JP6820767B2 - 周縁塗布装置及び周縁塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板に塗布液を吐出し、少なくとも基板の表面の周縁部に環状の塗布膜を形成する周縁塗布装置及び周縁塗布方法に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）表面上に塗布液を供給して反射防止膜やレジスト膜を形成する塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理、ウェハを加熱する熱処理、などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。そして、レジストパターンをマスクとしてエッチング処理が行われ、その後レジスト膜の除去処理などが行われて、ウェハ上に所定のパターンが形成される。

ところで、上記塗布処理等の他に、ウェハの周縁部のみにレジスト膜を形成す周縁塗布処理が行われることがある（特許文献１参照）。
特許文献１には、ウェハの周縁部のみに膜厚が均一なレジスト膜を形成する装置として、ウェハを回転させると共に、レジスト液ノズルからレジスト液を吐出させながら、レジスト液ノズルをウェハの周縁の外側からウェハの周縁部上に移動させるスキャンイン制御と、ウェハを回転させると共に、レジスト液ノズルからレジスト液を吐出させながら、レジスト液ノズルをウェハの周縁部上からウェハの周縁部の外側に移動させるスキャンアウト制御を行い、スキャンアウト制御を行うときに、レジスト液がウェハの周縁側に移動する速度に比べて低い速度でレジスト液ノズルを移動させる装置が開示されている。

特開２０１４−１１０３８６号公報

しかしながら、特許文献１に開示の周縁塗布装置は、ウェハ上に不要な有機物が存在する場合等において、周縁部のレジスト膜のウェハに対する密着性が十分でない場合がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板の周縁部を含む所望の箇所に密着性が高い塗布膜を形成する周縁塗布装置及び周縁塗布方法を提供すること目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明の周縁塗布装置は、基板を保持して回転させる基板保持部と、基板に紫外線を照射する照射部と、基板に塗布液を供給する塗布液供給部と、を同一の筐体内に備え、さらに、前記基板保持部、前記照射部及び前記塗布液供給部を制御し、少なくとも基板の表面の周縁部に紫外線を照射した後に塗布液を吐出し、環状の塗布膜を基板に形成する制御部を備え、前記照射部は、基板の中央側から基板の外側に向けて紫外線を照射する部材を有し、前記部材は、基板の表面周縁部に紫外線を照射するとき、水平面に対する角度が、基板のベベルの表側の傾斜面よりも小さいことを特徴としている。

前記照射部は、基板のベベルに紫外線を照射する別の部材を有することが好ましい。

周縁塗布装置は、基板に形成された前記環状の塗布膜を加熱する加熱部を前記筐体内に備え、前記加熱部は、基板の周縁部のみに当接する熱板を有し、上面視において基板の前記周縁部のみに当接する位置と前記当接する位置から外側に離れた位置との間で前記熱板を移動可能とする加熱ユニット駆動部をさらに備えることが好ましい。

別な観点による本発明は、基板に塗布液を吐出し基板の周縁に沿って環状の塗布膜を形成する周縁塗布方法であって、少なくとも基板の表面の周縁部に紫外線を照射する照射ステップと、紫外線照射後、少なくとも基板の表面の周縁部に塗布液を吐出し、前記環状の塗布膜を形成する塗布ステップと、を含み、前記照射ステップは、水平面に対する角度が基板のベベルの表側の傾斜面の角度よりも小さく、且つ、基板の中央側から基板の外側に向けて紫外線を照射する部材から、基板の表面周縁部に紫外線を照射することを特徴している。

前記照射ステップは、前記部材とは別の部材から、基板のベベルに紫外線を照射するステップを含むことが好ましい。

周縁塗布方法は、さらに、基板の周縁部を加熱する加熱部により、基板に形成された前記環状の塗布膜を加熱する加熱ステップを含み、前記加熱ステップは、前記環状の塗布膜が形成された基板を上昇させた後に、前記加熱部を、基板に対して、当該基板の外側から当該基板の周縁部を加熱する位置まで移動させ、前記環状の塗布膜を加熱することが好ましい。

別な観点による本発明は、上述の周縁塗布方法を周縁塗布装置によって実行させるように、当該周縁塗布装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体である。

本発明によれば、基板の周縁部を含む所望の箇所に、基板に対する密着性が高い塗布膜を形成することができる。

本発明の第１の実施形態にかかる周縁塗布装置を備えた基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る周縁塗布装置を備えた基板処理システムの構成の概略を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る周縁塗布装置を備えた基板処理システムの構成の概略を示す背面図である。 第１の実施形態に係る周縁塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。 第１の実施形態に係る周縁塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。 照射ノズルを説明するための図である。 第１の加熱ユニットを説明するための図である。 第１の実施形態に係る周縁塗布装置における処理を説明するフローチャートを示す図である。 照射部の別の例を説明するための図である。 照射部の他の例を説明するための図である。 照射部の他の例を説明するための図である。 第１の加熱ユニットの別の例を説明するための図である。 第１の加熱ユニットの他の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る周縁塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。 第２の実施形態に係る周縁塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。 加熱時のウェハの周囲を上側から視た様子を示す図である。 加熱時のウェハの周囲を水平方向から見た様子を示す図である。 加熱時のウェハＷの周囲を水平方向であって図１７とは異なる角度から見た様子を示す図である。 加熱ユニットの別の例を説明するための図である。 第３の実施形態に係る周縁塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる周縁塗布装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、各々基板処理システム１の内部構成の概略を模式的に示す、正面図と背面図である。なお、以下の説明では、塗布液がレジスト液であり、周縁塗布装置が基板にレジスト液を塗布する装置である場合を例にとって説明する。

基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置するカセット載置板２１が複数設けられている。

カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数、例えば第１〜第４の４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。

例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３、周縁塗布装置３４が下からこの順に配置されている。

例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３、周縁塗布装置３４は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３、周縁塗布装置３４の数や配置は、任意に選択できる。

現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばウェハＷ上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、塗布液をウェハＷの表面に拡散させる。なお、周縁塗布装置３４の構成については後述する。

例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、周辺露光装置４２の数や配置についても、任意に選択できる。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。

図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。

また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。

シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。

図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム１００ａを有している。ウェハ搬送装置１００は、搬送アーム１００ａによってウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１１０と受け渡し装置１１１が設けられている。ウェハ搬送装置１１０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム１１０ａを有している。ウェハ搬送装置１１０は、例えば搬送アーム１１０ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１１１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。

この基板処理システム１には、制御部３００が設けられている。制御部３００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における後述の塗布処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部３００にインストールされたものであってもよい。

次に、上述した周縁塗布装置３４の構成について図４及び図５を用いて説明する。周縁塗布装置３４は、図４及び図５に示すように内部を密閉可能な処理容器１２０を有している。処理容器１２０の側面には、ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成されている。

処理容器１２０内には、ウェハＷを保持して回転させる基板保持部としてのスピンチャック１２１が設けられている。スピンチャック１２１は、例えばモータなどのチャック駆動部１２２により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１２２には、例えばシリンダなどの昇降駆動機構が設けられており、スピンチャック１２１は昇降自在になっている。

また、スピンチャック１２１の下方を取り囲むように、ウェハＷを下方から支持し昇降させるための昇降ピン１２３が設けられている。昇降ピン１２３は、昇降駆動部１２４により昇降自在である。昇降ピン１２３は、昇降駆動部１２４により、スピンチャック１２１の上面より高い位置まで突出することができ、スピンチャック１２１に対するウェハＷの受け渡しを行うことができる。

スピンチャック１２１の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するアウターカップ１３０と、アウターカップ１３０の内周側に位置するインナーカップ１４０とが設けられている。

図５に示すようにアウターカップ１３０のＸ方向負方向（図５の下方向）側には、Ｙ方向（図５の左右方向）に沿って延伸するレール１５０Ａ、１５０Ｂが形成されている。レール１５０Ａ、１５０Ｂは、例えばアウターカップ１３０のＹ方向負方向（図５の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５の右方向）側の外方まで形成されている。レール１５０Ａには、２本のアーム１５１、１５２が設けられ、レール１５０Ｂには、同様に２本のアーム１５３、１５４が設けられている。

第１のアーム１５１には、塗布液としてレジスト液を供給する塗布液供給部を構成するレジスト液供給ノズル１６０が支持されている。第１のアーム１５１は、移動機構としてのノズル駆動部１６１により、レール１５０Ａ上を移動自在である。これにより、レジスト液供給ノズル１６０は、アウターカップ１３０のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１６２からアウターカップ１３０内のウェハＷの中心部上方を通って、アウターカップ１３０のＹ方向負方向側の外側に設けられた待機部１６３まで移動できる。また、ノズル駆動部１６１によって、第１のアーム１５１は昇降自在であり、レジスト液供給ノズル１６０の高さを調節できる。
レジスト液供給ノズル１６０は、不図示の配管、ポンプ等を介して不図示のレジスト液供給源に接続されており、レジスト液供給ノズル１６０の先端からレジスト液を吐出できるように構成されている。

第２のアーム１５２には、ウェハＷに紫外線を照射する照射部を構成する照射ノズル１７０が支持されている。第２のアーム１５２は、移動機構としてのノズル駆動部１７１によってレール１５０Ａ上を移動自在となっている。これにより、照射ノズル１７０は、アウターカップ１３０のＹ方向正方向側の外側から、アウターカップ１３０内のウェハＷの上方、具体的には、ウェハＷの周縁部の一部の上方付近まで移動できる。また、ノズル駆動部１７１によって、第２のアーム１５２は昇降自在であり、照射ノズル１７０の高さを調節できる。

第３及び第４のアーム１５３、１５４にはそれぞれ、少なくともウェハＷの周縁部を加熱する加熱部を構成する第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０が支持されている。第３及び第４のアーム１５３、１５４は、移動機構としての加熱ユニット駆動部１８１、１９１によってレール１５０Ｂ上を移動自在となっている。これにより、第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０は、アウターカップ１３０の外側からアウターカップ１３０の上方まで移動できる。また、加熱ユニット駆動部１８１、１９１によって、第３及び第４のアーム１５３、１５４は昇降自在であり、第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０の高さを調節できる。

この周縁塗布装置３４は、制御部３００が接続されており、該制御部３００による周縁塗布装置３４の各部の制御により、スピンチャック１２１、レジスト液供給ノズル１６０、照射ノズル１７０、第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０を制御する。この制御を行うことにより、ウェハＷの表面の周縁部に紫外線を照射し、上記周縁部にレジスト液を吐出し、周縁部に沿って環状のレジスト膜を形成し、該環状のレジスト膜を加熱する。なお、環状のレジスト膜は、例えば環状のレジスト膜の形成前に形成されているレジストパターンがウェハＷの中央部のエッチング処理時に異常形状となることを防ぐ保護膜として用いられる。

続いて、照射ノズル１７０について図６を用いて説明する。
照射ノズル１７０は、例えば波長１７２ｎｍの紫外線を照射する部材である。また、照射ノズル１７０は、図６（Ａ）に示すように、チャック１２１に保持されたウェハＷの表面の周縁部の上方を、ウェハＷの径方向に沿って移動自在に設けられている。したがって、周縁塗布装置３４では、チャック１２１に保持されたウェハＷを回転させながら、照射ノズル１７０を動かすことで、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部のみに紫外線を照射することができる。なお、本明細書ではウェハＷのベベルＷ２の除いた部分の表側の面のことをいう。

また、照射ノズル１７０は、図６（Ｂ）に示すように、ウェハＷの中央側からウェハＷの外側に向けて紫外線を照射するようウェハＷの表面に対して傾けられている。これにより、照射ノズル１７０からの紫外線がウェハＷのベベルＷ２に照射されずウェハＷの表面Ｗ１の周縁部にのみ照射されるようにしている。照射ノズル１７０のウェハＷの表面Ｗ１に対する角度θ１すなわち水平面に対する角度θ１は、例えば、ベベルＷ２の表側の傾斜面Ｗ２１の水平面に対する角度θ２より小さくされている。

次いで、第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０について、図５を参照し、図７を用いて説明する。
第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０は図５に示すようにそれぞれ半円環状の熱板１８２、１９２を有する。熱板１８２、１９２の内部には不図示のヒータが内蔵されている。第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０は、ウェハＷの周縁部を加熱する際、例えばアウターカップ１３０の上方で互いに当接され、熱板１８２、１９２が円環状を成し、該熱板１８２、１９２上にウェハＷが載置される。すなわち、熱板１８２、１９２はウェハＷが載置される環状の熱板を構成する。

また、第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０は、熱板１８２、１９２の外周を覆う周壁１８３、１９３と、周壁１８３、１９３の外側底部に接続された排気管１８４、１９４を有する。

周壁１８３の底面は、図７に示すように、熱板１８２の底面と略一致しており、周壁１８３の高さは熱板１８２の厚さとウェハＷの厚さとの和より大きく形成されている。また、周壁１８３の内部には、水平面内において半円環状の第１の排気路１８５が上側に、水平面内において半円環状の第２の排気路１８６が下側に設けられている。また、周壁１８３の内側には、例えば、該周壁１８３に沿って等間隔で孔１８７が設けられている。孔１８７は、水平方向に開口しており、また、第１の排気路１８５に連通している。さらに、周壁１８３の内部には、鉛直方向に延び第１の排気路１８５と第２の排気路１８６とを連通する垂直路１８８が周壁１８３に沿って複数設けられ、第２の排気路１８６と排気管１８４とを連通する連通路１８９が設けられている。

ウェハＷの加熱の際、スピンチャック１２１からウェハＷが受け渡された昇降ピン１２３が下降したときに、ウェハＷが第１の加熱ユニット１８０に載置される。具体的には、熱板１８２にウェハＷの周縁部が当接した状態で、ウェハＷが熱板１８２に載置される。熱板１８２は予め加熱されており、したがって、ウェハＷを熱板１８２に載置することで、ウェハＷの周縁部の加熱が開始される。また、ウェハＷの熱板１８２による加熱中、ウェハＷの周縁部の上部の熱せられた気体は、孔１８７、第１の排気路１８５、垂直路１８８、第２の排気路１８６、連通路１８９、排気管１８４を介して排気される。そのため、ウェハＷの周縁部の上部の熱せられた気体によりウェハＷの中央部が熱せられることがない。

なお、第２の加熱ユニット１９０の周壁１９３は第１の加熱ユニット１８０の周壁１８３と同様の構成であるため、その説明を省略する。

次に、基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。まず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次処理ステーション１１の受け渡し装置５３に搬送される。

次にウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理され、温度調節される。

次にウェハＷはアドヒージョン装置４１に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハＷは、第１のブロックＧ１のレジスト塗布装置３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、プリベーク処理される。なお、プリベーク処理においても下部反射防止膜形成後の熱処理と同様な処理が行われ、また、後述の反射防止膜形成後の熱処理、露光後ベーク処理、ポストベーク処理においても同様な処理が行われる。ただし、各熱処理に供される熱処理装置４０は互いに異なる。

次にウェハＷは、上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハＷは、周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。

次にウェハＷは、露光装置１２に搬送され、所定のパターンで露光処理される。

次にウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後ウェハＷは、たとえば現像処理装置３０に搬送されて現像処理される。現像処理終了後、ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。

次にウェハＷは、周縁塗布装置３４に搬送され、ウェハＷの表面の周縁部にレジスト液が塗布され、環状のレジスト膜が形成される。ウェハＷは、カセット載置板２１のカセットＣに搬送され、一連のフォトリソグラフィー工程が完了する。

次いで、周縁塗布装置３４における処理について図８を用いて説明する。
まず、ウェハＷが、ウェハ搬送装置７０によって周縁塗布装置３４に搬入される（ステップＳ１）。周縁塗布装置３４に搬入されたウェハＷは、ウェハ搬送装置７０から、予め上昇して待機していた昇降ピン１２３に受け渡され、続いて昇降ピン１２３が下降して、アウターカップ１３０内のスピンチャック１２１に受け渡され吸着保持される。

続いて、照射ノズル１７０からウェハＷの表面の周縁部に紫外線を照射する（ステップＳ２）。具体的には、まず、アーム１５２によって照射ノズル１７０をアウターカップ１３０の外側からウェハＷの上方であってウェハＷの表面の周縁部のやや内側まで移動させる。その後、スピンチャック１２１によってウェハＷを例えば回転速度２０〜６０ｒｐｍで数回回転させながら、照射ノズル１７０から波長１７２ｎｍの紫外線を照射させる。この状態で、照射ノズル１７０を外方に移動させ、例えば、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部の外側端上方まで移動させる。
照射ノズル１７０から照射された紫外線によって、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部付近に活性酸素とオゾンが発生する。これら活性酸素とオゾンによって、上記周縁部を洗浄処理し、すなわち、上記周縁部に存在していた不要な有機物を除去する。また、上述の活性酸素とオゾンによって、上記周縁部を改質処理し、すなわち、該周縁部を親水化させる。特に、本実施の形態では、上述のように、照射ノズル１７０のウェハＷの表面Ｗ１に対する角度θ１すなわち水平面に対する角度θ１は、ベベルＷ２の表側の傾斜面Ｗ２１の水平面に対する角度θ２より小さいので、照射ノズル１７０からの紫外線がウェハＷの表面Ｗ１において拡散光であっても、ウェハＷのベベルＷ２を改質させずにウェハＷの表面Ｗ１の周縁部のみを改質させることができる。

紫外線による洗浄処理及び改質処理後、レジスト液供給ノズル１６０からウェハＷの表面Ｗ１の周縁部にレジスト液を塗布し、環状のレジスト膜を形成する（ステップＳ３）。具体的には、まず、アーム１５１によって照射ノズル１７０をアウターカップ１３０の内側から外側に移動させ、アーム１５１によって、アウターカップ１３０の外側の待機部１６３のレジスト液供給ノズル１６０を、ウェハＷの表面の周縁部の内側端上方まで移動させる。その後、スピンチャック１２１によってウェハＷを回転させながら、レジスト液供給ノズル１６０からウェハＷ上にレジスト液を供給する。この際、ウェハＷの回転速度及び回転時間はそれぞれ例えば１００〜１０００ｒｐｍ、１〜５秒であり、レジスト液の吐出流量は例えば１枚のウェハＷあたり１ｍｌとなるよう調整される。これにより、ウェハＷの表面Ｗ１上に環状のレジスト膜を形成することができる。また、環状のレジスト膜が形成されるウェハＷの表面Ｗ１の周縁部は、本実施の形態では、上述のように洗浄処理されているので、環状のレジスト膜のウェハＷに対する密着性が高い。さらに、本実施の形態では、ウェハＷのベベルＷ２は改質処理されておらずウェハＷの表面Ｗ１の周縁部のみ改質処理されているので、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部上のレジスト液がベベルＷ２を介して上記周縁部外に流れ出していくことを防ぎ、所望の厚さで且つ均一な膜厚の環状のレジスト膜を得ることができる。

環状のレジスト膜形成後、第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０によりウェハＷの周縁部が加熱され、環状のレジスト膜が加熱される（ステップＳ４）。具体的には、まず、アーム１５１によってレジスト液供給ノズル１６０をアウターカップ１３０の内側から外側の待機部に移動させる。そして、昇降ピン１２３を上昇させ、スピンチャック１２１から昇降ピン１２３にウェハＷが受け渡される。その後、アーム１５３、１５４によって第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０をアウターカップ１３０の上方に移動させ、第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０の熱板１８２、１９２により円環状の熱板を形成させる。続いて昇降ピン１２３が下降して、ウェハＷの周縁部が熱板１８２、１９２に当接する形態で、ウェハＷが熱板１８２、１９２に載置され、ウェハＷの周縁部すなわちウェハ上の環状のレジスト膜を加熱する。例えば、加熱時の熱板１８２、１９２の温度は約１００℃前後、加熱時間は６０秒である。

ウェハＷの周縁部の加熱後、ウェハＷが、ウェハ搬送装置７０によって周縁塗布装置３４から搬出される（ステップＳ５）。具体的には、昇降ピン１２３を上昇させ、ウェハＷを熱板１８２、１９２から昇降ピン１２３に受け渡させ、その後、ウェハ搬送装置７０に受け渡させ、ウェハ搬送装置７０により周縁塗布装置３４から搬出させる。

本実施形態では、周縁塗布装置３４にスピンチャック１２１と照射ノズル１７０とレジスト液供給ノズル１６０とが設けられており、紫外線による洗浄処理及び改質処理と環状の塗布膜形成処理とを同一の処理容器１２０内すなわち同一の筐体内で行うことができる。そのため、紫外線による処理と環状の塗布膜形成処理を別々の装置で行う場合に必要な両処理の間のウェハ搬送が、本実施形態の周縁塗布装置３４では必要ないため、ウェハＷ上へのパーティクルの混入の可能性を小さくすることができる。また、周縁塗布装置３４は、上記両処理を別々の装置で行う場合に比べ、環状のレジスト膜を形成する装置を有する基板処理システムの大型化を防ぐことができる。

さらに、本実施形態では、周縁塗布装置３４に第１及び第２の加熱ユニット１８０、１９０が設けられており、紫外線による処理と環状の塗布膜形成処理の他に、ウェハＷ上の環状の塗布膜の加熱処理も同一の装置内で行うことができる。そのため、ウェハＷ上のパーティクルが混入する可能性を更に低くすることができ、また、基板処理システムの大型化を防ぐことができる。
ただし、ウェハＷの環状の塗布膜の加熱処理は周縁塗布装置では行わずに、基板処理システム内の別の装置で行うようにしてもよい。

図９は、紫外線を照射する照射部の別の例を説明する図である。
本例の照射部は、図９（Ａ）に示すように、照射ノズル１７０内に、紫外線を集光するレンズ１７２が設けられている。このようにレンズ１７２が設けられているため、図９（Ｂ）に示すように、照射ノズル１７０からの紫外線で照射される領域を限定することができる。したがって、ウェハＷのベベルＷ２に紫外線を照射させずにウェハＷの表面Ｗ１の周縁部のみに紫外線を照射することをより確実に行うことができ、該周縁部のみを改質させることができる。

なお、図では、照射ノズル１７０にレンズ１７２が内蔵されているが、レンズ１７２は照射ノズル１７０とは別体に設けてもよい。別体の場合、照射ノズル１７０が固定されているアーム１５２（図５参照）にレンズ１７２も固定され、照射ノズル１７０とレンズ１７２との間の距離が一定とされていることが好ましい。
また、図では、照射ノズル１７０がウェハＷの中央側からウェハＷの外側に向けて紫外線を照射するようウェハＷの表面Ｗ１に対して傾けられている。しかし、本例のようにレンズ１７２を設ける場合は、照射ノズル１７０を傾けずにウェハＷの表面Ｗ１に対して垂直としても、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部のみに紫外線を照射させ、該周縁部のみを改質させることができる。

図１０は、紫外線を照射する照射部の他の例を説明する図である。
図６等の照射部は、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部のみを洗浄及び改質させ、これによりウェハＷに対する密着性が高く所望の厚さで且つ均一な膜厚のレジスト膜を周縁部に形成させるためのものである。しかし、ウェハＷのベベルＷ２も洗浄及び改質させ、該ベベルＷ２にもレジスト膜等の塗布膜を形成させる必要がある場合がある。例えば、メタルハードマスク形成時に、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部やベベルＷ２が汚染されることを防ぐ保護膜として塗布膜を形成する場合である。

図１０の例の照射部はベベルＷ２も洗浄及び改質させるためのものであり、図１０（Ａ）に示すように、照射ノズル１７０からの紫外線を反射しウェハＷのベベルＷ２に紫外線を照射するミラー１７３が、照射ノズル１７０とは別の部材として、スピンチャック１２１に保持されたウェハＷの外側に設けられている。
したがって、照射ノズル１７０からの紫外線を、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部及びベベルＷ２の表側の傾斜面Ｗ２１に向けて照射させ、また、図１０（Ｂ）に示すように、照射ノズル１７０から出射されミラー１７３により反射された紫外線を、ウェハＷのベベルＷ２の側端面Ｗ２２及び裏側の傾斜面Ｗ２３に向けて照射させることができる。これにより、上記表面Ｗ１の周縁部及びベベルＷ２の表側の傾斜面Ｗ２１並びにベベルＷ２の側端面Ｗ２２及び裏側の傾斜面Ｗ２３を洗浄及び改質させることができる。よって、ウェハＷに対する密着性が高いレジスト膜を、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部及びベベルＷ２に形成することができる。

なお、ミラー１７３は、照射ノズル１７０等と同様に、水平方向及び鉛直方向に移動自在なアームに固定され、紫外線照射処理時のみアウターカップ１３０（図５参照）内に位置することが好ましい。

図１１は、紫外線を照射する照射部の他の例を説明する図である。
図１１の例の照射部は、図１０の例のものと同様に、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部だけでなくベベルＷ２にも塗布膜を形成するためのものであり、図１１（Ａ）に示すように、照射ノズル１７０とは別の部材として照射ノズル１７４が設けられている。この照射ノズル１７４により、ベベルＷ２に紫外線を照射させることができ、具体的には、ウェハＷのベベルＷ２の表側の傾斜面Ｗ２１及びベベルＷ２の側端面Ｗ２２に紫外線を照射させることができる。したがって、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部を照射ノズル１７０で洗浄及び改質させ、ベベルＷ２の表側の傾斜面Ｗ２１及びベベルＷ２の側端面Ｗ２２を照射ノズル１７４で洗浄及び改質させることができる。よって、ウェハＷに対する密着性が高いレジスト膜を、ウェハＷの表面Ｗ１の周縁部及びベベルＷ２に形成することができる。

図１２は、第１の加熱ユニット１８０の他の例を説明する図である。
図７の例の第１の加熱ユニット１８０は、周壁１８３が熱板１８２の外周のみを覆うものである。それに対し、図１２の例の第１の加熱ユニット１８０は、周壁１８３が熱板１８２の外周及び上部を覆うものである。また、周壁１８３の内部には、水平面内において半円環状の第１の排気路１８５が上側に、水平面内において半円環状の第２の排気路１８６が下側に設けられている。なお、第１の排気路１８５は、その一部が熱板１８２の上部に位置するように設けられている。また、周壁１８３の熱板１８２との対向面には、例えば、該周壁１８３に沿って等間隔で孔１８７が設けられている。孔１８７は、鉛直方向に開口しており、また、第１の排気路１８５に連通している。さらに、周壁１８３の内部には、鉛直方向に延び第１の排気路１８５と第２の排気路１８６とを連通する垂直路１８８が周壁１８３に沿って複数設けられ、第２の排気路１８６と排気管１８４とを連通する連通路１８９が設けられている。

ウェハＷの熱板１８２による加熱中、ウェハＷの周縁部の上部の熱せられた気体は、孔１８７、第１の排気路１８５、垂直路１８８、第２の排気路１８６、連通路１８９、排気管１８４を介して排気される。そのため、ウェハＷの周縁部の上部の熱せられた気体によりウェハＷの中央部が熱せられることを、より確実に防ぐことができる。

なお、第１の加熱ユニット１８０が図１２のように構成される場合、第２の加熱ユニット１９０も同様に構成される。

図１３は、第１の加熱ユニット１８０の他の例を説明する図である。
図１３の例の第１の加熱ユニット１８０は、図１２のものと同様、周壁１８３が熱板１８２の外周及び上部を覆うものである。ただし、本例の第１の加熱ユニット１８０は、図１２の例と異なり、排気管１８４が周壁１８３の外側上部に設けられている。また、本例の第１の加熱ユニット１８０は、その内部形状が図１２の例と異なる。具体的には、本例の第１の加熱ユニット１８０の周壁１８３の上側には、水平面内において半円環状であってその一部が熱板１８２の上部に位置する排気路１８５が設けられている。周壁１８３の熱板１８２との対向面には、例えば、該周壁１８３に沿って等間隔で孔１８７が設けられている。孔１８７は、鉛直方向に開口しており、また、排気路１８５に連通している。さらに、周壁１８３の内部には、排気路１８５と排気管１８４とを連通する連通路１８９´が設けられている。

ウェハＷの熱板１８２による加熱中、ウェハＷの周縁部の上部の熱せられた気体は、孔１８７、排気路１８５、連通路１８９´、排気管１８４を介して排気される。そのため、ウェハＷの周縁部の上部の熱せられた気体によりウェハＷの中央部が熱せられることを、より確実に防ぐことができる。

なお、第１の加熱ユニット１８０が図１３のように構成される場合、第２の加熱ユニット１９０も同様に構成される。

以上の例では、ウェハＷの周縁部を加熱する加熱部が、熱板を有する２つの加熱ユニットより構成され、言い換えると、ウェハの周縁部を加熱する円環状の熱板が２つに分割されていた。しかし、円環状の熱板の分割数は３以上であってもよい。また、図１２及び図１３のように熱板１８２に載置されたウェハＷの上部を周壁１８３が覆う形態では、円環状の熱板は分割する必要があるが、図７のように熱板１８２に載置されたウェハＷの上部を周壁１８３が覆わない形態であれば、円環状の熱板は分割する必要はない。

（第２の実施形態）
第２の実施形態にかかる周縁塗布装置の構成について図１４及び図１５を用いて説明する。
本実施形態の周縁塗布装置は、ウェハＷの周縁部を加熱する加熱部の構成が、図４及び図５の第１の実施形態に係る周縁塗布装置３４と異なる。具体的には、本実施形態の周縁塗布装置は、加熱部として、ウェハＷの周縁部を、当該ウェハＷに非接触で加熱するものが設けられている。より具体的には、本実施形態の周縁塗布装置は、図１４に示すように、ウェハＷに熱風すなわち加熱された気体（以下、加熱気体）を噴出する熱風ノズル２０１を有する加熱ユニット２００が加熱部として設けられている。また、加熱ユニット２００には、後述の排気ノズル２０２が設けられている。

周縁塗布装置３４は、図１５に示すようにアウターカップ１３０のＸ方向負方向（図１５の下方向）側には、Ｙ方向（図１５の左右方向）に沿って延伸するレール１５０Ｂが形成されている。レール１５０Ｂは、例えばアウターカップ１３０の略中心からＹ方向正方向（図１５の右方向）側の外方まで形成されている。

レール１５０Ｂに設けられた第３のアーム１５３には、加熱ユニット２００が支持されている。第３のアーム１５３は、加熱ユニット駆動部１８１によってレール１５０Ｂ上を移動自在となっている。これにより、加熱ユニット２００は、アウターカップ１３０の外側からアウターカップ１３０内のウェハＷの周縁部の上方まで移動できる。また、移動機構としての加熱ユニット駆動部１８１によって、第３のアーム１５３は昇降自在であり、加熱ユニット２００の高さを調節できる。

次いで、加熱ユニット２００について、図１６〜図１８を用いて説明する。なお、図１６は、加熱時のウェハＷの周囲を上側から視た様子を示す図、図１７は、加熱時のウェハＷの周囲を図１５のＹ方向正側から見た様子を示す図、図１８は、加熱時のウェハＷの周囲を図１５のＸ方向負側から見た様子を示す図である。

加熱ユニット２００は、図１６に示すように、熱風を噴出する熱風ノズル２０１が設けられ、排気を行う排気ノズル２０２が熱風ノズル２０１の周囲を囲うように複数設けられている。排気ノズル２０２は、具体的には、熱風ノズル２０１よりＸ方向正側の位置に１つ、Ｘ方向負側の位置に１つ、Ｙ方向負側の位置に１つ設けられている。熱風ノズル２０１及び排気ノズル２０２はそれぞれ円形の噴出口２０１ａ及び排気口２０２ａが設けられている。

熱風ノズル２０１は、不図示の配管を介して不図示の熱風供給源に接続されている。熱風供給源は、例えば、気体を熱する加熱手段と、加熱気体を送り込むファンなどを備えており、熱風ノズル２０１の先端から加熱気体を噴出できるように構成されている。
排気ノズル２０２は、不図示の配管を介して不図示の排気装置に接続されている。

また、排気ノズル２０２は、図１７及び図１８に示すように、その先端が熱風ノズル２０１の先端よりウェハＷ側に位置するように形成されている。

このような加熱ユニット２００を有する周縁塗布装置３４では、レジスト膜形成後、アーム１５１によってレジスト液供給ノズル１６０をアウターカップ１３０の内側から外側の待機部に移動させる。それと共に、第３のアーム１５３によって加熱ユニット２００をアウターカップ１３０内のウェハＷの周縁部の上方に移動させる。その後、スピンチャック１２１によってウェハＷを例えば回転速度１０ｒｐｍで回転させながら、熱風ノズル２０１からウェハＷの周縁部に加熱気体を噴出させる。これにより、ウェハＷの周縁部に形成されたレジスト膜を加熱することができる。また、加熱の際、ゆっくり満遍なく加熱することで、レジスト膜の形状を保つことができる。なお、熱風ノズル２０１からの加熱気体の温度や供給時間は任意に設定可能であり薬液ごとに設定される。

また、ウェハＷに噴出された加熱気体は熱風ノズル２０１の周囲に設けられた排気ノズル２０２により排気される。したがって、ウェハＷの周縁部のみが加熱気体に曝されるため、加熱ユニット２００により所望の領域Ｒのみを加熱することができる。

なお、排気ノズル２０２は、必ずしも複数設ける必要はなく、少なくとも、ウェハＷの回転方向に関して熱風ノズル２０１の下流側に１つあればよい。
また、熱風ノズル２０１を複数設けてもよい。

図１９は、加熱ユニット２００の別の例を示す図である。
図１５等の加熱ユニット２００は、排気ノズル２０２の数が３であり、排気ノズル２０２の排気口２０２ａの形状が円形である。
それに対し、図１９の例の加熱ユニット２００は、排気ノズル２０２の数が１であり、排気ノズル２０２の排気口２０２ａの形状が三日月型である。排気ノズル２０２と熱風ノズル２０１との位置関係は、排気ノズル２０２の排気口２０２ａの「三日月」の両端に熱風ノズル２０１の中心が挟まれ、熱風ノズル２０１のウェハＷの径方向内側となる位置関係である。

本例の加熱ユニット２００であっても、ウェハＷの周縁部のみを加熱することができる。
また、上述の例では、熱風ノズル２０１は、ウェハＷの表面側に設けられているが、ウェハＷの裏面側に設けられてもよく、また、表面側と裏面側の両方に設けられていてもよい。排気ノズル２０２は、少なくとも、ウェハＷの表面側と裏面側のうち、熱風ノズル２０１が設けられている側に設けられていればよいが、表面側と裏面側の両方に設けられていてもよい。

なお、以上では、ウェハＷの周縁部を当該ウェハＷに非接触で加熱する加熱部は、熱風ノズル２０１からの加熱気体でウェハＷを加熱していたが、非接触で加熱する方法はこれに限られず、例えば、ランプヒータや赤外線などを用いた光加熱による方法であってもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態にかかる周縁塗布装置の構成について図２０を用いて説明する。
本実施形態の周縁塗布装置は、図２０に示すようにプリウェット液を供給するプリウェット液供給ノズル２１０が第４のアーム１５４に設けられている。
本実施形態の周縁塗布装置３４では、照射ノズル１７０からの紫外線の照射後、レジスト液をウェハＷの周縁部に塗布する前に、ウェハＷの周縁部にプリウェット液を供給する。これにより、より均質なレジスト膜を形成することができる。
このようなプリウェット液供給ノズル２１０は第１の実施形態のように熱板を用いて加熱する周縁塗布装置に設けてもよい。

なお、上述のいずれの実施形態であっても、周縁塗布装置によりウェハＷの不要な部分に形成されたレジスト膜を除去するリンス手段を当該周縁塗布装置に設けることが好ましい。

本発明は、基板上に塗布液を塗布し、該基板の周縁に沿う環状の塗布膜を形成する際に有用である。

１…基板処理システム
２１…カセット載置板
３４…周縁塗布装置
１２０…処理容器
１２１…スピンチャック
１２２…チャック駆動部
１２３…昇降ピン
１２４…昇降駆動部
１３０…アウターカップ
１４０…インナーカップ
１５１〜１５４…第１〜第４のアーム
１６０…レジスト液供給ノズル
１６１…ノズル駆動部
１７０…照射ノズル
１７１…ノズル駆動部
１７２…レンズ
１７３…ミラー
１７４…別の照射ノズル
１８０…第１の加熱ユニット
１８１…加熱ユニット駆動部
１８２…熱板
１８５…第１の排気路
１８６…第２の排気路
１８７…孔
１９０…第２の加熱ユニット
１９１…加熱ユニット駆動部
１８２…熱板
２００…加熱ユニット
２０１…熱風ノズル
２０１ａ…噴出口
２０２…排気ノズル
２０２ａ…排気口
２１０…プリウェット液供給ノズル
３００…制御部

Claims (7)

1. 基板を保持して回転させる基板保持部と、
   基板に紫外線を照射する照射部と、
   基板に塗布液を供給する塗布液供給部と、を同一の筐体内に備え、
   さらに、前記基板保持部、前記照射部及び前記塗布液供給部を制御し、少なくとも基板の表面の周縁部に紫外線を照射した後に塗布液を吐出し、環状の塗布膜を基板に形成する制御部を備え、
   前記照射部は、基板の中央側から基板の外側に向けて紫外線を照射する部材を有し、
   前記部材は、基板の表面周縁部に紫外線を照射するとき、水平面に対する角度が、基板のベベルの表側の傾斜面よりも小さいことを特徴とする周縁塗布装置。
2. 前記照射部は、基板のベベルに紫外線を照射する別の部材を有することを特徴とする請求項１に記載の周縁塗布装置。
3. 基板に形成された前記環状の塗布膜を加熱する加熱部を前記筐体内に備え、
   前記加熱部は、基板の周縁部のみに当接する熱板を有し、
   上面視において基板の前記周縁部のみに当接する位置と前記当接する位置から外側に離れた位置との間で前記熱板を移動可能とする加熱ユニット駆動部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の周縁塗布装置。
4. 基板に塗布液を吐出し基板の周縁に沿って環状の塗布膜を形成する周縁塗布方法であって、
   少なくとも基板の表面の周縁部に紫外線を照射する照射ステップと、
   紫外線照射後、少なくとも基板の表面の周縁部に塗布液を吐出し、前記環状の塗布膜を形成する塗布ステップと、を含み、
   前記照射ステップは、水平面に対する角度が基板のベベルの表側の傾斜面の角度よりも小さく、且つ、基板の中央側から基板の外側に向けて紫外線を照射する部材から、基板の表面周縁部に紫外線を照射することを特徴とする周縁塗布方法。
5. 前記照射ステップは、前記部材とは別の部材から、基板のベベルに紫外線を照射するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の周縁塗布方法。
6. 基板の周縁部を加熱する加熱部により、基板に形成された前記環状の塗布膜を加熱する加熱ステップを含み、
   前記加熱ステップは、前記環状の塗布膜が形成された基板を上昇させた後に、前記加熱部を、基板に対して、当該基板の外側から当該基板の周縁部を加熱する位置まで移動させ、前記環状の塗布膜を加熱することを特徴とする請求項４または５に記載の周縁塗布方法。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の周縁塗布方法を周縁塗布装置によって実行させるように、当該周縁塗布装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。

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