JP4975790B2 - レジスト液供給装置、レジスト液供給方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板にレジスト液を吐出する塗布ノズルに、レジスト液を供給するレジスト液供給装置、レジスト液供給方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理が行われている。

上述したレジスト塗布処理では、例えば塗布ノズルからウェハ上にレジスト液を吐出すると共に、ウェハを回転させて、レジスト液をウェハ表面に拡散させる方法、いわゆるスピンコーティング法が広く用いられている。このスピンコーティング法では、ウェハ上に均一な膜厚でレジスト液を塗布するため、ウェハ上に吐出されるレジスト液の温度を所望の温度、例えば常温に調節することが必要となる。

そこで従来より、塗布ノズルにレジスト液を供給する供給管において、塗布ノズル付近（供給管の一端部付近）に第１の温調部を設け、レジスト液の温度を常温に調節することが提案されている。第１の温調部は、例えばその内部に温調水を流通させることによりレジスト液の温度を調節することができる。さらに、かかるレジスト液の温度調節を効率よく行うため、供給管の他端部付近にレジスト液の温度調節を行う第２の温調部をさらに設け、第２の温調部に第１の温調部で使用された温調水を供給することが提案されている（特許文献１）。

特許第３５８５２１７号公報

ところでレジスト液中には、レジスト液のポリマー系化合物が経時的に凝集したゲル状の不溶解物（以下、「レジストゲル」という。）が発生することがある。しかしながら、従来のようにウェハ上に供給されるレジスト液を常温に温度調節しただけでは、ウェハ上に均一な膜厚でレジスト液を塗布することができるが、レジスト液中からレジストゲルを除去することはできなかった。また、供給管にフィルタを設けることも考えられるが、レジストゲルは微小であるため、現状のフィルタではレジストゲルを完全に除去することは技術的に困難である。

このようにレジストゲルが除去されずにレジスト液がウェハ上に供給されると、その後形成されるレジスト膜にレジストゲルが残存し、レジスト膜に形成されるレジストパターンの欠陥となってしまう。特に近年の半導体デバイスの微細化に伴い、このレジストゲルによる欠陥が顕著に現れるようになった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上に供給されるレジスト液中の異物を低減し、レジストパターンの欠陥を低減することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板にレジスト液を吐出する塗布ノズルに、レジスト液を供給するレジスト液供給装置であって、内部にフッ素系樹脂を有するレジスト液を貯留するレジスト液供給源と、前記レジスト液供給源から前記塗布ノズルへレジスト液を供給するための供給管と、前記供給管の途中に設けられ、前記レジスト液供給源から供給されるレジスト液を貯留させるタンクと、前記タンクより前記塗布ノズル側の前記供給管に設けられ、レジスト液中の異物を除去するフィルタと、前記フィルタと前記タンクの間の前記供給管に設けられ、当該供給管内のレジスト液を、当該レジスト液中のレジストゲルが凝集する常温よりも高い所定の温度に加熱する加熱手段と、前記フィルタより前記塗布ノズル側の前記供給管に設けられ、当該供給管内のレジスト液を常温まで冷却する冷却手段と、前記供給管内の加熱されたレジスト液の温度を測定する温度センサと、前記温度センサでの測定結果に基づいて、前記加熱手段の加熱温度を制御する制御部と、を有することを特徴としている。

発明者らが調べたところ、例えばフッ素系樹脂を有するレジスト液中に発生するレジストゲルは、常温より高い温度で加熱すると、さらに凝集し結合して粗大化することが分かった。本発明のレジスト液供給装置には、フィルタよりレジスト液供給源側の供給管に加熱手段が設けられているので、この加熱手段によってレジスト液を常温より高い所定の温度まで加熱してレジストゲルを凝集粗大化させることができる。その後、この粗大化したレジストゲルをフィルタで捕集して除去することができる。したがって、基板に供給されるレジスト液中のレジストゲルを低減することができ、当該レジスト液によって基板上に形成されるレジストパターンの欠陥を低減することができる。

なお、常温とは例えば２３℃である。したがって、加熱手段によって加熱されるレジスト液の所定の温度は２３℃より高い温度であればよい。また、レジスト液の品質低下を防止するため、レジスト液は５０℃以下に加熱されるのが望ましい。特に前記加熱手段の前記常温よりも高い所定の温度は、３０℃〜５０℃であるのが好ましい。

前記レジスト液供給装置は、前記フィルタと前記冷却手段の間の前記供給管に設けられ、レジスト液中の異物を捕捉するトラップを有していてもよい。

別な観点による本発明は、基板にレジスト液を吐出する塗布ノズルに、レジスト液を供給するレジスト液供給方法であって、タンクにフッ素系樹脂を有するレジスト液を貯留させる貯留工程と、その後、前記タンクから流出したレジスト液を、当該レジスト液中のレジストゲルが凝集する常温より高い所定の温度まで加熱する加熱工程と、その後、フィルタを用いてレジスト液中の異物を除去する除去工程と、その後、レジスト液を常温まで冷却する冷却工程と、その後、前記塗布ノズルにレジスト液を供給する供給工程と、を有し、前記加熱工程で加熱されたレジスト液の温度を温度センサによって測定し、前記温度センサでの測定結果に基づいて、前記加熱工程の加熱温度を制御することを特徴としている。

前記加熱工程における常温よりも高い所定の温度は、３０℃〜５０℃であるのが好ましい。

前記レジスト液供給方法は、前記除去工程後であって前記冷却工程前に、レジスト液中の異物を捕捉する捕捉工程を有していてもよい。

また別な観点による本発明によれば、前記レジスト液供給方法をレジスト液供給装置によって実行させるために、当該レジスト液供給装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。

さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。

本発明によれば、基板に供給されるレジスト液中のレジストゲルを低減することができ、レジストパターンの欠陥を低減することができる

本実施の形態にかかるレジスト液供給装置を備えた塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる塗布現像処理システムの構成の概略を示す正面図である。 本実施の形態にかかる塗布現像処理システムの構成の概略を示す背面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。 レジスト液供給装置の構成の概略を示す説明図である。 ヒータ及び温度調節器の構成の概略を示す説明図である。 温調配管及び温度調節器の構成の概略を示す説明図である。 従来の方法でレジスト液を供給した場合に発生するレジストパターンの欠陥と、本実施の形態にかかる方法でレジスト液を供給した場合に発生するレジストパターンの欠陥と、を比較した説明図である。 ブリッジ系欠陥の例を示す説明図である。 ゲル系欠陥の例を示す説明図である。 他の実施の形態にかかるヒータ及び温度調節器の構成の概略を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかるレジスト液供給装置を搭載した塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図である。図２は、塗布現像処理システム１の構成の概略を示す正面図であり、図３は、塗布現像処理システム１の構成の概略を示す背面図である。

塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり、カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と、フォトリソグラフィー工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を多段に配置している処理ステーション３と、この処理ステーション３に隣接して設けられている露光装置（図示せず）との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイスステーション４とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２には、カセット載置台５が設けられ、当該カセット載置台５は、複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。カセットステーション２には、搬送路６上をＸ方向に向かって移動可能なウェハ搬送体７が設けられている。ウェハ搬送体７は、カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり、Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウェハＷに対して選択的にアクセスできる。

ウェハ搬送体７は、Ｚ軸周りのθ方向に回転可能であり、後述する処理ステーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属する温度調節装置６０やウェハＷの受け渡しを行うためのトランジション装置６１に対してもアクセスできる。

カセットステーション２に隣接する処理ステーション３は、複数の処理装置が多段に配置された、例えば５つの処理装置群Ｇ１〜Ｇ５を備えている。処理ステーション３のＸ方向負方向（図１中の下方向）側には、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。処理ステーション３のＸ方向正方向（図１中の上方向）側には、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。第３の処理装置群Ｇ３と第４の処理装置群Ｇ４の間には、第１の搬送装置Ａ１が設けられており、第１の搬送装置Ａ１の内部には、ウェハＷを支持して搬送する第１の搬送アーム１０が設けられている。第１の搬送アーム１０は、第１の処理装置群Ｇ１、第３の処理装置群Ｇ３及び第４の処理装置群Ｇ４内の各処理装置に選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。第４の処理装置群Ｇ４と第５の処理装置群Ｇ５の間には、第２の搬送装置Ａ２が設けられており、第２の搬送装置Ａ２の内部には、ウェハＷを支持して搬送する第２の搬送アーム１１が設けられている。第２の搬送アーム１１は、第２の処理装置群Ｇ２、第４の処理装置群Ｇ４及び第５の処理装置群Ｇ５内の各処理装置に選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。

図２に示すように第１の処理装置群Ｇ１には、ウェハＷに所定の液体を供給して処理を行う液処理装置、例えばウェハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布装置２０、２１、２２、露光処理時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティング装置２３、２４が下から順に５段に重ねられている。第２の処理装置群Ｇ２には、液処理装置、例えばウェハＷに現像液を供給して現像処理する現像処理装置３０〜３４が下から順に５段に重ねられている。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４０、４１がそれぞれ設けられている。なお、本実施の形態のレジスト液は、フッ素系樹脂を有している。

図３に示すように第３の処理装置群Ｇ３には、温度調節装置６０、トランジション装置６１、精度の高い温度管理下でウェハＷを温度調節する高精度温度調節装置６２〜６４及びウェハＷを高温で加熱処理する高温度熱処理装置６５〜６８が下から順に９段に重ねられている。

第４の処理装置群Ｇ４には、例えば高精度温度調節装置７０、レジスト塗布処理後のウェハＷを加熱処理するプリベーキング装置７１〜７４及び現像処理後のウェハＷを加熱処理するポストベーキング装置７５〜７９が下から順に１０段に重ねられている。

第５の処理装置群Ｇ５には、ウェハＷを熱処理する複数の熱処理装置、例えば高精度温度調節装置８０〜８３、ポストエクスポージャーベーキング装置８４〜８９が下から順に１０段に重ねられている。

図１に示すように第１の搬送装置Ａ１のＸ方向正方向側には、複数の処理装置が配置されており、図３に示すようにウェハＷを疎水化処理するためのアドヒージョン装置９０、９１、ウェハＷを加熱する加熱装置９２、９３が下から順に４段に重ねられている。図１に示すように第２の搬送装置Ａ２のＸ方向正方向側には、例えばウェハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置９４が配置されている。

インターフェイスステーション４には、図１に示すようにＸ方向に向けて延伸する搬送路１００上を移動するウェハ搬送体１０１と、バッファカセット１０２が設けられている。ウェハ搬送体１０１は、Ｚ方向に移動可能でかつθ方向にも回転可能であり、インターフェイスステーション４に隣接した露光装置（図示せず）と、バッファカセット１０２及び第５の処理装置群Ｇ５に対してアクセスしてウェハＷを搬送できる。

次に、上述のレジスト塗布装置２０〜２２の構成について説明する。図４は、レジスト塗布装置２０の構成の概略を示す縦断面図であり、図５は、レジスト塗布装置２０の構成の概略を示す横断面図である。

レジスト塗布装置２０は、図４に示すように内部を閉鎖可能な処理容器１２０を有している。処理容器１２０の第１の搬送アーム１０の搬入領域に臨む側面には、図５に示すようにウェハＷの搬入出口１２１が形成され、搬入出口１２１には、開閉シャッタ１２２が設けられている。

処理容器１２０内の中央部には、図４に示すようにウェハＷを保持して回転させるスピンチャック１３０が設けられている。スピンチャック１３０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック１３０上に吸着保持できる。

スピンチャック１３０は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構１３１を有し、そのチャック駆動機構１３１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構１３１には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック１３０は上下動可能である。

スピンチャック１３０の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ１３２が設けられている。カップ１３２の下面には、回収した液体を排出する排出管１３３と、カップ１３２内の雰囲気を排気する排気管１３４が接続されている。

図５に示すようにカップ１３２のＸ方向負方向（図５の下方向）側には、Ｙ方向（図５の左右方向）に沿って延伸するレール１４０が形成されている。レール１４０は、例えばカップ１３２のＹ方向負方向（図５の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５の右方向）側の外方まで形成されている。レール１４０には、アーム１４１が取り付けられている。

アーム１４１には、図４及び図５に示すようにレジスト液を吐出する塗布ノズル１４２が支持されている。アーム１４１は、図５に示すノズル駆動部１４３により、レール１４０上を移動自在である。これにより、塗布ノズル１４２は、カップ１３２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１４４からカップ１３２内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１４１は、ノズル駆動部１４３によって昇降自在であり、塗布ノズル１４２の高さを調節できる。塗布ノズル１４２は、図４に示すようにレジスト液を供給するレジスト液供給装置２００に接続されている。

なお、レジスト塗布装置２１、２２の構成については、上述したレジスト塗布装置２０と同様であるので説明を省略する。

次に、レジスト塗布装置２０内の塗布ノズル１４２に対しレジスト液を供給するレジスト液供給装置２００の構成について説明する。図６は、レジスト液供給装置２００の構成の概略を示す説明図である。なお、レジスト液供給装置２００は、例えば図２に示したケミカル室４０内に設けられている。

レジスト液供給装置２００は、内部にレジスト液を貯留するレジスト液供給源２０１を有している。レジスト液は、例えば常温である２３℃でレジスト液供給源２０１内に貯留されている。レジスト液供給源２０１の上部には、塗布ノズル１４２にレジスト液を供給するための供給管２０２が設けられている。すなわち、供給管２０２は、レジスト液供給源２０１と塗布ノズル１４２を接続して設けられている。

レジスト液供給源２０１の下流側の供給管２０２には、レジスト液を一旦貯留させておくリキッドエンドタンク２０３が設けられている。リキッドエンドタンク２０３の上部には、リキッドエンドタンク２０３内の雰囲気を排気する補助管２０４が設けられている。リキッドエンドタンク２０３は、バッファタンクとしての役割を果たしており、レジスト液供給源２０１から供給されるレジスト液が無くなった場合でも、リキッドエンドタンク２０３内に貯留されているレジスト液を塗布ノズル１４２に供給することができる。

リッキドエンドタンク２０３の下流側の供給管２０２には、供給管２０２内のレジスト液を加熱する加熱手段としてのヒータ２０５が設けられている。ヒータ２０５は、図７に示すように、供給管２０２の外周に螺旋状に巻き付けられている。ヒータ２０５には、当該ヒータ２０５の加熱温度を調節する温度調節器２０６が設けられている。温度調節器２０６によるヒータ２０５の加熱温度の設定は、後述する制御部３００によって制御されている。

ヒータ２０５による加熱温度は、温度調節器２０６によって例えば常温である２３℃より高い温度、より好ましくは３０℃以上に設定される。このように加熱温度を常温より高い温度に設定することにより、供給管２０２内のレジスト液が常温より高い温度に加熱され、レジスト液中のレジストゲルを凝集させることができる。また、ヒータ２０５による加熱温度は５０℃以下に設定される。このように加熱手段を５０℃以下に設定することにより、レジスト液の品質が低下することがない。以上のように加熱温度が設定されたヒータ２０５によって、供給管２０２内のレジスト液は２３℃〜５０℃の所定の温度に加熱される。なお、本実施の形態では、ヒータ２０５の加熱温度は５０℃に設定されている。

ヒータ２０５の下流側の供給管２０２には、図６に示すように、レジスト液中の異物、例えばレジストゲル等を捕集し除去するフィルタ２０７が設けられている。ヒータ２０５の下流側の供給管２０２には、レジスト中の異物を捕捉するトラップ２０８が設けられている。トラップ２０８は、フィルタ２０７を補助する目的で設けられている。

トラップ２０８の下流側の供給管２０２には、レジスト液供給源２０１から塗布ノズル１４２にレジスト液を圧送するポンプ２０９が設けられている。ポンプ２０９には、例えばチューブフラム式のポンプが用いられる。なお、ポンプ２０９の動作は、例えば後述する制御部３００によって制御されている。

ポンプ２０９の下流側の供給管２０２には、バルブ２１０が設けられている。バルブ２１０は、例えばエアオペレーションバルブが用いられる。なお、バルブ２１０の開閉動作は、後述する制御部３００の制御によって制御され、ポンプ２０９から塗布ノズル１４２のレジスト液の供給を開始又は停止させることができる。

バルブ２１０の下流側の供給管２０２には、供給管２０２内のレジスト液を冷却する冷却手段としての温調配管２１１が設けられている。温調配管２１１は、図８に示すように供給管２０２の外周を囲むように設けられている。温調配管２１１の内部には温調水が流通し、温調水には例えば純水が用いられる。温調配管２１１は、温調水の温度を調節する温度調節器２１２に接続されている。温度調節器２１２による温調配管２１１の温調水の温度設定は、後述する制御部３００によって制御されている。

温調配管２１１内の温調水による冷却温度は、供給管２０２内のレジスト液の温度が常温である２３℃に冷却されるように設定される。そして、温調配管２１１内の温調水は、供給管２０２を介してレジスト液の温度を２３℃に調節した後、温度調節器２１２に送液され温度調節されて、再度供給管２０２内のレジスト液の温度調節に用いられる。

上述した温度調節器２０６によるヒータ２０５の加熱温度の設定、ポンプ２０９の駆動動作、バルブ２１０の開閉動作、温度調節器２１２による温調配管２１１の温調水の温度設定は、制御部３００により制御されている。制御部３００は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えたコンピュータにより構成であり、例えばメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、レジスト液供給装置２００によるレジスト液の供給やレジスト塗布装置２０におけるレジスト塗布処理を実現できる。なお、レジスト液供給装置２００によるレジスト液の供給やレジスト塗布装置２０におけるレジスト塗布処理を実現するための各種プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、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）、メモリーカードなどの記憶媒体（図示せず）に記憶されていたものであって、その記憶媒体から制御部３００にインストールされたものが用いられている。

次に、以上のように構成されたレジスト液供給装置２００で行われる塗布ノズル１４２へのレジスト液の供給及びレジスト塗布装置２０で行われる塗布処理プロセスを、塗布現像処理システム１全体で行われるウェハ処理のプロセスと共に説明する。

先ず、ウェハ搬送体７によって、カセット載置台５上のカセットＣ内からウェハＷが一枚取り出され、第３の処理装置群Ｇ３の温度調節装置６０に搬送される。温度調節装置６０に搬送されたウェハＷは、所定温度に温度調節され、その後第１の搬送アーム１０によってボトムコーティング装置２３に搬送され、反射防止膜が形成される。反射防止膜が形成されたウェハＷは、第１の搬送アーム１０によって加熱装置９２、高温度熱処理装置６５、高精度温度調節装置７０に順次搬送され、各装置で所定の処理が施される。その後ウェハＷは、レジスト塗布装置２０に搬送される。なお、レジスト塗布装置２０におけるレジスト液の塗布処理については後述する。

レジスト塗布装置２０においてウェハＷ上にレジスト膜が形成されると、ウェハＷは第１の搬送アーム１０によってプリベーキング装置７１に搬送され、加熱処理が施される。続いて第２の搬送アーム１１によって周辺露光装置９４、高精度温度調節装置８３に順次搬送されて、各装置において所定の処理が施される。その後、インターフェイスステーション４のウェハ搬送体１０１によって露光装置（図示せず）に搬送され、ウェハＷ上のレジスト膜に所定のパターンが露光される。露光処理の終了したウェハＷは、ウェハ搬送体１０１によってポストエクスポージャーベーキング装置８４に搬送され、所定の処理が施される。

ポストエクスポージャーベーキング装置８４における熱処理が終了すると、ウェハＷは第２の搬送アーム１１によって高精度温度調節装置８１に搬送されて温度調節され、その後現像処理装置３０に搬送され、ウェハＷ上に現像処理が施され、レジスト膜にパターンが形成される。その後ウェハＷは、第２の搬送アーム１１によってポストベーキング装置７５に搬送され、加熱処理が施された後、高精度温度調節装置６３に搬送され温度調節される。そしてウェハＷは、第１の搬送アーム１０によってトランジション装置６１に搬送され、ウェハ搬送体７によってカセットＣに戻されて一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。

次に、レジスト液供給装置２００からレジスト塗布装置２０の塗布ノズル１４２へレジスト液を供給し、レジスト塗布装置２０でレジスト液をウェハＷに塗布する一連のレジスト塗布処理について説明する。

先ず、制御部３００によってバルブ２１０を開くと共に、ポンプ２０９を作動させる。そうすると、レジスト液供給源２０１からリキッドエンドタンク２０３にレジスト液が圧送される。レジスト液は一旦リキッドエンドタンク２０３に貯留される。リキッドエンドタンク２０３内に所定量のレジスト液が貯留されると、その後レジスト液供給源２０１からリキッドエンドタンク２０３に流入するレジスト液によって、レジスト液がリキッドエンドタンク２０３から塗布ノズル１４２側に流出する。

リキッドエンドタンク２０３からレジスト液が流出し始めると、ヒータ２０５を作動させ、ヒータ２０５を５０℃まで加熱すると共に、温調配管２１１にも所定の温度に温度調節された温調水を流通させる。なおこのとき、レジスト塗布装置２０内にはウェハＷが搬入される。

リッキドエンドタンク２０３から流出したレジスト液は、ヒータ２０５が設けられた供給管２０２内を流れる。このとき、ヒータ２０５によって、レジスト液は２３℃〜５０℃の範囲の所定の温度で加熱される。これによって、レジスト液中のレジストゲルは凝集し結合して粗大化する。その後、レジスト液はフィルタ２０７を通過し、粗大化したレジストゲルが捕集され除去される。また、フィルタ２０７では、レジストゲル以外のレジスト液中の異物も捕集される。

その後、レジスト液は、トラップ２０８、ポンプ２０９、バルブ２１０を通って、温調配管２１１が設けられた供給管２０２に流れる。このとき、レジスト液は、温調配管２１１内の温調水によって２３℃まで冷却される。こうして２３℃まで冷却されたレジスト液は、塗布ノズル１４２に供給される。

塗布ノズル１４２にレジスト液が供給されると、レジスト塗布装置２０において、スピンチャック１３０に吸着されたウェハＷをチャック駆動機構１３１によって回転させると共に、塗布ノズル１４２からウェハＷの中心部にレジスト液を滴下する。ウェハＷに塗布されたレジスト液は、ウェハＷの回転により生じる遠心力によってウェハＷの表面の全体に拡散し、ウェハＷの表面にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷの回転が停止されて、スピンチャック１３０上からウェハＷが搬出されて、一連のレジスト塗布処理が終了する。

以上の実施の形態によれば、ヒータ２０５によって供給管２０２内のレジスト液を２３℃よりも高い所定の温度に加熱することができるので、当該レジスト液中のレジストゲルを凝集粗大化させることができる。その後、ヒータ２０５の下流側に設けられたフィルタ２０７で粗大化したレジストゲルを捕集し、レジスト液中からレジストゲルを除去することができる。これによって、塗布ノズル１４２からウェハＷ上に吐出するレジスト液中のレジストゲルを低減することができる。したがって、このレジスト液によってウェハＷ上に形成されるレジストパターンの欠陥を低減することができ、製品としてのウェハＷの歩留まりを向上させることができる。

上述のようにレジスト液中のレジストゲルが常温より高い温度で凝集粗大化するのは、レジスト液が例えばフッ素系樹脂を有しているためである。このことは、発明者らの鋭意検討によって初めて得られた知見である。なお、参考までに、レジスト液が例えばアクリル系樹脂を有する場合、当該レジスト液を常温より高い温度で加熱すると、レジストゲルはレジスト液中に溶解する。

また、以上の実施の形態によれば、ヒータ２０５によってレジスト液を所定の温度に一旦加熱した後、温調配管２１１の温調水によってレジスト液を２３℃まで冷却することができる。したがって、塗布ノズル１４２から２３℃に温度調節されたレジスト液をウェハＷ上に吐出することができ、ウェハＷ上に形成されるレジスト膜の膜厚を均一にすることができる。

ここで、上述したレジストパターンの欠陥が低減する効果について、発明者らが検証を行った結果を図９に示す。図９は、塗布現像処理システム１を用いてウェハＷに一連のフォトリソグラフィー処理を行い、ウェハＷ上に所定のレジストパターンを形成した場合のレジストパターンの欠陥数を示している。本検証では、レジスト液供給装置２００において、ヒータ２０５によるレジスト液の加熱温度を変化させて４通りの条件で検証を行った。すなわち、比較例として、ヒータ２０５によるレジスト液の加熱を行わず、従来の方法で２３℃に温度調節されたレジスト液を塗布ノズル１４２に供給した（図９中のＲｅｆ）。また、本実施の形態にかかる方法を用いて、レジスト液を加熱した後２３℃まで冷却して塗布ノズル１４２に供給した。このとき、ヒータ２０５の加熱温度を３０℃、４０℃、５０℃に変化させて検証を行った。

なお、レジストパターンの欠陥数としては、レジストパターンの総欠陥数（図９中のＴｏｔａｌ Ｄｅｆｅｃｔ）、ブリッジ系欠陥数（図９中のＢｒｉｄｇｅ）、及びゲル系欠陥数（図９中のＧｅｌ）を測定した。ブリッジ系欠陥とは、図１０に示すようにウェハＷ上のレジストパターン間に形成される欠陥である。ゲル系欠陥とは、図１１に示すようにレジストパターン上の広い範囲で形成される欠陥である。ブリッジ系欠陥とゲル系欠陥は、ウェハＷ上に吐出されたレジスト液中のレジストゲルに主に起因して発生する。すなわち、レジストゲルがあまり凝集していない場合にはブリッジ系欠陥が発生し、レジストゲルがある程度凝集した場合にはゲル系欠陥が発生する。また、レジストパターンの総欠陥数は、これらブリッジ系欠陥やゲル系欠陥の数に加えて、例えばレジストゲル以外の異物などに起因して発生する欠陥の数も含んでいる。

図９を参照すると、レジスト液を加熱しない場合に比べて、レジスト液を加熱するとレジストパターンの欠陥数が減少することが分かった。すなわち、本実施にかかる方法を用いてレジスト液を塗布ノズルに供給した場合、従来よりもレジストパターンの欠陥数が減少することが分かった。特に、ヒータ２０５の加熱温度を５０℃とした場合には、レジスト液を加熱しない場合に比べて、レジストパターンの総欠陥数で約６３％、ブリッジ系欠陥数で約７９％、ゲル系欠陥数で約９０％減少することが分かった。

以上の実施の形態のヒータ２０５が設けられた供給管２０２内には、図１２に示すようにヒータ２０５によって加熱されたレジスト液の温度を測定する温度センサ４００が設けられていてもよい。かかる場合、温度センサ４００はヒータ２０５の下流側端部付近に設けられる。そして温度センサ４００で測定された測定結果は、制御部３００に出力される。制御部３００では、加熱されたレジスト液の温度測定結果をモニタリングし、その測定結果に基づいて、温度調節器２０６におけるヒータ２０５の加熱温度の設定を制御することができる。これによって、レジスト液を常に一定の温度で加熱することができる。

以上の実施の形態では、加熱手段としてヒータ２０５を用いていたが、ヒータ２０５に代えて、加熱手段として内部に温調水が流通する温調配管（図示せず）を用いてもよい。かかる場合、温調配管には温度調節器（図示せず）が接続され、温度調節器によって温調水の温度の調節が行われる。そして、温調配管内に所定の温度に加熱された温調水を流通させることにより、供給管２０２内のレジスト液を所定の温度に加熱することができる。なお、この温調配管及び温度調節器の構成は、上述した冷却手段としての温調配管２１１及び温度調節器２１２の構成と同様である。

また、以上の実施の形態では、加熱手段としてヒータ２０５を用いていたが、ヒータ２０５に代えて、供給管２０２にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置（図示せず）を用いてもよい。かかる場合、マイクロ波照射装置は制御部３００に接続され、制御部３００によってマイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波の波長、照射時間等が制御される。そして、マイクロ波照射装置から供給管２０２に所定のマイクロ波を照射することにより、供給管２０２内のレジスト液を所定の温度に加熱することができる。

以上の実施の形態では、温調配管２１１によって供給管２０２内のレジスト液を２３℃に冷却していたが、レジスト液を２３℃より高い温度、例えば２８℃に冷却してもよい。かかる場合、塗布ノズル１４２からウェハＷに２８℃のレジスト液が吐出される。そうすると、その後レジスト塗布装置２０において、ウェハＷを回転させレジスト液を拡散させてレジスト膜を形成する際に、当該レジスト膜の乾燥時間を短縮することができる。これによって、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。

本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板にレジスト液を吐出する塗布ノズルに、レジスト液を供給する際に有用である。

１ 塗布現像処理システム
２０〜２２ レジスト塗布装置
１４２ 塗布ノズル
２００ レジスト液供給装置
２０１ レジスト液供給源
２０２ 供給管
２０３ リキッドエンドタンク
２０５ ヒータ
２０６ 温度調節器
２０７ フィルタ
２０８ トラップ
２０９ ポンプ
２１０ バルブ
２１１ 温調配管
２１２ 温度調節器
３００ 制御部
４００ 温度センサ
Ｗ ウェハ

Claims (8)

1. 基板にレジスト液を吐出する塗布ノズルに、レジスト液を供給するレジスト液供給装置であって、
   内部にフッ素系樹脂を有するレジスト液を貯留するレジスト液供給源と、
   前記レジスト液供給源から前記塗布ノズルへレジスト液を供給するための供給管と、
   前記供給管の途中に設けられ、前記レジスト液供給源から供給されるレジスト液を貯留させるタンクと、
   前記タンクより前記塗布ノズル側の前記供給管に設けられ、レジスト液中の異物を除去するフィルタと、
   前記フィルタと前記タンクの間の前記供給管に設けられ、当該供給管内のレジスト液を、当該レジスト液中のレジストゲルが凝集する常温よりも高い所定の温度に加熱する加熱手段と、
   前記フィルタより前記塗布ノズル側の前記供給管に設けられ、当該供給管内のレジスト液を常温まで冷却する冷却手段と、
   前記供給管内の加熱されたレジスト液の温度を測定する温度センサと、
   前記温度センサでの測定結果に基づいて、前記加熱手段の加熱温度を制御する制御部と、を有することを特徴とする、レジスト液供給装置。
2. 前記加熱手段の前記常温よりも高い所定の温度は、３０℃〜５０℃であることを特徴とする、請求項１に記載のレジスト液供給装置。
3. 前記フィルタと前記冷却手段の間の前記供給管に設けられ、レジスト液中の異物を捕捉するトラップを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のレジスト液供給装置。
4. 基板にレジスト液を吐出する塗布ノズルに、レジスト液を供給するレジスト液供給方法であって、
   タンクにフッ素系樹脂を有するレジスト液を貯留させる貯留工程と、
   その後、前記タンクから流出したレジスト液を、当該レジスト液中のレジストゲルが凝集する常温より高い所定の温度まで加熱する加熱工程と、
   その後、フィルタを用いてレジスト液中の異物を除去する除去工程と、
   その後、レジスト液を常温まで冷却する冷却工程と、
   その後、前記塗布ノズルにレジスト液を供給する供給工程と、を有し、
   前記加熱工程で加熱されたレジスト液の温度を温度センサによって測定し、前記温度センサでの測定結果に基づいて、前記加熱工程の加熱温度を制御することを特徴とする、レジスト液供給方法。
5. 前記加熱工程における常温よりも高い所定の温度は、３０℃〜５０℃であることを特徴とする、請求項４に記載のレジスト液供給方法。
6. 前記除去工程後であって前記冷却工程前に、レジスト液中の異物を捕捉する捕捉工程を有することを特徴とする、請求項４又は５に記載のレジスト液供給方法。
7. 請求項４〜６のいずれかに記載のレジスト液供給方法をレジスト液供給装置によって実行させるために、当該レジスト液供給装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。