JP2007208086A - 塗布、現像方法、塗布、現像装置及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】レジスト膜が形成された基板の上に撥水性の保護膜を形成し、その表面に液層を形成して液浸露光した後の基板に現像処理を行うにあたって、現像欠陥を低減させると共にパターンの線幅の制御性を向上させること。
【解決手段】先ずレジスト膜の表面に液層を形成した状態で露光した後の基板から保護膜を除去する。次に基板を加熱処理した後、基板の現像処理を行う。この態様において、前記保護膜を除去する前に露光後の基板の表面を洗浄液により洗浄するか、あるいは前記保護膜を除去した後、基板を加熱処理する前に、基板の表面を洗浄液により洗浄する。
【選択図】図６

Description

本発明は、基板の表面にレジスト液を塗布し、液浸露光後の基板を現像する塗布、現像方法、塗布、現像装置及び塗布、現像方法を実施するためのプログラムを記憶した記憶媒体に関する。

製造工程におけるフォトリソグラフィ技術は、例えば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）にレジスト膜を形成し、フォトマスクを用いて当該レジスト膜を露光した後、現像処理を行うことにより所望のパターンを得る、一連の工程により行われている。

この露光技術として、基板の表面に光を透過させる液層を形成した状態で露光する手法（以下、「液浸露光」という）がある（特許文献１）。この液浸露光においては、図１０に示すように周囲に給液口１１及び吸引口１２を有し、中央部にレンズ１０を備えた露光手段１を用い、供給口１１からウエハＷの表面に純水を供給し、この純水を吸引口１２により回収することにより、レンズ１０とウエハＷの表面との間に液膜（純水膜）を形成した状態で光を照射し、図１１に示すように露光手段１を横方向にスライド移動させることでウエハＷの表面に所定の回路パターンを順次転写させている。なお、ショット領域１３は実際よりも大きく記載してある。

上述した液浸露光を行うにあたって、ウエハＷにレジスト液を塗布した後液浸露光を行う前に、レジストの溶出を抑えると共に液浸露光時の液層をウエハＷ表面に残りにくくするためにウエハＷの表面に撥水性の保護膜を形成することが検討されている。

そして特許文献２には、加熱装置で加熱処理した後、現像装置にてウエハＷの表面に形成されている撥水性の保護膜を除去することが記載されている。

しかしながら、加熱装置において、ウエハＷの表面に形成されているレジスト膜の上に保護膜が存在したまま加熱処理が行われると、レジスト膜表面が保護膜で覆われているので、加熱ユニット内の熱雰囲気にレジスト膜が曝されないため、レジスト膜中及び膜表面の物質が偏析してしまい、つまり膜中の物質が不均一になってしまい、その結果、現像ユニットにおいて、不均一なレジスト膜に対して現像処理が実施されるため、現像欠陥の発生の要因になるし、またパターンの線幅の制御性が悪くなるという課題がある。
特開２００５−１７５０７９号公報 特開２００５−１８３７０９号公報

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板にレジスト膜を形成し、その表面に液層を形成して液浸露光した後の基板に現像処理を行うにあたって、現像欠陥を低減することができ、またパターンの線幅の制御性を向上することのできる方法及びこの方法を実施するためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体を提供することにある。更にまた本発明の他の目的はこのような方法を実施するにあたり、プロセスの簡略化を図ることができる装置を提供することにある。

本発明は、基板の上にレジスト膜を形成する工程と、
液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む保護膜形成用の塗布液を基板の表面に塗布して保護膜を形成する工程と、
レジスト膜の表面に液層を形成した状態で露光した後の基板から前記保護膜を除去する工程と、
この工程の後、基板を加熱処理する工程と、
次ぎに基板を現像処理する工程と、を含むことを特徴とする。

上述した塗布、現像方法において、前記保護膜を除去する工程の前に、露光後の基板の表面を洗浄液により洗浄する工程を行うように構成してもよいし、あるいは前記保護膜を除去する工程の後、前記基板を加熱処理する工程の前に、基板の表面を洗浄液により洗浄する工程を行うように構成してもよい。

また本発明の塗布、現像装置は、基板の上にレジスト液を塗布するレジスト膜形成用の塗布ユニットと、
液層を用いた露光時にレジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む保護膜形成用の塗布液を基板の表面に塗布する保護膜形成用の塗布ユニットと、
基板を水平に保持する基板保持部と、この基板保持部に保持され、レジスト膜の表面に液層を形成した状態で露光した後の基板の表面に、前記保護膜を除去するための薬液を供給する薬液ノズルと、を有する保護膜除去ユニットと、
前記保護膜が除去された基板を加熱処理する加熱部と、
前記加熱処理後の基板を現像処理する現像ユニットと、を備えたことを特徴とする。

上述した塗布、現像装置において、前記保護膜除去ユニットは、前記基板保持部に保持された基板の表面に洗浄液を供給するための洗浄液ノズルを更に備えた構成であってもよい。

また上述した塗布、現像装置において、基板表面の洗浄の後、保護膜の除去を行うように洗浄液ノズル及び薬液ノズルの位置制御と液の供給制御とを行う制御部を備えた構成であってもよいし、あるいは保護膜の除去を行った後、基板の表面の洗浄を行うように洗浄液ノズル及び薬液ノズルの位置制御と液の供給制御とを行う制御部を備えた構成であってもよい。また洗浄液ノズル及び薬液ノズルは、共通化した構成であってもよい。このような構成にした場合、基板の表面の洗浄を行った後、保護膜の除去を行う第１のモードと、保護膜の除去を行った後、基板の表面の洗浄を行う第２のモードと、を選択して実行できるように制御してもよいし、基板の表面の洗浄を行った後、保護膜の除去を行い、続いて基板の表面の洗浄を行う第３のモードを更に選択できるように制御してもよい。

さらに本発明は、基板の上にレジスト液を塗布し、レジスト膜の上に液層を形成した状態で露光した後の基板を加熱処理し、その後基板を現像処理する塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記プログラムには、基板の上にレジスト膜を形成するステップと、
液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む保護膜形成用の塗布液を基板の表面に塗布して保護膜を形成するステップと、
レジスト膜の表面に液層を形成した状態で露光した後の基板から前記保護膜を除去するステップと、
このステップの後、基板を加熱処理するステップと、
次ぎに基板を現像処理するステップと、が組み込まれていることを特徴とする。

また上述した記憶媒体において、前記プログラムには、前記保護膜を除去するステップの前に、露光後の基板の表面を洗浄液により洗浄するステップを実施するように構成してもよいし、あるいは前記保護膜を除去するステップの後、前記基板を加熱処理するステップの前に、基板の表面を洗浄液により洗浄するステップを実施するように構成してもよい。

本発明によれば、液浸露光に用いられる保護膜が、現像処理の前処理である加熱処理されることにより現像へ悪影響を及ぼすことを見出し、この知見に基づいて保護膜を加熱処理の前に除去するようにしているので、加熱処理時における保護膜の存在が要因になっていたレジスト成分の偏析が抑えられる。従って、後述する実施例に示すように、現像欠陥を低減することができ、またパターンの線幅の制御性が向上する。

また液浸露光後に基板表面に水滴が付着していると、この水滴が蒸発するときにウォーターマークが形成される等の理由から基板を洗浄処理することが好ましいが、本発明では保護膜除去ユニットに洗浄液ノズルを設けて、基板の表面を洗浄するように構成しているので、同一のユニットで保護膜の除去処理及び洗浄処理を行うことができ、このため装置の設置面積（フットプリント）の増加を抑えることができると共にプロセスを簡略化することができる。

さらに本発明によれば、基板の表面に形成されている保護膜の除去処理及び基板表面の洗浄処理の組み合わせモードを複数用意し、これらモードを選択できるようにしているので、例えば保護膜の材質に応じて適切なモードを選択でき、基板に対してきめの細かい処理を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る塗布、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及び図２を参照しながら簡単に説明する。図１及び図２中Ｂ１は基板例えば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ステーションであり、このキャリアステーションＢ１にはキャリア２を複数個並べて載置可能な載置部２０と、前記載置部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。

前記キャリアステーションＢ１の奥側には筐体２２にて囲まれる処理ブロックＢ２が接続されており、この処理ブロック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の受け渡しを行う基板搬送手段をなすメインアーム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、キャリアステーション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側の一面側と、左側の一面側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１及び図２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。

前記液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図２に示すようにレジスト液や現像液等の薬液収納部２６の上に、ウエハＷの表面にレジスト液を塗布するための塗布ユニット（ＣＯＴ）３０、レジスト膜が形成されたウエハＷの表面に撥水性材料例えばフッ素系の溶剤を含む保護膜形成用の塗布液を塗布し、撥水性の保護膜を形成するための保護膜形成部である保護膜形成ユニット（ＴＣ）３、ウエハＷの表面に現像液を塗布するための現像ユニット（ＤＥＶ）２７及び反射防止膜形成ユニット（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。

前記処理ブロック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を介して露光装置Ｂ４が接続されている。以下、インターフェイス部Ｂ３について図１、図２及び図３を参照しながら説明する。インターフェイス部Ｂ３は、処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４との間の前後に設けられる第１の搬送室２８ａ、第２の搬送室２８ｂにて構成されており、夫々に主搬送部３１Ａ及び補助搬送部３１Ｂが設けられている。これら主搬送部３１Ａ及び補助搬送部３１Ｂは、基板搬送手段をなすものである。主搬送部３１Ａは昇降自在且つ鉛直軸回りに回転自在な基体３２と、この基体３２上に設けられる進退自在なアーム３３とで構成されている。第１の搬送室２８ａには主搬送部３１Ａを挟んでキャリアステーションＢ１側から見た左側には、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）と、複数枚例えば２５枚のウエハＷを一次的に収納するバッファカセット（ＳＢＵ）とが設けられている。同じく右側には後述するウエハＷの表面に形成されている保護膜を除去するための保護膜除去ユニット４０と、この保護膜除去ユニット４０の上に配置され、例えば冷却プレートを有する高精度温調ユニット（ＣＰＬ）とが設けられている。

前記主搬送部３１Ａは、棚ユニットＵ３の受け渡しユニット（ＴＲＳ１）に載置された露光前のウエハＷを周縁露光装置（ＷＥＥ）、バッファカセット（ＳＢＵ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ）に順次搬送すると共に、後述するように保護膜除去ユニット４０で保護膜の除去処理及び洗浄処理を行ったウエハＷを加熱ユニット（ＰＥＢ）に搬送する役割を備えている。

前記補助搬送部３１Ｂは、昇降自在且つ鉛直軸回りに回転自在な基体３４がガイド機構３５の働きにより左右方向に移動できるように構成されており、更にこの基体３４上に進退自在なアーム３６が設けられている。この補助搬送部３１Ｂは、高精度温調ユニット（ＣＰＬ）内のウエハＷを露光装置Ｂ４の搬入ステージ３７に搬送すると共に、露光装置Ｂ４の搬出ステージ３８上のウエハＷを保護膜除去ユニット４０に搬送する役割を備えている。

次に前記保護膜除去ユニット４０の構造について図４を用いて説明する。図４中の５０は基板保持部をなすスピンチャックであり、真空吸着によりウエハＷを水平に保持するように構成されている。このスピンチャック５０は駆動部５１により鉛直回りに回転でき、かつ昇降できるようになっている。またスピンチャック５０の周囲にはウエハＷからスピンチャック５０に跨る側方部分を囲むカップ５２が設けられ、当該カップ５２の底面には排気管５３やドレイン管５４等を含む排液部が設けられている。前記ドレイン管５４の基端側には、排液分離機構５が接続されており、この排液分離機構５によって排液を剥離液と洗浄液とに分離し、剥離液のみを回収するように構成されている。

また保護膜除去ユニット４０は、ウエハＷの表面に形成されている保護膜を除去するための薬液（以下、剥離液という）を供給するための薬液ノズル７０を備えている。図４及び図５に示すように前記薬液ノズル７０は、角筒状の本体部７１と当該本体部７１の下端面に形成された吐出口７２とで構成されており、本体部７１の上部には、薬液供給管７３が接続され、吐出部７１の下端面には例えば丸形の小径の吐出口７４が形成されている。前記薬液供給管７３は、バルブや流量調整部等を含む供給機器群７５を介して剥離液を供給する剥離液供給源７６に接続されている。前記剥離液としては、例えばウエハＷの表面に形成された保護膜がアルカリ溶液に対して可溶である場合には、希釈した現像液若しくはシンナー等が用いられ、保護膜がアルカリ溶液に対して不溶である場合には、フッ素系の溶剤等が用いられる。なお、希釈した現像液を剥離液として用いる場合には、保護膜の材質に応じて現像液の濃度が調整される。

また図４（ｂ）に示すように前記薬液ノズル７０は、Ｌ字状に屈曲したアーム７７を介して移動機構５６に接続されている。前記アーム７７は移動機構５６により処理容器５７の長さ方向（Ｙ方向）に沿って設けられたガイドレール５８に沿って、カップ５２の一端側の外側に設けられた待機領域５９から他端側に向かって移動できると共に上下方向に移動できるように構成されている。

また図４及び図５に示すように前記薬液ノズル７０の本体部７１の側面には、洗浄液ノズル８０の角筒状の本体部８１が接続されている。前記本体部８１は屈曲した下部分８１ａを有しており、その下端面には例えばスリット状の吐出口８２が形成され、このスリット状の吐出口８２からウエハＷの表面に対して斜めから洗浄液を供給するようになっている。前記本体部８１の上部には、洗浄液供給管８３が接続されている。前記洗浄液供給管８３は、バルブや流量調整部等を含む供給機器群８４を介して洗浄液を供給する洗浄液供給源８５に接続されている。前記洗浄液としては、例えば純水若しくは界面活性剤等が用いられる。図５中の６０は処理容器５７の補助搬送部３１Ｂの搬入領域に臨む面に形成されたウエハＷの搬入出口であり、開閉シャッタ６１が設けられている。また図５中の７８は主搬送部３１Ａの搬入領域に臨む面に形成されたウエハＷの搬入出口であり、開閉シャッタ７９が設けられている。

さらに上述した塗布、現像装置には、図１及び図４に示すように制御部９が設けられている。この制御部９には、保護膜除去ユニット４０においてウエハＷの表面に形成された保護膜の除去処理及びウエハＷの表面を洗浄処理するための後述する複数のプロセスレシピ（レシピ１〜レシピ３）が格納されたレシピ格納部９１が具備されている。また前記制御部９には前記レシピ格納部９１に格納されている複数のレシピ（レシピ１〜レシピ３）の中から例えばオペレータがレシピを選択するためのレシピ選択手段９２例えば画面に表示されたレシピを選択するマウスやキーボート、あるいはタッチパネルのソフトスイッチ等が設けられている。さらに前記制御部９は、選択されたプロセスレシピに基づいて、供給機器群７５、供給機器群８４及び移動機構５６を制御するように、つまり薬液ノズル７０及び洗浄液ノズル８０の液の供給制御及び位置制御を行うことができるように構成されている。

また前記制御部９は、例えばコンピュータからなり、後述する一連の動作を制御するコンピュータプログラムを有している。このプログラムは、記憶媒体例えばフレキシブルディスク（ＦＤ）、メモリーカード、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）等に格納され、制御部９であるコンピュータにインストールされている。なお、ここでいうプログラムは、ステップ群（命令群）の他に前記レシピ等のデータも含むものとする。

続いて上述の実施の形態の作用について図６及び図７を参照しながら説明する。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。しかる後、塗布ユニット（ＣＯＴ）３０にて図６（ａ）に示すようにウエハＷの回転と同時にウエハＷの表面中央部にレジスト液ノズル６３によりレジスト液Ｒが塗布され、ウエハＷの表面にレジスト膜が形成される（スピンコーティング）。次いでウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚をなす加熱ユニット（ＰＡＢ）に搬送され、図６（ｂ）に示すように熱板６４からの放射熱によって加熱処理（ベーク処理）が行われる。加熱処理後、ウエハＷは前記液処理ユニットＵ５の一段をなす保護膜形成ユニット（ＴＣ）３に搬送され、図６（ｃ）に示すようにウエハＷの回転と同時にウエハＷの表面中央部に塗布液ノズル６５によりフッ素含有溶液からなる塗布液Ｄが塗布され、レジスト膜が形成されたウエハＷの表面に撥水性の保護膜が形成される。また反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）にて疎水化処理に代えてウエハＷの表面に反射防止膜が形成される場合もある。またレジスト膜の上に反射防止膜が形成され、その上に前記保護膜が形成される場合もある。

次いでウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚をなす加熱ユニット（ＰＡＢ）に搬送されて、図６（ｄ）に示すように熱板６６からの放射熱によって加熱処理（ベーク処理）が行われ、更に冷却された後、洗浄ユニット（図示せず）に搬送され、図６（ｅ）に示すようにウエハＷの回転と同時にウエハＷの表面中央部にノズル６７により洗浄液が塗布され、保護膜Ｄが形成されたウエハＷの表面の洗浄が行われる。洗浄後、ウエハＷは棚ユニットＵ３の受け渡しユニット（ＴＲＳ１）を経由してインターフェイス部Ｂ３へと搬入される。このインターフェイス部Ｂ３においてウエハＷは主搬送部３１Ａによって周縁露光装置（ＷＥＥ）→バッファカセット（ＳＢＵ）→高精度温調ユニット（ＣＰＬ）と搬送される。そして高精度温調ユニット（ＣＰＬ）に載置されたウエハＷは補助搬送部３１Ｂによって図１に示す搬入ステージ３７を介して露光装置Ｂ４へ搬送される。露光装置Ｂ４に搬送されたウエハＷは、図６（ｆ）に示すように背景技術のところで図１０及び図１１を用いて説明したように露光手段１によってウエハＷの表面に液膜Ｅを形成しながら当該液膜Ｅを透過するようにウエハＷに対して光を照射することで所定の回路パターンがレジストに順次転写される。なお、液浸露光後のウエハＷの表面には図６（ｇ）に示すように微小な水滴Ｅが残留している場合がある。この水滴Ｅが長い時間ウエハＷの表面に残存すると、水滴Ｅが保護膜Ｄ内に染み込んでレジスト膜Ｒの表面に達し、現像液に対する不溶解層、いわゆるウォーターマークが形成されてしまい、パターンの線幅の均一性に悪影響を及ぼすおそれがあるため、後述する保護膜除去ユニット４０にてこの水滴Ｅの除去が行われる。露光されたウエハＷは図１に示す搬出ステージ３８に搬出され、次いで補助搬送３１Ｂによって保護膜除去ユニット４０に搬送される。

この保護膜除去ユニット４０では、先ず図６（ｈ）に示すようにウエハＷの回転と同時にウエハＷの表面中央部に洗浄液ノズル８０により洗浄液Ｓ例えば純水を塗布し、ウエハＷの表面に付着している水滴Ｅの除去（洗浄処理）が行われる。続いて図６（ｉ）に示すようにウエハＷの回転と同時にウエハＷの表面中央部に薬液ノズル７０により剥離液Ｈ例えばフッ素系の溶剤を塗布し、ウエハＷの表面に形成されている保護膜Ｄの除去処理が行われる。この一連の処理は、上述したレシピ格納部９１に格納されている複数のプロセスレシピ（レシピ１〜レシピ３）の中の一つの態様であり、このプロセスレシピ（レシピ１）に基づいて行われる処理について図７（ａ）を用いて詳細に説明する。

図７（ａ）に示すように、先ず補助搬送部３１Ｂとスピンチャック５０との協働作用によりスピンチャック５０の上に、露光されたウエハＷが載置される。続いてスピンチャック５０に吸着保持されたウエハＷを低速回転させながら洗浄液ノズル８０によってウエハＷの表面中央部に洗浄液Ｓを塗布する。洗浄液ノズル８０からウエハＷの中央部に供給された洗浄液Ｓは周縁に向かって広がり、全面に行き渡った後、移動機構５６によって洗浄液ノズル７０をウエハＷの中央部から周縁部に向けて移動させて、ウエハＷ表面における洗浄液Ｓの塗布領域を内側から乾燥させて行く。これによりウエハＷ上の残留水滴Ｅが洗浄液Ｓにより外側に押し流され、除去される。また図示していないが、洗浄液ノズル８０の吐出領域に対してウエハＷの回転方向下流側近傍にガス例えばエアーや窒素ガス等を吹き付けるガスノズルを洗浄液ノズル８０の移動に応じて移動するように設けるようにしてもよい。このように洗浄液ノズル８０による洗浄をアシストするガスノズルを設ければ、微小な水滴Ｅの洗浄効果が高くなり好ましい。

しかる後、ウエハＷを低速回転させながら薬液ノズル７０によってウエハの表面中央部に剥離液Ｈを塗布する。薬液ノズル７０からウエハＷの中央部に供給された剥離液Ｈは周縁に向かって広がり、この剥離液ＨによってウエハＷの表面に形成されている保護膜Ｄを剥離させる。その後、ウエハＷを高速回転させて、振り切り乾燥いわゆるスピン乾燥を行い、ウエハＷの表面を乾燥させる。

またレシピ２を選択した場合には、先ずウエハＷの表面に剥離液Ｈを塗布してウエハＷの表面に形成されている保護膜Ｄの除去処理が行われ、続いてウエハＷの表面に洗浄液Ｓを塗布してウエハＷの表面の洗浄処理が行われる。即ち、図７（ｂ）に示すように、上述した図７（ａ）に示すプロセスレシピとは逆の手順で除去処理→洗浄処理が実施される。

またレシピ３を選択した場合には、先ずウエハＷの表面に洗浄液Ｓを塗布してウエハＷの表面の洗浄処理が行われ、続いてウエハＷの表面に剥離液Ｈを塗布してウエハＷの表面に形成されている保護膜Ｄの除去処理が行われる。しかる後、さらにウエハＷの表面に洗浄液Ｓを塗布してウエハＷの表面の洗浄処理が行われる。即ち、図７（ｃ）に示すように、上述した図７（ａ）に示すプロセスレシピと同じ手順で洗浄処理→除去処理が実施された後、再度同じ手順で洗浄処理が実施される。

上述したように保護膜除去ユニット４０にてウエハＷの表面に形成されている保護膜Ｄの除去処理及びウエハＷの表面の洗浄処理が終わった後、ウエハＷは主搬送部３１Ａによって棚ユニットＵ３の加熱ユニット（ＰＥＢ）に搬送され、図６（ｊ）に示すように熱板６８からの放射熱によって加熱処理（ベーク処理）が行われる。そしてウエハＷは棚ユニットＵ５の一の棚をなす現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、図６（ｋ）に示すように現像液ノズル６９をウエハＷの一端側から他端側に向かって移動させることでウエハＷの表面に現像液Ｇが塗布され、ウエハＷの表面に形成されたレジスト膜Ｒを現像させることで所定のパターン形状のレジストマスクが形成される。しかる後、受け渡し手段Ａ１によりウエハ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、露光処理後から加熱処理前の間にウエハＷの表面に形成されている保護膜Ｄの除去処理を実施しているので、加熱ユニット（ＰＥＢ）における加熱処理時には、ウエハＷ上のレジスト膜Ｒの上に保護膜Ｄが存在しない。このためレジスト膜Ｒ中及び膜Ｒ表面の物質が偏析することが抑えられ、その結果、後述する実施例に示すように、液浸露光に特有と思われる現像欠陥、即ち、ウエハＷ表面上に残る円形の跡の発生を抑えることができる。

また上述の実施の形態によれば、液浸露光後にウエハＷを洗浄処理する必要がある場合、図４及び図５を用いて説明したように、保護膜除去ユニット４０において、ウエハＷの表面に形成された保護膜Ｄを除去する機能に加えてウエハＷの表面を洗浄する機能も付加させているので、同一のユニットで除去処理及び洗浄処理を行うことができ、このため装置の設置面積（フットプリント）の増加を抑えることができると共にプロセスを簡略化することができる。

また上述の実施の形態において、露光処理が終わった後、ウエハＷの表面を洗浄する洗浄処理を行わなくてもよいが、露光処理後のウエハＷの表面には水滴Ｅが残留している場合があるため、この水滴Ｅを除去するという点からすると、液浸露光後にウエハＷの表面を洗浄することが好ましい。

さらに上述の実施の形態によれば、保護膜の材質に応じて、あるいは露光装置Ｂ４における種々の露光装置の露光処理の態様に応じて、プロセスレシピ（レシピ１〜レシピ３）を選択し、選択したプロセスレシピに基づいてウエハＷの表面に形成されている保護膜Ｄの除去処理及びウエハＷの表面の洗浄処理を実施できるので、ウエハＷに対してきめの細かい処理を行うことができる。

また、ウエハＷ上の保護膜Ｄの除去処理を実施する前若しくは後に洗浄処理を２回以上実施するようにしてもよい。

また上述の例では、薬液ノズル７０と洗浄液ノズル８０とを合体させて共通の移動機構５６により移動できるように構成されているが、このような構成に限られず、両ノズルを独立して移動できるように構成してもよいし、あるいは図８に示すように薬液ノズル７０に剥離液と洗浄液との吐出を切替える切替え手段８６を設け、前記切替え手段８６を制御部９によって切替え制御することで、洗浄液ノズル８０は薬液ノズル７０と共用するように構成してもよい。

さらに上述の例では、インターフェイス部Ｂ３の第１の搬送室２８ａには一つの保護膜除去ユニット４０が設けられているが、例えば保護膜除去ユニット４０を上下に複数段設けた構成としてもよい。

さらにまた上述の例では、インターフェイス部Ｂ３に保護膜除去ユニット４０が設けられているが、処理ブロック３内に設けてもよく、例えば加熱ユニット（ＰＥＢ）が設けられている棚ユニットＵ３に保護膜除去ユニット４０を設置するように構成してもよい。

一方、化学増幅型のレジストにおいては、露光時に発生した酸の拡散の程度をウエハ間で揃えるために、ウエハが露光された時点から加熱処理が開始されるまでの時間、即ちＰＥＤ時間（ウエハ搬出準備完了信号が露光装置から発せられてから加熱装置で加熱が開始されるまでの時間）を揃えることが好ましい。このため熱板とウエハの専用アームを兼用した冷却プレートとが組み込まれた加熱装置を用いる場合には、例えばウエハを冷却プレートに載せてその待機時間を調整することでＰＥＢ時間の一定化を図るようにしている。

しかし、ＰＥＤ時間の調整を冷却プレートで行う手法は、加熱装置の台数が多くなり、コストが高くなる。

そこで保護膜除去ユニット４０で一連の処理を終えた後、このユニット４０から主搬送部３１Ａで加熱ユニット（ＰＥＢ）まで搬出するタイミングを揃えるように制御部９によって主搬送部３１Ａを制御することが好ましい。つまり露光後のウエハＷが搬出ステージ３８に搬出されると共に露光装置Ｂ４から搬出準備信号（アウトレディ信号）が出力された時点から、ウエハＷを保護膜除去ユニット４０から搬出するまでの時間が予め定めた設定時間となるように制御部９で管理することが好ましく、この場合、前記設定時間が経過したときに主搬送部３１Ａが保護膜除去ユニット４０からウエハＷを搬出することになる。このようにＰＥＢ時間を管理すれば、主搬送部３１Ａの搬送プログラムが簡単になり、また加熱ユニット（ＰＥＢ）の台数の増加を抑えることができる。

次に本発明の効果を確認するために行った実験について述べる。

（実施例）
図１〜図５に示す塗布、現像装置を用い、図６（ａ）に示すプロセスレシピ（レシピ１）を実行して、露光処理後から加熱処理前の間に、保護膜除去ユニット４０にてウエハＷの表面を洗浄し、次いで保護膜Ｄの除去処理を実施し、現像ユニット（ＤＥＶ）にてウエハＷの表面の現像処理を実施した。

（比較例）
実施例において加熱ユニット（ＰＥＢ）で加熱処理をした後に、保護膜除去ユニット４０にてウエハＷの表面に形成されている保護膜Ｄの除去処理を実施した他は、実施例と同様にして現像ユニット（ＤＥＶ）にてウエハＷの表面の現像処理を実施した。
（観察方法、結果及び考察）
現像欠陥検査装置を用いてウエハＷ表面の現像処理後の欠陥数をカウントした。その結果を図９に示す。図９において、Ｐ１１、Ｐ１２・・・は欠陥モードのカテゴリであり、この中でＰ２１及びＰ２４はウエハＷ表面上に円形の跡が残るというパターン欠陥である。この欠陥は、上述したように液浸露光後のウエハＷの表面に付着した水滴によって引き起こされるものである。

図９に示すように実施例では比較例に比べて、Ｐ２１及びＰ２４に係る現像欠陥が大幅に少なくなっていることが分かる。これは上述したように加熱ユニット（ＰＥＢ）において、ウエハＷの表面に形成されているレジスト膜Ｒの上に保護膜Ｄが存在しないため、膜Ｒに熱が十分伝わり、レジスト膜Ｒ中及び膜Ｒ表面の物質が均一になり、その均一なレジスト膜Ｒに対して現像処理が実施されるからだと推測される。この結果から加熱ユニット（ＰＥＢ）で加熱処理をする前に、保護膜除去ユニット４０で保護膜Ｄの除去処理を実施することが有効であることが理解できる。なお、図９においてＰ１２については実施例の方が比較例に比べて、パターン欠陥の数が多いが、この数（５個）は許容範囲であり、ウエハＷの評価に影響を与えるものでない。

本発明に係る塗布、現像装置の実施の形態を示す平面図である。 本発明に係る塗布、現像装置の実施の形態を示す斜視図である。 前記塗布、現像装置におけるインターフェイス部を示す概略斜視図である。 前記インターフェイス部内に設けられる保護膜除去ユニットを示す概略断面図及び概略正面図である。 上記保護膜除去ユニットに設けられる薬液ノズル及び洗浄液ノズルを示す斜視図である。 前記塗布、現像装置におけるウエハのフローを示す説明図である。 上記保護膜除去ユニットで行われる各プロセスレシピの態様を示す説明図である。 前記インターフェイス部内に設けられる保護膜除去ユニットを示す概略断面図である。 本発明の効果を確認するために行った実験の結果を示す説明図である。 ウエハを液浸露光するための露光手段を示す説明図である。 上記露光手段によりウエハ表面を液浸露光する様子を示す説明図である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ
Ｂ３ インターフェイス部
Ｂ４ 露光装置
２８ａ 第１の搬送室
２８ｂ 第２の搬送室
３ 保護膜形成ユニット
３１Ａ 主搬送部
３１Ｂ 補助搬送部
３７ 搬入ステージ
３８ 搬出ステージ
４０ 保護膜除去ユニット
５ 排液分離機構
７０ 薬液ノズル
７６ 剥離液供給源
８０ 洗浄液ノズル
８５ 洗浄液供給源
９ 制御部
９１ レシピ格納部
９２ レシピ選択手段

Claims (11)

1. 基板の上にレジスト膜を形成する工程と、
   液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む保護膜形成用の塗布液を基板の表面に塗布して保護膜を形成する工程と、
   レジスト膜の表面に液層を形成した状態で露光した後の基板から前記保護膜を除去する工程と、
   この工程の後、基板を加熱処理する工程と、
   次ぎに基板を現像処理する工程と、を含むことを特徴とする塗布、現像方法。
2. 前記保護膜を除去する工程の前に、露光後の基板の表面を洗浄液により洗浄する工程を行うことを特徴とする請求項１記載の塗布、現像方法。
3. 前記保護膜を除去する工程の後、前記基板を加熱処理する工程の前に、基板の表面を洗浄液により洗浄する工程を行うことを特徴とする請求項１または２記載の塗布、現像方法。
4. 基板の上にレジスト液を塗布するレジスト膜形成用の塗布ユニットと、
   液層を用いた露光時にレジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む保護膜形成用の塗布液を基板の表面に塗布する保護膜形成用の塗布ユニットと、
   基板を水平に保持する基板保持部と、この基板保持部に保持され、レジスト膜の表面に液層を形成した状態で露光した後の基板の表面に、前記保護膜を除去するための薬液を供給する薬液ノズルと、を有する保護膜除去ユニットと、
   前記保護膜が除去された基板を加熱処理する加熱部と、
   前記加熱処理後の基板を現像処理する現像ユニットと、を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
5. 前記保護膜除去ユニットは、前記基板保持部に保持された基板の表面に洗浄液を供給するための洗浄液ノズルを更に備えたことを特徴とする請求項４記載の塗布、現像装置。
6. 基板表面の洗浄の後、保護膜の除去を行うように洗浄液ノズル及び薬液ノズルの位置制御と液の供給制御とを行う制御部を備えたことを特徴とする請求項５記載の塗布、現像装置。
7. 保護膜の除去を行った後、基板の表面の洗浄を行うように洗浄液ノズル及び薬液ノズルの位置制御と液の供給制御とを行う制御部を備えたことを特徴とする請求項５記載の塗布、現像装置。
8. 洗浄液ノズル及び薬液ノズルは、共通化されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一に記載の塗布、現像装置。
9. 基板の表面の洗浄を行った後、保護膜の除去を行う第１のモードと、保護膜の除去を行った後、基板の表面の洗浄を行う第２のモードと、を選択して実行できる制御部を備えたことを特徴とする請求項５記載の塗布、現像装置。
10. 前記制御部は、基板の表面の洗浄を行った後、保護膜の除去を行い、続いて基板の表面の洗浄を行う第３のモードを更に選択できることを特徴とする請求項９記載の塗布、現像装置。
11. 基板の上にレジスト液を塗布し、レジスト膜の上に液層を形成した状態で露光した後の基板を加熱処理し、その後基板を現像処理する、塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
    前記プログラムは、請求項１ないし３のいずれか一つに記載の塗布、現像方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする記憶媒体。
    
    
    

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