JPWO2017061199A1 - Liquid processing apparatus, liquid processing method, and storage medium - Google Patents
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Abstract
【課題】基板の周縁部に当該基板の周に沿って処理液を供給するにあたり、当該処理液が供給されるリング状の領域の幅が設定値から変動することを防ぐこと。
【解決手段】基板保持部と、前記基板の周縁部に局所的に処理液を吐出する処理液吐出ノズルと、前記処理液を前記基板の周に沿って供給するために、前記基板保持部に保持された前記基板を回転させる回転機構と、前記基板保持部に保持された基板の周縁部の高さ位置を、当該基板の周に沿って検出する高さ位置検出部と、前記処理液の吐出位置が当該基板の端部から予め設定された距離を離れるように、検出された前記基板の周縁部の高さ位置に基づいて、前記処理液吐出ノズルを前記基板に対して相対的に移動させる移動機構と、を備えるように装置を構成する。それによって基板の各部で周縁の高さが異なっていても、上記のリング状の領域の幅の変動を防ぐことができる。
【選択図】図1
In supplying a processing liquid to the peripheral edge of a substrate along the periphery of the substrate, the width of a ring-shaped region to which the processing liquid is supplied is prevented from fluctuating from a set value.
A substrate holding unit, a processing liquid discharge nozzle for locally discharging a processing liquid to a peripheral edge of the substrate, and a substrate holding unit for supplying the processing liquid along the circumference of the substrate. A rotation mechanism that rotates the held substrate; a height position detection unit that detects the height position of the peripheral edge of the substrate held by the substrate holding unit along the circumference of the substrate; and The processing liquid discharge nozzle is moved relative to the substrate based on the detected height position of the peripheral edge of the substrate so that the discharge position is away from a predetermined distance from the edge of the substrate. And a moving mechanism. As a result, even if the peripheral heights of the portions of the substrate are different, fluctuations in the width of the ring-shaped region can be prevented.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、基板の周縁部に処理液を供給する液処理装置、液処理方法及び記憶媒体に関する。 The present invention relates to a liquid processing apparatus, a liquid processing method, and a storage medium that supply a processing liquid to a peripheral portion of a substrate.
基板である半導体ウエハ(以下、ウエハと記載する)にレジストパターンを形成するフォトリソグラフィ工程では、ウエハに各種の処理液が供給されて液処理が行われる。この液処理の一つとして、ウエハの周に沿ってリング状に処理液を供給する処理が行われる場合があり、具体的な一例としては、表面に塗布膜が形成されたウエハに処理液として当該塗布膜の溶剤を供給して、不要な塗布膜をリング状に除去する周縁部塗布膜除去(Edge Bead Removal:EBR)処理がある。このEBR処理では、スピンチャックに載置されて回転するウエハの周縁部に、局所的に溶剤吐出ノズルから溶剤が吐出される。 In a photolithography process for forming a resist pattern on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) that is a substrate, various processing liquids are supplied to the wafer and liquid processing is performed. As one of the liquid processes, there is a case where a process of supplying a processing liquid in a ring shape along the circumference of the wafer is performed. As a specific example, a processing liquid is applied to a wafer having a coating film formed on the surface. There is an edge bead removal (EBR) process in which a solvent for the coating film is supplied to remove unnecessary coating films in a ring shape. In this EBR process, the solvent is locally discharged from the solvent discharge nozzle onto the peripheral edge of the wafer placed on the spin chuck and rotated.
上記のEBR処理において、塗布膜が除去されるリング状領域の幅(カット幅)が設定値となるように、ウエハにおいて溶剤が吐出される位置の精度を高くし、ウエハの各部における当該カット幅の均一性を高くすることが求められている。ところで、3D NANDと呼ばれる多層配線構造を有するメモリを製造するためのプロセスが今後普及する見込みである。このプロセスでは比較的膜厚が大きい膜がウエハの表面に複数積層されることから、当該プロセスにおける処理が進んだウエハには各膜から比較的大きな応力が加わることで、比較的大きな反りが生じるおそれがある。スピンチャックの載置時にウエハがそのように反っていると、ウエハにおいて溶剤が吐出される位置が予め設定された位置からずれるため、上記のカット幅が設定値からずれてしてしまうおそれがある。また、発明の実施の形態で鞍型の反りとして説明するように、ウエハの周縁の各部が互いに異なる高さとなるように反る場合が有り、そのような反りが発生した場合には、ウエハの各部でカット幅がばらついてしまう。 In the EBR process, the accuracy of the position at which the solvent is discharged on the wafer is increased so that the width (cut width) of the ring-shaped region from which the coating film is removed becomes a set value, and the cut width at each part of the wafer It is required to increase the uniformity of the. By the way, a process for manufacturing a memory having a multilayer wiring structure called 3D NAND is expected to become popular in the future. In this process, a plurality of films having a relatively large film thickness are stacked on the surface of the wafer. Therefore, a relatively large warp occurs when a relatively large stress is applied from each film to a wafer that has been processed in the process. There is a fear. If the wafer is warped in such a manner when the spin chuck is mounted, the position at which the solvent is discharged on the wafer deviates from a preset position, and thus the cut width may deviate from the set value. . Further, as described in the embodiment of the invention as a saddle-shaped warp, there are cases where the peripheral portions of the wafer are warped so as to have different heights, and when such warpage occurs, The cut width varies in each part.
特許文献1には、ウエハの搬送アームに設けられた当該ウエハの端部の水平方向における位置を光学的に検出するセンサによりウエハの大きさが検出され、この検出結果に基づいてEBR処理時における溶剤吐出ノズルの位置が決定される技術について示されている。また、特許文献2には、CCDカメラを用いて溶剤吐出ノズルからウエハの周縁部に吐出されて飛散する溶剤を撮像し、その撮像結果に基づいて保持具に溶剤吐出ノズルが取り付けられることについて示されている。しかし、特許文献1,2では、既述のようにウエハが反っている場合に、ウエハの全周でカット幅を設定値とする手法については記載されていない。
In
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板の周縁部に当該基板の周に沿って処理液を供給するにあたり、当該処理液が供給されるリング状の領域の幅が設定値から変動することを防ぐことができる技術を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a ring-shaped region to which the processing liquid is supplied when the processing liquid is supplied to the peripheral portion of the substrate along the periphery of the substrate. It is to provide a technique capable of preventing the width of the fluctuation from the set value.
本発明の液処理装置は、基板を保持する基板保持部と、
前記基板の周縁部に局所的に処理液を吐出する処理液吐出ノズルと、
前記処理液を前記基板の周に沿って供給するために、前記基板保持部に保持された前記基板を回転させる回転機構と、
前記基板保持部に保持された基板の周縁部の高さ位置を、当該基板の周に沿って検出する高さ位置検出部と、
前記処理液の吐出位置が当該基板の端部から予め設定された距離を離れるように、検出された前記基板の周縁部の高さ位置に基づいて、前記処理液吐出ノズルを前記基板に対して相対的に移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする。The liquid processing apparatus of the present invention includes a substrate holding unit that holds a substrate,
A processing liquid discharge nozzle for locally discharging the processing liquid to the peripheral edge of the substrate;
A rotation mechanism for rotating the substrate held by the substrate holding unit to supply the processing liquid along the circumference of the substrate;
A height position detector for detecting the height position of the peripheral edge of the substrate held by the substrate holder along the circumference of the substrate;
Based on the detected height position of the peripheral edge of the substrate, the processing liquid discharge nozzle is moved with respect to the substrate such that the processing liquid discharge position leaves a predetermined distance from the edge of the substrate. A relatively moving mechanism;
It is provided with.
本発明の液処理方法は、基板保持部に基板を保持させる工程と、
処理液吐出ノズルから前記基板の周縁部に局所的に処理液を吐出する処理液吐出工程と、
前記処理液を前記基板の周に沿って供給するために、回転機構によって前記基板保持部に保持された前記基板を回転させる工程と、
高さ位置検出部によって前記基板保持部に保持された基板の周縁部の高さ位置を、当該基板の周に沿って検出する工程と、
前記処理液の吐出位置が当該基板の端部から予め設定された距離を離れるように、検出された前記基板の周縁部の高さ位置に基づいて、前記処理液吐出ノズルを移動機構によって前記基板に対して相対的に移動させる工程と、
を備えたことを特徴とする。The liquid processing method of the present invention includes a step of holding a substrate in a substrate holding portion,
A treatment liquid discharge step of locally discharging the treatment liquid from the treatment liquid discharge nozzle to the peripheral edge of the substrate;
Rotating the substrate held by the substrate holder by a rotation mechanism to supply the processing liquid along the circumference of the substrate;
Detecting the height position of the peripheral portion of the substrate held by the substrate holding unit by the height position detecting unit along the circumference of the substrate;
Based on the detected height position of the peripheral edge of the substrate, the processing liquid discharge nozzle is moved by the moving mechanism so that the processing liquid discharge position leaves a predetermined distance from the edge of the substrate. Moving relative to
It is provided with.
また、本発明の記憶媒体は、液処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは本発明の液処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。The storage medium of the present invention is a storage medium storing a computer program used in the liquid processing apparatus,
A storage medium characterized in that the program includes steps for executing the liquid processing method of the present invention.
本発明によれば、基板保持部に保持された基板の周縁部の高さ位置を、当該基板の周に沿って検出する高さ位置検出部と、検出された前記基板の周縁部の高さ位置に基づいて、処理液吐出ノズルを基板に対して相対的に移動させる移動機構と、が設けられる。従って、基板の周縁部における処理液の吐出位置を精度高く制御することができるため、処理液が供給されるリング状の領域の幅を精度高く制御することができる。 According to the present invention, the height position detection unit that detects the height position of the peripheral portion of the substrate held by the substrate holding unit along the periphery of the substrate, and the detected height of the peripheral portion of the substrate And a moving mechanism for moving the processing liquid discharge nozzle relative to the substrate based on the position. Therefore, since the discharge position of the processing liquid at the peripheral edge of the substrate can be controlled with high accuracy, the width of the ring-shaped region to which the processing liquid is supplied can be controlled with high accuracy.
本発明の液処理装置の一実施形態であるレジスト塗布装置1について、図1の縦断側面図及び図2の平面図を参照しながら説明する。このレジスト塗布装置1については、基板であるウエハBにレジストを塗布してレジスト膜を形成する処理と、レジスト膜形成後にウエハBの周縁部における不要なレジスト膜を除去するEBR処理とを行うことができるように構成されている。ウエハBは円形であり、周縁部にはウエハBの方向を表す切り欠きとしてノッチNが形成されている。また、この例ではウエハBの直径は300mmである。
A resist
図中11はウエハBの載置部をなすスピンチャックであり、ウエハBを水平に保持するために、ウエハBの裏面中央部を吸着する。図1中12は回転機構であり、スピンチャック11に保持されたウエハBを、鉛直軸に沿って平面視時計回りに回転させる。図1中11Aは基板保持部であるスピンチャック11と回転機構12とを接続するシャフトであり、13は、スピンチャック11に保持されたウエハBを囲むカップである。図中14は排気管であり、カップ13内を排気する。15は排液管であり、ウエハBからカップ13内にこぼれ落ちた液体を除去する。図中16は昇降ピンであり、昇降機構17によって昇降することで、図示しないウエハBの搬送機構と、スピンチャック11との間でウエハBの受け渡しを行う。
In the figure,
図中21はレジスト吐出ノズルであり、レジストを鉛直下方に向けて吐出し、流路22を介して当該ノズル21にレジストを供給するレジスト供給機構23に接続されている。図中24はシンナー吐出ノズルであり、レジストの溶剤であるシンナーを鉛直下方に向けて吐出する。このシンナー吐出ノズル24は、ウエハBへのレジスト塗布前に行う前処理に用いられるノズルであり、流路25を介して当該ノズル24にシンナーを供給するシンナー供給機構26に接続されている。
In the figure,
図中31は上記のEBR処理を行うために用いられるシンナー吐出ノズルであり、上記のシンナー吐出ノズル24と区別するためにEBRノズルと記載する。EBRノズル31は、回転するウエハBの周縁部にレジストの溶剤であるシンナーを局所的に吐出して、ウエハBの全周に亘ってリング状にレジスト膜を除去する処理液吐出ノズルである。EBRノズル31は当該ウエハBの中心部側から周縁部側に向けて斜め下方に処理液であるシンナーを吐出し、それによってウエハBにおいてシンナーの吐出位置と当該吐出位置の外側にシンナーが供給される。このシンナーの吐出位置とは、シンナーの吐出方向におけるウエハBへのEBRノズル31の吐出口の投影領域である。
In the figure,
さらに詳しくシンナーの吐出位置及び吐出方向について説明する。図2中にこのシンナーの吐出位置を点C1として示している。図2中の点C2は、点C1からシンナーの吐出方向に延びるシンナーの軌跡の延長線D1とウエハBの周端との交点である。この点C2におけるウエハBの接線D2と上記のシンナーの軌跡の延長線D1とは交差する。 The thinner discharge position and discharge direction will be described in more detail. In FIG. 2, the discharge position of this thinner is shown as a point C1. A point C2 in FIG. 2 is an intersection of an extension line D1 of a thinner locus extending from the point C1 in the thinner discharge direction and the peripheral edge of the wafer B. The tangent line D2 of the wafer B at this point C2 and the extension line D1 of the above-mentioned thinner trajectory intersect.
このような位置及び方向にシンナーが吐出されること、及びシンナー吐出中にEBRノズル31が水平方向に移動可能であることにより、上記のレジスト膜が除去されるリング状領域の幅(以降、カット幅と記載する場合がある)を制御することができる。また、吐出されたシンナーの液撥ねを抑えるために、EBRノズル31は、ウエハBの回転方向上流側から下流側に向けてシンナーを吐出する。EBRノズル31は、流路32を介して上記のシンナー供給機構26に接続されており、シンナー吐出ノズル24及びEBRノズル31には、シンナー供給機構26から互いに独立してシンナーが供給される。
Since the thinner is discharged in such a position and direction, and the
図中41はアームであり、レジスト吐出ノズル21及びシンナー吐出ノズル24は、当該アーム41の一端側に支持される。アーム41の他端側は図2に示す移動機構42に接続されている。移動機構42によりアーム41は昇降且つ水平方向に移動することができ、このアーム41の移動によってノズル21、24は、ウエハBの中心部上とカップ13の外側のノズルの待機領域との間で移動することができる。図中43は、移動機構42が上記のように水平方向に移動するためのガイドである。
In the figure,
図中45はアームであり、EBRノズル31は当該アーム45の一端側に支持される。アーム45の他端側は移動機構46に接続されている。移動機構46によりアーム45は昇降且つ水平方向に移動することができ、このアーム45の移動によってEBRノズル31は、ウエハB上とカップ13の外側のノズルの待機領域との間で移動することができる。図2中、EBRノズル31の移動方向をY方向、Y方向に直交する水平方向をX方向として示している。図中47は、移動機構46が上記のように水平方向に移動するためのガイドである。
In the figure, 45 is an arm, and the
スピンチャック11に保持されるウエハBの周縁部の下方において、高さ位置検出部である高さ位置検出センサ18と、面方向位置検出部である水平位置検出センサ19とが設けられている。これらのセンサ18、19は例えば図2に示すように互いに近接して設けられているが、図示の便宜上、図1ではスピンチャック11の左右に互いに離れた位置に示している。高さ位置検出センサ18は例えば反射型のレーザー変位計により構成されており、上方へ向けてレーザー光を投光する投光部と、ウエハBの裏面の周縁部で反射したレーザー光の反射光を受光する受光部と、を備えている。この高さ位置検出センサ18の受光部は、受光量に応じた検出信号を後述の制御部2に送信する。制御部2は、この受光量に基づいて、ウエハBにおいてレーザー光が投光された周縁部の高さを検出することができる。
Below the peripheral edge of the wafer B held by the
水平位置検出センサ19は、平面視ウエハBの周端よりも内側の位置から当該周端の外側の位置へ亘って当該ウエハBの径方向に延びる帯状の光を上方に向けて照射する投光部と、ウエハBの裏面の周縁部にて反射された投光部からの光を受光する受光部と、を備えている。この水平位置検出センサ19の受光部は、受光量に応じた検出信号を後述の制御部2に送信する。制御部2はこの受光量に基づいて、帯状の光の長さ方向におけるウエハBの周端の位置を検出することができる。つまり、ウエハBの面方向、即ちXY平面における当該ウエハBの周端の位置を検出することができる。
The horizontal
続いて、制御部2について説明する。制御部2は例えばコンピュータからなり、不図示のプログラム格納部を有している。このプログラム格納部には、後述するようにレジスト塗布処理及びEBR処理が行えるように命令(ステップ群)が組まれたプログラムが格納されている。そして、当該プログラムによって制御部2からレジスト塗布装置1の各部に制御信号が出力されることで、当該レジスト塗布装置1の各部の動作が制御される。具体的には昇降機構17による昇降ピン16の昇降、移動機構42によるノズル21、24の移動、移動機構46によるEBRノズル31の移動、回転機構12によるスピンチャック11の回転、センサ18、19からの光照射などの各動作が制御される。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。
Next, the control unit 2 will be described. The control unit 2 is composed of a computer, for example, and has a program storage unit (not shown). As will be described later, the program storage unit stores a program in which instructions (step groups) are set so that a resist coating process and an EBR process can be performed. And the operation of each part of the resist
このレジスト塗布装置1のEBR処理の概略を説明すると、高さ位置検出センサ18及び水平位置検出センサ19から回転するウエハBに光を照射し、当該ウエハBの全周における周縁部の高さ及び周端の水平方向における位置を検出する。そして、回転するウエハBにシンナーを吐出中、上記の検出結果に基づいてEBRノズル31を左右に移動させてシンナーの吐出位置の補正を行い、レジスト膜をリング状に除去する。
The outline of the EBR process of the resist
上記のようにシンナー吐出中にEBRノズル31を左右に移動させるのは、EBRノズル31の位置が固定されている場合に各種の要因によって起こり得るウエハBにおけるシンナーの吐出位置の設定位置からのずれをキャンセルし、ウエハBの全周でカット幅を均一にするためである。このEBRノズル31を移動させる理由についてより詳細に説明するために、上記のシンナーの吐出位置がずれる各要因と、EBRノズル31の位置を固定してシンナーの吐出を行う場合に各要因が与えるEBR処理への影響とを説明する。この説明では、カット幅の設定値は1.5mmとする。
As described above, the
(要因1:ウエハBの搬送誤差)
カット幅をウエハBの全周で均一にするために、スピンチャック11に載置されるウエハBの中心Pが、当該スピンチャック11の回転軸P1上に位置するように、ウエハBがスピンチャック11に載置される。しかし、例えばウエハBの搬送機構の動作精度の限界から、図3の斜視図及び図4の平面図に示すように上記の中心Pが回転軸P1からずれて、ウエハBがスピンチャック11に載置される場合がある。図4では、中心Pと回転軸P1との位置関係を示すために、原点が中心Pに重なると共にY軸がノッチNを通過するXY直交座標系を表示している。また、各図中のL1は、回転するウエハBにおけるEBRノズル31からのシンナーの吐出位置の軌跡を示している。従ってこの軌跡L1は、レジスト膜が除去されるリング状領域の内周端である。(Factor 1: Wafer B transfer error)
In order to make the cut width uniform over the entire circumference of the wafer B, the wafer B is placed on the spin chuck so that the center P of the wafer B placed on the
回転軸P1上に位置するシンナーの吐出位置の軌跡L1の中心がウエハBの中心Pに対して偏芯しているため、当該中心PからウエハBの周縁に向かって見たときのシンナー吐出位置の軌跡L1までの距離(EBR半径とする)は、向かって見るウエハBの周方向における位置によって異なる。また図4中、中心Pと回転軸P1とを通過する線の延長線と、軌跡L1との交点をP2、P3として示している。軌跡L1において、点P2は最もウエハBの周端に近接し、点P3は最もウエハBの周端から離れている。 Since the center of the locus L1 of the thinner discharge position located on the rotation axis P1 is eccentric with respect to the center P of the wafer B, the thinner discharge position when viewed from the center P toward the periphery of the wafer B. The distance to the locus L1 (referred to as the EBR radius) varies depending on the position of the wafer B viewed in the circumferential direction. Also, in FIG. 4, the intersections of the extension line of the line passing through the center P and the rotation axis P1 and the locus L1 are shown as P2 and P3. In the locus L1, the point P2 is closest to the peripheral edge of the wafer B, and the point P3 is farthest from the peripheral edge of the wafer B.
図5のグラフは、図4に示すようにウエハBが載置された場合のカット幅と、上記の中心Pから向かって見るウエハBの周方向における位置との関係について、縦軸に当該カット幅(単位:mm)、横軸に当該周方向における位置を夫々設定して示している。なお、これ以降、カット幅はWcutとして表記する場合がある。また、グラフの横軸について補足すると、ノッチNの位置を0°(=360°)として反時計回りに0°〜360°の範囲で各位置を示している。グラフに示すように、横軸の値の変位に対して縦軸の値は正弦波形を描いて変位する。つまり、中心Pと回転軸P1とがずれてウエハBがスピンチャック11に載置されることで、カット幅WcutはウエハBの周方向において不均一となる。
The graph of FIG. 5 shows the relationship between the cut width when the wafer B is placed as shown in FIG. 4 and the position in the circumferential direction of the wafer B viewed from the center P. The width (unit: mm) and the position in the circumferential direction are set on the horizontal axis. Hereinafter, the cut width may be expressed as Wcut. Further, supplementing the horizontal axis of the graph, each position is shown in the range of 0 ° to 360 ° counterclockwise with the position of the notch N being 0 ° (= 360 °). As shown in the graph, the value on the vertical axis is displaced in a sine waveform with respect to the displacement on the horizontal axis. That is, the wafer P is placed on the
(要因2:回転軸P1に対するウエハBの傾き)
例えばスピンチャック11の成型の精度の限界によって、スピンチャック11におけるウエハBの載置面が回転軸P1に対して傾き、それによって図6に示すように当該スピンチャック11に載置されたウエハBが回転軸P1に対して傾く場合がある。この場合、ウエハBの周方向の各部においてスピンチャック11に対して高さのばらつきが生じる。図6中L2は、スピンチャック11の表面の中心を通過する水平面である。また、シンナー吐出位置の軌跡L1上に、点Q1〜Q4を示している。ここでは説明の便宜上、ウエハBの厚さが0mmであるとする。そして、点Q1及び点Q3は水平面L2上に位置し、点Q2は軌跡L1中で最も低く、点Q4は軌跡L1中で最も高い。図7は、側面から見たEBRノズル31に対する点Q1〜Q4の高さの位置関係を表しており、図中31Aは吐出されたシンナーである。(Factor 2: Inclination of wafer B with respect to rotation axis P1)
For example, the mounting surface of the wafer B on the
既述のようにEBRノズル31はウエハBの内方側から周端側に向けて斜めにシンナーを吐出するため、ウエハBのEBRノズル31との間の高さの変動に対応して、各部のカット幅が変動する。図8ではウエハB上から見たEBRノズル31と点Q1〜Q4との位置関係を示している。この図8に示すように点Q4は点Q1、Q3よりもウエハBの中心寄りに、点Q2は点Q1、Q3よりもウエハBの周端よりに夫々位置しており、点Q1及び点Q3と、点Q2と、点Q4との間でカット幅は、互いに異なる。
As described above, since the
図9は、スピンチャック11の向きと、シンナーの吐出位置の軌跡L1における各位置の高さとの関係を示すグラフである。グラフの横軸はスピンチャック11の向きをチャック角度として0°〜360°の範囲で示しており、ウエハBのノッチNに向かう方向を0°とし、平面視反時計回りに90°ずれるごとに、90°、180°、270°として表している。このように設定しているため、チャック角度はウエハBの周方向における位置を表しているとも言える。グラフの縦軸は、軌跡L1の各点の水平面L2に対する高さの誤差をΔH(単位:mm)で示し、軌跡L1の点がL2より高いときに+、低いときに−であるとしている。このグラフに示すようにスピンチャック11の向きの変位に対して、高さの誤差ΔHは正弦波形を描くように変位する。また、図10のグラフはチャック角度とカット幅Wcutとの関係を表しており、グラフの縦軸は当該カット幅Wcut(単位:mm)を示し、グラフの横軸は図9のグラフと同様にチャック角度を示している。後述の各式で示すようにウエハBとEBRノズル31との間の高さとカット幅Wcutとは互いに対応するので、図10のグラフの波形も正弦波形となる。このように回転軸P1に対してウエハBが傾いて載置される場合も、カット幅Wcutは、ウエハBの周方向において不均一となる。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the orientation of the
(要因3:山型あるいは椀型にウエハBが反った場合)
スピンチャック11に載置されたウエハBが、図11に示すように椀型に反るか、図12に示すように山型に反る場合が有る。椀型に反るとは、ウエハBの中心部が周縁部よりも低くなるように反ることであり、山型に反るとは、ウエハBの周縁部が中心部よりも高くなるように反ることである。また、山型に反る場合としては、スピンチャック11に載置される前のウエハBが既にそのように反っている場合と、スピンチャック11に載置される前はそのように反っていないウエハBがスピンチャック11に載置されたときに自重によって撓むことでそのように反る場合とが有る。図11、図12では点線で、反ったウエハBの直径を示している。(Factor 3: When wafer B warps in a mountain shape or a saddle shape)
The wafer B placed on the
図11の椀型に反ったウエハBについて、図13のグラフにて図9のグラフと同様にチャック角度とシンナー吐出位置の高さの誤差ΔHとの関係を示し、図14のグラフにて図10のグラフと同様にチャック角度とカット幅Wcutとの関係を示している。これら図13、図14のグラフに示すように、椀型に反ったウエハBでは、平坦なウエハBに比べて全周においてEBRノズル31とシンナーの吐出位置との距離は小さくなり、カット幅Wcutは設定値に対して大きくなる。また、図12の山型に反ったウエハBについて、図15のグラフにて図9のグラフと同様にチャック角度とシンナー吐出位置の高さの誤差ΔHとの関係を示し、図16のグラフにて図10のグラフと同様にチャック角度とカット幅Wcutとの関係を示している。これら図15、図16のグラフに示すように、山型に反ったウエハBでは、平坦なウエハBに比べて全周においてEBRノズル31とシンナーの吐出位置との距離が大きくなり、カット幅Wcutは設定値に対して小さくなる。
For the wafer B warped in the saddle shape of FIG. 11, the graph of FIG. 13 shows the relationship between the chuck angle and the error ΔH of the height of the thinner discharge position in the same manner as the graph of FIG. Similar to the graph of FIG. 10, the relationship between the chuck angle and the cut width Wcut is shown. As shown in the graphs of FIGS. 13 and 14, the wafer B warped in a bowl shape has a smaller distance between the
(要因4:鞍型にウエハBが反った場合)
スピンチャック11の形状や背景技術の項目で説明した膜の応力によって、スピンチャック11に載置されたウエハBが、鞍型に反っている場合が有る。鞍型に反るとは、ウエハBにおいて互いに交差する直径を第1の直径、第2の直径とすると、第1の直径の両端がウエハBの中心Pに対して比較的大きく下降するように反り、第2の直径の両端においては中心Pとの差が無いか差が比較的小さいように反ることである。図17はそのように鞍型に反ったウエハBを示し、シンナー吐出位置の軌跡L1上の点をR1、R2、R3、R4としている。点R1、R3は上記の第1の直径上の点であり、点R2、R4は上記の第2の直径上の点である。従って、点R1、R3の高さは、点R2、R4の高さより低い。(Factor 4: When wafer B warps in a bowl shape)
The wafer B placed on the
図17のウエハBについて、図18のグラフにて図9のグラフと同様にチャック角度とシンナーの吐出位置の高さの誤差ΔHとの関係を示し、図19のグラフにて図10のグラフと同様にチャック角度とカット幅Wcutとの関係を示している。このウエハBの面内には比較的高い位置と比較的低い位置とが2つずつ存在するため、図18、図19のグラフにおいて、チャック角度が0°〜360°の範囲内に正弦波が2周期存在する波形となる。また、図17でシンナー吐出位置の軌跡L1に囲まれる領域は楕円となる。このようにウエハBが鞍型に反る場合もカット幅Wcutは、ウエハBの周方向において不均一となる。
以上に説明したカット幅Wcutが設定値から外れることになる要因が1つまたは複数生じた場合においても、レジスト塗布装置1では上記の概略で説明したように処理を行うことで、ウエハBの全周でカット幅Wcutが設定値となるように制御される。For the wafer B of FIG. 17, the graph of FIG. 18 shows the relationship between the chuck angle and the height error ΔH of the thinner discharge position in the same manner as the graph of FIG. 9, and the graph of FIG. Similarly, the relationship between the chuck angle and the cut width Wcut is shown. Since there are two relatively high positions and two relatively low positions in the surface of the wafer B, in the graphs of FIGS. 18 and 19, a sine wave is present in the range of the chuck angle of 0 ° to 360 °. The waveform has two cycles. In FIG. 17, the region surrounded by the thinner discharge position locus L1 is an ellipse. Thus, even when the wafer B is warped, the cut width Wcut is not uniform in the circumferential direction of the wafer B.
Even when one or a plurality of factors that cause the cut width Wcut described above to deviate from the set value occurs, the resist
ところで、高さ位置検出センサ18によって検出されるウエハBの周縁部の高さとシンナーの吐出位置の補正値との関係を、EBRノズル31の側面図、ウエハBの平面図である図20、図21を夫々参照して説明する。水平面に対するEBRノズル31の角度をθz、ウエハBとEBRノズル31の先端との間の高さの設定値をH0とすると、シンナー31Aの飛距離(EBRノズル31の先端からウエハBにおけるシンナー31Aの吐出位置までの距離)Lは、下記の式1で表される。式1中のΔHは、図9などのグラフの縦軸で示したシンナーの吐出位置の高さの誤差であり、従って設定値H0に対する誤差である。また、飛距離Lについて、EBRノズル31の移動方向(Y方向)における長さ(カット幅成分と記載する)をWとする。さらに、EBRノズル31のシンナーの吐出方向とX方向(Y方向に直交する水平方向)とのなす角をθxとすると、下記の式2が成立する。
L=(H0−ΔH)/tanθz・・・式1
W=L×sinθx・・・式2Incidentally, the relationship between the height of the peripheral edge of the wafer B detected by the height
L = (H 0 −ΔH) /
W = L × sin θx Equation 2
そして、ウエハB表面とEBRノズル31の先端との間の高さが設定値H0であるときのカット幅成分WをW0、上記の高さの誤差ΔHによるカット幅成分Wの誤差をΔWとする。つまり、このΔWはΔHに起因するY方向におけるシンナーの吐出位置の誤差であり、シンナーの吐出位置が設定位置からウエハBの内方側に移動したときに誤差ΔWは+、ウエハBの周端側に移動したときに誤差ΔWは−であるものとする。これらW0及びWを用いて式2を変形すると、下記の式3が成立する。また、Y方向におけるシンナーの吐出位置の補正値をΔWcorとすると、W−W0=ΔWcorであるため、式4が成り立つ。設定位置に対してシンナーの吐出位置をウエハBの内方側に移動させる場合ΔWcorが+、ウエハBの周端側に移動させる場合ΔWcorが−であるものとする。
W=L×sinθx=(H0−ΔH)×(sinθx/tanθz)=H0×(sinθx/tanθz)−ΔH×(sinθx/tanθz)=W0−ΔW・・・式3
ΔWcor=−ΔW・・・式4The cut width component W when the height between the surface of the wafer B and the tip of the
W = L × sin θx = (H 0 −ΔH) × (sin θx / tan θz) = H 0 × (sin θx / tan θz) −ΔH × (sin θx / tan θz) = W 0 −ΔW Equation 3
ΔWcor = −ΔW Equation 4
既述の高さ位置検出センサ18によって、上記の高さの誤差ΔHに相当する値が検出される。各式中のH0、θz、θx、W0は既知であるため、検出された高さの誤差ΔHから、Y方向におけるシンナー吐出位置の誤差ΔW及びシンナーの吐出位置の補正値ΔWcorを算出することができる。図22は、上記の各式から得られるΔHとΔWとの対応関係の一例を示すグラフであり、横軸、縦軸に夫々ΔH、ΔWを示している。グラフの各軸の単位は夫々mmである。例えば、この図22に示す対応関係が上記の制御部2のメモリに格納されており、後述するように補正値ΔWcorの算出に用いられる。なお、上記のようにΔWcor=−ΔWであるため、EBRノズル31の位置の補正値ΔWcorとΔHとの対応関係は図22のグラフと対応したものとなり、図23のグラフで表される。図23のグラフの横軸はΔH(単位:mm)、縦軸はΔWcor(単位:mm)である。The height
水平位置検出センサ19による検出結果と、Y方向におけるシンナー吐出位置の誤差ΔW及びシンナー吐出位置の補正値ΔWcorとの関係についても説明する。図24のグラフは、水平位置検出センサ19により検出されたウエハBの周端の水平方向における位置と、シンナー吐出位置の補正値ΔWcorとの対応を示している。グラフの横軸について補足すると、検出されたウエハBの周端位置について、スピンチャック11の回転軸P1までの距離R(単位:mm)として表している。縦軸はΔWcor(単位:mm)である。ウエハBの直径は300mmであるため、距離Rの設定値は150mmである。この設定値に対する誤差をΔRとすると、ΔR=ΔWである。上記の式4で示すようにΔW=−ΔWcorであるため、ΔR=−ΔWcorとなり、グラフではこのような関係が示されている。
The relationship between the detection result by the horizontal
続いて、レジスト塗布装置1の各部の動作を示す図25〜図27を参照しながら、レジスト塗布処理及びEBR処理について説明する。搬送機構によりウエハBがスピンチャック11上に搬送され、当該スピンチャック11に載置される。シンナー吐出ノズル24からウエハBの中心部上にシンナーが吐出され、ウエハBが回転を開始し(時刻t1)、遠心力によってシンナーがウエハBの表面全体に塗布され、レジストに対するウエハBの表面の濡れ性が向上する。然る後、レジスト吐出ノズル21からウエハBの中心部上にレジストが吐出され、遠心力によってレジストがウエハBの表面全体に塗布され、レジスト膜30が形成される。
Next, the resist coating process and the EBR process will be described with reference to FIGS. 25 to 27 showing the operation of each part of the resist
上記の時刻t1以降の任意のタイミングで、水平位置検出センサ19及び高さ位置検出センサ18から回転するウエハBへ光の照射が開始され(図25)、ウエハBが1回転すると、この光照射が停止する。そして水平位置検出センサ19から出力された検出信号によって、ノッチNの位置及びウエハBの全周における回転軸P1から周端までの距離Rが検出される。図28のグラフはこの距離Rの検出結果を示しており、グラフの横軸に図9で説明したチャック角度、縦軸に当該距離Rを夫々設定している。
Light irradiation is started from the horizontal
図24で説明したように、距離Rの設定値に対する誤差ΔR=カット幅の誤差ΔWであるため、取得した距離Rから図29のグラフに示すような、ウエハBの全周における誤差ΔRに基づいたカット幅、つまり高さの誤差ΔHが無いものとしたカット幅Wcut(Wcut1とする)及びカット幅の誤差ΔW(ΔWcut1とする)を取得することができる。この図29のグラフの横軸、縦軸は、夫々チャック角度、カット幅Wcut1(単位:mm)を示している。 As described with reference to FIG. 24, since the error ΔR with respect to the set value of the distance R = the error ΔW of the cut width, based on the error ΔR in the entire circumference of the wafer B as shown in the graph of FIG. The cut width Wcut (referred to as Wcut1) and the cut width error ΔW (referred to as ΔWcut1) can be acquired without the cut width, that is, the height error ΔH. In the graph of FIG. 29, the horizontal axis and the vertical axis indicate the chuck angle and the cut width Wcut1 (unit: mm), respectively.
また、図30のグラフは高さ位置検出センサ18による検出結果を示しており、グラフの横軸、縦軸はチャック角度、高さの誤差ΔHを夫々示している。この検出結果と、図22で説明した高さの誤差ΔHとカット幅の誤差ΔWとの対応関係とに従って、図31のグラフで示すような、ウエハBの全周における誤差ΔHに基づいたカット幅、つまり誤差ΔRが無いものとしたカット幅Wcut(Wcut2とする)及びカット幅の誤差ΔW(ΔWcut2とする)が取得される。図31のグラフの横軸、縦軸は、夫々チャック角度、カット幅Wcut2(単位:mm)である。
Further, the graph of FIG. 30 shows the detection result by the height
そして、チャック角度が同じ位置におけるΔWcut1とΔWcut2とが合計され、ΔR及びΔHに基づいたカット幅の誤差ΔWcutが取得される。図32のグラフは、ウエハBの全周におけるカット幅の誤差ΔWcutを表している。より詳しくは、縦軸が取得されたカット幅の誤差ΔWcutとカット幅の設定値との合計値であるカット幅Wcutを、横軸がチャック角度を夫々示している。このようにウエハBの全周におけるカット幅の誤差ΔWcutが取得されると、上記の式4によってΔWcutから、図33のグラフに示すウエハBの全周におけるシンナー吐出位置の補正値ΔWcorが取得される。グラフの縦軸、横軸は、夫々当該補正値ΔWcor(単位:mm)、チャック角度を示している。 Then, ΔWcut1 and ΔWcut2 at the same position of the chuck angle are summed to obtain a cut width error ΔWcut based on ΔR and ΔH. The graph of FIG. 32 represents the cut width error ΔWcut on the entire circumference of the wafer B. More specifically, the vertical axis represents the cut width Wcut which is the sum of the acquired cut width error ΔWcut and the set value of the cut width, and the horizontal axis represents the chuck angle. When the cut width error ΔWcut for the entire circumference of the wafer B is obtained in this way, the correction value ΔWcor for the thinner discharge position for the entire circumference of the wafer B shown in the graph of FIG. The The vertical axis and horizontal axis of the graph indicate the correction value ΔWcor (unit: mm) and the chuck angle, respectively.
然る後、取得された補正値ΔWcorに基づいてEBRノズル31の位置が設定位置から補正され、カット幅Wcutが設定値となる位置に当該EBRノズル31からシンナーが吐出され、吐出位置より外側のレジスト膜30が除去される(図26)。ウエハBの回転とシンナーの吐出とが続けられると共に、カット幅Wcutが設定値となるように補正値ΔWcorに基づいてEBRノズル31が移動し、ウエハBの周方向に沿ってレジスト膜30が除去される(図27)。ウエハBの全周にシンナーが供給され、レジスト膜がリング状に除去されると、EBRノズル31からのシンナーの吐出が停止し、続いてウエハBの回転が停止して、搬送機構により当該ウエハBがレジスト塗布装置1から搬出される。
Thereafter, the position of the
上記のレジスト塗布装置1によれば、スピンチャック11に保持されたウエハBの周縁部の高さ位置を、当該ウエハBの周に沿って検出する高さ位置検出センサ18が設けられ、このセンサ18を用いた検出結果に基づいて、移動機構46によってシンナーを吐出中のEBRノズル31の位置が調整される。従って、ウエハBの全周でカット幅Wcutを精度高く制御することができる。さらに、レジスト塗布装置1においては、水平方向におけるウエハBの周端の位置を検出する水平位置検出センサ19が設けられ、EBRノズル31の位置は、このセンサ18による検出結果に基づいて制御されるため、カット幅Wcutをより精度高く制御することができる。
According to the resist
レジスト膜を除去するシンナーを処理液としてウエハBに供給する装置について示したが、本発明はこのような装置に適用されることに限られない。例えばEBRノズル31と同様にウエハBの周縁部に局所的に処理液を供給できるように構成されたノズルから、回転するウエハBに処理液としてレジストなどの塗布膜形成用の薬液を吐出する液処理装置に適用することができる。その場合、リング状に形成される塗布膜の幅を、ウエハBの全周で精度高く制御することができる。
Although the apparatus for supplying the thinner for removing the resist film to the wafer B as the processing liquid has been shown, the present invention is not limited to such an apparatus. For example, a liquid that discharges a chemical solution for forming a coating film such as a resist to the rotating wafer B as a processing liquid from a nozzle configured to be able to locally supply the processing liquid to the peripheral edge of the wafer B as in the
上記のレジスト塗布装置1において、ウエハBにおけるシンナーの吐出位置を制御するために、EBRノズル31を回転機構12及びスピンチャック11に対して移動させる代わりに、回転機構12及びスピンチャック11を水平方向に移動させる移動機構を設けてシンナーの吐出位置を制御してもよい。また、上記の処理ではセンサ18、19によりウエハBに光を照射する期間とシンナーの吐出が行われる期間とが重なっていないが、これらの期間が重なるように処理が行われてもよい。具体的に、ウエハBの周縁部について、回転方向下流側を第1の周縁領域、回転方向上流側を第2の周縁領域とすると、先ず、第1の周縁領域にセンサ18、19から光が照射されて既述のように第1の周縁領域の高さ位置及び水平方向における位置が検出される。そしてウエハBの回転によって、光が照射される領域が第2の周縁領域に移動すると共に、シンナーの吐出が可能な位置に移動した第1の周縁領域に対して、EBRノズル31からシンナーが吐出されてレジスト膜が除去される。つまり、センサ18、19から光が照射されてからウエハBが1回転する前に、当該光が照射された領域にシンナーが供給される。このように処理を行うことでスループットの向上を図ることができる。
In the resist
さらに、上記の例では、EBRノズル31のY方向における移動によって、シンナーの吐出位置を制御しているが、図34に示すようにEBRノズル31をX方向に移動できるように移動機構46を構成し、当該X方向の移動によってシンナーの吐出位置が制御されるようにしてもよい。また、図35に示す例では、アーム45の基端が回転機構51に接続されることで、EBRノズル31が当該回転機構51の回転軸まわりに回転できるように構成されている。この回転によってEBRノズル31の向き、即ちシンナーの吐出方向が変更され、シンナーの吐出位置が制御される。さらに図36に示すように移動機構46によって垂直方向にEBRノズル31を移動させることで、シンナーの吐出位置が制御されてもよい。図36の例ではEBRノズル31をウエハBに対して昇降させているが、回転機構12及びスピンチャック11を昇降させる昇降機構を設け、ウエハBをEBRノズル31に対して昇降させてもよい。
Further, in the above example, the thinner discharge position is controlled by the movement of the
外部の装置において塗布膜が形成されたウエハBについても、当該装置1では当該塗布膜のEBR処理を行うことができる。つまり、上記の装置1はEBR処理のみを行う専用の装置として構成されてもよい。また、EBRノズル31からのシンナーの吐出と、EBRノズル31の移動とは並行して行うことに限られず、当該吐出と移動とを交互に繰り返し行ってもよい。その場合、シンナーの吐出中はウエハBの回転を停止させる。即ちウエハBを間欠的に回転させる。ところで、既述した各実施例は互いに組み合わせることができる。具体的には、例えばシンナーの吐出位置を制御するために、EBRノズル31の高さ及びY方向の位置が共に調整されるようにしてもよい。
For the wafer B on which a coating film is formed in an external apparatus, the
B ウエハ
1 レジスト塗布装置
11 スピンチャック
12 回転機構
18 高さ位置検出センサ
19 水平位置検出センサ
2 制御部
31 EBRノズル
46 移動機構
Claims (9)
前記基板の周縁部に局所的に処理液を吐出する処理液吐出ノズルと、
前記処理液を前記基板の周に沿って供給するために、前記基板保持部に保持された前記基板を回転させる回転機構と、
前記基板保持部に保持された基板の周縁部の高さ位置を、当該基板の周に沿って検出する高さ位置検出部と、
前記処理液の吐出位置が当該基板の端部から予め設定された距離を離れるように、検出された前記基板の周縁部の高さ位置に基づいて、前記処理液吐出ノズルを前記基板に対して相対的に移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする液処理装置。A substrate holder for holding the substrate;
A processing liquid discharge nozzle for locally discharging the processing liquid to the peripheral edge of the substrate;
A rotation mechanism for rotating the substrate held by the substrate holding unit to supply the processing liquid along the circumference of the substrate;
A height position detector for detecting the height position of the peripheral edge of the substrate held by the substrate holder along the circumference of the substrate;
Based on the detected height position of the peripheral edge of the substrate, the processing liquid discharge nozzle is moved with respect to the substrate such that the processing liquid discharge position leaves a predetermined distance from the edge of the substrate. A relatively moving mechanism;
A liquid processing apparatus comprising:
前記移動機構は、検出された基板の端部の面方向における位置に基づいて、前記処理液吐出ノズルを前記基板と相対的に移動させることを特徴とする請求項1記載の液処理装置。A surface direction position detection unit that detects the position in the surface direction of the end portion of the substrate held by the substrate holding unit along the circumference of the substrate,
The liquid processing apparatus according to claim 1, wherein the moving mechanism moves the processing liquid discharge nozzle relative to the substrate based on the detected position in the surface direction of the end portion of the substrate.
前記処理液吐出ノズルは、平面視、前記基板に吐出される処理液の延長線と、当該延長線の前記基板の端部との交点における接線とが交差するように設けられることを特徴とする請求項1記載の液処理装置。The substrate is circular;
The processing liquid discharge nozzle is provided in a plan view so that an extension line of the processing liquid discharged to the substrate intersects with a tangent line at an intersection of the extension line with an end portion of the substrate. The liquid processing apparatus according to claim 1.
処理液吐出ノズルから前記基板の周縁部に局所的に処理液を吐出する処理液吐出工程と、
前記処理液を前記基板の周に沿って供給するために、回転機構によって前記基板保持部に保持された前記基板を回転させる工程と、
高さ位置検出部によって前記基板保持部に保持された基板の周縁部の高さ位置を、当該基板の周に沿って検出する工程と、
前記処理液の吐出位置が当該基板の端部から予め設定された距離を離れるように、検出された前記基板の周縁部の高さ位置に基づいて、前記処理液吐出ノズルを移動機構によって前記基板に対して相対的に移動させる工程と、
を備えたことを特徴とする液処理方法。A step of holding the substrate in the substrate holding portion;
A treatment liquid discharge step of locally discharging the treatment liquid from the treatment liquid discharge nozzle to the peripheral edge of the substrate;
Rotating the substrate held by the substrate holder by a rotation mechanism to supply the processing liquid along the circumference of the substrate;
Detecting the height position of the peripheral portion of the substrate held by the substrate holding unit by the height position detecting unit along the circumference of the substrate;
Based on the detected height position of the peripheral edge of the substrate, the processing liquid discharge nozzle is moved by the moving mechanism so that the processing liquid discharge position leaves a predetermined distance from the edge of the substrate. Moving relative to
A liquid treatment method comprising:
前記移動工程は、
前記移動機構によって、検出された基板の端部の面方向における位置に基づいて、前記処理液供給部を前記基板と相対的に移動させる工程を含むことを特徴とする請求項7記載の液処理方法。A step of detecting the position in the surface direction of the end portion of the substrate held by the substrate holding unit by the surface direction position detection unit along the circumference of the substrate;
The moving step includes
The liquid processing according to claim 7, further comprising a step of moving the processing liquid supply unit relative to the substrate based on the detected position in the surface direction of the end portion of the substrate by the moving mechanism. Method.
前記プログラムは請求項7に記載された液処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
A storage medium storing a computer program used in a liquid processing apparatus,
A storage medium characterized in that the program includes steps for executing the liquid processing method according to claim 7.
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