JP3280883B2 - 現像処理方法及び現像処理装置 - Google Patents

現像処理方法及び現像処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハの表
面に現像液を供給してレジスト膜を現像処理する現像処
理方法及び現像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体デバイスの製造において
は、被処理体としての半導体ウエハにフォトレジストを
塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて回路パターン
をフォトレジストに転写し、これを現像処理することに
より回路が形成される。
【０００３】例えば、現像処理においては、現像液を現
像液供給ノズルから被処理体としての半導体ウエハ上に
供給し、現像液をその表面張力によって液盛りして所定
時間保持することにより、回路パターンの現像を行う方
式が一般的に採用されている。
【０００４】近時、現像液を均一に供給する観点から、
このような方式として、例えば、多数のノズル孔を直線
上に配列した現像液供給ノズルを用い、このノズルから
現像液を滲み出させつつ半導体ウエハを低速回転させて
現像液を半導体ウエハ全体に押し広げるパドル型が採用
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の現像処理方法に
おいては、半導体ウエハ表面上に形成されたレジスト膜
に現像液である現像液を供給する際、現像液がレジスト
膜に最初に接触するときの影響（ファーストインパク
ト）により現像欠陥を引き起こすことがある。近時、回
路パターンの線幅の微細化に伴いレジストがさらに高解
像度化されたことから、従来では問題とされていなかっ
た現像液のファーストインパクトによって現像不良を生
じるおそれが出てきている。すなわち、現像液を供給す
る際に弁を開けると、圧力が一時的に大きくなり、その
ために現像液のファーストインパクトを受ける部位のレ
ジスト膜のほうが他の部位よりも現像が進んでしまい
（過剰現像）、現像の不均一を生じるおそれがあるとい
うことが分かった。しかしながら、このようなファース
トインパクトの影響を考慮して現像欠陥を少なくすると
いう効果的な技術は未だ存在していない。本発明の目的
は、現像不良をできる限り抑制することができる現像処
理方法及び現像処理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、基板
に現像液を供給して現像処理を行う現像処理方法であっ
て、基板表面近傍に現像液および純水を供給するノズル
を位置する工程と、前記ノズルから前記基板表面上に純
水を供給して前記基板表面と前記ノズルとの間を繋ぐ純
水のカーテンを形成する工程と、前記純水のカーテンが
形成された後に前記ノズルから前記現像液を供給する工
程と、を具備することを特徴とする現像処理方法を提供
する。
【０００７】本発明は、第２に、基板に現像液および純
水を供給するノズルと、出発地点としての第１の位置お
よび前記基板に前記現像液および前記純水を供給するた
めの第２の位置の間で前記ノズルを移動するノズル移動
手段と、前記ノズルに前記現像液を供給するための現像
液供給手段と、前記ノズルに前記純水を供給するための
純水供給手段と、前記ノズル移動手段、前記現像液供給
手段および前記純水供給手段の動作を制御する制御手段
とを具備する現像処理装置を使用し、前記基板に前記現
像液を供給して現像処理を行う現像処理方法であって、
前記制御手段が、待機モードで前記ノズル移動手段に前
記ノズルを第１の位置から第２の位置まで移動させる工
程と、前記制御手段が前記ノズルの制御モードを待機モ
ードから非待機モードに変更する工程と、前記制御手段
が、前記純水供給手段に前記ノズルへ前記純水を供給さ
せ、前記ノズルから前記基板表面上に前記純水を供給し
て前記基板表面と前記ノズルとの間を繋ぐ純水のカーテ
ンを形成する工程と、前記制御手段が、前記現像液供給
手段に前記ノズルへ前記現像液を供給させ、前記ノズル
から前記現像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を提供する。
【０００８】本発明は、第３に、基板に現像液を供給し
て現像処理を行う現像処理装置であって、基板を回転可
能に保持するチャックと、前記チャックに保持される基
板の径に相当する長さをもち、前記チャック上の基板に
向けて純水と現像液とを供給するノズルと、このノズル
の長手方向に配列され、前記ノズルから純水を吐出させ
るために前記ノズルの下部にて実質的に等ピッチ間隔に
開口する複数の第１の吐出孔と、これらの第１の吐出孔
と対をなすように前記ノズルの長手方向に配列され、前
記ノズルから現像液を吐出させるために前記ノズルの下
部にて実質的に等ピッチ間隔に開口する複数の第２の吐
出孔と、前記第１の吐出孔と純水供給源との間の純水供
給路に設けられた第１のバルブと、前記第２の吐出孔と
現像液供給源との間の現像液供給路に設けられた第２の
バルブと、前記第１及び第２のバルブの開閉をそれぞれ
制御する制御部と、を具備することを特徴とする現像処
理装置を提供する。
【０００９】本発明は、第４に、基板に現像液を供給し
て現像処理を行う現像処理装置であって、基板を回転可
能に保持するチャックと、前記チャックに保持された基
板の表面に向けて純水と現像液とを供給する複数の吐出
孔を有するノズルと、このノズルの長手方向に延び出
し、前記複数の吐出孔に連通し、純水、現像液、又は純
水と現像液との混合液を一時溜めた後に前記吐出孔に向
けて流下させる溝部と、前記ノズルと現像液供給源とに
連通する現像液供給路が前記ノズルと純水供給源とに連
通する純水供給路に出会う合流点に設けられ、前記ノズ
ルに連通する供給路を前記現像液供給路および前記純水
供給路のいずれか一方に切り替える切り替え弁と、この
切り替え弁の開閉を制御する制御部と、を具備すること
を特徴とする現像処理装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の現像処理方法は、被処理
体表面上に純水を供給して被処理体表面上に純水の液膜
を形成し、純水の液膜が形成された被処理体表面上に処
理液を供給することを特徴としている。このように現像
液を吐出する前に純水の液膜を形成することにより、現
像液を吐出させることによるレジスト膜への影響、すな
わちファーストインパクトを緩和することができ、ファ
ーストインパクトに起因する現像欠陥を抑制することが
できる。
【００１１】ファーストインパクトについて具体例を挙
げてより詳細に説明する。例えば、いわゆるパドル型の
現像液供給装置において、現像液が収容されたタンク内
にＮ2 ガス等の圧送ガスを吹き込むことにより、現像液
が加圧される。この加圧により現像液は現像液供給ノズ
ルへ圧送され、この現像液供給ノズルに形成されたノズ
ル孔から吐出される。ノズル孔から突出された現像液
は、ノズル孔直下のレジスト膜表面の局所領域にのみに
衝突する。この結果、この局所領域においてのみ過度に
現像が進行し、現像後のレジスト膜に現像ムラを不都合
を生じる。
【００１２】また、現像液は、大気圧から一定の高圧
力、好ましくは０．５〜７ｋｇ／ｃｍ2 の範囲内、例え
ば３ｋｇ／ｃｍ2 で例えばＮ2 のような不活性ガスによ
り加圧され、この後ノズル孔から吐出され、レジスト膜
に衝突する。レジスト膜に衝突した現像液は、衝突の衝
撃および高圧力の解放により泡を生じる。この泡によ
り、解像不良が起こる。
【００１３】このようなファーストインパクトに起因す
る欠陥は、上述のパドル型の現像液供給装置だけでな
く、いわゆるストリームノズルやいわゆるマルチノズル
タイプにおいても同様に発生する。
【００１４】ファーストインパクトは、被処理体例えば
レジスト膜とノズルとの間隔が大きいほど大きくなるの
で、このことを考慮して、純水の液膜を形成する場合、
被処理体表面近傍（直上）に処理液および純水を供給す
るノズルを位置し、ノズルから被処理体表面上に純水を
供給して被処理体表面とノズルとの間を繋ぐことが好ま
しい。
【００１５】なお、処理液に界面活性剤を加えることが
レジスト膜に対して処理液のぬれ（親和性）の点で好ま
しい。本発明の現像処理方法では、被処理体表面上に純
水の液膜を形成した後は、純水の供給を停止し、その後
に処理液を供給しても良く、純水の供給をしながら処理
液を供給し、処理液の供給中に純水の供給を停止しても
良い。また、処理液による処理後には、リンス等の洗浄
工程が行われる。この場合においても、処理液の供給を
停止した後に、リンス液を供給しても良く、処理液を供
給しながらリンス液を供給し、リンス液の供給中に処理
液の供給を停止しても良い。
【００１６】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て具体的に説明する。図１は、本発明の現像処理方法の
第１実施形態に使用される基板の塗布・現像処理装置を
示す概略図である。この塗布・現像処理装置は、主にロ
ード・アンロード部９４、第１処理部９５、第２処理部
９６、および露光装置９３から構成されている。図１中
７１はロード・アンロード部９４のキャリアステージを
示す。このキャリアステージ７１には、処理前の被処理
体である基板を複数枚収納するキャリアＣ１および処理
後の基板を収納するキャリアＣ２が載置されている。ま
た、ロード・アンロード部９４には、キャリアＣ１およ
びＣ２の開口部から基板の搬入・搬出を行うピンセット
７２が載置されている。第１および第２処理部の中央部
には、基板搬送用のメインアーム７３，７４がそれぞれ
配置されている。また、第１処理部９５と第２処理部９
６との間には、受け渡し台７５が載置されている。
【００１７】メインアーム７３の搬送路の両側には、ブ
ラシ洗浄装置８１、ジェット水洗部８２、塗布装置８
３、アドヒージョン処理部８４、および冷却処理部８５
が配置されており、メインアーム７４の搬送路の両側に
は、加熱処理部８６および現像処理部８７が配置されて
いる。また、第２処理部９６と露光装置９３との間に
は、ピンセット９１および受け渡し台９２が配置されて
いる。
【００１８】上記構成を有する塗布・現像処理装置にお
いて、カセットＣ１内に収容された未処理の基板は、ピ
ンセット７２によって取り出された後、メインアーム７
３に受け渡され、ブラシ洗浄部８１内に搬送される。こ
のブラシ洗浄部８１内においてブラシ洗浄された基板
は、必要に応じて引き続いてジェット水洗浄部８２内に
おいて高圧ジェット水により洗浄される。その後、基板
は、アドヒージョン処理部８４において疎水化処理が施
され、冷却処理部８５において冷却された後、塗布装置
８５においてフォトレジスト膜、すなわち感光膜が塗布
形成される。その後、露光装置９３において露光処理が
施されてフォトレジスト膜に所定のパターンが転写され
る。そして、露光後の基板は現像処理部８７内へ搬送さ
れ、処理液脱気機構により脱気された現像液により現像
された後、リンス液により現像液が洗い流され、これに
より現像処理が終了する。
【００１９】図２は本発明の現像処理装置の一実施例を
示す模式図である。図２中１はタンクを示す。タンク１
には現像液２が貯留されており、また、タンク１には、
例えば窒素ガス等の圧送ガスを貯蔵したガスボンベ３が
配管４を介して接続されている。また、タンク１内の現
像液２には、配管５の端部が浸漬されおり、配管５の途
中には、中間タンク６および処理液脱気機構７が順次設
けられている。そして、タンク１内の現像液２は、ガス
ボンベ３内の圧送ガス、例えば窒素ガスが配管４を介し
てタンク１に供給されることにより、配管５を通ってノ
ズル１２に向けて圧送される。
【００２０】処理液脱気機構７の下流側で配管５は配管
５ａと配管５ｂとに分かれ、各配管には、ノズル１２に
至るまでに、それぞれフローメーター８ａ，８ｂ、フィ
ルター９ａ，９ｂ、ウォータージャケット１０ａ，１０
ｂ、エアオペレションバルブ１１ａ，１１ｂが順に設け
られており、ノズル１２には、これら２つの配管を介し
て２カ所から現像液が導入される。
【００２１】一方、現像部１３は、基板、例えば半導体
ウエハＷを吸着保持するチャック１４と、チャック１４
を回転させるモータ１５と、チャック１４に保持された
半導体ウエハＷを囲繞するカップ１６とを備えている。
【００２２】上記中間タンク６の外側には、例えば静電
容量センサからなるリミットセンサ６ａおよびエンプテ
ィセンサ６ｂが設けられており、これらからの信号が図
示しないコントローラに出力され、現像液の液面の位置
が制御される。そして、配管５ａ，５ｂを通流する現像
液２は、フローメーター８ａ，８ｂにより流量が制御さ
れ、さらにフィルター９ａ，９ｂにより不純物等が除去
される。また、ウォータージャケット１０ａ，１０ｂに
は温度調節された水が循環され、これにより配管５ａ，
５ｂを通流する現像液２の温度が制御される。
【００２３】また、カップ１６の外側には、リンスノズ
ル１７が移動自在に設けられている。さらに、カップ１
６内には、ウエハＷの裏面に向かってリンス液を噴霧す
るバックリンス散布手段１８が設けられている。
【００２４】このようにして処理された現像液２はノズ
ル１２に送られ、ノズル１２からチャック１４上の半導
体ウエハＷ上に供給されて現像処理が行われる。次に、
ノズル１２について説明する。このノズル１２は、図３
およびそのIV−IV線に沿う断面図である図４に示すよう
に、側壁２１および底壁２２によって規定される現像液
収容室２３を有している。収容室２３の上部開口は、蓋
部材２４により閉塞されており、蓋部材２４と側壁２１
との間はパッキン２５でシールされている。蓋部材２４
には、２カ所に現像液供給管２７が設けられており、配
管５ａおよび５ｂを通って送られてきた現像液２が２つ
の供給管２７を介して現像液収容室２３内に供給され、
その中に収容される。底壁２２には、その長手方向に沿
って複数の液吐出孔２８が形成されており、この液吐出
孔２８から現像液２が半導体ウエハＷ上に供給される。
そして、このノズル１２の水平方向の長さは、半導体ウ
エハＷの直径とほぼ一致している。
【００２５】上述のような構成からなる現像処理装置に
おいて、例えば、図６に示すフローに従って、次のよう
にレジスト膜の現像処理が行われる。 （１）主面にレジスト膜が形成された半導体ウエハＷ
を、現像部１３内にロードする（図６中Ｓ１）。この
際、半導体ウエハＷは、図１に示すウエハ搬送用のメイ
ンアーム７３に支持され、現像部１３内に搬入され、図
２に示すチャック１４の上に載置される。次いで、チャ
ック１４が動作して半導体ウエハＷを吸着保持する。
【００２６】（２）ノズル１２を、ホーム位置で上昇さ
せる。次に、ノズル１２を、ホーム位置からウエハ中心
位置まで移動させる（図６中Ｓ２）。次いで、ノズル１
２を降下させる。具体的には、図４に示すように、ノズ
ル１２をウエハＷの中央上方例えば１．０〜１．２ｍｍ
の高さに位置させる（図６中Ｓ３）。
【００２７】（３）ノズル１２を停止させた後、ノズル
１２が静止した状態でノズル１２の液吐出孔２８からウ
エハＷ上に純水を０．３〜０．５秒吐出させる（中Ｓ
４）。これにより、に示すように、ウエハＷ表面に形成
されたレジスト膜３１とノズル１２との間をノズル１２
の長手方向に沿って連続的に純水３０がつながり、これ
により純水３０のカーテンが形成される。
【００２８】（４）この後、モータ１５によりウエハＷ
を例えば矢印Ａ方向に１／２回転させつつ、ノズル１２
の液吐出孔２８からウエハＷ上に現像液２を０．３〜
０．５秒吐出させる。これにより、ウエハＷ上に形成さ
れたレジスト膜３１表面に現像液２が液盛される（図６
中Ｓ５）。このときのウエハＷの回転は、低速、例えば
約30rpm で行う。
【００２９】（５）液盛終了後、ウエハＷの回転を停止
する。これと同時に、ウエハ中心位置でノズル１２を上
昇させ（図６中Ｓ６）、次いでホーム位置まで戻す（図
６中Ｓ７）。
【００３０】（６）リンスノズル１７を上昇させ、その
ホーム位置からウエハＷ上の所定位置まで移動し、リン
スノズル１７の先端部をウエハＷ上に位置させる（図６
中Ｓ８）。次いでリンスノズル１７を降下させる。
【００３１】（７）現像液の突出から所定の現像処理時
間が経過した後、ウエハＷを回転させて現像液２のふり
切りを行う（図６中Ｓ９）。次いで、リンスノズル１７
からリンス液をウエハＷ表面に滴下し、同時にバックリ
ンス散布手段１８からウエハＷの裏面に向かってリンス
液を散布し、これによりウエハＷの表面および裏面のリ
ンス洗浄を行う（図６中Ｓ１０）。ウエハＷが回転して
いる最中にリンスノズル１７およびバックリンス散布手
段１８によるリンス液の供給を停止する。
【００３２】（８）リンス洗浄終了後、リンスノズル１
７を上昇させ、次いでホーム位置まで戻す。この際ウエ
ハＷまだ回転し続けている。これにより、ウエハＷの乾
燥が行われる（図６中Ｓ１１）。
【００３３】（９）所定の乾燥処理時間経過後、ウエハ
Ｗを停止させてウエハＷの乾燥を停止する。 （１０）メインアーム７３が、ウエハＷをチャック１４
から受け取り、ウエハＷを現像部１３から搬出させる
（中Ｓ１２）。以上説明したレジスト現像処理方法で
は、工程（４）で純水３０のカーテンがノズル１２およ
びレジスト膜３１の間に形成されている。このため、工
程（５）の現像液２の液盛において、この純水３０がウ
エハＷの回転により押し広げられることにより、ウエハ
Ｗの表面に形成されたレジスト膜３１の表面上に純水３
０の液膜が形成される。次いで、現像液２をノズル１２
の液吐出孔２８から吐出させることにより、現像液２
は、この純水３０の液膜中に均一に拡散混合していき、
レジスト膜３１の上に均一に現像液２が行きわたる。す
なわち、純水３０の液膜がレジスト膜３１の上に存在す
ることにより、現像液２が初めてウエハＷ上のレジスト
膜に接するときのファーストインパクトが緩和される。
また、現像液２のみの液膜形成の際の現像時間超過によ
る過現像や泡の巻き込みを防止することができる。した
がって、液吐出孔２８直下に対応する位置のファースト
インパクトに起因する過度の現像、現像時間超過による
過現像、および現像液の泡の巻き込みを阻止することが
でき、現像液をレジスト膜に均一に供給することがで
き、これにより現像欠陥の発生を防止することができ
る。
【００３４】また、工程（５）の現像液２の液盛（図６
中Ｓ５）において、ウエハＷを回転させることなく現像
液２の供給を行い、現像液２のカーテンをノズル１２お
よびレジスト膜３１の間に形成した後に、現像液２をノ
ズル１２から供給しつつウエハＷを回転させることも可
能である。この場合、図７に示すように、工程（４）で
純水３０のカーテンがノズル１２およびレジスト膜３１
の間に形成されている。この純水３０のカーテンの存在
により、現像液２が初めてレジスト膜３１に接するとき
のファーストインパクトが緩和される。また、現像液２
のみの液膜形成の際の現像時間超過による過現像や泡の
巻き込みを防止することができる。したがって、液吐出
孔２８直下に対応する位置のファーストインパクトに起
因する過度の現像、現像時間超過による過現像、および
現像液の泡の巻き込みを阻止することができ、現像液を
レジスト膜に均一に供給することができ、これにより現
像欠陥の発生を防止することができる。
【００３５】このように、本発明の現像処理方法によれ
ば、処理液供給によるファーストインパクトに起因する
半導体ウエハＷの欠陥を、処理液、例えば現像液が、被
処理体、例えばレジスト膜に初めて接するときに両者の
間に純水を介在させることで防止または抑制することが
できる。
【００３６】上記レジスト現像処理方法では、工程
（４）でに示すようにノズル１２およびレジスト膜３１
の間に純水３０のカーテンを形成した後は、ノズル１２
からの純水３０の供給を行っていない。しかし、工程
（５）の現像液２の液盛において、レジスト膜３１の表
面上に純水３０をさらに供給しながら純水３０の液膜を
形成しながら現像液２を供給し、現像液２の供給中に純
水２の供給を停止しても良い。前記のように純水３０と
現像液２の切り替えは、に示すような現像液用配管２７
ａと純水用配管２７ｂとを設けたノズル１２’を用い
て、現像液用配管２７ａに関する弁と純水用配管２７ｂ
に関する弁の開閉を制御することにより行う。このノズ
ル１２’では、に示すように、ノズル１２’の長手方向
に沿って一対の溝部４１、４２が互いにほぼ平行に形成
されている。これらのうち一方の溝部４１は現像液用配
管２７ａに連通している。また、他方の溝部４２は現像
液用配管２７ｂに連通している。ノズル１２’には、複
数の対の液吐出孔２８ａ、２８ｂが、長手方向に沿って
実質的に等ピッチ間隔で配列されている。各対において
一方の液吐出孔２８ａは、前記一方の溝部４１に連通し
ている。他方の液吐出孔２８ｂは、前記他方の溝部４２
に連通している。従って、現像液２は、現像液用配管２
７ａ、前記一方の溝部４１および液突出孔２８ａを通し
て吐出される。同様に、純水３０は、純水用配管２７
ｂ、前記他方の溝部４２および液突出孔２８ｂを通して
吐出される。
【００３７】また、に示すノズル１２’において、に示
すように、ノズル１２’の先端部に凹部４３を設け、こ
の凹部４３内に液吐出孔２８ａ，２８ｂの吐出側端部を
設けることが好ましい。凹所４３において現像液が純水
のカーテンにつながり易くなるからである。
【００３８】およびに示すような現像液供給管２７に切
り替え弁２７ｃを介して現像液用配管２７ａおよび純水
用配管２７ｂを連結したノズル１２''を用いて、切り替
え弁２７ｃの開閉を制御することにより行うことも可能
である。このノズル１２''では、に示すように、ノズル
１２''の長手方向に沿って一つの溝部４４が互いにほぼ
平行に形成されている。この溝部４４はメイン配管２７
に連通している。ノズル１２''には、複数の液吐出孔２
８が、長手方向に沿って実質的に等ピッチ間隔で配列さ
れている。液吐出孔２８は溝部４４に連通している。従
って、現像液２は、現像液用配管２７ａ、メイン配管２
７、溝部４４および液吐出孔２８を通して吐出される。
同様に、純水３０は、純水用配管２７ｂ、メイン配管２
７、溝部４４および液吐出孔２８を通して吐出される。
このような溝部４４を有するノズルにおいては、先ず配
管２７ｂをメイン配管２７に連通させて純水をノズルに
供給すると、純水は溝部４４に一時溜められた後に吐出
孔２８に向けて流下する。次いで、切り替え弁２７ｃを
切り替えて配管２７ａをメイン配管２７に連通させる
と、純水の供給が停止するとともに現像液がノズルに向
けて供給され、溝部４４において現像液が純水と混じり
合い、現像液が純水で希釈された混合液となって液吐出
孔２８を流下し、基板上に吐出されるので、現像液によ
るファーストインパクトが緩和され、現像不良の発生が
防止される。
【００３９】なお、弁２７ｃの開閉の制御は、図示しな
い制御装置によりノズル１２’、１２''の移動・昇降動
作や、ウエハＷの回転動作と連関して行う。実際に、本
発明の現像処理方法と、従来の現像処理方法とを用い
て、高解像度レジストを塗布した８インチウエハに現像
処理を施し、現像欠陥を観察した結果、本発明の現像処
理方法においては、従来の方法における場合の９割以上
の改善がなされていた。このことから本発明の効果が確
認された。
【００４０】また、ノズルも上記構造のものに限らず、
図１２に示すようなストリームノズル５１であってもよ
いし、図１３に示すようにノズル本体５２に複数のノズ
ル５３が設けられたマルチノズルタイプであってもよ
い。これらはいずれも被処理体としての半導体ウエハＷ
を回転させつつ、ノズルを直線的に（水平方向に）移動
させる。
【００４１】上記第１実施形態では、現像液の供給前に
純水を供給して液膜および／またはカーテンを形成して
いる。しかしながら、処理液の媒体として許容可能な溶
媒、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等を純水に
代えて使用可能である。
【００４２】次に、本発明のレジスト現像処理方法の第
２実施形態について説明する。図１４は、この第２実施
形態にかかるレジスト現像処理方法に用いられる現像部
１００を示す。なお、図１４中で、上記第１実施形態と
同様の構成については同一の番号を付し、説明を省略す
る。
【００４３】図１４に示す現像部１００は、純水および
現像液の２つの供給系を備えたノズル１２と、このノズ
ル１２をホーム位置およびウエハ中心位置の間で移動さ
せるための搬送ベルト１０１と、この搬送ベルト１０１
を駆動させるモータ１０２とを具備する。このモータ１
０２は、制御部１０３に接続され、制御部１０３からの
制御信号に従って作動および停止される。
【００４４】また、ウエハ中心位置には、ノズル１２が
ウエハ中心位置に到達したことを検出するセンサ１０４
が設けられている。センサ１０４は、制御部１０３に電
気的に接続され、センサ１０４による検出信号が制御部
に伝達される。
【００４５】一方、現像部１００は、ウエハＷの表面を
リンスするためのリンスノズル１７を具備し、このリン
スノズル１７の回転軸１７ａには、モータ１０５が接続
されている。このモータ１０５も制御部１０３に電気的
に接続され、制御部１０３からの制御信号に従って作動
および停止される。
【００４６】また、図１５に示すように、チャック１４
を回転させるモータ１５は、制御部１０３に電気的に接
続され、制御部１０３からの制御信号に従って、動作お
よび停止されると共に、回転数および加速度が制御され
るようになっている。
【００４７】さらに、図１５に示すように、ウエハＷを
保持するチャック１４を取り囲むカップ１６の底部に
は、複数の排気パイプ１１０が接続され、排気ポンプ１
１１によりカップ１６からの排気がなされるようになっ
ている。言い換えれば、ウエハＷの周囲のガスが排気パ
イプ１１０を介して吸引除去される。排気パイプ１１０
には、オートダンパー１１２が介設されている。
【００４８】このオートダンパー１１２は、制御部１０
３に電気的に接続され、制御部１０３からの制御信号に
従って開閉される。ノズル１２には、に示すように、ノ
ズル１２へ純水および現像液をそれぞれ供給する供給パ
イプ１１３および１１４には、第１及び第２のエアバル
ブ１１５，１１６が介設されている。これらの第１及び
第２のエアバルブ１１５および１１６は、制御部１０３
に電気的に接続され、制御部１０３からの制御信号に従
って開閉される。
【００４９】上述のような現像部１００におけるレジス
ト現像処理工程の制御シーケンスについて説明する。下
記表１は、レジスト処理工程の制御シーケンスの一例で
ある。
【００５０】
【表１】
【００５１】上記シーケンスにおいて、ステップ１で
は、制御部１０３がモータ１０２を１．０秒間駆動さ
せ、ノズル１２をホーム位置からウエハ中心位置へ移動
させる。なお、この際、ウエハＷの回転加速度は、初期
値として１００００ｒｐｍ／ｓｅｃに設定されている。
また、リンスノズル１７はホーム位置にある。
【００５２】このステップ１では、ノズル１２の制御モ
ードは待機（WAIT）モードである。ここで、待機モード
とは、他の動作、例えばウエハＷの搬入動作完了等をノ
ズル１２が待機している状態をいう。従って、待機モー
ドでのノズル１２の動作は位置優先で制御される。
【００５３】なお、制御部１０３は、初期設定として、
排気ポンプ１１１を駆動させ、排気パイプ１１０を介し
てカップ１６内の排気を行わせ、カップ１６内で発生し
たミストを除去している。
【００５４】次にステップ２では、ノズル１２のモード
が、待機から非待機（NON-WAIT）に変更される。非待機
モードとは、他の動作を待機することなくノズル１２が
経過時間に従って動作する状態をいう。従って、ノズル
１２は時間優先で制御されるようになる。
【００５５】このモードの切り替えは、例えば、ノズル
１２がウエハ中心位置に到達すると、センサ１０４がを
これを検出し、制御部１０３に信号を伝達する。制御部
１０３はこの信号に基づいて、ノズル１２の動作モード
を待機から非待機に変更する。
【００５６】ステップ２では、ウエハＷの回転数０、す
なわちウエハＷを停止させた状態でエアバルブ１１６を
開き、ノズル１２から純水を０．３秒間供給させ、これ
により、第１実施形態と同様に、ノズル１２およびウエ
ハＷの表面の間に純水のカーテンを形成する。
【００５７】ステップ３では、ウエハＷを回転数３０ｒ
ｐｍ、加速度１００００ｒｐｍ／ｓｅｃで１秒間回転さ
せながら、エアバルブ１１５を開き、ノズル１２より現
像液を吐出させる。これにより、ウエハＷの表面に現像
液が液盛される。
【００５８】ステップ４では、予め定められた時間ｘだ
け、ウエハＷの回転が停止され、現像処理が進行する。
この間、制御部１０３は、オートダンパー１１２を閉
じ、カップ１６からの排気を停止させる。制御部１０３
は、このようにカップ１６からの排気を停止し、時間ｘ
が経過した後、再びオートダンパー１１２を開き、排気
が開始させる。
【００５９】ステップ５では、制御部１０３は、モータ
１０５を駆動させ、これにより、リンスノズル１７をホ
ーム位置より、ウエハＷの上に所定位置に移動させる。
ステップ６では、制御部１０３は、モータ１５を駆動さ
せ、これにより、ウエハＷを、回転数２０００ｒｐｍ、
加速度５０００ｒｐｍ／ｓｅｃで５秒間回転させる。こ
れと同時に、リンスノズル１７よりリンス液をウエハＷ
の表面に滴下すると共に、バックリンス散布手段１８よ
りリンス液をウエハＷの裏面に向かって散布する。
【００６０】ステップ７では、制御部１０３は、モータ
１５により、ウエハＷを、回転数５００ｒｐｍ、加速度
１００００ｒｐｍ／ｓｅｃで５秒間回転させる。これと
同時に、リンスノズル１７よりリンス液をウエハＷの表
面に滴下すると共に、バックリンス散布手段１８よりリ
ンス液をウエハＷの裏面に向かって散布する。
【００６１】ステップ８では、制御部１０３は、モータ
１５により、ウエハＷを、回転数５００ｒｐｍ、加速度
１００００ｒｐｍ／ｓｅｃで回転させる。これと同時に
リンスノズル１７がウエハＷ上から待避し、ホーム位置
に戻される。
【００６２】ステップ９では、ステップ８では、制御部
１０３は、モータ１５により、ウエハＷを、回転数４０
００ｒｐｍ、加速度１００００ｒｐｍ／ｓｅｃで１０秒
間回転させる。ステップ８および９のウエハＷの回転に
より、ウエハＷのふり切り乾燥が行われる。
【００６３】ステップ１０では、制御部はモータ１０２
を駆動させ、これにより、ノズル１２をウエハ中心位置
からホーム位置に移動される。上述のような制御シーケ
ンスに従って行われるレジスト現像処理方法では、ステ
ップ１とステップ２以降とで、ノズル１２のモードが待
機から非待機に変更される。このノズル１２のモードの
変更は、次の利点がある。すなわち、ステップ１以前で
は、ノズル１２は、他の動作、例えばウエハＷのチャッ
ク１４への装着の完了等を待機することが空動作防止等
の点で好ましい。
【００６４】しかし、ステップ２以降では、現像液の液
盛、リンスの開始等の現像処理時間を決定する工程が含
まれている。従って、ノズル１２の動作は、他の動作を
待機することなく、経過時間に従って制御することによ
り、所期の現像処理時間でレジスト現像を正確に行うこ
とが可能になる。この結果、レジスト現像処理の正確性
やウエハＷ間での均一性を高めることが可能である。
【００６５】また、上述のレジスト現像処理方法では、
ステップ４において、カップ１６からの排気を停止させ
ている。カップ１６からの排気は、カップ１６内に図１
５中矢印で示すような気流を発生させる。この気流によ
り、ウエハＷの外周縁部と、ウエハＷの中心部とで温度
差が生じる。このようにウエハＷの面内で温度差が生じ
ると、レジスト現像処理にムラが発生する。そこで、排
気を停止することにより、当該温度差の発生を防止し、
レジスト処理の面内均一性を向上できる。
【００６６】さらに、上述の第２実施形態にかかるレジ
スト現像処理方法では、ステップ６でのウエハＷの回転
加速度を、ステップ８および９の場合に比べて小さくし
ている。ステップ６では、ウエハＷを回転させて、ウエ
ハＷ表面上の現像液をふり切って除去すると共に、リン
スノズル１７からウエハＷの表面にリンス液を供給し、
ウエハＷの表面をリンスしている。しかし、ウエハＷが
回転し、リンスノズル１７からのリンス液の滴下を開始
した直後は、現像液はまだ高濃度である。このような高
濃度な現像液がミストとなって飛散すると、リンス後の
ウエハＷの表面にミストが付着し、現像ムラの発生要因
となりやすい。
【００６７】一方、ステップ８および９では、ウエハＷ
のふり切り乾燥が行われる。このときには、ステップ６
および７でのリンスにより、ほとんどの現像液がリンス
液で置換させれているので、現像液の飛散のおそれがほ
とんどない。
【００６８】そこで、ステップ６の現像液除去工程で
は、ウエハＷの加速度をステップ８および９のふり切り
乾燥のときに比べて小さくすることにより、現像液の飛
散を防止できる。
【００６９】なお、上記第１および第２実施形態では被
処理体として半導体ウエハを用いた例を示したが、これ
に限らず、被処理体として例えば液晶表示基板を用いて
も良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形することが可能である。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像処理
方法は、基板表面近傍に現像液および純水を供給するノ
ズルを位置する工程と、前記ノズルから前記基板表面上
に純水を供給して前記基板表面と前記ノズルとの間を繋
ぐ純水のカーテンを形成する工程と、前記純水のカーテ
ンが形成された後に前記ノズルから前記現像液を供給す
る工程とを具備するので、ファーストインパクトに起因
する現像不良をできる限り抑制して現状処理を行うこと
ができる。また、本発明の現像処理装置は、基板を回転
可能に保持するチャックと、前記チャックに保持される
基板の径に相当する長さをもち、前記チャック上の基板
に向けて純水と現像液とを供給するノズルと、このノズ
ルの長手方向に配列され、前記ノズルから純水を吐出さ
せるために前記ノズルの下部にて実質的に等ピッチ間隔
に開口する複数の第１の吐出孔と、これらの第１の吐出
孔と対をなすように前記ノズルの長手方向に配列され、
前記ノズルから現像液を吐出させるために前記ノズルの
下部にて実質的に等ピッチ間隔に開口する複数の第２の
吐出孔と、前記第１の吐出孔と純水供給源との間の純水
供給路に設けられた第１のバルブと、前記第２の吐出孔
と現像液供給源との間の現像液供給路に設けられた第２
のバルブと、前記第１及び第２のバルブの開閉をそれぞ
れ制御する制御部と、を具備するので、ファーストイン
パクトに起因する現像不良をできる限り抑制して現状処
理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像処理方法に使用される塗布・現像
処理装置を示す概略図。
【図２】本発明の現像処理方法における現像処理を説明
するための模式図。
【図３】本発明の現像処理装置におけるノズルの構造を
示す断面図。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図。
【図５】図３に示すノズルの現像処理液供給動作を説明
するための図で。
【図６】本発明の現像処理方法の第１実施形態を示す工
程図。
【図７】図３に示すノズルから純水をウエハＷ表面に吐
出させた状態を示す概略図。
【図８】図３に示すノズルにおける純水と現像液の供給
系を説明するための一部破断斜視図。
【図９】図８に示すノズルの変形例の要部を示す断面
図。
【図１０】図３に示すノズルにおける純水と現像液の供
給系を説明するための概略図。
【図１１】図１０に示すノズルを示す一部破断斜視図。
【図１２】本発明の現像処理方法に用いられるノズルの
他の例を示す図。
【図１３】本発明の現像処理方法に用いられるノズルの
他の例を示す図。
【図１４】本発明の現像処理方法の第２実施形態に用い
られる現像部を示す平面図。
【図１５】図１４に示す現像部の要部を示す概略縦断面
図。
【図１６】図１４に示す現像部の要部を示す概略縦断面
図。
【符号の説明】
１…タンク、２…現像液、３…ガスボンベ、４，５，５
ａ，５ｂ…配管、６…中間タンク、７…処理液脱気機
構、８ａ，８ｂ…フローメーター、９ａ，９ｂ…フィル
ター、１０ａ，１０ｂ…ウォータージャケット、１１
ａ，１１ｂ…エアオペレションバルブ、１２…ノズル、
１３…現像部、１４…チャック、１５…モータ、１６…
カップ、２１…側壁、２２…底壁、２３…現像液収容
室、２４…蓋部材、２５…パッキン、２７…現像液供給
管、２７ａ…現像液用配管、２７ｂ…純水用配管、２７
ｃ…切り替え弁、２８…液吐出孔。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板に現像液を供給して現像処理を行う
    現像処理方法であって、 基板表面近傍に現像液および純水を供給するノズルを位
    置する工程と、 前記ノズルから前記基板表面上に純水を供給して前記基
    板表面と前記ノズルとの間を繋ぐ純水のカーテンを形成
    する工程と、 前記純水のカーテンが形成された後に前記ノズルから前
    記現像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】 その表面上に純水のカーテンが形成され
    た基板を回転させる工程をさらに具備する請求項１記載
    の現像処理方法。
  3. 【請求項３】 現像液は界面活性剤を含有する請求項１
    記載の現像処理方法。
  4. 【請求項４】 ノズルが、純水および／または現像液が
    吐出される複数の吐出孔を有し、該複数の吐出孔が直線
    上に配列している請求項１記載の現像処理方法。
  5. 【請求項５】 基板に現像液および純水を供給するノズ
    ルと、出発地点としての第１の位置および前記基板に前
    記現像液および前記純水を供給するための第２の位置の
    間で前記ノズルを移動するノズル移動手段と、前記ノズ
    ルに前記現像液を供給するための現像液供給手段と、前
    記ノズルに前記純水を供給するための純水供給手段と、
    前記ノズル移動手段、前記現像液供給手段および前記純
    水供給手段の動作を制御する制御手段とを具備する現像
    処理装置を使用し、前記基板に前記現像液を供給して現
    像処理を行う現像処理方法であって、 前記制御手段が、待機モードで前記ノズル移動手段に前
    記ノズルを第１の位置から第２の位置まで移動させる工
    程と、 前記制御手段が前記ノズルの制御モードを待機モードか
    ら非待機モードに変更する工程と、 前記制御手段が、前記純水供給手段に前記ノズルへ前記
    純水を供給させ、前記ノズルから前記基板表面上に前記
    純水を供給して前記基板表面と前記ノズルとの間を繋ぐ
    純水のカーテンを形成する工程と、 前記制御手段が、前記現像液供給手段に前記ノズルへ前
    記現像液を供給させ、前記ノズルから前記現像液を供給
    する工程とを具備することを特徴とする現像処理方法。
  6. 【請求項６】 現像処理装置が基板を回転させる回転手
    段をさらに具備し、制御手段が、前記回転手段に前記純
    水のカーテンを形成した前記基板を回転させる工程を具
    備する請求項５記載の現像処理方法。
  7. 【請求項７】 現像処理装置が、基板を回転させる回転
    手段と、前記基板表面上にリンス液を供給するリンス液
    供給手段とをさらに具備し、制御手段が、前記リンス液
    供給手段に現像液が供給された前記基板に前記リンス液
    を供給しつつ、前記回転手段に前記基板を回転させるこ
    とにより前記現像液をふり切り、次いでリンス液を供給
    せずに前記回転手段に前記基板を回転させることにより
    前記基板を乾燥させる工程を具備する請求項５記載の現
    像処理方法。
  8. 【請求項８】 現像液のふり切りの際の基板の加速度が
    前記基板を乾燥させる際の基板の加速度よりも小さい請
    求項７記載の現像処理方法。
  9. 【請求項９】 さらにガス吸引手段を具備し、前記ガス
    吸引手段に基板の周囲ガスを吸引除去をされる現像処理
    装置において、制御手段が、現像液が供給された前記基
    板を所定時間放置して前記現像液を前記基板に作用させ
    る間は、前記ガス吸引手段による吸引を停止させる請求
    項５記載の現像処理方法。
  10. 【請求項１０】 現像液は界面活性剤を含有する請求項
    ５記載の現像処理方法。
  11. 【請求項１１】 ノズルが、純水および／または現像液
    が吐出される複数の吐出孔を有し、該複数の吐出孔が直
    線上に配列している請求項５記載の現像処理方法。
  12. 【請求項１２】 基板に現像液を供給して現像処理を行
    う現像処理装置であって、 基板を回転可能に保持するチャックと、 前記チャックに保持される基板の径に相当する長さをも
    ち、前記チャック上の基板に向けて純水と現像液とを供
    給するノズルと、 このノズルの長手方向に配列され、前記ノズルから純水
    を吐出させるために前記ノズルの下部にて実質的に等ピ
    ッチ間隔に開口する複数の第１の吐出孔と、 これらの第１の吐出孔と対をなすように前記ノズルの長
    手方向に配列され、前記ノズルから現像液を吐出させる
    ために前記ノズルの下部にて実質的に等ピッチ間隔に開
    口する複数の第２の吐出孔と、 前記第１の吐出孔と純水供給源との間の純水供給路に設
    けられた第１のバルブと、 前記第２の吐出孔と現像液供給源との間の現像液供給路
    に設けられた第２のバルブと、 前記第１及び第２のバルブの開閉をそれぞれ制御する制
    御部と、 を具備することを特徴とする現像処理装置。
  13. 【請求項１３】 前記制御部は、前記第１のバルブを開
    けて前記第１の吐出孔から純水を基板に向けて吐出さ
    せ、前記ノズルと基板との間に純水のカーテンが形成さ
    れた後に、前記第２のバルブを開けて前記第２の吐出孔
    から現像液を基板に向けて吐出させ、前記純水のカーテ
    ンに現像液を混入させることを特徴とする請求項１２記
    載の現像処理装置。
  14. 【請求項１４】 前記ノズルの長手方向に延び出し、前
    記第１の吐出孔に連通し、純水を一時溜めた後に前記第
    １の吐出孔に向けて流下させる第１の溝部と、 前記ノズルの長手方向に延び出し、前記第２の吐出孔に
    連通し、現像液を一時溜めた後に前記第２の吐出孔に向
    けて流下させる第２の溝部と、 をさらに具備することを特徴とする請求項１２又は１３
    のいずれか一方に記載の現像処理装置。
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