JP6732121B2 - 基板処理方法、記憶媒体及び基板処理システム - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１７年５月２５日に日本国に出願された特願２０１７−１０３３６９号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。

本発明は、液浸露光の前後に基板を処理する基板処理方法、記憶媒体及び基板処理システムに関する。

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、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に塗布液を供給してレジスト膜等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。

近年、線幅が４０〜４５ｎｍ程度の極めて微細なレジストパターンを得るための技術として、液浸露光技術が提案されている（特許文献１参照）。液浸露光とは、ウェハと露光用投影レンズとの間に、水などの高屈折率の液浸液を介して露光する技術である。

液浸露光では、上述のように、露光用投影レンズとウェハとの間に液浸液を保持させるため、ウェハの最表面を形成するレジスト膜等に疎液性が付与されている。そのため、露光の際に液ちぎれが起こり、ウェハ上に液浸液が残る「水残り」が発生し易い。ウェハ上に残った液浸液は、パターン形状欠陥等のレジストパターンの欠陥（ウォーターマーク欠陥）の原因となる。

なお、特許文献１では、液浸液の微小な液滴が露光後にウェハ上に残ってしまうことに起因するウォーターマーク欠陥の発生を抑制するため、液浸露光後等にレジスト膜を洗浄する技術が開示されている。

日本国特開２０１４−２１１４９０号公報

ところで、液浸露光装置におけるスループットをさらに向上させるためには、露光用投影レンズを保持し該レンズを介して紫外線を照射する露光ヘッドを、ウェハが載置されたステージに対して移動させる速度（以下、スキャンスピードという）を上昇させる必要がある。しかし、スキャンスピードを上昇させると、水残りが生じやすくなり、ウォーターマーク欠陥が多く発生するおそれがある。

特許文献１に開示の技術では、液浸露光後のレジスト膜の洗浄にて、レジスト膜上に残った液浸液の除去が実施されている。それとは別に、液浸液がレジスト膜上に残りにくい状態を液浸露光前に作ることができれば、上記ウォーターマーク欠陥の発生をさらに抑制可能となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、液浸露光の前後に基板を処理する基板処理方法及び基板処理システムにおいて、水残りによるウォーターマーク欠陥の発生をさらに抑制することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一態様は、基板を処理する基板処理方法であって、疎液性を有する塗布膜が形成された基板の外周領域に、親液性を有する親液部と、前記塗布膜上の液浸液を前記親液部に誘導する誘導部とを、形成する形成工程と、該形成工程後の基板に対する、液浸露光によるパターンの露光後に、基板の外側端面から所定距離内に形成された前記塗布膜を除去するＥＢＲ処理を行うＥＢＲ処理工程と、を含み、前記外周領域は、前記ＥＢＲ処理が行われるＥＢＲ領域内の外側寄りに位置するものである。

別な観点による本発明の一態様によれば、前記基板処理方法を基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システム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が提供される。

また別な観点による本発明の一態様は、基板を処理する基板処理システムであって、疎液性を有する塗布膜が形成された基板の外周領域に、親液性を有する親液部と、前記塗布膜上の液浸液を前記親液部に誘導する誘導部とを、形成する形成装置と、該形成装置により前記親液部と前記誘導部が形成された基板に対する、液浸露光によるパターンの露光後に、基板の外側端面から所定距離内に形成された前記塗布膜を除去するＥＢＲ処理を行うＥＢＲ処理装置と、を備え、前記外周領域は、前記ＥＢＲ処理が行われるＥＢＲ領域の外側寄りに位置するものである。

本発明によれば、液浸露光の前後に基板を処理する基板処理方法及び基板処理システムにおいて、水残りによるウォーターマーク欠陥の発生をさらに抑制することができる。

特定のＥＢＲ処理が行われたウェハの周縁部の模式拡大図である。 本発明の第１の実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる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の実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す背面図である。 外周領域のレジストパターンの一例を示す上面図である。 図５のレジストパターン上に液浸液が残ったときの液捌けの様子を模式的に示す図である。 外周領域のレジストパターンの他の例を示す図である。 外周領域のレジストパターンの他の例を示す図である。 外周領域のレジストパターンの他の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態にかかる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３の実施形態にかかる基板処理システムにおける液浸露光前のウェハの一例を示す平面図である。 図１１のウェハの外周領域におけるレジスト膜を説明するための拡大断面図である。

本発明者は、水残りによるウォーターマーク欠陥の発生を抑制するために、液浸露光工程を含む従来の基板処理方法で処理した基板の表面を観察した。観察の結果、従来の基板処理方法では、基板の周縁部の特定の領域に多くのウォーターマーク欠陥が生じることが確認された。
また、一般的に、ウォーターマーク欠陥の数と、液浸露光に用いるレジスト膜の後退接触角（ＲＣＡ：Receding Contact Angle）すなわち疎液性との間には、ＲＣＡが大きいときに、すなわち疎液性が高いときに、ウォーターマーク欠陥の数が少なくなる相関があることが知られている。それを踏まえ、本発明者は、改めて、ウォーターマーク欠陥の数と疎液性との関係について検討したところ、レジスト膜の疎液性が低いにも関わらずウォーターマーク欠陥の数が少ないウェハが存在することが判明した。

また、前述の従来の基板処理方法では、ウェハの周縁部のレジスト膜を環状に除去するＥＢＲ処理を行っている。この点を鑑み、本発明者は、さらに検討を進め、以下の点を確認した。ＥＢＲ処理により露出したウェハの表面とＥＢＲ処理後のレジスト膜との境界が滑らかな場合、すなわち、処理後のレジスト膜の外縁の形状が滑らかとなるＥＢＲ処理（以下、「通常のＥＢＲ処理」という）の場合は、レジスト膜の疎液性とウォーターマーク欠陥の数との上述の相関は維持されることを確認した。また、ＥＢＲ処理後のレジスト膜の外縁の形状が滑らかではなく、径方向の小さな凹凸を有するようになるＥＢＲ処理（以下、「ラフＥＢＲ処理」という）の場合、レジスト膜の疎液性が低いときでもウォーターマーク欠陥の数が少なくなることも確認された。

さらに、ＥＢＲ処理後のウェハの周縁部を観察すると、通常のＥＢＲ処理の場合は、周縁部の広い範囲でウォーターマーク欠陥が観察されるが、ラフＥＢＲ処理の場合は、周縁部のうちＥＢＲ処理すべき領域（以下、「ＥＢＲ領域」という）またはＥＢＲ領域近傍で、ウォーターマーク欠陥が観察されるが、周縁部のうちＥＢＲ領域より遠い部分ではウォーターマーク欠陥がほとんど観察されないことが確認された。

以上の検討結果と以下の事実（１）、（２）を鑑みると、以下の（Ａ）〜（Ｃ）が推測される。なお、図１は、ラフＥＢＲ処理が行われたウェハの周縁部の模式拡大図である。

（１）液浸露光の際、図１に示すように、液浸液ＬはウェハＷの周縁部Ａ１に膜状に残る。具体的には、ウェハＷの周縁部Ａ１において、液浸液Ｌは、上記周縁部Ａ１の外側部分Ａ２でラフＥＢＲ処理により露出したウェハＷの下地Ｇと、ＥＢＲ処理で除去されなかったレジスト膜Ｆと、に跨る膜Ｌとして残る。
（２）また、周縁部Ａ１の外側部分Ａ２においてＥＢＲ処理により露出したウェハＷの下地Ｇは親液性を有し、ラフＥＢＲ処理で除去されなかったレジスト膜Ｆは疎液性を示す。

（Ａ）周縁部Ａ１において、ウェハＷの下地Ｇより内側のレジスト膜Ｆ上に残った液浸液は、ラフＥＢＲ処理により液捌けが向上している。そのため、ラフＥＢＲ処理の場合、ウェハＷの周縁部Ａ１のウォーターマーク欠陥が減少するので、レジスト膜Ｆの疎液性が低くても、ウェハＷ全体のウォーターマーク欠陥が減少する。
（Ｂ）上記液捌けは、疎液性を示す上記レジスト膜Ｆ上に残った液浸液が、ラフＥＢＲ処理により露出した親液性を示すウェハＷの下地Ｇに誘導されることにより、向上している。下地Ｇに誘導された液浸液は例えばウェハＷの外周端から零れ落ちる。
（Ｃ）ラフＥＢＲ処理を行った場合における液浸液の下地Ｇへの上記誘導は、ウェハＷの周縁部Ａ１の外側部分Ａ２において、ウェハＷの下地Ｇと、ラフＥＢＲ処理で残ったレジスト膜Ｆの一部（レジスト膜Ｆ１）とが、ウェハＷの周方向に沿って混在していることに起因する。言い換えると、ウェハＷの周縁部Ａ１の外側部分Ａ２に、ウェハＷの周縁部Ａ１の内側部分Ａ３のレジスト膜Ｆと連続し疎液性を有するレジスト膜Ｆ１すなわち疎液部Ｆ１と、親液性を有するウェハＷの下地Ｇの内側部分Ｇ１すなわち親液部Ｇ１とが存在し、これら疎液部Ｆ１と親液部Ｇ１とが、周方向に沿って混在していることによって、液浸液の親液部Ｇ１への誘導が起こる。

なお、上記（Ｃ）のように親液部Ｇ１と疎液部Ｆ１とが周方向に沿って混在していることにより液浸液がウェハＷの親液部Ｇ１に誘導される理由としては以下のものが考えられる。
（Ｃ１）上述のように混在する場合、疎液部Ｆ１上の液浸液及び周縁部Ａ１の内側部分Ａ３のレジスト膜Ｆであって疎液部Ｆ１近傍のレジスト膜Ｆ上の液浸液は、周縁部Ａ１の外側部分Ａ２の親液部Ｇ１へ移動する。
（Ｃ２）上記（Ｃ１）の移動をきっかけとして、上述以外の部分のレジスト膜Ｆ上の液浸液が、上記外側部分Ａ２の親液部Ｇに誘導される。

しかし、ラフＥＢＲ処理を行うことで上述のようにウォーターマーク欠陥の数を減らすことができるが、ラフＥＢＲ処理を行うとすると、ＥＢＲ処理で残すべきレジスト膜Ｆまで除去されてしまうこと等があり、かかる場合、ＥＢＲ処理後のレジスト膜Ｆの外縁近傍のウェハＷから成るデバイスは不良となってしまうため、歩留まりが大きくなってしまう。

以下の本発明の実施形態は、上述の検討結果を踏まえたものである。

以下、本発明の実施形態について、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２は、本発明の第１の実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す説明図である。図３及び図４は、各々基板処理システム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。本実施の形態における基板処理システムは、例えば、塗布現像処理システムであり、ウェハの上面に形成されたネガ型のレジスト膜に所定のパターンを形成する場合を例にして説明する。

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、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。
なお、露光装置１２は、液浸露光を行うものであり、ウェハＷの表面に液浸液、例えば純水の液膜を滞留させた状態で、当該純水の液膜を介してウェハＷの表面のレジスト膜を露光する。

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、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。

例えば第１のブロックＧ１には、図３に示すように複数の液処理装置、例えば露光装置１２により液浸露光されたウェハＷを現像する現像処理装置３０、露光装置１２による液浸露光前に後述の外周露光装置４２により露光されたウェハＷを現像する外周現像処理装置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、外周現像処理装置３１、レジスト塗布装置３２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、外周現像処理装置３１、レジスト塗布装置３２の数や配置は、任意に選択できる。

これら現像処理装置３０、レジスト塗布装置３２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の表面に拡散され、ウェハＷの全面に塗布液が塗布される。
なお、現像処理装置３０は、ＥＢＲ処理を露光装置１２による液浸露光後に行うための不図示のＥＢＲノズルを有する。ＥＢＲ処理とは、ウェハＷの外周端から所定の範囲内のレジスト膜を除去する処理である。また、外周現像処理装置３１は、例えば、上記ＥＢＲノズルに関する構成以外は、現像処理装置３０と同様の構成を有し、ウェハＷの全面に塗布液が塗布される。

例えば第２のブロックＧ２には、図４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の周縁を露光する外周露光装置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、外周露光装置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２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。

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。

以上の基板処理システム１には、図２に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００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２００にインストールされたものであってもよい。

なお、本実施形態において、ウェハＷの外周領域に本発明の「親液部」と「誘導部」とを形成する「形成装置」は、外周露光装置４２と外周現像処理装置３１により構成され、「ＥＢＲ処理装置」は現像処理装置３０により構成される。

続いて、上述の基板処理システム１において外周露光装置４２と外周現像処理装置３１により液浸露光前にウェハの外周領域に形成されるレジストパターンについて、図５及び図６を用いて説明する。図５は、外周領域のレジストパターンの一例を示す上面図であり、図６は、図５のレジストパターン上に液浸液が残ったときの液捌けの様子を模式的に示す図である。

本実施形態では、外周露光装置４２と外周現像処理装置３１において、ウォーターマーク欠陥が低減される前述のラフＥＢＲ処理を行ったときと同様な構造が、歩留まりに影響しない領域で再現されるよう、露光及び現像が液浸露光前に行われる。具体的には、図５に示すように、周縁部Ｂ１内にＥＢＲ領域Ｂ２が位置するところ、液浸露光前に露光及び現像を行って、ＥＢＲ領域Ｂ２内の外側寄りに位置する外周領域Ｂ３に、レジスト膜Ｆの外周端が存在し、該外周端が径方向の凹凸を有するようにする。つまり、レジスト膜ＦとウェハＷの下地Ｇとで形成される模様により、外周領域Ｂ３において前述の親液部Ｇ１となる下地Ｇ１と疎液部Ｆ１となるレジスト膜Ｆ１が周方向に沿って交互に配置されるようなレジストパターンすなわち誘導部Ｙが、液浸露光前に形成される。なお、外周領域Ｂ３は、より具体的には、その内側端が、周縁部Ｂ１内のＥＢＲ領域Ｂ２の内側端より外側に位置する。

また、図５のレジストパターンでは、疎液部Ｆ１と交互に配置される親液部Ｇ１とウェハＷの外周端との間の領域は、ウェハＷの下地Ｇが露出し、この領域も「親液部」を構成する。つまり、親液部が形成される領域は、ウェハＷの外周領域Ｂ３における最外周部分を含む。

本実施形態と異なり、通常のＥＢＲ処理を液浸露光前に行った場合、図６（Ａ）に示すように、液浸露光の際に液浸液ＤがウェハＷの周縁部Ｂ１に残ったときに、所定時間が経過しても液浸液Ｄは捌けていかないため、ウェハＷの周縁部Ｂ１におけるウォーターマーク欠陥の原因となる。

一方、本実施形態の場合、図５に示したように、レジスト膜Ｆと下地のウェハＷの下地Ｇとで形成される模様により外周領域Ｂ３において前述の親液部Ｇ１と疎液部Ｆ１が周方向に沿って交互に配置されている。そのため、図６（Ｂ）に示すように液浸露光の際に液浸液ＤがウェハＷの周縁部Ｂ１上に残った場合、本実施形態では、ラフＥＢＲ処理を行ったときと同様、該液浸液Ｄが、外周領域Ｂ３の親液部Ｇ１に誘導される。親液部Ｇ１に誘導された液浸液Ｌは例えばウェハＷの外周端から零れる。それゆえ、上記液浸液Ｄの液捌け性がよい。したがって、液浸露光の際に液浸液ＤがウェハＷの周縁部Ｂ１に残ってから所定時間が経過すると、液浸液Ｄがレジスト膜Ｆの上にはほとんど残らず外周領域Ｂ３の親液部Ｇ１すなわちウェハＷの下地Ｇにのみ残る状態となる。よって、本実施形態では、ウェハＷの周縁部Ｂ１のウォーターマーク欠陥が減少する。

また、ウェハＷの周縁部Ｂ１のレジスト膜Ｆに残る液浸液Ｄを親液部Ｇ１に誘導するために親液部Ｇ１及び疎液部Ｆ１が交互に配されたパターンは、ＥＢＲ領域Ｂ２より外よりの外周領域Ｂ３に形成されるため、該パターンにより歩留まりが大きくなることはない。

なお、誘導部における親液部Ｇ１は、除去される液滴又は液溜りに対し１か所の周方向幅が小さいことが好ましく、親液部Ｇ１及び疎液部Ｆ１が交互に配される領域において親液部Ｇ１が占める割合が５％以上５０％以下であることが好ましく、１０％以上３０％以下であることがより好ましい。

次に、以上のように構成された基板処理システム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、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、第１のブロックＧ１の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上に疎液性を有するネガ型の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。

そして、ウェハＷは、外周露光装置４２に搬送され、図５に示したようなレジストパターンが形成されるようにウェハＷの外周領域Ｂ３が露光される。

外周露光装置４２による露光後、ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送されて、外周加熱処理が行われ、これにより、露光された部位のレジスト膜に発生した酸をレジスト内で拡散させる。なお、外周加熱処理、前述のプリベーク処理並びに後述の露光後ベーク処理及びポストベーク処理は同様な熱処理である。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、外周現像処理装置３１に搬送され、外周露光装置４２により露光されたウェハＷの外周領域Ｂ３が現像処理される。
なお、以上の説明では、外周現像処理装置３１は、現像処理装置３０等の他の液処理装置と同様に、ウェハＷの全面に現像液が塗布されるものとした。しかし、外周現像処理装置３１での現像処理は、ウェハＷの外周領域が現像されればよいため、外周現像処理装置３１は、ウェハＷの外周領域を含む端部のみに現像液を塗布する端部塗布機構を有するものであってもよい。上記端部塗布機構としては、ウェハＷの端部のみを囲い、現像液の吐出ノズルと吐出された現像液を回収する回収口とを有するものが考えられる。端部塗布機構を有する構成は、現像液を塗布すると接触角が減少するレジスト膜Ｆを用いる場合に好適に利用される。また、端部塗布機構を有する構成は、ウェハＷの全面に現像液を塗布する構成に比べて小型にすることができるため、処理ステーション１１が大型化されるのを防ぐことができる。

上述の外周領域Ｂ３の現像処理後、ウェハＷは、露光装置１２に搬送され、所定のパターンで液浸露光処理される。

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、通常のＥＢＲ処理が行われ、そして現像処理装置３０に搬送されて現像処理される。なお、現像処理装置３０における現像処理後に通常のＥＢＲ処理が行われてもよい。

次にウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。そして、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。

なお、以上の説明では、外周露光装置４２による露光前に、塗布されたレジスト膜から溶媒を除去するプリベーク処理を行い、外周露光装置４２による露光後に外周加熱処理を行っていたが、プリベーク処理を省略し、外周露光装置４２による露光後の外周加熱処理の際にレジスト膜からの溶媒の除去を行うようにしてもよい。

また、以上の説明では、露光装置１２を含めた１つの基板処理システム１で一連のウェハ処理を行っていたが、現像処理までを別の装置で行い、液浸露光工程以降の処理を基板処理システム１で行うようにしてもよい。

図７〜図９は、外周露光装置４２及び外周現像処理装置３１により形成されるレジストパターンの他の例を示す図である。
図５の例では、外周領域Ｂ３において、レジスト膜Ｆ及びウェハＷの下地Ｇとが互いに逆向きの櫛歯状に形成されていた。そして、櫛歯の１つの歯を構成するウェハＷの下地Ｇ１すなわち親液部Ｇ１がウェハＷの中心方向に向けて突出する三角形状であり、同じく櫛歯の１つの歯を構成するレジスト膜Ｆ１すなわち疎液部Ｆ１が径方向外側に向けて突出する台形状であった。

しかし、親液部Ｇ１と疎液部Ｆ１の形状はこの例に限られない。例えば、図示は省略するが、親液部Ｇ１が台形状、疎液部Ｆ１が三角形状であってもよい。
また、例えば、図７に示すように、外周領域Ｂ３の親液部Ｇ１と疎液部Ｆ１との両方が、ウェハＷの外周に沿って湾曲した四角形状であってもよいし、図示は省略するが、湾曲していない通常の四角形であってもよい。

また、図８に示すように、外周領域Ｂ３において、親液部Ｇ１が円形であり、疎液部Ｆ１がＩ字状であってもよい。

また、以上の例では、疎液部Ｆ１と交互に配置される親液部Ｇ１は、ウェハＷの最外端から離れた位置に形成されており、また、親液部Ｇ１とウェハＷの最外端との間の領域には下地Ｇが露出し、その下地Ｇに親液部Ｇ１が連続していた。しかし、親液部Ｇ１は、図９に示すように、ウェハＷの最外端、例えばベベルに形成されていてもよい。

なお、図示は省略するが、外周領域Ｂ３において疎液部Ｆ１と交互に配置される親液部Ｇ１がウェハＷの最外端から離れた位置に形成されている場合において、親液部Ｇ１からウェハＷの最外端までの距離が小さいときは、親液部Ｇ１とウェハＷの最外端との間の領域において、レジスト膜Ｆが存在し下地Ｇが露出していなくてもよい。

なお、以上の例では、ウェハＷの外周領域Ｂ３において親液部Ｇ１と疎液部Ｆ１を交互に配置するためのレジスト膜Ｆの除去を、露光と現像により行っていたが、上記除去は、例えば波長３５５ｎｍのレーザを用いてレジスト膜Ｆを切削することにより行ってもよい。
特に、図９のようなパターンを形成するためにベベルのレジスト膜Ｆを精度よく除去する場合は、露光及び現像に比べて、レーザを用いた切削の方が好ましい。ベベルの傾斜面上のレジスト膜Ｆに紫外線の焦点を合わすのに手間を要するからである。

また、以上の例では、ウェハＷの外周領域Ｂ３において親液部Ｇ１と疎液部Ｆ１が交互に配置されるようにレジスト膜Ｆが周方向に沿って一定間隔で規則的に除去されているが、ウェハＷの外周領域Ｂ３において親液部Ｇ１と疎液部Ｆ１が交互に配置されれば、レジスト膜Ｆを周方向に沿って不規則に除去してもよい。

レジスト膜Ｆを不規則に除去する場合は、大気圧プラズマ等のプラズマを照射して削り取るようにしてもよいし、金属製ブラシ等の削り取り部材を用いて削り取るようにしてもよい。また、ＥＢＲ処理に用いられる溶液（以下、ＥＢＲ液）等のレジスト膜Ｆを溶融する溶剤をウェハＷの外周領域Ｂ３にスプレー状に吹き付けて、レジスト膜Ｆを溶融させて除去してもよい。なお、ウェハＷを高速で回転させながら、ウェハＷの外周領域Ｂ３にＥＢＲ液を噴出すると、ＥＢＲ液がウェハＷに弾き飛ばされるため、ウェハＷの外周領域Ｂ３上のレジスト膜Ｆ全体が被覆されることがなく、ウェハＷの外周領域Ｂ３上のレジスト膜Ｆの一部にのみＥＢＲ液が付着する。したがって、ウェハＷを高速で回転させながら、ウェハＷの外周領域Ｂ３にＥＢＲ液を噴出し、これにより、レジスト膜Ｆの一部にのみ付着したＥＢＲ液によって、レジスト膜Ｆを部分的に溶融させて除去してもよい。

また、以上の例では、ウェハＷの外周領域Ｂ３において親液部Ｇ１と疎液部Ｆ１が交互に配置されるようにレジスト膜Ｆの一部を規則的または不規則に除去していた。
しかし、この例に限られず、ウェハＷの外周領域Ｂ３のレジスト膜Ｆの全てを除去し、外周領域Ｂ３の全体が親液性を有するウェハＷの下地で構成されるようにし、この下地の一部を、接触角を高めて疎液性に改質し、ウェハＷの外周領域Ｂ３において前述の「親液部」と「疎液部」とが交互に配置されるようにしてもよい。

なお、ウェハＷの下地の一部を疎液性に改質し、親液部と疎液部とが周方向に沿って交互に配置された状態を得るための方法としては、疎液化処理液を、ウェハＷの外周領域Ｂ３に、ウェハＷの周方向に沿って所定間隔毎に落とした後、ウェハＷを回転させて上記疎液化処理液を振り切る方法が考えられる。

（第２の実施形態）
以上の第１の実施形態では、ウェハＷの外周領域Ｂ３のレジスト膜Ｆの一部を液浸露光前に除去していた。それに対し、本実施形態では、第１の実施形態のような除去は行わずに、ウェハＷの外周領域Ｂ３のレジスト膜Ｆの一部を疎液性から親液性に改質させ、これにより、ウェハＷの外周領域Ｂ３において「親液部」と「疎液部」が交互に配置されるようにする。

図１０はそれぞれ、本発明の第２の実施形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を模式的に示す正面図である。本実施形態に係る基板処理システムの平面図及び背面図は図２及び図４と同様であるため、省略する。
図１０の基板処理システム１´は、第１の実施形態の基板処理システムとは、外周現像処理装置３１を有さない点でのみ異なり、その他の構成は外周露光装置４２を有する点を含め、同様である。

基板処理システム１´は、ウェハＷの外周領域Ｂ３のレジスト膜Ｆの一部に、外周露光装置４２から高ドーズ量の紫外線を照射し、該照射された部分を疎液性から親液性に改質する。これにより、図５等と同様にウェハＷの外周領域Ｂ３において「親液部」と「疎液部」が交互に配置されるようにする。
なお、レジスト膜に紫外線が照射されると、照射された部分に酸が発生し、酸が発生すると、照射された部分の液浸液の接触角が減少する。したがって、前述のように高ドーズ量の紫外線を照射すると、照射された部分に多量の酸が発生し、該照射された部分は疎液性から親液性に改質される。

本実施形態によれば、ウェハＷの外周領域Ｂ３において「親液部」と「疎液部」が交互に配置されているため、液浸露光の際に液浸液がウェハＷの周縁部Ｂ１に残った場合、レジスト膜Ｆの疎液性を有する部分上の液浸液が、レジスト膜Ｆの親液性を有するよう改質された部分すなわち「親液部」に誘導される。それゆえ、周縁部Ｂ１に残った液浸液の液捌け性がよい。したがって、本実施形態でも、ウェハＷの周縁のウォーターマーク欠陥を減少させることができる。

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。なお、プリベーク処理までの処理は第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

プリベーク処理後、ウェハＷは、外周露光装置４２に搬送され、図５等と同様なパターンで「親液部」と「疎液部」が配置されるように、ウェハＷの外周領域Ｂ３が露光される。

外周露光装置４２による露光後、ウェハＷは、露光装置１２に搬送され所定のパターンで液浸露光処理される。なお、露光装置１２に搬送する前に、ウェハＷが熱処理装置４０に搬送されて加熱処理が行われ、これにより、外周露光装置４２により露光された部位の親液性を向上させるようにしてもよい。

以上の説明では、レジスト膜の変質を露光により行っていたが、大気圧プラズマ等のプラズマを照射して変質させるようにしてもよい。また、レジスト膜を変質することが可能な溶液（以下、変質液という）をスプレー状にして吹き付けることにより、ウェハＷの外周領域Ｂ３のレジスト膜Ｆの一部を変質させて、ウェハＷの外周領域Ｂ３において「親液部」と「疎液部」が交互に配置されるようにしてもよい。なお、ウェハＷを高速で回転させながら、ウェハＷの外周領域に変質液を噴出し、これにより、レジスト膜Ｆ１の一部にのみ付着した変質液によって、レジスト膜Ｆの一部を変質させてもよい。

（第３の実施形態）
図１１は、第３の実施形態にかかる基板処理システムにおける液浸露光前のウェハの一例を示す平面図である。図１２は、図１１のウェハの外周領域におけるレジスト膜を説明するための拡大断面図である。

第１及び第２の実施形態では、液浸露光前のウェハＷの外周領域Ｂ３に「親液部」と「疎液部」とをウェハＷの周方向に沿って交互に配置することにより、液浸露光時に周縁部Ｂ１に残った液浸液を「親液部」に誘導していた。

それに対し、本実施形態では、図１１に示すように、液浸露光前に、ウェハの外周領域Ｂ３におけるウェハＷの下地Ｇとレジスト膜Ｆとの境界部分におけるレジスト膜Ｆ側に溝Ｆ２を設ける。溝Ｆ２は、例えば波長３５５ｎｍのレーザを用いた切削により形成することができる。
図１２に示すように、溝Ｆ２の底面Ｆ２１は、下地Ｇ側すなわち外側が最も低い傾斜面となっている。そのため、液浸露光時にウェハＷの周縁部Ｂ１に液浸液が残った場合、溝Ｆ２が誘導部Ｙ´として機能し、疎液性を有するレジスト膜Ｆ上の液浸液が、溝Ｆ２によりウェハＷの下地Ｇに誘導される。それゆえ、周縁部Ｂ１に残った液浸液の液捌け性がよい。したがって、本実施形態でも、ウェハＷの周縁のウォーターマーク欠陥を減少させることができる。
なお、本実施形態においても、液浸露光後に通常のＥＢＲ処理を行う。

第１〜第３の実施形態において、外周領域Ｂ３に設ける「疎液部」や溝Ｆ２は、外周領域Ｂ３全体に設けてもよいが、外周領域Ｂ３内の一部の領域に設けてもよい。
ウォーターマーク欠陥は、ウェハＷの周縁部Ｂ１において、均一に発生するのではなく、液浸露光の露光ヘッドのウェハＷの入射角等に依存した特定の領域に多く発生する。したがって、上記特定の領域の近傍の外周領域Ｂ３にのみ「疎液部」や溝Ｆ２を設けるようにしてもよい。

また、第１〜第３の実施形態において、外周領域Ｂ３に「疎液部」や溝Ｆ２をウェハＷの周方向に規則的に設ける場合、液浸露光時にウェハＷの周縁部Ｂ１に残る液浸液の膜内に、「疎液部」や溝Ｆ２が複数個、好ましくは３個以上存在するようなピッチで設けることが好ましい。なお、液浸露光時にウェハＷの周縁部Ｂ１に残る液浸液の膜の大きさは例えば長軸方向の長さが約５０ｍｍである。

（第４の実施形態）
本実施形態に係る基板処理システムでは、液浸露光前にウェハＷのベベル上のレジスト膜を除去するベベルカット処理を行い、液浸露光後に通常のＥＢＲ処理を行う。

ベベルカット処理を行うことによりベベルすなわちウェハの下地が露出する。また、ベベルカット処理を行った場合、通常のＥＢＲ処理を行った場合に比べて、レジスト膜Ｆの外側端面すなわちベベル側端面が、滑らかとならず、ウェハＷの径方向の凹凸を有するようになる。さらに、ＥＢＲ領域の外側寄りの領域である外周領域Ｂ３にベベルは位置し、それゆえ、ベベルカット処理後のレジスト膜Ｆの外側端面は外周領域Ｂ３内に位置する。したがって、ベベルカット処理を行うと、第１の実施形態と同様に、外周領域Ｂ３に「親液部」と「疎液部」がウェハＷの周方向に沿って交互に存在することになる。よって、第４の実施形態においても、歩留まりを抑制しながら、ウェハＷの周縁のウォーターマーク欠陥を減少させることができる。言い換えると、ベベルカット処理を行うことにより、外周領域Ｂ３に含まれるベベルトップ部分すなわちベベルの傾斜面上に、「親液部」と「疎液部」とがウェハＷの周方向に沿って繰り返されるパターンを形成することで、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

以上の実施形態は、本発明に係る「塗布膜」がレジスト膜である場合のものであるが、本発明は「塗布膜」がレジスト膜に対する保護膜である場合にも適用することができる。
かかる場合に、本発明に係る「誘導部」を形成する方法としては、基板の外周領域において「親液部」と「疎液部」が周方向に沿って交互に配置されるように、レジスト膜と共に保護膜を除去する方法がある。除去の方法としては、前述の実施形態と同様、レーザやプラズマを照射し除去する方法や、削り取り部材により削り取る方法や、溶剤により溶融させて除去する方法がある。
また、保護膜の表面の一部を親液性に変質させて「誘導部」を形成するようにしてもよい。変質させる方法としては、前述の実施形態と同様に、紫外線やプラズマを照射して変質させる方法や、溶剤により変質させる方法がある。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、基板を液浸露光する技術に有用である。

１ 基板処理システム
１１ 順次処理ステーション
１２ 露光装置
３０ 現像処理装置
３１ 外周現像処理装置
３２ レジスト塗布装置
４０ 熱処理装置
４２ 外周露光装置
２００ 制御部
Ｂ１ 周縁部
Ｂ２ ＥＢＲ領域
Ｂ３ 外周領域
Ｆ レジスト膜
Ｆ１ 疎液部
Ｆ２ 溝
Ｆ２１ 底面
Ｇ 下地
Ｇ１ 親液部
Ｙ、Ｙ´ 誘導部

Claims (16)

1. 基板を処理する基板処理方法であって、
   疎液性を有する塗布膜が形成された基板の外周領域に、親液性を有する親液部と、前記塗布膜上の液浸液を前記親液部に誘導する誘導部とを、形成する形成工程と、
   該形成工程後の基板に対する、液浸露光によるパターンの露光後に、基板の外側端面から所定距離内に形成された前記塗布膜を除去するＥＢＲ処理を行うＥＢＲ処理工程と、を含み、
   前記外周領域は、前記ＥＢＲ処理が行われるＥＢＲ領域内の外側寄りに位置する。
2. 請求項１に記載の基板処理方法において、
   前記親液部が形成される領域は、前記外周領域における最外周部分を含む。
3. 請求項１に記載の基板処理方法において、
   前記誘導部は、疎液性を有する疎液部を含み、
   該疎液部は、基板の前記外周領域より内側の領域の前記塗布膜に連続すると共に、基板の前記外周領域において基板の周方向に沿って前記親液部と交互に配置される。
4. 請求項３に記載の基板処理方法において、
   前記基板の周方向に沿って前記親液部と前記疎液部とが交互に配置された領域において前記親液部が占める割合が５％以上５０％以下である。
5. 請求項３に記載の基板処理方法において、
   前記形成工程は、前記外周領域内の前記塗布膜の一部を除去することにより、前記塗布膜が除去されて露出する下地からなる前記親液部と前記塗布膜からなる前記疎液部とを、前記外周領域内で前記周方向に沿って交互に配置する除去工程を含む。
6. 請求項５に記載の基板処理方法において、
   前記除去工程は、
   前記外周領域内の前記塗布膜に紫外線を照射する工程と、
   当該塗布膜を現像する工程と、を含む。
7. 請求項５に記載の基板処理方法において、
   前記除去工程は、前記外周領域内の前記塗布膜にレーザを照射、または、プラズマを照射する工程を含む。
8. 請求項５に記載の基板処理方法において、
   前記除去工程は、前記外周領域内の前記塗布膜を削り取り部材により削り取る工程を含む。
9. 請求項５に記載の基板処理方法において、
   前記除去工程は、前記塗布膜を溶融する溶剤を前記外周領域内の前記塗布膜に塗布する工程を含む。
10. 請求項３に記載の基板処理方法において、
    前記形成工程は、前記外周領域内の前記塗布膜の一部を親液性に変質させることにより、変質された前記塗布膜からなる前記親液部と未変質の前記塗布膜からなる前記誘導部とを、前記外周領域内で基板の周方向に沿って交互に配置する変質工程を含む。
11. 請求項１０に記載の基板処理方法において、
    前記変質工程は、前記外周領域内の前記塗布膜に紫外線を照射、または、プラズマを照射する工程を含む。
12. 請求項１０に記載の基板処理方法において、
    前記変質工程は、前記塗布膜を変質させる溶剤を前記外周領域内の前記塗布膜に塗布する工程を含む。
13. 請求項３に記載の基板処理方法において、
    前記形成工程は、
    前記外周領域内の前記塗布膜の全体を除去し、親液性を有する下地を露出させる除去工程と、
    前記下地の一部を疎液性に変質させることにより、未変質の前記下地からなる前記親液部と変質した前記下地からなる前記疎液部とを、周方向に沿って交互に配置する変質工程と、を含む。
14. 請求項１に記載の基板処理方法において、
    前記外周領域は、ベベルを含む。
15. 基板を処理する基板処理方法を基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システム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って、
    前記基板処理方法は、
    疎液性を有する塗布膜が形成された基板の外周領域に、親液性を有する親液部と、前記塗布膜上の液浸液を前記親液部に誘導する誘導部とを、形成する形成工程と、
    該形成工程後の基板に対する、液浸露光によるパターンの露光後に、基板の外側端面から所定距離内に形成された前記塗布膜を除去するＥＢＲ処理を行うＥＢＲ処理工程と、を含み、
    前記外周領域は、前記ＥＢＲ処理が行われるＥＢＲ領域内の外側寄りに位置する。
16. 基板を処理する基板処理システムであって、
    疎液性を有する塗布膜が形成された基板の外周領域に、親液性を有する親液部と、前記塗布膜上の液浸液を前記親液部に誘導する誘導部とを、形成する形成装置と、
    該形成装置により前記親液部と前記誘導部が形成された基板に対する、液浸露光によるパターンの露光後に、基板の外側端面から所定距離内に形成された前記塗布膜を除去するＥＢＲ処理を行うＥＢＲ処理装置と、を備え、
    前記外周領域は、前記ＥＢＲ処理が行われるＥＢＲ領域内の外側寄りに位置する。

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