(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平に保持する工程と、
次に基板の表面全体を処理液により濡らす工程と、
次いで前記基板を鉛直軸周りに回転させて、前記基板の表面の処理液を振り切り、基板の表面を乾燥させる工程と、
その後表面の乾燥した前記基板を鉛直軸周りに回転させながら基板の表面に有機溶剤である洗浄液を供給する工程と、
しかる後基板の表面に塗布液を供給して塗布膜を形成する工程と、を含み、
前記基板の表面に前記洗浄液を供給する工程の後、
前記基板を鉛直軸周りに回転させて、基板の表面を乾燥させる工程と、
しかる後、前記表面の乾燥した基板を鉛直軸周りに回転させながら前記基板の表面に前記洗浄液を供給する工程と、を行うことを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記処理液は、水酸化テトラメチルアンモニウム、あるいはアンモニア／過酸化水素／水混合液のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
前記処理液及び洗浄液は、同一の有機溶剤であることを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項４】
前記基板を鉛直軸周りに回転させて基板の表面を乾燥させる工程は、基板を鉛直軸周りに回転させると共に基板に向けてガスを吐出す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方法。
【請求項５】
前記基板の表面全体を処理液により濡らす工程は、前記基板を鉛直軸周りに回転させながら基板の表面に処理液を供給し、
前記基板の表面全体を処理液により濡らす工程における基板の回転方向と、基板に一回目の洗浄液を供給する工程における基板の回転方向とは、互いに逆の方向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方法。
【請求項６】
前記基板の表面に洗浄液を供給する工程のうち、基板の表面に塗布液を供給して塗布膜を形成する工程の直前に基板に洗浄液を供給する工程は、その他の基板の表面に洗浄液を供給する工程よりも、洗浄液の供給時間が長いことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項７】
前記基板の表面全体を処理液により濡らす工程における処理液の供給時間は、基板の表面に洗浄液を供給する工程における洗浄液の供給時間よりも短いことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項８】
基板に処理液を供給する工程及び基板に洗浄液を供給する工程は、洗浄液の供給位置を基板の中心から基板の周縁に向けて移動させながら処理液及び洗浄液を供給する工程を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項９】
水平に保持され、鉛直軸周りに回転させた基板に塗布液を供給して塗布する塗布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、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の塗布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。
【請求項１０】
基板を水平に保持するための基板保持部と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転させるための回転機構と、
前記基板保持部に保持された基板に対して塗布液を供給するための塗布液ノズルと、
前記基板保持部に保持された基板に対して処理液を供給する処理液ノズルと、
前記基板保持部に保持された基板に対して有機溶剤である洗浄液を供給する洗浄液ノズルと、
基板を水平に保持するステップと、次に基板の表面全体を処理液により濡らすステップと、次いで前記基板を鉛直軸周りに回転させて、前記基板の表面の処理液を振り切り、基板の表面を乾燥させるステップと、その後表面の乾燥した前記基板を鉛直軸周りに回転させながら基板の表面に前記洗浄液を供給するステップと、次いで前記基板を鉛直軸周りに回転させて、基板の表面を乾燥させる工程と、続いて、前記表面の乾燥した基板を鉛直軸周りに回転させながら前記基板の表面に前記洗浄液を供給する工程と、しかる後基板の表面に塗布液を供給して塗布膜を形成するステップと、を実行する制御部と、を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項１１】
前記処理液及び前記洗浄液は、同一の溶剤であり、前記処理液ノズルと前記洗浄液ノズルとは、共通化されていることを特徴とする請求項１０に記載の塗布装置。
【請求項１２】
基板に向けてガスを供給するガス供給ノズルを備え、
前記制御部は、基板の表面を乾燥させるステップにおいて、基板を鉛直軸周りに回転させながら基板に向けてガスを吐出するように制御信号を出力することを特徴とする請求項１０または１１に記載の塗布装置。
【請求項１３】
前記基板の表面全体を処理液により濡らすステップは、前記基板を鉛直軸周りに回転させながら基板の表面に処理液を供給し、
前記基板の表面全体を処理液により濡らすステップにおける基板の回転方向と、基板に一回目の洗浄液を供給するステップにおける基板の回転方向とは、互いに逆の方向であることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に塗布液を供給して塗布膜を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスの一つとして、半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）に塗布液を供給して、塗布膜、例えばレジスト膜、反射防止膜あるいはエッチングマスクとなる炭素を主成分とするＳＯＣ（Spin On Cap）膜などの形成プロセスがある。このプロセスでは、スピンコーティング法が広く用いられている。【０００３】
例えばＳＯＣ膜などのエッチングマスクは、ウエハに段差パターンを形成した後、ウエハの表面を覆うように成膜されるが、例えばウエハに段差パターンを形成するエッチング処理などの前工程において発生したパーティクルがウエハの表面に付着する場合がある。その後ウエハに塗布液を供給してスピンコーティングを行った時にパーティクルにより塗布液の広がりが阻害され、塗布膜にパーティクルを核としたコメット型の斑紋（コメット斑）が形成されることがあった。半導体デバイスは、増々微細化する傾向にあることから、塗布膜にこうした欠陥が発生すると歩留まりの低下の要因となってくる。【０００４】
このような塗布欠陥の対策として例えば特許文献１に記載されているように、塗布液を塗布する前のウエハにシンナーを供給して表面の洗浄を行いパーティクルの除去を行っているが、ウエハのスループットを維持する観点から、より短い時間で効率よくパーティクルを除去する要請があった。また装置の大型化を避ける観点から塗布を行うモジュールにおけるパーティクルの洗浄が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０８４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板に塗布液を塗布して塗布膜を形成するにあたって、短時間でパーティクルの除去を行い塗布膜の不良の発生を抑えることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の塗付方法は、基板を水平に保持する工程と、
次に基板の表面全体を処理液により濡らす工程と、
次いで前記基板を鉛直軸周りに回転させて、前記基板の表面の処理液を振り切り、基板の表面を乾燥させる工程と、
その後表面の乾燥した前記基板を鉛直軸周りに回転させながら基板の表面に有機溶剤である洗浄液を供給する工程と、
しかる後基板の表面に塗布液を供給して塗布膜を形成する工程と、を含み、
前記基板の表面に前記洗浄液を供給する工程の後、
前記基板を鉛直軸周りに回転させて、基板の表面を乾燥させる工程と、
しかる後、前記表面の乾燥した基板を鉛直軸周りに回転させながら前記基板の表面に前記洗浄液を供給する工程と、を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明の記憶媒体は、水平に保持され、鉛直軸周りに回転させた基板に塗布液を供給して塗布する塗布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、上述の塗布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。【０００９】
本発明の塗布装置は、基板を水平に保持するための基板保持部と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転させるための回転機構と、
前記基板保持部に保持された基板に対して塗布液を供給するための塗布液ノズルと、
前記基板保持部に保持された基板に対して処理液を供給する処理液ノズルと、
前記基板保持部に保持された基板に対して有機溶剤である洗浄液を供給する洗浄液ノズルと、
基板を水平に保持するステップと、次に基板の表面全体を処理液により濡らすステップと、次いで前記基板を鉛直軸周りに回転させて、前記基板の表面の処理液を振り切り、基板の表面を乾燥させるステップと、その後表面の乾燥した前記基板を鉛直軸周りに回転させながら基板の表面に前記洗浄液を供給するステップと、次いで前記基板を鉛直軸周りに回転させて、基板の表面を乾燥させる工程と、続いて、前記表面の乾燥した基板を鉛直軸周りに回転させながら前記基板の表面に前記洗浄液を供給する工程と、しかる後基板の表面に塗布液を供給して塗布膜を形成するステップと、を実行する制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、基板に塗布液を供給する前に基板に処理液を供給して基板の表面を濡らした後、基板の表面を乾燥させている。これにより基板の表面からパーティクルが離脱しやすくなる。また基板の表面を乾燥させることで、続けて基板の表面に洗浄液を供給したときに気液界面によりパーティクルを大きな力で押すことができ、短時間でより確実に除去することができる。従って、その後基板に塗布液を塗布したときにパーティクルの付着に起因する塗布膜への斑紋の形成を抑制することができる。
また本発明の塗布装置によれば基板に対する洗浄機能を備えていることから別途洗浄装置を設けなくて済む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係るＳＯＣ膜塗布装置の断面図である。
【図２】ウエハの回転数のタイムチャートと処理工程とを対応させた説明図である。
【図３】本発明の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態の作用を説明する説明図である。
【図１２】検証試験１におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。
【図１３】検証試験２におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。
【図１４】検証試験３におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。
【図１５】検証試験３におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。
【図１６】検証試験３におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。
【図１７】検証試験３におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。
【図１８】検証試験４におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係る塗布装置の一例として、ウエハＷにＳＯＣ膜を形成する塗布装置について図１を用いて説明する。塗布装置は、カップモジュール１を備えており、カップモジュール１は、ウエハＷの裏面中央部を吸着して水平に保持する基板保持部であるスピンチャック１１を備えている。このスピンチャック１１は、下方より軸部１２を介して回転機構１３に接続されており、当該回転機構１３により鉛直軸回りに回転することができる。
【００１３】
スピンチャック１１の下方側には、軸部１２を隙間を介して取り囲むように円形板１４が設けられる。また円形板１４には、周方向等間隔に３か所の貫通孔１７が形成され、各貫通孔１７には昇降ピン１５が設けられている。昇降ピン１５は昇降機構１６により昇降するように構成されており、昇降ピン１５の昇降により塗布装置の外部の搬送アームとスピンチャック１１との間で、ウエハＷを受け渡す。
【００１４】
またスピンチャック１１を取り囲むようにカップ体２が設けられている。カップ体２は、回転するウエハＷより飛散したり、こぼれ落ちた排液を受け止め、当該排液を塗布装置外に排出する。カップ体２は、前記円形板１４の周囲に断面形状が山型のリング状に設けられた山型ガイド部２１を備え、山型ガイド部２１の外周端から下方に伸びるように環状の垂直壁２３が設けられている。山型ガイド部２１は、ウエハＷよりこぼれ落ちた液を、ウエハＷの外側下方へとガイドする。
【００１５】
また、山型ガイド部２１の外側を取り囲むように垂直な筒状部２２と、この筒状部２２の上縁から内側上方へ向けて斜めに伸びる上側ガイド部２４とが設けられている。上側ガイド部２４には、周方向に複数の開口部２５が設けられている。また、筒状部２２の下方側は、山型ガイド部２１及び垂直壁２３の下方に断面が凹部型となるリング状の液受け部２６が形成されている。この液受け部２６においては、外周側に排液路２７が接続されると共に、排液路２７よりも内周側には、排気管２８が下方から突入する形で設けられている。
また上側ガイド部２４の基端側周縁から上方に伸びるように筒状部２９が設けられ、この筒状部２９の上縁から内側上方へ伸び出すように傾斜壁３０が設けられる。当該ウエハＷの回転により飛散した液は、筒状部２９、傾斜壁３０、上側ガイド部２４及び垂直壁２３により受け止められて排液路２７に導入される。
【００１６】
塗布装置は、ウエハＷにＳＯＣ膜の前駆物質となる有機材料を溶剤に溶解した塗布液を供給する塗布液ノズル３を備えている。塗布液ノズル３は、塗布液供給管３１を介して、塗布液供給機構３２に接続されている。塗布液としては、炭素化合物を含む有機材料、例えばポリエチレン構造（（−ＣＨ２−）ｎ）の骨格を持つポリマー原料を溶剤に溶解させた液体が用いられる。
【００１７】
また塗布装置は、洗浄液と処理液とを兼用する溶剤であるシンナーを供給するためのシンナーノズル４と、ウエハＷに窒素ガス（Ｎ２ガス）を供給するＮ２ガスノズル５と、が設けられたノズルユニット６を備えている。シンナーノズル４は、シンナー供給管４１を介して、シンナー供給機構４２に接続されている。シンナー供給機構４２は、例えばポンプ、バルブ、フィルタなどの機器を備えており、シンナーノズル４の先端からシンナーを所定量吐出するように構成されている。またＮ２ガスノズル５は、Ｎ２ガス供給管５１を介して、Ｎ２ガス供給機構５２に接続されている。Ｎ２ガス供給機構５２は、例えばポンプ、バルブ、フィルタなどの機器を備えており、Ｎ２ガスノズル５からＮ２ガスを吐出するように構成されている。
塗布液ノズル３及びノズルユニット６は、各々図示しない移動機構により、ウエハＷの中央部上方とカップ体２の外の待機位置との間で移動するように構成されている。  
【００１８】
塗布装置には、例えばコンピュータからなる制御部１０が設けられている。制御部１０は、プログラム格納部を有しており、プログラム格納部には、外部の搬送アームと、スピンチャック１１と、の間のウエハＷの受け渡しや、スピンチャック１１の回転、塗布液、シンナー及びＮ２ガスの供給シーケンスが実施されるように命令が組まれた、プログラムが格納される。このプログラムは、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、メモリーカードなどの記憶媒体により格納されて制御部１０にインストールされる。
【００１９】
続いて本発明の実施の形態の作用について図２のタイムチャート及び図３〜図１１の作用図を参照して説明する。上述のウエハＷは、図示しない外部の搬送アームと、昇降ピン１５との協働作用によりスピンチャック１１に受け渡される。
まずウエハＷを向きを揃えるために図２（ａ）に示すように例えば２０００ｒｐｍの回転数で時刻ｔ０から１秒間回転させる。また図３に示すようにノズルユニット６を待機位置から移動させ、シンナーノズル４を、ウエハＷの中心に向けて処理液であるシンナーを吐出する位置に移動させる。
【００２０】
次いで図２（ａ）に示すように時刻ｔ１にてウエハＷの回転数を下降させ１０００ｒｐｍに維持すると共にウエハＷに向けて、図２（ｂ）及び図４に示すようにシンナー１００を時刻ｔ１からｔ２までの３秒間、例えば７５ｓｃｃｍの流量で吐出する。これによりシンナー１００が遠心力によりウエハＷの表面に拡がり、ウエハＷの表面全体が濡れた状態になる。
【００２１】
続いて図２（ａ）に示すように時刻ｔ２にてウエハＷの回転数を上昇させ、３０００ｒｐｍに維持すると共に、図２（ｃ）及び図５に示すようにノズルユニット６を移動させてＮ２ガスノズル５をウエハＷの中心に向けてガスを吐出する位置に移動させ、Ｎ２ガスの吐出を行う。なおここでは時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間は３秒である。前の工程にてウエハＷは、シンナー１００により濡れた状態となっているが、ウエハＷの回転数を上昇させると共に、ウエハＷの表面に向けてＮ２ガスを供給することによりシンナー１００が振り切られウエハＷの表面が乾燥する。
【００２２】
ウエハＷは、シンナー１００の供給前においては、表面に水分が吸着している。パーティクルはウエハＷの表面に付着しているが、微視的に見るとウエハＷの表面状の水分に吸着された状態になっていると考えられる。このためこの例では、回転しているウエハＷの中心部にシンナー１００を供給してシンナーを展伸させると、このシンナー１００によりウエハＷの表面に吸着している水分が洗い流される。さらにウエハＷの回転数を上昇させてシンナー１００を振り切ると共にＮ２ガスを吹き付けてウエハＷの表面を乾燥させることにより、ウエハＷの表面に付着していたパーティクルが動きやすくなる。時刻ｔ１にて供給されたシンナー１００は、ウエハＷの表面の水分を除去するための液である処理液であるが、ウエハＷの回転による展伸により、ウエハＷの表面に付着しているパーティクルの一部を洗い流す役割を果たすことから洗浄液であると言うことができる。
【００２３】
その後Ｎ２ガスの吐出を停止し、ノズルユニット６を移動させて、シンナーノズル４をウエハＷの中心に向けて洗浄液であるシンナー１００を吐出する位置に移動させる。そして図２（ｂ）及び図６に示すように時刻ｔ３においてウエハＷの回転数を下降させ、１０００ｒｐｍに維持すると共にウエハＷに向けて、シンナー１００を時刻ｔ３からｔ４までの３秒間、例えば７５ｓｃｃｍの流量で吐出する。
【００２４】
上述のようにウエハＷの表面を乾燥させる工程の後のウエハＷは、表面のパーティクルが動きやすくなっている。またウエハＷの表面が乾燥しているため、ウエハＷの表面に展伸されるシンナー１００の液溜まりの周縁が、断面で見て丸まった状態でパーティクルを押し流す。
続いて時刻ｔ４にてウエハＷの回転数を上昇させ、時刻ｔ４から３秒後の時刻ｔ５まで３０００ｒｐｍに維持すると共に、図７に示すようにノズルユニット６を移動させてＮ２ガスノズル５をウエハＷの中心に向けてガスを吐出する位置に移動させ、Ｎ２ガスの吐出を行う。これによりウエハＷの表面のシンナー１００が振り切られると共にウエハＷの表面が乾燥する。その後Ｎ２ガスの吐出を停止し、ノズルユニット６を移動させてシンナーノズル４をウエハＷの中心に向けてシンナーを吐出する位置に移動させる。
【００２５】
その後時刻ｔ５にてウエハＷの回転数を下降させ１０００ｒｐｍに維持すると共に図８に示すようにウエハＷに向けて、洗浄液ここではシンナー１００を時刻ｔ５からｔ６までの６秒間、例えば７５ｓｃｃｍの流量で吐出する。これにより乾燥したウエハＷの表面をシンナー１００が拡がり、ウエハＷの表面に残るパーティクルが気液界面により押されて除去される。
即ちこの例においては、ウエハＷの表面から水分が除去され、かつ乾燥した状態を形成し、次いでウエハＷの表面に沿って展伸されるシンナー１００の液溜まりの周縁が断面で見て丸まっている状態でパーティクル１０１を押し流す作用を２回行っていることになる。
【００２６】
その後ノズルユニット６をウエハＷの外に退避させると共に、ウエハＷを２０００ｒｐｍの回転数で０．３秒回転させ、次いでウエハＷを５００ｒｐｍの回転数で０．２秒回転させる。また塗布液ノズル３をウエハＷの中心に向けて塗布液１０２を塗布する位置に移動させる。そして時刻ｔ７からウエハＷの回転数を上昇させ３０００ｒｐｍの回転数に維持すると共に、図２（ｄ）、図９に示すように塗布液１０２を１．５秒供給する。これによりウエハＷの表面に供給された塗布液１０２が遠心力によりシンナーにより濡れたウエハＷの表面全体に広がる。
【００２７】
上述の実施の形態は、塗布装置に搬入されたウエハＷに塗布液１０２を供給する前に、まずシンナー１００を供給し、ウエハＷの表面を濡らし、次いでウエハＷの表面を乾燥させている。これによりウエハＷの表面の水分が除去されパーティクル１０１が流れやすくなる。続いてウエハＷの表面にシンナー１００を供給したときにウエハＷの表面をシンナー１００の気液界面が拡がり、この気液界面がパーティクルを大きな力で押すことができるため、パーティクルを短時間でより確実に除去することができる。従って、その後ウエハＷに塗布液１０２を塗布したときにパーティクル１０１の付着に起因するＳＯＣ膜へのコメット斑の形成を抑制することができる。
【００２８】
この時ウエハＷの表面全体をシンナー１００で濡らし、次いでウエハＷの表面を乾燥させた後、シンナー１００を供給することで後述の検証試験に示すようにパーティクルが除去されやすくなる。このメカニズムは、以下のように推定される。ウエハＷの表面が濡れている場合には、ウエハＷの表面とシンナー１００とが馴染んでしまう。そのためウエハＷの表面を流れるシンナーの液溜まりの接触角が小さくなり、図１０に示すようにシンナー１００の気液界面がなだらかになってしまう。そのためウエハＷの表面にシンナー１００が拡がった時にパーティクル１０１を側方から押す力が弱くなり、パーティクルの上方を流れてしまい、特にウエハＷの外周寄りの領域にて力が弱まりパーティクルが残りやすくなる。
【００２９】
これに対してウエハＷの表面を乾燥させることで、ウエハＷの表面の撥水性が良くなり、ウエハＷの表面を流れるシンナーの液溜まりの接触角が大きくなる。そのため図１１に示すようにウエハＷの表面にシンナー１００を供給したときに、シンナー１００の液溜まりの断面が丸まり、パーティクル１０１を側方から面で押すことができ、大きな力で押すことができ、ウエハＷの外周寄りの領域においても強い力を維持できる。従ってパーティクルの除去効率が良くなると推定される。この結果後述の検証試験において示すように洗浄液の流量を少なくした場合や洗浄液の供給時間を短く設定した場合においてもパーティクル１０１を効率よく除去できる。
【００３０】
さらにウエハＷに塗布液１０２を供給する直前の時刻ｔ５からｔ６までの間のウエハＷに向けて供給するシンナー１００の供給時間を６秒に設定している。ウエハＷに向けてＮ２ガスを吹き付けて気化を促進させることで乾燥を速めるため、気化冷却により、ウエハＷの温度、特にウエハＷの外周側の領域の温度が下がりやすくなり、例えば塗布膜の乾燥時間等に影響するおそれがある。シンナー１００は、常温（２５℃）にて供給するため、ウエハＷにレジスト液を供給する直前にウエハＷに向けて供給するシンナー１００の供給時間を長くすることで、ガスの吹付により低下したウエハＷの温度を常温に戻すことができる。
【００３１】
また上述の実施の形態においては、回転させたウエハＷにシンナー１００を供給する工程と、ウエハＷの表面にＮ２ガスを供給してウエハＷの表面を乾燥させる工程と、を２回繰り返しているが、回転させたウエハＷにシンナー１００を供給する工程と、ウエハＷの表面にＮ２ガスを供給してウエハＷの表面を乾燥させる工程とは、１回であってもよい。
【００３２】
上述の実施の形態に示したようにウエハＷの表面を乾燥させた後、ウエハＷにシンナー１００を供給することで気液界面により、大きな力でパーティクル１０１を押すことができる。そのため回転させたウエハＷにシンナーを供給する工程と、ウエハＷの表面にＮ２ガスを供給してウエハＷの表面を乾燥させる工程とを繰り返すことで、パーティクル１０１を気液界面で押す回数が増えるため、より確実にパーティクルを除去することができる。また回転させたウエハＷに処理液（洗浄液）であるシンナー１００を供給する工程と、ウエハＷの表面にＮ２ガスを供給してウエハＷの表面を乾燥させる工程とを３回以上繰り返してもよい。
【００３３】
またウエハＷの表面を乾燥させるにあたって、ウエハＷを回転させてシンナー１００を振り切ることにより乾燥させてもよいが、後述の検証試験３に示すように、ウエハＷにシンナーを供給した後、シンナーを停止してウエハＷを回転させると共に、ウエハＷに向けて窒素ガスを供給することで短い乾燥時間でもパーティクルの除去率を高めることができる。従ってウエハＷの処理時間を短くすることができる。
【００３４】
さらに最初にウエハＷを濡らすときシンナーの供給時間、即ち処理液であるシンナーを吐出する時間を、洗浄液となるシンナーを吐出する時間よりも短く設定してもよい。例えば図２に示す処理液を吐出する時刻ｔ１からｔ２までの時間を１秒に設定し、１回目の洗浄液を吐出する時刻ｔ３からｔ４までの時間を３秒、２回目の洗浄液を吐出する時刻ｔ３からｔ４までの時間を６秒に夫々設定する。処理液は、ウエハＷの表面を濡らすのに十分な量を供給することができれば良く、発明者らは処理液の供給時間を短くした場合にも除去性能に変化はないという知見を得ている。この結果ウエハＷの処理時間を短くすることができる。また処理液及び洗浄液を一回ずつ供給する場合においても、処理液の吐出時間を洗浄液の供給時間より短くしてもよい。
【００３５】
またウエハＷに供給する処理液は、ウエハＷの表面の水分を除去すればいいので、例えばアルコールなどでも良い。また例えばＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)、あるいはＡＰＭ洗浄用処理液（アンモニア／過酸化水素／水混合液）などを用いてもよい。これらの薬液は、ウエハＷの表面を濡らすと共にウエハＷの表面に付着しているパーティクルを剥がすことが出来るため、より効率よくパーティクルを除去することができる。また純水をウエハＷの表面に供給し、次いで乾燥させることによっても、水分の除去の効果があることから純水であってもよい。さらにウエハＷを搬入した後、最初に供給する処理液としてシンナーを用い、ウエハＷを乾燥させた後、次いでウエハＷに供給する洗浄液として、例えばＴＭＡＨを供給し、その後ウエハＷを乾燥させた後、洗浄液として、シンナーを供給してもよい。また洗浄液は、ウエハＷを濡れた状態にして塗布液を広がりやすくするプリウエット処理を行うための溶剤であってもよく、処理液を洗浄液と同じプリウエット処理用の溶剤を用いてもよい。
【００３６】
さらにウエハＷに処理液及び洗浄液を供給するにあたってウエハＷに処理液及び洗浄液を吐出しながらノズルをウエハＷの周方向に移動させ、処理液及び洗浄液の吐出位置をウエハＷの周方向に移動させるようにしてもよい。また処理液と洗浄液とは同じ薬液、例えば溶剤であってもよいし、互いに異なる薬液、例えば互いに異なる溶剤であってもよい。
【００３７】
また乾燥―洗浄液の供給を複数回繰り返す場合、各回の間でウエハＷの回転方向を交互に切り替えるようにしてもよい。この手法を既述の実施の形態に適用した場合、ｔ３−ｔ４間のウエハの回転方向とｔ１−ｔ２間及びｔ５−ｔ６間のウエハＷの回転方向とは互いに逆になる。
またウエハＷの回転数が高くなるとウエハＷが冷やされやすくなる。そのため、ウエハＷを乾燥させる工程におけるウエハＷの回転数は１０００〜３０００ｒｐｍであることが好ましい。またウエハＷを十分に乾燥させ、かつスループットへの影響を抑えるという観点から、ウエハＷを乾燥させる工程（シンナーの供給停止から続くシンナーの供給開始までの時間）は３秒から６秒であることが好ましい。
さらにウエハＷに洗浄液を供給する時間は各々３秒以上であることが好ましい。
【００３８】
また塗布液が塗布されるウエハＷは、段差パターンの形成されたウエハＷであってもよい。例えばエッチング処理などの段差パターンを形成する工程はパーティクルが発生しやすく、段差パターンの形成後のウエハＷはパーティクルが付着しやすい。またウエハＷに段差パターンが形成されていると、パーティクルが段差パターンに引っかかりやすくパーティクルが流されにくい問題がある。後述の検証試験で示すように段差パターンの形成されたウエハＷにおいても本発明を適用することで効果を得ることができる。
また塗布液は、レジスト膜や反射防止膜などを形成するための塗布液であってもよい。
【００３９】
［検証試験１］
本発明者は、ウエハに対するシンナーの供給時間、シンナー供給時の回転速度、シンナーの流量などのパラメータ、及び洗浄手法を種々設定してパーティクルの除去効率への影響を調べ、本発明を見出している。以下に、本発明に至る種々の検証試験及びその結果について記載しておく。なお、検証試験には、本発明の手法も含まれている。
【００４０】
[参照例のデータの取得]
検査用ウエハＷの表面に直径２５μｍのポリスチレンラテックス粒子（ＰＳＬ粒子）を付着させ、当該検査用ウエハＷを実施の形態に示した塗布装置にて２０００ｒｐｍの回転数で１秒間回転させ、次いで１０００ｒｐｍの回転数で回転させながら検査用ウエハＷの中心部に向けてシンナー（ＯＫ７３）を７５ｍｌ／分の流量で１２秒間供給した。その後検査用ウエハＷを２０００ｒｐｍの回転数で４．５秒、１００ｒｐｍの回転数で１秒、１５００ｒｐｍの回転数で１５秒回転させて表面を乾燥させたウエハＷを参照例とした
［検証試験１−１］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給した時間を１８秒に設定したことを除いて参照例と同様に処理した例を検証試験１−１とした。
［検証試験１−２］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するときのウエハＷの回転数を２０００ｒｐｍに設定したことを除いて検証試験１−１と同様に処理した例を検証試験１−２とした。
［検証試験１−３］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するときのウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍに設定したことを除いて検証試験１−１と同様に処理した例を検証試験１−３とした。
［検証試験１−４］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するときのシンナーの流量を１５０ｍｌ／分に設定したことを除いて検証試験１−１と同様に処理した例を検証試験４とした。
【００４１】
参照例及び検証試験１−１〜１−４の各々について、塗布装置に搬送する前の検査用ウエハＷにおけるＰＳＬ粒子（直径１μｍ以上）の付着数（試験前付着数）と各処理後の検査用ウエハＷにおけるＰＳＬ粒子（直径１μｍ以上）の付着数（試験後付着数）の差分値から除去率（（試験前付着数−試験後付着数）／試験前付着数×１００）％を算出した。
【００４２】
図１２はこの結果を示し、参照例及び検証試験１−１〜１−４におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す。参照例では、ＰＳＬ粒子の除去率は１０．５％であった。また試験１−１〜１−４におけるＰＳＬ粒子の除去率は、夫々１３．０％、１４．８％、１５．４％、１５．６％であり、参照例よりもＰＳＬ粒子の除去率は高くなっていた。
【００４３】
参照例及び検証試験１−１におけるＰＳＬ粒子の除去率からシンナーの供給時間を長くすることによりパーティクルの除去率が上がると言える。また検証試験１−１〜１−３の結果より、検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するときの検査用ウエハＷの回転数を上げることにより、パーティクルの除去率が上がると言える。また検証試験１−１よりも検証試験１−４の方がパーティクルの除去率が高いことから、検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するときのシンナーの流量を増やすことにより、パーティクルの除去率が上がると言える。
【００４４】
［検証試験２］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するにあたって、シンナーを供給するノズルを移動させたときの効果を検証した。
［検証試験２−１］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するにあたって、ウエハＷの中心部に向けて６秒間シンナーの供給を行い、次いでシンナーを吐出するノズルをウエハＷの中心部に向けて吐出する位置から、ウエハＷの周縁部に向けて吐出する位置に６秒間かけて移動させながらシンナーの供給したことを除いて、参照例と同様に処理した例を検証試験２−１とした。
【００４５】
検証試験２−１について同様に検査用ウエハＷにおけるＰＳＬ粒子の試験前付着数とＰＳＬ粒子の試験後付着数の差分値を求め、ＰＳＬ粒子の除去率を算出した。
図１３はこの結果を示し、参照例及び検証試験２−１におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。検証試験２−１では、ＰＳＬ粒子の除去率は、１８．４％であり、参照例よりも高くなっていた。
従って検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するにあたって、シンナーを供給するノズルを移動させることによりパーティクルの除去率が上がると言える。
【００４６】
［検証試験３］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するにあたって、シンナーを間欠的に供給することの効果を検証した。
［検証試験３−１］
参照例において、検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するにあたって、検査用ウエハＷを１０００ｒｐｍの回転数で６秒間回転させながらウエハＷの中心部に向けて６秒間シンナーの供給を行い、次いでシンナーを停止した状態で検査用ウエハＷを１０００ｒｐｍの回転数で６秒間回転させ検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去した後、さらに続いて検査用ウエハＷを１０００ｒｐｍの回転数で６秒間回転させながらウエハＷの中心部に向けて６秒間シンナーの供給を行った例を検証試験３−１とした。
［検証試験３−２］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するにあたって、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するときに検査用ウエハＷの回転数を２０００ｒｐｍの回転数に設定し、６秒間回転させたことを除いて検証試験３−１と同様の処理を行った例を検証試験３−２とした。
［検証試験３−３］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するにあたって、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するときに検査用ウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍの回転数に設定し、６秒間回転させたことを除いて検証試験３−１と同様の処理を行った例を検証試験３−３とした。
［検証試験３−４］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給するにあたって、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するときに検査用ウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍの回転数に設定し、２秒間回転させたことを除いて検証試験３−１と同様の処理を行った例を検証試験３−４とした。
［検証試験３−５］
検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給した後、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するときに検査用ウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍの回転数に設定し、４秒間回転させたことを除いて検証試験３−１と同様の処理を行った例を検証試験３−５とした。
【００４７】
検証試験３−１〜３−５について、同様に検査用ウエハＷにおけるＰＳＬ粒子の試験前付着数とＰＳＬ粒子の試験後付着数の差分値を求め、ＰＳＬ粒子の除去率を算出した。
図１４はこの結果を示し、参照例及び検証試験３−１〜３−３におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。また図１５は、検証試験３−４、３−５と共に検証試験３−３及び参照例におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。
【００４８】
図１４に示すように検証試験３−１〜３−３では、ＰＳＬ粒子の除去率は、夫々１０．７％、１２．９％、５３．７％であった。また試験後の検査ウエハＷは、検証試験３−１及び３−２では、未乾燥であったが、検証試験３−３では、十分に乾燥されていた。
この結果によれば、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するときに検査用ウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍの回転数に設定することで、ウエハＷの表面を乾燥させることができ、続いてシンナーを供給した時にウエハＷの表面のパーティクルを効率よく除去することができると言える。
【００４９】
また図１５に示すように検証試験３−４、３−５では、ＰＳＬ粒子の除去率は、夫々１０．５％、１４．６％であった。
検証試験３−３〜３−５の結果より、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するにあたって、検査用ウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍの回転数に設定し、４秒以上、より効果的には６秒以上回転させることで、ウエハＷの表面を乾燥させることができ、続いてシンナーを供給した時にウエハＷの表面のパーティクルを効率よく除去することができると言える。
【００５０】
［検証試験３の追加試験］
また検査用ウエハＷを回転させながらシンナーを供給した後、シンナーの供給を停止すると共にＮ２ガスを供給し、その後シンナーを供給する効果を検証した。
［検証試験３−３ａ］
検証試験３−３において、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するときに検査用ウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍの回転数に設定すると共に検査用ウエハＷに向けてＮ２ガスを供給した例を検証試験３−３ａとした。
［検証試験３−４ａ］
検証試験３−４において、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するときに検査用ウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍの回転数に設定し、２秒間回転させると共に検査用ウエハＷに向けてＮ２ガスを供給した例を検証試験３−４ａとした。
［検証試験３−５ａ］
検証試験３−５において、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するときに検査用ウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍの回転数に設定し、４秒間回転させると共に検査用ウエハＷに向けてＮ２ガスを供給した例を検証試験３−５ａとした。
［検証試験３−４ｂ］
検査用ウエハＷの表面にＮ２ガスを供給した後、検査用ウエハＷを１０００ｒｐｍの回転数で回転させながらウエハＷの中心部に向けてシンナーの供給する時間を３秒間に設定したことを除いて検証試験３−４ａと同様に処理した例を検証試験３−４ｂとした。
検証試験３−３ａ〜３−５ａ、検証試験３−４ｂについて、同様に検査用ウエハＷにおけるＰＳＬ粒子の試験前付着数とＰＳＬ粒子の試験後付着数の差分値を求め、ＰＳＬ粒子の除去率を算出した。
【００５１】
図１６は検証試験３−３ａ〜３−５ａにおけるＰＳＬ粒子の除去率と共に検証試験３−３〜３−５におけるＰＳＬ粒子の除去率を示した特性図である。また図１７は検証試験３−４ｂにおけるＰＳＬ粒子の除去率と共に、検証試験３−４ａ及び参照例におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。
図１６に示すように検証試験３−３ａ〜３−５ａにおけるＰＳＬ粒子の除去率は、夫々５４．２％、５０．２％、５３．８％であり、すべて５０％を越える除去率であった。また図１７に示すように検証試験３−４ｂでは、ＰＳＬ粒子の除去率は５９．１％と高い値を示していた。なお検証試験３の追加試験及び後述の検証試験４においては、改めて参照例のデータの取得を行った。この結果参照例のＰＳＬ粒子の除去率は、１２．２％であり、検証試験１において求めた値とほぼ同じであり、除去率は変わらなかった。
【００５２】
検査用ウエハＷに向けてシンナーを吐出する時間の間隔を夫々２秒及び４秒に設定した検証試験３−４及び３−５では、ＰＳＬ粒子の除去率は、夫々１２．２％、１４．６％であることから、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するときに検査用ウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍの回転数に設定すると共に検査用ウエハＷに向けてＮ２ガスを供給することにより、短い時間でもパーティクルを効率よく除去できると言える。また図１７に示すように検証試験３−４ａ及び検証試験３−４ｂのいずれにおいてもＰＳＬ粒子の除去率は高い値であることから、ウエハＷを乾燥させる時にＮ２ガスを吹き付けて乾燥させることで、続いてシンナーを供給する時間を短く設定した場合にも、効率よくパーティクルを除去することができると言える。
【００５３】
［検証試験４］
また検査用ウエハＷにシンナーを間欠的に供給するにあたって、シンナーを停止してウエハＷを乾燥させる時の乾燥時間、及びウエハＷのシンナーの供給とウエハＷの乾燥とを複数回繰り返すことの効果を検証した。
［検証試験４−１］
検証試験３−４ｂにおいて、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去するときに検査用ウエハＷに向けてＮ２ガスを供給しながら、検査用ウエハＷの回転数を３０００ｒｐｍの回転数に設定し、３秒間回転させた例を検証試験４−１とした。
［検証試験４−２］
また検証試験４−１の処理に続いてシンナーを停止した状態で検査用ウエハＷを１０００ｒｐｍの回転数で３秒間回転させながらＮ２ガスを供給して、検査用ウエハＷの表面のシンナーを除去した後、さらに続いて検査用ウエハＷを１０００ｒｐｍの回転数で回転させながらウエハＷの中心部に向けて３秒間シンナーの供給を行った例を検証試験４−２とした。
検証試験４−１〜４−２について、同様に検査用ウエハＷにおけるＰＳＬ粒子の試験前付着数とＰＳＬ粒子の試験後付着数の差分値を求め、ＰＳＬ粒子の除去率を算出した。
【００５４】
図１８はこの結果を示し検証試験３−４ｂにおけるＰＳＬ粒子の除去率と共に、検証試験４−１及び検証試験４−２におけるＰＳＬ粒子の除去率を示す特性図である。検証試験３−４ｂでは、ＰＳＬ粒子の除去率は５９．１％と高い値を示していたが、検証試験４−１では、ＰＳＬ粒子の除去率は、６７．２％であり、検証試験４−２では、ＰＳＬ粒子の除去率は、７２．９％であった。
【００５５】
この結果によれば、シンナーを停止した状態で検査用ウエハＷを回転させながらＮ２ガスを供給する時間を長くすることでパーティクルの除去率が上がり、さらにシンナーを停止した状態で検査用ウエハＷを回転させながらＮ２ガスを供給する工程と、検査用ウエハＷを回転させながらの検査用ウエハＷの表面にシンナーを供給する工程とを繰り返すことによりパーティクルの除去率が上がると言える。
【００５６】
以上のようにシンナーの供給時間を長くした場合、ウエハＷの回転速度を上げた場合、シンナーの流量を多くした場合においてパーティクルの除去率が上がり、特にシンナー供給後に乾燥させた後さらにシンナーを供給することでパーティクルを効率よく除去することができると言える。またウエハＷを乾燥させる時にウエハＷにガスを吹き付けることで乾燥時間の短縮を図れ、シンナーの流量を減らすこともできる。またウエハＷにシンナーを供給する工程と、ウエハＷを乾燥させる工程と、を複数回繰り返すことでよりパーティクルを効率よく除去することができる。
【００５７】
また参照例、検証試験３−４ｂ及び検証試験４の各々の処理を行った検査用ウエハＷに続けてＳＯＣ膜を成膜し、ＳＯＣ膜に形成されたコメット斑の数を計数した。参照例、検証試験３−４ｂ及び検証試験４の各々の検査用ウエハＷに計数されたコメット斑の数は、夫々２１４個、１１８個及び７個であった。参照例に比べて検証試験３−４ｂは、コメット斑の数が大きく減少し、検証試験４では、さらに大きく減少していることが分かる。
【００５８】
また参照例、検証試験３−４ｂ及び検証試験４の各々の処理を検査用ウエハＷに代えて段差パターンの形成されたウエハに行い、続けてＳＯＣ膜を成膜し、ＳＯＣ膜に形成されたコメット斑の数を計数した。参照例、検証試験３−４ｂ及び検証試験４のウエハＷに計数されたコメット斑の数は、夫々８４個、２０個及び４個であった。この結果より本発明を段差パターンの形成されたウエハＷに適用した場合おいても同様にパーティクルを除去することができ、塗布膜のコメット斑の形成を抑制することができると言える。
【符号の説明】
【００５９】
２                カップ体
３                塗布液ノズル
４                シンナーノズル
５                Ｎ２ガスノズル
６                ノズルユニット
１００            シンナー
１０１            パーティクル
１０２            塗布液
Ｗ                ウエハ
【図１】
0006690717.tif 000002
【図２】
0006690717.tif 000003
【図３】
0006690717.tif 000004
【図４】
0006690717.tif 000005
【図５】
0006690717.tif 000006
【図６】
0006690717.tif 000007
【図７】
0006690717.tif 000008
【図８】
0006690717.tif 000009
【図９】
0006690717.tif 000010
【図１０】
0006690717.tif 000011
【図１１】
0006690717.tif 000012
【図１２】
0006690717.tif 000013
【図１３】
0006690717.tif 000014
【図１４】
0006690717.tif 000015
【図１５】
0006690717.tif 000016
【図１６】
0006690717.tif 000017
【図１７】
0006690717.tif 000018
【図１８】
0006690717.tif 000019