JP2018181963A - 塗布膜除去装置、塗布膜除去方法及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板であるウエハ表面に形成された塗布膜の周縁部を除去液により除去するにあたり、塗布膜端部の盛り上がり（ハンプ）の発生を抑制すること。
【解決手段】スピンチャック１１により回転するウエハＷの周縁部に、除去液ノズル３から除去液を吐出して、塗布膜の周縁部の不要な膜を除去するにあたり、除去液ノズル３から除去液が吐出される前に当該除去液の表面張力を大きくするための表面張力調整部を備える。表面張力調整部は、除去液と希釈水とを混合する混合部及び除去液を冷却する冷却部の少なくとも一方であり、表面張力の高い希釈水を除去液と混合することにより除去液の表面張力が大きくなり、また、除去液を冷却することにより除去液の表面張力が大きくなる。除去液の表面張力が大きくなると、除去液がウエハＷ表面を広がりにくくなるため、除去液が塗布膜端部へ浸透することが抑えられ、塗布膜端部の盛り上がりの発生が抑制される。
【選択図】図３

Description

本発明は、円形の基板の表面に形成された塗布膜の周縁部を除去液により除去する塗布膜除去装置、塗布膜除去方法及び記憶媒体に関する。

基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に塗布膜パターンを形成するフォトリソグラフィ工程で行われる処理の一つに、表面に塗布膜が形成されたウエハに溶剤を供給して、塗布膜周縁部の不要な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、局所的に溶剤ノズルから塗布膜の溶剤を吐出する。

ＥＢＲ処理では、塗布膜周縁部の膜を除去するにあたり、回路パターンの形成領域を確保して半導体装置の歩留まりを向上させるために、膜の除去領域との境界近傍である塗布膜端部の盛り上がり（ハンプ）の発生を抑制することが求められている。回路の微細化に伴うフォトリソグラフィ工程数の増加により、ＥＢＲ処理における欠陥についての要求の厳格化が予想されることから、ハンプの発生を抑制する技術の開発が期待される。

特許文献１には、基板にプリウェット液を拡散させてから、基板に塗布液を供給して塗布膜を形成するにあたり、プリウェット液として塗布膜成分の溶剤と、この溶剤よりも表面張力が高い溶液を混合したものを用いる技術が記載されている。この例は、基板に対して、塗布液よりも前に供給するプリウェット液に関するものであるため、本発明の課題を解決することはできない。

特開２０１２−５８９号公報

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、円形の基板の表面に形成された塗布膜の周縁部を除去液により除去するにあたり、塗布膜の除去領域との境界近傍である塗布膜端部の盛り上がりの発生を抑制することができる技術を提供することにある。

本発明の塗布膜除去装置は、
円形の基板の表面に塗布液を供給して形成された塗布膜の周縁部を除去液により除去する塗布膜除去装置において、
基板を保持して回転する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板の表面の周縁部に、除去液が基板の回転方向の下流側に向かうように、除去液を吐出する除去液ノズルと、
前記除去液ノズルから除去液が吐出される前に当該除去液の表面張力を大きくするための表面張力調整部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の塗布膜除去方法は、
円形の基板の表面に塗布液を供給して形成された塗布膜の周縁部を除去液により除去する塗布膜除去方法において、
除去液ノズルから除去液を吐出する前に当該除去液の表面張力を大きくするように調整する工程と、
基板を基板保持部に保持して回転させながら、基板の表面の周縁部に、除去液が基板の回転方向の下流側に向かうように、前記除去液ノズルから除去液を吐出する工程と、を含むことを特徴とする。

さらに、本発明の記憶媒体は、塗布膜除去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塗布膜除去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。

本発明によれば、基板表面の塗布膜の周縁部を除去液により除去するにあたり、除去液ノズルから除去液が吐出される前に、当該除去液の表面張力を大きくするように調整している。このため、除去液が基板表面において広がりにくくなり、除去液が塗布膜端部へ浸透することが抑えられるので、塗布膜端部の盛り上がりの発生が抑制される。

周縁部塗布膜除去（Edge Bead Removal：ＥＢＲ）処理の概要を説明する縦断側面図である。 塗布膜端部の盛り上がり（ハンプ）の発生メカニズムを説明する縦断側面図である。 塗布膜除去装置を適用した塗布装置の一実施形態を示す縦断側面図である。 塗布装置を示す平面図である。 塗布装置の作用を示す縦断側面図である。 除去液ノズルへ除去液を供給する液供給系の他の例を示す構成図である。 評価試験の結果を示す特性図である。 評価試験の結果を示す特性図である。

本発明の塗布膜除去装置の説明に先立ち、本発明を成し得るに至った経緯について説明する。本発明はＥＢＲ処理を行うにあたり、塗布膜の除去領域との境界近傍である塗布膜端部のこぶ状の盛り上がり（ハンプ）の発生を抑制することを目的としている。ＥＢＲ処理では、図１（ａ）に示すように、表面に塗布膜１０が形成されたウエハＷを基板保持部であるスピンチャック１１に保持させて回転させた状態で、除去液ノズル３から塗布膜１０の外縁よりも設定量内側に向けて除去液が吐出される。

ウエハＷが回転していることから、ウエハＷ上に到達した除去液の吐出位置（着地位置）からウエハＷの外方側に向けて除去液が広がり、ウエハＷの周縁部の全周に亘って除去液が供給される。除去液が供給された領域では、除去液が塗布膜１０を軟化させて溶解し、溶解された塗布膜１０を含む除去液はウエハＷの外方側へ飛散して除去される。こうして図１（ｂ）に示すように、塗布膜１０の周縁部が除去される。塗布膜端部のハンプの発生を抑制するとは、図１（ｂ）に示すように、除去領域１２との境界近傍である塗布膜端部１３の上面１４及び側端面（カット面）１５が平坦になるように除去することである。

本発明者らは、ハンプの発生メカニズムを解明することにより本発明を成し得るに至ったため、先ずそのメカニズムについて、図２の模式図を参照して説明する。ＥＢＲ処理を行うと、除去液が供給された領域では、塗布膜１０が除去液により軟化して溶解した、塗布膜１０と除去液との混合層が形成される。除去液の表面張力が小さい場合には、除去液がウエハＷ上で広がりやすいため、混合層から塗布膜側へ浸透しやすい。このため、塗布膜端部との境界近傍では混合層が押し上げられて、こぶ状の盛り上がりを発生させると推察している。従って、除去液の表面張力を大きくして塗布膜端部側へ浸透しにくくすることにより、ハンプの発生が抑制されると考えられる。

除去液としては、例えばＰＧＭＥＡ系の溶剤が用いられる。本発明でいうＰＧＭＥＡ系の溶剤とは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートまたはプロピレングリコールモノメチルエーテルを含む溶剤であり、例えばＯＫ−７３シンナーや、ＰＭシンナー等が挙げられる。ＯＫ−７３シンナー（以下、「ＯＫ−７３」という）は、プロピレングリコールモノメチルエーテルとプロピレングリコールメチルエーテルアセテートの混合溶媒であり、その表面張力は２８．１ｍＮ／ｍである。また、ＰＭシンナー（（以下、「ＰＭ」という）は、プロピレングリコールモノメチルエーテルであり、その表面張力は、２７．５ｍＮ／ｍである。

ＰＧＭＥＡ系の溶剤は、塗布液の溶剤（シンナー）として用いることができるＣＨＮ（シクロヘキサノン：表面張力３４．８ｍＮ／ｍ）や、ＧＢＬ（γ−ブチロラクトン：表面張力４３．７ｍＮ／ｍ）に比べて表面張力は低いものの、安価であるため、コスト面を考慮して選択される。ここでは、ＯＫ−７３を溶剤として用いる場合を例にして説明する。

本発明者らは、除去液ノズル３から除去液を吐出する前に、除去液の表面張力を大きくするように調整することを検討しており、このため除去液の表面張力を大きくするための表面張力調整部を設けている。この表面張力調整部は、除去液の表面張力を、調整前の表面張力と比較して例えば１．１ｍＮ／ｍ以上大きくするように構成され、除去液の表面張力が２９．２ｍＮ／ｍ以上となるように調整するものである。

本発明の塗布膜除去装置を適用した塗布装置１の一実施形態について、図３の縦断側面図及び図４の平面図を参照しながら説明する。この塗布装置１は、基板であるウエハＷに塗布液を塗布して塗布膜を形成する処理と、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Ｗは円形であり、その直径は例えば３００ｍｍである。また、ウエハＷの周縁部にはウエハＷ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。

図中１１はウエハＷを保持して回転させる基板保持部をなすスピンチャックである。このスピンチャック１１は、ウエハＷの裏面中央部を吸着してウエハＷを水平に保持すると共に、回転機構２１により鉛直軸に沿って平面視時計回りに回転自在に構成されている。このスピンチャック１１と回転機構２１とはシャフト２１１により接続され、スピンチャック１１に保持されたウエハＷの周囲にはカップ２２が設けられている。カップ２２は、排気管２３を介して排気されると共に、排液管２４により、ウエハＷからカップ２２内にこぼれ落ちた液体が除去されるようになっている。図中２５は昇降ピンであり、昇降機構２６によって昇降することで、図示しないウエハＷの搬送機構と、スピンチャック１１との間でウエハＷの受け渡しを行うように構成されている。

塗布装置１は、塗布液を鉛直下方に向けて吐出する塗布液ノズル４１と、塗布液の溶媒である溶剤を鉛直下方に向けて吐出する溶剤ノズル４２と、を備えている。塗布液ノズル４１は、開閉バルブＶ１を備えた流路４３を介して当該ノズル４１に塗布液を供給する塗布液供給機構４４に接続されている。また、溶剤ノズル４２は、ウエハＷへの塗布液を吐出する前に行う前処理に用いられるノズルであり、開閉バルブＶ２を備えた流路４５を介して当該ノズル４２に溶剤を供給する溶剤供給機構４６に接続されている。図４に示すように、塗布液ノズル４１及び溶剤ノズル４２は、移動機構４７により昇降かつ水平方向に移動自在に構成されたアーム４８に支持されて、ウエハＷの中心部上とカップ２２の外側の退避位置との間で移動自在に構成されている。図４中４９は、移動機構４７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。

さらに、塗布装置１は、上記のＥＢＲ処理を行うために用いられる除去液ノズル３を備えている。この除去液ノズル３は、スピンチャック１１に保持されたウエハＷの表面の周縁部に、除去液がウエハＷの回転方向の下流側に向かうように、除去液を吐出するものである。除去液ノズル３は例えば直管状に形成され、その先端が除去液の吐出口３０として開口している。

この除去液ノズル３は、図４に示すように移動機構３２により昇降自在かつ水平方向に移動自在に構成されたアーム３３に支持されて、ウエハ周縁部に除去液を吐出する処理位置と、カップ２２の外側の退避位置との間で移動自在に構成されている。図４中、除去液ノズル３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３４は、移動機構３２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。

続いて、除去液ノズル３の液供給系について説明する。この例の除去液はＰＧＭＥＡ系の溶剤である例えばＯＫ−７３であり、除去液ノズル３は、配管よりなる除去液供給路５を介して溶剤供給源である溶剤タンク５１に接続されている。溶剤タンク５１の周囲には、例えばペルチェ素子よりなる冷却部５２が設けられ、溶剤タンク５１内の溶剤を例えば１０℃以下の温度例えば０℃に冷却するように構成されている。冷却部５２の周囲には断熱部材５２１が設けられている。

除去液供給路５は、溶剤タンク５１側から例えば流量調整部５３１、開閉バルブＶ３、ポンプ５３２、フィルタ５３３を備えており、例えばフィルタ５３３と除去液ノズル３との間には、配管よりなる希釈水供給路５４を介して希釈水（純水：ＤＩＷ）の供給源５５が接続されている。希釈水供給路５４には、例えば流量調整部５４１及び開閉バルブＶ４が設けられており、流量が調整された希釈水が除去液供給路５に供給可能に構成されている。

除去液供給路５には、溶剤タンク５１から所定流量の溶剤（ＯＫ−７３）が供給されており、ここに希釈水供給路５４を介して流量調整された純水が供給されると、溶剤と純水とが除去液供給路５内において混合する。希釈水をなす純水（ＤＩＷ）は表面張力：７２．９ｍＮ／ｍであって除去液よりも大きいため、除去液に希釈水を混合することにより、除去液の表面張力は大きくなるように調整される。但し、希釈水の混合量が多いと、除去液による塗布膜の溶解力が低下する。このため、除去液と希釈水との合計に対する除去液の体積比率（（除去液の体積（リットル／分）／（除去液と希釈水との混合液の体積（リットル／分））×１００（％））が例えば７５％〜９５％となるように、除去液の供給量及び希釈水の供給量が夫々制御される。なお、以降で使用する「体積比率」は、除去液と希釈水との合計に対する除去液の体積比率を意味する。

除去液（ＯＫ−７３）と希釈水の混合液の表面張力を測定したところ、例えば体積比率が９０％のときは表面張力は３０．３ｍＮ／ｍ、体積比率が８５％のときは表面張力は３０．４ｍＮ／ｍである。また、体積比率が８０％のときは表面張力は３０．７ｍＮ／ｍ、体積比率が７０％のときは表面張力が３２．１ｍＮ／ｍであった。従って、体積比率が７５％〜９５％であれば、除去液の表面張力が、調整前の表面張力（２８．１ｍＮ／ｍ）と比較して例えば１．１ｍＮ／ｍ以上大きくなり、除去液の表面張力が２９．２ｍＮ／ｍ以上となるように調整される。

除去液供給路５において、例えば希釈水供給路５４の下流側の領域、例えば除去液供給路５との合流部から除去液ノズル３に至るまでの領域には、配管の周囲に例えばペルチェ素子よりなる冷却部５６が設けられると共に、冷却部５６の周囲には断熱部材５６１が設けられている。こうして、除去液は、除去液ノズル３に至るまでに例えば１０℃以下の温度例えば０℃に冷却される。液体の表面張力は温度に依存し、温度が低下する程、液体の表面張力が上昇する。例えば純水の表面張力は、２３℃では約７２ｍＮ／ｍ、０℃では約７４ｍＮ／ｍである。従って、例えば室温（２３℃）で使用している除去液を例えば１０℃以下に冷却することにより、当該除去液の表面張力を室温時の表面張力よりも約１．１ｍＮ／ｍ大きくするように調整できると推察される。

この例は、表面張力調整部として、除去液と希釈水とを混合する混合部及び除去液を冷却する冷却部を両方備える構成である。混合部は、除去液ノズル３に除去液を供給する除去液供給路５と、この除去液供給路５に希釈水を供給する希釈水供給路５４と、除去液の流量を制御する流量調整部５３１及び開閉バルブＶ３と、希釈水の流量を制御する流量調整部５４１及び開閉バルブＶ４と、を備えている。また、冷却部は、希釈水供給路５４の冷却部５６及び溶剤タンク５１の冷却部５２の少なくとも一方よりなる。

さらに、塗布装置１は制御部６を備えている。この制御部６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、後述する塗布膜の形成処理及びＥＢＲ処理を行うことができるように命令（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、このプログラムによって制御部６から塗布装置１の各部に制御信号が出力されることで、塗布装置１の各部の動作が制御される。具体的には開閉バルブＶ１〜Ｖ４の開閉制御、流量調整部５３１、５４１による溶剤及び希釈水の流量調整、ポンプ５３２の駆動制御、移動機構３２、４７による除去液ノズル３、塗布液ノズル４１及び溶剤ノズル４２の移動、回転機構２１によるスピンチャック１１の回転、昇降機構２６による昇降ピン２５の昇降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。

続いて、塗布装置１にて行われる塗布膜の形成処理（塗布膜形成ステップ）及びＥＢＲ処理（ＥＢＲステップ）について説明する。先ず、図示しない搬送機構によりウエハＷをスピンチャック１１上に搬送して載置する。そして、溶剤ノズル４２からウエハＷの中心部上に溶剤を吐出する一方、ウエハＷの回転を開始し、遠心力によって溶剤をウエハＷの表面全体に塗布して、塗布液に対するウエハＷの表面の濡れ性を向上させる。然る後、ウエハＷを回転させた状態で塗布液ノズル４１からウエハＷの中心部上に塗布液例えばレジスト液を吐出し、遠心力によって塗布液をウエハＷの表面全体に塗布する。その後、所定時間ウエハＷを回転させて液膜を乾燥させ、塗布膜１０を形成する。

次いで、ＥＢＲステップを実行する。例えば図５（ａ）に示すように、除去液ノズル３を、ウエハ外方の退避位置から、除去液の供給位置Ｐ（除去液の吐出位置、図４参照）が周縁位置になるように移動させる。ウエハＷの周縁には、べベル部位Ｗ１が設けられているが、この例では、周縁位置はべベル部位Ｗ１よりも内方側の平坦面な部位であって、当該平坦面な部位の縁（べベル部位との境界）から０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ内方側に寄った位置である。

そして、ウエハＷを２３００ｒｐｍ以上の回転数例えば２４００ｒｐｍで回転させた状態で、除去液の供給位置を、ウエハＷの表面の周縁位置からカット位置に移動させながら、除去液ノズル３から除去液を例えば２０ｍｌ／分〜６０ｍｌ／分の流量で吐出する（第１のステップ、図５（ｂ））。除去液ノズル３から吐出される除去液は、除去液供給路５において、溶剤であるＯＫ−７３に希釈水が例えば体積比率９０％で混合され、１０℃以下の温度例えば０℃に冷却されたものである。また、この例におけるカット位置は、例えばウエハＷの外縁からウエハＷの中心部側に２ｍｍ寄った位置である。なお、図面では、技術の理解を優先させるために、寸法の比率は必ずしも正確ではない。

続いて、除去液の供給位置Ｐがカット位置に達した後、直ちに例えば１秒以内にカット位置から例えば周縁位置まで移動させる（第２のステップ、図５（ｃ））。この第２のステップにおいても、ウエハＷを２３００ｒｐｍ以上の回転数例えば２４００ｒｐｍで回転させた状態で、除去液ノズル３から除去液を２０ｍｌ／分〜６０ｍｌ／分の流量で吐出する。こうして、第１のステップと第２のステップを複数回例えば５回繰り返す。

除去液ノズル３からは、ウエハＷの回転方向の下流側に向かうようにかつ除去液の吐出軌跡の延長線が塗布膜の周縁部の外側に向かうように除去液が吐出される。ウエハＷは例えば２４００ｒｐｍの高回転数で回転しているので、大きな遠心力が発生し、除去液の液流はウエハＷの外方側に向けて押し出されるように速やかに流れていく。これにより、除去液の供給領域では、塗布膜１０が除去液により軟化され溶解し、溶解された塗布膜の成分を含む除去液は、大きな遠心力により、ウエハＷの外方に向けて押し出されて除去される。

また、除去液ノズル３から吐出される除去液は、希釈水が例えば体積比率９０％で混合され、例えば０℃に冷却されたものである。この除去液は、除去液に希釈水を混合することにより、希釈水を混合しない場合よりも表面張力が約２ｍＮ／ｍ大きい。また、冷却することにより、冷却しない場合よりも表面張力が約２ｍＮ／ｍ大きい。このため、除去液ノズル３から吐出される除去液は、希釈水を混合せず、冷却しない場合よりも、表面張力が約４ｍＮ／ｍ大きくなるように調整されたものである。

このように表面張力が上昇した除去液を用いることにより、除去液がウエハＷ上で広がりにくくなり、塗布膜と除去液の混合層から塗布膜側への浸透が抑制される。このため、塗布膜端部との境界近傍における混合層の押し上げようとする力の発生が抑えられ、塗布膜端部における盛り上がり（ハンプ）の発生を抑制した状態で、塗布膜の不要な周縁部が除去される（図５（ｄ））。

上述の実施形態によれば、ウエハ表面の塗布膜の周縁部を除去液により除去するＥＢＲ処理を行うにあたり、除去液ノズル３から除去液が吐出される前に、当該除去液の表面張力を大きくするように調整しているので、既述のように、塗布膜端部の盛り上がりの発生が抑制される。

また、表面張力調整部として、除去液と希釈水を混合する混合部を設けているので、除去液と希釈水を混合するという簡易な構成で除去液の表面張力を大きくすることができる。除去液として例えばＰＧＭＥＡ系の溶剤を用いる場合には、ＣＨＮや、ＧＢＲ等の表面張力が高い溶剤に比べて安価であるため、安価な溶剤を用いて、簡易な構成で表面張力を大きく調整できることは、コスト面から有効である。また、除去液に混合する液体として希釈水を用いる場合には、希釈水は表面張力が大きく、塗布膜に影響を与えない上、装置が組み込まれる施設の既存の供給ラインから確保することができるため、利点が多い。

さらに、表面張力調整部として、除去液を冷却する冷却部を設けているので、除去液を冷却するという簡易な構成で除去液の表面張力を上昇させることができる。また、これら混合部及び冷却部は、互いに表面張力の上昇を妨げないので、両者を組み合わせて設けることができ、この場合には、より一層除去液の表面張力が上昇するため、ハンプ発生の抑制に寄与できる。

また、除去液を吐出するときにウエハＷを２３００ｒｐｍ以上の回転数で回転させているので、大きな遠心力が発生し、除去液の液流はウエハＷの外方側に向けて押し出されるように流れていく。これにより、カット位置における除去液が、塗布膜端部に浸透することが抑制され、より一層ハンプの発生が抑制される。さらに、第１のステップと第２のステップとを繰り返すことにより、塗布膜のカット位置における除去液の切削力が増大するので、カット面の切削精度が高められる。さらに、第１のステップと第２のステップとを繰り返すことにより、除去液がウエハＷの端部から裏面側に回り込みやすくなり、べベル部位Ｗ１の洗浄を行うことができる。

以上において、液供給系については、図６に示す構成であってもよい。この例は、除去液供給路５における希釈水供給路５４の下流側に混合タンク７を設けた構成である。混合タンク７には、例えば冷却部７１及び断熱部材７１１が設けられ、混合タンク７内の除去液を例えば１０℃以下の温度例えば０℃に冷却するように構成されている。混合タンク７と除去液ノズル３との間には、例えば流量調整部７２及び開閉バルブＶ５が設けられている。

この構成では、予め混合タンク７に夫々所定量の溶剤及び希釈水（純水）が供給され、混合タンク７内において、体積比率が７５〜９５％例えば９０％の除去液が作製され、貯留される。そして、ＥＢＲ処理を行うときには、流量調整部７２及び開閉バルブＶ５を動作させて、所定流量の除去液を除去液ノズル３に供給する。この例では、混合部は、除去液供給路５と、この除去液供給路５に希釈水を供給する希釈水供給路５４と、溶剤の流量を制御する流量調整部５３１及び開閉バルブＶ３と、希釈水の流量を制御する流量調整部５４１及びバルブＶ４と、混合タンク７と、を備えている。また、冷却部は、冷却部５２、冷却部５６及び冷却部７１の少なくとも一つよりなる。

以上において、上述の例は、表面張力調整部として混合部及び冷却部の両方を備えた構成であるが、混合部及び冷却部の少なくとも一方を備えるものであればよい。例えば混合部のみを備える構成は、図３及び図６の構成において、溶剤タンク５１の冷却部５２や、除去液供給路５の冷却部５６、混合タンク７の冷却部７１を設けない構成である。また、冷却部のみを備える構成は、図３及び図６において、希釈水供給５４や、希釈水の供給源５５、混合タンク７１、流量調整部７２、開閉バルブＶ５を設けない構成である。また、ＥＢＲ処理においては、上述の実施形態に限られず、例えばウエハＷの回転数を２３００ｒｐｍより小さくして、第１のステップのみを実施するものであってもよい。

続いて、本発明の評価試験について説明する。
（評価試験１：ハンプ高さ評価）
ウエハＷに対して塗布膜の形成ステップとＥＢＲステップを行い、処理後の塗布膜端部のハンプの高さについて評価した。塗布膜はＳＯＣ（Spin On Carbon）材料である薬液、溶剤はＯＫ−７３とし、カット位置をウエハ外縁から２．５ｍｍ内側の位置とした。ハンプ高さは段差測定器を用いて求め、塗布膜表面からの高さをハンプ高さとし、除去液に希釈水を混合する場合（ＯＫ−７３＋ＤＩＷ：体積比率９０％）と、除去液に希釈水を混合しない場合（ＯＫ−７３）とについて夫々ハンプ高さを測定した。

図７にハンプ高さの測定結果を示す。図７中左縦軸はハンプ高さ（ｎｍ）であり、横軸にはＥＢＲ条件を示している。また、図７中右縦軸はハンプ高さの改善率（％）であり、停止時間５秒、回転数１０００ｒｐｍのハンプ高さを基準として求めている。停止時間とは、カット位置における供給位置の停止時間、回転数とはＥＢＲ処理時におけるウエハＷの回転数であり、繰り返し回数とは、ＥＢＲステップにおける第１のステップと第２のステップとの繰り返し数である。

この結果、除去液に希釈水を混合した除去液を用いることにより、希釈水を混合しない除去液に比べて、ＥＢＲ条件の同じときのハンプ高さが低くなることが認められ、希釈水を混合した除去液を用いることにより、ＥＢＲ条件に関わらず、ハンプ高さが３００ｎｍ以下に低くなることが確認された。これにより、除去液に希釈水を混合することによって表面張力が上昇した除去液を用いることで、塗布膜端部への除去液の浸透が抑えられ、ハンプの形成が抑制されることが理解される。

（評価試験２：カット形状評価）
ウエハＷに対して塗布膜の形成ステップを行った後、ＯＫ−７３よりなる除去液と希釈水とを混合した除去液を用いてＥＢＲステップを行った。除去液と希釈水との体積比率を変えて、夫々ＥＢＲステップを行い、カット面の形状について評価した。塗布膜はＳＯＣ（Spin On Carbon）材料である薬液、カット位置をウエハ外縁から２．５ｍｍ内側の位置とし、カット面形状についてはエッジ検査装置を用いて塗布膜端部について撮像することにより評価した。ＥＢＲ条件は、停止時間：０秒、回転数：２４００ｒｐｍ、繰り返し回数：１回〜５回とした。

体積比率１００％（希釈水を混合しない場合）、９０％、７０％の除去液を用いた場合のカット面の形状を比較したところ、希釈水の割合を多くしていくと、塗布膜の溶解力が低減し、カット面に塗布膜の残渣が発生することが認められた。これにより、除去液中の希釈水の割合を多くすると、表面張力は上昇するが、塗布膜の溶解力が低減することが確認された。このことから、表面張力と溶解力との双方を考慮すると、体積比率は７５〜９５％が好ましいことが理解される。

（評価試験３：カット面の平滑性評価）
ウエハＷに対して塗布膜の形成ステップとＥＢＲステップを行い、カット面の平滑性について評価した。塗布膜はＳＯＣ（Spin On Carbon）材料である薬液、除去液はＯＫ−７３とし、カット位置をウエハ外縁から２．５ｍｍ内側の位置とした。カット面の平滑性についてはエッジ検査装置を用いて、除去液に希釈水を混合する場合（体積比率９０％）と、除去液に希釈水を混合しない場合とについて夫々評価した。

この結果を図８に示す。図８中縦軸はカット面の平滑性（ｍｍ）であり、数値が低い程、平滑性が良好であることを示している。また、横軸は、ＥＢＲ条件であり、停止時間、回転数、繰り返し回数は、評価試験１と同様である。この結果、停止時間が５秒、回転数が１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍのＥＢＲ条件では、除去液に希釈水を混合した場合と、混合しない場合とにおいて、ほぼ同じ平滑性であることが認められた。また、停止時間が０秒、回転数が２４００ｒｐｍのＥＢＲ条件では、第１のステップと第２のステップとの繰り返し回数が増加すると、平滑性が改善されることが確認された。カット面の平滑性は、除去液による塗布膜の溶解力が低下することにより悪化するため、希釈水の割合が大きくなる程、平滑性が低下する傾向にあるが、純水の割合が２５％程度（体積比率が７５％）であれば、繰り返し回数を多くすることにより、平滑性の低下を抑制できることが理解される。

以上のことから、従って、ＥＢＲ処理を速やかに進行させながら、ハンプの発生を抑制するためには、除去液と希釈水との合計に対する除去液の体積比率は、７５％〜９５％に設定することが好ましいことが理解される。また、ＥＢＲ条件によってもハンプ高さが変化するため、適宜体積比率が決定される。

以上において、塗布装置１では、外部の装置において塗布膜が形成されたウエハＷに対してもＥＢＲ処理を行うことができる。つまり上記の塗布装置１はＥＢＲ処理のみを行う専用の装置として構成してもよく、この場合には、塗布液ノズル４１及び溶剤ノズル４２を設ける必要はない。塗布液としては、溶媒に塗布膜の成分を溶解させた、例えばレジスト液、ＳＯＤ材料、ＳＯＣ材料、ＳｉＡＲＣ材料、ＢＡＲＣ材料や炭素を主成分とする有機膜などで、溶媒により塗布膜が軟化する種々の塗布膜に適用できる。

１ 塗布装置
１１ スピンチャック
２１ 回転機構
３ 除去液ノズル
５ 除去液供給路
５４ 希釈水供給路
５２、５６ 冷却機構
Ｗ ウエハ

Claims (10)

1. 円形の基板の表面に塗布液を供給して形成された塗布膜の周縁部を除去液により除去する塗布膜除去装置において、
   基板を保持して回転する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板の表面の周縁部に、除去液が基板の回転方向の下流側に向かうように、除去液を吐出する除去液ノズルと、
   前記除去液ノズルから除去液が吐出される前に当該除去液の表面張力を大きくするための表面張力調整部と、を備えたことを特徴とする塗布膜除去装置。
2. 前記表面張力調整部は、除去液の表面張力を、調整前の表面張力と比較して１．１ｍＮ／ｍ以上大きくするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の塗布膜除去装置。
3. 前記表面張力調整部は、除去液の表面張力が２９．２ｍＮ／ｍ以上となるように調整することを特徴とする請求項１又は２記載の塗布膜除去装置。
4. 前記表面張力調整部は、除去液と希釈水とを混合する混合部であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の塗布膜除去装置。
5. 前記混合部は、除去液と希釈水との合計に対する除去液の体積比率が７５〜９５％となるように除去液と希釈水とを混合するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の塗布膜除去装置。
6. 前記表面張力調整部は、前記除去液を冷却するための冷却部であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の塗布膜除去装置。
7. 前記冷却部は、前記除去液を１０℃以下に冷却するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の塗布膜除去装置。
8. 円形の基板の表面に塗布液を供給して形成された塗布膜の周縁部を除去液により除去する塗布膜除去方法において、
   除去液ノズルから除去液を吐出する前に当該除去液の表面張力を大きくするように調整する工程と、
   基板を基板保持部に保持して回転させながら、基板の表面の周縁部に、除去液が基板の回転方向の下流側に向かうように、前記除去液ノズルから除去液を吐出する工程と、
   を含むことを特徴とする塗布膜除去方法。
9. 前記除去液の表面張力を大きくするように調整する工程は、除去液と希釈水とを混合する工程及び除去液を冷却する工程のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項８記載の塗布膜除去方法。
10. 円形の基板の表面に塗布液を供給して形成された塗布膜の周縁部を除去液により除去する塗布膜除去装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、請求項８又は９のいずれか一項に記載の塗布膜除去方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。

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