JP2019186405A - 基板処理装置、基板処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
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、露光装置3と、コントローラ10(制御部)とを備える。露光装置3は、ウエハW(基板)の表面に形成されたレジスト膜の露光処理(パターン露光)を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜(感光性被膜)の露光対象部分に選択的にエネルギー線を照射する。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。
図3〜図6を参照して、液処理ユニットU1の構成について詳細に説明する。本実施形態では、液処理ユニットU1の一例として、モジュール16の液処理ユニットU1について説明する。図3に示されるように、複数の液処理ユニットU1は、保護膜形成用の液処理ユニットU11と、成膜・被膜洗浄用の液処理ユニットU12と、保護膜洗浄用の液処理ユニットU13とを含む。
コントローラ10は、図7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、保護制御部M3と、成膜制御部M4と、被膜洗浄制御部M5と、保護膜洗浄制御部M6と、搬送制御部M7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 Integrated Circuit)により実現されるものであってもよい。
続いて、図9〜図18を参照し、基板処理方法の一例として、コントローラ10が実行する基板処理の手順を説明する。まず、基板処理の概要について説明する。図9に示されるように、コントローラ10は、まずステップS01を実行する。ステップS01は、ウエハWの周縁部Wcに保護膜を形成するように液処理ユニットU11の保護処理部100を制御することを含む。より具体的な処理内容については後述する。
続いて、上記ステップS01の具体的な処理内容を説明する。図10に示されるように、コントローラ10は、まずステップS11を実行する。ステップS11では、搬送制御部M7が、キャリア11から搬出されたウエハWを液処理ユニットU11に搬入するように搬送アームA2を制御し、当該ウエハWを保持するように回転保持部110を制御する。
続いて、上記ステップS02の具体的な処理内容を説明する。図13に示されるように、コントローラ10は、まずステップS21を実行する。ステップS21では、搬送制御部M7が、熱処理ユニットU2からウエハWを搬出して液処理ユニットU12に搬入するように搬送アームA2を制御し、当該ウエハWを保持するように回転保持部210を制御する。
続いて、上記ステップS03の具体的な処理内容を説明する。図16に示されるように、コントローラ10は、まずステップS41を実行する。ステップS41では、搬送制御部M7が、液処理ユニットU12からウエハWを搬出して液処理ユニットU13に搬入するように搬送アームA2を制御し、当該ウエハWを保持するように回転保持部410を制御する。
以上のような本実施形態においては、第1の薬液CS1が位置P1に供給されてウエハWの周縁部Wcのレジスト膜MFが洗浄された後、第2の薬液CS2が位置P2に供給されることで、ウエハWの周縁部Wcの位置P1よりも周縁側のレジスト膜MFが洗浄される。第2の薬液CS2の供給前には、第1の薬液CS1により溶けたレジスト膜MFがすでに乾燥しているので、位置P1よりも周縁側のレジスト膜MFは、ウエハWの中心側のレジスト膜MFと切り離された状態となっている。そのため、位置P1よりも周縁側の位置P2に第2の薬液CS2が供給されることで、ウエハWの中心側のレジスト膜MFに第2の薬液CS2が供給され難くなる。従って、第2の薬液CS2によりウエハWの中心側のレジスト膜MFが溶けて金属成分Mの溶出源となることが回避される。換言すれば、第2の薬液CS2が供給されてウエハWの周縁部Wcのレジスト膜MFが洗浄されると、金属成分Mのさらなる溶出が抑えられた状態で、第1の薬液CS1の供給後にウエハWの周縁部Wcに残留した金属成分Mの多くを除去しうる。以上により、金属含有被膜の利用に伴う金属汚染を抑制することが可能となる。
今回開示された実施形態及び変形例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
ところで、金属含有被膜は、基板処理における様々な場面にて活用可能である。例えば、金属含有被膜をレジスト膜として用いることにより、露光処理に対する感度向上が期待される。また、金属含有膜を所謂ハードマスクとして用いることにより、エッチング耐性の向上が期待される。しかしながら、金属含有被膜の利用に際しては、基板自体及び当該基板に接する機器の金属汚染を抑制する必要がある。
以下の手順でウエハWに金属含有のレジスト膜MFを形成した。まず、ステップS11〜S17を実行することで、ウエハWの周縁部Wcに保護膜PFを形成した。次に、上述したステップS21〜S29を実行することで、ウエハWの表面Waへのレジスト膜MFの形成、及びウエハWの周縁部Wcのレジスト膜MFの洗浄を行った。次に、ステップS41〜S48のうちステップS43を省略した手順を実行することで、ウエハWの周縁部Wcの保護膜PFの洗浄、及びウエハWの表面Waのレジスト膜MFの加熱を行った。
以下の手順でウエハWに金属含有のレジスト膜MFを形成した。まず、ステップS11〜S17を実行することで、ウエハWの周縁部Wcに保護膜PFを形成した。次に、上述したステップS21〜S29のうちステップS26,S27を省略した手順を実行することで、ウエハWの表面Waへのレジスト膜MFの形成、及びウエハWの周縁部Wcのレジスト膜MFの洗浄を行った。次に、ステップS41〜S48のうちステップS43を省略した手順を実行することで、ウエハWの周縁部Wcの保護膜PFの洗浄、及びウエハWの表面Waのレジスト膜MFの加熱を行った。
実施例1及び比較例1のウエハWに対し、以下の手順で金属成分Mの残留量を評価した。まず、水平型基板検査装置にてウエハWの周縁部Wcの最表面を酸で接液し、接液により得られた液を全量回収し測定試液とした。この測定試液を誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)により測定した。測定で得られた質量を原子数に変換し、接液した面積で除することで単位面積当たりの原子数に換算した。実施例1及び比較例1では、ウエハWの周縁部Wcにおける端面Wb及び裏面Wd(図18(b)参照)のそれぞれの金属成分Mの残留量を評価した。
図19(a)に示されるように、裏面Wd、端面Wb、及び裏面Wd+端面Wbのいずれにおいても、比較例1に対し、実施例1の方が周縁部Wcに残留する金属成分Mを削減できることが確認された。
ステップS41〜S48のうちステップS43を省略せず、ステップS44を省略するように変更した以外は、実施例1と同様の手順でウエハWに金属含有のレジスト膜MFを形成した。
ステップS41〜S48のうちステップS43を省略せず、ステップS44を省略するように変更した以外は、比較例1と同様の手順でウエハWに金属含有のレジスト膜MFを形成した。
実施例2及び比較例2のウエハWに対し、実施例1及び比較例1と同様の手順で金属成分Mの残留量を評価した。その結果、図19(b)に示されるように、端面Wb、及び裏面Wd+端面Wbにおいて、比較例2に対し、実施例2の方が周縁部Wcに残留する金属成分Mを削減できることが確認された。
ステップS41〜S48のうちステップS43を省略せずにステップS44に変更した以外は、実施例1と同様の手順でウエハWに金属含有のレジスト膜MFを形成した。すなわち、実施例3においては、ステップS44を2回行った。1回目のステップS44において第4の薬液CS4の供給時間は13秒とした。2回目のステップS44において第4の薬液CS4の供給時間は5秒とした。
ステップS41〜S48のうちステップS44を省略せずにステップS43に変更した以外は、実施例2と同様の手順でウエハWに金属含有のレジスト膜MFを形成した。すなわち、実施例4においては、ステップS43を2回行った。1回目のステップS43において第3の薬液CS3の供給時間は13秒とした。2回目のステップS43において第3の薬液CS3の供給時間は5秒とした。
ステップS41〜S48のうちいずれのステップも変更及び省略せずに実行した以外は、実施例1〜4と同様の手順でウエハWに金属含有のレジスト膜MFを形成した。ステップS43において第3の薬液CS3の供給時間は13秒とした。ステップS44において第4の薬液CS4の供給時間は5秒とした。
実施例3〜5のウエハWに対し、以下の手順で保護膜PFの残渣を評価した。まず、ウエハ端部専用のマクロ検査装置にて、保護膜PFを塗布する前のウエハWの端面Wbのイメージ(撮像画像)と、保護膜PFを洗浄した後のウエハWの端面Wb(図18(b)参照)のイメージ(撮像画像)とを取得した。次に、取得した各イメージを比較し、増加した残渣の個数をカウントした。実施例3〜5では、3枚のウエハWに対し、それぞれの保護膜PFの残渣を評価した。
図20に示されるように、1枚目、2枚目、及び3枚目のいずれにおいても、実施例3が周縁部Wc(端面Wb)に残留する保護膜PFの残渣を最も削減できることが確認された。これに対し、実施例5の場合も実施例3と同程度で周縁部Wc(端面Wb)に残留する保護膜PFの残渣を削減できることが確認された。なお、実施例4の場合、1枚目、2枚目、及び3枚目のいずれにおいても、実施例3及び実施例5と比較して保護膜PFの残渣数が顕著に多かったため、計測できなかった。
実施例3と同様の手順でウエハWに金属含有のレジスト膜MFを形成した。
実施例4と同様の手順でウエハWに金属含有のレジスト膜MFを形成した。
実施例5と同様の手順でウエハWに金属含有のレジスト膜MFを形成した。
実施例6〜8のウエハWに対し、実施例1,2及び比較例1,2と同様の手順で金属成分Mの残留量を評価した。その結果、図21に示されるように、裏面Wd、端面Wb、及び裏面Wd+端面Wbのいずれにおいても、実施例7が周縁部Wcに残留する金属成分Mを最も削減できることが確認された。これに対し、実施例6の場合には、周縁部Wcに残留する金属成分Mを最も多く残留させていることが確認された。一方で、実施例8の場合には、実施例6と同程度で周縁部Wcに残留する金属成分Mを削減できることが確認された。
Claims (9)
- 基板の表面に、金属を含有する被膜を形成するように構成された成膜部と、
前記基板の周縁部の前記被膜を洗浄するように構成された被膜洗浄部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板の表面に前記被膜を形成するように、前記成膜部を制御することと、
前記基板の周縁部の第1の位置に、前記被膜を溶解させる機能を有する第1の薬液を供給するように、前記被膜洗浄部を制御することと、
前記第1の薬液により溶解した前記被膜が乾燥した後に、前記基板の周縁部の第2の位置であって、前記第1の位置よりも前記基板の周縁側である前記第2の位置に、前記被膜を溶解させる機能を有する第2の薬液を供給するように、前記被膜洗浄部を制御することとを実行する、基板処理装置。 - 前記制御部は、前記第1の位置に前記第1の薬液が供給された後で且つ前記第2の位置に前記第2の薬液が供給される前に、前記第1の薬液により溶解した前記被膜を乾燥させるように、前記基板を回転させることをさらに実行する、請求項1に記載の装置。
- 前記基板の周縁部に保護膜を形成する保護処理部と、
前記基板の周縁部の前記保護膜を洗浄するように構成された保護膜洗浄部とをさらに備え、
前記制御部は、
前記基板の表面に前記被膜が形成される前に、前記基板の周縁部に前記保護膜を形成するように前記保護処理部を制御することと、
前記第2の位置に前記第2の薬液が供給された後に、前記基板の周縁部に、前記保護膜を溶解させる機能を有する第3の薬液を供給するように前記保護膜洗浄部を制御することとをさらに実行する、請求項1又は2に記載の装置。 - 前記制御部は、前記基板の周縁部に前記第3の薬液が供給された後に、前記基板の周縁部に、前記保護膜を溶解させる機能を有する第4の薬液であって、前記第3の薬液と比較して水素イオン濃度が低い前記第4の薬液を供給するように、前記保護膜洗浄部を制御することをさらに実行する、請求項3に記載の装置。
- 基板の表面に、金属を含有する被膜を形成することと、
前記基板の周縁部の第1の位置に、前記被膜を溶解させる機能を有する第1の薬液を供給することと、
前記第1の薬液により溶解した前記被膜が乾燥した後に、前記基板の周縁部の第2の位置であって、前記第1の位置よりも前記基板の周縁側である前記第2の位置に、前記被膜を溶解させる機能を有する第2の薬液を供給することとを含む、基板処理方法。 - 前記第1の位置に前記第1の薬液を供給することの後で且つ前記第2の位置に前記第2の薬液を供給することの前に、前記第1の薬液により溶解した前記被膜を乾燥させるように、前記基板を回転させることをさらに含む、請求項5に記載の方法。
- 前記基板の表面に前記被膜を形成することの前に、前記基板の周縁部に保護膜を形成することと、
前記第2の位置に前記第2の薬液を供給することの後に、前記基板の周縁部に、前記保護膜を溶解させる機能を有する第3の薬液を供給することとをさらに含む、請求項5又は6に記載の方法。 - 前記基板の周縁部に前記第3の薬液を供給することの後に、前記基板の周縁部に、前記保護膜を溶解させる機能を有する第4の薬液であって、前記第3の薬液と比較して水素イオン濃度が低い前記第4の薬液を供給することをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 請求項5〜8のいずれか一項に記載の方法を基板処理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。
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