JP2005197469A

JP2005197469A - 塗布・現像装置及び塗布・現像方法

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Publication number: JP2005197469A
Application number: JP2004002324A
Authority: JP
Inventors: Taro Yamamoto; 太郎山本; Osamu Hirakawa; 修平河
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2005-07-21
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Also published as: TWI252531B; TW200524026A; KR101006635B1; KR20060128903A; JP4194495B2; US7530749B2; US20070122551A1; WO2005067011A1

Abstract

【課題】レジストを塗布し、液浸露光した後の基板を現像するにあたり、装置内の浸水を防止すると共に高いスループットを維持すること。
【解決手段】その表面にレジストが塗布され、更に液浸露光された後の基板を基板載置部に載置し、この基板の表面に付着した少なくとも前記液層を形成した液を液検知部により検知する。そして液検知部の検知結果に基づいて基板を乾燥するか否か判定し、乾燥すると判定した基板を乾燥手段により乾燥する構成とする。これにより装置内が浸水するのを防止することができ、また乾燥が必要な基板に対してのみ乾燥処理を行うので高いスループットを維持することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板の表面にレジストを塗布し、液浸露光後の基板を現像する塗布・現像装置及び塗布・現像方法に関する。

従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、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、このレジストを所定のパターンで露光した後に、現像してレジストパターンを形成している。このような処理は、一般にレジストの塗布・現像を行う塗布・現像装置に、露光装置を接続したシステムを用いて行われる。

ところで、近年、デバイスパターンは益々微細化、薄膜化が進む傾向にあり、これに伴い露光の解像度を上げる要請が強まっている。そこで露光の解像度を上げるためにＥＵＶＬ、ＥＵＶやＦ２による露光技術の開発を進める一方で、既存の光源例えばＡｒＦやＫｒＦによる既存の露光技術を更に改良して解像度を上げる液浸露光が検討されている。半導体及び製造装置業界では財政上の理由からできる限りＡｒＦ露光装置を延命させようとする動きが強く、４５ｎｍまではＡｒＦを使用し、ＥＵＶはさらに先送りされるのではないか、という見解を示している者もいる。液浸露光は例えば超純水の中を光を透過させる技術で、水中では波長が短くなることから１９３ｎｍのＡｒＦの波長が水中では実質１３４ｎｍになる、という特徴を利用するものである。

この液浸露光を行う露光装置について図１６を用いて簡単に述べておく。先ず、図示しない保持機構により水平姿勢に保持されたウエハＷの表面と対向するように露光手段１を配置する。この露光手段１の先端部にはレンズ１０が設けられており、図示しない例えばＡｒＦ、ＫｒＦなどの光源から発せられパターンマスクを通過した光は当該レンズ１０を通過してウエハＷの表面に塗布されたレジストに照射され、これによりレジストの回路パターンを転写させる。また先端部には光を通過させる溶液例えば超純水の供給口１１及び吸引口１２が夫々設けられており、供給口１１を介してレンズ１０とウエハＷの表面との間に水が供給され、更に当該水を吸引口を介して吸引回収する。これによりレンズ１０とウエハＷの表面との間の隙間に光を透過させる水膜が形成され、レンズ１０から出た光は当該水膜を通過してレジストに照射されることとなる。そしてウエハＷの表面に所定のパターンが転写されると、ウエハＷとの間に水膜を張った状態でウエハＷを横方向に移動させて、露光手段１を次の転写領域に対応する位置に対向させて光を照射していくことでパターンを順次転写していく。

しかしながら上述の液浸露光手段では、ウエハＷの表面に液膜例えば水膜を形成して露光が行われることから、露光を終えたウエハＷの表面に表面張力により水が残っている場合がある。ウエハＷの表面に水が残るとは、定常状態においてはウエハＷの表面の全面又は一部が例えば曇る程度に微細な水が付着した状態が想定されるが、例えば装置の異常などによる予期せぬ事態により大粒の水滴が残ることも考えられる。そのため装置内のユニット例えば塗布ユニット、現像ユニットなどが浸水してしまう懸念がある。

また水の付着しているウエハＷを温調処理例えば加熱処理すると、ウエハＷの表面に水が付着した部位ではこの水の気化熱によりウエハＷの熱が奪われる。このため水の付着していた部位のウエハＷの温度と、水の付着していなかった部位の温度との間に温度差が生じてしまい、結果として面内温度にばらつきが生じ温度プロファイルが低下する。特に化学増幅型のレジストの場合には、露光によりレジストの表面に生成した酸触媒を当該レジスト内部に広く拡散させるための処理、例えば１２０〜１３０℃の温度でウエハＷを加熱するポストエクスポジャーベーキング（ＰＥＢ）と呼ばれる加熱処理が露光後速やかに行なわれるのが一般的であるが、ウエハＷの面内で温度にばらつきがあると酸触媒反応の進行が不均一となり、その後に現像により得られるレジストパターンの線幅の面内均一性が低下してしまう場合がある。

ウエハＷに対して前記温調処理を行う前に、ウエハＷに乾燥処理を行って水を取り除いておけばウエハＷの温度プロファイルが低下するのを抑えることができるとも考えられる。しかし多数枚のウエハＷを繰り返し処理する場合、水の残り具合はウエハＷ毎、具体的にはレジストの種類毎及びマスクパターン毎に異なる場合があり、露光を終えた全てのウエハＷに対して一律に乾燥処理を施したのでは装置全体のスループットが低下してしまい現実的でない。

従って、液浸露光を採用するにあたり、液膜を形成した液例えば水が表面に付着した基板を基板処理部内に持ち込まないようにするのが得策であり、そのための装置構成の更なる検討が必要である。

本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、レジストを塗布し、液浸露光した後の基板を現像するにあたり、装置内の浸水を防止すると共に高いスループットを維持することのできる塗布・現像装置及びその方法を提供することにある。また他の目的は、線幅精度の面内均一なレジストパターンを得ることにある。

本発明の塗布・現像装置は、基板の表面にレジストを塗布する塗布ユニットと、その表面に液層を形成して液浸露光された後の基板に現像液を供給して現像する現像ユニットと、を備えた塗布・現像装置であって、
前記露光された後の基板を載置する基板載置部と、この基板載置部上の基板の表面に付着した少なくとも前記液層を形成した液を検知する液検知部と、を有する検査ユニットと、
前記液検知部の検知結果に基づいて基板を乾燥するか否か判定する制御部と、乾燥すると判定した基板を乾燥するための乾燥手段と、を備えたことを特徴とする。

前記制御部は、液検知部の検知結果が異常状態に対応する結果であったときに、液浸露光した露光部に対して異常を知らせるための信号を出力する機能及び、前記液検知部の検知結果に基づいて基板の乾燥条件を決めると共に、この乾燥条件に基づいて前記乾燥手段の乾燥動作を制御する機能を備えた構成であってもよい。また前記露光後の基板を現像する前に、この基板を加熱処理する加熱処理部を備え、少なくとも当該加熱処理をする前に基板の表面に付着した液が検知される構成であってもよい。更にまた、塗布ユニット及び現像ユニットが割り当てられた処理部と、この処理部に隣接して設けられ、基板を液浸露光する露光部と接続されるインターフェイス部と、を備え、前記検査ユニット及び前記乾燥手段は当該インターフェイス部に設けられた構成であってもよく、この場合、処理部とインターフェイス部との間で基板の受け渡しをする第１の基板搬送部と、露光部とインターフェイス部との間で基板を受け渡しする第２の基板搬送部と、を備え、前記検査ユニットの基板載置部は、これら基板搬送部同士で基板を受け渡しする際に基板が置かれる受渡し部を兼ねた構成としてもよい。

本発明の塗布・現像方法は、基板の表面にレジストを塗布し、その表面に液層を形成して液浸露光された後の当該基板に現像液を供給して現像する塗布・現像方法であって、
前記基板を基板載置部に載置する工程と、
この基板の表面に付着した少なくとも前記液層を形成した液を液検知部で検知する工程と、
前記液検知部の検知結果に基づいて基板を乾燥するか否かを判定する工程と、
乾燥すると判定した基板を乾燥手段により乾燥する工程と、を含むことを特徴とする。

前記基板を乾燥するか否かを判定する工程は、液検知部の検知結果が異常状態に対応する結果であったときに、液浸露光した露光部に対して異常を知らせるための信号を出力する工程及び、乾燥する基板の乾燥条件を決める工程を含み、前記乾燥手段はこの乾燥条件に基づいて基板を乾燥するようにしてもよい。また前記露光後の基板を現像する前にこの基板を加熱処理する工程を含み、少なくとも当該加熱処理をする前に基板の表面に付着した液の検知を行うようにしてもよい。

本発明によれば、その表面に液層を形成して露光した後の基板の表面に対して、当該液層を形成した液例えば水が付着しいるか否かを液検知部により検知し、液が付着していないと判定した基板は次工程へと送り、反対に液が付着していると判定された基板は乾燥処理を行ってから次工程に送る構成とすることにより、塗布・現像装置の例えばユニット内が浸水するのを抑えることができる。また多数枚の基板を処理する場合には全ての基板に対して乾燥処理を行わないのでスループットが低下するのを抑えることができる。

更に本発明によれば、次工程が例えばＰＥＢなどの加熱処理であっても、この処理工程へ送られてくる基板には液が付着していないか、あるい極めて少ないので、液の気化熱によりウエハＷの熱が奪われて温度プロファイルが低下するのを抑えることができ、結果としてレジストパターン線幅精度の高度な面内均一性を確保することができる。

本発明の実施の形態にかかる塗布・現像装置に露光装置を接続したシステムの全体構成について図１〜３を参照しながら簡単に説明する。図中Ｂ１は基板例えばウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリア２を搬入出するためのキャリア載置部であり、キャリア２を複数個並べて載置可能な載置部２０ａを備えたキャリアステーション２０と、このキャリアステーション２０から見て前方の壁面に設けられる開閉部２１と、開閉部２１を介してキャリア２からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。

キャリア載置部Ｂ１の奥側には筐体２２にて周囲を囲まれる処理部Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び液処理ユニットＵ４、Ｕ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。また主搬送手段Ａ２、Ａ３は、キャリア載置部Ｂ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁２３により囲まれる空間内に置かれている。また図中２４、２５は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。

液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図２に示すようにレジスト液や現像液などの薬液収納部２６の上に、塗布ユニット（ＣＯＴ）２７、現像ユニット（ＤＥＶ）２８及び疎水化ユニットＢＡＲＣ等を複数段例えば５段に積層して構成されている。また既述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、その組み合わせはウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。

処理部Ｂ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４が接続されている。このインターフェイス部Ｂ３は、詳しくは図３に示すように、処理部Ｂ２と露光部Ｂ４との間に前後に設けられる第１の搬送室３Ａ、第２の搬送室３Ｂにて構成されており、夫々に第１の基板搬送部３１Ａ及び第２の基板搬送部３１Ｂが設けられている。第１の基板搬送部３１Ａは昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在な基体３２Ａと、この基体３２Ａ上に設けられる進退自在なアーム３３Ａとで構成されている。また第２の基板搬送部３１Ｂは昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在な基体３２Ｂと、この基体３２Ｂ上に設けられる進退自在なアーム３３Ｂとで構成されている。更にまた、第１の搬送室３Ａには、主搬送部３１Ａを挟んでキャリア載置部Ｂ１側から見た左側に、ウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光するための周縁露光装置（ＷＥＥ）３４、ウエハＷを乾燥させる手段を有する乾燥ユニット３５及び複数例えば２５枚のウエハＷを一時的に収容する２つのバッファカセット（ＳＢＵ）３６が例えば上下に積層されて設けられている。同じく右側には受け渡しユニット（ＴＲＳ３）を兼用するウエハＷの表面に付着した液例えば水を検知する検査ユニット３７、露光をしたウエハＷをＰＥＢ処理する加熱ユニット（ＰＥＢ）３８及び各々例えば冷却プレートを有する２つの高精度温調ユニット（ＣＰＬ２）３９が例えば上下に積層されて設けられている。

（乾燥ユニット）
続いて前記乾燥ユニット３５の装置構成について図４を参照しながら説明する。図中４はウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平に保持する基板保持部であるスピンチャックである。このスピンチャック４は軸部４０を介して駆動機構４１と接続されており、当該駆動機構４１によりウエハＷを保持した状態で回転及び昇降が可能なように構成されている。更に駆動機構４１は後述する制御部６により制御され、スピンチャック４を所定の回転速度で所定の時間回転するように制御可能なように構成されている。即ち、スピンチャック４は基板保持部であると共に、ウエハＷを高速回転させることで遠心力の作用を利用して表面に付着した液例えば水を振り飛ばして当該ウエハＷをスピン乾燥するための乾燥手段を構成する。またスピンチャック４に保持されたウエハＷを囲むようにして上部側が開口するカップ体４３が設けられている。このカップ体４３の底部側には凹部状をなす液受け部４４がウエハＷの周縁下方側に全周に亘って形成されおり、仕切り壁４５により区画された各内部領域にはドレインを排出する排出口４６と排気ガスを排出する排気口４７とが夫々設けられている。液受け部４６の内側には円形板４８が設けられており、この円形板４８の外側にはリング部材４９が設けられている。なお図示は省略するが、円形板４８を貫通する昇降ピンが設けられており、この昇降ピンと例えば基板搬送部３１Ａとの共働作用によりスピンチャック４へのウエハＷの受け渡しが行われる。

（受け渡しユニット）
続いて受け渡しユニット（ＴＲＳ）を兼用する検査ユニット３７及びこのユニットに関連する制御系について図５を参照しながら併せて説明する。検査ユニット３７の外装体をなす筐体５内にはステージ５１ａが設けられており、更に当該ステージ５１ａの表面にはウエハＷを裏面側から支持するための基板保持部である基板支持ピン５１が例えば３本設けられている。筺体５の側面部には開口部５２が形成されており、この開口部５２を介して第１の基板搬送部３１Ａ又は第２の基板搬送部３１ＢによりウエハＷの搬入出が行われる。例えば露光部Ｂ４から処理部Ｂ２へ向かって流れるウエハＷにあっては、先ず第２の基板搬送部３１Ｂにより露光部Ｂ４からのウエハＷが基板支持ピン５１に載置されると、このウエハＷを第１の基板搬送部３１Ａが取り出して処理部Ｂ２内に移載するといったように、基板支持ピン５１を介して第１の基板搬送部３１Ａと第２の基板搬送部３１Ｂとの間でウエハＷの受け渡しがされ、これにより露光部Ｂ４と処理部Ｂ２との間でウエハＷの搬送が行われる。

また基板支持ピン５１に支持されたウエハＷの例えば一端側及び他端側の表面上方には、このウエハＷの表面に付着した液例えば水を検知するための液検知部である例えば下方側領域を撮像可能な撮像手段であるＣＣＤカメラ５３ａ、５３ｂが設けられており、各々のＣＣＤカメラ５３ａ、５３ｂにより基板支持ピン５１上のウエハＷの表面が撮像可能であり、更に各ＣＣＤカメラ５３ａ、５３ｂで撮像した画像データは制御部６へ送られて処理されるように構成されている。なおＣＣＤカメラ５３ａ、５３ｂは複数設けた構成に限定されることはなく、ＣＣＤカメラを１個設けた構成としてもよい。しかしながら本例のようにＣＣＤカメラ５３ａ、５３ｂの各々により画像データを取得し、例えばこれらの画像データのアンドをとることにより、より高精度な水の検知をすることができる。

この制御部６の処理機能について図６を用いて詳しく説明すると、図中６１はＣＣＤカメラ５３ａ、５３ｂにより撮像された画像データを記憶する画像データ記憶部である。６２はこの画像データに基づいてウエハＷ表面に付着した水の量を測定する測定プログラムである。６３は乾燥条件の設定値を記憶した記憶部であり、この記憶部６３には例えばウエハＷ表面に付着している水の量について例えば複数のしきい値Ｌ０（なし）、Ｌ１（少ない）、Ｌ２（多い）、Ｌ３（異常状態なほど多い）などを予め設定しておき、水の量がこれらのしきい値を超えたと判定されたウエハＷに対して行う乾燥処理の条件例えば乾燥時間、回転速度などの設定値を各しきい値毎に設定しておく。つまり、水の量に対応付けて乾燥条件の設定値を記憶させている。６４は水の検知結果に基づいて、ウエハＷを乾燥させるか否か、乾燥させる場合にはその水の量に基づいて前記乾燥条件の設定値を選択する判定プログラムである。また６５はＣＰＵ、６６はバスである。６７は判定プログラム６４により選択された乾燥条件に基づいて駆動機構４１を制御するコントローラである。６８は水分量が所定のしきい値例えばＬ３を超えた場合に露光部Ｂ４に対して工程異常のアラーム信号を送る出力部である。

（塗布ユニット）
ここで、ウエハＷの表面にレジストを塗布し、更に撥水性膜用塗布液を塗布する塗布ユニット２７の一例を図７を用いて簡単に説明しておく。図中７はウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平に保持することができ、かつウエハＷを保持した状態で回転及び昇降が可能なスピンチャックである。スピンチャック７に保持されたウエハＷを囲むようにして上部側が開口するカップ体７１が設けられている。カップ体７１の底部側には凹部状をなす液受け部７１ａがウエハＷの周縁下方側に全周に亘って形成されおり、仕切り壁７１ｂにより区画された各内部領域には排出口７１ｃ及び排気口７１ｄが夫々設けられている。また７１ｅは円形板であり、７１ｆはリング部材である。スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面の例えば中央部と対向するようにして細孔の吐出口を有するレジスト供給ノズル７２が昇降及び進退可能に設けられている。更に、ウエハＷの表面と対向するようにして各々細孔の吐出口を有する上側ノズル７３及び下側ノズル７４が当該ウエハＷを隙間をあけて挟むように上下に設けられている。各ノズル７３、７４には供給路７５の一端が接続されており、更に供給路７５の他端は分岐されて、撥水性膜用の塗布液の供給源７６、レジストを溶解させる溶解液例えばシンナの供給源７７及び流路内をパージする窒素の供給源７８と接続されている。７９は塗布液、シンナ及び窒素のいずれを吐出するかを選択する切り替え部であり、またＶ１、Ｖ２はノズル７３又はノズル７４から独立して供給動作を可能にするためのバルブである。なお上側ノズル７３は図示しない昇降機構により進退及び昇降可能なように構成されている。また、この例ではレジストを塗布する手段と、撥水性膜を塗布する手段とを共通のユニットに設けた構成を説明したが、これらを別々のユニットに設けるようにしてもよい。

（現像ユニット）
続いて、現像ユニット２７の一例について図８を参照しながら簡単に述べておく。図中８はウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平に保持することができ、かつウエハＷを保持した状態で回転及び昇降が可能なスピンチャックである。スピンチャック８に保持されたウエハＷを囲むようにして上部側が開口するカップ体８１が設けられている。このカップ体８１は昇降可能な外カップ８１ａ及び内カップ８１ｂ並びに凹部をなす液受け部８１ｃを備え、この液受け部８１ｃにはドレインを排出する排出口８１ｄが設けられいる。またウエハＷの直径と同じか又は直径よりも長い直線状の現像液吐出口を備えた横長の現像液ノズル８２がウエハＷの表面と対向して設けられており、この現像液ノズル８２は図示しない駆動機構により水平移動及び昇降自在に設けられている。またウエハＷの上方側及び下方側には、レジストは溶解しないが撥水性膜を溶解させる溶解液をウエハＷに供給する撥水性膜除去手段である上側溶解液ノズル８３及び下側溶解液ノズル８４が設けられており、上側溶解液ノズル８３は図示しない駆動機構により昇降及び進退自在なように構成されている。なお、この例では現像手段と撥水性膜除去手段とを共通のユニットに設けた構成を説明したが、これらを別々のユニット設けるようにしてもよい。

（加熱ユニット）
続いて加熱処理部であるＰＥＢ処理を行う加熱ユニットの一例について図９を用いて簡単に述べておく。９はユニットの外装体をなす筺体であり、この筺体９内に配置されたステージ９１の上面には、その前方側に内部に図示しない冷却手段を備えた冷却アーム９２が、後方側にヒータ９４を備えた加熱プレート９５が夫々設けられている。冷却アーム９２は、筐体９内に図示しない開口部を介して進入してくる第１の基板搬送部３１ＡからウエハＷを受け取り、更に前進して加熱プレート９５にウエハＷを載置すると共に、更にこの搬送時においてウエハＷを粗冷却する（粗熱取りを行う）役割を有するものである。９６、９７は昇降可能な基板支持ピンであり、基板昇降ピン９６と第１の基板搬送部３１Ａとの協働作用によりウエハＷが冷却アーム９２に載置され、また基板昇降ピン９７と冷却アーム９２との協働作用によりウエハＷが加熱プレート９５に載置されるように構成されている。

上述の塗布・現像装置を用いて基板例えばウエハＷの表面にレジストを塗布し、液浸露光した後のウエハＷを現像する工程について図１０及び図１１を参照しながら説明する。但し、以下に説明する塗布処理、現像処理などの手法は好ましい一例を挙げたものであり、本発明を限定するものではない。先ず外部からウエハＷの収納されたキャリア２が載置台２０に載置されると、開閉部２１と共にキャリア２の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニット（図示せず）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、棚ユニットＵ１〜Ｕ３内の一の棚にて、塗布処理の前処理として例えば疎水化処理、冷却処理が行われる。また反射防止膜を形成するユニットが設けられていて、疎水化処理に代えてウエハＷに反射防止膜が塗布される場合もある。

しかる後、主搬送手段Ａ２によりウエハＷは塗布ユニット２７内に搬入され、スピンチャック７に保持される。続いて、レジスト供給ノズル７２が進入し、その吐出孔がウエハＷの表面中央部から僅かに浮かせた吐出位置になるように設定される。次いでスピンチャック７によりウエハＷを鉛直軸回りに回転させると共に、所定の供給流量にてウエハＷの表面の中央部にレジストが供給されると、このレジストは遠心力の作用によりウエハＷの表面に沿って外側に広がり、これによりウエハＷの表面全体に薄膜状にレジストが塗られる（ステップＳ１）。しかる後、ノズル７２からのレジストの供給を停止する一方で、ウエハＷの回転速度を高めてスピン乾燥を行うことによりウエハＷ上のレジストから溶剤成分が蒸発し、残ったレジスト成分によりウエハＷの表面にレジスト膜が成膜される。

続いてウエハＷを鉛直軸回りに回転させると共に、ノズル７３及び７４からウエハＷの周縁部にシンナを供給して周縁部にあるレジストを溶解除去した後（ステップＳ２）、流路７５内を窒素パージしてから上下の塗布液ノズル７８、７９から塗布液を吐出してウエハＷの周縁部に全周に亘って塗布液を夫々供給する。これによりウエハＷの表面に形成されたレジスト３００の外側に表面側周縁部から側端面を介して裏面側周縁部に跨る撥水性膜３０１が形成される（ステップＳ３、図１１参照）。この撥水性膜３０１を形成することにより液浸露光時において液膜を形成する液がウエハＷの外縁からこぼれ落ちるのを抑えることができる。しかる後、ノズル７８、７９からの塗布液の供給を停止する一方で、ウエハＷを高速回転させてスピン乾燥する。しかる後、ウエハＷは主搬送手段Ａ２により外部に搬出され、加熱ユニットに搬入されて所定の温度でベーク処理がなされる。なお撥水性膜３０１はレジストの表面、つまりウエハＷの表面全体に形成してもよく、また周縁部のレジストを除去しないで撥水性膜３０１を形成するようにしてもよい。

前記ベーク処理を終えたウエハＷは、次いで冷却ユニットにて冷却された後、棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由してインターフェイス部Ｂ３へと搬入され、このインターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４内に搬入される。そして詳しくは「背景技術」の欄に記載したようにウエハＷの表面に対向するように露光手段１が配置されて液浸露光が行われる（ステップＳ４）。

しかる後、液浸露光を終えたウエハＷは第２の基板搬送部３１Ｂにより露光部Ｂ４から取り出され、開口部５２を介して検査ユニット３７の筺体５内に進入し、基板支持ピン５１により略水平に支持される。次いでＣＣＤカメラ５３ａ、５３ｂの各々がウエハＷ表面を撮像し、撮像した画像データを制御部６に送る。制御部６では送られてきた画像データを記憶部６１に記憶すると共に、測定プログラム６２により画像データを解析してウエハＷ表面に付着した水の量を検知する（ステップＳ５）。続いて判定プログラム６４が起動され、水が付着していないしきい値Ｌ０のウエハＷ、あるいは水の量が許容範囲になるように設定された例えば最小のしきい値（Ｌ１）越えなかったウエハＷについては乾燥処理を行わないと判定され（ステップＳ６）、また水の量がしきい値を超えたウエハＷに対しては記憶部６３の情報に基づいて水の量に応じた乾燥条件が割り当てられ、そして記憶部６１にウエハＷ毎に記憶される（ステップＳ７）。更に水の量が最大のしきい値Ｌ３を超えていると判定された場合には出力部６８を介して露光部Ｂ４の装置異常のアラームを送信する動作が併せて行われる。

ウエハＷは、第１の基板搬送部３１Ａにより検査ユニット３７から搬出され、乾燥処理を行うウエハＷは乾燥ユニット３５内に搬入されてスピンチャック４に保持される。そして記憶部６１からこのウエハＷに割り当てられた回転速度及び回転時間などの乾燥条件の設定値が読み出され、この乾燥条件に基づいてスピンチャック４が回転動作を行い、これによりウエハＷが回転してスピン乾燥が行われる（ステップＳ８）。

前記乾燥処理を終えたウエハＷは第１の基板搬送部３１Ａにより乾燥ユニット３５から取り出され、また乾燥処理を行わないウエハＷであれば基板搬送部３１Ａにより検査ユニット３７から取り出されて、加熱ユニット（ＰＥＢ）３８に搬入される。先ず冷却アーム９２に載せられて粗冷却され、次いで加熱プレート９５に置かれて所定の温度でレジストを加熱処理することにより、露光された部位のレジストに含まれる酸発生成分から発生した酸をレジスト内部に拡散させる。この酸の触媒作用によりレジスト成分が化学的に反応して例えばポジ型のレジストの場合には現像液に対して可溶解性となり、ネガ型のレジストの場合には現像液に対して不溶解性となる（ステップＳ９）。

しかる後、ウエハＷは冷却アーム９２、基板搬送部３１Ａの順に移載されて加熱ユニット３８から搬出され、主搬送手段Ａ２に受け渡される。そしてこの主搬送手段Ａ２により現像ユニット２８内に搬入されて、スピンチャック８に保持される。現像ユニット２８では、先ずウエハＷを鉛直軸回りに回転させると共に溶解液ノズル８３及び８４によりウエハＷの撥水性膜形成領域に溶解液を供給して撥水性膜を溶解除去する（ステップＳ１０）。続いてウエハＷの回転を停止し、現像液を吐出させながら第１の現像液ノズル８４をウエハＷの一端側から他端側に向けってスキャンすることにより、ウエハＷの表面に万遍なく現像液が供給され、前記現像液に対して可溶解性の部位が溶解されることにより所定のパターンのレジストマスクがウエハＷの表面に形成される（ステップＳ１１）。しかる後、ウエハＷは載置台２０上の元のキャリア２へと戻される。

上述の実施の形態によれば、露光した後のウエハＷの表面に水が付着しいるか否かを液検知部で検知し、水が付着していないと判定されたウエハＷは次工程例えばＰＥＢ処理工程へと送り、水が付着していると判定されたウエハＷは乾燥処理を行ってからＰＥＢ処理工程に送る構成とすることにより、それ以降の工程のユニット内が浸水するのを抑えることができ、また全てのウエハＷに対して乾燥処理を行わないのでスループットが低下するのを抑えることができる。更には、ＰＥＢ処理工程へ送られるウエハＷには水が付着していないか、付着していてもその量は極めて少ないので、ウエハＷの面内で高度な温度プロファイルを確保して酸触媒反応を面内均一に促進させることができる。その結果として線幅が面内で高精度に均一なレジストパターンを得ることができる。なお本例では次工程として酸触媒反応を促進させるＰＥＢ処理を挙げて説明したが、次工程がウエハＷの温度を調節するための高精度温調ユニット（ＣＰＬ２）３９による加熱処理又は冷却処理であっても同様の作用効果を得ることができる。なお本発明においては、加熱ユニット（ＰＥＢ）３８、高精度温調ユニット（ＣＰＬ２）３９は必ずしもインターフェイス部Ｂ３に設けた構成に限られるものではなく、例えば処理部Ｂ２の棚ユニットＵ１〜Ｕ３などに設けた構成としてもよい。

更に上述の実施の形態によれば、液検知部により検知した結果、乾燥すると判定されたウエハＷに対し、その水の量に応じた乾燥条件を割り当てる構成とすることにより、水の量の少ないウエハＷに対して過剰な乾燥動作が行われず、また水の量の多いウエハＷに対して乾燥動作が不足しない適切な条件で乾燥処理を行うことができる。このためウエハＷ毎に乾燥状態を揃えることができるので、より確実に高度な温度プロファイルを確保することができる。

続いて、インターフェイス部Ｂ３の他の例について図１２を参照しながら説明する。この例のインターフェイス部Ｂ３には、受け渡し開口部１００を介して第２の搬送室３Ｂと露光部Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しをするための例えば２個の受け渡しステージ１０１ａ、１０１ｂが例えば左右に並んで設けられている。これら受け渡しステージ１０１ａ、１０１ｂの各々の表面にはウエハＷを裏面側から支持する基板保持部をなす基板支持ピン１０２が例えば３本設けられている。更に受け渡しステージ１０１ｂの上方側には、図示は省略するが基板支持ピン１０１ｂにより略水平に保持されたウエハＷの表面の水を検知する液検知部であるＣＣＤカメラ５３ａ、５３ｂが設けられている。即ち、本例においては受け渡しステージ１０１ｂが検査ユニットに相当する。この場合、例えば露光処理を行うウエハＷは第２の基板搬送部３１Ｂにより受け渡しステージ１０１ａに置かれ、このウエハＷを露光部Ｂ４の備えた図示しない基板搬送手段（基板搬送部）が受け取って露光部Ｂ４内に搬入する。即ち、この例では前記図示しない基板搬送手段が露光部Ｂ４とインターフェイス部Ｂ３との間でウエハＷの受け渡しを行い、第２の基板搬送部３１Ｂはインターフェイス部Ｂ３と処理部Ｂ２との間でのウエハＷの受け渡しの一部を行う。そして露光を終えたウエハは当該図示しない基板搬送手段により受け渡しステージ１０１ｂに置かれ、ＣＣＤカメラ５３ａ、５３ｂによりその表面を撮像された後、第２の基板搬送部３１Ｂが受け取る。そして水の検知結果に基づいて乾燥処理が行われるか、あるいは乾燥を行わずに処理部Ｂ２へ搬入されることとなる。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。なお受け渡しステージ１０１ａ、１０１ｂは前記したようにインターフェイス部Ｂ３からみて送り側ステージである受け渡しステージ１０１ａと、受け取り側ステージである受け渡しステージ１０１ｂ（検査ユニットに相当）とを備えた構成に限られず、ウエハＷの送り及び受け取りの両方を行う受け渡しステージを設けるようにしてもよい。

更に上述の実施の形態においては、受け渡し開口部１００の上面側に気体を吐出する気体吹き出し口１０３を設けておき、当該受け渡し開口部１００を通過する露光部Ｂ４からのウエハＷの表面に例えば温調された気体例えばドライエア、窒素などを吹き付けるように、つまり露光部Ｂ４とインターフェイス部Ｂ３との境界にてウエハＷの乾燥処理を行うようにしてもよい。この場合、受け渡し開口部１００を通過する際に気体が吹き付けられて水が除去されたウエハＷは、受け渡しステージ１０１ｂにて水の検知が行われ、水が未だ残っていると判定されたウエハＷは乾燥ユニット３５に搬入されて完全乾燥がなされる。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。更には、この受け渡し開口部１００に気体吹き出し口１０３を設けて露光部Ｂ４からのウエハＷに気体を吹き付ける構成は、図３に記載のインターフェイス部Ｂ３に適用してもよい。

本発明においては、液検知部は例えばＣＣＤカメラ５３ａ（５３ｂ）などの撮像手段に限られず、例えば光学系の液検知部例えば発光部及び受光部を備えた光センサを設け、発光部からウエハＷの表面に照射した光の散乱光を受光部で検知する構成であってもよい。つまり、ウエハＷに付着した水に当たって反射角が変化する反射光を検知することにより水が付着しているか否かを検知する。具体的な装置構成としては、例えば図１３に示すように、例えばウエハＷの直径と同じか又は直径よりも長い横長の基体２００をウエハＷの表面と対向するようにして横移動自在に設け、この基体２００の底面側に一対の発光部及び受光部からなる光センサ２０１が長手方向に互いの間隔を密にして複数配置した構成とし、この基体２００とウエハＷとを相対的に横移動させて水を検知することが一例として挙げられる。なお図１３では作図の便宜上隣り合う光センサ２０１同士の隙間を広く記載し、また筺体５は省略してある。この場合であってもウエハＷの表面に付着した水を検知することができるので、上述の場合と同様の効果を得ることができる。

更に本発明においては、ウエハＷを乾燥させる手法はスピンチャック４によるスピン乾燥に限られず、例えば図１４に示すように、例えばボールネジ機構２０２により水平移動可能な基体２０３と軸部を介して接続された基板保持部２０４に保持されたウエハＷの表面と対向するようにして例えばウエハＷの直径と同じか又は直径よりも長い吐出口を備えた気体供給ノズル２０５を設けた構成とする。このような構成において気体供給ノズル２０５の吐出口から例えばドライエアを吐出してエアカーテンを形成すると共に、ウエハＷを水平移動させて当該エアカーテンをくぐらせることにより水を吹き飛ばして乾燥させる。この場合であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。また更に他の例としては、図１５に示すように、加熱ユニットに相当する内部にヒータ２０６を備えた加熱プレート２０７にウエハＷを載置して、例えば４０〜５０℃の温度で加熱することにより水を蒸発させて乾燥するようにしてもよい。気体供給ノズル２０５からの気体はドライエアに限られず、例えば窒素であってもよい。更には、例えば所定の温度に加熱して温調された気体を供給するようにしてもよい。

更に本発明においては、液検知部は検査ユニット３７に設けた構成に限られず、例えば第２の基板搬送部３１Ｂの例えばアーム３３Ｂに液検知部を設けて、当該第２の基板搬送部３１ＢがウエハＷを搬送する際にウエハＷ表面の水を検知するようにしてもよい。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。

更に本発明においては、被処理基板はウエハＷに限られず、例えばＬＣＤ基板、フォトマスク用レチクル基板の塗布・現像処理にも適用できる。

本発明の塗布・現像装置の実施の形態を示す平面図である。本発明の塗布・現像装置の実施の形態を示す斜視図である。上記塗布・現像装置のインターフェイス部を示す斜視図である。上記塗布・現像装置に組み込まれる乾燥ユニットを示す縦断面図である。上記塗布・現像装置に組み込まれる検査ユニットを示す縦断面図である。上記塗布・現像装置の制御機能を示す説明図である。上記塗布・現像装置に組み込まれる塗布ユニットを示す縦断面図である。上記塗布・現像装置に組み込まれる現像ユニットを示す縦断面図である。上記塗布・現像装置に組み込まれる加熱ユニットを示す縦断面図である。上記塗布・現像装置でウエハを処理する工程を示す工程図である。塗布処理を終えたウエハを示す説明図である。上記塗布・現像装置のインターフェイス部の他の例を示す説明図である。上記検査ユニットの液検知部の他の例を示す説明図である。上記乾燥ユニットの乾燥手段の他の例を示す説明図である。ウエハ表面のレジストに対して液浸露光をする手法を示す説明図である。ウエハ表面のレジストに対して液浸露光をする手法を示す説明図である。

符号の説明

２７塗布ユニット
２８現像ユニット
３５乾燥ユニット
３７検査ユニット
３８加熱ユニット
５筺体
５１載置台
５３ａ、５３ｂＣＣＤカメラ
６制御部
１０１ａ、１０１ｂ受け渡しステージ
２０１光センサ
２０５気体供給ノズル

Claims

基板の表面にレジストを塗布する塗布ユニットと、その表面に液層を形成して液浸露光された後の基板に現像液を供給して現像する現像ユニットと、を備えた塗布・現像装置であって、
前記露光された後の基板を載置する基板載置部と、この基板載置部上の基板の表面に付着した少なくとも前記液層を形成した液を検知する液検知部と、を有する検査ユニットと、
前記液検知部の検知結果に基づいて基板を乾燥するか否か判定する制御部と、
乾燥すると判定した基板を乾燥するための乾燥手段と、を備えたことを特徴とする塗布・現像装置。
前記制御部は、液検知部の検知結果が異常状態に対応する結果であったときに、液浸露光した露光部に対して異常を知らせるための信号を出力する機能を備えたことを特徴とする請求項１記載の塗布・現像装置。
前記制御部は、前記液検知部の検知結果に基づいて基板の乾燥条件を決めると共に、この乾燥条件に基づいて前記乾燥手段の乾燥動作を制御する機能を備えたことを特徴とする請求項１記載の塗布・現像装置。
前記露光後の基板を現像する前に、この基板を加熱処理する加熱処理部を備え、少なくとも当該加熱処理をする前に基板の表面に付着した液が検知されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の塗布・現像装置。
塗布ユニット及び現像ユニットが割り当てられた処理部と、
この処理部に隣接して設けられ、基板を液浸露光する露光部と接続されるインターフェイス部と、を備え、
前記検査ユニット及び前記乾燥手段は当該インターフェイス部に設けられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の塗布・現像装置。
処理部とインターフェイス部との間で基板の受け渡しをする第１の基板搬送部と、露光部とインターフェイス部との間で基板を受け渡しする第２の基板搬送部と、を備え、
前記検査ユニットの基板載置部は、これら基板搬送部同士で基板を受け渡しする際に基板が置かれる受渡し部を兼ねたことを特徴とする請求項５記載の塗布・現像装置。
基板の表面にレジストを塗布し、その表面に液層を形成して液浸露光された後の当該基板に現像液を供給して現像する塗布・現像方法であって、
前記基板を基板載置部に載置する工程と、
この基板の表面に付着した少なくとも前記液層を形成した液を液検知部で検知する工程と、
前記液検知部の検知結果に基づいて基板を乾燥するか否かを判定する工程と、
乾燥すると判定した基板を乾燥手段により乾燥する工程と、を含むことを特徴とする塗布・現像方法。
前記基板を乾燥するか否かを判定する工程は、液検知部の検知結果が異常状態に対応する結果であったときに、液浸露光した露光部に対して異常を知らせるための信号を出力する工程を含むことを特徴とする請求項７記載の塗布・現像方法。
前記基板を乾燥するか否かを判定する工程は、乾燥する基板の乾燥条件を決める工程を含み、前記乾燥手段はこの乾燥条件に基づいて基板を乾燥することを特徴とする請求項７記載の塗布・現像方法。
前記露光後の基板を現像する前にこの基板を加熱処理する工程を含み、少なくとも当該加熱処理をする前に基板の表面に付着した液の検知を行うことを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一つに記載の塗布・現像方法。