JP7085392B2 - 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

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 Download PDF

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Description

本開示は、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に関する。
特許文献1は、金属を含むコーティング材の層(以下、「金属含有被膜」という。)を基板上に形成する基板処理方法を開示している。
特開2016-29498号公報
本開示は、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な基板処理装置、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を説明する。
本開示の一つの観点に係る基板処理装置は、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、基板の周縁部の被膜を洗浄するように構成された被膜洗浄部と、制御部とを備える。制御部は、基板の表面に被膜を形成するように、成膜部を制御することと、基板の周縁部の第1の位置に、被膜を溶解する機能を有する第1の薬液を供給するように、被膜洗浄部を制御することと、第1の薬液により溶解した被膜が乾燥した後に、基板の周縁部の第2の位置であって、第1の位置よりも基板の周縁側である第2の位置に、被膜を溶解する機能を有する第2の薬液を供給するように、被膜洗浄部を制御することとを実行する。
本開示に係る基板処理装置、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によれば、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。
図1は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成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、図2のIII-III線断面図である。 図4は、保護膜形成用の液処理ユニットを示す模式図である。 図5は、成膜・被膜洗浄用の液処理ユニットを示す模式図である。 図6は、保護膜洗浄用の液処理ユニットを示す模式図である。 図7は、コントローラの機能的な構成を示すブロック図である。 図8は、コントローラのハードウェア構成を示すブロック図である。 図9は、基板処理手順を示すフローチャートである。 図10は、保護膜形成手順を示すフローチャートである。 図11は、保護膜形成中の液処理ユニットを示す模式図である。 図12は、保護膜形成後のウエハ周縁部を示す模式図である。 図13は、レジスト膜形成手順を示すフローチャートである。 図14は、レジスト膜形成中の液処理ユニットを示す模式図である。 図15は、レジスト膜形成中のウエハ周縁部を示す模式図である。 図16は、保護膜洗浄手順を示すフローチャートである。 図17は、保護膜洗浄中の液処理ユニットを示す模式図である。 図18は、保護膜洗浄後のウエハ周縁部を示す模式図である。 図19は、金属成分の残留量の比較結果を示すグラフである。 図20は、保護膜の残渣数の比較結果を示すグラフである。 図21は、金属成分の残留量の比較結果を示すグラフである。
以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。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。
[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、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。
塗布現像装置2は、露光装置3による露光処理の前に、ウエハW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。ウエハWは、円板状を呈してもよいし、円形の一部が切り欠かれていてもよいし、多角形など円形以外の形状を呈していてもよい。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。
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。
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。
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、搬送アームA1を内蔵している。搬送アーム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。
処理ブロック5は、図1及び図2に示されるように、モジュール14~17を有する。これらのモジュールは、床面側からモジュール17、モジュール14、モジュール15、モジュール16の順に並んでいる。図2及び図3に示されるように、モジュール14~17は、それぞれ、複数の液処理ユニットU1と、複数の熱処理ユニットU2と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA2とを内蔵している。液処理ユニットU1は、処理液をウエハWの表面に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットU2は、例えば熱板及び冷却板を内蔵しており、熱板によりウエハWを加熱し、加熱後のウエハWを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。
モジュール14は、ウエハWの表面上に下層膜を形成するように構成されており、BCTモジュールとも呼ばれる。モジュール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の表面に塗布するように構成されている。モジュール14の熱処理ユニットU2は、塗布膜を硬化させて下層膜とするための加熱処理を行うように構成されている。下層膜としては、例えば、反射防止(SiARC)膜が挙げられる。ただし、図面においては下層膜の図示を省略する。
モジュール15は、下層膜上に中間膜(ハードマスク)を形成するように構成されており、HMCTモジュールとも呼ばれる。モジュール15の液処理ユニットU1は、中間膜形成用の塗布液をウエハWの表面に塗布するように構成されている。モジュール15の熱処理ユニットU2は、塗布膜を硬化させて中間膜とするための加熱処理を行うように構成されている。中間膜としては、例えば、SOC(Spin On Carbon)膜、アモルファスカーボン膜が挙げられる。ただし、図面においては中間膜の図示を省略する。
モジュール16は、中間膜上に熱硬化性且つ感光性のレジスト膜を形成するように構成されており、COTモジュールとも呼ばれる。モジュール16の液処理ユニットU1は、レジスト膜形成用の処理液(レジスト剤)を中間膜の上に塗布するように構成されている。モジュール16の熱処理ユニットU2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)を行うように構成されている。
モジュール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ており、DEVモジュールとも呼ばれる。モジュール17は、液処理ユニットU1及び熱処理ユニットU2を経ずにウエハWを棚ユニットU9,U10(後述する)間において直接搬送する搬送アームA6をさらに内蔵している。モジュール17の液処理ユニットU1は、レジスト膜を部分的に除去してレジストパターンを形成するように構成されている。モジュール17の熱処理ユニットU2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)等を行うように構成されている。
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U9が設けられている。棚ユニットU9は、床面からモジュール15に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットU9の近傍には搬送アームA7が設けられている。搬送アームA7は、棚ユニットU9のセル同士の間でウエハWを昇降させる。
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U10が設けられている。棚ユニットU10は床面からモジュール17の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。
インターフェースブロック6は、搬送アームA8を内蔵しており、露光装置3に接続される。搬送アームA8は、棚ユニットU10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U10に戻すように構成されている。
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。
[液処理ユニットの構成]
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。
保護膜形成用の液処理ユニットU11は、図4に示されるように、保護処理部100を有する。保護処理部100は、ウエハWの周縁部Wcに保護膜を形成するように構成されている。例えば保護処理部100は、保護膜を形成するための薬液(以下、「保護液」という。)をウエハWの周縁部Wcに塗布するように構成されている。なお、保護膜は、少なくとも保護液の塗布及び加熱を経て形成されるものであるが、以下においては、便宜上加熱前後の膜の両方を「保護膜」という。保護処理部100は、回転保持部110と、液供給部120と、ノズル位置調節部130とを有する。
回転保持部110は、水平に配置されたウエハWを真空吸着等により保持し、電動モータ等を動力源として鉛直な軸線まわりに回転させるように構成されている。
液供給部120は、回転保持部110により保持されたウエハWの周縁部Wcに保護液を供給する。保護液の具体例としては、例えばフェノール系樹脂、ナフタレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、又はベンゼン系樹脂等の原料となる有機成分を含む保護液が挙げられる。液供給部120は、例えばノズル121,122と、供給源123と、バルブ124,125とを有する。
ノズル121,122は、ウエハWの周縁部Wcに保護液を吐出する。ノズル121は、ウエハWの周縁部Wcの上方に配置され、下方に開口している。ノズル121は、例えば、斜め下方(下向きで且つウエハWの径方向外方)に開口していてもよい。ノズル122は、ウエハWの周縁部Wcの下方に配置され、上方に開口している。ノズル122は、例えば、斜め上方(上向きで且つウエハWの径方向外方)に開口していてもよい。供給源123は、供給用の保護液を収容し、ノズル121,122に圧送する。バルブ124,125は、供給源123からノズル121,122への保護液の流路をそれぞれ開閉する。バルブ124は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源123及びノズル121を接続する管路に設けられている。バルブ125は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源123及びノズル122を接続する管路に設けられている。
ノズル位置調節部130は、ノズル121の位置を調節する機能を有する。ノズル位置調節部130は、電動モータ等を動力源として、ウエハWの上方を横切るラインに沿ってノズル121を移動させるように構成されている。
成膜・被膜洗浄用の液処理ユニットU12は、図5に示されるように、成膜部200と、被膜洗浄部300とを有する。成膜部200は、ウエハWの表面Waに、金属を含有するレジスト膜(被膜)を形成するように構成されている。なお、レジスト膜は、後述するように薬液の塗布及び加熱を経て形成されるものであるが、以下においては、便宜上加熱前後の膜の両方を「レジスト膜」という。成膜部200は、回転保持部210と、液供給部220と、ノズル位置調節部230とを有する。
回転保持部210 は、水平に配置されたウエハWを真空吸着等により保持し、電動モータ等を動力源として鉛直な軸線まわりに回転させるように構成されている。
液供給部220は、回転保持部210により保持されたウエハWの表面Waにレジスト膜形成用の処理液(以下、「レジスト液」という。)を塗布するように構成されている。液供給部220は、例えばノズル221と、供給源222と、バルブ223とを有する。
ノズル221は、ウエハWの表面Waにレジスト液を吐出する。ノズル221は、ウエハWの上方に配置され、下方(例えば鉛直下方)に開口している。供給源222は、供給用のレジスト液を収容し、ノズル221に圧送する。バルブ223は、供給源222からノズル221へのレジスト液の流路を開閉する。バルブ223は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源222及びノズル221を接続する管路に設けられている。
ノズル位置調節部230は、ノズル221の位置を調節する機能を有する。より具体的に、ノズル位置調節部230は、電動モータ等を動力源として、ウエハWの上方を横切るラインに沿ってノズル221を移動させるように構成されている。
被膜洗浄部300は、ウエハWの周縁部Wcのレジスト膜を洗浄するように構成されている。被膜洗浄部300は、液供給部310,320と、ノズル位置調節部330とを有する。
液供給部310は、回転保持部210により保持されたウエハWの周縁部Wcに、レジスト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構成されている。第1の薬液の具体例としては、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、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)等の有機溶剤が挙げられる。液供給部310は、例えばノズル311,312と、供給源313と、バルブ314,315とを有する。
ノズル311,312は、ウエハWの周縁部Wcに第1の薬液を吐出する。ノズル311は、第1の薬液の吐出により、液供給部310がウエハWの周縁部Wcの位置P1(第1の位置)に第1の薬液を供給するように配置されている。位置P1は、例えばウエハWの端面WbからウエハWの中心側に5mm程度近づいた位置を含む。ノズル311は、ウエハWの周縁部Wcの上方に配置され、下方に開口している。ノズル311は、例えば、斜め下方(下向きで且つウエハWの径方向外方)に開口していてもよい。以下、第1の薬液の吐出により、液供給部310がウエハWの周縁部Wcの位置P1に第1の薬液を供給するノズル311の配置を「吐出配置A」という。ノズル312は、ウエハWの周縁部Wcの下方に配置され、上方に開口している。ノズル312は、例えば、斜め上方(上向きで且つウエハWの径方向外方)に開口していてもよい。
供給源313は、供給用の第1の薬液を収容し、ノズル311,312に圧送する。バルブ314,315は、供給源313からノズル311,312への第1の薬液の流路をそれぞれ開閉する。バルブ314は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源313及びノズル311を接続する管路に設けられている。バルブ315は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源313及びノズル312を接続する管路に設けられている。
液供給部320は、回転保持部210により保持されたウエハWの周縁部Wcに、レジスト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構成されている。第2の薬液の具体例としては、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、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)等の有機溶剤が挙げられる。第2の薬液は、第1の薬液と同じ薬液であってもよいし、第1の薬液と異なる薬液であってもよい。液供給部320は、例えばノズル321,322と、供給源323と、バルブ324,325とを有する。
ノズル321,322は、ウエハWの周縁部Wcに第2の薬液を吐出する。ノズル321は、第2の薬液の吐出により、液供給部320がウエハWの周縁部Wcの位置P2(第2の位置)に第2の薬液を供給するように配置される。位置P2は、ウエハWの周縁部Wcにおいて、位置P1よりも周縁側の位置である。位置P2は、吐出された第2の薬液が位置P1に到達しない位置であって、ノズル321の吐出口の大きさ又は第2の薬液の流量等に応じて適宜設定されてよい。位置P2は、例えばウエハWの端面WbからウエハWの中心側に3mm程度近づいた位置を含んでもよい。ノズル321は、ウエハWの周縁部Wcの上方であってノズル311よりも周縁側に配置され、下方であってノズル311よりも周縁側に開口している。ノズル321は、例えば、斜め下方(下向きで且つウエハWの径方向外方)に開口していてもよい。以下、第2の薬液の吐出により、液供給部320がウエハWの周縁部Wcの位置P2に第2の薬液を供給するノズル321の配置を「吐出配置B」という。ノズル322は、ウエハWの周縁部Wcの下方に配置され、上方に開口している。ノズル322は、例えば、斜め上方(上向きで且つウエハWの径方向外方)に開口していてもよい。
供給源323は、供給用の第2の薬液を収容し、ノズル321,322に圧送する。バルブ324,325は、供給源323からノズル321,322への第2の薬液の流路をそれぞれ開閉する。バルブ324は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源323及びノズル321を接続する管路に設けられている。バルブ325は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源323及びノズル322を接続する管路に設けられている。
ノズル位置調節部330は、ノズル311,321の位置を調節する機能を有する。ノズル位置調節部330は、電動モータ等を動力源として、ウエハWの上方を横切るラインに沿ってノズル311,321を移動させるように構成されている。
保護膜洗浄用の液処理ユニットU13は、図6に示されるように、保護膜洗浄部400を有する。保護膜洗浄部400は、ウエハWの周縁部Wcの保護膜を洗浄するように構成されている。保護膜洗浄部400は、回転保持部410と、液供給部420,430とを有する。
回転保持部410は、水平に配置されたウエハWを真空吸着等により保持し、電動モータ等を動力源として鉛直な軸線まわりに回転させるように構成されている。
液供給部420は、回転保持部410により保持されたウエハWの周縁部Wcに、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構成されている。第3の薬液としては、金属成分に対し高い洗浄性を有する薬液が用いられてもよい。第3の薬液は、例えば弱酸性を有する薬液であり、第3の薬液の具体例としては、有機溶剤に酸性成分を混ぜ合わせた薬液が挙げられる。酸性成分としては、無機酸又は有機酸が挙げられる。酸性成分の具体例としては、酢酸、クエン酸、塩酸又は硫酸等が挙げられる。液供給部420は、例えばノズル421,422と、供給源423と、バルブ424,425とを有する。
ノズル421,422は、ウエハWの周縁部Wcに第3の薬液を吐出する。ノズル421は、ウエハWの周縁部Wcの上方に配置され、下方に開口している。ノズル421は、例えば、斜め下方(下向きで且つウエハWの径方向外方)に開口していてもよい。ノズル422は、ウエハWの周縁部Wcの下方に配置され、上方に開口している。ノズル422は、例えば、斜め上方(上向きで且つウエハWの径方向外方)に開口していてもよい。供給源423は、供給用の第3の薬液を収容し、ノズル421,422に圧送する。バルブ424,425は、供給源423からノズル421,422への第3の薬液の流路をそれぞれ開閉する。バルブ424は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源423及びノズル421を接続する管路に設けられている。バルブ425は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源423及びノズル422を接続する管路に設けられている。
液供給部430は、回転保持部410により保持されたウエハWの周縁部Wcに、保護膜を溶解させる機能を有する第4の薬液を供給するように構成されている。第4の薬液は、第3の薬液と比較して水素イオン濃度が低い薬液が用いられてもよい。換言すると、第3の薬液は、第4の薬液に比較して強い酸性を有する薬液が用いられてもよい。第3の薬液と第4の薬液とは、例えばpHメーターによって測定されたpH値によって比較することができる。このとき、第4の薬液は、水素イオン濃度が第3の薬液の水素イオン濃度よりも低い薬液であればよく、第4の薬液としては、酸性が示される薬液であってもよいし、中性が示される薬液であってもよいし、アルカリ性が示される薬液であってもよい。第4の薬液の具体例としては、有機溶剤、又は有機溶剤に酸性成分を混ぜ合わせた薬液が挙げられる。酸性成分としては、無機酸又は有機酸が挙げられる。酸性成分の具体例としては、酢酸、クエン酸、塩酸又は硫酸等が挙げられる。或いは、第3の薬液が有機溶剤に酸性成分が混ぜ合わされた薬液であり、第4の薬液が有機溶剤に酸性成分が混ぜ合わされていない薬液であってもよい。液供給部430は、例えばノズル431,432と、供給源433と、バルブ434,435とを有する。
ノズル431,432は、ウエハWの周縁部Wcに第4の薬液を吐出する。ノズル431は、ウエハWの周縁部Wcの上方に配置され、下方に開口している。ノズル431は、例えば、斜め下方(下向きで且つウエハWの径方向外方)に開口していてもよい。ノズル432は、ウエハWの周縁部Wcの下方に配置され、上方(例えばウエハWの外周側の斜め上方)に開口している。ノズル432は、例えば、斜め上方(上向きで且つウエハWの径方向外方)に開口していてもよい。供給源433は、供給用の第4の薬液を収容し、ノズル431,432に圧送する。バルブ434,435は、供給源433からノズル431,432への第4の薬液の流路をそれぞれ開閉する。バルブ434は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源433及びノズル431を接続する管路に設けられている。バルブ435は、例えばエアオペレーションバルブであり、供給源433及びノズル432を接続する管路に設けられている。
ノズル位置調節部440は、ノズル421,431の位置を調節する機能を有する。ノズル位置調節部440は、電動モータ等を動力源として、ウエハWの上方を横切るラインに沿ってノズル421,431を移動させるように構成されている。
[コントローラの構成]
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。
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。記憶部M2は、種々のデータを記憶する。記憶部M2が記憶するデータとしては、例えば、読取部M1において記録媒体RMから読み取られたプログラム等が挙げられる。
保護制御部M3は、レジスト膜が形成される前のウエハ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。例えば保護制御部M3は、保護液をウエハWの周縁部Wcに塗布するように保護処理部100を制御する。保護制御部M3は、ウエハWを加熱するように熱処理ユニットU2を制御することをさらに実行してもよい。
成膜制御部M4は、ウエハWの表面Waにレジスト膜を形成するように、成膜部200を制御する。例えば成膜制御部M4は、ウエハWの表面Waにレジスト液を塗布するように成膜部200を制御する。
被膜洗浄制御部M5は、レジスト膜が形成されたウエハWの周縁部Wcの位置P1に第1の薬液を供給するように液処理ユニットU12の被膜洗浄部300を制御することと、第1の薬液により溶解したレジスト膜が乾燥した後に、ウエハWの周縁部Wcの位置P2に第2の薬液を供給するように液処理ユニットU12の被膜洗浄部300を制御することとを実行する。位置P1に第1の薬液を供給するように液処理ユニットU12の被膜洗浄部300を制御することは、例えばノズル311が吐出配置Aである状態において、バルブ314を開いてノズル311から第1の薬液を吐出させるように被膜洗浄部300を制御することを含む。位置P2に第2の薬液を供給するように液処理ユニットU12の被膜洗浄部300を制御することは、例えばノズル321が吐出配置Bである状態において、バルブ324を開いてノズル321から第2の薬液を吐出させるように被膜洗浄部300を制御することを含む。
保護膜洗浄制御部M6は、位置P2に第2の薬液が供給された後に、ウエハWの周縁部Wcに、第3の薬液を供給するように液処理ユニットU13の保護膜洗浄部400を制御する。保護膜洗浄制御部M6は、ウエハWの周縁部Wcに第3の薬液が供給された後に、ウエハWの周縁部Wcに、第4の薬液を供給するように、液処理ユニットU13の保護膜洗浄部400を制御することと、ウエハWを加熱するように熱処理ユニットU2を制御することと、さらに実行してもよい。
搬送制御部M7は、液処理ユニットU1(液処理ユニットU11~U13)及び熱処理ユニットU2間でウエハWを搬送するように搬送アームA2を制御する。
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の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8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、入出力ポート10E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10E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。入出力ポート10Eは、プロセッサ10B、メモリ10C及びストレージ10Dと、基板処理システム1の各種装置との間で、信号の入出力を行う。
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。
[基板処理方法]
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。
次に、コントローラ10はステップS02を実行する。ステップS02は、ウエハWの表面Waにレジスト膜を形成するように液処理ユニットU12の成膜部200を制御することと、ウエハWの周縁部Wcの位置P1に第1の薬液を供給するように液処理ユニットU12の被膜洗浄部300を制御することと、第1の薬液により溶解したレジスト膜が乾燥した後に、ウエハWの周縁部Wcの位置P2に第2の薬液を供給するように液処理ユニットU12の被膜洗浄部300を制御することとを含む。ステップS02は、位置P1に第1の薬液を供給することの後で且つ位置P2に第2の薬液を供給することの前に、第1の薬液により溶解したレジスト膜を乾燥させるようにウエハWを回転させることをさらに含んでもよい。より具体的な処理内容については後述する。
次に、コントローラ10はステップS03を実行する。ステップS03は、ウエハWの周縁部Wcに第3の薬液を供給するように液処理ユニットU13の保護膜洗浄部400を制御することを含む。ステップS03は、第3の薬液を供給することの後に、ウエハWの周縁部Wcに第4の薬液を供給するように液処理ユニットU13の保護膜洗浄部400を制御することをさらに含んでもよい。より具体的な処理内容については後述する。
[保護膜形成手順]
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。
次に、コントローラ10はステップS12を実行する。ステップS12では、保護制御部M3が、ウエハWの回転を開始するように回転保持部110を制御する。
次に、コントローラ10はステップS13を実行する。ステップS13では、保護制御部M3が、回転保持部110により保持されたウエハWの周縁部Wcの上方にノズル121を配置するようにノズル位置調節部130を制御する。その後、保護制御部M3は、バルブ124,125を開いてノズル121,122からの保護液PLの吐出を開始するように液供給部120を制御する(図11参照)。これにより、回転中のウエハWの周縁部Wcに上下から保護液PLが供給され、当該周縁部Wcに保護液PLの液膜が形成される。その後、保護制御部M3は、バルブ124,125を閉じてノズル121,122からの保護液PLの吐出を停止するように液供給部120を制御する。
次に、コントローラ10はステップS14を実行する。ステップS14では、保護制御部M3が、回転保持部110によるウエハWの回転を継続させて周縁部Wcにおける保護液PLを乾燥させる(溶剤を揮発させる)。これにより、ウエハWの周縁部Wcに保護膜PFが形成される(図12参照)。
次に、コントローラ10はステップS15を実行する。ステップS15では、保護制御部M3が、ウエハWの回転を停止させるように回転保持部110を制御する。
次に、コントローラ10はステップS16を実行する。ステップS16では、搬送制御部M7が、液処理ユニットU11からウエハWを搬出して熱処理ユニットU2に搬入するように搬送アームA2を制御する。
次に、コントローラ10はステップS17を実行する。ステップS17では、保護制御部M3が、ウエハWを加熱するように熱処理ユニットU2を制御する。ウエハWの加熱に伴い、当該ウエハWの周縁部Wcに形成された保護膜PFが加熱される。これにより、保護膜PFにおける架橋反応等が促進され、保護膜PFの強度が向上する。以上により、コントローラ10は、保護膜形成用の制御を完了する。
[レジスト膜形成手順]
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。
次に、コントローラ10はステップS22を実行する。ステップS22では、保護制御部M3が、ウエハWの回転を開始するように回転保持部210を制御する。
次に、コントローラ10はステップS23を実行する。ステップS23では、成膜制御部M4が、回転保持部210により保持されたウエハWの回転中心の上方にノズル221を配置するようにノズル位置調節部230を制御する。その後、成膜制御部M4は、バルブ223を開いてノズル221からのレジスト液FLの吐出を開始するように液供給部220を制御する(図14の(a)参照)。これにより、回転中のウエハWの表面Waにレジスト液FLが塗布され、レジスト液FLの液膜が形成される。その後、成膜制御部M4は、バルブ223を閉じてノズル221からのレジスト液FLの吐出を停止するように液供給部220を制御する。
次に、コントローラ10はステップS24を実行する。ステップS24では、成膜制御部M4が、回転保持部210によるウエハWの回転を継続させて表面Waにおけるレジスト液FLを乾燥させる(溶剤を揮発させる)。これにより、ウエハWの表面Waにレジスト膜MFが形成される(図15の(a)参照)。
次に、コントローラ10はステップS25を実行する。ステップS25では、被膜洗浄制御部M5が、吐出配置A(第1の薬液の吐出により、液供給部310がウエハWの周縁部Wcの位置P1に第1の薬液を供給する配置)にノズル311を配置するようにノズル位置調節部330を制御する。その後、被膜洗浄制御部M5は、バルブ314,315を開いてノズル311,312からの第1の薬液CS1の吐出を開始するように液供給部310を制御する(図14の(b)参照)。これにより、回転中のウエハWの周縁部Wcに上下から第1の薬液CS1が供給される。このとき、ノズル311が吐出配置Aの状態にあることにより、位置P1に第1の薬液CS1が供給され、当該位置P1においてレジスト膜MFが溶解する。第1の薬液CS1によってレジスト膜MFが溶解する際、レジスト膜MFの溶解部分から、金属成分Mが溶出する場合がある(図15の(b)参照)。その後、被膜洗浄制御部M5は、バルブ314,315を閉じてノズル311,312からの第1の薬液CS1の吐出を停止するように液供給部310を制御する。
次に、コントローラ10はステップS26を実行する。ステップS26では、成膜制御部M4が、ウエハWの表面Waにおけるレジスト膜MFであって、第1の薬液CS1により溶解したレジスト膜MFを乾燥させるように、回転保持部210によるウエハWの回転を継続させる(図14の(c)参照)。回転保持部210がウエハWを回転させる回転速度は、例えば、1000rpm以上且つ3500rpm以下であってもよいし、1500rpm以上3000rpm以下であってもよいし、2000rpm以上且つ2500rpm以下であってもよいし、2000rpmであってもよい。回転保持部210がウエハWを回転させる時間は、例えば、3秒以上10秒以下であってもよいし、4秒以上8秒以下であってもよいし、5秒以上7秒以下であってもよいし、5秒であってもよい。第1の薬液CS1により溶解したレジスト膜MFの乾燥により、ウエハWの表面Waにおける位置P1よりも周縁側に残留したレジスト膜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る。
次に、コントローラ10はステップS27を実行する。ステップS27では、被膜洗浄制御部M5が、吐出配置B(第2の薬液の吐出により、液供給部320がウエハWの周縁部Wcの位置P2に第2の薬液を供給する配置)にノズル321を配置するようにノズル位置調節部330を制御する。その後、被膜洗浄制御部M5は、バルブ324,325を開いてノズル321,322からの第2の薬液CS2の吐出を開始するように液供給部320を制御する(図14の(d)参照)。これにより、回転中のウエハWの周縁部Wcに上下から第2の薬液CS2が供給される。このとき、ノズル321が吐出配置Bの状態にあることにより、位置P2に第2の薬液CS2が供給され、当該位置P2においてレジスト膜MFが溶解する。第2の薬液CS2によってレジスト膜MFが溶解する際にも、第1の薬液CS1の場合と同様に、レジスト膜MFの溶解部分から、金属成分Mが溶出する場合がある(図15の(図15の(c)参照)。
一方で、ステップS27が実行される前には、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には第2の薬液CS2が供給され難くなる。従って、ウエハWの中心側においてはレジスト膜MFの溶解が抑制され、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(図15の(c)参照)その後、被膜洗浄制御部M5は、バルブ324,325を閉じてノズル321,322からの第2の薬液CS2の吐出を停止するように液供給部320を制御する。
次に、コントローラ10はステップS28を実行する。ステップS28では、成膜制御部M4が、第2の薬液CS2により溶解したレジスト膜MFを乾燥させるように、回転保持部210によるウエハWの回転を継続させる(ウエハWの表面Waにおけるレジスト液FLを乾燥させる(溶剤を揮発させる)。)。
次に、コントローラ10はステップS29を実行する。ステップS29では、成膜制御部M4が、ウエハWの回転を停止させるように回転保持部210を制御する。以上により、コントローラ10は、レジスト膜形成用の制御を完了する。
[保護膜洗浄手順]
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。
次に、コントローラ10はステップS42を実行する。ステップS42では、保護膜洗浄制御部M6が、ウエハWの回転を開始するように回転保持部410を制御する。
次に、コントローラ10はステップS43を実行する。ステップS43では、保護膜洗浄制御部M6が、回転保持部410により保持されたウエハWの回転中心の上方にノズル421を配置するようにノズル位置調節部440を制御する。その後、保護膜洗浄制御部M6は、バルブ424,425を開いてノズル421,422からの第3の薬液CS3の吐出を開始するように液供給部420を制御する(図17の(a)参照)。これにより、回転中のウエハWの周縁部Wcに上下から第3の薬液CS3が供給され、保護膜PFが溶解する。その後、成膜制御部M4は、バルブ424,425を閉じてノズル421,422からの第3の薬液CS3の吐出を停止するように液供給部420を制御する。
ところで、上記ステップS27において第2の薬液CS2の吐出が停止された後、レジスト膜MFが除去された場合であっても、保護膜PFには金属成分Mが残留する場合がある(図15の(d)参照)。保護膜PFの表層には、保護膜PFの成分と金属成分Mとが結合したインターミキシング層が形成される場合もある。ステップS43により、回転中のウエハWの周縁部Wcに上下から第3の薬液CS3が供給されることで、保護膜PFに付着していた金属成分Mも除去される。
次に、コントローラ10はステップS44を実行する。ステップS44では、保護膜洗浄制御部M6が、回転保持部410により保持されたウエハWの回転中心の上方にノズル431を配置するようにノズル位置調節部440を制御する。その後、保護膜洗浄制御部M6は、バルブ424,425を開いてノズル421,422からの第4の薬液CS4の吐出を開始するように液供給部430を制御する(図17の(b)参照)。これにより、回転中のウエハWの周縁部Wcに上下から第4の薬液CS4が供給され、保護膜PFが溶解する。その後、保護膜洗浄制御部M6は、バルブ424,425を閉じてノズル421,422からの第4の薬液CS4の吐出を停止するように液供給部420を制御する。これにより、保護膜PFがウエハWの端面Wbに残存していた場合(図18の(a)参照)であっても、保護膜PFも十分に除去される(図18の(b)参照)。
次に、コントローラ10はステップS45を実行する。ステップS45では、保護膜洗浄制御部M6が、回転保持部410によるウエハWの回転を継続させて周縁部Wcにおける第3の薬液CS3及び第4の薬液CS4を乾燥させる(溶剤を揮発させる)。
次に、コントローラ10はステップS46を実行する。ステップS46では、保護膜洗浄制御部M6が、ウエハWの回転を停止させるように回転保持部410を制御する。
次に、コントローラ10はステップS47を実行する。ステップS47では、搬送制御部M7が、液処理ユニットU13からウエハWを搬出して熱処理ユニットU2に搬入するように搬送アームA2を制御する。
次に、コントローラ10はステップS48を実行する。ステップS48では、保護膜洗浄制御部M6が、ウエハWを加熱するように熱処理ユニットU2を制御する。ウエハWの加熱に伴い、当該ウエハWの周縁部Wcに形成されたレジスト膜MFが加熱される。これにより、レジスト膜MFにおける架橋反応等が促進され、レジスト膜MFの強度が向上する。その後、搬送制御部M7が、熱処理ユニットU2からウエハWを搬出するように搬送アームA2を制御する。以上により、コントローラ10は、保護膜洗浄用の制御を完了する。
[作用]
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。
本実施形態において、コントローラ10は、位置P1に第1の薬液CS1が供給された後で且つ位置P2に第2の薬液CS2が供給される前に、第1の薬液CS1により溶解したレジスト膜MFを乾燥させるように、ウエハWを回転させることをさらに実行してもよい。この場合、ウエハWの回転に伴いレジスト膜MFの周囲に気流が生ずるので、レジスト膜MFの乾燥を促すことができる。また、レジスト膜MFを乾燥させるための他の機器(送風機又は加熱器等)が不要であるので、装置の簡略化を図ることができる。
本実施形態において、ウエハWの周縁部Wcに保護膜PFを形成する保護処理部100と、ウエハWの周縁部Wcの保護膜PFを洗浄するように構成された保護膜洗浄部400とをさらに備え、コントローラ10は、ウエハWの表面Waにレジスト膜MFが形成される前に、ウエハWの周縁部Wcに保護膜PFを形成するように保護処理部100を制御することと、位置P2に第2の薬液CS2が供給された後に、ウエハWの周縁部Wcに、保護膜PFを溶解させる機能を有する第3の薬液CS3を供給するように保護膜洗浄部400を制御することとをさらに実行してもよい。
ところで、金属成分Mの除去性能の向上を図るために、例えば、第1の薬液CS1及び第2の薬液CS2として、金属成分Mに対し高い洗浄性を有する薬液を用いることが考えられる。一方で、金属成分Mに対し高い洗浄性を有する薬液に晒されることでウエハWが浸食されるおそれがある。これに対し、本実施形態によれば、第1の薬液CS1の供給に先立って保護膜PFが形成され、当該保護膜PFを溶解させる機能を有する第3の薬液CS3の供給に先立って第2の薬液CS2が供給される。そのため、第1の薬液CS1の供給時及び第2の薬液CS2の供給時に、ウエハWの周縁部Wcが保護膜PFにより保護される。従って、第1の薬液CS1及び第2の薬液CS2として、金属成分Mに対し高い洗浄性を有する薬液を用いた場合にも、第1の薬液CS1及び第2の薬液CS2によるウエハWの浸食を抑制することができる。また、レジスト膜MFの形成に先立って保護膜PFが形成され、第3の薬液CS3の供給に先立って第2の薬液CS2が供給されることにより、保護膜PFを除去した後にウエハWの周縁部Wcに残留する金属成分Mを大幅に低減することができる。
本実施形態において、コントローラ10は、ウエハWの周縁部Wcに第3の薬液CS3が供給された後に、ウエハWの周縁部Wcに、保護膜PFを除去するための第4の薬液CS4であって、第3の薬液CS3と比較して水素イオン濃度が低い第4の薬液CS4を供給するように、保護膜洗浄部400を制御することをさらに実行していてもよい。強い酸性を有する薬液(すなわち、水素イオン濃度が比較的高い薬液)は、金属成分Mに対する高い洗浄性も期待される。一方で、強い酸性を有する薬液は保護膜PFに対する除去性能が低い場合がある。そこで、本実施形態のように、第4の薬液CS4として第3の薬液CS3に比較して水素イオン濃度が低い薬液が用いられることにより(すなわち、第3の薬液CS3として、第4の薬液CS4に比較して強い酸性を有する薬液が用いられることにより)、比較的強い酸性を有する第3の薬液CS3により金属成分Mを十分に除去しつつ、比較的弱い酸性を有する第4の薬液CS4により保護膜PFも十分に除去することができる。
[変形例]
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。
例えば、液処理ユニットU1は、金属を含有するレジスト膜MF以外の被膜形成用のモジュールの液処理ユニットU1にも適用可能である。金属を含有するレジスト膜MF以外の被膜の具体例としては、例えば金属を含有するハードマスク(メタルハードマスク)等が挙げられる。この場合、液処理ユニットU1は、モジュール15の液処理ユニットU1であってもよい。
成膜・被膜洗浄用の液処理ユニットU12が送風機を備え、コントローラ10が、ステップS26において送風機によってウエハWの表面Waにガス(例えば、空気又は窒素等)を吹き付けるように液処理ユニットU12を制御することにより、第1の薬液CS1により溶解したレジスト膜MFを乾燥させてもよい。或いは、成膜・被膜洗浄用の液処理ユニットU12が熱源を備え、コントローラ10が、ステップS26において熱源によってウエハWの表面Waを加熱するように液処理ユニットU12を制御することにより、第1の薬液CS1により溶解したレジスト膜MFを乾燥させてもよい。
第1の薬液CS1及び第2の薬液CS2として同じ薬液を用いる場合、被膜洗浄部300は、液供給部310,320のうちいずれか一方を有していなくてもよい。このとき、ノズル位置調節部330によるノズル311又はノズル321の位置の調節により、液供給部310又は液供給部320が位置P1、位置P2に第1の薬液CS1及び第2の薬液CS2を供給してもよい。
液供給部310は、ノズル312及びバルブ315を有していなくてもよい。液供給部320は、ノズル322及びバルブ325を有していなくてもよい。
液供給部430は、ノズル431,432のうちいずれか一方を有していなくてもよい。液供給部430がノズル431を有していない場合、液供給部430はバルブ434を有していなくてもよい。液供給部430がノズル432を有していない場合、液供給部430はバルブ435を有していなくてもよい。
コントローラ10は、保護膜洗浄処理(ステップS03)において、ステップS47,S48の処理を、ステップS46の後ではなく、ステップS41の前に実行してもよい。換言すると、保護膜PFが洗浄される前にレジスト膜MFが加熱されてもよい。
[例示]
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。
金属汚染を抑制する目的で、基板保持などのために機器が接触しやすい基板の周縁部に、被膜を除去するための薬液(例えば被膜を溶解させる機能を有する薬液)を供給することが考えられる。しかしながら、本願発明者等が鋭意研究したところ、基板の周縁部に被膜を溶解させる機能を有する薬液を供給するだけでは、当該薬液の供給後にも、当該薬液によって溶けた被膜から金属成分が溶出し、溶出した金属成分の一部が基板の周縁部に残留することがあるとの新たな知見を得た。そこで、以下に、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な基板処理装置、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を例示する。
例1.本開示の一つの例に係る基板処理装置(1)は、基板(W)の表面(Wa)に、金属を含有する被膜(MF)を形成するように構成された成膜部(200)と、基板(W)の周縁部(Wc)の被膜(MF)を洗浄するように構成された被膜洗浄部(300)と、制御部(10)とを備える。制御部(10)は、基板(W)の表面(Wa)に被膜(MF)を形成するように、成膜部(200)を制御することと、基板(W)の周縁部(Wc)の第1の位置(P1)に、被膜(MF)を溶解させる機能を有する第1の薬液(CS1)を供給するように、被膜洗浄部(300)を制御することと、第1の薬液(CS1)により溶解した被膜(MF)が乾燥した後に、基板(W)の周縁部(Wc)の第2の位置(P2)であって、第1の位置(P1)よりも基板(W)の周縁側である第2の位置(P2)に、被膜(MF)を溶解させる機能を有する第2の薬液(CS2)を供給するように、被膜洗浄部(300)を制御することとを実行する。
この基板処理装置(1)によれば、第1の薬液(CS1)が第1の位置(P1)に供給されて基板(W)の周縁部(Wc)の被膜(MF)が洗浄された後、第2の薬液(CS2)が第2の位置(P2)に供給されることで、基板(W)の周縁部(Wc)の第1の位置(P1)よりも周縁側の被膜(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)により溶けた被膜(MF)がすでに乾燥しているので、第1の位置(P1)よりも周縁側の被膜(MF)は、基板(W)の中心側の被膜(MF)と切り離された状態となっている。そのため、第1の位置(P1)よりも周縁側の第2の位置(P2)に第2の薬液(CS2)が供給されることで、基板(W)の中心側の被膜(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)により基板(W)の中心側の被膜(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)が供給されて基板(W)の周縁部(Wc)の被膜(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)の供給後に基板(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。
例2.例1に係る装置(1)において、制御部(10)は、第1の位置(P1)に第1の薬液(CS1)が供給された後で且つ第2の位置(P2)に第2の薬液(CS2)が供給される前に、第1の薬液(CS1)により溶解した被膜(MF)を乾燥させるように、基板(W)を回転させることをさらに実行してもよい。この場合、基板(W)の回転に伴い被膜(MF)の周囲に気流が生ずるので、被膜(MF)の乾燥を促すことができる。また、被膜(MF)を乾燥させるための他の機器(送風機又は加熱器等)が不要であるので、装置の簡略化を図ることができる。
例3.例1又は例2に係る装置(1)において、基板(W)の周縁部(Wc)に保護膜(PF)を形成する保護処理部(100)と、基板(W)の周縁部(Wc)の保護膜(PF)を洗浄するように構成された保護膜洗浄部(400)とをさらに備え、制御部(10)は、基板(W)の表面(Wa)に被膜(MF)が形成される前に、基板(W)の周縁部(Wc)に保護膜(PF)を形成するように保護処理部(100)を制御することと、第2の位置(P2)に第2の薬液(CS2)が供給された後に、基板(W)の周縁部(Wc)に、保護膜(PF)を溶解させる機能を有する第3の薬液(CS3)を供給するように保護膜洗浄部(400)を制御することとをさらに実行してもよい。
ところで、金属成分(M)の除去性能の向上を図るために、例えば、第1の薬液(CS1)及び第2の薬液(CS2)として、金属成分(M)に対し高い洗浄性を有する薬液を用いることが考えられる。一方で、金属成分(M)に対し高い洗浄性を有する薬液に晒されることで基板(W)が浸食されるおそれがある。これに対し、例3の装置(1)によれば、第1の薬液(CS1)の供給に先立って保護膜(PF)が形成され、当該保護膜(PF)を溶解させる機能を有する第3の薬液(CS3)の供給に先立って第2の薬液(CS2)が供給される。そのため、第1の薬液(CS1)の供給時及び第2の薬液(CS2)の供給時に、基板(W)の周縁部(Wc)が保護膜(PF)により保護される。従って、第1の薬液(CS1)及び第2の薬液(CS2)として、金属成分(M)に対し高い洗浄性を有する薬液を用いた場合にも、第1の薬液(CS1)及び第2の薬液(CS2)による基板(W)の浸食を抑制することができる。また、被膜(MF)の形成に先立って保護膜(PF)が形成され、第3の薬液(CS3)の供給に先立って第2の薬液(CS2)が供給されることにより、保護膜(PF)を除去した後に基板(W)の周縁部(Wc)に残留する金属成分(M)を大幅に低減することができる。
例4.例3に係る装置(1)において、制御部(10)は、基板(W)の周縁部(Wc)に第3の薬液(CS3)が供給された後に、基板(W)の周縁部(Wc)に、保護膜(PF)を除去するための第4の薬液(CS4)であって、第3の薬液(CS3)と比較して水素イオン濃度が低い第4の薬液(CS4)を供給するように、保護膜洗浄部(400)を制御することをさらに実行していてもよい。強い酸性を有する薬液(すなわち、水素イオン濃度が比較的高い薬液)は、金属成分(M)に対する高い洗浄性も期待される。一方で、強い酸性を有する薬液は保護膜(PF)に対する除去性能が低い場合がある。そこで、例4の装置(1)のように、第4の薬液(CS4)として第3の薬液(CS3)に比較して水素イオン濃度が低い薬液が用いられることにより(すなわち、第3の薬液(CS3)として、第4の薬液(CS4)に比較して強い酸性を有する薬液が用いられることにより)、比較的強い酸性を有する第3の薬液(CS3)により金属成分(M)を十分に除去しつつ、比較的弱い酸性を有する第4の薬液(CS4)により保護膜(PF)も十分に除去することができる。
例5.本開示の他の例に係る基板処理方法は、基板(W)の表面(Wa)に、金属を含有する被膜(MF)を形成することと、基板(W)の周縁部(Wc)の第1の位置(P1)に被膜(MF)を溶解させる機能を有する第1の薬液(CS1)を供給することと、第1の薬液(CS1)により溶解した被膜(MF)が乾燥した後に、基板(W)の周縁部(Wc)の第2の位置(P2)であって、第1の位置(P1)よりも基板(W)の周縁側である第2の位置(P2)に、被膜(MF)を溶解させる機能を有する第2の薬液(CS2)を供給することとを含む。例5に係る基板処置方法によれば、例1の装置(1)と同様の作用効果が得られる。
例6.例5に係る方法において、第1の位置(P1)に第1の薬液(CS1)を供給することの後で且つ第2の位置(P2)に第2の薬液(CS2)を供給することの前に、第1の薬液(CS1)により溶解した被膜(MF)を乾燥させるように、基板(W)を回転させることをさらに含んでいてもよい。この場合、例2の装置(1)と同様の作用効果が得られる。
例7.例5又は例6に係る方法において、基板(W)の表面(Wa)に被膜(MF)を形成することの前に、基板(W)の周縁部(Wc)に保護膜(PF)を形成することと、第2の位置(P2)に第2の薬液(CS2)を供給することの後に、基板(W)の周縁部(Wc)に、保護膜(PF)を溶解させる機能を有する第3の薬液(CS3)を供給することとをさらに含んでいてもよい。この場合、例3の装置(1)と同様の作用効果が得られる。
例8.例7に係る方法において、基板(W)の周縁部(Wc)に第3の薬液(CS3)を供給することの後に、基板(W)の周縁部(Wc)に、保護膜(PF)を溶解させる機能を有する第4の薬液(CS4)であって、第3の薬液(SC3)と比較して水素イオン濃度が低い第4の薬液(CS4)を供給することをさらに含んでいてもよい。この場合、例4の装置(1)と同様の作用効果が得られる。
例9.本開示の他の例に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体(RM)は、例5~8のいずれかに記載の方法を基板処理装置(1)に実行させるためのプログラムを記録している。この場合、例5~8のいずれかの方法と同様の作用効果を有する。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(RM)には、一時的でない有形の媒体(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。
以下、実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
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。
(比較例1)
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。
(金属成分の残留量の評価方法)
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。
(金属成分の残留量の評価結果)
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。
(実施例2)
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。
(比較例2)
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。
(金属成分の残留量の評価結果)
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。
(実施例3)
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。
(実施例4)
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。
(実施例5)
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。
(保護膜の残渣の評価方法)
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。
(保護膜の残渣の評価結果)
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6)
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7)
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8)
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。
(金属成分の残留量の評価結果)
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。
以上より、図20及び図21に示されるように、実施例5及び実施例8のように、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場合には、保護膜PFの残渣数及び金属成分Mの両方を削減できることが確認された。
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)、100…保護処理部、200…成膜部、300…被膜洗浄部、400…保護膜洗浄部、P1…位置(第1の位置)、P2…位置(第2の位置)、CS1…第1の薬液、CS2…第2の薬液、CS3…第3の薬液、CS4…第4の薬液、MF…レジスト膜(被膜)、PF…保護膜、RM…記録媒体、W…ウエハ(基板)、Wa…表面、Wc…周縁部。

Claims (5)

  1. 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、
    前記基板の周縁部に保護膜を形成するように構成された保護処理部と、
    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、
    制御部とを備え、
    前記制御部は、
    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、
    前記基板の周縁部に前記保護膜が形成された後に、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
    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、
    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とを実行する、基板処理装置。
  2. 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。
  3. 基板の周縁部に保護膜を形成することと、
    前記基板の周縁部に保護膜を形成した後に、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
    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、
    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とを含む、基板処理方法。
  4. 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、請求項に記載の方法。
  5. 請求項3又は4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。
JP2018076288A 2018-04-11 2018-04-11 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 Active JP7085392B2 (ja)

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