JP2004014844A - Apparatus and method for treating substrate - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly supply a rinsing liquid onto a substrate when washing away a treatment liquid such as a developer, and to prevent dopants from depositing on the substrate even if insoluble contents in resist or the like are contained in the treatment liquid or even if the dopants are contained in the rinsing liquid. <P>SOLUTION: The substrate treating apparatus has a long nozzle 153 for discharging the rinsing liquid containing surfactants for reducing surface tension onto a wafer W where the developer is supplied. Since the rinsing liquid is being discharged by the long nozzle 153, the rinsing liquid can be uniformly diffused onto the wafer W, thus preventing patterns from falling. Additionally, dispersant is added to the rinsing liquid, thus preventing the dopants in the developer or the rinsing liquid from being dispersed and depositing on the wafer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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を具備する。
【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。
【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、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をさらに具備し、この移動機構によりノズルを移動させながらリンス液を吐出する。これにより、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。また、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、前記ノズルが基板上の処理液に接しながらリンス液を吐出する。これにより、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。この場合、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。
【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。
【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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for performing a development process on a semiconductor substrate in a photolithography process in manufacturing a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
In the photolithography process of manufacturing a semiconductor device, a photoresist is applied to a surface of a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as “wafer”), a mask pattern is exposed on the resist, and developed to form a resist pattern on the wafer surface. are doing.
[0003]
In such a photolithography process, the development process is performed by a method such as a paddle type or a dip type. For example, the paddle type supplies the developing solution to the wafer, while the dip type immerses the wafer in the developing solution to advance the developing process, and thereafter, respectively, rinses the wafer with a rinsing solution using pure water or the like as a cleaning solution. The developer is supplied above to wash away the developer. Finally, in order to remove the rinsing liquid from the wafer, a drying process is performed by performing air blowing, rotating the wafer, and the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, miniaturization of semiconductor devices in recent years has been further progressing, and fine and high aspect ratio resist patterns have appeared. Due to the fineness and high aspect ratio of such a resist pattern, for example, when the rinsing liquid escapes from between the patterns in the drying process, an attractive force is generated between the patterns due to the surface tension of the rinsing liquid. The problem of "falling" has occurred. As a countermeasure against such a problem, for example, there is a method of lowering the surface tension of the rinse liquid by mixing a surfactant into the rinse liquid. In this method, it is required that the rinsing liquid is uniformly supplied onto the substrate, but there is a problem that the rinsing liquid is not uniformly replaced with the developing liquid.
[0005]
Further, for example, in the case where the surfactant contains impurities such as particles, if a rinsing liquid containing the surfactant is supplied onto the substrate, a product defect may occur.
[0006]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a uniform rinsing liquid on a substrate when a processing liquid such as a developer is washed away, and furthermore, for example, to dissolve a resist insoluble material in the processing liquid. It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can prevent the impurities from adhering to a substrate even when the impurities are contained or when the rinse solution contains impurities.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to a first aspect of the present invention includes a means for supplying a processing liquid onto a substrate, and a rinsing liquid containing a first processing agent for reducing surface tension. A long nozzle that discharges onto the substrate to which the processing liquid has been supplied.
[0008]
In the present invention, since the rinse liquid with reduced surface tension is discharged from the long nozzle on the substrate to which the processing liquid is supplied, the rinse liquid can be uniformly diffused on the substrate, and Falling can be prevented. Here, the processing liquid is, for example, a developing liquid, and is a concept including pure water supplied onto the substrate after the developing liquid is supplied onto the substrate. In this case, after the developer is replaced with pure water, the rinsing liquid of the present invention can be supplied onto the substrate to uniformly replace the pure water. Further, a non-ionic surfactant can be used as the first treatment agent.
[0009]
In one embodiment of the present invention, the rinsing liquid further includes a second processing agent for dispersing impurities present in the processing liquid and the rinsing liquid. Conventionally, when a rinsing liquid containing impurities is supplied onto a substrate, there is a high possibility that the impurities collect and adhere to the resist pattern. However, according to the present invention, since impurities can be diffused by the second processing agent, impurities can be caused to flow simultaneously when the rinsing liquid flows from the substrate, and there is no problem. Here, an anionic surfactant can be used as the second treatment agent.
[0010]
One embodiment of the present invention further includes a mechanism for moving the nozzle at least horizontally on the substrate in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the nozzle, and discharging the rinse liquid while moving the nozzle by the moving mechanism. . Thus, the rinsing liquid can be uniformly supplied to the entire surface of the substrate while gradually replacing the processing liquid with the rinsing liquid. Further, by using a nozzle having a length substantially equal to or longer than the diameter of the substrate, a more uniform supply of the rinsing liquid can be performed. The discharge amount of the rinse liquid is preferably 40 ml to 500 ml per substrate. If it exceeds 500 ml, the flow rate may increase at the time of discharging the rinse liquid, and conversely, pattern collapse tends to occur. If it is less than 40 ml, it may not be possible to uniformly supply the entire surface of the substrate. More preferably, it is 100 ml to 200 ml.
[0011]
In one embodiment of the present invention, the nozzle discharges a rinsing liquid while being in contact with the processing liquid on the substrate. Accordingly, the impact on the substrate due to the discharge of the rinsing liquid can be reduced as compared with the case where the rinsing liquid is discharged by separating the nozzle from the processing liquid on the substrate, and thus pattern collapse can be effectively prevented. In addition, by moving the nozzle on the substrate while making contact with the processing liquid, the processing liquid can be replaced with the rinsing liquid while the processing liquid is partially removed by the nozzle and removed, so that the replacement can be performed efficiently. In this case, it is preferable to dispose the nozzle at a height of 0.5 mm to 1.5 mm from the substrate surface. This is because it is difficult to control the contact between the nozzle and the substrate surface in a range lower than 0.5 mm, and the processing liquid is poured on the substrate at a height of about 2 mm. This is for removing the processing liquid.
[0012]
Further, by setting the height of such a nozzle, while the nozzle is discharging the rinsing liquid, the amount of the rinsing liquid already supplied onto the substrate and the rinsing liquid currently being discharged are continuously and integrally formed. And has almost no impact.
[0013]
In one embodiment of the present invention, the nozzle has a right-angled portion formed upward from a lower end in contact with the processing liquid on the substrate on the moving direction side of the nozzle, and on a side opposite to the moving direction of the nozzle. And a curved portion formed upward from the lower end. In the present invention, when the nozzle is moved in contact with the processing liquid, the action of scraping and removing the processing liquid at the right-angled portion formed on the moving direction side can be promoted, and the opposite side to the moving direction The effect of making the discharged rinsing liquid uniform can be promoted by the curved shape portion formed in the above.
[0014]
In one embodiment of the present invention, the nozzle includes means for discharging a rinsing liquid obliquely in a moving direction of the nozzle. This has the effect of removing the processing liquid on the substrate by pushing it away in the direction of movement of the nozzle, and can be effectively replaced with a rinsing liquid.
[0015]
One embodiment of the present invention further includes a mechanism for rotating the nozzle in a plane parallel to the substrate surface, and discharges the rinse liquid while rotating the nozzle by the rotating mechanism. For example, when the length of the nozzle is substantially the same as the diameter of the substrate, the rinsing liquid can be uniformly supplied to the entire surface of the substrate by rotating the nozzle by 180 ° or more.
[0016]
In one aspect of the present invention, the nozzle is such that a discharge direction of a rinse liquid from a central portion to one end thereof and a discharge direction of a rinse liquid from a central portion to the other end are oblique in a rotational direction of the nozzle. It is formed to face. Thus, for example, when the rinsing liquid is ejected while rotating around the center of the nozzle, the rinsing liquid can be ejected so as to be directed in the rotation direction. The function of removing the rinsing liquid works, and the rinsing liquid can be effectively replaced.
[0017]
In one embodiment of the present invention, the nozzle includes means for discharging a rinsing liquid from the center to the end of the nozzle so as to gradually face the outside of the substrate. Thus, the processing liquid can be removed from the central part of the substrate so as to diffuse toward the peripheral part, and the rinsing liquid can be supplied uniformly. Further, if the rinsing liquid is discharged so that the discharge amount gradually decreases from the center to the end of the nozzle, the rinsing liquid flows from the central part of the substrate to the peripheral part. The rinsing liquid can be uniformly removed over the entire surface of the substrate.
[0018]
A substrate processing apparatus according to a second aspect of the present invention includes a rotation holding unit that rotatably holds a substrate, a unit that supplies a processing liquid onto the substrate held by the rotation holding unit, and a processing liquid that is supplied. An elongated nozzle for discharging a rinsing liquid containing a first processing agent for reducing surface tension is provided on the substrate rotated by the rotation holding unit.
[0019]
In the present invention, since the rinse liquid with reduced surface tension is discharged from the long nozzle on the substrate to which the processing liquid is supplied, the rinse liquid can be uniformly diffused on the substrate, and Falling can be prevented. In particular, since the rinsing liquid is discharged while rotating the substrate with respect to, for example, a stationary long nozzle, the rinsing liquid can be discharged uniformly over the entire surface of the substrate. The length of the nozzle is preferably substantially the same as or smaller than the diameter of the substrate. If the length of the nozzle is approximately the same as the diameter of the substrate, the substrate can be supplied over the entire surface of the substrate by rotating the substrate by 180 ° or more. If it rotates more than rotation, it can supply to the whole surface of a substrate.
[0020]
In one embodiment of the present invention, the number of rotations of the substrate is 500 rpm or less. By setting the number of rotations relatively low as described above, it is possible to prevent the pattern from falling down. More preferably, it is 100 rpm or less.
[0021]
When the length of the nozzle is substantially the same as the diameter of the substrate, the discharge direction of the rinse liquid from the center to the one end and the discharge direction of the rinse liquid from the center to the other end are different. The nozzles are formed so as to face obliquely in the direction of rotation relative to the substrate. As a result, the rinsing liquid can be discharged so as to face the relative rotation direction of the nozzle, so that the processing liquid on the substrate is pushed away in the direction of nozzle movement to remove the processing liquid, and the rinsing is effectively performed. Can be replaced with liquid.
[0022]
In one embodiment of the present invention, when the length of the nozzle is substantially the same as the radius of the substrate, the nozzle gradually discharges less from the substrate center to the periphery on the substrate. Means for discharging a rinsing liquid. This makes it possible to remove the processing liquid from the central part of the substrate toward the peripheral part so that the rinsing liquid can be supplied uniformly.
[0023]
A substrate processing method according to a first aspect of the present invention includes a step of supplying a processing liquid on a substrate and a step of lowering surface tension while moving a long nozzle on the substrate to which the processing liquid has been supplied. Discharging a rinse liquid containing one treatment agent from the nozzle.
[0024]
In the present invention, since the rinse liquid with reduced surface tension is discharged from the long nozzle on the substrate to which the processing liquid is supplied, the rinse liquid can be uniformly diffused on the substrate, and Falling can be prevented.
[0025]
A substrate processing method according to a second aspect of the present invention includes a step of supplying a processing liquid onto a substrate, and a first processing agent that lowers surface tension while rotating the substrate to which the processing liquid is supplied. Discharging the rinse liquid onto the substrate using a long nozzle.
[0026]
In the present invention, for example, since the rinsing liquid is discharged while rotating the substrate with respect to a stationary long nozzle, the rinsing liquid can be discharged uniformly over the entire surface of the substrate.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 3 are views showing the entire configuration of a coating and developing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view, and FIGS. 2 and 3 are front and rear views.
[0028]
The coating and developing apparatus 1 loads or unloads semiconductor wafers W from the outside into the apparatus 1 in units of, for example, 25 wafer cassettes CR, and loads or unloads wafers W from the wafer cassette CR. And a processing station 12 in which various single-wafer processing units for performing predetermined processing on wafers W one by one in a coating and developing process are arranged at predetermined positions in multiple stages. The interface unit 14 for transferring the wafer W between the station 12 and the exposure apparatus 100 provided adjacent to the station 12 is integrally connected.
[0029]
In the cassette station 10, as shown in FIG. 1, a plurality of, for example, five wafer cassettes CR are mounted in a row in the X direction with their respective wafer entrances facing the processing station 12 at the positions of the projections 20 a on the cassette mounting table 20. The wafer carrier 22 that is placed and movable in the cassette arrangement direction (X direction) and the wafer arrangement direction (Z direction) of the wafers stored in the wafer cassette CR selectively accesses each wafer cassette CR. ing. Further, the wafer transfer body 22 is configured to be rotatable in the θ direction, so as to be able to access a heat treatment system unit belonging to a third processing unit section G3 having a multi-stage configuration described later as shown in FIG. It has become.
[0030]
As shown in FIG. 1, the processing station 12 includes a third processing unit G3, a fourth processing unit G4, and a fifth processing unit G5 from the cassette station 10 on the rear side of the apparatus (upper side in the figure). A first main wafer transfer device A1 is provided between the third processing unit G3 and the fourth processing unit G4. In the first main wafer transfer device A1, the first main wafer transfer body 16 selectively accesses the first processing unit G1, the third processing unit G3, the fourth processing unit G4, and the like. It is installed to be able to. In addition, a second main wafer transfer device A2 is provided between the fourth processing unit unit G4 and the fifth processing unit unit G5. The second main wafer carrier 17 is provided so as to selectively access the second processing unit G2, the fourth processing unit G4, the fifth processing unit G5, and the like.
[0031]
Further, a heat treatment unit is provided on the back side of the first main wafer transfer device A1, for example, an adhesion unit (AD) 110 for hydrophobizing the wafer W, and a heating unit (heating unit) for heating the wafer W. HP) 113 are stacked in multiple stages as shown in FIG. The adhesion unit (AD) may further have a mechanism for controlling the temperature of the wafer W. On the back side of the second main wafer transfer device A2, a peripheral exposure device (WEE) 120 for selectively exposing only the edge portion of the wafer W, a film thickness inspection device for inspecting a resist film applied to the wafer W 119 and a line width inspection device 118 for inspecting the line width of the resist pattern are provided in multiple stages. The film thickness inspection device 119 and the line width inspection device 118 may be provided outside the coating / development processing device 1 instead of being provided inside the coating / developing processing device 1 as described above. Further, the heat treatment unit (HP) 113 may be arranged on the back side of the second main wafer transfer device A2, similarly to the back side of the first main wafer transfer device A1.
[0032]
As shown in FIG. 3, in the third processing unit G3, an oven-type processing unit that performs a predetermined process by placing the wafer W on a mounting table, for example, a high-temperature heating unit that performs a predetermined heating process on the wafer W (BAKE), a cooling processing unit (CPL) for performing cooling processing on the wafer W with high-accuracy temperature management, a transition unit (TRS) serving as a transfer unit of the wafer W from the wafer carrier 22 to the main wafer carrier 16, Delivery / cooling processing units (TCP), which are separately provided in two upper and lower stages, respectively, a transfer unit and a cooling unit, are stacked in, for example, 10 stages from the top. In the third processing unit G3, the third stage from the bottom is provided as a spare space in the present embodiment. Also in the fourth processing unit G4, for example, a post-baking unit (POST), a transition unit (TRS) serving as a wafer transfer unit, a pre-baking unit (PAB) for performing a heating process on the wafer W after the formation of the resist film, a cooling processing unit (CPL) are stacked in, for example, 10 stages from the top. Further, in the fifth processing unit G5, for example, a post-exposure baking unit (PEB) for performing a heating process on the exposed wafer W, a cooling processing unit (CPL), and a transfer unit for the wafer W as thermal processing means. Are stacked in, for example, 10 stages from the top.
[0033]
The unit of the heat processing system includes, for example, a temperature control plate C for controlling the temperature of the wafer W on the front side as shown in a fourth processing unit section G4 in FIG. The plate H is arranged on the back side.
[0034]
In FIG. 1, a first processing unit G1 and a second processing unit G2 are provided in the Y direction on the front side of the processing station 12 (downward in the figure). The space between the first processing unit G1 and the cassette station 10 and the space between the second processing unit G2 and the interface 14 are used for controlling the temperature of the processing liquid supplied in each processing unit G1 and G2. Liquid temperature control pumps 24 and 25 are provided, and clean air from an air conditioner (not shown) provided outside the coating and developing apparatus 1 is supplied to the inside of each of the processing units G1 to G5. Ducts 31 and 32 are provided.
[0035]
As shown in FIG. 2, in a first processing unit G1, five spinner-type processing units for performing a predetermined process by placing a wafer W on a spin chuck in a cup CP, for example, a resist as a resist film forming unit The coating processing unit (COT) has three stages, and the bottom coating unit (BARC) for forming an antireflection film for preventing reflection of light at the time of exposure is two stages, and five stages are sequentially stacked from below. Similarly, in the second processing unit G2, five spinner type processing units, for example, a development processing unit (DEV) as a development processing unit are stacked in five stages. In the resist coating unit (COT), the drainage of the resist solution is troublesome both mechanically and in terms of maintenance, so that it is preferable to dispose the resist solution in the lower stage. However, they can be arranged in the upper stage as needed.
[0036]
Further, chemical chambers (CHM) 26 and 28 for supplying the above-mentioned predetermined processing liquid to the respective processing unit sections G1 and G2 are provided at the lowermost stage of the first and second processing unit sections G1 and G2, respectively. I have.
[0037]
A portable pickup cassette CR and a stationary buffer cassette BR are arranged in two stages at the front of the interface section 14, and a wafer carrier 27 is provided at the center. The wafer carrier 27 moves in the X and Z directions to access both cassettes CR and BR. In addition, the wafer carrier 27 is configured to be rotatable in the θ direction, and can also access the fifth processing unit G5. Further, as shown in FIG. 3, a plurality of high-precision cooling processing units (CPL) are provided on the back surface of the interface unit 14, for example, in two stages, upper and lower. The wafer carrier 27 is also accessible to this cooling processing unit (CPL).
[0038]
Next, the development processing unit (DEV) according to the present invention will be described in detail. FIGS. 4 and 5 are a plan view and a cross-sectional view, respectively, showing a developing unit (DEV) according to an embodiment of the present invention.
[0039]
In this unit, a fan / filter unit F for supplying clean air into the housing 41 is attached above the housing 41. Below, an annular cup CP is arranged near the center of the unit bottom plate 51 smaller than the width of the housing 41 in the Y direction, and the spin chuck 42 is arranged inside the cup CP. The spin chuck 42 is configured to rotate by the rotational driving force of the motor 43 in a state where the wafer W is fixedly held by vacuum suction.
[0040]
In the cup CP, a pin 48 for transferring the wafer W is provided so as to be able to move up and down by a driving device 47 such as an air cylinder. Thus, the wafer can be transferred to and from the main wafer carrier 17 through the opening 41a while the shutter 52 provided to be openable and closable is open. A drain port 45 for waste liquid is provided at the bottom of the cup CP. A drain pipe 33 is connected to the drain port 45, and the drain pipe 33 communicates with a lower drain port (not shown) using a space N between the unit bottom plate 51 and the housing 41.
[0041]
The developing solution nozzle 53 for supplying the developing solution to the surface of the wafer W is formed, for example, in a long shape having a length substantially the same as the diameter of the wafer W, and is supplied through a supply pipe 34 to a chemical chamber (CHM). 27 (FIG. 2) is connected to a developer tank (not shown). The developer nozzle 53 is detachable from the nozzle holding member 60 of the nozzle scan arm 36. The nozzle scan arm 36 is attached to the upper end of a vertical support member 49 that can move horizontally on a guide rail 44 laid in one direction (Y direction) on the unit bottom plate 51, and is vertically moved by, for example, a belt driving mechanism. It moves in the Y direction integrally with the support member 49. Thus, the developing solution nozzle 53 waits in the developing solution nozzle bus 46 disposed outside the cup CP except when the developing solution is supplied, and is transferred to above the wafer W when the developing solution is supplied. It has become. The developing solution nozzle 53 has, for example, a plurality of discharge holes (not shown) at its lower end, and the developing solution is discharged from the plurality of discharging holes.
[0042]
Further, a guide rail 144 for a rinse nozzle is laid on the side of the cup CP, for example, in parallel with the guide rail 44. A vertical support 149 is provided on the guide rail 144 so as to be movable in the Y direction by, for example, a belt driving mechanism. A motor 78 is mounted on the upper part of the vertical support 149, and a rinse nozzle arm 136 is mounted movably in the X direction by, for example, a ball screw mechanism. A rinse nozzle 153 is attached to the rinse nozzle arm 136 via a nozzle holding member 160.
[0043]
The rinse nozzle arm 136 is configured to be movable, for example, in the vertical direction (Z direction) by a vertical support 149 having an air cylinder mechanism, for example, so that the height of the rinse nozzle 153 is adjusted. It has become. Specifically, the height of the wafer W held by the spin chuck 42 can be adjusted. The movement of the XYZ moving mechanism for moving the rinsing nozzle 153 is controlled by the moving mechanism controller 40, whereby the rinsing nozzle 153 waits for the rinsing nozzle bus 146 and the cup CP. Can be moved to and from the wafer W accommodated therein. By discharging a rinsing liquid from the rinsing nozzle 153 onto the wafer, the developing liquid on the wafer is washed away. In FIG. 5, the rinse nozzle 153 is omitted.
[0044]
6 and 7 are perspective views from below of the rinse nozzle 153 according to the first embodiment. The rinsing nozzle 153 has a long shape like the developing solution nozzle 53, and a slit for discharging a rinsing solution supplied from the supply pipe 63 onto the wafer W as shown in FIG. Discharge port 64 is formed. FIG. 7 shows a rinse nozzle according to another embodiment, in which a plurality of holes 66 for discharging a rinse liquid supplied from a supply pipe 63 onto a wafer are formed.
[0045]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a supply mechanism for supplying a rinsing liquid.
[0046]
A first supply pipe 61 is connected to the pure water tank 37 in which pure water is stored, and a surfactant tank 38 in which, for example, a surfactant that reduces the surface tension of pure water is stored, is connected. The second supply pipe 62 is connected. In the present embodiment, for example, a nonionic surfactant is used as the surfactant. The supply pipes 61 and 62 are connected to, for example, a static mixer 56, and the static mixer 56 is connected to the rinse nozzle 153 via a supply pipe 63. A first bellows pump 54 is connected to the first supply pipe 61 between the pure water tank 37 and the static mixer 56, and pure water is supplied to the static mixer 56 by the operation of the first bellows pump 54. It has become. A second bellows pump 55 is connected to the second supply pipe 62 between the surfactant tank 38 and the static mixer 56, and the surfactant is supplied to the static mixer 56 by the operation of the second bellows pump 55. Is supplied. The operation amounts of the first and second bellows pumps 37 and 38 are controlled by the control unit 65. By mixing the pure water and the surfactant by the static mixer 56, a rinsing liquid of a predetermined concentration having a surface tension lower than the surface tension of the pure water is created, and the rinsing liquid is supplied through the supply pipe 63 to the rinsing nozzle. 153.
[0047]
Next, an example of the processing steps in the coating and developing apparatus 1 configured as described above will be described.
[0048]
First, in the cassette station 10, the wafer carrier 22 accesses the cassette CR containing the unprocessed wafers W on the cassette mounting table 20, and takes out one wafer W from the cassette CR. The wafer W is transferred to the first main transfer device A1 via the transfer / cooling processing unit (TCP), carried into, for example, an adhesion unit (AD) 110, and subjected to a hydrophobic treatment. Next, the wafer is conveyed to, for example, a bottom coating unit (BARC), where an anti-reflection film may be formed in order to prevent reflection of exposure light from the wafer during exposure.
[0049]
Next, the wafer W and the wafer W are carried into a resist coating unit (COT), and a resist film is formed. When the resist film is formed, the wafer W is transferred to the pre-baking unit (PAB) by the first main transfer device A1. Here, first, the wafer W is placed on the temperature adjustment plate C, and the wafer W is moved to the heating plate H side while being adjusted in temperature, and is placed on the heating plate H and subjected to heat treatment. After the heat treatment, the wafer W is transferred again to the first main transfer device A1 via the temperature control plate C. Thereafter, the wafer W is cooled at a predetermined temperature by a cooling processing unit (CPL).
[0050]
Next, the wafer W is taken out by the second main transfer device A2 and transferred to the film thickness inspection device 119 to measure the resist film thickness in some cases. Then, the wafer W is transferred to the exposure apparatus 100 via the transition unit (TRS) in the fifth processing unit section G5 and the interface section 14, and is subjected to exposure processing. When the exposure processing is completed, the wafer W is transferred to the second main transfer apparatus A2 via the interface unit 14 and the transition unit (TRS) in the fifth processing unit G5, and then is transferred to the post-exposure baking unit (PEB). , And subjected to temperature control and heat treatment. After the exposure processing, the wafer W may be temporarily stored in the buffer cassette BR in the interface unit 14 in some cases.
[0051]
Then, the wafer W is transported to a development processing unit (DEV), where the development processing is performed. After this development process, a predetermined heating process (post-baking) may be performed. After the development process, the wafer W is subjected to a predetermined cooling process in a cooling unit (COL), and is returned to the cassette CR via an extension unit (EXT).
[0052]
Next, the operation of the development processing unit (DEV) will be described.
[0053]
First, as shown in FIGS. 9A and 9B, the developing solution is discharged while the developing solution nozzle 53 moves on the stationary wafer W in the direction indicated by the arrow A, and the developing solution is deposited on the wafer W. Can be Then, a developing process is performed for a predetermined time, for example, 60 seconds while the developing solution is applied on the entire surface of the wafer. Next, as shown in FIG. 10A, the rinse nozzle 153 is arranged at a predetermined position outside the peripheral edge of the wafer W. At this time, the distance t between the lower end of the rinse nozzle 153 and the surface of the wafer W is arranged at a position such that it is smaller than the thickness of the developing solution 50 mounted on the wafer. Then, while maintaining this distance t, the rinse liquid is discharged as shown in FIG. 10B while moving on the wafer in the same manner as the movement of the developer nozzle 53 shown in FIG. 9A. in this case,
By moving the rinse nozzle 153 while making contact with the developer 50 in this manner, the impact on the wafer due to the discharge of the rinse liquid is compared with the case where the rinse nozzle 153 is separated from the developer on the wafer and the rinse liquid is discharged. Can be reduced, so that pattern collapse can be effectively prevented. In addition, by moving the rinse nozzle 153 while making contact with the developer, the developer can be replaced with the rinse solution while the developer is partially removed by the nozzle 153 and removed, so that the replacement can be performed efficiently. In this case, the distance t is preferably 0.5 mm to 1.5 mm. This is because it is difficult to control the contact between the nozzle 153 and the wafer surface in a range lower than 0.5 mm, and since the developer is loaded on the wafer at a height of about 2 mm, the position is lower than 2 mm. This is for removing the developing solution.
[0054]
Further, due to the height of the rinsing nozzle 153, while the nozzle 153 discharges the rinsing liquid, the amount of the rinsing liquid already supplied onto the wafer and the rinsing liquid currently discharged are continuously and integrally formed. And has almost no impact.
[0055]
Further, it is preferable that the discharge amount of the rinsing liquid is 40 ml to 500 ml per one substrate. If it exceeds 500 ml, the flow rate of the rinsing liquid at the time of discharge may increase, and conversely, pattern collapse tends to occur. If it is less than 40 ml, it may not be possible to uniformly supply the entire surface of the wafer. The rinsing nozzle 153 may be moved back and forth on the wafer to supply a predetermined amount of rinsing liquid.
[0056]
After the rinsing liquid is supplied to the entire surface of the wafer as described above, the wafer W is rotated, and the rinsing liquid is shaken off by centrifugal force to dry the wafer. Since the rinsing liquid having a reduced surface tension is used, even if the shaking-off drying treatment is performed in this manner, pattern collapse does not occur.
[0057]
As described above, in the present embodiment, the rinsing liquid whose surface tension has been reduced is discharged by the long rinsing nozzle 153 having a length substantially equal to the diameter of the wafer W, so that the rinsing liquid is uniformly spread on the substrate. The rinsing liquid can be diffused, and the pattern can be prevented from falling down. Of course, the length of the rinsing nozzle 153 may be longer than the diameter of the wafer W.
[0058]
FIG. 11 is a configuration diagram showing another embodiment of the rinsing liquid supply mechanism. In FIG. 11, the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0059]
The rinsing liquid supply mechanism further has a dispersant tank 67 for storing the dispersant, and a third supply pipe 59 is connected to the dispersant tank 67. The third supply pipe 59 is connected to the static mixer 56, and a third bellows pump 58 is provided between the dispersant tank 67 and the static mixer 56. The dispersant stored in the dispersant tank 67 uses, for example, an anionic surfactant. When the operation of the third bellows pump 58 is controlled by the control unit 65, a dispersant is further mixed with a mixed liquid of pure water and a surfactant to form a rinse liquid.
[0060]
Thus, conventionally, when a rinsing liquid containing impurities such as particles is supplied onto a wafer, there is a high possibility that the impurities gather and adhere to the resist pattern. However, according to the present embodiment, since the impurities can be diffused by the dispersant, the impurities can be simultaneously flowed when the rinsing liquid flows from the wafer in the shake-off drying process, and there is no problem.
[0061]
FIG. 12 and FIG. 13 are enlarged sectional views showing a second embodiment of the rinse nozzle.
[0062]
In the rinse nozzle 75A shown in FIG. 12, the lower end of the discharge unit 70 that discharges the rinse liquid is formed so that the movement direction side 70a of the nozzle 75A indicated by the arrow E is formed in a right angle. The opposite side 70b is formed in a curved shape. Reference numeral 70c denotes a flow path of the rinsing liquid. By adopting such a shape, when the nozzle 75 </ b> A is moved in contact with the developer 50, it is possible to promote the action of scraping and removing the developer 50 by the right-angled portion 70 a, and to enhance the curved portion. 70b can promote the action of evenly rinsing the discharged rinsing liquid 57.
[0063]
Rinsing nozzle 75B shown in FIG. 13 has discharge passage 70d formed obliquely to the direction of movement of nozzle 75B (arrow E) with respect to the surface of wafer W. This has the effect of removing the developing solution 50 on the wafer by pushing it away in the direction of movement of the nozzle, so that the rinsing liquid 57 can be effectively replaced.
[0064]
Note that the discharge channels 70c and 70d of these rinse nozzles 75A and 75B may be plural or slit-shaped as shown in FIG. 6 or FIG.
[0065]
Next, a case where the rinsing liquid is discharged while rotating the wafer W will be described with reference to FIGS.
[0066]
In FIG. 14, a rinsing liquid is discharged while rotating the wafer W while the rinsing nozzle 153A having a length substantially equal to the diameter of the wafer W is stopped at the center of the wafer W. Accordingly, if the wafer W is rotated by 180 ° or more, the rinsing liquid 57 can be uniformly supplied to the entire surface of the wafer W. As a result, the rinsing liquid is not discharged to the outside of the wafer W, so that the amount of the rinsing liquid used can be reduced as compared with the case where the nozzle is moved as in the above embodiment.
[0067]
In FIG. 15, a rinsing nozzle 153B having a length substantially the same as the radius of the wafer W is arranged so that one end thereof is located at the center of the wafer W, is stopped, and the rinsing liquid is rotated while rotating the wafer W. Is discharged. Thus, if the wafer W is rotated by 360 ° or more, the rinsing liquid 57 can be uniformly supplied to the entire surface of the wafer W. Similarly, in this case, the rinsing liquid is not discharged to the outside of the wafer W, so that the amount of the rinsing liquid used can be reduced and the nozzle 153B can be formed shorter than when the nozzle is moved as in the above embodiment. Manufacturing costs can be reduced.
[0068]
Further, in the embodiment shown in FIGS. 14 and 15, the rotation speed of the wafer W is set to 500 rpm or less. By setting the number of rotations to be relatively low in this manner, the impact received by the rotation of the wafer W can be reduced as much as possible, so that pattern collapse can be prevented. In this case, it is more preferably 100 rpm or less.
[0069]
Next, a third embodiment of the rinse nozzle will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the rinsing liquid is discharged from the rinsing nozzle 80 that is stationary while rotating the wafer, as in the case shown in FIG. The discharge flow path of the rinse nozzle 80 has, for example, the oblique flow path 70d shown in FIG. The discharge direction D1 of the rinse liquid from the center to one end 80a of the nozzle 80 and the discharge direction D2 of the rinse liquid from the center to the other end 80b are opposite to each other as shown by arrows. This is because the rinsing liquid is discharged such that the nozzle 80 is directed in the direction of rotation relative to the wafer W when the rotation direction of the wafer W is the direction of the arrow R. Thus, the function of removing the developing solution on the wafer by pushing the developing solution in the moving direction of the nozzle 80 works, and the developing solution can be effectively replaced with the rinsing solution.
[0070]
Next, a fourth embodiment of the rinsing nozzle will be described. FIG. 17 is a view of the rinse nozzle viewed from below. The rinse nozzle shown in FIG. 17A has a plurality of discharge holes 66 formed so that the diameter gradually decreases from the center to the end of the nozzle. I have. The rinse nozzle shown in FIG. 17B is formed such that the pitch between the plurality of discharge holes 66 gradually increases from the center to the end of the nozzle. By discharging the rinsing liquid with such a rinsing nozzle, the flow rate of the rinsing liquid discharged at the central portion from the peripheral portion of the wafer increases, and the rinse liquid flows from the central portion to the peripheral portion of the wafer. The rinsing liquid can be efficiently removed and the rinsing liquid can be uniformly supplied to the entire surface of the wafer. These nozzles are particularly effective when used to discharge the rinsing liquid while rotating the wafer shown in FIG.
[0071]
FIG. 18 is a front view showing a fifth embodiment of the rinse nozzle. The rinsing nozzle shown in FIG. 18A has a plurality of discharge holes 68 for discharging the rinsing liquid so as to gradually face the outside of the wafer W from the center to the end of the nozzle. The length of the rinsing nozzle shown in FIG. 18B is substantially the same as the radius of the wafer W, and the plurality of discharge holes 68 are gradually formed on the wafer W from the central portion of the wafer to the peripheral portion. It is formed so as to face the outside of the wafer W. By discharging the rinsing liquid with such a rinsing nozzle, the processing liquid can be removed from the central part of the wafer so as to diffuse toward the peripheral part, and the rinsing liquid can be supplied uniformly. These nozzles are particularly effective when used to discharge the rinsing liquid while rotating the wafer shown in FIG.
[0072]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible.
[0073]
In the above embodiment, the rinsing liquid having a reduced surface tension is supplied onto the wafer to which the developing solution has been supplied. For example, a rinsing method in which the developing solution is replaced with pure water and the surface tension is reduced in the pure water is used. The liquid may be supplied to replace the pure water with the rinse liquid.
[0074]
Further, the rinsing nozzle shown in FIG. 13 has the discharge flow path 70d inclined with respect to the wafer. However, the rinsing nozzle shown in FIG. .
[0075]
In the embodiments shown in FIGS. 14 and 15, the rinsing liquid is ejected while rotating the wafer. However, a rotation mechanism is provided for the rinsing nozzles 153A and 153B, and the nozzles 153A and 153B are placed on a surface parallel to the surface of the wafer. You may make it rotate within.
[0076]
It is also possible to adjust the temperature of pure water used for the rinsing liquid. In this case, for example, it is preferable to maintain the temperature of pure water at 50C to 60C. By setting the temperature of the pure water to a relatively high temperature as described above, the surface tension of the pure water can be reduced, and as a result, the surface tension of the rinsing liquid can be reduced. Therefore, the amount of the surfactant to be added can be reduced. The upper limit is set to 60 ° C. because if it exceeds 60 ° C., the resist on the wafer may be melted.
[0077]
In the above embodiment, the rinsing nozzle is moved while being in contact with the developing solution on the wafer. However, for example, when a resist having a low aspect ratio that does not cause pattern collapse is to be processed, the rinsing nozzle and the developing solution are used. To release the rinsing liquid.
[0078]
Furthermore, although a semiconductor wafer is used as the substrate in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and a glass substrate used for a liquid crystal device may be used.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a rinsing liquid can be uniformly supplied onto a substrate when a processing liquid such as a developer is washed away. In addition, by adding the dispersant to the rinsing liquid, even when the processing liquid or the rinsing liquid contains impurities, the impurities can be prevented from adhering to the substrate, and no product defect occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a coating and developing apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view of the coating and developing apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a rear view of the coating and developing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a plan view of a developing unit according to the embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the developing unit shown in FIG.
FIG. 6 is a bottom perspective view showing the rinse nozzle according to the first embodiment.
FIG. 7 is a perspective view from below showing another example of the rinse nozzle in FIG. 6;
FIG. 8 is a configuration diagram of a rinse liquid supply mechanism according to one embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing an operation when supplying a developing solution in a developing process.
FIG. 10 is a view showing an operation when a rinsing liquid is supplied in the developing process.
FIG. 11 is a configuration diagram showing a rinsing liquid supply mechanism according to another embodiment.
FIG. 12 is an enlarged view of a rinse nozzle according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an enlarged view showing another example of the rinse nozzle shown in FIG.
FIG. 14 is a perspective view according to an embodiment in which a rinsing liquid is discharged while rotating a substrate.
FIG. 15 is a perspective view according to an embodiment in which a rinsing liquid is discharged while rotating the substrate.
FIG. 16 is a plan view illustrating a rinse nozzle according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a plan view from below a rinse nozzle according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a front view of a rinse nozzle according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
W. . . Semiconductor wafer t distance D1, D2 discharge direction 37 pure water tank 38 surfactant tank 40 moving mechanism controller 42 spin chuck 43 motor 50 developer 53 developer nozzles 54, 55, 58 bellows Pump 56 Static mixer 57 Rinse liquid 64 Discharge port 65 Control unit 66 Discharge hole 67 Dispersant tank 68 Discharge hole 70 Discharge unit 75A, 75B, 80, 153, 153A, 153B Rinsing nozzle

Claims (32)

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
を具備することを特徴とする基板処理装置。Means for supplying a processing liquid on the substrate,
A substrate processing apparatus, comprising: a long nozzle that discharges a rinsing liquid containing a first processing agent for reducing surface tension onto a substrate to which the processing liquid has been supplied. 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。The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the first processing agent is a nonionic surfactant. 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。The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus, wherein the rinsing liquid further includes a second processing agent for dispersing impurities present in the processing liquid and the rinsing liquid. 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。The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein
The substrate processing apparatus, wherein the second processing agent is an anionic surfactant. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
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をさらに具備し、この移動機構によりノズルを移動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。The substrate processing apparatus according to claim 1,
A substrate processing apparatus, further comprising a mechanism for moving the nozzle in at least a horizontal direction on at least a substrate in a direction substantially perpendicular to a longitudinal direction of the nozzle, and discharging a rinse liquid while moving the nozzle by the moving mechanism. . 請求項５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。The substrate processing apparatus according to claim 5, wherein
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a discharge amount of the rinsing liquid is 40 ml to 500 ml per one substrate. 請求項５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。The substrate processing apparatus according to claim 5, wherein
The length of the nozzle is substantially equal to or longer than the diameter of the substrate. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
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。The substrate processing apparatus according to claim 5, wherein
A substrate processing apparatus, wherein the nozzle discharges a rinsing liquid while contacting the processing liquid on the substrate. 請求項８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。The substrate processing apparatus according to claim 8, wherein:
A substrate processing apparatus, further comprising: means for disposing the nozzle at a height of 0.5 mm to 1.5 mm from a substrate surface. 請求項８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。The substrate processing apparatus according to claim 8, wherein:
The nozzle has a right-angled portion formed upward from a lower end portion in contact with the processing liquid on the substrate on the moving direction side of the nozzle, and an upper portion from the lower end portion on the opposite side to the moving direction of the nozzle. A substrate processing apparatus comprising: a formed curved portion. 請求項８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。The substrate processing apparatus according to claim 8, wherein:
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the nozzle includes means for discharging a rinse liquid obliquely in a moving direction of the nozzle. 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。The substrate processing apparatus according to claim 1,
A substrate processing apparatus further comprising a mechanism for rotating the nozzle in a plane parallel to a substrate surface, wherein the rinsing liquid is discharged while rotating the nozzle by the rotating mechanism. 請求項１２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。The substrate processing apparatus according to claim 12, wherein
The length of the nozzle is substantially the same as the diameter of the substrate. 請求項１３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。The substrate processing apparatus according to claim 13,
The nozzle is formed such that the direction of discharge of the rinse liquid from the center to one end thereof and the direction of discharge of the rinse liquid from the center to the other end are oblique to the rotational direction of the nozzle. A substrate processing apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１３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。The substrate processing apparatus according to claim 13,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the nozzle is provided with a unit that discharges a rinsing liquid so as to gradually face the outside of the substrate from the center to the end of the nozzle. 請求項１３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。The substrate processing apparatus according to claim 13,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the nozzle includes means for discharging a rinsing liquid such that a discharge amount gradually decreases from a central portion to an end portion of the nozzle. 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
を具備することを特徴とする基板処理装置。A rotation holding unit that holds the substrate rotatably,
Means for supplying a processing liquid onto the substrate held by the rotation holding unit;
A long nozzle that discharges a rinsing liquid containing a first processing agent for reducing surface tension on a substrate to which a processing liquid is supplied and rotated by the rotation holding unit. Substrate processing equipment. 請求項１７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。The substrate processing apparatus according to claim 17, wherein
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the first processing agent is a nonionic surfactant. 請求項１７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。The substrate processing apparatus according to claim 17, wherein
The substrate processing apparatus, wherein the rinsing liquid further includes a second processing agent for dispersing impurities present in the processing liquid and the rinsing liquid. 請求項１９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。The substrate processing apparatus according to claim 19, wherein:
The substrate processing apparatus, wherein the second processing agent is an anionic surfactant. 請求項１７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。The substrate processing apparatus according to claim 17, wherein
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a discharge amount of the rinsing liquid is 40 ml to 500 ml per one substrate. 請求項１４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。The substrate processing apparatus according to claim 14, wherein
The length of the nozzle is substantially the same as or smaller than the diameter of the substrate. 請求項１７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。The substrate processing apparatus according to claim 17, wherein
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the number of rotations of the substrate is 500 rpm or less. 請求項２３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。The substrate processing apparatus according to claim 23,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a rotation speed of the substrate is 100 rpm or less. 請求項１７に記載の基板処理装置であって、
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。The substrate processing apparatus according to claim 17, wherein
A substrate processing apparatus, wherein the nozzle discharges a rinsing liquid while contacting the processing liquid on the substrate. 請求項２５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。The substrate processing apparatus according to claim 25, wherein:
The substrate processing apparatus further comprising means for disposing the nozzle at a height of 0.5 mm to 1.5 mm from the held substrate surface. 請求項２２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。The substrate processing apparatus according to claim 22,
When the length of the nozzle is substantially the same as the diameter of the substrate, the discharge direction of the rinse liquid from the center to the one end and the discharge direction of the rinse liquid from the center to the other end are different. A substrate processing apparatus, wherein the nozzle is formed so as to be inclined obliquely in the direction of rotation relative to the substrate. 請求項２２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。The substrate processing apparatus according to claim 22,
When the nozzle has a length substantially equal to the diameter of the substrate, the nozzle is provided with means for discharging a rinsing liquid from the center to the end of the nozzle so as to gradually face the outside of the substrate. Substrate processing apparatus. 請求項２２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。The substrate processing apparatus according to claim 22,
When the length of the nozzle is substantially the same as the radius of the substrate, the nozzle discharges a rinsing liquid such that the discharge amount gradually decreases from the center of the substrate to the peripheral edge of the substrate. A substrate processing apparatus, comprising: 請求項２２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。The substrate processing apparatus according to claim 22,
When the length of the nozzle is substantially the same as the diameter of the substrate, the nozzle includes means for discharging a rinsing liquid such that the discharge amount gradually decreases from the center to the end of the nozzle. A substrate processing apparatus. 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
を具備することを特徴とする基板処理方法。Supplying a processing liquid onto the substrate;
Discharging a rinsing liquid containing a first processing agent for reducing the surface tension from the nozzle while moving the long nozzle on the substrate to which the processing liquid is supplied. Substrate processing method. 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
を具備することを特徴とする基板処理方法。Supplying a processing liquid onto the substrate;
Discharging the rinsing liquid containing the first processing agent for reducing the surface tension onto the substrate while rotating the substrate supplied with the processing liquid, using a long nozzle. Substrate processing method.

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