JP6765009B2 - 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
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1及び図2に示すように、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、インタフェースブロック6と、制御部100とを備える。
続いて、上記周縁塗布ユニットU5の構成を詳細に説明する。図3に示すように、周縁塗布ユニットU5は、回転保持部20と、ノズル31と、処理液供給部30と、ノズル搬送部40とを備える。
続いて、基板処理方法の一例として、周縁塗布ユニットU5において実行される周縁被膜の形成手順を説明する。
以上に説明したように、塗布・現像装置2は、第一平面HPに沿うように配置されたウェハWを保持して回転させる回転保持部20と、第一平面HPに向かって開口した処理液供給用のノズル31と、ノズル31を搬送するノズル搬送部40と、制御部100とを備え、制御部100は、ウェハWを第一回転速度で回転させるように回転保持部20を制御する第一回転制御と、ウェハWが第一回転速度で回転し、ノズル31が処理液を吐出している状態にて、第一平面HPへの処理液の到達位置をウェハWの周縁Wcの外から内に移動させるようにノズル搬送部40を制御するスキャンイン制御と、スキャンイン制御の後、到達位置をウェハWの周縁Wcの内から外に移動させるようにノズル搬送部40を制御するスキャンアウト制御と、スキャンアウト制御の後、ウェハWを第一回転速度よりも低い第二回転速度で回転させるように回転保持部20を制御する第二回転制御と、第二回転制御の後、ウェハWを第一回転速度よりも高い第三回転速度で回転させるように回転保持部20を制御する第三回転制御と、を実行するように構成されている。
直径300mmのシリコンウェハを準備し、その周縁部に上記ステップS01〜S10の成膜手順にて厚さ約18μm、幅約3mmの周縁被膜を形成した。当該成膜手順の実行に際し、各種条件を以下のように設定した。
処理液の粘度:250cP
第一回転速度:150rpm
第一移動速度:1mm/s
第二移動速度:10mm/s
第二回転速度:50rpm
第二回転制御時間:60秒
第三回転速度:500rpm
第三回転制御時間:60秒
直径300mmのシリコンウェハを準備し、その周縁部に、上記ステップS01〜S10の成膜手順にて厚さ約18μm、幅約3mmの周縁被膜を形成した。当該成膜手順の実行に際し、各種条件を以下のように設定した。
処理液の粘度:250cP
第一回転速度:250rpm
第一移動速度:1mm/s
第二移動速度:10mm/s
第二回転速度:50rpm
第二回転制御時間:60秒
第三回転速度:500rpm
第三回転制御時間:60秒
直径300mmのシリコンウェハを準備し、その周縁部に、上記ステップS01〜S10の成膜手順にて厚さ約14μm、幅約3mmの周縁被膜を形成した。当該成膜手順の実行に際し、各種条件を以下のように設定した。
処理液の粘度:250cP
第一回転速度:150rpm
第一移動速度:1mm/s
第二移動速度:10mm/s
第二回転速度:50rpm
第二回転制御時間:30秒
第三回転速度:500rpm(開始後20秒)、1250rpm(残り40秒)
第三回転制御時間:60秒
直径300mmのシリコンウェハを準備し、その周縁部に、上記ステップS01〜S10のステップS06,S07(第二回転制御)を省略した成膜手順にて厚さ約18μm、幅約3mmの周縁被膜を形成した。当該成膜手順の実行に際し、各種条件を以下のように設定した。
処理液の粘度:250cP
第一回転速度:150rpm
第一移動速度:1mm/s
第二移動速度:10mm/s
第三回転速度:500rpm
第三回転制御時間:60秒
実施例1、実施例2、実施例3及び比較例のウェハWのそれぞれについて、周縁被膜の膜厚を三箇所で測定した。図8は、膜厚の測定結果を示すグラフである。図8において、横軸は径方向における位置(ウェハWの回転中心CL1からの距離)を示している。縦軸は、膜厚を示している。図8の(a)は、比較例のウェハWにおける測定結果を示し、図8の(b)は、実施例1のウェハWにおける測定結果を示し、図8の(c)は、実施例2のウェハWにおける測定結果を示し、図8の(d)は実施例3のウェハWにおける測定結果を示している。
(付記1)
第一平面に沿うように配置された基板を保持して回転させる回転保持部と、
前記第一平面に向かって開口した処理液供給用のノズルと、
前記ノズルを搬送するノズル搬送部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板を第一回転速度で回転させるように前記回転保持部を制御する第一回転制御と、
前記基板が第一回転速度で回転し、前記ノズルが前記処理液を吐出している状態にて、前記第一平面への前記処理液の到達位置を前記基板の周縁の外から内に移動させるように前記ノズル搬送部を制御するスキャンイン制御と、
前記スキャンイン制御の後、前記到達位置を前記基板の周縁の内から外に移動させるように前記ノズル搬送部を制御するスキャンアウト制御と、
前記スキャンアウト制御の後、前記基板を前記第一回転速度よりも低い第二回転速度で回転させるように前記回転保持部を制御する第二回転制御と、
前記第二回転制御の後、前記基板を前記第一回転速度よりも高い第三回転速度で回転させるように前記回転保持部を制御する第三回転制御と、を実行するように構成されている、基板処理装置。
(付記2)
前記第三回転速度は、前記基板に供給された前記処理液の少なくとも一部を前記基板の周縁の外に振り切り得る値に設定されており、
前記第二回転速度は、前記基板に供給された前記処理液が前記基板上に留まるように設定されている、付記1記載の基板処理装置。
(付記3)
前記制御部は、前記スキャンイン制御及び前記スキャンアウト制御の実行期間に対して5〜20倍の期間、前記第二回転制御を実行する、付記1又は2記載の基板処理装置。
(付記4)
前記スキャンイン制御において、前記制御部は、前記基板の回転中心と同心の円形の一ラインを、前記処理液の液柱が通過する間における前記基板の回転回数が2〜7回となる第一移動速度にて前記到達位置を移動させるように前記ノズル搬送部を制御する、付記1〜3のいずれか一項記載の基板処理装置。
(付記5)
前記スキャンアウト制御において、前記制御部は、前記第一移動速度に比較して高い第二移動速度にて前記到達位置を移動させるように前記ノズル搬送部を制御する、付記4記載の基板処理装置。
(付記6)
前記制御部は、前記第三回転制御の実行中に前記第三回転速度を高くするように前記回転保持部を制御する、付記1〜5のいずれか一項記載の基板処理装置。
(付記7)
前記制御部は、前記第二回転制御の実行期間に対して同等以上の期間、前記第三回転制御を実行する、付記6記載の基板処理装置。
(付記8)
粘度が100〜1000cPである前記処理液を前記ノズルに供給する処理液供給部を更に備える、付記1〜5のいずれか一項記載の基板処理装置。
(付記9)
前記第三回転速度は、前記処理液のうち前記基板上に残留する成分の膜厚が、5μm以上となるように設定されている、付記1〜6のいずれか一項記載の基板処理装置。
(付記10)
前記第一回転速度は100〜450rpmであり、前記第二回転速度は、10〜100rpmであり、前記第三回転速度は100〜1500rpmである、付記1〜7のいずれか一項記載の基板処理装置。
(付記11)
前記第一回転速度は100〜450rpmであり、前記第一移動速度は0.5〜1.5mm/sである、付記4又は5記載の基板処理装置。
(付記12)
前記第二移動速度は、前記第一移動速度の5〜15倍である、付記5記載の基板処理装置。
(付記13)
第一平面に沿うように配置された基板を第一回転速度で回転させることと、
前記基板が第一回転速度で回転し、第一平面に向かって開口したノズルが処理液を吐出している状態にて、前記第一平面への前記処理液の到達位置を前記基板の周縁の外から内に移動させることと、
前記到達位置を前記基板の周縁の外から内に移動させた後、前記到達位置を前記基板の周縁の内から外に移動させることと、
前記到達位置を前記基板の周縁の内から外に移動させた後、前記基板を前記第一回転速度よりも低い第二回転速度で回転させることと、
前記基板を前記第二回転速度で回転させた後、前記基板を前記第一回転速度よりも高い第三回転速度で回転させることと、を含む基板処理方法。
(付記14)
前記第三回転速度は、前記基板に供給された前記処理液の少なくとも一部を前記基板の周縁の外に振り切り得る値に設定されており、
前記第二回転速度は、前記基板に供給された前記処理液が前記基板上に留まるように設定されている、付記13記載の基板処理方法。
(付記15)
前記到達位置を前記基板の周縁の外から内に移動させ、前記到達位置を前記基板の周縁の内から外に移動させる期間に対して5〜20倍の期間、前記基板を前記第二回転速度で回転させる、付記13又は14記載の基板処理方法。
(付記16)
前記到達位置を前記基板の周縁の外から内に移動させる際に、前記基板の回転中心と同心の円形の一ラインを、前記処理液の液柱が通過する間における前記基板の回転回数が2〜7回となる第一移動速度にて前記到達位置を移動させる、付記13〜15のいずれか一項記載の基板処理方法。
(付記17)
前記到達位置を前記基板の周縁の内から外に移動させる際に、前記第一移動速度に比較して高い第二移動速度にて前記到達位置を移動させる、付記16記載の基板処理方法。
(付記18)
前記基板を前記第三回転速度で回転させている際に、前記第三回転速度を高くする、付記13〜17のいずれか一項記載の基板処理方法。
(付記19)
前記基板を前記第二回転速度で回転させる期間に対して同等以上の期間、前記基板を第三回転速度で回転させる、付記18記載の基板処理方法。
(付記20)
粘度が100〜1000cPである前記処理液を用いる、付記13〜19のいずれか一項記載の基板処理方法。
(付記21)
前記第三回転速度は、前記処理液のうち前記基板上に残留する成分の膜厚が、5μm以上となるように設定されている、付記13〜20のいずれか一項記載の基板処理方法。
(付記22)
付記13〜21のいずれか一項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憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
Claims (19)
- 第一平面に沿うように配置された基板を保持して回転させる回転保持部と、
前記第一平面に向かって開口した処理液供給用のノズルと、
前記ノズルを搬送するノズル搬送部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板を第一回転速度で回転させるように前記回転保持部を制御する第一回転制御と、
前記基板が第一回転速度で回転し、前記ノズルが前記処理液を吐出している状態にて、前記第一平面への前記処理液の到達位置を前記基板の周縁の外から内に移動させるように前記ノズル搬送部を制御するスキャンイン制御と、
前記スキャンイン制御の後、前記到達位置を前記基板の周縁の内から外に移動させるように前記ノズル搬送部を制御するスキャンアウト制御と、
前記スキャンアウト制御の後、前記基板を前記第一回転速度よりも低い第二回転速度で回転させるように前記回転保持部を制御する第二回転制御と、
前記第二回転制御の後、前記基板を前記第一回転速度よりも高い第三回転速度で回転させるように前記回転保持部を制御する第三回転制御と、を実行するように構成されており、
前記スキャンイン制御において、前記制御部は、前記基板の回転中心と同心の円形の一ラインを、前記処理液の液柱が通過する間における前記基板の回転回数が2〜7回となる第一移動速度にて前記到達位置を移動させるように前記ノズル搬送部を制御し、
前記スキャンアウト制御において、前記制御部は、前記第一移動速度に比較して高い第二移動速度にて前記到達位置を移動させるように前記ノズル搬送部を制御する、基板処理装置。 - 前記第三回転速度は、前記基板に供給された前記処理液の少なくとも一部を前記基板の周縁の外に振り切り得る値に設定されており、
前記第二回転速度は、前記基板に供給された前記処理液が前記基板上に留まるように設定されている、請求項1記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、前記スキャンイン制御及び前記スキャンアウト制御の実行期間に対して5〜20倍の期間、前記第二回転制御を実行する、請求項1又は2記載の基板処理装置。
- 前記制御部は、前記第三回転制御の実行中に前記第三回転速度を高くするように前記回転保持部を制御する、請求項1〜3のいずれか一項記載の基板処理装置。
- 前記制御部は、前記第二回転制御の実行期間に対して同等以上の期間、前記第三回転制御を実行する、請求項4記載の基板処理装置。
- 粘度が100〜1000cPである前記処理液を前記ノズルに供給する処理液供給部を更に備える、請求項1〜5のいずれか一項記載の基板処理装置。
- 前記第三回転速度は、前記処理液のうち前記基板上に残留する成分の膜厚が、5μm以上となるように設定されている、請求項1〜6のいずれか一項記載の基板処理装置。
- 前記第一回転速度は100〜450rpmであり、前記第二回転速度は、10〜100rpmであり、前記第三回転速度は100〜1500rpmである、請求項1〜7のいずれか一項記載の基板処理装置。
- 前記第一回転速度は100〜450rpmであり、前記第一移動速度は0.5〜1.5mm/sである、請求項1〜8のいずれか一項記載の基板処理装置。
- 前記第二移動速度は、前記第一移動速度の5〜15倍である、請求項1〜9のいずれか一項記載の基板処理装置。
- 第一平面に沿うように配置された基板を第一回転速度で回転させることと、
前記基板が第一回転速度で回転し、前記第一平面に向かって開口したノズルが処理液を吐出している状態にて、前記第一平面への前記処理液の到達位置を前記基板の周縁の外から内に移動させることと、
前記到達位置を前記基板の周縁の外から内に移動させた後、前記到達位置を前記基板の周縁の内から外に移動させることと、
前記到達位置を前記基板の周縁の内から外に移動させた後、前記基板を前記第一回転速度よりも低い第二回転速度で回転させることと、
前記基板を前記第二回転速度で回転させた後、前記基板を前記第一回転速度よりも高い第三回転速度で回転させることと、を含み、
前記到達位置を前記基板の周縁の外から内に移動させる際に、前記基板の回転中心と同心の円形の一ラインを、前記処理液の液柱が通過する間における前記基板の回転回数が2〜7回となる第一移動速度にて前記到達位置を移動させ、
前記到達位置を前記基板の周縁の内から外に移動させる際に、前記第一移動速度に比較して高い第二移動速度にて前記到達位置を移動させる、基板処理方法。 - 前記第三回転速度は、前記基板に供給された前記処理液の少なくとも一部を前記基板の周縁の外に振り切り得る値に設定されており、
前記第二回転速度は、前記基板に供給された前記処理液が前記基板上に留まるように設定されている、請求項11記載の基板処理方法。 - 前記到達位置を前記基板の周縁の外から内に移動させ、前記到達位置を前記基板の周縁の内から外に移動させる期間に対して5〜20倍の期間、前記基板を前記第二回転速度で回転させる、請求項11又は12記載の基板処理方法。
- 前記基板を前記第三回転速度で回転させている際に、前記第三回転速度を高くする、請求項11〜13のいずれか一項記載の基板処理方法。
- 前記基板を前記第二回転速度で回転させる期間に対して同等以上の期間、前記基板を第三回転速度で回転させる、請求項14記載の基板処理方法。
- 粘度が100〜1000cPである前記処理液を用いる、請求項11〜15のいずれか一項記載の基板処理方法。
- 前記第三回転速度は、前記処理液のうち前記基板上に残留する成分の膜厚が、5μm以上となるように設定されている、請求項11〜16のいずれか一項記載の基板処理方法。
- 前記第二移動速度は、前記第一移動速度の5〜15倍である、請求項11〜17のいずれか一項記載の基板処理方法。
- 請求項11〜18のいずれか一項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憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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