現像処理装置、現像処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
【課題】基板上のレジスト膜を高精度で現像しつつ、当該レジスト膜にレジストパターンを適切に形成する。
【解決手段】現像処理装置３０は、ウェハＷを収容して処理する処理容器１１０と、ウェハＷを保持して回転させるスピンチャック１４０と、ウェハＷ上に有機溶剤を含有する現像液を供給する現像液ノズル１６０と、ウェハＷ上にリンス液を供給するリンス液ノズル１６４と、処理容器１１０内に酢酸ブチルガスを供給する処理ガス供給部１２２と、処理容器１１０内に窒素ガスを供給するパージガス供給部１２６と、処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの濃度を測定する濃度測定器１３０と、処理容器１１０内のガス濃度を所定の濃度に制御する濃度制御部１３１と、処理容器１１０から流出した酢酸ブチルガスを再度処理容器１１０内に供給して循環させるガス循環部１５１と、を有する。
【解決手段】現像処理装置３０は、ウェハＷを収容して処理する処理容器１１０と、ウェハＷを保持して回転させるスピンチャック１４０と、ウェハＷ上に有機溶剤を含有する現像液を供給する現像液ノズル１６０と、ウェハＷ上にリンス液を供給するリンス液ノズル１６４と、処理容器１１０内に酢酸ブチルガスを供給する処理ガス供給部１２２と、処理容器１１０内に窒素ガスを供給するパージガス供給部１２６と、処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの濃度を測定する濃度測定器１３０と、処理容器１１０内のガス濃度を所定の濃度に制御する濃度制御部１３１と、処理容器１１０から流出した酢酸ブチルガスを再度処理容器１１０内に供給して循環させるガス循環部１５１と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の現像処理装置、現像処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。
【０００３】
上述した現像処理では、例えばウェハ上にアルカリ性のＴＭＡＨ現像液（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド現像液）を供給して、ウェハ表面上に現像液の液膜を形成することにより、ウェハの現像処理が行われている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、上述したレジストパターンを形成する際には、半導体デバイスのさらなる高集積化を図るため、当該レジストパターンの微細化が求められている。また、このように微細なレジストパターンを高い寸法精度で形成するため、上述した現像処理においてレジスト膜をより高い精度で現像することが要求されている。
【０００６】
ここで、特許文献１に記載された現像処理では、アルカリ性のＴＭＡＨ現像液がウェハ上に供給されるので、この現像液によって露光されたレジスト膜が溶解する。そうすると、露光処理では、レジスト膜が溶解する部分（レジストパターンのトレンチ部分）が露光されるため、当該部分に対応する開口部が形成されたマスクを用いてレジスト膜が露光される。かかる場合、レジストパターンのトレンチの微細化に伴い、マスクの開口部も微細化するので、露光処理においてマスクの開口部で光の回折等が生じて露光コントラストが不足する。そうすると、レジスト膜を高い精度で露光及び現像できず、レジストパターンの形状が所望の形状にならない場合があった。
【０００７】
そこで、発明者らは、有機溶剤を含有する現像液を用いることを考えた。この現像液をウェハ上に供給すると、露光されていないレジスト膜が溶解し、露光されたレジスト膜がレジストパターンとして残る。このため、露光処理のマスクの開口部を大きくでき、露光コントラストを向上させることができる。
【０００８】
しかしながら、有機溶剤を含有する現像液は、従来のアルカリ性の現像液よりも揮発し易いという性質を有する。現像液の揮発及び乾燥が進行すると、レジスト成分が再度析出し、現像欠陥が生じる場合がある。また、このような現像液の揮発を補填するためには、多量の現像液が必要となる場合があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上のレジスト膜を高精度で現像しつつ、当該レジスト膜にレジストパターンを適切に形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板の現像処理装置であって、基板を収容して処理する処理容器と、前記処理容器内で基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板上に、有機溶剤を含有する現像液を供給する現像液供給部と、前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、前記処理容器から流出した処理ガスを再度処理容器内に供給して循環させるガス循環部と、を有することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、現像液供給部から基板上に供給される現像液は有機溶剤を含有するので、露光されていないレジスト膜を溶解し、露光されたレジスト膜をレジストパターンとして形成することができる。このため、レジストパターンの所望の寸法が微細であっても、露光処理におけるマスクの開口部を大きくすることができるので、露光コントラストが向上する。したがって、レジスト膜を高い精度で現像し当該レジスト膜に形成されるレジストパターンの寸法精度を向上させることができる。また、現像処理装置は処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部を備えているので、現像処理中の処理容器内を処理ガスで充填することができる。この処理ガスによって、現像液の揮発を抑制することができる。さらに、現像処理装置は処理ガスを循環させるガス循環部を有しているので、処理容器内に処理ガスの気流を形成することができる。この処理ガスの気流によって、現像液の揮発をさらに抑制することができる。このように現像液の揮発を抑えることができるので、現像欠陥を抑制することができる。また、現像液の揮発を抑えることで、現像液の供給量を低減することもできる。さらに、ガス循環部により処理ガスを循環させるので、当該処理ガスを有効利用することもできる。以上のように本発明によれば、基板上のレジスト膜を高精度で現像しつつ、当該レジスト膜に現像欠陥が抑制されたレジストパターンを適切に形成することができる。
【００１２】
前記処理ガスは気化した有機溶剤であってもよい。
【００１３】
前記現像処理装置は、前記処理容器内の処理ガスの濃度を測定する濃度測定器と、当該処理ガスの濃度が所定の濃度になるように前記ガス供給部を制御する制御部と、を有していてもよい。
【００１４】
前記現像処理装置は、前記処理容器内に、不活性ガスを供給する他のガス供給部を有していてもよい。
【００１５】
前記処理ガスは不活性ガスであり、前記処理容器の内部は、前記処理ガスによって所定の圧力に維持されていてもよい。
【００１６】
前記現像処理装置は、前記処理容器内の処理ガスの圧力を測定する圧力測定器と、当該処理ガスの圧力が前記所定の圧力になるように前記ガス供給部を制御する制御部と、を有していてもよい。
【００１７】
前記処理容器内であって基板保持部の上方には、前記ガス供給部からの処理ガスを拡散させて処理容器内に供給するガス拡散部が設けられ、前記ガス拡散部の基板保持部側の表面には、前記処理ガスが供給される供給口が複数形成されていてもよい。
【００１８】
前記ガス供給部には、前記処理ガスの温度を調節する温度調節機構が設けられていてもよい。
【００１９】
前記現像処理装置は、前記処理容器内において、前記基板保持部に保持された基板の側方を囲むように設けられたカップを有し、前記ガス循環部は、前記カップから流出した処理ガスを前記処理容器内に循環させてもよい。
【００２０】
前記現像処理装置は、前記基板保持部に保持された基板上に、現像液のリンス液を供給するリンス液供給部を有していてもよい。
【００２１】
別な観点による本発明は、基板の現像処理方法であって、処理容器内に基板を収容して、基板保持部に基板を保持した後、ガス供給部から前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給工程と、その後、前記基板保持部に保持された基板上に、有機溶剤を含有する現像液を供給して現像処理を行う現像処理工程と、を有し、前記現像処理工程において、前記処理容器から流出した処理ガスを再度処理容器内に供給して循環させることを特徴としている。
【００２２】
前記処理ガスは気化した有機溶剤であってもよい。
【００２３】
前記現像処理工程において、前記処理容器内の処理ガスの濃度は所定の濃度に維持されていてもよい。
【００２４】
前記処理ガスは不活性ガスであり、前記現像処理工程において、前記処理容器の内部は前記処理ガスによって所定の圧力に維持されていてもよい。
【００２５】
前記現像処理工程において、前記処理容器に供給される処理ガスは所定の温度に調節されていてもよい。
【００２６】
前記現像処理方法は、前記現像処理工程の後、前記基板保持部に保持された基板上に、現像液のリンス液を供給するリンス工程を有していてもよい。
【００２７】
前記リンス工程中、前記処理容器内に不活性ガスを供給してもよい。
【００２８】
また別な観点による本発明によれば、前記現像処理方法を現像処理装置によって実行させるために、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
【００２９】
さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、基板上のレジスト膜を高精度で現像しつつ、当該レジスト膜にレジストパターンを適切に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施の形態にかかる現像処理装置を備えた塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す平面図である。
【図２】塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。
【図３】塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。
【図４】現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図５】現像処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図６】現像処理の主な工程を示すフローチャートである。
【図７】他の実施の形態にかかる現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図８】他の実施の形態にかかる現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明にかかる現像処理装置を備えた塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す平面図である。図２及び図３は、塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す側面図である。
【００３３】
塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば外部との間で複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション２と、フォトリソグラフィー処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。
【００３４】
カセットステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０には、複数、例えば４つのカセット載置板１１が設けられている。カセット載置板１１は、水平方向のＸ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板１１には、塗布現像処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。
【００３５】
カセットステーション２には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２０上を移動自在なウェハ搬送装置２１が設けられている。ウェハ搬送装置２１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板１１上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。
【００３６】
処理ステーション３には、各種装置を備えた複数例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション３のインターフェイスステーション５側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。
【００３７】
例えば第１のブロックＧ１には、図３に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下、「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下、「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下から順に重ねられている。
【００３８】
例えば現像処理装置３０とレジスト塗布装置３２は、それぞれ水平方向に３つ、上下方向に２層に並べて配置されている。また、例えば下部反射防止膜形成装置３１と上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２及び上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。
【００３９】
例えば第２のブロックＧ２には、図２に示すようにウェハＷの熱処理を行う熱処理装置４０や、ウェハＷを疎水化処理するアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置４０は、ウェハＷを載置して加熱する熱板と、ウェハＷを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１及び周辺露光装置４２の数や配置は、任意に選択できる。
【００４０】
例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。
【００４１】
図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばウェハ搬送装置７０が配置されている。
【００４２】
ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。
【００４３】
ウェハ搬送装置７０は、例えば図２に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウェハＷを搬送できる。
【００４４】
また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。
【００４５】
シャトル搬送装置８０は、例えばＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。
【００４６】
図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置９０が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置９０は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。
【００４７】
インターフェイスステーション５には、ウェハ搬送装置１００と受け渡し装置１０１が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１００は、例えば搬送アームにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１０１及び露光装置４との間でウェハＷを搬送できる。
【００４８】
次に、上述した現像処理装置３０の構成について説明する。現像処理装置３０は、図４に示すように内部を密閉することができる処理容器１１０を有している。処理容器１１０の内部は後述する酢酸ブチルガスの引火点以上の雰囲気になる場合があるため、処理容器１１０は防爆仕様とする。また、処理容器１１０の一の側面には、図５に示すようにウェハＷの搬入出口１１１が形成され、搬入出口１１１には、開閉シャッタ１１２が設けられている。
【００４９】
処理容器１１０の底面には、図４に示すように当該処理容器１１０の内部の雰囲気を排気するための排気管１１３が接続されている。排気管１１３は、バルブ１１４を介して例えば真空ポンプなどの負圧発生装置（図示せず）に連通している。
【００５０】
処理容器１１０内の天井面には、ガス拡散部１２０が設けられている。ガス拡散部１２０には、供給管１２１を介して、処理容器１１０内に処理ガスを供給するガス供給部としての処理ガス供給部１２２が接続されている。本実施の形態では、処理ガスとして気化した有機溶剤、例えば酢酸ブチルガスが用いられる。処理ガス供給部１２２は、その内部に液体状の酢酸ブチルを貯留している。処理ガス供給部１２２では、内部に窒素ガスが供給されることで液体状の酢酸ブチルが気化して、酢酸ブチルガスが生成される。また、供給管１２１には、処理ガス供給部１２２で生成された酢酸ブチルガスの流れを制御するバルブ１２３が設けられている。さらに、供給管１２１において、後述する循環路１５０より処理ガス供給部１２２側には、酢酸ブチルガスが処理ガス供給部１２２に逆流するのを防止する逆止弁１２４が設けられている。
【００５１】
また、ガス拡散部１２０には、供給管１２５を介して、処理容器１１０内をパージするためのパージガスを供給する他のガス供給部としてのパージガス供給部１２６が接続されている。本実施の形態では、パージガスとして不活性ガス、例えば窒素ガスが用いられる。パージガス供給部１２６は、その内部に窒素ガスを貯留している。また、供給管１２５には、パージガス供給部１２６からの窒素ガスの流れを制御するバルブ１２７が設けられている。なお、供給管１２１と供給管１２５はその下流側において合流し、上記ガス拡散部１２０に接続されている。
【００５２】
ガス拡散部１２０の内部には、処理ガス供給部１２２から供給された酢酸ブチルガスやパージガス供給部１２６から供給された窒素ガスが導入される内部空間１２８が設けられている。ガス拡散部１２０の下面（ウェハＷ側の表面）には、内部空間１２８に導入された酢酸ブチルガスや窒素ガスを処理容器１１０内に供給する複数の供給口１２９が形成されている。複数の供給口１２９は、ガス拡散部１２０の下面全体に均一に分布するように形成されている。そして、ガス拡散部１２０は、内部空間１２８内の酢酸ブチルガスや窒素ガスが複数の供給口１２９を介して供給され、処理容器１１０の内部全体に拡散するように配置されている。また、ガス供給部１２０を介することで、後述するスピンチャック１４０に保持されたウェハＷ上にも酢酸ブチルガスや窒素ガスを均一に供給することができる。
【００５３】
処理容器１１０には、当該処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの濃度を測定する濃度測定器１３０が設けられている。濃度測定器１３０の測定結果は、濃度制御部１３１に出力される。濃度制御部１３１では、測定結果に基づいて、酢酸ブチルガスの濃度が所定の濃度、例えば１％〜２０％になるように、例えばバルブ１２３やバルブ１１４、あるいは後述するガス循環部１５１やバルブ１５３等を制御する。なお、所定の濃度は、例えば処理容器１１０内の現像液の揮発速度が、常圧下の現像液の揮発速度に対して例えば１０％以下となるように設定される。また、所定の濃度は、レジストの種類や有機溶剤の種類によって設定されるものである。
【００５４】
処理容器１１０の内部であって、ガス拡散部１２０の下方には、ウェハＷを保持して回転させる基板保持部としてのスピンチャック１４０が設けられている。スピンチャック１４０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック１４０上に吸着保持できる。
【００５５】
スピンチャック１４０は、例えばモータなどを備えたチャック駆動部１４１を有し、そのチャック駆動部１４１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１４１には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック１４０は上下動可能になっている。
【００５６】
スピンチャック１４０の下方には断面形状が山形のガイドリング１４２が設けられており、このガイドリング１４２の周縁部は下方側に屈曲して延びている。スピンチャック１４０、スピンチャック１４０に保持されたウェハＷ及びガイドリング１４２の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ１４３が設けられている。
【００５７】
このカップ１４３は上面にスピンチャック１４０が昇降できるようにウェハＷよりも大きい開口部が形成されていると共に、側周面とガイドリング１４２の周縁部との間に排出路をなす隙間１４４が形成されている。カップ１４３の下部は、ガイドリング１４２の周縁部分と共に屈曲路を形成して気液分離部を構成している。
【００５８】
カップ１４３の底部の内側領域には、カップ１４３内（処理容器１１０内）の酢酸ブチルガスを循環させるための循環路１５０が接続されている。循環路１５０は、カップ１４３の底部に対して複数箇所に設けられていてもよいし、環状に設けられていてもよい。循環路１５０は、酢酸ブチルガスの供給管１２１に接続されている。また循環路１５０には、カップ１４３内の酢酸ブチルガスを供給管１２１に循環させ、さらに処理容器１１０内に循環させるためのガス循環部１５１が設けられている。ガス循環部１５１には、例えばファンが用いられる。
【００５９】
また、カップ１４３の底部の内側領域には、カップ１４３内の雰囲気を排気するための排気管１５２が接続されている。排気管１５２は、バルブ１５３を介して例えば真空ポンプなどの負圧発生装置（図示せず）に連通している。
【００６０】
さらにカップ１４３の底部の外側領域には、当該カップ１４３で回収した液体を排出するための排液管１５４が接続されている。排液管１５４は、回収した廃液を一旦貯留する廃液容器１５５に連通している。なお、廃液容器１５５はバルブ（図示せず）を介して塗布現像処理システム１の外部の廃液回収装置（図示せず）に連通している。
【００６１】
処理容器１１０の内部であって、スピンチャック１４０の上方には、ウェハＷ上に現像液を供給する現像液供給部としての現像液ノズル１６０が配置されている。現像液ノズル１６０には、現像液供給源１６１に連通する供給管１６２が接続されている。現像液供給源１６１内には、有機溶媒、例えば酢酸ブチルを含有する現像液、いわゆる有機現像液が貯留されている。供給管１６２には、現像液の流れを制御するバルブ１６３が設けられている。
【００６２】
また、処理容器１１０の内部であって、スピンチャック１４０の上方には、ウェハＷ上に現像液のリンス液を供給するリンス液供給部としてのリンス液ノズル１６４が配置されている。リンス液ノズル１６４には、リンス液供給源１６５に連通する供給管１６６が接続されている。リンス液供給源１６１内には、現像液のリンス液が貯留されている。本実施の形態では、リンス液として例えばＭＩＢＣ（メチルアミルアルコール）が用いられる。ＭＩＢＣは、レジストにダメージを与えずに現像液中の有機溶剤を置換して排出することができる。また、供給管１６６には、リンス液の流れを制御するバルブ１６７が設けられている。
【００６３】
現像液ノズル１６０は、図５に示すようにアーム１６８を介してノズル駆動部１６９に接続されている。アーム１６８は、ノズル駆動部１６９により、処理容器１１０のＹ方向（図５の左右方向）に延伸するガイドレール１７０に沿って、カップ１４３のＹ方向正方向（図５の右方向）側の外方に設けられた待機部１７１からカップ１４３内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１６８は、ノズル駆動部１６９によって昇降自在であり、現像液ノズル１６０の高さを調整できる。
【００６４】
同様にリンス液ノズル１６４も、アーム１７２を介してノズル駆動部１７３に接続されている。アーム１７２は、ノズル駆動部１７３により、上記ガイドレール１７０に沿って、カップ１４３のＹ方向負方向（図５の左方向）側の外方に設けられた待機部１７４からカップ１４３内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１７２は、ノズル駆動部１７３によって昇降自在であり、リンス液ノズル１６４の高さを調整できる。
【００６５】
なお、以上の構成では、現像液を供給する現像液ノズル１６０とリンス液を供給するリンス液ノズル１６４が別々のアームに支持されていたが、同じアームに支持され、そのアームの移動の制御により、現像液ノズル１６０とリンス液ノズル１６４の移動と供給タイミングを制御してもよい。
【００６６】
以上の塗布現像処理システム１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、現像処理装置３０におけるウェハＷの現像処理を実行するプログラムが格納されている。またこれに加えて、プログラム格納部には、カセットステーション２、処理ステーション３、露光装置４、インターフェイスステーション５間のウェハＷの搬送や、処理ステーション３における駆動系の動作などを制御して、塗布現像処理システム１におけるウェハ処理を実行するプログラムが格納されている。なお、このプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部２００にインストールされたものであってもよい。なお、上述した濃度制御部１３１はこの制御部２００の一部として構成されていてもよいし、濃度制御部１３１と制御部２００は別々に設けられていてもよい。
【００６７】
次に、以上のように構成された塗布現像処理システム１を用いて行われるウェハＷの処理方法について説明する。
【００６８】
先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが、カセットステーション２の所定のカセット載置板１１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２１によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション３の第３のブロックＧ３の例えば受け渡し装置５３に搬送される。
【００６９】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱され、温度調節され、その後第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に戻される。
【００７０】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡し装置５４に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２のアドヒージョン装置４１に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。
【００７１】
その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１のレジスト塗布装置３２に搬送され、回転中のウェハＷ上にレジスト液を塗布し、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。なお、レジスト液には、例えば化学増幅型のレジスト液が用いられる。
【００７２】
その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５５に搬送される。
【００７３】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１の上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。
【００７４】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。
【００７５】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。
【００７６】
その後ウェハＷは、インターフェイスステーション５のウェハ搬送装置１００によって露光装置４に搬送され、露光処理される。
【００７７】
次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって露光装置４から第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０に搬送される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１の現像処理装置３０に搬送され、現像処理される。なお、この現像処理装置におけるウェハＷの現像処理については、後述において詳しく説明する。
【００７８】
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。
【００７９】
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０に搬送され、その後カセットステーション２のウェハ搬送装置２１によって所定のカセット載置板１１のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。
【００８０】
次に、上述した現像処理装置３０においてウェハＷ上のレジスト膜を現像する一連の現像処理について説明する。図６は、ウェハＷの現像処理の主な工程を示すフローチャートである。
【００８１】
現像処理装置３０に搬入されたウェハＷは、先ず、スピンチャック１４０に吸着保持される（図６の工程Ｓ１）。その後、シャッタ１１１を閉じ、処理容器１１０内を密閉する。続いて、バルブ１２３を開いて、処理ガス供給部１２２から処理容器１１０内に酢酸ブチルガスを供給する（図６の工程Ｓ２）。このとき、処理ガス供給部１２２からの酢酸ブチルガスは、ガス拡散部１２０の複数の供給口１２９から処理容器１１０内に供給されるので、当該処理容器１１０の内部全体に拡散する。また、酢酸ブチルガスは、スピンチャック１４０に保持されたウェハＷに対して均一に供給される。
【００８２】
処理ガス供給部１２２からの酢酸ブチルガスの供給は、濃度測定器１３０と濃度制御部１３１によって制御される。すなわち、処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの濃度が濃度測定器１３０によって測定される。そして濃度制御部１３１において、測定結果に基づいてガス濃度が所定の濃度、例えば１％〜２０％になるようにバルブ１２３が制御される（図６の工程Ｓ３）。このように処理容器１１０内のガス濃度が所定の濃度に制御されることで、当該処理容器１１０内に供給される現像液の揮発速度が常圧下の現像液の揮発速度に対して１０％以下になり、当該現像液の揮発が抑制される。なお、酢酸ブチルガスが処理容器１１０の外部に漏れるのを防止するため、当該処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの圧力は負圧になっているのが好ましい。
【００８３】
処理容器１１０内の雰囲気が所定のガス濃度の酢酸ブチルガスに置換されると、アーム１６８により待機部１７１の現像液ノズル１６０がウェハＷの中心部上方まで移動する。その後、スピンチャック１４０によってウェハＷを所定の回転数で回転させながら、現像液ノズル１６０からウェハＷ上に現像液が供給される。そして、供給された現像液は遠心力によってウェハＷの表面全面に拡散する。所定時間経過後、ウェハＷ上の露光されたレジスト膜は、現像液によって現像される（図６の工程Ｓ４）。すなわち、現像液によって露光されていないレジスト膜が溶解し、露光されたレジスト膜がレジストパターンとして残る。
【００８４】
なお、この工程Ｓ４において、カップ１４３内（処理容器１１０内）の酢酸ブチルガスは、ガス循環部１５１によって循環路１５０を介して供給管１２１に循環される。すなわち、処理容器１１０内に供給された酢酸ブチルガスは、排気されることなく再利用される。また、工程Ｓ４においては、原則として、バルブ１２３を閉じて酢酸ブチルガスの供給を停止すると共に、バルブ１１４、１５３を閉じて処理容器１１０とカップ１４３からの排気も停止する。そして、処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの濃度は所定の濃度に維持されている。なお、工程Ｓ４においても、濃度測定器１３０によって処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの濃度は測定されており、例えば外的要因等で当該ガス濃度が所定の濃度から外れた場合には、酢酸ブチルガスの供給又は排気を行って、処理容器１１０内のガス濃度を制御する。
【００８５】
また、工程Ｓ４では、上述したようにカップ１４３内において循環路１５０への酢酸ブチルガスの気流が生じている。この気流によって、ウェハＷ上から発生するミストが処理容器１１０内に飛散するのが抑制される。また、この酢酸ブチルガスの気流によって、ウェハＷ上から飛散する液体がカップ１４３の内側面に付着するのを抑制できる。このため、カップ１４３のメンテナンスの頻度を低減することができる。さらに、工程Ｓ４では、カップ１４３内で回収された廃液は、廃液容器１５５内に一旦貯留される。すなわち、廃液容器１５５が設けられていることで、処理容器１１０内の雰囲気を制御しつつ、カップ１４３内の廃液を回収することができる。
【００８６】
このようにウェハＷ上のレジスト膜が現像されると、アーム１６８により現像液ノズル１６０がウェハＷの中心部上方から待機部１７１に移動する。同時に、アーム１７２により待機部１７４のリンス液ノズル１６４がウェハＷの中心部上方まで移動する。その後、ウェハＷを回転させると共に、リンス液ノズル１６４からリンス液がウェハＷの中心部に供給され、ウェハＷのリンス処理が行われる（図６の工程Ｓ５）。
【００８７】
なお、この工程Ｓ５では、バルブ１２３を閉じ、且つガス循環部１５１を停止して、処理容器１１０内への酢酸ブチルガスの供給を停止する。同時に、バルブ１２７を開いて、パージガス供給部１２６から処理容器１１０内に窒素ガスを供給する（図６の工程Ｓ６）。さらにバルブ１１４、１５３を開いて、排気管１１３、１５２から処理容器１１０とカップ１４３内の雰囲気を排気する。こうして、処理容器１１０内の雰囲気が窒素ガスに置換される。なお、工程Ｓ５のリンス処理中に処理容器１１０内の雰囲気を窒素ガスに置換するのは、処理容器１１０内に残存する酢酸ブチルガスによって、ウェハＷ上のレジスト膜の現像が進行するのを防止するためである。
【００８８】
また、工程Ｓ５では、廃液容器１５５の下流側のバルブを開き、廃液容器１５５に貯留された廃液が、塗布現像処理システム１の外部の廃液回収装置に回収される。
【００８９】
ウェハＷのリンス処理後、リンス液ノズル１６４からのリンス液の供給を停止すると共に、ウェハＷを加速回転させて、ウェハＷ上のリンス液を振り切り乾燥させて除去する（図６の工程Ｓ７）。その後、処理容器１１０内は大気開放され、ウェハＷは現像処理装置３０から搬出される（図６の工程Ｓ８）。こうして一連のウェハＷの現像処理が終了する。
【００９０】
以上の実施の形態によれば、工程Ｓ４において、現像液ノズル１６０からウェハＷ上に供給される現像液は有機溶剤を含有するので、露光されていないレジスト膜を溶解し、露光されたレジスト膜をレジストパターンとして形成することができる。このため、レジストパターンの所望の寸法が微細であっても、露光処理におけるマスクの開口部を大きくすることができるので、露光コントラストが向上する。したがって、レジスト膜を高い精度で現像し当該レジスト膜に形成されるレジストパターンの寸法精度を向上させることができる。
【００９１】
また、工程４において、濃度測定器１３０と濃度制御部１３１により処理容器１１０内の雰囲気を所定の濃度の酢酸ブチルガスの雰囲気に維持できるので、現像液ノズル１６０からウェハＷ上に供給される現像液の揮発を抑制することができる。しかも、処理容器１１０内に供給される酢酸ブチルガスは、ガス拡散部１２０を介して供給されるので、処理容器１１０全体に拡散する。このため、処理容器１１０内の雰囲気が均一に所定の濃度の酢酸ブチルガスの雰囲気になる。また、酢酸ブチルガスは、スピンチャック１４０に保持されたウェハＷ上に均一に供給される。したがって、現像液の揮発を抑えて、現像欠陥を抑制することができる。さらに、現像液の揮発を抑えることで、現像液の供給量を低減することもできる。
【００９２】
しかも、工程Ｓ４において、ガス循環部１５１によってカップ１４３内（処理容器１１０内）の酢酸ブチルガスが供給管１２１に循環されるので、酢酸ブチルガスの気流の流れを形成することができ、この気流によって現像液の揮発をさらに抑制することができる。しかも、酢酸ブチルガスを有効利用することができる。したがって、ウェハＷ上にレジストパターンを適切に形成することができる。
【００９３】
また、工程Ｓ５のウェハＷのリンス処理中、工程Ｓ６において処理容器１１０内の雰囲気が窒素ガスに置換されるので、酢酸ブチルガスによってウェハＷ上のレジスト膜が過剰に現像されることがない。したがって、ウェハＷ上にレジストパターンをより適切に形成することができる。
【００９４】
以上の実施の形態の現像処理装置３０には、図７に示すように処理容器１１０内に供給される酢酸ブチルガスの温度を調節する温度調節機構２５０、例えばヒータが設けられていてもよい。温度調節機構２５０は、供給管１２０に設けられている。なお、温度調節機構２５０は、本実施の形態に限定されず、任意の場所に設けてもよい。例えば温度調節機構２５０は、ガス拡散部１２０に設けてもよいし、処理ガス供給部１２２に設けてもよい。
【００９５】
かかる場合、酢酸ブチルガスの温度が所定の温度に調節されるので、当該酢酸ブチルガスが冷却されて液化し、供給管１２１内やガス拡散部１２０内が結露するのを防止することができる。したがって、処理容器１１０内の酢酸ブチルガスのガス濃度を所定の濃度に適切に維持でき、現像液の揮発も適切に抑制することができる。また、現像処理装置３０のメンテナンスの頻度を低減することもできる。
【００９６】
以上の実施の形態では、処理ガスとして酢酸ブチルガスを用いていたが、他の処理ガスを用いてもよい。例えば酢酸ブチルガス以外の気化した有機溶剤、例えば２ヘプタノン等を用いてもよい。
【００９７】
また処理ガスとして、不活性ガス、例えば窒素ガス（又はアルゴンガス）を用いてもよい。かかる場合、図８に示すように現像処理装置３０のガス拡散部１２０には、供給管３００を介して、処理容器１１０内に窒素ガスを供給する処理ガス供給部３０１が接続されている。処理ガス供給部３０１は、その内部に窒素ガスを貯留している。また、供給管３００には、処理ガス供給部３０１からの窒素ガスの流れを制御するバルブ３０２が設けられている。さらに、供給管３００には循環路１５０が接続されている。そして、供給管３００において、循環路１５０より処理ガス供給部３０１側には、窒素ガスが処理ガス供給部３０１に逆流するのを防止する逆止弁３０３が設けられている。なお、本実施の形態では、上記実施の形態の供給管１２１、処理ガス供給部１２２、バルブ１２３、逆止弁１２４、供給管１２５、パージガス供給部１２６、バルブ１２７が省略される。
【００９８】
また、処理容器１１０には、当該処理容器１１０内の窒素ガスの圧力を測定する圧力測定器３１０が設けられている。圧力測定器３１０の測定結果は、圧力制御部３１１に出力される。圧力制御部３１１では、測定結果に基づいて、窒素ガスの圧力が所定の圧力、例えば大気圧より１００Ｐａ高い圧力になるように、例えばバルブ３０２やガス循環部１５１等を制御する。なお、所定の圧力は、例えば処理容器１１０内の現像液の揮発速度が、常圧下の現像液の揮発速度に対して例えば１０％以下となるように設定される。なお、本実施の形態では、上記実施の形態の濃度測定器１３０と濃度制御部１３１が省略される。
【００９９】
なお、現像処理装置３０のその他の構成は、上記実施の形態の現像処理装置３０の構成と同様であるので説明を省略する。
【０１００】
かかる場合、工程Ｓ２において、バルブ３０２を開いて、処理ガス供給部３０１から処理容器１１０内に窒素ガスを供給する。また、工程Ｓ２及び工程Ｓ３において、処理ガス供給部３１０からの窒素ガスの供給は、圧力測定器３１０と圧力制御部３１１によって制御される。すなわち、処理容器１１０内の窒素ガスの圧力が圧力測定器３１０によって測定される。そして圧力制御部３１０において、処理容器１１０内の圧力が所定の圧力、例えば大気圧より１００Ｐａ高い圧力になるように制御される。このように処理容器１１０内のガス圧力が正圧に制御されることで、当該処理容器１１０内に供給される現像液の揮発が抑制される。その後、工程Ｓ４において、処理容器１１０内のガス圧力を所定の圧力に維持した状態で、現像液ノズル１６０からウェハＷ上に現像液を供給し、レジスト膜を現像する。この工程Ｓ４においても、カップ１４３内（処理容器１１０内）の窒素ガスは、ガス循環部１５１によって循環路１５０を介して供給管３００に循環される。
【０１０１】
なお、その他の工程Ｓ１、Ｓ５〜Ｓ８は、上記実施の形態の工程Ｓ１、Ｓ５〜Ｓ８と同様であるので説明を省略する。
【０１０２】
本実施の形態によっても、工程Ｓ４において、処理容器１１０内のガス圧力が大気圧より高い所定の圧力になっているので、ウェハＷ上に供給される現像液の揮発を抑制することができる。したがって、現像欠陥を抑制することができ、さらに現像液の供給量を低減することもできる。
【０１０３】
なお、本実施の形態の現像処理装置３０にも、図７に示した温度調節機構２５０を設け、処理容器１１０に供給する窒素ガスの温度を調節してもよい。温度調節機構２５０は、供給管３００に設けてもよいし、あるいはガス拡散部１２０や処理ガス供給部３０１に設けてもよい。このように処理容器１１０内の雰囲気温度を調節することによって、ウェハＷ上のレジスト膜の現像をより効率よく行うことができる。
【０１０４】
以上の実施の形態では、工程Ｓ４において、回転中のウェハＷ上の中心部に、現像液ノズル１６０から現像液を供給してウェハＷ上に拡散させていたが、現像液の供給方法はこれに限定されず種々の方法を取り得る。例えば回転中のウェハＷに対して、ウェハＷの外周部から中心部に現像液ノズル１６０を移動させながら現像液を供給してもよい、かかる場合、現像液ノズル１６０から供給された現像液は、螺旋状にウェハＷ上に供給される。また、例えばウェハＷの径より長いスリット状の供給口を備えた現像液ノズルをウェハＷの径方向に移動させながら現像液を供給してもよい。いずれの場合でも、ウェハＷの表面全面に現像液が供給され、レジスト膜が適切に現像される。
【０１０５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 塗布現像処理システム
３０ 現像処理装置
１１０ 処理容器
１２０ ガス拡散部
１２２ 処理ガス供給部
１２６ パージガス供給部
１２９ 供給口
１３０ 濃度測定器
１３１ 濃度制御部
１４０ スピンチャック
１４３ カップ
１５０ 循環路
１５１ ガス循環部
１６０ 現像液ノズル
１６４ リンス液ノズル
２００ 制御部
２５０ 温度制御機構
３０１ 処理ガス供給部
３１０ 圧力測定器
３１１ 圧力制御部
Ｗ ウェハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の現像処理装置、現像処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。
【０００３】
上述した現像処理では、例えばウェハ上にアルカリ性のＴＭＡＨ現像液（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド現像液）を供給して、ウェハ表面上に現像液の液膜を形成することにより、ウェハの現像処理が行われている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、上述したレジストパターンを形成する際には、半導体デバイスのさらなる高集積化を図るため、当該レジストパターンの微細化が求められている。また、このように微細なレジストパターンを高い寸法精度で形成するため、上述した現像処理においてレジスト膜をより高い精度で現像することが要求されている。
【０００６】
ここで、特許文献１に記載された現像処理では、アルカリ性のＴＭＡＨ現像液がウェハ上に供給されるので、この現像液によって露光されたレジスト膜が溶解する。そうすると、露光処理では、レジスト膜が溶解する部分（レジストパターンのトレンチ部分）が露光されるため、当該部分に対応する開口部が形成されたマスクを用いてレジスト膜が露光される。かかる場合、レジストパターンのトレンチの微細化に伴い、マスクの開口部も微細化するので、露光処理においてマスクの開口部で光の回折等が生じて露光コントラストが不足する。そうすると、レジスト膜を高い精度で露光及び現像できず、レジストパターンの形状が所望の形状にならない場合があった。
【０００７】
そこで、発明者らは、有機溶剤を含有する現像液を用いることを考えた。この現像液をウェハ上に供給すると、露光されていないレジスト膜が溶解し、露光されたレジスト膜がレジストパターンとして残る。このため、露光処理のマスクの開口部を大きくでき、露光コントラストを向上させることができる。
【０００８】
しかしながら、有機溶剤を含有する現像液は、従来のアルカリ性の現像液よりも揮発し易いという性質を有する。現像液の揮発及び乾燥が進行すると、レジスト成分が再度析出し、現像欠陥が生じる場合がある。また、このような現像液の揮発を補填するためには、多量の現像液が必要となる場合があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上のレジスト膜を高精度で現像しつつ、当該レジスト膜にレジストパターンを適切に形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板の現像処理装置であって、基板を収容して処理する処理容器と、前記処理容器内で基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板上に、有機溶剤を含有する現像液を供給する現像液供給部と、前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、前記処理容器から流出した処理ガスを再度処理容器内に供給して循環させるガス循環部と、を有することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、現像液供給部から基板上に供給される現像液は有機溶剤を含有するので、露光されていないレジスト膜を溶解し、露光されたレジスト膜をレジストパターンとして形成することができる。このため、レジストパターンの所望の寸法が微細であっても、露光処理におけるマスクの開口部を大きくすることができるので、露光コントラストが向上する。したがって、レジスト膜を高い精度で現像し当該レジスト膜に形成されるレジストパターンの寸法精度を向上させることができる。また、現像処理装置は処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部を備えているので、現像処理中の処理容器内を処理ガスで充填することができる。この処理ガスによって、現像液の揮発を抑制することができる。さらに、現像処理装置は処理ガスを循環させるガス循環部を有しているので、処理容器内に処理ガスの気流を形成することができる。この処理ガスの気流によって、現像液の揮発をさらに抑制することができる。このように現像液の揮発を抑えることができるので、現像欠陥を抑制することができる。また、現像液の揮発を抑えることで、現像液の供給量を低減することもできる。さらに、ガス循環部により処理ガスを循環させるので、当該処理ガスを有効利用することもできる。以上のように本発明によれば、基板上のレジスト膜を高精度で現像しつつ、当該レジスト膜に現像欠陥が抑制されたレジストパターンを適切に形成することができる。
【００１２】
前記処理ガスは気化した有機溶剤であってもよい。
【００１３】
前記現像処理装置は、前記処理容器内の処理ガスの濃度を測定する濃度測定器と、当該処理ガスの濃度が所定の濃度になるように前記ガス供給部を制御する制御部と、を有していてもよい。
【００１４】
前記現像処理装置は、前記処理容器内に、不活性ガスを供給する他のガス供給部を有していてもよい。
【００１５】
前記処理ガスは不活性ガスであり、前記処理容器の内部は、前記処理ガスによって所定の圧力に維持されていてもよい。
【００１６】
前記現像処理装置は、前記処理容器内の処理ガスの圧力を測定する圧力測定器と、当該処理ガスの圧力が前記所定の圧力になるように前記ガス供給部を制御する制御部と、を有していてもよい。
【００１７】
前記処理容器内であって基板保持部の上方には、前記ガス供給部からの処理ガスを拡散させて処理容器内に供給するガス拡散部が設けられ、前記ガス拡散部の基板保持部側の表面には、前記処理ガスが供給される供給口が複数形成されていてもよい。
【００１８】
前記ガス供給部には、前記処理ガスの温度を調節する温度調節機構が設けられていてもよい。
【００１９】
前記現像処理装置は、前記処理容器内において、前記基板保持部に保持された基板の側方を囲むように設けられたカップを有し、前記ガス循環部は、前記カップから流出した処理ガスを前記処理容器内に循環させてもよい。
【００２０】
前記現像処理装置は、前記基板保持部に保持された基板上に、現像液のリンス液を供給するリンス液供給部を有していてもよい。
【００２１】
別な観点による本発明は、基板の現像処理方法であって、処理容器内に基板を収容して、基板保持部に基板を保持した後、ガス供給部から前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給工程と、その後、前記基板保持部に保持された基板上に、有機溶剤を含有する現像液を供給して現像処理を行う現像処理工程と、を有し、前記現像処理工程において、前記処理容器から流出した処理ガスを再度処理容器内に供給して循環させることを特徴としている。
【００２２】
前記処理ガスは気化した有機溶剤であってもよい。
【００２３】
前記現像処理工程において、前記処理容器内の処理ガスの濃度は所定の濃度に維持されていてもよい。
【００２４】
前記処理ガスは不活性ガスであり、前記現像処理工程において、前記処理容器の内部は前記処理ガスによって所定の圧力に維持されていてもよい。
【００２５】
前記現像処理工程において、前記処理容器に供給される処理ガスは所定の温度に調節されていてもよい。
【００２６】
前記現像処理方法は、前記現像処理工程の後、前記基板保持部に保持された基板上に、現像液のリンス液を供給するリンス工程を有していてもよい。
【００２７】
前記リンス工程中、前記処理容器内に不活性ガスを供給してもよい。
【００２８】
また別な観点による本発明によれば、前記現像処理方法を現像処理装置によって実行させるために、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
【００２９】
さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、基板上のレジスト膜を高精度で現像しつつ、当該レジスト膜にレジストパターンを適切に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施の形態にかかる現像処理装置を備えた塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す平面図である。
【図２】塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。
【図３】塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。
【図４】現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図５】現像処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図６】現像処理の主な工程を示すフローチャートである。
【図７】他の実施の形態にかかる現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図８】他の実施の形態にかかる現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明にかかる現像処理装置を備えた塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す平面図である。図２及び図３は、塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す側面図である。
【００３３】
塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば外部との間で複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション２と、フォトリソグラフィー処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。
【００３４】
カセットステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０には、複数、例えば４つのカセット載置板１１が設けられている。カセット載置板１１は、水平方向のＸ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板１１には、塗布現像処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。
【００３５】
カセットステーション２には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２０上を移動自在なウェハ搬送装置２１が設けられている。ウェハ搬送装置２１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板１１上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。
【００３６】
処理ステーション３には、各種装置を備えた複数例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション３のインターフェイスステーション５側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。
【００３７】
例えば第１のブロックＧ１には、図３に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下、「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下、「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下から順に重ねられている。
【００３８】
例えば現像処理装置３０とレジスト塗布装置３２は、それぞれ水平方向に３つ、上下方向に２層に並べて配置されている。また、例えば下部反射防止膜形成装置３１と上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２及び上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。
【００３９】
例えば第２のブロックＧ２には、図２に示すようにウェハＷの熱処理を行う熱処理装置４０や、ウェハＷを疎水化処理するアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置４０は、ウェハＷを載置して加熱する熱板と、ウェハＷを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１及び周辺露光装置４２の数や配置は、任意に選択できる。
【００４０】
例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。
【００４１】
図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばウェハ搬送装置７０が配置されている。
【００４２】
ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。
【００４３】
ウェハ搬送装置７０は、例えば図２に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウェハＷを搬送できる。
【００４４】
また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。
【００４５】
シャトル搬送装置８０は、例えばＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。
【００４６】
図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置９０が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置９０は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。
【００４７】
インターフェイスステーション５には、ウェハ搬送装置１００と受け渡し装置１０１が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１００は、例えば搬送アームにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１０１及び露光装置４との間でウェハＷを搬送できる。
【００４８】
次に、上述した現像処理装置３０の構成について説明する。現像処理装置３０は、図４に示すように内部を密閉することができる処理容器１１０を有している。処理容器１１０の内部は後述する酢酸ブチルガスの引火点以上の雰囲気になる場合があるため、処理容器１１０は防爆仕様とする。また、処理容器１１０の一の側面には、図５に示すようにウェハＷの搬入出口１１１が形成され、搬入出口１１１には、開閉シャッタ１１２が設けられている。
【００４９】
処理容器１１０の底面には、図４に示すように当該処理容器１１０の内部の雰囲気を排気するための排気管１１３が接続されている。排気管１１３は、バルブ１１４を介して例えば真空ポンプなどの負圧発生装置（図示せず）に連通している。
【００５０】
処理容器１１０内の天井面には、ガス拡散部１２０が設けられている。ガス拡散部１２０には、供給管１２１を介して、処理容器１１０内に処理ガスを供給するガス供給部としての処理ガス供給部１２２が接続されている。本実施の形態では、処理ガスとして気化した有機溶剤、例えば酢酸ブチルガスが用いられる。処理ガス供給部１２２は、その内部に液体状の酢酸ブチルを貯留している。処理ガス供給部１２２では、内部に窒素ガスが供給されることで液体状の酢酸ブチルが気化して、酢酸ブチルガスが生成される。また、供給管１２１には、処理ガス供給部１２２で生成された酢酸ブチルガスの流れを制御するバルブ１２３が設けられている。さらに、供給管１２１において、後述する循環路１５０より処理ガス供給部１２２側には、酢酸ブチルガスが処理ガス供給部１２２に逆流するのを防止する逆止弁１２４が設けられている。
【００５１】
また、ガス拡散部１２０には、供給管１２５を介して、処理容器１１０内をパージするためのパージガスを供給する他のガス供給部としてのパージガス供給部１２６が接続されている。本実施の形態では、パージガスとして不活性ガス、例えば窒素ガスが用いられる。パージガス供給部１２６は、その内部に窒素ガスを貯留している。また、供給管１２５には、パージガス供給部１２６からの窒素ガスの流れを制御するバルブ１２７が設けられている。なお、供給管１２１と供給管１２５はその下流側において合流し、上記ガス拡散部１２０に接続されている。
【００５２】
ガス拡散部１２０の内部には、処理ガス供給部１２２から供給された酢酸ブチルガスやパージガス供給部１２６から供給された窒素ガスが導入される内部空間１２８が設けられている。ガス拡散部１２０の下面（ウェハＷ側の表面）には、内部空間１２８に導入された酢酸ブチルガスや窒素ガスを処理容器１１０内に供給する複数の供給口１２９が形成されている。複数の供給口１２９は、ガス拡散部１２０の下面全体に均一に分布するように形成されている。そして、ガス拡散部１２０は、内部空間１２８内の酢酸ブチルガスや窒素ガスが複数の供給口１２９を介して供給され、処理容器１１０の内部全体に拡散するように配置されている。また、ガス供給部１２０を介することで、後述するスピンチャック１４０に保持されたウェハＷ上にも酢酸ブチルガスや窒素ガスを均一に供給することができる。
【００５３】
処理容器１１０には、当該処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの濃度を測定する濃度測定器１３０が設けられている。濃度測定器１３０の測定結果は、濃度制御部１３１に出力される。濃度制御部１３１では、測定結果に基づいて、酢酸ブチルガスの濃度が所定の濃度、例えば１％〜２０％になるように、例えばバルブ１２３やバルブ１１４、あるいは後述するガス循環部１５１やバルブ１５３等を制御する。なお、所定の濃度は、例えば処理容器１１０内の現像液の揮発速度が、常圧下の現像液の揮発速度に対して例えば１０％以下となるように設定される。また、所定の濃度は、レジストの種類や有機溶剤の種類によって設定されるものである。
【００５４】
処理容器１１０の内部であって、ガス拡散部１２０の下方には、ウェハＷを保持して回転させる基板保持部としてのスピンチャック１４０が設けられている。スピンチャック１４０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック１４０上に吸着保持できる。
【００５５】
スピンチャック１４０は、例えばモータなどを備えたチャック駆動部１４１を有し、そのチャック駆動部１４１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１４１には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック１４０は上下動可能になっている。
【００５６】
スピンチャック１４０の下方には断面形状が山形のガイドリング１４２が設けられており、このガイドリング１４２の周縁部は下方側に屈曲して延びている。スピンチャック１４０、スピンチャック１４０に保持されたウェハＷ及びガイドリング１４２の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ１４３が設けられている。
【００５７】
このカップ１４３は上面にスピンチャック１４０が昇降できるようにウェハＷよりも大きい開口部が形成されていると共に、側周面とガイドリング１４２の周縁部との間に排出路をなす隙間１４４が形成されている。カップ１４３の下部は、ガイドリング１４２の周縁部分と共に屈曲路を形成して気液分離部を構成している。
【００５８】
カップ１４３の底部の内側領域には、カップ１４３内（処理容器１１０内）の酢酸ブチルガスを循環させるための循環路１５０が接続されている。循環路１５０は、カップ１４３の底部に対して複数箇所に設けられていてもよいし、環状に設けられていてもよい。循環路１５０は、酢酸ブチルガスの供給管１２１に接続されている。また循環路１５０には、カップ１４３内の酢酸ブチルガスを供給管１２１に循環させ、さらに処理容器１１０内に循環させるためのガス循環部１５１が設けられている。ガス循環部１５１には、例えばファンが用いられる。
【００５９】
また、カップ１４３の底部の内側領域には、カップ１４３内の雰囲気を排気するための排気管１５２が接続されている。排気管１５２は、バルブ１５３を介して例えば真空ポンプなどの負圧発生装置（図示せず）に連通している。
【００６０】
さらにカップ１４３の底部の外側領域には、当該カップ１４３で回収した液体を排出するための排液管１５４が接続されている。排液管１５４は、回収した廃液を一旦貯留する廃液容器１５５に連通している。なお、廃液容器１５５はバルブ（図示せず）を介して塗布現像処理システム１の外部の廃液回収装置（図示せず）に連通している。
【００６１】
処理容器１１０の内部であって、スピンチャック１４０の上方には、ウェハＷ上に現像液を供給する現像液供給部としての現像液ノズル１６０が配置されている。現像液ノズル１６０には、現像液供給源１６１に連通する供給管１６２が接続されている。現像液供給源１６１内には、有機溶媒、例えば酢酸ブチルを含有する現像液、いわゆる有機現像液が貯留されている。供給管１６２には、現像液の流れを制御するバルブ１６３が設けられている。
【００６２】
また、処理容器１１０の内部であって、スピンチャック１４０の上方には、ウェハＷ上に現像液のリンス液を供給するリンス液供給部としてのリンス液ノズル１６４が配置されている。リンス液ノズル１６４には、リンス液供給源１６５に連通する供給管１６６が接続されている。リンス液供給源１６１内には、現像液のリンス液が貯留されている。本実施の形態では、リンス液として例えばＭＩＢＣ（メチルアミルアルコール）が用いられる。ＭＩＢＣは、レジストにダメージを与えずに現像液中の有機溶剤を置換して排出することができる。また、供給管１６６には、リンス液の流れを制御するバルブ１６７が設けられている。
【００６３】
現像液ノズル１６０は、図５に示すようにアーム１６８を介してノズル駆動部１６９に接続されている。アーム１６８は、ノズル駆動部１６９により、処理容器１１０のＹ方向（図５の左右方向）に延伸するガイドレール１７０に沿って、カップ１４３のＹ方向正方向（図５の右方向）側の外方に設けられた待機部１７１からカップ１４３内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１６８は、ノズル駆動部１６９によって昇降自在であり、現像液ノズル１６０の高さを調整できる。
【００６４】
同様にリンス液ノズル１６４も、アーム１７２を介してノズル駆動部１７３に接続されている。アーム１７２は、ノズル駆動部１７３により、上記ガイドレール１７０に沿って、カップ１４３のＹ方向負方向（図５の左方向）側の外方に設けられた待機部１７４からカップ１４３内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１７２は、ノズル駆動部１７３によって昇降自在であり、リンス液ノズル１６４の高さを調整できる。
【００６５】
なお、以上の構成では、現像液を供給する現像液ノズル１６０とリンス液を供給するリンス液ノズル１６４が別々のアームに支持されていたが、同じアームに支持され、そのアームの移動の制御により、現像液ノズル１６０とリンス液ノズル１６４の移動と供給タイミングを制御してもよい。
【００６６】
以上の塗布現像処理システム１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、現像処理装置３０におけるウェハＷの現像処理を実行するプログラムが格納されている。またこれに加えて、プログラム格納部には、カセットステーション２、処理ステーション３、露光装置４、インターフェイスステーション５間のウェハＷの搬送や、処理ステーション３における駆動系の動作などを制御して、塗布現像処理システム１におけるウェハ処理を実行するプログラムが格納されている。なお、このプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部２００にインストールされたものであってもよい。なお、上述した濃度制御部１３１はこの制御部２００の一部として構成されていてもよいし、濃度制御部１３１と制御部２００は別々に設けられていてもよい。
【００６７】
次に、以上のように構成された塗布現像処理システム１を用いて行われるウェハＷの処理方法について説明する。
【００６８】
先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが、カセットステーション２の所定のカセット載置板１１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２１によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション３の第３のブロックＧ３の例えば受け渡し装置５３に搬送される。
【００６９】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱され、温度調節され、その後第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に戻される。
【００７０】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡し装置５４に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２のアドヒージョン装置４１に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。
【００７１】
その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１のレジスト塗布装置３２に搬送され、回転中のウェハＷ上にレジスト液を塗布し、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。なお、レジスト液には、例えば化学増幅型のレジスト液が用いられる。
【００７２】
その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５５に搬送される。
【００７３】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１の上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。
【００７４】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。
【００７５】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。
【００７６】
その後ウェハＷは、インターフェイスステーション５のウェハ搬送装置１００によって露光装置４に搬送され、露光処理される。
【００７７】
次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって露光装置４から第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０に搬送される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１の現像処理装置３０に搬送され、現像処理される。なお、この現像処理装置におけるウェハＷの現像処理については、後述において詳しく説明する。
【００７８】
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。
【００７９】
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０に搬送され、その後カセットステーション２のウェハ搬送装置２１によって所定のカセット載置板１１のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。
【００８０】
次に、上述した現像処理装置３０においてウェハＷ上のレジスト膜を現像する一連の現像処理について説明する。図６は、ウェハＷの現像処理の主な工程を示すフローチャートである。
【００８１】
現像処理装置３０に搬入されたウェハＷは、先ず、スピンチャック１４０に吸着保持される（図６の工程Ｓ１）。その後、シャッタ１１１を閉じ、処理容器１１０内を密閉する。続いて、バルブ１２３を開いて、処理ガス供給部１２２から処理容器１１０内に酢酸ブチルガスを供給する（図６の工程Ｓ２）。このとき、処理ガス供給部１２２からの酢酸ブチルガスは、ガス拡散部１２０の複数の供給口１２９から処理容器１１０内に供給されるので、当該処理容器１１０の内部全体に拡散する。また、酢酸ブチルガスは、スピンチャック１４０に保持されたウェハＷに対して均一に供給される。
【００８２】
処理ガス供給部１２２からの酢酸ブチルガスの供給は、濃度測定器１３０と濃度制御部１３１によって制御される。すなわち、処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの濃度が濃度測定器１３０によって測定される。そして濃度制御部１３１において、測定結果に基づいてガス濃度が所定の濃度、例えば１％〜２０％になるようにバルブ１２３が制御される（図６の工程Ｓ３）。このように処理容器１１０内のガス濃度が所定の濃度に制御されることで、当該処理容器１１０内に供給される現像液の揮発速度が常圧下の現像液の揮発速度に対して１０％以下になり、当該現像液の揮発が抑制される。なお、酢酸ブチルガスが処理容器１１０の外部に漏れるのを防止するため、当該処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの圧力は負圧になっているのが好ましい。
【００８３】
処理容器１１０内の雰囲気が所定のガス濃度の酢酸ブチルガスに置換されると、アーム１６８により待機部１７１の現像液ノズル１６０がウェハＷの中心部上方まで移動する。その後、スピンチャック１４０によってウェハＷを所定の回転数で回転させながら、現像液ノズル１６０からウェハＷ上に現像液が供給される。そして、供給された現像液は遠心力によってウェハＷの表面全面に拡散する。所定時間経過後、ウェハＷ上の露光されたレジスト膜は、現像液によって現像される（図６の工程Ｓ４）。すなわち、現像液によって露光されていないレジスト膜が溶解し、露光されたレジスト膜がレジストパターンとして残る。
【００８４】
なお、この工程Ｓ４において、カップ１４３内（処理容器１１０内）の酢酸ブチルガスは、ガス循環部１５１によって循環路１５０を介して供給管１２１に循環される。すなわち、処理容器１１０内に供給された酢酸ブチルガスは、排気されることなく再利用される。また、工程Ｓ４においては、原則として、バルブ１２３を閉じて酢酸ブチルガスの供給を停止すると共に、バルブ１１４、１５３を閉じて処理容器１１０とカップ１４３からの排気も停止する。そして、処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの濃度は所定の濃度に維持されている。なお、工程Ｓ４においても、濃度測定器１３０によって処理容器１１０内の酢酸ブチルガスの濃度は測定されており、例えば外的要因等で当該ガス濃度が所定の濃度から外れた場合には、酢酸ブチルガスの供給又は排気を行って、処理容器１１０内のガス濃度を制御する。
【００８５】
また、工程Ｓ４では、上述したようにカップ１４３内において循環路１５０への酢酸ブチルガスの気流が生じている。この気流によって、ウェハＷ上から発生するミストが処理容器１１０内に飛散するのが抑制される。また、この酢酸ブチルガスの気流によって、ウェハＷ上から飛散する液体がカップ１４３の内側面に付着するのを抑制できる。このため、カップ１４３のメンテナンスの頻度を低減することができる。さらに、工程Ｓ４では、カップ１４３内で回収された廃液は、廃液容器１５５内に一旦貯留される。すなわち、廃液容器１５５が設けられていることで、処理容器１１０内の雰囲気を制御しつつ、カップ１４３内の廃液を回収することができる。
【００８６】
このようにウェハＷ上のレジスト膜が現像されると、アーム１６８により現像液ノズル１６０がウェハＷの中心部上方から待機部１７１に移動する。同時に、アーム１７２により待機部１７４のリンス液ノズル１６４がウェハＷの中心部上方まで移動する。その後、ウェハＷを回転させると共に、リンス液ノズル１６４からリンス液がウェハＷの中心部に供給され、ウェハＷのリンス処理が行われる（図６の工程Ｓ５）。
【００８７】
なお、この工程Ｓ５では、バルブ１２３を閉じ、且つガス循環部１５１を停止して、処理容器１１０内への酢酸ブチルガスの供給を停止する。同時に、バルブ１２７を開いて、パージガス供給部１２６から処理容器１１０内に窒素ガスを供給する（図６の工程Ｓ６）。さらにバルブ１１４、１５３を開いて、排気管１１３、１５２から処理容器１１０とカップ１４３内の雰囲気を排気する。こうして、処理容器１１０内の雰囲気が窒素ガスに置換される。なお、工程Ｓ５のリンス処理中に処理容器１１０内の雰囲気を窒素ガスに置換するのは、処理容器１１０内に残存する酢酸ブチルガスによって、ウェハＷ上のレジスト膜の現像が進行するのを防止するためである。
【００８８】
また、工程Ｓ５では、廃液容器１５５の下流側のバルブを開き、廃液容器１５５に貯留された廃液が、塗布現像処理システム１の外部の廃液回収装置に回収される。
【００８９】
ウェハＷのリンス処理後、リンス液ノズル１６４からのリンス液の供給を停止すると共に、ウェハＷを加速回転させて、ウェハＷ上のリンス液を振り切り乾燥させて除去する（図６の工程Ｓ７）。その後、処理容器１１０内は大気開放され、ウェハＷは現像処理装置３０から搬出される（図６の工程Ｓ８）。こうして一連のウェハＷの現像処理が終了する。
【００９０】
以上の実施の形態によれば、工程Ｓ４において、現像液ノズル１６０からウェハＷ上に供給される現像液は有機溶剤を含有するので、露光されていないレジスト膜を溶解し、露光されたレジスト膜をレジストパターンとして形成することができる。このため、レジストパターンの所望の寸法が微細であっても、露光処理におけるマスクの開口部を大きくすることができるので、露光コントラストが向上する。したがって、レジスト膜を高い精度で現像し当該レジスト膜に形成されるレジストパターンの寸法精度を向上させることができる。
【００９１】
また、工程４において、濃度測定器１３０と濃度制御部１３１により処理容器１１０内の雰囲気を所定の濃度の酢酸ブチルガスの雰囲気に維持できるので、現像液ノズル１６０からウェハＷ上に供給される現像液の揮発を抑制することができる。しかも、処理容器１１０内に供給される酢酸ブチルガスは、ガス拡散部１２０を介して供給されるので、処理容器１１０全体に拡散する。このため、処理容器１１０内の雰囲気が均一に所定の濃度の酢酸ブチルガスの雰囲気になる。また、酢酸ブチルガスは、スピンチャック１４０に保持されたウェハＷ上に均一に供給される。したがって、現像液の揮発を抑えて、現像欠陥を抑制することができる。さらに、現像液の揮発を抑えることで、現像液の供給量を低減することもできる。
【００９２】
しかも、工程Ｓ４において、ガス循環部１５１によってカップ１４３内（処理容器１１０内）の酢酸ブチルガスが供給管１２１に循環されるので、酢酸ブチルガスの気流の流れを形成することができ、この気流によって現像液の揮発をさらに抑制することができる。しかも、酢酸ブチルガスを有効利用することができる。したがって、ウェハＷ上にレジストパターンを適切に形成することができる。
【００９３】
また、工程Ｓ５のウェハＷのリンス処理中、工程Ｓ６において処理容器１１０内の雰囲気が窒素ガスに置換されるので、酢酸ブチルガスによってウェハＷ上のレジスト膜が過剰に現像されることがない。したがって、ウェハＷ上にレジストパターンをより適切に形成することができる。
【００９４】
以上の実施の形態の現像処理装置３０には、図７に示すように処理容器１１０内に供給される酢酸ブチルガスの温度を調節する温度調節機構２５０、例えばヒータが設けられていてもよい。温度調節機構２５０は、供給管１２０に設けられている。なお、温度調節機構２５０は、本実施の形態に限定されず、任意の場所に設けてもよい。例えば温度調節機構２５０は、ガス拡散部１２０に設けてもよいし、処理ガス供給部１２２に設けてもよい。
【００９５】
かかる場合、酢酸ブチルガスの温度が所定の温度に調節されるので、当該酢酸ブチルガスが冷却されて液化し、供給管１２１内やガス拡散部１２０内が結露するのを防止することができる。したがって、処理容器１１０内の酢酸ブチルガスのガス濃度を所定の濃度に適切に維持でき、現像液の揮発も適切に抑制することができる。また、現像処理装置３０のメンテナンスの頻度を低減することもできる。
【００９６】
以上の実施の形態では、処理ガスとして酢酸ブチルガスを用いていたが、他の処理ガスを用いてもよい。例えば酢酸ブチルガス以外の気化した有機溶剤、例えば２ヘプタノン等を用いてもよい。
【００９７】
また処理ガスとして、不活性ガス、例えば窒素ガス（又はアルゴンガス）を用いてもよい。かかる場合、図８に示すように現像処理装置３０のガス拡散部１２０には、供給管３００を介して、処理容器１１０内に窒素ガスを供給する処理ガス供給部３０１が接続されている。処理ガス供給部３０１は、その内部に窒素ガスを貯留している。また、供給管３００には、処理ガス供給部３０１からの窒素ガスの流れを制御するバルブ３０２が設けられている。さらに、供給管３００には循環路１５０が接続されている。そして、供給管３００において、循環路１５０より処理ガス供給部３０１側には、窒素ガスが処理ガス供給部３０１に逆流するのを防止する逆止弁３０３が設けられている。なお、本実施の形態では、上記実施の形態の供給管１２１、処理ガス供給部１２２、バルブ１２３、逆止弁１２４、供給管１２５、パージガス供給部１２６、バルブ１２７が省略される。
【００９８】
また、処理容器１１０には、当該処理容器１１０内の窒素ガスの圧力を測定する圧力測定器３１０が設けられている。圧力測定器３１０の測定結果は、圧力制御部３１１に出力される。圧力制御部３１１では、測定結果に基づいて、窒素ガスの圧力が所定の圧力、例えば大気圧より１００Ｐａ高い圧力になるように、例えばバルブ３０２やガス循環部１５１等を制御する。なお、所定の圧力は、例えば処理容器１１０内の現像液の揮発速度が、常圧下の現像液の揮発速度に対して例えば１０％以下となるように設定される。なお、本実施の形態では、上記実施の形態の濃度測定器１３０と濃度制御部１３１が省略される。
【００９９】
なお、現像処理装置３０のその他の構成は、上記実施の形態の現像処理装置３０の構成と同様であるので説明を省略する。
【０１００】
かかる場合、工程Ｓ２において、バルブ３０２を開いて、処理ガス供給部３０１から処理容器１１０内に窒素ガスを供給する。また、工程Ｓ２及び工程Ｓ３において、処理ガス供給部３１０からの窒素ガスの供給は、圧力測定器３１０と圧力制御部３１１によって制御される。すなわち、処理容器１１０内の窒素ガスの圧力が圧力測定器３１０によって測定される。そして圧力制御部３１０において、処理容器１１０内の圧力が所定の圧力、例えば大気圧より１００Ｐａ高い圧力になるように制御される。このように処理容器１１０内のガス圧力が正圧に制御されることで、当該処理容器１１０内に供給される現像液の揮発が抑制される。その後、工程Ｓ４において、処理容器１１０内のガス圧力を所定の圧力に維持した状態で、現像液ノズル１６０からウェハＷ上に現像液を供給し、レジスト膜を現像する。この工程Ｓ４においても、カップ１４３内（処理容器１１０内）の窒素ガスは、ガス循環部１５１によって循環路１５０を介して供給管３００に循環される。
【０１０１】
なお、その他の工程Ｓ１、Ｓ５〜Ｓ８は、上記実施の形態の工程Ｓ１、Ｓ５〜Ｓ８と同様であるので説明を省略する。
【０１０２】
本実施の形態によっても、工程Ｓ４において、処理容器１１０内のガス圧力が大気圧より高い所定の圧力になっているので、ウェハＷ上に供給される現像液の揮発を抑制することができる。したがって、現像欠陥を抑制することができ、さらに現像液の供給量を低減することもできる。
【０１０３】
なお、本実施の形態の現像処理装置３０にも、図７に示した温度調節機構２５０を設け、処理容器１１０に供給する窒素ガスの温度を調節してもよい。温度調節機構２５０は、供給管３００に設けてもよいし、あるいはガス拡散部１２０や処理ガス供給部３０１に設けてもよい。このように処理容器１１０内の雰囲気温度を調節することによって、ウェハＷ上のレジスト膜の現像をより効率よく行うことができる。
【０１０４】
以上の実施の形態では、工程Ｓ４において、回転中のウェハＷ上の中心部に、現像液ノズル１６０から現像液を供給してウェハＷ上に拡散させていたが、現像液の供給方法はこれに限定されず種々の方法を取り得る。例えば回転中のウェハＷに対して、ウェハＷの外周部から中心部に現像液ノズル１６０を移動させながら現像液を供給してもよい、かかる場合、現像液ノズル１６０から供給された現像液は、螺旋状にウェハＷ上に供給される。また、例えばウェハＷの径より長いスリット状の供給口を備えた現像液ノズルをウェハＷの径方向に移動させながら現像液を供給してもよい。いずれの場合でも、ウェハＷの表面全面に現像液が供給され、レジスト膜が適切に現像される。
【０１０５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 塗布現像処理システム
３０ 現像処理装置
１１０ 処理容器
１２０ ガス拡散部
１２２ 処理ガス供給部
１２６ パージガス供給部
１２９ 供給口
１３０ 濃度測定器
１３１ 濃度制御部
１４０ スピンチャック
１４３ カップ
１５０ 循環路
１５１ ガス循環部
１６０ 現像液ノズル
１６４ リンス液ノズル
２００ 制御部
２５０ 温度制御機構
３０１ 処理ガス供給部
３１０ 圧力測定器
３１１ 圧力制御部
Ｗ ウェハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の現像処理装置であって、
基板を収容して処理する処理容器と、
前記処理容器内で基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板上に、有機溶剤を含有する現像液を供給する現像液供給部と、
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器から流出した処理ガスを再度処理容器内に供給して循環させるガス循環部と、を有することを特徴とする、現像処理装置。
【請求項２】
前記処理ガスは気化した有機溶剤であることを特徴とする、請求項１に記載の現像処理装置。
【請求項３】
前記処理容器内の処理ガスの濃度を測定する濃度測定器と、
当該処理ガスの濃度が所定の濃度になるように前記ガス供給部を制御する制御部と、を有することを特徴とする、請求項２に記載の現像処理装置。
【請求項４】
前記処理容器内に、不活性ガスを供給する他のガス供給部を有することを特徴とする、請求項２又は３に記載の現像処理装置。
【請求項５】
前記処理ガスは不活性ガスであり、
前記処理容器の内部は、前記処理ガスによって所定の圧力に維持されていることを特徴とする、請求項１に記載の現像処理装置。
【請求項６】
前記処理容器内の処理ガスの圧力を測定する圧力測定器と、
当該処理ガスの圧力が前記所定の圧力になるように前記ガス供給部を制御する制御部と、を有することを特徴とする、請求項５に記載の現像処理装置。
【請求項７】
前記処理容器内であって基板保持部の上方には、前記ガス供給部からの処理ガスを拡散させて処理容器内に供給するガス拡散部が設けられ、
前記ガス拡散部の基板保持部側の表面には、前記処理ガスが供給される供給口が複数形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の現像処理装置。
【請求項８】
前記ガス供給部には、前記処理ガスの温度を調節する温度調節機構が設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の現像処理装置。
【請求項９】
前記処理容器内において、前記基板保持部に保持された基板の側方を囲むように設けられたカップを有し、
前記ガス循環部は、前記カップから流出した処理ガスを前記処理容器内に循環させることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の現像処理装置。
【請求項１０】
前記基板保持部に保持された基板上に、現像液のリンス液を供給するリンス液供給部を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の現像処理装置。
【請求項１１】
基板の現像処理方法であって、
処理容器内に基板を収容して、基板保持部に基板を保持した後、ガス供給部から前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給工程と、
その後、前記基板保持部に保持された基板上に、有機溶剤を含有する現像液を供給して現像処理を行う現像処理工程と、を有し、
前記現像処理工程において、前記処理容器から流出した処理ガスを再度処理容器内に供給して循環させることを特徴とする、現像処理方法。
【請求項１２】
前記処理ガスは気化した有機溶剤であることを特徴とする、請求項１１に記載の現像処理方法。
【請求項１３】
前記現像処理工程において、前記処理容器内の処理ガスの濃度は所定の濃度に維持されていることを特徴とする、請求項１２に記載の現像処理方法。
【請求項１４】
前記処理ガスは不活性ガスであり、
前記現像処理工程において、前記処理容器の内部は前記処理ガスによって所定の圧力に維持されていることを特徴とする、請求項１１に記載の現像処理方法。
【請求項１５】
前記現像処理工程において、前記処理容器に供給される処理ガスは所定の温度に調節されていることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の現像処理方法。
【請求項１６】
前記現像処理工程の後、前記基板保持部に保持された基板上に、現像液のリンス液を供給するリンス工程を有することを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれかに記載の現像処理方法。
【請求項１７】
前記リンス工程中、前記処理容器内に不活性ガスを供給することを特徴とする、請求項１６に記載の現像処理方法。
【請求項１８】
請求項１１〜１７のいずかに記載の現像処理方法を現像処理装置によって実行させるために、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【請求項１】
基板の現像処理装置であって、
基板を収容して処理する処理容器と、
前記処理容器内で基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板上に、有機溶剤を含有する現像液を供給する現像液供給部と、
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器から流出した処理ガスを再度処理容器内に供給して循環させるガス循環部と、を有することを特徴とする、現像処理装置。
【請求項２】
前記処理ガスは気化した有機溶剤であることを特徴とする、請求項１に記載の現像処理装置。
【請求項３】
前記処理容器内の処理ガスの濃度を測定する濃度測定器と、
当該処理ガスの濃度が所定の濃度になるように前記ガス供給部を制御する制御部と、を有することを特徴とする、請求項２に記載の現像処理装置。
【請求項４】
前記処理容器内に、不活性ガスを供給する他のガス供給部を有することを特徴とする、請求項２又は３に記載の現像処理装置。
【請求項５】
前記処理ガスは不活性ガスであり、
前記処理容器の内部は、前記処理ガスによって所定の圧力に維持されていることを特徴とする、請求項１に記載の現像処理装置。
【請求項６】
前記処理容器内の処理ガスの圧力を測定する圧力測定器と、
当該処理ガスの圧力が前記所定の圧力になるように前記ガス供給部を制御する制御部と、を有することを特徴とする、請求項５に記載の現像処理装置。
【請求項７】
前記処理容器内であって基板保持部の上方には、前記ガス供給部からの処理ガスを拡散させて処理容器内に供給するガス拡散部が設けられ、
前記ガス拡散部の基板保持部側の表面には、前記処理ガスが供給される供給口が複数形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の現像処理装置。
【請求項８】
前記ガス供給部には、前記処理ガスの温度を調節する温度調節機構が設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の現像処理装置。
【請求項９】
前記処理容器内において、前記基板保持部に保持された基板の側方を囲むように設けられたカップを有し、
前記ガス循環部は、前記カップから流出した処理ガスを前記処理容器内に循環させることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の現像処理装置。
【請求項１０】
前記基板保持部に保持された基板上に、現像液のリンス液を供給するリンス液供給部を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の現像処理装置。
【請求項１１】
基板の現像処理方法であって、
処理容器内に基板を収容して、基板保持部に基板を保持した後、ガス供給部から前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給工程と、
その後、前記基板保持部に保持された基板上に、有機溶剤を含有する現像液を供給して現像処理を行う現像処理工程と、を有し、
前記現像処理工程において、前記処理容器から流出した処理ガスを再度処理容器内に供給して循環させることを特徴とする、現像処理方法。
【請求項１２】
前記処理ガスは気化した有機溶剤であることを特徴とする、請求項１１に記載の現像処理方法。
【請求項１３】
前記現像処理工程において、前記処理容器内の処理ガスの濃度は所定の濃度に維持されていることを特徴とする、請求項１２に記載の現像処理方法。
【請求項１４】
前記処理ガスは不活性ガスであり、
前記現像処理工程において、前記処理容器の内部は前記処理ガスによって所定の圧力に維持されていることを特徴とする、請求項１１に記載の現像処理方法。
【請求項１５】
前記現像処理工程において、前記処理容器に供給される処理ガスは所定の温度に調節されていることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の現像処理方法。
【請求項１６】
前記現像処理工程の後、前記基板保持部に保持された基板上に、現像液のリンス液を供給するリンス工程を有することを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれかに記載の現像処理方法。
【請求項１７】
前記リンス工程中、前記処理容器内に不活性ガスを供給することを特徴とする、請求項１６に記載の現像処理方法。
【請求項１８】
請求項１１〜１７のいずかに記載の現像処理方法を現像処理装置によって実行させるために、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２１００４（Ｐ２０１３−２１００４Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５０６６１（Ｐ２０１１−１５０６６１）
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【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２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【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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