JP2001250767A - 基板処理方法及びその装置 - Google Patents

基板処理方法及びその装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば塗布、現像装置において、短い洗浄時
間で基板の付着物を除去し、基板の酸化を抑え、レジス
ト液の塗布性を向上させること。 【解決手段】 カバー体54内に蓋体41aと下部容器
41bとからなる密閉容器41を設け、カバー体54に
は窒素ガスの供給管47を接続する。密閉容器41内の
載置台42と対向するように、蓋体41aにUVランプ
53を備えた光源ユニット5Aを設け、光源ユニット5
Aの外方側にHMDSガスのガス供給路46を設ける。
先ずカバー体54内を窒素雰囲気とし、密閉容器41の
蓋体41aを開いた状態でウエハWに紫外線を照射して
洗浄を行う。次いで蓋体41aを閉じて密閉容器41内
にHMDSガスを導入し、ウエハWの疎水化処理を行
う。このようにすると紫外線の照射によりウエハWに付
着した有機物等の付着物が除去され、これによりレジス
ト液の塗布性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハや液晶ディスプレイ用のガラス基板などの基板に対し
て例えばレジスト液の塗布処理や現像処理などを行う基
板処理方法及び基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程におけるフォ
トリソグラフィ−技術においては半導体ウエハ(以下ウ
エハという)の表面にレジストを塗布し、この塗布レジ
ストを所定パタ−ンに露光処理し、更に現像処理して所
定パタ−ンのレジスト膜が形成される。このような一連
の処理は、塗布/現像装置に露光装置を接続したシステ
ムにより行われる。
【0003】図17はこのような装置の従来例を示す平
面図であり、基板例えば半導体ウエハWを25枚収納し
たカセットCはカセットステ−ションA1のカセットス
テ−ジ1に搬入される。カセットステ−ションA1には
処理ステ−ションA2が接続されており、更に処理ステ
ーションA2にはインターフェイスステーションA3を
介して図示しない露光装置が接続されている。
【0004】前記カセットステージ1上のカセットC内
のウエハWは、受け渡しアーム11により取り出されて
棚ユニット12の受け渡し部を介して塗布ユニット13
に送られ、ここでレジストが塗布される。その後ウエハ
Wは、ウエハ搬送手段MA→棚ユニット14の受け渡し
部→インタ−フェイスステ−ションA3→露光装置の経
路で搬送されて露光される。露光後のウエハWは、逆経
路で処理ステ−ションA2に搬送され、塗布ユニット1
3の下段に設けられた図示しない現像ユニットにて現像
された後、ウエハ搬送手段MA→棚ユニット12の受け
渡し部→カセットCの経路で搬送される。
【0005】なお棚ユニット12,14の各棚は、加熱
部、冷却部、前記ウエハWの受け渡し部、疎水化部等と
して構成されており、前記レジストの塗布の前や現像処
理の前には、所定の温度でレジストの塗布等を行うため
に、前記棚ユニット12,14にて加熱処理と冷却処理
とがこの順序で行われる。なお15は処理ステ−ション
A2と露光装置との間でウエハWの受け渡しを行うため
の受け渡しア−ムである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところでクリーンルー
ム雰囲気ではウエハWに有機物が付着することが知られ
ており、この有機物によりレジストの剥がれ及び塗布パ
ーティクルの発生が起こることから、これらの除去が要
求されている。そのためにはウエハWを洗浄して有機物
を除去することが一般的であるが、この際膜種によって
は溶液による洗浄が不適切な場合があることから、本発
明者はウエハWに対して紫外線を照射することにより有
機物を除去する手法を検討している。
【0007】このようなUV洗浄装置としては、例えば
大気雰囲気又は酸素リッチ雰囲気の処理室内において、
載置台上のウエハWに対してUVランプにより紫外線を
所定時間照射する構成が知られており、この洗浄装置を
上述のシステムに組み込む場合には、例えば棚ユニット
12,14内に配置し、例えばカセットステージ1上の
カセットC内→棚ユニット12の受け渡し部→洗浄装置
→疎水化部→塗布ユニットの経路で搬送することが考え
られる。
【0008】しかしながら上述の洗浄装置では、処理室
内に水蒸気や酸素などの紫外線を吸収するガスが存在す
るので洗浄効率が悪く、ウエハWに付着する有機物を所
定量以下に除去するには、例えば60秒程度の洗浄時間
が必要となる。このため上述の塗布・現像装置に組み込
むと、他のユニットにおけるウエハWの搬送待ちの時間
が多くなり、スループットが悪化してしまうおそれがあ
る。この際UVランプの照射エネルギーを大きくするこ
とも考えられるが、消費電力が大きくなるので、コスト
的に問題がある。
【0009】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、短い洗浄時間で基板の付着物を除去し、レジ
スト液の塗布性を向上させる基板処理方法及びその装置
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】このため本発明の基板処
理方法は、光源から基板表面に光を照射して、これによ
り基板表面の付着物を除去する工程と、次いで基板表面
にレジスト液を塗布する工程と、レジスト液の塗布され
た基板に対して露光処理を行う工程と、露光後の基板を
現像処理してレジストパターンを得る工程と、を含み、
前記基板表面の付着物を除去する工程は、前記光源と基
板との間の光の照射空間に、前記光を吸収しないガスを
導入しながら行うことを特徴とする。この際前記基板表
面に照射される光は例えば紫外線であり、前記光を吸収
しないガスは例えば窒素ガス等の不活性ガスである。
【0011】このような方法では、基板表面に光を照射
しているので、例えばクリーンルーム雰囲気内で基板に
付着した有機物等の付着物を除去することができ、これ
によりレジスト液の塗布性が向上する。この際前記光源
と基板との間の光の照射空間に、前記光を吸収しないガ
スを導入しているので光の照射効率が向上し、洗浄時間
が短縮され、かつ基板の酸化が抑制される。
【0012】ここで前記基板表面の付着物を除去する工
程と、基板表面にレジスト液を塗布する工程との間に、
基板表面に疎水化処理ガスを供給して当該表面の疎水化
処理を行う工程を行うようにしてもよく、この場合には
光の照射により基板表面が改質され、疎水化処理におけ
る疎水化処理ガスの塗布性が向上する。
【0013】このような基板処理方法は、基板に対して
光を照射するための光源と、前記光源と基板との間の光
の照射空間に、前記光を吸収しないガスを導入するため
のガス供給部と、を備え、前記光源から基板表面に光を
照射して、これにより基板表面の付着物を除去する洗浄
部と、前記洗浄部と同じ処理室内に設けられ、基板表面
に疎水化処理ガスを供給して当該表面の疎水化処理を行
う疎水化部と、基板表面にレジスト液を塗布する塗布処
理部と、レジスト液の塗布された基板に対して露光処理
を行う露光部と、露光後の基板を現像処理してレジスト
パターンを得る現像処理部と、を備えた基板処理装置に
て実施される。
【0014】ここで例えば前記洗浄部と疎水化部とを含
むユニットは、基板を保持するための載置部を備えた処
理容器と、前記載置部に保持された基板に対して光を照
射するための光源と、前記載置部に保持された基板に対
して疎水化処理ガスを供給するための疎水化処理ガス供
給部と、前記光源と基板との間の光の照射空間に、前記
光を吸収しないガスを導入するためのガス供給部と、を
備え、前記照射空間に前記光を吸収しないガスを導入し
ながら、前記光源より前記基板表面に対して光を照射
し、次いで前記基板表面に対して疎水化処理ガスを供給
するものである。
【0015】また洗浄部と疎水化部との間で基板を搬送
するための基板搬送手段を備えた構成としてもよく、こ
のように洗浄部と疎水化部とを同じ処理室内に設けた場
合には、装置の小型化を図ることができる。
【0016】さらに洗浄部と疎水化部とを別の処理室内
に設け、これら洗浄部と疎水化部との間で搬送手段によ
り専用の搬送路を介して基板を搬送するようにしてもよ
い。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に本発明を基板の塗布、現像
装置に適用した実施の形態について説明する。図1はこ
の実施の形態の概略平面図、図2は内部を透視して示す
概観図であって、図中S1はカセットステ−ション、S
2はウエハWに対してレジストの塗布処理や現像処理等
を行うための処理ステ−ション、S3はインタ−フェイ
スステ−ション、S4は露光装置である。
【0018】カセットステ−ションS1は、複数の基板
例えば25枚のウエハWを収納した例えば4個のウエハ
カセット(以下「カセット」という)22を載置するカ
セットステ−ジ21と、カセットステ−ジ21上のカセ
ット22と処理ステ−ションS2との間でウエハWの受
け渡しを行なうための受け渡しア−ム23とを備えてい
る。受け渡しアーム23は、昇降自在、X,Y方向に移
動自在、鉛直軸まわりに回転自在に構成されている。
【0019】また処理ステ−ションS2は、例えば2個
の塗布処理部をなす塗布ユニットC(C1,C2)と、
2個の現像処理部をなす現像ユニットD(D1,D2)
と、例えば3個の棚ユニットR(R1,R2,R3)
と、例えば1個の基板搬送手段MAと、を備えており、
カセットステ−ションS1とインタ−フェイスステ−シ
ョンS3との間でウエハWの受け渡しを行うと共に、当
該ステ−ションS2内ではウエハWを洗浄する処理と、
ウエハW表面を疎水化する処理と、ウエハWにレジスト
液を塗布する処理と、ウエハWの現像処理と、これらの
処理の前後にウエハWを所定の温度に加熱し、冷却する
処理と、を行うように構成されている。
【0020】このような処理ステーションS2のレイア
ウトの一例について説明すると、前記受け渡しア−ム2
3の奥側には、例えばカセットステーションS1から奥
を見て例えば右側に塗布ユニットCや現像ユニットD等
を備えた処理ユニットUが2段に亘って設けられてい
る。つまり2個の塗布ユニットC1,C2が、カセット
ステージ21のカセットの配列方向とほぼ直交する方向
に塗布ユニットC1を手前側にして2個並んで配置され
ており、これら塗布ユニットC1,C2の下段には2個
の現像ユニットD1,D2が現像ユニットD1を手前側
にして並んで設けられている。なお以降の説明では、カ
セットステーションS1側を手前側、露光装置S4側を
奥側として述べることにする。
【0021】またこれら処理ユニットUのカセットステ
ーションS1から見て左側には、塗布ユニットCと現像
ユニットDと棚ユニットRとの間でウエハWの受け渡し
を行うための、例えば昇降自在、左右、前後に移動自在
かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成された基板搬送手段
MAが設けられている。そしてこの基板搬送手段MAの
カセットステーションS1側から見て手前側には棚ユニ
ットR1、奥側には棚ユニットR2、左側には棚ユニッ
トR3が夫々配置されている。但し図2には便宜上棚ユ
ニットR3と基板搬送手段MAは省略してある。前記棚
ユニットR(R1,R2,R3)は、図3に棚ユニット
R1を示すように、ウエハWを加熱するための加熱部3
1と、ウエハWを冷却するための冷却部32と、ウエハ
表面を洗浄し、疎水化するための洗浄・疎水化ユニット
Uと、棚ユニットR1においてはカセットステーション
S1の受け渡しアーム23と基板搬送手段MAとの間で
ウエハWの受け渡しを行うための、棚ユニットR2にお
いては後述するインターフェイスステーションS3の搬
送アームAと基板搬送手段MAとの間でウエハWの受け
渡しを行うための受け渡し台を備えた受け渡し部33
と、棚ユニットR1においてはウエハWの位置合わせを
行うためのアライメント部34とが縦に配列されてい
る。
【0022】前記洗浄・疎水化ユニットUについて例え
ば図4に基づいて説明すると、41は蓋体41a及び下
部容器41bからなり、処理容器をなす密閉容器であ
り、下部容器41b内にはウエハWの載置部をなす載置
台42が設けられている。この載置台42は、当該載置
台42に対してウエハWの受け渡しを行うために、昇降
機構43aにより昇降される例えば3本の昇降ピン43
を備えていて、載置台42の周囲にはバルブV1を備え
た排気路44が形成されている。
【0023】前記蓋体41aは昇降軸45aを介して昇
降機構45により昇降自在に構成されており、蓋体41
aのほぼ中央部には載置台42に対向するように光源ユ
ニット5Aが設けられている。この光源ユニット5Aは
例えばウエハWよりも大きく構成されており、例えば光
源と、反射板51とを備えている。前記光源は、載置台
42上のウエハWに例えば紫外線などの光を照射するも
のであり、反射板51は光源から照射される光を反射す
る材質例えばアルミ蒸着膜等により形成される。この反
射板51には一面にほぼ半球状の凹部52が形成されて
おり、これら凹部52内の各々には前記光源をなす例え
ばエキシマUVランプ53が設けられていて、こうして
光源ユニット5Aが構成されている。前記凹部52の形
状は、前記UVランプ53からの光が凹部52の内表面
で反射されて載置台42上のウエハWに到達するように
形成され、前記載置台42上のウエハWにはUVランプ
53からの直接の光と反射板51で反射された光とが照
射されるようになっている。
【0024】ここで前記光源から照射される光とは、短
波長の高エネルギー光例えば波長が150nm〜365
nmの光をいい、光源としてはエキシマUVランプの
他、低圧水銀ランプ、希ガスショートアークランプ、マ
イクロ波励起Hg−Cdランプ等を用いることができ
る。また光を吸収しないガスとしては窒素ガスの他、ヘ
リウムガス、アルゴンガス等の不活性ガスを用いること
ができる。
【0025】前記蓋体41aには、例えば反射板51の
形成領域の外側の複数位置例えば周方向に4等分した位
置に4個の疎水化処理ガス供給部をなすガス供給路46
が形成されていて、このガス供給路46は例えばフレキ
シブルパイプよりなり、バルブV2を備えたガス供給管
47を介して図示しないガス供給源に接続されている。
前記ガス供給路46は蓋体41aの内部で下側に向かう
に連れて内側に向けて傾斜するように形成されており、
これによりウエハWの表面全体にガス供給路26からの
ガスが到達するようになっている。
【0026】前記密閉容器41は処理室をなすカバー体
54により覆われており、カバー体54には、シャッタ
ー55aで開閉されるウエハ搬送口55が形成されると
共に、当該カバー体54内に前記光(紫外線)を吸収し
ないガス例えば窒素ガスを供給するためのバルブV3を
備えたガス供給部をなすガス供給管55と、バルブV4
を備えた排気管56とが接続されている。
【0027】このような洗浄・疎水化処理ユニットUで
は、シャッタ55aの開閉動作、昇降機構43a,45
の昇降動作、UVランプ43の電源部43aのオン・オ
フ動作、各バルブV1〜V4の開閉動作は図示しない制
御部により行われるようになっている。
【0028】前記塗布ユニットCについて例えば図5に
基づいて説明すると、24はカップであり、このカップ
24内に真空吸着機能を有する回転自在なスピンチャッ
ク25が設けられている。このスピンチャック25は昇
降機構26により昇降自在に構成されており、カップ2
4の上方側に位置しているときに、前記基板搬送手段M
Aの後述するア−ム35との間でウエハWの受け渡しが
行われる。
【0029】27はレジスト液の吐出ノズル、28はレ
ジスト液供給管、29はノズルを水平移動させる支持ア
−ムである。前記吐出ノズル27は、例えばウエハWの
ほぼ中心付近にレジスト液を供給するように構成され、
スピンチャック25上のウエハWの表面に吐出ノズル2
7からレジスト液を滴下し、スピンチャック25を回転
させてレジスト液をウエハW上に伸展させ塗布するよう
になっている。
【0030】また現像ユニットDは塗布ユニットCとほ
ぼ同一の構成であるが、吐出ノズル27は例えばウエハ
Wの直径方向に配列された多数の供給孔を備えるように
構成され、スピンチャック25上のウエハWの表面に吐
出ノズル27から現像液を吐出し、スピンチャック25
を半回転させることによりウエハW上に現像液の液盛り
が行われ、現像液の液膜が形成されるようになってい
る。
【0031】前記基板搬送手段MAは、例えば図6に示
すように、ウエハWを保持するための3枚のア−ム35
と、このア−ム35を進退自在に支持する基台36と、
この基台36を昇降自在に支持する一対の案内レ−ル3
7,38とを備えており、これら案内レ−ル37,38
を回転駆動部39により回転させることにより、進退自
在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されてい
る。
【0032】処理ステ−ションS2の隣にはインタ−フ
ェイスステ−ションS3が接続され、このインタ−フェ
イスステ−ションS3の奥側には、レジスト膜が形成さ
れたウエハWに対して露光を行うための露光部をなす露
光装置S4が接続されている。インタ−フェイスステ−
ションS3は、前記処理ステ−ションS2の棚ユニット
R2と、露光装置S4との間でウエハWの受け渡しを行
うための搬送アームAを備えており、処理ステ−ション
S2と露光装置S4との間でウエハWの受け渡しを行う
ようになっている。
【0033】次に上述の実施の形態の作用について説明
する。先ず自動搬送ロボット(あるいは作業者)により
例えば25枚のウエハWを収納したカセット22がカセ
ットステ−ジ21に搬入され、受け渡しア−ム23によ
りカセット22内からウエハWが取り出されて処理ステ
−ションS2の棚ユニットR1の受け渡し部33に置か
れる。
【0034】このウエハWは基板搬送手段MAにより棚
ユニットRの洗浄・疎水化ユニットUに搬送され、ここ
でウエハW表面の洗浄処理と疎水化処理とがこの順序で
続いて行われる。具体的には、先ず図7(a)に示すよう
にバルブV3,V4を開いてカバー体54内の雰囲気を
排気管56を介して排気させながら、当該カバー体54
内にガス供給管55より窒素ガスを導入する。この状態
でカバー体54のシャッタ55aを開くと共に、密閉容
器の蓋体41aを上昇させて、ウエハ搬送口55を介し
て基板搬送手段MAによりウエハWを搬入し、載置台4
2の昇降ピン43との協動作用により載置台42上にウ
エハWを受け渡す。そして基板搬送手段MAを退出させ
た後、シャッタ55aを閉じ、カバー体54の内部雰囲
気を窒素ガスにより置換する。
【0035】次いで図7(b)に示すように密閉容器の蓋
体41aを昇降させて、載置台42上のウエハW表面と
UVランプ53の下端との間の距離Lが所定値になるよ
うに調整する。こうして密閉容器41の内部を窒素ガス
雰囲気とした状態で、UVランプ53の電源を入れて、
所定の照射電力量で所定時間ウエハWに波長172nm
の紫外線を照射し、これによりウエハWの洗浄を行う。
【0036】ここで洗浄条件の一例を挙げると、UVラ
ンプ43の強度は100mW/cm2,UVランプ43
とウエハWとの距離Lが2mm,照射時間は10秒であ
り、後述する実験例から、UVランプ43の強度は5〜
120mW/cm2が好ましく、この場合にはUVラン
プ43とウエハWとの距離Lは2〜5mm,照射時間は
10〜30秒程度が好ましい。また窒素ガス雰囲気とは
大気よりも窒素濃度が高い雰囲気をいい、窒素濃度は9
0%以上が好ましい。このような条件の下で、ウエハW
に紫外線を照射することにより、後述するようにウエハ
W表面の有機物などの付着物が除去される。
【0037】こうしてウエハWの洗浄を行った後、図7
(c)に示すように蓋体41aを下降させて密閉容器41
を閉じ、次いでバルブV1,V2を開いて密閉容器41
内の雰囲気を排気路44を介して排気させながら、当該
密閉容器41内にガス供給管47からガス供給路46を
介して疎水化処理ガス例えばHMDS(ヘキサメチルジ
シラザン)ガスを供給する。こうしてウエハW表面とH
MDSガスとを接触させることにより、基板の疎水性が
高められる。ここで基板の疎水性が高められるとは、水
に対する接触角を高めるということであり、これにより
レジストとウエハW表面の密着性が高められ、また現像
時にレジスト−ウエハW界面への現像液の浸入が抑えら
れる。
【0038】ここでレジスト液を塗布する前に疎水化処
理を行うのは、後の現像工程や、その後に行われるイオ
ン打ち込み工程やエッチング工程の際にウエハWからレ
ジストマスクが剥離しないように、ウエハWとレジスト
との密着性を高めるためである。
【0039】続いてバルブV2を閉じてHMDSガスの
導入を停止し、HMDSガスはアミン基を有しているた
め、外部に漏れないように密閉容器41内を十分に排気
する。次いで蓋体41aを上昇させて密閉容器41を開
き、シャッタ55aを開いて、基板搬送手段MAにより
ウエハWをウエハ搬送口55から搬出する。この洗浄、
疎水化処理の一連の処理の間、カバー体54内は、排気
及び窒素ガスの導入が行われている。
【0040】続いてウエハWは棚ユニットRの冷却部3
2→基板搬送手段MA→塗布ユニットCの経路で搬送さ
れ、温度調整が行われたウエハWは塗布ユニットCにて
所定温度例えば23℃でレジスト液が塗布される。この
後ウエハWは、基板搬送手段MA→棚ユニットRの加熱
部31→基板搬送手段MA→棚ユニットRの冷却部32
の経路で搬送されて温度調整が行われ、続いて基板搬送
手段MA→棚ユニットR2の受け渡し部34→インタ−
フェイスステ−ションS3の搬送アームA→露光装置S
4の経路で搬送されて、露光が行われる。
【0041】露光後のウエハWは露光装置S4→インタ
ーフェイスステーションS3の搬送アームA→棚ユニッ
トR2の受け渡し部33→基板搬送手段MA→棚ユニッ
トRの加熱部31→冷却部32→現像ユニットDの経路
で搬送され、先ず所定の温度まで加熱された後、所定温
度まで冷却されて温度調整が行われ、現像ユニットDに
て所定温度例えば現像液の塗布温度である23℃で現像
処理される。
【0042】その後ウエハWは基板搬送手段MA→棚ユ
ニットRの加熱部31→基板搬送手段MA→棚ユニット
Rの冷却部32→基板搬送手段MA→棚ユニットR1の
受け渡し部34→受け渡しア−ム23の経路で搬送さ
れ、一旦所定温度まで加熱された後、所定温度まで冷却
されたウエハWは、受け渡し部33を介して例えば元の
カセット22内に戻される。
【0043】上述実施の形態では、レジスト液の塗布前
に、紫外線を照射することによりウエハWを洗浄してい
るので、例えばクリーンルーム雰囲気内でウエハWに付
着した有機物を除去することができる。
【0044】図8は有機物に汚染された熱酸化膜ウエハ
への紫外線照射による有機物除去効果を示す特性図であ
り、図中横軸は紫外線の照射時間、縦軸は接触角を夫々
示している。ここで接触角とは基板表面に滴下した水滴
の頂部と基板表面上の外縁とを結ぶ線が基板表面に対し
てなす角を2倍した角度をいい、この接触角が大きいほ
ど基板に付着した有機物が多いことを示している。この
ときの紫外線の強度は100mW/cm2程度であり、
基板とUVランプ53との間の距離Lを2mm,5m
m,10mmと変えて実験を行った。図中◆はL=2m
m、■はL=5mm、●はL=10mmを夫々示してい
る。
【0045】この図から明らかなように、距離Lの値に
関わらず、基板への紫外線の照射時間が長いほど接触角
が小さくなり、紫外線の照射により有機物の付着量が低
減することが認められた。また前記距離Lと有機物除去
性能の関係を、接触角が8度になるまでに要した時間を
測定して調べたところ、図9に示す結果が得られ、距離
Lが2〜10mmの範囲では距離Lが短いほど、有機物
除去に要する時間が短いことが認められた。
【0046】このように紫外線による洗浄によりウエハ
Wに付着していた有機物が除去されることから、レジス
ト液の塗布性が向上し、また紫外線の照射によりウエハ
Wの表面が改質され、これにより表面張力が低くなるの
で、疎水化処理におけるHMDSガスの塗布性も向上す
る。
【0047】また洗浄・疎水化ユニットUでは、紫外線
の照射時にウエハWとUVランプとの間の照射領域に、
紫外線を吸収しない例えば窒素ガスを導入し、当該領域
を窒素ガス雰囲気としているので、当該領域中の紫外線
を吸収するガス例えば水蒸気や酸素の濃度が低くなり、
紫外線の照射効率が向上する。このため洗浄処理に要す
る時間を短縮することができ、上述の塗布・現像装置に
おけるスループットの悪化が抑えられる。
【0048】ここで窒素ガスを導入しているのは、20
0nm以下の波長の光は、酸素や水分に吸収されてしま
うので、これを抑えて照射効率を向上させるためである
が、またウエハWの酸化を抑える効果も得られる。
【0049】図10は窒素雰囲気中での紫外線照射によ
る有機物除去効果を確認するために行ったガスクロマト
グラフ/質量分析器による質量分析スペクトルであり、
図10(a)はクリーンルーム中に放置したウエハWのス
ペクトル、図10(b)は酸素雰囲気(酸素濃度95%以
上)において紫外線を照射した場合のスペクトル、図1
0(c)は窒素雰囲気(窒素濃度99%以上)において紫
外線を照射した場合のスペクトルを夫々示している。こ
のときの紫外線の強度は100mW/cm2、照射時間
は10秒、基板とUVランプ53との間の距離Lは2m
mとした。
【0050】このスペクトルではピークの位置が有機物
の種類、ピークの大きさが有機物の付着量を夫々示して
おり、ピークの数が多く、ピークの大きさが大きいほど
有機物の付着量が多いことを示しているが、図から明ら
かなように、窒素雰囲気中で紫外線を照射した場合が最
もピークの数が少なく、ピークの大きさが小さいことが
認められた。これにより窒素雰囲気中では紫外線の照射
効率が高く、従って有機物の洗浄効率が高いことが理解
される。
【0051】また窒素ガスを導入するという観点から上
述の実施の形態のように洗浄部と疎水化部とを同一ユニ
ット内に一体化でき、この場合には洗浄部と疎水化部と
を別個に設ける場合に比べて装置の小型化を図ることが
できる。また洗浄部と疎水化部との間のウエハWの搬送
が不要となるので、搬送工程が省略され、さらにスルー
プットの向上を図ることができる上、洗浄部→疎水化部
のウエハWの搬送の際の有機物の再付着等の発生が抑え
られ、ウエハWの清浄度を保持した状態で疎水化処理を
行うことができる。
【0052】さらに上述の実施の形態では、UVランプ
53のウエハWに対向する側と反対側に反射板51を設
けたので、UVランプ53から散乱する光がこの反射板
51により反射されてウエハWに到達するので、紫外線
の照射効率をさらに向上させることができ、洗浄時間が
より短縮される。
【0053】以上においてこの実施の形態では、洗浄・
疎水化ユニット4を例えば図11や図12に示すように
構成してもよい。図11に示す例は、蓋体41aに疎水
化処理ガス供給部をなすガス供給室61と光源ユニット
62とを組み合わせて設けた例であり、この例では蓋体
41aのほぼ中央にガス供給室61が設けられ、このガ
ス供給室61の外側に例えば環状に光源ユニット5Bが
設けられている。光源ユニット5Bは環状に形成されて
いる以外の構成は上述の実施の形態の光源ユニット5A
と同様に構成されており、ガス供給室61は下面に多数
のガス供給孔62を備え、フレキシブルパイプからなる
ガス供給管47を介して図示しないガス供給源に接続さ
れている。
【0054】この例では、先ず光源ユニット5BのUV
ランプ53の電源をONにしてウエハWの洗浄処理を行
った後、ガス供給室61を介してウエハWにHMDSガ
スを供給し、疎水化処理を行う。このような構成では、
蓋体41aのほぼ中央部に設けられたガス供給室61か
らウエハWに対してHMDSガスが供給されるので、H
MDSガスがウエハW表面に満遍なく接触し、疎水化処
理の均一性を高めることができる。またこの例では、ウ
エハWの中央部に紫外線を照射するように、例えばレン
ズ等の集光部材(図示せず)を設けるようにしてもよ
く、この場合には洗浄処理の均一性も向上する。
【0055】また図12に示す例は、疎水化処理ガス供
給部をなすガス供給ユニット6と光源ユニット5Cとを
蓋体41aに着脱自在に設け、図示しない移動機構によ
りこれらユニットを蓋体41aに装着する位置と、蓋体
41aから脱着して待機する位置との間で移動可能に構
成した例である。例えばガス供給ユニット6は上述の図
11に示すガス供給室61と同様に構成され、光源ユニ
ット5Cは図4に示す光源ユニット5Aと同様に構成さ
れていて、これらは蓋体41aに形成された装着穴63
に装着可能な大きさに形成されている。
【0056】この例では、先ず図12(a)に示すよう
に、蓋体41aに光源ユニット5Cを装着して所定の洗
浄処理を行った後、光源ユニット5Cを外し、ガス供給
ユニット6を装着して所定の疎水化処理を行う。このよ
うな構成では、蓋体41aのほぼ中央部に設けられた光
源ユニット5C、ガス供給ユニット6から紫外線、HM
DSガスが夫々ウエハWに対して供給されるので、洗浄
処理及び疎水化処理の均一性を高めることができる。
【0057】続いて本発明の他の例について図13に基
づいて説明する。この実施の形態は、カバー体7A内に
洗浄処理を行う洗浄部7Bと疎水化処理を行う疎水化部
7Cとを別個に設け、これらの間で専用の搬送アームA
1によりウエハWを受け渡しを行うようにしたものであ
る。
【0058】例えば前記カバー体7Aには基板搬送手段
MAに対向する側にロードロック7D室が設けられてお
り、またカバー体7A内にはロードロック室7D側から
見て手前側に洗浄部7B、奥側に疎水化部7Cが夫々設
けられ、これらの間に搬送アームA1が設けられてい
る。
【0059】図中70はカバー体7Aのウエハ搬送口,
71はロードロック室7Dのウエハ搬送口であり、70
a,71aは夫々のシャッタである。ロードロック室7
D内には、基板搬送手段MAと洗浄部7Bとの間でウエ
ハWの受け渡しを行うための進退自在に構成された搬送
プレート72が設けられている。
【0060】この搬送プレート72は図の平面図に示す
ように、例えば3本の歯を有する櫛歯状に形成され、各
歯の間からこれらの歯に干渉しないように、例えばシリ
ンダよりなる昇降機構73aにより昇降される例えば3
本の昇降ピン73が突出して、基板搬送手段MAとの協
動作用により当該プレート72にウエハWが受け渡され
るように構成されている。
【0061】前記洗浄部7Bは、ウエハWの載置部をな
す載置台74と、この載置台74に対向するように設け
られた光源ユニット75とを備えている。前記載置台7
4は、当該載置台74に対してウエハWの受け渡しを行
うための、昇降機構76aにより昇降される例えば3本
の昇降ピン76を備えており、これら昇降ピン76は搬
送プレート72が洗浄部7BにウエハWを受け渡すため
に進入してきたときに、搬送プレート72の各歯に干渉
しない位置に設けられている。また前記光源ユニット7
5は、例えば上述の実施の形態と同様に構成されている
(同じ部材には同符号を付してある)。この例では光源
ユニット75と載置台74上のウエハWとの距離Lは予
め所定の値に設定されているが、光源ユニット75を図
示しない昇降機構により昇降自在に設け、前記距離Lを
変化できるように構成してもよい。
【0062】疎水化部7Cは、蓋体41aのほぼ中央部
に、フレキシブルパイプからなるガス供給管47を介し
て図示しないガス供給源に接続されている疎水化処理ガ
ス供給部をなすガス供給部40が設けられている以外
は、上述の図4に示す洗浄・疎水化部Uと同様の構成で
あり、同じ部材には同符号を付してある。またガス供給
部40は上述の図11のガス供給室61と同様に構成さ
れている。
【0063】搬送アームA1は、ウエハWを保持するた
めの1枚のアーム77を備えており、このアーム77
は、洗浄部7Bと疎水化部7Cとの間でウエハWの受け
渡しを行うように、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに
回転自在に構成されている。またカバー体7Aには、当
該カバー体7A内に前記照射光を吸収しないガス例えば
窒素ガスを供給するためのバルブV5を備えたガス供給
管78と、バルブV6を備えた排気管79とが接続され
ている。
【0064】このような洗浄・疎水化ユニットでは、先
ず昇降ピン73を搬送プレート72から突出させた状態
でロードロック室7DへのウエハWの搬入を待機し、シ
ャッタ71aを開けて前記昇降ピン73上にウエハWが
受け渡された後、シャッタ71aを閉じ、昇降ピン73
を下降させて搬送プレート72上にウエハWを載置す
る。そしてシャッタ70aを開いて搬送プレート72を
カバー体7A側に進入させ、プレート72の移動が完了
してから、洗浄部7Bの昇降ピン76を突出させて、こ
こにウエハWを受け渡す。この後搬送プレート72をロ
ードロック室7D側に退行させてシャッタ70aを閉じ
る。一方カバー体7AではバルブV5、V6を開き、当
該カバー体7Aを窒素雰囲気に置換する。
【0065】続いてカバー体内が所定の窒素濃度になっ
た状態で、UVランプ53の電源をオンにして所定の洗
浄処理を行い、次いで疎水化部7Cの蓋体41aを開い
て、搬送アームA1により当該疎水化部7Bの載置台4
2上にウエハWを受け渡し、蓋体41aを閉じる。次い
でバルブV1,V2を開いてHMDSガスを供給し、所
定の疎水化処理を行う。
【0066】この後HMDSガスの導入を停止し、密閉
容器41内を十分に排気した後、蓋体41aを開け、搬
送アームA1、洗浄部7Bの載置部74、ロードロック
室7Dの搬送プレート72を介してウエハWをウエハ搬
送口71から搬出する。
【0067】このような実施の形態においても、上述の
実施の形態と同様の効果が得られ、さらにロードロック
室7Dを設けていることから、カバー体7A内の窒素濃
度の調整を短時間で行うことができ、スループットの向
上を図ることができる。またこの例では、図示しないウ
エハ搬送口を設けて疎水化処理が終了したウエハWを疎
水化部7Cから直接基板搬送手段MAに受け渡すように
構成してもよく、この場合にはこのウエハ搬送口側に第
2のロードロック室を設けるようにしてもよい。
【0068】ここで上述の図4,図11,図12に示す
実施の形態において、例えば図14に示すように、夫々
のカバー体にロードロック室を設けるように構成しても
よい。図14に示す例では、図4の装置のカバー体54
と図13の装置のロードロック室50とを組み合わせた
例であり、このため同じ部材には同符号を付してある。
【0069】続いて本発明の他の例について図15,図
16に基づいて説明する。この実施の形態は、疎水化部
8Aと洗浄部8Bとを多段に棚状に設け、これらの間で
専用の搬送アームA2により専用の搬送路Eを介してウ
エハWの受け渡しを行うようにしたものである。
【0070】この例では2つの疎水化部8Aと1つの洗
浄部8Bとが疎水化部8Aを上にして多段に設けられて
おり、各疎水化部8A、洗浄部8Bの基板搬送手段MA
に対応する側と異なる側に搬送アームA2の専用の搬送
路Eが形成されている。例えば洗浄部8Bは図16に示
すように、基板搬送手段MAに対応する位置にロードロ
ック室8Cを備えており、ロードロック室8Cの基板搬
送手段MAから見て奥側に洗浄室8Dを備えていて、さ
らに洗浄室8Dの奥側に搬送アームA2の搬送路Eが形
成されている。
【0071】ロードロック室8C及び洗浄室8Dは、基
板搬送手段MAに対応する位置と搬送アームA2に対応
する位置に夫々ウエハ搬送口81,82が形成された棚
部8に設けられており、洗浄室8Dの搬送アームA2の
搬送路Eに対応する側にシャッタ83aを備えたウエハ
搬送口83が形成されている。その他の構成は、例えば
疎水化部がない以外は上述の図13に示す実施の形態と
同様に構成されており、このため同じ部材には同符号を
付してある。
【0072】また2つの疎水化部8Aも、基板搬送手段
MAに対応する位置と搬送アームA2に対応する位置に
夫々ウエハ搬送口(図示せず)が形成された棚部8に設
けられており、その他の構成は、例えば洗浄部がない以
外は上述の図13に示す実施の形態と同様に構成されて
いる。前記搬送アームA2は、ウエハWを保持するため
の1枚のアーム84を備えており、このアーム84は、
洗浄部8Bと疎水化部8Aとの間でウエハWの受け渡し
を行うように、進退自在、昇降自在に構成されている。
【0073】このような洗浄・疎水化ユニットUでは、
ウエハWをロードロック室8Cを介して洗浄室8Dに搬
送し、所定の窒素雰囲気の下、所定の洗浄処理を行う。
この後ウエハ搬送口83を介してウエハWを搬送アーム
A2に受け渡し、シャッタ83aを閉じた後、搬送アー
ムA2により専用の搬送路Eを介して疎水化部8Aに搬
送する。そして疎水化部8Aにて所定の処理を終了した
後、ウエハWを棚部8のウエハ搬送口を介して基板搬送
手段MAに受け渡し、次工程に搬送する。
【0074】ここでこの例では、疎水化部8Aと洗浄部
8Bとは、いずれかの棚ユニットR1〜R3に設けるよ
うにしてもよいし、疎水化部8Aと洗浄部8Bとを備え
た棚ユニットRを別個に設けるようにしてもよい。また
1つの棚ユニットRに設けられる疎水化部8Aと洗浄部
8Bの数は上述の例に限らず、さらに専用の搬送路E
に、窒素ガスを供給し、当該搬送空間を窒素雰囲気とし
てもよい。
【0075】このような実施の形態においても、上述の
実施の形態と同様に、紫外線の照射による有機物の除
去、窒素ガスの導入よる洗浄効率の向上等の効果が得ら
れ、複数の疎水化部8Aと洗浄部8Bとを多段に配置
し、これらの間においてウエハWを共通の搬送アームA
2により搬送するようにしたので、装置の小型化を図る
ことができる。また専用の搬送路Eを有するので、搬送
の際にウエハWが再汚染される恐れも少ない。さらにこ
の例では棚部8に基板搬送手段MAに対応するウエハ搬
送口と搬送アームAに対応するウエハ搬送口とを別個に
設けているので、これらの間の搬送をスムースに行うこ
とができ、スループットの向上が図れる。
【0076】以上において本発明では、疎水化処理の代
わりに、レジストを塗布する前にウエハWの表面に反射
防止膜を形成するようにしてもよい。なお反射防止膜を
形成するのは、化学増幅型のレジストを用いると露光時
にレジストの下側で反射が起こるので、これを防止する
ためである。さらにまた本発明は、基板としてはウエハ
に限らず、液晶ディスプレイ用のガラス基板であっても
よい。
【0077】
【発明の効果】本発明によれば、基板表面に光を照射す
ることにより、基板に付着した有機物等の付着物を除去
することができ、基板の均一な改質及び洗浄を行うこと
ができて、これによりレジスト液の塗布性が向上する。
この際前記光源と基板との間の光の照射空間に、前記光
を吸収しないガスを導入しているので光の照射効率が向
上し、洗浄時間が短縮され、さらに基板の酸化が抑えら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置を示
す概略平面図である。
【図2】前記塗布、現像装置を示す概観斜視図である。
【図3】前記塗布、現像装置の棚ユニットの一例を示す
側面図である。
【図4】洗浄・疎水化ユニットの一例を示す断面図であ
る。
【図5】塗布ユニットの一例を示す断面図である。
【図6】基板搬送手段を示す断面図である。
【図7】洗浄・疎水化ユニットの作用を説明するための
断面図である。
【図8】紫外線照射による有機物除去効果を示す特性図
である。
【図9】ウエハと光源ユニットとの間の距離Lと有機物
除去性能の関係を示す特性図である。
【図10】窒素雰囲気下における紫外線照射による有機
物除去効果を示す特性図である。
【図11】洗浄・疎水化ユニットの他の実施の形態を示
す断面図である。
【図12】洗浄・疎水化ユニットのさらに他の実施の形
態を示す断面図である。
【図13】洗浄・疎水化ユニットのさらに他の実施の形
態を示す断面図である。
【図14】洗浄・疎水化ユニットのさらに他の実施の形
態を示す断面図である。
【図15】洗浄・疎水化ユニットのさらに他の実施の形
態を示す側面図である。
【図16】前記洗浄・疎水化ユニットの断面図である。
【図17】従来の塗布、現像装置を示す概略平面図であ
る。
【符号の説明】
W 半導体ウエハ S1 カセットステ−ション S2 処理ステ−ション S3 インタ−フェイスステ−ション S4 露光装置 C 塗布ユニット D 現像ユニット U 洗浄・疎水化ユニット R 棚ユニット MA 基板搬送手段 A〜A2 搬送アーム 41 密閉容器 46 ガス供給部 5A〜5C 光源ユニット 51 反射板 53 UVランプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/302 B H Fターム(参考) 2H096 AA25 CA01 4D075 AC64 BB20Z BB57Z DC22 EA45 4F042 AA02 AA07 DB42 DB43 DD39 DD41 DF07 DF32 EB09 EB12 EB29 5F004 AA01 AA14 AA16 BB18 BC01 BC06 BC08 BD01 CB02 CB04 DA00 DA25 DB23 EA01 5F046 CD01 CD05 CD06 HA02 HA03 JA22 LA18

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源から基板表面に光を照射して、これ
    により基板表面の付着物を除去する工程と、 次いで基板表面にレジスト液を塗布する工程と、 レジスト液の塗布された基板に対して露光処理を行う工
    程と、 露光後の基板を現像処理してレジストパターンを得る工
    程と、を含み、 前記基板表面の付着物を除去する工程は、前記光源と基
    板との間の光の照射空間に、前記光を吸収しないガスを
    導入しながら行うことを特徴とする基板処理方法。
  2. 【請求項2】 前記基板表面の付着物を除去する工程
    と、基板表面にレジスト液を塗布する工程との間に、基
    板表面に疎水化処理ガスを供給して当該基板表面の疎水
    化処理を行う工程を行うことを特徴とする請求項1記載
    の基板処理方法。
  3. 【請求項3】 前記基板表面の付着物は有機物であるこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の基板処理方法。
  4. 【請求項4】 前記基板表面に照射される光は紫外線で
    あることを特徴とする請求項1,2又は3記載の基板処
    理方法。
  5. 【請求項5】 前記光を吸収しないガスは不活性ガスで
    あることを特徴とする請求項1,2,3又は4記載の基
    板処理方法。
  6. 【請求項6】 基板に対して光を照射するための光源
    と、前記光源と基板との間の光の照射空間に、前記光を
    吸収しないガスを導入するためのガス供給部と、を備
    え、前記光源から基板表面に光を照射して、これにより
    基板表面の付着物を除去する洗浄部と、 前記洗浄部と同じ処理室内に設けられ、基板表面に疎水
    化処理ガスを供給して当該表面の疎水化処理を行う疎水
    化部と、 基板表面にレジスト液を塗布する塗布処理部と、 レジスト液の塗布された基板に対して露光処理を行う露
    光部と、 露光後の基板を現像処理してレジストパターンを得る現
    像処理部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
  7. 【請求項7】 前記洗浄部と疎水化部とを含むユニット
    は、 基板を保持するための載置部を備えた処理容器と、 前記載置部に保持された基板に対して光を照射するため
    の光源と、 前記載置部に保持された基板に対して疎水化処理ガスを
    供給するための疎水化処理ガス供給部と、 前記光源と基板との間の光の照射空間に、前記光を吸収
    しないガスを導入するためのガス供給部と、を備え、 前記照射空間に前記光を吸収しないガスを導入しなが
    ら、前記光源より前記基板表面に対して光を照射して基
    板表面の付着物を除去し、次いで前記基板表面に対して
    疎水化処理ガスを供給して基板表面の疎水化処理を行う
    ことを特徴とする請求項6記載の基板処理装置。
  8. 【請求項8】 基板に対して光を照射するための光源
    と、前記光源と基板との間の光の照射空間に、前記光を
    吸収しないガスを導入するためのガス供給部と、を備え
    た洗浄部と、 基板を保持するための載置部を備えた処理容器と、前記
    載置部に保持された基板に対して疎水化処理ガスを供給
    するための疎水化処理ガス供給部と、を備えた疎水化部
    と、 前記洗浄部と疎水化部との間で基板を搬送するための基
    板搬送手段と、を備えたことを特徴とする請求項6記載
    の基板処理装置。
  9. 【請求項9】 基板に対して光を照射するための光源
    と、前記光源と基板との間の光の照射空間に、前記光を
    吸収しないガスを導入するためのガス供給部と、を備
    え、前記光源から基板表面に光を照射して、これにより
    基板表面の付着物を除去する洗浄部と、 基板表面に疎水化処理ガスを供給して当該表面の疎水化
    処理を行う疎水化部と、 基板表面にレジスト液を塗布する塗布処理部と、 レジスト液の塗布された基板に対して露光処理を行う露
    光部と、 露光後の基板を現像処理してレジストパターンを得る現
    像処理部と、を含み、前記洗浄部と疎水化部とは別の処
    理室内に設けられ、これら洗浄部と疎水化部との間で専
    用の搬送路により基板を搬送するための搬送手段を備え
    たことを特徴とする基板処理装置。
  10. 【請求項10】 前記洗浄部は光源からの光を反射して
    基板表面に到達させる反射板を備えたことを特徴とする
    請求項6,7,8又は9記載の基板処理装置。
  11. 【請求項11】 前記基板表面の付着物は有機物である
    ことを特徴とする請求項6,7,8,9又は10載の基
    板処理装置。
  12. 【請求項12】 前記基板表面に照射される光は紫外線
    であることを特徴とする請求項6,7,8,9,10又
    は11記載の基板処理装置。
  13. 【請求項13】 前記光を吸収しない気体は不活性ガス
    であることを特徴とする請求項6,7,8,9,10,
    11又は12記載の基板処理装置。
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