JP4654119B2 - 塗布・現像装置及び塗布・現像方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の表面にレジスト液を塗布し、液浸露光後の基板を現像する塗布・現像装置及び塗布・現像方法に関する。

半導体デバイスやＬＣＤの製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィと呼ばれる技術により被処理基板へのレジスト処理が行われている。この技術は、例えば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）にレジスト液を塗布して当該ウエハの表面にレジストを形成し、フォトマスクを用いて当該レジスト膜を露光した後、現像処理を行うことにより所望のパターンを得る、一連の工程により行われている。

この露光技術として、基板の表面に光を透過させる液相を形成した状態で露光する手法（以下、「液浸露光」という）がある（特許文献１）。この液浸露光を行う露光装置について図１１を用いて簡単に説明する。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の上方には、ウエハＷの表面と隙間をあけて対向するように露光手段１が配置されている。前記露光手段１の中央先端部には、レンズ１０が介設されており、このレンズ１０の外周側にはウエハＷの表面に液層を形成するための溶液例えば純水を供給するための供給口１１と、ウエハＷに供給した純水を吸引して回収するための吸引口１２とが夫々設けられている。この場合、前記供給口１１からウエハＷの表面に純水を供給すると共に、この純水を吸引口１２により回収することにより、レンズ１０とウエハＷの表面との間に液膜（純水膜）が形成される。そして図示しない光源から光が発せられ、この光は当該レンズ１０を通過し、当該液膜を透過してウエハＷに照射されることで所定の回路パターンがレジストに転写される。

続いて、例えば図１２に示すように、レンズ１０とウエハＷの表面との間に液膜を形成した状態で、露光手段１を横方向にスライド移動させて次の転写領域（ショット領域）１３に対応する位置に当該露光手段１を配置し、光を照射する動作を繰り返すことによりウエハＷの表面に所定の回路パターンを順次転写していく。なお、ショット領域１３は実際よりも大きく記載してある。

上述した液浸露光を行うにあたって、ウエハＷにレジスト液を塗布した後液浸露光を行う前に、レジストの溶出を抑えると共に、液浸露光時のレジストをウエハＷ表面に残りにくくするためにウエハＷの表面に撥水性の保護膜を形成することが検討されている。

一方、液浸露光前のウエハＷの表面にパーティクルが付着していると、液浸露光時に用いた液膜内にパーティクルが取り込まれるため、この状態でウエハＷの表面に光を照射すると、所定の回路パターンがレジストに転写されず、現像欠陥の原因となってしまう。そこで液浸露光を行う前に、保護膜が形成されているウエハＷの表面を洗浄液例えば純水で洗浄して、ウエハＷ表面に付着しているパーティクルを除去することを検討している。

ところで、ウエハＷの表面に形成されている保護膜に洗浄液である純水が接触して浸透すると、レジスト膜中の溶剤成分である架橋剤を保護膜に向かって引き上げたり、保護膜とレジスト膜とをミキシングしたりする等の現象が起こる。ここで純水が保護膜に浸透する度合い（浸透距離：Ｉ）は、Lucas-Washburnの式により下記（１）式で表される。なお、（１）式において、ｄは膜中の毛管直径、ｙは表面張力、θは接触角、ηは粘度、ｔは液が基板表面に接触している時間である。

Ｉ＝（ｄ・ｙ・cosθ／２η）^１／２・ｔ （１）
一方、ウエハＷの表面を洗浄した後、当該ウエハＷを露光装置に搬入するまでの時間は、各ウエハＷにおいてばらつきがあり、接触角θは保護膜が純水に接触した時点からの経過時間により変わるので、ウエハＷ間で接触角θにばらつきがある状態で液浸露光されることになる。なお、この現象は、保護膜に純水が一旦接触すると、その後純水が除去されても同様に起こる。このように接触角θにばらつきがあると、（１）式から保護膜に対する純水の浸透度が不揃いになり、レジストの変質の度合いがまちまちになる。その結果、現像後に得られるパターンの線幅についてウエハＷ間でばらつきが生じるという問題がある。またレジスト膜が形成されたウエハＷの表面に撥水性の保護膜を形成せずに、ウエハＷの表面に撥水性のレジスト膜を形成し、このレジスト膜の表面を洗浄液で洗浄した場合にも上述と同様の問題が起こる。
特開２００５−１７５０７９号公報

本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、基板にレジスト膜を形成し、その表面に液層を形成して液浸露光した後の基板に現像処理を行う装置において、レジスト膜の変質による基板間のばらつきを抑えることができる技術を提供することにある。

本発明は、基板にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、液浸露光後の基板に対して現像処理を行う塗布・現像装置において、
レジスト膜が形成された基板の表面を洗浄する洗浄部と、
この洗浄部から基板を取り出して液浸露光を行うための露光装置に搬送するための搬送手段と、
前記洗浄部にて基板の表面に洗浄液が接触した時点から当該基板を露光装置に搬入するまでの時間が予め設定した設定時間となるように前記搬送手段を制御する制御部と、を備え、
前記設定時間は、前記基板の表面に前記洗浄液を供給した時点からの経過時間と当該基板表面における洗浄液の接触角との関係において、接触角の低下速度が接触直後に比べて大幅に小さくなった時間帯にて基板が液浸露光されるように設定された時間であることを特徴とする。

基板の表面に前記洗浄液を供給した時点からの経過時間を横軸にとり、基板表面における洗浄液の接触角を縦軸にとると、接触角が時間と共に小さくなり、接触角は初めのうちは大きく低下するがやがてそのカーブは横に寝てくる。ここで前記設定時間は、この横に寝ている領域内のある時点として設定してもよいし、あるいはその領域に入り始める時点よりも長くするという場合も含まれる。

上記塗布・現像装置において、前記洗浄部と露光装置との間の搬送経路に基板を待機するための待機部を設け、前記搬送手段による基板の搬送時間を設定時間にするための時間調整を待機部にて行うように構成してもよい。この場合、前記制御部は、露光装置から基板の搬入指令を受け取った時点において、当該基板における前記洗浄液の接触開始時点から計測した計測時間が設定時間よりも長い時には当該基板を露光装置に搬入し、また前記計測時間が設定時間よりも短い時には当該基板を待機部に待機させるように、搬送手段を制御するようになっている。

また上記塗布・現像装置において、レジスト膜の上に薬液を塗布して、液浸露光時に基板の表面を保護するための撥水性の保護膜を形成する保護膜形成部を備え、洗浄部は、この保護膜の表面を洗浄するように構成してもよい。また前記保護膜形成部にて薬液が塗布された基板を加熱処理するための加熱部と、この加熱部にて加熱処理された基板を洗浄部に搬送するための搬送手段と、この加熱部にて基板の加熱処理が終了した時点から当該基板に対して前記洗浄を開始するまでの時間を予め設定した設定時間となるように制御する制御部と、を備えた構成であってもよい。

上述した塗布・現像装置において、前記レジスト膜を撥水性とした場合、レジスト液が塗布された基板を加熱処理するための加熱部と、この加熱部にて加熱処理された基板を洗浄部に搬送するための搬送手段と、この加熱部にて基板の加熱処理が終了した時点から当該基板に対して前記洗浄部にて洗浄を開始するまでの時間を予め設定した設定時間となるように制御する制御部と、を備えた構成としてもよい。

さらに上記塗布・現像装置において、前記加熱部と洗浄部との間の搬送経路に基板を待機する待機部を設け、前記制御部は、この待機部にて基板を待機させることにより、基板の加熱終了時点から基板の洗浄開始時点までの時間を調整するように搬送手段を制御するように構成してもよい。

また本発明は、基板にレジスト液を塗布し、液浸露光後の基板に対して現像処理を行う塗布・現像方法において、
基板の表面にレジスト膜を形成する工程と、
その後、基板の表面を洗浄液により洗浄する洗浄工程と、
この工程で洗浄された基板を液浸露光を行うための露光装置に搬送手段により搬送する工程と、
基板の表面に前記洗浄液が接触した時点から当該基板を露光装置に搬入するまでの時間が設定時間となるように前記搬送手段を制御する工程と、を備え、
前記設定時間は、前記基板の表面に前記洗浄液を供給した時点からの経過時間と当該基板表面における洗浄液の接触角との関係において、接触角の低下速度が接触直後に比べて大幅に小さくなった時間帯にて基板が液浸露光されるように予め設定された時間であることを特徴とする。

上述において、接触角の低下速度が、基板の表面への洗浄液の接触直後に対して大幅に小さくなった時間帯は、接触直後における接触角の低下速度に対して３分の１以下であることが望ましい。

本発明によれば、基板に対して洗浄を行った後、液浸露光するまでの時間を上記のように管理しているので、洗浄から液浸露光までの時間について基板間に多少ばらつきがあっても、液浸露光時の基板表面の接触角はほぼ揃うため、基板の表面の撥水性の保護膜あるいはレジスト膜に対する液体の浸透の度合いが揃う。このため基板の表面の変質の程度がほぼ同じになるので、得られたレジストパターンの線幅について基板間のばらつきが抑えられる。

また保護膜用の薬液あるいはレジスト液が塗布された基板を加熱処理した後、液浸露光前の洗浄を開始するまでの時間を予め設定した設定時間となるように管理することにより、環境雰囲気の水分の吸着量が基板間で揃うため、この水分量の吸着量のばらつきによる基板の表面の変質のばらつきが抑えられる。

本発明の実施の形態に係る塗布・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１及び図２中Ｂ１は基板例えば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ステーションであり、このキャリアステーションＢ１にはキャリア２を複数個並べて載置可能な載置部２０と、前記載置部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。

前記カセット載置部Ｂ１の奥側には筐体２２にて囲まれる処理ブロックＢ２が接続されており、この処理ブロック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の受け渡しを行う基板搬送手段をなすメインアーム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、キャリアステーション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側の一面側と、左側の一面側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１及び図２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。 前記液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図２に示すようにレジスト液や現像液等の薬液収納部２６の上に、ウエハＷの表面にレジスト液を塗布するための塗布ユニット（ＣＯＴ）３０、レジスト膜が形成されたウエハＷの表面に撥水性の保護膜を形成するための保護膜形成部である保護膜形成ユニット（ＴＣ）３、ウエハＷの表面に現像液を塗布するための現像ユニット（ＤＥＶ）２７及び反射防止膜形成ユニット（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。

前記処理ブロックＢ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイス部Ｂ３を介して露光装置Ｂ４が接続されている。以下、インターフェイス部Ｂ３について図１、図２及び図３を参照しながら説明する。インターフェイス部Ｂ３は、処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４との間の前後に設けられる第１の搬送室２８ａ、第２の搬送室２８ｂにて構成されており、夫々に主搬送部３１Ａ及び補助搬送部３１Ｂが設けられている。これら主搬送部３１Ａ及び補助搬送部３１Ｂは、基板搬送手段をなすものである。主搬送部３１Ａは昇降自在且つ鉛直軸回りに回転自在な基体３２と、この基体３２上に設けられる進退自在なアーム３３とで構成されている。第１の搬送室２８ａには主搬送部３１Ａを挟んでキャリアステーションＢ１側から見た左側には、ウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光するための周縁露光装置（ＷＥＥ）と、複数枚例えば２５枚のウエハＷを一次的に収納するバッファカセット（ＳＢＵ）とが設けられている。同じく右側には受け渡しユニット（ＴＲＳ２）が設けられている。

前記主搬送部３１Ａは、図４に示すように棚ユニットＵ３の受け渡しユニット（ＴＲＳ１）に載置された露光前のウエハＷを周縁露光装置（ＷＥＥ）、バッファカセット（ＳＢＵ）及び洗浄部４０に順次搬送すると共に、補助搬送部３１Ｂにより受け渡しユニット（ＴＲＳ２）に載置された露光後のウエハＷを加熱ユニット（ＰＥＢ）に搬送する役割を備えている。

前記補助搬送部３１Ｂは、昇降自在且つ鉛直軸回りに回転自在な基体３４がガイド機構３５の働きにより左右方向に移動できるように構成されており、更にこの基体３４上に進退自在なアーム３６が設けられている。第２の搬送室２８ｂには、キャリアステーションＢ１側から見て補助搬送部３１Ｂの左側には、液浸露光前にウエハＷの表面を洗浄するための洗浄部４０と、この洗浄部４０の上側に配置され、前記洗浄部４０にて洗浄したウエハＷを待機させておくための待機部４１とが設けられている。この補助搬送部３１Ｂは、図４に示すように洗浄部４０内のウエハＷを、待機部４１、露光装置Ｂ４の搬入ステージ３７に順次搬送すると共に、露光装置Ｂ４の搬出ステージ３８上のウエハＷを受け渡しユニット（ＴＲＳ２）に搬送する役割を備えている。また前記主搬送部３１Ａ及び補助搬送部３１Ｂは、後述する制御部９からの指令に基づいて図示しないコントローラにより駆動が制御されるようになっている。

次に前記洗浄部４０の構造について図５を用いて簡単に説明する。図５中５０は基板保持部をなすスピンチャックであり、真空吸着によりウエハＷを水平に保持するように構成されている。このスピンチャック５０は駆動部５１により鉛直回りに回転でき、かつ昇降できるようになっている。またスピンチャック５０の周囲にはウエハＷからスピンチャック５０に跨る側方部分を囲むカップ５２が設けられ、当該カップ５２の底面には排気管５３やドレイン管５４などを含む排液部が設けられている。

また図５中５５は、ウエハＷの略回転中心に、洗浄液を供給するための洗浄液供給ノズルであり、この洗浄液供給ノズル５５は、移動機構５６により、処理容器５７の長さ方向（Ｙ方向）に沿って設けられたガイドレール５８に沿って、カップ５２の一端側の外方側に設けられた待機領域５９と、ウエハＷの略回転中心に洗浄液を供給する位置との間で移動自在、かつ昇降自在に構成されている。また前記洗浄液供給ノズル５５は、供給路６２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６３に接続されている。前記供給路６２にはバルブＶ１０が介設されている。さらに図５中６０は処理容器５７の主搬送部３１Ａの搬入領域に臨む面に形成されたウエハＷの搬入出口であり、開閉シャッタ６１が設けられている。さらにまた図５中６４は処理容器５７の補助搬送部３１Ｂの搬入領域に臨む面に形成されたウエハＷの搬入出口であり、開閉シャッタ６５が設けられている。

続いて前記待機部４１の構造について図６を用いて簡単に説明する。図６中７０は筐体であり、この筐体７０は、複数段例えば４段の載置ステージ７１を備えており、この載置ステージ７１にウエハＷが載置されるように構成されている。またウエハＷが配置される領域はこの例では互いに雰囲気が区画されている。各区画領域（ウエハＷが置かれる配置領域）における筐体７０の前面側には開閉シャッタ７２により開閉自在なウエハＷの搬入出口７３が形成されている。また各載置ステージ７１にはウエハＷの裏面側を支持するための突起７４が周方向に３つ形成されており、この突起７４は主搬送部３１Ａのアーム３３と干渉しない位置に設けられ、前記搬入出口７３を介して進入してきた主搬送部３１Ａとの間でウエハＷの受け渡しを行うことができるようになっている。

また各区画領域における筐体７０の後面側及び前面側にはガス供給口７５及びガス排出口７６が夫々形成されており、前記ガス供給口７５にはガス供給管７７を介して筐体７０の雰囲気内に温湿度調整用のパージガスであるエア若しくは窒素（Ｎ2）ガス等を供給するためのガス供給部７８が接続され、前記ガス排出口７６にはガス排出管７９を介して筐体７０内に供給したパージガスを排気するための排気部８０が接続されている。なお、図６中Ｖ１〜Ｖ４はバルブである。

そして露光装置Ｂ４内の処理温度と同じ温度にしたパージガスを筐体７０の後面側から前面側（図６中において右側から左側）に向かって流すことで、筐体７０の雰囲気の温度を露光装置Ｂ４内の処理温度と同じ温度にしている。また図示しない加湿器によって例えば６０〜８０％に加湿したパージガスを筐体７０内に供給することで洗浄後のウエハＷ表面のミスト残りが徐々に乾燥されることでウエハＷ表面のシミ付きを抑制すると共に夫々のウエハＷ表面の状態を同じ状態に近づけている。

上述した塗布・現像装置には、図４に示すように、既述の主搬送部３１Ａ及び補助搬送部３１Ｂの駆動を制御するための制御部９を備えている。この制御部９は、前記洗浄部４０にてウエハＷの表面に洗浄液が接触した時点から当該ウエハＷを露光装置Ｂ４に搬入するまでの時間が設定時間となるように（この例では詳しくは設定時間よりも短くならないように）補助搬送部３１Ｂを制御するための第１のプログラム９１を備えている。この第１のプログラム９１は、例えばウエハＷの表面に洗浄液が接触した時点の検出として図５に示した洗浄液の供給ライン６２のバルブＶ１０の開指令を取り込んだ時点としており、この時点から制御部９内に設けられたタイマを作動させると共に、洗浄部４０からのウエハＷを一旦待機部４１に待機させ、露光装置Ｂ４側から搬入許可信号であるインレディ信号を受け取ったときにタイマがタイムアップしていれば（設定時間を経過していれば）、そのウエハＷを待機部４１から取り出して搬入ステージ３７に搬送するように、またタイマがタイムアップしていなければ、待機部４１からそのウエハＷの取り出しを行わず、タイムアップするまで待機させるように補助搬送部３１Ｂを制御するステップ群を有している。

ここで、前記設定時間について説明する。図７に示すように洗浄部４０にてウエハＷの表面に洗浄液を接触した直後における接触角は時間の経過と共にかなり大きな速度で低下減少し（領域Ａ）、ある時間に達すると接触角の低下速度はそれまでに比べて大幅に小さくなり、殆ど一定になる（領域Ｂ）。なお、図７において領域Ａの時間Ｔａは例えば５０秒である。なお、保護膜の材質によってこの時間は異なる。ウエハＷが洗浄液に接触した時点が図７のグラフのゼロ点に相当することから、液浸露光の開始時点が領域Ｂの中に収まるように時間Ｔａが設定される。従って時間Ｔａを図７のゼロ点から領域Ｂに入り始めた時（領域Ａと領域Ｂとの境界に近い時点）までの時間として設定してもよいが、ウエハＷが待機部４１から搬入ステージ３７を介して露光装置Ｂ４に搬送され、液浸露光が開始されるまでの僅かな時間を見込んで、結果として液浸露光のタイミングが領域Ｂ内に収まるように設定することもできる。ウエハＷの表面への洗浄液の接触直後における接触角の低下速度に対して大幅に小さくなった時間とは、接触直後における接触角の低下速度に対して例えば３分の１以下になっている時間帯である。

またウエハＷの表面に滴下された洗浄液の接触角の測定方法は、図８に示すように洗浄液の頂点の高さｈと、洗浄液の半径ｒとによって、θ＝２arctan(h/ｒ)により求めるようにしており、各時点でその接触角を求めることにより洗浄液の接触角の経時変化を求めている。後述する計測時間Ｔｂは、洗浄部４０にてウエハＷの表面に洗浄液が接触した時から、当該ウエハが待機部４１に搬入されて、この待機部４１で露光装置Ｂ４からウエハＷの搬入指令（インレディ信号）を受け取った時までの時間である。また保護膜の種類によって、保護膜に対する洗浄液の浸透の度合いが異なってくるので、即ち保護膜の種類よって図７に示す接触角の経時変化曲線が異なってくるので、予め保護膜の種類毎に接触角の経時変化曲線のデータを取っておき、ウエハＷの表面に形成する保護膜の種類に対応する接触角の経時変化曲線のデータを用いて設定時間を決めればよい。

また前記制御部９は、第２のプログラム９２を備えている。この第２のプログラム９２は、ウエハＷの表面に形成されている撥水性の保護膜を加熱処理（焼成処理）した後、洗浄部４０により洗浄が開始されるまでの時間が揃うように主搬送部３１Ａを制御するためのものであり、具体的には、各ウエハＷについてベーク処理終了時点（加熱プレートからウエハＷをアップしたときのタイミング）を例えばタイマにより管理しておき、周縁露光装置（ＷＥＥ）でウエハＷのエッジ部分の露光が終了したときに一旦バッファカセット（ＳＢＵ）に待機させておき、タイマがタイムアップしたとき（ベーク処理終了時点から設定時間が経過したとき）にバッファカセット（ＳＢＵ）から取り出して洗浄部４０に搬入するように主搬送部３１Ａを制御するステップ群が組まれている。

この第１のプログラム９１及び第２のプログラム９２は、記憶媒体例えばフレキシブルディスク（ＦＤ）、メモリーカード、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）などに格納され、制御部９であるコンピュータにインストールされる。なお、図４中９３はバスであり、このバス９３にはＣＰＵ９４などが接続されている。

続いて上述の実施の形態の作用について説明するが、初めにここで上述した塗布・現像装置におけるウエハの流れについて簡単に説明しておく。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、塗布ユニット（ＣＯＴ）３０にてウエハＷの表面にレジスト液が塗布された後、保護膜形成部である保護膜形成ユニット（ＴＣ）３にてレジスト膜が形成されたウエハＷの表面に撥水性膜が成膜される。また反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）にて疎水化処理に代えてウエハＷの表面に反射防止膜が形成される場合もある。またレジスト膜の上に反射防止膜が形成され、その上に前記保護膜が形成される場合もある。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（ＰＡＢ）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（ＴＲＳ１）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は主搬送部３１Ａによって周縁露光装置（ＷＥＥ）→バッファカセット（ＳＢＵ）→洗浄部４０と搬送され、洗浄部４０に載置されたウエハＷは後述のように補助搬送部３１Ｂによって洗浄部４０→待機部４１→露光装置Ｂ４へ搬送され、当該露光装置Ｂ４で液浸露光が行われる。露光されたウエハＷは既述のように主搬送部３１Ａ及び補助搬送３１Ｂにより受け渡しユニット（ＴＲＳ２）→棚ユニットＵ３の加熱ユニット（ＰＥＢ）に搬送される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ５の一の棚をなす現像ユニット（ＤＥＶ）にてウエハ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、受け渡し手段Ａ１によりウエハＷは載置台２０上の元のキャリア２へと戻される。

以上において、加熱ユニット（ＰＡＢ）から洗浄部４０へのウエハＷの搬送については、既述のようにしてウエハＷをバッファカセット（ＳＢＵ）に一旦搬入して、ここで待機時間を調整することにより、加熱ユニット（ＰＡＢ）から洗浄部４０への搬送時間を揃えるようにしている。即ち、加熱ユニット（ＰＡＢ）からバッファカセット（ＳＢＵ）に搬入されるまでの最大時間（種々のケースを制御フロー上想定し、最も時間のかかる場合のその時間）を設定時間とし、主搬送部３１Ａがバッファカセット（ＳＢＵ）にウエハＷを搬入し、主搬送部３１Ａのアーム３３を縮退させたときに、そのウエハＷについての加熱ユニット（ＰＡＢ）における加熱終了時点からの経過時間が設定時間であれば、次いで主搬送部３１Ａのアーム３３を伸ばしてウエハＷをバッファカセット（ＳＢＵ）から取り出して洗浄部４０に搬送するが、設定時間に達していなければウエハＷをバッファカセット（ＳＢＵ）に待機させ、設定時間になったときにバッファカセット（ＳＢＵ）から洗浄部４０に搬送し、こうして加熱終了時点から洗浄開始までの時間が予め定めた設定時間となるように管理している。

次に洗浄部４０から露光装置Ｂ４までの搬送フローについて説明を行う。先ず、バッファカセット（ＳＢＵ）に載置されたウエハＷを上述のように主搬送部３１Ａにより洗浄部４０内に搬入する（ステップＳ１０）。この洗浄部４０では、ウエハＷは主搬送部３１Ａのアーム３３により搬入出口６０を介して処理容器５７内に搬入され、スピンチャック５０に受け渡される。そしてバルブＶ１０を開いて洗浄液供給ノズル５５から当該ウエハＷの略回転中心に洗浄液の供給を開始し、バルブＶ１０の開指令により制御部９内のタイマがスタートする（ステップＳ１１）。そしてスピンチャック５０を回転させ、前記洗浄液を遠心力によりウエハＷの径方向に広げ、こうして前記洗浄液をウエハＷ表面に形成された保護膜の上全体に供給して洗浄する（ステップＳ１２）。しかる後、ウエハＷをある程度乾燥させるためにウエハＷを回転させて洗浄液を振り切るスピン乾燥が行われる。続いて補助搬送部３１Ｂのアーム３６が搬入出口６４を介してスピンチャック５０上のウエハを受け取って（ステップＳ１３）、当該ウエハＷを待機部４１に搬入する（ステップＳ１４）。

そして前記搬入出口７４を開閉シャッタ７２で閉じ、筐体７０内の雰囲気の温度及び湿度をパージガスで調整し、ウエハＷの保護膜の管理が行われる。

そして待機部４０にウエハＷが搬入された後、露光装置Ｂ４からのウエハＷの搬入指令（インレディ信号）が制御部９に送られると（ステップＳ１５）、前記制御部９は、露光装置Ｂ４からウエハＷの搬入指令（インレディ信号）を受け取った時点までにおいて、タイマがタイムアップしているか否かを判断し（ステップＳ１６）、タイムアップしていればつまりウエハＷにおける洗浄液の接触開始時間から計測した計測時間Ｔｂが設定時間Ｔａよりも長い時（Ｔｂ＞Ｔａ）には当該ウエハＷを待機部４１から取り出して露光装置Ｂ４側の搬入ステージ３７に搬送するように補助搬送部３１Ｂに指令を出し、その搬送が行われる（図１０（ａ））。そしてタイマがタイムアップしていなければつまり計測時間Ｔｂが設定時間Ｔａよりも短い時（Ｔｂ＜Ｔａ）には当該ウエハＷを待機部４１に待機させるように補助搬送部３１Ｂに指令を出し、その後、タイマがタイムアップしていればつまり測定時間Ｔｂが設定時間Ｔａを越えていれば当該ウエハＷを待機部４１から取り出して露光装置Ｂ４側の搬入ステージ３７への搬送が行われる（図１０（ｂ））。

露光装置Ｂ４に搬送されたウエハＷは、背景技術のところで図１１及び図１２を用いて説明したようにウエハＷの表面に液膜を形成しながら当該液膜を透過するようにウエハＷに対して光を照射することで所定の回路パターンをレジストに順次転写して行く（ステップＳ１７）。

上述の実施の形態によれば、洗浄部４０にてウエハＷの表面に形成された撥水性の保護膜に対して洗浄を行った後、露光装置Ｂ４にて液浸露光するまでの時間を既述のように制御部９に備えられた制御プログラム９１によって待機部４０にてウエハＷを待機させることで管理しているので、洗浄から液浸露光までの時間についてウエハＷ間に多少ばらつきがあっても、液浸露光時のウエハＷ表面の接触角は図７におい領域Ｂ内に収めてあるため、ウエハＷの表面の撥水性の保護膜に対する洗浄液の浸透の度合いが揃う。このためウエハＷの表面の変質の程度がほぼ同じになるので、得られたレジストパターンの線幅についてウエハＷ間のばらつきが抑えられ、結果としてパターンの線幅のばらつきを抑えることに寄与している。

また既述のように制御部９に備えられた制御プログラム９２によって加熱ユニット（ＰＡＢ）にて保護膜用の薬液が塗布されたウエハＷを加熱処理した後、洗浄部４０にて液浸露光前の洗浄を開始するまでの時間を予め設定した設定時間となるようにバッファカセット（ＳＢＵ）にてウエハＷを待機させることで管理することにより、環境雰囲気の水分の吸着量がウエハＷ間で揃うため、この水分量の吸着量のばらつきによるウエハＷの表面の変質のばらつきが抑えられる。

なお、上述の実施の形態では、撥水性の保護膜が形成されたウエハＷを洗浄しているが、撥水性のレジスト膜が形成されたウエハＷを洗浄する場合でもあってもよい。

なお、上述の例では、主搬送部３１Ａにより洗浄部４０にウエハＷを搬入しているが、周縁露光の終了したウエハＷを受け渡しユニット（ＴＲＳ２）を介して補助搬送部３１Ｂに受け渡し、この補助搬送部３１Ｂにより洗浄部４０内にウエハＷを搬入するようにしてもよい。また上述の例では、インターフェイス部Ｂ３の第２の搬送室２８ｂには一つの洗浄部４０が設けられているが、この例に限らず第２の搬送室２８に複数の洗浄部４０を設けた構成であってもよい。この例では、図５を用いて説明した洗浄部４０を上下に複数段設けた構成をとることができる。

本発明に係る塗布・現像装置の実施の形態を示す平面図である。 本発明に係る塗布・現像装置の実施の形態を示す斜視図である。 前記塗布・現像装置におけるインターフェイス部を示す概略斜視図である。 前記塗布・現像装置におけるウエハの搬送経路を示す平面図である。 前記インターフェイス部内に設けられる洗浄部を示す概略断面図及び概略正面図である。 前記インターフェイス部内に設けられる待機部を示す概略断面図である。 経過時間における接触角の変化を示す説明図である。 ウエハ表面に接触している洗浄液の様子を示す説明図である。 本発明の実施の形態の作用を示すフロー図である。 本発明の実施の形態の作用を説明する説明図である。 ウエハを液浸露光するための露光手段を示す説明図である。 上記露光手段によりウエハ表面を液浸露光する様子を示す説明図である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ
Ｂ３ インターフェイス部
Ｂ４ 露光装置
２８ａ 第１の搬送室
２８ｂ 第２の搬送室
３ 保護膜形成ユニット
３１Ａ 主搬送部
３１Ｂ 補助搬送部
３７ 搬入ステージ
３８ 搬出ステージ
４０ 洗浄部
４１ 待機部
５５ 洗浄液供給ノズル
６２ 供給路
６３ 洗浄液供給部
７８ ガス供給部
８０ 排気部
９ 制御部
９１ 第１のプログラム
９２ 第２のプログラム
Ｖ１〜Ｖ４，Ｖ１０ バルブ

Claims (18)

1. 基板にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、液浸露光後の基板に対して現像処理を行う塗布・現像装置において、
   レジスト膜が形成された基板の表面を洗浄する洗浄部と、
   この洗浄部から基板を取り出して液浸露光を行うための露光装置に搬送するための搬送手段と、
   前記洗浄部にて基板の表面に洗浄液が接触した時点から当該基板を露光装置に搬入するまでの時間が予め設定した設定時間となるように前記搬送手段を制御する制御部と、を備え、
   前記設定時間は、前記基板の表面に前記洗浄液を供給した時点からの経過時間と当該基板表面における洗浄液の接触角との関係において、接触角の低下速度が接触直後に比べて大幅に小さくなった時間帯にて基板が液浸露光されるように設定された時間であることを特徴とする塗布・現像装置。
2. 前記洗浄部と露光装置との間の搬送経路に基板を待機するための待機部を設け、
   前記搬送手段による基板の搬送時間を設定時間にするための時間調整を待機部にて行うことを特徴とする請求項１記載の塗布・現像装置。
3. 前記制御部は、露光装置から基板の搬入指令を受け取った時点において、当該基板における前記洗浄液の接触開始時点から計測した計測時間が設定時間よりも長い時には当該基板を露光装置に搬入し、また前記計測時間が設定時間よりも短い時には当該基板を待機部に待機させるように、搬送手段を制御するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布・現像装置。
4. レジスト膜の上に薬液を塗布して、液浸露光時に基板の表面を保護するための撥水性の保護膜を形成する保護膜形成部を備え、
   洗浄部は、この保護膜の表面を洗浄するためのものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の塗布・現像装置。
5. 前記保護膜形成部にて薬液が塗布された基板を加熱処理するための加熱部と、
   この加熱部にて加熱処理された基板を洗浄部に搬送するための搬送手段と、
   この加熱部にて基板の加熱処理が終了した時点から当該基板に対して前記洗浄を開始するまでの時間を予め設定した設定時間となるように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項４記載の塗布・現像装置。
6. 前記レジスト膜は撥水性であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の塗布・現像装置。
7. レジスト液が塗布された基板を加熱処理するための加熱部と、
   この加熱部にて加熱処理された基板を洗浄部に搬送するための搬送手段と、
   この加熱部にて基板の加熱処理が終了した時点から当該基板に対して前記洗浄部にて洗浄を開始するまでの時間を予め設定した設定時間となるように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項６記載の塗布・現像装置。
8. 前記加熱部と洗浄部との間の搬送経路に基板を待機する待機部を設け、
   前記制御部は、この待機部にて基板を待機させることにより、基板の加熱終了時点から基板の洗浄開始時点までの時間を調整するように搬送手段を制御することを特徴とする請求項５または７記載の塗布・現像装置。
9. 接触角の低下速度が、基板の表面への洗浄液の接触直後に対して大幅に小さくなった時間帯は、接触直後における接触角の低下速度に対して３分の１以下であることを特徴とする請求項１に記載の塗布・現像装置。
10. 基板にレジスト液を塗布し、液浸露光後の基板に対して現像処理を行う塗布・現像方法において、
    基板の表面にレジスト膜を形成する工程と、
    その後、基板の表面を洗浄液により洗浄する洗浄工程と、
    この工程で洗浄された基板を液浸露光を行うための露光装置に搬送手段により搬送する工程と、
    基板の表面に前記洗浄液が接触した時点から当該基板を露光装置に搬入するまでの時間が設定時間となるように前記搬送手段を制御する工程と、を備え、
    前記設定時間は、前記基板の表面に前記洗浄液を供給した時点からの経過時間と当該基板表面における洗浄液の接触角との関係において、接触角の低下速度が接触直後に比べて大幅に小さくなった時間帯にて基板が液浸露光されるように予め設定された時間であることを特徴とする塗布・現像方法。
11. 前記搬送手段により基板の搬送時間を設定時間にするための時間調整を、前記洗浄部と露光装置との間の搬送経路に設けられた待機部にて行うことを特徴とする請求項１０記載の塗布・現像方法。
12. 前記搬送手段を制御する工程は、露光装置から基板の搬入指定を受け取った時点において、当該基板における前記洗浄液の接触開始時点から計測した計測時間が設定時間よりも長い時には当該基板を露光装置に搬入し、また前記計測時間が設定時間よりも短い時には当該基板を待機部に待機させるようにする工程であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の塗布・現像方法。
13. レジスト膜の上に薬液を塗布して、液浸露光時に基板の表面を保護するための撥水性の保護膜を形成する保護膜形成部を備え、
    洗浄部は、この保護膜の表面を洗浄するためのものであることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一に記載の塗布・現像方法。
14. 前記保護膜形成部にて薬液が塗布された基板を加熱処理する工程と、
    加熱処理した基板を洗浄部にて搬送する工程と、
    基板の加熱処理が終了した時点から当該基板に対して前記洗浄部にて洗浄を開始するまでの時間を予め設定した設定時間となるように制御する工程と、を備えたことを特徴とする請求項１３記載の塗布・現像方法。
15. 前記レジスト膜は撥水性であることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一に記載の塗布・現像方法。
16. レジスト液が塗布された基板を加熱処理するため加熱部を設け、
    この加熱部にて加熱処理された基板を洗浄部に搬送する工程と、
    基板の加熱処理が終了した時点から当該基板に対して前記洗浄部にて洗浄を開始するまでの時間を予め設定した設定時間となるように制御する工程と、を備えたことを特徴とする請求項１５記載の塗布・現像方法。
17. 前記加熱部と洗浄部との間の搬送経路に基板を待機する待機部を設け、
    前記待機部にて基板を待機させることにより、基板の加熱終了時点から基板の洗浄開始時点までの時間を調整するように制御する工程と、を備えたことを特徴とする請求項１４または１６記載の塗布・現像方法。
18. 接触角の低下速度が、基板の表面への洗浄液の接触直後に対して大幅に小さくなった時間帯は、接触直後における接触角の低下速度に対して３分の１以下であることを特徴とする請求項１０に記載の塗布・現像方法。

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