塗布、現像装置、塗布、現像方法及びその方法を実施するためのコンピュータプログラム。
【課題】液層を用いた露光時にレジスト膜を保護する撥水性材料からなる塗布膜の基板の周縁部への密着性を向上させる塗布、現像装置を提供すること。
【解決手段】基板の表面に薄膜を形成した被処理基板の上にレジスト液を塗布するレジスト膜形成用の塗布ユニットＣＯＴと、レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後のレジスト膜を現像する現像ユニットＤＥＶと、を備えた塗布、現像装置において、レジスト膜の周縁部を溶剤により除去するための第１の周縁部洗浄手段と、レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む塗布液を基板の表面全体に塗布する保護膜形成用の塗布ユニットＩＴＣと、レジスト膜の周縁部の除去により露出した基板の露出面を含む領域に、前記保護膜の密着性を向上させるための密着性向上用の流体を供給する密着性向上処理部と、を備えるように塗布、現像装置を構成する。
【解決手段】基板の表面に薄膜を形成した被処理基板の上にレジスト液を塗布するレジスト膜形成用の塗布ユニットＣＯＴと、レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後のレジスト膜を現像する現像ユニットＤＥＶと、を備えた塗布、現像装置において、レジスト膜の周縁部を溶剤により除去するための第１の周縁部洗浄手段と、レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む塗布液を基板の表面全体に塗布する保護膜形成用の塗布ユニットＩＴＣと、レジスト膜の周縁部の除去により露出した基板の露出面を含む領域に、前記保護膜の密着性を向上させるための密着性向上用の流体を供給する密着性向上処理部と、を備えるように塗布、現像装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板にレジスト液を塗布し、レジスト膜の表面に液層を形成して液浸露光した後にその被処理基板を現像する塗布、現像装置、塗布、現像方法及びその塗布、現像方法を実施するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、例えば半導体ウエハ（以下ウエハとする）の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜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作成している。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】
ところで近年、デバイスパターンの微細化、薄膜化の要請から露光の解像度を上げることを目的として液浸露光と呼ばれる露光手法を導入することが検討されている。液浸露光とはウエハの表面に光を透過させる超純水等の液層を形成した状態で光源から発せられた光を、この液層を透過させることでウエハ表面に照射させて、所定の回路パターンをレジストに転写する露光処理である。詳しく述べると例えばＡｒＦを露光処理を行うための光源として用いた場合に、その光源から発せられた光の波長は大気中では１８３ｎｍであるが水中では実質１３４ｎｍになるように、この手法は光の波長が水中では短くなることを利用して解像度の高い露光処理を行うものである。液浸露光については特許文献１にも記載されている。
【０００４】
この液浸露光処理を受けるウエハＷは、例えばシリコンからなり、フォトレジスト工程の前の各工程における処理によりその表面に様々な材質の薄膜が積層された状態で塗布、現像装置に搬送され、この塗布、現像装置において露光装置に搬入されるまでに反射防止膜１５、レジスト膜１６、保護膜１７が夫々この順に下から上に向けて積層されるように形成される。保護膜１７は、光を透過する撥水性の薄膜であり、レジスト膜１６が液浸露光に用いられる液体に接触することでその液体による影響を受けることを抑える役割を有しており、例えば有機系物質やフッ素系の物質などにより構成される。
【０００５】
図１４は、前記ウエハＷに液浸露光処理が行われる様子を示している。なお既述のようにフォトレジスト工程の前の各工程における処理により反射防止膜１５とウエハＷとの間には実際には各種の薄膜が積層されているが、それらの薄膜については便宜上、図示を省略している。ウエハＷが露光装置に搬入されると、図示しない露光ステージに載置され、水平姿勢に保持される。そしてそのウエハＷの上方にはウエハＷと隙間をあけて対向するように露光手段である液浸露光ヘッド１が配置される。液浸露光ヘッド１の中央先端部にはレンズ１ａが介設されており、このレンズ１ａの外周側にはウエハＷの表面に液層を形成するための溶液例えば純水を供給するための供給ロ１ｂと、ウエハＷに供給した純水を吸引して回収するための吸引口１ｃとが夫々設けられている。この液浸露光ヘッド１において供給口１ｂからウエハＷの表面に純水を供給する一方で、この純水を吸引口１ｃにより回収することにより、レンズ１ａとウエハＷの表面との間に液層１８が形成される。そして図示しない光源から発せられた光が、当該レンズ１ａ、液層１８を透過してウエハＷに照射され所定の回路パターンがレジスト膜１６に転写される。
【０００６】
続いて、レンズ１ａとウエハＷの表面との間に液層１８を形成した状態で、図１５に示すように液浸露光ヘッド１を横にスライド移動させて次の転写領域（ショット領域）に対応する位置に当該液浸露光ヘッド１を配置し、光を照射する動作を繰り返すことによりウエハＷ表面に回路パターンを順次転写していく。
【０００７】
ところでウエハＷのエッジのベベル部分（傾斜部分）を含む周縁部はデバイスの形成領域に含まれず、また例えばパーティクルの発生を防止するなどの目的から前記反射防止膜１５及びレジスト膜１６は、夫々ウエハＷに成膜された後にその周縁部に溶剤が供給されリンスされることによって当該周縁部が除去され、図１６（ａ）に示すようにウエハＷの周縁部において段差を有するように積層される場合がある。また既述のフォトレジスト工程よりも前の工程でウエハＷ上に形成される各薄膜も反射防止膜１５及びレジスト膜１６と同様に夫々成膜された後にそれらの周縁部が除去されるため、塗布、現像装置に搬送されるウエハＷの周縁部には薄膜が形成されておらず、既述のようにウエハＷの周縁部においてレジスト膜１６の周縁部が除去されると、ウエハＷの表面、つまりシリコンにより形成される面１Ａが露出し、保護膜１７はそのシリコンの露出面１Ａに接するように成膜される場合がある。
【０００８】
しかし既述のように保護膜１７は例えば有機物で構成されるため、前記露出面１Ａに対する密着性は、有機物からなるレジスト膜１６に対する密着性に比べて低く、また液浸露光ヘッド１は露光処理時に５００ｍｍ／ｓｅｃ程度の高い速度で移動する場合があることから例えば露光ヘッド１が液層１８を形成しながらウエハＷの端部から中央部へ向けて移動すると液層１８の圧力の影響を受けて図１６（ｂ）に示すように保護膜１７が露出面１Ａから剥がれてしまうおそれがあり、また反射防止膜１５及びレジスト膜１６が段差を形成している部分においては、その形状の複雑さゆえに保護膜１７の密着性が低くなる場合があるため、更に液浸露光ヘッド１がウエハＷの中央部へ向けて移動すると図１６（ｃ）に示すようにこの段差部分にまで保護膜１７の剥離が起こるおそれがある。その結果としてレジスト膜１６の端部が露出してしまい、その端部が露光処理時に用いられる純水から物理的な力を受けてウエハＷからの剥がれ（Peeling）を起こす結果として、正常な現像処理が妨げられるおそれがある。
【０００９】
また図１６（ｂ），（ｃ）のようにウエハＷから保護膜１７及びレジスト膜１６が剥がれると、その剥がれたレジスト膜１６及び保護膜１７は夫々パーティクル１９となり、例えばそのパーティクル１９が、露光装置のレンズ１ａに付着して正常な露光処理を妨げたり、ウエハＷに付着して当該ウエハＷの露光処理後の各処理に影響を与えたりするおそれがある。またこのパーティクル１９は、ウエハＷが載置される露光ステージ上に飛散し、その露光ステージを介して後続のウエハＷに付着して、それらのウエハＷの各処理にも影響を与えるおそれがある。なお特許文献１にはこのような問題及びその解決手段については記載されていない。
【００１０】
なおレジスト膜１６のウエハＷ表面への密着性を向上させるために、反射防止膜１５を形成した後、レジスト膜１６を形成する前にウエハＷ表面全体にＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）ガスを供給してウエハＷ表面を疎水化処理（ＡＤ処理）する場合があり、この疎水化処理により前記露出面１Ａの保護膜１７への密着性が高まるが、疎水化処理後のレジスト膜１６の成膜及びウエハＷの周縁部のレジスト膜１６の除去処理によって露出面１Ａにおける疎水化処理の効果は低下する。従ってこのような疎水化処理が行われる場合においても露出面１Ａと保護膜１７との十分な密着性が得られないおそれがある。
【特許文献１】特開２００５−２９４５２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光するフォトレジスト工程において、露光時にレジスト膜を保護する撥水性材料からなる塗布膜の基板の周縁部への密着性を向上させる塗布、現像装置、塗布、現像方法及びその方法を実施するコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の塗布、現像装置は、基板の表面に薄膜を形成した被処理基板の上にレジスト液を塗布するレジスト膜形成用の塗布ユニットと、レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後のレジスト膜を現像する現像ユニットと、を備えた塗布、現像装置において、レジスト膜の周縁部を溶剤により除去するための第１の周縁部洗浄手段と、液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む塗布液を基板の表面全体に塗布する保護膜形成用の塗布ユニットと、前記撥水性材料を含む塗布液を被処理基板の表面に塗布する前に、レジスト膜の周縁部の除去により露出した基板の露出面を含む領域に、前記保護膜の密着性を向上させるための密着性向上用の流体を供給する密着性向上処理部と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この塗布、現像装置において密着性向上用の流体を供給する領域は、被処理基板の裏面の周縁部を含んでいてもよい。またこの塗布、現像装置は例えば被処理基板の表面にレジスト液を塗布する前に、反射防止膜を形成するための塗布液を塗布する反射防止膜形成用の塗布ユニットと、レジスト液を基板に塗布する前に反射防止膜の周縁部を溶剤により除去するための第２の周縁部洗浄手段と、を備え、第１の周縁部洗浄手段により処理された後のレジスト膜の周縁は、反射防止膜の周縁よりも内側に位置している。
【００１４】
前記密着性向上処理部は、例えば被処理基板を水平に保持して鉛直軸回りに回転させるための回転ステージと、この回転ステージに保持された被処理基板の周縁部を表裏両面側から間隙をおいて挟むように形成されたコ字型のノズル本体と、このノズル本体に設けられ、被処理基板表面の周縁部における基板の露出面と、被処理基板の裏面の周縁部と、を含む領域に密着性向上用の流体を供給するためのノズル部と、前記ノズル本体に設けられ、密着性向上用の流体を吸引する吸引部と、を備えており、この場合密着性向上処理部の回転ステージは、保護膜形成用の塗布ユニットに設けられた回転ステージを共用していてもよい。
【００１５】
さらに密着性向上処理部は、処理容器内に設けられ、被処理基板を載置したときに被処理基板の周縁部が飛び出るように被処理基板よりも小さく形成された基板載置台と、基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面を含む領域及び被処理基板の裏面の周縁部に密着性向上用のガスを供給するための密着性向上用のガス供給部と、処理容器内を排気する排気部と、を備えていてもよく、この場合前記排気部は、例えば被処理基板上に供給されたガスが被処理基板の外側に向かって流れるように設けられている。また、前記ガス供給部は、基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部に対向するように設けられ、このガス供給部よりも被処理基板の中央部側には、被処理基板の表面と対向するようにパージ用のガス供給部が設けられている。
【００１６】
本発明の塗布、現像方法は、基板の表面に薄膜を形成した被処理基板の上にレジスト膜を形成し、次いでレジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後、レジスト膜を現像する塗布、現像方法において、前記被処理基板の上にレジスト液を塗布する工程と、前記被処理基板上のレジスト膜の周縁部を溶剤により除去する工程と、液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む塗布液を基板の表面全体に塗布する工程と、撥水性材料を含む塗布液を被処理基板の表面に塗布する前に、レジスト膜の周縁部の除去により露出した基板の露出面を含む領域に密着性向上用の流体を供給して、前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
前記塗布、現像方法において密着性向上用の流体を供給する領域は、例えば被処理基板の裏面の周縁部を含み、また前記塗布、現像方法は、被処理基板の表面にレジスト液を塗布する前に、反射防止膜を形成するための塗布液を塗布する工程と、レジスト液を基板に塗布する前に反射防止膜の周縁部を溶剤により除去する工程と、を含み、溶剤により周縁部の除去処理がされた後のレジスト膜の周縁は、反射防止膜の周縁よりも内側に位置していてもよい。
【００１８】
前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程は、例えば回転ステージに水平に保持された被処理基板の周縁部をコ字型のノズル本体により表裏両面側から間隙をおいて挟む工程と、回転ステージにより被処理基板を鉛直軸回りに回転させる工程と、前記ノズル本体に設けられたノズル部から、被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面と、被処理基板裏面の周縁部と、を含む領域に密着性向上用の流体を供給する工程と、を含み、また処理容器内に設けられ、被処理基板よりも小さく形成された基板載置台に被処理基板を載置する工程と、基板載置台の上方側に設けられたガス供給部から、基板載置台上の被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面を含む領域及び被処理基板の裏面の周縁部に密着性向上用のガスを供給する工程と、処理容器内を排気する工程と、を含む。
【００１９】
処理容器内を排気する工程は、例えば被処理基板上に供給されたガスが被処理基板の外側に向かって流れるように排気する工程であってもよく、さらに前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程は、例えば基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部に密着性向上用のガスを供給する工程と、被処理基板における密着性向上用のガス供給位置よりも中央部側にパージ用のガスを供給する工程と、を含んでいてもよい。なお、これらの塗布、現像装置および塗布、現像方法に用いられる密着性向上用の流体は、例えばヘキサメチルジシラザンの流体である。なお、本発明のコンピュータプログラムは、レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後のレジスト膜を現像する塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムにおいて、既述の塗布、現像方法を実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、撥水性材料を含む塗布液を被処理基板の表面に塗布してレジスト膜の保護膜を形成する前に、レジスト膜の周縁部の除去により露出した、前記基板の露出面を含む領域に密着性向上処理部により前記保護膜の密着性を向上させるための密着性向上用の流体を供給する。従って被処理基板上に液層が形成される露光時において、前記液層の影響を受けて保護膜が前記被処理基板の露出面から剥がれることが抑えられるため、レジスト膜が前記液層を形成する液体に接触し、この液体から物理的な力を受けて基板から剥がれることにより正常な現像処理が妨げられることが抑えられる。また基板の露出面から剥がれた保護膜及び前記レジスト膜からパーティクルが発生し、そのパーティクルが露光装置を汚染して被処理基板の正常な露光処理を妨げたり、被処理基板に付着して露光処理後の当該基板への正常な各処理を妨げたりすることが抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態を、液浸露光を行うシステムに適用した全体構成について、図１及び図２を参照しながら簡単に説明する。このシステムは、塗布、現像装置に露光装置を接続したものである。図中Ｂ１はキャリアブロックであり、基板例えばウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するための載置部２０ａを備えたキャリアステーション２０と、このキャリアステーション２０から見て前方の壁面に設けられる開閉部２１と、開閉部２１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。なおこのキャリアＣ１に収納されたウエハＷは例えばシリコンにより構成されており、「背景技術」の欄で説明したようにその表面の周縁部は薄膜に覆われておらず、シリコンが露出している。
【００２２】
キャリアブロックＢ１の奥側には筐体２２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及び液処理ユニットＵ４，Ｕ５の各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。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側に一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面側と、左側の一面側をなす背面部とで構成される区画壁２３により囲まれる空間内に置かれている。前記棚ユニット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いる。また図中２４，２５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。
【００２３】
液処理ユニットＵ４は例えば図２に示すようにレジスト液や反射防止膜を形成するための薬液などを収納する薬液収納部の上に反射防止膜形成用の塗布ユニット（ＢＡＲＣ）（以下「反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）」という）２６が２段、レジスト膜形成用の塗布ユニット（ＣＯＴ）（以下「レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）」という）２７が２段、保護膜形成用の塗布ユニット（ＩＴＣ）２８（以下「保護膜形成ユニット（ＩＴＣ）」という）が１段、上から下に向かってこの順に積層されて構成されている。この保護膜形成ユニット（ＩＴＣ）２８は、例えば撥水性の有機材料を含む塗布液をレジスト膜が形成されたウエハＷ表面全体に塗布して、液浸露光を行う際に用いる液体がレジスト膜に浸みるのを防ぐための撥水性保護膜を形成する。この保護膜形成ユニット２８及び前記レジスト膜塗布ユニット２７の構成については夫々後述する。
【００２４】
液処理ユニットＵ５は、現像液などを収納する薬液収納部の上に、前記撥水性保護膜を除去するための撥水性保護膜除去ユニット（ＩＴＲ）２９（以下「保護膜除去ユニット（ＩＴＲ）」が２段、現像ユニット（ＤＥＶ）２Ａが例えば３段、上から下に向かいこの順に積層されて構成されている。また既述の棚ユニット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、レジスト膜を塗布する前にウエハＷ表面全体に疎水化処理を行う疎水化処理ユニットやウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット（ＰＡＢ）、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等を含んでいる。また棚ユニットＵ１には、キャリアブロックＢ１と処理ブロックＢ２との間でウエハＷを受け渡すための受け渡しユニット（ＴＲＳ）が、棚ユニットＵ３には、処理ブロックＢ２とインターフェイスブロックＢ３との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しユニット（ＴＲＳ）が夫々含まれている。
【００２５】
処理ブロックＢ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイスブロックＢ３を介して露光装置Ｂ４が接続されている。このインターフェイスブロックＢ３は、例えば処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４との間に前後に設けられる第１の搬送室３Ａ、第２の搬送室３Ｂにより構成されており、夫々に基板搬送装置である第１の受け渡しアーム３１Ａ及び第２の受け渡しアーム３１Ｂが設けられている。第１の搬送室３Ａには、棚ユニットＵ６及びバッファカセットＣ０が設けられている。棚ユニットＵ６には第１の受け渡しアーム３１Ａと第２の受け渡しアーム３１Ｂとの間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しステージ（ＴＲＳ）、露光処理を行ったウエハＷを加熱処理する加熱ユニット（ＰＥＢ）及び冷却プレートを有する高精度温調ユニットなどが上下に積層された構成となっている。
【００２６】
第２の搬送室３Ｂには例えば液浸露光処理によりウエハＷに付着した水滴を除去するために、ウエハＷの表面を洗浄する洗浄ユニット（ＲＤ）が設けられている。また露光装置Ｂ４にはインターフェイス部Ｂ３からのウエハＷを受け取るステージ４０Ａとインターフェイス部Ｂ３に対して露光処理後のウエハＷを受け渡すステージ４０Ｂとが設けられている。
【００２７】
この塗布、現像装置は制御部１００を備えており、この制御部１００は、例えばコンピュータからなるプログラム格納部を有しており、プログラム格納部には後述するような塗布、現像装置の作用、つまり各加熱、冷却ユニットにおけるウエハＷの温度調節、ウエハＷへの各膜の成膜処理、ウエハＷへの疎水化処理、各ユニット間におけるウエハＷの受け渡しなどが実施さ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る。そして前記プログラムがこの制御部に読み出されることにより当該制御部はこの塗布膜除去処理装置の作用を制御する。なおこのプログラムは、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、メモリーカードなどの記録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。
【００２８】
続いてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）２７の構成について図３及び図４を用いて詳述する。図３、図４は夫々レジスト塗布ユニット２７の縦断側面図、横断平面図である。この塗布ユニット２７は例えば処理容器をなす筺体５０を備えており、主搬送手段Ａ２、Ａ３が移動する領域に面する筺体５０の側壁にはウエハＷの搬送口５１が設けられている。この搬送口５１は例えばシャッタ５２により開閉自在に構成されている。筺体５０の内部にはウエハＷの載置台をなすステージ５３が設けられており、このステージ５３はウエハＷの裏面中央部を吸着して水平に保持できるようにバキュームチャックになっている。またステージ５３は軸部５３ａを介して駆動部５３ｂに接続されており、この駆動部５３ｂにより昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在に構成されることにより後述するレジスト液のスピンコーティング及び主搬送手段Ａ２，Ａ３との間でのウエハＷの受け渡しができるようになっている。。
【００２９】
図中５４は上部側が開口したカップであり、ステージ５３に保持されたウエハＷの周縁外側を囲うように設けられている。カップ５４の側周面上端側は内側に傾斜しており、カップ５４の底部側には凹部状をなす液受け部５５がウエハＷの周縁下方側において全周に亘って設けられている。この液受け部５５は外側領域と内側領域とに区画されており、外側領域の底部には貯留されたレジスト液のドレインを排出するための排液口５６が設けられている。また前記内側領域の底部には２つの排気口５７，５８が設けられており、これらの排気口５７，５８はカップ５４内の気体を例えば所定の排気量で排気し、ウエハＷの回転により飛散したレジスト液が前記液受け部５５を介して排液口５６から排出されるようになっている。
【００３０】
図中６１はウエハＷにレジスト液を供給するレジスト液供給ノズルである。このレジスト液供給ノズル６１にはレジスト液供給管６２の一端が接続されており、この供給管６２の他端はバルブＶ１を介してレジスト液が貯留されたレジスト液供給源６３に接続されている。またレジスト液供給ノズル６１にはこのレジスト液供給ノズル６１を支持するアーム体６４の一端が接続されており、このアーム体６４の他端は駆動部６５に接続されている。駆動部６５は例えば水平に、筺体５０の長さ方向に沿って敷設されたガイドレール６６に沿って摺動自在に構成されている。
【００３１】
筺体５０内において搬送口５１が設けられた側を手前側とするとこの筺体５０の奥側のカップ５４の外側領域は、レジスト液供給ノズル６１の待機領域となっており、主搬送機構Ａ２とステージ５３との間でウエハＷの受け渡しが行われる間、供給ノズル６１はこの待機領域にて待機している。そしてステージ５３にウエハＷが保持されると前記レジスト液供給ノズル６１は駆動部６５の移動に伴ってウエハＷの中心部上方に移動し、然る後バルブＶ１が開かれ、レジスト液供給源６３から供給管６２に所定の流量のレジスト液が流入して、そのレジスト液が供給ノズル６１からウエハＷの中心部上に供給される。
【００３２】
図中７１は、レジスト膜が成膜されたウエハＷの周縁部に溶剤を供給する第１の周縁部洗浄手段をなすエッジリンスノズルである。このエッジリンスノズル７１には溶剤供給管７２の一端が接続されており、この供給管７２の他端はバルブＶ２を介してレジストの溶剤例えばシンナーが貯留された溶剤供給源７３に接続されている。またエッジリンスノズル７１には当該ノズル７１を支持するためのアーム体７４の一端が接続されており、アーム体７４の他端は駆動部７５に接続されている。駆動部７５は鉛直軸周りに回動自在に構成され、この駆動部７５の回動に従ってエッジリンスノズル７１は、カップ５４の外側の待機領域からウエハＷの周縁部の上方に移動する。
【００３３】
前記エッジリンスノズル７１がウエハＷの周縁部上方に移動するとバルブＶ２が開かれ、溶剤供給源７３から供給管７２に例えば所定の流量の溶剤が流入し、その溶剤が当該リンスノズル７１からステージ５３により回転するウエハＷの周縁部に供給されて、例えばレジスト膜の周縁がそのレジスト膜の下層に形成されている反射防止膜の周縁よりも内側に位置するようにウエハＷの周縁部のレジスト膜が除去される。なおウエハＷは反射防止膜が形成された後、このレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）２７に搬送される前に棚ユニットＵ１〜Ｕ３を構成する加熱ユニットに搬送されて加熱処理を受け、この加熱処理により反射防止膜が焼き固められるため、当該反射防止膜はエッジリンスノズル７１から供給される溶剤によりほとんど溶解されない。
【００３４】
また図４中実線で描かれたレジスト液供給ノズル６１及びエッジリンスノズル７１は、待機領域に移動した状態の各ノズル６１，７１を示しており、鎖線で描かれたノズル６１及びノズル７１は、夫々ウエハＷに対して処理を行う処理位置に移動した状態の各ノズル６１，７１を示している。
【００３５】
図１に示すように筺体５０内の上部にはパーティクルを除去するためのフィルタ７６が設けられており、フィルタ７６の上部には区画された空間である通気室７７が設けられている。通気室７７にはガス供給管７８の一端が開口しており、ガス供給管７８の他端はバルブＶ３を介して例えばＮ2ガスが貯留されたＮ2ガス供給源７９に接続されている。ウエハＷが筺体５０内に搬入されてレジスト膜の塗布処理が行われる間、前記バルブＶ３が開かれ、ガス供給源７９から通気室７７に供給されたＮ2ガスが筺体５０内にダウンフローされる。
【００３６】
なお棚ユニットＵ４，Ｕ５に含まれる反射防止膜形成ユニット２６、保護膜除去ユニット２９、現像ユニット２Ａは、ウエハＷに供給される薬液が夫々異なることを除いてこのレジスト塗布ユニット２７と同様に構成されており、例えば反射防止膜形成ユニット２６にはレジスト液供給ノズル６１に対応する、反射防止膜を形成するための材料を供給する材料供給ノズル及びエッジリンスノズル７１に対応するエッジリンスノズルが設けられている。前記エッジリンスノズルは特許請求の範囲でいう第２の周縁部洗浄手段を構成し、ウエハＷの周縁部に溶剤を供給して、当該周縁部における反射防止膜を除去する。
【００３７】
続いて保護膜形成ユニット２８の構成について図５、図６を参照しながら説明する。図５、図６は夫々保護膜形成ユニット２８の縦断側面図、横断平面図である。この保護膜形成ユニット２８は、前記レジスト塗布ユニット２７と略同様の構成を有しており、以下に塗布ユニット２７との差異点を中心に説明する。また図５，６中、この保護膜形成ユニット２８を構成する各部について、レジスト塗布ユニット２７を構成する各部に対応するものには図３、４に付した番号と同一の番号を付している。この保護膜形成ユニット２８における供給ノズル６１は、既述の保護膜を形成するための塗布液をウエハＷに供給する。なおこのユニット２８においては例えば筺体５０内の手前側のカップ５４の外側領域が供給ノズル６１の待機領域となっている。
【００３８】
この保護膜形成ユニット２８にはウエハＷと保護膜との密着性を向上させるための密着性向上処理部８が設けられている。この密着性向上処理部８について図７も参照しながら説明する。この処理部８は側面視コ字型のノズル本体８１を備えており、ノズル本体８１は、上片部８１ａ、下片部８１ｂ及び壁部８１ｃから構成されている。
【００３９】
前記上片部８１ａの下面及び下片部８１ｂの上面には夫々ガス供給部を構成する多数の気体供給口８２ａ，８２ｂが間隔をおいて開口しており、これらの気体供給口８２ａ，８２ｂは、後述するようにノズル本体８１がウエハＷへの処理位置に移動した際に、ウエハＷの周縁部におけるレジスト膜及び反射防止膜が除去されることにより露出したウエハＷの表面及びウエハＷの裏面の周縁部にＨＭＤＳガスを供給して、これらの面を疎水化することにより保護膜への密着性を向上させる。
【００４０】
またこれらの気体供給口８２ａ，８２ｂは、上片部８１ａ及び下片部８１ｂ夫々の内部に形成されたガス流路８３ａ，８３ｂに連通している。ガス流路８３ａ，８３ｂの上流側は夫々合流し、合流したガス流路８３ａ，８３ｂは、上片部８１ａの上部、下片部８１ｂの下部に夫々設けられたガス導入ポート８４ａ，８４ｂに向かうように形成されている。ガス導入ポート８４ａ，８４ｂには夫々ガス供給管８５ａ，８５ｂの一端が接続されており、これらのガス供給管８５ａ，８５ｂは前記ガス流路８３ａ，８３ｂに連通している。ガス供給管８５ａ，８５ｂの他端はバルブＶ４ａ，Ｖ４ｂを介してＨＭＤＳガスが貯留されたＨＭＤＳガス供給源８６ａ，８６ｂに接続されている。
【００４１】
ノズル本体８１の壁部８１ｃにおいて、ウエハＷに向かう面の例えば中央部には吸引口８６が開口しており、この吸引口８６には吸引管８７の一端が接続されている。吸引管８７の他端はバルブＶ５を介して真空ポンプなどからなる吸引機構８８に接続されている。この吸引口８６は既述のように前記気体供給口８２ａ及び気体供給口８２ｂからＨＭＤＳガスが吐出される際にノズル本体８１の各片部８１ａ，８１ｂ及び壁部８１ｃに囲まれる空間を排気し、気体供給口８２ａ，８２ｂから供給された余剰のＨＭＤＳガス及びＨＭＤＳガスとウエハＷ表面の水とが反応することにより生成したＮＨ3（アンモニア）ガスが当該吸引口８６から吸引されて除去される。図７中の矢印はウエハＷの処理時における前記片部８１ａ〜８１ｃに囲まれる空間内の気流の流れを示したものである。なお、吸引口８６、吸引管８７、バルブＶ５及び吸引機構９８は請求の範囲でいう吸引部に相当する。
【００４２】
また上片部８１ａのガス導入ポート８４の上部にはこのコ字型のノズル本体８１を支持するアーム体８８の一端が接続されており、アーム体８８の他端は、前記ガイドレール６６を摺動自在な駆動部８９に接続されている。なおこの保護膜形成装置２８の筺体５０の奥側におけるカップ５４の外側領域はノズル本体８１の待機領域となっており、図５中実線で示したノズル本体８１は、この待機領域に移動した状態のノズル本体８１を示している。主搬送手段Ａ２，Ａ３と駆動部５３ｂを介して上昇したステージ５３との間でウエハＷの受け渡しが行われる間、ノズル本体８１は前記待機領域において待機し、ステージ５３がウエハＷを受け取ると駆動部８９の移動に伴って前記待機領域から図５中鎖線で示すようにその上片部８１ａと下片部８１ｂとが夫々ウエハＷの周縁部を、間隙をおいて挟む処理位置へと移動する。
【００４３】
続いて、上述の塗布、現像装置の作用について液浸露光処理が行われる前後の処理を中心に図８〜１０を参照しながら説明する。図８，９はウエハＷ表面にレジスト膜１０２が形成されてからそのレジスト膜１０２の表面に保護膜１０３が形成されるまでのウエハＷの様子を示した図であり、図１０はウエハＷにレジスト膜１０２が成膜されてから現像処理が行われるまでの各工程を示したフローチャートである。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２０ａに載置されると、開閉部２１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（ＴＲＳ）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡される。
【００４４】
主搬送手段Ａ２はウエハＷを反射防止膜形成ユニット２６に搬送し、このユニット２６においてウエハＷは、その表面全体に材料供給ノズルから反射防止膜形成材料が供給され反射防止膜１０１が形成された後、エッジリンスノズルから溶剤が供給され、その周縁部における反射防止膜１０１が除去される。然る後ウエハＷは、主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する加熱ユニット→主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する冷却ユニット→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する疎水化処理ユニット→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する冷却ユニット→主搬送手段Ａ２の順に搬送された後、前記主搬送手段Ａ２によりレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）２７内に搬送され、上昇したステージ５３にその裏面中央部が吸着保持される。主搬送手段Ａ２がユニット２７から退避すると共にステージ５３はウエハＷを保持したまま下降し、ウエハＷがカップ５４内に収まるとレジスト液供給ノズル６１が、カップ５４の外側の待機領域からウエハＷの中心部上方の処理位置に移動する。
【００４５】
続いて駆動部５３ｂによりステージ５３を介してウエハＷが鉛直軸周りに所定の速度で回転されると共に、バルブＶ２が開かれてレジスト液供給ノズル６１からウエハＷにレジスト液が供給され、供給されたレジスト液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がる。所定の時間が経過してレジスト液の供給が停止された後もしばらくの間ウエハＷの回転が続けられてレジスト液中の溶剤が揮発し、図８（ａ）に示すようにレジスト膜１０２が反射防止膜１０１全体を覆うようにウエハＷに形成される。
【００４６】
続いて駆動部７５を介してエッジリンスノズル７１がその待機領域からウエハＷの周縁部上方に移動し、図８（ｂ）に示すようにこのリンスノズル７１から回転するウエハＷの周縁部に溶剤が供給され、その周縁部におけるレジスト膜１０２が溶解、除去されることにより図８（ｃ）に示すようにウエハＷの周縁部が露出すると共にレジスト膜１０２が、その周縁が反射防止膜１０１の周縁よりも内側に位置するように成形される（ステップＳ１）。
【００４７】
周縁部のレジスト膜１０２の除去が終わると溶剤の吐出が停止すると共にウエハＷの回転が停止し、レジスト液供給ノズル６１及びリンスノズル７１が夫々の待機領域に退避した後、駆動部５３ｂがステージ５３を介して図１に鎖線で示すようにウエハＷをカップ５４の外へと上昇させる。ユニット２７内に進入した主搬送機構Ａ２が、上昇したウエハＷを受け取り、棚ユニットＵ１〜Ｕ３に含まれる加熱ユニット（ＰＡＢ）に搬送し、ウエハＷはこの加熱ユニットにより所定の温度で加熱処理され、レジスト膜１０２中の溶剤が蒸発して除去される（ステップＳ２）。
【００４８】
前記加熱処理後、ウエハＷは主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の冷却ユニット→主搬送手段Ａ２の順に受け渡され、前記主搬送手段Ａ２が、前記冷却ユニットにより温度が調整されたウエハＷを保護膜塗布ユニット２８内に搬送するとユニット２８内のステージ５３が上昇してウエハＷの裏面中央部を吸着保持する。主搬送手段Ａ２が塗布ユニット２８から退避すると共に密着性向上処理部８のノズル本体８１がその待機領域からウエハＷに向けて移動し、その上片部８１ａ、下片部８１ｂがウエハＷの周縁部を挟む処理位置において停止する。
【００４９】
続いて駆動部５３ｂがステージ５３を介してウエハＷを所定の速度で回転させ、また例えばその回転の開始に若干遅れてバルブＶ４ａ，Ｖ４ｂ及びＶ５が開かれ、ウエハＷの周縁部の表裏面に向けてノズル本体８１の供給口８２ａ，８２ｂからＨＭＤＳガスが供給されると共に吸引口８６によりノズル本体８１の上片部８１ａ、下片部８１ｂ、壁部８１ｃに囲まれる空間が排気されて、前記空間において図９（ａ）に矢印で示すような気流が形成される。この気流に曝されることでウエハＷの表面側周縁部の露出面１０４から側端部を介して裏面側の周縁部に跨る領域が疎水化されて保護膜１０３への密着性が向上し、また余剰のＨＭＤＳガス及びこのＨＭＤＳガスとウエハＷ表面の水分との反応生成物であるＮＨ3ガスが排気されて前記空間から除去される（ステップＳ３）。
【００５０】
バルブＶ４ａ，Ｖ４ｂ及びＶ５が開かれてから例えば所定の時間が経過し、ウエハＷの周縁部の疎水化処理が終了するとこれらの各バルブが閉じられて、供給口８２ａ，８２ｂからのＨＭＤＳガスの供給が停止されると共に吸引口８６からの吸引が停止する。その後ステージ５３の回転が一旦停止し、ノズル本体８１がその待機領域に退避するとそのステージ５３が下降して、ウエハＷがカップ５４内に収まり、続いて保護膜形成材料の供給ノズル６１が、カップ５４の外側の待機領域からウエハＷの中心部上方の処理位置に移動する。
【００５１】
供給ノズル６１が処理位置に移動すると駆動部５３ｂが、ステージ５３を介してウエハＷを鉛直軸周りに所定の速度で回転させ、例えばこの回転の開始と略同時にバルブＶ２が開かれて図９（ｂ）に示すように材料供給ノズル６１からウエハＷに保護膜形成材料１０５が供給され、供給された保護膜形成材料１０５は既述のレジスト液と同様に遠心力によりウエハＷの中心部から周縁部に広がる。保護膜形成材料１０４の供給後、所定の時間が経過してこの保護膜形成材料１０５の供給が停止された後もしばらくの間ウエハＷの回転が続けられ、材料１０５中の溶剤が揮発して、図９（ｃ）に示すようにウエハＷの表面全体に撥水性の保護膜１０３が成膜される（ステップＳ４）。
【００５２】
保護膜１０３の成膜後、ウエハＷの回転が停止し、供給ノズル６１がその待機領域に退避した後、ステージ５３がウエハＷを保持した状態で上昇して、ユニット２８内に進入した主搬送機構Ａ２にそのウエハＷを受け渡す。主搬送手段Ａ２によりこのウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３における一の加熱ユニットに搬入されて所定の温度で加熱処理がなされる（ステップＳ５）。
【００５３】
加熱処理を終えたウエハＷは、主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ１〜Ｕ３に含まれる一の冷却ユニット→主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ３の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→インターフェイスブロックＢ３の第１の受け渡しアーム３１Ａ→棚ユニットＵ６の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→第２の受け渡しアーム３１Ｂ→露光装置Ｂ４の受け渡しステージ４０Ａの順に搬送されて、その後詳しくは「背景技術」の欄に記載したように露光装置Ｂ４の不図示の露光ステージに載置されると共に液浸露光ヘッド１がその表面に対向するように配置されて液浸露光処理を受ける（ステップＳ６）。
【００５４】
然る後、液浸露光を終えたウエハＷは露光装置Ｂ４の受け渡しステージ４０Ｂに載置され、第２の受け渡しアーム３１ＢによりインターフェイスブロックＢ３に搬入された後、洗浄装置（ＲＤ）→棚ユニットＵ６の受け渡しステージ（ＴＲＳ）→第１の受け渡しアーム３１Ａ→棚ユニットＵ６の加熱ユニット（ＰＥＢ）に搬入される。当該加熱ユニット（ＰＥＢ）では加熱処理が行われ（ステップＳ７）、加熱処理することにより露光された部位のレジストに含まれる酸発生成分から発生した酸がレジストに拡散することになる。この酸の作用によりレジスト成分が化学的に反応した例えばポジ型のレジストの場合には現像液に対して可溶解性となり、ネガ型のレジストの場合には現像液に対して不溶解性となる。
【００５５】
加熱処理後、ウエハＷは第１の受け渡しアーム３１Ａにより前記加熱ユニット（ＰＥＢ）から搬出され、棚ユニットＵ６の温調ユニット→第１の受け渡しアーム３１Ａ→棚ユニットＵ６の受け渡しステージ（ＴＲＳ）→主搬送手段Ａ３→保護膜除去ユニット２９の順で搬送され、保護膜除去ユニットにおいて保護膜の剥離液が当該ウエハＷに供給されて保護膜１０３が剥離されてウエハＷから除去される（ステップＳ８）。この保護膜１０３の除去処理後、ウエハＷは主搬送手段Ａ３により現像ユニット２Ａ内に搬入される。当該現像ユニット２ＡではウエハＷの表面に万遍なく現像液の供給が行われ、レジスト膜１０２の現像液に対して可溶解性の部位が溶解されることにより所定のパターンのレジストマスクがウエハＷの表面に形成される（ステップＳ９）。然る後、ウエハＷは主搬送手段Ａ３→棚ユニットＵ１の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→受け渡し手段Ａ１の順に搬送され前記受け渡し手段Ａ１により載置台２０ａ上の元のキャリアＣ１へと戻される。
【００５６】
上述の実施形態の塗布、現像装置は、ウエハＷ表面に反射防止膜を形成する反射防止膜形成ユニット２６と、反射防止膜の上部にレジスト膜を形成するレジスト塗布ユニット２７と、ウエハＷ表面全体に撥水性材料からなる前記レジスト膜の保護膜を形成する保護膜形成ユニット２８とを備えており、保護膜形成ユニット２８には、前記ユニット２６，２７の各エッジリンスノズル７１から供給された溶剤によりレジスト膜及び反射防止膜が除去されて露出したウエハＷの周縁部におけるシリコンの露出面を含む領域に、ＨＭＤＳガスを供給して前記領域を疎水化して保護膜とその露出面との密着性を向上させる密着性向上処理部８が設けられている。従ってウエハＷが液浸露光処理される際に液浸露光ヘッド１により当該ウエハＷ上に形成される液膜による圧力の影響を受けても前記保護膜が前記ウエハＷの露出面から剥がれることが抑えられるため、レジスト膜が前記液層を形成する純水に接触し、この純水から物理的な力を受けて基板から剥がれることにより、正常な現像処理が妨げられてパターンの欠陥が発生することが抑えられる。また前記露出面から剥がれた保護膜及び既述のように純水によりウエハＷから剥がれたレジスト膜からパーティクルが発生し、そのパーティクルが露光装置Ｂ４内を汚染してウエハＷの正常な露光処理を妨げたり、ウエハＷに付着して露光処理後の加熱処理や現像処理などの各処理が正常に行われることを妨げたりすることが抑えられる。
【００５７】
また密着性向上処理部８は、コ字型のノズル本体８１を備えており、このノズル本体８１の上片部８１ａと下片部８１ｂとがウエハＷの周縁部を挟み、これらの上片部８１ａ及び下片部８１ａのガス供給口８２ａ，８２ｂからウエハＷの表面の露出面を含む領域にＨＭＤＳガスを供給しながらノズル本体８１の壁部８１ｃの吸引口８６から吸引を行っているためＨＭＤＳガスがレジスト膜の表面に付着して、その表面にＨＭＤＳが堆積することが抑えられる。従ってこの堆積したＨＭＤＳにより正常な露光処理が妨げられることが抑えられる。またウエハＷ表面全体にＨＭＤＳガスを供給する場合に比べてＨＭＤＳガスの消費量が抑えられるためコストを抑えることができる。
【００５８】
また保護膜形成ユニット２８において保護膜形成材料１０４をスピンコーティングによりウエハＷ全体に広げるためのステージ５３は、ＨＭＤＳガスをウエハＷの周縁部に供給するための回転ステージとしても用いられるため、ユニット２８内のステージの数が抑えられるため当該ユニット２８の省スペース化が図れ、結果として、塗布、現像装置の大型化が避けられる。
【００５９】
なお上記実施の形態においてはウエハＷと保護膜１０３との密着性を高めるためにウエハＷの露出面を含む領域にＨＭＤＳガスを供給することで疎水化処理を行っているが疎水化処理を行うためにはこの他にイソプロペノキシトリメチルシランなどのメチルシラン系化合物のガスを供給してもよい。またこれらのガスを供給する他にこれらメチルシラン系の化合物を含んだ液体を前記露出面に塗布し、例えば当該液体によるパドルを形成するなどして疎水化処理を行ってもよい。
【００６０】
またウエハＷにレジスト膜を形成し、その周縁部を除去してからそのレジスト膜の保護膜を形成するまでにウエハＷの周縁のシリコンの露出面に前記ＨＭＤＳガスを供給すれば本発明の効果を達成することができるため例えば上述の塗布、現像装置によるウエハＷの処理工程においてウエハＷに反射防止膜は形成されなくてもよく、また例えば反射防止膜とレジスト膜との間に他の材質による膜が形成されてもよい。
【００６１】
既述の実施形態のように疎水化処理を行う密着性向上処理部８は、保護膜形成ユニット２８に組み込まれるように構成されることに限らず、例えば保護膜形成ユニット２８とは別に、既述の塗布、現像装置の棚ユニットＵ４〜Ｕ５を構成する一つの処理ユニットとして構成されていてもよい。図１１はこのような密着性向上処理ユニットの一例を示したものであり、この密着性向上処理ユニット９は、前記塗布ユニット２７と同様に筺体５０、搬送口５１、シャッタ５２を備えている。筺体５０の内部には蓋体９１及び下部容器９２からなる密閉容器９Ａが設けられている。下部容器９２内にはウエハＷの載置台９３が設けられており、この載置台９３には昇降自在に構成された、不図示の支持ピンが設けられ、この支持ピンにより既述の主搬送機構Ａ２，Ａ３と載置台９３との間でウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。
【００６２】
また載置台９３を囲むように排気路９４が形成されている。排気路９４には当該排気路９４を介して密閉容器９Ａ内を排気するための排気管９４ａの一端が接続されており、排気管の他端はバルブＶ６を介して吸引手段９４ｂに接続されている。
【００６３】
蓋体９１の中央部には載置台９３に載置されたウエハＷの中央部に対向するようにＮ2ガス供給部９５が設けられており、蓋体９１の周縁部にはウエハＷの周縁部に対向し、前記Ｎ2ガス供給部９５を囲むようにＨＭＤＳガス供給部９６が設けられている。Ｎ2ガス供給部９５は、ガス供給管９５ａを介してＮ2ガスが貯留されたガス供給源９５ｂに接続されている。このＮ2ガスは後述するように余剰のＨＭＤＳガスをウエハＷの周縁部からパージしてレジスト膜に付着することを抑えるためのパージ用ガスである。またＨＭＤＳガス供給部９６は、ガス供給管９６ａを介してＨＭＤＳガスが貯留されたガス供給源９６ｂに接続されている。図中Ｖ７，Ｖ８は夫々ガス供給管９５ａ，９６ａに介設されたバルブである。
【００６４】
この密着性向上処理ユニット９においては、蓋体９１が上昇し、ウエハＷが前記支持ピンを介して載置台９３に載置される。ウエハＷが載置されると蓋体９１が閉じ、ＨＭＤＳガス供給部９６からウエハＷの周縁部にＨＭＤＳガスが、Ｎ2ガス供給部９５からウエハＷの中央部にＮ2ガスが、夫々供給されると共に、排気管９４ａにより密閉容器９Ａ内の排気が行われる。図１２はこのときの密閉容器９Ａ内の気流の流れを示したものであり、実線はＨＭＤＳガスの流れを、点線はＮ2ガスの流れを夫々示している。この図に示すようにＨＭＤＳガスは、レジスト膜及び反射防止膜が除去されたウエハＷの露出面に供給されてこの露出面を疎水化処理した後、排気管９４ａによりウエハＷの外側へ吸引される。またＮ2ガスは、ウエハＷの中央部に供給された後、排気管９４ａに吸引されて当該ウエハＷの表面に沿ってその周縁部に向かい、余剰のＨＭＤＳガスをウエハＷの周縁部からその外側へパージし、パージしたＨＭＤＳガスと共に排気路９４を介して排気管９４ａに流入して密閉容器９Ａ内から除去される。
【００６５】
このような密着性向上処理ユニット９を塗布、現像装置に設けても既述のような効果が得られるが、先の実施形態のように前記密着性向上処理部８を、保護膜形成ユニット２８に組み込むような構成とした方が塗布、現像装置の処理ユニット数が抑えられるため、各処理ユニットにウエハＷの搬送を行う主搬送機構Ａ２，Ａ３の動きが複雑化するのを抑えることができ、従ってこれらの主搬送機構Ａ２，Ａ３の動きを制御するための搬送プログラムの作成が容易になる。
【００６６】
続いて本発明の効果を確認するために行った評価試験について説明する。先ずシリコンからなる複数のウエハＷを用意し、そのうちの一方のウエハＷにはベベル部分を含むその周縁部表面にＨＭＤＳガスを供給して疎水化処理を行い、他方のウエハＷにはこのようなＨＭＤＳガスの供給を行わなかった。なお用意したウエハＷの表面にはいかなる薄膜も形成されていない。
【００６７】
その後疎水化処理を行ったウエハＷ及び疎水化処理を行わなかったウエハＷの表面全体に夫々レジスト膜の保護膜として用いられる処理液を既述の実施形態で示すような塗布ユニットを用いて塗布し、図１３（ａ）に示すようにウエハＷ表面全体に有機膜１１１を形成した。次に有機膜１１１が成膜されたこれらのウエハＷを図１３（ｂ）に示すように垂直に保持し、各ウエハＷの上方にノズル１１２を配置して、このノズル１１２からウエハＷに向けて鉛直下方に純水を吐出した。この純水の吐出流量は４．１Ｌ／ｍｉｎ、吐出時間は６０ｓｅｃに夫々設定した。なおこのときの純水の流速は５００ｍｍ／ｓｅｃ程度である。
【００６８】
その後、各ウエハＷにおける純水流が供給されたベベル部分の様子を夫々観察した。図１３（ｃ）に示すように有機膜１１１を形成する前に周縁部にＨＭＤＳガスを供給したウエハＷについては有機膜１１１の剥離は見られなかった。しかしＨＭＤＳガスを供給しなかったウエハＷについては有機膜１１１の剥離が見られた。従って周縁部にＨＭＤＳガスを供給して当該周縁部を疎水化することでウエハのシリコン表面とその表面に形成された有機膜との密着性が高められることが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の基板洗浄装置を備えた塗布、現像装置の一例を示す平面図である。
【図２】前記塗布、現像装置を示す全体斜視図である。
【図３】前記塗布、現像装置に設けられたレジスト膜形成用の塗布ユニットの縦断側面図である。
【図４】前記塗布ユニットの横断平面図である。
【図５】前記塗布、現像装置に設けられた保護膜形成用の塗布ユニットである。
【図６】前記塗布ユニットの横断平面図である。
【図７】前記塗布ユニットに設けられた密着性向上処理部の縦断面図である。
【図８】上記塗布、現像装置によりウエハに保護膜が形成される様子を示した説明図である。
【図９】上記塗布、現像装置によりウエハに保護膜が形成される様子を示した説明図である。
【図１０】前記塗布、現像装置によるウエハのレジスト膜の成膜から現像処理までの工程のフローチャートである。
【図１１】前記塗布、現像装置に設けられた密着性向上処理ユニットの一例を示した縦断側面図である。
【図１２】前記密着性向上処理ユニットにおける気流の流れを示した説明図である。
【図１３】本発明の効果を確認する評価試験の様子を示した説明図である。
【図１４】ウエハを液浸露光するための露光手段を示す説明図である。
【図１５】前記露光手段によりウエハ表面を液浸露光する様子を示す説明図である。
【図１６】前記露光手段によりウエハ周縁部のレジストの保護膜が剥離する様子を示した説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
Ｗ 半導体ウエハ
２６ 反射防止膜形成ユニット
２７ レジスト塗布ユニット
２８ 保護膜形成ユニット
２Ａ 現像ユニット
６１ レジスト液供給ノズル
７１ エッジリンスノズル
８ 密着性向上処理部
８１ ノズル本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板にレジスト液を塗布し、レジスト膜の表面に液層を形成して液浸露光した後にその被処理基板を現像する塗布、現像装置、塗布、現像方法及びその塗布、現像方法を実施するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、例えば半導体ウエハ（以下ウエハとする）の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜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作成している。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】
ところで近年、デバイスパターンの微細化、薄膜化の要請から露光の解像度を上げることを目的として液浸露光と呼ばれる露光手法を導入することが検討されている。液浸露光とはウエハの表面に光を透過させる超純水等の液層を形成した状態で光源から発せられた光を、この液層を透過させることでウエハ表面に照射させて、所定の回路パターンをレジストに転写する露光処理である。詳しく述べると例えばＡｒＦを露光処理を行うための光源として用いた場合に、その光源から発せられた光の波長は大気中では１８３ｎｍであるが水中では実質１３４ｎｍになるように、この手法は光の波長が水中では短くなることを利用して解像度の高い露光処理を行うものである。液浸露光については特許文献１にも記載されている。
【０００４】
この液浸露光処理を受けるウエハＷは、例えばシリコンからなり、フォトレジスト工程の前の各工程における処理によりその表面に様々な材質の薄膜が積層された状態で塗布、現像装置に搬送され、この塗布、現像装置において露光装置に搬入されるまでに反射防止膜１５、レジスト膜１６、保護膜１７が夫々この順に下から上に向けて積層されるように形成される。保護膜１７は、光を透過する撥水性の薄膜であり、レジスト膜１６が液浸露光に用いられる液体に接触することでその液体による影響を受けることを抑える役割を有しており、例えば有機系物質やフッ素系の物質などにより構成される。
【０００５】
図１４は、前記ウエハＷに液浸露光処理が行われる様子を示している。なお既述のようにフォトレジスト工程の前の各工程における処理により反射防止膜１５とウエハＷとの間には実際には各種の薄膜が積層されているが、それらの薄膜については便宜上、図示を省略している。ウエハＷが露光装置に搬入されると、図示しない露光ステージに載置され、水平姿勢に保持される。そしてそのウエハＷの上方にはウエハＷと隙間をあけて対向するように露光手段である液浸露光ヘッド１が配置される。液浸露光ヘッド１の中央先端部にはレンズ１ａが介設されており、このレンズ１ａの外周側にはウエハＷの表面に液層を形成するための溶液例えば純水を供給するための供給ロ１ｂと、ウエハＷに供給した純水を吸引して回収するための吸引口１ｃとが夫々設けられている。この液浸露光ヘッド１において供給口１ｂからウエハＷの表面に純水を供給する一方で、この純水を吸引口１ｃにより回収することにより、レンズ１ａとウエハＷの表面との間に液層１８が形成される。そして図示しない光源から発せられた光が、当該レンズ１ａ、液層１８を透過してウエハＷに照射され所定の回路パターンがレジスト膜１６に転写される。
【０００６】
続いて、レンズ１ａとウエハＷの表面との間に液層１８を形成した状態で、図１５に示すように液浸露光ヘッド１を横にスライド移動させて次の転写領域（ショット領域）に対応する位置に当該液浸露光ヘッド１を配置し、光を照射する動作を繰り返すことによりウエハＷ表面に回路パターンを順次転写していく。
【０００７】
ところでウエハＷのエッジのベベル部分（傾斜部分）を含む周縁部はデバイスの形成領域に含まれず、また例えばパーティクルの発生を防止するなどの目的から前記反射防止膜１５及びレジスト膜１６は、夫々ウエハＷに成膜された後にその周縁部に溶剤が供給されリンスされることによって当該周縁部が除去され、図１６（ａ）に示すようにウエハＷの周縁部において段差を有するように積層される場合がある。また既述のフォトレジスト工程よりも前の工程でウエハＷ上に形成される各薄膜も反射防止膜１５及びレジスト膜１６と同様に夫々成膜された後にそれらの周縁部が除去されるため、塗布、現像装置に搬送されるウエハＷの周縁部には薄膜が形成されておらず、既述のようにウエハＷの周縁部においてレジスト膜１６の周縁部が除去されると、ウエハＷの表面、つまりシリコンにより形成される面１Ａが露出し、保護膜１７はそのシリコンの露出面１Ａに接するように成膜される場合がある。
【０００８】
しかし既述のように保護膜１７は例えば有機物で構成されるため、前記露出面１Ａに対する密着性は、有機物からなるレジスト膜１６に対する密着性に比べて低く、また液浸露光ヘッド１は露光処理時に５００ｍｍ／ｓｅｃ程度の高い速度で移動する場合があることから例えば露光ヘッド１が液層１８を形成しながらウエハＷの端部から中央部へ向けて移動すると液層１８の圧力の影響を受けて図１６（ｂ）に示すように保護膜１７が露出面１Ａから剥がれてしまうおそれがあり、また反射防止膜１５及びレジスト膜１６が段差を形成している部分においては、その形状の複雑さゆえに保護膜１７の密着性が低くなる場合があるため、更に液浸露光ヘッド１がウエハＷの中央部へ向けて移動すると図１６（ｃ）に示すようにこの段差部分にまで保護膜１７の剥離が起こるおそれがある。その結果としてレジスト膜１６の端部が露出してしまい、その端部が露光処理時に用いられる純水から物理的な力を受けてウエハＷからの剥がれ（Peeling）を起こす結果として、正常な現像処理が妨げられるおそれがある。
【０００９】
また図１６（ｂ），（ｃ）のようにウエハＷから保護膜１７及びレジスト膜１６が剥がれると、その剥がれたレジスト膜１６及び保護膜１７は夫々パーティクル１９となり、例えばそのパーティクル１９が、露光装置のレンズ１ａに付着して正常な露光処理を妨げたり、ウエハＷに付着して当該ウエハＷの露光処理後の各処理に影響を与えたりするおそれがある。またこのパーティクル１９は、ウエハＷが載置される露光ステージ上に飛散し、その露光ステージを介して後続のウエハＷに付着して、それらのウエハＷの各処理にも影響を与えるおそれがある。なお特許文献１にはこのような問題及びその解決手段については記載されていない。
【００１０】
なおレジスト膜１６のウエハＷ表面への密着性を向上させるために、反射防止膜１５を形成した後、レジスト膜１６を形成する前にウエハＷ表面全体にＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）ガスを供給してウエハＷ表面を疎水化処理（ＡＤ処理）する場合があり、この疎水化処理により前記露出面１Ａの保護膜１７への密着性が高まるが、疎水化処理後のレジスト膜１６の成膜及びウエハＷの周縁部のレジスト膜１６の除去処理によって露出面１Ａにおける疎水化処理の効果は低下する。従ってこのような疎水化処理が行われる場合においても露出面１Ａと保護膜１７との十分な密着性が得られないおそれがある。
【特許文献１】特開２００５−２９４５２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光するフォトレジスト工程において、露光時にレジスト膜を保護する撥水性材料からなる塗布膜の基板の周縁部への密着性を向上させる塗布、現像装置、塗布、現像方法及びその方法を実施するコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の塗布、現像装置は、基板の表面に薄膜を形成した被処理基板の上にレジスト液を塗布するレジスト膜形成用の塗布ユニットと、レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後のレジスト膜を現像する現像ユニットと、を備えた塗布、現像装置において、レジスト膜の周縁部を溶剤により除去するための第１の周縁部洗浄手段と、液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む塗布液を基板の表面全体に塗布する保護膜形成用の塗布ユニットと、前記撥水性材料を含む塗布液を被処理基板の表面に塗布する前に、レジスト膜の周縁部の除去により露出した基板の露出面を含む領域に、前記保護膜の密着性を向上させるための密着性向上用の流体を供給する密着性向上処理部と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この塗布、現像装置において密着性向上用の流体を供給する領域は、被処理基板の裏面の周縁部を含んでいてもよい。またこの塗布、現像装置は例えば被処理基板の表面にレジスト液を塗布する前に、反射防止膜を形成するための塗布液を塗布する反射防止膜形成用の塗布ユニットと、レジスト液を基板に塗布する前に反射防止膜の周縁部を溶剤により除去するための第２の周縁部洗浄手段と、を備え、第１の周縁部洗浄手段により処理された後のレジスト膜の周縁は、反射防止膜の周縁よりも内側に位置している。
【００１４】
前記密着性向上処理部は、例えば被処理基板を水平に保持して鉛直軸回りに回転させるための回転ステージと、この回転ステージに保持された被処理基板の周縁部を表裏両面側から間隙をおいて挟むように形成されたコ字型のノズル本体と、このノズル本体に設けられ、被処理基板表面の周縁部における基板の露出面と、被処理基板の裏面の周縁部と、を含む領域に密着性向上用の流体を供給するためのノズル部と、前記ノズル本体に設けられ、密着性向上用の流体を吸引する吸引部と、を備えており、この場合密着性向上処理部の回転ステージは、保護膜形成用の塗布ユニットに設けられた回転ステージを共用していてもよい。
【００１５】
さらに密着性向上処理部は、処理容器内に設けられ、被処理基板を載置したときに被処理基板の周縁部が飛び出るように被処理基板よりも小さく形成された基板載置台と、基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面を含む領域及び被処理基板の裏面の周縁部に密着性向上用のガスを供給するための密着性向上用のガス供給部と、処理容器内を排気する排気部と、を備えていてもよく、この場合前記排気部は、例えば被処理基板上に供給されたガスが被処理基板の外側に向かって流れるように設けられている。また、前記ガス供給部は、基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部に対向するように設けられ、このガス供給部よりも被処理基板の中央部側には、被処理基板の表面と対向するようにパージ用のガス供給部が設けられている。
【００１６】
本発明の塗布、現像方法は、基板の表面に薄膜を形成した被処理基板の上にレジスト膜を形成し、次いでレジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後、レジスト膜を現像する塗布、現像方法において、前記被処理基板の上にレジスト液を塗布する工程と、前記被処理基板上のレジスト膜の周縁部を溶剤により除去する工程と、液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む塗布液を基板の表面全体に塗布する工程と、撥水性材料を含む塗布液を被処理基板の表面に塗布する前に、レジスト膜の周縁部の除去により露出した基板の露出面を含む領域に密着性向上用の流体を供給して、前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
前記塗布、現像方法において密着性向上用の流体を供給する領域は、例えば被処理基板の裏面の周縁部を含み、また前記塗布、現像方法は、被処理基板の表面にレジスト液を塗布する前に、反射防止膜を形成するための塗布液を塗布する工程と、レジスト液を基板に塗布する前に反射防止膜の周縁部を溶剤により除去する工程と、を含み、溶剤により周縁部の除去処理がされた後のレジスト膜の周縁は、反射防止膜の周縁よりも内側に位置していてもよい。
【００１８】
前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程は、例えば回転ステージに水平に保持された被処理基板の周縁部をコ字型のノズル本体により表裏両面側から間隙をおいて挟む工程と、回転ステージにより被処理基板を鉛直軸回りに回転させる工程と、前記ノズル本体に設けられたノズル部から、被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面と、被処理基板裏面の周縁部と、を含む領域に密着性向上用の流体を供給する工程と、を含み、また処理容器内に設けられ、被処理基板よりも小さく形成された基板載置台に被処理基板を載置する工程と、基板載置台の上方側に設けられたガス供給部から、基板載置台上の被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面を含む領域及び被処理基板の裏面の周縁部に密着性向上用のガスを供給する工程と、処理容器内を排気する工程と、を含む。
【００１９】
処理容器内を排気する工程は、例えば被処理基板上に供給されたガスが被処理基板の外側に向かって流れるように排気する工程であってもよく、さらに前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程は、例えば基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部に密着性向上用のガスを供給する工程と、被処理基板における密着性向上用のガス供給位置よりも中央部側にパージ用のガスを供給する工程と、を含んでいてもよい。なお、これらの塗布、現像装置および塗布、現像方法に用いられる密着性向上用の流体は、例えばヘキサメチルジシラザンの流体である。なお、本発明のコンピュータプログラムは、レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後のレジスト膜を現像する塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムにおいて、既述の塗布、現像方法を実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、撥水性材料を含む塗布液を被処理基板の表面に塗布してレジスト膜の保護膜を形成する前に、レジスト膜の周縁部の除去により露出した、前記基板の露出面を含む領域に密着性向上処理部により前記保護膜の密着性を向上させるための密着性向上用の流体を供給する。従って被処理基板上に液層が形成される露光時において、前記液層の影響を受けて保護膜が前記被処理基板の露出面から剥がれることが抑えられるため、レジスト膜が前記液層を形成する液体に接触し、この液体から物理的な力を受けて基板から剥がれることにより正常な現像処理が妨げられることが抑えられる。また基板の露出面から剥がれた保護膜及び前記レジスト膜からパーティクルが発生し、そのパーティクルが露光装置を汚染して被処理基板の正常な露光処理を妨げたり、被処理基板に付着して露光処理後の当該基板への正常な各処理を妨げたりすることが抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態を、液浸露光を行うシステムに適用した全体構成について、図１及び図２を参照しながら簡単に説明する。このシステムは、塗布、現像装置に露光装置を接続したものである。図中Ｂ１はキャリアブロックであり、基板例えばウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するための載置部２０ａを備えたキャリアステーション２０と、このキャリアステーション２０から見て前方の壁面に設けられる開閉部２１と、開閉部２１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。なおこのキャリアＣ１に収納されたウエハＷは例えばシリコンにより構成されており、「背景技術」の欄で説明したようにその表面の周縁部は薄膜に覆われておらず、シリコンが露出している。
【００２２】
キャリアブロックＢ１の奥側には筐体２２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及び液処理ユニットＵ４，Ｕ５の各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。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側に一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面側と、左側の一面側をなす背面部とで構成される区画壁２３により囲まれる空間内に置かれている。前記棚ユニット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いる。また図中２４，２５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。
【００２３】
液処理ユニットＵ４は例えば図２に示すようにレジスト液や反射防止膜を形成するための薬液などを収納する薬液収納部の上に反射防止膜形成用の塗布ユニット（ＢＡＲＣ）（以下「反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）」という）２６が２段、レジスト膜形成用の塗布ユニット（ＣＯＴ）（以下「レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）」という）２７が２段、保護膜形成用の塗布ユニット（ＩＴＣ）２８（以下「保護膜形成ユニット（ＩＴＣ）」という）が１段、上から下に向かってこの順に積層されて構成されている。この保護膜形成ユニット（ＩＴＣ）２８は、例えば撥水性の有機材料を含む塗布液をレジスト膜が形成されたウエハＷ表面全体に塗布して、液浸露光を行う際に用いる液体がレジスト膜に浸みるのを防ぐための撥水性保護膜を形成する。この保護膜形成ユニット２８及び前記レジスト膜塗布ユニット２７の構成については夫々後述する。
【００２４】
液処理ユニットＵ５は、現像液などを収納する薬液収納部の上に、前記撥水性保護膜を除去するための撥水性保護膜除去ユニット（ＩＴＲ）２９（以下「保護膜除去ユニット（ＩＴＲ）」が２段、現像ユニット（ＤＥＶ）２Ａが例えば３段、上から下に向かいこの順に積層されて構成されている。また既述の棚ユニット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、レジスト膜を塗布する前にウエハＷ表面全体に疎水化処理を行う疎水化処理ユニットやウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット（ＰＡＢ）、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等を含んでいる。また棚ユニットＵ１には、キャリアブロックＢ１と処理ブロックＢ２との間でウエハＷを受け渡すための受け渡しユニット（ＴＲＳ）が、棚ユニットＵ３には、処理ブロックＢ２とインターフェイスブロックＢ３との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しユニット（ＴＲＳ）が夫々含まれている。
【００２５】
処理ブロックＢ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイスブロックＢ３を介して露光装置Ｂ４が接続されている。このインターフェイスブロックＢ３は、例えば処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４との間に前後に設けられる第１の搬送室３Ａ、第２の搬送室３Ｂにより構成されており、夫々に基板搬送装置である第１の受け渡しアーム３１Ａ及び第２の受け渡しアーム３１Ｂが設けられている。第１の搬送室３Ａには、棚ユニットＵ６及びバッファカセットＣ０が設けられている。棚ユニットＵ６には第１の受け渡しアーム３１Ａと第２の受け渡しアーム３１Ｂとの間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しステージ（ＴＲＳ）、露光処理を行ったウエハＷを加熱処理する加熱ユニット（ＰＥＢ）及び冷却プレートを有する高精度温調ユニットなどが上下に積層された構成となっている。
【００２６】
第２の搬送室３Ｂには例えば液浸露光処理によりウエハＷに付着した水滴を除去するために、ウエハＷの表面を洗浄する洗浄ユニット（ＲＤ）が設けられている。また露光装置Ｂ４にはインターフェイス部Ｂ３からのウエハＷを受け取るステージ４０Ａとインターフェイス部Ｂ３に対して露光処理後のウエハＷを受け渡すステージ４０Ｂとが設けられている。
【００２７】
この塗布、現像装置は制御部１００を備えており、この制御部１００は、例えばコンピュータからなるプログラム格納部を有しており、プログラム格納部には後述するような塗布、現像装置の作用、つまり各加熱、冷却ユニットにおけるウエハＷの温度調節、ウエハＷへの各膜の成膜処理、ウエハＷへの疎水化処理、各ユニット間におけるウエハＷの受け渡しなどが実施さ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る。そして前記プログラムがこの制御部に読み出されることにより当該制御部はこの塗布膜除去処理装置の作用を制御する。なおこのプログラムは、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、メモリーカードなどの記録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。
【００２８】
続いてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）２７の構成について図３及び図４を用いて詳述する。図３、図４は夫々レジスト塗布ユニット２７の縦断側面図、横断平面図である。この塗布ユニット２７は例えば処理容器をなす筺体５０を備えており、主搬送手段Ａ２、Ａ３が移動する領域に面する筺体５０の側壁にはウエハＷの搬送口５１が設けられている。この搬送口５１は例えばシャッタ５２により開閉自在に構成されている。筺体５０の内部にはウエハＷの載置台をなすステージ５３が設けられており、このステージ５３はウエハＷの裏面中央部を吸着して水平に保持できるようにバキュームチャックになっている。またステージ５３は軸部５３ａを介して駆動部５３ｂに接続されており、この駆動部５３ｂにより昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在に構成されることにより後述するレジスト液のスピンコーティング及び主搬送手段Ａ２，Ａ３との間でのウエハＷの受け渡しができるようになっている。。
【００２９】
図中５４は上部側が開口したカップであり、ステージ５３に保持されたウエハＷの周縁外側を囲うように設けられている。カップ５４の側周面上端側は内側に傾斜しており、カップ５４の底部側には凹部状をなす液受け部５５がウエハＷの周縁下方側において全周に亘って設けられている。この液受け部５５は外側領域と内側領域とに区画されており、外側領域の底部には貯留されたレジスト液のドレインを排出するための排液口５６が設けられている。また前記内側領域の底部には２つの排気口５７，５８が設けられており、これらの排気口５７，５８はカップ５４内の気体を例えば所定の排気量で排気し、ウエハＷの回転により飛散したレジスト液が前記液受け部５５を介して排液口５６から排出されるようになっている。
【００３０】
図中６１はウエハＷにレジスト液を供給するレジスト液供給ノズルである。このレジスト液供給ノズル６１にはレジスト液供給管６２の一端が接続されており、この供給管６２の他端はバルブＶ１を介してレジスト液が貯留されたレジスト液供給源６３に接続されている。またレジスト液供給ノズル６１にはこのレジスト液供給ノズル６１を支持するアーム体６４の一端が接続されており、このアーム体６４の他端は駆動部６５に接続されている。駆動部６５は例えば水平に、筺体５０の長さ方向に沿って敷設されたガイドレール６６に沿って摺動自在に構成されている。
【００３１】
筺体５０内において搬送口５１が設けられた側を手前側とするとこの筺体５０の奥側のカップ５４の外側領域は、レジスト液供給ノズル６１の待機領域となっており、主搬送機構Ａ２とステージ５３との間でウエハＷの受け渡しが行われる間、供給ノズル６１はこの待機領域にて待機している。そしてステージ５３にウエハＷが保持されると前記レジスト液供給ノズル６１は駆動部６５の移動に伴ってウエハＷの中心部上方に移動し、然る後バルブＶ１が開かれ、レジスト液供給源６３から供給管６２に所定の流量のレジスト液が流入して、そのレジスト液が供給ノズル６１からウエハＷの中心部上に供給される。
【００３２】
図中７１は、レジスト膜が成膜されたウエハＷの周縁部に溶剤を供給する第１の周縁部洗浄手段をなすエッジリンスノズルである。このエッジリンスノズル７１には溶剤供給管７２の一端が接続されており、この供給管７２の他端はバルブＶ２を介してレジストの溶剤例えばシンナーが貯留された溶剤供給源７３に接続されている。またエッジリンスノズル７１には当該ノズル７１を支持するためのアーム体７４の一端が接続されており、アーム体７４の他端は駆動部７５に接続されている。駆動部７５は鉛直軸周りに回動自在に構成され、この駆動部７５の回動に従ってエッジリンスノズル７１は、カップ５４の外側の待機領域からウエハＷの周縁部の上方に移動する。
【００３３】
前記エッジリンスノズル７１がウエハＷの周縁部上方に移動するとバルブＶ２が開かれ、溶剤供給源７３から供給管７２に例えば所定の流量の溶剤が流入し、その溶剤が当該リンスノズル７１からステージ５３により回転するウエハＷの周縁部に供給されて、例えばレジスト膜の周縁がそのレジスト膜の下層に形成されている反射防止膜の周縁よりも内側に位置するようにウエハＷの周縁部のレジスト膜が除去される。なおウエハＷは反射防止膜が形成された後、このレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）２７に搬送される前に棚ユニットＵ１〜Ｕ３を構成する加熱ユニットに搬送されて加熱処理を受け、この加熱処理により反射防止膜が焼き固められるため、当該反射防止膜はエッジリンスノズル７１から供給される溶剤によりほとんど溶解されない。
【００３４】
また図４中実線で描かれたレジスト液供給ノズル６１及びエッジリンスノズル７１は、待機領域に移動した状態の各ノズル６１，７１を示しており、鎖線で描かれたノズル６１及びノズル７１は、夫々ウエハＷに対して処理を行う処理位置に移動した状態の各ノズル６１，７１を示している。
【００３５】
図１に示すように筺体５０内の上部にはパーティクルを除去するためのフィルタ７６が設けられており、フィルタ７６の上部には区画された空間である通気室７７が設けられている。通気室７７にはガス供給管７８の一端が開口しており、ガス供給管７８の他端はバルブＶ３を介して例えばＮ2ガスが貯留されたＮ2ガス供給源７９に接続されている。ウエハＷが筺体５０内に搬入されてレジスト膜の塗布処理が行われる間、前記バルブＶ３が開かれ、ガス供給源７９から通気室７７に供給されたＮ2ガスが筺体５０内にダウンフローされる。
【００３６】
なお棚ユニットＵ４，Ｕ５に含まれる反射防止膜形成ユニット２６、保護膜除去ユニット２９、現像ユニット２Ａは、ウエハＷに供給される薬液が夫々異なることを除いてこのレジスト塗布ユニット２７と同様に構成されており、例えば反射防止膜形成ユニット２６にはレジスト液供給ノズル６１に対応する、反射防止膜を形成するための材料を供給する材料供給ノズル及びエッジリンスノズル７１に対応するエッジリンスノズルが設けられている。前記エッジリンスノズルは特許請求の範囲でいう第２の周縁部洗浄手段を構成し、ウエハＷの周縁部に溶剤を供給して、当該周縁部における反射防止膜を除去する。
【００３７】
続いて保護膜形成ユニット２８の構成について図５、図６を参照しながら説明する。図５、図６は夫々保護膜形成ユニット２８の縦断側面図、横断平面図である。この保護膜形成ユニット２８は、前記レジスト塗布ユニット２７と略同様の構成を有しており、以下に塗布ユニット２７との差異点を中心に説明する。また図５，６中、この保護膜形成ユニット２８を構成する各部について、レジスト塗布ユニット２７を構成する各部に対応するものには図３、４に付した番号と同一の番号を付している。この保護膜形成ユニット２８における供給ノズル６１は、既述の保護膜を形成するための塗布液をウエハＷに供給する。なおこのユニット２８においては例えば筺体５０内の手前側のカップ５４の外側領域が供給ノズル６１の待機領域となっている。
【００３８】
この保護膜形成ユニット２８にはウエハＷと保護膜との密着性を向上させるための密着性向上処理部８が設けられている。この密着性向上処理部８について図７も参照しながら説明する。この処理部８は側面視コ字型のノズル本体８１を備えており、ノズル本体８１は、上片部８１ａ、下片部８１ｂ及び壁部８１ｃから構成されている。
【００３９】
前記上片部８１ａの下面及び下片部８１ｂの上面には夫々ガス供給部を構成する多数の気体供給口８２ａ，８２ｂが間隔をおいて開口しており、これらの気体供給口８２ａ，８２ｂは、後述するようにノズル本体８１がウエハＷへの処理位置に移動した際に、ウエハＷの周縁部におけるレジスト膜及び反射防止膜が除去されることにより露出したウエハＷの表面及びウエハＷの裏面の周縁部にＨＭＤＳガスを供給して、これらの面を疎水化することにより保護膜への密着性を向上させる。
【００４０】
またこれらの気体供給口８２ａ，８２ｂは、上片部８１ａ及び下片部８１ｂ夫々の内部に形成されたガス流路８３ａ，８３ｂに連通している。ガス流路８３ａ，８３ｂの上流側は夫々合流し、合流したガス流路８３ａ，８３ｂは、上片部８１ａの上部、下片部８１ｂの下部に夫々設けられたガス導入ポート８４ａ，８４ｂに向かうように形成されている。ガス導入ポート８４ａ，８４ｂには夫々ガス供給管８５ａ，８５ｂの一端が接続されており、これらのガス供給管８５ａ，８５ｂは前記ガス流路８３ａ，８３ｂに連通している。ガス供給管８５ａ，８５ｂの他端はバルブＶ４ａ，Ｖ４ｂを介してＨＭＤＳガスが貯留されたＨＭＤＳガス供給源８６ａ，８６ｂに接続されている。
【００４１】
ノズル本体８１の壁部８１ｃにおいて、ウエハＷに向かう面の例えば中央部には吸引口８６が開口しており、この吸引口８６には吸引管８７の一端が接続されている。吸引管８７の他端はバルブＶ５を介して真空ポンプなどからなる吸引機構８８に接続されている。この吸引口８６は既述のように前記気体供給口８２ａ及び気体供給口８２ｂからＨＭＤＳガスが吐出される際にノズル本体８１の各片部８１ａ，８１ｂ及び壁部８１ｃに囲まれる空間を排気し、気体供給口８２ａ，８２ｂから供給された余剰のＨＭＤＳガス及びＨＭＤＳガスとウエハＷ表面の水とが反応することにより生成したＮＨ3（アンモニア）ガスが当該吸引口８６から吸引されて除去される。図７中の矢印はウエハＷの処理時における前記片部８１ａ〜８１ｃに囲まれる空間内の気流の流れを示したものである。なお、吸引口８６、吸引管８７、バルブＶ５及び吸引機構９８は請求の範囲でいう吸引部に相当する。
【００４２】
また上片部８１ａのガス導入ポート８４の上部にはこのコ字型のノズル本体８１を支持するアーム体８８の一端が接続されており、アーム体８８の他端は、前記ガイドレール６６を摺動自在な駆動部８９に接続されている。なおこの保護膜形成装置２８の筺体５０の奥側におけるカップ５４の外側領域はノズル本体８１の待機領域となっており、図５中実線で示したノズル本体８１は、この待機領域に移動した状態のノズル本体８１を示している。主搬送手段Ａ２，Ａ３と駆動部５３ｂを介して上昇したステージ５３との間でウエハＷの受け渡しが行われる間、ノズル本体８１は前記待機領域において待機し、ステージ５３がウエハＷを受け取ると駆動部８９の移動に伴って前記待機領域から図５中鎖線で示すようにその上片部８１ａと下片部８１ｂとが夫々ウエハＷの周縁部を、間隙をおいて挟む処理位置へと移動する。
【００４３】
続いて、上述の塗布、現像装置の作用について液浸露光処理が行われる前後の処理を中心に図８〜１０を参照しながら説明する。図８，９はウエハＷ表面にレジスト膜１０２が形成されてからそのレジスト膜１０２の表面に保護膜１０３が形成されるまでのウエハＷの様子を示した図であり、図１０はウエハＷにレジスト膜１０２が成膜されてから現像処理が行われるまでの各工程を示したフローチャートである。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２０ａに載置されると、開閉部２１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（ＴＲＳ）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡される。
【００４４】
主搬送手段Ａ２はウエハＷを反射防止膜形成ユニット２６に搬送し、このユニット２６においてウエハＷは、その表面全体に材料供給ノズルから反射防止膜形成材料が供給され反射防止膜１０１が形成された後、エッジリンスノズルから溶剤が供給され、その周縁部における反射防止膜１０１が除去される。然る後ウエハＷは、主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する加熱ユニット→主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する冷却ユニット→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する疎水化処理ユニット→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する冷却ユニット→主搬送手段Ａ２の順に搬送された後、前記主搬送手段Ａ２によりレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）２７内に搬送され、上昇したステージ５３にその裏面中央部が吸着保持される。主搬送手段Ａ２がユニット２７から退避すると共にステージ５３はウエハＷを保持したまま下降し、ウエハＷがカップ５４内に収まるとレジスト液供給ノズル６１が、カップ５４の外側の待機領域からウエハＷの中心部上方の処理位置に移動する。
【００４５】
続いて駆動部５３ｂによりステージ５３を介してウエハＷが鉛直軸周りに所定の速度で回転されると共に、バルブＶ２が開かれてレジスト液供給ノズル６１からウエハＷにレジスト液が供給され、供給されたレジスト液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がる。所定の時間が経過してレジスト液の供給が停止された後もしばらくの間ウエハＷの回転が続けられてレジスト液中の溶剤が揮発し、図８（ａ）に示すようにレジスト膜１０２が反射防止膜１０１全体を覆うようにウエハＷに形成される。
【００４６】
続いて駆動部７５を介してエッジリンスノズル７１がその待機領域からウエハＷの周縁部上方に移動し、図８（ｂ）に示すようにこのリンスノズル７１から回転するウエハＷの周縁部に溶剤が供給され、その周縁部におけるレジスト膜１０２が溶解、除去されることにより図８（ｃ）に示すようにウエハＷの周縁部が露出すると共にレジスト膜１０２が、その周縁が反射防止膜１０１の周縁よりも内側に位置するように成形される（ステップＳ１）。
【００４７】
周縁部のレジスト膜１０２の除去が終わると溶剤の吐出が停止すると共にウエハＷの回転が停止し、レジスト液供給ノズル６１及びリンスノズル７１が夫々の待機領域に退避した後、駆動部５３ｂがステージ５３を介して図１に鎖線で示すようにウエハＷをカップ５４の外へと上昇させる。ユニット２７内に進入した主搬送機構Ａ２が、上昇したウエハＷを受け取り、棚ユニットＵ１〜Ｕ３に含まれる加熱ユニット（ＰＡＢ）に搬送し、ウエハＷはこの加熱ユニットにより所定の温度で加熱処理され、レジスト膜１０２中の溶剤が蒸発して除去される（ステップＳ２）。
【００４８】
前記加熱処理後、ウエハＷは主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の冷却ユニット→主搬送手段Ａ２の順に受け渡され、前記主搬送手段Ａ２が、前記冷却ユニットにより温度が調整されたウエハＷを保護膜塗布ユニット２８内に搬送するとユニット２８内のステージ５３が上昇してウエハＷの裏面中央部を吸着保持する。主搬送手段Ａ２が塗布ユニット２８から退避すると共に密着性向上処理部８のノズル本体８１がその待機領域からウエハＷに向けて移動し、その上片部８１ａ、下片部８１ｂがウエハＷの周縁部を挟む処理位置において停止する。
【００４９】
続いて駆動部５３ｂがステージ５３を介してウエハＷを所定の速度で回転させ、また例えばその回転の開始に若干遅れてバルブＶ４ａ，Ｖ４ｂ及びＶ５が開かれ、ウエハＷの周縁部の表裏面に向けてノズル本体８１の供給口８２ａ，８２ｂからＨＭＤＳガスが供給されると共に吸引口８６によりノズル本体８１の上片部８１ａ、下片部８１ｂ、壁部８１ｃに囲まれる空間が排気されて、前記空間において図９（ａ）に矢印で示すような気流が形成される。この気流に曝されることでウエハＷの表面側周縁部の露出面１０４から側端部を介して裏面側の周縁部に跨る領域が疎水化されて保護膜１０３への密着性が向上し、また余剰のＨＭＤＳガス及びこのＨＭＤＳガスとウエハＷ表面の水分との反応生成物であるＮＨ3ガスが排気されて前記空間から除去される（ステップＳ３）。
【００５０】
バルブＶ４ａ，Ｖ４ｂ及びＶ５が開かれてから例えば所定の時間が経過し、ウエハＷの周縁部の疎水化処理が終了するとこれらの各バルブが閉じられて、供給口８２ａ，８２ｂからのＨＭＤＳガスの供給が停止されると共に吸引口８６からの吸引が停止する。その後ステージ５３の回転が一旦停止し、ノズル本体８１がその待機領域に退避するとそのステージ５３が下降して、ウエハＷがカップ５４内に収まり、続いて保護膜形成材料の供給ノズル６１が、カップ５４の外側の待機領域からウエハＷの中心部上方の処理位置に移動する。
【００５１】
供給ノズル６１が処理位置に移動すると駆動部５３ｂが、ステージ５３を介してウエハＷを鉛直軸周りに所定の速度で回転させ、例えばこの回転の開始と略同時にバルブＶ２が開かれて図９（ｂ）に示すように材料供給ノズル６１からウエハＷに保護膜形成材料１０５が供給され、供給された保護膜形成材料１０５は既述のレジスト液と同様に遠心力によりウエハＷの中心部から周縁部に広がる。保護膜形成材料１０４の供給後、所定の時間が経過してこの保護膜形成材料１０５の供給が停止された後もしばらくの間ウエハＷの回転が続けられ、材料１０５中の溶剤が揮発して、図９（ｃ）に示すようにウエハＷの表面全体に撥水性の保護膜１０３が成膜される（ステップＳ４）。
【００５２】
保護膜１０３の成膜後、ウエハＷの回転が停止し、供給ノズル６１がその待機領域に退避した後、ステージ５３がウエハＷを保持した状態で上昇して、ユニット２８内に進入した主搬送機構Ａ２にそのウエハＷを受け渡す。主搬送手段Ａ２によりこのウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３における一の加熱ユニットに搬入されて所定の温度で加熱処理がなされる（ステップＳ５）。
【００５３】
加熱処理を終えたウエハＷは、主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ１〜Ｕ３に含まれる一の冷却ユニット→主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ３の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→インターフェイスブロックＢ３の第１の受け渡しアーム３１Ａ→棚ユニットＵ６の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→第２の受け渡しアーム３１Ｂ→露光装置Ｂ４の受け渡しステージ４０Ａの順に搬送されて、その後詳しくは「背景技術」の欄に記載したように露光装置Ｂ４の不図示の露光ステージに載置されると共に液浸露光ヘッド１がその表面に対向するように配置されて液浸露光処理を受ける（ステップＳ６）。
【００５４】
然る後、液浸露光を終えたウエハＷは露光装置Ｂ４の受け渡しステージ４０Ｂに載置され、第２の受け渡しアーム３１ＢによりインターフェイスブロックＢ３に搬入された後、洗浄装置（ＲＤ）→棚ユニットＵ６の受け渡しステージ（ＴＲＳ）→第１の受け渡しアーム３１Ａ→棚ユニットＵ６の加熱ユニット（ＰＥＢ）に搬入される。当該加熱ユニット（ＰＥＢ）では加熱処理が行われ（ステップＳ７）、加熱処理することにより露光された部位のレジストに含まれる酸発生成分から発生した酸がレジストに拡散することになる。この酸の作用によりレジスト成分が化学的に反応した例えばポジ型のレジストの場合には現像液に対して可溶解性となり、ネガ型のレジストの場合には現像液に対して不溶解性となる。
【００５５】
加熱処理後、ウエハＷは第１の受け渡しアーム３１Ａにより前記加熱ユニット（ＰＥＢ）から搬出され、棚ユニットＵ６の温調ユニット→第１の受け渡しアーム３１Ａ→棚ユニットＵ６の受け渡しステージ（ＴＲＳ）→主搬送手段Ａ３→保護膜除去ユニット２９の順で搬送され、保護膜除去ユニットにおいて保護膜の剥離液が当該ウエハＷに供給されて保護膜１０３が剥離されてウエハＷから除去される（ステップＳ８）。この保護膜１０３の除去処理後、ウエハＷは主搬送手段Ａ３により現像ユニット２Ａ内に搬入される。当該現像ユニット２ＡではウエハＷの表面に万遍なく現像液の供給が行われ、レジスト膜１０２の現像液に対して可溶解性の部位が溶解されることにより所定のパターンのレジストマスクがウエハＷの表面に形成される（ステップＳ９）。然る後、ウエハＷは主搬送手段Ａ３→棚ユニットＵ１の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→受け渡し手段Ａ１の順に搬送され前記受け渡し手段Ａ１により載置台２０ａ上の元のキャリアＣ１へと戻される。
【００５６】
上述の実施形態の塗布、現像装置は、ウエハＷ表面に反射防止膜を形成する反射防止膜形成ユニット２６と、反射防止膜の上部にレジスト膜を形成するレジスト塗布ユニット２７と、ウエハＷ表面全体に撥水性材料からなる前記レジスト膜の保護膜を形成する保護膜形成ユニット２８とを備えており、保護膜形成ユニット２８には、前記ユニット２６，２７の各エッジリンスノズル７１から供給された溶剤によりレジスト膜及び反射防止膜が除去されて露出したウエハＷの周縁部におけるシリコンの露出面を含む領域に、ＨＭＤＳガスを供給して前記領域を疎水化して保護膜とその露出面との密着性を向上させる密着性向上処理部８が設けられている。従ってウエハＷが液浸露光処理される際に液浸露光ヘッド１により当該ウエハＷ上に形成される液膜による圧力の影響を受けても前記保護膜が前記ウエハＷの露出面から剥がれることが抑えられるため、レジスト膜が前記液層を形成する純水に接触し、この純水から物理的な力を受けて基板から剥がれることにより、正常な現像処理が妨げられてパターンの欠陥が発生することが抑えられる。また前記露出面から剥がれた保護膜及び既述のように純水によりウエハＷから剥がれたレジスト膜からパーティクルが発生し、そのパーティクルが露光装置Ｂ４内を汚染してウエハＷの正常な露光処理を妨げたり、ウエハＷに付着して露光処理後の加熱処理や現像処理などの各処理が正常に行われることを妨げたりすることが抑えられる。
【００５７】
また密着性向上処理部８は、コ字型のノズル本体８１を備えており、このノズル本体８１の上片部８１ａと下片部８１ｂとがウエハＷの周縁部を挟み、これらの上片部８１ａ及び下片部８１ａのガス供給口８２ａ，８２ｂからウエハＷの表面の露出面を含む領域にＨＭＤＳガスを供給しながらノズル本体８１の壁部８１ｃの吸引口８６から吸引を行っているためＨＭＤＳガスがレジスト膜の表面に付着して、その表面にＨＭＤＳが堆積することが抑えられる。従ってこの堆積したＨＭＤＳにより正常な露光処理が妨げられることが抑えられる。またウエハＷ表面全体にＨＭＤＳガスを供給する場合に比べてＨＭＤＳガスの消費量が抑えられるためコストを抑えることができる。
【００５８】
また保護膜形成ユニット２８において保護膜形成材料１０４をスピンコーティングによりウエハＷ全体に広げるためのステージ５３は、ＨＭＤＳガスをウエハＷの周縁部に供給するための回転ステージとしても用いられるため、ユニット２８内のステージの数が抑えられるため当該ユニット２８の省スペース化が図れ、結果として、塗布、現像装置の大型化が避けられる。
【００５９】
なお上記実施の形態においてはウエハＷと保護膜１０３との密着性を高めるためにウエハＷの露出面を含む領域にＨＭＤＳガスを供給することで疎水化処理を行っているが疎水化処理を行うためにはこの他にイソプロペノキシトリメチルシランなどのメチルシラン系化合物のガスを供給してもよい。またこれらのガスを供給する他にこれらメチルシラン系の化合物を含んだ液体を前記露出面に塗布し、例えば当該液体によるパドルを形成するなどして疎水化処理を行ってもよい。
【００６０】
またウエハＷにレジスト膜を形成し、その周縁部を除去してからそのレジスト膜の保護膜を形成するまでにウエハＷの周縁のシリコンの露出面に前記ＨＭＤＳガスを供給すれば本発明の効果を達成することができるため例えば上述の塗布、現像装置によるウエハＷの処理工程においてウエハＷに反射防止膜は形成されなくてもよく、また例えば反射防止膜とレジスト膜との間に他の材質による膜が形成されてもよい。
【００６１】
既述の実施形態のように疎水化処理を行う密着性向上処理部８は、保護膜形成ユニット２８に組み込まれるように構成されることに限らず、例えば保護膜形成ユニット２８とは別に、既述の塗布、現像装置の棚ユニットＵ４〜Ｕ５を構成する一つの処理ユニットとして構成されていてもよい。図１１はこのような密着性向上処理ユニットの一例を示したものであり、この密着性向上処理ユニット９は、前記塗布ユニット２７と同様に筺体５０、搬送口５１、シャッタ５２を備えている。筺体５０の内部には蓋体９１及び下部容器９２からなる密閉容器９Ａが設けられている。下部容器９２内にはウエハＷの載置台９３が設けられており、この載置台９３には昇降自在に構成された、不図示の支持ピンが設けられ、この支持ピンにより既述の主搬送機構Ａ２，Ａ３と載置台９３との間でウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。
【００６２】
また載置台９３を囲むように排気路９４が形成されている。排気路９４には当該排気路９４を介して密閉容器９Ａ内を排気するための排気管９４ａの一端が接続されており、排気管の他端はバルブＶ６を介して吸引手段９４ｂに接続されている。
【００６３】
蓋体９１の中央部には載置台９３に載置されたウエハＷの中央部に対向するようにＮ2ガス供給部９５が設けられており、蓋体９１の周縁部にはウエハＷの周縁部に対向し、前記Ｎ2ガス供給部９５を囲むようにＨＭＤＳガス供給部９６が設けられている。Ｎ2ガス供給部９５は、ガス供給管９５ａを介してＮ2ガスが貯留されたガス供給源９５ｂに接続されている。このＮ2ガスは後述するように余剰のＨＭＤＳガスをウエハＷの周縁部からパージしてレジスト膜に付着することを抑えるためのパージ用ガスである。またＨＭＤＳガス供給部９６は、ガス供給管９６ａを介してＨＭＤＳガスが貯留されたガス供給源９６ｂに接続されている。図中Ｖ７，Ｖ８は夫々ガス供給管９５ａ，９６ａに介設されたバルブである。
【００６４】
この密着性向上処理ユニット９においては、蓋体９１が上昇し、ウエハＷが前記支持ピンを介して載置台９３に載置される。ウエハＷが載置されると蓋体９１が閉じ、ＨＭＤＳガス供給部９６からウエハＷの周縁部にＨＭＤＳガスが、Ｎ2ガス供給部９５からウエハＷの中央部にＮ2ガスが、夫々供給されると共に、排気管９４ａにより密閉容器９Ａ内の排気が行われる。図１２はこのときの密閉容器９Ａ内の気流の流れを示したものであり、実線はＨＭＤＳガスの流れを、点線はＮ2ガスの流れを夫々示している。この図に示すようにＨＭＤＳガスは、レジスト膜及び反射防止膜が除去されたウエハＷの露出面に供給されてこの露出面を疎水化処理した後、排気管９４ａによりウエハＷの外側へ吸引される。またＮ2ガスは、ウエハＷの中央部に供給された後、排気管９４ａに吸引されて当該ウエハＷの表面に沿ってその周縁部に向かい、余剰のＨＭＤＳガスをウエハＷの周縁部からその外側へパージし、パージしたＨＭＤＳガスと共に排気路９４を介して排気管９４ａに流入して密閉容器９Ａ内から除去される。
【００６５】
このような密着性向上処理ユニット９を塗布、現像装置に設けても既述のような効果が得られるが、先の実施形態のように前記密着性向上処理部８を、保護膜形成ユニット２８に組み込むような構成とした方が塗布、現像装置の処理ユニット数が抑えられるため、各処理ユニットにウエハＷの搬送を行う主搬送機構Ａ２，Ａ３の動きが複雑化するのを抑えることができ、従ってこれらの主搬送機構Ａ２，Ａ３の動きを制御するための搬送プログラムの作成が容易になる。
【００６６】
続いて本発明の効果を確認するために行った評価試験について説明する。先ずシリコンからなる複数のウエハＷを用意し、そのうちの一方のウエハＷにはベベル部分を含むその周縁部表面にＨＭＤＳガスを供給して疎水化処理を行い、他方のウエハＷにはこのようなＨＭＤＳガスの供給を行わなかった。なお用意したウエハＷの表面にはいかなる薄膜も形成されていない。
【００６７】
その後疎水化処理を行ったウエハＷ及び疎水化処理を行わなかったウエハＷの表面全体に夫々レジスト膜の保護膜として用いられる処理液を既述の実施形態で示すような塗布ユニットを用いて塗布し、図１３（ａ）に示すようにウエハＷ表面全体に有機膜１１１を形成した。次に有機膜１１１が成膜されたこれらのウエハＷを図１３（ｂ）に示すように垂直に保持し、各ウエハＷの上方にノズル１１２を配置して、このノズル１１２からウエハＷに向けて鉛直下方に純水を吐出した。この純水の吐出流量は４．１Ｌ／ｍｉｎ、吐出時間は６０ｓｅｃに夫々設定した。なおこのときの純水の流速は５００ｍｍ／ｓｅｃ程度である。
【００６８】
その後、各ウエハＷにおける純水流が供給されたベベル部分の様子を夫々観察した。図１３（ｃ）に示すように有機膜１１１を形成する前に周縁部にＨＭＤＳガスを供給したウエハＷについては有機膜１１１の剥離は見られなかった。しかしＨＭＤＳガスを供給しなかったウエハＷについては有機膜１１１の剥離が見られた。従って周縁部にＨＭＤＳガスを供給して当該周縁部を疎水化することでウエハのシリコン表面とその表面に形成された有機膜との密着性が高められることが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の基板洗浄装置を備えた塗布、現像装置の一例を示す平面図である。
【図２】前記塗布、現像装置を示す全体斜視図である。
【図３】前記塗布、現像装置に設けられたレジスト膜形成用の塗布ユニットの縦断側面図である。
【図４】前記塗布ユニットの横断平面図である。
【図５】前記塗布、現像装置に設けられた保護膜形成用の塗布ユニットである。
【図６】前記塗布ユニットの横断平面図である。
【図７】前記塗布ユニットに設けられた密着性向上処理部の縦断面図である。
【図８】上記塗布、現像装置によりウエハに保護膜が形成される様子を示した説明図である。
【図９】上記塗布、現像装置によりウエハに保護膜が形成される様子を示した説明図である。
【図１０】前記塗布、現像装置によるウエハのレジスト膜の成膜から現像処理までの工程のフローチャートである。
【図１１】前記塗布、現像装置に設けられた密着性向上処理ユニットの一例を示した縦断側面図である。
【図１２】前記密着性向上処理ユニットにおける気流の流れを示した説明図である。
【図１３】本発明の効果を確認する評価試験の様子を示した説明図である。
【図１４】ウエハを液浸露光するための露光手段を示す説明図である。
【図１５】前記露光手段によりウエハ表面を液浸露光する様子を示す説明図である。
【図１６】前記露光手段によりウエハ周縁部のレジストの保護膜が剥離する様子を示した説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
Ｗ 半導体ウエハ
２６ 反射防止膜形成ユニット
２７ レジスト塗布ユニット
２８ 保護膜形成ユニット
２Ａ 現像ユニット
６１ レジスト液供給ノズル
７１ エッジリンスノズル
８ 密着性向上処理部
８１ ノズル本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に薄膜を形成した被処理基板の上にレジスト液を塗布するレジスト膜形成用の塗布ユニットと、レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後のレジスト膜を現像する現像ユニットと、を備えた塗布、現像装置において、
レジスト膜の周縁部を溶剤により除去するための第１の周縁部洗浄手段と、
液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む塗布液を基板の表面全体に塗布する保護膜形成用の塗布ユニットと、
前記撥水性材料を含む塗布液を被処理基板の表面に塗布する前に、レジスト膜の周縁部の除去により露出した基板の露出面を含む領域に、前記保護膜の密着性を向上させるための密着性向上用の流体を供給する密着性向上処理部と、を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項２】
密着性向上用の流体を供給する領域は、被処理基板の裏面の周縁部を含むことを特徴とする請求項１記載の塗布、現像装置。
【請求項３】
被処理基板の表面にレジスト液を塗布する前に、反射防止膜を形成するための塗布液を塗布する反射防止膜形成用の塗布ユニットと、
レジスト液を基板に塗布する前に反射防止膜の周縁部を溶剤により除去するための第２の周縁部洗浄手段と、を備え、
第１の周縁部洗浄手段により処理された後のレジスト膜の周縁は、反射防止膜の周縁よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１または２記載の塗布、現像装置。
【請求項４】
密着性向上処理部は、被処理基板を水平に保持して鉛直軸回りに回転させるための回転ステージと、この回転ステージに保持された被処理基板の周縁部を表裏両面側から間隙をおいて挟むように形成されたコ字型のノズル本体と、このノズル本体に設けられ、被処理基板表面の周縁部における基板の露出面と、被処理基板の裏面の周縁部と、を含む領域に密着性向上用の流体を供給するためのノズル部と、前記ノズル本体に設けられ、密着性向上用の流体を吸引する吸引部と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の塗布、現像装置。
【請求項５】
密着性向上処理部の回転ステージは、保護膜形成用の塗布ユニットに設けられた回転ステージを共用することを特徴とする請求項４記載の塗布、現像装置。
【請求項６】
密着性向上処理部は、処理容器内に設けられ、被処理基板を載置したときに被処理基板の周縁部が飛び出るように被処理基板よりも小さく形成された基板載置台と、基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面を含む領域及び被処理基板の裏面の周縁部に密着性向上用のガスを供給するための密着性向上用のガス供給部と、処理容器内を排気する排気部と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載の塗布、現像装置。
【請求項７】
前記排気部は、被処理基板上に供給されたガスが被処理基板の外側に向かって流れるように設けられていることを特徴とする請求項６記載の塗布、現像装置。
【請求項８】
前記ガス供給部は、基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部に対向するように設けられ、このガス供給部よりも被処理基板の中央部側には、被処理基板の表面と対向するようにパージ用のガス供給部が設けられていることを特徴とする請求項６または７記載の塗布、現像装置。
【請求項９】
密着性向上用の流体は、ヘキサメチルジシラザンの流体であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一に記載の塗布、現像装置。
【請求項１０】
基板の表面に薄膜を形成した被処理基板の上にレジスト膜を形成し、次いでレジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後、レジスト膜を現像する塗布、現像方法において、
前記被処理基板の上にレジスト液を塗布する工程と、
前記被処理基板上のレジスト膜の周縁部を溶剤により除去する工程と、
液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む塗布液を基板の表面全体に塗布する工程と、
撥水性材料を含む塗布液を被処理基板の表面に塗布する前に、レジスト膜の周縁部の除去により露出した基板の露出面を含む領域に密着性向上用の流体を供給して、前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程と、を含むことを特徴とする塗布、現像方法。
【請求項１１】
密着性向上用の流体を供給する領域は、被処理基板の裏面の周縁部を含むことを特徴とする請求項１０記載の塗布、現像方法。
【請求項１２】
被処理基板の表面にレジスト液を塗布する前に、反射防止膜を形成するための塗布液を塗布する工程と、
レジスト液を基板に塗布する前に反射防止膜の周縁部を溶剤により除去する工程と、を含み、
溶剤により周縁部の除去処理がされた後のレジスト膜の周縁は、反射防止膜の周縁よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１０または１１記載の塗布、現像方法。
【請求項１３】
前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程は、回転ステージに水平に保持された被処理基板の周縁部をコ字型のノズル本体により表裏両面側から間隙をおいて挟む工程と、回転ステージにより被処理基板を鉛直軸回りに回転させる工程と、前記ノズル本体に設けられたノズル部から、被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面と、被処理基板裏面の周縁部と、を含む領域に密着性向上用の流体を供給する工程と、を含むことを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一に記載の塗布、現像方法。
【請求項１４】
前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程は、処理容器内に設けられ、被処理基板よりも小さく形成された基板載置台に被処理基板を載置する工程と、基板載置台の上方側に設けられたガス供給部から、基板載置台上の被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面を含む領域及び被処理基板の裏面の周縁部に密着性向上用のガスを供給する工程と、処理容器内を排気する工程と、を含むことを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一に記載の塗布、現像方法。
【請求項１５】
処理容器内を排気する工程は、被処理基板上に供給されたガスが被処理基板の外側に向かって流れるように排気する工程であることを特徴とする請求項１４記載の塗布、現像方法。
【請求項１６】
前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程は、基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部に密着性向上用のガスを供給する工程と、被処理基板における密着性向上用のガス供給位置よりも中央部側にパージ用のガスを供給する工程と、を含むことを特徴とする請求項１０ないし１５のいずれか一に記載の塗布、現像方法。
【請求項１７】
密着性向上用の流体は、ヘキサメチルジシラザンの流体であることを特徴とする請求項１０ないし１６のいずれか一に記載の塗布、現像方法。
【請求項１８】
レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後のレジスト膜を現像する塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムにおいて、
請求項１０ないし１７のいずれか一つを実施することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１】
基板の表面に薄膜を形成した被処理基板の上にレジスト液を塗布するレジスト膜形成用の塗布ユニットと、レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後のレジスト膜を現像する現像ユニットと、を備えた塗布、現像装置において、
レジスト膜の周縁部を溶剤により除去するための第１の周縁部洗浄手段と、
液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む塗布液を基板の表面全体に塗布する保護膜形成用の塗布ユニットと、
前記撥水性材料を含む塗布液を被処理基板の表面に塗布する前に、レジスト膜の周縁部の除去により露出した基板の露出面を含む領域に、前記保護膜の密着性を向上させるための密着性向上用の流体を供給する密着性向上処理部と、を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項２】
密着性向上用の流体を供給する領域は、被処理基板の裏面の周縁部を含むことを特徴とする請求項１記載の塗布、現像装置。
【請求項３】
被処理基板の表面にレジスト液を塗布する前に、反射防止膜を形成するための塗布液を塗布する反射防止膜形成用の塗布ユニットと、
レジスト液を基板に塗布する前に反射防止膜の周縁部を溶剤により除去するための第２の周縁部洗浄手段と、を備え、
第１の周縁部洗浄手段により処理された後のレジスト膜の周縁は、反射防止膜の周縁よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１または２記載の塗布、現像装置。
【請求項４】
密着性向上処理部は、被処理基板を水平に保持して鉛直軸回りに回転させるための回転ステージと、この回転ステージに保持された被処理基板の周縁部を表裏両面側から間隙をおいて挟むように形成されたコ字型のノズル本体と、このノズル本体に設けられ、被処理基板表面の周縁部における基板の露出面と、被処理基板の裏面の周縁部と、を含む領域に密着性向上用の流体を供給するためのノズル部と、前記ノズル本体に設けられ、密着性向上用の流体を吸引する吸引部と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の塗布、現像装置。
【請求項５】
密着性向上処理部の回転ステージは、保護膜形成用の塗布ユニットに設けられた回転ステージを共用することを特徴とする請求項４記載の塗布、現像装置。
【請求項６】
密着性向上処理部は、処理容器内に設けられ、被処理基板を載置したときに被処理基板の周縁部が飛び出るように被処理基板よりも小さく形成された基板載置台と、基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面を含む領域及び被処理基板の裏面の周縁部に密着性向上用のガスを供給するための密着性向上用のガス供給部と、処理容器内を排気する排気部と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載の塗布、現像装置。
【請求項７】
前記排気部は、被処理基板上に供給されたガスが被処理基板の外側に向かって流れるように設けられていることを特徴とする請求項６記載の塗布、現像装置。
【請求項８】
前記ガス供給部は、基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部に対向するように設けられ、このガス供給部よりも被処理基板の中央部側には、被処理基板の表面と対向するようにパージ用のガス供給部が設けられていることを特徴とする請求項６または７記載の塗布、現像装置。
【請求項９】
密着性向上用の流体は、ヘキサメチルジシラザンの流体であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一に記載の塗布、現像装置。
【請求項１０】
基板の表面に薄膜を形成した被処理基板の上にレジスト膜を形成し、次いでレジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後、レジスト膜を現像する塗布、現像方法において、
前記被処理基板の上にレジスト液を塗布する工程と、
前記被処理基板上のレジスト膜の周縁部を溶剤により除去する工程と、
液層を用いた露光時に前記レジスト膜を保護するために、撥水性材料を含む塗布液を基板の表面全体に塗布する工程と、
撥水性材料を含む塗布液を被処理基板の表面に塗布する前に、レジスト膜の周縁部の除去により露出した基板の露出面を含む領域に密着性向上用の流体を供給して、前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程と、を含むことを特徴とする塗布、現像方法。
【請求項１１】
密着性向上用の流体を供給する領域は、被処理基板の裏面の周縁部を含むことを特徴とする請求項１０記載の塗布、現像方法。
【請求項１２】
被処理基板の表面にレジスト液を塗布する前に、反射防止膜を形成するための塗布液を塗布する工程と、
レジスト液を基板に塗布する前に反射防止膜の周縁部を溶剤により除去する工程と、を含み、
溶剤により周縁部の除去処理がされた後のレジスト膜の周縁は、反射防止膜の周縁よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１０または１１記載の塗布、現像方法。
【請求項１３】
前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程は、回転ステージに水平に保持された被処理基板の周縁部をコ字型のノズル本体により表裏両面側から間隙をおいて挟む工程と、回転ステージにより被処理基板を鉛直軸回りに回転させる工程と、前記ノズル本体に設けられたノズル部から、被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面と、被処理基板裏面の周縁部と、を含む領域に密着性向上用の流体を供給する工程と、を含むことを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一に記載の塗布、現像方法。
【請求項１４】
前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程は、処理容器内に設けられ、被処理基板よりも小さく形成された基板載置台に被処理基板を載置する工程と、基板載置台の上方側に設けられたガス供給部から、基板載置台上の被処理基板の表面の周縁部における基板の露出面を含む領域及び被処理基板の裏面の周縁部に密着性向上用のガスを供給する工程と、処理容器内を排気する工程と、を含むことを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一に記載の塗布、現像方法。
【請求項１５】
処理容器内を排気する工程は、被処理基板上に供給されたガスが被処理基板の外側に向かって流れるように排気する工程であることを特徴とする請求項１４記載の塗布、現像方法。
【請求項１６】
前記保護膜の密着性を向上させる処理を行う工程は、基板載置台に載置された被処理基板の表面の周縁部に密着性向上用のガスを供給する工程と、被処理基板における密着性向上用のガス供給位置よりも中央部側にパージ用のガスを供給する工程と、を含むことを特徴とする請求項１０ないし１５のいずれか一に記載の塗布、現像方法。
【請求項１７】
密着性向上用の流体は、ヘキサメチルジシラザンの流体であることを特徴とする請求項１０ないし１６のいずれか一に記載の塗布、現像方法。
【請求項１８】
レジスト膜の表面に光を透過する液層を形成した状態で露光した後のレジスト膜を現像する塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムにおいて、
請求項１０ないし１７のいずれか一つを実施することを特徴とするコンピュータプログラム。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図１１】
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【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−２１４２７９（Ｐ２００７−２１４２７９Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１３６５（Ｐ２００６−３１３６５）
【出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【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１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【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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