JP6688860B2 - 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
図1に示す基板処理システム1は、基板に対し、感光性被膜の形成、当該感光性被膜の露光、及び当該感光性被膜の現像を施すシステムである。処理対象の基板は、例えば半導体のウェハWである。感光性被膜は、例えばレジスト膜である。基板処理システム1は、塗布・現像装置2と露光装置3とを備える。露光装置3は、ウェハW(基板)上に形成されたレジスト膜(感光性被膜)の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜の露光対象部分にエネルギー線を照射する。塗布・現像装置2は、露光装置3による露光処理の前に、ウェハW(基板)の表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。
以下、基板処理装置の一例として、塗布・現像装置2の構成を説明する。図2に示すように、塗布・現像装置2は、ウェハWの周縁部に、第一保護膜を形成する第一保護処理部U01と、ウェハWの表面に、金属を含有するレジスト膜を形成する成膜部U02と、レジスト膜が形成されたウェハWの周縁部の洗浄処理を行う第一洗浄処理部U03と、レジスト膜を加熱する熱処理部U04と、レジスト膜の現像処理を行う現像処理部U05と、ウェハWの周縁部に、第二保護膜を形成する第二保護処理部U07と、レジスト膜の現像処理が行われたウェハWの周縁部の洗浄処理を行う第二洗浄処理部U06と、これらを制御する制御部U08とを有する。
キャリアブロック4は、塗布・現像装置2内へのウェハWの導入及び塗布・現像装置2内からのウェハWの導出を行う。例えばキャリアブロック4は、ウェハW用の複数のキャリアCを支持可能であり、受け渡しアームA1を内蔵している。キャリアCは、例えば円形の複数枚のウェハWを収容する。受け渡しアームA1は、キャリアCからウェハWを取り出して処理ブロック5に渡し、処理ブロック5からウェハWを受け取ってキャリアC内に戻す。
処理ブロック5は、上下に並ぶ複数の処理モジュール11,12,13,14と、昇降アームA7とを有する。昇降アームA7は、処理モジュール11,12,13,14の間でウェハWを昇降させる。
図2に戻り、インタフェースブロック6は、処理ブロック5と露光装置3との間でウェハWの受け渡しを行う。例えばインタフェースブロック6は、裏面洗浄ユニットU51と、裏面検査ユニットU52と、液処理ユニットU53と、受け渡しアームA8とを有する。受け渡しアームA8は、裏面洗浄ユニットU51、裏面検査ユニットU52及び液処理ユニットU53を経由しつつ、処理ブロック5と露光装置3との間でウェハWの受け渡しを行う。
図2に戻り、コントローラ900は、キャリアブロック4、処理ブロック5及びインタフェースブロック6を制御し、上述した制御部U08として機能する。
続いて、基板処理方法の一例として、コントローラ900による制御手順を説明する。
図10に示すように、コントローラ900は、まずステップS01を実行する。ステップS01は、ウェハWの周縁部Wcに第一保護膜を形成するように液処理ユニットU11、熱処理ユニットU12、及び検査ユニットU13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11に示すように、コントローラ900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911が、キャリアCからウェハWを搬出して処理モジュール11に搬送するように受け渡しアームA1を制御し、当該ウェハWを液処理ユニットU11に搬入するように処理モジュール11の搬送アームA3を制御し、当該ウェハ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14に示すように、コントローラ900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911が、処理モジュール11の搬送アームA3により検査ユニットU13から搬出されたウェハWを処理モジュール12に上昇又は下降させるように昇降アームA7を制御し、当該ウェハWを液処理ユニットU21に搬入するように処理モジュール12の搬送アームA3を制御し、当該ウェハ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17に示すように、コントローラ900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911が、処理モジュール12の搬送アームA3により熱処理ユニットU22から搬出されたウェハWを処理モジュール13に上昇又は下降させるように昇降アームA7を制御し、当該ウェハWを液処理ユニットU31に搬入するように処理モジュール13の搬送アームA3を制御し、当該ウェハWを保持するように回転保持部410を制御する。
続いて、上記ステップS08の具体的な処理内容を説明する。図20に示すように、コントローラ900は、まずステップS51を実行する。ステップS51では、出入制御部919が、露光装置3から受け入れたウェハWを液処理ユニットU53に搬入するように受け渡しアームA8を制御する。
続いて、上記ステップS09の具体的な処理内容を説明する。図23に示すように、コントローラ900は、まずステップS61を実行する。ステップS61では、搬送制御部911が、受け渡しアームA8により処理モジュール14に搬送されたウェハWを熱処理ユニットU41に搬入するように処理モジュール14の搬送アームA3を制御する。
以上に説明したように、塗布・現像装置2は、ウェハWの周縁部Wcに、第一保護膜PF1を形成する第一保護処理部U01と、ウェハWの表面Waに、金属を含有するレジスト膜MF1を形成する成膜部U02と、レジスト膜MF1が形成されたウェハWの周縁部Wcの洗浄処理を行う第一洗浄処理部U03と、制御部U08と、を備える。制御部U08は、ウェハWの周縁部Wcに第一保護膜PF1を形成するように第一保護処理部U01を制御することと、第一保護膜PF1が形成されたウェハWの表面Waにレジスト膜MF1を形成するように成膜部U02を制御することと、レジスト膜MF1が形成されたウェハWの周縁部Wcに、レジスト膜MF1を除去するための第一洗浄液CS1を供給するように第一洗浄処理部U03を制御することと、ウェハWの周縁部Wcに第一洗浄液CS1が供給された後に、当該周縁部Wcに、金属成分を除去するための第二洗浄液CS2を供給するように第一洗浄処理部U03を制御することと、ウェハWの周縁部Wcに第二洗浄液CS2が供給された後に、当該周縁部Wcに、第一保護膜PF1を除去するための第三洗浄液CS3を供給するように第一洗浄処理部U03を制御することと、を実行するように構成されている。
基板の周縁部に、第一保護膜を形成する第一保護処理部と、
前記基板の表面に、金属を含有する被膜を形成する成膜部と、
前記被膜が形成された前記基板の周縁部の洗浄処理を行う第一洗浄処理部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記基板の周縁部に前記第一保護膜を形成するように前記第一保護処理部を制御することと、
前記第一保護膜が形成された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、
前記被膜が形成された前記基板の周縁部に、金属成分を除去するための第一薬液を供給するように前記第一洗浄処理部を制御することと、
前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給された後に、当該周縁部に、前記第一保護膜を除去するための第三薬液を供給するように前記第一洗浄処理部を制御することと、を実行するように構成されている、基板処理装置。
(付記2)
前記第一薬液は、前記第二薬液に比較して強い酸性を有する、付記1記載の基板処理装置。
(付記3)
前記制御部は、
前記基板の周縁部に前記第一薬液が供給された後、当該周縁部に前記第二薬液が供給される前に、当該周縁部に、前記第一薬液の残留成分を除去するための第三薬液を供給するように前記第一洗浄処理部を制御することを更に実行するように構成されている、付記1又は2記載の基板処理装置。
(付記4)
前記被膜を加熱する熱処理部を更に備え、
前記制御部は、
前記被膜が形成された前記基板の周縁部に前記第一薬液が供給された後、当該周縁部に前記第二薬液が供給される前に、当該基板の前記被膜を加熱するように前記熱処理部を制御することを更に実行するように構成されている、付記1〜3のいずれか一項記載の基板処理装置。
(付記5)
前記被膜を加熱する熱処理部を更に備え、
前記制御部は、
前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給された後に、当該基板の前記被膜を加熱するように前記熱処理部を制御することを更に実行するように構成されている、付記1〜3のいずれか一項記載の基板処理装置。
(付記6)
前記基板の周縁部に、第二保護膜を形成する第二保護処理部と、
前記被膜の現像処理を行う現像処理部と、
前記被膜の現像処理が行われた前記基板の周縁部の洗浄処理を行う第二洗浄処理部と、を更に備え、
前記制御部は、
前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給された後に、当該周縁部に前記第二保護膜を形成するように前記第二保護処理部を制御することと、
前記第二保護膜が形成された前記基板の前記被膜に現像処理を行うように前記現像処理部を制御することと、
前記被膜の現像処理が行われた前記基板の周縁部に、金属成分を除去するための第三薬液を供給するように前記第二洗浄処理部を制御することと、
前記基板の周縁部に前記第三薬液が供給された後に、当該周縁部に、前記第二保護膜を除去するための第四薬液を供給するように前記第二洗浄処理部を制御することと、を更に実行するように構成されている、付記1〜5のいずれか一項記載の基板処理装置。
(付記7)
前記被膜の現像処理を行う現像処理部と、
前記被膜の現像処理が行われた前記基板の周縁部の洗浄処理を行う第二洗浄処理部と、を更に備え、
前記制御部は、
前記基板の周縁部に前記第一薬液が供給された後、前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給される前に、当該基板の前記被膜の現像処理を行うように前記現像処理部を制御することと、
前記被膜の現像処理が行われた前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給される前に、当該周縁部に、金属成分を除去するための第三薬液を供給するように前記第二洗浄処理部を制御することと、を更に実行するように構成されている、付記1〜5のいずれか一項記載の基板処理装置。
(実施例1)
以下の手順でウェハWにレジスト膜MF1を形成したものを実施例1の試料とした。まず、上述したステップS11〜S19を実行することで、ウェハWの周縁部Wcに第一保護膜PF1を形成した。ステップS17においては、設定温度350℃にて第一保護膜PF1を加熱した。次に、上述したステップS21〜S31を実行することで、ウェハWの表面Waにレジスト膜MF1の形成、レジスト膜MF1の周縁部の除去、周縁部Wcの洗浄及びレジスト膜MF1の加熱を行った。次に、上述したステップS41〜S45を実行することで、第一保護膜PF1を除去した。
以下の手順でウェハWにレジスト膜MF1を形成したものを比較例1の試料とした。まず、上述したステップS11〜S19を実行することで、ウェハWの周縁部Wcに第一保護膜PF1を形成した。ステップS17においては、設定温度250℃にて第一保護膜PF1を加熱した。次に、上述したステップS21〜S31のうち、ステップS26,S27を省略した手順を実行することで、ウェハWの表面Waにレジスト膜MF1の形成、レジスト膜MF1の周縁部の除去を行った。次に、上述したステップS41〜S45を実行することで、第一保護膜PF1を除去した。
ステップS17における設定温度を250℃から350℃に変更した他は、比較例1と同じ手順でウェハWにレジスト膜MF1を形成し、比較例2の試料とした。
比較例2と同様の手順でウェハWにレジスト膜MF1を形成した後に、当該ウェハWにステップS26,S27を行ったものを比較例3の試料とした。すなわち、比較例3の試料は、第一保護膜PF1の除去後に、第二洗浄液CS2及び第一洗浄液CS1により周縁部Wcを洗浄したものである。
水平型基板検査装置にてウェハ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。
図27に示すように、比較例1においては、1平方センチメートル当たりに残留している金属原子の数が、2.7×1012個であった。これに対し、比較例2においては、1平方センチメートル当たりに残留している金属原子の数が4.7×1010個であり、比較例1に対して約57分の1に削減されていた。この結果から、レジスト膜MF1の形成前に第一保護膜PF1を形成し、その後第一保護膜PF1を除去することにより、周縁部Wcに残留する金属成分を大幅に削減できることが確認された。
Claims (5)
- 基板の周縁部に、第一保護膜を形成する第一保護処理部と、
前記基板の表面に、金属を含有する被膜を形成する成膜部と、
前記被膜が形成された前記基板の周縁部の洗浄処理を行う第一洗浄処理部と、
前記基板の周縁部に、第二保護膜を形成する第二保護処理部と、
前記被膜の現像処理を行う現像処理部と、
前記被膜の現像処理が行われた前記基板の周縁部の洗浄処理を行う第二洗浄処理部と、 制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記基板の周縁部に前記第一保護膜を形成するように前記第一保護処理部を制御することと、
前記第一保護膜が形成された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、
前記被膜が形成された前記基板の周縁部に、前記被膜の周縁部を除去し、前記第一保護膜に残留した金属成分を除去するための第一薬液を供給するように前記第一洗浄処理部を制御することと、
前記基板の周縁部に前記第一薬液が供給された後に、当該周縁部に、前記第一保護膜を除去するための第二薬液を供給するように前記第一洗浄処理部を制御することと、
前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給された後に、当該周縁部に前記第二保護膜を形成するように前記第二保護処理部を制御することと、
前記第二保護膜が形成された前記基板の前記被膜に現像処理を行うように前記現像処理部を制御することと、
前記被膜の現像処理が行われた前記基板の周縁部に、金属成分を除去するための第三薬液を供給するように前記第二洗浄処理部を制御することと、
前記基板の周縁部に前記第三薬液が供給された後に、当該周縁部に、前記第二保護膜を除去するための第四薬液を供給するように前記第二洗浄処理部を制御することと、を実行するように構成されている、基板処理装置。 - 基板の周縁部に、第一保護膜を形成する第一保護処理部と、
前記基板の表面に、金属を含有する被膜を形成する成膜部と、
前記被膜が形成された前記基板の周縁部の洗浄処理を行う第一洗浄処理部と、
前記被膜の現像処理を行う現像処理部と、
前記被膜の現像処理が行われた前記基板の周縁部の洗浄処理を行う第二洗浄処理部と、 制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記基板の周縁部に前記第一保護膜を形成するように前記第一保護処理部を制御することと、
前記第一保護膜が形成された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、
前記被膜が形成された前記基板の周縁部に、前記被膜の周縁部を除去し、前記第一保護膜に残留した金属成分を除去するための第一薬液を供給するように前記第一洗浄処理部を制御することと、
前記基板の周縁部に前記第一薬液が供給された後に、当該周縁部に、前記第一保護膜を除去するための第二薬液を供給するように前記第一洗浄処理部を制御することと、
前記基板の周縁部に前記第一薬液が供給された後、前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給される前に、当該基板の前記被膜の現像処理を行うように前記現像処理部を制御することと、
前記被膜の現像処理が行われた前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給される前に、当該周縁部に、金属成分を除去するための第三薬液を供給するように前記第二洗浄処理部を制御することと、を実行するように構成されている、基板処理装置。 - 基板の周縁部に第一保護膜を形成することと、
前記第一保護膜が形成された前記基板の表面に、金属を含有する被膜を形成することと、
前記被膜が形成された前記基板の周縁部に、前記被膜の周縁部を除去し、前記第一保護膜に残留した金属成分を除去するための第一薬液を供給することと、
前記基板の周縁部に前記第一薬液が供給された後に、当該周縁部に、前記第一保護膜を除去するための第二薬液を供給することと、
前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給された後に、当該周縁部に第二保護膜を形成することと、
前記第二保護膜が形成された前記基板の前記被膜に現像処理を行うことと、
前記被膜の現像処理が行われた前記基板の周縁部に、金属成分を除去するための第三薬液を供給することと、
前記基板の周縁部に前記第三薬液が供給された後に、当該周縁部に、前記第二保護膜を除去するための第四薬液を供給することと、を実行するように構成されている、基板処理方法。 - 基板の周縁部に第一保護膜を形成することと、
前記第一保護膜が形成された前記基板の表面に、金属を含有する被膜を形成することと、
前記被膜が形成された前記基板の周縁部に、前記被膜の周縁部を除去し、前記第一保護膜に残留した金属成分を除去するための第一薬液を供給することと、
前記基板の周縁部に前記第一薬液が供給された後に、当該周縁部に、前記第一保護膜を除去するための第二薬液を供給することと、
前記基板の周縁部に前記第一薬液が供給された後、前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給される前に、当該基板の前記被膜の現像処理を行うことと、
前記被膜の現像処理が行われた前記基板の周縁部に前記第二薬液が供給される前に、当該周縁部に、金属成分を除去するための第三薬液を供給することと、を更に実行するように構成されている、基板処理方法。 - 請求項3又は4記載の基板処理方法を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憶媒体。
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