专利名称：涂布机和涂布方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造过程的光刻工序中使用的有机抗反射膜和光致抗蚀剂的涂布机和涂布方法。特别涉及抑制有机抗反射膜和光致抗蚀剂的边缘隆起和溶解残留物的涂布机和涂布方法。
背景技术：
参照图1至图6，对现有的旋涂型涂布机及涂布方法加以说明。
现有的旋涂型涂布机中，由于只能使用一种冲洗液，所以无法调节有机抗反射膜和抗蚀剂各自的溶解速度。因此，与涂布机相连的多种有机抗反射膜和光致抗蚀剂各自的边缘隆起和溶解残留物不能抑制(例如，参考特开平10-242045号公报)。
如图1所示，现有的涂布机由杯305(把因晶片的旋转而甩掉的有机抗反射膜和抗蚀剂和冲洗液作为废液收集)、晶片支架306、用于使晶片支架306旋转的电动机307、用于下滴有机抗反射膜或光致抗蚀剂的涂布喷嘴301(图中省略，但一般对于有机抗反射膜或光致抗蚀剂的每一种类和粘度都要准备多个涂布喷嘴)、用于下滴冲洗液的冲洗喷嘴303构成。
如图1所示，仅配备有一个冲洗喷嘴303，也没有配备混合多种溶剂的装置。
图2～图6示出通过该现有的涂布机进行有机抗反射膜涂布的状况。由于仅使用了一种冲洗液，故有机抗反射膜和抗蚀剂各自的溶解速度不能调节。因此，不能抑制与涂布机连接的多种有机抗反射膜和光致抗蚀剂各自的边缘隆起(图5的309e)和溶解残留物(图6的309g)。
以上的在边缘冲洗时产生的有机抗反射膜和光致抗蚀剂的边缘隆起309e和溶解残留物309g引起腐蚀残渣和垃圾的产生，所以变成造成成品率下降和污染的严重问题。
发明内容
因此，鉴于现有技术存在的问题完成本发明，其目的在于提供一种在冲洗边缘时不产生有机抗反射膜和光致抗蚀剂的边缘隆起和溶解残留物的涂布机和涂布方法。
为实现上述目的，本发明提供一种通过以冲洗液进行边缘冲洗除去晶片上成膜的涂膜的在晶片侧面上形成的边缘残留物(ふチだまり)的涂布机，其特征在于，具有混合对涂膜具有不同溶解速度的多种溶剂后，进行边缘冲洗的装置。
此时，所述涂膜的溶解速度因每一涂膜的种类而异，所述混合要进行得使涂膜的边缘隆起最小。
所述的进行边缘冲洗的装置具有用于使所述每一涂膜的冲洗液中所含的多种溶剂的比率可以变化的流量调节装置。
使用所述的流量调节装置，根据所述涂膜的溶解速度，调节冲洗液中溶剂的混合比率。
所述涂膜，例如为有机抗反射膜或光致抗蚀剂。
例如，所述的多种溶剂为异丙醇和丙二醇单甲醚乙酸酯。
另外，本发明提供一种通过以冲洗液进行边缘冲洗除去晶片上成膜的涂膜的在晶片侧面上形成的边缘残留物的涂布机，其特征在于，具有从对所述涂膜具有不同溶解速度的多种溶剂中任意选择后，进行边缘冲洗的装置。
此时，所述涂膜的溶解速度因每一涂膜的种类而异，所述选择要进行得使涂膜的边缘隆起最小。
所述进行边缘冲洗的装置具有用于分别供给对涂膜具有不同溶解速度的多种溶剂的多个冲洗喷嘴。
所述涂膜例如为有机抗反射膜或光致抗蚀剂。
例如，所述的多种溶剂为异丙醇和和丙二醇单甲醚乙酸酯。
图1是用于说明现有涂布机及涂布方法的图。
图2是用于说明现有涂布机及涂布方法的图。
图3是用于说明现有涂布机及涂布方法的图。
图4是用于说明现有涂布机及涂布方法的图。
图5是用于说明现有涂布机及涂布方法的图。
图6是用于说明现有涂布机及涂布方法的图。
图7是用于说明本发明的第一实施方案的概略图。
图8是表示冲洗液中IPA混合比与溶解速度的关系的图。
图9是表示冲洗液中IPA混合比与溶解速度的关系的图。
图10表示本发明的第一实施方案的旋涂型涂布机的具体结构的图。
图11是用于说明在晶片上旋涂有机抗反射膜的方法。
图12是用于说明在晶片上旋涂有机抗反射膜的方法。
图13是用于说明在晶片上旋涂有机抗反射膜的方法。
图14是用于说明在晶片上旋涂有机抗反射膜的方法。
图15是表示根据本发明的第二实施方案的旋涂型涂布机的结构的图。
图16是是用于说明在晶片上旋涂有机抗反射膜的方法。
图17是用于说明在晶片上旋涂有机抗反射膜的方法。
图18是用于说明在晶片上旋涂有机抗反射膜的方法。
图19是用于说明在晶片上旋涂有机抗反射膜的方法。
具体实施例方式
(第一实施方案)参照图7，概要说明本发明的第一实施方案。
有机抗反射膜和光致抗蚀剂对于冲洗液的溶解速度存在使边缘隆起最小的最佳值，但有机反射膜和光致抗蚀剂的溶解性也因每种而异。
因此，将对有机抗反射膜109d和光致抗蚀剂具有不同溶解速度的2种溶剂(例如，异丙醇(IPA)和丙二醇单甲醚乙酸酯(PEGMEA))混合，进行边缘冲洗。此时，对于进行涂布的各有机抗反射膜和光致抗蚀剂，进行调节以达到通过各溶剂的流量调节装置102、103预先求得的混合比，使边缘的隆起最小。
通过使用以上的涂布机及涂布方法，对于与涂布机连接的各种有机抗反射膜和光致抗蚀剂，都可以供给具有将边缘隆起被抑制到没有问题的程度，不产生溶解残留物的最佳溶解速度的冲洗液。
然后，参照图10，说明本发明的第一实施方案的旋涂型涂布机的具体结构。
涂布机由杯105(将因晶片的旋转而甩掉的有机抗反射膜和抗蚀剂和冲洗液作为废液收集)、晶片支架106、用于使晶片支架106旋转的电动机107、用于下滴有机抗反射膜和光致抗蚀剂的涂布喷嘴101(图中省略，但一般对于有机抗反射膜或光致抗蚀剂的每一种类和粘度都要准备多个涂布喷嘴)、用于下滴冲洗液的冲洗喷嘴111构成。
根据本发明的第一实施方案的涂布机的特征在于，配备有流量调节装置102、103，用于对进行涂布的每一有机抗反射膜和光致抗蚀剂变化在冲洗液中所含的多种溶剂的比率。通过使用流量调节装置102、103，根据进行涂布的有机抗反射膜和抗蚀剂的溶解性，调节冲洗液中溶剂的混合比率，可以将边缘隆起抑制到没有问题的程度，也不产生溶解残留物。
参照图11至图14，说明在晶片上旋涂有机抗反射膜的方法。
从涂布喷嘴101把有机抗反射膜109a下滴到吸附在图11的支架上的晶片104上，托住液体(液盛りする)。一般，为每一有机抗反射膜、光致抗蚀剂的种类和粘度设置多个涂布喷嘴101，但在图11中为简化只表示出了实际使用的一个。
接下来，如图12所示，通过使电动机107旋转使晶片104以任意的旋转数旋转，使托住液体的有机抗反射膜109a变为具有期望厚度的膜。此时，晶片104的侧面上形成了有机抗反射膜的边缘残留物109c。
该边缘残留物109c在接触晶片承载体时剥落，成为垃圾产生的原因，所以如图13所示，需要通过冲洗液110进行边缘冲洗将其除去。顺便提一下，有机抗反射膜和光致抗蚀剂对冲洗液的溶解速度存在使边缘冲洗后的边缘隆起最小，不产生溶解残留物的最佳值，但有机抗反射膜和光致抗蚀剂的溶解性也因种类而异。
因此，将对有机抗反射膜和光致抗蚀剂具有不同溶解速度的2种溶剂(例如，异丙醇(IPA)和丙二醇单甲醚乙酸酯(PEGMEA))混合，进行边缘冲洗。
此时，对进行涂布的各有机抗反射膜和光致抗蚀剂进行调节使其变为通过各溶剂的流量调节装置102、103预先求得的混合比，使边缘隆起最小。
通过使用以上的涂布机及涂布方法，对于与涂布机连接的各种有机抗反射膜和光致抗蚀剂，可以供给具有将边缘隆起抑制到不产生问题的程度，也不产生溶解残留物的最佳溶解速度的冲洗液。图14示出了根据以上处理的旋涂结束的状态，一并示出了有机抗反射膜109e。
此时，通过图8说明最佳溶解速度。
图8表示变化冲洗液中的IPA与PEGMEA的混合比率时的某一有机抗反射膜的溶解速度，随着IPA的混合比率变大，溶解速度降低。
图8中，在溶解速度低的a区域，边缘冲洗进行得不充分，产生溶解残留物。另一方面，在溶解速度高的c区域不产生溶解残留物，有机抗反射膜的树脂发生膨胀，产生边缘隆起。两者中间的b区域(IPA的混合比率为20-40体积％)中，边缘隆起被抑制到无问题的程度，也不产生溶解残留物。
图9是比现有的溶解性高的有机抗反射膜的例子，同样地示出了变化IPA与PEGMEA的混合比率时有机抗反射膜的溶解速度。此时，既不产生边缘隆起，也不产生溶解残留物的IPA的混合比率为63-77体积％。如上所述，通过根据进行涂布的有机抗反射膜和抗蚀剂的溶解性，来调节冲洗液中的溶剂混合比率，可以将边缘隆起抑制到没有问题的程度，也不产生溶解残留物。
(第2实施方案)参照图15至图19，说明本发明的第2实施方案。
首先，用图15说明根据本发明的第2实施方案的旋涂型涂布机的结构。
涂布机由杯205(将因晶片的旋转而甩掉的有机抗反射膜和抗蚀剂和冲洗液作为废液收集)、晶片支架206、用于使晶片支架206旋转的电动机207、用于下滴有机抗反射膜和光致抗蚀剂的涂布喷嘴201(图中省略，但一般对于有机抗反射膜或光致抗蚀剂的每一种类和粘度都要准备多个涂布喷嘴)、用于下滴冲洗液的冲洗喷嘴211构成。
根据本发明的第2实施方案的涂布机的特征在于，具有多个冲洗喷嘴202和203，用于分别供给不同的冲洗液。该多个冲洗喷嘴202、203各自供给对有机抗反射膜和光致抗蚀剂具有不同溶解速度的溶剂作为冲洗液(例如，将异丙醇(IPA)与丙二醇单甲醚乙酸酯(PEGMEA)以各自不同的比率预先混合得到的溶剂)。
在使用以上多个冲洗喷嘴202、203的涂布机中，能够根据进行涂布的有机抗反射膜和抗蚀剂的溶解性，来选择冲洗液的种类，可以将边缘隆起抑制到没有问题的程度，也不产生溶解残留物。
接下来，参照图16至图19，说明在晶片上旋涂有机抗反射膜的方法。
从涂布喷嘴201将有机抗反射膜209a下滴到吸附在图16的支架上的晶片206上，托住液体。一般，根据每一有机抗反射膜、光致抗蚀剂的种类和粘度设置多个涂布喷嘴201，但在图16中为简化只表示出了实际使用的一个。
接下来，如图17所示，通过使电动机207旋转，使晶片204以任意的旋转数旋转，使托住液体的有机抗反射膜变为具有期望厚度的膜。此时，晶片204的侧面上形成了有机抗反射膜209a的边缘残留物209c。
该边缘残留物209c在接触晶片承载体时剥落，成为垃圾产生的原因，所以如图18所示，需要通过冲洗液210进行边缘冲洗将其除去。
此时，从与涂布机连接的多种溶剂中来选择其溶解性符合进行涂布的有机抗反射膜，选择的溶剂作为冲洗液，所以边缘隆起被抑制到没有问题的程度，也不产生溶解残留物。
图19示出了根据以上处理的旋涂结束时的状态，并一并示出了有机抗反射膜209e。
如上所述，通过根据进行涂布的有机抗反射膜和抗蚀剂的溶解性，来选择冲洗液种类，可以将边缘隆起抑制到没有问题的程度，也不产生溶解残留物。
在如上所示的实施方案中，作为对有机抗反射膜和光致抗蚀剂具有不同溶解速度的溶剂的例子，虽选择IPA和PEGMEA，但同样可以应用除此以外的乳酸乙酯、乙酸丁酯、乙氧基丙酸乙酯、甲乙酮、γ-丁内酯、丙二醇单甲醚、二乙二醇、乙醚等。
根据本发明，可以抑制与涂布机连接的各种有机抗反射膜和光致抗蚀剂的边缘隆起，也不产生溶解残留物。
另外，由于边缘隆起造成的腐蚀残渣和溶解残留物造成的垃圾不再产生，具有成品率升高、污染的危险性降低的效果。
权利要求
1.一种涂布机，通过用冲洗液进行边缘冲洗，除去在晶片上形成的涂膜的在晶片侧面上形成的边缘残留物，其特征在于，具有混合对涂膜具有不同溶解速度的多种溶剂后，进行边缘冲洗的装置。
2.如权利要求1所述的涂布机，其特征在于，所述涂膜的溶解速度因各涂膜的种类而异，所述混合要进行得使涂膜的边缘隆起最小。
3.如权利要求1所述的涂布机，其特征在于，所述的进行边缘冲洗的装置具有用于使所述的各涂膜的冲洗液中所含的多种溶剂的比率可以变化的流量调节装置。
4.如权利要求3所述的涂布机，其特征在于，使用所述的流量调节装置，根据所述涂膜的溶解速度，调节冲洗液中的溶剂的混合比率。
5.如权利要求1所述的涂布机，其特征在于，所述的涂膜为有机抗反射膜或光致抗蚀剂。
6.如权利要求5所述的涂布机，其特征在于，所述的多种溶剂为异丙醇和丙二醇单甲醚乙酸酯。
7.一种涂布机，通过用冲洗液进行边缘冲洗，除去在晶片上形成的涂膜的在晶片侧面上形成的边缘残留物，其特征在于，具有从对于所述涂膜具有不同溶解速度的多种溶剂中任意选择后进行边缘冲洗的装置。
8.如权利要求7所述的涂布机，其特征在于，所述涂膜的溶解速度因各涂膜而异，所述的选择要进行得使涂膜的边缘隆起最小。
9.如权利要求7所述的涂布机，其特征在于，进行所述的边缘冲洗的装置具有用于分别供给对涂膜具有不同溶解速度的多种溶剂的多个冲洗喷嘴。
10.如权利要求7所述的涂布机，其特征在于，所述的涂膜为有机抗反射膜或光致抗蚀剂。
11.如权利要求10所述的涂布机，其特征在于，所述的多种溶剂为异丙醇和丙二醇单甲醚乙酸酯。
12.一种涂布方法，在晶片上形成涂膜，通过用冲洗液进行边缘冲洗除去在晶片侧面上形成的边缘残留物，其特征在于，混合对所述的涂膜具有不同溶解速度的多种溶剂后，进行边缘冲洗。
13.如权利要求12所述的涂布方法，其特征在于，所述的涂膜的溶解速度因各涂膜的种类而异，所述的混合要进行得使涂膜的边缘隆起最小。
14.如权利要求12所述的涂布方法，其特征在于，所述的涂膜为有机抗反射膜或光致抗蚀剂。
15.如权利要求14所述的涂布方法，其中所述的多种溶剂为异丙醇和丙二醇单甲醚乙酸酯。
16.一种涂布方法，在晶片上形成涂膜，通过用冲洗液进行边缘冲洗除去晶片侧面上形成的边缘残留物，其特征在于，从对所述的涂膜具有不同溶解速度的多种溶剂中任意选择后，进行边缘冲洗。
17.如权利要求16所述的涂布方法，其特征在于，所述涂膜的溶解速度因各涂膜而异，所述的选择要进行得使涂膜的边缘隆起最小。
18.如权利要求16所述的涂布方法，其特征在于，所述的涂膜为有机抗反射膜或光致抗蚀剂。
19.如权利要求18所述的涂布方法，其中所述的多种溶剂为异丙醇和丙二醇单甲醚乙酸酯。
全文摘要
本发明涉及涂布机和涂布方法。通过用冲洗液进行边缘冲洗，除去在晶片上形成的涂膜的在晶片侧面上形成的边缘残留物的涂布机，其具有混合对涂膜具有不同溶解速度的多种溶剂后进行边缘冲洗的装置。
文档编号B05D1/40GK1539560SQ20031010074
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月8日 优先权日2002年10月3日
发明者泷泽正晴 申请人:尔必达存储器株式会社