TWI384533B - A coating developing device, a coating developing method, and a memory medium - Google Patents

A coating developing device, a coating developing method, and a memory medium Download PDF

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Description

塗佈顯像裝置、塗佈顯像方法及記憶媒體
本發明係關於塗佈顯像裝置、塗佈顯像方法及記憶媒體。
在半導體製造工程之一的光阻工程中，在半導體晶圓(以下稱為晶圓)之表面塗佈光阻，以特定圖案使該光阻曝光之後予以顯像而形成光阻圖案。在如此之處理，一般使用執行光阻之塗佈、顯像之塗佈顯像裝置連接有曝光裝置之系統來執行。
近年來，為了形成微細光阻圖案，有利用上述曝光裝置執行浸潤式曝光之情形。當針對該浸潤式曝光予以簡單說明時，則如第16圖(a)所示般，在曝光手段10之曝光透鏡11和晶圓W之間形成由例如純水所構成之液膜12，然後如第16圖(b)所示般，使曝光手段10在橫方向移動而在對應於下一個轉印區域(噴射區域)11A之位置配置該曝光手段10，並且重複照射光之動作，依此在光阻膜14轉印特定之電路圖案之曝光方式。圖中13A、13B各為用以形成液膜12之液供給路、排液路。再者，在該第16圖(b)中，將轉印區域11A顯示出比實際大。
晶圓W之側端面和鄰接於其側端面之上側和下側之傾斜面被稱為斜角部，有在上述浸潤式曝光中構成上述液膜12之純水，附著於其斜角部，或從斜角部包覆至晶圓 W之背面之虞。如此一來，附著於屬於晶圓W之側面部之斜角部，或包覆至背面側周緣部之液體乾燥而成為微粒，有污染晶圓W之虞。在此，於例如對晶圓W塗佈光阻之前，從晶圓W表面到斜角部，供給包含HMDS(六甲二矽氮烷)之氣體而執行撥水處理(疏水化處理)，執行防止上述純水附著於斜角部及從斜角部包覆至晶圓W背面的情形。
然而，為了謀求光阻圖案之線寬更微細化，研究使用被稱為雙圖案化之手法。針對雙圖案化之順序，當一面參照表示其一例之流程圖的第17圖予以簡單說明時，首先以先前敘述之晶圓W表面及斜角部之撥水處理→第一次之光阻塗佈處理→用以除去光阻之溶劑成分之加熱處理(PAB處理)→曝光前之晶圓W之洗淨處理→第一次之曝光處理→用以促進曝光後之化學反應的加熱處理(PEB處理，但無圖示)→第一次之顯像處理之順序，如第18圖(a)所示般，形成由凹部15a和凸部15b所構成之光阻圖案15，顯像後，執行用以除去因顯像處理產生之水分的加熱處理(事後烘烤處理)。
之後，又執行第二次之光阻塗佈處理而形成新的光阻膜17，並順序執行加熱處理、曝光前洗淨處理，以自第一次曝光區域偏移之方式，執行曝光晶圓W之第二次的曝光處理。然後，執行第二次顯像處理，如第18圖(b)所示般，形成光阻圖案16，執行加熱處理。之後，晶圓W被搬運至蝕刻裝置，以光阻圖案16當作光罩而被蝕刻。 如此一來，在雙圖案化中，執行第二次光微影法，依此形成較以第一次光微影法所形成之光阻圖案更微細且緊密之光阻圖案。
依據半導體裝置，在其製造工程中構成光阻圖案16之凹部16a之線寬L1和凸部16b之線寬L2之大小比例，係被要求如該第18圖(b)所示般形成1：1之光阻圖案。若使用該雙圖案化時，因如上述般，於第一次顯像後形成之圖案15之凹部15a內，在第二次顯像後形成凸部16b，故曝光裝置若有可以形成凹部之線寬和凸部之線寬之大小比為3：1之光阻圖案的性能時，如此可以形成L1：L2=1：1之光阻圖案。因此，因可以不變更曝光裝置而使L1：L2=1：1之圖案微細化，故為對用以形成如此之比的光阻圖案特別有利之方法。
然而，如後述之參考試驗所示般，當調查以HMDS處理之晶圓之顯像處理前後之接觸角時，明顯可知顯像後之接觸角較顯像前之接觸角降低即使藉由接觸顯像液，依據HMDS之撥水處理之效果下降，晶圓W之撥水性降低。由此可知，當使用執行浸潤式曝光之曝光裝置而進行上述雙圖案化之時，則如第19圖(a)所示般，因於第一次曝光時斜角部之撥水性高，故可以防止該斜角部之純水附著，但是於第二次曝光時，因晶圓W之斜角部之撥水性下降，故如第19圖(b)所示般，需擔心有純水附著於斜角部及純水包覆至晶圓W背面，如先前所示般產生微粒之情形。
例如，在專利文獻1及專利文獻2雖然針對將晶圓W之周緣部予以疏水化之方法予以記載，但是針對執行上述雙圖案化之技術並無記載，對解決該雙圖案化中之問題並不充分。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-175079
[專利文獻2]日本特開2007-214279
本發明係鑑於如此之情形所研究出，其目的係對在基板上連續複數次形成光阻圖案之塗佈顯像裝置，提供可以防止基板之微粒污染之塗佈顯像裝置、塗佈顯像方法及記憶媒體。
本發明之塗佈顯像裝置係用以在基板連續複數次形成光阻圖案之塗佈顯像裝置，其特徵為：具備載體區塊，用以搬入搬出收納複數片基板之載體；處理區塊，用以處理自上述載體取出之基板，包含對基板施予撥水處理之撥水模組，和在基板上塗佈光阻之塗佈模組，和具備有加熱基板之加熱板的加熱模組，和對被浸潤式曝光之基板供給顯像液而予以顯像之顯像模組，和 在上述各模組之間搬運基板之基板搬運手段；介面區塊，用以在上述處理區塊和使上述光阻浸潤式曝光之曝光裝置之間執行基板之交接；控制部，用以控制上述基板搬運手段及各模組之動作，使對基板實行在上述撥水模組至少對側面部施予撥水處理之步驟，及在塗佈模組在全面執行第1光阻塗佈之步驟之一方及另一方，並且實行在上述曝光裝置執行第1浸潤式曝光之後，在上述顯像模組執行第1顯像之步驟，和之後在塗佈模組在全面執行第2光阻之步驟，和又在上述曝光裝置執行第2浸潤式曝光之後，在顯像模組執行第2顯像之步驟；及基板側面部撥水模組，用以在從上述第1顯像結束後至執行第2浸潤式曝光為止之期間，對基板之側面部施予撥水處理，上述基板側面部撥水模組係被組裝於上述加熱模組，上述加熱模組具備用以對被載置於上述加熱板之基板之側面部，局部性供給對該側面部施予撥水處理之撥水處理用氣體的撥水處理用氣體供給部，和為了使剩餘之撥水處理用氣體推向基板之外周，對上述基板之中央部供給淨化用氣體的淨化用氣體供給部。
上述加熱模組係例如加熱上述第1顯像後第2光阻塗布前之基板的顯像後加熱模組。
或者即使設置塗布後加熱模組，該塗布後加熱模組具備有於上述第2光阻塗布後至執行第2浸潤式曝光為止加 熱基板的加熱板亦可。
再者，即使上述加熱模組在上述加熱板上具備升降自如之蓋體，在上述蓋體之中央部設置與被載置於上述加熱板之基板之中央部對向，流通上述淨化用氣體之第1淨化用氣體流通空間，朝向上述淨化用氣體流通空間之外側，依序設置互相形成同心圓狀的流通上述撥水處理用氣體之撥水處理用氣體流通空間，和流通用以將被推向基板之外周的撥水處理用氣體又推向基板之下方之氣體的第2淨化用氣體流通空間，第1淨化用氣體流通空間、撥水處理用氣體空間及第2淨化用氣體流通空間互相被區劃亦可。
本發明之塗佈顯像方法係用以在基板連續複數次形成光阻圖案之塗佈顯像方法，其特徵為：具備對基板至少對側面部施予撥水處理的工程；對基板，執行在全面塗佈光阻之第1光阻塗佈的工程；進行對上述撥水處理及光阻塗佈後又執行第1浸潤式曝光之基板供給顯像液之第1顯像的工程；上述第1顯像後，對基板執行在全面塗佈光阻之第2光阻塗佈的工程；進行對上述第2光阻塗佈後又執行第2浸潤式曝光之基板供給顯像液之第2顯像的工程；及 在從上述第1顯像結束後至執行第2浸潤式曝光為止之期間，對基板之側面部施予撥水處理的工程，上述撥水處理工程包含：將基板載置在用以加熱之加熱板上的工程；加熱上述基板的工程；於上述基板被加熱之時，對基板之側面部，局部性供給對該側面部施予撥水處理之撥水處理用氣體而對該側面部施予撥水處理的工程；及為了將剩餘之撥水處理用氣體推向基板之外周，對上述基板之中央部供給淨化用氣體的工程。
被載置在上述加熱板之基板例如為第1顯像後第2光阻塗佈前之基板，或者例如為第2光阻塗佈後執行第2浸潤式曝光前之基板。
本發明之記憶媒體記憶有用以在基板連續複數次形成光阻圖案之塗佈顯像裝置所使用之電腦程式，其特徵為：上述電腦程式為用以實施上述塗佈顯像方法。
本發明之塗佈顯像裝置係用以在基板連續複數次形成光阻圖案之塗佈顯像裝置，設置有基板側面撥水模組，用以在從上述第1顯像結束後至執行第2浸潤式曝光為止之期間，對基板之側面部執行撥水處理。因此，在第2浸潤式曝光中，抑制在其浸潤式曝光中所使用之液體附著於上述側面部，或經側面部而包覆至基板之背面。其結果，因 抑制自其液體產生微粒，故可以抑制基板被微粒污染，良率下降之情形。
 (第1實施型態)
第1圖為塗佈顯像裝置2連接曝光裝置C5之光阻圖案形成系統之俯視圖，第2圖為同系統之斜視圖。再者，第3圖為同系統之縱剖面圖。在該塗佈顯像裝置2設置有載體區塊C1，構成交接臂22從載置於其載置台21上之密閉型之載體20取出晶圓W而交接至處理區塊C2，並且交接臂22從處理區塊C2接收處理完之晶圓W而返回至載體20。
上述處理區塊C2係如第2圖所示般，在該例中，由下依序疊層用以執行顯像處理之第1區塊(DEV層)B1、用以在晶圓全面執行光阻之塗佈的第2區塊(COT層)B2。
第1區塊及第2區塊B1、B2構成俯視相同。當舉第1圖所示之第1區塊(DEV層)B1予以說明時，針對第1區塊(DEV層)B1，在一個DEV層B1內兩段疊層顯像模組23，各顯像模組23具備3座的顯像處理部24，和包圍該些顯像處理部24之與各顯像處理部24共通之框體。再者，在DEV層B1設置有用以執行該顯像模組23之前處理及後處理之加熱、冷卻系之處理模組群的棚架單元U1~U4。第4圖為表示該DEV層B1之下段側之顯像模組23和構成被設置在與其下段之顯像模組23相向之位置的 棚架單元U1~U4之模組的斜視圖。
再者，如第3圖所示般，在DEV層B1內設置有搬運臂A1，該搬運臂A1係在兩段顯像模組，和上述加熱、冷卻系統之處理模組之間搬運晶圓W。即是，成為搬運臂A1相對於兩段顯像模組被共通化之構成。
構成DEV層B1之棚架單元U1~U4之加熱模組具備有加熱載置晶圓W之加熱板。然後，就以該加熱模組而言，有用以執行上述PEB之加熱模組，和作為執行顯像處理後之上述事後烘烤之顯像後加熱模組的加熱模組3，在該例中，在棚架單元U4設置執行PEB之加熱模組，在棚架單元U1設置用以執行事後烘烤之加熱模組3。針對加熱模組3，於後述予以詳細說明。再者，構成棚架單元U1~U4之冷卻模組，具備有冷卻被載置之晶圓W的冷卻板。
針對COT層B2，當以DEV層B1之差異點為中心予以說明時，COT層B2係藉由用以形成當作塗佈膜之光阻膜的塗佈模組，和用以執行在光阻膜形成模組中執行之處理之前處理及後處理的加熱、冷卻系之處理模組群的棚架單元U1~U4，和被設置在上述光阻膜形成模組，和加熱、冷卻系之處理模組群之間，在該些之間執行晶圓W之接收的搬運臂A2所構成。該光阻膜形成模組係對應於上述顯像模組23之模組，但在該例中，與顯像模組23不同，不被疊層，因此形成光阻膜之處理部係在COT層B2設置3座。
被設置在COT層B2之上述棚架單元U1~U4係與DEV層B1之棚架單元U1~U4相同沿著搬運臂A2移動之搬運區域R1而配列，藉由各疊層加熱模組、冷卻模組而構成。作為該加熱模組，包含用以加熱(PAB)塗佈光阻之後之晶圓W之模組(PAB模組)，和一面加熱晶圓W一面將HMDS氣體供給至其表面及斜角部的撥水模組。該撥水模組與後述加熱模組3相同具備在被載置於加熱板之晶圓W之周圍形成處理空間之蓋體，對其處理空間供給HMDS氣體。與加熱模組3中之處理不同，在撥水模組中，HMDS氣體係被供給至晶圓W表面全體及斜角部，在該撥水模組中晶圓W全面被施予撥水處理。
並且，在處理區塊C2，如第1圖及第3圖所示般，在各搬運臂A1、A2可以存取之位置設置有棚架單元U5。該棚架單元U5係如第3圖所示般，以在各被設置於各區塊B1、B2之搬運臂A1、A2之間執行晶圓W之交接之方式，具備有可以使具有交接工作台TRS1~TRS2及調溫功能之交接工作台CPL2及多片之晶圓暫時滯留之交接工作台BF2。在棚架單元U5之附近設置升降自如之搬運臂D1，可以對被設置在該些棚架單元U5之工作台存取。再者，先前所述之載體區塊C1之交接臂22係對該棚架單元U5之各工作台存取，在載體區塊C1和處理區塊C2之間交接晶圓W。
並且，在處理區塊C2，於與搬運區域R1之洗淨區塊C3鄰接之區域中，如第3圖所示般，在搬運臂A1及後述 之穿梭臂26可以存取之位置設置有棚架單元U6。上述棚架單元U6係與棚架單元U5相同，具備有交接工作台TRS3和CPL1。
在DEV層B1內之上部，設置有屬於專用之搬運手段的穿梭臂26，用以將晶圓W從被設置在棚架單元U5之交接工作台TRS2直接搬運至被設置在棚架單元U6之交接工作台TRS3。
從處理區塊C2朝向曝光裝置C5，依照該順序設置有洗淨區塊C3、介面區塊C4。在洗淨區塊C3疊層設置有曝光前洗淨模組25、曝光後洗淨模組27、交接工作台CPL3、TRS4。再者，洗淨區塊C3具備有構成與搬運臂A1、A2相同之搬運臂A3，在棚架單元U6之交接工作台TRS3、CPL1、洗淨模組25、27和交接工作台TRS4、CPL3之間執行晶圓W之交接。
在介面區塊C4，設置有可以在洗淨模組C3之各交接工作台，和曝光裝置C5之間交接晶圓W之介面臂28。曝光裝置C5執行先前所述之浸潤式曝光。
接著，針對上述加熱模組3，一面各參照其縱斷側面圖、橫斷俯視圖之第5圖、第6圖，一面予以說明。該加熱模組3具備有框體31，在其側壁開設有晶圓W之搬運口32。圖中33為將框體31內隔成上下之區隔板，在區隔板33上設置有水平之冷卻板34。冷卻板34在其背面側具備有用以使例如溫度調節水流通之無圖示的冷卻流路，當被加熱之晶圓W被載置於該冷卻板34時則被粗冷 卻。
冷卻板34係與被設置在區隔板33之下側之驅動機構35連接，當藉由驅動機構35在框體31內將搬運口32側當作前側時，則朝被設置在深側之加熱板37上做水平方向移動。圖中33a為被設置在冷卻板34移動用之區隔板33的縫隙。34a、34b係被設置在後述之各升降銷在冷卻板34上伸縮用之該冷卻板34的縫隙。
圖中36為藉由升降機構36a升降之3根升降銷，在框體31內移動至搬運口32側之冷卻板34和搬運臂A1之間執行晶圓W之交接。
當針對加熱板37予以說明時，則在其內部設置有加熱器37a，加熱器37a係根據自後述控制部100輸出之控制訊號控制加熱板37之表面溫度，並以任意溫度加熱被載置在其表面之晶圓W。在加熱板37之表面，使晶圓W些許從上述加熱板37表面浮起而載置用之多數插銷37b被設置在加熱板37之周方向。圖中38為藉由升降機構38a升降之3根升降銷，在加熱板37上移動之冷卻板34和加熱板37之間執行晶圓W之交接。圖中37c為加熱板37之支撐部。
以包圍加熱板37及支撐部37c之方式，形成筒狀之區劃壁39，區劃壁39和加熱板37及支撐部37c之間係以環狀之排氣路41而被形成，在排氣路41經該排氣路41連接有用以排氣後述之處理空間40內之排氣管42之一端。排氣管42之另一端連接於藉由真空泵等所構成之 排氣手段43。排氣手段43具備無圖示之壓力調整部，因應自控制部100輸出之控制訊號以任意排氣量排氣後述處理空間40。
在加熱板37上藉由升降機構44a設置有升降自如之蓋體4。針對氣體供給部之蓋體4之構成，一面也參照第7圖，一面予以說明。蓋體4之周緣部形成有突出於下方之突緣部4a，當蓋體4下降時，經無圖示之密封構件，突緣部4a與區劃壁39密接，依此在被載置於加熱板37之晶圓W之周圍形成密閉之處理空間40。在蓋體4之頂棚4b之中央部設置有區劃成與被載置於加熱板37之晶圓W之中央部相向之扁平的圓形狀之氣體流通空間45。並且，在頂棚4b之上述空間45之外側同心圓狀設置有氣體流通空間46、47，流通空間46係在例如晶圓W之周緣部上，流通空間47各被形成在例如上述排氣路41上。
在蓋體4中，於流通空間45、46、47之下方，分散穿孔有各連通於該些空間之多數小孔45a、46a、47a。自流通空間45、46、47朝向下方之晶圓W，各吐出空氣、含有例如氣化之HMDS之撥水處理用之氣體(記載成HMDS氣體)、空氣，被吐出至晶圓W之各氣體藉由來自排氣路41之排氣，被吸引至晶圓W之外側，流入至該排氣路41而被排氣。第7圖中，以虛線之箭號表示空氣之氣流，以實線之箭號表示HMDS氣體之氣流。來自流通空間45之空氣係將藉由加熱自晶圓W產生之昇華物從晶圓W之中央部推向外周而予以除去，並且將剩下之HMDS 氣體從晶圓W之周緣部推向外周，其HMDS氣體為用以抑制附著於光阻膜之淨化用氣體。再者，藉由來自流通空間47之空氣也將上述HMDS氣體推向排氣路41，規制HMDS氣體之流動，其HMDS氣體為防止附著於光阻膜之淨化用氣體。如此一來，藉由設置在加熱模組3形成流通空間45、46、47之蓋體4，加熱模組3兼作對晶圓W之側面部施予撥水處理之基板側面撥水模組。
在流通空間45、47連接有氣體供給管45a、47a之一端，該些供給管45a、47a之另一端經藉由閥或質量流量控制器所構成之氣體流量控制機器群48連接有貯留空氣之氣體供給源48A。在流通空間46連接有氣體供給管46a之一端，該些供給管46a之另一端經上述氣體流量控制機器群48而連接於HMDS氣體之供給源49。氣體流量控制機器群48係依照自後述之控制部100被輸出之控制訊號而控制對晶圓W供斷各氣體。
接著，針對控制部100予以說明。該控制部100係由例如電腦所構成，具備有無圖示之程式儲存部。在該程式儲存部，儲存有以執行在後述之作用中所說明之塗佈顯像處理之方式，儲存有由編寫命令(步驟群)之例如軟體所構成之程式。藉由該程式被讀出至控制部100，控制部100控制搬運臂A等之各搬運手段之動作、各加熱模組之晶圓W之加熱溫度、各塗佈模組中之晶圓W之藥液之供給等。該程式係以被收納於例如硬碟、CD、光磁性碟或記憶卡等之記憶媒體之狀態，被儲存於程式儲存部。
接著，針對使用塗佈顯像裝置2而執行在先行技術之欄中所說明之雙圖案化之處理工程，一面參照表示其工程之流程圖的第8圖，和表示晶圓W之周緣部之變化的第9圖，一面予以說明。在該處理工程中，形成凸部之寬：凹部之寬=1：1之光阻圖案。首先，自外部收納晶圓W之載體20被載置到載體區塊C1之載置部21，交接臂22將晶圓W從載體20搬運至棚架單元U5之交接工作台CPL2。
被設置在COT層B2之搬運臂A2將晶圓W從交接工作台CPL2搬運至該COT層B2之棚架單元U1~U4所含之疏水化處理模組ADH，晶圓W一面被加熱，一面從其表面至斜角部供給HMDS氣體，被執行撥水處理(步驟S1)。之後，搬運臂A2將晶圓W搬運至棚架單元U1~U4所含之冷卻模組，冷卻晶圓W之後，搬運臂A2係將晶圓W搬運至塗佈模組，在晶圓W之表面全體塗佈光阻而如第9圖(a)所示般，形成光阻膜14(步驟S2)。
光阻膜14形成後，搬運臂A2係將晶圓W搬運至棚架單元U1~U4之加熱模組，於執行加熱處理(PAB處理)之後(步驟S3)，搬運臂A2搬運至棚架單元U1~U4所含之冷卻模組，冷卻晶圓W。並且，搬運臂A2係將其晶圓W搬運至棚架單元U5之交接工作台BF2。
之後，晶圓W以交接臂D1→交接工作台TRS2→穿梭臂26→棚架單元U6之交接工作台TRS3→洗淨區塊C3之搬運臂A3→曝光前洗淨模組25之順序搬運，在曝光前洗淨模組25對其表面供給洗淨液而洗淨之後(步驟S4)， 以搬運臂A3→交接工作台CPL3→介面區塊C4之介面臂28→曝光裝置C5之順序被搬運，在曝光裝置C5中如第9圖(b)所示般，晶圓W被浸潤式曝光(步驟S5)。
然後，晶圓W係依曝光裝置C5→介面臂28→交接工作台TRS4→搬運臂A3→曝光後洗淨模組27之順序而被搬運，於與被搬運至曝光前洗淨模組25之時相同被洗淨後，依搬運臂A3→交接工作台CPL1→DEV層B1之搬運臂A1→DEV層B1之棚架單元U4之加熱模組之順序而被搬運，在其加熱模組接受加熱處理(PEB處理)。
之後，晶圓W係藉由搬運臂A1被搬運至棚架單元U1~U4之冷卻模組，於冷卻之後被搬運至顯像模組23，其表面被供給顯像液而執行顯像之後(步驟S6)，洗淨液被供給至表面而沖洗顯像液，如第9圖(c)所示般形成光阻圖案15。如先行技術之欄中所說明般，該光阻圖案15之凹部15a之線寬L4、凸部15b之線寬L3之比為3：1。
藉由搬運臂A1形成光阻圖案15之晶圓W被搬運至加熱模組3，當經冷卻板34而被載置於加熱板37之時，蓋體4下降而形成處理空間40。然後，晶圓W藉由加熱板37加熱，而執行顯像後之加熱處理(事後烘烤處理)，並且如第7圖所示般，自蓋體4之流通空間45、46、47對晶圓W各供給空氣、HMDS氣體、空氣，如第9圖(d)所示般，晶圓W之斜角部曝露於HMDS氣體，形成依據該HMDS之撥水性之薄膜19，局部性被施予撥水處理(步驟S7)。
從各氣體之供給經過特定時間後，停止各氣體之供給，晶圓W藉由搬運臂A1被搬運至棚架單元U1~U4之冷卻模組而被冷卻，然後依搬運臂A1→棚架單元U5之交接工作台TRS1→交接臂22之順序而被搬運，藉由交接臂22一旦返回至載體20。
返回至載體20之晶圓W係依交接臂22→交接工作台CPL2→搬運臂A2→棚架單元U1→U4之冷卻模組之順序而被搬運，在其冷卻模組被溫度調整之後，藉由搬運臂A2被搬運至光阻塗佈模組，在晶圓W之表面塗佈光阻而如第9圖(e)所示般，光阻圖案15被光阻掩埋，在晶圓W形成新的光阻膜17(步驟S8)。
於光阻膜17形成後，搬運臂A2係將晶圓W搬運至棚架單元U1~U4之加熱模組，於執行加熱(PAB)處理之後(步驟S9)，依搬運臂A2→棚架單元U1~U4之冷卻模組→棚架單元U5之接交工作台BF2→交接臂D1→交接工作台TRS2→穿梭臂26→棚架單元U6之交接工作台TRS3→被設置在洗淨區塊C3之搬運臂A3→曝光前洗淨模組25之順序而被搬運，在該曝光前洗淨模組25中被洗淨(步驟S10)。
洗淨後，晶圓W係依搬運臂A3→交接工作台CPL3→介面臂28→曝光裝置C5之順序被搬運，在曝光裝置C5中如第9圖(f)所示般晶圓W被浸潤式曝光(步驟S11)。此時，因在晶圓W之斜角部形成有撥水性之薄膜19，故在防止構成液膜12之純水附著於斜角部，或經斜 角部包覆至晶圓W之背面的狀態下，曝光手段10在晶圓W上移動，沿著特定之圖案執行曝光。
曝光後，晶圓W係依曝光裝置C5→介面臂28→交接工作台TRS4→搬運臂A3→曝光後洗淨模組27之順序而被搬運，在該曝光後洗淨模組27被洗淨後，依搬運臂A3→交接工作台CPL1→搬運臂A1→加熱模組之順序而被搬運，接受加熱處理(PEB處理)。之後，晶圓W係依搬運臂A1→棚架單元U1~U4之冷卻模組→顯像模組23之順序被搬運，與第一次之顯像處理相同被顯像處理(步驟S12)，如第9圖(f)所示般，形成凹部16a之線寬L1、凸部16b之線寬L2之比為1：1之光阻圖案16。
之後，晶圓W被搬運至加熱模組3，在此被加熱處理(事後烘烤)(步驟S13)。在該第2次之加熱模組3之加熱處理係與第一次之處理不同，不對晶圓W供給HMDS氣體，一面僅供給空氣，一面加熱晶圓W。之後，晶圓W依搬運臂A1→棚架單元U1~U4之冷卻模組→搬運臂A1→棚架單元U5之交接工作台TRS1→交接臂22之順序而被搬運，藉由交接臂22返回至載體20。
若藉由該塗佈顯像裝置2時，於在顯像模組23之第一次顯像後，因在加熱模組3中對晶圓W之斜角部供給HMDS氣體，並對斜角部施予撥水處理，故曝光裝置C5之第二次浸潤式曝光中在該斜角部取得高撥水性，可以抑制在浸潤式曝光所使用之液體附著於該斜角部，或經該斜角部包覆至晶圓W之背面。其結果，可以抑制從如此附 著之液體及包覆至背面之液體產生微粒之情形。再者，在加熱模組3中，因藉由空氣之供給及排氣規制HMDS氣體之流動，故抑制HMDS氣體由斜角部被供給至中央部側之表面，可以防止圖案之形狀惡化。再者，在該加熱模組3中，因於顯像後之加熱處理時，對晶圓W供給HMDS氣體，並同時執行上述加熱處理和斜角部之撥水處理，故比起各別執行該些加熱處理和撥水處理之時，可以防止處理量下降。
在上述例中，為了提升光阻圖案16之解像度，當結束第一次顯像，晶圓W返回至載體20時，將載體20搬運至外部之裝置，對其晶圓W照射例如紫外線而使光阻圖案15硬化後，即使再次使載體20返回至塗佈顯像裝置2，執行第二次之光阻塗佈之後之處理亦可。再者，即使如此在塗佈顯像裝置2內設置照射紫外線之手段，於第二次之光阻塗佈前執行照射處理亦可。
(第2實施型態)
然而，上述斜角部之撥水處理係於第一次之顯像處理後，若於第二次之浸潤式曝光前執行即可，將在例如COT層B2之棚架單元U1~U4執行PAB處理之塗佈後加熱模組當作加熱模組3而予以構成，執行撥水處理亦可。第10圖之流程圖係表示當如此將加熱模組3配置在COT層B2之時的塗佈顯像裝置2之處理工程之一例。當以與先前所述之第1實施型態之差異點為中心予以說明時，則在 步驟S3中藉由其加熱模組3之加熱板37加熱晶圓W而執行PAB處理。此時，對晶圓W僅供給空氣，不執行HMDS氣體之供給。然後，在步驟S7中，即使在DEV層B1執行晶圓W之事後烘烤處理時，也不對晶圓W執行HMDS氣體之供給。然後，於第二次之光阻塗佈後，為了再次執行PAB處理，於晶圓W被搬入至加熱模組3之時，與第1實施型態之事後烘烤處理時相同一面加熱晶圓W，一面對處理空間40供給空氣及HMDS氣體，對斜角部施予撥水處理。即使在該第2實施型態中，亦取得與第1實施型態相同之效果。
(第3實施型態)
在洗淨區塊C3之曝光前洗淨模組25設置對晶圓W之斜角部施予撥水處理之手段，即使在其曝光前洗淨模組25執行洗淨和撥水處理亦可。第11圖、第12圖各表示具備有如此執行撥水處理之手段的曝光前洗淨模組5之縱斷側面圖、俯視圖。曝光前洗淨模組5具備有形成有晶圓W之搬運口51之框體50。圖中52係吸附晶圓W之背面側中央部而構成水平保持之載置台的旋轉吸盤，與驅動機構53連接，可以藉由該驅動機構53在保持晶圓W之狀態下執行旋轉及升降。以包圍被保持於旋轉吸盤52之晶圓W之方式，設置有上部側開口之杯體54。
在杯體54之底部側，構成凹部狀之液體接受部55於晶圓W之周緣下側被形成在整個全周圍。該液體接受部 55係藉由縱區隔壁56其內部在整個全周圍被區劃成外側區域和內側區域，在外側區域設置有除去貯留於液體接受部55之排液的排液口57，在內側區域設置有用以排氣杯體54內之排氣口58。
圖中59為圓形板，59a為包圍圓形板59之環構件，59b為從環構件59a之外端延伸至下方之端板，傳到該端板59b及環構件59a之表面而自晶圓W飛散之洗淨液的純水則被引導至上述外側區域。並且，雖然省略圖示，但是支撐晶圓W之背面側而能夠升降之升降銷被設置成上下貫通圓形板59，經該升降銷在搬運臂A3和旋轉吸盤52之間執行晶圓W之交接。
在被保持於旋轉吸盤52之晶圓W上設置有具有細孔狀之吐出口62的純水供給噴嘴61，與具備使純水供給噴嘴61升降之升降機構之移動基體63連接。圖中64為延伸於水平方向之導軌，純水供給噴嘴61隨著移動基體63之移動，沿著該導軌64而移動。圖中65為純水供給噴嘴61之待機區域。再者，圖中66係經純水之供給路67而連接於純水供給噴嘴61之純水供給源。
在上述圓形板59，於朝向晶圓W之外側傾斜之狀態下設置有屬於藥液供給部之撥水供給噴嘴71。撥水液供給噴嘴71具備朝向晶圓W之周緣部開口的細孔狀之吐出口，經供給路72連接於撥水液供給源73。作為撥水液，使用含有例如HMDS之溶液。在供給路67、72介設有含閥或質量流量控制器之供給控制部68、74，該些供給控 制部68、74接收自控制部輸出之控制訊號，各控制對晶圓W之純水、撥水液的供斷。
針對在該曝光前洗淨模組5之處理程序予以說明。首先，當藉由搬運臂A3，晶圓W被交接至旋轉吸盤52時，純水供給噴嘴61從待機區域65移動至晶圓W之中心部上，並且晶圓W藉由旋轉吸盤52以特定旋轉數旋轉。純水從純水供給噴嘴61被供給至晶圓W之中心部，其純水藉由離心力朝晶圓W之周緣部擴展，洗淨晶圓W。
純水之吐出停止後，藉由晶圓W之旋轉，自晶圓W甩掉純水而乾燥。然後，如第13圖(a)之虛線箭號所示般，撥水液F被供給至構成晶圓W之斜角部之下側的傾斜面，其撥水液F如第13圖(b)所示般藉由表面張力朝向上方傳到旋轉之晶圓W之側端面之後，自晶圓W飛散而被排液。在特定時間，持續供給撥水液F之後，停止撥水液F之供給，藉由晶圓W之旋轉，撥水液F所含之溶劑揮發，在斜角部形成撥水性之薄膜19。之後，晶圓W之旋轉停止，晶圓W從洗淨模組5被搬出。並且，當對晶圓W表面供給純水時，即使同時執行對斜角部供給撥水液F亦可。
第14圖為表示設置有該曝光前洗淨模組5之塗佈顯像裝置2之處理工程的流程圖。如該流程圖所示般，在該例中，於在加熱模組中執行加熱處理時，不執行晶圓W之斜角部之HMDS氣體供給，於第二次之PAB處理後， 在第二次曝光前之步驟S10中，如上述般執行曝光前洗淨和晶圓W之斜角部之撥水處理。於步驟S4之第一次之曝光處理洗淨時，當例如不執行上述撥水液之供給，而對晶圓W表面供給純水，結束晶圓W之乾燥時，晶圓W則從模組被搬出。即使在該實施型態中，因於第二次之浸潤式曝光前對晶圓W之斜角部執行撥水處理，故可以防止於第二次之浸潤式曝光時，液體附著於斜角部或液體包覆至背面之情形。
即使曝光前洗淨模組5設置在介面區塊C4，以取代設置於洗淨區塊C3，在介面臂28和旋轉吸盤52之間執行晶圓W之交接亦可。
再者，在上述各例中，雖然表示對基板側面部施予撥水處理之基板側面撥水模組係被組裝於執行顯像後之加熱的加熱模組3的例，和被組裝於曝光前洗淨模組之例，但是即使單獨設置對基板側面部施予撥水的模組亦可。再者，顯像模組23之顯像處理部24、光阻塗佈模組之塗佈處理部具備與該曝光前洗洗淨模組相同之旋轉吸盤及杯體，再者各具備有對應於純水供給噴嘴之顯像液供給噴嘴、光阻供給噴嘴。顯像液供給噴嘴、光阻供給噴嘴除純水供給噴嘴和吐出之藥液及噴嘴之形狀不同之外，構成與該純水供給噴嘴大略相同。即使在該顯像模組23之顯像處理部24、光阻塗佈模組之塗佈處理部設置撥水液供給噴嘴71，執行撥水處理亦可。藉由其顯像處理部24執行晶圓W之撥水處理之時，在步驟S6之第一次之顯像時， 例如對晶圓W供給洗淨液，例如純水沖洗顯像液之後，供給先前所述之撥水液F而執行處理。藉由光阻塗佈模組執行晶圓W之撥水處理之時，於開始執行第二次光阻塗佈之前，或是於第二次之光阻塗佈後對晶圓W供給撥水液F而執行處理。
(第4實施型態)
上述各實施型態中，為了提升晶圓W之斜角部之撥水性，並且提升光阻對晶圓W的密接性，於第一次光阻塗佈前，在ADH模組對晶圓W供給HMDS氣體，針對不執行依據該ADH模組之處理，而將晶圓W於第一次光阻塗佈後，第一次浸潤式曝光開始前，僅使晶圓W之斜角部曝光之處理工程予以說明。在此，例如上述般，設成在光阻塗佈模組設置撥水液供給噴嘴71。在該光阻塗佈模組中，於對晶圓W執行第一次之光阻塗佈之後，自撥水供給噴嘴71供給撥水液，對晶圓W之斜角部施予撥水處理。之後，晶圓W結束第一次之顯像處理，再次被搬運至該光阻塗佈模組。然後，於光阻塗佈前或塗佈後再次執行斜角部之撥水處理。
再者，與第2實施型態相同，例如於在COT層B2設置當作PAB模組之加熱模組3之時，即使不執行藉由ADH模組之處理，於執行第一次光阻塗佈之後，將晶圓W搬運至其加熱模組3，與PAB處理同時執行晶圓W之斜角部的撥水處理，之後順序實行第2實施型態之步驟 S3以後之處理而形成光阻圖案亦可。即是，在該些例中，第一次對基板側面部施予撥水處理之模組和第二次對基板側面部施予撥水處理之模組被共用化。
(參考實驗)
如先前技術之欄中說明般，在顯像對晶圓W全體供給HMDS氣體而予以處理之基板之前，和顯像其基板之後，測量接觸角。第15圖表示此時之結果，晶圓W之接觸角在顯像前為64.9°，對此再顯像後降到47.2°。即是，接觸到顯像液之後，晶圓W之撥水性下降。因此，如上述各實施型態所示般，在第一次顯像處理後，到第二次浸潤式曝光前為止，對晶圓W之斜角部施予撥水處理為有效。
W‧‧‧晶圓
F‧‧‧撥水液
10‧‧‧曝光手段
14、17‧‧‧光阻膜
15、16‧‧‧光阻圖案
19‧‧‧撥水性之薄膜
2‧‧‧塗佈顯像裝置
23‧‧‧顯像模組
3‧‧‧加熱模組
37‧‧‧加熱板
4‧‧‧蓋體
40‧‧‧處理空間
5‧‧‧曝光前洗淨模組
100‧‧‧控制部
第1圖為表示本發明之實施型態所涉及之塗佈顯像裝置之俯視圖。
第2圖為上述塗佈顯像裝置之斜視圖。
第3圖為上述塗佈顯像裝置之縱斷側面圖。
第4圖為上述塗佈顯像裝置之處理區塊之斜視圖。
第5圖為執行上述處理區塊所含之周緣部撥水處理之加熱裝置的側面圖。
第6圖為上述加熱裝置之橫斷俯視圖。
第7圖為上述加熱裝置之蓋體之縱斷側面圖。
第8圖為表示上述塗佈顯像裝置之處理工程的流程圖。
第9圖為表示上述處理工程中之晶圓W之周緣部的說明圖。
第10圖為表示上述塗佈顯像裝置之其他處理工程的流程圖。
第11圖為被設置在上述塗佈顯像裝置之曝光前洗淨模組之縱斷側面圖。
第12圖為上述曝光前洗淨模組之橫斷俯視圖。
第13圖為表示在上述洗淨裝置中晶圓W之斜角部被施予撥水處理之樣子的說明圖。
第14圖為表示具備有上述洗淨模組之塗佈顯像裝置之處理工程的流程圖。
第15圖為表示參考試驗之結果的曲線圖。
第16圖係針對浸潤式曝光而予以表示之說明圖。
第17圖為表示用以執行以往之雙圖案化之塗佈顯像裝置中之處理工程的流程圖。
第18圖為藉由雙圖案化所形成之圖案之模式圖。
第19圖為表示上述雙圖案化中之浸潤式曝光時之晶圓W之周緣部的說明圖。
W‧‧‧晶圓
10‧‧‧曝光手段
12‧‧‧液膜
14、17‧‧‧光阻膜
15、16‧‧‧光阻圖案
15a、16a‧‧‧凹部
15b、16b‧‧‧凸部
19‧‧‧撥水性之薄膜
37‧‧‧加熱板

Claims (8)

  1. 一種塗佈顯像裝置，用以在基板連續複數次形成光阻圖案，該塗佈顯像裝置之特徵為：具備載體區塊，用以搬入搬出收納複數片基板之載體；處理區塊，用以處理自上述載體取出之基板，包含對基板施予撥水處理之撥水模組，和在基板上塗佈光阻之塗佈模組，和具備有加熱基板之加熱板的加熱模組，和對被浸潤式曝光之基板供給顯像液而予以顯像之顯像模組，和在上述各模組之間搬運基板之基板搬運手段；介面區塊，用以在上述處理區塊和使上述光阻浸潤式曝光之曝光裝置之間執行基板之交接；控制部，用以控制上述基板搬運手段及各模組之動作，使對基板實行在上述撥水模組至少對側面部施予撥水處理之步驟，及在塗佈模組在全面執行第1光阻塗佈之步驟之一方及另一方，並且實行在上述曝光裝置執行第1浸潤式曝光之後，在上述顯像模組執行第1顯像之步驟，和之後在塗佈模組在全面執行第2光阻之步驟，和又在上述曝光裝置執行第2浸潤式曝光之後，在顯像模組執行第2顯像之步驟；及基板側面部撥水模組，用以在從上述第1顯像結束後至執行第2浸潤式曝光為止之期間，對基板之側面部施予撥水處理，上述基板側面部撥水模組係被組裝於上述加熱模組，上述加熱模組具備用以對被載置於上述加熱板之基板 之側面部，局部性供給對該側面部施予撥水處理之撥水處理用氣體的撥水處理用氣體供給部，和為了使剩餘之撥水處理用氣體推向基板之外周，對上述基板之中央部供給淨化用氣體的淨化用氣體供給部。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之塗佈顯像裝置，其中上述加熱模組係加熱上述第1顯像後第2光阻塗布前之基板的顯像後加熱模組。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之塗佈顯像裝置，其中上述加熱模組係第2光阻塗布後至執行第2浸潤式曝光為止加熱基板的塗佈後加熱模組。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所記載之塗佈顯像裝置，其中上述加熱模組在上述加熱板上具備升降自如之蓋體，在上述蓋體之中央部設置與被載置於上述加熱板之基板之中央部對向，流通上述淨化用氣體之第1淨化用氣體流通空間，朝向上述淨化用氣體流通空間之外側，依序設置互相形成同心圓狀的流通上述撥水處理用氣體之撥水處理用氣體流通空間，和流通用以將被推向基板之外周的撥水處理用氣體又推向基板之下方之氣體的第2淨化用氣體流通空間，第1淨化用氣體流通空間、撥水處理用氣體空間及第 2淨化用氣體流通空間互相被區劃。
  5. 一種塗佈顯像方法，用以在基板連續複數次形成光阻圖案，該塗佈顯像方法之特徵為：包含對基板至少對側面部施予撥水處理的工程；對基板，執行在全面塗佈光阻之第1光阻塗佈的工程；進行對上述撥水處理及第1光阻塗佈後又執行第1浸潤式曝光之基板供給顯像液之第1顯像的工程；上述第1顯像後，對基板執行在全面塗佈光阻之第2光阻塗佈的工程；進行對上述第2光阻塗佈後又執行第2浸潤式曝光之基板供給顯像液之第2顯像的工程；及在從上述第1顯像結束後至執行第2浸潤式曝光為止之期間，對基板之側面部執施予撥水處理的工程，上述撥水處理工程包含：將基板載置在用以加熱之加熱板上的工程；加熱上述基板的工程；於上述基板被加熱之時，對基板之側面部，局部性供給對該側面部施予撥水處理之撥水處理用氣體而對該側面部施予撥水處理的工程；及為了將剩餘之撥水處理用氣體推向基板之外周，對上述基板之中央部供給淨化用氣體的工程。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之塗佈顯像方法，其中 被載置在上述加熱板之基板係第1顯像後第2光阻塗佈前之基板。
  7. 如申請專利範圍第5項所記載之塗佈顯像方法，其中被載置在上述加熱板之基板係第2光阻塗佈後執行第2浸潤式曝光前之基板。
  8. 一種記憶媒體，記憶有用以在基板連續複數次形成光阻圖案之塗佈顯像裝置所使用之電腦程式，該記憶媒體之特徵為：上述電腦程式係用以實施申請專利範圍第5至7項中之任一項所記載之塗佈顯像方法。
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