JP2008198820A

JP2008198820A - 基板処理方法及び基板処理装置

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Publication number: JP2008198820A
Application number: JP2007033041A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Araki; 真一郎荒木
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2008-08-28
Also published as: US20080212048A1; KR20080076713A; TW200841135A; US7609361B2

Abstract

【課題】液浸露光時にレジストの含有成分が溶出するおそれがある表面欠陥の異常な保護膜を有するウエハを露光対象から除外し、正常な保護膜を有するウエハのみを露光処理すること。
【解決手段】ウエハＷの表面に塗布されたレジスト層の表面に保護膜を形成する保護膜塗布ユニット２６と、ウエハの表面に、光を透過する浸液層を形成した状態でウエハの表面を液浸露光する露光装置４と、ウエハの表面に現像液を供給して現像処理する現像ユニット２８と、を具備する基板処理装置において、ウエハの表面に形成された保護膜の表面を保護膜検査装置３３によって検出し、保護膜検査装置によって検出された情報を、制御コンピュータ６０で収集して保護膜の表面欠陥が正常か異常かを判断し、その信号を露光装置に伝達し、保護膜の表面欠陥が異常と判断された場合は、露光処理を行わない指令を与え、正常と判断された場合は、露光処理を行う指令を与える。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板処理方法及び基板処理装置に関するもので、更に詳細には、レジストの表面に保護膜を形成した被処理基板の表面に浸液層を形成して液浸露光する基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。

従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、半導体ウエハ（以下にウエハという）の表面にレジストを塗布し、このレジストを所定のパターンで露光した後に、現像してレジストパターンを形成している。

また、近年のデバイスパターンの微細化、薄膜化に伴い露光の解像度を上げる要請が高まっている。露光の解像度を上げる方法の一つとして、既存の光源例えばフッ化アルゴン（ＡｒＦ）やフッ化クリプトン（ＫｒＦ）による露光技術を改良して解像度を上げるため、ウエハの表面に光を透過する浸液層を形成した状態で露光する液浸露光方法が知られている。この液浸露光は、例えば純水などの水の中に光を透過させる技術で、水中では波長が短くなることから１９３ｎｍのＡｒＦの波長が水中では実質１３４ｎｍになる、という特徴を利用するものである。

すなわち、この液浸露光の技術は、レンズとウエハの表面との間に浸液層（液膜）を形成した状態で、光源から発せられた光がレンズを通過し、液膜を透過してウエハに照射され、これにより所定のレジストパターン（回路パターン）がレジストに転写する技術である。そして、ウエハとの間に液膜を形成した状態で露光手段とウエハを相対的に水平方向にスライド移動させて次の転写領域（ショット領域）に対応する位置に当該露光手段を配置し、光を照射する動作を繰り返すことによりウエハ表面に回路パターンを順次転写していく。

この液浸露光においては、レンズとウエハの表面との間に液膜（浸液層）を形成するため、レジスト層の表面部からレジストの含有成分の一部が僅かではあるが溶出し、溶出成分がレンズ表面に付着して転写する回路パターンの線幅精度が低下するという問題があった。また、レンズの表面に付着しなくとも水膜内に溶出成分が含まれていると光の屈折率に影響して解像度の低下及び面内で線幅精度の不均一が発生するという問題もあった。

上記問題を解決する方法として、レジスト層の表面に反射防止膜（保護膜）を施こすことにより、液浸露光時にレジストの溶出を抑制することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−８０４０４号公報（特許請求の範囲、段落番号０００９，００１５，００１７、図１０）

しかしながら、保護膜の表面は必ずしも均一な平坦面でなく、表面に凹状の傷等の表面欠陥が生じる場合がある。このような表面欠陥は少なければレジストの溶出の問題はないが、表面欠陥が異常に多くあると、液浸露光時に表面欠陥部からレジストが溶出して、露光レンズに付着することがあり、回路パターンの線幅精度が低下や線幅精度の不均一が発生する懸念があった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、液浸露光時にレジストの含有成分が溶出するおそれがある表面欠陥の異常な保護膜を有する被処理基板を露光対象から除外し、正常な保護膜を有する被処理基板のみを露光処理するようにした、基板処理方法及び基板処理装置を提供することを課題とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、被処理基板の表面にレジストを塗布し、レジスト層の表面に保護膜を形成した後、被処理基板の表面に、光を透過する浸液層を形成した状態で被処理基板の表面を露光処理し、次いで被処理基板の表面に現像処理を施す基板処理方法において、上記保護膜が形成された被処理基板を露光装置で露光処理する前に、保護膜検査手段によって保護膜の表面欠陥の状態を検出して、露光処理時に上記浸液層に浸漬される際の保護膜の表面欠陥が正常か異常かを判断し、異常と判断された場合は露光処理を行わず、正常と判断された場合は露光処理を行う、ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板処理方法において、上記露光装置は、露光レンズと被処理基板の表面との間に浸液を供給する浸液供給部と、露光レンズと洗浄用基板の表面との間にレンズ洗浄液を供給する洗浄液供給部とが切り換え可能に形成され、上記保護膜の表面欠陥が正常と判断された場合における表面欠陥の度合いに応じて上記切換弁を切り換え、露光処理後に、レンズ洗浄液によるレンズ洗浄処理を行う、ことを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の基板処理方法を具現化するもので、被処理基板の表面にレジストを塗布するレジスト塗布ユニットと、レジスト層の表面に保護膜を形成する保護膜塗布ユニットと、被処理基板の表面に、光を透過する浸液層を形成した状態で被処理基板の表面を露光処理する露光装置と、被処理基板の表面に現像液を供給して現像処理する現像ユニットと、を具備する基板処理装置において、上記被処理基板の表面に形成された保護膜の表面を検査する保護膜検査手段と、上記保護膜検査手段によって検出された情報を収集し、保護膜の表面欠陥が正常か異常かを判断し、その信号を上記露光装置に伝達すると共に、保護膜の表面欠陥が異常と判断された場合は、露光処理を行わない指令を与え、正常と判断された場合は、露光処理を行う指令を与える、制御手段と、を具備することを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項２記載の基板処理方法を具現化するもので、請求項３記載の基板処理装置において、上記露光装置は、露光レンズと被処理基板の表面との間に浸液を供給する浸液供給部と、露光レンズと洗浄用基板の表面との間にレンズ洗浄液を供給する洗浄液供給部と、を具備すると共に、上記浸液供給部及び洗浄液供給部の供給管路に切換弁を介設し、上記切換弁を上記制御手段からの制御信号に基づいて切り換え可能に形成し、上記被処理基板に形成される保護膜の表面欠陥が正常と判断された場合における表面欠陥の度合いに応じて上記切換弁を切り換え、露光処理後に、レンズ洗浄液によるレンズ洗浄処理を行えるように形成してなる、ことを特徴とする。

請求項１，３記載の発明によれば、レジスト層の表面に保護膜が形成された被処理基板を露光装置で露光処理する前に、保護膜検査手段によって保護膜の表面欠陥の状態を検出して、露光処理時に上記浸液層に浸漬される際の保護膜の表面欠陥が正常か異常かを判断する。そして、保護膜の表面欠陥が異常と判断された被処理基板は、露光装置での露光処理を行わずに露光装置から搬出（除外）され、保護膜の表面欠陥が異常ではなく正常と判断された被処理基板のみを露光処理することができる。

請求項２，４記載の発明によれば、露光装置は、露光レンズと被処理基板の表面との間に浸液を供給する浸液供給部と、露光レンズと洗浄用基板の表面との間にレンズ洗浄液を供給する洗浄液供給部とが切り換え可能に形成され、保護膜の表面欠陥が正常と判断された場合における表面欠陥の度合い、例えば表面欠陥の個数が異常ではないが、液浸露光時に僅かにレジストの含有成分の溶出が生じるような度合いに応じて、切換弁を切り換え、露光処理を行った後（あるいは、定期的に露光処理後）に、被処理基板に代えて洗浄用基板を露光レンズと対向配置した状態で、洗浄液供給部から露光レンズと洗浄用基板の表面との間にレンズ洗浄液を供給してレンズ洗浄処理を行うことができる。

この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような優れた効果を奏する。

（１）請求項１，３記載の発明によれば、レジスト層の表面に形成される保護膜の表面欠陥が異常と判断された被処理基板の露光処理を行わずに、保護膜の表面欠陥が異常ではなく正常と判断された被処理基板のみを露光処理することができるので、液浸露光時にレジストの含有成分が溶出して露光レンズに付着するのを防止することができると共に、露光精度の維持を図ることができる。

（２）請求項２，４記載の発明によれば、表面欠陥の度合い、例えば表面欠陥の個数が異常ではないが、液浸露光時に僅かにレジストの含有成分の溶出が生じるような度合いに応じて、露光処理を行った後（あるいは、定期的に露光処理後）に、露光レンズの洗浄を行うので、上記（１）に加えて、更に露光レンズの汚れを確実に防止することができる。

以下、この発明の最良の形態について、添付図示に基づいて説明する。

図１は、この発明に係る基板処理装置を適用する塗布・現像処理装置に露光装置を接続した処理システムの全体を示す概略平面図、図２は、上記処理システムの概略正面図、図３は、上記処理システムの概略背面図である。

上記処理システムは、被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を複数枚例えば２５枚密閉収納するキャリア１０を搬出入するためのキャリアステーション１と、このキャリアステーション１から取り出されたウエハＷにレジスト塗布，現像処理等を施す処理部２と、ウエハＷの表面に光を透過する浸液層を形成した状態でウエハＷの表面を液浸露光する露光部である露光装置４と、処理部２と露光装置４との間に接続されて、ウエハＷの受け渡しを行うインターフェース部３とを具備している。

キャリアステーション１は、キャリア１０を複数個並べて載置可能な載置部１１と、この載置部１１から見て前方の壁面に設けられる開閉部１２と、開閉部１２を介してキャリア１０からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。

また、キャリアステーション１の奥側には筐体２０にて周囲を囲まれる処理部２が接続されており、この処理部２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した処理ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び液処理ユニットＵ４、Ｕ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３が交互に配列して設けられている。また、主搬送手段Ａ２，Ａ３は、キャリアステーション１から見て前後方向に配置される処理ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁２１により囲まれる空間内に配設されている。また、キャリアステーション１と処理部２との間、処理部２とインターフェース部３との間には、各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニット２２が配置されている。

処理ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層して構成されている。例えばウエハＷを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット（ＡＤ）、ウエハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）が、図３に示すように、下方から順に２段ずつ重ねられている。アドヒージョンユニット（ＡＤ）はウエハＷを温調する機構を更に有する構成としてもよい。主搬送手段Ａ３の背面側には、ウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置（ＷＥＥ）２３及びウエハＷに塗布されたレジスト膜厚を検査する検査部としての膜厚検査装置２４が設けられている。これら周辺露光装置（ＷＥＥ）２３や膜厚検査装置２４は多段に配置してもよい。また、主搬送手段Ａ３の背面側は、主搬送手段Ａ２の背面側と同様に熱処理ユニットが配置構成される場合もある。

図３に示すように、処理ユニットＵ１では、ウエハ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、例えばウエハＷに所定の加熱処理を施す第１の熱処理ユニットである高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）、ウエハＷに精度の良い温度管理化で加熱処理を施す高精度温調ユニット（ＣＰＬ）、ウエハ搬送体２２から主ウエハ搬送体１６へのウエハＷの受け渡し部となる受け渡しユニット（ＴＲＳ）、温調ユニット（ＴＣＰ）が上から順に例えば１０段に重ねられている。なお、処理ユニットＵ１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。処理ユニットＵ２でも、例えば第４の熱処理ユニットとしてポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）、レジスト塗布後のウエハＷに加熱処理を施す第２の熱処理ユニットであるプリベーキングユニット（ＰＡＢ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ）が上から順に例えば１０段に重ねられている。更に処理ユニットＵ３でも、例えば露光後のウエハＷに加熱処理を施す第３の熱処理ユニットとしてポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ）が例えば上から順に１０段に重ねられている。

また、液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図２に示すように、レジストや現像液などの薬液収納部（ＣＨＭ）の上に反射防止膜を塗布するボトム反射防止膜塗布ユニット（ＢＣＴ）２５，トップ反射防止膜（保護膜）塗布ユニット（ＴＣＴ）２６、レジストを塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）２７、ウエハＷに現像液を供給して現像処理する現像ユニット（ＤＥＶ）２８等を複数段例えば５段に積層して構成されている。

インターフェース部３は、図３に示すように、処理部２と露光装置４との間に前後に設けられる第１の搬送室３Ａ及び第２の搬送室３Ｂにて構成されており、それぞれに第１のウエハ搬送部３０Ａ及び第２のウエハ搬送部３０Ｂが設けられている。第１のウエハ搬送部３０Ａは昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在な基体３１Ａと、この基体３１Ａ上に設けられる進退自在なアーム３２Ａとで構成されている。また第２のウエハ搬送部３０Ｂは昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在な基体３１Ｂと、この基体３１Ｂ上に設けられる進退自在なアーム３２Ｂとで構成されている。

なお、第１及び第２のウエハ搬送部３０Ａ，３０ＢによるウエハＷの搬送のタイミング及び時間は制御手段である制御コンピュータ６０の中央演算処理装置（ＣＰＵ）を主体として構成されるコントローラ７０によって制御されている。

また、第１の搬送室３Ａには、第１のウエハ搬送部３０Ａを挟んでキャリアステーション１側から見た左側に、保護膜の表面欠陥例えば凹状の傷等を検出する保護膜検査装置３３が設けられている。同じく右側には、複数例えば２５枚のウエハＷを一時的に収容するバッファカセット３４が例えば上下に積層されて設けられている。なお、バッファカセット３４を保護膜検査装置３３の下方に配置してもよい。

保護膜検査装置３３は、図５に示すように、ウエハＷを載置する回転可能な載置テーブル３５と、載置テーブル３５上に載置されたウエハＷの表面に検査用照射光を照射する照射ユニット３６と、この照射ユニット３６から照射光がウエハ表面に照射されたときにウエハ表面から反射される散乱光を受光する受光ユニット３７とで主に構成されている。

この場合、載置テーブル３５は、下面に回転軸３５ａを垂下してなり、図示しない駆動モータの駆動によって水平方向に回転可能に形成されている。また、載置テーブル３５は図示しない真空装置に接続されており、真空装置の駆動によってウエハＷは載置テーブル３５に吸着保持される。

照射ユニット３６は、ウエハＷの表面に検査用照射光を照射するもので、例えば、光源３６ａと、光源３６ａから照射される検査用照明光の波長を選択する波長選択フィルタ３６ｂと、この波長選択フィルタ３６ｂを透過した検査用照明光を平行光束に変換して載置テーブル３５に載置されたウエハＷの表面に照射させる照射レンズ３６ｃとで構成されている。

また、受光ユニット３７は、例えば、第１及び第２の受光レンズ３７ａ，３７ｂと、ＣＣＤ撮像素子３７Ｃとで構成されている。この受光ユニット３７のＣＣＤ撮像素子３７Ｃには、このＣＣＤ撮像素子３７Ｃによって検出された画像情報を収集する画像収集用コントローラ５０が電気的に接続されている。また、画像収集用コントローラ５０によって収集された画像情報は制御手段である制御コンピュータ６０に送られ、制御コンピュータ６０によって画像情報と予め記憶された評価試験等で得られたデータとを比較演算して、保護膜の表面欠陥の状態が正常か異常か、つまり液浸露光時に溶出するレジストの含有成分によって露光処理に支障をきたさない（正常）か、溶出するレジストの含有成分によって露光処理に支障をきたす（異常）かが検出されるように構成されている。この場合の評価方法として、例えば凹状の傷等の表面欠陥の個数によって正常か異常かを判断することができる。例えば、（Ａ）表面欠陥数が５個以下であればレジストの含有成分の溶出の心配がない、（Ｂ）表面欠陥数が５個を超え２０個未満であれば、レジストの含有成分の溶出は僅かであるが露光処理には支障をきたさない、（Ｃ）表面欠陥数が２０個以上であるとレジストの含有成分の溶出量が多くなり、露光処理に支障をきたすという判断がなされる。このようにして得られた保護膜の表面欠陥の情報は、制御コンピュータ６０からコントローラ７０を介して露光装置４に伝達される。

また、露光装置４側に形成されたウエハ搬送口３ａを介して第２の搬送室３Ｂと露光装置４との間でウエハＷの受け渡しをするための受け渡しステージ３８Ａ，３８Ｂが左右に並んで設けられている。これら受け渡しステージ３８Ａ，３８Ｂの各々の表面にはウエハＷを裏面側から支持する例えば３本の基板支持ピン３９が設けられている。

上記第１及び第２のウエハ搬送部３０Ａ，３０Ｂはコントローラ７０に電気的に接続されており、コントローラ７０からの制御信号に基づいてウエハＷを搬送するように構成されている。すなわち、第１のウエハ搬送部３０Ａは、処理部２側から搬送される保護膜が塗布されたウエハＷを受け取って保護膜検査装置３３への搬入、バッファカセット３４への搬入、及び露光処理後のウエハＷを第２のウエハ搬送部３０Ｂから受け取って処理部２側へ搬送する。また、第２のウエハ搬送部３０Ｂは、第１のウエハ搬送部３０Ａから受け取った未露光のウエハＷを露光装置４側へ搬送、及び露光装置４側から搬出された露光済みのウエハＷを第１のウエハ搬送部３０Ａへ受け渡すように構成されている。

上記のように構成されるインターフェース部３におけるウエハＷの搬送系において、処理部２から露光装置４へのウエハＷの搬送、及び露光装置４から処理部２へのウエハＷの搬送を効率よく行う必要がある。そこで、本実施形態では、制御コンピュータ６０によって全てのロットに対してウエハＷの搬送経路から移動時間を位置データと搬送手段Ａ１，Ａ２，Ａ３，３０Ａ，３０Ｂの搬送速度から算出して、一番近い（早い）位置にあるバッファカセット３４内のウエハＷの収容位置を特定し、そして、その特定されたバッファカセット３４内にウエハＷを収容している。このように、一番近い（早い）位置にあるバッファカセット３４内のウエハＷの収容位置にウエハＷを収容して、ウエハＷの搬送を行うことにより、ウエハＷの搬送を効率よく行うことができ、スループットの控除が図れる。

一方、露光装置４は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ウエハＷ又は洗浄用基板例えばダミーウエハＷａを載置し、図示しない移動機構によって水平方向に移動可能なステージ４０と、回路パターンが描画されたマスク基板例えばレチクルＲと、露光光源４１から照射され、レチクルＲを透過した露光光をウエハＷの表面に形成された保護膜ＴＣに対して照射する投影系４２と、この投影系４２の露光レンズ４２ａと保護膜との隙間に、例えば純水等の浸液４３を供給する浸液供給部４４と、露光処理後又は非露光時において、ステージ４０に載置されたダミーウエハＷａと露光レンズ４２ａとの隙間に、例えば有機溶剤や界面活性剤等のレンズ洗浄液４５を供給するレンズ洗浄液供給部４６（以下に洗浄液供給部４６という）と、浸液供給部４４を構成する浸液供給源４４Ａに接続する浸液供給管路４７に介設される第１の切換弁Ｖ１と、洗浄液供給部４６を構成する洗浄液供給源４６Ａに接続する洗浄液供給管路４８に介設される第２の切換弁Ｖ２と、を具備している。

また、第１及び第２の切換弁Ｖ１，Ｖ２は制御手段を構成するコントローラ７０に電気的に接続されており、コントローラ７０からの指令を受けて、すなわち制御信号に基づいて切り換え可能に形成されている。この場合、ウエハＷに形成される保護膜の表面欠陥が正常と判断された場合における表面欠陥の度合いに応じて、具体的には、上述したように（Ｂ）保護膜の表面欠陥数が５個を超え２０個未満の場合に、第１，第２の切換弁Ｖ１，Ｖ２を切り換え、露光処理後又は非露光処理時に、ステージ４０に載置されたダミーウエハＷａと露光レンズ４２ａとの隙間に供給されるレンズ洗浄液４５によって露光レンズ４２ａが洗浄処理される（図６（ｂ）参照）。上記説明では、切換弁が、浸液供給管路４７に介設される第１の切換弁Ｖ１と、洗浄液供給管路４８に介設される第２の切換弁Ｖ２である場合について説明したが、浸液供給管路４７に介設される一つの切換弁に洗浄液供給管路４８を介して洗浄液供給源４６Ａを接続してもよい。

なお、露光装置４内には、インターフェース部３のウエハ搬送口３ａを介してウエハＷをステージ４０上に搬送、ステージ４０上から搬出する搬送手段４９が設けられている。この搬送手段４９は、制御手段である制御コンピュータ６０のコントローラ７０と電気的に接続されており、コントローラ７０からの制御信号すなわち保護膜検査装置３３によって検出された検出情報に基づいてウエハＷ又はダミーウエハＷａの搬送動作を制御するように構成されている。なお、ダミーウエハＷａは、例えば露光装置４内の待機位置に置かれてるか、あるいは、バッファカセット３４内に収容されており、露光レンズ４２ａの洗浄時に搬送手段４９によってステージ４０上に載置される。

次に、上記塗布・現像装置を用いてウエハＷを処理する手順について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、ウエハＷの表面にボトム反射防止膜（ＢＡＲＣ）を形成し、その上層にレジスト層を塗布し、レジスト層の表面にトップ反射防止膜ＴＣ（以下に保護膜ＴＣという）を積層した場合について説明する。まず、例えば２５枚のウエハＷを収納したキャリア１０が載置部１１に載置されると、開閉部１２と共にキャリア１０の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そして、ウエハＷは処理ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニット（図示せず）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、塗布処理の前処理として例えばボトム反射防止膜塗布ユニット（ＢＣＴ）２５にてその表面にボトム反射防止膜（ＢＡＲＣ）が形成される（ステップＳ１）。ボトム反射防止膜（ＢＡＲＣ）が形成されたウエハＷは、主搬送手段Ａ２により処理ユニットＵ１の加熱処理部に搬送されてプリベーク（ＣＬＨＰ）される（ステップＳ２）。

その後、主搬送手段Ａ２によりウエハＷはレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）２７内に搬入され、ウエハＷの表面全体に薄膜状にレジストが塗布される（ステップＳ３）。レジストが塗布されたウエハＷは、主搬送手段Ａ２により処理ユニットＵ２の加熱処理部に搬送されてプリベーク（ＣＬＨＰ）される（ステップＳ４）。

その後、主搬送手段Ａ２によりウエハＷは保護膜塗布ユニット（ＴＣＴ）２６にてレジスト層の表面に保護膜ＴＣが形成される（ステップＳ５）。保護膜ＴＣが形成されたウエハＷは、主搬送手段Ａ２により処理ユニットＵ２の加熱処理部に搬送されてプリベーク（ＣＬＨＰ）される（ステップＳ６）。

その後、ウエハＷは主搬送手段Ａ２により受け渡しユニット３６に搬送された後、インターフェース部３のアーム３２Ａにより保護膜検査装置３３内に搬入され、保護膜検査装置３３によって上述したように、保護膜ＴＣの表面欠陥の状態が正常か異常か、つまり液浸露光時に溶出するレジストの含有成分によって露光処理に支障をきたさない（正常）か、溶出するレジストの含有成分によって露光処理に支障をきたす（異常）かが検出され、判断される。具体的には、（Ａ）表面欠陥数が５個以下であればレジストの含有成分の溶出の心配がない、（Ｂ）表面欠陥数が５個を超え２０個未満であれば、レジストの含有成分の溶出は僅かであるが露光処理には支障をきたさない、（Ｃ）表面欠陥数が２０個以上であるとレジストの含有成分の溶出量が多くなり、露光処理に支障をきたすという判断がなされる。

保護膜検査装置３３によって（Ａ）保護膜ＴＣの表面欠陥数が５個以下と判断されたウエハＷは、アーム３２Ａにより保護膜検査装置３３から搬出されて、第２のウエハ搬送部３０Ｂへと受け渡されて受け渡しユニット３７Ａに載置される。すると、露光装置４に設けられた搬送手段４９がコントローラ７０からの指令を受けて、このウエハＷをウエハ搬送口３ａを介して露光装置４内に搬入し、ウエハＷの表面と露光レンズ４２ａとの隙間に浸液層を形成した状態で露光する液浸露光が行われる（図６（ａ）参照：ステップＳ８）。

その後、液浸露光を終えたウエハＷは図示しない上記搬送手段により受け渡しユニット３７Ｂに載置される。次いで、第２のウエハ搬送部３０Ｂにより受け渡しユニット３７ＢからウエハＷは取り出され、更に、第１のウエハ搬送部３０Ａに受け渡されて、第１のウエハ搬送部３０Ａにより処理部２の処理ユニットＵ３のポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）内に搬入される。ここで、ウエハＷは粗冷却された後、所定の温度に加熱されることにより、レジストに含まれる酸発生剤から発生した酸をその内部領域に拡散させるポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）処理が行われる（ステップＳ９）。そして、当該酸の触媒作用によりレジスト成分が化学的に反応することにより、この反応領域は例えばポジ型のレジストの場合には現像液に対して可溶解性となる。

ＰＥＢ処理がされたウエハＷは、主搬送手段Ａ３により現像ユニット（ＤＥＶ）２８内に搬入され、現像ユニット（ＤＥＶ）２８内に設けられた現像液ノズルによりその表面に現像液が供給されて現像処理が行われる（ステップＳ１０）。これにより、ウエハＷ表面のレジスト膜のうちの現像液に対して可溶解性の部位が溶解することにより所定のレジストパターンが形成される。更にウエハＷには例えば純水などのリンス液が供給されてリンス処理がなされ、その後にリンス液を振り切るスピン乾燥が行われる。例えば乾燥エア、乾燥窒素などの乾燥用気体を供給するための乾燥用気体ノズルをユニット内に設けておき、スピン乾燥に代えてあるいはスピン乾燥と共に乾燥用気体をウエハＷに吹き付けて、より完全にウエハＷを乾燥させるようにしてもよい。その後、ウエハＷは主搬送手段Ａ３により現像ユニット（ＤＥＶ）２８から搬出され、主搬送手段Ａ２、受け渡し手段Ａ１を経由して載置部１１上の元のキャリア１０へと戻されて一連の塗布・現像処理を終了する。

また、保護膜検査装置３３によって（Ｂ）保護膜ＴＣの表面欠陥数が５個を超え２０個未満と判断されたウエハＷは、（Ａ）保護膜ＴＣの表面欠陥数が５個以下と判断されたウエハＷと同様に、露光装置４内に設けられた搬送手段４９によりウエハ搬送口３ａを介して露光装置４内に搬入され、ウエハＷの表面と露光レンズ４２ａとの隙間に浸液層を形成した状態で露光する液浸露光が行われる（ステップＳ１１）。その後、ポストエクスポージャーベーク処理（ステップ９）→現像処理（ステップ１０）を経て元のキャリア１０へ戻される。この場合、液浸露光（ステップＳ１１）を行った後、コントローラ７０からの指令、すなわち制御信号に基づいて搬送手段４９が作動して、待機位置に置かれている、あるいは、バッファカセット３４内に収容されているダミーウエハＷａをステージ４０に載置した状態で、第１，第２の切換弁Ｖ１，Ｖ２を切り換え、ステージ４０に載置されたダミーウエハＷａと露光レンズ４２ａとの隙間に供給されるレンズ洗浄液４５によって露光レンズ４２ａが洗浄処理される（図６（ｂ）参照）。なお、露光レンズ４２ａの洗浄処理を定期的に非露光処理時に行ってもよい。

一方、保護膜検査装置３３によって（Ｃ）保護膜ＴＣの表面欠陥数が２０個以上であると判断されたウエハＷは、露光装置４内に搬送されるが、コントローラ７０からの指令、すなわち制御信号に基づいて搬送手段４９によってインターフェース部３側に戻され、露光処理はされない。インターフェース部３側に戻されたウエハＷは、バッファカセット３４内に収容した後、装置外に払い出してもよく、あるいは、図７に想像線で示すように、保護膜塗布ユニット（ＴＣＴ）２４戻して、再度保護膜ＴＣを形成するようにしてもよい。なお、再度保護膜ＴＣを形成する前に、先の保護膜ＴＣを、例えば現像ユニット（ＤＥＶ）２８で剥離し、純水にてリンス処理し、更にスピン乾燥してもよい。

上記実施形態によれば、レジスト層の表面に形成される保護膜ＴＣの表面欠陥が異常と判断されたウエハＷの液浸露光処理を行わずに、保護膜ＴＣの表面欠陥が異常ではなく正常と判断されたウエハＷのみを液浸露光処理することができるので、液浸露光時にレジストの含有成分が溶出して露光レンズ４２ａに付着するのを防止することができる。したがって、露光精度の維持を図ることができる。

この発明に係る基板処理装置を適用した塗布・現像処理装置に露光装置を接続した処理システムの全体を示す概略平面図である。上記処理システムの概略正面図である。上記処理システムの概略背面図である。この発明におけるインターフェース部を示す斜視図である。この発明における保護膜検査装置を示す概略構成図である。この発明における露光装置の露光処理状態及び露光レンズの洗浄処理状態を示す概略断面図である。塗布、露光、現像の処理手順の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｗ半導体ウエハ（被処理基板）
ＴＣ保護膜
１キャリアステーション
２処理部
３インターフェース部
４露光装置
２６トップ反射防止膜（保護膜）塗布ユニット
２７レジスト塗布ユニット
２８現像ユニット
３３保護膜検査装置
４２ａ露光レンズ
４３浸液
４４浸液供給部
４５洗浄液（レンズ洗浄液）
４６洗浄液供給部
４７浸液供給管路
４８洗浄液供給管路
Ｖ１第１の切換弁
Ｖ２第２の切換弁
５０画像収集用コントローラ
６０制御コンピュータ（制御手段）
７０コントローラ（制御手段）

Claims

被処理基板の表面にレジストを塗布し、レジスト層の表面に保護膜を形成した後、被処理基板の表面に、光を透過する浸液層を形成した状態で被処理基板の表面を露光処理し、次いで被処理基板の表面に現像処理を施す基板処理方法において、
上記保護膜が形成された被処理基板を露光装置で露光処理する前に、保護膜検査手段によって保護膜の表面欠陥の状態を検出して、露光処理時に上記浸液層に浸漬される際の保護膜の表面欠陥が正常か異常かを判断し、異常と判断された場合は露光処理を行わず、正常と判断された場合は露光処理を行う、ことを特徴とする基板処理方法。
請求項１記載の基板処理方法において、
上記露光装置は、露光レンズと被処理基板の表面との間に浸液を供給する浸液供給部と、露光レンズと洗浄用基板の表面との間にレンズ洗浄液を供給する洗浄液供給部とが切り換え可能に形成され、
上記保護膜の表面欠陥が正常と判断された場合における表面欠陥の度合いに応じて露光処理後に、レンズ洗浄液によるレンズ洗浄処理を行う、ことを特徴とする基板処理方法。
被処理基板の表面にレジストを塗布するレジスト塗布ユニットと、レジスト層の表面に保護膜を形成する保護膜塗布ユニットと、被処理基板の表面に、光を透過する浸液層を形成した状態で被処理基板の表面を露光処理する露光装置と、被処理基板の表面に現像液を供給して現像処理する現像ユニットと、を具備する基板処理装置において、
上記被処理基板の表面に形成された保護膜の表面を検査する保護膜検査手段と、
上記保護膜検査手段によって検出された情報を収集し、保護膜の表面欠陥が正常か異常かを判断し、その信号を上記露光装置に伝達すると共に、保護膜の表面欠陥が異常と判断された場合は、露光処理を行わない指令を与え、正常と判断された場合は、露光処理を行う指令を与える、制御手段と、を具備することを特徴とする基板処理装置。
請求項３記載の基板処理装置において、
上記露光装置は、露光レンズと被処理基板の表面との間に浸液を供給する浸液供給部と、露光レンズと洗浄用基板の表面との間にレンズ洗浄液を供給する洗浄液供給部と、を具備すると共に、上記浸液供給部及び洗浄液供給部の供給管路に切換弁を介設し、
上記切換弁を上記制御手段からの制御信号に基づいて切り換え可能に形成し、
上記被処理基板に形成される保護膜の表面欠陥が正常と判断された場合における表面欠陥の度合いに応じて上記切換弁を切り換え、露光処理後に、レンズ洗浄液によるレンズ洗浄処理を行えるように形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。