(57)【要約】【課題】水系洗浄液により半導体ウエハのような基板を十分に洗浄することができる基板洗浄方法および基板洗浄装置を提供すること。【解決手段】被処理基板を支持する支持部材７２と、被処理基板Ｗに水系洗浄液を供給するノズル９４と、ノズル９４に接続された非磁性材料からなる配管９５と、配管９５に接続された水系洗浄液供給源９６と、配管９５の近傍に設けられ、配管９５内を通流する水系洗浄液に磁界を作用させる磁界発生機構１１０とを具備する。【選択図】      図７
2004319935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管を介してノズルから被処理基板に水系洗浄液を供給して被処理基板を洗浄する基板洗浄方法であって、前記配管または前記ノズルを通流している水系洗浄液に磁界を作用させ、その水系洗浄液を被処理基板に供給することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
被処理基板に形成されたレジスト膜を所定パターンに露光し、露光パターンを現像した後に、該被処理基板に配管を介してノズルから水系洗浄液を供給して現像後の被処理基板を洗浄する基板洗浄方法であって、前記配管または前記ノズルを通流している水系洗浄液に磁界を作用させ、その水系洗浄液を現像後の被処理基板に供給することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項３】
前記配管を通流している水系洗浄液に０．０８Ｔ以上の磁界を作用させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板洗浄方法。
【請求項４】
配管を流れる水系洗浄液の流量により、前記配管内または前記ノズル内の水系洗浄液に作用する磁界強度を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
【請求項５】
被処理基板を支持する支持部材と、
被処理基板に水系洗浄液を供給するノズルと、
ノズルに接続された非磁性材料からなる配管と、
配管に接続された水系洗浄液供給源と、
前記配管または前記ノズルの近傍に設けられ、前記配管内を通流する水系洗浄液に磁界を作用させる磁界発生手段と
を具備することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項６】
前記磁界発生手段は、前記配管または前記ノズルを通流している水系洗浄液に０．０８Ｔ以上の磁界を作用させることを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
前記磁界発生手段は、前記配管に沿って設けられた磁石素子を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
前記磁石素子が複数、前記配管に沿って配列されていることを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄装置。
【請求項９】
前記磁石素子が前記配管を挟んで対向するように設けられていることを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄装置。
【請求項１０】
前記磁界発生手段は、前記ノズルに沿って設けられた磁石素子を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の基板洗浄装置。
【請求項１１】
前記磁界発生手段は、電磁石からなる磁石素子と、前記磁石素子に給電する電源と、前記磁石素子の磁界強度を制御するための制御機構を具備することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の基板洗浄装置。
【請求項１２】
前記電磁石からなる磁石素子は、前記配管または前記ノズルを跨ぐように設けられ、磁極となる一対の端部およびこれら端部を繋ぐ連結部を有するコアと、前記コアの連結部に巻回されたコイルとを有することを特徴とする請求項１１に記載の基板洗浄装置。
【請求項１３】
前記制御機構は、配管を流れる水系洗浄液の流量に応じて、前記電磁石からなる磁石素子の磁界強度を制御することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の基板洗浄装置。
【請求項１４】
前記磁界発生手段は、前記電磁石からなる磁石素子を複数有し、前記制御機構は、配管を流れる水系洗浄液の流量に応じて、前記複数の磁石素子の一部をオン・オフ制御することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の基板洗浄装置。
【請求項１５】
前記配管の水系洗浄液に磁界が作用される部位は、コイル状を有していることを特徴とする請求項５から請求項１４のいずれか１項に記載の洗浄処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＦＰＤ（フラットパネルディスプレー）基板やフォトマスク基板等の基板に水系洗浄液を供給して洗浄する基板洗浄方法および基板洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の表面にレジスト液を供給してレジスト膜を形成し、レジスト塗布後のウエハに対して所定のパターンに対応して露光処理を行った後に当該ウエハのレジスト膜に形成された露光パターンを現像するという、いわゆるフォトリソグラフィー技術により所定のパターンを形成するためのマスクとしてレジストパターンが形成される。
【０００３】
このようなフォトリソグラフィー技術の各工程の中で現像処理においては、ウエハに現像液を供給し、その全面に例えば１ｍｍの厚みになるように現像液パドルを形成し、所定時間自然対流により現像処理を進行させた後、現像液の洗浄を行う。この洗浄は、現像液を振り切った後、洗浄液として純水を供給してウエハ上に残存する現像液を洗い流し、その後、ウエハを高速で回転してウエハ上に残存する現像液および洗浄液を振り切りウエハを乾燥させることにより行われる。
【０００４】
この現像後、レジストの種類によってはレジストの残渣が発生する場合がある。そして、上述のような純水を供給する洗浄処理によってもこのようなレジスト残渣を完全に除去することが困難であり、洗浄処理によって除去されないレジスト残渣は、現像後の欠陥の原因となってしまう。
【０００５】
このようなことを防止するために、現像液に界面活性剤を添加してレジスト残渣自体を発生させないことが提案されている（例えば特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６１−１７７７２７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の技術によっても、レジストの残渣がある程度残存してしまい、現像後の洗浄処理の洗浄性を向上させることで対応することが望まれている。このようにウエハ等の基板の洗浄性を向上させることは、現像後の洗浄処理に限らず求められている。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、水系洗浄液により半導体ウエハのような基板を十分に洗浄することができる基板洗浄方法および基板洗浄装置を提供することを目的とする。また、現像後の基板を水系洗浄液により洗浄するにあたり、付着物の除去効率が高く現像後の欠陥を少なくすることができる基板洗浄方法および基板洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、配管を介してノズルから被処理基板に水系洗浄液を供給して被処理基板を洗浄する基板洗浄方法であって、前記配管または前記ノズルを通流している水系洗浄液に磁界を作用させ、その水系洗浄液を被処理基板に供給することを特徴とする基板洗浄方法を提供する。
【００１０】
本発明の第２の観点では、被処理基板に形成されたレジスト膜を所定パターンに露光し、露光パターンを現像した後に、該被処理基板に配管を介してノズルから水系洗浄液を供給して現像後の被処理基板を洗浄する基板洗浄方法であって、前記配管または前記ノズルを通流している水系洗浄液に磁界を作用させ、その水系洗浄液を現像後の被処理基板に供給することを特徴とする基板洗浄方法を提供する。
【００１１】
本発明の第３の観点では、被処理基板を支持する支持部材と、被処理基板に水系洗浄液を供給するノズルと、ノズルに接続された非磁性材料からなる配管と、配管に接続された水系洗浄液供給源と、前記配管または前記ノズルの近傍に設けられ、前記配管内を通流する水系洗浄液に磁界を作用させる磁界発生手段とを具備することを特徴とする基板洗浄装置を提供する。
【００１２】
本発明によれば、配管を介してノズルから被処理基板に水系洗浄液を供給して被処理基板を洗浄するにあたり、配管またはノズルを通流している水系洗浄液に磁界を作用させ、その磁界により水分子クラスターを細分化するので、水系洗浄液が活性化されて表面張力が小さくなり、被処理基板の微細な凹凸にも水系洗浄液が侵入することができ、洗浄効果および洗浄効率を飛躍的に高めることができる。特に、現像後の被処理基板には微細凹凸にレジスト残渣が残存しやすいが、このように細分化された水分子クラスターが容易に微細凹凸に入り込んで洗浄するので、レジスト残渣を極めて効果的かつ効率的に除去することができ、現像後の欠陥を低減することができる。また、このように洗浄効果および洗浄効率が高いことから洗浄時間の短縮を図ることができ、洗浄液の使用量も少なくすることができる。なお、本発明において、水系洗浄液とは、主成分が純水からなり、必要に応じて他の添加剤が添加されたものをいう。
【００１３】
本発明において、前記配管を通流している水系洗浄液に０．０８Ｔ以上の磁界を作用させることにより、水分子クラスターを有効に細分化することができる。
【００１４】
前記磁界発生手段は、前記配管に沿って設けられた磁石素子を有する構成とすることができる。この場合に、磁石素子が複数、前記配管に沿って配列されていてもよいし、前記磁石素子が前記配管を挟んで対向するように設けてもよい。また、前記磁界発生手段は、前記ノズルに沿って設けられた磁石素子を有する構成とすることができる。
【００１５】
前記磁界発生手段は、電磁石からなる磁石素子と、前記磁石素子に給電する電源と、前記磁石素子の磁界強度を制御するための制御機構を具備する構成とすることができる。これにより、配管またはノズルを流れる水系洗浄液に作用する磁界強度を所望の値に制御することができる。前記電磁石からなる磁石素子は、前記配管または前記ノズルを跨ぐように設けられ、磁極となる一対の端部およびこれら端部を繋ぐ連結部を有するコアと、前記コアの連結部に巻回されたコイルとを有する構成とすることができる。
【００１６】
前記制御機構は、配管を流れる水系洗浄液の流量に応じて、前記電磁石からなる磁石素子の磁界強度を制御する構成とすることができる。また。前記磁界発生手段が前記電磁石からなる磁石素子を複数有する場合に、前記制御機構は、配管を流れる水系洗浄液の流量に応じて、前記複数の磁石素子の一部をオン・オフ制御する構成とすることができる。このように制御することにより、水系洗浄液の流量が多い場合には磁界強度を大きくし、流量少ない場合には磁界強度を低くして、流量に応じて適切な磁界を作用させることができる。
【００１７】
前記配管の水系洗浄液に磁界が作用される部位は、コイル状を有する構成とすることができる。これにより、配管を通流する水系洗浄液へ効率良く磁界を作用させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を実施するための現像処理ユニットを含むレジスト塗布／現像処理システムを示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００１９】
このレジスト塗布／現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１１と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１２と、処理ステーション１２に隣接して設けられる露光装置１４と処理ステーション１２との間でウェハＷを受け渡すためのインターフェイスステーション１３とを有している。
【００２０】
カセットステーション１１においては、複数枚（例えば、２５枚）のウェハＷが収容されたウェハカセット（ＣＲ）の搬入出が行われ、図１に示すように、カセット載置台２０上にＸ方向に沿って１列に複数（図１では５個）の位置決め突起２０ａが形成されている。ウェハカセット（ＣＲ）はウェハ搬入出口を処理ステーション１２側に向けてこの位置決め突起２０ａの位置に載置できるようになっている。
【００２１】
カセットステーション１１は、ウェハ搬送用ピック２１ａを有するウェハ搬送機構を備えている。このウェハ搬送用ピック２１ａは、いずれかのウェハカセット（ＣＲ）に対して選択的にアクセスでき、かつ、後述する処理ステーション１２の第３処理ユニット群Ｇ３に設けられたトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）にアクセスできるようになっている。
【００２２】
処理ステーション１２では、システム背面側（図１上方）に、カセットステーション１１側から順に、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４および第５処理ユニット群Ｇ５が配置されている。また第３処理ユニット群Ｇ３と第４処理ユニット群Ｇ４との間に第１主搬送部Ａ１が設けられ、第４処理ユニット群Ｇ４と第５処理ユニット群Ｇ５との間に第２主搬送部Ａ２設けられている。さらにシステム前面側（図１下方）に、カセットステーション１１側から順に、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２が設けられている。
【００２３】
図３に示すように、第３処理ユニット群Ｇ３では、ウェハＷを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えばウェハＷに加熱処理を施す高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）、高精度でウェハＷの温調を行う高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ３）、温調ユニット（ＴＣＰ）、カセットステーション１１と第１主搬送部Ａ１との間でのウェハＷの受け渡し部となるトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）が、例えば１０段に重ねられている。
【００２４】
第４処理ユニット群Ｇ４では、例えば、レジスト塗布後のウェハＷに加熱処理を施すプリベークユニット（ＰＡＢ）、現像処理後のウェハＷに加熱処理を施すポストベークユニット（ＰＯＳＴ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ４）が、例えば１０段に重ねられている。第５処理ユニット群Ｇ５では、例えば、露光後現像前のウェハＷに加熱処理を施すポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ５）が、例えば１０段に重ねられている。
【００２５】
図１および図３に示すように、第１主搬送部Ａ１の背面側には、アドヒージョンユニット（ＡＤ）と、ウェハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）とを有する第６処理ユニット群Ｇ６が設けられている。
【００２６】
第２主搬送部Ａ２の背面側には、ウェハ周辺部の余分なレジストを除去するためにウェハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置（ＷＥＥ）と、レジスト膜厚を測定する膜厚測定装置（ＦＴＩ）とを有する第７処理ユニット群Ｇ７が設けられている。
【００２７】
図１および図２に示すように、第１処理ユニット群Ｇ１では、カップ（ＣＰ）内でウェハＷをスピンチャックＳＰに載せて所定の処理を行う液供給ユニットとしての５台のスピンナ型処理ユニット、例えば、３つのレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）と、露光時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）が計５段に重ねられている。また第２処理ユニット群Ｇ２では、スピンナ型処理ユニット、例えば、現像ユニット（ＤＥＶ）が５段に重ねられている。
【００２８】
第１主搬送部Ａ１には第１主ウェハ搬送装置１６が設けられ、この第１主ウェハ搬送装置１６は、第１処理ユニット群Ｇ１、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４と第６処理ユニット群Ｇ６の各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。また、第２主搬送部Ａ２には第２主ウェハ搬送装置１７が設けられ、この第２主ウェハ搬送装置１７は、第２処理ユニット群Ｇ２、第４処理ユニット群Ｇ４、第５処理ユニット群Ｇ５、第７処理ユニット群Ｇ７の各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。
【００２９】
図４は第１主ウェハ搬送装置１６の概略構造を示す斜視図である。第１主ウェハ搬送装置１６は、ウェハＷを保持する３本のアーム７ａ，７ｂ，７ｃと、アーム７ａ〜７ｃのそれぞれの基端に取り付けられたアーム支持板５１と、各アーム支持板５１と係合している基台５２と、基台５２等を支持する支持部５３と、支持部５３に内蔵された図示しないモータと、基台５２とモータとを連結する回転ロッド５４と、第１および第２処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２側に設けられ、鉛直方向にスリーブ５５ａが形成された支柱５５と、スリーブ５５ａに摺動可能に係合し、かつ支持部５３と連結されたフランジ部材５６と、フランジ部材５６を昇降させる図示しない昇降機構とを有している。
【００３０】
基台５２上には基台５２の長手方向と平行にアーム支持板５１毎にレール（図示せず）が敷設されており、各アーム支持板５１はこのレールに沿ってスライド自在となっている。また、支持部５３に内蔵されたモータを回転させると回転ロッド５４が回転し、これにより基台５２はＸ−Ｙ面内で回転することができるようになっている。さらに、支持部５３はＺ方向に移動可能なフランジ部材５６に取り付けられているために、基台５２もまたＺ方向に移動可能である。
【００３１】
基台５２の先端部両側には垂直部材５９ａが取り付けられ、これら垂直部材５９ａには、アーム７ａとアーム７ｂとの間の放射熱を遮る遮蔽板８と架橋部材５９ｂが取り付けられている。この架橋部材５９ｂの中央および基台５２の先端には一対の光学的センサ（図示せず）が設けられており、これにより各アーム７ａ〜７ｃにおけるウェハＷの有無とウェハＷのはみ出し等が検出されるようになっている。なお、第２主ウェハ搬送装置１７は第１主ウェハ搬送装置１６と同様の構造を有している。
【００３２】
図４中に示す壁部５７は、第１処理ユニット群Ｇ１側にある第２主搬送部Ａ２のハウジングの一部であり、第１処理ユニット群Ｇ１に設けられた各ユニットとの間でウェハＷの受け渡しを行うための窓部５７ａが設けられている。また、第２主搬送部Ａ２の底部には、４台のファン５８が設けられている。
【００３３】
第１処理ユニット群Ｇ１とカセットステーション１１との間および第２処理ユニット群Ｇ２とインターフェイスステーション１３との間にはそれぞれ、第１および第２処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２に処理液を供給する液温調ポンプ２４，２５が設けられており、さらにレジスト塗布／現像処理システム１外の空調器からの清浄な空気を各処理ユニット群Ｇ１〜Ｇ５の内部に供給するためのダクト２８，２９が設けられている。
【００３４】
処理ステーション１２の背面側のパネルおよび第１処理ユニット群Ｇ１〜第７処理ユニット群Ｇ７は、メンテナンスのために取り外しが可能となっている。また、第１および第２処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２のそれぞれの最下段には、これらに薬液を供給するケミカルユニット（ＣＨＭ）２６，２７が設けられている。さらに、カセットステーション１１の下方部にはこのレジスト塗布／現像処理システム１全体を制御する集中制御部１９が設けられている。
【００３５】
インターフェイスステーション１３は、処理ステーション１２側の第１インターフェイスステーション１３ａと、露光装置１４側の第２インターフェイスステーション１３ｂとから構成されており、第１インターフェイスステーション１３ａには第５処理ユニット群Ｇ５の開口部と対面するように第１ウェハ搬送体６２が配置され、第２インターフェイスステーション１３ｂにはＸ方向に移動可能な第２ウェハ搬送体６３が配置されている。
【００３６】
第１ウェハ搬送体６２の背面側には、上から順に、周辺露光装置（ＷＥＥ）、露光装置１４に搬送されるウェハＷを一時収容するイン用バッファカセット（ＩＮＢＲ）、露光装置１４から搬出されたウェハＷを一時収容するアウト用バッファカセット（ＯＵＴＢＲ）が積み重ねられた第８処理ユニット群Ｇ８が配置されている。また、第１ウェハ搬送体６２の正面側には、上から順に、トランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）と、２段の高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ９）が積み重ねられた第９処理ユニット群Ｇ９が配置されている。
【００３７】
第１ウェハ搬送体６２は、ウェハ受け渡し用のフォーク６２ａを有している。このフォーク６２ａは、第５処理ユニット群Ｇ５、第８処理ユニット群Ｇ８、第９処理ユニット群Ｇ９の各ユニットに対してアクセス可能であり、これにより各ユニット間でのウェハＷの搬送を行う。
【００３８】
第２ウェハ搬送体６３は、ウェハ受け渡し用のフォーク６３ａを有している。このフォーク６３ａは、第９処理ユニット群Ｇ９の各ユニットと、露光装置１４のインステージ１４ａおよびアウトステージ１４ｂに対してアクセス可能であり、これら各部の間でウェハＷの搬送を行う。
【００３９】
このように構成されるレジスト塗布／現像処理システム１においては、ウェハカセット（ＣＲ）から１枚のウェハＷをウェハ搬送機構２１により取り出し、処理ステーション１２のトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）に搬送し、その後、第１および第２の主ウェハ搬送装置１６，１７により、レシピの順序に従って、各ユニットへウェハＷを順次搬送し、ウェハＷに一連の処理を施す。
【００４０】
例えば、ウェハＷを温調後、アドヒージョンユニット（ＡＤ）でのアドヒージョン処理、および／またはボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）での反射防止膜の形成、加熱ユニット（ＨＰ）における加熱処理、高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）におけるベーク処理、ウェハＷの温調、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）でのレジスト液の塗布処理、プリベークユニット（ＰＡＢ）でのプリベーク処理、周辺露光装置（ＷＥＥ）での周辺露光処理を順次行い、ウェハＷの温調後、第２ウェハ搬送体６３により露光装置１４内に搬送する。露光装置１４での露光後、ウェハＷを第２ウェハ搬送体６３によってトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）に搬入した後、ポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）でのポストエクスポージャーベーク処理、現像ユニット（ＤＥＶ）での現像処理、ポストベークユニット（ＰＯＳＴ）でのポストベーク処理を順次行い、ウェハＷの温調処理を行った後、トランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）を介してカセットステーション１１のウェハカセット（ＣＲ）へ搬送する。このような一連の動作をカセットのウェハの枚数だけ繰り返す。
【００４１】
次に、本発明の基板洗浄方法の一実施形態を実施するための現像処理ユニット（ＤＥＶ）について参照しながら説明する。図５よび図６は、現像処理ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す断面図および平面図である。
【００４２】
この現像ユニット（ＤＥＶ）は筐体７０を有し、その中央部には環状のカップＣＰが配置され、カップＣＰの内側にはスピンチャック７２が配置されている。スピンチャック７２は真空吸着によってウエハＷを固定保持した状態で駆動モータ７４によって回転駆動される。駆動モータ７４は、筐体７０の底板７０ａの開口に昇降移動可能に配置され、たとえばアルミニウムからなるキャップ状のフランジ部材７６を介してたとえばエアシリンダからなる昇降駆動機構７８および昇降ガイド８０と結合されている。駆動モータ７４の側面にはたとえばステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる筒状の冷却ジャケット８２が取り付けられ、フランジ部材７６は、この冷却ジャケット８２の上半部を覆うように取り付けられている。
【００４３】
現像液塗布時、フランジ部材７６の下端は、底板７０ａの開口の外周付近で底板７０ａに密着し、これによりユニット内部が密閉される。スピンチャック７２と第２主ウエハ搬送機構１７との間でウエハＷの受け渡しが行われる時は、昇降駆動機構７８が駆動モータ７４およびスピンチャック７２を上方へ持ち上げることでフランジ部材７６の下端が筐体７０の底板７０ａから上昇するようになっている。
【００４４】
カップＣＰの底部には、その中央寄りの部分に排気管８４が接続され、またその外側寄りの部分に排液管８６が接続されている。そして、排気管８４からカップＣＰ内の気体が排気されるとともに、排液管８６からは、現像液を振り切るときに飛散した現像液や現像液を洗い流すための洗浄液が排出される。なお、現像処理ユニット（ＤＥＶ）の筐体７０の側壁には、アーム７ａ〜７ｃのいずれかが侵入するための開口８８が形成されている。
【００４５】
カップＣＰの上方には、ウエハＷの表面に現像液を供給するための現像液供給ノズル９１と、現像後のウエハＷに水系洗浄液例えば純水を供給するための水系洗浄液供給ノズル９４とが、ウエハＷ上の供給位置とウエハＷの外方の待機位置との間で移動可能に設けられている。そして、現像液供給ノズル９１は現像液供給用の配管９２を介して現像液供給源９３に接続されており、水系洗浄液供給ノズル９４は水系洗浄液供給用の配管９５を介して水系洗浄液供給源９６に接続されている。なお、現像液供給源９３および水系洗浄液供給源９６は、現像ユニット（ＤＥＶ）の外部、例えばケミカルユニット（ＣＨＭ）２７に収容されている。
【００４６】
現像液供給ノズル９１は第１のノズルスキャンアーム９７の先端部に着脱可能に取り付けられており、水系洗浄液供給ノズル９４は第２のノズルスキャンアーム９８の先端部に着脱可能に取り付けられている。そして、これら第１、第２のノズルスキャンアーム９７，９８は、それぞれ、筐体７０の底板７０ａの上にＹ方向に沿って敷設されたガイドレール９９上から垂直方向に延び、ガイドレール９９上を水平移動可能な第１の垂直支持部材１００および第２の垂直支持部材１０１の上端部に取り付けられており、現像液供給ノズル９１および水系洗浄液供給ノズル９４は、これら第１、第２の垂直支持部材１００，１０１とともに図示しないＹ軸駆動機構によってＹ方向に沿って移動するようになっている。また、第１、第２の垂直支持部材１００，１０１は図示しないＺ軸駆動機構によってＺ方向に移動可能となっており、現像液供給ノズル９１および水系洗浄液供給ノズル９４は、対応する垂直支持部材の移動によってウエハＷに近接した吐出位置とその上方の非吐出位置との間で移動されるようになっている。なお、現像液供給ノズル９１は、ノズル待機部１０２に待機されるようになっており、このノズル待機部１０２には現像液供給ノズル９１を洗浄するノズル洗浄機構１０３が設けられている。
【００４７】
上記現像液供給ノズル９１は、長尺状をなしその長手方向を水平にして配置され、例えば、下面に複数の吐出口を有しており、吐出された現像液が全体として帯状になるようになっている。そして、現像液の塗布の際には、ウエハＷの上方に位置する現像液供給ノズル９１から現像液を帯状に吐出させながら、ウエハＷを１／２回転以上、例えば１回転させることにより、または、ウエハＷを回転させずに現像液供給ノズル９１をガイドレール９４に沿ってスキャンさせて全面に塗布する。なお、吐出口がスリット状をなすスリットノズルを用いてもよく、長尺状ではないストレートノズルを用いてもよい。
【００４８】
また、上記水系洗浄液供給ノズル９４はストレートノズルで構成されており、現像工程終了後、この水系洗浄液供給ノズル９４がウエハＷ上に移動されてウエハＷ上の現像パターンが形成されたレジスト膜にノズル９４から水系洗浄液を供給して洗浄する。このように水系洗浄液供給ノズル９４がウエハＷに位置した状態では、現像ユニット（ＤＥＶ）は洗浄装置として機能する。
【００４９】
現像液供給源９３および水系洗浄液供給源９６からの現像液および水系洗浄液の供給は、液供給制御部１０４によって制御されるようになっている。
【００５０】
次に、現像ユニット（ＤＥＶ）が洗浄装置として機能する際の構成の一例を図７を参照して説明する。
スピンチャック７２に支持されたウエハＷの中心の上方に水系洗浄液供給ノズル９４が配置される。水系洗浄液供給ノズル９４に接続された水系洗浄液供給用の配管９５は水系洗浄液供給ノズル９４に連続して上方に湾曲した液切り部９５ａを有している。配管９５は、非磁性の材料、例えばフッ素樹脂であるＰＦＡ等の樹脂で形成されている。配管９５の途中には、フィルター１０５および電磁バルブ１０６が介在されている。そして、水系洗浄液は、例えばポンプ等の図示しない圧送機構により水系洗浄液供給源９６から配管９５および水系洗浄液供給ノズル９４を通ってウエハＷに向けて供給される。
【００５１】
また、配管９５のフィルター１０５の下流側部分の近傍には、磁界発生機構１１０が設けられている。図７の例では、磁界発生機構１１０は、永久磁石からなる磁石素子１１１を有している。磁石素子１１１は、例えば、図８の（ａ），（ｂ）に示すように三角状の凹部１１１ａを有しており、この凹部１１１ａに配管９５が嵌め込まれた状態となっている。そして、永久磁石からなる磁石素子１１１により形成された磁界が配管９５の内部に作用する。具体的には、永久磁石からなる磁石素子１１１は、Ｎ極からＳ極に至る磁力線ＭＬが配管９５を流れる水系洗浄液の通流方向に対して略直交するように配置されている。
【００５２】
次に、このように構成された現像ユニット（ＤＥＶ）における処理動作について説明する。まず、所定のパターンが露光されポストエクスポージャーベーク処理および冷却処理されたウエハＷを、第２主ウエハ搬送装置１７によって現像ユニット（ＤＥＶ）内のカップＣＰの真上まで搬送し、スピンチャック７２を昇降駆動機構７８によって上昇させることによりスピンチャック７２上に真空吸着させる。次いで、現像液供給ノズル９１をウエハＷのほぼ中央上方に移動させ、この現像液供給ノズル９１から現像液を帯状に吐出させながら、ウエハＷを１／２回転以上、例えば１回転させることにより、または、現像液供給ノズル９１をガイドレール９９に沿ってウエハＷの一方の端部から他方の端部へスキャンしながら現像液を吐出することにより、現像液をウエハＷ全面に塗布し、厚さ例えば１ｍｍの現像液パドルを形成し自然対流により現像を進行させる。
【００５３】
このように現像が進行している間、現像液供給ノズル９１を待機位置１０２に移動させ、水系洗浄液供給ノズル９４をウエハＷのほぼ中央上方に移動させ、図７に示すように、洗浄装置を構成する。
【００５４】
所定時間経過後、スピンチャック７２を所定の回転速度で回転させることによりウエハＷから現像液を振り切り、それとほぼ同時に、ウエハＷを所定の回転速度で回転させながら水系洗浄液供給ノズル９４からウエハＷ上の現像パターンが形成されたレジスト膜へ水系洗浄液、例えば純水を供給し、レジスト膜上に存在する現像液を洗い流す。このようにしてウエハＷのレジスト膜の洗浄が終了した後、ウエハＷを高速で回転させ、ウエハＷ上に残存する液剤を振り切ってウエハＷを乾燥させる。これにより、一連の現像処理が終了する。
【００５５】
上記ウエハＷの洗浄の際に、レジストの種類によってはレジストの残渣が発生し、単に純水等の水系洗浄液を供給しただけでは、このようなレジスト残渣を完全に除去することが困難であり、洗浄処理によって除去されないレジスト残渣は現像後の欠陥の原因となってしまう。また、洗浄効率も十分とはいえない。すなわち、水分子は通常、分子間に作用する電気的な結合力により複数の水分子がクラスターと称される集団を形成しており、このクラスターが大きいと表面張力が大きく、活性が低いため、洗浄力が不十分になりやすく、レジスト残渣を有効に除去することが困難である。特に、現像パターンが微細な場合にその傾向が大きい。
【００５６】
そこで、本実施形態では、水系洗浄液用の配管９５の近傍に例えば永久磁石からなる磁石素子１１１を備えた磁界発生機構１１０を設け、配管９５を通流している水系洗浄液に磁界を作用させる。具体的には、永久磁石からなる磁石素子１１１をＮ極からＳ極に至る磁力線ＭＬが配管９５を流れる水系洗浄液の通流方向に対して略直交するように配置する。このような磁界が形成されることにより、配管９５を通流する水系洗浄液の水分子クラスターが活性化されて細分化され、表面張力も小さくなるので、ウエハＷ微細な現像パターンにも水系洗浄液が侵入することができ、洗浄効果および洗浄効率を飛躍的に高めることができる。したがって、レジスト残渣を効果的に除去することができ、現像後の欠陥を低減することができる。特に、レジストパターンの幅が２００ｎｍ以下の超微細パターンの場合に大きな効果を得ることができる。また、このように洗浄効果および洗浄効率が高いことから洗浄時間の短縮を図ることができ、洗浄液の使用量も少なくすることができる。
【００５７】
水分子クラスターを効果的に細分化して上記効果を有効に発揮させるためには、水系洗浄液の通流部位に０．０８Ｔ以上の磁界を作用させることが望ましい。さらに、通流する水系洗浄液に効率良く磁界を作用させるためには配管９５の径は、１〜３０ｍｍ程度が好ましい。磁石素子１１１を構成する永久磁石としては、このような効果が得られる限り、通常用いられている永久磁石材料を採用することができるが、例えばネオジウム磁石が好ましい。ネオジウム磁石は磁石材料のうち最も大きな磁界を形成することができる材料の一つである。例えば配管９５が樹脂製の外径６．３５ｍｍ、内径４．３５ｍｍのものである場合、永久磁石１１１として０．５〜２．５Ｔのネオジウム磁石を用いると、配管９５の内部の磁界が０．１〜０．３６Ｔ程度となる。
【００５８】
大きな水分子クラスターが一旦細分化されても、水系洗浄液が吐出されるまでの間の距離が長ければ細分化された水分子クラスターが再結合するおそれがあるため、配管９５内の水系洗浄液に磁界を作用させる位置は、ノズル９４の先端に近いほうが好ましく、具体的にはノズル９４の先端から３ｍまでの位置が好ましい。
【００５９】
また、水系洗浄液をより有効に活性化して水分子クラスターをより細分化するためには、磁界を大きくすることが好ましいが、そのためには磁石素子１１１を極力配管９５に近く配置することが好ましい。１個の磁石素子のみで不十分な場合には、図９のように配管９５を挟んで両側に磁石素子１１１を対向配置することや、図１０に示すように複数の（図では５個）の磁石素子１１１を配管９５に沿って配列することが好ましい。この場合に、図示するように、隣接する磁石素子１１１の向きが配管９５を挟んで反対側になるようにすることが好ましい。これにより、磁石素子１１１が見かけ上配管９５の全域をカバーすることになり、より強い磁界を配管９５内に及ぼすことができる。
【００６０】
図１１に示すように、磁石素子１１１をフィルタ１０５の上流側に配置することもできる。この場合には、フィルタ１０５よりも上流側で配管９５内を通流する水系洗浄液に磁界を作用させることができ、水分子クラスターが細分化された後にフィルタ１０５を通過することになるので、気泡や異物の除去効率を高くすることができる。
【００６１】
なお、電磁バルブ１０６は、磁石が近くにあると誤動作をするので、磁石素子１１１の配置位置は電磁バルブ１０６の近傍を避けることが望ましい。
【００６２】
磁石素子の形状は、上記磁石素子１１１のように三角状の凹部を有するものに限らず、例えば図１２に示すような半円状（円弧状）を２つ組み合わせた磁石素子１１１′等、他の種々の形態を採用することができる。
【００６３】
以上の例では、磁界発生機構１１０を永久磁石からなる磁石素子１１１を有するものとしたが、図１３に示すように、電磁石からなる磁石素子１１２を用いてもよい。この電磁素子１１２は、磁性部材であるコア１１３にコイル１１４を巻回して構成され、電源１１５からコイル１１４に直流電流を流すことによりコア１１３を磁化させる。コア１１３は、配管９５を跨ぐように設けられ、磁極となる一対の端部１１３ａ，１１３ｂおよびこれら端部１１３ａ，１１３ｂを繋ぐ連結部１１３ｃを有しており、連結部１１３ｃにコイル１１４が巻回されている。そして、電源１１５から給電されることにより、コイル１１４に電流が流れ、コア１１３が磁化されて供給される電力に応じた磁界が発生する。この電磁石からなる磁石素子１１２はコントローラ１１６によって制御される。コントローラ１１６は、ノズルアーム９８の移動信号を受信してそれと同期してコイル１１４に通電するように制御してもよいし、バルブの吐出信号を受信してそれと同期してコイルに通電するように制御してもよい。
【００６４】
また、コントローラ１１６によって、電源１１５の電圧を制御するようにすることができる。これにより、配管９５を流れる水系洗浄液に作用する磁界強度を所望の値に制御することができる。例えば、図１４に示すように、コントローラ１１６が配管９５に設けられた流量調整バルブ１１７からの信号を受信し、その信号に基づいて電源１１５を制御して磁石素子１１２の磁界強度を制御するようにすることができる。つまり、流量調整バルブ１１７からの信号は、配管９５を流れる水系洗浄液の流量に対応するから、配管９５を流れる水系洗浄液の流量に応じて、電磁石からなる磁石素子１１２の磁界強度を制御することによって、水系洗浄液に作用させる磁界強度を制御することができる。これにより、水系洗浄液の流量が多い場合には磁界強度を大きくし、流量が少ない場合には磁界強度を低くして、流量に応じて適切な磁界を作用させることができる。
【００６５】
また、図１４に示すように複数の磁石素子１１２が設けられている場合（図では２つであるが３つ以上の場合も同様）には、コントローラ１１６は、配管９５を流れる水系洗浄液の流量に応じて、複数の磁石素子１１２の一部をオン・オフ制御して、全体の磁界強度を制御するようにしても同様の効果を得ることができる。また、供給する電流を制御して、Ｎ−Ｓの磁極を周期的に切り換えるようにしてもよい。
【００６６】
また、配管を通流する水系洗浄液へ効率良く磁界を作用させる観点からは、図１５に示すように、配管９５の一部をコイル状に巻回した巻回部９５ａとし、その巻回部９５ａを磁界発生機構１１０の例えば磁石素子１１２で挟んで磁界を作用させるようにすることが好ましい。これにより、巻回部９５ａを通流する水系洗浄液が磁界の影響下に長時間滞在することとなり、より磁界の作用を受けやすくなる。このような巻回部９５ａは、例えばフッ素樹脂であるＰＦＡからなるφ１／８インチ、φ１／２インチチューブを加工して形成することが可能である。
【００６７】
水分子クラスターの再結合を防止する観点からは、上述したように、磁界発生機構１１０は、現像ユニット（ＤＥＶ）内のノズル９４先端から比較的近い位置に設けることが好ましいが、図１６に示すように、５段の現像ユニット（ＤＥＶ）に水系洗浄液を供給する共通の配管１２０に磁界発生機構１１０を設けることにより、一括して水分子クラスターの細分化を実現することができる。また、レジスト塗布／現像処理システム１を複数設置する場合には、図１７に示すように、各システムに共通な水系洗浄液供給源１２１を配置し、そこから各レジスト塗布／現像処理システム１に水系洗浄液を導く共通の配管１２２に磁界発生機構１１０を設けることもできる。
【００６８】
以上は、配管９５に沿って磁界発生機構１１０の磁石素子を配置した例を示したが、ノズル９４に沿って磁石素子を配置してもよい。例えば、図１８の（ａ）に示すように、ノズル９４に沿って三角状の凹部を有する永久磁石からなる磁石素子１１１を設けてもよいし、図１８の（ｂ）に示すように、半円状（円弧状）を２つ組み合わせた永久磁石からなる磁石素子１１１′を設けてもよいし、図１８の（ｃ）に示すように、電磁石１１２を設けてもよい。この場合に、ノズル９４の先端から被処理基板であるウエハＷまでの距離は例えば２０ｍｍにセットする。
【００６９】
なお、複数の磁石素子を用いる場合には、そのうちの一部をノズル９４に沿って設け、残りを配管９５に沿って設けるようにしてもよい。
【００７０】
次に、本発明の効果を確認した実験について説明する。
ここでは、現像後のウエハを洗浄する際に、図７の位置に磁界発生機構として永久磁石からなる磁石素子を設けた場合と設けなかった場合とで、現像後の欠陥を比較した。洗浄液としては純水を用い、純水の配管はＰＦＡ製で外径６．３５ｍｍ、内径４．３５ｍｍのものを用いた。ウエハとしては、ベアウエハを用いた。永久磁石としては、図８の形状で０．５Ｔのネオジウム磁石を用いた。洗浄時間はいずれも１５秒とした。現像後の欠陥は、ＫＬＡ社製の検査装置により把握し、その個数で求めた。その結果、磁界発生機構としての永久磁石を用いなかった場合には、欠陥数が３００００個程度であったのに対し、永久磁石を用いた場合には９０００個程度となり、現像後の欠陥数を７０％低減できることが確認された。
【００７１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では現像後の洗浄を例にとって説明したが、これに限らず、レジスト塗布前の洗浄等、他の基板洗浄に適用することもできる。また、上記実施の形態では、被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、半導体ウエハに限らず、例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレー）基板やマスク用レチクル基板等他の被処理基板であってもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、配管を介してノズルから被処理基板に水系洗浄液を供給して被処理基板を洗浄するにあたり、配管またはノズルを通流している水系洗浄液に磁界を作用させ、その磁界により水分子クラスターを細分化するので、水系洗浄液が活性化されて表面張力が小さくなり、被処理基板の微細な凹凸にも水系洗浄液が侵入することができ、洗浄効果および洗浄効率を飛躍的に高めることができる。特に、現像後の被処理基板には微細凹凸にレジスト残渣が残存しやすいが、このように細分化された水分子クラスターが容易に微細凹凸に入り込んで洗浄するので、レジスト残渣を極めて効果的かつ効率的に除去することができ、現像後の欠陥を低減することができる。また、このように洗浄効果および洗浄効率が高いことから洗浄時間の短縮を図ることができ、洗浄液の使用量も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を実施するための現像処理ユニットを含むレジスト塗布／現像処理システムを示す概略平面図。
【図２】図１に示すレジスト塗布現像処理システムの正面図。
【図３】図１に示すレジスト塗布現像処理システムの背面図。
【図４】図１のレジスト塗布現像処理システムに備えられた主ウエハ搬送装置の概略構造を示す斜視図。
【図５】図１に示した塗布現像処理システムに搭載した現像ユニットの全体構成を示す断面図。
【図６】図５に示した現像ユニットの平面図。
【図７】図５の現像ユニットにおいて現像後の洗浄を行う際の構成を示す概略図。
【図８】図７の構成に用いる磁界発生機構の磁石素子の一例を示す概略図。
【図９】磁界発生機構の磁石素子の他の例を示す概略図。
【図１０】磁界発生機構の磁石素子のさらに他の例を示す概略図。
【図１１】磁界発生機構の配置位置の他の例を示す図。
【図１２】磁石発生機構の磁石素子のさらに他の例を示す概略図。
【図１３】磁界発生機構の磁石素子として電磁石を用いた例を示す概略図。
【図１４】磁石発生機構の磁石素子として電磁石を用い、水系洗浄液の流量に応じて磁界強度を制御する機構の構成を示す概略図。
【図１５】水系洗浄液を通流させる配管の他の例を示す図。
【図１６】磁界発生機構の配置位置のさらに他の例を示す図。
【図１７】磁界発生機構の配置位置のさらに他の例を示す図。
【図１８】磁石発生機構の磁石素子をノズルに沿って配置した例を示す斜視図。
【符号の説明】
７２……スピンチャック
９４……水系洗浄液供給ノズル
９５……配管
９５ａ……巻回部
９６……水系洗浄液供給源
１１０……磁界発生機構
１１１，１１１′……永久磁石からなる磁石素子
１１２……電磁石からなる磁石素子
１１３……コア
１１４……コイル
１１５……電源
１１６……コントローラ（制御機構）
１１７……流量調整バルブ
ＤＥＶ……現像処理ユニット
Ｗ……半導体ウエハ
【図１】
2004319935.tif 000003
【図２】
2004319935.tif 000004
【図３】
2004319935.tif 000005
【図４】
2004319935.tif 000006
【図５】
2004319935.tif 000007
【図６】
2004319935.tif 000008
【図７】
2004319935.tif 000009
【図８】
2004319935.tif 000010
【図９】
2004319935.tif 000011
【図１０】
2004319935.tif 000012
【図１１】
2004319935.tif 000013
【図１２】
2004319935.tif 000014
【図１３】
2004319935.tif 000015
【図１４】
2004319935.tif 000016
【図１５】
2004319935.tif 000017
【図１６】
2004319935.tif 000018
【図１７】
2004319935.tif 000019
【図１８】
2004319935.tif 000020