JP2006100514A - 除去装置、保護膜形成装置、基板処理システム、および除去方法 - Google Patents

除去装置、保護膜形成装置、基板処理システム、および除去方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 レジスト膜を覆うように形成された保護膜につき、その保護膜成分が基板の周縁部に付着した場合であっても、レジスト膜に影響を及ぼすことなく、かつ、良好に保護膜成分を良好に除去することができる除去装置、保護膜形成装置、基板処理システム、および除去方法を提供する。
【解決手段】 塗布処理ユニットＣＦでは、レジスト膜の形成された基板Ｗの表面にアルカリ性水溶液に溶解する成分からなるカバー膜を形成する。また、塗布処理ユニットＣＦでは、基板周縁部に付着したカバー膜成分を除去するため、除去液として現像処理ユニットで使用される現像液を供給することができる。これにより、レジスト膜に影響を及ぼすことなく基板周縁部のカバー膜を選択的に除去できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）の表面のレジスト膜を覆うように形成された保護膜を除去する除去装置、保護膜形成装置、基板処理システム、および除去方法に関するもので、特に、効率的に保護膜を除去する改良に関する。
従来より、基板を回転させつつ塗布液を塗布することにより薄膜を形成する技術が知られている。また、その薄膜形成の際に、基板の外周縁部に付着した不要薄膜を除去する技術についても知られている（例えば、特許文献１）。
さらに、投影光学系と基板との間に液体を満たしつつ露光処理を実行する液浸露光に関する技術についても、従来より知られている（例えば、特許文献２）。
特開平０９−２１３６１６号公報 国際公開第９９／０４９５０４号パンフレット
ここで、液浸露光により露光処理を実行する場合、基板表面に形成されたレジスト膜と液体（例えば、水）とが接することになり、レジスト成分が液体に溶出するといった問題が発生する。この問題を解決する手法の１つとして、例えば、レジスト膜を覆うようにレジストカバー膜（以下、単に「カバー膜」と称する）を形成し、このカバー膜と投影光学系との間に液体を満たしつつ露光処理を実行することが考えられる。
そして、基板の周縁部にカバー膜の成分が付着した場合、パーティクルの発生を防止するために、除去液を供給して不要なカバー膜の除去処理を行う。
しかしながら、カバー膜の成分と、レジスト膜の成分と、除去液との関係によっては、基板に処理不良が生ずる場合もある。すなわち、使用する除去液が、カバー膜だけでなくレジスト膜も除去する性質を有する場合、供給された除去液がカバー膜を浸透し、その下層に形成されたレジスト膜に到達すると、レジスト膜の一部も溶解することとなる。その結果、良好な基板処理（例えば、露光処理や現像処理）を実行できないといった問題が生ずる。
また、カバー膜の除去液は、通常、有機溶剤が使用される。そのため、除去処理後に生ずる有機廃液の処理が必要となり、基板処理全体で必要となる工数が増加するといった問題も生ずる。そして、この問題は、基板の周縁部に付着したカバー膜成分を除去する場合だけでなく、基板の裏面や飛散防止のため設けられたカップ部に付着にしたカバー膜成分を除去する場合にも同様に生ずる。
そこで、本発明では、レジスト膜を覆うように形成された保護膜につき、その保護膜成分が基板の周縁部、基板の裏面、カップ部に付着した場合であっても、レジスト膜に影響を及ぼすことなく、かつ、良好に保護膜成分を良好に除去することができる除去装置、保護膜形成装置、基板処理システム、および除去方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成された保護膜を除去する除去装置であって、前記基板を保持する保持部と、未露光の前記基板の周縁部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第１の供給部と、を備え、前記保護膜は、前記除去液に可溶であり、前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の除去装置において、前記基板の裏面部に付着した保護膜成分に、除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第２の供給部、をさらに備えることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の除去装置において、前記保持部に保持された前記基板の周囲を囲繞するカップ部と、前記カップ部に付着した保護膜成分に、除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第３の供給部と、をさらに備える。
また、請求項４の発明は、基板の裏面部に付着した保護膜成分を除去する除去装置であって、前記基板を保持する保持部と、未露光の前記基板の前記裏面部に、除去液としてアルカリ性水溶液を供給する供給部と、を備え、前記保護膜は、前記基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成されており、かつ、前記除去液に可溶であり、前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする。
また、請求項５の発明は、除去装置であって、前記基板を回転させつつ保持する保持部と、前記保持部に保持された前記基板の周囲を囲繞するカップ部と、前記保護膜成分が付着した前記カップ部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する供給部と、を備え、前記保護膜は、前記基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成されており、かつ、前記除去液に可溶であり、前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の除去装置において、前記除去液は、水酸化テトラメチルアンモニウムであることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、レジスト膜が形成された基板に保護膜成分を塗布して保護膜を形成する保護膜形成装置であって、前記基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記基板に前記保護膜成分を供給する保護膜成分供給部と、前記基板の周縁部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第１の除去液供給部と、を備え、前記保護膜は、前記基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成されており、かつ、前記除去液に可溶であり、前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項７に記載の保護膜形成装置において、前記基板の裏面部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第２の供給部、をさらに備える。
また、請求項９の発明は、請求項７または請求項８に記載の保護膜形成装置において、前記保持部に保持された前記基板の周囲を囲繞するカップ部と、前記保護膜成分が付着した前記カップ部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第３の供給部と、をさらに備え、前記保持部は、前記基板を保持しつつ回転可能であることを特徴とする。
また、請求項１０の発明は、請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の保護膜形成装置において、前記除去液は、水酸化テトラメチルアンモニウムであることを特徴とする。
また、請求項１１の発明は、基板処理システムであって、請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の保護膜形成装置と、前記基板表面にレジストを塗布するレジスト塗布装置と、前記基板に熱処理を施す熱処理装置と、前記基板を各装置に受け渡す搬送装置と。を備える。
また、請求項１２の発明は、請求項１１に記載の基板処理システムにおいて、露光処理が完了した前記基板に現像液を供給する現像液供給部と、前記基板を保持する保持部と、を有する現像装置、をさらに備え、前記保護膜形成装置は、前記現像液供給部から分岐して供給される現像液を前記除去液として使用することを特徴とする。
また、請求項１３の発明は、基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成された保護膜を除去する除去方法であって、未露光の前記基板の周縁部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する工程、を備え、前記保護膜は、前記除去液に可溶であり、前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする。
また、請求項１４の発明は、基板の裏面部に付着した保護膜成分を除去する除去方法であって、前記基板を保持する保持部と、未露光の前記基板の前記裏面部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する工程、を備え、前記保護膜は、前記基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成されており、かつ、前記除去液に可溶であり、前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする。
また、請求項１５の発明は、除去方法であって、保護膜成分が付着したカップ部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する工程、を備え、前記カップ部は、保持部に保持された基板の周囲を囲繞しており、前記保護膜は、前記基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成されており、かつ、前記除去液に可溶であり、前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする。
請求項１から請求項３および請求項１３から請求項１５に記載の発明によれば、露光処理が施される前の段階において、基板の周縁部にアルカリ性水溶液を除去液として供給することができる。そのため、基板の表面に形成されたレジスト膜に影響を及ぼすことなく、基板の周縁部に形成された保護膜を選択的に、かつ、容易に除去することができる。
また、請求項１から請求項３および請求項１３から請求項１５に記載の発明によれば、有機溶剤を使用することなく、アルカリ性水溶液によって保護膜を除去することができる。そのため、有機溶剤の使用量を低減し、有機廃液（産業廃棄物）の量を低減することができる。
特に、請求項２に記載の発明によれば、基板の裏面部に付着した保護膜成分にアルカリ性水溶液を除去液として供給することができる。そのため、基板裏面部に付着した保護膜成分を容易に除去することができる。
特に、請求項３に記載の発明によれば、アルカリ性水溶液の除去液によってカップ部に付着した保護膜成分を容易に除去することができる。
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様に、基板の裏面部に付着した保護膜成分を、アルカリ性水溶液の除去液によって効率的に除去することができる。
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様に、カップ部に付着した保護膜成分をアルカリ性水溶液の除去液によって効率的に除去することができる。
特に、請求項６に記載の発明によれば、除去液として水酸化テトラメチルアンモニウムを使用することにより、保護膜成分を容易に除去することができる。
また、請求項７から請求項１０に記載の発明によれば、露光処理が施される前の段階において、レジスト膜が形成された基板の表面に保護膜を形成するとともに、基板周縁部にアルカリ水溶液の除去液を供給することができる。そのため、レジスト膜に影響を及ぼすことなく保護膜のみを選択的に、かつ、容易に除去することができる。
特に、請求項８に記載の発明によれば、基板の裏面部に付着した保護膜成分をアルカリ性水溶液の除去液によって容易に除去することができる。
特に、請求項９に記載の発明によれば、基板を回転させつつ保護膜成分を基板に塗布して保護膜を形成する際に基板上から飛散してカップ部に付着した保護膜成分を、除去液によって容易に除去することができる。
特に、請求項１０に記載の発明によれば、除去液として水酸化テトラメチルアンモニウムを使用することにより、保護膜成分を容易に除去することができる。
また、請求項１１および請求項１２に記載の発明によれば、レジスト塗布装置および熱処理装置によってレジスト膜が形成された基板につき、保護膜形成装置によって基板表面に保護膜を形成しつつ、基板の周縁部および裏面部に付着した保護膜成分を除去液によって除去することができる。これにより、搬送装置に保護膜が付着することを防止できる。そのため、基板処理システム内に保護膜成分を原因としてパーティクルが発生することを防止でき、各基板に対して基板処理を良好に施すことができる。また同様に、カップ部に付着した保護膜成分を原因としてパーティクルが発生することをも防止できる。
特に、請求項１２に記載の発明によれば、保護膜形成装置では、現像処理で使用される現像液を保護膜成分の除去液として流用することができる。そのため、除去液供給のためにだけ使用される供給ラインを別途設ける必要がなく、基板処理システムのフットプリントを低減することができる。
また、現像装置では、現像液を基板に供給することにより、レジスト膜のうち露光処理が施された部分と保護膜とを除去することができる。そのため、保護膜除去工程を別途設けることなく、現像処理工程によって保護膜とレジスト膜とを除去することができる。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜１．基板処理システムの構成＞
図１は、本実施の形態における基板処理システム１００の構成の一例を示す図である。ここで、基板処理システム１００は、基板上に反射防止膜、フォトレジスト膜、およびカバー膜をこの順番で形成するとともに、露光処理が完了した基板に対して現像処理を施す。
図１に示すように、本実施の形態の基板処理システム１００は、大きく分けて、インデクサブロック１と、基板に対して所定の薬液処理を行う４つの処理ブロック（具体的には、反射防止膜処理ブロック２、レジスト膜処理ブロック３、現像処理ブロック４、およびカバー膜処理ブロック５）と、インタフェイスブロック６とからなり、これらのブロックは並設して配置される。インタフェイスブロック６には、基板処理システム１００と別体の外部装置である露光装置（ステッパー：図示省略）が並設される。
なお、装置構成の説明上、図１のように図示しているが、各ブロック２〜６において、塗布処理部２ａ、３ａ、５ａ、現像処理部４ａ、および熱処理部２ｂ〜熱処理部５ｂの各ユニットと、および基板載置部ＰＡＳＳ１〜ＰＡＳＳ１２とは、それぞれ個別に積層して配置されている。また、塗布処理部２ａ、３ａ、５ａ、現像処理部４ａ、熱処理部２ｂ〜熱処理部５ｂの各ユニットは、それぞれ搬送機構ＴＲ１〜ＴＲ５に近い側から遠い側に向かって上方向に積層して配置される。さらに、以下の説明において、「処理液」は、純水および薬液を含む概念として使用する。
インデクサブロック１は、基板処理システム１００の外部から供給される未処理の基板を受け入れるとともに、基板処理システム１００にて所定の処理が完了した基板を外部へ払い出す。
反射防止膜処理ブロック２では、露光時に発生する定在波やハレーションを減少させるための反射防止膜を形成する処理が施される。図１に示すように、反射防止膜処理ブロック２は、主として、（１）複数の塗布処理ユニットＢＡＲＣを有する塗布処理部２ａと、（２）複数の熱処理ユニット（ホットプレートＨＰおよび冷却プレートＣＰ、ＷＣＰ）を有する熱処理部２ｂと、（３）塗布処理部２ａと熱処理部２ｂとによって挟まれた位置に配置されており、塗布処理部２ａおよび熱処理部２ｂに含まれる各ユニット、および基板載置部ＰＡＳＳ１〜ＰＡＳＳ４のそれぞれとの間で基板の授受を行う搬送機構ＴＲ１と、を備える。
塗布処理ユニットＢＡＲＣでは、基板を回転保持しつつ基板に薬液を供給することにより、基板表面に反射防止膜を形成することができる。そのため、露光時に発生する定在波やハレーションを減少させ、良好な露光処理が可能となる。
また、ホットプレートＨＰは、基板を所定温度に昇温させるとともに、維持するユニットである。さらに、冷却プレートＷＣＰは基板を大まかに冷却する際に、また冷却プレートＣＰは基板の温度を高精度に制御しつつ冷却する際に、それぞれ使用される。
レジスト膜処理ブロック３では、反射防止膜が形成された基板上にレジスト（本実施の形態では、化学増幅型レジスト）の薄膜を形成する処理が施される。図１に示すように、レジスト膜処理ブロック３は、主として、（１）複数の塗布処理ユニットＳＣを有する塗布処理部３ａと、（２）複数の熱処理ユニット（冷却プレートＣＰおよびホットプレートＨＰ）を有する熱処理部３ｂと、（３）塗布処理部３ａと熱処理部３ｂとによって挟まれた位置に配置されており、塗布処理部３ａおよび熱処理部３ｂに含まれる各ユニット、および基板載置部ＰＡＳＳ３〜ＰＡＳＳ６のそれぞれとの間で基板の授受を行う搬送機構ＴＲ２と、を備える。
塗布処理ユニットＳＣでは、基板を回転保持しつつ基板に薬液（レジスト）を供給することにより、反射防止膜の上にレジスト膜を形成することができる。また、塗布処理ユニットＳＣでは、レジスト膜が形成されるとともに、基板の周縁部や基板の裏面に付着したレジストを除去するエッジリンスおよびバックリンス処理も実行される。
現像処理ブロック４では、露光処理が完了した基板に現像液を供給することにより、現像処理が施される。図１に示すように、現像処理ブロック４は、主として、（１）複数の現像処理ユニットＳＤを有する現像処理部４ａと、（２）複数の熱処理ユニット（ホットプレートＨＰ、および冷却プレートＣＰ、ＷＣＰ）を有する熱処理部４ｂと、（３）現像処理部４ａと熱処理部４ｂとによって挟まれた位置に配置されており、現像処理部４ａおよび熱処理部４ｂに含まれる各ユニット、基板載置部ＰＡＳＳ５〜ＰＡＳＳ８のそれぞれとの間で基板の授受を行う搬送機構ＴＲ３と、を備える。
現像処理ユニットＳＤでは、現像液による現像処理、純水によるリンス処理、基板を保持しつつ回転することによって基板に付着した純水を振り切る乾燥処理が施される。
ここで、本実施の形態では、現像液として水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液や水酸化２-ヒドロキシエチルメチルアンモニウム（コリン）水溶液のような有機系アルカリ水溶液が使用される。また、レジスト膜は、露光された部分の光化学反応によってアルカリ溶液に溶ける化学構造に変化するポジ型レジストが使用される。さらに、カバー膜の成分としては、現像処理で使用される現像液のようなアルカリ性水溶液に溶解する薬液が使用される。
すなわち、露光処理が施される前のレジスト膜は、現像液に不溶であるが、露光処理が施された部分は現像液に可溶となる。一方、カバー膜は、現像液に対して可溶である。
なお、ここに現像液に「不溶」とは、レジストの種類によっては露光処理が施されていない部分についても現像液によって多少の膜減りが生ずるものであるが、露光処理がほどこされた部分の可溶性とは明らかに差異があるため、かかる多少の腹減りが生ずる場合も含む概念として考える。
そのため、レジスト膜およびカバー膜が形成された基板に現像液が供給されると、レジスト膜のうち露光された部分とカバー膜とが除去される。すなわち、カバー膜のみを除去する工程を別途設ける必要がないため、基板処理システム１００全体の処理工数を低減し、処理のスループットを向上することができる。
カバー膜処理ブロック５では、反射防止膜およびレジスト膜が形成された基板上にカバー膜を形成する処理と、露光処理が完了した基板に所定のタイミングで熱処理を実行する露光後ベーク処理と、が施される。図１に示すように、カバー膜処理ブロック５は、主として、（１）複数の塗布処理ユニットＣＦを有する塗布処理部５ａと、（２）複数の熱処理ユニット（ホットプレートＨＰ、冷却プレートＣＰ、および加熱部ＰＨＰ）を有する熱処理部５ｂと、（３）塗布処理部５ａと熱処理部５ｂとによって挟まれた位置に配置されており、熱処理部５ｂのホットプレートＨＰ、冷却プレートＣＰ、塗布処理部５ａの塗布処理ユニットＣＦ、および基板載置部ＰＡＳＳ７〜ＰＡＳＳ１０のそれぞれとの間で基板の授受を行う搬送機構ＴＲ４と、を備える。
ここで、基板処理システム１００の外部装置として使用される露光装置（図示省略）では、液浸露光技術によって露光処理が施される。すなわち、露光装置の投影光学系と基板との間には、水等の液体が満たされることになる。これにより、レジスト膜の成分が当該液体に溶出して、レジスト膜に形成されるパターンの線幅等が均質にならないといった問題が生ずる場合もある。本実施の形態では、この問題を解消するために、レジスト膜の上に、レジスト膜を保護する保護膜（カバー膜）を形成する処理が施される。
塗布処理ユニットＣＦでは、基板を回転保持しつつ基板に薬液を供給することにより、反射防止膜およびレジスト膜の上にカバー膜を形成することができる。すなわち、塗布処理ユニットＣＦは、カバー膜を形成する装置として使用することができる。
また、塗布処理ユニットＣＦでは、基板の周縁部、基板の裏面部、および飛散防止カップ１３（後述する図４、図５参照）に付着したカバー膜成分を除去するエッジリンス、バックリンス、およびカップリンス処理が実行される。なお、塗布処理ユニットＣＦの詳細については、後述する。
図２は、現像処理ブロック４およびカバー膜処理ブロック５へ処理液を供給する方法を説明するための図である。純水供給源５２は配管５７ａを介して現像処理ブロック４の各現像処理ユニットＳＤと連通接続されており、カバー膜成分供給源７１は配管７２ａを介してカバー膜処理ブロック５の各塗布処理ユニットＣＦと連通接続される。
また、現像液供給源５１は、図２に示すように、（ａ）共通配管５４、および分岐配管５６ａを介して現像処理ブロック４と、また、（ｂ）共通配管５４、および分岐配管５５を介してカバー膜処理ブロック５と、それぞれ連通接続される。また、現像液供給源５１から供給される現像液は、上述のように、有機系アルカリ水溶液であり、レジスト膜の露光された部分だけでなく、基板上に形成されたカバー膜をも除去することができる。
このように、現像液供給源５１は、カバー膜成分の除去液供給源としても共用することができる。これにより、除去液供給源および除去液供給ラインを別途設けることなくカバー膜成分の除去処理が可能となる。そのため、基板処理システムのフットプリントを低減することができる。
図３は、加熱部ＰＨＰのハードウェア構成の一例を示す図である。加熱部ＰＨＰは、筐体８０内部の上部に配設された基板仮置室８１と、下部に配設され、ホットプレートＨＰを有する加熱室８５と、ローカル搬送機構８８と、を備える。ここで、筐体８０の内部空間は、仕切り部材８４によって仕切られることにより、基板仮置室８１と加熱室８５とに分割されている。そのため、基板仮置室８１では、加熱室８５からの熱の影響を受けることなく、基板を仮置きすることができる。
露光処理が完了して後述する搬送機構ＴＲ５（インタフェイスブロック６に含まれる）から加熱部ＰＨＰに受け渡された基板は、基板仮置室８１の固定支持ピン８２にて支持される。
ローカル搬送機構８８の保持プレート８８ａは、ネジ送り駆動機構８８ｂによって昇降可能に設けられている。また、ローカル搬送機構８８は、水平方向に進退可能に設けられている。このように、保持プレート８８ａは、昇降移動するとともに、開口部８０ｂを介して基板仮置室８１内部に、また、開口部８０ｃを介して加熱室８５内部に、それぞれ進入可能とされる。そのため、基板仮置室８１と加熱室８５との間で基板を搬送することができる。なお、保持プレート８８ａに冷却機能を付加し、基板を冷却しつつ搬送を行っても良い。
加熱室８５のホットプレートＨＰは、その表面に複数本の可動支持ピン８６が出没自在に設けられる。また、ホットプレートＨＰの上方には、昇降自在の上蓋８７が設けられており、加熱処理時に基板は上蓋８７によって覆われる。
このように、加熱部ＰＨＰでは、基板仮置室８１に基板を仮置きしつつ、所定のタイミングで熱処理を施す露光後ベーク処理を実行できる。そのため、露光処理が完了してから加熱処理が開始されるまでの時間を高精度に制御する必要がある化学増幅型レジストの場合であっても、レジスト膜に形成されるパターンの線幅等の寸法精度を高精度に制御することが可能となる。
インタフェイスブロック６では、基板処理システム１００の外部装置として使用される露光装置（図示省略）との間で基板の授受が行われる。インタフェイスブロック６は、主として、（１）露光装置との間で基板の受渡しを行うインタフェイスＩＦＢと、（２）露光処理が未完了の基板、および露光処理が完了した基板を一時的に蓄積する複数のバッファＢｆと、（３）基板載置部ＰＡＳＳ９〜ＰＡＳＳ１２、およびカバー膜処理ブロック５の加熱部ＰＨＰのそれぞれとの間で基板の授受を行う搬送機構ＴＲ５と、を備える。
インタフェイスＩＦＢでは、反射防止膜、レジスト膜、およびカバー膜の形成が完了して基板載置部ＰＡＳＳ１１に載置された基板を、露光装置に搬入する。また、インタフェイスＩＦＢは、露光処理が完了した基板を基板載置部ＰＡＳＳ１２に載置する。さらに、露光装置が基板の受け入れをできない場合、インタフェイスＩＦＢは、未露光基板をバッファＢｆに搬送する。
なお、ハードウェアの構成上、未露光基板をバッファＢｆに搬送する処理はインタフェイスＩＦＢのインタフェイス用搬送機構（図示省略）によって実行されるが、露光処理が完了して加熱部ＰＨＰにて熱処理が完了した基板をバッファＢｆに搬送する処理は搬送機構ＴＲ５によって実行される。
＜２．塗布処理ユニットＣＦの構成＞
図４は、塗布処理ユニットＣＦのハードウェア構成の一例を示す図である。また、図５は、カップ部の洗浄方法を説明するための図である。ここでは、図４および図５を参照しつつ塗布処理ユニットＣＦのハードウェア構成を説明すとともに、本ユニットＣＦによって施されるエッジリンス処理、バックリンス処理、およびカップリンス処理について説明する。
なお、塗布処理部５ａに含まれる複数の塗布処理ユニットＣＦのそれぞれは、同様なハードウェア構成を有する。そこで、以下では、複数の塗布処理ユニットＣＦの１つについてのみ説明する。
塗布処理ユニットＣＦは、基板上に形成された反射防止膜およびレジスト膜を覆うようにカバー膜を形成するユニットである。図４に示すように、塗布処理ユニットＣＦは、主として、円形の基板Ｗを保持しつつ回転するスピンチャック１１と、基板Ｗにカバー膜成分を供給する処理液供給ノズル１２と、基板Ｗから飛散したカバー膜成分を受けとめる飛散防止カップ１３と、基板Ｗの周縁部に除去液（現像液）を供給するエッジ洗浄ノズル４１と、基板Ｗの裏面部に除去液を供給する裏面洗浄ノズル３１と、飛散防止カップ１３に除去液を供給するカップ洗浄部材２１と、を備える。
処理液供給ノズル１２は、スピンチャック１１の上方に配設されており、図４に示すように、配管７２ａ、バルブ７２ｂを介してカバー膜成分供給源７１と連通接続される。したがって、所定のタイミングでバルブ７２ｂの開閉制御を行うことにより、基板Ｗの上面にカバー膜成分を供給することができる。
スピンチャック１１は、基板Ｗを吸着保持する保持部である。また、スピンチャック１１は、回転軸１６を介して駆動モータ１５と連動接続される。したがって、スピンチャック１１によって基板Ｗを回転保持しつつ、処理液供給ノズル１２から基板Ｗ表面の略中心位置に向けてカバー膜成分の薬液を供給すると、供給された薬液は遠心力によって基板Ｗの表面全体に広がり、均一なカバー膜を形成することができる。そして、遠心力によって基板Ｗの周縁部に到達した薬液の一部は、基板Ｗの裏面に回り込む。また、他の一部は、基板Ｗ上から飛散して飛散防止カップ１３にて受けとめられる。
飛散防止カップ１３は、カバー膜の形成処理時（図４参照）にスピンチャック１１に保持された基板Ｗを囲繞するように配置され、基板Ｗから飛散するカバー膜成分を受け止める。図４に示すように、飛散防止カップ１３は、主として、外カップ１３ａと、基板Ｗの裏面に臨むように外カップ３ａの底部に配設された整流部材３ｂと、から２重筒状に構成されており、飛散防止カップ１３はベース板１７に保持される。
また、ベース板１７自体は上下一対のシリンダ１８、１９に支持された昇降板２０に取り付けられている。これにより、飛散防止カップ１３は、シリンダ１８、１９の伸縮組み合わせにより、３段に昇降可能とされる。
飛散防止カップ１３の下部には回収した余剰の処理液を排出する排液回収ドレイン１４ａや、飛散防止カップ１３内を排気する排気口１４ｂが設けられている。そして、回収された排液は、半導体製造工場内の中和槽（図示省略）に送られて廃液処理が施される。一方、排気口１４ｂから排出される排気は、排気ダクト（図示省略）に向けて排出される。
ところで、基板Ｗ表面の周縁部や裏面部にカバー膜成分の薬液が付着したままの状態で、搬送機構ＴＲ４がこの基板を受け取ると、搬送機構ＴＲ４にカバー膜成分が付着し、パーティクルの発生原因となる。そのため、塗布処理ユニットＣＦでは、基板Ｗの周縁部に付着したカバー膜成分を除去するエッジリンス処理と、基板Ｗの裏面部に回り込んで付着したカバー膜成分を除去するバックリンス処理とを、カバー膜の形成処理と並行して実行することができる。
エッジ洗浄ノズル４１は、基板Ｗの周縁部の上方に設けられ、基板Ｗの周縁部に除去液を供給するノズルである。図２および図４に示すように、エッジ洗浄ノズル４１は、エッジ側配管６２ａ、バルブ６１ａ、分岐配管５５、および共通配管５４を介して除去液（現像液）供給源５１と連通接続される。そのため、基板Ｗを回転保持しつつ、バルブ６１ａの開閉制御を行うことにより、基板Ｗの周縁部に付着したカバー膜成分を除去することができる。すなわち、スピンチャック１１と、カバー膜を除去液として使用される現像液を供給するエッジ洗浄ノズル４１とは、カバー膜成分の除去装置として使用される。
裏面洗浄ノズル３１は、図４に示すように、ベース板１７の上面に複数配置されており、基板Ｗの裏面部に向けて除去液を吹きつけ供給する。図２および図４に示すように、各裏面洗浄ノズル３１は、カップ側配管６２ｃ、バルブ６１ｃ、分岐配管５５、および共通配管５４を介して除去液（現像液）供給源５１と連通接続される。
また、ベース板１７の上方に配置されたカップ洗浄部材２１には、各裏面洗浄ノズル３１と対応する貫通孔３０が設けられる。カバー膜形成処理時において、シリンダ１８、１９がともに伸長させられ、飛散防止カップ１３がスピンチャック１１と略同一の高さ位置まで上昇させられると、各裏面洗浄ノズル３１は対応する貫通孔３０に挿通させられる（図４参照）。
したがって、スピンチャック１１によって基板Ｗを回転保持しつつバルブ６１ｃの開閉制御を行うことによって、裏面洗浄ノズル３１から基板Ｗの裏面に向けて除去液を供給すると、供給された除去液は、遠心力によって基板Ｗの裏面周縁部に到達する。これにより、基板Ｗの表面から回り込んで裏面に付着したカバー膜成分を除去することができる。すなわち、スピンチャック１１と、カバー膜の除去液として使用される現像液を供給する裏面洗浄ノズル３１とは、基板Ｗの裏面に付着したカバー膜成分の除去装置として使用される。
このように、塗布処理ユニットＣＦでは、アルカリ水溶液の現像液を除去液として供給することにより、露光処理がなされていない未露光の基板Ｗに対してエッジリンス処理およびバックリンス処理が施される。
そのため、ポジ型レジストによって形成されたレジスト膜に影響を及ぼすことなく、基板Ｗの周縁部や基板Ｗの裏面部に付着したカバー膜のみを除去することができる。すなわち、レジスト膜は除去せず、カバー膜のみを選択的に除去することができる。
次に、飛散防止カップ１３に付着したカバー膜成分を除去するカップリンス処理について説明する。上述のように、カバー膜形成処理において基板Ｗから飛散したカバー膜成分は、飛散防止カップ１３で受けとめられて、飛散防止カップ１３に付着する。
しかし、このカバー膜成分が付着した状態で放置されると、パーティクルの発生原因となり、基板処理不良の原因となる。そこで、塗布処理ユニットＣＦでは、カバー膜を形成する処理が実行されていない際に、さらに、カップリンス処理が実行できるように構成されている。
カップ洗浄部材２１は、飛散防止カップ１３内部に除去液（現像液）を供給する部材である。図４および図５に示すように、カップ洗浄部材２１は、スピンチャック１１より大径の略円盤形状を有し、スピンチャック１１とベース板１７との間であって回転軸１６に挿通して配置される。
ここで、カップリンス処理時には、図５に示すように、シリンダ１８、１９がともに収縮させられ、飛散防止カップ１３がカップ洗浄部材２１と略同一の高さ位置まで下降させられる。これにより、カップ洗浄部材２１の下面中心側に形成されたピン２７が、回転伝達部２６の係合孔２８に係合し、その結果、回転軸１６を介して駆動モータ１５と連動接続される。そのため、カップリンス処理時において、駆動モータ１５を駆動させると、カップ洗浄部材２１は回転軸１６と一体回転することになる。
除去液供給ノズル２５は、図２および図４に示すように、裏面側配管６２ｂ、バルブ６１ｂ、分岐配管５５、および共通配管５４を介して除去液（現像液）供給源５１と連通接続される。これにより、除去液供給ノズル２５からカップ洗浄部材２１の内側に形成された除去液案内部２２の凹部２３に供給することができる。
したがって、カップリンス処理時において（図５参照）、カップ洗浄部材２１を回転させつつ除去液供給ノズル２５から除去液を供給すると、除去液案内部２２の凹部２３に到達し、遠心力によって除去液吐出口２４から噴出する。これにより、飛散防止カップ１３に除去液を供給することができ、飛散防止カップ１３内部に付着したカバー膜成分を除去するカップリンス処理を実行できる。すなわち、スピンチャック１１と、カバー膜を除去液として使用される現像液を供給する除去液供給ノズル２５、およびカップ洗浄部材２１とは、基板Ｗの裏面に付着したカバー膜成分の除去装置として使用される。
以上のように、エッジリンス処理、バックリンス処理、およびカップリンス処理では、除去液として有機溶剤でなく、有機系アルカリ水溶液を使用する。そのため、半導体製造工場に共通設備として設置される中和槽によって廃液処理を行うことができ、廃液処理に要するコストを低減することができる。
また、有機溶剤を使用することなく、カバー膜成分を除去することができるため、有機溶剤の使用量を低減し、有機廃液の量を低減することができる。
＜３．基板処理システムの動作＞
ここでは、基板処理システム１００に含まれるインデクサブロック１、反射防止膜処理ブロック２、レジスト膜処理ブロック３、現像処理ブロック４、カバー膜処理ブロック５、およびインタフェイスブロック６における基板処理の動作について説明する。
インデクサブロック１では、未処理基板が複数収納されたカセット（図示省略）を基板処理システム１００の外部から受け取る。そして、カセットから取り出された未処理基板を基板載置部ＰＡＳＳ１に載置する。
また、各ブロック２〜６にて所定の処理が完了した処理済基板が基板載置部ＰＡＳＳ２に載置されると、インデクサブロック１は、その処理済基板を対応するカセットに収納する。
反射防止膜処理ブロック２では、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された未処理基板に対して、塗布処理ユニットＢＡＲＣ、ホットプレートＨＰ、冷却プレートＣＰ、ＷＣＰによって、基板表面に反射防止膜を形成する処理および必要な熱処理が施される。そして、反射防止膜処理ブロック２における基板処理が完了した基板は、基板載置部ＰＡＳＳ３に載置される。
また、ブロック３〜６にて所定の処理が完了した基板が基板載置部ＰＡＳＳ４に載置されると、反射防止膜処理ブロック２の搬送機構ＴＲ１は、基板載置部ＰＡＳＳ４に載置された基板を基板載置部ＰＡＳＳ２に搬送して載置する。
レジスト膜処理ブロック３では、反射防止膜が形成されて基板載置部ＰＡＳＳ３に載置された基板に対して、塗布処理ユニットＳＣ、ホットプレートＨＰ、および冷却プレートＣＰによって基板表面にレジスト膜を形成する処理および必要な熱処理が施される。そして、レジスト膜処理ブロック３における基板処理が完了した基板は、基板載置部ＰＡＳＳ５に載置される。
また、ブロック４〜６にて所定の処理が完了した基板が基板載置部ＰＡＳＳ６に載置されると、レジスト膜処理ブロック３の搬送機構ＴＲ２は、基板載置部ＰＡＳＳ６に載置された基板を基板載置部ＰＡＳＳ４に搬送して載置する。
現像処理ブロック４では、ブロック５および６にて所定の処理が完了して基板載置部ＰＡＳＳ８に載置された基板に対して、現像処理ユニットＳＤ、ホットプレートＨＰ、冷却プレートＣＰ、ＷＣＰによって現像処理および必要な熱処理が施される。そして、現像処理ブロック４における基板処理が完了した基板は、基板載置部ＰＡＳＳ６に載置される。
また、反射防止膜およびレジスト膜の形成処理が完了した基板が基板載置部ＰＡＳＳ５に載置されると、現像処理ブロック４の搬送機構ＴＲ３は、基板載置部ＰＡＳＳ５に載置された基板を基板載置部ＰＡＳＳ７に搬送して載置する。
カバー膜処理ブロック５では、カバー膜を形成する処理が施される。また、カバー膜処理ブロック５では、インタフェイスブロック６の搬送機構ＴＲ５と協働して、露光後ベーク処理が施される。また、カバー膜処理ブロック５およびインタフェイスブロック６では、必要な搬送処理が実行される。
具体的には、反射防止膜およびレジスト膜の形成されて基板載置部ＰＡＳＳ７に載置された基板に対して、塗布処理ユニットＣＦ、ホットプレートＨＰ、および冷却プレートＣＰによってカバー膜を形成する処理および必要な熱処理が施される。次に、カバー膜形成処理が完了した基板は、基板載置部ＰＡＳＳ９に載置される。続いて、カバー膜の形成が完了した基板が基板載置部ＰＡＳＳ９に載置されると、インタフェイスブロック６の搬送機構ＴＲ５は、基板載置部ＰＡＳＳ９に載置された基板を基板載置部ＰＡＳＳ１１に搬送して載置する。そして、インタフェイスブロック６のインタフェイス用搬送機構（図示省略）は、基板載置部ＰＡＳＳ１１に載置された基板を所定のタイミングで露光装置（図示省略）に受け渡す。
また、露光装置（図示省略）にて露光処理が完了した基板がインタフェイス用搬送機構（図示省略）基板載置部ＰＡＳＳ１２に載置されると、搬送機構ＴＲ５は、基板載置部ＰＡＳＳ１２に載置された基板を加熱部ＰＨＰに搬送する。加熱部ＰＨＰでは、所定のタイミングで熱処理を施す露光後ベーク処理が施される。そして、露光後ベーク処理が完了した基板は、搬送機構ＴＲ５によって基板載置部ＰＡＳＳ１０に載置される。
以上のように、本実施の形態の基板処理システム１００では、処理対象となる基板が、基板載置部ＰＡＳＳ１、ＰＡＳＳ３、ＰＡＳＳ５、ＰＡＳＳ７、ＰＡＳＳ９、ＰＡＳＳ１１１、ＰＡＳＳ１２、ＰＡＳＳ１０、ＰＡＳＳ８、ＰＡＳＳ６、ＰＡＳＳ４、およびＰＡＳＳ２の順に搬送される。これにより、基板に対して反射防止膜の形成、レジスト膜の形成、カバー膜の形成、露光後ベーク処理、および現像処理のそれぞれが、この順に施されることとなる。
＜４．本実施の形態の基板処理システムの利点＞
以上のように、本実施の形態の塗布処理ユニットＣＦでは、基板の周縁部にアルカリ性の水溶液であって現像処理に使用される現像液を除去液として供給することができる。そのため、エッジリンス処理において、カバー膜形成の前処理として形成されたポジ型のレジスト膜に影響を及ぼすことなく、基板の周縁部に形成されたカバー膜を選択的に、かつ、容易に除去することができる。
さらに、反射防止膜の成分としてこの除去液に溶解しないものを選択すると、レジスト膜および反射防止膜に影響を及ぼすことなくエッジリンス処理を実行することが可能となる。
また、本実施の形態の塗布処理ユニットＣＦでは、有機溶剤でなくアルカリ性水溶液を除去液として使用している。そのため、エッジリンス処理、バックリンス処理、およびカップリンス処理において、有機溶剤の使用量を低減し、有機廃液の量を低減することができる。
また、本実施の形態のカバー膜除去処理において発生する廃液は、半導体工場の共通設備として設置される中和槽によって処理することができる。そのため、廃液処理に要するコストを低減することができる。
さらに、本実施の形態の基板処理システム１００では、現像液をカバー膜の除去液として使用することができる。そのため、除去液供給のためにだけ使用される供給ラインを別途設ける必要がない。
また、現像処理ユニットＳＤで施される現像処理において現像液を基板に供給すると、レジスト膜上の露光処理が施された部分だけでなく、カバー膜をも除去することができる。そのため、露光処理後において、カバー膜を除去する工程を別途設ける必要がなく、基板処理のスループットを向上させることができる。
＜５．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。
（１）本実施の形態では、除去液として有機系アルカリ水溶液が使用されているが、これに限定されるものでない。例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、および炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）のような無機系アルカリ水溶液であってもよい。
（２）本実施の形態では、円形の基板にエッジリンス処理、およびバックリンス処理を実行する手法について説明したが、処理対象基板は円形形状を有するものに限定されず、例えば、液晶表示装置用基板のような角型基板を処理対象としてもよい。
本発明の実施の形態の基板処理システムの構成の一例を示す図である。 現像処理ブロックおよびカバー膜処理ブロックへの処理液の供給方法を説明するための図である。 加熱部のハードウェア構成の一例を示す図である。 カバー膜形成部の構成の一例を示す図である。 カップ部の洗浄方法を説明するための図である。
符号の説明
１ インデクサブロック
２ 反射防止膜処理ブロック
３ レジスト膜処理ブロック
４ 現像処理ブロック
５ カバー膜処理ブロック
６ インタフェイスブロック
１１ スピンチャック
１２ 処理液供給ノズル
１３ 飛散防止カップ
１５ モータ
１６ 回転軸
２１ カップ洗浄部材
２２ 除去液案内部
２４ 除去液吐出口
２５ 除去液供給ノズル
３０ 貫通孔
３１ 裏面洗浄ノズル
４１ エッジ洗浄ノズル
５１ 現像液（除去液）供給源
７１ カバー膜成分供給源
１００ 基板処理システム
ＣＰ、ＷＣＰ 冷却プレート
ＨＰ ホットプレート
ＰＨＰ 加熱部
ＴＲ１〜ＴＲ５ 搬送機構
ＢＡＲＣ、ＳＣ、ＣＦ 塗布処理部
ＳＤ 現像処理部
ＩＦＢ インタフェイス
ＩＤ インデクサ
Ｗ 基板

Claims (15)

  1. 基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成された保護膜を除去する除去装置であって、
    (a) 前記基板を保持する保持部と、
    (b) 未露光の前記基板の周縁部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第１の供給部と、
    を備え、
    前記保護膜は、前記除去液に可溶であり、
    前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする除去装置。
  2. 請求項１に記載の除去装置において、
    (c) 前記基板の裏面部に付着した保護膜成分に、除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第２の供給部、
    をさらに備えることを特徴とする除去装置。
  3. 請求項１または請求項２に記載の除去装置において、
    (d) 前記保持部に保持された前記基板の周囲を囲繞するカップ部と、
    (e) 前記カップ部に付着した保護膜成分に、除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第３の供給部と、
    をさらに備えることを特徴とする除去装置。
  4. 基板の裏面部に付着した保護膜成分を除去する除去装置であって、
    (a) 前記基板を保持する保持部と、
    (b) 未露光の前記基板の前記裏面部に、除去液としてアルカリ性水溶液を供給する供給部と、
    を備え、
    前記保護膜は、前記基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成されており、かつ、前記除去液に可溶であり、
    前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする除去装置。
  5. 除去装置であって、
    (a) 前記基板を回転させつつ保持する保持部と、
    (b) 前記保持部に保持された前記基板の周囲を囲繞するカップ部と、
    (c) 前記保護膜成分が付着した前記カップ部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する供給部と、
    を備え、
    前記保護膜は、前記基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成されており、かつ、前記除去液に可溶であり、
    前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする除去装置。
  6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の除去装置において、
    前記除去液は、水酸化テトラメチルアンモニウムであることを特徴とする除去装置。
  7. レジスト膜が形成された基板に保護膜成分を塗布して保護膜を形成する保護膜形成装置であって、
    (a) 前記基板を保持する保持部と、
    (b) 前記保持部に保持された前記基板に前記保護膜成分を供給する保護膜成分供給部と、
    (c) 前記基板の周縁部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第１の除去液供給部と、
    を備え、
    前記保護膜は、前記基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成されており、かつ、前記除去液に可溶であり、
    前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする保護膜形成装置。
  8. 請求項７に記載の保護膜形成装置において、
    (d) 前記基板の裏面部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第２の供給部、
    をさらに備えることを特徴とする保護膜形成装置。
  9. 請求項７または請求項８に記載の保護膜形成装置において、
    (e) 前記保持部に保持された前記基板の周囲を囲繞するカップ部と、
    (f) 前記保護膜成分が付着した前記カップ部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する第３の供給部と、
    をさらに備え、
    前記保持部は、前記基板を保持しつつ回転可能であることを特徴とする保護膜形成装置。
  10. 請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の保護膜形成装置において、
    前記除去液は、水酸化テトラメチルアンモニウムであることを特徴とする保護膜形成装置。
  11. 基板処理システムであって、
    請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の保護膜形成装置と、
    前記基板表面にレジストを塗布するレジスト塗布装置と、
    前記基板に熱処理を施す熱処理装置と、
    前記基板を各装置に受け渡す搬送装置と。
    を備えることを特徴とする基板処理システム。
  12. 請求項１１に記載の基板処理システムにおいて、
    露光処理が完了した前記基板に現像液を供給する現像液供給部と、
    前記基板を保持する保持部と、
    を有する現像装置、
    をさらに備え、
    前記保護膜形成装置は、前記現像液供給部から分岐して供給される現像液を前記除去液として使用することを特徴とする基板処理システム。
  13. 基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成された保護膜を除去する除去方法であって、
    (a) 未露光の前記基板の周縁部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する工程、
    を備え、
    前記保護膜は、前記除去液に可溶であり、
    前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする除去方法。
  14. 基板の裏面部に付着した保護膜成分を除去する除去方法であって、
    (a) 前記基板を保持する保持部と、
    (b) 未露光の前記基板の前記裏面部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する工程、
    を備え、
    前記保護膜は、前記基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成されており、かつ、前記除去液に可溶であり、
    前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする除去方法。
  15. 除去方法であって、
    (a) 保護膜成分が付着したカップ部に除去液としてアルカリ性水溶液を供給する工程、
    を備え、
    前記カップ部は、保持部に保持された基板の周囲を囲繞しており、
    前記保護膜は、前記基板表面に形成されたレジスト膜を覆うように形成されており、かつ、前記除去液に可溶であり、
    前記レジスト膜は、露光処理が施された部分を除き、前記除去液に不溶であることを特徴とする除去方法。
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