JP2008071984A

JP2008071984A - 露光・現像処理方法

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Publication number: JP2008071984A
Application number: JP2006250294A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Takahashi; 信博高橋; Satoru Shimura; 悟志村; Satoru Kawasaki; 川崎　　哲; Hideji Kyoda; 秀治京田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: JP4807749B2

Abstract

【課題】液浸露光により処理されるウエハに塗布されたレジストにダメージを与えることなく、かつ有機コンタミネーションの影響を抑制して、解像度及び面内の線幅精度の高い露光・現像方法を提供すること。
【解決手段】ウエハの表面に塗布されたレジスト層の表面に、光を透過する液層を形成した状態でウエハの表面を露光した後、露光されたウエハの表面を現像する露光・現像処理方法において、液浸露光前Ｓ６に、ウエハの表面を、アルコール系洗浄液により洗浄するＳ５。これにより、レジストにダメージを与えることなく、レジスト層の表面に付着したパーティクル，有機コンタミネーションを除去することができる。
【選択図】図７

Description

この発明は、露光・現像処理方法に関するもので、更に詳細には、レジストの表面に保護膜を積層した被処理基板の表面に液層を形成して液浸露光し、現像する露光・現像処理方法に関するものである。

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、半導体ウエハ（以下にウエハという）の表面にレジストを塗布し、このレジスト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形成している。

また、このフォトレジスト工程において、レジストを保護する目的で、一般にレジスト層の表面に保護膜を塗布する工程が組み込まれている。

ところで、近年では耐水性のレジスト材料が開発されており、この耐水性レジスト材料を使用することにより、レジスト層の表面に保護膜を塗布する必要がなくなり、材料及びプロセスの削減が図れる点で注目されている。

一方、近年のデバイスパターンの微細化、薄膜化に伴い露光の解像度を上げる要請が高まっている。露光の解像度を上げる方法の一つとして、既存の光源例えばフッ化アルゴン（ＡｒＦ）やフッ化クリプトン（ＫｒＦ）による露光技術を改良して解像度を上げるため、ウエハの表面に光を透過する液層を形成した状態で露光する液浸露光方法が知られている。この液浸露光は、例えば純水などの水の中に光を透過させる技術で、水中では波長が短くなることから１９３ｎｍのＡｒＦの波長が水中では実質１３４ｎｍになる、という特徴を利用するものである。

すなわち、この液浸露光の技術は、レンズとウエハの表面との間に液膜（水膜）を形成した状態で、光源から発せられた光がレンズを通過し、液膜を透過してウエハに照射され、これにより所定のレジストパターン（回路パターン）がレジストに転写する技術である。そして、ウエハとの間に液膜を形成した状態で露光手段を水平方向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露光手段を配置し、光を照射する動作を繰り返すことによりウエハ表面に回路パターンを順次転写していく。

この液浸露光においては、レンズとウエハの表面との間に液膜（水膜）を形成するため、レジストの表面部からレジストの含有成分の一部が僅かではあるが溶出し、溶出成分がレンズ表面に付着して転写する回路パターンの線幅精度が低下するという問題があった。また、レンズの表面に付着しなくとも水膜内に溶出成分が含まれていると光の屈折率に影響して解像度の低下及び面内で線幅精度の不均一が発生するという問題もあった。

上記問題を解決する方法として、レジストが塗布されたウエハの表面を露光前に洗浄液例えば純水により洗浄することで、液浸露光時にウエハの表面に形成される液層内へのレジストから溶出する成分の量を抑制する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２９４５２０号公報（特許請求の範囲、図７，図１１）

しかしながら、耐水性のレジスト、例えばＡｒＦ用のレジストは一般的に撥水性であるが、水の浸透が全くないということはなく、露光前にレジスト層の表面を洗浄液例えば純水により洗浄することにより、有機コンタミネーションが発生し、液浸露光時に有機コンタミネーションが水膜内に入り込み、レンズ表面に付着して転写する回路パターンの線幅精度が低下する虞があった。また、レンズの表面に付着しなくとも水膜内に有機コンタミネーションが含まれていると、光の屈折率に影響して解像度の低下及び面内で線幅精度の不均一が発生する虞もあった。

この問題を解決する方法として、洗浄液である純水の供給量（吐出量）を増大することが考えられるが、純水の供給量を多くするとレジストがダメージを受ける懸念がある。

この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、液浸露光により処理されるウエハに塗布されたレジストにダメージを与えることなく、かつ有機コンタミネーションの影響を抑制して、解像度及び面内の線幅精度の高い露光・現像方法を提供することを課題とする。

上記目的を達成するため、この発明の露光・現像処理方法は、被処理基板の表面に塗布されたレジスト層の表面に、光を透過する液層を形成した状態で被処理基板の表面を露光した後、露光された被処理基板の表面を現像する露光・現像処理方法において、上記露光前に、上記被処理基板の表面を、アルコール系洗浄液により洗浄する洗浄工程を有する、ことを特徴とする（請求項１）。

この発明において、上記露光後の現像前に、上記被処理基板の表面を洗浄液により洗浄する露光後洗浄工程を更に有する方が好ましい（請求項２）。この場合、露光後洗浄工程における洗浄液には、例えば純水を使用するか（請求項３）、あるいは、アルコール系洗浄液を使用することができる（請求項４）。

また、上記露光後から洗浄処理開始までの時間及びこの洗浄処理後から加熱処理開始までの時間を一定に制御する方が好ましい（請求項５）。

加えて、上記アルコール系洗浄液として、例えば２−ブタノール，イソブタノール，ｎ−デカン−２−オクタノール，ｎ−ペンタノール，イソブチルアルコール，ジイソアミルエーテル／２−メチル−１−ブタノール，ジブチルエーテル，２メチル２ブタノール，２メチル４ペンタノール，ジイソアミルエーテル又はメチルイソブチルカルビノールのいずれかを使用する方が好ましい（請求項６）。

この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような優れた効果を奏する。

（１）請求項１記載の発明によれば、露光前に、被処理基板の表面に塗布されたレジスト層の表面を、アルコール系洗浄液により洗浄することにより、レジストにダメージを与えることなく有機コンタミネーションによるを抑制することができるので、解像度及び面内の線幅精度を高めることができる。

（２）請求項２，３，４記載の発明によれば、露光後の現像前に、被処理基板の表面を洗浄液により洗浄することにより、液浸露光時に被処理基板の表面に生じる水滴，パーティクル，シミ等を除去した状態で現像処理を行うことができるので、上記（１）に加えて、更に解像度及び面内の線幅精度を高めることができる。この場合、洗浄液にアルコール系液を使用することにより、露光後の洗浄処理においてもレジストへのダメージを抑制することができる。

（３）請求項５記載の発明によれば、露光後から洗浄処理開始までの時間及びこの洗浄処理後から加熱処理開始までの時間を一定に制御するので、上記（２）に加えて、更に複数の被処理基板の現像処理を均一にすることができる。

（４）請求項６記載の発明によれば、露光前及び露光後の洗浄処理に使用されるアルコール系洗浄液として、例えば、２−ブタノール，イソブタノール，ｎ−デカン−２−オクタノール，ｎ−ペンタノール，イソブチルアルコール，ジイソアミルエーテル／２−メチル−１−ブタノール，ジブチルエーテル，２メチル２ブタノール，２メチル４ペンタノール，ジイソアミルエーテル又はメチルイソブチルカルビノールのいずれかにすることにより、レジストにダメージを与えることなく、露光時に生じる水滴，パーティクル，シミ等を確実に除去することができる。

以下、この発明の最良の形態について、添付図示に基づいて説明する。

図１は、この発明に係る露光・現像処理方法を適用する塗布・現像処理装置に露光処理装置を接続した処理システムの全体を示す概略平面図、図２は、上記処理システム概略斜視図である。

上記処理システムは、被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を複数枚例えば１３枚密閉収納するキャリア１０を搬出入するためのキャリアステーション１と、このキャリアステーション１から取り出されたウエハＷにレジスト塗布，現像処理等を施す処理部２と、ウエハＷの表面に光を透過する液層を形成した状態でウエハＷの表面を液浸露光する露光部４と、処理部２と露光部４との間に接続されて、ウエハＷの受け渡しを行うインターフェース部３とを具備している。

キャリアステーション１は、キャリア１０を複数個並べて載置可能な載置部１１と、この載置部１１から見て前方の壁面に設けられる開閉部１２と、開閉部１２を介してキャリア１０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。

また、キャリアステーション１の奥側には筐体２０にて周囲を囲まれる処理部２が接続されており、この処理部２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、キャリアステーション１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁２１により囲まれる空間内に置かれている。また、キャリアステーション１と処理部２との間、処理部２とインターフェース部３との間には、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２２が配置されている。

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、その組み合わせはウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット（ＨＰ）、ウエハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＰＬ）等が含まれる。また、液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図２に示すように、レジストや現像液などの薬液収納部の上に反射防止膜を塗布するボトム反射防止膜塗布ユニット（ＢＣＴ）２３，塗布ユニット（ＣＯＴ）２５、ウエハＷに現像液を供給して現像処理する現像ユニット（ＤＥＶ）２６等を複数段例えば５段に積層して構成されている。この塗布・現像装置はレジストが塗布されたウエハＷを露光前に洗浄液により洗浄する第１の洗浄手段とウエハＷを露光後に洗浄液により洗浄する第２の洗浄手段を備えており、この例では、第１の洗浄手段と第２の洗浄手段は後述するようにインターフェース部３に設けられている。

インターフェース部３は、図３に示すように、処理部２と露光部４との間に前後に設けられる第１の搬送室３Ａ及び第２の搬送室３Ｂにて構成されており、それぞれに第１のウエハ搬送部３０Ａ及び第２のウエハ搬送部３０Ｂが設けられている。第１のウエハ搬送部３０Ａは昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在な基体３１Ａと、この基体３１Ａ上に設けられる進退自在なアーム３２Ａとで構成されている。また第２のウエハ搬送部３０Ｂは昇降自在かつ鉛直軸回りに回転自在な基体３１Ｂと、この基体３１Ｂ上に設けられる進退自在なアーム３２Ｂとで構成されている。

なお、第１及び第２のウエハ搬送部３０Ａ，３０ＢによるウエハＷの搬送のタイミング及び時間は制御手段である制御コンピュータ（図示せず）の中央演算処理装置（ＣＰＵ）を主体として構成される後述するコントローラ７０によって制御されている。

更にまた、第１の搬送室３Ａには、第１のウエハ搬送部３０Ａを挟んでキャリアステーション１側から見た左側に、ウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光するための周縁露光装置（ＷＥＥ）３３と、露光前及び露光後のウエハＷを洗浄液で洗浄する洗浄手段である洗浄装置３４が２段設けられ、その隣接する位置に複数例えば２５枚のウエハＷを一時的に収容する２つのバッファカセット３５が例えば上下に積層されて設けられている。同じく右側には受け渡しユニット３６、各々例えば冷却プレートを有する２つの高精度温調ユニット３７及び露光をしたウエハＷをＰＥＢ処理する加熱・冷却ユニット（ＰＥＢ）５０Ａが例えば上下に積層されて設けられている。また、露光部４側に形成されたウエハ搬送口３ａを介して第２の搬送室３Ｂと露光部４との間でウエハＷの受け渡しをするための受け渡しステージ３８Ａ，３８Ｂが左右に並んで設けられている。これら受け渡しステージ３８Ａ，３８Ｂの各々の表面にはウエハＷを裏面側から支持する例えば３本の基板支持ピン３９が設けられている。

この場合、洗浄装置３４は、図４に示すように、ウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平に保持する基板保持部をなすスピンチャック４０を具備している。このスピンチャック４０は軸部４１を介して駆動機構４２に接続されており、この駆動機構４２によりウエハＷを保持した状態で昇降及び回転可能に構成されている。なお、駆動機構４２は図示しないが制御手段であるコントローラ７０に電気的に接続されており、制御手段からの制御信号に基づいてスピンチャック４０の回転数が制御されるようになっている。また、スピンチャック４０に保持されたウエハＷの側方を囲むようにして上部側が開口する外カップ４３ａ及び内カップ４３ｂを備えたカップ体４３が設けられている。外カップ４３ａは昇降部４３ｃにより昇降自在であり、上昇時において下部側に設けられた段部により内カップ４３ｂを下方側から持ち上げて、これにより外カップ４３ａと連動して内カップ４３ｂが昇降するように構成されている。また、カップ体４３の底部側には凹部状をなす液受け部４４ａがウエハＷの周縁下方側に全周に亘って形成されており、この液受け部４４ａの底部には排出口４４ｂが設けられている。更にウエハＷの下方側には円形板４４ｃが設けられており、この円形板４４ｃの外側を囲むようにしてリング部材４４ｄが設けられている。

スピンチャック４０に保持されたウエハＷの上方側には、当該ウエハＷの直径と同じか又は直径よりも長いスリット状の洗浄吐出口４５ａ，４５ｂを備えた第１及び第２の洗浄液供給ノズル４５Ａ，４５Ｂが進退自在かつ昇降自在に設けられている。この洗浄液供給ノズル４５Ａ，４５Ｂは、それぞれ流量調整可能な開閉弁Ｖ１，Ｖ２を介設する供給路４６ａ，４６ｂを介して洗浄液の供給源４７Ａ，４７Ｂに接続されている。この場合、第１の洗浄液供給ノズル４５Ａに接続する供給源４７Ａには洗浄液としてアルコール系洗浄液、例えば２−ブタノール，イソブタノール，ｎ−デカン−２−オクタノール，ｎ−デカン，ｎ−ペンタノール，デカン，イソブチルアルコール，ジイソアミルエーテル／２−メチル−１−ブタノール，ジブチルエーテル，２メチル２ブタノール，２メチル４ペンタノール，ジイソアミルエーテル又はメチルイソブチルカルビノールのいずれかの薬液が使用される。また、第２の洗浄液供給ノズル４５Ｂに接続する供給源４７Ｂには洗浄液として、純水が使用される。なおこの場合、開閉弁Ｖ１，Ｖ２は、図示しない制御手段からの制御信号に基づいて流量調整可能に開閉され、所定量の洗浄液がウエハＷの表面に供給（吐出）される。

なお、第１及び第２の洗浄液供給ノズル４５Ａ，４５Ｂは、それぞれ洗浄液の温度を調整するための温度調整部４８を備えている。温度調整部４８は、供給路４６ａ，４６ｂの外側を囲むように形成された温調水の流路４９により二重管構造に構成され、この温調水により洗浄液の温度が調整されるように構成されている。洗浄液の温度は例えばレジストの種類に応じて決められ、具体的には例えば低温の洗浄液で洗浄した場合の結果が良いレジストの場合は例えば２３℃に設定される。反対に例えば高温の洗浄液で洗浄した場合の結果が良いレジストの場合は例えば５０℃に設定される。これらは例えば予め試験を行うことにより決められ、そして、例えばレジスト毎に対応付けた温度の設定値の情報を図示しない制御部のコンピュータに設けられた記憶部に記憶させておき、プロセス処理時にこの情報を読み出して温度調整部４８により洗浄液の温度を設定するようにしてもよい。

上記実施形態では、露光後の洗浄を純水によって行う場合について説明したが、露光後の洗浄においてもアルコール系洗浄液、例えば２−ブタノール，イソブタノール，ｎ−デカン−２−オクタノール，ｎ−デカン，ｎ−ペンタノール，デカン，イソブチルアルコール，ジイソアミルエーテル／２−メチル−１−ブタノール，ジブチルエーテル，２メチル２ブタノール，２メチル４ペンタノール，ジイソアミルエーテル又はメチルイソブチルカルビノールのいずれかの薬液を使用してもよい。この場合、図５に示すように、第１の洗浄液供給ノズル４５Ａ，開閉弁Ｖ１を介設する供給路４６ａ及び供給源４７Ａを有する第１の洗浄液供給部のみで露光前及び露光後の洗浄を行うことができる。

なお、図５において、その他の部分は図４と同じであるので、同一部分に同一符号を付して、説明は省略する。

また、加熱処理の一つである露光後のウエハＷをポストエクスポジャーベーク（ＰＥＢ）する加熱・冷却ユニット（ＰＥＢ）５０Ａは、熱処理装置５０を具備している。この熱処理装置５０は、図６に示すように、熱処理ユニットのケーシング（図示せず）内に、ウエハＷを加熱する加熱部５０ａと、ウエハＷを冷却する冷却部５０ｂが設けられている。加熱部５０ａには、表面に塗布膜であるレジスト膜が形成されたウエハＷを載置し加熱する熱板５１と、熱板５１の外周及び下部側を包囲する支持台５２と、この支持台５２の外周及び下部側を包囲するサポートリング５３と、サポートリング５３の上方開口部を覆い、サポートリング５３と協働して熱処理室５４を形成する蓋体５５が設けられている。なお、サポートリング５３の頂部の蓋体５５に当接する面には円状の凹溝５６が周設されており、この凹溝５６内にＯリング５７が嵌挿されている。

上記熱板５１には、温度制御器５８ａからの出力制御により所定温度に設定される温度ヒータ５８が埋設されている。また、熱板５１の同心円上の３箇所には、貫通孔５９が設けられている。貫通孔５９には、熱板５１の下方に配設された昇降駆動機構６０によって昇降する支持ピン６１が貫通可能になっており、支持ピン６１の昇降により、ウエハＷが冷却部５０ｂの冷却プレート６２との間で受け渡されるようになっている。

また、上記蓋体５５の一側には支持部６３が突設されており、この支持部６３に蓋体昇降機構例えば昇降シリンダ６４のピストンロッド６５が連結されている。したがって、昇降シリンダ６４の駆動によって蓋体５５がサポートリング５３に対して接離移動すなわち開閉移動するようになっている。

上記昇降シリンダ６４，昇降駆動機構６０及び冷却プレート６２の駆動機構６６は、コントローラ７０に電気的に接続されており、コントローラ７０からの制御信号に基づいて駆動、すなわち蓋体５５の開閉動作、支持ピン６１の昇降動作するように構成されている。

次に、上記塗布・現像装置を用いてウエハＷを処理する手順について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、ウエハＷの表面にボトム反射防止膜（ＢＡＲＣ）を形成し、その上層にレジスト層を塗布した場合について説明する。まず、例えば１３枚のウエハＷを収納したキャリア１０が載置部１１に載置されると、開閉部１２と共にキャリア１０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（図示せず）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、塗布処理の前処理として例えばユニット（ＢＣＴ）２３にてその表面にボトム反射防止膜（ＢＡＲＣ）が形成される（ステップＳ１）。その後、主搬送手段Ａ２により棚ユニットＵ１の加熱処理部に搬送されてプリベーク（ＣＬＨＰ）される（ステップＳ２）。

その後、主搬送手段Ａ２によりウエハＷは塗布ユニット（ＣＯＴ）２５内に搬入され、ウエハＷの表面全体に薄膜状にレジストが塗布される（ステップＳ３）。その後、主搬送手段Ａ２により棚ユニットＵ２の加熱処理部に搬送されてプリベーク（ＣＬＨＰ）される（ステップＳ４）。

その後、ウエハＷは主搬送手段Ａ２により受け渡しユニット３６に搬送された後、インターフェース部３のアーム３２Ａにより洗浄装置３４に搬入されてスピンチャック４０により保持され、この状態で、第１の洗浄液供給ノズル４５ＡがウエハＷの一端側の外側に位置するように配置され、吐出口４５ａからアルコール系洗浄液例えば２−ブタノール液を所定の流量で吐出すると共に当該ウエハＷの表面から僅かに浮かせた状態で第１の洗浄液供給ノズル４５Ａを他端側に向かってスキャン（スライド移動）する。これにより、ウエハＷの表面、厳密にはレジスト層の表面に洗浄液（２−ブタノール液）が供給され、レジスト層表面に付着するパーティクル，有機コンタミネーション等を除去してウエハＷが洗浄される（ステップＳ５）。なお、洗浄液供給ノズル４５Ａを更に他端側から一端側に向かってスキャンし、この動作を繰り返して洗浄液供給ノズル４５を例えば２〜３回往復させるようにしてもよい。あるいは、ウエハＷの表面に表面張力により水を液盛りした状態で所定の時間例えば２〜１０秒間静止することもある。その後、洗浄液供給ノズル４５Ａを後退させると共に外カップ４３ａ及び内カップ４３ｂを上昇させた後、スピンチャック４０によりウエハＷを鉛直軸回りに高速回転させてウエハＷから洗浄液を振り切るスピン乾燥を行う。例えば乾燥エア、乾燥窒素などの乾燥用気体を供給するための乾燥用気体ノズルをユニット内に設けておき、スピン乾燥に代えてあるいはスピン乾燥と共に乾燥用気体をウエハＷに吹き付けて、より完全にウエハＷを乾燥させるようにしてもよい。このような構成とすれば、プリベーク時にウエハＷ表面にウォーターマークが残って露光に影響するのをより確実に抑えることができるので好適である。

その後、ウエハＷはアーム３２Ａにより洗浄装置３４から搬出されて、第２のウエハ搬送部３０Ｂへと受け渡されて受け渡しユニット３７Ａに載置される。このウエハＷは露光部４に設けられた図示しない搬送手段によりウエハ搬送口３ａを介して露光部４内に搬入され、ウエハＷの表面に対向するように露光手段１が配置されて液浸露光が行われる（ステップＳ６）。

その後、液浸露光を終えたウエハＷは図示しない上記搬送手段により受け渡しユニット３７Ｂに載置される。次いで、第２のウエハ搬送部３０Ｂにより受け渡しユニット３７ＢからウエハＷは取り出され、更に、第１のウエハ搬送部３０Ａに受け渡されて、洗浄装置３４に搬入されてスピンチャック４０により保持され、この状態で、第２の洗浄液供給ノズル４５ＢがウエハＷの中心部の上方に位置するように配置され、吐出口４５ｂから洗浄液すなわち純水又はアルコール系洗浄液例えば２−ブタノールを所定の流量で吐出する。これにより、液浸露光時にウエハＷの表面具体的にはレジスト層の表面に生じた水滴，パーティクル，シミ等が除去される（ステップＳ７）。なお、第２の洗浄液供給ノズル４５Ｂを、第１の洗浄液供給ノズル４５Ａと同様にウエハＷの上方にスキャンさせてもよい。

露光後の洗浄が行われた後、第２のウエハ搬送部３０Ｂにより洗浄装置３４からウエハＷは取り出され、更に、第１のウエハ搬送部３０Ａに受け渡されて、第１のウエハ搬送部３０Ａにより加熱・冷却ユニット（ＰＥＢ）５０Ａの熱処理装置５０内に搬入される。ここで、ウエハＷは冷却プレート６２に載せられて粗冷却された後、熱板５１に載置されて所定の温度に加熱されることにより、レジストに含まれる酸発生剤から発生した酸をその内部領域に拡散させるポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）処理が行われる（ステップＳ８）。そして、当該酸の触媒作用によりレジスト成分が化学的に反応することにより、この反応領域は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る。この際、露光後の洗浄処理において、コントローラ７０からの信号によりウエハＷが液浸露光された後からポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）するまでの時間が一定になるように、第１及び第２のウエハ搬送部３０Ａ，３０Ｂの搬送のタイミング及び時間を制御する。望ましくは、化学増幅型レジストにおける酸の拡散の程度をウエハ間で揃えるために、時間経過に対するウエハＷの温度履歴を同じにする目的で、液浸露光後から洗浄処理を開始する迄の時間、及び、洗浄処理終了後からポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）処理開始までの時間を一定に制御する。なおこの場合、ウエハＷをバッファカセット３５内に一時収納し、所定時間経過後、第２のウエハ搬送部３０Ｂにより取り出して時間を管理するようにしてもよい。これにより、レジストの膜厚を一定にすることができると共に、レジストの化学反応を抑制することができる。

ＰＥＢ処理がされたウエハＷは、第１のウエハ搬送部３０Ａにより加熱・冷却ユニット５０Ａの熱処理装置５０から搬出され、そして棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由して処理部２内に搬入される。処理部２内でウエハＷは主搬送手段Ａ３により現像ユニット（ＤＥＶ）２６内に搬入され、現像ユニット（ＤＥＶ）２６内に設けられた現像液ノズルによりその表面に現像液が供給されて現像処理が行われる（ステップＳ９）。これにより、ウエハＷ表面のレジスト膜のうちの現像液に対して可溶解性の部位が溶解することにより所定のレジストパターンが形成される。更にウエハＷには例えば純水などのリンス液が供給されてリンス処理がなされ、その後にリンス液を振り切るスピン乾燥が行われる。例えば乾燥エア、乾燥窒素などの乾燥用気体を供給するための乾燥用気体ノズルをユニット内に設けておき、スピン乾燥に代えてあるいはスピン乾燥と共に乾燥用気体をウエハＷに吹き付けて、より完全にウエハＷを乾燥させるようにしてもよい。その後、ウエハＷは主搬送手段Ａ３により現像ユニット（ＤＥＶ）２６から搬出され、主搬送手段Ａ２、受け渡し手段Ａ１を経由して載置部１１上の元のキャリア１０へと戻されて一連の塗布・現像処理を終了する。

上記実施形態によれば、液浸露光前にウエハＷの表面具体的にはレジスト層の表面に生じたパーティクルや有機コンタミネーションを確実に除去することができる。また、液浸露光時にウエハＷの表面具体的にはレジスト層の表面に生じた水滴，パーティクル，シミ等を確実に除去することができる。したがって、結果として現像処理したウエハＷの表面に高精度な線幅であってかつ面内均一性の高いレジストパターンを形成することができる。すなわち、ウエハＷに対して高精度かつ面内均一性の高い塗布・現像処理をすることができる。

なお、上記実施形態では、ウエハＷの表面にボトム反射防止膜（ＢＡＲＣ）を形成し、その表面にレジスト層（Ｒ）を形成した場合について説明したが、ボトム反射防止膜（ＢＡＲＣ）なしの場合においても、上記実施形態と同様の効果が得られる。この場合の処理手順は、レジスト塗布工程→プリベーク工程→露光前洗浄工程→液浸露光工程→露光後洗浄工程→ポストエクスポージャーベーク工程→現像工程の順に処理される。

なお、上記実施形態では、第１及び第２の洗浄液供給ノズル４５Ａ，４５Ｂをインターフェース部３に配置される洗浄装置３４内に設けた場合について説明したが、第１の洗浄液供給ノズル４５Ａをレジスト塗布ユニット２５内に設けるようにしてもよい。

次に、本発明の効果を確認するために行った実験について説明する。

レジストへのダメージを調べるために、洗浄液として、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）（比較例１）、エタノール（比較例２）、２−ブタノール（実施例）を用いてレジスト層の洗浄を行ったところ、図８に示すような結果が得られた。

この実験の結果、ＩＰＡ（比較例１）においては、レジスト膜減り量が約３Åであり、エタノール（比較例２）においては、レジスト膜減り量が約７Åであったが、２−ブタノール（実施例）においては、レジスト膜減り量は殆どない（ゼロ）であった。

この結果、２−ブタノールのレジストへのダメージはないことが判った。

なお、上記実施例では、２−ブタノールを使用した場合について説明したが、２-ブタノールと同じ特徴を持つ分鎖型のアルコール系である、例えばイソブタノール，ｎ−デカン−２−オクタノール，ｎ−ペンタノール，イソブチルアルコール，ジイソアミルエーテル／２−メチル−１−ブタノール，ジブチルエーテル，２メチル２ブタノール，２メチル４ペンタノール，ジイソアミルエーテル又はメチルイソブチルカルビノールを用いても同様の効果が得られる。

この発明に係る露光・現像処理方法を適用した塗布・現像処理装置に露光処理装置を接続した処理システムの全体を示す概略平面図である。上記処理システムの概略斜視図である。上記処理システムにおけるインターフェース部を示す斜視図である。上記処理システムにおける洗浄装置を示す断面図である。上記洗浄装置の別の形態を示す断面図である。上記処理システムにおける加熱・冷却ユニットを示す断面図である。塗布、露光、現像の処理手順を示すフローチャートである。本発明の効果を確認するために行った実験の結果を示すレジスト膜減り量を比較したグラフである。

符号の説明

Ｗ半導体ウエハ（被処理基板）
１キャリアステーション
２処理部
３インターフェース部
４露光部
２５レジスト塗布ユニット
２６現像ユニット
３４洗浄装置
４５Ａ，４５Ｂ第１，第２の洗浄液供給ノズル
５０Ａ加熱・冷却ユニット
５０熱処理装置
７０コントローラ（制御手段）

Claims

被処理基板の表面に塗布されたレジスト層の表面に、光を透過する液層を形成した状態で被処理基板の表面を露光した後、露光された被処理基板の表面を現像する露光・現像処理方法において、
上記露光前に、上記被処理基板の表面を、アルコール系洗浄液により洗浄する洗浄工程を有する、ことを特徴とする露光・現像処理方法。
請求項１記載の露光・現像処理方法において、
上記露光後の現像前に、上記被処理基板の表面を洗浄液により洗浄する露光後洗浄工程を更に有する、ことを特徴とする露光・現像処理方法。
請求項２記載の露光・現像処理方法において、
上記露光後洗浄工程における洗浄液が純水である、ことを特徴とする露光・現像処理方法。
請求項２記載の露光・現像処理方法において、
上記露光後洗浄工程における洗浄液がアルコール系洗浄液である、ことを特徴とする露光・現像処理方法。
請求項２ないし４のいずれかに記載の露光・現像処理方法において、
上記露光後から洗浄処理開始までの時間及びこの洗浄処理後から加熱処理開始までの時間を一定に制御する、ことを特徴とする露光・現像処理方法。
請求項１又は４記載の露光・現像処理方法において、
上記アルコール系洗浄液が、２−ブタノール，イソブタノール，ｎ−デカン−２−オクタノール，ｎ−ペンタノール，イソブチルアルコール，ジイソアミルエーテル／２−メチル−１−ブタノール，ジブチルエーテル，２メチル２ブタノール，２メチル４ペンタノール，ジイソアミルエーテル又はメチルイソブチルカルビノールのいずれかである、ことを特徴とする露光・現像処理方法。