WO2005117081A1

WO2005117081A1 - 液処理装置及び液処理方法

Info

Publication number: WO2005117081A1
Application number: PCT/JP2005/006260
Authority: WO
Inventors: Shuuichi Nishikido
Original assignee: Tokyo Electron Limited
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2005-12-08
Also published as: US7431038B2; CN100521099C; KR101062530B1; JP4043455B2; US20070221253A1; CN1993810A; JP2005340661A; KR20070019746A

Description

明細書

液処理装置及び液処理方法

技術分野

[0001] 本発明は、例えば表面にレジストなどの塗布液を塗布して露光した後の基板に対して、例えば現像液などの処理液を供給して所定の処理をする液処理装置及び液処理方法に関する。

背景技術

[0002] 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、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）の表面に薄膜状にレジストを塗布し、露光により所定の回路パターンを転写した後、処理液である現像液を供給して現像することにより当該ウェハの表面にマスク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 ·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。

[0003] 従来の現像処理は以下のように行われる。先ず、例えば図 14 (a)に示すように、ゥエノ、 Wを鉛直軸回りに回転可能なスピンチャック 1に水平姿勢にウェハ Wを保持した状態にて、例えばウェハ Wの直径と同じ長さの直線状の吐出口を備えた現像液ノズル 11を表面力僅か〖こ浮力せてスライド移動 (スキャン)させながら現像液 Dを供給し、ウェハ Wを現像する。続いて、例えば図 14 (b)に示すように、ウェハ Wを鉛直軸回りに回転させると共〖こ、上側リンスノズル 12からウエノ、 Wの表面中央部にリンス液 R例えば純水を供給し、更に下側リンスノズル 13力もウェハ Wの裏面側周縁部にリンス液 Rを夫々供給する。これらリンス液 Rは、回転するウェハ Wの遠心力の作用によりゥェハ Wの表面全体及び裏面側周縁部の全周に亘つて夫々広がり、これによりウェハ W は洗浄される。更に続いて、例えば図 14 (c)に示すように、ウェハ Wを高速回転させてリンス液 Rを振り飛ばすスピン乾燥が行われる。

[0004] ここで、ウェハ Wの表面に現像液 Dを供給すると、その表面張力によりウェハ Wの側周面を介して裏面側に現像液 Dが回り込むことがあり、現像液 Dが裏面内側まで広がった現像液 Dを除去するには洗浄機構が大掛力りになってしまう。そのためゥェハ wの裏面側周縁部に全周に亘つて液膜 (液シール）を形成することによりウエノ、 w の側周面を介して裏面側に現像液 Dが回り込むのを抑制する手法が知られて、る ( 例えば、特許文献 1及び特許文献 2参照。 ) ₀この液シールを形成する手法について図 15を用いて簡単に説明する。図中 14はウェハ Wの裏面側周縁部と僅かな隙間を介して対向する円筒壁であり、この円筒壁 14の上端面は周方向に沿って溝などが形成されている。そして、例えば現像液 Dをウェハ W表面に供給する前に、ウェハ Wを鉛直軸周りに回転させると共に下側リンスノズル 13からウェハ Wの裏面と円筒壁 14 の上端面との隙間に例えば純水を供給することにより、ウェハ Wと円筒壁 14との隙間に全周に亘つて表面張力により純水が保持され、これにより液シール 15が形成されて現像液 Dの回り込みが抑制される。

[0005] 特許文献 1 :特許第 2903284号明細書 (第 2実施例、図 11、 12)

特許文献 2：特許第 3198377号明細書 (段落 0054、図 11)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] ところで、近年、ウェハ Wは大型化しており、上述のようにウェハ Wを回転させて遠心力の作用によりリンス液 Rをウエノ、 W表面に広げ、更にスピン乾燥を行うようにすると、大型化した分において中央部と周縁部との間の回転速度の差が大きくなつてしまう。そのため洗浄効率及び乾燥効率が面内で不均一となったり、また回転速度の大きい周縁部ではレジストパターンの転倒 (パターン倒れ）が起きる懸念がある。更には、ウェハ Wを回転させるための回動機構が大型化してしまい、例えばユニット化した現像装置を積層して塗布'現像装置に組み込むのが困難になる場合がある。そのため本発明者らによりウェハ Wを回転させないで、例えばウェハ Wを静止した状態で洗浄及び乾燥を行う手法の検討が進められており、これに併せてウェハ Wを静止した状態で液シールを形成して現像液 Dの回り込みを抑制する手法の検討が必要になつている。

[0007] 本発明はこのような事情の基づいてなされたものであり、その目的は、例えば静止した状態の基板の表面に処理液を供給して処理するにあたり、基板の裏面側に処理液が回り込むのを抑制して良好に洗浄することのできる液処理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

[0008] 本発明の液処理装置は、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処理液を供給する処理液供給部と、前記基板保持部に保持された基板の表面に処理液が供給されて液処理が行われた後、当該基板の表面に洗浄液を供給する洗浄液ノズルと、

前記基板保持部に保持された基板の裏面側の周縁部に洗浄液を供給するために、基板の全周に亘つて吐出口が開口する洗浄液供給部と、

この洗浄液供給部により基板の裏面側に供給された洗浄液を吸引して、基板の裏面に沿って内側及び外側の一方側から他方側に向かって流れる洗浄液の液流を形成し、基板の表面側力裏面側に回り込む液を当該洗浄液の液流と共に吸引するために、当該基板の裏面の全周に亘つて吸引口が対向する第 1の吸引手段と、を備えたことを特徴とする。

[0009] 前記「基板の全周に亘つて吐出口が開口する洗浄液供給部」とは、吐出口力も洗浄液を静止している基板の周縁に向けて吐出したときに、基板の周縁部全体に洗浄液が行きわたるように設けられているという意味であり、具体的には、基板が例えばゥェハであれば、ウェハと同心円状に吐出口をなすスリットが形成されている場合つまりリング状にスリットが形成されている場合、あるいは吐出口をなす多数の孔カ Sリングのラインに沿って狭、間隔例えば 30mm以内で配列されて、る場合などを、う。また「基板の裏面に全周に亘つて吸引口が対向する」とは、基板が静止しているときに洗浄液供給部から供給された洗浄液を吸引することで基板の全周に亘つて内側及び外側の一方力他方に向力液流が形成されるように吸引口が設けられていることを意味し、吸引口がリング状のスリットである場合、あるいは多数の孔がリングのラインに沿って狭い間隔例えば 30mm以内で配列されて、る場合などを！、う。

[0010] この発明の具体的な態様としては、前記洗浄液供給部力もの洗浄液の供給を止めた後に、基板の裏面に乾燥用の気体を供給する気体供給部が設けられる。また基板の表面に処理液を供給して、るとき及び洗浄液を供給して、るときに前記洗浄液の液流が形成されるように洗浄液供給部及び第 1の吸引手段を制御する制御部が設けられる。

[0011] この発明の更に具体的な態様の例を以下に列挙する。洗浄液供給部の洗浄液の吐出口と第 1の吸引手段の吸引口との間には、これら吐出口及び吸引口よりも高い越流部が形成され、この越流部と基板の裏面との間に液流によるシール部が形成される。洗浄液供給部は、第 1の吸引手段よりも基板の内側に位置し、前記洗浄液の液流は基板の内側から外側に向カゝうように形成される。

洗浄液の液流が基板の内側カゝら外側に向カゝうように形成する構成においては、洗浄液供給部及び第 1の吸引手段よりも基板の外側に設けられ、基板の表面から零れ落ちた液を吸引する第 2の吸引手段を更に備えた構成、

洗浄液供給部の洗浄液の吐出口と第 1の吸引手段の吸引口との間に形成される液流部の吸引口側は吸引口に向力つて傾斜している構成、

前記基板の裏面に対向し、前記洗浄液供給部から吐出された洗浄液の液流に接触する部材の内側部位は疎水性部材により形成され、その外側部位は親水性部材により形成される構成、などを採用することが好ましい。

[0012] また気体供給部は、基板の中央部を保持する基板保持部を兼ね、内部がバッファ室となる平面形状が円形の空洞体と、この空洞体の周方向に沿って設けられ、外方に向力つて気体を吐出する気体吐出口と、を備えるようにしてもよい。更にまた洗浄液供給部の洗浄液吐出口と気体供給部の気体吐出口とは共通化されてヽてもよヽ。洗浄液供給部及び第 1の吸引手段よりも外側に、基板の表面からの液の回り込みを規制する規制部材を設けるようにしてもょヽ。

[0013] また本発明の液処理方法は、基板を水平に保持する工程と、

この基板が静止している状態で当該基板の表面に処理液を供給して液処理を行う工程と、

次ヽで前記基板が静止してヽる状態で当該基板の表面に洗浄液を供給する工程と、

前記基板の表面に処理液を供給してヽるとき及び洗浄液を供給してヽるときに、基板の裏面に沿ってかつ基板の全周に亘つて内側及び外側の一方側力他方側に向かって流れる洗浄液の液流を形成し、基板の表面側カゝら裏面側に回り込む液を当該洗浄液の液流と共に吸引する工程と、を含むことを特徴とする。なお「基板が静止して、る状態」とは、基板を回転させてその遠心力で洗浄液を振り切る、わゆるスピン洗浄を行うためではなぐ洗浄液を遠心力で振り切れない程度の回転数で基板を回転させた場合にも、本発明の効果は得られるため、このような基板の回転は、本発明でいう基板が静止している状態と等価であるため、本発明の技術的範囲に含まれるものとする。

[0014] 本発明によれば、基板の表面に処理液を供給して!/ヽるとき及び洗浄液を供給して V、るときに、基板の裏面に沿ってかつ基板の全周に亘つて内側及び外側の一方側力他方側に向かって流れる洗浄液の液流を形成し、基板の表面側から裏面側に回り込む液を当該洗浄液の液流と共に吸引するようにしているため、基板を回転させて液を振り切る作用がなくとも、基板の表面力裏面側に回り込んで内側に向かおうとする液 (処理液や処理液の成分を含む洗浄液）は、内側から外側あるいはその逆向きの液流に引き込まれるので、良好に洗浄することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明の実施の形態に係る現像装置を示す縦断面図である。

[図 2]上記現像装置の斜視図である。

[図 3]上記現像装置の裏面洗浄部を示す説明図である。

[図 4]上記現像装置の裏面洗浄部の他の例を示す説明図である。

[図 5]上記現像装置の現像ノズルを示す説明図である。

[図 6]上記現像装置を用いてウェハを現像する工程を示す説明図である。

[図 7]ウェハの裏面に液シールを形成する様子を示す説明図である。

[図 8]裏面洗浄部の他の例を示す説明図である。

[図 9]裏面洗浄部の他の例を示す説明図である。

[図 10]裏面洗浄部の他の例を示す説明図である。

[図 11]裏面洗浄部の他の例を示す説明図である。

[図 12]上記現像装置が組み込まれた塗布 ·現像装置を示す平面図である。

[図 13]上記塗布 ·現像装置の斜視図である。

[図 14]従来の現像工程を示す説明図である。 [図 15]従来の液シールを形成する手法を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0016] 本発明の実施の形態に係る液処理装置について図 1及び図 2を参照しながら以下に説明するが、ここでは処理液の一つである現像液を基板に供給して現像する現像装置を一例に挙げて説明する。図中 2は基板例えばウェハ Wを水平姿勢に保持するための昇降自在な基板保持部である平面形状が円形のバキュームチャックである。このバキュームチャック 2の表面にはウェハ Wの裏面側中央部を吸引吸着するための図示しないバキューム孔が設けられている。このバキューム孔は、図示は省略する力吸引路を介して吸引手段例えば吸引ポンプと接続されており、当該吸引手段によりバキューム孔を負圧にしてその表面にウェハ Wの裏面が吸引吸着されるように構成されている。

[0017] 前記バキュームチャック 2の表面に保持されたウェハ Wの側方及び下方を囲むようにして液受け部をなす矩形のカップ体 21が設けられており、このカップ体 21の底部にはウェハ W表面力もこぼれ落ちた現像液やリンス液などのドレインを排出するための排出口 22が設けられている。更に、バキュームチャック 2の側周面には、ウェハ W の裏面と後述する裏面洗浄部との間の隙間に乾燥用気体例えば温度及び湿度が調整された乾燥空気又は乾燥窒素を供給するための気体吐出口である例えば細径の気体噴射孔 23が周方向に狭い間隔例えば 8mm以下の間隔をお、て形成されて!、る。これら気体噴射孔 23はバキュームチャック 2の内部の例えば中央部に形成された気体貯留部 24と流路 25を介して連通しており、更に気体貯留部 24は例えば垂立するチャック支持部 26の内部に形成された流路を介して気体供給路 27例えば配管の一端と接続されてヽる。この気体供給路 27の他端は気体の供給源 28と接続されており、その途中には図示しない流量調整部が設けられている。なお、図中 29は、バキユームチャック 2と後述する裏面洗浄部との隙間から乾燥用気体が漏れるのを抑制するためのシール部材例えば O—リングである。但し、作図の便宜上、図 2では記載を省略してある。

[0018] バキュームチャック 2に保持されたウェハ Wの下方側には、当該ウェハ Wの裏面側周縁部と隙間をあけて対向する裏面洗浄部をなすリング部材 3が設けられており、このリング部材 3の外周縁は例えば上力見てウェハ Wの外周縁の投影領域と重なるように形成されている。更に、リング部材 3の上端面の外周縁寄りの部位には、各々周方向に全周に亘つて形成された例えば幅 l〜5mmの 3本の溝が例えばウェハ W の中心から同心円状に形成されている（作図の便宜上、図 2では記載を省略する）。本例ではこれらの溝を外側から順に外側溝 31、中央溝 32、内側溝 33と呼ぶものとすると、外側溝 31の外周縁はリング部材 3の外周縁から例えば 1〜5mm内側にあたる位置に設定されている。つまりリング部材 3の上端面のうち外側溝 31の外周縁よりも外側にある部位の水平断面の幅は例えば l〜5mmに設定されている。更にこの部位は例えば外方下方側に傾斜しており、その先端部とウェハ Wの裏面との隙間は例えば 0. 1〜 3mmに設定されている。

[0019] 前記リング部材 3について図 3を用いて詳しく説明すると、前記各溝 31〜33は、垂立する外周面 (垂立面)と外方下方側に傾斜する内周面 (傾斜面)とにより断面 V字状に各々形成されており、互いに隣り合う溝 31 (32)と溝 32 (33)との間に形成される断面三角状の凸部は第 1の越流部 34及び第 2の越流部 35として夫々形成されている。この第 2の越流部 35の上端部はリング部材 3の表面よりも高く例えばウェハ Wの裏面との隙間が 0. l〜3mmに設定されており、また第 1の越流部 34はその上端部が例えば前記第 2の越流部 35の上端部よりも例えば 0. 5〜2mm低く形成されており、例えばウェハ Wの裏面との隙間が 0. 5〜3mmに設定されている。なお、リング部材 3の上端面のうち内側溝 33よりも内側にある部位と、ウェハ Wの裏面とにより形成される隙間は、上記気体噴射孔 23からの乾燥用気体が通流する流路として形成され、また内側溝 33は上記気体噴射孔 23から噴射された乾燥用気体のノッファ部として形成されている。このような構成とすれば、内側からの乾燥用気体を周方向に均一に広げることができるので得策である。

[0020] 前記中央溝 32の表面のうち例えば外方下方側に傾斜した傾斜面の表面には、ゥエノ、 Wの裏面に液シールを形成するためのシール水を兼用する洗浄液例えば純水を吐出する洗浄液吐出口をなす例えば幅 lmmのスリット状の吐出口 4が周方向に沿つて例えば全周に亘つて形成されている。この吐出口 4は洗浄液供給部を構成する。また、吐出口 4はリング部材 3の内部に形成された流路 41と接続され、流路 41の途中にはバッファ部をなす液貯留部 41aが形成されている。そして更に、流路 41には供給路 42例えば配管の一端が接続されており、この供給路 42の他端は洗浄液の供給源 43と接続され、その途中には図示しなヽ流量調整部が設けられて！/ヽる。

[0021] 前記外側溝 31の表面のうち例えば外方下方側に傾斜した傾斜面の表面には、前記吐出口 4からの洗浄液及び、液処理時においてウェハ Wの表面力裏面に回り込もうとする液例えば現像液及びリンス液を吸引するための吸引口をなす例えば幅 lm mのスリット状の吐出口 44が周方向に沿って例えば全周に亘つて形成されている。即ち、吸引口 44は前記吐出口 4よりも外側（つまりウェハ Wの外周縁側）に設けられた構成である。この吸引口 44は第 1の吸引手段を構成する。また、吸引口 44はリング部材 3の内部に形成された流路 45と接続され、流路 45の途中にはバッファ部をなす流体貯留部 45aが形成されている。そして更に、流路 45には、吸引路 46例えば配管の一端が接続され、この吸引路 46の他端は吸弓 I手段 47例えば吸弓 Iポンプやェジェクタなどと接続されており、その途中には図示しない吸引圧調整部が設けられている

[0022] 更に、リング部材 3の少なくとも表面部は、例えば洗浄液に対し疎水性を有する材質例えばポリプロピレン（PP)などの榭脂、四弗化工チレンパーフロロアルコキシェチレン（PFA)やポリテトラフルォロエチレン（PTFE)などのフッ素系の樹脂の中から選択される材質により形成されてヽる。疎水性を有するとは例えば洗浄液との接触角が 50度以上あることを意味する。またリング部材 3の上端面のうち、外側溝 31の表面及び中央溝 32の表面は例えば洗浄液に対し親水性を有するように例えばプラズマ照射や UV照射などの表面処理がなされている。親水性を有するとは、例えば洗浄液との接触角が 50度以下であることを意味する。即ち、リング部材 3の上端面は、内側から順に疎水性→親水性→疎水性を有している。なお、外側溝 31の外側にある疎水性の部位は、詳しくは後述する力ウェハ Wとリング部材 3との間の隙間内に現像液及びリンス液が浸入するのを規制するための液規制部材として構成される。

[0023] なお洗浄液吐出口及び吸引口は必ずしもスリット状に形成しなくともよぐ例えば図 4に示すように、例えば直径 0. 5mmの細径の吐出孔 4を周方向に例えば lmm以下の狭い間隔をおいて並べることで洗浄液吐出口を形成し、また例えば直径 2mmの細径の吸引孔 44を周方向に例えば 10mm以下の狭い間隔をおいて並べることで吸引口を形成するようにしてもよい。

[0024] 説明を図 1及び図 2に戻し、バキュームチャック 2に保持されたウエノ、 Wの上方には、当該ウェハ Wの表面に現像液を供給するためのウェハ Wの有効領域 (デバイス形成領域)の幅と同じか又はこの幅よりも長、直線状の吐出口 50を備えた進退自在且つ昇降自在な現像液ノズル 5がウェハ Wの表面と対向して設けられて、る。前記直線状の吐出口 50はスリット状に形成することもあり、また複数の細径の吐出孔をノズルの長手方向に並べて形成することもある。この現像液ノズル 5は供給路 51例えば配管を介して現像液の供給源 52と接続されており、その途中には図示しない流量調整部が設けられている。現像液ノズル 5について吐出口 50がスリット状に形成された例を図 5を用いて詳しく説明すると、吐出口 50は内部に形成された液貯留部 53と連通しており、その途中には長さ方向において均一に現像液を吐出するための干渉棒 54が内壁面と隙間をあけて設けられている。更に液貯留部 53は供給口 55と連通しており、この供給口 55に前記供給路 51が接続されて!、る。

[0025] 更に、例えば現像後のウェハ Wの表面に洗浄液であるリンス液例えば純水を供給するためのリンスノズル 6がウェハ Wの表面と対向する位置まで進退自在且つ昇降自在に設けられて、る。このリンスノズル 6は例えば上記現像液ノズル 5と同じ形状に構成されており、ウェハ Wの有効領域の幅と同じか又はこの幅よりも長い直線状の吐出口 60を有して、る。またリンスノズル 6は供給路 61例えば配管を介してリンス液の供給源 62と接続されており、その途中には図示しなヽ流量調整部が設けられて!/ヽる。

[0026] また更に、前記リンスノズル 6によりウェハ W表面に供給されたリンス液を吸引除去することによりウェハ Wを乾燥させるための吸引ノズル 63がウェハ Wの表面と対向する位置まで進退自在且つ昇降自在な設けられて、る。この吸引ノズル 63は例えば上記現像液ノズル 5と同じ形状に構成されており、ウェハ Wの有効領域の幅と同じか、又はこの幅よりも長い直線状の吸引口 64を有している。また吸引ノズル 63は吸引路 65例えば配管を介して吸引手段 66例えば吸引ポンプやェジェクタなどと接続されており、その途中には図示しない吸引圧調整部が設けられている。

[0027] 上述の現像液ノズル 5、リンスノス、ノレ 6及び吸引ノス、ノレ 63は、ノス、ノレアーム 7, 71, 7 2により各々独立して支持されており、このノズルアーム 7, 71, 72の基端側は移動基体 73, 74, 75と夫々接続されている（図 2参照）。更に、各々の移動基体 73, 74, 75は図示しない昇降機構を備えており、これにより現像液ノズル 5, リンスノズル 6及び吸引ノズル 63を各々独立して昇降可能なように構成されてヽる。また移動基体 73 , 74, 75は、バキュームチャック 2上のウェハ Wの Y方向に伸びる直径と並んで伸びるガイドレール 76により支持されており、図示しない駆動機構により各々独立してスライド移動可能なように構成されている。なお、図 2では一本のガイドレール 76に移動基体 73, 74, 75を支持した構成を記載している力各々の移動基体 73, 74, 75に対して専用のガイドレールを設けた構成とすることもある。

[0028] なお、図示は省略するが、バキュームチャック 2の表面には前記気体貯留部 24及び流路 25と干渉しないように貫通孔が形成されており、この貫通孔を介して例えば 3 本の基板支持ピンが突没自在に設けられている。当該基板支持ピンは、例えば装置の外部力進入してくる図示しないウェハ搬送手段との協働作用によりバキュームチャック 2にウエノ、 Wの受け渡しをするように構成されて！、る。

[0029] 上記現像装置は図示しない制御部を備えており、この制御部は上述のバキュームチャック 2のバキューム孔を負圧にするための吸引手段、現像液及びリンス液の流量調整部、吸引ノズル 63の吸引圧調整部、移動基体 73, 74, 75などの動作、並びに吐出口 4から洗浄液を吐出する動作及び吸引手段 47により吸引口 44を吸引手段 47 により負圧にする動作を制御する機能を有している。

[0030] 続いて、例えば表面にレジストを塗布し、露光した後の基板例えばウェハ Wを上述の現像装置を用いて現像する工程について図 6を参照しながら説明する。先ず、各ノズル 5, 6, 63がカップ体 21の外側の待機位置にある状態にて、図示しないウェハ搬送手段により図示しないウェハ搬送口を介して装置内にウェハ Wが搬入され、バキュームチャック 2の上方位置に案内される。次いで、このウェハ搬送手段と図示しない基板支持ピンとの協働作用によりウェハ Wはバキュームチャック 2に受け渡され、水平姿勢に吸着保持される。

[0031] 続いて、例えば図 6 (a)に示すように、吐出口 4から洗浄液 L例えば純水を吐出してウエノ、 Wの裏面側周縁部に供給すると共に、吸引手段 47により吸引口 44を負圧状態にする。ウェハ Wに供給された洗浄液 Lは、例えば図 7に模式的に示すように、ゥエノ、 Wの裏面に沿って外側に向力い、第 1の越流部 34を乗り越えて外側溝 31に流れ込み、そして吸引口 44から吸引される。即ち、ウェハ Wの裏面に沿って内側から外側に流れる液流が全周に亘つて形成され、これによりウェハ Wの裏面周縁部と第 1 の越流部 34との隙間に洗浄液 Lにより液シール (シール部）が形成される。

[0032] 続いて、ウェハ Wの表面から例えば 0. l〜5mm浮かせた位置であって且つウェハ Wの一端縁の僅か〖こ外側の吐出開始位置に現像液ノズル 5が配置され、例えば図 6 (b)に示すように、その吐出口 50から現像液 Dを吐出すると共に当該現像液ノズル 5 をウェハ Wの一端力も他端に向力つてスライド移動 (スキャン)させることにより、ゥェハ Wの表面に現像液 Dの液膜を形成する。このときウェハ Wの表面からこぼれ落ちる現像液 Dは、例えば図 8に模式的に示すように、その殆どはリング部材 3の外周面に沿って落下するが、僅かながらウェハ Wとリング部材 3との隙間に例えば毛細管現象により浸入する。この浸入した現像液 Dは洗浄液 Lと共に吸引口 44から吸引される。そして例えば現像液ノズル 3がウェハ Wの他端を通過するタイミングに合わせて、吐出口 4からの洗浄液 Lの吐出動作及び吸引口 44の吸引動作を停止し、ウェハ Wの表面に現像液 Dの液膜が形成された状態を例えば所定の時間保持して静止現像が行われる。このときレジストの一部が現像液に溶解し、残ったレジストによりマスクパターンが形成される。なお、ウェハ Wの他端を通過した現像液ノズル 5は現像液の吐出を停止すると共に更に前方側に移動して力待機する。

[0033] 前記静止現像が終わると、吐出口 4からの洗浄液 Lの吐出動作及び吸引口 44からの吸引動作を再開して前記した場合と同様に液流 (液シール)を形成する。その後、リンスノズル 6が既述の吐出開始位置に配置され、例えば図 6 (c)に示すように、その吐出口 60からリンス液 Rを吐出すると共に当該リンスノズル 6をウェハ Wの一端から他端に向力つてスキャンさせることによりウェハ Wの表面に付着した現像液がリンス液 Rに置換され、ウェハ Wが洗浄される。リンス液 Rも現像液 Dと同様にその殆どはリング部材 3の外周縁に沿って落下する力僅かなリンス液 Rはウエノ、 Wとリング部材 3との隙間に例えば毛細管現象により浸入する。浸入したリンス液 Rは洗浄液 Lと共に吸引口 44から吸引される（図 8参照)。なお、 1回のスキャンでは現像液の置換が充分でない場合など、その洗浄具合によってはリンスノズル 6をウェハ Wの他端から一端に向力つてスキャンさせるようにしてもよぐ更にはこの往復動作を複数回例えば 2〜 3回繰り返すようにしてもよい。しカゝる後、リンスノズル 6はリンス液 Rの吐出を停止すると共にウェハ Wの他端側の更に前方に移動して待機する。

[0034] 続いて、例えば図 6 (d)に示すように、吐出口 4の吐出動作を停止して洗浄液 L (シール水）を吸引口 44から吸引してしまう一方で、気体噴射口 23から乾燥用気体を噴射する。噴射された乾燥用気体はリング部材 3の表面とウェハ Wの裏面との隙間を外側に向力つて広がり、この乾燥用気体によりウェハ Wの裏面側およびリング部材 3の上端面が乾燥される。更に乾燥用気体は表面張力によりウェハ Wの側周面にまで回り込んで当該側周面を乾燥させる。

[0035] 更に続いて、ウェハ Wの表面から例えば 0. 01〜5mm浮かせた位置であって且つウエノ、 Wの一端縁の僅か〖こ外側の吸引開始位置に吸引ノズル 63が配置され、例えば図 6 (e)に示すように、吸引手段 66により吸引口 64を負圧状態にすると共に当該吸引ノズル 63をウェハ Wの一端から他端に向かってスキャンさせる。ウェハ Wの表面に付着しているリンス液 Rは吸引口 64から吸引され、これによりウェハ W表面が乾燥される。なお、 1回のスキャンでは吸引が充分でない場合など、その吸引具合によつては吸引ノズル 63をウェハ Wの他端から一端に向かってスキャンさせるようにしてもよぐ更にはこの往復動作を複数回例えば 2〜3回繰り返すようにしてもよい。なお、吸弓 Iノズル 63は吸引動作を停止すると共にウェハ Wの他端側の更に前方に移動して待機する。しカゝる後、気体噴射孔 23からの気体噴射を停止し、バキュームチャック 2の吸引動作が停止された後、バキュームチャック 2からウェハ搬送手段にウエノ、 W が受け渡され、ウェハ Wは装置の外部に搬出される。

[0036] 上述の実施の形態によれば、現像液ノズル 5からの現像液をウェハ Wの表面に供給して、るとき及びリンスノズル 6からのリンス液をウェハ Wの表面に供給して!/、るときに、ウェハ Wの裏面に沿ってかつ当該ウェハ Wの全周に亘つて吐出口 4から吸引口 44に向力つて流れる洗浄液の液流を形成すると共に、ウェハ Wの表面側から裏面側に回り込む現像液及びリンス液を当該洗浄液の液流と共に吸引口 44から吸引する構成とすることにより、例えばウェハ Wを回転させて液を振り切る作用がなくとも裏面側周縁部に全周に亘つて内側から外側に向力う液流力なるシール部を形成することができる。このためウェハ W表面力もの現像液やリンス液の回り込みを抑制しつつウエノ、 w裏面を良好に洗浄することができる。

[0037] 更に上述の実施の形態によれば、外側溝 31及び中央溝 32の表面を親水性とし、その内側を疎水性とする構成としたことにより、吐出口 4からの洗浄液は外側の親水性の部位に引っ張られ、また内側の疎水性の部位が洗浄液をいわば後押しすることとなり、このため外側から内側に向力う液流の形成を促進させることができる。その結果、前記吸引口 44の吸引作用と相俟ってウェハ Wの裏面側周縁部に全周に亘つてシール部をより確実に形成することができる。更には、リング部材 3の上端面のうち、外側溝 31よりも外側にある部位を疎水性とする構成としたことにより、ウェハ Wとリング部材 3との隙間に現像液及びリンス液が浸入することが抑制されるので、前記シール部による回り込み抑制作用と相俟って裏面側への回り込みをより確実に抑えることができる。

[0038] 更に上述の実施の形態によれば、第 1の越流部 34の内側に第 2の越流部 35を配置し、この第 2の越流部 35の上端部の高さよりも第 1の越流部 34の上端部を低く設定したことにより、洗浄液が内側に向力うのを抑えて外側に向力う液流の形成を促進させることができる。その結果、前記吸引口 44の吸引作用と相俟ってウェハ Wの裏面側周縁部に全周に亘つてシール部をより確実に形成することができる。更にまた、上述の実施の形態によれば、中央溝 32の表面のうち外方下方側に傾斜した面の表面、つまり第 2の越流部 35の表面のうち吸引口 44側の傾斜面に洗浄液の吐出口 4を形成したことにより、洗浄液が内側に向カゝうのを抑えて外側に向力ゝぅ液流の形成を促進させることができる。つまり、液流の流れ方向とは逆の方向に洗浄液が向かうのを抑制することができる。その結果、前記吸引口 44の吸引作用と相俟ってウェハ Wの裏面側周縁部に全周に亘つてシール部をより確実に形成することができる。

[0039] 更に上述の実施の形態によれば、現像後のウェハ Wの表面にリンス液を供給しているときに、このウェハ Wの表面側から裏面側に回り込むリンス液を洗浄液の液流と共に吸引口 44から吸引する構成とすることにより、ウェハ Wの裏面のシール部の外側にある部位、つまり外側溝 31よりも外側にあたる部位に現像液が付着して、てもリンス液で洗!、流すことができるので、結果としてウェハ Wの裏面の洗浄を良好に行うことができる。

[0040] 上述の実施の形態においては、気体噴射口 23はバキュームチャック 2に設けた構成に限られず、例えば図 9に示すように、吐出口 4が気体噴射口 23を兼用するようにしてもよい。この場合、例えば吐出口 4と流路 41を介して接続された供給路 42を分岐させて洗浄液の供給源 43及び乾燥用気体の供給源 28と夫々接続し、その途中に設けられた切り替え部 8例えば三方バルブを切り替えることにより洗浄液及び乾燥用気体の、ずれか一方を吐出可能な構成とする。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。

[0041] 但し、図 1及び図 2に記載のように、バキュームチャック 2の内部に形成された気体貯留部 24に乾燥用気体を供給し、側周面に形成された気体噴射口 23から放射線状に噴射する構成とすれば、その周方向においてより均一に気体を噴射することができ、結果としてウエノ、 Wの裏面をより確実に乾燥させることができるので得策である。そして更に、この例ではウェハ Wとリング部材 3との間の隙間に気体を流すことで通流抵抗 (圧力損失)を持たせることにより、更により確実に周方向に均一に気体を広げることができる。

[0042] 更には、例えば図 10に示すように、内側溝 33の表面のうちの傾斜した内周面の表面に気体噴射口 81を設けた構成であってもよぐこの場合、乾燥用気体がより確実に外側に向かって広がるように内側溝 33の内側に第 3の越流部 82を形成するのが好ましい。この第 3の越流部 82の上端部は、例えば第 2の越流部 34の上端部と同じか又はこれよりも高い位置（つまりウェハ Wの裏面に接近させた位置）に設定する。なお、図中 83は、途中に気体貯留部 83aが形成された乾燥気体の流路であり、図示は省略するが、この流路 83に供給路を介して乾燥用気体の供給源 28が接続されている。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。

[0043] 続、て本発明の液処理装置の一つである現像装置の他の実施の形態にっ、で説明する。本実施例の現像装置は、リング部材 3の構成が異なることを除いて図 1及び図 2記載の現像装置と装置構成は同じである。本例のリング部材 3について図 11を用いて以下に説明するが、図 1及び図 2記載のリング部材 3と同じ構成を採用したところについては同じ符号を付して詳しい説明を省略する。当該リング部材 3はウェハ W の外周縁よりも外側に突出し、この突出した部位の上端面には例えば幅 l〜5mmの溝 84が形成されている。更に、当該溝 84の内側及び外側に第 4の越流部 85及び第 5の越流部 86が夫々形成されており、この第 4の越流部 85及び第 5の越流部 86はゥエノ、 Wとリング部材 3との間の隙間内に現像液及びリンス液が浸入するのを規制するための液規制部材として構成される。第 4の越流部 85及び第 5の越流部 86の上端部の高さは、例えば横から見てウェハ Wの裏面との隙間が 0. l〜3mmとなるように設定されている。

[0044] この溝 84の表面の内の傾斜した内周面の表面にはウェハ Wの表面からこぼれ落ちる液例えば現像液及びリンス液を吸引するための第 2の吸引手段をなす吸引口である例えばスリット状の吸引口 85が周方向に例えば全周に亘つて形成されている。この吸引口 85はリング部材 3の内部に形成された流路 88と夫々接続され、この流路 8 8の途中には流体貯留部 88aが形成されている。更に、流路 88には、吸引路 88b例えば配管の一端が接続され、この吸引路 88bの他端は吸引手段 89例えば吸引ボンプゃェジェクタなどと接続されており、その途中には図示しない吸引圧調整部が設けられて、る。また溝 84の表面は現像液に対し親水性を有するように例えば表面処理されている。ここで言う親水性を有するとは、例えば現像液の接触角が 50度以下であることを意味する。なお、吸引口は必ずしもスリット状に形成する必要はなぐ例えば細径の吸引孔を周方向に狭い間隔をお、て並べて形成することもある。また本例では第 4の越流部 85及び第 5の越流部 86をウェハ Wの外周縁よりも外に突出させている力第 4の越流部 85のみを外に突出させることもある。

[0045] この場合、例えば図 6記載の工程と同じにしてウェハ Wの処理が行われる力現像液ノズル 5によりウェハ Wに現像液を供給する際、及びリンスノズル 6によりウェハ W にリンス液を供給する際に、吸引口 85を負圧状態にしてウェハ Wの表面力こぼれ落ちる現像液及びリンス液を吸引する構成とする。この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、更に本例によればウェハ Wの表面力もこぼれ落ちる現像液及びリンス液を吸引口 85から吸引することにより、液受けする量が少ない分においてカップ体 21の容積を小さくすることができるので、結果として装置面積を小さくすることができるので得策である。またウェハ Wの表面力もこぼれ落ちる現像液及びリンス液は吸引口 85から速やかに吸引されるので、カップ体 21内で例えばパーティクル発生の一因となり得る現像液及びリンス液のミストが発生することが少ない。更に、本例のリング部材 3においては、ウェハ Wの外周縁よりも外に突出した部位と、内側の部位とを別個の部材で形成しておき、外側の部位を昇降する機構を設けた構成としてもよ！/、。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。

[0046] 本発明においては、ウェハ Wの裏面に沿って流れる液流は、ウェハ Wの内側から外側に向力つて流れるように形成する構成に限られず、例えば吸引口 44を吐出口 4 よりも内側に配置して、外側から内側に流れる液流を形成するようにしてもよい。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、吸引口 44を吐出口 4の内側及び外側の両方に設けることにより、内側力外側に向力う液流と、外側から内側に向力う液流の両方を形成するようにしてもよい。

[0047] また本発明においては処理液は現像液に限られず、例えばウェハ Wの表面に液層を形成して露光する液浸露光を行う前にレジストが塗布されたウェハ Wの表面を浄液液例えば純水で洗浄し乾燥させる処理に適用することもできる。また処理する基板は半導体ウェハ以外の基板、例えば LCD基板、フォトマスク用レチクル基板であつてもよい。

[0048] 最後に本発明の液処理装置の一つである上述の現像装置が組み込まれた塗布 · 現像装置の一例について図 12及び図 13を参照しながら簡単に説明する。図中 B1 は基板であるウェハ Wが例えば 13枚密閉収納されたキャリア Cを搬入出するためのキャリア載置部であり、キャリア Cを複数個載置可能な載置部 90を備えたキャリアステーシヨン 9と、このキャリアステーション 9から見て前方の壁面に設けられる開閉部 91と、開閉部 91を介してキャリア C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。

[0049] キャリア載置部 B1の奥側には筐体 92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には手前側力順に加熱 ·冷却系のユニットを多段化した棚ュ- ット Ul, U2, U3と、後述する塗布'現像ユニットを含む各処理ユニット間のウェハ W の受け渡しを行うウェハ搬送手段である主搬送手段 A2, A3とが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニット Ul, U2, U3及び主搬送手段 A2、 A3はキャリア載置部 B1側から見て前後一列に配列されると共に、各々の接続部位には図示しないウェハ搬送用の開口部が形成されており、ウェハ Wは処理部 B1内を一端側の棚ュニット U1から他端側の棚ユニット U3まで自由に移動できるようになつている。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 U 1, 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 93により囲まれる空間内に置かれている。また図中 94、 95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。

[0050] 液処理ユニット U4, U5は、例えば図 13に示すように塗布液（レジスト液)や現像液といった薬液供給用のスペースをなす収納部 96の上に、塗布ユニット COT、上述の現像装置をユニットィ匕した現像ユニット DEV及び反射防止膜形成ユニット BARC等を複数段例えば 5段に積層した構成とされている。また既述の棚ユニット Ul, U2, U 3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、その組み合わせはゥエノ、 Wを加熱（ベータ）する加熱ユニット、ウェハ Wを冷却する冷却ユニット等が含まれる。

[0051] 処理部 B2における棚ユニット U3の奥側には、例えば第 1の搬送室 97及び第 2の搬送室 98からなるインターフェイス部 B3を介して露光部 B4が接続されて、る。インタ一フェイス部 B3の内部には処理部 B2と露光部 B4との間でウェハ Wの受け渡しを行うための 2つの受け渡し手段 A4、 A5の他に、棚ユニット U6及びバッファキャリア CO が設けられている。

[0052] この装置におけるウェハの流れについて一例を示すと、先ず外部からウェハ Wの収納されたキャリア Cが載置台 90に載置されると、開閉部 91と共にキャリア Cの蓋体が外されて受け渡し手段 AR1によりウェハ Wが取り出される。そしてウェハ Wは棚ュニット 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、棚ユニット U1〜U3内の一の棚にて、塗布処理の前処理として例えば反射防止膜形成処理、冷却処理が行われ、し力る後、塗布ユニットにてレジスト膜が形成されると、ウェハ Wは棚ユニット U1〜U3の一の棚をなす加熱ユニットで加熱（ベータ処理）され、更に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インターフエイス部 B3へと搬入される。このインターフェイス部 B3においてウェハ Wは例えば受け渡し手段 A4→棚ユニット U6→受け渡し手段 A5という経路で露光部 B4へ搬送され、露光が行われる。露光後、ウェハ Wは逆の経路で主搬送手段 A2まで搬送され、現像ユニット DEVにて現像されることでレジストマスクが形成される。しかる後ウェハ Wは載置台 90上の元のキャリア Cへと戻される。

Claims

請求の範囲

[1] 基板を水平に保持する基板保持部と、

この洗浄液供給部により基板の裏面側に供給された洗浄液を吸引して、基板の裏面に沿って内側及び外側の一方側から他方側に向かって流れる洗浄液の液流を形成し、基板の表面側力裏面側に回り込む液を当該洗浄液の液流と共に吸引するために、当該基板の裏面に全周に亘つて吸引口が対向する第 1の吸引手段と、を備えた

ことを特徴とする液処理装置。

[2] 洗浄液供給部の洗浄液の吐出口と第 1の吸引手段の吸引口との間には、これら吐出口及び吸引口よりも高い越流部が形成され、この越流部と基板の裏面との間に液流によるシール部が形成される

ことを特徴とする請求項 1記載の液処理装置。

[3] 洗浄液供給部は、第 1の吸引手段よりも基板の内側に位置し、前記洗浄液の液流は基板の内側から外側に向力うように形成されることを特徴とする請求項 1に記載の液処理装置。

[4] 洗浄液供給部の洗浄液の吐出口と第 1の吸引手段の吸引口との間に形成される液流部の吸引口側は吸引口に向力つて傾斜していることを特徴とする請求項 3記載の液処理装置。

[5] 前記基板の裏面に対向し、前記洗浄液供給部から吐出された洗浄液の液流に接触する部材の内側部位は疎水性部材により形成され、その外側部位は親水性部材により形成されていることを特徴とする請求項 3記載の液処理装置。

[6] 基板の表面に処理液を供給して！/ヽるとき及び洗浄液を供給して！/ヽるときに前記洗浄液の液流が形成されるように洗浄液供給部及び第 1の吸引手段を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項 1に記載の液処理装置。

[7] 前記洗浄液供給部からの洗浄液の供給を止めた後に、基板の裏面に乾燥用の気体を供給する気体供給部を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の液処理装置。

[8] 気体供給部は、基板の中央部を保持する基板保持部を兼ね、内部がバッファ室となる平面形状が円形の空洞体と、この空洞体の周方向に沿って設けられ、外方に向かって気体を吐出する気体吐出口と、を備えたことを特徴とする請求項 7記載の液処理装置。

[9] 洗浄液供給部の洗浄液吐出口と気体供給部の気体吐出口とは共通化されてヽることを特徴とする請求項 7記載の液処理装置。

[10] 洗浄液供給部及び第 1の吸引手段よりも基板の外側に設けられ、基板の表面から零れ落ちた液を吸引する第 2の吸引手段を更に備えたことを特徴とする請求項記載

3に記載の液処理装置。

[11] 洗浄液供給部及び第 1の吸引手段よりも外側に、基板の表面からの液の回り込みを規制する規制部材を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の記載の液処理装置

[12] 基板を水平に保持する工程と、

前記基板の表面に処理液を供給してヽるとき及び洗浄液を供給してヽるときに、基板の裏面に沿ってかつ基板の全周に亘つて内側及び外側の一方側力他方側に向かって流れる洗浄液の液流を形成し、基板の表面側カゝら裏面側に回り込む液を当該洗浄液の液流と共に吸引する工程と、を含む

ことを特徴とする液処理方法。

[13] 前記洗浄液の液流は、基板の全周に亘つて開口する吐出口から基板の裏面側の周縁部に洗浄液を供給し、基板の裏面に全周に亘つて対向する吸引ロカゝら当該洗浄液を吸引することにより形成されることを特徴とする請求項 12に記載の液処理方法。

[14] 洗浄液の液流は、基板の裏面に接近して設けられた越流部を越えるように形成され、この越流部と基板の裏面との間に液流によるシール部を形成する

ことを特徴とする請求項 12に記載の液処理方法。

[15] 洗浄液の液流は、内側カゝら外側に向カゝつて形成される

ことを特徴とする請求項 12に記載の液処理方法。

[16] 洗浄液の液流を停止した後、基板の裏面に乾燥用の気体を供給する工程を行うことを特徴とする請求項 12に記載の液処理方法。

[17] 乾燥用の気体は、内側力も外側に向力つて流れ、吸引口から吸引される

ことを特徴とする請求項 16記載の液処理方法。

[18] 洗浄液の液流を形成しているときに、洗浄液を吸引する吸引口の外側部位にて基板の表面力零れ落ちた液を吸引する工程を行う

ことを特徴とする請求項 15記載の液処理方法。

[19] 洗浄液の液流を形成しているときに、液流よりも外側に位置する規制部材により基板の表面力の液の回り込みを規制する

ことを特徴とする請求項 12に記載の記載の液処理方法。