JP4185710B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー工程において、半導体基板に対し現像処理を行うための基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造のフォトリソグラフィー工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）の表面にフォトレジストを塗布し、レジスト上にマスクパターンを露光し、これを現像してウェハ表面にレジストパターンを形成している。
【０００３】
このようなフォトリソグラフィー工程において、現像処理は例えばパドル式やディップ式等の方法により行っている。例えば、パドル式はウェハに現像液を供給し、一方、ディップ式は現像液中にウェハを浸漬させて現像処理を進行させ、その後はそれぞれ、純水等を用いた洗浄液としてのリンス液をウェハ上に供給して現像液を洗い流している。そして最後に、ウェハからリンス液を除去するために、エアブローやウェハの回転等を行うことにより乾燥処理を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年における半導体デバイスの微細化はより一層進行しており、微細かつ高アスペクト比のレジストパターンが出現している。このようなレジストパターンの微細及び高アスペクト比のため、例えば、上記乾燥処理においてリンス液が各パターン間から抜け出る際に、当該リンス液の表面張力によりパターン間に引力が生じることによる、いわゆる「パターン倒れ」の問題が発生している。かかる問題の対策としては、例えばリンス液中に界面活性剤を混入してリンス液の表面張力を低下させる手法がある。この手法においてリンス液が基板上に均一に供給されることが要求されるが、現像液に対してリンス液が均一に置換して行かないという問題がある。
【０００５】
また、例えば界面活性剤にパーティクル等の不純物が含まれている場合には、この界面活性剤が含まれたリンス液が基板上に供給されると製品不良が発生するおそれがある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、現像液等の処理液を洗い流す際に基板上に均一にリンス液を供給することができ、しかも、処理液中に例えばレジストの不溶解物が含まれている場合、あるいはリンス液中に不純物が含まれている場合であっても、それらの不純物が基板に付着することを防止できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る基板処理装置は、基板上に処理液を供給する手段と、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を前記処理液が供給された基板上に吐出する長尺形状のノズルと、前記ノズルを、その長手方向とほぼ直交する方向に少なくとも基板上で水平方向に移動させる機構とを具備し、この移動機構によりノズルを移動させると共に、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出する。
【０００８】
本発明では、処理液が供給された基板上に、表面張力を低下させたリンス液を長尺形状のノズルにより吐出しているので、基板上に均一にリンス液を拡散させることができ、パターン倒れを防止することができる。ここで処理液とは、例えば現像液があげられるが、現像液が基板上に供給された後に基板上に供給される純水も含む概念である。この場合、現像液が純水に置換された後に、本発明のリンス液を基板上に供給して純水に対して均一に置換することができる。また、第１の処理剤は非イオン性界面活性剤を用いることができる。処理液をリンス液に徐々に置換しながら基板の全面に均一にリンス液を供給することができる。ノズルを基板上の処理液から離してリンス液を吐出する場合に比べ、リンス液の吐出による基板へのインパクトを低減させることができるので、パターン倒れを効果的に防止できる。また、ノズルを処理液に接触させながら基板上で移動させることで、処理液をある程度ノズルで掻き分けて除去しながらリンス液に置換させることができるので、置換を効率良く行うことができる。
【０００９】
本発明の一の形態は、前記リンス液は、前記処理液及びリンス液中に存在する不純物を分散させる第２の処理剤をさらに含む。従来では不純物が含まれたリンス液が基板上に供給された場合、その不純物同士が集結してレジストパターンに付着する可能性が高くなっていた。しかし本発明によれば、第２の処理剤により不純物を拡散させることができるのでリンス液が基板から流れる際に不純物を同時に流すことができ、問題はない。ここで、第２の処理剤としては陰イオン性界面活性剤を用いることができる。
【００１０】
本発明の一の形態は、ノズルの長さを、基板の直径とほぼ同じか、または基板の直径より長いものを用いることでさらに均一なリンス液な供給が行える。リンス液の吐出量は、１枚の基板につき４０ｍｌ〜５００ｍｌであることが好ましい。５００ｍｌを超えるとそのリンス液の吐出時に流速が増加する場合があり、逆にパターン倒れが発生しやすくなるからであり、４０ｍｌより少ないと基板全面に均一に供給できない可能性があるからである。より好ましくは１００ｍｌ〜２００ｍｌである。
【００１１】
本発明の一の形態は、前記ノズルを、基板面から０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの高さ位置に配置させることが好ましい。０．５ｍｍより低い範囲ではノズルと基板面との接触を防止する制御が困難となるからであり、約２ｍｍの高さで基板上に処理液が盛られているので２ｍｍより低い位置で確実に処理液を除去するためである。
【００１２】
さらに、このようなノズルの高さとすることで、ノズルがリンス液を吐出している間、リンス液が既に基板上に供給された分と現に吐出されているリンス液とが連続的かつ一体的になり、インパクトをほとんど生じさせることはない。
【００１３】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、該ノズルの移動方向側であって前記基板上の処理液に接する下端部から上方にかけて形成された直角形状部と、ノズルの移動方向と反対側であって前記下端部から上方にかけて形成された曲線形状部とを有する。本発明では、ノズルを処理液に接触させて移動させる場合に、移動方向側に形成された直角形状部で処理液を掻き分けて除去する作用を促進させることができ、かつ、移動方向と反対側に形成された曲線形状部により、吐出しているリンス液を均一にならす作用を促進させることができる。
【００１４】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、該ノズルの移動方向斜めに向けてリンス液を吐出する手段を具備する。これにより、基板上の処理液をノズルの移動方向に押しのけて除去するような作用があるので、効果的にリンス液に置換できる。
【００１５】
本発明の一の形態は、前記ノズルを基板面と平行な面内で回転させる機構をさらに具備し、前記回転機構によりノズルを回転させながらリンス液を吐出する。例えばノズルの長さが基板の直径とほぼ同じである場合、ノズルを１８０°以上回転させればリンス液を基板の全面に均一に供給することができる。
【００１６】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、その中央部から一端部までにおけるリンス液の吐出方向と、中央部から他端部までにおけるリンス液の吐出方向とが、該ノズルの回転方向斜めに向くように形成されている。これにより、例えばノズルの中央部を中心に回転させながらリンス液を吐出する場合に、回転方向に向くようにリンス液を吐出することができるため、基板上の処理液をノズルの移動方向に押しのけて除去するような作用がはたらき、効果的にリンス液に置換できる。
【００１７】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、該ノズルの中央部から端部にかけて徐々に基板の外側に向くようにリンス液を吐出する手段を具備する。これにより、基板の中央部から周縁部に向けて処理液を拡散させるように除去でき、均一にリンス液を供給することができる。また、該ノズルの中央部から端部にかけて徐々に吐出量が少なくなるようにリンス液を吐出するようにすれば、リンス液が基板中央部から周縁部にかけて流れるようになるので、処理液を効率良く除去でき基板全面に均一にリンス液を供給することができる。
【００１８】
本発明の第２の観点に係る基板処理装置は、基板を回転可能に保持する回転保持部と、この回転保持部に保持された基板上に処理液を供給する手段と、処理液が供給され前記回転保持部により回転している基板上に、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を吐出する長尺形状のノズルとを具備し、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出する。
【００１９】
本発明では、処理液が供給された基板上に、表面張力を低下させたリンス液を長尺形状のノズルにより吐出しているので、基板上に均一にリンス液を拡散させることができ、パターン倒れを防止することができる。特に、例えば静止させた長尺形状のノズルに対し基板を回転させながらリンス液の吐出を行っているので、基板全面に均一にリンス液を吐出することができる。ノズルを処理液に接触させながら基板上で移動させることで、処理液をある程度ノズルで掻き分けて除去しながらリンス液に置換させることができるので、置換を効率良く行うことができる。ノズルの長さは、基板の直径とほぼ同じか、または基板の直径より短いものを用いることが好ましい。ノズルの長さが基板の直径とほぼ同じであれば、基板を１８０°以上回転させれば基板全面に供給することができ、また、例えば基板の半径とほぼ同じ長さであれば基板を１回転以上回転させれば基板全面に供給することができる。
【００２０】
本発明の一の形態は、前記基板の回転数は、５００ｒｐｍ以下である。このように比較的低い回転数とすることでパターン倒れを防止することができる。より好ましくは、１００ｒｐｍ以下である。
【００２１】
前記ノズルは、その長さが基板の直径とほぼ同じである場合には、その中央部から一端部までにおけるリンス液の吐出方向と、中央部から他端部までにおけるリンス液の吐出方向とが、該ノズルの基板に対する相対的な回転方向斜めに向くように形成されている。これにより、当該相対的なノズルの回転方向に向くようにリンス液を吐出することができるため、基板上の処理液をノズルの移動方向に押しのけて除去するような作用がはたらき、効果的にリンス液に置換できる。
【００２２】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、その長さが基板の半径とほぼ同じである場合には、該ノズルは、基板上で基板中心部から周縁部にかけて徐々に吐出量が少なくなるようにリンス液を吐出する手段を具備する。これにより、基板の中央部から周縁部に向けて処理液を流すように除去でき、均一にリンス液を供給することができる。
【００２３】
本発明の第１の観点に係る基板処理方法は、基板上に処理液を供給する工程と、処理液が供給された基板上で長尺形状のノズルを移動させながら、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を前記ノズルから吐出する工程とを具備し、前記リンス液を前記ノズルから吐出する工程では、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出する。
【００２４】
本発明では、処理液が供給された基板上に、表面張力を低下させたリンス液を長尺形状のノズルにより吐出しているので、基板上に均一にリンス液を拡散させることができ、パターン倒れを防止することができる。ノズルを処理液に接触させながら基板上で移動させることで、処理液をある程度ノズルで掻き分けて除去しながらリンス液に置換させることができるので、置換を効率良く行うことができる。
【００２５】
本発明の第２の観点に係る基板処理方法は、基板上に処理液を供給する工程と、処理液が供給された基板を回転させながら、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を長尺形状のノズルにより該基板上に吐出する工程とを具備し、前記リンス液を長尺形状のノズルにより該基板上に吐出する工程では、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出する。
【００２６】
本発明では、例えば静止させた長尺形状のノズルに対し基板を回転させながらリンス液の吐出を行っているので、基板全面に均一にリンス液を吐出することができる。ノズルを処理液に接触させながら基板上で移動させることで、処理液をある程度ノズルで掻き分けて除去しながらリンス液に置換させることができるので、置換を効率良く行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る塗布現像処理装置の全体構成を示す図であって、図１は平面図、図２及び図３は正面図及び背面図である。
【００２８】
この塗布現像処理装置１は、半導体ウェハＷをウェハカセットＣＲで複数枚たとえば２５枚単位で外部から装置１に搬入し又は装置１から搬出したり、ウェハカセットＣＲに対してウェハＷを搬入・搬出したりするためのカセットステーション１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつウェハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置してなる処理ステーション１２と、この処理ステーション１２と隣接して設けられる露光装置１００との間でウェハＷを受け渡しするためのインターフェース部１４とを一体に接続した構成を有している。
【００２９】
カセットステーション１０では、図１に示すように、カセット載置台２０上の突起２０ａの位置に複数、例えば５個のウェハカセットＣＲがそれぞれのウェハ出入口を処理ステーション１２側に向けてＸ方向一列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）およびウェハカセットＣＲ内に収納されたウェハのウェハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウェハ搬送体２２が各ウェハカセットＣＲに選択的にアクセスするようになっている。さらに、このウェハ搬送体２２は、θ方向に回転可能に構成されており、図３に示すように後述する多段構成とされた第３の処理ユニット部Ｇ３に属する熱処理系ユニットにもアクセスできるようになっている。
【００３０】
図１に示すように処理ステーション１２は、装置背面側（図中上方）において、カセットステーション１０側から第３の処理ユニット部Ｇ３、第４の処理ユニット部Ｇ４及び第５の処理ユニット部Ｇ５がそれぞれ配置され、これら第３の処理ユニット部Ｇ３と第４の処理ユニット部Ｇ４との間には、第１の主ウェハ搬送装置Ａ１が設けられている。この第１の主ウェハ搬送装置Ａ１は、この第１の主ウェハ搬送体１６が第１の処理ユニット部Ｇ１、第３の処理ユニット部Ｇ３及び第４の処理ユニット部Ｇ４等に選択的にアクセスできるように設置されている。また、第４の処理ユニット部Ｇ４と第５の処理ユニット部Ｇ５との間には第２の主ウェハ搬送装置Ａ２が設けられ、第２の主ウェハ搬送装置Ａ２は、第１と同様に、第２の主ウェハ搬送体１７が第２の処理ユニット部Ｇ２、第４の処理ユニット部Ｇ４及び第５の処理ユニット部Ｇ５等に選択的にアクセスできるように設置されている。
【００３１】
また、第１の主ウェハ搬送装置Ａ１の背面側には熱処理ユニットが設置されており、例えばウェハＷを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット（ＡＤ）１１０、ウェハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）１１３が図３に示すように多段に重ねられている。なお、アドヒージョンユニット（ＡＤ）はウェハＷを温調する機構を更に有する構成としてもよい。第２の主ウェハ搬送装置Ａ２の背面側には、ウェハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置（ＷＥＥ）１２０、ウェハＷに塗布されたレジスト膜厚を検査する膜厚検査装置１１９及びレジストパターンの線幅を検査する線幅検査装置１１８が多段に設けられている。これら膜厚検査装置１１９及び線幅検査装置１１８は、このように塗布現像処理装置１内に設けなくても装置外に設けるようにしてよい。また、第２の主ウェハ搬送装置Ａ２の背面側は、第１の主ウェハ搬送装置Ａ１の背面側と同様に熱処理ユニット（ＨＰ）１１３が配置構成される場合もある。
【００３２】
図３に示すように、第３の処理ユニット部Ｇ３では、ウェハＷを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えばウェハＷに所定の加熱処理を施す高温度加熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）、ウェハＷに精度の良い温度管理化で冷却処理を施す冷却処理ユニット（ＣＰＬ）、ウェハ搬送体２２から主ウェハ搬送体１６へのウェハＷの受け渡し部となるトランジションユニット（ＴＲＳ）、上下２段にそれぞれ受け渡し部と冷却部とに分かれて配設された受け渡し・冷却処理ユニット（ＴＣＰ）が上から順に例えば１０段に重ねられている。なお、第３の処理ユニット部Ｇ３において、本実施形態では下から３段目はスペアの空間として設けられている。第４の処理ユニット部Ｇ４でも、例えばポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）、ウェハ受け渡し部となるトランジションユニット(ＴＲＳ)、レジスト膜形成後のウェハＷに加熱処理を施すプリベーキングユニット（ＰＡＢ）、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）が上から順に例えば１０段に重ねられている。更に第５の処理ユニット部Ｇ５でも、例えば、熱的処理手段として、露光後のウェハＷに加熱処理を施すためのポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）、ウェハＷの受け渡し部となるトランジションユニット(ＴＲＳ)が例えば上から順に１０段に重ねられている。
【００３３】
加熱処理系のユニットは、例えば図１の第４の処理ユニット部Ｇ４に示すように、ウェハＷを温調するための温調プレートＣが正面側に配置され、ウェハＷを加熱するための加熱プレートＨが背面側に配置されている。
【００３４】
図１において処理ステーション１２の装置正面側（図中下方）には、第１の処理ユニット部Ｇ１と第２の処理ユニット部Ｇ２とがＹ方向に併設されている。この第１の処理ユニット部Ｇ１とカセットステーション１０との間及び第２の処理ユニット部Ｇ２とインターフェース部１４との間には、各処理ユニット部Ｇ１及びＧ２で供給する処理液の温調に使用される液温調ポンプ２４，２５がそれぞれ設けられており、更に、この塗布現像処理装置１外に設けられた図示しない空調器からの清浄な空気を各処理ユニット部Ｇ１〜Ｇ５内部に供給するためのダクト３１、３２が設けられている。
【００３５】
図２に示すように、第１の処理ユニット部Ｇ１では、カップＣＰ内でウェハＷをスピンチャックに載せて所定の処理を行う５台のスピナ型処理ユニット、例えば、レジスト膜形成部としてのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）が３段及び露光時の光の反射を防止するために反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）が２段、下方から順に５段に重ねられている。また第２の処理ユニット部Ｇ２でも同様に、５台のスピナ型処理ユニット、例えば現像処理部としての現像処理ユニット（ＤＥＶ）が５段に重ねられている。レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）ではレジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であることから、このように下段に配置するのが好ましい。しかし、必要に応じて上段に配置することも可能である。
【００３６】
また、第１及び第２の処理ユニット部Ｇ１及びＧ２の最下段には、各処理ユニット部Ｇ１及びＧ２に上述した所定の処理液を供給するケミカル室（ＣＨＭ）２６，２８がそれぞれ設けられている。
【００３７】
インターフェース部１４の正面部には可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、中央部にはウェハ搬送体２７が設けられている。このウェハ搬送体２７は、Ｘ，Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲにアクセスするようになっている。また、ウェハ搬送体２７は、θ方向に回転可能に構成され、第５の処理ユニット部Ｇ５にもアクセスできるようになっている。更に、図３に示すようにインターフェース部１４の背面部には、高精度冷却処理ユニット（ＣＰＬ）が複数設けられ、例えば上下２段とされている。ウェハ搬送体２７はこの冷却処理ユニット（ＣＰＬ）にもアクセス可能になっている。
【００３８】
次に、本発明に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）について詳細に説明する。図４及び図５は、本発明の一実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）を示す平面図及び断面図である。
【００３９】
このユニットでは、筐体４１の上方に清浄空気を筐体４１内に供給するためのファン・フィルタユニットＦが取り付けられている。そして下方においては筐体４１のＹ方向の幅より小さいユニット底板５１の中央付近に環状のカップＣＰが配設され、その内側にスピンチャック４２が配置されている。このスピンチャック４２は真空吸着によってウェハＷを固定保持した状態で、モータ４３の回転駆動力で回転するように構成されている。
【００４０】
カップＣＰの中には、ウェハＷを受け渡しする際のピン４８がエアシリンダ等の駆動装置４７により昇降可能に設けられている。これにより、開閉可能に設けられたシャッタ５２が開いている間に、開口部４１ａを介して主ウェハ搬送体１７との間でウェハの受け渡しが可能となる。またカップＣＰ底部には、廃液用のドレイン口４５が設けられている。このドレイン口４５に廃液管３３が接続され、この廃液管３３はユニット底板５１と筐体４１との間の空間Ｎを利用して下方の図示しない廃液口へ通じている。
【００４１】
ウェハＷの表面に現像液を供給するための現像液ノズル５３は、例えばウェハＷの直径とほぼ同一の長さの長尺状に形成されており、供給管３４を介してケミカル室（ＣＨＭ）２７（図２）内の現像液タンク（図示せず）に接続されている。現像液ノズル５３は、ノズルスキャンアーム３６のノズル保持部材６０に着脱自在とされている。ノズルスキャンアーム３６は、ユニット底板５１の上に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール４４上で水平移動可能な垂直支持部材４９の上端部に取り付けられており、例えばベルト駆動機構によって垂直支持部材４９と一体にＹ方向に移動するようになっている。これにより、現像液ノズル５３は現像液の供給時以外はカップＣＰの外側に配設された現像液ノズルバス４６で待機するようになっており、現像液の供給時にはウェハＷ上まで移送されるようになっている。なお、現像液ノズル５３は、その下端部に例えば複数の吐出孔（図示せず）が形成されており、これら複数の吐出孔から現像液が吐出されるようになっている。
【００４２】
さらにカップＣＰの側方には、例えば上記ガイドレール４４と平行してリンスノズル用のガイドレール１４４が敷設されている。このガイドレール１４４には垂直支持体１４９が例えばベルト駆動機構によりＹ方向に移動可能に設置されている。この垂直支持体１４９の上部にはモータ７８が取り付けられており、例えばボールネジ機構によりリンスノズルアーム１３６がＸ方向に移動可能に取り付けられている。そしてリンスノズルアーム１３６にはノズル保持部材１６０を介してリンスノズル１５３が取り付けられている。
【００４３】
また、リンスノズルアーム１３６は例えばエアシリンダ機構を有している垂直支持体１４９により上下方向（Ｚ方向）に例えば移動可能に構成されており、これによりリンスノズル１５３の高さが調節されるようになっている。具体的には、スピンチャック４２により保持されたウェハＷに対する高さが調節できるようになっている。以上のリンスノズル１５３を移動させるＸ−Ｙ−Ｚ移動機構は、移動機構コントローラ４０によりその移動が制御されるようになっており、これによりリンスノズル１５３が待機するリンスノズルバス１４６とカップＣＰ内に収容されたウェハＷとの間で移動できるようになっている。そしてこのリンスノズル１５３からウェハ上にリンス液を吐出することでウェハ上の現像液を洗い流すようになっている。なお、図５ではリンスノズル１５３を省略している。
【００４４】
図６及び図７は、第１の実施形態に係るリンスノズル１５３の下方からの斜視図である。リンスノズル１５３は現像液ノズル５３と同様に長尺形状を有しており、その下部には、図６に示すように供給管６３から供給されるリンス液をウェハＷ上に吐出するためのスリット状の吐出口６４が形成されている。また、図７は別の実施形態に係るリンスノズルであり、同様に供給管６３から供給されるリンス液をウェハ上に吐出するための孔６６が複数形成されている。
【００４５】
図８はリンス液を供給するための供給機構の概略的な構成図である。
【００４６】
純水が貯留されている純水タンク３７には第１供給配管６１が接続されており、また、純水の表面張力を低下させる例えば界面活性剤が貯留されている界面活性剤タンク３８には第２供給配管６２が接続されている。本実施形態では界面活性剤として、例えば非イオン性界面活性剤を用いている。供給配管６１及び６２は、例えばスタティックミキサ５６に接続され、スタティックミキサ５６は供給管６３を介して上記リンスノズル１５３に接続されている。第１供給配管６１には、純水タンク３７とスタティックミキサ５６との間に第１ベローズポンプ５４が接続されており、この第１ベローズポンプ５４の作動により純水がスタティックミキサ５６へ供給されるようになっている。また、第２供給配管６２には、界面活性剤タンク３８とスタティックミキサ５６との間に第２ベローズポンプ５５が接続されており、この第２ベローズポンプ５５の作動によりスタティックミキサ５６へ界面活性剤が供給されるようになっている。第１及び第２ベローズポンプ３７，３８は制御部６５によりその作動量が制御されるようになっている。スタティックミキサ５６により純水と界面活性剤が混合されることで当該純水の表面張力より低い表面張力を有する所定の濃度のリンス液が作成され、このリンス液が供給管６３を介してリンスノズル１５３へ供給されるようになっている。
【００４７】
次に、以上のように構成された塗布現像処理装置１における処理工程の一例について説明する。
【００４８】
まず、カセットステーション１０において、ウェハ搬送体２２がカセット載置台２０上の処理前のウェハＷを収容しているカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣＲから１枚のウェハＷを取り出す。ウェハＷは受け渡し・冷却処理ユニット（ＴＣＰ）を介して第１の主搬送装置Ａ１に受け渡され、例えばアドヒージョンユニット(ＡＤ)１１０に搬入され疎水化処理が行われる。次に、例えばボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）へ搬送され、ここで露光時においてウェハからの露光光の反射を防止するために反射防止膜が形成される場合もある。
【００４９】
次に、ウェハＷは、そしてウェハＷは、レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に搬入され、レジスト膜が形成される。レジスト膜が形成されると、第１の主搬送装置Ａ１によりウェハＷはプリベーキングユニット（ＰＡＢ）に搬送される。ここでは先ず、温調プレートＣにウェハＷが載置され、ウェハＷは温調されながら加熱プレートＨ側へ移動され、加熱プレートＨに載置されて加熱処理される。加熱処理が行われた後、ウェハＷは再び温調プレートＣを介して第１の主搬送装置Ａ１に受け渡される。その後ウェハＷは冷却処理ユニット（ＣＰＬ）で所定の温度で冷却処理される。
【００５０】
次に、ウェハＷは第２の主搬送装置Ａ２により取り出され、膜厚検査装置１１９へ搬送されレジスト膜厚の測定が行われる場合もある。そしてウェハＷは、第５の処理ユニット部Ｇ５におけるトランジションユニット(ＴＲＳ)及びインターフェース部１４を介して露光装置１００に受け渡されここで露光処理される。露光処理が終了すると、ウェハＷはインターフェース部１４及び第５の処理ユニット部Ｇ５におけるトランジションユニット(ＴＲＳ)を介して第２の主搬送装置Ａ２に受け渡された後、ポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）に搬送され、温調及び加熱処理が行われる。露光処理終了後、ウェハＷはインターフェース部１４において一旦バッファカセットＢＲに収容される場合もある。
【００５１】
そしてウェハＷは現像処理ユニット（ＤＥＶ）に搬送され現像処理が行われる。この現像処理後は、所定の加熱処理（ポストベーキング）が行われることもある。現像処理終了後、ウェハＷはクーリングユニット（ＣＯＬ）で所定の冷却処理が行われ、エクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットＣＲに戻される。
【００５２】
次に、現像処理ユニット（ＤＥＶ）の動作について説明する。
【００５３】
まず、図９（ａ），（ｂ）に示すように、現像液ノズル５３が静止したウェハＷ上を矢印Ａで示す方向に移動しながら現像液を吐出し、ウェハＷ上に現像液が盛られる。そして、現像液がウェハ全面に盛られた状態のまま所定の時間例えば６０秒間の現像処理が行われる。次に、図１０（ａ）に示すように、リンスノズル１５３をウェハＷの周縁部より外の所定の位置に配置させる。このときのリンスノズル１５３の下端部とウェハＷの表面との距離ｔは、ウェハ上に盛られた現像液５０の厚さより小さくなるような位置に配置させている。そして、この距離ｔを維持しつつ、図９（ａ）に示した現像液ノズル５３の移動と同様にウェハ上を移動させながら図１０（ｂ）に示すようにリンス液を吐出していく。この場合、
このように、リンスノズル１５３を現像液５０に接触させながら移動させることで、リンスノズル１５３をウェハ上の現像液から離してリンス液を吐出する場合に比べ、リンス液の吐出によるウェハへのインパクトを低減させることができるので、パターン倒れを効果的に防止できる。また、リンスノズル１５３を現像液に接触させながら移動させることで、現像液をある程度ノズル１５３で掻き分けて除去しながらリンス液に置換させることができるので、置換を効率良く行うことができる。この場合、距離ｔは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。０．５ｍｍより低い範囲ではノズル１５３とウェハ面との接触を防止する制御が困難となるからであり、約２ｍｍの高さでウェハ上に現像液が盛られているので２ｍｍより低い位置で確実に現像液を除去するためである。
【００５４】
さらにこのようなリンスノズル１５３の高さにより、ノズル１５３がリンス液を吐出している間、リンス液が既にウェハ上に供給された分と現に吐出されているリンス液とが連続的かつ一体的になり、インパクトをほとんど生じさせることはない。
【００５５】
また、リンス液の吐出量は、１枚の基板につき４０ｍｌ〜５００ｍｌであることが好ましい。５００ｍｌを超えるとリンス液の吐出時の流速が増加する場合があり、逆にパターン倒れが発生しやすくなるからであり、４０ｍｌより少ないとウェハ全面に均一に供給できない可能性があるからである。リンスノズル１５３の移動はウェハ上を往復させて、所定量のリンス液を供給するようにしてもよい。
【００５６】
以上のようにしてリンス液がウェハ上の全面に供給された後、ウェハＷを回転させて遠心力でリンス液を振り切りウェハを乾燥させる。リンス液は表面張力が低下したものを用いているので、このように振り切り乾燥処理を行ってもパターン倒れを発生させることはない。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、表面張力を低下させたリンス液を、ウェハＷの直径とほぼ同じ長さを有する長尺形状のリンスノズル１５３により吐出しているので、基板上に均一にリンス液を拡散させることができ、パターン倒れを防止することができる。リンスノズル１５３の長さは、ウェハＷの直径より長いものであってももちろんかまわない。
【００５８】
図１１は、リンス液供給機構の他の実施形態を示す構成図である。なお、図１１において、図８における構成要素と同一のものについては同一の符号を付すものとし、その説明を省略する。
【００５９】
このリンス液供給機構は、分散剤を貯留する分散剤タンク６７をさらに有しており、この分散剤タンク６７には第３供給配管５９が接続されている。第３供給配管５９はスタティックミキサ５６に接続され、分散剤タンク６７とスタティックミキサ５６との間には第３ベローズポンプ５８が設けられている。分散剤タンク６７に貯留されている分散剤は、例えば陰イオン性界面活性剤を使用している。そして制御部６５により第３ベローズポンプ５８の作動が制御されることで、純水と界面活性剤との混合液にさらに分散剤が混合されてリンス液が作成されるようになっている。
【００６０】
これにより、従来ではパーティクル等の不純物が含まれたリンス液がウェハ上に供給された場合、その不純物同士が集結してレジストパターンに付着する可能性が高くなっていた。しかし本実施形態によれば、分散剤により不純物を拡散させることができるので、振り切り乾燥処理でリンス液がウェハから流れる際に不純物を同時に流すことができ問題はない。
【００６１】
図１２及び図１３は、リンスノズルの第２の実施形態を示す拡大断面図である。
【００６２】
図１２に示すリンスノズル７５Ａは、リンス液と吐出する吐出部７０の下端部が、ノズル７５Ａの矢印Ｅで示す移動方向側７０ａが直角形状に形成されるとともに、一方、ノズル７５Ａの移動方向と反対側７０ｂが曲線形状に形成されている。符号７０ｃはリンス液の流路である。このような形状とすることにより、ノズル７５Ａを現像液５０に接触させて移動させる場合に、直角形状部７０ａで現像液５０を掻き分けて除去する作用を促進させることができ、かつ、曲線形状部７０ｂにより吐出しているリンス液５７を均一にならす作用を促進させることができる。
【００６３】
図１３に示すリンスノズル７５Ｂは、その吐出流路７０ｄがウェハＷの面に対して、ノズル７５Ｂの移動方向（矢印Ｅ）斜めに形成されている。これにより、ウェハ上の現像液５０をノズルの移動方向に押しのけて除去するような作用があるので、効果的にリンス液５７に置換できる。
【００６４】
なお、これらリンスノズル７５Ａ，７５Ｂの吐出流路７０ｃ，７０ｄは、図６または図７に示すように複数であってもスリット状であってもよい。
【００６５】
次に、図１４及び図１５を参照してウェハＷを回転させながらリンス液を吐出する場合について説明する。
【００６６】
図１４では、ウェハＷの直径とほぼ同じ長さを有するリンスノズル１５３ＡをウェハＷの中心部で静止させた状態で、ウェハＷを回転させながらリンス液を吐出する。これにより、ウェハＷを１８０°以上回転させればリンス液５７をウェハＷの全面に均一に供給することができる。その結果、リンス液をウェハＷの外側に吐出することはなくなるので上記実施形態のようにノズルを移動させる場合に比べ、リンス液の使用量を削減できる。
【００６７】
また、図１５では、ウェハＷの半径とほぼ同じ長さを有するリンスノズル１５３Ｂを、その一端がウェハＷ上の中心部に位置するように配置させて静止させ、ウェハＷを回転させながらリンス液を吐出する。これにより、ウェハＷを３６０°以上回転させればリンス液５７をウェハＷの全面に均一に供給することができる。この場合も同様に、リンス液をウェハＷの外側に吐出することはなくなるので上記実施形態のようにノズルを移動させる場合に比べ、リンス液の使用量を削減できるとともに、ノズル１５３Ｂを短く形成でき製造コストを削減できる。
【００６８】
さらに、図１４及び図１５に示す実施形態において、ウェハＷの回転数は５００ｒｐｍ以下としている。このように比較的低い回転数とすることでウェハＷが回転により受ける衝撃を可及的に少なくできパターン倒れを防止することができる。この場合、より好ましくは、１００ｒｐｍ以下である。
【００６９】
次に、図１６を参照してリンスノズルの第３の実施形態について説明する。本実施形態では、図１４で示した場合と同様にウェハを回転させながら静止させたリンスノズル８０によりリンス液を吐出している。このリンスノズル８０の吐出流路は例えば図１３で示した斜めの流路７０ｄを有している。そしてノズル８０の中央部から一端部８０ａまでにおけるリンス液の吐出方向Ｄ１と、中央部から他端部８０ｂまでにおけるリンス液の吐出方向Ｄ２とが矢印で示すように逆向きになっている。これは、ウェハＷの回転方向が矢印Ｒの方向である場合にノズル８０のウェハＷに対する相対的な回転方向に向くようにリンス液を吐出するためである。これにより、ウェハ上の現像液をノズル８０の移動方向に押しのけて除去するような作用がはたらき、効果的にリンス液に置換できる。
【００７０】
次に、リンスノズルの第４の実施形態について説明する。図１７はリンスノズルを下から見た図であり、図１７（ａ）に示すリンスノズルはその複数の吐出孔６６が、ノズル中央部から端部にかけて徐々に径が小さくなるように形成されている。また、図１７（ｂ）に示すリンスノズルはその複数の吐出孔６６同士のピッチが、ノズル中央部から端部にかけて徐々に大きくなるように形成されている。これらのようなリンスノズルでリンス液を吐出することで、ウェハの周縁部より中央部で吐出されるリンス液の流量が多くなり、ウェハ中央部から周縁部にかけて流れるようになるので、現像液を効率良く除去できウェハ全面に均一にリンス液を供給することができる。これらのノズルは、図１４に示したウェハを回転させながらリンス液の吐出を行う場合に用いると特に有効である。
【００７１】
図１８はリンスノズルの第５の実施形態を示す正面図である。図１８（ａ）に示すリンスノズルは、リンス液と吐出する複数の吐出孔６８が、ノズルの中央部から端部にかけて徐々にウェハＷの外側に向くように形成されている。また、図１８（ｂ）に示すリンスノズルの長さはウェハＷの半径とほぼ同じ長さを有しており、その複数の吐出孔６８がウェハＷ上でウェハ中央部から周縁部にかけて徐々にウェハＷの外側に向くように形成されている。これらのようなリンスノズルで、リンス液を吐出することでウェハの中央部から周縁部に向けて処理液を拡散させるように除去でき、均一にリンス液を供給することができる。これらのノズルは、図１４に示したウェハを回転させながらリンス液の吐出を行う場合に用いると特に有効である。
【００７２】
本発明は以上説明した実施形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００７３】
上記実施形態では現像液が供給されたウェハ上に表面張力を低下させたリンス液を供給していたが、例えば現像液を純水に置換した後、その純水に表面張力を低下させたリンス液を供給して純水を当該リンス液に置換するようにしてもよい。
【００７４】
また、図１３に示すリンスノズルは吐出流路７０ｄをウェハに対し斜めにしたが、リンスノズル図１２に示すリンスノズル自体をそのまま斜めに傾けた状態でリンス液を吐出するようにしてもかまわない。
【００７５】
また、図１４及び図１５で示す実施形態においてウェハを回転させながらリンス液を吐出するものとしたが、リンスノズル１５３Ａ，１５３Ｂに回転機構を設けこのノズル１５３Ａ，１５３Ｂをウェハの面と平行な面内で回転させるようにしてもよい。
【００７６】
また、リンス液に使用される純水の温度を調整することも可能である。この場合、例えば純水の温度を５０℃〜６０℃に維持すことが好ましい。このように純水の温度を比較的高い温度とすることにより純水の表面張力を低下させることができ、その結果リンス液の表面張力を低下させることができる。従って界面活性剤を添加する量を減らすことができる。上限を６０℃としたのは６０℃を超えるとウェハ上のレジストが溶けるおそれがあるからである。
【００７７】
また、上記実施形態ではリンスノズルをウェハ上の現像液に接触させながら移動させるようにしたが、例えばパターン倒れが起こらないアスペクト比が低いレジストを処理対象とするときは、リンスノズルと現像液とを離してリンス液を吐出することもできる。
【００７８】
さらに、上記実施形態では基板として半導体ウェハを用いたが、これに限らず液晶デバイスに使用されるガラス基板であってもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像液等の処理液を洗い流す際に基板上に均一にリンス液を供給することができる。しかも、分散剤をリンス液に添加することで処理液やリンス液に不純物が含まれている場合であってもその不純物が基板に付着することを防止でき、製品不良を発生させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される塗布現像処理装置の平面図である。
【図２】図１に示す塗布現像処理装置の正面図である。
【図３】図１に示す塗布現像処理装置の背面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る現像処理ユニットの平面図である。
【図５】図５に示す現像処理ユニットの断面図である。
【図６】第１の実施形態に係るリンスノズルを示す下からの斜視図である。
【図７】図６におけるリンスノズルの他の例を示す下からの斜視図である。
【図８】一実施形態に係るリンス液供給機構の構成図である。
【図９】現像処理において現像液を供給する際の動作を示す図である。
【図１０】同じく現像処理においてリンス液を供給する際の動作を示す図である。
【図１１】他の実施形態に係るリンス液供給機構を示す構成図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るリンスノズルの拡大図である。
【図１３】図１２に示すリンスノズルの他の例を示す拡大図である。
【図１４】基板を回転させながらリンス液を吐出する実施形態に係る斜視図である。
【図１５】同じく基板を回転させながらリンス液を吐出する実施形態に係る斜視図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係るリンスノズルを説明するための平面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係るリンスノズルの下からの平面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係るリンスノズルの正面図である。
【符号の説明】
Ｗ...半導体ウェハ
ｔ…距離
Ｄ１，Ｄ２…吐出方向
３７…純水タンク
３８…界面活性剤タンク
４０…移動機構コントローラ
４２…スピンチャック
４３…モータ
５０…現像液
５３…現像液ノズル
５４，５５，５８…ベローズポンプ
５６…スタティックミキサ
５７…リンス液
６４…吐出口
６５…制御部
６６…吐出孔
６７…分散剤タンク
６８…吐出孔
７０…吐出部
７５Ａ，７５Ｂ，８０，１５３，１５３Ａ，１５３Ｂ…リンスノズル
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー工程において、半導体基板に対し現像処理を行うための基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造のフォトリソグラフィー工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）の表面にフォトレジストを塗布し、レジスト上にマスクパターンを露光し、これを現像してウェハ表面にレジストパターンを形成している。
【０００３】
このようなフォトリソグラフィー工程において、現像処理は例えばパドル式やディップ式等の方法により行っている。例えば、パドル式はウェハに現像液を供給し、一方、ディップ式は現像液中にウェハを浸漬させて現像処理を進行させ、その後はそれぞれ、純水等を用いた洗浄液としてのリンス液をウェハ上に供給して現像液を洗い流している。そして最後に、ウェハからリンス液を除去するために、エアブローやウェハの回転等を行うことにより乾燥処理を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年における半導体デバイスの微細化はより一層進行しており、微細かつ高アスペクト比のレジストパターンが出現している。このようなレジストパターンの微細及び高アスペクト比のため、例えば、上記乾燥処理においてリンス液が各パターン間から抜け出る際に、当該リンス液の表面張力によりパターン間に引力が生じることによる、いわゆる「パターン倒れ」の問題が発生している。かかる問題の対策としては、例えばリンス液中に界面活性剤を混入してリンス液の表面張力を低下させる手法がある。この手法においてリンス液が基板上に均一に供給されることが要求されるが、現像液に対してリンス液が均一に置換して行かないという問題がある。
【０００５】
また、例えば界面活性剤にパーティクル等の不純物が含まれている場合には、この界面活性剤が含まれたリンス液が基板上に供給されると製品不良が発生するおそれがある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、現像液等の処理液を洗い流す際に基板上に均一にリンス液を供給することができ、しかも、処理液中に例えばレジストの不溶解物が含まれている場合、あるいはリンス液中に不純物が含まれている場合であっても、それらの不純物が基板に付着することを防止できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る基板処理装置は、基板上に処理液を供給する手段と、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を前記処理液が供給された基板上に吐出する長尺形状のノズルと、前記ノズルを、その長手方向とほぼ直交する方向に少なくとも基板上で水平方向に移動させる機構とを具備し、この移動機構によりノズルを移動させると共に、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出する。
【０００８】
本発明では、処理液が供給された基板上に、表面張力を低下させたリンス液を長尺形状のノズルにより吐出しているので、基板上に均一にリンス液を拡散させることができ、パターン倒れを防止することができる。ここで処理液とは、例えば現像液があげられるが、現像液が基板上に供給された後に基板上に供給される純水も含む概念である。この場合、現像液が純水に置換された後に、本発明のリンス液を基板上に供給して純水に対して均一に置換することができる。また、第１の処理剤は非イオン性界面活性剤を用いることができる。処理液をリンス液に徐々に置換しながら基板の全面に均一にリンス液を供給することができる。ノズルを基板上の処理液から離してリンス液を吐出する場合に比べ、リンス液の吐出による基板へのインパクトを低減させることができるので、パターン倒れを効果的に防止できる。また、ノズルを処理液に接触させながら基板上で移動させることで、処理液をある程度ノズルで掻き分けて除去しながらリンス液に置換させることができるので、置換を効率良く行うことができる。
【０００９】
本発明の一の形態は、前記リンス液は、前記処理液及びリンス液中に存在する不純物を分散させる第２の処理剤をさらに含む。従来では不純物が含まれたリンス液が基板上に供給された場合、その不純物同士が集結してレジストパターンに付着する可能性が高くなっていた。しかし本発明によれば、第２の処理剤により不純物を拡散させることができるのでリンス液が基板から流れる際に不純物を同時に流すことができ、問題はない。ここで、第２の処理剤としては陰イオン性界面活性剤を用いることができる。
【００１０】
本発明の一の形態は、ノズルの長さを、基板の直径とほぼ同じか、または基板の直径より長いものを用いることでさらに均一なリンス液な供給が行える。リンス液の吐出量は、１枚の基板につき４０ｍｌ〜５００ｍｌであることが好ましい。５００ｍｌを超えるとそのリンス液の吐出時に流速が増加する場合があり、逆にパターン倒れが発生しやすくなるからであり、４０ｍｌより少ないと基板全面に均一に供給できない可能性があるからである。より好ましくは１００ｍｌ〜２００ｍｌである。
【００１１】
本発明の一の形態は、前記ノズルを、基板面から０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの高さ位置に配置させることが好ましい。０．５ｍｍより低い範囲ではノズルと基板面との接触を防止する制御が困難となるからであり、約２ｍｍの高さで基板上に処理液が盛られているので２ｍｍより低い位置で確実に処理液を除去するためである。
【００１２】
さらに、このようなノズルの高さとすることで、ノズルがリンス液を吐出している間、リンス液が既に基板上に供給された分と現に吐出されているリンス液とが連続的かつ一体的になり、インパクトをほとんど生じさせることはない。
【００１３】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、該ノズルの移動方向側であって前記基板上の処理液に接する下端部から上方にかけて形成された直角形状部と、ノズルの移動方向と反対側であって前記下端部から上方にかけて形成された曲線形状部とを有する。本発明では、ノズルを処理液に接触させて移動させる場合に、移動方向側に形成された直角形状部で処理液を掻き分けて除去する作用を促進させることができ、かつ、移動方向と反対側に形成された曲線形状部により、吐出しているリンス液を均一にならす作用を促進させることができる。
【００１４】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、該ノズルの移動方向斜めに向けてリンス液を吐出する手段を具備する。これにより、基板上の処理液をノズルの移動方向に押しのけて除去するような作用があるので、効果的にリンス液に置換できる。
【００１５】
本発明の一の形態は、前記ノズルを基板面と平行な面内で回転させる機構をさらに具備し、前記回転機構によりノズルを回転させながらリンス液を吐出する。例えばノズルの長さが基板の直径とほぼ同じである場合、ノズルを１８０°以上回転させればリンス液を基板の全面に均一に供給することができる。
【００１６】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、その中央部から一端部までにおけるリンス液の吐出方向と、中央部から他端部までにおけるリンス液の吐出方向とが、該ノズルの回転方向斜めに向くように形成されている。これにより、例えばノズルの中央部を中心に回転させながらリンス液を吐出する場合に、回転方向に向くようにリンス液を吐出することができるため、基板上の処理液をノズルの移動方向に押しのけて除去するような作用がはたらき、効果的にリンス液に置換できる。
【００１７】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、該ノズルの中央部から端部にかけて徐々に基板の外側に向くようにリンス液を吐出する手段を具備する。これにより、基板の中央部から周縁部に向けて処理液を拡散させるように除去でき、均一にリンス液を供給することができる。また、該ノズルの中央部から端部にかけて徐々に吐出量が少なくなるようにリンス液を吐出するようにすれば、リンス液が基板中央部から周縁部にかけて流れるようになるので、処理液を効率良く除去でき基板全面に均一にリンス液を供給することができる。
【００１８】
本発明の第２の観点に係る基板処理装置は、基板を回転可能に保持する回転保持部と、この回転保持部に保持された基板上に処理液を供給する手段と、処理液が供給され前記回転保持部により回転している基板上に、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を吐出する長尺形状のノズルとを具備し、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出する。
【００１９】
本発明では、処理液が供給された基板上に、表面張力を低下させたリンス液を長尺形状のノズルにより吐出しているので、基板上に均一にリンス液を拡散させることができ、パターン倒れを防止することができる。特に、例えば静止させた長尺形状のノズルに対し基板を回転させながらリンス液の吐出を行っているので、基板全面に均一にリンス液を吐出することができる。ノズルを処理液に接触させながら基板上で移動させることで、処理液をある程度ノズルで掻き分けて除去しながらリンス液に置換させることができるので、置換を効率良く行うことができる。ノズルの長さは、基板の直径とほぼ同じか、または基板の直径より短いものを用いることが好ましい。ノズルの長さが基板の直径とほぼ同じであれば、基板を１８０°以上回転させれば基板全面に供給することができ、また、例えば基板の半径とほぼ同じ長さであれば基板を１回転以上回転させれば基板全面に供給することができる。
【００２０】
本発明の一の形態は、前記基板の回転数は、５００ｒｐｍ以下である。このように比較的低い回転数とすることでパターン倒れを防止することができる。より好ましくは、１００ｒｐｍ以下である。
【００２１】
前記ノズルは、その長さが基板の直径とほぼ同じである場合には、その中央部から一端部までにおけるリンス液の吐出方向と、中央部から他端部までにおけるリンス液の吐出方向とが、該ノズルの基板に対する相対的な回転方向斜めに向くように形成されている。これにより、当該相対的なノズルの回転方向に向くようにリンス液を吐出することができるため、基板上の処理液をノズルの移動方向に押しのけて除去するような作用がはたらき、効果的にリンス液に置換できる。
【００２２】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、その長さが基板の半径とほぼ同じである場合には、該ノズルは、基板上で基板中心部から周縁部にかけて徐々に吐出量が少なくなるようにリンス液を吐出する手段を具備する。これにより、基板の中央部から周縁部に向けて処理液を流すように除去でき、均一にリンス液を供給することができる。
【００２３】
本発明の第１の観点に係る基板処理方法は、基板上に処理液を供給する工程と、処理液が供給された基板上で長尺形状のノズルを移動させながら、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を前記ノズルから吐出する工程とを具備し、前記リンス液を前記ノズルから吐出する工程では、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出する。
【００２４】
本発明では、処理液が供給された基板上に、表面張力を低下させたリンス液を長尺形状のノズルにより吐出しているので、基板上に均一にリンス液を拡散させることができ、パターン倒れを防止することができる。ノズルを処理液に接触させながら基板上で移動させることで、処理液をある程度ノズルで掻き分けて除去しながらリンス液に置換させることができるので、置換を効率良く行うことができる。
【００２５】
本発明の第２の観点に係る基板処理方法は、基板上に処理液を供給する工程と、処理液が供給された基板を回転させながら、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を長尺形状のノズルにより該基板上に吐出する工程とを具備し、前記リンス液を長尺形状のノズルにより該基板上に吐出する工程では、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出する。
【００２６】
本発明では、例えば静止させた長尺形状のノズルに対し基板を回転させながらリンス液の吐出を行っているので、基板全面に均一にリンス液を吐出することができる。ノズルを処理液に接触させながら基板上で移動させることで、処理液をある程度ノズルで掻き分けて除去しながらリンス液に置換させることができるので、置換を効率良く行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る塗布現像処理装置の全体構成を示す図であって、図１は平面図、図２及び図３は正面図及び背面図である。
【００２８】
この塗布現像処理装置１は、半導体ウェハＷをウェハカセットＣＲで複数枚たとえば２５枚単位で外部から装置１に搬入し又は装置１から搬出したり、ウェハカセットＣＲに対してウェハＷを搬入・搬出したりするためのカセットステーション１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつウェハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置してなる処理ステーション１２と、この処理ステーション１２と隣接して設けられる露光装置１００との間でウェハＷを受け渡しするためのインターフェース部１４とを一体に接続した構成を有している。
【００２９】
カセットステーション１０では、図１に示すように、カセット載置台２０上の突起２０ａの位置に複数、例えば５個のウェハカセットＣＲがそれぞれのウェハ出入口を処理ステーション１２側に向けてＸ方向一列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）およびウェハカセットＣＲ内に収納されたウェハのウェハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウェハ搬送体２２が各ウェハカセットＣＲに選択的にアクセスするようになっている。さらに、このウェハ搬送体２２は、θ方向に回転可能に構成されており、図３に示すように後述する多段構成とされた第３の処理ユニット部Ｇ３に属する熱処理系ユニットにもアクセスできるようになっている。
【００３０】
図１に示すように処理ステーション１２は、装置背面側（図中上方）において、カセットステーション１０側から第３の処理ユニット部Ｇ３、第４の処理ユニット部Ｇ４及び第５の処理ユニット部Ｇ５がそれぞれ配置され、これら第３の処理ユニット部Ｇ３と第４の処理ユニット部Ｇ４との間には、第１の主ウェハ搬送装置Ａ１が設けられている。この第１の主ウェハ搬送装置Ａ１は、この第１の主ウェハ搬送体１６が第１の処理ユニット部Ｇ１、第３の処理ユニット部Ｇ３及び第４の処理ユニット部Ｇ４等に選択的にアクセスできるように設置されている。また、第４の処理ユニット部Ｇ４と第５の処理ユニット部Ｇ５との間には第２の主ウェハ搬送装置Ａ２が設けられ、第２の主ウェハ搬送装置Ａ２は、第１と同様に、第２の主ウェハ搬送体１７が第２の処理ユニット部Ｇ２、第４の処理ユニット部Ｇ４及び第５の処理ユニット部Ｇ５等に選択的にアクセスできるように設置されている。
【００３１】
また、第１の主ウェハ搬送装置Ａ１の背面側には熱処理ユニットが設置されており、例えばウェハＷを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット（ＡＤ）１１０、ウェハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）１１３が図３に示すように多段に重ねられている。なお、アドヒージョンユニット（ＡＤ）はウェハＷを温調する機構を更に有する構成としてもよい。第２の主ウェハ搬送装置Ａ２の背面側には、ウェハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置（ＷＥＥ）１２０、ウェハＷに塗布されたレジスト膜厚を検査する膜厚検査装置１１９及びレジストパターンの線幅を検査する線幅検査装置１１８が多段に設けられている。これら膜厚検査装置１１９及び線幅検査装置１１８は、このように塗布現像処理装置１内に設けなくても装置外に設けるようにしてよい。また、第２の主ウェハ搬送装置Ａ２の背面側は、第１の主ウェハ搬送装置Ａ１の背面側と同様に熱処理ユニット（ＨＰ）１１３が配置構成される場合もある。
【００３２】
図３に示すように、第３の処理ユニット部Ｇ３では、ウェハＷを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えばウェハＷに所定の加熱処理を施す高温度加熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）、ウェハＷに精度の良い温度管理化で冷却処理を施す冷却処理ユニット（ＣＰＬ）、ウェハ搬送体２２から主ウェハ搬送体１６へのウェハＷの受け渡し部となるトランジションユニット（ＴＲＳ）、上下２段にそれぞれ受け渡し部と冷却部とに分かれて配設された受け渡し・冷却処理ユニット（ＴＣＰ）が上から順に例えば１０段に重ねられている。なお、第３の処理ユニット部Ｇ３において、本実施形態では下から３段目はスペアの空間として設けられている。第４の処理ユニット部Ｇ４でも、例えばポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）、ウェハ受け渡し部となるトランジションユニット(ＴＲＳ)、レジスト膜形成後のウェハＷに加熱処理を施すプリベーキングユニット（ＰＡＢ）、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）が上から順に例えば１０段に重ねられている。更に第５の処理ユニット部Ｇ５でも、例えば、熱的処理手段として、露光後のウェハＷに加熱処理を施すためのポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）、ウェハＷの受け渡し部となるトランジションユニット(ＴＲＳ)が例えば上から順に１０段に重ねられている。
【００３３】
加熱処理系のユニットは、例えば図１の第４の処理ユニット部Ｇ４に示すように、ウェハＷを温調するための温調プレートＣが正面側に配置され、ウェハＷを加熱するための加熱プレートＨが背面側に配置されている。
【００３４】
図１において処理ステーション１２の装置正面側（図中下方）には、第１の処理ユニット部Ｇ１と第２の処理ユニット部Ｇ２とがＹ方向に併設されている。この第１の処理ユニット部Ｇ１とカセットステーション１０との間及び第２の処理ユニット部Ｇ２とインターフェース部１４との間には、各処理ユニット部Ｇ１及びＧ２で供給する処理液の温調に使用される液温調ポンプ２４，２５がそれぞれ設けられており、更に、この塗布現像処理装置１外に設けられた図示しない空調器からの清浄な空気を各処理ユニット部Ｇ１〜Ｇ５内部に供給するためのダクト３１、３２が設けられている。
【００３５】
図２に示すように、第１の処理ユニット部Ｇ１では、カップＣＰ内でウェハＷをスピンチャックに載せて所定の処理を行う５台のスピナ型処理ユニット、例えば、レジスト膜形成部としてのレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）が３段及び露光時の光の反射を防止するために反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）が２段、下方から順に５段に重ねられている。また第２の処理ユニット部Ｇ２でも同様に、５台のスピナ型処理ユニット、例えば現像処理部としての現像処理ユニット（ＤＥＶ）が５段に重ねられている。レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）ではレジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であることから、このように下段に配置するのが好ましい。しかし、必要に応じて上段に配置することも可能である。
【００３６】
また、第１及び第２の処理ユニット部Ｇ１及びＧ２の最下段には、各処理ユニット部Ｇ１及びＧ２に上述した所定の処理液を供給するケミカル室（ＣＨＭ）２６，２８がそれぞれ設けられている。
【００３７】
インターフェース部１４の正面部には可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、中央部にはウェハ搬送体２７が設けられている。このウェハ搬送体２７は、Ｘ，Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲにアクセスするようになっている。また、ウェハ搬送体２７は、θ方向に回転可能に構成され、第５の処理ユニット部Ｇ５にもアクセスできるようになっている。更に、図３に示すようにインターフェース部１４の背面部には、高精度冷却処理ユニット（ＣＰＬ）が複数設けられ、例えば上下２段とされている。ウェハ搬送体２７はこの冷却処理ユニット（ＣＰＬ）にもアクセス可能になっている。
【００３８】
次に、本発明に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）について詳細に説明する。図４及び図５は、本発明の一実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）を示す平面図及び断面図である。
【００３９】
このユニットでは、筐体４１の上方に清浄空気を筐体４１内に供給するためのファン・フィルタユニットＦが取り付けられている。そして下方においては筐体４１のＹ方向の幅より小さいユニット底板５１の中央付近に環状のカップＣＰが配設され、その内側にスピンチャック４２が配置されている。このスピンチャック４２は真空吸着によってウェハＷを固定保持した状態で、モータ４３の回転駆動力で回転するように構成されている。
【００４０】
カップＣＰの中には、ウェハＷを受け渡しする際のピン４８がエアシリンダ等の駆動装置４７により昇降可能に設けられている。これにより、開閉可能に設けられたシャッタ５２が開いている間に、開口部４１ａを介して主ウェハ搬送体１７との間でウェハの受け渡しが可能となる。またカップＣＰ底部には、廃液用のドレイン口４５が設けられている。このドレイン口４５に廃液管３３が接続され、この廃液管３３はユニット底板５１と筐体４１との間の空間Ｎを利用して下方の図示しない廃液口へ通じている。
【００４１】
ウェハＷの表面に現像液を供給するための現像液ノズル５３は、例えばウェハＷの直径とほぼ同一の長さの長尺状に形成されており、供給管３４を介してケミカル室（ＣＨＭ）２７（図２）内の現像液タンク（図示せず）に接続されている。現像液ノズル５３は、ノズルスキャンアーム３６のノズル保持部材６０に着脱自在とされている。ノズルスキャンアーム３６は、ユニット底板５１の上に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール４４上で水平移動可能な垂直支持部材４９の上端部に取り付けられており、例えばベルト駆動機構によって垂直支持部材４９と一体にＹ方向に移動するようになっている。これにより、現像液ノズル５３は現像液の供給時以外はカップＣＰの外側に配設された現像液ノズルバス４６で待機するようになっており、現像液の供給時にはウェハＷ上まで移送されるようになっている。なお、現像液ノズル５３は、その下端部に例えば複数の吐出孔（図示せず）が形成されており、これら複数の吐出孔から現像液が吐出されるようになっている。
【００４２】
さらにカップＣＰの側方には、例えば上記ガイドレール４４と平行してリンスノズル用のガイドレール１４４が敷設されている。このガイドレール１４４には垂直支持体１４９が例えばベルト駆動機構によりＹ方向に移動可能に設置されている。この垂直支持体１４９の上部にはモータ７８が取り付けられており、例えばボールネジ機構によりリンスノズルアーム１３６がＸ方向に移動可能に取り付けられている。そしてリンスノズルアーム１３６にはノズル保持部材１６０を介してリンスノズル１５３が取り付けられている。
【００４３】
また、リンスノズルアーム１３６は例えばエアシリンダ機構を有している垂直支持体１４９により上下方向（Ｚ方向）に例えば移動可能に構成されており、これによりリンスノズル１５３の高さが調節されるようになっている。具体的には、スピンチャック４２により保持されたウェハＷに対する高さが調節できるようになっている。以上のリンスノズル１５３を移動させるＸ−Ｙ−Ｚ移動機構は、移動機構コントローラ４０によりその移動が制御されるようになっており、これによりリンスノズル１５３が待機するリンスノズルバス１４６とカップＣＰ内に収容されたウェハＷとの間で移動できるようになっている。そしてこのリンスノズル１５３からウェハ上にリンス液を吐出することでウェハ上の現像液を洗い流すようになっている。なお、図５ではリンスノズル１５３を省略している。
【００４４】
図６及び図７は、第１の実施形態に係るリンスノズル１５３の下方からの斜視図である。リンスノズル１５３は現像液ノズル５３と同様に長尺形状を有しており、その下部には、図６に示すように供給管６３から供給されるリンス液をウェハＷ上に吐出するためのスリット状の吐出口６４が形成されている。また、図７は別の実施形態に係るリンスノズルであり、同様に供給管６３から供給されるリンス液をウェハ上に吐出するための孔６６が複数形成されている。
【００４５】
図８はリンス液を供給するための供給機構の概略的な構成図である。
【００４６】
純水が貯留されている純水タンク３７には第１供給配管６１が接続されており、また、純水の表面張力を低下させる例えば界面活性剤が貯留されている界面活性剤タンク３８には第２供給配管６２が接続されている。本実施形態では界面活性剤として、例えば非イオン性界面活性剤を用いている。供給配管６１及び６２は、例えばスタティックミキサ５６に接続され、スタティックミキサ５６は供給管６３を介して上記リンスノズル１５３に接続されている。第１供給配管６１には、純水タンク３７とスタティックミキサ５６との間に第１ベローズポンプ５４が接続されており、この第１ベローズポンプ５４の作動により純水がスタティックミキサ５６へ供給されるようになっている。また、第２供給配管６２には、界面活性剤タンク３８とスタティックミキサ５６との間に第２ベローズポンプ５５が接続されており、この第２ベローズポンプ５５の作動によりスタティックミキサ５６へ界面活性剤が供給されるようになっている。第１及び第２ベローズポンプ３７，３８は制御部６５によりその作動量が制御されるようになっている。スタティックミキサ５６により純水と界面活性剤が混合されることで当該純水の表面張力より低い表面張力を有する所定の濃度のリンス液が作成され、このリンス液が供給管６３を介してリンスノズル１５３へ供給されるようになっている。
【００４７】
次に、以上のように構成された塗布現像処理装置１における処理工程の一例について説明する。
【００４８】
まず、カセットステーション１０において、ウェハ搬送体２２がカセット載置台２０上の処理前のウェハＷを収容しているカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣＲから１枚のウェハＷを取り出す。ウェハＷは受け渡し・冷却処理ユニット（ＴＣＰ）を介して第１の主搬送装置Ａ１に受け渡され、例えばアドヒージョンユニット(ＡＤ)１１０に搬入され疎水化処理が行われる。次に、例えばボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）へ搬送され、ここで露光時においてウェハからの露光光の反射を防止するために反射防止膜が形成される場合もある。
【００４９】
次に、ウェハＷは、そしてウェハＷは、レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に搬入され、レジスト膜が形成される。レジスト膜が形成されると、第１の主搬送装置Ａ１によりウェハＷはプリベーキングユニット（ＰＡＢ）に搬送される。ここでは先ず、温調プレートＣにウェハＷが載置され、ウェハＷは温調されながら加熱プレートＨ側へ移動され、加熱プレートＨに載置されて加熱処理される。加熱処理が行われた後、ウェハＷは再び温調プレートＣを介して第１の主搬送装置Ａ１に受け渡される。その後ウェハＷは冷却処理ユニット（ＣＰＬ）で所定の温度で冷却処理される。
【００５０】
次に、ウェハＷは第２の主搬送装置Ａ２により取り出され、膜厚検査装置１１９へ搬送されレジスト膜厚の測定が行われる場合もある。そしてウェハＷは、第５の処理ユニット部Ｇ５におけるトランジションユニット(ＴＲＳ)及びインターフェース部１４を介して露光装置１００に受け渡されここで露光処理される。露光処理が終了すると、ウェハＷはインターフェース部１４及び第５の処理ユニット部Ｇ５におけるトランジションユニット(ＴＲＳ)を介して第２の主搬送装置Ａ２に受け渡された後、ポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）に搬送され、温調及び加熱処理が行われる。露光処理終了後、ウェハＷはインターフェース部１４において一旦バッファカセットＢＲに収容される場合もある。
【００５１】
そしてウェハＷは現像処理ユニット（ＤＥＶ）に搬送され現像処理が行われる。この現像処理後は、所定の加熱処理（ポストベーキング）が行われることもある。現像処理終了後、ウェハＷはクーリングユニット（ＣＯＬ）で所定の冷却処理が行われ、エクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットＣＲに戻される。
【００５２】
次に、現像処理ユニット（ＤＥＶ）の動作について説明する。
【００５３】
まず、図９（ａ），（ｂ）に示すように、現像液ノズル５３が静止したウェハＷ上を矢印Ａで示す方向に移動しながら現像液を吐出し、ウェハＷ上に現像液が盛られる。そして、現像液がウェハ全面に盛られた状態のまま所定の時間例えば６０秒間の現像処理が行われる。次に、図１０（ａ）に示すように、リンスノズル１５３をウェハＷの周縁部より外の所定の位置に配置させる。このときのリンスノズル１５３の下端部とウェハＷの表面との距離ｔは、ウェハ上に盛られた現像液５０の厚さより小さくなるような位置に配置させている。そして、この距離ｔを維持しつつ、図９（ａ）に示した現像液ノズル５３の移動と同様にウェハ上を移動させながら図１０（ｂ）に示すようにリンス液を吐出していく。この場合、
このように、リンスノズル１５３を現像液５０に接触させながら移動させることで、リンスノズル１５３をウェハ上の現像液から離してリンス液を吐出する場合に比べ、リンス液の吐出によるウェハへのインパクトを低減させることができるので、パターン倒れを効果的に防止できる。また、リンスノズル１５３を現像液に接触させながら移動させることで、現像液をある程度ノズル１５３で掻き分けて除去しながらリンス液に置換させることができるので、置換を効率良く行うことができる。この場合、距離ｔは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。０．５ｍｍより低い範囲ではノズル１５３とウェハ面との接触を防止する制御が困難となるからであり、約２ｍｍの高さでウェハ上に現像液が盛られているので２ｍｍより低い位置で確実に現像液を除去するためである。
【００５４】
さらにこのようなリンスノズル１５３の高さにより、ノズル１５３がリンス液を吐出している間、リンス液が既にウェハ上に供給された分と現に吐出されているリンス液とが連続的かつ一体的になり、インパクトをほとんど生じさせることはない。
【００５５】
また、リンス液の吐出量は、１枚の基板につき４０ｍｌ〜５００ｍｌであることが好ましい。５００ｍｌを超えるとリンス液の吐出時の流速が増加する場合があり、逆にパターン倒れが発生しやすくなるからであり、４０ｍｌより少ないとウェハ全面に均一に供給できない可能性があるからである。リンスノズル１５３の移動はウェハ上を往復させて、所定量のリンス液を供給するようにしてもよい。
【００５６】
以上のようにしてリンス液がウェハ上の全面に供給された後、ウェハＷを回転させて遠心力でリンス液を振り切りウェハを乾燥させる。リンス液は表面張力が低下したものを用いているので、このように振り切り乾燥処理を行ってもパターン倒れを発生させることはない。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、表面張力を低下させたリンス液を、ウェハＷの直径とほぼ同じ長さを有する長尺形状のリンスノズル１５３により吐出しているので、基板上に均一にリンス液を拡散させることができ、パターン倒れを防止することができる。リンスノズル１５３の長さは、ウェハＷの直径より長いものであってももちろんかまわない。
【００５８】
図１１は、リンス液供給機構の他の実施形態を示す構成図である。なお、図１１において、図８における構成要素と同一のものについては同一の符号を付すものとし、その説明を省略する。
【００５９】
このリンス液供給機構は、分散剤を貯留する分散剤タンク６７をさらに有しており、この分散剤タンク６７には第３供給配管５９が接続されている。第３供給配管５９はスタティックミキサ５６に接続され、分散剤タンク６７とスタティックミキサ５６との間には第３ベローズポンプ５８が設けられている。分散剤タンク６７に貯留されている分散剤は、例えば陰イオン性界面活性剤を使用している。そして制御部６５により第３ベローズポンプ５８の作動が制御されることで、純水と界面活性剤との混合液にさらに分散剤が混合されてリンス液が作成されるようになっている。
【００６０】
これにより、従来ではパーティクル等の不純物が含まれたリンス液がウェハ上に供給された場合、その不純物同士が集結してレジストパターンに付着する可能性が高くなっていた。しかし本実施形態によれば、分散剤により不純物を拡散させることができるので、振り切り乾燥処理でリンス液がウェハから流れる際に不純物を同時に流すことができ問題はない。
【００６１】
図１２及び図１３は、リンスノズルの第２の実施形態を示す拡大断面図である。
【００６２】
図１２に示すリンスノズル７５Ａは、リンス液と吐出する吐出部７０の下端部が、ノズル７５Ａの矢印Ｅで示す移動方向側７０ａが直角形状に形成されるとともに、一方、ノズル７５Ａの移動方向と反対側７０ｂが曲線形状に形成されている。符号７０ｃはリンス液の流路である。このような形状とすることにより、ノズル７５Ａを現像液５０に接触させて移動させる場合に、直角形状部７０ａで現像液５０を掻き分けて除去する作用を促進させることができ、かつ、曲線形状部７０ｂにより吐出しているリンス液５７を均一にならす作用を促進させることができる。
【００６３】
図１３に示すリンスノズル７５Ｂは、その吐出流路７０ｄがウェハＷの面に対して、ノズル７５Ｂの移動方向（矢印Ｅ）斜めに形成されている。これにより、ウェハ上の現像液５０をノズルの移動方向に押しのけて除去するような作用があるので、効果的にリンス液５７に置換できる。
【００６４】
なお、これらリンスノズル７５Ａ，７５Ｂの吐出流路７０ｃ，７０ｄは、図６または図７に示すように複数であってもスリット状であってもよい。
【００６５】
次に、図１４及び図１５を参照してウェハＷを回転させながらリンス液を吐出する場合について説明する。
【００６６】
図１４では、ウェハＷの直径とほぼ同じ長さを有するリンスノズル１５３ＡをウェハＷの中心部で静止させた状態で、ウェハＷを回転させながらリンス液を吐出する。これにより、ウェハＷを１８０°以上回転させればリンス液５７をウェハＷの全面に均一に供給することができる。その結果、リンス液をウェハＷの外側に吐出することはなくなるので上記実施形態のようにノズルを移動させる場合に比べ、リンス液の使用量を削減できる。
【００６７】
また、図１５では、ウェハＷの半径とほぼ同じ長さを有するリンスノズル１５３Ｂを、その一端がウェハＷ上の中心部に位置するように配置させて静止させ、ウェハＷを回転させながらリンス液を吐出する。これにより、ウェハＷを３６０°以上回転させればリンス液５７をウェハＷの全面に均一に供給することができる。この場合も同様に、リンス液をウェハＷの外側に吐出することはなくなるので上記実施形態のようにノズルを移動させる場合に比べ、リンス液の使用量を削減できるとともに、ノズル１５３Ｂを短く形成でき製造コストを削減できる。
【００６８】
さらに、図１４及び図１５に示す実施形態において、ウェハＷの回転数は５００ｒｐｍ以下としている。このように比較的低い回転数とすることでウェハＷが回転により受ける衝撃を可及的に少なくできパターン倒れを防止することができる。この場合、より好ましくは、１００ｒｐｍ以下である。
【００６９】
次に、図１６を参照してリンスノズルの第３の実施形態について説明する。本実施形態では、図１４で示した場合と同様にウェハを回転させながら静止させたリンスノズル８０によりリンス液を吐出している。このリンスノズル８０の吐出流路は例えば図１３で示した斜めの流路７０ｄを有している。そしてノズル８０の中央部から一端部８０ａまでにおけるリンス液の吐出方向Ｄ１と、中央部から他端部８０ｂまでにおけるリンス液の吐出方向Ｄ２とが矢印で示すように逆向きになっている。これは、ウェハＷの回転方向が矢印Ｒの方向である場合にノズル８０のウェハＷに対する相対的な回転方向に向くようにリンス液を吐出するためである。これにより、ウェハ上の現像液をノズル８０の移動方向に押しのけて除去するような作用がはたらき、効果的にリンス液に置換できる。
【００７０】
次に、リンスノズルの第４の実施形態について説明する。図１７はリンスノズルを下から見た図であり、図１７（ａ）に示すリンスノズルはその複数の吐出孔６６が、ノズル中央部から端部にかけて徐々に径が小さくなるように形成されている。また、図１７（ｂ）に示すリンスノズルはその複数の吐出孔６６同士のピッチが、ノズル中央部から端部にかけて徐々に大きくなるように形成されている。これらのようなリンスノズルでリンス液を吐出することで、ウェハの周縁部より中央部で吐出されるリンス液の流量が多くなり、ウェハ中央部から周縁部にかけて流れるようになるので、現像液を効率良く除去できウェハ全面に均一にリンス液を供給することができる。これらのノズルは、図１４に示したウェハを回転させながらリンス液の吐出を行う場合に用いると特に有効である。
【００７１】
図１８はリンスノズルの第５の実施形態を示す正面図である。図１８（ａ）に示すリンスノズルは、リンス液と吐出する複数の吐出孔６８が、ノズルの中央部から端部にかけて徐々にウェハＷの外側に向くように形成されている。また、図１８（ｂ）に示すリンスノズルの長さはウェハＷの半径とほぼ同じ長さを有しており、その複数の吐出孔６８がウェハＷ上でウェハ中央部から周縁部にかけて徐々にウェハＷの外側に向くように形成されている。これらのようなリンスノズルで、リンス液を吐出することでウェハの中央部から周縁部に向けて処理液を拡散させるように除去でき、均一にリンス液を供給することができる。これらのノズルは、図１４に示したウェハを回転させながらリンス液の吐出を行う場合に用いると特に有効である。
【００７２】
本発明は以上説明した実施形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００７３】
上記実施形態では現像液が供給されたウェハ上に表面張力を低下させたリンス液を供給していたが、例えば現像液を純水に置換した後、その純水に表面張力を低下させたリンス液を供給して純水を当該リンス液に置換するようにしてもよい。
【００７４】
また、図１３に示すリンスノズルは吐出流路７０ｄをウェハに対し斜めにしたが、リンスノズル図１２に示すリンスノズル自体をそのまま斜めに傾けた状態でリンス液を吐出するようにしてもかまわない。
【００７５】
また、図１４及び図１５で示す実施形態においてウェハを回転させながらリンス液を吐出するものとしたが、リンスノズル１５３Ａ，１５３Ｂに回転機構を設けこのノズル１５３Ａ，１５３Ｂをウェハの面と平行な面内で回転させるようにしてもよい。
【００７６】
また、リンス液に使用される純水の温度を調整することも可能である。この場合、例えば純水の温度を５０℃〜６０℃に維持すことが好ましい。このように純水の温度を比較的高い温度とすることにより純水の表面張力を低下させることができ、その結果リンス液の表面張力を低下させることができる。従って界面活性剤を添加する量を減らすことができる。上限を６０℃としたのは６０℃を超えるとウェハ上のレジストが溶けるおそれがあるからである。
【００７７】
また、上記実施形態ではリンスノズルをウェハ上の現像液に接触させながら移動させるようにしたが、例えばパターン倒れが起こらないアスペクト比が低いレジストを処理対象とするときは、リンスノズルと現像液とを離してリンス液を吐出することもできる。
【００７８】
さらに、上記実施形態では基板として半導体ウェハを用いたが、これに限らず液晶デバイスに使用されるガラス基板であってもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像液等の処理液を洗い流す際に基板上に均一にリンス液を供給することができる。しかも、分散剤をリンス液に添加することで処理液やリンス液に不純物が含まれている場合であってもその不純物が基板に付着することを防止でき、製品不良を発生させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される塗布現像処理装置の平面図である。
【図２】図１に示す塗布現像処理装置の正面図である。
【図３】図１に示す塗布現像処理装置の背面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る現像処理ユニットの平面図である。
【図５】図５に示す現像処理ユニットの断面図である。
【図６】第１の実施形態に係るリンスノズルを示す下からの斜視図である。
【図７】図６におけるリンスノズルの他の例を示す下からの斜視図である。
【図８】一実施形態に係るリンス液供給機構の構成図である。
【図９】現像処理において現像液を供給する際の動作を示す図である。
【図１０】同じく現像処理においてリンス液を供給する際の動作を示す図である。
【図１１】他の実施形態に係るリンス液供給機構を示す構成図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るリンスノズルの拡大図である。
【図１３】図１２に示すリンスノズルの他の例を示す拡大図である。
【図１４】基板を回転させながらリンス液を吐出する実施形態に係る斜視図である。
【図１５】同じく基板を回転させながらリンス液を吐出する実施形態に係る斜視図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係るリンスノズルを説明するための平面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係るリンスノズルの下からの平面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係るリンスノズルの正面図である。
【符号の説明】
Ｗ...半導体ウェハ
ｔ…距離
Ｄ１，Ｄ２…吐出方向
３７…純水タンク
３８…界面活性剤タンク
４０…移動機構コントローラ
４２…スピンチャック
４３…モータ
５０…現像液
５３…現像液ノズル
５４，５５，５８…ベローズポンプ
５６…スタティックミキサ
５７…リンス液
６４…吐出口
６５…制御部
６６…吐出孔
６７…分散剤タンク
６８…吐出孔
７０…吐出部
７５Ａ，７５Ｂ，８０，１５３，１５３Ａ，１５３Ｂ…リンスノズル
Claims (29)
- 基板上に処理液を供給する手段と、
表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を前記処理液が供給された基板上に吐出する長尺形状のノズルと、
前記ノズルを、その長手方向とほぼ直交する方向に少なくとも基板上で水平方向に移動させる機構とを具備し、
この移動機構によりノズルを移動させると共に、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第１の処理剤は非イオン性界面活性剤である
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記リンス液は、前記処理液及びリンス液中に存在する不純物を分散させる第２の処理剤をさらに含む
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項３に記載の基板処理装置であって、
前記第２の処理剤は陰イオン性界面活性剤である
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記リンス液の吐出量は、１枚の基板につき４０ｍｌ〜５００ｍｌである
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルの長さは、基板の直径とほぼ同じか、または基板の直径より長い
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルを、基板表面から０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの高さ位置に配置させる手段
をさらに具備することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルは、該ノズルの移動方向側であって前記基板上の処理液に接する下端部から上方にかけて形成された直角形状部と、ノズルの移動方向と反対側であって前記下端部から上方にかけて形成された曲線形状部とを有する
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルは、該ノズルの移動方向斜めに向けてリンス液を吐出する手段
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルを基板面と平行な面内で回転させる機構をさらに具備し、前記回転機構によりノズルを回転させながらリンス液を吐出する
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１０に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルの長さは、基板の直径とほぼ同じである
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１１に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルは、その中央部から一端部までにおけるリンス液の吐出方向と、中央部から他端部までにおけるリンス液の吐出方向とが、該ノズルの回転方向斜めに向くように形成されている
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１１に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルは、該ノズルの中央部から端部にかけて徐々に基板の外側に向くようにリンス液を吐出する手段
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１１に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルは、該ノズルの中央部から端部にかけて徐々に吐出量が少なくなるようにリンス液を吐出する手段
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 基板を回転可能に保持する回転保持部と、
この回転保持部に保持された基板上に処理液を供給する手段と、
処理液が供給され前記回転保持部により回転している基板上に、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を吐出する長尺形状のノズルと
を具備し、
前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出する
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１５に記載の基板処理装置であって、
前記第１の処理剤は非イオン性界面活性剤である
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１５に記載の基板処理装置であって、
前記リンス液は、前記処理液及びリンス液中に存在する不純物を分散させる第２の処理剤をさらに含む
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１７に記載の基板処理装置であって、
前記第２の処理剤は陰イオン性界面活性剤である
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１５に記載の基板処理装置であって、
前記リンス液の吐出量は、１枚の基板につき４０ｍｌ〜５００ｍｌである
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１５に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルの長さは、基板の直径とほぼ同じか、または基板の直径より短い
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１５に記載の基板処理装置であって、
前記基板の回転数は、５００ｒｐｍ以下である
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項２１に記載の基板処理装置であって、
前記基板の回転数は、１００ｒｐｍ以下である
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１５に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルを、前記保持された基板面から０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの高さ位置に配置させる手段
をさらに具備することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項２０に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルは、その長さが基板の直径とほぼ同じである場合には、その中央部から一端部までにおけるリンス液の吐出方向と、中央部から他端部までにおけるリンス液の吐出方向とが、該ノズルの基板に対する相対的な回転方向斜めに向くように形成されている
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項２０に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルは、その長さが基板の直径とほぼ同じである場合には、該ノズルの中央部から端部にかけて徐々に基板の外側に向くようにリンス液を吐出する手段
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項２０に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルは、その長さが基板の半径とほぼ同じである場合には、該ノズルは、基板上で基板中心部から周縁部にかけて徐々に吐出量が少なくなるようにリンス液を吐出する手段
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項２０に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルは、その長さが基板の直径とほぼ同じである場合には、前記ノズルは、該ノズルの中央部から端部にかけて徐々に吐出量が少なくなるようにリンス液を吐出する手段
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 基板上に処理液を供給する工程と、
処理液が供給された基板上で長尺形状のノズルを移動させながら、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を前記ノズルから吐出する工程と
を具備し、
前記リンス液を前記ノズルから吐出する工程では、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出することを特徴とする基板処理方法。 - 基板上に処理液を供給する工程と、
処理液が供給された基板を回転させながら、表面張力を低下させる第１の処理剤が含まれたリンス液を長尺形状のノズルにより該基板上に吐出する工程と
を具備し、
前記リンス液を長尺形状のノズルにより該基板上に吐出する工程では、前記ノズルが基板上の前記処理液に接しながらリンス液を吐出することを特徴とする基板処理方法。
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