JP2008042004A - パターン形成方法およびパターン形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板への処理不良の発生を防止することが可能なパターン形成方法を提供する。
【解決手段】 パターン形成方法は、基板であるウエハＷにレジストを塗布してレジスト膜を形成するとともに保護液を塗布して保護膜を形成する工程（ステップ２）と、ウエハＷに形成されたレジスト膜を、水よりも高い屈折率を有する液体である高屈折率液体に浸漬させた状態で所定のパターンに液浸露光する工程（ステップ５）と、液浸露光後のレジスト膜を現像する工程（ステップ８）と、レジスト膜の形成後で液浸露光前、および液浸露光後で現像前に、高屈折率液体を洗浄液として用いてウエハＷを洗浄する工程（ステップ４、６）とを含む。
【選択図】 図５

Description

本発明は、半導体基板等の基板に所定のレジストパターンを形成するパターン形成方法およびパターン形成装置に関する。

半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハ上に回路パターンを形成するためにフォトリソグラフィ技術が用いられている。フォトリソグラフィを用いた回路パターンの形成は、半導体ウエハ上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜に光を照射して回路パターンに対応するようにレジスト膜を露光した後、これを現像処理するといった手順で行われる。

半導体デバイスは近時、動作速度の向上等の観点から高集積化の傾向にあるため、フォトリソグラフィ技術においては、半導体ウエハ上に形成される回路パターンの微細化が要求されている。そこで、４５ｎｍノードの高解像度を実現するフォトリソグラフィ技術として、半導体ウエハと露光用の投影レンズとの間に空気よりも高い屈折率を有する純水等の露光液を供給し、露光液の屈折率を利用して投影レンズからの照射光の波長を短くすることにより露光の線幅を細くする液浸（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）露光が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、さらなる高解像度を得るために、環状炭化水素骨格を基本とする化合物等からなる、純水よりも高い屈折率を有する液体である高屈折率液体（Ｈｉｇｈ Ｉｎｄｅｘ Ｌｉｑｕｉｄ）を露光液に用いて液浸露光を行う試みがなされており、３２ｎｍノードの高解像度を実現できることが報告されている（非特許文献１参照）。

ところで、液浸露光を用いた回路パターンの形成においては、液浸露光前に露光液に対する親和性を向上させるといった目的で、また、液浸露光後に半導体ウエハに付着した露光液を除去するといった目的で、洗浄液として純水を用いて半導体ウエハを洗浄することが行われている（例えば特許文献２参照）。

しかしながら、前述のように露光液に高屈折率液体を用いた場合には、露光液と従来の液浸露光前後に用いられる洗浄液との物性が大きく異なるため、従来の純水による洗浄では、液浸露光前の洗浄においては洗浄液の残渣に起因して液浸露光の際にレジスト膜にバブルや液残り等の処理不良が発生するおそれがあり、液浸露光後の洗浄においても処理ムラ等の処理不良が発生するおそれがある。
国際公開２００５−０２９５５９号パンフレット 特開２００６−８０４０３号公報 著者不明、"半導体製造 次世代液浸露光用 高屈折率新規液体（デルファイ）の開発 〜線幅３２ナノメートルの微細加工を実現〜"、［online］、２００５年９月１２日、三井化学株式会社、［平成１８年６月検索］、インターネット＜http://www.mitsui-chem.co.jp/whats/2005_0912.htm＞

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板への処理不良の発生を防止することが可能なパターン形成方法およびパターン形成装置、ならびにこのようなパターン形成方法を実行させるための制御プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板に所定のレジストパターンを形成するパターン形成方法であって、基板にレジストを塗布してレジスト膜を形成する工程と、基板に形成されたレジスト膜を、水よりも高い屈折率を有する液体である高屈折率液体に浸漬させた状態で所定のパターンに液浸露光する工程と、液浸露光後のレジスト膜を現像する工程と、レジスト膜の形成後で液浸露光前、および液浸露光後で現像前の少なくとも一方の時期に、前記高屈折率液体の有効成分を含む洗浄液で基板を洗浄する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法を提供する。

本発明の第１の観点において、前記洗浄液として前記高屈折率液体を用いることが好ましい。

また、以上の本発明の第１の観点において、前記洗浄工程は、基板を水平に回転させながら基板の主面に前記洗浄液を供給することにより行うことができる。

また、本発明の第２の観点では、基板に所定のレジストパターンを形成するパターン形成装置であって、基板にレジストを塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を、水よりも高い屈折率を有する液体である高屈折率液体に浸漬させた状態で所定のパターンに露光する液浸露光後に現像するレジスト塗布・現像部と、レジスト膜の形成後で液浸露光前、および液浸露光後で現像前の少なくとも一方の時期に、前記高屈折率液体の有効成分を含む洗浄液で基板を洗浄する洗浄部とを具備することを特徴とするパターン形成装置を提供する。

本発明の第２の観点において、前記洗浄部は、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、前記スピンチャックに保持された基板の主面に前記洗浄液を供給する洗浄液供給機構とを有し、前記スピンチャックによって基板を回転させつつ前記洗浄液供給機構によって前記洗浄液を供給して基板を洗浄することができる。

さらに、本発明の第３の観点では、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に前記パターン形成方法が行われるように、コンピュータに処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。

本発明によれば、レジスト膜の形成後で液浸露光前、および液浸露光後で現像前の少なくとも一方の時期に、液浸露光に用いられた高屈折率液体の有効成分を含む洗浄液で基板を洗浄するため、液浸露光前の洗浄により、液浸露光時の高屈折率液体に対する基板の親和性を高めてレジスト膜への液残りやバブル等の発生を防止することができ、また、液浸露光後の洗浄により、液浸露光時の基板に付着した高屈折率液体を十分に除去して処理ムラ等の発生を防止することができる。したがって、基板への処理不良の発生を効果的に防止することが可能となる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係るパターン形成方法を実施可能なパターン形成装置の概略平面図であり、図２はその概略斜視図である。

パターン形成装置１は、半導体基板であるウエハＷに所定のレジストパターンを形成するためのものであり、ウエハＷの搬送ステーションであるカセットステーション１１と、ウエハＷに所定の処理を施す複数の処理ユニットを有する処理ステーション１２と、ウエハＷに露光処理を施す露光装置１４と、処理ステーション１２および露光装置１４の間でウエハＷを受け渡すためのインターフェイスステーション１３とを備えている。カセットステーション１１、処理ステーション１２、インターフェイスステーション１３および露光装置１４は、この順にパターン形成装置１の長さ方向（Ｙ方向）に直列に配置されている。

カセットステーション１１は、複数枚、例えば１３枚のウエハＷが収容されたウエハカセット（ＣＲ）を載置するカセット載置台１１ａと、カセット載置台１１ａ上のウエハカセット（ＣＲ）と後述する処理ステーション１２の第３処理ユニット群Ｇ_３に設けられたトランジションユニットとの間でウエハＷを搬送するためのウエハ搬送部１１ｃとをＹ方向に直列に有している。カセット載置台１１ａ上には、ウエハカセット（ＣＲ）を位置決めするための位置決め部１１ｂが、パターン形成装置１の幅方向（Ｘ方向）に複数、例えば５個設けられており、ウエハカセット（ＣＲ）は、その開口がウエハ搬送部１１ｃの筐体の壁面に設けられた開閉部１１ｅと対向するように、位置決め部１１ｂ位置に載置される。ウエハ搬送部１１ｃは、その筐体内に配置された、ウエハＷを保持可能な搬送ピック１１ｄを有し、この搬送ピック１１ｄによりカセット載置台１１ａ上の各ウエハカセット（ＣＲ）とトランジションユニットとの間でウエハＷを搬送するように構成されている。

処理ステーション１２は、筐体１５内に配置されており、その前面側（図１下方）に、カセットステーション１１側からインターフェイスステーション１３側に向かって順に、第１処理ユニット群Ｇ_１と第２処理ユニット群Ｇ_２とを有し、その背面側（図１上方）に、カセットステーション１１側からインターフェイスステーション１３側に向かって順に、第３処理ユニット群Ｇ_３、第４処理ユニット群Ｇ_４および第５処理ユニット群Ｇ_５を有している。また、処理ステーション１２は、第３処理ユニット群Ｇ_３と第４処理ユニット群Ｇ_４との間に第１主搬送部Ａ_１を有し、第４処理ユニット群Ｇ_４と第５処理ユニット群Ｇ_５との間に第２主搬送部Ａ_２を有している。

第１処理ユニット群Ｇ_１は、ウエハＷに露光時の光の反射を防止する反射防止膜を形成する例えば２つのボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）と、ウエハＷの表面にレジストを塗布してレジスト膜を形成する例えば３つのレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）とが積み重ねられて構成されている。第２処理ユニット群Ｇ_２は、ウエハＷに形成された露光後のレジスト膜を現像する例えば３つの現像ユニット（ＤＥＶ）と、ウエハＷに形成されたレジスト膜の表面に保護液を供給して、後述する液浸露光用の液体に対する撥水膜としての保護膜を形成する例えば２つのトップコーティングユニット（ＩＴＣ）とが積み重ねられて構成されている。

第３処理ユニット群Ｇ_３、第４処理ユニット群Ｇ_４、第５処理ユニット群Ｇ_５は、ウエハＷに疎水化処理を施すアドヒージョンユニットやレジスト塗布後のウエハＷに加熱処理を施すプリベークユニット、現像処理後のウエハＷに加熱処理を施すポストベークユニット、露光後現像前のウエハＷに加熱処理を施すポストエクスポージャーベークユニット等の熱処理ユニットが例えば１０段に積み重ねられて構成されている。また、第３処理ユニット群Ｇ_３は、カセットステーション１１と第１主搬送部Ａ_１との間でのウエハＷの受け渡し部となるトランジションユニットを有している。第５処理ユニット群Ｇ_５は、第２主搬送部Ａ_２とインターフェイスステーション１３の後述する第１ウエハ搬送体２１との間でのウエハＷの受け渡し部となるトランジションユニットを有している。

第１主搬送部Ａ_１は、ウエハＷを保持可能な第１主ウエハ搬送アーム１６を有し、この第１主ウエハ搬送アーム１６は、第１処理ユニット群Ｇ_１、第３処理ユニット群Ｇ_３および第４処理ユニット群Ｇ_４の各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。第２主搬送部Ａ_２は、ウエハＷを保持可能な第２主ウエハ搬送アーム１７を有し、この第２主ウエハ搬送アーム１７は、第２処理ユニット群Ｇ_２、第４処理ユニット群Ｇ_４および第５処理ユニット群Ｇ_５の各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。

第１処理ユニット群Ｇ_１とカセットステーション１１との間および第２処理ユニット群Ｇ_２とインターフェイスステーション１３との間にはそれぞれ、第１および第２処理ユニット群Ｇ_１、Ｇ_２に供給される処理液の温度調節装置や温度湿度調節用のダクト等を備えた温度湿度調節ユニット１８が設けられている。また、第１および第２処理ユニット群Ｇ_１、Ｇ_２の下側にはそれぞれ、これらに薬液を供給するケミカルユニット（ＣＨＭ）が設けられている。

図３はパターン形成装置１に設けられたインターフェイスステーション１３の概略斜視図である。
インターフェイスステーション１３は、筐体内に配置された、処理ステーション１２側の第１インターフェイスステーション１３ａと、露光装置１４側の第２インターフェイスステーション１３ｂとを有している。第１インターフェイスステーション１３ａには、第５処理ユニット群Ｇ_５の開口部と対面するように、ウエハＷを搬送するための第１ウエハ搬送体２１が設けられており、第２インターフェイスステーション１３ｂには、Ｘ方向に移動可能なウエハＷを搬送するための第２ウエハ搬送体２２が設けられている。

第１インターフェイスステーション１３ａの正面側には、ウエハ周辺部の余分なレジストを除去するためにウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置（ＷＥＥ）と、露光装置１４に搬送されるウエハＷを一時収容するイン用バッファカセット（ＩＮＢＲ）と、露光装置１４から搬送されたウエハＷを一時収容するアウト用バッファカセット（ＯＵＴＢＲ）と、露光装置１４に搬送される前のウエハを洗浄する前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）と、露光装置１４から搬送されたウエハＷを洗浄する後洗浄ユニット（ＰＯＣＬＮ）とが積み重ねられて構成された第６処理ユニット群Ｇ_６が配置されている。第１インターフェイスステーション１３ａの背面側には、ウエハＷを高精度に温調する高精度温調ユニット（ＣＰＬ）が例えば２段に積み重ねられて構成された第７処理ユニット群Ｇ_７が配置されている。

第１ウエハ搬送体２１は、ウエハＷを受け渡すためのフォーク２１ａを有している。このフォーク２１ａは、第５処理ユニット群Ｇ_５、第６処理ユニット群Ｇ_６、第７処理ユニット群Ｇ_７の各ユニットにアクセス可能であり、これにより各ユニット間でのウエハＷの搬送を行う。

第２ウエハ搬送体２２は、ウエハＷを受け渡すためのフォーク２２ａを有している。このフォーク２２ａは、第６処理ユニット群Ｇ_６の前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）および後洗浄ユニット（ＰＯＣＬＮ）、第７処理ユニット群Ｇ_７の各ユニット、露光装置１４の後述するインステージ１４ａおよびアウトステージ１４ｂにアクセス可能であり、これら各部の間でウエハＷの搬送を行う。

第１インターフェイスステーション１３ａの上部には、第１インターフェイスステーション１３ａまたはインターフェイスステーション１３の気流を調整する気流調整部２３が設けられ、第２インターフェイスステーション１３ｂの上部には、露光装置から搬送されたウエハＷが乾燥しないように第２インターフェイスステーション１３ｂまたはインターフェイスステーション１３を加湿する加湿部が設けられている。

露光装置１４は、インターフェイスステーション１３から搬送されたウエハＷを載置するインステージ１４ａと、インターフェイスステーション１３に搬送されるウエハＷを載置するアウトステージ１４ｂと、ウエハＷに形成されたレジスト膜を、水または純水よりも高い屈折率を有する液体である高屈折率液体に浸漬させた状態で所定のパターンに露光する液浸露光部３０と、インステージ１４ａ、液浸露光部３０およびアウトステージ１４ｂの間でウエハＷを搬送するウエハ搬送機構２５とを有している。なお、露光装置１４の詳細については後に説明する。

前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）および後洗浄ユニット（ＰＯＣＬＮ）はそれぞれ、液浸露光部３０で用いられた高屈折率液体の有効成分を含む液体、より好ましくは、液浸露光部３０で用いられた高屈折率液体と同一成分を有する高屈折率液体を洗浄液として用いてウエハＷを洗浄（またはリンス）するように構成されている。なお、前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）の詳細については後に説明する。

図２に示すように、カセットステーション１１の下部にはこのパターン形成装置１の全体を制御する制御部１９が設けられている。制御部１９は、図４に示すように、マイクロプロセッサ（コンピュータ）を備えたプロセスコントローラ３１と、このプロセスコントローラ３１に接続された、工程管理者がパターン形成装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードやパターン形成装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェイス３２と、プロセスコントローラ３１に接続された、パターン形成装置１で実行される処理をプロセスコントローラ３１の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部３３とを有している。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェイス３２からの指示等にて任意のレシピを記憶部３３から呼び出してプロセスコントローラ３１に実行させることで、プロセスコントローラ３１の制御下でパターン形成装置１での処理が行われる。また、前記レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させて利用したりすることも可能である。

次に、パターン形成装置１における処理工程について説明する。
図５はパターン形成装置１によるパターン形成方法の工程図である。

このように構成されたパターン形成装置１においては、まず、ウエハ搬送部１１ｃの搬送ピック１１ｄにより、ウエハカセット（ＣＲ）から１枚のウエハＷを取り出し、処理ステーション１２の第３処理ユニット群Ｇ_３に設けられたトランジションユニットに搬送した後、レシピの順序に従って、ウエハＷを第１および第２主搬送部Ａ_１、Ａ_２により第１〜５処理ユニット群Ｇ_１〜５の所定のユニットに順次搬送し、ウエハＷに一連の処理を施す。ここでは、例えば、アドヒージョンユニットでのアドヒージョン工程（ステップ１）、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）でのレジスト膜の形成やトップコーティングユニット（ＩＴＣ）での保護膜の形成等の膜の形成工程（ステップ２）、プリベークユニットでのプリベーク工程（ステップ３）を順次行う。なお、アドヒージョン処理に代えてボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）での反射防止膜の形成を行う場合もあり、レジスト膜上に反射防止膜を形成し、反射防止膜上に保護膜を形成する場合もある。

処理ステーション１２でのウエハＷの一連の処理が終了し、ウエハＷを第５処理ユニット群Ｇ_５に設けられたトランジションユニットに搬送したら、ウエハＷを、第１ウエハ搬送体２１によって前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）に搬送し、この前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）で高屈折率液体を用いた前洗浄工程（ステップ４）を行う。なお、ウエハＷを、前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）に搬送する前に、周辺露光装置（ＷＥＥ）に搬送して周辺露光し、その後、イン用バッファカセット（ＩＮＢＲ）に搬送する場合もある。

前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）での前洗浄工程が終了したら、ウエハＷを、第２ウエハ搬送体２２によって高精度温調ユニット（ＣＰＬ）に搬送して所定の温度に調整し、さらに、第２ウエハ搬送体２２によって露光装置１４のインステージ１４ａに搬送し、ウエハ搬送機構２５によって液浸露光部３０に搬送した後、この液浸露光部３０でウエハＷに形成されたレジスト膜に高屈折率液体を用いた液浸露光工程を行う（ステップ５）。

液浸露光部３０での液浸露光工程が終了したら、ウエハＷを、ウエハ搬送機構２５によってアウトステージ１４ｂに搬送し、第２ウエハ搬送体２２によって後洗浄ユニット（ＰＯＣＬＮ）に搬送した後、この後洗浄ユニット（ＰＯＣＬＮ）で高屈折率液体を用いた後洗浄工程（ステップ６）を行う。続いて、ウエハＷを、第１ウエハ搬送体２１によりウエハＷを第５処理ユニット群Ｇ_５に設けられたトランジションユニットに搬送し、さらに、レシピの順序に従って、ウエハＷを、第１および第２主搬送部Ａ_１、Ａ_２により第１〜５処理ユニット群Ｇ_１〜５の所定のユニットに順次搬送し、ウエハＷに一連の処理を施す。ここでは、例えば、ポストエクスポージャーベークユニットでのポストエクスポージャーベーク工程（ステップ７）、現像ユニット（ＤＥＶ）での現像工程（ステップ８）、ポストベークユニットでのポストベーク工程（ステップ９）を順次行う。そして、ウエハＷを、第３処理ユニット群Ｇ_３に設けられたトランジションユニットに搬送した後、カセットステーション１１のウエハカセット（ＣＲ）へと搬送することとなる。

本実施形態では、ウエハＷにレジスト膜等の膜を形成した後、高屈折率液体を露光液として用いてレジスト膜を液浸露光する前に、前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）において、露光液とほぼ等しい物性を有する高屈折率液体の有効成分を含む液体、より好ましくは露光液と等しい物性を有する高屈折率液体を洗浄液として用いてウエハＷを洗浄するため、液浸露光時の露光液に対するウエハＷの親和性を高めることができるとともに、洗浄液と露光液と物性が異なることに起因する、洗浄液の残渣による液浸露光時のレジスト膜へのバブルや液残り等の発生を防止することができる。また、液浸露光後で現像前に、後洗浄ユニット（ＰＯＣＬＮ）において、露光液とほぼ等しい物性を有する高屈折率液体の有効成分を含む液体、より好ましくは露光液と等しい物性を有する高屈折率液体を洗浄液として用いてウエハＷを洗浄するため、液浸露光時にウエハＷに付着した露光液としての高屈折率液体の粘性が高い場合であっても、この露光液と等しい、またはほぼ等しい性質を有する洗浄液の粘着力を利用して露光液を除去することができる。したがって、ウエハＷまたはレジスト膜への処理ムラ等の処理不良の発生を防止して、ウエハＷに形成されるレジストパターンの品質を高めることが可能となる。

本実施形態に用いられる高屈折率流体としては、例えば特開２００６−１４０４２９号公報に記載されているものを好適に用いることができる。

次に、露光装置１４の液浸露光部３０について詳細に説明する。
図６はパターン形成装置１に設けられた露光装置１４の液浸露光部３０の概略断面図である。

液浸露光部３０は、ウエハＷが載置されるステージ３１と、図示しない光源からの露光光で照明されたマスクのパターン像をステージ３１上のウエハＷに投影露光する投影レンズ３２と、ステージ３１上のウエハＷと投影レンズ３２との間に、露光液としての高屈折率液体を供給する供給口３３、およびこの露光液を回収する回収口３４が形成された露光液流通部材３５とを備え、これらが図示しない開閉可能なチャンバー内に収容されて構成されている。

ステージ３１は、水平方向に移動可能、かつ微小回転可能に設けられている。また、ステージ３１は、載置されたウエハＷを囲むように環状突出部３６を有し、この環状突出部３６により、載置されたウエハＷを保持するとともに、ウエハＷに供給された露光液の流出を防止できるように構成されている。投影レンズ３２は、マスクのパターン像を所定の倍率でウエハＷに投影露光するように構成されている。なお、光源からの露光光としては、ＫｒＦエキシマレーザ光等の遠紫外光やＡｒＦエキシマレーザ光等の真空紫外光などが用いられる。露光液流通部材３５は、投影レンズ３２の先端部はたは下端部の周囲に環状に設けられており、供給口３３および回収口３４がそれぞれ、下部に周方向に間隔をあけて複数形成されている。そして、各供給口３３から露光液が供給されるとともに、供給された露光液が各回収口３４から例えば吸引されて回収されるように構成されている。

このように構成された液浸露光部３０においては、ウエハ搬送機構２５によってウエハＷがステージ３１上に載置されると、必要に応じてステージ３１および／またはマスクを水平に動かしつつ、露光液流通部材３５の各供給口３３からウエハＷと投影レンズ３２との間に高屈折率液体を供給しながら、投影レンズ３２によってマスクのパターン像をウエハＷに投影することにより、ウエハＷに液浸露光処理を施す。この際に、ウエハＷと投影レンズ３２との間に供給された高屈折率液体を各回収口３４から回収する。ここでは、高屈折率液体を用いて液浸露光を行うため、露光波長を著しく短くすることができ、これにより高解像度を得ることができる。液浸露光を所定の時間行ったら、露光液の供給を停止する。その後、ウエハ搬送機構２５によってウエハＷがステージ３１からアウトステージ１４ｂに搬送されることとなる。

次に、前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）について詳細に説明する。
図７はパターン形成装置１に設けられた前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）の概略断面図である。

前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）は、ウエハＷを収容するチャンバー６０と、チャンバー６０内でウエハＷを水平に保持して回転させるスピンチャック６１と、スピンチャック６１に保持されたウエハＷに洗浄液等の処理液を供給する処理液供給機構６２（洗浄液供給機構）と、スピンチャック６１に保持されたウエハＷから流れ落ちた、あるいは振り切られた洗浄液等の処理液を受け止めるカップ体６４とを備えている。

チャンバー６０の例えば第１ウエハ搬送体２１および第２ウエハ搬送体２２に対向する側壁にはそれぞれ、ウエハＷを搬入出するための搬入出口６０ａ、６０ｂが形成されているとともに、この搬入出口６０ａ、６０ｂを開閉可能なシャッター６０ｃ、６０ｄが設けられている。スピンチャック６１は、昇降可能であり、ウエハＷの下面に真空吸着してウエハＷを保持し、モータ等の駆動源６１ａによって保持したウエハＷを水平に回転させるように構成されている。

処理液供給機構６２は、洗浄液を供給するための洗浄液供給源６２ａと、純水を供給するための純水供給源６２ｂと、洗浄液供給源６２ａからの洗浄液および純水供給源６２ｂからの純水を、上方からスピンチャック６１に保持されたウエハＷの上面（表面）に噴出する上側ノズル６２ｃと、洗浄液供給源６２ａからの洗浄液および純水供給源６２ｂからの純水を、下方からスピンチャック６１に保持されたウエハＷの下面（裏面）および周縁部に噴出する下側ノズル６２ｄと、洗浄液供給源６２ａからの洗浄液および純水供給源６２ｂからの純水を上側ノズル６２ｃおよび下側ノズル６２ｄに導く導管６２ｅと、導管６２ｅによって導かれる液を洗浄液と純水とで切り替えるとともに、導管６２ｅを流通する洗浄液または純水の流量を調整するバルブ等の流量調整機構６２ｆとを有している。上側ノズル６２ｃは、その基端部がチャンバー６０内に設けられたＹ方向に延びるガイドレール４２ｅに接続されていることにより、ガイドレール４２ｅに沿ってＹ方向に移動可能であり、かつ昇降可能に設けられている。下側ノズル６２ｄは、例えば、スピンチャック６１の周方向に間隔をあけて複数本設けられている。下側ノズル６２ｄは、上方に向かってウエハＷの外側に傾斜するように設けられており、噴出した洗浄液等の処理液がウエハＷの周縁部に内側下方から到達するように構成されている。なお、符号６３は、上側ノズル６２ｃを待機させておくための待機部である。

カップ体６４は、上部が開口し、ウエハＷを保持したスピンチャック６１の下降時にウエハＷを囲繞するように設けられている。また、カップ体６４は、その上端部が上方に向かって内側に傾斜しており、ウエハＷから流れ落ちた、あるいは振り切られた処理液とともに、下側ノズル６２ｄから噴出された処理液も直接受け止めることができるように構成されている。カップ体６４内の底壁には、受け止めた処理液を回収する回収ライン６４ａが接続されており、カップ体６４から回収ライン６４ａに回収された処理液は、再利用または廃棄されるように構成されている。

なお、後洗浄ユニット（ＰＯＣＬＮ）は、前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）と同じ構成を有している。

このように構成された前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）においては、まず、第１ウエハ搬送体２１によって搬入出口６０ａからチャンバー６０内にウエハＷが搬入されたら、スピンチャック６１を上昇させてウエハＷに吸着させ、ウエハＷをスピンチャック６１に保持させる。次に、シャッター６０ｃによって搬入出口６０ａを閉塞するとともに、カップ体６４によってウエハＷが囲繞されるようにスピンチャック６１を下降させる。そして、スピンチャック６１によってウエハＷを回転させつつ、処理液供給機構６２によってウエハＷに洗浄液を供給してウエハＷを洗浄する。これにより、ウエハＷに洗浄液が染み込んで、高屈折率液体に対するウエハＷの親水性が高められる。続いて、処理液供給機構６２による洗浄液の供給を停止した状態で、スピンチャック６１によってウエハＷを回転させてウエハＷをある程度乾燥させる。ウエハＷがある程度乾燥し、スピンチャック６１による回転を停止させたら、スピンチャック６１を上昇させるとともに、シャッター６０ｄによって搬入出口６０ｂを開放する。その後、ウエハＷが第２ウエハ搬送体２２によって搬入出口６０ｂからチャンバー６０外に搬出されることとなる。

一方、後洗浄ユニット（ＰＯＣＬＮ）においては、まず、第２ウエハ搬送体２２によって搬入出口６０ｂからチャンバー６０内にウエハＷが搬入されたら、ウエハＷをスピンチャック６１に保持させ、次に、搬入出口６０ｂを閉塞するとともに、スピンチャック６１を下降させる。そして、スピンチャック６１によってウエハＷを回転させつつ、処理液供給機構６２によってウエハＷに洗浄液を供給してウエハＷを洗浄する。液浸露光部３０での液浸露光の際にウエハＷに付着した高屈折率液体は、上側ノズル６２ｃおよび下側ノズル６２ｄからの洗浄液の噴出圧、洗浄液との粘着力およびスピンチャック６１の回転による遠心力によって除去される。続いて、スピンチャック６１によってウエハＷを回転させつつ、処理液供給機構６２によってウエハＷに純水を供給してウエハＷをリンスし、さらに、処理液供給機構６２による純水の供給を停止した状態で、スピンチャック６１によってウエハＷを回転させてウエハＷを乾燥させる。ウエハＷが乾燥し、スピンチャック６１による回転を停止させたら、スピンチャック６１を上昇させるとともに、シャッター６０ｃによって搬入出口６０ａを開放する。その後、ウエハＷが第１ウエハ搬送体２１によって搬入出口６０ａからチャンバー６０外に搬出されることとなる。

前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）および後洗浄ユニット（ＰＯＣＬＮ）はいずれも、スピンチャック６１によってウエハＷを水平に保持して回転させつつ、処理液供給機構６２の上側ノズル６２ｃおよび下側ノズル６２ｄによってウエハＷの表面および裏面周縁部に洗浄液を噴出してウエハＷを洗浄するため、前洗浄ユニット（ＰＲＥＣＬＮ）においては、ウエハＷ全面に略均等に洗浄液を染み込ませることができ、また、後洗浄ユニット（ＰＯＣＬＮ）においては、液浸露光部３０での液浸露光の際にウエハＷに付着した高屈折率液体を、洗浄液との粘着力に加え、上側ノズル６２ｃおよび下側ノズル６２ｄからの洗浄液の噴出圧およびスピンチャック６１の回転による遠心力を利用して効果的に除去することができる。したがって、ウエハＷへの処理ムラ等の処理不良の発生をより確実に防止することが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上記実施形態では、前洗浄ユニットおよび後洗浄ユニットをいずれも、液浸露光に用いられる高屈折率流体の有効成分を有する液体を洗浄液として用いて基板を洗浄するように構成したが、これに限らず、前洗浄ユニットおよび後洗浄ユニットのいずれか一方のみを、高屈折率流体の有効成分を有する液体を洗浄液として用いるように構成してもよい。

本発明に係るパターン形成方法を実施可能なパターン形成装置の概略平面図である。 パターン形成装置の概略斜視図である。 パターン形成装置に設けられたインターフェイスステーションの概略斜視図である。 パターン形成装置に設けられた制御部の概念図である。 パターン形成装置によるパターン形成方法の工程図である。 パターン形成装置に設けられた露光装置の液浸露光部の概略断面図である。 パターン形成装置に設けられた前洗浄ユニットの概略断面図である。

符号の説明

１：パターン形成装置
３１：プロセスコントローラ
３２：ユーザーインターフェイス
３３：記憶部
６１：スピンチャック
６２：処理液供給機構（洗浄液供給機構）
３０：液浸露光部
ＣＯＴ：レジスト塗布ユニット（レジスト塗布部）
ＤＥＶ：現像ユニット（現像部）
ＰＯＣＬＮ：後洗浄ユニット（洗浄部）
ＰＲＥＣＬＮ：前洗浄ユニット（洗浄部）
Ｗ：ウエハ（基板）

Claims (6)

1. 基板に所定のレジストパターンを形成するパターン形成方法であって、
   基板にレジストを塗布してレジスト膜を形成する工程と、
   基板に形成されたレジスト膜を、水よりも高い屈折率を有する液体である高屈折率液体に浸漬させた状態で所定のパターンに液浸露光する工程と、
   液浸露光後のレジスト膜を現像する工程と、
   レジスト膜の形成後で液浸露光前、および液浸露光後で現像前の少なくとも一方の時期に、前記高屈折率液体の有効成分を含む洗浄液で基板を洗浄する工程と
   を含むことを特徴とするパターン形成方法。
2. 前記洗浄液として前記高屈折率液体を用いることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
3. 前記洗浄工程は、基板を水平に回転させながら基板の主面に前記洗浄液を供給することにより行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパターン形成方法。
4. 基板に所定のレジストパターンを形成するパターン形成装置であって、
   基板にレジストを塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を、水よりも高い屈折率を有する液体である高屈折率液体に浸漬させた状態で所定のパターンに露光する液浸露光後に現像するレジスト塗布・現像部と、
   レジスト膜の形成後で液浸露光前、および液浸露光後で現像前の少なくとも一方の時期に、前記高屈折率液体の有効成分を含む洗浄液で基板を洗浄する洗浄部と
   を具備することを特徴とするパターン形成装置。
5. 前記洗浄部は、
   基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、
   前記スピンチャックに保持された基板の主面に前記洗浄液を供給する洗浄液供給機構と
   を有し、
   前記スピンチャックによって基板を回転させつつ前記洗浄液供給機構によって前記洗浄液を供給して基板を洗浄することを特徴とする請求項４に記載のパターン形成装置。
6. コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
   前記制御プログラムは、実行時に請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパターン形成方法が行われるように、コンピュータに処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。

Images