KR20070039946A

KR20070039946A - 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR20070039946A
Application number: KR1020077003169A
Authority: KR
Inventors: 타케시 시모아오키; 히데하루 쿄우다; 타카후미 니와
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-04-13
Also published as: TW200625445A; EP1788618A4; EP1788618A1; US20090004607A1; JP2006049757A; WO2006016489A1; TWI286801B; CN100442437C; CN101002302A

Abstract

본 발명은 기판처리방법에 관한 것으로서 웨이퍼의 표면에 레지스트막을 형성하고, 레지스트막에 노광광선을 조사하기 위하여 레지스트막이 대면하는 광학부품과 웨이퍼의 표면의 사이에 노광광선을 투과하고, 또한 웨이퍼의 표면 및 광학부품의 표면을 세정하는 기능을 가지는 액체로 액층을 형성하고, 광학부품에서 조사되는 노광광선을 액층을 통하여 레지스트막에 소정의 패턴으로 조사하는 것으로 레지스트막을 노광하고, 노광이 종료한 웨이퍼를 현상하고, 웨이퍼에 소정의 패턴을 형성하는 기술을 제공한다.

Description

기판 처리 방법 {SUBSTRATE PROCESSING METHODQ}

반도체 디바이스의 제조 공정의 하나인 포트리소그래피 공정에 있어서는 반도체 웨이퍼의 표면에 레지스트액을 도포해 형성된 레지스트막이 소정의 패턴으로 노광하고 이 노광된 레지스트막을 현상하는 것으로써 반도체 웨이퍼상에 회로 패턴을 형성하고 있다.

최근, 반도체 디바이스의 회로 패턴의 세선화, 미세화, 고집적화가 급속히 진행되어 이것에 수반해 노광의 해상 성능을 높이는 필요성이 생기고 있다. 거기서, 극단 자외 노광(EUVL;Extreme Ultra Violet Lithography)이나 불소다이머(F₂)에 의한 노광 기술의 개발이 진행되고 있지만, 한편으로, 예를 들면 불소화 아르곤(ArF)나 불소화 크립튼(KrF)에 의한 노광 기술을 개량해 해상 성능을 올리는 검토도 행해지고 있고 예를 들면 특허 문헌 1에는 기판의 표면에 광을 투과하는 액층을 형성한 상태로 노광하는 수법(이하 「액침노광」이라고 한다)이 검토되고 있다. 즉액침노광은 렌즈와 반도체 웨이퍼의 사이를 순수등의 액체로 채우고, 그 안에 광을 투과시키는 기술이고, 예를 들면 193 nm라는 ArF의 파장은 순수중에서는 134 nm가 된다고 하는 특징을 이용한다.

이러한 액침노광에서는 액체와 접하는 레지스트막의 표면이나 렌즈의 표면에 파티클등이 부착하고 있으면 해상 성능이 크게 저하해 레지스트막 표면의 파티클은 현상 결함을 발생시킬 우려가 있다. 또, 노광 처리 후에 레지스트막에 파티클이 부착한 상태로 포스트익스포져 베이크나 현상 처리를 실시하면 그 파티클이 현상 결함을 발생시킬 우려도 있다.

특허 문헌1:국제 공개 공보 WO99/49504

본 발명의 목적은, 해상 성능이 높고 현상 결함의 발생이 적은 액침노광을 행하기 위한 기판 처리 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 그러한 기판 처리 방법을 실시하는 제어 프로그램이 기억된 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의하면 기판의 표면에 레지스트막을 형성하는 것으로 상기 레지스트막에 노광 광선을 조사하기 위해서 상기 레지스트막과 대면하는 광학 부품과 상기 기판의 표면의 사이에 노광 광선을 투과하는 액층을 형성하는 것과, 상기 광학 부품으로부터 조사되는 노광 광선을 상기 액층을 통해 상기 레지스트막에 조사하는 것으로 상기 레지스트막을 노광하는 것과 상기 노광이 종료한 기판을 현상하는 것과, 상기 액층을 형성하고 있는 액체는 상기 기판의 표면 및 상기 광학 부품의 표면을 세정하는 기능을 가지는 기판 처리 방법이 제공된다.

상기 본 발명과 관련되는 기판 처리 방법에 있어서 액층을 형성하는 액체로서는 순수에 계면활성제를 용해시킨 것이 매우 적합하게 이용된다. 레지스트막을 형성한 후 액층을 형성하기 전에 기판의 표면을 세정액에 의해 세정하는 것이 바람직하다. 또, 노광 후, 현상전에, 노광이 종료한 기판의 표면을 세정액에 의해 세정하고, 그 후에 기판을 열처리하는 것도 바람직하다. 그것이란 역으로 노광 후, 현상 이전에, 노광이 종료한 기판을 열처리하고, 그 후에 기판의 표면을 세정액에 의해 세정해도 괜찮다. 이러한 세정 공정을 마련하는 것으로, 파티클의 수가 감소하고 현상 결함의 발생을 방지할 수가 있으므로, 양호한 형상의 회로 패턴을 얻을 수 있다. 이러한 처리에 이용하는 세정액에는 순수에 계면활성제를 용해시킨 것이 매우 적합하다.

본 발명의 다른 관점에 의하면 컴퓨터에 제어 프로그램을 실행시키는 소프트웨어가 기억된 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체로서, 상기 제어 프로그램은 실행시에 기판의 표면에 레지스트막을 형성하는 것과, 상기 레지스트막에 노광 광선을 조사하기 위해서 상기 레지스트막과 대면하는 광학 부품과 상기 기판의 표면과의 사이에 노광 광선을 투과하는 액층을 형성하는 것으로 상기 광학 부품으로부터 조사되는 노광 광선을 상기 액층을 통해 상기 레지스트막에 조사하는 것으로 상기 레지스트막을 노광하는 것과, 상기 노광이 종료한 기판을 현상하는 것을 갖고, 상기 액층을 형성하고 있는 액체는 상기 기판의 표면 및 상기 광학 부품의 표면을 세정하는 기능을 가지는 기판 처리 방법이 실시되도록 컴퓨터에 기판 처리 장치를 제어시키는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체가 제공된다.

본 발명에 의하면 액침노광에 있어서 높은 해상 성능을 구할 수 있고 또, 현상 결함의 발생을 억제할 수가 있다. 액침노광의 처리의 전후에 있어서 기판의 세정 공정을 마련하는 것으로, 한층 더 현상 결함이 적은 양호한 회로 패턴을 형성할 수가 있다.

도 1은 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.

도 2는 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 정면도이다.

도 3은 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 배면도이다.

도 4는 액침노광 장치에 있어서의 노광부의 개략 구조를 나타내는 단면도이다.

도 5는 제1의 웨이퍼 처리를 나타내는 플로차트이다.

도 6은 제2의 웨이퍼 처리를 나타내는 플로차트이다.

도 7은 제3의 웨이퍼 처리를 나타내는 플로차트이다.

도 8은 제4의 웨이퍼 처리를 나타내는 플로차트이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 레지스트 도포·노광·현상 처리를 일관해 실시하는 처리 시스템을 나타내는 개략 평면도이고, 도 2는 그 정면도이고, 도 3은 그 배면도이다. 상기 처리 시스템 (1001), 레지스트 도포 및 현상 처리를 실시하는 레지스트 도포·현상 처리 장치 (1)과 액침노광 장치 (13)을 구비하고 있다.

레지스트 도포·현상 처리 장치 (1)은, 반송 스테이션인 카셋트 스테이션 (10)과 복수의 처리 유니트를 가지는 처리 스테이션 (11)과 처리 스테이션 (11)에 인접하여 설치되는 액침노광 장치 (13)과의 사이에 웨이퍼 (W)를 수수하기 위한 인 터페이스부 (12)를 구비하고 있다.

카셋트 스테이션 (10)은 피처리체로서의 웨이퍼 (W)를 대략 수평 자세로 수직 방향(Z방향)으로 복수매(예를 들면, 25매) 소정간격으로 배열해 수용한 웨이퍼 카셋트 (CR)를 다른 시스템으로부터 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)로 반입하고, 또 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)로부터 외부로 반출하기 위한 것이고, 한편, 웨이퍼 카셋트 (CR)와 처리 스테이션 (11)의 사이에 웨이퍼 (W)의 반송을 행하기 위한 것이다.

카셋트 스테이션 (10)은 웨이퍼 카셋트 (CR)를 재치하기 위한 카셋트 재치대 (20)을 가지고 있다. 도 1에 나타나는 바와 같이 카셋트 재치대 (20)상에는 도중 X방향을 따라 복수(도에서는 4개)의 위치 결정 돌기 (20a)가 형성되고 있고 이 돌기 (20a)의 위치에 웨이퍼 카셋트 (CR)가 각각의 웨이퍼 출입구를 처리 스테이션 (11) 측에 향하여 1열로 재치 할 수가 있게 되어 있다.

카셋트 스테이션 (10)은 웨이퍼 반송 기구 (21)을 가지고 있고 상기 웨이퍼 반송 기구 (21)은 카셋트 재치대 (20)과 처리 스테이션 (11)의 사이에 배치되고 있다. 웨이퍼 반송 기구 (21)은 카셋트 배열 방향(X방향) 및 그 안의 웨이퍼 (W)의 배열 방향(Z방향)으로 이동 가능한 웨이퍼 반송용 아암 (21a)를 가지고 있고 이 웨이퍼 반송용 아암 (21a)에 의해 몇개의 웨이퍼 카셋트 (CR)에 대해서 선택적으로 액세스 가능하게 되어 있다. 또, 웨이퍼 반송용 아암 (21a)에 의해 도 1안에 나타나는 θ방향으로 회전 가능하게 구성되고 있고 후술 하는 처리 스테이션 (11)의 제3의 처리부 (G₃)에 속하는 얼라인먼트 유닛트(ALIM) 및 익스텐션 유니트(EXT)에도 액세스 할 수 있게 되어 있다.

처리 스테이션 (11)은, 웨이퍼 (W)로의 대해 도포·현상을 실시할 때의 일련의 공정을 실시하기 위한 복수의 처리 유니트를 구비하고 이들은 소정 위치에 다단으로 배치되고 있다. 각 처리 유니트에 있어서 웨이퍼 (W)는 1매씩 처리된다. 이 처리 스테이션 (11)은 도 1에 나타나는 바와 같이 중심부에 웨이퍼 반송로 (22a)를 가지고 있고 이 안에 주웨이퍼 반송 기구 (22)가 설치되어 웨이퍼 반송로 (22a)의 주위에 모든 처리 유니트가 배치된 구성이 되고 있다. 이것들의 처리 유니트는 복수의 처리부로 나누어지고 있고 각 처리부에서는 복수의 처리 유니트가 수직 방향(Z방향)을 따라 다단으로 배치되고 있다.

주웨이퍼 반송 기구 (22)는, 도 3에 나타나는 바와 같이 통형상 지지체 (49)의 안쪽에 웨이퍼 반송 장치 (46)을 상하 방향(Z방향)으로 승강 자유롭게 장비하고 있다. 통형상 지지체 (49)는 도시하지 않는 모터의 회전 구동력에 의해 회전 가능하게 되어 있고 통형상 지지체 (49)의 회전에 수반해 웨이퍼 반송 장치 (46)도 일체적으로 회전하도록 되어 있다. 웨이퍼 반송 장치 (46)은 반송 기초대 (47)의 전후방향에 이동 자유로운 복수 라인의 유지부재 (48)을 구비하고 이들의 유지부재 (48)에 의해 각 처리 유니트간에서의 웨이퍼 (W)의 수수를 실현하고 있다.

또 도 1에 나타나는 바와 같이 처리 스테이션 (11)의 웨이퍼 반송로 (22a)의 주위에는, 5개의 처리부(G₁, G₂, G₃, G₄, G₅)가 배치되고 있다. 이들 가운데, 제1 및 제2의 처리부 (G₁·G₂)는 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)의 정면 측(도 1에 있어서의 앞측)에 병렬로 배치되고 제3의 처리부 (G₃)는 카셋트 스테이션 (10)에 인접하게 배치되고, 제4의 처리부 (G₄)는 인터페이스부 (12)에 인접하게 배치되고 있다. 또, 제5의 처리부 (G₅)는 배후 측에 배치되고 있다.

제1의 처리부 (G₁)에서는, 코터컵(CP) 내에서 웨이퍼 (W)를 스핀 척(도시하지 않음)에 태워 소정의 처리를 실시하는 2대의 스피터형 처리 유니트인 레지스트 도포 유니트(COT) 및 현상 유니트(DEV)가 아래로부터 차례로 2단으로 중복되고 있고 있다. 그리고, 제2의 처리부 (G₂)는 제1의 처리부 (G₁)와 같은 구조로 되고 있다.

제3의 처리부 (G₃)에 있어서는, 도 3에 나타나는 바와 같이 웨이퍼 (W)를 재치대 (SP)에 실어 소정의 처리를 실시하는 오븐형의 처리 유니트를 다단으로 겹쳐지고 있다. 즉, 레지스트의 정착성을 높이기 위한 이른바 소수화 처리를 실시하는 애드히젼유닛트(AD), 위치 맞춤을 실시하는 얼라인먼트 유닛트(ALIM), 웨이퍼 (W)의 반입출을 실시하는 익스텐션 유니트(EXT), 냉각 처리를 실시하는 쿨링 유니트(COL), 노광 처리전이나 노광 처리 후 또 현상 처리 후에 웨이퍼 (W)에 대해서 가열 처리를 실시하는 4개의 핫 플레이트 유니트(HP)가 아래로부터 차례로 8단으로 겹쳐지고 있다. 또한 얼라인먼트 유닛트(ALIM) 대신에 쿨링 유니트(COL)를 마련해 쿨링 유니트(COL)에 얼라인먼트 기능을 갖게 해도 괜찮다.

제4의 처리부 (G₄) 에 있어서도, 오븐형의 처리 유니트를 다단으로 겹쳐지고 있다. 즉, 쿨링 유니트(COL), 쿨링 플레이트를 구비한 웨이퍼 반입출부인 익스 텐션·쿨링 유니트(EXTCOL), 익스텐션 유니트(EXT), 쿨링 유니트(COL) 및 4개의 핫 플레이트 유니트(HP)가 아래로부터 차례로 8단으로 겹쳐지고 있다.

제5의 처리부 (G₅)에는, 웨이퍼 (W)를 회전시키면서 웨이퍼 (W)의 표면에 세정액을 공급해 웨이퍼 (W)의 표면을 세정하는 세정 처리 유니트(CLE)가 설치되고 있다. 세정 처리 유니트(CLE)는 그 구조는 도시하지 않지만 웨이퍼 (W)를 유지해 회전시키는 스핀 척과 상기 스핀 척에 유지된 웨이퍼 (W)를 둘러싸는 컵과 웨이퍼 (W)의 표면에 세정액을 공급하는 세정액공급 노즐을 구비하고 있다. 세정액으로서는, 예를 들면, 웨이퍼 (W)의 표면에 부착한 파티클등의 이물을 제거할 수가 있는 등의 세척 기능을 갖고 레지스트막을 용해하지 않는 액체, 예를 들면, 순수에 계면활성제를 용해시킨 것이 매우 적합하게 이용된다.

또한 제5의 처리부 (G₅)에는 안내 레일 (25)를 따라 주웨이퍼 반송 기구 (22)로부터 볼때 측쪽으로 이동할 수 있게 되어 있다. 이것에 의해, 제5의 처리부 (G₅)를 안내 레일 (25)를 따라 슬라이드 하는 것으로써 공간부가 확보되므로 주웨이퍼 반송 기구 (22)에 대해서 배후로부터 메인터넌스 작업을 용이하게 실시할 수가 있다.

인터페이스부 (12)는, 도 1, 도 2에 나타나는 바와 같이 그 정면부에 가반성의 픽업 카셋트 (CR)과 정지형의 버퍼 카셋트 (BR)이 2단으로 배치되어 그 배후부에 주변 노광 장치 (23)이 배치 설치되고 그 중앙부에 웨이퍼 반송 기구 (24)가 배치 설치된 구조를 가지고 있다. 웨이퍼 반송 기구 (24)는 웨이퍼 반송용 아암 (24a)를 가지고 있고 상기 웨이퍼 반송용 아암 (24a)는 X방향, Z방향으로 이동하여 양카셋트 (CR·BR) 및 주변 노광 장치 (23)에 액세스 가능하게 되어 있다. 또한 웨이퍼 반송용 아암 (24a)는 수평면내(O방향)에서 회전 가능하고, 처리 스테이션 (11)의 제4의 처리부 (G₄)에 속하는 익스텐션 유니트(EXT)나, 또 인접하는 액침노광 장치 (13)의 도시하지 않는 웨이퍼 수수대에도 액세스 가능하게 되어 있다.

다음에, 액침노광을 행하기 위한 액침노광 장치 (13)에 대해서 설명한다.

도 4는 액침노광 장치 (13)의 노광부의 개략 구조를 나타내는 단면도이다. 노광부 (40)에서는, 도시하지 않는 유지 기구에 의해 수평 자세로 유지된 웨이퍼 (W)의 표면과 일정한 간격을 열어 대향하도록 렌즈 (43)이 배치되고 있다. 이 렌즈 (43)의 외측에는, 노광을 위한 광을 투과하는 특성을 가지는 액체를 토출하는 액공급구 (41)과 토출된 액체를 흡인 회수하기 위한 액회수구 (42)가 설치되고 있다.

웨이퍼 (W)의 표면에는 레지스트막 (44)가 형성되고 있어 웨이퍼 (W)의 표면(즉, 레지스트막 (44)의 표면)과 렌즈 (43)의 하면의 사이에 액층 (45)가 형성되도록 액공급구 (41)로부터 액체를 토출시키면서 액회수구 (42)로부터 액체를 회수한다. 이와 같이 웨이퍼 (W)의 표면과 렌즈 (43)의 하면의 사이에 액층 (45)가 형성된 상태로, 렌즈 (43)에 도시하지 않는 광원으로부터 소정의 광로를 거쳐 노광을 위한 광이 이끌려 상기 광이 렌즈 (43)으로 조절되고 액층 (45)를 투과하여, 웨이퍼 (W)의 표면에 조사된다. 이것에 의해, 회로 패턴이 웨이퍼 (W)의 표면에 형성된 레지스트막 (44)에 전사된다. 소정의 전사 영역(쇼트 영역)에서의 패턴 전사가 종료하면 웨이퍼 (W)와 노광부 (40)을 상대적으로 수평 이동시켜 다른 전사 영역에서 와 같이 패턴 전사를 실시한다.

일반적으로, 노광 처리시에 있어서 레지스트막 (44)상에 파티클등의 이물이 존재하면 그 바로 아래의 부분이 노광되지 않게 되어 현상 처리하여 구할 수 있는 회로 패턴에 결함이 발생하게 된다. 또, 렌즈 (43)의 하면에 파티클등의 이물이 부착하면 노광을 위한 광에 강도 얼룩이 생기고 이것에 의해 양호한 회로 패턴을 얻을 수 없게 된다. 또한 레지스트막상의 파티클등이 레지스트막으로부터 떨어진 후에 레지스트막 (44)나 렌즈 (43)에 재부착하면 앞서 기술한 문제를 일으킨다.

액침노광에서는 선폭이 가늘고, 집적도가 높은 회로 패턴을 형성하는 기술이기 때문에 이러한 결함의 발생을 방지하기 위한 처리 조건의 설정이 필요 불가결하다. 거기서, 웨이퍼 (W)의 표면과 렌즈 (43)의 하면의 사이에 공급되는 액체로서 레지스트막 (44)의 표면 및 렌즈 (43)의 표면을 세정하는 기능을 가지는 것, 예를 들면, 레지스트막 (44)의 표면 및 렌즈 (43)의 표면에 부착하고 있는 파티클등의 이물을 제거할 수가 있는 것을 이용한다. 이러한 세척 기능을 가지는 액체를 이용하면, 레지스트막 (44)등으로부터 떨어진 파티클 등의 이물이 레지스트막등에 재부착하는 것도 방지할 수가 있다. 또, 웨이퍼 (W)의 표면과 렌즈 (43)의 하면의 사이에 공급되는 액체에 파티클등의 이물이 혼입해 있어도 그러한 이물이 레지스트막 (44)등에 부착하는 것을 방지할 수가 있다. 이것에 의해 노광의 해상 성능을 높일 수가 있다.

구체적으로는 액침노광에 이용되는 액체로서는 순수에 계면활성제를 용해시킨 것이 매우 적합하다. 계면활성제로서는 발포성이 작은 것을 이용하는 것이 바람 직하다. 이것은, 액중에 기포가 발생하면 상기 기포에 의해 노광을 위한 광이 산란되어 해상 성능이 저하하고 또, 기포가 웨이퍼 (W)의 표면이나 렌즈의 하면에 부착하는 것에 의해서도, 해상 성능의 저하가 일으켜지기 때문에 있다. 또, 계면활성제의 농도는 계면활성제를 순수에 용해하는 것에 의해 굴절률이 크게 변화하거나 또는 광의 투과성이 저하하는 것에 의해 해상 성능을 저하를 일으키지 않는 범위로 한정된다. 계면활성제로서는 양성 이온 계면활성제, 비이온계 계면활성제가 매우 적합하다. 양성 이온 계면활성제로서는 아민옥사이드계의 양성 이온 계면활성제가 예시되고, 비이온계 계면활성제로서는, 아세틸렌 알코올계 계면활성제, 아르킬렌글리콜계 활성제가 예시된다.

다음에, 처리 시스템 (100)의 제어계에 대해서 설명한다.

도 1에 나타나는 바와 같이 처리 시스템 (100)의 각 구성부는, 프로세스 콘트롤러 (50)에 접속되어 제어되는 구성으로 되고 있다. 프로세스 콘트롤러 (50)에는, 공정관리자가 처리 시스템 (100)을 관리하기 위해서 커멘드의 입력 조작등을 실시하는 키보드나, 처리 시스템 (100)의 가동 상황을 가시화해 표시하는 디스플레이등으로부터 이루어지는 유저 인터페이스 (51)이 접속되고 있다.

또, 프로세스 콘트롤러 (50)에는 처리 시스템 (100)으로 실행되는 각종 처리를 프로세스 콘트롤러 (50)의 제어로 실현되기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 플라즈마 에칭 장치의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉 레시피가 격납된 기억부 (52)가 접속되고 있다. 레시피는 하드 디스크나 반도체 메모리에 기억되고 있어도 괜찮고, CDROM, DVD등의 가반성의 기억 매체에 수용된 상 태로 기억부 (52)의 소정 위치에 세트 하도록 되어 있어도 괜찮다. 또한 다른 장치로부터, 예를 들면 전용회선을 개재하여 레시피를 적절히 전송시키도록 해도 괜찮다.

그리고, 필요에 따라서 유저 인터페이스 (51)로부터의 지시등에서 임의의 레시피를 기억부 (52)로부터 호출해 프로세스 콘트롤러 (50)에 실행시키는 것으로, 프로세스 콘트롤러 (50)의 제어하에서 처리 시스템 (100)에서의 원하는 처리를 한다.

다음에, 상술한 처리 시스템에 의한 웨이퍼 (W)의 처리에 대해서 설명한다.

도 5는 제1의 웨이퍼 처리의 요약을 나타내는 플로차트이다.

제1의 웨이퍼 처리에서는 최초로 웨이퍼 (W)가 레지스트 도포 유니트(COT)에 반송되어 거기서 레지스트액이 도포되어 레지스트막이 형성된다(STEP1). 레지스트 도포 유니트(COT)로 웨이퍼 (W)가 반송되기 전에는, 우선, 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)의 카셋트 스테이션 (10)에 있어서, 웨이퍼 반송 기구 (21)의 웨이퍼 반송용 아암 (21a)가 카셋트 재치대 (20)상의 미처리의 웨이퍼 (W)를 수용하고 있는 웨이퍼 카셋트 (CR)에 액세스 해 1매의 웨이퍼 (W)를 꺼내, 그 웨이퍼 (W)를 제3의 처리부 (G₃)의 익스텐션 유니트(EXT)에 반송한다. 그 다음에, 웨이퍼 (W)는 주웨이퍼 반송 기구 (22)의 웨이퍼 반송 장치 (46)에 의해 익스텐션 유니트(EXT)로부터 제3의 처리부 (G₃)의 얼라인먼트 유닛트(ALIM)에 반송되어 거기서 얼라인먼트 된다. 이어서, 웨이퍼 (W)는 애드히젼 처리 유니트(AD)에 반송되어 거기서 레지스트의 정착성을 높이기 위한 소수화 처리(HMDS 처리)를 한다. 이 HMDS 처리는 가 열을 수반하기 때문에, HMDS 처리 후의 웨이퍼 (W)는 웨이퍼 반송 장치 (46)에 의해 쿨링 유닛트(COL)에 반송되어 거기서 냉각된다. 또한 사용되는 레지스트의 종류에 따라서는, 이 HMDS 처리를 실시하지 않고 직접 웨이퍼 (W)를 레지스트 도포 유니트(COT)에 반송하는 경우가 있다. 예를 들면, 폴리이미드계 레지스트를 이용하는 경우이다.

이러한 과정을 거쳐 웨이퍼 (W)는 웨이퍼 반송 장치 (46)에 의해 레지스트 도포 유니트(COT)에 반송되어 상술한 바와 같이 레지스트막이 형성된다. 도포 처리 종료후, 웨이퍼 (W)는 제 3 또는 제4의 처리부 (G₃) , (G₄)의 어느 한쪽 핫 플레이트 유니트(HP) 내에서 프레베이크 처리되고(STEP2), 그 후 어느 한쪽의 쿨링 유니트(COL)에서 냉각된다.

냉각된 웨이퍼 (W)는 제3의 처리부 (G₃)의 얼라인먼트 유닛트(ALIM)에 반송되고 거기서 얼라인먼트 된 후 제4의 처리부 (G₄)의 익스텐션 유니트(EXT)를 개재하여 인터페이스부 (12)에 반송된다.

웨이퍼 (W)는 주변 노광 장치 (23)에서 주변 노광되어 이것에 의해 여분의 레지스트막이 제거된다. 그 후, 웨이퍼 (W)는 인터페이스부 (12)에 인접하여 설치된 액침노광 장치 (13)에 반송된다. 액침노광 장치 (13)에서는, 먼저 설명한 것처럼, 렌즈 (43)과 웨이퍼 (W)의 표면의 사이에 세척 기능을 가지는 액체의 층을 형성한 상태로 레지스트막에 노광 처리가 실시된다(STEP3).

노광 처리가 종료한 웨이퍼 (W)는 웨이퍼 반송 기구 (24)에 의해 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)의 인터페이스부 (12)에 되돌려져 제4의 처리부 (G₄)에 속하는 익스텐션 유니트(EXT)에 반송된다. 그리고, 웨이퍼 (W)는 웨이퍼 반송 장치 (46)에 의해 어느 쪽의 핫 플레이트 유니트(HP)에 반송되고 거기서 포스트익스포져 베이크 처리되고(STEP4), 그 다음에 몇개의 쿨링 유니트(COL)에 반송되어, 거기서 냉각 처리된다.

이어서 웨이퍼 (W)는 현상 유니트(DEV)에 반송되어 거기서 노광 패턴의 현상을 한다(STEP5). 현상 종료후, 웨이퍼 (W)는 몇 개의 핫 플레이트 유니트(HP)에 반송되어, 거기서 포스트베이크 처리되어 그 다음에, 쿨링 유니트(COL)에 반송되어, 거기서 냉각 처리된다. 이러한 일련의 처리가 종료한 후, 웨이퍼 (W)는 제3의 처리부 (G₃)의 익스텐션 유니트(EXT)를 개재하여 카셋트 스테이션 (10)에 되돌려져 몇개의 웨이퍼 카셋트 (CR)에 수용된다.

상기 제1의 웨이퍼 처리는, 제5의 처리부 (G₅)에 설치된 세정 처리 유니트(CLE)를 이용하지 않는 것이지만, 다음에 세정 처리 유니트(CLE)에 의한 세정 처리를 구성한 제2~ 제4의 웨이퍼 처리에 대해서 설명한다.

도 6은 제2의 웨이퍼 처리의 요약을 나타내는 플로차트이다. 제2의 웨이퍼 처리는 먼저 설명한 제1의 웨이퍼 처리에 있어서의 레지스트막의 형성 공정 후, 액침노광 공정전에 웨이퍼 (W)의 표면의 세정 처리 공정을 구성한 것이다. 즉, 제2의 웨이퍼 처리 방법은 웨이퍼 (W)의 표면에 레지스트액을 도포해 레지스트막을 형성하고(STEP1), 레지스트막을 프리베이크 처리하고(STEP2), 그 다음에 웨이퍼 (W)를 세정 처리 유니트(CLE)에 반송하여 거기서 레지스트막상의 파티클등의 제거 처리를 행하고(STEP2' ), 그 후에 액침노광을 행한다(STEP3)라고 하는 처리 방법이다. 액침노광 처리에 앞서 레지스트막상의 파티클등을 제거해 두는 것으로 액침노광에 있어서의 해상 성능을 높일 수가 있다.

도 7은 제3의 웨이퍼 처리의 요약을 나타내는 플로차트이다. 제3의 웨이퍼 처리는 먼저 설명한 제1의 웨이퍼 처리 방법에 있어서의 액침노광 공정(STEP3) 후, 포스트익스포져 베이크 공정(STEP4) 전에 세정 처리 유니트(CLE)를 이용한 웨이퍼 (W)의 세정 처리 공정(STEP3' )을 구성한 것이다. 레지스트막상에 파티클등의 이물이 존재하는 상태로 열처리를 실시하면 이 이물을 레지스트막으로부터 제거하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 거기서, 열처리(포스트익스포져 베이크 처리) 전에 세정 처리를 가하는 것으로, 결함의 발생을 억제한 회로 패턴을 얻을 수 있게 된다.

도 8은 제4의 웨이퍼 처리의 요약을 나타내는 플로차트이다. 제4의 웨이퍼 처리는 먼저 설명한 제1의 웨이퍼 처리 방법에 있어서의 포스트익스포져 베이크 공정(STEP4) 후, 현상 공정(STEP5) 전에 웨이퍼 (W)의 세정 처리 공정(STEP4' )을 구성한 것이다. 현상 처리에 앞서 웨이퍼 (W)를 세정 처리하는 것에 의해, 현상 처리시의 레지스트 패턴에의 파티클 부착등의 결함의 발생을 억제할 수가 있다.

제2~ 제4의 웨이퍼 처리 방법을 조합하는 것은 더욱 바람직하다. 즉, 레지스트막의 형성 후 현상 처리전에, STEP2', STEP3', STEP4'로부터 선택된 2회 또는 3회의 세정 처리 공정을 설치하는 것으로, 한층 더 결함의 발생을 억제할 수가 있어 고정밀의 회로 패턴을 얻을 수 있게 된다.

또한 이상 설명한 실시의 형태는 어디까지나 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하는 것을 의도하는 것으로서, 본 발명은 이러한 구체적인 예로만 한정 해 해석되는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 청구항에서 기술하는 범위에서, 여러 가지로 변경하여 실시할 수가 있는 것이다.

예를 들면, 웨이퍼 (W)의 세정 처리 공정을, 포스트익스포져 베이크 처리 공정 후, 현상 처리 공정전에 구성하는 경우에는, 제5의 처리부 (G₅)에 세정 처리 유니트(CLE)를 설치하는 경우 없이, 현상 유니트(DEV)에 웨이퍼 (W)에 세정액을 공급하는 기능을 부가하고 세정 처리와 현상 처리를 연속해 실시하는 구성으로 할 수가 있다. 이것에 의해 웨이퍼 (W)의 반송 시간을 단축해, 수율을 향상시킬 수가 있다.

또, 레지스트 도포 유니트(COT)에 웨이퍼 (W)에 세정액을 공급하는 기능을 부가해도 괜찮고, 또 제3의 처리부 (G₃)나 제4의 처리부 (G₄)에 웨이퍼 (W)의 세정 처리 유니트를 배치할 수 있다.

세정 처리 유니트는 웨이퍼 (W)를 회전시키면서 세정액을 공급하는 형태의 것으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 탱크에 계면활성제를 용해시킨 순수를 저장하고 이것에 웨이퍼 (W)를 침전시켜 초음파 세정하는 구조의 것이나, 웨이퍼 (W)의 표면과 일정한 간격을 열어 대면하는 플레이트 부재를 배치하고 그 간격이 세정액으로 채워지는 상태로 유지하면서, 그 간격에 세정액을 공급하면서 흡인하는 구조의 것 등을 이용할 수가 있다.

본 발명은, 반도체 디바이스의 제조 공정의 하나인 액침노광에 의한 포트리소그래피에 매우 적합하다.

Claims

기판의 표면에 레지스트막을 형성하는 것과,

상기 레지스트막에 노광 광선을 조사하기 위해서 상기 레지스트막과 대면하는 광학 부품과 상기 기판의 표면의 사이에 노광 광선을 투과하는 액층을 형성하는 것과,

상기 광학 부품으로부터 조사되는 노광 광선을 상기 액층을 통해 상기 레지스트막에 조사하는 것으로 상기 레지스트막을 노광하는 것과,

상기 노광이 종료한 기판을 현상하는 것을 갖고,

상기 액층을 형성하고 있는 액체는 상기 기판의 표면 및 상기 광학 부품의 표면을 세정하는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 1에 기재의 기판 처리 방법에 있어서,

상기 액체는 순수에 계면활성제를 용해시킨 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 1에 기재의 기판 처리 방법에 있어서,

상기 레지스트막을 형성한 후, 상기 액층을 형성하기 전에 기판의 표면을 소정의 세정액에 의해 세정하는 공정을 더 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 3에 기재의 기판 처리 방법에 있어서,

상기 세정액은 순수에 계면활성제를 용해시킨 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 1에 기재의 기판 처리 방법에 있어서,

노광 후, 현상 이전에 노광이 종료한 기판의 표면을 소정의 세정액에 의해 세정하고, 그 후에 상기 기판을 열처리하는 공정을 더 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 5에 기재의 기판 처리 방법에 있어서,

상기 세정액은 순수에 계면활성제를 용해시킨 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 1에 기재의 기판 처리 방법에 있어서,

상기 노광 후, 상기 현상 이전에 상기 노광이 종료한 기판을 열처리하고, 그 후에 상기 기판의 표면을 소정의 세정액에 의해 세정하는 공정을 더 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 7에 기재의 기판 처리 방법에 있어서,

상기 세정액은 순수에 계면활성제를 용해시킨 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
컴퓨터에 제어 프로그램을 실행시키는 소프트웨어가 기억된 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체로서, 상기 제어 프로그램은 실행시에 기판의 표면에 레지스트막을 형성하는 것과, 상기 레지스트막에 노광광선을 조사하기 위해서 상기 레지스트막과 대면하는 광학 부품과 상기 기판의 표면의 사이에, 노광 광선을 투과하는 액층을 형성하는 것과, 상기 광학 부품으로부터 조사되는 노광광선을 상기 액층을 통해 상기 레지스트막에 조사하는 것으로 상기 레지스트막을 노광하는 것과, 상기 노광이 종료한 기판을 현상하는 것을 갖고, 상기 액층을 형성하고 있는 액체는 상기 기판의 표면 및 상기 광학 부품의 표면을 세정하는 기능을 가지는 기판 처리 방법이 실시되도록 컴퓨터에 기판 처리 장치를 제어시키는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체.