JP6081904B2 - 現像処理装置、現像処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、レジスト膜が形成された基板に現像液を供給して基板を現像処理する現像処理装置、現像処理方法、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、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、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、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。

この現像処理を行う手法としては、例えばウェハの直径に対応した長さで且つ多数の吐出口が形成された供給ノズルを、現像液を供給しながらウェハの一の外周縁部から反対側の外周縁部まで移動させることにより現像処理する方式が知られている。

ところで近年、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。そのため、上述した現像処理を精密に、且つウェハ面内で均一に行うことが要求されている。しかしながら、上述のように供給ノズルを移動させながら供給する場合、ウェハ面内において現像の時間差が生じるため、現像処理に要求される精度を達成することが困難になりつつある。

そこで、例えば特許文献１には、気密な処理容器内おいて現像液を霧状にしてウェハ上に供給することが提案されている。この特許文献１の方法によれば、ウェハ面内に現像液の液膜を形成する時間をそろえることができるので、現像時間差をなくし、ウェハ面内におけるパターンの均一性を向上させることができる。

特開２０１１−１６６０８７号公報

しかしながら本発明者らによれば、現像液を霧状に供給した場合でも、処理容器内の気流の影響や、霧状の現像液の粒径のばらつきにより、ウェハ表面に対して時間差なく均一に現像液を供給することが困難であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板表面に時間差なく均一に現像液を供給することで、基板面内を均一に現像処理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、基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜を現像する現像処理装置であって、内部に基板を収容する気密な処理容器と、前記処理容器内に現像液の蒸気を含むガスを供給する現像ガス供給部と、前記処理容器内に供給されたガスに含まれる現像液の蒸気を、当該処理容器内で凝縮させる凝縮機構と、を有し、前記現像液は、ネガ現像型の現像液であり、前記処理容器は、開口を有する本体部と、前記本体部の開口を気密に塞ぎ且つ前記開口と摺動自在に構成された閉止部と、を有し、前記凝縮機構は、前記閉止部と前記本体部を相対的に移動させて前記処理容器内に供給されたガスを圧縮する駆動機構であることを特徴としている。

本発明によれば、現像ガス供給部により処理容器内に乾燥ガスの状態で現像液の蒸気を供給し、凝縮機構により処理容器内で現像液の蒸気を凝縮させることができるので、凝縮して液化した現像液を基板の表面に均一に付着させることができる。そのため、従来のように霧状で供給する場合と比較して、基板面内に時間差なく均一に現像液を供給することができる。その結果、基板面内を均一に現像処理できる。

別な観点による本発明は、基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜を現像する現像処理方法であって、開口を有する本体部と、前記本体部の開口を気密に塞ぎ且つ前記開口と摺動自在に構成された閉止部と、を備えた処理容器内に基板を収容し、前記処理容器内に現像液の蒸気を含むガスを供給し、前記閉止部と前記本体部を相対的に移動させることで前記処理容器内のガスを圧縮し、前記処理容器内の圧力を前記現像液の飽和圧力以上にすることで、当該現像液の蒸気を当該処理容器内で凝縮させることを特徴としている。

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装置によって実行させるために、当該現像処理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。

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。

本発明によれば、基板表面に時間差なく均一に現像液を供給することで、基板面内を均一に現像処理できる。

本実施の形態にかかる基板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基板処理システムの構成の概略を示す側面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す側面図である。 現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 現像液の蒸気圧曲線である。 現像処理装置において現像処理を行う様子を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 他の実施の形態にかかる現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 現像処理装置において冷却ガスを用いて乾燥ガスを凝縮させる様子を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。

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装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、基板処理システム１の内部構成の概略を示す側面図である。

基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３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１０には、カセット載置台２０上に複数配置された、カセットＣを載置する複数のカセット載置板２１と、Ｘ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数の、例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３０、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３１、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３２、現像処理後のウェハＷに対してリンス洗浄を行う洗浄装置３３が、下から順に例えば４段に重ねられている。

これら第１のブロックＧ１の各装置３０〜３３は、処理時にウェハＷを収容するカップＦを水平方向に複数有し、複数のウェハＷを並行して処理することができる。

例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの熱処理を行う熱処理装置４０や、ウェハＷを疎水化処理する疎水化処理装置としてのアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２、ウェハＷを現像処理する現像処理装置４３が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置４０は、ウェハＷを載置して加熱する熱板と、ウェハＷを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、現像処理装置４３の構成については後述する。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。

図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。

また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。シャトル搬送装置８０は、例えばＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。

図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１００は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１１０と受け渡し装置１１１が設けられている。ウェハ搬送装置１１０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１１０は、例えば搬送アームにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１１１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。

次に、上述した現像処理装置４３の構成について説明する。図４は、現像処理装置４３の構成の概略を示す横断面図である。

現像処理装置４３は、内部にウェハＷを載置する載置台１２０を備えた気密な処理容器１２１を有している。処理容器１２１は、例えば底部が円形に開口した略円筒形状の本体部１２１ａと、本体部１２１ａの開口を気密に塞ぐ略円盤状の閉止部としての底板１２１ｂを備えている。載置台１２０は底板１２１ｂの上面に配置されている。

載置台１２０には上下方向に貫通する貫通孔１２０ａが複数個所に形成されている。貫通孔１２０ａには、ウェハ搬送装置７０との間でウェハＷの受け渡しを行う昇降ピン１２２が設けられている。昇降ピン１２２は、図示しない昇降機構により自在に上下動できる。

底板１２１ｂは本体部１２１ａの開口と摺動自在であり、当該底板１２１ｂの側端部の全周、換言すれば、底板１２１ｂと本体部１２１ａとの間には、例えばＯリングなどのシール部材１２３が設けられている。また、例えば本体部１２１ａの上方には、当該本体部１２１ａを上下方向に移動させる駆動機構１２４が設けられている。これにより本体部１２１ａは、昇降ピン１２２とウェハ搬送装置７０との間でウェハＷの受け渡しを行う際の待機位置である上方位置に移動し、且つウェハＷを現像処理する際に載置台１２０を覆い、本体部１２１ａと底板１２１ｂにより形成される処理空間Ｕを気密に維持したまま上下方向に移動できる。かかる場合、駆動機構１２４は、後述するように、処理空間Ｕ内の体積を変化させる凝縮機構として機能する。

本体部１２１ａの天井部には、処理容器１２１内に現像液の蒸気を含む乾燥ガスを供給する現像ガス供給部１４０が、現像ガス供給管１４１を介して接続されている。現像ガス供給部１４０は、現像液を貯留する現像液貯槽１５０と、現像液貯槽１５０内に例えば窒素ガスや清浄空気を供給して加圧する加圧ガス供給源１５１と、加圧により現像液貯槽１５０から圧送された現像液を気化させて現像液の蒸気を生成する気化器１５２とを有している。供給管１４１における気化器１５２と処理容器１２１との間には、窒素ガス供給管１５３を介して窒素ガス供給源１５４が接続されており、処理容器内に窒素ガスを供給できるようになっている。なお、本実施の形態における現像液は、例えばネガ現像型の現像液である酢酸ノルマルブチルである。

現像液貯槽１５０と加圧ガス供給源１５１との間、気化器１５２と処理容器１２１との間には遮断弁１６０、１６１がそれぞれ設けられている。また、窒素ガス供給管１５３は、現像ガス供給管１４１における遮断弁１６１と処理容器１２１との間に接続されており、窒素ガス供給管１５３にも遮断弁１６２が設けられている。また、遮断弁１６１と気化器１５２との間には、現像液の蒸気の流量を計測する流量計測機構１６３が設けられている。

気化器１５２は、現像液貯槽１５０から供給された現像液を加熱して気化させ、現像液の蒸気を生成するなどの加熱機構（図示せず）備えている。また、この加熱機構は、生成された現像液の蒸気を飽和温度以上に加熱して、現像液の過熱蒸気を生成することができる。即ち、気化器１５２では、加熱機構により現像液を加熱して、例えば図５に示す現像液の蒸気圧曲線において、先ず液相の状態の現像液を所定の圧力Ｐｓにおける飽和温度Ｔｓまで昇温して現像液の飽和蒸気を生成する。次いで、生成した現像液の飽和蒸気をさらに加熱して飽和温度Ｔｓより高い温度Ｔｈまで昇温し、現像液の飽和蒸気を過熱蒸気にする（図５の点Ｋの状態）。なお、図５の横軸は温度、縦軸は蒸気圧である。

気化器１５２と処理容器１２１との間の現像ガス供給管１４１には、現像液を過熱蒸気の状態に維持するために、例えばラインヒータなどの加熱機構や断熱材から構成された保温機構１６４が設けられている。また、窒素ガス供給源１５４は、窒素ガスを現像液の飽和温度Ｔｓよりも高い温度で供給できるように構成されている。そのため、気化器１５２で生成された現像液の過熱蒸気は窒素ガスと混合され、乾燥ガスの状態で処理容器１２１に供給される。なお、ここで乾燥ガスとは、現像液の蒸気温度が飽和温度Ｔｓより高い温度に維持され、液相の現像液が存在しない状態のガスを意味しており、例えば現像液のミストを含んだガスは乾燥ガスには含まれない。

また、処理容器１２１にも、当該処理容器１２１の内側面の温度を現像液の飽和温度Ｔｓより高く維持するため、ヒータなどの加熱機構１６５が内蔵されている。したがって、現像ガス供給部１４０から供給される、現像液の蒸気を含む乾燥ガスは、処理容器１２１においても現像液の飽和温度Ｔｓより高い温度に維持されるので、処理容器１２１内に供給される際に現像液が凝縮することがない。

処理容器１２１の底板１２１ｂにおける載置台１２０の外方には、処理容器１２１内の雰囲気を排気する排気管１７０が複数個所に設けられている。排気管１７０の処理容器１２１と反対側の端部には、排気機構１７１が設けられている。排気機構１７１は例えばエゼクタであり、排気機構１７１には、エゼクタの駆動源となる清浄な圧縮空気を供給する空気供給源１７２が接続されている。排気管１７０における排気機構１７１の吐出側には、処理容器１２１から排気された現像液の蒸気を冷却して液化させる冷却槽１７３が設けられている。冷却槽１７３の底部には、液化した現像液を現像液貯槽１５０に回収する回収管１７４が設けられている。回収管１７４の冷却槽１７３と反対側の端部は、例えば現像液貯槽１５０の天井部に接続されている。

また、排気管１７０及び排気機構１７１と空気供給源１７２との間には、遮断弁１７５、１７６がそれぞれ設けられ、例えば処理容器１２１内からの排気の実行、停止を制御できる。

以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部３００が設けられている。制御部３００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、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における後述のウェハ処理を実現させるためのプログラムも格納されている。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部３００にインストールされたものであってもよい。

次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。

先ず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、所定のカセット載置板２１に載置される。その後、カセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション１１に搬送される。

次にウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。その後ウェハＷは、下部反射防止膜形成装置３０に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。

次にウェハＷは、アドヒージョン装置４１に搬送され、アドヒージョン処理される。その後、ウェハＷは、レジスト塗布装置３１に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。次にウェハＷは、上部反射防止膜形成装置３２に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハＷは、周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される

その後ウェハＷは、インターフェイスステーション１３のウェハ搬送装置１１０によって露光装置１２に搬送され、露光処理される。次にウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置４３に搬送される、

現像処理装置４３では、先ず、図６（ａ）に示すように、本体部１２１ａをウェハＷの受け渡し位置まで上昇させ、昇降ピン１２２にウェハＷを受け渡す。次いで、図６（ｂ）に示すように、昇降ピン１２２を降下させてウェハＷを載置台１２０に載置すると共に、本体部１２１ａを下降させて、処理容器１２１内を気密な状態にする。

次いで、遮断弁１７５を開操作して排気機構１７１により処理容器１２１内を排気すると共に、遮断弁１６１を開操作して、図６（ｃ）に示すように現像ガス供給部１４０から現像液の蒸気を含む乾燥ガスＱを、処理容器１２１内に供給する。次いで、遮断弁１７５を閉じ、処理容器１２１内に乾燥ガスＱが充満した後に遮断弁１６１を閉じて、乾燥ガスの供給を停止し、処理容器１２１内を密閉状態にする。この際、処理容器１２１内の乾燥ガスＱは、圧力Ｐｓ、温度はＴｓより高い例えばＴｈの状態に維持される。

次いで、駆動機構１２４により、例えば図６（ｄ）に示すように処理容器１２１の本体部１２１ａを下降させ、処理容器１２１内の処理空間Ｕ内の体積を小さくすることで、処理容器１２１内の乾燥ガスを圧縮し、処理空間Ｕ内の圧力を例えば現像液の蒸気の温度Ｔｈにおける飽和蒸気圧Ｐｍよりも高い圧力であるＰｈに加圧する。これにより、例えば乾燥ガスの状態（図５の点Ｋの状態）であった現像液の蒸気は処理空間Ｕ内で凝縮し（例えば図５の点Ｌの状態）、ウェハＷの上面に液相の現像液として供給される。この加圧の際、処理容器１２１内は現像液の蒸気を含む乾燥ガスＱが充満していたため、ウェハＷには液相の現像液が均一に供給される。そして、図６（ｄ）の状態を所定の時間維持してウェハＷの現像処理を行う。これにより、ウェハＷの面内が均一に現像処理される。なお、図６（ｄ）の状態においては、本体部１２１ａを下降させる駆動機構１２４が現像液の蒸気を、処理容器１２１内で凝縮させる凝縮機構として機能する。

なお図５では、乾燥ガスの状態であった現像液の蒸気を凝縮させる際に温度をＴｈで一定に保って等温圧縮した状態を描図しているが、現像液の蒸気の状態を乾燥ガスである気相の状態から凝縮後の液相の状態に遷移させるにあたっては必ずしも等温圧縮とする必要はなく、処理容器１２１内の圧力が例えばＰｈに達したときに処理容器１２１内の温度が圧力Ｐｈにおける飽和温度Ｔｘより低くなっていればよい。

ウェハＷの現像処理から所定の時間経過後、本体部１２１ａを上昇させて、処理容器１２１を加圧前の状態に戻す。それと共に、遮断弁１６２を開操作して図６（ｅ）処理容器１２１内に窒素ガスを供給して処理空間Ｕをパージすると共に、排気管１７０から処理容器１２１内を排気して、処理空間Ｕ内に残存している乾燥ガスＱを冷却槽１７３に回収する。その後、図６（ｆ）に示すように、本体部１２１ａをウェハＷの受け渡し位置までさらに上昇させ、ウェハＷが処理容器１２１から搬出される。なお、処理容器１２１内を加圧した状態で維持する時間は、予め行われる試験等に基づいて定められる。

現像終了後、ウェハＷは、洗浄装置３３に搬送されて、例えば純水などのリンス液により現像液が洗い流される。その後ウェハＷは熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。その後、ウェハＷはカセットステーション２のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。

以上の実施の形態によれば、現像ガス供給部１４０により処理容器１２１内に乾燥ガスの状態で現像液の蒸気を供給し、駆動機構１２４により本体部１２１ａを押し下げて処理空間Ｕの体積を小さくすることで、処理容器１２１内で現像液の蒸気を凝縮させるので、凝縮して液化した現像液をウェハＷの表面に均一に付着させて供給することができる。そのため、従来のように霧状で供給する場合と比較して、ウェハ面内に時間差なく均一に現像液を供給することができる。その結果、ウェハ面内を均一に現像処理できる。

また、例えば従来のように供給ノズルを用いて液体の現像液を供給する場合、供給された現像液の流れにより、現像むらが生じることが避けられなかったが、本実施の形態のように、気相の状態から液相の状態にして現像液を供給することで、ウェハＷ上での現像液の流れが最小限に抑えられるので、現像むらを最小限にすることができる。

また、気化器１５２により現像液を蒸気の状態にすることで、例えば現像液貯槽１５０内の現像液に含まれていた微小なパーティクルと蒸気を分離できるので、従来のような高性能なフィルタを現像ガス供給管１４１に設ける必要がない。したがって、現像処理装置４３のランニングコスト、メンテナンスコスト及びメンテナンスの頻度を低減できる。

以上の実施の形態では、本体部１２１ａを押し下げて処理空間Ｕの体積を小さくしたが、処理空間Ｕの体積を小さくする方法は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、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。例えば駆動機構１２４を底板１２１ｂに設け、底板１２１ｂを昇降させることで処理空間Ｕの体積を小さくしてもよい。また、例えば図７に示すように、処理容器１２１の側面に、処理空間Ｕ内に挿入自在な圧縮部材１８０を駆動機構１８１により出し入れすることで、処理空間Ｕの体積を変化させるようにしてもよい。かかる場合、例えば本体部１２１ａと底板１２１ｂとを一体の処理容器として構成し、処理容器１２１の側面の開口を気密に塞ぐ圧縮部材１８０が、閉止部として機能する。

なお、以上の実施の形態では、処理空間Ｕの体積を小さくして当該処理空間Ｕの圧力を現像液の蒸気の飽和圧力以上とすることで現像液の蒸気を凝縮させたが、例えば乾燥ガスを冷却して現像液の蒸気を飽和温度以下にすることで現像液の蒸気を凝縮させてもよい。かかる場合、例えば載置台１２０の内部に、当該載置台１２０を冷却する冷却機構を設けて載置台１２０上のウェハＷを冷却して、ウェハＷの表面で現像液を凝縮させることで、効率的に現像液の蒸気を凝縮させることができる。この場合、例えば図６（ｄ）に示すように、本体部１２１ａを押し下げる工程は不要となり、図６（ｃ）のように、処理容器１２１内に乾燥ガスＱを供給した後に載置台１２０によりウェハＷを冷却すれば足りる。なお、図６（ｄ）に示すように、本体部１２１ａを押し下げながら載置台１２０によりさらにウェハＷを冷却してもよい。

また、現像液の蒸気を飽和温度以下に冷却する方法として、例えば底板１２１ｂの底面に、図８に示すように、例えば内部に冷媒を流通可能な冷却板１９０を設け、当該冷却板を底板１２１ｂに接触させることでウェハＷを冷却してもよい。冷却板１９０の構成についても本実施の形態に限定されるものではなく、例えば予め冷却した熱容量の高い金属板などを冷却板１９０として用いてもよいし、例えば揮発性の冷媒ガスのミストを底板１２１ｂの底面に吹き付けるようにしてもよい。なお、以上の実施の形態では、底板１２１ｂ上に載置台１２０を設けていたが、例えば図８に示すように、底板１２１ｂそのものに昇降ピン１２２を設け、当該底板１２１ｂの上面に直接ウェハＷを載置するようにしてもよい。かかる場合、底板１２１ｂの底面からウェハＷを冷却する際に、効率的にウェハＷに冷熱を伝えることができる。

また、現像液の蒸気を飽和温度以下に冷却する方法として、載置台１２０あるいは底板１２１ｂを冷却するのではなく、例えば予め処理容器１２１内に低温、例えば室温以下に制御された乾燥空気を供給しておき、その後、高温に制御された乾燥ガスＱを処理容器１２１内に供給するようにしてもよい。

かかる現像液の蒸気の冷却方法について説明する。かかる例においては、ウェハＷを処理容器１２１内に載置した後、先ず所定の温度に冷却した乾燥空気としての窒素ガスＲを例えば窒素ガス供給源１５４から、例えば図９（ａ）に示すように、処理容器１２１内に供給する。なお、この際の窒素ガスＲの所定の温度は、現像液の蒸気の飽和温度以下である。

次いで、処理容器１２１内に冷却した窒素ガスＲを充満させた後、現像ガス供給部１４０から所定の温度に加熱された、現像液の蒸気を含む乾燥ガスＱを、図９（ｂ）に示すように供給する。これにより、処理容器１２１内で乾燥ガスＱが窒素ガスＲにより飽和温度以下に冷却され、ウェハＷの上面に凝縮した現像液が供給される。かかる場合においても、ウェハＷの上面に均一に現像液を供給できるので、ウェハ面内を均一に現像処理できる。なお、処理容器１２１内を窒素ガスＲにより冷却する場合、処理容器１２１内を効率的に冷却するために、当該処理容器１２１の内面を断熱材などで覆うことが好ましい。

なお、以上の実施の形態では、現像処理装置４３と洗浄装置３３を個別に設けたが、現像処理装置４３内でウェハＷのリンス洗浄を行ってもよい。かかる場合、例えば図１０に示す現像処理装置２００に示すように、処理容器１２１内にカップＦとスピンチャック２０１及びリンス液としての純水を供給するリンス液ノズル２０２を設けてもよい。この場合、シール部材１２３は、カップＦとスピンチャック２０１を設けることにより、現像処理装置４３と比較して処理容器１２１の高さが増した分、上方に延伸して設けられる。

かかる場合においても、例えば本体部１２１ａと底板１２１ｂを相対的に移動可能に構成することで、図６に示す手順でウェハＷに現像液を均一に供給して現像処理を行うことができる。そして、現像処理装置２００では、現像処理を行った後、リンス液ノズル２０２からリンス液を供給してウェハＷの洗浄が行われる。かかる場合、現像処理装置４３を設ける必要がなくなるので、基板処理システム１内の省スペース化を図ることができる。

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、基板の現像処理を行う際に有用である。

１ 基板処理システム
３０ 下部反射防止膜形成装置
３１ レジスト塗布装置
３２ 上部反射防止膜形成装置
３３ 洗浄装置
４０ 熱処理装置
４１ アドヒージョン装置
４２ 周辺露光装置
４３ 現像処理装置
１２０ 載置台
１２１ 処理容器
１４０ 現像ガス供給部
１４１ 現像ガス供給管
１５０ 現像液貯槽
１５１ 加圧ガス供給源
１５２ 気化器
１５３ 窒素ガス供給管
１５４ 窒素ガス供給源
１６０、１６１、１６２ 遮断弁
１６３ 流量計測機構
１７０ 排気管
１７１ 排気機構
１７２ 空気供給源
１７３ 冷却槽
１７４ 回収管
Ｗ ウェハ

Claims (8)

1. 基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜を現像する現像処理装置であって、
   内部に基板を収容する気密な処理容器と、
   前記処理容器内に現像液の蒸気を含むガスを供給する現像ガス供給部と、
   前記処理容器内に供給されたガスに含まれる現像液の蒸気を、当該処理容器内で凝縮させる凝縮機構と、を有し、
   前記現像液は、ネガ現像型の現像液であり、
   前記処理容器は、開口を有する本体部と、前記本体部の開口を気密に塞ぎ且つ前記開口と摺動自在に構成された閉止部と、を有し、
   前記凝縮機構は、前記閉止部と前記本体部を相対的に移動させて前記処理容器内に供給されたガスを圧縮する駆動機構であることを特徴とする、現像処理装置。
2. 基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜を現像する現像処理装置であって、
   内部に基板を収容する気密な処理容器と、
   前記処理容器内に現像液の蒸気を含むガスを供給する現像ガス供給部と、を有し、
   前記処理容器は、開口を有する本体部と、前記本体部の開口を気密に塞ぎ且つ前記開口と摺動自在に構成された閉止部と、を備え、
   前記閉止部と前記本体部を相対的に移動させることで前記処理容器内に供給されたガスを圧縮し、前記現像液の蒸気を当該処理容器内で凝縮させる凝縮機構をさらに有することを特徴とする、現像処理装置。
3. 前記処理容器内には、基板を前記処理容器内に供給された現像液の蒸気の飽和温度以下に冷却する冷却機構を有することを特徴とする、請求項２に記載の現像処理装置。
4. 基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜を現像する現像処理方法であって、
   気密な処理容器内に基板を収容し、
   前記処理容器内に現像液の蒸気を含むガスを供給し、
   前記処理容器内に供給されたガスに含まれる現像液の蒸気を、当該処理容器内で凝縮させ、
   前記現像液は、ネガ現像型の現像液であり、
   前記処理容器は、開口を有する本体部と、前記本体部の開口を気密に塞ぎ且つ前記開口と摺動自在に構成された閉止部と、を有し、
   前記閉止部と前記本体部を相対的に移動させることで前記処理容器内に供給されたガスを圧縮し、前記処理容器内の圧力を前記現像液の飽和圧力以上にすることで、当該現像液の蒸気を当該処理容器内で凝縮させることを特徴とする、現像処理方法。
5. 基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光した基板上のレジスト膜を現像する現像処理方法であって、
   開口を有する本体部と、前記本体部の開口を気密に塞ぎ且つ前記開口と摺動自在に構成された閉止部と、を備えた処理容器内に基板を収容し、
   前記処理容器内に現像液の蒸気を含むガスを供給し、
   前記閉止部と前記本体部を相対的に移動させることで前記処理容器内のガスを圧縮し、前記処理容器内の圧力を前記現像液の飽和圧力以上にすることで、当該現像液の蒸気を当該処理容器内で凝縮させることを特徴とする、現像処理方法。
6. 前記処理容器内に前記現像液の蒸気を供給した後、基板を前記現像液の飽和温度以下に冷却することを特徴とする、請求項５に記載の現像処理方法。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の現像処理方法を現像処理装置によって実行させるように、当該現像処理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。

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