JP2003324064A - 現像処理方法及び現像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像液中に浮遊している不溶化物がウェハ表
面に付着することを防止する。 【解決手段】 ウェハを保持するスピンチャックの上面
に，所定極性で所定電圧を印加できる電極板を設ける。
そして，スピンチャック上面に保持されたウェハに現像
液が供給される直前に，前記電極板に所定の電圧を印可
し，現像液の供給等により現像液中に析出する不溶化物
のゼータ電位と同じ極性に前記電極板を帯電する。ウェ
ハ内の電子が前記電極板により静電誘導され，ウェハ表
面のゼータ電位が不溶化物のゼータ電位と同じ極性に帯
電する。この結果，同じ極性を有する不溶化物とウェハ
表面とが反発し合い，不溶化物がウェハ表面に付着しな
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板の現像処理方
法及び基板の現像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスにおける
フォトリソグラフィー工程では，例えばウェハ表面に感
光性樹脂であるレジスト液を塗布し，ウェハ上にレジス
ト膜を形成するレジスト塗布処理，当該レジスト膜が形
成されたウェハに所定の回路パターンを露光する露光処
理，露光後のウェハに現像液を供給し，前記露光された
部分のレジスト膜を溶解させる現像処理等が行われてい
る。

【０００３】上述の現像処理では，ウェハ上に強アルカ
リ性の現像液が供給され，ウェハ上に現像液が液盛りさ
れる。そして，この液盛りされた状態が所定時間維持さ
れ，ウェハが静止現像される。この静止現像では，レジ
スト膜の一部，つまり露光によって現像液に可溶になっ
た露光部が現像液中に溶解する。所定時間の静止現像が
終了すると，ウェハが回転され，ウェハ上に洗浄液，例
えば純水が供給されて，現像液が純水に置換される。そ
の後純水の供給が停止され，ウェハが振り切り乾燥され
て一連の現像処理が終了する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが，実際上述の
静止現像においては，全ての露光部のレジスト膜が適切
に現像液に溶解することはなく，露光が不十分であった
露光部や露光量が不足している露光部と未露光部との境
界部等からは，現像液に不溶な状態の，いわゆる不溶化
物が現像液中に析出する。

【０００５】ここで，液体中に分散している不溶化物の
粒子は，通常帯電しており，当該粒子表面の電荷状態
（表面電位）は，一般的にゼータ電位で評価される。ゼ
ータ電位とは，粒子の表面付近の電位を表し，厳密には
粒子の無限遠を基準とした，液体中の粒子周りに形成さ
れる固定層周辺の拡散層の一部（すべり面）における電
位である。粒子のゼータ電位は，その粒子周りの液体の
極性に左右されるため，イオンの数，すなわち液体のｐ
Ｈ値により影響を受ける。一般的にアルカリ性の液体中
では，陰イオンが多いので，ゼータ電位が低くなる傾向
にあり，酸性の液体中では，陽イオンが多いのでゼータ
電位が高くなる傾向にある。

【０００６】発明者の実験によれば，上述の現像処理に
おいて強アルカリ性の現像液によって浮遊している不溶
化物は，当該現像液内においてゼータ電位が負になって
いることが確認されている。また，現像液に接触するウ
ェハ表面のゼータ電位も負に帯電していることが確認さ
れている。

【０００７】また，上述したように回転されたウェハ上
に純水が供給され，現像液が純水に置換されていくと，
現像液のｐＨ値が急激に低下し，この結果，不溶化物の
ゼータ電位が０ｍＶに向かって上昇することも発明者に
より確認されている。このように不溶化物のゼータ電位
の絶対値が小さくなると，不溶化物とウェハ表面との静
電気的反発力が弱まり，代わって分子間力が相対的に強
くなるため，不溶化物がウェハ表面に付着する。特に不
溶化物のゼータ電位の絶対値が小さくなると，不溶化物
同士の凝集が起こり，より大きな分子間力が持った粒子
に成長するため，ウェハに付着し易くなる。

【０００８】この結果ウェハに付着した不溶化物は，ウ
ェハの洗浄によっても容易には除去できず，残存したも
のは，現像欠陥の原因になっていた。また，ウェハ表面
に付着した不溶化物を洗浄除去するには，ウェハに長時
間純水を供給し続ける必要があり，その結果トータルの
現像処理時間が長くなるので，ウェハ処理のスループッ
トの低下を招いていた。

【０００９】本発明は，かかる点に鑑みてなされたもの
であり，現像液中に浮遊している不溶化物がウェハ等の
基板表面に付着することを防止し，現像欠陥の低減及び
現像処理時間の短縮を実現できる現像処理方法及び現像
処理装置を提供することをその目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば，基板表面に形成されたレジスト膜上に現像液を供給
して，基板を現像処理する現像処理方法であって，前記
基板表面のゼータ電位を，前記現像液中に浮遊している
不溶化物のゼータ電位と同極性の所定電位に制御して現
像処理を行うことを特徴とする現像処理方法が提供され
る。

【００１１】この発明によれば，基板表面のゼータ電位
が現像液中の不溶化物のゼータ電位と同極性の所定電位
に制御されるので，当該不溶化物と基板表面との間に十
分な電気的な反発力を生じさせることができる。したが
って，不溶化物が基板に付着することを防止でき，当該
付着に起因する現像欠陥が低減される。また，不溶化物
が付着しない分洗浄時間を短縮でき，現像処理時間を短
縮できる。なお，基板表面には，レジスト膜の下地及び
反射防止膜も含まれ，下地が酸化膜であってもよいし，
その他の種類の膜であってもよい。また，前記基板表面
のゼータ電位の絶対値が３０ｍＶ以上になるように，前
記基板表面のゼータ電位を制御するようにしてもよい。
なお，前記「不溶化物」は，前記レジスト膜から析出し
たものであってもよいし，現像液中に元々存在していた
もの，外部から現像液中に入ったものであってもよい。

【００１２】前記現像処理は，基板上に現像液を液盛り
する第１の工程と，前記液盛りした状態で基板を静止現
像する第２の工程と，静止現像の終了した基板に洗浄液
を供給し，基板を洗浄する第３の工程と，を有し，前記
基板表面のゼータ電位の制御は，前記第１〜第３の工程
に渡って行ってもよい。レジスト膜の不溶化物は，基板
に現像液が供給された時に生じ始め，基板が洗浄される
まで基板上に存在するので，この現像処理方法のように
第１の工程から第３の工程に渡り基板表面の電位を制御
することによって，不溶化物の基板表面への付着をより
確実に抑えることができる。

【００１３】請求項４の発明によれば，基板表面に形成
されたレジスト膜上に現像液を供給して，基板を現像処
理する現像処理方法であって，前記現像液中に浮遊して
いる不溶化物のゼータ電位と異極性に帯電した帯電部材
を，前記現像液に接触させることを特徴とする現像処理
方法が提供される。

【００１４】この発明のように，前記不溶化物と異極性
に帯電した帯電部材を現像液に接触させることにより，
現像液中の不溶化物が帯電部材に吸着され，不溶化物を
回収できる。これによって，不溶化物が基板表面に付着
することを抑制できる。この場合，帯電部材を移動させ
て積極的に吸着させるようにしてもよい。

【００１５】この現像処理は，基板上に現像液を液盛り
する第１の工程と，前記液盛りした状態で基板を静止現
像する第２の工程と，を有し，前記帯電部材の前記現像
液への接触が，前記第２の工程時に行われるようにして
もよい。このように帯電部材の接触を，最も不溶化物の
発生する静止現像時に行うことにより，帯電部材による
不溶化物の回収をより効果的に行うことができる。ま
た，前記帯電部材の接触が第２の工程時にのみ行われる
ので，例えばノズル等により行われる第１の工程時の現
像液の供給等が，帯電部材により妨げられずに行われ
る。

【００１６】基板表面に形成されたレジスト膜上に現像
液を供給して，基板を現像処理する現像処理方法におい
て，前記現像液中に浮遊している不溶化物のゼータ電位
と同極性に帯電した帯電部材を，前記基板上の現像液に
接触させ，前記帯電部材を移動させるようにしてもよ
い。これによって，帯電部材と不溶化物との反発によっ
て，現像液とともに，不溶化物を基板上から追い出すこ
とができる。かかる場合，基板を不溶化物のゼータ電位
と同極性に帯電させれば，より好ましい。また基板の電
位の方が帯電部材の電位よりも高くなるように基板を帯
電させることが好ましい。

【００１７】また本発明によれば，基板表面に形成され
たレジスト膜上に現像液を供給して，基板を現像処理す
る現像処理方法であって，現像液が供給された前記基板
に対して電位勾配をつけるとともに，前記基板の電位を
同心円状に経時変化させることを特徴とする，現像処理
方法が提供される。これによって，不溶化物が中心から
周辺部へと追いやることができる。

【００１８】また本発明によれば，基板表面に形成され
たレジスト膜上に現像液を供給して，基板を現像処理す
る現像処理方法であって，前記現像液の温度を室温より
高い温度，たとえば２５℃〜１００℃，好ましくは４０
℃〜８０℃にしてレジスト膜上に供給することを特徴と
する，現像処理方法が提供される。基板の温度の方を室
温より高い温度，たとえば４０℃〜２００℃，好ましく
は４０℃〜１６０℃にして，レジスト膜上に現像液を供
給するようにしてもよい。もちろん両者を併用してもよ
い。これによって，不溶化物との反発性や溶解性を高め
ることができる。

【００１９】さらにまた基板上に現像液を液盛りする第
１の工程と，前記液盛りした状態で基板を静止現像する
第２の工程と，前記静止現像の後，基板に洗浄液を供給
して基板を洗浄する第３の工程とを有し，前記第２の工
程と第３の工程との間に，前記現像液とレジスト膜表面
との間に，液層を作るための前記洗浄液よりも比重の大
きい液体，たとえばＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテ
ル）を基板に供給することを特徴とする，現像処理方法
も提案できる。これによって，基板表面と不溶化物が浮
遊している現像液との間に前記液体の層を形成すること
ができ，この層によって現像液中の不溶化物が基板に付
着することを防止することができる。

【００２０】請求項１４の発明によれば，基板表面に形
成されたレジスト膜上に現像液を供給して，基板を現像
処理する現像処理方法であって，所定の極性を有するイ
オン性界面活性剤を前記現像液に添加して，前記現像液
中に浮遊している不溶化物と前記基板表面とに前記イオ
ン性界面活性剤を付着させることを特徴とする現像処理
方法が提供される。

【００２１】このように基板表面と不溶化物が同じ極性
になるように，イオン性界面活性剤を付着させることに
より，基板表面と不溶化物との間に反力が生じ，不溶化
物が基板表面に付着することを防止できる。この結果，
不溶化物の基板表面への付着に起因する現像欠陥が低減
できる。また，基板表面に不溶化物が付着しないので，
基板の洗浄時間が短縮され，現像処理時間の短縮され
る。

【００２２】前記イオン性界面活性剤の代えて，高分子
の非イオン性界面活性剤を前記現像液に添加するように
してもよい。高分子の非イオン性界面活性剤は，液体中
の粒子等に吸着し，当該吸着し重なった高分子の層に斥
力が生じるため，結果的に高分子の非イオン性界面活性
剤は，液中の粒子等の分散安定性を向上させる。本発明
は，この分散安定性の作用を利用して，現像液中の不溶
化物と基板表面に非イオン性界面活性剤を吸着させ，不
溶化物及び基板表面に被膜を形成して当該不溶化物と基
板表面との付着を防止できる。

【００２３】前記現像処理は，基板上に現像液を液盛り
する第１の工程と，前記液盛りした状態で基板を静止現
像する第２の工程と，静止現像の終了した基板に洗浄液
を供給し，基板を洗浄する第３の工程と，を有し，前記
界面活性剤の添加が，前記第１の工程時に行われるよう
にしてもよい。なお，第１の工程時には，第１の工程開
始直前，第１の工程終了直後も含まれる。かかる現像処
理方法では，前記界面活性剤が不溶化物が生じ始める第
１の工程時に現像液中に添加されるので，その後基板が
洗浄されるまで，不溶化物の基板表面への付着が防止で
きる。したがって，基板表面への不溶化物の付着がより
確実に防止される。

【００２４】前記界面活性剤の添加は，前記第１の工程
時に加えて，前記第３の工程時にも行われてもよい。第
３の工程では，基板上に洗浄液が供給されるので，一時
界面活性剤の濃度が低下する。この発明によれば，第３
の工程時に改めて界面活性剤を添加し，界面活性剤が補
充されるので，基板上に残存している不溶化物が基板表
面に付着することをより確実に防止できる。

【００２５】また，前記界面活性剤の添加は，前記第３
の工程時にのみ行われてもよい。現像液中に界面活性剤
を添加すると，僅かに現像液が変質する。本発明のよう
に界面活性剤の添加を静止現像中に行わず，洗浄時に行
うことにより，界面活性剤の添加による静止現像への影
響がなくなり，なおかつ不溶化物の基板表面への付着を
抑制できる。

【００２６】レジスト液に所定の極性を有するイオン性
界面活性剤を混合して基板表面に塗布するようにしても
よい。また現像液を供給する前に，レジスト膜表面に所
定の極性を有するイオン性界面活性剤を供給するように
してもよい。

【００２７】請求項２１の発明によれば，基板表面に形
成されたレジスト膜上に現像液を供給して基板の現像処
理を行う現像処理装置であって，基板表面を所定の極性
のゼータ電位に帯電させる帯電手段を備えることを特徴
とする現像処理装置が提供される。この発明によれば，
帯電手段により基板表面のゼータ電位を，現像液中の不
溶化物のゼータ電位と同極性の所定電位に帯電させるこ
とができる。したがって，不溶化物と基板表面に電気的
な反力を生じさせ，不溶化物が基板表面に付着すること
が防止できる。この結果，不溶化物の付着に起因する基
板の現像欠陥を低減できる。また，不溶化物が基板表面
に付着しないので，基板の静止現像後に行われる洗浄処
理の時間が短縮でき，トータルの現像処理時間を短縮で
きる。

【００２８】前記帯電手段は，導電体の電極板と，当該
電極板に所定の極性の電圧を印加する電圧印加手段とを
備え，前記電極板は，基板を保持する保持部材に取り付
けられ，前記基板は，前記電極板を介在して前記保持部
材に保持されるようにしてもよい。かかる場合，基板が
保持部材に保持された際に，前記電極板を介して基板表
面のゼータ電位が制御できる。

【００２９】また，前記電圧印加手段は，前記電極板に
印加される電圧を制御する制御部を備えていてもよい。
この場合，電極板に印加される電圧を制御することによ
って，電極板に接触する基板表面のゼータ電位を自在に
制御できる。したがって，基板表面のデータ電位を，不
溶化物のゼータ電位と同極性であって不溶化物が基板表
面に付着しないような反力を有する電位に制御できる。

【００３０】請求項２４の発明によれば，基板表面に形
成されたレジスト膜上に現像液を供給して基板の現像処
理を行う現像処理装置であって，前記基板の周辺に，所
定の極性のイオンを含んだ雰囲気に供給するイオン雰囲
気供給部を備えることを特徴とする現像処理装置が提供
される。この発明によれば，基板の周辺雰囲気を所定極
性を有するイオン雰囲気に置換できる。当該イオン雰囲
気により基板表面は前記所定極性に帯電する。したがっ
て，基板表面を現像液中の不溶化物のゼータ電位と同極
性に帯電させることができ，不溶化物が基板表面に付着
することを防止できる。

【００３１】請求項２５の発明によれば，基板表面に形
成されたレジスト膜上に現像液を供給して基板の現像処
理を行う現像処理装置であって，所定の極性に帯電可能
な帯電部材と，前記帯電部材を搬送して基板上の現像液
に接触させる帯電部材搬送手段とを備えたことを特徴と
する現像処理装置が提供される。この発明によれば，現
像液中に浮遊している不溶化物のゼータ電位と異極性に
帯電部材を帯電させ，当該帯電部材を現像液に接触させ
ることができる。こうすることによって，現像液中に浮
遊している不溶化物が帯電部材に引き寄せられ，回収さ
れる。この結果，不溶化物が基板表面に付着することが
防止される。なお，基板表面全体から不溶化物を回収で
きるように，前記帯電部材は，基板と同形状の形態を有
していてもよい。

【００３２】請求項２７の発明によれば，基板表面に形
成されたレジスト膜上に現像液を供給して基板の現像処
理を行う現像処理装置であって，前記基板上に所定極性
のイオン性界面活性剤を供給する界面活性剤供給部を備
えていることを特徴とする現像処理装置が提供される。
請求項２８によれば，基板表面に形成されたレジスト膜
上に現像液を供給して基板の現像処理を行う現像処理装
置であって，前記基板上に非イオン性界面活性剤を供給
する界面活性剤供給部を備えていることを特徴とする現
像処理装置が提供される。請求項２７では，所定極性の
イオン性界面活性剤を現像液中に供給し，当該イオン性
界面活性剤を基板表面及び現像液中の不溶化物に付着さ
せることができるので，同極のイオンの反力によって不
溶化物が基板表面に付着することを防止できる。また，
請求項２８によれば，高分子の非イオン性界面活性剤が
不溶化物と基板表面に吸着し不溶化物の表面と基板表面
に被膜が形成され，上述したような高分子の非イオン性
界面活性剤の分散安定性の作用により，不溶化物が基板
表面に付着することが防止される。

【００３３】また本発明の現像処理装置としては，基板
表面に形成されたレジスト膜上に現像液を供給して，基
板の現像処理を行う現像処理装置であって，前記現像液
を所定の極性のゼータ電位に帯電させる帯電手段を備え
たことを特徴とする，現像処理装置も提案できる。かか
る場合，前記帯電手段は，現像液を供給する配管に対し
て，電圧を印加する装置を備えていてもよい。このよう
に現像液自体を帯電させるようにしてもよい。

【００３４】さらにまた，前記レジスト膜上に液盛りさ
れた現像液中の不溶化物と同極性に帯電する帯電部材
と，前記帯電部材を基板上で移動させる移動部材とを有
する現像処理装置も提案できる。これによって，帯電部
材を，不溶化物のゼータ電位と同極性や異極性に帯電さ
せて，基板上の現像液に接触させた状態で，これを移動
させることができる。かかる場合，前記帯電部材は，現
像液を基板上に供給するノズルに取り付けられていても
よい。

【００３５】さらにまた基板表面に形成されたレジスト
膜上に現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処
理装置であって，前記基板を載置する載置台の上面に同
心円状に設けられた複数の電極と，前記各電極に対して
電圧を印加する電源と，各電極の電位を経時的に変化さ
せる制御部とを有する，現像処理装置も提案できる。こ
のような装置によれば，現像液が供給された前記基板に
対して電位勾配をつけるとともに，前記基板の電位を同
心円状に経時変化させることが可能になり，不溶化物を
基板の周辺部へと追いやることができる。

【００３６】さらにまた基板表面に形成されたレジスト
膜上に現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処
理装置であって，前記基板を加熱する加熱装置を有する
ことを特徴とする，現像処理装置も提案できる。

【００３７】また本発明の別な観点によれば，基板表面
にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し，前記形成
されたレジスト膜上に現像液を供給して，基板を現像処
理する現像処理方法であって，前記レジスト膜が導電性
を有する場合には，当該レジスト膜に対して電圧を印加
して，少なくとも現像処理中は当該レジスト膜を現像液
中の不溶化物と同極性の電位に維持することを特徴とす
る，現像処理方法が゜提案できる。

【００３８】このような方法を実施する装置として，た
とえば前記基板をクランプして保持する載置台と，前記
載置台上の基板のレジスト膜に対して，電圧を印加する
装置を有する現像処理装置が提案できる。

【００３９】このようにレジスト膜自体を不溶化物と同
極性に帯電させることで，反発によって，現像液中に浮
遊している不溶化物を基板やレジスト膜への付着を抑え
ることができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる現
像処理方法が実施される現像処理装置を有する塗布現像
処理システム１の構成の概略を示す平面図であり，図２
は，塗布現像処理システム１の正面図であり，図３は，
塗布現像処理システム１の背面図である。

【００４１】塗布現像処理システム１は，図１に示すよ
うに，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部か
ら塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセ
ットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットス
テーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定
の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステ
ーション３と，この処理ステーション３に隣接して設け
られている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け
渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構
成を有している。

【００４２】カセットステーション２では，載置部とな
るカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセット
ＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在とな
っている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）と
カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ
方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が
搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセッ
トＣに対して選択的にアクセスできるようになってい
る。

【００４３】ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせ
を行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送
体７は，後述するように処理ステーション３側の第３の
処理装置群G３に属するエクステンション装置３２に対
してもアクセスできるように構成されている。

【００４４】処理ステーション３では，その中心部に主
搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の
周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を
構成している。この塗布現像処理システム１において
は，４つの処理装置群G1，G2，G3，G4が配置されてお
り，第１及び第２の処理装置群G1，G2は塗布現像処理シ
ステム１の正面側に配置され，第３の処理装置群G3は，
カセットステーション２に隣接して配置され，第４の処
理装置群G4は，インターフェイス部４に隣接して配置さ
れている。さらにオプションとして破線で示した第５の
処理装置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前
記主搬送装置１３は，これらの処理装置群G1，G2，G3，
G4，G5に配置されている後述する各種処理装置に対し
て，ウェハＷを搬入出可能である。なお，処理装置群の
数や配置は，ウェハＷに施される処理の種類によって異
なり，処理装置群の数は，１つ以上であれば任意に選択
可能である。

【００４５】第１の処理装置群G1では，例えば図２に示
すようにウェハＷにレジスト液を塗布し，ウェハＷ上に
レジスト膜を形成するレジスト塗布装置１７と，本実施
の形態にかかる現像処理装置１８とが下から順に２段に
配置されている。第２の処理装置群G2にも同様に，レジ
スト塗布装置１９と，現像処理装置２０とが下から順に
２段に配置されている。

【００４６】第３の処理装置群G3では，例えば図３に示
すようにウェハＷを冷却処理するクーリング装置３０，
レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒ
ージョン装置３１，ウェハＷの受け渡しを行うためのエ
クステンション装置３２，レジスト液中の溶剤を蒸発さ
せるためのプリベーキング装置３３，３４，現像処理後
の加熱処理を行うポストベーキング装置３５が下から順
に例えば６段に積み重ねられている。

【００４７】第４の処理装置群G4では，例えばクーリン
グ装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエクス
テンション・クーリング装置４１，エクステンション装
置４２，クーリング装置４３，露光後の加熱処理を行う
ポストエクスポージャーベーキング装置４４，４５，ポ
ストベーキング装置４６が下から順に例えば７段に積み
重ねられている。

【００４８】インターフェイス部４の中央部には，図１
に示すように例えばウェハ搬送体５０が設けられてい
る。このウェハ搬送体５０はＸ方向（図１中の上下方
向），Ｚ方向（垂直方向）の移動とθ方向（Ｚ軸を中心
とする回転方向）の回転が自在にできるように構成され
ており，第４の処理装置群G4に属するエクステンション
・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周
辺露光装置５１及び図示しない露光装置に対してアクセ
スして，各々に対してウェハＷを搬送できるように構成
されている。

【００４９】次に，上述した現像処理装置１８の構成に
ついて詳しく説明する。図４，５に示すように現像処理
装置１８のケーシング１８ａ内には，ウェハＷを吸着保
持する保持部材としてのスピンチャック６０が設けられ
ている。スピンチャック６０の上面には，図６に示すよ
うに薄い円盤状の電極板６１が取り付けられている。電
極板６１の材質には，例えば鉄，銅等の導電体が用いら
れている。電極板６１の上面は，水平に形成され，電極
板６１には，吸引口６２が設けられており，スピンチャ
ック６０は，吸引口６２からの吸引によりウェハＷを電
極板６１上に吸着させ，ウェハＷを水平に保持すること
ができる。例えば電極板６１の下面には，直流電源６４
に接続された導線６３が付設されており，電極板６１に
電圧を印加することができる。つまり，電極板６１に直
流の電圧を印加し，電極板６１を帯電させることができ
る。直流電源６４の電圧やその極性は，制御部６５によ
り制御でき，電極板６１を所定の極性で所定の電位に帯
電させることができる。この結果，電極板６１上に吸着
されるウェハＷ内の電子を誘導し，ウェハＷ表面のゼー
タ電位を所定極性で所定電位に制御できる。なお，本実
施の形態における帯電手段は，電極板６１，導線６３，
直流電源６４及び制御部６５で構成される。また，本実
施の形態における電圧付加手段は，直流電源６４と制御
部６５である。

【００５０】例えばスピンチャック６０の下方には，図
４に示すようにこのスピンチャック６０を駆動させる駆
動機構６５が設けられている。駆動機構６５は，スピン
チャック６０を所定の回転速度で回転させる，モータ等
を備えた回転駆動部（図示せず）や，スピンチャック６
０を上下動させる，モータ又はシリンダ等を備えた昇降
駆動部（図示せず）を備えている。このスピンチャック
６０の昇降機構は，主搬送装置１３に対してウェハＷを
授受するためのものである。

【００５１】スピンチャック６０の外方には，スピンチ
ャック６０を取り囲むようにして，上面が開口した環状
のカップ７０が設けられている。このカップ７０は，前
記スピンチャック６０に保持され回転されたウェハＷか
ら飛散した現像液等を受け止め，周辺の機器の汚染を防
止する。カップ７０の底部には，前記ウェハＷ等から飛
散した現像液等を排液するドレイン管７１と，カップ７
０内の雰囲気を排気する排気管７２とが接続されてい
る。

【００５２】このカップ７０の外方には，カップ７０を
取り囲むようにして，上面が開口した方形状のアウトカ
ップ７５が設けられており，カップ７０では受け止めき
れなかったウェハＷからの現像液等を受け止め，現像液
等の飛散を防止できる。なお，アウトカップ７５には，
アウトカップ７５を上下に移動自在とする図示しない駆
動機構が設けられており，例えばウェハＷが洗浄される
際に上昇し，飛散された洗浄液等をより確実に回収でき
るようになっている。

【００５３】図５に示すようにアウトカップ７５の外
方，例えばＭ方向負方向側（図５の左側）の外方には，
待機部Ｔが設置され，当該待機部Ｔには，ウェハＷに現
像液を供給する現像液供給ノズル８０が待機できる。

【００５４】現像液供給ノズル８０は，図７に示すよう
に細長の形状を有しており，その長さＬは，少なくとも
ウェハＷの直径よりも大きくなっている。現像液供給ノ
ズル８０の上部には，図示しない現像液供給源に連通す
る配管８１が接続されている。現像液供給ノズル８０の
下部には，複数の現像液供給口８２が，前記長手方向に
一列に設けられている。また，現像液供給ノズル８０の
内部には，図８に示すように前記各現像液供給口８２と
配管８１に連通した長手方向に長い液溜部８３が形成さ
れており，配管８１から現像液供給ノズル８０内に流入
された現像液を一旦貯留し，当該現像液を各現像液供給
口８２から同時に同流量，同圧力で吐出できるようにな
っている。

【００５５】現像液供給ノズル８０は，図５に示すよう
にアーム８５により保持され，このアーム８５は，図示
しない移動機構によりＭ方向（図５の左右方向）に敷設
されたレール８６上を移動自在である。レール８６は，
待機部Ｔからアウトカップ７５のＭ方向正方向側の外方
まで延びており，現像液供給ノズル８０は，少なくとも
待機部Ｔからカップ７０のＭ方向正方向側の外方まで移
動できる。現像液供給ノズル８０は，長手方向がＭ方向
の直角方向になるようにアーム８５に保持されており，
現像液供給ノズル８０の各現像液供給口８２から現像液
を吐出しながら現像液供給ノズル８０がウェハＷ上を移
動することによって，ウェハＷ表面全面に現像液を供給
できる。なお，アーム８５には，図示しない昇降機構が
備えられており，必要に応じて現像液供給ノズル８０を
上下動させ，待機部Ｔの後述する洗浄槽８７への出入り
やウェハＷとの距離調節等を行うことができる。

【００５６】待機部Ｔには，現像液供給ノズル８０を洗
浄する洗浄槽８７が設けられている。この洗浄槽８７
は，細長の現像液供給ノズル８０を収容するように断面
が凹状に形成されており，この洗浄槽８７内には，現像
液供給ノズル８０に付着した現像液を洗浄するための所
定の溶剤が貯留できる。

【００５７】また，アウトカップ７５のＭ方向正方向側
（図５の右側）の外方には，ウェハＷに洗浄液を供給す
る洗浄液供給ノズル９０の待機部Ｕが設置されている。
洗浄液供給ノズル９０は，リンスアーム９１に保持され
ており，このリンスアーム９１は，例えば前記アーム８
５と同じレール８６上を移動可能である。洗浄液供給ノ
ズル９０は，カップ７０内のウェハＷ上に移動した際
に，ウェハＷの中心部に洗浄液を供給できるようにリン
スアーム９１に保持されている。また，待機部Ｕには，
例えば洗浄液供給ノズル９０の洗浄槽９２が設けられお
り，例えば溶剤の貯留された洗浄槽９２内に洗浄液供給
ノズル９０を浸漬し，洗浄液供給ノズル９０に付着した
不純物を除去できる。

【００５８】なお，ケーシング１８ａの側面には，ウェ
ハＷを現像処理装置１８内に搬入出するための搬送口１
００が設けられ，この搬送口１００は，シャッタ１０１
により開閉自在である。

【００５９】次に，以上のように構成されている現像処
理装置１８で実施される現像処理方法について，塗布現
像処理システム１で行われるフォトリソグラフィー工程
のプロセスと共に説明する。

【００６０】先ず，ウェハ搬送体７によりカセットＣか
ら未処理のウェハＷが１枚取り出され，第３の処理装置
群G3に属するエクステンション装置３２に搬送される。
次いでウェハＷは，主搬送装置１３によってアドヒージ
ョン装置３１に搬入され，ウェハＷ上にレジスト液の密
着性を向上させる，例えばHMDSが塗布される。次にウェ
ハＷは，クーリング装置３０に搬送され，所定の温度に
冷却された後，レジスト塗布装置１７に搬送される。レ
ジスト塗布処理１７では，ウェハＷに例えば感光性樹脂
であるポジ型のレジスト液が供給され，ウェハＷ上にレ
ジスト膜が形成される。その後ウェハＷは，主搬送装置
１３によってプリベーキング装置３３，エクステンショ
ン・クーリング装置４１に順次搬送され，さらにウェハ
搬送体５０によって周辺露光装置５１に搬送され，各装
置で所定の処理が施される。次いでウェハＷは，露光装
置（図示せず）に搬送され，例えば紫外線の照射により
ウェハＷ上に所定の回路パターンが露光される。このと
き，レジスト膜の露光部がアルカリ溶液に可溶になる。
露光処理の終了したウェハＷは，ウェハ搬送体５０によ
りエクステンション装置４２に搬送され，その後，ウェ
ハＷはポストエクスポージャーベーキング装置４４，ク
ーリング装置４３で所定の処理が施された後，現像処理
装置１８に搬送され，現像処理が行われる。

【００６１】現像処理装置１８において現像処理の終了
したウェハＷは，ポストベーキング装置４６，クーリン
グ装置３０に順次搬送され，各装置において所定の処理
が施され，その後，エクステンション装置３２を介して
カセットＣに戻されて，一連のフォトリソグラフィー工
程が終了する。

【００６２】次に，上述した現像処理装置１８で行われ
る現像処理について詳しく説明する。図９は，この現像
処理のフローチャートを示す。本実施の形態では，現像
液として，例えばＴＭＡＨ（Ｎ（ＣＨ_３）_４ＯＨ）等の
強アルカリ性，例えばｐＨ１３程度の水溶液が用いられ
る。

【００６３】先ず，ウェハＷが主搬送装置１３により搬
送口１００からケーシング１８ａ内に搬入され，スピン
チャック６０上に吸着保持される（ステップＳ１）。ウ
ェハＷが吸着保持されると，待機部Ｔの現像液供給ノズ
ル８０が，カップ７０の内側であってウェハＷのＭ方向
負方向側の端部付近のスタート位置Ｓまで移動する（ス
テップＳ２）。次いで現像液供給ノズル８０がスタート
位置Ｓに停止した状態で，現像液の吐出が開始され，各
現像液供給口８２からの現像液の吐出状態が安定するま
で，いわゆるプリディスペンスが行われる（ステップＳ
３）。

【００６４】そして，次のステップＳ４に移行する前
に，直流電源６３によりスピンチャック６０上の電極板
６１に陰極の電圧が印加され，図１０に示すように電極
板６１に負の電荷が帯電される。この結果，電極板６１
と接触しているウェハＷの下面が静電誘導により正の電
荷に帯電し，ウェハＷの上面が負の電荷に帯電する。し
たがって，ウェハＷ表面のゼータ電位が負になる。ま
た，ウェハＷを下地とするレジスト膜Ｒの下部が正に帯
電し，上部が負に帯電する。制御部６５は，直流電源６
３の電圧を調節し，ウェハ表面のゼータ電位が，所定の
設定電位，例えば−７０ｍＶ程度になるように制御す
る。なお，電極板６１に印加される電圧の極性は，後述
する現像液によるレジスト膜Ｒの不溶化物Ｙのゼータ電
位と同極性になるように定められている。この不溶化物
のゼータ電位の極性は，例えば予め実験等で求められ，
本実施の形態における不溶化物Ｙのゼータ電位は，例え
ばｐＨ１３の現像液中において−２０ｍＶである。ま
た，ウェハＷ表面の設定電位は，例えば予め実験等によ
り，レジスト膜の種類，現像液の種類毎に，不溶化物が
ウェハ表面に付着しなくなる最適な電位を求めておき，
例えば制御部６５に記憶させておく。なお，現像処理後
にウェハＷ表面への不溶化物の付着量等を測定し，当該
測定値に基づいて前記設定電位を変更するようにしても
よい。

【００６５】現像液供給ノズル８０からの吐出状態が安
定し，ウェハＷが帯電した後，現像液吐出ノズル８０
は，現像液を吐出しながらＭ方向正方向側に移動し，ウ
ェハＷ上を通過して，ウェハＷのＭ方向正方向側の端部
付近のエンド位置Ｅまで移動する。これにより，ウェハ
Ｗ上に所定量の現像液の液盛りが形成され（ステップＳ
４），引き続きウェハＷは，所定時間の静止現像に付さ
れる（ステップＳ５）。この現像液の供給により，図１
１に示すように露光部のレジスト膜Ｒの大部分が現像液
に溶解し，その他の一部が不溶化物Ｙとして現像液中に
析出し浮遊する。この不溶化物Ｙは，上述したように負
のゼータ電位を有しており，同じく負に帯電したウェハ
Ｗ表面や不溶のレジスト膜Ｒとの間で反力が生じる。こ
れ故，不溶化物Ｙは，ウェハＷ表面や不溶部分のレジス
ト膜Ｒに付着しない。なお，エンド位置Ｅで停止した現
像液供給ノズル８０は，現像液の吐出を停止させ，待機
部Ｔに戻される。なお，本実施の形態においては，第１
の工程がステップＳ４に，第２の工程がステップＳ５に
相当する。

【００６６】続いて所定時間の静止現像が終了すると，
洗浄液供給ノズル９０がウェハＷの中心部上方まで移動
し，ウェハＷ上に洗浄液，例えば純水を吐出する（ステ
ップＳ６）。例えばこの純水の供給と同時にウェハＷが
回転され，ウェハＷ上の現像液が純水に置換される。こ
の際，ウェハＷ上の現像液のｐＨが急激に低下し，中性
であるｐＨ７に近づく。このとき，−２０ｍＶであった
不溶化物Ｙのゼータ電位が，例えば−６０ｍＶに下降
し，ゼータ電位の絶対値が大きくなり，不溶化物Ｙがウ
ェハＷ表面に付着する傾向は，静止現像時に比べて弱ま
る。なお，本実施の形態においては，第３の工程がステ
ップＳ６に相当する。

【００６７】現像液が純水に置換された後も，ウェハＷ
は回転され続け，ウェハＷ上の不溶化物Ｙが完全に除去
される（ステップＳ７）。その後純水の吐出が停止さ
れ，ウェハＷが高速回転されて，ウェハＷは振り切り乾
燥される（ステップＳ８）。例えばこのウェハＷの乾燥
処理が終了すると，電極板６１への電圧の印加が終了さ
れ，例えばウェハＷに帯電していた電荷が接地される。
そして，スピンチャック６０から主搬送装置１３にウェ
ハＷが受け渡され，ウェハＷが現像処理装置１８外に搬
出されて（ステップＳ９），一連の現像処理が終了す
る。

【００６８】以上の実施の形態によれば，ウェハＷが保
持されるスピンチャック６０に電極板６１を設けて，ウ
ェハＷ表面のゼータ電位を，現像液中の不溶化物Ｙと同
じ負極性にしたので，不溶化物ＹとウェハＷ表面との間
では，常に反力が働く。また，ウェハＷ表面のゼータ電
位の絶対値を十分に大きく設定したので，不溶化物Ｙの
ゼータ電位が変動しても，不溶化物ＹとウェハＷ表面と
の間で強い反力が維持される。したがって，不溶化物Ｙ
がウェハＷ表面に付着することが防止できる。

【００６９】また，現像液内に不溶化物Ｙが発生するス
テップＳ４以前からウェハＷ上の不溶化物Ｙが除去され
るステップＳ８までに渡って，ウェハＷ表面のゼータ電
位を制御するようにしたので，不溶化物Ｙの付着を完全
に防止できる。

【００７０】以上の実施の形態で記載した現像処理方法
では，レジスト膜Ｒの下地であるウェハ表面に所定極性
の電荷を帯電させていたが，ウェハＷ上に供給された現
像液に所定極性に帯電した帯電部材を接触させるように
してもよい。

【００７１】図１２は，かかる現像処理方法を実現する
現像処理装置１１０の一例であり，例えばアウトカップ
７５のＭ方向正方向側の待機部Ｋに帯電部材１１１が待
機されている。帯電部材１１１は，例えばウェハＷと同
形状の円盤状に形成され，その材質には，例えば導電性
の優れた，鉄，銅等の金属が用いられている。帯電部材
１１１の上面には，例えば直流電源１１２に接続された
導線１１３が付設されており，直流電源１１２の制御部
１１４により帯電部材１１１に帯電する電荷の極性，電
荷の帯電量を調整できるようになっている。

【００７２】帯電部材１１１は，帯電部材搬送手段とし
ての保持アーム１１５に保持されている。保持アーム１
１５は，Ｍ方向に待機部Ｋからカップ７０付近まで敷設
されたレール１１６上を移動可能であり，帯電部材１１
１は，カップ７０内のウェハＷ上まで移動できる。ま
た，図１３に示すように保持アーム１１５は，昇降機構
であるシリンダ１１７を備え，上下動できる。したがっ
て，帯電部材１１１は，待機部ＫからウェハＷ上まで移
動してから下降して，ウェハＷ表面と合致するようにウ
ェハＷに接近できる。待機部Ｋには，例えば所定の溶液
内に帯電部材１１１を浸漬して洗浄する洗浄槽１１８が
設けられている。洗浄槽１１８は，例えば帯電部材１１
１と同形状の，例えば平面から見て円形状の形態を有し
ている。なお，現像処理装置１１０の他の部材は，現像
処理装置１８と同様であり，説明を省略する。

【００７３】この現像処理装置１１０における現像処理
では，例えば図１４に示すように現像液の液盛りステッ
プＳ４が終わった後，例えば正電荷に帯電された帯電部
材１１１が待機部ＫからウェハＷに対向する位置まで搬
送され，ウェハＷ上の現像液に接触される。この状態
で，ステップＳ５の所定時間の静止現像が行われると，
図１５に示すようにレジスト膜Ｒから析出した負のゼー
タ電位を有する不溶化物Ｙは，帯電部材１１１に引き寄
せられ，帯電部材１１１に付着する。静止現像が終了す
ると，多量の不溶化物Ｙを回収した帯電部材１１１がウ
ェハＷから退避し，待機部Ｋに戻される。待機部Ｋに戻
された帯電部材１１１は，洗浄槽１１８に浸漬され，不
溶化物Ｙが洗い落とされる。

【００７４】この実施の形態によれば，不溶化物Ｙと異
符号に帯電させた帯電部材１１１をウェハＷ上の現像液
に接触させるようにしたので，現像液内の不溶化物Ｙが
帯電部材１１１に付着し，帯電部材１１１が当該不溶化
物Ｙを回収することができる。したがって，不溶化物Ｙ
がウェハＷ表面に付着することを防止できる。また，保
持アーム１１５を移動させて帯電部材１１１を積極的に
移動させ，現像液内の不溶化物Ｙが帯電部材１１１に付
着するのを促進させるようにしてもよい。

【００７５】なお，帯電部材１１１の形状は，円形状以
外の形状，例えば方形状等であってもよい。また，帯電
部材１１１の代わりに，ウェハＷ表面周辺に，不溶化物
Ｙと同極性を有するイオン雰囲気を供給し，ウェハＷ表
面を所定の極性に帯電させて，不溶化物ＹがウェハＷに
付着するのを防止してもよい。かかる場合，例えば図１
６に示すように現像処理装置１２０には，ケーシング１
２０ａ内に所定極性のイオンを含むイオン雰囲気を供給
するイオン雰囲気供給部としてのイオナイザー１２１が
備えられる。そして，少なくとも不溶化物Ｙが生じてか
ら不溶化物Ｙが除去されるまでの間，ケーシング１２０
ａ内を陰イオンの雰囲気に維持される。このイオン雰囲
気により，ウェハＷ表面が負に帯電し，負の不溶化物Ｙ
がウェハＷ表面に付着することを防止できる。なお，イ
オナイザー１２１を現像処理装置１２０内の気流の上流
側に設置し，より効率的にウェハＷに陰イオンの雰囲気
を供給するようにしてもよい。また，イオナイザー１２
１は，コロナ放電を利用したものや軟Ｘ線を利用したも
のであってもよい。さらに，このようなイオナイザーは
主に気体を帯電させる手段であるが，水蒸気ミスト等を
帯電させる手段を用いてもよい。

【００７６】また，帯電部材１１１を現像液に接触させ
る代わりに，現像液内に所定極性のイオン性界面活性剤
を添加して，不溶化物ＹのウェハＷ表面への付着を防止
するようにしてもよい。

【００７７】図１７は，かかる場合の現像処理を実現す
る現像処理装置１３０の一例を示すものであり，例えば
現像処理装置１３０内には，イオン性界面活性剤を供給
する界面活性剤供給部としての界面活性剤供給ノズル１
３１が備えられている。この界面活性剤供給ノズル１３
１は，例えばノズルアーム１３２に保持されており，こ
のノズルアーム１３２は，Ｍ方向に延びるレール１３３
上を移動自在に設けられている。レール１３３は，例え
ば現像液供給ノズル８０のレール８６のカップ７０を介
した反対側に敷設されており，界面活性剤供給ノズル１
３１は，スピンチャック６０上のウェハＷの中心上方ま
で移動できるようになっている。

【００７８】この現像処理装置１３０における現像処理
では，例えば図１８に示すようにステップＳ４で現像液
の液盛りが行われた直後に，イオン性の界面活性剤がウ
ェハＷに供給される。ウェハＷ上に供給された界面活性
剤は，図１９に示すようにウェハＷ表面，レジスト膜Ｒ
表面及び不溶化物Ｙ表面に付着する。この結果同極性，
例えば陰イオンに覆われたウェハＷ表面や不溶化物Ｙ等
が互いに反発し合い，不溶化物Ｙがウェハ表面等に付着
することが防止される。また，この場合不溶化物Ｙは発
生し始めた時に界面活性剤が供給されるので，不溶化物
Ｙのウェハ表面等への付着をより確実に防止できる。な
お，ステップＳ４の直前に界面活性剤を供給してもよい
し，ステップＳ４時に供給してもよい。

【００７９】また，ステップＳ６の純水供給時にもイオ
ン性の界面活性剤をウェハＷ上に供給するようにしても
よい。純水の供給により減少する陰イオンをウェハＷ表
面上に補給し，洗浄時に不溶化物ＹがウェハＷ表面等に
付着することを防止できる。なお，イオン性界面活性剤
の供給は，ステップＳ６の純水供給時のみで行ってもよ
い。この場合，ステップＳ５の静止現像時の現像液の性
質が，界面活性剤による影響を全く受けない点で優れて
いる。

【００８０】また，界面活性剤供給ノズル１３１を，上
述の現像液供給ノズル８０と同様の構成とし，スキャニ
ングによりウェハＷ表面全体に界面活性剤を供給しても
よい。

【００８１】また，イオン性界面活性剤の代わりに，高
分子の非イオン性界面活性剤をウェハＷ上に供給するよ
うにしてもよい。高分子の非イオン活性剤は，液体中の
粒子に吸着する性質を有し，吸着し重なった高分子の層
には斥力が生じるため，結果的に高分子の非イオン活性
剤は，粒子の分散安定を向上させる作用を有する。これ
は，高分子の非イオン性界面活性剤の浸透圧効果或いは
容積制限効果によるものと考えられている。したがっ
て，ウェハＷ上の現像液内に非イオン性界面活性剤が供
給されると，図２０に示すように当該非イオン性界面活
性剤が不溶化物Ｙ，ウェハＷ表面及びレジスト膜Ｒ表面
に吸着し，これらの分散安定作用により不溶化物Ｙがウ
ェハＷ表面等に付着するのを防止できる。なお，非イオ
ン性界面活性剤には，例えばポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル，ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等
が用いられる

【００８２】図２１に示すように界面活性剤供給ノズル
１３１と界面活性剤のバッファタンク１４０とを接続す
る供給管１４１に，界面活性剤の濃度を調節できる濃度
調整装置１４２を設けるようにしてもよい。ウェハＷ上
に供給される界面活性剤の濃度をレジスト膜の種類，現
像液の種類等に応じて変更する。例えば不溶化物Ｙのゼ
ータ電位の絶対値が比較的小さく，凝集し易い場合，界
面活性剤の濃度を高く設定する。こうすることにより，
より多くの界面活性剤が不溶化物ＹやウェハＷ表面に吸
着し，例えば不溶化物ＹとウェハＷ表面との反力が大き
くなり，不溶化物Ｙの付着が適切に防止できる。なお，
各レジスト膜，現像液の種類毎に，不溶化物Ｙの付着量
が少なくなる界面活性剤の最適濃度を予め実験等により
求め，当該最適濃度を濃度調整装置１４２等に記憶させ
ておき，界面活性剤の濃度は，その最適濃度に調整され
るようにしてもよい。また，濃度調整装置１４２は，例
えば供給管１４１内を通る界面活性剤に設定濃度に応じ
た所定量の溶剤を混合して濃度調整を行うものであって
もよい。

【００８３】また，界面活性剤が上述の現像液供給ノズ
ル８０からウェハＷ上に供給されるようにしてもよい。
この場合，例えば図２２に示すように現像液供給ノズル
８０と現像液貯留タンク１５０とを連通接続する供給管
１５１に，界面活性剤のバッファタンク１５２に連通す
る分岐管１５３を取付け，当該分岐管１５３と供給管１
５１との接続部に三方弁１５４を備えるようにしてもよ
い。この三方弁１５４により，現像液供給ノズル８０に
現像液と界面活性剤を選択的に供給され，上述したよう
な所定のタイミングで界面活性剤がウェハＷ上に吐出さ
れる。また，現像液内に界面活性剤を付加するようにし
てもよく，この場合，現像液に予め所定量の界面活性剤
を添加しておいてもよく，現像液供給ノズル８０に送ら
れる途中の供給管１５１内で界面活性剤が添加されても
よい。

【００８４】前記実施の形態においては，現像液に界面
活性剤を混合したり，ウエハＷ上に現像液を液盛りした
際に界面活性剤を添加するようにしたが，これに代え
て，現像液をウエハＷ上に供給する前に，界面活性剤や
界面活性剤の蒸気やミストをウエハＷ上に供給するよう
にしてもよい。かかる方法によっても，不溶化物の基板
への付着を抑制することができる。

【００８５】前記した界面活性剤は，予めレジスト液中
に混合しておき，レジスト塗布装置１７，１９において
ウエハＷにレジスト液を塗布する際に，かかる界面活性
剤入りレジスト液を塗布するようにしてもよい。かかる
方法によっても，不溶化物の基板への付着を抑制するこ
とができる。

【００８６】ところで従来は，ウエハＷの温度，並びに
ウエハＷに供給する現像液の温度は，室温，たとえば２
３℃前後に維持して現像処理を行っていたが，現像液の
温度を，室温より高い温度，たとえば２５℃〜８０℃，
より好ましくは４０℃〜６０℃に設定したり，またウエ
ハＷの温度についても４０℃〜２００℃，より好ましく
は４０℃〜１６０℃に設定して現像処理を行えば，現像
液中に浮遊している不溶化物のレジスト膜膜への付着を
抑制することができる。これは，たとえば不溶化物のゼ
ータ電位とレジスト膜の電位との間の反発力が弱いとき
に，基板や現像液の温度を上げることによって，該反発
力を高めることができるためである。現像液の温度を上
げるには，適宜の加熱装置を採用すればよい。

【００８７】前記したように，従来の現像処理装置は，
基板を室温で処理しているため，装置内に基板の温度を
上昇させるための装置は持っていない。そこで本発明で
提案した基板の温度を上昇させて，現像処理を行うに
は，たとえば図２３に示した装置が提案できる。

【００８８】この図２３の装置例では，ケーシング１８
ａ内の天井部に，ランプ加熱装置１６１を設けたもので
ある。これによって，たとえばウエハＷの温度を室温よ
り高い温度，たとえば４０℃〜６０℃まで加熱してウエ
ハＷの現像処理を行うことが可能である。

【００８９】なおウエハＷに供給する現像液の温度を上
げるには，現像液供給ノズル８０に対して従来から用い
られている温度調節機構，たとえば温度調節用の流体を
ノズルに供給して，現像液の温度を調節する機構におい
て，前記流体の温度を上げるとよい。

【００９０】次に現像液中の不溶化物のゼータ電位と同
極性の帯電部材を用いた例について説明する。図２４は
かかる装置例の平面を示しており，現像液供給ノズル８
０と平行に，帯電部材１７１が，ブラケット１７２を介
してこの現像液供給ノズル８０に対して距離をおいて取
り付けられている。帯電部材１７１は，現像液供給ノズ
ル８０と同じ長さに設定され，その下面の高さ位置も現
像液供給ノズル８０と同じに設定されている。そして帯
電部材１７１には，電源１７３からの電圧が印加される
ようになっている。これによって帯電部材１７１は，現
像液中の不溶化物のゼータ電位と同極性に帯電させるこ
とが可能である。

【００９１】このように不溶化物のゼータ電位と同極性
に帯電させた帯電部材１７１は，次のようにして使用さ
れる。すなわち現像液供給ノズル８０によってウエハＷ
上に現像液が液盛りされた後，図２５，図２６に示した
ように，アーム８５を移動させて帯電部材１７１を現像
液供給ノズル８０と共にウエハＷ上を走査させる。この
とき図２６に示したように，帯電部材１７１をウエハＷ
上の現像液ＤＬに接触させる。

【００９２】これによって現像液ＤＬの中に浮遊してい
る不溶化物は，帯電部材１７１とは反発し，移動する。
そして帯電部材１７１を走査することで，該不溶化物は
現像液ＤＬ中を移動し，現像液ＤＬと共に，ウエハＷの
端部から追い出されるのである。したがって，この装置
例では，帯電部材１７１と不溶化物との反発を利用し
て，現像液ＤＬとともにウエハＷから相当数追い出され
るのである。その結果，不溶化物のレジスト膜，ウエハ
Ｗへの付着が抑えられる。

【００９３】なお上記したように，帯電部材１７１を，
現像液中の不溶化物のゼータ電位と同極性に帯電させて
移動させる場合，ウエハの方も不溶化物のゼータ電位と
同極性に帯電させることが好ましい。これによって，不
溶化物とウエハも反発しあい，不溶化物がウエハ側に近
づくことを防止できるからである。したがって，不溶化
物のレジスト膜，ウエハＷへの付着より効果的に防止す
ることができる。なおウエハＷを不溶化物のゼータ電位
と同極性に帯電させるには，たとえば直流電源６４を使
用すればよい。さらにまた帯電部材１７１とウエハＷを
同極性に帯電させる場合，ウエハＷの方の電位を帯電部
材１７１よりも高くなるように帯電させることが好まし
い。不溶化物がウエハＷ側へ近づくのをより防止するこ
とができるからである。

【００９４】他に図２７に示した例も提案できる。図２
７は，スピンチャック６０の表面にゾーン電極１８１，
１８２，１８３を同心円状に配置した例を示している。
スピンチャック６０は載置するウエハＷと同じ大きさで
ある。ゾーン電極１８１，１８２，１８３は所定間隔を
空けて配置されている。各ゾーン電極１８１，１８２，
１８３には，電圧を印加する電源１８４，１８５，１８
６が接続され，制御装置１８７によって，印加するタイ
ミング，印加する電圧値が制御されるようになってい
る。電圧はパルス状に印加されることが可能である。な
お図中ＣＥＮはウエハＷの中心を表し，ＥＤＧはウエハ
Ｗのエッジ部を表している。

【００９５】かかる装置は次のようにして使用される。
すなわち，図２８に示したように，制御装置１８７の制
御により，たとえばウエハＷにおける最外周に位置する
ゾーン電極１８３に対応する領域をプラス側に帯電さ
せ，次に内側のゾーン電極１８２に対応する領域をマイ
ナス側に帯電させ，中心部に位置するゾーン電極１８１
に対応する領域をより強いマイナス側に帯電させ，ウエ
ハＷに電位勾配をつける。そしてこの状態で，たとえば
ゾーン電極１８２，１８３からの電圧印加を制御して，
所定タイミング毎に各電極に対する印加電圧値を変化さ
せる。たとえばゾーン電極１８２，１８３に対して交互
に強弱の電圧を印加する。このときゾーン電極１８２，
１８３に対応する領域のマイナス側の帯電は維持する。

【００９６】このようなゾーン電極１８１，１８２，１
８３の印加制御によって，ウエハＷの各領域毎の経時電
位変化を起こさせると，図３０に示したように，電位の
移動による波動が生じ，これによってウエハＷ上の現像
液中のマイナスに帯電したゼータ電位の不溶化物は，前
記波動によってウエハＷの外周側へと追いやられる。

【００９７】その後は，スピンチャック６０を回転させ
るなどして現像液をウエハＷ外周から振り切れば，ウエ
ハＷのレジスト膜に不溶化物が付着することを防止する
ことができる。

【００９８】現像液供給ノズル８０から供給する現像液
に対して，現像液供給ノズル８０から吐出される前の段
階で，当該現像液に対して電圧を印加してもよい。たと
えば図３１に示したように，現像液供給ノズル８０に接
続される供給配管の一部の配管１９１に導電性の材質を
もったパイプを使用し，その両端部に絶縁部材１９２，
１９３を配置する。そしてこの配管１９１に対して，電
源１９４によって電圧を印加する。これによって，現像
液ＤＬは配管１９１を通過する際に帯電し，そのまま現
像液供給ノズル８０からウエハに供給される。

【００９９】そして現像液ＤＬを不溶化物のゼータ電位
と同極性の帯電させておくことにより，たとえウエハＷ
のレジスト膜上に供給された現像液中に，現像処理の段
階で不溶化物が発生しても，同極性による反発によって
該不溶化物がレジスト膜に付着するのを防止することが
可能である。

【０１００】ウエハ上に形成されたレジスト膜が導電性
を有する場合には，このレジスト膜自体を帯電させるこ
とで，前記した同極性による反発によって，現像液中に
浮遊する不溶化物のレジスト膜への付着を抑えることが
できる。

【０１０１】図３２は，そのようにウエハＷ上のレジス
ト膜２０１に対して電圧を印加する構成例を示してお
り，ウエハＷを支持するたとえばスピンチャックなどの
載置台２０２の外縁部には，クランプ２０３が取り付け
られている。このクランプ２０３は，ウエハＷの端部を
直接クランプしてウエハＷを載置台２０２上に保持す
る。そしてこのクランプ２０３自体やあるいはクランプ
２０３に並設される電極（図示せず）に対して，電源２
０４によって，電圧を印加することで，レジスト膜２０
１を所定の極性の電位に帯電させることが可能である。

【０１０２】ウエハＷに対して現像液を供給して静止現
像が終了した後，洗浄する前の段階で，ウエハＷ上の現
像液中に，当該現像液よりも比重が大きく，かつ現像反
応に影響を与えない液体，たとえばＨＦＥ（ハイドロフ
ルオロエーテル）を供給するようにしてもよい。そのた
めには，たとえば図３３に示したように，当該液体を供
給するノズル２１１を現像処理装置１８内に設ければよ
い。

【０１０３】そしてそのように現像液よりも比重が大き
い液体を現像液中に供給すると，図３４に示したよう
に，レジスト膜Ｒと，不溶化物が浮遊している現像液Ｄ
Ｌとの間に当該液体の層２１２を形成することができ，
この層２１２によって，現像液ＤＬ中の不溶化物がレジ
スト膜Ｒに付着することを防止することができる。

【０１０４】以上の実施の形態は，本発明をウェハＷの
現像処理方法に適用したものであったが，本発明は半導
体ウェハ以外の基板例えばＬＣＤ基板，フォトマスク用
のマスクレチクル基板の現像処理方法においても応用で
きる。

【０１０５】

【発明の効果】本発明によれば，現像液中に浮遊してい
る不溶化物が基板表面に付着することを防止できるの
で，現像処理の適正化が図られ，歩留まりが向上され
る。また，現像処理中の洗浄時間が短縮できるので，基
板処理のスループットの向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかる現像処理方法が実施され
る現像処理装置を有する塗布現像処理システムの外観を
示す平面図である。

【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。

【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。

【図４】現像処理装置の縦断面の説明図である。

【図５】現像処理装置の横断面の説明図である。

【図６】現像処理装置のスピンチャックの斜視図であ
る。

【図７】現像液供給ノズルの斜視図である。

【図８】図６の現像液供給ノズルの縦断面図である。

【図９】現像処理のフロー図である。

【図１０】ウェハを帯電させた時の電荷の様子を示すウ
ェハの縦断面の説明図である。

【図１１】現像液の不溶化物の様子を示すウェハの縦断
面の説明図である。

【図１２】帯電部材を備えた現像処理装置の横断面の説
明図である。

【図１３】保持アームの構成を示す説明図である。

【図１４】帯電部材を用いた現像処理のフロー図であ
る。

【図１５】帯電部材を現像液に接触させた時の不溶化物
の様子を示すウェハの縦断面の説明図である。

【図１６】イオナイザーを備えた現像処理装置の構成を
示す縦断面の説明図である。

【図１７】界面活性剤供給ノズルを備えた現像処理装置
の構成を示す横断面の説明図である。

【図１８】界面活性剤を供給する現像処理のフロー図で
ある。

【図１９】イオン性界面活性剤を添加した時のウェハの
様子を示すウェハの縦断面の説明図である。

【図２０】非イオン性界面活性剤を添加した時のウェハ
の様子を示すウェハの縦断面の説明図である。

【図２１】界面活性剤供給ノズルの供給系統の構成を示
す説明図である。

【図２２】他の界面活性剤供給ノズルの供給系統の構成
を示す説明図である。

【図２３】基板を加熱する装置を持った現像処理装置の
側面の断面図である。

【図２４】現像液供給ノズルに帯電部材を取り付けた装
置の平面図である。

【図２５】図２４の帯電部材を現像液供給ノズルととも
にウエハ上を走査している様子を示す平面図である。

【図２６】図２４の帯電部材を現像液供給ノズルととも
にウエハ上を走査している様子を示す側面図である。

【図２７】ゾーン電極を有するスピンチャックの平面図
である。

【図２８】ゾーン電極による基板の電位勾配を示す説明
図である。

【図２９】ゾーン電極の制御による電位の変化を示す説
明図である。

【図３０】電位の経時変化による波動を示す説明図であ
る。

【図３１】現像液供給ノズルの配管に電圧を印加する構
成を示す説明図である。

【図３２】ウエハ上のレジスト膜に電圧を印加する構成
を示す説明図である。

【図３３】ウエハに対して現像液よりも比重の大きい液
体を供給するノズルを持った現像処理装置の側面の断面
図である。

【図３４】現像液よりも比重の大きい液体をレジスト膜
上の現像液に供給した後の様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 塗布現像処理システム １８ 現像処理装置 ６０ スピンチャック ６１ 電極板 ６３ 直流電源 ６５ 制御部 ８０ 現像液供給ノズル Ｓ スタート位置 Ｅ エンド位置 Ｗ ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H096 AA25 BA01 BA09 GA29 4D075 BB65Z BB81Y CA47 DA08 DB14 DC22 EA07 EA45 EA60 EC35 4F042 AA02 AA07 BA21 EB05 EB09 EB18 5F046 LA05 LA08 LA12

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板表面に形成されたレジスト膜上に現
   像液を供給して，基板を現像処理する現像処理方法であ
   って，前記基板表面のゼータ電位を，前記現像液中に浮
   遊している不溶化物のゼータ電位と同極性の所定電位に
   制御して現像処理を行うことを特徴とする，現像処理方
   法。
2. 【請求項２】 前記基板表面のゼータ電位の絶対値が３
   ０ｍＶ以上になるように，前記基板表面のゼータ電位を
   制御することを特徴とする，請求項１に記載の現像処理
   方法。
3. 【請求項３】 前記現像処理は，基板上に現像液を液盛
   りする第１の工程と，前記液盛りした状態で基板を静止
   現像する第２の工程と，静止現像の終了した基板に洗浄
   液を供給し，基板を洗浄する第３の工程と，を有し，前
   記基板表面のゼータ電位の制御は，前記第１〜第３の工
   程に渡って行われることを特徴とする，請求項１又は２
   のいずれかに記載の現像処理方法。
4. 【請求項４】 基板表面に形成されたレジスト膜上に現
   像液を供給して，基板を現像処理する現像処理方法であ
   って，前記現像液中に浮遊している不溶化物のゼータ電
   位と異極性に帯電した帯電部材を，前記現像液に接触さ
   せることを特徴とする，現像処理方法。
5. 【請求項５】 前記異極性に帯電した帯電部材を前記現
   像液に接触した状態で移動させることを特徴とする，請
   求項４に記載の現像処理方法。
6. 【請求項６】 前記現像処理は，基板上に現像液を液盛
   りする第１の工程と，前記液盛りした状態で基板を静止
   現像する第２の工程と，を有し，前記帯電部材の前記現
   像液への接触は，前記第２の工程時に行われることを特
   徴とする，請求項４又は５に記載の現像処理方法。
7. 【請求項７】 基板表面に形成されたレジスト膜上に現
   像液を供給して，基板を現像処理する現像処理方法であ
   って，前記現像液中に浮遊している不溶化物のゼータ電
   位と同極性に帯電した帯電部材を，前記基板上の現像液
   に接触させ，前記帯電部材を移動させることを特徴とす
   る，現像処理方法。
8. 【請求項８】 少なくとも帯電部材を前記現像液に接触
   させている間，前記基板を不溶化物のゼータ電位と同極
   性に帯電させることを特徴とする，請求項７に記載の現
   像処理方法。
9. 【請求項９】 基板の電位の方が帯電部材の電位よりも
   高くなるように基板を帯電させることを特徴とする，請
   求項８に記載の現像処理方法。
10. 【請求項１０】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板を現像処理する現像処理方法で
    あって，現像液が供給された前記基板に対して電位勾配
    をつけるとともに，前記基板の電位を同心円状に経時変
    化させることを特徴とする，現像処理方法。
11. 【請求項１１】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板を現像処理する現像処理方法で
    あって，前記現像液の温度を室温より高い温度にしてレ
    ジスト膜上に供給することを特徴とする，現像処理方
    法。
12. 【請求項１２】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板を現像処理する現像処理方法で
    あって，前記基板の温度を室温より高い温度にしてレジ
    スト膜上に前記現像液を供給することを特徴とする，現
    像処理方法。
13. 【請求項１３】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板を現像処理する現像処理方法で
    あって，基板上に現像液を液盛りする第１の工程と，前
    記液盛りした状態で基板を静止現像する第２の工程と，
    前記静止現像の後，基板に洗浄液を供給して基板を洗浄
    する第３の工程とを有し，前記第２の工程と第３の工程
    との間に，前記現像液とレジスト膜表面との間に，液層
    を作るための前記洗浄液よりも比重の大きい液体を基板
    に供給することを特徴とする，現像処理方法。
14. 【請求項１４】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板を現像処理する現像処理方法で
    あって，所定の極性を有するイオン性界面活性剤を前記
    現像液に添加して，前記現像液中に浮遊している不溶化
    物と前記基板表面に前記イオン性界面活性剤を付着させ
    ることを特徴とする，現像処理方法。
15. 【請求項１５】 前記現像処理は，基板上に現像液を液
    盛りする第１の工程と，前記液盛りした状態で基板を静
    止現像する第２の工程と，静止現像の終了した基板に洗
    浄液を供給し，基板を洗浄する第３の工程と，を有し，
    前記界面活性剤の添加は，前記第１の工程時に行われる
    ことを特徴とする，請求項１４に記載の現像処理方法。
16. 【請求項１６】 前記界面活性剤の添加は，前記第１の
    工程時に加えて，前記第３の工程時にも行われることを
    特徴とする，請求項１５に記載の現像処理方法。
17. 【請求項１７】 前記現像処理は，基板上に現像液を液
    盛りする第１の工程と，前記液盛りした状態で基板を静
    止現像する第２の工程と，静止現像の終了した基板に洗
    浄液を供給し，基板を洗浄する第３の工程と，を有し，
    前記界面活性剤の添加は，前記第３の工程時に行われる
    ことを特徴とする，請求項１４に記載の現像処理方法。
18. 【請求項１８】 基板表面にレジスト液を塗布してレジ
    スト膜を形成し，前記形成されたレジスト膜上に現像液
    を供給して，基板を現像処理する現像処理方法であっ
    て，前記レジスト液に所定の極性を有するイオン性界面
    活性剤を混合して基板表面に塗布することを特徴とす
    る，現像処理方法。
19. 【請求項１９】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板を現像処理する現像処理方法で
    あって，前記現像液を供給する前に，前記レジスト膜表
    面に所定の極性を有するイオン性界面活性剤を供給する
    ことを特徴とする，現像処理方法。
20. 【請求項２０】 前記イオン性界面活性剤に代えて，高
    分子の非イオン性界面活性剤を前記現像液に添加するこ
    とを特徴とする，請求項１４〜１９のいずれかに記載の
    現像処理方法。
21. 【請求項２１】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処理装置
    であって，前記基板表面を所定の極性のゼータ電位に帯
    電させる帯電手段を備えたことを特徴とする，現像処理
    装置。
22. 【請求項２２】 前記帯電手段は，導電体の電極板と，
    当該電極板に所定の極性の電圧を印加する電圧印加手段
    とを備え，前記電極板は，基板を保持する保持部材に取
    り付けられ，前記基板は，前記電極板を介在して前記保
    持部材に保持されることを特徴とする，請求項２１に記
    載の現像処理装置。
23. 【請求項２３】 前記電圧印加手段は，前記電極板に印
    加される電圧を制御する制御部を備えたことを特徴とす
    る，請求項２２に記載の現像処理装置。
24. 【請求項２４】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処理装置
    であって，前記基板の周辺に，所定の極性のイオンを含
    んだ雰囲気を供給するイオン雰囲気供給部を備えること
    を特徴とする，現像処理装置。
25. 【請求項２５】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処理装置
    であって，所定の極性に帯電可能な帯電部材と，前記帯
    電部材を搬送して基板上の現像液に接触させるための帯
    電部材搬送手段と，を備えたことを特徴とする，現像処
    理装置。
26. 【請求項２６】 前記帯電部材は，基板と同形状の形態
    を有することを特徴とする，請求項２５に記載の現像処
    理装置。
27. 【請求項２７】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処理装置
    であって，前記基板上に所定の極性のイオン性界面活性
    剤を供給する界面活性剤供給部を備えることを特徴とす
    る，現像処理装置。
28. 【請求項２８】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処理装置
    であって，前記基板上に非イオン性界面活性剤を供給す
    る界面活性剤供給部を備えることを特徴とする，現像処
    理装置。
29. 【請求項２９】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処理装置
    であって，前記現像液を所定の極性のゼータ電位に帯電
    させる帯電手段を備えたことを特徴とする，現像処理装
    置。
30. 【請求項３０】 前記帯電手段は，現像液を供給する配
    管に対して，電圧を印加する装置を備えていることを特
    徴とする，請求項２９に記載の現像処理装置。
31. 【請求項３１】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処理装置
    であって，前記レジスト膜上に液盛りされた現像液中の
    不溶化物と同極性に帯電する帯電部材と，前記帯電部材
    を基板上で移動させる移動部材とを有することを特徴と
    する，現像処理装置。
32. 【請求項３２】 前記帯電部材は，現像液を基板上に供
    給するノズルに取り付けられていることを特徴とする，
    請求項３１に記載の現像処理装置。
33. 【請求項３３】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処理装置
    であって，前記基板を載置する載置台の上面に同心円状
    に設けられた複数の電極と，前記各電極に対して電圧を
    印加する電源と，各電極の電位を経時的に変化させる制
    御部とを有することを特徴とする，現像処理装置。
34. 【請求項３４】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処理装置
    であって，前記基板を加熱する加熱装置を有することを
    特徴とする，現像処理装置。
35. 【請求項３５】 基板表面にレジスト液を塗布してレジ
    スト膜を形成し，前記形成されたレジスト膜上に現像液
    を供給して，基板を現像処理する現像処理方法であっ
    て，前記レジスト膜が導電性を有する場合には，当該レ
    ジスト膜に対して電圧を印加して，少なくとも現像処理
    中は当該レジスト膜を現像液中の不溶化物と同極性の電
    位に維持することを特徴とする，現像処理方法。
36. 【請求項３６】 基板表面に形成されたレジスト膜上に
    現像液を供給して，基板の現像処理を行う現像処理装置
    であって，前記基板をクランプして保持する載置台と，
    前記載置台上の基板のレジスト膜に対して，電圧を印加
    する装置を有することを特徴とする，現像処理装置。