WO2003103030A1 - Dispositif et procede de traitement de substrat, et injecteur y relatif - Google Patents

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WO2003103030A1
WO2003103030A1 PCT/JP2003/005665 JP0305665W WO03103030A1 WO 2003103030 A1 WO2003103030 A1 WO 2003103030A1 JP 0305665 W JP0305665 W JP 0305665W WO 03103030 A1 WO03103030 A1 WO 03103030A1
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WO
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liquid
substrate
substrate processing
hole
nozzle
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PCT/JP2003/005665
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English (en)
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Osamu Miyahara
Masahito Hamada
Yukio Kiba
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Tokyo Electron Limited
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for developing a resist pattern on a semiconductor substrate, for example, in a photolithography process in the manufacture of a semiconductor device, and a rinsing processing nozzle used in these apparatuses.
  • a photoresist is applied to the surface of a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as “wafer”), a mask pattern is exposed on a resist, and developed to develop a resist pattern on the wafer surface. Is formed.
  • a developing solution is supplied onto a wafer, and the wafer is left as it is for a predetermined time to proceed with development. Thereafter, for example, a rinsing liquid is supplied onto the wafer to wash away the developing liquid.
  • micelles aggregated state of micro-level flowing molecules
  • the micelles remain on the wafer due to electrostatic force or van der Waals force.
  • the pH shock ( ⁇ -shock) generated by the supply of the rinsing solution may cause insolubles to be deposited after the rinsing solution is supplied to the developing solution and the developing solution is washed away. Similarly, it easily adheres to the wafer.
  • resist Often insolubles are scraped off the polymer surface and the insolubles are re-attached.
  • the micelle-insoluble matter adheres to the wafer by a strong force such as an electrostatic force as described above, there is a problem that it cannot be removed by the current rinsing treatment. Disclosure of the invention
  • 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 insolubles attached to a substrate, and a rinsing nozzle used for these. It is to provide.
  • a substrate processing apparatus of the present invention comprises: a holding unit that holds a substrate; a unit that supplies a processing liquid to the substrate held by the holding unit; And a rinsing means for discharging the liquid and the second liquid to disturb the processing liquid to remove impurities attached to the substrate, and to wash away the processing liquid.
  • the processing liquid, the first liquid, and the second liquid are discharged by rinsing the first liquid and the second liquid to the substrate to which the processing liquid is supplied. It is disturbed and this disturbing produces, for example, bubbles.
  • the disturbance and the _ bubbles exert a stress on the impurity, so that the impurity can be removed (hereinafter, this is referred to as a disturbance effect).
  • the rinsing means also has a function of washing out the processing liquid as in the conventional case, the processing time is not increased.
  • the processing liquid is, for example, a developer.
  • pure water can be used for the first liquid and the second liquid.
  • the holding unit further includes means for rotating the substrate, and discharges the first liquid and the second liquid while rotating the substrate.
  • means for rotating the substrate for example, if the first liquid and the second liquid are discharged to the center of the substrate, the mixed liquid of the first liquid and the second liquid flows on the substrate by the rotational centrifugal force. As a result, the kinetic energy of the disturbed liquid on the substrate surface increases, and the action of removing impurities can be enhanced.
  • the rinsing means includes: a first discharge section having a first hole for discharging the first liquid; and a second hole for discharging the second liquid. And a nozzle having a second discharge unit.
  • the size of the first hole and the second By making the size of the second hole different, 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.
  • the flow velocity can be varied by adjusting the pressure of a pump or the like of the supply system.
  • a plurality of the second holes are provided around the first hole.
  • a nozzle is disposed on the center of the substrate, the first liquid is discharged from the first hole to the center of the substrate, and the second liquid is supplied from the plurality of second holes provided around the first hole. Is supplied in a circular shape on the first liquid diffused on the substrate. In this way, the disturbed liquid can be evenly dispersed on the substrate, and the action of removing impurities is improved. This is particularly effective when the substrate is rotated as described above.
  • the flow rate of the second liquid can be made smaller than that of the first liquid, and the disturbance effect such as the generation efficiency of bubbles can be reduced. Can be enhanced.
  • the diameter of the first hole is 1.5 mn! ⁇ 2.5 mm
  • the diameter of the second hole is 0.3 ⁇ 0.3 mm.
  • the reason why the diameter of the first hole is made in this way is that, when the liquid is discharged at a predetermined discharge pressure, if the diameter is smaller than 1.5 mm, the flow velocity of the liquid becomes too high, and the impact is caused by the impact. This is because there is a risk that the resist pattern may collapse. Also, the reason why the diameter of the second hole is set in this manner is that when the liquid is discharged at a predetermined discharge pressure, if the diameter is set to 0.7 mm or more, the flow rate becomes too large, and the liquid is discharged onto the substrate. This is because the second liquid also flows to the central part of the substrate, and the liquid stays, so that impurities are reattached and the removal action is reduced.
  • the discharge flow rate of the first liquid is 500 m 1 / m i! 9900 ml / min
  • the discharge flow rate of the second liquid is preferably 100 mil Zmin i500 ml / min.
  • the nozzle includes a groove provided between the first discharge unit and the second discharge unit.
  • a groove portion As compared with the case where the discharge surface of the first discharge portion and the discharge surface of the second discharge portion are the same, when discharging the liquid, the first liquid and the second liquid can be separated. The effect of preventing interference can be improved, and a disturbance effect can be reliably generated on the substrate.
  • a discharge direction of the first liquid is different from a discharge direction of the second liquid.
  • the second liquid when the discharge direction of the second liquid is directed obliquely inside the substrate with respect to the substrate surface, the second liquid is directed in a direction opposite to the direction in which the first liquid diffuses from the center of the substrate to the outside of the substrate. Is discharged, so for example Disturbing effects such as the generation rate of bubbles can be increased.
  • the rinsing means includes a first nozzle formed with a first hole for discharging the first liquid, and a second nozzle formed with a second hole for discharging the first liquid. Nozzles. In this way, two nozzles are prepared, and the first liquid and the second liquid are discharged from the nozzles, whereby a disturbing effect such as bubbles can be generated.
  • the flow rate of the second liquid can be made smaller than that of the first liquid as described above. As a result, the disturbed liquid flows smoothly from the central portion of the substrate to the peripheral portion, and the impurities can be removed, while generating a disturbing effect.
  • the first liquid is an alkaline solution
  • the second liquid is a neutral or alkaline solution having a lower pH value than the first liquid.
  • the first liquid and the second liquid are as neutral as possible.
  • the first shock refers to a phenomenon in which, for example, when two types of liquids having greatly different pH values are mixed, an impurity is generated, an impurity is generated on the substrate, and the substrate is re-adhered to the substrate. This phenomenon occurs, for example, when a liquid having a significantly different pH value from the treatment liquid is used as the first liquid, or when a liquid having a significantly different pH value from the first liquid is used as the second liquid.
  • the first solution can be converted to an alkaline solution having a pH value of 9 to 11 to obtain a first solution.
  • the second liquid can disturb the processing liquid together with the first liquid, and can wash away the first liquid on the processing liquid.
  • the first liquid becomes insoluble. Rinsing is performed so that the disassembly does not adhere to the substrate.
  • a neutral or alkaline solution having a pH value lower than that of the first solution, for example, a pH value of 7 to 8 is used to reduce the shock. Disturbance can be caused and the first liquid can be washed away. As a result, the disturbing effect can be further enhanced, and impurities such as the processing solution, micelles adhered to the substrate, and insolubles can be efficiently removed.
  • the second liquid is mixed with a third liquid having a lower pH value than the second liquid
  • the third liquid is mixed with the second liquid by the mixing means.
  • the first liquid and the second liquid used as the rinsing liquid are both alkaline. When the first liquid and the second liquid are deposited on the substrate, unnecessary reactions may occur.
  • the pH value of the second liquid can be reduced by mixing a neutral third liquid having a lower pH value than the second liquid, for example. It does not cause unnecessary reactions on the substrate.
  • a control unit is provided to control the amount of the third liquid mixed with the second liquid, so that the pH value of the second liquid does not suddenly change, thereby reducing the shock. There is nothing to cause.
  • control is performed such that the second liquid is discharged while the first liquid is discharged. Is provided. With such control, the first liquid and the second liquid are reliably disturbed on the processing liquid, and the processing liquid, impurities, and the like can be reliably removed.
  • One embodiment of the present invention further includes cleaning means for discharging the fourth liquid and the fifth liquid to the back surface of the substrate and disturbing the same to remove impurities attached to the back surface of the substrate.
  • the disturbance effect removes impurities adhering to the back of the substrate It can also be applied when doing.
  • the cleaning means By discharging the fourth liquid and the fifth liquid by the cleaning means, the fourth liquid and the fifth liquid are disturbed, and for example, bubbles are generated by the disturbance. These disturbing bubbles can remove the impurities by applying a stress to the impurities attached to the back surface of the substrate.
  • the cleaning means does not increase the processing time because it also has the function of washing away impurities removed from the substrate as in the conventional case.
  • pure water can be used for each of the fourth liquid and the fifth liquid.
  • the holding unit holds a back surface of the substrate from below the substrate, and has a through hole penetrating the holding unit.
  • a nozzle is provided below the holding unit, and discharges the fourth liquid and the fifth liquid toward the rear surface of the substrate so as to directly reach the rear surface of the substrate through the through hole.
  • the back surface of the substrate is held from below by the holding unit.
  • the fourth liquid and the fifth liquid discharged from the nozzle can pass through the through-hole of the holding portion, so that the fourth liquid and the fifth liquid are discharged from the held portion on the back surface of the substrate. Even if it reaches directly. As a result, the fourth liquid and the fifth liquid are disturbed on the back surface of the substrate, and the impurities attached to the back surface of the substrate can be reliably removed.
  • a substrate processing apparatus 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 long shape. And a plurality of second holes are arranged in a row, and the first liquid and the second liquid are respectively transferred from the first hole and the second hole to the substrate to which the processing liquid is supplied. A nozzle for discharging the liquid to disturb the processing liquid to remove impurities adhering to the substrate, and for washing away the processing liquid.
  • the first hole and the plurality of first holes are provided in the longitudinal direction of the nozzle having a long shape.
  • the second liquid can be discharged from the plurality of holes outside the first liquid discharged at the center of the substrate.
  • a disturbing action such as generation of bubbles can be given in a short time to the entire surface of the substrate, and the efficiency of removing impurities can be increased.
  • 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 second hole to the outside of the substrate from the center.
  • the substrate processing method of the present invention includes: (a) a step of supplying a processing liquid to the substrate; and (b) discharging the first liquid and the second liquid to the substrate to which the processing liquid has been supplied. A step of disturbing the treatment liquid to remove impurities attached to the substrate and washing away the treatment liquid.
  • a disturbing action such as generation of bubbles can be generated, and this disturbing action gives stress to impurities. This makes it possible to remove the impurities.
  • the processing time is not increased.
  • the first liquid is discharged before the second liquid.
  • the first liquid is supplied onto the substrate, the first liquid is diffused to some extent on the substrate, and then the second liquid is discharged, so that the impact on the substrate due to the discharge of the second liquid is achieved. Can be reduced, and the collapse of the pattern can be avoided.
  • the pH value of the first liquid to, for example, 9 to 11 and the pH value of the second liquid to, for example, 7 to 8
  • the pH shock can be reduced.
  • the step (b) includes: (c) a step of discharging an alkaline solution as the first liquid; and (d) a step from the middle of the step (c). Discharging the alkaline liquid having a lower pH value than the first liquid as the second liquid. Since many processing liquids exhibit, for example, a developer having a pH value of about 10 to 12 and exhibit an alkaline property, the first solution has a pH value of, for example, 9 to 11 for an alkaline solution. By doing so, it is possible to reduce the adhesion of insoluble matter on the substrate surface when the first liquid is discharged. In addition, the second liquid needs to disturb the processing liquid together with the first liquid, and also needs to wash out the first liquid on the processing liquid.
  • first liquid and the second liquid are as neutral as possible.
  • pH shock refers to a case where a liquid having a greatly different pH value from the treatment liquid, for example, as the first liquid, or a liquid having a large pH value, for example, the first liquid as the second liquid. This refers to the phenomenon in which disturbed impurities adhere to the substrate when different liquids are used.
  • an acid-base reaction can be caused by the first liquid.
  • a neutral or alkaline solution having a pH value lower than that of the first solution for example, a pH value of 7 to 8 as the second solution
  • disturbance is caused while relaxing the pH shock.
  • the first liquid can be washed away.
  • impurities such as the processing solution, micelles adhered to the substrate, and insolubles can be efficiently removed.
  • One embodiment of the present invention further comprises: (e) mixing the second liquid with a third liquid having a lower pH value than the second liquid.
  • the pH value of the second liquid can be reduced by mixing the third liquid having a lower pH value than the second liquid.
  • the control unit to control the amount of the third liquid mixed with the second liquid, the pH value of the second liquid does not change suddenly, and the first hydraulic shock is reduced. There is nothing to wake up. As a result, the processing solution, micelles adhered to the substrate, Further, impurities such as insolubles can be efficiently removed.
  • the method further comprises the step of removing impurities attached to the back surface of the substrate.
  • a disturbing effect is exerted also on the back surface of the substrate, and it is possible to reliably remove impurities attached to the back surface of the substrate.
  • the nozzle of the present invention discharges the first liquid and the second liquid to the substrate to which the processing liquid has been supplied, disturbs the processing liquid to remove impurities attached to the substrate, and rinses the processing liquid.
  • a first discharge unit having a hole for discharging the first liquid, and a second discharge unit having a hole for discharging the second liquid. Have.
  • a disturbing action such as air bubbles can be generated, and this disturbing action becomes an impurity.
  • the impurities can be removed.
  • the processing time is not increased because it also has the function of washing away the processing liquid as in the past.
  • a nozzle according to another aspect of the present invention has a long shape, and discharges a first liquid and a second liquid to a substrate to which a processing liquid has been supplied, and disturbs the processing liquid.
  • a disturbance action such as generation of bubbles can be given to the entire surface of the substrate in a short time, and the efficiency of removing impurities can be increased.
  • the first liquid is discharged from the first hole to the center of the substrate, and the second liquid is discharged from the second hole to the outside of the substrate from the center. Just do it.
  • FIG. 1 is a plan view of a coating and developing apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a front view of the coating and developing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a rear view of the coating and developing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a plan view of a developing unit according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view of the developing 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 the positional relationship between the rinsing nozzle and the wafer.
  • FIG. 8 is a sectional view of the rinse nozzle according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view of the rinse nozzle shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing the supply operation of the developer.
  • FIG. 11 is a plan view of a rinse nozzle according to another embodiment.
  • FIG. 12 is an enlarged sectional view of a rinse nozzle according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view of a developing unit according to another embodiment.
  • FIG. 14 is a sectional view and a plan view of a rinse nozzle according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a plan view showing an operation when performing a rinsing process using the rinsing nozzle shown in FIG.
  • FIG. 16 is a plan view showing a modification of the rinse nozzle shown in FIG.
  • FIG. 17 is a diagram showing a modification of the supply system of the rinsing nozzle shown in FIG. 14 (
  • FIG. 18 is a graph comparing the incidence of defects when using the rinsing nozzle according to the related art and the present invention) .
  • 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 showing the timing at which the rinse liquid is discharged from the two rinse nozzles.
  • FIG. 22 is a configuration diagram showing a rinsing liquid supply mechanism according to still another embodiment.
  • FIG. 23 is a configuration diagram showing a rinsing liquid supply mechanism according to still another embodiment.
  • FIG. 24 is a configuration diagram showing a rinsing liquid supply mechanism according to still another embodiment.
  • FIG. 25 is a view showing a rinsing liquid supply mechanism according to still another embodiment.
  • FIGS. 1 to 3 are views showing the overall configuration of a coating and developing treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1 is a plan view, and FIGS. 2 and 3 are front and rear views.
  • the coating / developing apparatus 1 includes a plurality of semiconductor wafers W loaded into or removed from the apparatus 1 by a wafer cassette CR, for example, in units of 25 wafers.
  • a cassette station 10 for loading and unloading, and various single-wafer processing units that perform a predetermined process on one sheet wafer W in the coating and developing process are arranged in multiple stages at predetermined positions. It has a configuration in which a processing station 12 and an interface 14 for transferring a wafer W between an exposure apparatus 100 provided adjacent to the processing station 12 are integrally connected. are doing.
  • the cassette station 10 as shown in FIG.
  • a plurality of, for example, five wafer cassettes CR are provided at the positions of the projections 20 a on the cassette mounting table 20 with their respective wafer entrances facing the processing station 12.
  • a wafer carrier 22 that is placed in a line in the X direction and can move in the cassette arrangement direction (X direction) and the wafer arrangement direction (Z direction) of the wafers stored in the wafer cassette CR is selected for each wafer cassette CR. It is intended to be accessed.
  • the wafer carrier 22 is configured to be rotatable in the 6> direction, and as shown in FIG. 3, is provided to a heat treatment system unit belonging to a third processing unit section G3 having a multi-stage configuration described later. Is also accessible.
  • the processing station 12 is provided with a third processing unit G3, a fourth processing unit G4 and a fifth processing unit G4 from the cassette station 10 side.
  • a first main wafer transfer device A1 is provided between the third processing unit G3 and the fourth processing unit G4. I have.
  • the first main wafer transfer body 16 includes a first processing unit G1, a third processing unit G3, and a fourth processing unit G4. It is installed so that it can be accessed selectively.
  • 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 provided with a first main wafer transfer device A2.
  • the second main carrier 17 can selectively access the second processing unit G2, the fourth processing unit G4, the fifth processing unit G5, and the like. is set up.
  • a heat treatment unit is provided on the back side of the first main wafer transfer device A1, for example, an adhesion unit (AD) 110 for hydrophobizing the wafer W, and a heating unit for heating the wafer W.
  • Unit (HP) 1 13 are multi-tiered as shown in FIG. It should be noted that the adhesion unit (AD) may be configured to further include a mechanism for controlling the temperature of the W.
  • a peripheral exposure device (WEE) 120 for selectively exposing only the edge portion of the wafer W, a film thickness for inspecting a film thickness of a resist applied on the wafer W
  • An inspection apparatus 119 and a line width inspection apparatus 118 for inspecting the line width of the resist pattern are provided in multiple stages.
  • the film thickness inspection device 119 and the line width inspection device 118 may be provided outside the coating image processing apparatus 1 instead of being provided inside the coating image processing apparatus 1 as described above. Further, the heat treatment unit (HP) 113 may be arranged on the back side of the second main wafer transfer unit A2, similarly to the back side of the first main wafer transfer unit A1.
  • an oven-type processing unit that performs a predetermined process by placing the wafer W on a mounting table, for example, a high-temperature heating unit that performs a predetermined heating process on the wafer W Processing unit ( ⁇ ), cooling unit (CP L) that performs cooling processing on W with high-precision temperature control, transition as a transfer part of wafer W from wafer carrier 22 to main carrier 16
  • a delivery / cooling unit TCP which is divided into a transfer unit and a cooling unit in two upper and lower tiers, is stacked in, for example, 10 tiers from the top.
  • the third row from the bottom is provided as a spare space.
  • POST post-baking unit
  • TRS transition unit
  • One unit (PAB) and cooling unit (CPL) are stacked in order from the top, for example, in 10 layers.
  • P EB boss exposure unit
  • CPL cooling unit
  • TRS transition unit
  • the unit of the heat treatment system has a temperature control plate C for controlling the temperature of the wafer W arranged on the front side, for example, as shown in a fourth processing unit G4 in FIG. 1, and heats the wafer W.
  • a heating plate H is provided on the back side for heating.
  • a first processing unit G1 and a second processing unit G2 are provided in the Y direction on the apparatus front side of the processing station 12 (lower side in the figure).
  • the processing supplied by each processing unit G1 and G2 is provided between the first processing unit G1 and the cassette station 10 and between the second processing unit G2 and the interface unit 14.
  • Liquid temperature control pumps 24 and 25 used for controlling the temperature of the liquid are provided, respectively, and further, clean air from an air conditioner (not shown) provided outside the coating and developing apparatus 1 is provided.
  • Ducts 31 and 32 for supplying the inside of the processing units G1 to G5 are provided.
  • the first processing unit section G1 five spinner-type processing units that place a wafer W on a spin chuck and perform predetermined processing in a cup CP, for example, as a resist film forming section 3 layers of resist coating unit (COT) and 2 layers of bottom coating unit (BARC) to form an anti-reflection film to prevent light reflection during exposure It is piled up on the steps.
  • the second processing unit section G2 five spinner type processing units, for example, a development processing unit (DEV) as a development processing section are stacked in five stages.
  • DEV development processing unit
  • the drainage of the resist solution is troublesome both mechanically and for maintenance. It is also possible to arrange in the upper stage as needed.
  • chemical chambers (CHM) 26 and 28 for supplying the above-mentioned predetermined processing liquid to the respective processing units G 1 and G 2 are provided. Each is provided.
  • a portable pick-up cassette CR and a stationary buffer cassette BR are arranged in two stages at the front of the ink-jet face portion 14, and a wafer carrier 27 is provided at the center.
  • the wafer carrier 27 moves in the X and Z directions to access both cassettes CR and BR.
  • the wafer carrier 27 is configured to be rotatable in the zero direction, and can also access the fifth processing unit G5.
  • a plurality of high-precision cooling units (CPLs) are provided on the back surface of the in-face unit 14, for example, two upper and lower stages.
  • the wafer carrier 27 is also accessible to this cooling unit (CPL).
  • FIG. 4 and FIG. 5 are a plan view and a cross-sectional view showing a developing unit (DEV) according to one embodiment of the present invention.
  • a fan / filter unit F for supplying clean air into the case 41 is attached above the case 41.
  • an annular cap CP is disposed near the center of a unit bottom plate 51 smaller than the width of the housing 41 in the Y direction, and a spin chuck 42 is disposed inside the annular cap CP.
  • the spin chuck 42 is configured to be rotated by the rotational driving force of the motor 43 in a state where the wafer W is fixedly held by vacuum suction.
  • pins 48 for transferring the wafer W are provided so as to be movable up and down by a driving device 47 such as an air cylinder. This allows The wafer can be transferred to and from the main wafer carrier 1 ⁇ through the opening 41 a while the openable shirt 52 is open.
  • a drain port 45 for waste liquid is provided at the bottom of the cup CP.
  • a drain pipe 33 is connected to the drain port 45, and the drain pipe 33 communicates with a lower drain port (not shown) using the space N between the unit bottom plate 51 and the housing 41. .
  • the developing solution nozzle 53 for supplying the developing solution to the surface of the wafer W is formed, for example, in a long shape having substantially the same diameter as the diameter of the wafer W, and is supplied through the supply pipe 34 to the chemical chamber. (CHM) Connected to a developer tank (not shown) in 28 (Fig. 2).
  • the developer nozzle 53 is detachable from a nozzle holding member 60 of the nozzle scan program 36.
  • the nozzle scan arm 36 is attached to the upper end of a vertical support member 49 movable horizontally on a guide rail 44 laid in one direction (Y direction) on the unit bottom plate 51.
  • the belt drive mechanism moves together with the vertical support member 49 in the Y direction.
  • the developer nozzle 53 stands by at the developer nozzle path 46 disposed outside the power supply CP except when the developer is supplied. To be transported.
  • the developing solution nozzle 53 has, for example, a plurality of discharge holes (not shown) at its lower end, and the developing solution is discharged from the plurality of discharge holes.
  • a rinse nozzle 55 for discharging a rinse liquid is attached to the rinse nozzle arm 54 on the side of the force CP.
  • the rinsing nozzle arm 54 is provided so as to be rotatable in the direction by, for example, driving a stepping motor 56 supported by a support member 57.
  • the rinsing nozzle 55 moves to a position above the center of the wafer W accommodated in the force CP. It's swelling. Further, as shown in FIG.
  • the rinse nozzle 55 and the like are omitted.
  • the driving of the stepping motor 56 which 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.
  • the rinsing nozzle 55 is connected via a supply pipe 58 to a rinsing liquid supply source 59 including an ink pump (not shown) for storing a rinsing liquid.
  • a rinsing liquid supply source 59 including an ink pump (not shown) for storing a rinsing liquid.
  • a surfactant or the like may be mixed into the pure water in order to lower the surface tension of the pure water from the viewpoint of preventing collapse.
  • a flow path 55 a through which the rinsing liquid flows is provided inside the nozzle, and a main hole 55 b for discharging the rinsing liquid penetrating from the center of the flow path 55 a to the center of the lower end face 55 e of the nozzle is provided.
  • a main hole 55 b for discharging the rinsing liquid penetrating from the center of the flow path 55 a to the center of the lower end face 55 e of the nozzle is provided.
  • eight sub-holes 55c having a smaller diameter than 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 55 b is, for example, 1.5 mn! ⁇ 2.5 mm, preferably 2.0 mm.
  • the diameter of the sub-hole 55c is, for example, 0.3 to 0.7 mm, and preferably 0.4 mm.
  • the rinsing nozzle 55 By discharging the rinsing liquid onto the wafer W by the rinsing 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 the wafer is discharged.
  • a disruptive effect can occur on the above. For example, bubbles can be generated by this disturbing action.
  • the flow rate of the liquid discharged from the sub hole 55c is controlled by the flow rate of the liquid discharged from the main hole 55b. Liquid flow rate. As a result, for example, the turbulent liquid flows smoothly from the center of the wafer toward the peripheral edge, and the action of removing impurities can be enhanced.
  • the reason why the diameter of the main hole 55b is set to this value is that if the diameter is smaller than 1.5 mm, the flow velocity of the liquid is high and the impact may cause the resist pattern to collapse. .
  • the reason why the diameter of the sub hole 55c is set as described above is that if the diameter is set to 0.7 mm or more, the flow rate from the sub hole 55c becomes too large, and the liquid discharged from the sub hole 55c becomes The liquid also flows toward the center of the substrate, and the residence time of the liquid on the substrate becomes longer. As a result, the impurities are reattached and the removal action is reduced.
  • the flow rate of the rinsing liquid is 1 liter / minute
  • the flow rate of pure water discharged from the main hole 55b is 500 ml / min to 900 m1 / min.
  • the discharge flow rate of pure water from the sub hole 55c is 10 OmlZmi! It is preferable to set it to! -50 Om1 / min. .
  • the wafer carrier 22 accesses the cassette CR containing the unprocessed wafers W on the cassette mounting table 20, and transfers one wafer W from the cassette CR. Take out.
  • the wafer W is delivered to the first main transfer device A 1 via the delivery / cooling unit (TCP), and is carried into, for example, an adjuvant unit (AD) 110 to be subjected to a hydrophobic treatment.
  • the wafer is transferred to, for example, a bottom coating unit (BARC), where an anti-reflection film is formed to prevent reflection of exposure light from a wafer during exposure.
  • BARC bottom coating unit
  • the wafer W and the wafer W are carried into a resist coating unit (COT), and a resist film is formed.
  • COT resist coating unit
  • the wafer W is transferred to the pre-baking unit (P AB) by the first main transfer device A 1.
  • the wafer W is placed on the temperature control plate C, and the wafer W is moved to the heating plate H side while being temperature-controlled, and is placed on the heating plate H and heated.
  • the wafer W is transferred again to the first main transfer device A1 via the temperature control plate C. Thereafter, the W is cooled at a predetermined temperature in the cooling unit (CPL).
  • the wafer W is taken out by the second main transfer device A2, transferred to the film thickness inspection device 119, and the resist film thickness is sometimes measured. Then, the wafer W is transferred to the exposure apparatus 100 via the transition unit (TRS) in the fifth processing unit G5 and the interface unit 14, and is subjected to exposure processing. When the exposure processing is completed, the wafer W is transferred to the second main transfer device A 2 via the transition unit (TR S) in the interface 14 and the fifth processing unit G 5, and It is transported to a post-exposure bedding unit (PEB), where temperature control and heat treatment are performed. After the completion of the exposure processing, the wafer W may be temporarily stored in the buffer cassette BR in the interface section 14.
  • TRS transition unit
  • PEB post-exposure bedding unit
  • the wafer W is conveyed to the development processing unit (DEV) where the development processing is performed.
  • a predetermined heating process post-baking
  • the wafer W is subjected to a predetermined cooling process in the cooling unit (COL), and is returned to the cassette CR via the extension unit (EXT).
  • the developer nozzle 53 discharges the developer while moving on the stationary wafer W in the direction indicated by arrow A, and The developer is applied to the plate. Then, a developing process is performed for a predetermined time, for example, 60 seconds while the developing solution is applied on the entire surface of the substrate.
  • the rinsing nozzle 55 is arranged at the center position of the wafer W as shown in FIG. 7, and discharges the rinsing liquid.
  • the rinsing liquid is discharged from the main hole 55b and the sub hole 55c, and is disturbed on the wafer W.
  • the rinsing liquid in the disturbed state diffuses on the wafer, and removes the impurities by applying stress to the impurities such as micelles attached to the wafer by electrostatic force or van der Waals force.
  • the developing solution is washed away by discharging the rinsing solution.
  • the rinsing liquid may be discharged while rotating the wafer W at, for example, 500 rpm.
  • the disturbed rinsing liquid flows over the wafer due to the rotational centrifugal force, and the disturbed rinsing liquid increases the kinetic energy and enhances the impurity removing action.
  • the flow rate of the rinsing liquid supplied from the rinsing liquid supply source 59 is 1 liter / minute.
  • the rinsing 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 rinsing liquid is discharged from the main hole 55b to the central portion of the wafer W while being discharged.
  • the rinsing liquid can be discharged in a circular shape from the auxiliary hole 55c around the periphery. Thereby, the rinsing liquid in a disturbed state can be uniformly diffused on the wafer W, and the action of removing impurities is improved. This is particularly effective when rotating the wafer as described above.
  • the rinsing process of the present embodiment also has the function of washing away the developer as in the conventional case, and thus does not increase the processing time.
  • the sub-hole 55c of the rinsing nozzle 55 is not necessarily circular, but as shown in FIG. May be provided. Similarly, the main hole 55b may be rectangular.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a lower portion of the rinse nozzle according to the second embodiment.
  • an annular groove 55d is formed between the main hole 55b and the sub-hole 55c.
  • FIG. 13 is a plan view showing a developing unit (DEV) according to the third embodiment of the present invention. 13, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the rinsing nozzle 75 in this development processing unit (DEV) has a long shape and is supported by a rinsing nozzle arm 63.
  • the rinse nozzle 63 is provided movably on the guide rail 44 in the Y direction under the control of the control unit 40, similarly to the nozzle scan arm 36. Thus, the rinsing nozzle 75 is moved to the upper position of the wafer W accommodated in the nip CP.
  • FIG. 14 shows the rinse nozzle 75, (a) is a sectional view, and (b) is a plan view.
  • the rinsing nozzle 75 is formed, for example, in a long shape having substantially the same length as the radius of the wafer, and has a buffer chamber 75 a for temporarily storing a rinsing liquid therein, and penetrates from the buffer 75 a to the lower end face.
  • a plurality of holes for discharging the rinse liquid are provided. These holes have one main hole 55b at one end of the nozzle, and the sub-holes 55c other than the main hole 55b have smaller diameters. As a result, the flow rate of the rinsing liquid discharged from the sub hole 55c is made smaller than the flow rate from the main hole 55b.
  • the diameter of the main hole 55 b is, for example, 1.5 mn! ⁇ 2.5 mm, preferably 2.0 mm.
  • the diameter of the sub-hole 55c is, for example, 0.3 to 0.7 mm, and preferably 0.4 mm.
  • the flow rate of the rinsing liquid is 1 liter / min
  • the flow rate of pure water discharged from the main hole 55b is 500 ml / min to 900 ml / min.
  • the discharge flow rate of pure water from the sub-hole 55c is preferably 100 ml / min to 500 ml / min.
  • the rinsing liquid for example, pure water can be used, but a surfactant or the like may be mixed with the pure water to lower the surface of the pure water from the viewpoint of prevention of collapse. .
  • the rinsing nozzle 75 is disposed so that the rinsing liquid is discharged from the main hole 75b to the center of the wafer W as shown in FIG. 15, for example.
  • the rinsing liquid is mixed and disturbed on the wafer to remove impurities.
  • a disturbing action can be generated on the entire wafer surface in a short time, and the action of removing impurities can be improved.
  • the rinsing nozzle 75 has a long shape having the same length as the radius of the wafer W, but this length is shorter than the radius of the wafer, for example, 40 mm shorter than the radius.
  • the wafer rim may be shaped so as not to discharge the rinse liquid. As a result, it is possible to suppress the occurrence of pattern collapse at the periphery of the wafer. This is because the peripheral speed of the peripheral portion of the wafer is higher than that of the central portion, and by preventing the peripheral portion from being discharged, the rinse liquid discharged to the peripheral portion is applied to the wafer surface. This is because the message can be reduced. Further, generation of mist due to the influence of the peripheral speed of the rinsing liquid discharged to the peripheral portion can be suppressed, and contamination of the wafer surface can be prevented.
  • the rinsing nozzle 85 has a long shape substantially the same length as the diameter of the wafer, and a main hole 85b is provided at the center of the nozzle.
  • a plurality of sub-holes 85c may be provided in the outer direction of the nozzle. As a result, the time required for rinsing the entire surface of the wafer can be further reduced.
  • the diameter of each sub-hole of the rinse nozzle may be changed.
  • the flow rate of the rinsing liquid discharged from the sub-hole of the rinsing nozzle is changed stepwise by increasing the diameter of the sub-hole near the center of the wafer and decreasing the diameter toward the periphery of the wafer.
  • two supply pipes 82A and 82B are connected to the rinsing liquid supply source 59, and pumps 76A and 76B for pumping the rinsing liquid by gas are connected to the respective supply pipes.
  • the pumps 76A and 76B are separately controlled to make the discharge pressure different, so that the flow rate of the rinse liquid to be discharged can be changed. As a result, the impact on 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.
  • FIG. 18 shows a comparison between the conventional rinsing nozzle, the rinsing nozzle 55 according to the first embodiment, and the occurrence rate of precipitation defects when rinsing is actually performed with the rinsing nozzle 75 according to the third embodiment.
  • the incidence Is the ratio of the number of defects when rinsing is performed by each rinsing nozzle according to the present embodiment, when the number of defects generated when rinsing is performed by the conventional rinsing nozzle is 100%.
  • the rinse nozzle according to the present embodiment was used, the number of defects was clearly reduced.
  • two rinse nozzles 55 A and 55 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 for pumping the rinsing liquid by gas.
  • the rinse nozzle 55A is provided with, for example, one rinse liquid discharge hole (not shown), and the rinse nozzle 55B is provided with a small discharge hole provided in the nozzle 55A.
  • one discharge hole (not shown) for discharging the rinsing liquid is provided.
  • the rinsing nozzle 55A is arranged on the center of the wafer W, and the rinsing nozzle 55B is arranged outside the substrate from the center. Even with such a configuration, the rinsing liquid can be discharged from the nozzles 55A and 55B while rotating the wafer W to efficiently generate a disturbing action and remove impurities.
  • independent supply pipes 58 A and 58 B extend from the rinsing liquid supply source 59, and the same supply pipes 58 A and 58 B as those shown in FIG. 19 are provided. Rinse nozzles 55 A and 55 B are connected respectively.
  • Separate pumps 61A and 61B are installed in the supply pipes 58A and 58B, respectively. In the present 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 more precisely control the disturbance state such as the bubble generation rate. Also, supply pipes 58A and 58B are provided so that the discharge timing of both nozzles can be controlled separately. Independent on-off valves may be provided respectively.
  • the rinse nozzle 55B in FIGS. 19 and 20 may have a plurality of discharge holes. Further, a mechanism may be provided for scanning only the rinse nozzle 55B on the wafer in the radial direction of the wafer.
  • FIG. 21 is a view showing the timing in which the rinsing liquid is discharged from the rinsing nozzles 55 A and 55 B in FIGS. 19 and 20.
  • discharging from the nozzle 55A is performed first, and then discharging from the nozzle 55B.
  • the ejection timing is such that the rinsing liquid discharged from the nozzle 55A is diffused at least to the position on the wafer where the rinsing liquid is discharged from the nozzle 55B. Accordingly, the timing at which the rinsing liquid is discharged from the nozzle 55B depends on the rotation speed of the wafer, the discharge amount, the distance between the two nozzles, and the like.
  • the discharge from the nozzle 55B can be performed after the rinsing liquid from the nozzle 55A is diffused.
  • 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.
  • the more effective the flow velocity of the nozzle 55B in order to enhance the disturbance effect the more effective it becomes.
  • FIG. 22 is a diagram showing a manner of rinsing a substrate using a nozzle according to still another embodiment of the present invention.
  • the rinsing nozzle 174 has a main chamber 174 A to which a main supply pipe 182 A is connected, and a subchamber ⁇ 4 B to which a sub supply pipe 182 B is connected.
  • This main supply pipe 18 2 A is the main supply for supplying main rinse liquid 159 A. Connected to source 1 59.
  • the main rinse liquid 159 A flows from the main supply source 159 through the main supply pipe 182 A and is supplied to the main chamber 1 14 A.
  • the sub supply pipe 182B is connected to a sub supply source 160 that supplies a sub rinse solution 16 OA.
  • the sub-rinse liquid 160A is supplied from the sub-supply source 160 through the sub-supply pipe 182B to the sub-room 174B.
  • Pumps 1-6A and 176B for pumping the rinsing liquid by gas are separately connected to the supply pipes 182A and 182B, respectively, so that the rinsing liquid is supplied separately.
  • the supply amount of the rinsing liquid is controlled by a control unit (not shown).
  • the main rinse solution 159 A for example, an alkaline solution such as a developer diluted to a pH value of 9 to 10 is used, and as the sub-rinse solution 160 A.
  • a lower pH value An alkaline solution such as a diluted developer is used.
  • the pH value of the sub-rinse solution 16 OA is lower than that of the main rinse solution 159A.
  • the pH value of the main rinse solution 159 A is, for example, 9 to 11, and the pH value of the sub rinse solution 160 A is, for example, 7 to 8.
  • the main chamber 144A is provided with a main hole 175A for discharging a main rinse liquid
  • the sub-chamber 174B is provided with a sub-hole 175B for discharging a sub-rinse liquid.
  • the wafer W is rotated by a rotating mechanism (not shown).
  • the pump 176A is operated, and the main rinse liquid 159A is discharged from the main hole 175A toward the wafer W as shown in FIG. 22 (a).
  • the discharged main rinse liquid 159 A is diffused around the wafer W by the centrifugal force of rotation.
  • Spread mainlin The liquid 159 forms a liquid film 159 B on the surface of the substrate W.
  • the developing solution on the wafer W is, for example, an alkaline solution such as TMAH (Tetramethylammonium hydroxide: tetramethylammonium hydroxide).
  • TMAH Tetramethylammonium hydroxide: tetramethylammonium hydroxide
  • the alkaline liquid film 159B spreads while reducing the adhesion of insoluble matter on the substrate surface.
  • the pump 176B is operated to discharge the sapling liquid 160A toward the wafer W from the sub hole 175B.
  • the sub-rinse liquid 160 A is discharged while the main rinse liquid 159 A is discharged.
  • the main rinse liquid 159A and the sub rinse liquid 160A are disturbed on the wafer W.
  • the disturbed rinsing liquid spreads on the wafer W, and removes impurities by applying stress to the impurities such as micelles attached to the wafer W by electrostatic force or van der Waals force.
  • the salts liberated in the liquid film 159B are washed away by the centrifugal force of rotation.
  • the main rinse solution 159A an alkaline solution having a pH value of, for example, 9 to 11, a single shock can be prevented. Further, by making the sub-rinse solution 16 OA a neutral or alkaline solution having a lower pH value than that of the main rinse solution 159 A, heat shock can be prevented.
  • the first hard shock means that, for example, when a liquid having a significantly different pH value from that of the developer on wafer W is used as main rinse 159 A, impurities such as the disturbed developer are re-adhered to the substrate.
  • the phenomenon that does.
  • a liquid having a significantly different pH value from the developer on the wafer W is used as the sub-rinse liquid 160A.
  • Generally used developing solutions are particularly susceptible to the shock.
  • the sub-rinse solution 16 OA is Along with 159 A, the developer must be disturbed and the main rinse 159 A must be washed away. It is desirable that the subrinse liquid 160 A be as neutral as possible. However, if neutral water such as pure water is used, pH shock may be caused.
  • the adhesion of the insoluble matter to the wafer W is suppressed by first discharging the alkaline main rinse solution 159A. Then, by using an alkaline solution having a lower pH value than the main rinse solution 159 A as the suprine solution 160 A, the disturbance is caused while relaxing the first shock, and the first solution is washed away. Can be. As a result, the disturbing effect can be further enhanced, and impurities such as micelles and insolubles attached to the developer and the substrate can be efficiently removed.
  • the mixed liquid 183 A is mixed with the sub-rinse liquid 160 A by the pump 185 provided in the pipe 183.
  • a pH value lower than that of the sub-rinse solution 16 OA for example, pure water or the like can be used.
  • the pH value of the sub-rinsing solution 16 OA can be reduced, and no reaction occurs on the developing solution, and the accuracy is improved. Good rinsing can be performed.
  • a control unit 190 may be provided for controlling the amount of the mixed solution 183 A to be mixed with the sub-rinse solution 16 OA by gradually changing the pressure of the pump 185, for example. .
  • the pH value of the sub-rinse solution 16 OA does not suddenly change, and the pH shock is reduced. There is nothing to wake up.
  • FIG. FIG. 24 shows a state where the wafer W is rinsed from both the front and back surfaces.
  • Nozzle 274 supplies main rinse source 259 A that supplies main rinse liquid 259 A and main chamber 274 A that is connected via main supply pipe 282 A, and sub-rinse liquid 26 OA And a sub-chamber 274B connected via a sub-supply pipe 282B.
  • the main chamber 274 A is provided with a main hole 275 A for discharging a main rinsing liquid
  • the sub chamber 274 B is provided with a sub hole 275 B for discharging a sub rinsing liquid. .
  • Pumps 276A and 276B which pump rinsing liquid by gas, are connected separately to supply pipes 282A and 282B so that rinsing liquid can be supplied separately. I'm sorry In each of the pumps 276A and 276B, the supply of the rinsing liquid is controlled by a control unit (not shown). As the main rinse liquid 255 A and the sub rinse liquid 260 A, for example, pure water is used.
  • the nozzle 174 discharges a rinsing liquid from the front side of the wafer W to clean the developing liquid surface on the wafer W surface. Further, a nozzle 274 discharges a rinsing liquid from the back side of the wafer W to clean the back side of the wafer W.
  • the rinsing liquid is discharged from the nozzle 274, the pure water discharged from the main hole 275A, together with the pure water discharged from the subhole 275B, disturbs the impurities attached to the back surface of the wafer W. I do. Thus, the back surface of the wafer W can be reliably cleaned.
  • the rinse liquid discharged from the main hole 275A and the sub hole 274B is disturbed, and for example, bubbles are generated by the disturbance.
  • the disturbing bubbles remove the impurities by applying stress to the impurities attached to the back surface of the wafer W. It becomes possible.
  • the cleaning means since the cleaning means also has a function of washing away impurities removed from the wafer W as in the past, the processing time does not increase.
  • FIG. 25 (a) shows a spin chuck used in the present embodiment.
  • the spin chuck 242 connected to the motor 243 has a rinsing liquid hole 242 a and a holding portion 244.
  • the holding portion 244 holds the wafer W by fixing the outer periphery of the wafer W by, for example, a mechanism not shown.
  • the rinsing liquid hole 242 a is opened to allow the rinsing liquid discharged from the nozzle 274 to reach the back surface of the substrate.
  • the spin chuck 242 shown in the present embodiment has a slight recess at the center. With such a shape, when the wafer W is placed on the spin chuck 24, a space is formed below the central portion of the wafer W, so that the rinsing liquid discharged from the nozzle 274 causes the wafer W The central part can be reached directly.
  • FIG. 25 (b) schematically shows the positional relationship of the nozzle, spin chuck, cap and the like.
  • a nozzle 274 provided on the back side of the wafer W discharges a rinsing liquid toward the wafer W.
  • the rinsing liquid thus discharged can reach the wafer W through the rinsing liquid hole 242a.
  • the rinsing liquid that has arrived is spread on the wafer W by the rotational centrifugal force.
  • the rinsing liquid from the main hole 275A and the sub hole 275B By discharging the rinsing liquid from the main hole 275A and the sub hole 275B, disturbance occurs on the back surface of the substrate, and impurities attached to the back surface of the substrate can be removed.
  • the rinsing liquid from the main hole 275 A may be discharged toward the center of the rotation axis of the wafer W, as shown by the broken arrow in FIG. 25 (b).
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, Deformation is possible.
  • the main hole and the sub hole are provided as the holes for discharging the rinsing liquid, but the diameters of all the holes may be the same without necessarily making the diameters different.
  • the discharge angle of the rinsing liquid with respect to the wafer surface of the main hole and the sub hole may be made different.
  • 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 face 55e. Then, the direction in which the rinsing liquid is discharged from the sub-holes is opposite to the direction in which the rinsing liquid discharged from the main holes 55b diffuses from the center of the wafer to the outside on the wafer. Can increase the disturbing effect of
  • the developer and the rinsing solution can be efficiently disturbed to remove impurities such as micelles and insolubles attached to the substrate, thereby reducing the occurrence of defects on the substrate. be able to.

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Description

明 細 書 基板処理装置、 基板処理方法及びノズル 技 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一工程 において、 例えば半導体基板上のレジス卜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。 背景技術
半導体デバイス製造のフォトリソグラフィ一工程では、 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。
このようなフォトリソグラフィ一工程において、 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。
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つた問題が生じている。 また、 リンス液の 供給により生じる p Hショック （ぺ一ハ一ショック） によって、 リンス 液を現像液に供給し現像液を洗い流した後に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。 このようなミセルゃ不溶解物は、 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。 発明の開示
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ゃ 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。
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する。
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の液と、 第 2の液とが攪乱され、 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の液はそれそれ純水を 用いることができる。
本発明の一の形態は、 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。 例 えば基板の中央部に第 1の液と第 2の液とを吐出するようにすれば、 第 1の液と第 2との混合液が回転の遠心力で基板上を流れる。 これにより 基板表面での攪乱された液の運動エネルギーが増し不純物の除去作用を 高めることができる。
本発明の一の形態は、 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 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ボン プゃ配管等をいう。）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。
本発明の一の形態は、 前記第 2の孔は前記第 1の孔の周囲に複数設け られていることが好ましい。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。
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 . 5 mn！〜 2 . 5 mmであり、前記第 2の孔の径は 0 . 3〜0 .
7 mm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 1 . 5 mmよりも小さくすると液の流速が高 くなりすぎてしまい、 そのインパクトによりレジストパ夕一ンの倒壊が 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 0 . 7 mm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 5 0 0 m 1 /m i r！〜 9 0 0 m l /m i nであり、 前記第 2の液の吐出流量は 1 0 O m l Zm i n ~ 5 0 0 m 1 /m i n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。
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 発生させることができる。 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。
本発明の一の形態は、 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、 前記を吐出する第 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 れそれのノズルから第 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。
本発明の一の形態は、 前記第 1の液は、 アルカリ性溶液であり、 前記 第 2の液は、 前記第 1の液よりも p H値の低い中性またはアル力リ性溶 液である。 第 1の液、 第 2の液はできるだけ中性に近い液であることが 望まれるが、 それぞれ中性の例えば純水等を用いると、 ぺ一ハーショッ クを引き起こすことになる。 ここで、 ぺ一ハ一ショックとは、 例えば p H値が大きく異なる 2種類の液を混合したときに不純物が生じ基板に不 純物が生じ基板に再付着する現象をいう。 この現象は例えば、 第 1の液 として処理液と P H値が大きく異なる液を用いた場合や第 2の液として 第 1の液と p H値が大きく異なる液を用いた場合に生じる。
処理液は例えば p H値が 1 0〜 1 2程度の現像液等アルカリ性を示す ものが多いため、 第 1の液の p H値が例えば 9〜 1 1のアルカリ性溶液 にすることにより、 第 1の液を吐出したときに、 基板表面での不溶解物 の付着を低減させることができる。 また、 第 2の液は、 第 1の液ととも に処理液を攪乱させることができ、 さらに処理液上の第 1の液を洗い流 すことができる。
そこで、 本発明のこのような構成によれば、 まず第 1の液により不溶 解物を基板に付着させないようにリンスを行う。 第 2の液としては、 第 1の液よりも p H値の低い、 例えば p H値が 7〜 8の中性またはアル力 リ性溶液を用いることにより、 ぺ一ハ一ショックを緩和させながら攪乱 を起こし、 かつ、 第 1の液を洗い流すことができる。 これにより、 更に 攪乱効果を高めることができ、 処理液、 基板に付着したミセル、 さらに 不溶解物等の不純物を効率的に除去することができる。
本発明の一の形態は、 前記第 2の液に、 該第 2の液よりも p H値の低 い第 3の液を混合する手段と、 前記混合手段によって第 2の液に混合さ れる第 3の液の量を制御する制御部とを更に具備する。 リンス後、 処理 液上にリンス液が堆積することは度々ある。とくに、本発明においては、 リンス液として用いている第 1の液及び第 2の液は、 ともにアル力リ性 である。 この第 1の液及び第 2の液が、 基板上に堆積すると、 不要の反 応を起こす可能性がある。 本発明のこのような構成によれば、 第 2の液 よりも p H値の低い、 例えば中性の第 3の液を混合することにより、 第 2の液の p H値を減少させることができ、 基板上で不要な反応を起こす こともない。 また、 制御部を設けて、 第 2の液に混合させる第 3の液の 量を制御することにより、 第 2の液の p H値を急激に変化させることも なく、 ぺ一ハ一ショックを引き起こすようなこともない。
本発明の一の形態は、 前記リンス手段から前記基板に前記第 1の液を 吐出させた後、 該第 1の液を吐出させたまま前記第 2の液を吐出させる ように制御する第 1の制御部を具備する。 このように制御すれば、 処理 液上で第 1の液と第 2の液との間に確実に攪乱が生じ、 確実に処理液や 不純物等を除去することが可能となる。
本発明の一の形態は、 前記基板の裏面に前記第 4の液と前記第 5の液 とを吐出し攪乱させて、 該基板の裏面に付着した不純物を除去する洗浄 手段を更に具備する。 攪乱効果は、 基板の裏面に付着した不純物を除去 する際にも適用できる。 洗浄手段により第 4の液と第 5の液とを吐出す ることで、 第 4の液と第 5の液とが攪乱され、 攪乱により例えば気泡が 発生する。 この攪乱ゃ気泡が基板の裏面に付着した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。 しかも、 この洗 浄手段は、 従来までのように基板から除去した不純物を洗い流す作用も 兼ねているため、 処理時間を増加させることはない。 ここで例えば、 第 4の液と第 5の液はそれそれ純水を用いることができる。
本発明の一の形態は、 前記保持部は、 前記基板の下方から該基板の裏 面を保持するものであって、 該保持部を貫通した貫通穴を有し、 前記洗 浄手段は、 前記保持部の下方に配置され、 前記基板裏面に向けて、 前記 貫通穴を通って前記基板裏面に直接到達するように前記第 4の液及び前 記第 5の液を吐出するノズルを具備する。
基板の裏面は、 保持部によって下方から保持されている。 このような 基板の裏面を下方から洗浄する場合、 保持部で保持された部分を洗浄す ることが困難となる。 本発明のこのような構成によれば、 ノズルから吐 出された第 4の液、 第 5の液は、 保持部の貫通穴を通過することができ るため、 基板裏面の保持された部分であっても直接到達する。 これによ り、 基板裏面で第 4の液、 第 5の液が攪乱され、 基板の裏面に付着した 不純物を確実に除去することが可能となる。
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の孔からそれそれ第 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ためのノズルとを具備する。 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。
本発明の基板処理方法は、 （a )基板に処理液を供給する工程と、 （b ) 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する。 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、 処理時間を增加させることはな い。
本発明の一の形態は、 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の液の吐出によ る基板へのィ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。 さらに、 第 1の液の p H値を例えば 9〜 1 1、 第 2 の液の p H値を例えば 7〜8とすることで p Hショックを軽減させるこ ともできる。 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。
本発明の一の形態は、 前記工程 （b ) は、 （c ) 前記第 1の液として、 アルカリ性溶液を吐出する工程と、 （d )前記工程（c ) の途中から、 前 記第 2の液として、 前記第 1の液よりも p H値の低いアル力リ性溶液を 吐出する工程とを具備する。 処理液は例えば p H値が 1 0〜 1 2程度の 現像液等アル力リ性を示すものが多いため、 第 1の液の p H値が例えば 9〜 1 1のアル力リ性溶液にすることにより、第 1の液を吐出したとき、 基板表面での不溶解物の付着を低減させることができる。 また、 第 2の 液は、 第 1の液とともに処理液を攪乱させる必要がある上に、 さらに処 理液上の第 1の液を洗い流す必要もある。 第 1の液、 第 2の液はできる だけ中性に近い液であることが望まれるが、 それそれ中性の例えば純水 等を用いると、 ペーハーショックを引き起こすことになる。 ここで、 ぺ —ハ一ショックとは、 第 1の液として例えば処理液と p H値が大きく異 なる液を用いた場合や、 第 2の液として例えば第 1の液と p H値が大き く異なる液を用いた場合に、 攪乱された不純物が基板に再付着する現象 をいう。 本発明のこのような構成によれば、 まず第 1の液により酸塩基 反応を起こすことができる。 第 2の液としては、 第 1の液よりも p H値 の低い、 例えば p H値が 7〜 8の中性またはアル力リ性溶液を用いるこ とにより、 ペーハーショヅクを緩和させながら攪乱を起こし、 かつ、 第 1の液を洗い流すことができる。 これにより、 更に攪乱効果を高めるこ とができ、 処理液、 基板に付着したミセル、 さらに不溶解物等の不純物 を効率的に除去することができる。
本発明の一の形態は、 （ e )前記第 2の液に、該第 2の液よりも p H値 の低い第 3の液を混合する工程を更に具備する。 本発明のこのような構 成によれば、 第 2の液よりも p H値の低い第 3の液を混合することによ り、 第 2の液の p H値を減少させることができる。 とくに、 制御部を設 けて、 第 2の液に混合させる第 3の液の量を制御することにより、 第 2 の液の p H値を急激に変化させることもなく、 ぺ一ハーショヅクを引き 起こすようなこともない。これにより、処理液、基板に付着したミセル、 さらに不溶解物等の不純物を効率的に除去することができる。
本発明の一の形態は、 （f )前記処理液が供給された基板に対し、該基 板の裏面から前記第 4の液と前記第 5の液とを吐出し攪乱させて、 該基 板の裏面に付着した不純物を除去する工程を更に具備する。 本発明のこ のような構成によれば、基板裏面でも攪乱効果が発揮されることとなり、 基板の裏面に付着した不純物を確実に除去することが可能となる。
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 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。
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。 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。 図面の簡単な説明
図 1は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は図 1に示す塗布現像処理装置の正面図である。
図 3は図 1に示す塗布現像処理装置の背面図である。
図 4は本発明の一実施形態に係る現像処理ュニットの平面図である。 図 5は図 4に示す現像処理ュニットの断面図である。
図 6は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は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は第 1の実施形態に係るリンスノズルの断面図である。
図 9は図 8に示すリンスノズルの平面図である。
図 1 0は現像液の供給動作を示す図である。
図 1 1は別の実施形態に係るリンスノズルの平面図である。
図 1 2は第 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 1 3は別の実施形態に係る現像処理ュニッ 卜の平面図である。
図 1 4は第 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 ο
図 1 5は図 1 4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 1 6は図 1 4に示すリンスノズルの変形例を示す平面図である。 図 1 7は図 1 4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 1 8は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 1 9は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 2 0は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 2 1は 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。
図 2 2は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 2 3は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 2 4は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 2 5はさらに他の実施形態に係るリンス液の供給機構を示す図であ る。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
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。
この塗布現像処理装置 1は、 半導体ゥヱハ Wをウェハカセット C Rで 複数枚たとえば 2 5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、 ウェハ力セヅ ト C R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 1 0と、 塗布現像工程の中で 1枚ずっゥ ェハ Wに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ュ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 1 2と、 この処理ステーション 1 2と隣 接して設けられる露光装置 1 0 0との間でウェハ Wを受け渡しするため のィン夕一フェース部 1 4とを一体に接続した構成を有している。 カセットステーション 1 0では、 図 1に示すように、 カセット載置台 2 0上の突起 2 0 aの位置に複数、 例えば 5個のウェハカセヅト C Rが それそれのウェハ出入口を処理ステーション 1 2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） およびウェハカセヅト C R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 2 2が各ウェハカセヅ ト C Rに選択的にアクセスするようになって いる。 さらに、 このゥヱハ搬送体 2 2は、 6> 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の処理ュニッ ト部 G 3に属する熱処理系ュニヅトにもアクセスできるようになつてい る。
図 1に示すように処理ステーション 1 2は、 装置背面側 （図中上方） において、カセヅトステーション 1 0側から第 3の処理ュニット部 G 3、 第 4の処理ュニット部 G 4及び第 5の処理ュニヅト部 G 5がそれそれ配 置され、 これら第 3の処理ュニット部 G 3と第 4の処理ュニット部 G 4 との間には、 第 1の主ウェハ搬送装置 A 1が設けられている。 この第 1 の主ウェハ搬送装置 A 1は、 この第 1の主ウェハ搬送体 1 6が第 1の処 理ュニヅ卜部 G 1、 第 3の処理ュニヅト部 G 3及び第 4の処理ュニヅト 部 G 4等に遺択的にアクセスできるように設置されている。 また、 第 4 の処理ュニヅト部 G 4と第 5の処理ュニヅト部 G 5との間には第 2の主 ウェハ搬送装置 A 2が設けられ、 第 2の主ウェハ搬送装置 A 2は、 第 1 と同様に、 第 2の主ゥヱハ搬送体 1 7が第 2の処理ユニット部 G 2、 第 4の処理ュニット部 G 4及び第 5の処理ュニット部 G 5等に選択的にァ クセスできるように設置されている。
また、 第 1の主ウェハ搬送装置 A 1の背面側には熱処理ュニットが設 置されており、 例えばウェハ Wを疎水化処理するためのァドヒージョン ュニヅト （A D ) 1 1 0、 ウェハ Wを加熱する加熱ュニヅト （H P ) 1 13が図 3に示すように多段に重ねられている。 なお、 アドヒ一ジョン ユニット （AD) はゥヱハ Wを温調する機構を更に有する構成としても よい。 第 2の主ゥヱハ搬送装置 A 2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 1 19及びレジストパ夕 —ンの線幅を検査する線幅検査装置 1 18が多段に設けられている。 こ れら膜厚検査装置 1 19及び線幅検査装置 1 18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 A 2の背面側は、 第 1の主ウェハ搬送装置 A 1 の背面側と同様に熱処理ユニット （HP) 1 13が配置構成される場合 あ ό。
図 3に示すように、 第 3の処理ユニット部 G 3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ュニット、 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ュニット （ΒΑΚΕ)、 ゥヱハ Wに精度の良い温度管理化で冷却処理を施す冷却処理ュニヅ ト（CP L)、 ウェハ搬送体 22から主ゥヱハ搬送体 16へのウェハ Wの受け渡し部と なるトランジシヨンュニヅ 卜（TR S)、上下 2段にそれそれ受け渡し部 と冷却部とに分かれて配設された受け渡し ·冷却処理ュニット （TCP) が上から順に例えば 10段に重ねられている。 なお、 第 3の処理ュニヅ ト部 G 3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の処理ュニット部 G 4でも、 例えばボストべ一キ ングュニヅト （PO S T)、 ウェハ受け渡し部となるトランジシヨンュニ ヅ 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べ一 キングュニヅ ト （PAB)、 冷却処理ュニット （CPL) が上から順に例 えば 10段に重ねられている。 更に第 5の処理ュニヅト部 G 5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 ボストェクスポ一ジャ一ベ一キングュニヅト （P EB)、冷却処理ュニヅ ト （CPL)、 ウェハ Wの受け渡し部となるトランジシヨンュニヅ ト（T RS)が例えば上から順に 10段に重ねられている。
加熱処理系のュニッ トは、 例えば図 1の第 4の処理ュニヅト部 G 4に 示すように、 ウェハ Wを温調するための温調プレ一ト 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。
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の処理ュニット部 G 1と第 2の処理ュニヅト部 G 2とが Y方向に併 設されている。 この第 1の処理ュニヅト部 G 1とカセットステーション 10との間及び第 2の処理ュニヅト部 G2とイン夕一フェース部 14と の間には、 各処理ュニット部 G 1及び G 2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がそれそれ設けられており、 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 気を各処理ュニヅト部 G 1〜G5内部に供給するためのダクト 3 1、 3 2が設けられている。
図 2に示すように、 第 1の処理ユニッ ト部 G 1では、 カップ CP内で ウェハ Wをスピンチヤヅ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ュニ 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ュニヅト （BARC) が 2段、 下方か ら順に 5段に重ねられている。 また第 2の処理ュニット部 G 2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 ュニヅト （DEV) が 5段に重ねられている。 レジスト塗布処理ュニヅ 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（こ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。
また、 第 1及び第 2の処理ユニット部 G 1及び G 2の最下段には、 各 処理ュニット部 G 1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。
ィン夕一フェース部 14の正面部には可搬性のピックアップカセヅト CRと定置型のバッファカセット BRが 2段に配置され、 中央部にはゥ 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ヅト 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、 0方向に回転可能に構成され、 第 5の処理 ユニット部 G 5にもアクセスできるようになつている。 更に、 図 3に示 すようにィン夕一フェース部 14の背面部には、 高精度冷却処理ュニヅ 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。
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ュニット（D E V) を示す平面図及び断面図である。
このュニッ 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 · フィル夕ュニヅト 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ュニット底板 51の中央 付近に環状のカヅプ 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。 このスピンチヤヅク 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。
力ヅプ 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ツ夕 5 2が開いている間に、 開口部 4 1 aを 介して主ウェハ搬送体 1 Ίとの間でウェハの受け渡しが可能となる。 ま たカヅプ C P底部には、 廃液用のドレイン口 4 5が設けられている。 こ のドレイン口 4 5に廃液管 3 3が接続され、 この廃液管 3 3はュニヅト 底板 5 1と筐体 4 1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。
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 5 3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 3 4を介してケミカル室 （C H M ) 2 8 (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 5 3は、 ノズルスキャンァ一 ム 3 6のノズル保持部材 6 0に着脱自在とされている。 ノズルスキャン アーム 3 6は、 ュニット底板 5 1の上に一方向 （Y方向） に敷設された ガイ ドレール 4 4上で水平移動可能な垂直支持部材 4 9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 4 9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 5 3は現像液の供給時以外は力ップ C Pの外側に配設された現像液ノズル パス 4 6で待機するようになっており、 現像液の供給時にはゥヱハ 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 5 3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。
さらに力ップ C Pの側方には、 リンス液を吐出するリンスノズル 5 5 がリンスノズルアーム 5 4に取り付けられている。 リンスノズルアーム 5 4は、 図 6に示すように、 例えば支持部材 5 7に支持されたステツピ ングモ一夕 5 6の駆動によって 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 5 5が力ヅプ C P内に収容されたウェハ Wの中心部上まで移動するよ うになつている。 また、 リンスノズル 5 5は、 図 7に示すようにリンス 処理時にスピンチャック 4 2に保持されたゥヱハ Wの表面から例えば高 さ t = 1 5 mm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 5 5等を省略している。
以上のノズルスキャンアーム 3 6の移動機構とリンスノズルアーム 5 4の移動機構であるステッピングモー夕 5 6の駆動は制御部 4 0によつ て電気的に制御されるようになっている。
図 8及び図 9は、 第 1の実施形態に係るリンスノズル 5 5の断面図及 び平面図である。 このリンスノズル 5 5は、 リンス液を貯留する図示し ない夕ンクゃ圧送ポンプ等を含むリンス液供給源 5 9に供給管 5 8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、 パ夕一ン 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 5 5 aが設けられ、 この流路 5 5 aの中心からノズルの下端面 5 5 eの 中心にかけて貫通されたリンス液を吐出する主孔 5 5 bが設けられてい る。 また、 主孔 5 5 bの周囲には、 この主孔 5 5 bよりも径の小さい例 えば 8個の副孔 5 5 cが流路 5 5 aから下端面 5 5 eにかけて貫通され て形成されている。 この主孔 5 5 bの直径は例えば 1 . 5 mn！〜 2 . 5 mmであって、 好ましくは 2 . 0 mmである。 また副孔 5 5 cの径は例 えば 0 . 3〜 0 . 7 mmであって、好ましくは 0 . 4 mmである。また、 図 9において 8つの副孔 5 5 cで構成される破線で示した円の直径は、 例えば 8 mmとしている。
このように構成されたリンスノズル 5 5によりリンス液をゥヱハ W上 に吐出することで、 主孔 5 5 bから吐出される液と副孔 5 5 c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 55 bの大きさと副孔 55 cの大きさとを異なるよう に形成されているので、 副孔 5 5 cから吐出される液の流量を、 主孔 5 5 b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。
また、 主孔 55 bの径をこのようにしたのは、 その直径を 1. 5 mm より小さくすると液の流速が高く、 そのインパクトによりレジストパ夕 —ンの倒壊が発生するおそれがあるからである。 また、 副孔 55 cの径 をこのようにしたのは、 その径を 0. 7mm以上とすると副孔 5 5 cか らの流量多くなりすぎてしまい、 副孔 55 c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リヅトル/分であるとき、 流量については、 主孔 5 5 b からの純水の吐出流量は 500 ml/mi n〜900 m 1 /m i nであ り、 副孔 55 cからの純水の吐出流量は 10 OmlZmi！!〜 50 Om 1/mi nとすることが好ましい。 .
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。
まず、 カセットステーション 1 0において、 ゥェハ搬送体 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ヅト CRにァ 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 A 1に受け渡され、 例えばァドヒ一ジョンュニヅト（AD) 1 10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。 次に、 ウェハ Wは、 そしてウェハ Wは、 レジスト塗布処理ュニット （ C OT) 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 A 1によりウェハ Wはプリべ一キングュニヅト（P AB) 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 A 1に受け渡される。 その後ゥヱハ Wは冷却処理ユニット （CPL) で所定の温度で冷却処理 れ 。
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 1 19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の処理ュニヅト部 G 5におけるトランジシヨンュニ ヅ ト（TR S)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はィ ン夕一フェース部 14及び第 5の処理ュニヅト部 G5におけるトランジ シヨンュニヅ ト（TR S )を介して第 2の主搬送装置 A 2に受け渡された 後、ポストェクスポ一ジャーべ一キングュニヅト（P E B)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はィン夕一フ エース部 14において一旦バッファカセヅト BRに収容される場合もあ る。
そしてゥヱハ 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 （ポストべ一キング） 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 （E XT) を介してカセット CRに戻される。
次に、 現像処理ュニヅ ト （DEV) の動作について説明する。 まず、 図 1 0 ( a ) , ( b ) に示すように、 現像液ノズル 5 3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、 ゥェ ハ W上に現像液が盛られる。 そして、 現像液がゥヱハ全面に盛られた状 態のまま所定の時間例えば 6 0秒間の現像処理が行われる。
そして、 リンスノズル 5 5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 5 5 bと副孔 5 5 c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 5 0 0 r p m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 5 9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。
また、 本実施形態のリンスノズル 5 5は主孔 5 5 bの周囲に副孔 5 5 cを複数設ける構成としたので、 主孔 5 5 b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 5 5 c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。
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。
なお、リンスノズル 5 5の副孔 5 5 cは、必ずしも円形上でなくても、 図 1 .1に示すように、 例えば主孔 5 5 bより小さい孔であれば長い形状 の副孔 5 5 cを設けるようにしてもよい。 また主孔 5 5 bについても同 様に矩形とすることもできる。
図 1 2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 5 5 eにおいて、 主孔 5 5 bと副孔 5 5 cとの間には環状の溝 5 5 dが形成されている。 このような溝 5 5 d を設けることにより、 リンス液の吐出の際、 下端面 5 5 eが平坦面であ る場合に比べ、 主孔 5 5 bから吐出される液と副孔 5 5 c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。
図 1 3は、本発明の第 3の実施形態に係る現像処理ュニット （D E V ) を示す平面図である。 図 1 3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 （D E V ) におけるリンスノズル 7 5は、 長尺形状を 有しており リンスノズルアーム 6 3によって支持されている。 リンスノ ズルァ一ム 6 3はノズルスキャンアーム 3 6と同様にガイ ドレール 4 4 上を Y方向に制御部 4 0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 7 5が力ップ C P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。
図 1 4は、そのリンスノズル 7 5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 7 5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 ヅファ室 7 5 aと、 このバッファ 7 5 a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 5 5 bが形成されており、 この主孔 5 5 b以外の副孔 5 5 c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 5 5 cから吐 出されるリンス液の流量を主孔 5 5 b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 5 5 bの直径は例えば 1 . 5 mn！〜 2 . 5 mmであって、 好ましくは 2 . 0 mmである。 また副孔 5 5 cの径は例えば 0 . 3〜0 . 7 mmであつ て、 好ましくは 0 . 4 mmである。 また、 例えばリンス液の流量が 1 リ ヅトル/分であるとき、 流量については、 主孔 5 5 bからの純水の吐出 流量は 5 0 0 m l /m i n〜9 0 0 m l /m i nであり、 副孔 5 5 cか らの純水の吐出流量は 1 0 0 m l /m i n〜5 0 0 m l /m i nとする ことが好ましい。
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、 パ夕一 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。
このように構成されたリンスノズル 7 5により、 例えば図 1 5に示す ように、 リンスノズル 7 5を主孔 7 5 b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.7 5 b及び副孔 7 5 c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 7 5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。
なお、 上記実施形尊では、 リンスノズル 7 5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 4 0 mm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 メ一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。
また、 図 1 6に示すように、 リンスノズル 8 5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 8 5 bを設け、 さらに主孔 8 5 bからノズル外側方向に副孔 8 5 c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。
また、 リンスノズルの各副孔の径のそれそ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。
図 1 7では、 リンス液供給源 5 9に 2つの供給管 8 2 A及び 8 2 Bを 接続し、 さらにリンス液を気体で圧送するポンプ 7 6 A及び 7 6 Bをそ れそれの供給管に別個に接続して、 上記リンスノズル 7 5の主孔 7 5 b と副孔 7 5 c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 7 6 A及び 7 6 B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 1 6に示したリンスノズル 8 5 にも適用できる。
図 1 8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 5 5及び第 3の実施形態に係るリンスノズル 7 5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 1 0 0 %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。
次に、 図 1 9及び図 2 0を参照してさらに他の実施形態について説明 する。 図 1 9では、 例えば 2つのリンスノズル 5 5 A及び 5 5 Bが、 供 給管 5 8を介してリンス液供給源 5 9に接続されている。 供給管 5 8に はリンス液を気体で圧送するポンプ 6 1が接続されている。 リンスノズ ル 5 5 A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 5 5 Bには、 ノズル 5 5 Aに設けられている吐出孔ょり大き 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 5 5 A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 5 5 B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それのノズ ル 5 5 A及び 5 5 B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。
図 2 0では、 リンス液供給源 5 9からそれぞれ独立した供給管 5 8 A 及び 5 8 Bが延び、 それそれの供給管 5 8 A及び 5 8 Bに図 1 9で示し たものと同一のリンスノズル 5 5 A及び 5 5 Bが各々接続されている。 また、 それぞれの供給管 5 8 A及び 5 8 Bには、 別個の圧送ポンプ 6 1 A及び 6 1 B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 6 1 A及び 6 1 Bを制御して、 両ノズルで同じ吐出圧にしてもよい し、 それそ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 5 8 A及び 5 8 Bに 独立した開閉弁をそれぞれ設けてもよい。
なお、 図 1 9及び図 2 0におけるリンスノズル 5 5 B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 5 5 B 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。
図 2 1は、 図 1 9及び図 2 0においてリンスノズル 5 5 A及び 5 5 B からリンス液が吐出される夕ィミングを示す図である。 例えばノズル 5 5 Aからの吐出を先に行い、 その後にノズル 5 5 Bから吐出する。 吐出 のタイミングとしては、 ノズル 5 5 Aから吐出されたリンス液が、 少な くともノズル 5 5 B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 5 5 B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 5 5 Bからの吐出のタイミングをノズル 5 5 A より遅らせることで、 ノズル 5 5 Bからの吐出は、 ノズル 5 5 A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 5 5 Bからのリンス液の吐出よるウェハへのィ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 5 5 Bの流速を速くすればするほど有効なものとな ο
次に、 図 2 2及び図 2 3を用いて、 本発明の更に別の実施形態につい て説明する。
図 2 2は、 本発明の更に別の実施形態に係るノズルを用いて、 基板を リンスする様子を示した図である。
リンスノズル 1 7 4は、主供給管 1 8 2 Aが接続される主室 1 7 4 A、 副供給管 1 8 2 Bが接続される副室 1 Ί 4 Bを有する。
この主供給管 1 8 2 Aは、 メインリンス液 1 5 9 Aを供給する主供給 源 1 59と接続される。 メインリンス液 1 5 9 Aは、 主供給源 1 59か ら主供給管 1 82 Aを流通して主室 1 Ί 4 Aに供給される。
副供給管 1 82 Bは、 サブリンス液 1 6 OAを供給する副供給源 16 0と接続される。 サブリンス液 1 60Aは、 副供給源 1 60から副供給 管 1 82Bを流通して副室 1 74Bに供給される。
それぞれの供給管 182 A、 182 Bにはリンス液を気体で圧送する ポンプ 1 Ί 6 A及び 1 76 Bが別個に接続され、 リンス液の供給が別々 に行われるようになつている。 ポンプ 1 76 A、 1 76 Bは、 それそれ 図示しない制御部によってリンス液の供給量が制御されるようになって いる。
メインリンス液 1 5 9 Aとして、 例えば pH値が 9〜 1 0になるよう に希釈した現像液等のアル力リ性溶液が用いられ、 サブリンス液 1 60 Aとして、. 例えば更に pH値の低い希釈現像液等のアル力リ性溶液が用 いられる。 ここで、 サブリンス液 16 OAは、 メインリンス液 1 59A よりも pH値を低くすることが好ましい。 具体的には、 メインリンス液 1 5 9 Aの pH値を例えば 9〜 1 1とし、 サブリンス液 1 60 Aの pH 値を例えば 7〜8とするのが好ましい。
主室 1 Ί 4 Aには、 メインリンス液を吐出する主孔 1 75 Aが設けら れ、 副室 174 Bには、 サブリンス液を吐出する副孔 175 Bが設けら れる。
次に、 ウェハをリンスする工程について説明する。 このリンス工程の 際、ウェハ Wを図示しない回転機構等により回転させておくようにする。
ウェハが回転している状態で、 図 22 (a) に示すように、 まず、 ポ ンプ 1 76 Aを作動させ、 主孔 1 75Aからメインリンス液 1 5 9Aを ウェハ Wに向けて吐出する。 吐出されたメインリンス液 1 59 Aは、 回 転の遠心力によりウェハ Wの外周に拡散される。 拡散されたメインリン ス液 159は、 ゥヱハ Wの表面に液膜 159 Bを形成する。
ウェハ W上の現像液は、 例えば TMAH ( Tetramethylammonium- hydroxide:テトラメチルアンモニゥムハイ ドロキシド） 等のアルカリ性 溶液である。 アルカリ性の液膜 159Bは、 基板表面での不溶解物の付 着を低減させながら広がっていく。
次に、 図 22 (b) に示すように、 ポンプ 176 Bを作動させ、 副孔 175 Bからサプリンス液 160 Aをウェハ Wに向けて吐出する。 サブ リンス液 160 Aの吐出は、 メインリンス液 159 Aを吐出させたまま 行う。 このときメインリンス液 159Aとサブリンス液 160Aとはゥ ェハ W上で攪乱される。 攪乱状態となったリンス液は、 ウェハ W上を拡 散し、 ウェハ W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不純物を除去する。 また、 主孔 175 Aからの吐出量を副孔 175 Bからの吐出量よりも多くすることにより、 液膜 159 B内に遊離した塩が回転の遠心力で洗い流される。
本実施形態において、 メインリンス液 159 Aを pH値が例えば 9〜 1 1のアルカリ性溶液にすることにより、 ぺ一ハ一ショックを防止する ことができる。 また、 サブリンス液 16 OAを、 メインリンス液 159 Aよりも pH値の低い中性またはアル力リ性溶液にすることにより、 ぺ —ハーショヅクを防止することができる。
ここで、 ぺ一ハーショックとは、 メインリンス 159 Aとして例えば ゥェハ W上の現像液と p H値が大きく異なる液を用いた場合に、 攪乱さ れた現像液等の不純物が基板に再付着する現象をいう。 サブリンス液 1 60 Aとして例えばウェハ W上の現像液と pH値が大きく異なる液を用 いた場合についても同様である。 一般に使用される現像液は特にべ一ハ 一ショックの影響を受けやすい。
また、 本実施形態の場合、 サブリンス液 16 OAは、 メインリンス液 1 5 9 Aとともに、 現像液を攪乱させる必要があるとともに、 メインリ ンス液 1 5 9 Aを洗い流す必要もある。 サブリンス液 1 6 0 Aはできる だけ中性に近い液であることが望まれるが、 中性の例えば純水等を用い ると、 ペーハーショックを引き起こす可能性がある。
そこで、 本実施形態では、 まずアルカリ性であるメインリンス液 1 5 9 Aを吐出することにより不溶解物のウェハ Wへの付着を抑えている。 それからサプリンス液 1 6 0 Aとして、 メインリンス液 1 5 9 Aよりも p H値の低いアルカリ性溶液を用いることにより、 ぺ一ハーショヅクを 緩和させながら攪乱を起こし、かつ、第 1の液を洗い流すことができる。 これにより、 更に攪乱効果を高めることができ、 現像液や基板に付着し たミセル、 不溶解物等の不純物を効率的に除去することができる。
また、 図 2 3に示すように、 一方を混合液供給源 1 8 3に接続された 配管 1 8 4の他方を副供給管 1 8 2 Bに接続する構成をとることも可能 である。 この構成により、 混合液供給源 1 8 3から供給される混合液 1 8 3 Aにより、 サブリンス液 1 6 O Aを希釈することができる。
本実施形態では、 配管 1 8 3に備えられたポンプ 1 8 5により、 混合 液 1 8 3 Aをサブリンス液 1 6 0 Aに混合するようになっている。 サブ リンス液 1 6 0 Aを希釈する混合液 1 8 3 Aとして、 サブリンス液 1 6 O Aよりも p H値の低い、 例えば純水等を用いることができる。 混合液 1 8 3 Aをサブリンス液 1 6 0 Aに混合することにより、 このサブリン ス液 1 6 O Aの p H値を減少させることができ、 現像液上で反応が起こ ることもなく、 精度のよいリンスを行うことができる。
ここで、 ポンプ 1 8 5の圧力を変化させることによりサブリンス液 1 6 O Aに混合させる混合液 1 8 3 Aの量が例えば徐々に多くなるように 制御する制御部 1 9 0を設けてもよい。 これにより、 サブリンス液 1 6 O Aの p H値を急激に変化させることもなく、 ペーハーショックを引き 起こすようなこともない。
次に、 図 2 4、 図 2 5をもとにして、 本発明に係るまた別の実施形態 について説明する。 図 2 4は、 ウェハ Wの表面及び裏面の両面からリン スする様子を示している。
ノズル 2 7 4は、 メインリンス液 2 5 9 Aを供給する主供給源 2 5 9 と主供給管 2 8 2 Aを介して接続される主室 2 7 4 A、 サブリンス液 2 6 O Aを供給する副供給源 2 6 0と副供給管 2 8 2 Bを介して接続され る副室 2 7 4 Bを有する。 主室 2 7 4 Aには、 メインリンス液を吐出す る主孔 2 7 5 Aが設けられ、 副室 2 7 4 Bには、 サブリンス液を吐出す る副孔 2 7 5 Bが設けられる。
それそれの供給管 2 8 2 A、 2 8 2 Bにはリンス液を気体で圧送する ポンプ 2 7 6 A及び 2 7 6 Bが別個に接続され、 リンス液の供給が別々 に行われるようになつている。 それそれポンプ 2 7 6 A、 2 7 6 Bは、 図示しない制御部によってリンス液の供給が制御されるようになってい る。 メインリンス液 2 5 9 A、 サブリンス液 2 6 0 Aとして、 例えば純 水が用いられる。
本実施形態では、 ノズル 1 7 4がウェハ Wの表面側からリンス液を吐 出しウェハ W表面の現像液表面を洗浄する。 また、 ノズル 2 7 4がゥェ ハ Wの裏面側からリンス液を吐出し、 ウェハ W裏面を洗浄する。 ノズル 2 7 4からリンス液を吐出するとき、 主孔 2 7 5 Aから吐出された純水 は、 副孔 2 7 5 Bから吐出された純水とともに、 ウェハ W裏面に付着し た不純物を攪乱する。 これにより、 ウェハ W裏面の洗浄を確実に行うこ とができる。
すなわち、 主孔 2 7 5 A、 副孔 2 7 4 Bから吐出されるリンス液が攪 乱され、 攪乱により例えば気泡が発生する。 この攪乱ゃ気泡がウェハ W の裏面に付着した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。 しかも、 この洗浄手段は、 従来までのようにゥェ ハ Wから除去した不純物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。
図 2 5 ( a ) は、 本実施形態で用いられるスピンチヤヅクについて示 したものである。
モ一夕 2 4 3に連結されたスピンチヤヅク 2 4 2は、 リンス液穴 2 4 2 a、 保持部 2 4 4を有する。 保持部 2 4 4が、 例えば図示しない機構 によってゥヱハ Wの外周を固定することにより、 ウェハ Wを保持するよ うになつている。 リンス液穴 2 4 2 aは、 ノズル 2 7 4から吐出された リンス液が、 基板裏面に到達するために開けられたものである。
本実施形態に示すスピンチャック 2 4 2は、 中央部分でやや凹みがあ る。 このような形状により、 スピンチャック 2 4 2にウェハ Wを載置さ せたとき、 ウェハ Wの中央部の下に空間ができるため、 ノズル 2 7 4か ら吐出されたリンス液がウェハ Wの中央部に直接到達することができる。 図 2 5 ( b ) は、 ノズル、 スピンチヤヅク、 カヅプ等の位置関係を模 式的に示したものである。
図 2 5 ( b ) に示すように、 ウェハ Wの裏面側に設けられたノズル 2 7 4が、 ウェハ Wに向けてリンス液を吐出している。 このように吐出さ れたリンス液は、 リンス液穴 2 4 2 aを通過してウェハ Wに到達するこ とができる。 到達したリンス液は、 回転の遠心力によりウェハ W上に拡 散される。 主孔 2 7 5 A及ぴ副孔 2 7 5 Bからリンス液が吐出されるこ とにより、 基板裏面でも攪乱が生じ、 基板裏面に付着した不純物を除去 することができる。 主孔 2 7 5 Aからのリンス液は、 図 2 5 ( b ) の破 線矢印で示すように、 ウェハ Wの回転軸中心に向けて吐出されるように してもよい。
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。
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。
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 5 5の副孔 5 5 cの角度を 下端面 5 5 e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 5 5 b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。
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。 産業上の利用可能性
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ゃ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。

Claims

請求の範囲
1 . 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
を具備することを特徴とする基板処理装置。
2 . 請求項 1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。
3 . 請求項 1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 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。
4 . 請求項 3に記載の基板処理装置であって、
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
ことを特徴とする基板処理装置。
5 . 請求項 4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。
6 . 請求項 5に記載の基板処理装置であって、
前記第 1の孔の径は 1 . 5 mm~ 2 . 5 mmであり、 前記第 2の孔の 径は 0 . 3〜0 . 7 mmである ことを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項 3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 /mi r！〜 900 ml/mi n であり、 前記第 2の液の吐出流量は 1 O OmlZmi n S O OmlZ mi nである
ことを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項 3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。
9. 請求項 3に記載の基板処理装置であって、
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 ことを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項 1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。
1 1. 請求項 10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。
12. 請求項 11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。
13. 請求項 10に記載の基板処理装置であって、 前記第 1のノズルは基板の中央部に第 1の液を吐出し、 前記第 2のノ ズルは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。
14. 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 からそれそれ第 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ためのノ ズルと
を具備することを特徴とする基板処理装置。
15. 請求項 14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。
16. 請求項 14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。
17. 請求項 14に記載の基板処理装置であって、
前記第 1の孔の径は 1. 5mn！〜 2. 5 mmであり、 前記第 2の孔の 径は 0. 3〜0. 7 mmである
ことを特徴とする基板処理装置。 '
18. 請求項 14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 /mi r！〜 900 ml/mi n であり、 前記第 2の液の吐出流量は 100 ml/mi！!〜 500 ml/ m i nである
ことを特徴とする基板処理装置。
1 9 . 請求項 1に記載の基板処理装置であって、
前記第 1の液は、 アル力リ性溶液であり、
前記第 2の液は、 前記第 1の液よりも p H値の低い中性またはアル力 リ性溶液である
ことを特徴とする基板処理装置。
2 0 . 請求項 1 9に記載の基板処理装置であって、
前記第 2の液に、 該第 2の液よりも p H値の低い第 3の液を混合する 手段と、
前記混合手段によって第 2の液に混合される第 3の液の量を制御する 制御部と
を更に具備することを特徴とする基板処理装置。
2 1 . 請求項 1 9に記載の基板処理装置であって、
前記リンス手段から前記基板に前記第 1の液を吐出させた後、 該第 1 の液を吐出させたまま前記第 2の液を吐出させるように制御する第 1の 制御部
を具備することを特徴とする基板処理装置。
2 2 . 請求項 1に記載の基板処理装置であって、
前記基板の裏面に前記第 4の液と前記第 5の液とを吐出し攪乱させて、 該基板の裏面に付着した不純物を除去する洗浄手段
を更に具備することを特徴とする基板処理装置。
2 3 . 請求項 2 2に記載の基板処理装置であって、
前記保持部は、 前記基板の下方から該基板の裏面を保持するものであ つて、 該保持部を貫通した貫通穴を有し、
前記洗浄手段は、 前記保持部の下方に配置され、 前記基板裏面に向けて、 前記貫通穴を 通って前記基板裏面に直接到達するように前記第 4の液及び前記第 5の 液を吐出するノズル
を具備することを特徴とする基板処理装置。
24. (a) 基板に処理液を供給する工程と、
( b ) 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
を具備することを特徴とする基板処理方法。
25. 請求項 24に記載の基板処理方法であって、
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。
26. 請求項 24に記載の基板処理方法であって、
前記第 1の液を基板の中央部に吐出し、 前記第 2の液をその中央部よ り基板外側に吐出する
ことを特徴とする基板処理方法。
27. 請求項 24に記載の基板処理方法であって、
前記第 1の液の吐出流量は 50 Oml/mi n〜90 Oml/mi n であり、 前記第 2の液の吐出流量は 10 Oml/mi n〜50 Oml/ m ί nである
ことを特徴とする基板処理方法。
28. 請求項 24に記載の基板処理方法であって、
前記工程 （b) は、
(c) 前記第 1の液として、 アルカリ性溶液を吐出する工程と、
(d) 前記工程 （c) の途中から、 前記第 2の液として、 前記第 1の 液よりも pH値の低い中性またはアル力リ性溶液を吐出する工程と を具備することを特徴とする基板処理方法。
2 9 . 請求項 2 8に記載の基板処理方法であって、
( e ) 前記第 2の液に、 該第 2の液よりも p H値の低い第 3の液を混 合する工程
を更に具備することを特徴とする基板処理方法。
3 0 . 請求項 2 4に記載の基板処理方法であって、
( f ) 前記処理液が供給された基板に対し、 該基板の裏面から前記第 4の液と前記第 5の液とを吐出し攪乱させて、 該基板の裏面に付着した 不純物を除去する工程
を更に具備することを特徴とする基板処理方法。
3 1 . 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
を具備することを特徴とするノズル。
3 2 . 請求項 3 1に記載のノズルであって、
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
ことを特徴とするノズル。
3 3 . 請求項 3 1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。
3 4 . 請求項 3 3に記載のノズルであって、
前記第 1の孔の径は 1 . 5 mn！〜 2 . 5 mmであり、 前記第 2の孔の 径は 0 . 3〜0 . 7 mmである
ことを特徴とするノズル。
3 5 . 請求項 3 1に記載のノズルであって、
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。
3 6 . 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。
3 7 . 請求項 3 6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。
3 8 . 請求項 3 7に記載のノズルであって、
前記第 1の孔の径は 1 . 5 mn！〜 2 . 5 mmであり、 前記第 2の孔の 径は 0 . 3〜0 . 7 mmである
ことを特徴とするノズル。
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