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技術 基板洗浄方法、基板洗浄装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体

出願人 東京エレクトロン株式会社
発明者 西島和宏
出願日 2016年4月13日 (5年10ヶ月経過) 出願番号 2016-080430
公開日 2017年10月19日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2017-191853
状態 特許登録済
技術分野 塗布装置3(一般、その他) 半導体の洗浄、乾燥 半導体の露光(電子、イオン線露光を除く)
主要キーワード 電気回路要素 コントローラ群 矩形管 固化膜 屈曲管 形成ブロック エンコーダ付き 三重管
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

基板の裏面を良好に洗浄する。

解決手段

ウエハの洗浄方法は、ウエハWの表面Waに直交する方向に沿って延びている回転軸周りに所定の回転数でウエハWを回転させつつ、ウエハWの上方に位置するノズルからウエハWの表面Waに塗布液を供給する第1の工程と、塗布液をウエハWの外周縁Wcから外方に振り切りつつ、ウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに向けて洗浄液L3とキャリアガスGとをノズル54から同時に裏面に供給する第2の工程とを含む。第2の工程では、キャリアガスGが洗浄液L3を随伴しつつウエハWの裏面Wb上を流動する。

概要

背景

現在、基板(例えば、半導体ウエハ)を微細加工して半導体デバイスを製造するにあたり、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸パターンを基板に形成することが広く行われている。例えば、基板に凹凸パターンを形成する工程は、ウエハの表面にレジスト膜を形成することと、このレジスト膜を所定のパターンに沿って露光することと、露光後のレジスト膜を現像液現像してレジストパターンを形成することと、レジストパターンを介して基板をエッチングすることを含む。

ウエハの表面にレジスト膜を形成する際には、例えば、スピンコート法が採用されている。スピンコート法は、回転している基板の表面にレジスト液吐出することで、遠心力によりレジスト液を拡散し、基板の全面にわたってレジスト液を塗布する方法である。スピンコート法によれば、レジスト液の塗布に際して、レジスト液が基板の周縁から基板の裏面に回り込む場合がある。そこで、特許文献1は、基板の裏面に洗浄液有機溶剤)を窒素加圧法又はポンプによって噴射して、裏面に回り込むレジスト液を裏面から除去する洗浄装置を開示している。

概要

基板の裏面を良好に洗浄する。ウエハの洗浄方法は、ウエハWの表面Waに直交する方向に沿って延びている回転軸周りに所定の回転数でウエハWを回転させつつ、ウエハWの上方に位置するノズルからウエハWの表面Waに塗布液を供給する第1の工程と、塗布液をウエハWの外周縁Wcから外方に振り切りつつ、ウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに向けて洗浄液L3とキャリアガスGとをノズル54から同時に裏面に供給する第2の工程とを含む。第2の工程では、キャリアガスGが洗浄液L3を随伴しつつウエハWの裏面Wb上を流動する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

基板の表面に直交する方向に沿って延びている回転軸周りに所定の回転数で前記基板を回転させつつ、前記基板の上方に位置する塗布液ノズルから前記基板の表面に塗布液を供給する第1の工程と、前記塗布液を前記基板の外周縁から外方に振り切りつつ、前記基板の裏面側から前記基板の外周縁に向けて洗浄液キャリアガスとを裏面ノズルから同時に前記裏面に供給する第2の工程とを含み、前記第2の工程では、前記キャリアガスが前記洗浄液を随伴しつつ前記裏面上を流動する、基板洗浄方法

請求項2

前記第2の工程では、前記基板の裏面側から前記基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを裏面ノズルから同時に前記裏面に供給した後に、前記基板の裏面側から前記基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを裏面ノズルから交互に前記裏面に供給する、請求項1に記載の基板洗浄方法。

請求項3

基板の表面に直交する方向に沿って延びている回転軸の周りに所定の回転数で前記基板を回転させつつ、前記基板の上方に位置する塗布液ノズルから前記基板の表面に塗布液を供給する第1の工程と、前記塗布液を前記基板の外周縁から外方に振り切りつつ、前記基板の裏面側から前記基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを裏面ノズルから交互に前記裏面に供給する第2の工程とを含み、前記第2の工程では、前記キャリアガスが前記洗浄液を随伴しつつ前記裏面上を流動する、基板洗浄方法。

請求項4

前記裏面ノズルの吐出口は前記外周縁に向かっている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。

請求項5

前記第2の工程では、駆動機構が前記裏面ノズルを前記回転軸と前記外周縁との間で移動させる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。

請求項6

前記第2の工程では、前記駆動機構が前記裏面ノズルを前記回転軸と前記外周縁との間で往復移動させる、請求項5に記載の基板洗浄方法。

請求項7

前記第2の工程では、前記裏面ノズルが前記外周縁に近づくにつれて前記洗浄液及び前記キャリアガスの流量を増やす、請求項5又は6に記載の基板洗浄方法。

請求項8

前記裏面ノズルの吐出口は前記外周縁の全周に向けて環状に開口している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。

請求項9

前記第2の工程では、前記塗布液が前記基板の前記外周縁に到達する前に、前記基板の裏面側から前記基板の外周縁に向けてガスを前記裏面に供給する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。

請求項10

前記第2の工程では、前記塗布液が前記基板の前記外周縁に到達する前に、前記基板の裏面側から前記基板の外周縁に洗浄液を供給する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。

請求項11

前記第2の工程では、前記キャリアガスが前記洗浄液を覆うように前記裏面と前記洗浄液との間から吐出される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。

請求項12

前記塗布液の粘度は2000cP〜7000cPである、請求項1〜11のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。

請求項13

前記第2の工程では、前記塗布液の粘度に応じて前記裏面ノズルの吐出口と前記裏面との直線距離を調節する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。

請求項14

前記裏面ノズルは、前記キャリアガスが吐出される複数の吐出口と、前記洗浄液が吐出される複数の吐出口とを有し、前記第2の工程では、前記キャリアガス及び前記洗浄液が面状に拡散された状態で、前記基板の裏面側から前記基板の外周縁に向けて前記洗浄液と前記キャリアガスとを前記裏面ノズルから前記裏面に供給する、請求項1〜13のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。

請求項15

基板を保持し、前記基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに所定の回転数で前記基板を回転させる回転保持部と、前記基板の表面側に位置する塗布液ノズルから塗布液を前記表面に供給させように構成された塗布液供給部と、前記基板の裏面側に位置する裏面ノズルから洗浄液とキャリアガスとを前記裏面に供給させるように構成された気液供給部と、制御部とを備え、前記制御部は、前記回転保持部及び前記塗布液供給部を制御して、前記回転保持部が前記基板を回転させているときに、前記塗布液ノズルから前記塗布液を前記表面に供給させる第1の処理と、前記回転保持部及び前記気液供給部を制御して、前記塗布液を前記基板の外周縁から外方に振り切りつつ、前記キャリアガスが前記洗浄液を随伴しつつ前記裏面上を流動するように、前記裏面ノズルから前記基板の外周縁に向けて前記洗浄液と前記キャリアガスとを同時に前記裏面に供給させる第2の処理とを実行する、基板洗浄装置

請求項16

基板を保持し、前記基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに所定の回転数で前記基板を回転させる回転保持部と、前記基板の表面側に位置する塗布液ノズルから塗布液を前記表面に供給させように構成された塗布液供給部と、前記基板の裏面側に位置する裏面ノズルから洗浄液とキャリアガスとを前記裏面に供給させるように構成された気液供給部と、制御部とを備え、前記制御部は、前記回転保持部及び前記塗布液供給部を制御して、前記回転保持部が前記基板を回転させているときに、前記塗布液ノズルから前記塗布液を前記表面に供給させる第1の処理と、前記回転保持部及び前記気液供給部を制御して、前記塗布液を前記基板の外周縁から外方に振り切りつつ、前記キャリアガスが前記洗浄液を随伴しつつ前記裏面上を流動するように、前記裏面ノズルから前記基板の外周縁に向けて前記洗浄液と前記キャリアガスとを交互に前記裏面に供給させる第2の処理とを実行する、基板洗浄装置。

請求項17

請求項1〜14のいずれか一項に記載の基板洗浄方法を基板洗浄装置に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

技術分野

0001

本開示は、基板洗浄方法基板洗浄装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

背景技術

0002

現在、基板(例えば、半導体ウエハ)を微細加工して半導体デバイスを製造するにあたり、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸パターンを基板に形成することが広く行われている。例えば、基板に凹凸パターンを形成する工程は、ウエハの表面にレジスト膜を形成することと、このレジスト膜を所定のパターンに沿って露光することと、露光後のレジスト膜を現像液現像してレジストパターンを形成することと、レジストパターンを介して基板をエッチングすることを含む。

0003

ウエハの表面にレジスト膜を形成する際には、例えば、スピンコート法が採用されている。スピンコート法は、回転している基板の表面にレジスト液吐出することで、遠心力によりレジスト液を拡散し、基板の全面にわたってレジスト液を塗布する方法である。スピンコート法によれば、レジスト液の塗布に際して、レジスト液が基板の周縁から基板の裏面に回り込む場合がある。そこで、特許文献1は、基板の裏面に洗浄液有機溶剤)を窒素加圧法又はポンプによって噴射して、裏面に回り込むレジスト液を裏面から除去する洗浄装置を開示している。

先行技術

0004

特開平1−282819号公報

発明が解決しようとする課題

0005

近年、MEMS(MicroElectroMechanical Systems)等の製造するにあたり、基板を立体的に加工するために、例えば5μm〜60μm程度の膜厚の厚いレジスト膜(レジスト厚膜)を基板の表面に形成することがある。レジスト厚膜の材料としては、例えば、粘度が高く且つ基板の表面で流動し難い塗布液(例えばポリイミド)が用いられる。このような塗布液の粘度は、例えば、2000cp〜7000cp程度である。

0006

当該塗布液を基板の表面に滴下して基板をある程度高回転させた状態でスピンコートすると、当該塗布液が基板の表面全体に塗布され、塗布膜の膜厚の均一性が高まる。ところが、塗布液の多くが基板の外周縁から外方に向けて振り切られてしまうので、形成される塗布膜の膜厚を所望の大きさにし難くなる。一方、膜厚の厚いレジスト膜を得るために、当該塗布液を基板の表面に滴下して基板をある程度低回転させた状態でスピンコートすると、塗布液が基板の裏面に回り込んで裏面に付着してしまう。

0007

特許文献1に記載の洗浄装置では、洗浄液を裏面に噴射するにすぎなかったので、粘度の高い塗布膜を基板の裏面から除去することが困難であった。基板に塗布膜が残存していると、その塗布膜からパーティクルが発生して、基板の搬送装置、基板の搬送経路に存在する各種装置、その基板自身、後続の基板などがパーティクルによって汚染される場合がある。

0008

そこで、本開示は、基板の裏面を良好に洗浄することが可能な基板洗浄方法、基板洗浄装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。

課題を解決するための手段

0009

[1]本開示の一つの観点に係る基板洗浄方法は、基板の表面に直交する方向に沿って延びている回転軸周りに所定の回転数で基板を回転させつつ、基板の上方に位置する塗布液ノズルから基板の表面に塗布液を供給する第1の工程と、塗布液を基板の外周縁から外方に振り切りつつ、基板の裏面側から基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを裏面ノズルから同時に裏面に供給する第2の工程とを含む。第2の工程では、キャリアガスが洗浄液を随伴しつつ裏面上を流動する。

0010

本開示の一つの観点に係る基板洗浄方法では、第2の工程において、塗布液を基板の外周縁から外方に振り切りつつ、基板の裏面側から基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを裏面ノズルから同時に裏面に供給しており、キャリアガスが洗浄液を随伴しつつ裏面上を流動する。そのため、洗浄液は、キャリアガスによって勢いよく基板の裏面側から基板の外周縁に供給される。従って、基板の回転数が低く且つ塗布液の粘度が高い場合であっても、洗浄液によって塗布膜が除去されやすくなる。その結果、厚膜の塗布膜を基板の表面に形成しつつ、基板の裏面を良好に洗浄することが可能となる。

0011

[2]上記第1項に記載の基板洗浄方法において、基板の裏面側から基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを裏面ノズルから同時に裏面に供給した後に、基板の裏面側から基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを裏面ノズルから交互に裏面に供給してもよい。

0012

[3]本開示の他の観点に係る基板洗浄方法は、基板の表面に直交する方向に沿って延びている回転軸の周りに所定の回転数で基板を回転させつつ、基板の上方に位置する塗布液ノズルから基板の表面に塗布液を供給する第1の工程と、塗布液を基板の外周縁から外方に振り切りつつ、基板の裏面側から基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを裏面ノズルから交互に裏面に供給する第2の工程とを含む。第2の工程では、キャリアガスが洗浄液を随伴しつつ裏面上を流動する。

0013

本開示の他の観点に係る基板洗浄方法では、第2の工程において、塗布液を基板の外周縁から外方に振り切りつつ、基板の裏面側から基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを裏面ノズルから交互に裏面に供給しており、キャリアガスが洗浄液を随伴しつつ裏面上を流動する。そのため、洗浄液は、キャリアガスによって勢いよく基板の裏面側から基板の外周縁に供給される。従って、基板の回転数が低く且つ塗布液の粘度が高い場合であっても、洗浄液によって塗布膜が除去されやすくなる。その結果、厚膜の塗布膜を基板の表面に形成しつつ、基板の裏面を良好に洗浄することが可能となる。

0014

[4]上記第1〜3項に記載の基板洗浄方法において、裏面ノズルの吐出口は外周縁に向かっていてもよい。この場合、裏面ノズルの吐出口から吐出された洗浄液及びキャリアガスが基板の裏面側から基板の外周縁に直接供給される。そのため、洗浄液が基板の裏面で且つ外周縁に作用しやすくなるので、洗浄液によって塗布膜がより除去されやすくなる。

0015

[5]上記第1〜4のいずれか一項に記載の基板洗浄方法において、第2の工程では、駆動機構が裏面ノズルを回転軸と外周縁との間で移動させてもよい。この場合、裏面ノズルが移動することで、裏面ノズルから吐出される洗浄液及びキャリアガスが基板の裏面側から基板の外周縁に強弱をつけて供給される。そのため、洗浄液が塗布膜に与える力が一定とならず変化するので、洗浄液によって塗布膜がより除去されやすくなる。

0016

[6]上記第5項に記載の基板洗浄方法において、第2の工程では、駆動機構が裏面ノズルを回転軸と外周縁との間で往復移動させてもよい。この場合、裏面ノズルが往復移動することで、洗浄液が基板の裏面で且つ外周縁に複数回作用するので、洗浄液によって塗布膜がさらに除去されやすくなる。

0017

[7]上記第5又は6項に記載の基板洗浄方法において、第2の工程では、裏面ノズルが外周縁に近づくにつれて洗浄液及びキャリアガスの流量を増やしてもよい。この場合、裏面ノズルから吐出される洗浄液及びキャリアガスが基板の外周縁により強力に供給される。基板の外周縁ほど塗布膜が付着している可能性が高いので、洗浄液によって塗布膜がさらに除去されやすくなる。

0018

[8]上記第1〜4のいずれか一項に記載の基板洗浄方法において、裏面ノズルの吐出口は外周縁の全周に向けて環状に開口していてもよい。この場合、基板の外周縁に供給される洗浄液及びキャリアガスの流量が多くなる。そのため、洗浄液が基板の裏面に作用する力が大きくなるので、洗浄液によって塗布膜がさらに除去されやすくなる。

0019

[9]上記第1〜8のいずれか一項に記載の基板洗浄方法において、第2の工程では、塗布液が基板の外周縁に到達する前に、基板の裏面側から基板の外周縁に向けてガスを裏面に供給してもよい。この場合、基板の外周縁に到達した塗布液が、ガスによって基板の外周縁の外方に押し出される。また、ガスが塗布液に作用するので、ガスによって塗布液が引きちぎられうる。そのため、基板の裏面に塗布膜が付着し難くなる。

0020

[10]上記第1〜9のいずれか一項に記載の基板洗浄方法において、第2の工程では、塗布液が基板の外周縁に到達する前に、基板の裏面側から基板の外周縁に洗浄液を供給してもよい。この場合、塗布液が基板の外周縁に到達する前に基板の裏面で且つ外周縁があらかじめ濡れた状態となる。そのため、基板の外周縁に到達した塗布液が当該外周縁を回り込んで基板の裏面に回り込んでも、塗布液が裏面に付着し難くなる。

0021

[11]上記第1〜10のいずれか一項に記載の基板洗浄方法において、第2の工程では、キャリアガスが洗浄液を覆うように裏面と洗浄液との間から吐出されてもよい。この場合、洗浄液がキャリアガスにより効果的に随伴する。そのため、洗浄液によって塗布膜がさらに除去されやすくなる。

0022

[12]上記第1〜11のいずれか一項に記載の基板洗浄方法において、塗布液の粘度は2000cP〜7000cPであってもよい。

0023

[13]上記第1〜12のいずれか一項に記載の基板洗浄方法において、第2の工程において、塗布液の粘度に応じて裏面ノズルの吐出口と裏面との直線距離を調節してもよい。この場合、例えば、塗布液の粘度が高いほど当該直線距離が短く調節されることで、裏面ノズルの吐出口が裏面に近づけられる。そのため、塗布液が高粘度であるほど洗浄液が裏面に作用しやすくなるので、洗浄液によって塗布膜がさらに除去されやすくなる。

0024

[14]上記第1〜13のいずれか一項に記載の基板洗浄方法において、裏面ノズルは、キャリアガスが吐出される複数の吐出口と、洗浄液が吐出される複数の吐出口とを有し、第2の工程では、キャリアガス及び洗浄液が面状に拡散された状態で、基板の裏面側から基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを裏面ノズルから裏面に供給してもよい。この場合、基板の外周縁に供給される洗浄液及びキャリアガスの流量が多くなる。そのため、洗浄液が基板の裏面に作用する力が大きくなるので、洗浄液によって塗布膜がさらに除去されやすくなる。

0025

[15]本開示の他の観点に係る基板洗浄装置は、基板を保持し、基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに所定の回転数で基板を回転させる回転保持部と、基板の表面側に位置する塗布液ノズルから塗布液を表面に供給させように構成された塗布液供給部と、基板の裏面側に位置する裏面ノズルから洗浄液とキャリアガスとを裏面に供給させるように構成された気液供給部と、制御部とを備える。制御部は、回転保持部及び塗布液供給部を制御して、回転保持部が基板を回転させているときに、塗布液ノズルから塗布液を表面に供給させる第1の処理と、回転保持部及び気液供給部を制御して、塗布液を基板の外周縁から外方に振り切りつつ、キャリアガスが洗浄液を随伴しつつ裏面上を流動するように、裏面ノズルから基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを同時に裏面に供給させる第2の処理とを実行する。

0026

本開示の他の観点に係る基板洗浄装置では、第2の処理において、制御部が回転保持部及び気液供給部を制御して、塗布液を基板の外周縁から外方に振り切りつつ、キャリアガスが洗浄液を随伴しつつ裏面上を流動するように、裏面ノズルから基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを同時に裏面に供給させる。そのため、洗浄液は、キャリアガスによって勢いよく基板の裏面側から基板の外周縁に供給される。従って、基板の回転数が低く且つ塗布液の粘度が高い場合であっても、洗浄液によって塗布膜が除去されやすくなる。その結果、厚膜の塗布膜を基板の表面に形成しつつ、基板の裏面を良好に洗浄することが可能となる。

0027

[16]本開示の他の観点に係る基板洗浄装置は、基板を保持し、基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに所定の回転数で基板を回転させる回転保持部と、基板の表面側に位置する塗布液ノズルから塗布液を表面に供給させように構成された塗布液供給部と、基板の裏面側に位置する裏面ノズルから洗浄液とキャリアガスとを裏面に供給させるように構成された気液供給部と、制御部とを備える。制御部は、回転保持部及び塗布液供給部を制御して、回転保持部が基板を回転させているときに、塗布液ノズルから塗布液を表面に供給させる第1の処理と、回転保持部及び気液供給部を制御して、塗布液を基板の外周縁から外方に振り切りつつ、キャリアガスが洗浄液を随伴しつつ裏面上を流動するように、裏面ノズルから基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを交互に裏面に供給させる第2の処理とを実行する。

0028

本開示の他の観点に係る基板洗浄装置では、第2の処理において、制御部が回転保持部及び気液供給部を制御して、塗布液を基板の外周縁から外方に振り切りつつ、キャリアガスが洗浄液を随伴しつつ裏面上を流動するように、裏面ノズルから基板の外周縁に向けて洗浄液とキャリアガスとを交互に裏面に供給させる。そのため、洗浄液は、キャリアガスによって勢いよく基板の裏面側から基板の外周縁に供給される。従って、基板の回転数が低く且つ塗布液の粘度が高い場合であっても、洗浄液によって塗布膜が除去されやすくなる。その結果、厚膜の塗布膜を基板の表面に形成しつつ、基板の裏面を良好に洗浄することが可能となる。

0029

[17]本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記第1〜14のいずれか一項に記載の基板洗浄方法を基板洗浄装置に実行させるためのプログラムを記録している。本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体では、上記の基板洗浄方法と同様に、厚膜状の塗布膜を基板の表面に形成しつつ、基板の裏面を良好に洗浄することが可能となる。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形媒体(non-transitory computer recording medium)(例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置)や、伝播信号(transitory computer recording medium)(例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号)が含まれる。

発明の効果

0030

本開示に係る基板洗浄方法、基板洗浄装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、基板の裏面を良好に洗浄することが可能となる。

図面の簡単な説明

0031

図1は、基板処理システムを示す斜視図である。
図2は、図1のII−II線断面図である。
図3は、単位処理ブロック(BCTブロック、HMCTブロック、COTブロック及びDEVブロック)を示す上面図である。
図4は、液処理ユニットを示す図である。
図5は、裏面洗浄部の一例を示す概略図である。
図6は、基板処理システムの主要部を示すブロック図である。
図7は、コントローラハードウェア構成を示す概略図である。
図8は、塗布膜の処理手順を説明するためのフローチャートである。
図9は、塗布膜の処理手順を説明するための概略図である。
図10は、塗布膜の処理手順を説明するための概略図である。
図11は、塗布膜の処理手順を説明するための概略図である。
図12は、ウエハの裏面に塗布膜が形成される様子を説明するための概略図である。
図13は、ウエハの裏面に塗布膜が形成される様子を説明するための概略図である。
図14は、ウエハの裏面に付着した塗布膜の紐状部の様子を示す概略図である。
図15は、裏面洗浄部の他の例を示す概略図である。
図16は、裏面洗浄部の他の例を示す概略図である。
図17は、裏面洗浄部の他の例を示す概略図である。
図18は、図17のXVIII−XVIII線断面図である。
図19は、裏面洗浄部の他の例を示す概略図である。
図20は、レジスト膜の紐状部を処理する様子を説明するための概略図である。

実施例

0032

以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

0033

[基板処理システム]
図1に示されるように、基板処理システム1(基板処理装置)は、塗布現像装置2(基板処理装置)と、コントローラ10(制御部)とを備える。基板処理システム1には、露光装置3が併設されている。露光装置3は、基板処理システム1のコントローラ10と通信可能なコントローラ(図示せず)を備える。露光装置3は、塗布現像装置2との間でウエハW(基板)を授受して、ウエハWの表面Wa(図4等参照)に形成された感光性レジスト膜露光処理パターン露光)を行うように構成されている。具体的には、液浸露光等の方法により感光性レジスト膜(感光性被膜)の露光対象部分に選択的にエネルギー線照射する。エネルギー線としては、例えばArFエキシマレーザーKrFエキシマレーザー、g線、i線、又は極端紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)が挙げられる。

0034

塗布現像装置2は、露光装置3による露光処理の前に、レジスト膜R(図4参照)をウエハWの表面Waに形成する処理を行う。レジスト膜Rは、感光性レジスト膜及び非感光性レジスト膜を含む。塗布現像装置2は、露光装置3による感光性レジスト膜の露光処理後に、当該感光性レジスト膜の現像処理を行う。

0035

ウエハWは、円板状を呈してもよいし、多角形など円形以外の板状を呈していてもよい。ウエハWは、一部が切り欠かれた切り欠き部を有していてもよい。切り欠き部は、例えば、ノッチ(U字形、V字形等の溝)であってもよいし、直線状に延びる直線部(いわゆる、オリエンテーションフラット)であってもよい。ウエハWは、例えば、半導体基板ガラス基板マスク基板FPD(Flat Panel Display)基板その他の各種基板であってもよい。ウエハWの直径は、例えば200mm〜450mm程度であってもよい。

0036

図1図3に示されるように、塗布現像装置2は、キャリアブロック4と、処理ブロック5と、インターフェースブロック6とを備える。キャリアブロック4、処理ブロック5及びインターフェースブロック6は、水平方向に並んでいる。

0037

キャリアブロック4は、図1及び図3に示されるように、キャリアステーション12と、搬入搬出部13とを有する。キャリアステーション12は複数のキャリア11を支持する。キャリア11は、少なくとも一つのウエハWを密封状態で収容する。キャリア11の側面11aには、ウエハWを出し入れするための開閉扉(図示せず)が設けられている。キャリア11は、側面11aが搬入搬出部13側に面するように、キャリアステーション12上に着脱自在に設置される。

0038

搬入搬出部13は、キャリアステーション12及び処理ブロック5の間に位置している。搬入搬出部13は、複数の開閉扉13aを有する。キャリアステーション12上にキャリア11が載置される際には、キャリア11の開閉扉が開閉扉13aに面した状態とされる。開閉扉13a及び側面11aの開閉扉を同時に開放することで、キャリア11内と搬入搬出部13内とが連通する。搬入搬出部13は、受け渡しアームA1を内蔵している。受け渡しアームA1は、キャリア11からウエハWを取り出して処理ブロック5に渡し、処理ブロック5からウエハWを受け取ってキャリア11内に戻す。

0039

処理ブロック5は、図1及び図2に示されるように、単位処理ブロック14〜17を有する。単位処理ブロック14〜17は、床面側から単位処理ブロック17、単位処理ブロック14、単位処理ブロック15、単位処理ブロック16の順に並んでいる。単位処理ブロック14〜17は、図3に示されるように、液処理ユニットU1(液処理装置、基板洗浄装置)と、熱処理ユニットU2とを有する。

0040

液処理ユニットU1は、各種の処理液又はガスをウエハWの表面Wa又は裏面Wb(図4等参照)に供給するように構成されている。熱処理ユニットU2は、例えば熱板によりウエハWを加熱し、加熱後のウエハWを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。

0041

単位処理ブロック14は、ウエハWの表面Wa上に下層膜を形成するように構成された下層膜形成ブロック(BCTブロック)である。単位処理ブロック14は、各ユニットU1,U2にウエハWを搬送する搬送アームA2を内蔵している(図2参照)。単位処理ブロック14の液処理ユニットU1は、下層膜形成用の塗布液をウエハWの表面Waに塗布して塗布膜を形成する。単位処理ブロック14の熱処理ユニットU2は、下層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて下層膜とするための加熱処理が挙げられる。下層膜としては、例えば、反射防止(SiARC)膜が挙げられる。

0042

単位処理ブロック15は、下層膜上に中間膜を形成するように構成された中間膜(ハードマスク)形成ブロック(HMCTブロック)である。単位処理ブロック15は、各ユニットU1,U2にウエハWを搬送する搬送アームA3を内蔵している(図2参照)。単位処理ブロック15の液処理ユニットU1は、中間膜形成用の塗布液を下層膜上に塗布して塗布膜を形成する。単位処理ブロック15の熱処理ユニットU2は、中間膜の形成に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて中間膜とするための加熱処理が挙げられる。中間膜としては、例えば、SOC(SpinOn Carbon)膜、アモルファスカーボン膜が挙げられる。

0043

単位処理ブロック16は、熱硬化性を有するレジスト膜を中間膜上に形成するように構成されたレジスト膜形成ブロック(COTブロック)である。単位処理ブロック16は、各ユニットU1,U2にウエハWを搬送する搬送アームA4を内蔵している(図2参照)。単位処理ブロック16の液処理ユニットU1は、レジスト膜形成用の塗布液(レジスト剤)を中間膜上に塗布して塗布膜を形成する。単位処理ブロック16の熱処理ユニットU2は、レジスト膜の形成に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させてレジスト膜とするための加熱処理(PAB:Pre Applied Bake)が挙げられる。

0044

単位処理ブロック17は、露光されたレジスト膜の現像処理を行うように構成された現像処理ブロック(DEVブロック)である。単位処理ブロック17は、各ユニットU1,U2にウエハWを搬送する搬送アームA5と、これらのユニットを経ずにウエハWを搬送する直接搬送アームA6とを内蔵している(図2参照)。単位処理ブロック17の液処理ユニットU1は、露光後のレジスト膜に現像液を供給してレジスト膜を現像する。単位処理ブロック17の液処理ユニットU1は、現像後のレジスト膜にリンス液を供給して、レジスト膜の溶解成分を現像液と共に洗い流す。これにより、レジスト膜が部分的に除去され、レジストパターンが形成される。単位処理ブロック16の熱処理ユニットU2は、現像処理に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理(PEB:Post Exposure Bake)、現像処理後の加熱処理(PB:Post Bake)等が挙げられる。

0045

処理ブロック5内におけるキャリアブロック4側には、図2及び図3に示されるように、棚ユニットU10が設けられている。棚ユニットU10は、床面から単位処理ブロック15にわたって設けられており、上下方向に並ぶ複数のセル区画されている。棚ユニットU10の近傍には昇降アームA7が設けられている。昇降アームA7は、棚ユニットU10のセル同士の間でウエハWを昇降させる。

0046

処理ブロック5内におけるインターフェースブロック6側には、棚ユニットU11が設けられている。棚ユニットU11は床面から単位処理ブロック17の上部にわたって設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

0047

インターフェースブロック6は、受け渡しアームA8を内蔵しており、露光装置3に接続される。受け渡しアームA8は、棚ユニットU11のウエハWを取り出して露光装置3に渡し、露光装置3からウエハWを受け取って棚ユニットU11に戻すように構成されている。

0048

コントローラ10は、基板処理システム1を部分的又は全体的に制御する。コントローラ10の詳細については後述する。なお、コントローラ10は露光装置3のコントローラとの間で信号の送受信が可能であり、各コントローラの連携により基板処理システム1及び露光装置3が制御される。

0049

[液処理ユニットの構成]
続いて、図4及び図5を参照して、液処理ユニットU1についてさらに詳しく説明する。液処理ユニットU1は、図4に示されるように、回転保持部20と、塗布液供給部30と、溶剤供給部40と、気液供給部50とを備える。

0050

回転保持部20は、回転部21と、シャフト22と、保持部23とを有する。回転部21は、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、シャフト22を回転させる。回転部21は、例えば電動モータ等の動力源である。保持部23は、シャフト22の先端部に設けられている。保持部23上にはウエハWが配置される。保持部23は、例えば吸着等によりウエハWを略水平に保持する。すなわち、回転保持部20は、ウエハWの姿勢が略水平の状態で、ウエハWの表面Waに対して垂直な軸(回転軸)周りでウエハWを回転させる。本実施形態では、回転軸は、円形状を呈するウエハWの中心を通っているので、中心軸でもある。本実施形態では、図4に示されるように、回転保持部20は、上方から見て時計回りにウエハWを所定の回転数で回転させる。ウエハWの回転数は、例えば、10rpm〜2000rpm程度であってもよい。

0051

塗布液供給部30は、ウエハWの表面Waに塗布液L1を供給するように構成されている。塗布液L1は、例えば、感光性レジスト膜となる感光性レジスト材料、非感光性レジスト膜となる非感光性レジスト材料等が挙げられる。例えば5μm〜60μm程度の膜厚の厚いレジスト膜Rを形成するために、塗布液L1の粘度が高く且つ塗布液L1がウエハWの表面Waで流動し難い材料(例えば、ポリイミド)を用いてもよい。塗布液L1の粘度は、例えば、1000cP以上であってもよいし、2000cP〜7000cP程度であってもよい。

0052

塗布液供給部30は、液源31と、ポンプ32と、バルブ33と、ノズル34(塗布液ノズル)と、配管35と、駆動機構36とを有する。液源31は、塗布液L1の供給源として機能する。ポンプ32は、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、液源31から塗布液L1を吸引し、配管35及びバルブ33を介してノズル34に送り出す。バルブ33は、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、バルブ33の前後において配管35を開放及び閉塞させる。

0053

ノズル34は、吐出口がウエハWの表面Waに向かうようにウエハWの上方に配置されている。ノズル34は、ポンプ32から送り出された塗布液L1を、ウエハWの表面Waに吐出可能である。配管35は、上流側から順に、液源31、ポンプ32、バルブ33及びノズル34を接続している。駆動機構36は、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、ノズル34を水平方向及び上下方向に移動させる。駆動機構36は、例えばエンコーダ付きサーボモータであり、ノズル34の移動速度及び移動位置を制御してもよい。

0054

溶剤供給部40は、ウエハWの表面Waに有機溶剤L2を供給するように構成されている。有機溶剤L2は、各種のシンナーであるが、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルPGME)70質量%及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)30質量%が混合されたシンナー(OK73シンナー:東京応化工業株式会社製)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)70質量%及びシクロヘキサノン(CHN)30質量%が混合されたシンナー(JSR株式会社製)、α−ブチロラクトン95質量%及びアニソール5質量%が混合されたシンナー、シクロヘキサノン、アセトン、C−260(Merck KGaA社製)、A−515(AZエレクトロニックマテリアルズ社製)等が挙げられる。

0055

溶剤供給部40は、液源41と、ポンプ42と、バルブ43と、ノズル44と、配管45と、駆動機構46(駆動部)とを有する。液源41は、有機溶剤L2の供給源として機能する。ポンプ42は、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、液源41から有機溶剤L2を吸引し、配管45及びバルブ43を介してノズル44に送り出す。バルブ43は、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、バルブ43の前後において配管45を開放及び閉塞させる。

0056

ノズル44は、吐出口がウエハWの表面Waに向かうようにウエハWの上方に配置されている。ノズル44は、ポンプ42から送り出された有機溶剤L2を、ウエハWの表面Waに吐出可能である。配管45は、上流側から順に、液源41、ポンプ42、バルブ43及びノズル44を接続している。駆動機構46は、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、ノズル44を水平方向及び上下方向に移動させる。駆動機構46は、例えばエンコーダ付きのサーボモータであり、ノズル44の移動速度及び移動位置を制御してもよい。

0057

気液供給部50は、ウエハWの裏面Wbに洗浄液L3及びキャリアガスGを供給するように構成されている。洗浄液L3は、例えば、各種のシンナーであり、有機溶剤L2と同じであってもよい。キャリアガスGは、各種の不活性ガスであってもよく、例えば窒素ガス(N2ガス)であってもよい。

0058

気液供給部50は、図4及び図5に示されるように、液源51Aと、ガス源51Bと、ポンプ52A,52Bと、バルブ53A,53Bと、ノズル54(裏面ノズル)と、配管55A,55Bと、駆動機構56(駆動部)とを有する。液源51Aは、洗浄液L3の供給源として機能する。ガス源51Bは、キャリアガスGの供給源として機能する。ポンプ52Aは、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、液源51Aから洗浄液L3を吸引し、配管55A及びバルブ53Aを介してノズル54に送り出す。ポンプ52Bは、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、ガス源51BからキャリアガスGを吸引し、配管55B及びバルブ53Bを介してノズル54に送り出す。バルブ53Aは、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、バルブ53Aの前後において配管55Aを開放及び閉塞させる。バルブ53Bは、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、バルブ53Bの前後において配管55Bを開放及び閉塞させる。

0059

ノズル54は、図5に示されるように、吐出管54A,54Bと、ベース54Cとを有する。吐出管54A,54Bは共に、ベース54Cに設けられている。吐出管54A,54Bは共に、ウエハWの裏面Wbに向かうと共に、ベース54Cから斜め上方に向けて同じ方向に突出している。吐出管54A,54Bの吐出口は、ウエハWの外周縁Wcに向かっている。吐出管54Aは、吐出管54Bよりも外側(ウエハWの外周縁Wc側)に位置している。吐出管54Aの吐出口は、吐出管54Bの吐出口よりもウエハWの裏面Wbから離れている。吐出管54Aの吐出口は、吐出管54Bの吐出口よりも開口面積が小さくてもよい。

0060

配管55Aは、上流側から順に、液源51A、ポンプ52A、バルブ53A及びノズル54(吐出管54A)を接続している。そのため、吐出管54Aは、ポンプ52Aから送り出さされた洗浄液L3を、ウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに向けて吐出可能である。配管55Bは、上流側から順に、ガス源51B、ポンプ52B、バルブ53B及びノズル54(吐出管54B)を接続している。そのため、吐出管54Bは、ポンプ52Bから送り出されたキャリアガスGを、ウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに向けて吐出可能である。

0061

駆動機構56は、ノズル54のベース54aに接続されている。駆動機構56は、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、ウエハWの裏面Wb側において回転保持部20とウエハWの外周縁Wcとの間で水平方向及び上下方向にノズル54を移動させる。駆動機構56は、例えばエンコーダ付きのサーボモータであり、ノズル54の移動速度及び移動位置を制御してもよい。具体的には、駆動機構56は、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、ウエハWの裏面Wb側において回転保持部20とウエハWの外周縁Wcとの間で水平方向にノズル54を往復移動させてもよい。

0062

[コントローラの構成]
コントローラ10は、図6に示されるように、機能モジュールとして、読取部M1と、記憶部M2と、処理部M3と、指示部M4とを有する。これらの機能モジュールは、コントローラ10の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ10を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路(例えば論理回路)、又は、これを集積した集積回路ASIC:Application Specific IntegratedCircuit)により実現されるものであってもよい。

0063

読取部M1は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体RMからプログラムを読み取る。記録媒体RMは、基板処理システム1の各部を動作させるためのプログラムを記録している。記録媒体RMとしては、例えば、半導体メモリ光記録ディスク磁気記録ディスク光磁気記録ディスクであってもよい。

0064

記憶部M2は、種々のデータを記憶する。記憶部M2は、例えば、読取部M1において記録媒体RMから読み出したプログラム、ウエハWを処理する際の各種データ(いわゆる処理レシピ)、外部入力装置(図示せず)を介してオペレータから入力された設定データ等を記憶する。

0065

処理部M3は、各種データを処理する。処理部M3は、例えば、記憶部M2に記憶されている各種データに基づいて、液処理ユニットU1(例えば、回転保持部20、ポンプ32,42,52A,52B、バルブ33,43,53A,53B、駆動機構36,46,56等)及び熱処理ユニットU2を動作させるための動作信号を生成する。

0066

指示部M4は、処理部M3において生成された動作信号を各種装置に送信する。

0067

コントローラ10のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成される。コントローラ10は、ハードウェア上の構成として、例えば図7に示される回路10Aを有する。回路10Aは、電気回路要素(circuitry)で構成されていてもよい。回路10Aは、具体的には、プロセッサ10Bと、メモリ10C(記憶部)と、ストレージ10D(記憶部)と、ドライバ10Eと、入出力ポート10Fとを有する。プロセッサ10Bは、メモリ10C及びストレージ10Dの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート10Fを介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。メモリ10C及びストレージ10Dは、記憶部M2として機能する。ドライバ10Eは、基板処理システム1の各種装置をそれぞれ駆動する回路である。入出力ポート10Fは、ドライバ10Eと基板処理システム1の各種装置(例えば、回転保持部20、ポンプ32,42,52A,52B、バルブ33,43,53A,53B、駆動機構36,46,56等)との間で、信号の入出力を行う。

0068

本実施形態では、基板処理システム1は、一つのコントローラ10を備えているが、複数のコントローラ10で構成されるコントローラ群(制御部)を備えていてもよい。基板処理システム1がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラ10によって実現されていてもよいし、2個以上のコントローラ10の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ10が複数のコンピュータ(回路10A)で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ(回路10A)によって実現されていてもよいし、2つ以上のコンピュータ(回路10A)の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ10は、複数のプロセッサ10Bを有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのプロセッサ10Bによって実現されていてもよいし、2つ以上のプロセッサ10Bの組み合わせによって実現されていてもよい。

0069

ウエハ洗浄方法
続いて、洗浄液L3及びキャリアガスGをノズル54から吐出して、ウエハWの裏面Wbを洗浄する方法(基板洗浄方法)について、図8図11を参照して説明する。まず、コントローラ10は、基板処理システム1の各部を制御して、ウエハWをキャリア11から液処理ユニットU1に搬送する(図8のステップS11参照)。

0070

次に、コントローラ10は、回転保持部20を制御して、ウエハWを保持部23に保持させると共に、所定の回転数(例えば、20rpm〜1000rpm程度)でウエハWを回転させる。この状態で、コントローラ10は、ポンプ42、バルブ43及び駆動機構46を制御して、ウエハWの表面Waに対して有機溶剤L2をノズル44から吐出する(図8のステップS12及び図9(a)参照)。これにより、ウエハWの表面Wa全体が有機溶剤L2によって濡れた状態となるので、続くステップにおいて塗布液L1がウエハWの表面Waに供給されたときに、塗布液L1がウエハWの表面Waに拡がりやすくなる。すなわち、有機溶剤L2は、塗布液L1に比べてウエハWの表面Waに対する濡れ性に優れる液体であると好ましい。

0071

次に、コントローラ10は、回転保持部20を制御して、所定の回転数(例えば、20rpm〜30rpm程度)でウエハWを回転させる。この状態で、コントローラ10は、ポンプ32、バルブ33及び駆動機構36を制御して、ウエハWの表面Waに対して塗布液L1をノズル34から吐出する(図8のステップS13及び図9(b)参照)。これにより、ウエハWの表面Waのほぼ全体が塗布液L1に覆われ、ウエハWの表面Wa上に塗布膜Fが形成される。ただし、このときは、ウエハWの回転数が小さいので、塗布液L1はウエハWの外周縁Wcから振り切られて外周縁Wcの外方に飛び散ることはほとんどない。

0072

次に、コントローラ10は、回転保持部20を制御して、所定の回転数(例えば、800rpm〜1000rpm程度)でウエハWを回転させる。この状態で、コントローラ10は、ポンプ52A,52B、バルブ53A,53B及び駆動機構56を制御して、ウエハWの裏面Wbのうち外周縁Wcに向けて洗浄液L3及びキャリアガスGをノズル54(吐出管54A,54B)から同時に吐出する(図8のステップS14及び図10(a)参照)。これにより、ウエハWの表面Wa上に形成された塗布膜Fの一部がウエハWの外周縁Wcから振り切られ、塗布膜Fの膜厚がウエハWの表面Waにおいてある程度均一となるように調節される。ウエハWの裏面Wb側においては、洗浄液L3がキャリアガスGに随伴されているので、ウエハWの外周縁Wcに向けて洗浄液L3が勢いよく流れる。そのため、ウエハWの外周縁Wcから裏面Wb側への塗布膜Fの回り込みが、洗浄液L3の流れによって抑制される。

0073

このとき、例えば5μm〜60μm程度の膜厚の厚いレジスト膜Rを形成するために、粘度が例えば1000cP以上と高く且つウエハWの表面Waで流動し難い塗布液L1を用いた場合、ウエハWの表面Waの周縁部において凸状の盛り上がり(いわゆるハンプ)が生じて塗布膜Fが特に厚くなる(図10(b)参照)。そこで、コントローラ10は、回転保持部20を制御して、ウエハWを保持部23に保持させると共に、所定の回転数(例えば、200rpm程度)でウエハWを回転させる。この状態で、コントローラ10は、ポンプ42、バルブ43及び駆動機構46を制御して、ウエハWの表面Waのうち周縁部に対して有機溶剤L2をノズル44から吐出する(図8のステップS15及び図10(b)参照)。これにより、図11に示されるように、塗布膜Fの周縁部(ハンプ部)が除去される。

0074

ノズル44の姿勢は、ノズル44の吐出口がウエハWの表面Waに対して鉛直下向きであってもよいし、ノズル44の吐出口がウエハWの中心部から周縁部に向かって斜め下方に傾いた状態であってもよい。この場合、塗布膜Fの周縁部に供給された有機溶剤L2が、ウエハWの中心部に向けて跳ね難くなる。そのため、ウエハWの処理の結果として形成されるレジスト膜Rの面内均一性を確保しやすくなる。

0075

次に、コントローラ10は、回転保持部20を制御して、ウエハWを短時間且つ高速回転させる(いわゆるショートスピン)(図8のステップS16)。例えば、ウエハWは、0.5秒間、1050rpm程度で回転する。これにより、塗布膜Fの表面に残っている有機溶剤L2及び有機溶剤L2によって溶解した残渣が、塗布膜Fの表面から排出される。

0076

次に、コントローラ10は、基板処理システム1の各部を制御して、ウエハWを液処理ユニットU1から熱処理ユニットU2に搬送する(図8のステップS17)。次に、コントローラ10は、熱処理ユニットU2を制御して、ウエハWと共に塗布膜Fを加熱する。これにより、塗布膜Fが固化した固化膜であるレジスト膜Rが形成される(図8のステップS18)。このとき、所定温度(例えば120℃程度)で所定時間(180秒程度)にて加熱処理が行われてもよい。以上により、ウエハWの処理が完了し、レジスト膜RがウエハWの表面Waに形成される。

0077

[作用]
ところで、塗布液L1をウエハWの表面Waに滴下してウエハWをある程度高回転させた状態でスピンコートすると、塗布液L1がウエハWの表面Wa全体に塗布され、塗布膜Fの膜厚の均一性が高まる。しかしながら、塗布液L1の多くがウエハWの外周縁Wcから外方に向けて振り切られてしまうので、形成される塗布膜Fの膜厚を所望の大きさにし難くなる。一方、膜厚の厚いレジスト膜Rを得るために、塗布液L1をウエハWの表面Waに滴下してウエハWをある程度低回転させた状態でスピンコートすると(図12(a),(b)参照)、塗布膜Fの一部がウエハWの外周縁Wcから振り切られる(図12(c),(d)参照)。塗布液L1が高粘度であるので、ウエハWの外周縁Wcから振り切られた塗布膜Fは、当該外周縁Wcから紐状に引き延ばされ、紐状部Faが形成される(図13(a),(b)参照)。この過程で、塗布膜F及び紐状部Faは徐々に乾燥してゲル化する。紐状部Faの長さは、最大で10mm程度になりうる。その後、ウエハWに対してハンプ部の除去処理図8のステップS15)を実行し、ウエハWの表面Waのうち周縁部に対して有機溶剤L2をノズル44から吐出すると、有機溶剤L2が塗布膜Fの紐状部Faに作用して、ゲル状の紐状部FaがウエハWの外周縁Wcを回り込んで裏面Wbに付着してしまう(図13(c),(d)及び図14参照)

0078

しかしながら、以上のような本実施形態では、塗布液L1をウエハWの外周縁Wcから外方に振り切りつつ、ウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに向けて洗浄液L3とキャリアガスGとをノズル54から同時に裏面Wbに供給しており、キャリアガスGが洗浄液L3を随伴しつつ裏面Wb上を流動している。そのため、洗浄液L3は、キャリアガスGによって勢いよくウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに供給される。従って、ウエハWの回転数が低く且つ塗布液L1の粘度が高い場合であっても、洗浄液L3によって塗布膜F(紐状部Fa)が裏面Wbから除去されやすくなる。その結果、厚膜の塗布膜FをウエハWの表面Waに形成しつつ、ウエハWの裏面Wbを良好に洗浄することが可能となる。

0079

本実施形態では、ノズル54の吐出口がウエハWの外周縁Wc向かっている。そのため、ノズル54の吐出口から吐出された洗浄液F3及びキャリアガスGがウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに直接供給される。従って、洗浄液F3がウエハWの裏面Wbで且つ外周縁Wcに作用しやすくなるので、洗浄液F3によって塗布膜Fが裏面Wbからより除去されやすくなる。

0080

[他の実施形態]
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、図15及び図16に示されるように、キャリアガスGが洗浄液L3を覆うようにウエハWの裏面Wbと洗浄液L3との間から吐出されてもよい。この場合、洗浄液L3がキャリアガスGにより効果的に随伴する。そのため、洗浄液L3によって塗布膜Fが裏面Wbからさらに除去されやすくなる。

0081

具体的には、図15に示されるノズル54は、吐出管54Bの形態の点で上記の実施形態と異なる。図15の吐出管54Bは、円管54B1と、矩形管54B2と、一対の屈曲管54B3,54B4とを含む。円管54B1は、ベース54Cから鉛直方向に延びている。矩形管54B2は、円管54B1の先端と接続されており、円管54B1と連通している。矩形管54B2の吐出口は、吐出管54Aの先端側で且つウエハWの外周縁Wcに向かっている。矩形管54B2の吐出口は、吐出管54Aの吐出口よりもウエハWの裏面Wb寄りに位置している。

0082

一対の屈曲管54B3,54B4は、矩形管54B2の側面と接続されており、矩形管54B2と連通している。一対の屈曲管54B3,54B4は、矩形管54B2の側面から側方に延びた後、吐出管54Aの先端側に向けて屈曲している。そのため、一対の屈曲管54B3,54B4の吐出口は、吐出管54Aの先端側で且つウエハWの外周縁Wcに向かっている。一対の屈曲管54B3,54B4の吐出口は、吐出管54Aの吐出口と同程度の高さに位置すると共に、吐出管54Aの吐出口を間に置くように位置している。

0083

図16に示されるノズル54は、吐出管54A,54Bの形態の点で上記の実施形態と異なる。図16では、3つの吐出管54A,54B5,54B6によっていわゆる三重管が構成されている。すなわち、吐出管54Aは、吐出管54B5内に挿通されており、吐出管54B5に沿って延びている。吐出管54B6は吐出管54A内に挿通されており、吐出管54Aに沿って延びている。

0084

吐出管54Aと吐出管54B6との間の空間V1は、配管55Aと接続されている。そのため、ポンプ52Aから送り出さされた洗浄液L3は、空間V1を通って、ウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに向けて吐出される。吐出管54B5と吐出管54Aとの間の空間V2及び吐出管54B6は、配管55Bと接続されている。そのため、ポンプ52Bから送り出されたキャリアガスGは、空間V2及び吐出管54B6を通って、ウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに向けて吐出される。

0085

図17及び図18に示されるように、ノズル54の吐出管54A,54Bが管状を呈していてもよい。具体的には、吐出管54A,54Bの吐出口が、ウエハWの外周縁Wcの全周に向けて環状に開口していてもよい。吐出管54A,54Bの吐出口は、ウエハWの周方向において途切れなく延びる一つのスリットであってもよいし、ウエハWの周方向において複数の開口に分割されていてもよい。この場合、ウエハWの外周縁Wcに供給される洗浄液L3及びキャリアガスGの流量が多くなる。そのため、洗浄液L3がウエハWの裏面Wbに作用する力が大きくなるので、洗浄液L3によって塗布膜Fがさらに除去されやすくなる。なお、図17及び図18に示される例では、吐出管54Aの吐出口はウエハWの外周縁Wcに向けて斜め上方に開口されており、吐出管54Bの吐出口はウエハWの外周縁Wcに向けて水平方向に開口されている。図17及び図18のノズル54を用いてウエハWの裏面Wbの洗浄を行う場合、ノズル54からの洗浄液L3及びキャリアガスGの吐出中にウエハWが回転していてもよいし、回転していなくてもよい。

0086

図19に示されるように、ノズル54が、吐出管54A,54Bに代えて、複数の吐出管54D(図19では9個の吐出管54D)を有していてもよい。具体的には、複数の吐出管54Dはいずれも、ベース54Cに設けられており、ウエハWの裏面Wbに向かうと共に、ベース54Cから斜め上方に向けて同じ方向に突出している。複数の吐出管54Dには、配管55A,55Bが共に接続されている。そのため、複数の吐出管54Dからは、洗浄液L3又はキャリアガスGが面状に拡散された状態で吐出される。従って、ウエハWの外周縁Wcに供給される洗浄液L3及びキャリアガスGの流量が多くなる。その結果、洗浄液L3がウエハWの裏面Wbに作用する力が大きくなるので、洗浄液L3によって塗布膜Fがさらに除去されやすくなる。

0087

なお、図19のノズル54においては、コントローラ10がポンプ52A,52B及びバルブ53A,53Bを制御して、複数の吐出管54Dから洗浄液L3及びキャリアガスGを交互に吐出させる。この場合も、洗浄液L3が、キャリアガスGによって勢いよくウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに供給される。従って、ウエハWの回転数が低く且つ塗布液L1の粘度が高い場合であっても、洗浄液L3によって塗布膜Fが除去されやすくなる。その結果、厚膜の塗布膜FをウエハWの表面Waに形成しつつ、ウエハWの裏面Wbを良好に洗浄することが可能となる。ウエハWの裏面Wbを洗浄する際に洗浄液L3及びキャリアガスGをノズル54から交互に吐出させる制御は、図19のノズル54以外において行われてもよい。また、上記の実施形態のように、ウエハWの裏面Wbを洗浄する際に、洗浄液L3及びキャリアガスGをノズル54から同時に吐出させた後に、洗浄液L3及びキャリアガスGをノズル54から交互に吐出させるようにしてもよい。

0088

図20に示されるように、紐状部Faを有機溶剤L2とキャリアガスGとで挟むように、紐状部Faに対して有機溶剤L2とキャリアガスGを供給してもよい。具体的には、紐状部Faの上方に位置するノズル44から紐状部Faに対して有機溶剤L2を吐出しつつ、紐状部Faの下方に位置するノズル54から紐状部Faに対してキャリアガスGを供給してもよい。この場合、紐状部Faに有機溶剤L2とキャリアガスGとが直接作用するので、紐状部Faが塗布膜Fから切断される。そのため、ウエハWの裏面Wbに塗布膜F(紐状部Fa)が付着し難くなる。なお、このとき紐状部Faに吹き付けられるガスは、キャリアガスGに限らず、種々のガスを用いてもよい。

0089

上記の実施形態において、ノズル54から洗浄液L3及びキャリアガスGが吐出されている間、コントローラ10が駆動機構56を制御して、駆動機構56がノズル54を回転保持部20とウエハWの外周縁Wcとの間で移動させてもよい。この場合、ノズル54が移動することで、ノズル54から吐出される洗浄液L3及びキャリアガスGがウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに強弱をつけて供給される。そのため、洗浄液L3が塗布膜Fに与える力が一定とならず変化するので、洗浄液L3によって塗布膜Fがより除去されやすくなる。

0090

上記の実施形態において、ノズル54から洗浄液L3及びキャリアガスGが吐出されている間、コントローラ10が駆動機構56を制御して、駆動機構56がノズル54を回転保持部20とウエハWの外周縁Wcとの間で往復移動させてもよい。この場合、ノズル54が往復移動することで、洗浄液L3がウエハWの裏面Wbで且つ外周縁Wcに複数回作用するので、洗浄液L3によって塗布膜Fがさらに除去されやすくなる。

0091

上記の実施形態において、ノズル54から洗浄液L3及びキャリアガスGが吐出されている間、ノズル54が駆動機構56によって移動しているときに、コントローラ10がポンプ52A,52B、バルブ53A,53B等を制御して、ノズル54がウエハWの外周縁Wcに近づくにつれて洗浄液L3及びキャリアガスGの流量を増やしてもよい。この場合、ノズル54から吐出される洗浄液L3及びキャリアガスGがウエハWの外周縁Wcにより強力に供給される。ウエハWの外周縁Wcほど塗布膜F(紐状部Fa)が付着している可能性が高いので、洗浄液F3によって塗布膜Fがさらに除去されやすくなる。

0092

上記の実施形態において、気液供給部50によってウエハWの裏面Wbを洗浄する際、塗布液L1がウエハWの外周縁Wcに到達する前に、ウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに向けてガスをウエハWの裏面Wbに供給してもよい。この場合、ウエハWの外周縁Wcに到達した塗布液L1が、ガスによってウエハWの外周縁Wcの外方に押し出される。また、ガスが塗布液L1に作用するので、ガスによって塗布液L1が引きちぎられうる。そのため、ウエハWの裏面Wbに塗布膜が付着し難くなる。なお、ここでウエハWの裏面Wbに供給されるガスは、キャリアガスGに限らず、種々のガスを用いてもよい。すなわち、液処理ユニットU1が図示しないガス源、ポンプ、バルブ及び配管をさらに有し、塗布液L1がウエハWの外周縁Wcに到達する前にコントローラ10が当該ポンプ及びバルブを制御して、ガス源からガスをウエハWの裏面Wbに供給してもよい。

0093

上記の実施形態において、気液供給部50によってウエハWの裏面Wbを洗浄する際、塗布液L1がウエハWの外周縁Wcに到達する前に、ウエハWの裏面Wb側からウエハWの外周縁Wcに洗浄液L3を供給してもよい。この場合、塗布液L1がウエハWの外周縁Wcに到達する前にウエハWの裏面Wbで且つ外周縁Wcがあらかじめ濡れた状態となる。そのため、ウエハWの外周縁Wcに到達した塗布液L1が外周縁Wcを回り込んでウエハWの裏面Wbに回り込んでも、塗布液L1が裏面Wbに付着し難くなる。

0094

上記の実施形態において、気液供給部50によってウエハWの裏面Wbを洗浄する際、塗布液L1の粘度に応じてノズル54の吐出口とウエハWの裏面Wbとの直線距離を調節してもよい。すなわち、塗布液L1が相対的に高粘度であるほど当該直線距離を小さくし、塗布液L1が相対的に低粘度であるほど当該直線距離を大きくしてもよい。この場合、塗布液L1が高粘度であるほど洗浄液L3がウエハWの裏面Wbに作用しやすくなるので、洗浄液L3によって塗布膜F(紐状部Fa)がさらに除去されやすくなる。

0095

1…基板処理システム(基板処理装置)、2…塗布現像装置(基板処理装置)、10…コントローラ(制御部)、20…回転保持部、30…塗布液供給部、44…ノズル(塗布液ノズル)、50…気液供給部、54…ノズル(裏面ノズル)、54A,54B,54D…吐出管、56…駆動機構、G…キャリアガス、L1…塗布液、L3…洗浄液、RM…記録媒体、U1…液処理ユニット(液処理装置、基板洗浄装置)、W…ウエハ(基板)、Wa…表面、Wb…裏面、Wc…外周縁。

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