(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光パターンを現像処理した後の基板をリンス処理するリンス処理方法であって、
予め基板の表面状態に応じてリンス処理の条件を設定する工程と、
基板の表面状態を測定する工程と、
測定された基板の表面状態から対応するリンス処理の条件を選択する工程と、
前記選択された条件でリンス処理を行う工程と
を有し、
前記表面状態を測定する工程は、基板の表面状態として、リンス液に対する接触角を測定することを特徴とするリンス処理方法。
【請求項２】
予め基板の表面状態に応じてリンス処理の条件を設定する工程は、複数の表面状態のそれぞれに対して現像欠陥を許容範囲にすることが可能なリンス処理の条件を設定することを特徴とする請求項１に記載のリンス処理方法。
【請求項３】
基板上のレジスト膜に形成された露光パターンを現像する現像処理装置であって、
基板に対して現像処理、リンス処理を順次行う現像処理部と、
現像処理を行う基板の表面状態を測定する表面状態測定部と、
基板の表面状態に応じてリンス処理条件が設定された情報が記憶された記憶部と、
前記記憶部から前記表面状態測定部において測定した基板の表面状態に対応する条件を選択し、その条件でリンス処理が行われるように前記現像処理部を制御する制御部と
を具備し、
前記表面状態測定部は、基板表面のリンス液に対する接触角を測定することを特徴とする現像処理装置。
【請求項４】
前記記憶部は、複数の表面状態のそれぞれに対して現像欠陥を許容範囲にすることが可能なリンス処理条件を対応づけた制御テーブルを有することを特徴とする請求項３に記載の現像処理装置。
【請求項５】
基板に対して現像処理、リンス処理を順次行う現像処理装置をコンピュータに制御させる制御プログラムであって、
基板の表面状態を測定する装置に基板の表面状態を測定させる機能と、
記憶部に記憶された、基板の表面状態に応じてリンス処理条件が設定された情報から、前記測定された表面状態に対応する条件を選択する機能と、
選択された条件でリンス処理を実行させる機能と
を有し、
前記表面状態は、基板表面のリンス液に対する接触角であることを特徴とする制御プログラム。
【請求項６】
前記記憶部に記憶された、基板の表面状態に応じてリンス処理条件が設定された情報は、複数の表面状態のそれぞれに対して現像欠陥を許容範囲にすることが可能なリンス処理条件を対応づけた制御テーブルであることを特徴とする請求項５に記載の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光パターンを現像処理した後の半導体ウエハ等の基板をリンス処理するリンス処理方法およびそのようなリンス処理を行う現像処理装置、ならびに上記方法を実行する制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、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、リンス処理により現像液を除去し、その後乾燥処理を行う。このリンス処理は、溶解生成物等の現像残渣を除去する重要な工程であり、この工程が不十分であると多数の現像欠陥が生じて製品歩留まりが低下してしまう。
【０００４】
従来から、この現像欠陥は、通常、リンス条件等を調整することにより少なくすることが可能なことがわかっており、現像欠陥の発生状況を見ながら現像欠陥が少なくなるようにリンス条件等を調整する方法が行われている。
【０００５】
また、特許文献１には、表面検査装置等で実際に現像欠陥を測定する方法は必ずしも信頼性の高い測定を行うことができるとは限らないし、装置も高価であるとし、このような不都合が生じない技術として、現像処理後のリンス処理を行った後、基板の表面を前処理液に浸して、基板表面に付着している現像液中の成分を前処理液に溶かし、前処理液を分析して現像液中の成分を定量分析することにより現像欠陥を把握し、その結果からリンス液の供給時間等を設定する方法が開示されている。
【０００６】
しかしながら、上記のように現像欠陥を把握する方法を採用したとしても、現像欠陥を少なくすることができる条件は現像液が塗布されるレジストの材料によって異なっており、材料が変わる度毎に条件出しを行わざるを得ず、装置の立ち上げに要する作業工数が増大してしまう。また、現像欠陥を把握した後の条件出し作業であるため、必ずしも最適な条件が見出せるとはかぎらない。
【特許文献１】特開２００２−５７０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、対象基板によらず現像欠陥の少なくなる条件を迅速に把握して現像処理後のリンス処理を行うことができるリンス処理方法、およびそのようなリンス処理を行う現像処理装置を提供することを目的とする。また、そのような製造方法を実行する制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、露光パターンを現像処理した後の基板をリンス処理するリンス処理方法であって、予め基板の表面状態に応じてリンス処理の条件を設定する工程と、基板の表面状態を測定する工程と、測定された基板の表面状態から対応するリンス処理の条件を選択する工程と、前記選択された条件でリンス処理を行う工程とを有し、前記表面状態を測定する工程は、基板の表面状態として、リンス液に対する接触角を測定することを特徴とするリンス処理方法を提供する。
【０００９】
上記第１の観点において、予め基板の表面状態に応じてリンス処理の条件を設定する工程は、複数の表面状態のそれぞれに対して現像欠陥を許容範囲にすることが可能なリンス処理の条件を設定するものとすることができる。
【００１０】
本発明の第２の観点では、基板上のレジスト膜に形成された露光パターンを現像する現像処理装置であって、基板に対して現像処理、リンス処理を順次行う現像処理部と、現像処理を行う基板の表面状態を測定する表面状態測定部と、基板の表面状態に応じてリンス処理条件が設定された情報が記憶された記憶部と、前記記憶部から前記表面状態測定部において測定した基板の表面状態に対応する条件を選択し、その条件でリンス処理が行われるように前記現像処理部を制御する制御部とを具備し、前記表面状態測定部は、基板表面のリンス液に対する接触角を測定することを特徴とする現像処理装置を提供する。
【００１１】
上記第２の観点において、前記記憶部は、複数の表面状態のそれぞれに対して現像欠陥を許容範囲にすることが可能なリンス処理条件を対応づけた制御テーブルを有するものとすることができる。
【００１２】
本発明の第３の観点では、基板に対して現像処理、リンス処理を順次行う現像処理装置をコンピュータに制御させる制御プログラムであって、基板の表面状態を測定する装置に基板の表面状態を測定させる機能と、記憶部に記憶された、基板の表面状態に応じてリンス処理条件が設定された情報から、前記測定された表面状態に対応する条件を選択する機能と、選択された条件でリンス処理を実行させる機能とを有し、前記表面状態は、基板表面のリンス液に対する接触角であることを特徴とする制御プログラムを提供する。
【００１３】
上記第３の観点において、前記記憶部に記憶された、基板の表面状態に応じてリンス処理条件が設定された情報は、複数の表面状態のそれぞれに対して現像欠陥を許容範囲にすることが可能なリンス処理条件を対応づけた制御テーブルとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決するために、種々の表面状態の基板について現像欠陥の発生挙動を把握した。その結果、現像欠陥の発生挙動が現像後の基板表面の状態に大きく依存することを見出した。そこで、本発明では、予め基板の表面状態に応じてリンス処理条件を設定しておき、基板の表面状態を測定し、測定された基板の表面状態から対応するリンス処理条件を選択し、選択された条件でリンス処理を行う。このため、各表面状態に対応して現像欠陥が生じ難い最適なリンス処理条件を設定しておくことにより、表面状態さえ把握すれば、それに対応する最適なリンス条件を迅速に選択することができ、その条件で基板のリンス処理を行うことができる。したがって、対象基板によらず最適条件を迅速に把握して現像欠陥の少ないリンス処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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は本発明のリンス処理方法が実施される現像処理装置が搭載された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。
【００１６】
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１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１と隣接して設けられる露光装置２との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェイス部１２とを具備している。
【００１７】
上記カセットステーション１０は、被処理体としての複数枚のウエハＷを搭載したウエハカセットＣＲを搬入出するためのものである。このカセットステーション１０においては、図１に示すように、カセットＣを載置する載置台２０上に図中Ｘ方向に沿って４個の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲが載置可能となっている。また、カセットステーション１０は、ウエハカセット載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能およびθ方向に回転可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、この搬送アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっているとともに、処理ステーション１１にもアクセスできるようになっている。
【００１８】
上記処理ステーション１１は、ウエハＷへ対して塗布・現像を行う際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらによりウエハＷが一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニットは、複数の処理ユニット群に分かれており、各処理ユニット群は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されている。
【００１９】
主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すように、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４６も一体的に回転可能となっている。ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これらの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを実現している。
【００２０】
また、図１に示すように、４個の処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理ユニット群Ｇ５は必要に応じて配置可能となっている。
【００２１】
これらのうち、第１および第２の処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２はシステム正面（図１において手前）側に並置され、第３の処理ユニット群Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理ユニット群Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。第５の処理ユニット群Ｇ５は背面部に配置可能となっている。
【００２２】
第１の処理ユニット群Ｇ１では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置してウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）および同様にカップＣＰ内でレジストのパターンを現像する現像処理ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２の処理ユニット群Ｇ２も同様に、レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）および現像処理ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。なお、現像処理ユニット（ＤＥＶ）は、後述する現像処理装置８０の主要部を構成する。
【００２３】
第３の処理ユニット群Ｇ３は、図３に示すように、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられて構成されており、具体的には、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。
【００２４】
第４の処理ユニット群Ｇ４も、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられて構成されており、具体的には、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および３つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に７段に重ねられており、さらにその上に、レジストを形成した後のウエハＷの表面状態を測定する測定部８５が設けられている。この測定部８５は、後述する現像処理装置８０の一部を構成する。
【００２５】
主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理ユニット群Ｇ５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようになっており、第５の処理ユニット群Ｇ５を設けた場合でも、メンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００２６】
上記インターフェイス部１２には、図１、図２に示すように、正面部に可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面部に周辺露光装置２３が配設され、中央部にウエハ搬送機構２４が配設されている。このウエハ搬送機構２４は、Ｘ方向、Ｚ方向に移動可能でありさらにθ方向に回転可能なウエハ搬送用アーム２４ａを有しており、両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光装置２３、第４の処理ユニット群Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置２のウエハ受け渡し台（図示せず）にもアクセス可能となっている。
【００２７】
レジスト塗布現像処理システム１の各ユニットおよび各搬送機構等の各構成部は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ１０１に接続されて制御される構成となっている。プロセスコントローラ１０１は上位コントローラとして機能し、各搬送機構や各ユニットに個別的に設けられた下位のコントローラを制御するようになっている。プロセスコントローラ１０１には、工程管理者がレジスト塗布現像処理システム１の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、レジスト塗布現像処理システム１の各構成部の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェイス１０２と、レジスト塗布現像処理システム１で実行される各種処理をプロセスコントローラ１０１の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部１０３とが接続されている。
【００２８】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェイス１０２からの指示等を受けて、任意のレシピを記憶部１０３から呼び出してプロセスコントローラ１０１に実行させることで、プロセスコントローラ１０１の制御下で、レジスト塗布現像処理システム１において所望の各種処理が行われる。レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、不揮発性メモリなどの読み出し可能な記憶媒体に格納された状態のものであってもよく、さらに、適宜の装置から例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。なお、各構成部には下位のコントローラが設けられており、これらコントローラがプロセスコントローラ１０１の指令に基づいて各構成部の動作制御を行うようになっている。
【００２９】
このように構成されるレジスト塗布現像処理システムにおいては、まず、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａがウエハカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣＲから一枚のウエハＷを取り出し、処理ステーション１１の第３の処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００３０】
このウエハＷは、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、第３の処理ユニット群Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施される。その後、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００３１】
所定の温度に冷却されたウエハＷは、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは処理ユニット群Ｇ３，Ｇ４のいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて所定の温度に冷却される。
【００３２】
このようにしてレジスト膜が形成されたウエハＷは、第３の処理ユニット群Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理ユニット群Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
【００３３】
インターフェイス部１２では、余分なレジストを除去するために周辺露光装置２３によりウエハの周縁例えば１ｍｍを露光し、次いで、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露光装置２により所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施される。
【００３４】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の処理ユニット群Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、いずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により所定の温度に冷却される。
【００３５】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで後述するように本実施形態の現像処理が行われる。現像処理終了後、ウエハＷはいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により所定温度に冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００３６】
次に、本発明の一実施形態に係るリンス処理方法が実施される現像処理装置８０について詳細に説明する。図４は現像処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【００３７】
この現像処理装置８０は、図４に示すように、主要部をなす現像処理ユニット（ＤＥＶ）と、現像処理ユニット（ＤＥＶ）をプロセスコントローラ１０１の管理のもとに制御するコントローラ９０と、ウエハＷの表面状態を測定する測定部８５と、ウエハの表面状態を複数にグループ分けし、それぞれのグループに対して最適なリンス処理および乾燥処理の条件を対応づけてなる制御テーブルが格納された記憶部８６とを有している。そして、測定部８５で測定されたウエハＷの表面状態、例えばリンス液に対する接触角がコントローラ９０に出力され、コントローラ９０が記憶部８６に格納された制御テーブルからその表面状態に対応するリンス処理および乾燥処理条件を選択し、選択した条件により現像処理ユニット（ＤＥＶ）のリンス処理を制御する。
【００３８】
次に、上記現像処理装置８０の主要部をなす現像処理ユニット（ＤＥＶ）について説明する。図５は現像処理ユニット（ＤＥＶ）を示す断面図、図６はその平面図、図７はその液供給系を示す概略図である。なお、図５，６においても、図１〜３と同様、水平面の直行する２方向をＸ方向およびＹ方向とし、垂直方向をＺ方向としている。
【００３９】
この現像処理ユニット（ＤＥＶ）は筐体５１を有し、筐体１の天井には筐体内に清浄空気のダウンフローを形成するためのファン・フィルタユニットＦが設けられている。また、筐体５１内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５２が配置されている。スピンチャック５２は真空吸着によってウエハＷを固定保持する。スピンチャック５２の下方には駆動モータ５３が配置されており、スピンチャック５２は駆動モータ５３によって回転駆動される。駆動モータ５３は床板５４に取り付けられている。
【００４０】
カップＣＰの中には、ウエハＷを受け渡しする際の昇降ピン５５がエアシリンダ等の駆動機構５６により昇降可能に設けられている。また、カップＣＰ内には、廃液用のドレイン口５７が設けられている。このドレイン口５７に廃液管５８（図６参照）が接続され、この廃液管５８は、図６に示すように、底板５４と筐体５１との間の空間Ｎを通って、下方の図示しない廃液口へ接続されている。
【００４１】
筐体５１の側壁には、主搬送機構２２におけるウエハ搬送装置４６の保持部材４８が侵入するための開口５１ａが形成されており、この開口５１ａはシャッタ５９により開閉可能となっている。そしてウエハＷの搬入出に際してはシャッタ５９が開けられ、保持部材４８が筐体５１内に侵入する。保持部材４８とスピンチャック５２との間のウエハＷの受け渡しは、上記昇降ピン５５が上昇した状態で行われる。
【００４２】
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６１と、現像後のウエハＷに例えば純水からなるリンス液を供給するリンス液供給ノズル６２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。
【００４３】
現像液供給ノズル６１は、長尺状をなしその長手方向を水平にして配置され、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、この現像液供給ノズル６１は、第１のノズルスキャンアーム６４の先端部に保持部材６５によって着脱可能に取り付けられており、第１のノズルスキャンアーム６４は、底板５４の上にＹ方向に沿って敷設された第１のガイドレール７１上から垂直方向に延びた第１の垂直支持部材７２の上端部に取り付けられている。現像液供給ノズル６１は、第１の垂直支持部材７２とともにＹ軸駆動機構７３によってＹ方向に沿って水平移動するようになっている。また、第１の垂直支持部材７２はＺ軸駆動機構７４によって昇降可能となっており、現像液供給ノズル６１は、第１の垂直支持部材７２の昇降によってウエハＷに近接した吐出可能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。そして、現像液の塗布の際には、現像液供給ノズル６１はウエハＷの上方に位置され、その現像液供給ノズル６１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、現像液がウエハＷ全面に塗布され、現像液パドルが形成される。なお、現像液吐出の際には、ウエハＷを回転させずに現像液供給ノズル６１を第１のガイドレール７１に沿ってスキャンさせてもよい。
【００４４】
リンス液ノズル６２は、ストレートノズルとして構成されており、現像工程終了後、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例えば純水からなるリンス液を供給するようになっている。このリンス液供給ノズル６２は、第２のノズルスキャンアーム６６の先端部に着脱可能に取り付けられている。底板５４の上の第１のガイドレール７１の外側には第２のガイドレール７５が敷設されており、第２のノズルスキャンアーム６６は、この第２のガイドレール７５上から垂直方向に延びた第２の垂直支持部材７６の上端部にＸ軸駆動機構７９を介して取り付けられている。リンス液供給ノズル６２は、第２の垂直支持部材７６とともにＹ軸駆動機構７７によってＹ方向に沿って水平移動するようになっている。また、第２の垂直支持部材７６はＺ軸駆動機構７８によって昇降可能となっており、リンス液供給ノズル６２は、第２の垂直支持部材７６の昇降によってウエハＷに近接した吐出可能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。また、第２のノズルスキャンアーム６６は、上記Ｘ軸駆動機構７９によりＸ方向に沿って移動可能に設けられている。なお、リンス液供給ノズル６２の形状は特に限定されず、現像液供給ノズル６１と同様、長尺で多数の吐出口が設けられているものであってもよく、吐出口がスリット状のスリットノズルであってもよい。また、図８に示すように、第２のノズルスキャンアーム６６にリンス液供給ノズル６２とともにＮ２ガス等の不活性ガスを吐出する不活性ガス供給ノズル６３を設け、この不活性ガス供給ノズル６３からウエハＷの中心に不活性ガスを供給してウエハＷ中心部のリンス液の乾燥促進を図るようにしてもよい。
【００４５】
Ｙ軸駆動機構７３，７７、Ｚ軸駆動機構７４，７８、Ｘ軸駆動機構７９および駆動モータ５３は、前記コントローラ９０により制御されるようになっている。
【００４６】
図６に示すように、カップＣＰの右側には、現像液供給ノズル６１が待機する現像液供給ノズル待機部６１ａが設けられており、この現像液供給ノズル待機部６１ａには現像液供給ノズル６１を洗浄する洗浄機構（図示せず）が設けられている。また、カップＣＰの左側にはリンス液供給ノズル６２が待機するリンス液供給ノズル待機部６２ａが設けられており、このリンス液供給ノズル待機部６２ａにはリンス液供給ノズルを洗浄する洗浄機構（図示せず）が設けられている。
【００４７】
図７に示すように、現像液供給ノズル６１には、現像液を貯留した現像液タンク９１から現像液を供給する現像液供給配管９２が接続されている。現像液供給配管９２には、現像液を供給するためのポンプ９３およびオン・オフバルブ９４が介装されている。また、リンス液供給ノズル６２には、リンス液として純水を貯留した純水タンク９５から純水を供給するリンス液供給配管９６が接続されている。リンス液供給配管９６には、純水を供給するためのポンプ９７およびオン・オフバルブ９８が介装されている。
【００４８】
これらポンプ９３，９７、オン・オフバルブ９４，９８も、前記Ｙ軸駆動機構７３，７７、Ｚ軸駆動機構７４，７８、Ｘ軸駆動機構７９および駆動モータ５３と同様、コントローラ９０に電気的に接続されて制御される。
【００４９】
次に、測定部８５の構成について説明する。図９は測定部８５の概略構成を示す断面図である。この測定部８５は、筐体１１１と、筐体１１１内でウエハＷを保持するスピンチャック１１２と、スピンチャック１１２を回転させるモータと、リンス液（典型的には純水）を滴下するためのノズル１１４と、ウエハＷに滴下したリンス液の状態を検出するＣＣＤカメラ等の検出器１１５とを有している。
【００５０】
このような測定部８５を用いて接触角を測定するためには、例えば図１０に示すように、まず、リンス液（純水）をウエハＷ上の所定の位置に定量滴下して塗布部（水滴）１１６を形成し（図１０の（ａ））、次いでウエハＷを回転させ（図１０の（ｂ））、塗布部（水滴）１１６の移動状態を検出器１１５で検出する（図１０の（ｃ））。リンス液（純水）の動的接触角は、塗布部（水滴）１１６の移動量および移動に要する時間、ウエハの回転数を用いて算出することができる。また、図１１に示すように、滴下したリンス液（純水）を拘束するようにすることによっても動的接触角を推定することができる。すなわち、まず、拘束部を兼用するノズル１１４からリンス液（純水）をウエハＷ上の所定位置に定量滴下して塗布部（水滴）１１６を形成するとともに、塗布部（水滴）１１６をノズル１１４の下端により拘束（保持）する（図１１の（ａ））。次いで、その状態を保ったままウエハを回転させ（図１１の（ｂ））、検出器１１５により、拘束部から移動したリンス液の量を測定する（図１１の（ｃ））。このリンス液の量の測定結果から動的接触角を算出することができる。
【００５１】
次に、記憶部８６に記憶された制御テーブルについて説明する。
現像後のリンス処理を行う場合には、通常、現像液が保持されているウエハにリンス液（純水）を供給しつつウエハを回転させて、現像液をリンス液に置換した後、リンス液を振り切る。この場合に、ウエハＷ表面でのリンス液の広がり方が現像後のウエハＷの表面状態（例えば接触角）に大きく依存することが判明した。そして、現像後の欠陥の生じ方はリンス処理（リンス・乾燥時）におけるリンス液の広がり方に大きく左右される。このため、各種表面状態毎にリンス処理でのリンス液の状態（広がり方）を把握しておき、それぞれについて現像欠陥が最小となる最適なリンス液の広がり方が達成可能なレシピを準備しておけば、ウエハの表面状態を検出することにより、それに対応した最適なレシピを選択することができる。このため、図１２に示すように、リンス液の広がり方の分類に対応してウエハの表面状態を複数にグループ分けし、それぞれのグループに対して最適なリンス処理および乾燥処理の条件（レシピ）を対応づけてなる制御テーブル１２０を記憶部８６に格納し、ウエハの表面状態に応じた適切な処理を可能とする。
【００５２】
以下具体的に説明する。
図１３は、ウエハ表面（膜が形成されている場合にはその膜の表面）の純水に対する接触角と、リンス処理におけるリンス・乾燥時のリンス液の広がり方との関係を具体的に示すものであり、横軸に膜を形成しない場合および種々の膜を形成した場合の純水に対する接触角をとり、縦軸にリンス処理時のウエハ表面でのリンス液の状態（例えば中心から乾く、あるいは外側から乾くといった状態）を調査し、それを分類した１〜５の５つのグループをとる。
【００５３】
この図を見ると接触角が１０度以下のＡ、Ｂ（例えば、ベアシリコンウエハや所定の種類のＢＡＲＣ）の場合、リンス液の状態はグループ１に分類され、接触角が１０〜２０度のＣ、Ｄ（例えば、ＫｒＦレジストやＭＵＶレジスト）の場合、リンス液の状態はグループ２に分類され、接触角が２０〜２５度のＥ（例えば、特定の種類のＡｒＦレジスト）の場合、リンス液の状態はグループ３に分類され、接触角が２５〜３０度のＦ（例えば、特定の種類のＡｒＦレジスト）の場合、リンス液の状態はグループ４に分類され、接触角が３０度以上のＧ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ（例えば、特定の種類のＡｒＦレジスト、ＢＡＲＣ）の場合、リンス液の状態はグループ５に分類される。すなわち、この図からリンス・乾燥処理の際のリンス液の状態と現像後のウエハ表面状態には明確な相関があることがわかる。
【００５４】
そして、上述したように、現像後の欠陥の生じ方は、リンス処理の際のリンス液の状態（リンス液の広がり方等）により大きく左右されるから、リンス処理時のリンス液の状態（広がり方）を最適にすることにより、現像欠陥を最小にすることができる。したがって、各種接触角（表面状態）についてウエハに対して最適なリンス液の状態が可能なレシピを準備しておけば、処理対象のウエハの接触角（表面状態）を測定することにより、それに対応する最適なレシピを選択して現像処理後のリンス処理（リンス・乾燥）を行うことができる。これにより、現像欠陥を少なくすることができ、歩留まりを向上させることが可能となる。
【００５５】
そのため、図１２に示す制御テーブル１２０では、リンス液（純水）に対する接触角をグループ１〜５に分け、それぞれ最適なレシピとしてレシピａ〜ｅを割り当て、測定された接触角に対して割り当てられたレシピによりリンス処理が行われるようにする。
【００５６】
実際には、以下のようなレシピが例示される。
図１２のグループ１は現像後のリンス液（純水）に対する接触角が１０度以下であるが、この場合に対応する最適なレシピであるレシピａは、例えば図１４に示すように、まず、現像後、ウエハＷを回転させながらウエハ中心直上に配置されたリンス液供給ノズル６２から現像液パドル２０１上にリンス液（純水）を供給し、ウエハ全域にリンス液（純水）の膜２０２を形成する（図１４の（ａ））。引き続き、ウエハを回転させながら必要に応じて最初に不活性ガス供給ノズル６３からウエハＷの中心にＮ２ガス等の不活性ガスを短時間供給し、ウエハ中心に乾燥域２０３のコアを形成する（図１４の（ｂ））。ウエハを回転させながら中心から外周へ乾燥域２０３を広げ、乾燥を進行させる（図１４の（ｃ））。このときウエハＷの中心側から外側に向けてリンス液供給ノズル６２をスキャンさせながらリンス液を供給するスキャンリンスを行ってもよい。
【００５７】
図１２のグループ２は現像後のリンス液（純水）に対する接触角が１０〜２０度であるが、この場合に対応する最適なレシピであるレシピｂは、例えば図１５に示すように、まず、現像後、ウエハＷを回転させながらウエハ中心直上に配置されたリンス液供給ノズル６２から現像液パドル２０１上にリンス液（純水）を供給し、ウエハ全域にリンス液（純水）の膜２０２を形成する（図１５の（ａ））。引き続き、ウエハを回転させながら、必要に応じて不活性ガス供給ノズル６３からウエハＷの中心にＮ２ガス等の不活性ガスを短時間供給し、ウエハ中心に乾燥域２０３のコアを形成する（図１５の（ｂ））。ウエハを回転させた状態で、ウエハＷの中心側から外側に向けてリンス液供給ノズル６２をスキャンさせながらリンス液を供給するスキャンリンスを行いながら中心から外周へ乾燥域２０３を広げ、乾燥を進行させる（図１５の（ｃ））。このようなスキャンリンスにより、途中で液膜が切れてその部分で現像欠陥が残存することが防止される。
【００５８】
図１２のグループ３は現像後のリンス液（純水）に対する接触角が２０〜２５度であるが、この場合に対応する最適なレシピであるレシピｃは、例えば図１６に示すように、まず、現像後、ウエハＷを停止した状態またはウエハＷを低速で回転させながらウエハ中心直上に配置されたリンス液供給ノズル６２から現像液パドル２０１上にリンス液（純水）を供給し、その際に形成されるリンス液と現像液との境界面がウエハＷの外縁に達する前にリンス液の供給を停止して、ウエハＷの中央部（例えば中心から半径５０ｍｍ程度）にリンス液の膜２０２を形成する（図１６の（ａ））。引き続き、ウエハＷを回転させながら不活性ガス供給ノズル６３からウエハＷの中心にＮ２ガスを短時間供給して、ウエハ中心に乾燥域２０３のコアを形成する（図１６の（ｂ））。ウエハを回転させ、リンス液で現像液パドル２０１を押し出すようにして乾燥域２０３を広げ、乾燥を進行させる（図１６の（ｃ））。このように現像液をリンス液に完全に置換せず、現像液をリンス液で押し出すようにして乾燥を進行させるので、ウエハＷの表面の接触角が比較的高くてもリンス液が途中でとぎれてその部分に現像欠陥が残存することが防止される。なお、不活性ガスの供給はリンス液の停止直前にリンス液の供給と同時に行ってもよい。
【００５９】
図１２のグループ４は現像後のリンス液（純水）に対する接触角が２５〜３０度であるが、この場合に対応する最適なレシピであるレシピｄは、例えば上記図１６と基本的に同じで細部が異なるレシピが採用される。
【００６０】
図１２のグループ５は現像後のリンス液（純水）に対する接触角が３０度以上であるが、この場合に対応する最適なレシピであるレシピｅは、例えば図１７に示すように、まず、図１６の（ａ）と同様にしてウエハＷの中央部（例えば中心から半径５０ｍｍ程度）にリンス液の膜２０２を形成し（図１７の（ａ））。引き続き、ウエハを回転させながら、図１６の（ｂ）とは異なり、Ｎ２ガス等の不活性ガスを供給せずに、ウエハ中心に乾燥域２０３のコアを形成する（図１７の（ｂ））。ウエハを回転させ、リンス液で現像液パドル２０１を押し出すようにして乾燥域２０３を広げ、乾燥を進行させる（図１７の（ｃ））。この場合、レシピｃと同様に、現像液をリンス液で押し出すようにして乾燥を進行させるので、ウエハＷの表面の接触角が高くてもリンス液が途中でとぎれてその部分に現像欠陥が残存することが防止される。
【００６１】
次に、以上のような現像処理装置８０を用いて行われる、本発明の一実施形態に係るリンス処理方法について図１８のフローチャートを示す図を参照しながら説明する。
【００６２】
まず、予め記憶部８６に図１２に示すリンス液（純水）に対する接触角をグループ１〜５に分け、それぞれ最適なレシピとしてレシピａ〜ｅを割り当てた制御テーブル１２０を格納しておき、コントローラ９０の指令によりレシピａ〜ｅを実行可能にしておく（ステップ１）。
【００６３】
次いで、１枚目のウエハに対して、上述したようにしてレジスト塗布処理、露光処理および現像処理を行った後、そのウエハを測定部８５に搬送し、現像後のリンス液（純水）に対する接触角を計測する（ステップ２）。このとき、現像後のリンス処理条件は、初期の設定となっている。
【００６４】
次いで、測定されたウエハＷの接触角を測定部８５からコントローラ９０に出力し、コントローラ９０は記憶部８６に格納された制御テーブル１２０からその接触角に対応するリンス処理のレシピを選択する（ステップ３）。
【００６５】
そして、次のウエハについてレジスト塗布処理および露光処理が終了後、現像処理ユニット（ＤＥＶ）に搬入し、現像液供給ノズル６１をウエハＷの上方に移動させ、現像液供給ノズル６１から現像液を帯状に吐出させ、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現像液パドルを形成した後に、上記選択したレシピを用いてリンス処理を行う（ステップ４）。
【００６６】
このとき、制御テーブル１２０には、各接触角のグループに応じて、現像欠陥の少ない最適なレシピが設定されているため、測定された接触角に対応したレシピを選択しさえすれば、それ用いて現像欠陥の極めて少ない現像後のリンス処理を行うことができる。
【００６７】
このように、各接触角のグループに対応して現像欠陥が生じ難い最適なレシピを設定しておくことにより、ウエハの接触角さえ測定すれば、それに対応する最適なレシピを迅速に選択することができ、その条件でウエハＷのリンス処理を行うことができる。したがって、対象ウエハによらず最適条件を迅速に把握して現像欠陥の少ないリンス処理を行うことができる。
【００６８】
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、上記実施の形態では、記憶部８６に制御テーブル１２０を設定したが、必ずしもこのような制御テーブルを用いる必要はない。また、上記実施形態では、測定部８５の測定結果に基づいて自動的にレシピを選択してリンス処理を実行するようにしたが、測定結果からオペレータが予め設定されている最適なレシピをボタン操作やモニター画面上での操作により選択し、そのレシピでリンス処理を行うようにしてもよい。さらに、測定部の位置は上記実施形態の位置に限らず、現像処理ユニット内であってもよく、レジスト塗布現像処理システムの他のユニットであってもよい。また、レジスト塗布現像処理システム外であってもよい。さらにまた、表面状態の指標として動的接触角を用いた例を示したが、静的接触角でもよく、また接触角以外の他の指標を用いてもよい。さらにまた、リンス液として純水を例示したが、純水に界面活性剤等の他の物質を添加したものであってもよい。さらにまた、本発明は、通常のレジスト露光プロセスの後の現像処理に限らず、液浸露光プロセス後の現像処理にも適用可能である。さらにまた、上記実施形態では本発明を半導体ウエハのリンス処理に適用したが、これに限らず、微細なレジストパターンが形成される基板であれば、液晶表示装置（ＬＣＤ）用基板等、他の基板のリンス処理にも適用することができる。さらに、本発明の範囲を逸脱しない限り、上記実施形態の要素を適宜組み合わせたもの、あるいは上記実施形態の要素を一部取り除いたものも本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明のリンス処理方法が実施される現像処理装置が搭載された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のレジスト塗布現像処理システムを示す正面図。
【図３】図１のレジスト塗布現像処理システムを示す背面図。
【図４】本発明の一実施形態に係るリンス処理方法が実施される現像処理装置の全体構成を示すブロック図。
【図５】図４の現像処理装置の主要部をなす現像処理ユニットを示す断面図。
【図６】図４の現像処理装置の主要部をなす現像処理ユニットを示す平面図。
【図７】現像処理ユニットの液供給系を示す概略図。
【図８】リンス液供給ノズル６２に隣接して不活性ガス供給ノズル６３をノズルスキャンアーム６６に搭載した状態を示す図。
【図９】測定部８５の概略構成を示す断面図。
【図１０】測定部８５を用いてウエハ表面の動的接触角を測定する手順の一例を示す図。
【図１１】測定部８５を用いてウエハ表面の動的接触角を測定する手順の他の例を示す図。
【図１２】記憶部に格納された制御テーブルを示す図。
【図１３】ウエハ表面の純水に対する接触角と、リンス処理におけるリンス・乾燥時のリンス液の広がり方との関係を具体的に示す図。
【図１４】ウエハ表面の接触角が１０度以下の場合における最適なリンス処理条件を説明するための図。
【図１５】ウエハ表面の接触角が１０〜２０度の場合における最適なリンス処理条件を説明するための図。
【図１６】ウエハ表面の接触角が２０〜２５度の場合における最適なリンス処理条件を説明するための図。
【図１７】ウエハ表面の接触角が３０度以上の場合における最適なリンス条件を説明するための図。
【図１８】本発明のリンス処理方法の一例を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００７０】
５１……筐体
５２……スピンチャック
６１……現像液供給ノズル
６２……リンス液供給ノズル
６３……不活性ガス供給ノズル
８０……現像処理装置
８５……測定部
８６……記憶部
９０……コントローラ
１０１……プロセスコントローラ
１０２……ユーザーインターフェイス
１０３……記憶部
１２０……制御テーブル
ＤＥＶ……現像処理装置
Ｗ……半導体ウエハ
【図１】
0004494332.tif 000002
【図２】
0004494332.tif 000003
【図３】
0004494332.tif 000004
【図４】
0004494332.tif 000005
【図５】
0004494332.tif 000006
【図６】
0004494332.tif 000007
【図７】
0004494332.tif 000008
【図８】
0004494332.tif 000009
【図９】
0004494332.tif 000010
【図１０】
0004494332.tif 000011
【図１１】
0004494332.tif 000012
【図１２】
0004494332.tif 000013
【図１３】
0004494332.tif 000014
【図１４】
0004494332.tif 000015
【図１５】
0004494332.tif 000016
【図１６】
0004494332.tif 000017
【図１７】
0004494332.tif 000018
【図１８】
0004494332.tif 000019