JP4106017B2

JP4106017B2 - 現像装置及び現像方法

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Publication number: JP4106017B2
Application number: JP2003423204A
Authority: JP
Inventors: 太郎山本; 修平河
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: JP2005183709A

Description

本発明は、その表面にレジストを塗布し、このレジストを液浸露光した後の基板を現像する現像装置及び現像方法に関する。

従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、半導体ウエハ（以下、ウエハという）の表面にレジストを塗布し、このレジストを所定のパターンで露光した後に、現像してレジストパターンを形成している。このような処理は、一般にレジストの塗布・現像を行う塗布・現像装置に、露光装置を接続したシステムを用いて行われる。

ところで、近年、デバイスパターンは益々微細化、薄膜化が進む傾向にあり、これに伴い露光の解像度を上げる要請が強まっている。そこで露光の解像度を上げるためにＥＵＶＬ、ＥＵＶやＦ２による露光技術の開発を進める一方で、既存の光源例えばＡｒＦやＫｒＦによる既存の露光技術を更に改良して解像度を上げる液浸露光が検討されている。半導体及び製造装置業界では財政上の理由からできる限りＡｒＦ露光装置を延命させようとする動きが強く、４５ｎｍまではＡｒＦを使用し、ＥＵＶはさらに先送りされるのではないか、という見解を示している者もいる。液浸露光は例えば超純水の中を光を透過させる技術で、水中では波長が短くなることから１９３ｎｍのＡｒＦの波長が水中では実質１３４ｎｍになる、という特徴を利用するものである。

この液浸露光を行う露光装置について図１６を用いて簡単に述べておく。先ず、図示しない保持機構により水平姿勢に保持されたウエハＷの表面と対向するように露光手段１を配置する。この露光手段１の先端部にはレンズ１０が設けられており、図示しないＡｒＦ光源から発せられパターンマスクを通過した光は当該レンズ１０を通過してウエハＷの表面に塗布されたレジストに照射され、これによりレジストの回路パターンを転写させる。また先端部には光を通過させる溶液例えば超純水の供給口１１及び吸引口１２が夫々設けられており、供給口１１を介してレンズ１０とウエハＷの表面との間に水が供給され、更に当該水を吸引口を介して吸引回収する。これによりレンズ１０とウエハＷの表面との間の隙間に光を透過させる水膜が形成され、レンズ１０から出た光は当該水膜を通過してレジストに照射されることとなる。そしてウエハＷの表面に所定のパターンが転写されると、ウエハＷとの間に水膜を張った状態でウエハＷを横方向に移動させて、露光手段１を次の転写領域に対応する位置に対向させて光を照射していくことでパターンを順次転写していく。

ところで上述の液浸露光手段では、ウエハＷの周縁部を露光する際、水膜の投影領域がウエハＷの外側にはみ出ると光を透過させる水がこぼれ落ちてしまうといった問題があることから、この問題を解決するために、図１７（ａ）に示すように、レジスト１００が塗られたウエハＷの表面側全面から側端面を介して裏面側周縁部に跨るように撥水性膜１０１を形成するか、又は、図１７（ｂ）に示すように、ウエハＷの表面側周縁部から側端面を介して裏面側周縁部に跨るように撥水性膜１０１を形成して露光を行うことが本発明者らにより検討されている。更にウエハＷの周縁部外側を囲むように液受けリングを配置したり、あるいはウエハＷと略同じ大きさの掘り込み部が形成された載置台にウエハＷを収納して水がウエハＷからこぼれ落ちるのを防止することが検討されている。

しかしながら前記した撥水性膜は例えばフッ素系の成分を含んでいることから、廃液処理に支障が生じる場合がある。即ち、現像を行う前に撥水性膜を溶解液で溶解除去させることが必要であるが、このような溶解液は別個に設けたユニットよりも現像液ユニットで処理するようにした方が装置のユニット数を増やず、また工程を煩雑にしないので有利である。しかし、フッ素系の成分を含む廃液と現像液とでは処理の手法が異なるため、即ち、アルカリ系の現像液については中和して塩物質とし、この塩物質を燃焼して処理するといった簡易な手法が適用できるが、フッ素系の廃液については別の処理が必要なため、廃液タンクに両者の液が混ざっていると、廃液処理が面倒であるか、あるいは処理ができない懸念がある。

また現像液は一般に高価な場合が多いため、例えば液盛り時に基板からこぼれ落ちた現像液を再使用することが行われているが、この現像液中にフッ素系の成分が混入してしまうと、現像液として再使用することができなくなる。

従って、液浸露光を採用するにあたり、撥水性膜の溶解成分を含む廃液が、現像液、更には他の廃液に混入するのをできるだけ避けるようにするのが得策であり、そのための装置構成の更なる検討が必要である。

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、液浸露光された基板を現像するにあたり、撥水性膜の除去と現像処理とを共通の装置で行うことができ、また撥水性膜の溶解成分を含む廃液と、現像液とを分別することにより廃液処理に支障を生じない現像装置及びその方法を提供することにある。

本発明の現像装置は、その表面にレジストが塗布され、更に少なくともその表面の周縁部に撥水性膜が形成された基板を液浸露光した後の当該基板を現像する現像装置において、
露光後の基板を水平に保持し、鉛直軸周りに回転自在な基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の表面に現像液を供給する現像液ノズルと、
前記現像液を基板に供給する前に、この基板の表面に撥水性膜を溶解するための処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板の外周縁の裏面と対向すると共に前記基板の回転による遠心力により当該基板からこぼれ落ちた液を受け止めるためにその外周縁が当該基板の外周縁よりも外側に位置する環状部材と、この環状部材の外周縁に周方向に沿って設けられ、前記基板から振り飛ばされた液を受け止めるための起立面部と、を有する液受け手段と、
この液受け手段に設けられ、基板の表面に前記処理液を供給して撥水性膜溶解成分を含む廃液を回収する段階及び基板の表面に供給された現像液を回収する段階の一方の段階においては、回収すべき液を吸引すると共に、前記廃液を回収する段階及び現像液を回収する段階の他方の段階においては、前記廃液及び現像液の両液が混ざらないようにするために吸引を停止し、吸引を停止しているときには液が表面張力により内部に落ち込まない開口径に設定された吸引孔と、
前記一方の段階においては、液が前記基板の裏面と環状部材との間を表面張力により付着してシールできるように前記基板の裏面と前記環状部材とが互いに接近した状態に設定すると共に、前記他方の段階においては、基板から振り飛ばされた液を基板の裏面と前記環状部材との間を介して回収できるように前記環状部材が基板の裏面に対して離れた状態に設定するための手段と、を備えたことを特徴とする。

前記離れた状態に設定するための手段は、前記液受け手段を昇降させる手段であっても良い。

前記基板の裏面と前記環状部材との間を液によりシールするために、前記基板の裏面側の周縁部に対して、現像液を洗い流すためのリンス液及び前記撥水性膜を溶解するための処理液の少なくとも一方を供給するノズルを備えていることが好ましい。

本発明の現像方法は、その表面にレジストが塗布され、更に少なくともその表面の周縁部に撥水性膜が形成された基板を液浸露光した後の当該基板を基板保持部で水平に保持し、基板表面に現像液を供給して現像する現像方法において、
前記基板保持部に保持された基板の周方向に沿って環状に形成された環状部材を前記基板の外周縁の裏面と接近して対向させ、前記基板保持部を回転させながら前記基板の表面に現像液をリンスするためのリンス液及び撥水性膜を溶解するための処理液の一方を供給して、液が前記基板の裏面と前記環状部材との間を表面張力により付着してシールすると共に前記環状部材の外周縁に周方向に沿って設けられた起立面部により前記基板から振り飛ばされた液を受け止めて、吸引孔から当該受け止めた液を吸引する工程と、
前記環状部材が基板の裏面に対して前記工程時よりは離れた位置に設定し、前記基板保持部を回転させながら前記基板の表面に前記リンス液及び前記処理液の他方を供給すると共に前記吸引孔からの吸引を停止した状態で前記基板から振り飛ばされた当該他方の液を基板の裏面と前記環状部材との間を介して回収する工程と、を含むことを特徴とする。

前記吸引する工程は、前記基板の裏面側の周縁部に対して、前記リンス液及び前記処理液の一方を供給して、前記基板の裏面と前記環状部材との間を液によりシールする工程を含むことが好ましい。

本発明の現像装置によれば、基板に供給された現像液と撥水膜溶解成分を含む廃液とを分別して回収するための分別回収手段を設けた構成とすることにより、撥水性膜の溶解成分を含む廃液と、現像液とを混ぜることなく、簡単に分別回収することができ、廃液処理に支障が生じることがないかあるいは極めて少ない。

本発明の実施の形態にかかる現像装置を説明する前に、当該現像装置が組み込まれる塗布・現像装置に露光装置を接続したシステムの全体構成について図１及び図２を参照しながら簡単に説明する。図中Ｂ１は基板例えばウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリア２を搬入出するためのキャリア載置部であり、キャリア２を複数個並べて載置可能な載置部２０ａを備えたキャリアステーション２０と、このキャリアステーション２０から見て前方の壁面に設けられる開閉部２１と、開閉部２１を介してキャリア２からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。

カセット載置部Ｂ１の奥側には筐体２２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及び液処理ユニットＵ４、Ｕ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。また主搬送手段Ａ２、Ａ３は、キャリア載置部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、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁２３により囲まれる空間内に置かれている。また図中２４、２５は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。

液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図２に示すようにレジスト液や現像液などの薬液収納部２６の上に、塗布ユニット（ＣＯＴ）２７、現像ユニット（ＤＥＶ）３０及び疎水化ユニットＢＡＲＣ等を複数段例えば５段に積層して構成されている。また既述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、その組み合わせはウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。

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２８ａ及び第２の搬送室２８ｂ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Ａ４、Ａ５の他、棚ユニットＵ６及びバッファキャリアＣ０が設けられている。この棚ユニットＵ６には受け渡しユニット、ウエハＷの周縁部のみを選択的に露光する周縁露光ユニットＷＥＥ等が割り当てられている。

この装置におけるウエハの流れについて一例を示すと、先ず外部からウエハＷの収納されたキャリア２が載置台２０に載置されると、開閉部２１と共にキャリア２の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１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Ａ２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、例えば塗布ユニット２７にてレジストが塗布され、次いで撥水性膜用塗布液が塗布されて撥水性膜が成膜される。撥水性膜用塗布液の塗布処理は別途設けられたユニットで行うようにしてもよい。また反射防止膜を形成するユニットが設けられていて、疎水化処理に代えてウエハＷに反射防止膜が塗布される場合もある。次いでウエハ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（ベーク処理）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Ａ４→棚ユニットＵ６→受け渡し手段Ａ５という経路で露光部Ｂ４へ搬送されて液浸露光が行われる。露光されたウエハＷは逆の経路で主搬送手段Ａ２まで搬送され、現像ユニット２７にて先ず撥水性膜を溶解除去した後にウエハＷの表面に現像液を供給してレジストが現像されることで所定のパターン形状の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２０上の元のキャリア２へと戻される。

続いて上述の現像ユニット（ＤＥＶ）３０について図３及び図４を参照しながら説明する。図中３はウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平姿勢に保持するための基板保持部をなすスピンチャックである。このスピンチャック３は鉛直方向に伸びる軸部３１を介して駆動機構３２と接続されており、当該駆動機構３２の駆動動作によりスピンチャック３はウエハＷを保持した状態で回転及び昇降可能ように構成されている。

スピンチャック３に保持されたウエハＷの側方を囲むようにして上部側が開口するカップ体４が設けられている。このカップ体４は、上部側が内側に傾斜した内カップ４１と、この内カップ４１の側周面の外側を囲む外カップ４２とを備えている。外カップ４２は軸部４３を介して昇降部４４と接続されて昇降自在であり、この昇降部４４の昇降動作により外カップ４２が上昇すると、下端面に設けられた段部により内カップ４１の下端面が押し上げられて、外カップ４２の移動範囲の一部において連動して内カップ４１が昇降するように構成されている。

カップ体４の下部側には、断面が凹部をなす液受け部４５がウエハＷの周縁下方側を全周に亘って環状に形成されている。この液受け部４５の底面部には、現像処理時に貯留した例えば現像液、洗浄液などの処理廃液を排出するための排出口４６が設けられている。排出口４６には、排出路４７例えば配管の一端側が接続されており、更に排出路４７の他端側は例えば廃液タンク４８と接続され、その途中には気液分離器４７ａが設けられている。また液受け部４５の内側上端面には軸部３１が貫通する円形板４９が設けられており、その外側には断面が三角形状のリング部材４９ａが設けられている。この例では内カップ４１及び液受け部４５は、現像液の塗布時にウエハＷからこぼれ落ちた現像液、及び現像液の洗浄時に振り切られた現像液（稀釈された現像液）を受け止めて回収するための第２の回収手段をなし、また現像液と後述の撥水性膜溶解成分を含む廃液とを分別回収するための分別回収手段の一部をなすものである。

スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と対向するようにして、ウエハＷの直径と同じか又は直径よりも長い直線状の現像液吐出口５ａを備えた横長の現像液ノズル５が水平移動及び昇降自在に設けられている。この現像液ノズル５は供給路５１例えば配管を介して現像液供給源５２と接続されており、更に供給路５１の途中には図示しない送液手段例えば吐出ストロークを変えることで吐出流量を調節可能なベローズポンプ等が設けられている。また現像液ノズル５は、支持部材であるノズルアーム５３の一端側に支持されており、このノズルアーム５３の他端側には図示じない昇降機構を備えた移動基体５４と接続されている。更に移動基体５４は例えばユニットの外装体底面にて長手方向に伸びるガイド部材５５に沿って横方向に移動可能なように構成されている。なお、５６はノズル待機部である。

更にスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と対向するようにして、ウエハＷを洗浄するリンス液例えば純水を供給するための細孔の吐出口６ａを有するリンスノズル６が昇降及び進退可能に設けられている。このリンスノズル６は供給路６１を介してリンス液供給源６２と接続されており、供給路６１の途中には図示しない送液手段例えば吐出ストロークを変えることで吐出流量を調節可能なベローズポンプ等が設けられている。またリンスノズル６は支持部材であるノズルアーム６３を介して図示しない昇降機構を備えた移動基体６４と接続されており、この移動基体６４は現像液ノズル５と干渉しないようにして前記ガイド部材５５に沿って横方向に移動可能なように構成されている。またスピンチャック３に保持されたウエハＷの周縁下方側には、ウエハＷの裏面側周縁部にリンス液を供給するためのバックリンスノズル６０が外側上方に傾斜して設けられており、このノズル６０の細孔の吐出口は吐出されたリンス液がウエハＷの周縁部に内側下方から到達するように構成されている。また当該バックリンスノズル６０には前記リンス液供給源６２からの供給路６１の分岐路の一端が接続されている。

更にスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と対向するようにして、撥水性膜除去液であるウエハＷの表面に形成されている撥水性膜を溶解させるがレジストは溶解させない溶解液を供給する撥水性膜除去手段をなす上側溶解液ノズル７及び下側溶解液ノズル７０がウエハＷの表面と対向するようにして上下に設けられている。上側溶解液ノズル７は、支持部材であるノズルアーム７１を介して図示しない昇降機構を備えた移動基体７２と接続されており、この移動基体７２は現像液ノズル５及びリンス液ノズル６と干渉しないようにして前記ガイド部材６５に沿って横方向に移動可能なように構成されている。下側溶解液ノズル７０は、円形板４９に前記バックリンスノズル６０と位相をずらして設けられており、細孔の吐出孔はウエハＷの裏面側周縁部にリンス液を供給可能なように外側上方に向かって傾斜している。また前記上側溶解液ノズル７及び下側溶解液ノズル７０には、供給路７３、７３を介して溶解液供給源７４と夫々接続されており、各供給路７４の途中には送液手段例えば吐出ストロークを変えることで吐出流量を調節可能なベローズポンプ等が夫々設けられている。なお僅かな量であればレジストが溶解される溶解液を用いてもよい。

スピンチャック３に保持されたウエハＷの周縁下方側には、ウエハＷに供給されて溶解した撥水性膜の溶解成分を含む溶解液を回収するための分別回収手段の一部をなす第１の回収手段である液受け手段８が設けられている。この液受け手段８は、軸部８１を介して昇降部８２と接続されており、この昇降部８２の昇降動作により昇降自在であると共に所定の高さ位置に設定可能なように構成されている。この昇降部８２は、ウェハＷと環状部材８とを互いに接近した状態及び離れた位置に設定する手段である。

この液受け手段８の構成について、図５及び図６を用いて更に詳しく説明すると、当該液受け手段８は、ウエハＷの外周縁から落下する液を受け止められるようにウエハＷの外周縁の投影軌跡がその表面領域内に重なるように設定された環状部材８３と、回転するウエハＷから振り飛ばされた液を受け止められるように例えば環状部材８３の外周面に設けられたウエハＷの表面よりも高い位置まで伸びる起立面部８４とを備えている。環状部材８３は、例えばウエハＷの表面との隙間Ｌが例えば１ｍｍ以下となるように昇降部８２により高さ位置が設定される。また環状部材８３の表面の例えばウエハＷの外周縁の投影軌跡の外側には例えば直径が１〜５ｍｍの液回収孔をなす細径の貫通孔である吸引孔８５が例えば所定の間隔をおいて同心円状に複数形成されている。これら各吸引孔８５は、環状部材８３の内部に全周に亘って形成された液貯留空間８６に各々連通されている。更に環状部材８３の裏面側には、液貯留空間８６と連通する排出口８７が設けられている。環状部材８３の表面及び起立面部８４の内周面は少なくとも表面部が撥水性の材質で形成されている。このような構成とすれば、現像液などの液が表面に付着して汚れるのを抑えることができるので有利である。

前記排出口８７には、排出路８８例えば配管の一端側が接続されており、更に排出路８８の他端側は例えば廃液タンク８９と接続されている。また排出路８８の途中には、負圧発生器例えばエジェクタ９が設けられている。このエジェクタ９には駆動流体例えば圧縮エアーの供給路９１の一端が接続されており、当該エジェクタ９にエア供給源９２から圧縮エアが供給されると、前記吸引孔８５から液貯留部８６を介してエジェクタ９に亘る連通領域内の雰囲気が吸引されて負圧状態になるように構成されている。即ち、液受け手段８は、環状部材８３及び起立面部８４で受け止めた液を吸引して回収することができるように構成されている。

上述の現像装置を用いて基板であるウエハＷの表面に現像液を供給して現像する工程について図７を用いて説明する。先ず、各ノズル５、６、７がカップ体４の外側の待機位置に配置された状態において、主搬送手段Ａ２により当該現像装置内にウエハＷが搬入されてスピンチャック３の上方に案内される。このウエハＷは、前段の工程において塗布ユニット２７にて表面にレジストが塗布され、更にこの塗布ユニット２７にて撥水性膜が成膜された後、露光部Ｂ４にて液浸露光される。なお本例ではウエハＷの表面全体から側端面を介して裏面が周縁部に跨る撥水性膜が形成されたウエハＷ（図１７（ａ）参照）を処理する例を一例に挙げて説明するが、周縁部のみに撥水性膜が形成されたウエハＷ（図１７（ｂ）参照）に対しても同様の工程を適用することができる。しかる後、主搬送手段Ａ２とスピンチャック３との協働作用により、ウエハＷはスピンチャック３に受け渡され、裏面側を吸引吸着されて水平姿勢に保持される。

続いて、上側溶解液ノズル７がウエハＷの表面中央部から僅かに浮かせた吐出位置に設定される一方で、液受け手段８を上昇させて環状部材８３とウエハＷとの隙間Ｌが例えば１ｍｍ以下となる高さ位置に設定する。そして図７（ａ）に示すように、スピンチャック３によりウエハＷを鉛直軸回りに例えば１０００ｒｐｍの回転速度で回転しながら所定の供給流量でウエハＷの表面中央部に溶解液を供給すると共に、下側溶解液ノズル７０からも所定の供給流量でウエハＷの裏面側周縁部と環状部材８３との隙間に溶解液を供給する。図７（ｂ）に示すように、この表面側に供給された溶解液は遠心力の作用により外側に広がってウエハＷの表面全体に供給され、また裏面側周縁部に供給された溶解液も同様に遠心力の作用により外側に向かって広がる。そして外周縁に到達した溶解液は表面張力により上下から各々側端面に回りこんで互いに繋がる。これにより撥水性膜が溶解除去されてウエハＷの表面にはレジストが残ることとなる。

上述のようにして撥水性膜を除去する一方で、エア供給源９２からエジェクタ９に圧縮エアを供給することにより、吸引孔８５に吸引圧を発生させる。ここで、ウエハＷの周縁部における溶解液の流れについて詳しく説明すると、先ず下側溶解液ノズル７０からの溶解液が到達する部位においては、図８に示すように、ウエハＷの表面側及び裏面側から遠心力の作用により外側に広がって側端面から離れた液は、吸引孔８５の吸引圧により吸引されて液貯留空間８６に貯留される。そして更に排出口８７から排出され、エジェクタ９を介して廃液タンク８９に溜められる。また回転することで溶解液が到達する部位から外れた領域においては、図９に示すように、ウエハＷと環状部材８３との隙間が狭く設定されているので表面張力により溶解液が付着した状態となり、これにより溶解液のいわば液シールが形成される。そのためウエハＷ表面からの液は、ウエハＷと環状部材８３との隙間からこぼれ落ちずに吸引孔８５から吸引される。

続いて、溶解液ノズル７、７０の供給動作を停止し、上側溶解液ノズル７を後退させる一方で、リンス液ノズル６がウエハＷの表面中央部から僅かに浮かせた吐出位置に設定される。そして図７（ｃ）に示すように、スピンチャック３によりウエハＷを鉛直軸回りに例えば１０００ｒｐｍの回転速度で回転しながらリンス液ノズル６から所定の供給流量でウエハＷの表面中央部にリンス液を供給すると共に、バックリンスノズル６０からも所定の供給流量でウエハＷの裏面側周縁部と環状部材８３との隙間にリンス液を供給する。回転するウエハＷの遠心力の作用によりリンス液は外側に向かって広がり、これによりウエハＷはリンス液で洗浄されると共に、リンス液は上述の溶解液と同様にして液受け手段８の吸引孔８５に吸引されて廃液タンク８９へと送られる。

続いて、エジェクタ９への圧縮エアの供給を停止して吸引孔８５に吸引圧がかからないようにすると共に、液受け手段８を昇降部８３により下降させる。その一方で現像液ノズル５をウエハＷの一端側の僅かに外側（吐出開始位置）に案内し、図７（ｄ）に示すように、現像液を所定の流量で吐出しながらウエハＷの表面に沿って他端側に向かってスキャンする。これによりウエハＷの表面に現像液が供給されてレジストが現像される。ウエハＷの表面からこぼれ落ちた現像液は、図１０に示すように、液受け手段８で受け止められるが、表面張力により吸引孔８５を通過することができず、液受け手段８からこぼれ落ちて液受け部４５へ落下し、そして排出口４６を介して廃液タンク４８へ送られる。

続いて現像液ノズル５が後退する一方で、図７（ｅ）に示すように、リンス液ノズル６がウエハＷの表面中央部から僅かに浮かせた吐出位置に再度設定される。そして外カップ４２及び内カップ４１が上昇した後、リンスノズル６及びバックリンスノズル６０から所定の供給流量でウエハＷの表面にリンス液を供給し、これによりウエハＷを洗浄する。このリンス液は、前記した現像液と同様に、液受け手段８に一旦受け止められるが吸引孔８５を通過することができず、液受け手段８からこぼれ落ちて液受け部４５へ落下し、そして排出口４６を介して廃液タンク４８へ送られる。

しかる後、リンス液の供給を停止してリンス液ノズル６が後退した後、外カップ４２及び内カップ４１が上昇し、そしてスピンチャック３を高速回転させてウエハＷをスピン乾燥する。このスピン乾燥がなされたウエハＷは主搬送手段Ａ２により現像装置から搬出されて現像処理を終了する。

上述の実施の形態によれば、撥水性膜の溶解成分を含む廃液をウエハＷの裏面側周縁部及び側端面と対向して全周に亘って配置された液受け手段８で受け止めて回収し、現像液は液受け手段８で回収しない構成とすることにより、撥水性膜の溶解成分を含む廃液と現像液とを混ぜることなく簡単に分別回収することができ、これら両液は廃液処理の手法が異なることから廃液処理の支障が少ない。更に現像液をリサイクルすることもできるので、結果として現像液の消費量を少なくすることができるし、溶解液のリサイクルをすることもできる。

続いて現像装置の他の実施例について図１１を参照しながら説明する。本例の現像装置は、分別回収手段の他の例である液受けカップ１００を備えている。その他の図３記載の例と同じ構成を採用しているところについては同じ符号を付すことにより説明を省略する。スピンチャック３上のウエハＷの側方に断面が縦の凹部をなす第１の回収手段である液受けカップ１００が設けられている。この液受けカップ１００は内側に位置する第１のカップ部材１０１と、外側に位置する第２のカップ部材１０２とを有し、これらカップ部材１０１、１０２の上部側は内側に夫々傾斜されている。液受けカップ１００の底部には、このカップ１００内に貯留した廃液を排出するための排出口１０３が設けられており、この排出口１０３は排出路１０４例えば配管を介して廃液タンク８９と接続されている。更に液受けカップ１００には軸部１０５を介して昇降部１０６と接続されており、この昇降部１０６により液受けカップ１００は昇降自在であり、更に第１のカップ部材１０１又は第２のカップ部材１０２の上端が所定の高さに設定可能なように構成されている。

上述のような構成においては、撥水性膜の溶解成分を含む廃液が発生する処理、具体的は溶解液ノズル７、７０から溶解液をウエハＷに供給する工程及び、次いでリンス液ノズル６、６０からリンス液をウエハＷに供給する工程（図７（ａ）〜（ｃ）に相当する）においては、図１２（ａ）に示すように、第１のカップ部材１０１の上端と、第２のカップ部材１０２の上端とに跨る領域とウエハＷの側端面とが対向するように高さが設定される。これにより、回転するウエハＷの遠心力の作用により外側に飛ばされる撥水性膜の溶解成分を含む廃液は、第１のカップ部材１０１と第２のカップ部材１０２との隙間からカップ１００内に吸い込まれ、排出口１０３を介して廃液タンク８９に送られる。

一方、撥水性膜の溶解成分を含まない廃液が発生する処理、具体的には現像液ノズル５から現像液をウエハＷに供給する工程及び、次いでリンス液ノズル６、６０からリンス液をウエハＷに供給する工程（図７（ｄ）〜（ｅ）に相当する）においては、例えば図１２（ｂ）に示すように、第２のカップ部材１０２の上端がウエハＷの裏面側よりも高い位置になるように設定される。現像液の塗布時にウエハＷからこぼれ落ちた現像液は第２のカップ部材１０２の外面あるいは第１のカップ部材１０１の外面を通って液受け部４５へ落下する。洗浄液に供給しながらウエハＷをスピンさせるときに第１のカップ部材１０１をその上端がウエハＷよりも上側になるように位置させ、第１のカップ部材１０１で受け止める。この場合であっても撥水性膜の溶解成分を含む廃液と、現像液とを簡単に分別回収することができるので上述の場合と同様の効果を得ることができる。

続いて現像装置の更に他の実施例について図１３及び図１４を参照しながら説明する。本例の現像装置は分別回収手段の更に他の例である液受け手段２００を備えており、例えば表面側の周縁部から側端面を介して裏面側の周縁部に亘る領域に撥水性膜が形成されたウエハＷ（図１７（ｂ）参照）に対して特に好ましく適用することができる。その他の図３記載の例と同じ構成を採用しているところについては同じ符号を付すことにより説明を省略するが、各ノズル５、６及び７については作図の便宜上記載を省略する。

第１の回収手段である液受け手段２００は例えば矩形状の液受け部２０１を備えており、この液受け部２０１はウエハＷの側端面の外側に配置されている。液受け部２０１はウエハＷの側端面と対向する一側面に断面コの字の横に伸びる液受け空間２０２が形成されている。液受け空間２０２の上面側及び下面側には溶解液又はリンス液を供給するための吐出孔２０３、２０３が夫々設けられており、この吐出孔２０３、２０３には供給路２０４の一端が接続され、更に供給路２０４の他端は途中で分岐されて溶解液供給源７４及びリンス液供給源６２夫々接続されている。Ｖ１及びＶ２はバルブである。

液受け空間２０２の例えば側端面には吸引孔２０５が設けられており、この吸引孔２０５には吸引路２０６を介して負圧発生器例えばエジェクタ９と接続されている。また液受け部２０１は図示しない駆動機構によりウエハＷの直径方向に進退可能なように構成され、当該液受け部２０１が水平移動して液受け空間２０２内にウエハＷの周縁部の一部が進入できるように構成されている。

上述のような構成においては、前記した撥水性膜の溶解成分を含む廃液が発生する処理を行う場合、スピンチャック３をウエハＷが外カップ４２よりも上方側となるように位置させると共に、図示しない駆動機構により液受け部２０１が横移動し、液受け空間２０２内にウエハＷが進入する。そしてウエハＷを鉛直軸回りに回転させると共に、バルブＶ１を開いて供給孔２０３からウエハＷの表面側及び裏面側周縁部に溶解液を供給する。これによりウエハＷの表面側及び裏面側の周縁部の撥水性膜が除去され、更に溶解液は表面張力により側端面に回りこんで側端面の撥水性膜が除去される。この撥水性膜の溶解成分を含んだ廃液は、吸引圧のかかっている吸引孔２０３に吸引されて廃液タンク８９へ送られる。次いでバルブＶ１を閉じてバルブＶ２を開き、ウエハＷにリンス液を供給して洗浄が行われるが、この場合にも廃液は吸引孔２０３から吸引されて廃液タンク８９へ送られる。

一方、撥水性膜の溶解成分を含まない廃液が発生する処理を行う場合には、液受け部２０１を後退させた状態で現像液及びリンス液を供給し、上述の場合と同様に液受け部４５に一旦貯留されて、廃液タンク４８へ送られる。この場合であっても撥水性膜の溶解成分を含む廃液と、現像液とを簡単に分別回収することができるので上述の場合と同様の効果を得ることができる。

続いて現像装置の更に他の実施例について図１５を参照しながら説明する。本例の現像装置は排出口４７に一端側が接続された排出路４７の他端側を分岐して第１の回収部である現像液を溜める廃液タンク４８及び第２の回収部である撥水性膜の溶解成分を含む廃液を溜める廃液タンク８９と夫々接続されており、各分岐路の途中には切り替え手段であるバルブＶ３及びＶ４が夫々設けられている。このバルブＶ３及びＶ４の切り替え操作は図示しない制御部に組み込まれたシーケンスプログラムに基づいて切り替えることにより行われる。即ち、バルブＶ３、Ｖ４及び制御部により分別回収手段が構成されている。その他の図３記載の例と同じ構成を採用しているところについては同じ符号を付すことにより説明を省略する。この場合、バルブＶ３及びＶ４の開閉状態を切り替えることにより廃液の送り先を廃液タンク４８及び８９間で切り替えることができるので、撥水性膜の溶解成分を含む廃液と、含まない溶液とを簡単に分離回収することができ、よって上述の場合と同様の効果を得ることができる。

なお本発明においては、第１の回収手段で撥水性膜溶解成分を含む廃液を回収し、第２の回収手段で現像液を回収する構成に限られず、例えば第１の回収手段で現像液を回収し、第２の回収手段で撥水性膜溶解成分を含む廃液を回収するようにしてもよい。この場合であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。

本発明においては、現像液ノズル５は横長のスキャンノズルに限られず、例えば細孔の吐出孔を有するノズルであってもよく、この場合ウエハＷを回転すると共に、例えばウエハＷの中央部に吐出孔を配置して現像液を供給する。このような場合であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。ノズルは中央部に静止する構成に限られず例えば直径方向に移動させるようにしてもよい。

本発明においては、液受け手段８の環状部材８３の表面は、水平に限られず、例えば内側下方に向かって傾斜するようにしてもよい。また吸引孔８５は、環状部材８３の表面に形成する構成に限られず、起立面部８４の下部側に設ける構成であってもよく、又は環状部材８３及び起立面部８４の両方に設けてもよい。更に吸引孔８５は円形の貫通孔に限られず、吸引圧のかかっていない状態において、表面張力により液が当該吸引孔８５を通過しなければ、特に形状、大きさ及び数は限定されることはない。但し、僅かな量であれば液が通過する場合も本発明の効果を得ることができることは言うまでもない。

更に本発明においては、被処理基板はウエハＷに限られず、例えばＬＣＤ基板、フォトマスク用レチクル基板の塗布・現像処理にも適用できる。更に本発明においては、分離する廃液は撥水性膜の溶解成分を含む廃液以外の廃液、例えば現像液廃液とリンス液廃液とを分別するといったように更に廃液を分別することもできる。

本発明の現像装置が組み込まれる塗布・現像装置を示す平面図である。本発明の現像装置が組み込まれる塗布・現像装置を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る現像装置を示す縦断面図である。本発明の実施の形態に係る現像装置を示す平面図である。上記現像装置の液受け手段を示す説明図である。上記現像装置の液受け手段を示す説明図である。上記現像装置を用いてウエハ表面のレジストを現像する工程を示す工程図である。ウエハの周縁部の溶解液の流れを示す模式図である。ウエハの周縁部の溶解液の流れを示す模式図である。ウエハの周縁部の現像液の流れを示す模式図である。本発明の実施の形態に係る現像装置の他の例を示す縦断面図である。上記現像装置で廃液を分別する様子を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る現像装置の更に他の例を示す縦断面図である。上記現像装置で廃液を分別する様子を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る現像装置の更に他の例を示す縦断面図である。ウエハ表面のレジストに対して液浸露光をする手段を示す説明図である。ウエハ表面のレジストに対して液浸露光をする手段を示す説明図である。

符号の説明

３スピンチャック
４カップ体
５現像液ノズル
６リンスノズル
６０バックリンスノズル
７上側溶解液ノズル
７０下側溶解液ノズル
８液受け手段
８３環状部材
８４起立面部
９エジェクタ
１００液受けカップ
２００液受け手段

Claims

その表面にレジストが塗布され、更に少なくともその表面の周縁部に撥水性膜が形成された基板を液浸露光した後の当該基板を現像する現像装置において、
露光後の基板を水平に保持し、鉛直軸周りに回転自在な基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の表面に現像液を供給する現像液ノズルと、
前記現像液を基板に供給する前に、この基板の表面に撥水性膜を溶解するための処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板の外周縁の裏面と対向すると共に前記基板の回転による遠心力により当該基板からこぼれ落ちた液を受け止めるためにその外周縁が当該基板の外周縁よりも外側に位置する環状部材と、この環状部材の外周縁に周方向に沿って設けられ、前記基板から振り飛ばされた液を受け止めるための起立面部と、を有する液受け手段と、
この液受け手段に設けられ、基板の表面に前記処理液を供給して撥水性膜溶解成分を含む廃液を回収する段階及び基板の表面に供給された現像液を回収する段階の一方の段階においては、回収すべき液を吸引すると共に、前記廃液を回収する段階及び現像液を回収する段階の他方の段階においては、前記廃液及び現像液の両液が混ざらないようにするために吸引を停止し、吸引を停止しているときには液が表面張力により内部に落ち込まない開口径に設定された吸引孔と、
前記一方の段階においては、液が前記基板の裏面と環状部材との間を表面張力により付着してシールできるように前記基板の裏面と前記環状部材とが互いに接近した状態に設定すると共に、前記他方の段階においては、基板から振り飛ばされた液を基板の裏面と前記環状部材との間を介して回収できるように前記環状部材が基板の裏面に対して離れた状態に設定するための手段と、を備えたことを特徴とする現像装置。
前記基板の裏面と前記環状部材との間を液によりシールするために、前記基板の裏面側の周縁部に対して、現像液を洗い流すためのリンス液及び前記撥水性膜を溶解するための処理液の少なくとも一方を供給するノズルを備えたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
その表面にレジストが塗布され、更に少なくともその表面の周縁部に撥水性膜が形成された基板を液浸露光した後の当該基板を基板保持部で水平に保持し、基板表面に現像液を供給して現像する現像方法において、
前記基板保持部に保持された基板の周方向に沿って環状に形成された環状部材を前記基板の外周縁の裏面と接近して対向させ、前記基板保持部を回転させながら前記基板の表面に現像液をリンスするためのリンス液及び撥水性膜を溶解するための処理液の一方を供給して、液が前記基板の裏面と前記環状部材との間を表面張力により付着してシールすると共に前記環状部材の外周縁に周方向に沿って設けられた起立面部により前記基板から振り飛ばされた液を受け止めて、吸引孔から当該受け止めた液を吸引する工程と、
前記環状部材が基板の裏面に対して前記工程時よりは離れた位置に設定し、前記基板保持部を回転させながら前記基板の表面に前記リンス液及び前記処理液の他方を供給すると共に前記吸引孔からの吸引を停止した状態で前記基板から振り飛ばされた当該他方の液を基板の裏面と前記環状部材との間を介して回収する工程と、を含むことを特徴とする現像方法。
前記吸引する工程は、前記基板の裏面側の周縁部に対して、前記リンス液及び前記処理液の一方を供給して、前記基板の裏面と前記環状部材との間を液によりシールする工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の現像方法。