JP5284294B2 - 現像処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び現像処理システム - Google Patents

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Description

本発明は、常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する現像処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び現像処理装置に関する。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、例えば半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)にフォトリソグラフィー処理を行い、ウェハ上に所定のレジストパターンを形成している。このフォトリソグラフィー処理では、所定のパターンが形成されたマスク用の基板を用いてウェハの露光処理が行われている。
マスク用の基板に所定のパターンを形成する際にもフォトリソグラフィー処理が行われる。すなわち、先ず、基板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、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、基板上に所定のレジストパターンが形成される。その後、このレジストパターンをマスクとして基板のエッチング処理が行われ、そのレジスト膜の除去処理などが行われて、基板に所定のパターンが形成される。
基板に所定のパターンを形成する際には、半導体デバイスのさらなる高集積化を図るため、当該パターンの微細化が求められている。そこで、上述した現像処理を基板面内で均一に行うことが要求されている。しかしながら、従来の現像処理では常温の現像液を基板上に供給しているため、現像速度が速く、現像液が基板上のレジスト膜に接触した時点から当該レジスト膜の現像が始まる。このため、基板面内で均一にレジスト膜を現像することができなかった。
そこで、現像処理の現像速度を遅くするため、低温、例えば5℃の現像液を基板上に供給することが提案されている(特許文献1)。
特開平7−142322号公報
しかしながら、特許文献1に記載されているように基板上に低温の現像液を供給しても、基板が常温であるため、現像速度は十分に遅くならない場合があった。その結果、基板面内で均一にレジスト膜を現像することができず、微細なパターンを適切に形成することができなかった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、低温の現像液を用いた現像処理を基板面内で均一に行い、基板上に所定のパターンを適切に形成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、常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する方法であって、冷却装置内で常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度の冷却板に基板を載置して冷却する第1の冷却工程と、その後、基板を現像装置内に搬送し、当該現像装置内で前記所定の温度以下のリンス液を基板上に供給して、基板を冷却する第2の冷却工程と、その後、基板上に前記現像液を供給し、基板上のレジスト膜を現像して当該レジスト膜にレジストパターンを形成する現像工程と、その後、基板上に前記所定の温度のリンス液を供給して、基板の表面を洗浄する洗浄工程と、を有することを特徴としている。なお、常温とは例えば23℃である。
本発明によれば、先ず、前記第1の冷却工程と第2の冷却工程を経て基板自体を冷却している。このように冷却板によって基板をある程度冷却した上で、リンス液によって基板を冷却するので、基板をほぼ所定の温度まで冷却することができる。したがって、その後現像工程において、常温より低い所定の温度、すなわち低温の現像液を基板上に供給しても、現像速度を十分に遅くすることができる。しかも、洗浄工程で基板上に供給されるリンス液の温度は現像液の温度と同じ所定の温度であるため、基板上に形成されたレジストパターンが悪影響を受けない。したがって、現像処理を基板面内で均一に行うことができ、基板上に微細なパターンを適切に形成することができる。
前記現像工程では、液供給装置から前記所定の温度に調節された現像液が供給管を介して前記現像装置内の現像液ノズルに供給され、当該現像液ノズルから基板上に前記現像液を供給し、一の基板に対して前記現像工程を行った後、前記現像液ノズルへの現像液の供給を停止し、その後、次の基板に対して前記現像工程を行う前に、前記供給管内に残留する現像液を前記現像液ノズルから排出してもよい。
前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度は、それぞれ常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度であるのが好ましい。
前記洗浄工程後、基板上に前記所定の温度の処理液を供給して、前記レジストパターン上の前記リンス液の表面張力を低下させてもよい。なお、処理液には例えばイソプロピルアルコールが用いられる。
前記第2の冷却工程において、前記所定の温度以下のリンス液を基板の表面と裏面に供給してもよい。
前記所定の温度は1℃〜10℃であり、前記冷却板の温度は15℃であり、前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度はそれぞれ15℃であるのが好ましい。
別な観点による本発明によれば、前記現像処理方法を現像処理システムによって実行させるために、当該現像処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
また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。
さらに別な観点による本発明は、常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する現像処理システムであって、基板を載置して冷却する冷却板を備えた冷却装置と、基板上に前記現像液を供給する現像液ノズルと、基板上に前記所定の温度以下のリンス液を供給するリンス液ノズルと、を備えた現像装置と、前記冷却装置内で常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度の前記冷却板に基板を載置して冷却する第1の冷却工程と、その後、基板を前記現像装置内に搬送し、当該現像装置内で前記リンス液ノズルから基板上に前記所定の温度以下のリンス液を供給して、基板を冷却する第2の冷却工程と、その後、前記現像液ノズルから基板上に前記現像液を供給し、基板上のレジスト膜を現像して当該レジスト膜にレジストパターンを形成する現像工程と、その後、前記リンス液ノズルから基板上に前記所定の温度のリンス液を供給して、基板の表面を洗浄する洗浄工程と、を実行するように前記冷却装置と前記現像装置を制御する制御装置と、を有することを特徴としている。
前記現像処理システムは、現像液を前記所定の温度に調節し、前記現像液ノズルに前記現像液を供給する液供給装置と、前記液供給装置と前記現像液ノズルとを接続する供給管と、をさらに有し、前記制御装置は、一の基板に対して前記現像工程を行った後、前記現像液ノズルへの現像液の供給を停止し、その後、次の基板に対して前記現像工程を行う前に、前記供給管内に残留する現像液を前記現像液ノズルから排出するように前記現像装置を制御してもよい。
前記液供給装置は、現像液を前記所定の温度に調節するための温度調節管を有し、前記温度調節管は、第1の配管と、前記第1の配管を囲う第2の配管と、前記第2の配管を囲う第3の配管とを備えた3重管構造を有し、前記第1の配管には現像液が流通し、前記第1の配管と前記第2の配管との間には現像液を前記所定の温度に調節する温調水が流通し、前記第2の配管と前記第3の配管との間には空気層が形成されていてもよい。かかる場合、前記空気層には、前記水分を含まないパージガスが流通していてもよい。
前記現像装置は内部を密閉可能な処理容器を有し、前記処理容器の側面には、当該側面との間で空気層を形成するようにパネルが設けられていてもよい。
前記制御装置は、前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度を、常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度にそれぞれ制御するのが好ましい。
前記現像装置は、基板上に前記所定の温度の処理液を供給する処理液ノズルをさらに有し、前記制御装置は、前記洗浄工程後、前記処理液ノズルから基板上に前記処理液を供給して、前記レジストパターン上の前記リンス液の表面張力を低下させるように前記現像装置を制御してもよい。
前記第2の冷却工程におけるリンス液と、前記洗浄工程におけるリンス液は、それぞれ異なるリンス液ノズルから供給されてもよい。
前記現像装置は、基板の裏面に対して前記所定の温度以下のリンス液を供給するバックリンスノズルをさらに有していてもよい。
前記所定の温度は1℃〜10℃であり、前記制御装置は、前記冷却板の温度を15℃に制御し、且つ前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度をそれぞれ15℃に制御するのが好ましい。
本発明によれば、低温の現像液を用いた現像処理を基板面内で均一に行い、基板上に所定のパターンを適切に形成することができる。
本実施の形態にかかる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現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 本実施の形態にかかる現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 搬送装置の構成の概略を示す側面図である。 搬送装置の構成の概略を示す平面図である。 搬送装置の構成の概略を示す平面図である。 冷却装置の構成の概略を示す縦断面図である。 冷却装置の構成の概略を示す横断面図である。 現像装置の構成の概略を示す縦断面図である。 保持部材の構成の概略を示す平面図である。 現像装置の構成の概略を示す横断面図である。 複合ノズル体の斜視図である。 複合ノズル体とノズルバスの斜視図である。 液供給装置の構成の概略を示す説明図である。 温度調節管の構成の概略を示す縦断面図である。 現像処理の各工程を示したフローチャートである。 他の実施の形態にかかる液供給装置の構成の概略を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる複合ノズル体の斜視図である。
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及び図3は、現像処理システム1の内部構成の概略を示す側面図である。なお、本実施の形態では、基板として上述したマスク用の基板Gを現像処理する場合について説明する。この基板Gは、平面視において例えば四角形状を有し、例えばガラスからなる。また、基板G上には、現像処理システム1に搬入される際に予めレジスト膜が形成されている。
現像処理システム1は、図1に示すように複数、例えば5枚の基板Gをカセット単位で外部と現像処理システム1との間で搬入出したり、カセットCに対して基板Gを搬入出したりする搬入出ステーション2と、基板Gに所定の処理を施す複数の処理ユニットを備えた処理ステーション3とを一体に接続した構成を有している。
搬入出ステーション2には、カセット載置台10が設けられている。なお、図示の例ではカセット載置台10には1つのカセットCが載置されるが、カセット載置台10に複数のカセットCをY方向(図1中の左右方向)に一列に載置してもよい。
処理ステーション3には、基板Gを搬送する搬送装置11と3つの処理ブロックB1〜B3が設けられている。搬送装置11は、搬入出ステーション2に隣接して配置されている。第1の処理ブロックB1は、搬送装置11のX方向正方向側(図1中の上方向側)に配置されている。第2の処理ブロックB2と第3の処理ブロックB3は、搬送装置11及び第1の処理ブロックB1側からこの順に配置されている。搬送装置11は、第1の処理ブロックB1及び第2の処理ブロックB2内に配置された後述する各種処理装置及びトランジション装置に対して基板Gを搬送することができる。
第1の処理ブロックB1には、図2及び図3に示すように基板Gを冷却する冷却装置20、トランジション装置21、22、後述する現像装置30のカップを洗浄するための洗浄用基板が収容された洗浄装置23が下から順に4段に重ねられている。
第2の処理ブロックには、図3に示すように基板G上のレジスト膜を現像する現像装置30が配置されている。なお、図示の例では1つの現像装置30が配置されているが、複数の現像装置30を多段に配置してもよい。また、現像装置30で用いられる現像液の温度は、常温(23℃)より低い所定の温度、例えば1℃〜10℃であり、本実施の形態においては例えば3℃である。
第3の処理ブロックには、現像装置30に現像液、リンス液、処理液等の各種液を供給する液供給装置40が配置されている。液供給装置40の上方には、現像処理システム1における基板Gの現像処理を制御する制御装置41が配置されている。
次に、上述した搬送装置11の構成について説明する。搬送装置11は、図4に示すように基板Gを保持して搬送する、例えば2本の第1の搬送アーム50、50と1本の第2の搬送アーム51を有している。なお、第1の搬送アーム50と第2の搬送アーム51は、後述するように異なる形状を有している。
第1の搬送アーム50は、図5に示すように先端が2本の先端部52a、52aに分岐したアーム部52と、このアーム部52と一体に形成され、且つアーム部52を支持する支持部53とを有している。アーム部52の各先端部52aには、基板Gの裏面を吸着して保持する吸着パッド(図示せず)が設けられている。第1の搬送アーム50は、このアーム部52上に基板Gを水平に保持することができる。
第2の搬送アーム51は、図6に示すように基板Gよりも大きい径の略3/4円環状に構成されたアーム部54と、このアーム部54と一体に形成され、且つアーム部54を支持する支持部55とを有している。アーム部54には、内側に向かって突出し、基板Gの角部を保持する保持部56が例えば4箇所に設けられている。第2の搬送アーム51は、この保持部56上に基板Gを水平に保持することができる。
搬送アーム50、51の基端部には、図4に示すようにアーム駆動部57が設けられている。このアーム駆動部57により、各搬送アーム50、51は独立して水平方向に移動できる。これら搬送アーム50、51とアーム駆動部57は、基台58に支持されている。基台58の下面には、シャフト59を介して回転駆動部60が設けられている。この回転駆動部60により、基台58及び搬送アーム50、51はシャフト59を中心軸として回転でき、且つ昇降できる。
次に、上述した冷却装置20の構成について説明する。冷却装置20は、図7及び図8に示すように側面に基板Gの搬入出口(図示せず)が形成された処理容器70を有している。処理容器70は内部を密閉可能であり、当該内部の雰囲気の温度は例えば15℃に維持されている。なお、処理容器70内の雰囲気の温度は、常温(23℃)より低い温度であって所定の温度(3℃)よりも高い温度であればよい。
処理容器70の内部には、基板Gを水平に載置する載置台71が設けられている。載置台71の内部には、基板Gの受け渡しを行うための昇降ピン72が支持部材73に支持されて設置されている。昇降ピン72は、載置台71内を貫通して鉛直上方に延伸し、例えば載置台71を中心とする同心円状に等間隔に3本設けられている。支持部材73の基端部には、昇降ピン72と支持部材73を昇降させるための例えばモータを含む駆動部74が設けられている。
載置台71の内部であって支持部材73の上方には、支持面71aが設けられている。支持面71aより上方の載置台71内の空間には、断熱材75が充填されている。断熱材75の上面には、基板Gを所望の温度、例えば15℃に調節する冷却板76が設けられている。これら支持面71a、断熱材75、冷却板76には、上述の昇降ピン72が貫通して昇降するための貫通孔77が形成されている。
冷却板76の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材(図示せず)が設けられており、冷却板76を設定温度、例えば15℃に調節できる。この冷却板76上に基板Gを載置することによって、基板Gは例えば15℃に冷却される。なお、冷却板76の温度は、常温(23℃)より低い温度であって所定の温度(3℃)よりも高い温度であればよい。
次に上述した現像装置30の構成について説明する。現像装置30は、図9に示すように側面に基板Gの搬入出口(図示せず)が形成された処理容器80を有している。処理容器80は内部を密閉可能であり、当該内部の雰囲気の温度は例えば15℃に維持されている。なお、処理容器80内の雰囲気の温度は、常温(23℃)より低い温度であって所定の温度(3℃)よりも高い温度であればよい。
処理容器80の側面80aには、パネル81が設けられている。これら処理容器80の側面80aとパネル81との間には、空気層82が形成されている。この空気層82によってパネル81が結露するのを防止している。なお、この空気層82に水分を含まないパージガス、例えば空気や窒素ガスを流通させてもよい。
処理容器80の内部には、基板Gを保持して回転させる保持部材90が設けられている。保持部材90は、図10に示すように内部に基板Gを収容する収容部91を有している。収容部91の開口した下面には、収容部91を支持する支持フレーム92が設けられている。支持フレーム92は後述するシャフト94を中心に十字状に配置され、収容部91に収容された基板Gの下面を支持することができる。収容部91の内周は、基板Gの外形に適合した略四角形の平面形状を有している。収容部91の外周は、略円形の平面形状を有している。また、第2の搬送アーム51から収容部91に基板Gを受け渡す際に、第2の搬送アーム51の保持部56が収容部91と干渉するのを避けるため、収容部91の外周には切欠き部93が4箇所に形成されている。
保持部材90の支持フレーム92は、図9に示すようにシャフト94に取付けられている。保持部材90の下方には、このシャフト94を介して回転駆動部95が設けられている。この回転駆動部95により、保持部材90は鉛直周りに所定の速度で回転でき、且つ昇降できる。
保持部材90の下方側には上方に突起したガイドリング100が設けられており、このガイドリング100の外周縁は下方側に屈曲して延びている。また、保持部材90、保持部材90に保持された基板G及びガイドリング100を囲むようにカップ101が設けられている。
カップ101は、上面に保持部材90が昇降できるように基板Gよりも大きい開口部が形成されていると共に、側周面とガイドリング100の外周縁との間に排出路をなす隙間102が形成されている。カップ101の下方側は、ガイドリング100の外周縁部分と共に屈曲路を形成して気液分離部を構成している。カップ101の底部の内側領域には排気口103が形成されており、この排気口103には排気管103aが接続されている。さらにカップ101の底部の外側領域には排液口104が形成されており、この排液口104には排液管104aが接続されている。
保持部材90の下方であって、ガイドリング100上には、基板Gの裏面に向けてリンス液を噴射するバックリンスノズル105、105が例えば2箇所に設けられている。バックリンスノズル105には、リンス液を供給する供給管106が接続されている。供給管106は2重管構造を有している。供給管106の内側配管内には例えば3℃のリンス液が流通し、内側配管と外側配管との間には水分を含まない常温のパージガス、例えば空気や窒素ガスが流通する。このパージガスにより、供給管106が結露するのを防止している。
図11に示すようにカップ101のX方向負方向(図11の下方向)側には、Y方向(図11の左右方向)に沿って延伸するレール110が形成されている。レール110は、例えばカップ101のY方向負方向(図11の左方向)側の外方からY方向正方向(図11の右方向)側の外方まで形成されている。レール110には、アーム111が取り付けられている。
アーム111には、基板G上に各種液を供給する複合ノズル体112が支持されている。アーム111は、ノズル駆動部113により、レール110上を移動自在である。これにより、複合ノズル体112は、カップ101のY方向正方向側の外方に設置されたノズルバス114からカップ101内の基板Gの中心部上方まで移動できる。また、アーム111は、ノズル駆動部113によって昇降自在であり、複合ノズル体112の高さを調整できる。
複合ノズル体112は、図12に示すように例えば基板G上に現像液を供給する現像液ノズル120と、基板上G上にリンス液を供給するリンス液ノズル121と、基板G上に処理液を供給する処理液ノズル122とを有する。リンス液ノズル121及び処理液ノズル122は、固定部材123を介して現像液ノズル120に固定されている。
現像液ノズル120の下端面には、スリット状の供給口130が形成されている。現像液ノズル120は、供給口130から保持部材90に保持された基板Gに向けて斜め下方に帯状に現像液を吐出できる。現像液ノズル120には、当該現像液ノズル120に現像液を供給する現像液供給管131が接続されている。現像液供給管131は2重管構造を有している。現像液供給管131の内側配管132内には、例えば3℃に温度調節された現像液が流通する。この内側配管132は、供給口130に連通している。また、内側配管132と外側配管133との間には、水分を含まない常温のパージガス、例えば空気や窒素ガスが流通する。このパージガスにより、現像液供給管131が結露するのを防止している。
リンス液ノズル121と処理液ノズル122の下端面には、略円形の供給口140、141がそれぞれ形成されている。リンス液ノズル121と処理液ノズル122からリンス液と処理液が供給される基板G上の位置は、現像液ノズル120から現像液が供給される基板G上の位置とほぼ一致している。リンス液ノズル121と処理液ノズル122には、これらリンス液ノズル121と処理液ノズル122にリンス液と処理液を供給する液供給管142が接続されている。液供給管142は、2本の内側配管143、144を内部に備えた2重管構造を有している。第1の内側配管143内には、例えば3℃に温度調節されたリンス液が流通する。第1の内側配管143は、リンス液ノズル121に接続されている。第2の内側配管144内には、例えば3℃に温度調節された処理液が流通する。第2の内側配管144は、処理液ノズル122に接続されている。また、内側配管143、144と外側配管145との間には、水分を含まない常温のパージガス、例えば空気や窒素ガスが流通する。このパージガスにより、液供給管142が結露するのを防止している。
現像液ノズル120は、その上端部を支持部材150に支持されている。また、リンス液ノズル121と処理液ノズル122は、この支持部材150を貫通して配置されている。支持部材150の一の側面には、現像液の温度を測定する温度センサ(図示せず)を設けるための継手151が接続されている。また、支持部材150の他の側面は、アーム111に支持されている。
支持部材150の上面には、通気部材152が設けられている。通気部材152は、現像液供給管131内のパージガスと液供給管142内のパージガスを循環させるように内部が中空に形成されている。
複合ノズル体112は、基板Gに処理を行わないとき、図13に示すようにノズルバス114で待機している。複合ノズル体112は、その先端部がノズルバス114内に収容される。そして、複合ノズル体112の支持部材150、継手151及び通気部材152は、ノズルバス114から露出し処理容器80内の雰囲気に晒されている。
ノズルバス114は、バス本体160を有している。バス本体160の上面には、上述したように複合ノズル体112の先端部を収容する収容部161が設けられている。
また、ノズルバス114は、一対のパージガスノズル162、162を有している。一対のパージガスノズル162、162は、バス本体160の上面に設けられたパージガス供給源163に接続されている。一対のパージガスノズル162、162は、ノズルバス114で待機中の複合ノズル体112を挟んで設けられている。パージガスノズル162は、上述したようにノズルバス114から露出した支持部材150、継手151及び通気部材152を覆うように水平方向に延伸している。そして、パージガスノズル162の長手方向に形成された複数の供給口(図示せず)から、支持部材150、継手151及び通気部材152に水分を含まない常温のパージガス、例えば空気や窒素ガスが供給される。このパージガスによって、支持部材150、継手151及び通気部材152が結露するのを防止している。なお、ノズルバス114内にも水分を含まない常温のパージガスが供給されており、待機中の複合ノズル体112の先端部の結露が防止される。
次に、上述した液供給装置40の構成について説明する。液供給装置40は、図14に示すように温度調節前の現像液を貯留する現像液供給源170を有している。なお、本実施の形態では現像液に有機系の現像液が用いられる。
現像液供給源170の下流側には、供給管171を介して現像液を温度調節する温度調節部172が設けられている。温度調節部172は、現像液の温度を調節する温度調節管173を有している。温度調節管173は、図15に示すように第1の配管174と、第1の配管174を囲う第2の配管175と、第2の配管175を囲う第3の配管176とを備えた3重管構造を有している。第1の配管174内には現像液が流通する。第1の配管174と第2の配管175との間には現像液を所定の温度、例えば3℃に温度調節する温調水が流通している。温調水は、図14に示すようにチラー177によって例えば3℃に温度調節され、温度調節管173と配管178内を循環している。図15に示すように第2の配管175と第3の配管176との間には空気層179が形成されている。空気層179には、例えば水部を含まない常温のパージガス、例えば空気や窒素ガスが流通している。この空気層179によって温度調節管173が結露するのを防止している。なお、温調水には、例えばエチレングリコールが用いられる。また、第1の配管174には例えばテフロン(登録商標)が用いられ、第2の配管175と第3の配管174には例えばシリコンが用いられる。
温度調節管173の上流側の端部には、図14に示すように供給管171と温度調節管173とを接続する接続部180が設けられている。接続部180は、現像液供給源170から温度調節管173に供給される現像液の流量等を調節できる。
温度調節管173の下流側の端部には、温度調節管173と現像液供給管131とを接続する接続部181が設けられている。接続部181は、現像液供給管173から現像装置30の現像液ノズル120に供給される現像液の流量等を調節できる。
また、液供給装置40は、温度調節前のリンス液を貯留するリンス液供給源190を有している。本実施の形態ではリンス液には有機系のリンス液が用いられる。リンス液供給源190の下流側には、供給管191を介してリンス液を例えば3℃に温度調節する温度調節部192が設けられている。温度調節部192の構成は、上述した温度調節部172の構成と同様であるので説明を省略する。温度調節部192の下流側には、供給管193が接続されている。供給管193は、その下流側で供給管106と液供給管142の第1の内側配管143に分岐している。すなわち、例えば3℃に温度調節されたリンス液は、現像装置30のバックリンスノズル105とリンス液ノズル121に供給される。
さらに、液供給装置40は、温度調節前の処理液を貯留する処理液供給源200を有している。本実施の形態では処理液にはイソプロピルアルコールが用いられる。処理液供給源200の下流側には、供給管201を介して処理液を例えば3℃に温度調節する温度調節部202が設けられている。温度調節部202の構成は、上述した温度調節部172の構成と同様であるので説明を省略する。温度調節部202の下流側には、液供給管142の第2の内側配管144が接続されている。すなわち、例えば3℃に温度調節された処理液は、現像装置30の処理液ノズル122に供給される。
次に、上述した制御装置41について説明する。制御装置41は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、現像処理システム1における基板Gの現像処理を実行するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、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コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置41にインストールされたものであってもよい。
本実施の形態にかかる現像処理システム1は以上のように構成されている。次に、その現像処理システム1で行われる現像処理について説明する。図16は、この現像処理の主な処理フローを示している。
先ず、搬送装置11によって、カセット載置台10上のカセットCから基板Gが取り出され、処理ステーション3のトランジション装置22に搬送される。このとき、基板Gは搬送装置11の第1の搬送アーム50によって搬送される。また、基板Gの温度は常温である。
その後、基板Gは、搬送装置11の第2の搬送アーム51に保持され冷却装置20に搬送される。冷却装置20に搬入された基板Gは、昇降ピン72に受け渡され、冷却板76上に載置される。このとき、冷却装置20内の雰囲気の温度は例えば15℃に調節され、冷却板76も例えば15℃に温度調節されている。そして、冷却板76上の基板Gが例えば15℃に冷却される(図16のステップS1)。
その後、基板Gは、搬送装置11の第2の搬送アーム51に保持され現像装置30に搬送される。現像装置30に搬入された基板Gは、保持部材90に保持される。このとき、現像装置30内の雰囲気の温度は例えば15℃に調節されている。続いて、複合ノズル体112を基板Gの中心部上方まで移動させると共に、基板Gを回転させる。そして、回転中の基板Gの表面にリンス液ノズル121から例えば3℃のリンス液を供給する共に、基板Gの裏面にバックリンスノズル105から例えば3℃のリンス液を噴射する。こうして、基板Gが約3℃に冷却される(図16のステップS2)。
その後、リンス液ノズル121及びバックリンスノズル105からのリンス液の供給を停止し、続いて回転中の基板G上に現像液ノズル120から例えば3℃の現像液を供給する。供給された現像液は遠心力により基板G上で拡散し、基板G上のレジスト膜が現像される(図16のステップS3)。このとき、予め基板Gが約3℃に冷却されているので、現像速度を十分に遅くできる。したがって、現像処理を基板面内で均一に行うことができ、基板G上に所定のレジストパターンを形成することができる。
その後、現像液ノズル120からの現像液の供給を停止し、続いて回転中の基板G上にリンス液ノズル121から例えば3℃のリンス液を供給する。このリンス液により、基板Gの表面が洗浄される(図16のステップS4)。
その後、リンス液ノズル121からのリンス液の供給を停止し、続いて回転中の基板G上に処理液ノズル122から例えば3℃の処理液を供給する。ここで、ステップS4で基板G上にリンス液を供給すると、いわゆるパターン倒れが起こり易くなる。パターン倒れは、リンス液の表面張力によってレジストパターンが引っ張られて倒れる現象であり、特に微細なレジストパターンを形成する際に顕著に発生する。本実施の形態では、処理液であるイソプロピルアルコールを基板G上に供給してレジストパターン上に残存するリンス液の表面張力を低下させ、パターン倒れを防止することができる。こうして、処理液によって基板Gの表面処理が行われる(図16のステップS5)。
その後、処理液ノズル122からの処理液の供給を停止し、引き続き基板Gを回転させて処理液を振り切り乾燥させる。その後、基板Gの回転を停止すると共に、複合ノズル体112を基板Gの中心部上方からノズルバス114に移動させる。
このように現像処理30における処理が終了すると、基板Gは保持部材90から搬送装置11の第2の搬送アーム51に受け渡され現像装置30から搬出される。その後、基板Gは、搬送装置11によってトランジション装置21に搬送された後、搬送装置11の第1の搬送アーム50に保持されカセット載置台10上のカセットCに戻される。こうして、現像処理システム1における一連の現像処理が終了する。
次の基板Gは、カセット載置台10上のカセットCから取り出されると、冷却装置20に搬送され冷却される(図16のステップS1)。その後、基板Gは、現像装置30に搬送される。このとき、現像装置30内において、ノズルバス114で待機中の複合ノズル体112には、一対のパージガスノズル162、162からパージガスが供給され、複合ノズル体112の結露が防止される。
基板Gを現像装置30に搬送し所定の処理を行う前に、待機中の複合ノズル体112の現像液ノズル120から現像液供給管131内に残存する現像液がノズルバス114内に排出され廃棄される(図16のステップS6)。この現像液の排出は、複合ノズル体112の待機中、現像液供給管131内の現像液の温度は上昇して3℃以上になっているため行われる。その後、液供給装置40から3℃に温度調節された現像液が現像液ノズル120に供給され、現像液ノズル120において現像液のダミー吐出が行われる(図16のステップS7)。このダミー吐出は、現像液ノズル120から供給される現像液の温度を3℃に安定させるために行われる。なお、同様にリンス液ノズル121と処理液ノズル122においても、ステップS6における液供給管142内のリンス液と処理液の排出、ステップS7におけるダミー吐出がそれぞれ行われる。
その後、基板Gが現像装置30に搬入されると、複合ノズル体112を基板Gの中心部上方まで移動させる。続いて、リンス液による基板Gの冷却(図16のステップS2)、現像液による基板G上のレジスト膜の現像(図16のステップS3)、リンス液による基板Gの表面の洗浄(図16のステップS4)、処理液による基板Gの表面処理(図16のステップS5)が順次行われる。その後、基板Gはカセット載置台10上のカセットCに戻される。
以上の実施の形態によれば、ステップS1で冷却板76により基板Gを約15℃に冷却し、ステップS2でリンス液により基板Gを約3℃に冷却している。このようにステップS1とステップS2の2段階で基板Gを冷却しているので、確実に基板Gを約3℃まで冷却することができる。したがって、その後ステップS3で現像液ノズル120から3℃の現像液を基板G上に供給しても、現像速度を十分に遅くすることができる。しかも、そのステップS4とステップS5で基板G上に供給されるリンス液と処理液の温度は現像液の温度と同じ3℃であるため、基板G上に形成されたレジストパターンが悪影響を受けない。したがって、現像処理を基板面内で均一に行うことができ、基板G上に微細なパターンを適切に形成することができる。
また、冷却装置20内の雰囲気と現像装置30内の雰囲気の温度はそれぞれ常温より低い15℃に維持されているので、より確実に基板Gを約3℃まで冷却することができる。
また、ステップS2において、リンス液ノズル121とバックリンスノズル105から基板Gにリンス液を供給し、表面と裏面の両面から基板Gを冷却している。したがって、基板Gを迅速に冷却することができ、基板Gの現像処理のスループットを向上させることができる。
また、ステップS5において、基板G上に処理液を供給しているので、基板Gのレジストパターン上に残存するリンス液の表面張力を低下させることができる。したがって、いわゆるパターン倒れを防止することができる。
また、ステップS6において、現像装置30で一の基板Gに処理が終了後、次の基板Gを処理する前に、現像液供給管131内に残存する現像液が現像液ノズル120からノズルバス114内に排出される。また、同様に液供給管142内に残存するリンス液と処理液もそれぞれリンス液ノズル121と処理液ノズル122からノズルバス114内に排出される。これによって、適切な温度の現像液、リンス液、処理液を用いて基板Gを処理することができる。
また、現像装置30の処理容器80の側面80aには、側面80aとパネル81との間に空気層82が形成されているので、パネル81の結露を防止することができる。また、液供給装置40の温度調節管173には、最外の第3の配管176と第2の配管175との間に空気層179が形成されているので、温度調節管173の結露を防止することができる。したがって、制御装置41内の電子制御部品等(図示せず)が結露の水滴によって悪影響を受けない。
以上の実施の形態では、ステップS2で基板Gを冷却するために用いられるリンス液の温度は所定の温度、例えば3℃であったが、当該リンス液の温度を3℃よりも低くしてもよい。すなわち、リンス液ノズル121とバックリンスノズル105から基板Gに供給されるリンス液の温度を3℃よりも低くしてもよい。かかる場合、図17に示すように液供給装置40のリンス液供給源190の下流側に設けられた温度調節部192において、リンス液が3℃よりも低い温度に温度調節される。
また、ステップS4で基板Gを洗浄するために用いられるリンス液の温度は3℃であるため、液供給装置40にはリンス液を3℃に温度調節して供給する機構が別途設けられる。すなわち、液供給装置40には、温度調節前のリンス液を貯留するリンス液供給源210と、リンス液供給源210の下流側に供給管211を介してリンス液を3℃に温度調節する温度調節部212とが別途設けられる。そして、温度調節部212で3℃に温度調節されたリンス液は、後述する他のリンス液ノズル220に供給される。なお、温度調節部212の構成は、上述した温度調節部172の構成と同様であるので説明を省略する。
図18に示すように複合ノズル体112は、温度調節部212で3℃に温度調節されたリンス液を基板G上に供給する他のリンス液ノズル220を有している。他のリンス液ノズル220は、リンス液ノズル121及び処理液ノズル122と共に固定部材123を介して現像液ノズル120に固定されている。他のリンス液ノズル220の下端面には、略円形の供給口221が形成されている。他のリンス液ノズル220には、上述した液供給管142が接続されている。液供給管142内には、2本の内側配管143、144に加えて、内部に3℃のリンス液が流通する内側配管222が設けられている。この内側配管222が他のリンス液ノズル220に接続されている。なお、複合ノズル体112のその他の構成については、図12で示した複合ノズル体112の構成と同様であるので説明を省略する。
かかる場合、図16のステップS2において、基板Gにリンス液ノズル121とバックリンスノズル105から3℃より低い温度のリンス液が供給され、基板Gが冷却される。そして、ステップS4において、基板G上に他のリンス液ノズル220から3℃のリンス液が供給され、基板Gの表面が洗浄される。なお、その他の処理工程については、図16に示した工程と同様であるので説明を省略する。
本実施の形態によれば、ステップS2において3℃より低い温度のリンス液が供給されるので、基板Gをより迅速に約3℃まで冷却することができる。したがって、基板Gの現像処理のスループットを向上させることができる。
以上の実施の形態では、リンス液ノズル121、処理液ノズル122、他のリンス液ノズル220は、一の液供給管142に接続されていたが、それぞれ個別の液供給管に接続されていてもよい。かかる場合、それぞれの液供給管は2重管構造を有し、上記現像液供給管131と同様の構成を有している。すなわち、液供給管の内側配管内にはリンス液又は処理液が流通し、内側配管と外側配管との間には水分を含まない常温のパージガスが流通している。このパージガスによって、各液供給管の結露を防止することができる。
また、以上の実施の形態では、マスク用の基板Gの現像処理について説明したが、本発明は、基板が例えば半導体ウェハやFPD(フラットパネルディスプレイ)の場合にも適用できる。また、近年、基板により微細なパターンを形成するため、基板にフォトリソグラフィー処理を行う代わりに、いわゆるインプリントと呼ばれる方法を用いることが提案されている。このインプリトという方法は、表面に微細なパターンを有するテンプレートを基板上に形成したレジスト表面に圧着させ、その後剥離し、当該レジスト表面に直接パターンの転写を行うものである。本発明は、このようなテンプレートに現像処理を行う場合にも適用できる。さらに、このテンプレートは例えばホルダに保持されて本発明の現像処理が行われてもよい。
また、以上の実施の形態では、有機系の現像液と有機系のリンス液を用いて基板Gを現像処理する場合について説明したが、本発明は、アルカリ性の現像液と純水のリンス液を用いて基板を現像処理する場合にも適用できる。
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、常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する際に有用である。
1 現像処理システム
2 搬入出ステーション
3 処理ステーション
11 搬送装置
20 冷却装置
30 現像装置
40 液供給装置
41 制御装置
76 冷却板
80 処理容器
81 パネル
82 空気層
90 保持部材
105 バックリンスノズル
112 複合ノズル体
114 ノズルバス
120 現像液ノズル
121 リンス液ノズル
122 処理液ノズル
131 現像液供給管
142 液供給管
172、192、202 温度調節部
173 温度調節管
174 第1の配管
175 第2の配管
176 第3の配管
179 空気層
220 他のリンス液ノズル
G 基板

Claims (18)

  1. 常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する方法であって、
    冷却装置内で常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度の冷却板に基板を載置して冷却する第1の冷却工程と、
    その後、基板を現像装置内に搬送し、当該現像装置内で前記所定の温度以下のリンス液を基板上に供給して、基板を冷却する第2の冷却工程と、
    その後、基板上に前記現像液を供給し、基板上のレジスト膜を現像して当該レジスト膜にレジストパターンを形成する現像工程と、
    その後、基板上に前記所定の温度のリンス液を供給して、基板の表面を洗浄する洗浄工程と、を有することを特徴とする、現像処理方法。
  2. 前記現像工程では、液供給装置から前記所定の温度に調節された現像液が供給管を介して前記現像装置内の現像液ノズルに供給され、当該現像液ノズルから基板上に前記現像液を供給し、
    一の基板に対して前記現像工程を行った後、前記現像液ノズルへの現像液の供給を停止し、
    その後、次の基板に対して前記現像工程を行う前に、前記供給管内に残留する現像液を前記現像液ノズルから排出することを特徴とする、請求項1に記載の現像処理方法。
  3. 前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度は、それぞれ常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の現像処理方法。
  4. 前記洗浄工程後、基板上に前記所定の温度の処理液を供給して、前記レジストパターン上の前記リンス液の表面張力を低下させることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の現像処理方法。
  5. 前記第2の冷却工程において、前記所定の温度以下のリンス液を基板の表面と裏面に供給することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の現像処理方法。
  6. 前記所定の温度は1℃〜10℃であり、前記冷却板の温度は15℃であり、前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度はそれぞれ15℃であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の現像処理方法。
  7. 請求項1〜6のいずかに記載の現像処理方法を現像処理システムによって実行させるために、当該現像処理システムを制御する制御装置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。
  9. 常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する現像処理システムであって、
    基板を載置して冷却する冷却板を備えた冷却装置と、
    基板上に前記現像液を供給する現像液ノズルと、基板上に前記所定の温度以下のリンス液を供給するリンス液ノズルと、を備えた現像装置と、
    前記冷却装置内で常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度の前記冷却板に基板を載置して冷却する第1の冷却工程と、その後、基板を前記現像装置内に搬送し、当該現像装置内で前記リンス液ノズルから基板上に前記所定の温度以下のリンス液を供給して、基板を冷却する第2の冷却工程と、その後、前記現像液ノズルから基板上に前記現像液を供給し、基板上のレジスト膜を現像して当該レジスト膜にレジストパターンを形成する現像工程と、その後、前記リンス液ノズルから基板上に前記所定の温度のリンス液を供給して、基板の表面を洗浄する洗浄工程と、を実行するように前記冷却装置と前記現像装置を制御する制御装置と、を有することを特徴とする、現像処理システム。
  10. 現像液を前記所定の温度に調節し、前記現像液ノズルに前記現像液を供給する液供給装置と、
    前記液供給装置と前記現像液ノズルとを接続する供給管と、をさらに有し、
    前記制御装置は、一の基板に対して前記現像工程を行った後、前記現像液ノズルへの現像液の供給を停止し、その後、次の基板に対して前記現像工程を行う前に、前記供給管内に残留する現像液を前記現像液ノズルから排出するように前記現像装置を制御することを特徴とする、請求項9に記載の現像処理システム。
  11. 前記液供給装置は、現像液を前記所定の温度に調節するための温度調節管を有し、
    前記温度調節管は、第1の配管と、前記第1の配管を囲う第2の配管と、前記第2の配管を囲う第3の配管とを備えた3重管構造を有し、
    前記第1の配管には現像液が流通し、前記第1の配管と前記第2の配管との間には現像液を前記所定の温度に調節する温調水が流通し、前記第2の配管と前記第3の配管との間には空気層が形成されていることを特徴とする、請求項9又は10に記載の現像処理システム。
  12. 前記空気層には、前記水分を含まないパージガスが流通していることを特徴とする、請求項11に記載の現像処理システム。
  13. 前記現像装置は内部を密閉可能な処理容器を有し、
    前記処理容器の側面には、当該側面との間で空気層を形成するようにパネルが設けられていることを特徴とする、請求項9〜12のいずれかに記載の現像処理システム。
  14. 前記制御装置は、前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度を、常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度にそれぞれ制御することを特徴とする、請求項9〜13のいずれかに記載の現像処理システム。
  15. 前記現像装置は、基板上に前記所定の温度の処理液を供給する処理液ノズルをさらに有し、
    前記制御装置は、前記洗浄工程後、前記処理液ノズルから基板上に前記処理液を供給して、前記レジストパターン上の前記リンス液の表面張力を低下させるように前記現像装置を制御することを特徴とする、請求項9〜14のいずれかに記載の現像処理システム。
  16. 前記第2の冷却工程におけるリンス液と、前記洗浄工程におけるリンス液は、それぞれ異なるリンス液ノズルから供給されることを特徴とする請求項9〜15のいずれかに記載の現像処理システム。
  17. 前記現像装置は、基板の裏面に対して前記所定の温度以下のリンス液を供給するバックリンスノズルをさらに有することを特徴とする、請求項9〜16のいずれかに記載の現像処理システム。
  18. 前記所定の温度は1℃〜10℃であり、前記制御装置は、前記冷却板の温度を15℃に制御し、且つ前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度をそれぞれ15℃に制御することを特徴とする、請求項9〜17のいずれかに記載の現像処理システム。
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