特許 7583541 基板処理方法及び基板処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】基板処理方法及び基板処理システム

(51)【国際特許分類】

   B05D 1/40 20060101AFI20241107BHJP

   B05D 1/32 20060101ALI20241107BHJP

   B05D 7/00 20060101ALI20241107BHJP

   B05C 11/08 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

B05D1/40 A

B05D1/32 A

B05D7/00 P

B05C11/08

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020119224

(22)【出願日】2020-07-10

(65)【公開番号】P2022015992

(43)【公開日】2022-01-21

【審査請求日】2023-04-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】畠山 真一

【審査官】市村 脩平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０４９９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２４１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９８３３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｄ１／００－７／２６

Ｂ０５Ｃ１／００－２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する基板処理方法であって、
前記基板の表面の少なくとも周縁部に塗布液の拡散を阻害する、撥水性又は疎水性を有する阻害膜を形成する工程と、
前記阻害膜が形成された基板を水平に保持して回転させると共に、ノズルから前記阻害膜を除去する処理液を吐出させながら、当該ノズルを前記基板の周縁部外側から前記周縁部に移動させて前記周縁部の阻害膜の一部を除去する工程と、
その後前記基板を水平に保持して回転させると共に、塗布液ノズルから塗布液を吐出させながら、当該塗布液ノズルを前記基板の周縁部外側から前記周縁部に移動させ、前記阻害膜が除去された領域に塗布膜を形成する工程と、
を有する、基板処理方法。

【請求項2】

前記阻害膜を形成する工程においては、前記基板の表面の全面に阻害膜が形成される、請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記阻害膜は疎水性膜である、請求項１または２のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記処理液はアルカリ性処理液である、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項5】

前記塗布膜を形成する工程において、前記塗布液ノズルから吐出される塗布液が前記基板に着地する位置は、前記一部が除去された阻害膜の境界または当該境界の内側である、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項6】

前記阻害膜の一部を除去する工程と、塗布膜を形成する工程とは、各々別々の処理容器内で行われる、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項7】

前記阻害膜の一部を除去する工程と、塗布膜を形成する工程とは、同一の処理容器内で行われる、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項8】

基板を処理する基板処理システムであって、
前記基板の表面の少なくとも周縁部に塗布液の拡散を阻害する、撥水性又は疎水性を有する阻害膜を形成する装置と、
前記基板の表面の周縁部の阻害膜を除去する装置と、
前記基板の表面の周縁部に塗布液を塗布する装置と、
前記各装置を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記基板の表面の少なくとも周縁部に塗布液の拡散を阻害する阻害膜を形成する工程と、その後前記周縁部の阻害膜の一部を除去する工程と、
その後前記阻害膜が除去された領域に前記塗布液を塗布して塗布膜を形成する工程と、を実施するように構成されている、基板処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理方法及び基板処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から半導体ウェハ（以下、単にウェハということがある）などの基板のエッジ部分に塗布液を塗布して、エッジ部分を保護する処理が行われている。

【0003】

この点に関し、特許文献１には、基板の周縁部に塗布液を塗布する周縁部塗布装置であって、前記基板を水平に保持して回転させる回転保持部と、前記基板の上方に位置して下方に前記塗布液を吐出する塗布液ノズルを有し、前記基板の表面に前記塗布液を供給する塗布液供給部と、前記塗布液ノズルを水平方向に移動させる水平移送部と、前記回転保持部、前記塗布液供給部及び前記水平移送部を制御する塗布制御部と、を備えた周縁部塗布装置が記載されている。
そして前記塗布制御部は、前記回転保持部を制御して前記基板を回転させると共に、前記塗布液供給部を制御して前記塗布液ノズルから前記塗布液を吐出させながら、前記水平移送部を制御して前記塗布液ノズルを前記基板の周縁の外側から前記基板の周縁部上に移動させるスキャンイン制御と、前記回転保持部を制御して前記基板を回転させると共に、前記塗布液供給部を制御して前記塗布液ノズルから前記塗布液を吐出させながら、前記水平移送部を制御して前記塗布液ノズルを前記基板の周縁部上から前記基板の周縁の外側に移動させるスキャンアウト制御とを行い、前記スキャンアウト制御を行うときに、前記塗布液が前記基板の周縁側に移動する速度に比べ低い速度で前記塗布液ノズルを移動させるよう構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－１１０３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示にかかる技術は、基板の周縁部に塗布する塗布液の膜厚の均一性を向上させる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、基板を処理する基板処理方法であって、前記基板の表面の少なくとも周縁部に塗布液の拡散を阻害する、撥水性又は疎水性を有する阻害膜を形成する工程と、前記阻害膜が形成された基板を水平に保持して回転させると共に、ノズルから前記阻害膜を除去する処理液を吐出させながら、当該ノズルを前記基板の周縁部外側から前記周縁部に移動させて前記周縁部の阻害膜の一部を除去する工程と、その後前記基板を水平に保持して回転させると共に、塗布液ノズルから塗布液を吐出させながら、当該塗布液ノズルを前記基板の周縁部外側から前記周縁部に移動させ、前記阻害膜が除去された領域に塗布膜を形成する工程と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、基板の周縁部に塗布する塗布液の膜厚の均一性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】従来技術による基板周縁部への塗布液の塗布方法を示す説明図である。

【図2】実施の形態にかかる基板処理方法を実施するための各種装置を搭載した基板処理システムの構成の概略を模式的に示す平面図である。

【図3】図２の基板処理システムの構成の概略を模式的に示す正面図である。

【図4】図２の基板処理システムの構成の概略を模式的に示す背面図である。

【図5】阻害膜を形成するアドヒージョン装置の構成の概略を模式的に示した説明図である。

【図6】周縁部除去装置の構成の概略を模式的に示した説明図である。

【図7】周縁部塗布装置の構成の概略を模式的に示した説明図である。

【図8】阻害膜の形成、一部除去のプロセスを示す平面視での説明図である。

【図9】実施の形態にかかる基板処理方法において、基板周縁部への塗布液の塗布方法を示す説明図である。

【図10】従来技術と実施の形態とにおける基板周縁部に塗布された塗布液の膜厚を比較したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

半導体デバイス等の製造プロセスにでは、ウェハ上にレジスト液を供給しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理等を含む一連のフォトリソ工程が行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。上記一連の処理は、ウェハを処理する各種液処理装置、熱処理装置、ウェハを搬送する搬送装置等を搭載した塗布現像処理システムで行われている。またフォトリソ工程が終わったウェハに対してはその後エッチング処理等が行われ、再びフォトリソ工程の一連の処理が行われることがある。

【0010】

このようなプロセスにおいて、ウェハなどの基板の周縁部に塗布液を塗布して塗布膜を形成し、当該周縁部を保護する処理が実施されることがある。このような周縁部塗布処理は、従来から例えば図１に示したようなプロセスを通じて行われる。

【0011】

すなわち、まず対象となるウェハＷの外側に前記塗布液を塗布するノズルＮを配置し（図１（ａ））、塗布液（例えばレジスト液）Ｒを、ノズルＮから吐出させながら、回転しているウェハＷの中心側（内側）へ移動させる（図１（ｂ））。そして予め定められた位置（着地点Ｐ）にてノズルＮの移動を停止させる（図１（ｃ））。その後予め定められた時間が経過した後、ノズルＮをウェハＷの外側に退避させる（図１（ｄ））。

【0012】

しかしながらかかる方法では、図１（ｃ）に示したように、着地点Ｐの内側に環状のハンプＨが形成されてしまうことがあった。ハンプとは他所と比べて極端に膜厚が厚い塗布膜である。このようなハンプＨが形成されると、以降の工程で残渣として残り、歩留まりが低下する。

【0013】

ハンプＨが形成される原因として、発明者は以下のように考えている。すなわち、ウェハのエッジ部分の塗布プロセスでは、塗布膜形成中、ノズルＮから吐出された塗布液Ｒは着地点Ｐ（吐出された塗布液がウェハＷの表面に到達する地点）よりも内側に入り込む。着地点Ｐよりも内側は塗布液Ｒが供給されず乾燥が進むが、着地点Ｐよりも外側は塗布液Ｒが供給され続けるため乾燥しない。そのためこの乾燥の時間差がハンプＨ発生の原因の一つになっていると考えられる。なおノズルＮから吐出された塗布液が、着地点Ｐよりも内側に入り込むのは、ノズルＮのウェハＷに対する吐出角度が、平面視では径方向ではなく、ウェハＷの接線方向に対して、例えば３０～４０度程度の角度を持っているため、内側方向へのベクトルが働くためである。

【0014】

これを改善するため、これまではウェハＷの回転数を上げたり、塗布液Ｒの組成を変更したりして、前記した乾燥時間差の低減を図っていたが、塗布液Ｒによって形成された塗布膜のロバスト性が不足し、またハンプＨの低減にも限界があった。

【0015】

そこで本開示にかかる技術は、基板の周縁部に塗布液を塗布するにあたり、前記したようなハンプの発生を抑えて、基板の周縁部における塗布液の膜厚の均一性を向上させる。

【0016】

以下、本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、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。

【0017】

＜基板処理システム＞
図２は、実施の形態にかかる基板処理方法を実施するための各種措置を搭載した基板処理システム１の内部構成の概略を模式的に示す説明図である。また図３及び図４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。

【0018】

基板処理システム１は、図２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、を有する。そして、基板処理システム１は、カセットステーション１０と、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。

【0019】

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。

【0020】

カセットステーション１０には、図の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。

【0021】

処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数例えば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２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２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２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２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。

【0022】

第１のブロックＧ１には、図４に示すように複数の液処理装置、例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト膜形成装置３２と、上部反射防止膜形成装置３３、周縁部除去装置３４、周縁部塗布装置３５が設けられている。現像処理装置３０は、ウェハＷを現像処理する。下部反射防止膜形成装置３１は、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。レジスト膜形成装置３２は、ウェハＷにレジスト液を供給してレジスト膜を形成する。上部反射防止膜形成装置３３は、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。

【0023】

これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト膜形成装置３２、上部反射防止膜形成装置３３、周縁部除去装置３４、周縁部塗布装置３５の数や配置は、任意に選択できる。

【0024】

これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト膜形成装置３２、上部反射防止膜形成装置３３、周縁部除去装置３４、周縁部塗布装置３５では、例えばウェハＷ上に所定の処理液、塗布液を用いた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、例えばノズルからウェハＷ上に処理液や塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、処理液や塗布液をウェハＷの表面に拡散させる。

【0025】

第２のブロックＧ２には、図４に示すように、熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、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。熱処理装置４０は、ウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う。アドヒージョン装置４１は、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるため、蒸気状態のＨＭＤＳなどをウェハＷ上に供給してウェハＷ上に疎水性の膜を均一に形成する。周辺露光装置４２は、ウェハＷの外周部を露光する。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の数や配置は、任意に選択できる。

【0026】

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。

【0027】

図４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、ウェハ搬送装置７０が配置されている。

【0028】

ウェハ搬送装置７０はそれぞれ、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を有している。ウェハ搬送装置７０は、上下に複数台配置されており、各ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、例えば各ブロックＧ１～Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウェハＷを搬送できる。

【0029】

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。

【0030】

シャトル搬送装置８０は、例えば図４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。

【0031】

図２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９０が設けられている。ウェハ搬送装置９０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９０ａを有している。ウェハ搬送装置９０は、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。

【0032】

インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１００と受け渡し装置１０１が設けられている。ウェハ搬送装置１００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１００ａを有している。ウェハ搬送装置１００は、例えば搬送アーム１００ａ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１０１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。

【0033】

以上の基板処理システム１には、制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、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における各種処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部２００にインストールされたものであってもよい。

【0034】

以上の構成を有する基板処理システム１に搭載されている、実施の形態にかかる基板処理方法を実施するための各種装置について以下、個別具体的に説明する。

【0035】

＜アドヒージョン装置＞
アドヒージョン装置４１は、既述したように本来はレジスト液とウェハＷとの定着性を高めるために、パターン形成用のレジスト液を塗布する前にウェハＷ全面に対してＨＭＤＳを供給するものであるが、ＨＭＤＳには撥水性があることが知られている。そこでこのアドヒージョン装置４１を利用して、実施の形態における阻害膜の形成プロセスに用いる。

【0036】

アドヒージョン装置４１は、図５に示したように、処理容器１１０を有している。処理容器１１０内にはウェハＷを載置する載置台１１１が設けられている。載置台１１１内には加熱用のヒータ１１２が設けられている。載置台１１１には、貫通孔１１３が複数個所に形成されている。これら貫通孔１１３内を昇降する昇降ピン１１４ａが、昇降ピン支持部１１４に設けられている。昇降ピン支持部１１４は昇降機構１１５によって上下に昇降する。

【0037】

処理容器１１０の天井部の中央には、給気口１１６が設けられており、給気口１６７には供給路１１７が接続されている。そして供給路１１７は、ＨＭＤＳの蒸気の供給源（図示せず）に通じている。一方、処理容器１１０の底部における載置台１１１の外側には、排気口１１８が設けられており、排気口１１８には排気路１１９が接続されている。排気路１１９は、排気装置Ｍに通じている。

【0038】

以上の構成により、給気口１１６から供給されたＨＭＤＳの蒸気は、載置台１１１上でヒータ１１２により予め定められた温度に加熱されたウェハＷの上面に、均一に供給されて、ウェハＷの表面に全面に、阻害膜としての撥水性のあるＨＭＤＳの膜が形成される。

【0039】

＜周縁部除去装置＞
周縁部除去装置３４は、図６に示した構成を有している。すなわち、この周縁部除去装置３４は、処理容器１２０を有しており、その中央には、ウェハＷを水平に吸着保持して回転させる回転保持機構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、回転支持部材１２２によって支持されている。回転支持部材１２２は、モータなどの回転駆動機構１２３に接続されている。また回転支持部材１２２は上下動可能に構成されている。

【0040】

処理容器１２０の天井部には、フィルタ装置１２４が設けられ、清浄化された空気のダウンフローが給気部１２５を介して処理容器１２０内に形成される。

【0041】

スピンチャック１２１の周囲には、スピンチャック１２１に保持されたウェハＷを囲むように、カップ１２６が配置されている。そしてカップ１２６の底部には、排液管１２７と排気管１２８が設けられている。排気管１２８は排気装置１２９に通じている。

【0042】

そして処理容器１２０内には、ＨＭＤＳ膜を除去可能な処理液、例えばアルカリ性の処理液、例えば現像液を吐出するノズル１３０、１３１が配置される。すなわち周縁部除去装置３４は、スピンチャック１２１に保持されたウェハＷの上面側から当該ウェハＷの周縁部に向けて現像液を吐出するノズル１３０と、当該ウェハＷの裏面側から当該ウェハＷの周縁部裏面に向けて現像液を吐出するノズル１３１とを有している。上側に位置するノズル１３０は支持アーム（図示せず）によって移動可能であり、図６に示した吐出時の位置と、ウェハＷを搬入出する際の、カップ１２６の外側の退避位置との間で移動する。さらにまた吐出する際にも、保持されたウェハＷの周縁部外側から内側方向へと任意の範囲でノズル１３０は移動可能である。ノズル１３１は裏面側に回り込んだＨＭＤＳの溶融液や処理液を除去するためのものであり、通常、定位置に固定配置されている。

【0043】

＜周縁部塗布装置＞
周縁部塗布装置３５は、図７に示した構成を有している。この周縁部塗布装置３５は、基本的には前記した周縁部除去装置３４と同様な構成を有している。すなわち、周縁部塗布装置３５は、処理容器１４０を有しており、その中央には、スピンチャック１４１が設けられている。スピンチャック１４１は、上下動可能な回転支持部材１４２によって支持され、回転支持部材１４２は、回転駆動機構１４３に接続されている。

【0044】

処理容器１４０の天井部には、フィルタ装置１４４が設けられ、清浄化された空気のダウンフローが給気部１４５を介して処理容器１４０内に形成される。またスピンチャック１４１の周囲には、カップ１４６が配置されている。カップ１４６の底部には、排液管１４７と排気管１４８が設けられ、排気管１４８は排気装置１４９に通じている。

【0045】

そして処理容器１４０内には、ウェハＷの周縁部を保護するための塗布液、例えばレジスト液を周縁部に向けて吐出する塗布液ノズル１５０と、塗布液を除去する溶剤を吐出する溶剤ノズル１５１が配置可能である。すなわち周縁部塗布装置３５は、スピンチャック１４１に保持されたウェハＷの上面側から当該ウェハＷの周縁部に向けて塗布液を吐出する塗布液ノズル１５０と、当該ウェハＷの裏面側から当該ウェハＷの周縁部裏面に向けて溶剤ノズル１５１とを有している。

【0046】

上側に位置する塗布液ノズル１５０は支持アーム（図示せず）によって移動可能であり、図７に示した吐出時の位置と、ウェハＷを搬入出する際の、カップ１４６の外側の退避位置との間で移動する。さらにまたさらにまた塗布液を吐出する際にも、保持されたウェハＷの周縁部外側から内側方向へと任意の範囲で塗布液ノズル１５０は移動可能である。溶剤ノズル１５１は裏面側に回り込んだ塗布液を除去するためのものであり、通常、定位置に固定配置されている。

【0047】

＜基板処理方法＞
基板処理システム１に搭載されるアドヒージョン装置４１、周縁部除去装置３４及び周縁部塗布装置３５は以上の構成を有しており、次にこれらの各装置を用いた実施の形態にかかる基板処理方法について説明する。

【0048】

まず周縁部に塗布液を塗布して周縁部を保護する対象のウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によってアドヒージョン装置４１内に搬入され、載置台１１１に載置される。そしてヒータ１１２によって予め定められた温度、例えば９０～２００℃にまで加熱される。当該処理温度に達すると、図５に示したように、給気口１１６から供給されたＨＭＤＳの蒸気がウェハＷに供給される。これによって図８（ａ）に示したＨＭＤＳ供給前のウェハＷは、図８（ｂ）に示したように、表面全面に阻害膜としてＨＭＤＳの膜Ｓが形成される。

【0049】

このようにして阻害膜としてのＨＭＤＳの膜Ｓが形成された後、ウェハＷはウェハ搬送装置７０によってアドヒージョン装置４１から搬出され、次いで熱処理装置４０に搬入されて、予め定められた温度、例えば２３℃にまで冷却される。

【0050】

そのようにして冷却されたウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって搬出され、次に周縁部除去装置３４に搬入される。そして図６に示したように、スピンチャック１２１に保持されたウェハＷに対して、ノズル１３０、１３１が吐出位置に配置され、ウェハＷを例えば１００～２０００ｒｐｍで回転させながら、ウェハＷの周縁部に対して、現像液が吐出される。かかる場合、ノズル１３０については、現像液を吐出させながら、ウェハＷの周縁外側から周縁部の内側に向けて移動させ、膜Ｓの周縁部を除去することが好ましい。

【0051】

これによってウェハＷの表面全面に形成されていた阻害膜としてＨＭＤＳの膜Ｓは、周縁部が除去され、図８（ｃ）に示したように、ウェハＷの外周周縁部に膜Ｓが除去された環状の領域ＷＥが出現する。領域ＷＥの径方向の長さは、例えば０．５～５．０ｍｍである。

【0052】

このようにしてウェハＷの表面の外周周縁部に膜Ｓが除去された領域ＷＥを有するウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって搬出され、次に周縁部塗布装置３５に搬入される。そして周縁部塗布装置３５では、図７に示したように、当該ウェハＷがスピンチャック１４１に吸着保持され、次いでスピンチャック１４１によって、例えば１００～１５００ｒｐｍで回転される。その状態で、塗布液ノズル１５０からウェハＷの領域ＷＥに対して塗布液、例えばレジスト液が吐出され、裏面側の溶剤ノズル１５１から溶剤がウェハＷの周縁部の裏面に吐出される。

【0053】

以下、周縁部塗布装置３５で行われる周縁部塗布プロセスについて図９に基づいて説明する。まず図９（ａ）に示したように、スピンチャック１４１で保持されたウェハＷの周縁部外側にて、塗布液ノズル１５０は塗布液Ｒを吐出する。次いで図９（ｂ）に示したように塗布液ノズル１５０をウェハＷの中心側、すなわちウェハＷの周縁部内側に移動させる。これによって塗布液Ｒは、領域ＷＥに対して吐出されていく。そして図９（ｃ）に示したように、阻害膜としてのＨＭＤＳの膜Ｓの界面（境界）Ｓｏに着地点Ｐが到達したら、塗布液ノズル１５０の移動を停止する。その状態で、例えば０．３秒～５．０秒経過したら、図９（ｄ）に示したように塗布液ノズル１５０をウェハＷの周縁部外側に移動させる。これによって、ウェハＷの周縁部には、塗布液Ｒの膜が形成される。

【0054】

以上の周縁部塗布プロセスにおいて、図９に示したように、ウェハＷの周縁部には、従来発生していた塗布液Ｒのハンプの発生は抑えられている。これは、アドヒージョン装置４１によって形成されたＨＭＤＳの膜Ｓは、撥水性を有するため、従来、着地点Ｐよりも内側に回り込んでいた塗布液の回り込みが膜Ｓによって抑制され、着地点Ｐ内外の乾燥時間差が低減しているためである。したがって、膜Ｓの界面Ｓｏより外側の領域ＷＥに塗布された塗布液Ｒは均一な膜厚を有する塗布膜とすることができる。

【0055】

実際に発明者が実験したところ、図１０に示した結果が得られた。図１０は、横軸がウェハＷのエッジ部からの距離を示し、縦軸は塗布液Ｒの膜厚を示している。これによれば破線で示した従来手法によれば、エッジ部から１．９ｍｍ～２．０ｍｍの間に膜厚が１．５ｍｍを超えるハンプが形成されているのに対し、実線で示した実施の形態による撥水性を有する阻害膜を形成した例では、１．９ｍｍ～２．０ｍｍの間にわずかに膜厚が厚い部分が発生したが、その厚さは０．７５ｍｍ程度であった。

【0056】

そしてエッジ部から１．８５ｍｍ地点の膜厚と、形成された塗布膜の最大膜厚を比較すれば、従来手法では２．４７倍に達しているのに対し、実施の形態による撥水性を有する阻害膜を形成した例では、これを１．４５倍に抑えることができた。したがって従来よりも４１％のハンプの低減が達成できた。またこの種の周縁部に塗布する塗布膜の膜厚の均一性は、１．８５ｍｍ地点の膜厚に対して１．５倍以下に抑えることが要求されるが、実施の形態にかかる基板処理方法では、当該要求を満たすことが確認できた。

【0057】

以上の実施の形態では、阻害膜としての膜ＳはＨＭＤＳによって形成していたが、もちろんこれに限らず、塗布液Ｒとの関係で撥水性、疎水性を有するものであれば、他の膜形成材料を用いることができる。また前記した実施の形態では、アドヒージョン装置４１によってウェハＷの表面全面に阻害膜を形成したが、これに限らず、他の形成方法、例えばスピンコーティング法によって、ウェハＷの表面全面に阻害膜を形成するようにしてもよい。

【0058】

さらにまた阻害膜の目的からすれば、必ずしもウェハＷの表面全面に阻害膜を形成する必要はなく、周縁部塗布プロセスにおいて、周縁部を保護する塗布液の領域よりも内側に阻害膜が形成されていればよいので、例えばウェハＷの周縁部に環状に阻害膜を形成してもよい。

【0059】

ところで、周縁部塗布膜形成プロセスにおいて、塗布液ノズル１５０から吐出される塗布液の着地点Ｐの位置は、前記実施の形態では、阻害膜としての膜Ｓの外側の界面Ｓｏと同じ位置に設定していたが、界面Ｓｏよりも内側、すなわち膜Ｓの上であってもよい。膜Ｓ自体は撥水性を有するため、膜Ｓの上に吐出されてもウェハＷが回転する際の遠心力により、塗布液Ｒは外側に追い出されやすくなるので、膜Ｓ上に残置してそのまま乾燥してハンプが形成されることは抑えられるからである。

【0060】

また前記実施の形態では、阻害膜としてのＨＭＤＳの膜Ｓの除去工程と、周縁部塗布膜形成工程とは、各々別の処理容器、すなわち、周縁部除去装置３４と周縁部塗布装置３５の各処理容器１２０、１４０で行われていた。これは排液される液が、周縁部除去装置３４では現像液などのアルカリ性処理液であるのに対し、周縁部塗布装置３５で塗布される塗布液Ｒがレジスト液及びその溶剤であり、有機性薬液であるため、そのまま同一の排液管から排出することが好ましくないことから採用されたものである。これによって廃液処理が従来既存の装置、設備がそのまま利用できるという利点があった。

【0061】

しかしながら周縁部に塗布される膜厚の均一性を向上させるという観点からは、必ずしもそのように阻害膜の除去工程と、周縁部塗布膜形成工程とを別々の処理容器で行う必要がなく、排液系統を別に分けた装置であれば、１つの処理容器内で行ってもよい。

【0062】

また前記実施の形態では、阻害膜として撥水性のある膜、例えばＨＭＤＳの膜Ｓを用いていたが、図９に示される通常のアドヒージョン処理によって形成される膜Ｓの厚さｄは、数ｎｍ～数十ｎｍであるのに対し、塗布液Ｒによって形成される塗布膜Ｒの厚さＤは、１００ｎｍ～２００ｎｍである。このように膜厚に相当程度の差があっても、膜Ｓに撥水性、疎水性があれば、塗布液Ｒの拡散、回り込みを抑えてハンプの発生を抑制できた。

【0063】

しかしながら、阻害膜として撥水性、疎水性のない膜を用いても塗布液Ｒの拡散、回り込みを抑えてハンプの発生を抑制することが可能である。すなわち、膜Ｓの厚さを、塗布液Ｒの膜厚の１/２以上の膜厚として形成することにより、その界面を塗布液Ｒが内側に回り込んだり、拡散することを抑える壁として機能させることができる。したがって本開示における阻害膜は、必ずしも疎水性、撥水性を有する膜に限られない。

【0064】

今回開示された実施の形態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。

【符号の説明】

【0065】

１ 基板処理システム
３４ 周縁部除去装置
３５ 周縁部塗布装置
４１ アドヒージョン装置
１２０、１４０ 処理容器
１２１、１４１ スピンチャック
１３０ ノズル
１５０ 塗布液ノズル
２００ 制御部
Ｐ 着地点
Ｒ 塗布液
Ｓ 膜
Ｓｏ 界面
Ｗ ウェハ
ＷＥ 領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】