，從該滴下部來的所述液體供給速度v，根據(jù)所述被處理襯底的轉(zhuǎn)速w來決定使得該襯底保持部的轉(zhuǎn)速w與供給速度v之積成為一定。
3．根據(jù)權利要求2所述的成膜方法，其特征是相對于所述滴下部位于所述被處理襯底的最外徑R時的轉(zhuǎn)速w0，和該滴下部位于距所述被處理襯底中心的距離R時的所述液體的供給速度v0，該襯底位于所述距離r時的該襯底轉(zhuǎn)速w由(R/r)的平方根與w0的乘積決定，而供給速度v由將v0除以(R/r)的平方根來決定。
4．根據(jù)權利要求1所述的成膜方法，其特征是所述被處理襯底為半徑R(mm)的圓形襯底時，所述滴下部在該襯底的最外徑部滴下了液體的狀態(tài)下的該襯底旋的轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)，小于由1000000/R的平方根決定的值。
5．根據(jù)權利要求4所述的成膜方法，其特征是所述被處理襯底為半徑200mm的圓形襯底時，所述滴下部在該襯底的最外徑部滴下了液體的狀態(tài)下的該襯底的轉(zhuǎn)速為99rpm以下。
6．根據(jù)權利要求4所述的成膜方法，其特征是所述被處理襯底為半徑300mm的圓形襯底時，上述滴下部在該襯底的最外徑部滴下液體的狀態(tài)下的該襯底轉(zhuǎn)速為81rpm以下。
7．根據(jù)權利要求1所述的成膜方法，其特征是控制從所述滴下部的所述被處理襯底的內(nèi)周部向外周部，或從外周部向內(nèi)周部的相對移動，使該襯底旋轉(zhuǎn)一周的期間只移動規(guī)定的間距。
8．根據(jù)權利要求1所述的成膜方法，其特征是所述滴下部具備有多個吐出液體的吐出口，所述滴下部的吐出速度與該被處理襯底的轉(zhuǎn)速由該多個吐出口的位移平均值決定。
9．根據(jù)權利要求1所述的成膜方法，其特征是所述液體是含有用于曝光工序的反射防止材料的藥液、含有感光性材料的溶液、含有低電介質(zhì)材料的溶液、含有強電介質(zhì)材料的溶液、含有電極材料的溶液、含有圖形復制材料的溶液、含有用于環(huán)狀存儲媒體的磁性材料的溶液、含有用于環(huán)狀存儲媒體的光吸收反應材料的溶液中的任一種。
10．根據(jù)權利要求1所述的成膜方法，其特征是把形成所述液膜的該被處理襯底曝露在該液膜中溶劑處理溫度的蒸汽壓以下的壓力下，干燥除去該溶劑，形成固體層。
11．根據(jù)權利要求1所述的成膜方法，其特征是將形成所述液膜的該被處理襯底曝露在氣流下，干燥除去該液膜中的溶劑，形成固體層。
12．根據(jù)權利要求10或11所述的成膜方法，其特征是邊振動所述形成的液膜邊進行干燥，形成表面大致平坦的固體層。
13．根據(jù)權利要求1所述的成膜方法，其特征是從所述被處理襯底的內(nèi)周部向外周部的所述滴下部的相對移動是從所述被處理襯底的大約中心向外周的相對移動，從所述被處理襯底的外周部向內(nèi)周部的所述滴下部的相對移動是從所述被處理襯底的外周向大約中心的相對移動。
14．根據(jù)權利要求1所述的成膜方法，其特征是包括所述被處理襯底的大約為中心的區(qū)域，所述滴下部從包括所述大約為中心的區(qū)域的一端向另一端的列方向的移動和包括所述大約中心的區(qū)域以外的行方向移動中，使所構成的該被處理襯底與該滴下部之間相對地移動，同時從所述滴下部對該被處理襯底以供給速度v′供給藥液并形成液膜。
15．根據(jù)權利要求14所述的成膜方法，其特征是所述供給速度v′設定為與在包括所述大約中心區(qū)域的剛好外側(cè)螺旋狀滴下液體的滴下速度v大致相等。
16．根據(jù)權利要求1所述的成膜方法，其特征是在包括所述被處理襯底的大約中心區(qū)域，通過遮斷并調(diào)整滴下量使得由所述滴下部吐出液體的一部分不達到所述被處理襯底上，并且不因滴下的液膜所受離心力而引起液膜移動。
17．一種半導體器件的制造方法，滴下液體的滴下部和位于該滴下部的垂直下方的半導體襯底，邊將從該滴下部滴下到該襯底上的液體保留于該半導體襯底上，邊相對地移動該半導體襯底或該滴下部并在半導體襯底上形成液膜后，使該液膜干燥形成固體層，其特征是所述半導體襯底與所述滴下部之間的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的內(nèi)周部向該襯底的外周部相對地移動所述滴下部；所述半導體襯底與所述滴下部的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的內(nèi)周部向該襯底的外周部相對地移動所述滴下部，將所述液體螺旋狀滴下到所述半導體襯底上；隨著從所述半導體襯底的內(nèi)周部向外周部的所述滴下部的相對移動，要降低該襯底的轉(zhuǎn)速W，同時增加從該滴下部來的所述液體的供給速度v，使得不因滴下的液膜所受離心力而引起滴下的該液膜移動，并在所述半導體襯底上形成液膜，或者，所述半導體襯底與所述滴下部之間的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的外周部向該襯底的內(nèi)周部相對地移動所述滴下部；所述半導體襯底與所述滴下部之間的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的外周部向該襯底的內(nèi)周部相對地移動上述滴下部，將所述液體螺旋狀滴下到所述半導體襯底上；隨著從所述半導體襯底的外周部向內(nèi)周部的所述滴下部的相對移動，要增加該襯底的轉(zhuǎn)速W，同時降低從該滴下部來的所述液體的供給速度v，使得不因滴下的液膜所受的離心力而引起滴下的該液膜移動，并在所述被處理襯底上形成液膜后，以及將形成所述液膜的該被處理襯底曝露在該液膜中溶劑處理溫度的蒸汽壓以下的壓力下，干燥除去該溶劑并所述形成固體層，或者，將形成所述液膜的該半導體襯底曝露在氣流下，干燥除去該液膜中的溶劑而形成所述固體層。
18．根據(jù)權利要求17所述的半導體器件的制造方法，其特征是所述固體層是從用于曝光工序的具有反射防止并感光性的膜、低電介質(zhì)膜、層間絕緣膜、強電介質(zhì)膜、電極、圖形復制膜中選擇的任一種膜。
19．一種半導體器件，滴下液體的滴下部和位于該滴下部的垂直下方的半導體襯底，邊將從該滴下部滴下到該襯底上的液體保留于該半導體襯底上，邊相對地移動該半導體襯底或該滴下部并在半導體襯底上形成液膜后，使該液膜干燥形成固體層，其特征是；所述半導體襯底與所述滴下部之間的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的內(nèi)周部向該襯底的外周部相對地移動所述滴下部；所述半導體襯底與所述滴下部的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的內(nèi)周部向該襯底的外周部相對地移動所述滴下部，將所述液體螺旋狀滴下到所述半導體襯底上；隨著從所述半導體襯底的內(nèi)周部向外周部的所述滴下部的相對移動，要降低該襯底的轉(zhuǎn)速W，同時增加從該滴下部來的所述液體的供給速度v，使之不因滴下的液膜所受的離心力而引起滴下的該液膜移動，并在所述半導體襯底上形成液膜，或者，所述半導體襯底與所述滴下部之間的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的外周部向該襯底的內(nèi)周部相對地移動所述滴下部；所述半導體襯底與所述滴下部之間的相對地移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的外周部向該襯底的內(nèi)周部相對地移動上述滴下部，將所述液體螺旋狀滴下到所述半導體襯底上；隨著從所述半導體襯底的外周部向內(nèi)周部的所述滴下部的相對移動，要增加該襯底的轉(zhuǎn)速W，同時降低從該滴下部來的所述液體的供給速度v，使得不因滴下的液膜所受的離心力而引起滴下的該液膜移動，并在所述被處理襯底上形成液膜后，將形成所述液膜的該被處理襯底曝露在該液膜中溶劑處理溫度的蒸汽壓以下的壓力下干燥除去該溶劑，形成所述固體層，或者，將形成所述液膜的該半導體襯底曝露在氣流下，干燥除去該液膜中的溶劑而形成所述固體層；且所述固體層是從用于曝光工序的具有反射防止并感光性的膜、低電介質(zhì)膜、層間絕緣膜、強電介質(zhì)膜、電極、圖形復制膜中選擇的任一種膜。
20．一種環(huán)狀記錄媒體的制造方法，滴下液體的滴下部和位于該滴下部的垂直下方的被處理襯底，邊將從該滴下部滴下到該襯底上的液體保留于該被處理襯底上，邊相對地移動該被處理襯底或該滴下部并在被處理襯底上形成含有磁性材料的溶液或含有光吸收反應材料的溶液的液膜后，使該液膜干燥形成磁性體膜或光吸收反應膜，其特征是所述被處理襯底與所述滴下部之間的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的內(nèi)周部向該襯底的外周部相對地移動所述滴下部；所述被處理襯底與所述滴下部之間的相對地移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的內(nèi)周部向該襯底的外周部相對地移動所述滴下部，將所述液體螺旋狀滴下到所述被處理襯底上；隨著從所述被處理襯底的內(nèi)周部向外周部的所述滴下部的相對移動，要降低該襯底的轉(zhuǎn)速W，同時增加從該滴下部來的所述液體的供給速度v，使之不因滴下液膜所受的離心力而引起滴下的該液膜移動，并在所述被處理襯底上形成液膜，或者，所述被處理襯底與所述滴下部之間的相對移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的外周部向該襯底的內(nèi)周部相對地移動所述滴下部；所述被處理襯底與所述滴下部之間的相對地移動是一面旋轉(zhuǎn)該襯底，一面從該襯底的外周部向該襯底的內(nèi)周部相對地移動上述滴下部，將所述液體螺旋狀滴下到所述被處理襯底上；隨著從所述被處理襯底的外周部向內(nèi)周部的所述滴下部的相對移動，要增加該襯底的轉(zhuǎn)速W，同時降低從該滴下部來的所述液體的供給速度v，使之不因滴下的液膜所受的離心力而引起滴下的該液膜移動，并在所述被處理襯底上形成液膜；將形成所述液膜的該被處理襯底曝露在該液膜中溶劑處理溫度的蒸汽壓以下的壓力下干燥除去該溶劑，形成所述固體層，或者，將形成所述液膜的該半導體襯底曝露在氣流下，干燥除去該液膜中的溶劑而形成所述固體層。
全文摘要
在向被處理襯底上渦旋狀供給藥液進行成膜的技術中,抑制向被處理襯底外排出藥液,同時形成均勻薄膜。所述被處理襯底與所述滴下部之間的相對移動是邊旋轉(zhuǎn)該襯底,邊從該襯底的大約中心向該襯底的外周相對地移動所述滴下部,隨著從所述被處理襯底的大約中心向外周的所述滴下部的相對移動,降低該襯底的轉(zhuǎn)速,同時增加該滴下部來的所述液體的供給速度v,使該液膜不因滴下的液膜受到離心力而引起該液膜移動,并在被處理襯底上形成液膜。
文檔編號G11B7/26GK1324106SQ01121300
公開日2001年11月28日 申請日期2001年4月27日 優(yōu)先權日2000年4月27日
發(fā)明者伊藤信一, 奧村勝彌 申請人:株式會社東芝