現像方法、現像装置及び記憶媒体
【課題】レジストが塗布され、露光された後の基板を現像するにあたり、安定して基板に現像液を供給すること。
【解決手段】基板を保持する基板保持部を介して前記基板を鉛直軸の周りに回転させながら、第１の現像液ノズルから現像液を帯状にかつその帯状領域の一端側が基板の中央に向くように基板の表面における中央部及び周縁部の一方に供給し、現像液の供給位置を移動させることにより、基板の表面に現像液の液膜を形成する工程と、前記現像液の液膜の乾燥を防止するために、第２の現像液ノズルから前記基板の中心部に円形状または第１の現像液ノズルから供給される現像液よりも長さが短い帯状に現像液を供給すると共に前記基板保持部を介して基板を鉛直軸の周りに回転させて、その現像液を遠心力により基板の周縁部に展伸させる工程と、を実施して、処理に応じて現像液ノズルを使い分ける。
【解決手段】基板を保持する基板保持部を介して前記基板を鉛直軸の周りに回転させながら、第１の現像液ノズルから現像液を帯状にかつその帯状領域の一端側が基板の中央に向くように基板の表面における中央部及び周縁部の一方に供給し、現像液の供給位置を移動させることにより、基板の表面に現像液の液膜を形成する工程と、前記現像液の液膜の乾燥を防止するために、第２の現像液ノズルから前記基板の中心部に円形状または第１の現像液ノズルから供給される現像液よりも長さが短い帯状に現像液を供給すると共に前記基板保持部を介して基板を鉛直軸の周りに回転させて、その現像液を遠心力により基板の周縁部に展伸させる工程と、を実施して、処理に応じて現像液ノズルを使い分ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その表面にレジストが塗布され、露光された後の基板を現像する現像方法、現像装置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。
【０００３】
従来の現像処理としては、例えば先ず基板保持部上にウエハを水平に保持し、このウエハの表面から僅かに浮かせた位置に細孔の吐出孔を有する現像液ノズルを配置する。その後ウエハを鉛直軸回りに回転させると共に、前記現像液ノズルから現像液を吐出しながらウエハの回転半径方向に当該現像液ノズルを移動させることにより、ウエハの表面に螺旋状に現像液を液盛りする。そしてそのように現像液が液盛りされた状態で所定の現像時間が経過するまでウエハを静止状態に保ち、然る後リンス液をウエハに供給して現像液を洗い流す方法が知られており、この現像処理はパドル方式現像と呼ばれている。
【０００４】
しかし前記パドル方式現像には使用する現像液の量が多いという欠点がある。そこでこのパドル方式に代わり、特許文献１に記載されるような、基板を回転させながら当該基板に現像液を吐出して現像処理する方式を行うことが検討されている。図１４（ａ）、（ｂ）を参照しながらこの現像処理について簡単に説明する。先ず基板保持部であるスピンチャック１１を介してウエハＷを鉛直軸回りに回転させると共に図中矢印で示すようにウエハＷの周縁部側から中央部側に伸びるスリット状の吐出口１２を備えた現像液ノズル１３をウエハＷの周縁部側から中央部側に向かって移動させながら、吐出口１２から帯状に現像液１４を吐出させて、ウエハＷの表面に螺旋状に現像液１４を供給し、その表面全体を現像液１４の液膜１５で被覆する。現像液ノズル１３がウエハＷの中心部上に移動し、ウエハＷ全体を現像液１４で覆った後も、前記液膜１５の乾燥を防ぐためにそのウエハＷの中心部に現像液ノズル１３は現像液１４を供給し続ける。しばらくしてウエハＷ表面のレジストにレジストパターンが現像されると、不図示のリンスノズルによりリンス液を吐出してウエハＷ表面の現像液１４を洗い流すことで現像処理が終了される。
【０００５】
上記の基板を回転させながらノズルから当該基板に現像液を吐出して現像処理する方式においてウエハＷに現像液１４の液膜１５を形成するにあたっては、上記のパドル方式現像において液盛りを行うことに比べて現像液ノズル１３の移動速度を大きく設定することで現像処理の短縮化を図ることができ、またパドル方式で液盛りを行う場合よりもウエハＷ表面の現像液１４の膜厚が小さくなるので現像液１４の省液化が図れるとされている。しかしレジスト材料によっては現像欠陥の発生を抑えようとすると共に良好なＣＤ（レジストパターンの線幅）の均一性を得ようとすると、プロセスマージンが狭くなってしまい、その結果として現像時間及び使用する現像液量を十分に低下させて処理を行えない場合がある。従ってこれら現像時間及び現像液量を低下させることは依然として現像処理を行う上での検討事項となっている。
【０００６】
ところで、上記の現像方式において現像後形成されるレジストパターンの形状を安定させるためには、ウエハＷ全体を液膜１５で覆ってから前記リンス液によりその液膜１５を除去するまで１０秒〜２０秒の時間が必要であり、その間は既に形成された液膜１５が乾燥しない程度の少ない流量で現像液を供給すればよく、上記のように液膜１５を形成する場合と同じ流量で現像液１４を供給し続けると、現像液１４の省液化が十分に図れなくなってしまう。
【０００７】
そこで現像液供給管１６から現像液ノズル１３への現像液供給量を自在に変化できるように構成して、ウエハ表面全体に液膜１５を形成した後は前記吐出口１２からの吐出流量を低下させることが考えられるが、現像液ノズル１３は所定の流量の現像液が供給されることで吐出口１２の長さ方向の各部において吐出される現像液の流速と供給圧とが一定になり、上記のようにウエハＷに安定して帯状に供給されるため、現像液ノズル１３への現像液の供給量がその所定の流量よりも低下すると、吐出口１２からの現像液１４の吐出が不安定になり、その結果として正常な現像が行われなくなり、現像欠陥が発生したりレジストパターンがばらついたりするおそれがある。
【０００８】
特許文献１には複数回基板への現像液の供給を行う記載があるが、上記の問題を解決できるものではない。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２１００５９（段落００４４及び図５など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、レジストが塗布され、露光された後の基板を現像するにあたり、安定して基板に現像液を供給することができる現像方法、現像装置及び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】
本発明の現像方法によれば、レジストが塗布され、露光された後の基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
前記基板保持部を介して前記基板を鉛直軸の周りに回転させながら、第１の現像液ノズルから現像液を帯状にかつその帯状領域の一端側が基板の中央に向くように基板の表面における中央部及び周縁部の一方に供給する工程と、
続いて前記現像液の帯状領域の一端側が基板の中央に向いた状態で、前記現像液の供給位置を基板の表面における中央部及び周縁部の一方から他方に移動させることにより、基板の表面に現像液の液膜を形成する工程と、
しかる後、前記現像液の液膜の乾燥を防止するために、第２の現像液ノズルから前記基板の中心部に円形状または第１の現像液ノズルから供給される現像液よりも長さが短い帯状に現像液を供給すると共に前記基板保持部を介して基板を鉛直軸の周りに回転させて、その現像液を遠心力により基板の周縁部に展伸させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の現像装置は、レジストが塗布され、露光された後の基板を水平に保持する基板保持部と、
基板を保持した基板保持部を鉛直軸回りに回転させる回転駆動機構と、
基板の表面に現像液を中央部側から周縁部側に向かう帯状にかつその帯状領域の一端側が基板の中央に向くように供給して現像液の液膜を形成するための第１の現像液ノズルと、
前記帯状領域の一端側が基板の中央に向いた状態で、現像液の供給位置を基板の表面における中央部及び周縁部の一方から他方に移動させるように第１の現像液ノズルを移動させる駆動機構と、
基板の中心部に円形状または第１の現像液ノズルから供給される現像液よりも長さが短い帯状に現像液を供給して、現像液の液膜の乾燥を防止する第２の現像液ノズルと、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
例えば第１の現像液ノズルを横方向に移動させることで、基板の周縁部側から中央部側に向かって現像液の供給位置を移動させてもよく、また例えば第２の現像液ノズルから供給される現像液の流量は、第１の現像液ノズルから供給される現像液の流量よりも小さい。例えば第１の現像液ノズルは、扁平状に開口した第１の吐出口を備えており、また第２の現像液ノズルは、略円形に開口した第２の吐出口を備えている。また第１の現像液ノズル及び第２の現像液ノズルは、前記駆動機構に設けられた共通のアームに設けられていてもよい。
【００１４】
本発明の記憶媒体は、レジストが塗布され、露光された後の基板に対する現像を行う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１ないし６のいずれか一に記載の現像方法を実施するためのものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板に現像液の液膜を形成する工程を、基板表面に現像液を帯状にかつその帯状領域の一端側が基板の中央に向くように供給する第１の現像液ノズルを用いて行い、現像液の液膜の乾燥を防止するために現像液を供給する工程を基板に円形状または第１の現像液ノズルから供給される現像液よりも長さが短い帯状に現像液を供給する第２の現像液ノズルを用いて行っている。このように処理に応じて現像液ノズルを使い分けることにより、例えば第１の現像液ノズルのみを用いて、そのノズルからの吐出量を変化させて基板に現像液を供給する場合に比べて、その基板への現像液の供給が不安定になることが抑えられる。また各ノズルごとにその吐出される現像液の形状に合わせて、基板への現像液の供給量を調整することができるので、基板へ供給する現像液の省液化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の現像装置２について図１及び図２を参照しながら説明する。この現像装置２は筐体２１を備えており、筐体２１内に基板例えばウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平姿勢に保持するための基板保持部であるスピンチャック２２が設けられている。スピンチャック２２は回転軸２３を介して回転駆動機構である駆動機構２４と接続されており、スピンチャック２２の回転軸上にウエハＷの中心が位置するように設定されている。またスピンチャック２２は、駆動機構２４を介してウエハＷを保持した状態で鉛直軸回りに回転及び昇降可能なように構成されており、現像処理中におけるその回転速度は駆動機構２４が後述の制御部からの制御信号を受けることにより制御される。
【００１７】
スピンチャック２２上のウエハＷを囲むようにして上方側が開口するカップ体３１が設けられている。このカップ体３１は、上部側が四角状であり下部側が円筒状の外カップ３２と、上部側が内側に傾斜した筒状の内カップ３３とからなり、外カップ３２の下端部に接続された昇降部３４により外カップ３２が昇降し、更に内カップは外カップ３２の下端側内周面に形成された段部に押し上げられて昇降可能に構成されている。
【００１８】
またスピンチャック２２の下方側には円形板３５が設けられており、この円形板３５の外側には、断面が凹部状に形成された液受け部３６が全周に亘って設けられている。液受け部３６の底面にはドレイン排出口３７が形成されており、ウエハＷからこぼれ落ちるか、あるいは振り切られて液受け部３６に貯留された現像液やリンス液はこのドレイン排出口３７を介して装置の外部に排出される。また円形板３５の外側には断面山形のリング部材３８が設けられている。なお、図示は省略するが、円形板３５を貫通する例えば３本の基板支持ピンである昇降ピンが設けられており、この昇降ピンと図示しない基板搬送手段との協働作用により筐体２１の側壁に開口した搬送口２４を介して筐体２１内に搬送されたウエハＷはスピンチャック２２に受け渡される。
【００１９】
続いて図３も参照しながら現像装置２に設けられた複合ノズル部４について説明する。この複合ノズル部４は第１の現像液ノズル４１、第２の現像液ノズル５１及び純水ノズル６１により構成されている。第１の現像液ノズル４１の下端面４２にはスリット状の吐出口４３が形成されており、スピンチャック２２に保持されたウエハＷに向けて斜め下方に、帯状に現像液を吐出するようになっている。ところでこの吐出口４３は帯状に吐出できればよいため、扁平開口部例えば扁平円、扁平四角であればよい。この吐出口４３の長さ方向は前記ウエハＷの周縁部から中央部側に向かうように形成されており、その長さ方向の大きさＬ１は例えば５ｍｍ〜１５ｍｍであり、幅方向の大きさＬ２は例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍである。第１の現像液ノズル４１には現像液供給管４４の一端が接続され、現像液供給管４４の他端はバルブやマスフローコントローラなどにより構成される流量制御部４５を介して現像液供給源４６に接続されており、流量制御部４５が制御部１００からの制御信号に基づいて吐出口４３からウエハＷへの現像液の給断を制御する。
【００２０】
続いて第２の現像液ノズル５１について説明する。第２の現像液ノズル５１の下端面には斜め下方に向けて略円形の細孔である吐出口５３が開口している。この吐出口５３は円であってもよいが、四角、三角に開口していてもよい。吐出口５３の口径の大きさＬ３は例えば０．１〜１０ｍｍである。第２の現像液ノズル５１には現像液供給管５４の一端が接続され、現像液供給管５４の他端はバルブやマスフローコントローラなどにより構成される流量制御部５５を介して現像液供給管４３に合流し、現像液供給源４６に接続されている。流量制御部５５は制御部１００からの制御信号に基づいて吐出口５３からウエハＷへの現像液の給断を制御する。
【００２１】
純水ノズル６１の下端面６２には細孔である吐出口６３が開口している。純水ノズル６１には純水供給管６４の一端が接続され、純水供給管６４の他端はバルブやマスフローコントローラなどにより構成される流量制御部６５を介して純水供給源６６に接続されている。流量制御部６５が制御部１００からの制御信号に基づいて吐出口６３からウエハＷへの純水の給断を制御する。この純水は現像液を供給する前にウエハＷに塗布し、現像液の濡れ性を向上させるためのプリウエット処理用の液として、また現像液供給後にウエハＷに供給して現像液を除去するためのリンス液として用いられる。
【００２２】
複合ノズル部４は支持部材であるノズルアーム２５の一端側に支持されており、このノズルアーム２５の他端側は図示しない昇降機構を備えた移動基体２６に接続されている。移動基体２６は、制御部からの制御信号を受けて例えば横方向に伸びるガイド部材２７に沿って移動し、ノズルアーム２５を例えばガイド部材２７の伸長方向と直交する前後方向に駆動させることができるように構成されている。
【００２３】
上記のようにノズルアーム２５及び移動基体２６が構成されることにより、図４に示すように第１の現像液ノズル４１における吐出口４３のスピンチャック２２に載置されたウエハＷへの投影領域４７の一端がウエハＷの中心Ｐに向き、そのウエハＷの直径上を周縁部側から中心Ｐへと移動して、ウエハＷの直径に沿って現像液を供給できるようになっている。また第２の現像液ノズル５１における吐出口５３の前記ウエハＷへの投影領域５７が、前記吐出口４３の投影領域４７に重なるようにウエハＷの周縁部から中心Ｐへと移動し、その中心Ｐに現像液を供給できるようになっている。また図示は省略しているが、純水ノズル６１の吐出口６３の前記ウエハＷへの投影領域は、第２の現像液ノズル５１の吐出口５３の前記ウエハＷへの投影領域５７と重なるように移動し、吐出口５３からウエハＷの中心Ｐに純水を供給できるようになっている。
【００２４】
第１の現像液ノズル４１の吐出口４３、第２の現像液ノズル５１の吐出口５３、純水ノズル６１の吐出口６３から夫々液がウエハＷに吐出されるとき、これら吐出口４３，５３，６３のウエハＷの表面からの高さは例えば５ｍｍ〜２０ｍｍである。また図２中２８は、複合ノズル部４の待機部であり、外カップ２２の外側に設けられている。
【００２５】
続いて制御部１００について説明する。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、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はウエハの回転速度、ノズルの移動、ウエハへの現像液及び純水の供給などを制御する。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。
【００２６】
続いて、この現像装置２によりウエハＷに一連の現像処理を行う手順について図５及び図６を参照しながら説明する。図５、図６は夫々各工程、各工程におけるウエハＷ表面の状態を示しており、これら図５及び図６では図示の便宜上各ノズル４１，５１及び６１が互いに重なり合わないように、図１などに示した構成と異なり、ノズル４１の前記吐出口４３の長さ方向に一列に展開して配列されているように示している。
（ステップ１：ウエハＷの搬入）
先ず不図示の基板搬送手段により、その表面にレジストＲが塗布され、そのレジストＲが露光処理を受けたウエハＷが搬送口２４を介して筐体２１内に搬入されると、この基板搬送手段と図示しない昇降ピンとの協働作用によりウエハＷはスピンチャック２２に受け渡され、次いで、外カップ３２及び内カップ３３が上昇位置に設定される。続いてスピンチャック２２が１１００〜１５００ｒｐｍ例えば１５００ｒｐｍで回転し、移動基体２６を介して複合ノズル部４が待機部２８からウエハＷ上に移動し、複合ノズル部４の純水ノズル６１がウエハＷの中心上に位置する（図５（ａ））。
【００２７】
（ステップ２：純水の供給）
純水ノズル６１がウエハＷの中心部上に移動すると、純水ノズル６１からウエハＷの中心部に純水Ｆが吐出され、吐出された純水Ｆは遠心力により展伸するいわゆるスピンコーティングによってウエハＷの中心部から周縁部に広げられ、純水Ｆの液膜が形成されるプリウエット処理が行われる（図５（ｂ））。
【００２８】
（ステップ３：現像液ノズルの移動）
純水Ｆの吐出から所定の時間が経過すると、純水ノズル６１から純水Ｆの吐出が停止し、その後複合ノズル部４がウエハＷの外側へ移動して、第１の現像液ノズル４１が、例えばウエハＷの外縁から僅かに外側で且つウエハＷよりも例えば１５ｍｍ程度高い位置に移動する。（図５（ｃ））。
【００２９】
（ステップ４：第１の現像液ノズルからの現像液の供給）
然る後、ウエハＷの回転速度が例えば１０００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍとなり、第１の現像液ノズル４１の吐出口４３から現像液Ｄを所定の流量例えば１００ｍＬ／分〜１０００ｍＬ／分例えば６００ｍＬ／分で帯状に吐出しながら図５（ｄ）に示すように第１の現像液ノズル４１がウエハＷの外縁から中心部側に向かって径方向に沿って移動し、現像液ＤはウエハＷに螺旋状に供給され、現像液Ｄは回転しているウエハＷの遠心力の作用により純水Ｆ表面を外側に濡れて広がる（図６（ａ））。
【００３０】
（ステップ５：第２の現像液ノズルからの現像液の供給）
第１の現像液ノズル４１がウエハＷの中心部側へ移動を続け、その吐出口４３のウエハＷへの投影領域内に図６（ｂ）に示すように図中鎖線で示す中心線Ｍが位置し、ウエハＷ中心部に現像液Ｄが供給されてウエハＷ表面全体に現像液Ｄの液膜が形成されると共に、第２の現像液ノズル５１の吐出口５３のウエハＷへの投影領域が図中鎖線で示すウエハＷの中心線Ｍ上に位置すると、図７のタイムチャートで示すように、吐出口４３からの現像液Ｄの供給が停止すると同時に、第２の現像液ノズル５１の吐出口５３から、流量１００ｍｌ／分〜１０００ｍｌ／分で現像液Ｄが供給される（図５（ｅ））。この第２の現像液ノズル５１からの現像液の供給中、ウエハＷは例えば５００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍで回転し、第２の現像液ノズル５１から供給された現像液Ｄは遠心力により、既に形成された現像液Ｄの液膜表面をウエハＷの周縁側へと広がる（図６（ｃ））。
【００３１】
（ステップ６：リンス処理）
第２の現像液ノズル５１からの現像液Ｄの吐出が開始されてから所定の時間例えば１０秒〜２０秒が経過すると、第２の現像液ノズル５１からの現像液Ｄの吐出が停止し、続いてウエハＷ状の現像液Ｄが乾燥する前に速やかに純水ノズル６１がウエハＷの中心部上に移動して、純水Ｆを吐出する。吐出された純水Ｆは回転するウエハＷの遠心力の作用により表面に沿って外側に広がり、ウエハＷ表面のレジスト溶解成分を含む現像液を洗い流し、これによりウエハＷの表面が洗浄される（図５（ｆ））。
【００３２】
（ステップ７：乾燥処理）
純水Ｆが吐出されてから所定の時間が経過すると、純水Ｆの吐出が停止し、複合ノズル部４が待機部２８へ移動し、続いてウエハＷが例えば２０００ｒｐｍで回転して、ウエハＷ表面の液を振り切るスピン乾燥がなされる（図５（ｇ））。しかる後、ウエハＷの回転が停止し、外カップ２２及び内カップ２３が下降して、図示しない基板搬送手段によりウエハＷが搬出され、現像処理が終了する。
【００３３】
上記の現像装置２によれば、ウエハＷに帯状に現像液を供給する第１の現像液ノズル４１と、その帯状領域よりも狭い円形領域に現像液を供給する第２の現像液ノズル５１とが設けられ、第１の現像液ノズル４１をウエハＷの周縁部側から中心部側に移動させながらウエハＷに現像液を供給して、現像液の液膜を成膜した後、その液膜が乾燥するのを防ぐために、第２の現像液ノズル５１から現像液をウエハＷの中心に供給している。このようにウエハＷに供給する現像液の流量に応じて現像液を吐出するノズルを使い分けることで、第１の現像液ノズル５１からの現像液の供給流量を少なくして、前記現像液膜の乾燥を防ぐために現像液を供給する場合に比べて現像液の吐出を安定させ、現像欠陥が発生することが抑えられる。そして第２の現像液ノズル５１からの流量を、第１の現像液ノズル４１からの流量よりも小さくすることで、ウエハＷへ供給する現像液の量の低下を図ることができ、従って現像処理のコストが上昇することを抑えることができる。
【００３４】
第１の現像液ノズル４１からの現像液がウエハＷに帯状に供給されれば、吐出口４３をスリット状に形成することに限られず、例えば複数の円形の孔が第１の現像液ノズル４１の移動方向に連なるような形状の吐出口を設けてもよい。また例えば複数の円形の孔が第１の現像液ノズル４１の移動方向に連なるような形状の吐出口を設けてもよく、ノズルの長さ方向に長径が伸びる楕円上に形成してもよいし、ノズルの長さ方向に対角線が伸びる菱形状に形成してもよい。また第２の現像液ノズル５１の吐出口５３から現像液がウエハＷに安定して供給されれば、吐出口５３が上記のように略円形に形成されなくても本発明の権利範囲に含まれる。例えば吐出口５３は、ウエハＷに吐出口４３の長さ方向の大きさよりもその長さ方向の大きさが小さいスリット状に形成され、ウエハＷに帯状に現像液を供給するようになっていてもよく、また吐出口５３は正円であってもよい。また吐出口５３のウエハＷへの投影領域が円形や矩形状になっていなくてもよい。また第２の現像液ノズル５１が複数の吐出口を備えていてもよい。
【００３５】
上記実施形態において、第２の現像液ノズル５１から現像液を供給するタイミングとしては、第１の現像液ノズル４１によりウエハＷに供給された現像液が乾燥する前であればよく、図８のタイムチャートに示すように第１の現像液の供給を停止する時間ｔ１と第２の現像液の供給を開始する時間ｔ２との間にずれがあってもよく、例えば時間ｔ１と時間ｔ２とのずれ量は例えば２秒以下である。
【００３６】
上記実施形態において、第１の現像液ノズル４１はその吐出口４３の投影領域４７にウエハＷの中心Ｐが収まる位置に移動しているが、例えば図９（ａ）に示すようにその投影領域４７がウエハＷの中心Ｐに接する位置まで動かすようにしてもよい。また図９（ｂ）に示すように投影領域４７の進行方向の端部が中心Ｐに到達する前に第１の現像液ノズル４１の移動を停止し、現像液のウエハＷ上における濡れ広がりを利用して現像液をウエハＷの中心Ｐ上に供給してもよく、その場合、第１の現像液ノズル４１が移動を停止したときの前記投影領域４７の端部と中心Ｐとの距離Ｌ４は１０ｍｍ以下である。これらのような構成とすればウエハＷの中心部において現像液を重ね塗りすることが抑えられ、使用する現像液を抑えることができるので好ましい。また第２の現像液ノズル５１も現像液の濡れ広がりにより、ウエハＷの中心にその現像液が供給されればこの第１の現像液ノズル４１と同様にその投影領域５７中にウエハＷの中心Ｐが含まれていなくてもよい。
【００３７】
また第１の現像液ノズル４１によりウエハＷに現像液を供給するにあたっては、隣り合う帯状の現像液が重なり合っていても、隙間なく敷き詰められても、あるいはわずかに隙間があっても基板に供給された現像液がウエハＷ上を広がり、ウエハＷ全体に現像液の液膜が形成されればよい。なおステップ４において第１の現像液ノズル４１をウエハＷ中心部側から周縁部側に移動させて現像液の液膜を形成した後、その現像液膜が乾燥する前に第２の現像液ノズル４２を移動させてウエハＷ中心に現像液を供給するようにしてもよい。また上記実施形態においては現像液よりも先にウエハＷに純水を供給している。これによって現像液の濡れ性を高めて、現像液の液量を少なくしてもウエハＷの表面に現像液をより確実に行き届かせることができるため好ましい。
【００３８】
また例えば純水を上記のようにウエハＷに供給後、ウエハＷの中心に第１の現像液ノズル４１または第２の現像液ノズル５１により現像液を供給して、スピンコーティングにより現像液をウエハＷの周縁部へと展伸させた後、上記のステップ４を実施し、現像液を供給しながら第１の現像液ノズル４１をウエハＷの周縁部から中心部へと移動させて、ウエハＷに現像液を供給してもよく、この場合純水供給後にウエハＷ中心に供給された現像液は、純水がレジストの撥水性によりはじかれて十分に供給されていない箇所に行き届くので、ステップ４で現像液をウエハＷの周縁部から中心部に供給するときにその現像液のウエハＷへの濡れ性が高くなり、当該現像液がウエハＷに十分に濡れ広がり、現像欠陥が抑えられ、またレジストパターンの高い均一性が得られるため好ましい。つまりこの場合は純水で第１のプリウエット処理を行った後、現像液で第２のプリウエット処理を行っているといえる。
【００３９】
なお各ノズル４１，５１，６１の吐出口４３，５３，６３のウエハＷへの投影領域は互いに重なるように構成することに限られず、例えば移動基体２６によりアーム体２５を前後方向（ガイド２５の伸長方向と直交する方向）に移動させることで、各ノズル４１，５１，６１の吐出口４３，５３，６３のウエハＷへの投影領域が順次ウエハＷの中心部上へと移動するように構成してもよい。
【００４０】
図１０、図１１は現像装置２の変形例である現像装置７の縦断側面、横断平面を夫々示したものである。この現像装置７は、ノズルアーム２５の他にもう一つのノズルアーム７１を備え、ノズルアーム２５の一端側には前記第１の現像ノズル４１が、ノズルアーム７１の一端側に第２の現像ノズル５１、純水ノズル６１及びＮ2ガスノズル８１が夫々設けられており、各アーム２５及び７１が独立してその他端に設けられた移動基体２６，７２により、ガイド部材２７に沿って夫々移動自在に構成されると共に不図示の昇降機構により、昇降自在に構成されている。Ｎ2ガスノズル８１は、ガス供給管８４を介してＮ2ガス供給源８６に接続されており、図中８５は制御部１００からの制御信号によりＮ２ガスノズル８１からウエハＷへのガスの給断を制御する流量制御部である。そしてノズルアーム７１に設けられた各ノズル５１，６１及び８１は夫々ウエハＷの中心上に移動し、その中心に各液またはガスを供給する。図中２９はこれらノズル５１，６１及び８１の待機部である。
【００４１】
この現像装置７も現像装置２と同様の手順によりウエハＷに現像処理が行われ、現像装置２と同様の効果が得られる。ただし上記ステップ７におけるウエハＷの乾燥工程は、ウエハＷを既述のように回転させながらウエハＷの中心部にＮ2ガスノズル８１からレジストに対して化学反応を起こさない不活性ガスであるＮ2ガスを供給するように行われ、カップ３１内の排気とそのガス供給とによりウエハＷの中心から外周へと向かう気流が形成されることで、ウエハＷの乾燥時間を短縮している。なお現像装置２にこのＮ2ガスノズル８１のような不活性ガスを供給するノズルを設けてもよい。
【００４２】
続いて上述の現像装置２が組み込まれた塗布、現像装置の構成の一例について図１２及び図１３を参照しながら簡単に説明する。図中Ｂ１は基板であるウエハＷが例えば２５枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するためのキャリアブロックであり、キャリアＣ１を複数個載置可能な載置部９０ａを備えたキャリアステーション９０と、このキャリアステーション９０から見て前方の壁面に設けられる開閉部９１と、開閉部９１を介してキャリアＣ１からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。
【００４３】
キャリアブロックＢ１の奥側には筐体９２にて周囲を囲まれる処理ブロックＢ２が接続されており、この処理ブロックＢ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、後述する塗布・現像ユニットを含む各処理ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び主搬送手段Ａ２，Ａ３はキャリアブロックＢ１側から見て前後一列に配列されると共に、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されており、ウエハＷは処理部Ｂ１内を一端側の棚ユニットＵ１から他端側の棚ユニットＵ３まで自由に移動できるようになっている。また主搬送手段Ａ２，Ａ３は、キャリアブロックＢ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁９３により囲まれる空間内に置かれている。また図中９４、９５は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
【００４４】
液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図１３に示すように塗布液（レジスト液）や現像液といった薬液供給用のスペースをなす収納部９６の上に、塗布ユニットＣＯＴ、本発明に係る現像装置１に対応する現像ユニットＤＥＶ及び反射防止膜形成ユニットＢＡＲＣ等を複数段例えば５段に積層した構成とされている。また上述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、ウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。
【００４５】
処理ブロックＢ２における棚ユニットＵ３の奥側には、例えば第１の搬送室９７及び第２の搬送室９８からなるインターフェイスブロックＢ３を介して例えば上述の液浸露光を行う露光装置Ｂ４が接続されている。インターフェイスブロックＢ３の内部には処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための２つの受け渡し手段Ａ４、Ａ５及び棚ユニットＵ６が設けられている。
【００４６】
この装置におけるウエハの流れについて一例を示すと、先ず外部からウエハＷの収納されたキャリアＣ１が載置台９０に載置されると、開閉部９１と共にキャリアＣ１の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニット（図示せず）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、棚ユニットＵ１〜Ｕ３内の一の棚にて、塗布処理の前処理として例えば反射防止膜形成処理、冷却処理が行われ、しかる後塗布ユニットＣＯＴにてレジスト液が塗布される。
【００４７】
続いてウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚をなす加熱ユニットで加熱（ベーク処理）され、更に冷却された後棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由してインターフェイスブロックＢ３へと搬入される。このインターフェイスブロックＢ３においてウエハＷは例えば受け渡し手段Ａ４→棚ユニットＵ６→ 受け渡し手段Ａ５という経路で露光装置Ｂ４へ搬送され、露光が行われる。露光後、ウエハＷは逆の経路で主搬送手段Ａ２まで搬送され、現像ユニットＤＥＶにて現像されることでレジストパターンを備えたレジストマスクが形成される。しかる後ウエハＷは載置台９０上の元のキャリアＣ１へと戻される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る現像の縦断側面図である。
【図２】前記現像装置の横断平面図である。
【図３】前記現像装置の複合ノズル部の斜視図である。
【図４】前記現像装置に設けられた各現像ノズルの投影領域が移動する様子を示す説明図である。
【図５】前記現像装置による現像処理の各工程を示す説明図である。
【図６】前記現像処理において、現像液がウエハＷに供給される様子を示した説明図である。
【図７】各現像液ノズルからの現像液の吐出及び停止のタイミングを示したタイムチャートである。
【図８】前記現像液の吐出及び停止のタイミングの他の例を示したタイムチャートである。
【図９】各現像液ノズルの投影領域とウエハＷの中心との位置関係を示した説明図である。
【図１０】他の実施形態である現像装置の縦断側面図である。
【図１１】前記現像装置の横断平面図である。
【図１２】本発明の現像装置が適用された塗布、現像装置の上面図である。
【図１３】前記塗布、現像装置の斜視図である。
【図１４】従来の現像装置による現像方法を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｗ ウエハ
Ｄ 現像液
２ 現像装置
２２ スピンチャック
２４ 駆動機構
２６ 移動基体
４ 複合ノズル部
４１ 現像液ノズル
５１ 純水ノズル
６１ 現像液
１００ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その表面にレジストが塗布され、露光された後の基板を現像する現像方法、現像装置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。
【０００３】
従来の現像処理としては、例えば先ず基板保持部上にウエハを水平に保持し、このウエハの表面から僅かに浮かせた位置に細孔の吐出孔を有する現像液ノズルを配置する。その後ウエハを鉛直軸回りに回転させると共に、前記現像液ノズルから現像液を吐出しながらウエハの回転半径方向に当該現像液ノズルを移動させることにより、ウエハの表面に螺旋状に現像液を液盛りする。そしてそのように現像液が液盛りされた状態で所定の現像時間が経過するまでウエハを静止状態に保ち、然る後リンス液をウエハに供給して現像液を洗い流す方法が知られており、この現像処理はパドル方式現像と呼ばれている。
【０００４】
しかし前記パドル方式現像には使用する現像液の量が多いという欠点がある。そこでこのパドル方式に代わり、特許文献１に記載されるような、基板を回転させながら当該基板に現像液を吐出して現像処理する方式を行うことが検討されている。図１４（ａ）、（ｂ）を参照しながらこの現像処理について簡単に説明する。先ず基板保持部であるスピンチャック１１を介してウエハＷを鉛直軸回りに回転させると共に図中矢印で示すようにウエハＷの周縁部側から中央部側に伸びるスリット状の吐出口１２を備えた現像液ノズル１３をウエハＷの周縁部側から中央部側に向かって移動させながら、吐出口１２から帯状に現像液１４を吐出させて、ウエハＷの表面に螺旋状に現像液１４を供給し、その表面全体を現像液１４の液膜１５で被覆する。現像液ノズル１３がウエハＷの中心部上に移動し、ウエハＷ全体を現像液１４で覆った後も、前記液膜１５の乾燥を防ぐためにそのウエハＷの中心部に現像液ノズル１３は現像液１４を供給し続ける。しばらくしてウエハＷ表面のレジストにレジストパターンが現像されると、不図示のリンスノズルによりリンス液を吐出してウエハＷ表面の現像液１４を洗い流すことで現像処理が終了される。
【０００５】
上記の基板を回転させながらノズルから当該基板に現像液を吐出して現像処理する方式においてウエハＷに現像液１４の液膜１５を形成するにあたっては、上記のパドル方式現像において液盛りを行うことに比べて現像液ノズル１３の移動速度を大きく設定することで現像処理の短縮化を図ることができ、またパドル方式で液盛りを行う場合よりもウエハＷ表面の現像液１４の膜厚が小さくなるので現像液１４の省液化が図れるとされている。しかしレジスト材料によっては現像欠陥の発生を抑えようとすると共に良好なＣＤ（レジストパターンの線幅）の均一性を得ようとすると、プロセスマージンが狭くなってしまい、その結果として現像時間及び使用する現像液量を十分に低下させて処理を行えない場合がある。従ってこれら現像時間及び現像液量を低下させることは依然として現像処理を行う上での検討事項となっている。
【０００６】
ところで、上記の現像方式において現像後形成されるレジストパターンの形状を安定させるためには、ウエハＷ全体を液膜１５で覆ってから前記リンス液によりその液膜１５を除去するまで１０秒〜２０秒の時間が必要であり、その間は既に形成された液膜１５が乾燥しない程度の少ない流量で現像液を供給すればよく、上記のように液膜１５を形成する場合と同じ流量で現像液１４を供給し続けると、現像液１４の省液化が十分に図れなくなってしまう。
【０００７】
そこで現像液供給管１６から現像液ノズル１３への現像液供給量を自在に変化できるように構成して、ウエハ表面全体に液膜１５を形成した後は前記吐出口１２からの吐出流量を低下させることが考えられるが、現像液ノズル１３は所定の流量の現像液が供給されることで吐出口１２の長さ方向の各部において吐出される現像液の流速と供給圧とが一定になり、上記のようにウエハＷに安定して帯状に供給されるため、現像液ノズル１３への現像液の供給量がその所定の流量よりも低下すると、吐出口１２からの現像液１４の吐出が不安定になり、その結果として正常な現像が行われなくなり、現像欠陥が発生したりレジストパターンがばらついたりするおそれがある。
【０００８】
特許文献１には複数回基板への現像液の供給を行う記載があるが、上記の問題を解決できるものではない。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２１００５９（段落００４４及び図５など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、レジストが塗布され、露光された後の基板を現像するにあたり、安定して基板に現像液を供給することができる現像方法、現像装置及び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】
本発明の現像方法によれば、レジストが塗布され、露光された後の基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
前記基板保持部を介して前記基板を鉛直軸の周りに回転させながら、第１の現像液ノズルから現像液を帯状にかつその帯状領域の一端側が基板の中央に向くように基板の表面における中央部及び周縁部の一方に供給する工程と、
続いて前記現像液の帯状領域の一端側が基板の中央に向いた状態で、前記現像液の供給位置を基板の表面における中央部及び周縁部の一方から他方に移動させることにより、基板の表面に現像液の液膜を形成する工程と、
しかる後、前記現像液の液膜の乾燥を防止するために、第２の現像液ノズルから前記基板の中心部に円形状または第１の現像液ノズルから供給される現像液よりも長さが短い帯状に現像液を供給すると共に前記基板保持部を介して基板を鉛直軸の周りに回転させて、その現像液を遠心力により基板の周縁部に展伸させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の現像装置は、レジストが塗布され、露光された後の基板を水平に保持する基板保持部と、
基板を保持した基板保持部を鉛直軸回りに回転させる回転駆動機構と、
基板の表面に現像液を中央部側から周縁部側に向かう帯状にかつその帯状領域の一端側が基板の中央に向くように供給して現像液の液膜を形成するための第１の現像液ノズルと、
前記帯状領域の一端側が基板の中央に向いた状態で、現像液の供給位置を基板の表面における中央部及び周縁部の一方から他方に移動させるように第１の現像液ノズルを移動させる駆動機構と、
基板の中心部に円形状または第１の現像液ノズルから供給される現像液よりも長さが短い帯状に現像液を供給して、現像液の液膜の乾燥を防止する第２の現像液ノズルと、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
例えば第１の現像液ノズルを横方向に移動させることで、基板の周縁部側から中央部側に向かって現像液の供給位置を移動させてもよく、また例えば第２の現像液ノズルから供給される現像液の流量は、第１の現像液ノズルから供給される現像液の流量よりも小さい。例えば第１の現像液ノズルは、扁平状に開口した第１の吐出口を備えており、また第２の現像液ノズルは、略円形に開口した第２の吐出口を備えている。また第１の現像液ノズル及び第２の現像液ノズルは、前記駆動機構に設けられた共通のアームに設けられていてもよい。
【００１４】
本発明の記憶媒体は、レジストが塗布され、露光された後の基板に対する現像を行う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１ないし６のいずれか一に記載の現像方法を実施するためのものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板に現像液の液膜を形成する工程を、基板表面に現像液を帯状にかつその帯状領域の一端側が基板の中央に向くように供給する第１の現像液ノズルを用いて行い、現像液の液膜の乾燥を防止するために現像液を供給する工程を基板に円形状または第１の現像液ノズルから供給される現像液よりも長さが短い帯状に現像液を供給する第２の現像液ノズルを用いて行っている。このように処理に応じて現像液ノズルを使い分けることにより、例えば第１の現像液ノズルのみを用いて、そのノズルからの吐出量を変化させて基板に現像液を供給する場合に比べて、その基板への現像液の供給が不安定になることが抑えられる。また各ノズルごとにその吐出される現像液の形状に合わせて、基板への現像液の供給量を調整することができるので、基板へ供給する現像液の省液化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の現像装置２について図１及び図２を参照しながら説明する。この現像装置２は筐体２１を備えており、筐体２１内に基板例えばウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平姿勢に保持するための基板保持部であるスピンチャック２２が設けられている。スピンチャック２２は回転軸２３を介して回転駆動機構である駆動機構２４と接続されており、スピンチャック２２の回転軸上にウエハＷの中心が位置するように設定されている。またスピンチャック２２は、駆動機構２４を介してウエハＷを保持した状態で鉛直軸回りに回転及び昇降可能なように構成されており、現像処理中におけるその回転速度は駆動機構２４が後述の制御部からの制御信号を受けることにより制御される。
【００１７】
スピンチャック２２上のウエハＷを囲むようにして上方側が開口するカップ体３１が設けられている。このカップ体３１は、上部側が四角状であり下部側が円筒状の外カップ３２と、上部側が内側に傾斜した筒状の内カップ３３とからなり、外カップ３２の下端部に接続された昇降部３４により外カップ３２が昇降し、更に内カップは外カップ３２の下端側内周面に形成された段部に押し上げられて昇降可能に構成されている。
【００１８】
またスピンチャック２２の下方側には円形板３５が設けられており、この円形板３５の外側には、断面が凹部状に形成された液受け部３６が全周に亘って設けられている。液受け部３６の底面にはドレイン排出口３７が形成されており、ウエハＷからこぼれ落ちるか、あるいは振り切られて液受け部３６に貯留された現像液やリンス液はこのドレイン排出口３７を介して装置の外部に排出される。また円形板３５の外側には断面山形のリング部材３８が設けられている。なお、図示は省略するが、円形板３５を貫通する例えば３本の基板支持ピンである昇降ピンが設けられており、この昇降ピンと図示しない基板搬送手段との協働作用により筐体２１の側壁に開口した搬送口２４を介して筐体２１内に搬送されたウエハＷはスピンチャック２２に受け渡される。
【００１９】
続いて図３も参照しながら現像装置２に設けられた複合ノズル部４について説明する。この複合ノズル部４は第１の現像液ノズル４１、第２の現像液ノズル５１及び純水ノズル６１により構成されている。第１の現像液ノズル４１の下端面４２にはスリット状の吐出口４３が形成されており、スピンチャック２２に保持されたウエハＷに向けて斜め下方に、帯状に現像液を吐出するようになっている。ところでこの吐出口４３は帯状に吐出できればよいため、扁平開口部例えば扁平円、扁平四角であればよい。この吐出口４３の長さ方向は前記ウエハＷの周縁部から中央部側に向かうように形成されており、その長さ方向の大きさＬ１は例えば５ｍｍ〜１５ｍｍであり、幅方向の大きさＬ２は例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍである。第１の現像液ノズル４１には現像液供給管４４の一端が接続され、現像液供給管４４の他端はバルブやマスフローコントローラなどにより構成される流量制御部４５を介して現像液供給源４６に接続されており、流量制御部４５が制御部１００からの制御信号に基づいて吐出口４３からウエハＷへの現像液の給断を制御する。
【００２０】
続いて第２の現像液ノズル５１について説明する。第２の現像液ノズル５１の下端面には斜め下方に向けて略円形の細孔である吐出口５３が開口している。この吐出口５３は円であってもよいが、四角、三角に開口していてもよい。吐出口５３の口径の大きさＬ３は例えば０．１〜１０ｍｍである。第２の現像液ノズル５１には現像液供給管５４の一端が接続され、現像液供給管５４の他端はバルブやマスフローコントローラなどにより構成される流量制御部５５を介して現像液供給管４３に合流し、現像液供給源４６に接続されている。流量制御部５５は制御部１００からの制御信号に基づいて吐出口５３からウエハＷへの現像液の給断を制御する。
【００２１】
純水ノズル６１の下端面６２には細孔である吐出口６３が開口している。純水ノズル６１には純水供給管６４の一端が接続され、純水供給管６４の他端はバルブやマスフローコントローラなどにより構成される流量制御部６５を介して純水供給源６６に接続されている。流量制御部６５が制御部１００からの制御信号に基づいて吐出口６３からウエハＷへの純水の給断を制御する。この純水は現像液を供給する前にウエハＷに塗布し、現像液の濡れ性を向上させるためのプリウエット処理用の液として、また現像液供給後にウエハＷに供給して現像液を除去するためのリンス液として用いられる。
【００２２】
複合ノズル部４は支持部材であるノズルアーム２５の一端側に支持されており、このノズルアーム２５の他端側は図示しない昇降機構を備えた移動基体２６に接続されている。移動基体２６は、制御部からの制御信号を受けて例えば横方向に伸びるガイド部材２７に沿って移動し、ノズルアーム２５を例えばガイド部材２７の伸長方向と直交する前後方向に駆動させることができるように構成されている。
【００２３】
上記のようにノズルアーム２５及び移動基体２６が構成されることにより、図４に示すように第１の現像液ノズル４１における吐出口４３のスピンチャック２２に載置されたウエハＷへの投影領域４７の一端がウエハＷの中心Ｐに向き、そのウエハＷの直径上を周縁部側から中心Ｐへと移動して、ウエハＷの直径に沿って現像液を供給できるようになっている。また第２の現像液ノズル５１における吐出口５３の前記ウエハＷへの投影領域５７が、前記吐出口４３の投影領域４７に重なるようにウエハＷの周縁部から中心Ｐへと移動し、その中心Ｐに現像液を供給できるようになっている。また図示は省略しているが、純水ノズル６１の吐出口６３の前記ウエハＷへの投影領域は、第２の現像液ノズル５１の吐出口５３の前記ウエハＷへの投影領域５７と重なるように移動し、吐出口５３からウエハＷの中心Ｐに純水を供給できるようになっている。
【００２４】
第１の現像液ノズル４１の吐出口４３、第２の現像液ノズル５１の吐出口５３、純水ノズル６１の吐出口６３から夫々液がウエハＷに吐出されるとき、これら吐出口４３，５３，６３のウエハＷの表面からの高さは例えば５ｍｍ〜２０ｍｍである。また図２中２８は、複合ノズル部４の待機部であり、外カップ２２の外側に設けられている。
【００２５】
続いて制御部１００について説明する。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、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はウエハの回転速度、ノズルの移動、ウエハへの現像液及び純水の供給などを制御する。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。
【００２６】
続いて、この現像装置２によりウエハＷに一連の現像処理を行う手順について図５及び図６を参照しながら説明する。図５、図６は夫々各工程、各工程におけるウエハＷ表面の状態を示しており、これら図５及び図６では図示の便宜上各ノズル４１，５１及び６１が互いに重なり合わないように、図１などに示した構成と異なり、ノズル４１の前記吐出口４３の長さ方向に一列に展開して配列されているように示している。
（ステップ１：ウエハＷの搬入）
先ず不図示の基板搬送手段により、その表面にレジストＲが塗布され、そのレジストＲが露光処理を受けたウエハＷが搬送口２４を介して筐体２１内に搬入されると、この基板搬送手段と図示しない昇降ピンとの協働作用によりウエハＷはスピンチャック２２に受け渡され、次いで、外カップ３２及び内カップ３３が上昇位置に設定される。続いてスピンチャック２２が１１００〜１５００ｒｐｍ例えば１５００ｒｐｍで回転し、移動基体２６を介して複合ノズル部４が待機部２８からウエハＷ上に移動し、複合ノズル部４の純水ノズル６１がウエハＷの中心上に位置する（図５（ａ））。
【００２７】
（ステップ２：純水の供給）
純水ノズル６１がウエハＷの中心部上に移動すると、純水ノズル６１からウエハＷの中心部に純水Ｆが吐出され、吐出された純水Ｆは遠心力により展伸するいわゆるスピンコーティングによってウエハＷの中心部から周縁部に広げられ、純水Ｆの液膜が形成されるプリウエット処理が行われる（図５（ｂ））。
【００２８】
（ステップ３：現像液ノズルの移動）
純水Ｆの吐出から所定の時間が経過すると、純水ノズル６１から純水Ｆの吐出が停止し、その後複合ノズル部４がウエハＷの外側へ移動して、第１の現像液ノズル４１が、例えばウエハＷの外縁から僅かに外側で且つウエハＷよりも例えば１５ｍｍ程度高い位置に移動する。（図５（ｃ））。
【００２９】
（ステップ４：第１の現像液ノズルからの現像液の供給）
然る後、ウエハＷの回転速度が例えば１０００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍとなり、第１の現像液ノズル４１の吐出口４３から現像液Ｄを所定の流量例えば１００ｍＬ／分〜１０００ｍＬ／分例えば６００ｍＬ／分で帯状に吐出しながら図５（ｄ）に示すように第１の現像液ノズル４１がウエハＷの外縁から中心部側に向かって径方向に沿って移動し、現像液ＤはウエハＷに螺旋状に供給され、現像液Ｄは回転しているウエハＷの遠心力の作用により純水Ｆ表面を外側に濡れて広がる（図６（ａ））。
【００３０】
（ステップ５：第２の現像液ノズルからの現像液の供給）
第１の現像液ノズル４１がウエハＷの中心部側へ移動を続け、その吐出口４３のウエハＷへの投影領域内に図６（ｂ）に示すように図中鎖線で示す中心線Ｍが位置し、ウエハＷ中心部に現像液Ｄが供給されてウエハＷ表面全体に現像液Ｄの液膜が形成されると共に、第２の現像液ノズル５１の吐出口５３のウエハＷへの投影領域が図中鎖線で示すウエハＷの中心線Ｍ上に位置すると、図７のタイムチャートで示すように、吐出口４３からの現像液Ｄの供給が停止すると同時に、第２の現像液ノズル５１の吐出口５３から、流量１００ｍｌ／分〜１０００ｍｌ／分で現像液Ｄが供給される（図５（ｅ））。この第２の現像液ノズル５１からの現像液の供給中、ウエハＷは例えば５００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍで回転し、第２の現像液ノズル５１から供給された現像液Ｄは遠心力により、既に形成された現像液Ｄの液膜表面をウエハＷの周縁側へと広がる（図６（ｃ））。
【００３１】
（ステップ６：リンス処理）
第２の現像液ノズル５１からの現像液Ｄの吐出が開始されてから所定の時間例えば１０秒〜２０秒が経過すると、第２の現像液ノズル５１からの現像液Ｄの吐出が停止し、続いてウエハＷ状の現像液Ｄが乾燥する前に速やかに純水ノズル６１がウエハＷの中心部上に移動して、純水Ｆを吐出する。吐出された純水Ｆは回転するウエハＷの遠心力の作用により表面に沿って外側に広がり、ウエハＷ表面のレジスト溶解成分を含む現像液を洗い流し、これによりウエハＷの表面が洗浄される（図５（ｆ））。
【００３２】
（ステップ７：乾燥処理）
純水Ｆが吐出されてから所定の時間が経過すると、純水Ｆの吐出が停止し、複合ノズル部４が待機部２８へ移動し、続いてウエハＷが例えば２０００ｒｐｍで回転して、ウエハＷ表面の液を振り切るスピン乾燥がなされる（図５（ｇ））。しかる後、ウエハＷの回転が停止し、外カップ２２及び内カップ２３が下降して、図示しない基板搬送手段によりウエハＷが搬出され、現像処理が終了する。
【００３３】
上記の現像装置２によれば、ウエハＷに帯状に現像液を供給する第１の現像液ノズル４１と、その帯状領域よりも狭い円形領域に現像液を供給する第２の現像液ノズル５１とが設けられ、第１の現像液ノズル４１をウエハＷの周縁部側から中心部側に移動させながらウエハＷに現像液を供給して、現像液の液膜を成膜した後、その液膜が乾燥するのを防ぐために、第２の現像液ノズル５１から現像液をウエハＷの中心に供給している。このようにウエハＷに供給する現像液の流量に応じて現像液を吐出するノズルを使い分けることで、第１の現像液ノズル５１からの現像液の供給流量を少なくして、前記現像液膜の乾燥を防ぐために現像液を供給する場合に比べて現像液の吐出を安定させ、現像欠陥が発生することが抑えられる。そして第２の現像液ノズル５１からの流量を、第１の現像液ノズル４１からの流量よりも小さくすることで、ウエハＷへ供給する現像液の量の低下を図ることができ、従って現像処理のコストが上昇することを抑えることができる。
【００３４】
第１の現像液ノズル４１からの現像液がウエハＷに帯状に供給されれば、吐出口４３をスリット状に形成することに限られず、例えば複数の円形の孔が第１の現像液ノズル４１の移動方向に連なるような形状の吐出口を設けてもよい。また例えば複数の円形の孔が第１の現像液ノズル４１の移動方向に連なるような形状の吐出口を設けてもよく、ノズルの長さ方向に長径が伸びる楕円上に形成してもよいし、ノズルの長さ方向に対角線が伸びる菱形状に形成してもよい。また第２の現像液ノズル５１の吐出口５３から現像液がウエハＷに安定して供給されれば、吐出口５３が上記のように略円形に形成されなくても本発明の権利範囲に含まれる。例えば吐出口５３は、ウエハＷに吐出口４３の長さ方向の大きさよりもその長さ方向の大きさが小さいスリット状に形成され、ウエハＷに帯状に現像液を供給するようになっていてもよく、また吐出口５３は正円であってもよい。また吐出口５３のウエハＷへの投影領域が円形や矩形状になっていなくてもよい。また第２の現像液ノズル５１が複数の吐出口を備えていてもよい。
【００３５】
上記実施形態において、第２の現像液ノズル５１から現像液を供給するタイミングとしては、第１の現像液ノズル４１によりウエハＷに供給された現像液が乾燥する前であればよく、図８のタイムチャートに示すように第１の現像液の供給を停止する時間ｔ１と第２の現像液の供給を開始する時間ｔ２との間にずれがあってもよく、例えば時間ｔ１と時間ｔ２とのずれ量は例えば２秒以下である。
【００３６】
上記実施形態において、第１の現像液ノズル４１はその吐出口４３の投影領域４７にウエハＷの中心Ｐが収まる位置に移動しているが、例えば図９（ａ）に示すようにその投影領域４７がウエハＷの中心Ｐに接する位置まで動かすようにしてもよい。また図９（ｂ）に示すように投影領域４７の進行方向の端部が中心Ｐに到達する前に第１の現像液ノズル４１の移動を停止し、現像液のウエハＷ上における濡れ広がりを利用して現像液をウエハＷの中心Ｐ上に供給してもよく、その場合、第１の現像液ノズル４１が移動を停止したときの前記投影領域４７の端部と中心Ｐとの距離Ｌ４は１０ｍｍ以下である。これらのような構成とすればウエハＷの中心部において現像液を重ね塗りすることが抑えられ、使用する現像液を抑えることができるので好ましい。また第２の現像液ノズル５１も現像液の濡れ広がりにより、ウエハＷの中心にその現像液が供給されればこの第１の現像液ノズル４１と同様にその投影領域５７中にウエハＷの中心Ｐが含まれていなくてもよい。
【００３７】
また第１の現像液ノズル４１によりウエハＷに現像液を供給するにあたっては、隣り合う帯状の現像液が重なり合っていても、隙間なく敷き詰められても、あるいはわずかに隙間があっても基板に供給された現像液がウエハＷ上を広がり、ウエハＷ全体に現像液の液膜が形成されればよい。なおステップ４において第１の現像液ノズル４１をウエハＷ中心部側から周縁部側に移動させて現像液の液膜を形成した後、その現像液膜が乾燥する前に第２の現像液ノズル４２を移動させてウエハＷ中心に現像液を供給するようにしてもよい。また上記実施形態においては現像液よりも先にウエハＷに純水を供給している。これによって現像液の濡れ性を高めて、現像液の液量を少なくしてもウエハＷの表面に現像液をより確実に行き届かせることができるため好ましい。
【００３８】
また例えば純水を上記のようにウエハＷに供給後、ウエハＷの中心に第１の現像液ノズル４１または第２の現像液ノズル５１により現像液を供給して、スピンコーティングにより現像液をウエハＷの周縁部へと展伸させた後、上記のステップ４を実施し、現像液を供給しながら第１の現像液ノズル４１をウエハＷの周縁部から中心部へと移動させて、ウエハＷに現像液を供給してもよく、この場合純水供給後にウエハＷ中心に供給された現像液は、純水がレジストの撥水性によりはじかれて十分に供給されていない箇所に行き届くので、ステップ４で現像液をウエハＷの周縁部から中心部に供給するときにその現像液のウエハＷへの濡れ性が高くなり、当該現像液がウエハＷに十分に濡れ広がり、現像欠陥が抑えられ、またレジストパターンの高い均一性が得られるため好ましい。つまりこの場合は純水で第１のプリウエット処理を行った後、現像液で第２のプリウエット処理を行っているといえる。
【００３９】
なお各ノズル４１，５１，６１の吐出口４３，５３，６３のウエハＷへの投影領域は互いに重なるように構成することに限られず、例えば移動基体２６によりアーム体２５を前後方向（ガイド２５の伸長方向と直交する方向）に移動させることで、各ノズル４１，５１，６１の吐出口４３，５３，６３のウエハＷへの投影領域が順次ウエハＷの中心部上へと移動するように構成してもよい。
【００４０】
図１０、図１１は現像装置２の変形例である現像装置７の縦断側面、横断平面を夫々示したものである。この現像装置７は、ノズルアーム２５の他にもう一つのノズルアーム７１を備え、ノズルアーム２５の一端側には前記第１の現像ノズル４１が、ノズルアーム７１の一端側に第２の現像ノズル５１、純水ノズル６１及びＮ2ガスノズル８１が夫々設けられており、各アーム２５及び７１が独立してその他端に設けられた移動基体２６，７２により、ガイド部材２７に沿って夫々移動自在に構成されると共に不図示の昇降機構により、昇降自在に構成されている。Ｎ2ガスノズル８１は、ガス供給管８４を介してＮ2ガス供給源８６に接続されており、図中８５は制御部１００からの制御信号によりＮ２ガスノズル８１からウエハＷへのガスの給断を制御する流量制御部である。そしてノズルアーム７１に設けられた各ノズル５１，６１及び８１は夫々ウエハＷの中心上に移動し、その中心に各液またはガスを供給する。図中２９はこれらノズル５１，６１及び８１の待機部である。
【００４１】
この現像装置７も現像装置２と同様の手順によりウエハＷに現像処理が行われ、現像装置２と同様の効果が得られる。ただし上記ステップ７におけるウエハＷの乾燥工程は、ウエハＷを既述のように回転させながらウエハＷの中心部にＮ2ガスノズル８１からレジストに対して化学反応を起こさない不活性ガスであるＮ2ガスを供給するように行われ、カップ３１内の排気とそのガス供給とによりウエハＷの中心から外周へと向かう気流が形成されることで、ウエハＷの乾燥時間を短縮している。なお現像装置２にこのＮ2ガスノズル８１のような不活性ガスを供給するノズルを設けてもよい。
【００４２】
続いて上述の現像装置２が組み込まれた塗布、現像装置の構成の一例について図１２及び図１３を参照しながら簡単に説明する。図中Ｂ１は基板であるウエハＷが例えば２５枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するためのキャリアブロックであり、キャリアＣ１を複数個載置可能な載置部９０ａを備えたキャリアステーション９０と、このキャリアステーション９０から見て前方の壁面に設けられる開閉部９１と、開閉部９１を介してキャリアＣ１からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。
【００４３】
キャリアブロックＢ１の奥側には筐体９２にて周囲を囲まれる処理ブロックＢ２が接続されており、この処理ブロックＢ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、後述する塗布・現像ユニットを含む各処理ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び主搬送手段Ａ２，Ａ３はキャリアブロックＢ１側から見て前後一列に配列されると共に、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されており、ウエハＷは処理部Ｂ１内を一端側の棚ユニットＵ１から他端側の棚ユニットＵ３まで自由に移動できるようになっている。また主搬送手段Ａ２，Ａ３は、キャリアブロックＢ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁９３により囲まれる空間内に置かれている。また図中９４、９５は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
【００４４】
液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図１３に示すように塗布液（レジスト液）や現像液といった薬液供給用のスペースをなす収納部９６の上に、塗布ユニットＣＯＴ、本発明に係る現像装置１に対応する現像ユニットＤＥＶ及び反射防止膜形成ユニットＢＡＲＣ等を複数段例えば５段に積層した構成とされている。また上述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、ウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。
【００４５】
処理ブロックＢ２における棚ユニットＵ３の奥側には、例えば第１の搬送室９７及び第２の搬送室９８からなるインターフェイスブロックＢ３を介して例えば上述の液浸露光を行う露光装置Ｂ４が接続されている。インターフェイスブロックＢ３の内部には処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための２つの受け渡し手段Ａ４、Ａ５及び棚ユニットＵ６が設けられている。
【００４６】
この装置におけるウエハの流れについて一例を示すと、先ず外部からウエハＷの収納されたキャリアＣ１が載置台９０に載置されると、開閉部９１と共にキャリアＣ１の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニット（図示せず）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、棚ユニットＵ１〜Ｕ３内の一の棚にて、塗布処理の前処理として例えば反射防止膜形成処理、冷却処理が行われ、しかる後塗布ユニットＣＯＴにてレジスト液が塗布される。
【００４７】
続いてウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚をなす加熱ユニットで加熱（ベーク処理）され、更に冷却された後棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由してインターフェイスブロックＢ３へと搬入される。このインターフェイスブロックＢ３においてウエハＷは例えば受け渡し手段Ａ４→棚ユニットＵ６→ 受け渡し手段Ａ５という経路で露光装置Ｂ４へ搬送され、露光が行われる。露光後、ウエハＷは逆の経路で主搬送手段Ａ２まで搬送され、現像ユニットＤＥＶにて現像されることでレジストパターンを備えたレジストマスクが形成される。しかる後ウエハＷは載置台９０上の元のキャリアＣ１へと戻される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る現像の縦断側面図である。
【図２】前記現像装置の横断平面図である。
【図３】前記現像装置の複合ノズル部の斜視図である。
【図４】前記現像装置に設けられた各現像ノズルの投影領域が移動する様子を示す説明図である。
【図５】前記現像装置による現像処理の各工程を示す説明図である。
【図６】前記現像処理において、現像液がウエハＷに供給される様子を示した説明図である。
【図７】各現像液ノズルからの現像液の吐出及び停止のタイミングを示したタイムチャートである。
【図８】前記現像液の吐出及び停止のタイミングの他の例を示したタイムチャートである。
【図９】各現像液ノズルの投影領域とウエハＷの中心との位置関係を示した説明図である。
【図１０】他の実施形態である現像装置の縦断側面図である。
【図１１】前記現像装置の横断平面図である。
【図１２】本発明の現像装置が適用された塗布、現像装置の上面図である。
【図１３】前記塗布、現像装置の斜視図である。
【図１４】従来の現像装置による現像方法を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｗ ウエハ
Ｄ 現像液
２ 現像装置
２２ スピンチャック
２４ 駆動機構
２６ 移動基体
４ 複合ノズル部
４１ 現像液ノズル
５１ 純水ノズル
６１ 現像液
１００ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストが塗布され、露光された後の基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
前記基板保持部を介して前記基板を鉛直軸の周りに回転させながら、第１の現像液ノズルから現像液を帯状にかつその帯状領域の一端側が基板の中央に向くように基板の表面における中央部及び周縁部の一方に供給する工程と、
続いて前記現像液の帯状領域の一端側が基板の中央に向いた状態で、前記現像液の供給位置を基板の表面における中央部及び周縁部の一方から他方に移動させることにより、基板の表面に現像液の液膜を形成する工程と、
しかる後、前記現像液の液膜の乾燥を防止するために、第２の現像液ノズルから前記基板の中心部に円形状または第１の現像液ノズルから供給される現像液よりも長さが短い帯状に現像液を供給すると共に前記基板保持部を介して基板を鉛直軸の周りに回転させて、その現像液を遠心力により基板の周縁部に展伸させる工程と、を含むことを特徴とする現像方法。
【請求項１】
レジストが塗布され、露光された後の基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
前記基板保持部を介して前記基板を鉛直軸の周りに回転させながら、第１の現像液ノズルから現像液を帯状にかつその帯状領域の一端側が基板の中央に向くように基板の表面における中央部及び周縁部の一方に供給する工程と、
続いて前記現像液の帯状領域の一端側が基板の中央に向いた状態で、前記現像液の供給位置を基板の表面における中央部及び周縁部の一方から他方に移動させることにより、基板の表面に現像液の液膜を形成する工程と、
しかる後、前記現像液の液膜の乾燥を防止するために、第２の現像液ノズルから前記基板の中心部に円形状または第１の現像液ノズルから供給される現像液よりも長さが短い帯状に現像液を供給すると共に前記基板保持部を介して基板を鉛直軸の周りに回転させて、その現像液を遠心力により基板の周縁部に展伸させる工程と、を含むことを特徴とする現像方法。
【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】
【公開番号】特開２０１２−７０００２（Ｐ２０１２−７０００２Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７９８７９（Ｐ２０１１−２７９８７９）
【出願日】平成２３年１２月２１日（２０１１．１２．２１）
【分割の表示】特願２００７−１９７８８９（Ｐ２００７−１９７８８９）の分割
【原出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【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２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２１日（２０１１．１２．２１）
【分割の表示】特願２００７−１９７８８９（Ｐ２００７−１９７８８９）の分割
【原出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【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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