液処理装置、塗布、現像装置、塗布、現像方法、及び記憶媒体
【課題】ウエハ（基板）に対して疎水化処理が正常に行われたか否かを確実に判定することのできる液処理装置を提供する。
【解決手段】疎水化処理を行った集積回路形成用のウエハにレジスト吐出ノズル６７からレジスト（処理液）を供給して塗布膜を形成するレジスト塗布ユニット（液処理装置）は、ウエハを水平に保持する、回転自在な基板保持部と、この基板保持部に保持されたウエハを囲むカップ（囲み部材）と、ウエハの表面に純水（検査液）を供給する純水供給部６０と、ウエハに供給された純水を撮像するカメラ（撮像部）７と、撮像した純水の画像に基づいてウエハが正常に疎水化処理されたものか否かを判定する判定プログラム（判定部）９５とを備えている。
【解決手段】疎水化処理を行った集積回路形成用のウエハにレジスト吐出ノズル６７からレジスト（処理液）を供給して塗布膜を形成するレジスト塗布ユニット（液処理装置）は、ウエハを水平に保持する、回転自在な基板保持部と、この基板保持部に保持されたウエハを囲むカップ（囲み部材）と、ウエハの表面に純水（検査液）を供給する純水供給部６０と、ウエハに供給された純水を撮像するカメラ（撮像部）７と、撮像した純水の画像に基づいてウエハが正常に疎水化処理されたものか否かを判定する判定プログラム（判定部）９５とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疎水化処理を行った集積回路形成用の基板にノズルから処理液を供給して塗布膜を形成する液処理装置、及び基板にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理する塗布、現像装置、及び塗布、現像方法、並びにこの方法に用いるプログラムを格納した記憶媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と省略する）にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理を行う塗布、現像装置には、ウエハに疎水化処理を行うユニットを設ける場合がある。この疎水化処理は、ウエハの表面に疎水化処理ガスである例えばヘキサメチルジシラザン（hexamethyldisilazane（以下、単に「ＨＭＤＳ」と省略する）ガスを吹き付けてウエハの表面を疎水性に変化させる処理である。この処理は、下地膜と塗布膜との密着性を向上させるものであり、一般的には、レジストの種類によっては必要な処理であるが、反射防止膜を塗布する前に行う場合もある。
【０００３】
上記疎水化処理を行う装置１では、図３０に示すように、先ず処理容器１１内に設けた載置台１２にウエハＷを載置した後、ガス供給源１３からキャリアガス供給管１４を通してＨＭＤＳ液を貯留したタンク１５内に窒素ガスであるキャリアガスを通気する。これによりタンク１５内のＨＤＭＳの気化が促進され、キャリアガスと共にＨＭＤＳガスが供給管１６を通じて処理容器１１内の処理空間１１ｓに供給され、ウエハＷの表面が疎水化処理される。
【０００４】
この疎水化処理装置１においてウエハＷに対して疎水化処理が正常に行われたか否かを判定する手法としては、キャリアガス供給管１４に設けた流量計１８によりキャリアガスの流量を計測し、この流量計測値に基づき、間接的に、処理空間１１ｓに供給したＨＭＤＳガスの量を推定することが行われている。ＨＭＤＳガスの量を直接測定しない理由は、ＨＭＤＳガスは可燃性ガスであるため、熱線式である流量計を適用しにくい実情があることによる。
【０００５】
しかしながら、ＨＭＤＳガスの流量を間接的に判断する手法では、タンク１５にＨＭＤＳ液が貯留されていなかった場合、又はＨＭＤＳガス供給管１６が損傷することによりＨＭＤＳガスが漏れた場合等には、これらを検出することができない問題があった。このため、ウエハに疎水化処理が正常に行われないままレジスト膜が形成され、パターンが形成されるため、そのロット全体が不良品になるといった懸念があった。なお、特許文献１の段落０００４には、レジスト塗布を行う前の基板の疎水性を、基板表面に滴下した水の接触角を指標として推定することが記載されているが、具体的な説明はされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９１６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、基板に対して疎水化処理が正常に行われたか否かを確実に判定することのできる液処理装置を提供することにある。本発明の他の目的は、基板に対する疎水化処理の不具合に基づくロット不良を低減あるいは防止することができ、しかもスループットの低下が抑えられる塗布、現像装置、塗布、現像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、疎水化処理を行った集積回路形成用の基板にノズルから処理液を供給して塗布膜を形成する液処理装置において、
前記基板を水平に保持する、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を囲む囲み部材と、
前記基板に検査液を供給する検査液供給部と、
前記基板に供給された検査液を撮像する撮像部と、
撮像した検査液の画像に基づいて前記基板が正常に疎水化処理されたものか否かを判定する判定部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の具体例として例えば次の構成を挙げることができる。
（１）検査液供給部は、予め設定された量の検査液を前記基板に供給する供給機構を備えている。
（２）撮像部は、例えば前記基板に供給された前記検査液の平面視又は側面視を撮像するように設けられている。
（３）前記基板を前記囲み部材よりも高い位置に保持するために、前記基板保持部が昇降自在であること及び前記基板保持部に保持された基板の裏面を突き上げて保持する昇降機構を備えていることの少なくとも一方の構成を備え、前記撮像部は、前記基板が囲み部材よりも高い位置に保持されている状態で検査液を撮像するように設けられている。
（４）前記ノズルは、移動機構により移動自在に構成され、前記撮像部は、この移動機構に設けられている。
（５）前記塗布膜は、例えばレジスト膜又は反射防止膜である。
（６）前記判定部にて基板が正常に疎水化処理されていないと判定されたときに異常を報知する異常報知部を備えている。
（７）前記検査液供給部は、基板の集積回路形成領域の外部における疎水化された表面に検査液を供給する。
（８）（７）の場合、前記検査液は水またはシンナーである。
（９）前記検査液供給部は、基板の中央部に検査液を供給する。
（１０）（９）の場合、前記検査液は、前記処理液の基板に対する濡れ性を高めるために処理液の供給前に基板に供給される前処理液として兼用される。
（１１）（９）（１０）の場合、前記検査液は、シンナーである。
（１２）検査液供給部は、基板の上方に位置し、基板に検査液を供給するために開口したノズルと、前記ノズルから検査液が垂れ下がるように当該ノズルに供給する検査液の液量を制御する液量制御機構と、ノズルから垂れ下がった検査液が基板に付着するように前記ノズルを基板に向けて下降させる駆動機構と、を備える。
【００１０】
本発明の塗布、現像装置は、基板にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理する塗布、現像装置において、
複数枚の基板を収納したキャリアが外部から搬入され、現像後の基板をキャリアに収納して外部に搬出するためのキャリアブロックと、
このキャリアブロックから受け渡された基板の表面を疎水化処理するための疎水化処理ユニットと、
疎水化処理された基板に対して処理液を供給し、レジストパターンを形成するための塗布膜を形成する液処理装置と、
露光後の基板に対して現像液を供給して現像処理を行う現像ユニットと、を備え
前記液処理装置は、上記の本発明の液処理装置が用いられることを特徴とする。
【００１１】
本発明の塗布、現像方法は、基板にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理する塗布、現像方法において、
前記基板に対して疎水化処理ユニットにて疎水化処理を行う工程と、
疎水化処理された基板を液処理ユニットに搬入する工程と、
この液処理ユニット内にて基板に検査液を供給する工程と、
前記基板に供給された検査液を撮像部で撮像する工程と、
前記撮像部で撮像された検査液の画像に基づいて前記基板が正常に疎水化処理されたものか否かを判定部で判定する工程と、
前記基板にノズルから処理液を供給してレジストパターンを形成するための塗布膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明の塗布、現像方法の具体例として例えば次の構成を挙げることができる。
（１３）前記基板に供給された検査液を、基板保持部により基板を回転させることで除去する工程を備える。
（１４）前記検査液は、前記処理液の基板に対する濡れ性を高めるために処理液の供給前に基板に供給される前処理液として兼用され、基板保持部により基板を回転させることで、遠心力により前記検査液を基板に広げる工程を備える。
【００１２】
本発明の記憶媒体は、基板に対して処理液を供給して、レジストパターンを形成するための塗布膜を形成し、露光後の基板に対して現像処理を行う塗布、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、上記の本発明に係る塗布、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】
【００１３】
本発明によれば、疎水化処理が行われた基板に対して塗布膜を形成する液処理装置において、検査液を基板に供給し、当該検査液を撮像してその撮像結果に基づき接触角に対応する情報を把握しているため、基板に対して疎水化処理が正常に行われたか否かを確実に判定することができる。しかも本来処理液を扱う液処理装置内にて検査液を取り扱っていることから、装置内に液がこぼれたり、付着したりして汚れるという、他の装置であれば懸念材料となる問題が起こらない。そしてこの液処理装置を塗布、現像装置に組み込むことにより、いわばインラインで疎水化処理を判定できることから、スループットの低下を抑えながら、ロット不良を低減あるいは防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る塗布、現像装置に露光装置が接続されたレジストパターン形成システムを示す全体平面図である。
【図２】図１に示したレジストパターン形成システムの概観斜視図である。
【図３】図１に示したレジストパターン形成システムの全体側面図である。
【図４】図１に示したレジストパターン形成システムが備え、本発明に係る液処理装置を適用した第１の実施形態のレジスト塗布ユニットを示す説明図である。
【図５】図４に示したレジスト塗布ユニットの斜視図である。
【図６】図４に示したレジスト塗布ユニットの制御系を示す説明図である。
【図７】図４に示したレジスト塗布ユニットの作用を示す説明図である。
【図８】同様の図である。
【図９】本発明に係る液処理装置に使用するウエハ（基板）を示す平面図である。
【図１０】ウエハに正常な疎水化処理がされたか否かを判定するために指標とする、水滴の接触角を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は、ウエハが正常に疎水化処理された場合における水滴を示す説明図、（ｂ）は、ウエハが正常に疎水化処理されなかった場合における水滴を示す説明図である。
【図１２】スピンコーティングによってウエハにレジスト膜を形成する際を示す説明図である。
【図１３】図１に示したレジストパターン形成システムが備え、本発明に係る液処理装置を適用した第２の実施形態のレジスト塗布ユニットの要部を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示したレジスト塗布ユニットの作用を示す説明図である。
【図１５】同様の図である。
【図１６】（ａ）は、ウエハが正常に疎水化処理された場合における水滴を示す説明図、（ｂ）は、ウエハが正常に疎水化処理されなかった場合における水滴を示す説明図である。
【図１７】第２の実施形態の変形例を示す説明図である。
【図１８】第３の実施形態のレジスト塗布ユニットのアームの先端の斜視図である。
【図１９】第３の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２０】第３の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２１】第３の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す平面図である。
【図２２】第３の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す平面図である。
【図２３】第３の実施形態の変形例のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２４】第３の実施形態の変形例のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２５】第３の実施形態の変形例のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２６】第４の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２７】第４の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２８】第４の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２９】第４の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図３０】従来の疎水化処理装置を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の液処理装置を適用した塗布、現像装置における第１の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の塗布、現像装置の実施の形態は、基板であるウエハに対して疎水化処理を行う疎水化処理ユニット（疎水化処理装置）と、ウエハの表面の疎水性を調べる機能を有するレジスト塗布ユニット（液処理装置）と、を備えている。レジスト塗布ユニットの詳細構造については後で詳述することとし、先ず、塗布、現像装置の全体構成について簡単に説明しておく。
【００１６】
図１は塗布、現像装置１０１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１００の平面図を示しており、図２は同システム１００の斜視図である。また、図３は塗布、現像装置１０１の縦断面図である。この塗布、現像装置１０１にはキャリアブロックＣ１が設けられており、その載置台１０２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１０３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１０３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。
【００１７】
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（塗布膜）の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジストの塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層に形成される反射防止膜の形成を行うための第４のブロック（ＩＴＣ層）Ｂ４を、下から順に積層して構成されている。
【００１８】
処理ブロックＣ２の各層は平面視が略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は塗布膜としてレジスト膜を形成するためのレジスト塗布ユニット１１０と、このレジスト塗布ユニット１１０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Ｕ１〜Ｕ３と、前記レジスト塗布ユニット１１０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。この例ではレジスト塗布ユニット１１０が既述の液処理装置に相当する。また、この例では、棚ユニットＵ１の隣に疎水化処理ユニット１が設けられている。この疎水化処理ユニット１については背景技術の項目で図３０を用いて説明しているため省略する。
【００１９】
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、及び第４のブロック（ＩＴＣ層）Ｂ４には、下側反射防止膜形成ユニット及び上側反射防止膜形成ユニットが夫々設けられている。これらのユニットは、レジスト塗布ユニット１１０と同様の構造であり、対応する薬液がウエハＷにスピンコーティングされる。また、これらのブロックＢ２、Ｂ４においても薬液塗布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が設けられている。
【００２０】
第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については一つのＤＥＶ層Ｂ１内にレジスト塗布ユニット１１０に対応する現像ユニットが２段に積層されており、またこの現像ユニット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が設けられている。なお図３中Ａ１、Ａ２及びＡ４は、各ブロック間でウエハＷを搬送する搬送アームである。
【００２１】
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Ｕ５が設けられ、棚ユニットＵ５の各ウエハ載置部位の間でウエハＷを搬送する昇降、進退自在な受け渡しアームＤ１が設けられている。ＣＰＬで表示されるユニットは冷却ユニット、ＴＲＳで表示されるユニットは受け渡しユニット、ＢＦで表示されるユニットはバッファユニットである。
【００２２】
キャリアブロックＣ１からのウエハＷは、受け渡しアームＤ１及び棚ユニットＵ５のウエハ載置部位を介して処理レシピに応じてＢ２〜Ｂ４層から選択される層（Ｂ２〜Ｂ４）に搬送されて塗布膜が形成され、その後、図３に示すシャトルアーム１０６、インターフェイスブロックＣ３のインターフェイスアーム１０７を介して露光装置Ｃ４に搬送され、露光処理が行われる。その後、ウエハＷは、インターフェイスブロックＣ３を介して第１のブロックＢ１に搬送され、現像処理がされた後、受け渡しユニットＴＲＳ１を介してキャリアブロックＣ１に戻される。
ここで処理レシピに応じて、例えばレジストの種類に応じてウエハＷに対して例えば次のような処理が行われる。
ａ． 疎水化処理を行った後、レジスト膜を形成する。この場合下側反射防止膜を形成しない。
ｂ． 下側反射防止膜を形成した後、レジスト膜を形成する。この場合疎水化処理を行わない。
ｃ． 疎水化処理を行った後、下側反射防止膜を形成し、その後レジスト膜を形成する。
従って、これらの処理モードに応じてウエハＷの搬送経路が決定される。例えば処理モードａの場合には、ウエハＷは、疎水化処理ユニット１→棚ユニット（Ｕ１〜Ｕ３）内の冷却ユニット→レジスト塗布ユニット１１０の順に搬送され、例えば処理モードｃの場合には、ウエハＷは、疎水化処理ユニット１→冷却ユニットＣＰＬ３→下側反射防止膜形成ユニットの順に搬送される。なお、疎水化処理ユニット１は、棚ユニットＵ５における、ＢＣＴ層Ｂ２に対応する高さ位置に設けてもよい。
【００２３】
次に、本発明の液処理装置の実施形態に相当するレジスト塗布ユニット１１０について説明する。このレジスト塗布ユニット１１０は、図４及び図５に示すように、筐体２の内部に設けてある。この筐体２の内部空間２０ｓの上部には、清浄なダウンフローを形成するファンフィルタユニット２１を設けてある。
【００２４】
このレジスト塗布ユニット１１０は基板保持部３を備えている。基板保持部３は、真空吸着することによりウエハＷを水平に保持するスピンチャック３１により構成され、下方側の駆動部３２により軸部３０を介して昇降可能であり、かつ鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００２５】
また、レジスト塗布ユニット１１０はカップ（囲み部材）４を備えている。カップ４は、基板保持部３によって保持されたウエハＷの周縁を囲み、内部に液処理空間４ｓを有するよう構成してあり、ウエハＷに供給されたレジスト等の処理液が飛散することを防止するものである。さらに、カップ４は、下部側に凹部状をなす液受け部４１が、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た態様で設けられ、外側領域の底部には貯留した塗布液などのドレンを排出するための廃液口４２が設けてあり、内側領域の底部には２つの排気口４３、４４が設けてある。また、カップ４の内部には、塗布液を外側領域にガイドする円板部材４５を設けてある。この円板部材４５は、軸部３０を貫通させる貫通孔４５ａが中央に形成され、周縁部には山形状のガイド部４５ｂを設けてある。
【００２６】
また、レジスト塗布ユニット１１０は昇降機構５を備えている。昇降機構５は、昇降用モータ５０、本体５１、３本の昇降ピン５２等で構成してある。この昇降機構５は、案内部材４５を貫通する態様で３本の昇降ピン５２を設け、昇降用モータ５０を駆動することで本体５１及び昇降ピン５２を上下方向に移動させ、昇降ピン５２の先端がウエハＷの裏面に当接することでウエハＷを上下方向に昇降し、これによりウエハＷを液処理空間４ｓから挿脱するものである。
【００２７】
また、レジスト塗布ユニット１１０は、図６に示すように純水供給ノズル６３、レジスト供給ノズル６７、溶剤供給ノズル６９を備えている。各ノズル６３、６７、６９は、各々対応する液の供給源、バルブ及び定量ポンプを含む図４では不図示の供給系に接続されている。なお、図６では、これらの供給系を純水供給系６１、レジスト供給系６５、及び溶剤供給系６８ａとして示してある。
【００２８】
また、レジスト塗布ユニット１１０は撮像部であるカメラ７を備えている。カメラ７は、図４及び図５に示すように、下方の画像を撮像するため視野が下方側を向くようにノズル移動機構８に設けてあり、後述する撮像位置に配置された場合、純水供給部６０によりウエハＷに供給された純水を撮像するものである。この例では、カメラ７は、ウエハＷに供給された純水の平面視を撮像する。
【００２９】
また、レジスト塗布ユニット１１０は、ノズル移動機構８、８４を備えている。ノズル移動機構８は、ノズル６３、６９及びカメラ７を移動するものであり、ノズル移動機構８４は、ノズル６７を移動するものであるが、同様に構成してあるため、代表してノズル移動機構８を説明する。ノズル移動機構８は、ノズル６３、６９及びカメラ７を取り付けるアーム８０と、アーム８０を介してノズル６３、６９及びカメラ７を、図５に示す上下方向であるＺ軸方向、及び水平方向であるＸ軸方向にそれぞれ移動させるアーム駆動部８１とを備えている。アーム駆動部８１は、アーム８０をＺ軸方向に昇降するＺ軸移動機構８２と、アーム８０を、Ｘ軸方向に延在するガイドレール８３に沿って移動するＸ軸移動機構等で構成してある。また、このレジスト塗布ユニット１１０には、待機位置に置かれたノズル６３、６９からの廃液を受ける廃液収容部８９を設けてある。
【００３０】
また、レジスト塗布ユニット１１０はエッジリムーバ１３０を備えている。エッジリムーバ１３０は、図５に示すように、図４に示すノズル１３１が先端部に取り付けられた旋回、昇降自在なアーム１３２を備えている。このエッジリムーバ１３０は、レジスト塗布後に、集積回路形成領域Ｗ１の外側である周縁部のレジスト膜を、膜剥れを防止するために溶剤により除去するものである。
【００３１】
次に、上記塗布、現像装置１０１の制御装置であり、かつレジスト塗布ユニット１１０の制御装置について図６を参照しながら説明する。図６において、符号９０はバスであり、このバスに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、メモリ９２、プログラム格納部９３を接続してある。プログラム格納部９３には、画像処理プログラム９４、判定プログラム（判定部）９５、及び処理レシピ９６等が格納してある。記憶媒体としては、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、メモリーカード等が存在する。
【００３２】
画像処理プログラム９４は、カメラ７で撮像した画像に対して画像処理を行うものである。判定プログラム９５は、画像処理されたデータに基づいて水滴ｍの面積を求め、この面積が予め設定した閾値を超えるか否かを判定するものであり、水滴ｍの面積が閾値を超える場合には、ウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定する一方、水滴ｍの面積が閾値を超えない場合には、ウエハＷが正常に疎水化処理されていると判定する。処理レシピ９６は、上記判定プログラム９５の判定結果に基づいて、次の処理を行うものである。具体的には、処理レシピ９６は、判定プログラム９５がウエハＷに正常な疎水化処理がされていると判定した場合には、一連のレジスト膜形成処理を続行する一方、ウエハＷに正常な疎水化処理がされていないと判断した場合には、異常報知部である例えばアラーム９７によって異常を報知するようにステップが組まれている。アラーム９７としては、例えば警告を画面に表示するディスプレイでも良いし、警告音を発するブサーでも良い。
【００３３】
次に、このように構成されたレジスト塗布ユニット１１０の作用を説明する。先ず、搬送アームＡ３によってウエハＷがスピンチャック３１の上方に搬送され、搬送アームＡ３と昇降ピン５２との協働作用によりスピンチャック３１上にウエハＷを載置する。次に、ウエハＷが正常に疎水化処理されているか否かを判定する判定処理を次のようにして行う。先ず、図７（ａ）（ｂ）に示すように、純水供給ノズル６３を供給位置に移動させ、図９に示すように、純水供給系６１によって純水供給ノズル６３から予め設定された量だけウエハＷの表面における集積回路形成領域Ｗ１の外である周縁部に純水を供給する。ウエハＷに供給された純水は、表面張力によって水滴ｍとなる。
【００３４】
次に、図８（ｂ）に示すように駆動部３２によりウエハＷを回転して、カメラ７の移動経路の真下に水滴ｍを移動させ、かつアーム８０を、図８（ｂ）において一点鎖線で示す純水供給位置から、図８（ｂ）において実線で示す、水滴ｍの上方位置である撮像位置にカメラ７を配置する。その後、図８（ａ）に示すように、カメラ７によって水滴ｍを撮像する。
【００３５】
ここで、ウエハＷの表面の疎水性の指標としては、図１０に示すように、水の接触角θ（水滴ｍの頂部とウエハＷ表面上の水滴ｍの外縁とを結ぶ線がウエハＷ表面に対してなす角を２倍した角度）が挙げられ、一例として図１１（ａ）に示すウエハＷ表面の方が図１１（ｂ）のそれより疎水性が高いことが分かる。ウエハＷが正常に疎水化処理されている場合には、ウエハＷの表面の水酸基が、ＨＤＭＳ分子によりトリメチルシラノール基に置換される。このためウエハＷの表面が疎水化され、水滴ｍがウエハＷの表面で弾かれ、図１１（ａ）に示すように、水滴ｍの直径Ｒ１が相対的に小さくなり、これにより水滴ｍの面積が相対的に小さくなる。一方、ウエハＷが正常に疎水化処理されていない場合には、ウエハＷ表面の水酸基の存在によりウエハＷの表面が親水性であるため、水滴ｍがウエハＷの表面に馴染み、図１１（ｂ）に示すように、水滴ｍの直径Ｒ２が相対的に大きくなり、これにより水滴ｍの面積が相対的に大きくなる。
【００３６】
そこで、この塗布、現像装置１０１は、カメラ７で撮像した画像をメモリ９２に格納し、画像データに基づいて水滴ｍの面積を求め、既述のようにこの面積と閾値とを比較する。閾値より水滴ｍの面積が小さければウエハＷが正常に疎水化処理されたものと判定し、一連のレジスト膜形成処理を続行する一方、閾値より水滴ｍの面積が大きければウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定し、アラーム９７に警告を出力する。一連のレジスト膜形成処理を続行する場合、次に、駆動部３２によりウエハＷを回転させて、遠心力でウエハＷから水滴ｍを除去し、次いで、溶剤供給ノズルによりウエハＷの中心部に溶剤を供給すると共にウエハＷを回転させ、溶剤によりウエハＷ表面全体をプリウェットする。なお、水滴ｍのウエハＷからの振り切り除去は、上記のように単独の処理によることなく、このプリウェット工程に兼用させてもよい。次いで、例えばウエハＷを回転させたままレジスト供給ノズル６７からウエハＷの中心部にレジストを供給し、レジスト膜（塗布膜）をウエハＷの表面全体にスピンコーティングする。なお、以上の一連のレジスト膜形成処理において、ＣＰＵ９１は、メモリ９２やプログラム格納部９３に格納されているデータやプログラムを読み出し、その読み出したプログラムに基づいて既述のカメラ７、ノズル移動機構８、８３、駆動部３２、モータ５０、供給系６１、６５、６８ａ、アラーム９７等を駆動するための制御信号を出力することにより実行される。
【００３７】
本発明にかかるレジスト塗布ユニット１１０の一形態によれば、純水をウエハＷに供給し、純水の水滴ｍを撮像してその撮像結果に基づき接触角θに対応する情報を把握しているため、ウエハＷに対して疎水化処理が正常に行われたか否かを確実に判定することができる。しかも本来レジストを扱うレジスト塗布ユニット１１０にて純水を取り扱っていることから、当該ユニット１１０内に純水がこぼれたり、付着したりして汚れるという、他のユニットであれば懸念材料となる問題が起こらない。そしてこのユニット１１０を塗布、現像装置１０１に組み込むことにより、いわばインラインで疎水化処理を判定できることから、スループットの低下を抑えながら、ロット不良を低減あるいは防止することができる。
【００３８】
本発明は、疎水化処理されたウエハＷの表面に検査液（純水）を供給する手法であるが、検査液の供給のタイミングとしては、ウエハＷの表面にレジスト膜を形成する前に限られるものではなく、レジスト膜形成後にエッジリムーバ１３０から吐出した溶剤によりウエハＷの周縁部のレジスト膜を除去した後であってもよい。この場合には、水滴ｍをカメラ７で撮像して既述の判定を行った後、ウエハＷを回転させてウエハＷ上から水滴ｍを振り切って除去する。
なお、上述したレジスト塗布ユニット１１０では、水滴ｍの面積に限らず、水滴ｍの直径、又は周の長さに基づきウエハＷが正常に疎水化処理されているか否かを判定しても良い。即ち接触角θに対応するパラメータであれば、そのパラメータに基づいて疎水化について評価することができる。また、ウエハＷの複数の箇所に純水を供給し、各箇所の水滴ｍを複数のカメラでそれぞれ撮像し、各水滴ｍの画像に基づいて判定するようにしてもよい。この場合、少なくとも一つの水滴ｍの面積が閾値を越えていれば、疎水化処理が正常に行われていないといった判定手法を採用でき、より一層確実な判定ができる。さらに、疎水化処理の判定は、ウエハＷの全数検査でもよいが、ロットの中から選択された例えば１枚について疎水化処理の検査を行うようにしてもよい。検査液としては純水に限らず、例えば溶剤を使用してもよい。また、ウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定した場合、アラーム９７によって異常を報知するとともに、一連のレジスト膜形成処理を停止する処理レシピをプログラム格納部９３に設けても良い。
【００３９】
本発明の液処理装置は、レジスト塗布ユニット１１０に限らず、例えば疎水化処理→反射防止膜形成→レジスト膜形成のステップをとるプロセスを行う場合には、反射防止膜形成ユニットに適用してもよい。また、本発明において、純水等の検査液を供給するタイミングや、検査液を撮像するタイミングは、外部からウエハＷを搬入する搬送アームＡ３にウエハＷを載せた状態であっても良いし、搬送アームＡ３から昇降ピン５２にウエハＷが受け渡された状態であっても良い。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係るレジスト塗布ユニットの他の実施形態を説明する。この実施形態において、第１の実施形態と同一構成のものには同一の符号を付して説明を省略し、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。 図１３は、第２の実施形態におけるレジスト塗布ユニット１２０の要部を示す説明図である。このレジスト塗布ユニット１２０は、上記昇降機構５の昇降ピン５２によって、ウエハＷをカップ４よりも高い位置に保持された状態において、ウエハＷに供給された純水の水滴ｍの側面視を撮像するものである。 このレジスト塗布ユニット１２０のカメラ７０は、視野が側方を向くように補助部材８５を介してアーム８０に取り付けてある。
【００４１】
この実施の形態においても、先の実施の形態と同様にして、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ウエハＷの表面に純水を供給する。ウエハＷに供給された純水は水滴ｍとなる。 次に、アーム８０を上方に移動し、ウエハＷから純水供給ノズル６３を離間させる。 次いで、昇降用モータ５０を駆動することにより、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板保持部３に保持されたウエハＷの裏面を昇降ピン５２で突き上げてウエハＷをカップ４よりも高い位置に保持する。 次に、ウエハＷを回転して水滴ｍを移動させ、かつアーム駆動部８１を駆動することによって、図１５（ｂ）において一点鎖線で示す位置から、図１５（ｂ）において実線で示し、水滴ｍの側方位置である撮像位置にカメラ７０を配置した後、カメラ７０によって水滴ｍの側面視を撮像する。
【００４２】
ウエハＷが正常に疎水化処理されたものか否かの判定については、図１６（ａ）に示すように、閾値より水滴ｍの高さＨ１が高ければウエハＷが正常に疎水化処理されたものと判定する一方、図１６（ｂ）に示すように、閾値より水滴ｍの高さＨ２が低ければウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定する。即ち、純水の吐出量が定量ポンプ等によって一定であることから、接触角θと水滴ｍの高さとは対応関係にあり、そのためこの例では水滴ｍの高さを評価要素としているが、水滴ｍの円周線の長さや曲率を評価要素としてもよい。この実施の形態２に係るレジスト塗布ユニット１２０においても、実施の形態１で説明したレジスト塗布ユニット１１０と同様の作用・効果を奏することができる。
【００４３】
また、ウエハＷをカップ４よりも高い位置に保持してカメラ７で撮像する場合、基板保持部３を昇降することによってウエハＷをカップ４よりも高い位置に保持しても良い。さらに、上述した実施の形態には、カメラ７０をノズル移動機構８に設けるもので説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、図１７に示すように、不図示の支持部材を介してカップ４にカメラ７１を取り付ける一方、カップ４に形成した開口４６を透明部材４７で塞ぎ、この透明部材４７を透して水滴ｍをカメラ７で撮像しても良い。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、本発明に係るレジスト塗布ユニットの第３の実施形態を、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。この第３の実施形態では純水の代わりに、プリウェットに用いる溶剤であるシンナーのウエハＷ表面における広がり具合に基づいて、疎水化処理の適否を判定する。図１８に示すように、第３の実施形態のレジスト塗布ユニットではアーム８０の先端にカメラ７及び溶剤供給ノズル６９が設けられている。カメラ７はウエハＷの中心上に位置し、ウエハＷの中心部を撮像することができる。
【００４５】
この第３の実施形態のレジスト塗布ユニット１１０における処理手順について、ウエハＷの側面図である図１９〜図２０及びウエハＷの平面図である図２１〜図２２を参照しながら説明する。第１の実施形態と同様にスピンチャック３１にウエハＷが受け渡されると、溶剤供給ノズル６９がウエハＷの中心部上に位置して、ウエハＷの中心部に例えば３ｍＬ〜５ｍＬの範囲内の予め設定された量のシンナーＴ（前処理液）を供給し（図１９）、シンナーＴの液だまり１２１を形成する（図２０）。なお、このシンナーＴの供給量はウエハＷごとに一定である。シンナーＴの供給後、アーム８０が移動し、溶剤供給ノズル６９に代りカメラ７がウエハＷの中心部上に位置して、この液だまり１２１を撮像する。そして、液だまり１２１の画像がメモリ９２に格納される（図２１）。
【００４６】
このシンナーの液だまり１２１は、第１の実施形態の水滴ｍと同様にウエハＷの表面の疎水性が高いほど、その面積が相対的に小さくなる。そこで、判定プログラム９５は、格納された画像から液だまり１２１の面積を求め、求めた面積を予め設定された閾値と比較する。そして、判定プログラム９５は、前記面積が閾値以下であれば正常に疎水化処理が行われたと判定し、前記面積が閾値より大きければウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定する。正常に疎水化処理が行われたと判定された場合は、スピンチャック３１によりウエハＷが回転する。それによって、液だまり１２１を構成するシンナーＴが遠心力によりウエハＷの周縁部へと行き渡り（図２２）、ウエハＷがプリウェットされ、レジストのウエハＷ表面に対する濡れ性が向上する。以降は第１の実施形態と同様にレジストの塗布が行われる。正常に疎水化処理が行われていないと判定された場合は、第１の実施形態と同様にアラーム９７が異常を報知する。
【００４７】
この第３の実施形態も第１の実施形態と同様の効果を有する。さらにこの例ではプリウェットに用いるシンナーを検査液として疎水化処理の適否を判定しているので、検査液の無駄を防ぎ、プリウェットに使用するシンナーの他に別途検査液をウエハＷに供給する必要が無いので、検査に要する時間の短縮化を図ることができる。
【００４８】
（第３の実施形態の変形例）
水滴ｍと同様に前記シンナーの液だまり１２１もウエハＷの疎水性が高いほど、その高さが大きくなるので、液だまり１２１の高さに基づいて疎水化処理の適否を判定することができる。この第３の実施形態の変形例では、そのように液だまり１２１の高さに基づいて疎水化処理の適否を判定することを除いて、第２の実施形態と略同様の検査が行われる。また、この例では第２の実施形態で説明したレジスト塗布ユニット１２０が用いられる。
【００４９】
具体的に検査手順を説明すると、各実施形態と同様にスピンチャック３１にウエハＷが受け渡された後、第３の実施形態で説明したように、ウエハＷ中央部にシンナーＴが供給されて液だまり１２１が形成される（図２３）。液だまり１２１の形成後、昇降ピン５２によってウエハＷがカップ４の上方へ持ち上げられ、カメラ７０により液だまり１２１の側面が撮像される。図２４、図２５は、夫々この撮像時におけるウエハＷの側面、平面を示している。
【００５０】
そして、判定プログラム９５は、液だまり１２１の画像から液だまり１２１の高さＨ３を検出して、予め設定された閾値と比較し、前記液だまり１２１の高さＨ３が閾値以上でればウエハＷが正常に疎水化処理されたと判定し、高さＨ３が閾値より低ければウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定する。正常に疎水化処理が行われたと判定された場合には昇降ピン５２が下降してウエハＷが再びスピンチャック３１に受け渡され、第３の実施形態と同様にプリウェットが行われる。正常に疎水化処理が行われていないと判定された場合にはアラーム９７により異常が報知される。この変形例は第３の実施形態と同様の効果を奏する。
【００５１】
この第３の実施形態及びその変形例において、液だまり１２１の形成前に溶剤供給ノズル６９からウエハＷの任意の場所に一滴シンナーを滴下した後、カメラ７またはカメラ７０で液滴の表面または側面を撮像し、得られた画像に基づいてその液滴の面積あるいは高さを閾値と比較することで疎水化処理の適否を検査してもよい。疎水化処理が正常に行われていると判定された場合には、溶剤供給ノズル６９からシンナーが供給されてプリウェットが行われ、疎水化処理が正常に行われていないと判定された場合にはアラームが出力されて、処理が停止する。このようにすれば、プリウェットに用いるシンナーを無駄に使用することを防ぐことができる。
【００５２】
（第４の実施形態）
この第４の実施形態では、第２の実施形態の一例として説明したようにカップ４にカメラ７１が取り付けられており、透明部材４７を透してカメラ７１によりウエハＷの表面が側方から撮像される。この第４の実施形態では、ウエハＷへの検査液の滴下方法について既述の各実施形態と差異がある。具体的に説明すると、ウエハＷがスピンチャック３１に載置されると、純水供給ノズル６３がウエハＷの集積回路形成領域Ｗ１の外部の上方に移動し、その下端がカメラ７１の視野に収まるように下降する（図２６）。
【００５３】
純水供給系６１により比較的緩やかな流量で純水供給ノズル６３に純水が供給され、当該純水供給ノズル６３の下端に液滴Ｌが垂れ下がる。この液滴Ｌはカメラ７１により撮像され、判定プログラム９５は、例えば図２７に示すように純水供給ノズル６３の下端と液滴Ｌの下端との距離Ｌ１の大きさを検出する。純水の供給が続けられ、液滴Ｌが成長して前記距離Ｌ１が予め設定された大きさになると、純水供給ノズル６３への純水の供給が停止し、液滴Ｌの成長が停止する。
【００５４】
続いて、アーム駆動部８１により純水供給ノズル６３が下降する。この下降中に純水供給ノズル６３の下端の撮像が続けられ、液滴Ｌの下端とウエハＷの表面との距離Ｌ２が判定プログラム９５により検出される。そして、距離Ｌ２がゼロになる、即ち液滴ＬがウエハＷに接すると、純水供給ノズル６３の下降が停止する（図２８）。その後、純水供給ノズル６３が上昇し、液滴Ｌは表面張力と重力とにより純水供給ノズル６３から離れる（図２９）。以降は第２の実施形態と同様にこの液滴Ｌの高さが検出され、検出された高さに基づいて疎水化処理の適否が判定される。
【００５５】
この第４の実施形態では、純水供給ノズル６３に付着する液滴を当該純水供給ノズル６３を下降させることでウエハＷに接触させているため、他の実施形態で説明したようにウエハＷをノズルから滴下させることに比べて、液滴を小さくし、当該液滴が落下中に空気抵抗を受けて飛散することを抑えることができる。従って、ウエハＷの予め設定された位置に、所定の液量により構成される液滴をより確実に付着させることができるので、より確実に疎水化処理の適否の検査を行うことができ、さらに液滴が集積回路形成領域Ｗ１に付着することを防ぐことができるので、ウォーターマークの形成などの不具合が抑えられるという利点がある。
【００５６】
上記の例では純水供給ノズル６３から垂れ下がった液滴とウエハＷ表面との距離Ｌ２を測定し、その測定結果に基づいて純水供給ノズル６３の位置を制御しているが、液滴をウエハＷに付着させるための純水供給ノズル６３の下降位置を予め設定しておき、前記ノズル６３の下端と液滴の下端との距離Ｌ１が所定の大きさになったら、純水供給ノズル６３を前記下降位置に下降させて、ウエハＷに液滴を付着させてもよい。なお、予め純水供給ノズル６３をウエハＷ表面に近接させた状態で、所定の量の純水を供給ノズル６３に供給し、純水供給ノズル６３から垂れ下がる液滴をウエハＷに付着させ、然る後純水供給ノズル６３を上昇させてもよい。純水供給ノズル６３を上昇させた後は、ウエハＷに付着した液滴を撮像して、その面積または高さを測定し、疎水化処理の適否を判定する。
【００５７】
この第４の実施形態では、純水供給ノズル６３の代わりに溶剤供給ノズル６９を用い、シンナーの液滴をウエハＷに付着させてもよい。そのように検査液がシンナーである場合には、ウエハＷの中央部に液滴を付着させてもよい。また、他の実施形態にこの第４の実施形態を適用し、ノズルを昇降させて液滴をウエハＷに付着させてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１ 疎水化処理ユニット
３ 基板保持部
３１ スピンチャック
３２ 駆動部
４ カップ（囲み部材）
５ 昇降機構
５２ 昇降ピン
６ ノズル
６０ 純水供給部（検査液供給部）
６１ 純水供給系（供給機構）
６３ 純水供給ノズル
６４ レジスト供給部
６７ レジスト吐出ノズル
７、７０、７１ カメラ（撮像部）
８ ノズル移動機構（移動機構）
９１ ＣＰＵ
９３ プログラム格納部（記憶媒体）
９４ 画像処理プログラム
９５ 判定プログラム（判定部）
９６ 処理レシピ
９７ アラーム（異常報知部）
１０１ 塗布、現像装置
１１０、１２０ レジスト塗布ユニット（液処理装置）
Ｃ キャリア
Ｃ１ キャリアブロック
Ｗ ウエハ（基板）
Ｗ１ 集積回路形成領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疎水化処理を行った集積回路形成用の基板にノズルから処理液を供給して塗布膜を形成する液処理装置、及び基板にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理する塗布、現像装置、及び塗布、現像方法、並びにこの方法に用いるプログラムを格納した記憶媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と省略する）にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理を行う塗布、現像装置には、ウエハに疎水化処理を行うユニットを設ける場合がある。この疎水化処理は、ウエハの表面に疎水化処理ガスである例えばヘキサメチルジシラザン（hexamethyldisilazane（以下、単に「ＨＭＤＳ」と省略する）ガスを吹き付けてウエハの表面を疎水性に変化させる処理である。この処理は、下地膜と塗布膜との密着性を向上させるものであり、一般的には、レジストの種類によっては必要な処理であるが、反射防止膜を塗布する前に行う場合もある。
【０００３】
上記疎水化処理を行う装置１では、図３０に示すように、先ず処理容器１１内に設けた載置台１２にウエハＷを載置した後、ガス供給源１３からキャリアガス供給管１４を通してＨＭＤＳ液を貯留したタンク１５内に窒素ガスであるキャリアガスを通気する。これによりタンク１５内のＨＤＭＳの気化が促進され、キャリアガスと共にＨＭＤＳガスが供給管１６を通じて処理容器１１内の処理空間１１ｓに供給され、ウエハＷの表面が疎水化処理される。
【０００４】
この疎水化処理装置１においてウエハＷに対して疎水化処理が正常に行われたか否かを判定する手法としては、キャリアガス供給管１４に設けた流量計１８によりキャリアガスの流量を計測し、この流量計測値に基づき、間接的に、処理空間１１ｓに供給したＨＭＤＳガスの量を推定することが行われている。ＨＭＤＳガスの量を直接測定しない理由は、ＨＭＤＳガスは可燃性ガスであるため、熱線式である流量計を適用しにくい実情があることによる。
【０００５】
しかしながら、ＨＭＤＳガスの流量を間接的に判断する手法では、タンク１５にＨＭＤＳ液が貯留されていなかった場合、又はＨＭＤＳガス供給管１６が損傷することによりＨＭＤＳガスが漏れた場合等には、これらを検出することができない問題があった。このため、ウエハに疎水化処理が正常に行われないままレジスト膜が形成され、パターンが形成されるため、そのロット全体が不良品になるといった懸念があった。なお、特許文献１の段落０００４には、レジスト塗布を行う前の基板の疎水性を、基板表面に滴下した水の接触角を指標として推定することが記載されているが、具体的な説明はされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９１６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、基板に対して疎水化処理が正常に行われたか否かを確実に判定することのできる液処理装置を提供することにある。本発明の他の目的は、基板に対する疎水化処理の不具合に基づくロット不良を低減あるいは防止することができ、しかもスループットの低下が抑えられる塗布、現像装置、塗布、現像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、疎水化処理を行った集積回路形成用の基板にノズルから処理液を供給して塗布膜を形成する液処理装置において、
前記基板を水平に保持する、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を囲む囲み部材と、
前記基板に検査液を供給する検査液供給部と、
前記基板に供給された検査液を撮像する撮像部と、
撮像した検査液の画像に基づいて前記基板が正常に疎水化処理されたものか否かを判定する判定部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の具体例として例えば次の構成を挙げることができる。
（１）検査液供給部は、予め設定された量の検査液を前記基板に供給する供給機構を備えている。
（２）撮像部は、例えば前記基板に供給された前記検査液の平面視又は側面視を撮像するように設けられている。
（３）前記基板を前記囲み部材よりも高い位置に保持するために、前記基板保持部が昇降自在であること及び前記基板保持部に保持された基板の裏面を突き上げて保持する昇降機構を備えていることの少なくとも一方の構成を備え、前記撮像部は、前記基板が囲み部材よりも高い位置に保持されている状態で検査液を撮像するように設けられている。
（４）前記ノズルは、移動機構により移動自在に構成され、前記撮像部は、この移動機構に設けられている。
（５）前記塗布膜は、例えばレジスト膜又は反射防止膜である。
（６）前記判定部にて基板が正常に疎水化処理されていないと判定されたときに異常を報知する異常報知部を備えている。
（７）前記検査液供給部は、基板の集積回路形成領域の外部における疎水化された表面に検査液を供給する。
（８）（７）の場合、前記検査液は水またはシンナーである。
（９）前記検査液供給部は、基板の中央部に検査液を供給する。
（１０）（９）の場合、前記検査液は、前記処理液の基板に対する濡れ性を高めるために処理液の供給前に基板に供給される前処理液として兼用される。
（１１）（９）（１０）の場合、前記検査液は、シンナーである。
（１２）検査液供給部は、基板の上方に位置し、基板に検査液を供給するために開口したノズルと、前記ノズルから検査液が垂れ下がるように当該ノズルに供給する検査液の液量を制御する液量制御機構と、ノズルから垂れ下がった検査液が基板に付着するように前記ノズルを基板に向けて下降させる駆動機構と、を備える。
【００１０】
本発明の塗布、現像装置は、基板にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理する塗布、現像装置において、
複数枚の基板を収納したキャリアが外部から搬入され、現像後の基板をキャリアに収納して外部に搬出するためのキャリアブロックと、
このキャリアブロックから受け渡された基板の表面を疎水化処理するための疎水化処理ユニットと、
疎水化処理された基板に対して処理液を供給し、レジストパターンを形成するための塗布膜を形成する液処理装置と、
露光後の基板に対して現像液を供給して現像処理を行う現像ユニットと、を備え
前記液処理装置は、上記の本発明の液処理装置が用いられることを特徴とする。
【００１１】
本発明の塗布、現像方法は、基板にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理する塗布、現像方法において、
前記基板に対して疎水化処理ユニットにて疎水化処理を行う工程と、
疎水化処理された基板を液処理ユニットに搬入する工程と、
この液処理ユニット内にて基板に検査液を供給する工程と、
前記基板に供給された検査液を撮像部で撮像する工程と、
前記撮像部で撮像された検査液の画像に基づいて前記基板が正常に疎水化処理されたものか否かを判定部で判定する工程と、
前記基板にノズルから処理液を供給してレジストパターンを形成するための塗布膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明の塗布、現像方法の具体例として例えば次の構成を挙げることができる。
（１３）前記基板に供給された検査液を、基板保持部により基板を回転させることで除去する工程を備える。
（１４）前記検査液は、前記処理液の基板に対する濡れ性を高めるために処理液の供給前に基板に供給される前処理液として兼用され、基板保持部により基板を回転させることで、遠心力により前記検査液を基板に広げる工程を備える。
【００１２】
本発明の記憶媒体は、基板に対して処理液を供給して、レジストパターンを形成するための塗布膜を形成し、露光後の基板に対して現像処理を行う塗布、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、上記の本発明に係る塗布、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】
【００１３】
本発明によれば、疎水化処理が行われた基板に対して塗布膜を形成する液処理装置において、検査液を基板に供給し、当該検査液を撮像してその撮像結果に基づき接触角に対応する情報を把握しているため、基板に対して疎水化処理が正常に行われたか否かを確実に判定することができる。しかも本来処理液を扱う液処理装置内にて検査液を取り扱っていることから、装置内に液がこぼれたり、付着したりして汚れるという、他の装置であれば懸念材料となる問題が起こらない。そしてこの液処理装置を塗布、現像装置に組み込むことにより、いわばインラインで疎水化処理を判定できることから、スループットの低下を抑えながら、ロット不良を低減あるいは防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る塗布、現像装置に露光装置が接続されたレジストパターン形成システムを示す全体平面図である。
【図２】図１に示したレジストパターン形成システムの概観斜視図である。
【図３】図１に示したレジストパターン形成システムの全体側面図である。
【図４】図１に示したレジストパターン形成システムが備え、本発明に係る液処理装置を適用した第１の実施形態のレジスト塗布ユニットを示す説明図である。
【図５】図４に示したレジスト塗布ユニットの斜視図である。
【図６】図４に示したレジスト塗布ユニットの制御系を示す説明図である。
【図７】図４に示したレジスト塗布ユニットの作用を示す説明図である。
【図８】同様の図である。
【図９】本発明に係る液処理装置に使用するウエハ（基板）を示す平面図である。
【図１０】ウエハに正常な疎水化処理がされたか否かを判定するために指標とする、水滴の接触角を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は、ウエハが正常に疎水化処理された場合における水滴を示す説明図、（ｂ）は、ウエハが正常に疎水化処理されなかった場合における水滴を示す説明図である。
【図１２】スピンコーティングによってウエハにレジスト膜を形成する際を示す説明図である。
【図１３】図１に示したレジストパターン形成システムが備え、本発明に係る液処理装置を適用した第２の実施形態のレジスト塗布ユニットの要部を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示したレジスト塗布ユニットの作用を示す説明図である。
【図１５】同様の図である。
【図１６】（ａ）は、ウエハが正常に疎水化処理された場合における水滴を示す説明図、（ｂ）は、ウエハが正常に疎水化処理されなかった場合における水滴を示す説明図である。
【図１７】第２の実施形態の変形例を示す説明図である。
【図１８】第３の実施形態のレジスト塗布ユニットのアームの先端の斜視図である。
【図１９】第３の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２０】第３の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２１】第３の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す平面図である。
【図２２】第３の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す平面図である。
【図２３】第３の実施形態の変形例のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２４】第３の実施形態の変形例のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２５】第３の実施形態の変形例のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２６】第４の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２７】第４の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２８】第４の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図２９】第４の実施形態のレジスト塗布ユニットの作用を示す側面図である。
【図３０】従来の疎水化処理装置を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の液処理装置を適用した塗布、現像装置における第１の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の塗布、現像装置の実施の形態は、基板であるウエハに対して疎水化処理を行う疎水化処理ユニット（疎水化処理装置）と、ウエハの表面の疎水性を調べる機能を有するレジスト塗布ユニット（液処理装置）と、を備えている。レジスト塗布ユニットの詳細構造については後で詳述することとし、先ず、塗布、現像装置の全体構成について簡単に説明しておく。
【００１６】
図１は塗布、現像装置１０１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１００の平面図を示しており、図２は同システム１００の斜視図である。また、図３は塗布、現像装置１０１の縦断面図である。この塗布、現像装置１０１にはキャリアブロックＣ１が設けられており、その載置台１０２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１０３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１０３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。
【００１７】
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（塗布膜）の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジストの塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層に形成される反射防止膜の形成を行うための第４のブロック（ＩＴＣ層）Ｂ４を、下から順に積層して構成されている。
【００１８】
処理ブロックＣ２の各層は平面視が略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は塗布膜としてレジスト膜を形成するためのレジスト塗布ユニット１１０と、このレジスト塗布ユニット１１０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Ｕ１〜Ｕ３と、前記レジスト塗布ユニット１１０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。この例ではレジスト塗布ユニット１１０が既述の液処理装置に相当する。また、この例では、棚ユニットＵ１の隣に疎水化処理ユニット１が設けられている。この疎水化処理ユニット１については背景技術の項目で図３０を用いて説明しているため省略する。
【００１９】
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、及び第４のブロック（ＩＴＣ層）Ｂ４には、下側反射防止膜形成ユニット及び上側反射防止膜形成ユニットが夫々設けられている。これらのユニットは、レジスト塗布ユニット１１０と同様の構造であり、対応する薬液がウエハＷにスピンコーティングされる。また、これらのブロックＢ２、Ｂ４においても薬液塗布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が設けられている。
【００２０】
第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については一つのＤＥＶ層Ｂ１内にレジスト塗布ユニット１１０に対応する現像ユニットが２段に積層されており、またこの現像ユニット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が設けられている。なお図３中Ａ１、Ａ２及びＡ４は、各ブロック間でウエハＷを搬送する搬送アームである。
【００２１】
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Ｕ５が設けられ、棚ユニットＵ５の各ウエハ載置部位の間でウエハＷを搬送する昇降、進退自在な受け渡しアームＤ１が設けられている。ＣＰＬで表示されるユニットは冷却ユニット、ＴＲＳで表示されるユニットは受け渡しユニット、ＢＦで表示されるユニットはバッファユニットである。
【００２２】
キャリアブロックＣ１からのウエハＷは、受け渡しアームＤ１及び棚ユニットＵ５のウエハ載置部位を介して処理レシピに応じてＢ２〜Ｂ４層から選択される層（Ｂ２〜Ｂ４）に搬送されて塗布膜が形成され、その後、図３に示すシャトルアーム１０６、インターフェイスブロックＣ３のインターフェイスアーム１０７を介して露光装置Ｃ４に搬送され、露光処理が行われる。その後、ウエハＷは、インターフェイスブロックＣ３を介して第１のブロックＢ１に搬送され、現像処理がされた後、受け渡しユニットＴＲＳ１を介してキャリアブロックＣ１に戻される。
ここで処理レシピに応じて、例えばレジストの種類に応じてウエハＷに対して例えば次のような処理が行われる。
ａ． 疎水化処理を行った後、レジスト膜を形成する。この場合下側反射防止膜を形成しない。
ｂ． 下側反射防止膜を形成した後、レジスト膜を形成する。この場合疎水化処理を行わない。
ｃ． 疎水化処理を行った後、下側反射防止膜を形成し、その後レジスト膜を形成する。
従って、これらの処理モードに応じてウエハＷの搬送経路が決定される。例えば処理モードａの場合には、ウエハＷは、疎水化処理ユニット１→棚ユニット（Ｕ１〜Ｕ３）内の冷却ユニット→レジスト塗布ユニット１１０の順に搬送され、例えば処理モードｃの場合には、ウエハＷは、疎水化処理ユニット１→冷却ユニットＣＰＬ３→下側反射防止膜形成ユニットの順に搬送される。なお、疎水化処理ユニット１は、棚ユニットＵ５における、ＢＣＴ層Ｂ２に対応する高さ位置に設けてもよい。
【００２３】
次に、本発明の液処理装置の実施形態に相当するレジスト塗布ユニット１１０について説明する。このレジスト塗布ユニット１１０は、図４及び図５に示すように、筐体２の内部に設けてある。この筐体２の内部空間２０ｓの上部には、清浄なダウンフローを形成するファンフィルタユニット２１を設けてある。
【００２４】
このレジスト塗布ユニット１１０は基板保持部３を備えている。基板保持部３は、真空吸着することによりウエハＷを水平に保持するスピンチャック３１により構成され、下方側の駆動部３２により軸部３０を介して昇降可能であり、かつ鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００２５】
また、レジスト塗布ユニット１１０はカップ（囲み部材）４を備えている。カップ４は、基板保持部３によって保持されたウエハＷの周縁を囲み、内部に液処理空間４ｓを有するよう構成してあり、ウエハＷに供給されたレジスト等の処理液が飛散することを防止するものである。さらに、カップ４は、下部側に凹部状をなす液受け部４１が、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た態様で設けられ、外側領域の底部には貯留した塗布液などのドレンを排出するための廃液口４２が設けてあり、内側領域の底部には２つの排気口４３、４４が設けてある。また、カップ４の内部には、塗布液を外側領域にガイドする円板部材４５を設けてある。この円板部材４５は、軸部３０を貫通させる貫通孔４５ａが中央に形成され、周縁部には山形状のガイド部４５ｂを設けてある。
【００２６】
また、レジスト塗布ユニット１１０は昇降機構５を備えている。昇降機構５は、昇降用モータ５０、本体５１、３本の昇降ピン５２等で構成してある。この昇降機構５は、案内部材４５を貫通する態様で３本の昇降ピン５２を設け、昇降用モータ５０を駆動することで本体５１及び昇降ピン５２を上下方向に移動させ、昇降ピン５２の先端がウエハＷの裏面に当接することでウエハＷを上下方向に昇降し、これによりウエハＷを液処理空間４ｓから挿脱するものである。
【００２７】
また、レジスト塗布ユニット１１０は、図６に示すように純水供給ノズル６３、レジスト供給ノズル６７、溶剤供給ノズル６９を備えている。各ノズル６３、６７、６９は、各々対応する液の供給源、バルブ及び定量ポンプを含む図４では不図示の供給系に接続されている。なお、図６では、これらの供給系を純水供給系６１、レジスト供給系６５、及び溶剤供給系６８ａとして示してある。
【００２８】
また、レジスト塗布ユニット１１０は撮像部であるカメラ７を備えている。カメラ７は、図４及び図５に示すように、下方の画像を撮像するため視野が下方側を向くようにノズル移動機構８に設けてあり、後述する撮像位置に配置された場合、純水供給部６０によりウエハＷに供給された純水を撮像するものである。この例では、カメラ７は、ウエハＷに供給された純水の平面視を撮像する。
【００２９】
また、レジスト塗布ユニット１１０は、ノズル移動機構８、８４を備えている。ノズル移動機構８は、ノズル６３、６９及びカメラ７を移動するものであり、ノズル移動機構８４は、ノズル６７を移動するものであるが、同様に構成してあるため、代表してノズル移動機構８を説明する。ノズル移動機構８は、ノズル６３、６９及びカメラ７を取り付けるアーム８０と、アーム８０を介してノズル６３、６９及びカメラ７を、図５に示す上下方向であるＺ軸方向、及び水平方向であるＸ軸方向にそれぞれ移動させるアーム駆動部８１とを備えている。アーム駆動部８１は、アーム８０をＺ軸方向に昇降するＺ軸移動機構８２と、アーム８０を、Ｘ軸方向に延在するガイドレール８３に沿って移動するＸ軸移動機構等で構成してある。また、このレジスト塗布ユニット１１０には、待機位置に置かれたノズル６３、６９からの廃液を受ける廃液収容部８９を設けてある。
【００３０】
また、レジスト塗布ユニット１１０はエッジリムーバ１３０を備えている。エッジリムーバ１３０は、図５に示すように、図４に示すノズル１３１が先端部に取り付けられた旋回、昇降自在なアーム１３２を備えている。このエッジリムーバ１３０は、レジスト塗布後に、集積回路形成領域Ｗ１の外側である周縁部のレジスト膜を、膜剥れを防止するために溶剤により除去するものである。
【００３１】
次に、上記塗布、現像装置１０１の制御装置であり、かつレジスト塗布ユニット１１０の制御装置について図６を参照しながら説明する。図６において、符号９０はバスであり、このバスに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、メモリ９２、プログラム格納部９３を接続してある。プログラム格納部９３には、画像処理プログラム９４、判定プログラム（判定部）９５、及び処理レシピ９６等が格納してある。記憶媒体としては、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、メモリーカード等が存在する。
【００３２】
画像処理プログラム９４は、カメラ７で撮像した画像に対して画像処理を行うものである。判定プログラム９５は、画像処理されたデータに基づいて水滴ｍの面積を求め、この面積が予め設定した閾値を超えるか否かを判定するものであり、水滴ｍの面積が閾値を超える場合には、ウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定する一方、水滴ｍの面積が閾値を超えない場合には、ウエハＷが正常に疎水化処理されていると判定する。処理レシピ９６は、上記判定プログラム９５の判定結果に基づいて、次の処理を行うものである。具体的には、処理レシピ９６は、判定プログラム９５がウエハＷに正常な疎水化処理がされていると判定した場合には、一連のレジスト膜形成処理を続行する一方、ウエハＷに正常な疎水化処理がされていないと判断した場合には、異常報知部である例えばアラーム９７によって異常を報知するようにステップが組まれている。アラーム９７としては、例えば警告を画面に表示するディスプレイでも良いし、警告音を発するブサーでも良い。
【００３３】
次に、このように構成されたレジスト塗布ユニット１１０の作用を説明する。先ず、搬送アームＡ３によってウエハＷがスピンチャック３１の上方に搬送され、搬送アームＡ３と昇降ピン５２との協働作用によりスピンチャック３１上にウエハＷを載置する。次に、ウエハＷが正常に疎水化処理されているか否かを判定する判定処理を次のようにして行う。先ず、図７（ａ）（ｂ）に示すように、純水供給ノズル６３を供給位置に移動させ、図９に示すように、純水供給系６１によって純水供給ノズル６３から予め設定された量だけウエハＷの表面における集積回路形成領域Ｗ１の外である周縁部に純水を供給する。ウエハＷに供給された純水は、表面張力によって水滴ｍとなる。
【００３４】
次に、図８（ｂ）に示すように駆動部３２によりウエハＷを回転して、カメラ７の移動経路の真下に水滴ｍを移動させ、かつアーム８０を、図８（ｂ）において一点鎖線で示す純水供給位置から、図８（ｂ）において実線で示す、水滴ｍの上方位置である撮像位置にカメラ７を配置する。その後、図８（ａ）に示すように、カメラ７によって水滴ｍを撮像する。
【００３５】
ここで、ウエハＷの表面の疎水性の指標としては、図１０に示すように、水の接触角θ（水滴ｍの頂部とウエハＷ表面上の水滴ｍの外縁とを結ぶ線がウエハＷ表面に対してなす角を２倍した角度）が挙げられ、一例として図１１（ａ）に示すウエハＷ表面の方が図１１（ｂ）のそれより疎水性が高いことが分かる。ウエハＷが正常に疎水化処理されている場合には、ウエハＷの表面の水酸基が、ＨＤＭＳ分子によりトリメチルシラノール基に置換される。このためウエハＷの表面が疎水化され、水滴ｍがウエハＷの表面で弾かれ、図１１（ａ）に示すように、水滴ｍの直径Ｒ１が相対的に小さくなり、これにより水滴ｍの面積が相対的に小さくなる。一方、ウエハＷが正常に疎水化処理されていない場合には、ウエハＷ表面の水酸基の存在によりウエハＷの表面が親水性であるため、水滴ｍがウエハＷの表面に馴染み、図１１（ｂ）に示すように、水滴ｍの直径Ｒ２が相対的に大きくなり、これにより水滴ｍの面積が相対的に大きくなる。
【００３６】
そこで、この塗布、現像装置１０１は、カメラ７で撮像した画像をメモリ９２に格納し、画像データに基づいて水滴ｍの面積を求め、既述のようにこの面積と閾値とを比較する。閾値より水滴ｍの面積が小さければウエハＷが正常に疎水化処理されたものと判定し、一連のレジスト膜形成処理を続行する一方、閾値より水滴ｍの面積が大きければウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定し、アラーム９７に警告を出力する。一連のレジスト膜形成処理を続行する場合、次に、駆動部３２によりウエハＷを回転させて、遠心力でウエハＷから水滴ｍを除去し、次いで、溶剤供給ノズルによりウエハＷの中心部に溶剤を供給すると共にウエハＷを回転させ、溶剤によりウエハＷ表面全体をプリウェットする。なお、水滴ｍのウエハＷからの振り切り除去は、上記のように単独の処理によることなく、このプリウェット工程に兼用させてもよい。次いで、例えばウエハＷを回転させたままレジスト供給ノズル６７からウエハＷの中心部にレジストを供給し、レジスト膜（塗布膜）をウエハＷの表面全体にスピンコーティングする。なお、以上の一連のレジスト膜形成処理において、ＣＰＵ９１は、メモリ９２やプログラム格納部９３に格納されているデータやプログラムを読み出し、その読み出したプログラムに基づいて既述のカメラ７、ノズル移動機構８、８３、駆動部３２、モータ５０、供給系６１、６５、６８ａ、アラーム９７等を駆動するための制御信号を出力することにより実行される。
【００３７】
本発明にかかるレジスト塗布ユニット１１０の一形態によれば、純水をウエハＷに供給し、純水の水滴ｍを撮像してその撮像結果に基づき接触角θに対応する情報を把握しているため、ウエハＷに対して疎水化処理が正常に行われたか否かを確実に判定することができる。しかも本来レジストを扱うレジスト塗布ユニット１１０にて純水を取り扱っていることから、当該ユニット１１０内に純水がこぼれたり、付着したりして汚れるという、他のユニットであれば懸念材料となる問題が起こらない。そしてこのユニット１１０を塗布、現像装置１０１に組み込むことにより、いわばインラインで疎水化処理を判定できることから、スループットの低下を抑えながら、ロット不良を低減あるいは防止することができる。
【００３８】
本発明は、疎水化処理されたウエハＷの表面に検査液（純水）を供給する手法であるが、検査液の供給のタイミングとしては、ウエハＷの表面にレジスト膜を形成する前に限られるものではなく、レジスト膜形成後にエッジリムーバ１３０から吐出した溶剤によりウエハＷの周縁部のレジスト膜を除去した後であってもよい。この場合には、水滴ｍをカメラ７で撮像して既述の判定を行った後、ウエハＷを回転させてウエハＷ上から水滴ｍを振り切って除去する。
なお、上述したレジスト塗布ユニット１１０では、水滴ｍの面積に限らず、水滴ｍの直径、又は周の長さに基づきウエハＷが正常に疎水化処理されているか否かを判定しても良い。即ち接触角θに対応するパラメータであれば、そのパラメータに基づいて疎水化について評価することができる。また、ウエハＷの複数の箇所に純水を供給し、各箇所の水滴ｍを複数のカメラでそれぞれ撮像し、各水滴ｍの画像に基づいて判定するようにしてもよい。この場合、少なくとも一つの水滴ｍの面積が閾値を越えていれば、疎水化処理が正常に行われていないといった判定手法を採用でき、より一層確実な判定ができる。さらに、疎水化処理の判定は、ウエハＷの全数検査でもよいが、ロットの中から選択された例えば１枚について疎水化処理の検査を行うようにしてもよい。検査液としては純水に限らず、例えば溶剤を使用してもよい。また、ウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定した場合、アラーム９７によって異常を報知するとともに、一連のレジスト膜形成処理を停止する処理レシピをプログラム格納部９３に設けても良い。
【００３９】
本発明の液処理装置は、レジスト塗布ユニット１１０に限らず、例えば疎水化処理→反射防止膜形成→レジスト膜形成のステップをとるプロセスを行う場合には、反射防止膜形成ユニットに適用してもよい。また、本発明において、純水等の検査液を供給するタイミングや、検査液を撮像するタイミングは、外部からウエハＷを搬入する搬送アームＡ３にウエハＷを載せた状態であっても良いし、搬送アームＡ３から昇降ピン５２にウエハＷが受け渡された状態であっても良い。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係るレジスト塗布ユニットの他の実施形態を説明する。この実施形態において、第１の実施形態と同一構成のものには同一の符号を付して説明を省略し、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。 図１３は、第２の実施形態におけるレジスト塗布ユニット１２０の要部を示す説明図である。このレジスト塗布ユニット１２０は、上記昇降機構５の昇降ピン５２によって、ウエハＷをカップ４よりも高い位置に保持された状態において、ウエハＷに供給された純水の水滴ｍの側面視を撮像するものである。 このレジスト塗布ユニット１２０のカメラ７０は、視野が側方を向くように補助部材８５を介してアーム８０に取り付けてある。
【００４１】
この実施の形態においても、先の実施の形態と同様にして、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ウエハＷの表面に純水を供給する。ウエハＷに供給された純水は水滴ｍとなる。 次に、アーム８０を上方に移動し、ウエハＷから純水供給ノズル６３を離間させる。 次いで、昇降用モータ５０を駆動することにより、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板保持部３に保持されたウエハＷの裏面を昇降ピン５２で突き上げてウエハＷをカップ４よりも高い位置に保持する。 次に、ウエハＷを回転して水滴ｍを移動させ、かつアーム駆動部８１を駆動することによって、図１５（ｂ）において一点鎖線で示す位置から、図１５（ｂ）において実線で示し、水滴ｍの側方位置である撮像位置にカメラ７０を配置した後、カメラ７０によって水滴ｍの側面視を撮像する。
【００４２】
ウエハＷが正常に疎水化処理されたものか否かの判定については、図１６（ａ）に示すように、閾値より水滴ｍの高さＨ１が高ければウエハＷが正常に疎水化処理されたものと判定する一方、図１６（ｂ）に示すように、閾値より水滴ｍの高さＨ２が低ければウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定する。即ち、純水の吐出量が定量ポンプ等によって一定であることから、接触角θと水滴ｍの高さとは対応関係にあり、そのためこの例では水滴ｍの高さを評価要素としているが、水滴ｍの円周線の長さや曲率を評価要素としてもよい。この実施の形態２に係るレジスト塗布ユニット１２０においても、実施の形態１で説明したレジスト塗布ユニット１１０と同様の作用・効果を奏することができる。
【００４３】
また、ウエハＷをカップ４よりも高い位置に保持してカメラ７で撮像する場合、基板保持部３を昇降することによってウエハＷをカップ４よりも高い位置に保持しても良い。さらに、上述した実施の形態には、カメラ７０をノズル移動機構８に設けるもので説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、図１７に示すように、不図示の支持部材を介してカップ４にカメラ７１を取り付ける一方、カップ４に形成した開口４６を透明部材４７で塞ぎ、この透明部材４７を透して水滴ｍをカメラ７で撮像しても良い。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、本発明に係るレジスト塗布ユニットの第３の実施形態を、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。この第３の実施形態では純水の代わりに、プリウェットに用いる溶剤であるシンナーのウエハＷ表面における広がり具合に基づいて、疎水化処理の適否を判定する。図１８に示すように、第３の実施形態のレジスト塗布ユニットではアーム８０の先端にカメラ７及び溶剤供給ノズル６９が設けられている。カメラ７はウエハＷの中心上に位置し、ウエハＷの中心部を撮像することができる。
【００４５】
この第３の実施形態のレジスト塗布ユニット１１０における処理手順について、ウエハＷの側面図である図１９〜図２０及びウエハＷの平面図である図２１〜図２２を参照しながら説明する。第１の実施形態と同様にスピンチャック３１にウエハＷが受け渡されると、溶剤供給ノズル６９がウエハＷの中心部上に位置して、ウエハＷの中心部に例えば３ｍＬ〜５ｍＬの範囲内の予め設定された量のシンナーＴ（前処理液）を供給し（図１９）、シンナーＴの液だまり１２１を形成する（図２０）。なお、このシンナーＴの供給量はウエハＷごとに一定である。シンナーＴの供給後、アーム８０が移動し、溶剤供給ノズル６９に代りカメラ７がウエハＷの中心部上に位置して、この液だまり１２１を撮像する。そして、液だまり１２１の画像がメモリ９２に格納される（図２１）。
【００４６】
このシンナーの液だまり１２１は、第１の実施形態の水滴ｍと同様にウエハＷの表面の疎水性が高いほど、その面積が相対的に小さくなる。そこで、判定プログラム９５は、格納された画像から液だまり１２１の面積を求め、求めた面積を予め設定された閾値と比較する。そして、判定プログラム９５は、前記面積が閾値以下であれば正常に疎水化処理が行われたと判定し、前記面積が閾値より大きければウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定する。正常に疎水化処理が行われたと判定された場合は、スピンチャック３１によりウエハＷが回転する。それによって、液だまり１２１を構成するシンナーＴが遠心力によりウエハＷの周縁部へと行き渡り（図２２）、ウエハＷがプリウェットされ、レジストのウエハＷ表面に対する濡れ性が向上する。以降は第１の実施形態と同様にレジストの塗布が行われる。正常に疎水化処理が行われていないと判定された場合は、第１の実施形態と同様にアラーム９７が異常を報知する。
【００４７】
この第３の実施形態も第１の実施形態と同様の効果を有する。さらにこの例ではプリウェットに用いるシンナーを検査液として疎水化処理の適否を判定しているので、検査液の無駄を防ぎ、プリウェットに使用するシンナーの他に別途検査液をウエハＷに供給する必要が無いので、検査に要する時間の短縮化を図ることができる。
【００４８】
（第３の実施形態の変形例）
水滴ｍと同様に前記シンナーの液だまり１２１もウエハＷの疎水性が高いほど、その高さが大きくなるので、液だまり１２１の高さに基づいて疎水化処理の適否を判定することができる。この第３の実施形態の変形例では、そのように液だまり１２１の高さに基づいて疎水化処理の適否を判定することを除いて、第２の実施形態と略同様の検査が行われる。また、この例では第２の実施形態で説明したレジスト塗布ユニット１２０が用いられる。
【００４９】
具体的に検査手順を説明すると、各実施形態と同様にスピンチャック３１にウエハＷが受け渡された後、第３の実施形態で説明したように、ウエハＷ中央部にシンナーＴが供給されて液だまり１２１が形成される（図２３）。液だまり１２１の形成後、昇降ピン５２によってウエハＷがカップ４の上方へ持ち上げられ、カメラ７０により液だまり１２１の側面が撮像される。図２４、図２５は、夫々この撮像時におけるウエハＷの側面、平面を示している。
【００５０】
そして、判定プログラム９５は、液だまり１２１の画像から液だまり１２１の高さＨ３を検出して、予め設定された閾値と比較し、前記液だまり１２１の高さＨ３が閾値以上でればウエハＷが正常に疎水化処理されたと判定し、高さＨ３が閾値より低ければウエハＷが正常に疎水化処理されていないと判定する。正常に疎水化処理が行われたと判定された場合には昇降ピン５２が下降してウエハＷが再びスピンチャック３１に受け渡され、第３の実施形態と同様にプリウェットが行われる。正常に疎水化処理が行われていないと判定された場合にはアラーム９７により異常が報知される。この変形例は第３の実施形態と同様の効果を奏する。
【００５１】
この第３の実施形態及びその変形例において、液だまり１２１の形成前に溶剤供給ノズル６９からウエハＷの任意の場所に一滴シンナーを滴下した後、カメラ７またはカメラ７０で液滴の表面または側面を撮像し、得られた画像に基づいてその液滴の面積あるいは高さを閾値と比較することで疎水化処理の適否を検査してもよい。疎水化処理が正常に行われていると判定された場合には、溶剤供給ノズル６９からシンナーが供給されてプリウェットが行われ、疎水化処理が正常に行われていないと判定された場合にはアラームが出力されて、処理が停止する。このようにすれば、プリウェットに用いるシンナーを無駄に使用することを防ぐことができる。
【００５２】
（第４の実施形態）
この第４の実施形態では、第２の実施形態の一例として説明したようにカップ４にカメラ７１が取り付けられており、透明部材４７を透してカメラ７１によりウエハＷの表面が側方から撮像される。この第４の実施形態では、ウエハＷへの検査液の滴下方法について既述の各実施形態と差異がある。具体的に説明すると、ウエハＷがスピンチャック３１に載置されると、純水供給ノズル６３がウエハＷの集積回路形成領域Ｗ１の外部の上方に移動し、その下端がカメラ７１の視野に収まるように下降する（図２６）。
【００５３】
純水供給系６１により比較的緩やかな流量で純水供給ノズル６３に純水が供給され、当該純水供給ノズル６３の下端に液滴Ｌが垂れ下がる。この液滴Ｌはカメラ７１により撮像され、判定プログラム９５は、例えば図２７に示すように純水供給ノズル６３の下端と液滴Ｌの下端との距離Ｌ１の大きさを検出する。純水の供給が続けられ、液滴Ｌが成長して前記距離Ｌ１が予め設定された大きさになると、純水供給ノズル６３への純水の供給が停止し、液滴Ｌの成長が停止する。
【００５４】
続いて、アーム駆動部８１により純水供給ノズル６３が下降する。この下降中に純水供給ノズル６３の下端の撮像が続けられ、液滴Ｌの下端とウエハＷの表面との距離Ｌ２が判定プログラム９５により検出される。そして、距離Ｌ２がゼロになる、即ち液滴ＬがウエハＷに接すると、純水供給ノズル６３の下降が停止する（図２８）。その後、純水供給ノズル６３が上昇し、液滴Ｌは表面張力と重力とにより純水供給ノズル６３から離れる（図２９）。以降は第２の実施形態と同様にこの液滴Ｌの高さが検出され、検出された高さに基づいて疎水化処理の適否が判定される。
【００５５】
この第４の実施形態では、純水供給ノズル６３に付着する液滴を当該純水供給ノズル６３を下降させることでウエハＷに接触させているため、他の実施形態で説明したようにウエハＷをノズルから滴下させることに比べて、液滴を小さくし、当該液滴が落下中に空気抵抗を受けて飛散することを抑えることができる。従って、ウエハＷの予め設定された位置に、所定の液量により構成される液滴をより確実に付着させることができるので、より確実に疎水化処理の適否の検査を行うことができ、さらに液滴が集積回路形成領域Ｗ１に付着することを防ぐことができるので、ウォーターマークの形成などの不具合が抑えられるという利点がある。
【００５６】
上記の例では純水供給ノズル６３から垂れ下がった液滴とウエハＷ表面との距離Ｌ２を測定し、その測定結果に基づいて純水供給ノズル６３の位置を制御しているが、液滴をウエハＷに付着させるための純水供給ノズル６３の下降位置を予め設定しておき、前記ノズル６３の下端と液滴の下端との距離Ｌ１が所定の大きさになったら、純水供給ノズル６３を前記下降位置に下降させて、ウエハＷに液滴を付着させてもよい。なお、予め純水供給ノズル６３をウエハＷ表面に近接させた状態で、所定の量の純水を供給ノズル６３に供給し、純水供給ノズル６３から垂れ下がる液滴をウエハＷに付着させ、然る後純水供給ノズル６３を上昇させてもよい。純水供給ノズル６３を上昇させた後は、ウエハＷに付着した液滴を撮像して、その面積または高さを測定し、疎水化処理の適否を判定する。
【００５７】
この第４の実施形態では、純水供給ノズル６３の代わりに溶剤供給ノズル６９を用い、シンナーの液滴をウエハＷに付着させてもよい。そのように検査液がシンナーである場合には、ウエハＷの中央部に液滴を付着させてもよい。また、他の実施形態にこの第４の実施形態を適用し、ノズルを昇降させて液滴をウエハＷに付着させてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１ 疎水化処理ユニット
３ 基板保持部
３１ スピンチャック
３２ 駆動部
４ カップ（囲み部材）
５ 昇降機構
５２ 昇降ピン
６ ノズル
６０ 純水供給部（検査液供給部）
６１ 純水供給系（供給機構）
６３ 純水供給ノズル
６４ レジスト供給部
６７ レジスト吐出ノズル
７、７０、７１ カメラ（撮像部）
８ ノズル移動機構（移動機構）
９１ ＣＰＵ
９３ プログラム格納部（記憶媒体）
９４ 画像処理プログラム
９５ 判定プログラム（判定部）
９６ 処理レシピ
９７ アラーム（異常報知部）
１０１ 塗布、現像装置
１１０、１２０ レジスト塗布ユニット（液処理装置）
Ｃ キャリア
Ｃ１ キャリアブロック
Ｗ ウエハ（基板）
Ｗ１ 集積回路形成領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水化処理を行った集積回路形成用の基板にノズルから処理液を供給して塗布膜を形成する液処理装置において、
前記基板を水平に保持する、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を囲む囲み部材と、
前記基板に検査液を供給する検査液供給部と、
前記基板に供給された検査液を撮像する撮像部と、
撮像した検査液の画像に基づいて前記基板が正常に疎水化処理されたものか否かを判定する判定部と、を備えたことを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記検査液供給部は、予め設定された量の検査液を前記基板に供給する供給機構を備えることを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項３】
前記撮像部は、前記基板に供給された前記検査液の平面視を撮像するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の液処理装置。
【請求項４】
前記撮像部は、前記基板に供給された前記検査液の側面視を撮像するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の液処理装置。
【請求項５】
前記基板を前記囲み部材よりも高い位置に保持するために、前記基板保持部が昇降自在であること及び前記基板保持部に保持された基板の裏面を突き上げて保持する昇降機構を備えていることの少なくとも一方の構成を備え、
前記撮像部は、前記基板が囲み部材よりも高い位置に保持されている状態で検査液を撮像するように設けられていることを特徴とする請求項４記載の液処理装置。
【請求項６】
前記ノズルは、移動機構により移動自在に構成され、
前記撮像部は、この移動機構に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項７】
前記塗布膜は、レジスト膜であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項８】
前記塗布膜は、反射防止膜であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項９】
前記判定部にて基板が正常に疎水化処理されていないと判定されたときに異常を報知する異常報知部を備えたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項１０】
前記検査液供給部は、基板の集積回路形成領域の外部における疎水化された表面に検査液を供給することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項１１】
前記検査液は水またはシンナーであることを特徴とする請求項１０記載の液処理装置。
【請求項１２】
前記検査液供給部は、基板の中央部に検査液を供給することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項１３】
前記検査液は、前記処理液の基板に対する濡れ性を高めるために処理液の供給前に基板に供給される前処理液として兼用されることを特徴とする請求項１２記載の液処理装置。
【請求項１４】
前記検査液は、シンナーであることを特徴とする請求項１２または１３記載の液処理装置。
【請求項１５】
検査液供給部は、基板の上方に位置し、基板に検査液を供給するために開口したノズルと、
前記ノズルから検査液が垂れ下がるように当該ノズルに供給する検査液の液量を制御する液量制御機構と、
ノズルから垂れ下がった検査液が基板に付着するように前記ノズルを基板に向けて下降させる駆動機構と、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項１６】
基板にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理する塗布、現像装置において、
複数枚の基板を収納したキャリアが外部から搬入され、現像後の基板をキャリアに収納して外部に搬出するためのキャリアブロックと、
このキャリアブロックから受け渡された基板の表面を疎水化処理するための疎水化処理ユニットと、
疎水化処理された基板に対して処理液を供給し、レジストパターンを形成するための塗布膜を形成する液処理装置と、
露光後の基板に対して現像液を供給して現像処理を行う現像ユニットと、を備え
前記液処理装置は、請求項１ないし１５のいずれか一項記載の液処理装置が用いられることを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項１７】
基板にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理する塗布、現像方法において、
前記基板に対して疎水化処理ユニットにて疎水化処理を行う工程と、
疎水化処理された基板を液処理ユニットに搬入する工程と、
この液処理ユニット内にて基板に検査液を供給する工程と、
前記基板に供給された検査液を撮像部で撮像する工程と、
前記撮像部で撮像された検査液の画像に基づいて前記基板が正常に疎水化処理されたものか否かを判定部で判定する工程と、
前記基板にノズルから処理液を供給してレジストパターンを形成するための塗布膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする塗布、現像方法。
【請求項１８】
前記基板に供給された検査液を、基板保持部により基板を回転させることで除去する工程を備えたことを特徴とする請求項１７記載の塗布、現像方法。
【請求項１９】
前記検査液は、前記処理液の基板に対する濡れ性を高めるために処理液の供給前に基板に供給される前処理液として兼用され、基板保持部により基板を回転させることで、遠心力により前記検査液を基板に広げる工程を備えたことを特徴とする請求項１７記載の塗布、現像方法。
【請求項２０】
基板に対して処理液を供給して、レジストパターンを形成するための塗布膜を形成し、露光後の基板に対して現像処理を行う塗布、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１７ないし１９のいずれか一項に記載の塗布、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】
疎水化処理を行った集積回路形成用の基板にノズルから処理液を供給して塗布膜を形成する液処理装置において、
前記基板を水平に保持する、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を囲む囲み部材と、
前記基板に検査液を供給する検査液供給部と、
前記基板に供給された検査液を撮像する撮像部と、
撮像した検査液の画像に基づいて前記基板が正常に疎水化処理されたものか否かを判定する判定部と、を備えたことを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記検査液供給部は、予め設定された量の検査液を前記基板に供給する供給機構を備えることを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項３】
前記撮像部は、前記基板に供給された前記検査液の平面視を撮像するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の液処理装置。
【請求項４】
前記撮像部は、前記基板に供給された前記検査液の側面視を撮像するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の液処理装置。
【請求項５】
前記基板を前記囲み部材よりも高い位置に保持するために、前記基板保持部が昇降自在であること及び前記基板保持部に保持された基板の裏面を突き上げて保持する昇降機構を備えていることの少なくとも一方の構成を備え、
前記撮像部は、前記基板が囲み部材よりも高い位置に保持されている状態で検査液を撮像するように設けられていることを特徴とする請求項４記載の液処理装置。
【請求項６】
前記ノズルは、移動機構により移動自在に構成され、
前記撮像部は、この移動機構に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項７】
前記塗布膜は、レジスト膜であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項８】
前記塗布膜は、反射防止膜であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項９】
前記判定部にて基板が正常に疎水化処理されていないと判定されたときに異常を報知する異常報知部を備えたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項１０】
前記検査液供給部は、基板の集積回路形成領域の外部における疎水化された表面に検査液を供給することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項１１】
前記検査液は水またはシンナーであることを特徴とする請求項１０記載の液処理装置。
【請求項１２】
前記検査液供給部は、基板の中央部に検査液を供給することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項１３】
前記検査液は、前記処理液の基板に対する濡れ性を高めるために処理液の供給前に基板に供給される前処理液として兼用されることを特徴とする請求項１２記載の液処理装置。
【請求項１４】
前記検査液は、シンナーであることを特徴とする請求項１２または１３記載の液処理装置。
【請求項１５】
検査液供給部は、基板の上方に位置し、基板に検査液を供給するために開口したノズルと、
前記ノズルから検査液が垂れ下がるように当該ノズルに供給する検査液の液量を制御する液量制御機構と、
ノズルから垂れ下がった検査液が基板に付着するように前記ノズルを基板に向けて下降させる駆動機構と、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項記載の液処理装置。
【請求項１６】
基板にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理する塗布、現像装置において、
複数枚の基板を収納したキャリアが外部から搬入され、現像後の基板をキャリアに収納して外部に搬出するためのキャリアブロックと、
このキャリアブロックから受け渡された基板の表面を疎水化処理するための疎水化処理ユニットと、
疎水化処理された基板に対して処理液を供給し、レジストパターンを形成するための塗布膜を形成する液処理装置と、
露光後の基板に対して現像液を供給して現像処理を行う現像ユニットと、を備え
前記液処理装置は、請求項１ないし１５のいずれか一項記載の液処理装置が用いられることを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項１７】
基板にレジストを塗布し、露光後の基板に対して現像液により現像処理する塗布、現像方法において、
前記基板に対して疎水化処理ユニットにて疎水化処理を行う工程と、
疎水化処理された基板を液処理ユニットに搬入する工程と、
この液処理ユニット内にて基板に検査液を供給する工程と、
前記基板に供給された検査液を撮像部で撮像する工程と、
前記撮像部で撮像された検査液の画像に基づいて前記基板が正常に疎水化処理されたものか否かを判定部で判定する工程と、
前記基板にノズルから処理液を供給してレジストパターンを形成するための塗布膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする塗布、現像方法。
【請求項１８】
前記基板に供給された検査液を、基板保持部により基板を回転させることで除去する工程を備えたことを特徴とする請求項１７記載の塗布、現像方法。
【請求項１９】
前記検査液は、前記処理液の基板に対する濡れ性を高めるために処理液の供給前に基板に供給される前処理液として兼用され、基板保持部により基板を回転させることで、遠心力により前記検査液を基板に広げる工程を備えたことを特徴とする請求項１７記載の塗布、現像方法。
【請求項２０】
基板に対して処理液を供給して、レジストパターンを形成するための塗布膜を形成し、露光後の基板に対して現像処理を行う塗布、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１７ないし１９のいずれか一項に記載の塗布、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２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【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２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１１−１４６６８３（Ｐ２０１１−１４６６８３Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３７８０８（Ｐ２０１０−２３７８０８）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【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７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]