KR102646640B1 - 도포막 제거 장치, 도포막 제거 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

기판인 웨이퍼 표면에 형성된 도포막의 주연부를 제거액에 의해 제거함에 있어서, 도포막 단부의 형상 결함의 발생을 억제한다.
스핀 척(11)에 의해 회전하는 웨이퍼(W)의 주연부에, 제거액 노즐(3)로부터 제거액을 토출함과 함께, 웨이퍼 표면의 제거액의 공급 영역에, 기류 형성부(5)에 의해, 웨이퍼 표면에 평행하며 또한 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성한다. 이 기류와 회전의 원심력에 의해, 웨이퍼 표면의 제거액의 액류가 외측으로 가압되기 때문에, 웨이퍼(W)에 도달했을 때의 제거액의 막 두께가 저감한다. 도포막 단부(13)의 형상 결함의 일례인 도포막 단부(13)의 융기(험프)는, 제거액 노즐(3)로부터 토출된 제거액이 웨이퍼(W)에 도달했을 때의 큰 막 두께에 의한 표면 장력이 원인이기 때문에, 제거액의 액류가 외측으로 가압됨으로써 험프의 발생이 억제되고, 형상 결함의 발생이 억제된다.

Description

도포막 제거 장치, 도포막 제거 방법 및 기억 매체{APPARATUS FOR REMOVING A COATING FILM, METHOD FOR REMOVING A COATING FILM AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 원형의 기판의 표면에 형성된 도포막의 주연부를 제거액에 의해 제거하는 도포막 제거 장치, 도포막 제거 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재한다)에 도포막 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정에서 행해지는 처리 중 하나로, 표면에 도포막이 형성된 웨이퍼에 용제를 공급하여, 도포막 주연부가 불필요한 막을 링 형상으로 제거하는 주연부 도포막 제거(Edge Bead Removal: EBR) 처리가 있다. 이 EBR 처리에서는, 스핀 척에 적재되어 회전하는 웨이퍼의 주연부에, 국소적으로 용제 노즐로부터 도포막의 용제가 토출된다.
상기 EBR 처리에서는, 도포막 주연부인 제거 영역의 막을 제거함에 있어서, 회로 패턴의 형성 영역을 확보해서 반도체 장치의 수율을 향상시키기 위해서, 상기 제거 영역과의 경계 근방인 도포막 단부의 형상 결함의 발생을 억제할 것이 요구되고 있다. 형상 결함의 일례로서는, 도포막 단부의 융기(험프) 등을 들 수 있다. 회로의 미세화에 수반하는 포토리소그래피 공정수의 증가에 의해, EBR 처리에 있어서의 결함에 대한 요구의 엄격화가 예상되는 점에서, 상기 형상 결함의 발생을 억제하는 기술의 개발이 기대된다.
특허문헌 1에는, 용제 노즐로부터 용제를 토출해서 기판 단부 테두리의 박막을 용해함과 함께, 용제를 토출한 후의 개소에 가스 노즐로부터 기체를 토출함으로써, 용제를 기판 단부 테두리보다 외측으로 날려버려서 제거하는 기술이 기재되어 있다. 이 예에서는 용제에 대하여 후방 경사 상방측으로부터 가스 노즐에 의해 기체를 토출하고 있으므로, 이 방법을 EBR 처리에 적용하면, 도포막의 용제가 비산하여, 웨이퍼 주연부 이외의 도포막도 제거되고, 그 결과로 도포막 단부의 형상이 악화될 우려가 있다.
또한 특허문헌 2에는, 기판의 주연부에 대하여 처리액 공급부로부터 처리액을 공급함에 있어서, 처리액 공급부보다 기판의 주연부 내측으로 가스 분출부를 설치하여, 기판의 휨을 교정하는 기술이 기재되어 있다. 이 방법을 EBR 처리에 적용하면, 가스는 도포막의 용제보다 웨이퍼의 외측 테두리에 가까운 위치로부터 분출되므로, 용제의 공급 영역 근방의 도포막 단부의 형상에 대한 개선은 기대할 수 없다.
일본특허공개 평6-196401호 공보(도 3 등) 일본특허공개 제2012-99833호 공보(단락 0031 등)
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 원형의 기판의 표면에 형성된 도포막의 주연부를 제거액에 의해 제거함에 있어서, 도포막의 제거 영역과의 경계 근방인 도포막 단부의 형상 결함의 발생을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명의 도포막 제거 장치는,
원형의 기판의 표면에 도포액을 공급해서 형성된 도포막의 주연부를 제거액에 의해 제거하는 도포막 제거 장치에 있어서,
기판을 보유 지지해서 회전시키는 회전 보유 지지부와,
상기 회전 보유 지지부에 보유 지지된 기판 표면의 주연부에, 제거액이 기판의 회전 방향의 하류측을 향하도록 또한 제거액의 토출 위치에서 평면적으로 볼 때 제거액의 토출 궤적의 연장선이 기판의 외측을 향하도록, 제거액을 토출하는 제거액 노즐과,
상기 기판 표면의 주연부에 있어서의 제거액의 공급 영역에, 기판의 표면에 평행하며 또한 기판의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성하여, 제거액의 액류를 외측으로 가압하기 위한 기류 형성부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 도포막 제거 방법은,
원형의 기판의 표면에 도포액을 공급해서 형성된 도포막의 주연부를 제거액에 의해 제거하는 도포막 제거 방법에 있어서,
기판을 회전 보유 지지부에 보유 지지해서 회전시키면서, 기판 표면의 주연부에, 제거액이 기판의 회전 방향의 하류측을 향하도록 또한 제거액의 토출 위치에서 평면적으로 볼 때 제거액의 토출 궤적의 연장선이 기판의 외측을 향하도록, 제거액을 토출하는 공정과,
상기 기판 표면의 주연부에 있어서의 제거액의 공급 영역에, 기판의 표면에 평행하며 또한 기판의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성하여, 제거액의 액류를 외측으로 가압하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 기억 매체는, 도포막 제거 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체이며,
상기 프로그램은 본 발명의 도포막 제거 방법을 실행하기 위해서 스텝이 편성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기판 표면의 도포막의 주연부를 제거액에 의해 제거함에 있어서, 제거액 노즐로부터 기판 표면의 주연부에 제거액을 토출함과 함께, 기판 표면에 있어서의 제거액의 공급 영역에, 기류 형성부에 의해 기판 표면에 평행하며 또한 기판의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성하고 있다. 도포막 단부의 형상 결함의 일례인 도포막 단부의 융기는, 제거액 노즐로부터 토출된 제거액이 기판에 도달했을 때의 큰 막 두께에 의한 표면 장력이 원인으로 추정된다. 기류 형성부에 의해 형성된 기류에 의해, 기판 표면의 제거액의 액류가 외측으로 가압되기 때문에, 기판에 도달했을 때의 제거액의 막 두께가 저감한다. 이에 의해 도포막 단부의 융기가 억제되고, 그 결과로 도포막 단부의 형상 결함의 발생이 억제된다.
도 1은 주연부 도포막 제거(Edge Bead Removal: EBR) 처리의 개요를 설명하는 측면도이다.
도 2는 EBR 처리의 개요를 설명하는 측면도이다.
도 3은 EBR 처리에 의해 발생하는 도포막의 형상 결함의 예를 나타내는 종단 측면도이다.
도 4는 EBR 처리에 의해 발생하는 도포막의 형상 결함의 예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 EBR 처리에 의해 발생하는 도포막의 형상 결함의 예를 나타내는 평면도이다.
도 6은 EBR 처리에 의해 발생하는 도포막의 형상 결함의 예를 나타내는 평면도이다.
도 7은 형상 결함의 일례의 발생 메커니즘을 설명하는 종단 측면도이다.
도 8은 형상 결함의 일례의 발생 메커니즘을 설명하는 종단 측면도이다.
도 9는 형상 결함의 일례의 발생 메커니즘을 설명하는 종단 측면도이다.
도 10은 형상 결함의 다른 예의 발생 메커니즘을 설명하는 부분 사시도이다.
도 11은 도포막 제거 장치를 적용한 도포 장치의 일 실시 형태를 나타내는 종단 측면도이다.
도 12는 도포 장치를 나타내는 평면도이다.
도 13은 도포 장치에 설치되는 기류 형성부를 나타내는 종단 측면도이다.
도 14는 기류 형성부를 나타내는 정면도이다.
도 15는 기류 형성부와 제거액 노즐을 나타내는 사시도이다.
도 16은 기류 형성부를 나타내는 종단 측면도이다.
도 17은 기류 형성부를 나타내는 평면도이다.
도 18은 제거액과 가스의 공급 타이밍을 나타내는 특성도이다.
도 19는 도포 장치의 작용을 나타내는 종단 측면도이다.
도 20은 도포 장치의 작용을 나타내는 종단 측면도이다.
도 21은 도포 장치의 작용을 나타내는 종단 측면도이다.
도 22는 기류 형성부의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 23은 제거액과 가스의 공급 타이밍의 다른 예를 나타내는 특성도이다.
도 24는 형상 결함의 일례의 발생 메커니즘을 설명하는 종단 측면도이다.
도 25는 도포막 제거 장치의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 26은 스핀 척의 회전 속도와 도포막 단부의 융기(험프)의 높이와의 관계를 나타내는 특성도이다.
도 27은 도포막 제거의 조건과 도포막 단부의 융기(험프)의 높이와의 관계를 나타내는 특성도이다.
본 발명의 도포막 제거 장치의 설명에 앞서, 본 발명을 이룰 수 있는 데에 이른 경위에 대해서 설명한다. 본 발명은 EBR 처리를 행함에 있어서, 도포막의 제거 영역과의 경계 근방인 도포막 단부의 형상 결함의 발생을 억제할 것을 목적으로 하고 있다. 우선 EBR 처리의 개요에 대해서 간단하게 설명한다. EBR 처리에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 표면에 도포막(10)이 형성된 웨이퍼(W)를 회전 보유 지지부인 스핀 척(11)에 보유 지지시켜서 회전시킨 상태에서, 제거액 노즐(3)로부터 도포막(10)의 외측 테두리보다 설정량 내측을 향해서 제거액이 토출된다.
웨이퍼(W)가 회전하고 있으므로, 웨이퍼(W) 위에 도달한 제거액의 토출 위치(착지 위치)로부터 웨이퍼(W)의 외측을 향해서 제거액이 퍼져서, 웨이퍼(W)의 주연부의 전체 둘레에 걸쳐서 제거액이 공급된다. 제거액이 공급된 영역에서는, 제거액이 도포막(10)을 연화시켜서 용해하고, 용해된 도포막(10)을 포함하는 제거액은 웨이퍼(W)의 외측으로 비산하여 제거된다. 이와 같이 해서 도 2에 도시한 바와 같이, 도포막(10)의 주연부가 제거된다. 도포막 단부의 형상 결함의 발생을 억제한다는 것은, 도 2에 도시한 바와 같이, 제거 영역(12)과의 경계 근방인 도포막 단부(13)의 상면(14) 및 측단부면(커트면)(15)이 평탄해지도록 제거하는 데에 있다.
본 발명자들은, EBR 처리 시에 발생하는 형상 결함의 발생 메커니즘을 해명 함으로써 본 발명을 이룰 수 있는 데에 이르렀기 때문에, 형상 결함을 경우로 나누어서, 그 발생 메커니즘 각각에 대해서, 도 3 내지 도 10을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 3은 도포막 단부(13)의 상면(14)이 혹(험프) 형상으로 솟아 오르는 예(결함예 1)를 나타내는 종단 측면도이다. 또한 도 4는 도포막 단부(13)의 일부가 제거액에 의해 부분적으로 침식되는 예(결함예 2), 도 5는 도포막 단부(13)의 측단부면(15)이 거칠어지는 예(결함예 3), 도 6은 도포막 단부(13)의 내측에 제거액의 액적(16)이 비산하는 예(결함예 4)를 각각 도시하는 평면도이다.
도포막(10)은 예를 들어 레지스트막이며, 레지스트막과 웨이퍼(W) 사이에는 실제로는 반사 방지막 등이 형성되어 있지만, 도 3 내지 도 6에서는 레지스트막 이외의 막은 도시를 생략하고 있다. 도 4, 도 5는 광학 현미경에 의해 얻어진 상을 모식적으로 트레이스한 것이고, 도 6은 웨이퍼 에지 검사 장치에 의해 얻어진 상을 모식적으로 트레이스한 것이다. 결함예 1이 발생하면, 노광 공정에서 포커스가 맞지 않게 되어 패턴폭이 변화되고, 결함예 2 내지 4가 발생하면, 결함 부분에는 도포액이 존재하지 않기 때문에, 도포 결함이 되어, 각각 수율의 저하를 초래해 버린다.
우선 결함예 1의 발생 메커니즘에 대해서, 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 제거액 노즐(3)로부터 토출되는 제거액의 거동에 대해서 고찰한 바, 도 7에 모식적으로 도시된 바와 같이, 제거액이 웨이퍼(W)에 도달했을 때의 토출 위치의 액막(17)의 두께는, 도포막(10)에 대하여 약 3×103배 정도로 압도적으로 큰 것이 확인되었다. 이 토출 위치의 액막(17)은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외측을 향해서 이동해 가는데, 도 8에 도시한 바와 같이, 도포막의 제거 영역(12)과의 경계 근방에서는 연화된 도포막(18)이 액막(17)의 표면 장력에 의해 솟아 오르게 되어, 혹 형상의 융기를 발생시킨다.
액막(17)의 막 두께가 클수록, 표면 장력이 커서 솟아 오르는 힘이 증대하기 때문에, 도 9에 도시하는 바와 같이 도포막 단부(13)에 융기가 형성되는 것으로 추정된다. 이러한 형상 결함은, 액막(17)의 막 두께를 작게 해서 표면 장력을 감소시킴으로써 발생을 억제할 수 있다고 생각된다. 이를 위해서는 액막(17)에 대하여, 제거액의 토출 위치보다 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향해서 가로 방향으로 물리력을 가함으로써, 액막(17)의 두께를 감소시키는 것이 유효하다.
또한 결함예 2의 발생 메커니즘에 대해서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 제거액의 액막(17)으로부터 흘러나온 액적이, 침투력으로 도포막(10)의 중심 방향을 향하고, 그 후 웨이퍼(W)의 회전 방향과 역방향의 풍력에 의해, 웨이퍼(W)의 접선 방향으로 가압됨으로써 발생하는 것으로 추정된다. 이 결함 발생의 억제를 위해서는, 액막(17)으로부터의 액적의 발생 자체를 억제하거나, 또는 액적의 도포막(10)측으로의 침투를 억제하는 것이 필요하며, 여기에는 제거액의 토출 위치보다 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향해서 가로 방향으로 물리력을 가하는 것이 유효하다. 또한 도 10에는 액막(17)으로부터 도포막(10)측으로 침투한 액적으로 도포막(10)이 깎여 나간 모습을 나타내고 있다.
또한 결함예 3의 발생 메커니즘에 대해서는, 다음과 같이 추정된다. 상술한 결함예 1의 검증의 결과, EBR 처리의 초기에 있어서는 도포막 단부(13)에 높게 맞추어진 융기(험프)가 발생하고, 시간의 경과와 함께 무른 개소부터 형태가 무너져 가서, 그 결과로 도포막 단부(13)의 측단부면(15)의 거칠함이 발생하는 것이 확인되었다. 따라서 결함예 3의 발생을 억제하기 위해서는, EBR 처리의 초기 시에 결함예 1의 험프 현상의 발생 자체를 억제하는 것이 유효하다.
계속해서 결함예 4에 대해서는, 제거액이 웨이퍼에 도달했을 때나 웨이퍼(W)의 노치 부분을 통과할 때, 또는 웨이퍼가 고속으로 회전할 때에 제거액의 액적(16)이 비산함으로써 발생한다고 생각된다. 이 때문에 비산한 액적(16)이 도포막(10)측에 착지하지 않도록, 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향해서 물리력으로 압출하는 것이 유효하다고 추정된다. 이상과 같이, 결함예 1 내지 결함예 4에서는 모두, 제거액의 공급 영역에 있어서, 당해 공급 영역보다 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향해서 가로 방향으로 물리력을 가함으로써, 결함의 발생을 억제 할 수 있는 것이 이해된다.
계속해서 본 발명의 도포막 제거 장치를 적용한 도포 장치(1)의 일 실시 형태에 대해서, 도 11의 종단 측면도 및 도 12의 평면도를 참조하면서 설명한다. 이 도포 장치(1)는, 기판인 웨이퍼(W)에 도포액을 도포해서 도포막을 형성하는 처리와, EBR 처리를 행할 수 있도록 구성되어 있다. 웨이퍼(W)는 원형이며, 그 직경은 예를 들어 300㎜이다. 또한 웨이퍼(W)의 주연부에는 웨이퍼(W)의 방향을 나타내는 절결로서 노치(N)가 형성되어 있다.
도면 중 11은 웨이퍼(W)를 보유 지지해서 회전시키는 회전 보유 지지부를 이루는 스핀 척이다. 이 스핀 척(11)은, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 흡착해서 웨이퍼(W)를 수평하게 유지함과 함께, 회전 기구(21)에 의해 연직축을 따라 평면에서 볼 때 시계 방향으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 이 스핀 척(11)과 회전 기구(21)는 샤프트(211)에 의해 접속되고, 스핀 척(11)에 보유 지지된 웨이퍼(W) 주위에는 컵(22)이 설치되어 있다. 컵(22)은 배기관(23)을 통해서 배기됨과 함께, 액체 배출관(24)에 의해, 웨이퍼(W)로부터 컵(22) 안으로 흘러 떨어진 액체가 제거되도록 되어 있다. 도면 중 25는 승강 핀이며, 승강 기구(26)에 의해 승강하는 것으로, 도시하지 않은 웨이퍼(W)의 반송 기구와, 스핀 척(11) 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행하도록 구성되어 있다.
도포 장치(1)는, 도포액을 연직 하방을 향해서 토출하는 도포액 노즐(41)과, 도포액의 용매인 용제를 연직 하방을 향해서 토출하는 용제 노즐(42)을 구비하고 있다. 도포액 노즐(41)은 개폐 밸브(V1)를 구비한 유로(43)를 통해서 당해 노즐(41)에 도포액을 공급하는 도포액 공급 기구(44)에 접속되어 있다. 또한 용제 노즐(42)은 웨이퍼(W)에의 도포액을 토출하기 전에 행하는 전처리에 사용되는 노즐이며, 개폐 밸브(V2)를 구비한 유로(45)를 통해서 당해 노즐(42)에 용제를 공급하는 용제 공급 기구(46)에 접속되어 있다. 도 12에 도시한 바와 같이, 도포액 노즐(41) 및 용제 노즐(42)은, 이동 기구(47)에 의해 승강 또한 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된 아암(48)에 지지되어, 웨이퍼(W)의 중심부 위와 컵(22)의 외측의 퇴피 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있다. 도면 중 49는, 이동 기구(47)가 상기와 같이 수평 방향으로 이동하기 위한 가이드이다.
또한 도포 장치(1)는, 상기 EBR 처리를 행하기 위해서 사용되는 제거액 노즐(3)을 구비하고 있다. 이 제거액 노즐(3)은 회전하는 웨이퍼 표면을 향해서 도포막의 제거액을 국소적으로 토출하는 것이며, 웨이퍼(W)의 중심부측으로부터 주연부측을 향해서 경사 하방으로 제거액을 토출함으로써, 제거액의 토출 위치(P)에서 평면적으로 볼 때 제거액의 토출 궤적의 연장선이 웨이퍼(W)의 외측을 향하도록 구성되어 있다. 이 예의 제거액 노즐(3)은 직관 형상으로 형성되며, 그 선단이 제거액의 토출구(30)로서 개구되어 있다. 제거액의 토출 위치(P)란, 도 12에 도시한 바와 같이, 제거액 노즐(3)로부터 토출된 제거액이 웨이퍼 표면에 도달했을 때의 착지 위치이며, 도 12에는 제거액의 토출 궤적을 점선으로 나타내고 있다. 또한 제거액 노즐(3)은, 토출된 제거액의 액체 튐을 억제하기 위해서, 웨이퍼(W)의 회전 방향 상류측으로부터 하류측을 향해서 제거액을 토출하도록 구성된다.
이 예의 제거액은 도포액의 용매인 용제이며, 제거액 노즐(3)은 개폐 밸브(V3)를 구비한 유로(31)를 통해서 상기 용제 공급 기구(46)에 접속되고, 용제 노즐(42) 및 제거액 노즐(3)에는, 공통의 용제 공급 기구(46)로부터 서로 독립하여 용제(제거액)가 공급되도록 구성되어 있다. 또한 제거액 노즐(3)은, 도 12에 도시하는 바와 같이 이동 기구(32)에 의해 승강 또한 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된 아암(33)에 지지되어, 웨이퍼 주연부에 제거액을 토출하는 처리 위치와, 컵(22)의 외측 퇴피 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있다. 도 12 중, 제거액 노즐(3)의 이동 방향을 Y 방향, Y 방향에 직교하는 수평 방향을 X 방향으로서 나타내고 있다. 도면 중 34는, 이동 기구(32)가 상기와 같이 수평 방향으로 이동하기 위한 가이드이다.
또한 도포 장치(1)는 기류 형성부(5)를 구비하고 있다. 이 기류 형성부(5)는, 웨이퍼 표면의 주연부에 있어서의 제거액의 공급 영역에, 웨이퍼 표면에 평행하며 또한 당해 공급 영역보다 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성하여, 제거액의 액류를 외측으로 가압하기 위한 것이다. 본 발명에서 말하는 웨이퍼 표면에 평행이란, 웨이퍼 표면에 대하여 10도 이하의 각도로 상방측으로 기울어진 경우 및 웨이퍼 표면에 대하여 10도 이하의 각도로 하방측으로 기울어진 경우도 포함된다.
도 13은 기류 형성부(5)의 종단 측면도이고, 도 14는 기류 형성부(5)를 웨이퍼(W)의 외측에서 보았을 때의 정면도이다. 기류 형성부(5)는 웨이퍼 표면과 대향하는 정류 부재(51)와, 이 정류 부재(51)의 하방측의 기류 형성 공간(50)에, 웨이퍼(W)의 주연부보다 중앙측으로부터 웨이퍼(W)의 주연부를 향해서 가스를 토출하는 가스 토출부(52)를 구비하고 있다. 정류 부재(51)는, 예를 들어 평면적으로 볼 때 사각 형상으로 형성되고, 그 기단부측은 굴곡져서, 대략 연직의 사각 기둥 형상의 가스 도입부(53)로서 구성되어 있다. 가스 도입부(53)의 내부에는 가스 유로(54)가 형성되고, 이 가스 유로(54)의 상류측은 예를 들어 가스 도입부(53)의 배면에 형성된 가스 공급구(541)를 통해서, 개폐 밸브(V4)를 구비한 공급로(55)에 의해 기류 형성용 가스, 예를 들어 질소(N2) 가스의 가스 공급원(56)에 접속되어 있다.
또한 가스 유로(54)의 하류측은, 가스 공급원(56)측으로부터 보내진 가스를 압축해서 기류 형성 공간(50)에 공급하기 위해서, 가스 유로(54)가 좁혀진 압축 부위(57)를 구비하고, 이 압축 부위(57)의 하류 단부가 가로로 길게 개구되는 가스 토출부(52)로서 구성되어 있다. 이 기류 형성부(5)는, 도 12에 도시하는 바와 같이 이동 기구(61)에 의해 승강 또한 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된 아암(62)에 지지되고, EBR 처리 시에 웨이퍼 주연부에 가스를 토출하는 처리 위치와, 컵(22)의 외측의 퇴피 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있다. 도 12 중 63은, 기류 형성부(5)와 아암(62)을 접속하는 접속 부재, 64는 이동 기구(61)가 상기와 같이 수평 방향으로 이동하기 위한 가이드이며, 퇴피 위치에 있는 기류 형성부(5), 제거액 노즐(3) 등을 일점쇄선에 의해 나타내고 있다.
제거액 노즐(3) 및 기류 형성부(5)가 모두 처리 위치에 있을 때에는, 도 12 및 도 15에 도시한 바와 같이, 예를 들어 기류 형성부(5)는 제거액 노즐(3)로부터 웨이퍼(W)의 주연부에 공급되는 제거액의 토출 위치(P)에 대하여, 웨이퍼(W)의 회전 방향의 하류측에 배치된다. 또한 처리 위치에 있는 기류 형성부(5)는, 이 예에서는 정류 부재(51)의 선단은 웨이퍼(W)의 외측 테두리보다 외측으로 위치하도록 설치되고, 가스 토출부(52)는 제거액 노즐(3)로부터 공급되는 제거액의 공급 영역(35)보다 웨이퍼(W)의 중앙측에 치우친 위치에 설치된다.
이와 같이 해서 배치된 정류 부재(51)의 좌우 방향(웨이퍼의 주위 방향)의 양측에는, 정류 부재(51)의 하면으로부터 하방으로 돌출되는 측벽부(58)가 설치되고, 이 측벽부(58)의 하단부는 도포막(10)의 주연부에 공급되는 제거액의 상방에 위치하도록 구성되어 있다. 이에 의해 제거액 노즐(3)로부터 토출된 제거액의 액류가 정류 부재(51)의 하방측의 기류 형성 공간(50)에 형성된다. 또한 웨이퍼 표면에 대한 정류 부재(51)의 하면의 높이(h)는, 예를 들어 0.5㎜ 내지 3.0㎜로 설정된다. 이와 같이 구성된 기류 형성부(5)에서는, 가스 토출부(52)로부터 토출된 가스가 정류 부재(51)에 의해 가이드되면서, 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향해서 흘러서, 웨이퍼 표면에 평행한 띠 형상의 기류가 형성된다. 이 띠 형상의 기류의 폭은, 예를 들어 10㎜ 내지 50㎜이다.
기류 형성부(5)는 도포막이나 제거액의 종류, EBR 처리 시에 있어서의 웨이퍼(W)의 회전 속도 등의 처리 조건 등에 따라서, 도 15 내지 도 17에 도시한 바와 같이, 제거액 노즐(3)로부터 토출되는 제거액의 토출 위치(P)와 기류 형성부(5)와의 웨이퍼(W)의 회전 방향의 거리(d), 웨이퍼 표면으로부터 정류 부재(51)의 하면까지의 높이(h)가 적절히 설정된다. 또한 정류 부재(51)의 하면과 수평면과의 이루는 각 θ1, 압축 부위(57)의 경사각 θ2, 가스 토출부(52)의 형상 및 크기, 가스 유로(54)의 길이, 압축 부위(57)의 길이, 정류 부재(51)의 길이 및 폭에 대해서도 적절히 설정된다. 상기 경사각 θ2는, 여기에서는 가스 토출부(52)의 상하 방향의 중심과, 압축 부위(57)의 상하 방향의 중심을 통과하는 직선과 수평면과의 이루는 각으로 하고 있다.
또한 웨이퍼(W)에 대한 기류 형성부(5)의 배치 위치에 대해서도 처리 조건에 따라서 적절히 설정되며, 기류 형성부(5)는 정류 부재(51)의 선단이 웨이퍼(W)의 외측 테두리보다 내측에 위치하도록 설치해도 된다. 또한 가스 토출부(52)인 가스 토출구가 신장되어 있는 방향은, 웨이퍼(W)의 직경과 직교하고 있어도 되고, 혹은 당해 직경과 비스듬하게 교차하고 있어도 된다. 도 17은 후자의 상태를 나타내고 있고, 웨이퍼(W)의 직경을 따른 라인과 직교하는 웨이퍼(W)의 접선을 T로 나타내고, 당해 라인과 비스듬하게 교차하고 있는 상기 가스 토출구를 라인 L로 나타내고 있다.
또한 도포 장치(1)는 제어부(7)를 구비하고 있다. 이 제어부(7)는 예를 들어 컴퓨터로 이루어지며, 도시하지 않은 프로그램 저장부를 갖고 있다. 이 프로그램 저장부에는, 후술하는 도포막의 형성 처리 및 EBR 처리를 행할 수 있도록 명령(스텝군)이 편성된 프로그램이 저장되어 있다. 그리고 이 프로그램에 의해 제어부(7)로부터 도포 장치(1)의 각 부에 제어 신호가 출력됨으로써, 도포 장치(1)의 각 부의 동작이 제어된다. 구체적으로는 개폐 밸브(V1 내지 V4)의 개폐 제어, 이동 기구(32, 47, 61)에 의한 제거액 노즐(3), 도포액 노즐(41) 및 용제 노즐(42), 기류 형성부(5)의 이동, 회전 기구(21)에 의한 스핀 척(11)의 회전, 승강 기구(26)에 의한 승강 핀(25)의 승강 등의 각 동작이 제어된다. 이 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크 또는 메모리 카드 등의 기억 매체에 수납된 상태에서 프로그램 저장부에 저장된다.
계속해서 도포 장치(1)에서 행해지는 도포막의 형성 처리 및 EBR 처리에 대해서 설명한다. 우선 도시하지 않은 반송 기구에 의해 웨이퍼(W)를 스핀 척(11) 위로 반송해서 적재한다. 다음에 용제 노즐(42)로부터 웨이퍼(W)의 중심부 위에 용제를 토출하는 한편, 웨이퍼(W)의 회전을 개시하여, 원심력에 의해 용제를 웨이퍼(W)의 표면 전체에 도포하여, 도포액에 대한 웨이퍼(W)의 표면의 습윤성을 향상시킨다. 그런 다음 웨이퍼(W)를 회전시킨 상태에서 도포액 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)의 중심부 위에 도포액을 토출하고, 원심력에 의해 도포액을 웨이퍼(W)의 표면 전체에 도포한다. 그 후 소정 시간 웨이퍼(W)를 회전시켜서 액막을 건조시켜서, 도포막(10)을 형성한다.
계속해서 EBR 처리를 실행한다. 이 처리에서는, 우선 제거액 노즐(3) 및 기류 형성부(5)를 처리 위치에 배치한다. 그리고 웨이퍼(W)를 미리 설정된 회전수인 예를 들어 1000rpm 내지 4000rpm 이 예에서는 3000rpm으로 예를 들어 시계 방향으로 회전시킨 상태에서, 제거액 노즐(3)로부터 제거액을 도포막(10)의 주연부에 토출함과 함께, 기류 형성부(5)의 가스 토출부(52)로부터 가스를 공급한다. 도 18에 도시한 바와 같이, 제거액 및 가스는, 예를 들어 동일한 타이밍에 공급 개시 및 공급 정지가 행해진다.
제거액 노즐(3)로부터는, 웨이퍼(W)의 회전 방향의 하류측을 향하도록 또한 제거액의 토출 궤적의 연장선이 도포막의 주연부의 외측을 향하도록 제거액이 토출된다. 그리고 기류 형성부(5)로부터는, 도 15에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 주연부의 제거액의 공급 영역(35)보다 웨이퍼(W)의 중앙쪽에 설치된 가로 길이로 개구되는 가스 토출부(52)로부터 가스가 토출된다. 이 가스는 정류 부재(51)로 가이드되면서, 웨이퍼의 외측을 향해서 흐르고, 이에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 평행하며 또한 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류가 형성된다. 정류 부재(51)의 하방측의 기류 형성 공간(50)에는, 제거액 노즐(3)로부터 토출된 제거액의 액류가 형성되어 있지만, 이 액류는 기류 형성부(5)에 의해 형성된 기류에 의해 웨이퍼(W)의 외측을 향해서 가압된다. 이에 의해 제거액의 액류는 웨이퍼(W)의 외측을 향해서 압출되도록 빠르게 흘러 간다.
또한 기류 형성부(5)에 있어서, 가스는 압축 부위(57)에 의해 압축되고 나서 가스 토출구(52)로부터 토출되므로, 큰 가스의 토출력이 얻어지고, 이와 같이 해서 큰 힘으로 제거액의 액류가 외측으로 압출된다. 또한 웨이퍼(W)는 예를 들어 3000rpm의 고속 회전수로 회전하고 있으므로, 큰 원심력이 발생한다. 제거액의 공급 영역(35)에서는, 도포막(10)이 제거액에 의해 연화되어 용해하고, 용해된 도포막의 성분을 포함하는 제거액은, 기류 형성부(5)에 의한 기류와 큰 원심력에 의해, 웨이퍼(W)의 외측을 향해서 압출되어 제거된다.
종래에서는, 이미 설명한 바와 같이 제거액의 토출 위치(착지 위치)(P)에서는 제거액의 액막(17)의 막 두께가 커진다. 이에 반해 이 예에서는, 도 19에 도시한 바와 같이, 기류 형성부(5)에 의해 제거액의 토출 위치(P)보다 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 기류를 형성하여, 제거액의 액류를 압출하고 있으므로, 도 20에 도시한 바와 같이, 액막(17)의 막 두께가 작아진다. 또한 제거액을 공급하고 있는 동안에는, 기류 형성부(5)로부터의 기류와 큰 원심력에 의해, 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 큰 가압력이 형성되고 있으므로, 제거액이 외측을 향해서 큰 힘으로 흘러 가서, 액막(17)의 표면 장력에 의해 도포막 단부(13)를 솟아 오르게 하는 힘의 발생이 억제된다.
이 때문에 도포막 단부(13)에 있어서의 융기(험프, 결함예 1)의 발생이 억제되고, 이와 같이 EBR 처리의 초기 시에 험프의 발생 자체가 억제됨으로써, 결함예 3의 도포막 단부(13)의 측단부면(15)의 거칠어짐의 발생도 억제할 수 있다. 또한 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측으로 가로 방향을 향하는 큰 가압력이 작용하기 때문에, 제거액의 액적(16)이 도포막(10)측으로 침투하는 것을 억제할 수 있어, 결함예 2의 도포막(10)으로의 제거액의 침투가 억제된다. 또한 가령 액막(17)으로부터 제거액의 액적(16)이 비산했다 하더라도, 이 액적(16)은 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 기류를 따라 압출되기 때문에, 도포막(10)측으로의 착지가 억제되어, 결함예 4의 발생이 억제된다.
이와 같이 해서 도 21에 도시한 바와 같이, 도포막 단부(13)의 형상 결함의 발생을 억제하여, 도포막(10)의 불필요한 주연부가 제거된다. 이 후, 제거액 노즐(3)로부터의 제거액의 토출 및 기류 형성부(5)로부터의 가스의 공급을 정지하고, 계속해서 웨이퍼(W)의 회전을 정지하여, 도시하지 않은 반송 기구에 의해 당해 웨이퍼(W)를 도포 장치(1)로부터 반출한다.
상술한 실시 형태에 따르면, 웨이퍼 표면의 도포막의 주연부에 제거액을 공급하고, 당해 주연부의 불필요한 도포막을 제거함에 있어서, 기류 형성부(5)에 의해, 웨이퍼 표면의 제거액의 공급 영역(35)에, 웨이퍼 표면에 평행하며 또한 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성하고 있다. 이에 더하여 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력도 작용하기 때문에, 이미 설명한 바와 같이, 제거액의 액류가 웨이퍼(W)의 외측으로 압출되어, 제거액의 액막(17)의 후막화나, 제거액의 도포막(10)측으로의 침투, 비산한 제거액의 액적(16) 등이 원인이 되는 도포막(10)의 형상 결함의 발생이 억제된다. 또한 기류 형성부(5)는 웨이퍼 표면에 평행하며 또한 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성하고 있으므로, 기류에 의해 도포막이 거칠어지거나, 제거액의 액체 튐을 초래할 우려가 없다. 이에 의해 회로 패턴의 형성 영역을 확실하게 확보할 수 있으므로, 수율의 저하를 억제할 수 있다.
또한 정류 부재(51)를 설치함으로써, 웨이퍼 표면에 평행한 띠 형상의 기류를 확실하게 형성할 수 있는 데다가, 제거액의 액류가 가이드되므로 효과적으로 가압력을 작용시킬 수 있어, 액류를 확실하게 외측을 향해서 압출할 수 있다. 또한 웨이퍼 표면에 대한 정류 부재(51)의 하면의 높이는 0.5㎜ 내지 3.0㎜로 설정되어 있으므로, 제거액의 액류로부터 액적(16)이 비산했다 하더라도, 정류 부재(51)에 닿아서 기류에 의해 외측으로 압출되기 때문에, 도포막(10)측으로의 제거액의 비산이 보다 한층 억제된다.
또한 이 예에서는, 정류 부재(51)의 선단은 웨이퍼(W)의 외측 테두리보다 외측으로 위치하고 있으므로, 제거액의 액류는 정류 부재(51)로 가이드되어 웨이퍼(W)의 외측으로 유출되어 가서, 웨이퍼(W)를 고속 회전수로 회전하는 경우에도, 제거액이 광범위하게 비산하는 것을 억제할 수 있다. 또한 기류 형성부(5)는 이동 기구(61)에 의해, EBR 처리 시의 처리 위치와 컵(22)의 외측의 퇴피 위치와의 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있으므로, 도포막의 형성 처리 시에 도포액 노즐(41)이나 용제 노즐(42)로부터의 액체의 공급을 저해하는 일이 없다.
또한 이동 기구(61)에 의해 이동 가능하게 설치되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 외측 테두리에 대한 위치를 조정할 수 있어, 처리 조건에 따라서 적절한 위치에 기류 형성용 가스를 공급할 수 있다. 또한 제거액 노즐(3)과 별개로 이동 기구(61)를 설치하고 있으므로, 제거액 노즐(3)에 대한 거리도 조정할 수 있다. 단 기류 형성부(5)는 제거액 노즐(3)과 공통의 이동 기구에 의해 상기 처리 위치와 상기 퇴피 위치 사이에서 이동하도록 구성해도 된다.
이상에 있어서, 기류 형성부는 반드시 상술한 구성에는 한하지 않고, 웨이퍼 표면의 제거액의 공급 영역에, 웨이퍼(W)의 표면에 평행하며 또한 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성하는 것이면 된다. 예를 들어 도 22에 나타내는 기류 형성부(8)는, 수평면을 따라 신장되는 편평한 가스 유로(81)를 구비하고, 그 선단의 가스 토출부(82)로부터 가스를 토출함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 평행하며 또한 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성하도록 구성한 것이다.
또한 제거액과 가스의 토출의 개시 및 정지의 타이밍에 대해서는, 도 23에 도시한 바와 같이, 제거액과 가스 사이에서 서로 상이해도 되고, 도포막이나 제거액의 종류, 웨이퍼(W)의 회전 속도 등의 처리 조건에 따라서 적절히 변경 가능하다. 도 23의 (a)는 가스의 토출 개시를 제거액보다 앞당기고, 가스와 제거액의 토출 정지를 일치시키는 예, 도 23의 (b)는 가스의 토출 개시를 제거액보다 늦추고, 가스와 제거액의 토출 정지를 일치시키는 예이다. 또한 도 23의 (c)는 가스와 제거액의 토출 개시를 일치시키고, 가스의 토출 정지를 제거액보다 앞당기는 예, 도 23의 (d)는 가스와 제거액의 토출 개시를 일치시키고, 가스의 토출 정지를 제거액보다 늦추는 예이다.
이상에 있어서, 도포 장치(1)에서는, 외부의 장치에 있어서 도포막이 형성된 웨이퍼(W)에 대해서도 EBR 처리를 행할 수 있다. 즉 상기 도포 장치(1)는 EBR 처리만을 행하는 전용 장치로서 구성해도 되고, 이 경우에는, 도포액 노즐(41) 및 용제 노즐(42)을 설치할 필요는 없다. 도포액으로서는, 용매에 도포막의 성분을 용해시킨, 예를 들어 레지스트액이나 SOD 재료 등으로, 용매에 의해 도포막이 연화되는 타입의 것에 적용할 수 있다.
이어서 본 발명의 다른 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 24는 제거액(100)인 예를 들어 용제의 표면 장력이 작은 경우의 웨이퍼(W) 위의 도포막(10)의 주연부의 상태를 나타내고 있다. 제거액(100)은 표면 장력이 작은 경우에는 퍼지기 쉬우므로, 제거한 도포막(10)이 커트면을 따라 밀려 올라가서, 험프의 형성을 촉진시킨다. 따라서 이 실시 형태에서는, 도포막(10)의 용해를 억제함으로써, 제거되는 도포막의 양을 저감시키고, 이에 의해 험프의 높이를 저감하고자 하는 것이다.
도포막의 용해를 억제하는 방법으로서는, 웨이퍼(W)의 주연부를 가열해서 도포막의 건조를 촉진시키는 방법을 들 수 있다. 그리고 웨이퍼(W)의 주연부를 가열하는 방법의 일례로서는, 앞서 서술한, 웨이퍼(W)의 표면에 평행하며 또한 웨이퍼(W)의 중앙부로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류가 가열된 기류가 되도록 구성하는 것을 들 수 있다. 도 25는 이와 같은 구성을 구비한 도포 장치를 나타내고 있고, 부호는 도 11, 도 13 및 도 15와 동일 부호를 사용하고, 제거액에는 부호를 붙이지 않는다. 55는 가스관로로 이루어지는 가스 공급로이고, 가스 공급로(55) 도중에는, 기류 형성부(5)로 보내지는 가스, 이 예에서는 질소 가스를 가열하는 가열부(9)가 설치되어 있다. 가열부(9)는 예를 들어 유로를 둘러싸는 저항 출발 열선을 구비한 것 등을 사용할 수 있어, 가스의 온도를 예를 들어 60℃ 내지 85℃로 가열하도록 구성된다. 즉, 도 25에 나타내는 실시 형태는, 도 11 내지 도 22에 나타낸 실시 형태에 있어서, 가열부(9)를 더 구비한 구성예이다.
이러한 실시 형태에서는, 웨이퍼(W) 위에 도포막(10)을 형성한 후, 제거액 노즐(3) 및 기류 형성부(5)를 처리 위치에 배치함과 함께 웨이퍼(W)를 이미 설명한 바와 같이 회전시켜서, 계속해서 우선 기류 형성부(5)로부터 가스를 공급하고, 그 후, 제거액 노즐(3)로부터 제거액을 웨이퍼(W)의 주연부에 토출한다. 기류 형성부(5)로부터 웨이퍼(W)로 공급되는 가스는 가열되어 있으므로, 주연부의 도포막(10)의 건조가 촉진되어, 도포막(10)이 제거액에 의해 녹기 어려운 상태가 되었다. 이 때문에 도포막(10)이 알맞게 용해해서 제거되고, 제거액의 퍼짐에 수반하여 커트면을 따라 밀려 올라가는 작용이 작아져서, 그 결과로 험프의 높이가 저감된다.
기류 형성부(5)로부터 가열된 가스를 웨이퍼(W) 위에 공급하는 타이밍은, 제거액을 웨이퍼(W)의 주연부에 토출하는 시점보다 전일 것이 필요하지만, 가스의 가열 온도와의 관계에서 적절한 타이밍이 결정된다. 구체적으로는, 가스의 가열의 효과와 처리 효율과의 균형으로 결정되게 되는데, 가스의 온도가 예를 들어 60℃ 내지 85℃이면, 5초 내지 30초 정도가 바람직하다.
웨이퍼(W)의 주연부를 가열하는 방법으로서는, 기류 형성부(5)로부터 가열된 가스를 공급하는 방법에 한하지 않고, 제거액 노즐(3)로부터 제거액을 토출하기 전부터 예를 들어 웨이퍼(W)의 중심부에, 수직한 노즐로부터 가열된 가스, 예를 들어 질소 가스 등의 불활성 가스를 토출하도록 해도 된다. 이 경우 가열된 가스는 웨이퍼(W)의 회전의 원심력에 의해 주연부에 도달해서 당해 주연부를 가열한다. 또한 제거액 노즐(3)보다 웨이퍼(W)의 회전 방향의 상류측에 있어서 웨이퍼(W)의 주연부에 국부적으로 가열된 가스를 공급하도록 해도 된다. 혹은 웨이퍼(W)의 반경 방향을 따른 띠 형상의 영역에, 당해 영역에 대향해서 반경 방향으로 가스 토출 구멍이 배열된 노즐로부터, 가열된 가스를 공급하도록 해도 된다. 나아가 또한 웨이퍼(W)의 주연부의 상방측에 적외 조사부를 설치해서 당해 적외 조사부로부터의 적외선에 의해 당해 주연부를 가열하도록 해도 된다.
여기서 웨이퍼(W)의 주연부에 도포막의 험프를 억제하는 것의 효과에 대해서 보충 기재해 둔다. 험프가 높은 경우에는, 후속 공정인 레지스트 패턴을 제거하는 애싱 공정에 있어서, 애싱되지 않고 레지스트의 일부가 남을 우려가 있다. 또한 험프 부근에서 패턴의 이상이 발생하여, 후속 공정인 에칭 시 혹은 애싱 시에 레지스트가 박리되어 결함으로 될 우려가 있다. 나아가서는 웨이퍼(W)의 표면을 세정액으로 세정할 때에 험프에 의해 세정액이 막혀서 세정액의 액체 잔류가 발생할 우려가 있고, 이들 우려 사항은 수율의 저하로 연결되므로, 험프의 높이를 억제하는 것은 중요하다.
또한, 도포막(10)의 용해를 억제하는 방법으로서는, 도포막(10)을 가열하는 것 대신에, 제거제를 처리 분위기의 온도보다 낮아지도록 냉각해도 된다. 이 경우 도포막(10)이 냉각되므로, 용해가 억제되어, 마찬가지 효과를 기대할 수 있다.
(평가예 1)
상술한 도포 장치(1)에 도 22에 나타내는 타입의 기류 형성부(8)를 설치하고, 도포막이 형성된 웨이퍼(W)를 스핀 척(11)에 보유 지지해서 1000rpm으로 회전시킨 상태에서, 그 표면의 주연부에, 제거액 노즐(3)로부터 제거액을 공급함과 함께, 기류 형성부(8)로부터 가스를 토출시켜서 EBR 처리를 행하였다. 도포막으로서는 레지스트막, 제거액으로서는 레지스트막의 용매인 용제를 사용했다. 이 처리를 복수매의 웨이퍼(W)에 대하여 행하고, 처리 후에 웨이퍼(W)의 도포막 단부의 융기(험프)의 형상을 접촉식 단차 측정기에 의해 측정했다(실시예 1). 또한 기류 형성부(8)를 설치하지 않은 경우에 대해서도 마찬가지로 EBR 처리를 행하고, 처리 후에 웨이퍼(W)의 도포막 단부의 험프 형상을 측정했다(비교예 1).
이 결과, 험프의 높이의 평균값은 실시예 1에서는 74.3㎚, 비교예 1에서는 117.8㎚이고, 실시예 1에서는 비교예 1에 대하여 험프의 높이를 약 35% 저감할 수 있는 것이 확인되었다. 또한 험프의 폭에 대해서도, 실시예 1은 비교예 1에 비해 상당히 작아지는 것이 확인되었다. 이에 의해 EBR 처리 시에 있어서, 기류 형성부(8)에 의해 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향해서 띠 형상의 기류를 형성함으로써, 도포막 단부의 험프 발생을 억제할 수 있는 것이 확인되었다. 이 실시예 1은, 정류 부재를 구비하지 않은 기류 형성부(8)를 사용하고 있지만, 정류 부재를 구비한 기류 형성부를 사용하면, 웨이퍼(W)의 표면에 평행한 기류가 형성되기 쉬워지기 때문에, 도포막 단부에 있어서의 험프의 발생이 한층 더 억제되고, 도포막 단부의 형상 결함의 발생이 억제되는 것이 이해된다.
(평가예 2)
도포 장치(1)에 있어서, 기류 형성부(5)는 퇴피 위치로 퇴피시켜서, 도포막으로서 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)를 스핀 척(11)에 보유 지지해서 회전시킨 상태에서, 그 주연부에, 제거액 노즐(3)로부터 제거액을 공급해서 EBR 처리를 행하였다. 제거액으로서는 레지스트액의 용매인 용제를 사용했다. 이 처리를 스핀 척(11)의 회전수를 바꾸어서 행하고, 처리 후에 웨이퍼(W)의 도포막 단부의 융기(험프)의 형상을 평가예 1과 마찬가지로 측정했다.
이 결과를 도 26에 나타낸다. 도면 중 횡축은 스핀 척(11)의 회전수, 종축은 험프의 높이다. 이에 의해 스핀 척(11)의 회전수가 클수록, 험프의 높이가 작아지는 것이 확인되었다. 이것은 회전수가 크면 원심력이 증대하고, 제거액의 공급 영역에 있어서 액류가 웨이퍼(W)의 외측을 향해서 보다 강하게 가압되어 제거액의 액막의 막 두께가 작아져서, 도포막 단부의 솟아 오르는 힘이 저감되기 때문으로 추정된다. 이 평가예 2는, 기류 형성부를 사용하고 있지 않기 때문에, 기류 형성부에 의해 웨이퍼(W)의 중앙측으로부터 외측을 향하는 기류가 형성함으로써, 제거액의 액류가 웨이퍼(W)의 외측을 향해서 의해 큰 힘으로 가압되어, 도포막 단부에 있어서의 험프의 발생이 한층 더 억제되는 것이 이해된다.
(평가예 3)
웨이퍼(W)의 주연부를 가열해서 도포막의 건조를 촉진함으로써, 험프가 저감하는 것을 확인하기 위해서 다음과 같은 평가 시험을 행하였다. 시험 장치로서는, 도 11에 도시하는 도포 장치에 있어서, 기류 형성부(5)를 사용하지 않고, 제거액 노즐(3)에 있어서의 웨이퍼(W) 위의 제거액 공급 위치보다 웨이퍼(W)의 회전 방향에서 볼 때 조금 상류측의 위치인 웨이퍼(W)의 주연부와 대향하도록, 수직으로 배치된 가스 노즐을 설치한 장치를 사용했다. EBR의 대상으로 되는 도포막은, 막 두께가 220㎚인 SOC막(저분자량의 중합체와 가교제를 포함하는 유기 막)이다.
그리고 웨이퍼(W)에 대하여 도포액을 스핀 코팅해서 도포막(10)을 형성한 후, 웨이퍼(W)를 1000rpm으로 25초 회전시키고, 그 후 이 회전 속도를 유지하면서 가스 노즐로부터 약 70℃로 가열된 가스를 상기 주연부에 설정 시간만큼 공급했다. 계속해서 가열된 가스의 공급을 정지한 후, 1초 경과 후에 제거액 노즐(3)로부터 0.1초간 제거액인 용제를 도포막의 주연부에 공급했다. 가스의 공급 시간은, 0초(가열된 가스를 공급하지 않는 비교예), 5초, 30초, 60초, 120초로 설정하고, 각 조건마다 웨이퍼(W)의 주연부에 있어서 주위 방향으로 등간격의 6점의 위치의 험프의 높이를 측정했다. 그 결과는 도 27에 나타낸 바와 같고, 각 조건마다 나타낸 화살표는, 상기 6점의 험프의 높이의 범위를 나타내고 있다. 또한 60초의 조건에 있어서는, 험프의 높이의 측정값의 신빙성에 의문이 있었던 2점의 측정값을 제외한다.
또한 이 평가 시험과는 별도로, 가스 노즐을 사용하지 않고, 마찬가지 도포액을 마찬가지로 스핀 코팅한 후, 웨이퍼(W)를 1000rpm으로 25초 회전시키고, 그 후 즉시 제거액 노즐(3)로부터 0.1초간 제거액을 주연부에 공급해서 험프의 높이를 측정했다. 또한 별도의 평가 시험으로서, 도포액을 스핀 코팅한 후, 웨이퍼(W)를 1000rpm으로 25초 회전시키고, 그 후 120초간 웨이퍼(W)를 그 회전 속도를 유지한 채 회전시켜서 도포막의 건조를 촉진시키고, 마찬가지로 험프의 높이를 측정했다.
도 27에서 알 수 있듯이, 가열된 가스를 웨이퍼(W)의 주연부에 공급하면, 가열된 가스를 공급하지 않는 경우에 비해 험프의 높이가 저감되어 있다. 또한 가스 노즐을 사용하지 않는 평가 시험에 있어서, 웨이퍼(W)의 건조 시간이 긴 경우와 짧은 경우에서는, 이미 설명한 바와 같이 건조 시간에 120초의 차가 있음에도 불구하고, 험프의 높이에 차가 없다. 따라서, 도 27의 결과는, 가열된 가스의 공급 시간을 길게 할수록, 험프의 높이 저감 효과가 커지고 있다는 것을 뒷받침하고 있다.
1 : 도포 장치
11 : 스핀 척
21 : 회전 기구
3 : 제거액 노즐
5, 8 : 기류 형성부
50 : 기류 형성 공간
51 : 정류 부재
52, 82 : 가스 토출부
54 : 가스 유로
57 : 압축 부위
61 : 이동 기구
W : 웨이퍼
P : 토출 위치
9 : 가열부

Claims (14)

  1. 원형의 기판의 표면에 도포액을 공급해서 형성된 도포막의 주연부를 제거액에 의해 제거하는 도포막 제거 장치에 있어서,
    기판을 보유 지지해서 회전시키는 회전 보유 지지부와,
    상기 회전 보유 지지부에 보유 지지된 기판 표면의 주연부에, 제거액이 기판의 회전 방향의 하류측을 향하도록 또한 제거액의 토출 위치에서 평면적으로 볼 때 제거액의 토출 궤적의 연장선이 기판의 외측을 향하도록, 제거액을 토출하는 제거액 노즐과,
    상기 기판 표면의 주연부에 있어서의 제거액의 공급 영역에, 기판의 표면에 평행하며 또한 기판의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성하여, 제거액의 액류를 외측으로 가압하기 위한 기류 형성부를 구비하고,
    상기 기류 형성부는, 기판의 표면과 대향하면서 상기 제거액 노즐에 대하여 기판의 회전 방향의 하류측에 배치된 정류 부재와, 상기 정류 부재의 하방측의 기류 형성 공간에, 제거액의 공급 영역보다도 기판의 중앙측으로부터 기판의 주연부를 향해서 가스를 토출하는 가스 토출부를 구비하고,
    상기 정류 부재는, 상기 제거액 노즐로부터 토출된 제거액이 상기 기류 형성 공간에 기판의 회전 방향의 상류측으로부터 유입되어 해당 기류 형성 공간을 흐르도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정류 부재의 선단은, 기판의 외측 테두리보다도 외측에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 토출부는, 가스 공급원측으로부터 보내진 가스를 압축해서 상기 정류 부재의 하방측의 공간에 공급하기 위해서, 가스 유로가 좁혀진 부위가 당해 공간에 면하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 대한 상기 정류 부재의 하면의 높이는, 0.5㎜ 내지 3.0㎜인 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기류 형성부를, 제거액의 공급 영역에 띠 형상의 기류를 형성하기 위한 위치와, 당해 위치로부터 퇴피하는 퇴피 위치와의 사이에서 이동시키기 위한 이동 기구를 구비한 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 띠 형상의 기류의 폭은, 10㎜ 내지 50㎜인 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판의 회전수는, 1000rpm 내지 4000rpm인 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    기판 표면의 주연부의 도포막의 건조를 촉진시키기 위해서 적어도 상기 주연부를 가열하는 가열부를 구비한 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가열부는, 상기 기류 형성부에 의해 형성되는 띠 형상의 기류가 가열된 상태가 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 장치.
  10. 원형의 기판의 표면에 도포액을 공급해서 형성된 도포막의 주연부를 제거액에 의해 제거하는 도포막 제거 방법에 있어서,
    기판을 회전 보유 지지부에 보유 지지해서 회전시키면서, 기판 표면의 주연부에, 제거액이 기판의 회전 방향의 하류측을 향하도록 또한 제거액의 토출 위치에서 평면적으로 볼 때 제거액의 토출 궤적의 연장선이 기판의 외측을 향하도록, 제거액을 토출하는 공정과,
    상기 기판의 표면과 대향하면서 제거액 노즐에 대하여 기판의 회전 방향의 하류측에 배치된 정류 부재의 하방측의 기류 형성 공간에, 상기 제거액 노즐로부터 토출된 제거액이 기판의 회전 방향 상류측으로부터 유입되는 공정과,
    상기 기류 형성 공간에, 제거액의 공급 영역보다도 기판의 중앙측으로부터 기판의 주연부를 향해서 가스를 토출함으로써, 해당 가스가 정류 부재로 가이드되면서, 기판의 표면에 평행하며 또한 기판의 중앙측으로부터 외측을 향하는 띠 형상의 기류를 형성하여, 제거액의 액류를 외측으로 가압하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 정류 부재의 선단은, 기판의 외측 테두리보다도 외측에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제거액을 토출하는 공정은, 적어도 상기 기판 표면의 주연부를 가열한 상태에서 행해지는 것을 특징으로 하는, 도포막 제거 방법.
  13. 원형의 기판의 표면에 도포액을 공급해서 형성된 도포막의 주연부를 제거액에 의해 제거하는 도포막 제거 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 기억하는 기억 매체이며,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 제10항 또는 제11항에 기재된 도포막 제거 방법을 실행하도록 스텝군이 편성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기억 매체.
  14. 삭제
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