JP2003178943A - 現像処理方法及び現像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上のリンス液を除去する際において、パ
ターン倒れを防止でき、高スループット化を実現できる
現像処理方法及び現像処理装置を提供すること。 【解決手段】 レジストパターンが現像されたウェハＷ
を３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍ、より好ましくは５０
０ｒｐｍで回転させながらフッ素を含む有機溶剤４３を
吐出し、ウェハＷ上に残存していたリンス液４２を有機
溶剤４３に置換する。このような有機溶剤としては、例
えばハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）を用いること
により、パターンに対する当該有機溶剤の接触角を７０
°程度にすることができ、パターン間に生じる引力を極
力低減させ、パターン倒れを防止することができる。ま
たＨＦＥは揮発性が高いため、迅速な乾燥処理を行うこ
とができ、スループットの向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス製
造程において、レジストが塗布された基板に対し現像処
理を行う現像処理方法及び現像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイス製造のフォトリソグラフ
ィー工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」とい
う。）の表面にフォトレジストを塗布し、レジスト上に
マスクパターンを露光し、これを現像してウェハ表面に
レジストパターンを形成している。

【０００３】このようなフォトリソグラフィー工程にお
いて、現像処理は、例えばパドル式やディップ式等の方
法により行っている。例えば、パドル式はウェハに現像
液を供給し、一方、ディップ式は現像液中にウェハを浸
漬させて現像処理を進行させ、その後はそれぞれ、純水
等を用いた洗浄液としてのリンス液をウェハ上に供給し
て現像液を洗い流している。そして最後に、ウェハから
リンス液を除去するために、エアブローやウェハの回転
等を行うことにより乾燥処理を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におけ
る半導体デバイスの微細化はより一層進行しており、微
細かつ高アスペクト比のレジストパターンが出現してい
る。このようなレジストパターンの微細及び高アスペク
ト比のため、例えば、上記乾燥処理においてリンス液が
各パターン間から抜け出る際に、当該リンス液の表面張
力によりパターン間に引力が生じることによる、いわゆ
る「パターン倒れ」の問題が発生している。かかるパタ
ーン倒れの問題は、ウェハ上にリンス液を供給する際に
おけるウェハに対するインパクトにより生じる場合もあ
る。

【０００５】以上のような事情に鑑み、本発明の目的
は、基板上のリンス液を除去する際、パターン倒れを防
止でき、しかも、高スループット化を実現できる現像処
理方法及び現像処理装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る現像処理方法は、レジストパターンが
現像された基板上にリンス液を供給する工程と、前記リ
ンス液が供給された基板上に、フッ素を含む有機系処理
液を供給する工程とを具備する。

【０００７】本発明のこのような構成によれば、現像工
程によりレジストパターンが現像された基板上にリンス
液を供給して現像液を洗い流した後、フッ素を含む、例
えばリンス液の表面張力に比べ表面張力の小さい有機溶
剤を基板上に供給しリンス液と置き換えることにより、
この後、例えば基板を回転させて振り切り乾燥を行って
も、パターン間に生じる引力を極力低減させることがで
き、パターン倒れを防止することができる。

【０００８】本発明の一の形態によれば、前記有機系処
理液の前記パターンに対する接触角を６５°〜９０°と
し、好ましくは７０°〜８０°とする。ここでフッ素を
含む有機系処理液として、ハイドロフルオロエーテルを
使用することにより、前記接触角を実現できる。詳しく
は、ハイドロフルオロエーテルはフッ素を有しているた
め、このフッ素がパターン表面にコーティングされるこ
とによって上記接触角が実現できる。また、ハイドロフ
ルオロエーテルはリンス液として使用する純水よりも揮
発性が高く、ハイドロフルオロエーテルの供給後、基板
を回転させて乾燥させなくても基板を迅速に乾燥させる
ことが可能となるため、乾燥工程を省略できスループッ
トの向上が図れる。

【０００９】本発明の一の形態によれば、前記リンス液
を供給する工程は、基板を３００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍ
で回転させながら行う。このような低速で回転する基板
上にリンス液を供給することにより、基板上でのリンス
液の流速を極力小さくして、現像液を洗い流すときのパ
ターン倒れを防止できる。

【００１０】本発明の一の形態によれば、前記有機系処
理液を供給する工程は、基板を３００ｒｐｍ〜１０００
ｒｐｍで回転させながら行う。このような低速回転で基
板を回転させながら有機系処理液を供給することによ
り、基板全面に有機系処理液を伸展させつつ、基板上か
らリンス液が流れ出る際のパターン倒れを防止すること
ができる。すなわち、基板の回転が３００ｒｐｍより遅
い場合には、有機系処理液が基板上のリンス液に対して
均一に混ざらず、有機系処理液が粒状になってリンス液
中に散在してしまい、このまま基板回転による振り切り
乾燥を行うとパターン倒れが生じてしまうからである。
一方、基板の回転が１０００ｒｐｍより速い場合には、
有機系処理液が基板上を均一に伸展するが、このように
有機系処理液が伸展する前に、基板上からリンス液が流
れ出し、パターン倒れを引き起こす可能性が高いからで
ある。

【００１１】本発明に係る現像処理装置は、レジストが
塗布された基板上に現像液を供給してレジストパターン
を現像するための現像液供給手段と、前記現像液が供給
された基板上にリンス液を供給するリンス液供給手段
と、前記リンス液が供給された基板上に、フッ素を含む
有機系の処理液を供給する処理液供給手段とを具備す
る。

【００１２】本発明のこのような構成によれば、現像液
供給手段により現像液が供給されレジストパターンが現
像された基板上に、リンス液供給手段によりリンス液を
供給し現像液を洗い流した後、フッ素を含む有機系処理
液として、例えばリンス液の表面張力に比べ表面張力の
小さい有機溶剤を基板上に供給しリンス液と置き換える
ことにより、この後、例えば基板を回転させて振り切り
乾燥を行っても、パターン間に生じる引力を極力低減さ
せることができ、パターン倒れを防止することができ
る。

【００１３】本発明の一の形態によれば、前記レジスト
が塗布された基板を保持し回転させる回転保持手段を更
に具備し、この回転保持手段により基板を回転させた状
態で前記有機系処理液を供給する。このように低速回転
で基板を回転させながら有機系処理液を供給することに
より、基板全面に有機系処理液を伸展させつつ、基板上
からリンス液が流れ出る際のパターン倒れを防止するこ
とができる。

【００１４】本発明の更なる特徴と利点は、添付した図
面及び発明の実施の形態の説明を参酌することにより一
層明らかになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。

【００１６】図１〜図３は本発明に係る塗布現像処理シ
ステムの全体構成を示す図であり、図１はその平面図、
図２は正面図及び図３は背面図である。

【００１７】この塗布現像処理システム１は、被処理基
板として半導体ウェハＷをウェハカセットＣＲで複数枚
例えば２５枚単位で外部からシステムに搬入し又はシス
テムから搬出したり、ウェハカセットＣＲに対してウェ
ハＷを搬入・搬出したりするためのカセットステーショ
ン１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつウェハＷに所定
の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多
段配置してなる処理ステーション１１と、この処理ステ
ーション１１と隣接して設けられる露光装置（図示せ
ず）との間でウェハＷを受け渡しするためのインターフ
ェース部１２とを一体に接続した構成を有している。

【００１８】カセットステーション１０では、図１に示
すように、カセット載置台２０上の突起２０ａの位置に
複数個例えば４個までのウェハカセットＣＲがそれぞれ
のウェハ出入口を処理ステーション１１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）及びウ
ェハカセットＣＲ内に収納されたウェハのウェハ配列方
向（Ｚ方向）に移動可能なウェハ搬送体２１が各ウェハ
カセットＣＲに選択的にアクセスするようになってい
る。さらに、このウェハ搬送体２１は、θ方向に回転可
能に構成されており、後述するように処理ステーション
１１側の第３の組Ｇ３の多段ユニット部に属するアライ
メントユニット（ＡＬＩＭ）及びイクステンションユニ
ット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。

【００１９】処理ステーション１１では、図１に示すよ
うに、中心部に垂直搬送型の主ウェハ搬送機構２２が設
けられ、その周りに全ての処理ユニットが１組または複
数の組に亙って多段に配置されている。この例では、５
組Ｇ１,Ｇ２,Ｇ３,Ｇ４,Ｇ５の多段配置構成であり、第
１及び第２の組Ｇ１,Ｇ２の多段ユニットはシステム正
面（図１において手前）側に並置され、第３の組Ｇ３の
多段ユニットはカセットステーション１０に隣接して配
置され、第４の組Ｇ４の多段ユニットはインターフェー
ス部１２に隣接して配置され、第５の組Ｇ５の多段ユニ
ットは背部側に配置されている。なお第５の組Ｇ５は、
主ウェハ搬送機構２２のメンテナンスのためにレール２
５に沿って移動可能に構成されている。

【００２０】主ウェハ搬送機構２２は、筒状支持体４９
の内側に、ウェハ搬送装置４６を上下方向（Ｚ方向）に
昇降自在に装備している。筒状支持体４９はモータ（図
示せず）の回転軸に接続されており、このモータの回転
駆動力によって、前記回転軸を中心としてウェハ搬送装
置４６と一体に回転し、それによりこのウェハ搬送装置
４６は、θ方向に回転自在となっている。

【００２１】図２に示すように、第１の組Ｇ１では、カ
ップＣＰ内でウェハＷをスピンチャックに載せて所定の
処理を行う２台のスピンナ型処理ユニット、例えばレジ
スト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）及び本発明に係る現像
処理ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられて
いる。第２の組Ｇ２でも、２台のスピンナ型処理ユニッ
ト、例えばレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）及び現
像処理ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられ
ている。レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）ではレジ
スト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒で
あることから、このように下段に配置するのが好まし
い。しかし、必要に応じて上段に配置することも可能で
ある。

【００２２】図３に示すように、第３の組Ｇ３では、ウ
ェハＷを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の
処理ユニット、例えば下から順にクーリングユニット
（ＣＯＬ）、アドヒージョンユニット（ＡＤ）、アライ
メントユニット（ＡＬＩＭ）、イクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）、プリベーキングユニット（ＰＡＢ）及び
ポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）
が重ねられている。第４の組Ｇ４でも、オーブン型の処
理ユニット、例えば下から順にクーリングユニット（Ｃ
ＯＬ）が２段、イクステンション・クーリングユニット
（ＥＸＴＣＯＬ）、イクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）、プリベーキングユニット（ＰＡＢ）及びポストエ
クスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）が重ねら
れている。なお、現像後に加熱処理を行うためのポスト
ベーキングユニットが配置される場合もある。

【００２３】このように処理温度の低いクーリングユニ
ット（ＣＯＬ）、（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処
理温度の高いベーキングユニット（ＰＡＢ）やポストエ
クスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）を上段に
配置することで、ユニット間の熱的な相互干渉を少なく
することができる。しかし、ランダムな多段配置とする
ことも可能である。

【００２４】インターフェース部１２は、奥行方向では
処理ステーション１１と同じ寸法を有するが、幅方向で
は小さなサイズにつくられている。インターフェース部
１２の正面部には可搬性のピックアップカセットＣＲと
定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面
部には周辺露光装置２３が配設され、中央部にはウェハ
搬送体２４が設けられている。このウェハ搬送体２４
は、Ｘ，Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲ及び周
辺露光装置２３にアクセスするようになっている。さら
に、ウェハ搬送体２４は、θ方向に回転可能に構成さ
れ、処理ステーション１１側の第４の組Ｇ４の多段ユニ
ットに属するイクステンションユニット（ＥＸＴ）に
も、及び隣接する露光装置側のウェハ受渡し台（図示せ
ず）にもアクセスできるようになっている。

【００２５】この塗布現像処理システム１は、クリーン
ルームに設置されるが、さらにシステム内でも効率的な
ダウンフローによって各部の清浄度を高めている。図４
は、その清浄空気の流れを示す概略図である。カセット
ステーション１０，処理ステーション１１及びインター
フェース部１２の上方にはエア供給室４４が設けられて
おり、このエア供給室４４の下面に防塵機能付きフィル
タ例えばＵＬＰＡフィルタ７１，７２，７３が取り付け
られている。このＵＬＰＡフィルタ７１，７２，７３に
は、それぞれ図示しないファンが内蔵されており、所定
の温度及び湿度に調整された清浄空気は、ＵＬＰＡフィ
ルタ７１，７２，７３を介して、カセットステーション
１０，処理ステーション１１及びインターフェース部１
２に流れ、下方部に配置された図示しない排気口から排
気されるようになっている。処理ステーション１１にお
いては、清浄空気は図示するように、多段の現像処理ユ
ニット（ＤＥＶ）及びレジスト塗布処理ユニット（ＣＯ
Ｔ）に供給されるようになっており、図示しないが、背
面側の熱処理系のユニットである多段の第３〜第５の組
Ｇ３〜Ｇ５にも供給されるようになっている。

【００２６】図５及び図６は、本発明の一実施形態に係
る現像処理ユニット（ＤＥＶ）を示す平面図及び断面図
である。この現像処理ユニット（ＤＥＶ）の中央部には
環状のカップＣΡが配設されている。カップＣΡの内側
には、基板を水平に保持するスピンチャック５２が配置
されている。スピンチャック５２は真空吸着によってウ
ェハＷを固定保持した状態で駆動モータ５４によって回
転駆動される。駆動モータ５４は、ユニット底板５０に
設けられた開口５０ａに昇降移動可能に配置され、アル
ミニウムからなるキャップ状のフランジ部材５８を介し
て、エアシリンダからなる昇降駆動手段６０および昇降
ガイド手段６２と結合されている。このような昇降機構
により、主ウェハ搬送機構２２との間でウェハＷの受け
渡しが可能となる。

【００２７】図６に示すように、カップＣＰ内に収容さ
れたウェハＷ上において、このウェハＷの表面に現像液
を供給するための現像液ノズル３６がノズルスキャンア
ーム９２の先端部に取り付けられている。この現像液ノ
ズル３６には供給管８１が接続されており、この供給管
８１を介して現像液供給機構３１により現像液が供給さ
れるようになっている。この現像液ノズル３６は長尺形
状を有し、例えば図示しない複数の孔、又はスリット状
に形成された供給口より現像液が供給されるようになっ
ている。ノズルスキャンアーム９２は、ユニット底板５
０の上に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール９
４上で水平移動可能な垂直支持部材９６の上端部に取り
付けられており、図示しないＹ方向駆動機構によって垂
直支持部材９６と一体にＹ方向に移動するようになって
いる。また、ノズルスキャンアーム９２は垂直支持部材
９６に沿ってＺ方向にも移動可能に構成されており、現
像液ノズル３６と、スピンチャック５２で保持されたウ
ェハＷとの距離が調節できるようになっている。

【００２８】また、ノズル保持体２７に保持されウェハ
Ｗ表面にリンス液を供給するためのリンスノズル１５
が、上記現像液ノズル３６と同様に、スキャンアーム１
７及び垂直支持部材２６により、ガイドレール９４に沿
ってＹ方向に移動可能に設けられている。リンスノズル
１５には供給管８２が接続されており、この供給管８２
を介してリンス液供給機構３２からリンス液が供給され
るようになっている。ここでリンス液としては、例えば
純水を使用する。このノズルスキャンアーム１７も垂直
支持部材２６に沿って移動可能に構成されており、リン
スノズル１５と、スピンチャック５２で保持されたウェ
ハＷとの距離が調節できるようになっている。

【００２９】カップＣＰの隣には、ノズル保持体２８に
保持されウェハＷ表面にフッ素を含む有機系の処理液と
しての有機溶剤を供給するための有機溶剤ノズル１６
が、スキャンアーム１８の先端に取り付けられ、このス
キャンアーム１８はモータ１９により、このモータ１９
を中心としてθ方向に回動可能に設けられている。有機
溶剤ノズル１６には供給管８３が接続されており、この
供給管８３を介して有機溶剤供給機構３３から有機溶剤
が供給されるようになっている。ここで有機溶剤として
は、例えば純水より揮発性の高いハイドロフルオロエー
テル（ＨＦＥ）系溶剤（メチルパーフルオロイソブチル
エーテルとメチルパーフルオロブチルエーテルとを混合
したもの、又はこれら単独）を使用するが、キシレン、
ヘキサメチルジシラザン等も用いることができる。な
お、このハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）系溶剤
は、レジストを溶かさない程度の溶剤であり、レジスト
上に供給しても問題はない。

【００３０】カップＣＰ内の底部には、ウェハ上に供給
された現像液、リンス液及び有機溶剤を排液するための
排液管５７が設けられており、図示しないシステム外へ
排液されるようになっている。また、カップＣＰの底部
には、現像液や有機溶剤の供給により発生したミスト
等、カップＣＰ内の雰囲気を排気するための排気管５９
が設けられており、通常運転時においては真空ポンプ５
１により常時排気されている状態となっている。

【００３１】また、カップＣＰには、カップＣＰの温度
を計測するカップ温度センサ７４が取り付けられてお
り、更にこのカップＣＰの温度を調整するための温調ヒ
ータ８４が設けられている。このヒータ８４は、カップ
ＣＰ全体の温度を所定の温度、通常時には例えば２３℃
前後に調整するようになっている。

【００３２】更に、カップＣＰにおける排気管５９及び
排液管５７にも同様に、排気管５９及び排液管５７の温
度を計測する温度センサ７５及び７６と、それぞれ排気
管５９及び排液管５７の温度を調整する温調ヒータ８５
及び８６とが取り付けられている。

【００３３】現像液供給機構３１、リンス液供給機構３
２及び有機溶剤供給機構３３は、それぞれ制御部３０の
指令に基づき、それぞれの処理液を現像液ノズル３６、
リンスノズル１５及び有機溶剤ノズル１６へ供給するよ
うになっている。また、この制御部３０は、上記各処理
液供給のタイミングの制御とともに、駆動モータ５４の
回転数を制御するモータコントローラ３４に指令を送出
し、統括的な処理を行う。

【００３４】また制御部３０は、例えば上記温度センサ
８４，８５，８６により各部が計測され、この計測され
た温度が所定の正常範囲内になければ異常とみなし、警
告装置４５はこれを受けて何らかの警告を行うようにな
っている。この警告装置としては、例えば警告ブザーや
警告灯、あるいは操作ディスプレイ上の警告表示等を用
いている。

【００３５】次に、以上説明した塗布現像処理システム
１の一連の処理工程について説明する。

【００３６】先ず、カセットステーション１０におい
て、ウェハ搬送体２１がカセット載置台２０上の処理前
のウェハを収容しているカセットＣＲにアクセスして、
そのカセットＣＲから１枚のウェハＷを取り出し、アラ
イメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送される。このアラ
イメントユニット（ＡＬＩＭ）にてウェハＷの位置合わ
せが行われた後、主ウェハ搬送機構２２によりアドヒー
ジョンユニット（ＡＤ）へ搬送され疎水化処理が行わ
れ、次いでクーリングユニット（ＣＯＬ）にて所定の冷
却処理が行われる。その後、レジスト塗布処理ユニット
（ＣＯＴ）に搬送され、（ＰＡＢ）で所定の加熱処理が
行われ、クーリングユニット（ＣＯＬ）において冷却処
理され、その後ウェハ搬送体２４によりインターフェー
ス部１２を介して図示しない露光装置により露光処理が
行われる。露光処理が終了した後は、ポストエクスポー
ジャーベーキングユニット（ＰＥＢ）で所定の加熱処理
が行われ、次に現像処理ユニット（ＤＥＶ）に搬送され
て現像処理が行われる。この現像処理後は、所定の加熱
処理（ポストベーキング）を行うこともある。そしてウ
ェハＷはクーリングユニット（ＣＯＬ）で所定の冷却処
理が行われ、エクステンションユニット（ＥＸＴ）を介
してカセットＣＲに戻される。

【００３７】次に、図７、図８及び図９を参照して、現
像処理ユニット（ＤＥＶ）における処理について説明す
る。図７及び図８は各処理液を供給する際の側面図であ
り、図９は、レジストパターンの拡大断面図である。

【００３８】先ず、スピンチャック５２が上昇し、主ウ
ェハ搬送機構２２からウェハＷを受け取ると、スピンチ
ャック５２が下降しウェハＷがカップＣＰ内に収容され
る。そして、図７（ａ）に示すように現像液ノズル３６
が現像液を吐出しながらウェハＷ上を移動し、吐出が終
了した後にウェハＷを例えば６０秒間放置し現像処理を
進行させる。ここでウェハＷを所定の回転数で回転させ
て現像液４１を伸展させ、例えば６０秒間放置すること
により現像処理を進行させる。ここで高スループット化
を図るため、ウェハＷを回転させながら現像液を吐出し
ても構わない。

【００３９】次に、図７（ｂ）に示すように、現像液ノ
ズル３６をカップ外へ移動させ、リンスノズル１５をウ
ェハＷの中心上へ移動させる。そして、図７（ｃ）に示
すように、ウェハＷを回転させながらリンス液４２を吐
出し、現像液を洗い流す。このとき図９（ａ）に示すよ
うに、パターン２９の上面２９ａがリンス液４２から出
ないようにするために、ウェハの回転数を低速の３００
ｒｐｍ〜８００ｒｐｍ、より好ましくは５００ｒｐｍと
する。パターン２９の上面２９ａがリンス液４２から出
てしまうと、リンス液の表面張力によりパターン倒れが
生じるおそれがあるためである。このようにウェハＷの
回転を３００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍの低速回転とするこ
とにより、ウェハ上で流れるリンス液の速度を極力小さ
くして、現像液４１を洗い流すときのパターン倒れを防
止することができる。

【００４０】次に、図８（ａ）に示すように、リンスノ
ズル１５をカップ外へ移動させ、有機溶剤ノズル１６を
ウェハＷの中心上へ移動させる。そして、図８（ｂ）に
示すように、ウェハＷを停止させた状態で、ウェハＷの
中心上に有機溶剤４３を吐出する。そして図８（ｃ）に
示すように、ウェハＷを３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐ
ｍ、より好ましくは５００ｒｐｍで回転させ、図９
（ｂ）に示すように、ウェハＷ上に残存していたリンス
液４２を有機溶剤４３に置換する。このように、ウェハ
Ｗを低速の３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍで回転させて
有機溶剤４３で置換することにより、ウェハＷ全面に有
機溶剤４３を伸展させつつ、ウェハＷ上からリンス液４
２が流れ出る際のパターン倒れを防止することができ
る。すなわち、ウェハＷの回転が３００ｒｐｍより遅い
場合には、有機溶剤がウェハ上のリンス液に対して均一
に混ざらず、有機溶剤が粒状になってリンス液中に散在
してしまい、このまま基板回転による振り切り乾燥を行
うとパターン倒れが生じてしまうからである。一方、ウ
ェハＷの回転が１０００ｒｐｍより速い場合には、有機
溶剤がウェハＷ上を均一に伸展するが、このように有機
溶剤が伸展する前にウェハ上からリンス液が流れ出し、
パターン倒れを引き起こす可能性が高いからである。

【００４１】そして、最後にウェハＷを所定の回転数で
回転させ振り切り乾燥処理を行う。この乾燥処理におい
て、図９（ｃ）に示すように、有機溶剤４３のパターン
２９に対する接触角θは、６５°〜９０°となってお
り、有機溶剤４３がパターン間から抜け出ても表面張力
は小さいので、パターン倒れを起こすことはない。より
好ましい接触角θは、７０°〜８０°である。このよう
な角度は、前述したように、表面張力がリンス液のそれ
よりも小さいハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）等を
用いることにより達成できる。ＨＦＥは上記のようにフ
ッ素を有しているため、このフッ素がパターン表面にコ
ーティングされることによって上記接触角が実現でき
る。

【００４２】また、本実施形態で使用するＨＦＥは、純
水より比重が大きいため、図８（ｂ）における有機溶剤
４３の供給の際に、有機溶剤４３がリンス液４２より下
部に位置されるようになり、リンス液４２がパターン２
９間から抜け出易くなる。従って、パターン倒れの防止
は、よりいっそう効果的となる。

【００４３】更に、本実施形態で用いたＨＦＥは、リン
ス液よりも揮発性の高い溶剤であるため、上記のような
ウェハＷの回転による振り切り乾燥を行わなくても、自
然乾燥により迅速にウェハを乾燥させることができる。
従って、乾燥処理工程を削減でき、高スループット化が
図れる。

【００４４】次に、本実施形態では、有機溶剤の供給
後、再度リンス液を供給する。これにより、ウェハ上に
残存した有機溶剤が洗い流され、例えば後の工程で行わ
れるエッチング処理時において、有機溶剤に含まれる不
純物を除去できる等、悪影響を回避することができる。
また、上記のように揮発性の高い有機溶剤を用いるた
め、迅速にウェハの自然乾燥が行うことができるが、ウ
ェハは急激に冷えてしまう。そこで、本実施形態では、
上記再度供給するリンス液の温度を調整し、急激に冷え
たウェハの温度調整、カップＣＰや雰囲気等の温度調整
を行うようにしている。以下、かかる温度調整について
説明する。

【００４５】図１０は、本実施形態に係るリンス液供給
機構の概略的な構成図である。リンス液が貯留されてい
る第１タンク３７には第１供給配管４７が接続され、同
じくリンス液が貯留されている第２タンク３８には第２
供給配管４８が接続されている。これら両タンク３７，
３８に貯留されているリンス液は同一のものであり、前
述したように例えば純水を用いている。供給配管４７及
び４８は、切替弁３５を介して供給管８２に接続されて
いる。第１供給配管４７には、第１タンク３７と切替弁
３５との間に第１ベローズポンプ３９が接続されてお
り、この第１ベローズポンプ３９の作動により切替弁３
５側へリンス液が供給されるようになっている。また、
第２供給配管４８には、第２タンク３８と切替弁３５と
の間に第２ベローズポンプ４０が接続されており、この
第２ベローズポンプ４０の作動により切替弁３５側へリ
ンス液が供給されるようになっている。

【００４６】第２タンク３８と第２ベローズポンプ４０
との間には、温調機構６１が設けられており、この温調
機構６１により、第２タンク３８から供給されるリンス
液を所定の温度、例えば２３℃前後に調整するようにな
っている。また、ベローズポンプ３９及び４０から所定
の供給量及びタイミングでそれぞれの処理液が供給でき
るように、制御部３０によってそれぞれベローズポンプ
３９及び４０の作動が制御されるようになっている。

【００４７】切替弁３５は、供給管８２に対する第１供
給配管４７と第２供給配管４８との接続を、制御部３０
の命令に基づき適宜切り替える機能を有している。これ
により、所定のタイミングで、第１タンクからのリンス
液の供給と第２タンクからのリンス液の供給とが切り替
わるようになっている。

【００４８】なお、このリンス液供給機構３２において
切替弁３５を設けなくても、リンスノズル２つ設け、両
タンク３７，３８からそれぞれ２つのリンスノズルに供
給配管を接続し供給するようにしてもよい。

【００４９】以上のようなリンス液供給機構３２を用い
ることにより、例えば図８（ｃ）に示したように有機溶
剤が供給されてウェハが乾燥し急激に冷えた後、温度調
整されたリンス液をウェハに供給し、ウェハを所定の温
度、例えば２３℃前後に戻すことができ、熱履歴を均一
にすることができる。

【００５０】また、ウェハが冷えることにより、カップ
ＣＰやカップＣＰ内の雰囲気も冷えてしまい、ウェハの
熱履歴が不均一となるおそれがある。そこで、有機溶剤
が供給されてウェハが乾燥した後、カップＣＰ、排気管
５９、排液管５７の温度を温度センサ７４，７５，７６
（図６参照）で計測し、計測された各温度がそれぞれ所
定の温度範囲内にあるときは正常とみなして、次のウェ
ハの現像処理ユニット（ＤＥＶ）への搬入を行う。

【００５１】一方、それぞれ所定の温度範囲内になけれ
ば、警告装置４５により警告を発するようにする。この
場合、例えば現像処理ユニット（ＤＥＶ）への次のウェ
ハの搬入動作を停止するか、あるいは塗布現像処理シス
テム１全体を停止状態とすることもできる。そして、カ
ップＣＰ、排気管５９及び排液管５７等の温度が所定の
温度範囲内に戻った後、次のウェハの搬入動作を開始す
る。カップＣＰ内が冷えた状態で次のウェハがカップ内
に収容されると、ウェハに対する悪影響、特に熱履歴の
不均一という問題が発生するが、このようなカップの温
調によりそのような問題を解消できる。また、カップが
冷えるとカップに結露が発生するため、カップが冷えた
状態でウェハを収容した場合、結露したパーティクルを
含む水分がウェハに垂れ落ちる可能性があり、問題とな
るが、本実施形態によればこのような問題はない。

【００５２】また、排液管５７及び排気管５９は図示し
ない漏洩センサが取り付けられており、排液管５７及び
排気管５９が冷えることによって発生する結露が、当該
漏洩センサの誤作動を引き起こす可能性があるが、本実
施形態によれば、排液管５７及び排気管５９には、それ
ぞれ温調ヒータ８６及び８５が設けられているため、そ
のような問題を回避できる。

【００５３】また、有機溶剤の揮発によるカップＣＰ内
雰囲気の温度低下によって、排気管５９の温度低下が生
ずるため、有機溶剤の供給の際には、上記真空ポンプ５
１の作動を停止するようにしてもよい。これにより、排
気管５９の温度低下を防止し、結露の発生を防止でき
る。

【００５４】更に、有機溶剤の供給の際には、上記ダウ
ンフローを制御するようにしてもよい。図１１に示すよ
うに、現像処理ユニット（ＤＥＶ）内の温度及び湿度を
計測する温湿度センサ５３を設け、この温湿度センサ５
３の計測結果に基づいて制御部３０の指令によりファン
フィルタユニット７２から吹き出されるダウンフローが
制御される。例えば、温湿度センサ５３により計測され
た温度及び湿度が所定の範囲内にあるときは、正常とみ
なしてそのまま次のウェハを搬入し処理を続ける。一
方、所定の温湿度の範囲内にないときはダウンフローの
量を多くし、速やかに所定の温湿度の範囲内になるよう
に調整する。所定の温湿度の範囲内になるまでの間は、
例えば、次のウェハの搬入動作を停止するか、あるいは
システム１全体を停止するようにしてもよい。また、こ
の場合も上記した場合と同様に、警告装置（図６参照）
により警告を行うことも可能である。

【００５５】図１２及び図１３は、上記有機溶剤ノズル
１６の別の実施形態を示すもので、下から見た斜視図で
ある。図に示す有機溶剤ノズル６５は長尺形状を有し、
その下部には、供給管６３から供給される有機溶剤をウ
ェハＷ上に吐出するためのスリット状の吐出口６４が形
成されている。また、図１３に示す有機溶剤ノズル６７
も同様に長尺形状を有し、供給管６３から供給される有
機溶剤をウェハ上に吐出するための孔６６が複数形成さ
れている。

【００５６】これらの有機溶剤ノズル６５，６７を用い
て図１４に示すように、ウェハＷ上を例えば矢印Ａで示
す方向に走査させることにより、ウェハＷ上の全面に有
機溶剤を供給しリンス液と置換する。この有機溶剤供給
の際、前述したようにウェハＷは停止させた状態で行う
ことが好ましい。このような長尺状のノズルを用いるこ
とにより、ウェハＷを回転させずにウェハＷ全面に均一
に有機溶剤を供給することができるので、ウェハＷを回
転させた場合のリンス液が基板上を流れることによるパ
ターン倒れを防止できる。なお、上記リンスノズル１５
についても、このような長尺形状のノズルを用いるよう
にしてもよい。

【００５７】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。

【００５８】例えば、図７（ｃ）で示すリンス液４２の
供給は、ウェハＷを停止させて行うようにしてもよい。
これにより、ウェハＷの洗浄率、洗浄速度は低下する
が、ウェハＷ上のリンス液の流速を極力小さくして、現
像液４１を洗い流すときのパターン倒れを防止すること
ができる。

【００５９】また、上記有機溶剤の代わりに、フッ素を
含む界面活性剤を供給するようにしてもよい。この場
合、界面活性剤はリンス液と混合し易いのでリンス液に
混合してもよいし、現像液中に界面活性剤を混合して、
現像液の供給に兼ねてレジストパターンに対しフッ素コ
ーティングを行うようにしてもよい。

【００６０】また、上記実施形態においては、カップＣ
Ｐ、排液管５７及び排気管５９の温調を行うようにした
が、これらに限らず、スピンチャック５２についても温
調するようにしてもよい。

【００６１】更に、上記実施形態においては、基板とし
て半導体ウェハを使用したが、これに限らず、液晶ディ
スプレイ等に使用されるガラス基板についても本発明は
適用可能である。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パターン間に生じる引力を極力低減させることによりパ
ターン倒れを防止することができ、かつ、高スループッ
ト化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る塗布現像処理シ
ステムの平面図である。

【図２】図１に示す塗布現像処理システムの正面図であ
る。

【図３】図１に示す塗布現像処理システムの背面図であ
る。

【図４】図１に示す塗布現像処理システムの清浄空気の
流れを説明するための正面図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る現像処理ユニットを
示す平面図である。

【図６】図５に示す現像処理ユニットを示す断面図であ
る。

【図７】現像処理ユニットにおける処理を順に示す側面
図である。

【図８】同処理を順に示す側面図である。

【図９】現像処理の際のレジストパターンを示す断面図
であり、（ａ）はリンス液供給後、（ｂ）は有機溶剤供
給後、（ｃ）は有機溶剤が乾燥する途中を示す図であ
る。

【図１０】一実施形態に係るリンス液供給機構の構成図
である。

【図１１】図６におけるダウンフローの制御を示す図で
ある。

【図１２】スリット状の吐出口を有する有機溶剤ノズル
の下から見た斜視図である。

【図１３】複数孔を有する有機溶剤ノズルの下から見た
斜視図である。

【図１４】図１２及び図１３に示すノズルにより有機溶
剤を供給する際の斜視図である。

【符号の説明】

Ｗ…半導体ウェハ θ…接触角 １５…リンスノズル １６…有機溶剤ノズル ２９…レジストパターン ３０…制御部 ３１…現像液供給機構 ３２…リンス液供給機構 ３３…有機溶剤供給機構 ３４…モータコントローラ ３６…現像液ノズル ４１…現像液 ４２…リンス液 ４３…有機溶剤 ５２…スピンチャック ５４…駆動モータ ６５，６７…有機溶剤ノズル

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H096 AA25 FA01 GA02 GA17 GA18 GA21 GA29 LA16 5F046 LA12 LA14

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レジストパターンが現像された基板上に
   リンス液を供給する工程と、 前記リンス液が供給された基板上に、フッ素を含む有機
   系処理液を供給する工程とを具備することを特徴とする
   現像処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の現像処理方法におい
   て、 前記有機系処理液の前記パターンに対する接触角を６５
   °〜９０°とすることを特徴とする現像処理方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の現像処理方法におい
   て、 前記有機系処理液の前記パターンに対する接触角を７０
   °〜８０°とすることを特徴とする現像処理方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の現像処理方法におい
   て、 前記リンス液は純水であり、前記有機系処理液は、前記
   純水よりも揮発性の高い溶液であることを特徴とする現
   像処理方法。
5. 【請求項５】 請求項２から請求項４のうちいずれか１
   項に記載の現像処理方法において、 前記有機系処理液は、ハイドロフルオロエーテルである
   ことを特徴とする現像処理方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の現像処理方法におい
   て、 前記リンス液を供給する工程は、基板を３００ｒｐｍ〜
   ８００ｒｐｍで回転させながら行うことを特徴とする現
   像処理方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の現像処理方法におい
   て、 前記有機系処理液を供給する工程は、基板を３００ｒｐ
   ｍ〜１０００ｒｐｍで回転させながら行うことを特徴と
   する現像処理方法。
8. 【請求項８】 レジストが塗布された基板上に現像液を
   供給してレジストパターンを現像するための現像液供給
   手段と、 前記現像液が供給された基板上にリンス液を供給するリ
   ンス液供給手段と、前記リンス液が供給された基板上
   に、フッ素を含む有機系の処理液を供給する処理液供給
   手段とを具備することを特徴とする現像処理装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の現像処理装置におい
   て、 前記有機系処理液の前記パターンに対する接触角を６５
   °〜９０°とすることを特徴とする現像処理装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の現像処理装置におい
    て、 前記有機系処理液の前記パターンに対する接触角を７０
    °〜８０°とすることを特徴とする現像処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項８に記載の現像処理装置におい
    て、 前記リンス液は純水であり、前記有機系処理液は、前記
    純水よりも揮発性の高い溶液であることを特徴とする現
    像処理装置。
12. 【請求項１２】 請求項９から請求項１１のうちいずれ
    か１項に記載の現像処理装置において、前記有機系処理
    液は、ハイドロフルオロエーテルであることを特徴とす
    る現像処理装置。
13. 【請求項１３】 請求項８に記載の現像処理装置におい
    て、 前記レジストが塗布された基板を保持し回転させる回転
    保持手段を更に具備し、 この回転保持手段により基板を回転させた状態で前記有
    機系処理液を供給することを特徴とする現像処理装置。