KR101435225B1 - 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치에 관한 것으로서 본 발명의 기판 세정 방법은, 기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 기판 유지부에 수평으로 유지시키는 공정과, 상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키면서 세정 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 공정과, 다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 기판상의 세정액의 토출 위치를 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치로 변경 함과 동시에, 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스 노즐에 의한 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리를 9 mm~15 mm로 설정한 상태에서 상기 가스 노즐로부터 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 공정과 그 후, 기판 유지부를 회전시킨 채 세정액의 토출 위치를 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 늦은 속도로 기판의 주변을 향해 이동시키는 공정을 포함하고 있는 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 기판의 표면을 세정하는 방법에 관한 기술을 제공한다.

Description

기판 세정 방법 및 기판 세정 장치{SUBSTRATE CLEANING METHOD AND SUBSTRATE CLEANING APPARATUS}

본 발명은 표면이 소수성인 기판, 예를 들면 액침노광에 이용되는 레지스트가 도포된 기판 혹은 액침노광 후에 또 현상 처리된 기판 등의 표면을 세정하는 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치에 관한다.

종래, 반도체 제조 공정의 1개인 포토레지스트 공정에 있어서는 기판인 반도체 웨이퍼 (이하, 웨이퍼라고 한다)의 표면에 레지스트를 도포하고 노광 후에, 현상 해 레지스트 패턴을 작성하고 있고, 이러한 처리는 일반적으로 레지스트의 도포·현상을 실시하는 도포·현상 장치에 노광 장치를 접속한 시스템을 이용해 행해진다.

이러한 일련의 처리 중에서, 현상 처리에 있어서는 웨이퍼상에 현상액을 액 활성하고, 그 후 예를 들면 소정 시간 웨이퍼를 정지한 상태로 해, 레지스트의 용해성 부위를 용해시켜 패턴이 형성된다. 그리고 레지스트의 용해물을 현상액과 함께 웨이퍼 표면으로부터 제거하기 위해서 세정 처리를 하지만, 그 수법으로서는 종래부터 웨이퍼의 중심부에 세정액을 공급해 그 원심력에 의해 액막을 넓혀 그 액 류에 실어 상기 용해물 및 현상액을 웨이퍼상으로부터 제거하는 것이 행해지고 있다.

그러나 이 스핀 세정은 용해 생성물을 충분히 제거하지 못하고, 패턴의 선폭이 넓을 때에는 문제시 되어 오지 않았지만 선폭이 좁아져오면 잔류한 용해 생성물이 현상 결함으로서 나타나는 정도가 강해진다. 이 때문에 스핀 세정을 예를 들면 60초의 긴 시간 실시하도록 하고 있는 것이 현상황이다. 또 이와 같이 길게 세정을 실시해도 역시 용해 생성물의 축적이 있고 충분한 세정이 되어 있다고는 말하기 어려운 경우도 있다.

거기서 본건 출원인은 웨이퍼를 회전시키면서 세정액 노즐로부터 웨이퍼의 중심부에 세정액을 토출하고다음에 세정액 노즐을 웨이퍼의 바깥쪽 측에 조금 이동시켜, 웨이퍼의 중심부에 가스 노즐로부터 N₂가스를 토출하여 건조 영역의 코어를 형성하고 다음에 이 건조 영역에 따라 쫓아가지 않게 세정액 노즐을 세정액을 토출하면서 웨이퍼의 바깥쪽 측에 이동시키는 수법을 제안하고 있다 (일본국 특개2006-80315호 공보 (특히는, 도 7, 단락 0040, 0043;특허 문헌 1) ). 이 방법에 의하면 높은 세정 효과를 얻을 수 있어 단시간에 세정할 수 있는 이점이 있다.

한편, 디바이스 패턴은 점점 미세화, 박막화가 진행되는 경향에 있고 이것에 수반해 노광의 해상도를 올리는 요청이 강해지고 있다. 거기서 기존의 광원 예를 들면 불소화 아르곤(arF)이나 불소화 크립톤 (KrF)에 의한 노광 기술을 더욱 개량해 해상도를 올리기 때문에 기판의 표면에 빛을 투과 시키는 액상을 형성한 상태로 노광하는 수법 (이하 「액침노광」이라고 한다. )의 검토 되고 있다. 액침노광은 예를 들면 초순수안을 빛을 투과 시키는 기술이고, 수중에서는 파장이 짧아지기 때문에 193 nm의 ArF의 파장이 수중에서는 실질 134 nm가 된다 라고 하는 특징을 이용하는 것이다.

이러한 액침노광의 과제의 하나로서 웨이퍼에 물방울이 잔류한 상태로 노광 장치로부터 도포, 현상 장치에 반송될 가능성을 들 수 있다. 노광 후의 웨이퍼는 열처리를 하지만 웨이퍼상에 물방울이 있으면, 혹은 그 물방울이 건조해 물이 스며드는 이른바 워터마크가 생성되면 그 바로 아래의 패턴 해상에 악영향이 있다. 이 때문에 노광 후의 웨이퍼의 표면을 세정해 물방울을 제거할 필요가 있다.

또 액침노광 프로세스에 있어서는 노광기 액침부 (렌즈 첨단)의 스캔 추종성을 높여 종래부터의 노광 장치와 동등의 수율을 확보하기 위해서 노광 웨이퍼 표면에 발수성이 높은 예를 들면 물의 정적 접촉각이 75~85도 정도의 보호막을 형성하는 것이 검토되고 있지만, 보호막의 발수성이 높은 것 뿐에 보호막의 표면에 작은 물방울이 잔류할 가능성이 커진다. 또한 상기 물의 정적 접촉각이라는 것은 도 25에 나타나는 바와 같이 기판의 표면에 부착하고 있는 물방울을 단면에서 보았을 때에 물방울의 외주변을 형성하는 원호에 대해서 기판의 표면에 있어서의 접선과 해당 표면의 이루는 각도 θ이다. 또, 물의 정적 접촉각은 현상 처리하는 것으로 저하 하는 경우가 있다. 이하, 단지 접촉각이라고 하는 기재는 정적 접촉각의 것이고 또 현상 처리전의 물의 정적 접촉각을 나타내는 것으로 한다.

그리고 노광기 액침부의 스캔시, 기판의 표면에 파티클이 잔존하고 있으면이 파티클이 노광기 액침부의 하부측의 액체안에 받아들여져 각 스캔 위치에 있어서 해당 파티클에 근거하는 현상 결함이 발생하기 때문에 액침노광에 들어가기 전에 웨이퍼 표면을 세정해 파티클을 확실히 제거할 필요가 있다. 그렇지만, 특허 문헌 1의 수법에 있어서는 웨이퍼의 표면의 접촉각이 높기 때문에 즉 표면의 발수성이 높기 때문에, 웨이퍼의 중심 부근으로부터 멀어진 영역에 있어서 파티클 (액침노광전) 혹은 물방울 (액침노광 후)을 충분히 제거하는 것이 곤란하다.

그 이유는, 도 26A에 나타나는 바와 같이 웨이퍼 (W)의 중심에 세정액 노즐 (11)로부터 세정액 (R)을 토출하여 웨이퍼 (W)의 전면에 널리 퍼지게 하고 다음에 도 26B에 나타나는 바와 같이 가스 노즐 (12)로부터의 N₂가스의 토출에 의해 웨이퍼 (W)의 중심부에 건조 영역의 코어를 형성했을 때 웨이퍼 (W)의 표면의 발수성이 높기 때문에 얇은 액막이 밖으로 향해 매우 빠른 속도로 이동하고 이 때문에 이 얇은 액막이 무리하게 당겨 찢겨져 물방울 (M)이 되어 잔류해 버린다. 또한 웨이퍼 (W)의 중심에 가까운 영역에서는 처음에 웨이퍼 (W)의 중심부에 세정액 (R)이 토출되고 또한 이 영역의 원심력이 작기 때문에 세정 효과가 높고 물방울의 잔류는 실질 일어나지 않는다.

또, 상기 보호막을 사용하지 않고 또 발수성이 높은 (소수성이 크다) 레지스트막 (물의 정적 접촉각이 85도 이상)을 이용하는 것이 검토되고 있다. 이러한 레지스트를 이용한 경우에는 현상 후에 있어서도 웨이퍼의 표면의 발수성이 높고, 특허 문헌 1의 수법에서는 다음과 같은 문제가 있다.

웨이퍼의 표면의 발수성이 그만큼 높지 않은 경우 즉 물의 접촉각이 그만큼 크지 않은 경우에는, 웨이퍼 중심부에 세정액을 토출하여 전면에 넓힌 후, 건조 코 어를 형성해 넓힐 때, 도 27A에 나타나는 바와 같이 레지스트 패턴의 오목부 (13)내에 잔존하는 세정액 (R)이 오목부 (13)의 바깥의 패턴 표면을 따라 웨이퍼 바깥쪽으로 향하는 세정액에 이끌리어 오목부 (13)으로부터 세정액이 배출된다. 이것에 대해서 웨이퍼의 표면에 있어서의 물의 접촉각이 85도라도 되면 상기 건조 코어의 확대 속도가 매우 빨라져, 즉 패턴 표면상의 얇은 액막이 웨이퍼 바깥쪽으로 향하는 속도가 매우 빨라져, 도 27B에 나타나는 바와 같이 오목부 (13)내의 세정액 (R)이 상기 액막으로부터 당겨 뜯어져 오목부 (13)내에 남겨지게 된다. 이 세정액 (R) 안에는 레지스트의 용해 생성물이 포함되기 때문에 현상 결함의 요인이 된다. 이 현상 결함은 기술한 이유로부터 웨이퍼의 중심에 가까운 영역에서는 거의 발생하지 않지만해당 영역의 외측에 있어서 현저하게 발생한다.

또 WO2005-50724호 공보 (특히 도 7, 단락 0040, 0043) (특허 문헌 2)에는, 처리액 노즐을 웨이퍼의 중심으로부터 10 mm~15 mm 떨어진 위치에 급속 이동해 그 후에 신속하게 웨이퍼의 중심부에 N₂노즐로부터 N₂가스를 분사하여 웨이퍼의 중심부의 건조를 촉진하고, 처리액 노즐을 웨이퍼의 주변에 3 mm/초 이하의 속도로 스캔 시키는 세정 방법이 기재되어 있다. 그렇지만 이 특허 문헌 2에는 웨이퍼의 표면이 85도 이상의 큰 접촉각을 가지고 있는 경우에 웨이퍼의 중심부 근방으로부터 주변에 걸쳐서 확실히 표면을 세정할 수 있는 기술은 기재되지 않았다. 구체적으로는 세정액 노즐과 가스 노즐의 크기에 따라서는 건조성을 잘 형성할 수 없는 경우, 혹은 노즐 이동 속도가 늦고 프로세스 시간이 길어진다고 하는 과제가 발생한다.

본 발명은 이러한 사정 아래에 이루어진 것이고, 표면에 있어서의 물의 정적 접촉각이 85도 이상이 되는 것 같은 발수성 재료에 있어서도 높은 세정 효과를 얻을 수 있고 또 단시간에 세정을 실시할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 기판 세정 방법은 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 기판의 표면을 세정하는 방법에 있어서, 기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 기판 유지부에 수평으로 유지시키는 공정과, 상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키면서 세정 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 공정과, 다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 기판상의 세정액의 토출 위치를 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치로 변경 함과 동시에, 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스 노즐에 의한 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리를 9 mm~15 mm로 설정한 상태로 상기 가스 노즐로부터 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 공정과, 그 후, 기판 유지부를 회전시킨 채 세정액의 토출 위치를 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 늦은 속도로 기판의 주변을 향해 이동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

물의 접촉각이 85도 이상인 높은 발수성을 가지는 기판의 표면을 스핀 세정하는 것에 즈음해, 기판의 중심부에 세정액을 공급한 후 기판에 있어서의 세정액의 공급 위치를 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치로 변경 함과 동시에, 기판에 있어서의 세정액의 토출 위치의 가스 토출 위치측 계면과 기판에 있어서의 가스의 토출 위치의 세정액 토출 위치측 계면의 거리를 9 mm~15 mm로 한 상태로 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하고 그 후, 기판을 회전시킨 채 세정액의 공급 위치를 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 늦은 속도로 기판의 주변을 향해 이동시키도록 하고 있는 것으로 높은 세정 효과를 얻을 수 있고 또 세정을 단시간에 실시할 수가 있다. 그리고 특히, 노광된 기판의 표면에 현상액을 공급해 현상을 실시한 후의 기판에 대해서 본 발명을 적용하면 후술의 평가 시험으로부터도 알 수 있듯이 현상 결함을 전무에 가까운 상태까지 저감 할 수가 있어 제품 비율의 향상에 크게 기여할 수 있다.

또, 형성된 건조 영역에 처리 환경으로부터 노즐에 부착한 액체 방울이 낙하하는 것도 저지 당해 현상 결함을 보다 확실히 저감 할 수가 있다.

예를 들면 세정액 노즐 및 가스 노즐은 공통의 구동 기구에 의해 일체적으로 이동되고 세정액 노즐을 이동시킴으로써 기판상의 세정액의 토출 위치가 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치로 변경된다.

다른 발명의 기판 세정 방법은 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 기판의 표면을 세정하는 방법에 있어서, 공통의 구동 기구에 의해 노즐 유지부를 개재시켜 일체적으로 이동하는 제1의 세정액 노즐, 제2의 세정액 노즐 및 가스 노즐을 이용하고, 기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 기판 유지부에 수평으로 유지시키는 공정과, 상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키면서 제1의 세정액 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 공정과, 다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 제1의 세정액 노즐로부터의 세정액이 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치에서 토출하도록 노즐 유지부를 이동시킴과 동시에, 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면의 거리를 9 mm~15 mm로 설정한 상태로 상기 가스 노즐로부터 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 공정과, 다음에 제1의 세정액 노즐이 기판 중심부로부터 멀어지도록 노즐 유지부를 이동시켜 가스의 토출을 정지한 상태로 또한 기판의 중심부와 제2의 세정액 노즐로부터의 세정액의 토출 위치의 거리가 기판의 중심부와 기판상에 있어서의 가스 노즐의 투영 위치의 거리보다 가까운 상태에서 상기 제 2의 세정액 노즐로부터 세정액의 토출을 개시하는 공정과, 그 후 기판 유지부를 회전시킨 채 제2의 세정액 노즐로부터 세정액을 토출한 상태에서 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 늦은 속도로 세정액의 토출 위치를 기판의 주변을 향해 이동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

예를 들면, 제2의 세정액 노즐의 토출 위치를 기판의 주변을 향해 이동시키는 동안 제1의 세정액 노즐로부터의 세정액의 토출이 정지된다.

또한 다른 발명의 기판 세정 방법은 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 기판의 표면을 세정하는 방법에 있어서 공통의 구동 기구에 의해 노즐 유지부를 개재시켜 일체적으로 이동하는 세정액 노즐 및 가스 노즐을 이용하고, 기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 기판 유지부에 수평으로 유지시키는 공정과, 상 기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키면서 세정액 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 공정과, 다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 세정액이 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치에서 토출하도록 노즐 유지부를 이동시킴과 동시에, 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리를 9 mm~15 mm로 설정한 상태로 상기 가스 노즐로부터 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 공정과, 세정액 및 가스의 토출을 정지함과 동시에 노즐 유지부를 상기 건조 영역의 형성을 위해서 이동시킨 방향과는 반대 방향으로 이동시켜 상기 건조 영역의 외주변 위치에서 세정액의 토출을 재개하는 공정과, 그 후 기판 유지부를 회전시킨 채 세정액을 토출한 상태에서 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 늦은 속도로 세정액의 토출 위치를 기판의 주변을 향해 이동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 세정액 노즐에 의해 「건조 영역의 외주변 위치에서 세정액의 토출을 재개한다」경우의 「건조 영역의 외주변 위치」란 세정 효과에 지장이 없는 범위에서 외주변 위치로부터 수밀리 예를 들면 2밀리 정도 내측 혹은 외측의 위치도 포함된다. 이러한 예로서는, 예를 들면 노즐의 구동 기구의 동작 타이밍과 건조 영역의 확대의 타이밍에 근거해 세정액의 토출 위치가 건조 영역의 외주변 위치로부터 조금 어긋나는 경우 등을 들 수 있다.

상기 기판 세정 방법에 있어서 세정액 노즐은 세정액을 경사 방향에 토출하도록 구성되고 있어 좋고 가스 노즐을 기판의 중심부로부터 주변을 향해 이동시킬 때, 기판의 표면에 대한 세정액 노즐의 토출 방향의 투영 영역이 건조 영역내에 위치 하지 않는 것 같이 되어 있어 좋다. 혹은, 세정액 노즐은 방향을 변경할 수 있도록 노즐 유지부에 장착되고 있어 좋고, 가스 노즐을 기판의 중심부로부터 주변에 향하여 이동시킬 때 기판의 표면상의 토출 방향의 투영 영역이 건조 영역내에 위치 하지 않는 것 같이 세정액 노즐의 방향이 조정되어 좋다.

이들의 기판 세정 방법에 있어서는 예를 들면, 상기 건조 영역을 발생시킨 후 세정액의 토출 위치가 기판의 주변에 가까워지는 것에 따라 기판의 회전수가 낮아진다. 그 경우, 바람직하게는 세정액의 토출 위치에 있어서의 원심력이 계산상 일정하게 되도록 기판의 회전수가 제어된다. 또, 예를 들면, 상기 기판은 노광된 기판의 표면에 현상액을 토출하여 현상을 실시한 후의 기판이다. 그 경우, 예를 들면 상기 기판의 표면은 레지스트의 표면을 포함한다. 또, 예를 들면, 상기 기판은 레지스트가 도포되고 또한 액침노광 되기 전의 기판 또는 액침노광 되고 또한 현상전의 기판이다.

본 발명의 기판 세정 장치는 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 소수성 표면을 구비한 기판의 표면을 세정하는 장치에 있어서 기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지부와, 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키는 회전 기구와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면에 세정액을 토출하는 세정액 노즐과 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면에 가스를 토출하는 가스 노즐과, 상기 세정액 노즐 및 가스 노즐을 각각 이동시키기 위한 노즐 구동 기구와 상기 기판 유지부를 회전시키면서 세정액 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 스텝과, 다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 기판에 있어서의 세정액의 토출 위치를 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치로 변경 함과 동시에 기판에 있어서의 세정액의 토출 위치의 가스 토출 위치측 계면과 기판에 있어서의 가스의 토출 위치의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리를 9 mm~15 mm로 한 상태로 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 스텝과, 그 후 기판 유지부를 회전시킨 채 상기 편심 위치로 세정액을 토출하고 있는 세정액 노즐을 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 늦은 속도로 기판의 주변을 향해 이동시키는 스텝을 실행하도록 제어 신호를 출력 하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 노즐 구동 기구는 예를 들면 세정액 노즐 및 가스 노즐을 일체적으로 이동시키기 때문에 이들 세정액 노즐 및 가스 노즐에 대해서 공통화되어 있고 또한 세정액 노즐 및 가스 노즐은 기판에 있어서의 세정액의 토출 위치의 가스 토출 위치측 계면과 기판에 있어서의 가스의 토출 위치의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리가 9 mm~15 mm가 되도록 배치되고 있다.

또, 다른 발명의 기판 세정 장치는 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 소수성 표면을 구비한 기판의 표면을 세정하는 장치에 있어서 기판의 중심부와, 회전 중심부가 일치하도록 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지부와, 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키는 회전 기구와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면에 세정액을 토출하여 제1의 세정액 노즐 및 제2의 가스 노즐과 상기 제1의 세정액 노즐, 제2의 세정액 노즐 및 가스 노즐을 각각 일체적으로 이동시키기 위한 노즐 구 동 기구와, 상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키면서 제1의 세정액 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 스텝과, 다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 제1의 세정액 노즐로부터의 세정액이 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치에서 토출하도록 노즐 유지부를 이동시킴과 동시에 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리를 9 mm~15 mm로 설정한 상태로 상기 가스 노즐로부터 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 스텝과, 다음에 제1의 세정액 노즐이 기판 중심부로부터 멀어지도록 노즐 유지부를 이동시켜 가스의 토출을 정지한 상태로 또한 기판의 중심부와 제2의 세정액 노즐로부터의 세정액의 토출 위치의 거리가 기판의 중심부와 기판상에 있어서의 가스 노즐의 투영 위치의 거리보다 가까운 상태에서 상기 제 2의 세정액 노즐로부터 세정액의 토출을 개시하는 스텝과, 그 후 기판 유지부를 회전시킨 채 제2의 세정액 노즐로부터 세정액을 토출한 상태에서 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 늦은 속도로 세정액의 토출 위치를 기판의 주변을 향해 이동시키는 스텝을 실행하도록 제어 신호를 출력 하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

여기서,「기판의 중심부와 제2의 세정액 노즐로부터의 세정액의 토출 위치의 거리가 기판의 중심부와 기판상에 있어서의 가스 노즐의 투영 위치의 거리보다 가깝다」란, 이들의 거리가 동일한 것도 포함한다. 즉, 제2의 세정액 노즐 및 가스 노즐의 위치는 제2의 세정액 노즐로부터의 세정액에 의해 가스 노즐로부터 낙하한 액체방울이 제거된다고 하는 위치이다.

또한 다른 기판 세정 장치는 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 소수성 표면을 구비한 기판의 표면을 세정하는 장치에 있어서 기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지부와, 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키는 회전 기구와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면에 세정액을 토출하는 세정액 노즐과 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면에 가스를 토출하는 가스 노즐과, 상기 세정액 노즐 및 가스 노즐을 각각 이동시키기 위한 노즐 구동 기구와, 기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 기판 유지부에 수평으로 유지시키는 스텝과, 상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키면서 세정액 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 스텝과, 다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 세정액이 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치에서 토출하도록 노즐 유지부를 이동시킴과 동시에, 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리를 9 mm~15 mm로 설정한 상태로 상기 가스 노즐로부터 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 스텝과, 세정액 및 가스의 토출을 정지 함과 동시에 노즐 유지부를 상기 건조 영역의 형성을 위해서 이동시킨 방향과는 반대 방향으로 이동시켜 상기 건조 영역의 외주변 위치에서 세정액의 토출을 재개하는 스텝과, 그 후 기판 유지부를 회전시킨 채 세정액을 토출한 상태에서 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 늦은 속도로, 세정액의 토출 위치를 기판의 주변을 향해 이동시키는 스텝을 실행하도록 제어 신호를 출력 하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 기판 세정 장치에 있어서 예를 들면 가스 노즐을 기판의 중심부로부터 주변을 향해 이동시킬 때 기판의 표면에 대한 세정액 노즐의 토출 방향의 투영 영역이 건조 영역내에 위치하지 않는 것 같이 세정액 노즐은 세정액을 경사 방향에 토출하도록 구성되고 있다. 혹은, 예를 들면, 세정액 노즐은 방향을 변경할 수 있도록 노즐 유지부에 장착되고 있고, 가스 노즐을 기판의 중심부로부터 주변을 향해 이동시킬 때 기판의 표면상의 토출 방향의 투영 영역이 건조 영역내에 위치하지 않는 것 같이 세정액 노즐의 방향이 조정된다. 또, 예를 들면, 상기 제어부는 상기 편심 위치로서 세정액을 토출하여 후의 세정액 노즐의 위치가 기판의 주변에 가까워지는 것에 따라 기판의 회전수가 낮아지도록 상기 회전 기구를 제어 하도록 되어 있다. 이 경우, 상기 제어부는 세정액 노즐이 상기 편심 위치로서 세정액을 토출한 후에 있어서, 세정액의 토출 위치가 어느 위치로서도 토출 위치에 있어서의 원심력이 계산상 일정하게 되는 바와 같이 기판의 회전수를 제어 하도록 되어 있는 것이 바람직하다.

그런데, 기판에 현상액을 공급하는 현상 처리 후에 세정을 실시하는 경우, 기판에 있어서의 물의 정적 접촉각이 85도 이상이라는 것은 현상 처리전의 기판에 있어서의 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 것을 나타낸다. 현상액에 의해 레지스트의 표면의 상태가 바뀌는 등의 원인으로부터 현상 처리전에 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 기판 표면에 대해서는 세정시에 그 정적 접촉각이 85도 보다 다소 낮아져 있는 경우가 있지만, 이 경우에 있어서의 세정 처리는 현상 처리를 실시한 직후에 실시할 필요가 있기 때문에 현상 처리 후 세정 처리전의 정적 접촉각을 정확하 게 측정하는 것이 어렵기 때문에 이와 같이 정적 접촉각을 정의 한다.

본 발명의 기억 매체는 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 소수성 표면을 구비한 기판의 표면을 세정하는 장치에 이용되고 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램을 격납 한 기억 매체로서 상기 프로그램은 상술의 기판 세정 방법을 실행하도록 스텝군이 짜여지고 있는 것을 특징으로 한다.

표면에 있어서의 물의 정적 접촉각이 85도 이상이 되는 것 같은 발수성 재료에 있어서도 높은 세정 효과를 얻을 수 있고 또 단시간에 세정을 실시할 수 있다.

[제1의 실시의 형태]

본 발명의 기판 세정 장치의 제1의 실시의 형태에 대해서 설명한다. 상기 장치는 현상 장치와 조합되고 있다 (일체화되고 있다). 도 1에 있어서 2는 기판 예를 들면 웨이퍼 (W)의 이면측 중앙부를 흡인 흡착해 수평 자세로 유지하기 위한 기판 유지부인 스핀 척이다. 스핀 척 (2)는 회전축 (21)을 개재시켜 회전 기구를 포함한 구동 기구 (22)와 접속되고 있고 웨이퍼 (W)를 유지한 상태로 회전 및 승강 가능하도록 구성되고 있다. 또한 본 예에서는 스핀 척 (2)의 회전축 (21)상에 웨이퍼 (W)의 중심이 위치 하도록 설정되어 있다.

스핀 척 (2)상의 웨이퍼 (W)를 둘러싸도록 해, 윗쪽측이 개구 하는 컵체 (3)이 설치되고 있다. 이 컵체 (3)은 상부측이 사각 형상이고 하부측이 원통형의 외컵 (31)과 상부측이 내측에 경사한 통형상의 내컵 (32)로 이루어진다. 외컵 (31)의 하 단부에 접속된 승강부 (33)에 의해 외컵 (31)이 승강하고, 또 내컵 (32)는 외컵 (31)의 하단측 내주면에 형성된 단부에 밀어 올려져 승강 가능하도록 구성되고 있다.

또, 스핀 척 (2)의 아랫쪽 측에는 원형판 (34)가 설치되고 있고 이 원형판 (34)의 외측에는 단면이 오목부 형상에 형성된 액받이부 (35)가 사방에 걸쳐저 설치되고 있다. 액받이부 (35)의 바닥면에는 드레인 배출구 (36)이 형성되고 있다. 웨이퍼 (W)로부터 흘러 떨어지거나 혹은 흩뿌려져 액받이부 (35)에 저장되는 현상액이나 세정액은 이 드레인 배출구 (36)을 개재시켜 장치의 외부에 배출된다. 또 원형판 (34)의 외측에는 단면 산 형태의 링 부재 (37)이 설치되고 있다. 또한 도시는 생략 하지만 원형판 (34)를 관통하는 예를 들면 3개의 기판 지지 핀인 승강 핀이 설치되고 있어 이 승강 핀과 도시하지 않는 기판 반송 수단과의 협동 작용에 의해 웨이퍼 (W)가 스핀 척 (2)에 수수되도록 구성되고 있다.

또한 본예의 현상 장치 (기판 세정 장치를 겸용)는 현상액 노즐 (23), 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)를 구비하고 있다. 현상액 노즐 (23)은 스핀 척 (2)에 유지된 웨이퍼 (W)의 직경 방향으로 성장하는 띠형상의 토출구 예를 들면 슬릿 형상의 토출구 (23a;도 2 참조)를 구비하고 있다. 노즐 (23)은 현상액 공급로 (24) 예를 들면 배관을 개재시켜 현상액 공급계 (25)에 접속되고 있다. 이 현상액 공급계 (25)는 현상액 공급원이나 공급 제어 기기 등을 포함하는 것이다.

상기 현상액 노즐 (23)은 지지 부재인 노즐 아암 (26)의 일단 측에 지지를 받고 있다. 노즐 아암 (26)의 타단측은 도시하지 않는 승강기구를 구비한 이동 기 초체 (27)과 접속되고 있다. 또 이동 기초체 (27)은 예를 들면 유니트의 외장체 바닥면에서 X방향으로 연장하는 가이드 부재 (28)을 따라 승강기구와 함께 이동 기구를 이루는 도시하지 않는 구동원에 의해 횡방향에 이동 가능하도록 구성되고 있다. 또 도중 29는 현상액 노즐 (23)의 대기부이고, 노즐 대기부 (29)로 노즐 첨단부의 세정 등을 한다.

세정액 노즐 (4)는 토출구 (40;도 4 참조)을 갖고, 세정액 공급로 (42) 예를 들면 배관을 개재시켜 세정액 공급계 (43)에 접속되고 있다. 이 세정액 공급계 (43)은 세정액 공급원, 공급 제어 기기등을 포함하는 것이고, 공급 제어 기기는 토출 유량 제어 가능한 펌프 및 밸브 등을 구비하고 있다. 또 세정액 노즐 (4)는 도 3에 나타나는 바와 같이 노즐 유지부 (41)을 개재시켜 노즐 아암 (44)에 고정되고 있고 노즐 아암 (44)는 승강기구를 구비한 이동 기초체 (45)와 접속되고 있다. 이동 기초체 (45)는 승강기구와 함께 이동 기구를 이루는 도시하지 않는 구동원에 의해, 예를 들면 상기 가이드 부재 (28)을 따라 현상액 노즐 (23)과 간섭하지 않게 횡방향에 이동 가능하도록 구성되고 있다. 또 도중 46은 세정액 노즐 (4)의 대기부이다.

가스 노즐 (5)는 배관을 개재시켜 가스 공급계 (51)에 접속되고 있고 이 예에서는 가스 공급계 (51)은 불활성 가스인 N₂ (질소) 가스 공급원, 공급 제어 기기등을 포함한다. 또 가스 노즐 (5)는 예를 들면 노즐 유지부 (41)에 고정되어 있고 (도 3), 노즐 아암 (44)에 의해 세정액 노즐 (4)와 함께 이동하도록 구성되고 있다.

이어서 세정액 노즐 (4)와 가스 노즐 (5)의 이간 위치에 대해서 세정액 (R) 및 N₂가스 (G)가 토출되고 있는 상태를 나타내는 도 4를 이용해 설명한다. 도중 4A, 5A는 세정액 노즐 (4)의 토출구 (40), 가스 노즐 (5)의 토출구 (50)으로부터 웨이퍼 (W)에 각각 토출된 세정액 토출 (공급) 위치, 가스 토출 (공급) 위치를 나타내고 있다. 이 세정액 토출 위치 (4A)는, 토출구 (40)의 세정액의 토출 방향의 웨이퍼 (W)에의 투영 영역이고 가스 토출 위치 (5A)는 토출구 (50)의 가스의 토출 방향의 웨이퍼 (W)에의 투영 영역이다. 세정액 토출 위치 (4A)의 가스 토출 위치 (5A)측 계면과 가스의 토출 위치 (4A)의 세정액 토출 위치측 (5A)측 계면과의 거리 (d)는, 9 mm~15 mm이고, 후술하는 바와 같이 상술의 거리 (d)는 12. 35 mm일 때 가장 바람직하고, 본 실시 형태에서는 이 크기에 각 토출구의 위치가 설정되어 있는 것으로 한다. 또, 이 예에 있어서는 세정액 노즐 (4)의 토출구 (40)의 구경은 4. 3 mm이고, 가스 노즐 (5)의 토출구 (50)의 구경은 1. 0 mm이다. 또, 세정액 (R)의 공급 위치의 중심과 가스 (G)의 공급 위치의 중심과의 거리 (d1)은 15 mm이다.

또한 도 1중, 7은 컴퓨터로부터 이루어지는 제어부이다. 이 제어부 (7)은, 이 현상 장치가 실시하는 후술의 각 스텝을 실행하기 위한 프로그램을 구비하고 있어 현상액 공급계 (25), 현상액 노즐 (23)을 이동시키기 위한 이동 기구, 세정액 공급계 (43), 세정액 노즐 (4)를 이동시키기 위한 이동 기구, 스핀 척 (2)를 구동하는 구동 기구 (22) 및 외컵 (31)의 승강부 (33)등을 제어하기 위한 제어 신호를, 해당 프로그램에 근거해 출력 하도록 구성되고 있다. 또 이 프로그램은 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 플래쉬 메모리, 플렉시블 디스크, 메모리 카드등의 기억 매체 에 격납되어 이들 기억 매체로부터 컴퓨터에 인스톨되어 사용된다.

이어서 상기 현상 장치를 이용해 기판인 웨이퍼 (W)를 현상 하고, 그 후 세정하는 일련의 공정에 대해서 설명한다. 먼저, 외컵 (31) 및 내컵 (32)가 하강 위치에 있고 현상액 노즐 (23), 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)가 소정의 대기 위치에서 각각 대기하고 있는 상태에 있어서 그 표면에 레지스트가 도포되고 또 액침노광된 후의 웨이퍼 (W)가 도시하지 않는 기판 반송 수단에 의해 반입되면 기판 반송 수단과 도시하지 않는 승강 핀과의 협동 작용에 의해 웨이퍼 (W)는 스핀 척 (2)에 수수된다. 이 예에서는 레지스트로서 높은 발수성의 재질이 이용되고 이 때문에 웨이퍼 (W)의 표면의 물의 정적 접촉각은 예를 들면 90도이다.

다음에 외컵 (31) 및 내컵 (32)가 상승 위치로 설정됨과 동시에, 현상액 노즐 (23)으로부터 웨이퍼 (W)상에 현상액이 공급되어 공지의 수법에 의해 현상액의 공급을 한다. 이 예에서는 예를 들면 현상액 노즐 (23)의 토출구 (23a)가 웨이퍼 (W)의 표면으로부터 수 mm 높은 위치로 설정되고 그 후, 웨이퍼 (W)가 예를 들면 1 OOO~1200 rpm의 회전 속도로 회전됨과 동시에, 토출구 (23a)로부터 현상액 (D)가 띠형상에 토출되면서 현상액 노즐 (23)이 웨이퍼 (W)의 회전 반경 방향, 즉 웨이퍼 (W)의 외측에서 중앙 측에 향해 이동된다. 토출구 (23a)로부터 띠형상에 토출되는 현상액 (D)는 예를 들면 도 5에 모식적으로 나타나는 바와 같이 웨이퍼 (W)의 외측에서 내측에 향해 틈새가 없도록 나열되어 가고 이것에 의해 웨이퍼 (W)의 표면 전체로 나선 형상의 현상액 (D)가 공급된다. 그리고, 회전하고 있는 웨이퍼 (W)의 원심력의 작용에 의해 웨이퍼 (W)의 표면을 따라 현상액 (D)는 외측에 퍼져, 결과적 으로 웨이퍼 (W)의 표면에는 박막형상의 액막이 형성된다. 그리고 현상액 (D)에 레지스트의 용해성의 부위가 용해해, 그 후에 패턴을 형성하는 불용해성의 부위가 남게 된다.

다음에 이 현상액 노즐 (23)과 교체하도록 해, 세정액 노즐 (4)가 웨이퍼 (W)의 중앙 부윗쪽에 배치되고 그리고 현상액 노즐 (23)이 현상액의 공급을 정지한 직후에 신속하게 세정액 노즐 (4)로부터 세정액 (R)을 토출하여 웨이퍼 (W)의 표면의 세정을 실시한다. 이하에 세정 공정에 대해서 도 6 및 도 7을 참조하면서 상술 한다. 세정 공정은 이하의 스텝에 의해 행해진다.

스텝 1: 도 6A에 나타나는 바와 같이 세정액 노즐 (4)가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 대향하고 또한 웨이퍼 (W)의 표면으로부터 예를 들면 15 mm의 높이의 위치에 설정되고 스핀 척 (2)가 예를 들면 1000 rpm의 회전수로 회전되면서, 세정액 노즐 (4)로부터 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 세정액 (R) 예를 들면 순수가 예를 들면 250 ml/분의 유량으로 예를 들면 5 초간 토출된다. 이것에 의해 세정액 (R)이 원심력에 의해 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)로부터 주변으로 향해 퍼져, 현상액이 세정액 (R)에 의해 씻겨져 흐른다. 또한 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)라는 것은 웨이퍼 (W)의 중심점 및 그 근방을 의미한다.

스텝 2: 다음에 스핀 척 (2)가 1500 rpm 이상 예를 들면 2000 rpm의 회전수로 회전되면서 노즐 아암 (44;도 2 참조)가 이동됨으로써, 도 6B에 나타나는 바와 같이 세정액 노즐 (4)가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)로부터 약간 외측에 이동되어 이것에 의해 가스 노즐 (5)가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)와 대향하도록 위치된다. 이 때 세정액 노즐 (4)는 세정액 (R)을 예를 들면 250 ml/분의 유량으로 토출하면서 예를 들면 150 mm/초의 속도로 이동한다. 그리고 노즐 아암 (44)는 일단 정지하고 가스 노즐 (5)는 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)와 대향한 직후에 중심부 (C)에 가스 예를 들면 불활성 가스인 N₂가스 (G)를 내뿜는다.

세정액 노즐 (4)를 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)로부터 외측으로 이동시키는 것으로 중심부 (C)에는 세정액 (R)이 공급되지 않지만 중심부 (C)는 원심력이 작기 때문에 세정액 (R)의 액막이 파열되지 않게 박막 상태가 잠시 유지된다. 그러나, 도 8에 나타나는 바와 같이 가스 노즐 (5)로부터 N₂가스 (G)가 내뿜어짐으로써 액막은 파열되고 웨이퍼 (W)의 표면이 노출 된 건조 영역 (6)이 생성되어 이것이 원심력에 의해 퍼져 간다. 이 때 웨이퍼 (W)의 표면은 물의 접촉각이 90도라고 하는 높은 발수성이기 때문에 건조 영역 (6)은 세정액 (R)이 토출되고 있는 위치까지 순간에 퍼진다. 도 6B의 점선은 건조 영역 (6)의 주변을 나타내고 있어 그 중은 건조 영역 (6)인 것을 나타내고 있다. 또, 세정액 토출 위치 (4A)의 가스 토출 위치 (5A)측 계면과 가스의 토출 위치 (4A)의 세정액 토출 위치측 (5A)측 계면과의 거리 (d)가 기술과 같이 12.35 mm이고, 양노즐 (4, 5)가 일체적으로 이동하는 것으로부터 이 시점에 있어서의 건조 영역 (6)은 대략 직경 25 mm의 원형 모양이다.

스텝 1에 있어서 세정액 (R)은 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 토출되어 외측에 퍼지기 때문에, 직경 25 mm의 영역에서는 단위면적 근처의 세정액 (R)의 양이 많다. 또 원심력도 작용하고는 있지만, 토출된 세정액 (R)이 상기 중심부 (C)에 충돌해 그 충격에 의해 바깥으로 퍼진다고 하는 작용이 크다. 이 때문에 해당 영역에서 는 세정 효과가 크다. 이 때문에 건조 영역 (6)이 순간에 퍼져도, 기술의 도 27B에 나타난 현상은, 후술의 평가 시험으로부터도 추측할 수 있는 바와 같이 전무라고 해도 좋다. 즉, 패턴의 오목부내의 세정액 (R)은 확실히 배출된다.

스텝 3: 건조 영역 (6) 형성 후에 가스 토출이 종료되고 이어서 도 6C에 나타나는 바와 같이 노즐 아암 (44)에 의해 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)가 일체적으로 웨이퍼 (W)의 주변을 향해 이동된다. 건조 영역 (6)을 형성하기 위한 가스의 공급 개시부터 정지까지의 시간은 예를 들면 0. 5초이다.

스텝 3에 있어서는, 웨이퍼 (W)가 회전하고 있는 상태로 세정액 노즐 (4)로부터 세정액 (R)을 토출하고 있다. 세정액 노즐 (4)의 이동 속도는 건조 영역 (6)이 외측에 퍼지는 속도보다 늦은 속도, 예를 들면 5 mm/초로 설정되어 있다. 세정액 노즐 (4)에 의해 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 세정액을 토출하여 그 후 세정액을 토출하지 않고 N₂가스 (G)의 분사만을 실시하면 건조 영역 (6)이 외측에 퍼져 가지만, 상기의 「건조 영역 (6)이 외측에 퍼지는 속도」란 이 경우의 속도이다. 웨이퍼 (W)의 표면의 발수성이 높은 것으로부터, 기술과 같이 건조 영역 (6)이 퍼지는 속도가 크다. 이 때문에 세정액 노즐 (4)의 이동 속도를 건조 영역 (6)이 퍼지는 속도보다 크게 하면 도 27(b)에 나타나는 바와 같이 세정액 (R)이 잔류해 버린다. 또 스텝 3에서는, 도 9에 나타나는 바와 같이 세정액 (R)의 각 토출 위치에 있어서 웨이퍼 (W)의 회전에 의한 원심력이 계산상 일정하게 되도록 웨이퍼 (W)의 회전수가 제어된다. 스텝 3의 개시시의 회전수(f1)은 예를 들면 2000 rpm이다.

이와 같이 회전수를 제어하는 이유는, 웨이퍼 (W)상의 단위면적당에 공급되 는 세정액 (R)의 양을 웨이퍼 (W)의 면내에서 정렬해 이것에 의해 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)로부터 빗나간 영역에 있어서도 높은 세정 효과를 얻으려고 하기 위한 것이다. 또한 이러한 효과를 얻을 수 있다면, 세정액 (R)의 각 토출 위치에 있어서 웨이퍼 (W)의 회전에 의한 원심력이 일정하지 않아도 좋다. 예를 들면, 세정액 (R)의 공급 위치가 웨이퍼 (W)의 중심에 가까울 정도 웨이퍼 (W)의 회전수가 높아지도록 바꾸어 말하면 세정액 (R)의 공급 위치가 웨이퍼 (W)의 주변에 가까울 정도 웨이퍼 (W)의 회전수가 낮아지도록 웨이퍼 (W)의 회전수를 제어해도 괜찮다.

스텝 3의 개시시의 회전수(f1)는 예를 들면 2000 rpm~3000 rpm인 것이 바람직하다. 3000 rpm보다 높으면 미스트 등의 문제가 발생하고 또 2000 rpm보다 낮으면 건조 영역 (6)이 퍼지는 스피드가 늦어져, 처리 시간이 길어진다. 또 스텝 3에 있어서의 노즐의 이동 속도에 대해서는, 처리 시간의 단축화를 도모하기 위해서는 가능한 한 빠른 쪽이 바람직하지만, 너무 빠르면 세정 효과가 낮아지기 때문에 1O mm/초를 넘기지 않는 것이 바람직하다.

그리고, 세정액 노즐 (4)의 중심이 웨이퍼 (W)의 주변으로부터 조금 중심 가까운 위치, 예를 들면 웨이퍼 (W)의 주변으로부터 중심 측에 2~10 mm 떨어진 위치에 도달하면 (도 7A), 세정액 노즐 (4)로부터의 세정액 (R)의 토출이 정지된다. 한편, 웨이퍼 (W)의 회전은 지속된채로 해 둔다 (도 7B). 세정액 노즐 (4)로부터의 세정액 (R)의 토출을 웨이퍼 (W)의 주변에 이를 때까지 실시하면, 웨이퍼 (W)의 표면에 토출된 세정액 (R)이 외측에 튀어 미스트가 되어 웨이퍼 (W) 표면에 돌아오기 때문에, 주변에 이르는 조금 앞에서 세정액 (R)의 토출을 정지하는 것이 바람직하 기 때문이다. 또한 세정액 노즐 (4)를 이동시키는 공정으로 세정액과 함께 가스를 토출시켜도 괜찮다. 이 경우, 가스 노즐 (5)로부터의 N₂가스 (G)의 토출 정지의 타이밍에 대해서는 세정액 (R)의 토출 정지와 같은 타이밍도 좋지만, 세정액 (R)의 토출 정지전 혹은 토출 정지 후에 있어도 괜찮다.

스텝4: 세정액 노즐 (4)의 세정액 (R)의 토출을 정지한 후는 그대로의 회전수 (이 예에서는 2000 rpm의 회전수)로 웨이퍼 (W)가 회전된다. 이것에 의해 건조 영역 (6)이 외측으로 향해 퍼진다. 건조 영역 (6)이 웨이퍼 (W)의 주변까지 퍼진 후, 이 예에서는 웨이퍼 (W)의 회전수를 2000 rpm로 설정 (유지)한 채, 웨이퍼 (W)상의 액체 방울을 원심력에 의해 흩뿌려 건조를 실시한다. 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)는 대기 위치에 되돌려진다.

또한 현상 후의 웨이퍼 (W)에는 패턴인 오목부가 형성되고 이 오목부내는 친수성이 되고 웨이퍼 (W)의 표면의 접촉각이 저하하는 부분이 있다. 본 발명의 대상은 물의 접촉각이 85도 이상인 소수성 표면을 구비한 기판이고, 이 예에서는 현상 처리전의 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 소수성 표면을 구비한 기판의 세정 공정을 나타내고 있다. 기판에 현상액을 공급하는 현상 처리 후에 세정을 실시하는 경우, 기판에 있어서의 물의 정적 접촉각이 85도 이상이라는 것은 현상 처리전의 기판에 있어서의 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 것을 나타낸다. 현상액에 의해 레지스트의 표면의 상태가 바뀌는 등의 원인으로부터, 현상 처리전에 물의 정적 접촉각이 85도 이상인 기판 표면에 대해서는 세정시에 그 레지스트의 정적 접촉각이 85도보다 다소 낮아지고 있는 경우가 있지만, 이 경우에 있어서의 세정 처리는 현상 처리를 실시한 직후에 실시할 필요가 있기 때문에 현상 처리 후 세정 처리전의 정적 접촉각을 정확하게 측정하는 것이 어렵기 때문에, 이와 같이 정적 접촉각을 정의 하고 있다.

이상의 일련의 스텝 1~4는 제어부 (7)의 메모리내에 격납되고 있는 프로그램을 CPU가 독출하고, 그 프로그램 (독출한 명령)에 의거해 기술의 각 기구를 동작하기 위한 제어 신호를 출력함으로써 실행된다.

상술의 실시의 형태에 의하면, 표면에 있어서의 물의 접촉각이 85도 이상인 높은 발수성을 가지는 레지스트 표면을 구비한 웨이퍼 (W)에 대해서 현상 한 후, 스핀 세정하는 것에 즈음해, 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 세정액 (R)을 공급한 후, 세정액 (R)의 공급 위치를 상기 중심부로부터 편심 위치로 이동시킴과 동시에 상기 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 가스 노즐 (5)로부터 가스를 웨이퍼 (W)에 있어서의 세정액의 토출 위치의 가스 토출 위치측 계면과 웨이퍼 (W)에 있어서의 가스의 토출 위치의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리가 9 mm~15mm인 상태로 공급해 세정액 (R)의 건조 영역 (6)을 발생시켜, 그 후, 웨이퍼 (W)를 회전시킨 채 세정액 (R)의 공급 위치를 상기 건조 영역 (6)이 바깥으로 퍼지는 속도보다 늦은 속도로 웨이퍼 (W)의 주변을 향해 이동시키도록 하고 있다. 이것에 의해, 높은 세정 효과를 얻을 수 있어 후술의 평가 시험으로부터도 알 수 있듯이 현상 결함을 전무에 가까운 상태까지 저감 할 수가 있어 제품 비율의 향상에 크게 기여할 수 있다. 또한, 세정을 단시간에 실시할 수가 있다. 또, 세정액 (R)의 공급 위치가 웨이퍼 (W)의 주변에 가까울 정도 웨이퍼 (W)의 회전수가 낮아지도록 웨이퍼 (W)의 회전수를 제어하 고 웨이퍼 (W)상의 단위면적 당에 공급되는 세정액 (R)의 양을 웨이퍼 (W)의 면내에서 정렬하도록 하면 웨이퍼 (W)의 중심부로부터 빗나간 영역에 있어서도 높은 세정 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 이상과 같은 수법은 보호막을 사용하지 않고 발수성이 높은 레지스트를 이용해 액침노광에 대응해 나가는 기술에 대해서 지극히 유효한 수법이다.

여기서 본 발명에서는 스텝 2에 있어서 즉 건조 영역 (6)을 형성 할 경우에「웨이퍼 (W)에 있어서의 세정액의 토출 위치의 가스 토출 위치측 계면과 웨이퍼 (W)에 있어서의 가스의 토출 위치의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리 (d)를 9 mm~15 mm로 설정한 상태로 웨이퍼 (W)의 중심부에 가스를 가스를 토출 한다」라는 것이 요건이고, 본 발명은 후술의 실험으로부터 이 거리 (d)의 적절한 값을 찾아내는 것에 의의가 있다.

[제2의 실시의 형태]

본 실시의 형태에서는 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)를 다른 노즐 아암에 의해 독립해 이동할 수 있도록 구성하고 있다. 그리고 세정액 노즐 (4)에 의해 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 세정액을 토출하고 이어서 세정액 노즐 (4)를 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)로부터 조금 외측에 이동시킴과 동시에 가스 노즐 (5)를 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)와 대향하도록 위치시켜 이 가스 노즐 (5)로부터 중심부 (C)에 N₂가스를 공급해 건조 영역 (6)을 형성한다. 그 후, 세정액 노즐 (4)를 세정액 (R)을 토출한 상태에서 웨이퍼 (W)의 주변부 근방까지 이동시키고 (도 10A, 도 10B), 이어서 세정액 (R)의 토출을 정지하고 웨이퍼 (W)의 건조를 실시한다 (도 10C). 또 한, 가스 노즐 (5)는 중심부 (C)에 N₂가스 (G)를 공급해 건조 영역 (6)을 형성한 후는 N₂가스 (G)의 토출을 정지한다.

도 6B의 시점에 있어서의 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)의 이간 거리에 대해서는 제1의 실시의 형태와 같다. 가스 노즐 (5)는 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 N₂가스 (G)를 토출하여 건조 영역 (6)을 형성한 후는, 도 10A 내지 도 10C에서는 상기 중심부 (C)의 윗쪽에 위치 하고 있지만, 대기 위치에 되돌려져도 좋다. 본 실시의 형태에 있어서도 제1의 실시의 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또 본 실시의 형태에 있어서 도 6A, 도 6B의 동작을 실시한 후 세정액 노즐 (4)가 이동 할 경우에 가스 노즐 (5)로부터 상기 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 N₂가스 (G)를 토출 지속해도 좋다.

[제3의 실시의 형태]

그런데, 현상액이나 세정액이 공급되기 때문에 컵 (31)내의 환경은 습도가 높아지고 있다. 특히 세정액 (R)이 공급된 직후에 있어서 그 세정액 (R)이 공급된 주위의 환경은 습도가 높아진다. 따라서, 제1의 실시 형태의 스텝 3에 있어서, 세정액 노즐 (4)에 추종 해 가스 노즐 (5)가 웨이퍼의 중심부 (C)로부터 주연부에 향해 이동하는 것에 즈음해, 주위의 환경의 수분이 가스 노즐 (5) 표면에 부착해 액체방울이 형성되어 그 액체방울이 가스 노즐 (5)로부터 건조 영역 (6)에 낙하하고, 그곳에 형성되고 있는 오목부내에 들어가 현상 결함이 발생해 버릴 우려가 있다. 거기서, 이러한 낙하하는 액체방울에 의한 현상 결함을 저지할 수가 있는 본 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 11은, 도 1의 현상 장치와 대략 동일하게 구성된 현상 장치 (70)을 나타내고 있다. 도 1의 현상 장치와 동일하게 구성된 곳에 대해서는 도 1과 같은 부호를 교부해, 설명을 생략 하고 현상 장치 (70)에 있어서의 도 1의 현상 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다. 현상 장치 (70)에 설치되는 제1의 세정액 노즐 (71)은 세정액 노즐 (4)에 대응하고 해당 세정액 노즐 (4)와 동일하게 구성되고 있다. 또, 이 현상 장치 (70)에는 제1의 세정액 노즐 (71)과는 독립해 웨이퍼 (W)에 세정액을 공급하는 제2의 세정액 노즐 (72)가 설치되고 있다. 제2의 세정액 노즐 (72)는 세정액 노즐 (71)과 동일하게 세정액 공급로 (73)을 개재시켜 세정액 공급계 (43)과 동일하게 구성된 세정액 공급계 (74)에 접속되고 있다.

도 12(a)에 나타나는 바와 같이 각 세정액 노즐 (71, 72) 및 가스 노즐 (5)는 노즐 유지부 (41)을 개재시켜 노즐 아암 (44)에 고정되고 있고 제1의 실시 형태와 동일하게 웨이퍼 (W)의 지름 방향을 따라 서로 일체적 으로 이동하도록 구성되고 있다. 도중 71A, 72A는 세정액 노즐 (71, 72)의 각각의 세정액 토출구이고, 도 12 (b)에 나타나는 바와 같이 수직 아랫쪽에 각각 세정액 (R)을 토출할 수 있도록 구성되고 있다.

세정액 노즐 (71)로부터 웨이퍼 (W)에 토출되는 세정액 토출 위치의 가스 토출 위치측 계면과 가스 노즐 (5)로부터 웨이퍼 (W)에 토출되는 가스 토출 위치의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리 (d)는 제1의 실시 형태와 동일한 9 mm~15 mm로 설정되고 있다. 또, 각 노즐 (71, 72) 및 5의 이동 방향에 있어서의 가스 노즐 (5)의 토출구 (50)의 중심 P1과 제2의 세정액 노즐 (72)의 토출구 (72a)의 중심 P2와 의 거리 (d2)는, 예를 들면 17.9 mm로 설정되어 각 노즐의 이동 방향과 직교하는 방향에 있어서의 상기 중심 P1과 상기 중심 P2의 거리 (d3)은 예를 들면 15 mm이다. 세정액 노즐 (71), 가스 노즐 (5)는 웨이퍼 (W)의 중심부에 각각 세정액 (R), N₂가스 (G)를 토출할 수 있도록 각 노즐의 이동 방향으로 나열하여 배열되고 있다. 각 노즐의 이동 방향과 가스 노즐 (5) 및 제2의 세정액 노즐 (72)의 배열 방향이 이루는 각 (θ)는 예를 들면 40˚이다. 각 노즐의 레이아웃은 이 예에 한정되지 않지만, 후술 하는 바와 같이 제2의 세정액 노즐 (72)로부터 건조 영역 (6)의 외주변 위치에서 세정액 (R)을 공급하는 것에 즈음해, 제 2의 세정액 노즐 (72)로부터의 세정액의 공급 위치와 웨이퍼 (W)의 중심부의 거리가 웨이퍼 (W)의 중심부와 가스 노즐 (5)의 거리보다 가까운 상태가 되도록 각 노즐이 배치 되는 것이 당연하다. 「웨이퍼 (W;기판)의 중심부와 제2의 세정액 노즐 (72)로부터의 세정액 (R)의 토출 위치의 거리가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)와 웨이퍼 (W)상에 있어서의 가스 노즐 (5)의 투영 위치와의 거리보다 가깝다」란, 이들의 거리가 동일한 것도 포함한다. 즉, 제2의 세정액 노즐 (72) 및 가스 노즐 (5)의 위치는 제2의 세정액 노즐 (72)로부터의 세정액 (R)에 의해 가스 노즐 (5)로부터 낙하한 액체방울이 제거되는 위치이다.

이어서 현상 장치 (70)을 이용해 세정을 하는 각 스텝의 모습을 도 13A 내지 도 13F 및 도 14A 내지 도 14F 를 이용해 설명한다. 도 13A 내지 도 13F 는 각 세정액 노즐 (71, 72) 및 가스 노즐 (5)의 움직임과 건조 영역 (6)의 변동을 나타내고 있다. 도 14A 내지 도 14F 는 각 노즐로부터 세정액 (R) 및 가스 (G)가 토출되 는 모습을 나타내고 있다. 도 13A 내지 도 13F 안의 쇄선은, 웨이퍼 (W)의 직경을, 도 14A 내지 도 14F 중의 쇄선은 웨이퍼 (W)의 회전 중심축을 각각 나타내고 있다.

스텝 S1: 제1의 실시 형태와 동일하게 현상액이 공급된 후, 도 13A에 나타나는 바와 같이 제1의 세정액 노즐 (71)이 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 대향하고 또한 웨이퍼 (W)의 표면으로부터 예를 들면 15 mm의 높이의 위치로 설정되어 스핀 척 (2)가 예를 들면 1000 rpm의 회전수로 회전되면서, 세정액 노즐 (71)으로부터 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 세정액 (R)이 예를 들면 250 ml/분의 유량으로, 예를 들면 5 초간 토출된다 (도 14A). 그리고, 세정액 (R)이 원심력에 의해 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)로부터 주변으로 향해 퍼져 현상액이 세정액 (R)에 의해 씻겨 흐르게 된다.

스텝 S2:다음에 스핀 척 (2)가 1500 rpm 이상 예를 들면 2000rpm의 회전수로 회전되면서, 도 13B에 나타나는 바와 같이 세정액 노즐 (71)이 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)로부터 조금 외측에 이동됨과 동시에 세정액 노즐 (72)가 웨이퍼 (W)의 중심부 가까이 이동되어 이것에 의해 가스 노즐 (5)가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)와 대향하도록 위치된다. 이 때 제 1의 세정액 노즐 (71)은 세정액 (R)을 예를 들면 250 ml/분의 유량으로 토출하면서 예를 들면 150 mm/초의 속도로 이동한다. 그리고 가스 노즐 (5)가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)와 대향한 직후에 중심부 (C)에 가스 예를 들면 불활성 가스인 N₂가스 (G)를 뿜어낸다. 이것에 의해, 제1의 실시 형태와 동일하게 건조 영역 (6)이 형성된다. 건조 영역 (6)은 제1의 세정액 노즐 (71)에 의해 세정액 (R)이 토출되고 있는 위치까지 퍼진다 (도 13B).

스텝 S3: 가스 토출 개시부터 예를 들면 0. 5초 후에 가스 토출이 종료되고, 또 그것과 대략 동시에 제1의 세정 노즐 (71)로부터의 세정액 (R)의 토출이 정지된다. 이어서 도 13C에 나타나는 바와 같이 제1의 세정액 노즐 (71) 및 가스 노즐 (5)가 웨이퍼 (W)의 주변 가까이 이동됨과 동시에 제2의 세정액 노즐 (72)가 웨이퍼 (W)의 노즐 이동 방향과 직교하는 직경상에 이동된다 (도 14C). 이 때의 이동 속도는 제2의 세정액 노즐 (72)의 웨이퍼 (W)에의 세정액 (R)의 토출 위치가 웨이퍼 (W)의 상기 직경상에 위치 했을 때 (도 14D)에, 웨이퍼 (W)의 중심부를 퍼지는 건조 영역 (6)의 외주변 위치에 해당 제 2의 세정액 노즐 (72)로부터 세정액을 공급할 있을 수 있는 속도로 해, 예를 들면 150 mm/초이다.

스텝 S4: 각 노즐이 이동을 지속하고 도 13D 및 도 14D에 나타나는 바와 같이 제2의 세정액 노즐 (72)로부터 웨이퍼 (W)에 공급되는 세정액 (R)의 토출 위치가 웨이퍼 (W)의 상기 직경상에 위치 할 경우에, 정확히 건조 영역 (6)의 외주변 위치에 해당 세정액 노즐 (72)로부터 웨이퍼 (W)에 세정액 (R)이 예를 들면 250 ml/초에 토출된다 (도 14D). 이 경우의 「건조 영역의 외주변 위치」란, 세정 효과에 지장이 없는 범위에서 외주변 위치로부터 수밀리 예를 들면 2밀리 정도 내측 혹은 외측의 위치도 포함된다. 이러한 예로서는 예를 들면 노즐의 구동 기구의 동작 타이밍과 건조 영역의 확대의 타이밍에 근거해, 세정액의 토출 위치가 건조 영역의 외주변 위치로부터 조금 어긋나는 경우 등을 들 수 있다.

스텝 S5:도 13E 및 도 14E에 나타나는 바와 같이 계속 세정액 노즐 (71, 72)및 가스 노즐 (5)가 웨이퍼 (W)의 주변을 향해, 건조 영역 (6)이 외측에 퍼지는 속 도 보다 늦은 속도, 예를 들면 5 mm/초에 이동한다. 이 각 노즐의 이동중에 있어서, 도 15에 나타나는 바와 같이 세정액 노즐 (71) 및 가스 노즐 (5)에 액체방울 (L)이 형성되어 그 액체방울 (L)이 웨이퍼 (W)에 낙하해도 이들의 세정액 노즐 (71) 및 가스 노즐 (5)는 건조 영역 (6)의 외측 영역을 이동하고 있기 때문에, 낙하한 액체방울 (L)은 세정액 노즐 (72)로부터 공급되는 세정액 (R)에 의해 씻겨 흐르게 된다. 따라서 이 액체방울 (L)이 웨이퍼 (W)표면에 형성된 오목부내에 들어가, 그대로 잔류해 현상 결함이 되는 것이 저지 된다.

스텝 S6:그리고 제2의 세정액 노즐 (72)로부터의 세정액의 토출 위치가 웨이퍼 (W)의 주변으로부터 약간 중심 가까운 위치, 예를 들면 웨이퍼 (W)의 주변으로부터 중심 측에 2~10 mm 떨어진 위치에 이르면 (도 13F), 제2의 세정액 노즐 (72)로부터의 세정액 (R)의 토출이 정지된다 (도 14F). 그리고, 웨이퍼 (W)를 계속 그대로 회전수 (이 예에서는 2000 rpm의 회전수)로 회전시켜, 건조 영역 (6)을 외측으로 향해 넓힌다. 건조 영역 (6)이 웨이퍼 (W)의 주변까지 퍼진 후 이 예에서는 웨이퍼 (W)의 회전수를 2000 rpm로 설정한 채, 웨이퍼 (W)상의 액체방울을 원심력에 의해 흩뿌려 건조를 실시한다.

제3의 실시 형태에 있어서도 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 세정액 (R)을 공급한 후, 세정액 (R)의 공급 위치를 상기 중심부 (C)로부터 편심 위치로 이동시킴과 동시에 상기 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 웨이퍼 (W)에 있어서의 가스 토출 위치의 세정액 토출 위치측 계면과 세정액 토출 위치의 가스 토출 위치측 계면의 거리가 9 mm~15 mm인 상태로 N₂가스 (G)를 내뿜어 건조 영역 (6)을 발생시켜, 그 후, 웨이 퍼 (W)를 회전시킨 채 세정액 (R)의 공급 위치를 상기 건조 영역 (6)이 바깥으로 퍼지는 속도보다 늦은 속도로 웨이퍼 (W)의 주변을 향해 이동시키도록 하고 있다. 이 때문에 제1의 실시 형태와 동일하게 높은 세정 효과를 얻을 수 있다. 또한 건조 영역 (6)이 형성되어 제2의 세정 노즐 (72)로부터 세정액을 공급할 때, 제1의 세정 노즐 (71) 및 가스 노즐 (5)는 건조 영역 (6)의 외주변보다 외측 영역을 이동하므로, 이들의 노즐로부터 늘어진 액체방울에 의해 현상 결함이 발생하는 것이 저지된다.

[제4의 실시의 형태]

제4의 실시의 형태의 세정 방법은, 제1의 실시의 형태로 이용된 장치와 동일한 장치를 이용해 행해지고 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)는 일체적으로 이동한다. 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)의 움직임을 나타낸 도 16을 이용해 설명한다. 편의상 각 노즐의 이동 방향인 도중의 좌우 방향을 X방향이라고 부르고 세정액 노즐 (4)가 배치되고 있는 측 (도 16중 좌측), 가스 노즐 (5)가 배치되고 있는 측 (도 16중 우측)을 각각 + X측, -X측으로 한다.

먼저, 제1의 실시 형태와 동일하게 현상액이 공급된 후, 세정액 노즐 (4)로부터 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 세정액 (R)이 토출되고 (도 16A), 세정액 (R)이 토출되고 있는 상태로 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)가 +X방향에 이동되어 가스 노즐 (5)가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)와 대향하도록 위치된다. 그리고, 이 가스 노즐 (5)로부터 중심부 (C)에 N₂가스 (G)가 공급되어 건조 영역 (6)이 형성된다 (도 16B). 가스 공급 개시부터 소정의 시간 경과후, N₂가스 (G)의 공급 및 세정액 (R)의 공급이 정지되어 건조 영역 (6)이 웨이퍼 (W)를 퍼지는 속도보다 빠르고, 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)를 ―X방향으로 이동시킨다 (도 16C). 이 때의 노즐 (4, 5)의 이동 속도는 예를 들면 150 mm/초이다.

그리고, 세정액 노즐 (4)가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)상을 통과하고 이어서 건조 영역 (6)에 있어서의 상술한 외주변 위치에 이르면 세정액 (R)의 토출을 재개한다 (도 16D). 그 후, 세정액 노즐 (4)로부터 세정액 (R)이 토출되고 있는 상태로 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)를 건조 영역 (6)이 외측에 퍼지는 속도보다 늦은 속도, 예를 들면 5 mm/초에 ―X방향으로 이동시키고 세정액 노즐 (4)의 이동에 따라 건조 영역 (6)이 외측으로 향해 퍼진다 (도 16E). 그 후, 세정액 노즐 (4)가 웨이퍼 (W)의 주변부 근방까지 이동하면 세정액 (R)의 토출이 정지되어 제1의 실시 형태의 스텝 4와 동일하게 웨이퍼 (W)의 건조가 행해진다.

제4의 실시 형태에 있어서도, 제1의 실시 형태와 동일한 노즐 배치이기 때문에, 제1의 실시 형태와 동일한 효과를 가진다. 또한, 제4의 실시 형태에 있어서는, N₂가스 토출 후 건조 영역 (6)의 외측 영역에 가스 노즐 (5)가 배치되어 세정액 노즐 (4)가 세정액을 토출하면서 웨이퍼 (W) 주변에 향할 때는 가스 노즐 (5)는 건조 영역 (6)의 외측을 이동하기 때문에 웨이퍼 (W)에 가스 노즐 (5)로부터 액체방울이 낙하해도 건조 영역 (6)내에 낙하하는 것이 저지된다. 따라서 현상 결함이 발생하는 것이 보다 확실히 저지된다. 또한 이 제4의 실시 형태에 있어서는 건조 영역 (6) 형성 후, 노즐 (4, 5)가 건조 영역 (6)상을 통과하므로, 이동중에 각 노즐에 액체방울이 부착해 그 액체방울이 건조 영역 (6)에 낙하할 우려가 있지만, 웨이 퍼 (W) 중심부에 머물고 있는 건조 영역 (6)상을 이동하는 각 노즐 (4, 5)의 이동거리는 작기 때문에 제1의 실시 형태에 비하면, 건조 영역 (6)에의 액체방울의 낙하는 저지되고 있다고 말할 수 있다. 다만, 제3의 실시 형태가, 보다 확실히 이 액체방울에 의한 현상 결함을 저지할 수가 있기 때문에 바람직하다.

제4의 실시 형태에 있어서 노즐 이동중의 액의 낙하를 저지하기 위해서 노즐의 대기 영역을 도 17A, 도 17B와 같이 구성해도 괜찮다. 이 예에서는 대기 영역 (46)은, 위쪽이 개방된 용기 (4A) 내의 공간으로서 구성되고 있다. 용기 (4A) 내에는 노즐 (4)의 대기중에 건조 가스를 내뿜어 노즐 (4)를 건조시키기 위한 건조 노즐 (47)과 대기 영역 (46)내에 공급된 건조 가스를 배기하기 위한 배기관 (48)이 설치되고 있다. 이와 같이 대기 영역 (46)을 구성하고 1매의 웨이퍼 (W)를 세정, 건조 후 세정액 노즐 (4)가 대기 영역 (46)에서 대기하고 있는 동안에, 노즐 (4)를 건조시키는 것으로, 다음의 웨이퍼의 처리중에 건조 영역 (6)에 세정액 노즐 (4)로부터 액체방울이 낙하하는 것을 저지할 수가 있다. 도중 4B는 대기 영역 (46)에 인접하도록 설치된 가스 노즐 (5)의 대기 영역이고, 대기 영역 (46)과 동일하게 구성되어 가스 노즐 (5)의 대기중에 가스 노즐 (5)를 건조시킨다. 다른 실시 형태에 있어서도 이러한 대기 영역 (46, 4B)를 구성해도 괜찮다. 또, 대기 영역 (46, 4B)에 있어서는, 건조 노즐 (47)을 설치하는 대신에 히터를 설치하고, 그 히터의 열에 의해 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)를 건조시켜도 괜찮다.

[제5의 실시 형태]

다음 제4의 실시 형태의 변형예인 제5의 실시 형태에 대해서 설명한다. 이 실시 형태로 행해지는 세정 공정은 제1의 실시 형태의 현상 장치와 대략 동일하게 구성된 장치를 이용해 행해지지만, 도 18A 및 도 18B에 나타나는 바와 같이 세정 노즐 (4)는 X방향축을 회전 중심으로 해, X방향과 수평면내에서 직교 하는 Y방향으로 기울일 수가 있도록 구성되고 있다.

이어서 제5의 실시 형태의 세정 방법에 대해서, 도 19A 내지 도 19C를 참조하면서 설명한다. 먼저, 제4의 실시 형태와 동일하게 현상액이 공급된 후의 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 세정액의 토출 방향이 수직 아랫쪽에 향해진 세정액 노즐 (4)로부터 세정액 (R)이 토출된다. 다음 세정액 (R)이 토출되고 있는 상태로 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)가 +X방향으로 이동되어 가스 노즐 (5)가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)와 대향하도록 위치되어 N₂가스 (G)가 공급되고 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 건조 영역 (6)이 형성된다 (도 19A).

그 후, N₂가스 (G)의 공급 및 세정액 (R)의 공급이 정지되어 도 18B에 나타나는 바와 같이 세정액 노즐 (4)의 토출구 (40)의 웨이퍼 (W)에의 투영 영역 (49)가 건조 영역 (6)내에 위치 하지 않도록 세정액 노즐 (4)가 Y방향으로 기울일 수 있다. 그 후, 제4의 실시 형태와 동일하게 건조 영역 (6)이 웨이퍼 (W)를 퍼지는 속도보다 빠르고, 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)가 ―X방향에 이동된다 (도 19B).

그리고, 세정액 노즐 (4)가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)상을 통과하고 예를 들면 건조 영역 (6)의 외주변보다 약간 외측에 위치 한 다음에, 수직 아랫쪽에 세정액을 공급할 수 있도록 세정액 노즐 (4)의 기울기가 변화한다. 그 후, 건조 영역 (6)의 외주변 위치에 세정액 (R)이 공급되도록 세정액의 토출이 재개된다 (도 19C). 그 후, 제4의 실시 형태와 동일하게 세정액 노즐 (4)로부터 세정액 (R)이 토출되고 있는 상태로 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)가 건조 영역 (6)이 외측에 퍼지는 속도보다 늦은 속도, 예를 들면 5 mm/초에 ―X방향으로 이동된다. 세정액 노즐 (4)가 웨이퍼 (W)의 주변부 근방까지 이동하면 제1의 실시 형태의 스텝 4와 동일하게 웨이퍼 (W)의 건조를 행한다.

제5의 실시의 형태는 제4의 실시의 형태와 동일한 효과를 갖고 또 건조 영역 (6) 형성 후, 가스 노즐 (5)를 건조 영역 (6)보다 외측에 배치하는 것에 즈음해, 토출구 (40)의 투영 영역이 건조 영역 (6)의 외측에 적합하도록 세정액 노즐 (4)를 기울임으로써 액체방울 (L)이 세정액 노즐 (4)로부터 건조 영역 (6)내에 낙하하는 것을 저지할 수가 있다. 또, 가스 노즐 (5)에 대해서도 건조 영역 (6)상을 이동시킬 즈음해, 세정액 노즐 (4)와 동일하게 그 기울기를 변경해 건조 영역 (6)내에의 액체방울 (L)의 낙하를 방지해도 괜찮다.

[제6의 실시의 형태]

다음 제4의 실시 형태의 다른 변형예인 제6의 실시 형태에 대해서 설명한다. 이 제6의 실시 형태로 이용되는 현상 장치도 제1의 실시 형태의 장치와 대략 동일하게 구성되고 있지만, 세정액 노즐 (4)는 도 20A, 도 20B에 나타나는 바와 같이 비스듬하게 노즐 유지부 (41)에 설치되고 있다. 다만, 그 세정액 (R)의 웨이퍼 (W)에의 공급 위치는 다른 실시 형태와 동일하게 세정액 노즐 (4)의 이동에 의해 웨이퍼 (W) 위를 이동할 수 있도록 되어 있다. 또, 도 20C에 나타나는 바와 같이 웨이 퍼 (W)에 있어서의 세정액의 토출 위치의 가스 토출 위치측 계면과 웨이퍼 (W)에 있어서의 가스의 토출 위치의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리 (d)는 기술의 각 실시 형태와 같은 크기로 설정된다.

이와 같이 세정액 노즐 (4)를 경사지게 설치하는 것은 제4의 실시 형태와 동일한 순서로, 세정 처리를 실시하고 건조 영역 (6)을 형성한 후, 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)를 ―X방향으로 이동시킬 때 웨이퍼 (W)의 표면에 대한 세정액 노즐 (4)의 투영 영역 (4A)가 건조 영역 (6)의 외측 영역을 이동하도록 해, 도 20A에 나타나는 바와 같이 세정액 노즐 (4)로부터 액체방울 (L)이 낙하하는 경우에서도 그 액체방울 (L)를 건조 영역 (6)의 외측에 낙하시키는 것을 목적으로 하고 있다. 따라서, 세정액 노즐 (4)의 수평 축으로 대한 각도나 세정액 노즐 (4)와 가스 노즐 (5)의 Y축방향의 거리는 건조 영역 (6)이 퍼지는 속도나 ―X방향에의 각 노즐 (4, 5)의 이동 속도에 따라 적절히 설계된다.

제6의 실시 형태의 세정 공정에 대해서는, 제4의 실시 형태의 세정 공정과 동일하게 실시된다. 가스 노즐 (5)로부터 N₂가스 (G)가 공급되어 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)에 건조 영역 (6)이 형성된 후는 (도 21A), N₂가스 (G)의 공급 및 세정액 (R)의 공급이 정지되어 건조 영역 (6)이 웨이퍼 (W)를 퍼지는 속도보다 빠르고, 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)가 ―X방향으로 이동되고 (도 21B), 그 후는 제4의 실시 형태와 동일하게 세정액 노즐 (4)가 웨이퍼 (W)의 중심부 (C)상을 통과하고, 예를 들면 건조 영역 (6)보다 약간 외측에 위치 하면 그 웨이퍼 (W)를 향해 세정액 (R)을 다시 토출한다 (도 21C). 그 후, 세정액 노즐 (4)를 웨이퍼 (W)의 주변에 이동시킨다.

이와 같이 세정을 실시하면 건조 영역 (6)의 형성 후에 세정액 (R)을 재공급할 때까지의 건조 영역 (6)상에서의 각 노즐 (4, 5) 이동 사이에 세정액 노즐 (4)로부터 건조 영역 (6)내에 액체방울 (L)이 낙하하는 것이 저지된다. 또, 세정액 토출 재개 후 가스 노즐 (5)는 건조 영역 (6)의 외측을 이동하므로 가스 노즐 (5)로부터 건조 영역 (6)내에 액체방울 (L)이 낙하하는 것을 저지할 수가 있다.

또, 이들 제2~ 제6의 실시 형태에 있어서도 제1의 실시 형태와 동일하게 세정액의 공급 위치에 따라 웨이퍼 (W)의 회전 속도를 제어해도 괜찮다. 또, 각 실시 형태의 현상 장치의 각부의 동작은 제어부 (7)로부터 송신되는 제어 신호에 근거하여 제어되고 상술의 세정 공정이 각각 실시된다.

본 발명의 기판 세정 장치는 액침노광을 실시하는 패턴 형성 시스템에 있어서, 발수성이 높은 레지스트를 이용한 기판으로서 현상을 한 후의 기판의 세정에 매우 적합하게 이용할 수가 있지만 액침노광전의 기판, 혹은 액침노광 다음에 또한 현상전의 기판을 세정하는 경우에도 이용될 수 있다. 구체적으로는, 기판의 레지스트상에 발수성이 높은 보호막을 형성한 기판 혹은 보호막을 형성하지 않고 발수성이 높은 레지스트를 도포한 기판에 대해서, 액침노광전에 세정을 실시하는 경우를 들 수 있고 또, 액침노광 후에 보호막을 약액으로 제거해 약액을 세정하는 경우나, 보호막을 형성하지 않고 발수성이 높은 레지스트를 도포한 기판에 대해서 액침노광 후에 액체방울을 제거하는 경우 등을 들 수 있다.

이하에, 액침노광을 실시하는 패턴 형성 시스템에 본 발명의 세정 장치를 적 용한 예에 대해서, 도 22, 도 23을 참조하면서 간단하게 설명해 둔다. 이 시스템은 도포·현상 장치에 노광 장치를 접속한 것이다. 도중 B1은 웨이퍼 (W)가 예를 들면 13매 밀폐 수납된 캐리어 (C1)을 반입출 하기 위한 재치부 (120)을 구비한 캐리어 스테이션이고, 이 캐리어 스테이션 (B1)로부터 볼 때 전방의 벽면에 개폐부 (121)이 설치되고 있고 또, 개폐부 (121)을 개재시켜 캐리어 (C1)로부터 웨이퍼 (W)를 취출하기 위한 수수 수단 (A1)이 설치되고 있다.

캐리어 스테이션 (B1)의 안쪽 측에는, 프레임체 (122)에서 주위를 둘러싼 처리부 (B2)가 접속되고 있다. 처리부 (B2)에는 앞측으로부터 차례로 가열·냉각계의 유니트를 다단화한 선반 유니트 (U1, U2, U3)와 각 유니트간의 웨이퍼 (W)의 수수를 실시하는 주반송 수단 (A2,A3)이 교대로 배열되고 있다. 또 도 22에 나타나는 바와 같이 액처리 유니트 (U4, U5)가 설치되고 있다. 주반송 수단 (A2,A3)은 캐리어 스테이션 (B1)로부터 볼 때 전후방향에 배치되는 선반 유니트 (U1, U2, U3)에 접하는 서로 대향하는 벽면과 액처리 유니트 (U4, U5)에 접하는 벽면과 후자의 벽면에 대향하는 벽면에 구성되는 구획벽 (123)에 의해 둘러싸인 공간내에 놓여져 있다. 또 도중 124, 125는, 각 유니트에서 이용되는 처리액의 온도 조절 장치나 온습도 조절용의 덕트등을 구비한 온습도 조절 유니트이다.

액처리 유니트 (U4, U5)는 예를 들면 도 23에 나타나는 바와 같이 레지스트액이나 현상액등의 약액 수납부 (126) 위에, 도포 유니트 (COT;127), 현상 유니트 (DEV;128) 및 반사 방지막형성 유니트 (BARC) 등을 복수단 예를 들면 5단에 적층해 구성되고 있다. 현상 유니트 (DEV;128)은 제1의 실시의 형태의 세정 장치를 겸용하 고 있다. 또, 기술의 선반 유니트 (U1, U2, U3)은 액처리 유니트 (U4, U5)에서 행해지는 처리의 사전 처리 및 후 처리를 행하기 위한 각종 유니트를 복수단 예를 들면 10단에 적층한 구성으로 되어 있다. 그 조합은 웨이퍼 (W)를 가열 (베이크)하는 가열 유니트, 웨이퍼 (W)를 냉각하는 냉각 유니트 등이 포함된다.

처리부 (B2)에 있어서의 선반 유니트 (U3)의 안쪽 측에는 인터페이스부 (B3)을 개재하여 노광부 (B4)가 접속되고 있다. 인터페이스부 (B3)은, 자세하게는 도 22에 나타나는 바와 같이 처리부 (B2)와 노광부 (B4)의 사이에 전후에 설치되는 제1의 반송실 (130A), 제2의 반송실 (130B)에서 구성되고 있고 각각에 제1의 기판 반송부 (131A) 및 제2의 기판 반송부 (131B)가 설치되고 있다. 제1의 반송실 (130A)에는 선반 유니트 (U6), 버퍼 카셋트 (CO) 및 본 발명의 기판 세정 장치가 설치되고 있다. 선반 유니트 (U6)는 노광을 한 웨이퍼 (W)를 PEB 처리하는 가열 유니트 (PEB) 및 냉각 플레이트를 가지는 고정밀도 온조유니트 등을 상하에 적층한 구성으로 되어 있다.

상기의 시스템에 있어서의 웨이퍼 (W)의 흐름에 대해서 간단하게 설명한다. 먼저 외부로부터 웨이퍼 (W)의 수납된 캐리어 (C1)이 재치대 (120)에 재치되면 개폐부 (121)과 함께 캐리어 (C1)의 덮개가 분리되어 수수 수단 (A1)에 의해 웨이퍼 (W)가 꺼내진다. 그리고 웨이퍼 (W)는 선반 유니트 (U1)의 일단을 이루는 수수 유니트를 개재시켜 주반송 수단 (A2)로 수수되고 선반 유니트 (U1, U2)내의 하나의 선반으로, 소수화 처리나 냉각 유니트에 의한 기판의 온도 조정 등을 한다.

그 후 주반송 수단 (A2)에 의해 웨이퍼 (W)는 도포 유니트 (COT;127)내에 반 입되고 웨이퍼 (W)의 표면에 레지스트막이 성막된다. 그 후, 웨이퍼 (W)는 주반송 수단 (A2)에 의해 외부에 반출되어 가열 유니트에 반입되어 소정의 온도로 베이크 처리가 된다.

베이크 처리를 끝낸 웨이퍼 (W)는 다음에 냉각 유니트에서 냉각된 후, 선반 유니트 (U3)의 수수 유니트를 경유해 인터페이스부 (B3)로 반입되어 이 인터페이스부 (B3)를 개재시켜 노광부 (B4)내에 반입된다. 또한 액침노광용의 보호막을 레지스트막 위에 도포하는 경우에는 상기 냉각 유니트에서 냉각된 후, 처리부 (B2)에 있어서의 유니트 (ITC)에서 보호막용의 약액의 도포를 한다. 그 후, 웨이퍼 (W)는 노광부 (B4)에 반입되어 액침노광을 하지만 액침노광전에 인터페이스부 (B3)에 설치된 도시하지 않는 본 발명의 세정 장치에서 웨이퍼 (W)를 세정하도록 해도 괜찮다.

그 후 액침노광을 끝낸 웨이퍼 (W)는 제2의 기판 반송부 (131B)에 의해 노광부 (B4)로부터 꺼내져 본 발명의 기판 세정 장치에 의해 기판의 표면의 물방울의 제거를 해 그 후 선반 유니트 (U6)의 일단을 이루는 가열 유니트 (PEB)에 반입된다.

그 후 웨이퍼 (W)는 기판 반송부 (131A)에 의해 가열 유니트로부터 반출되어 주반송 수단 (A3)에 수수된다. 그리고 이 주반송 수단 (A3)에 의해 현상 유니트 (128)내에 반입된다. 현상 유니트 (128)에서는, 현상액에 의해 기판의 현상이 행해지고 또 세정을 한다. 그 후, 웨이퍼 (W)는 가열 유니트에서 가열된 후, 재치대 (120)상의 원래의 캐리어 (C1)로 되돌려진다.

[평가 시험]

(실험에 이용한 웨이퍼 및 장치)

발수성이 높은 레지스트를 웨이퍼상에 도포하고 다음에 액침노광을 실시하고 또 현상 장치에서 현상을 실시하고 오목부의 선폭이 150 nm인 레지스트 패턴을 형성했다. 웨이퍼 전면에 상기 레지스트를 형성한 후의 레지스트 표면의 물의 접촉각은 92도였다. 현상 장치에 구성되고 있는 세정 장치로서는, 세정액 노즐 (4) 및 가스 노즐 (5)가 각각 독립해 이동 제어할 수 있는 구성을 구비하고 있는 점을 제외하고 제1의 실시의 형태와 동일하다. 또한 접촉각은 웨이퍼 (W)의 각부에 의해 미묘하게 변화한다. 여기서 말하는 접촉각이라는 것은, 웨이퍼 (W)표면의 각부의 접촉각의 평균치의 것이다.

(평가 시험 1)

제1의 실시의 형태에 있어서의 스텝 1에 있어서, 웨이퍼의 중심부에의 세정액의 토출 유량을 250 ml/초, 웨이퍼의 회전수를 500 rpm로 했다. 또 스텝 2 (도 6B 및 도 8)에 있어서, 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리 (d)를 12.35 mm로 했다. 또한 스텝 2에 있어서, 세정액 노즐 (4)를 웨이퍼의 주변으로 향해 이동하기 시작한 시점의 웨이퍼의 회전수 (fl ;도 9 참조)를 3000 rpm로 해, 세정액 노즐 (4)의 이동 속도를 6.5 mm/초로 했다. 그 외의 파라미터는 제1의 실시의 형태의 설명으로서 기재한 값으로 했다.

이와 같이 해 웨이퍼를 세정하고 그 후 건조시켜 현상 결함을 측정했더니, 결함지점은 웨이퍼의 중심에서 1개, 전면에 있어서도 3개 존재할 뿐이었다.

(평가 시험 2)

세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리 (d)를 웨이퍼마다 변경해 설정하고 그 외의 조건은 평가 시험 1과 동일하게 해 실험을 실시하고 세정 처리 후의 각 웨이퍼 (W)의 결함수 (파티클의 수)를 측정했다. 도 24는 그 결과를 나타낸 그래프이고, 상기 계면간의 거리 (d)가 7.35 mm, 9.85 mm, 12.35 mm, 14.85 mm, 17.35 mm, 19.85 mm, 22.35 mm 시에, 결함수는 각각 810개, 430개, 25개, 422개, 891개, 1728개, 2162개였다. 거리 (d)가 너무 작으면 건조 영역 (6)이 형성되지 않기도 하고, 건조가 늦어지는 등의 불편이 생기고, 거리 (d)가 너무 크면 일순간 넓은 영역에서 건조가 일어나 결함수가 많아졌다. 결함수는 실용적으로는 500개 이하인 것이 바람직하기 때문에 이 실험의 결과 및 장치의 조립이나 가공의 오차를 생각하면 결함수를 저지하기 위해서 유효한 상기 거리 (d)의 범위는 9 mm~15 mm이라고 말할 수 있다.

(평가 시험 3)

가스 노즐 (5)로부터 N₂가스를 토출하여 건조 영역 (6)을 형성한 후, 세정액 노즐 (4)를 10 mm/초의 등속으로 웨이퍼의 주변을 향해 이동한 외는 평가 시험 1과 동일하게 해 세정을 실시했다. 결함지점은 303도 있어, 세정액 노즐 (4)의 이동 속도가 6.5 mm/초인 평가 시험 1과 비교해 결함 지점이 많았다. 이것으로부터 노즐의 이동 속도가 결함수에 영향을 주는 것이 확인되었다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시의 형태에 관한 현상 장치에 구성되어진 기판 세정 장치를 나타내는 종단면도이다.

도 2는 제1의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치를 나타내는 평면도이다.

도 3은 제1의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치 가운데 세정액 노즐, 가스 노즐 및 그 주위의 구성 부재를 나타내는 사시도이다.

도 4는 제1의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치에 이용되는 세정액 노즐과 가스 노즐의 일부 단면 측면도이다.

도 5는 웨이퍼에 대해서 현상액을 공급하는 수법의 일례를 설명하기 위한 사시도이다.

도 6A 내지 도 6C는 제1의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치를 이용해 현상 후의 웨이퍼를 세정하는 상태를 단계적으로 나타내는 설명도이다.

도 7A 및 도 7B는, 도 6C에 이어서 현상 후의 웨이퍼를 세정하는 상태를 단계적으로 나타내는 설명도이다.

도 8은 웨이퍼의 중심부에 N₂가스를 토출하는 의해 건조 영역이 퍼지는 상태를 나타내는 설명도이다.

도 9는 세정액의 토출 위치와 웨이퍼의 회전수의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 10A 내지 도 10C는 본 발명의 제2의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치를 이용해, 현상 후의 웨이퍼를 세정하는 상태를 단계적으로 나타내는 설명도이다.

도 11은, 본 발명의 제3의 실시의 형태와 관련되는, 현상 장치에 구성되어진기판 세정 장치를 나타내는 종단면도이다.

도 12는, 제3의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치에 설치된 노즐의 구성

도이다.

도 13A 내지 도 13F는 제3의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치에 있어서 웨이퍼 세정중의 각 공정시의 노즐의 위치를 나타내는 설명도이다.

도 14A 내지 도 14F는 제3의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치를 이용해, 현상 후의 웨이퍼를 세정하는 상태를 단계적으로 나타내는 설명도이다.

도 15는 제3의 실시의 형태에 있어서 웨이퍼 및 해당 웨이퍼상을 이동하는 노즐의 측면도이다.

도 16A 내지 도 16E는 본 발명의 제4의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치를 이용해, 현상 후의 웨이퍼를 세정하는 상태를 단계적으로 나타내는 설명도이다.

도 17A 및 도 17B는 노즐의 대기 영역을 설명하기 위한 개략도이다.

도 18A 및 도 18B는, 본 발명의 제5의 실시의 형태의 기판 세정 장치에 있어서의 노즐 및 그 대기 영역을 나타내는 개략도이다.

도 19A 내지 도 19C는 제5의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치를 이용해, 현상 후의 웨이퍼를 세정하는 상태를 단계적으로 나타내는 설명도이다.

도 20A 내지 도 20C는 본 발명의 제6의 실시의 형태의 기판 세정 장치에 있어서의 노즐을 나타내는 구성도이다.

도 21A 내지 도 21C는 제6의 실시의 형태에 관한 기판 세정 장치를 이용해, 현상 후의 웨이퍼를 세정하는 상태를 단계적으로 나타내는 설명도이다.

도 22는 상기 현상 장치가 구성되어진 도포·현상 장치의 일례를 나타내는 평면도이다.

도 23은, 상기 현상 장치가 구성되어진 도 22의 도포·현상 장치를 나타내는 사시도이다.

도 24는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.

도 25는 기판의 표면에 있어서의 「물의 접촉각」을 설명하기 위한 도이다.

도 26A 및 도 26B는 종래의 세정 방법에 의한 웨이퍼 표면의 세정 상태를 모식적으로 나타내는 설명도이다.

도 27A 및 도 27B는 종래의 세정 방법에 의한 웨이퍼 표면의 세정 상태를 모식적으로 나타내는 설명도이다.

Claims (21)

1. 기판의 표면을 세정하는 방법에 있어서,

   공통의 구동 기구에 의해 노즐 유지부를 통해 일체적으로 이동하는 제1의 세정액 노즐, 제2의 세정액 노즐 및 가스 노즐을 이용하고,

   기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 기판 유지부에 수평으로 유지시키는 공정과,

   상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키면서 제1의 세정액 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 공정과,

   다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 제1의 세정액 노즐로부터의 세정액이 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치에 토출되도록 노즐 유지부를 이동시킴과 동시에, 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면의 거리를 9 mm~15 mm로 설정한 상태로 상기 가스 노즐로부터 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 공정과,

   다음에 제1의 세정액 노즐이 기판 중심부로부터 이격되도록 노즐 유지부를 이동시키고, 가스의 토출을 정지한 상태로 또한 기판의 중심부와 제2의 세정액 노즐로부터의 세정액의 토출 위치의 거리가 기판의 중심부와 기판상에 있어서의 가스 노즐의 투영 위치의 거리보다 가까운 상태에서 상기 제 2의 세정액 노즐로부터 세정액의 토출을 개시하는 공정과,

   그 후 기판 유지부를 회전시킨 채 제2의 세정액 노즐로부터 세정액을 토출한 상태에서 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 느린 속도로 세정액의 토출 위치를 기판의 주변을 향해 이동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   제2의 세정액 노즐의 토출 위치를 기판의 주변을 향해 이동시키는 동안, 제1의 세정액 노즐로부터의 세정액의 토출을 정지하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
3. 기판의 표면을 세정하는 방법에 있어서,

   공통의 구동 기구에 의해 노즐 유지부를 통해 일체적으로 이동하는 세정액 노즐 및 가스 노즐을 이용하고,

   기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 기판 유지부에 수평으로 유지시키는 공정과,

   상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키면서 세정액 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 공정과,

   다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 세정액이 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치에 토출되도록 노즐 유지부를 이동시킴과 동시에 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면과의 거리를 9 mm~15 mm로 설정한 상태로 상기 가스 노즐로부터 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 공정과,

   세정액 및 가스의 토출을 정지함과 동시에, 노즐 유지부를 상기 건조 영역의 형성을 위해서 이동시킨 방향과는 반대 방향으로 이동시키고, 상기 건조 영역의 외주변 위치에서 세정액의 토출을 재개하는 공정과,

   그 후 기판 유지부를 회전시킨 채 세정액을 토출한 상태에서 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 느린 속도로 세정액의 토출 위치를 기판의 주변을 향해 이동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   가스 노즐을 기판의 중심부로부터 주변을 향해 이동시킬 때 기판의 표면에 대한 세정액 노즐의 투영 영역이 건조 영역 내에 위치하지 않도록 세정액 노즐을 구성하고, 이 세정액 노즐로부터 세정액을 경사 방향으로 토출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
5. 청구항 3에 있어서,

   세정액 노즐은 방향을 변경할 수 있도록 노즐 유지부에 장착되고, 가스 노즐을 기판의 중심부로부터 주변을 향해 이동시킬 때 기판의 표면상의 토출구의 투영 영역이 건조 영역내에 위치하지 않도록 세정액 노즐의 방향을 조정하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 건조 영역을 발생시킨 후, 세정액의 토출 위치가 기판의 주변에 가까워지는 것에 따라 기판의 회전수가 낮아지는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
7. 청구항 6에 있어서,

   세정액의 각각의 토출 위치에 있어서의 원심력이 동일하게 되도록 기판의 회전수가 제어되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기판은 노광된 기판의 표면에 현상액을 토출하여 현상을 실시한 후의 기판인 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 기판의 표면은 레지스트의 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
10. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 기판은 레지스트가 도포되고 또한 액침 노광되기 전의 기판, 또는 액침노광되고 또한 현상전의 기판인 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
11. 기판의 표면을 세정하는 장치에 있어서,

    기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지부와,

    상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키는 회전 기구와,

    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면에 세정액을 토출하는 제1의 세정액 노즐 및 제2의 세정액 노즐과,

    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면에 가스를 토출하는 가스 노즐과,

    상기 제1의 세정액 노즐, 제2의 세정액 노즐 및 가스 노즐을 각각 일체적으로 이동시키기 위한 노즐 구동 기구와,

    상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키면서 제1의 세정액 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 스텝과,

    다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 제1의 세정액 노즐로부터의 세정액이 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치에 토출되도록 노즐 유지부를 이동시킴과 동시에, 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면의 거리를 9 mm~15 mm로 설정한 상태로 상기 가스 노즐로부터 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 스텝과,

    다음에 제1의 세정액 노즐이 기판 중심부로부터 이격되도록 노즐 유지부를 이동시키고, 가스의 토출을 정지한 상태로 또한 기판의 중심부와 제2의 세정액 노즐로부터의 세정액의 토출 위치의 거리가 기판의 중심부와 기판상에 있어서의 가스 노즐의 투영 위치의 거리보다 가까운 상태에서 상기 제2의 세정액 노즐로부터 세정액의 토출을 개시하는 스텝과,

    그 후 기판 유지부를 회전시킨 채 제2의 세정액 노즐로부터 세정액을 토출한 상태에서 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 느린 속도로 세정액의 토출 위치를 기판의 주변을 향해 이동시키는 스텝을 실행하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
12. 기판의 표면을 세정하는 장치에 있어서,

    기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지부와,

    상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키는 회전 기구와,

    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면에 세정액을 토출하는 세정액 노즐과,

    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면에 가스를 토출하는 가스 노즐과,

    상기 세정액 노즐 및 가스 노즐을 각각 이동시키기 위한 노즐 구동 기구와,

    기판의 중심부와 회전 중심부가 일치하도록 기판을 기판 유지부에 수평으로 유지시키는 스텝과,

    상기 기판 유지부를 수직축의 주위에 회전시키면서 세정액 노즐로부터 기판의 중심부에 세정액을 토출하여 원심력에 의해 기판의 표면 전체로 넓히는 스텝과,

    다음에 기판 유지부를 회전시킨 채 세정액이 기판의 중심부로부터 어긋난 편심 위치에 토출되도록 노즐 유지부를 이동시킴과 동시에, 세정액의 토출 위치에 있어서의 가스 토출 위치측 계면과 가스의 토출 위치에 있어서의 세정액 토출 위치측 계면의 거리를 9 mm~15 mm로 설정한 상태로 상기 가스 노즐로부터 상기 기판의 중심부에 가스를 토출하여 세정액의 건조 영역을 형성하는 스텝과,

    세정액 및 가스의 토출을 정지함과 동시에 노즐 유지부를 상기 건조 영역의 형성을 위해서 이동시킨 방향과는 반대 방향으로 이동시키고 상기 건조 영역의 외주변 위치에서 세정액의 토출을 재개하는 스텝과,

    그 후 기판 유지부를 회전시킨 채 세정액을 토출한 상태에서 상기 건조 영역이 바깥으로 퍼지는 속도보다 느린 속도로 세정액의 토출 위치를 기판의 주변을 향해 이동시키는 스텝을 실행하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
13. 청구항 12에 있어서,

    가스 노즐을 기판의 중심부로부터 주변을 향해 이동시킬 때, 기판의 표면에 대한 세정액 노즐의 토출 방향의 투영 영역이 건조 영역 내에 위치하지 않도록 세정액 노즐은 세정액을 경사 방향으로 토출하도록 구성되고 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
14. 청구항 12에 있어서,

    세정액 노즐은 방향을 변경할 수 있도록 노즐 유지부에 장착되고, 가스 노즐을 기판의 중심부로부터 주변을 향해 이동시킬 때, 기판의 표면상의 토출구의 투영 영역이 건조 영역 내에 위치하지 않도록 세정액 노즐의 방향이 조정되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제어부는 상기 편심 위치에서 세정액을 토출한 후의 세정액 노즐의 위치가 기판의 주변에 가까워지는 것에 따라 기판의 회전수가 낮아지도록 상기 회전 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
16. 청구항 15에 있어서,

    상기 제어부는 세정액 노즐이 상기 편심 위치에 세정액을 토출한 후에 있어서, 세정액의 토출 위치가 어느 위치에 있어서도 각각의 토출 위치에 있어서의 원심력이 동일하게 되도록 기판의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
17. 레지스트 막이 형성되고, 노광된 기판에 현상액을 공급해서 상기 레지스트 막에 패턴을 형성하는 현상 방법에 있어서,

    상기 기판에 상기 현상액을 공급하는 현상액 공급 공정과,

    다음에 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 공정을 구비하고,

    상기 세정액 공급 공정은, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 기판 세정 방법을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 현상 방법.
18. 레지스트 막이 형성되고, 노광된 기판에 현상액을 공급해서 상기 레지스트 막에 패턴을 형성하는 현상 장치에 있어서,

    상기 기판에 상기 현상액을 공급하기 위한 현상액 공급부와,

    상기 현상액이 공급된 기판에 세정액을 공급하여 세정하기 위한 세정액 공급부를 구비하고,

    상기 세정액 공급부는, 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항의 기판 세정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
19. 기판의 표면을 세정하는 장치에 이용되고 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램을 저장한 기억 매체로서,

    상기 프로그램은, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 기판 세정 방법을 실행하도록 스텝군이 구성되고 있는 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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