JP3721320B2

JP3721320B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method

Info

Publication number: JP3721320B2
Application number: JP2001308427A
Authority: JP
Inventors: 孝介吉原; 昭浩藤本; 太郎山本; 秀治京田; 仁小杉; 雅敏出口; 博史竹口; 堀　　真也
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: JP2002208560A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an equipment and method of processing a substrate which can reduce adverse effects on the surface of a wafer by preventing the run of a processing liquid at the edge of the surface of a substrate in a development process. SOLUTION: The substrate processing equipment comprises a dam member 77 provided with a dam section 77a which is higher than the surface of a wafer W, lengthy processing liquid supply nozzle 78 having the length longer than the maximum width of the substrate W, and nozzle driving section which makes the processing liquid supply nozzle 78 scan over the substrate W so that the leading end of the nozzle 78 may pass over the dam section 77a, with the dam member 77 installed along the peripheral edge of the substrate W. The processing liquid is reserved in a predetermined depth on the substrate W. When supplying the processing liquid, the processing liquid is caused to overflow the dam section 77a to reduce adverse effects on the surface of the substrate.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤガラス基板上に現像液を供給して現像処理を行う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（ＩＣチップ）やＬＣＤの製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィー技術を利用することで、半導体ウエハやガラス基板等の基板の表面に微細なパターンを高精度かつ高密度に形成している。
【０００３】
例えば、半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハの表面にレジスト膜を形成した後、これを所定のパターンに露光し、さらに現像処理・エッチング処理することにより所定の回路パターンを形成するようにしている。
【０００４】
上記現像処理においては、例えば、半導体ウエハ基板の直径より長いノズルでスキャン方式により基板上を走査しながら所定量の現像液を基板表面全体に盛って現像を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノズルにより基板上を走査して液盛りを行っている際に、基板の周縁の一部又は複数の部位で現像液の液流れが生じる場合があり、この場合、基板表面上の液はこの液流れの部位に引かれるように集中して基板外側に流れるので、ウエハ表面のレジスト膜に悪影響を及ぼすおそれがあり、また液流れによってウエハ表面に液流れの模様が発生してしまい、精密な回路形成に支障を来すおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基板の縁での処理液の液流れを防止し、基板表面に及ぼす悪影響を軽減させる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、基板の外周に沿って設けられ、基板の表面よりも高さの高い堰部を有する堰部材と、基板の最大幅以上の長さを有する長尺状の処理液供給ノズルと、基板の外周に沿って前記堰部材を設けた状態で前記処理液供給ノズルの先端が前記堰部の上部を通過するように、基板上で前記処理液供給ノズルを走査させるノズル駆動部と、前記ノズルが基板上を走査する際に、前記ノズルから供給された処理液が前記堰部からオーバーフローするように処理液の供給量又はノズルの走査速度を制御する手段とを具備する。
【０００８】
このような構成によれば、処理液供給ノズルにより基板上に供給された液が、基板外周に沿って設けられた堰部材により基板上で堰き止められるので、基板表面周縁から液流れを防止し、液流れが基板表面に及ぼす悪影響を軽減させることができる。また、前記ノズルが基板上を走査する際に、ノズルから供給された処理液が堰部からオーバーフローさせることにより、これにより基板表面での液流れによる処理液の入れ替わりがなくなり、基板表面への悪影響をより一層軽減させることができる。更に、記堰部の背面側に撥水性の機能を持たせることにより処理液が堰部からオーバーフローした際に処理液を外部へ速やかに排除でき、基板表面への悪影響を更に軽減させることができる。
【０００９】
本発明の一の形態によれば、前記堰部材は、基板の外周を囲うように基板の外周に沿って設けられている。ここで、前記堰部は、基板上に供給される処理液の液深とほぼ同一の高さとされており、この堰部の高さは３ｍｍ以下であって、好ましくはほぼ１ｍｍ〜２ｍｍである。
【００１０】
本発明の一の形態によれば、前記堰部材は、前記堰部よりも内側に設けられ、基板を保持するための段付部と、前記段付部と前記堰部との間に設けられ、前記段付部に保持された基板の表面とほぼ同一の高さの床部とを有する。このように基板の表面とほぼ同一の高さの床部を設けることにより、段付部で基板の周縁部を保持し、処理液を供給する際に基板表面だけでなく床部までも処理液を供給することにより、特に基板周縁部にまで処理液が均一な厚さで供給することができる。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、基板を保持する保持部材と、前記保持部材を昇降させる第１の昇降機構とを更に具備する。更に、本発明の一の形態によれば、前記堰部材を昇降させる第２の昇降機構を更に具備する。この第１の昇降機構により前記保持部材を前記堰部材よりも高い位置に上昇させて基板を受け取り、次に、第２の昇降機構により堰部材を上昇させて基板を前記堰部材の段付部に収容することにより、基板に衝撃を与えずに基板の周縁部に堰部を配置させることができる。そして、更に基板上で前記ノズルを走査した後に基板の裏面と前記保持部材とを離間させる手段を更に具備することにより、処理液による処理中の基板に対する保持部材からの熱影響を抑えることができる。
【００１２】
本発明の一の形態によれば、前記ノズルから基板の表面に処理液を供給する際に、先端が基板の裏面に当接するリング状の部材を更に具備する。これにより、堰部から処理液が外側へオーバーフローする際、処理液が堰部材の裏面に回り込んで基板に付着するのを防止することができる。従って後の工程におけるパーティクルの発生をなくすことができる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、一方の電磁石が前記堰部材に取り付けられた一対の電磁石を更に具備し、前記ノズルから処理液を供給する際に、又はノズルから処理液を供給した後にこれらの電磁石を作動させこの一対の電磁石同士が離れるように制御すること特徴とする。例えばこの一対の電磁石の対向する側を同極となるように交流電流を発生させることにより、基板に伝達される機械的な振動等を遮断することができるので、処理の際に基板の周縁部で発生しやすい処理液の波立ちを防止することができる。また同時に、保持部材による基板への熱影響を抑えることができる。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、前記堰部の上部に処理液が貯留可能な溝部を有する。例えば、前記処理液供給ノズルを走査させる前に、予め前記溝部に処理液を貯留させておくことにより、溝に貯留している処理液とノズル走査により基板上に供給された処理液とに、互いの表面張力により引き寄せられる作用が働くのでので基板の周縁部にも現像液が均一に行き渡り、ノズルの高速走査でも安定した液盛りを行うことができる。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記堰部材は、少なくとも段付部の温度を調整する手段を更に具備する。これにより、堰部材による基板に対する熱影響を抑制することができる。例えば、前記温度調整は、前記段付部近傍に温調水を流通させることにより行う。
【００１６】
基板の外周に沿って設けられ、基板の表面よりも高さの高い堰部と、前記堰部よりも内側に設けられ、基板を保持するための段付部とを有する堰部材により基板の外周を囲いながら、基板の最大幅以上の長さを有する長尺状の処理液供給ノズルから基板表面に処理液を供給して基板を処理する基板処理方法において、基板を保持部材で受け取る工程と、前記保持部材を下降させて基板を堰部材の段付部に収容する工程と、前記段付部に収容された基板上で前記ノズルを、該ノズルから供給される処理液が前記堰部からオーバーフローするように走査する工程とを具備する。
【００１７】
このような構成によれば、保持部材を下降させて基板を堰部材の段付部に収容することにより、基板を安定させた状態で処理を行うことができ、また、処理液供給ノズルから供給される処理液が堰部からオーバーフローするように走査することにより、処理液が基板表面に与える悪影響を軽減させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１〜図３は本発明の一実施形態であるレジスト塗布ユニットが採用された半導体ウエハの塗布現像処理システム１の全体構成の図であって、図１は平面、図２は正面、図３は背面を夫々示している。
【００２０】
この塗布現像処理システム１は、被処理基板としてウエハＷをウエハカセットＣＲで複数枚、例えば２５枚単位で外部からシステムに搬入したり、あるいはシステムから搬出したり、ウエハカセットＣＲに対してウエハ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枚ずつウエハ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１１と、この処理ステーション１１に隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間でウエハＷを受け渡しするためのインターフェース部１２とを一体に接続した構成を有している。
【００２１】
前記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上の位置決め突起２０ａの位置に、複数個例えば４個までのウエハカセットＣＲが、夫々のウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けてＸ方向（図１中の上下方向）一列に載置され、このカセット配列方向（Ｘ方向）及びウエハカセッ卜ＣＲ内に収納されたウエハのウエハ配列方向（Ｚ方向；垂直方向）に移動可能なウエハ搬送体２１が各ウエハカセットＣＲに選択的にアクセスするようになっている。
【００２２】
さらにこのウエハ搬送体２１は、θ方向に回転自在に構成されており、後述するように処理ステーション１１側の第３の処理ユニット群Ｇ３の多段ユニット部に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）及びイクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。
【００２３】
前記処理ステーション１１には、図１に示すように、ウエハＷを保持・搬送する搬送アーム４８を備えた垂直搬送型の主ウエハ搬送機構２２が設けられ、その周りに全ての処理ユニットが１組または複数の組に亙って多段に配置されている。主ウエハ搬送機構２２は、搬送アーム４８を上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備しており、筒状支持体４９はモータ（図示せず）の回転軸に接続されており、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中心として搬送アーム４８と一体に回転し、それによりこの搬送アーム４８は、θ方向に回転自在となっている。このような構成により各処理ユニット間での受け渡しを実現している。
【００２４】
また、この例では、５つの処理ユニット群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５が配置可能な構成であり、第１及び第２の処理ユニット群Ｇ１、Ｇ２の多段ユニットは、システム正面（図１において手前）側に配置され、第３の処理ユニット群Ｇ３の多段ユニットはカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理ユニット群Ｇ４の多段ユニットはインターフェース部１２に隣接して配置され、第５の処理ユニット群Ｇ５の多段ユニットは背面側に配置されることが可能である。
【００２５】
図２に示すように、第１の処理ユニット群Ｇ１では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに載せて所定の処理を行う２台のスピンナ型処理ユニット、例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）と、本発明に係る現像ユニット（ＤＥＶ）とが下から順に２段に重ねられている。第２の処理ユニット群Ｇ２でも、２台のスピンナ型処理ユニット、例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）及び現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。これらレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）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、必要に応じて適宜上段に配置することももちろん可能である。更に、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）の下部には、処理液としてのレジスト液などが設置されたケミカルエリア１３が設けられている。
【００２６】
図３に示すように、第３の処理ユニット群Ｇ３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、例えば冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疏水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、イクステンションユニット（ＥＸＴ）、露光処理前の加熱処理を行うプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）及び露光処理後の加熱処理を行うポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が、下から順に例えば８段に重ねられている。第４の処理ユニット群Ｇ４でも、オーブン型の処理ユニット、例えばクーリングユニット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、イクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニッ卜（ＣＯＬ）、プリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）及びポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が下から順に、例えば８段に重ねられている。
【００２７】
このように処理温度の低いクーリングユニット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、ポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）及びアドヒージョンユニット（ＡＤ）を上段に配置することで、ユニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができる。もちろん、ランダムな多段配置としてもよい。
【００２８】
前記インターフェース部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、前記処理ステーション１１と同じ寸法を有するが、幅方向についてはより小さなサイズに設定されている。そしてこのインターフェース部１２の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと、定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、他方背面部には周辺露光装置２３が配設され、さらにまた中央部にはウエハ搬送体２４が設けられている。このウエハ搬送体２４は、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ、ＢＲ及び周辺露光装置２３にアクセスするようになつている。前記ウエハ搬送体２４は、θ方向にも回転自在となるように構成されており、前記処理ステーション１１側の第４の処理ユニット群Ｇ４の多段ユニットに属するイクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示せず）にもアクセスできるようになっている。
【００２９】
またこの塗布現像処理システム１では、既述の如く主ウエハ搬送機構２２の背面側にも破線で示した第５の処理ユニット群Ｇ５の多段ユニットが配置できるようになっているが、この第５の処理ユニット群Ｇ５の多段ユニットは、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２２からみて、側方へシフトできるように構成されている。従って、この第５の処理ユニット群Ｇ５の多段ユニットを図示の如く設けた場合でも、前記案内レール２５に沿ってスライドすることにより、空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメンテナンス作業が容易に行えるようになっている。なお第５の処理ユニット群Ｇ５の多段ユニッ卜は、そのように案内レール２５に沿った直線状のスライドシフトに限らず、図１中の一点鎖線の往復回動矢印で示したように、システム外方へと回動シフトさせるように構成しても、主ウエハ搬送機構２２に対するメンテナンス作業のスペース確保が容易である。
【００３０】
次に本発明に関わる現像ユニット（ＤＥＶ）の構成について説明する。図４及び図５は、現像ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す略平面図及び略断面図である。
【００３１】
この現像ユニット（ＤＥＶ）は、ユニット中央付近にウエハＷを収めるカップＣＰが配設されている。ウエハＷに現像液を供給する処理液供給ノズル７８は、ノズルスキャンアーム７６に脱着可能に取り付けられており、このノズルスキャンアーム７６は、カップＣＰの外側に敷設されたガイドレール７４上で水平移動可能な垂直支持部材７５の上端部に取り付けられており、駆動部３１の駆動によって垂直支持部材７５と一体にＹ方向に移動するようになっている。処理液供給ノズル７８には図５に示すように、液供給管７９に接続されておりこの液供給管７９は単位時間当たりの吐出量を調節するベローズポンプ３２を介して図示しない液供給源に接続されている。このベローズポンプ３２（図４）の吐出量の制御は制御部３３が行う。また、ノズル７８の下方部には処理液を吐出するための吐出孔７８ａがノズル７８の長手方向１列に複数設けられている。
【００３２】
なお、カップＣＰの外側には、ウエハＷへの現像液の供給後にその現像液を洗い流すためのリンス液を吐出するリンスノズル７３が準備されており、適宜ノズルスキャンアーム７６によってウエハＷ上に移動される。
【００３３】
カップＣＰの内部は、図５に示すように、外周壁、内周壁及び底壁によって１つの室が形成されており、底壁に１つ又は複数のドレイン口５６が設けられており、このドレイン口５６はドレイン管７０を介して図示しないタンクに接続されている。現像処理時においては、後述する堰部材７７からあふれ出た処理液をカップＣＰの中に回収し、廃液としてカップＣＰの底のドレイン口５６からドレイン管７０を通って図示しないタンクへ送るようになっている。
【００３４】
カップＣＰ内中心には、搬送アーム４８によるウエハＷの受け渡しの際に、真空吸着によりウエハＷを保持する保持部材としてスピンチャック５２が設けられ、このスピンチャック５２は駆動モータ５４により昇降可能に、かつウエハＷを固定保持した状態で回転可能に設けられている。
【００３５】
またカップＣＰ内部には、現像液の供給時においてウエハＷを保持し、かつ、現像液をウエハ表面から所定の深さで貯留する堰部材７７が、ウエハＷの外周を囲うように設けられている。図６はこの堰部材７７の平面図、図７は図６における［Ａ］−［Ａ］線方向の断面図を示す。この堰部材７７は例えばリング状に形成されており、所定の高さｔ２を有する堰部７７ａと、ウエハＷを載置させる段付部５１と、載置部７７ｃと、この段付部５１に厚さｔ１のウエハＷを載置したときにウエハＷの表面とほぼ同一の高さになる床部７７ｂと、現像液を外側に流下させる液切り部７７ｄとを有しており、段付部５１はウエハＷを載置したときにウエハＷの裏面が当接する載置部７７ｃと、ウエハＷの側面が当接する壁部７７ｅとを有する。すなわち図６に示す符号ＲがウエハＷの直径とほぼ一致するようになっている。
【００３６】
このようにウエハＷの表面とほぼ同一の高さの床部を設けることにより、段付部でウエハの周縁部を保持し、処理液を供給する際に基板表面だけでなく床部までも現像液を供給することにより、特にウエハ周縁部にまで現像液が均一な厚さで供給することができる。
【００３７】
また、堰部７７ａの高さｔ２は３ｍｍ以下に形成されており、例えば約１ｍｍ〜２ｍｍとしている。液切り部７７ｄは処理液を外部へ速やかに排除できるように、例えば外部に向かって傾斜して形成されており、表面又は材質は例えばテフロン（デュポン株式会社の登録商標）加工が施され撥水性を有している。
【００３８】
図５を参照して、この堰部材７７の裏面には例えばＬ字形状の支持体５８が取り付けられており、この支持体５８にはモータ５５が接続され、このモータ５５により支持体５８を堰部材７７と一体的に昇降させる。
【００３９】
次に、以上説明した塗布現像処理システム１の処理工程及び現像ユニット（ＤＥＶ）の作用について説明する。
【００４０】
先ずカセットステーション１０において、ウエハ搬送体２１がカセット載置台２０上の処理前のウエハ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枚の半導体ウエハＷを取り出し、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送される。このアライメントユニット（ＡＬＩＭ）にてウエハＷの位置合わせが行われた後、主ウエハ搬送機構２２によりアドヒージョンユニット（ＡＤ）へ搬送され疎水化処理が行われ、次いでクーリングユニット（ＣＯＬ）にて所定の冷却処理が行われた後、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）に搬送される。レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）では、ウエハＷの回転遠心力により所定量のレジストが塗布される。レジスト液の供給が終了すると、次にプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）において所定の加熱処理が行われ、クーリングユニット（ＣＯＬ）において冷却処理され、その後ウエハ搬送体２４によりインターフェース部１２を介して図示しない露光装置により露光処理が行われる。露光処理が終了した後は、定在波効果によるレジストパターンの変形を抑制するためポストエクスポージャーベーキングユニットで所定の加熱処理が行われる場合も有る。その後クーリングユニット（ＣＯＬ）において冷却処理が行われ、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送される。
【００４１】
現像ユニット（ＤＥＶ）では、搬送アーム４８により保持されたウエハＷがカップＣＰの直上位置まで搬送されると図８（ａ）に示すように駆動モータ５４によりスピンチャック５２が上昇しウエハＷを真空吸着させた後、ウエハＷは同図（ｂ）に示すように堰部材７７の段付部５１（図７）より僅かに高い位置、例えば載置部７７ｃからウエハＷ裏面までの距離が２ｍｍ〜３ｍｍの位置まで下降する。なお、このときノズルスキャンアーム７６は、ウエハＷの受け渡しの妨げにならないようにカップＣＰの外側で待機している。続いて図８（ｃ）に示すように、昇降手段である例えばモータ５５の駆動により堰部材７７がウエハＷの裏面に当接する所定の位置まで上昇する。
【００４２】
このように図８（ｂ）に示すようにスピンチャック５２によってウエハＷを下降させて堰部材７７の段付部５１に載置させる前に一旦停止させ、その後堰部材７７をウエハＷに対して上昇させて段付部５１に載置させる。これにより、スピンチャック５２を堰部材７７に対してそのまま下降させてウエハＷを段付部５１に載置させる場合に比べて、ウエハＷに対する衝撃を極力緩和させることができる。
【００４３】
そして処理液供給ノズル７８がスキャン機構によって図９（ａ）に示すように図中一方側の堰部材７７端部上の所定位置まで移動し、その所定位置から堰部７７ａを通過してウエハＷ表面に供給しながら（同図（ｂ））他方側の堰部材７７端部上まで移動する。この際ウエハＷに対する現像液の供給量は、ベローズポンプ３２（図４）を制御して同図（ｃ）に示すように他方側の堰部７７ａからオーバーフローするような供給量で供給する。
【００４４】
このようにウエハＷの表面から１ｍｍ〜２ｍｍという所定の高さから現像液がオーバーフローすることにより、ウエハＷの表面縁からの液流れを防止することができ、これによりウエハＷ表面での液流れによる現像液の入れ替わりがなくなり、ウエハＷ表面への悪影響を軽減させることができる。また、特に、撥水性を有している液切り部７７ｄは、処理液を外部へ速やかに排除することにより速やかにオーバーフローさせ、ウエハＷ表面への悪影響の抑制に寄与している。
【００４５】
現像液の供給が終了した後は、図９（ｃ）に示す現像液がウエハＷ上に貯留した状態で所定の時間だけ放置することにより化学反応を進行させる。その後、堰部材７７を所定の距離だけ下降させ、リンスノズル７３によりウエハＷにリンス液が供給され、スピンチャック５２を回転させることによりその遠心力でウエハＷ表面の現像液が洗い落とされる。
【００４６】
現像ユニット（ＤＥＶ）において現像処理が終了すると、次にポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）で所定の加熱処理が行われる。この加熱処理は例えば１００℃以上で加熱処理する。そしてクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却処理が行われた後、カセットステーション１０に戻される。
【００４７】
次に図１０において本発明に係る第２の実施形態の処理装置の動作を示す。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態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。
【００４８】
図において堰部材７７の内側に、堰部材７７より径の短いリング状部材６０をを設け、堰部材７７と一体的に昇降可能な構成とされている。このリング状部材６０は図示するように例えばその断面が三角形状をしており、その頂点がウエハＷの裏面に接触するように構成され、この頂点は堰部材７７の載置部７７ｃと同一高さになるように配設されている。なお、このリング状部材６０は、断面が楕円形状をしていてもよく２重に構成されてもよい。
【００４９】
図１０（ａ）を参照して、搬送アームにより搬送されてきたウエハＷをスピンチャック５２の上昇により受け取り、同図（ｂ）に示すようにウエハＷが段付部５１に当接しないように下降させ、続いて同図（ｃ）で堰部材７７及びリング状部材６０を一体的にウエハＷの裏面に当接するまで上昇させて、その後同図（ｄ）においてスピンチャック５２を下降させる。その後は、上記第１の実施形態と同様に、処理液供給ノズル７８により図９に示すように現像液を供給する。
【００５０】
ここで、図１１に示すように、堰部７７ａから現像液６５が外側へオーバーフローする際、液が堰部材７７の裏面に回り込んでウエハＷに付着するのをリング状部材６０により防止することができる。リング状部材に付着した現像液６５は下方に落下する。
【００５１】
本実施形態では、図１０（ｄ）に示すようにスピンチャック５２をウエハＷから離間させた後に現像液の供給を行って現像処理を行うことで、スピンチャック５２によるウエハＷへの熱影響を防止することができる。スピンチャック５２は通常、モータ５４（図５）からの熱影響を無くすように、例えば温調水により例えば２３℃程度の温度に保たれている。従ってスピンチャック５２は熱容量が大きく、ウエハＷのスピンチャック５２と接触している部分と接触していない部分とで、現像液の温度低下の度合いが異なる場合が生じ、現像むらが発生する場合があるが、本実施形態によればスピンチャック５２をウエハＷから離間させているためそのような不都合は生じない。
【００５２】
図１２は、第３の実施形態に係る装置の模式図である。本実施形態では、例えば鉄心８３及び８４に、それぞれコイル８１及び８２を巻き付けて上部電磁石８０及び下部電磁石８５を形成している。この上部電磁石８０を例えば堰部材７７の下部の円周に沿って複数固定し、下部電磁石８５もこれら上部電磁石８０に対向するように設ける。そして電磁石８０及び８５の相対向する側が同極になるようにコイル８１及び８２にそれぞれ交流電流を流すことにより、ギャップｇが形成される。
【００５３】
そして、現像液を供給する際には図９に示すような手順で現像液を供給し、スピンチャック５２をウエハＷから離し、この後、交流電流を発生させこのギャップｇが形成された状態で現像処理を行う。これにより、ウエハＷに伝達される機械的な振動等を遮断することができるので、現像処理の際にウエハＷの周縁部で発生しやすい現像液の波立ちを防止することができる。また同時に、スピンチャック５２の吸着によるウエハＷへの熱影響を抑えることができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、電磁石を作動させギャップｇを形成した後に、ノズル７８をスキャンして現像液を供給し、そのままの状態で現像処理を行うようにしてもよい。また、鉄心８３及び８４の代わりに、このどちらか一方を永久磁石とし電磁石面に対向する側を固定極性として、電磁石の方に整流した交流電流を与えギャップｇを形成するようにしてもよい。この場合、電流の周波数をできるだけ高くすることによりギャップｇの形成を持続できる。
【００５５】
図１３及び図１４は、本発明の第４の実施形態に係る堰部材の斜視図及び拡大断面図である。この堰部材９０は、ウエハＷの厚さよりも高い堰部９５に、例えばＶ字溝９１が形成されている。このＶ字溝９１には上部から下部へ貫通した孔９３が例えば４つ形成され、現像液供給源８６からの現像液がチューブ８８及び孔９３を介してＶ字溝９１に貯留されるようになっている。
【００５６】
図１５（ａ）を参照して、このようにＶ字溝９１に現像液が予め貯留された状態から、図９に示すような手順で現像液をウエハＷ上に盛り現像処理を行う。このようにノズル７８がウエハＷ上をスキャンして現像液を供給する場合、特に処理時間を短縮するために高速でノズルをスキャンする場合にあっては、従来ではウエハＷの周縁部分に現像液が行き渡らないという不具合があったが、本実施形態によれば、図１５（ｂ）に示すように、予めＶ字溝９１に貯留している現像液とスキャンによりノズルからウエハＷ上に供給された現像液とに、互いの表面張力により引き寄せられる作用が働くのでウエハＷの周縁部にも現像液が均一に行き渡り、高速スキャンでも安定した液盛りを行うことができる。
【００５７】
なお、本実施形態において溝９１の形状は、Ｖ字に限られず、Ｕ字形状や四角形状等、現像液を貯留できる形状であればどのような形状でもよい。
【００５８】
図１６は、本発明の第５の実施形態に係る堰部材の断面図である。この堰部材１００においてウエハＷを載置させる載置部１０１の下方内部には、例えば温調水を流通させる流通路１０２が形成されている。この温調水の温度は例えば２３℃に設定されており、この温度はウエハＷの温度とほぼ同一の温度とされており、また液盛りされた現像液Ｄとほぼ同一の温度とされている。これにより、堰部材１００によるウエハＷに対する熱影響を抑えることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、図示しないスピンチャックによりウエハＷを保持しておき、ウエハＷから載置部１０１を僅かに離してその隙間に現像液９８を流入させるようにしてもよい。これによりウエハＷと堰部材１００を接触させることがないのでウエハＷの周縁部に対する熱影響を抑制できるとともに、ウエハＷのベベル部までも現像液を供給することができる。
【００６０】
また図１７に示すように、上述した第１の実施形態における堰部材と同様の堰部材１１０における段付部５１付近に、このような温調水を流通させる流通路１１１を形成するようにしてもよい。
【００６１】
本発明は以上説明した実施形態には限定されない。
【００６２】
上記各実施形態においては、現像液供給の際、必ずしも堰部７７ａから液をオーバーフローするように供給量を調節していたが、必ずしもオーバーフローさせる必要はない。例えば堰部７７ａと同一の高さまで現像液を供給するようにしてもよい。
【００６３】
また、上記第１の実施形態においては現像液を基板上に供給する際、スピンチャック５２により基板を保持したままであったが、例えば上記他の実施形態と同様に堰部材７７のみで基板を保持して現像液を供給するようにしてもよい。
【００６４】
また、上記各実施形態においては、堰部７７ａから処理液をオーバーフローするように供給量を制御したが、例えば図４において駆動部３１を制御することによって、ノズルスキャンアーム７６の走査速度を可変にし、これによりウエハ上に貯留する処理液の量を制御してオーバーフローさせるようにしてもよい。
【００６５】
また、図１２に示す堰部材７７に図１７に示す温調水の流通路１１１を形成することにより、ウエハＷに対する熱影響を更に抑制するようにしてもよい。
【００６６】
また、図１６及び図１７に示す温調水に代えて、例えば温調ヒータや熱電素子等を使用して温調することも可能である。
【００６７】
更に、上記各実施形態においては、基板として半導体ウエハ基板を使用した場合について説明したが、これに限らず、液晶ディスプレイ等に使用されるガラス基板やフォトマスク用のレチクル基板であっても本発明は適用可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板の縁での処理液の液流れを防止し、基板表面に及ぼす悪影響を軽減させることができる。また、液流れによるウエハ表面の液流れ模様の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板処理装置及び基板処理方法が適用される塗布現像処理システムの全体構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１に示す塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】本発明に係る基板処理装置（現像ユニット）を示す平面図である。
【図５】図４に示す現像ユニットの断面図である。
【図６】本発明に係る堰部材を示す平面図である。
【図７】図６における［Ａ］−［Ａ］線方向断面図である。
【図８】本発明に係る現像ユニットの動作を順に示す模式図である。
【図９】ウエハＷに対する現像液の供給動作を順に示す模式図である
【図１０】本発明の他の実施形態による堰部材への基板の受け渡しを順に示す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態によるリング状部材の作用を示す拡大断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態による堰部材を示す模式図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態による堰部材を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す堰部材の断面図である。
【図１５】第４の実施形態に係る堰部材による作用を示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態による堰部材を示す断面図である。
【図１７】更に別の実施形態による堰部材を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｗ…ウエハ
１…塗布現像処理システム
３１...駆動部
３２…ベローズポンプ
３３…制御部
５１…段付部
５２…スピンチャック
５４…駆動モータ
５５…モータ
６０…リング状部材
７４…ガイドレール
７６…ノズルスキャンアーム
７７，９０，１００，１１０…堰部材
７７ａ…堰部
７７ｂ…床部
７７ｃ…載置部
７７ｄ…液切り部
７７ｅ…壁部
７８…処理液供給ノズル
７８ａ…吐出孔
７９…液供給管
８０，８５…電磁石
９１…Ｖ字溝
１０２，１１１…温調水流通路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for performing development processing by supplying a developing solution onto, for example, a semiconductor wafer or an LCD glass substrate.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor device (IC chip) or LCD, a fine pattern is formed with high precision and high density on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate by utilizing a photolithography technique.
[0003]
For example, in the manufacture of semiconductor devices, after a resist film is formed on the surface of a semiconductor wafer, the resist film is exposed to a predetermined pattern, and further developed and etched to form a predetermined circuit pattern. .
[0004]
In the development process, for example, a predetermined amount of developer is spread over the entire surface of the substrate while scanning the substrate with a scanning method using a nozzle longer than the diameter of the semiconductor wafer substrate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when liquid accumulation is performed by scanning the substrate with a nozzle, the developer flow may occur at a part or a plurality of parts of the peripheral edge of the substrate. Since it flows to the outside of the substrate in a concentrated manner so as to be pulled by this liquid flow site, there is a risk of adversely affecting the resist film on the wafer surface, and the liquid flow pattern is generated on the wafer surface due to the liquid flow, which is precise. There is a risk of hindering the formation of an appropriate circuit.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method that prevent the flow of processing liquid at the edge of the substrate and reduce adverse effects on the substrate surface. And
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a weir member provided along the outer periphery of a substrate and having a weir portion having a height higher than the surface of the substrate, and a long shape having a length equal to or greater than the maximum width of the substrate. The processing liquid supply nozzle is scanned on the substrate so that the tip of the processing liquid supply nozzle passes above the dam portion with the dam member provided along the outer periphery of the substrate. The nozzle drive Means for controlling the supply amount of the processing liquid or the scanning speed of the nozzle so that the processing liquid supplied from the nozzle overflows from the weir when the nozzle scans the substrate. It comprises.
[0008]
According to such a configuration, the liquid supplied onto the substrate by the processing liquid supply nozzle is blocked on the substrate by the weir member provided along the outer periphery of the substrate, so that the liquid flow is prevented from the peripheral edge of the substrate surface. The adverse effect of the liquid flow on the substrate surface can be reduced. In addition, when the nozzle scans the substrate, the processing liquid supplied from the nozzle overflows from the weir part, thereby preventing the processing liquid from being replaced by the liquid flow on the substrate surface, and adversely affecting the substrate surface. Can be further reduced. Furthermore, by providing a water-repellent function on the back side of the weir part, when the treatment liquid overflows from the weir part, the treatment liquid can be quickly removed to the outside, and the adverse effect on the substrate surface can be further reduced. .
[0009]
According to an aspect of the present invention, the dam member is provided along the outer periphery of the substrate so as to surround the outer periphery of the substrate. Here, the dam portion has a height substantially equal to the depth of the processing liquid supplied onto the substrate, and the height of the dam portion is 3 mm or less, preferably approximately 1 mm to 2 mm. .
[0010]
According to one aspect of the present invention, the dam member is provided on the inner side of the dam portion, and is provided between the stepped portion for holding the substrate and the stepped portion and the dam portion. , And a floor portion having substantially the same height as the surface of the substrate held by the stepped portion. In this way, by providing a floor portion having the same height as the surface of the substrate, the peripheral portion of the substrate is held by the stepped portion, and when the processing liquid is supplied, not only the substrate surface but also the floor portion is treated. By supplying, the processing liquid can be supplied with a uniform thickness especially to the peripheral edge of the substrate.
[0011]
According to an aspect of the present invention, it further includes a holding member that holds the substrate and a first lifting mechanism that lifts and lowers the holding member. Furthermore, according to one form of this invention, the 2nd raising / lowering mechanism which raises / lowers the said dam member is further comprised. The first elevating mechanism raises the holding member to a position higher than the weir member to receive the substrate, and then the second elevating mechanism raises the weir member to bring the substrate into the stepped portion of the weir member. By accommodating the dam member, the weir portion can be arranged on the peripheral edge portion of the substrate without giving an impact to the substrate. Further, by further comprising means for separating the back surface of the substrate and the holding member after scanning the nozzle on the substrate, it is possible to suppress the thermal influence from the holding member on the substrate being processed by the processing liquid. .
[0012]
According to an aspect of the present invention, the apparatus further includes a ring-shaped member whose tip abuts against the back surface of the substrate when the processing liquid is supplied from the nozzle to the surface of the substrate. Thereby, when the processing liquid overflows from the weir part, it is possible to prevent the processing liquid from flowing around the back surface of the weir member and adhering to the substrate. Therefore, the generation of particles in the subsequent process can be eliminated.
[0013]
According to one aspect of the present invention, one electromagnet further includes a pair of electromagnets attached to the dam member, and these are supplied when the processing liquid is supplied from the nozzle or after the processing liquid is supplied from the nozzle. The electromagnet is controlled so that the pair of electromagnets are separated from each other. For example, by generating an alternating current so that the opposing sides of the pair of electromagnets have the same polarity, mechanical vibrations transmitted to the substrate can be cut off, so that the peripheral portion of the substrate during processing It is possible to prevent the spilling of the processing liquid that is likely to occur in At the same time, the thermal influence on the substrate by the holding member can be suppressed.
[0014]
According to one form of this invention, it has a groove part which can store a process liquid in the upper part of the said dam part. For example, before the processing liquid supply nozzle is scanned, by storing the processing liquid in the groove portion in advance, the processing liquid stored in the groove and the processing liquid supplied on the substrate by the nozzle scanning, Since the action of being attracted by the mutual surface tension works, the developer is evenly distributed to the peripheral edge of the substrate, and stable liquid accumulation can be performed even at high-speed scanning of the nozzle.
[0015]
According to one form of this invention, the said dam member further comprises the means to adjust the temperature of a step part at least. Thereby, the thermal influence with respect to the board | substrate by a dam member can be suppressed. For example, the temperature adjustment is performed by circulating temperature-controlled water near the stepped portion.
[0016]
An outer periphery of the substrate by a weir member provided along the outer periphery of the substrate and having a weir portion having a height higher than the surface of the substrate and a stepped portion provided inside the weir portion for holding the substrate In a substrate processing method for processing a substrate by supplying a processing liquid to a substrate surface from a long processing liquid supply nozzle having a length equal to or larger than the maximum width of the substrate while enclosing the substrate, a step of receiving the substrate by a holding member; The step of lowering the holding member to accommodate the substrate in the stepped portion of the weir member, and the processing liquid supplied from the nozzle overflows from the weir portion on the substrate accommodated in the stepped portion. And a scanning step.
[0017]
According to such a configuration, the substrate can be processed in a stable state by lowering the holding member and accommodating the substrate in the stepped portion of the weir member, and can be supplied from the processing liquid supply nozzle. By scanning so that the processed liquid overflows from the weir part, the adverse effect of the processed liquid on the substrate surface can be reduced.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
1 to 3 are views of the entire configuration of a semiconductor wafer coating and developing treatment system 1 employing a resist coating unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view, FIG. 2 is a front view, FIG. Shows the back, respectively.
[0020]
In this coating and developing processing system 1, a plurality of wafers W as wafers to be processed are loaded into the system from the outside in the wafer cassette CR, for example, in units of 25, or unloaded from the system. Cassette station 10 for loading and unloading and a single-wafer type processing unit for performing predetermined processing on the wafer W one by one in the coating and developing process at a predetermined position in a multi-stage processing station 11 And an interface unit 12 for transferring the wafer W to and from an exposure apparatus (not shown) provided adjacent to the processing station 11 is integrally connected.
[0021]
In the cassette station 10, as shown in FIG. 1, a plurality of, for example, up to four wafer cassettes CR are placed at the position of the positioning projection 20 a on the cassette mounting table 20, with each wafer inlet / outlet facing the processing station 11 side. Wafers placed in a row in the X direction (vertical direction in FIG. 1) and movable in the cassette arrangement direction (X direction) and the wafer arrangement direction of the wafers stored in the wafer cassette CR (Z direction; vertical direction) The carrier 21 selectively accesses each wafer cassette CR.
[0022]
Further, the wafer transfer body 21 is configured to be rotatable in the θ direction, and as will be described later, an alignment unit (ALIM) and an extension unit belonging to the multistage unit portion of the third processing unit group G3 on the processing station 11 side. (EXT) can also be accessed.
[0023]
As shown in FIG. 1, the processing station 11 is provided with a vertical transfer type main wafer transfer mechanism 22 having a transfer arm 48 for holding and transferring the wafer W. Or, it is arranged in multiple stages over a plurality of sets. The main wafer transfer mechanism 22 is equipped with a transfer arm 48 that can be moved up and down (Z direction), and a cylindrical support 49 is connected to a rotating shaft of a motor (not shown). By the rotational driving force, the carrier arm 48 is rotated integrally with the rotation axis as a center, so that the carrier arm 48 is rotatable in the θ direction. With such a configuration, delivery between processing units is realized.
[0024]
In this example, five processing unit groups G1, G2, G3, G4, and G5 can be arranged, and the multistage units of the first and second processing unit groups G1 and G2 are arranged in front of the system (FIG. 1). The multi-stage unit of the third processing unit group G3 is disposed adjacent to the cassette station 10, and the multi-stage unit of the fourth processing unit group G4 is disposed adjacent to the interface unit 12. The multistage unit of the fifth processing unit group G5 can be arranged on the back side.
[0025]
As shown in FIG. 2, in the first processing unit group G1, two spinner type processing units, for example, a resist coating unit (COT) for performing predetermined processing by placing the wafer W on the spin chuck in the cup CP, The developing units (DEV) according to the present invention are stacked in two stages in order from the bottom. Also in the second processing unit group G2, two spinner processing units, for example, a resist coating unit (COT) and a developing unit (DEV) are stacked in two stages in order from the bottom. These resist coating units (COT) are preferably arranged at the lower stage in this manner because the drain of the resist solution is troublesome both in terms of mechanism and maintenance. However, it is of course possible to arrange them in the upper stage as needed. Further, a chemical area 13 in which a resist solution as a processing solution is installed is provided below the resist coating unit (COT).
[0026]
As shown in FIG. 3, in the third processing unit group G3, an oven-type processing unit that performs a predetermined process by placing the wafer W on a mounting table, for example, a cooling unit (COL) that performs a cooling process, and a resist fixing property. An adhering unit (AD) that performs so-called water-repelling treatment for enhancing the temperature, an alignment unit (ALIM) that performs alignment, an extension unit (EXT), a pre-baking unit (PREBAKE) that performs heat treatment before exposure processing, and Post baking units (POBAKE) for performing heat treatment after the exposure processing are stacked in, for example, eight stages in order from the bottom. Also in the fourth processing unit group G4, an oven-type processing unit, for example, a cooling unit (COL), an extension / cooling unit (EXTCOL), an extension unit (EXT), a cooling unit (COL), a pre-baking unit (PREBAKE). ) And post-baking units (POBAKE) are stacked in, for example, eight stages from the bottom.
[0027]
Thus, the cooling unit (COL) and the extension cooling unit (EXTCOL) having a low processing temperature are arranged in the lower stage, and the baking unit (PREBAKE), the post-baking unit (POBAKE) and the adhesion unit (AD) having a high processing temperature. ) In the upper stage can reduce the thermal mutual interference between the units. Of course, a random multistage arrangement may be used.
[0028]
The interface unit 12 has the same dimensions as the processing station 11 in the depth direction (X direction), but is set to a smaller size in the width direction. A portable pickup cassette CR and a stationary buffer cassette BR are arranged in two stages on the front part of the interface unit 12, and a peripheral exposure device 23 is arranged on the other back part. Is provided with a wafer carrier 24. The wafer carrier 24 is moved in the X and Z directions to access both cassettes CR and BR and the peripheral exposure device 23. The wafer transfer body 24 is configured to be rotatable also in the θ direction, an extension unit (EXT) belonging to a multi-stage unit of the fourth processing unit group G4 on the processing station 11 side, It is also possible to access a wafer transfer table (not shown) on the adjacent exposure apparatus side.
[0029]
In the coating and developing system 1, as described above, the multi-stage unit of the fifth processing unit group G5 indicated by the broken line can be arranged on the back side of the main wafer transfer mechanism 22 as well. The multi-stage unit of the processing unit group G5 is configured to be able to shift sideways along the guide rail 25 as viewed from the main wafer transfer mechanism 22. Therefore, even when the multi-stage unit of the fifth processing unit group G5 is provided as shown in the drawing, a space is secured by sliding along the guide rail 25, so that the main wafer transfer mechanism 22 can be secured. Maintenance work can be easily performed from behind. The multi-stage unit of the fifth processing unit group G5 is not limited to the linear slide shift along the guide rail 25 as described above, but as shown by the reciprocating rotation arrow of the one-dot chain line in FIG. Even if it is configured to be rotationally shifted outward, it is easy to secure a space for maintenance work on the main wafer transfer mechanism 22.
[0030]
Next, the configuration of the developing unit (DEV) according to the present invention will be described. 4 and 5 are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the developing unit (DEV).
[0031]
In the developing unit (DEV), a cup CP for housing the wafer W is disposed near the center of the unit. A processing solution supply nozzle 78 for supplying the developer to the wafer W is detachably attached to the nozzle scan arm 76, and the nozzle scan arm 76 moves horizontally on a guide rail 74 laid outside the cup CP. It is attached to the upper end of a possible vertical support member 75 and is moved in the Y direction integrally with the vertical support member 75 by driving of the drive unit 31. As shown in FIG. 5, the processing liquid supply nozzle 78 is connected to a liquid supply pipe 79. The liquid supply pipe 79 is connected to a liquid supply source (not shown) via a bellows pump 32 that adjusts the discharge amount per unit time. It is connected. The control unit 33 controls the discharge amount of the bellows pump 32 (FIG. 4). In addition, a plurality of discharge holes 78 a for discharging the processing liquid are provided in the longitudinal direction of the nozzles 78 in the lower part of the nozzles 78.
[0032]
A rinsing nozzle 73 for discharging a rinsing liquid for washing off the developing solution after the developing solution is supplied to the wafer W is prepared outside the cup CP. The rinsing nozzle 73 is appropriately moved onto the wafer W by the nozzle scan arm 76. Is done.
[0033]
As shown in FIG. 5, the inside of the cup CP has one chamber formed by an outer peripheral wall, an inner peripheral wall and a bottom wall, and one or a plurality of drain ports 56 are provided in the bottom wall. The port 56 is connected to a tank (not shown) via a drain pipe 70. At the time of development processing, the processing liquid overflowing from the weir member 77 described later is collected in the cup CP, and is sent as waste liquid from the drain port 56 at the bottom of the cup CP to the tank (not shown) through the drain pipe 70. It has become.
[0034]
In the center of the cup CP, a spin chuck 52 is provided as a holding member for holding the wafer W by vacuum suction when the wafer W is transferred by the transfer arm 48. The spin chuck 52 can be moved up and down by a drive motor 54. In addition, the wafer W is rotatably provided in a fixed state.
[0035]
Further, a dam member 77 that holds the wafer W when supplying the developer and stores the developer at a predetermined depth from the wafer surface is provided inside the cup CP so as to surround the outer periphery of the wafer W. Yes. FIG. 6 is a plan view of the weir member 77, and FIG. 7 is a cross-sectional view in the [A]-[A] line direction in FIG. The weir member 77 is formed in a ring shape, for example, and includes a weir portion 77a having a predetermined height t2, a stepped portion 51 on which the wafer W is placed, a placement portion 77c, and the stepped portion 51. The stepped portion has a floor portion 77b that becomes substantially the same height as the surface of the wafer W when the wafer W having the thickness t1 is placed, and a liquid draining portion 77d that allows the developer to flow outward. Reference numeral 51 denotes a mounting portion 77c with which the back surface of the wafer W comes into contact when the wafer W is placed, and a wall portion 77e with which the side surface of the wafer W comes into contact. That is, the symbol R shown in FIG.
[0036]
In this way, by providing a floor portion having substantially the same height as the surface of the wafer W, the peripheral portion of the wafer is held by the stepped portion, and not only the substrate surface but also the floor portion is developed when supplying the processing liquid. By supplying the liquid, it is possible to supply the developer with a uniform thickness, particularly to the peripheral edge of the wafer.
[0037]
Further, the height t2 of the weir portion 77a is formed to be 3 mm or less, for example, about 1 mm to 2 mm. The liquid draining portion 77d is formed, for example, so as to be inclined toward the outside so that the processing liquid can be quickly removed to the outside. have.
[0038]
Referring to FIG. 5, for example, an L-shaped support body 58 is attached to the back surface of the dam member 77, and a motor 55 is connected to the support body 58, and the support body 58 is dammed by the motor 55. The member 77 is moved up and down integrally.
[0039]
Next, the processing steps of the coating and developing processing system 1 described above and the operation of the developing unit (DEV) will be described.
[0040]
First, in the cassette station 10, the wafer transfer body 21 accesses the cassette CR containing the unprocessed wafers on the cassette mounting table 20, takes out one semiconductor wafer W from the cassette CR, and aligns the alignment unit (ALIM). ). After alignment of the wafer W is performed by the alignment unit (ALIM), the wafer W is transferred to the adhesion unit (AD) by the main wafer transfer mechanism 22 and subjected to a hydrophobic treatment, and then the cooling unit (COL). After a predetermined cooling process is performed, it is conveyed to a resist coating unit (COT). In the resist coating unit (COT), a predetermined amount of resist is applied by the rotational centrifugal force of the wafer W. When the supply of the resist solution is completed, a predetermined heating process is then performed in the pre-baking unit (PREBAKE), a cooling process is performed in the cooling unit (COL), and then exposure not shown through the interface unit 12 by the wafer transfer body 24. An exposure process is performed by the apparatus. After the exposure process is completed, a predetermined heat treatment may be performed in a post-exposure baking unit to suppress deformation of the resist pattern due to the standing wave effect. Thereafter, a cooling process is performed in the cooling unit (COL), and the wafer W is transferred to the developing unit (DEV).
[0041]
In the developing unit (DEV), when the wafer W held by the transfer arm 48 is transferred to a position immediately above the cup CP, the spin chuck 52 is raised by the drive motor 54 as shown in FIG. After adsorbing, the wafer W has a position slightly higher than the stepped portion 51 (FIG. 7) of the weir member 77, for example, a distance from the mounting portion 77c to the back surface of the wafer W as shown in FIG. Lower to 3mm position. At this time, the nozzle scan arm 76 stands by outside the cup CP so as not to hinder delivery of the wafer W. Subsequently, as shown in FIG. 8C, the weir member 77 is raised to a predetermined position where the weir member 77 comes into contact with the back surface of the wafer W by, for example, driving of the motor 55 which is the lifting means.
[0042]
As shown in FIG. 8B, the wafer W is lowered by the spin chuck 52 and temporarily stopped before being placed on the stepped portion 51 of the weir member 77, and then the weir member 77 is attached to the wafer W. Raised and placed on the stepped portion 51. Thereby, compared with the case where the spin chuck 52 is lowered as it is with respect to the weir member 77 and the wafer W is placed on the stepped portion 51, the impact on the wafer W can be reduced as much as possible.
[0043]
Then, as shown in FIG. 9A, the processing liquid supply nozzle 78 moves to a predetermined position on one end of the weir member 77 in the drawing as shown in FIG. 9A, passes from the predetermined position through the weir 77a, and passes through the wafer W. While being supplied to the surface ((b) of the figure), it moves to the end of the other side weir member 77. At this time, the supply amount of the developer to the wafer W is supplied at such a supply amount as to overflow from the other side weir portion 77a as shown in FIG. 4C by controlling the bellows pump 32 (FIG. 4).
[0044]
In this way, when the developer overflows from a predetermined height of 1 mm to 2 mm from the surface of the wafer W, the liquid flow from the surface edge of the wafer W can be prevented, and thus the liquid flow on the surface of the wafer W can be prevented. Therefore, the change of the developer due to is eliminated, and the adverse effect on the surface of the wafer W can be reduced. In particular, the liquid draining portion 77d having water repellency quickly overflows by quickly removing the processing liquid to the outside, thereby contributing to the suppression of adverse effects on the surface of the wafer W.
[0045]
After the supply of the developer is completed, the chemical reaction proceeds by leaving the developer shown in FIG. 9C on the wafer W for a predetermined time. Thereafter, the weir member 77 is lowered by a predetermined distance, and the rinse liquid is supplied to the wafer W by the rinse nozzle 73. By rotating the spin chuck 52, the developer on the surface of the wafer W is washed away by the centrifugal force.
[0046]
When the development process is completed in the development unit (DEV), a predetermined heat treatment is then performed in the post-baking unit (POBAKE). For example, the heat treatment is performed at 100 ° C. or higher. And after cooling processing is performed in a cooling unit (COL), it is returned to the cassette station 10.
[0047]
Next, FIG. 10 shows the operation of the processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0048]
In the drawing, a ring-shaped member 60 having a diameter shorter than that of the dam member 77 is provided inside the dam member 77, and can be moved up and down integrally with the dam member 77. As shown in the figure, the ring-shaped member 60 has, for example, a triangular cross section and is configured such that its apex is in contact with the back surface of the wafer W. It is arrange | positioned so that it may become. In addition, this ring-shaped member 60 may have an elliptical cross section, or may be configured in a double manner.
[0049]
Referring to FIG. 10A, the wafer W transferred by the transfer arm is received by raising the spin chuck 52 so that the wafer W does not contact the stepped portion 51 as shown in FIG. Subsequently, the weir member 77 and the ring-shaped member 60 are raised together until they come into contact with the back surface of the wafer W in the same figure (c), and then the spin chuck 52 is lowered in the same figure (d). Thereafter, as in the first embodiment, the developing solution is supplied from the processing solution supply nozzle 78 as shown in FIG.
[0050]
Here, as shown in FIG. 11, when the developing solution 65 overflows from the weir portion 77 a, the ring-shaped member 60 prevents the solution from flowing around the back surface of the weir member 77 and adhering to the wafer W. Can do. The developer 65 attached to the ring-shaped member falls downward.
[0051]
In the present embodiment, as shown in FIG. 10D, after the spin chuck 52 is separated from the wafer W, a developing solution is supplied and development processing is performed, so that the thermal influence on the wafer W by the spin chuck 52 is reduced. Can be prevented. The spin chuck 52 is usually kept at a temperature of, for example, about 23 ° C. by, for example, temperature control water so as to eliminate the thermal influence from the motor 54 (FIG. 5). Therefore, the heat capacity of the spin chuck 52 is large, and the degree of the temperature drop of the developer may differ between the portion of the wafer W that is in contact with the spin chuck 52 and the portion that is not in contact with it, and uneven development may occur. However, according to the present embodiment, since the spin chuck 52 is separated from the wafer W, such inconvenience does not occur.
[0052]
FIG. 12 is a schematic diagram of an apparatus according to the third embodiment. In the present embodiment, for example, the upper electromagnet 80 and the lower electromagnet 85 are formed by winding the coils 81 and 82 around the iron cores 83 and 84, respectively. For example, a plurality of the upper electromagnets 80 are fixed along the circumference of the lower portion of the weir member 77, and the lower electromagnet 85 is provided so as to face the upper electromagnet 80. Then, an alternating current is passed through the coils 81 and 82 so that the opposing sides of the electromagnets 80 and 85 have the same polarity, thereby forming a gap g.
[0053]
Then, when supplying the developing solution, the developing solution is supplied in the procedure as shown in FIG. 9, the spin chuck 52 is separated from the wafer W, and then an alternating current is generated to form the gap g. Perform development processing. Thereby, mechanical vibration transmitted to the wafer W can be cut off, so that it is possible to prevent the ripple of the developer that is likely to occur at the peripheral portion of the wafer W during the developing process. At the same time, the thermal effect on the wafer W due to the adsorption of the spin chuck 52 can be suppressed.
[0054]
In this embodiment, after the electromagnet is activated to form the gap g, the nozzle 78 is scanned to supply the developer, and the developing process may be performed as it is. Further, instead of the iron cores 83 and 84, either one of them may be a permanent magnet, and the side facing the electromagnet surface may be a fixed polarity, and a rectified alternating current may be applied to the electromagnet to form the gap g. In this case, the formation of the gap g can be maintained by increasing the frequency of the current as much as possible.
[0055]
13 and 14 are a perspective view and an enlarged cross-sectional view of a weir member according to the fourth embodiment of the present invention. In this dam member 90, for example, a V-shaped groove 91 is formed in a dam portion 95 higher than the thickness of the wafer W. The V-shaped groove 91 is formed with, for example, four holes 93 penetrating from the upper part to the lower part so that the developer from the developer supply source 86 is stored in the V-shaped groove 91 through the tube 88 and the hole 93. It has become.
[0056]
Referring to FIG. 15A, from the state where the developer is stored in advance in the V-shaped groove 91 in this way, the developer is put on the wafer W and developed in the procedure as shown in FIG. In this way, when the nozzle 78 scans the wafer W and supplies the developer, particularly when the nozzle is scanned at a high speed in order to shorten the processing time, the developer is conventionally applied to the peripheral portion of the wafer W. However, according to the present embodiment, as shown in FIG. 15B, the developer is stored in advance in the V-shaped groove 91 and is supplied onto the wafer W from the nozzle by scanning. Since the developer is attracted by the mutual surface tension, the developer is evenly distributed to the peripheral edge of the wafer W, and stable liquid accumulation can be performed even at high-speed scanning.
[0057]
In the present embodiment, the shape of the groove 91 is not limited to the V shape, and may be any shape as long as it can store the developer, such as a U shape or a square shape.
[0058]
FIG. 16 is a cross-sectional view of a dam member according to the fifth embodiment of the present invention. In the dam member 100, a flow passage 102 through which, for example, temperature-controlled water is circulated is formed inside the mounting portion 101 on which the wafer W is mounted. The temperature of the temperature-controlled water is set to 23 ° C., for example. This temperature is substantially the same as the temperature of the wafer W, and is substantially the same as the accumulated developer D. . Thereby, the thermal influence with respect to the wafer W by the dam member 100 can be suppressed.
[0059]
In the present embodiment, the wafer W may be held by a spin chuck (not shown), and the mounting unit 101 may be slightly separated from the wafer W so that the developer 98 flows into the gap. Thereby, since the wafer W and the dam member 100 are not brought into contact with each other, the thermal influence on the peripheral portion of the wafer W can be suppressed, and the developer can be supplied to the bevel portion of the wafer W.
[0060]
In addition, as shown in FIG. 17, a flow passage 111 for circulating such temperature-controlled water is formed in the vicinity of the stepped portion 51 in the dam member 110 similar to the dam member in the first embodiment described above. Also good.
[0061]
The present invention is not limited to the embodiment described above.
[0062]
In each of the above embodiments, the supply amount is adjusted so that the solution overflows from the weir portion 77a when supplying the developer, but it is not always necessary to cause the overflow. For example, the developer may be supplied up to the same height as the weir portion 77a.
[0063]
In the first embodiment, when the developer is supplied onto the substrate, the substrate is held by the spin chuck 52. However, for example, as in the other embodiments, the substrate is formed only by the dam member 77. The developer may be supplied while being held.
[0064]
In each of the above embodiments, the supply amount is controlled so as to overflow the processing liquid from the weir unit 77a. However, for example, by controlling the drive unit 31 in FIG. Thus, the amount of processing liquid stored on the wafer may be controlled to overflow.
[0065]
Further, the thermal influence on the wafer W may be further suppressed by forming the temperature control water flow passage 111 shown in FIG. 17 in the weir member 77 shown in FIG.
[0066]
Moreover, it can replace with the temperature control water shown in FIG.16 and FIG.17, for example, can also temperature-control using a temperature control heater, a thermoelectric element, etc. FIG.
[0067]
Further, in each of the above embodiments, the case where a semiconductor wafer substrate is used as the substrate has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a glass substrate used for a liquid crystal display or the like, or a reticle substrate for a photomask. Is applicable.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the liquid flow of the processing liquid at the edge of the substrate can be prevented, and the adverse effect on the substrate surface can be reduced. In addition, generation of a liquid flow pattern on the wafer surface due to the liquid flow can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of a coating and developing system to which a substrate processing apparatus and a substrate processing method of the present invention are applied.
FIG. 2 is a front view of the coating and developing treatment system shown in FIG.
FIG. 3 is a rear view of the coating and developing treatment system shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a plan view showing a substrate processing apparatus (developing unit) according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the developing unit shown in FIG.
FIG. 6 is a plan view showing a weir member according to the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along line [A]-[A] in FIG. 6;
FIG. 8 is a schematic diagram sequentially illustrating the operation of the developing unit according to the present invention.
FIGS. 9A and 9B are schematic diagrams sequentially illustrating a developer supply operation to the wafer W. FIGS.
FIGS. 10A and 10B are schematic views sequentially illustrating delivery of a substrate to a dam member according to another embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing the operation of the ring-shaped member according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic view showing a dam member according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing a weir member according to a fourth embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional view of the weir member shown in FIG.
FIG. 15 is a view showing an action of the dam member according to the fourth embodiment.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a dam member according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a weir member according to still another embodiment.
[Explanation of symbols]
W ... wafer
1 ... coating and developing treatment system
31 ... Drive unit
32 ... Bellows pump
33 ... Control unit
51 ... Stepped part
52 ... Spin chuck
54 ... Drive motor
55 ... Motor
60 ... Ring-shaped member
74 ... Guide rail
76 ... Nozzle scan arm
77, 90, 100, 110 ... weir member
77a ... weir
77b ... Floor
77c ... Placement section
77d ... Liquid draining part
77e ... Wall
78 ... Treatment liquid supply nozzle
78a ... discharge hole
79 ... Liquid supply pipe
80, 85 ... Electromagnet
91 ... V-shaped groove
102, 111 ... Temperature controlled water passage

Claims

基板の外周に沿って設けられ、基板の表面よりも高さの高い堰部を有する堰部材と、
基板の最大幅以上の長さを有する長尺状の処理液供給ノズルと、
基板の外周に沿って前記堰部材を設けた状態で前記処理液供給ノズルの先端が前記堰部の上部を通過するように、基板上で前記処理液供給ノズルを走査させるノズル駆動部と、
前記ノズルが基板上を走査する際に、前記ノズルから供給された処理液が前記堰部からオーバーフローするように処理液の供給量又はノズルの走査速度を制御する手段と
を具備することを特徴とする基板処理装置。A dam member provided along the outer periphery of the substrate and having a dam portion having a height higher than the surface of the substrate;
A long processing liquid supply nozzle having a length equal to or greater than the maximum width of the substrate;
As the tip of the treatment liquid supply nozzle in a state in which a said weir member along an outer periphery of the substrate passes through the upper portion of the dam portion, and a nozzle driving unit for scanning the treatment solution supply nozzle on the substrate,
And a means for controlling the supply amount of the processing liquid or the scanning speed of the nozzle so that the processing liquid supplied from the nozzle overflows from the weir when the nozzle scans the substrate. Substrate processing apparatus.

請求項１に記載の基板処理装置において、
前記堰部材は、基板の外周を囲うように基板の外周に沿って設けら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 1 ,
The substrate processing apparatus, wherein the dam member is provided along the outer periphery of the substrate so as to surround the outer periphery of the substrate.

請求項２に記載の基板処理装置において、
前記堰部材は、
前記堰部よりも内側に設けられ、基板を保持するための段付部と、
前記段付部と前記堰部との間に設けられ、前記段付部に保持された基板の表面とほぼ同一の高さの床部と
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 2 ,
The weir member is
A stepped portion for holding the substrate provided inside the weir portion;
A substrate processing apparatus, comprising: a floor portion provided between the stepped portion and the weir portion and having a height substantially the same as a surface of the substrate held by the stepped portion.

請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記堰部は、基板上に供給される処理液の液深とほぼ同一の高さとされていることを特徴とする基板処理装置。In the substrate processing apparatus of any one of Claims 1-3 ,
The substrate processing apparatus, wherein the weir portion has a height substantially equal to a depth of the processing liquid supplied onto the substrate.

請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記堰部の高さは、３ｍｍ以下であることを特徴とする基板処理装置。In the substrate processing apparatus of any one of Claims 1-4 ,
A substrate processing apparatus, wherein the height of the weir is 3 mm or less.

請求項５に記載の基板処理装置において、
前記堰部の高さは、ほぼ１ｍｍ〜２ｍｍ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 ,
The substrate processing apparatus, wherein the height of the weir portion is approximately 1 mm to 2 mm.

請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
基板を保持する保持部材と、
前記保持部材を昇降させる第１の昇降機構と
を更に具備することを特徴とする基板処理装置。In the substrate processing apparatus of any one of Claims 1-6 ,
A holding member for holding the substrate;
A substrate processing apparatus, further comprising: a first lifting mechanism that lifts and lowers the holding member.

請求項７に記載の基板処理装置において、
前記堰部材を昇降させる第２の昇降機構を更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 7 ,
A substrate processing apparatus, further comprising a second lifting mechanism for lifting and lowering the dam member.

請求項８に記載の基板処理装置において、
前記保持部材を前記堰部材よりも高い位置に上昇させて基板を受け取り、
前記保持部材を下降させて受け取った基板を前記堰部材の段付部に収容し、
前記段付部に収容された基板上で前記ノズルを走査するように制御する手段を更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 ,
Receiving the substrate by raising the holding member to a position higher than the weir member;
The substrate received by lowering the holding member is accommodated in the stepped portion of the dam member,
The substrate processing apparatus further comprising means for controlling the nozzle to scan on the substrate accommodated in the stepped portion.

請求項９に記載の基板処理装置において、
基板上で前記ノズルを走査した後に基板の裏面と前記保持部材とを離間させる手段を更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 9 ,
The substrate processing apparatus further comprising means for separating the back surface of the substrate and the holding member after scanning the nozzle on the substrate.

請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記ノズルから基板の表面に処理液を供給する際に、先端が基板の裏面に当接するリング状の部材を更に具備することを特徴とする基板処理装置。The substrate treating apparatus according to any one of claims 1 to 10,
A substrate processing apparatus, further comprising a ring-shaped member whose tip abuts against the back surface of the substrate when supplying the processing liquid from the nozzle to the surface of the substrate.

請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記堰部の背面側は、撥水性を有することを特徴とする基板処理装置。The substrate treating apparatus according to any one of claims 1 to 11,
The substrate processing apparatus characterized in that the back side of the dam has water repellency.

請求項１０に記載の基板処理装置において、
一方の電磁石が前記堰部材に取り付けられた一対の電磁石を更に具備し、前記ノズルから処理液を供給する際に、又はノズルから処理液を供給した後にこれらの電磁石を作動させこの一対の電磁石同士が離れるように制御すること特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 10 , wherein
One electromagnet further includes a pair of electromagnets attached to the weir member, and when the processing liquid is supplied from the nozzle or after the processing liquid is supplied from the nozzle, the electromagnets are operated to connect the pair of electromagnets to each other. The substrate processing apparatus is controlled so as to be separated from each other.

請求項２に記載の基板処理装置において、
前記堰部の上部に処理液が貯留可能な溝部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 2 ,
A substrate processing apparatus having a groove part capable of storing a processing liquid in an upper part of the weir part.

請求項１４に記載の基板処理装置において、
前記処理液供給ノズルを走査させる前に、予め前記溝部に処理液を貯留することを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 14 , wherein
A substrate processing apparatus, wherein the processing liquid is stored in the groove portion in advance before the processing liquid supply nozzle is scanned.

請求項２から請求項１５のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記堰部材は、
少なくとも段付部の温度を調整する手段
を更に具備することを特徴とする基板処理装置。The substrate treating apparatus according to any one of claims 15 claim 2,
The weir member is
A substrate processing apparatus, further comprising means for adjusting at least the temperature of the stepped portion.

請求項１６に記載の基板処理装置において、
前記温度調整手段は、
前記段付部近傍に形成され温調水を流通させる流路
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 16 , wherein
The temperature adjusting means is
A substrate processing apparatus comprising: a flow path formed near the stepped portion for circulating temperature-controlled water.

基板の外周に沿って設けられ、基板の表面よりも高さの高い堰部と、前記堰部よりも内側に設けられ、基板を保持するための段付部とを有する堰部材により基板の外周を囲いながら、基板の最大幅以上の長さを有する長尺状の処理液供給ノズルから基板表面に処理液を供給して基板を処理する基板処理方法において、
基板を保持部材で受け取る工程と、
前記保持部材を下降させて基板を堰部材の段付部に収容する工程と、
前記段付部に収容された基板上で前記ノズルを、該ノズルから供給される処理液が前記堰部からオーバーフローするように走査する工程と
を具備することを特徴とする基板処理装置。An outer periphery of the substrate by a weir member provided along the outer periphery of the substrate and having a weir portion having a height higher than the surface of the substrate and a stepped portion provided inside the weir portion for holding the substrate In a substrate processing method for processing a substrate by supplying a processing liquid to a substrate surface from a long processing liquid supply nozzle having a length equal to or greater than the maximum width of the substrate,
Receiving the substrate with the holding member;
Lowering the holding member to house the substrate in the stepped portion of the weir member;
Scanning the nozzle on the substrate accommodated in the stepped portion so that the processing liquid supplied from the nozzle overflows from the weir portion.

請求項１８に記載の基板処理方法において、
基板を堰部材の段付部に収容する工程後に、基板の裏面と前記保持部材とを離間させる工程を更に具備することを特徴とする基板処理方法。The substrate processing method according to claim 18 , wherein
The substrate processing method characterized by further comprising the step of separating the back surface of the substrate and the holding member after the step of accommodating the substrate in the stepped portion of the weir member.