JP4312997B2 - Substrate processing apparatus, substrate processing method, and nozzle - Google Patents

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、例えば半導体基板上のレジストパターンを現像する基板処理装置、基板処理方法及びこれらに用いられるリンス処理用のノズルに関する。
【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、例えばパドル現像処理では、ウェハ上に現像液を供給しそのまま所定時間ウェハを放置することで現像を進行させる。そしてその後に、例えばリンス液をウェハ上に供給して現像液を洗い流す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像処理の進行中に、塩析反応によってミセル（ミクロレベルの流動分子の集合状態）が形成される場合があり、このミセルが静電気力あるいはファンデルワールス力によってウェハに付着したまま残存し欠陥が発生するといった問題が生じている。また、現像液の供給により生じるｐＨショック（ペーハーショック）によって不溶解物が析出される場合もあり、この不溶解物も同様にウェハに付着しやすい。また、レジストのポリマー表面から不溶解物が削れてこの不溶解物が再付着することも多い。このようなミセルや不溶解物は、上記のように静電気力等の強い力によってウェハに付着するため、現状のリンス処理によっては除去できないという問題がある。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、基板に付着したミセルや不溶解物等の不純物を除去することができる基板処理装置及び基板処理方法、またこれらに用いられるリンス処理用のノズルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の基板処理装置は、基板を保持する保持部と、保持部に保持された基板に処理液を供給する手段と、処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに、前記処理液を洗い流すリンス手段とを具備し、前記リンス手段は、前記第１の液を吐出する第１の孔が形成された第１の吐出部と、前記第１の孔の周囲に複数設けられ、かつ前記第２の液を吐出する第２の孔が形成された第２の吐出部とを有するノズルを具備する。
【０００７】
本発明では、処理液が供給された基板に対し、リンス手段により第１の液と第２の液とを吐出することで、これら処理液と、第１の処理液と、第２の処理液とが攪乱され、この攪乱により例えば気泡が発生する。この攪乱や気泡が不純物に対し応力を与えることで当該不純物を除去することが可能となる（以下、これを攪乱効果という。）。しかも、このリンス手段は従来までのように処理液を洗い流す作用も兼ねているため、処理時間を増加させることはない。ここで処理液は例えば現像液である。また例えば、第１の液と第２の液はそれぞれ純水を用いることができる。
【０００９】
また、このような第１の孔と第２の孔とを設けることにより、攪乱作用を発生させるために第１の液と第２の液とを分けて吐出できる。そして、例えばノズルへ供給される液の供給系（ここで供給系とは例えば液を圧送するためのポンプや配管等をいう。）が同じであれば、第１の孔の大きさと第２の孔の大きさとを異なるようにすることにより、径の小さい孔から吐出される液の流量を、径の大きい孔から吐出される液の流量より少なくすることができる。これにより、例えば基板中央部に第１の孔から第１の液を吐出する場合、基板中央部から基板周縁部に向けて攪乱された液がスムーズに流れるようになり不純物の除去作用が向上する。なお、例えば第１の液の供給系と第２の液の供給系とを別個のものにする場合には、供給系のポンプ等の圧力調整等により流速を可変できる。
【００１０】
また、前記第２の孔は前記第１の孔の周囲に複数設けられている。例えばノズルを基板の中央部上に配置させ、第１の孔から第１の液を基板の中央部に吐出し、第１の孔の周囲に複数設けられた第２の孔から第２の液を、基板上で拡散している第１の液上に円状に供給する。このようにすれば攪乱された液を基板上で均一に拡散させることができ、不純物の除去作用が向上する。特に、上記のように基板を回転させる場合に有効である。
【００１１】
さらに、例えばノズルへ供給される液の供給系が同じであれば、第２の孔の大きさを第１の孔の大きさより小さくすることにより、第２の液の流量を第１の液のそれよりも少なくすることができ、例えば気泡の発生効率等の攪乱効果を高めることができる。具体的には、前記第１の孔の径は１．５ｍｍ〜３．０ｍｍであり、前記第２の孔の径は０．２〜１．０ｍｍである。第１の孔の径をこのようにしたのは、所定の吐出圧で液を吐出した場合、その径を３．０ｍｍより大きくすると液の単位時間当りの流量が多くなりすぎてしまい、そのインパクトによりレジストパターンの倒壊が発生するおそれがあるからである。また、第２の孔の径をこのようにしたのは、所定の吐出圧で液を吐出した場合、その径を１．０ｍｍ以上とすると流量が多くなりすぎてしまい、基板上に吐出された第２の液が基板中央部へも流れ、液が滞留することにより不純物が再付着する等、除去作用が低下するからである。また具体的な第１及び第２の液の流量については、第１の液の吐出流量は５００ｍｌ／ｍｉｎ〜１０００ｍｌ／ｍｉｎであり、前記第２の液の吐出流量は１００ｍｌ／ｍｉｎ〜５００ｍｌ／ｍｉｎであることが好ましい。このような流量とすることにより、基板中央部から周縁部へ攪乱された液がスムーズに流れ、不純物を除去することができる。
【００１２】
本発明の一の形態は、前記ノズルは、前記第１の吐出部と前記第２の吐出部との間に設けられた溝部を具備する。例えば第１の吐出部と第２の吐出部の吐出面が同じである場合に比べ、このような溝部を設けることで、液の吐出の際、第１の液と第２の液との干渉の防止効果を向上させることができ、確実に基板上で攪乱効果を発生させることができる。
【００１３】
本発明の一の形態は、前記第１の液の吐出方向と前記第２の液の吐出方向とが異なる。例えば第２の液の吐出方向を基板面に対して基板内側の斜め方向に向くようにした場合、第１の液が基板中央部から基板外側へ拡散する方向とは逆方向に向けて第２の液が吐出されるので、例えば気泡の発生率等の攪乱効果を高めることができる。
【００１４】
本発明に係る別の基板処理装置は、基板を保持する保持部と、保持部に保持された基板に処理液を供給する手段と、処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに、前記処理液を洗い流すリンス手段とを具備し、前記リンス手段は、前記第１の液を吐出する第１の孔が形成された第１のノズルと、前記第２の液を吐出すると共に、前記第１の孔の大きさより小さい第２の孔が形成された第２のノズルとを具備する。このように２つのノズルを用意してそれぞれのノズルから第１の液と第２の液とを吐出し例えば気泡等の攪乱効果を発生させることができる。この場合、前記第２の孔の大きさを前記第１の孔の大きさより小さくすることで、上記したように第２の液の流量を第１の液のそれより少なくすることができる。その結果、攪乱効果を発生させつつ、基板中央部から周縁部へ攪乱された液をスムーズに流し、不純物を除去することができる。
【００１５】
本発明の別の観点に係る基板処理装置は、基板を保持する保持部と、保持部に保持された基板に処理液を供給する手段と、長尺形状を有し、その長手方向に第１の孔と複数の第２の孔とが列設され、前記処理液が供給された基板に対し前記第１の孔と前記第２の孔からそれぞれ第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに、前記処理液を洗い流すリンス手段とを具備する。
【００１６】
本発明では、長尺形状を有するノズルの長手方向に第１の孔と複数の第２の孔とが列設されているので、基板の中央部に吐出された第１の液に対しその外側で第２の液を複数の孔から吐出させることができる。その結果、例えば基板を回転させながら吐出を行う場合、基板全面に短時間で、例えば気泡発生等の攪乱作用を与えることができ、不純物の除去効率を高めることができる。この場合、例えば前記第１の孔から基板の中央部に第１の液を吐出し、前記第２の孔からその中央部より基板外側に第２の液を吐出すればよい。
【００１７】
本発明の基板処理方法は、基板に処理液を供給する工程と、前記処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに、前記処理液を洗い流す工程とを具備し、前記第１の液を前記第２の液よりも先に吐出する。
【００１８】
本発明では、処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出すれば例えば気泡発生等の攪乱作用を発生させることができ、この攪乱作用が不純物に応力を与えることで当該不純物を除去することが可能となる。しかも、従来までのように処理液を洗い流す作用も兼ねているため、処理時間を増加させることはない。
【００１９】
また、前記第１の液を前記第２の液よりも先に吐出する。このように基板上に第１の液を供給し、ある程度第１の液を基板上で拡散させてから第２の液を吐出することにより、第２の液の吐出よる基板へのインパクトを軽減させることができ、パターンの倒壊を回避することができる。この場合、気泡発生率等の攪乱効果を高めるために第２の液の流速が第１の流速よりも速くした場合に特に有効である。
【００２０】
本発明のノズルは、処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに前記処理液を洗い流すためのノズルであって、前記第１の液を吐出するための孔が形成された第１の吐出部と、前記第１の孔の周囲に複数設けられ、かつ前記第２の液を吐出する孔が形成された第２の吐出部とを具備する。
【００２１】
このようなノズルにより、処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出すれば、例えば気泡等の攪乱作用を発生させることができ、この攪乱作用が不純物に応力を与えることで当該不純物を除去することが可能となる。しかも、従来までのように処理液を洗い流す作用も兼ねているため、処理時間を増加させることはない。
本発明の別の観点に係るノズルは、処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに前記処理液を洗い流すためのノズルであって、前記第１の液を吐出するための孔が形成された第１の吐出部と、前記第２の液を吐出する孔が形成された第２の吐出部とを具備し、前記第２の孔の大きさは前記第１の孔の大きさより小さい。
本発明の別の観点に係るノズルは、処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに前記処理液を洗い流すためのノズルであって、前記第１の液を吐出するための孔が形成された第１の吐出部と、前記第２の液を吐出する孔が形成された第２の吐出部とを具備し、前記第１の吐出部と前記第２の吐出部との間に設けられた溝部をさらに具備する。
【００２２】
また、本発明の別の観点に係るノズルは、長尺形状を有し、処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに前記処理液を洗い流すためのノズルであって、前記第１の液を吐出するための孔が形成された第１の吐出部と、前記長尺形状の長手方向に、前記第２の液を吐出する孔が複数列設された第２の吐出部とを具備する。
【００２３】
本発明では、例えば基板を回転させながら吐出を行う場合、基板全面に短時間で、例えば気泡発生等の攪乱作用を与えることができ、不純物の除去効率を高めることができる。この場合、例えば前記第１の孔から基板の中央部に第１の液を吐出し、前記第２の孔からその中央部より基板外側に第２の液を吐出すればよい。
【００２４】
【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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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）２８（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。
【００４０】
さらにカップＣＰの側方には、リンス液を吐出するリンスノズル５５がリンスノズルアーム５４に取り付けられている。リンスノズルアーム５４は、図６に示すように、例えば支持部材５７に支持されたステッピングモータ５６の駆動によってθ方向に回動可能に設けられている。これにより、図５における破線で示すようにリンス処理時にはリンスノズル５５がカップＣＰ内に収容されたウェハＷの中心部上まで移動するようになっている。また、リンスノズル５５は、図７に示すようにリンス処理時にスピンチャック４２に保持されたウェハＷの表面から例えば高さｔ＝１５ｍｍの位置に配置されるようになっている。なお、図５ではリンスノズル５５等を省略している。
【００４１】
以上のノズルスキャンアーム３６の移動機構とリンスノズルアーム５４の移動機構であるステッピングモータ５６の駆動は制御部４０によって電気的に制御されるようになっている。
【００４２】
図８及び図９は、第１の実施形態に係るリンスノズル５５の断面図及び平面図である。このリンスノズル５５は、リンス液を貯留する図示しないタンクや圧送ポンプ等を含むリンス液供給源５９に供給管５８を介して接続されている。このリンス液は例えば純水を用いるが、パターン倒壊の防止の観点から純水の表面張力を低下させるために純水に界面活性剤等が混入される場合もある。ノズル内部にはリンス液が流れる流路５５ａが設けられ、この流路５５ａの中心からノズルの下端面５５ｅの中心にかけて貫通されたリンス液を吐出する主孔５５ｂが設けられている。また、主孔５５ｂの周囲には、この主孔５５ｂよりも径の小さい例えば８個の副孔５５ｃが流路５５ａから下端面５５ｅにかけて貫通されて形成されている。この主孔５５ｂの直径は例えば１．５ｍｍ〜３．０ｍｍであって、好ましくは２．０ｍｍである。また副孔５５ｃの径は例えば０．２〜１．０ｍｍであって、好ましくは０．４ｍｍである。また、図９において８つの副孔５５ｃで構成される破線で示した円の直径は、例えば８ｍｍとしている。
【００４３】
このように構成されたリンスノズル５５によりリンス液をウェハＷ上に吐出することで、主孔５５ｂから吐出される液と副孔５５ｃから吐出される液とが混合し、ウェハ上で攪乱作用を発生させることができる。この攪乱作用により例えば気泡を発生させることができる。特に、本実施形態では、主孔５５ｂの大きさと副孔５５ｃの大きさとを異なるように形成されているので、副孔５５ｃから吐出される液の流量を、主孔５５ｂから吐出される液の流量より少なくすることができる。その結果、例えばウェハ中央部から周縁部に向けて攪乱された液がスムーズに流れるようになり不純物の除去作用を高めることができる。
【００４４】
また、主孔５５ｂの径をこのようにしたのは、その直径を３．０ｍｍより大きくすると液の単位時間当りの流量が多くなりすぎてしまい、そのインパクトによりレジストパターンの倒壊が発生するおそれがあるからである。また、副孔５５ｃの径をこのようにしたのは、その径を１．０ｍｍ以上とすると副孔５５ｃからの流量多くなりすぎてしまい、副孔５５ｃから吐出された液が基板中心方向にも流れ、基板上での液の滞留時間が長くなる。その結果、不純物が再付着し除去作用が低下するからである。具体的には、例えばリンス液の流量が１リットル／分であるとき、流量については、主孔５５ｂからの純水の吐出流量は５００ｍｌ／ｍｉｎ〜１０００ｍｌ／ｍｉｎであり、副孔５５ｃからの純水の吐出流量は１００ｍｌ／ｍｉｎ〜５００ｍｌ／ｍｉｎとすることが好ましい。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
次に、現像処理ユニット（ＤＥＶ）の動作について説明する。
【００５１】
まず、図１０（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。
【００５２】
そして、リンスノズル５５が図７に示すようにウェハＷの中心位置に配置され、リンス液を吐出する。このとき主孔５５ｂと副孔５５ｃとからリンス液が吐出されウェハＷ上で攪乱される。この攪乱された状態のリンス液がウェハ上を拡散し、ウェハ上に静電気力やファンデルワールス力で付着したミセル等の不純物に応力を与えることで当該不純物を除去する。また同時に、リンス液を吐出することにより現像液を洗い流す。このとき、ウェハＷを例えば５００ｒｐｍで回転させながらリンス液を吐出するようにしてもよい。これにより、攪乱された状態のリンス液が回転の遠心力でウェハ上を流れ、攪乱された状態のリンス液が運動エネルギーを増し不純物の除去作用を高めることができる。なお、本実施形態では、リンス液供給源５９から供給されるリンス液の流量を１リットル／分としている。
【００５３】
また、本実施形態のリンスノズル５５は主孔５５ｂの周囲に副孔５５ｃを複数設ける構成としたので、主孔５５ｂからリンス液をウェハＷの中央部に吐出するとともに、その周囲に副孔５５ｃからリンス液を円状に吐出できる。これにより、攪乱された状態のリンス液をウェハＷ上で均一に拡散させることができ、不純物の除去作用が向上する。特に、上記のようにウェハを回転させる場合に有効である。
【００５４】
さらに本実施形態のリンス処理は、従来までのように現像液を洗い流す作用も兼ねているため、処理時間を増加させることはない。
【００５５】
なお、リンスノズル５５の副孔５５ｃは、必ずしも円形上でなくても、図１１に示すように、例えば主孔５５ｂより小さい孔であれば長い形状の副孔５５ｃを設けるようにしてもよい。また主孔５５ｂについても同様に矩形とすることもできる。
【００５６】
図１２は、第２の実施形態に係るリンスノズルの下部の拡大断面図である。このリンスノズルの下端面５５ｅにおいて、主孔５５ｂと副孔５５ｃとの間には環状の溝５５ｄが形成されている。このような溝５５ｄを設けることにより、リンス液の吐出の際、下端面５５ｅが平坦面である場合に比べ、主孔５５ｂから吐出される液と副孔５５ｃから吐出される液との干渉を抑えることができ、ウェハ上で確実に攪乱効果を発生させることができる。
【００５７】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）を示す平面図である。図１３において、図４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。この現像処理ユニット（ＤＥＶ）におけるリンスノズル７５は、長尺形状を有しておりリンスノズルアーム６３によって支持されている。リンスノズルアーム６３はノズルスキャンアーム３６と同様にガイドレール４４上をＹ方向に制御部４０の制御により移動可能に設けられている。これにより、リンスノズル７５がカップＣＰ内に収容されたウェハＷの上部位置まで移動されるようになっている。
【００５８】
図１４は、そのリンスノズル７５を示しており、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。このリンスノズル７５は、例えばウェハの半径とほぼ同じ長さの長尺状に形成され、内部にリンス液を一旦貯留するバッファ室７５ａと、このバッファ７５ａから下端面に貫通されたリンス液吐出する複数の孔が設けられている。これらの孔はノズルの一端に１つの主孔５５ｂが形成されており、この主孔５５ｂ以外の副孔５５ｃはこれよりも径の小さく形成されている。これにより、副孔５５ｃから吐出されるリンス液の流量を主孔５５ｂからの流量よりも少なくすることができ、上記した実施形態と同様の効果が得られる。この場合、主孔５５ｂの直径は例えば１．５ｍｍ〜３．０ｍｍであって、好ましくは２．０ｍｍである。また副孔５５ｃの径は例えば０．２〜１．０ｍｍであって、好ましくは０．４ｍｍである。また、リンス処理時の流量は、
なお、リンス液としては例えば純水を用いることができるが、パターン倒壊の防止の観点から純水の表面を低下させるために、純水に界面活性剤等を混入してもよい。
【００５９】
このように構成されたリンスノズル７５により、例えば図１５に示すように、リンスノズル７５を主孔７５ｂからウェハＷの中心部にリンス液が吐出されるように配置させる。そしてウェハＷを回転させながら主孔７５ｂ及び副孔７５ｃからリンス液を吐出することで、ウェハ上でリンス液が混合され攪乱し不純物を除去する。このような長尺形状のノズル７５からリンス液を吐出することによりウェハ表面の全体に短時間で攪乱作用を発生させることができ、不純物の除去作用を向上させることができる。
【００６０】
なお、上記実施形態では、リンスノズル７５はウェハＷの半径とほぼ同じ長さの長尺形状としたが、この長さをウェハの半径より短く、例えば半径より４０ｍｍ短くし、ウェハ周縁部にはリンス液を吐出しないような形状にしてもよい。これにより、ウェハ周縁部でのパターン倒れの発生を抑制することができる。これは、ウェハ周縁部の周速度が中心部のそれよりも速いことを考慮し、そのように周縁部に吐出しないようにすることにより、周縁部に吐出されたリンス液がウェハ表面に与えるダメージを軽減できるからである。さらに、周縁部に吐出されたリンス液の周速度の影響によるミストの発生を抑止でき、ウェハ表面の汚染を防止できる。
【００６１】
また、図１６に示すように、リンスノズル８５をウェハの直径とほぼ同じ長さの長尺形状として、このノズルの中心位置に主孔８５ｂを設け、さらに主孔８５ｂからノズル外側方向に副孔８５ｃを複数設けるようにしてもよい。これによりウェハ全面へのリンス処理時間をさらに短縮することができる。
【００６２】
また、リンスノズルの各副孔の径のそれぞれ大きさを変えてもよい。例えばウェハ中心に近い副孔の径を大きくし、ウェハ周縁部に近づくに従い小さくすることにより、リンスノズルの副孔から吐出されるリンス液の流量を段階的に変える。その結果、リンス液がウェハ表面に与える衝撃をウェハ周速度に対応させて均一となるように制御することが可能となる。
【００６３】
図１７では、リンス液供給源５９に２つの供給管８２Ａ及び８２Ｂを接続し、さらにリンス液を気体で圧送するポンプ７６Ａ及び７６Ｂをそれぞれの供給管に別個に接続して、上記リンスノズル７５の主孔７５ｂと副孔７５ｃとへのリンス液の供給系統を別々にしている。このようにポンプ７６Ａ及び７６Ｂを別個に制御して吐出圧に差を持たせることで吐出されるリンス液の流速を変えることができる。これにより、ウェハの周速による影響によるウェハ表面に与える衝撃を軽減させることができる。また、このような実施形態は、図１６に示したリンスノズル８５にも適用できる。
【００６４】
図１８は、従来のリンスノズルと、第１の実施形態に係るリンスノズル５５及び第３の実施形態に係るリンスノズル７５で実際にリンス処理した場合の析出系欠陥の発生率を比較したグラフである。ここで発生率とは、従来のリンスノズルでリンス処理した際に発生する欠陥の個数を１００％とした場合の、本実施形態に係る各リンスノズルでリンス処理した際の欠陥の個数の割合である。このグラフから分かるように、本実施形態に係るリンスノズルを用いた場合、明らかに欠陥個数の減少が見られた。
【００６５】
次に、図１９及び図２０を参照してさらに他の実施形態について説明する。図１９では、例えば２つのリンスノズル５５Ａ及び５５Ｂが、供給管５８を介してリンス液供給源５９に接続されている。供給管５８にはリンス液を気体で圧送するポンプ６１が接続されている。リンスノズル５５Ａには例えばリンス液の吐出孔（図示せず）が１つ設けられ、リンスノズル５５Ｂには、ノズル５５Ａに設けられている吐出孔より大きさの小さい、リンス液を吐出する吐出孔（図示せず）が例えば１つ設けられている。リンスノズル５５ＡをウェハＷの中心部上に配置させており、その中心部より基板の外側にリンスノズル５５Ｂを配置させている。このような構成によっても、ウェハＷを回転させながらそれぞれのノズル５５Ａ及び５５Ｂからリンス液を吐出し、攪乱作用を効率良く発生させ不純物を除去することができる。
【００６６】
図２０では、リンス液供給源５９からそれぞれ独立した供給管５８Ａ及び５８Ｂが延び、それぞれの供給管５８Ａ及び５８Ｂに図１９で示したものと同一のリンスノズル５５Ａ及び５５Ｂが各々接続されている。また、それぞれの供給管５８Ａ及び５８Ｂには、別個の圧送ポンプ６１Ａ及び６１Ｂが各々設置されている。本実施形態では、例えば別個のポンプ６１Ａ及び６１Ｂを制御して、両ノズルで同じ吐出圧にしてもよいし、それぞれ違う吐出圧にしてもよい。これにより気泡の発生率等の攪乱状態をより精密にコントロールすることができる。また、両ノズルの吐出のタイミングも別個に制御できるように供給管５８Ａ及び５８Ｂに独立した開閉弁をそれぞれ設けてもよい。
【００６７】
なお、図１９及び図２０におけるリンスノズル５５Ｂは、吐出孔を複数設けるようにしてももちろんかまわない。また、リンスノズル５５Ｂのみをウェハ上でウェハの径方向にスキャンさせる機構を設けるようにしてもよい。
【００６８】
図２１は、図１９及び図２０においてリンスノズル５５Ａ及び５５Ｂからリンス液が吐出されるタイミングを示す図である。例えばノズル５５Ａからの吐出を先に行い、その後にノズル５５Ｂから吐出する。吐出のタイミングとしては、ノズル５５Ａから吐出されたリンス液が、少なくともノズル５５Ｂからリンス液が吐出されるウェハ上の位置まで拡散しているときに吐出する。従って、ノズル５５Ｂからリンス液を吐出するタイミングはウェハの回転数、吐出量、両ノズル間の距離等に依存する。このように、ノズル５５Ｂからの吐出のタイミングをノズル５５Ａより遅らせることで、ノズル５５Ｂからの吐出は、ノズル５５Ａからのリンス液を拡散させてから行うことができる。これにより、ノズル５５Ｂからのリンス液の吐出よるウェハへのインパクトを軽減させることができ、パターンの倒壊を回避することができる。この場合、攪乱作用を高めるためにノズル５５Ｂの流速を速くすればするほど有効なものとなる。
【００６９】
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。
【００７０】
例えば、上記各実施形態ではリンス液を吐出する孔として主孔と副孔を設けるようにしたが、必ずしも径を異ならせなくても全ての孔の径を同じにしてもよい。
【００７１】
また、主孔と副孔のウェハ面に対するリンス液の吐出角度を異なるようにしてもよい。例えば、図８で示すノズル５５の副孔５５ｃの角度を下端面５５ｅに向かうほど主孔に近づくように形成する。そうすると副孔からリンス液が吐出される向きは、主孔５５ｂから吐出されるリンス液がウェハ上でウェハ中央部から外側へ拡散する方向とは逆方向に向くので、気泡の発生率等の攪乱作用を高めることができる。
【００７２】
さらに、以上各実施形態で開示した構成を適宜合理的な範囲で組み合わせて実施することも可能である。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像液とリンス液とを効率良く攪乱し基板に付着したミセルや不溶解物等の不純物を除去することができ、基板の欠陥発生を軽減することができる。
【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】リンスノズルアームによって移動可能なリンスノズルを示す斜視図である。
【図７】リンスノズルとウェハとの位置関係を示す側面図である。
【図８】第１の実施形態に係るリンスノズルの断面図である。
【図９】図８に示すリンスノズルの平面図である。
【図１０】現像液の供給動作を示す図である。
【図１１】別の実施形態に係るリンスノズルの平面図である。
【図１２】第２の実施形態に係るリンスノズルの拡大断面図である。
【図１３】別の実施形態に係る現像処理ユニットの平面図である。
【図１４】第３の実施形態に係るリンスノズルの断面図及び平面図である。
【図１５】図１４に示すリンスノズルを用いてリンス処理を行うときの動作を示す平面図である。
【図１６】図１４に示すリンスノズルの変形例を示す平面図である。
【図１７】図１４に示すリンスノズルの供給系の変形例を示す図である。
【図１８】従来と本発明とのリンスノズルを用いた場合の欠陥の発生率を比較したグラフである。
【図１９】他の実施形態に係るリンス液の供給機構を示す構成図である。
【図２０】さらに他の実施形態に係るリンス液の供給機構を示す構成図である。
【図２１】２つのリンスノズルからリンス液が吐出されるタイミングを示す図である。
【符号の説明】
Ｗ...半導体ウェハ
４２…スピンチャック
４３…モータ
５４…リンスノズルアーム
５５，５５Ａ，５５Ｂ，７５，８５…リンスノズル
５５ａ…流路
５５ｅ…下端面
５５ｂ…主孔
５５ｃ…副孔
５５ｄ…溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus for developing a resist pattern on a semiconductor substrate, a substrate processing method, and a rinsing nozzle used in the photolithography process in manufacturing a semiconductor device, for example.
[0002]
[Prior art]
In the photolithography process of semiconductor device manufacturing, a photoresist is applied to the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”), a mask pattern is exposed on the resist, and this is developed to form a resist pattern on the wafer surface. is doing.
[0003]
In such a photolithography process, for example, in a paddle development process, development is performed by supplying a developer onto the wafer and leaving the wafer as it is for a predetermined time. Thereafter, for example, a rinse solution is supplied onto the wafer to wash away the developer.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, during the development process, micelles (aggregated state of fluid molecules at the micro level) may be formed by the salting-out reaction, and these micelles remain attached to the wafer by electrostatic force or van der Waals force. There is a problem that defects occur. Further, insoluble matter may be deposited due to pH shock (pH shock) caused by supplying the developing solution, and this insoluble matter is likely to adhere to the wafer as well. In many cases, the insoluble matter is removed from the polymer surface of the resist and the insoluble matter is reattached. Since such micelles and insoluble matter adhere to the wafer by strong force such as electrostatic force as described above, there is a problem that they cannot be removed by the current rinsing process.
[0005]
In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of removing impurities such as micelles and insoluble matter attached to the substrate, and a rinsing nozzle used in these. Is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to the present invention includes a holding unit that holds a substrate, a unit that supplies a processing liquid to the substrate held by the holding unit, and a substrate that is supplied with the processing liquid. And rinsing means for discharging the liquid and the second liquid to disturb the processing liquid to remove impurities adhering to the substrate, and to wash out the processing liquid.The rinsing means is provided with a plurality of first discharge portions formed with first holes for discharging the first liquid and around the first holes, and discharges the second liquid. And a second discharge section having a second hole formed therein.
[0007]
In the present invention, the first liquid and the second liquid are discharged from the substrate supplied with the processing liquid by the rinsing means, so that the processing liquid, the first processing liquid, and the second processing liquid are discharged. Are disturbed, and for example, bubbles are generated by this disturbance. The disturbance or bubbles give stress to the impurity, whereby the impurity can be removed (hereinafter referred to as a disturbance effect). Moreover, since this rinsing means also serves to wash away the processing liquid as in the prior art, it does not increase the processing time. Here, the processing solution is, for example, a developing solution. For example, pure water can be used for each of the first liquid and the second liquid.
[0009]
  Also,By providing such a first hole and a second hole, the first liquid and the second liquid can be discharged separately in order to generate a disturbing action. For example, if the supply system of the liquid supplied to the nozzle (here, the supply system refers to, for example, a pump or piping for pumping the liquid) is the same as the size of the first hole and the second By making the size of the holes different from each other, the flow rate of the liquid discharged from the small diameter hole can be made smaller than the flow rate of the liquid discharged from the large diameter hole. Thereby, for example, when the first liquid is discharged from the first hole to the central part of the substrate, the disturbed liquid flows smoothly from the central part of the substrate toward the peripheral edge of the substrate, thereby improving the impurity removing action. . For example, when the first liquid supply system and the second liquid supply system are separate, the flow rate can be varied by adjusting the pressure of a pump or the like of the supply system.
[0010]
  Also,A plurality of the second holes are provided around the first hole.TheFor example, the nozzle is disposed on the central portion of the substrate, the first liquid is discharged from the first hole to the central portion of the substrate, and the second liquid is discharged from the plurality of second holes provided around the first hole. Are supplied in a circle on the first liquid diffusing on the substrate. In this way, the disturbed liquid can be uniformly diffused on the substrate, and the effect of removing impurities is improved. This is particularly effective when the substrate is rotated as described above.
[0011]
Further, for example, if the supply system of the liquid supplied to the nozzle is the same, the flow rate of the second liquid is reduced by making the size of the second hole smaller than the size of the first hole. For example, the disturbance effect such as the bubble generation efficiency can be enhanced. Specifically, the diameter of the first hole is 1.5 mm to 3.0 mm, and the diameter of the second hole is 0.2 to 1.0 mm. The diameter of the first hole is set as described above. When the liquid is discharged at a predetermined discharge pressure, if the diameter is made larger than 3.0 mm, the flow rate of the liquid per unit time becomes excessive and the impact is increased. This is because the resist pattern may collapse. Also, the diameter of the second hole was set in this way because when the liquid was discharged at a predetermined discharge pressure, the flow rate was too large if the diameter was set to 1.0 mm or more, and the liquid was discharged onto the substrate. This is because the second liquid also flows to the central portion of the substrate, and the removal action is reduced, for example, impurities are reattached due to the liquid remaining. As for the specific flow rates of the first and second liquids, the discharge flow rate of the first liquid is 500 ml / min to 1000 ml / min, and the discharge flow rate of the second liquid is 100 ml / min to 500 ml / min. It is preferable that By using such a flow rate, the disturbed liquid flows smoothly from the central portion of the substrate to the peripheral portion, and impurities can be removed.
[0012]
In one embodiment of the present invention, the nozzle includes a groove provided between the first discharge unit and the second discharge unit. For example, compared with the case where the discharge surfaces of the first discharge portion and the second discharge portion are the same, by providing such a groove portion, the interference between the first liquid and the second liquid is caused during the discharge of the liquid. Can be improved, and a disturbance effect can be reliably generated on the substrate.
[0013]
In one embodiment of the present invention, the discharge direction of the first liquid and the discharge direction of the second liquid are different. For example, when the discharge direction of the second liquid is oriented in an oblique direction inside the substrate with respect to the substrate surface, the second liquid is directed in the direction opposite to the direction in which the first liquid diffuses from the center of the substrate to the outside of the substrate. Since the liquid is discharged, for example, the disturbance effect such as the bubble generation rate can be enhanced.
[0014]
  Another substrate processing apparatus according to the present invention includes a holding unit that holds a substrate, a unit that supplies a processing liquid to the substrate held by the holding unit, and a first liquid and a first liquid that are supplied to the substrate supplied with the processing liquid. And a rinsing means for rinsing the processing liquid. The rinsing means discharges the first liquid. A first nozzle in which one hole is formed; and a second nozzle that discharges the second liquid and has a second hole smaller than the size of the first hole.In this way, two nozzles are prepared, and the first liquid and the second liquid are discharged from the respective nozzles, and a disturbance effect such as bubbles can be generated. In this case, by making the size of the second hole smaller than the size of the first hole, the flow rate of the second liquid can be made smaller than that of the first liquid as described above. As a result, it is possible to smoothly remove the disturbed liquid from the central part of the substrate to the peripheral part while removing the disturbance effect and to remove impurities.
[0015]
The substrate processing apparatus which concerns on another viewpoint of this invention has a holding | maintenance part holding a board | substrate, a means to supply a process liquid to the board | substrate hold | maintained at the holding | maintenance part, and an elongate shape, The 1st in the longitudinal direction And a plurality of second holes are arranged in a row, and the first liquid and the second liquid are respectively discharged from the first hole and the second hole to the substrate supplied with the processing liquid. And rinsing means for disturbing the treatment liquid to remove impurities adhering to the substrate and washing away the treatment liquid.
[0016]
In the present invention, since the first hole and the plurality of second holes are arranged in the longitudinal direction of the nozzle having an elongated shape, the outer side of the first liquid discharged to the central portion of the substrate Thus, the second liquid can be discharged from the plurality of holes. As a result, for example, when discharging is performed while rotating the substrate, a disturbing action such as generation of bubbles can be applied to the entire surface of the substrate in a short time, and the impurity removal efficiency can be increased. In this case, for example, the first liquid may be discharged from the first hole to the center of the substrate, and the second liquid may be discharged from the center of the second hole to the outside of the substrate.
[0017]
  The substrate processing method of the present invention includes a step of supplying a processing liquid to a substrate, and discharging the first liquid and the second liquid to the substrate supplied with the processing liquid to disturb the processing liquid to the substrate. And removing the adhering impurities and washing away the treatment liquid.And discharging the first liquid before the second liquid..
[0018]
In the present invention, if the first liquid and the second liquid are discharged to the substrate supplied with the processing liquid, it is possible to generate a disturbing action such as generation of bubbles, and this disturbing action gives stress to the impurities. Thus, the impurity can be removed. In addition, the processing time is not increased because it also serves to wash away the processing liquid as in the prior art.
[0019]
  Further, the first liquid is discharged before the second liquid. Thus, by supplying the first liquid onto the substrate and diffusing the first liquid to some extent on the substrate and then discharging the second liquid, the impact on the substrate due to the discharge of the second liquid is reduced. The pattern collapse can be avoided. In this case, it is particularly effective when the flow rate of the second liquid is higher than the first flow rate in order to enhance the disturbance effect such as the bubble generation rate.It is.
[0020]
  The nozzle of the present invention discharges the first liquid and the second liquid to the substrate supplied with the processing liquid to disturb the processing liquid to remove impurities adhering to the substrate and to wash out the processing liquid. A first discharge portion in which a hole for discharging the first liquid is formed;Provided around the first hole, andAnd a second discharge part having a hole for discharging the second liquid.
[0021]
  By discharging the first liquid and the second liquid to the substrate supplied with the processing liquid by such a nozzle, a disturbing action such as bubbles can be generated, and this disturbing action causes stress to the impurities. It is possible to remove the impurities. In addition, the processing time is not increased because it also serves to wash away the processing liquid as in the prior art.
A nozzle according to another aspect of the present invention discharges a first liquid and a second liquid to a substrate supplied with a processing liquid to disturb the processing liquid and remove impurities attached to the substrate. A nozzle for washing out the processing liquid, the first discharge part having a hole for discharging the first liquid and the second discharge having a hole for discharging the second liquid And the size of the second hole is smaller than the size of the first hole.
A nozzle according to another aspect of the present invention discharges a first liquid and a second liquid to a substrate supplied with a processing liquid to disturb the processing liquid and remove impurities attached to the substrate. A nozzle for washing out the processing liquid, the first discharge part having a hole for discharging the first liquid and the second discharge having a hole for discharging the second liquid A groove portion provided between the first discharge portion and the second discharge portion.
[0022]
In addition, a nozzle according to another aspect of the present invention has a long shape, and discharges the first liquid and the second liquid to the substrate supplied with the processing liquid to disturb the processing liquid, thereby the substrate. A nozzle for removing impurities adhering to the substrate and washing away the treatment liquid, and a first discharge part having a hole for discharging the first liquid, and a longitudinal direction of the elongated shape And a second discharge part having a plurality of rows of holes for discharging the second liquid.
[0023]
In the present invention, for example, when discharging is performed while rotating the substrate, a disturbing action such as generation of bubbles can be applied to the entire surface of the substrate in a short time, and the removal efficiency of impurities can be increased. In this case, for example, the first liquid may be discharged from the first hole to the center of the substrate, and the second liquid may be discharged from the center of the second hole to the outside of the substrate.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
1 to 3 are views showing an overall configuration of a coating and developing treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view, and FIGS. 2 and 3 are a front view and a rear view.
[0026]
The coating and developing treatment apparatus 1 carries a plurality of semiconductor wafers W in the wafer cassette CR, for example, in units of 25, from the outside to the apparatus 1 or unloads from the apparatus 1, or carries in / out the wafer W from / to the wafer cassette CR. A cassette station 10 for processing, a processing station 12 in which various single-wafer processing units for performing predetermined processing on the wafer W one by one in the coating and developing process are arranged in multiple stages at predetermined positions, and this processing 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.
[0027]
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 at the position of the protrusion 20 a on the cassette mounting table 20 with the respective wafer entrances facing the processing station 12 side. The wafer carrier 22 that is placed and movable in the cassette arrangement direction (X direction) and in 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 that it can also access a heat treatment system unit belonging to a third processing unit section G3 having a multistage structure, which will be described later, as shown in FIG. It has become.
[0028]
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 side on the rear side of the apparatus (upper side in the drawing). A first main wafer transfer device A1 is provided between each of the third processing unit part G3 and the fourth processing unit part 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 so that it can. Further, a second main wafer transfer device A2 is provided between the fourth processing unit G4 and the fifth processing unit G5, and the second main wafer transfer device A2 is similar to the first, The second main wafer carrier 17 is installed so as to selectively access the second processing unit part G2, the fourth processing unit part G4, the fifth processing unit part G5, and the like.
[0029]
Further, a heat treatment unit is installed on the back side of the first main wafer transfer apparatus A1, and for example, an adhesion unit (AD) 110 for hydrophobizing the wafer W, a heating unit (for heating the wafer W) ( HP) 113 are stacked in multiple stages as shown in FIG. The adhesion unit (AD) may further include a mechanism for adjusting the temperature of the wafer W. On the back side of the second main wafer transfer device A2, a peripheral exposure device (WEE) 120 that selectively exposes only the edge portion of the wafer W, and a film thickness inspection device that inspects the resist film thickness applied to the wafer W 119 and line width inspection devices 118 for inspecting the line width of the resist pattern are provided in multiple stages. The film thickness inspection apparatus 119 and the line width inspection apparatus 118 may be provided outside the apparatus without being provided in the coating and developing treatment apparatus 1 as described above. In addition, a heat treatment unit (HP) 113 may be arranged on the back side of the second main wafer transfer device A2 in the same manner as the back side of the first main wafer transfer device A1.
[0030]
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 heat processing unit that performs a predetermined heat process on the wafer W (BAKE), a cooling processing unit (CPL) that cools the wafer W with accurate temperature control, a transition unit (TRS) that serves as a transfer unit of the wafer W from the wafer transport body 22 to the main wafer transport body 16, The transfer / cooling processing units (TCP), which are separately provided in the upper and lower two stages, are divided into a transfer part and a cooling part, for example, are stacked in 10 stages in order from the top. In the third processing unit G3, in the present embodiment, the third stage from the bottom is provided as a spare space. Even 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) that heat-treats the wafer W after forming a resist film, and a cooling processing unit (CPL) is stacked in, for example, 10 stages in order from the top. Further, in the fifth processing unit G5, for example, as a thermal processing means, a post-exposure baking unit (PEB) for performing heat treatment on the exposed wafer W, a cooling processing unit (CPL), and a wafer W transfer unit. For example, transition units (TRS) are stacked in 10 stages in order from the top, for example.
[0031]
For example, as shown in the fourth processing unit part G4 of FIG. 1, the heating processing unit includes a temperature control plate C for controlling the temperature of the wafer W on the front side, and heating for heating the wafer W. A plate H is disposed on the back side.
[0032]
In FIG. 1, a first processing unit part G1 and a second processing unit part G2 are provided side by side in the Y direction on the apparatus front side of the processing station 12 (downward in the figure). Between the first processing unit part G1 and the cassette station 10 and between the second processing unit part G2 and the interface part 14, it is used for temperature control of the processing liquid supplied by the processing unit parts G1 and G2. Liquid temperature control pumps 24 and 25 are provided, respectively, and clean air from an air conditioner (not shown) provided outside the coating and developing treatment apparatus 1 is supplied into the processing units G1 to G5. Ducts 31 and 32 are provided.
[0033]
As shown in FIG. 2, in the first processing unit G1, five spinner type processing units that perform predetermined processing by placing the wafer W on a spin chuck in a cup CP, for example, resist as a resist film forming unit. The coating processing unit (COT) has three stages, and a bottom coating unit (BARC) for forming an antireflection film for preventing reflection of light during exposure is superposed in two stages and five stages in order from the bottom. Similarly, in the second processing unit G2, five spinner type processing units, for example, development processing units (DEV) as development processing units are stacked in five stages. In the resist coating processing unit (COT), the drainage of the resist solution is troublesome both in terms of mechanism and maintenance, and thus is preferably arranged in the lower stage. However, it can be arranged in the upper stage as required.
[0034]
In addition, chemical chambers (CHM) 26 and 28 for supplying the above-described predetermined processing liquid to the respective processing unit units G1 and G2 are provided at the lowermost stages of the first and second processing unit units G1 and G2, respectively. Yes.
[0035]
A portable pickup cassette CR and a stationary buffer cassette BR are arranged in two stages on the front surface of the interface section 14, and a wafer carrier 27 is provided in the center. The wafer carrier 27 moves in the X and Z directions to access both cassettes CR and BR. Further, 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 upper and lower stages. The wafer carrier 27 can also access this cooling processing unit (CPL).
[0036]
Next, the development processing unit (DEV) according to the present invention will be described in detail. 4 and 5 are a plan view and a cross-sectional view showing a development processing unit (DEV) according to an embodiment of the present invention.
[0037]
In this unit, a fan / filter unit F for supplying clean air into the casing 41 is mounted above the casing 41. In the lower part, an annular cup CP is disposed near the center of the unit bottom plate 51, which is smaller than the width of the casing 41 in the Y direction, and a spin chuck 42 is disposed inside thereof. The spin chuck 42 is configured to be rotated by the rotational driving force of the motor 43 while the wafer W is fixedly held by vacuum suction.
[0038]
In the cup CP, pins 48 for transferring the wafer W are provided so as to be moved up and down by a driving device 47 such as an air cylinder. As a result, the wafer can be delivered to and from the main wafer transfer body 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 waste liquid pipe 33 is connected to the drain port 45, and the waste liquid pipe 33 communicates with a waste liquid port (not shown) below using a space N between the unit bottom plate 51 and the housing 41.
[0039]
The developing solution nozzle 53 for supplying the developing solution to the surface of the wafer W is formed in, for example, an elongated shape having a length substantially the same as the diameter of the wafer W, and is connected to the chemical chamber (CHM) via the supply pipe 34. 28 (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 an upper end portion 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. For example, the nozzle scan arm 36 is vertically driven by a belt drive mechanism. It moves in the Y direction integrally with the support member 49. As a result, the developer nozzle 53 waits on the developer nozzle bus 46 disposed outside the cup CP except when the developer is supplied, and is transferred to the wafer W when the developer is supplied. It has become. The developer nozzle 53 has, for example, a plurality of discharge holes (not shown) formed at the lower end thereof, and the developer is discharged from the plurality of discharge holes.
[0040]
Further, a rinse nozzle 55 for discharging the rinse liquid is attached to the rinse nozzle arm 54 at the side of the cup CP. As shown in FIG. 6, the rinse nozzle arm 54 is provided so as to be rotatable in the θ direction by driving a stepping motor 56 supported by a support member 57, for example. As a result, as shown by the broken line in FIG. 5, the rinse nozzle 55 moves to the center of the wafer W accommodated in the cup CP during the rinse process. Further, as shown in FIG. 7, the rinsing nozzle 55 is arranged, for example, at a height t = 15 mm from the surface of the wafer W held by the spin chuck 42 during the rinsing process. In FIG. 5, the rinsing nozzle 55 and the like are omitted.
[0041]
The driving of the stepping motor 56 that is the moving mechanism of the nozzle scan arm 36 and the moving mechanism of the rinse nozzle arm 54 is electrically controlled by the control unit 40.
[0042]
8 and 9 are a cross-sectional view and a plan view of the rinse nozzle 55 according to the first embodiment. The rinse nozzle 55 is connected via a supply pipe 58 to a rinse liquid supply source 59 including a tank (not shown) for storing the rinse liquid, a pressure feed pump, and the like. For example, pure water is used as the rinsing liquid, but a surfactant or the like may be mixed into the pure water in order to reduce the surface tension of the pure water from the viewpoint of preventing pattern collapse. A flow path 55a through which the rinsing liquid flows is provided inside the nozzle, and a main hole 55b for discharging the rinsing liquid penetrating from the center of the flow path 55a to the center of the lower end surface 55e of the nozzle is provided. Further, around the main hole 55b, for example, eight sub-holes 55c having a diameter smaller than that of the main hole 55b are formed so as to penetrate from the flow path 55a to the lower end surface 55e. The diameter of the main hole 55b is, for example, 1.5 mm to 3.0 mm, and preferably 2.0 mm. Moreover, the diameter of the subhole 55c is 0.2-1.0 mm, for example, Preferably it is 0.4 mm. Further, in FIG. 9, the diameter of the circle indicated by the broken line constituted by the eight sub holes 55c is, for example, 8 mm.
[0043]
By discharging the rinse liquid onto the wafer W by the rinse nozzle 55 configured as described above, the liquid discharged from the main hole 55b and the liquid discharged from the sub hole 55c are mixed, and a disturbing action is performed on the wafer. Can be generated. For example, bubbles can be generated by this disturbing action. In particular, in the present embodiment, the size of the main hole 55b and the size of the sub-hole 55c are different from each other, so that the flow rate of the liquid discharged from the sub-hole 55c is adjusted to the flow rate of the liquid discharged from the main hole 55b. It can be less than the flow rate. As a result, for example, the disturbed liquid flows smoothly from the wafer central portion toward the peripheral portion, and the impurity removing action can be enhanced.
[0044]
In addition, the main hole 55b has a diameter as described above. If the diameter is larger than 3.0 mm, the flow rate of the liquid per unit time becomes excessive, and the impact may cause collapse of the resist pattern. Because there is. In addition, the diameter of the sub-hole 55c is set in this way. If the diameter is 1.0 mm or more, the flow rate from the sub-hole 55c increases too much, and the liquid discharged from the sub-hole 55c also moves toward the center of the substrate. Flow and the residence time of the liquid on the substrate become longer. As a result, impurities are reattached and the removal action is reduced. Specifically, for example, when the flow rate of the rinsing liquid is 1 liter / min, the flow rate of pure water from the main hole 55b is 500 ml / min to 1000 ml / min, and the pure water from the sub hole 55c is pure. The water discharge flow rate is preferably 100 ml / min to 500 ml / min.
[0045]
Next, an example of processing steps in the coating and developing treatment apparatus 1 configured as described above will be described.
[0046]
First, in the cassette station 10, the wafer carrier 22 accesses the cassette CR containing the unprocessed wafer 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 apparatus A1 via the transfer / cooling processing unit (TCP), and is transferred into, for example, the adhesion unit (AD) 110 to be subjected to a hydrophobic treatment. Next, the film is transferred to, for example, a bottom coating unit (BARC), where an antireflection film may be formed to prevent reflection of exposure light from the wafer during exposure.
[0047]
Next, the wafer W and the wafer W are carried into a resist coating unit (COT) to form a resist film. 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 control plate C, the wafer W is moved to the heating plate H side while being temperature controlled, and is placed on the heating plate H and subjected to heat treatment. After the heat treatment is performed, 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 in a cooling processing unit (CPL).
[0048]
Next, the wafer W may be taken out by the second main transfer device A2 and transferred to the film thickness inspection device 119 to measure the resist film thickness. Then, the wafer W is transferred to the exposure apparatus 100 via the transition unit (TRS) and the interface unit 14 in the fifth processing unit G5 and subjected to exposure processing there. When the exposure process is completed, the wafer W is transferred to the second main transfer device A2 via the interface unit 14 and the transition unit (TRS) in the fifth processing unit G5, and then the post-exposure baking unit (PEB). Temperature control and heat treatment are performed. After the exposure process, the wafer W may be temporarily stored in the buffer cassette BR in the interface unit 14.
[0049]
Then, the wafer W is conveyed to a development processing unit (DEV) and subjected to development processing. After this development processing, a predetermined heat treatment (post-baking) may be performed. After the development process is completed, the wafer W is subjected to a predetermined cooling process in the cooling unit (COL) and returned to the cassette CR through the extension unit (EXT).
[0050]
Next, the operation of the development processing unit (DEV) will be described.
[0051]
First, as shown in FIGS. 10A and 10B, the developing solution is discharged on the wafer W by discharging the developing solution while moving the developing solution nozzle 53 on the stationary wafer W in the direction indicated by the arrow A. It is done. Then, the developing process is performed for a predetermined time, for example, 60 seconds while the developer is piled up on the entire surface of the wafer.
[0052]
Then, the rinsing nozzle 55 is disposed at the center position of the wafer W as shown in FIG. 7, and discharges the rinsing liquid. At this time, the rinse liquid is discharged from the main hole 55 b and the sub hole 55 c and disturbed on the wafer W. The disturbed rinsing liquid diffuses on the wafer, and the impurities are removed by applying stress to the impurities such as micelles adhering to the wafer by electrostatic force or van der Waals force. At the same time, the developer is washed away by discharging the rinse liquid. At this time, the rinsing liquid may be discharged while rotating the wafer W at, for example, 500 rpm. As a result, the rinse liquid in the disturbed state flows on the wafer by the rotational centrifugal force, and the rinse liquid in the disturbed state can increase the kinetic energy and enhance the impurity removing action. In the present embodiment, the flow rate of the rinsing liquid supplied from the rinsing liquid supply source 59 is 1 liter / min.
[0053]
Further, since the rinse nozzle 55 of the present embodiment has a configuration in which a plurality of sub holes 55c are provided around the main hole 55b, the rinse liquid is discharged from the main hole 55b to the central portion of the wafer W, and the sub holes 55c are formed around the periphery. The rinse liquid can be discharged in a circular shape. As a result, the rinsing liquid in a disturbed state can be uniformly diffused on the wafer W, and the effect of removing impurities is improved. This is particularly effective when the wafer is rotated as described above.
[0054]
Furthermore, since the rinsing process of the present embodiment also serves to wash away the developer as in the prior art, the processing time is not increased.
[0055]
The sub hole 55c of the rinse nozzle 55 does not necessarily have a circular shape, but as shown in FIG. 11, for example, if the hole is smaller than the main hole 55b, a long sub hole 55c may be provided. Similarly, the main hole 55b can be rectangular.
[0056]
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the lower portion of the rinse nozzle according to the second embodiment. On the lower end surface 55e of the rinse nozzle, an annular groove 55d is formed between the main hole 55b and the sub hole 55c. By providing such a groove 55d, when the rinsing liquid is discharged, interference between the liquid discharged from the main hole 55b and the liquid discharged from the sub hole 55c can be prevented as compared with the case where the lower end surface 55e is a flat surface. Therefore, the disturbance effect can be reliably generated on the wafer.
[0057]
FIG. 13 is a plan view showing a development processing unit (DEV) according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 13, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The rinse nozzle 75 in the development processing unit (DEV) has a long shape and is supported by the rinse nozzle arm 63. As with the nozzle scan arm 36, the rinse nozzle arm 63 is provided on the guide rail 44 so as to be movable in the Y direction under the control of the control unit 40. Thereby, the rinse nozzle 75 is moved to the upper position of the wafer W accommodated in the cup CP.
[0058]
FIG. 14 shows the rinse nozzle 75, where (a) is a sectional view and (b) is a plan view. The rinse nozzle 75 is formed in, for example, a long shape substantially the same length as the radius of the wafer, and discharges the rinse liquid penetrating from the buffer 75a to the lower end surface once in the buffer chamber 75a. A plurality of holes are provided. These holes are formed with one main hole 55b at one end of the nozzle, and the sub-holes 55c other than the main hole 55b are formed smaller in diameter. Thereby, the flow rate of the rinse liquid discharged from the sub hole 55c can be made smaller than the flow rate from the main hole 55b, and the same effect as the above-described embodiment can be obtained. In this case, the diameter of the main hole 55b is, for example, 1.5 mm to 3.0 mm, and preferably 2.0 mm. Moreover, the diameter of the subhole 55c is 0.2-1.0 mm, for example, Preferably it is 0.4 mm. The flow rate during the rinsing process is
In addition, although pure water can be used as a rinse liquid, in order to reduce the surface of pure water from a viewpoint of prevention of pattern collapse, you may mix surfactant etc. in a pure water.
[0059]
With the rinse nozzle 75 configured as described above, for example, as shown in FIG. 15, the rinse nozzle 75 is arranged so that the rinse liquid is discharged from the main hole 75 b to the center of the wafer W. Then, the rinse liquid is discharged from the main hole 75b and the sub hole 75c while rotating the wafer W, whereby the rinse liquid is mixed and disturbed on the wafer to remove impurities. By discharging the rinsing liquid from such a long nozzle 75, the entire wafer surface can be disturbed in a short time, and the impurity removal action can be improved.
[0060]
In the above embodiment, the rinse nozzle 75 has a long shape substantially the same length as the radius of the wafer W. However, this length is shorter than the radius of the wafer, for example, 40 mm shorter than the radius. You may make it the shape which does not discharge a rinse liquid. Thereby, generation | occurrence | production of the pattern collapse in a wafer peripheral part can be suppressed. This is due to the fact that the peripheral speed of the peripheral edge of the wafer is faster than that of the central area, so that the rinsing liquid discharged to the peripheral edge does not damage the wafer surface. It is because it can reduce. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of mist due to the influence of the peripheral speed of the rinsing liquid discharged to the peripheral portion, and contamination of the wafer surface can be prevented.
[0061]
Further, as shown in FIG. 16, the rinse nozzle 85 is formed in an elongated shape having a length substantially the same as the diameter of the wafer, and a main hole 85b is provided at the center position of the nozzle, and further, a sub-hole is formed from the main hole 85b to the nozzle outer side. A plurality of 85c may be provided. As a result, the rinsing time for the entire wafer surface can be further shortened.
[0062]
Moreover, you may change each magnitude | size of the diameter of each subhole of a rinse nozzle. For example, the flow rate of the rinsing liquid discharged from the sub-hole of the rinse nozzle is changed stepwise by increasing the diameter of the sub-hole close to the wafer center and decreasing it as it approaches the peripheral edge of the wafer. As a result, it is possible to control the impact of the rinsing liquid on the wafer surface to be uniform according to the wafer peripheral speed.
[0063]
In FIG. 17, two supply pipes 82A and 82B are connected to the rinse liquid supply source 59, and pumps 76A and 76B for pumping the rinse liquid with gas are separately connected to the respective supply pipes. The supply system of the rinse liquid to the main hole 75b and the subhole 75c is set separately. Thus, the flow rate of the rinse liquid discharged can be changed by controlling the pumps 76A and 76B separately to give a difference in discharge pressure. Thereby, the impact given to the wafer surface due to the influence of the peripheral speed of the wafer can be reduced. Such an embodiment can also be applied to the rinse nozzle 85 shown in FIG.
[0064]
FIG. 18 is a graph comparing the incidence rate of precipitation defects when the conventional rinse nozzle is actually rinsed with the rinse nozzle 55 according to the first embodiment and the rinse nozzle 75 according to the third embodiment. is there. Here, the occurrence rate is a ratio of the number of defects when rinsing processing is performed with each rinsing nozzle according to the present embodiment when the number of defects generated when rinsing processing is performed with a conventional rinsing nozzle is 100%. is there. As can be seen from this graph, when the rinse nozzle according to this embodiment was used, the number of defects was clearly reduced.
[0065]
Next, still another embodiment will be described with reference to FIGS. 19 and 20. In FIG. 19, for example, two rinse nozzles 55 </ b> A and 55 </ b> B are connected to a rinse liquid supply source 59 via a supply pipe 58. The supply pipe 58 is connected to a pump 61 that pumps the rinse liquid with gas. The rinse nozzle 55A is provided with, for example, one discharge hole (not shown) for rinsing liquid, and the rinse nozzle 55B is a discharge hole for discharging the rinse liquid that is smaller in size than the discharge hole provided in the nozzle 55A. For example, one (not shown) is provided. The rinse nozzle 55A is disposed on the center portion of the wafer W, and the rinse nozzle 55B is disposed outside the substrate from the center portion. Even with such a configuration, it is possible to discharge the rinse liquid from the respective nozzles 55A and 55B while rotating the wafer W, to efficiently generate a disturbing action, and to remove impurities.
[0066]
In FIG. 20, independent supply pipes 58A and 58B extend from the rinse liquid supply source 59, and the same rinse nozzles 55A and 55B as shown in FIG. 19 are connected to the supply pipes 58A and 58B, respectively. Separate supply pumps 61A and 61B are installed in the supply pipes 58A and 58B, respectively. In this embodiment, for example, the separate pumps 61A and 61B may be controlled so that both nozzles have the same discharge pressure or different discharge pressures. This makes it possible to control the disturbance state such as the bubble generation rate more precisely. In addition, independent on-off valves may be provided in the supply pipes 58A and 58B so that the discharge timings of both nozzles can be controlled separately.
[0067]
Of course, the rinse nozzle 55B in FIGS. 19 and 20 may be provided with a plurality of discharge holes. Further, a mechanism for scanning only the rinse nozzle 55B on the wafer in the radial direction of the wafer may be provided.
[0068]
FIG. 21 is a diagram illustrating the timing at which the rinse liquid is discharged from the rinse nozzles 55A and 55B in FIGS. For example, ejection from the nozzle 55A is performed first, and then ejection is performed from the nozzle 55B. As a discharge timing, the discharge is performed when the rinse liquid discharged from the nozzle 55A is diffused at least to a position on the wafer where the rinse liquid is discharged from the nozzle 55B. Therefore, the timing at which the rinse liquid is discharged from the nozzle 55B depends on the number of rotations of the wafer, the discharge amount, the distance between the two nozzles, and the like. As described above, by delaying the discharge timing from the nozzle 55B from the nozzle 55A, the discharge from the nozzle 55B can be performed after the rinsing liquid from the nozzle 55A is diffused. Thereby, the impact on the wafer due to the discharge of the rinsing liquid from the nozzle 55B can be reduced, and the collapse of the pattern can be avoided. In this case, the higher the flow velocity of the nozzle 55B in order to enhance the disturbing effect, the more effective.
[0069]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible.
[0070]
For example, in each of the above embodiments, the main hole and the sub hole are provided as the holes for discharging the rinsing liquid. However, the diameters of all the holes may be the same without necessarily changing the diameters.
[0071]
Moreover, you may make it the discharge angle of the rinse liquid with respect to the wafer surface of a main hole and a subhole differ. For example, the angle of the sub hole 55c of the nozzle 55 shown in FIG. 8 is formed so as to approach the main hole toward the lower end surface 55e. Then, the direction in which the rinsing liquid is discharged from the sub-hole is directed in the direction opposite to the direction in which the rinsing liquid discharged from the main hole 55b diffuses from the wafer center to the outside on the wafer. The effect can be enhanced.
[0072]
Furthermore, it is possible to combine the configurations disclosed in the above embodiments as appropriate within a reasonable range.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently disturb the developer and the rinsing solution to remove impurities such as micelles and insoluble matter attached to the substrate, and to reduce the occurrence of defects on the substrate. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a coating and developing treatment apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view of the coating and developing treatment apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a rear view of the coating and developing treatment apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is a plan view of a development processing unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the development processing unit shown in FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a rinse nozzle movable by a rinse nozzle arm.
FIG. 7 is a side view showing a positional relationship between a rinse nozzle and a wafer.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a rinse nozzle according to the first embodiment.
9 is a plan view of the rinse nozzle shown in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating a developer supply operation.
FIG. 11 is a plan view of a rinse nozzle according to another embodiment.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a rinse nozzle according to a second embodiment.
FIG. 13 is a plan view of a development processing unit according to another embodiment.
FIG. 14 is a cross-sectional view and a plan view of a rinse nozzle according to a third embodiment.
15 is a plan view showing an operation when rinsing is performed using the rinse nozzle shown in FIG. 14;
16 is a plan view showing a modification of the rinse nozzle shown in FIG. 14. FIG.
17 is a view showing a modification of the supply system of the rinse nozzle shown in FIG.
FIG. 18 is a graph comparing the occurrence rates of defects in the case where the rinse nozzles of the prior art and the present invention are used.
FIG. 19 is a configuration diagram showing a rinsing liquid supply mechanism according to another embodiment.
FIG. 20 is a configuration diagram showing a rinsing liquid supply mechanism according to still another embodiment.
FIG. 21 is a diagram illustrating a timing at which rinse liquid is discharged from two rinse nozzles.
[Explanation of symbols]
W ... Semiconductor wafer
42 ... Spin chuck
43 ... Motor
54 ... Rinse nozzle arm
55, 55A, 55B, 75, 85 ... rinse nozzle
55a ... Flow path
55e ... lower end surface
55b ... Main hole
55c ... minor hole
55d ... Groove

Claims (19)

基板を保持する保持部と、
保持部に保持された基板に処理液を供給する手段と、
処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに、前記処理液を洗い流すリンス手段と
を具備し、
前記リンス手段は、前記第１の液を吐出する第１の孔が形成された第１の吐出部と、前記第１の孔の周囲に複数設けられ、かつ前記第２の液を吐出する第２の孔が形成された第２の吐出部とを有するノズルを具備することを特徴とする基板処理装置。A holding unit for holding the substrate;
Means for supplying the processing liquid to the substrate held by the holding unit;
Rinsing means for discharging the first liquid and the second liquid to the substrate supplied with the processing liquid to disturb the processing liquid to remove impurities adhering to the substrate, and to rinse out the processing liquid. ,
A plurality of the rinsing means are provided around the first hole, the first discharge part having a first hole for discharging the first liquid, and a first discharge part for discharging the second liquid. A substrate processing apparatus comprising: a nozzle having a second discharge portion in which two holes are formed. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第２の孔の大きさは前記第１の孔の大きさより小さい
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 size of the second hole is smaller than the size of the first hole. 請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記第１の孔の径は１．５ｍｍ〜３．０ｍｍであり、前記第２の孔の径は０．２〜１．０ｍｍである
ことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 2,
The diameter of the said 1st hole is 1.5 mm-3.0 mm, The diameter of the said 2nd hole is 0.2-1.0 mm. The substrate processing apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ノズルは、前記第１の吐出部と前記第２の吐出部との間に設けられた溝部
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 1,
The substrate processing apparatus, wherein the nozzle includes a groove provided between the first discharge unit and the second discharge unit. 基板を保持する保持部と、
保持部に保持された基板に処理液を供給する手段と、
処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに、前記処理液を洗い流すリンス手段と
を具備し、
前記リンス手段は、
前記第１の液を吐出する第１の孔が形成された第１のノズルと、
前記第２の液を吐出すると共に、前記第１の孔の大きさより小さい第２の孔が形成された第２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 holding unit for holding the substrate;
Means for supplying the processing liquid to the substrate held by the holding unit;
Rinsing means for discharging the first liquid and the second liquid to the substrate supplied with the processing liquid to disturb the processing liquid to remove impurities adhering to the substrate, and to rinse out the processing liquid. ,
The rinsing means includes
A first nozzle formed with a first hole for discharging the first liquid;
A substrate processing apparatus, comprising: a second nozzle that discharges the second liquid and has a second hole smaller than the size of the first hole. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記第２のノズルは長尺形状を有し、その長手方向に複数の前記第２の孔が列設されている
ことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 5,
The substrate processing apparatus, wherein the second nozzle has an elongated shape, and a plurality of the second holes are arranged in the longitudinal direction. 基板を保持する保持部と、
保持部に保持された基板に処理液を供給する手段と、
長尺形状を有し、その長手方向に第１の孔と複数の第２の孔とが列設され、前記処理液が供給された基板に対し前記第１の孔と前記第２の孔からそれぞれ第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに、前記処理液を洗い流すリンス手段と
を具備することを特徴とする基板処理装置。A holding unit for holding the substrate;
Means for supplying the processing liquid to the substrate held by the holding unit;
It has a long shape, a first hole and a plurality of second holes are arranged in the longitudinal direction, and the substrate is supplied with the processing liquid from the first hole and the second hole. A substrate processing apparatus comprising: a rinsing unit that discharges the first liquid and the second liquid, disturbs the processing liquid, removes impurities adhering to the substrate, and rinses out the processing liquid . 請求項７に記載の基板処理装置であって、
前記リンス手段は、前記第１の孔から基板の中央部に第１の液を吐出し、前記第２の孔からその中央部より基板外側に第２の液を吐出する
ことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 7,
The rinsing means discharges the first liquid from the first hole to the central portion of the substrate, and discharges the second liquid from the central portion to the outside of the substrate from the second hole. Processing equipment. 請求項７に記載の基板処理装置であって、
前記保持部は基板を回転させる手段とさらに具備し、基板を回転させながら前記第１の液と第２の液とを吐出する
ことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 7,
The holding unit further includes means for rotating the substrate, and discharges the first liquid and the second liquid while rotating the substrate. 請求項７に記載の基板処理装置であって、
前記第１の孔の径は１．５ｍｍ〜３．０ｍｍであり、前記第２の孔の径は０．２〜１．０ｍｍである
ことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 7,
The diameter of the said 1st hole is 1.5 mm-3.0 mm, The diameter of the said 2nd hole is 0.2-1.0 mm. The substrate processing apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項７に記載の基板処理装置であって、
前記第１の液の吐出流量は５００ｍｌ／ｍｉｎ〜１０００ｍｌ／ｍｉｎであり、前記第２の液の吐出流量は１００ｍｌ／ｍｉｎ〜５００ｍｌ／ｍｉｎである
ことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 7,
The substrate processing apparatus, wherein the discharge flow rate of the first liquid is 500 ml / min to 1000 ml / min, and the discharge flow rate of the second liquid is 100 ml / min to 500 ml / min. 基板に処理液を供給する工程と、
前記処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに、前記処理液を洗い流す工程と
を具備し、
前記第１の液を前記第２の液よりも先に吐出する
ことを特徴とする基板処理方法。Supplying a processing solution to the substrate;
Discharging the first liquid and the second liquid to the substrate supplied with the processing liquid to disturb the processing liquid to remove impurities adhering to the substrate, and washing out the processing liquid. ,
The substrate processing method, wherein the first liquid is discharged before the second liquid. 処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに前記処理液を洗い流すためのノズルであって、
前記第１の液を吐出するための孔が形成された第１の吐出部と、
前記第１の孔の周囲に複数設けられ、かつ前記第２の液を吐出する孔が形成された第２の吐出部と
を具備することを特徴とするノズル。A nozzle for discharging the first liquid and the second liquid to the substrate supplied with the processing liquid to disturb the processing liquid to remove impurities adhering to the substrate and to wash out the processing liquid;
A first discharge part having a hole for discharging the first liquid;
A nozzle, comprising: a plurality of second discharge portions provided around the first hole and having a hole for discharging the second liquid. 処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに前記処理液を洗い流すためのノズルであって、
前記第１の液を吐出するための孔が形成された第１の吐出部と、
前記第２の液を吐出する孔が形成された第２の吐出部と
を具備し、
前記第２の孔の大きさは前記第１の孔の大きさより小さい
ことを特徴とするノズル。A nozzle for discharging the first liquid and the second liquid to the substrate supplied with the processing liquid to disturb the processing liquid to remove impurities adhering to the substrate and to wash out the processing liquid;
A first discharge part having a hole for discharging the first liquid;
A second discharge part having a hole for discharging the second liquid,
The size of the second hole is smaller than the size of the first hole. 請求項１４に記載のノズルであって、
前記第１の孔の径は１．５ｍｍ〜３．０ｍｍであり、前記第２の孔の径は０．２〜１．０ｍｍである
ことを特徴とするノズル。The nozzle according to claim 14 ,
The diameter of the first hole is 1.5 mm to 3.0 mm, and the diameter of the second hole is 0.2 to 1.0 mm. 処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに前記処理液を洗い流すためのノズルであって、
前記第１の液を吐出するための孔が形成された第１の吐出部と、
前記第２の液を吐出する孔が形成された第２の吐出部と
を具備し、
前記第１の吐出部と前記第２の吐出部との間に設けられた溝部
をさらに具備することを特徴とするノズル。A nozzle for discharging the first liquid and the second liquid to the substrate supplied with the processing liquid to disturb the processing liquid to remove impurities adhering to the substrate and to wash out the processing liquid;
A first discharge part having a hole for discharging the first liquid;
A second discharge part having a hole for discharging the second liquid,
The nozzle further comprising the groove part provided between the said 1st discharge part and the said 2nd discharge part. 長尺形状を有し、処理液が供給された基板に対し第１の液と第２の液とを吐出して前記処理液を攪乱し基板に付着した不純物を除去するとともに前記処理液を洗い流すためのノズルであって、
前記第１の液を吐出するための孔が形成された第１の吐出部と、
前記長尺形状の長手方向に、前記第２の液を吐出する孔が複数列設された第２の吐出部と
を具備することを特徴とするノズル。The first liquid and the second liquid are discharged to the substrate having a long shape to which the processing liquid is supplied to disturb the processing liquid to remove impurities adhering to the substrate and to wash out the processing liquid. Nozzle for
A first discharge part having a hole for discharging the first liquid;
A nozzle comprising: a second discharge section in which a plurality of holes for discharging the second liquid are arranged in the longitudinal direction of the long shape. 請求項１７に記載のノズルであって、
前記第２の孔の大きさは前記第１の孔の大きさより小さい
ことを特徴とするノズル。The nozzle according to claim 17 ,
The size of the second hole is smaller than the size of the first hole. 請求項１８に記載のノズルであって、
前記第１の孔の径は１．５ｍｍ〜３．０ｍｍであり、前記第２の孔の径は０．２〜１．０ｍｍである
ことを特徴とするノズル。The nozzle according to claim 18 , wherein
The diameter of the first hole is 1.5 mm to 3.0 mm, and the diameter of the second hole is 0.2 to 1.0 mm.

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