WO2005101467A1 - 塗布・現像装置及び塗布・現像方法 - Google Patents

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Taro Yamamoto
Hideharu Kyouda
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Tokyo Electron Limited
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    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles

Definitions

  • a resist is applied to the surface of a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a “wafer”), exposed to a predetermined pattern, and then developed. To form a resist pattern.
  • a wafer a semiconductor wafer
  • Such processing is generally performed using a system in which an exposure device is connected to a coating and developing device that performs coating and development of a resist.
  • E UVL extreme ultraviolet exposure
  • EPL electron beam projection exposure
  • F2 Fluorine dimer
  • existing light sources for example, in order to improve the resolution by improving the exposure technology using argon fluoride (ArF) or krypton fluoride (KrF), an exposure method with a liquid-permeable liquid layer formed on the surface of the substrate (hereinafter, ⁇ Immersion exposure ”).
  • Immersion exposure is a technology that allows light to pass through water, such as ultrapure water, and uses the characteristic that the wavelength of ArF at 193 nm is substantially 134 nm in water because the wavelength is shorter in water. .
  • a lens 10 is provided at the distal end of the exposure means 1 arranged so as to be spaced from the surface of a substrate, for example, a wafer W, held in a horizontal posture by a holding mechanism (not shown) with a gap therebetween.
  • a supply port 11 for supplying a solution for forming a liquid layer on the surface of the wafer W, for example, water, and a suction port 12 for sucking and recovering the water supplied to the wafer w.
  • a suction port 12 for sucking and recovering the water supplied to the wafer w.
  • the exposure unit 1 is slid horizontally in a state where a liquid film is formed between the wafer W and a position corresponding to the next transfer area (shot area) 13.
  • the circuit pattern is sequentially transferred onto the surface of the wafer W by arranging the exposure means 1 and repeating the operation of irradiating light. Note that the shot area 13 is shown larger than it actually is.
  • the method using the above-described immersion exposure has the following problems. That is, when a water film is formed on the surface of the resist during the immersion exposure, there is a concern that some of the components contained in the resist may be eluted from the surface, albeit slightly.
  • the eluting components include an acid generator such as PAG (Photo Acid Generator) and quencher. In this case, there is a concern that the line width accuracy of the circuit pattern in which the eluted component adheres to the surface of the lens 10 and is transferred is reduced.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a coating / developing apparatus for processing a substrate to which immersion exposure is applied, and to remove components eluted from the resist. It is an object of the present invention to provide a coating and developing apparatus capable of performing coating and development with high accuracy and high in-plane uniformity while suppressing the influence, and a method therefor.
  • the coating and developing apparatus of the present invention includes a coating unit for coating a resist on the surface of a substrate, and a developing unit for developing the substrate after exposure while forming a liquid layer that transmits light on the surface of the substrate. And a first cleaning means for cleaning the surface of the substrate coated with the resist with a cleaning liquid before exposure.
  • the coating unit for example, holds a substrate horizontally and is rotatable around a vertical axis, a resist supply nozzle that supplies a resist to the surface of the substrate held by the substrate holding unit, The cleaning liquid nozzle may be configured to supply a cleaning liquid to the surface of the substrate held by the substrate holding unit and constitute the first cleaning unit.
  • the first cleaning means includes: a sealed container configured to allow a substrate to be carried in and out; a substrate mounting portion provided in the sealed container for horizontally mounting the substrate;
  • the cleaning liquid supply means for supplying the cleaning liquid into the inside, and a cleaning liquid discharging means for discharging the cleaning liquid may be provided.
  • a heating unit for heating the surface of the substrate coated with the resist may be provided, and the first cleaning unit may be provided adjacent to the heating unit.
  • the cleaning device may be provided with a drying means for drying the substrate by flowing a drying gas into the closed container after the cleaning liquid is discharged from the closed container.
  • the first cleaning means includes a substrate holding portion for holding the substrate horizontally, and a cleaning liquid arranged in the width direction of the substrate to supply the cleaning liquid to the surface of the substrate held by the substrate holding portion.
  • a cleaning liquid nozzle having a discharge port and a cleaning liquid suction port provided before and / or after the cleaning liquid discharge port and for suctioning the cleaning liquid on the substrate;
  • the first cleaning means may be provided with a drying means for drying the cleaning liquid on the substrate.
  • the apparatus further includes an interface unit for transferring the substrate coated with the resist to the exposure apparatus and receiving the exposed substrate, wherein the first cleaning unit is provided in the interface unit. It may be. Further, a configuration may be further provided with a second cleaning means for cleaning the exposed surface of the substrate with a cleaning liquid before development. Further, the first cleaning unit may be configured to share the second cleaning unit.
  • the coating and developing method of the present invention includes a coating step of coating a resist on the surface of the substrate,
  • a first cleaning step of cleaning the surface of the substrate coated with the resist with a cleaning liquid before exposure and then an exposure step of exposing the surface of the substrate in a state where a liquid layer that transmits light is formed on the surface of the substrate.
  • a developing step of developing the exposed surface of the substrate is
  • the applying step includes a step of supplying a resist to the surface of the substrate while the substrate is held horizontally on the substrate holding unit.
  • the first cleaning step includes holding the substrate on the substrate holding unit. It may be a step of supplying the cleaning liquid from the cleaning liquid nozzle to the surface of the substrate while holding the substrate.
  • the step of carrying the substrate into the closed container and placing the substrate horizontally the step of supplying a cleaning liquid into the closed container to clean the substrate surface, and the step of discharging the cleaning liquid And a step of carrying out.
  • the method may further include a step of drying the substrate by flowing a drying gas into the closed container after discharging the cleaning liquid to the closed container.
  • a cleaning liquid nozzle having a cleaning liquid discharge port for supplying a cleaning liquid to the surface of the substrate is moved in the front-rear direction relative to the substrate, and the cleaning liquid nozzle is provided in front of the cleaning liquid discharge port. Further, the cleaning liquid supplied to the substrate may be suctioned from the cleaning liquid suction port provided adjacent to Z or later.
  • the method may include a step of drying the substrate after the first cleaning step and before the exposure step. Further, the method may include a step of cleaning the exposed surface of the substrate with a cleaning liquid before development.
  • the surface of the substrate coated with the resist is subjected to the liquid immersion exposure, the surface of the substrate is cleaned by supplying the cleaning liquid by the first cleaning means, The amount of components eluted from the resist into the liquid layer formed on the surface of the substrate during immersion exposure can be reduced. For this reason, for example, it is possible to suppress the elution component from adhering to the surface of the lens in contact with the liquid layer to be irradiated with light at the time of exposure or to affect the refractive index of light passing through the liquid layer, and as a result, the substrate It is possible to perform high-precision and uniform in-plane coating and image processing.
  • FIG. 1 is a plan view showing a coating and developing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a coating and developing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an interface section of the coating and developing apparatus.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a coating unit provided with first cleaning means incorporated in the coating and developing apparatus.
  • FIG. 5 is a plan view of the coating unit.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a heating unit incorporated in the coating and developing apparatus.
  • FIG. 7 is a process chart showing a procedure for processing a wafer using the coating and developing apparatus.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing another example of a cleaning liquid nozzle provided in the cleaning unit.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a cleaning unit of a coating and developing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing an example of arrangement of the cleaning unit.
  • FIG. 11 is a process diagram showing another procedure for processing a wafer by using the coating and developing apparatus.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing how a wafer is cleaned by the cleaning unit.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing cleaning means of a coating and developing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is an explanatory view showing another example of the cleaning means.
  • FIG. 15 is a characteristic diagram showing the results of an example performed to confirm the effects of the present invention.
  • FIG. 16 is a characteristic diagram showing the results of an example performed to confirm the effects of the present invention.
  • FIG. 17 is a characteristic diagram showing the results of an example performed to confirm the effects of the present invention.
  • FIG. 18 is an explanatory view showing exposure means for performing liquid immersion exposure on a wafer.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing a state in which a wafer surface is subjected to immersion exposure by the above-mentioned exposure means.
  • B1 denotes a carrier mounting portion for carrying in and out a carrier 2 in which, for example, thirteen substrates W, for example, wafers W are hermetically stored, and a carrier 20a having a mounting portion 20a on which a plurality of carriers 2 can be arranged.
  • a station 20, an opening / closing section 21 provided on a wall in front of the carrier station 20, and transfer means A 1 for taking out the wafer W from the carrier 2 via the opening / closing section 21 are provided.
  • a processing unit B2 surrounded by a housing 22 is connected to the back side of the carrier mounting unit B1, and a heating and cooling system unit is multi-tiered in this processing unit B2 in order from the near side.
  • Shelves The main transfer means A2, A3 for transferring the wafer W between the units Ul, U2, U3 and the liquid processing units U4, U5 are arranged alternately.
  • the main transport means A2, A3 are provided on one side of the shelf units Ul, U2, U3 arranged in the front-rear direction when viewed from the carrier mounting portion B1, and on one side of, for example, the right liquid processing units U4, U5 described later.
  • reference numeral 24 denotes a temperature / humidity control unit provided with a temperature control device for the processing solution used in each unit, a duct for temperature / humidity control, and the like.
  • the shelf units Ul, U2, and U3 are configured such that various units for performing pre-processing and post-processing of the processing performed in the liquid processing units U4 and U5 are stacked in a plurality of stages, for example, ten stages.
  • the combination includes a heating unit (PAB) 25 (not shown) for heating (beta) the wafer W, a cooling unit for cooling the wafer W, and the like.
  • the liquid processing units U4 and U5 are, for example, as shown in FIG.
  • a developing unit (DEV) 28 for supplying a developing solution to the wafer W and performing a developing process is formed by laminating a plurality of stages, for example, five stages.
  • the coating / developing apparatus includes a first cleaning unit for cleaning the wafer W coated with the resist with a cleaning liquid before exposure.
  • the first cleaning unit is a coating unit (COT) 27 as described later.
  • An exposure unit B4 is connected to the back side of the shelf unit U3 in the processing unit B2 via an interface unit B3.
  • the interface section B3 includes a first transfer chamber 3A and a second transfer chamber 3B provided before and after between the processing section B2 and the exposure section B4.
  • a first substrate transport unit 30A and a second substrate transport unit 30B are provided respectively.
  • the first substrate transfer section 30A is composed of a base 31A that can move up and down and rotate around a vertical axis, and an arm 32A that can move forward and backward provided on the base 31A.
  • the second substrate transfer section 30B is composed of a base 31B that can move up and down and rotate around a vertical axis, and an arm 32B that can move forward and backward provided on the base 31B.
  • a cassette (SBU) 33b is provided, for example, stacked vertically.
  • a delivery unit (TRS3) 34a, two high-precision temperature control units (CPL2) 34b each having, for example, a cooling plate, and a heating and cooling unit (PEB) 35 for PEB processing the exposed wafer W are provided, for example, stacked vertically.
  • transfer stages 37A and 37B for transferring the wafer W between the second transfer chamber 3B and the exposure unit B4 via the wafer transfer port 36 formed on the exposure unit B4 side are arranged side by side. Is provided.
  • Each of the transfer stages 37A and 37B is provided with, for example, three substrate support pins 38 for supporting the wafer W from the back surface side.
  • FIG. 1 This is a spin chuck that constitutes a substrate holder that can be moved up and down and swivels to hold it horizontally.
  • the spin chuck 4 is connected to a driving mechanism 42 via a shaft 41, and is configured to be able to move up and down and rotate while holding the wafer W by the driving mechanism 42.
  • a cup body 43 provided with an outer cup 43a and an inner cup 43b whose upper side is open so as to surround the side of the wafer W held by the spin chuck 4 is provided.
  • the outer cup 43a can be moved up and down by a raising / lowering part 44, and when ascending, the inner cup 43b is lifted from below by a step provided on the lower side, whereby the inner cup 43b moves up and down in conjunction with the outer cup 43a.
  • a liquid receiving portion 45 having a concave shape is formed at the bottom side of the cup body 43 over the entire periphery below the peripheral edge of the wafer W, and a discharge port 46 is provided at the bottom of the liquid receiving portion 45. Have been.
  • a circular plate 47 is provided below the wafer W, and a ring member 48 is provided so as to surround the outside of the circular plate 47.
  • a resist supply nozzle 5 opposing a central portion of the surface of the wafer W via a gap is provided so as to be able to advance and retreat and move up and down.
  • the resist supply nozzle 5 is connected to a resist supply source 50 via a supply path 50a, and a flow rate adjustment unit (not shown) is provided in the supply path 50a.
  • the first cleaning means is provided with a slit-like cleaning liquid discharge port 51a which is opposed to the surface of the wafer W via a gap and is equal to or longer than the diameter of the wafer W (corresponding to the width of the substrate).
  • a cleaning liquid nozzle 51 is provided so as to be able to advance and retreat.
  • the cleaning liquid discharge port 51a may be formed by arranging narrow discharge holes at intervals in the length direction thereof.
  • the cleaning liquid nozzle 51 is connected to a supply source 53 of a cleaning liquid, for example, water via a supply path 53a, and a flow rate control unit (not shown) is provided on the way. Further, the cleaning liquid nozzle 51 includes a temperature adjusting section 52 for adjusting the temperature of the cleaning liquid. More specifically, the supply path 53a is formed in a double pipe structure by a temperature control water flow path 52a formed so as to surround the outside thereof, and the temperature of the cleaning liquid is adjusted by the temperature control water. I have.
  • the temperature of the cleaning solution is determined, for example, according to the type of the resist, and specifically, for example, 23 ° C. for a resist that has a good result when washed with a low-temperature cleaning solution.
  • the temperature is set to, for example, 50 ° C.
  • these are determined, for example, by performing a test in advance, and for example, information on a temperature set value associated with each resist is stored in a storage unit provided in a computer of a control unit (not shown), and this information is stored during processing. May be read out and the temperature of the cleaning liquid may be set by the temperature adjusting unit 52.
  • the resist supply nozzle 5 and the cleaning liquid nozzle 51 are supported on one end sides of nose stopper arms 54 and 55 as support members, and the other end sides of the nozzle arms 54 and 55 are moved with a lifting mechanism (not shown). They are connected to the bases 56 and 57, respectively (see Fig. 5). Further, the movable bases 56 and 57 are configured to be slidable laterally along a guide member 58 extending in the Y direction, for example, on the bottom surface of the exterior body of the unit.
  • reference numeral 59 denotes an outline of the outer package of the coating unit (COT) 27.
  • the substrate mounting table 6 on which W is mounted is provided with a heater 61, for example, a resistance heating element, inside the substrate mounting table 6, and the surface of the substrate mounting table 6 is heated by the heating operation of the heater 61. It is configured as a heating plate that heats W. Further, for example, three projections 62 are provided on the front surface of the substrate mounting table 6 to support the rear surface of the wafer W in a slightly floating state.
  • a heater 61 for example, a resistance heating element
  • substrate support pins (not shown) for supporting the wafer W from below are provided on the surface of the substrate mounting table 6 so as to be freely protruded and retracted.
  • the transfer of the wafer W to the substrate mounting table 6 is performed by the cooperation of the holding pins and the main transfer means A2 (A3).
  • a heating / cooling unit (PEB) 35 which performs post-exposure beta (PEB) of the exposed wafer W, which is one of the heat treatments, includes a substrate constituting a heating plate for heating the wafer W. It has a mounting table (corresponding to the substrate mounting table shown in FIG. 6) and has a cooling unit for cooling the wafer W to a predetermined temperature before heating the wafer W with the heating plate. Further, the developing unit (DEV) 28 for developing the wafer W has substantially the same configuration as the coating unit (COT) 27 shown in FIGS. 4 and 5, and has a developing solution nozzle having substantially the same configuration as the cleaning solution nozzle 72. ing.
  • PEB post-exposure beta
  • a process of processing a substrate, for example, a wafer W, using the above-described coating and developing apparatus will be described with reference to a process diagram of FIG.
  • the techniques such as coating and development described below are only preferred examples, and do not limit the present invention.
  • the carrier 2 containing, for example, 13 wafers W is placed on the placing portion 20a, the lid of the carrier 2 is removed together with the opening / closing portion 21, and the transfer means A1 takes out the wafer W.
  • the wafer W is transferred to the main transfer means A2 via a transfer unit (not shown), which forms one stage of the shelf unit U1, and is subjected to, for example, a unit (BARC) 26 as a pretreatment for the coating process.
  • An anti-reflection film is formed on the substrate.
  • a unit for performing hydrophobic treatment is provided, and the surface of the wafer W may be rendered hydrophobic.
  • the wafer W is loaded into the coating unit (COT) 27 by the main transfer unit A 2 and held by the spin chuck 4.
  • a resist supply nozzle 5 is arranged at a position slightly floating from the center of the surface of the wafer W, and the wafer W is rotated around the vertical axis by the spin chuck 4 and the center of the surface of the wafer W at a predetermined supply flow rate. Supply the resist.
  • the resist supplied to the surface of the wafer W spreads outward along the surface of the wafer W by the action of the centrifugal force, and excess resist is shaken off, so that the resist is applied in a thin film over the entire surface of the wafer W. (Step Sl).
  • the supply of the resist from the resist supply nozzle 5 is stopped, and spin drying is performed to rotate the wafer W at a high speed, whereby the evaporation of the solvent component from the resist on the wafer W is promoted, and the remaining resist component causes the resist to remain.
  • a strike film is formed.
  • the cleaning liquid nozzle 51 is disposed so as to be located outside the one end side of the wafer W, and discharges a cleaning liquid, for example, water at a predetermined flow rate from a discharge port 51a.
  • the cleaning liquid nozzle 51 is scanned (slided) toward the other end while slightly floating from the surface of the wafer W.
  • the cleaning liquid is supplied to the surface of the wafer W, more precisely, to the surface of the resist film, and the components dissolved on the resist surface dissolve into the cleaning liquid to clean the wafer W (step S2).
  • the cleaning liquid nozzle 51 may be further scanned from the other end to the one end, and this operation may be repeated so that the cleaning liquid nozzle 51 is reciprocated a few times, for example.
  • the wafer W may stand still for a predetermined time, for example, 2 to 10 seconds in a state where the surface of the wafer W is filled with water by surface tension.
  • the cleaning liquid 51 is retracted and the outer cup 43a and the inner cup 43b are raised, and then the wafer W is rotated at high speed around the vertical axis by the spin chuck 4 to spin off the wafer W cleaning liquid to perform spin drying.
  • a drying gas nozzle for supplying a drying gas such as dry air or dry nitrogen is provided in the unit, and the drying gas is blown onto the wafer W instead of spin drying or together with spin drying.
  • the wafer W may be dried first. This configuration is advantageous because it is possible to more reliably prevent a watermark from remaining on the surface of the wafer W during soft beta and affecting exposure.
  • the wafer W is unloaded from the coating unit (COT) 27 by the main transfer means A2, is loaded into the heating unit (PAB) 25, and is placed on the substrate mounting table 6, and is placed on the substrate mounting table 6. Then, a soft beta process of heating to a predetermined temperature is performed (step S3).
  • the wafer W after the softbake treatment is carried out of the heating unit 25 by the main transfer means A2, then cooled by the cooling unit (not shown) of the shelf unit, and then passes through the transfer unit of the shelf unit U3. Then, it is carried into the interface section B3 by the first substrate carrying section 30A. Then, it is further transferred to the second substrate transfer section 30B and is mounted on the transfer unit 37A.
  • the wafer W is loaded into the exposure unit B4 through the wafer transfer port 36 by a transfer means (not shown) provided in the exposure unit B4, and specifically, faces the surface of the wafer W as described in the “Background” section.
  • Exposure means 1 is arranged to perform immersion exposure (step S4).
  • the wafer W that has been subjected to the liquid immersion exposure is transferred by the transfer unit (not shown). Placed on knit 37B.
  • the wafer W is taken out from the transfer unit 37B by the second substrate transfer unit 30B, further transferred to the first substrate transfer unit 30A, and is transferred into the heating unit (PEB) 35 by the first substrate transfer unit 30A.
  • PEB processing for diffusion is performed (step S5).
  • the resist component chemically reacts due to the catalytic action of the acid, so that this reaction region becomes soluble in a developing solution in the case of a positive resist, for example, and develops in the case of a negative resist. Becomes insoluble in liquid.
  • the wafer W that has been subjected to the PEB processing is carried out of the heating / cooling unit 35 by the first substrate carrying unit 30A, and carried into the processing unit B2 via the transfer unit of the shelf unit U3. .
  • the wafer W is carried into the developing unit (DEV) 28 by the main transfer means A3, and the developing solution is supplied to the surface by the developing solution provided in the developing unit (DEV) 28, and the developing solution is supplied.
  • Processing is performed (step S6).
  • a predetermined resist pattern is formed by dissolving a portion of the resist film on the surface of the wafer W which is soluble in the developing solution.
  • a rinsing liquid such as pure water is supplied to the wafer W to perform a rinsing process, and thereafter, spin drying in which the rinsing liquid is shaken is performed.
  • a drying gas nozzle for supplying a drying gas such as drying air or dry nitrogen is provided in the unit, and the drying gas is sprayed on the wafer W instead of or together with the spin drying.
  • the wafer W may be completely dried. Thereafter, the wafer W is unloaded from the developing unit (DEV) 28 by the main transfer means A3, returned to the original carrier 2 on the receiver 20a via the main transfer means A2, and the transfer means A1, and a series of The coating / developing process ends.
  • the surface of the wafer W coated with the resist is cleaned with the cleaning liquid supplied from the first cleaning means and then subjected to the immersion exposure, whereby the immersion exposure is performed. Even when a liquid film that allows light to pass through is formed on the surface of the wafer W, the amount of dissolved components dissolved out of the resist is small, so that the dissolved components are prevented from adhering to the surface of the lens 10 of the exposure unit 1. Suppresses the influence of dissolved components on the refractive index of irradiation light Is done.
  • the cleaning liquid is easily supplied and the degree of cleaning within the surface varies, the amount of components eluted into the liquid layer in one shot area 13 and the shot area 13 As a result, there is a difference between the amount of the component eluted in the liquid layer and the amount of the component eluted in the liquid layer.
  • the in-plane line width accuracy varies depending on the influence of the eluted component. That is, cleaning the wafer W uniformly in the plane is an important element of line width control.
  • the cleaning liquid is spread evenly over the surface of the wafer W to uniformly clean the surface of the wafer W.
  • the cleaning liquid nozzle 51 is not limited to the configuration having the discharge port 51a which is the same as or longer than the diameter of the wafer W.
  • it may have a configuration in which a slit-shaped discharge port 5 la having a length of about 8 to 15 mm is provided at its tip.
  • the wafer W is rotated around the vertical axis by the spin chuck 4, and the cleaning liquid nozzle 51 is scanned in the radial direction from the outer edge of the wafer W toward the center, for example. Thereby, the cleaning liquid is supplied to the surface of the wafer W in a spiral shape.
  • the cleaning liquid nozzle 51 may be reciprocated by repeating the scanning. Even with such a configuration, the same effect as in the above case can be obtained.
  • the discharge port 51a is not limited to a slit shape. For example, it may be a small-diameter discharge port.
  • the timing of cleaning the wafer W with the cleaning liquid is not limited to the time before the soft beta processing, and may be, for example, the cleaning after the soft beta processing. Even in this case, the same effect as in the above case can be obtained.
  • the cleaning when cleaning is performed after the soft beta treatment, the cleaning may not be performed by the coating unit (C ⁇ T) 27.
  • a cleaning unit having a cleaning liquid nozzle 51 may be separately provided to perform cleaning.
  • the coating and developing apparatus of this example has the same configuration as the coating and developing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 except that the first cleaning means of the chamber type is provided (therefore, the overall configuration is illustrated and detailed). The explanation is omitted).
  • the cleaning unit 7 including the first cleaning means includes, for example, as shown in FIG. 9, a substrate mounting table 71 serving as a substrate mounting portion for mounting the wafer W as a substrate in a horizontal posture.
  • the substrate mounting table 71 and the lid 72 that can move up and down form a processing container 73 that forms a closed container surrounding the periphery of the wafer W.
  • the distance between the surface of the wafer W on the substrate mounting table 71 and the surface of the lid 72 is set to, for example, 2 to 3 mm, and this gap area forms a flow path of the cleaning liquid.
  • a ring-shaped heat-resistant support member 74 for supporting the peripheral portion of the wafer W on the entire back surface is provided on the surface of the substrate mounting table 71.
  • suction holes 75 are formed on the surface of the holding member 74 at intervals in the circumferential direction, and these suction holes 75 communicate with each other inside the substrate mounting table 71 although not shown.
  • a vacuum evacuation means for example, a vacuum pump 77 is connected to the suction hole 75 via a suction passage 76, and the inside of the suction hole 75 becomes a negative pressure state by the vacuum pump 77 so that the wafer W is sucked and held.
  • the cleaning liquid supplied to the front surface of the wafer W is prevented from flowing to the rear surface side.
  • three substrate supporting pins 8 that support the back surface of the wafer W from below and move up and down are provided on the front surface of the substrate mounting table 71 so as to be able to move up and down. Is configured. Then, for example, the wafer W carried in from the outside by the main transfer means A2 (A3) is placed on the substrate mounting table 81 by the cooperation of the main transfer means A2 (A3) and the substrate support pins 8. It is composed and laid.
  • the cleaning liquid and the drying liquid are provided on the outer side of one edge of the wafer W mounted on the substrate mounting table 71.
  • a common supply port 82 is provided for the working gas.
  • five supply ports 82 are arranged in a fan shape along one edge of the wafer W when viewed from above.
  • the supply ports 82 communicate with each other, for example, in the substrate mounting table 71.
  • One end of the supply path 83 is connected to the supply path 83, and the other end of the supply path 83 is branched in the middle to supply a cleaning liquid supply source 84 and a drying gas.
  • a drying gas For example, it is connected to a dry nitrogen or dry air supply source 85, respectively.
  • a discharge port 86 for discharging the cleaning liquid and the drying gas is provided outside the other end edge of the wafer W.
  • One end of a discharge path 87 is connected to the discharge port 86, and the discharge path The other end of 87 is branched in the middle and connected to a waste liquid tank 88 and a negative pressure generating means 89, for example, an ejector.
  • the supply port 82 is configured as a cleaning liquid supply unit and a drying unit
  • the discharge port 86 is configured as a cleaning liquid discharge unit.
  • a to E are valves, of which a three-way valve is selected for valve E, which is configured to be switchable between the vacuum pump 77 side and the atmosphere open side. Switching of these valves A to E is controlled based on a sequence table stored in a computer of a control unit (not shown), for example.
  • Such a cleaning unit 7 is provided as a common unit that is adjacent to and communicates with the above-described heating unit 25, for example, as shown in Fig. 10. It is preferable that a dedicated transfer means for transferring the wafer W be separately provided.
  • reference numeral 9 denotes a transfer arm which supports the wafer W from below and which can move up and down and can move up and down.
  • the transfer arm 9 is connected to a movable base 92 via an arm guide 91. Further, the movable base 92 is supported by a guide rail 93, and is configured to be slidable along the guide rail 93 by a drive mechanism (not shown).
  • reference numeral 94 denotes a transfer port for loading / unloading the wafer W supported by, for example, the main transfer means A2 (A3).
  • the cleaning step by the first cleaning means is performed after soft beta and before exposure. That is, for example, as shown in FIG. 11, application of a resist (step S11) ⁇ soft beta (step S12) ⁇ cleaning (step S13) ⁇ immersion exposure (step S14) ⁇ PEB processing (step S15) ) ⁇ Development processing (step S16).
  • the details of the processing are the same as in the example of FIG. 7 except that the order of the processing is different.
  • the cleaning process in step S13 will be described in detail. First, the wafer W coated with the resist by the coating unit (COT) 27 in a state where the lid 72 is set at the raised position.
  • the substrate supporting pins 8 receive the wafer W and deliver the wafer W to the carrying arm 9.
  • the transfer arm 9 slides and the wafer W is mounted on the substrate mounting table 6 of the heating unit (PAB) 25 to perform soft beta processing.
  • the wafer W is loaded into the cleaning unit 7 by the transfer arm 9, and the transfer arm 9
  • the wafer W is mounted on the substrate mounting table 71 by the cooperation of the substrate support pins 8 and the suction hole 75 is made negative pressure by the vacuum pump 77, and the wafer W is sucked and held by the support member 74. .
  • a flow path of the cleaning liquid is formed in a gap between the surface of the wafer W and the lid 72.
  • the valve A and the valve C are opened to supply a temperature-controlled cleaning solution into the processing container 73 to clean the surface of the wafer W.
  • the valves A and C may be closed to fill the processing container 73 with the cleaning liquid, and the cleaning may be performed statically.
  • the valve A and the valve B are switched to supply the drying gas into the processing container 73, for example, as shown in FIG. 12 (b), the gas is pushed out by the drying gas.
  • the cleaning liquid is sent to the waste liquid tank 88 through the outlet 86.
  • the wafer W is dried under reduced pressure by closing the valve B or reducing the supply flow rate, and switching between the valve C and the valve D to reduce the pressure inside the processing container 73.
  • the valve B is opened to make the inside of the processing vessel 73 an atmospheric pressure atmosphere, and then the lid 72 is opened to open the processing vessel 73.
  • the valve E is switched to the atmosphere open side to release the negative pressure state in the suction hole 75, and then the main transfer means A2 (A3) receives the wafer W pushed up by the substrate support pins 8 and the transfer port. Discharged via 94 and exposed. Even with such a configuration, the same effect as in the above case can be obtained because the wafer W is cleaned by the cleaning liquid.
  • the cleaning liquid is set to, for example, 23 ° C.
  • the cleaning unit 7 Can be used also as a cooling unit for cooling the wafer W after the soft beta, which is advantageous in that the increase in the number of units can be suppressed. Further, also in this example, the cleaning unit 7 may be used for cleaning with a cleaning liquid before performing soft beta.
  • the coating / developing apparatus in this example has a first cleaning unit provided in the middle of the wafer W transfer path.
  • the configuration is the same as that of the coating / developing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 except for (i.e., illustration and detailed description of the entire configuration are omitted). More specifically, as shown in FIG. 13A, for example, a cleaning liquid nozzle 100 is provided on the upper inside surface of the wafer transfer port 36 for transferring the wafer W between the interface section B3 and the exposure section B4.
  • the cleaning liquid nozzle 100 has a slit, which is equal to or longer than the diameter (corresponding to the width of the substrate) of the wafer W capable of discharging the temperature-controlled cleaning liquid from the cleaning liquid supply source.
  • a cleaning liquid discharge port 101 is formed.
  • reference numeral 103 denotes a cleaning liquid discharge port which is located at a position protruding outside the wafer W when cleaning the front edge and the rear edge of the wafer W. 101
  • a liquid receiving portion having a concave section for receiving the discharged cleaning liquid. It is.
  • the wafer W before the immersion exposure is moved into the exposure section B4 through the wafer transfer port 36 by the arm 32B of the second substrate transfer section 30B as shown in FIG. 13B, for example.
  • the cleaning liquid is passed through the lower side of the cleaning liquid nozzle 100, the cleaning liquid is supplied to the surface of the nozzle, and the cleaning is performed. Therefore, even with the configuration of the present example, the same effect as in the above case can be obtained because the wafer W can be cleaned with the cleaning liquid.
  • a configuration may be provided in which first cleaning means for cleaning the wafer W before exposure is provided and second cleaning means for cleaning the wafer W after exposure is provided.
  • first cleaning means for cleaning the wafer W before exposure is provided
  • second cleaning means for cleaning the wafer W after exposure is provided.
  • the cleaning unit 7 shown in FIG. 9 is provided in the interface section B3, and the wafer W before exposure and the wafer W after exposure are cleaned by the cleaning unit 7. . That is, in this example, the cleaning unit 7 is configured to serve both as the first cleaning means and the second cleaning means.
  • the cleaning liquid suction ports 102A and 102B may be provided on the front side and the rear side of the cleaning liquid discharge port 101 of the cleaning liquid nozzle 100.
  • the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid discharge port 101 when the wafer W before the exposure is carried into the exposure section B4, and is collected, for example, from the cleaning liquid suction port 102A located at a position rearward in the traveling direction.
  • the exposed wafer W is returned to the interface section B3
  • the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid suction port 102B at a position rearward with respect to the traveling direction, for example.
  • the following effects can be obtained in addition to the functions and effects obtained by cleaning the wafer W before exposure by the first cleaning unit.
  • the exposed wafer W is cleaned by the second cleaning means, for example, water that has formed a liquid film at the time of liquid immersion exposure remains in the form of droplets on the surface of the wafer W, and the wafer W is transferred Even if impurities such as particles adhere to the water droplets, the cleaning liquid can remove them. Therefore, the wafer W in a clean state can be developed, and as a result, development defects can be reduced.
  • the cleaning unit 7 by drying the wafer W in the cleaning unit 7, it is possible to suppress the generation of a temperature distribution in the surface of the wafer W due to the latent heat of evaporation of the cleaning liquid attached to the surface of the wafer W during PEB. That is, if the configuration is such that the wafer W after the exposure is cleaned, a resist pattern having a line width with high precision and high in-plane uniformity can be formed on the surface of the wafer W after a series of coating and developing processes. it can.
  • the first cleaning unit is not limited to the configuration also serving as the second cleaning unit, and the first cleaning unit and the second cleaning unit may be provided separately.
  • a cleaning unit 7 is provided in each of the processing unit B2 and the interface unit B3, and the wafer W before exposure is cleaned by the cleaning unit in the processing unit B2, and the wafer W after exposure is interfaced.
  • An example is a configuration in which cleaning is performed by the cleaning unit in the unit B3.
  • the cleaning liquid nozzle 100 having the cleaning liquid discharge port 101 and the cleaning liquid suction port 102A is disposed at a position corresponding to the transfer unit 37A, and the cleaning liquid nozzle 100 having the cleaning liquid discharge port 101 and the cleaning liquid suction port 102B is provided. You may make it arrange
  • the cleaning may be performed either before or after the soft beta before exposure using any of the above-described first cleaning means. Further, the cleaning may be performed both before and after the soft beta. In particular, if cleaning is performed after the soft beta, it is advisable to remove the vaporized components remaining in the resist even if they become out of molecules during beta and become particles.
  • any substrate to which immersion exposure is applied is not limited to the wafer W.
  • an LCD substrate or a reticle substrate for a photomask may be used.
  • This embodiment is an embodiment in which a rinsing process is performed before immersion exposure.
  • the wafer W was processed in the following order: application of a metal-acrylic resist (resist A) ⁇ PAB processing ⁇ rinsing processing (510 seconds) ⁇ exposure ⁇ PEB processing ⁇ development.
  • the line width of the resist pattern formed on the wafer W was measured using a length-measuring SEM.
  • Fig. 15 shows the results. Note that the target value of the line width of the resist pattern was set to 90 nm in order to make it easier to understand the effect of washing when compared with a comparative example described later.
  • the resist A and the resists B and C described below are all called metal-tallyl-based resists, and the main resin components are common, the force S, and the acid-generating components contained in the resist.
  • the resists There are various types of resists, each of which has the same major component but different detailed components, each of which has characteristics for different target film thicknesses and line widths. Therefore, here we will conduct experiments under the same conditions for the line width range that can be aimed at for all three types of resists.
  • This example is an example in which the same processing as in Example 1 was performed except that a metal-acrylic resist (resist B) was applied instead of the resist A.
  • Figure 16 shows the measured line width results.
  • This example is an example in which the same processing as in Example 1 was performed except that a metal-acrylic resist (resist C) was applied instead of the resist A.
  • FIG. 17 shows the result of the measured line width.
  • This example is an example in which the same processing as in Example 1 was performed except that water was also washed after exposure.
  • Figure 15 shows the measured line width results.
  • This example is an example in which the same processing as in Example 2 was performed except that the substrate was washed with water even after exposure.
  • Figure 16 shows the measured line width results.
  • Example 4 This example is an example in which the same processing as in Example 3 was performed except that the substrate was washed with water even after exposure.
  • FIG. 17 shows the result of the measured line width.
  • This example is an example in which the same processing as in Example 1 was performed except that water washing was not performed before exposure, and water washing was performed after exposure.
  • the results of the measured line width are also shown in FIG.
  • This example is an example in which the same processing as in Example 2 was performed except that water washing was not performed before exposure, and water washing was performed after exposure.
  • the results of the measured line width are also shown in FIG.
  • This example is an example in which the same processing as in Example 3 was performed except that water washing was not performed before exposure, and water washing was performed after exposure.
  • the results of the measured line width are also shown in FIG.
  • This example is an example in which the same processing as in Example 1 was performed, except that the exposure was performed in a conventional dry atmosphere instead of the liquid immersion exposure without performing the water washing processing.
  • the results of the measured line width are also shown in FIG.
  • This example is an example in which the same processing as in Example 2 was performed except that the exposure was performed in a conventional dry atmosphere instead of the liquid immersion exposure without performing the water washing processing.
  • the results of the measured line width are also shown in FIG.
  • This example is an example in which the same processing as in Example 3 was performed except that the exposure was performed in a conventional dry atmosphere instead of the liquid immersion exposure without performing the water washing processing.
  • the results of the measured line width are also shown in FIG.

Abstract

　液浸露光が適用される基板を処理する際に、レジストから溶出する成分の影響を抑制して高精度且つ面内均一性の高い塗布、現像をする。 　塗布ユニットにて基板の表面にレジストを塗布し、次いで第１の洗浄手段例えば洗浄ノズルにより基板を洗浄し、その後露光する構成とする。この場合、露光時に基板の表面に光を透過させる液層を基板の表面に形成してもレジストから溶出する成分の量が少ないので、線幅精度の高い露光処理をすることができ、結果として現像後の基板に高精度且つ面内均一性の高いレジストパターンを形成することができる。

Description

明 細 書
塗布 ·現像装置及び塗布 ·現像方法
技術分野
[0001] 従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、半導体ウェハ（ 以下、「ウェハ」という）の表面にレジストを塗布し、このレジストを所定のパターンで露 光した後に、現像してレジストパターンを形成している。このような処理は、一般にレ ジストの塗布及び現像を行う塗布 ·現像装置に、露光装置を接続したシステムを用い て行われる。
[0002] ところで、近年、デバイスパターンは益々微細化、薄膜化が進む傾向にあり、これに 伴レ、露光の解像度を上げて欲しいとの要請が強まってレ、る。そこで極端紫外露光 (E UVL) ( = Extream Ultra Violet Lithography)、電子ビーム投影露光（EPL) (= Electron Projection Lithography)やフッ素ダイマー（F2)による露光技術の開発を進 める一方で、既存の光源例えばフッ化アルゴン (ArF)やフッ化クリプトン (KrF)によ る露光技術を改良して解像度を上げるため、基板の表面に光を透過する液層を形成 した状態で露光する手法 (以下、「液浸露光」という）の検討がされている。半導体及 び製造装置業界では財政上の理由からできる限り ArF露光装置を延命させようとす る動きが強ぐ 45nmまでは ArFを使用し、 EUVLなどはさらに先送りされるのではな レ、か、という見解を示している者もいる。液浸露光は例えば超純水などの水の中を光 を透過させる技術で、水中では波長が短くなることから 193nmの ArFの波長が水中 では実質 134nmになる、という特徴を利用するものである。
[0003] この液浸露光を行う露光装置について図 18を用いて簡単に述べておく。先ず、図 示しない保持機構により水平姿勢に保持された基板例えばウェハ Wの表面と隙間を あけて対向するように配置された露光手段 1の先端部にはレンズ 10が設けられてお り、このレンズ 10の外側にはウェハ Wの表面に液層を形成するための溶液例えば水 を供給するための供給口 11と、ウェハ wに供給した水を吸引して回収するための吸 引口 12とが夫々設けられている。この場合、供給口 11からウェハ Wの表面に水を供 給する一方で、この水を吸引口 12により回収することにより、レンズ 10とウェハ Wの 表面との間に液膜 (水膜）が形成される。図示しない光源から発せられてレンズ 10を 通過した光は、この液膜を透過してウェハ wに照射され、これにより所定の回路パタ ーンがレジストに転写される。続いて、例えば図 19に示すように、ウェハ Wとの間に 液膜を形成した状態で露光手段 1を横にスライド移動させて次の転写領域 (ショット領 域） 13に対応する位置に当該露光手段 1を配置し、光を照射する動作を繰り返すこと によりウェハ W表面に回路パターンを順次転写していく。なお、ショット領域 13は実 際よりも大きく記載してある。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力 ながら上述の液浸露光を適用した手法には以下のような問題がある。即ち、 液浸露光時においてレジストの表面に水膜を形成すると、その表面部からレジストの 含有成分の一部が僅かではあるが溶出してしまう懸念がある。例えば水で液膜を形 成した場合には、溶出成分としては、例えば PAG (Photo Acid Generator)などの酸 発生剤や、クェンチヤ一などが考えられる。この場合、溶出成分がレンズ 10表面に付 着して転写する回路パターンの線幅精度が低下してしまう懸念がある。またレンズ 10 の表面に付着しなくとも水膜内に溶出成分が含まれていると光の屈折率に影響して 解像度の低下及び面内で線幅精度の不均一が発生する懸念がある。なお、 ArF用 のレジストは一般的には撥水性である力 水の浸透が全くないということはなぐその ため上記の場合と同様の問題が懸念される。
[0005] 本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、液浸露光が 適用される基板を処理する塗布 ·現像装置にぉレ、て、レジストから溶出する成分の影 響を抑制して高精度且つ面内均一性の高い塗布、現像をすることのできる塗布'現 像装置及びその方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明の塗布、現像装置は、基板の表面にレジストを塗布する塗布ユニットと、基 板の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後の基板を現像処理する 現像ユニットと、を備えた塗布、現像装置において、レジストが塗布された基板の表 面を露光前に洗浄液により洗浄するための第 1の洗浄手段を設けたことを特徴とする [0007] 前記塗布ユニットは、例えば基板を水平に保持し、鉛直軸回りに回転自在な基板 保持部と、この基板保持部に保持された基板の表面にレジストを供給するレジスト供 給ノズルと、前記基板保持部に保持された基板の表面に洗浄液を供給し、前記第 1 の洗浄手段を構成する洗浄液ノズルと、を備えた構成であってもよい。また前記第 1 の洗浄手段は、基板が搬入出できるように構成された密閉容器と、この密閉容器の 中に設けられ、基板を水平に載置するための基板載置部と、前記密閉容器内に洗 浄液を供給するための洗浄液供給手段と、前記洗浄液を排出するための洗浄液排 出手段と、を備えた構成であってもよい。またレジストが塗布された基板の表面をカロ 熱する加熱ユニットを備え、前記第 1の洗浄手段は、前記加熱ユニットに隣接して設 けられた構成であってもよい。更に密閉容器内から洗浄液が排出された後、密閉容 器内に乾燥ガスを通流させて基板を乾燥させる乾燥手段を備えた構成であってもよ レ、。
[0008] 更に前記第 1の洗浄手段は、基板を水平に保持する基板保持部と、この基板保持 部に保持された基板の表面に洗浄液を供給するために基板の幅方向に配列された 洗浄液吐出口、及びこの洗浄液吐出口の前及び/または後に隣接して設けられ、 基板上の洗浄液を吸引する洗浄液吸引口を有する洗浄液ノズルと、洗浄液ノズルを 基板保持部に対して相対的に前後方向に移動させるための手段と、を備えた構成で あってもよい。更にまた、前記第 1の洗浄手段は、基板上の洗浄液を乾燥させるため の乾燥手段を備えた構成であってもよレ、。
[0009] また更に、レジストが塗布された基板を露光装置に受け渡し、また露光された基板 を受け取るためのインターフェイス部を備え、前記第 1の洗浄手段は、インターフェイ ス部に設けられている構成であってもよい。また露光された基板の表面を現像前に洗 浄液により洗浄するための第 2の洗浄手段を更に備えた構成であってもよい。更には 、前記第 1の洗浄手段は前記第 2の洗浄手段を共用する構成であってもよい。
[0010] 本発明の塗布、現像方法は、基板の表面にレジストを塗布する塗布工程と、
レジストが塗布された基板の表面を露光前に洗浄液により洗浄する第 1の洗浄工程 と、その後、基板の表面に光を透過する液層を形成した状態で基板の表面を露光す る露光工程と、 露光された基板の表面を現像する現像工程と、を含むことを特徴とする。
[0011] 前記塗布工程は、基板を基板保持部に水平に保持した状態で基板の表面にレジ ストを供給する工程、を含み、前記第 1の洗浄工程は、前記基板保持部に基板を保 持したまま、洗浄液ノズルから洗浄液を前記基板の表面に供給する工程であってもよ レ、。また第 1の洗浄工程は、基板を密閉容器内に搬入して基板を水平に載置するェ 程と、前記密閉容器内に洗浄液を供給して基板表面を洗浄する工程と、前記洗浄液 を排出する工程と、を備えていてもよい。更には、洗浄液を密閉容器力 排出した後 、密閉容器内に乾燥ガスを通流して基板を乾燥する工程を更に含むようにしてもょレ、
[0012] また第 1の洗浄工程は、基板の表面に洗浄液を供給する洗浄液吐出口を備えた洗 浄液ノズルを基板に対して相対的に前後方向に移動させると共に、この洗浄液吐出 口の前及び Zまたは後に隣接して設けた洗浄液吸引口から基板に供給した洗浄液 を吸引するようにしてもよレ、。更にまた、前記第 1の洗浄工程の後であって、露光工程 の前に基板を乾燥させる工程を含むようにしてもよい。更には露光された基板の表面 を現像前に洗浄液により洗浄する工程を含むようにしてもよい。
[0013] 本発明によれば、レジストが塗布された基板の表面を液浸露光する前に、当該基 板の表面に第 1の洗浄手段により洗浄液を供給して洗浄する構成とすることにより、 液浸露光時に基板の表面に形成される液層内へレジストから溶出する成分の量を少 なくすることができる。このため、例えば溶出成分が露光時に光の照射をする液層と 接するレンズの表面に付着したり、液層を通過する光の屈折率に影響するのを抑制 することができるので、結果として基板に対して高精度且つ面内均一の高い塗布、現 像処理を行うことができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の実施の形態に係る塗布'現像装置を示す平面図である。
[図 2]本発明の実施の形態に係る塗布 ·現像装置を示す斜視図である。
[図 3]上記塗布'現像装置のインターフェイス部を示す斜視図である。
[図 4]上記塗布 ·現像装置に組み込まれる第 1の洗浄手段を備えた塗布ユニットを示 す縦断面図である。 [図 5]上記塗布ユニットの平面図である。
[図 6]上記塗布 ·現像装置に組み込まれる加熱ユニットを示す縦断面図である。
[図 7]上記塗布 ·現像装置を用いてウェハを処理する手順を示す工程図である。
[図 8]上記洗浄ユニットに設けられる洗浄液ノズノレの他の例を示す説明図である。
[図 9]本発明の他の実施の形態に係る塗布 ·現像装置の洗浄ユニットを示す縦断面 図である。
[図 10]上記洗浄ユニットの配置例を示す縦断面図である。
[図 11]上記塗布 ·現像装置を用レ、てウェハを処理する他の手順を示す工程図である
[図 12]上記洗浄ユニットにてウェハを洗浄する様子を示す説明図である。
[図 13]本発明の他の実施の形態に係る塗布 ·現像装置の洗浄手段を示す説明図で ある。
[図 14]上記洗浄手段の他の例を示す説明図である。
[図 15]本発明の効果を確認するために行った実施例の結果を示す特性図である。
[図 16]本発明の効果を確認するために行った実施例の結果を示す特性図である。
[図 17]本発明の効果を確認するために行った実施例の結果を示す特性図である。
[図 18]ウェハを液浸露光するための露光手段を示す説明図である。
[図 19]上記露光手段によりウェハ表面を液浸露光する様子を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
[0015] 本発明の実施の形態に力かる塗布 ·現像装置に露光装置を接続したシステムの全 体構成について図 1一 3を参照しながら説明する。図中 B1は基板例えばウェハ Wが 例えば 13枚密閉収納されたキャリア 2を搬入出するためのキャリア載置部であり、キ ャリア 2を複数個並べて載置可能な載置部 20aを備えたキャリアステーション 20と、こ のキャリアステーション 20から見て前方の壁面に設けられる開閉部 21と、開閉部 21 を介してキャリア 2からウェハ Wを取り出すための受け渡し手段 A1とが設けられてい る。
[0016] キャリア載置部 B1の奥側には筐体 22にて周囲を囲まれる処理部 B2が接続されて おり、この処理部 B2には手前側から順に加熱 ·冷却系のユニットを多段化した棚ュニ ット Ul , U2, U3及び液処理ユニット U4、 U5の各ユニット間のウェハ Wの受け渡し を行う主搬送手段 A2， A3とが交互に配列して設けられている。また主搬送手段 A2 , A3は、キャリア載置部 B1から見て前後方向に配置される棚ユニット Ul , U2, U3 側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニット U4, U5側の一面部と、左側 の一面をなす背面部とで構成される区画壁 23により囲まれる空間内に置かれてレ、る 。また図中 24は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用の ダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
[0017] 前記棚ユニット Ul， U2, U3は、液処理ユニット U4， U5にて行われる処理の前処 理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば 10段に積層した構成とされ ており、その組み合わせはウェハ Wを加熱（ベータ）する加熱ユニット（PAB) 25 (図 示せず）、ウェハ Wを冷却する冷却ユニット等が含まれる。また液処理ユニット U4， U 5は、例えば図 2に示すように、レジストや現像液などの薬液収納部の上に反射防止 膜を塗布するユニット (BARC) 26、詳しくは後述する塗布ユニット（COT) 27、ゥェ ハ Wに現像液を供給して現像処理する現像ユニット (DEV) 28等を複数段例えば 5 段に積層して構成されてレ、る。この塗布 ·現像装置はレジストが塗布されたウェハ W を露光前に洗浄液により洗浄する第 1の洗浄手段を備えており、この例では後述のよ うに第 1の洗浄手段は塗布ユニット（COT) 27に組み合わせて設けられている。
[0018] 処理部 B2における棚ユニット U3の奥側には、インターフェイス部 B3を介して露光 部 B4が接続されている。このインターフェイス部 B3は、詳しくは図 3に示すように、処 理部 B2と露光部 B4との間に前後に設けられる第 1の搬送室 3A及び第 2の搬送室 3 Bにて構成されており、夫々に第 1の基板搬送部 30A及び第 2の基板搬送部 30Bが 設けられている。第 1の基板搬送部 30Aは昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在な 基体 31Aと、この基体 31A上に設けられる進退自在なアーム 32Aとで構成されてい る。また第 2の基板搬送部 30Bは昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在な基体 31Bと 、この基体 31B上に設けられる進退自在なアーム 32Bとで構成されている。
[0019] 更にまた、第 1の搬送室 3Aには、第 1の基板搬送部 30Aを挟んでキャリア載置部 B 1側から見た左側に、ウェハ Wのエッジ部のみを選択的に露光するための周縁露光 装置（WEE) 33a及び複数例えば 25枚のウェハ Wを一時的に収容する 2つのバッフ ァカセット（SBU) 33bが例えば上下に積層されて設けられている。同じく右側には受 け渡しユニット (TRS3) 34a、各々例えば冷却プレートを有する 2つの高精度温調ュ ニット（CPL2) 34b及び露光をしたウェハ Wを PEB処理する加熱.冷却ユニット（PE B) 35が例えば上下に積層されて設けられている。また露光部 B4側に形成されたゥ ェハ搬送口 36を介して第 2の搬送室 3Bと露光部 B4との間でウェハ Wの受け渡しを するための受け渡しステージ 37A, 37Bが左右に並んで設けられている。これら受け 渡しステージ 37A, 37Bの各々の表面にはウェハ Wを裏面側から支持する例えば 3 本の基板支持ピン 38が設けられてレ、る。
[0020] 続いて第 1の洗浄手段が組み合わされた塗布ユニット（C〇T) 27について図 4及び 図 5を参照しながら説明すると、図中 4はウェハ Wの裏面側中央部を吸引吸着して水 平に保持するための昇降自在かつ旋回自在な基板保持部をなすスピンチャックであ る。スピンチャック 4は軸部 41を介して駆動機構 42と接続されており、この駆動機構 4 2によりウェハ Wを保持した状態で昇降及び回転可能なように構成されている。また スピンチャック 4に保持されたウェハ Wの側方を囲むようにして上部側が開口する外 カップ及 43aび内カップ 43bを備えたカップ体 43が設けられてレ、る。外カップ 43aは 昇降部 44により昇降自在であり、上昇時において下部側に設けられた段部により内 カップ 43bを下方側から持ち上げて、これにより外カップ 43aと連動して内カップ 43b が昇降するように構成されている。またカップ体 43の底部側には凹部状をなす液受 け部 45がウェハ Wの周縁下方側に全周に亘つて形成されており、この液受け部 45 の底部には排出口 46が設けられている。更にウェハ Wの下方側には円形板 47が設 けられており、この円形板 47の外側を囲むようにしてリング部材 48が設けられている
[0021] スピンチャック 4に保持されたウェハ Wの上方側には、当該ウェハ Wの表面の中央 部と隙間を介して対向するレジスト供給ノズル 5が進退自在且つ昇降自在に設けられ ている。このレジスト供給ノズル 5は供給路 50aを介してレジストの供給源 50と接続さ れており、供給路 50aの途中には図示しない流量調整部が設けられている。更にゥ ェハ Wの表面と隙間を介して対向し、当該ウェハ Wの直径（基板の幅に相当）と同じ か又は直径よりも長いスリット状の洗浄液吐出口 51aを備えた第 1の洗浄手段である 洗浄液ノズノレ 51が進退可能に設けられている。洗浄液吐出口 51aは細経の吐出孔 をその長さ方向に間隔をおいて並べて形成することもある。
[0022] 洗浄液ノズル 51は供給路 53aを介して洗浄液例えば水の供給源 53と接続されて おり、その途中には図示しない流量調節部が設けられている。更に、当該洗浄液ノズ ル 51は洗浄液の温度を調整するための温度調整部 52を備えている。詳しくは、供給 路 53aはその外側を囲むように形成された温調水の流路 52aにより二重管構造に構 成され、この温調水により洗浄液の温度が調整されるように構成されている。洗浄液 の温度は例えばレジストの種類に応じて決められ、具体的には例えば低温の洗浄液 で洗浄した場合の結果が良いレジストの場合は例えば 23°Cに設定される。反対に例 えば高温の洗浄液で洗浄した場合の結果が良いレジストの場合は例えば 50°Cに設 定される。これらは例えば予め試験を行うことにより決められ、そして例えばレジスト毎 に対応付けた温度の設定値の情報を図示しない制御部のコンピュータに設けられた 記憶部に記憶させておき、プロセス処理時にこの情報を読み出して温度調整部 52に より洗浄液の温度を設定するようにしてもよい。
[0023] 前記レジスト供給ノズル 5及び洗浄液ノズル 51は、支持部材であるノズノレアーム 54 , 55の一端側に支持されており、これらノズルアーム 54, 55の他端側は図示しない 昇降機構を備えた移動基体 56, 57と夫々接続されている（図 5参照）。更に移動基 体 56, 57は例えばユニットの外装体底面にて Y方向に伸びるガイド部材 58に沿って 横方向にスライド移動可能なように構成されている。なお図中 59は塗布ユニット（CO T) 27の外装体の輪郭を示すものである。
[0024] 続いて加熱処理の一つであるソフトベータ処理をウェハ Wに対して行う加熱ュニッ ト（PAB) 25について図 6を参照しながら簡単に説明すると、この加熱ユニット（PAB) 25はウェハ Wが載置される基板載置台 6を備えており、当該基板載置台 6の内部に はヒータ 61例えば抵抗発熱体が設けられ、このヒータ 61の加熱動作により基板載置 台 6の表面はウェハ Wを加熱する加熱プレートとして構成される。更に基板載置台 6 の表面にはウェハ Wの裏面を僅かに浮かせた状態で支持するための例えば 3本の 突起部 62が設けられている。なお詳しくは基板載置台 6の表面にはウェハ Wを下方 側から支持する図示しない基板支持ピンが突没自在に設けられており、当該基板支 持ピンと主搬送手段 A2 (A3)との協働作用により基板載置台 6へのウェハ Wの受け 渡しが行われるように構成されてレ、る。
[0025] また加熱処理の一つである露光後のウェハ Wをポストェクスポジヤーベータ（PEB) する加熱'冷却ユニット（PEB) 35は、ウェハ Wを加熱するための加熱プレートを構成 する基板載置台（図 6記載の基板載置台に相当）を有すると共に当該加熱プレートで ウェハ Wを加熱する前にー且ウェハ Wを所定の温度に冷却する冷却部を備えている 。更にウェハ Wを現像する現像ユニット（DEV) 28は、図 4及び図 5記載の塗布ュニ ット（COT) 27と略同じ構成であり、洗浄液ノズル 72と略同じ構成の現像液ノズルを 備えている。
[0026] 上述の塗布 ·現像装置を用いて基板例えばウェハ Wを処理する工程について図 7 の工程図を参照しながら説明する。但し、以下に説明する塗布及び現像などの手法 は好ましい一例を挙げたものであり、本発明を限定するものではなレ、。先ず、例えば 13枚のウェハ Wを収納したキャリア 2が載置部 20aに載置されると、開閉部 21と共に キャリア 2の蓋体が外されて受け渡し手段 A1によりウェハ Wが取り出される。そしてゥ ェハ Wは棚ユニット U1の一段をなす受け渡しユニット（図示せず）を介して主搬送手 段 A2へと受け渡され、塗布処理の前処理として例えばユニット (BARC) 26にてその 表面に反射防止膜が形成される。また疎水化処理するユニットが設けられていて、ゥ ェハ Wの表面を疎水化する場合もある。
[0027] しかる後、主搬送手段 A2によりウェハ Wは塗布ユニット（COT) 27内に搬入され、 スピンチャック 4に保持される。続いて、ウェハ Wの表面中央部から僅かに浮かせた 位置にレジスト供給ノズル 5が配置され、スピンチャック 4によりウェハ Wを鉛直軸回り に回転させると共に所定の供給流量にてウェハ Wの表面中央部にレジストを供給す る。ウェハ W表面に供給されたレジストは遠心力の作用によりウェハ Wの表面に沿つ て外側に広がり、また余分なレジストが振り切られることにより、ウェハ Wの表面全体 に薄膜状にレジストが塗布される（ステップ Sl)。次いでレジスト供給ノズル 5からのレ ジストの供給を停止し、ウェハ Wを高速回転させるスピン乾燥を行うことにより、ウェハ W上にあるレジストから溶剤成分の蒸発が促進されて、残ったレジスト成分によりレジ スト膜が形成される。 [0028] 続いてレジスト供給ノズノレ 5が後退する一方で、洗浄液ノズル 51がウェハ Wの一端 側の外側に位置するように配置され、吐出口 51aから洗浄液例えば水を所定の流量 で吐出すると共に当該ウェハ Wの表面から僅かに浮かせた状態で当該洗浄液ノズ ル 51を他端側に向かってスキャン (スライド移動）する。これによりウェハ Wの表面、 厳密にはレジスト膜の表面に洗浄液が供給され、この洗浄液にレジスト表面の溶解 成分が溶け出してウェハ Wが洗浄される（ステップ S2)。なお洗浄液ノズノレ 51を更に 他端側から一端側に向かってスキャンし、この動作を繰り返して洗浄液ノズル 51を例 えば 2— 3回往復させるようにしてもよレ、。あるいはウェハ Wの表面に表面張力により 水を液盛りした状態で所定の時間例えば 2— 10秒間静止することもある。その後、洗 浄液ノズノレ 51を後退させると共に外カップ 43a及び内カップ 43bを上昇させた後、ス ピンチャック 4によりウェハ Wを鉛直軸回りに高速回転させてウェハ W力 洗浄液を 振り切るスピン乾燥を行う。例えば乾燥エア、乾燥窒素などの乾燥用気体を供給する ための乾燥用気体ノズルをユニット内に設けておき、スピン乾燥に代えてあるいはス ピン乾燥と共に乾燥用気体をウェハ Wに吹き付けて、より完全にウェハ Wを乾燥させ るようにしてもよレ、。このような構成とすれば、ソフトベータ時にウェハ W表面にウォー タマークが残って露光に影響するのをより確実に抑えることができるので得策である。
[0029] しかる後、ウェハ Wは主搬送手段 A2により塗布ユニット（COT) 27から搬出され、 加熱ユニット（PAB) 25内に搬入されて基板載置台 6に載置され、この基板載置台 6 上にて所定の温度に加熱されるソフトベータ処理がなされる（ステップ S3)。ソフトべ ーク処理を終えたウェハ Wは主搬送手段 A2により加熱ユニット 25から搬出され、次 いで棚ユニットの図示しない冷却ユニットにて冷却された後、棚ユニット U3の受け渡 しユニットを経由して第 1の基板搬送部 30Aによりインターフェイス部 B3内へと搬入さ れる。そして更に第 2の基板搬送部 30Bへと受け渡されて受け渡しユニット 37Aに載 置される。このウェハ Wは露光部 B4に設けられた図示しない搬送手段によりウェハ 搬送口 36を介して露光部 B4内に搬入され、詳しくは「背景技術」の欄に記載したよう にウェハ Wの表面に対向するように露光手段 1が配置されて液浸露光が行われる（ス テツプ S4)。
[0030] しかる後、液浸露光を終えたウェハ Wは図示しない前記搬送手段により受け渡しュ ニット 37Bに載置される。次いで第 2の基板搬送部 30Bにより受け渡しユニット 37Bか らウェハ Wは取り出され、更に第 1の基板搬送部 30Aに受け渡されて当該第 1の基 板搬送部 30Aにより加熱ユニット（PEB) 35内に搬入される。ここでウェハ Wは冷却 部に載せられて粗冷却された後、加熱プレートに載置されて所定の温度に加熱され ることにより、レジストに含まれる酸発生剤から発生した酸をその内部領域に拡散させ る PEB処理が行われる (ステップ S5)。そして当該酸の触媒作用によりレジスト成分 が化学的に反応することにより、この反応領域は例えばポジ型のレジストの場合には 現像液に対して可溶解性となり、ネガ型のレジストの場合には現像液に対して不溶 解性となる。
[0031] 前記 PEB処理がされたウェハ Wは、第 1の基板搬送部 30Aにより加熱 ·冷却ュニッ ト 35から搬出され、そして棚ユニット U3の受け渡しユニットを経由して処理部 B2内に 搬入される。処理部 B2内でウェハ Wは主搬送手段 A3により現像ユニット（DEV) 28 内に搬入され、当該現像ユニット（DEV) 28内に設けられた現像液ノズノレによりその 表面に現像液が供給されて現像処理が行われる（ステップ S6)。これによりウェハ W 表面のレジスト膜のうちの現像液に対して可溶解性の部位が溶解することにより所定 のレジストパターンが形成される。更にウェハ Wには例えば純水などのリンス液が供 給されてリンス処理がなされ、その後にリンス液を振り切るスピン乾燥が行われる。例 えば乾燥エア、乾燥窒素などの乾燥用気体を供給するための乾燥用気体ノズルをュ ニット内に設けておき、スピン乾燥に代えてあるいはスピン乾燥と共に乾燥用気体を ウェハ Wに吹き付けて、より完全にウェハ Wを乾燥させるようにしてもよい。しかる後、 ウェハ Wは主搬送手段 A3により現像ユニット（DEV) 28から搬出され、主搬送手段 A2、受け渡し手段 A1を経由して載置部 20a上の元のキャリア 2へと戻されて一連の 塗布'現像処理を終了する。
[0032] 上述の実施の形態によれば、レジストが塗布されたウェハ Wの表面を第 1の洗浄手 段から供給される洗浄液により洗浄した後に液浸露光する構成とすることにより、液 浸露光時においてウェハ Wの表面に光を透過させる液膜を形成してもレジストから溶 け出す溶解成分の量が少ないので、露光手段 1のレンズ 10の表面にこの溶解成分 が付着することが抑えられ、また溶解成分が照射光の屈折率に影響することが抑制 される。このため線幅精度の高い回路パターンが露光によりレジストに転写されるの で、結果として現像処理したウェハ Wの表面に高精度な線幅であって且つ面内均一 性の高いレジストパターンを形成することができる。即ち、ウェハ Wに対して高精度且 つ面内均一性の高い塗布 ·現像処理をすることができる。
[0033] ここで、レジストから溶解成分が溶け出すといってもこの溶解現象が起きるのはレジ ストと水とが接触した際の極めて初期段階例えば接触してから 2秒程度の間であり、 その後は水と接触しても殆ど溶出しなくなる。従って、既述したように露光する前に洗 浄液でウェハ Wを洗浄しておけば、その後に行われる液浸露光時においてレジスト 力 液層内に溶け出す溶解成分の量を極めて少なくすることができる。し力、しながら、 液浸露光時に溶出する成分が完全に無くなるわけではなぐ極めて僅かではあるが 液層内に溶出する場合がある。そのためウェハ Wを洗浄するにあたり、安易に洗浄 液を供給して面内の洗浄具合にばらつきがあると、あるショット領域 13での液層内に 溶出する成分の量と別の場所のショット領域 13で液層内に溶出する成分の量との間 に差が生じてしまレ、、その結果、溶出成分の影響の分において面内の線幅精度がば らついてしまう。即ち、ウェハ Wを面内均一に洗浄することが線幅制御の重要な要素 であり、本例のようにウェハ Wの表面に万遍なく洗浄液を広げて面内で均一に、特に ウェハ Wの径方向において洗浄具合が均一になるように洗浄することにより、結果と して面内均一な塗布 ·現像処理を実現できるのである。
[0034] 上述の実施の形態においては、洗浄液ノズノレ 51はウェハ Wの直径と同じか又は直 径よりも長い吐出口 51aを備えた構成に限られず、例えば図 8 (a)に示すように、その 先端に例えば長さ 8— 15mm程度のスリット状の吐出口 5 laを備えた構成であっても よレ、。この場合、例えば図 8 (b)に示すように、スピンチャック 4によりウェハ Wを鉛直 軸回りに回転させると共に、例えばウェハ Wの外縁から中心部に向かって半径方向 に洗浄液ノズル 51をスキャンさせ、これによりウェハ Wの表面に対し渦巻き状に洗浄 液を供給する。更に中心部から外縁に向かってスキャンさせ、この繰り返しにより洗浄 液ノズノレ 51を往復させるようにしてもよい。このような構成であっても上述の場合と同 様の効果を得ることができる。更に吐出口 51aはスリット状に限られるものではなぐ例 えば小径の吐出孔であってもょレ、。 [0035] 更に上述の実施の形態においては、ウェハ Wを洗浄液により洗浄するタイミングは ソフトベータ処理する前に限られず、例えばソフトベータ処理した後に洗浄するように してもよレ、。この場合であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。更には 、ソフトベータ処理した後に洗浄する場合には塗布ユニット（C〇T) 27にて洗浄しなく ともよぐ例えば洗浄液ノズル 51を備えた洗浄ユニットを別途設けて洗浄するようにし てもよい。
[0036] 続いて本発明の他の実施の形態に係る塗布'現像装置について説明する。この例 の塗布 ·現像装置は、チャンバ方式の第 1の洗浄手段を備えたことを除レ、て図 1及び 図 2記載の塗布 ·現像装置と同じ構成である (従って全体構成の図示及び詳しい説 明は省略する）。当該第 1の洗浄手段を備えた洗浄ユニット 7は、例えば図 9に示すよ うに、基板であるウェハ Wを水平姿勢に載置するための基板載置部をなす基板載置 台 71を備えており、この基板載置台 71と昇降自在な蓋体 72とによりウェハ Wの周囲 を囲む密閉容器をなす処理容器 73を形成する。詳しくは基板載置台 71上のウェハ Wの表面と蓋体 72の表面との距離は例えば 2— 3mmに設定されており、この隙間領 域は洗浄液の通流路を形成する。
[0037] 更に詳しくは基板載置台 71の表面にはウェハ Wの周縁部を全周に亘って裏面側 力 支持するリング状の耐熱性を有した支持部材 74が設けられており、更にこの支 持部材 74の表面には例えば周方向に間隔をおいて吸引孔 75が形成され、これら吸 引孔 75は図示は省略するが基板載置台 71の内部にて連通している。更に吸引孔 7 5には吸引路 76を介して真空排気手段例えば真空ポンプ 77が接続されており、この 真空ポンプ 77により吸引孔 75内が負圧状態になってウェハ Wを吸着保持すると共 に、ウェハ W表面に供給された洗浄液が裏面側に回り込むのを防止する。
[0038] 基板載置台 71の表面にはウェハ Wの裏面を下方向から支持して昇降する例えば 3本の基板支持ピン 8が突没自在に設けられており、昇降部 81により昇降可能なよう に構成されている。そして例えば主搬送手段 A2 (A3)により外部から搬入されたゥェ ハ Wは、主搬送手段 A2 (A3)と基板支持ピン 8との協働作用により基板載置台 81に 載置されるように構成されてレヽる。
[0039] 基板載置台 71に載置されたウェハ Wの一端縁の外方側には、洗浄液および乾燥 用気体に対して共通の供給口 82が設けられており、この供給口 82は上から見てゥェ ハ Wの一縁側に沿って扇状に例えば 5個配置されている。これら供給口 82は例えば 基板載置台 71内にて連通しており、更に供給路 83の一端が接続され、当該供給路 83の他端側は途中で分岐されて洗浄液供給源 84及び乾燥用気体例えば乾燥窒素 あるいは乾燥エアの供給源 85と夫々接続されている。一方、ウェハ Wの他端縁の外 側には洗浄液及び乾燥用気体を排出するための排出口 86が設けられており、この 排出口 86には排出路 87の一端が接続され、当該排出路 87の他端は途中で分岐さ れて廃液タンク 88及び負圧発生手段 89例えばェゼクタに夫々接続されている。即 ち、供給口 82は洗浄液供給手段及び乾燥手段として構成され、また排出口 86は洗 浄液排出手段として構成されている。なお、図中 A— Eはバルブであり、そのうちバル ブ Eは三方バルブが選択されており真空ポンプ 77側と大気開放側との間で切り替え 可能なように構成されている。これらバルブ A— Eの切り替えは例えば図示しない制 御部のコンピュータに記憶されたシーケンステーブルに基づいて制御される。
[0040] このような洗浄ユニット 7は、例えば図 10に示すように、既述の加熱ユニット 25に隣 接して連通する共通のユニットとして設けられ、この場合加熱ユニット 25とユニット 7と の間でウェハ Wの受け渡しを行う専用の搬送手段を別途設けた構成とするのが好ま しレ、。図中 9はウェハ Wを下方側から支持する進退自在且つ昇降自在な搬送アーム であり、この搬送アーム 9はアームガイド 91を介して移動基体 92に接続されている。 更に移動基体 92はガイドレール 93に支持され、図示しない駆動機構によりガイドレ ール 93に沿ってスライド移動可能なように構成されている。なお図中 94は、例えば 主搬送手段 A2 (A3)に支持されたウェハ Wを搬入出するための搬送口である。
[0041] この例においては、第 1の洗浄手段による洗浄工程はソフトベータした後であって 且つ露光する前に行われる。即ち、例えば図 11に示すように、レジストの塗布 (ステツ プ S 11 )→ソフトベータ（ステップ S 12)→洗浄（ステップ S 13)→液浸露光（ステップ S 14)→PEB処理（ステップ S 15)→現像処理（ステップ S 16)の順に処理される。なお 、処理の順序が異なることを除けば詳しい処理内容は図 7の例と同じである。そして 前記ステップ S 13の洗浄工程について詳しく説明すると、先ず、蓋体 72が上昇位置 に設定された状態にて、塗布ユニット（COT) 27によりレジストが塗布されたウェハ W が主搬送手段 A2により搬送口 94を介して搬入されると、基板支持ピン 8がー且ゥェ ハ Wを受け取り、そして搬送アーム 9にウェハ Wを受け渡す。次いで搬送アーム 9が スライド移動して加熱ユニット（PAB) 25の基板載置台 6にウェハ Wを載置してソフト ベータ処理が行われる。
[0042] 続いてウェハ Wは搬送アーム 9により洗浄ユニット 7内に搬入され、この搬送アーム
9と基板支持ピン 8との協働作用により基板載置台 71に載置され、次レ、で真空ポンプ 77により吸引孔 75内が負圧にされてウェハ Wは支持部材 74に吸着保持される。続 いて蓋体 72を閉じてウェハ Wを囲む処理容器 73が形成されると、これによりウェハ W表面と蓋体 72との隙間に洗浄液の通流路が形成される。その後、例えば図 12 (a) に示すように、バルブ A及びバルブ Cを開いて温調された洗浄液を処理容器 73内に 供給してウェハ W表面を洗浄する。その途中でバルブ A及び Cを閉じて処理容器 73 内に洗浄液を満たした状態とし、静止洗浄することもある。
[0043] しかる後、バルブ Aとバルブ Bとを切り替えて乾燥用気体を処理容器 73内に供給す ると、例えば図 12 (b)に示すように、当該乾燥用気体に押し出されるようにして洗浄 液が排出口 86を介して廃液タンク 88に送られる。続いてバルブ Bを閉じるか又は供 給流量を少なくすると共に、バルブ Cとバルブ Dとを切り替えて処理容器 73内を減圧 することによりウェハ Wが減圧乾燥される。その後、バルブ Dを閉じる一方でバルブ B を開いて処理容器 73内を大気圧雰囲気にした後、蓋体 72を開いて処理容器 73を 開放する。次いでバルブ Eを大気開放側に切り替えて吸引孔 75内の負圧状態を開 放した後、基板支持ピン 8が上方に突き上げたウェハ Wを主搬送手段 A2 (A3)が受 け取って搬送口 94を介して搬出され、そして露光される。このような構成であっても 洗浄液によりウェハ Wが洗浄されるので上述の場合と同様の効果を得ることができ、 更に本例においては洗浄液を例えば 23°Cに設定すれば、当該洗浄ユニット 7はソフ トベータ後のウェハ Wを冷却するための冷却ユニットと兼用させることができるので、 ユニット数の増加を抑えることができる点で得策である。更には、本例においても当該 洗浄ユニット 7を用いてソフトベータする前に洗浄液により洗浄するようにしてもよい。
[0044] 続いて本発明の更に他の実施の形態に係る塗布 ·現像装置について説明する。こ の例の塗布 ·現像装置は、ウェハ Wの搬送経路の途中に第 1の洗浄手段を設けたこ とを除レ、て図 1及び図 2記載の塗布 ·現像装置と同じ構成である（従って全体構成の 図示及び詳しい説明は省略する）。詳しくは、例えば図 13 (a)に示すように、インター フェイス部 B3と露光部 B4との間でウェハ Wの受け渡しを行うウェハ搬送口 36の内側 上端面に洗浄液ノズル 100が設けられている。この洗浄液ノズル 100には、図示しな レ、洗浄液供給源からの温調された洗浄液を吐出可能なウェハ Wの直径 (基板の幅 に相当）と同じか又は直径よりも長レ、スリット状の洗浄液吐出口 101が形成されている 。更に当該洗浄液吐出口 101に対してインターフェイス部 B3側（後側）に図示しない 吸引手段と吸引路を介して接続された、例えば洗浄液吐出口 101と同じ大きさの洗 浄液吸引口 102が形成されている。なお、図中 103はウェハ Wの前縁部及び後縁部 を洗浄する際においてウェハ Wの外側にはみ出した位置にある洗浄液吐出口 101 力 吐出された洗浄液を受けるための断面凹部の液受け部である。
[0045] この場合、液浸露光前のウェハ Wは、例えば図 13 (b)に示すように、第 2の基板搬 送部 30Bのアーム 32Bによりウェハ搬送口 36を介して露光部 B4内に搬入される際 において、洗浄液ノズル 100の下方側を通過し、その表面に洗浄液が供給されて洗 浄され、またウェハ W表面上の洗浄液は洗浄液吸引口 102から吸引回収される。従 つて、本例の構成であっても洗浄液によりウェハ Wを洗浄できるので上述の場合と同 様の効果を得ることができる。
[0046] 本発明においては、露光前のウェハ Wを洗浄する第 1の洗浄手段を設けると共に、 露光した後のウェハ Wを洗浄するための第 2の洗浄手段を設けた構成であってもよ レ、。具体的には、例えば図 9記載の洗浄ユニット 7をインターフェイス部 B3内に設け ておき、露光前のウェハ W及び露光した後のウェハ Wを当該洗浄ユニット 7にて洗浄 する例が一例として挙げられる。即ち、本例では洗浄ユニット 7は第 1の洗浄手段及 び第 2の洗浄手段を兼用する構成である。
[0047] あるいは例えば図 14に示すように、洗浄液ノズノレ 100の洗浄液吐出口 101の前側 及び後側に洗浄液吸引口 102A， 102Bを設けるようにしてもよい。この場合、露光 前のウェハ Wは露光部 B4に搬入される際に洗浄液吐出口 101から洗浄液が供給さ れ、例えば進行方向に対し後方位置にある洗浄液吸引口 102Aから回収される。一 方、露光後のウェハ Wはインターフェイス部 B3に戻される際に洗浄液吐出口 101か ら洗浄液が供給され、例えば進行方向に対し後方位置にある洗浄液吸引口 102Bか ら回収される。
[0048] 上述の実施の形態によれば、第 1の洗浄手段により露光前のウェハ Wを洗浄するこ とで得られる作用 ·効果に加え、以下の効果を得ることができる。即ち、第 2の洗浄手 段により露光後のウェハ Wを洗浄する構成とすることにより、例えば液浸露光時に液 膜を形成した水がウェハ Wの表面に水滴状で残り、ウェハ Wを搬送中にこの水滴に パーティクルなどの不純物が付着していたとしても当該洗浄液によりこれらを除去す ること力 Sできる。そのため清浄な状態のウェハ Wを現像することができるので、結果と して現像欠陥を少なくすることができる。また当該洗浄ユニット 7においてウェハ Wの 乾燥を行うことにより、 PEB時においてウェハ W表面に付着した洗浄液の蒸発潜熱 によりその面内に温度分布が生じるのを抑えることができる。即ち、露光後のウェハ Wを洗浄する構成とすれば、一連の塗布 ·現像処理を行った後のウェハ Wの表面に 高精度且つ面内均一性の高い線幅のレジストパターンを形成することができる。
[0049] なお、本発明においては第 1の洗浄手段は第 2の洗浄手段を兼用する構成に限ら れず、第 1の洗浄手段と第 2の洗浄手段とを別個に設けるようにしてもよい。具体的に は、例えば処理部 B2及びインターフェイス部 B3の夫々に洗浄ユニット 7を設けてお き、露光前のウェハ Wは処理部 B2内の洗浄ユニットにて洗浄し、露光後のウェハ W はインターフェイス部 B3内の洗浄ユニットにて洗浄する構成が一例として挙げられる 。あるいは洗浄液吐出口 101と洗浄液吸引口 102Aを備えた洗浄液ノズル 100を受 け渡しユニット 37Aに対応する位置に配置し、洗浄液吐出口 101と洗浄液吸引口 10 2Bを備えた洗浄液ノズル 100を受け渡しユニット 37Bに対応する位置に配置するよ うにしてもよい。
[0050] 本発明においては、既述のいずれかの第 1の洗浄手段を用いて露光前であればソ フトベータ後又は前のいずれかに洗浄を行う構成とすればよい。更にはソフトベータ の前後の両方に洗浄するようにしてもよい。特にソフトベータ後に洗浄を行うようにす れば、レジストに残った蒸発気化成分がベータ時に分子間から出てパーティクルとな つたとしても当該洗浄により除去できるので得策である。
[0051] 更に本発明においては、液浸露光が適用される基板であればウェハ Wに限られず 、例えば LCD基板、フォトマスク用レクチル基板などであってもよい。
実施例
[0052] 続いて本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
(実施例 1)
本例は、液浸露光する前に水洗処理した実施例である。メタルクリル系のレジスト（ レジスト A)の塗布→PAB処理→水洗処理（5 10秒間）→露光→PEB処理→現像 の順にウェハ Wを処理した。現像後にウェハ Wに形成されたレジストパターンの線幅 を測長 SEMを用いて測定した。その結果を図 15に示す。なお、レジストパターンの 線幅の目標値は後述する比較例と対比する際に水洗の効果を分かりやすくするため 90nmとした。即ち、レジスト A及び以下に述べるレジスト B, Cは 3種類共にメタルタリ ル系のレジストと呼ばれるもので、主となる樹脂成分が共通するものである力 S、レジス トに含まれる酸発生成分には種々のものがあり、その主成分は同じでも夫々に詳細 な成分が異なったターゲット膜厚及び線幅に対して特長をもったレジストである。依つ てここではこの 3種類のレジスト共に狙える線幅範囲に対して共通の条件で実験を行 つに。
[0053] (実施例 2)
本例はレジスト Aに代えてメタルクリル系のレジスト（レジスト B)を塗布したことを除い て実施例 1と同じ処理を行った例である。測定した線幅の結果を図 16に示す。
[0054] (実施例 3)
本例はレジスト Aに代えてメタルクリル系のレジスト（レジスト C)を塗布したことを除い て実施例 1と同じ処理を行った例である。測定した線幅の結果を図 17に示す。
[0055] (実施例 4)
本例は、露光した後にも水洗したことを除いて実施例 1と同じ処理を行った例である 。測定した線幅の結果を図 15に示す。
[0056] (実施例 5)
本例は、露光した後にも水洗したことを除いて実施例 2と同じ処理を行った例である 。測定した線幅の結果を図 16に示す。
[0057] (実施例 4) 本例は、露光した後にも水洗したことを除いて実施例 3と同じ処理を行った例である 。測定した線幅の結果を図 17に示す。
[0058] (比較例 1)
本例は露光前に水洗を行わず、露光後に水洗を行ったことを除いて実施例 1と同じ 処理を行った例である。測定した線幅の結果を図 15に併せて示す。
[0059] (比較例 2)
本例は露光前に水洗を行わず、露光後に水洗を行ったことを除いて実施例 2と同じ 処理を行った例である。測定した線幅の結果を図 16に併せて示す。
[0060] (比較例 3)
本例は露光前に水洗を行わず、露光後に水洗を行ったことを除いて実施例 3と同じ 処理を行った例である。測定した線幅の結果を図 17に併せて示す。
[0061] (比較例 4)
本例は、水洗処理を行わずに、液浸露光に代えて従来のドライ雰囲気で露光を行 つたことを除いて実施例 1と同じ処理を行った例である。測定した線幅の結果を図 15 に併せて示す。
[0062] (比較例 5)
本例は、水洗処理を行わずに、液浸露光に代えて従来のドライ雰囲気で露光を行 つたことを除いて実施例 2と同じ処理を行った例である。測定した線幅の結果を図 16 に併せて示す。
[0063] (比較例 6)
本例は、水洗処理を行わずに、液浸露光に代えて従来のドライ雰囲気で露光を行 つたことを除いて実施例 3と同じ処理を行った例である。測定した線幅の結果を図 17 に併せて示す。
[0064] (実施例 1一 6、比較例 1一 6の結果と考察）
図 14一 16の結果から明らかなように、液浸露光する前に水洗を行わなかった比較 例 1一 3の線幅はレジスト Aが 92nm、レジスト B力 95nm、レジスト C力 SlOOnmであつ た。これに対し液浸露光する前に水洗を行った実施例 1一 3の線幅はレジスト A， B， Cのレ、ずれも約 92nmであった。また液浸露光前後に水洗を行った実施例 4一 6の線 幅はレジスト A, B, Cのいずれも実施例 1一 3と略同じであった。即ち、液浸露光する 前に水洗することにより、互いに種類の異なるレジストに対しても線幅精度の面内均 一なレジストパターンを得られることが確認された。なお、液浸露光を行わなかった比 較例 4一 6の線幅の結果がレジスト A， B， Cのいずれも約 90nmであることから、比較 例 1一 3において線幅が悪くなつた原因としてレジストからの溶出成分が影響したた めと推察する。また比較例 1一 3においてレジスト A、レジスト B、レジスト Cの順に線幅 精度が悪くなつていることから、レジストの種類、詳しくは水に対する親水性の程度が 異なれば溶解成分の影響が変ることが分かる。

Claims

請求の範囲
[1] 基板の表面にレジストを塗布する塗布ユニットと、
基板の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後の基板を現像処理 する現像ユニットと、
レジストが塗布された基板の表面を露光前に洗浄液により洗浄するための第 1の洗 浄手段と、を備える
ことを特徴とする塗布、現像装置。
[2] 前記塗布ユニットは、
基板を水平に保持し、鉛直軸回りに回転自在な基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の表面にレジストを供給するレジスト供給ノズル と、
前記基板保持部に保持された基板の表面に洗浄液を供給し、前記第 1の洗浄手 段を構成する洗浄液ノズルと、を備えた
ことを特徴とする請求項 1記載の塗布、現像装置。
[3] 前記第 1の洗浄手段は、
基板が搬入出できるように構成された密閉容器と、
この密閉容器の中に設けられ、基板を水平に載置するための基板載置部と、 前記密閉容器内に洗浄液を供給するための洗浄液供給手段と、
前記洗浄液を排出するための洗浄液排出手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項 1記載の塗布、現像装置。
[4] レジストが塗布された基板の表面を加熱する加熱ユニットを備え、
前記第 1の洗浄手段は、前記加熱ユニットに隣接して設けられている
ことを特徴とする請求項 3記載の塗布、現像装置。
[5] 密閉容器内から洗浄液が排出された後、密閉容器内に乾燥ガスを通流させて基板 を乾燥させる乾燥手段を備えた
ことを特徴とする請求項 3または 4記載の塗布、現像装置。
[6] 前記第 1の洗浄手段は、
基板を水平に保持する基板保持部と、 この基板保持部に保持された基板の表面に洗浄液を供給するために基板の幅方 向に配列された洗浄液吐出口、及びこの洗浄液吐出口の前及び/または後に隣接 して設けられ、基板上の洗浄液を吸引する洗浄液吸引口を有する洗浄液ノズルと、 洗浄液ノズノレを基板保持部に対して相対的に前後方向に移動させるための手段と 、を備えた
ことを特徴とする請求項 1記載の塗布、現像装置。
[7] 前記第 1の洗浄手段は、基板上の洗浄液を乾燥させるための乾燥手段を備えた ことを特徴とする請求項 1または 6記載の塗布、現像装置。
[8] レジストが塗布された基板を露光装置に受け渡し、また露光された基板を受け取る ためのインターフェイス部を備え、
前記第 1の洗浄手段は、インターフェイス部に設けられていることを特徴とする請求 項 1、 3、または 6記載の塗布、現像装置。
[9] 露光された基板の表面を現像前に洗浄液により洗浄するための第 2の洗浄手段を 更に備えた
ことことを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、または 6記載の塗布、現像装置。
[10] 前記第 1の洗浄手段は前記第 2の洗浄手段を共用する
ことを特徴とする請求項 9記載の塗布、現像装置。
[11] 基板の表面にレジストを塗布する塗布工程と、
レジストが塗布された基板の表面を露光前に洗浄液により洗浄する第 1の洗浄工程 と、
その後、基板の表面に光を透過する液層を形成した状態で基板の表面を露光する 露光工程と、
露光された基板の表面を現像する現像工程と、を含む
ことを特徴とする塗布、現像方法。
[12] 前記塗布工程は、基板を基板保持部に水平に保持した状態で基板の表面にレジ ストを供給する工程、を含み、
前記第 1の洗浄工程は、前記基板保持部に基板を保持したまま、洗浄液ノズルから 洗浄液を前記基板の表面に供給する工程である ことを特徴とする請求項 11記載の塗布、現像方法。
[13] 第 1の洗浄工程は、
基板を密閉容器内に搬入して基板を水平に載置する工程と、
前記密閉容器内に洗浄液を供給して基板表面を洗浄する工程と、
前記洗浄液を排出する工程と、を備えた
ことを特徴とする請求項 11記載の塗布、現像方法。
[14] 洗浄液を密閉容器力 排出した後、密閉容器内に乾燥ガスを通流して基板を乾燥 する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項 13記載の塗布、現像方法。
[15] 第 1の洗浄工程は、基板の表面に洗浄液を供給する洗浄液吐出口を備えた洗浄 液ノズノレを基板に対して相対的に前後方向に移動させると共に、この洗浄液吐出口 の前及び Zまたは後に隣接して設けた洗浄液吸引口から基板に供給した洗浄液を 吸引する
ことを特徴とする請求項 11記載の塗布、現像方法。
[16] 前記第 1の洗浄工程の後であって、露光工程の前に基板を乾燥させる工程を含む ことを特徴とする請求項 11、 12、 13ないし 15のいずれか一つに記載の塗布、現像 方法。
[17] 露光された基板の表面を現像前に洗浄液により洗浄する工程を含むことを特徴と する請求項 11なレ、し 15のレ、ずれか一つに記載の塗布、現像装置。
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