JP4504229B2

JP4504229B2 - リンス処理方法および現像処理方法

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Publication number: JP4504229B2
Application number: JP2005056973A
Authority: JP
Inventors: 康弘高木; 理宮原; 啓一田中; 信也若水; 尚司寺田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2025-03-02
Also published as: JP2005328034A

Description

本発明は、露光パターンを現像処理した後の半導体ウエハ等の基板をリンス処理するリンス処理方法およびそのようなリンス処理を含む現像処理方法に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の表面にレジスト液を供給してレジスト膜を形成し、レジスト塗布後のウエハに対して所定のパターンに対応して露光処理を行った後に当該ウエハのレジスト膜に形成された露光パターンを現像するという、いわゆるフォトリソグラフィー技術により所定のパターンを形成するためのマスクとしてレジストパターンが形成される。

このようなフォトリソグラフィー技術の各工程の中で現像処理においては、ウエハに現像液を供給し、その全面に現像液パドルを形成し、所定時間自然対流により現像処理を進行させた後、現像液を振り切り、次いで、洗浄液として純水を供給してウエハ上に残存する現像液を洗い流す。その後、ウエハを高速で回転してウエハ上に残存する現像液および洗浄液を振り切りウエハを乾燥させる。

ところで、近時、露光技術等の進歩により半導体デバイスの微細化が一層進行しており、微細かつ高アスペクト比のレジストパターンが出現するに至り、上述のような現像工程における最終の振り切り乾燥において、リンス液がパターン間から抜け出る際に、リンス液の表面張力によりレジストパターンが引っ張られて倒れるという、いわゆる「パターン倒れ」が発生することが問題となっている。

このような問題を解決する技術として、特許文献１には、例えばリンス液中に界面活性剤溶液を混入してリンス液の表面張力を低下させる技術が提案されている。また、特許文献２には、現像処理後に基板のリンス処理を行う際に界面活性剤を供給するプロセスが開示されている。
特開平７−１４２３４９号公報特開２００１−５１９１号公報

しかしながら、リンス液にこのような界面活性剤を用いる場合には、従来の純水とは異なり、界面活性剤がパーティクルになって悪影響を及ぼすおそれがあったり、パターンの変形への影響等が懸念されるが、界面活性剤を用いたリンス処理において、これらを考慮した最適なプロセス条件は未だ見出されていない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、現像処理後の界面活性剤を用いたリンス処理において、パーティクルやパターンの変形等が生じ難い最適な処理を行うことができるリンス処理方法を提供することを目的とする。また、このようなリンス処理を含む現像処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、露光パターンを現像処理した後の基板をリンス処理するリンス処理方法であって、現像後の基板から現像液を振り切る第１工程と、基板に水系洗浄液を供給する第２工程と、基板に界面活性剤を含有するリンス液を供給して基板上に残存している液体を前記界面活性剤を含有するリンス液に置換する第３工程と、基板を回転させて基板上の前記界面活性剤を含有するリンス液を広げるとともに振り切る第４工程とを有し、前記第３工程における前記界面活性剤を含有するリンス液の供給は、供給流量２００〜１２００ｍＬ／ｍｉｎで、基板を５００ｒｐｍ以下で回転させながら、供給時間を５秒以内として行われ、前記第４工程は、低回転数の第１段階と高回転数の第２段階とを含み、前記第１段階は基板の回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満として５〜１５秒間実施され、前記第２段階は基板の回転数を１０００〜４０００ｒｐｍとして１０〜２０秒間実施されることを特徴とするリンス処理方法を提供する。

また、本発明の第２の観点では、基板上に形成されたレジスト膜を所定パターンに露光した後、露光パターンを現像する現像処理方法であって、基板上の露光後のレジスト膜に現像液を塗布する第１工程と、塗布された現像液を静止させて現像を進行させる第２工程と、現像後の基板から現像液を振り切る第３工程と、基板に水系洗浄液を供給する第４工程と、基板に界面活性剤を含有するリンス液を供給して基板上に残存している液体を前記界面活性剤を含有するリンス液に置換する第５工程と、基板を回転させて基板上の前記界面活性剤を含有するリンス液を広げるとともに振り切る第６工程とを有し、前記第５工程における前記界面活性剤を含有するリンス液の供給は、供給流量２００〜１２００ｍＬ／ｍｉｎで、基板を５００ｒｐｍ以下で回転させながら、供給時間を５秒以内として行われ、前記第６工程は、低回転数の第１段階と高回転数の第２段階とを含み、前記第１段階は基板の回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満として５〜１５秒間実施され、前記第２段階は基板の回転数を１０００〜４０００ｒｐｍとして１０〜２０秒間実施されることを特徴とする現像処理方法を提供する。

さらにまた、前記第３工程における界面活性剤を含有するリンス液の供給は、リンス液供給ノズルを介して行うことができ、前記リンス液供給ノズルの総面積が３〜２０ｍｍ^２であることが好ましい。前記リンス液供給ノズルは垂直またはほぼ垂直に設けられていることが好ましい。前記水系洗浄液は純水であり、前記界面活性剤を含有するリンス液は界面活性剤の水溶液であり、これらは別々の配管から流量制御されて供給され、同じノズルから吐出されるようにすることができる。

本発明の第３の観点では、現像処理装置により、露光パターンを現像処理した基板に対し、現像後の基板から現像液を振り切る第１工程と、基板に水系洗浄液を供給する第２工程と、基板に界面活性剤を含有するリンス液を供給して基板上に残存している液体を前記界面活性剤を含有するリンス液に置換する第３工程と、基板を回転させて基板上の前記界面活性剤を含有するリンス液を広げるとともに振り切る第４工程とを有するリンス処理を実行し、その際に、前記第３工程における前記界面活性剤を含有するリンス液の供給は、供給流量２００〜１２００ｍＬ／ｍｉｎで、基板を５００ｒｐｍ以下で回転させながら、供給時間が５秒以内となり、前記第４工程は、低回転数の第１段階と高回転数の第２段階とを含み、前記第１段階は基板の回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満として５〜１５秒間の実施となり、前記第２段階は基板の回転数を１０００〜４０００ｒｐｍとして１０〜２０秒間の実施となるように、コンピュータが前記現像処理装置を制御するソフトウエアを含むコンピュータによる読み取り可能な記録媒体を低級尾する。

また、本発明の第４の観点では、現像処理装置により、レジスト膜が所定パターンに露光された基板に対し、基板上の露光後のレジスト膜に現像液を塗布する第１工程と、塗布された現像液を静止させて現像を進行させる第２工程と、現像後の基板から現像液を振り切る第３工程と、基板に水系洗浄液を供給する第４工程と、基板に界面活性剤を含有するリンス液を供給して基板上に残存している液体を前記界面活性剤を含有するリンス液に置換する第５工程と、基板を回転させて基板上の前記界面活性剤を含有するリンス液を広げるとともに振り切る第６工程とを有する現像処理を実行し、その際に、前記第５工程における前記界面活性剤を含有するリンス液の供給は、供給流量２００〜１２００ｍＬ／ｍｉｎで、基板を５００ｒｐｍ以下で回転させながら、供給時間が５秒以内となり、前記第６工程は、低回転数の第１段階と高回転数の第２段階とを含み、前記第１段階は基板の回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満として５〜１５秒間の実施となり、前記第２段階は基板の回転数を１０００〜４０００ｒｐｍとして１０〜２０秒間の実施となるように、コンピュータが前記現像処理装置を制御するソフトウエアを含むコンピュータによる読み取り可能な記録媒体を提供する。

本発明によれば、現像処理後にリンス処理を行うに際し、基板に界面活性剤を含有するリンス液を供給して基板上に残存している液体を前記界面活性剤を含有するリンス液に置換する際に、前記界面活性剤を含有するリンス液の供給時間を５秒以内としたので、パターンの変形が生じ難く、また、その後基板を回転させて基板上の前記界面活性剤を含有するリンス液を広げるとともに振り切る際に、低回転数の第１段階と高回転数の第２段階の２段階で行い、前記第１段階における基板の回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満としたので、パーティクル付着等の問題が生じ難く、適切なリンス処理を行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る方法が実施される現像処理装置を示す断面図、図２はその平面図である。なお、図示するように、以下の説明では、水平面の直交する２方向をＸ方向、Ｙ方向とし、垂直方向をＺ方向としている。

これらの図に示すように、この現像処理装置（ＤＥＶ）は筐体１を有し、筐体１の天井には筐体内に清浄空気のダウンフローを形成するためのファン・フィルタユニットＦが設けられている。また、筐体１内の中央部には環状のカップＣＰが配置され、カップＣＰの内側にはスピンチャック２が配置されている。スピンチャック２は真空吸着によってウエハＷを固定保持する。スピンチャック２の下方には駆動モータ３が配置されており、スピンチャック２は駆動モータ３によって回転駆動される。駆動モータ３は床板４に取り付けられている。

カップＣＰの中には、ウエハＷを受け渡しする際の昇降ピン５がエアシリンダ等の駆動機構６により昇降可能に設けられている。また、カップＣＰ内には、廃液用のドレイン口７が設けられている。このドレイン口７に廃液管８（図２参照）が接続され、この廃液管８は、図２に示すように、底板４と筐体１との間の空間Ｎを通って、下方の図示しない廃液口へ接続されている。

筐体１の側壁には、ウエハ搬送装置の搬送アームＴが侵入するための開口１ａが形成されており、この開口１ａはシャッタ９により開閉可能となっている。そしてウエハＷの搬入出に際してはシャッタ９が開けられ、搬送アームＴが筐体１内に侵入する。搬送アームＴとスピンチャック２との間のウエハＷの受け渡しは、上記昇降ピン５が上昇した状態で行われる。

カップＣＰの上方には、ウエハＷの表面に現像液を供給するための現像液供給ノズル１１と、現像後のウエハＷに水系洗浄液例えば純水を供給する純水供給ノズル１２と、純水リンス後に界面活性剤溶液に純水を混合して希釈した界面活性剤入りリンス液を供給するリンス液供給ノズル１３とが、ウエハＷ上の供給位置とウエハＷの外方の待機位置との間で移動可能に設けられている。

現像液供給ノズル１１は、長尺状をなしその長手方向を水平にして配置され、下面に複数の吐出口を有しており、吐出された現像液が全体として帯状になるようになっている。そして、この現像液供給ノズル１１は、第１のノズルスキャンアーム１４の先端部に保持部材１５によって着脱可能に取り付けられており、第１のノズルスキャンアーム１４は、底板４の上にＹ方向に沿って敷設された第１のガイドレール２１上から垂直方向に延びた第１の垂直支持部材２２の上端部に取り付けられている。現像液供給ノズル１１は、第１の垂直支持部材２２とともにＹ軸駆動機構２３によってＹ方向に沿って水平移動するようになっている。また、第１の垂直支持部材２２はＺ軸駆動機構２４によって昇降可能となっており、現像液供給ノズル１１は、第１の垂直支持部材２２の昇降によってウエハＷに近接した吐出可能位置とその上方の非吐出位置との間で移動されるようになっている。そして、現像液の塗布の際には、現像液供給ノズル１１はウエハＷの上方に位置され、その現像液供給ノズル１１から現像液を帯状に吐出させながら、ウエハＷを１／２回転以上、例えば１回転させることにより、現像液がウエハＷ全面に塗布され、現像液パドルが形成される。なお、現像液吐出の際には、ウエハＷを回転させずに現像液供給ノズル１１を第１のガイドレール２１に沿ってスキャンさせてもよい。

純水供給ノズル１２は、ストレートノズルとして構成されており、現像工程終了後、ウエハＷ上に移動されて、ウエハＷ上の現像パターンが形成されたレジスト膜に水系洗浄液である純水を供給するようになっている。この純水供給ノズル１２は、第２のノズルスキャンアーム１６の先端部に着脱可能に取り付けられている。底板４の上の第１のガイドレール２１の外側には第２のガイドレール２５が敷設されており、第２のノズルスキャンアーム１６は、この第２のガイドレール２５上から垂直方向に延びた第２の垂直支持部材２６の上端部にＸ軸駆動機構２９を介して取り付けられている。純水供給ノズル１２は、第２の垂直支持部材２６とともにＹ軸駆動機構２７によってＹ方向に沿って水平移動するようになっている。また、第２の垂直支持部材２６はＺ軸駆動機構２８によって昇降可能となっており、純水供給ノズル１２は、第２の垂直支持部材２６の昇降によってウエハＷに近接した吐出可能位置とその上方の非吐出位置との間で移動されるようになっている。また、第２のノズルスキャンアーム１６は、上記Ｘ軸駆動機構２９によりＸ方向に沿って移動可能に設けられている。なお、純水供給ノズル１２の形状は特に限定されず、現像液供給ノズル１１と同様、長尺で多数の吐出口が設けられているものであってもよく、吐出口がスリット状のスリットノズルであってもよい。

リンス液供給ノズル１３もストレートノズルとして構成されており、純水リンス終了後、ウエハＷ上に移動されて、純水リンス後のウエハＷに界面活性剤入りリンス液を供給するようになっている。このリンス液供給ノズル１３は、第３のノズルスキャンアーム１８の先端部に着脱可能に取り付けられている。底板４の上の第２のガイドレール２５の外側には第３のガイドレール３０が敷設されており、第３のノズルスキャンアーム１８は、この第３のガイドレール３０上から垂直方向に延びた第３の垂直支持部材３１の上端部にＸ軸駆動機構３４を介して取り付けられている。リンス液供給ノズル１３は、第３の垂直支持部材３１とともにＹ軸駆動機構３２によってＹ方向に沿って水平移動するようになっている。また、第３の垂直支持部材３１はＺ軸駆動機構３３によって昇降可能となっており、リンス液供給ノズル１３は、第３の垂直支持部材３１の昇降によってウエハＷに近接した吐出可能位置とその上方の非吐出位置との間で移動されるようになっている。また、第３のノズルスキャンアーム１８は、上記Ｘ軸駆動機構３４によりＸ方向に沿って移動可能に設けられている。なお、リンス液供給ノズル１３の形状は特に限定されず、現像液供給ノズル１１と同様、長尺で多数の吐出口が設けられているものであってもよく、吐出口がスリット状のスリットノズルであってもよい。

Ｙ軸駆動機構２３，２７，３２、Ｚ軸駆動機構２４，２８，３３、Ｘ軸駆動機構２９，３４、および駆動モータ３は、駆動制御部４０により制御されるようになっている。

図２に示すように、カップＣＰの右側には、現像液供給ノズル１１が待機する現像液供給ノズル待機部１１ａが設けられており、この現像液供給ノズル待機部１１ａには現像液供給ノズル１１を洗浄する洗浄機構（図示せず）が設けられている。また、カップＣＰの左側には純水供給ノズル１２およびリンス液供給ノズル１３がそれぞれ待機する純水供給ノズル待機１２ａおよびリンス液供給ノズル待機部１３ａが設けられており、これらにはそれぞれ純水供給ノズル１２およびリンス液供給ノズル１３を洗浄する洗浄機構（図示せず）が設けられている。

図３は、現像処理装置（ＤＥＶ）の液供給系および制御系を示す概略図である。図３に示すように、現像液供給ノズル１１には、現像液を貯留した現像液タンク４１から現像液を供給する現像液供給配管４２が接続されている。現像液供給配管４２には、現像液を供給するためのポンプ４３およびオン・オフバルブ４４が介装されている。

また、純水供給ノズル１２には、水系洗浄液である純水を貯留した純水タンク４６から純水を供給する純水供給配管４７が接続されている。純水供給配管４７には、純水を供給するためのポンプ４８およびオン・オフバルブ４９が介装されている。

一方、リンス液供給ノズル１３には、純水タンク４６から純水を供給する純水供給配管５２が接続されている。そして、純水供給配管５２の途中には、ミキシングバルブ５４が設けられており、このミキシングバルブ５４には界面活性剤溶液を貯留する界面活性剤溶液タンク５５から延びる界面活性剤溶液供給配管５６が接続されている。そして、ミキシングバルブ５４において純水と界面活性剤溶液とが混合されるようになっている。したがって、リンス液供給ノズル１３からは、純水と界面活性剤溶液とが混合した界面活性剤入りリンス液が吐出される。純水供給配管５２および界面活性剤溶液供給配管５６におけるミキシングバルブ５４の上流側には、それぞれポンプ５３および５７が介装されている。また、純水供給配管５２におけるミキシングバルブ５４の下流側にはオン・オフバルブ５８が介装されている。

これらポンプ４３，４８，５３，５７、オン・オフバルブ４４，４９，５８、ミキシングバルブ５４、および前記駆動制御部４０、ならびに現像処理装置（ＤＥＶ）の他の構成部は制御部６０に電気的に接続されて制御される。

制御部６０には、工程管理者が現像処理装置（ＤＥＶ）を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、現像処理装置（ＤＥＶ）の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース６１が接続されている。

また、制御部６０には、現像処理装置（ＤＥＶ）で実行される各種処理を制御部６０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて現像処理装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部６２が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部６２の所定位置にセットするようになっていてもよい。さらに、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース６１からの指示等にて任意のレシピを記憶部６２から呼び出して制御部６０に実行させることで、制御部６０の制御下で、現像処理装置（ＤＥＶ）での所望の処理が行われる。

このようにして界面活性剤溶液がインラインで希釈されるが、これは、処理条件やパターンの違いにより必要な界面活性剤量が異なるためであり、全ての場合に対応し得る濃度の高い界面活性剤溶液を適宜純水で希釈して用いるようになっている。

次に、このように構成された現像処理装置（ＤＥＶ）における現像処理の動作を図４の工程図を参照しながら説明する。
所定のパターンが露光されポストエクスポージャーベーク処理および冷却処理されたウエハＷが、ウエハ搬送装置の搬送アームＴによってカップＣＰの真上まで搬送され、昇降ピン５によってスピンチャック２に搬送され真空吸着される（ＳＴＥＰ１）。

次いで、現像液供給ノズル１１がウエハＷの上方に移動し、この現像液供給ノズル１１から現像液が帯状に吐出されながら、ウエハＷが１／２回転以上、例えば１回転されることにより、現像液がウエハＷ全面に塗布され、例えば１．２ｍｍの厚さの現像液パドルが形成される（ＳＴＥＰ２）。また、現像液供給ノズル１１をガイドレール２１に沿ってスキャンしながら吐出してもよい。

このようにして現像液をウエハＷ上に塗布した状態で適宜の時間、例えば６０秒間静止させることにより現像を進行させる（ＳＴＥＰ３）。この際に、純水供給ノズル１２のノズルアーム１６を移動させて、純水供給ノズル１２をウエハＷの上方に位置させる（ＳＴＥＰ４）。

所定時間経過後、ウエハＷをスピンチャック２により回転を開始して現像液を振り切り（ＳＴＥＰ５）、次いで、純水でのリンスを行う（ＳＴＥＰ６）。この際には、回転数が５００〜２０００ｒｐｍ、例えば１０００ｒｐｍになった時点でその回転数を維持しながら純水を２秒間以上、例えば５秒間供給し、次いで、純水を供給したまま回転数を１００〜１０００ｒｐｍ、例えば５００ｒｐｍまで低下させ、その回転数で２秒間以上、例えば１０秒間維持することが好ましい。ＳＴＥＰ６での回転数については、処理するウエハＷのサイズに合わせて最適な値が選択される。なお、現像液を振り切った後に直接純水を供給するとウエハＷ上のレジスト膜に通常のリンスでは除去し難い難溶化層が形成される場合があるが、この場合には、純水のみのリンスに先立って純水＋現像液のリンスを行うことによりレジスト膜上の難溶化層の生成を防止することができる。

このような純水リンスの後、純水供給ノズル１２を待避させ、リンス液供給ノズル１３のノズルアーム１８を移動させて、リンス液供給ノズル１３をウエハＷのほぼ中央上方に位置させる（ＳＴＥＰ７）。そして、ウエハＷを好ましくは５００ｒｐｍ以下、例えば１００ｒｐｍで回転させながら、界面活性剤入りのリンス液をウエハＷに供給して、レジスト膜上の純水および残留している現像液の大部分を界面活性剤入りのリンス液に置換する（ＳＴＥＰ８）。すなわち、レジスト膜の表面が界面活性剤入りのリンス液に置換された状態となる。界面活性剤は高価であるため、極力使用量を減らしたいが、ウエハＷを静止状態で界面活性剤入りリンス液を供給すると置換に要する使用量が増加してしまい、また５００ｒｐｍを超えて回転させると振り切られるリンス液が増加してしまう。これに対して、このように界面活性剤入りのリンス液供給の際にウエハＷを５００ｒｐｍ以下で回転させることにより、リンス液の良好な置換性を維持しつつ飛散するリンス液も少ないので界面活性剤入りリンス液の使用量を極力少なくすることができる。

界面活性剤入りリンス液の供給（置換）を行う時間は５秒以内が好ましい。５秒を超えると、現像後の線幅のＣＤ（Critical Dimension）の変化が大きくなってしまう。このことを図５に基づいて説明する。図５は、横軸に供給時間をとり、縦軸にＣＤ変化をとって、界面活性剤の濃度を３段階に変化させた場合におけるこれらの関係について示す図である。なお、界面活性剤の濃度は、規格化した濃度（Ｎ．Ｃ：Normalized Concentration）の高、中、低で示している。この図に示すＣＤが急激に増加する傾向が見られるのが５秒を超えたあたりである。一方、長時間になるとＣＤが安定する傾向にあるが、スループットおよびタクトタイム等の関係から供給時間を長くすることは好ましくない。このため、界面活性剤入りリンス液を供給して置換を行う時間の好ましい範囲をＣＤの急激な増加が見られない５秒以内とした。なお、この際の供給流量は２００〜１２００ｍＬ／ｍｉｎが好ましい。

このようにして界面活性剤入りリンス液に置換した後、ウエハＷの回転数を上昇させて、この界面活性剤入りリンス液を広げるとともにリンス液の振り切り乾燥を行う（ＳＴＥＰ９）。この工程は、第１段階および第２段階の２段階で行う。

第１段階としては、ウエハＷの回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満、例えば５００ｒｐｍとすることが好ましい。このことを図６に基づいて説明する。図６は第１段階の回転数と表面および裏面パーティクルとの関係を示す図である。なお、回転保持時間は１０秒間とした。この図に示すように、表面パーティクルについては、回転数が低い場合にはほとんどカウントされなかったが、回転数６（２０００ｒｐｍ程度）で急激にパーティクルのカウント数が増加しており、裏面パーティクルについては、回転数４までは０であったが回転数５（１０００ｒｐｍ程度）で急激にパーティクルのカウント数が増加した。また、回転数２（３００ｒｐｍ程度）では、パーティクルの発生はなかったが、カップに液滴が発生し、その後の処理への悪影響が懸念された。このため、第１段階の回転数の好ましい範囲を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満とした。この第１段階の時間は５〜１５秒、例えば１０秒とすることが好ましい。

第２段階としては、ウエハの回転数を１０００〜４０００ｒｐｍ、例えば２０００ｒｐｍとすることが好ましい。上述のように、第１段階では界面活性剤に起因するパーティクルの影響等を考慮する必要があるが、第２段階ではパーティクルの影響は少ないので、パターン倒れが生じない程度で効率良く乾燥させる観点から好ましい回転数を１０００〜４０００ｒｐｍの範囲とした。この第２段階の時間は１０〜２０秒間、例えば１５秒間が好ましい。

このように純水等を表面張力が小さい界面活性剤入りリンス液に置換しているので、ＳＴＥＰ９において振り切り乾燥を行う際に、パターン倒れが生じ難い。なお、界面活性剤入りリンス液の界面活性剤濃度は、パターン倒れを有効に防止可能なように、１００００ｐｐｍ以下の範囲で適宜設定することができる。また、界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤を好適に用いることができる。

以上のように、本実施形態では、リンス液を振り切る際のパターン倒れを抑制する観点から界面活性剤入りリンス液を用いた際における適切な供給条件を規定しており、ＳＴＥＰ８の界面活性剤入りリンス液の供給時間（置換時間）を５秒以内とするとともに、ＳＴＥＰ９の界面活性剤入りリンス液を広げかつ振り切り乾燥する際の回転数を第１段階および第２段階に分け、第１段階の回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満とすることにより、ＣＤ変化やパーティクルによる不都合等を抑制することができる。

また、さらにＳＴＥＰ８の界面活性剤入りリンス液を供給する際のウエハの回転数を５００ｒｐｍ以下にすることにより、液の使用量を低減することができ、ＳＴＥＰ９の振り切り乾燥における第２段階の回転数を１０００〜４０００ｒｐｍとすることにより、パターン倒れを有効に防止しつつ効率良く乾燥させることができる。

なお、パーティクルの影響等をより確実に排除するためには、界面活性剤入りリンス液供給前のいずれかのタイミングで、リンス液供給ノズル１３のダミーディスペンスを行って、リンス液供給ノズル１３に付着した界面活性剤の残渣等が供給されないようにすることが望ましい。

次に、界面活性剤入りリンス液を供給するのに好ましいリンス液ノズルについて説明する。
界面活性剤入りリンス液は表面張力が小さく液だれが生じやすいため、良好な液切れ性が求められる。また、パターン倒れを有効に防止する観点から吐出流が低衝撃であることが求められる。さらに界面活性剤入りリンス液は省薬液であることも求められる。このため、界面活性剤入りリンス液を吐出するリンス液供給ノズルには、良好な液切れ性、低衝撃性、省薬液性を満足するものが要求される。

液切れ性を良好にするためには、吐出孔の面積が小さいことが重要であるが、吐出孔の断面積が小さすぎると衝撃性が大きくなる。また、省薬液のためには、流量が少ないことが求められる。このような観点から吐出孔の総面積が３〜２０ｍｍ^２であることが好ましい。

これらを考慮した具体的なリンス液供給ノズルについて説明する。図７の（ａ）〜（ｄ）は、このようなリンス液供給ノズルを示す底面図である。図７の（ａ）のノズルは、中央の円形状の吐出孔７１の周囲に４つの円形状の吐出孔７１を配した構造を有しており、１つの吐出孔７１は２．５ｍｍφ以下である。また、図７の（ｂ）のノズルは、中央に一つのスリット状の吐出孔７２が設けられている。このスリット状の吐出孔７２は長さが３〜５ｍｍ、幅が１〜４ｍｍ程度である。図７の（ｃ）のノズルは、３つのスリット状の吐出孔７３が平行に設けられている。一つのノズル吐出７３は２〜６．５ｍｍ、幅が０．５〜１ｍｍ程度である。さらに、図７の（ｄ）のノズルは、ノズル底面の中央を中心とした円上にある３つの扇型状の吐出孔７４が設けられており、長さが約２〜６．５ｍｍ、幅が約０．５〜１ｍｍ程度である。

低衝撃を重視する場合には、図８の縦断面図に示すような、ノズル本体７５の先端に多孔質体７６を設けたリンス液供給ノズルや、図９の縦断面図に示すような、内管７８と外管７９とを有する二重管構造であって、内管７８の側面には吐出孔８０が設けられ、外管７９の先端に絞り部８１が形成されたリンス液供給ノズルも好適に用いることができる。図８のノズルでは、多孔質体の７６の緩衝作用により、吐出するリンス液を低衝撃にすることができる。また、図９のノズルでは、側面の吐出孔８０から吐出することにより吐出流の衝撃を弱めるとともに、そのリンス液を外管７９の絞り部８１で絞って断面積の小さい吐出流とすることができる。

次に、リンス液供給ノズル１３の好ましい配置について説明する。
通常、現像処理装置の液供給ノズルに関しては、スペースの関係等から斜めに配置される場合があり、純水を供給する際にはこのような配置でも問題は生じない。しかしながら、低表面張力流体である界面活性剤入りリンス液は液切れが悪いため、リンス液供給ノズル１３を斜めに配置すると液だれが生じやすくなる。このため、図１０に示すようにリンス液供給ノズル１３は、垂直またはほぼ垂直に配置することが好ましく、傾けた場合であっても１０°程度までにすることが好ましい。

次に、リンス時間を短縮可能なリンス液供給システムについて説明する。
図１〜３に示した現像処理装置においては、現像処理の後の純水リンスのための純水供給ノズル１２と、界面活性剤入りリンス液によるリンス処理を行うためのリンス液供給ノズル１３という２つのノズルにより、純水リンスと、界面活性剤入りリンス液によるリンスとを行うため、ノズル移動機構などの配置スペースが大きくなり、装置が大型化するのに加え、ノズルの切り換えに時間を要し、リンス処理全体が長時間化する。ここでは、このような問題を解決するため、図１１に示すようなリンス液供給システムを用いる。図１１のシステムは、純水タンク８３と界面活性剤溶液タンク８４を有し、純水タンク８３から配管８５が延び、界面活性剤溶液タンク８４から配管８６が延び、これら配管８５、８６がミキシングバルブ９１に接続され、ミキシングバルブ９１からの液が配管９２を通ってノズル９３へ至るようになっている。配管８５にはポンプ８７とフローコントローラ（ＦＣ）８９が介在され、配管８６にはポンプ８８とフローコントローラ９０が介在されている。このようなシステムにおいては、フローコントローラ（ＦＣ）８９および９０により純水および界面活性剤溶液の両方の流量制御を行うことができるので、ノズル９３から純水のみを吐出させることもできるし、純水と界面活性剤溶液との配合を調整することにより、所定濃度の界面活性剤入りリンス液を吐出させることもできる。すなわち、上記図１〜３の装置における純水供給ノズル１２とリンス液供給ノズル１３の機能を一つのノズル９３で果たすことができる。

例えば、このシステムにより、図１２に示すタイミングチャートのようなリンス制御を行うことができる。すなわち、最初にフローコントローラ（ＦＣ）８９および９０を調整して純水のみ比較的高い流量、例えば１２００ｍＬ／ｍｉｎの流量でノズル９３から吐出するようにして純水リンスを行い、次いで、界面活性剤溶液が所定の割合で混合されるようにフローコントローラ（ＦＣ）８９および９０を調整して、比較的低い流量、例えば２４０ｍＬ／ｍｉｎの流量で界面活性剤入りリンス液をノズル９３から吐出してリンスを行う。界面活性剤入りリンス液でのリンス処理が終了した後、純水のみをノズル９３に流して洗浄を行って、次の処理に備える。

このようにすることにより、図１〜３の装置で２つ必要であったノズル機構を１つにすることができるので、省スペース化を図ることができるとともに、処理時間を短縮することができる。また、フローコントローラ（ＦＣ）８９，９０により、高精度で流量制御を行うことができる。

図１３は、図１１のリンス液供給システムの変形例であるが、この例ではミキシングバルブを用いずに、配管８５，８６をそのままノズル９３に接続し、配管８５，８６のノズル９３近傍に、それぞれバルブ９４、９５を設けている。このようなシステムでは、フローコントローラ（ＦＣ）８９，９０とバルブ９４，９５の動作により、ノズル９３に供給する純水および界面活性剤溶液の供給量を制御することができ、必要に応じてこれらをノズル９３内で混合することにより、図１１のシステムと同様のリンス制御を行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、水系洗浄液として純水を例示したが、純水に他の物質が多少添加したものであってもよい。また、上記実施形態では本発明を半導体ウエハの現像処理に適用したが、これに限らず、微細なレジストパターンが形成される基板であれば、液晶表示装置（ＬＣＤ）用基板等、他の基板の現像処理にも適用することができる。さらに、本発明の範囲を逸脱しない限り、上記実施の形態の構成要素を適宜組み合わせたもの、あるいは上記実施の形態の構成要素を一部取り除いたものも本発明の範囲内である。

本発明の一実施形態に係る方法が実施される現像処理装置を示す断面図。本発明の一実施形態に係る方法が実施される現像処理装置を示す平面図。図１および図２の現像処理装置の液供給系を示す概略図。現像処理の工程を示すフローチャート。界面活性剤入りリンス液の供給時間とＣＤ変化との関係を示す図。界面活性剤入りリンス液を広げるとともにリンス液の振り切り乾燥を行う工程の第１段階における回転数と表面および裏面パーティクルとの関係を示す図。リンス液供給ノズルの好ましい例を示す底面図。リンス液供給ノズルの他の好ましい例を示す縦断面図。リンス液供給ノズルのさらに他の好ましい例を示す縦断面図。リンス液供給ノズルの好ましい配置を示す側面図。好適なリンス液供給システムを示す概略構成図。図１１のリンス液供給システムを用いたリンス制御の一例を示すタイミングチャート。図１１のリンス液供給システムの変形例を示す概略構成図。

符号の説明

１……筐体
２……スピンチャック
１１……現像液供給ノズル
１２……純水供給ノズル
１３……リンス液供給ノズル
５２……純水供給配管
５４……ミキシングバルブ
５６……界面活性剤溶液供給配管
６０……制御部
ＤＥＶ……現像処理装置
Ｗ……半導体ウエハ

Claims

露光パターンを現像処理した後の基板をリンス処理するリンス処理方法であって、
現像後の基板から現像液を振り切る第１工程と、
基板に水系洗浄液を供給する第２工程と、
基板に界面活性剤を含有するリンス液を供給して基板上に残存している液体を前記界面活性剤を含有するリンス液に置換する第３工程と、
基板を回転させて基板上の前記界面活性剤を含有するリンス液を広げるとともに振り切る第４工程と
を有し、
前記第３工程における前記界面活性剤を含有するリンス液の供給は、供給流量２００〜１２００ｍＬ／ｍｉｎで、基板を５００ｒｐｍ以下で回転させながら、供給時間を５秒以内として行われ、
前記第４工程は、低回転数の第１段階と高回転数の第２段階とを含み、前記第１段階は基板の回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満として５〜１５秒間実施され、前記第２段階は基板の回転数を１０００〜４０００ｒｐｍとして１０〜２０秒間実施されることを特徴とするリンス処理方法。
前記第３工程における界面活性剤を含有するリンス液の供給は、リンス液供給ノズルを介して行われることを特徴とする請求項１に記載のリンス処理方法。
前記リンス液供給ノズルの吐出孔の総面積が３〜２０ｍｍ^２であることを特徴とする請求項２に記載のリンス処理方法。
前記リンス液供給ノズルは垂直またはほぼ垂直に設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のリンス処理方法。
前記水系洗浄液は純水であり、前記界面活性剤を含有するリンス液は界面活性剤の水溶液であり、これらは別々の配管から流量制御されて供給され、同じノズルから吐出されることを特徴とする請求項１に記載のリンス処理方法。
基板上に形成されたレジスト膜を所定パターンに露光した後、露光パターンを現像する現像処理方法であって、
基板上の露光後のレジスト膜に現像液を塗布する第１工程と、
塗布された現像液を静止させて現像を進行させる第２工程と、
現像後の基板から現像液を振り切る第３工程と、
基板に水系洗浄液を供給する第４工程と、
基板に界面活性剤を含有するリンス液を供給して基板上に残存している液体を前記界面活性剤を含有するリンス液に置換する第５工程と、
基板を回転させて基板上の前記界面活性剤を含有するリンス液を広げるとともに振り切る第６工程と
を有し、
前記第５工程における前記界面活性剤を含有するリンス液の供給は、供給流量２００〜１２００ｍＬ／ｍｉｎで、基板を５００ｒｐｍ以下で回転させながら、供給時間を５秒以内として行われ、
前記第６工程は、低回転数の第１段階と高回転数の第２段階とを含み、前記第１段階は基板の回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満として５〜１５秒間実施され、前記第２段階は基板の回転数を１０００〜４０００ｒｐｍとして１０〜２０秒間実施されることを特徴とする現像処理方法。
現像処理装置により、露光パターンを現像処理した基板に対し、現像後の基板から現像液を振り切る第１工程と、基板に水系洗浄液を供給する第２工程と、基板に界面活性剤を含有するリンス液を供給して基板上に残存している液体を前記界面活性剤を含有するリンス液に置換する第３工程と、基板を回転させて基板上の前記界面活性剤を含有するリンス液を広げるとともに振り切る第４工程とを有するリンス処理を実行し、その際に、前記第３工程における前記界面活性剤を含有するリンス液の供給は、供給流量２００〜１２００ｍＬ／ｍｉｎで、基板を５００ｒｐｍ以下で回転させながら、供給時間が５秒以内となり、前記第４工程は、低回転数の第１段階と高回転数の第２段階とを含み、前記第１段階は基板の回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満として５〜１５秒間の実施となり、前記第２段階は基板の回転数を１０００〜４０００ｒｐｍとして１０〜２０秒間の実施となるように、コンピュータが前記現像処理装置を制御するソフトウエアを含むコンピュータによる読み取り可能な記録媒体。
現像処理装置により、レジスト膜が所定パターンに露光された基板に対し、基板上の露光後のレジスト膜に現像液を塗布する第１工程と、塗布された現像液を静止させて現像を進行させる第２工程と、現像後の基板から現像液を振り切る第３工程と、基板に水系洗浄液を供給する第４工程と、基板に界面活性剤を含有するリンス液を供給して基板上に残存している液体を前記界面活性剤を含有するリンス液に置換する第５工程と、基板を回転させて基板上の前記界面活性剤を含有するリンス液を広げるとともに振り切る第６工程とを有する現像処理を実行し、その際に、前記第５工程における前記界面活性剤を含有するリンス液の供給は、供給流量２００〜１２００ｍＬ／ｍｉｎで、基板を５００ｒｐｍ以下で回転させながら、供給時間が５秒以内となり、前記第６工程は、低回転数の第１段階と高回転数の第２段階とを含み、前記第１段階は基板の回転数を３００ｒｐｍ超１０００ｒｐｍ未満として５〜１５秒間の実施となり、前記第２段階は基板の回転数を１０００〜４０００ｒｐｍとして１０〜２０秒間の実施となるように、コンピュータが前記現像処理装置を制御するソフトウエアを含むコンピュータによる読み取り可能な記録媒体。