JP6899265B2 - 塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体 - 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、塗布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、処理モジュール12の塗布ユニットU1の構成を詳細に説明する。塗布ユニットU1は、レジスト膜形成用の処理液(以下、「レジスト液」という。)をウェハWの表面に供給し、当該表面上にレジスト液の液膜を形成する。図3に示すように、塗布ユニットU1は、回転保持部20と、処理液供給部30と、希釈液供給部40とを有する。
続いて、塗布処理方法の一例として、制御部100が塗布ユニットU1を制御することにより実行される塗布処理手順を説明する。この塗布処理手順は、ウェハWの表面Waの中心部にレジスト液の液溜りを形成する条件にて、ウェハWの表面Waにレジスト液を供給することと、液溜りをウェハWの外周Wbより内側に留めるように設定された第一回転速度でウェハWを回転させながら、ウェハWの表面Waに希釈液を供給し、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させた後に、第一回転速度でのウェハWの回転を継続させながら、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させた後に、レジスト液をウェハWの外周Wb側に広げるように、第一回転速度よりも高い回転速度でウェハWを回転させることと、を含む。
続いて、ステップS02における液溜り形成制御の内容を詳細に説明する。図6に示すように、制御部100は、まずステップS11を実行する。ステップS11では、液溜り形成制御部111が、回転駆動部22によりウェハWを第二回転速度ω2(図7の(a)参照)で回転させることを開始するように回転保持部20を制御する。
続いて、ステップS03における第一希釈制御の内容を詳細に説明する。図8に示すように、制御部100は、まずステップS21を実行する。ステップS21では、第一希釈制御部112が、ノズル搬送部44によりノズル41の中心を吐出開始位置に配置するように希釈液供給部40を制御する。吐出開始位置は、第二領域202においてウェハWの外周Wbより内側の位置の上方である。
続いて、ステップS04における第二希釈制御の内容を詳細に説明する。図10に示すように、制御部100は、まずステップS31を実行する。ステップS31では、第二希釈制御部113が所定時間の経過を待機する。これにより、液溜り221の外周部分221bの希釈が継続される(図11の(a)参照)。当該所定時間は、液溜り221の外周部分221bを十分に希釈し得るように、事前の条件出しにより設定されている。
続いて、ステップS05における第一塗布制御の内容を詳細に説明する。図12に示すように、制御部100は、まずステップS41を実行する。ステップS41では、第一塗布制御部115が、ウェハWの回転速度を第一回転速度ω1から第三回転速度ω3(図14の(a)参照)に変更するように回転保持部20を制御する。
続いて、ステップS06における第二塗布制御の内容を詳細に説明する。図13に示すように、制御部100は、まずステップS51を実行する。ステップS51では、第二塗布制御部116が、ウェハWの回転速度を第三回転速度ω3から第四回転速度ω4(図14の(b)参照)に変更するように回転保持部20を制御する。
以上に説明したように、上記塗布処理手順は、ウェハの表面の中心部にレジスト液の液溜りを形成する条件にて、ウェハの表面にレジスト液を供給することと、液溜りをウェハの外周より内側に留めるように設定された第一回転速度でウェハを回転させながら、ウェハの表面に希釈液を供給し、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させた後に、第一回転速度でのウェハの回転を継続させながら、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させた後に、レジスト液をウェハの外周側に広げるように、第一回転速度よりも高い回転速度でウェハを回転させることと、を含む。
(実施例)
直径300mmのシリコンウェハを準備し、その表面に上記ステップS01〜S07の塗布処理手順及びその後の加熱処理により厚さ約60μmのレジスト膜を形成した。諸条件は以下のとおりである。
レジスト液の粘度:4000cP
液膜の半径:約70mm
レジスト液の供給開始位置:回転中心から80mm
ステップS27における所定位置:回転中心から60mm
第二回転速度:150rpm
第一回転速度:60rpm
第三回転速度:300rpm
第四回転速度:800rpm
第五回転速度:10rpm
第一移動速度:10mm/s
第二移動速度:10mm/s
塗布処理後の加熱条件:130℃にて600秒間加熱
直径300mmのシリコンウェハを準備し、実施例と同じレジスト液を用い、シリコンウェハを800rpmで回転させながら、回転中心にレジスト液を供給する手法にて塗布処理を実行し、その後実施例と同じ条件で加熱処理を実行して厚さ約60μmのレジスト膜を形成した。
シリコンウェハの全域に亘ってレジスト膜の膜厚を測定し、次式によって膜厚の均一性の評価値を算出した。
評価値=(膜厚最大値-膜厚最小値)/(膜厚平均値×2)×100
Claims (13)
- 基板の表面の中心部に処理液の液溜りを形成する条件にて、基板の表面に前記処理液を供給することと、
前記液溜りを前記基板の外周より内側に留めるように設定された第一回転速度で前記基板を回転させながら、前記基板の表面に希釈液を供給し、前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外から前記液溜りの外周部分に移動させることと、
前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外から前記液溜りの外周部分に移動させた後に、前記第一回転速度での前記基板の回転を継続させながら、前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外周部分から前記液溜りの外に移動させることと、
前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外周部分から前記液溜りの外に移動させた後に、前記処理液を前記基板の外周側に広げるように、前記第一回転速度よりも高い回転速度で前記基板を回転させることと、を含み、
前記基板の表面の中心部に処理液の液溜りを形成することは、
前記第一回転速度以上の第二回転速度で基板を回転させながら、前記基板の回転中心を含む第一領域に処理液の液溜りを形成し、前記第一領域より外周側の第二領域には前記処理液を付着させない条件にて、前記基板の表面に前記処理液を供給することを含み、
前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外から前記液溜りの外周部分に移動させることは、前記希釈液の供給位置を前記第二領域から前記第一領域の外周部分に移動させることを含み、
前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外周部分から前記液溜りの外に移動させることは、前記希釈液の供給位置を前記第一領域の外周部分から前記第二領域に移動させることを含み、
前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外周部分から前記液溜りの外に移動させた後に、前記第一回転速度よりも高い回転速度で前記基板を回転させることは、
前記第一回転速度よりも高く、前記処理液と前記希釈液との混合液を前記基板の外周側に広げる第三回転速度で前記基板を回転させることと、
前記基板を前記第三回転速度で回転させた後に、前記第三回転速度よりも高く、前記処理液を前記基板の外周側に広げる第四回転速度で前記基板を回転させることと、を含む塗布処理方法。 - 前記希釈液の供給位置を前記第二領域から前記第一領域の外周部分に移動させる前に、前記基板の外周より内側の位置に前記希釈液の供給を開始する、請求項1記載の塗布処理方法。
- 前記基板の回転速度を前記第一回転速度よりも低い第五回転速度とした後に前記希釈液の供給を開始する、請求項2記載の塗布処理方法。
- 前記希釈液の供給を開始した後、前記希釈液の供給位置の移動を開始する前に、前記第五回転速度での前記基板の回転を一回転以上継続させる、請求項3記載の塗布処理方法。
- 前記希釈液の供給位置を前記第一領域の外周部分から前記第二領域に移動させた後、前記希釈液の供給位置が前記基板の外周より内側にある状態で前記希釈液の供給を停止する、請求項2〜4のいずれか一項記載の塗布処理方法。
- 前記基板の表面が乾燥した状態にて、前記基板の表面への前記処理液の供給を開始し、
前記第二領域が乾燥した状態にて、前記希釈液の供給を開始する、請求項2〜5のいずれか一項記載の塗布処理方法。 - 基板を保持して回転させる回転保持部と、
前記基板の表面に処理液を供給する処理液供給部と、
前記基板の表面に希釈液を供給する希釈液供給部と、
制御部と、を備え、
制御部は、
基板の表面の中心部に処理液の液溜りを形成する条件にて、基板の表面に前記処理液を供給するように前記処理液供給部を制御する液溜り形成制御部と、
前記液溜り形成制御部による制御の後に、前記液溜りを前記基板の外周より内側に留めるように設定された第一回転速度で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御しながら、前記基板の表面に前記希釈液を供給し、前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外から前記液溜りの外周部分に移動させるように前記希釈液供給部を制御する第一希釈制御部と、
前記第一希釈制御部による制御の後に、前記第一回転速度での前記基板の回転を継続させるように前記回転保持部を制御しながら、前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外周部分から前記液溜りの外に移動させるように前記希釈液供給部を制御する第二希釈制御部と、
前記第二希釈制御部による制御の後に、前記処理液を前記基板の外周側に広げるように、前記第一回転速度よりも高い回転速度で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御する塗布制御部と、を有し、
前記液溜り形成制御部は、前記第一回転速度以上の第二回転速度で基板を回転させるように前記回転保持部を制御しながら、前記基板の回転中心を含む第一領域に処理液の液溜りを形成し、前記第一領域より外周側の第二領域には前記処理液を付着させない条件にて、前記基板の表面に前記処理液を供給するように前記処理液供給部を制御し、
前記第一希釈制御部は、前記希釈液の供給位置を前記第二領域から前記第一領域の外周部分に移動させるように前記希釈液供給部を制御し、
前記第二希釈制御部は、前記希釈液の供給位置を前記第一領域の外周部分から前記第二領域に移動させるように前記希釈液供給部を制御し、
前記塗布制御部は、
前記第一回転速度よりも高く、前記処理液と前記希釈液との混合液を前記基板の外周側に広げる第三回転速度で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御する第一塗布制御部と、
前記第一塗布制御部による制御の後に、前記第三回転速度よりも高く、前記処理液を前記基板の外周側に広げる第四回転速度で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御する第二塗布制御部と、を含む塗布処理装置。 - 前記第一希釈制御部は、前記希釈液の供給位置を前記第二領域から前記第一領域の外周部分に移動させる前に、前記基板の外周より内側の位置に前記希釈液の供給を開始するように前記希釈液供給部を制御する、請求項7記載の塗布処理装置。
- 前記第一希釈制御部は、前記基板の回転速度を前記第一回転速度よりも低い第五回転速度とするように前記回転保持部を制御した後に前記希釈液の供給を開始するように前記希釈液供給部を制御する、請求項8記載の塗布処理装置。
- 前記第一希釈制御部は、前記希釈液の供給を開始するように前記希釈液供給部を制御した後、前記希釈液の供給位置の移動を開始するように前記希釈液供給部を制御する前に、前記第五回転速度での前記基板の回転を一回転以上継続させるように前記回転保持部を制御する、請求項9記載の塗布処理装置。
- 前記第二希釈制御部は、前記希釈液の供給位置を前記第一領域の外周部分から前記第二領域に移動させるように前記希釈液供給部を制御した後、前記希釈液の供給位置が前記基板の外周より内側にある状態で前記希釈液の供給を停止するように前記希釈液供給部を制御する、請求項8〜10のいずれか一項記載の塗布処理装置。
- 前記液溜り形成制御部は、前記基板の表面が乾燥した状態にて、前記基板の表面への前記処理液の供給を開始するように前記処理液供給部を制御し、
前記第一希釈制御部は、前記第二領域が乾燥した状態にて、前記希釈液の供給を開始するように前記希釈液供給部を制御する、請求項8〜11のいずれか一項記載の塗布処理装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項記載の塗布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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