JP3616748B2 - 現像処理方法，現像処理装置及び処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，基板の現像処理方法，現像処理装置及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では，ウェハ表面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，ウェハにパターンを露光する露光処理，露光後のウェハに対して現像を行う現像処理等が順次行われ，ウェハに所定の回路パターンを形成する。
【０００３】
上述の現像処理は，通常ケーシング内に搬入されたウェハに現像液が供給され，ウェハが所定時間静止現像され，その後ウェハを回転させて，ウェハを洗浄，乾燥することによって行われる。当該現像処理は，通常現像処理装置によって行われており，ケーシング内には，ウェハを保持し回転させるスピンチャックと，ウェハの回転によりウェハから飛散する現像液等を受け止めるカップと，当該カップの外方に設けられている外カップとが設けられている。
【０００４】
また，ケーシング上部には，現像処理中にケーシング内にエアを供給する供給装置が設けられており，前記外カップ下部には，カップ内を含めた外カップ内側の雰囲気を排気する排気装置が設けられている。そして，通常は，ケーシング内に供給されたエアが外カップ下部から排気され，カップ内にはエアの下降気流が形成され，これによってウェハ等から発生する不純物がパージされている。しかし，ウェハを静止現像する際には，ウェハ表面の温度分布を均一に維持する必要があるため，ウェハ温度に影響を与えるウェハ表面上の気流をなるべく抑制すべく，外カップ下部からの排気を一時中断するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，このように排気を中断すると，ウェハ等から発生した不純物が適切に排気されず，ケーシング内を浮遊し，再びウェハに付着する恐れがある。このようにウェハに不純物が付着すると，その部分だけ現像されず現像欠陥が生じる。また，排気を中断したことによって，ケーシング内に供給されたエアの流路が変更され，対流等が生じるため，ウェハ表面の温度分布も必ずしも改善されない。このように，ウェハ表面の温度分布が不均一になると，現像の進度にばらつきが生じ，最終的に形成される回路パターンの線幅が不均一になる。
【０００６】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，ウェハ等の基板に不純物が再付着することを抑制しつつ，基板表面の温度分布が均一に維持されるように基板表面の気流を制御する現像処理方法とその現像処理方法が実施される現像処理装置及び処理装置を提供することをその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば，ケーシング内で基板を現像処理する現像処理方法であって，基板上方から気体を供給する工程と，前記ケーシング内であって基板の外周を囲む容器内に流入する前記上方からの気体を前記容器内の排気口から前記ケーシング外に排気する工程と，前記ケーシング内であって前記容器外に流れる前記上方からの気体を前記容器に設けられた流入口から容器内に流入させ，前記排気口から前記ケーシング外に排気する工程と，前記容器内に流入する気体の第１の流量と，前記容器外に流れる気体の第２の流量とを調節する工程とを有し，前記第１の流量と第２の流量を調整する工程は，前記容器を上下動させて前記流入口の開閉度を調節することによって行われることを特徴とする現像処理方法が提供される。
【０００８】
このように，上方から前記容器内に流入する気体の第１の流量と前記容器外に流れる気体の第２の流量を調節することによって，基板等から現像液等の不純物が発生し易い時に第１の流量を増大させ，基板周辺の気流を強くすることができる。これによって，基板から発生する不純物が前記容器内から好適に排出され，基板に再付着することが抑制できる。また，基板表面の温度分布を均一に維持したい場合には，第２の流量を増大させることにより，上方からの気体が容器外に流れ，基板表面上の流れを弱めることができる。これによって，当該気流によって基板表面温度が不均一に降温されることが抑制され，基板表面の温度分布が均一に維持される。また，前記容器を上下動させて，前記第１の流量と第２の流量を調節することによって，流量調節用の設備を別途設ける必要が無く，既存の設備を用いて行うことができる。なお，前記容器の上下動とは，容器全体が上下動する場合のみならず，容器の一部が上下動する場合をも含む。
【０００９】
かかる請求項１の発明において，請求項２のように基板上に現像液が供給された状態で当該基板を現像する際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも少なくなるように調節するようにしてもよい。このように，基板上に現像液が液盛りされ，当該基板を現像する際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも小さくなるように調節することにより，基板表面を流れる気流が弱められ，容器外に流れる気流が強められる。これによって，前記基板の現像工程においては，基板表面の温度が気流に左右されず安定し，基板等から発生した不純物は，容器外から好適に排出される。したがって，基板表面への不純物の再付着を抑制しつつ，基板表面の温度分布を均一に維持することができる。なお，基板を現像する際とは，基板の現像工程であって，基板上に現像液が液盛りされてから，基板の静止現像が終了するまでをいう。
【００１０】
かかる請求項２の発明において，請求項３のように前記基板を現像する際に，当該基板を前記容器の上端部よりも低い位置に置くようにしてもよい。このように基板を前記容器の上端部よりも低い位置に置くことによって，基板が容器外に流れる強い気流から遠ざけられるため，請求項２に比べてもさらに気流によって基板表面温度が影響されることが抑制される。したがって，基板表面の温度分布がより均一に維持される。
【００１１】
また，かかる請求項２，３の各現像処理方法において，請求項４のように前記基板の現像工程終了後であって，当該基板を回転させる際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも多くなるように調節するようにしてもよい。このように，基板から不純物等が発生しやすい，かかる基板の回転工程において，容器内に流入する気体の流量を増大させることによって，基板周辺の気流が強められ，当該不純物を好適に排出することができる。
【００１２】
さらに，かかる請求項２〜４の各現像処理方法において，請求項５のように前記基板上に現像液が供給される際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも多くなるように調節するようにしてもよい。このように，基板上に現像液が供給される際に前記容器内に流入する気体の流量を増大させることにより，基板周辺の気流が強められ，基板上に現像液を供給する際に発生する不純物を好適に排出することができる。
【００１４】
別の観点による本発明によれば，ケーシング内で基板を現像処理する現像処理装置であって，前記ケーシング内で前記基板の外周を囲む容器と，前記現像処理装置内に気体を供給する気体供給装置と，前記容器内に流れ込む雰囲気と前記容器外に流れる雰囲気とを一括してケーシング外に排気する排気装置と，前記容器内に流入する気体の流量と前記容器外に流れる気体の流量を調節する調節装置とを有し，前記排気装置の排気口は，前記容器内に設けられており，前記容器には，前記容器外に流れた気体を前記容器内に流入させるための流入口が設けられており，前記調節装置は，前記容器を上下動させることによって前記流入口の開閉度を調節可能な容器駆動装置であることを特徴とする現像処理装置が提供される。この発明によれば，前記容器内に流入する気体の第１の流量と前記容器外に流れる気体の第２の流量とを調節できるので，上述した現像処理方法を実施することができる。従って，現像処理の各工程に応じて，適宜第１の流量と第２の流量とを調節し，基板への不純物の再付着を抑制しつつ，基板面内の温度分布を均一に維持することができる。
【００１５】
また，本発明によれば，上方から容器内に流入した気体は，前記排気口から直接排気され，容器外に流れた気体は，前記流入口から容器内に一旦流入し，上述した容器内に直接流入された気体と合流して，前記排気口から排気することができる。また，前記容器を上下動させることによって，前記流入口の開閉度を変更できるので，容器外に流れる気体の第２の流量を調節できる。さらに，この第２の流量の調節によって，容器内に流入する気体の第１の流量が変動されるため，結果的に当該第１の流量も調節することができる。したがって，上述した現像処理方法を実施することができ，基板への不純物の再付着を抑制しつつ，基板面内の温度分布を均一に維持することができる。
【００１６】
上述した現像処理装置において，前記容器外周には，前記容器外に漏れた現像液を回収する回収板が設けられており，当該回収板には，前記容器外に流れる気体が通過する複数の通気孔が設けられるようにしてもよい。このような回収板を設けることによって，液盛り時に容器外に漏れた現像液や，基板の回転時に容器外に飛散した現像液等を好適に回収することができる。また，回収板に設けられた多数の通気孔によって，容器外に流れた気流をスムーズに通過させ，対流等の発生を抑制できる。
【００１７】
また，前記回収板が，前記容器側が低くなるように傾斜していてもよい。このように回収板を前記容器側に傾斜させることによって，容器外に漏れた現像液等が前記回収板上に溜まることが防止できる。
【００１８】
前記現像処理装置は，前記基板を上下動可能とする昇降機構を有するようにしてもよい。このように，前記基板を上下動可能にすることによって，現像処理の各工程において，適宜基板の高さを調節することができる。また，基板の現像工程時に，前記容器の上端部よりも低い位置に基板を配置することができるので，上述した現像処理方法が実施できる。
別の観点による本発明によれば，基板に液を供給して処理する処理装置であって，基板の外周を囲み，上面が開口した容器と，前記容器内に設けられ，上方から前記容器内に流れる気体と前記容器外に流出した前記液のミストを含む気体とを排気するための排気口と，前記容器を上下動させる容器駆動装置と，を有し，前記容器には，前記容器外に流出した気体を，前記容器内に流入させるための流入口が設けられ，前記容器駆動装置により，前記容器を上下動させることによって前記流入口の開閉度を調節し，上方から前記容器内に流入する気体の流量と，前記容器外に流出し，前記流入口から前記容器内に流入する気体の流量とを調節することを特徴とする処理装置が提供される。
前記液は，現像液であり，基板上に現像液が供給される際には，前記容器を下降して前記流入口を狭くし，かつ基板を前記容器の上端部より高い位置に配置し，前記基板上に現像液が供給された状態で当該基板を現像する際には，前記容器を上昇して前記流入口を広くし，かつ基板を前記容器の上端部より低い位置に配置してもよい。
前記容器は，容器側部と容器底部とを有し，前記流入口は，前記容器側部の下端部と前記容器底部との間に設けられ，前記容器駆動装置により，前記容器側部を上下動させて前記流入口の開閉度を調節してもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本発明にかかる現像処理装置を有する塗布現像処理システム１の平面図であり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図であり，図３は，塗布現像処理システム１の背面図である。
【００２０】
塗布現像処理システム１は，図１に示すように，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を有している。
【００２１】
カセットステーション２では，載置部となるカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセットＣをＲ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在となっている。そして，このカセット配列方向（Ｒ方向）とカセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセットＣに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【００２２】
ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属するエクステンション装置３２に対してもアクセスできるように構成されている。
【００２３】
処理ステーション３では，その中心部に主搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。該塗布現像処理システム１においては，４つの処理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が配置されており，第１及び第２の処理装置群Ｇ１，Ｇ２は現像処理システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群Ｇ３は，カセットステーション２に隣接して配置され，第４の処理装置群Ｇ４は，インターフェイス部４に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群Ｇ５を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５に配置されている後述する各種処理装置に対して，ウェハＷを搬入出可能である。なお，処理装置群の数や配置は，ウェハＷに施される処理の種類によって異なり，処理装置群の数は，１以上であれば４つで無くてもよい。
【００２４】
第１の処理装置群Ｇ１では，例えば図２に示すように，ウェハＷにレジスト液を供給し，レジスト膜を形成するレジスト塗布装置１７と，本実施の形態にかかる現像処理装置１８とが下から順に２段に配置されている。処理装置群Ｇ２の場合も同様に，レジスト塗布装置１９と，現像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねられている。
【００２５】
第３の処理装置群Ｇ３では，例えば図３に示すように，ウェハＷを冷却処理するクーリング装置３０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置３１，ウェハＷを待機させるエクステンション装置３２，レジスト液中の溶剤を乾燥させるプリベーキング装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング装置３５，３６等が下から順に例えば７段に重ねられている。
【００２６】
第４の処理装置群Ｇ４では，例えばクーリング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，クーリング装置４３，露光後の加熱処理を行うポストエクスポージャーベーキング装置４４，４５，ポストベーキング装置４６，４７等が下から順に例えば８段に積み重ねられている。
【００２７】
インターフェイス部４の中央部にはウェハ搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０はＲ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在にできるように構成されており，第４の処理装置群Ｇ４に属するエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺露光装置５１及び図示しない露光装置に対してアクセスして，各々に対してウェハＷを搬送できるように構成されている。
【００２８】
次に，上述した現像処理装置１８の構成について詳しく説明する。図４は，現像処理装置１８の概略を示す縦断面の説明図であり，図５は，現像処理装置１８の横断面の説明図である。
【００２９】
現像処理装置１８は，図４に示すようにケーシング１８ａ内に上面が開口した箱状のカップ収容部６０を有している。当該カップ収容部６０内の中央部には，水平かつ円形状に形成された上面部６１ａを有するスピンチャック６１が設けられており，ウェハＷを水平に保持可能に構成されている。当該スピンチャック６１には，例えばその上面部６１ａに図示しない吸引口が設けられており，ウェハＷを吸着保持できるようになっている。スピンチャック６１の下方には，当該スピンチャック６１を回転可能とする駆動機構６２が設けられており，スピンチャック６１に保持されたウェハＷを所定の回転速度で回転できるようになっている。
【００３０】
また，当該スピンチャック６１の上面部６１ａの周辺部は，ウェハＷを支持し，昇降させるための複数の昇降ピン６３が設けられている。当該昇降ピン６３は，駆動機構６２によって所定の高さに昇降可能に構成されており，スピンチャック６１の上面部６１ａに設けられた図示しない貫通孔を貫通して昇降し，ウェハＷをスピンチャック６１上方の所定位置に配置したり，スピンチャック６１上に載置したりできるようになっている。
【００３１】
スピンチャック６１の外周外方には，当該スピンチャック６１を取り囲むようにして，上面が開口した筒状のカップ６５が設けられており，ウェハＷが回転された際に飛散する現像液等を受け止め，ケーシング１８ａ内の汚染を防止できるようになっている。カップ６５は，主に飛散した現像液等を受け止めるカップ側部６６と，当該受け止めた現像液等を回収するカップ底部６７とを有している。
【００３２】
カップ側部６６の上部には，内側に傾斜したガイド部６８が形成されており，ウェハＷの上方に飛散する現像液等を受け止めると共に，上方からの気流がカップ６５内とカップ６５外に分流されるようになっている。カップ側部６６には，カップ側部６６のみを上下動自在とする，例えばモータ又はシリンダ等の容器駆動装置としての昇降機構６９が取り付けられており，必要に応じて，例えば２段階にカップ側部６６を昇降させることができるようになっている。なお，当然に段階的でなく，所定の位置に昇降自在であってもよい。
【００３３】
カップ底部６７は，斜めに傾斜されて設けられており，その低い部分には，カップ側部６６で回収した現像液等を排液するドレイン管７０が設けられている。また，カップ底部６７には，ケーシング１８ａ内の雰囲気を排気する排気装置としての排気管７１が設けられており，当該排気管７１の排気口７２は，カップ６５内で上方に向けられて設けられている。
【００３４】
カップ側部６６の下端部とカップ底部６７との間には，流入口としての隙間７３が設けられており，上方から一旦カップ６５外に流れた気体が，当該隙間７３からカップ６５内に流入されるようになっている。また，この隙間７３は，上述したカップ側部６６の上下動により，その大きさが変動され，当該隙間７３からカップ６５内に流入する気体の流量を調節できるようになっている。したがって，上方から一定流量の気体を供給し，カップ６５内から一定流量の気体を排気する条件の下では，隙間７３の広狭を変動することによって，ガイド部材６８で分流される，カップ６５内に流入する気体の流量とカップ６５外に流れる気体の流量とを調節することができる。
【００３５】
カップ６５の外周外方には，カップ６５とカップ収容部６０との隙間を覆う回収板７５が設けられており，後述の現像液供給ノズル８５によるウェハＷ上への液供給に伴う動作でカップ６５外に漏れた現像液等が回収されるようになっている。回収板７５は，カップ６５側が低くなるように斜めに設けられている。また，回収板７５には，図５に示すようにパンチングメタルを構成する多数の通気孔７６が設けられており，ガイド部材６８を越えて舞い上がったプロセス処理に伴う現像液や洗浄液を含んだミスト気流，カップ６５外に流れた上方からの気体等が当該通気孔７６を通過し，隙間７３に流れるようになっている。また，このパンチングメタルを構成する通気孔７６をミスト気流が通過することで，ミストが液状体でトラップされやすくなる。
【００３６】
カップ６５の外周とカップ収容部６０との間であって，カップ収容部６０の底部には，上述したカップ６５外に漏れた現像液等を排液するドレイン管７７が設けられている。
【００３７】
ケーシング１８ａの内側上部には，ケーシング１８ａ内に気体，例えば大気又は所定温度，湿度に調節されたエアを供給する気体供給装置としてのエア供給機構８０が取り付けられている。ケーシング１８ａの側壁上部には，当該エア供給機構８０に図示しないエア供給源からのエアを供給する供給管８１が設けられている。エア供給機構８０は，当該供給管８１から供給されたエア内に含まれる不純物を除去するフィルタ８２と，当該フィルタ８２で清浄化されたエアをケーシング１８ａ全体に一様に供給するための整流板８３とを有している。このエア供給機構８０によって，ケーシング１８ａ内には，一様なエアの下降気流が形成され，ケーシング１８ａ内を温湿度調節可能でかつ，パージできるようになっている。
【００３８】
また，図４，図５に示すようにカップ収容部６０のＸ方向負方向（図５の左方向）側の内側壁に設けられた待機位置Ｔには，ウェハＷ上に現像液を供給する現像液供給ノズル８５が配置されている。現像液供給ノズル８５は，図５，図６に示すように細長形状に形成されており，その長さは，少なくともウェハＷの直径よりも大きくなっている。現像液供給ノズル８５上部には，図示しない現像液供給源からの現像液を現像液供給ノズル８５内に流入させる配管８６の一端が接続されている。現像液供給ノズル８５の下部には，複数の現像液供給口８７が，長手方向に一列に設けられている。また，現像液供給ノズル８５の内部には，図７に示すように配管８６及び各現像液供給口８７に連通された長手方向に長い空間部８８が形成されており，配管８６から現像液供給ノズル８５内に流入された現像液を一旦貯留し，当該空間部８８の現像液を各現像液供給口８７から同時に同流量で吐出できるように構成されている。
【００３９】
現像液供給ノズル８５は，図５に示すようにＸ方向に伸びるレール９０上を移動可能なアーム９１によって，長手方向がＹ方向になるように保持されている。レール９０は，カップ収容部６０のＸ方向負方向側の端部からＸ方向正方向側の端部まで伸びており，カップ収容部６０のＹ方向正方向側の外側面に取り付けられている。アーム９１は，図示しない駆動制御機構によってその移動速度や移動タイミングが制御されている。これによって，アーム９１に保持された現像液供給ノズル８５は，Ｘ方向に所定速度で移動しながら所定流量の現像液を吐出して，ウェハＷ表面全面に現像液を供給し，ウェハＷ上に所定膜厚の現像液の液膜を形成することができるようになっている。また，アーム９１には，アーム９１を上下方向に移動可能とする図示しない移動機構が設けられており，現像液供給ノズル８５とウェハＷとの距離を調節できるように構成されている。
【００４０】
また待機位置Ｔには，現像液供給ノズル８５を洗浄する洗浄槽９２が設けられている。この洗浄槽９２は，細長の現像液供給ノズル８５を受容するように断面が凹状に形成されており，この洗浄槽９２内には，現像液供給ノズル８５に付着した現像液を洗浄するための所定の溶剤が貯留されている。
【００４１】
一方，カップ収容部６０のＹ方向負方向側の側壁外方には，ウェハＷに洗浄液，例えば純水を供給するための洗浄液供給ノズル９３が設けられている。洗浄液供給ノズル９３は，アーム９４に保持されており，アーム９４は，Ｙ方向に伸びるレール９５上を移動自在に構成されている。レール９５は，カップ収容部６０のＹ方向負方向側からスピンチャック６０の中央部を越える位置まで伸びており，ケーシング１８ａに設けられている。アーム９４には，図示しない駆動機構が設けられており，アーム９４がレール９５上を移動可能になっている。これによって，洗浄液供給ノズル９３は，必要に応じてカップ収容部６０の前記外方からウェハＷの中心部まで移動し，ウェハＷの中心に洗浄液を供給できるようになっている。なお，アーム９４には，アーム９４を上下方向に移動可能とする図示しない移動機構が設けられており，必要に応じてウェハＷとの距離を調節できるようになっている。
【００４２】
次に，以上のように構成されている現像処理装置１８の作用について，塗布現像処理システム１で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に説明する。
【００４３】
先ず，ウェハ搬送体７がカセットＣから未処理のウェハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群Ｇ３に属するアドヒージョン装置３１に搬入する。このアドヒージョン装置３１において，レジスト液との密着性を向上させるＨＭＤＳなどの密着強化剤を塗布されたウェハＷは，主搬送装置１３によって，クーリング装置３０に搬送され，所定の温度に冷却される。その後，ウェハＷは，レジスト塗布装置１７又１９，プリベーキング装置３４又は３５に順次搬送され，所定の処理が施される。その後，ウェハＷは，エクステンション・クーリング装置４１に搬送される。
【００４４】
次いで，ウェハＷはエクステンション・クーリング装置４１からウェハ搬送体５０によって取り出され，その後，周辺露光装置５１を経て露光装置（図示せず）に搬送される。露光処理の終了したウェハＷは，ウェハ搬送体５０によりエクステンション装置４２に搬送された後，主搬送装置１３に保持される。次いで，このウェハＷはポストエクスポージャベーキング装置４４又は４５，クーリング装置４３に順次搬送され，これらの処置装置にて所定の処理が施された後，現像処理装置１８又は２０に搬送される。
【００４５】
そして現像処理の終了したウェハＷは，再び主搬送装置１３によってポストベーキング装置３５，３６，４６又は４７，クーリング装置３０と順次搬送され，各装置において所定の処理が施される。その後，ウェハＷは，エクステンション装置３２を介して，ウェハ搬送体７によってカセットＣに戻され，一連の所定の塗布現像処理が終了する。
【００４６】
次に上述した現像処理装置１８の作用について詳しく説明する。先ず，現像処理が開始される前（ウェハＷ受け入れ前）に，エア供給機構８０から所定の温度，湿度に調節されたエアが供給され，ケーシング１８ａ全体に一様な下降気流が形成される。また，ケーシング１８ａ内の雰囲気は，排気口７２から常時一定の流量で排気され，ケーシング１８ａ内がパージされる。このとき，カップ側部６６は，下降しており，隙間７３が狭くなっているため，上方からのエアは，主にカップ６５内を通過して排気される。
【００４７】
そして，現像処理が開始（ウェハＷ受け入れ）されると，先ず昇降ピン６３がカップ６５の上端部よりも高い位置に上昇され，ケーシング１８ａ内に主搬送装置１３により搬入されたウェハＷが昇降ピン６３上に支持され，昇降ピン６３に受け渡される。次に，図８に示すように昇降ピン６３が下降され，ウェハＷがカップ６５の上端部よりもわずかに高い位置，例えばカップ６５よりも１ｍｍ程度高い位置に配置される。なお，このときのエアも隙間７３が狭くなっているため，上方からのエアは，主にウェハＷの周辺部を通過し，さらにカップ６５内を通過して排気される。
【００４８】
次に，待機位置Ｔの洗浄槽９２内で待機していた現像液供給ノズル８５が，図９に示すようにカップ収容部６０内であって，カップ側部６６のＸ方向負方向側の外方である位置Ｓに移動する。この位置Ｓにおいて，現像液供給ノズル８５からの現像液の吐出が開始され，その吐出状態が安定するまで所定時間試し出しされる。
【００４９】
現像液の吐出状態が安定すると，現像液供給ノズル８５が，現像液を吐出しながらカップ側部６６のＸ方向正方向側の外方である位置Ｅまで移動し，ウェハＷ全面に現像液が供給され，ウェハＷ上に現像液の液膜が形成される。その後現像液供給ノズル８５は，待機位置Ｔに戻される。この間カップ側部６６は，下降した状態を維持し，上方からのエアは，主にカップ６５の上端部から直接カップ６５内に流入され，排気口７２から排気される。すなわち，カップ６５内に流入されるエアの流量がカップ６５外に流れるエアの流量よりも多くなるように維持される。なお，位置Ｓは，現像液供給ノズル８５がウェハＷ端に到達する前に吐出状態が安定する所定時間が経過する距離としてのウェハＷ端からの位置としてもよい。
【００５０】
ウェハＷ上に現像液の液膜が形成されると，所定時間の静止現像が開始される。このときカップ側部６６は上昇される。これによって，図１０に示すように，ウェハＷがカップ６５の上端部の位置よりも低い位置に配置される。また，カップ側部６６が上昇したため隙間７３が広くなり，さらにカップ６５上端の開口部はウェハＷによって狭くなるため，エアが流れるには抵抗となり，カップ６５外に流れるエアが増大し，カップ６５内に流入するエアが極少となる。当該エアは，回収板７５の通気孔７６を通過し，さらに隙間７３を通って，カップ６５内の排気口７２から排気される。
【００５１】
所定時間が経過し，静止現像が終了すると，図１１に示すように昇降ピン６３が下降され，ウェハＷがスピンチャック６０上に吸着保持される。また，カップ側部６６も下降され，ウェハＷをカップ６５の中央部に位置させる共に，隙間７３を狭めて，カップ６５内に直接流入されるエアの流量がカップ６５外に流れるエアの流量よりも多くなるように調節される。このとき，洗浄液供給ノズル９３はウェハＷ中心上方まで移動する。
【００５２】
次に，ウェハＷが所定の回転速度，例えば２０００ｒｐｍで回転され，ウェハＷの中心に洗浄液が供給される。これによって，ウェハＷ上の現像液が遠心力によって振り切られる。このとき，当該振り切りによって現像液等のミストが発生するが，上方からカップ６５内に直接流入されるエアによって，ウェハＷ下方に流され排気口７２から排出される。なお，カップ６５外に流出した一部のミストは，カップ６５外を流れる弱いエアによって，カップ６５外方を下降し，隙間７３からカップ６５内に流入され，排気口７２から排気される。
【００５３】
そして，所定時間経過後，洗浄液の吐出が停止され，ウェハＷの回転速度が増大される。これによって，ウェハＷ上の洗浄液が振り切られ，ウェハＷが乾燥される。所定時間ウェハＷの乾燥が行われた後，ウェハＷの回転が停止される。
【００５４】
その後，ウェハＷは昇降ピン６３によって再びカップ６５上端部上方まで上昇される。そして，ウェハＷは搬入時と同様にして主搬送装置１３に受け渡され，ケーシング１８ａ外に搬出されて，一連の現像処理が終了する。
【００５５】
以上の実施の形態によれば，カップ側部６６を上下動可能とする昇降機構６９を設けて，隙間７３の広狭を調節できるようにしたため，カップ６５内の排気口７２からの排気によって隙間７３を通過するエアの流量が調節され，これによって，上方からカップ６５内に流入するエアの流量とカップ６５外に流れるエアの流量を調節することができる。したがって，現像処理の各工程に応じて前記気流の強弱を調節し，ウェハＷに不純物が付着するのを抑制しつつ，必要な場合には，ウェハＷ面内の温度を維持することができる。
【００５６】
具体的には，ウェハＷに現像液を供給する工程では，カップ６５内に流入するエアの流量がカップ６５外に流れるエアの流量よりも多くなるようにしたため，ウェハＷ周辺にはウェハＷの下方に向かって流れる強い下降気流が形成される。これによって，ウェハＷから発生する現像液のミストがウェハＷの下方から排出され，当該ミストがウェハＷに再付着することが抑制できる。
【００５７】
ウェハＷを静止現像する工程においては，カップ６５を上昇させ，ウェハＷをカップ６５上端部よりも低い位置に配置して，カップ６５内に流入するエアの流量がカップ６５外に流れるエアの流量よりも少なくなるように調節したため，ウェハＷ周辺を流れる気流が抑制され，気流によるウェハＷ表面温度の低下が抑制されて，ウェハＷ温度の維持が図られる。
【００５８】
ウェハＷを洗浄，乾燥する工程においては，カップ６５内に流入するエアの流量がカップ外に流れるエアの流量よりも多くなるように調節したため，ウェハＷの回転によって発生する洗浄液，現像液等のミストがウェハＷの下方から好適に排出され，当該ミストがウェハＷに再付着したり，カップ６５外に浮遊し，ケーシング１８ａ内を汚染することが防止できる。
【００５９】
ところで，カップ６５の外方に，傾斜した回収板７５を設けるようにしたため，カップ６５外に漏れた現像液等を好適に回収することができ，ケーシング１８ａ内の汚染を防止しつつ，現像液の再利用を図ることができる。
【００６０】
また，ウェハＷを所定の高さに配置可能とする昇降ピン６３を設けたため，現像処理の各工程に応じてウェハＷの高さを変更することが可能となり，ウェハＷをカップ６５に対して好適な位置に配置して現像処理を行うことができる。特に，ウェハＷを静止現像する工程においては，ウェハＷをカップ６５の上端部より低い位置に配置することによって，エア供給機構８０から供給されるエアが直接ウェハＷに触れ，ウェハＷ表面の温度分布がばらつくことを防止できる。
【００６１】
以上の実施の形態では，カップ側部６５を上下動させることによってエアの流量を調節していたが，カップ６５内の雰囲気を排気する排気口とカップ６５外の雰囲気を排気する排気口とを別々に設け，さらに各排気口にそれぞれダンパを設けることによって，各排気口から排気されるエアの流量を調節し，カップ６５内に流入するエアの流量とカップ６５外に流れるエアの流量を調節するようにしてもよい。
【００６２】
また，以上の実施の形態では，ウェハＷを上下動可能とする昇降機構として，昇降ピン６３を設けたが，スピンチャック６１を上下動可能にする駆動機構を設けて，ウェハＷを上下動可能にしてもよい。
【００６３】
以上の実施の形態では，現像液供給ノズル８５をウェハＷの一端から他端に移動させてウェハＷ上に現像液を液盛りしていたが，現像液供給ノズル８５をウェハＷ中心上方に配置し，現像液供給ノズル８５とウェハＷとを相対的に回転させることによって，現像液を液盛りしてもよい。ウェハＷを回転させる場合には，現像液供給時にウェハＷをスピンチャック６１に保持させることによって実現される。また，現像液供給ノズル８５を回転させる場合には，現像液供給ノズル８５を保持しているアーム９１に回転機構を取り付け，現像液を吐出しながら現像液供給ノズル８５を回転させることによって実現される。
【００６４】
以上で説明した実施の形態は，半導体ウェハデバイス製造プロセスのフォトリソグラフィー工程におけるウェハＷの現像処理装置についてであったが，本発明は半導体ウェハ以外の基板例えばＬＣＤ基板の現像処理装置においても応用できる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば，容器内外に流れる気流を制御できるので，基板への不純物の再付着と，気流に起因する基板表面の温度分布のばらつきとが抑制できる。これによって，例えば現像欠陥，線幅不良等が抑制され，歩留まりの向上が図られる。
【００６６】
特に，請求項２によれば，基板の現像工程時に，基板に気流が当たらないように制御され，基板表面の温度分布のばらつきが線幅不良に大きく影響する当該現像工程が好適に行われる。
【００６７】
また，請求項４によれば，基板の回転工程時に，基板周辺の気流が強くなるように制御され，基板等から不純物が発生しやすい当該回転工程時における基板への不純物の再付着が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる現像処理装置を有する塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】本実施の形態にかかる現像処理装置の縦断面の説明図である。
【図５】図４の現像処理装置の横断面の説明図である。
【図６】図４の現像処理装置で用いられる現像液供給ノズルの斜視図である。
【図７】図６の現像液供給ノズルの縦断面図である。
【図８】ウェハ上に現像液が供給される際の現像処理装置内の状態を示す説明図である。
【図９】ウェハ上に現像液が供給されている際の現像処理装置内の状態を示す説明図である。
【図１０】ウェハを現像する際の現像処理装置内の状態を示す説明図である。
【図１１】ウェハを洗浄，乾燥する際の現像処理装置内の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 塗布現像処理システム
１８ 現像処理装置
１８ａ ケーシング
６０ カップ収容部
６３ 昇降ピン
６５ カップ
６６ カップ側部
６７ カップ底部
６９ 昇降機構
７１ 排気管
７３ 隙間
７５ 回収板
８５ 現像液供給ノズル
９３ 洗浄液供給ノズル
Ｔ 待機位置
Ｗ ウェハ
【発明の属する技術分野】
本発明は，基板の現像処理方法，現像処理装置及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では，ウェハ表面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，ウェハにパターンを露光する露光処理，露光後のウェハに対して現像を行う現像処理等が順次行われ，ウェハに所定の回路パターンを形成する。
【０００３】
上述の現像処理は，通常ケーシング内に搬入されたウェハに現像液が供給され，ウェハが所定時間静止現像され，その後ウェハを回転させて，ウェハを洗浄，乾燥することによって行われる。当該現像処理は，通常現像処理装置によって行われており，ケーシング内には，ウェハを保持し回転させるスピンチャックと，ウェハの回転によりウェハから飛散する現像液等を受け止めるカップと，当該カップの外方に設けられている外カップとが設けられている。
【０００４】
また，ケーシング上部には，現像処理中にケーシング内にエアを供給する供給装置が設けられており，前記外カップ下部には，カップ内を含めた外カップ内側の雰囲気を排気する排気装置が設けられている。そして，通常は，ケーシング内に供給されたエアが外カップ下部から排気され，カップ内にはエアの下降気流が形成され，これによってウェハ等から発生する不純物がパージされている。しかし，ウェハを静止現像する際には，ウェハ表面の温度分布を均一に維持する必要があるため，ウェハ温度に影響を与えるウェハ表面上の気流をなるべく抑制すべく，外カップ下部からの排気を一時中断するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，このように排気を中断すると，ウェハ等から発生した不純物が適切に排気されず，ケーシング内を浮遊し，再びウェハに付着する恐れがある。このようにウェハに不純物が付着すると，その部分だけ現像されず現像欠陥が生じる。また，排気を中断したことによって，ケーシング内に供給されたエアの流路が変更され，対流等が生じるため，ウェハ表面の温度分布も必ずしも改善されない。このように，ウェハ表面の温度分布が不均一になると，現像の進度にばらつきが生じ，最終的に形成される回路パターンの線幅が不均一になる。
【０００６】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，ウェハ等の基板に不純物が再付着することを抑制しつつ，基板表面の温度分布が均一に維持されるように基板表面の気流を制御する現像処理方法とその現像処理方法が実施される現像処理装置及び処理装置を提供することをその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば，ケーシング内で基板を現像処理する現像処理方法であって，基板上方から気体を供給する工程と，前記ケーシング内であって基板の外周を囲む容器内に流入する前記上方からの気体を前記容器内の排気口から前記ケーシング外に排気する工程と，前記ケーシング内であって前記容器外に流れる前記上方からの気体を前記容器に設けられた流入口から容器内に流入させ，前記排気口から前記ケーシング外に排気する工程と，前記容器内に流入する気体の第１の流量と，前記容器外に流れる気体の第２の流量とを調節する工程とを有し，前記第１の流量と第２の流量を調整する工程は，前記容器を上下動させて前記流入口の開閉度を調節することによって行われることを特徴とする現像処理方法が提供される。
【０００８】
このように，上方から前記容器内に流入する気体の第１の流量と前記容器外に流れる気体の第２の流量を調節することによって，基板等から現像液等の不純物が発生し易い時に第１の流量を増大させ，基板周辺の気流を強くすることができる。これによって，基板から発生する不純物が前記容器内から好適に排出され，基板に再付着することが抑制できる。また，基板表面の温度分布を均一に維持したい場合には，第２の流量を増大させることにより，上方からの気体が容器外に流れ，基板表面上の流れを弱めることができる。これによって，当該気流によって基板表面温度が不均一に降温されることが抑制され，基板表面の温度分布が均一に維持される。また，前記容器を上下動させて，前記第１の流量と第２の流量を調節することによって，流量調節用の設備を別途設ける必要が無く，既存の設備を用いて行うことができる。なお，前記容器の上下動とは，容器全体が上下動する場合のみならず，容器の一部が上下動する場合をも含む。
【０００９】
かかる請求項１の発明において，請求項２のように基板上に現像液が供給された状態で当該基板を現像する際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも少なくなるように調節するようにしてもよい。このように，基板上に現像液が液盛りされ，当該基板を現像する際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも小さくなるように調節することにより，基板表面を流れる気流が弱められ，容器外に流れる気流が強められる。これによって，前記基板の現像工程においては，基板表面の温度が気流に左右されず安定し，基板等から発生した不純物は，容器外から好適に排出される。したがって，基板表面への不純物の再付着を抑制しつつ，基板表面の温度分布を均一に維持することができる。なお，基板を現像する際とは，基板の現像工程であって，基板上に現像液が液盛りされてから，基板の静止現像が終了するまでをいう。
【００１０】
かかる請求項２の発明において，請求項３のように前記基板を現像する際に，当該基板を前記容器の上端部よりも低い位置に置くようにしてもよい。このように基板を前記容器の上端部よりも低い位置に置くことによって，基板が容器外に流れる強い気流から遠ざけられるため，請求項２に比べてもさらに気流によって基板表面温度が影響されることが抑制される。したがって，基板表面の温度分布がより均一に維持される。
【００１１】
また，かかる請求項２，３の各現像処理方法において，請求項４のように前記基板の現像工程終了後であって，当該基板を回転させる際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも多くなるように調節するようにしてもよい。このように，基板から不純物等が発生しやすい，かかる基板の回転工程において，容器内に流入する気体の流量を増大させることによって，基板周辺の気流が強められ，当該不純物を好適に排出することができる。
【００１２】
さらに，かかる請求項２〜４の各現像処理方法において，請求項５のように前記基板上に現像液が供給される際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも多くなるように調節するようにしてもよい。このように，基板上に現像液が供給される際に前記容器内に流入する気体の流量を増大させることにより，基板周辺の気流が強められ，基板上に現像液を供給する際に発生する不純物を好適に排出することができる。
【００１４】
別の観点による本発明によれば，ケーシング内で基板を現像処理する現像処理装置であって，前記ケーシング内で前記基板の外周を囲む容器と，前記現像処理装置内に気体を供給する気体供給装置と，前記容器内に流れ込む雰囲気と前記容器外に流れる雰囲気とを一括してケーシング外に排気する排気装置と，前記容器内に流入する気体の流量と前記容器外に流れる気体の流量を調節する調節装置とを有し，前記排気装置の排気口は，前記容器内に設けられており，前記容器には，前記容器外に流れた気体を前記容器内に流入させるための流入口が設けられており，前記調節装置は，前記容器を上下動させることによって前記流入口の開閉度を調節可能な容器駆動装置であることを特徴とする現像処理装置が提供される。この発明によれば，前記容器内に流入する気体の第１の流量と前記容器外に流れる気体の第２の流量とを調節できるので，上述した現像処理方法を実施することができる。従って，現像処理の各工程に応じて，適宜第１の流量と第２の流量とを調節し，基板への不純物の再付着を抑制しつつ，基板面内の温度分布を均一に維持することができる。
【００１５】
また，本発明によれば，上方から容器内に流入した気体は，前記排気口から直接排気され，容器外に流れた気体は，前記流入口から容器内に一旦流入し，上述した容器内に直接流入された気体と合流して，前記排気口から排気することができる。また，前記容器を上下動させることによって，前記流入口の開閉度を変更できるので，容器外に流れる気体の第２の流量を調節できる。さらに，この第２の流量の調節によって，容器内に流入する気体の第１の流量が変動されるため，結果的に当該第１の流量も調節することができる。したがって，上述した現像処理方法を実施することができ，基板への不純物の再付着を抑制しつつ，基板面内の温度分布を均一に維持することができる。
【００１６】
上述した現像処理装置において，前記容器外周には，前記容器外に漏れた現像液を回収する回収板が設けられており，当該回収板には，前記容器外に流れる気体が通過する複数の通気孔が設けられるようにしてもよい。このような回収板を設けることによって，液盛り時に容器外に漏れた現像液や，基板の回転時に容器外に飛散した現像液等を好適に回収することができる。また，回収板に設けられた多数の通気孔によって，容器外に流れた気流をスムーズに通過させ，対流等の発生を抑制できる。
【００１７】
また，前記回収板が，前記容器側が低くなるように傾斜していてもよい。このように回収板を前記容器側に傾斜させることによって，容器外に漏れた現像液等が前記回収板上に溜まることが防止できる。
【００１８】
前記現像処理装置は，前記基板を上下動可能とする昇降機構を有するようにしてもよい。このように，前記基板を上下動可能にすることによって，現像処理の各工程において，適宜基板の高さを調節することができる。また，基板の現像工程時に，前記容器の上端部よりも低い位置に基板を配置することができるので，上述した現像処理方法が実施できる。
別の観点による本発明によれば，基板に液を供給して処理する処理装置であって，基板の外周を囲み，上面が開口した容器と，前記容器内に設けられ，上方から前記容器内に流れる気体と前記容器外に流出した前記液のミストを含む気体とを排気するための排気口と，前記容器を上下動させる容器駆動装置と，を有し，前記容器には，前記容器外に流出した気体を，前記容器内に流入させるための流入口が設けられ，前記容器駆動装置により，前記容器を上下動させることによって前記流入口の開閉度を調節し，上方から前記容器内に流入する気体の流量と，前記容器外に流出し，前記流入口から前記容器内に流入する気体の流量とを調節することを特徴とする処理装置が提供される。
前記液は，現像液であり，基板上に現像液が供給される際には，前記容器を下降して前記流入口を狭くし，かつ基板を前記容器の上端部より高い位置に配置し，前記基板上に現像液が供給された状態で当該基板を現像する際には，前記容器を上昇して前記流入口を広くし，かつ基板を前記容器の上端部より低い位置に配置してもよい。
前記容器は，容器側部と容器底部とを有し，前記流入口は，前記容器側部の下端部と前記容器底部との間に設けられ，前記容器駆動装置により，前記容器側部を上下動させて前記流入口の開閉度を調節してもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本発明にかかる現像処理装置を有する塗布現像処理システム１の平面図であり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図であり，図３は，塗布現像処理システム１の背面図である。
【００２０】
塗布現像処理システム１は，図１に示すように，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を有している。
【００２１】
カセットステーション２では，載置部となるカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセットＣをＲ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在となっている。そして，このカセット配列方向（Ｒ方向）とカセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセットＣに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【００２２】
ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属するエクステンション装置３２に対してもアクセスできるように構成されている。
【００２３】
処理ステーション３では，その中心部に主搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。該塗布現像処理システム１においては，４つの処理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が配置されており，第１及び第２の処理装置群Ｇ１，Ｇ２は現像処理システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群Ｇ３は，カセットステーション２に隣接して配置され，第４の処理装置群Ｇ４は，インターフェイス部４に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群Ｇ５を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５に配置されている後述する各種処理装置に対して，ウェハＷを搬入出可能である。なお，処理装置群の数や配置は，ウェハＷに施される処理の種類によって異なり，処理装置群の数は，１以上であれば４つで無くてもよい。
【００２４】
第１の処理装置群Ｇ１では，例えば図２に示すように，ウェハＷにレジスト液を供給し，レジスト膜を形成するレジスト塗布装置１７と，本実施の形態にかかる現像処理装置１８とが下から順に２段に配置されている。処理装置群Ｇ２の場合も同様に，レジスト塗布装置１９と，現像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねられている。
【００２５】
第３の処理装置群Ｇ３では，例えば図３に示すように，ウェハＷを冷却処理するクーリング装置３０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置３１，ウェハＷを待機させるエクステンション装置３２，レジスト液中の溶剤を乾燥させるプリベーキング装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング装置３５，３６等が下から順に例えば７段に重ねられている。
【００２６】
第４の処理装置群Ｇ４では，例えばクーリング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，クーリング装置４３，露光後の加熱処理を行うポストエクスポージャーベーキング装置４４，４５，ポストベーキング装置４６，４７等が下から順に例えば８段に積み重ねられている。
【００２７】
インターフェイス部４の中央部にはウェハ搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０はＲ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在にできるように構成されており，第４の処理装置群Ｇ４に属するエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺露光装置５１及び図示しない露光装置に対してアクセスして，各々に対してウェハＷを搬送できるように構成されている。
【００２８】
次に，上述した現像処理装置１８の構成について詳しく説明する。図４は，現像処理装置１８の概略を示す縦断面の説明図であり，図５は，現像処理装置１８の横断面の説明図である。
【００２９】
現像処理装置１８は，図４に示すようにケーシング１８ａ内に上面が開口した箱状のカップ収容部６０を有している。当該カップ収容部６０内の中央部には，水平かつ円形状に形成された上面部６１ａを有するスピンチャック６１が設けられており，ウェハＷを水平に保持可能に構成されている。当該スピンチャック６１には，例えばその上面部６１ａに図示しない吸引口が設けられており，ウェハＷを吸着保持できるようになっている。スピンチャック６１の下方には，当該スピンチャック６１を回転可能とする駆動機構６２が設けられており，スピンチャック６１に保持されたウェハＷを所定の回転速度で回転できるようになっている。
【００３０】
また，当該スピンチャック６１の上面部６１ａの周辺部は，ウェハＷを支持し，昇降させるための複数の昇降ピン６３が設けられている。当該昇降ピン６３は，駆動機構６２によって所定の高さに昇降可能に構成されており，スピンチャック６１の上面部６１ａに設けられた図示しない貫通孔を貫通して昇降し，ウェハＷをスピンチャック６１上方の所定位置に配置したり，スピンチャック６１上に載置したりできるようになっている。
【００３１】
スピンチャック６１の外周外方には，当該スピンチャック６１を取り囲むようにして，上面が開口した筒状のカップ６５が設けられており，ウェハＷが回転された際に飛散する現像液等を受け止め，ケーシング１８ａ内の汚染を防止できるようになっている。カップ６５は，主に飛散した現像液等を受け止めるカップ側部６６と，当該受け止めた現像液等を回収するカップ底部６７とを有している。
【００３２】
カップ側部６６の上部には，内側に傾斜したガイド部６８が形成されており，ウェハＷの上方に飛散する現像液等を受け止めると共に，上方からの気流がカップ６５内とカップ６５外に分流されるようになっている。カップ側部６６には，カップ側部６６のみを上下動自在とする，例えばモータ又はシリンダ等の容器駆動装置としての昇降機構６９が取り付けられており，必要に応じて，例えば２段階にカップ側部６６を昇降させることができるようになっている。なお，当然に段階的でなく，所定の位置に昇降自在であってもよい。
【００３３】
カップ底部６７は，斜めに傾斜されて設けられており，その低い部分には，カップ側部６６で回収した現像液等を排液するドレイン管７０が設けられている。また，カップ底部６７には，ケーシング１８ａ内の雰囲気を排気する排気装置としての排気管７１が設けられており，当該排気管７１の排気口７２は，カップ６５内で上方に向けられて設けられている。
【００３４】
カップ側部６６の下端部とカップ底部６７との間には，流入口としての隙間７３が設けられており，上方から一旦カップ６５外に流れた気体が，当該隙間７３からカップ６５内に流入されるようになっている。また，この隙間７３は，上述したカップ側部６６の上下動により，その大きさが変動され，当該隙間７３からカップ６５内に流入する気体の流量を調節できるようになっている。したがって，上方から一定流量の気体を供給し，カップ６５内から一定流量の気体を排気する条件の下では，隙間７３の広狭を変動することによって，ガイド部材６８で分流される，カップ６５内に流入する気体の流量とカップ６５外に流れる気体の流量とを調節することができる。
【００３５】
カップ６５の外周外方には，カップ６５とカップ収容部６０との隙間を覆う回収板７５が設けられており，後述の現像液供給ノズル８５によるウェハＷ上への液供給に伴う動作でカップ６５外に漏れた現像液等が回収されるようになっている。回収板７５は，カップ６５側が低くなるように斜めに設けられている。また，回収板７５には，図５に示すようにパンチングメタルを構成する多数の通気孔７６が設けられており，ガイド部材６８を越えて舞い上がったプロセス処理に伴う現像液や洗浄液を含んだミスト気流，カップ６５外に流れた上方からの気体等が当該通気孔７６を通過し，隙間７３に流れるようになっている。また，このパンチングメタルを構成する通気孔７６をミスト気流が通過することで，ミストが液状体でトラップされやすくなる。
【００３６】
カップ６５の外周とカップ収容部６０との間であって，カップ収容部６０の底部には，上述したカップ６５外に漏れた現像液等を排液するドレイン管７７が設けられている。
【００３７】
ケーシング１８ａの内側上部には，ケーシング１８ａ内に気体，例えば大気又は所定温度，湿度に調節されたエアを供給する気体供給装置としてのエア供給機構８０が取り付けられている。ケーシング１８ａの側壁上部には，当該エア供給機構８０に図示しないエア供給源からのエアを供給する供給管８１が設けられている。エア供給機構８０は，当該供給管８１から供給されたエア内に含まれる不純物を除去するフィルタ８２と，当該フィルタ８２で清浄化されたエアをケーシング１８ａ全体に一様に供給するための整流板８３とを有している。このエア供給機構８０によって，ケーシング１８ａ内には，一様なエアの下降気流が形成され，ケーシング１８ａ内を温湿度調節可能でかつ，パージできるようになっている。
【００３８】
また，図４，図５に示すようにカップ収容部６０のＸ方向負方向（図５の左方向）側の内側壁に設けられた待機位置Ｔには，ウェハＷ上に現像液を供給する現像液供給ノズル８５が配置されている。現像液供給ノズル８５は，図５，図６に示すように細長形状に形成されており，その長さは，少なくともウェハＷの直径よりも大きくなっている。現像液供給ノズル８５上部には，図示しない現像液供給源からの現像液を現像液供給ノズル８５内に流入させる配管８６の一端が接続されている。現像液供給ノズル８５の下部には，複数の現像液供給口８７が，長手方向に一列に設けられている。また，現像液供給ノズル８５の内部には，図７に示すように配管８６及び各現像液供給口８７に連通された長手方向に長い空間部８８が形成されており，配管８６から現像液供給ノズル８５内に流入された現像液を一旦貯留し，当該空間部８８の現像液を各現像液供給口８７から同時に同流量で吐出できるように構成されている。
【００３９】
現像液供給ノズル８５は，図５に示すようにＸ方向に伸びるレール９０上を移動可能なアーム９１によって，長手方向がＹ方向になるように保持されている。レール９０は，カップ収容部６０のＸ方向負方向側の端部からＸ方向正方向側の端部まで伸びており，カップ収容部６０のＹ方向正方向側の外側面に取り付けられている。アーム９１は，図示しない駆動制御機構によってその移動速度や移動タイミングが制御されている。これによって，アーム９１に保持された現像液供給ノズル８５は，Ｘ方向に所定速度で移動しながら所定流量の現像液を吐出して，ウェハＷ表面全面に現像液を供給し，ウェハＷ上に所定膜厚の現像液の液膜を形成することができるようになっている。また，アーム９１には，アーム９１を上下方向に移動可能とする図示しない移動機構が設けられており，現像液供給ノズル８５とウェハＷとの距離を調節できるように構成されている。
【００４０】
また待機位置Ｔには，現像液供給ノズル８５を洗浄する洗浄槽９２が設けられている。この洗浄槽９２は，細長の現像液供給ノズル８５を受容するように断面が凹状に形成されており，この洗浄槽９２内には，現像液供給ノズル８５に付着した現像液を洗浄するための所定の溶剤が貯留されている。
【００４１】
一方，カップ収容部６０のＹ方向負方向側の側壁外方には，ウェハＷに洗浄液，例えば純水を供給するための洗浄液供給ノズル９３が設けられている。洗浄液供給ノズル９３は，アーム９４に保持されており，アーム９４は，Ｙ方向に伸びるレール９５上を移動自在に構成されている。レール９５は，カップ収容部６０のＹ方向負方向側からスピンチャック６０の中央部を越える位置まで伸びており，ケーシング１８ａに設けられている。アーム９４には，図示しない駆動機構が設けられており，アーム９４がレール９５上を移動可能になっている。これによって，洗浄液供給ノズル９３は，必要に応じてカップ収容部６０の前記外方からウェハＷの中心部まで移動し，ウェハＷの中心に洗浄液を供給できるようになっている。なお，アーム９４には，アーム９４を上下方向に移動可能とする図示しない移動機構が設けられており，必要に応じてウェハＷとの距離を調節できるようになっている。
【００４２】
次に，以上のように構成されている現像処理装置１８の作用について，塗布現像処理システム１で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に説明する。
【００４３】
先ず，ウェハ搬送体７がカセットＣから未処理のウェハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群Ｇ３に属するアドヒージョン装置３１に搬入する。このアドヒージョン装置３１において，レジスト液との密着性を向上させるＨＭＤＳなどの密着強化剤を塗布されたウェハＷは，主搬送装置１３によって，クーリング装置３０に搬送され，所定の温度に冷却される。その後，ウェハＷは，レジスト塗布装置１７又１９，プリベーキング装置３４又は３５に順次搬送され，所定の処理が施される。その後，ウェハＷは，エクステンション・クーリング装置４１に搬送される。
【００４４】
次いで，ウェハＷはエクステンション・クーリング装置４１からウェハ搬送体５０によって取り出され，その後，周辺露光装置５１を経て露光装置（図示せず）に搬送される。露光処理の終了したウェハＷは，ウェハ搬送体５０によりエクステンション装置４２に搬送された後，主搬送装置１３に保持される。次いで，このウェハＷはポストエクスポージャベーキング装置４４又は４５，クーリング装置４３に順次搬送され，これらの処置装置にて所定の処理が施された後，現像処理装置１８又は２０に搬送される。
【００４５】
そして現像処理の終了したウェハＷは，再び主搬送装置１３によってポストベーキング装置３５，３６，４６又は４７，クーリング装置３０と順次搬送され，各装置において所定の処理が施される。その後，ウェハＷは，エクステンション装置３２を介して，ウェハ搬送体７によってカセットＣに戻され，一連の所定の塗布現像処理が終了する。
【００４６】
次に上述した現像処理装置１８の作用について詳しく説明する。先ず，現像処理が開始される前（ウェハＷ受け入れ前）に，エア供給機構８０から所定の温度，湿度に調節されたエアが供給され，ケーシング１８ａ全体に一様な下降気流が形成される。また，ケーシング１８ａ内の雰囲気は，排気口７２から常時一定の流量で排気され，ケーシング１８ａ内がパージされる。このとき，カップ側部６６は，下降しており，隙間７３が狭くなっているため，上方からのエアは，主にカップ６５内を通過して排気される。
【００４７】
そして，現像処理が開始（ウェハＷ受け入れ）されると，先ず昇降ピン６３がカップ６５の上端部よりも高い位置に上昇され，ケーシング１８ａ内に主搬送装置１３により搬入されたウェハＷが昇降ピン６３上に支持され，昇降ピン６３に受け渡される。次に，図８に示すように昇降ピン６３が下降され，ウェハＷがカップ６５の上端部よりもわずかに高い位置，例えばカップ６５よりも１ｍｍ程度高い位置に配置される。なお，このときのエアも隙間７３が狭くなっているため，上方からのエアは，主にウェハＷの周辺部を通過し，さらにカップ６５内を通過して排気される。
【００４８】
次に，待機位置Ｔの洗浄槽９２内で待機していた現像液供給ノズル８５が，図９に示すようにカップ収容部６０内であって，カップ側部６６のＸ方向負方向側の外方である位置Ｓに移動する。この位置Ｓにおいて，現像液供給ノズル８５からの現像液の吐出が開始され，その吐出状態が安定するまで所定時間試し出しされる。
【００４９】
現像液の吐出状態が安定すると，現像液供給ノズル８５が，現像液を吐出しながらカップ側部６６のＸ方向正方向側の外方である位置Ｅまで移動し，ウェハＷ全面に現像液が供給され，ウェハＷ上に現像液の液膜が形成される。その後現像液供給ノズル８５は，待機位置Ｔに戻される。この間カップ側部６６は，下降した状態を維持し，上方からのエアは，主にカップ６５の上端部から直接カップ６５内に流入され，排気口７２から排気される。すなわち，カップ６５内に流入されるエアの流量がカップ６５外に流れるエアの流量よりも多くなるように維持される。なお，位置Ｓは，現像液供給ノズル８５がウェハＷ端に到達する前に吐出状態が安定する所定時間が経過する距離としてのウェハＷ端からの位置としてもよい。
【００５０】
ウェハＷ上に現像液の液膜が形成されると，所定時間の静止現像が開始される。このときカップ側部６６は上昇される。これによって，図１０に示すように，ウェハＷがカップ６５の上端部の位置よりも低い位置に配置される。また，カップ側部６６が上昇したため隙間７３が広くなり，さらにカップ６５上端の開口部はウェハＷによって狭くなるため，エアが流れるには抵抗となり，カップ６５外に流れるエアが増大し，カップ６５内に流入するエアが極少となる。当該エアは，回収板７５の通気孔７６を通過し，さらに隙間７３を通って，カップ６５内の排気口７２から排気される。
【００５１】
所定時間が経過し，静止現像が終了すると，図１１に示すように昇降ピン６３が下降され，ウェハＷがスピンチャック６０上に吸着保持される。また，カップ側部６６も下降され，ウェハＷをカップ６５の中央部に位置させる共に，隙間７３を狭めて，カップ６５内に直接流入されるエアの流量がカップ６５外に流れるエアの流量よりも多くなるように調節される。このとき，洗浄液供給ノズル９３はウェハＷ中心上方まで移動する。
【００５２】
次に，ウェハＷが所定の回転速度，例えば２０００ｒｐｍで回転され，ウェハＷの中心に洗浄液が供給される。これによって，ウェハＷ上の現像液が遠心力によって振り切られる。このとき，当該振り切りによって現像液等のミストが発生するが，上方からカップ６５内に直接流入されるエアによって，ウェハＷ下方に流され排気口７２から排出される。なお，カップ６５外に流出した一部のミストは，カップ６５外を流れる弱いエアによって，カップ６５外方を下降し，隙間７３からカップ６５内に流入され，排気口７２から排気される。
【００５３】
そして，所定時間経過後，洗浄液の吐出が停止され，ウェハＷの回転速度が増大される。これによって，ウェハＷ上の洗浄液が振り切られ，ウェハＷが乾燥される。所定時間ウェハＷの乾燥が行われた後，ウェハＷの回転が停止される。
【００５４】
その後，ウェハＷは昇降ピン６３によって再びカップ６５上端部上方まで上昇される。そして，ウェハＷは搬入時と同様にして主搬送装置１３に受け渡され，ケーシング１８ａ外に搬出されて，一連の現像処理が終了する。
【００５５】
以上の実施の形態によれば，カップ側部６６を上下動可能とする昇降機構６９を設けて，隙間７３の広狭を調節できるようにしたため，カップ６５内の排気口７２からの排気によって隙間７３を通過するエアの流量が調節され，これによって，上方からカップ６５内に流入するエアの流量とカップ６５外に流れるエアの流量を調節することができる。したがって，現像処理の各工程に応じて前記気流の強弱を調節し，ウェハＷに不純物が付着するのを抑制しつつ，必要な場合には，ウェハＷ面内の温度を維持することができる。
【００５６】
具体的には，ウェハＷに現像液を供給する工程では，カップ６５内に流入するエアの流量がカップ６５外に流れるエアの流量よりも多くなるようにしたため，ウェハＷ周辺にはウェハＷの下方に向かって流れる強い下降気流が形成される。これによって，ウェハＷから発生する現像液のミストがウェハＷの下方から排出され，当該ミストがウェハＷに再付着することが抑制できる。
【００５７】
ウェハＷを静止現像する工程においては，カップ６５を上昇させ，ウェハＷをカップ６５上端部よりも低い位置に配置して，カップ６５内に流入するエアの流量がカップ６５外に流れるエアの流量よりも少なくなるように調節したため，ウェハＷ周辺を流れる気流が抑制され，気流によるウェハＷ表面温度の低下が抑制されて，ウェハＷ温度の維持が図られる。
【００５８】
ウェハＷを洗浄，乾燥する工程においては，カップ６５内に流入するエアの流量がカップ外に流れるエアの流量よりも多くなるように調節したため，ウェハＷの回転によって発生する洗浄液，現像液等のミストがウェハＷの下方から好適に排出され，当該ミストがウェハＷに再付着したり，カップ６５外に浮遊し，ケーシング１８ａ内を汚染することが防止できる。
【００５９】
ところで，カップ６５の外方に，傾斜した回収板７５を設けるようにしたため，カップ６５外に漏れた現像液等を好適に回収することができ，ケーシング１８ａ内の汚染を防止しつつ，現像液の再利用を図ることができる。
【００６０】
また，ウェハＷを所定の高さに配置可能とする昇降ピン６３を設けたため，現像処理の各工程に応じてウェハＷの高さを変更することが可能となり，ウェハＷをカップ６５に対して好適な位置に配置して現像処理を行うことができる。特に，ウェハＷを静止現像する工程においては，ウェハＷをカップ６５の上端部より低い位置に配置することによって，エア供給機構８０から供給されるエアが直接ウェハＷに触れ，ウェハＷ表面の温度分布がばらつくことを防止できる。
【００６１】
以上の実施の形態では，カップ側部６５を上下動させることによってエアの流量を調節していたが，カップ６５内の雰囲気を排気する排気口とカップ６５外の雰囲気を排気する排気口とを別々に設け，さらに各排気口にそれぞれダンパを設けることによって，各排気口から排気されるエアの流量を調節し，カップ６５内に流入するエアの流量とカップ６５外に流れるエアの流量を調節するようにしてもよい。
【００６２】
また，以上の実施の形態では，ウェハＷを上下動可能とする昇降機構として，昇降ピン６３を設けたが，スピンチャック６１を上下動可能にする駆動機構を設けて，ウェハＷを上下動可能にしてもよい。
【００６３】
以上の実施の形態では，現像液供給ノズル８５をウェハＷの一端から他端に移動させてウェハＷ上に現像液を液盛りしていたが，現像液供給ノズル８５をウェハＷ中心上方に配置し，現像液供給ノズル８５とウェハＷとを相対的に回転させることによって，現像液を液盛りしてもよい。ウェハＷを回転させる場合には，現像液供給時にウェハＷをスピンチャック６１に保持させることによって実現される。また，現像液供給ノズル８５を回転させる場合には，現像液供給ノズル８５を保持しているアーム９１に回転機構を取り付け，現像液を吐出しながら現像液供給ノズル８５を回転させることによって実現される。
【００６４】
以上で説明した実施の形態は，半導体ウェハデバイス製造プロセスのフォトリソグラフィー工程におけるウェハＷの現像処理装置についてであったが，本発明は半導体ウェハ以外の基板例えばＬＣＤ基板の現像処理装置においても応用できる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば，容器内外に流れる気流を制御できるので，基板への不純物の再付着と，気流に起因する基板表面の温度分布のばらつきとが抑制できる。これによって，例えば現像欠陥，線幅不良等が抑制され，歩留まりの向上が図られる。
【００６６】
特に，請求項２によれば，基板の現像工程時に，基板に気流が当たらないように制御され，基板表面の温度分布のばらつきが線幅不良に大きく影響する当該現像工程が好適に行われる。
【００６７】
また，請求項４によれば，基板の回転工程時に，基板周辺の気流が強くなるように制御され，基板等から不純物が発生しやすい当該回転工程時における基板への不純物の再付着が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる現像処理装置を有する塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】本実施の形態にかかる現像処理装置の縦断面の説明図である。
【図５】図４の現像処理装置の横断面の説明図である。
【図６】図４の現像処理装置で用いられる現像液供給ノズルの斜視図である。
【図７】図６の現像液供給ノズルの縦断面図である。
【図８】ウェハ上に現像液が供給される際の現像処理装置内の状態を示す説明図である。
【図９】ウェハ上に現像液が供給されている際の現像処理装置内の状態を示す説明図である。
【図１０】ウェハを現像する際の現像処理装置内の状態を示す説明図である。
【図１１】ウェハを洗浄，乾燥する際の現像処理装置内の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 塗布現像処理システム
１８ 現像処理装置
１８ａ ケーシング
６０ カップ収容部
６３ 昇降ピン
６５ カップ
６６ カップ側部
６７ カップ底部
６９ 昇降機構
７１ 排気管
７３ 隙間
７５ 回収板
８５ 現像液供給ノズル
９３ 洗浄液供給ノズル
Ｔ 待機位置
Ｗ ウェハ
Claims (11)
- ケーシング内で基板を現像処理する現像処理方法であって，
基板上方から気体を供給する工程と，
前記ケーシング内であって基板の外周を囲む容器内に流入する前記上方からの気体を前記容器内の排気口から前記ケーシング外に排気する工程と，
前記ケーシング内であって前記容器外に流れる前記上方からの気体を前記容器に設けられた流入口から容器内に流入させ，前記排気口から前記ケーシング外に排気する工程と，
前記容器内に流入する気体の第１の流量と，前記容器外に流れる気体の第２の流量とを調節する工程とを有し，
前記第１の流量と第２の流量を調整する工程は，前記容器を上下動させて前記流入口の開閉度を調節することによって行われることを特徴とする，現像処理方法。 - 基板上に現像液が供給された状態で当該基板を現像する際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも少なくなるように調節することを特徴とする，請求項１に記載の現像処理方法。
- 前記基板を現像する際に，当該基板を前記容器の上端部よりも低い位置に置くことを特徴とする，請求項２に記載の現像処理方法。
- 前記基板の現像工程終了後であって，当該基板を回転させる際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも多くなるように調節することを特徴とする，請求項２又は３のいずれかに記載の現像処理方法。
- 前記基板上に現像液が供給される際に，前記第１の流量が前記第２の流量よりも多くなるように調節することを特徴とする，請求項２，３又は４のいずれかに記載の現像処理方法。
- ケーシング内で基板を現像処理する現像処理装置であって，
前記ケーシング内で前記基板の外周を囲む容器と，
前記現像処理装置内に気体を供給する気体供給装置と，
前記容器内に流れ込む雰囲気と前記容器外に流れる雰囲気とを一括してケーシング外に排気する排気装置と，
前記容器内に流入する気体の流量と前記容器外に流れる気体の流量を調節する調節装置とを有し，
前記排気装置の排気口は，前記容器内に設けられており，
前記容器には，前記容器外に流れた気体を前記容器内に流入させるための流入口が設けられており，
前記調節装置は，前記容器を上下動させることによって前記流入口の開閉度を調節可能な容器駆動装置であることを特徴とする，現像処理装置。 - 前記容器外周には，前記容器外に漏れた現像液を回収する回収板が設けられており，
当該回収板には，前記容器外に流れる気体が通過する複数の通気孔が設けられていることを特徴とする，請求項６に記載の現像処理装置。 - 前記回収板は，前記容器側が低くなるように傾斜していることを特徴とする，請求項７に記載の現像処理装置。
- 基板に液を供給して処理する処理装置であって，
基板の外周を囲み，上面が開口した容器と，
前記容器内に設けられ，上方から前記容器内に流れる気体と前記容器外に流出した前記液のミストを含む気体とを排気するための排気口と，
前記容器を上下動させる容器駆動装置と，を有し，
前記容器には，前記容器外に流出した気体を，前記容器内に流入させるための流入口が設けられ，
前記容器駆動装置により，前記容器を上下動させることによって前記流入口の開閉度を調節し，上方から前記容器内に流入する気体の流量と，前記容器外に流出し，前記流入口から前記容器内に流入する気体の流量とを調節することを特徴とする，処理装置。 - 前記液は，現像液であり，基板上に現像液が供給される際には，前記容器を下降して前記流入口を狭くし，かつ基板を前記容器の上端部より高い位置に配置し，
前記基板上に現像液が供給された状態で当該基板を現像する際には，前記容器を上昇して前記流入口を広くし，かつ基板を前記容器の上端部より低い位置に配置することを特徴とする，請求項９に記載の処理装置。 - 前記容器は，容器側部と容器底部とを有し，
前記流入口は，前記容器側部の下端部と前記容器底部との間に設けられ，
前記容器駆動装置により，前記容器側部を上下動させて前記流入口の開閉度を調節することを特徴とする，請求項９又は１０のいずれかに記載の処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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