ウエハの洗浄方法及び記憶媒体
【課題】ウエハのベベル部を良好に洗浄することのできるウエハの洗浄方法に関する技術を提供すること。
【解決手段】 ウエハＷの洗浄時に、ウエハＷをスピンチャック１１により回転させながら、上ノズル９３によりウエハＷ表面７０側のベベル部７２にその上方からシンナー等の洗浄液吐出する工程（ａ）と同時に、内カップ３４に設けられた切り欠き部３７に着脱自在に嵌合された下ノズル４０からウエハＷ裏面７１側のベベル部７２またはウエハＷの側端部からウエハの中心寄り３ｍｍ以内の部位にウエハＷの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出することにより、ウエハＷのベベル部７２の洗浄を行う工程（ｂ）とを行い、レジスト膜８０がベベル部７２に残存することを抑えて、ベベル部７２のパーティクルの付着を防止する。
【解決手段】 ウエハＷの洗浄時に、ウエハＷをスピンチャック１１により回転させながら、上ノズル９３によりウエハＷ表面７０側のベベル部７２にその上方からシンナー等の洗浄液吐出する工程（ａ）と同時に、内カップ３４に設けられた切り欠き部３７に着脱自在に嵌合された下ノズル４０からウエハＷ裏面７１側のベベル部７２またはウエハＷの側端部からウエハの中心寄り３ｍｍ以内の部位にウエハＷの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出することにより、ウエハＷのベベル部７２の洗浄を行う工程（ｂ）とを行い、レジスト膜８０がベベル部７２に残存することを抑えて、ベベル部７２のパーティクルの付着を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）にレジスト膜を塗布して現像を行う塗布、現像装置のウエハを洗浄する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハにレジストパターンを作成する工程は一般に塗布装置と現像装置とを含んだ塗布、現像装置に露光装置を接続したシステムを用いて行われる。塗布装置では、スピンコーティングにより、レジスト膜等の成膜用の塗布液（以下、単にレジスト液）を塗布してウエハ表面にレジスト膜を形成するが、このときレジスト液はウエハ裏面にまで回り込んで付着する（図１０（ａ）参照）。レジストパターンを形成しない位置にレジスト液が付着するとパーティクルの発生要因となるため、エッジリムーバノズルによりウエハ表面の周縁部に、溶剤を吐出して周縁からレジスト膜を予め設定した幅だけ除去し（図１０（ｂ）参照）、次いで裏面側に回り込んだレジスト膜を除去するために裏面側ノズルから溶剤を吐出して裏面洗浄を行うようにしている。
【０００３】
ところでスピンコーティング時にできるだけレジスト液の裏側への回り込みを抑えるため及びウエハの下方側における乱流の発生を抑えてスムーズな排気を行えるようにするため等の理由から塗布装置では、ウエハの下方側領域を囲むように上部分の縦断面が概ね山形状のインナーカップ（内カップ）を備えている。このため裏面側ノズルは内カップの内側に設けられることになり、ウエハの裏面側の溶剤供給位置はウエハの周縁からかなり内側になってしまうため、ウエハの周縁部のベベル部の洗浄が十分に行えなかった。
【０００４】
一方、最近においてデバイスパターンの微細化、薄膜化の要請から露光の解像度を上げることを目的として液浸露光を呼ばれる露光手法が導入されている。液浸露光とは、ウエハの表面に光を透過させる超純水等の液層を形成し、その状態で光源の光をこの液層を透過させて照射し、所望の回路パターンをレジスト膜に転写する露光処理である。液浸露光は、光の波長が水中では短くなることを利用して解像度の高い露光処理を行うものであり、一例としては、ＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー（大気中での波長１９３ｎｍ）を利用し、レーザー光に液層を透過させてレーザー光の波長を１３４ｎｍに変更して露光を行う。
【０００５】
しかしながら上述の液浸露光を適用したフォトレジスト工程には以下のような問題がある。例えば、レジスト塗布処理を受けたウエハの周縁部のベベル部にパーティクルが付着していた場合、ウエハの表面に形成される液層を伝わりパーティクルがレジスト膜表面を移動することになる。そのためこのパーティクルが露光を遮ることになり、結果として正確なレジストパターンの転写が阻害され、レジストパターンの欠陥部位がウエハ上に散在することになる。また塗布装置とは別にウエハを洗浄する洗浄装置を設けて、液浸露光前にウエハを洗浄することも検討されているが、このような洗浄装置においてもベベル部の洗浄を十分に行うことは困難であると考えられ、ベベル部を洗浄するための工夫を施すことが要求されることになる。
【０００６】
一方特許文献１には、ウエハのベベル部を洗浄する洗浄方法として、リングヒータによりベベル部を加熱した後、ウエハのベベル部にウエハ裏面から溶剤を供給して洗浄する洗浄方法が記載されている。この洗浄方法では、リングヒータによりベベル部等のレジストパターンの形成されない位置に形成されたレジスト膜を加熱して脆化させ、溶剤で洗浄することによりレジスト膜の残渣がベベル部に付着することを抑制している。しかしながらこの洗浄方法では、別途リングヒータのようなウエハを加熱する加熱手段を設ける必要があり、さらにリングヒータを備えたことによって内カップを配設するのが困難になる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１３０８９３号公報（段落番号００３２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、ウエハのベベル部を良好に洗浄することのできるウエハの洗浄方法に関す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】
【０００９】
本発明のウエハの洗浄方法は、
基板保持部に水平に保持したウエハの下方領域を囲むように内カップが設けられ、前記ウエハの表面にスピンコーティングにより塗布膜を形成する塗布膜形成装置にて、塗布膜形成後のウエハに塗布膜を溶解する洗浄液を吐出して洗浄する方法において、
前記ウエハを基板保持部により回転させながら、上ノズルによりウエハ表面側のベベル部にその上方から洗浄液を吐出する工程（ａ）と、
この工程と同時に、前記内カップに設けられたノズル装着用の切り欠き部に着脱自在に嵌合された下ノズルからウエハ裏面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り１０ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出することにより、ウエハのベベル部の洗浄を行う工程（ｂ）と、を含むことを特徴としている。
【００１０】
また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば前記工程（ｂ）を行う前に、前記下ノズルよりもウエハの中心側に寄った部位に設けられた裏面洗浄ノズルからウエハの裏面に洗浄液を吐出する工程を行うことを特徴としてもよい。また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば前記工程（ｂ）を行う前に、前記上ノズルからウエハの周縁部の塗布膜を所定の幅で除去するために洗浄液を吐出する工程を行ってもよい。
【００１１】
また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば前記内カップは、頂部に周方向に沿って突起部が形成されると共にこの突起部の下端から外方に伸び出す傾斜面が周方向に沿って形成され、前記下ノズルは、擬似的に前記内カップの一部を構成するように、前記突起部に相当する部分と前記傾斜面に相当する部分とを備え、前記突起部に相当する部分に吐出口が形成されていてもよい。
【００１２】
本発明のウエハの洗浄方法では、
塗布膜が形成されたウエハのベベル部を洗浄する方法において、
前記ウエハを基板保持部により回転させながら、上ノズルによりウエハ表面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り５ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程と、
この工程と同時に、下ノズルによりウエハ裏面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り１０ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１３】
また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば基板保持部に水平に保持したウエハの下方領域を囲むように内カップが設けられ、前記下ノズルは、前記内カップに設けられたノズル装着用の切り欠き部に着脱自在に嵌合されていてもよい。また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば前記ウエハのベベル部の洗浄は、レジスト膜が塗布され、液浸露光前のウエハに行われてもよい。また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば前記上ノズルより前記ウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程では、ウエハ表面からみて１０度ないし２０度の方向から前記洗浄液が吐出されることを特徴としている。
【００１４】
そして本発明の記憶媒体は、ウエハを基板保持部に保持して、回転させながらウエハの表面及び裏面のベベル部に洗浄液を供給してウエハを洗浄する洗浄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、前記コンピュータプログラムは、上記各ウエハの洗浄方法を実行するようにステップ群が構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、スピンコーティングにより例えばレジスト膜等の塗布膜を形成する塗布膜形成装置において、ウエハの下方領域を囲む内カップにノズル装着用の切り欠き部を形成し、ここに着脱自在に下ノズルを嵌合しているため、下ノズルから洗浄液をウエハのベベル部あるいはその近傍に吐出することができる。そしてウエハを回転させながら上ノズルによりウエハ表面側のベベル部に洗浄液を吐出し、また同時に下ノズルからウエハ裏面側のベベル部またはその近傍に洗浄液を吐出しているため、ウエハのベベル部の洗浄を良好に行うことができる。
【００１６】
更にまた他の発明によれば、塗布膜が形成されたウエハのベベル部を洗浄する方法において、ウエハを回転させながら、上ノズルによりウエハ表面側のベベル部またはその近傍に洗浄液を外向きに吐出し、同時に下ノズルによりウエハ表面側のベベル部またはその近傍に洗浄液を外向きに吐出しているため、ウエハのベベル部の洗浄を良好に行うことができる。この場合洗浄装置にウエハの下方側に内カップを設けることでウエハの裏面側への洗浄液の回り込みを防止でき、そして内カップにノズル装着用の切り欠き部を形成し、ここに着脱自在に下ノズルを嵌合することにより下ノズルから洗浄液をウエハのベベル部あるいはその近傍に吐出することができる。このようにウエハのベベル部を良好に洗浄することから、液浸露光工程の前に本発明の洗浄を実施することにより、歩留まりの低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のウエハ洗浄方法を実施するための機構を備えた塗布装置について図１ないし図１２を参照して説明する。本実施形態の塗布装置は、図１、図３に示すように処理対象のウエハ（基板）Ｗの裏面側中央部を吸引吸着して水平に保持するウエハ保持部であるスピンチャック１１と、ウエハＷ表面に、例えばレジスト液等の塗布膜用の溶剤を供給する供給ノズル１４と、ウエハＷ表面から飛散したレジスト液のミスト等の飛散を抑えるためのカップ体３とを備えている。これらの機器は、例えば清浄空気のダウンフローが形成された図示しない筐体内に収められている。
【００１８】
スピンチャック１１は、軸部１２を介して駆動機構であるスピンチャックモータ１３に接続されており、ウエハＷを保持した状態で上面から見て例えば時計回りに回転自在且つ昇降自在に構成されている。ウエハＷは外部の図示しない搬送アームにより塗布装置に搬送され、スピンチャック１１の側方に設けられた図示しない昇降ピンとの協働作用によってスピンチャック１１上へ受け渡すことができるようになっている。供給ノズル１４は、ウエハＷの表面の例えば中央部と対向し、図示しない供給ユニットから搬送されるレジスト液をウエハＷの表面に供給する役割を果たす。
【００１９】
供給ノズル１４は、図２に示すようにノズルアーム１４ａ、ノズル駆動部１４ｂ等を備えており、ノズル駆動部１４ｂは筐体内に設けられたガイドレール９に案内されて移動するように構成されている。そして供給ノズル１４は、ノズル駆動部１４ｂの移動に合わせて移動する。またレジスト液の供給を行わない期間中はカップ体３の側方に設けられた退避位置であるノズルバス１４ｃ上に退避して、搬送アーム等によるウエハＷの搬入出動作と干渉しないように構成されている。
【００２０】
カップ体３は、スピンコーティング等のときにウエハＷを回転させることによってウエハＷより飛散したミストが飛び散るのを抑え、塗布装置外にミストやドレインを排出する役割を果たす。カップ体３は、ドーナツ型の二重円筒構造を備えた外カップ３１と、この外カップ３１の内側の円筒上に設置される内カップ３４とで構成されている。図１に示すように外カップ３１はスピンチャック１１を囲むように設けられており、その側周面上端側は内側に傾斜し、この傾斜部の先端にはカップ体３内へ取り込まれる気流の流れ方向を整えるための規制部３１ｂが設けられている。一方外カップ３１の底部側には、凹部状の液受け部３１ａが形成されており、その底面にはレジスト液等のドレインを排出するためのドレインポート３２と、カップ体３内を通流した気流を排気するための例えば２つの排気ポート３３とが設けられている。ドレインポート３２、排気ポート３３は、各々ドレイン管１５、排気管１６に接続され、レジスト液等のドレインやミストを含む気流が塗布装置から排出されるようになっている。ここで排気ポート３３は、外カップ３１内の上方に延伸されており、外カップ３１から排気管１６へのドレインの溢流を防ぐための溢流防止壁３３ａを形成している。
【００２１】
また図１、図３に示すように、スピンチャック１１の下方側にはスピンチャック１１の軸部１２を取り囲む円形板１８を設けており、この円形板１８の周囲にはリング状に内カップ３４が配置されている。内カップ３４の上部には断面形状が山型に形成されていて、この山型部分の頂部、即ち内カップ３４の上縁からは、外側に向かって突起部３６が飛び出している。この突起部３６は、スピンチャック１１上に保持されたウエハＷの裏面をカップ体３の内部空間から遮って、カップ体３を流れるミストのウエハＷの裏面側への流入を抑える役割を果たす。ここでスピンチャック１１上にウエハＷが保持された状態において、内カップ３４はウエハＷの下方領域を囲むように設けられ、ウエハＷの裏面と突起部３６の先端との距離は、例えば１．０〜１．５ｍｍとなるように構成されている。また山型に形成された突起部３６の上面には、図３に示すように内カップ３４の中心を挟んで相対向する２箇所に切り欠き部３７が設けられており、この切り欠き部３７は、内部に後述する下ノズル４０が着脱自在に嵌合して装着することができるようになっている。
【００２２】
内カップ３４の外端面には、図１に示すように外カップ３１の液受け部３１ａに進入するように下方に伸びる端板３５が設けられており、ウエハＷから飛散したレジスト液の一部はドレインとして内カップ３４及び端板３５の表面を伝って液受け部３１ａに案内されるようになっている。なお円形板１８はドーナツ型のカップ体３の内側に嵌挿可能な例えば円筒形状の支持部１８ａにより支持されており、この支持部１８ａの内部には既述のスピンチャック１１を支える軸部１２やスピンチャックモータ１３等が格納されている。また円形板１８の上部には、スピンチャック１１に保持されたウエハＷの裏面に対して洗浄液を供給するための裏面洗浄ノズル１９が配設されている。この裏面洗浄ノズル１９は、内カップ３４の内部から外側に向けて斜め上方に洗浄液を吐出し、保持されたウエハＷの裏面、例えばウエハＷの端部から５０ｍｍ内側の位置に洗浄液を供給する。また裏面洗浄ノズル１９は、図示しない洗浄液供給管を介して後述する洗浄液タンク５１に接続されている。
【００２３】
ドレイン管１５、排気管１６は既述の筐体を構成する底板１７の上に固定されており、ドレインポート３２、排気ポート３３は対応するドレイン管１５、排気管１６に嵌入可能に形成されている。そして図４に示すように、洗浄作業やカップ体３のメンテナンス時には、これらドレインポート３２や排気ポート３３をドレイン管１５、排気管１６から取り外すことでカップ体３全体をスピンチャック１１よりも上方に持ち上げて、塗布装置内から取り外すことができる。即ち、外カップ３１と内カップ３４とは、塗布装置に対して着脱自在に構成されている。
【００２４】
筐体の内部には、レジスト膜の周縁部を所定の幅だけカットし、また洗浄を行うための上ノズル９３が設けられており、図示しない洗浄液供給管を介して洗浄液タンク５１と接続されている。この上ノズル９３は、塗布膜であるレジスト膜を溶解する、例えばシンナー等の洗浄液（溶剤）をウエハＷの上方から真下に向けて供給するように構成されており、ノズルアーム９４によってノズル駆動部９５に接続支持され、供給ノズル１４と同様にノズル駆動部９５が筐体内に設けられたガイドレール９に案内されることによって、ウエハＷの周縁部とノズルバス９６との間を移動するように構成されている。そして洗浄液の供給を行わない期間中はカップ体３の側方に設けられた退避位置であるノズルバス９６上に退避して、搬送アーム等によるウエハＷの搬入出動作と干渉しないように構成されている。
【００２５】
更に本実施の形態に係る塗布装置には、ウエハＷの裏面に洗浄液を供給してウエハＷの裏面及び周端部における縁部分の傾斜部位であるベベル部に付着したレジストを除去するための下ノズル４０が設けられている。下ノズル４０は、下ノズル４０を移動させるアーム部２２の一端に取り付けられており、アーム部２２はその移動をガイド部２３によってガイドされる。アーム部２２とガイド部２３とは、アーム部２２の他端に取り付けられた連結部材２４によって連結されている。この連結部材２４はアーム部２２が上方に向けて揺動可能となるようにアーム部２２を連結する。従って下ノズル４０は、切り欠き部３７に対して進退可能且つ塗布装置の上方に向けて揺動可能となっている。
【００２６】
次に下ノズル４０の構成について図５ないし図８を参照して詳述する。下ノズル４０は、図５に示すように上面の中央部に、一方向に向かって高くなる傾斜面４１が形成された略直方体形状のブロックであり、傾斜面４１を挟んで一方向側に傾斜面４１の上端から連続する山平面４１ａ、他方向側に傾斜面４１の下端から連続する谷平面４１ｂとが形成されている。また下ノズル４０の一方向側には、縦断面が略Ｖ字形状の切り込み部４２が形成されている。そして下ノズル４０は、図６に示すように後述する洗浄液供給管５２（図１参照）が接続された状態で、内カップ３４の切り欠き部３７に嵌合して装着されるようになっている。
【００２７】
下ノズル４０は、切り欠き部３７に装着された状態で、切り欠き部３７の円周方向の両端部にある山型部分と一体化して擬似的に内カップ３４の一部を構成するように、内カップ３４の形状に対応した形状に形成されている。山平面４１ａは、内カップ３４の突起部３６の一部として機能し、傾斜面４１は、内カップ３４の内側傾斜面の一部として機能する。また図５に示した切り込み部４２の下側の傾斜面４２ａ及び切り込み部４２の奥部壁面４２ｂは、図６に示すように夫々内カップ３４の突起部３６の下端から外方向に伸び出す外側傾斜面及び内カップ３４の突起部３６の外壁面の一部を構成するように形成されている。
【００２８】
山平面４１ａの傾斜面４１と対向する位置の端部略中央には、窪み部４５が設けられている。窪み部４５は、スピンチャック１１のウエハＷの回転方向（図７参照）の逆側に形成された第１の傾斜面４５ａと、第１の傾斜面４５ａと対向する、第１の傾斜面４５ａより傾斜の緩やかな第２の傾斜面４５ｂとを備えている。そして第１の傾斜面４５ａには例えば直径０．３５ｍｍの洗浄液吐出口４６が形成されている。
【００２９】
この洗浄液吐出口４６からウエハＷの回転方向に向けて洗浄液は吐出される。洗浄液吐出口４６から洗浄液は、ウエハＷ裏面に対する鉛直方向の吐出角度がθ１（図７（ａ）参照）、下ノズル４０の中心軸の延長線Ｌ１と直交するウエハＷの接線Ｌ２に対する洗浄液の水平面上の吐出角度がθ２（図７（ｂ）参照）となるように吐出される。なお本実施形態ではθ１は１５度、θ２は５度となる。
【００３０】
そして洗浄液吐出口４６から吐出された洗浄液は、図７（ｂ）及び図８に示すように、ウエハＷのベベル部７２に対してウエハＷの周縁側からやや内側に向けて供給される。本実施形態では、下ノズル４０を内カップ３４の切り欠き部３７に装着しているため、ウエハ裏面７１のベベル部７２に洗浄液吐出口４６を近づけることができる。このためウエハ裏面７１のベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出することが可能となっており、本実施形態ではウエハＷの端部よりウエハＷの中心側に寄った位置ｄ１に洗浄液吐出口４６が形成され、洗浄液はウエハＷの端部よりウエハＷの中心側に寄った位置ｄ２でウエハＷの裏面と接触するように設定されている。なお本実施形態では、距離ｄ１は、ウエハＷの側端部からウエハＷの中心に向けて３ｍｍの範囲内に設定され、距離ｄ２は、ウエハＷの側端部からウエハＷの中心に向けて４．５ｍｍの範囲内に設定されており、この範囲を本実施形態では近傍としている。また図７では、説明の便宜上、下ノズル４０及び下ノズル４０から噴射される洗浄液を分かり易く示すために、下ノズル４０及び洗浄液については実線で示し、ウエハＷを二点鎖線で示す。
【００３１】
この洗浄液吐出口４６は、図１に示すように洗浄液供給管５２を介して洗浄液タンク５１に接続されており、洗浄液は、例えば窒素ガス等の不活性ガスを供給することによって洗浄液タンク５１から押し出され、洗浄液供給管５２上に介設された流量コントローラ５３にて流量調整されて洗浄液吐出口４６へと供給されるようになっている。なおアーム部２２が設けられている回転する円形板１８の上面側においては、洗浄液供給管５２は例えば可撓性のチューブ等により構成され、アーム部２２の動作の障害とならないように十分な余裕を持たせてある。また図示の便宜上、図２以降においては一部洗浄液供給管５２の記載を適宜省略している。
【００３２】
上述の下ノズル４０及びこの下ノズル４０に関連するアーム部２２等は、図３に示すように、円形板１８の上面で直径方向に対向して２組設けられている。そして、下ノズル４０を内カップ３４の切り欠き部３７に進入させて装着し、スピンチャック１１に保持されたウエハＷの周縁部に下ノズル４０を位置させることができる（以下、この位置を装着位置という）。一方アーム部２２を後方位置まで後退させると、図４に示すようにカップ体３の着脱時に内カップ３４と干渉しない、内カップ３４の内側端部よりも内側の位置まで下ノズル４０を後退させることができる（以下、この位置を退避位置という）。なお、図１に示した縦断面図では、説明の便宜上下ノズル４０の装着位置と下ノズル４０から外れた位置の双方の縦断面図を示してあるため、右側の下ノズル４０の記載を省略してある。さらに図１においては装着位置、退避位置に夫々位置する下ノズル４０を図示する便宜上、下ノズル４０に接続された洗浄液供給管５２の一部を省略して示している。
【００３３】
また図１に示すように、塗布装置のスピンチャックモータ１３や、洗浄液の流量コントローラ５３、ノズル駆動部９５、図示しないレジスト液の供給ユニット等は、制御部６と接続されている。制御部６は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、塗布装置に備わる機器の各種作用に関するプログラムとを含むコンピュータからなる。このプログラムには予め決められたスケジュールに基づいて、レジスト液の供給タイミングや供給量、スピンチャック１１の回転速度や回転時間、洗浄液の供給タイミングや供給量等に係る制御についてのステップ（命令）群等が組み込まれている。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、メモリカード等の記憶媒体に格納させ、そこからコンピュータにインストールされる。
【００３４】
次に本実施形態の塗布装置の作用について図９ないし図１２を参照して詳述する。なお図９は、ウエハＷと塗布装置との模式図であり、図１０ないし図１２はウエハＷのベベル部７２近傍を拡大して示した模式図である。まず外部の図示しない搬送アームによりスピンチャック１１の上方位置まで搬送されたウエハＷを、既述の昇降ピンとの協働作用によってスピンチャック１１に受け渡す。
【００３５】
そして図９（ａ）に示すようにスピンチャック１１上に保持されたウエハＷの中央部上方位置まで供給ノズル１４を移動させ、スピンチャック１１によりウエハＷを所定の速度で回転させる。そして供給ノズル１４からレジスト液の供給を開始し、レジスト液をウエハＷの径方向に広げる所謂スピンコーティングを行う。そしてレジスト液の供給を停止した後、さらにウエハＷを回転させてコーティングしたレジスト液の振り切り乾燥を行う。以上の動作により、図１０（ａ）に示すようにウエハＷの表面７０に塗布膜であるレジスト膜８０が形成される。このとき形成されたレジスト膜８０は、背景技術にて述べたようにレジスト液が回り込み、ウエハＷのベベル部７２及び裏面７１の周縁部にまでレジスト膜８０が形成される。
【００３６】
そこで図９（ｂ）に示すように、ウエハＷの周縁部の上方領域に上ノズル９３を移動させ、ウエハＷを所定の速度、例えば１０００ｒｐｍで回転させながら上ノズル９３から洗浄液である溶剤（シンナー）を供給する。そして洗浄液を供給しながら、上ノズル９３を少しずつウエハＷの外側へ向けて移動させ、ウエハＷの表面７０の周縁部及びベベル部７２に形成されたレジスト膜８０を所望の幅の分、例えば破線で示す、例えばウエハＷの表面７０側のベベル部７２と表面７０の平坦面との境界部からウエハＷの中心に向けて２ｍｍ分だけ除去する。これにより図１０（ｂ）に示すように、ウエハＷに形成されたレジスト膜８０のうち、破線で示した部分のレジスト膜８０が除去される。次いで上ノズル９３から洗浄液の供給を停止し、図９（ｃ）に示すように裏面洗浄ノズル１９及び下ノズル４０からウエハＷの裏面７１に向けて洗浄液を供給する。これにより図１０（ｃ）に示すように、ウエハＷの裏面７１の周縁部及びベベル部７２に形成された、破線で示すレジスト膜８０を除去する。
【００３７】
上述した工程によりレジスト膜８０を除去した場合（図１１（ａ）参照）、ウエハＷの回転数をレジスト膜８０の塗布工程より高い回転数、例えば２０００ｒｐｍに上げて、上ノズル９３から洗浄液を表面７０側のベベル部７２に供給するのと同時に下ノズル４０から洗浄液を裏面７１側のベベル部７２に供給してベベル部７２に付着したレジスト膜８０の残渣を除去する洗浄工程を行う。この洗浄工程では、上ノズル９３から洗浄液をウエハＷの表面７０側のベベル部７２に吐出し、これと同時に下ノズル４０からもウエハＷの裏面７１側のベベル部７２に洗浄液を吐出するため、ウエハＷのベベル部７２を確実に洗浄することができる。（図１１（ｂ）参照）。
【００３８】
その後図１１（ｃ）に示すように、上ノズル９３から洗浄液の供給が停止され、ウエハＷの回転数を先の洗浄時よりも若干高い回転数、例えば２１００ｒｐｍで回転されると共に下ノズル４０からは洗浄液がそのまま同じ位置に、例えば５秒間吐出され続けてウエハＷの裏面７１側のベベル部７２が洗浄される。このとき下ノズル４０から供給される洗浄液はウエハＷの表面７０側のベベル部７２に回り込まないように供給される。次いでウエハＷの回転速度を、例えば３０００ｒｐｍに上げて、一定時間例えば５秒間回転させることにより、洗浄液の振り切り乾燥を行う。そして乾燥したウエハＷは、搬入時とは逆の順序で搬送アームに受け渡され塗布装置から搬出される。これによりレジスト膜成膜工程は完了する。
【００３９】
この洗浄工程では、ウエハＷの振り切り回転により生じたレジスト液や洗浄液のミストがカップ体３に排出されるため、外カップ３１と内カップ３４との間の空間には下方側へと向かう気流が形成されている。このようなミストを含む気流は、ウエハＷの回転動作等によってその一部が巻き込まれてウエハＷの裏面７１に向かおうとする。これに対して本実施形態においては、図１２に示すように、内カップ３４上部が山型となっており、ウエハＷと内カップ３４との間の隙間が狭いため、巻き込まれた気流がウエハＷの裏面７１に進入し難くなっている。さらに山型部分の頂部には、外カップ３１側に向かって突起部３６が飛び出しているため、巻き込まれた気流はこの突起部３６にて外側へと流れ方向を変えられる。従ってミストを含んだ気流はこれらの山型部分や突起部３６、下ノズル４０の切り込み部４２の内面で流路を阻害され、図１２に破線で示すようにウエハＷの裏面７１側へと侵入することが困難となっている。
【００４０】
上述した本実施形態の塗布装置では、内カップ３４に下ノズル４０を嵌合させているため、洗浄液吐出口４６をウエハＷの周縁に近づけることができ、ウエハＷの裏面７１側のベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出することができる。そしてウエハＷの裏面７１側に回り込んだレジスト膜８０を裏面洗浄ノズル１９及び下ノズル４０により洗浄した上で、上ノズル９３及び下ノズル４０からベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出してベベル部７２を洗浄する。これにより表面７０及び裏面７１のベベル部７２に確実に洗浄液を供給してベベル部７２を洗浄することができるので、レジスト膜８０がベベル部７２に残存することを抑えることができ、ベベル部７２のパーティクルの付着を防止できる。そして液浸露光時に、パーティクルが液層を伝ってレジスト膜８０の上に乗り上げることによって発生するパターン欠陥を低減でき、歩留まりの向上に寄与する。さらに下ノズル４０を擬似的に内カップ３４の一部として構成しているので、内カップ３４の有する、ミストを含んだ気流がウエハＷの裏面７１側へと侵入することを防止する、という本来の機能が損なわれない。
【００４１】
なお本実施形態の塗布装置ではレジスト膜を塗布しているが、本発明はこれに限定されず、例えば絶縁膜を塗布する塗布装置であっても、反射防止膜を塗布する塗布装置であっても適用可能である。また本実施形態では、ベベル部７２を洗浄するときに、上ノズル９３はウエハＷの周縁部の上方で停止させた状態で洗浄液を供給するが、本発明の実施の形態としては例えば上ノズル９３をウエハの外方向に向けて移動させながら洗浄液をベベル部７２に供給するようにしてもよい。
【００４２】
［第２の実施形態］
本発明のウエハ洗浄方法を実施するための基板洗浄装置について説明する。この基板洗浄装置は、例えば後述のように塗布、現像装置のインターフェィスブロックＢ３に設けられる。従ってウエハは、後述する露光装置Ｂ４に搬入される前に洗浄されることになる。基板洗浄装置は、図１３、図１４に示すように、例えば清浄空気のダウンフローが形成された図示しない筐体の内部に、第１の実施形態の塗布装置と同じくカップ体２０３、スピンチャック２１１、軸部２１２、円形板２１８、上ノズル２９３等を備えている。また基板洗浄装置は、第１の実施形態の塗布装置と同様に、基板洗浄装置の各部材を制御する制御部２０６を備えている。また図１３中２１３はスピンチャックモータ、２１７は底板、２１９は裏面洗浄ノズル、２３１は外カップ、２３２はドレインポート、２３３は排気ポート、２３４は内カップ、２５１は洗浄液タンク、２５２及び２９６は洗浄液供給管、２５３及び２９７は流量コントローラを夫々示している。なおこの基板洗浄装置では、下ノズル２４０と上ノズル２９３以外の部材については、第１の実施形態の塗布装置と略同じ構成であるため、以下の説明では下ノズル２４０及び上ノズル２９３に関連する部材についてのみ説明する。また第２の実施形態では、上ノズル２９３、下ノズル２４０及び裏面洗浄ノズル２１９にはシンナー等の洗浄液の代わりに、例えば純水が洗浄液として供給される。
【００４３】
下ノズル２４０は、図１３、図１４に示すように円形板２１８の上面で直径方向に対向して２組設けられている。この下ノズル２４０は、図１５に示すように上面の中央部に上面２４１が形成された略直方体形状のブロックであり、上面２４１を挟んで、切り欠き部２３７に装着されたときに内カップ２３４の外壁面となる側には、上面２４１から順に第１傾斜面２４２と、第１傾斜面２４２より緩やかな第２傾斜面２４３が形成されている。また上面２４１を挟んで内カップ２３４の内方側の領域には、中段部２４７、下段部２４８が形成されている。中段部２４７には、可撓性のチューブ等により構成された洗浄液供給管２５２が接続される図示しない接続部が形成されており、下段部２４８には、下ノズル２４０を内カップ２３４に固定するための固定穴２４９が形成されている。また第２傾斜面２４３のＸ軸方向の外縁部近傍には、窪み部２４５が形成されており、この窪み部２４５の内部に洗浄液吐出口２４６が設けられている。
【００４４】
また上面２４１は、下ノズル２４０が切り欠き部２３７に嵌合されたときに、リング状の突起部２３６の一部となるように形成されている。上面２４１とウエハＷの裏面７１との間の隙間は、１ｍｍ程度となるように形成されており、表面７０から回り込む洗浄液（純水）が、上面２４１と第１傾斜面２４２とで構成する略垂直な壁部よりウエハの裏面７１側（内カップ２３４の内部側）に流れ込まないように抑止する機能を有している。つまり上面２４１は、第１の実施形態の下ノズル４０の山平面４１ａと同様の機能を有している。
【００４５】
そして下ノズル２４０は、図１６に示すように内カップ２３４の切り欠き部２３７に嵌合され、例えばボルト等の締結部材を固定穴２４９に軸通させて締結することにより内カップ２３４に装着される。このとき下ノズル２４０は、記述の上面２４１等が切り欠き部２３７の円周方向の両側部にある山型部分と一体化して内カップ２３４の一部を構成するように、内カップ２３４の形状に対応した形状に形成されており、第１傾斜面２４２、第２傾斜面２４３は図１６に示すように夫々内カップ２３４の外側傾斜面及び内カップ２３４の突起部２３６の外壁面の一部として機能する。従って下ノズル２４０は、第１の実施形態の下ノズル４０と同様に切り欠き部２３７に装着された状態で、内カップ２３４と一体化して擬似的に内カップ２３４の一部を構成する。また下ノズル２４０は、洗浄液供給管２５２が接続された状態で装着されており、洗浄液供給管２５２は、円形板２１８上に管ガイド部２２３にて固定されている。
【００４６】
上ノズル２９３は、図示しない筐体の内部に設けられており、図１３、図１４に示すように洗浄液供給管２９６を介して洗浄液タンク２５１と接続されている。この上ノズル２９３は、洗浄液をウエハＷの上方から供給してウエハＷを洗浄するように構成されている。また上ノズル２９３は、上ノズル２９３の移動方向の一方側に向けて洗浄液を吐出するように斜めに取り付けられており、上ノズル２９３から供給される洗浄液は、斜め下方向に向けて供給される。
【００４７】
そして本実施形態では、図１７に示すように、下ノズル２４０及び上ノズル２９３からベベル部７２に洗浄液を供給する場合、下ノズル２４０を内カップ２３４の切り欠き部２３７に装着しているため、裏面のベベル部７２に洗浄液吐出口２４６を近づけることができる。このため裏面７１のベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出することが可能となっており、本実施形態では洗浄液吐出口２４６から吐出される洗浄液は、略真上方向に吐出され、ウエハＷの端部よりウエハＷの中心側に寄った位置ｄ３でウエハＷの裏面と接触するように設定されている。また上ノズル２９３から供給される洗浄液は、ウエハＷの表面７０に対する鉛直方向の吐出角度がθ３となるように供給され、ウエハＷの端部よりウエハＷの中心側に寄った位置ｄ４でウエハＷの裏面と接触するように設定されている。なお本実施形態では、距離ｄ３は、ウエハＷの側端部からウエハＷの中心に向けて２〜５ｍｍの範囲内に設定され、距離ｄ４は、ウエハＷの側端部からウエハＷの中心に向けて１〜５ｍｍの範囲内に設定されており、この範囲を本実施形態では近傍という。また本実施形態では、θ３は１０〜２０度、より好ましくは１５度となっている。
【００４８】
この基板洗浄装置のウエハＷの洗浄工程は、図１８、図１９に示すように、第１の実施形態と同様にスピンチャック２１１にウエハＷを受け渡す。次いで、図１８（ａ）に示すようにウエハＷの中央部上方位置まで上ノズル２９３を移動させ、スピンチャック２１１によりウエハＷを所定の速度で回転させながら、上ノズル２９３、裏面洗浄ノズル２１９及び下ノズル２４０から洗浄液を例えば一定時間供給してウエハＷの全面を洗浄し、その後ウエハＷの洗浄が終了すると洗浄液の供給を停止する（図１９（ａ）参照）。
【００４９】
次に図１８（ｂ）に示すように上ノズル２９３をウエハＷの周縁部の上方位置に移動させ、上ノズル２９３及び下ノズル２４０からウエハＷのベベル部に向けて洗浄液を供給し、ベベル部の洗浄を行う。この洗浄工程では、上ノズル２９３から洗浄液をウエハＷの表面７０側のベベル部７２に吐出し、これと同時に下ノズル２４０からもウエハＷの裏面７１側のベベル部７２に洗浄液を吐出する（図１９（ｂ）参照）。
【００５０】
仮にこのベベル部７２の洗浄工程で、例えば図２０（ａ）に示すようにウエハＷのベベル部７２に対して下ノズル２４０のみで洗浄を行う場合、図２０（ｂ）に示すように、下ノズル２４０から洗浄液をウエハＷの側端部を介して表面７０側のベベル部７２まで供給する必要がある。このように洗浄液を供給すると、ウエハＷの表面７０側に到達した洗浄液の流れは、ウエハＷに働く遠心力によって流れる向きが外カップ側に変わり、ウエハＷの表面で流れの向きが折り返すことになる。そしてこの折り返し点まで流されたパーティクルがウエハＷに再付着するという問題が発生する。
【００５１】
そのため本実施形態のように、上ノズル２９３及び下ノズル２４０からウエハＷのベベル部に向けて洗浄液を供給すると、パーティクルの再付着が防止でき、ウエハＷのベベル部７２を確実に洗浄することができる。その後図１９（ｃ）に示すように、上ノズル２９３から洗浄液の供給が停止され、下ノズル２４０からは洗浄液がそのまま同じ位置に例えば５秒間吐出されてウエハＷの裏面７１側のベベル部７２が洗浄される。このとき下ノズル２４０から供給される洗浄液はウエハＷの表面７０側のベベル部７２に回り込まないように供給される。そして洗浄液の振り切り乾燥を行って洗浄を終了する。なお図１８は、図９と同じくウエハＷと基板洗浄装置との模式図である。
【００５２】
上述した基板洗浄装置では、第１の実施形態の塗布装置と同様、内カップ２３４に下ノズル２４０を嵌合させているため、洗浄液吐出口２４６をウエハＷの周縁に近づけることができ、ウエハＷの裏面７１側のベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出することができる。そして上ノズル２９３及び下ノズル２４０からベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出してベベル部７２を洗浄することができる。これにより表面７０及び裏面７１のベベル部７２に確実に洗浄液を供給してベベル部７２を洗浄することができるので、ベベル部７２のパーティクルの付着を防止できる。そして液浸露光時に、パーティクルが液層を伝ってレジスト膜８０の上に乗り上げることによって発生するパターン欠陥を低減でき、歩留まりの向上に寄与する。また本実施形態の基板洗浄装置は、露光装置に搬入する直前のウエハＷを洗浄する装置であり、基板洗浄装置にて洗浄されたウエハＷは搬送アームにてそのまま露光装置に搬入されるため、液浸露光時におけるパターン欠陥の低減に大きな効果が期待できる。
【００５３】
また本実施形態では、内カップ２３４上部が山型となっており、ウエハＷと内カップ２３４との間の隙間が狭いため、巻き込まれた気流がウエハＷの裏面７１に進入し難くなっており、洗浄液のミストを含んだ気流はこれらの山型部分及び内カップ２３４の形状に合わせて形成された下ノズル２４０の山型部分で流路を阻害される。これによりウエハＷの裏面７１側へと侵入することが困難となるため、ウエハＷの下部にミストが付着することを防止して、ウエハＷの裏面７１へのミストの付着を大幅に抑制することができる。なお本発明の基板洗浄装置では、第１の実施形態の内カップ３４及び下ノズル４０のように、山型部分の頂部に外カップ２３１側に向かって飛び出す突起部が設けられた下ノズルと内カップとを使用してもよい。その場合、ウエハＷの回転動作等に巻き込まれて、内カップに向けて流れてくる気流の流れ方向を突起部によって変える事が可能となるので、ウエハＷの裏面７１へのミストの付着を更に抑制することが可能となる。
【００５４】
次に本発明の適用例である、本実施形態の塗布装置と基板洗浄装置が組み込まれた塗布、現像装置に露光装置を接続したレジストパターン形成システムの一例について簡単に説明する。図２１ないし図２３に示すように、本実施形態のレジストパターン形成システム１００は、キャリア載置ブロックＢ１、処理ブロックＢ２、インターフェイスブロックＢ３、露光装置Ｂ４を備えている。キャリア載置ブロックＢ１は、載置部１１０上に載置された密閉型のキャリアＣ１から受け渡しアームＡ１がウエハＷを取り出して、隣接する処理ブロックＢ２に受け渡すと共に、受け渡しアームＡ１によって処理ブロックＢ２にて処理された処理済みのウエハＷを受け取りキャリアＣ１に戻すように構成されている。
【００５５】
処理ブロックＢ２は、図２２に示すように、この例では現像処理を行うための現像領域であるＤＥＶ層、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行う反射防止膜の塗布領域であるＢＣＴ層、レジスト液の塗布処理を行う塗布領域であるＣＯＴ層及びレジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行う反射防止膜の塗布領域であるＴＣＴ層を備えており、各領域を下から順に積層して階層化することによって処理ブロックＢ２は構成されている。
【００５６】
ＢＣＴ層と、ＴＣＴ層とは、各々反射防止膜を形成するためのレジスト液をスピンコーティングにより塗布する液処理ユニットと、この液処理ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱、冷却系の処理ユニット群と、各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４とを備えている。ＣＯＴ層は、レジスト膜を形成するためのレジスト液をスピンコーティングにより塗布する本発明の第１の実施形態に係る塗布装置と、この塗布装置にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱、冷却系の処理ユニット群と、疎水化処理を行う疎水化処理ユニットと、各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ３とを備えている。
【００５７】
またＤＥＶ層は、例えば一つのＤＥＶ層内に２段積層された現像装置と、この現像装置にウエハＷを搬送する搬送アームＡ５とを備えている。そして処理ブロックＢ２には、図２１及び図２３に示すように棚ユニットＵ１と、棚ユニットＵ１の各部同士の間でウエハＷを搬送する昇降自在な受け渡しアームＡ６とが配設されている。処置ブロックＢ２の奥側には、インターフェイスブロックＢ３を介して露光装置Ｂ４が接続されている。処理ブロックＢ２とインターフェイスブロックＢ３とは、棚ユニットＵ２を介して接続されており、インターフェイスブロックＢ３には、昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在でかつ進退自在に構成された移載アームＡ７と、本発明の第２の実施形態に係る基板洗浄装置ＳＲＳ等が設けられている。
【００５８】
このようなレジストパターン形成システムにおける塗布、現像工程が行われるウエハＷの流れは次の通りとなる。図２３に示すように、まずキャリア載置ブロックＢ１のキャリアＣ１に積載されているウエハＷを、受け渡しアームＡ１により棚ユニットＵ１の処理ブロックＢ２のＢＣＴ層に対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に搬送する。次いでウエハＷは受け渡しユニットＣＰＬ２から受け渡しユニットＣＰＬ３→搬送アームＡ３→ＣＯＴ層へと搬送され、疎水化処理ユニットにてウエハＷの表面が疎水化された後、塗布装置にてレジスト膜が形成される。レジスト膜形成後のウエハＷは、搬送アームＡ３により棚ユニットＵ１のＢＦ３に受け渡される。
【００５９】
その後ウエハＷは、受け渡しユニットＢＦ３→受け渡しアームＡ６（図２１参照）→受け渡しユニットＣＰＬ４を介してＴＣＴ層に受け渡され、レジスト膜の上に反射防止膜が形成された後、受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。なおレジスト膜の上の反射防止膜を形成しない場合や、ウエハＷに対して疎水化処理を行う代わりに、ＢＣＴ層にて反射防止膜が形成される場合もある。
【００６０】
またＤＥＶ層内の上部には、棚ユニットＵ１に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ２に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜が形成されたウエハＷは、受け渡しアームＡ６により受け渡しユニットＢＦ３、ＴＲＳ４を介して受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、シャトルアームＥにより棚ユニットＵ２の受け渡しユニットＣＰＬ１２を介してインターフェィスブロックＢ３に搬送される。なお図２３中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは、複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。
【００６１】
次にウエハＷは移載アームＡ７により基板洗浄装置ＳＲＳへと搬送されて洗浄され、その後露光装置Ｂ４に搬送されて露光処理が行われる。その後ウエハＷは処理ブロックＢ２に戻されてＤＥＶ層にて現像処理が行われ、搬送アームＡ５により棚ユニットＵ１における受け渡しアームＡ１のアクセス範囲の受け渡し台に搬送される。そして受け渡しアームＡ１を介してキャリアＣ１へと戻される。なお図２１においてＳ１は、各々加熱部冷却部等を積層した処理ユニット群である。以上の工程により、このレジストパターン形成システムではウエハＷにレジストパターンを形成する。そしてこのレジストパターン形成システムでは、本実施形態の塗布装置と基板洗浄装置とを積載することにより、ベベル部７２のパーティクルの付着を防止でき、液浸露光時にパーティクルが液層を伝ってレジスト膜８０の上に乗り上げて発生するパターン欠陥を低減でき、歩留まりの向上に寄与する。
【実施例】
【００６２】
次に下ノズル４０の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では第１の実施形態の塗布装置を使用した。この実験は、スピンチャック１１にウェハＷを載置してウエハＷを回転させて下ノズル４０からウエハＷに洗浄液を供給し、少しずつウエハＷの回転速度を上げて、洗浄液がウエハＷから弾き飛ばされてしまう現象が発生する回転数を調べた。
【００６３】
なお下ノズル４０の比較対象として図２４に示すような、洗浄液吐出口３４４の形状と位置の異なる下ノズル３４０についても同様の実験を行った。この下ノズル３４０は、図２４（ａ）に示すように上面に山形の傾斜面部３４２、３４５を備えた小型のブロックであり、後方傾斜面部３４５が前方まで延び出すことにより突起部３４１が形成され、洗浄液吐出口３４４は、傾斜面部３４２の中央に形成されている。洗浄液吐出口３４４から吐出される洗浄液は、図２４（ｂ）、図２４（ｃ）に示すように、ウエハＷ１の裏面に対する鉛直方向の吐出角度がθ１’となり水平方向では、下ノズル３４０の中心軸の延長線Ｌ１１と直交するウエハＷ１の接線Ｌ１２と平行となる向きに吐出される。なおθ１’は４５度となる。また図２４（ｂ）、図２４（ｃ）では、説明の便宜上、ウエハＷ１等の記載を簡略化している。
【００６４】
下ノズル４０と下ノズル３４０とを比較すると、ウエハＷの裏面７１に対して１５度（従来は４５度）と浅い角度で洗浄液は供給され、また洗浄液吐出口４６の直径を０．３５ｍｍと洗浄液吐出口３４４の直径（０．５ｍｍ）よりも小さい。そして供給される洗浄液の圧力は同一であることから供給口４６から供給される洗浄液の速度は従来に比べて速くなり、ウエハＷの裏面７１に対して浅い角度からこの洗浄液が供給されるのでウエハＷに対する周速方向速度が増加する。このためウエハＷの回転に負けて洗浄液が跳ね返される現象が発生するウエハＷの回転数が大きくなる。
【００６５】
その結果図２５の実験結果に示すように、下ノズル３４０では１２００ｒｐｍの回転速度でしかウエハＷに洗浄液を供給できなかったのに比べ、下ノズル４０では３４００ｒｐｍと、従来の約３倍の回転速度でウエハＷに洗浄液を供給することが可能となった。このような塗布装置では、洗浄液の供給範囲を回転数でコントロールしており、ウエハを高速で回転させるとその分だけ洗浄液の供給範囲をウエハ裏面よりに下げることができる。従って第１の実施形態の塗布装置では、下ノズル４０を備えていることから洗浄範囲の制御性が拡大するという利点がある。
【００６６】
次に本発明のウエハの洗浄方法の効果を調べるために行った実験について図２６を参照して説明する。図２６は、ウエハのベベル部を電子顕微鏡で撮像したものである。本実験では、第２の実施形態の基板洗浄装置を使用し、ウエハＷについては本実施形態のウエハの洗浄方法で洗浄し、ウエハＷ２については図２０で説明した下ノズル２４０のみでウエハを洗浄する洗浄方法で洗浄して、夫々ウエハＷ、Ｗ２を洗浄後の差異を調べた。なお本実験は、洗浄液として純水を使用し、ウエハを同じ回転数で回転させて同時間洗浄を行った後、ウエハのベベル部の残留パーティクルの量を調べた。
【００６７】
図２６（ａ）は、ウエハＷ、Ｗ２にトップコートが形成されている場合の洗浄結果を示し、図２６（ｂ）は、ウエハＷ、Ｗ２にトップコートが形成されていない場合の洗浄結果を示している。ウエハＷとウエハＷ２とでは、明らかに下ノズル２４０のみで洗浄されたウエハＷ２に付着しているパーティクルの量が多かった。さらに本実施形態のウエハの洗浄方法で洗浄したウエハＷには、ほとんどパーティクルの付着が認められなかった。このことから、本実施形態のウエハの洗浄方法でウエハＷを洗浄することによりパーティクルの付着を良好に防止できることが証明された。なお図２６では、データ処理の関係上少し見難くなっているが、実際の写真ではその差異が明らかに確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施形態の塗布装置の概略を示す側面図である。
【図２】本実施形態の塗布装置の概略を示す平面図である。
【図３】本実施形態の塗布装置内カップの概略を示す斜視図である。
【図４】本実施形態のカップ体が上昇した状態を説明する側面図である。
【図５】本実施形態の下ノズルについて説明するための第１の説明図である。
【図６】本実施形態の下ノズルについて説明するための第２の説明図である。
【図７】本実施形態の下ノズルについて説明するための第３の説明図である。
【図８】本実施形態の下ノズルについて説明するための第４の説明図である。
【図９】本実施形態のレジスト膜の塗布工程について説明するための第１の説明図である。
【図１０】本実施形態のレジスト膜の塗布工程について説明するための第２の説明図である。
【図１１】本実施形態のレジスト膜の塗布工程について説明するための第３の説明図である。
【図１２】本実施形態の内カップ及び下ノズルの作用について説明するための説明図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る基板洗浄装置の側面図である。
【図１４】他の実施形態の基板洗浄装置の平面図である。
【図１５】他の実施形態の下ノズルについて説明するための説明図である。
【図１６】他の実施形態の下ノズルについて説明するための説明図である。
【図１７】他の実施形態の洗浄液の供給について説明するための説明図である。
【図１８】他の実施形態の基板洗浄方法について説明するための第１の説明図である。
【図１９】他の実施形態の基板洗浄方法について説明するための第２の説明図である。
【図２０】他の実施形態の基板洗浄方法について説明するための第３の説明図である。
【図２１】本発明の塗布装置と基板洗浄装置が組み込まれたレジストパターン形成装置の平面図である。
【図２２】本発明の塗布装置と基板洗浄装置が組み込まれたレジストパターン形成装置の斜視図である。
【図２３】本発明の塗布装置と基板洗浄装置が組み込まれたレジストパターン形成装置の側面図である。
【図２４】比較例の下ノズルについて説明するための説明図である。
【図２５】第１の実施形態の下ノズルと比較例の下ノズルとの差異について説明するための説明図である。
【図２６】本発明のウエハの洗浄方法の作用を調べるために行った実験を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
３ カップ体
６ 制御部
１１ スピンチャック
１２ 軸部
１３ スピンチャックモータ（駆動機構）
３１ 外カップ
３４ 内カップ
３５ 端板
３６ 突起部
３７ 切り欠き部
４０ 下ノズル
４２ 切り込み部
４５ 窪み部
４５ａ、４５ｂ 傾斜面
４６ 洗浄液吐出口
７０ 表面
７１ 裏面
７２ ベベル部
８０ レジスト膜
９３ 上ノズル
１００ レジストパターン形成システム
Ｂ１ キャリア載置ブロック
Ｂ２ 処理ブロック
Ｂ３ インターフェイスブロック
Ｂ４ 露光装置
ＳＲＳ 基板洗浄装置
Ｗ、Ｗ１ ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）にレジスト膜を塗布して現像を行う塗布、現像装置のウエハを洗浄する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハにレジストパターンを作成する工程は一般に塗布装置と現像装置とを含んだ塗布、現像装置に露光装置を接続したシステムを用いて行われる。塗布装置では、スピンコーティングにより、レジスト膜等の成膜用の塗布液（以下、単にレジスト液）を塗布してウエハ表面にレジスト膜を形成するが、このときレジスト液はウエハ裏面にまで回り込んで付着する（図１０（ａ）参照）。レジストパターンを形成しない位置にレジスト液が付着するとパーティクルの発生要因となるため、エッジリムーバノズルによりウエハ表面の周縁部に、溶剤を吐出して周縁からレジスト膜を予め設定した幅だけ除去し（図１０（ｂ）参照）、次いで裏面側に回り込んだレジスト膜を除去するために裏面側ノズルから溶剤を吐出して裏面洗浄を行うようにしている。
【０００３】
ところでスピンコーティング時にできるだけレジスト液の裏側への回り込みを抑えるため及びウエハの下方側における乱流の発生を抑えてスムーズな排気を行えるようにするため等の理由から塗布装置では、ウエハの下方側領域を囲むように上部分の縦断面が概ね山形状のインナーカップ（内カップ）を備えている。このため裏面側ノズルは内カップの内側に設けられることになり、ウエハの裏面側の溶剤供給位置はウエハの周縁からかなり内側になってしまうため、ウエハの周縁部のベベル部の洗浄が十分に行えなかった。
【０００４】
一方、最近においてデバイスパターンの微細化、薄膜化の要請から露光の解像度を上げることを目的として液浸露光を呼ばれる露光手法が導入されている。液浸露光とは、ウエハの表面に光を透過させる超純水等の液層を形成し、その状態で光源の光をこの液層を透過させて照射し、所望の回路パターンをレジスト膜に転写する露光処理である。液浸露光は、光の波長が水中では短くなることを利用して解像度の高い露光処理を行うものであり、一例としては、ＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー（大気中での波長１９３ｎｍ）を利用し、レーザー光に液層を透過させてレーザー光の波長を１３４ｎｍに変更して露光を行う。
【０００５】
しかしながら上述の液浸露光を適用したフォトレジスト工程には以下のような問題がある。例えば、レジスト塗布処理を受けたウエハの周縁部のベベル部にパーティクルが付着していた場合、ウエハの表面に形成される液層を伝わりパーティクルがレジスト膜表面を移動することになる。そのためこのパーティクルが露光を遮ることになり、結果として正確なレジストパターンの転写が阻害され、レジストパターンの欠陥部位がウエハ上に散在することになる。また塗布装置とは別にウエハを洗浄する洗浄装置を設けて、液浸露光前にウエハを洗浄することも検討されているが、このような洗浄装置においてもベベル部の洗浄を十分に行うことは困難であると考えられ、ベベル部を洗浄するための工夫を施すことが要求されることになる。
【０００６】
一方特許文献１には、ウエハのベベル部を洗浄する洗浄方法として、リングヒータによりベベル部を加熱した後、ウエハのベベル部にウエハ裏面から溶剤を供給して洗浄する洗浄方法が記載されている。この洗浄方法では、リングヒータによりベベル部等のレジストパターンの形成されない位置に形成されたレジスト膜を加熱して脆化させ、溶剤で洗浄することによりレジスト膜の残渣がベベル部に付着することを抑制している。しかしながらこの洗浄方法では、別途リングヒータのようなウエハを加熱する加熱手段を設ける必要があり、さらにリングヒータを備えたことによって内カップを配設するのが困難になる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１３０８９３号公報（段落番号００３２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、ウエハのベベル部を良好に洗浄することのできるウエハの洗浄方法に関す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】
【０００９】
本発明のウエハの洗浄方法は、
基板保持部に水平に保持したウエハの下方領域を囲むように内カップが設けられ、前記ウエハの表面にスピンコーティングにより塗布膜を形成する塗布膜形成装置にて、塗布膜形成後のウエハに塗布膜を溶解する洗浄液を吐出して洗浄する方法において、
前記ウエハを基板保持部により回転させながら、上ノズルによりウエハ表面側のベベル部にその上方から洗浄液を吐出する工程（ａ）と、
この工程と同時に、前記内カップに設けられたノズル装着用の切り欠き部に着脱自在に嵌合された下ノズルからウエハ裏面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り１０ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出することにより、ウエハのベベル部の洗浄を行う工程（ｂ）と、を含むことを特徴としている。
【００１０】
また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば前記工程（ｂ）を行う前に、前記下ノズルよりもウエハの中心側に寄った部位に設けられた裏面洗浄ノズルからウエハの裏面に洗浄液を吐出する工程を行うことを特徴としてもよい。また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば前記工程（ｂ）を行う前に、前記上ノズルからウエハの周縁部の塗布膜を所定の幅で除去するために洗浄液を吐出する工程を行ってもよい。
【００１１】
また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば前記内カップは、頂部に周方向に沿って突起部が形成されると共にこの突起部の下端から外方に伸び出す傾斜面が周方向に沿って形成され、前記下ノズルは、擬似的に前記内カップの一部を構成するように、前記突起部に相当する部分と前記傾斜面に相当する部分とを備え、前記突起部に相当する部分に吐出口が形成されていてもよい。
【００１２】
本発明のウエハの洗浄方法では、
塗布膜が形成されたウエハのベベル部を洗浄する方法において、
前記ウエハを基板保持部により回転させながら、上ノズルによりウエハ表面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り５ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程と、
この工程と同時に、下ノズルによりウエハ裏面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り１０ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１３】
また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば基板保持部に水平に保持したウエハの下方領域を囲むように内カップが設けられ、前記下ノズルは、前記内カップに設けられたノズル装着用の切り欠き部に着脱自在に嵌合されていてもよい。また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば前記ウエハのベベル部の洗浄は、レジスト膜が塗布され、液浸露光前のウエハに行われてもよい。また本発明のウエハの洗浄方法では、例えば前記上ノズルより前記ウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程では、ウエハ表面からみて１０度ないし２０度の方向から前記洗浄液が吐出されることを特徴としている。
【００１４】
そして本発明の記憶媒体は、ウエハを基板保持部に保持して、回転させながらウエハの表面及び裏面のベベル部に洗浄液を供給してウエハを洗浄する洗浄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、前記コンピュータプログラムは、上記各ウエハの洗浄方法を実行するようにステップ群が構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、スピンコーティングにより例えばレジスト膜等の塗布膜を形成する塗布膜形成装置において、ウエハの下方領域を囲む内カップにノズル装着用の切り欠き部を形成し、ここに着脱自在に下ノズルを嵌合しているため、下ノズルから洗浄液をウエハのベベル部あるいはその近傍に吐出することができる。そしてウエハを回転させながら上ノズルによりウエハ表面側のベベル部に洗浄液を吐出し、また同時に下ノズルからウエハ裏面側のベベル部またはその近傍に洗浄液を吐出しているため、ウエハのベベル部の洗浄を良好に行うことができる。
【００１６】
更にまた他の発明によれば、塗布膜が形成されたウエハのベベル部を洗浄する方法において、ウエハを回転させながら、上ノズルによりウエハ表面側のベベル部またはその近傍に洗浄液を外向きに吐出し、同時に下ノズルによりウエハ表面側のベベル部またはその近傍に洗浄液を外向きに吐出しているため、ウエハのベベル部の洗浄を良好に行うことができる。この場合洗浄装置にウエハの下方側に内カップを設けることでウエハの裏面側への洗浄液の回り込みを防止でき、そして内カップにノズル装着用の切り欠き部を形成し、ここに着脱自在に下ノズルを嵌合することにより下ノズルから洗浄液をウエハのベベル部あるいはその近傍に吐出することができる。このようにウエハのベベル部を良好に洗浄することから、液浸露光工程の前に本発明の洗浄を実施することにより、歩留まりの低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のウエハ洗浄方法を実施するための機構を備えた塗布装置について図１ないし図１２を参照して説明する。本実施形態の塗布装置は、図１、図３に示すように処理対象のウエハ（基板）Ｗの裏面側中央部を吸引吸着して水平に保持するウエハ保持部であるスピンチャック１１と、ウエハＷ表面に、例えばレジスト液等の塗布膜用の溶剤を供給する供給ノズル１４と、ウエハＷ表面から飛散したレジスト液のミスト等の飛散を抑えるためのカップ体３とを備えている。これらの機器は、例えば清浄空気のダウンフローが形成された図示しない筐体内に収められている。
【００１８】
スピンチャック１１は、軸部１２を介して駆動機構であるスピンチャックモータ１３に接続されており、ウエハＷを保持した状態で上面から見て例えば時計回りに回転自在且つ昇降自在に構成されている。ウエハＷは外部の図示しない搬送アームにより塗布装置に搬送され、スピンチャック１１の側方に設けられた図示しない昇降ピンとの協働作用によってスピンチャック１１上へ受け渡すことができるようになっている。供給ノズル１４は、ウエハＷの表面の例えば中央部と対向し、図示しない供給ユニットから搬送されるレジスト液をウエハＷの表面に供給する役割を果たす。
【００１９】
供給ノズル１４は、図２に示すようにノズルアーム１４ａ、ノズル駆動部１４ｂ等を備えており、ノズル駆動部１４ｂは筐体内に設けられたガイドレール９に案内されて移動するように構成されている。そして供給ノズル１４は、ノズル駆動部１４ｂの移動に合わせて移動する。またレジスト液の供給を行わない期間中はカップ体３の側方に設けられた退避位置であるノズルバス１４ｃ上に退避して、搬送アーム等によるウエハＷの搬入出動作と干渉しないように構成されている。
【００２０】
カップ体３は、スピンコーティング等のときにウエハＷを回転させることによってウエハＷより飛散したミストが飛び散るのを抑え、塗布装置外にミストやドレインを排出する役割を果たす。カップ体３は、ドーナツ型の二重円筒構造を備えた外カップ３１と、この外カップ３１の内側の円筒上に設置される内カップ３４とで構成されている。図１に示すように外カップ３１はスピンチャック１１を囲むように設けられており、その側周面上端側は内側に傾斜し、この傾斜部の先端にはカップ体３内へ取り込まれる気流の流れ方向を整えるための規制部３１ｂが設けられている。一方外カップ３１の底部側には、凹部状の液受け部３１ａが形成されており、その底面にはレジスト液等のドレインを排出するためのドレインポート３２と、カップ体３内を通流した気流を排気するための例えば２つの排気ポート３３とが設けられている。ドレインポート３２、排気ポート３３は、各々ドレイン管１５、排気管１６に接続され、レジスト液等のドレインやミストを含む気流が塗布装置から排出されるようになっている。ここで排気ポート３３は、外カップ３１内の上方に延伸されており、外カップ３１から排気管１６へのドレインの溢流を防ぐための溢流防止壁３３ａを形成している。
【００２１】
また図１、図３に示すように、スピンチャック１１の下方側にはスピンチャック１１の軸部１２を取り囲む円形板１８を設けており、この円形板１８の周囲にはリング状に内カップ３４が配置されている。内カップ３４の上部には断面形状が山型に形成されていて、この山型部分の頂部、即ち内カップ３４の上縁からは、外側に向かって突起部３６が飛び出している。この突起部３６は、スピンチャック１１上に保持されたウエハＷの裏面をカップ体３の内部空間から遮って、カップ体３を流れるミストのウエハＷの裏面側への流入を抑える役割を果たす。ここでスピンチャック１１上にウエハＷが保持された状態において、内カップ３４はウエハＷの下方領域を囲むように設けられ、ウエハＷの裏面と突起部３６の先端との距離は、例えば１．０〜１．５ｍｍとなるように構成されている。また山型に形成された突起部３６の上面には、図３に示すように内カップ３４の中心を挟んで相対向する２箇所に切り欠き部３７が設けられており、この切り欠き部３７は、内部に後述する下ノズル４０が着脱自在に嵌合して装着することができるようになっている。
【００２２】
内カップ３４の外端面には、図１に示すように外カップ３１の液受け部３１ａに進入するように下方に伸びる端板３５が設けられており、ウエハＷから飛散したレジスト液の一部はドレインとして内カップ３４及び端板３５の表面を伝って液受け部３１ａに案内されるようになっている。なお円形板１８はドーナツ型のカップ体３の内側に嵌挿可能な例えば円筒形状の支持部１８ａにより支持されており、この支持部１８ａの内部には既述のスピンチャック１１を支える軸部１２やスピンチャックモータ１３等が格納されている。また円形板１８の上部には、スピンチャック１１に保持されたウエハＷの裏面に対して洗浄液を供給するための裏面洗浄ノズル１９が配設されている。この裏面洗浄ノズル１９は、内カップ３４の内部から外側に向けて斜め上方に洗浄液を吐出し、保持されたウエハＷの裏面、例えばウエハＷの端部から５０ｍｍ内側の位置に洗浄液を供給する。また裏面洗浄ノズル１９は、図示しない洗浄液供給管を介して後述する洗浄液タンク５１に接続されている。
【００２３】
ドレイン管１５、排気管１６は既述の筐体を構成する底板１７の上に固定されており、ドレインポート３２、排気ポート３３は対応するドレイン管１５、排気管１６に嵌入可能に形成されている。そして図４に示すように、洗浄作業やカップ体３のメンテナンス時には、これらドレインポート３２や排気ポート３３をドレイン管１５、排気管１６から取り外すことでカップ体３全体をスピンチャック１１よりも上方に持ち上げて、塗布装置内から取り外すことができる。即ち、外カップ３１と内カップ３４とは、塗布装置に対して着脱自在に構成されている。
【００２４】
筐体の内部には、レジスト膜の周縁部を所定の幅だけカットし、また洗浄を行うための上ノズル９３が設けられており、図示しない洗浄液供給管を介して洗浄液タンク５１と接続されている。この上ノズル９３は、塗布膜であるレジスト膜を溶解する、例えばシンナー等の洗浄液（溶剤）をウエハＷの上方から真下に向けて供給するように構成されており、ノズルアーム９４によってノズル駆動部９５に接続支持され、供給ノズル１４と同様にノズル駆動部９５が筐体内に設けられたガイドレール９に案内されることによって、ウエハＷの周縁部とノズルバス９６との間を移動するように構成されている。そして洗浄液の供給を行わない期間中はカップ体３の側方に設けられた退避位置であるノズルバス９６上に退避して、搬送アーム等によるウエハＷの搬入出動作と干渉しないように構成されている。
【００２５】
更に本実施の形態に係る塗布装置には、ウエハＷの裏面に洗浄液を供給してウエハＷの裏面及び周端部における縁部分の傾斜部位であるベベル部に付着したレジストを除去するための下ノズル４０が設けられている。下ノズル４０は、下ノズル４０を移動させるアーム部２２の一端に取り付けられており、アーム部２２はその移動をガイド部２３によってガイドされる。アーム部２２とガイド部２３とは、アーム部２２の他端に取り付けられた連結部材２４によって連結されている。この連結部材２４はアーム部２２が上方に向けて揺動可能となるようにアーム部２２を連結する。従って下ノズル４０は、切り欠き部３７に対して進退可能且つ塗布装置の上方に向けて揺動可能となっている。
【００２６】
次に下ノズル４０の構成について図５ないし図８を参照して詳述する。下ノズル４０は、図５に示すように上面の中央部に、一方向に向かって高くなる傾斜面４１が形成された略直方体形状のブロックであり、傾斜面４１を挟んで一方向側に傾斜面４１の上端から連続する山平面４１ａ、他方向側に傾斜面４１の下端から連続する谷平面４１ｂとが形成されている。また下ノズル４０の一方向側には、縦断面が略Ｖ字形状の切り込み部４２が形成されている。そして下ノズル４０は、図６に示すように後述する洗浄液供給管５２（図１参照）が接続された状態で、内カップ３４の切り欠き部３７に嵌合して装着されるようになっている。
【００２７】
下ノズル４０は、切り欠き部３７に装着された状態で、切り欠き部３７の円周方向の両端部にある山型部分と一体化して擬似的に内カップ３４の一部を構成するように、内カップ３４の形状に対応した形状に形成されている。山平面４１ａは、内カップ３４の突起部３６の一部として機能し、傾斜面４１は、内カップ３４の内側傾斜面の一部として機能する。また図５に示した切り込み部４２の下側の傾斜面４２ａ及び切り込み部４２の奥部壁面４２ｂは、図６に示すように夫々内カップ３４の突起部３６の下端から外方向に伸び出す外側傾斜面及び内カップ３４の突起部３６の外壁面の一部を構成するように形成されている。
【００２８】
山平面４１ａの傾斜面４１と対向する位置の端部略中央には、窪み部４５が設けられている。窪み部４５は、スピンチャック１１のウエハＷの回転方向（図７参照）の逆側に形成された第１の傾斜面４５ａと、第１の傾斜面４５ａと対向する、第１の傾斜面４５ａより傾斜の緩やかな第２の傾斜面４５ｂとを備えている。そして第１の傾斜面４５ａには例えば直径０．３５ｍｍの洗浄液吐出口４６が形成されている。
【００２９】
この洗浄液吐出口４６からウエハＷの回転方向に向けて洗浄液は吐出される。洗浄液吐出口４６から洗浄液は、ウエハＷ裏面に対する鉛直方向の吐出角度がθ１（図７（ａ）参照）、下ノズル４０の中心軸の延長線Ｌ１と直交するウエハＷの接線Ｌ２に対する洗浄液の水平面上の吐出角度がθ２（図７（ｂ）参照）となるように吐出される。なお本実施形態ではθ１は１５度、θ２は５度となる。
【００３０】
そして洗浄液吐出口４６から吐出された洗浄液は、図７（ｂ）及び図８に示すように、ウエハＷのベベル部７２に対してウエハＷの周縁側からやや内側に向けて供給される。本実施形態では、下ノズル４０を内カップ３４の切り欠き部３７に装着しているため、ウエハ裏面７１のベベル部７２に洗浄液吐出口４６を近づけることができる。このためウエハ裏面７１のベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出することが可能となっており、本実施形態ではウエハＷの端部よりウエハＷの中心側に寄った位置ｄ１に洗浄液吐出口４６が形成され、洗浄液はウエハＷの端部よりウエハＷの中心側に寄った位置ｄ２でウエハＷの裏面と接触するように設定されている。なお本実施形態では、距離ｄ１は、ウエハＷの側端部からウエハＷの中心に向けて３ｍｍの範囲内に設定され、距離ｄ２は、ウエハＷの側端部からウエハＷの中心に向けて４．５ｍｍの範囲内に設定されており、この範囲を本実施形態では近傍としている。また図７では、説明の便宜上、下ノズル４０及び下ノズル４０から噴射される洗浄液を分かり易く示すために、下ノズル４０及び洗浄液については実線で示し、ウエハＷを二点鎖線で示す。
【００３１】
この洗浄液吐出口４６は、図１に示すように洗浄液供給管５２を介して洗浄液タンク５１に接続されており、洗浄液は、例えば窒素ガス等の不活性ガスを供給することによって洗浄液タンク５１から押し出され、洗浄液供給管５２上に介設された流量コントローラ５３にて流量調整されて洗浄液吐出口４６へと供給されるようになっている。なおアーム部２２が設けられている回転する円形板１８の上面側においては、洗浄液供給管５２は例えば可撓性のチューブ等により構成され、アーム部２２の動作の障害とならないように十分な余裕を持たせてある。また図示の便宜上、図２以降においては一部洗浄液供給管５２の記載を適宜省略している。
【００３２】
上述の下ノズル４０及びこの下ノズル４０に関連するアーム部２２等は、図３に示すように、円形板１８の上面で直径方向に対向して２組設けられている。そして、下ノズル４０を内カップ３４の切り欠き部３７に進入させて装着し、スピンチャック１１に保持されたウエハＷの周縁部に下ノズル４０を位置させることができる（以下、この位置を装着位置という）。一方アーム部２２を後方位置まで後退させると、図４に示すようにカップ体３の着脱時に内カップ３４と干渉しない、内カップ３４の内側端部よりも内側の位置まで下ノズル４０を後退させることができる（以下、この位置を退避位置という）。なお、図１に示した縦断面図では、説明の便宜上下ノズル４０の装着位置と下ノズル４０から外れた位置の双方の縦断面図を示してあるため、右側の下ノズル４０の記載を省略してある。さらに図１においては装着位置、退避位置に夫々位置する下ノズル４０を図示する便宜上、下ノズル４０に接続された洗浄液供給管５２の一部を省略して示している。
【００３３】
また図１に示すように、塗布装置のスピンチャックモータ１３や、洗浄液の流量コントローラ５３、ノズル駆動部９５、図示しないレジスト液の供給ユニット等は、制御部６と接続されている。制御部６は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、塗布装置に備わる機器の各種作用に関するプログラムとを含むコンピュータからなる。このプログラムには予め決められたスケジュールに基づいて、レジスト液の供給タイミングや供給量、スピンチャック１１の回転速度や回転時間、洗浄液の供給タイミングや供給量等に係る制御についてのステップ（命令）群等が組み込まれている。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、メモリカード等の記憶媒体に格納させ、そこからコンピュータにインストールされる。
【００３４】
次に本実施形態の塗布装置の作用について図９ないし図１２を参照して詳述する。なお図９は、ウエハＷと塗布装置との模式図であり、図１０ないし図１２はウエハＷのベベル部７２近傍を拡大して示した模式図である。まず外部の図示しない搬送アームによりスピンチャック１１の上方位置まで搬送されたウエハＷを、既述の昇降ピンとの協働作用によってスピンチャック１１に受け渡す。
【００３５】
そして図９（ａ）に示すようにスピンチャック１１上に保持されたウエハＷの中央部上方位置まで供給ノズル１４を移動させ、スピンチャック１１によりウエハＷを所定の速度で回転させる。そして供給ノズル１４からレジスト液の供給を開始し、レジスト液をウエハＷの径方向に広げる所謂スピンコーティングを行う。そしてレジスト液の供給を停止した後、さらにウエハＷを回転させてコーティングしたレジスト液の振り切り乾燥を行う。以上の動作により、図１０（ａ）に示すようにウエハＷの表面７０に塗布膜であるレジスト膜８０が形成される。このとき形成されたレジスト膜８０は、背景技術にて述べたようにレジスト液が回り込み、ウエハＷのベベル部７２及び裏面７１の周縁部にまでレジスト膜８０が形成される。
【００３６】
そこで図９（ｂ）に示すように、ウエハＷの周縁部の上方領域に上ノズル９３を移動させ、ウエハＷを所定の速度、例えば１０００ｒｐｍで回転させながら上ノズル９３から洗浄液である溶剤（シンナー）を供給する。そして洗浄液を供給しながら、上ノズル９３を少しずつウエハＷの外側へ向けて移動させ、ウエハＷの表面７０の周縁部及びベベル部７２に形成されたレジスト膜８０を所望の幅の分、例えば破線で示す、例えばウエハＷの表面７０側のベベル部７２と表面７０の平坦面との境界部からウエハＷの中心に向けて２ｍｍ分だけ除去する。これにより図１０（ｂ）に示すように、ウエハＷに形成されたレジスト膜８０のうち、破線で示した部分のレジスト膜８０が除去される。次いで上ノズル９３から洗浄液の供給を停止し、図９（ｃ）に示すように裏面洗浄ノズル１９及び下ノズル４０からウエハＷの裏面７１に向けて洗浄液を供給する。これにより図１０（ｃ）に示すように、ウエハＷの裏面７１の周縁部及びベベル部７２に形成された、破線で示すレジスト膜８０を除去する。
【００３７】
上述した工程によりレジスト膜８０を除去した場合（図１１（ａ）参照）、ウエハＷの回転数をレジスト膜８０の塗布工程より高い回転数、例えば２０００ｒｐｍに上げて、上ノズル９３から洗浄液を表面７０側のベベル部７２に供給するのと同時に下ノズル４０から洗浄液を裏面７１側のベベル部７２に供給してベベル部７２に付着したレジスト膜８０の残渣を除去する洗浄工程を行う。この洗浄工程では、上ノズル９３から洗浄液をウエハＷの表面７０側のベベル部７２に吐出し、これと同時に下ノズル４０からもウエハＷの裏面７１側のベベル部７２に洗浄液を吐出するため、ウエハＷのベベル部７２を確実に洗浄することができる。（図１１（ｂ）参照）。
【００３８】
その後図１１（ｃ）に示すように、上ノズル９３から洗浄液の供給が停止され、ウエハＷの回転数を先の洗浄時よりも若干高い回転数、例えば２１００ｒｐｍで回転されると共に下ノズル４０からは洗浄液がそのまま同じ位置に、例えば５秒間吐出され続けてウエハＷの裏面７１側のベベル部７２が洗浄される。このとき下ノズル４０から供給される洗浄液はウエハＷの表面７０側のベベル部７２に回り込まないように供給される。次いでウエハＷの回転速度を、例えば３０００ｒｐｍに上げて、一定時間例えば５秒間回転させることにより、洗浄液の振り切り乾燥を行う。そして乾燥したウエハＷは、搬入時とは逆の順序で搬送アームに受け渡され塗布装置から搬出される。これによりレジスト膜成膜工程は完了する。
【００３９】
この洗浄工程では、ウエハＷの振り切り回転により生じたレジスト液や洗浄液のミストがカップ体３に排出されるため、外カップ３１と内カップ３４との間の空間には下方側へと向かう気流が形成されている。このようなミストを含む気流は、ウエハＷの回転動作等によってその一部が巻き込まれてウエハＷの裏面７１に向かおうとする。これに対して本実施形態においては、図１２に示すように、内カップ３４上部が山型となっており、ウエハＷと内カップ３４との間の隙間が狭いため、巻き込まれた気流がウエハＷの裏面７１に進入し難くなっている。さらに山型部分の頂部には、外カップ３１側に向かって突起部３６が飛び出しているため、巻き込まれた気流はこの突起部３６にて外側へと流れ方向を変えられる。従ってミストを含んだ気流はこれらの山型部分や突起部３６、下ノズル４０の切り込み部４２の内面で流路を阻害され、図１２に破線で示すようにウエハＷの裏面７１側へと侵入することが困難となっている。
【００４０】
上述した本実施形態の塗布装置では、内カップ３４に下ノズル４０を嵌合させているため、洗浄液吐出口４６をウエハＷの周縁に近づけることができ、ウエハＷの裏面７１側のベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出することができる。そしてウエハＷの裏面７１側に回り込んだレジスト膜８０を裏面洗浄ノズル１９及び下ノズル４０により洗浄した上で、上ノズル９３及び下ノズル４０からベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出してベベル部７２を洗浄する。これにより表面７０及び裏面７１のベベル部７２に確実に洗浄液を供給してベベル部７２を洗浄することができるので、レジスト膜８０がベベル部７２に残存することを抑えることができ、ベベル部７２のパーティクルの付着を防止できる。そして液浸露光時に、パーティクルが液層を伝ってレジスト膜８０の上に乗り上げることによって発生するパターン欠陥を低減でき、歩留まりの向上に寄与する。さらに下ノズル４０を擬似的に内カップ３４の一部として構成しているので、内カップ３４の有する、ミストを含んだ気流がウエハＷの裏面７１側へと侵入することを防止する、という本来の機能が損なわれない。
【００４１】
なお本実施形態の塗布装置ではレジスト膜を塗布しているが、本発明はこれに限定されず、例えば絶縁膜を塗布する塗布装置であっても、反射防止膜を塗布する塗布装置であっても適用可能である。また本実施形態では、ベベル部７２を洗浄するときに、上ノズル９３はウエハＷの周縁部の上方で停止させた状態で洗浄液を供給するが、本発明の実施の形態としては例えば上ノズル９３をウエハの外方向に向けて移動させながら洗浄液をベベル部７２に供給するようにしてもよい。
【００４２】
［第２の実施形態］
本発明のウエハ洗浄方法を実施するための基板洗浄装置について説明する。この基板洗浄装置は、例えば後述のように塗布、現像装置のインターフェィスブロックＢ３に設けられる。従ってウエハは、後述する露光装置Ｂ４に搬入される前に洗浄されることになる。基板洗浄装置は、図１３、図１４に示すように、例えば清浄空気のダウンフローが形成された図示しない筐体の内部に、第１の実施形態の塗布装置と同じくカップ体２０３、スピンチャック２１１、軸部２１２、円形板２１８、上ノズル２９３等を備えている。また基板洗浄装置は、第１の実施形態の塗布装置と同様に、基板洗浄装置の各部材を制御する制御部２０６を備えている。また図１３中２１３はスピンチャックモータ、２１７は底板、２１９は裏面洗浄ノズル、２３１は外カップ、２３２はドレインポート、２３３は排気ポート、２３４は内カップ、２５１は洗浄液タンク、２５２及び２９６は洗浄液供給管、２５３及び２９７は流量コントローラを夫々示している。なおこの基板洗浄装置では、下ノズル２４０と上ノズル２９３以外の部材については、第１の実施形態の塗布装置と略同じ構成であるため、以下の説明では下ノズル２４０及び上ノズル２９３に関連する部材についてのみ説明する。また第２の実施形態では、上ノズル２９３、下ノズル２４０及び裏面洗浄ノズル２１９にはシンナー等の洗浄液の代わりに、例えば純水が洗浄液として供給される。
【００４３】
下ノズル２４０は、図１３、図１４に示すように円形板２１８の上面で直径方向に対向して２組設けられている。この下ノズル２４０は、図１５に示すように上面の中央部に上面２４１が形成された略直方体形状のブロックであり、上面２４１を挟んで、切り欠き部２３７に装着されたときに内カップ２３４の外壁面となる側には、上面２４１から順に第１傾斜面２４２と、第１傾斜面２４２より緩やかな第２傾斜面２４３が形成されている。また上面２４１を挟んで内カップ２３４の内方側の領域には、中段部２４７、下段部２４８が形成されている。中段部２４７には、可撓性のチューブ等により構成された洗浄液供給管２５２が接続される図示しない接続部が形成されており、下段部２４８には、下ノズル２４０を内カップ２３４に固定するための固定穴２４９が形成されている。また第２傾斜面２４３のＸ軸方向の外縁部近傍には、窪み部２４５が形成されており、この窪み部２４５の内部に洗浄液吐出口２４６が設けられている。
【００４４】
また上面２４１は、下ノズル２４０が切り欠き部２３７に嵌合されたときに、リング状の突起部２３６の一部となるように形成されている。上面２４１とウエハＷの裏面７１との間の隙間は、１ｍｍ程度となるように形成されており、表面７０から回り込む洗浄液（純水）が、上面２４１と第１傾斜面２４２とで構成する略垂直な壁部よりウエハの裏面７１側（内カップ２３４の内部側）に流れ込まないように抑止する機能を有している。つまり上面２４１は、第１の実施形態の下ノズル４０の山平面４１ａと同様の機能を有している。
【００４５】
そして下ノズル２４０は、図１６に示すように内カップ２３４の切り欠き部２３７に嵌合され、例えばボルト等の締結部材を固定穴２４９に軸通させて締結することにより内カップ２３４に装着される。このとき下ノズル２４０は、記述の上面２４１等が切り欠き部２３７の円周方向の両側部にある山型部分と一体化して内カップ２３４の一部を構成するように、内カップ２３４の形状に対応した形状に形成されており、第１傾斜面２４２、第２傾斜面２４３は図１６に示すように夫々内カップ２３４の外側傾斜面及び内カップ２３４の突起部２３６の外壁面の一部として機能する。従って下ノズル２４０は、第１の実施形態の下ノズル４０と同様に切り欠き部２３７に装着された状態で、内カップ２３４と一体化して擬似的に内カップ２３４の一部を構成する。また下ノズル２４０は、洗浄液供給管２５２が接続された状態で装着されており、洗浄液供給管２５２は、円形板２１８上に管ガイド部２２３にて固定されている。
【００４６】
上ノズル２９３は、図示しない筐体の内部に設けられており、図１３、図１４に示すように洗浄液供給管２９６を介して洗浄液タンク２５１と接続されている。この上ノズル２９３は、洗浄液をウエハＷの上方から供給してウエハＷを洗浄するように構成されている。また上ノズル２９３は、上ノズル２９３の移動方向の一方側に向けて洗浄液を吐出するように斜めに取り付けられており、上ノズル２９３から供給される洗浄液は、斜め下方向に向けて供給される。
【００４７】
そして本実施形態では、図１７に示すように、下ノズル２４０及び上ノズル２９３からベベル部７２に洗浄液を供給する場合、下ノズル２４０を内カップ２３４の切り欠き部２３７に装着しているため、裏面のベベル部７２に洗浄液吐出口２４６を近づけることができる。このため裏面７１のベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出することが可能となっており、本実施形態では洗浄液吐出口２４６から吐出される洗浄液は、略真上方向に吐出され、ウエハＷの端部よりウエハＷの中心側に寄った位置ｄ３でウエハＷの裏面と接触するように設定されている。また上ノズル２９３から供給される洗浄液は、ウエハＷの表面７０に対する鉛直方向の吐出角度がθ３となるように供給され、ウエハＷの端部よりウエハＷの中心側に寄った位置ｄ４でウエハＷの裏面と接触するように設定されている。なお本実施形態では、距離ｄ３は、ウエハＷの側端部からウエハＷの中心に向けて２〜５ｍｍの範囲内に設定され、距離ｄ４は、ウエハＷの側端部からウエハＷの中心に向けて１〜５ｍｍの範囲内に設定されており、この範囲を本実施形態では近傍という。また本実施形態では、θ３は１０〜２０度、より好ましくは１５度となっている。
【００４８】
この基板洗浄装置のウエハＷの洗浄工程は、図１８、図１９に示すように、第１の実施形態と同様にスピンチャック２１１にウエハＷを受け渡す。次いで、図１８（ａ）に示すようにウエハＷの中央部上方位置まで上ノズル２９３を移動させ、スピンチャック２１１によりウエハＷを所定の速度で回転させながら、上ノズル２９３、裏面洗浄ノズル２１９及び下ノズル２４０から洗浄液を例えば一定時間供給してウエハＷの全面を洗浄し、その後ウエハＷの洗浄が終了すると洗浄液の供給を停止する（図１９（ａ）参照）。
【００４９】
次に図１８（ｂ）に示すように上ノズル２９３をウエハＷの周縁部の上方位置に移動させ、上ノズル２９３及び下ノズル２４０からウエハＷのベベル部に向けて洗浄液を供給し、ベベル部の洗浄を行う。この洗浄工程では、上ノズル２９３から洗浄液をウエハＷの表面７０側のベベル部７２に吐出し、これと同時に下ノズル２４０からもウエハＷの裏面７１側のベベル部７２に洗浄液を吐出する（図１９（ｂ）参照）。
【００５０】
仮にこのベベル部７２の洗浄工程で、例えば図２０（ａ）に示すようにウエハＷのベベル部７２に対して下ノズル２４０のみで洗浄を行う場合、図２０（ｂ）に示すように、下ノズル２４０から洗浄液をウエハＷの側端部を介して表面７０側のベベル部７２まで供給する必要がある。このように洗浄液を供給すると、ウエハＷの表面７０側に到達した洗浄液の流れは、ウエハＷに働く遠心力によって流れる向きが外カップ側に変わり、ウエハＷの表面で流れの向きが折り返すことになる。そしてこの折り返し点まで流されたパーティクルがウエハＷに再付着するという問題が発生する。
【００５１】
そのため本実施形態のように、上ノズル２９３及び下ノズル２４０からウエハＷのベベル部に向けて洗浄液を供給すると、パーティクルの再付着が防止でき、ウエハＷのベベル部７２を確実に洗浄することができる。その後図１９（ｃ）に示すように、上ノズル２９３から洗浄液の供給が停止され、下ノズル２４０からは洗浄液がそのまま同じ位置に例えば５秒間吐出されてウエハＷの裏面７１側のベベル部７２が洗浄される。このとき下ノズル２４０から供給される洗浄液はウエハＷの表面７０側のベベル部７２に回り込まないように供給される。そして洗浄液の振り切り乾燥を行って洗浄を終了する。なお図１８は、図９と同じくウエハＷと基板洗浄装置との模式図である。
【００５２】
上述した基板洗浄装置では、第１の実施形態の塗布装置と同様、内カップ２３４に下ノズル２４０を嵌合させているため、洗浄液吐出口２４６をウエハＷの周縁に近づけることができ、ウエハＷの裏面７１側のベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出することができる。そして上ノズル２９３及び下ノズル２４０からベベル部７２、或いはその近傍に洗浄液を吐出してベベル部７２を洗浄することができる。これにより表面７０及び裏面７１のベベル部７２に確実に洗浄液を供給してベベル部７２を洗浄することができるので、ベベル部７２のパーティクルの付着を防止できる。そして液浸露光時に、パーティクルが液層を伝ってレジスト膜８０の上に乗り上げることによって発生するパターン欠陥を低減でき、歩留まりの向上に寄与する。また本実施形態の基板洗浄装置は、露光装置に搬入する直前のウエハＷを洗浄する装置であり、基板洗浄装置にて洗浄されたウエハＷは搬送アームにてそのまま露光装置に搬入されるため、液浸露光時におけるパターン欠陥の低減に大きな効果が期待できる。
【００５３】
また本実施形態では、内カップ２３４上部が山型となっており、ウエハＷと内カップ２３４との間の隙間が狭いため、巻き込まれた気流がウエハＷの裏面７１に進入し難くなっており、洗浄液のミストを含んだ気流はこれらの山型部分及び内カップ２３４の形状に合わせて形成された下ノズル２４０の山型部分で流路を阻害される。これによりウエハＷの裏面７１側へと侵入することが困難となるため、ウエハＷの下部にミストが付着することを防止して、ウエハＷの裏面７１へのミストの付着を大幅に抑制することができる。なお本発明の基板洗浄装置では、第１の実施形態の内カップ３４及び下ノズル４０のように、山型部分の頂部に外カップ２３１側に向かって飛び出す突起部が設けられた下ノズルと内カップとを使用してもよい。その場合、ウエハＷの回転動作等に巻き込まれて、内カップに向けて流れてくる気流の流れ方向を突起部によって変える事が可能となるので、ウエハＷの裏面７１へのミストの付着を更に抑制することが可能となる。
【００５４】
次に本発明の適用例である、本実施形態の塗布装置と基板洗浄装置が組み込まれた塗布、現像装置に露光装置を接続したレジストパターン形成システムの一例について簡単に説明する。図２１ないし図２３に示すように、本実施形態のレジストパターン形成システム１００は、キャリア載置ブロックＢ１、処理ブロックＢ２、インターフェイスブロックＢ３、露光装置Ｂ４を備えている。キャリア載置ブロックＢ１は、載置部１１０上に載置された密閉型のキャリアＣ１から受け渡しアームＡ１がウエハＷを取り出して、隣接する処理ブロックＢ２に受け渡すと共に、受け渡しアームＡ１によって処理ブロックＢ２にて処理された処理済みのウエハＷを受け取りキャリアＣ１に戻すように構成されている。
【００５５】
処理ブロックＢ２は、図２２に示すように、この例では現像処理を行うための現像領域であるＤＥＶ層、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行う反射防止膜の塗布領域であるＢＣＴ層、レジスト液の塗布処理を行う塗布領域であるＣＯＴ層及びレジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行う反射防止膜の塗布領域であるＴＣＴ層を備えており、各領域を下から順に積層して階層化することによって処理ブロックＢ２は構成されている。
【００５６】
ＢＣＴ層と、ＴＣＴ層とは、各々反射防止膜を形成するためのレジスト液をスピンコーティングにより塗布する液処理ユニットと、この液処理ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱、冷却系の処理ユニット群と、各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４とを備えている。ＣＯＴ層は、レジスト膜を形成するためのレジスト液をスピンコーティングにより塗布する本発明の第１の実施形態に係る塗布装置と、この塗布装置にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱、冷却系の処理ユニット群と、疎水化処理を行う疎水化処理ユニットと、各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ３とを備えている。
【００５７】
またＤＥＶ層は、例えば一つのＤＥＶ層内に２段積層された現像装置と、この現像装置にウエハＷを搬送する搬送アームＡ５とを備えている。そして処理ブロックＢ２には、図２１及び図２３に示すように棚ユニットＵ１と、棚ユニットＵ１の各部同士の間でウエハＷを搬送する昇降自在な受け渡しアームＡ６とが配設されている。処置ブロックＢ２の奥側には、インターフェイスブロックＢ３を介して露光装置Ｂ４が接続されている。処理ブロックＢ２とインターフェイスブロックＢ３とは、棚ユニットＵ２を介して接続されており、インターフェイスブロックＢ３には、昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在でかつ進退自在に構成された移載アームＡ７と、本発明の第２の実施形態に係る基板洗浄装置ＳＲＳ等が設けられている。
【００５８】
このようなレジストパターン形成システムにおける塗布、現像工程が行われるウエハＷの流れは次の通りとなる。図２３に示すように、まずキャリア載置ブロックＢ１のキャリアＣ１に積載されているウエハＷを、受け渡しアームＡ１により棚ユニットＵ１の処理ブロックＢ２のＢＣＴ層に対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に搬送する。次いでウエハＷは受け渡しユニットＣＰＬ２から受け渡しユニットＣＰＬ３→搬送アームＡ３→ＣＯＴ層へと搬送され、疎水化処理ユニットにてウエハＷの表面が疎水化された後、塗布装置にてレジスト膜が形成される。レジスト膜形成後のウエハＷは、搬送アームＡ３により棚ユニットＵ１のＢＦ３に受け渡される。
【００５９】
その後ウエハＷは、受け渡しユニットＢＦ３→受け渡しアームＡ６（図２１参照）→受け渡しユニットＣＰＬ４を介してＴＣＴ層に受け渡され、レジスト膜の上に反射防止膜が形成された後、受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。なおレジスト膜の上の反射防止膜を形成しない場合や、ウエハＷに対して疎水化処理を行う代わりに、ＢＣＴ層にて反射防止膜が形成される場合もある。
【００６０】
またＤＥＶ層内の上部には、棚ユニットＵ１に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ２に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜が形成されたウエハＷは、受け渡しアームＡ６により受け渡しユニットＢＦ３、ＴＲＳ４を介して受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、シャトルアームＥにより棚ユニットＵ２の受け渡しユニットＣＰＬ１２を介してインターフェィスブロックＢ３に搬送される。なお図２３中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは、複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。
【００６１】
次にウエハＷは移載アームＡ７により基板洗浄装置ＳＲＳへと搬送されて洗浄され、その後露光装置Ｂ４に搬送されて露光処理が行われる。その後ウエハＷは処理ブロックＢ２に戻されてＤＥＶ層にて現像処理が行われ、搬送アームＡ５により棚ユニットＵ１における受け渡しアームＡ１のアクセス範囲の受け渡し台に搬送される。そして受け渡しアームＡ１を介してキャリアＣ１へと戻される。なお図２１においてＳ１は、各々加熱部冷却部等を積層した処理ユニット群である。以上の工程により、このレジストパターン形成システムではウエハＷにレジストパターンを形成する。そしてこのレジストパターン形成システムでは、本実施形態の塗布装置と基板洗浄装置とを積載することにより、ベベル部７２のパーティクルの付着を防止でき、液浸露光時にパーティクルが液層を伝ってレジスト膜８０の上に乗り上げて発生するパターン欠陥を低減でき、歩留まりの向上に寄与する。
【実施例】
【００６２】
次に下ノズル４０の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では第１の実施形態の塗布装置を使用した。この実験は、スピンチャック１１にウェハＷを載置してウエハＷを回転させて下ノズル４０からウエハＷに洗浄液を供給し、少しずつウエハＷの回転速度を上げて、洗浄液がウエハＷから弾き飛ばされてしまう現象が発生する回転数を調べた。
【００６３】
なお下ノズル４０の比較対象として図２４に示すような、洗浄液吐出口３４４の形状と位置の異なる下ノズル３４０についても同様の実験を行った。この下ノズル３４０は、図２４（ａ）に示すように上面に山形の傾斜面部３４２、３４５を備えた小型のブロックであり、後方傾斜面部３４５が前方まで延び出すことにより突起部３４１が形成され、洗浄液吐出口３４４は、傾斜面部３４２の中央に形成されている。洗浄液吐出口３４４から吐出される洗浄液は、図２４（ｂ）、図２４（ｃ）に示すように、ウエハＷ１の裏面に対する鉛直方向の吐出角度がθ１’となり水平方向では、下ノズル３４０の中心軸の延長線Ｌ１１と直交するウエハＷ１の接線Ｌ１２と平行となる向きに吐出される。なおθ１’は４５度となる。また図２４（ｂ）、図２４（ｃ）では、説明の便宜上、ウエハＷ１等の記載を簡略化している。
【００６４】
下ノズル４０と下ノズル３４０とを比較すると、ウエハＷの裏面７１に対して１５度（従来は４５度）と浅い角度で洗浄液は供給され、また洗浄液吐出口４６の直径を０．３５ｍｍと洗浄液吐出口３４４の直径（０．５ｍｍ）よりも小さい。そして供給される洗浄液の圧力は同一であることから供給口４６から供給される洗浄液の速度は従来に比べて速くなり、ウエハＷの裏面７１に対して浅い角度からこの洗浄液が供給されるのでウエハＷに対する周速方向速度が増加する。このためウエハＷの回転に負けて洗浄液が跳ね返される現象が発生するウエハＷの回転数が大きくなる。
【００６５】
その結果図２５の実験結果に示すように、下ノズル３４０では１２００ｒｐｍの回転速度でしかウエハＷに洗浄液を供給できなかったのに比べ、下ノズル４０では３４００ｒｐｍと、従来の約３倍の回転速度でウエハＷに洗浄液を供給することが可能となった。このような塗布装置では、洗浄液の供給範囲を回転数でコントロールしており、ウエハを高速で回転させるとその分だけ洗浄液の供給範囲をウエハ裏面よりに下げることができる。従って第１の実施形態の塗布装置では、下ノズル４０を備えていることから洗浄範囲の制御性が拡大するという利点がある。
【００６６】
次に本発明のウエハの洗浄方法の効果を調べるために行った実験について図２６を参照して説明する。図２６は、ウエハのベベル部を電子顕微鏡で撮像したものである。本実験では、第２の実施形態の基板洗浄装置を使用し、ウエハＷについては本実施形態のウエハの洗浄方法で洗浄し、ウエハＷ２については図２０で説明した下ノズル２４０のみでウエハを洗浄する洗浄方法で洗浄して、夫々ウエハＷ、Ｗ２を洗浄後の差異を調べた。なお本実験は、洗浄液として純水を使用し、ウエハを同じ回転数で回転させて同時間洗浄を行った後、ウエハのベベル部の残留パーティクルの量を調べた。
【００６７】
図２６（ａ）は、ウエハＷ、Ｗ２にトップコートが形成されている場合の洗浄結果を示し、図２６（ｂ）は、ウエハＷ、Ｗ２にトップコートが形成されていない場合の洗浄結果を示している。ウエハＷとウエハＷ２とでは、明らかに下ノズル２４０のみで洗浄されたウエハＷ２に付着しているパーティクルの量が多かった。さらに本実施形態のウエハの洗浄方法で洗浄したウエハＷには、ほとんどパーティクルの付着が認められなかった。このことから、本実施形態のウエハの洗浄方法でウエハＷを洗浄することによりパーティクルの付着を良好に防止できることが証明された。なお図２６では、データ処理の関係上少し見難くなっているが、実際の写真ではその差異が明らかに確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施形態の塗布装置の概略を示す側面図である。
【図２】本実施形態の塗布装置の概略を示す平面図である。
【図３】本実施形態の塗布装置内カップの概略を示す斜視図である。
【図４】本実施形態のカップ体が上昇した状態を説明する側面図である。
【図５】本実施形態の下ノズルについて説明するための第１の説明図である。
【図６】本実施形態の下ノズルについて説明するための第２の説明図である。
【図７】本実施形態の下ノズルについて説明するための第３の説明図である。
【図８】本実施形態の下ノズルについて説明するための第４の説明図である。
【図９】本実施形態のレジスト膜の塗布工程について説明するための第１の説明図である。
【図１０】本実施形態のレジスト膜の塗布工程について説明するための第２の説明図である。
【図１１】本実施形態のレジスト膜の塗布工程について説明するための第３の説明図である。
【図１２】本実施形態の内カップ及び下ノズルの作用について説明するための説明図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る基板洗浄装置の側面図である。
【図１４】他の実施形態の基板洗浄装置の平面図である。
【図１５】他の実施形態の下ノズルについて説明するための説明図である。
【図１６】他の実施形態の下ノズルについて説明するための説明図である。
【図１７】他の実施形態の洗浄液の供給について説明するための説明図である。
【図１８】他の実施形態の基板洗浄方法について説明するための第１の説明図である。
【図１９】他の実施形態の基板洗浄方法について説明するための第２の説明図である。
【図２０】他の実施形態の基板洗浄方法について説明するための第３の説明図である。
【図２１】本発明の塗布装置と基板洗浄装置が組み込まれたレジストパターン形成装置の平面図である。
【図２２】本発明の塗布装置と基板洗浄装置が組み込まれたレジストパターン形成装置の斜視図である。
【図２３】本発明の塗布装置と基板洗浄装置が組み込まれたレジストパターン形成装置の側面図である。
【図２４】比較例の下ノズルについて説明するための説明図である。
【図２５】第１の実施形態の下ノズルと比較例の下ノズルとの差異について説明するための説明図である。
【図２６】本発明のウエハの洗浄方法の作用を調べるために行った実験を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
３ カップ体
６ 制御部
１１ スピンチャック
１２ 軸部
１３ スピンチャックモータ（駆動機構）
３１ 外カップ
３４ 内カップ
３５ 端板
３６ 突起部
３７ 切り欠き部
４０ 下ノズル
４２ 切り込み部
４５ 窪み部
４５ａ、４５ｂ 傾斜面
４６ 洗浄液吐出口
７０ 表面
７１ 裏面
７２ ベベル部
８０ レジスト膜
９３ 上ノズル
１００ レジストパターン形成システム
Ｂ１ キャリア載置ブロック
Ｂ２ 処理ブロック
Ｂ３ インターフェイスブロック
Ｂ４ 露光装置
ＳＲＳ 基板洗浄装置
Ｗ、Ｗ１ ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持部に水平に保持したウエハの下方領域を囲むように内カップが設けられ、前記ウエハの表面にスピンコーティングにより塗布膜を形成する塗布膜形成装置にて、塗布膜形成後のウエハに塗布膜を溶解する洗浄液を吐出して洗浄する方法において、
前記ウエハを基板保持部により回転させながら、上ノズルによりウエハ表面側のベベル部にその上方から洗浄液を吐出する工程（ａ）と、
この工程と同時に、前記内カップに設けられたノズル装着用の切り欠き部に着脱自在に嵌合された下ノズルからウエハ裏面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り１０ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出することにより、ウエハのベベル部の洗浄を行う工程（ｂ）と、を含むことを特徴とするウエハの洗浄方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）を行う前に、前記下ノズルよりもウエハの中心側に寄った部位に設けられた裏面洗浄ノズルからウエハの裏面に洗浄液を吐出する工程を行うことを特徴とする請求項１に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）を行う前に、前記上ノズルからウエハの周縁部の塗布膜を所定の幅で除去するために洗浄液を吐出する工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項４】
前記内カップは、頂部に周方向に沿って突起部が形成されると共にこの突起部の下端から外方に伸び出す傾斜面が周方向に沿って形成され、
前記下ノズルは、擬似的に前記内カップの一部を構成するように、前記突起部に相当する部分と前記傾斜面に相当する部分とを備え、前記突起部に相当する部分に吐出口が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項５】
塗布膜が形成されたウエハのベベル部を洗浄する方法において、
前記ウエハを基板保持部により回転させながら、上ノズルによりウエハ表面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り５ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程と、
この工程と同時に、下ノズルによりウエハ裏面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り１０ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程と、を含むことを特徴とするウエハの洗浄方法。
【請求項６】
基板保持部に水平に保持したウエハの下方領域を囲むように内カップが設けられ、
前記下ノズルは、前記内カップに設けられたノズル装着用の切り欠き部に着脱自在に嵌合されていることを特徴とする請求項５に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項７】
前記ウエハのベベル部の洗浄は、レジスト膜が塗布され、液浸露光前のウエハに行われることを特徴とする請求項５または６に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項８】
前記上ノズルより前記ウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程では、ウエハ表面からみて１０度ないし２０度の方向から前記洗浄液が吐出されることを特徴とする請求項５ないし７の何れか一項に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項９】
ウエハを基板保持部に保持して、回転させながらウエハの表面及び裏面のベベル部に洗浄液を供給してウエハを洗浄する洗浄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、
前記コンピュータプログラムは、請求項１ないし８の何れか一項に記載のウエハの洗浄方法を実行するようにステップ群が構成されていることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１】
基板保持部に水平に保持したウエハの下方領域を囲むように内カップが設けられ、前記ウエハの表面にスピンコーティングにより塗布膜を形成する塗布膜形成装置にて、塗布膜形成後のウエハに塗布膜を溶解する洗浄液を吐出して洗浄する方法において、
前記ウエハを基板保持部により回転させながら、上ノズルによりウエハ表面側のベベル部にその上方から洗浄液を吐出する工程（ａ）と、
この工程と同時に、前記内カップに設けられたノズル装着用の切り欠き部に着脱自在に嵌合された下ノズルからウエハ裏面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り１０ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出することにより、ウエハのベベル部の洗浄を行う工程（ｂ）と、を含むことを特徴とするウエハの洗浄方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）を行う前に、前記下ノズルよりもウエハの中心側に寄った部位に設けられた裏面洗浄ノズルからウエハの裏面に洗浄液を吐出する工程を行うことを特徴とする請求項１に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）を行う前に、前記上ノズルからウエハの周縁部の塗布膜を所定の幅で除去するために洗浄液を吐出する工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項４】
前記内カップは、頂部に周方向に沿って突起部が形成されると共にこの突起部の下端から外方に伸び出す傾斜面が周方向に沿って形成され、
前記下ノズルは、擬似的に前記内カップの一部を構成するように、前記突起部に相当する部分と前記傾斜面に相当する部分とを備え、前記突起部に相当する部分に吐出口が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項５】
塗布膜が形成されたウエハのベベル部を洗浄する方法において、
前記ウエハを基板保持部により回転させながら、上ノズルによりウエハ表面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り５ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程と、
この工程と同時に、下ノズルによりウエハ裏面側のベベル部または当該ベベル部からウエハの中心寄り１０ｍｍ以内の部位にウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程と、を含むことを特徴とするウエハの洗浄方法。
【請求項６】
基板保持部に水平に保持したウエハの下方領域を囲むように内カップが設けられ、
前記下ノズルは、前記内カップに設けられたノズル装着用の切り欠き部に着脱自在に嵌合されていることを特徴とする請求項５に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項７】
前記ウエハのベベル部の洗浄は、レジスト膜が塗布され、液浸露光前のウエハに行われることを特徴とする請求項５または６に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項８】
前記上ノズルより前記ウエハの径方向外方側に向けて洗浄液を吐出する工程では、ウエハ表面からみて１０度ないし２０度の方向から前記洗浄液が吐出されることを特徴とする請求項５ないし７の何れか一項に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項９】
ウエハを基板保持部に保持して、回転させながらウエハの表面及び裏面のベベル部に洗浄液を供給してウエハを洗浄する洗浄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、
前記コンピュータプログラムは、請求項１ないし８の何れか一項に記載のウエハの洗浄方法を実行するようにステップ群が構成されていることを特徴とする記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１０−１１８５１９（Ｐ２０１０−１１８５１９Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９１０４３（Ｐ２００８−２９１０４３）
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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