薄膜涂布单元和薄膜涂布方法.pdf

薄膜涂布单元和薄膜涂布方法，为了通过控制施加在基质表面上的涂布溶液的干燥状态而在基质表面上形成均匀的绝缘膜。解决问题的方式：薄膜涂布单元有：基质保持器，用于水平保持基质；涂布溶液排出喷嘴；以及防干燥板，该防干燥板对着基质表面。当基质保持器相对于涂布溶液排出喷嘴沿从晶片前端向后端的方向进行相对运动时，涂布溶液施加在晶片表面上。这时，防干燥板布置在在离基质表面最大2mm的高度处，以便在晶片表面和防干燥板之间形成较浓的溶剂气体。因此，将防止在晶片表面上的涂布溶液干燥，并在晶片表面上形成均匀厚度的涂布膜。

1.  一种用于在基质表面上形成涂布膜的薄膜涂布单元，包括：
基质保持器，用于水平保持基质；
涂布溶液排出喷嘴，用于沿从基质的前边缘向后边缘的方向将涂布溶液施加在由基质保持器保持的基质的表面上；
驱动部分，用于使基质保持器沿向前和向后方向相对于涂布溶液排出喷嘴进行相对运动；以及
防干燥板，该防干燥板以与基质表面平行的关系在离基质表面最大2mm的高度处对着基质表面，该防干燥板布置成覆盖通过涂布溶液排出喷嘴施加涂布溶液的基质表面的整个范围。

2.  一种用于在基质表面上形成涂布膜的薄膜涂布单元，包括：
基质保持器，用于水平保持基质；
涂布溶液排出喷嘴，用于沿从基质的前边缘向后边缘的方向将涂布溶液施加在由基质保持器保持的基质的表面上；
第一驱动部分，用于使基质保持器相对于涂布溶液排出喷嘴间歇地进行相对运动，这样，涂布溶液排出喷嘴沿从基质前边缘向后边缘的方向进行相对运动；
第二驱动部分，用于使涂布溶液排出喷嘴沿左右方向运动，以便以线性形状将涂布溶液施加在基质表面上；
防干燥板，该防干燥板以与基质表面平行的关系在离基质表面最大2mm的高度处对着基质表面，该防干燥板布置成覆盖通过涂布溶液排出喷嘴施加涂布溶液的基质表面的整个范围；
该第一和第二驱动部分使得涂布溶液排出喷嘴或者涂布溶液排出喷嘴和基质保持器运动，从而朝着基质的后侧连续成行地形成线性涂布图形。

3.  根据权利要求1所述的薄膜涂布单元，其中：至少在将涂布溶液施加在基质表面上时，涂布溶液的粘性为最大5cp。

4.  根据权利要求1所述的薄膜涂布单元，其中：防干燥板的外周边缘部分在基质的外部向下折叠。

5.  根据权利要求1所述的薄膜涂布单元，还包括：
高度调节机构，用于调节防干燥板相对于基质的相对高度。

6.  根据权利要求5所述的薄膜涂布单元，还包括：
存储器，用于储存对应于一种涂布溶液的、防干燥板相对于基质的相对高度这样的数据；以及
控制器，用于根据选定的涂布溶液的种类来调节防干燥板相对于基质的相对高度。

7.  一种用于在基质表面上形成涂布膜的薄膜涂布单元，包括：
基质保持器，用于水平保持基质；
涂布溶液排出喷嘴，用于沿从基质的前边缘向后边缘的方向将涂布溶液施加在由基质保持器保持的基质的表面上；
驱动部分，用于使基质保持器沿向前和向后方向相对于涂布溶液排出喷嘴进行相对运动；以及
防干燥板，该防干燥板对着基质表面，以便覆盖通过涂布溶液排出喷嘴施加涂布溶液的基质表面的整个范围，该防干燥板有多个供给孔眼，用于向该防干燥板下面提供溶剂蒸气；
溶剂吸收器，该溶剂吸收器布置在防干燥板上；以及
溶剂供给部分，该溶剂供给部分向溶剂吸收器供给溶剂。

8.  根据权利要求7所述的薄膜涂布单元，其中：该溶剂吸收器是海绵部件。

9.  一种用于在基质表面上形成涂布膜的薄膜涂布单元，包括：
基质保持器，用于水平保持基质；
涂布溶液排出喷嘴，用于沿从基质的前边缘向后边缘的方向将涂布溶液施加在由基质保持器保持的基质的表面上；
第一驱动部分，用于使基质保持器相对于涂布溶液排出喷嘴间歇地进行相对运动，这样，涂布溶液排出喷嘴沿从基质前边缘向后边缘的方向进行相对运动；
第二驱动部分，用于使涂布溶液排出喷嘴沿左右方向运动，以便以线性形状将涂布溶液施加在基质表面上；
防干燥板，该防干燥板对着基质表面，以便覆盖通过涂布溶液排出喷嘴施加涂布溶液的基质表面的整个范围，该防干燥板有多个供给孔眼，用于向该防干燥板下面提供溶剂蒸气；
溶剂吸收器，该溶剂吸收器布置在防干燥板上；以及
溶剂供给部分，该溶剂供给部分向溶剂吸收器供给溶剂。
该第一驱动部分和第二驱动部分使得涂布溶液排出喷嘴或者涂布溶液排出喷嘴和基质保持器相对运动，从而朝着基质的后侧连续成行地形成线性涂布图形。

10.  根据权利要求7所述的薄膜涂布单元，其中：至少在将涂布溶液施加在基质表面上时，涂布溶液的粘性为最大5cp。

11.  根据权利要求7所述的薄膜涂布单元，其中：防干燥板的外周边缘部分在基质的外部向下折叠。

12.  根据权利要求7所述的薄膜涂布单元，还包括：
高度调节机构，用于调节防干燥板相对于基质的相对高度。

13.  根据权利要求12所述的薄膜涂布单元，还包括：
存储器，用于储存对应于一种涂布溶液的、防干燥板相对于基质的相对高度这样的数据；以及
控制器，用于根据选定的涂布溶液的种类来调节防干燥板相对于基质的该相对高度。

14.  一种用于在基质表面上形成涂布膜的薄膜涂布方法，包括以下步骤：
通过涂布溶液排出喷嘴沿从基质的前边缘向后边缘的方向将涂布溶液施加在基质表面上；以及
在施加涂布溶液时，通过防干燥板覆盖已经施加了涂布溶液的基质表面范围，该防干燥板相对于基质表面平行地对着该基质表面，且离该基质表面的高度为最大2mm。

15.  一种用于在基质表面上形成涂布膜的薄膜涂布方法，包括以下步骤：
通过涂布溶液排出喷嘴沿从基质的前边缘向后边缘的方向将涂布溶液施加在基质表面上；
通过防干燥板覆盖已经施加了涂布溶液的基质表面范围，该防干燥板有多个供给孔眼；以及
在施加涂布溶液时，通过多个供给孔眼将从防干燥板上的溶剂吸收器中蒸发的溶剂蒸气供给防干燥板下面。

16.  根据权利要求14或15所述的薄膜涂布方法，还包括以下步骤：
使基质相对于涂布溶液排出喷嘴间歇地进行相对运动，从而使涂布溶液排出喷嘴沿从基质的前边缘向后边缘的方向进行相对运动；以及
在使基质间歇进行相对运动时，使涂布溶液排出喷嘴沿左右方向运动，以便以线性形状将涂布溶液施加在基质表面上，并在基质表面上连续成行地形成线性涂布图形。

薄膜涂布单元和薄膜涂布方法
技术领域
本发明涉及一种薄膜涂布单元和薄膜涂布方法，以便通过向基质例如半导体晶片的表面施加预定涂布液体而形成例如中间层绝缘膜、绝缘膜等，该中间层绝缘膜例如作为装置外涂层的绝缘膜。
背景技术
作为一种半导体制造方法，为了形成绝缘膜例如中间层绝缘膜，已知这样的技术，即通过在基质例如半导体晶片的表面上施加涂布溶液而制备液体膜，其中，二氧化硅膜的产物母体材料溶解在溶剂中，且该溶剂从该液体膜中蒸发，以便形成绝缘膜，该绝缘膜是包括二氧化硅膜的涂布膜。
作为一种用于在基质表面上施加涂布溶液的技术，一种以所谓通过单行程绘制的绘制(one stroke drawing)来施加涂布溶液的技术(例如参考专利文献1和专利文献2)。
对于以单行程绘制的绘制的方式的涂布技术，将以半导体晶片(下文中称为晶片)作为要处理的基质来简单介绍一个例子。如图13所示，晶片W保持在基质保持器上，涂布溶液排出喷嘴10布置成对着晶片W的表面。涂布溶液排出喷嘴10的小直径排出孔将涂布溶液11施加在晶片W的表面上。在供给涂布溶液11时，涂布溶液排出喷嘴10沿X方向往复运动，而晶片W沿Y方向间歇运动。这时，优选是通过遮蔽件12覆盖离开在晶片W上形成电路的区域的部分，以便防止涂布溶液粘附在晶片W的边缘和背面上。根据该技术，当晶片W并不象旋转涂布方法中那样旋转时，可以在不浪费涂布溶液的情况下形成涂布膜。特别是，该涂布方法优选用于对较大尺寸的基质进行涂布。
专利文献1：JP.A.No.2002-353132
专利文献2：JP.B.33-10788
不过，在上述涂布技术中，将花费相当多的时间来使涂布溶液排出喷嘴10沿涂布路线从晶片W的前端向终端运动，以便将涂布溶液完全施加在晶片W的表面上。这样，溶剂首先从先施加涂布溶液的部分上蒸发，且供给的涂布溶液干燥或脱水。且由于溶剂的蒸发，施加的涂布溶液的表面张力增加。因此，问题是后施加的涂布溶液将被先施加的涂布溶液拉动或吸引，从而导致先施加涂布溶液的部分的薄膜厚度增大。
解决该问题的一个措施由专利文献1公开。其中，顶板(盖体)布置在预定高度，以便覆盖晶片W的表面，从而控制涂布溶液的干燥状态。不过，涂布溶液应根据薄膜的平面类型进行选择。在与其它高粘性的涂布溶液相同的状态下对例如选择用作中间层绝缘膜的低粘性涂布溶液进行处理时，在某些情况下并不能充分控制涂布溶液的干燥状态。因此，应当考虑其它的涂布单元。
专利文献2公开了通过供给溶剂蒸气来控制涂布溶液或涂布膜的干燥速度的技术。根据该文献，布置成对着晶片W表面的顶板在顶板表面中提供有多个孔眼，溶剂蒸气通过该孔眼供给涂布溶液或涂布膜。不过，当溶剂蒸气或蒸汽通过这些孔眼喷射向晶片W表面上的涂布溶液或涂布膜时，气流可能扰乱晶片W上的涂布溶液或涂布膜的表面，从而导致涂布溶液或涂布膜的厚度不均匀。
本发明基于这些情况。本发明的目的是提供一种新颖的薄膜涂布单元和新颖的薄膜涂布方法，以便通过控制以所谓单行程绘制的方式沿从前端向后端施加在基质表面上的涂布溶液的干燥状态而在基质的表面上形成例如绝缘膜之类的均匀涂布膜。
发明内容
根据本发明用于在基质表面上形成涂布膜的薄膜涂布单元可以包括：基质保持器，用于水平保持基质；涂布溶液排出喷嘴，用于沿从基质的前边缘向后边缘的方向将涂布溶液施加在由基质保持器保持的基质的表面上；驱动部分，用于使基质保持器沿向前和向后方向相对于涂布溶液排出喷嘴进行相对运动；以及防干燥板，该防干燥板以与基质表面平行的关系在离基质表面最大2mm(即2mm或更小)高度处对着基质表面。该防干燥板布置成覆盖通过涂布溶液排出喷嘴施加涂布溶液的基质表面的整个范围。
而且，根据本发明用于在基质表面上形成涂布膜的薄膜涂布单元可以包括：基质保持器，用于水平保持基质；涂布溶液排出喷嘴，用于沿从基质的前边缘向后边缘的方向将涂布溶液施加在由基质保持器保持的基质的表面上；驱动部分，用于使基质保持器沿向前和向后方向相对于涂布溶液排出喷嘴进行相对运动；以及防干燥板，该防干燥板对着基质表面，以便覆盖通过涂布溶液排出喷嘴施加涂布溶液的基质表面的整个范围，该防干燥板有多个供给孔眼，用于向该防干燥板下面提供溶剂蒸气。其中，溶剂吸收器布置在防干燥板上，且溶剂供给部分向该溶剂吸收器供给溶剂。溶剂吸收器例如可以是海绵部件。
还有，薄膜涂布单元可以包括：第一驱动部分，用于使基质保持器相对于涂布溶液排出喷嘴间歇地进行相对运动，这样，涂布溶液排出喷嘴沿从基质前边缘向后边缘地方向进行相对运动；以及第二驱动部分，用于使涂布溶液排出喷嘴沿左右方向运动，以便以线性形状将涂布溶液施加在基质表面上。且第一驱动部分和第二驱动部分使得涂布溶液排出喷嘴或者涂布溶液排出喷嘴和基质保持器运动，从而朝着基质的后侧连续成行地形成线性涂布图形。
至少在将涂布溶液施加在基质表面上时，涂布溶液的粘性可以为最大5cp，即5cp或更小。且防干燥板的外周边缘部分可以在基质的外部向下折叠。薄膜涂布单元还可以包括高度调节机构，用于调节防干燥板相对于基质的相对高度。薄膜涂布单元还可以包括：存储器，用于储存关系到一种涂布溶液的、防干燥板相对基质的相对高度这样的数据；以及控制器，用于根据选定的涂布溶液的种类而参考该数据调节防干燥板相对于基质的相对高度。
根据本发明用于在基质表面上形成涂布膜的薄膜涂布方法包括以下步骤：通过涂布溶液排出喷嘴沿从基质的前边缘向后边缘的方向将涂布溶液施加在基质表面上；以及在施加涂布溶液时，通过防干燥板覆盖已经施加了涂布溶液的基质表面范围，该防干燥板相对于基质表面平行地对着该基质表面，且离该基质表面的高度为最大2mm。根据本发明用于在基质表面上形成涂布膜的薄膜涂布方法包括以下步骤：通过涂布溶液排出喷嘴沿从基质的前边缘向后边缘的方向将涂布溶液施加在基质表面上；在施加涂布溶液时，通过防干燥板覆盖已经施加了涂布溶液的基质表面范围，该防干燥板有多个供给孔眼；以及在施加涂布溶液时，通过多个供给孔眼将从防干燥板上的溶剂吸收器中蒸发的溶剂蒸气供给防干燥板下面。
发明效果
根据本发明，当用于涂布绝缘膜之类的膜的涂布溶液沿从基质前边缘向后边缘的方向以例如所谓的单行程绘制方式而施加在基质表面上时，防干燥板布置成对着基质表面，同时在防干燥板表面和基质表面之间确定的间隙最大为2mm。因为在间隙中形成较厚或较浓的溶剂蒸气气体，并能够控制先施加给基质表面的涂布溶液的干燥速度，因此，涂布膜(即绝缘膜)可以在基质表面上形成厚度均匀的薄膜。
根据本发明的另一方面，防干燥板上提供有溶剂吸收器，且从吸收了溶剂的溶剂吸收器中蒸发的溶剂蒸气供给在防干燥板表面和基质表面之间的间隙。因为先供给基质表面的涂布溶液的蒸发速度可以进行控制，因此，涂布膜(例如绝缘膜)可以在基质表面上形成厚度均匀的薄膜。
附图的简要说明
图1是根据本发明实施例的薄膜涂布单元的纵剖图。
图2是薄膜涂布单元的平面图。
图3是薄膜涂布单元的防干燥板的透视图。
图4是表示薄膜涂布单元的控制装置的解释图。
图5是表示通过由薄膜涂布单元向基质表面施加涂布溶液而处理基质的解释图。
图6是表示通过由薄膜涂布单元向基质表面施加涂布溶液而处理基质的另一解释图。
图7是本发明的防干燥板的另一实例的解释图。
图8是表示根据本发明另一优选实施例的薄膜涂布单元的解释图。
图9是表示根据本发明另一优选实施例的薄膜涂布单元的另一解释图。
图10是包括本发明的薄膜涂布单元的涂布膜形成系统的透视图。
图11是包括本发明的薄膜涂布单元的涂布膜形成系统的平面图。
图12是表示对试样进行测试的结果的特征曲线图，以便确认本发明的效果。
图13是普通薄膜涂布单元的解释图。
优选实施例的详细说明
下面将参考附图详细介绍本发明的优选实施例。
如图1和2所示，参考标号2表示外壳，该外壳确定了壳体，且该外壳2的内部空间通过隔板21而分成上部和下部。隔板21形成有在它的中心部分沿X方向延伸的狭槽21a。还有，在下部(即在隔板21下面的下部空间)内提供有基质保持器3，用于通过在要处理的基质的背面侧吸住和保持该基质，从而基本水平地保持该要处理的基质例如晶片W。基质保持器3设置成可通过保持器运动机构32而在保持晶片W时上下运动和绕垂直轴向旋转，该保持器运动机构32通过轴31与基质保持器3连接。保持器运动机构32由运动基座33支承。
此外，外壳2在其底表面上提供有两个导轨34、34，这两个导轨34、34例如沿作为外壳2的纵向方向的Y方向延伸。运动基座33由导轨34、34支承在该导轨34、34的上表面上。滚珠丝杠35沿导轨34、34布置。运动基座33与该滚珠丝杠35螺纹啮合。基质保持器3设置成可以通过利用驱动器36(该驱动器36例如布置在外壳2外部的马达)使滚珠丝杠35旋转而以例如1000mm/sec的速度与上面的晶片W以及运动基座33一起沿纵向方向(Y方向)运动。即，第一驱动部分具有运动基座33、导轨34、34、滚珠丝杠35和驱动器36。此外，例如通过清洁空气供给装置(未示出)来保证在外壳2内的、向下流动的清洁空气。
在上部(即隔板21上面的上部空间)中，涂布溶液排出喷嘴4布置成对着基质保持器3上的晶片W的表面。该涂布溶液排出喷嘴4具有在其下侧的小直径(例如50μm)排出出口41。涂布溶液排出喷嘴4设置成供给用于绝缘膜的涂布溶液，该涂布溶液通过流动通路42a并通过排出出口41而从供给源42(例如布置在外壳2的外部)供给晶片W表面。涂布溶液可以通过将固体溶质(硅氧烷)溶解在溶剂中而产生，该固体溶质例如为氧化硅薄膜的产物母体。在涂布溶液中的溶剂量调节成使得涂布溶液的粘性为例如至少在施加给晶片W表面时在预定处理温度例如25℃下的最大值为10cp(厘泊)，优选是最大值为5cp(厘泊)。此外，与保持涂布溶液排出喷嘴4的喷嘴保持器部件43螺纹啮合的喷嘴侧滚珠丝杠44布置成沿X方向基本垂直于导轨34、34延伸。引导杆(未示出)布置成与喷嘴侧滚珠丝杠44平行地穿过喷嘴保持器部件43，且涂布溶液排出喷嘴4设置成能够通过利用喷嘴驱动器45(例如布置在外壳2外部的马达)使喷嘴侧丝杠44旋转而与喷嘴保持器部件43一起以例如1000mm/sec的速度沿横向方向(左右方向)往复运动。即，第二驱动部分有喷嘴保持器部件43、引导杆(未示出)和喷嘴侧滚珠丝杠44。
此外，一对液体接收装置或者溶液接收装置5、5布置在稍微高于由基质保持器3保持的晶片W的表面的位置。溶液接收装置5、5接收方向朝着涂布溶液排出喷嘴4的运动方向延伸部分的位置(该位置对应于晶片W的外周边缘)的涂布溶液，以便防止涂布溶液供给晶片W的、形成电路的区域之外。例如，各溶液接收装置5、5形成为盘，以便接收和收集从上面落下或滴下的涂布溶液。而且，尽管未示出，还提供有：清洁机构，用于洗去粘附在溶液接收装置5的表面上的涂布溶液；以及排出通道，用于排出收集在溶液接收装置5中的涂布溶液。且溶液接收装置5设置成可通过前后驱动部分51而沿X方向前后运动，以便使它的内端可以位于与晶片W的、形成电路的区域的外边缘相对应的位置。
而且，两个防干燥板6a、6b沿外壳2的纵向方向彼此并排布置，并与晶片W表面平行的关系对着在基质保持器3上的晶片W的表面。各防干燥板6a、6b是例如比晶片W更大的方形平板，例如为1.0mm厚。防干燥板6a、6b将参考图3详细介绍。在两个防干燥板6a和6b中的那个在涂布处理过程中位于晶片W的运动或运行方向一侧的一个防干燥板(即防干燥板6a)中，除了对着防干燥板6b的一侧边缘之外的其余外周边缘向下折叠，以便向下延伸至晶片W表面的高度之下，例如为5.0mm。该结构带来这样的优点，即来自施加在晶片W上的涂布溶液的蒸气成分可以截留在确定于晶片W和防干燥板6a之间的间隙内。防干燥板6a、6b提供有沿其彼此相对的一侧边缘的竖直壁61a和61b。竖直壁61a和61b有整平机(planer)本体62a、62b，该整平机本体在竖直壁61a和61b的上边缘(上边缘表面)上向外伸出。且在整平机本体62a、62b之间确定有沿X方向延伸的间隙。涂布溶液排出喷嘴4设置成在该间隙中扫描或者沿该间隙运动。由竖直壁61a、61b和整平机本体62a、62b包围的区域构成为溶液接收装置5、5的通道或运动区域。
防干燥板6a、6b还在沿Y方向延伸的侧边缘上提供有支承部件63。支承部件63分别通过轴64与作为板高度调节机构的板提升机构65连接，该板提升机构65布置在外壳2的底表面中。因此，各防干燥板6a、6b设置成能够独立地上下运动。且防干燥板6a、6b布置在例如离晶片W表面最大为2mm的高度处，即在防干燥板的表面和晶片W表面之间确定了例如最大为2mm的垂直间隙。间隙的垂直距离在直到2mm的范围内是根据各个因素确定的，例如取决于涂布溶液的种类或类型。特别是，间隙的垂直距离优选是确定成例如与涂布溶液的粘性相对应。同时，当涂布溶液积累在晶片W表面上时，即使间隙的垂直距离设计为2mm，但是实际垂直距离稍微小于2mm。不过，积累的涂布溶液的厚度例如为大约20μm，相对于该间隙非常小。而且，优选是防干燥板6a、6b由低导热性的材料形成，例如从PP(聚丙烯)、氟树脂或碳氟类型树脂中选择，以便当晶片W的表面温度在涂布处理过程中不一致或不均匀时防止在晶片W上的涂布溶液的干燥状态受到影响。
下面再回头参考图1，参考标号7表示控制器。控制器7具有控制保持器提升机构32、驱动器36、喷嘴驱动器45、前后驱动器部分51和板提升机构65的驱动的供能。下面还将参考图4对控制器7自身的控制功能进一步介绍。控制器7有计算机70。该计算机70包括作为存储器部分71的存储器，多个处理处方储存在该储存器部分71中。在这些处理处方72中，储存了根据涂布溶液的种类(类型)的处理条件信息，例如根据涂布溶液的种类而设定的晶片W温度、涂布溶液的温度、防干燥板6a、6b的高度位置。也就是说，涂布溶液的粘性由涂布溶液的类型来确定。因此，在本实例中，处理处方72包含与涂布溶液的粘性相对应的、防干燥板6a、6b的高度位置设定值的信息。在图4中的参考标号73表示处方选择装置。合适或预定处理处方72例如由操作者人工根据涂布溶液的种类或类型而选择。根据选择的处理处方72中的信息，控制用于升高和降低防干燥板6a、6b的板提升机构65，从而使防干燥板6a、6b位于合适或预定高度。在图4中，参考标号74表示CPU，参考标号75表示总线。
此外，处理处方72可以包含根据涂布溶液的种类或类型而确定的、基质保持器3的运动或运行速度的信息。这时，防干燥板6a、6b的高度和基质保持器3的运动速度的设定值将根据涂布溶液的粘性来确定。该结构的优点是，当施加涂布溶液时，能够抑制在使基质保持器3间歇运动时产生的气流的剪切应力的影响。其中，当基质保持器3的运动速度太快时，剪切应力的影响将变大。相反，当运动速度太慢时，不仅使得在基质保持器3进入防干燥板6a下面之前的溶剂蒸发增强，而且由于使很多涂布溶液排出喷嘴4恰好处于溶液接收装置5上面处的待用状态而过度浪费涂布溶液。因此，优选是通过进行实验来预先确定基质保持器3的运动速度。作为一个上述实例，运动速度设置为1000mm/秒。
下面将介绍通过上述薄膜涂布单元在要处理的基质(例如晶片W)表面上形成绝缘膜的技术。首先，基质保持器3设置在较低高度的后部位置，即在防干燥板6b下面。晶片W(例如已经对它进行了所需的预处理)通过形成于外壳2的侧表面上的入口(未示出)送入外壳2内，同时防干燥板6a、6b位于较高高度，溶液接收装置5、5处于打开状态。晶片W吸住和保持在基质保持器3上。随后，基质保持器3升高至一定高度，以便在溶液接收装置5的底表面和晶片W的表面之间确定稍微间隙。且防干燥板6a、6b例如根据由操作者选定的处理处方72的信息而降低至预定高度。然后，基质保持器3在上面保持晶片W的同时沿纵向方向(Y方向)运动或运行，从而使晶片W的一端(前端)导向涂布开始位置，同时，涂布溶液排出喷嘴4导向该晶片W的一端的上面(涂布开始位置)。且溶液接收装置5设置成在预定位置关闭，并覆盖晶片W的、形成电路的区域之外的部分。
然后，如图5所示(为了便于理解，省略了防干燥板6a、6b)，涂布溶液排出喷嘴4沿左右(X方向)一个方向扫描或运动，同时将涂布溶液排出至晶片W的表面上。当涂布溶液在晶片W的表面上完全积累成一个线性图形时，基质保持器3间歇向前运动，这样，晶片W进入防干燥板6a下面或者进一步前进。这样重复该循环，也就是说涂布溶液排出喷嘴4在排出涂布溶液的情况下沿左右方向往复运动，从晶片W的一个外周边缘开始，经过中心线并朝着晶片W的径向相对外周边缘，同时晶片W间歇向前运动。因此，涂布溶液沿从晶片W的前边缘至后边缘的方向以所谓单行程绘制的方式施加在晶片W的表面上。准确地说，因为方向朝着晶片W的外周边缘的涂布溶液接收于溶液接收装置5、5中，因此，涂布溶液的线性图形在没有前后间隙的情况下成行布置在晶片W的、形成电路的区域中。其中，如图6所示，从进入防干燥板6a下面的晶片W表面上的涂布溶液中蒸发的溶剂组分或成分将充满在晶片W和防干燥板6a之间的较小间隙，且在晶片W的表面附近形成一定厚度或密度的、包含溶剂成分的大气，例如包含接近溶剂的饱和蒸气的最大蒸气压的大气，因此，施加的涂布溶液的干燥速度受到限制。
根据上述实施例，当用于绝缘膜的涂布溶液沿从晶片的前边缘至后边缘的方向例如以所谓的单行程绘制方式施加在晶片W的表面上时，溶剂从施加的涂布溶液上蒸发的速度可以通过将晶片W的表面和防干燥板6a、6b的表面之间的垂直间隙设置成最大2mm而进行控制。因此，在晶片W表面上的涂布溶液的干燥速度总体降低，这减小了在先涂布部分(先施加涂布溶液的部分)和后涂布部分(后施加涂布溶液的部分)之间的干燥状态(干燥进行情况)的差异。因此，作为涂布膜的绝缘膜以薄膜厚度均匀的方式形成于晶片W的表面上。
本发明人认为使薄膜厚度型面改进的原因如下。因为用于绝缘膜的涂布溶液的固体溶质或组分主要包括低分子量的无机组分或成分，涂布溶液通常为低粘性，最大值为10cp或10cp或更小。当以扫描涂布方法或扫描方式施加涂布溶液时，在施加于晶片W的涂布开始侧的涂布溶液和施加于晶片W的涂布结束侧的涂布溶液之间有涂布时间延迟。由于在施加于涂布开始侧上的涂布溶液更早进行干燥或脱水，因此在晶片W的表面上产生浓度梯度，在晶片W上的涂布溶液中产生流动。也就是说，施加在涂布开始侧的涂布溶液由于溶剂的蒸发而具有很高浓度和很高粘性。另一方面，施加在涂布结束侧的涂布溶液具有相对较低浓度和较低粘性，并流向涂布溶液浓度更高的一侧。这时，在涂布溶液中的固体溶质传送至涂布开始侧，从而使得涂布开始侧的涂布溶液变厚。在用于绝缘膜的涂布溶液中，通过使防干燥板6a接近晶片W表面并确实抑制先施加的涂布溶液的干燥速度，可以形成非常精确的薄膜厚度型面。因此，在低粘性的涂布溶液(例如用于绝缘膜的涂布溶液)中，当至少在涂布溶液完全施加在晶片W的整个表面上之前使防干燥板6a和晶片W之间的垂直间隙超过2mm时，如后面所述的实施例所示，在施加的涂布溶液中产生浓度梯度，从而导致破坏薄膜厚度型面。
当防干燥板6a布置成使得相对于晶片W表面的垂直间隙最大为2mm时，当晶片W运动时或者通过晶片W运动将产生剪切应力或剪切力。晶片W上的涂布溶液或薄膜将由于剪切力的影响而拉向涂布结束侧。不过，因为在涂布结束侧上的涂布溶液或薄膜并不会因此变厚。这意味着涂布溶液或薄膜的厚度更多受到由于浓度梯度而传送的固体溶质的影响，而不是受剪切应力或剪切力的影响。而且，用于绝缘膜的涂布溶液具有较低粘性，因此有较高流动性。这样，即使涂布溶液用于气流而受到剪切应力或剪切力时，涂布溶液可以返回它在静止状态下或在涂布操作停止时的初始状况。不过，在涂布溶液完全施加在整个晶片W上且防干燥板6a处于晶片W的整个表面上时，该防干燥板6a可以升高，例如以便确定超过5mm的垂直间隙，从而加速或促进溶剂的蒸发。
上述实施例可以构成为不包括用于防止涂布溶液施加在形成电路的区域之外(要涂布的区域之外)的溶液接收装置5。例如，如图7所示，可以提供遮蔽件M，以便覆盖晶片W的外周边缘。这时，防干燥板6a、6b可以构成为没有竖直壁61a、61b和整平机本体62a、62b。且该结构还有与上述相同的效果。且薄膜涂布单元可以构成为这样，即防干燥板6a、6b牢固固定，用于保持晶片W的基质保持器3可上下运动(或者可升高和降低)。
下面将介绍本发明的另一实施例。在该另一实施例中，另一薄膜涂布单元包括溶剂蒸气供给装置或溶剂蒸汽供给装置，用于将溶剂蒸气或蒸汽供给在晶片W和防干燥板6a、6b之间的间隙中，以便控制涂布溶液的蒸发速度。对于其它结构，该另一薄膜涂布单元基本与图1和2中所示的薄膜涂布单元相同。在图8和9中所示的溶剂蒸气供给装置8中，防干燥板6a、6b形成有：多个供给孔眼81，这些供给孔眼81是在防干燥板6a、6b的表面上的通孔，用于通过它们将溶剂蒸气向下供给；直立壁82、82，用于环绕该防干燥板上表面的外周边缘；以及多孔海绵部件83、83，作为分别由直立壁82、82环绕的溶剂吸收器。液体溶剂(例如包含在要施加给晶片W的涂布溶液中的溶剂组分的溶剂)从不同或单独的源供给，并吸入海绵部件83、83内，且吸入海绵部件83、83内的溶剂蒸发。用于海绵部件83、83的材料可以是亲该溶剂的，即可以是亲该溶剂的物质或者可吸收该溶剂的物质，例如聚乙烯醇(PVA)。而且，溶剂供给部分84、84布置在海绵部件83、83的上面。溶剂供给部分84、84有多个喷射喷嘴，用于将细液滴或细雾形式的溶剂供给海绵部件83、83。例如，流动调节部分(未示出)用于调节供给的溶剂的量，从而控制供给在晶片W和防干燥板6a、6b之间的间隙中的溶剂蒸气的量。罩板(直立壁)可以布置成环绕或沿着供给孔眼81的外周边缘，以便防止溶剂并不以蒸气或蒸汽的形式(或者在蒸发或汽化之前)向下滴落。
在该结构中，吸入海绵部件83、83中的溶剂蒸发或汽化，溶剂蒸气通过供给孔眼81供给在晶片W和防干燥板6a之间的间隙中。这限制了在先施加涂布溶液的部分上的涂布溶液的干燥或脱水，并提供与上述情况相同的效果。而且，这时，溶剂通过作为缓冲材料或部件的海绵部件83、83而蒸发或汽化，且汽化组分供给和扩散到在晶片W和防干燥板6a之间的较小间隙中。因此，几乎不会有溶剂气体气流扰乱涂布溶液表面和降低晶片W表面上的涂布溶液或薄膜厚度的均匀性。在本实施例中，在晶片W表面和防干燥板6a、6b表面之间的间隙的垂直距离并不局限于最大2mm，例如可以为5.0mm。不过，当间隙的垂直距离设置成最大为2mm时，可以更确实地控制涂布溶液的干燥速度。
在本发明中，可以只提供有防干燥板6a、6b中的一个(即防干燥板6a)，而不提供防干燥板6b。防干燥板6a布置在施加了涂布溶液的晶片W部分将进入的一侧。或者，上述溶剂蒸气供给装置8可以只提供在防干燥板6a一侧。且本发明不仅可用于以所谓的单行程绘制方式施加涂布溶液，而且可用于以下面所述的另一方式施加涂布溶液。例如，涂布溶液排出喷嘴4具有排出出口，该排出出口由沿左右方向延伸一定长度的狭槽形成，该长度至少比形成有电路的晶片W区域更长，且在使涂布溶液排出喷嘴4沿从晶片W前边缘向后边缘的方向扫描或运动时，涂布溶液由该涂布溶液排出喷嘴4排出。而且，本发明可以用于涂布与晶片W不同的基质，例如用于LCD(液晶显示器)的基质或者用于遮光膜的十字线基质。此外，本发明不仅可以用于绝缘膜的涂布溶液，而且可以用于具有相同粘性水平的其它涂布溶液或化学药剂。
最后，将参考图10和11介绍包含上述薄膜涂布单元的薄膜涂布系统或涂布膜形成系统的一个实例。在图10和11中，参考标号91表示盒站(cassette station)。该盒站91有：盒安装部分或台板93，例如装25件晶片W的盒92安装在该盒安装部分或台板93上；以及接收/前进装置94，用于通过安装在盒安装部分93上的盒92而传送和接收晶片W。在接收/前进装置94的后面或内部与处理部分S1连接。该处理部分S1包围在环绕它的周边的壳体95中，并提供有在其中心的主传递或传送装置96。参考图11，从后面看时，在右侧包括多个装备有上述薄膜涂布单元的涂布单元97。且搁架单元U1、U2和U3分别布置在左侧、前侧和后侧，这些搁架单元U1、U2和U3包括加热和冷却系统或烘烤和冷却系统等的单元，并堆垛成多层。涂布单元97和搁架单元U1、U2和U3布置成环绕主传送装置96。
搁架单元U1、U2和U3由一组各种单元组成，这些单元分别用于进行涂布单元97的预处理和后处理。该组包括：减压干燥单元，用于在减小晶片W压力的情况下干燥，在该晶片W中，涂布溶液已经在涂布单元97中施加在表面上；烘烤单元，用于烘烤晶片W；用于冷却晶片W的冷却单元等。在搁架单元U3中，还包括传送和接收单元。该传送和接收单元包括传送和接收台板，用于传送和接收晶片W。主传送装置96例如构成为可上下、前后运动已经可绕垂直轴线旋转，且晶片W可传送给涂布单元97、各搁架单元U1、U2和U3或搁架单元U1、U2和U3的各个部件单元/从它们接收晶片W。
下面介绍在本系统中的晶片W的处理流程。首先，从外部将装有晶片W的盒92安装在安装台板93上。通过接收/前进装置94从盒92中拾取晶片W。通过接收/前进单元使拾取的晶片W前进至主传送装置96，该接收/前进单元是加热/冷却单元、烘烤/冷却单元或搁架单元U3的搁架中的一个。前进的晶片W在处理站中进行脱水处理，该处理站是单元U3的一个搁架。然后，涂布溶液通过涂布单元97施加在晶片W上。晶片W在减压干燥单元中在减压条件下进行干燥，并在加热单元中进行加热或在烘烤单元中进行烘烤，然后在冷却单元中冷却至预定温度。然后，所形成的晶片W返回在安装台板93上的盒92中。
实例
下面将介绍用于证明本发明效果的实例/对比实例。
实例1
在实例1中，8英寸大小的晶片W通过使用图1和2中所示的上述薄膜涂布单元而在表面上涂布和形成绝缘膜。实例1中的详细处理条件如下：
涂布溶液的组分：有机溶剂(甲基硅氧烷聚合物)
涂布溶液的粘性：5cp(在25℃下)
在晶片W和防干燥板6a、6b之间的间隙：2mm
涂布溶液供给流速：1.0ml/min
涂布溶液排出喷嘴4的扫描速度：1000mm/sec
晶片W的间歇运动速度：1000mm/sec
对比实例1
在对比实例1中，处理条件与实例1中相同，除了间隙的垂直距离设置为5mm。
对比实例2
在对比实例2中，处理条件与实例1中相同，除了没有提供防干燥板6a、6b。
对比实例3
在对比实例3中，处理条件与实例1中相同，除了防干燥板6a布置成倾斜状态。该防干燥板6a倾斜成使得间隙的垂直距离沿晶片W的运动方向从4mm减小至2mm。
实例1和对比实例1至3的结果和研究
在实例1和对比实例1至3中，计算形成于晶片W表面上的绝缘膜的薄膜厚度的偏差(3σ)。结果如图12所示。由该结果可知，在晶片W和防干燥板6a、6b之间的间隙的垂直距离设置为2mm的实例1中，偏差(3σ)保持为最大2％。另一方面，在垂直距离设置为5mm的对比实例1中偏差(3σ)为3.7％，在没有提供防干燥板6a、6b的对比实例2中偏差(3σ)为5％。而且，在防干燥板6a倾斜的对比实例3中，尽管未示出，偏差(3σ)为2.5％。这时，涂布溶液或薄膜形成为在晶片W的前边缘侧(沿运动方向一侧)更厚。也就是说，证明通过将晶片W和防干燥板6a、6b之间的间隙的垂直距离设置为最大2mm，可以获得非常精确的薄膜厚度。