塗布、現像装置、現像方法及び記憶媒体
【課題】基板表面全体に均一性高く現像液の液膜を形成すると共に高いスループットが得られる塗布、現像装置を提供すること。
【解決手段】現像モジュールと、洗浄モジュールと、前記現像モジュールにより現像された基板を前記洗浄モジュールに搬送する搬送機構と、を備え、前記現像モジュールは、処理雰囲気を形成する気密な処理容器と、この処理容器内に設けられ、基板を載置し、冷却するための温調プレートと、前記処理容器内に現像液のミストを含む雰囲気ガスを供給する蒸気供給部と、前記温調プレートを、前記蒸気が基板上に結露する温度に調整するための温度調整部と、を備えるように塗布、現像装置を構成する。現像モジュールと洗浄モジュールとで並行して処理を行えるので、高いスループットが得られる。
【解決手段】現像モジュールと、洗浄モジュールと、前記現像モジュールにより現像された基板を前記洗浄モジュールに搬送する搬送機構と、を備え、前記現像モジュールは、処理雰囲気を形成する気密な処理容器と、この処理容器内に設けられ、基板を載置し、冷却するための温調プレートと、前記処理容器内に現像液のミストを含む雰囲気ガスを供給する蒸気供給部と、前記温調プレートを、前記蒸気が基板上に結露する温度に調整するための温度調整部と、を備えるように塗布、現像装置を構成する。現像モジュールと洗浄モジュールとで並行して処理を行えるので、高いスループットが得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にレジスト膜を形成し、露光された基板を現像する塗布、現像装置及び現像方法及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、半導体ウエハ（以下、ウエハという）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、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。前記塗布、現像装置に設けられた現像モジュールにおける従来のフォトレジスト（以下レジストという）の現像処理では、レジストが塗布され、所定のパターンに沿って露光されたウエハ表面にノズルから現像液を供給している。ウエハ面内の処理の均一性を得るために、前記現像液はウエハ表面全体に均一に液膜が形成されるように供給され、当該液膜によりレジストが溶解される。
【０００３】
このように現像液の液膜を形成する手法としては、長尺の吐出口を備えたノズルを移動させながら静止状態にあるウエハに現像液を吐出して、ウエハ表面全体に液盛りを行う手法（パドル現像）や、ウエハを鉛直軸回りに回転させながら例えば当該ウエハの径方向に沿って現像液を供給し、遠心力により現像液を塗り広げる手法（パドルレス現像）が知られている。
【０００４】
レジストを構成する材料の組成から考えて、現像液とレジストとの反応は比較的短時間で進行する。しかし、上記の各手法においては均一な液膜を形成するために多量の現像液を使用すると共に、時間をかけてこの現像液をウエハに供給している。このように現像液を供給する工程で多くの時間が費やされているために、現像液の供給を開始してからレジストとの反応を終了するまでにある程度の時間、例えばおおよそ３０秒〜６０秒を要している。
【０００５】
ところで、ウエハの露光処理として液浸露光処理が行われる場合があり、この液浸露光に用いられる液がウエハへ与える影響を抑えるために、レジストの撥水性が高くなる傾向にある。しかし、撥水性が高いレジストを用いた場合、上記の各手法で現像を行うと、現像液に濡れない箇所が発生しやすくなってしまう。また、ウエハの径は大きくなる傾向にあり、ウエハの径が大きくなるほど、高撥水性のレジスト表面において現像液に濡れない箇所が現れる傾向が顕著になる。従って、このような高撥水性のレジストに対して現像液の液膜を均一に形成するために、より多くの現像液が必要になってしまい、コスト高になること及び現像液の供給時間が更に長くなってしまい、塗布、現像装置の高スループット化が妨げられることが懸念されている。
【０００６】
そこで、現像液をミスト化してウエハに供給し、ウエハ表面全体に液膜を形成することを本発明者は検討している。ところで、従来の現像装置においては、同一の装置内にノズルから現像液を供給する機構と、ウエハを洗浄する洗浄機構とが設けられている。この洗浄機構は、上記の現像液の液膜が形成されたウエハに洗浄液を供給して洗浄処理を行う機構である。
【０００７】
上述の現像液のミストをウエハに供給する現像装置においても、従来の現像装置と同様に現像液のミストを供給する現像機構と、前記洗浄機構とを同じ装置内に設けることが考えられる。しかし、そうなるとウエハに現像液のミストを供給している間及び形成された現像液の液膜とレジストとを反応させている間、洗浄機構はウエハに対して処理を行うことができず、処理を停止し、待機していなければならない。逆に、洗浄機構により洗浄処理が行われている間、現像液のミストを供給する機構はウエハに対して処理を行うことができず、処理を停止し、待機していなければならない。このような結果として、十分なスループットの向上が図れないおそれがある。
【０００８】
特許文献１には霧状にした現像液を基板が収納されたチャンバ内に供給することが記載されている。ただし、基板はホットプレートで加熱されることにより温調されるので、処理中の現像液の蒸発量が多く、処理コストが高くなる懸念がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２７７７２６８（段落０１３９、１４１、１７８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板表面全体に均一性高く現像液の液膜を形成すると共に高いスループットが得られる塗布、現像装置、現像方法及びこの現像方法を実施するコンピュータプログラムを備えた記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の塗布、現像装置は、基板にレジスト膜を形成し、露光された基板を現像する塗布、現像装置において、
現像モジュールと、洗浄モジュールと、前記現像モジュールにより現像された基板を前記洗浄モジュールに搬送する搬送機構と、を備え、
前記現像モジュールは、処理雰囲気を形成する気密な処理容器と、この処理容器内に設けられ、基板を載置し、冷却するための温調プレートと、前記処理容器内の基板の表面に現像液のミストを供給する雰囲気ガス供給部と、を備え、
前記洗浄モジュールは、基板を載置する載置部と、この載置部に載置された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
例えば露光後、現像前の基板を加熱処理する加熱モジュールと、この加熱モジュールにて加熱処理された基板を前記現像モジュールに受け渡す主搬送機構と、を備え、
前記現像モジュールから洗浄モジュールに基板を搬送する搬送機構は、前記主搬送機構とは別個に設けられると共に、前記現像モジュールと洗浄モジュールと共に共通の筐体内に収納されていて現像ユニットを構成していてもよい。前記現像モジュールは複数段積層されていてもよい。
【００１３】
前記雰囲気ガス供給部は、基板の表面に現像液の液膜を形成するために現像液のミストを供給するものであることに代えて、基板の表面に現像液を結露させて液膜を形成するために当該処理容器内に現像液の蒸気を含む気体を供給するものであってもよく、前記温調プレートは基板表面に前記蒸気が結露するように基板の温度を制御してもよい。前記雰囲気ガス供給部は、例えば雰囲気ガスを加熱する加熱手段を備える。この場合、雰囲気ガスは、例えば加熱雰囲気における現像液の飽和温度よりも高い温度に加熱される。
【００１４】
本発明の現像方法は、レジスト膜が形成され、露光された基板を現像する現像方法において、
処理雰囲気を形成する気密な処理容器内に基板を搬入する工程と、
この処理容器内に設けられた温調プレートに基板を載置する工程と、
温調プレートで基板を冷却する工程と、
処理容器内に搬入された基板の表面に現像液のミストを含む雰囲気ガスを供給する工程と、
その後、前記基板を処理容器から搬出して洗浄モジュール内に搬入し、基板を洗浄液により洗浄する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
基板の表面に現像液のミストを供給することに代えて、基板の表面に現像液の蒸気を含む気体を供給する工程を含み、前記温調プレートは基板表面に前記蒸気が結露するように基板の温度を制御する工程を含んでいてもよい。例えば、前記雰囲気ガスを加熱手段により加熱する工程を含み、その場合例えば雰囲気ガスは、加熱雰囲気における現像液の飽和温度よりも高い温度に加熱される。
【００１６】
本発明の記憶媒体は、塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の現像方法を実施するためのものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板を冷却する温調プレートに載置された基板に現像液のミストを供給する現像モジュールと、基板に洗浄液を供給する洗浄モジュールと、前記現像モジュールにより現像された基板を前記洗浄モジュールに搬送する搬送機構と、を備えている。従って、現像モジュールと洗浄モジュールとで夫々基板を処理することができるので、スループットの低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の塗布、現像装置の平面図である。
【図２】前記塗布、現像装置の斜視図である。
【図３】前記塗布、現像装置の縦断側面図である。
【図４】前記塗布、現像装置に含まれる現像ユニットの斜視図である。
【図５】前記現像ユニットを構成する現像モジュールの縦断側面図である。
【図６】前記現像モジュールの平面図である。
【図７】現像ユニットに含まれる洗浄モジュールの縦断側面図である。
【図８】前記現像ユニットにより処理が行われる手順を示した工程図である。
【図９】前記現像ユニットにより処理が行われる手順を示した工程図である。
【図１０】前記現像ユニットにより処理が行われる手順を示した工程図である。
【図１１】ウエハ表面の変化を示す説明図である。
【図１２】塗布、現像装置の第１のブロックの他の構成例を示した平面図である。
【図１３】他の構成の現像モジュールの縦断側面図である。
【図１４】前記現像モジュールの横断平面図である。
【図１５】塗布、現像装置の第１のブロックのさらに他の構成例を示した平面図である。
【図１６】前記第１のブロックに含まれる現像ユニットの斜視図である。
【図１７】更に他の現像ユニットの縦断側面図及び横断平面図である。
【図１８】更に他の現像ユニットの縦断側面図である。
【図１９】前記現像モジュールにより処理が行われる手順を示した工程図である。
【図２０】評価試験により得られたウエハの縦断面図である。
【図２１】評価試験により得られたウエハの縦断面図である。
【図２２】評価試験により得られたパターンのＣＤの平均と３σを示すグラフ図である。
【図２３】評価試験により得られたパターンのＣＤの平均と３σを示すグラフ図である。
【図２４】評価試験により得られたパターンのＣＤの平均と３σを示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の現像システムが適用された塗布、現像装置１について説明する。図１には塗布、現像装置１に露光装置Ｃ４が接続されたレジストパターン形成システムの平面図を示しており、図２は同システムの斜視図である。また、図３は同システムの縦断面図である。この塗布、現像装置１にはキャリアブロックＣ１が設けられており、その載置台１１上に載置された密閉型のキャリアＣから受け渡しアーム１２がウエハＷを取り出して処理ブロックＣ２に受け渡し、処理ブロックＣ２から受け渡しアーム１２が処理済みのウエハＷを受け取ってキャリアＣに戻すように構成されている
【００２０】
前記処理ブロックＣ２は、図２に示すようにこの例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト膜の形成を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３を下から順に積層して構成されている。
【００２１】
処理ブロックＣ２の各層は平面視同様に構成されている。第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３を例に挙げて説明すると、ＣＯＴ層Ｂ３は塗布膜として例えば発水性のレジスト膜を形成するためのレジスト膜形成モジュールと、このレジスト膜形成モジュールにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理モジュール群を構成する棚ユニットと、前記レジスト膜形成モジュールと加熱・冷却系の処理モジュール群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ３と、により構成されている。例えばこのレジスト膜形成モジュールでは撥水性のポジレジストが塗布される。ただし、本発明の塗布、現像装置及び塗布、現像手法は、有機現像であっても適用することができ、ポジレジスト同様にネガレジストについても適用できる。有機現像とは有機物を主薬とする現像液を用いた現像である。
【００２２】
前記棚ユニットは搬送アームＡ３が移動する搬送領域Ｒ１に沿って配列され、夫々上記の加熱モジュール、冷却モジュールが積層されることにより構成される。加熱モジュールは載置されたウエハを加熱するための熱板を備えており、冷却モジュールは載置されたウエハを冷却するための冷却プレートを備えている。
【００２３】
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２については、前記レジスト膜形成モジュールに相当する反射防止膜形成モジュールが設けられ、このモジュールにおいてレジストの代わりに塗布液として反射防止膜形成用の薬液がウエハＷに供給されることを除けばＣＯＴ層Ｂ３と同様の構成である。
【００２４】
第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については一つのＤＥＶ層Ｂ１内にレジスト膜形成モジュールに対応する現像ユニット２０が２段に積層されている。この現像ユニット２０は、共通の筐体２１内にウエハＷに現像液の蒸気を供給する現像モジュール２と、現像後のウエハＷを洗浄する洗浄モジュール７を備えている。
現像ユニット２０の構成については後に詳述する。この現像ユニット２０に対向するように複数の積層されたモジュールからなる棚ユニットＵ１〜Ｕ５が設けられている。これら、棚ユニットＵ１〜Ｕ５は、現像処理前及び現像処理後で加熱処理を行う加熱モジュール１３により構成されている。
【００２５】
そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、２段の現像ユニット２０に含まれる各モジュールと、各加熱モジュール１３とにウエハＷを搬送するための主搬送機構である搬送アームＡ１が設けられている。つまり、２段の現像ユニットに対して搬送アームＡ１が共通化されている構成となっている。
【００２６】
更に処理ブロックＣ２には、図１及び図３に示すように棚ユニットＵ６が設けられ、キャリアブロックＣ１からのウエハＷは前記棚ユニットＵ６の一つの受け渡しモジュール、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しモジュールＣＰＬ２に順次搬送される。第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２は、この受け渡しモジュールＣＰＬ２からウエハＷを受け取って各ユニット（反射防止膜形成モジュール及び加熱・冷却系の処理ユニット群）に搬送し、これらユニットにてウエハＷには反射防止膜が形成される。
【００２７】
その後、ウエハＷは棚ユニットＵ６の受け渡しモジュールＢＦ２、受け渡しアームＤ１、棚ユニットＵ６の受け渡しモジュールＣＰＬ３に搬送され、そこで例えば２３℃に温度調整された後、搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜形成モジュールにてレジスト膜が形成される。更にウエハＷは、搬送アームＡ３→棚ユニットＵ６の受け渡しモジュールＢＦ３→受け渡しアームＤ１を経て棚ユニットＵ６における受渡しユニットＢＦ３に受け渡される。
【００２８】
一方ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ６に設けられた受け渡し部１６から棚ユニットＵ７に設けられた受け渡し部１７にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトル１８が設けられている。レジスト膜が形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１を介して受け渡しモジュールＢＦ３、から受け渡し部１６に搬送され、当該受け渡し部１６にてシャトル１８に受け渡され、棚ユニットＵ７の受け渡し部１７に直接搬送され、インターフェイスブロックＣ３に設けられたインターフェイスアーム１９に受け取られることになる。なお図３中のＣＰＬが付されている受け渡しモジュールは温調用の冷却モジュールを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しモジュールは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファモジュールを兼ねている。
【００２９】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアーム１９により露光装置Ｃ４に搬送され、ここで例えば液浸露光による露光処理が行われる。その後、ウエハＷは棚ユニットＵ７の受け渡しモジュールＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＣ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１の搬送アームＡ１によりＤＥＶ層Ｂ１の各モジュール間を搬送される。棚ユニットＵ３〜Ｕ５の加熱モジュールにて加熱（ポストエクスポージャベーク：ＰＥＢ）処理を受けた後、現像モジュール２にて後述のように現像液膜５０が形成され、洗浄モジュール７にて洗浄処理を受ける。その後、棚ユニットＵ３〜Ｕ５の加熱モジュールにてウエハＷは加熱（ポストベーク：ＰＯＳＴ）処理される。然る後、搬送アームＡ１により、ウエハＷは棚ユニットＵ６の受け渡しモジュールＴＲＳ１に受け渡され、その後、受け渡しアーム１２を介してキャリアＣに戻される。
【００３０】
この塗布、現像装置１では制御部１００により、各部の動作が制御される。制御部１００は、例えばコンピュータからなり、不図示のプログラム格納部を有している。このプログラム格納部には、後述の作用で説明する現像処理及び洗浄処理が行われるように命令が組まれた例えばソフトウエアからなるプログラムが格納されている。このプログラムが制御部１００に読み出されることで、制御部１００は装置の各部へ制御信号を送信する。それによって、各モジュールの動作及びモジュール間での受け渡しなどが制御される。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。
【００３１】
続いて図４を参照しながら現像ユニット２０について説明する。現像ユニット２は、筐体２１内の基台２３上に３基の現像モジュール２と、３基の洗浄モジュール７とを備えている。現像モジュール２は互いに積層されており、洗浄モジュール７と現像モジュール２とは搬送領域Ｒ１の形成方向に沿って設けられている。筐体２１には各モジュールと搬送アームＡ１との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送口２２が設けられている。筐体２１の内部は所定の湿度に保たれている。
【００３２】
続いて、図５及び図６を参照しながら現像モジュール２について説明する。図５、図６は夫々現像モジュール２の縦断側面図、平面図である。現像モジュール２は支持台２４を備え、支持台２４上には円形の温調プレート３が設けられており、温調プレート３の内部には温調された流体、例えば水の流路３１が形成されている。温調プレート３には温調水供給管３２、温調水回収管３３の各々の一端が接続されており、温調水供給管３２、温調水回収管３３の各々の他端はポンプ３４に接続されている。温調水供給管３２には温調部３５が介設されており、当該温調部３５に供給された水を加熱するためのヒータと、熱交換により前記水を冷却する冷媒の流路とを備えている。前記ヒータの出力及び前記冷媒の流通量が制御されることにより、ユーザが設定する温度に前記水が温調される。
【００３３】
温調水供給管３２、温調水回収管３３及び流路３１は温調水の循環路をなしており、ポンプ３４により温調水供給管３２に供給された水は、前記温調部３５にて温調されて流路３１に供給される。そして、ポンプ３４により流路３１から温調水回収管３３を介して回収され、繰り返し温調水供給管３２に供給されて温調される。このように温調水が流通することで、温調プレート３の表面全体の温度が均一に、且つ温調部３５にて温調される水の温度と同じ温度に制御される。そして、温調プレート３に載置されたウエハＷは、この温調プレート３表面と同じ温度に温調される。後述のようにウエハＷはこの温調プレート３に載置されることで冷却される。
【００３４】
温調プレート３の表面の中央部に吸引口３６が開口しており、温調プレート３の表面の周縁部には温調プレート３の周方向に沿って複数の吸引口３７が開口している。これら吸引口３６，３７には排気管３８の一端が各々接続されている。各排気管３８の他端は合流し、流量制御部３９を介して真空ポンプなどにより構成される排気手段４０に接続されている。流量制御部３９は、バルブやマスフローコントローラを備え、排気量を制御する。
【００３５】
温調プレート３の表面には、当該温調プレート３の周方向に３つの孔４１が配列されており、この孔４１には、温調プレート３の厚さ方向に３本の昇降ピン４２が挿通されている（図１では便宜上２本のみ図示している）。昇降ピン４２は、昇降機構４３により温調プレート３の表面にて突没し、搬送アームＡ１と温調プレート３との間でウエハＷの受け渡しを行う。温調プレート３内において、昇降ピン４２の周囲には既述の温調水の漏れを防ぐためのシール部材４４が設けられている。例えば昇降機構４３の下方側は筐体２４により囲まれる。
【００３６】
支持台２４において、温調プレート３を囲うように複数の排気口４５が開口しており、排気口４５には排気管４６の一端が接続されている。排気管４６の他端は合流し、流量制御部４７を介して前記排気手段４０に接続されている。流量制御部４７は、流量制御部３９と同様に構成されている。また、支持台２４上には排気口４５を囲うようにＯリング４８が設けられている。また、例えば排気管４６において流量制御部３９の上流側は３基の現像モジュール２で共有されている。
【００３７】
温調プレート３上には処理容器５が設けられており、この処理容器５は、下方が開口した扁平な円形状の容器として構成されている。処理容器５は、支持部５１を介して昇降機構５２に接続され、当該昇降機構５２により昇降自在に構成されている。図１に示すように処理容器５の下降時にはこの処理容器５の下端がＯリング４８に密着し、処理容器５内に気密な処理空間（処理雰囲気）Ｓが形成される。処理容器５の壁部には処理容器５の内壁を温調するヒータ５９が設けられている。処理容器５の天井部の中央下面には霧状にした現像液を処理空間Ｓに供給するためのノズル５３が設けられている。ノズル５３は、処理容器５の天井中央部に設けられた開口部５４を介して現像雰囲気ガス供給管５５の一端に接続されている。
【００３８】
現像雰囲気ガス供給管５５の他端は、現像雰囲気ガス加熱部５６、流量制御部５７をこの順に介して現像液が貯留された現像液供給源５８に接続されている。現像液供給源５８は不図示の圧送手段を備え、現像雰囲気ガス供給管５５の下流側に現像液を供給する。流量制御部５７は流量制御部３９、４７と同様にバルブやマスフローコントローラを備え、下流側への現像液の供給流量を制御する。現像雰囲気ガス加熱部５６は、現像雰囲気ガス供給管５５から供給された現像液と、後述の不活性ガス供給管６１から供給されたＮ2ガスとを混合し、現像液のミスト（以下、現像ミストという）を含んだ現像雰囲気ガスを生成することができる。
【００３９】
生成した現像雰囲気ガスは、現像雰囲気ガス供給管５５を介して処理空間Ｓに供給される。さらに、現像雰囲気ガス加熱部５６は例えばヒータなどの加熱手段を備えており、この現像雰囲気ガスを加熱し、所定の温度に調整することができる。例えば現像処理時に流量制御部５７により現像雰囲気ガス加熱部５６に供給される現像液の供給流量及び現像雰囲気ガスの温度はウエハＷの処理ごとに一定となるように制御される。また、処理空間Ｓへの現像雰囲気ガスの供給時間もウエハＷ毎に一定になるように制御され、排気口４５及び吸引口３６、３７からの排気量も例えばウエハＷの処理ごとに一定となるように制御される。これによって、各ウエハＷに一定の量の現像ミストが付着し、所定の厚さの現像液膜５０が形成される。現像雰囲気ガス供給管５５及び現像雰囲気ガス加熱部５６は、現像雰囲気ガス供給部を構成する
【００４０】
現像雰囲気ガス加熱部５６には不活性ガス供給管６１の一端が接続されている。不活性ガス供給管６１の他端は、流量制御部６３を介して不活性ガス例えばＮ2ガスが貯留されたＮ2ガス供給源６４に接続されている。Ｎ2ガスは、上記のように現像雰囲気ガスに含まれた状態で、処理空間Ｓに供給することもできるし、パージガスとして、現像雰囲気ガス供給管５５を介して単独で処理空間Ｓに供給することもできる。また、Ｎ2ガスはこのように単独で処理空間Ｓに供給される場合でも、現像雰囲気ガス加熱部５６にて、例えば所定の温度に加熱されて供給される。
【００４１】
そして、このような現像液膜５０が形成されてから、予め設定された時間が経過したときに、現像液膜５０を構成する液分が除去されてウエハＷ表面は乾燥した状態にされ、現像液とレジストとの反応が停止する。その後、ウエハＷは洗浄モジュール７に搬送され、洗浄処理を受けて、レジストパターンが解像される。
【００４２】
続いて、洗浄モジュール７について、その縦断側面図である図９を参照しながら説明する。洗浄モジュール７は、ウエハＷの裏面中央部を吸着して水平に保持する載置部であるスピンチャック７１を備え、スピンチャック７１は回転駆動機構７２を介してウエハＷを保持した状態で鉛直軸回りに回転自在に構成される。また、スピンチャック７１上のウエハＷを囲むようにして、上方側に開口部７３を備えたカップ７４が設けられている。カップ７４の底部側には例えば凹部状をなす液受け部７５が設けられており、液受け部７５は、隔壁７６によりウエハＷの周縁下方側に全周に亘って外側領域と内側領域とに区画されている。外側領域の底部には排液口７７が設けられ、内側領域の底部には処理雰囲気を排気するための排気口７８が設けられている。
【００４３】
図中８１は昇降ピンであり、カップ７４内に３本設けられている（図９では便宜上２本のみ表示している）。昇降機構８２が昇降ピン８１を昇降させ、当該昇降ピン８１により、搬送アームＡ１とスピンチャック７１との間でウエハＷが受け渡される。また、図４に示すように基台２３には駆動機構８３が設けられている。駆動機構８３はガイド８４に沿って洗浄モジュール７の配列方向に沿って移動すると共に当該駆動機構８３に接続されたアーム８５を昇降させる。前記アーム８５には、各洗浄モジュール７で共用される洗浄液供給部である洗浄液供給ノズル８６が設けられている。洗浄モジュール７の側方には洗浄液供給ノズル８６を待機させるための待機部８７が設けられている。
【００４４】
続いて、現像モジュール２及び洗浄モジュール７による処理の手順について、各装置の動作を説明した図８〜図１０及びウエハＷの表面状態を示した図１１を参照しながら説明する。温調プレート３の流路３１には温調水が供給され、例えば温調プレート３表面が、予め設定された温度例えば２０℃に温調される。また、排気口４５及び吸引口３６、３７から所定の排気量で排気が行われると共にヒータ５９により処理容器５の内壁の温度が、例えばウエハＷに供給される現像雰囲気ガスの温度と同じ温度に温調される。続いて、搬送アームＡ１がＰＥＢ処理されたウエハＷを保持した状態で、現像ユニット２０の筐体２１内に進入し、温調プレート３上へウエハＷを搬送する。図１１（ａ）はこのときのウエハＷを示しており、その表面のレジスト膜９１は、露光部９２と非露光部９３とからなる。
【００４５】
昇降ピン４２が上昇し、ウエハＷを保持する（図８（ａ））。搬送アームＡ１が後退し、昇降ピン４２が下降して、ウエハＷが温調プレート３に載置され、ウエハＷの中央部、周縁部が吸引口３６、３７に夫々吸引されて、ウエハＷの裏面全体が温調プレート３の表面に密着し、ウエハＷ全体が温調プレート３の表面温度と同じ温度になるように冷却されると共に処理容器５が下降して処理空間Ｓが形成される（図８（ｂ））。
【００４６】
現像雰囲気ガス加熱部５６により現像ミストを含んだ現像雰囲気ガスが生成し、処理空間Ｓに供給され、前記現像ミストがウエハＷに付着して、所定の膜厚の現像液膜５０が形成されると（図８（ｃ））、前記現像雰囲気ガスの供給と、排気口４５からの排気とが停止し、現像液膜５０とレジストとの反応が進行する（図９（ａ）、図１１（ｂ））。後に現像液膜５０の除去を行うこと及び現像液の省液化の観点から、現像液膜の５０膜厚Ｈ１が例えば１μｍ〜１００μｍになるように現像ミストの付着量が制御される。
【００４７】
処理空間Ｓへ前記現像雰囲気ガスの供給を開始してから予め設定された時間が経過したときに、排気口４５からの排気が再び開始されると共に処理空間Ｓに所定の温度に加熱されたＮ2ガスが供給され（図９（ｂ））、処理空間Ｓの現像雰囲気ガスがパージされて除去されると共にウエハＷの表面がＮ2ガスにより乾燥された状態となる（図９（ｃ）、図１１（ｃ））。その後、Ｎ2ガスの供給が停止し、昇降ピン４２がウエハＷを温調プレート３から浮かせると共に処理容器５が上昇して処理空間Ｓが外部雰囲気に開放される。然る後、搬送アームＡ１がウエハＷを受け取り（図１０（ａ））、洗浄モジュール７へと搬送し、昇降ピン８１によりウエハＷがスピンチャック７１に受け渡される。
【００４８】
スピンチャック７１はウエハＷを保持した状態で回転すると共に待機部８５から洗浄液供給ノズル８６がウエハＷの中心上に移動して当該ウエハＷの中心に洗浄液７０を供給する。遠心力により洗浄液７０はウエハＷ表面を周縁部に向けて広がる（図１０（ｂ））。図１１（ｄ）に示すように露光部９２が、この洗浄液７０に押し流されてウエハＷ表面から除去されて、レジストパターンが解像される。洗浄液の供給が停止した後、ウエハＷの回転により洗浄液が振り切られてウエハＷが乾燥し（図１１（ｅ））、ウエハＷは搬送アームＡ１により洗浄モジュール７から搬出される。
【００４９】
この塗布、現像装置１では、現像液膜の形成及びウエハＷの乾燥処理を行う現像モジュール２と、現像モジュール２での処理後のウエハＷを洗浄する洗浄モジュール７とが設けられている。従って、現像モジュール２での現像処理、洗浄モジュール７での洗浄処理を夫々並行して行うことができるので、スループットの向上を図ることができる。また、現像モジュール２はミスト状にした現像液を供給する装置であるため、現像液を供給するためのノズルの移動機構や、ウエハＷを保持した状態で回転させる回転機構などが不要であるので、当該現像モジュール２の大型化を抑えることができる。従って、この実施形態のように現像液を供給するモジュールと洗浄液を供給するモジュールとを分けても、塗布、現像装置１の大型化を抑えることができる。
【００５０】
また、従来のノズルから現像液を供給して現像を行う現像モジュールを用いた塗布、現像処理工程においては、ＰＥＢ処理後、ウエハＷを冷却モジュールに搬送し、所定の温度に冷却してから前記現像モジュールに搬送する場合があった。このように冷却を行うのは、ウエハＷの面内の各部間及びウエハＷ間で温度を揃え、レジストパターンの線幅の差を低減させるためである。しかし、この現像モジュール２では、前記冷却モジュールと同様に温調プレート３がウエハＷを冷却しているので、加熱モジュールで加熱及び粗冷却したウエハＷを前記冷却モジュールに搬送して冷却する必要が無く、ＰＥＢ処理後、直接現像モジュール２に搬送して処理を行うことができる。従って、より高くスループットの向上を図ることができる。また、このように温調プレート３でウエハＷを冷却することで、ウエハＷを加熱することにより温調する場合に比べて、現像処理中に現像液の揮発が抑えられる。従って、現像液の使用量の低減を図ることができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
続いて図１２に第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１の他の構成例を示す。この例では棚ユニットＵ１のモジュールが現像モジュール１０１として構成されている。また、第１の現像ユニット２０に相当するユニットは洗浄処理ユニット２Ａとして構成されている。洗浄処理ユニット２Ａは、洗浄モジュール７が横方向に４基配列されていること及び現像モジュール２が設けられていないことを除いて現像ユニット２０と同様に構成されている。
【００５２】
現像モジュール１０１についてその縦断側面図、横断平面図である図１３、図１４を夫々参照しながら現像モジュール２との差異点について説明する。この現像モジュール１０１は筐体１０２内が仕切り板１０３により上下に仕切られ、仕切り板１０３の上側領域には冷却プレート１０５が設けられている。冷却プレート１０５は概ね円形に形成されており、前記搬送アームＡ１との間でウエハＷの受け渡しを行う際に、当該搬送アームＡ１と干渉しないように側周から中央に向かう切り欠き１０６が設けられている。冷却プレート１０５はその裏面側に例えば温度調整された水を流すための図示しない流路を備えており、加熱モジュール１３で加熱処理されたウエハＷが冷却プレート１０５に載置されると、当該ウエハＷが冷却される。
【００５３】
また、仕切り板１０３の下側の下方領域には駆動部１０７が設けられている。図中１０８はウエハＷの搬送口であり、駆動部１０７は冷却プレート１０５を搬送口１０８側と温調プレート３側との間で移動させてウエハＷを搬送する。冷却プレート１０５にはスリット１０９，１１０が設けられ、昇降ピン４２がこのスリット１０９、１１０を介して冷却プレート１０５の表面上に突出する。
【００５４】
この第２の実施形態においては、ウエハＷを保持した搬送アームＡ１が冷却プレート１０５上に位置した後、下降し、ウエハＷが冷却プレート１０５に受け渡される。その後、冷却プレート１０５はウエハＷを所定の温度に冷却しながら温調プレート３上に移動して、第１の実施形態と同様にウエハＷが昇降ピン４２に受け渡される。その後、ウエハＷは第１の実施形態と同様の現像処理を受けた後、昇降ピン４２から冷却プレート１０５に受け渡される。そして、搬送アームＡ１は、冷却プレート１０５にウエハＷを受け渡したときと逆の動作で当該冷却プレート１０５からウエハＷを受け取る。その後、搬送アームＡ１によりウエハＷは洗浄モジュール７に搬送され、洗浄処理を受ける。この第２の実施形態のように第１のブロックＢ１を構成しても現像モジュール１０１、洗浄モジュール７で夫々現像液の供給処理、洗浄処理を夫々並行して行うことができる。従って、第１の実施形態と同様にスループットの低下を抑えることができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
続いて、図１５に示した第１のブロックＢ１のさらに他の構成例について、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。図１５の第１のブロックＢ１には、現像ユニット２０の代わりに現像ユニット２０Ａが設けられており、現像ユニット２０Ａには現像モジュール２から洗浄モジュール７へウエハＷの搬送を行う搬送手段１１１が設けられている。図１６には、現像ユニット２０Ａの筐体２１内の斜視図を示している。基台２３上には洗浄モジュール７及び現像モジュールの配列方向に沿って伸びるガイド１１２が形成されている。搬送手段１１１を構成する水平移動部１１３が、このガイド１１２の伸長方向に沿って水平移動する。水平移動部１１３には昇降自在に構成された昇降部１１４が接続されており、この昇降部１１４には搬送アーム１１５が設けられている。搬送アーム１１５は各モジュールに対して進退自在に構成されており、現像モジュール２の昇降ピン４２及び洗浄モジュール７の昇降ピン８１との間でウエハＷの受け渡しを行うことができるようになっている。
【００５６】
この現像ユニット２０Ａを備えた第１のブロックＢ１おけるウエハＷの搬送経路を説明する。加熱モジュール１３にてＰＥＢ処理を受けたウエハＷは、搬送アームＡ１により現像モジュール２に受け渡され、第１の実施形態と同様に処理を受けた後、搬送アーム１１５により洗浄モジュール７に搬送される。洗浄処理後、ウエハＷは、搬送アームＡ１により加熱モジュール１３に搬送されＰＯＳＴ処理を受ける。このように第１のブロックＢ１を構成しても現像モジュール１０１、洗浄モジュール７で夫々現像液の供給処理、洗浄処理を夫々並行して行うことができる。従って、第１の実施形態と同様にスループットの低下を抑えることができる。また、この第３の実施形態によれば、現像モジュールから洗浄モジュールへの搬送が、搬送アームＡ１と別体の搬送アーム１１５により行われる。従って、搬送アームＡ１の負荷が抑えられ、スループットの低下をより確実に抑えることができる。
【００５７】
（第３の実施形態の変形例）
既述のようにＤＥＶ層Ｂ１に現像ユニットは２段に積層されている。上記の第３の実施形態において搬送手段１１１は例えば各層毎に設けられているが、これら各層の搬送手段を共通化し、上層のモジュールと下層のモジュールとの間でウエハＷを搬送してもよい。図１７（ａ）、（ｂ）にはそのようにウエハＷを搬送できるように構成した現像ユニット２０Ｂの正面図、平面図を夫々示している。筐体２１の奥側（搬送口２２の反対側）は上下に連通しており、水平移動部１１３が下層から上層に向かって伸び、搬送アーム１１５が上層側及び下層側の各現像モジュール２及び洗浄モジュール７にアクセスすることができる。
【００５８】
また、現像ユニット２０及び２０Ａにおける現像モジュール２の位置及び数としては上記の例に限られず、例えば、図１８に示すように処理ユニット２の長さ方向の両端に現像モジュール２を配置してもよい。
【００５９】
上記の各実施形態で、現像ミストの最大粒子径は例えば５０μｍ以下であり、平均粒子径は例えば１０μｍ以下である。このように粒子径を制御し、現像ミストをいわゆるドライフォグとすることで、現像処理を行う際にウエハＷ以外の箇所が現像液に濡れてしまうことを抑えることができる。それによって、現像欠陥やパーティクルの発生を抑えることができる。また、上記の現像雰囲気ガスの形成方法としては、現像液を加熱することに限られず、現像液に超音波を印加してもよい。
【００６０】
ところで、現像液膜５０の形成手法としては、上記の例に限られない。例えば現像雰囲気ガス加熱部５６において現像雰囲気ガスを、現像液の飽和温度よりも高い温度、例えば５０℃に加熱し、現像液の蒸気（以下、現像蒸気と記載する）を生成する。そのように温度制御した現像雰囲気ガスを処理空間Ｓに供給すると共に温調プレート３によりウエハＷを冷却して、前記現像蒸気をウエハＷ表面に結露させてもよい。この場合の現像モジュール１２１での処理工程について説明する。
【００６１】
先ず、ヒータ５９は処理容器５の内壁を、現像雰囲気ガスが結露しにくい温度に維持する。現像雰囲気ガスが結露しにくい温度とは、現像雰囲気ガスが結露しない温度も含み、処理空間Ｓに供給される現像雰囲気ガスに含まれる、現像液の蒸気の露点よりも高い温度のことを言う。そして、ウエハＷが温調プレート３に載置されて、現像雰囲気ガスに含まれる現像蒸気の露点以下の温度に温調されると共に処理空間Ｓが形成される（図１９（ａ））。処理空間Ｓに現像雰囲気ガスが供給され、前記現像蒸気がウエハＷ表面に結露し（図１９（ｂ））、所定の膜厚の現像液膜５０が形成されると、現像蒸気の供給及び排気口４５からの排気が停止する。その後、既述の第１の実施形態と同様にＮ2ガスが供給され、処理空間Ｓの現像雰囲気ガスが除去されると共にウエハＷが乾燥される。
【００６２】
このような現像雰囲気ガスをウエハＷに供給する場合でも、既述の各実施形態と同様の効果が得られる。このように現像蒸気を供給する場合、処理空間Ｓ形成時には昇降ピン４２がウエハＷを浮いた状態で保持し、処理空間Ｓへ現像雰囲気ガスを供給した後にウエハＷを温調プレート３に載置して現像液膜５０を形成してもよい。処理中に温調プレート３に結露した現像液は吸引口３６、３７から吸引される。また、現像雰囲気ガスは、現像ミスト及び現像蒸気の両方を含んでいてもよく、その場合は現像ミストの付着分と現像蒸気の結露分とにより、現像液膜５０が形成される。
【００６３】
また、上記のように現像液を結露させて現像液膜５０を形成する場合でもウエハＷの乾燥は、他の実施形態の乾燥手法が適用でき、処理空間Ｓを開放することにより行ってもよい。その他に例えば、昇降ピン４２を介してウエハＷを温調プレート３から浮き上がらせ、処理空間Ｓに残留している現像蒸気の熱によりウエハＷを乾燥してもよい。各乾燥工程を開始するタイミングとしては、例えば現像液とレジストとの反応が終了した時点であり、つまり洗浄処理を行ったとした場合に不要なレジストを除去できる時点である。
【００６４】
また、各実施形態において、処理容器５のヒータ５９により処理容器５の内壁を加熱する代わりに、例えば現像雰囲気ガス加熱部５６で加熱されたＮ2ガスを単独で処理空間Ｓに供給し、処理容器５の内壁を加熱してもよい。それによって前記内壁を、前記現像蒸気が結露する温度よりも高い温度にし、その後、上記の現像雰囲気ガスを供給して、現像雰囲気ガス中の現像蒸気が当該内壁で結露することを抑えてもよい。
【００６５】
また、ウエハＷを乾燥状態にする手法は上記のＮ2ガスを供給する手法に限られない。例えば上記の処理工程で、ウエハＷに現像液膜５０を形成した後、ウエハＷを温調プレート３に載置してから予め設定した時間が経過したときに、当該ウエハＷが温調プレート３上にある状態で処理容器５を上昇させて、処理空間Ｓを外部雰囲気に開放してもよい。処理空間Ｓが開放されることによって処理容器５の外部の空気がウエハＷの周囲に流れ、ウエハＷの周囲の現像蒸気の分圧が低下するため、現像液膜５０の蒸気圧が低下する。その結果、現像液膜５０の液分が蒸発して、ウエハＷ表面が乾燥した状態となる。また、このようなウエハＷが乾燥された状態とは、現像液を構成する液分が除去された状態であり、現像液を構成する他の成分はウエハＷに付着していてよい。前記液分を除去すれば現像液とレジストとの反応が停止することが後述の評価試験で確認されている。
【００６６】
（評価試験）
評価試験１
レジストが塗布され、所定のパターンに沿って露光されたウエハＷ１〜ウエハＷ３に夫々ノズルにより現像液を供給した。ウエハＷ１については現像液供給後のレジストの断面を撮像した。ウエハＷ２については現像液供給後に洗浄液を２秒供給した後、レジストの断面を撮像した。ウエハＷ３については現像液供給後に洗浄液を１３秒供給した後、レジストの断面を撮像した。また、各ウエハＷ１〜Ｗ３に塗布するレジストの種類を変更して、同様の実験を行った。
【００６７】
図２０はこの評価試験１の結果を示している。図２０（ａ）〜（ｃ）が互いに同じレジストを用いたウエハＷ１〜Ｗ３の撮像結果であり、図２０（ｄ）〜（ｆ）が互いに同じレジストを用いたウエハＷ１〜Ｗ３の撮像結果である。いずれのレジストを用いた場合であっても、洗浄液が供給されていないウエハＷ１についてはパターンの解像が進行していなかった。それに対して、洗浄液が供給されたウエハＷ２、Ｗ３についてはパターンが解像されていた。この実験の結果から露光されたレジストは、現像液が供給された段階ではなく、洗浄液が供給された段階で溶出を開始する。つまり、現像液により溶解された残渣を掻き出しているのではないことが分かる。従って、現像処理を行うにあたり、レジストに供給する現像液は少量であってもよいことが考えられる。この実験により本発明者は、上記の各実施形態のように、ウエハＷ表面に現像ミストを供給することで現像液の薄膜を形成することに思い至った。
【００６８】
評価試験２
評価試験１と同様に露光されたウエハＷ１、Ｗ２を用意した。ウエハＷ１についてはスピンチャックに載置し、そのスピンチャックにより鉛直軸回りに回転させながら、ノズルより現像液を供給した。現像液を供給しながら当該現像液の供給位置を、ウエハＷ１の周縁部から中心部に向けて径方向に移動させ、その後は中心部に向けて所定の時間現像液の供給を続けた。現像液供給後、ウエハＷ１に洗浄液を供給して現像液を除去し、レジストの断面を撮像した。
【００６９】
また、ウエハＷ２については容器本体と上蓋とからなる処理容器内に搬送した。上蓋を閉じて、処理容器内に気密な処理空間を形成した後、当該処理空間を排気しながら、第４の実施形態と同様に現像ミストを処理空間に供給して、処理雰囲気を形成した。現像ミスト供給後、ウエハＷ１に洗浄液を供給して現像液を除去し、レジストの断面を撮像した。
【００７０】
図２１（ａ）（ｂ）はウエハＷ１の撮像結果を、図２１（ｃ）（ｄ）はウエハＷ２の撮像結果を、夫々示している。このようにウエハＷ１とＷ２とで形成されたパターンの形状に殆ど差が見られなかった。この実験からミスト状にした現像液を用いてもノズルから現像液を供給する場合と同様に現像を行うことができることが示された。
【００７１】
評価試験３
評価試験１、２と同様に露光されたウエハＷを複数枚用意した。容器本体と上蓋とからなる処理容器に順次ウエハＷを搬送し、上蓋を閉じて気密な処理空間を形成した後、処理空間を排気しながら、当該処理空間に前記現像ミストを供給して処理雰囲気を形成した。現像ミストの供給時間は４５秒、６０秒、９０秒と夫々ウエハＷ毎に変更した。現像ミスト供給後は、上蓋を開いて処理空間を外部雰囲気に開放した後、ウエハＷを取り出し、当該ウエハＷに洗浄処理を行った。そして、各ウエハＷ面内の各所におけるレジストパターンのＣＤの平均を算出すると共にＣＤについて、ばらつきの指標である３σを算出した。現像ミストの供給時間が４５秒、６０秒、９０秒である実験を、夫々評価試験３−１、３−２、３−３とする。
【００７２】
評価試験４
評価試験２と同様にノズルから現像液を供給し、洗浄処理を行ったウエハＷについても評価試験４と同様にＣＤの平均及び３σを算出した。ノズルからの現像液の供給時間は、ウエハＷごとに変更した。この供給時間が短い順に夫々評価試験４−１、４−２、４−３とする。
【００７３】
評価試験５
ウエハＷの径方向に伸びる吐出口を備えたノズルをウエハＷの一端側から他端側へ、現像液を吐出しながら移動させてウエハＷに液盛りを行った後、洗浄処理を行った。現像液の供給時間はウエハＷ毎に変更しており、この供給時間が３０秒、６０秒であるものを夫々評価試験５−１、５−２とする。
【００７４】
図２２は評価試験３〜５の結果を示している。図中の棒グラフが各評価試験のＣＤ平均を、図中の点が各評価試験の３σを夫々示している。この結果から、現像ミストとして現像液を供給する場合も、ノズルにより現像液を供給する場合と同様に現像液の供給時間が長くなるとＣＤ平均が小さくなっていくことが分かる。また、３σについては、現像ミストとして現像液を供給する場合と、ノズルにより現像液を供給する場合との間で大きな差はない。これらの評価試験の結果から現像ミストによる現像は、ノズルにより現像液を供給する現像に比べてパターン形状に大きな影響を与えないことが示された。
【００７５】
評価試験６
評価試験３と同様に、露光されたウエハＷが搬入された処理空間を排気しながら、当該処理空間に現像ミストを供給した。現像ミストの供給時間は３０秒とした。現像ミストの供給停止後、処理空間を外部雰囲気に開放してウエハＷ表面を乾燥させ、その後にウエハＷの洗浄処理を行った。そして、評価試験３と同様にレジストパターンのＣＤの平均とＣＤの３σを算出した。現像ミストの供給停止から処理空間の開放までの時間はウエハＷ毎に設定し、夫々３０秒、１８０秒とした。この開放までの時間が３０秒であるものを評価試験６−１とし、１８０秒であるものを６−２とする。
【００７６】
また、現像ミストの供給時間を６０秒にして評価試験６−１、６−２と同様の実験を行った。現像ミストの供給停止から前記処理空間の開放までの時間はウエハＷ毎に変更し、夫々０秒、３０秒、１８０秒とした。この開放までの時間が０秒、３０秒、１８０秒であるものを夫々６−３、６−４、６−５とする。
【００７７】
図２３は評価試験６の結果を示している。図中の棒グラフがＣＤの平均を、図中の点がＣＤの３σを夫々示している。評価試験６−５では評価試験６−１〜６−４に比べて３σが若干大きくなっている。つまり、評価試験６−５ではパターンのＣＤのばらつきが若干大きくなっている。また、処理空間を開放するまでの時間が長くなるにつれて、ＣＤの平均が小さくなっている。これは現像ミストの供給を停止しても、処理空間に残った現像ミストによりウエハＷ表面が乾燥せず、現像が進んだためであると考えられる。この評価試験６の結果から、パターン形状は、ウエハＷ表面が乾燥するまでの時間により影響されることが分かる。
【００７８】
評価試験７
評価試験３と同様に、露光されたウエハＷが搬入された処理空間を排気しながら、当該処理空間に現像ミストを供給した。現像ミストの供給時間は６０秒とした。現像ミストの供給停止後、処理空間を開放してウエハＷ表面を乾燥させ、その後にウエハＷの洗浄処理を行った。処理空間を開放してから洗浄処理を行うまでの時間はウエハＷ毎に設定し、夫々１０秒、４５秒、９０秒、１８０秒、６００秒とした。洗浄処理後は、評価試験３と同様にレジストパターンのＣＤの平均とＣＤの３σを算出した。洗浄処理を行うまでの時間が１０秒、４５秒、９０秒、１８０秒、６００秒であるものを夫々評価試験７−１、７−２、７−３、７−４、７−５とする。
【００７９】
図２４は評価試験７の結果を示している。図中の棒グラフがＣＤの平均を、図中の点がＣＤの３σを夫々示している。各評価試験間でＣＤの平均及び３σは大きく変動していない。従って、ウエハＷの乾燥を行ってから洗浄処理を行うまでの時間はパターンの形状に大きく影響しないことが分かる。従って、上記のようにウエハＷ表面を乾燥させた後、洗浄モジュールまでウエハＷを搬送して洗浄処理を行うことが可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００８０】
Ｗ ウエハ
Ｓ 処理空間
１ 塗布、現像装置
２ 現像モジュール
２０ 現像ユニット
３ 温調プレート
３５ 温調部
３６、３７ 吸引口
４２ 昇降ピン
４３ 昇降機構
４５ 排気口
５ 処理容器
５６ 現像蒸気供給部
７ 洗浄モジュール
１００ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にレジスト膜を形成し、露光された基板を現像する塗布、現像装置及び現像方法及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、半導体ウエハ（以下、ウエハという）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、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。前記塗布、現像装置に設けられた現像モジュールにおける従来のフォトレジスト（以下レジストという）の現像処理では、レジストが塗布され、所定のパターンに沿って露光されたウエハ表面にノズルから現像液を供給している。ウエハ面内の処理の均一性を得るために、前記現像液はウエハ表面全体に均一に液膜が形成されるように供給され、当該液膜によりレジストが溶解される。
【０００３】
このように現像液の液膜を形成する手法としては、長尺の吐出口を備えたノズルを移動させながら静止状態にあるウエハに現像液を吐出して、ウエハ表面全体に液盛りを行う手法（パドル現像）や、ウエハを鉛直軸回りに回転させながら例えば当該ウエハの径方向に沿って現像液を供給し、遠心力により現像液を塗り広げる手法（パドルレス現像）が知られている。
【０００４】
レジストを構成する材料の組成から考えて、現像液とレジストとの反応は比較的短時間で進行する。しかし、上記の各手法においては均一な液膜を形成するために多量の現像液を使用すると共に、時間をかけてこの現像液をウエハに供給している。このように現像液を供給する工程で多くの時間が費やされているために、現像液の供給を開始してからレジストとの反応を終了するまでにある程度の時間、例えばおおよそ３０秒〜６０秒を要している。
【０００５】
ところで、ウエハの露光処理として液浸露光処理が行われる場合があり、この液浸露光に用いられる液がウエハへ与える影響を抑えるために、レジストの撥水性が高くなる傾向にある。しかし、撥水性が高いレジストを用いた場合、上記の各手法で現像を行うと、現像液に濡れない箇所が発生しやすくなってしまう。また、ウエハの径は大きくなる傾向にあり、ウエハの径が大きくなるほど、高撥水性のレジスト表面において現像液に濡れない箇所が現れる傾向が顕著になる。従って、このような高撥水性のレジストに対して現像液の液膜を均一に形成するために、より多くの現像液が必要になってしまい、コスト高になること及び現像液の供給時間が更に長くなってしまい、塗布、現像装置の高スループット化が妨げられることが懸念されている。
【０００６】
そこで、現像液をミスト化してウエハに供給し、ウエハ表面全体に液膜を形成することを本発明者は検討している。ところで、従来の現像装置においては、同一の装置内にノズルから現像液を供給する機構と、ウエハを洗浄する洗浄機構とが設けられている。この洗浄機構は、上記の現像液の液膜が形成されたウエハに洗浄液を供給して洗浄処理を行う機構である。
【０００７】
上述の現像液のミストをウエハに供給する現像装置においても、従来の現像装置と同様に現像液のミストを供給する現像機構と、前記洗浄機構とを同じ装置内に設けることが考えられる。しかし、そうなるとウエハに現像液のミストを供給している間及び形成された現像液の液膜とレジストとを反応させている間、洗浄機構はウエハに対して処理を行うことができず、処理を停止し、待機していなければならない。逆に、洗浄機構により洗浄処理が行われている間、現像液のミストを供給する機構はウエハに対して処理を行うことができず、処理を停止し、待機していなければならない。このような結果として、十分なスループットの向上が図れないおそれがある。
【０００８】
特許文献１には霧状にした現像液を基板が収納されたチャンバ内に供給することが記載されている。ただし、基板はホットプレートで加熱されることにより温調されるので、処理中の現像液の蒸発量が多く、処理コストが高くなる懸念がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２７７７２６８（段落０１３９、１４１、１７８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板表面全体に均一性高く現像液の液膜を形成すると共に高いスループットが得られる塗布、現像装置、現像方法及びこの現像方法を実施するコンピュータプログラムを備えた記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の塗布、現像装置は、基板にレジスト膜を形成し、露光された基板を現像する塗布、現像装置において、
現像モジュールと、洗浄モジュールと、前記現像モジュールにより現像された基板を前記洗浄モジュールに搬送する搬送機構と、を備え、
前記現像モジュールは、処理雰囲気を形成する気密な処理容器と、この処理容器内に設けられ、基板を載置し、冷却するための温調プレートと、前記処理容器内の基板の表面に現像液のミストを供給する雰囲気ガス供給部と、を備え、
前記洗浄モジュールは、基板を載置する載置部と、この載置部に載置された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
例えば露光後、現像前の基板を加熱処理する加熱モジュールと、この加熱モジュールにて加熱処理された基板を前記現像モジュールに受け渡す主搬送機構と、を備え、
前記現像モジュールから洗浄モジュールに基板を搬送する搬送機構は、前記主搬送機構とは別個に設けられると共に、前記現像モジュールと洗浄モジュールと共に共通の筐体内に収納されていて現像ユニットを構成していてもよい。前記現像モジュールは複数段積層されていてもよい。
【００１３】
前記雰囲気ガス供給部は、基板の表面に現像液の液膜を形成するために現像液のミストを供給するものであることに代えて、基板の表面に現像液を結露させて液膜を形成するために当該処理容器内に現像液の蒸気を含む気体を供給するものであってもよく、前記温調プレートは基板表面に前記蒸気が結露するように基板の温度を制御してもよい。前記雰囲気ガス供給部は、例えば雰囲気ガスを加熱する加熱手段を備える。この場合、雰囲気ガスは、例えば加熱雰囲気における現像液の飽和温度よりも高い温度に加熱される。
【００１４】
本発明の現像方法は、レジスト膜が形成され、露光された基板を現像する現像方法において、
処理雰囲気を形成する気密な処理容器内に基板を搬入する工程と、
この処理容器内に設けられた温調プレートに基板を載置する工程と、
温調プレートで基板を冷却する工程と、
処理容器内に搬入された基板の表面に現像液のミストを含む雰囲気ガスを供給する工程と、
その後、前記基板を処理容器から搬出して洗浄モジュール内に搬入し、基板を洗浄液により洗浄する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
基板の表面に現像液のミストを供給することに代えて、基板の表面に現像液の蒸気を含む気体を供給する工程を含み、前記温調プレートは基板表面に前記蒸気が結露するように基板の温度を制御する工程を含んでいてもよい。例えば、前記雰囲気ガスを加熱手段により加熱する工程を含み、その場合例えば雰囲気ガスは、加熱雰囲気における現像液の飽和温度よりも高い温度に加熱される。
【００１６】
本発明の記憶媒体は、塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の現像方法を実施するためのものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板を冷却する温調プレートに載置された基板に現像液のミストを供給する現像モジュールと、基板に洗浄液を供給する洗浄モジュールと、前記現像モジュールにより現像された基板を前記洗浄モジュールに搬送する搬送機構と、を備えている。従って、現像モジュールと洗浄モジュールとで夫々基板を処理することができるので、スループットの低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の塗布、現像装置の平面図である。
【図２】前記塗布、現像装置の斜視図である。
【図３】前記塗布、現像装置の縦断側面図である。
【図４】前記塗布、現像装置に含まれる現像ユニットの斜視図である。
【図５】前記現像ユニットを構成する現像モジュールの縦断側面図である。
【図６】前記現像モジュールの平面図である。
【図７】現像ユニットに含まれる洗浄モジュールの縦断側面図である。
【図８】前記現像ユニットにより処理が行われる手順を示した工程図である。
【図９】前記現像ユニットにより処理が行われる手順を示した工程図である。
【図１０】前記現像ユニットにより処理が行われる手順を示した工程図である。
【図１１】ウエハ表面の変化を示す説明図である。
【図１２】塗布、現像装置の第１のブロックの他の構成例を示した平面図である。
【図１３】他の構成の現像モジュールの縦断側面図である。
【図１４】前記現像モジュールの横断平面図である。
【図１５】塗布、現像装置の第１のブロックのさらに他の構成例を示した平面図である。
【図１６】前記第１のブロックに含まれる現像ユニットの斜視図である。
【図１７】更に他の現像ユニットの縦断側面図及び横断平面図である。
【図１８】更に他の現像ユニットの縦断側面図である。
【図１９】前記現像モジュールにより処理が行われる手順を示した工程図である。
【図２０】評価試験により得られたウエハの縦断面図である。
【図２１】評価試験により得られたウエハの縦断面図である。
【図２２】評価試験により得られたパターンのＣＤの平均と３σを示すグラフ図である。
【図２３】評価試験により得られたパターンのＣＤの平均と３σを示すグラフ図である。
【図２４】評価試験により得られたパターンのＣＤの平均と３σを示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の現像システムが適用された塗布、現像装置１について説明する。図１には塗布、現像装置１に露光装置Ｃ４が接続されたレジストパターン形成システムの平面図を示しており、図２は同システムの斜視図である。また、図３は同システムの縦断面図である。この塗布、現像装置１にはキャリアブロックＣ１が設けられており、その載置台１１上に載置された密閉型のキャリアＣから受け渡しアーム１２がウエハＷを取り出して処理ブロックＣ２に受け渡し、処理ブロックＣ２から受け渡しアーム１２が処理済みのウエハＷを受け取ってキャリアＣに戻すように構成されている
【００２０】
前記処理ブロックＣ２は、図２に示すようにこの例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト膜の形成を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３を下から順に積層して構成されている。
【００２１】
処理ブロックＣ２の各層は平面視同様に構成されている。第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３を例に挙げて説明すると、ＣＯＴ層Ｂ３は塗布膜として例えば発水性のレジスト膜を形成するためのレジスト膜形成モジュールと、このレジスト膜形成モジュールにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理モジュール群を構成する棚ユニットと、前記レジスト膜形成モジュールと加熱・冷却系の処理モジュール群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ３と、により構成されている。例えばこのレジスト膜形成モジュールでは撥水性のポジレジストが塗布される。ただし、本発明の塗布、現像装置及び塗布、現像手法は、有機現像であっても適用することができ、ポジレジスト同様にネガレジストについても適用できる。有機現像とは有機物を主薬とする現像液を用いた現像である。
【００２２】
前記棚ユニットは搬送アームＡ３が移動する搬送領域Ｒ１に沿って配列され、夫々上記の加熱モジュール、冷却モジュールが積層されることにより構成される。加熱モジュールは載置されたウエハを加熱するための熱板を備えており、冷却モジュールは載置されたウエハを冷却するための冷却プレートを備えている。
【００２３】
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２については、前記レジスト膜形成モジュールに相当する反射防止膜形成モジュールが設けられ、このモジュールにおいてレジストの代わりに塗布液として反射防止膜形成用の薬液がウエハＷに供給されることを除けばＣＯＴ層Ｂ３と同様の構成である。
【００２４】
第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については一つのＤＥＶ層Ｂ１内にレジスト膜形成モジュールに対応する現像ユニット２０が２段に積層されている。この現像ユニット２０は、共通の筐体２１内にウエハＷに現像液の蒸気を供給する現像モジュール２と、現像後のウエハＷを洗浄する洗浄モジュール７を備えている。
現像ユニット２０の構成については後に詳述する。この現像ユニット２０に対向するように複数の積層されたモジュールからなる棚ユニットＵ１〜Ｕ５が設けられている。これら、棚ユニットＵ１〜Ｕ５は、現像処理前及び現像処理後で加熱処理を行う加熱モジュール１３により構成されている。
【００２５】
そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、２段の現像ユニット２０に含まれる各モジュールと、各加熱モジュール１３とにウエハＷを搬送するための主搬送機構である搬送アームＡ１が設けられている。つまり、２段の現像ユニットに対して搬送アームＡ１が共通化されている構成となっている。
【００２６】
更に処理ブロックＣ２には、図１及び図３に示すように棚ユニットＵ６が設けられ、キャリアブロックＣ１からのウエハＷは前記棚ユニットＵ６の一つの受け渡しモジュール、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しモジュールＣＰＬ２に順次搬送される。第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２は、この受け渡しモジュールＣＰＬ２からウエハＷを受け取って各ユニット（反射防止膜形成モジュール及び加熱・冷却系の処理ユニット群）に搬送し、これらユニットにてウエハＷには反射防止膜が形成される。
【００２７】
その後、ウエハＷは棚ユニットＵ６の受け渡しモジュールＢＦ２、受け渡しアームＤ１、棚ユニットＵ６の受け渡しモジュールＣＰＬ３に搬送され、そこで例えば２３℃に温度調整された後、搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜形成モジュールにてレジスト膜が形成される。更にウエハＷは、搬送アームＡ３→棚ユニットＵ６の受け渡しモジュールＢＦ３→受け渡しアームＤ１を経て棚ユニットＵ６における受渡しユニットＢＦ３に受け渡される。
【００２８】
一方ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ６に設けられた受け渡し部１６から棚ユニットＵ７に設けられた受け渡し部１７にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトル１８が設けられている。レジスト膜が形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１を介して受け渡しモジュールＢＦ３、から受け渡し部１６に搬送され、当該受け渡し部１６にてシャトル１８に受け渡され、棚ユニットＵ７の受け渡し部１７に直接搬送され、インターフェイスブロックＣ３に設けられたインターフェイスアーム１９に受け取られることになる。なお図３中のＣＰＬが付されている受け渡しモジュールは温調用の冷却モジュールを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しモジュールは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファモジュールを兼ねている。
【００２９】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアーム１９により露光装置Ｃ４に搬送され、ここで例えば液浸露光による露光処理が行われる。その後、ウエハＷは棚ユニットＵ７の受け渡しモジュールＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＣ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１の搬送アームＡ１によりＤＥＶ層Ｂ１の各モジュール間を搬送される。棚ユニットＵ３〜Ｕ５の加熱モジュールにて加熱（ポストエクスポージャベーク：ＰＥＢ）処理を受けた後、現像モジュール２にて後述のように現像液膜５０が形成され、洗浄モジュール７にて洗浄処理を受ける。その後、棚ユニットＵ３〜Ｕ５の加熱モジュールにてウエハＷは加熱（ポストベーク：ＰＯＳＴ）処理される。然る後、搬送アームＡ１により、ウエハＷは棚ユニットＵ６の受け渡しモジュールＴＲＳ１に受け渡され、その後、受け渡しアーム１２を介してキャリアＣに戻される。
【００３０】
この塗布、現像装置１では制御部１００により、各部の動作が制御される。制御部１００は、例えばコンピュータからなり、不図示のプログラム格納部を有している。このプログラム格納部には、後述の作用で説明する現像処理及び洗浄処理が行われるように命令が組まれた例えばソフトウエアからなるプログラムが格納されている。このプログラムが制御部１００に読み出されることで、制御部１００は装置の各部へ制御信号を送信する。それによって、各モジュールの動作及びモジュール間での受け渡しなどが制御される。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。
【００３１】
続いて図４を参照しながら現像ユニット２０について説明する。現像ユニット２は、筐体２１内の基台２３上に３基の現像モジュール２と、３基の洗浄モジュール７とを備えている。現像モジュール２は互いに積層されており、洗浄モジュール７と現像モジュール２とは搬送領域Ｒ１の形成方向に沿って設けられている。筐体２１には各モジュールと搬送アームＡ１との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送口２２が設けられている。筐体２１の内部は所定の湿度に保たれている。
【００３２】
続いて、図５及び図６を参照しながら現像モジュール２について説明する。図５、図６は夫々現像モジュール２の縦断側面図、平面図である。現像モジュール２は支持台２４を備え、支持台２４上には円形の温調プレート３が設けられており、温調プレート３の内部には温調された流体、例えば水の流路３１が形成されている。温調プレート３には温調水供給管３２、温調水回収管３３の各々の一端が接続されており、温調水供給管３２、温調水回収管３３の各々の他端はポンプ３４に接続されている。温調水供給管３２には温調部３５が介設されており、当該温調部３５に供給された水を加熱するためのヒータと、熱交換により前記水を冷却する冷媒の流路とを備えている。前記ヒータの出力及び前記冷媒の流通量が制御されることにより、ユーザが設定する温度に前記水が温調される。
【００３３】
温調水供給管３２、温調水回収管３３及び流路３１は温調水の循環路をなしており、ポンプ３４により温調水供給管３２に供給された水は、前記温調部３５にて温調されて流路３１に供給される。そして、ポンプ３４により流路３１から温調水回収管３３を介して回収され、繰り返し温調水供給管３２に供給されて温調される。このように温調水が流通することで、温調プレート３の表面全体の温度が均一に、且つ温調部３５にて温調される水の温度と同じ温度に制御される。そして、温調プレート３に載置されたウエハＷは、この温調プレート３表面と同じ温度に温調される。後述のようにウエハＷはこの温調プレート３に載置されることで冷却される。
【００３４】
温調プレート３の表面の中央部に吸引口３６が開口しており、温調プレート３の表面の周縁部には温調プレート３の周方向に沿って複数の吸引口３７が開口している。これら吸引口３６，３７には排気管３８の一端が各々接続されている。各排気管３８の他端は合流し、流量制御部３９を介して真空ポンプなどにより構成される排気手段４０に接続されている。流量制御部３９は、バルブやマスフローコントローラを備え、排気量を制御する。
【００３５】
温調プレート３の表面には、当該温調プレート３の周方向に３つの孔４１が配列されており、この孔４１には、温調プレート３の厚さ方向に３本の昇降ピン４２が挿通されている（図１では便宜上２本のみ図示している）。昇降ピン４２は、昇降機構４３により温調プレート３の表面にて突没し、搬送アームＡ１と温調プレート３との間でウエハＷの受け渡しを行う。温調プレート３内において、昇降ピン４２の周囲には既述の温調水の漏れを防ぐためのシール部材４４が設けられている。例えば昇降機構４３の下方側は筐体２４により囲まれる。
【００３６】
支持台２４において、温調プレート３を囲うように複数の排気口４５が開口しており、排気口４５には排気管４６の一端が接続されている。排気管４６の他端は合流し、流量制御部４７を介して前記排気手段４０に接続されている。流量制御部４７は、流量制御部３９と同様に構成されている。また、支持台２４上には排気口４５を囲うようにＯリング４８が設けられている。また、例えば排気管４６において流量制御部３９の上流側は３基の現像モジュール２で共有されている。
【００３７】
温調プレート３上には処理容器５が設けられており、この処理容器５は、下方が開口した扁平な円形状の容器として構成されている。処理容器５は、支持部５１を介して昇降機構５２に接続され、当該昇降機構５２により昇降自在に構成されている。図１に示すように処理容器５の下降時にはこの処理容器５の下端がＯリング４８に密着し、処理容器５内に気密な処理空間（処理雰囲気）Ｓが形成される。処理容器５の壁部には処理容器５の内壁を温調するヒータ５９が設けられている。処理容器５の天井部の中央下面には霧状にした現像液を処理空間Ｓに供給するためのノズル５３が設けられている。ノズル５３は、処理容器５の天井中央部に設けられた開口部５４を介して現像雰囲気ガス供給管５５の一端に接続されている。
【００３８】
現像雰囲気ガス供給管５５の他端は、現像雰囲気ガス加熱部５６、流量制御部５７をこの順に介して現像液が貯留された現像液供給源５８に接続されている。現像液供給源５８は不図示の圧送手段を備え、現像雰囲気ガス供給管５５の下流側に現像液を供給する。流量制御部５７は流量制御部３９、４７と同様にバルブやマスフローコントローラを備え、下流側への現像液の供給流量を制御する。現像雰囲気ガス加熱部５６は、現像雰囲気ガス供給管５５から供給された現像液と、後述の不活性ガス供給管６１から供給されたＮ2ガスとを混合し、現像液のミスト（以下、現像ミストという）を含んだ現像雰囲気ガスを生成することができる。
【００３９】
生成した現像雰囲気ガスは、現像雰囲気ガス供給管５５を介して処理空間Ｓに供給される。さらに、現像雰囲気ガス加熱部５６は例えばヒータなどの加熱手段を備えており、この現像雰囲気ガスを加熱し、所定の温度に調整することができる。例えば現像処理時に流量制御部５７により現像雰囲気ガス加熱部５６に供給される現像液の供給流量及び現像雰囲気ガスの温度はウエハＷの処理ごとに一定となるように制御される。また、処理空間Ｓへの現像雰囲気ガスの供給時間もウエハＷ毎に一定になるように制御され、排気口４５及び吸引口３６、３７からの排気量も例えばウエハＷの処理ごとに一定となるように制御される。これによって、各ウエハＷに一定の量の現像ミストが付着し、所定の厚さの現像液膜５０が形成される。現像雰囲気ガス供給管５５及び現像雰囲気ガス加熱部５６は、現像雰囲気ガス供給部を構成する
【００４０】
現像雰囲気ガス加熱部５６には不活性ガス供給管６１の一端が接続されている。不活性ガス供給管６１の他端は、流量制御部６３を介して不活性ガス例えばＮ2ガスが貯留されたＮ2ガス供給源６４に接続されている。Ｎ2ガスは、上記のように現像雰囲気ガスに含まれた状態で、処理空間Ｓに供給することもできるし、パージガスとして、現像雰囲気ガス供給管５５を介して単独で処理空間Ｓに供給することもできる。また、Ｎ2ガスはこのように単独で処理空間Ｓに供給される場合でも、現像雰囲気ガス加熱部５６にて、例えば所定の温度に加熱されて供給される。
【００４１】
そして、このような現像液膜５０が形成されてから、予め設定された時間が経過したときに、現像液膜５０を構成する液分が除去されてウエハＷ表面は乾燥した状態にされ、現像液とレジストとの反応が停止する。その後、ウエハＷは洗浄モジュール７に搬送され、洗浄処理を受けて、レジストパターンが解像される。
【００４２】
続いて、洗浄モジュール７について、その縦断側面図である図９を参照しながら説明する。洗浄モジュール７は、ウエハＷの裏面中央部を吸着して水平に保持する載置部であるスピンチャック７１を備え、スピンチャック７１は回転駆動機構７２を介してウエハＷを保持した状態で鉛直軸回りに回転自在に構成される。また、スピンチャック７１上のウエハＷを囲むようにして、上方側に開口部７３を備えたカップ７４が設けられている。カップ７４の底部側には例えば凹部状をなす液受け部７５が設けられており、液受け部７５は、隔壁７６によりウエハＷの周縁下方側に全周に亘って外側領域と内側領域とに区画されている。外側領域の底部には排液口７７が設けられ、内側領域の底部には処理雰囲気を排気するための排気口７８が設けられている。
【００４３】
図中８１は昇降ピンであり、カップ７４内に３本設けられている（図９では便宜上２本のみ表示している）。昇降機構８２が昇降ピン８１を昇降させ、当該昇降ピン８１により、搬送アームＡ１とスピンチャック７１との間でウエハＷが受け渡される。また、図４に示すように基台２３には駆動機構８３が設けられている。駆動機構８３はガイド８４に沿って洗浄モジュール７の配列方向に沿って移動すると共に当該駆動機構８３に接続されたアーム８５を昇降させる。前記アーム８５には、各洗浄モジュール７で共用される洗浄液供給部である洗浄液供給ノズル８６が設けられている。洗浄モジュール７の側方には洗浄液供給ノズル８６を待機させるための待機部８７が設けられている。
【００４４】
続いて、現像モジュール２及び洗浄モジュール７による処理の手順について、各装置の動作を説明した図８〜図１０及びウエハＷの表面状態を示した図１１を参照しながら説明する。温調プレート３の流路３１には温調水が供給され、例えば温調プレート３表面が、予め設定された温度例えば２０℃に温調される。また、排気口４５及び吸引口３６、３７から所定の排気量で排気が行われると共にヒータ５９により処理容器５の内壁の温度が、例えばウエハＷに供給される現像雰囲気ガスの温度と同じ温度に温調される。続いて、搬送アームＡ１がＰＥＢ処理されたウエハＷを保持した状態で、現像ユニット２０の筐体２１内に進入し、温調プレート３上へウエハＷを搬送する。図１１（ａ）はこのときのウエハＷを示しており、その表面のレジスト膜９１は、露光部９２と非露光部９３とからなる。
【００４５】
昇降ピン４２が上昇し、ウエハＷを保持する（図８（ａ））。搬送アームＡ１が後退し、昇降ピン４２が下降して、ウエハＷが温調プレート３に載置され、ウエハＷの中央部、周縁部が吸引口３６、３７に夫々吸引されて、ウエハＷの裏面全体が温調プレート３の表面に密着し、ウエハＷ全体が温調プレート３の表面温度と同じ温度になるように冷却されると共に処理容器５が下降して処理空間Ｓが形成される（図８（ｂ））。
【００４６】
現像雰囲気ガス加熱部５６により現像ミストを含んだ現像雰囲気ガスが生成し、処理空間Ｓに供給され、前記現像ミストがウエハＷに付着して、所定の膜厚の現像液膜５０が形成されると（図８（ｃ））、前記現像雰囲気ガスの供給と、排気口４５からの排気とが停止し、現像液膜５０とレジストとの反応が進行する（図９（ａ）、図１１（ｂ））。後に現像液膜５０の除去を行うこと及び現像液の省液化の観点から、現像液膜の５０膜厚Ｈ１が例えば１μｍ〜１００μｍになるように現像ミストの付着量が制御される。
【００４７】
処理空間Ｓへ前記現像雰囲気ガスの供給を開始してから予め設定された時間が経過したときに、排気口４５からの排気が再び開始されると共に処理空間Ｓに所定の温度に加熱されたＮ2ガスが供給され（図９（ｂ））、処理空間Ｓの現像雰囲気ガスがパージされて除去されると共にウエハＷの表面がＮ2ガスにより乾燥された状態となる（図９（ｃ）、図１１（ｃ））。その後、Ｎ2ガスの供給が停止し、昇降ピン４２がウエハＷを温調プレート３から浮かせると共に処理容器５が上昇して処理空間Ｓが外部雰囲気に開放される。然る後、搬送アームＡ１がウエハＷを受け取り（図１０（ａ））、洗浄モジュール７へと搬送し、昇降ピン８１によりウエハＷがスピンチャック７１に受け渡される。
【００４８】
スピンチャック７１はウエハＷを保持した状態で回転すると共に待機部８５から洗浄液供給ノズル８６がウエハＷの中心上に移動して当該ウエハＷの中心に洗浄液７０を供給する。遠心力により洗浄液７０はウエハＷ表面を周縁部に向けて広がる（図１０（ｂ））。図１１（ｄ）に示すように露光部９２が、この洗浄液７０に押し流されてウエハＷ表面から除去されて、レジストパターンが解像される。洗浄液の供給が停止した後、ウエハＷの回転により洗浄液が振り切られてウエハＷが乾燥し（図１１（ｅ））、ウエハＷは搬送アームＡ１により洗浄モジュール７から搬出される。
【００４９】
この塗布、現像装置１では、現像液膜の形成及びウエハＷの乾燥処理を行う現像モジュール２と、現像モジュール２での処理後のウエハＷを洗浄する洗浄モジュール７とが設けられている。従って、現像モジュール２での現像処理、洗浄モジュール７での洗浄処理を夫々並行して行うことができるので、スループットの向上を図ることができる。また、現像モジュール２はミスト状にした現像液を供給する装置であるため、現像液を供給するためのノズルの移動機構や、ウエハＷを保持した状態で回転させる回転機構などが不要であるので、当該現像モジュール２の大型化を抑えることができる。従って、この実施形態のように現像液を供給するモジュールと洗浄液を供給するモジュールとを分けても、塗布、現像装置１の大型化を抑えることができる。
【００５０】
また、従来のノズルから現像液を供給して現像を行う現像モジュールを用いた塗布、現像処理工程においては、ＰＥＢ処理後、ウエハＷを冷却モジュールに搬送し、所定の温度に冷却してから前記現像モジュールに搬送する場合があった。このように冷却を行うのは、ウエハＷの面内の各部間及びウエハＷ間で温度を揃え、レジストパターンの線幅の差を低減させるためである。しかし、この現像モジュール２では、前記冷却モジュールと同様に温調プレート３がウエハＷを冷却しているので、加熱モジュールで加熱及び粗冷却したウエハＷを前記冷却モジュールに搬送して冷却する必要が無く、ＰＥＢ処理後、直接現像モジュール２に搬送して処理を行うことができる。従って、より高くスループットの向上を図ることができる。また、このように温調プレート３でウエハＷを冷却することで、ウエハＷを加熱することにより温調する場合に比べて、現像処理中に現像液の揮発が抑えられる。従って、現像液の使用量の低減を図ることができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
続いて図１２に第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１の他の構成例を示す。この例では棚ユニットＵ１のモジュールが現像モジュール１０１として構成されている。また、第１の現像ユニット２０に相当するユニットは洗浄処理ユニット２Ａとして構成されている。洗浄処理ユニット２Ａは、洗浄モジュール７が横方向に４基配列されていること及び現像モジュール２が設けられていないことを除いて現像ユニット２０と同様に構成されている。
【００５２】
現像モジュール１０１についてその縦断側面図、横断平面図である図１３、図１４を夫々参照しながら現像モジュール２との差異点について説明する。この現像モジュール１０１は筐体１０２内が仕切り板１０３により上下に仕切られ、仕切り板１０３の上側領域には冷却プレート１０５が設けられている。冷却プレート１０５は概ね円形に形成されており、前記搬送アームＡ１との間でウエハＷの受け渡しを行う際に、当該搬送アームＡ１と干渉しないように側周から中央に向かう切り欠き１０６が設けられている。冷却プレート１０５はその裏面側に例えば温度調整された水を流すための図示しない流路を備えており、加熱モジュール１３で加熱処理されたウエハＷが冷却プレート１０５に載置されると、当該ウエハＷが冷却される。
【００５３】
また、仕切り板１０３の下側の下方領域には駆動部１０７が設けられている。図中１０８はウエハＷの搬送口であり、駆動部１０７は冷却プレート１０５を搬送口１０８側と温調プレート３側との間で移動させてウエハＷを搬送する。冷却プレート１０５にはスリット１０９，１１０が設けられ、昇降ピン４２がこのスリット１０９、１１０を介して冷却プレート１０５の表面上に突出する。
【００５４】
この第２の実施形態においては、ウエハＷを保持した搬送アームＡ１が冷却プレート１０５上に位置した後、下降し、ウエハＷが冷却プレート１０５に受け渡される。その後、冷却プレート１０５はウエハＷを所定の温度に冷却しながら温調プレート３上に移動して、第１の実施形態と同様にウエハＷが昇降ピン４２に受け渡される。その後、ウエハＷは第１の実施形態と同様の現像処理を受けた後、昇降ピン４２から冷却プレート１０５に受け渡される。そして、搬送アームＡ１は、冷却プレート１０５にウエハＷを受け渡したときと逆の動作で当該冷却プレート１０５からウエハＷを受け取る。その後、搬送アームＡ１によりウエハＷは洗浄モジュール７に搬送され、洗浄処理を受ける。この第２の実施形態のように第１のブロックＢ１を構成しても現像モジュール１０１、洗浄モジュール７で夫々現像液の供給処理、洗浄処理を夫々並行して行うことができる。従って、第１の実施形態と同様にスループットの低下を抑えることができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
続いて、図１５に示した第１のブロックＢ１のさらに他の構成例について、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。図１５の第１のブロックＢ１には、現像ユニット２０の代わりに現像ユニット２０Ａが設けられており、現像ユニット２０Ａには現像モジュール２から洗浄モジュール７へウエハＷの搬送を行う搬送手段１１１が設けられている。図１６には、現像ユニット２０Ａの筐体２１内の斜視図を示している。基台２３上には洗浄モジュール７及び現像モジュールの配列方向に沿って伸びるガイド１１２が形成されている。搬送手段１１１を構成する水平移動部１１３が、このガイド１１２の伸長方向に沿って水平移動する。水平移動部１１３には昇降自在に構成された昇降部１１４が接続されており、この昇降部１１４には搬送アーム１１５が設けられている。搬送アーム１１５は各モジュールに対して進退自在に構成されており、現像モジュール２の昇降ピン４２及び洗浄モジュール７の昇降ピン８１との間でウエハＷの受け渡しを行うことができるようになっている。
【００５６】
この現像ユニット２０Ａを備えた第１のブロックＢ１おけるウエハＷの搬送経路を説明する。加熱モジュール１３にてＰＥＢ処理を受けたウエハＷは、搬送アームＡ１により現像モジュール２に受け渡され、第１の実施形態と同様に処理を受けた後、搬送アーム１１５により洗浄モジュール７に搬送される。洗浄処理後、ウエハＷは、搬送アームＡ１により加熱モジュール１３に搬送されＰＯＳＴ処理を受ける。このように第１のブロックＢ１を構成しても現像モジュール１０１、洗浄モジュール７で夫々現像液の供給処理、洗浄処理を夫々並行して行うことができる。従って、第１の実施形態と同様にスループットの低下を抑えることができる。また、この第３の実施形態によれば、現像モジュールから洗浄モジュールへの搬送が、搬送アームＡ１と別体の搬送アーム１１５により行われる。従って、搬送アームＡ１の負荷が抑えられ、スループットの低下をより確実に抑えることができる。
【００５７】
（第３の実施形態の変形例）
既述のようにＤＥＶ層Ｂ１に現像ユニットは２段に積層されている。上記の第３の実施形態において搬送手段１１１は例えば各層毎に設けられているが、これら各層の搬送手段を共通化し、上層のモジュールと下層のモジュールとの間でウエハＷを搬送してもよい。図１７（ａ）、（ｂ）にはそのようにウエハＷを搬送できるように構成した現像ユニット２０Ｂの正面図、平面図を夫々示している。筐体２１の奥側（搬送口２２の反対側）は上下に連通しており、水平移動部１１３が下層から上層に向かって伸び、搬送アーム１１５が上層側及び下層側の各現像モジュール２及び洗浄モジュール７にアクセスすることができる。
【００５８】
また、現像ユニット２０及び２０Ａにおける現像モジュール２の位置及び数としては上記の例に限られず、例えば、図１８に示すように処理ユニット２の長さ方向の両端に現像モジュール２を配置してもよい。
【００５９】
上記の各実施形態で、現像ミストの最大粒子径は例えば５０μｍ以下であり、平均粒子径は例えば１０μｍ以下である。このように粒子径を制御し、現像ミストをいわゆるドライフォグとすることで、現像処理を行う際にウエハＷ以外の箇所が現像液に濡れてしまうことを抑えることができる。それによって、現像欠陥やパーティクルの発生を抑えることができる。また、上記の現像雰囲気ガスの形成方法としては、現像液を加熱することに限られず、現像液に超音波を印加してもよい。
【００６０】
ところで、現像液膜５０の形成手法としては、上記の例に限られない。例えば現像雰囲気ガス加熱部５６において現像雰囲気ガスを、現像液の飽和温度よりも高い温度、例えば５０℃に加熱し、現像液の蒸気（以下、現像蒸気と記載する）を生成する。そのように温度制御した現像雰囲気ガスを処理空間Ｓに供給すると共に温調プレート３によりウエハＷを冷却して、前記現像蒸気をウエハＷ表面に結露させてもよい。この場合の現像モジュール１２１での処理工程について説明する。
【００６１】
先ず、ヒータ５９は処理容器５の内壁を、現像雰囲気ガスが結露しにくい温度に維持する。現像雰囲気ガスが結露しにくい温度とは、現像雰囲気ガスが結露しない温度も含み、処理空間Ｓに供給される現像雰囲気ガスに含まれる、現像液の蒸気の露点よりも高い温度のことを言う。そして、ウエハＷが温調プレート３に載置されて、現像雰囲気ガスに含まれる現像蒸気の露点以下の温度に温調されると共に処理空間Ｓが形成される（図１９（ａ））。処理空間Ｓに現像雰囲気ガスが供給され、前記現像蒸気がウエハＷ表面に結露し（図１９（ｂ））、所定の膜厚の現像液膜５０が形成されると、現像蒸気の供給及び排気口４５からの排気が停止する。その後、既述の第１の実施形態と同様にＮ2ガスが供給され、処理空間Ｓの現像雰囲気ガスが除去されると共にウエハＷが乾燥される。
【００６２】
このような現像雰囲気ガスをウエハＷに供給する場合でも、既述の各実施形態と同様の効果が得られる。このように現像蒸気を供給する場合、処理空間Ｓ形成時には昇降ピン４２がウエハＷを浮いた状態で保持し、処理空間Ｓへ現像雰囲気ガスを供給した後にウエハＷを温調プレート３に載置して現像液膜５０を形成してもよい。処理中に温調プレート３に結露した現像液は吸引口３６、３７から吸引される。また、現像雰囲気ガスは、現像ミスト及び現像蒸気の両方を含んでいてもよく、その場合は現像ミストの付着分と現像蒸気の結露分とにより、現像液膜５０が形成される。
【００６３】
また、上記のように現像液を結露させて現像液膜５０を形成する場合でもウエハＷの乾燥は、他の実施形態の乾燥手法が適用でき、処理空間Ｓを開放することにより行ってもよい。その他に例えば、昇降ピン４２を介してウエハＷを温調プレート３から浮き上がらせ、処理空間Ｓに残留している現像蒸気の熱によりウエハＷを乾燥してもよい。各乾燥工程を開始するタイミングとしては、例えば現像液とレジストとの反応が終了した時点であり、つまり洗浄処理を行ったとした場合に不要なレジストを除去できる時点である。
【００６４】
また、各実施形態において、処理容器５のヒータ５９により処理容器５の内壁を加熱する代わりに、例えば現像雰囲気ガス加熱部５６で加熱されたＮ2ガスを単独で処理空間Ｓに供給し、処理容器５の内壁を加熱してもよい。それによって前記内壁を、前記現像蒸気が結露する温度よりも高い温度にし、その後、上記の現像雰囲気ガスを供給して、現像雰囲気ガス中の現像蒸気が当該内壁で結露することを抑えてもよい。
【００６５】
また、ウエハＷを乾燥状態にする手法は上記のＮ2ガスを供給する手法に限られない。例えば上記の処理工程で、ウエハＷに現像液膜５０を形成した後、ウエハＷを温調プレート３に載置してから予め設定した時間が経過したときに、当該ウエハＷが温調プレート３上にある状態で処理容器５を上昇させて、処理空間Ｓを外部雰囲気に開放してもよい。処理空間Ｓが開放されることによって処理容器５の外部の空気がウエハＷの周囲に流れ、ウエハＷの周囲の現像蒸気の分圧が低下するため、現像液膜５０の蒸気圧が低下する。その結果、現像液膜５０の液分が蒸発して、ウエハＷ表面が乾燥した状態となる。また、このようなウエハＷが乾燥された状態とは、現像液を構成する液分が除去された状態であり、現像液を構成する他の成分はウエハＷに付着していてよい。前記液分を除去すれば現像液とレジストとの反応が停止することが後述の評価試験で確認されている。
【００６６】
（評価試験）
評価試験１
レジストが塗布され、所定のパターンに沿って露光されたウエハＷ１〜ウエハＷ３に夫々ノズルにより現像液を供給した。ウエハＷ１については現像液供給後のレジストの断面を撮像した。ウエハＷ２については現像液供給後に洗浄液を２秒供給した後、レジストの断面を撮像した。ウエハＷ３については現像液供給後に洗浄液を１３秒供給した後、レジストの断面を撮像した。また、各ウエハＷ１〜Ｗ３に塗布するレジストの種類を変更して、同様の実験を行った。
【００６７】
図２０はこの評価試験１の結果を示している。図２０（ａ）〜（ｃ）が互いに同じレジストを用いたウエハＷ１〜Ｗ３の撮像結果であり、図２０（ｄ）〜（ｆ）が互いに同じレジストを用いたウエハＷ１〜Ｗ３の撮像結果である。いずれのレジストを用いた場合であっても、洗浄液が供給されていないウエハＷ１についてはパターンの解像が進行していなかった。それに対して、洗浄液が供給されたウエハＷ２、Ｗ３についてはパターンが解像されていた。この実験の結果から露光されたレジストは、現像液が供給された段階ではなく、洗浄液が供給された段階で溶出を開始する。つまり、現像液により溶解された残渣を掻き出しているのではないことが分かる。従って、現像処理を行うにあたり、レジストに供給する現像液は少量であってもよいことが考えられる。この実験により本発明者は、上記の各実施形態のように、ウエハＷ表面に現像ミストを供給することで現像液の薄膜を形成することに思い至った。
【００６８】
評価試験２
評価試験１と同様に露光されたウエハＷ１、Ｗ２を用意した。ウエハＷ１についてはスピンチャックに載置し、そのスピンチャックにより鉛直軸回りに回転させながら、ノズルより現像液を供給した。現像液を供給しながら当該現像液の供給位置を、ウエハＷ１の周縁部から中心部に向けて径方向に移動させ、その後は中心部に向けて所定の時間現像液の供給を続けた。現像液供給後、ウエハＷ１に洗浄液を供給して現像液を除去し、レジストの断面を撮像した。
【００６９】
また、ウエハＷ２については容器本体と上蓋とからなる処理容器内に搬送した。上蓋を閉じて、処理容器内に気密な処理空間を形成した後、当該処理空間を排気しながら、第４の実施形態と同様に現像ミストを処理空間に供給して、処理雰囲気を形成した。現像ミスト供給後、ウエハＷ１に洗浄液を供給して現像液を除去し、レジストの断面を撮像した。
【００７０】
図２１（ａ）（ｂ）はウエハＷ１の撮像結果を、図２１（ｃ）（ｄ）はウエハＷ２の撮像結果を、夫々示している。このようにウエハＷ１とＷ２とで形成されたパターンの形状に殆ど差が見られなかった。この実験からミスト状にした現像液を用いてもノズルから現像液を供給する場合と同様に現像を行うことができることが示された。
【００７１】
評価試験３
評価試験１、２と同様に露光されたウエハＷを複数枚用意した。容器本体と上蓋とからなる処理容器に順次ウエハＷを搬送し、上蓋を閉じて気密な処理空間を形成した後、処理空間を排気しながら、当該処理空間に前記現像ミストを供給して処理雰囲気を形成した。現像ミストの供給時間は４５秒、６０秒、９０秒と夫々ウエハＷ毎に変更した。現像ミスト供給後は、上蓋を開いて処理空間を外部雰囲気に開放した後、ウエハＷを取り出し、当該ウエハＷに洗浄処理を行った。そして、各ウエハＷ面内の各所におけるレジストパターンのＣＤの平均を算出すると共にＣＤについて、ばらつきの指標である３σを算出した。現像ミストの供給時間が４５秒、６０秒、９０秒である実験を、夫々評価試験３−１、３−２、３−３とする。
【００７２】
評価試験４
評価試験２と同様にノズルから現像液を供給し、洗浄処理を行ったウエハＷについても評価試験４と同様にＣＤの平均及び３σを算出した。ノズルからの現像液の供給時間は、ウエハＷごとに変更した。この供給時間が短い順に夫々評価試験４−１、４−２、４−３とする。
【００７３】
評価試験５
ウエハＷの径方向に伸びる吐出口を備えたノズルをウエハＷの一端側から他端側へ、現像液を吐出しながら移動させてウエハＷに液盛りを行った後、洗浄処理を行った。現像液の供給時間はウエハＷ毎に変更しており、この供給時間が３０秒、６０秒であるものを夫々評価試験５−１、５−２とする。
【００７４】
図２２は評価試験３〜５の結果を示している。図中の棒グラフが各評価試験のＣＤ平均を、図中の点が各評価試験の３σを夫々示している。この結果から、現像ミストとして現像液を供給する場合も、ノズルにより現像液を供給する場合と同様に現像液の供給時間が長くなるとＣＤ平均が小さくなっていくことが分かる。また、３σについては、現像ミストとして現像液を供給する場合と、ノズルにより現像液を供給する場合との間で大きな差はない。これらの評価試験の結果から現像ミストによる現像は、ノズルにより現像液を供給する現像に比べてパターン形状に大きな影響を与えないことが示された。
【００７５】
評価試験６
評価試験３と同様に、露光されたウエハＷが搬入された処理空間を排気しながら、当該処理空間に現像ミストを供給した。現像ミストの供給時間は３０秒とした。現像ミストの供給停止後、処理空間を外部雰囲気に開放してウエハＷ表面を乾燥させ、その後にウエハＷの洗浄処理を行った。そして、評価試験３と同様にレジストパターンのＣＤの平均とＣＤの３σを算出した。現像ミストの供給停止から処理空間の開放までの時間はウエハＷ毎に設定し、夫々３０秒、１８０秒とした。この開放までの時間が３０秒であるものを評価試験６−１とし、１８０秒であるものを６−２とする。
【００７６】
また、現像ミストの供給時間を６０秒にして評価試験６−１、６−２と同様の実験を行った。現像ミストの供給停止から前記処理空間の開放までの時間はウエハＷ毎に変更し、夫々０秒、３０秒、１８０秒とした。この開放までの時間が０秒、３０秒、１８０秒であるものを夫々６−３、６−４、６−５とする。
【００７７】
図２３は評価試験６の結果を示している。図中の棒グラフがＣＤの平均を、図中の点がＣＤの３σを夫々示している。評価試験６−５では評価試験６−１〜６−４に比べて３σが若干大きくなっている。つまり、評価試験６−５ではパターンのＣＤのばらつきが若干大きくなっている。また、処理空間を開放するまでの時間が長くなるにつれて、ＣＤの平均が小さくなっている。これは現像ミストの供給を停止しても、処理空間に残った現像ミストによりウエハＷ表面が乾燥せず、現像が進んだためであると考えられる。この評価試験６の結果から、パターン形状は、ウエハＷ表面が乾燥するまでの時間により影響されることが分かる。
【００７８】
評価試験７
評価試験３と同様に、露光されたウエハＷが搬入された処理空間を排気しながら、当該処理空間に現像ミストを供給した。現像ミストの供給時間は６０秒とした。現像ミストの供給停止後、処理空間を開放してウエハＷ表面を乾燥させ、その後にウエハＷの洗浄処理を行った。処理空間を開放してから洗浄処理を行うまでの時間はウエハＷ毎に設定し、夫々１０秒、４５秒、９０秒、１８０秒、６００秒とした。洗浄処理後は、評価試験３と同様にレジストパターンのＣＤの平均とＣＤの３σを算出した。洗浄処理を行うまでの時間が１０秒、４５秒、９０秒、１８０秒、６００秒であるものを夫々評価試験７−１、７−２、７−３、７−４、７−５とする。
【００７９】
図２４は評価試験７の結果を示している。図中の棒グラフがＣＤの平均を、図中の点がＣＤの３σを夫々示している。各評価試験間でＣＤの平均及び３σは大きく変動していない。従って、ウエハＷの乾燥を行ってから洗浄処理を行うまでの時間はパターンの形状に大きく影響しないことが分かる。従って、上記のようにウエハＷ表面を乾燥させた後、洗浄モジュールまでウエハＷを搬送して洗浄処理を行うことが可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００８０】
Ｗ ウエハ
Ｓ 処理空間
１ 塗布、現像装置
２ 現像モジュール
２０ 現像ユニット
３ 温調プレート
３５ 温調部
３６、３７ 吸引口
４２ 昇降ピン
４３ 昇降機構
４５ 排気口
５ 処理容器
５６ 現像蒸気供給部
７ 洗浄モジュール
１００ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にレジスト膜を形成し、露光された基板を現像する塗布、現像装置において、
現像モジュールと、洗浄モジュールと、前記現像モジュールにより現像された基板を前記洗浄モジュールに搬送する搬送機構と、を備え、
前記現像モジュールは、処理雰囲気を形成する気密な処理容器と、この処理容器内に設けられ、基板を載置し、冷却するための温調プレートと、前記処理容器内の基板の表面に現像液のミストを供給する雰囲気ガス供給部と、を備え、
前記洗浄モジュールは、基板を載置する載置部と、この載置部に載置された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項２】
露光後、現像前の基板を加熱処理する加熱モジュールと、この加熱モジュールにて加熱処理された基板を前記現像モジュールに受け渡す主搬送機構と、を備え、
前記現像モジュールから洗浄モジュールに基板を搬送する搬送機構は、前記主搬送機構とは別個に設けられると共に、前記現像モジュールと洗浄モジュールと共に共通の筐体内に収納されていて現像ユニットを構成していることを特徴とする請求項１に記載の塗布、現像装置。
【請求項３】
前記現像モジュールは複数段積層されていることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布、現像装置。
【請求項４】
前記雰囲気ガス供給部は、基板の表面に現像液の液膜を形成するために現像液のミストを供給するものであることに代えて、基板の表面に現像液を結露させて液膜を形成するために当該処理容器内に現像液の蒸気を含む気体を供給するものであり、前記温調プレートは基板表面に前記蒸気が結露するように基板の温度を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記雰囲気ガス供給部は、雰囲気ガスを加熱する加熱手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
雰囲気ガスは、加熱雰囲気における現像液の飽和温度よりも高い温度に加熱されることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
レジスト膜が形成され、露光された基板を現像する現像方法において、
処理雰囲気を形成する気密な処理容器内に基板を搬入する工程と、
この処理容器内に設けられた温調プレートに基板を載置する工程と、
温調プレートで基板を冷却する工程と、
処理容器内に搬入された基板の表面に現像液のミストを含む雰囲気ガスを供給する工程と、
その後、前記基板を処理容器から搬出して洗浄モジュール内に搬入し、基板を洗浄液により洗浄する工程と、を含むことを特徴とする現像方法。
【請求項８】
基板の表面に現像液のミストを供給することに代えて、基板の表面に現像液の蒸気を含む気体を供給する工程を含み、
前記温調プレートは基板表面に前記蒸気が結露するように基板の温度を制御する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の現像方法。
【請求項９】
前記雰囲気ガスを加熱手段により加熱する工程を含むことを特徴とする請求項７または８記載の現像方法。
【請求項１０】
雰囲気ガスは、加熱雰囲気における現像液の飽和温度よりも高い温度に加熱されることを特徴とする請求項９記載の現像方法。
【請求項１１】
塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項７ないし１０のいずれか一つに記載の現像方法を実施するためのものであることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１】
基板にレジスト膜を形成し、露光された基板を現像する塗布、現像装置において、
現像モジュールと、洗浄モジュールと、前記現像モジュールにより現像された基板を前記洗浄モジュールに搬送する搬送機構と、を備え、
前記現像モジュールは、処理雰囲気を形成する気密な処理容器と、この処理容器内に設けられ、基板を載置し、冷却するための温調プレートと、前記処理容器内の基板の表面に現像液のミストを供給する雰囲気ガス供給部と、を備え、
前記洗浄モジュールは、基板を載置する載置部と、この載置部に載置された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項２】
露光後、現像前の基板を加熱処理する加熱モジュールと、この加熱モジュールにて加熱処理された基板を前記現像モジュールに受け渡す主搬送機構と、を備え、
前記現像モジュールから洗浄モジュールに基板を搬送する搬送機構は、前記主搬送機構とは別個に設けられると共に、前記現像モジュールと洗浄モジュールと共に共通の筐体内に収納されていて現像ユニットを構成していることを特徴とする請求項１に記載の塗布、現像装置。
【請求項３】
前記現像モジュールは複数段積層されていることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布、現像装置。
【請求項４】
前記雰囲気ガス供給部は、基板の表面に現像液の液膜を形成するために現像液のミストを供給するものであることに代えて、基板の表面に現像液を結露させて液膜を形成するために当該処理容器内に現像液の蒸気を含む気体を供給するものであり、前記温調プレートは基板表面に前記蒸気が結露するように基板の温度を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記雰囲気ガス供給部は、雰囲気ガスを加熱する加熱手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
雰囲気ガスは、加熱雰囲気における現像液の飽和温度よりも高い温度に加熱されることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
レジスト膜が形成され、露光された基板を現像する現像方法において、
処理雰囲気を形成する気密な処理容器内に基板を搬入する工程と、
この処理容器内に設けられた温調プレートに基板を載置する工程と、
温調プレートで基板を冷却する工程と、
処理容器内に搬入された基板の表面に現像液のミストを含む雰囲気ガスを供給する工程と、
その後、前記基板を処理容器から搬出して洗浄モジュール内に搬入し、基板を洗浄液により洗浄する工程と、を含むことを特徴とする現像方法。
【請求項８】
基板の表面に現像液のミストを供給することに代えて、基板の表面に現像液の蒸気を含む気体を供給する工程を含み、
前記温調プレートは基板表面に前記蒸気が結露するように基板の温度を制御する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の現像方法。
【請求項９】
前記雰囲気ガスを加熱手段により加熱する工程を含むことを特徴とする請求項７または８記載の現像方法。
【請求項１０】
雰囲気ガスは、加熱雰囲気における現像液の飽和温度よりも高い温度に加熱されることを特徴とする請求項９記載の現像方法。
【請求項１１】
塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項７ないし１０のいずれか一つに記載の現像方法を実施するためのものであることを特徴とする記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図１０】
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【図１６】
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【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１１−１６６０８８（Ｐ２０１１−１６６０８８Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３０５４６（Ｐ２０１０−３０５４６）
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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