JP2003109897A - 現像処理方法および現像処理装置 - Google Patents
現像処理方法および現像処理装置Info
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- JP2003109897A JP2003109897A JP2002214018A JP2002214018A JP2003109897A JP 2003109897 A JP2003109897 A JP 2003109897A JP 2002214018 A JP2002214018 A JP 2002214018A JP 2002214018 A JP2002214018 A JP 2002214018A JP 2003109897 A JP2003109897 A JP 2003109897A
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- liquid agent
- organic solvent
- developing
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 露光パターンを現像する現像処理において最
終の乾燥時にパターン倒れが発生し難い現像処理方法を
提供すること。 【解決手段】 基板W上の露光後のレジスト膜に現像液
を供給して露光パターンを現像する現像工程(ST2,
ST3)と、現像パターンが形成されたレジスト膜に水
系洗浄液を供給する工程(ST6)と、水系洗浄液が供
給されたレジスト膜に実質的にレジストを溶解せず、水
よりも表面張力が小さい液剤を供給する工程(ST7)
と、基板Wを回転させて乾燥する工程(ST8)とによ
り現像処理が行われる。
終の乾燥時にパターン倒れが発生し難い現像処理方法を
提供すること。 【解決手段】 基板W上の露光後のレジスト膜に現像液
を供給して露光パターンを現像する現像工程(ST2,
ST3)と、現像パターンが形成されたレジスト膜に水
系洗浄液を供給する工程(ST6)と、水系洗浄液が供
給されたレジスト膜に実質的にレジストを溶解せず、水
よりも表面張力が小さい液剤を供給する工程(ST7)
と、基板Wを回転させて乾燥する工程(ST8)とによ
り現像処理が行われる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
基板上の露光後のレジスト膜の露光パターンを現像する
現像処理方法および現像処理装置に関する。
基板上の露光後のレジスト膜の露光パターンを現像する
現像処理方法および現像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おいては、半導体ウエハ(以下、「ウエハ」という)の
表面にレジスト液を供給してレジスト膜を形成し、レジ
スト塗布後のウエハに対して所定のパターンに対応して
露光処理を行った後に当該ウエハのレジスト膜に形成さ
れた露光パターンを現像するという、いわゆるフォトリ
ソグラフィー技術により所定のパターンを形成するため
のマスクとしてレジストパターンが形成される。
おいては、半導体ウエハ(以下、「ウエハ」という)の
表面にレジスト液を供給してレジスト膜を形成し、レジ
スト塗布後のウエハに対して所定のパターンに対応して
露光処理を行った後に当該ウエハのレジスト膜に形成さ
れた露光パターンを現像するという、いわゆるフォトリ
ソグラフィー技術により所定のパターンを形成するため
のマスクとしてレジストパターンが形成される。
【0003】このようなフォトリソグラフィー技術の各
工程の中で現像処理においては、ウエハに現像液を供給
し、その全面に例えば1mmの厚みになるように現像液
パドルを形成し、所定時間自然対流により現像処理を進
行させた後、現像液を振り切り、次いで、洗浄液として
純水を供給してウエハ上に残存する現像液を洗い流す。
その後、ウエハを高速で回転してウエハ上に残存する現
像液および洗浄液を振り切りウエハを乾燥させる。
工程の中で現像処理においては、ウエハに現像液を供給
し、その全面に例えば1mmの厚みになるように現像液
パドルを形成し、所定時間自然対流により現像処理を進
行させた後、現像液を振り切り、次いで、洗浄液として
純水を供給してウエハ上に残存する現像液を洗い流す。
その後、ウエハを高速で回転してウエハ上に残存する現
像液および洗浄液を振り切りウエハを乾燥させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近時、露光
技術等の進歩により半導体デバイスの微細化が一層進行
しており、微細かつ高アスペクト比のレジストパターン
が出現するに至り、上述のような現像工程における最終
の振り切り乾燥の際に、そのような微細かつ高アスペク
ト比のレジストパターンが倒れるという、「パターン倒
れ」が大きな問題となっている。
技術等の進歩により半導体デバイスの微細化が一層進行
しており、微細かつ高アスペクト比のレジストパターン
が出現するに至り、上述のような現像工程における最終
の振り切り乾燥の際に、そのような微細かつ高アスペク
ト比のレジストパターンが倒れるという、「パターン倒
れ」が大きな問題となっている。
【0005】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、露光パターンを現像する現像処理において最
終の乾燥時にパターン倒れが発生し難い現像処理方法お
よび現像処理装置を提供することを目的とする。
であって、露光パターンを現像する現像処理において最
終の乾燥時にパターン倒れが発生し難い現像処理方法お
よび現像処理装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の観点では、基板上の露光後のレジス
ト膜に現像液を供給して露光パターンを現像する現像工
程と、現像パターンが形成されたレジスト膜に水系洗浄
液を供給する工程と、前記水系洗浄液が供給されたレジ
スト膜に、実質的にレジストを溶解せず、水よりも表面
張力が小さい液剤を供給する工程と、前記基板を回転さ
せて乾燥する工程とを具備する現像処理方法を提供す
る。
に、本発明の第1の観点では、基板上の露光後のレジス
ト膜に現像液を供給して露光パターンを現像する現像工
程と、現像パターンが形成されたレジスト膜に水系洗浄
液を供給する工程と、前記水系洗浄液が供給されたレジ
スト膜に、実質的にレジストを溶解せず、水よりも表面
張力が小さい液剤を供給する工程と、前記基板を回転さ
せて乾燥する工程とを具備する現像処理方法を提供す
る。
【0007】本発明の第2の観点では、基板上の露光後
のレジスト膜に現像液を供給して露光パターンを現像す
る現像工程と、基板を回転させながら現像パターンが形
成されたレジスト膜に水系洗浄液を供給する工程と、基
板を回転させながら前記水系洗浄液が供給されたレジス
ト膜に、実質的にレジストを溶解せず、水よりも表面張
力が小さい液剤を供給して前記水系洗浄液を置換する工
程と、前記基板を回転させて乾燥する工程とを具備する
現像処理方法を提供する。
のレジスト膜に現像液を供給して露光パターンを現像す
る現像工程と、基板を回転させながら現像パターンが形
成されたレジスト膜に水系洗浄液を供給する工程と、基
板を回転させながら前記水系洗浄液が供給されたレジス
ト膜に、実質的にレジストを溶解せず、水よりも表面張
力が小さい液剤を供給して前記水系洗浄液を置換する工
程と、前記基板を回転させて乾燥する工程とを具備する
現像処理方法を提供する。
【0008】本発明の第3の観点によれば、基板上の露
光後のレジスト膜に現像液を供給して露光パターンを現
像する現像処理装置であって、基板を略水平に保持する
基板保持部材と、前記基板保持部材を回転させる回転機
構と、基板保持部材上の基板に現像液を供給する現像液
供給機構と、現像パターンが形成されたレジスト膜に水
系洗浄液を供給する水系洗浄液供給機構と、前記水系洗
浄液が供給されたレジスト膜に、実質的にレジストを溶
解せず、水よりも表面張力が小さい液剤を供給する液剤
供給機構とを具備し、前記液剤供給機構から液剤が供給
された後、前記回転機構により基板が回転されて乾燥さ
れる現像処理装置を提供する。
光後のレジスト膜に現像液を供給して露光パターンを現
像する現像処理装置であって、基板を略水平に保持する
基板保持部材と、前記基板保持部材を回転させる回転機
構と、基板保持部材上の基板に現像液を供給する現像液
供給機構と、現像パターンが形成されたレジスト膜に水
系洗浄液を供給する水系洗浄液供給機構と、前記水系洗
浄液が供給されたレジスト膜に、実質的にレジストを溶
解せず、水よりも表面張力が小さい液剤を供給する液剤
供給機構とを具備し、前記液剤供給機構から液剤が供給
された後、前記回転機構により基板が回転されて乾燥さ
れる現像処理装置を提供する。
【0009】本発明においては、水系洗浄液で基板上の
現像液を洗浄した後、水よりも表面張力の小さい液剤を
供給するので、表面張力の大きい水系洗浄液が表面張力
が小さい液剤に置換され、振り切り乾燥の際にレジスト
パターンに及ぼされる応力を小さくすることができる。
したがって、レジストパターン倒れを抑制することがで
きる。また、液剤としてレジストを溶解しないものを用
いるので、レジストパターンに悪影響を及ぼすことがな
い。
現像液を洗浄した後、水よりも表面張力の小さい液剤を
供給するので、表面張力の大きい水系洗浄液が表面張力
が小さい液剤に置換され、振り切り乾燥の際にレジスト
パターンに及ぼされる応力を小さくすることができる。
したがって、レジストパターン倒れを抑制することがで
きる。また、液剤としてレジストを溶解しないものを用
いるので、レジストパターンに悪影響を及ぼすことがな
い。
【0010】本発明において、前記液剤としては有機溶
剤が好ましい。一般的に有機溶剤は表面張力が小さく、
このような目的に適している。有機溶剤は疎水性である
ことが好ましい。このように疎水性の有機溶剤を用いる
ことにより水系洗浄液と容易に分離することができ、有
機溶剤を回収する工程を付加して有機溶剤を再利用する
ことが可能となる。また、このような疎水性の有機溶剤
としては、ハイドロフルオロエーテル類、キシレン、ヘ
キサメチルジシラザンの少なくとも1種を用いることが
できる。さらに、このような疎水性の有機溶剤の中で
は、ハイドロフルオロエーテル類のように水系洗浄液よ
りも比重が大きいものであることが好ましい。これによ
り、有機溶剤が回収タンク内の下部に存在することとな
り有機溶剤の回収を一層容易に行うことが可能となる。
前記液剤としては希フッ酸を用いることもできる。前記
現像パターンに対応するレジストパターンと前記液剤と
の間の接触角は、60〜120°であることが好まし
い。
剤が好ましい。一般的に有機溶剤は表面張力が小さく、
このような目的に適している。有機溶剤は疎水性である
ことが好ましい。このように疎水性の有機溶剤を用いる
ことにより水系洗浄液と容易に分離することができ、有
機溶剤を回収する工程を付加して有機溶剤を再利用する
ことが可能となる。また、このような疎水性の有機溶剤
としては、ハイドロフルオロエーテル類、キシレン、ヘ
キサメチルジシラザンの少なくとも1種を用いることが
できる。さらに、このような疎水性の有機溶剤の中で
は、ハイドロフルオロエーテル類のように水系洗浄液よ
りも比重が大きいものであることが好ましい。これによ
り、有機溶剤が回収タンク内の下部に存在することとな
り有機溶剤の回収を一層容易に行うことが可能となる。
前記液剤としては希フッ酸を用いることもできる。前記
現像パターンに対応するレジストパターンと前記液剤と
の間の接触角は、60〜120°であることが好まし
い。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の
現像処理方法を実施するための現像処理ユニットを搭載
したレジスト塗布現像処理システムを示す概略平面図、
図2はその正面図、図3はその背面図である。これらの
図において、平面内において互いに直交する方向をX−
Y、垂直方向をZで示している。
の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の
現像処理方法を実施するための現像処理ユニットを搭載
したレジスト塗布現像処理システムを示す概略平面図、
図2はその正面図、図3はその背面図である。これらの
図において、平面内において互いに直交する方向をX−
Y、垂直方向をZで示している。
【0012】このレジスト塗布現像処理システム1は、
搬送ステーションであるカセットステーション10と、
複数の処理ユニットを有する処理ステーション11と、
処理ステーション11と隣接して設けられる図示しない
露光装置との間でウエハWを受け渡すためのインターフ
ェイス部12とを具備している。
搬送ステーションであるカセットステーション10と、
複数の処理ユニットを有する処理ステーション11と、
処理ステーション11と隣接して設けられる図示しない
露光装置との間でウエハWを受け渡すためのインターフ
ェイス部12とを具備している。
【0013】上記カセットステーション10は、被処理
体としてのウエハWを複数枚例えば25枚単位でウエハ
カセットCRに搭載された状態で他のシステムからこの
システムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ
搬出したり、ウエハカセットCRと処理ステーション1
1との間でウエハWの搬送を行うためのものである。
体としてのウエハWを複数枚例えば25枚単位でウエハ
カセットCRに搭載された状態で他のシステムからこの
システムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ
搬出したり、ウエハカセットCRと処理ステーション1
1との間でウエハWの搬送を行うためのものである。
【0014】このカセットステーション10において
は、図1に示すように、ウエハカセットCRを載置する
載置台20上に図中X方向に沿って複数(図では4個)
の位置決め突起20aが形成されており、この突起20
aの位置にウエハカセットCRがそれぞれのウエハ出入
口を処理ステーション11側に向けて一列に載置可能と
なっている。ウエハカセットCRにおいてはウエハWが
垂直方向(Z方向)に配列されている。また、カセット
ステーション10は、載置台20と処理ステーション1
1との間に位置するウエハ搬送機構21を有している。
このウエハ搬送機構21は、カセット配列方向(X方
向)およびその中のウエハWのウエハ配列方向(Z方
向)に移動可能なウエハ搬送用アーム21aを有してお
り、このウエハ搬送用アーム21aによりいずれかのウ
エハカセットCRに対して選択的にアクセス可能となっ
ている。また、ウエハ搬送用アーム21aは、θ方向に
回転可能に構成されており、後述する処理ステーション
11側の第3の処理ユニット群G 3に属するアライメン
トユニット(ALIM)およびエクステンションユニッ
ト(EXT)にもアクセスできるようになっている。
は、図1に示すように、ウエハカセットCRを載置する
載置台20上に図中X方向に沿って複数(図では4個)
の位置決め突起20aが形成されており、この突起20
aの位置にウエハカセットCRがそれぞれのウエハ出入
口を処理ステーション11側に向けて一列に載置可能と
なっている。ウエハカセットCRにおいてはウエハWが
垂直方向(Z方向)に配列されている。また、カセット
ステーション10は、載置台20と処理ステーション1
1との間に位置するウエハ搬送機構21を有している。
このウエハ搬送機構21は、カセット配列方向(X方
向)およびその中のウエハWのウエハ配列方向(Z方
向)に移動可能なウエハ搬送用アーム21aを有してお
り、このウエハ搬送用アーム21aによりいずれかのウ
エハカセットCRに対して選択的にアクセス可能となっ
ている。また、ウエハ搬送用アーム21aは、θ方向に
回転可能に構成されており、後述する処理ステーション
11側の第3の処理ユニット群G 3に属するアライメン
トユニット(ALIM)およびエクステンションユニッ
ト(EXT)にもアクセスできるようになっている。
【0015】上記処理ステーション11は、ウエハWに
対して塗布・現像を行う際の一連の工程を実施するため
の複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段
に配置されており、これらによりウエハWが一枚ずつ処
理される。この処理ステーション11は、図1に示すよ
うに、中心部に搬送路22aを有し、この中に主ウエハ
搬送機構22が設けられ、搬送路22aの周りに全ての
処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニ
ットは、複数の処理ユニット群に分かれており、各処理
ユニット群は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多
段に配置されている。
対して塗布・現像を行う際の一連の工程を実施するため
の複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段
に配置されており、これらによりウエハWが一枚ずつ処
理される。この処理ステーション11は、図1に示すよ
うに、中心部に搬送路22aを有し、この中に主ウエハ
搬送機構22が設けられ、搬送路22aの周りに全ての
処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニ
ットは、複数の処理ユニット群に分かれており、各処理
ユニット群は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多
段に配置されている。
【0016】主ウエハ搬送機構22は、図3に示すよう
に、筒状支持体49の内側に、ウエハ搬送装置46を上
下方向(Z方向)に昇降自在に装備している。筒状支持
体49はモータ(図示せず)の回転駆動力によって回転
可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置4
6も一体的に回転可能となっている。
に、筒状支持体49の内側に、ウエハ搬送装置46を上
下方向(Z方向)に昇降自在に装備している。筒状支持
体49はモータ(図示せず)の回転駆動力によって回転
可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置4
6も一体的に回転可能となっている。
【0017】ウエハ搬送装置46は、搬送基台47の前
後方向に移動自在な複数本の保持部材48を備え、これ
らの保持部材48によって各処理ユニット間でのウエハ
Wの受け渡しを実現している。
後方向に移動自在な複数本の保持部材48を備え、これ
らの保持部材48によって各処理ユニット間でのウエハ
Wの受け渡しを実現している。
【0018】また、図1に示すように、この実施の形態
においては、4個の処理ユニット群G1,G2,G3,
G4が搬送路22aの周囲に配置されており、処理ユニ
ット群G5は必要に応じて配置可能となっている。
においては、4個の処理ユニット群G1,G2,G3,
G4が搬送路22aの周囲に配置されており、処理ユニ
ット群G5は必要に応じて配置可能となっている。
【0019】これらのうち、第1および第2の処理ユニ
ット群G1,G2はシステム正面側に並列に配置され、
第3の処理ユニット群G3はカセットステーション10
に隣接して配置され、第4の処理ユニット群G4はイン
ターフェイス部12に隣接して配置されている。また、
第5の処理ユニット群G5は背面部に配置可能となって
いる。
ット群G1,G2はシステム正面側に並列に配置され、
第3の処理ユニット群G3はカセットステーション10
に隣接して配置され、第4の処理ユニット群G4はイン
ターフェイス部12に隣接して配置されている。また、
第5の処理ユニット群G5は背面部に配置可能となって
いる。
【0020】第1の処理ユニット群G1では、カップC
P内でウエハWをスピンチャック(図示せず)に載置し
てウエハWにレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニ
ット(COT)および同様にカップCP内でレジストの
パターンを現像する現像処理ユニット(DEV)が下か
ら順に2段に重ねられている。第2の処理ユニット群G
2も同様に、2台のスピナ型処理ユニットとしてレジス
ト塗布処理ユニット(COT)および現像処理ユニット
(DEV)が下から順に2段に重ねられている。
P内でウエハWをスピンチャック(図示せず)に載置し
てウエハWにレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニ
ット(COT)および同様にカップCP内でレジストの
パターンを現像する現像処理ユニット(DEV)が下か
ら順に2段に重ねられている。第2の処理ユニット群G
2も同様に、2台のスピナ型処理ユニットとしてレジス
ト塗布処理ユニット(COT)および現像処理ユニット
(DEV)が下から順に2段に重ねられている。
【0021】第3の処理ユニット群G3においては、図
3に示すように、ウエハWを載置台SPに載せて所定の
処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられ
ている。すなわち、レジストの定着性を高めるためのい
わゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット(A
D)、ウエハWの位置合わせを行うアライメントユニッ
ト(ALIM)、ウエハWの搬入出を行うエクステンシ
ョンユニット(EXT)、冷却処理を行うクーリングユ
ニット(COL)、露光処理前や露光処理後、さらには
現像処理後にウエハWに対して加熱処理を行う4つのホ
ットプレートユニット(HP)が下から順に8段に重ね
られている。なお、アライメントユニット(ALIM)
の代わりにクーリングユニット(COL)を設け、クー
リングユニット(COL)にアライメント機能を持たせ
てもよい。
3に示すように、ウエハWを載置台SPに載せて所定の
処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられ
ている。すなわち、レジストの定着性を高めるためのい
わゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット(A
D)、ウエハWの位置合わせを行うアライメントユニッ
ト(ALIM)、ウエハWの搬入出を行うエクステンシ
ョンユニット(EXT)、冷却処理を行うクーリングユ
ニット(COL)、露光処理前や露光処理後、さらには
現像処理後にウエハWに対して加熱処理を行う4つのホ
ットプレートユニット(HP)が下から順に8段に重ね
られている。なお、アライメントユニット(ALIM)
の代わりにクーリングユニット(COL)を設け、クー
リングユニット(COL)にアライメント機能を持たせ
てもよい。
【0022】第4の処理ユニット群G4も、オーブン型
の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、ク
ーリングユニット(COL)、クーリングプレートを備
えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリン
グユニット(EXTCOL)、エクステンションユニッ
ト(EXT)、クーリングユニット(COL)、および
4つのホットプレートユニット(HP)が下から順に8
段に重ねられている。
の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、ク
ーリングユニット(COL)、クーリングプレートを備
えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリン
グユニット(EXTCOL)、エクステンションユニッ
ト(EXT)、クーリングユニット(COL)、および
4つのホットプレートユニット(HP)が下から順に8
段に重ねられている。
【0023】主ウエハ搬送機構22の背部側に第5の処
理ユニット群G5を設ける場合には、案内レール25に
沿って主ウエハ搬送機構22から見て側方へ移動できる
ようになっている。したがって、第5の処理ユニット群
G5を設けた場合でも、これを案内レール25に沿って
スライドすることにより空間部が確保されるので、主ウ
エハ搬送機構22に対して背後からメンテナンス作業を
容易に行うことができる。
理ユニット群G5を設ける場合には、案内レール25に
沿って主ウエハ搬送機構22から見て側方へ移動できる
ようになっている。したがって、第5の処理ユニット群
G5を設けた場合でも、これを案内レール25に沿って
スライドすることにより空間部が確保されるので、主ウ
エハ搬送機構22に対して背後からメンテナンス作業を
容易に行うことができる。
【0024】上記インターフェイス部12は、奥行方向
(X方向)の長さが処理ステーション11と同じであ
り、図1、図2に示すように、このインターフェイス部
12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、背
面部には周辺露光装置23が配設され、中央部には、ウ
エハ搬送機構24が配設されている。このウエハ搬送機
構24は、ウエハ搬送用アーム24aを有しており、こ
のウエハ搬送用アーム24aは、X方向、Z方向に移動
して両カセットCR,BRおよび周辺露光装置23にア
クセス可能となっている。また、このウエハ搬送用アー
ム24aは、θ方向に回転可能であり、処理ステーショ
ン11の第4の処理ユニット群G4に属するエクステン
ションユニット(EXT)や、さらには隣接する露光装
置側のウエハ受け渡し台(図示せず)にもアクセス可能
となっている。
(X方向)の長さが処理ステーション11と同じであ
り、図1、図2に示すように、このインターフェイス部
12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、背
面部には周辺露光装置23が配設され、中央部には、ウ
エハ搬送機構24が配設されている。このウエハ搬送機
構24は、ウエハ搬送用アーム24aを有しており、こ
のウエハ搬送用アーム24aは、X方向、Z方向に移動
して両カセットCR,BRおよび周辺露光装置23にア
クセス可能となっている。また、このウエハ搬送用アー
ム24aは、θ方向に回転可能であり、処理ステーショ
ン11の第4の処理ユニット群G4に属するエクステン
ションユニット(EXT)や、さらには隣接する露光装
置側のウエハ受け渡し台(図示せず)にもアクセス可能
となっている。
【0025】このように構成されるレジスト塗布現像処
理システム1においては、ウエハカセットCRから処理
前のウエハWを1枚ずつウエハ搬送機構21によって取
り出し、処理ステーション11のアライメントユニット
(ALIM)へ搬入する。次いで、ここで位置決めされ
たウエハWを主ウエハ搬送機構22により搬出し、アド
ヒージョンユニット(AD)に搬入してアドヒージョン
処理を施す。このアドヒージョン処理の終了後、ウエハ
Wを主ウエハ搬送機構22により搬出し、クーリングユ
ニット(COL)に搬送して、ここで冷却する。次い
で、ウエハWをレジスト塗布ユニット(COT)に搬送
してレジスト塗布を行い、さらに、ホットプレートユニ
ット(HP)でプリベーク処理を行って、エクステンシ
ョン・クーリングユニット(EXTCOL)を介して、
インターフェイス部12に搬送し、そこからウエハ搬送
機構24により隣接する露光装置に搬送する。さらに、
露光装置にて露光処理のなされたウエハWを、ウエハ搬
送機構24によりインターフェイス部12、エクステン
ションユニット(EXT)を介して処理ステーション1
1に搬送する。処理ステーション11において、主ウエ
ハ搬送機構22によりウエハWをホットプレートユニッ
ト(HP)に搬送してポストエクスポージャー処理を施
し、さらに現像ユニット(DEV)に搬送して現像処理
を施した後、ホットプレートユニット(HP)でポスト
ベーク処理を行い、クーリングユニット(COL)にお
いて冷却した後、エクステンションユニット(EXT)
を介してカセットステーション10に搬送する。以上の
ようにして所定の処理がなされたウエハWを、ウエハ搬
送機構21がウエハカセットCRに収納する。
理システム1においては、ウエハカセットCRから処理
前のウエハWを1枚ずつウエハ搬送機構21によって取
り出し、処理ステーション11のアライメントユニット
(ALIM)へ搬入する。次いで、ここで位置決めされ
たウエハWを主ウエハ搬送機構22により搬出し、アド
ヒージョンユニット(AD)に搬入してアドヒージョン
処理を施す。このアドヒージョン処理の終了後、ウエハ
Wを主ウエハ搬送機構22により搬出し、クーリングユ
ニット(COL)に搬送して、ここで冷却する。次い
で、ウエハWをレジスト塗布ユニット(COT)に搬送
してレジスト塗布を行い、さらに、ホットプレートユニ
ット(HP)でプリベーク処理を行って、エクステンシ
ョン・クーリングユニット(EXTCOL)を介して、
インターフェイス部12に搬送し、そこからウエハ搬送
機構24により隣接する露光装置に搬送する。さらに、
露光装置にて露光処理のなされたウエハWを、ウエハ搬
送機構24によりインターフェイス部12、エクステン
ションユニット(EXT)を介して処理ステーション1
1に搬送する。処理ステーション11において、主ウエ
ハ搬送機構22によりウエハWをホットプレートユニッ
ト(HP)に搬送してポストエクスポージャー処理を施
し、さらに現像ユニット(DEV)に搬送して現像処理
を施した後、ホットプレートユニット(HP)でポスト
ベーク処理を行い、クーリングユニット(COL)にお
いて冷却した後、エクステンションユニット(EXT)
を介してカセットステーション10に搬送する。以上の
ようにして所定の処理がなされたウエハWを、ウエハ搬
送機構21がウエハカセットCRに収納する。
【0026】次に、本発明の現像処理方法を実施するた
めの現像処理ユニット(DEV)について図4および図
5を参照しながら説明する。図4および図5は、現像処
理ユニット(DEV)の全体構成を示す断面図および平
面図である。
めの現像処理ユニット(DEV)について図4および図
5を参照しながら説明する。図4および図5は、現像処
理ユニット(DEV)の全体構成を示す断面図および平
面図である。
【0027】この現像処理ユニット(DEV)は筐体5
0を有し、その中央部には環状のカップCPが配置さ
れ、カップCPの内側にはスピンチャック52が配置さ
れている。スピンチャック52は真空吸着によってウエ
ハWを固定保持した状態で駆動モータ54によって回転
駆動される。駆動モータ54は、筐体50の底板50a
の開口に昇降移動可能に配置され、たとえばアルミニウ
ムからなるキャップ状のフランジ部材56を介してたと
えばエアシリンダからなる昇降駆動機構58および昇降
ガイド60と結合されている。駆動モータ54の側面に
はたとえばステンレス鋼(SUS)からなる筒状の冷却
ジャケット62が取り付けられ、フランジ部材56は、
この冷却ジャケット62の上半部を覆うように取り付け
られている。
0を有し、その中央部には環状のカップCPが配置さ
れ、カップCPの内側にはスピンチャック52が配置さ
れている。スピンチャック52は真空吸着によってウエ
ハWを固定保持した状態で駆動モータ54によって回転
駆動される。駆動モータ54は、筐体50の底板50a
の開口に昇降移動可能に配置され、たとえばアルミニウ
ムからなるキャップ状のフランジ部材56を介してたと
えばエアシリンダからなる昇降駆動機構58および昇降
ガイド60と結合されている。駆動モータ54の側面に
はたとえばステンレス鋼(SUS)からなる筒状の冷却
ジャケット62が取り付けられ、フランジ部材56は、
この冷却ジャケット62の上半部を覆うように取り付け
られている。
【0028】現像液塗布時、フランジ部材56の下端
は、底板50aの開口の外周付近で底板50aに密着
し、これによりユニット内部が密閉される。スピンチャ
ック52と主ウエハ搬送機構22との間でウエハWの受
け渡しが行われる時は、昇降駆動機構58が駆動モータ
54およびスピンチャック52を上方へ持ち上げること
でフランジ部材56の下端が筐体50の底板50aから
上昇するようになっている。
は、底板50aの開口の外周付近で底板50aに密着
し、これによりユニット内部が密閉される。スピンチャ
ック52と主ウエハ搬送機構22との間でウエハWの受
け渡しが行われる時は、昇降駆動機構58が駆動モータ
54およびスピンチャック52を上方へ持ち上げること
でフランジ部材56の下端が筐体50の底板50aから
上昇するようになっている。
【0029】カップCPの底部には、その中央寄りの部
分に排気管64が接続され、またその外側寄りの部分に
排液管66が接続されている。そして、排気管64から
カップCP内の気体が排気されるとともに、排液管66
からは、現像液を振り切るときに飛散した現像液や現像
液を洗い流すための洗浄液、および有機溶剤が排出され
る。なお、現像処理ユニット(DEV)の筐体50の側
壁には、ウエハ保持部材48が侵入するための開口70
が形成されている。
分に排気管64が接続され、またその外側寄りの部分に
排液管66が接続されている。そして、排気管64から
カップCP内の気体が排気されるとともに、排液管66
からは、現像液を振り切るときに飛散した現像液や現像
液を洗い流すための洗浄液、および有機溶剤が排出され
る。なお、現像処理ユニット(DEV)の筐体50の側
壁には、ウエハ保持部材48が侵入するための開口70
が形成されている。
【0030】カップCPの上方には、ウエハWの表面に
現像液を供給するための現像液供給ノズル81と、現像
後のウエハWに純水のような水系洗浄液を供給するため
の水系洗浄液供給ノズル84と、水系洗浄液を供給後の
ウエハWに実質的にレジストを溶解せず、水よりも表面
張力が小さい液剤を供給するための液剤供給ノズル87
とが、ウエハW上の供給位置とウエハWの外方の待機位
置との間で移動可能に設けられている。そして、現像液
供給ノズル81は現像液供給配管82を介して現像液供
給部83に接続されており、水系洗浄液供給ノズル84
は水系洗浄液供給配管85を介して水系洗浄液供給部8
6に接続されており、液剤供給ノズル87は液剤供給配
管88を介して液剤供給部89に接続されている。
現像液を供給するための現像液供給ノズル81と、現像
後のウエハWに純水のような水系洗浄液を供給するため
の水系洗浄液供給ノズル84と、水系洗浄液を供給後の
ウエハWに実質的にレジストを溶解せず、水よりも表面
張力が小さい液剤を供給するための液剤供給ノズル87
とが、ウエハW上の供給位置とウエハWの外方の待機位
置との間で移動可能に設けられている。そして、現像液
供給ノズル81は現像液供給配管82を介して現像液供
給部83に接続されており、水系洗浄液供給ノズル84
は水系洗浄液供給配管85を介して水系洗浄液供給部8
6に接続されており、液剤供給ノズル87は液剤供給配
管88を介して液剤供給部89に接続されている。
【0031】現像液供給ノズル81は第1のノズルスキ
ャンアーム91の先端部に着脱可能に取り付けられてお
り、水系洗浄液供給ノズル84は第2のノズルスキャン
アーム92の先端部に着脱可能に取り付けられており、
液剤供給ノズル87は第3のノズルスキャンアーム93
の先端に着脱可能に取り付けられている。そして、これ
ら第1、第2、第3のノズルスキャンアーム91,9
2,93は、それぞれ、筐体50の底板50aの上にY
方向に沿って敷設されたガイドレール94上から垂直方
向に延び、ガイドレール94上を水平移動可能な第1の
垂直支持部材95、第2の垂直支持部材96および第3
の垂直支持部材97の上端部に取り付けられており、現
像液供給ノズル81、水系洗浄液供給ノズル84、およ
び液剤供給ノズル87は、これら第1、第2、第3の垂
直支持部材95,96,97とともに図示しないY軸駆
動機構によってY方向に沿って移動するようになってい
る。また、第1、第2、第3の垂直支持部材95,9
6,97は図示しないZ軸駆動機構によってZ方向に移
動可能となっており、現像液供給ノズル81、水系洗浄
液供給ノズル84、および液剤供給ノズル87は、対応
する垂直支持部材の移動によってウエハWに近接した吐
出位置とその上方の非吐出位置との間で移動されるよう
になっている。なお、現像液供給ノズル81は、ノズル
待機部98に待機されるようになっており、このノズル
待機部98には現像液供給ノズル81を洗浄するノズル
洗浄機構99が設けられている。
ャンアーム91の先端部に着脱可能に取り付けられてお
り、水系洗浄液供給ノズル84は第2のノズルスキャン
アーム92の先端部に着脱可能に取り付けられており、
液剤供給ノズル87は第3のノズルスキャンアーム93
の先端に着脱可能に取り付けられている。そして、これ
ら第1、第2、第3のノズルスキャンアーム91,9
2,93は、それぞれ、筐体50の底板50aの上にY
方向に沿って敷設されたガイドレール94上から垂直方
向に延び、ガイドレール94上を水平移動可能な第1の
垂直支持部材95、第2の垂直支持部材96および第3
の垂直支持部材97の上端部に取り付けられており、現
像液供給ノズル81、水系洗浄液供給ノズル84、およ
び液剤供給ノズル87は、これら第1、第2、第3の垂
直支持部材95,96,97とともに図示しないY軸駆
動機構によってY方向に沿って移動するようになってい
る。また、第1、第2、第3の垂直支持部材95,9
6,97は図示しないZ軸駆動機構によってZ方向に移
動可能となっており、現像液供給ノズル81、水系洗浄
液供給ノズル84、および液剤供給ノズル87は、対応
する垂直支持部材の移動によってウエハWに近接した吐
出位置とその上方の非吐出位置との間で移動されるよう
になっている。なお、現像液供給ノズル81は、ノズル
待機部98に待機されるようになっており、このノズル
待機部98には現像液供給ノズル81を洗浄するノズル
洗浄機構99が設けられている。
【0032】上記現像液供給ノズル81は、長尺状をな
しその長手方向を水平にして配置され、下面に複数の吐
出口を有しており、吐出された現像液が全体として帯状
になるようになっている。そして、現像液の塗布の際に
は、ウエハWの上方に位置する現像液供給ノズル81か
ら現像液を帯状に吐出させながら、ウエハWを1/2回
転以上、例えば1回転させることにより、現像液がウエ
ハW全面に塗布される。なお、現像液吐出の際には、ウ
エハWを回転させずに現像液供給ノズル81をガイドレ
ール94に沿ってスキャンさせてもよい。
しその長手方向を水平にして配置され、下面に複数の吐
出口を有しており、吐出された現像液が全体として帯状
になるようになっている。そして、現像液の塗布の際に
は、ウエハWの上方に位置する現像液供給ノズル81か
ら現像液を帯状に吐出させながら、ウエハWを1/2回
転以上、例えば1回転させることにより、現像液がウエ
ハW全面に塗布される。なお、現像液吐出の際には、ウ
エハWを回転させずに現像液供給ノズル81をガイドレ
ール94に沿ってスキャンさせてもよい。
【0033】また、上記水系洗浄液供給ノズル84およ
び液剤供給ノズル87はストレートノズルで構成されて
おり、水系洗浄液供給ノズル84は、現像工程終了後、
ウエハW上に移動されてウエハW上の現像パターンが形
成されたレジスト膜に水系洗浄液を供給して洗浄し、液
剤供給ノズル87は、水系洗浄液による洗浄後に実質的
にレジストを溶解せず、水よりも表面張力が小さい液剤
を供給して水系洗浄液を置換する。
び液剤供給ノズル87はストレートノズルで構成されて
おり、水系洗浄液供給ノズル84は、現像工程終了後、
ウエハW上に移動されてウエハW上の現像パターンが形
成されたレジスト膜に水系洗浄液を供給して洗浄し、液
剤供給ノズル87は、水系洗浄液による洗浄後に実質的
にレジストを溶解せず、水よりも表面張力が小さい液剤
を供給して水系洗浄液を置換する。
【0034】現像液供給部83、水系洗浄液供給部86
および液剤供給部89からの現像液、水系洗浄液および
液剤の供給は、液供給制御部100によって制御される
ようになっている。
および液剤供給部89からの現像液、水系洗浄液および
液剤の供給は、液供給制御部100によって制御される
ようになっている。
【0035】次に、このように構成された現像処理ユニ
ット(DEV)における現像処理の動作を図6の工程図
を参照しながら説明する。所定のパターンが露光されポ
ストエクスポージャーベーク処理および冷却処理された
ウエハWを、主ウエハ搬送機構22によって現像処理ユ
ニット(DEV)内のカップCPの真上まで搬送し、ス
ピンチャック52を昇降駆動機構58によって上昇させ
ることによりスピンチャック52上に真空吸着させる
(ST1)。
ット(DEV)における現像処理の動作を図6の工程図
を参照しながら説明する。所定のパターンが露光されポ
ストエクスポージャーベーク処理および冷却処理された
ウエハWを、主ウエハ搬送機構22によって現像処理ユ
ニット(DEV)内のカップCPの真上まで搬送し、ス
ピンチャック52を昇降駆動機構58によって上昇させ
ることによりスピンチャック52上に真空吸着させる
(ST1)。
【0036】次いで、現像液供給ノズル81をウエハW
のほぼ中央上方に移動させ、この現像液供給ノズル81
から現像液を帯状に吐出させながら、ウエハWを1/2
回転以上、例えば1回転させることにより、または、現
像液供給ノズル81をガイドレール94に沿ってウエハ
Wの一方の端部から他方の端部へスキャンしながら現像
液を吐出することにより、現像液をウエハW全面に塗布
し、図7の(a)に示すように、例えば1.2mmの厚
さの現像液パドル101を形成する(ST2)。このよ
うにして現像液パドル101をウエハW上に静止させる
ことにより現像を進行させる(ST3)。このように現
像が進行している間、図7の(b)に示すように、現像
液供給ノズル81を待機位置98に移動させ、水系洗浄
液供給ノズル84をウエハWのほぼ中央上方に移動させ
る(ST4)。
のほぼ中央上方に移動させ、この現像液供給ノズル81
から現像液を帯状に吐出させながら、ウエハWを1/2
回転以上、例えば1回転させることにより、または、現
像液供給ノズル81をガイドレール94に沿ってウエハ
Wの一方の端部から他方の端部へスキャンしながら現像
液を吐出することにより、現像液をウエハW全面に塗布
し、図7の(a)に示すように、例えば1.2mmの厚
さの現像液パドル101を形成する(ST2)。このよ
うにして現像液パドル101をウエハW上に静止させる
ことにより現像を進行させる(ST3)。このように現
像が進行している間、図7の(b)に示すように、現像
液供給ノズル81を待機位置98に移動させ、水系洗浄
液供給ノズル84をウエハWのほぼ中央上方に移動させ
る(ST4)。
【0037】所定時間経過後、スピンチャック52を所
定の回転速度で回転させることによりウエハWから現像
液を振り切り(ST5)、それとほぼ同時に、図7の
(c)に示すように、ウエハWを所定の回転速度で回転
させながら水系洗浄液供給ノズル84からウエハW上の
現像パターンが形成されたレジスト膜へ水系洗浄液、例
えば純水を供給し、レジスト膜上に存在する現像液を洗
い流す(ST6)。
定の回転速度で回転させることによりウエハWから現像
液を振り切り(ST5)、それとほぼ同時に、図7の
(c)に示すように、ウエハWを所定の回転速度で回転
させながら水系洗浄液供給ノズル84からウエハW上の
現像パターンが形成されたレジスト膜へ水系洗浄液、例
えば純水を供給し、レジスト膜上に存在する現像液を洗
い流す(ST6)。
【0038】このような洗浄工程の後、図7の(d)に
示すように、液剤供給ノズル87をウエハWのほぼ中央
上方に移動させ、ウエハWを所定の回転速度で回転させ
ながら、現像パターンが形成された洗浄後のレジスト膜
へ実質的にレジストを溶解せず、水よりも表面張力が小
さい液剤を供給する(ST7)。これにより、レジスト
膜上の水系洗浄液および残留している現像液の大部分が
上記液剤に置換される。すなわち、レジスト膜の表面が
上記液剤に覆われた状態となる。なお、液剤を供給する
際には、供給中の一部の期間ウエハが停止していてもよ
い。
示すように、液剤供給ノズル87をウエハWのほぼ中央
上方に移動させ、ウエハWを所定の回転速度で回転させ
ながら、現像パターンが形成された洗浄後のレジスト膜
へ実質的にレジストを溶解せず、水よりも表面張力が小
さい液剤を供給する(ST7)。これにより、レジスト
膜上の水系洗浄液および残留している現像液の大部分が
上記液剤に置換される。すなわち、レジスト膜の表面が
上記液剤に覆われた状態となる。なお、液剤を供給する
際には、供給中の一部の期間ウエハが停止していてもよ
い。
【0039】このようにしてウエハWのレジスト膜の水
系洗浄液を上記液剤に置換した後、ウエハWを高速で回
転させ、ウエハW上に残存する液剤を振り切ってウエハ
Wを乾燥させる(ST8)。これにより、一連の現像処
理が終了する。
系洗浄液を上記液剤に置換した後、ウエハWを高速で回
転させ、ウエハW上に残存する液剤を振り切ってウエハ
Wを乾燥させる(ST8)。これにより、一連の現像処
理が終了する。
【0040】このように、本実施形態においては、現像
工程終了後にウエハW上のレジスト膜を水系洗浄液で洗
浄し、次いでレジスト膜に水よりも表面張力が小さい液
剤を供給するので、表面張力の大きい水系洗浄液が、よ
り表面張力が小さい液剤に置換され、振り切り乾燥の際
にレジストパターンに及ぼされる応力を小さくすること
ができ、レジストパターン倒れを抑制することができ
る。すなわち、純水のような水系洗浄液は表面張力が大
きいため、ウエハWの回転にともなう遠心力によってレ
ジストパターンの凹部から抜け出る際に、表面張力に抗
する大きな応力がレジストパターンに及ぼされるが、こ
のように水よりも表面張力が小さい液剤の供給によって
水系洗浄液がその液剤に置換され、レジストパターンの
凹部にはこのような水よりも表面張力の小さい液剤が存
在するため、これが凹部から抜け出る際のレジストパタ
ーンに及ぼされる応力を水系洗浄液のときよりも格段に
小さくすることができ、レジストパターンが倒れ難くな
る。この場合に、上記液剤の供給時間あるいは液剤の供
給量等を調整し、図8に示すレジストパターン102と
その間の液剤103との接触角θを60°以上120°
未満、好ましくは70°以上120°未満となるように
すれば、液剤の表面張力が極めて小さいものとなり、レ
ジストパターン倒れの発生をより有効に防止することが
できる。また、この液剤として、上述のように実質的に
レジストを溶解しないものを用いるので、レジストパタ
ーンに悪影響を及ぼすこともない。
工程終了後にウエハW上のレジスト膜を水系洗浄液で洗
浄し、次いでレジスト膜に水よりも表面張力が小さい液
剤を供給するので、表面張力の大きい水系洗浄液が、よ
り表面張力が小さい液剤に置換され、振り切り乾燥の際
にレジストパターンに及ぼされる応力を小さくすること
ができ、レジストパターン倒れを抑制することができ
る。すなわち、純水のような水系洗浄液は表面張力が大
きいため、ウエハWの回転にともなう遠心力によってレ
ジストパターンの凹部から抜け出る際に、表面張力に抗
する大きな応力がレジストパターンに及ぼされるが、こ
のように水よりも表面張力が小さい液剤の供給によって
水系洗浄液がその液剤に置換され、レジストパターンの
凹部にはこのような水よりも表面張力の小さい液剤が存
在するため、これが凹部から抜け出る際のレジストパタ
ーンに及ぼされる応力を水系洗浄液のときよりも格段に
小さくすることができ、レジストパターンが倒れ難くな
る。この場合に、上記液剤の供給時間あるいは液剤の供
給量等を調整し、図8に示すレジストパターン102と
その間の液剤103との接触角θを60°以上120°
未満、好ましくは70°以上120°未満となるように
すれば、液剤の表面張力が極めて小さいものとなり、レ
ジストパターン倒れの発生をより有効に防止することが
できる。また、この液剤として、上述のように実質的に
レジストを溶解しないものを用いるので、レジストパタ
ーンに悪影響を及ぼすこともない。
【0041】ところで、接触角θは実際にパターンとパ
ターンとの間に液剤が存在する状態で測定されるが、こ
のような液剤として揮発性の高いものを採用した場合に
は接触角θを直接測定することは困難である。このよう
な場合には、上記ST8が終了した後、パターンとパタ
ーンとの間に純水を入れて接触角を測定することにより
近似的にその液剤の接触角θを求めることができる。こ
れは、接触角θが上記液剤によるレジストの表面改質効
果と液剤の表面張力とによって決定され、そのうちの表
面改質効果が支配的であるからである。すなわち、純水
を入れた後の接触角の値は表面張力の寄与分が液剤から
純水に変わっただけであり、その液剤の接触角θに近似
した値となる。より精度を高めるためには、何らかの方
法で表面張力の寄与分を補正すればよい。
ターンとの間に液剤が存在する状態で測定されるが、こ
のような液剤として揮発性の高いものを採用した場合に
は接触角θを直接測定することは困難である。このよう
な場合には、上記ST8が終了した後、パターンとパタ
ーンとの間に純水を入れて接触角を測定することにより
近似的にその液剤の接触角θを求めることができる。こ
れは、接触角θが上記液剤によるレジストの表面改質効
果と液剤の表面張力とによって決定され、そのうちの表
面改質効果が支配的であるからである。すなわち、純水
を入れた後の接触角の値は表面張力の寄与分が液剤から
純水に変わっただけであり、その液剤の接触角θに近似
した値となる。より精度を高めるためには、何らかの方
法で表面張力の寄与分を補正すればよい。
【0042】ここで用いる液剤としては、レジストを溶
解しないものであれば特に限定されるものではないが、
一般的に表面張力が小さいことが知られている有機溶剤
を用いることが好ましい。
解しないものであれば特に限定されるものではないが、
一般的に表面張力が小さいことが知られている有機溶剤
を用いることが好ましい。
【0043】有機溶剤としては、水系洗浄液との親和性
が低い疎水性のものであることが好ましい。このような
疎水性の有機溶剤を用いることにより、有機溶剤の分離
回収を容易に行うことができ、有機溶剤の再利用を図る
ことができる。このような疎水性の有機溶剤としては、
ハイドロフルオロエーテル類、キシレン、ヘキサメチル
ジシラザン(HMDS)の少なくとも1種を好適に用い
ることができる。
が低い疎水性のものであることが好ましい。このような
疎水性の有機溶剤を用いることにより、有機溶剤の分離
回収を容易に行うことができ、有機溶剤の再利用を図る
ことができる。このような疎水性の有機溶剤としては、
ハイドロフルオロエーテル類、キシレン、ヘキサメチル
ジシラザン(HMDS)の少なくとも1種を好適に用い
ることができる。
【0044】この場合に、分離回収を一層容易にする観
点からは、水系洗浄液よりも比重が高い有機溶剤を用い
ることが好ましい。上記ハイドロフルオロエーテル類が
このような有機溶剤に該当する。ハイドロフルオロエー
テル類としては、メチルパーフルオロイソブチルエーテ
ル、メチルパーフルオロブチルエーテルを挙げることが
でき、これら単独または混合して用いることができる。
点からは、水系洗浄液よりも比重が高い有機溶剤を用い
ることが好ましい。上記ハイドロフルオロエーテル類が
このような有機溶剤に該当する。ハイドロフルオロエー
テル類としては、メチルパーフルオロイソブチルエーテ
ル、メチルパーフルオロブチルエーテルを挙げることが
でき、これら単独または混合して用いることができる。
【0045】もちろん上記液剤としては有機溶剤以外で
あってもよく、例えば希フッ酸を挙げることができる。
希フッ酸としては濃度が0.1〜10%のものが好まし
く、0.5〜2%のものがより好ましい。
あってもよく、例えば希フッ酸を挙げることができる。
希フッ酸としては濃度が0.1〜10%のものが好まし
く、0.5〜2%のものがより好ましい。
【0046】次に、本発明の効果を確認した実験につい
て説明する。ウエハに厚さ0.8μmのレジスト膜を形
成し、これに0.2μm幅で長さ7.0μmの条状のパ
ターンが0.2μm間隔で平行に形成されるように露光
を行った。露光の際のフォーカスキャリブレーションは
1.1を基準として−0.1(1.0)、−0.2
(0.9)で行った。露光後、図9に示すように、現像
液供給ノズルをパターン方向と垂直にスキャンしながら
現像液を供給して塗布したもの、およびパターン方向と
平行にスキャンしながら現像液を供給して塗布したもの
の両方について、現像液パドルを所定時間静止させて現
像処理を行った後、引き続いて以下の処理を行った。
て説明する。ウエハに厚さ0.8μmのレジスト膜を形
成し、これに0.2μm幅で長さ7.0μmの条状のパ
ターンが0.2μm間隔で平行に形成されるように露光
を行った。露光の際のフォーカスキャリブレーションは
1.1を基準として−0.1(1.0)、−0.2
(0.9)で行った。露光後、図9に示すように、現像
液供給ノズルをパターン方向と垂直にスキャンしながら
現像液を供給して塗布したもの、およびパターン方向と
平行にスキャンしながら現像液を供給して塗布したもの
の両方について、現像液パドルを所定時間静止させて現
像処理を行った後、引き続いて以下の処理を行った。
【0047】まず、ウエハを回転させてレジスト膜上の
現像液を振り切った後、ウエハを回転させながら洗浄液
として純水を供給してレジスト膜を洗浄した。この際
に、ウエハの回転速度を最初1200rpmにして5秒
間洗浄後、500rpmに減速して10秒間洗浄した。
次いで、ウエハの回転を停止させた状態でハイドロフル
オロエーテル(HFE)系溶剤(メチルパーフルオロイ
ソブチルエーテルとメチルパーフルオロブチルエーテル
とを混合したもの)をウエハ上のレジスト膜に5秒間供
給し、続いてウエハを500rpmで10秒間回転させ
た後、再び停止させて15秒間放置し、ウエハ上のレジ
ストに付着した純水を上記溶剤に置換した。その後、ウ
エハを2000rpmで15秒間回転させて有機溶剤を
振り切り、ウエハを乾燥させた。
現像液を振り切った後、ウエハを回転させながら洗浄液
として純水を供給してレジスト膜を洗浄した。この際
に、ウエハの回転速度を最初1200rpmにして5秒
間洗浄後、500rpmに減速して10秒間洗浄した。
次いで、ウエハの回転を停止させた状態でハイドロフル
オロエーテル(HFE)系溶剤(メチルパーフルオロイ
ソブチルエーテルとメチルパーフルオロブチルエーテル
とを混合したもの)をウエハ上のレジスト膜に5秒間供
給し、続いてウエハを500rpmで10秒間回転させ
た後、再び停止させて15秒間放置し、ウエハ上のレジ
ストに付着した純水を上記溶剤に置換した。その後、ウ
エハを2000rpmで15秒間回転させて有機溶剤を
振り切り、ウエハを乾燥させた。
【0048】また、比較のため、同様にして純水洗浄を
行った後、HFE系溶剤による洗浄を行わないで、同様
にウエハを2000rpmで15秒間回転させて純水を
振り切ったものも準備した。
行った後、HFE系溶剤による洗浄を行わないで、同様
にウエハを2000rpmで15秒間回転させて純水を
振り切ったものも準備した。
【0049】これらウエハにおいて、図10に示す十字
方向およびクロス方向の21個の領域(ショット)につ
いて、現像後のレジストパターンを走査型電子顕微鏡
(SEM)写真にて観察した。各ショットとも現像後の
レジストパターンが5個含まれる視野とし、各ショット
毎にパターン倒れが存在するか否かを1,0判定した。
そして、パターン倒れが生じていたショットの割合を把
握した。その結果を図11に示す。図11に示すよう
に、純水洗浄後、純水を有機溶剤で置換して振り切り乾
燥した場合には、純水洗浄後に振り切り乾燥した場合に
比べて、いずれの条件においても格段にパターン倒れが
減少した。このように、本発明の効果が実験により確認
された。
方向およびクロス方向の21個の領域(ショット)につ
いて、現像後のレジストパターンを走査型電子顕微鏡
(SEM)写真にて観察した。各ショットとも現像後の
レジストパターンが5個含まれる視野とし、各ショット
毎にパターン倒れが存在するか否かを1,0判定した。
そして、パターン倒れが生じていたショットの割合を把
握した。その結果を図11に示す。図11に示すよう
に、純水洗浄後、純水を有機溶剤で置換して振り切り乾
燥した場合には、純水洗浄後に振り切り乾燥した場合に
比べて、いずれの条件においても格段にパターン倒れが
減少した。このように、本発明の効果が実験により確認
された。
【0050】上述したように、実質的にレジストを溶解
せず、水よりも表面張力が小さい液剤として疎水性の有
機溶剤を用いた場合には、有機溶剤の分離回収を容易に
行うことができ、特に水系洗浄液よりも比重が高い場合
に一層容易に分離回収を行うことができるが、この場合
に有機溶剤の分離回収を実現可能な有機溶剤回収機構に
ついて図12を参照しながら説明する。
せず、水よりも表面張力が小さい液剤として疎水性の有
機溶剤を用いた場合には、有機溶剤の分離回収を容易に
行うことができ、特に水系洗浄液よりも比重が高い場合
に一層容易に分離回収を行うことができるが、この場合
に有機溶剤の分離回収を実現可能な有機溶剤回収機構に
ついて図12を参照しながら説明する。
【0051】図12に示すように、カップCPの底部に
設けられた排液管66は、下方で現像工程終了後に振り
切られた現像液の排液を導く現像排液配管111と、水
系洗浄液および有機溶剤の排液を導く洗浄排液配管11
3とに分岐しており、配管111に設けられたバルブ1
12および配管113に設けられたバルブ114を開閉
することにより、排液するほうの配管を切替可能となっ
ている。有機溶剤回収機構130は、洗浄排液配管11
3と、この洗浄排液配管113が接続される中間タンク
115とを有しており、この中間タンク115内に水系
洗浄液117および有機溶剤118が貯留される。有機
溶剤118として水系洗浄液117よりも比重が大きい
もの、例えばHFEを使用するので、水系洗浄液117
が上方、有機溶剤118が下方になるように中間タンク
115内で分離する。また、有機溶剤回収機構130
は、中間タンク115の底部に接続された有機溶剤回収
配管119を有しており、この有機溶剤回収配管119
は、液剤供給配管88に接続されている。有機溶剤回収
配管119には、ポンプ120、フィルタ121および
バルブ122が介在されており、ポンプ120の駆動力
によって中間タンク115から液剤供給配管88に有機
溶剤118を送って再利用を図ることができる。そし
て、液剤供給部89からの新しい有機溶剤と回収された
有機溶剤との切替は、有機溶剤回収配管119に設けら
れたバルブ122および液剤供給配管88に設けられた
バルブ123を開閉することにより行うことができる。
一方、中間タンク115の側壁の上部には、水系洗浄液
排液配管116が接続されており、相対的に比重が小さ
い水系洗浄液117のみをこの配管116を介してドレ
インとして工場の廃液ラインに流すことが可能となる。
設けられた排液管66は、下方で現像工程終了後に振り
切られた現像液の排液を導く現像排液配管111と、水
系洗浄液および有機溶剤の排液を導く洗浄排液配管11
3とに分岐しており、配管111に設けられたバルブ1
12および配管113に設けられたバルブ114を開閉
することにより、排液するほうの配管を切替可能となっ
ている。有機溶剤回収機構130は、洗浄排液配管11
3と、この洗浄排液配管113が接続される中間タンク
115とを有しており、この中間タンク115内に水系
洗浄液117および有機溶剤118が貯留される。有機
溶剤118として水系洗浄液117よりも比重が大きい
もの、例えばHFEを使用するので、水系洗浄液117
が上方、有機溶剤118が下方になるように中間タンク
115内で分離する。また、有機溶剤回収機構130
は、中間タンク115の底部に接続された有機溶剤回収
配管119を有しており、この有機溶剤回収配管119
は、液剤供給配管88に接続されている。有機溶剤回収
配管119には、ポンプ120、フィルタ121および
バルブ122が介在されており、ポンプ120の駆動力
によって中間タンク115から液剤供給配管88に有機
溶剤118を送って再利用を図ることができる。そし
て、液剤供給部89からの新しい有機溶剤と回収された
有機溶剤との切替は、有機溶剤回収配管119に設けら
れたバルブ122および液剤供給配管88に設けられた
バルブ123を開閉することにより行うことができる。
一方、中間タンク115の側壁の上部には、水系洗浄液
排液配管116が接続されており、相対的に比重が小さ
い水系洗浄液117のみをこの配管116を介してドレ
インとして工場の廃液ラインに流すことが可能となる。
【0052】以上のような構成によれば、水系洗浄液と
パターン倒れを防止するために用いられる有機溶剤とを
極めて容易に分離し、有機溶剤のみを回収することがで
きる。したがって、極めて容易に有機溶剤を再利用する
ことが可能となる。
パターン倒れを防止するために用いられる有機溶剤とを
極めて容易に分離し、有機溶剤のみを回収することがで
きる。したがって、極めて容易に有機溶剤を再利用する
ことが可能となる。
【0053】なお、有機溶剤としてHMDSのように疎
水性ではあるが水系洗浄液よりも比重の小さいものを用
いた場合には、中間タンクの上部に有機溶剤回収配管を
設け、底部に水系洗浄液排液配管を設けることにより、
その分離回収を行うことが可能である。
水性ではあるが水系洗浄液よりも比重の小さいものを用
いた場合には、中間タンクの上部に有機溶剤回収配管を
設け、底部に水系洗浄液排液配管を設けることにより、
その分離回収を行うことが可能である。
【0054】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態
では、水系洗浄液として純水を例示したが、純水に他の
物質が多少添加したものであってもよい。また、上記実
施形態では水系洗浄液の供給時および液剤の供給時にウ
エハを回転させたが、必ずしもウエハを回転させる必要
はない。さらに、上記実施形態では本発明を半導体ウエ
ハの現像処理に適用したが、これに限らず、微細なレジ
ストパターンが形成される基板であれば、液晶表示装置
(LCD)用基板等、他の基板の現像処理にも適用する
ことができる。
ず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態
では、水系洗浄液として純水を例示したが、純水に他の
物質が多少添加したものであってもよい。また、上記実
施形態では水系洗浄液の供給時および液剤の供給時にウ
エハを回転させたが、必ずしもウエハを回転させる必要
はない。さらに、上記実施形態では本発明を半導体ウエ
ハの現像処理に適用したが、これに限らず、微細なレジ
ストパターンが形成される基板であれば、液晶表示装置
(LCD)用基板等、他の基板の現像処理にも適用する
ことができる。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水系洗浄液で基板上の現像液を洗浄した後、水よりも表
面張力の小さい液剤を供給するので、表面張力の大きい
水系洗浄液が表面張力が小さい液剤に置換され、振り切
り乾燥の際にレジストパターンに及ぼされる応力を小さ
くすることができる。したがって、レジストパターン倒
れを抑制することができる。また、液剤としてレジスト
を溶解しないものを用いるので、レジストパターンに悪
影響を及ぼすことがない。
水系洗浄液で基板上の現像液を洗浄した後、水よりも表
面張力の小さい液剤を供給するので、表面張力の大きい
水系洗浄液が表面張力が小さい液剤に置換され、振り切
り乾燥の際にレジストパターンに及ぼされる応力を小さ
くすることができる。したがって、レジストパターン倒
れを抑制することができる。また、液剤としてレジスト
を溶解しないものを用いるので、レジストパターンに悪
影響を及ぼすことがない。
【図1】本発明の現像処理方法を実施するための現像処
理ユニットを搭載した半導体ウエハのレジスト塗布現像
処理システムの全体構成を示す平面図。
理ユニットを搭載した半導体ウエハのレジスト塗布現像
処理システムの全体構成を示す平面図。
【図2】図1に示すレジスト塗布現像処理システムを示
す正面図。
す正面図。
【図3】図1に示すレジスト塗布現像処理システムを示
す背面図。
す背面図。
【図4】本発明が適用される現像処理ユニットの全体構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図5】本発明が適用される現像処理ユニットを示す平
面図。
面図。
【図6】本発明の一実施形態における現像処理方法の工
程を示すフローチャート。
程を示すフローチャート。
【図7】本発明の一実施形態における現像処理方法の各
工程の処理状態を示す図。
工程の処理状態を示す図。
【図8】レジストパターンとその間の液剤との接触角を
示す図。
示す図。
【図9】本発明の効果を示す実験におけるパターンと現
像液供給ノズルのスキャン方向との関係を説明するため
の図。
像液供給ノズルのスキャン方向との関係を説明するため
の図。
【図10】本発明の効果を示す実験においてパターン倒
れを確認した領域(ショット)を示す図。
れを確認した領域(ショット)を示す図。
【図11】本発明の効果を示す実験の結果を示す図。
【図12】図4および図5に示す現像処理ユニットに設
けられる有機溶剤を分離回収する有機溶剤回収機構を示
す模式図。
けられる有機溶剤を分離回収する有機溶剤回収機構を示
す模式図。
51……スピンチャック
81……現像液供給ノズル
83……現像液供給部
84……水系洗浄液供給ノズル
86……水系洗浄液供給部
87……液剤供給ノズル
89……液剤供給部
130……有機溶剤回収機構
DEV……現像処理ユニット
W……半導体ウエハ
フロントページの続き
(72)発明者 岩城 浩之
東京都港区赤坂五丁目3番6号 TBS放
送センター 東京エレクトロン株式会社内
Fターム(参考) 2H096 AA25 GA18 LA25 LA30
5F046 LA01 LA03 LA12 LA14
Claims (15)
- 【請求項1】 基板上の露光後のレジスト膜に現像液を
供給して露光パターンを現像する現像工程と、 現像パターンが形成されたレジスト膜に水系洗浄液を供
給する工程と、 前記水系洗浄液が供給されたレジスト膜に、実質的にレ
ジストを溶解せず、水よりも表面張力が小さい液剤を供
給する工程と、 前記基板を回転させて乾燥する工程とを具備することを
特徴とする現像処理方法。 - 【請求項2】 基板上の露光後のレジスト膜に現像液を
供給して露光パターンを現像する現像工程と、 基板を回転させながら現像パターンが形成されたレジス
ト膜に水系洗浄液を供給する工程と、 基板を回転させながら前記水系洗浄液が供給されたレジ
スト膜に、実質的にレジストを溶解せず、水よりも表面
張力が小さい液剤を供給して前記水系洗浄液を置換する
工程と、 前記基板を回転させて乾燥する工程とを具備することを
特徴とする現像処理方法。 - 【請求項3】 前記液剤は有機溶剤であることを特徴と
する請求項1または請求項2に記載の現像処理方法。 - 【請求項4】 前記有機溶剤は疎水性であることを特徴
とする請求項3に記載の現像処理方法。 - 【請求項5】 前記有機溶剤は、ハイドロフルオロエー
テル類、キシレン、ヘキサメチルジシラザンの少なくと
も1種であることを特徴とする請求項4に記載の現像処
理方法。 - 【請求項6】 前記有機溶剤は前記水系洗浄液よりも比
重が大きいことを特徴とする請求項4に記載の現像処理
方法。 - 【請求項7】 前記有機溶剤を回収する工程をさらに有
することを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか
1項に記載の現像処理方法。 - 【請求項8】 前記液剤は希フッ酸であることを特徴と
する請求項1または請求項2に記載の現像処理方法。 - 【請求項9】 基板上の露光後のレジスト膜に現像液を
供給して露光パターンを現像する現像処理装置であっ
て、 基板を略水平に保持する基板保持部材と、 前記基板保持部材を回転させる回転機構と、 基板保持部材上の基板に現像液を供給する現像液供給機
構と、 現像パターンが形成されたレジスト膜に水系洗浄液を供
給する水系洗浄液供給機構と、 前記水系洗浄液が供給されたレジスト膜に、実質的にレ
ジストを溶解せず、水よりも表面張力が小さい液剤を供
給する液剤供給機構とを具備し、 前記液剤供給機構から液剤が供給された後、前記回転機
構により基板が回転されて乾燥されることを特徴とする
現像処理装置。 - 【請求項10】 前記液剤供給機構は、基板に有機溶剤
を供給することを特徴とする請求項9に記載の現像処理
装置。 - 【請求項11】 前記液剤供給機構は、基板に疎水性の
有機溶剤を供給することを特徴とする請求項10に記載
の現像処理装置。 - 【請求項12】 前記液剤供給機構は、基板に疎水性の
有機溶剤として、ハイドロフルオロエーテル類、キシレ
ン、ヘキサメチルジシラザンの少なくとも1種を供給す
ることを特徴とする請求項11に記載の現像処理装置。 - 【請求項13】 前記液剤供給機構は、基板に水系洗浄
液よりも比重が大きい疎水性の有機溶剤を供給すること
を特徴とする請求項11に記載の現像処理装置。 - 【請求項14】 前記液剤供給機構から供給された疎水
性の有機溶剤を回収する回収機構をさらに有することを
特徴とする請求項11から請求項13のいずれか1項に
記載の現像処理装置。 - 【請求項15】 前記液剤供給機構は、基板に希フッ酸
を供給することを特徴とする請求項9に記載の現像処理
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002214018A JP2003109897A (ja) | 2001-07-26 | 2002-07-23 | 現像処理方法および現像処理装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001-225965 | 2001-07-26 | ||
JP2001225965 | 2001-07-26 | ||
JP2002214018A JP2003109897A (ja) | 2001-07-26 | 2002-07-23 | 現像処理方法および現像処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003109897A true JP2003109897A (ja) | 2003-04-11 |
Family
ID=26619320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002214018A Pending JP2003109897A (ja) | 2001-07-26 | 2002-07-23 | 現像処理方法および現像処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003109897A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006070621A1 (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Tokyo Electron Limited | 現像処理方法及び現像処理装置 |
WO2006129567A1 (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Pioneer Corporation | ウェット処理装置及び表示パネルの製造方法 |
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US7763549B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-07-27 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor device manufacturing method for preventing patterns from inclining in drying process |
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JP2011135002A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理方法、その基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体及び基板処理装置 |
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JP2015026744A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 液処理装置 |
WO2018088071A1 (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | 株式会社Screenホールディングス | 現像装置、基板処理装置、現像方法および基板処理方法 |
-
2002
- 2002-07-23 JP JP2002214018A patent/JP2003109897A/ja active Pending
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WO2011040140A1 (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 現像処理方法 |
JP2011082200A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Tokyo Electron Ltd | 現像処理方法 |
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CN102142358A (zh) * | 2009-12-25 | 2011-08-03 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理方法和装置、记录实施该方法的程序的记录介质 |
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WO2018088071A1 (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | 株式会社Screenホールディングス | 現像装置、基板処理装置、現像方法および基板処理方法 |
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