JP3899319B2

JP3899319B2 - Liquid processing apparatus and liquid processing method

Info

Publication number: JP3899319B2
Application number: JP2003005839A
Authority: JP
Inventors: 憲西屋; 和生坂本
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: JP2004221244A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば表面にレジストが塗布されて、露光処理がされた半導体ウエハ、フォトマスク用のレチクル基板あるいはＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）などに対して、現像液を供給して現像処理を行う液処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハの表面上に回路パターンを形成するためのマスクは、例えばウエハ表面にレジスト液の塗布を行い、光等の照射を行った後、レジストが例えばネガ形ならば光の当たった部分が硬化するので、硬化しない部分即ちレジストの溶けやすい部分を現像液により溶解することにより形成される。また、例えばポジ形レジストであれば露光された部分が現像液で溶解される。
【０００３】
例えばネガ形のレジストが現像される様子について説明すると、図１７に示すように、先に露光処理を終えた例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）Ｗの表面のレジスト１０に対して現像液を塗布した後、所定の時間その状態を保持させると、現像液に対して溶解性の部分１１が溶解する。続いてウエハＷ上の現像液を洗浄液で洗い流し、乾燥させてレジストパターン１２を得る。現像液を洗浄するためには、ウエハを回転させながらウエハの中心部に洗浄液を供給するスピン洗浄が行われていたが、この手法は中心部における現象液の置換効率が悪く、線幅が細る傾向があることから、基板を回転させずに、基板の最大幅と同等の長さを有する線状の洗浄液供給吐出口を持つノズルを基板全面にスキャンさせる言わばスキャン洗浄方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。また、角型基板であるＬＣＤ基板をスキャン洗浄する方法として、特許文献２の図８には洗浄液供給ノズルの前方側に吸引ノズルを連結し、吸引ノズルによりＬＣＤ基板上の現像液を吸引しながら、洗浄ノズルから洗浄液を吐出させる方法が記載されている。また特許文献２の図７には吸引ノズルの前方側に、窒素（Ｎ_２）ガス吐出ノズルを配設して、ガス吐出ノズルから吐出したガスによって巻き上げられた現像液を吸引ノズルで吸引回収し、この吸引ノズルによるスキャンが終了した後、別途設けられた洗浄液供給ノズルによりスキャン洗浄を行って現像液を洗い流す方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２０５０８号公報（図２）
【特許文献２】
特開平８−４５８３２号公報（図７、図８、段落００５３及び００５７）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されたスキャンノズル洗浄方法は、現像液が静止している状態で洗浄液と置換していくので置換効率が悪く、十分な洗浄を行うためにはスキャン回数を多くしなければならず、スループットの低下の要因になるという課題がある。一方、特許文献２の図８に記載された現像液を吸引しながら洗浄液を供給する方法は、吸引されて少量となった現像液を洗浄液により置換するので置換効率は高いが、基板がウエハの場合にはノズルがウエハの直径に重なる位置以外においては、吸引口がウエハの周縁からはみ出すため、はみ出した吸引口が空吸いをしてその吸気作用によりウエハ周縁部近傍の現像液の吸引が乱れて現像液が吸引されずにウエハ上に残ってしまい、この結果、ウエハ面内での洗浄が不均一となり、面内均一性の高い現像液処理を行うことが困難になる。更にまた、特許文献２の図７に記載された方法は、現像液の吸引ノズルが通過した後、洗浄ノズルが通過するまでの間、吸引により薄膜化された現像液の液膜が乾燥してしまい、現像液成分が残存して予定の線幅が得られない懸念がある。
【０００６】
この発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、現像液の洗浄を短時間で行うことができ、また基板表面の薄膜の乾燥を防止し且つ面内均一性の高い液処理例えば現像処理を行うことのできる液処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板の表面に薬液を供給して処理を行い、次いで当該表面に洗浄液を供給して洗浄する液処理装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
この基板表面に保持された基板の表面に薬液を供給する薬液供給ノズルと、
前記基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って洗浄液吐出口が形成され、薬液が塗布された基板の表面に対して洗浄液を供給するための洗浄液ノズルと、
この洗浄液ノズルを、基板の一端側から他端側に亘って相対的に移動させる移動機構と、を備え、
前記洗浄液ノズルは、前記洗浄液吐出口の前方側に基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って形成され、基板の表面にガスを吹き付けるガス吐出口と、このガス吐出口の前方側に基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って形成され、基板上の薬液を吸引する薬液吸引口と、を備えたことを特徴とする。
また本発明は、基板の表面に薬液を供給して処理を行い、次いで当該表面に洗浄液を供給して洗浄する液処理方法において、
基板を水平に保持し基板表面に薬液供給ノズルから薬液を供給する工程と、
前記基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って洗浄液ノズルに形成された洗浄液吐出口から薬液が塗布された前記基板表面に対して洗浄液の供給を行い、前記洗浄液吐出口の前方側に並行して洗浄液ノズルに形成されたガス吐出口から前記基板表面に対してガスの吹き付けを行い、さらに前記ガス吐出口の前方側に並行して洗浄液ノズルに形成された薬液吸引口から薬液の吸引を行いながら、当該洗浄液ノズルを基板の一端側から他端側に亘って相対的に移動させる工程と、を備えたことを特徴とする。
上述した液処理方法において、前記薬液は、例えばレジスト膜が塗布された後に露光処理がなされた基板に対して供給する現像液である。また前記洗浄液ノズルを基板の一端側から他端側に亘って相対的に移動させ、前記ガス吐出口からガスを吐出することによって現像液の溶解生成物を巻き上げ、巻き上がった溶解生成物を前記薬液吸引口により吸引することができる。具体的に前記基板表面から前記洗浄液吐出口までの高さが０．１〜２ｍｍであり、前記ガス吐出口及び薬液吸引口の高さは２〜５ｍｍに設定してあることが好ましい。さらに前記洗浄液吐出口が進行方向に沿って洗浄液ノズルに複数形成し、各洗浄液吐出口から吐出させる洗浄液の流量を調整するようにしてもよい。
【０００８】
この発明によれば、吸引口から薬液を吸引しながら洗浄液を供給するようにしているので、洗浄液の置換効率が高い。また吸引口の後方側にて薬液の液膜にガスを吹き付けているので、薬液の吸引を確実に行うことができる。そして基板は、洗浄液ノズルの進行方向において幅が変化する形状であれば、例えば基板が半導体ウエハであれば、吸引口が基板からはみ出て空吸いが起こっても、ガスを吹き付けることにより薬液面が盛り上がるので基板の周縁部においても空吸いの影響をほとんどあるいは全く受けずに確実に吸引することができ、均一な洗浄を行うことができる。
【０００９】
この発明は、例えばレジスト膜が形成されその後露光され、次いで現像液が盛られた基板の表面を洗浄する場合に適用できる。ガス吐出口と薬液吸引口との離間距離は、例えば１０ｍｍを越えない大きさであることが好ましい。またガス吐出口と洗浄液吐出口との間に、吸引口を設けるようにしてもよく、このようにすれば、ミストが発生した場合ミストを吸引して処理雰囲気にミストが舞うことを抑えることができる。更にまた洗浄液吐出口の後方側に更にガス吐出口を設けるようにしてもよい。そして薬液吸引口及びガス吐出口は、平面で見たときに中央部から両端側に向かうに従って連続的例えば直線状にあるいは段階的に後方側に変位するように形成するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る液処理装置を現像装置に適用した第一の実施の形態について説明する。図１はこの実施の形態における現像装置の概略断面図であり、図２はその概略平面図である。図中２は基板である例えば８インチサイズのウエハＷの裏面中心部を真空吸着し、水平に保持するスピンチャックであり、このスピンチャック２は駆動部２０により回転及び昇降できるように構成さている。ウエハＷがスピンチャック２に吸着保持された状態において、ウエハＷの側周方を囲むようにして外カップ３０と内カップ３１とが設けられている。また内カップ３１は円筒の上部側が上方内側に傾斜し、上部側開口部が下部側より狭くなるように形成されており、更には外カップ３０が昇降部３２により上昇すると、外カップ３０の移動範囲の一部において連動して昇降するように構成されている。更にスピンチャック２の下方側には、スピンチャック２の回転軸を囲む円板３３と、円板３３の周り全周に亘って凹部を形成し、底面に排液口３４が形成されている液受け部３５とが設けられている。また円板３３の周縁部には上端がウエハＷの裏面に接近する断面山形のリング体３６が設けられている。
【００１１】
またこの現像装置は、スピンチャック２に吸着保持されたウエハＷに現像液を供給（塗布）するための現像供給手段をなす現像液供給ノズル４と、ウエハＷ上の現像液を洗浄する洗浄液ノズル５とを備えている。現像液供給ノズル４は、例えば図１及び図３に示すように、例えばウエハＷの有効領域（デバイスの形成領域）の幅と同じかそれ以上の長さに亘る現像液の吐出領域を形成できるように、ノズルの長さ方向に配列された例えばスリット形状の吐出口４０と、この吐出口４０に現像液流路４１を介して連通される現像液貯留部４２とを備えている。現像液貯留部４２は、供給路４３例えば配管を介して現像液供給部４４と接続されており、その途中には開閉バルブＶ１が設けられている。現像液貯留部４２の底面には例えばスリット状の現像液流路４１が垂直に形成されており、この現像液流路４１の下端は拡大されて、その拡大された空間には例えば石英棒あるいは多孔質体からなる緩衝棒４５が設けられている。この緩衝棒４５により流路４１からの現像液の吐出圧力が現像液供給ノズル４の長さ方向で均一となり、また吐出口４０からの現像液の液漏れが防止されるようになっている。このような現像液供給ノズル４は図２に示すように、第１の移動機構４６により昇降自在であり、更には外カップ３０の外側に設けられたガイドレールＧに沿って横方向に移動可能に設けられている。なお、現像液供給ノズル４は前記した構成に限られず、例えば単にスリット形状の吐出口４０が形成され、緩衝棒４５を設けないようにしてもよい。
【００１２】
洗浄液ノズル５は、図４に示すように、基板であるウエハＷの有効領域（デバイスの形成領域）の幅に対応する長さに亘って形成された洗浄液吐出口５０を備えている。前記有効領域の幅に対応する長さに亘ってとは、当該幅とほぼ同じかそれ以上の長さに亘ってということであり、洗浄液吐出口５０はこの長さに亘ってスリット状に形成されているものであってもよいし、あるいは多数の吐出口が間隔をおいて配列されているものであってもよい。ウエハＷは結晶の方向を示すオリエンテーションフラットやノッチが形成される部分を除くと円形であるからここでいう有効領域の幅とは言い換えればウエハＷの直径にほぼ等しい長さである。
【００１３】
洗浄液吐出口５０の具体的な構成について説明すると、ノズル本体５ａ内には洗浄液貯留部５２が形成されると共に洗浄液貯留部５２の底部には垂直に（洗浄時の姿勢において）洗浄液流路５１が形成され、この洗浄液流路５１の下端部が洗浄液吐出口５０として形成されている。洗浄液流路５１の下端部のより詳しい構造を図４（ｂ）に示すと、当該下端部は拡大されていて、その拡大部５ｂ内には例えば石英や多孔質体からなる緩衝棒５５が設けられている。また洗浄液貯留部５２、洗浄液流路５１及び緩衝棒５５は、いずれもウエハＷの有効領域の幅に対応する長さに亘って形成されている。また、洗浄液貯留部５２には、供給路５３及びバルブＶ２を介して洗浄液例えば純水を供給するための洗浄液供給部５４に接続されている。
【００１４】
そして、洗浄液吐出口５０の前方側には段差が形成されていて、当該洗浄液吐出口５０よりも高い位置に形成された面にガス吐出口６０が設けられると共に更にこのガス吐出口６０の前方側に吸引口（薬液吸引口）７０が設けられている。これらガス吐出口６０及び吸引口７０は、各々ウエハＷの有効領域の幅に対応する長さに亘って形成されている。この例ではガス吐出口６０及び吸引口７０は夫々例えばノズル本体５ａ内に垂直に形成されたガス流路６１の下端開口部及び吸引路７１の下端開口部に相当する。ガス流路６１の基端側は配管６２及びバルブＶ３を介して例えば窒素ガスなどの不活性ガスあるいは空気などを供給するためのガス供給部６３に接続されており、吸引路７１の基端側は配管７２及びバルブＶ４を介して吸引手段７３に接続されている。
【００１５】
洗浄液ノズル５における各部の寸法の一例について記載すると、洗浄液吐出口５０及びガス吐出口６０の幅は例えば０．１〜３ｍｍであり、現像液吸引口７０の幅は例えば1〜５ｍｍである。ウエハＷから洗浄液吐出口５０までの高さ位置Ｌ１は例えば０．１〜２ｍｍに設定してあり、ガス吐出口６０及び現像液吸引口７０の高さ位置Ｌ２は夫々例えば２〜５ｍｍに設定してある。また、洗浄液吐出口５０とガス吐出口６０との各中心部の離間距離が例えば８〜２０ｍｍであり、ガス吐出口６０と現像液吸引口７０との各中心部の離間距離が例えば４〜１０ｍｍである。なお、洗浄液ノズル５は前記した構成に限られず、洗浄液吐出口５０において例えば単にスリット形状の吐出口５０が形成され、緩衝棒５５を設けないようにしてもよい。
【００１６】
この洗浄液ノズル５は図２に示すように第２の移動機構５６により昇降自在であり、更には待機位置例えばガイドレールＧの一端側の位置からウエハＷの上方側を通って前記待機位置とウエハＷを挟んで対向する位置まで水平移動可能に設けられている。ここで図２において第１の移動機構４６及び第２の移動機構５６が夫々示されている位置は既述の非作業時における現像液供給ノズル４及び洗浄液ノズル５の待機位置であって、ここには、例えば上下可動の板状体により構成された第１の移動機構４６及び第２の移動機構５６の待機部５７、５８が設けられている。また外カップ３０、内カップ３１、昇降部３２、第１の移動機構４６及び第２の移動機構５６は箱状の筐体５９により囲まれた一ユニットとして形成されており、筐体５９内には図示しない搬送口を介して図示しない搬送アームによりウエハＷの搬入出がなされる。
【００１７】
次に上述の現像装置を用いて現像処理する工程について図５を用いて説明する。先ず外カップ３０及び内カップ３１が共に下降位置に設定された状態にてスピンチャック２を外カップ３０の上方まで上昇させ、既に前工程でレジストが塗布されて、露光処理が行われたウエハＷが図示しない搬送アームからスピンチャック２に渡され、その後スピンチャック２を下降させる。
【００１８】
続いて現像液供給ノズル４が第１の移動機構４６により外カップ３０とウエハＷの周縁との間の所定位置に案内され、次いで吐出口４０がウエハＷ表面レベルよりも例えば１ｍｍ程度高い吐出開始位置に設定される。そしてここでバルブＶ１を開いて吐出口４０から現像液Ｄの吐出を開始しながら、図５（a）に示すように、当該現像液供給ノズル４をウエハＷの一端側から他端側へ所定のスキャン速度で移動させてウエハＷの表面に現像液Ｄを塗布して、膜厚が例えば１．０〜１．７ｍｍ程度の現像液膜を形成する。続いて図５（b）に示すように、この状態を所定時間例えば６０秒程度保持する静止現象を行って現象反応を進行させる。一方、現像液供給ノズル４は、ウエハＷの他端側を通過した後、開閉バルブＶ１を閉じて現像液Ｄの吐出を停止して待機部５７に戻される。
【００１９】
しかる後、洗浄液ノズル５が第２の移動機構５６により吸引口７０が基板の端に位置する様に移動される。この位置においては、洗浄液の吐出口５０はウエハ上の現像液に接触しないことが好ましいが、現像液から離れ過ぎていると現像液を吸引させるためにガス吐出口６０から吐出させるガスの圧力、流量を大きくしなければならないので効率が悪い。このためウエハＷ表面に対する洗浄液吐出口５０の高さＬ１が例えば０．１〜２．０ｍｍに設定される。またウエハＷの表面に対するガス吐出口６０及び吸引口７０の高さＬ２が例えば２〜５ｍｍになるように設定される。なお、ここでいうウエハＷ表面はレジスト膜の厚さが通常０．５μｍ程度であるからレジスト膜の厚さは高さＬ１とＬ２に比べて十分小さい。そして図５（ｃ）に示すように、バルブＶ２、Ｖ３及びＶ４を開き、ガス吐出口６０から窒素ガスあるいは空気等のガスをウエハＷの表面、詳しくは現像液の液面に吹き付けると共に吸引口７０から現像液を吸引しながら洗浄液の吐出口５０から洗浄液Ｒ例えば純水を例えば１．０〜４リットル／分の流量、及び０．０３〜０．３ＭＰａの圧力でウエハＷの表面に供給し、そして、洗浄液ノズル５を例えば２０〜２００ｍｍ／秒程度のスキャン速度で、好ましくは現像液供給ノズル４のスキャン速度と同じ速度でウエハＷの一端側から他端側に亘って移動させる。この場合、ガス吐出口６０からのガスの吐出流量は、例えば５〜４０リットル／分、ガスの吐出圧は例えば０．１〜０．４ＭＰａに設定され、また吸引口７０からの現像液の吸引流量は例えば０．５〜４リットル／分に設定される。
【００２０】
図６は現像液が洗浄液に置換される様子を示す図であり、ガス吐出口６０からガスが現像液に吹き付けられると現像液の液膜が押圧されてその部位が例えば０．０５〜０．５ｍｍ程度に基板表面が乾燥しない程度に薄膜化されると共にその反動で押圧された部位の前方側の現像液が盛り上がり、現像液面より高く設定された吸引口７０に現像液が吸込まれ易くなる。また、洗浄液ノズル５がウエハＷの直径上に位置していないときにも、ウエハＷの周縁よりも外部に吸引口７０が存在しここで空吸いが起こるが、ガスの吹き付けにより現像液を盛り上がらせ吸引するようにしているため、ウエハＷの周縁付近の現像液は空吸いの影響をほとんどあるいは全く受けることなく、つまり空吸いの吸引口７０にも引き寄せられようとして現像液が外側に膨らんで結果としてウエハＷ上に残ってしまうことなく、その上方にある吸引口７０から確実に吸引されていく。このため吸引口７０の後方側においては現像液は均一に薄膜化されており、薄膜化された液膜に洗浄液吐出口５０からの洗浄液が供給され現像液が洗浄液に置換されるので均一に洗浄される。また現像液にガスを吹き付けて薄膜化し、そこに洗浄液を供給することにより次のような現像も起こっていると考えられる。即ち、吐出されたガスにより、ウエハＷ上の現像液Ｄに液流れが起きてレジストの溶解生成物が巻き上げられ、巻き上げられた溶解生成物は吸引口７０から吸引されることによって前方側のパターンの谷間にあるレジストの溶解生成物（現象パドル）の表層部が掃き出される。そして溶解生成物が残っていた場合例えばパターンの底部や角部に溶解生成物が付着している場合には、直ぐ後に通過する洗浄液ノズル５の吐出口５０から吐出された洗浄液Ｒに掃き出される。1回のスキャン洗浄によりウエハＷ表面が十分に洗浄されている場合には、昇降部３２により外カップ３０及び内カップ３１が上昇位置に設定され、図５（d）に示すように、ウエハＷをある程度乾燥させるために例えば４０００ｒｐｍ程度の回転数にてウエハＷを回転させて洗浄液Ｒを振り切るスピン乾燥が行われる。なお、1回のスキャン洗浄ではウエハＷ表面の洗浄が不十分な場合には、後述のように更に洗浄工程を行ってもよい。スピン乾燥工程が終了した後は、ウエハＷは図示しない搬送アームにより現像装置の外へ搬送されて現像処理が終了する。
【００２１】
上述の実施の形態によれば、洗浄液ノズル５に設けた吸引口７０から現像液Ｄを吸引して現像液Ｄの液膜を薄膜化し、吸引口７０の直ぐ後から、この薄膜化された液膜に洗浄液Ｒを供給して洗浄するようにしているため洗浄液Ｒの置換効率が高い。スキャン洗浄の合計回数はパターンの線幅や現像液の種類等により適切な値が設定されることになるが、従来のように洗浄液ノズルから洗浄液だけを吐出させながら単にスキャンを行う場合に比べてスキャン洗浄におけるスキャン回数は少なく済み、スループットが向上する。そして吸引口７０の後方側に設けられたガス吐出口６０からガスを現像液Ｄに吹き付けて液面を盛り上がらせて現像液Ｄを吸引するようにしているため、洗浄液ノズル５の進行に伴ってその幅が変わっていく基板、この例ではウエハＷに対しても、つまり既述のようにウエハＷの周縁の外方にて空吸いが生じても、ガスが吹き付けられた部位の現像液Ｄは確実に吸引口７０から吸引されていくので、面内において均一な洗浄を行うことができ、レジストパターンの均一性を損なうおそれもない。
【００２２】
以上において洗浄液ノズル５の他の例について述べると、ガス吐出口６０は、上述のように鉛直下向きに設ける構成に限られず、図７に示すように、前方斜めに設けるようにしてもよい。更にまた洗浄液吐出口５０、ガス吐出口６０及び吸引口７０は、上述の図８に示すように、平面形状が前方側に突き出た山形（く字型）状に、即ち中央部よりも両端が後方に位置する形状に形成してもよく、このようにすれば、ガス吐出口６０からガスが吹き付けられて盛り上がった現像液は洗浄液ノズル５が前進することにより、外方側に向かう力が加わって順次、外方側に押し出されていくのでウエハＷ上の現像液が洗浄液ノズル５の側方から流れ落ち易くなり、この結果洗浄液ノズル５がウエハＷから離れる時にはウエハＷ上の残液は少なくなるので、表面張力によりウエハ上に現像液が残ることによる洗浄の不均一性を避けることができる。
【００２３】
以下に洗浄液ノズル５の更に他の例について列挙して説明する。図９に示す例は、洗浄液吐出口５０とガス吐出口６０との間に、前記吸引口７０と同様の吸引口７０ａを設けた構成を示し、このような構成によればガス吐出口６０から吹き出されたガスにより現像液が押圧されるときにミストが発生したとしても、そのミストが吸引され、ミストの浮遊によりウエハＷに再付着して現像欠陥が生じるといったおそれがなくなるし、また現像液の薄膜化を促進することができる。図１０に示す例は洗浄液吐出口５０の後方側に前記ガス吐出口６０と同様のガス吐出口６０ａを設けた構成を示し、このようにすれば洗浄液にガスが吹き付けられるので洗浄液のより一層の攪拌が行われ、レジストパターン内の溶解生成物が掻き出されて高い洗浄効果が得られる。図１１に示す例は、洗浄液ノズル５の進行方向に沿って既述の洗浄液吐出口５０と同様の複数例えば３個のスリット形状の洗浄液吐出口５０ａ、５０ｂ、５０ｃを設けた例であり、この例では各洗浄液吐出口５０ａ〜５０ｃに対応する流路の夫々に流量調節が可能なように流量調整部例えば流量調整バルブＶ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃを設けている。この場合、各洗浄液吐出口５０ａ〜５０ｃの流量は同じに設定してもよいが、例えば粒子径の小さい不溶解物を先ず掃き出してから粒子径の大きいものを掃き出すようにするために例えば０．５〜４．０リットル／分の流量範囲において例えば前方側の洗浄液吐出口５０ａの流量が最も少なく、洗浄液吐出口５０b、洗浄液吐出口５０cの順に流量が多くなるように設定するのが好ましい。このような構成であっても上述の場合と同様な効果を得ることができ、更には洗浄液Ｒの供給量を多くすることにより、短い洗浄時間で洗浄することができる。
【００２４】
更にまた、現象液吸引ノズル４と洗浄液ノズル５とを別個のノズルとする構成に限られず、例えば図１２に示すように、供給路４３、５３を介して現像液供給部４４と洗浄液供給部５４とが夫々接続された共通の吐出口８０を有する共通ノズルを備えた構成とし、各バルブＶ１、バルブＶ２の切り換えにより現像液Ｄあるいは洗浄液Ｒを供給するようにしてもよい。
【００２５】
また洗浄液ノズル５は、図１３に示すように洗浄液吐出口５０とガス吐出口６０との間に、洗浄液吐出口５０よりも低い位置まで突出した突出部５００をウエハＷの有効領域の幅に対応する長さに亘って形成してもよい。このような突出部５００を設ければ、ガス吐出口６０から吐出するガスと洗浄液とを分断することができ、ガス吐出口６０から吐出したガスがスキャン方向の上流側（図１３では右側）に流れやすくなり、吸引口７０が現像液をより一層吸引しやすくなるし、またガス吐出口６０からの噴気によって舞上がった現像液のミストが洗浄液吐出口５０へ飛散することを防止できるなどの利点がある。突出部５００とウエハＷ表面との距離は特に限定されず、例えば図１３のように洗浄液吐出口５０とウエハＷの表面との距離の半分程度であってもよいし、それよりも大きくてもよいし、更には０．１ｍｍ程度であってもよい。なお図１３に示す突出部５００は、既述の洗浄液ノズル５の全ての例に適用できる。
【００２６】
図１４は本発明における洗浄液ノズル５を用いたウエハＷ上の現像液を洗浄する工程の他の例を示す説明図である。図１４（ａ）は既述のようにして現像を行い、次いでウエハＷの一端側から他端側に亘ってスキャン洗浄を行った後、ウエハＷの他端側から一端側に洗浄液ノズル５を移動させながら洗浄液をウエハＷ上に供給する。洗浄液ノズル５の復路においては、吸引及びガスの吐出は行われず洗浄液だけの供給が行われる。スキャン洗浄が終わった後、ウエハＷを回転させることによりスピン乾燥が行われる。また図１４（ａ）で行ったスキャン洗浄は複数回繰り返し行われてもよい（図１４（ｂ））。また、スキャン洗浄の後、ウエハＷを回転させながらウエハＷの中心部に洗浄液を供給する回転リンスを行い、その後スピン乾燥を行ってもよい（図１４（ｃ））。更にまた、現像液供給ノズル４をウエハＷの一端側から他端側に移動させながら現像液を供給する工程を行った後、直ぐに図５にて説明したと同様にして洗浄液ノズル５により洗浄を行い、次いでスピン乾燥を行い、しかる後、再度同様にして現像液の供給、洗浄液の供給及びスピン乾燥を繰り返してもよい（図１４（ｄ））。図１４（ｄ）では、一連の工程を２回繰り返している例を示しているが、３回以上繰り返すようにしてもよい。
【００２７】
続いて上述の現像装置を組み込んだ塗布・現像装置の一例について図１５及び図１６を参照しながら説明する。図中Ｂ１は基板であるウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたカセットＣを搬入出するためのカセット細載置部であり、カセットＣを複数個載置可能な載置部９１aを備えた載置台９１と、この載置台９１から見て前方の壁面に設けられる開閉部９２と、開閉部９２を介してカセットＣからウエハＷを取り出すための受け渡し手段９３とが設けられている。
【００２８】
カセット載置部Ｂ１の奥側には筐体１００にて周囲を囲まれる処理部Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３と、塗布装置及び現像装置を含む各処理ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段１０１Ａ、１０１Ｂとが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３及び主搬送手段１０１Ａ、１０１Ｂはカセット載置部Ｂ１側から見て前後一列に配列されており、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されており、ウエハＷは処理部Ｂ１内を一端側の棚ユニットＵ１から他端側の棚ユニットＵ２まで自由に移動できるようになっている。また主搬送手段１０１Ａ、１０１Ｂは、カセット載置部Ｂ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３側の一面部と、例えば右側の塗布装置（ＣＯＴ）及び現像装置（ＤＥＶ）を含む液処理ユニットＵ４、Ｕ５側の一面部と、左側の一面部をなす背面部とで構成される区画壁１０２により囲まれる空間内に置かれている。また図中１０３、１０４は各ユニットで用いられる処理液の温度調整装置や温湿度調整用ダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
【００２９】
処理部Ｂ２における棚ユニットＵ３の奥側には、例えば第１の搬送室１０６及び第２の搬送室１０７からなるインターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４が接続されている。インターフェイス部Ｂ３の内部には処理部Ｂ２と露光部Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための２つの受け渡し手段１０８、１０９の他、棚ユニットＵ６及びバッファカセットＣ０が設けれている。
【００３０】
この装置におけるウエハの流れについて一例を示すと、先に外部からウエハＷの収納されたカセットＣが載置台９１に載置されると、開閉部９２と共にカセットＣの蓋体が外されて受け渡し手段９３によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニット（図示せず）を介して主搬送手段１０１Ａへと受け渡され、棚ユニットＵ１〜Ｕ３内の一の棚にて、塗布処理の前処理として例えば疎水化処理、冷却処理が行われ、しかる後塗布ユニットＣＯＴにてレジスト液が塗布される。こうして表面にレジスト膜が形成されると、ウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚をなす加熱ユニットで加熱され、更に冷却された後棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由してインターフェイス部Ｂ３へと搬入される。このインターフェイス部Ｂ３においてウエハＷは例えば受け渡し手段１０８→棚ユニットＵ６→受け渡し手段１０９という経路で露光部Ｂ４へ搬送され、露光が行われる。露光後、棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一つの棚をなす加熱ユニットで加熱され、更に冷却された後、ウエハＷは逆の経路で主搬送手段１０１Ａまで搬送され、現像ユニットＤＥＶにて現像されることでレジストマスクが形成される。しかる後ウエハＷは載置台９１上の元のカセットＣへと戻される。
【００３１】
【発明の効果】
以上により本発明によれば、現像液の洗浄を短時間で行うことができ、また基板表面の薄膜の乾燥を防止し且つ面内均一性の高い液処理例えば現像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液処理装置の実施の形態に係る現像装置を示す縦断面図である。
【図２】本発明の液処理装置の実施の形態に係る現像装置を示す平面図である。
【図３】前記現像装置に用いられる現像液供給ノズルを示す縦断面図である。
【図４】前記現像装置に用いられる洗浄液ノズルを示す縦断面図、一部拡大断面図及び平面図である。
【図５】前記現像装置を用いた現像処理及び洗浄工程を示す説明図である。
【図６】前記洗浄工程の様子を示す説明図である。
【図７】本発明の液処理装置に用いられる洗浄液ノズルの他の例を示す縦断面図である。
【図８】本発明の液処理装置に用いられる洗浄液ノズルの更に他の例を示す平面図である。
【図９】本発明の液処理装置に用いられる洗浄液ノズルの上記以外の例を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の液処理装置に用いられる洗浄液ノズルの上記以外の例を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の液処理装置に用いられる洗浄液ノズルの上記以外の例を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の液処理装置に用いられる洗浄液ノズルの上記以外の例を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の液処理装置に用いられる洗浄液ノズルの上記以外の更に他の例を示す縦断面図である。
【図１４】前記液処理装置を用いた洗浄工程の他の例を示す説明図である。
【図１５】本発明に係る液処理装置を組み込んだ塗布、現像装置の一例を示す平面図である。
【図１６】本発明に係る液処理装置を組み込んだ塗布、現像装置の一例を示す斜視図である。
【図１７】現像処理工程の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
Ｗウエハ
２スピンチャック
３１内カップ
４現像液供給ノズル
４０現像液吐出口
４４現像液供給部
５洗浄液ノズル
５０洗浄液吐出口
５４洗浄液供給部
６０ガス吐出口
６３気体供給部
７０吸引口
７３吸引手段
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４バルブ
Ｒ洗浄液
Ｄ現像液[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, for example, a developing solution is supplied to a semiconductor wafer, a photomask reticle substrate, or an LCD substrate (liquid crystal display glass substrate) that has been subjected to an exposure process by applying a resist on the surface and developing the wafer. The present invention relates to a liquid processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
The mask for forming the circuit pattern on the surface of the semiconductor wafer is, for example, after applying a resist solution on the wafer surface and irradiating with light, etc. Therefore, it is formed by dissolving a portion which is not cured, that is, a portion where the resist is easily dissolved, with a developing solution. For example, in the case of a positive resist, the exposed portion is dissolved with a developer.
[0003]
For example, a state in which a negative resist is developed will be described. As shown in FIG. 17, a developer is applied to the resist 10 on the surface of, for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) W that has been previously exposed. Thereafter, when the state is maintained for a predetermined time, the portion 11 that is soluble in the developer is dissolved. Subsequently, the developer on the wafer W is washed away with a cleaning solution and dried to obtain a resist pattern 12. In order to clean the developer, spin cleaning is performed in which the cleaning liquid is supplied to the central portion of the wafer while rotating the wafer. However, this method has a poor replacement efficiency of the phenomenon liquid in the central portion and narrows the line width. Because of this tendency, a scan cleaning method has been developed in which a nozzle having a linear cleaning liquid supply / discharge port having a length equivalent to the maximum width of the substrate is scanned over the entire surface of the substrate without rotating the substrate ( For example, see Patent Document 1). Further, as a method of scanning and cleaning an LCD substrate which is a square substrate, FIG. 8 of Patent Document 2 is connected to a suction nozzle in front of a cleaning liquid supply nozzle, and sucks the developer on the LCD substrate with the suction nozzle. A method for discharging a cleaning liquid from a cleaning nozzle is described. In FIG. 7 of Patent Document 2, nitrogen (N₂) A gas discharge nozzle is provided, and the developer wound up by the gas discharged from the gas discharge nozzle is sucked and collected by the suction nozzle. After the scan by the suction nozzle is completed, the developer is scanned by the separately provided cleaning liquid supply nozzle. A method is described in which the developer is washed away.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-20508 (FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP-A-8-45832 (FIGS. 7, 8, paragraphs 0053 and 0057)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the scan nozzle cleaning method described in Patent Document 1 is replaced with the cleaning liquid while the developer is stationary, so that the replacement efficiency is poor. To perform sufficient cleaning, the number of scans must be increased. In other words, there is a problem that it causes a decrease in throughput. On the other hand, the method of supplying the cleaning solution while sucking the developing solution described in FIG. 8 of Patent Document 2 replaces the sucked developing solution in a small amount with the cleaning solution, so that the replacement efficiency is high. In some cases, the suction port protrudes from the peripheral edge of the wafer except at a position where the nozzle overlaps the diameter of the wafer, so that the protruding suction port sucks and the suction action of the developer near the peripheral edge of the wafer is disturbed. As a result, the developing solution remains on the wafer without being sucked, and as a result, cleaning within the wafer surface becomes non-uniform, and it becomes difficult to perform the developing solution processing with high in-plane uniformity. Furthermore, in the method described in FIG. 7 of Patent Document 2, the liquid film of the developer thinned by suction is dried until the cleaning nozzle passes after the developer suction nozzle passes. Therefore, there is a concern that the developer component remains and the expected line width cannot be obtained.
[0006]
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to be able to clean the developer in a short time, to prevent the thin film on the substrate surface from being dried, and to achieve in-plane uniformity. An object of the present invention is to provide a liquid processing apparatus capable of performing high liquid processing such as development processing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention provides a liquid processing apparatus for supplying a chemical to the surface of a substrate for processing, and then supplying a cleaning liquid to the surface for cleaning.
  A substrate holder for holding the substrate horizontally;
A chemical supply nozzle for supplying a chemical to the surface of the substrate held on the substrate surface;
  A cleaning liquid discharge port is formed over a length corresponding to the width of the effective area of the substrate, and a cleaning liquid nozzle for supplying the cleaning liquid to the surface of the substrate coated with the chemical liquid;
  A moving mechanism for relatively moving the cleaning liquid nozzle from one end side to the other end side of the substrate,
  The cleaning liquid nozzle is formed on the front side of the cleaning liquid discharge port over a length corresponding to the width of the effective area of the substrate, and a gas discharge port for blowing gas onto the surface of the substrate, and on the front side of the gas discharge port And a chemical solution suction port that is formed over a length corresponding to the width of the effective area of the substrate and sucks the chemical solution on the substrate.
  Further, the present invention provides a liquid processing method for supplying a chemical solution to a surface of a substrate to perform a process, and then supplying a cleaning liquid to the surface for cleaning.
  Supplying the chemical solution from the chemical solution supply nozzle to the substrate surface while holding the substrate horizontally;
  The cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid discharge port formed in the cleaning liquid nozzle over the length corresponding to the width of the effective area of the substrate to the surface of the substrate on which the chemical solution is applied, and on the front side of the cleaning liquid discharge port. In parallel, gas is blown from the gas discharge port formed in the cleaning liquid nozzle to the substrate surface, and the chemical liquid is sucked from the chemical liquid suction port formed in the cleaning liquid nozzle in parallel to the front side of the gas discharge port. And a step of relatively moving the cleaning liquid nozzle from one end side to the other end side of the substrate.
  In the liquid processing method described above, the chemical liquid is a developer supplied to a substrate that has been subjected to an exposure process after, for example, a resist film is applied. Further, the cleaning solution nozzle is relatively moved from one end side to the other end side of the substrate, and the dissolved product of the developer is wound up by discharging gas from the gas discharge port, Suction can be performed through the chemical solution suction port. Specifically, the height from the substrate surface to the cleaning liquid discharge port is preferably 0.1 to 2 mm, and the heights of the gas discharge port and the chemical liquid suction port are preferably set to 2 to 5 mm. Further, a plurality of the cleaning liquid discharge ports may be formed in the cleaning liquid nozzle along the traveling direction, and the flow rate of the cleaning liquid discharged from each cleaning liquid discharge port may be adjusted.
[0008]
According to this invention, since the cleaning liquid is supplied while sucking the chemical liquid from the suction port, the replacement efficiency of the cleaning liquid is high. In addition, since the gas is sprayed onto the liquid film of the chemical solution at the rear side of the suction port, the chemical solution can be reliably sucked. If the substrate has a shape whose width changes in the direction of movement of the cleaning liquid nozzle, for example, if the substrate is a semiconductor wafer, even if the suction port protrudes from the substrate and empty suction occurs, the chemical liquid surface is blown by blowing gas. Since it rises, the peripheral edge of the substrate can be reliably sucked with little or no influence of empty suction, and uniform cleaning can be performed.
[0009]
The present invention can be applied to, for example, the case where a resist film is formed and then exposed, and then the surface of the substrate on which the developer is deposited is washed. The distance between the gas discharge port and the chemical solution suction port is preferably a size that does not exceed 10 mm, for example. In addition, a suction port may be provided between the gas discharge port and the cleaning liquid discharge port. In this way, when mist is generated, the mist is sucked to prevent the mist from flowing into the processing atmosphere. it can. Furthermore, a gas discharge port may be further provided on the rear side of the cleaning liquid discharge port. The chemical solution suction port and the gas discharge port may be formed so as to be displaced continuously, for example, linearly or stepwise toward the rear side as viewed from the center toward the both ends from the center.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment in which the liquid processing apparatus according to the present invention is applied to a developing apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view of a developing device in this embodiment, and FIG. 2 is a schematic plan view thereof. In the figure, reference numeral 2 denotes a spin chuck that vacuum-sucks the central portion of the back surface of a wafer W having a size of, for example, 8 inches, and holds it horizontally. The spin chuck 2 is configured to be rotated and raised / lowered by a drive unit 20. . In a state where the wafer W is attracted and held by the spin chuck 2, an outer cup 30 and an inner cup 31 are provided so as to surround the side periphery of the wafer W. Further, the inner cup 31 is formed so that the upper side of the cylinder is inclined upward and the upper side opening is narrower than the lower side, and further, when the outer cup 30 is raised by the elevating part 32, the movement of the outer cup 30 is performed. It is configured to move up and down in conjunction with part of the range. Further, on the lower side of the spin chuck 2, a disk 33 surrounding the rotation axis of the spin chuck 2, a recess is formed all around the disk 33, and a drain port 34 is formed on the bottom surface. A receiving portion 35 is provided. Further, a ring body 36 having a mountain-shaped cross section whose upper end approaches the back surface of the wafer W is provided at the peripheral edge of the disk 33.
[0011]
The developing device also includes a developer supply nozzle 4 that serves as a developer supply means for supplying (applying) the developer to the wafer W that is sucked and held by the spin chuck 2, and a cleaning solution nozzle that cleans the developer on the wafer W. And 5. For example, as shown in FIGS. 1 and 3, the developer supply nozzle 4 can form a developer discharge region having a length equal to or greater than the width of the effective region (device formation region) of the wafer W, for example. As described above, for example, a slit-shaped discharge port 40 arranged in the length direction of the nozzle, and a developer storage portion 42 that communicates with the discharge port 40 via a developer channel 41 are provided. The developer storage section 42 is connected to the developer supply section 44 via a supply path 43, for example, a pipe, and an open / close valve V1 is provided in the middle thereof. For example, a slit-like developer flow path 41 is formed vertically on the bottom surface of the developer storage section 42, and the lower end of the developer flow path 41 is enlarged. A buffer rod 45 made of a porous material is provided. The buffer rod 45 makes the discharge pressure of the developer from the flow path 41 uniform in the length direction of the developer supply nozzle 4, and prevents the developer from leaking from the discharge port 40. As shown in FIG. 2, the developer supply nozzle 4 can be moved up and down by a first moving mechanism 46, and can be moved in a lateral direction along a guide rail G provided outside the outer cup 30. Is provided. The developer supply nozzle 4 is not limited to the above-described configuration. For example, a slit-shaped discharge port 40 may be formed and the buffer rod 45 may not be provided.
[0012]
As shown in FIG. 4, the cleaning liquid nozzle 5 includes a cleaning liquid discharge port 50 formed over a length corresponding to the width of the effective area (device formation area) of the wafer W as a substrate. The length corresponding to the width of the effective region means that the length is substantially equal to or longer than the width, and the cleaning liquid discharge port 50 is formed in a slit shape over the length. Or a plurality of discharge ports arranged at intervals. Since the wafer W is circular except for the portion where the orientation flat indicating the crystal direction and the notch are formed, the width of the effective region referred to here is a length substantially equal to the diameter of the wafer W.
[0013]
A specific configuration of the cleaning liquid discharge port 50 will be described. A cleaning liquid storage section 52 is formed in the nozzle body 5a, and a cleaning liquid flow path 51 is formed vertically (in a posture during cleaning) at the bottom of the cleaning liquid storage section 52. The lower end portion of the cleaning liquid channel 51 is formed as a cleaning liquid discharge port 50. FIG. 4B shows a more detailed structure of the lower end portion of the cleaning liquid channel 51. The lower end portion is enlarged, and a buffer rod 55 made of, for example, quartz or a porous material is provided in the enlarged portion 5b. It has been. Further, the cleaning liquid reservoir 52, the cleaning liquid flow path 51, and the buffer rod 55 are all formed over a length corresponding to the width of the effective area of the wafer W. The cleaning liquid reservoir 52 is connected to a cleaning liquid supply unit 54 for supplying a cleaning liquid such as pure water via a supply path 53 and a valve V2.
[0014]
A step is formed on the front side of the cleaning liquid discharge port 50, and a gas discharge port 60 is provided on a surface formed at a position higher than the cleaning liquid discharge port 50, and further on the front side of the gas discharge port 60. Is provided with a suction port (chemical solution suction port) 70. Each of the gas discharge port 60 and the suction port 70 is formed over a length corresponding to the width of the effective area of the wafer W. In this example, the gas discharge port 60 and the suction port 70 correspond to, for example, the lower end opening portion of the gas flow path 61 and the lower end opening portion of the suction path 71 formed vertically in the nozzle body 5a. The proximal end side of the gas flow path 61 is connected to a gas supply unit 63 for supplying an inert gas such as nitrogen gas or air via a pipe 62 and a valve V3, and the proximal end side of the suction path 71 Is connected to the suction means 73 via a pipe 72 and a valve V4.
[0015]
An example of the dimensions of each part in the cleaning liquid nozzle 5 will be described. The width of the cleaning liquid discharge port 50 and the gas discharge port 60 is, for example, 0.1 to 3 mm, and the width of the developer suction port 70 is, for example, 1 to 5 mm. The height position L1 from the wafer W to the cleaning liquid discharge port 50 is set to 0.1 to 2 mm, for example, and the height position L2 of the gas discharge port 60 and the developer suction port 70 is set to 2 to 5 mm, for example. It is. In addition, the distance between the central portions of the cleaning liquid discharge port 50 and the gas discharge port 60 is, for example, 8 to 20 mm, and the distance between the central portions of the gas discharge port 60 and the developer suction port 70 is, for example, 4 to 10 mm. It is. The cleaning liquid nozzle 5 is not limited to the above-described configuration. For example, the cleaning liquid discharge port 50 may be simply formed with a slit-shaped discharge port 50 and the buffer rod 55 may not be provided.
[0016]
As shown in FIG. 2, the cleaning liquid nozzle 5 can be moved up and down by a second moving mechanism 56, and further passes from the standby position, for example, a position on one end side of the guide rail G to the upper side of the wafer W, and the standby position and the wafer. It is provided so that it can move horizontally to a position facing it across W. Here, the positions where the first moving mechanism 46 and the second moving mechanism 56 are respectively shown in FIG. 2 are the standby positions of the developer supply nozzle 4 and the cleaning liquid nozzle 5 in the non-working state described above. For example, standby portions 57 and 58 of the first moving mechanism 46 and the second moving mechanism 56 configured by a vertically movable plate-like body are provided. The outer cup 30, the inner cup 31, the elevating part 32, the first moving mechanism 46, and the second moving mechanism 56 are formed as a unit surrounded by a box-shaped casing 59. The wafer W is carried in and out by a transfer arm (not shown) through a transfer port (not shown).
[0017]
Next, the process of developing using the above-described developing device will be described with reference to FIG. First, in a state where both the outer cup 30 and the inner cup 31 are set at the lowered position, the spin chuck 2 is raised above the outer cup 30, and the wafer W on which the resist has already been applied and the exposure process has been performed in the previous process. Is transferred to the spin chuck 2 from a transfer arm (not shown), and then the spin chuck 2 is lowered.
[0018]
Subsequently, the developer supply nozzle 4 is guided to a predetermined position between the outer cup 30 and the peripheral edge of the wafer W by the first moving mechanism 46, and then the discharge start of the discharge port 40 is about 1 mm higher than the wafer W surface level, for example. Set to position. Then, while opening the valve V1 and starting the discharge of the developer D from the discharge port 40, the developer supply nozzle 4 is moved from one end side to the other end side of the wafer W as shown in FIG. The developing solution D is applied to the surface of the wafer W by moving at a scanning speed of 1 mm to form a developing solution film having a film thickness of about 1.0 to 1.7 mm. Subsequently, as shown in FIG. 5 (b), a stationary phenomenon is performed in which this state is maintained for a predetermined time, for example, about 60 seconds, and the phenomenon reaction proceeds. On the other hand, after passing through the other end side of the wafer W, the developer supply nozzle 4 closes the opening / closing valve V <b> 1 to stop the discharge of the developer D and is returned to the standby unit 57.
[0019]
Thereafter, the cleaning liquid nozzle 5 is moved by the second moving mechanism 56 so that the suction port 70 is positioned at the end of the substrate. In this position, it is preferable that the cleaning liquid discharge port 50 does not contact the developer on the wafer, but if it is too far from the developer, the pressure of the gas discharged from the gas discharge port 60 in order to suck the developer, The efficiency is poor because the flow rate must be increased. For this reason, the height L1 of the cleaning liquid discharge port 50 with respect to the surface of the wafer W is set to 0.1 to 2.0 mm, for example. Further, the height L2 of the gas discharge port 60 and the suction port 70 with respect to the surface of the wafer W is set to be 2 to 5 mm, for example. Since the thickness of the resist film on the surface of the wafer W here is usually about 0.5 μm, the thickness of the resist film is sufficiently smaller than the heights L1 and L2. Then, as shown in FIG. 5C, the valves V2, V3, and V4 are opened, and a gas such as nitrogen gas or air is blown from the gas discharge port 60 onto the surface of the wafer W, specifically the liquid level of the developer, and the suction port. While sucking the developer from 70, the cleaning liquid R such as pure water is supplied from the cleaning liquid discharge port 50 to the surface of the wafer W at a flow rate of 1.0 to 4 liters / minute and a pressure of 0.03 to 0.3 MPa. Then, the cleaning liquid nozzle 5 is moved from one end side to the other end side of the wafer W at a scanning speed of about 20 to 200 mm / second, for example, preferably at the same speed as the scanning speed of the developer supply nozzle 4. In this case, the gas discharge flow rate from the gas discharge port 60 is set to, for example, 5 to 40 liters / minute, the gas discharge pressure is set to, for example, 0.1 to 0.4 MPa, and the developer is sucked from the suction port 70. The flow rate is set to 0.5 to 4 liters / minute, for example.
[0020]
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the developer is replaced with the cleaning solution. When gas is blown from the gas discharge port 60 to the developer, the liquid film of the developer is pressed, and the portion thereof is, for example, 0.05-0. The substrate is thinned to such an extent that the substrate surface does not dry to about 5 mm, and the developer on the front side of the portion pressed by the reaction rises, and the developer is easily sucked into the suction port 70 set higher than the developer surface. . Further, even when the cleaning liquid nozzle 5 is not positioned on the diameter of the wafer W, the suction port 70 exists outside the peripheral edge of the wafer W, and empty suction occurs here, but the developer is raised by blowing gas. Therefore, the developer near the periphery of the wafer W is hardly or completely affected by idle suction, that is, the developer swells to the outside in an attempt to be drawn to the idle suction port 70. As a result, without being left on the wafer W, it is reliably sucked from the suction port 70 thereabove. Therefore, the developer is uniformly thinned behind the suction port 70, and the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid discharge port 50 to the thinned liquid film, and the developer is replaced with the cleaning liquid. Is done. Further, it is considered that the following development occurs by blowing a gas on the developer to form a thin film and supplying a cleaning solution thereto. That is, the discharged gas causes a liquid flow to occur in the developer D on the wafer W, and the dissolved product of the resist is wound up. The wound dissolved product is sucked from the suction port 70, thereby leading to the pattern on the front side. The surface layer portion of the dissolved product (phenomenon paddle) of the resist in the valley is swept out. When the dissolved product remains, for example, when the dissolved product adheres to the bottom or corner of the pattern, the dissolved product R is swept out to the cleaning liquid R discharged from the discharge port 50 of the cleaning liquid nozzle 5 that passes immediately after. . When the surface of the wafer W is sufficiently cleaned by one scan cleaning, the outer cup 30 and the inner cup 31 are set to the raised position by the elevating unit 32, and as shown in FIG. For example, spin drying is performed by rotating the wafer W at a rotational speed of, for example, about 4000 rpm and shaking off the cleaning liquid R. If the surface of the wafer W is not sufficiently cleaned by one scan cleaning, a cleaning process may be further performed as described later. After the spin drying process is completed, the wafer W is transferred out of the developing device by a transfer arm (not shown), and the developing process is completed.
[0021]
According to the above-described embodiment, the developer D is sucked from the suction port 70 provided in the cleaning liquid nozzle 5 to thin the liquid film of the developer D, and the thinned liquid is immediately after the suction port 70. Since the cleaning liquid R is supplied to the membrane for cleaning, the replacement efficiency of the cleaning liquid R is high. The total number of scan cleanings is set to an appropriate value depending on the line width of the pattern, the type of developer, etc., but compared to the case where only scanning is performed while discharging only the cleaning liquid from the cleaning liquid nozzle as in the past. The number of scans in scan cleaning is reduced, and throughput is improved. Since the gas is blown onto the developing solution D from the gas discharge port 60 provided on the rear side of the suction port 70 to raise the liquid level, the developing solution D is sucked. The developing solution D in the portion to which the gas is blown even if the substrate is changing in width, in this example, the wafer W, that is, as described above, even if empty suction occurs outside the periphery of the wafer W, as described above. Is surely sucked from the suction port 70, so that uniform cleaning can be performed in the surface, and there is no risk of impairing the uniformity of the resist pattern.
[0022]
In the above, another example of the cleaning liquid nozzle 5 will be described. The gas discharge port 60 is not limited to the configuration provided vertically downward as described above, and may be provided obliquely forward as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 8 described above, the cleaning liquid discharge port 50, the gas discharge port 60, and the suction port 70 are formed in a mountain shape (a square shape) in which the planar shape protrudes forward, that is, both ends of the central portion are located at the ends. It may be formed in a shape positioned rearward, and in this way, the developer that has risen when gas is blown from the gas discharge port 60 is subjected to a force toward the outside as the cleaning liquid nozzle 5 moves forward. Then, the developer on the wafer W is easily pushed out from the side of the cleaning liquid nozzle 5, and as a result, when the cleaning liquid nozzle 5 moves away from the wafer W, the residual liquid on the wafer W decreases. Therefore, non-uniformity of cleaning due to the developer remaining on the wafer due to surface tension can be avoided.
[0023]
Hereinafter, other examples of the cleaning liquid nozzle 5 will be listed and described. The example shown in FIG. 9 shows a configuration in which a suction port 70 a similar to the suction port 70 is provided between the cleaning liquid discharge port 50 and the gas discharge port 60. Even if mist is generated when the developer is pressed by the blown-out gas, the mist is sucked, and there is no risk that the mist floats and reattaches to the wafer W to cause development defects. Can be reduced. The example shown in FIG. 10 shows a configuration in which a gas discharge port 60a similar to the gas discharge port 60 is provided on the rear side of the cleaning liquid discharge port 50. In this way, gas is blown onto the cleaning liquid, so that the cleaning liquid is further improved. Stirring is performed, and the dissolved product in the resist pattern is scraped off to obtain a high cleaning effect. The example shown in FIG. 11 is an example in which a plurality of, for example, three slit-shaped cleaning liquid discharge ports 50a, 50b, and 50c similar to the above-described cleaning liquid discharge port 50 are provided along the traveling direction of the cleaning liquid nozzle 5. In the example, flow rate adjusting units such as flow rate adjusting valves V2a, V2b, and V2c are provided so that the flow rate can be adjusted in each of the flow paths corresponding to the cleaning liquid discharge ports 50a to 50c. In this case, the flow rates of the cleaning liquid discharge ports 50a to 50c may be set to be the same. For example, in order to sweep out insoluble matter having a small particle size first and then sweep out a large particle size, for example, 0. In the flow rate range of 5 to 4.0 liters / minute, for example, it is preferable that the flow rate of the cleaning liquid discharge port 50a on the front side is the smallest, and the flow rate is increased in the order of the cleaning liquid discharge port 50b and the cleaning liquid discharge port 50c. Even if it is such a structure, the effect similar to the above-mentioned case can be acquired, and also it can wash | clean in a short washing | cleaning time by increasing the supply amount of the washing | cleaning liquid R. FIG.
[0024]
Still further, the phenomenon liquid suction nozzle 4 and the cleaning liquid nozzle 5 are not limited to separate nozzles. For example, as shown in FIG. 12, the developer supply section 44 and the cleaning liquid supply section 54 via supply paths 43 and 53, respectively. And a common nozzle having a common discharge port 80 connected to each other, and the developing solution D or the cleaning solution R may be supplied by switching the valves V1 and V2.
[0025]
Further, as shown in FIG. 13, the cleaning liquid nozzle 5 corresponds to the width of the effective area of the wafer W with a protrusion 500 protruding between the cleaning liquid discharge port 50 and the gas discharge port 60 to a position lower than the cleaning liquid discharge port 50. You may form over the length to do. By providing such a protrusion 500, the gas discharged from the gas discharge port 60 and the cleaning liquid can be separated, and the gas discharged from the gas discharge port 60 is upstream in the scanning direction (on the right side in FIG. 13). It is easier to flow, the suction port 70 can more easily suck the developer, and it is possible to prevent the mist of the developer that has risen due to the gas blown from the gas discharge port 60 from being scattered to the cleaning solution discharge port 50. There is. The distance between the protrusion 500 and the surface of the wafer W is not particularly limited. For example, it may be about half of the distance between the cleaning liquid discharge port 50 and the surface of the wafer W as shown in FIG. It may be about 0.1 mm. The protrusion 500 shown in FIG. 13 can be applied to all examples of the cleaning liquid nozzle 5 described above.
[0026]
FIG. 14 is an explanatory view showing another example of the process of cleaning the developer on the wafer W using the cleaning liquid nozzle 5 in the present invention. In FIG. 14A, development is performed as described above, scan cleaning is performed from one end side to the other end side of the wafer W, and then the cleaning liquid nozzle 5 is provided from the other end side to the one end side of the wafer W. The cleaning liquid is supplied onto the wafer W while being moved. In the return path of the cleaning liquid nozzle 5, suction and gas discharge are not performed and only the cleaning liquid is supplied. After the scan cleaning is completed, spin drying is performed by rotating the wafer W. Further, the scan cleaning performed in FIG. 14A may be repeated a plurality of times (FIG. 14B). Further, after the scan cleaning, a rotation rinse for supplying a cleaning liquid to the center of the wafer W while rotating the wafer W may be performed, and then spin drying may be performed (FIG. 14C). Furthermore, after performing the step of supplying the developing solution while moving the developing solution supply nozzle 4 from one end side to the other end side of the wafer W, the cleaning solution nozzle 5 immediately performs cleaning in the same manner as described with reference to FIG. Then, spin drying is performed, and thereafter, the supply of the developing solution, the supply of the cleaning solution, and the spin drying may be repeated in the same manner (FIG. 14D). FIG. 14D shows an example in which a series of steps is repeated twice, but it may be repeated three or more times.
[0027]
Next, an example of a coating / developing apparatus incorporating the above-described developing apparatus will be described with reference to FIGS. In the drawing, B1 is a cassette thin placement portion for carrying in and out a cassette C in which, for example, 13 wafers W serving as substrates are hermetically stored, and a placement portion 91a on which a plurality of cassettes C can be placed is provided. A mounting table 91, an opening / closing part 92 provided on the wall surface in front of the mounting table 91, and a delivery means 93 for taking out the wafer W from the cassette C via the opening / closing part 92 are provided.
[0028]
A processing unit B2 surrounded by a casing 100 is connected to the back side of the cassette mounting unit B1, and the processing unit B2 is a shelf unit in which heating / cooling units are arranged in multiple stages in order from the front side. U1, U2, U3 and main transfer means 101A, 101B for transferring the wafer W between the processing units including the coating apparatus and the developing apparatus are alternately arranged. That is, the shelf units U1, U2, U3 and the main transfer means 101A, 101B are arranged in a line in the front-rear direction as viewed from the cassette mounting part B1, and an opening for transferring a wafer (not shown) is formed at each connection part. Thus, the wafer W can freely move in the processing section B1 from the shelf unit U1 on one end side to the shelf unit U2 on the other end side. The main conveying means 101A and 101B are provided on one side of the shelf units U1, U2 and U3 arranged in the front-rear direction as viewed from the cassette mounting portion B1, and for example, the right side coating device (COT) and developing device (DEV). Are placed in a space surrounded by a partition wall 102 composed of one surface portion on the liquid processing unit U4, U5 side and a back surface portion forming the left one surface portion. In the figure, reference numerals 103 and 104 denote temperature / humidity adjusting units including a temperature adjusting device for the processing liquid used in each unit, a temperature / humidity adjusting duct, and the like.
[0029]
An exposure unit B4 is connected to an inner side of the shelf unit U3 in the processing unit B2 through an interface unit B3 including, for example, a first transfer chamber 106 and a second transfer chamber 107. In addition to the two transfer means 108 and 109 for transferring the wafer W between the processing unit B2 and the exposure unit B4, a shelf unit U6 and a buffer cassette C0 are provided inside the interface unit B3.
[0030]
As an example of the flow of wafers in this apparatus, when the cassette C in which the wafers W are stored from the outside is first placed on the mounting table 91, the lid of the cassette C is removed together with the opening / closing portion 92, and the transfer means. The wafer W is taken out by 93. Then, the wafer W is transferred to the main transfer means 101A via a transfer unit (not shown) that forms one stage of the shelf unit U1, and is pre-processed as a coating process on one shelf in the shelf units U1 to U3. For example, a hydrophobization process and a cooling process are performed, and then a resist solution is applied by the application unit COT. When the resist film is thus formed on the surface, the wafer W is heated by the heating unit forming one shelf of the shelf units U1 to U3, and after being cooled, the wafer W is transferred to the interface unit B3 via the delivery unit of the shelf unit U3. It is carried in. In this interface unit B3, the wafer W is transferred to the exposure unit B4 through a path of, for example, the transfer unit 108 → the shelf unit U6 → the transfer unit 109, and exposure is performed. After the exposure, the wafer W is heated by a heating unit forming one shelf of the shelf units U1 to U3 and further cooled, and then the wafer W is transferred to the main transfer means 101A through the reverse path and developed by the developing unit DEV. Thus, a resist mask is formed. Thereafter, the wafer W is returned to the original cassette C on the mounting table 91.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the developer can be washed in a short time, and the thin film on the surface of the substrate can be prevented from being dried, and a liquid process such as a development process with high in-plane uniformity can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a developing device according to an embodiment of a liquid processing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a developing device according to an embodiment of the liquid processing apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a developer supply nozzle used in the developing device.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view, a partially enlarged sectional view, and a plan view showing a cleaning liquid nozzle used in the developing device.
FIG. 5 is an explanatory view showing a developing process and a cleaning process using the developing device.
FIG. 6 is an explanatory view showing a state of the cleaning step.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing another example of a cleaning liquid nozzle used in the liquid processing apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing still another example of a cleaning liquid nozzle used in the liquid processing apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an example other than the above of the cleaning liquid nozzle used in the liquid processing apparatus of the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing another example of the cleaning liquid nozzle used in the liquid processing apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing another example of the cleaning liquid nozzle used in the liquid processing apparatus of the present invention.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing another example of the cleaning liquid nozzle used in the liquid processing apparatus of the present invention.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing still another example of the cleaning liquid nozzle used in the liquid processing apparatus of the present invention other than the above.
FIG. 14 is an explanatory view showing another example of a cleaning process using the liquid processing apparatus.
FIG. 15 is a plan view showing an example of a coating and developing apparatus incorporating a liquid processing apparatus according to the present invention.
FIG. 16 is a perspective view showing an example of a coating and developing apparatus incorporating the liquid processing apparatus according to the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a flow of a development processing step.
[Explanation of symbols]
W wafer
2 Spin chuck
31 inner cup
4 Developer supply nozzle
40 Developer outlet
44 Developer supply section
5 Cleaning liquid nozzle
50 Cleaning liquid outlet
54 Cleaning liquid supply part
60 Gas outlet
63 Gas supply section
70 Suction port
73 Suction means
V1, V2, V3, V4 valves
R Cleaning liquid
D Developer

Claims

In a liquid processing apparatus for supplying chemicals to the surface of a substrate to perform processing, and then supplying cleaning liquid to the surface for cleaning,
A substrate holder for horizontally holding the substrate;
A chemical supply nozzle for supplying a chemical to the surface of the substrate held on the substrate surface;
A cleaning liquid discharge port is formed over a length corresponding to the width of the effective area of the substrate, and a cleaning liquid nozzle for supplying the cleaning liquid to the surface of the substrate coated with the chemical liquid;
A moving mechanism for relatively moving the cleaning liquid nozzle from one end side to the other end side of the substrate,
The cleaning liquid nozzle is formed on the front side of the cleaning liquid discharge port over a length corresponding to the width of the effective area of the substrate, and a gas discharge port for blowing gas onto the surface of the substrate, and on the front side of the gas discharge port A liquid processing apparatus comprising: a chemical liquid suction port that is formed over a length corresponding to the width of the effective area of the substrate and sucks the chemical liquid on the substrate.

The liquid processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate has a shape whose width changes in a traveling direction of the cleaning liquid nozzle.

The liquid processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate is a semiconductor wafer.

The liquid processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a separation distance between the gas discharge port and the chemical liquid suction port is not larger than 10 mm.

The liquid processing apparatus according to claim 1, wherein a suction port is provided between the gas discharge port and the cleaning liquid discharge port.

The liquid processing apparatus according to claim 1, further comprising a gas discharge port at a rear side of the cleaning liquid discharge port.

The chemical liquid suction port and the gas discharge port are formed so as to be displaced backward or stepwise in a continuous or stepwise manner from the central portion toward both ends when viewed in a plane. 6. The liquid processing apparatus according to any one of 6.

The liquid processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate is a resist film formed and then exposed, and the chemical solution is a developer.

In the liquid processing method of supplying chemicals to the surface of the substrate and performing processing, and then supplying cleaning liquid to the surface and cleaning,
Supplying the chemical solution from the chemical solution supply nozzle to the substrate surface while holding the substrate horizontally;
The cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid discharge port formed in the cleaning liquid nozzle over the length corresponding to the width of the effective area of the substrate to the surface of the substrate on which the chemical solution is applied, and on the front side of the cleaning liquid discharge port. In parallel, gas is blown from the gas discharge port formed in the cleaning liquid nozzle to the substrate surface, and the chemical liquid is sucked from the chemical liquid suction port formed in the cleaning liquid nozzle in parallel to the front side of the gas discharge port. A step of relatively moving the cleaning liquid nozzle from one end side to the other end side of the substrate.

The liquid processing method according to claim 9, wherein the chemical solution is a developer supplied to a substrate that has been subjected to an exposure process after the resist film is applied.

The cleaning solution nozzle is relatively moved from one end side to the other end side of the substrate, and the dissolved product of the developer that has been rolled up by discharging gas from the gas discharge port is sucked by the chemical solution suction port. The liquid processing method according to claim 10.

The height from the substrate surface to the cleaning liquid discharge port is 0.1 to 2 mm, and the height of the gas discharge port and the chemical liquid suction port is 2 to 5 mm. The liquid processing method of crab.

The liquid processing method according to claim 9, wherein a plurality of the cleaning liquid discharge ports are formed in the cleaning liquid nozzle along the traveling direction, and a flow rate of the cleaning liquid discharged from each cleaning liquid discharge port is adjusted.