JP6362575B2 - 基板処理装置、基板処理方法及び記録媒体 - Google Patents

Description

本開示は、基板処理装置、基板処理方法及び記録媒体に関する。

半導体基板の製造においては、基板上にレジスト膜を形成した後に、当該基板の周縁部のレジスト膜を除去することが行われる場合がある。例えば特許文献１には、基板の周縁部のレジスト膜を溶剤により溶解して除去する技術が記載されている。また、特許文献１には、レジストパターン形成用の露光に加えて、基板の周縁部のレジスト膜を露光することで、基板の周縁部のレジスト膜を現像時に除去する技術が記載されている。

特開２０１０―１４１１６２号公報

上述のように、基板の周縁部の被膜を溶剤により溶解させて除去する場合、被膜の周縁部が溶解及び再硬化に伴って隆起してしまう場合がある。このような隆起が生じると、使用後の被膜を除去する際に隆起部分を除去しきれない可能性がある。被膜を除去しきれない場合、基板上に残留した部分がパーティクルの発生源となるおそれがある。また、基板の周縁部の被膜を露光及び現像により除去する場合、周縁部の露光のための装置を別途設ける必要がある。

本開示は、被膜の溶解及び再硬化を伴うことなく、被膜の周縁部を簡易な構成で除去できる基板処理装置、基板処理方法及び記録媒体を提供することを目的とする。

本開示に係る基板処理装置は、基板を保持して回転させる回転保持部と、撥水処理用の第１処理液を基板の表面の周縁部に接触により塗布する第１処理液供給部と、第１処理液供給部が第１処理液を塗布した位置に対して、基板の内周側から処理ガスを吹き付ける処理ガス供給部と、被膜形成用の第２処理液を基板の表面に供給する第２処理液供給部と、を備える。

このような基板処理装置によれば、第１処理液を第１処理液供給部により塗布して基板の周縁部に撥水処理を施した後に、基板を回転させながら第２処理液を供給して第２処理液を基板の表面に塗り広げることで、基板の表面に液膜を形成し、これを乾燥させることで被膜を形成できる。基板の回転により基板の周縁部に到達した第２処理液は、予め施された撥水処理によって基板から剥離し、周囲に飛散する。これにより、基板の周縁部の液膜が除去される。すなわち、乾燥前の被膜が除去される。このため、被膜の溶解及び再硬化を伴うことなく、被膜の周縁部を簡易な構成で除去できる。

上述した処理において、第１処理液供給部は、第１処理液を接触により塗布する。このため、例えば散布などのように、基板の表面から離れた位置から第１処理液を供給する構成に比べ、撥水処理を施すべき部分以外への第１処理液の飛散を抑制できる。このため、第１処理液の飛散に起因する被膜の形成不良を確実に防止できる。

基板処理装置は、第１処理液供給部に加えて処理ガス供給部を備えるので、第１処理液供給部が第１処理液を塗布した位置に対して、基板の内周側から処理ガスを吹き付けることができる。これにより、基板の内周側への第１処理液の広がりが抑制された状態で、基板の周縁部に薄く且つ斑なく第１処理液が塗布される。このため、基板の周縁部に斑なく撥水処理を施し、基板の周縁部の液膜をより確実に除去できる。

基板を第１回転数にて回転させるように回転保持部を制御しながら、基板の表面の周縁部に第１処理液を塗布するように第１処理液供給部を制御し、第１処理液供給部により第１処理液が塗布された位置に処理ガスを吹き付けるように処理ガス供給部を制御すること、基板を第１回転数よりも大きい第２回転数にて回転させるように回転保持部を制御しながら、基板の表面に第２処理液を供給するように第２処理液供給部を制御すること、基板への第２処理液の供給が停止した状態にて、基板を第２回転数よりも小さい第３回転数にて回転させるように回転保持部を制御すること、基板を第３回転数よりも大きい第４回転数にて回転させるように回転保持部を制御すること、を順に実行するように構成された制御部を更に備えてもよい。

この場合、第１処理液が塗布される際には、基板が第１回転数で回転するので、基板の周縁部の全周に亘って撥水処理を施すことができる。また、第１処理液が塗布された箇所に直ちに処理ガスが吹き付けられるので、基板の周縁部に斑なく撥水処理を施すことができる。第２処理液供給部が第２処理液を供給する際には、第１回転数よりも大きい第２回転数で基板が回転するので、その遠心力により、第２処理液がより確実に塗り広げられる。また、基板の周縁部上の第２処理液がより確実に飛散する。これにより、基板の周縁部の液膜をより確実に除去することができる。第２処理液の供給が停止した後、基板の回転数は第４回転数に移行する。第４回転数にて基板の回転が継続することにより、基板上の液膜が乾燥し、被膜が形成される。基板の回転数は、第２回転数から第４回転数に移行する間に、一旦第３回転数に下がる。これにより、第２回転数の遠心力で液膜の周縁部に偏っていた第２処理液が基板の中心側に戻るので、乾燥前の液膜における第２処理液の偏りが緩和される。従って、膜厚の均一性を向上させることができる。

第４回転数は第２回転数よりも小さくてもよい。この場合、乾燥前の液膜における第２処理液の偏りを更に抑制し、膜厚の均一性を更に向上させることができる。

制御部は、第２回転数から第３回転数への速度変化率が、第１回転数から第２回転数への速度変化率及び第３回転数から第４回転数への速度変化率に比べて大きくなるように回転保持部を制御してもよい。

この場合、第２回転数から第３回転数に移行する際に基板の回転数が急変することで、第２回転数の遠心力で液膜の周縁部に偏っていた第２処理液がより確実に基板の中心側に戻る。従って、膜厚の均一性を更に向上させることができる。

本開示に係る基板処理方法は、撥水処理用の第１処理液を基板の表面の周縁部に接触により塗布すること、第１処理液を塗布した位置に対して、基板の内周側から処理ガスを吹き付けること、基板を回転させながら、被膜形成用の第２処理液を基板の表面に供給すること、を含む。

本開示に係る記録媒体は、上記基板処理方法を基板処理装置に実行させるためのプログラムを記録したものである。

本開示によれば、被膜の溶解及び再硬化を伴うことなく、被膜の周縁部を簡易な構成で除去できる。

基板処理システムの概略構成を示す斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 液処理ユニットの概略構成を示す模式図である。 制御部のハードウェア構成図である。 基板処理方法の実行手順を示すフローチャートである。 基板の表面に第１処理液が塗布されている様子を模式的に示す側面図である。 図７中の基板の平面図である。 基板の表面に第３処理液が塗布されている様子を模式的に示す側面図である。 基板の表面に第２処理液が塗布されている様子を模式的に示す側面図である。 第２処理液を塗布した後の基板の周縁部の拡大図である。 基板の回転数の時間変化を示すグラフである。

以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［基板処理システム］
まず、図１〜図３を参照して、本実施形態に係る基板処理システム１の概要を説明する。図１に示されるように、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、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って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。

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、インターフェースブロック６とを備える。キャリアブロック４、処理ブロック５及びインターフェースブロック６は、水平方向に並んでいる。

キャリアブロック４は、キャリアステーション１２と搬入・搬出部１３とを有する。搬入・搬出部１３はキャリアステーション１２と処理ブロック５との間に介在する。キャリアステーション１２は、複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、例えば円形の複数枚のウェハＷを密封状態で収容する。キャリア１１は、ウェハＷを出し入れするための開閉扉１１ａを有する。キャリア１１は、開閉扉１１ａが搬入・搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。

搬入・搬出部１３は、キャリアステーション１２上の複数のキャリア１１にそれぞれ対応する複数の開閉扉１３ａを有する。開閉扉１１ａ，１３ａを同時に開放することで、キャリア１１内と搬入・搬出部１３内とが連通する。搬入・搬出部１３は受け渡しアームＡ１を内蔵している（図２及び図３参照）。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウェハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウェハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。

処理ブロック５は、複数の処理モジュール１４，１５，１６，１７を有する。処理モジュール１４，１５，１６，１７は、複数の液処理ユニットＵ１と、複数の熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している（図３参照）。処理モジュール１７は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を経ずにウェハＷを搬送する直接搬送アームＡ６を更に内蔵している（図２参照）。

処理モジュール１４は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりウェハＷの表面上に下層膜を形成する。処理モジュール１４の液処理ユニットＵ１は、下層膜形成用の液体をウェハＷ上に塗布する。処理モジュール１４の熱処理ユニットＵ２は、下層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

処理モジュール１５は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により下層膜上にレジスト膜を形成する。処理モジュール１５の液処理ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の液体を下層膜の上に塗布する。処理モジュール１５の熱処理ユニットＵ２は、レジスト膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

処理モジュール１６は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により、レジスト膜上に上層膜を形成する。処理モジュール１６の液処理ユニットＵ１は、上層膜形成用の液体をレジスト膜の上に塗布する。処理モジュール１６の熱処理ユニットＵ２は、上層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

処理モジュール１７は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により、露光後のレジスト膜の現像処理を行う。現像ユニットは、露光済みのウェハＷの表面上に現像液を塗布した後、これをリンス液によって洗い流すことで、レジスト膜の現像処理を行う。熱処理ユニットは、現像処理に伴う各種熱処理を行う。熱処理は、例えば、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）、又は、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Ｐｏｓｔ Ｂａｋｅ）等である。

処理ブロック５内において、キャリアブロック４側には棚ユニットＵ１０が設けられており、インターフェースブロック６側には棚ユニットＵ１１が設けられている（図２及び図３参照）。棚ユニットＵ１０は、床面から処理モジュール１６に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウェハＷを昇降させる。棚ユニットＵ１１は床面から処理モジュール１７の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

インターフェースブロック６は、受け渡しアームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。受け渡しアームＡ８は、棚ユニットＵ１１に配置されたウェハＷを露光装置３に渡し、露光装置３からウェハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻す。

基板処理システム１は、次に示す手順で塗布・現像処理を実行する。まず、受け渡しアームＡ１がキャリア１１内のウェハＷを棚ユニットＵ１０に搬送する。このウェハＷを、昇降アームＡ７が処理モジュール１４用のセルに配置し、搬送アームＡ３が処理モジュール１４内の各ユニットに搬送する。処理モジュール１４の液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２は、搬送アームＡ３によって搬送されたウェハＷの表面上に下層膜を形成する。下層膜の形成が完了すると、搬送アームＡ３がウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。

次に、棚ユニットＵ１０に戻されたウェハＷを、昇降アームＡ７が処理モジュール１５用のセルに配置し、搬送アームＡ３が処理モジュール１５内の各ユニットに搬送する。処理モジュール１５の液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２は、搬送アームＡ３によって搬送されたウェハＷの下層膜上にレジスト膜を形成する。レジスト膜の形成が完了すると、搬送アームＡ３がウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。

次に、棚ユニットＵ１０に戻されたウェハＷを、昇降アームＡ７が処理モジュール１６用のセルに配置し、搬送アームＡ３が処理モジュール１６内の各ユニットに搬送する。処理モジュール１６の液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２は、搬送アームＡ３によって搬送されたウェハＷのレジスト膜上に上層膜を形成する。上層膜の形成が完了すると、搬送アームＡ３がウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。

次に、棚ユニットＵ１０に戻されたウェハＷを、昇降アームＡ７が処理モジュール１７用のセルに配置し、直接搬送アームＡ６が棚ユニットＵ１１に搬送する。このウェハＷを受け渡しアームＡ８が露光装置３に送り出す。露光装置３における露光処理が完了すると、受け渡しアームＡ８がウェハＷを露光装置３から受け入れ、棚ユニットＵ１１に戻す。

次に、棚ユニットＵ１１に戻されたウェハＷを、処理モジュール１７の搬送アームＡ３が処理モジュール１７内の各ユニットに搬送する。処理モジュール１７の液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２は、搬送アームＡ３によって搬送されたウェハＷのレジスト膜の現像処理及びこれに伴う熱処理を行う。レジスト膜の現像が完了すると、搬送アームＡ３はウェハＷを棚ユニットＵ１０に搬送する。

次に、棚ユニットＵ１０に搬送されたウェハＷを、昇降アームＡ７が受け渡し用のセルに配置し、受け渡しアームＡ１がキャリア１１内に戻す。以上で、塗布・現像処理が完了する。

［基板処理装置］
続いて、基板処理装置の一例として、処理モジュール１５の液処理ユニットＵ１について説明する。

図４に示されるように、液処理ユニットＵ１は、回転保持部２０と、第１処理液供給部３０と、処理ガス供給部５０と、第２処理液供給部６０と、制御部８０とを備える。

回転保持部２０は、ウェハＷを保持して回転させる。例えば回転保持部２０は、保持部２２と、回転部２４と、昇降部２６とを有する。保持部２２は、例えば水平に保持されたウェハＷの中心部を下方から吸着保持する。回転部２４は、例えばモータ等の動力源によって、保持部２２を鉛直な回転軸ＣＬ１まわりに回転させる。昇降部２６は、例えばモータ等の動力源によって、保持部２２を昇降させる。以下、「ウェハＷの内周側」とは、保持部２２に保持されたウェハＷの内周側を意味する。「ウェハＷの外周側」とは、保持部２２に保持されたウェハＷの外周側を意味する。

液処理ユニットＵ１は、カップ２８を更に備えてもよい。カップ２８は上方に開口し、保持部２２を収容している。カップ２８は、ウェハＷ上から振り切られた処理液（後述）を収容する。カップ２８の底部２８ａには排液口２８ｂが設けられており、排液口２８ｂには排液ダクト（不図示）が接続されている。

第１処理液供給部３０は、撥水処理用の第１処理液をウェハＷの表面Ｗａの周縁部に接触により塗布する。第１処理液は例えばフッ素樹脂を含有する薬液である。第１処理液は例えばシリコーンオイル等の離型剤であってもよい。あるいは、第１処理液は例えば撥水用の凹凸面（例えばフラクタル構造面）を形成するための薬液であってもよい。

例えば第１処理液供給部３０は、液送出部３１と、液源３６と、駆動部４１とを有する。

液送出部３１は、ウェハＷの表面に接触しながら第１処理液を送出する。例えば液送出部３１は、収容部３２と、チップ３３とを有する。収容部３２は第１処理液を収容する。チップ３３は、例えば収容部３２の下端部に回転自在に取り付けられたボール３４であり、ボール３４の回転に応じて第１処理液を送出する。ボール３４の材質は例えばＰＶＡなどの合成樹脂である。なお、液送出部３１の構成は、ここに例示するものに限られない。液送出部３１は、ウェハＷの表面Ｗａに接触しながら第１処理液を送出可能であればどのように構成されていてもよい。例えばチップ３３は、一軸線まわりに回転可能なローラであってもよい。また、チップ３３は、必ずしもボール又はローラなどの可動部材でなくてもよく、第１処理液を含浸させることが可能な部材であってもよい。例えば、チップ３３は、フェルト等の布製部材であってもよいし、筆状の部材であってもよい。

液源３６は、液送出部３１の収容部３２に第１処理液を供給する。例えば液源３６は、アーム４０内に通された供給管３５を介して収容部３２に接続されている。供給管３５には、ポンプ３８及びバルブ３９が設けられている。ポンプ３８は、液源３６から収容部３２に第１処理液を圧送する。ポンプ３８の圧力を調整することにより、第１処理液の吐出量が一定になるように調整してもよい。バルブ３９は、制御信号に応じて供給管３５を開閉する。

液送出部３１は、アーム４０を介して駆動部４１に固定されている。駆動部４１は、液送出部３１を昇降させ、水平方向に移動させる。例えば駆動部４１は、水平アクチュエータ４２及び垂直アクチュエータ４３を有する。水平アクチュエータ４２は、例えばモータ等の動力源によって、液送出部３１を水平方向に移動させる。垂直アクチュエータ４３は、例えばエアーシリンダー等の動力源によって、液送出部３１を昇降させる。

処理ガス供給部５０は、第１処理液供給部３０が第１処理液を塗布した位置に対して、ウェハＷの内周側から処理ガスを吹き付ける。処理ガスは、例えば窒素ガス等の不活性ガスである。例えば処理ガス供給部５０は、ノズル５１と、ガス源５６とを有する。ノズル５１は、処理ガスを吐出する。ノズル５１は、液送出部３１に比べ、ウェハＷの内周側（回転軸ＣＬ１側）に配置される。ノズル５１は、液送出部３１に対して固定されていてもよいし、液送出部３１と独立して移動可能となっていてもよい。ノズル５１は下方に開口しており、その開口方向は、ウェハＷの外周側に傾斜している。より具体的に、ノズル５１は、保持部２２に保持されたウェハＷの表面Ｗａにおいて、液送出部３１が接触する位置に向かって開口していてもよい。

ガス源５６は、ノズル５１に処理ガスを供給する。ガス源５６は、例えば圧縮された処理ガスを収容したボンベであり、供給管５７を介してノズル５１に接続されている。供給管５７には、バルブ５９が設けられている。バルブ５９は、制御信号に応じて供給管５７を開閉する。

第２処理液供給部６０は、レジスト膜（被膜）形成用のレジスト液（第２処理液）をウェハＷの表面に供給する。レジスト液は、例えばレジスト膜を形成するための薬液である。レジスト液の粘度は、例えば、５０〜２００ｃＰである。例えば第２処理液供給部６０は、ノズル６１と、液源６２と、駆動部６７とを有する。ノズル６１は、保持部２２に保持されたウェハＷの上方において下方に開口し、レジスト液を吐出する。

液源６２は、ノズル６１にレジスト液を供給する。例えば液源６２は、供給管６３を介してノズル６１に接続されている。供給管６３には、ポンプ６４及びバルブ６５が設けられている。ポンプ６４は、液源６２からノズル６１にレジスト液を圧送する。バルブ６５は、制御信号に応じて供給管６３を開閉する。

ノズル６１は、アーム６６を介して駆動部６７に接続されている。駆動部６７は、例えばモータ等の動力源によって、ガイドレールＢに沿ってノズル６１を水平方向に移動させる。

液処理ユニットＵ１は、第３処理液供給部７０を更に備えてもよい。第３処理液供給部７０は、プリウェット液（第３処理液）をウェハＷの表面Ｗａに供給する。プリウェット液は、ウェハＷに対するレジスト液の濡れ性を向上させるための液体である。プリウェット液は、例えばシンナーなどの揮発性の溶剤である。例えば第３処理液供給部７０は、ノズル７１と、液源７２と、駆動部７７とを有する。ノズル７１は、保持部２２に保持されたウェハＷの上方において下方に開口し、プリウェット液を吐出する。

液源７２は、ノズル７１にプリウェット液を供給する。例えば液源７２は、供給管７３を介してノズル７１に接続されている。供給管７３には、ポンプ７４及びバルブ７５が設けられている。ポンプ７４は、液源７２からノズル７１にプリウェット液を圧送する。バルブ７５は、制御信号に応じて供給管７３を開閉する。ノズル７１は、アーム７６を介して駆動部７７に接続されている。駆動部７７は、例えばモータ等の動力源によって、ガイドレールＢに沿ってノズル７１を水平方向に移動させる。

制御部８０は、ウェハＷを第１回転数にて回転させるように回転保持部２０を制御しながら、ウェハＷの表面Ｗａの周縁部に第１処理液を塗布するように第１処理液供給部３０を制御し、第１処理液供給部３０により第１処理液が塗布された位置に処理ガスを吹き付けるように処理ガス供給部５０を制御すること、ウェハＷを第１回転数よりも大きい第２回転数にて回転させるように回転保持部２０を制御しながら、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト液を供給するように第２処理液供給部６０を制御すること、ウェハＷへのレジスト液の供給が停止した状態にて、ウェハＷを第２回転数よりも小さい第３回転数にて回転させるように回転保持部２０を制御すること、ウェハＷを第３回転数よりも大きい第４回転数にて回転させるように回転保持部２０を制御すること、を順に実行するように構成されている。

例えば制御部８０は、機能モジュールとして、第１供給制御部８１と、ガス供給制御部８２と、第２供給制御部８３と、第３供給制御部８４と、搬送制御部８５と、回転制御部８６とを有する。第１供給制御部８１は、ウェハＷの表面Ｗａの周縁部に第１処理液を接触により塗布するように第１処理液供給部３０を制御する。ガス供給制御部８２は、第１処理液供給部３０により第１処理液が塗布された位置に処理ガスを吹き付けるように処理ガス供給部５０を制御する。第２供給制御部８３は、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト液を供給するように第２処理液供給部６０を制御する。第３供給制御部８４は、ウェハＷの表面Ｗａにプリウェット液を供給するように第３処理液供給部７０を制御する。搬送制御部８５は、液処理ユニットＵ１に対するウェハＷの搬入及び搬出を行うように搬送アームＡ３及び回転保持部２０を制御する。回転制御部８６は、予め設定された目標回転数にてウェハＷを回転させるように回転部２４を制御する。

図５に示すように、制御部８０は、例えば回路９０により構成される。回路９０は、一つ又は複数のプロセッサ９１と、メモリ９２と、ストレージ９３（記録媒体）と、入出力ポート９４と、操作パネル９５とを有する。入出力ポート９４は、制御対象との間でデータの入出力を行う。例えば入出力ポート９４は、バルブ３９，５９，６５，７５及び駆動部４１，６７，７７に制御信号を出力する。操作パネル９５は、オペレータのインタフェースであり、液晶等のモニタと、ボタン等の入力デバイスとを有する。操作パネル９５は、モニタと入力デバイスとが一体化したタッチパネルであってもよい。

ストレージ９３は、塗布・現像装置２に様々な基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録している。ストレージ９３は、コンピュータ読み取り可能であればどのようなものであってもよい。具体例として、ハードディスク、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク及び光ディスク等が挙げられる。メモリ９２は、ストレージ９３からロードしたプログラム及びプロセッサ９１の演算結果等を一時的に記憶する。プロセッサ９１は、メモリ９２と協働してプログラムを実行する。これにより、制御部８０の各機能が具現化される。すなわち、制御部８０の各機能ブロックが具現化される。

なお、制御部８０のハードウェア構成は、必ずしもプログラムにより各機能モジュールを構成するものに限られない。例えば制御部８０の各機能モジュールは、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。

［基板処理方法］
次に、基板処理方法の一例として、液処理ユニットＵ１による被膜形成手順について説明する。

図６に示されるように、まず、制御部８０はステップＳ０１を実行する。ステップＳ０１では、搬送制御部８５が、液処理ユニットＵ１にウェハＷを搬入するように搬送アームＡ３及び回転保持部２０を制御する。具体的に、搬送制御部８５は、保持部２２をカップ２８外まで上昇させるように昇降部２６を制御し、ウェハＷを保持部２２上に載置するように搬送アームＡ３を制御し、載置されたウェハＷを吸着するように保持部２２を制御し、ウェハＷをカップ２８内まで下降させるように昇降部２６を制御する。

次に、制御部８０はステップＳ０２を実行する。ステップＳ０２では、回転制御部８６が、処理対象のウェハＷを第１回転数ω１にて回転させるように回転部２４を制御する。第１回転数ω１は、例えば、０〜５０ｒｐｍである。

次に、制御部８０はステップＳ０３を実行する。ステップＳ０３では、図７の（ａ）に示すように、第１処理液ＰをウェハＷの表面Ｗａの周縁部に接触により塗布するように、第１供給制御部８１が第１処理液供給部３０を制御する。例えば第１供給制御部８１は、液送出部３１のチップ３３をウェハＷの表面Ｗａの周縁部に接触させるように駆動部４１を制御する。チップ３３のボール３４はウェハＷの周縁部に接触して回転する。これに応じ、収容部３２内の第１処理液Ｐが送り出され、ウェハＷの表面Ｗａの周縁部に塗布される。第１供給制御部８１は、液源３６から収容部３２に第１処理液Ｐを送るようにポンプ３８及びバルブ３９を制御する。これにより第１処理液Ｐが収容部３２に補充される。また、ステップＳ０３では、第１処理液供給部３０が第１処理液Ｐを塗布した位置に対して、ウェハＷの内周側から処理ガスＧを吹き付けるように、ガス供給制御部８２が処理ガス供給部５０を制御する。ガス供給制御部８２はバルブ５９を開くように処理ガス供給部５０を制御する。これによりノズル５１からの処理ガスＧの吐出が開始される。ノズル５１から吐出された処理ガスＧは、第１処理液供給部３０が第１処理液Ｐを塗布した位置に対して、ウェハＷの内周側から吹き付けられる。これにより第１処理液ＰがウェハＷの周縁部に薄く且つ斑なく塗布される。

第１供給制御部８１は、ウェハＷが少なくとも一回転するまでは、第１処理液の塗布を継続するように第１処理液供給部３０を制御する。その間、ガス供給制御部８２も、処理ガスＧの供給を継続するように処理ガス供給部５０を制御する（図７の（ｂ）参照）。これにより、図８に示すように、表面Ｗａの周縁部の全周に亘って撥水処理が施され、環状の撥水部Ｃが形成される。

次に、制御部８０はステップＳ０４を実行する。ステップＳ０４では、回転制御部８６が、ウェハＷの回転数を第１回転数ω１から第２回転数ω２に変更するように回転部２４を制御する。図１２はウェハＷの回転数の推移を示すグラフである。図１２において時刻ｔ１〜ｔ２がステップＳ０４の実行期間に相当する。図１２に示されるように第２回転数ω２は第１回転数ω１に比べ大きい。第２回転数ω２は、例えば５０〜２００ｒｐｍである。

次に、制御部８０はステップＳ０５を実行する。ステップＳ０５では、第３供給制御部８４が、ウェハＷの表面Ｗａの中央部にプリウェット液を供給するように第３処理液供給部７０を制御する。その後、第２供給制御部８３が、ウェハＷの表面Ｗａの中央部にレジスト液を供給するように第２処理液供給部６０を制御する。

例えば第３供給制御部８４は、ノズル７１を表面Ｗａの中央部の上方に配置するように駆動部７７を制御した後に、液源７２からノズル７１にプリウェット液Ｓを供給するようにポンプ７４及びバルブ７５を制御する。これにより、図９の（ａ）に示すように、ノズル７１からプリウェット液Ｓが吐出され、表面Ｗａの中央部に供給される。供給されたプリウェット液Ｓは、ウェハＷの回転に応じてウェハＷの外周部に広がり、ウェハＷの周囲に飛散する（図９の（ｂ）参照）。

予め設定された量の吐出が完了すると、第３供給制御部８４は、液源７２からノズル７１へのプリウェット液Ｓの供給を停止するようにポンプ７４及びバルブ７５を制御する。その後、第３供給制御部８４は、表面Ｗａの上方からノズル７１を退避させるように駆動部７７を制御する。

第２供給制御部８３は、ノズル６１を表面Ｗａの中央部の上方に配置するように駆動部６７を制御した後に、液源６２からノズル６１にレジスト液Ｒを供給するようにポンプ６４及びバルブ６５を制御する。これにより、図１０の（ａ）に示すように、ノズル６１からレジスト液Ｒが吐出され、表面Ｗａの中央部に供給される。供給されたレジスト液Ｒは、プリウェット液Ｓに導かれながら、ウェハＷの回転に応じてウェハＷの外周部に広がる。このように、プリウェット液Ｓによって、レジスト液Ｒの広がりが促進される。

第２供給制御部８３は、表面Ｗａ上に十分にレジスト液Ｒが行き渡るまでレジスト液Ｒの供給を継続するように第２処理液供給部６０を制御する。これにより、表面Ｗａ上にレジスト液Ｒの液膜Ｆが形成される（図１０の（ｂ）参照）。

ウェハＷの回転によって表面Ｗａの撥水部Ｃに到達したレジスト液Ｒは、撥水部Ｃの撥水性によって表面Ｗａから剥離し、ウェハＷの周囲に飛散する（図１０の（ｂ）参照）。これにより、表面Ｗａの周縁部の液膜Ｆが除去される。すなわち、乾燥前のレジスト膜が除去される。

予め設定された量の吐出が完了すると、第２供給制御部８３は、液源６２からノズル６１へのレジスト液Ｒの供給を停止するようにポンプ６４及びバルブ６５を制御する（図１０の（ｃ）参照）。

次に、制御部８０はステップＳ０６を実行する。ステップＳ０６では、回転制御部８６が、ウェハＷの回転数を第２回転数ω２から第３回転数ω３に変更するように回転部２４を制御する（図１２参照）。図１２においては、時刻ｔ３〜ｔ４がステップＳ０６の実行期間に相当する。図１２に示されるように、第３回転数ω３は第２回転数ω２に比べ小さい。第３回転数ω３は、例えば５００〜２０００ｒｐｍである。なお、制御部８０は、ステップＳ０５の完了に先立ってステップＳ０６を実行してもよい。すなわち制御部８０は、第２処理液供給部６０によるレジスト液Ｒの供給が継続している間にステップＳ０６を実行してもよい。

ウェハＷの回転数が第２回転数ω２から第３回転数ω３に下がることにより、第２回転数ω２の遠心力で液膜Ｆの周縁部に偏っていたレジスト液ＲがウェハＷの中心側に戻る。例えば、図１１の（ａ）に示すように、回転するウェハＷの表面Ｗａ上において、レジスト液Ｒは遠心力によって液膜Ｆの周縁部に偏る。これにより、液膜Ｆの周縁部に隆起Ｈが形成される。ウェハＷの回転数が小さくなると、偏っていたレジスト液Ｒ（隆起Ｈのレジスト液Ｒ）がウェハＷの中心側に戻る。これにより、液膜Ｆの膜厚の均一性が高められる。

また、第２回転数ω２から第３回転数ω３への速度変化率は、第１回転数ω１から第２回転数ω２への速度変化率に比べ大きくてもよい。第１回転数ω１から第２回転数ω２への速度変化率は、例えば１００００ｒｐｍ／ｓであり、第２回転数ω２から第３回転数ω３への速度変化率は、例えば３００００ｒｐｍ／ｓである。なお、速度変化率は、速度の変化量の絶対値を変化時間で除算した値である。第２回転数ω２から第３回転数ω３への速度変化率を大きくすることにより、液膜Ｆの周縁部に偏っていたレジスト液Ｒに作用する遠心力が急変する。これにより、液膜Ｆの周縁部に偏っていたレジスト液ＲがウェハＷの中心側に更に戻り易くなる。このため、液膜Ｆの膜厚の均一性が更に高められる。

ステップＳ０６の実行後、制御部８０は、所定時間の経過を待機する（ステップＳ０７）。所定時間は例えば２．５秒である。これにより、液膜Ｆの膜厚の均一性が更に高められる。

次に、制御部８０はステップＳ０８を実行する。ステップＳ０８では、回転制御部８６が、ウェハＷの回転数を第３回転数ω３から第４回転数ω４に変更するように回転部２４を制御する（図１２参照）。図１２においては、時刻ｔ５〜ｔ６がステップＳ０８の実行期間に相当する。図１２に示されるように、第４回転数ω４は第３回転数ω３に比べ大きい。第４回転数ω４は、第２回転数ω２に比べ小さくてもよい。第４回転数ω４は、例えば５００〜１５００ｒｐｍである。ウェハＷの回転数が第３回転数ω３から第４回転数ω４に上がることにより、液膜Ｆの乾燥が促進される。

また、第３回転数ω３から第４回転数ω４への速度変化率は、第２回転数ω２から第３回転数ω３への速度変化率に比べて小さくてもよい。第３回転数ω３から第４回転数ω４への速度変化率は、例えば１００００ｒｐｍ／ｓである。すなわち、第２回転数から第３回転数への速度変化率は、第１回転数から第２回転数への速度変化率及び第３回転数から第４回転数への速度変化率の両方に比べて大きくてもよい。この場合、液膜Ｆの周縁部に偏っていたレジスト液ＲがウェハＷの中心側に更に戻り易くなる。このため、液膜Ｆの膜厚の均一性が更に高められる。

ステップＳ０８の実行後、制御部８０は、所定時間の経過を待機する（ステップＳ０９）。所定時間は例えば１５秒である。これにより、液膜Ｆが乾燥し、レジスト剤の被膜Ｌが形成される（図１０の（ｄ）参照）。

次に、制御部８０はステップＳ１０を実行する。ステップＳ１０では、回転制御部８６が、ウェハＷの回転を終了するように、回転部２４を制御する。

次に、制御部８０はステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、搬送制御部８５が、ウェハＷを液処理ユニットＵ１から搬出するように保持部２２、昇降部２６及び搬送アームＡ３を制御する。具体的には、搬送制御部８５は、保持部２２をカップ２８外まで上昇させるように昇降部２６を制御し、ウェハＷの吸着を解除するように保持部２２を制御し、ウェハＷを保持部２２上から受け取って搬出するように搬送アームＡ３を制御し、保持部２２をカップ２８内まで下降させるように昇降部２６を制御する。

以上で液処理ユニットＵ１による被膜形成手順が完了する。なお、液処理ユニットＵ１による被膜処理手順は、被膜形成後に、撥水部Ｃに溶剤を供給することを更に含んでいてもよい。この場合、撥水部Ｃに残留したレジスト剤をより確実に除去することができる。すなわち、表面Ｗａの周縁部における被膜Ｌの除去をより確実なものとすることができる。

以上に説明した液処理ユニットＵ１は、ウェハＷを保持して回転させる回転保持部２０と、撥水処理用の第１処理液ＰをウェハＷの表面Ｗａの周縁部に接触により塗布する第１処理液供給部３０と、第１処理液供給部３０が第１処理液Ｐを塗布した位置に対して、ウェハＷの内周側から処理ガスＧを吹き付ける処理ガス供給部５０と、被膜形成用のレジスト液ＲをウェハＷの表面Ｗａに供給する第２処理液供給部６０とを備える。

この液処理ユニットＵ１によれば、第１処理液Ｐを第１処理液供給部３０により塗布してウェハＷの周縁部に撥水処理を施した後に、ウェハＷを回転させながらレジスト液Ｒを供給してレジスト液ＲをウェハＷの表面Ｗａに塗り広げることで、ウェハＷの表面Ｗａに液膜Ｆを形成し、これを乾燥させることで被膜Ｌを形成できる。ウェハＷの回転によりウェハＷの周縁部に到達したレジスト液Ｒは、予め施された撥水処理によってウェハＷから剥離し、周囲に飛散する。これにより、ウェハＷの周縁部の液膜Ｆが除去される。すなわち、乾燥前の被膜Ｌが除去される。このため、被膜Ｌの溶解及び再硬化を伴うことなく、被膜Ｌの周縁部を簡易な構成で除去できる。

上述した処理において、第１処理液供給部３０は、第１処理液Ｐを接触により塗布する。このため、例えば散布などのように、ウェハＷの表面Ｗａから離れた位置から第１処理液Ｐを供給する構成に比べ、撥水処理を施すべき部分以外への第１処理液Ｐの飛散を抑制できる。このため、第１処理液Ｐの飛散に起因する被膜Ｌの形成不良を確実に防止できる。

液処理ユニットＵ１は、第１処理液供給部３０に加えて処理ガス供給部５０を備えるので、第１処理液供給部３０が第１処理液Ｐを塗布した位置に対して、ウェハＷの内周側から処理ガスＧを吹き付けることができる。これにより、ウェハＷの内周側への第１処理液Ｐの広がりが抑制された状態で、ウェハＷの周縁部に薄く且つ斑なく第１処理液Ｐが塗布される。このため、ウェハＷの周縁部に斑なく撥水処理を施し、ウェハＷの周縁部の液膜Ｆをより確実に除去できる。

ウェハＷを第１回転数ω１にて回転させるように回転保持部２０を制御しながら、ウェハＷの表面Ｗａの周縁部に第１処理液Ｐを塗布するように第１処理液供給部３０を制御し、第１処理液供給部３０により第１処理液Ｐが塗布された位置に処理ガスＧを吹き付けるように処理ガス供給部５０を制御すること、ウェハＷを第１回転数ω１よりも大きい第２回転数ω２にて回転させるように回転保持部２０を制御しながら、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト液Ｒを供給するように第２処理液供給部６０を制御すること、ウェハＷへのレジスト液Ｒの供給が停止した状態にて、ウェハＷを第２回転数ω２よりも小さい第３回転数ω３にて回転させるように回転保持部２０を制御すること、ウェハＷを第３回転数ω３よりも大きい第４回転数ω４にて回転させるように回転保持部２０を制御すること、を順に実行するように構成された制御部８０を更に備えてもよい。

この場合、第１処理液Ｐが塗布される際には、ウェハＷが第１回転数ω１で回転するので、ウェハＷの周縁部の全周に亘って撥水処理を施すことができる。また、第１処理液Ｐが塗布された箇所に直ちに処理ガスＧが吹き付けられるので、ウェハＷの周縁部に斑なく撥水処理を施すことができる。第２処理液供給部６０がレジスト液Ｒを供給する際には、第１回転数ω１よりも大きい第２回転数ω２でウェハＷが回転するので、その遠心力により、レジスト液Ｒがより確実に塗り広げられる。また、ウェハＷの周縁部上のレジスト液Ｒがより確実に飛散する。これにより、ウェハＷの周縁部の液膜Ｆをより確実に除去することができる。レジスト液Ｒの供給が停止した後、ウェハＷの回転数は第４回転数ω４に移行する。第４回転数ω４にてウェハＷの回転が継続することにより、ウェハＷ上の液膜が乾燥し、被膜Ｌが形成される。ウェハＷの回転数は、第２回転数ω２から第４回転数ω４に移行する間に、一旦第３回転数ω３に下がる。これにより、第２回転数ω２の遠心力で液膜Ｆの周縁部に偏っていたレジスト液ＲがウェハＷの中心側に戻るので、乾燥前の液膜Ｆにおけるレジスト液Ｒの偏りが緩和される。従って、膜厚の均一性を向上させることができる。ウェハＷの回転数は、例えば、第１処理液Ｐの特性及びレジスト液Ｒの粘度等に基づき適宜設定してもよい。また、ウェハＷの回転数は、例えば、各処理液の単位時間当たりの供給量等に基づき適宜設定してもよい。

第４回転数ω４は第２回転数ω２よりも小さくてもよい。この場合、乾燥前の液膜Ｆにおけるレジスト液Ｒの偏りを更に抑制し、膜厚の均一性を更に向上させることができる。

制御部８０は、第２回転数ω２から第３回転数ω３への速度変化率が、第１回転数ω１から第２回転数ω２への速度変化率及び第３回転数ω３から第４回転数ω４への速度変化率に比べて大きくなるように回転保持部２０を制御してもよい。

この場合、第２回転数ω２から第３回転数ω３に移行する際にウェハＷの回転数が急変することで、第２回転数ω２の遠心力で液膜Ｆの周縁部に偏っていたレジスト液Ｒがより確実にウェハＷの中心側に戻る。従って、膜厚の均一性を更に向上させることができる。

以上、実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

例えば、上述した液処理ユニットＵ１の構成は、処理モジュール１４の液処理ユニットＵ１にも適用可能である。この場合、表面Ｗａの周縁部には、下層膜を形成する段階で撥水部Ｃが形成される。この撥水膜により、レジスト膜の形成過程においても、乾燥前の被膜Ｌを除去できる。また、処理対象の基板は半導体ウェハに限られず、例えばガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）であってもよい。

２０…回転保持部、３０…第１処理液供給部、３１…液送出部、３２…収容部、３３…チップ、３５…供給管、３６…液源、３８…ポンプ、３９…バルブ、５０…処理ガス供給部、５１…ノズル、５６…ガス源、５７…供給管、５９…バルブ、６０…第２処理液供給部、７０…第３処理液供給部、Ｕ１…液処理ユニット、Ｗ…ウェハ。

Claims (5)

1. 基板を保持して回転させる回転保持部と、
   撥水処理用の第１処理液を前記基板の表面の周縁部に接触により塗布する第１処理液供給部と、
   前記第１処理液供給部が前記第１処理液を塗布した位置に対して、前記基板の内周側から処理ガスを吹き付ける処理ガス供給部と、
   被膜形成用の第２処理液を前記基板の表面に供給する第２処理液供給部と、
   前記基板を第１回転数にて回転させるように前記回転保持部を制御しながら、前記基板の表面の周縁部に前記第１処理液を塗布するように前記第１処理液供給部を制御し、前記第１処理液供給部により前記第１処理液が塗布された位置に前記処理ガスを吹き付けるように前記処理ガス供給部を制御すること、前記基板を前記第１回転数よりも大きい第２回転数にて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第２処理液を供給するように前記第２処理液供給部を制御すること、前記基板への前記第２処理液の供給が停止した状態にて、前記基板を前記第２回転数よりも小さい第３回転数にて回転させるように前記回転保持部を制御すること、前記基板を前記第３回転数よりも大きい第４回転数にて回転させるように前記回転保持部を制御すること、を順に実行するように構成された制御部と、を備える基板処理装置。
2. 前記第４回転数は前記第２回転数よりも小さい、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記制御部は、前記第２回転数から前記第３回転数への速度変化率が、前記第１回転数から前記第２回転数への速度変化率及び前記第３回転数から前記第４回転数への速度変化率に比べて大きくなるように前記回転保持部を制御する、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 基板を第１回転数にて回転させながら、撥水処理用の第１処理液を前記基板の表面の周縁部に接触により塗布し、前記第１処理液を塗布した位置に対して、前記基板の内周側から処理ガスを吹き付けること、
   前記基板を前記第１回転数よりも大きい第２回転数にて回転させながら、被膜形成用の第２処理液を前記基板の表面に供給すること、
   前記基板への前記第２処理液の供給が停止した状態にて、前記基板を前記第２回転数よりも小さい第３回転数にて回転させること、
   前記基板を前記第３回転数よりも大きい第４回転数にて回転させること、を順に含む基板処理方法。
5. 請求項４に記載の基板処理方法を基板処理装置に実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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