JP3805690B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理液を用いて基板を処理する、基板処理方法、及び基板処理装置に関し、特に、半導体装置等を製造する過程で、現像処理に次いで、洗浄処理を施す場合に用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置、液晶表示素子、電子回路部品等の製造においては、素子、配線等を含めた回路を形成する過程で、パターンを形成するべく、被処理基板に現像処理を行い、その後、洗浄処理、及び乾燥処理等が順次行われる。
【0003】
半導体装置の製造工程であれば、先ず、半導体基板(=被処理基板)上に、被加工膜(例:絶縁膜、配線用の導電膜)、次いで、感光性のフォトレジスト膜を公知の方法で形成する。その後、この感光性のフォトレジスト膜に、現像処理を施す。ここでは、公知の如く、半導体基板(=被処理基板)上の感光性のフォトレジス膜に、露光用レティクルを介して所定のパターンを投影露光した後、現像液を供給してパターンを形成する。
【0004】
現像処理が行われた後、半導体基板の表面(=被処理面)上には、現像液、現像処理中に発生した溶解生成物、及び微小パーティクル等が残る。このような、所謂、不純物、汚染物が残ると、フォトレジストのパターンをマスクに用い、被加工膜(例:絶縁膜、配線層の材料となる導電膜)にエッチング加工を施す過程で、寸法の誤差が発生し、半導体装置の製造において歩留まりが低下することになる。
【0005】
従って、洗浄処理(=リンス処理)、及び乾燥処理を順次施して、半導体基板(=被処理基板)の表面(=被処理面)を清浄な状態にし、現像液の残り、現像処理中に発生した溶解生成物、及び微小パーティクル等を除去する必要がある。
【0006】
以下に、図11を用いて、洗浄処理機構の構成、及び動作について触れながら、従来の洗浄方法等について具体的に説明する。
【0007】
図11に示すように、洗浄処理機構300は、主要な構成として、回転可能な支持用のチャック301、及び所定の位置に固定された洗浄用ノズル302を備えている。
【0008】
従来の洗浄方法の場合、先ず、支持用のチャック301上に、半導体基板303(=被処理基板、現像液304が供給されている)を載置、及び固定する。その後、洗浄用ノズル302より、洗浄液305を半導体基板303の中央部に吐出させながら、支持用のチャック301ごと、半導体基板303を速度(=回転数)50乃至1000rpm(=回転数/分)の範囲で調整しながら高速回転させ、洗浄を行う。ここでは、洗浄用ノズル302は、その吐出口が、半導体基板303の中央部上方の位置に固定されるように設けられているものとする。
【0009】
このとき、支持用のチャック301ごと高速回転させることで、遠心力を作用させ、半導体基板303においては、その中央部から周縁部にかけて、全面に洗浄液305を行き渡らせ、現像液304を洗浄液305に置換することが可能となる。また、このとき、現像液304、現像処理中に発生する溶解生成物、及び微小パーティクル等を半導体基板303の外方に洗い流して、除去することが可能となる。ここで、現像液を洗浄液に置換するとは、現像液の成分を洗浄液の成分によって変化させ、現像液の作用を停止させることを意味する。
【0010】
また、その後は、支持用のチャック301に固定したまま、再度、半導体基板303を速度(=回転数)1000乃至4000rpmの範囲で高速回転させて、水分等を振り切り、乾燥処理を施す。
【0011】
尚、この従来の方法では、一般的に、現像液を置換する洗浄液には、純水を使用する。
【0012】
以上のように、従来の洗浄方法では、被処理基板(例:半導体基板)を高速回転させながら、固定されたノズルより洗浄液を吐出し、洗浄液を中央部から周縁部の方向に流すことで、現像液を洗浄液に置換して現像反応の進行を停止させる。また、同時に、現像液、現像処理中に発生した溶解生成物、及び微小パーティクル等を被処理基板(例:半導体基板)上より洗い流して除去する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
近年、半導体装置の微細化、高集積化、及び半導体基板(=ウエハ)の大口径化の技術開発が行われている。半導体基板の大口径化、即ち、被処理基板の面積が大きくなるに伴い、従来の洗浄方法を用いた場合には、多くの問題が発生する。
【0014】
例えば、前述の如く、従来の洗浄方法を用いると、固定されたノズル302から洗浄液305が吐出され、洗浄液305が半導体基板303の全体に行き渡る迄には、面内の各領域で洗浄時間に差が生ずる。特に、スキャン現像を行う場合には、公知の如く、現像液を吐出させながらノズルを移動させるので問題となる。この場合、半導体基板303上では、現像液304を洗浄液305に置換する時間が面内の各領域で不均一になり、その結果、現像時間が面内の各領域で不均一となる。従って、現像処理を行う過程で、フォトレジストのパターンの寸法も面内の各領域間では、不均一なものとなる。このような傾向は、半導体基板の大口径化、及びパターン寸法の微細化が進むに連れて顕著な問題となってきている。
【0015】
また、洗浄用ノズル305は、その吐出口が、半導体基板303の中央部上方の位置に固定されように設けられている。従って、半導体基板303上において、洗浄用ノズル302より吐出された洗浄液305が直接触れる中央部、及びその近傍では、現像液304が置換される度合いが高くなり、且つ溶解生成物や微小なパーティクルも効果的に除去されて、洗浄効果が高まる。
【0016】
しかしながら、半導体基板303の周縁部では、洗浄液305は、直接、且つ十分な圧力では当たらず、半導体基板303の中央部、及びその近傍に比べて、洗浄効果が低くなる。従って、半導体基板303の周縁部では、現像液304の一部が置換されずに残り、また、溶解生成物や微小なパーティクルも除去しきれずに残り、所謂、洗浄斑が発生することになる。
【0017】
特に、現像処理を行う過程では、フォトレジストを構成する有機物等が分解して、現像液中に拡散し、現像処理、及び洗浄処理中にフォトレジストのパターンに付着する。従って、洗浄処理を効果的に行い、有機物を除去する必要がある。このように、有機物がフォトレジストのパターンに付着すると、パターン寸法に誤差(=パターンの欠陥箇所)が発生し、このパターンをマスクに用いて、被加工膜(例:絶縁膜、配線用の導電膜)をエッチング加工すると、被加工膜のパターンにも寸法、及び形状の誤差が生じ、特に、配線パターン間で電気的に短絡(=ショート)すること等が問題となる。従って、今後、半導体基板の大口径化、即ち、被処理基板の面積が大きくなるに伴い、その周縁部では、その分だけ、更に洗浄効果が低くなる。また、一定の洗浄効果を得るには、再度、洗浄処理を行う必要が生じることになる。
【0018】
また、従来の洗浄方法では、乾燥処理を含め、被処理基板を高速回転させている。従って、被処理基板の大口径化に伴い、更に物理的な負荷が加わって、現像処理によって形成されたフォトレジストのパターンに悪影響を及ぼすことになる。
【0019】
例えば、300mm以上の大口径基板を用いて、半導体装置を製造する場合には、半導体基板の周縁部では、遠心力や洗浄液の水流の影響を受け、現像処理によって形成されたフォトレジストのパターンの損傷、或いはパターン倒れが発生するという現象が顕著に発生する。これより、現像処理後、被処理基板を回転させずに、洗浄処理(=リンス工程)及び乾燥処理等を行うことが必要になってきている。
【0020】
以上のように、半導体基板の大口径化に伴い、洗浄処理等を行う過程で、問題が多々発生する。ここでは、被処理基板として、半導体基板を一例にとり、半導体装置の製造において発生する問題に関して説明した。しかしながら、従来の洗浄方法では、その他、液晶用基板、露光用マスク基板等を用いた場合でも、現像処理、及び洗浄処理等において、同様に多くの問題が発生し、各種製品の歩留まりを低下させることになる。従って、本発明の目的は、このような問題を解決して各種製品の歩留まりを高めることにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様の基板処理方法は、被処理基板上の被処理領域に処理液を供給する工程と、前記被処理基板に対して、洗浄液を供給するノズルを相対的に移動させて、前記被処理領域に洗浄液を供給する工程とを有し、前記洗浄液を供給するノズルは、前記被処理基板の最大径、または最長辺と同等以上の長さに渡って略直線状に、前記洗浄液を供給するものであって、前記ノズルを移動させる方向において、前記洗浄液を、前記第一の洗浄液、及び第二の洗浄液の順に前記被処理領域に吐出し、且つ、前記第一の洗浄液、及び前記第二の洗浄液の間にはエアーを吹き付けて介在させることを特徴とする。
【0023】
また、本発明の別態様の基板処理装置は、被処理基板を支持し、且つ固定する基板支持部と、前記被処理基板上の被処理領域に、処理液を供給するノズルと、前記被処理基板上の被処理領域に、前記処理液を処理する洗浄液を吐出する領域、及びエアーを吹き出す領域から構成される洗浄液を供給するノズルとを有し、前記処理液を供給するノズル及び前記洗浄液を供給するノズルは、前記被処理基板に対して、その主面と略平行な方向において、相対的に移動することが可能な機構を備えており、前記洗浄液を供給するノズルは、前記被処理領域に沿って、略直線を形成するように前記洗浄液を吐出する領域に前記洗浄液を吐出するための開口部を備え、前記洗浄液を吐出する領域が、第一の洗浄液を吐出する領域、及び第二の洗浄液を吐出する領域に分かれ、且つ、前記第一の洗浄液を吐出する領域及び前記第二の洗浄液を吐出する領域が、前記エアーを吹き出す領域の両側にそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【0024】
また、本発明の別態様の基板処理装置は、被処理基板を支持し、且つ固定する基板支持部と、前記被処理基板上の被処理領域に、処理液を供給するノズルと、前記被処理基板上の被処理領域に、前記処理液を処理する洗浄液を吐出する領域、及びエアーを吹き出す領域から構成される洗浄液を供給するノズルとを有し、前記処理液を供給するノズル及び前記洗浄液を供給するノズルは、前記被処理基板に対して、その主面と略平行な方向において、相対的に移動することが可能な機構を備え、前記洗浄液を供給するノズルは、前記被処理領域に沿って、略直線を形成するように前記洗浄液を吐出する領域に前記洗浄液を吐出するための開口部を備えており、前記洗浄液を吐出する領域が、第一の洗浄液を吐出する領域、及び第二の洗浄液を吐出する領域に分かれ、且つ前記エアーを吹き出す領域は、前記第一乃至第三のエアーを吹き出す領域の各々に分かれており、前記第一の洗浄液を吐出する領域は、前記第一及び前記第二のエアーを吹き出す領域の間に、且つ前記第二の洗浄液を吐出する領域は、前記第二及び前記第三のエアーを吹き出す領域の間に配置されていることを特徴とする。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、各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。
(第一の実施の形態)
本実施の形態では、被処理基板上の被処理領域に、所定の寸法及び形状のパターンを形成するべく、現像処理、洗浄処理、及び乾燥処理を行う。また、本実施の形態では、一枚の被処理基板に、現像処理、洗浄処理、及び乾燥処理のプロセスを一装置内で連続的に行うことのできる、所謂、枚葉式の現像処理装置を使用する。
【0027】
この現像処理装置の内部には、被処理基板に対して、現像処理、洗浄処理、及び乾燥処理を連続的に行える処理ユニットが設けられている。本実施の形態では、このような処理ユニット内で、現像処理、洗浄処理、及び乾燥処理の一連のプロセスが、対応する各処理機構を用いて行われる。
【0028】
この処理ユニット内には、一例として、公知のスキャン現像処理を行うべく、現像処理機構が設けられている。この現像処理機構の一部には、現像液を吐出しながら、被処理基板上をスキャン(=走査)するように、上下、及び水平方向に移動可能な、可動型の現像用ノズルが備えられている。この現像用ノズルは、被処理基板上の被処理領域に均一な量で現像液を供給するべく、細長い長方形のスリット状に構成されている。
【0029】
また、以上の構成に加え、処理ユニットには、図1の如く、洗浄処理機構も設けられている。以下、図1を用いて、現像処理、洗浄処理、及び乾燥処理を行う処理ユニット内に設けられた洗浄処理機構の構成、及び動作について詳細に説明する。
【0030】
尚、図1には、洗浄処理機構100に関係する主要な構成部を示すものとする。
【0031】
現像処理、及び洗浄処理を行うユニットには、図1に示す洗浄処理機構100が備えられている。洗浄処理機構100には、主要な構成部として、固定支持用のチャック101、及び洗浄用ノズル102が備えらており、これら固定支持用のチャック101、及び洗浄用ノズル102は可動型に構成され、各々、独立に移動させることができる。
【0032】
洗浄処理機構100では、現像処理が行われた後、被処理基板103は、固定支持用のチャック101上に載置及び固定され、洗浄用ノズル102から所定の洗浄液を供給して、被処理基板103の表面(=被処理面)に洗浄処理が施される。
【0033】
尚、被処理基板103は、一例として、直径が300mm程度であるものとする。
【0034】
また、特に図示はしていないが、洗浄処理機構100には、所定の位置に被処理基板103の裏面(=被処理基板103の下面)を洗浄するノズルが設けられ、適宜、洗浄液等を吐出して、溶解生成物や微小なパーティクル等を被処理基板103の裏面より除去することができる。このとき、被処理基板103の裏面を洗浄するノズルの構造は、特に限定されず、公知のものを用いてよい。また、このノズルは、特に、被処理基板103の裏面の周縁部を洗浄するように、被処理基板103の裏側等の位置に配置されていればよい。
【0035】
本実施の形態では、前述の如く、可動型の洗浄用ノズル102を用いている。具体的には、洗浄用ノズル102は、被処理基板103の表面(=被処理面)に対して、略平行に移動することが可能である。また、一例として、洗浄用ノズル102は、3つの小ノズル(=小ノズル102(a)、小ノズル102(b)、小ノズル102(c))から構成される。
【0036】
本実施の形態では、図2に示すように、洗浄用ノズル102は、3つの小ノズル(102(a)乃至102(c))を相互に隣接させ、一体化するように組合せて構成される。
【0037】
本実施の形態では、小ノズル102(a)、及び小ノズル102(c)は、洗浄液供給用の小ノズルとして用いられ、被処理基板103上の被処理領域に洗浄液を吐出する。また、小ノズル102(b)は、エアー供給用の小ノズルとして、高圧のエアーを被処理基板103の被処理領域に吹き付ける。
【0038】
尚、小ノズル102(a)乃至102(c)は、各々、独立して、洗浄液、または高圧のエアーを吐出、或いは吹き出させるように操作することができる。
【0039】
ここで、洗浄用ノズル102は、スキャン方向(=走査方向)において、小ノズル102(a)(=洗浄液供給用の小ノズル)、小ノズル102(b)(=エアー供給用の小ノズル)、小ノズル102(c)(=洗浄液供給用の小ノズル)の順に相互に隣接して配置される。
【0040】
また、図2に示すように、各小ノズル(102(a)乃至102(c))は、細長い長方形状に形成されており、被処理基板103と対向する底面には、開口部である洗浄液を吐出する多数の洗浄液の吐出口104、またはエアー用の吹出し口105が形成されている。ここでは、各洗浄液供給用の小ノズル(=小ノズル102(a)、102(c))は、2列に平行に配置される。
【0041】
また、各洗浄液供給用の小ノズル(=小ノズル102(a)、102(c))の底面(=洗浄液を吐出する面)は、円形状の洗浄液吐出口104が、多数、且つ交互に配列された、所謂、多孔構造状に形成されている。ここでは、洗浄液の吐出口104は、円形状に形成されており、各洗浄液を外部に高い圧力で吐出することができる。また、洗浄液の吐出口104は、相互に平行な列を形成するように、各洗浄液供給用の小ノズル(=小ノズル102(a)、102(c))において、2列に交互に配列されている。
【0042】
洗浄処理を行う過程では、洗浄液の吐出口104から、所定の洗浄液が同時に吐出され、洗浄用のノズル(=小ノズル102(a)、102(c))の各々は、スキャン方向(=走査方向)と垂直な方向において、一様に、所定の洗浄液を被処理基板103上の被処理領域に供給することができる。このとき、前述の如く、各洗浄液供給用の小ノズル(=小ノズル102(a)、102(c))は、2列に平行に配置されており、洗浄液の吐出口104も、各々の小ノズルにおいて、2列に互いに平行に配列されている。従って、スキャン(=走査)させながら、円形状の洗浄液の吐出口104から、洗浄液を高い圧力で吐出し、略一直線状に被処理基板103の被処理領域に供給することができる。
【0043】
また、小ノズル102(b)(=エアー供給用の小ノズル)においては、エアー用の吹出し口105が、細長い長方形のスリット状に形成されている。これにより、スキャン方向(=走査方向)と略垂直な方向において、途切れることなく連続して、一様に、被処理基板103の被処理領域に高圧のエアーを吹き付けることができる。
【0044】
以上のように、洗浄用ノズル102は、被処理基板103上の被処理領域に、途切れることなく連続して、且つ略一直線状に、各洗浄液、及び高圧のエアーが供給されるように構成されている。
【0045】
尚、本実施の形態では、被処理基板103(例:直径300mm程度)に適用するべく、一例として、小ノズル102(a)乃至102(c)の底面(=洗浄液及び高圧のエアーを吐出する面)が、各々、横幅(W1a、W1b、W1c)=5mm、縦の長さL1=305mmを有する構造となっている。また、これら3つの小ノズルを一体化させて用いると、洗浄用ノズル102の全体では、底面が横幅W1=15mm、縦の長さL1=305mmの寸法を有する構造となる。
【0046】
ここでは、特に、洗浄用ノズル102の縦の長さL1を、被処理基板103の直径(例:300mm)に対して数mm程度大きくして、被処理基板103の表面(=被処理面)全体に渡って、各洗浄液、及び高圧のエアーが確実に供給されるようにすると良い。
【0047】
尚、本実施の形態で使用する洗浄処理機構において、洗浄用ノズル102の構成は、適宜、小ノズルの数及び配置を変更することが可能である。具体的には、洗浄用途に応じて、洗浄液供給用の小ノズル、及びエアー供給用の小ノズルの数を変更し、各々の構成、及びそれらの配置を組み換えることが可能である。例えば、洗浄用ノズル102の洗浄液供給用の小ノズル、及びエア―供給用の小ノズルを、高圧のエアー、オゾン水、高圧のエアー、または、高圧のエアー、水素水、高圧のエアーの順に被処理基板103の被処理領域に供給するように、各々の配置を組み換えることができる。
【0048】
本実施の形態では、以上のような洗浄処理機構を用いて、被処理基板に洗浄処理を行う。本実施の形態では、前述の処理ユニットを用い、一例として、半導体装置を製造する過程で、半導体基板上の感光性フォトレジスト膜にパターンを形成するべく、先ず、現像処理工程、次いで、洗浄処理工程を順次施す。従って、被処理基板には、一例として、半導体基板を用いるものとする。
【0049】
尚、本実施の形態では、一例として、半導体基板には、300mm程度の直径を有するものを用いる。
【0050】
以下に、本実施の形態の洗浄処理方法について、図3、4を用いて、具体的に説明する。ここでは、図1に示す、洗浄処理機構100を備えた処理ユニットを用いる。
【0051】
半導体基板(=被処理基板)上には、予め、被加工膜(例:絶縁膜、または配線用の導電膜)、反射防止膜、次いで、それらの上に化学増幅型の感光性フォトレジスト膜を、順次形成する。その後、KrFエキシマレーザー等を光源に用い、露光用のレティクルを介して、縮小投影露光を行い、所定の寸法及び形状のパターンをフォトレジスト膜に照射する。
【0052】
次に、半導体基板ごと、フォトレジスト膜に熱処理を施し、その後、前述した可動型の現像用ノズルを用いて、所謂、スキャン現像処理を施し、フォトレジスト膜に所定の寸法及び形状のパターンを形成する。ここでは、現像用ノズルを60mm/sec程度の一定速度でスキャン(=走査)させながら、半導体基板上のフォトレジスト膜に所定の現像液を供給して、公知のパドル現像処理を行い、フォトレジスト膜にパターンを形成する。
【0053】
尚、フォトレジスト用の現像液には、アルカリ性のテトラメチルアンモニウム水溶液(=PH値:13.4)を用いる。
【0054】
次に、現像処理を所定時間行った後、半導体基板に洗浄処理を行い、フォトレジスト膜において現像反応を停止させ、尚且つ、現像液、現像処理によって発生した溶解生成物、及び微小パーティクル等を半導体基板の外方に洗い流して除去する。
【0055】
ここでは、従来の如く回転させずに、固定支持用のチャック101上に静止させた状態で、半導体基板に洗浄処理を施し、現像液、現像処理によって発生した溶解生成物、及び微小パーティクル等を除去する。その後、乾燥処理を施して、半導体基板上に所定の寸法及び形状を有するフォトレジストのパターンを形成する。
【0056】
以降、洗浄処理方法について具体的に説明する。本実施の形態では、半導体基板の表面(=被処理面:半導体素子の形成される面)全体に渡って、洗浄用ノズル102をスキャン(走査)させながら、洗浄処理を行い、現像液、現像処理によって発生した溶解生成物、及び微小パーティクル等を除去する。
【0057】
具体的には、図3(a)、(b)に示すように、先ず、洗浄用ノズル102を半導体基板の一方の端部(=周縁部の任意の位置)へ近づけ、その後、半導体基板106上の現像液107の膜と一定の間隔を保ちつつ、他端へ平行に移動するようにしてスキャン(=走査)させながら、洗浄処理を行う。このとき、洗浄用ノズル102をスキャン(=走査)させる間に、図4に示すように、小ノズル102(a)(=洗浄液供給用の小ノズル)、小ノズル102(b)(=エアー供給用の小ノズル)、及び小ノズル102(c)(=洗浄液供給用の小ノズル)より、各々一例として、洗浄液A108、高圧のドライエアー109、及び洗浄液B110を現像液107に供給させる。
【0058】
本実施の形態では、前述の如く、洗浄用ノズル102は、その縦の長さL1(例:305mm)が、半導体基板106の直径(例:300mm)を含み、半導体基板106の表面(=被処理面:半導体素子の形成される面)全体に供給されるように構成されている。従って、高圧のドライエアー109を吹き付けつつ、洗浄用ノズル102を前述の如くスキャン(走査)させれば、洗浄液A108、及び洗浄液B110が、半導体基板103の表面全体に供給されるようになっている。
【0059】
本実施の形態では、一例として、洗浄液A108に酸化性の洗浄液であるオゾン水を用いる。また、洗浄液B110に還元性の洗浄液である水素水を用いる。このとき、オゾン水、及び水素水の濃度は0.1〜5ppm程度とする。
【0060】
また、図4に示すように、高圧のドライエアー109は、半導体基板106上の現像液107の膜に対して、洗浄用ノズル102の両側に位置する小ノズル102(a)、及び小ノズル102(c)より吐出される洗浄液A108(例:オゾン水)と洗浄液B110(例:水素水)を、数100nm乃至数100μm程度の厚さで、僅かに液膜を残す程度に遮断し、所謂、エアーカーテンとして作用する。この場合、高圧のドライエアー109は、風速0.1乃至10m/sec程度で吹き出し、エアーカーテンとして、洗浄液A108(例:オゾン水)を僅かに液膜状に残して、遮断する程度の圧力と流量を必要とする。
【0061】
また、このとき、洗浄用ノズル102は、半導体基板106上の現像液107の表面から、3mm以下の高さまで接近させて、フォトレジストのパターンと接触しない程度に一定の間隔を保つ。その後、前述の如く、洗浄液A108、洗浄液B110、及び高圧のドライエアーを供給しながら、洗浄用ノズル102を、半導体基板106の一方の端部(=周縁部の任意の位置)から他端へ、半導体基板106の表面全体に渡ってスキャン(=走査)させる。従って、半導体基板106上では、被処理領域において、洗浄液A108(例:オゾン水)、高圧のドライエアー109、及び洗浄液B110(例:水素水)の順に、各々供給されることになる。
【0062】
本実施の形態では、一例として、洗浄用ノズル102は、現像液107を供給する現像用ノズルと、同方向に、同経路上をスキャン(=走査)させるものとする。また、このとき、洗浄ノズル102は、現像液107を供給する現像用ノズルの移動速度と同じ、60mm/sec程度の一定速度でスキャン(=走査)させるものとする。
【0063】
この場合、現像液107を供給する場合と比較し、同方向に、同経路上を、同程度の一定速度でスキャン(=走査)させることで、半導体基板106の表面全体において、現像液107が供給されてから、洗浄液A108(例:オゾン水)に置換される迄の時間が均等になるように制御することが可能となる。従って、フォトレジスト膜にパターンを形成する過程で、各領域間では、現像反応の開始する時刻には差が生ずるが、半導体基板106の表面全体で現像液の作用する時間を均等にして、精度良くフォトレジスト膜にパターンを形成することができる。
【0064】
尚、本実施の形態では、現像液を洗浄液に置換するとは、現像液の成分を洗浄液の成分によって変化させ、フォトレジストへの現像液の作用を停止させることを表す。
【0065】
また、このとき、前述の裏面を洗浄するノズル(特に図示せず)から、洗浄液(例:純水)を吐出させ、半導体基板106の裏面の洗浄処理を行う。このように、半導体基板106の表面の洗浄を行うときに、裏面を洗浄する。これより、半導体基板106の表面側から除去された、現像液、溶解生成物、及び微小パーティクル等を、裏面を含めて半導体基板106に残すことなく、確実に排出することが可能となる。また、表面側、及び裏面側を、同時に洗浄処理することで、より短時間で、確実に、半導体基板106の洗浄効果を得ることが可能となる。
【0066】
以上のように洗浄処理を行い、引き続いて、フォトレジストのパターン上に残る洗浄液の膜を除去する。ここでは、半導体基板106を速度(=回転数)1000乃至20000rpmの範囲で高速回転させて、洗浄液の膜を除去する。
【0067】
尚、本実施の形態では、被処理基板、即ち、半導体基板106に対して、洗浄用ノズル102を相対的に移動させるようにして、各洗浄液、及び高圧のドライエアーを供給すれば良い。従って、洗浄用ノズル102を固定し、その状態で各洗浄液を吐出させ、固定支持用のチャック101ごと半導体基板106を移動させて、前述の如く各洗浄液(=洗浄液A108、洗浄液B109)、高圧のドライエアー110を半導体基板106上の被処理領域に供給することも可能である。
【0068】
本実施の形態の洗浄方法では、被処理基板、即ち、半導体基板106上の現像液107に、スキャン(=走査)方向に沿って、洗浄液A108(例:オゾン水)、高圧エアー109(例:高圧のドライエアー)、及び洗浄液B110(例:水素水)の順に吐出、或いは、吹き付けを行うが、その効果は以下の如くである。
【0069】
洗浄ノズル102において、小ノズル102(a)(=洗浄液供給用の小ノズル)から吐出される洗浄液A108(例:オゾン水)は、半導体基板106上に盛られた現像液107を洗浄液A108(例:オゾン水)に置換し、且つ、現像液、現像処理によって発生した溶解生成物、及び微小パーティクル等を半導体基板106上から外方へ洗い流す。
【0070】
このとき、洗浄液A108(例:オゾン水)の吐出された液面に、高圧のドライエアー109を勢いよく吹き付けることで、従来の洗浄方法の如く、単に上方より洗浄液を供給して、回転させて面内に行き渡らせる場合より、半導体基板106の表面全体において、洗浄液A108(例:オゾン水)を均等に加圧して、洗浄効果を高めることができる。
【0071】
具体的には、小ノズル102(b)(=エアー供給用の小ノズル)から、高圧のドライエアー109を吹き付けることにより、洗浄液A108(例:オゾン水)によって置換された現像液107は、周縁部の方向に加圧されて、半導体基板106の外方へ確実に排出される。また、高圧のドライエアー109は、これら排出されたものが、半導体基板106上、特に、既に洗浄処理が為された領域に付着するのを防ぐ。但し、このとき、高圧のドライエアー109は、半導体基板106上において、スキャン(=走査)方向と略垂直な方向に、途切れることなく、且つ一直線状に繋がり、所謂、エアーカーテンを形成することが必要である。
【0072】
更に、高圧のドライエアー109を吹き付けた後、連続的に、洗浄液B110(例:水素水)を吐出することで、フォトレジストのパターンに残る少量の現像液107を半導体基板106の外方に洗い流す。このとき、高圧のドライエアー110が吹き付けられた領域には、連続的に、洗浄液B111(例:水素水)が吐出され、同時に、溶解生成物、微小パーティクル、及び析出物等のフォトレジストのパターンへの付着を防ぐべく、これらについても、半導体基板106の外方へ洗い流し、除去することが可能となる。
【0073】
前述の如く、本実施の形態では、洗浄液A108には、酸化性の性質を有するオゾン水を用いる。このオゾン水は、現像処理を行う過程で発生する溶解生成物、微小パーティクル、及び析出物等を酸化させる。特に、有機物を酸化して、その分子構造を分解させ、パーティクルに細分化する効果がある。このため、現像処理の後、フォトレジストへの有機物の再付着等を抑制し、レジストパターンの欠陥箇所の発生を大幅に低減させることができる。
【0074】
このとき、オゾン水は、1ppm程度の低濃度で使用するとよい。この程度の濃度であれば、オゾン水は、フォトレジストのパターンにダメージを与ることはない。この場合、フォトレジストのパターンの側壁部のみを僅かにエッチングする程度に作用するので、フォトレジストのパターン寸法のラフネス(=局所的なばらつき)を低減させ、面内において、寸法の均一性を高めるという効果が得られる。
【0075】
また、前述の如く、本実施の形態では、洗浄液B110には、還元性の性質を有する水素水を用いる。
【0076】
前述の如くオゾン水によって有機物が分解された後、フォトレジスト膜の表面には、洗い流されずに残った有機物のパーティクル等が付着する場合がある。この有機物のパーティクルがフォトレジストのパターンに付着すると、レジストパターンに欠陥箇所(=パターン寸法のばらつき)が発生することになり、後のエッチング工程において、寸法及び形状の誤差を生ずることになる。
【0077】
この問題に対して、本実施の形態の如く、オゾン水を供給後、水素水を吐出することによって、この有機物のパーティクル等の表面を還元して、再び、フォトレジスト膜の表面から引き離す。これにより、その他、汚染物、及び不純物を含めて、半導体基板106の外方に洗い流して、一層確実に、洗浄処理を行うことが可能となる。
【0078】
本実施の形態では、洗浄液A108にオゾン水、また、洗浄液B110に水素水を用い、これらを順次、連続して半導体基板106上の現像液107に供給する。この場合、オゾン水は酸化性の水溶液であり、一方、水素水は還元性の水溶液である。オゾン水と水素水が相互に混入すると、各々の溶液の特性を互いに相殺して、洗浄液としての機能、引いては洗浄効果を低下させることになる。従って、洗浄処理を行う過程で、連続的に、相対する性質の洗浄液を用いる場合には、互いに混入する量を減少させ、洗浄液の機能の低下、引いては、洗浄効果の低下を防ぐ必要がある。
【0079】
この問題に対して、本実施の形態では、洗浄液A108(例:オゾン水)、洗浄液B110(例:水素水)の間に、高圧のドライエアー109を吹き付けてエアーカーテンを形成し、互いに混入する量を減少させ、洗浄液の機能の低下、引いては、洗浄効果の低下を防ぐことができる。
【0080】
このように、相対する性質の洗浄液を用いる場合には、両洗浄液を隔てるべく、高圧のドライエアー等を吹き付けて、所謂、エアーカーテンを形成し、洗浄液同士の混入を抑えれば、洗浄効果を一定に高く保つ上で有効である。
【0081】
尚、本実施の形態では、洗浄液Aにオゾン水、また、洗浄液Bに水素水を用いたが、これらと同様の効果を得ることができるものであれば、他の種類の洗浄液に変更することが可能である。例えば、洗浄液Aにオゾン水、洗浄液Bに純水を用いて、前述の如く洗浄処理を行うことができる。また、洗浄液Bに用いられる純水には、界面活性剤等を加えて、不純物、及び汚染物等を、より効果的に除去することができる。
【0082】
また、本実施の形態では、高圧のドライエアー109を吹き付けることによって、洗浄液A108(例:オゾン水)の膜、及び洗浄液B110(例:水素水)の膜が加圧され、エアーカーテンの直下では、数100nm乃至数100μm程度の厚さにまで抑えられる。即ち、半導体基板106において、高圧のドライエアー109が通過した領域では、洗浄液A108、洗浄液B110が僅かな量に抑えられる。従って、その後、従来の方法の如く、高速回転(=回転速度:1000乃至4000rpm)させて洗浄液を振り切らずとも、容易に、半導体基板106に乾燥処理の効果を与えることができる。このような場合、半導体基板106には、物理的な負荷(=遠心力、洗浄液等の水流、等)が掛からないので、大口径(例:直径300mm程度)の半導体基板を用いた場合でも、容易に、且つフォトレジストのパターンに損傷を与えずに乾燥処理の効果を与えることが可能となる。
【0083】
以下に、図5(a)、(b)を参照し、本実施の形態の効果について、従来の洗浄方法を用いた場合と比較して説明する。
【0084】
ここでは、先ず、前述の如く、本実施の形態で用いる洗浄用ノズルをスキャン(=走査)させながら、一例に、オゾン水、エアー、水素水の順に供給して、被処理基板の洗浄処理を行い、その後、フォトレジストパターンの寸法均一性、及び欠陥箇所の個数を測定する。また、ここでは、一例に、このような洗浄処理を3回ほど繰り返して行い、各々の処理において、被処理基板面内の寸法均一性、及びパターンの欠陥箇所の個数を測定する。図5(a)、(b)には、本実施の形態の方法を用いた3回の洗浄処理の各々、及び従来の洗浄方法の結果について記し、本実施の形態の効果は、その3回の洗浄処理の平均値と従来の洗浄方法の値とを比較して考察する。その結果、本実施の形態において、図5(a)、(b)に示すような効果を得られることが分かった。
【0085】
図5(a)には、本実施の形態の方法、及び従来の洗浄方法の各々において、被処理基板(=ウエハ)の面内で、フォトレジストパターンの寸法均一性を測定した結果について示す。本実施の形態の方法では、図5(a)に示すように、従来の洗浄方法に比べて約20%程度、寸法均一性を向上させることができた。ここで、寸法均一性は、設計上、同寸法であるべきパターンを対象にして、これらパターンの複数点で測定を行い、その結果得られる寸法のばらつきの度合いを表すものである。
【0086】
また、図5(b)には、本実施の形態の方法、及び従来の洗浄方法の各々において、フォトレジストパターンに発生した欠陥箇所の個数を測定した結果について示す。本実施の形態では、図5(b)に示すように、被処理基板(=ウエハ)上で、フォトレジストパターンの欠陥箇所の個数を測定したところ、従来の洗浄方法を用いた場合に比べて、65%も減少させることができた。ここで、欠陥箇所は、フォトレジストパターンに有機物等の不純物、汚染物等が付着して、寸法に誤差が発生した状態等を表す。
【0087】
このように、本実施の形態では、大口径(例:直径300mm程度)の半導体基板に対応し、尚且つ、従来の洗浄方法と比べ、フォトレジストの現像処理等において、洗浄効果を高めることが可能となる。
(第二の実施の形態)
本実施の形態では、(第一の実施の形態)と同様に、被処理基板の被処理領域に、所定の寸法及び形状のパターンを形成するべく、現像処理、洗浄処理、及び乾燥処理を行う。また、本実施の形態では、一枚の被処理基板に、現像処理、洗浄処理、及び乾燥処理のプロセスを一装置内で連続的に行うことのできる、所謂、枚葉式の現像処理装置を使用する。
【0088】
この現像処理装置の内部には、被処理基板に対して、現像処理、洗浄処理、及び乾燥処理を連続的に行える処理ユニットが設けられている。本実施の形態では、このような処理ユニット内で、現像処理、洗浄処理、及び乾燥処理の一連のプロセスが、対応する各処理機構を用いて行われる。
【0089】
この処理ユニット内には、一例として、公知のスキャン現像処理を行うべく、現像処理機構が設けられている。この現像処理機構の一部には、現像液を吐出しながら、被処理基板上をスキャン(=走査)するように、上下、及び水平方向に移動可能な、可動型の現像用ノズルが備えられている。この現像用ノズルは、被処理基板の被処理領域に均一な量で現像液を供給するべく、細長い長方形のスリット状に構成されている。
【0090】
また、以上の構成に加え、処理ユニットには、図6の如く、洗浄処理機構も設けられている。以下、図6を用いて、現像処理、洗浄処理、及び乾燥処理を行う処理ユニット内に設けられた洗浄処理機構の構成、及び動作について詳細に説明する。
【0091】
尚、図6には、洗浄処理機構200に関係する主要な構成部を示すものとする。
【0092】
現像処理、及び洗浄処理を行うユニットには、図6に示す洗浄処理機構200が備えられている。洗浄処理機構200には、主要な構成部として、固定支持用のチャック201、及び洗浄用ノズル202が備えられている。また、これら固定支持用のチャック201、及び洗浄用ノズル202は可動型に構成され、各々、独立に移動させることができる。
【0093】
洗浄処理機構200では、現像処理が行われた後、被処理基板203は、固定支持用のチャック201上に載置及び固定され、洗浄用ノズル202から所定の洗浄液を供給して、被処理基板203の表面(=被処理面)に洗浄処理が施される。
【0094】
尚、被処理基板は203、一例として、直径が300mm程度であるものとする。
【0095】
本実施の形態では、洗浄用ノズル202は、5つの小ノズル(202(a)乃至202(e))から構成され、被処理基板203の表面(=被処理面)に対して、平行に移動することが可能である。
【0096】
また、特に図示はしていないが、洗浄処理機構200には、所定の位置に被処理基板203の裏面(=被処理基板203の下面)を洗浄するノズルが設けられ、適宜、洗浄液等を吐出して、溶解生成物や微小なパーティクルを、被処理基板203の裏面より除去することができる。このとき、被処理基板203の裏面を洗浄するノズルの構造は、特に限定されず、公知のものを用いてよい。また、このノズルは、特に、被処理基板203の裏面の周縁部を洗浄するように、被処理基板203の裏側等の位置に配置されていればよい。
【0097】
本実施の形態では、前述の如く、可動型の洗浄用ノズル202を用いている。具体的には、洗浄用ノズル202は、被処理基板203の表面(=被処理面)に対して、一定の間隔を保ちながら、平行に移動することが可能である。また、一例として、洗浄用ノズル202は、5つの小ノズル(=小ノズル202(a)乃至202(e))から構成される。
【0098】
本実施の形態では、図7に示すように、洗浄用ノズル202は、5つの小ノズル(202(a)乃至202(e))を相互に隣接させて組合せて構成される。
【0099】
本実施の形態では、小ノズル202(a)、202(c)、及び202(e)の3つは、各々、第一乃至第三のエアー供給用小ノズルとして、高圧のエアーを被処理基板203の被処理領域に吹き付ける。また、小ノズル202(b)、及び小ノズル202(d)は、洗浄液供給用の小ノズルとして、各々、被処理基板203上の被処理領域に洗浄液を吐出する。
【0100】
尚、小ノズル202(a)乃至(e)は、各々、独立して、洗浄液A、B、及び高圧のエアーを吐出、或いは吹き出させるように操作することができる。
【0101】
ここでは、洗浄用ノズル202において、スキャン方向(=走査方向)に沿って、小ノズル202(a)(=エアー供給用の小ノズル)、小ノズル202(b)(=洗浄液供給用の小ノズル)、小ノズル202(c)(=エアー供給用の小ノズル)、小ノズル202(d)(=洗浄液供給用の小ノズル)、小ノズル202(e)(=エアー供給用の小ノズル)の順に相互に隣接して配置される。
【0102】
また、図7に示すように、各小ノズル(202(a)乃至202(e))は、細長い長方形のスリット状に形成されており、被処理基板203と対向する底面には、開口部である洗浄液を吐出する多数の洗浄液の吐出口204、及びエアー用の吹出し口205が形成されている。
【0103】
ここでは、各洗浄用のノズル(=小ノズル202(b)、202(d))は、2列に平行に配置される。また、各洗浄用のノズル(=小ノズル202(b)、202(d))の底面(=洗浄液を吐出する面)には、円形状の洗浄液の吐出口204が、多数、且つ交互に配列された、所謂、多孔構造状に形成されている。ここでは、洗浄液の吐出口204は、円形状に形成されており、各洗浄液を外部に高い圧力で吐出することができる。また、洗浄液の吐出口204は、相互に平行な列を形成するように、各洗浄液供給用の小ノズル(=小ノズル202(b)、202(d))において、2列に交互に配列されている。
【0104】
洗浄処理を行う過程では、洗浄液の吐出口204から、所定の洗浄液が同時に吐出され、洗浄用のノズル(=小ノズル202(b)、202(d))の各々は、スキャン方向(=走査方向)と垂直な方向において、一様に、所定の洗浄液を被処理基板203上の被処理領域に供給することができる。このとき、前述の如く、各洗浄液供給用の小ノズル(=小ノズル202(b)、202(d))は、2列に平行に配置されており、また、洗浄液の吐出口204も、各々の小ノズルにおいて、2列に互いに平行に配列されている。従って、スキャン(=走査)させながら、円形状の洗浄液の吐出口204から、各洗浄液を高い圧力で吐出し、略一直線状に被処理基板203の被処理領域に供給することができる。
【0105】
また、小ノズル202(a)、(c)、(e)(=第一乃至第三のエアー供給用小ノズル)の各々には、エアー用の吹出し口205が、細長い長方形のスリット状に形成されている。これにより、スキャン方向(=走査方向)と垂直な方向において、途切れることなく連続して、一様に、被処理基板203の被処理領域に高圧のエアーを吹き付けることができる。
【0106】
以上のように、洗浄用ノズル202は、被処理基板203の被処理領域に、途切れることなく連続して、且つ略一直線状に、各洗浄液、及び高圧のエアーが供給されるように構成されている。
【0107】
尚、本実施の形態では、(第一の実施の形態)と同様に、小ノズル(202(a)乃至202(e))の底面が、各々、横幅(W2a、W2b、W2c、W2d、W2e)=5mm、縦の長さL2=305mmを有する構造となっている。また、これら5つの各小ノズルを一体化させて用いると、洗浄用ノズル202の全体では、底面が、横幅W2=25mm、縦の長さL2=305mmの寸法を有する構造となる。
【0108】
ここでは、特に、洗浄用ノズル202の縦の長さL2を、被処理基板203の直径(例:300mm)に対して数mm程度大きくして、被処理基板203の表面(=被処理面)全体に渡って、洗浄液、及び高圧のエアーが確実に供給されるようにすると良い。
【0109】
また、本実施の形態で使用する洗浄処理機構において、洗浄用ノズル202の構成は、適宜、小ノズルの数及び配置を変更することが可能である。具体的には、洗浄目的に応じて、洗浄液供給用の小ノズル、及びエアー供給用の小ノズルの数を変更し、各々の構成、及びそれらの配置を組み換えることが可能である。
【0110】
本実施の形態では、以上のような洗浄処理機構を用いて、被処理基板に洗浄処理工程を行う。本実施の形態では、(第一の実施の形態)と同様に、半導体装置を製造する過程を一例に、基板処理方法について説明する。この場合、半導体基板上の感光性フォトレジスト膜にパターンを形成するべく、現像処理工程、次いで、洗浄処理工程を順次施す。従って、被処理基板には、一例として、半導体基板を用いるものとする。
【0111】
尚、本実施の形態では、一例として、半導体基板には、300mm程度の直径を有するものを用いる。
【0112】
以下に、本実施の形態の洗浄処理方法について、図8を用いて、具体的に説明する。ここでは、図8に示す、洗浄処理機構200を備えた処理ユニットを用いるものとする。
【0113】
半導体基板(=被処理基板)上には、予め、反射防止膜、次いで、その上に化学増幅型の感光性フォトレジスト膜を、順次、公知の方法で形成する。その後、KrFエキシマレーザー等を光源に用い、露光用レティクルを介して、縮小投影露光を行い、所定の寸法及び形状のパターンをフォトレジスト膜に照射する。
【0114】
次に、半導体基板ごと、フォトレジスト膜に熱処理を施し、その後、前述した可動型の現像用ノズルを用いて、所謂、スキャン現像処理を施し、フォトレジスト膜に所定の寸法及び形状のパターンを形成する。ここでは、現像用ノズルを60mm/sec程度の一定速度でスキャン(=走査)させながら、半導体基板上のフォトレジスト膜に所定の現像液を供給して、公知のパドル現像処理を行い、フォトレジスト膜にパターンを形成する。
【0115】
尚、フォトレジスト用の現像液には、アルカリ性のテトラメチルアンモニウム水溶液(PH値:13.4)を用いる。
【0116】
次に、現像処理を所定時間行った後に、半導体基板に洗浄処理を施し、フォトレジスト膜において現像反応を停止させ、且つ現像液、及び現像処理によって発生した溶解生成物、及び微小パーティクル等を半導体基板の外方に洗い流して除去する。
【0117】
ここでは、従来の如く回転させずに、固定支持用のチャック201上に静止させた状態で、半導体基板に洗浄処理を施し、現像液、現像処理によって発生した溶解生成物、及び微小パーティクル等を除去する。その後、乾燥処理を施して、半導体基板上に所定の寸法及び形状を有するフォトレジストのパターンを形成する。
【0118】
以降、洗浄処理方法について具体的に説明する。本実施の形態では、半導体基板の表面(=被処理面:半導体素子の形成される面)全体に渡って、洗浄用ノズル202をスキャン(走査)させながら、洗浄処理を行い、現像液、現像処理によって発生した溶解生成物、及び微小パーティクル等を除去する。
【0119】
具体的には、(第一の実施の形態)と同様に(図3を参照する)、洗浄用ノズル202を、先ず、半導体基板206の一方の端部(=周縁部の任意の位置)へ近づけ、その後、半導体基板206上の現像液207の膜と一定の間隔を保ちつつ、他端へ平行に移動するようにしてスキャン(=走査)させながら洗浄処理を行う。このとき、洗浄用ノズル202をスキャン(=走査)させる間に、図8に示すように、3つのエアー供給用小ノズル(=小ノズル202(a)、小ノズル202(c)、小ノズル202(e))、及び小ノズル202(b)、小ノズル202(d)より、各々一例として、高圧のドライエアー208、210、212、洗浄液A209、及び洗浄液B211を現像液207に供給させる。
【0120】
本実施の形態では、前述の如く、洗浄用ノズル202は、その縦の長さL2(例:305mm)が、半導体基板206の直径(例:300mm)を含み、半導体基板206の表面(=被処理面:半導体素子の形成される面)全体に供給されるように構成されている。従って、高圧のドライエアー208、210、212を吹き付けつつ、洗浄用ノズル202を前述の如くスキャン(走査)させれば、洗浄液A208、及び洗浄液B211が、半導体基板203の表面全体に供給されるようになっている。
【0121】
本実施の形態では、各エアー供給用小ノズル(202(a)、202(c)、202(e))からは、一例として、高圧のドライエアー208、210、212を吹き付ける。また、本実施の形態では、一例として、洗浄液A209に酸化性の洗浄液であるオゾン水を、また、洗浄液B211に還元性の洗浄液である水素水を用いる。このとき、オゾン水、及び水素水の濃度は、0.1〜5ppm程度とする。
【0122】
また、図8に示すように、高圧のドライエアー208、210、212の各々は、所謂、エアーカーテンとして作用する。高圧のドライエアー208、212は、半導体基板206上の現像液207の膜に吹き付けられ、スキャン方向(=走査方向)において、洗浄用ノズル202の両側から、小ノズル202(b)より吐出される洗浄液A209(例:オゾン水)、及び小ノズル202(d)より吐出される洗浄液B211(例:水素水)を覆い、これらを外部から遮断するように作用する。また、高圧のドライエアー210は、半導体基板206上の現像液207の膜に対して、洗浄液A209(例:オゾン水)、及び洗浄液B211(例:水素水)の間を僅かに、数100nm乃至数100μm程度の厚さで、液膜を残す程度に遮断する。
【0123】
この場合、高圧のドライエアー208、210、212は、風速0.1乃至10m/sec程度で吹き出し、各々が、前述の如く、エアーカーテンとして作用する程度の圧力と流量を必要とする。
【0124】
また、このとき、洗浄用ノズル202は、半導体基板206上の現像液207の表面から、3mm以下の高さまで接近させて、フォトレジストのパターンと接触しない程度に一定の間隔を保つ。その後、洗浄用ノズル202から、前述の如く、洗浄液A208、洗浄液B211、及び高圧のドライエアー208、210、212を供給しながら、半導体基板206の一方の端部(=周縁部の任意の位置)から他端へ、半導体基板206上の表面全体に渡ってスキャン(=走査)させる。従って、半導体基板206上では、被処理領域において、高圧のドライエアー208、洗浄液A209(例:オゾン水)、高圧のドライエアー210、洗浄液B211(例:水素水)、及び高圧のドライエアー212の順に各々供給されることになる。
【0125】
本実施の形態では、一例として、洗浄用ノズル202は、現像液207を供給する現像用ノズルと、同方向に、同経路上をスキャン(=走査)させるものとする。また、このとき、洗浄用ノズル202は、現像液207を供給するノズルの移動速度と同じ、60mm/sec程度の一定速度でスキャン(=走査)させるものとする。
【0126】
この場合、現像液207を供給する場合と比較し、同方向に、同経路上を、同程度の一定速度でスキャン(=走査)させることで、半導体基板206の表面全体において、現像液207が供給されてから、洗浄液A209(例:オゾン水)に置換される迄の時間が均等になるように制御することが可能となる。従って、フォトレジスト膜にパターンを形成する過程で、各領域間では、現像反応の開始する時刻には差が生じるが、半導体基板206の全面で現像液の作用する時間を均等にして、精度良く、フォトレジスト膜にパターンを形成することができる。
【0127】
尚、本実施の形態では、現像液を洗浄液に置換するとは、現像液の成分を洗浄液の成分によって変化させ、フォトレジストへの現像液の作用を停止させることを表す。
【0128】
また、このとき、前述の裏面を洗浄するノズル(特に図示せず)から、洗浄液(例:純水)を吐出させ、半導体基板206の裏面の洗浄処理行う。このように、半導体基板の表面の洗浄を行うときに、裏面を洗浄する。これより、半導体基板206の表面側から除去された、現像液、溶解生成物、及び微小パーティクル等を確実に、半導体基板に残すことなく、排出することが可能となる。また、表面側、及び裏面側を同時に洗浄処理することで、短時間で確実に、半導体基板206の洗浄処理を行うことが可能となる。
【0129】
以上のように洗浄処理を行い、引き続いて、エアー等を半導体基板206の表面に供給して、フォトレジスト膜のパターン上に僅かに残る洗浄液を除去する。このように、本実施の形態では、半導体基板206を回転させずに洗浄液を気化させ、乾燥処理を行うことができる。従って、大口径(例:300mm)の半導体基板等を用いた場合でも、フォトレジストのパターンの損傷、またはパターン倒れ等を発生させずに、乾燥処理を行うことができる。
【0130】
尚、本実施の形態では、被処理基板、即ち、半導体基板106に対して、洗浄用ノズル202を相対的に移動させるようにして、各洗浄液及び高圧のドライエアーを供給すれば良い。従って、洗浄用ノズル202を固定し、その状態で各洗浄液を吐出させ、固定支持用のチャック201ごと半導体基板206を移動させて、前述の如く各洗浄液(=洗浄液A209、洗浄液B211)、高圧のドライエアー(208、210、212)を半導体基板106上の被処理領域に供給することも可能である。
【0131】
本実施の形態の洗浄方法では、被処理基板、即ち、半導体基板206上の現像液207に、スキャン方向(=走査方向)に沿って、高圧のドライエアー208、洗浄液A209(例:オゾン水)、高圧のドライエアー210、洗浄液B211(例:水素水)、及び高圧のドライエアー212の順に、吐出、或いは、吹き付けを行うが、その効果は以下の如くである。
【0132】
洗浄用ノズル202において、小ノズル202(a)(=第一のエアー供給用小ノズル)から高圧のドライエアー208を吹き付けると、半導体基板206上の現像液207が加圧され、その膜厚は数100μm程度に抑えられる。
【0133】
このとき、高圧のドライエアー208は、エアーカーテンを形成して、現像液207が洗浄処理済の領域に再付着するのを防ぎ、尚且つ、直後に在る、洗浄液A209(例:オゾン水)の先走り、即ち、未洗浄の領域に付着するのを防ぐ効果がある。
【0134】
また、洗浄用ノズル202の小ノズル202(b)(=洗浄液供給用の小ノズル)からは、洗浄液A209(例:オゾン水)が吐出され、半導体基板206上の現像液207を洗浄液A209(例:オゾン水)の成分に置換し、尚且つ、溶液中の溶解生成物や微小パーティクルを半導体基板206の外方へ洗い流す。
【0135】
このとき、小ノズル202(a)(=第一のエアー供給用小ノズル)から高圧のドライエアー208を吹き付けており、前述の如く、半導体基板206上の現像液207の膜厚は抑えられ、現像液207の量が減少し、尚且つ、加圧されるので、洗浄効果が高まることになる。
【0136】
さらに、小ノズル202(c)(=第二のエアー供給用小ノズル)により、高圧のドライエアー210を吹き付け、小ノズル202(b)(=洗浄液供給用の小ノズル)の下方の領域は、エアーカーテンによって両側を仕切られ、スキャン(走査)方向において遮蔽される。従って、洗浄液A209(例:オゾン水)の作用する領域は、高圧のドライエアー208、210よって仕切られた領域内に限定される。この領域内に在る現像液207は、前述の如く膜厚が抑えられ、且つ、その量も洗浄液A209(例:オゾン水)に比較して十分少ないものとなる。この場合、洗浄処理を行う過程で、現像液207によって消費される洗浄液A209(例:オゾン水)の量が減り、洗浄液A209(例:オゾン水)の濃度を供給時から略一定に保つことが可能となる。従って、洗浄用ノズル202のスキャン(=走査)により、瞬時に、現像液207を洗浄液A209(例:オゾン水)に置換して、半導体基板206の表面全体において、短時間で洗浄処理を行うことが可能となる。
【0137】
また、洗浄液A209(例:オゾン水)により置換された現像液207と洗浄液はエアーカーテンに沿い、隙間より、半導体基板206の外方へ排出され、洗浄用ノズル202をスキャン(=走査)させた後、現像液207等の基板上への戻りを防ぐことができる。
【0138】
但し、このとき、高圧のドライエアー208、210は、半導体基板206上をスキャン(=走査)する方向と略垂直な方向において、途切れることなく、一直線状に繋がり、エアーカーテンを形成することが必要である。
【0139】
洗浄液供給ノズル202においては、高圧のドライエアー210に続き、洗浄液B211(例:水素水)、高圧のドライエアー212を、順次、吐出、または吹き出す。
【0140】
本実施の形態では、洗浄液A209にはオゾン水を用いる。このオゾン水は、現像処理を行う過程で発生する溶解生成物、微小パーティクル、及び析出物等を酸化させる。特に、有機物を酸化して、その分子構造を分解させ、パーティクルに細分化する効果がある。このため、現像処理の後、フォトレジストへの有機物の再付着等を抑制し、レジストパターンの欠陥箇所の発生を大幅に低減させることができる。
【0141】
また、このとき、オゾン水は、1ppm程度の低濃度で使用するとよい。この程度の濃度であれば、オゾン水は、フォトレジストのパターンにダメージを与ることはない。この場合、フォトレジストのパターンの側壁部のみを僅かにエッチングする程度なので、レジストパターンの寸法のラフネス(=局所的なばらつき)を低減させ、面内において、寸法均一性を高めるという効果が得られる。
【0142】
また、前述の如く、本実施の形態では、洗浄液B211には、還元性の性質を有する洗浄液として、水素水を用いる。
【0143】
前述の如くオゾン水によって有機物が分解された後、フォトレジスト膜の表面には、洗い流されずに残った有機物のパーティクル等が付着する。この有機物のパーティクルがフォトレジストのパターンに付着すると、レジストパターンに欠陥箇所(=パターン寸法のばらつき)が発生することになり、後のエッチング工程において、寸法及び形状の誤差を生ずることになる。
【0144】
この問題に対して、本実施の形態の如く、オゾン水を供給後、水素水を吐出することによって、この有機物のパーティクル等の表面を還元して、再び、フォトレジスト膜の表面から引き離す。これにより、その他、汚染物、及び不純物を含めて、半導体基板206の外方に洗い流して、一層確実に、洗浄処理を行うことが可能となる。
【0145】
本実施の形態では、洗浄液A209にオゾン水、また、洗浄液B211に、水素水を用い、これらを順次、連続して半導体基板206上の現像液207に供給する。この場合、オゾン水は酸化性の水溶液であり、一方、水素水は還元性の水溶液である。洗浄処理を行う過程で、オゾン水と水素水が相互に混入すると、各々の溶液の特性を相殺して、洗浄液としての機能、引いては、洗浄効果を低下させることになる。
【0146】
従って、このように相対する性質の洗浄液を用いる場合には、(第一の実施の形態)と同様に、両洗浄液を隔てるべく、高圧のドライエアーを吹き付け、所謂、間にエアーカーテンを形成して洗浄液同士の混入を抑えれば、洗浄効果を一定に高く保つ上で有効である。
【0147】
尚、本実施の形態では、洗浄液Aにオゾン水、また、洗浄液Bに水素水を用いたが、これらと同様の効果を得ることができるものであれば、他の種類の洗浄液に変更することが可能である。例えば、洗浄液Aにオゾン水、洗浄液Bに純水を用いて、前述の如く洗浄処理を行うことができる。また、洗浄液Bに用いられる純水には、界面活性剤等を加えて、不純物、及び汚染物等を、より効果的に除去することができる。
【0148】
本実施の形態では、前述の如く、洗浄液A(例:オゾン水)209、及び洗浄液B211(例:水素水)が吐出する間、それらの前後の両側には、高圧のドライエアー208、212が吹き出すようにして洗浄処理を行う。このとき、高圧のドライエアー208、212は、エアーカーテンとして作用し、洗浄用ノズル202のスキャン方向(=走査方向)において、洗浄液A(例:オゾン水)209、及び洗浄液B211(例:水素水)の前後から遮蔽する。従って、洗浄液A(例:オゾン水)209、及び洗浄液B211(例:水素水)は、外方に拡散せず、現像液207に集中的に供給されて圧力が高まり、その分、一層、洗浄効果が高めることが可能となる。
【0149】
以下に、図9(a)、(b)参照し、本実施の形態の効果に付いて、従来の洗浄方法を用いた場合と比較して説明する。
【0150】
ここでは、先ず、前述の如く、本実施の形態で用いる洗浄用ノズルをスキャン(=走査)させながら、一例に、エアー、オゾン水、エアー、水素水、エアーの順に供給して、被処理基板の洗浄処理を行い、その後、フォトレジストパターンの寸法均一性、及び欠陥箇所の個数を測定する。また、ここでは、(第一の実施の形態)の場合と同様、一例に、このような洗浄処理を3回ほど繰り返して行い、各々の処理において、被処理基板面内の寸法均一性、及びパターンの欠陥箇所の個数を測定する。図9(a)、(b)には、本実施の形態の方法を用いた3回の洗浄処理の各々、及び従来の洗浄方法の結果について記し、本実施の形態の効果は、その3回の洗浄処理の平均値と従来の洗浄方法の値とを比較して考察する。その結果、本実施の形態において、図9(a)、(b)に示すような効果を得られることが分かった。
【0151】
図9(a)には、本実施の形態の方法、及び従来の洗浄方法の各々において、被処理基板(=ウエハ)の面内で、フォトレジストパターンの寸法均一性を測定した結果について示す。本実施の形態の方法では、図9(a)に示すように、(第一の実施の形態)と同様、従来の洗浄方法に比べて約20%程度、寸法均一性を向上させることができた。ここで、寸法均一性は、設計上、同寸法であるべきパターンを対象にして、これらパターンの複数点で測定を行い、その結果得られる寸法のばらつきの度合いを表すものである。
【0152】
また、図9(b)には、本実施の形態の方法、及び従来の洗浄方法の各々において、フォトレジストパターンに発生した欠陥箇所の個数を測定した結果について示す。本実施の形態では、図9(b)に示すように、(第一の実施の形態)と同様、被処理基板(=ウエハ)上で、フォトレジストパターンの欠陥箇所の個数を測定したところ、従来の洗浄方法を用いた場合に比べて、65%も減少させることができた。ここで、欠陥箇所は、フォトレジストパターンに有機物等の不純物、汚染物等が付着して、寸法に誤差が発生した状態を表す。
【0153】
このように、本実施の形態では、大口径(例:直径300mm程度)の半導体基板に対応し、尚且つ、従来の洗浄方法と比べ、フォトレジストの現像処理等において、洗浄効果を高めることが可能となる。
【0154】
本実施の形態では、洗浄液の内部に気泡を発生させ、この気泡を物理的に作用させて、更に、洗浄効果を高めることも可能である。この場合、図10に示すように、両側のエアーカーテン(=高圧のドライエアー208、210)に仕切られた領域内で、半導体基板206上の現像液207に到達する前に、小ノズル202(b)より吐出する洗浄液A209中に、小ノズル202(c)(=第二のエアー供給用小ノズル)から吹き出す高圧のドライエアー210の一部(=小エアー)を混入させ、洗浄液A209中に気泡を発生させることができる。この気泡は、洗浄液A209の内部に圧力差を発生させ、フォトレジストのパターンの表面に付着している溶解生成物、及び微小パーティクル等に衝撃を加えて、これらを容易に除去し、更に洗浄効果を高めることが可能となる。
【0155】
この場合、洗浄用ノズル202には、少なくとも、高圧のドライエアー208、210の一方において、エアーの一部を隣接する洗浄液A209の側へ吹き出すように、加工を施したものを用いることができる。
【0156】
具体的には、小ノズル202(b)(=洗浄液供給用の小ノズル)の両側に、小ノズル202(a)、及び小ノズル202(c)のエアー吹出し口205から高圧のエアーを吹き出して、エアーカーテンを形成し、尚且つ、少なくとも、高圧のドライエアー208、210の一部を、隣接する洗浄液A209の側へ吹き出すように加工する。ここでは、少なくとも、小ノズル202(a)、及び小ノズル202(c)のどちらか一方において、エアー吐出口205と所定の間隔を置き、小ノズル202(b)に近い方の側に吹出し口(例:穴状)を設け、高圧のドライエアー208、または高圧のドライエアー210の一部を吹き出すように構成されていればよい。
【0157】
尚、一例として、洗浄液A209(例:オゾン水)に気泡を発生させて洗浄処理を行うが、洗浄用ノズル202に同様の要領で加工を施し、洗浄液B208(例:水素水)に気泡を発生させて洗浄処理を行うことも可能である
また、本実施の形態のように、各高圧のドライエアー208、210,212が作用して、半導体基板206上では、現像液207の量が僅かな量に抑えられている。このような場合には、洗浄液A209、即ち、オゾン水は、液中でその濃度を低下させずに、現像反応中のフォトレジスト膜に達し、その表層部は、オゾン水によって酸化された状態になる。
【0158】
このように、フォトレジスト膜の表層部をも酸化することによって、一層確実に、有機物のパーティクルの再付着を防ぐことが可能となる。従って、本実施の形態では、溶解生成物、微小パーティクル、析出物等、中でも有機物を効果的に除去し、洗浄処理を行う過程で、現像パターンの欠陥箇所の発生を著しく低減させるることが可能である。
【0159】
また、本実施の形態では、高圧のドライエアー208、210、212を吹き付けることによって、洗浄液A209(例:オゾン水)の膜、及び洗浄液B211(例:水素水)の膜が加圧され、エアーカーテンの直下では、数100nm乃至数10μm程度の厚さにまで抑えられる。即ち、半導体基板206において、高圧のドライエアー208、210、212が通過した領域では、洗浄液A209、洗浄液B211が僅かな量に抑えられる。従って、その後、従来の方法の如く、高速回転(=回転速度:1000乃至4000rpm程度)させて洗浄液を振り切らずとも、半導体基板206には、少なくとも、これと同等の乾燥処理の効果を与えることができる。この場合、半導体基板206には、物理的な負荷(=例:遠心力、洗浄液等の水流等)が掛からないので、大口径(例:直径300mm程度)の半導体基板を用いた場合でも、容易に、且つ損傷等を与えずに、洗浄処理後、フォトレジストのパターンに乾燥効果を与えることが可能となる。
【0160】
このように、本実施の形態では、大口径(例:直径300mm程度)の半導体基板に対応し、尚且つ、従来の方法、即ち、半導体基板を高速回転させて洗浄する場合と比べ、同等以上の洗浄効果を得ることが可能となる。
【0161】
以上述べたように、(第一の実施の形態)、及び(第二実施の形態)では、従来の洗浄方法に比べ、半導体基板等、被処理基板の洗浄処理を効果的に行うことが可能となる。
【0162】
以上、(第一の実施の形態)、及び(第二の実施の形態)では、被処理基板として、半導体基板を一例にとり、半導体装置の製造工程に触れながら説明を行った。しかしながら、これらの実施の形態では、その他、液晶用基板、露光用マスク基板等を用いた場合でも、現像処理、及び洗浄処理等において適用して、各種製品の歩留まりを高めることが可能である。
【0163】
【発明の効果】
本発明によれば、被処理基板上において、被処理領域の全体に洗浄液を均一な量で供給し、不純物、及び汚染物等を効果的に除去する。また、本発明によれば、被処理基板上において、被処理領域の全体で現像処理の時間が均一になるように制御して、洗浄液を供給し、現像処理の精度を高めることができる。以上のようにして、特に、被処理基板の大口径化に対応して、各種製品の歩留まりを高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の(第一の実施の形態)に関係する基板の処理機構を表す全体図である。
【図2】本発明の(第一の実施の形態)に関係する基板処理用ノズルの構成を表す平面図である。
【図3】本発明の(第一の実施の形態)に関係する基板処理方法を表す断面図である。
【図4】本発明の(第一の実施の形態)に関係する基板処理方法を表す断面図である。
【図5】本発明の(第一の実施の形態)の効果を表す図である。
【図6】本発明の(第二の実施の形態)に関係する基板の処理機構を表す全体図である。
【図7】本発明の(第二の実施の形態)に関係する基板処理用ノズルの構成を表す平面図である。
【図8】本発明の(第二の実施の形態)に関係する基板処理方法を表す断面図である。
【図9】本発明の(第二の実施の形態)の効果を表す図である。
【図10】本発明の(第二の実施の形態)に関係する基板処理方法を表す断面図である。
【図11】従来の基板処理方法を表す全体図である。
【符号の説明】
100、200、300・・・洗浄処理機構
101、201、301・・・固定用の支持チャック
102、202、302・・・洗浄用ノズル
102(a)・・・小ノズル(=洗浄液供給用の小ノズル)
102(b)・・・小ノズル(=エアー供給用の小ノズル)
102(c)・・・小ノズル(=洗浄液供給用の小ノズル)
202(a)・・・小ノズル(=第一のエアー供給用小ノズル)
202(b)・・・小ノズル(=洗浄液供給用の小ノズル)
202(c)・・・小ノズル(=第二のエアー用供給小ノズル)
202(d)・・・小ノズル(=洗浄液供給用の小ノズル)
202(e)・・・小ノズル(=第三のエアー用供給小ノズル)
103、203・・・被処理基板
104,204・・・洗浄液の吐出口
105、205・・・エアーの吹出し口
106、206、303・・・半導体基板
107、207、304・・・現像液
108、209・・・洗浄液A
109、208、210、212・・・高圧のドライエアー、
110、208・・・洗浄液B
305・・・洗浄液[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for processing a substrate using a processing liquid. In particular, the present invention is used when a cleaning process is performed after a development process in the process of manufacturing a semiconductor device or the like. is there.
[0002]
[Prior art]
In the manufacture of semiconductor devices, liquid crystal display elements, electronic circuit components, etc., in the process of forming a circuit including elements, wirings, etc., the substrate to be processed is developed to form a pattern, and then a cleaning process, And a drying process etc. are performed sequentially.
[0003]
If it is a manufacturing process of a semiconductor device, first, a film to be processed (eg, an insulating film, a conductive film for wiring) on a semiconductor substrate (= substrate to be processed), and then a photosensitive photoresist film is a known method. Form with. Thereafter, development processing is performed on the photosensitive photoresist film. Here, as is well known, a predetermined pattern is projected and exposed to a photosensitive photoresist film on a semiconductor substrate (= substrate to be processed) through an exposure reticle, and then a developer is supplied to form a pattern. .
[0004]
After the development processing is performed, a developer, a dissolved product generated during the development processing, fine particles, and the like remain on the surface (= surface to be processed) of the semiconductor substrate. When such so-called impurities and contaminants remain, in the process of etching a film to be processed (eg, an insulating film, a conductive film as a material of a wiring layer) using a photoresist pattern as a mask, Thus, the yield decreases in the manufacture of the semiconductor device.
[0005]
Therefore, the cleaning process (= rinsing process) and the drying process are sequentially performed to clean the surface (= processed surface) of the semiconductor substrate (= processed substrate), and the remaining developer is generated during the development process. It is necessary to remove the dissolved product, fine particles, and the like.
[0006]
The conventional cleaning method and the like will be specifically described below with reference to FIG. 11 while referring to the configuration and operation of the cleaning processing mechanism.
[0007]
As shown in FIG. 11, the
[0008]
In the case of a conventional cleaning method, first, a semiconductor substrate 303 (= a substrate to be processed and a
[0009]
At this time, centrifugal force is exerted by rotating the
[0010]
Thereafter, the
[0011]
In this conventional method, pure water is generally used as a cleaning solution for replacing the developer.
[0012]
As described above, in the conventional cleaning method, while rotating the substrate to be processed (for example, a semiconductor substrate) at high speed, the cleaning liquid is discharged from the fixed nozzle, and the cleaning liquid is caused to flow from the central portion toward the peripheral portion, The development reaction is stopped by replacing the developer with a cleaning solution. At the same time, the developing solution, dissolved products generated during the developing process, fine particles, and the like are washed away from the substrate to be processed (for example, a semiconductor substrate) and removed.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
2. Description of the Related Art In recent years, technological development has been performed for miniaturization and high integration of semiconductor devices, and for increasing the diameter of a semiconductor substrate (= wafer). As the diameter of a semiconductor substrate is increased, that is, the area of a substrate to be processed is increased, many problems occur when a conventional cleaning method is used.
[0014]
For example, as described above, when the conventional cleaning method is used, the
[0015]
Further, the
[0016]
However, the
[0017]
In particular, during the development process, the organic matter constituting the photoresist is decomposed and diffused into the developer, and adheres to the photoresist pattern during the development process and the cleaning process. Therefore, it is necessary to effectively perform a cleaning process and remove organic substances. As described above, when organic substances adhere to the photoresist pattern, an error (= defect portion of the pattern) occurs in the pattern dimension. Using this pattern as a mask, a film to be processed (eg, insulating film, conductive for wiring) When the film is etched, the pattern of the film to be processed also has an error in size and shape. In particular, there is a problem in that the wiring pattern is electrically short-circuited (= short-circuited). Therefore, as the semiconductor substrate becomes larger in diameter, that is, the area of the substrate to be processed increases, the cleaning effect is further reduced at the peripheral portion. Further, in order to obtain a certain cleaning effect, it is necessary to perform the cleaning process again.
[0018]
In the conventional cleaning method, the substrate to be processed is rotated at a high speed including the drying process. Therefore, as the substrate to be processed has a larger diameter, a physical load is further applied, which adversely affects the pattern of the photoresist formed by the development process.
[0019]
For example, in the case of manufacturing a semiconductor device using a large-diameter substrate of 300 mm or more, the peripheral portion of the semiconductor substrate is affected by centrifugal force or the flow of cleaning liquid, and the photoresist pattern formed by the development process is affected. The phenomenon that damage or pattern collapse occurs remarkably occurs. Accordingly, after the development process, it is necessary to perform a cleaning process (= rinsing process), a drying process, and the like without rotating the substrate to be processed.
[0020]
As described above, with the increase in the diameter of the semiconductor substrate, many problems occur in the process of performing the cleaning process and the like. Here, the semiconductor substrate is taken as an example of the substrate to be processed, and the problem that occurs in the manufacture of the semiconductor device has been described. However, in the conventional cleaning method, even when a liquid crystal substrate, an exposure mask substrate, or the like is used, many problems similarly occur in development processing, cleaning processing, and the like, and the yield of various products is reduced. It will be. Accordingly, an object of the present invention is to solve these problems and increase the yield of various products.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The substrate processing method of one embodiment of the present invention includes a step of supplying a processing liquid to a processing region on a processing substrate, and a nozzle that supplies a cleaning liquid relative to the processing substrate, And a step of supplying a cleaning liquid to the processing area, The nozzle for supplying the cleaning liquid supplies the cleaning liquid substantially linearly over the maximum diameter of the substrate to be processed or a length equal to or longer than the longest side, and in the direction in which the nozzle is moved. The cleaning liquid is discharged to the region to be processed in the order of the first cleaning liquid and the second cleaning liquid, and air is blown between the first cleaning liquid and the second cleaning liquid. It is characterized by that.
[0023]
Further, another aspect of the present invention The substrate processing apparatus includes a substrate support unit that supports and fixes the substrate to be processed, a nozzle that supplies a processing liquid to the processing region on the processing substrate, and a processing region on the processing substrate. A nozzle that supplies a cleaning liquid that includes a region that discharges the cleaning liquid that processes the processing liquid and a region that blows out air, and the nozzle that supplies the processing liquid and the nozzle that supplies the cleaning liquid are the target to be processed A mechanism capable of moving relatively in a direction substantially parallel to the main surface of the substrate is provided, and the nozzle for supplying the cleaning liquid forms a substantially straight line along the region to be processed. The region for discharging the cleaning liquid is provided with an opening for discharging the cleaning liquid, and the region for discharging the cleaning liquid is divided into a region for discharging the first cleaning liquid and a region for discharging the second cleaning liquid. And , Area for ejecting region and the second cleaning liquid for discharging the first cleaning liquid, are arranged on both sides of the region for blowing the air It is characterized by that.
[0024]
In addition, a substrate processing apparatus according to another aspect of the present invention includes: A substrate support unit that supports and fixes a substrate to be processed, a nozzle that supplies a processing liquid to a region to be processed on the substrate to be processed, and a processing liquid that is processed in the region to be processed on the substrate to be processed A nozzle that supplies a cleaning liquid composed of a region that discharges the cleaning liquid and a region that blows out air, and the nozzle that supplies the processing liquid and the nozzle that supplies the cleaning liquid, A nozzle that supplies a cleaning liquid is provided with a mechanism that can move relatively in a direction substantially parallel to the main surface, and discharges the cleaning liquid so as to form a substantially straight line along the region to be processed. An opening for discharging the cleaning liquid in the area to be discharged, the area for discharging the cleaning liquid is divided into an area for discharging the first cleaning liquid and an area for discharging the second cleaning liquid, and the air is discharged Blowing The area to be discharged is divided into areas for blowing the first to third air, and the area for discharging the first cleaning liquid is between the areas for blowing the first and second air, and The region for discharging the second cleaning liquid is disposed between the regions for blowing out the second and third air. It is characterized by that.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
In this embodiment, development processing, cleaning processing, and drying processing are performed in order to form a pattern with a predetermined size and shape in a processing region on a processing substrate. In this embodiment, a so-called single-wafer development processing apparatus that can continuously perform development processing, cleaning processing, and drying processing on one substrate to be processed in one apparatus. use.
[0027]
Inside the development processing apparatus, a processing unit capable of continuously performing development processing, cleaning processing, and drying processing on a substrate to be processed is provided. In the present embodiment, a series of processes of development processing, cleaning processing, and drying processing are performed in each processing unit using corresponding processing mechanisms.
[0028]
In this processing unit, as an example, a development processing mechanism is provided to perform a known scan development process. A part of this development processing mechanism is provided with a movable development nozzle that can move up and down and horizontally so as to scan (= scan) the substrate to be processed while discharging the developer. ing. The developing nozzle is formed in an elongated rectangular slit shape so as to supply a developing solution in a uniform amount to a processing region on a processing substrate.
[0029]
In addition to the above configuration, the processing unit is also provided with a cleaning processing mechanism as shown in FIG. Hereinafter, the configuration and operation of a cleaning processing mechanism provided in a processing unit that performs development processing, cleaning processing, and drying processing will be described in detail with reference to FIG.
[0030]
In FIG. 1, main components related to the
[0031]
A unit for performing development processing and cleaning processing includes a
[0032]
In the
[0033]
For example, the
[0034]
Although not particularly illustrated, the
[0035]
In this embodiment, as described above, the
[0036]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the cleaning
[0037]
In this embodiment mode, the small nozzles 102 (a) and the small nozzles 102 (c) are used as small nozzles for supplying the cleaning liquid, and discharge the cleaning liquid to the target region on the
[0038]
Each of the small nozzles 102 (a) to 102 (c) can be independently operated to discharge or blow out a cleaning liquid or high-pressure air.
[0039]
Here, the cleaning
[0040]
Further, as shown in FIG. 2, each small nozzle (102 (a) to 102 (c)) is formed in an elongated rectangular shape, and on the bottom surface facing the
[0041]
In addition, a large number of circular cleaning
[0042]
In the process of performing the cleaning process, a predetermined cleaning liquid is simultaneously discharged from the cleaning
[0043]
Further, in the small nozzle 102 (b) (= small nozzle for air supply), the
[0044]
As described above, the cleaning
[0045]
In the present embodiment, as an example, the bottom surfaces of the small nozzles 102 (a) to 102 (c) (= cleaning liquid and high-pressure air are discharged) in order to apply to the substrate to be processed 103 (example: about 300 mm in diameter). Surface) is the width (W 1a , W 1b , W 1c ) = 5mm, vertical length L 1 = 305 mm. If these three small nozzles are used in an integrated manner, the bottom surface of the
[0046]
Here, in particular, the vertical length L of the
[0047]
In the cleaning processing mechanism used in the present embodiment, the number of small nozzles and the arrangement of the cleaning
[0048]
In this embodiment, the substrate to be processed is cleaned using the cleaning processing mechanism as described above. In the present embodiment, as an example, in the process of manufacturing a semiconductor device, in order to form a pattern on a photosensitive photoresist film on a semiconductor substrate, first, a development processing step, and then a cleaning process are used in this embodiment. The process is performed sequentially. Accordingly, a semiconductor substrate is used as the substrate to be processed as an example.
[0049]
In the present embodiment, as an example, a semiconductor substrate having a diameter of about 300 mm is used.
[0050]
Hereinafter, the cleaning method according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. Here, the processing unit including the
[0051]
A film to be processed (eg, an insulating film or a conductive film for wiring), an antireflection film, and then a chemically amplified photosensitive photoresist film on the semiconductor substrate (= processing substrate) in advance. Are sequentially formed. Thereafter, using a KrF excimer laser or the like as a light source, reduced projection exposure is performed through an exposure reticle, and a pattern having a predetermined size and shape is irradiated onto the photoresist film.
[0052]
Next, a heat treatment is performed on the photoresist film for each semiconductor substrate, and then a so-called scan development process is performed using the movable developing nozzle described above to form a pattern with a predetermined size and shape on the photoresist film. To do. Here, while a developing nozzle is scanned at a constant speed of about 60 mm / sec (= scanning), a predetermined developing solution is supplied to the photoresist film on the semiconductor substrate, and a known paddle development process is performed. A pattern is formed on the film.
[0053]
Note that an alkaline tetramethylammonium aqueous solution (= PH value: 13.4) is used as a photoresist developer.
[0054]
Next, after carrying out development processing for a predetermined time, the semiconductor substrate is washed to stop the development reaction in the photoresist film, and the developer, dissolved products generated by the development processing, fine particles, etc. Rinse away from the semiconductor substrate.
[0055]
Here, the semiconductor substrate is subjected to a cleaning process in a state of being stationary on the
[0056]
Hereinafter, the cleaning method will be specifically described. In the present embodiment, the cleaning process is performed while the
[0057]
Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, first, the cleaning
[0058]
In the present embodiment, as described above, the cleaning
[0059]
In the present embodiment, as an example, ozone water that is an oxidizing cleaning liquid is used as the cleaning liquid A108. Moreover, hydrogen water which is a reducing cleaning liquid is used for the cleaning liquid B110. At this time, the concentration of ozone water and hydrogen water is about 0.1 to 5 ppm.
[0060]
Further, as shown in FIG. 4, the high-pressure
[0061]
At this time, the cleaning
[0062]
In this embodiment, as an example, the cleaning
[0063]
In this case, compared with the case where the
[0064]
In this embodiment, replacing the developing solution with the cleaning solution means changing the components of the developing solution depending on the components of the cleaning solution and stopping the action of the developing solution on the photoresist.
[0065]
At this time, a cleaning liquid (eg, pure water) is ejected from a nozzle (not shown) for cleaning the back surface, and the back surface of the
[0066]
The cleaning process is performed as described above, and subsequently, the film of the cleaning liquid remaining on the photoresist pattern is removed. Here, the film of the cleaning liquid is removed by rotating the
[0067]
In the present embodiment, each cleaning liquid and high-pressure dry air may be supplied by moving the
[0068]
In the cleaning method of the present embodiment, the cleaning liquid A 108 (for example, ozone water) and the high-pressure air 109 (for example: ozone water) are applied to the developing
[0069]
In the
[0070]
At this time, high-pressure
[0071]
Specifically, the
[0072]
Further, after spraying high-pressure
[0073]
As described above, in the present embodiment, ozone water having oxidizing properties is used for the cleaning liquid A108. The ozone water oxidizes dissolved products, fine particles, precipitates, and the like generated during the development process. In particular, it has the effect of oxidizing organic matter, decomposing its molecular structure, and subdividing it into particles. For this reason, after development processing, reattachment of an organic substance to a photoresist, etc. can be controlled and generation of a defective part of a resist pattern can be reduced greatly.
[0074]
At this time, ozone water may be used at a low concentration of about 1 ppm. With such a concentration, the ozone water does not damage the photoresist pattern. In this case, since only the side wall portion of the photoresist pattern is slightly etched, the roughness (= local variation) of the photoresist pattern dimension is reduced, and the uniformity of the dimension is enhanced in the plane. The effect is obtained.
[0075]
Further, as described above, in the present embodiment, hydrogen water having a reducing property is used for the cleaning liquid B110.
[0076]
After the organic matter is decomposed by ozone water as described above, the organic matter particles remaining without being washed off may adhere to the surface of the photoresist film. When the organic particles adhere to the photoresist pattern, a defective portion (= pattern size variation) occurs in the resist pattern, and an error in size and shape occurs in the subsequent etching process.
[0077]
To solve this problem, as in the present embodiment, after supplying ozone water, hydrogen water is discharged to reduce the surface of the organic particles and the like, and the surface is again separated from the surface of the photoresist film. As a result, it is possible to wash out to the outside of the
[0078]
In this embodiment, ozone water is used as the cleaning
[0079]
With respect to this problem, in the present embodiment, a high-pressure
[0080]
In this way, when using cleaning liquids having opposite properties, a high-pressure dry air or the like is sprayed to form a so-called air curtain so as to separate the two cleaning liquids. It is effective in keeping constant high.
[0081]
In the present embodiment, ozone water is used as the cleaning liquid A and hydrogen water is used as the cleaning liquid B. However, as long as the same effect can be obtained, the cleaning liquid A may be changed to another type of cleaning liquid. Is possible. For example, the cleaning process can be performed using ozone water as the cleaning liquid A and pure water as the cleaning liquid B as described above. Moreover, a surfactant etc. can be added to the pure water used for the washing | cleaning liquid B, and an impurity, a contaminant, etc. can be removed more effectively.
[0082]
In the present embodiment, the high pressure
[0083]
Below, with reference to FIG. 5 (a), (b), the effect of this Embodiment is demonstrated compared with the case where the conventional washing | cleaning method is used.
[0084]
Here, as described above, while the cleaning nozzle used in this embodiment is scanned (= scanning), for example, ozone water, air, and hydrogen water are supplied in this order to clean the substrate to be processed. After that, the dimensional uniformity of the photoresist pattern and the number of defective portions are measured. In addition, here, as an example, such a cleaning process is repeated about three times, and in each process, the dimensional uniformity in the surface of the substrate to be processed and the number of defective portions of the pattern are measured. FIGS. 5A and 5B show each of the three cleaning processes using the method of the present embodiment and the results of the conventional cleaning method, and the effect of the present embodiment is three times. The average value of the cleaning process is compared with the value of the conventional cleaning method. As a result, it was found that the effects as shown in FIGS. 5A and 5B can be obtained in the present embodiment.
[0085]
FIG. 5A shows the result of measuring the dimensional uniformity of the photoresist pattern in the plane of the substrate to be processed (= wafer) in each of the method of the present embodiment and the conventional cleaning method. In the method of the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the dimensional uniformity can be improved by about 20% compared to the conventional cleaning method. Here, the dimensional uniformity represents the degree of dimensional variation obtained as a result of performing measurement at a plurality of points of a pattern that should have the same dimension in design.
[0086]
FIG. 5B shows the results of measuring the number of defective portions generated in the photoresist pattern in each of the method of the present embodiment and the conventional cleaning method. In the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the number of defective portions of the photoresist pattern on the substrate to be processed (= wafer) is measured, which is compared with the case where the conventional cleaning method is used. , 65% could be reduced. Here, the defective portion represents a state in which an impurity such as an organic matter, a contaminant, or the like has adhered to the photoresist pattern and an error has occurred in the dimension.
[0087]
As described above, the present embodiment corresponds to a semiconductor substrate having a large diameter (eg, a diameter of about 300 mm), and can improve the cleaning effect in the development processing of the photoresist as compared with the conventional cleaning method. It becomes possible.
(Second embodiment)
In the present embodiment, as in the first embodiment, development processing, cleaning processing, and drying processing are performed in order to form a pattern with a predetermined size and shape in a processing region of a processing substrate. . In this embodiment, a so-called single-wafer development processing apparatus that can continuously perform development processing, cleaning processing, and drying processing on one substrate to be processed in one apparatus. use.
[0088]
Inside the development processing apparatus, a processing unit capable of continuously performing development processing, cleaning processing, and drying processing on a substrate to be processed is provided. In the present embodiment, a series of processes of development processing, cleaning processing, and drying processing are performed in each processing unit using corresponding processing mechanisms.
[0089]
In this processing unit, as an example, a development processing mechanism is provided to perform a known scan development process. A part of this development processing mechanism is provided with a movable development nozzle that can move up and down and horizontally so as to scan (= scan) the substrate to be processed while discharging the developer. ing. The developing nozzle is formed in an elongated rectangular slit shape so as to supply the developing solution in a uniform amount to the processing region of the processing substrate.
[0090]
In addition to the above configuration, the processing unit is also provided with a cleaning processing mechanism as shown in FIG. Hereinafter, the configuration and operation of a cleaning processing mechanism provided in a processing unit that performs development processing, cleaning processing, and drying processing will be described in detail with reference to FIG.
[0091]
FIG. 6 shows main components related to the
[0092]
A unit for performing development processing and cleaning processing is provided with a
[0093]
In the
[0094]
The substrate to be processed is 203, and as an example, the diameter is about 300 mm.
[0095]
In this embodiment, the cleaning
[0096]
Although not particularly illustrated, the
[0097]
In this embodiment, as described above, the
[0098]
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the cleaning
[0099]
In the present embodiment, the small nozzles 202 (a), 202 (c), and 202 (e) each serve as a substrate to be processed with high pressure air as first to third small air supply nozzles. 203 is sprayed on the area to be processed. Further, the small nozzle 202 (b) and the small nozzle 202 (d), as small nozzles for supplying the cleaning liquid, each discharge the cleaning liquid to the processing area on the
[0100]
The small nozzles 202 (a) to (e) can be independently operated to discharge or blow out the cleaning liquids A and B and high-pressure air.
[0101]
Here, in the
[0102]
Further, as shown in FIG. 7, each small nozzle (202 (a) to 202 (e)) is formed in an elongated rectangular slit shape, and on the bottom surface facing the
[0103]
Here, each cleaning nozzle (= small nozzles 202 (b), 202 (d)) is arranged in parallel in two rows. In addition, a large number of circular cleaning
[0104]
In the process of performing the cleaning process, a predetermined cleaning liquid is simultaneously discharged from the cleaning
[0105]
Also, each of the small nozzles 202 (a), (c), (e) (= first to third small air supply nozzles) has an
[0106]
As described above, the cleaning
[0107]
In the present embodiment, as in the first embodiment, the bottom surfaces of the small nozzles (202 (a) to 202 (e)) each have a lateral width (W 2a , W 2b , W 2c , W 2d , W 2e ) = 5mm, vertical length L 2 = 305 mm. When these five small nozzles are used in an integrated manner, the bottom surface of the
[0108]
Here, in particular, the vertical length L of the
[0109]
Further, in the cleaning processing mechanism used in the present embodiment, the configuration of the
[0110]
In this embodiment, the cleaning process is performed on the substrate to be processed using the above-described cleaning mechanism. In this embodiment, as in the first embodiment, a substrate processing method will be described by taking a process of manufacturing a semiconductor device as an example. In this case, in order to form a pattern on the photosensitive photoresist film on the semiconductor substrate, a development process and then a cleaning process are sequentially performed. Accordingly, a semiconductor substrate is used as the substrate to be processed as an example.
[0111]
In the present embodiment, as an example, a semiconductor substrate having a diameter of about 300 mm is used.
[0112]
Hereinafter, the cleaning method according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIG. Here, the processing unit including the
[0113]
An antireflection film is formed on a semiconductor substrate (= substrate to be processed) in advance, and then a chemically amplified photosensitive photoresist film is sequentially formed thereon by a known method. Thereafter, using a KrF excimer laser or the like as a light source, reduced projection exposure is performed through an exposure reticle, and a pattern having a predetermined size and shape is irradiated onto the photoresist film.
[0114]
Next, a heat treatment is performed on the photoresist film for each semiconductor substrate, and then a so-called scan development process is performed using the movable developing nozzle described above to form a pattern with a predetermined size and shape on the photoresist film. To do. Here, while a developing nozzle is scanned at a constant speed of about 60 mm / sec (= scanning), a predetermined developing solution is supplied to the photoresist film on the semiconductor substrate, and a known paddle development process is performed. A pattern is formed on the film.
[0115]
Note that an alkaline tetramethylammonium aqueous solution (PH value: 13.4) is used as a developing solution for the photoresist.
[0116]
Next, after carrying out the development process for a predetermined time, the semiconductor substrate is subjected to a washing process, the development reaction is stopped in the photoresist film, and the developer, dissolved products generated by the development process, fine particles, etc. are removed from the semiconductor. Rinse off the substrate and remove.
[0117]
Here, the semiconductor substrate is subjected to a cleaning process in a state of being stationary on the
[0118]
Hereinafter, the cleaning method will be specifically described. In the present embodiment, the cleaning process is performed while the
[0119]
Specifically, as in the first embodiment (see FIG. 3), the cleaning
[0120]
In the present embodiment, as described above, the cleaning
[0121]
In the present embodiment, high-pressure
[0122]
Moreover, as shown in FIG. 8, each of the high-pressure
[0123]
In this case, the high-pressure
[0124]
At this time, the cleaning
[0125]
In this embodiment, as an example, the cleaning
[0126]
In this case, compared with the case where the
[0127]
In this embodiment, replacing the developing solution with the cleaning solution means changing the components of the developing solution depending on the components of the cleaning solution and stopping the action of the developing solution on the photoresist.
[0128]
At this time, a cleaning liquid (eg, pure water) is discharged from a nozzle (not shown) for cleaning the back surface, and the back surface of the
[0129]
The cleaning process is performed as described above, and subsequently, air or the like is supplied to the surface of the
[0130]
In the present embodiment, each cleaning liquid and high-pressure dry air may be supplied by moving the
[0131]
In the cleaning method of the present embodiment, high-pressure
[0132]
In the
[0133]
At this time, the high-pressure
[0134]
Further, the cleaning liquid A 209 (for example, ozone water) is discharged from the small nozzle 202 (b) (= the small nozzle for supplying the cleaning liquid) of the
[0135]
At this time, high-pressure
[0136]
Further, high pressure
[0137]
Further, the developing
[0138]
However, at this time, it is necessary that the high-pressure
[0139]
In the cleaning
[0140]
In the present embodiment, ozone water is used as the cleaning liquid A209. The ozone water oxidizes dissolved products, fine particles, precipitates, and the like generated during the development process. In particular, it has the effect of oxidizing organic matter, decomposing its molecular structure, and subdividing it into particles. For this reason, after development processing, reattachment of an organic substance to a photoresist, etc. can be controlled and generation of a defective part of a resist pattern can be reduced greatly.
[0141]
At this time, ozone water is preferably used at a low concentration of about 1 ppm. With such a concentration, the ozone water does not damage the photoresist pattern. In this case, since only the side wall of the photoresist pattern is etched slightly, the resist pattern dimension roughness (= local variation) is reduced, and the effect of increasing the dimensional uniformity in the surface is obtained. .
[0142]
Further, as described above, in the present embodiment, hydrogen water is used as the cleaning liquid B211 as a cleaning liquid having a reducing property.
[0143]
After the organic matter is decomposed by ozone water as described above, particles of the organic matter remaining without being washed away adhere to the surface of the photoresist film. When the organic particles adhere to the photoresist pattern, a defective portion (= pattern size variation) occurs in the resist pattern, and an error in size and shape occurs in the subsequent etching process.
[0144]
To solve this problem, as in the present embodiment, after supplying ozone water, hydrogen water is discharged to reduce the surface of the organic particles and the like, and the surface is again separated from the surface of the photoresist film. As a result, it is possible to wash out to the outside of the
[0145]
In this embodiment mode, ozone water is used as the cleaning
[0146]
Therefore, in the case of using cleaning liquids having such opposite properties, high-pressure dry air is blown to form a so-called air curtain between the two cleaning liquids, as in the first embodiment. If mixing of cleaning liquids is suppressed, it is effective in keeping the cleaning effect constant.
[0147]
In the present embodiment, ozone water is used as the cleaning liquid A and hydrogen water is used as the cleaning liquid B. However, as long as the same effect can be obtained, the cleaning liquid A may be changed to another type of cleaning liquid. Is possible. For example, the cleaning process can be performed using ozone water as the cleaning liquid A and pure water as the cleaning liquid B as described above. Moreover, a surfactant etc. can be added to the pure water used for the washing | cleaning liquid B, and an impurity, a contaminant, etc. can be removed more effectively.
[0148]
In the present embodiment, as described above, while the cleaning liquid A (eg, ozone water) 209 and the cleaning liquid B 211 (eg, hydrogen water) are ejected, high-pressure
[0149]
Below, with reference to FIG. 9 (a), (b), it demonstrates about the effect of this Embodiment compared with the case where the conventional washing | cleaning method is used.
[0150]
Here, as described above, while the cleaning nozzle used in the present embodiment is scanned (= scanning), air, ozone water, air, hydrogen water, and air are supplied in this order as an example, and the substrate to be processed After that, the dimensional uniformity of the photoresist pattern and the number of defective portions are measured. Further, here, as in the case of the first embodiment, for example, such a cleaning process is repeated three times, and in each process, the dimensional uniformity in the surface of the substrate to be processed, and Measure the number of defects in the pattern. 9 (a) and 9 (b), each of the three cleaning processes using the method of the present embodiment and the result of the conventional cleaning method are described. The average value of the cleaning process is compared with the value of the conventional cleaning method. As a result, it was found that the effects as shown in FIGS. 9A and 9B can be obtained in the present embodiment.
[0151]
FIG. 9A shows the result of measuring the dimensional uniformity of the photoresist pattern in the plane of the substrate to be processed (= wafer) in each of the method of the present embodiment and the conventional cleaning method. In the method of the present embodiment, as shown in FIG. 9A, the dimensional uniformity can be improved by about 20% as compared with the conventional cleaning method, as in the first embodiment. It was. Here, the dimensional uniformity represents the degree of dimensional variation obtained as a result of performing measurement at a plurality of points of a pattern that should have the same dimension in design.
[0152]
FIG. 9B shows the results of measuring the number of defective portions generated in the photoresist pattern in each of the method of this embodiment and the conventional cleaning method. In the present embodiment, as shown in FIG. 9B, as in the first embodiment, when the number of defective portions of the photoresist pattern on the substrate to be processed (= wafer) was measured, Compared to the case where the conventional cleaning method is used, it can be reduced by 65%. Here, the defect portion represents a state in which an impurity such as an organic matter, a contaminant, or the like has adhered to the photoresist pattern and an error has occurred in the dimension.
[0153]
As described above, the present embodiment corresponds to a semiconductor substrate having a large diameter (eg, a diameter of about 300 mm), and can improve the cleaning effect in the development processing of the photoresist as compared with the conventional cleaning method. It becomes possible.
[0154]
In the present embodiment, it is possible to generate bubbles inside the cleaning liquid and physically act on the bubbles to further enhance the cleaning effect. In this case, as shown in FIG. 10, before reaching the
[0155]
In this case, for the
[0156]
Specifically, high-pressure air is blown out from the
[0157]
As an example, cleaning is performed by generating bubbles in the cleaning liquid A209 (eg, ozone water). However, the cleaning
Further, as in the present embodiment, the high-pressure
[0158]
Thus, by oxidizing the surface layer portion of the photoresist film as well, it becomes possible to prevent the reattachment of organic particles more reliably. Therefore, in this embodiment, it is possible to remarkably reduce the occurrence of defective portions in the development pattern in the process of effectively removing dissolved substances, fine particles, precipitates, etc., especially organic substances, and performing a cleaning process. It is.
[0159]
In the present embodiment, the high-pressure
[0160]
As described above, the present embodiment corresponds to a semiconductor substrate having a large diameter (for example, a diameter of about 300 mm), and is equal to or more than the conventional method, that is, the case where the semiconductor substrate is cleaned by rotating at a high speed. It is possible to obtain the cleaning effect.
[0161]
As described above, in (first embodiment) and (second embodiment), it is possible to effectively perform a cleaning process on a substrate to be processed, such as a semiconductor substrate, as compared with a conventional cleaning method. It becomes.
[0162]
(First embodiment) and (first two In the embodiment, the semiconductor substrate is taken as an example of the substrate to be processed, and the description is given while touching the manufacturing process of the semiconductor device. However, in these embodiments, even when a liquid crystal substrate, an exposure mask substrate, or the like is used, it can be applied to development processing, cleaning processing, and the like to increase the yield of various products.
[0163]
【The invention's effect】
According to the present invention, on the substrate to be processed, the cleaning liquid is supplied in a uniform amount to the entire region to be processed, and impurities, contaminants, and the like are effectively removed. Further, according to the present invention, it is possible to increase the accuracy of the developing process by supplying the cleaning liquid by controlling the developing process so as to be uniform over the entire area to be processed on the substrate to be processed. As described above, it is possible to increase the yield of various products, particularly in response to the increase in the diameter of the substrate to be processed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing a substrate processing mechanism related to (first embodiment) of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a substrate processing nozzle related to (first embodiment) of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing method related to (first embodiment) of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing method related to (first embodiment) of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the effect of the (first embodiment) of the present invention.
FIG. 6 is an overall view showing a substrate processing mechanism related to (second embodiment) of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a substrate processing nozzle related to (second embodiment) of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing method according to (second embodiment) of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating an effect of (second embodiment) of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing method according to (second embodiment) of the present invention.
FIG. 11 is an overall view showing a conventional substrate processing method.
[Explanation of symbols]
100, 200, 300 ... Cleaning treatment mechanism
101, 201, 301 ... support chuck for fixing
102, 202, 302 ... Cleaning nozzle
102 (a) ... small nozzle (= small nozzle for supplying cleaning liquid)
102 (b) ... small nozzle (= small nozzle for air supply)
102 (c)... Small nozzle (= small nozzle for supplying cleaning liquid)
202 (a) ... small nozzle (= first small nozzle for air supply)
202 (b)... Small nozzle (= small nozzle for supplying cleaning liquid)
202 (c) ... small nozzle (= second small air supply nozzle)
202 (d)... Small nozzle (= small nozzle for supplying cleaning liquid)
202 (e) ... small nozzle (= third small supply nozzle for air)
103, 203 ... Substrate to be processed
104, 204... Discharge port for cleaning liquid
105, 205 ... Air outlet
106, 206, 303 ... Semiconductor substrate
107, 207, 304 ... developer
108, 209 ... Cleaning fluid A
109, 208, 210, 212 ... high-pressure dry air,
110, 208 ... Cleaning fluid B
305 ... Cleaning fluid
Claims (17)
前記被処理基板に対して、洗浄液を供給するノズルを相対的に移動させて、前記被処理領域に洗浄液を供給する工程とを有し、
前記洗浄液を供給するノズルは、前記被処理基板の最大径、または最長辺と同等以上の長さに渡って略直線状に、前記洗浄液を供給するものであって、前記ノズルを移動させる方向において、前記洗浄液を、前記第一の洗浄液、及び第二の洗浄液の順に前記被処理領域に吐出し、且つ、前記第一の洗浄液、及び前記第二の洗浄液の間にはエアーを吹き付けて介在させることを特徴とする基板処理方法。Supplying a processing liquid to a processing region on a processing substrate;
A step of relatively moving a nozzle for supplying a cleaning liquid to the substrate to be processed and supplying the cleaning liquid to the processing region;
The nozzle for supplying the cleaning liquid supplies the cleaning liquid substantially linearly over the maximum diameter of the substrate to be processed or a length equal to or longer than the longest side, and in the direction in which the nozzle is moved. The cleaning liquid is discharged to the region to be processed in the order of the first cleaning liquid and the second cleaning liquid, and air is blown between the first cleaning liquid and the second cleaning liquid. A substrate processing method.
前記被処理基板上の被処理領域に、処理液を供給するノズルと、
前記被処理基板上の被処理領域に、前記処理液を処理する洗浄液を吐出する領域、及びエアーを吹き出す領域から構成される洗浄液を供給するノズルとを有し、
前記処理液を供給するノズル及び前記洗浄液を供給するノズルは、前記被処理基板に対して、その主面と略平行な方向において、相対的に移動することが可能な機構を備えており、前記洗浄液を供給するノズルは、前記被処理領域に沿って、略直線を形成するように前記洗浄液を吐出する領域に前記洗浄液を吐出するための開口部を備え、前記洗浄液を吐出する領域が、第一の洗浄液を吐出する領域、及び第二の洗浄液を吐出する領域に分かれ、 且つ、前記第一の洗浄液を吐出する領域及び前記第二の洗浄液を吐出する領域が、前記エアーを吹き出す領域の両側にそれぞれ配置されていることを特徴とする基板処理装置。 A substrate support portion for supporting and fixing the substrate to be processed;
A nozzle for supplying a processing liquid to a processing region on the processing substrate;
A region to be processed on the substrate to be processed, a region for discharging a cleaning solution for processing the processing solution, and a nozzle for supplying a cleaning solution composed of a region for blowing out air;
The nozzle for supplying the processing liquid and the nozzle for supplying the cleaning liquid have a mechanism that can move relative to the substrate to be processed in a direction substantially parallel to the main surface thereof, The nozzle for supplying the cleaning liquid includes an opening for discharging the cleaning liquid in a region for discharging the cleaning liquid so as to form a substantially straight line along the processing target region. It is divided into a region for discharging one cleaning liquid and a region for discharging a second cleaning liquid, and the region for discharging the first cleaning liquid and the region for discharging the second cleaning liquid are both sides of the region for blowing out the air. A substrate processing apparatus, wherein the substrate processing apparatus is disposed respectively .
前記被処理基板上の被処理領域に、処理液を供給するノズルと、
前記被処理基板上の被処理領域に、前記処理液を処理する洗浄液を吐出する領域、及びエアーを吹き出す領域から構成される洗浄液を供給するノズルとを有し、
前記処理液を供給するノズル及び前記洗浄液を供給するノズルは、前記被処理基板に対して、その主面と略平行な方向において、相対的に移動することが可能な機構を備え、前記洗浄液を供給するノズルは、前記被処理領域に沿って、略直線を形成するように前記洗浄液を吐出する領域に前記洗浄液を吐出するための開口部を備えており、前記洗浄液を吐出する領域が、第一の洗浄液を吐出する領域、及び第二の洗浄液を吐出する領域に分かれ、且つ前記エアーを吹き出す領域は、前記第一乃至第三のエアーを吹き出す領域の各々に分かれており、前記第一の洗浄液を吐出する領域は、前記第一及び前記第二のエアーを吹き出す領域の間に、且つ前記第二の洗浄液を吐出する領域は、前記第二及び前記第三のエアーを吹き出す領域の間に配置されていることを特徴とする基板処理装置。 A substrate support portion for supporting and fixing the substrate to be processed;
A nozzle for supplying a processing liquid to a processing region on the processing substrate;
A region to be processed on the substrate to be processed, a region for discharging a cleaning solution for processing the processing solution, and a nozzle for supplying a cleaning solution composed of a region for blowing out air;
The nozzle for supplying the processing liquid and the nozzle for supplying the cleaning liquid have a mechanism that can move relative to the substrate to be processed in a direction substantially parallel to the main surface thereof, The nozzle for supplying includes an opening for discharging the cleaning liquid in a region for discharging the cleaning liquid so as to form a substantially straight line along the region to be processed. The area for discharging one cleaning liquid and the area for discharging the second cleaning liquid, and the area for blowing out the air are divided into areas for blowing out the first to third air, respectively. The area for discharging the cleaning liquid is between the areas for blowing out the first and second air, and the area for discharging the second cleaning liquid is between the areas for blowing out the second and third air. Arrangement The substrate processing apparatus characterized by being.
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