JP4514224B2 - リンス処理方法、現像処理方法及び現像装置 - Google Patents
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Description
また、パターン微細化に伴い、フォトレジストとして、化学増幅型レジストが使用されるようになり、現像工程において多量の析出物(析出系欠陥)が発生することも問題となっている。
また、析出系欠陥増加の問題に対しては、従来から、リンス処理時間をより長く確保することにより析出物を取り除くようになされている。
また、析出系欠陥増加の問題に対し、リンス時間を延長する場合には、スループットが低下し、生産性が低下していた。
したがって、パターン線幅の変動抑制、及び析出系欠陥の除去が達成され、且つ、振り切り乾燥の際にパターン倒れが防止される。また、界面活性剤を用いることによりリンス時間を延長することなく析出系欠陥を除去できるため、スループット低下を防止し、生産性を向上することができる。
このようにすることにより、基板周縁が先に乾燥することがなく、析出系欠陥をリンス液と共に振り切ることができ、乾燥処理後に基板上に残存する析出系欠陥数が低減される。
この現像装置によれば、前記したリンス処理方法または現像処理方法による効果を得ることができる。
図1は、塗布現像装置の概略構成を示す平面図、図2は、図1の塗布現像装置の正面図、図3は、図1の塗布現像装置の背面図である。
図示する塗布現像装置1は、露光装置(図示せず)と連携し、被処理基板である半導体ウエハに対し、一連のフォトリソグラフィ工程を行い、ウエハ上に所定のレジストパターンを形成する。
処理ステーション3において、図1中の下側に、カセットステーション2側から第1の処理装置群G1、第2の処理装置群G2が順に配置されている。また、図1中の上側に、カセットステーション2側から第3の処理装置群G3、第4の処理装置群G4及び第5の処理装置群G5が順に配置されている。
また、第1の処理装置群G1及び第2の処理装置群G2の最下段には、各処理装置群G1、G2内の液処理装置に各種処理液を供給するためのケミカル室(CHM)35、36がそれぞれ設けられている。
また、第2の搬送装置11のX方向正方向側には、例えばウエハWのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光ユニット(WEE)94が配置されている。
先ず、カセットステーション2において、未処理のウエハWを収容したカセットCから1枚のウエハWが、ウエハ搬送体7により第3の処理装置群G3のトランジションユニット(TRS)61に搬送される。そこでウエハWは、位置合わせが行われた後、アドヒージョンユニット(AD)90、91へ搬送され疎水化処理が行われる。次いで高精度温調ユニット(CPL)62〜64にて所定の冷却処理が行われ、第1の処理装置群G1のレジスト塗布処理ユニット(COT)20〜22に搬送されて、ウエハ表面上へのレジスト塗布処理が行われる。尚、トラジション装置61からレジスト塗布装置20〜22までのウエハWの搬送は第1の搬送装置10により行われる。
そしてバッファカセット42に一時的に保持されたウエハWは、ウエハ搬送体41により取り出され、図示しない露光装置に引き渡され、そこで所定の露光処理が行われる。
次いでウエハWは、第2の搬送装置11により第2の処理装置群G2の現像処理ユニット(DEV)30〜34に搬送されて現像処理が行われ、次いで第4の処理装置群G4のポストベーキングユニット(POST)75〜79に搬送されて、そこで、現像処理後の加熱処理が行われる。そしてウエハWは、第3の処理装置群G3の高精度温調ユニット(CPL)62〜64で冷却処理が行われ、ウエハ搬送体7によりカセットCに戻される。
また、第一の垂直支持部材37は、Z軸駆動機構40によって昇降可能となされており、現像液供給ノズル25は、第一の垂直支持部材37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、図4に示すように、カップCPの右側には、現像液供給ノズル25が待機する現像液供給ノズル待機部56が設けられており、この現像液供給ノズル待機部56には現像液供給ノズル25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、第一のリンス液供給ノズル26と第二のリンス液供給ノズル27とが夫々待機する第一のリンス液供給ノズル待機部57と第二のリンス液供給ノズル待機部58とが設けられており、それらには、夫々ノズルを洗浄する洗浄機構(図示せず)が設けられている。
図6に示すように、現像液供給ノズル25には、現像液を貯留した現像液タンク151から現像液を供給する現像液供給配管152が接続されている。現像液供給配管152には、現像液を供給するためのポンプ153及びオン・オフバルブ154が介装されている。
尚、界面活性剤溶液タンク155から供給される界面活性剤溶液としては、例えば、その分子量が1600以下であり、且つ、その疎水基の炭素数が10以上であるポリエチレングリコール系またはアセチレングリコール系の界面活性剤を含有する水溶液が望ましい。さらに前記界面活性剤の疎水基が二重結合及び三重結合していないことが望ましい。
尚、界面活性剤溶液供給配管156及び純水供給配管163におけるミキシングバルブ161の上流側には、夫々ポンプ160、164が夫々介装されている。また、ミキシングバルブ161の下流側にはオン・オフバルブ165が介装されている。
或いは、ポンプ160とミキシングバルブ161の動作制御により、界面活性剤溶液の供給が遮断され、第二のリンス液供給ノズル27から純水のみを吐出することも可能になされている。
先ず、所定のパターンが露光され、ポストエクスポージャベーク(PEB)処理及び冷却処理されたウエハWが、第2の搬送装置11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15に受け渡され、スピンチャック12上に載置され、真空吸着される(図7のステップS1)。
現像反応を進行させるための所定時間が経過した後に、ウエハWをスピンチャック12により回転させ、現像液を振り切る(図7のステップS4)。
この洗浄工程において、先ず界面活性剤を含まない純水による洗浄を行うのは、現像処理直後に膨潤し浸透性が高くなった状態のレジストパターンに界面活性剤を供給すると、界面活性剤がパターンに浸透し、パターン線幅が変動するため、これを防止するためである。
即ち、先ず、純水洗浄を行うことにより、ウエハW上の現像液が純水に置き換わり洗い流されると共に、パターン線幅(CD)の変動が抑制される。
この界面活性剤溶液による洗浄により、基板上のリンス液の表面張力が低下し、ウエハ上に残る析出系欠陥の大半がリンス液と共にウエハW外に除去される。
この第二のリンス液供給ノズル27から吐出される界面活性剤溶液は、第一のリンス液供給ノズル26から吐出される界面活性剤溶液よりも低濃度になされるため、レジストパターンへの界面活性剤溶液の浸透率が低減され、パターン線幅(CD)の変動が抑制される。また、リンス液の表面張力は低下した状態に維持される。
そこで、前記のように高回転速度でのウエハWの乾燥処理(ステップS9)の前に、低回転速度でのウエハWの回転工程(ステップS8)を実施することにより、ウエハWの周縁からの急速な乾燥が抑制される。したがって、析出系欠陥がリンス液と同時に振り切られ、ウエハ上に残る析出系欠陥をより低減することができる。
即ち、先ず純水での洗浄によりパターン線幅(CD)の変動が抑制され、次いで、高濃度の界面活性剤での洗浄により析出系欠陥の大幅な除去がなされ、最後に低濃度の界面活性剤での洗浄によりパターン線幅(CD)の抑制がなされると共にリンス液の表面張力が低下した状態に維持される。
これにより、パターン線幅の変動抑制、及び析出系欠陥の除去が達成され、且つ、振り切り乾燥の際にパターン倒れが防止される。また、界面活性剤を用いることによりリンス時間を延長することなく析出系欠陥を除去できるため、スループット低下を防止し、生産性を向上することができる。
即ち、純水のみ吐出する場合には、ストレートノズル27bから純水を吐出し、ストレートノズル27aからの吐出を停止することにより、吐出口27dからウエハW上に純水が吐出される。
また、界面活性剤溶液と純水とを混合する場合には、ストレートノズル27aから界面活性剤溶液を吐出し、ストレートノズル27bから純水を吐出することにより、ノズルケース27c内で2つが混合され、吐出口27dからウエハW上に純水と混合された界面活性剤溶液が吐出される。
即ち、純水のみ吐出する場合には、ストレートノズル27bから純水を吐出し、ストレートノズル27aからの吐出を停止することにより、ウエハW上には純水のみ供給される。
また、界面活性剤溶液と純水とを混合する場合には、双方のノズルから同時に吐出され、ウエハW上で混合される。
このように構成すれば、現像処理ユニット(DEV)30において部材を共用化できるため、その装置構成をより小さなものとすることができ、コスト低減、フットプリント縮小の効果を得ることができる。
尚、図10に示す構成により現像液をウエハW上に供給する際には、ウエハWを鉛直軸周りに回転させ、吐出口25aから帯状の現像液を吐出しながらノズル25をウエハWの外側から中央部に向って移動させればよい。これによりウエハWの表面全体に、現像液を螺旋状に供給することができる。
26 第一のリンス液供給ノズル
27 第二のリンス液供給ノズル
30〜34 現像処理ユニット(現像装置)
W ウエハ(基板)
Claims (4)
- 露光パターンを現像処理した後の基板を洗浄するリンス処理方法において、
前記基板上に純水を供給し、純水により基板洗浄するステップと、
前記基板上に所定濃度の界面活性剤からなる第一のリンス液を供給し、前記第一のリンス液により基板洗浄するステップと、
前記基板上に前記第一のリンス液よりも低濃度の界面活性剤からなる第二のリンス液を供給し、前記第二のリンス液により基板洗浄するステップとを具備し、
前記第一のリンス液の濃度は、500ppm〜1500ppmであって、
前記第二のリンス液の濃度は、100ppm〜400ppmであることを特徴とするリンス処理方法。 - 基板上に形成されたレジスト膜を所定の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、
露光後のレジスト膜に現像液を塗布し現像を進行させるステップと、
現像後の基板を回転させ、現像液を振り切るステップと、
前記基板上に純水を供給し、純水により基板洗浄するステップと、
前記基板上に所定濃度の界面活性剤からなる第一のリンス液を供給し、前記第一のリンス液により基板洗浄するステップと、
前記基板上に前記第一のリンス液よりも低濃度の界面活性剤からなる第二のリンス液を供給し、前記第二のリンス液により基板洗浄するステップとを具備し、
前記第一のリンス液の濃度は、500ppm〜1500ppmであって、
前記第二のリンス液の濃度は、100ppm〜400ppmであることを特徴とする現像処理方法。 - 前記第二のリンス液により基板洗浄するステップの後、
前記基板を所定時間、第一の回転速度で回転させ、基板上のリンス液を基板周縁に移動させるステップと、
前記基板を所定時間、前記第一の回転速度より速い第二の回転速度で回転させ、前記基板の周縁に移動させたリンス液を振り切り、基板乾燥するステップとを実行することを特徴とする請求項2に記載された現像処理方法。 - 前記請求項1に記載されたリンス処理方法、または、前記請求項2または請求項3に記載された現像処理方法を実施することを特徴とする現像装置。
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