(57)【要約】  【課題】基板の表面のレジスト膜を、基板の表面にダメージを与えることなく除去可能な状態にすることができる基板処理方法および基板処理装置を提供する。  【解決手段】ウエハの表面にレジスト液が供給されることにより、ウエハの表面にほぼ均一な膜厚のレジスト膜が形成されて、そのウエハの表面のレジスト膜が選択的に露光され、さらにウエハの表面のレジスト膜の現像が行われた後、レジスト膜の表面に微細な凹凸が形成される。その後、レジスト膜の表面に凹凸が形成されたウエハは、レジスト膜のパターンをマスクとした処理（たとえば、レジスト膜のパターンをマスクとするエッチング処理、レジスト膜のパターンをマスクとするイオン注入処理）を受ける。そして、その処理後のウエハの表面にレジスト剥離液が供給されることによって、ウエハの表面から不要になったレジスト膜が剥離されて除去される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面からレジスト膜を除去するための基板処理方法であって、
基板の表面に対してレジスト膜をマスクとした処理を施すマスク処理工程と、
このマスク処理工程の前に、レジスト膜の表面に凹凸を形成する凹凸形成工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
上記マスク処理工程後の基板の表面に、その表面からレジスト膜を剥離するためのレジスト剥離液を供給するレジスト剥離工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
基板の表面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工程をさらに含み、
上記凹凸形成工程は、上記レジスト塗布工程の後であって、上記マスク処理工程の前に行われることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理方法。
【請求項４】
上記レジスト塗布工程において基板の表面に形成されたレジスト膜を選択的に露光する露光工程をさらに含み、
上記凹凸形成工程は、上記露光工程の後であって、上記マスク処理工程の前に行われることを特徴とする請求項３記載の基板処理方法。
【請求項５】
上記露光工程において選択的に露光されたレジスト膜に対して現像液を供給する現像工程をさらに含み、
上記凹凸形成工程は、上記現像工程の後であって、上記マスク処理工程の前に行われることを特徴とする請求項４記載の基板処理方法。
【請求項６】
上記マスク処理工程は、レジスト膜をマスクとして、基板の表面に不純物を注入する工程であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項７】
上記マスク処理工程は、レジスト膜をマスクとして、基板の表面に形成されている薄膜を選択的にエッチングする工程であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項８】
上記凹凸形成工程は、レジスト膜の表面に凹凸を有する粗面を押し付けるスタンプ工程を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項９】
上記凹凸形成工程は、レジスト膜の表面に液滴の噴流を供給する液滴噴流供給工程を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項１０】
上記凹凸形成工程は、レジスト膜に超音波振動を付与する振動付与工程を含むことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項１１】
基板の表面にレジストを塗布してレジスト膜を形成するコータと、
基板の表面に形成されたレジスト膜に対して現像液を供給するデベロッパと、
レジスト膜の表面に凹凸を形成する凹凸形成部とを含むことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハなどの基板を処理するための基板処理方法および基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面に形成された酸化膜などを選択的にエッチングする工程や、ウエハの表面にリン、砒素、硼素などのイオン（不純物）を局所的に注入する工程が含まれる。これらの工程では、不所望な部分に対するエッチングまたはイオン注入を防止するため、ウエハの最表面に感光性樹脂などの有機物からなるレジスト膜がパターン形成されて、エッチングまたはイオン注入を所望しない部分がレジスト膜によってマスクされる。ウエハ上のレジスト膜は、エッチングまたはイオン注入の後は不要になるから、エッチングまたはイオン注入の後には、そのウエハ上の不要となったレジスト膜を除去するためのレジスト除去処理が行われる。
【０００３】
レジスト除去処理は、たとえば、アッシング装置でレジスト膜をアッシング（灰化）して除去した後、ウエハを洗浄装置に搬入して、ウエハの表面からアッシング後のレジスト残渣（ポリマ）を除去することによって達成できる。アッシング装置では、たとえば、処理対象のウエハを収容した処理室内が酸素ガス雰囲気にされて、その酸素ガス雰囲気中にマイクロ波が放射される。これにより、処理室内に酸素ガスのプラズマ（酸素プラズマ）が発生し、この酸素プラズマがウエハの表面に照射されることによって、ウエハの表面のレジスト膜が分解されて除去される。一方、洗浄装置では、たとえば、ウエハの表面にＡＰＭ（ammonia−hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水）などの薬液が供給されて、ウエハの表面に対して薬液による洗浄処理（レジスト残渣除去処理）が施されることにより、ウエハの表面に付着しているレジスト残渣が除去される。
【特許文献１】特開２００１−３０８０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、高ドーズのイオン注入が行われた場合、レジスト膜の表面が変質（硬化）しているため、高エネルギーのプラズマによるアッシングまたは長時間にわたるアッシングが必要になる。しかし、高エネルギーのプラズマがウエハに照射されたり、プラズマがウエハに長時間照射されると、ウエハの表面のレジスト膜で覆われていない部分（たとえば、露呈した酸化膜）がダメージを受けてしまう。
【０００５】
また、基板へのダメージを抑えるために、アッシングを控えめ（エネルギーおよび/または時間）に行い、そのアッシング後に、硫酸と過酸化水素水との混合液などの強酸化性の薬液を用いてレジスト膜を剥離することが考えられる。しかし、この手法では、アッシング装置および洗浄装置に加えて、薬液による処理を行うための装置が必要になる。また、レジスト膜を除去するのに要する時間が長くなってしまう。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、基板の表面のレジスト膜を、基板の表面にダメージを与えることなく除去可能な状態にすることができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の表面からレジスト膜を除去するための基板処理方法であって、基板の表面に対してレジスト膜をマスクとした処理を施すマスク処理工程と、このマスク処理工程の前に、レジスト膜の表面に凹凸を形成する凹凸形成工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００８】
この発明によれば、マスク処理工程の前に凹凸形成工程が行われて、レジスト膜の表面に凹凸が形成されているので、マスク処理工程の後に、たとえば、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）等の強い酸化力を有するレジスト剥離液を基板の表面に供給することによって、基板の表面の不要になったレジスト膜を剥離して除去することができる。すなわち、レジスト膜の表面に微細な凹凸が形成されていることにより、レジスト膜は、凹部および凸部の表面だけでなく、凹部および凸部の側面においてもレジスト剥離液と接触する。そのため、レジスト膜に対してレジスト剥離液の酸化力が十分に作用し、そのレジスト膜をレジスト剥離液の酸化力のみによってきれいに除去することができる。その結果、アッシング処理を不要とすることができ、アッシング処理による基板の表面のレジスト膜で覆われていない部分へのダメージの問題を回避することができる。
【０００９】
なお、マスク処理工程後の基板の表面に対するレジスト剥離液の供給は、請求項２に記載のように、上記マスク処理工程後の基板の表面に、その表面からレジスト膜を剥離するためのレジスト剥離液を供給するレジスト剥離工程をさらに含むことによって達成することができる。
また、凹凸形成工程は、マスク処理工程の前であれば、請求項３に記載のように、基板の表面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工程の後の任意のタイミングで行われるとよい。たとえば、請求項４に記載のように、上記レジスト塗布工程において基板の表面に形成されたレジスト膜を選択的に露光する露光工程をさらに含む場合には、上記凹凸形成工程は、上記露光工程の後であって、上記マスク処理工程の前に行われてもよいし、請求項５に記載のように、上記露光工程において選択的に露光されたレジスト膜に対して現像液を供給する現像工程をさらに含むような場合には、上記凹凸形成工程は、上記現像工程の後であって、上記マスク処理工程の前に行われてもよい。
【００１０】
さらに、上記マスク処理工程は、請求項６に記載のように、レジスト膜をマスクとして、基板の表面に不純物を注入する工程であってもよいし、請求項７に記載のように、レジスト膜をマスクとして、基板の表面に形成されている薄膜を選択的にエッチングする工程であってもよい。
請求項８記載の発明は、上記凹凸形成工程は、レジスト膜の表面に凹凸を有する粗面（１５５）を押し付けるスタンプ工程を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理方法である。
【００１１】
この発明によれば、レジスト膜の表面に凹凸を有する粗面を押し付けることにより、レジスト膜の表面に、その粗面が有する凹凸に対応した凹凸を形成することができる。
請求項９記載の発明は、上記凹凸形成工程は、レジスト膜の表面に液滴の噴流を供給する液滴噴流供給工程を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理方法である。
【００１２】
この発明によれば、レジスト膜の表面に液滴の噴流を供給することにより、その液滴の噴流が衝突するときの衝撃によって、レジスト膜の表面に凹凸を形成することができる。
請求項１０に記載の発明は、上記凹凸形成工程は、レジスト膜に超音波振動を付与する振動付与工程を含むことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の基板処理方法である。
【００１３】
この発明によれば、レジスト膜に超音波振動を付与することにより、この超音波振動がレジスト膜の表面に伝達されて、レジスト膜の表面に超音波振動による微細な凹凸を形成することができる。
請求項１１に記載の発明は、基板の表面にレジストを塗布してレジスト膜を形成するコータ（１２）と、基板の表面に形成されたレジスト膜に対して現像液を供給するデベロッパ（１３）と、レジスト膜の表面に凹凸を形成する凹凸形成部（１５）とを含むことを特徴とする基板処理装置（１）である。
【００１４】
この発明によれば、コータにおけるレジスト膜の形成後、あるいは、デベロッパにおけるレジスト膜の現像後に、その基板を凹凸形成部に搬入して、レジスト膜の表面に凹凸を形成することができる。これにより、この基板処理装置から基板が搬出されて、レジスト膜のパターンをマスクとする処理が行われた後に、その基板の表面にＳＰＭ等の強い酸化力を有するレジスト剥離液を供給すれば、そのレジスト剥離液の酸化力のみによって、基板の表面から不要になったレジスト膜をきれいに除去することができる。その結果、アッシング処理を不要とすることができ、アッシング処理による基板の表面のレジスト膜で覆われていない部分へのダメージの問題を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る処理フローを示す図である。基板の一例であるウエハに対する処理を取り上げると、まず、ウエハの表面にレジスト液が供給されることにより、ウエハの表面にほぼ均一な膜厚（たとえば、１００ｎｍ〜１０μｍ）のレジスト膜が形成される（レジスト塗布処理）。このレジスト膜が形成されたウエハは、プリベーク処理（加熱処理）によって、そのレジスト膜中の溶媒が除去される。
【００１６】
その後、ウエハの表面のレジスト膜が選択的に露光される（露光処理）。この露光後は、ポストエクスポージャーベーク処理（加熱処理）により、ウエハ表面において露光によって発生した酸の拡散を増幅させる。その後、ウエハの表面に現像液が供給されて、ウエハの表面のレジスト膜の現像が行われる（現像処理）。この現像処理によって、ウエハの表面に、レジスト膜のパターンが形成される。そして、現像処理後のウエハは、ポストベーク処理（加熱処理）によって、レジスト膜のパターンが焼き締められた後、その焼き締められたレジスト膜の表面に微細な凹凸が形成される（凹凸形成処理）。
【００１７】
こうして凹凸形成処理までの一連の処理を受けたウエハは、レジスト膜のパターンをマスクとした処理（たとえば、レジスト膜のパターンをマスクとして、ウエハの表面に形成された酸化膜などの薄膜を選択的にエッチングする処理、ウエハの表面にリン、砒素、硼素などのイオンを局所的に注入する処理）を受ける。その処理後は、ウエハの表面にレジスト剥離液が供給されることによって、ウエハの表面から不要になったレジスト膜が剥離されて除去される（レジスト剥離処理）。
【００１８】
図２は、レジスト塗布処理から凹凸形成処理までを実施する装置の構成を示す簡略化した平面図である。この装置は、基板処理モジュール１と、基板処理モジュール１の一端に連設されたインデクサモジュールＩＮＤと、基板処理モジュール１の他端に連設されたインタフェースモジュールＩＦＢとを備えている。インタフェースモジュールＩＦＢの基板処理モジュール１と反対側には、露光処理のための露光機ＥＸＰが結合されている。
【００１９】
インデクサモジュールＩＮＤは、基板処理モジュール１との隣接方向と直交する方向に延びる直線搬送路２１と、この直線搬送路２１に沿って往復直線移動可能なインデクサロボット２２と、直線搬送路２１に対して基板処理モジュール１と反対側において、複数のカセットＣ１〜Ｃ４を直線搬送路２１に沿って並列に配置することができるカセット載置部２３とを備えている。
【００２０】
インデクサロボット２２は、直線搬送路２１に沿って移動することによって、カセット載置部２３に配置された各カセットＣ１〜Ｃ４に対向することができ、その対向するカセットに対してウエハＷを出し入れすることができる。また、インデクサロボット２２は、主搬送ロボット１６にウエハＷを受け渡したり、主搬送ロボット１６からウエハＷを受け取ったりすることができる。
【００２１】
基板処理モジュール１は、インデクサモジュールＩＮＤの直線搬送路２１の中間部付近から直交する方向に延びる搬送室１１を備えている。この搬送室１１の長手方向と直交する方向の一方側には、レジスト塗布処理のためのスピンコータ１２と、現像処理のためのスピンデベロッパ１３とが、搬送室１１の長手方向に沿って並べて設けられている。また、搬送室１１の長手方向と直交する方向の他方側には、プリベーク処理、ポストエクスポージャーベーク処理、およびポストベーク処理のためのベーク部１４と、凹凸形成処理のための凹凸形成部１５とが、搬送室１１の長手方向に沿って並べて設けられている。
【００２２】
なお、スピンコータ１２では、ウエハＷの表面に形成されるレジスト膜の膜厚を均一にするために、ウエハＷをほぼ水平な面内で回転させつつ、そのウエハＷの表面にレジスト液が供給される。また、スピンデベロッパ１３では、ウエハＷの表面のレジスト膜に現像液がむらなく行き渡るように、ウエハＷをほぼ水平な面内で回転させつつ、そのウエハＷの表面に現像液が供給される。
【００２３】
搬送室１１の中央には、主搬送ロボット１６が配置されている。この主搬送ロボット１６は、インデクサロボット２２との間でウエハＷの受け渡しを行うことができる。また、主搬送ロボット１６は、スピンコータ１２、スピンデベロッパ１３、ベーク部１４および凹凸形成部１５の各処理部に対して、１枚のウエハＷを搬入および搬出することができる。
【００２４】
インタフェースモジュールＩＦＢは、インタフェースロボット３１を備えている。このインタフェースロボット３１は、主搬送ロボット１６からウエハＷを受け取ったり、主搬送ロボット１６にウエハＷを受け渡したりすることができる。また、主搬送ロボット１６から受け取ったウエハＷを露光機ＥＸＰに搬入したり、露光機ＥＸＰから露光処理後のウエハＷを搬出したりすることができる。
【００２５】
カセットＣ１〜Ｃ４内に収納されている未処理のウエハＷは、インデクサロボット２２によって取り出されて、インデクサロボット２２から主搬送ロボット１６に受け渡される。主搬送ロボット１６に受け渡されたウエハＷは、主搬送ロボット１６およびインタフェースロボット３１の働きによって、スピンコータ１２、ベーク部１４、露光機ＥＸＰ、スピンデベロッパ１３、ベーク部１４および凹凸形成部１５を順に搬送され、各処理部における処理を受ける。そして、処理済みのウエハＷは、主搬送ロボット１６からインデクサロボット２２に受け渡され、インデクサロボット２２によってカセットＣ１〜Ｃ４のうちのいずれかに収納される。
【００２６】
こうして凹凸形成処理までの一連の処理を受けたウエハＷは、カセットＣ１〜Ｃ４ごと、レジスト膜のパターンをマスクとした処理を実施する装置（図示せず）に搬送される。そして、その装置における処理の後は、後述するレジスト剥離装置４に搬送され、このレジスト剥離装置４においてレジスト剥離処理を受ける。
図３は、凹凸形成部１５の構成を図解的に示す側面図である。凹凸形成部１５は、ウエハＷをほぼ水平に保持するウエハ保持装置１５１と、このウエハ保持装置１５１の上方に設けられたスタンプ部材１５２とを備えている。
【００２７】
ウエハ保持装置１５１は、ほぼ鉛直に延びた支持軸１５３と、この支持軸１５３の上端に結合されて、ウエハＷをほぼ水平な姿勢でその裏面（下面）を吸着して保持する吸着ベース１５４とを有している。
スタンプ部材１５２は、ウエハＷとほぼ同じサイズの円形平板状に形成されており、ウエハ保持装置１５１の上方に、このウエハ保持装置１５１に保持されたウエハＷとほぼ平行をなした状態で配置されている。スタンプ部材１５２の下面、つまりウエハＷに対向する面１５５は、サンドペーパのように微細な凹凸（凹部の深さ（凸部の高さ）がレジスト膜の膜厚よりも十分に小さい凹凸）を有する粗面に形成されている。また、スタンプ部材１５２には、このスタンプ部材１５２を昇降させるための昇降駆動機構１５６が結合されていて、これにより、スタンプ部材１５２の粗面１５５をウエハＷの表面に接触させたり、ウエハＷの表面から離間させたりすることができる。
【００２８】
この凹凸形成部１５に搬入されたウエハＷは、その表面を上方に向けた状態でウエハ保持装置１５１に保持される。このとき、スタンプ部材１５２は、ウエハＷの搬入の妨げにならないように、ウエハ保持装置１５１の上方に大きく退避している。ウエハＷがウエハ保持装置１５１に保持されると、昇降駆動機構１５６の働きにより、スタンプ部材１５２が下降されて、スタンプ部材１５２の粗面１５５がウエハＷの表面に押し付けられる。ウエハＷの表面において、その最表面にレジスト膜が形成されているので、結果として、スタンプ部材１５２の粗面１５５は、レジスト膜の表面に押し付けられる。これにより、レジスト膜の表面に、スタンプ部材１５２の粗面１５５が有する微細な凹凸に対応した凹凸が形成される。
【００２９】
図４は、レジスト剥離装置の構成を図解的に示す側面図である。このレジスト剥離装置４は、ウエハＷを１枚ずつ処理する枚葉式の装置であり、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック４１と、このスピンチャック４１に保持されたウエハＷの表面（上面）にレジスト剥離液としてのＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）を供給するためのＳＰＭノズル４２とを備えている。
【００３０】
スピンチャック４１は、チャック回転駆動機構４１１によって回転される回転軸４１２の上端に固定されていて、ほぼ円板形状のスピンベース４１３と、このスピンベース４１３の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられ、基板Ｗをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材４１４とを備えている。複数個の挟持部材４１４によってウエハＷを挟持した状態で、チャック回転駆動機構４１１によって回転軸４１２を回転させることにより、そのウエハＷを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース４１３とともに回転軸４１２の中心軸線まわりに回転させることができる。
【００３１】
なお、スピンチャック４１としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面（非デバイス面）を真空吸着することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のバキュームチャックが採用されてもよい。
ＳＰＭノズル４２は、たとえば、ＳＰＭを連続流の状態で吐出するストレートノズルからなる。ＳＰＭノズル４２には、ＳＰＭ供給管４２１が接続されており、このＳＰＭ供給管４２１から、ウエハＷの表面のレジストを良好に剥離可能な約１００℃以上の高温のＳＰＭが供給されるようになっている。ＳＰＭ供給管４２１の途中部には、ＳＰＭノズル４２へのＳＰＭの供給を制御するためのＳＰＭバルブ４２２が介装されている。
【００３２】
また、ＳＰＭノズル４２は、ウエハＷの表面におけるＳＰＭの供給位置を変更できるスキャンノズルとしての基本形態を有している。具体的には、スピンチャック４１の側方には、回動軸４２３が鉛直方向にほぼ沿って配置されており、ＳＰＭノズル４２は、その回動軸４２３の上端部からほぼ水平に延びたアーム４２４の先端部に取り付けられている。回動軸４２３には、この回動軸４２３を中心軸線まわりに所定の角度範囲内で回動させるＳＰＭノズル駆動機構４２５が結合されている。ＳＰＭノズル駆動機構４２５から回動軸４２３に駆動力を入力して、回動軸４２３を所定の角度範囲内で回動させることにより、スピンチャック４１に保持されたウエハＷの上方でアーム４２４を揺動させることができ、これに伴って、スピンチャック４１に保持されたウエハＷの表面上で、ＳＰＭノズル４２からのＳＰＭの供給位置をスキャン（移動）させることができる。
【００３３】
レジスト剥離処理では、ウエハＷがその表面を上方に向けた状態でスピンチャック４１に保持されると、まず、チャック回転駆動機構４１１が制御されて、スピンチャック４１に保持されたウエハＷが所定の回転速度（たとえば、１００ｒｐｍ）で回転される。また、ＳＰＭノズル駆動機構４２５が制御されて、ＳＰＭノズル４２が、スピンチャック４１の側方に設定された待機位置から、スピンチャック４１に保持されたウエハＷの上方に移動される。そして、ＳＰＭバルブ４２２が開かれて、ＳＰＭノズル４２から回転中のウエハＷの表面に高温のＳＰＭが供給される。この一方で、ＳＰＭノズル駆動機構４２５が制御されて、アーム４２４が所定の角度範囲内で揺動される。これによって、ＳＰＭノズル４２からのＳＰＭが導かれるウエハＷの表面上の供給位置が、ウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁部に至る範囲内を円弧状の軌跡を描きつつ移動し、ウエハＷの表面の全域にＳＰＭがむらなく供給される。ＳＰＭ供給位置の往復スキャンが所定回数行われると、ウエハＷへのＳＰＭの供給が停止されて、ＳＰＭノズル４２がスピンチャック４１の側方の退避位置に戻される。
【００３４】
ウエハＷの表面のレジスト膜は、その表面に微細な凹凸が形成されていることにより、ＳＰＭノズル４２から供給されるＳＰＭと大きな接触面積で接触する。すなわち、レジスト膜は、凹部および凸部の表面だけでなく、凹部および凸部の側面においてもＳＰＭと接触する。そのため、レジスト膜に対してＳＰＭの酸化力が十分に作用し、そのレジスト膜をＳＰＭの酸化力のみによってきれいに除去することができる。その結果、アッシング処理を不要とすることができ、アッシング処理によるウエハＷの表面のレジスト膜で覆われていない部分へのダメージの問題を回避することができる。
【００３５】
なお、この実施形態では、ポストベーク処理の後に、凹凸形成処理が行われるとしたが、現像処理の後であってポストベーク処理の前に、凹凸形成処理が行われてもよい。また、図５に示すように、露光処理の後であって現像処理の前に、凹凸形成処理が行われてもよいし、図６に示すように、プリベーク処理の後であって露光処理の前に、凹凸形成処理が行われてもよい。さらには、レジスト剥離液が粘性の高いものであれば、レジスト塗布処理の後であってプリベーク処理の前に、凹凸形成処理が行われてもよい。すなわち、凹凸形成処理は、レジスト塗布処理の後であってレジスト膜のパターンをマスクとする処理の前であれば、どのようなタイミングで行われてもよい。
【００３６】
図７は、凹凸形成部１５の他の構成を図解的に示す側面図である。この凹凸形成部１５は、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック５１と、スピンチャック５１に保持されたウエハＷの表面に純水の液滴の噴流を供給するための二流体ノズル５２とを備えている。
スピンチャック５１は、たとえば、真空吸着式チャックであって、ほぼ鉛直な方向に延びたスピン軸５１１と、このスピン軸５１１の上端に取り付けられて、ウエハＷをほぼ水平な姿勢でその裏面（下面）を吸着して保持する吸着ベース５１２とを有している。スピン軸５１１には、モータなどを含むチャック回転駆動機構５１３が結合されていて、ウエハＷを吸着ベース５１２に吸着保持した状態で、チャック回転駆動機構５１３からスピン軸５１１に駆動力を入力することにより、ウエハＷをほぼ水平な姿勢でスピン軸５１１の中心軸線まわりに回転させることができる。
【００３７】
なお、スピンチャック５１としては、このような真空吸着式チャックに限らず、たとえば、ウエハＷの端面を複数個の挟持部材で挟持することにより、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で保持し、さらにその状態でほぼ鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる構成のものが採用されてもよい。
二流体ノズル５２には、純水供給源からの純水が供給される純水供給管５３と、窒素ガス供給源からの高圧の窒素ガスが供給される窒素ガス供給管５４とが接続されている。純水供給管５３の途中部には、二流体ノズル５２への純水の供給を制御するための純水バルブ５５が介装されている。また、窒素ガス供給管５４の途中部には、二流体ノズル５２への窒素ガスの供給を制御するための窒素ガスバルブ５６が介装されている。
【００３８】
二流体ノズル５２は、図８に示すように、内部混合型の二流体ノズルであり、気体導入部５２１、液体導入部５２２および液滴形成吐出部５２３を有している。気体導入部５２１、液体導入部５２２および液滴形成吐出部５２３はいずれも管形状を有していて、これらが直列に連結されて二流体ノズル５２が構成されている。
液滴形成吐出部５２３は、液体導入部５２２の下方端に連結されており、下方に向かうに従って内径が小さくなるテーパ部５２４と、このテーパ部５２４の下端に連なり、内径が一様な直管形状のストレート部５２５とを有している。
【００３９】
気体導入部５２１は、液体導入部５２２の上側部に係合する大径部と、この大径部の下方に連なって液滴形成吐出部５２３のテーパ部５２４の内部空間にまで達する小径部とを有し、その内部には先細り形状の気体導入路５２６が形成されており、その入り口が気体導入ポート５２７を形成している。この気体導入ポート５２７には、窒素ガス供給管５４（図７参照）が接続される。
【００４０】
液体導入部５２２には、純水供給管５３（図７参照）が接続される液体導入ポート５２８が側方に開口して形成されており、この液体導入ポート５２８は、気体導入部５２１の小径部と液体導入部５２２の内壁との間のリング状の空間ＳＰ１に連通している。この空間ＳＰ１は、気体導入部５２１の小径部と液滴形成吐出部５２３の内壁との間のリング状の空間ＳＰ２を介して、液滴形成吐出部５２３のテーパ部５２４の内部空間ＳＰ３（混合室）と連通している。
【００４１】
この内部混合型の二流体ノズル５２では、気体導入ポート５２７から供給される窒素ガスと、液体導入ポート５２８から空間ＳＰ１，ＳＰ２を介して供給される純水とが、空間ＳＰ３において混合され、その結果、液滴が形成されることになる。この液滴は、テーパ部５２４で加速され、ストレート部５２５を介して、スピンチャック５１に保持されたウエハＷに向けて勢いよく噴射される。この液滴の噴流は、ストレート部５２５の働きにより、極めて良好な直進性を有する。
【００４２】
図７を再び参照して、スピンチャック５１の側方には、回動軸５７が鉛直方向にほぼ沿って配置されており、二流体ノズル５２は、その回動軸５７の上端部からほぼ水平に延びたアーム５８の先端部に取り付けられている。回動軸５７には、この回動軸５７を中心軸線まわりに所定の角度範囲内で回動させる二流体ノズル駆動機構５９が結合されている。二流体ノズル駆動機構５９から回動軸５７に駆動力を入力して、回動軸５７を所定の角度範囲内で回動させることにより、スピンチャック５１に保持されたウエハＷの上方でアーム５８を揺動させることができ、これに伴って、スピンチャック５１に保持されたウエハＷの表面上で、二流体ノズル５２からの純水の液滴の噴流の供給位置をスキャン（移動）させることができる。
【００４３】
凹凸形成処理では、ウエハＷがその表面を上方に向けた状態でスピンチャック５１に保持されると、まず、チャック回転駆動機構５１３が制御されて、スピンチャック５１に保持されたウエハＷが所定の回転速度（たとえば、１００ｒｐｍ）で回転される。また、二流体ノズル駆動機構５９が制御されて、二流体ノズル５２が、スピンチャック５１の側方に設定された待機位置から、スピンチャック５１に保持されたウエハＷの上方に移動される。その後、純水バルブ５５および窒素ガスバルブ５６が開かれて、二流体ノズル５２から純水の液滴の噴流が吐出される。この一方で、二流体ノズル駆動機構５９が制御されて、アーム５８が所定の角度範囲内で揺動される。これによって、二流体ノズル５２からの液滴の噴流が導かれるウエハＷの表面上の供給位置が、ウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁部に至る範囲内を円弧状の軌跡を描きつつ移動し、ウエハＷの表面の全域に純水の液滴の噴流がむらなく供給される。純水の液滴の噴流が衝突するときの衝撃によって、レジスト膜の表面に微細な凹凸が形成される。
【００４４】
このように、図７に示す凹凸形成部１５によっても、レジスト膜の表面に凹凸を形成することができる。
図９は、凹凸形成部１５のさらに他の構成を図解的に示す側面図である。この凹凸形成部１５は、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で載置可能なウエハ載置台６１と、このウエハ載置台６１に埋設された超音波振動子６２とを備えている。
【００４５】
凹凸形成処理では、ウエハＷがその表面を上方に向けた状態でウエハ載置台６１上に載置されると、図示しない超音波発振器から超音波振動子６２に発振信号が入力されて、超音波振動子６２が、たとえば、周波数１．３〜１．７ＭＨｚで振動する。これにより、ウエハ載置台６１上に載置されたウエハＷに超音波振動が付与されて、この超音波振動がウエハＷの表面に形成されているレジスト膜に伝達され、レジスト膜の表面に超音波振動による微細な凹凸が形成される。
【００４６】
このように、図９に示す凹凸形成部１５によっても、レジスト膜の表面に凹凸を形成することができる。
以上、この発明のいくつかの実施形態を説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、凹凸形成部１５がスピンコータ１２、スピンデベロッパ１３およびベーク部１４と別に設けられているが、図３、図７および図９に示す凹凸形成部１５の機能（構成）がスピンコータ１２、スピンデベロッパ１３またはベーク部１４に組み込まれて、スピンコータ１２、スピンデベロッパ１３またはベーク部１４において凹凸形成処理が行われるようにしてもよい。たとえば、ベーク部１４に備えられているホットプレート（ウエハＷを載置した状態で加熱するプレート）に超音波振動子が埋設されて、プリベーク処理またはポストベーク処理の前、あるいはプリベーク処理またはポストベーク処理の後に、そのホットプレートに載置されたウエハＷに超音波振動子からの超音波振動が付与されることによって、レジスト膜の表面に凹凸が形成されてもよい。また、プリベーク処理またはポストベーク処理と同時に、ホットプレートに載置されたウエハＷに超音波振動子からの超音波振動が付与されることによって、レジスト膜の表面に凹凸が形成されてもよい。
【００４７】
さらにまた、処理対象となる基板は、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディプレイパネル用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板および磁気／光ディスク用基板などの他の種類の基板であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の一実施形態に係る処理フローを示す図である。
【図２】レジスト塗布処理から凹凸形成処理までを実施する装置の構成を示す簡略化した平面図である。
【図３】図２に示す凹凸形成部の構成を図解的に示す側面図である。
【図４】レジスト剥離装置の構成を図解的に示す側面図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る処理フローを示す図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態に係る処理フローを示す図である。
【図７】凹凸形成部の他の構成を図解的に示す側面図である。
【図８】図７に示す二流体ノズルの構成を示す断面図である。
【図９】凹凸形成部のさらに他の構成を図解的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      基板処理モジュール
１２    スピンコータ
１３    スピンデベロッパ
１５    凹凸形成部
１５５  粗面
Ｗ      ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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