JP2016111123A - 現像処理装置、現像処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜に対して面内均一に現像液を供給して、基板面内で均一な現像処理を行う。【解決手段】現像処理装置は、基板を保持する基板保持部と、基板の全面に現像液を供給する現像液供給ノズル１５２と、を有し、現像液供給ノズル１５２は、多孔質板２００と、下面が開口した円筒形状を有する、多孔質板と気密に当接して設けられた蓋体２１０と、多孔質板２００と蓋体２１０とで囲まれる空間Ｓ内に現像液を供給する現像液供給管２０２と、空間Ｓ内に、昇降自在に設けられた円盤形状のフローティング板２１２と、フローティング板２１２の上方から空間Ｓ内への給気及び排気を行う吸排気管２２０と、を備えている。【選択図】図７

Description

本発明は、レジスト膜が形成された基板を現像処理して基板に所定のパターンを形成する現像処理装置、現像処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる加熱処理露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。

ところで、現像処理の方式としては、ウェハの直径と同程度の長さを有する長手ノズルから現像液を供給しながら、当該ノズルをウェハの一端部から他端部に向けて平行に移動させる方式や、高速で回転させたウェハの中心部に現像液を供給して拡散させる方式などが知られている。

しかしながら、長手ノズルを用いた場合は、現像液の供給を開始する側の端部と、現像液の供給を終了する側の他端部との間で現像時間に差が生じてしまう。また、回転するウェハの中心部に現像液を供給する場合も、ウェハの中心部と外周部で現像時間に差が生じてしまう。そうすると、ウェハ面内で現像処理後のレジストパターンの線幅にばらつきが生じる。

そこで、例えば特許文献１には、膜状の現像液をウェハに接触させることで現像の時間差を無くし、面内均一な現像処理を行う方法が提案されている。特許文献１では、例えばウェハと同程度の直径を有する多孔質材料の上面に密閉空間を形成し、多孔質材料の中心軸上に設けられたピストンを当該密閉空間内に出し入れすることで、多孔質材料に対して加圧及び減圧を行うノズルが用いられる。

そして、ノズルを現像液に浸した状態で密閉空間を減圧して多孔質材料に現像液を染み込ませ、ウェハの上方で密閉空間内を加圧するとこで、多孔質材料表面に現像液の液膜を形成する。次いで、この液膜をウェハと接触させることで、現像処理を開始する。

特開２００２−２８９５０２号公報

しかしながら、特許文献１のノズルにおいては、多孔質材料の中央部と外周部でピストンからの距離が異なるので、例えば多孔質材料の中心軸上でピストンを上下させた場合に現像液の圧力損失に差が生じてしまう。そのため、現像液の液膜が均一なものとならず、その結果、ウェハ面内を均一に現像することができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜に対して面内均一に現像液を供給して、基板面内で均一な現像処理を行うことを目的とする
ことを目的としている。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜を現像する現像処理装置であって、基板を保持する基板保持部と、基板の全面に現像液を供給する現像液供給ノズルと、を有し、前記現像液供給ノズルは、基板以上の直径を有する多孔質板と、下面が開口した円筒形状を有し、前記多孔質板と気密に当接して設けられた蓋体と、前記多孔質板と前記蓋体とで囲まれる空間内に現像液を供給する現像液供給管と、前記多孔質板と前記蓋体とで囲まれる空間内に、昇降自在に設けられた円盤形状のフローティング板と、前記フローティング板の上方から前記多孔質板と前記蓋体とで囲まれる空間への気体の供給を行う給気管と、当該空間内の排気を行う排気管とを備えていることを特徴としている。

本発明によれば、現像液供給ノズルの多孔質板の上面に当接して設けられた蓋体の内側にフローティング板が設けられているので、多孔質板と蓋体とで囲まれる空間内に現像液を供給し、吸排気管から蓋体の内部に気体を供給してフローティング板を押圧することで、フローティング板を介して現像液の液面を均一に押圧することができる。したがって、多孔質板から基板に対して面内均一に現像液を供給して、基板面内で均一な現像処理を行うことができる。

前記蓋体の内側には、複数の開口が形成された隔壁が、当該蓋体の内側面に当接し且つ前記多孔質板と平行に設けられ、前記現像液供給管は、前記隔壁の下方に現像液を供給するように配置され、前記フローティング板は、前記隔壁の上方に配置されていてもよい。

前記現像液供給ノズルは、前記多孔質板の下面からリンス液を供給するリンス液供給管をさらに有していてもよい。

前記現像液供給ノズルは、前記多孔質板の下面から乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給管をさらに有していてもよい。

前記現像液供給ノズルは、同軸状の、前記多孔質板の下面からリンス液を供給するリンス液供給管と、前記多孔質板の下面から乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給管とを備えた気液供給管を有し、前記気液供給管は、前記多孔質板の中心部を、当該多孔質板の厚み方向に貫通して設けられていてもよい。

前記給気管及び前記排気管は、前記蓋体の上面に接続されていてもよい。

前記多孔質板の外方には、当該多孔質板を囲み且つ当該多孔質板の下面よりも下方に突出する仕切板が設けられていてもよい。

別の観点による本発明は、前記の現像処理装置を用いた現像処理方法であって、前記多孔質板と前記蓋体とで囲まれる空間内に現像液を供給し、次いで、フローティング板の上方から多孔質板と前記蓋体とで囲まれる空間内に気体を供給してフローティング板により現像液を下方に押圧することで、前記多孔質板の下面に現像液の液膜を形成し、前記現像液の液膜を基板上のレジスト膜に接触させることで現像処理を行うことを特徴としている。

また、別な観点による本発明によれば、前記現像処理方法を現像処理装置によって実行させるために、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。

さらに、別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。

本発明によれば、所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜に対して面内均一に現像液を供給して、基板面内で均一な現像処理を行うことができる。

本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す正面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す背面図である。 現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 現像処理装置の構成の概略を示す横断面図である。 現像液供給ノズルの各部位の構成の概略を示す斜視図である。 現像液供給ノズルの構成の概略を示す縦断面図である。 他の実施の形態にかかる現像液供給ノズルの構成の概略を示す縦断面図である。 多孔質板の下面に現像液の液膜を形成した状態を示す縦断面の説明図である。 現像液の液膜とウェハを接触させた状態を示す縦断面の説明図である。 ウェハを回転させて現像液の振り切りを行う様子を示す縦断面の説明図である。 ウェハを回転させてリンス洗浄を行う様子を示す縦断面の説明図である。 ウェハを回転させてウェハの乾燥を行う様子を示す縦断面の説明図である。 他の実施の形態にかかる現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる現像処理装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、各々基板処理システム１の内部構成の概略を模式的に示す、正面図と背面図である。なお、本実施の形態では、基板処理システム１がウェハＷに対して塗布現像処理を行う塗布現像処理システムである場合を例にして説明する。また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置するカセット載置板２１が複数設けられている。

カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。

例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下からこの順に配置されている。

例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。

これら下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばウェハＷ上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、塗布液をウェハＷの表面に拡散させる。なお、現像処理装置３０の構成については後述する。

例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱及び冷却といった熱処理を行う複数の熱処理装置４０や、ウェハＷを疎水化処理するアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置４０は、ウェハＷを載置して加熱する熱板と、ウェハＷを載置して温度調節する温度調節板を有し、加熱処理と温度調節処理の両方を行うものであり、その構成については後述する。また、熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、周辺露光装置４２の数や配置は、任意に選択できる。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。

図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。

また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。

シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。

図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１００は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１１０と受け渡し装置１１１が設けられている。ウェハ搬送装置１１０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１１０は、例えば搬送アームにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１１１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。

次に、上述した現像処理装置３０の構成について説明する。現像処理装置３０は、図４に示すように内部を密閉可能な処理容器１３０を有している。処理容器１３０の側面には、ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成されている。

処理容器１３０内には、ウェハＷを保持して回転させる基板保持部としてのスピンチャック１４０が、図４のＹ方向（図４の左右方向）に沿って例えば２台設けられている。スピンチャック１４０は、例えばモータなどのチャック駆動部１４１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１４１には、例えばシリンダなどの昇降駆動機構が設けられており、スピンチャック１４０は昇降自在になっている。

スピンチャック１４０の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ１４２が設けられている。カップ１４２の下面には、回収した液体を排出する排出ノズル１４３と、カップ１４２内の雰囲気を排気する排気ノズル１４４が接続されている。

図５に示すようにカップ１４２のＸ方向負方向（図５の下方向）側には、Ｙ方向（図５の左右方向）に沿って延伸するレール１５０が設けられている。レール１５０は、例えばカップ１４２のＹ方向負方向（図５の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５の右方向）側の外方まで形成されている。レール１５０には、支持アーム１５１が取り付けられている。

支持アーム１５１には、ウェハＷに現像液を供給する現像液供給ノズル１５２が支持されている。支持アーム１５１は、図５に示すノズル駆動部１５３により、レール１５０上を移動自在である。これにより、現像液供給ノズル１５２は、カップ１４２、１４２の間に設置された待機部１５４から各カップ１４２、１４２内のウェハＷの上方まで移動できる。また、支持アーム１５１は、ノズル駆動部１５３によって昇降自在であり、現像液供給ノズル１５２の高さを調整できる。

現像液供給ノズル１５２は、全体として略円盤形状を有しており、その直径は、例えばウェハＷの直径よりも大きく構成されている。図６、図７に、現像液供給ノズル１５２の構成の概略を示す。図６は、現像液供給ノズル１５２を構成する各部位の構成の概略を示す斜視図であり、図７は、現像液供給ノズル１５２の構成の概略を示す縦断面図である。

現像液供給ノズル１５２は、例えば図６、図７に示すように、所定の厚みを有する略円盤状の多孔質板２００と、多孔質板２００の上面に当接して設けられた円環状の現像液貯留部材２０１と、現像液貯留部材２０１の内側に現像液を供給する現像液供給管２０２と、現像液貯留部材２０１の上端に設けられた天板２０３と、を有している。

多孔質板２００は、ウェハＷより大きな直径を有しており、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）などの樹脂や、あるいはセラミックスなどの多孔質材料により構成されている。多孔質板２００の直径としては、ウェハＷの直径と同じか又はウェハＷの直径より大きく設定されている。即ち、多孔質板２００の直径は、ウェハＷの直径以上である。本実施の形態では、例えばウェハＷの直径が３００ｍｍであり、多孔質板２００の直径は概ね３１０ｍｍ程度に設定されている。また、多孔質板２００の厚みは、概ね５ｍｍである。多孔質板２００の細孔の径としては、概ね５０μｍ程度のものが用いられる。なお、多孔質板２００にＰＶＡなどの柔らかい部材を用いる場合、多孔質板２００の形状を維持するために、例えばメッシュ網などで形成した枠体（図示せず）で多孔質板２００の側面や上面を支持することが好ましい。

現像液貯留部材２０１は、多孔質板２００と概ね同一の直径を有し、多孔質板２００の上面と気密に接続されている。なお、多孔質板２００は多数の細孔を有しているので、現像液貯留部材２０１と多孔質板２００との境界は、厳密には気密ではないが、ここでいう気密とは、後述するように、現像液貯留部材２０１の内側に現像液を供給した際に、現像液が現像液貯留部材２０１と多孔質板２００との間から漏出しない程度に接続されていることをいう。現像液貯留部材２０１の上端部は、当該現像液貯留部材２０１と概ね同一の直径を有する天板２０３により気密に塞がれており、この天板２０３と現像液貯留部材２０１により、下面が開口する円筒形状の蓋体２１０が形成されている。

蓋体２１０の内側には、複数の開口が形成された隔壁２１１が、現像液貯留部材２０１の内側面に当接して設けられている。現像液供給管２０２は、隔壁２１１よりも下方で現像液貯留部材２０１を貫通して設けられており、蓋体２１０と多孔質板２００とで囲まれる空間Ｓ内に現像液を供給することができる。なお、図６では隔壁２１１として、例えば格子状のメッシュ板が設けられた状態を描図しているが、隔壁２１１としてはメッシュ板に限定されるものではなく、現像液供給管２０２から現像液貯留部材２０１の内側に供給された現像液が隔壁２１１の上下に自由に流通できる構成のものであれば、例えばパンチングメタルなど、他の形状の板を任意に選択できる。

空間Ｓ内であって隔壁２１１よりも上方の位置には、円盤形状のフローティング板２１２が配置されている。フローティング板２１２は、現像液貯留部材２０１の内径と概ね同一か又は僅かに小さな直径を有している。また、フローティング板２１２は、現像液供給管２０２から供給される現像液に対して浮力を有し、且つ現像液に対して耐性のある樹脂材料、例えばＰＴＦＥ等により構成されている。そのため、例えば空間Ｓに現像液が供給されていない状態では、フローティング板２１２は隔壁２１１上に着座した状態となり、空間Ｓに現像液が供給され、現像液の液面が隔壁２１１よりも上昇すると、現像液上に浮いた状態となる。

天板２０３の中央部には、例えば気液供給管２２０が当該天板２０３を貫通して接続されている。なお、図６では天板２０３の上部にのみ気液供給管２２０を描図しているが、気液供給管２２０は、例えば図７に示すように天板２０３から更に鉛直下方に向けて延伸し、天板２０３の他に、フローティング板２１２、隔壁２１１、及び多孔質板２００を貫通して設けられている。気液供給管２２０の下端面は、例えば多孔質板２００の下端面と概ね同一の高さに設定されている。

気液供給管２２０は、図７に示すように、同心円の内管２２０ａと外管２２０ｂを有する二重管である。例えば内管２２０ａには、窒素ガス等の清浄ガス（乾燥ガス）を供給するガス供給源（図示せず）が接続されており、多孔質板２００の下面から窒素ガスを供給する乾燥ガス供給管として機能する。また、外管２２０ｂには、現像処理後にリンス洗浄を行うためのリンス液を供給するリンス液供給源（図示せず）が接続されており、多孔質板２００の下面からリンス液を供給するリンス液供給管として機能する。なお、リンス液としては、例えば純水などが用いられる。

天板２０３の外周部には、例えば図６に示すように、複数の吸排気管２２１が同心円に設けられている。各吸排気管２２１には、吸排気管２２１に圧縮空気などを供給する圧縮空気供給源（図示せず）と、吸排気管２２１内を排気する排気機構（図示せず）とが、例えばバルブなどにより切り替え自在に接続されている。したがって、吸排気管２２１を介して空間Ｓ内に圧縮空気を供給したり、空間Ｓ内を排気したりすることができる。なお、本実施の形態では、吸排気管２２１が、空間Ｓ内に気体の供給を行う給気管と、空間Ｓ内の排気を行う排気管とを兼用している。

多孔質板２００の外方には、例えば図７に示すように、多孔質板２００を囲み且つ当該多孔質板２００よりも所定の長さ下方に突出する円環状の仕切板２３０が設けられている。仕切板２３０の突出する長さは、後述する現像処理において現像液供給ノズル１５２をウェハＷに近づけたときに、仕切板２３０の下端が例えばウェハＷの底面よりも下方に位置するように設定される。また、仕切板２３０の内径は、ウェハＷの直径よりも大きく設定されており、後述の現像処理において、仕切板２３０の内側面とウェハＷの外周縁部との間に所定の隙間が形成されるようになっている。なお、図７では、仕切板２３０を多孔質板２００の外側面に当接して設けた状態を描図しているが、仕切板２３０と多孔質板２００は必ずしも接している必要はなく、例えば仕切板２３０と多孔質板２００との間に隙間が形成されていてもよい。また、仕切板２３０は、現像液貯留部材２０１と一体に構成されていてもよい。かかる場合、例えば図８に示すように、現像液貯留部材２０１の内径を多孔質板２００の外径と概ね同一とし、現像液貯留部材２０１を多孔質板２００の下端面よりも下方に延伸して設けることで、現像液貯留部材２０１に仕切板２３０と同様の機能を持たせるようにしてもよい。

以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部３００が設けられている。制御部３００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における後述の現像処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、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）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部３００にインストールされたものであってもよい。

次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。

先ず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次処理ステーション１１の受け渡し装置５３に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。

その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、温度調節処理される。その後、ウェハＷはウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１のレジスト塗布装置３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、プリベーク処理される。

次にウェハＷは、第１のブロックＧ１の上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後、ウェハＷは第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション１３のウェハ搬送装置１１０によって露光装置６に搬送され、所定のパターンで露光処理される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。これにより、レジスト膜の露光部において発生した酸により脱保護反応させる。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置３０に搬送される。

現像処理装置３０に搬送されたウェハＷは、スピンチャック１４０により吸着保持される。次いで、現像液供給ノズル１５２が、待機部１５４からスピンチャック１４０に保持されたウェハＷの上方に移動する。次いで、現像液供給管２０２から空間Ｓ内に現像液を供給する。現像液の供給量は、例えば現像液の液面が隔壁より上方になり、フローティング板２１２が現像液上に浮いた状態となる程度である。なお、空間Ｓ内への現像液の供給は、例えば現像液供給ノズル１５２が待機部１５４で待機している状態で予め行っておいてもよい。

次いで、吸排気管２２１から空間Ｓ内に圧縮空気を供給して加圧する。そうすると、フローティング板２１２の上面が押圧され、フローティング板２１２により現像液の液面が均等に押圧される。その結果、多孔質板２００に現像液が浸透する。この際、気液供給管２２０が、フローティング板２１２が下方に移動するときのガイドとして機能するので、フローティング板２１２は多孔質板２００と平行な状態を維持したまま現像液を押圧することができる。したがって、より厳密に現像液を均等な荷重で押圧できる。そして、空間Ｓ内の加圧を続けると、例えば図９に示すように、多孔質板２００の下面に現像液Ｑの液膜が形成される。液膜の厚みが所定の厚みに到達したら、一旦空間Ｓ内の加圧を停止する。この際、現像液Ｑが均等に押圧されているので、現像液Ｑの液膜が均一な厚みで形成される。なお、現像液Ｑに均一に荷重するという観点からは、フローティング板２１２と現像液貯留部材２０１との間の隙間は極力小さい方が好ましい。また、現像液Ｑの液膜の厚みは、当該液膜により現像処理一回分に必要な量を確保できるように設定される。

次いで、図１０に示すように、現像液Ｑの液膜がウェハＷに接触するまで現像液供給ノズル１５２を降下させる。これにより、ウェハＷの全面と現像液Ｑが同時に接触する。なおこの際、ウェハＷと現像液Ｑの液膜との間に気泡が入りこまないようにするために、多孔質板２００の中央部下面を、下に凸状に形成しておくことが好ましい。そうすることで、現像液供給ノズル１５２を降下させた際に、ウェハＷと現像液Ｑの液膜との間の空気が、中央部から外周方向に向かって順次押し出され、現像液Ｑの液膜との間に気泡が入り、当該気泡により現像欠陥が生じることを防止できる。そして、現像液ＱとウェハＷとの接触させた状態を所定の時間維持する。これにより、現像時間がウェハＷ面内で均一となり、面内均一な現像処理により所望の線幅のレジストパターンが形成される。なお、現像処理前の液膜形成後から現像処理中は、現像液Ｑの液膜の厚みが一定に維持されるように、吸排気管２２１からの吸排気が適宜調節される。また、現像液Ｑの液膜中に気泡が入ることを防止するという観点からは、多孔質板２００には親水性の材料、より具体的には現像液Ｑに対して接触角の小さな材料を用いることがより好ましい。現像液Ｑに対して濡れやすい材料で多孔質板２００を形成することで、多孔質板２００内部の細孔に速やかに現像液Ｑを行きわたらせて細孔内部の空気を速やかに排出することができる。換言すれば、多孔質板２００の細孔の内部を現像液Ｑで満たしておくことができる。したがって、現像液Ｑに気泡が含まれることを防止し、気泡による現像欠陥を低減することができる。

所定の時間現像処理が行われると、次に、図１１に示すように、現像液供給ノズル１５２とウェハＷとの間に現像液Ｑの液膜を形成した状態でウェハＷを回転させて、ウェハＷと多孔質板２００との間の現像液Ｑを遠心力により振り切る。振り切られた現像液Ｑは、仕切板２３０を伝ってウェハＷと仕切板２３０との間の隙間から下方に排出される。例えば、現像液供給ノズル１５２を上昇させて現像液Ｑを振り切ると、振り切られてカップ１４２に衝突した現像液Ｑが跳ね返ってウェハＷ上に飛散することがあるが、このように、仕切板２３０を伝わらせて現像液Ｑを振り切ることで、ウェハＷ上に飛散することを防止できる。

続いて、ウェハＷの回転を維持した状態で、図１２に示すように、気液供給管２２０からウェハＷ上にリンス液として純水Ｐを供給して洗浄を行う。このとき、純水Ｐの供給量を調整して、多孔質板２００とウェハＷとの両方に純水Ｐが接触するようにする。そうすることで、多孔質板２００の表面の洗浄も同時に行われる。また、洗浄の際も純水Ｐが仕切板２３０を伝って下方に排出されるので、カップ１４２による純水Ｐの再飛散を防止できる。

ウェハＷ及び多孔質板２００を洗浄した後は、気液供給管２２０からの純水Ｐの供給を停止し、現像液供給ノズル１５２を所定量だけ上方に移動させる。そして、図１３に示すように、気液供給管２２０から今度は窒素ガスを吐出して、ウェハＷ上に残った純水Ｐや、多孔質板２００とウェハＷとの間に残った純水Ｐのミストを吹き飛ばして、ウェハＷの乾燥を行う。この際、多孔質板２００から現像液Ｑが垂れ落ちないように、吸排気管２２１から空間Ｓを排気して、適宜空間Ｓ内の圧力が負圧に調節される。この際、また、ウェハＷの乾燥の際に現像液供給ノズル１５２を上方に移動させる量は、例えば仕切板２３０の下端面が、ウェハＷの上面よりも引き続き下方に位置するように設定される。換言すれば、仕切板２３０の多孔質板２００の下面から突出する長さは、現像処理後のウェハＷの乾燥のために現像液供給ノズル１５２を上方に移動させたときに、依然としてウェハＷの側面を覆えるように設定される。

その後、ウェハＷの回転を停止させて、現像液供給ノズル１５２をウェハＷ上から例えば待機部１５４上に移動させる。そして、スピンチャック１４０のウェハＷが現像処理装置３０から搬出される。その後、スピンチャック１４０に新たなウェハＷが載置されると、待機部１５４から現像液供給ノズル１５２をウェハＷ上に移動させ、この一連の現像処理が繰り返し行われる。

現像処理の終了後、ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。次いで、ウェハＷは、熱処理装置４０で温度調整される。その後、ウェハＷは、所定のカセット載置板２１のカセットＣに搬送され、一連のフォトリソグラフィー工程が完了する。

以上の実施の形態によれば、現像液供給ノズル１５２の多孔質板２００の上面に当接して設けられた蓋体２１０の内側にフローティング板２１２が設けられているので、多孔質板２００と蓋体２１０とで囲まれる空間Ｓ内に現像液Ｑを供給し、吸排気管２２１からフローティング板２１２の上方に気体を供給して当該フローティング板２１２を押圧することで、フローティング板２１２を介して現像液Ｑの液面を均一に押圧することができる。したがって、多孔質板２００からウェハＷに対して面内均一に現像液を供給して、ウェハＷの面内で均一な現像処理を行うことができる。その結果、所望の線幅でレジストパターンを形成できる。

また、多孔質板２００の外方に、当該多孔質板２００を囲むように仕切板２３０が設けられているので、現像処理後に現像液Ｑを振り切る際に、振り切られた現像液Ｑがカップ１４２に衝突してウェハＷ上に飛散することを防止できる。

また、リンス液や乾燥用の清浄ガスを供給する気液供給管２２０が多孔質板２００を貫通して設けられているので、現像処理を行った後、現像液供給ノズル１５２により連続的にリンス洗浄や乾燥を行うことができる。したがって、リンス液の供給ノズルや乾燥ガスの乾燥ノズルが別途設けられている場合と比較して、各ノズルの移動に要する時間を短縮することができるので、現像処理のスループットを向上させることができると共に、従来別途設けられていた洗浄用、乾燥用のノズル、及びこれらノズルのための駆動機構も不要となるので現像処理装置３０のコストを低減することができる。また、現像液Ｑの振り切りの場合と同様に、仕切板２３０により、リンス洗浄時にカップ１４２に衝突した純水ＰがウェハＷ上に飛散することも防止できる。

なお、以上の実施の形態では、２つのカップ１４２の中間の位置に待機部１５４を配置した現像処理装置３０を例にして説明したが、現像処理装置３０内のカップ１４２の数や配置、及び待機部１５４の配置については本実施の形態の内容に限定されるものではなく、任意に設定できる。特に、現像処理後のリンス洗浄において、ウェハＷと共に多孔質板２００の洗浄も同時に行うことができるので、例えば、従来は待機部１５４に移動させて行っていたノズルの洗浄を、現像処理を行ったカップ１４２の内部で完了させることができる。したがって、待機部１５４を必ずしも設ける必要はない。そのため、例えば図１４に示す現像処理装置２５０のように、複数のカップ１４２のみを配置するようにしてもよい。かかる場合、現像処理装置２５０を小型化することができる。また、各カップ１４２に対して現像液供給ノズル１５２を配置することで、現像液供給ノズル１５２をカップ１４２間で移動させる必要がなくなるので、現像処理のスループットを向上させることができる。

以上の実施の形態では、現像液供給ノズル１５２の上部に二重管構造を有する気液供給管２２０を設けたが、例えばリンス液の供給管や乾燥ガスの供給管を、それぞれ別個に多孔質板２００を貫通して設けるようにしてもよい。但し、ウェハＷの中心にリンス液及び乾燥ガスを供給して、偏りなく洗浄及び乾燥を行うというという観点からは、二重管構造を有する気液供給管２２０を、多孔質板２００の中心部を貫通して設けることが好ましい。

また、以上の実施の形態では、空間Ｓへの給気と排気を行う吸排気管２２１を蓋体２１０の上部に設けたが、給気のみを行う管と、排気のみを行う管を個別に蓋体２１０に接続してもよい。また、吸排気管２２１の接続位置も蓋体２１０の上面である必要はなく、例えばフローティング板２１２の上方から気体を供給したり排気したりできれば、吸排気管２２１は現像液貯留部材２０１の側面を貫通して設けてもよい。但し、フローティング板２１２を偏りなく均一に押圧するという観点からは、少なくとも空間Ｓ内に給気する管は、蓋体２１０上部に均等に複数配置することが好ましい。

以上の実施の形態では、多孔質板２００の直径をウェハＷの直径と同じか又はウェハＷの直径より大きく設定していたが、多孔質板２００の直径は、厳密にウェハＷの直径以上である必要はなく、例えば多孔質板２００の直径がウェハＷの直径よりもわずかに小さな場合であっても、多孔質板２００の下面に形成された現像液Ｑの液膜を、ウェハＷの全面に対して同時に接触させることができれば、その場合も多孔質板２００の直径は、ウェハＷの直径以上であるといえる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。

本発明は、現像処理を行う際に有用である。

１ 基板処理システム
３０ 現像処理装置
３１ 下部反射防止膜形成装置
３２ レジスト塗布装置
３３ 上部反射防止膜形成装置
４０ 熱処理装置
１５２ 現像液供給ノズル
２００ 多孔質板
２０１ 現像液貯留部材
２０２ 現像液供給管
２０３ 天板
２１０ 蓋体
２１１ 隔壁
２１２ フローティング板
２２０ 気液供給管
２２１ 吸排気管
２３０ 仕切板
Ｗ ウェハ
Ｑ 現像液
Ｐ 純水

Claims (10)

1. 基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜を現像する現像処理装置であって、
   基板を保持する基板保持部と、
   基板の全面に現像液を供給する現像液供給ノズルと、を有し、
   前記現像液供給ノズルは、
   基板以上の直径を有する多孔質板と、
   下面が開口した円筒形状を有し、前記多孔質板と気密に当接して設けられた蓋体と、
   前記多孔質板と前記蓋体とで囲まれる空間内に現像液を供給する現像液供給管と、
   前記多孔質板と前記蓋体とで囲まれる空間内に、昇降自在に設けられた円盤形状のフローティング板と、
   前記フローティング板の上方から前記多孔質板と前記蓋体とで囲まれる空間への気体の供給を行う給気管と、当該空間内の排気を行う排気管と、を備えていることを特徴とする、現像処理装置。
2. 前記蓋体の内側には、複数の開口が形成された隔壁が、当該蓋体の内側面に当接し且つ前記多孔質板と平行に設けられ、
   前記現像液供給管は、前記隔壁の下方に現像液を供給するように配置され、
   前記フローティング板は、前記隔壁の上方に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の現像処理装置。
3. 前記現像液供給ノズルは、前記多孔質板の下面からリンス液を供給するリンス液供給管をさらに有していることを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の現像処理装置。
4. 前記現像液供給ノズルは、前記多孔質板の下面から乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給管をさらに有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像処理装置。
5. 前記現像液供給ノズルは、同軸状の、前記多孔質板の下面からリンス液を供給するリンス液供給管と、前記多孔質板の下面から乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給管とを備えた気液供給管を有し、
   前記気液供給管は、前記多孔質板の中心部を、当該多孔質板の厚み方向に貫通して設けられていることを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の現像処理装置。
6. 前記給気管及び前記排気管は、前記蓋体の上面に接続されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像処理装置。
7. 前記多孔質板の外方には、当該多孔質板を囲み且つ当該多孔質板の下面よりも下方に突出する仕切板が設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の現像処理装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の現像処理装置を用いた現像処理方法であって、
   前記多孔質板と前記蓋体とで囲まれる空間内に現像液を供給し、
   次いで、フローティング板の上方から多孔質板と前記蓋体とで囲まれる空間内に気体を供給してフローティング板により現像液を下方に押圧することで、前記多孔質板の下面に現像液の液膜を形成し、
   前記現像液の液膜を基板上のレジスト膜に接触させることで現像処理を行うことを特徴とする、現像処理方法。
9. 請求項８に記載の現像処理方法を現像処理装置によって実行させるために、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
    
    

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