(57)【要約】【課題】基板上に形成されたパターンの破損を回避しつつ、基板に対する洗浄能力を低下させずに洗浄を行うことができる。【解決手段】基板上を複数の領域に区切り、領域毎にその位置情報とパターン情報を取得する情報取得部１１と、位置情報とパターン情報に基づいて、領域毎に基板に薬液を吐出するときの処理条件を決定する条件決定部１２と、基板に薬液を吐出する吐出部１５と、吐出部１５を基板の一端から他端への第１方向に向かって基板に対して相対的に移動する位置制御部１３と、位置制御部１３により移動される吐出部１５が基板上の領域の上方を通過するとき、前記処理条件に従って吐出部１５から吐出される薬液の圧力を調整する吐出調整部１４とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上を複数の領域に区切り、領域毎にその位置情報とパターン情報を取得する情報取得部と、
前記位置情報と前記パターン情報に基づいて、前記領域毎に前記基板に薬液を吐出するときの処理条件を決定する条件決定部と、
前記基板に薬液を吐出する吐出部と、
前記吐出部を前記基板の一端から他端への第１方向に向かって前記基板に対して相対的に移動する位置制御部と、
前記位置制御部により移動される前記吐出部が前記基板上の前記領域の上方を通過するとき、前記処理条件に従って前記吐出部から吐出される薬液の圧力を調整する吐出調整部と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記吐出部は、前記第１方向と直交する第２方向に沿ってライン状に配列された複数の吐出口を有し、
前記吐出調整部は、前記複数の吐出口の各々から吐出される薬液の圧力を前記処理条件に従って調整することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記パターン情報として、前記領域毎に求めた最小パターン寸法を用いることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記パターン情報として、前記領域毎のパターンの欠陥許容情報を用いることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記パターン情報として、前記領域毎に求めたパターン密度情報を用いることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記吐出部から吐出される薬液に超音波を印加する超音波印加部をさらに具備し、
前記吐出調整部は、前記処理条件に従って前記超音波印加部により薬液に印加する超音波の周波数及び出力を調整することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板上を複数の領域に区切り、領域毎にその位置情報とパターン情報を取得する工程と、
前記位置情報と前記パターン情報に基づいて、前記領域毎に前記基板に薬液を吐出するときの処理条件を決定する工程と、
前記薬液を吐出する吐出部を前記基板の一端から他端への第１方向に向かって前記基板に対して相対的に移動しながら、前記吐出部が前記基板上の前記領域の上方を通過するとき、前記処理条件に従って前記吐出部から吐出される薬液の圧力を調整する工程と、
を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
前記吐出部は、前記第１方向と直交する第２方向に沿ってライン状に配列された複数の吐出口を有し、
前記複数の吐出口の各々から吐出される薬液の圧力は、前記処理条件に従って調整されることを特徴とする請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記パターン情報として、前記領域毎に求めた最小パターン寸法を用いることを特徴とする請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記パターン情報として、前記領域毎のパターンの欠陥許容情報を用いることを特徴とする請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記パターン情報として、前記領域毎に求めたパターン密度情報を用いることを特徴とする請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記吐出部から吐出される薬液に超音波が印加され、
前記薬液に印加される前記超音波の周波数及び出力は、前記処理条件に従って調整されることを特徴とする請求項７に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体ウエハやフォトマスク、液晶基板等の基板表面に薬液処理を行う基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスに用いられているリソグラフィ工程において、近年のデバイスの微細化に伴い、基板上に作成されるパターン寸法は、およそ数１０ｎｍ程度まで微細化されている。数１０ｎｍのパターンを含む基板の加工時に洗浄などの薬液処理を行う際、基板に対してある程度の物理的エネルギーを与えることが必要となる。
【０００３】
しかし、基板に与える物理的エネルギーの強度によっては、基板上の微小なパターンが破損してしまう可能性がある。これに対して、破損を防止するために物理的エネルギーを抑えてしまうと、今度は付着物やレジスト等の除去性能が落ちてしまう。
【０００４】
このように、現在の半導体プロセスにおいては、微小パターンの破損防止と洗浄除去能力の向上を両立させることが非常に困難になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３４３０３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板上に形成されたパターンの破損を回避しつつ、基板に対する洗浄能力を低下させずに洗浄を行うことができる基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施態様の基板処理装置は、基板上を複数の領域に区切り、領域毎にその位置情報とパターン情報を取得する情報取得部と、前記位置情報と前記パターン情報に基づいて、前記領域毎に前記基板に薬液を吐出するときの処理条件を決定する条件決定部と、前記基板に薬液を吐出する吐出部と、前記吐出部を前記基板の一端から他端への第１方向に向かって前記基板に対して相対的に移動する位置制御部と、前記位置制御部により移動される前記吐出部が前記基板上の前記領域の上方を通過するとき、前記処理条件に従って前記吐出部から吐出される薬液の圧力を調整する吐出調整部とを具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態のフォトマスクの加工工程を示すフロー図である。
【図２】第１実施形態の基板処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態における基板とノズルを上方から見た平面図である。
【図４】第１実施形態における基板とノズルを斜めから見た斜視図である。
【図５】第１実施形態における基板とノズルを側面から見た側面図である。
【図６】第１実施形態におけるノズルと供給ラインを示す図である。
【図７】第１実施形態の基板処理方法を示すフロー図である。
【図８】第１実施形態における最小パターン寸法と洗浄能力との関係を示す図である。
【図９】第１実施形態におけるノズルの長辺方向と洗浄能力との関係を示す図である。
【図１０】第２実施形態の基板処理装置におけるノズルの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施形態の基板処理装置及び基板処理方法について説明する。ここでは、基板処理装置及び基板処理方法として、フォトマスクの加工工程での基板処理を例に、基板処理に用いられる基板処理装置及びその処理方法を述べる。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１０】
［第１実施形態］
第１実施形態のフォトマスクの加工工程における基板処理方法について説明する。
【００１１】
図１は、第１実施形態のフォトマスクの加工工程を示すフロー図である。
【００１２】
基板（例えば、石英基板）上に／ＭｏＳｉ／Ｃｒ／レジストの順で積層されたマスク基板材料を用意する（ステップＳ１）。続いて、例えば電子ビーム(ＥＢ)あるいはレーザを用いてマスク基板材料に対して半導体回路のパターンを描画する（ステップＳ２）。
【００１３】
パターンを描画した後、レジストを現像して、レジストパターンを加工する。続いて、レジストパターンを保護膜として、ＲＩＥ(Reactive Ion Etching)によりＭｏＳｉ／Ｃｒのエッチングを行い、基板上にＭｏＳｉ／Ｃｒパターンを作成する（ステップＳ３）。
【００１４】
この後、各種精度測定を行う前に、不要になったレジストの剥離及びパターン面の洗浄を行う（ステップＳ４）。この剥離及び洗浄については、後で詳述する。
【００１５】
次に、基板に対して各種精度測定を行う（ステップＳ５）。各種精度測定では、基板上のパターン寸法の測定、パターンの位置精度の測定などを行う。続いて、基板の洗浄を行い（ステップＳ６）、さらにパターンの回路検査を行う（ステップＳ７）。ステップＳ６の洗浄については、後で詳述する。パターンの回路検査では、パターン形状の検査や、描画データとパターンとの照合などを行う。
【００１６】
次に、パターンの検査結果を判定する（ステップＳ８）。パターンの検査結果が不合格のとき、基板上のパターンを修正し（ステップＳ９）、その後、ステップＳ６に戻り、再び、基板の洗浄を行い、さらにパターンの回路検査を行う。一方、パターンの検査結果が合格のときは、基板のパターン上にペリクル（保護膜）の貼付を行う（ステップＳ１０）。以上により、フォトマスクの製造が完了する。
【００１７】
次に、フォトマスク加工工程のステップＳ４、Ｓ６で行われる洗浄（または剥離）の工程について詳細に説明する。
【００１８】
図２は、第１実施形態の基板の洗浄に用いられる基板処理装置の構成を示すブロック図である。図３は基板とノズルを上方から見た平面図、図４は基板とノズルを斜めから見た斜視図、図５は基板とノズルを側面から見た側面図である。
【００１９】
図２に示すように、基板処理装置は、情報取得部１１、条件決定部１２、位置制御部１３、吐出調整部１４、及びノズル（吐出部）１５を備えている。
【００２０】
基板１７上は、例えば図３に示すように、複数の領域Ａ，Ｂ，Ｃに区分けされている。情報取得部１１は、基板１７上の複数の領域Ａ，Ｂ，Ｃの位置情報と、それぞれの領域における最小パターン寸法を含むパターン情報を取得する。領域Ａ，Ｂ，Ｃには、回路パターンがそれぞれ形成されている。例えば、位置情報及びパターン情報は、回路パターンを基板に描画するときに用いる描画データ等から求めることができる。
【００２１】
条件決定部１２は、情報取得部１１で取得した位置情報及びパターン情報を用いて、基板１７上の領域Ａ，Ｂ，Ｃ毎に、最適な処理条件をそれぞれ決定する。位置制御部１３は、図４及び図５に示すように、ノズル１５を基板１７の表面に沿って基板１７の一端から他端の第１方向に基板に対して相対的に移動すると共に、基板１７上のノズル１５の位置を制御する。吐出調整部１４は、基板１７上のノズル１５の位置に応じて、すなわちノズル１５が領域Ａ，Ｂ，Ｃ上のいずれにあるかに応じて、条件決定部１２により決定された洗浄条件に従ってノズル１５から吐出される薬液１６の吐出圧力を調整する。
【００２２】
ノズル１５は、位置制御部１３により移動されると共に、吐出調整部１４により吐出圧力が調整された薬液１６を基板１７に吐出する。ノズル１５は、移動方向（第１方向）に直交する第２方向（長辺方向）に沿ってライン状に配列された複数の吐出口を有している。長辺方向に配列された複数の吐出口には、図６に示すように、吐出口に薬液を供給する複数の供給ライン１８が接続されている。そして、供給ライン１８の各々から供給される薬液の流量及び圧力を調整することにより、ノズル１５の長辺方向に配列された吐出口から吐出される薬液１６の圧力を調整することができる。さらに、ノズル１５は、第１方向に移動中に、基板１７上での位置を検出可能な検出部１５Ａを有している。検出部１５Ａで検出された位置情報は位置制御部１３に送信され、位置制御部１３においてノズル１５の位置制御に使用される。
【００２３】
次に、洗浄時における基板処理方法を説明する。
【００２４】
基板１７は、基板処理装置内に搬送され、処理チャンバー内の固定機構の上に固定される。基板１７は、図３に示したように、基板１７上にパターンが形成された領域Ａ，Ｂ，Ｃを持つものとする。領域Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ異なる最小パターン寸法を持ち、領域Ａ，Ｂ，Ｃにおける最小パターン寸法の大きさの関係は、以下の式（１）に示すようになっている。
【００２５】
領域Ｃ  ＜  領域Ｂ  ＜  領域Ａ  …（１）
図７は、洗浄時における基板処理方法を示すフロー図である。
【００２６】
基板１７上の領域Ａ，Ｂ，Ｃにおける最小パターン寸法を含むパターン情報と、基板１７上における領域Ａ，Ｂ，Ｃの位置情報が、情報取得部１１により描画データ等から抽出される。抽出されたパターン情報と位置情報は、情報取得部１１に取得される（ステップＳ２１）。
【００２７】
次に、情報取得部１１で取得された位置情報及びパターン情報を用いて、条件決定部１２により基板１７上の領域Ａ，Ｂ，Ｃ毎に、最適な処理条件が決定される（ステップＳ２２）。
【００２８】
次に、位置制御部１３により、図３及び図４に示すように、ノズル１５が基板１７の表面に沿って第１方向に移動される。このとき、基板１７上のノズル１５の位置に応じて、条件決定部１２によって領域毎に決定された処理条件に従い、吐出調整部１４によりノズル１５から吐出される薬液１６の圧力が調整される。ノズル１５に接続された供給ライン１８は、ノズル１５の長辺方向に配列された吐出口からの吐出圧力を調整することができる。吐出調整部１４は、供給ライン１８に供給する薬液の供給圧力及び供給量を調整して、長辺方向に配列された吐出口から吐出する薬液１６の吐出圧力を調整する。
【００２９】
すなわち、ノズル１５の水平直線移動に合わせて、ノズル１５が存在する領域の位置情報とその領域のパターン情報（最小パターン寸法）とに基づいて、吐出調整部１４によりノズル１５から吐出される薬液１６の圧力を次のように変化させる。
【００３０】
図８に示すように、最小パターン寸法が小さい領域Ｃでは、領域Ｃのパターンを破損しないように、薬液１６の吐出圧力を弱くして、物理的ダメージ及び洗浄能力を小さくする。最小パターン寸法が領域Ｃより大きい領域Ｂでは、パターンが破損する可能性が領域Ｃより減るため、領域Ｂのパターンを破損せず、かつ洗浄能力が高まるように、薬液１６の吐出圧力を領域Ｃのときよりも強くする。最小パターン寸法が領域Ｂより大きい領域Ａでは、さらにパターンが破損する可能性が領域Ｂより減るため、領域Ａのパターンを破損せず、かつ洗浄能力が高まるように、薬液１６の吐出圧力を領域Ｂのときよりも強くする。
【００３１】
図３に示した基板１７の場合、図９に示すように、ノズル１５の長辺方向の位置によって、薬液の吐出圧力を変化させ、洗浄能力を変更する。
【００３２】
このように、基板上の領域毎に各領域が持つパターン情報（最小パターン寸法の大きさ）に応じて、薬液１６の吐出圧力を変化させる。最小パターン寸法が小さい領域では、その領域への薬液１６の吐出圧力を弱くし、最小パターン寸法が大きい領域では、その領域への薬液１６の吐出圧力を強くする。このような処理により、パターンの破損防止と洗浄能力の向上を両立させることができる。
【００３３】
以上説明したように第１実施形態によれば、基板上に形成されたパターンの破損を回避しつつ、基板に対する洗浄能力を低下させずに洗浄またはレジスト剥離等の処理を行うことができる。
【００３４】
［第２実施形態］
第１実施形態では薬液の吐出圧力を調整したが、第２実施形態では吐出圧力を調整する代わりに、薬液に超音波を印加して領域に応じた洗浄を行う。
【００３５】
図１０は、第２実施形態の基板処理装置におけるノズルの構造を示す図である。
【００３６】
図示するように、ノズル１５と複数の供給ライン１８との間には、超音波印加部１９がそれぞれ付加されている。超音波印加部１９は、供給ライン１８から供給される薬液に超音波を印加する。吐出調整部１４は、処理条件に従って超音波印加部１９から印加する超音波の周波数または出力を調整、もしくは出力のオン、オフを行い、供給ライン１８を通過する薬液に超音波を印加する。
【００３７】
第２実施形態では、基板１７上の領域の位置情報とその領域のパターン情報（最小パターン寸法）とに基づいて、薬液に印加する超音波を調整し、超音波が印加された薬液を用いて洗浄処理を行う。その他の構成及び効果については、前述した第１実施形態と同様である。
【００３８】
［その他の実施形態］
前述した第１、第２実施形態では、各領域における最小パターン寸法に応じて、洗浄能力を調整したが、最小パターン寸法の代わりに欠陥許容情報を用いて洗浄能力を調整してもよい。領域Ａ，Ｂ，Ｃにおける欠陥許容度をそれぞれ求め、欠陥許容度が小さい領域には小さな洗浄能力で洗浄を行い、欠陥許容度が大きい領域には大きな洗浄能力で洗浄を行う。
【００３９】
また、最小パターン寸法の代わりにパターン密度情報を用いて、パターン密度に応じて洗浄能力を調整してもよい。領域Ａ，Ｂ，Ｃにおけるパターン密度をそれぞれ求め、パターン密度が高い領域には小さな洗浄能力で洗浄を行い、パターン密度が小さい領域には大きな洗浄能力で洗浄を行う。
【００４０】
また、最小パターン寸法の代わりにパターン欠陥情報を用いて、パターン欠陥の有無に応じて洗浄能力を調整してもよい。例えば、異物等の付着によりパターン欠陥が存在する領域には大きな洗浄能力で洗浄を行い、パターン欠陥が存在しない領域には小さな洗浄能力で洗浄を行う。
【００４１】
以上説明したように第１、第２実施形態及びその他の実施形態によれば、基板上に形成された微小パターンの破損を回避しつつ、基板に対する洗浄能力を低下させずに洗浄を行うことができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
【００４２】
実施形態では、基板加工時の洗浄等の薬液処理工程において、予め得られているパターン情報等を参照して、その領域に応じた最適な処理方法を選択し、パターン破損等の危険を回避しつつ最適な処理を行うことが可能である。また、基板上の各領域に形成されるパターン情報を考慮して、各領域での最適な洗浄条件を用いることにより、微小パターンの破損を回避しつつ、洗浄能力を低下させずに洗浄を行うことが可能である。
【００４３】
なお、実施形態では、基板加工時の洗浄工程について説明したが、洗浄工程に限るわけではなく、その他の薬液処理工程においても適用できることはもちろんである。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。さらに、前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、実施形態において開示した複数の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発明を抽出することも可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１１…情報取得部、１２…条件決定部、１３…位置制御部、１４…吐出調整部、１５…ノズル（吐出部）、１５Ａ…検出部、１６…薬液、１７…基板、１８…供給ライン、１９…超音波印加部。
【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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【図１０】
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