专利名称：涂敷·显影装置和涂敷·显影方法
技术领域：
本发明涉及涂敷·显影装置和涂敷·显影方法。
背景技术：
在现有技术中，在作为半导体制造工序之一的光致抗蚀工序中，在半导体晶片(以下称为“晶片”)的表面涂敷抗蚀剂，使该抗蚀剂以既定的图形曝光后，进行显影从而形成抗蚀剂图形。这样的处理一般使用在进行抗蚀剂的涂敷和显影的涂敷·显影装置上连接有曝光装置的系统来进行。
另外，近年来，设备图形出现了越来越微细化、薄膜化的倾向，希望曝光的析像度提高的要求也随之变得强烈。因此，进行基于超紫外线曝光(EUVL)(＝Extreme Ultra Violet Lithography)、电子束投影曝光(EPL)(＝Electron Projection Lithography)或氟二聚物(F2)的曝光技术的开发，另一方面，为了改良已存的光源例如氟化氩(ArF)或氟化氪(KrF)进行的曝光技术来提高解析度，讨论在基板的表面形成使光透过的液层的状态下进行曝光的方法(以下称为“液浸曝光”)。在半导体和制造装置领域由于财政上的理由，想要尽量延长ArF曝光装置的寿命的动机很强，也有的人表示使用ArF直至45nm，EUVL等进而拖延的见解。在液浸曝光例如使光透过超纯水等的水中的技术中，有的利用以下特征即，由于在水中波长较短，所以193nm的ArF的波长在水中实质上变成134nm。
使用图18预先简单说明进行该液浸曝光的曝光装置。首先，曝光机构1与通过未图示的保持装置保持为水平姿势的基板例如晶片W的表面隔开间隙地相对配置，在曝光机构1的前端部设有透镜10，在该透镜10的外侧分别设有供给口11，用于向晶片W的表面供给用于形成液层的溶液(例如水)；和吸引口12，用于吸引并回收供给至晶片W的水。在该情况下，从供给口11向晶片W的表面供给水，另一方面，通过吸引口12来回收该水，由此在透镜10和晶片W的表面之间形成液膜(水膜)。从未图示的光源发出并通过透镜10的光，透过该液膜照射到晶片W上，由此将既定的电路图形转印到抗蚀剂上。然后，例如图19所示，在与晶片W之间形成有液膜的状态下，使曝光机构1横向滑动移动，将该曝光机构1配置在对应于下一个转印区域(拍摄区域)13的位置，通过反复照射光的动作，将电路图形依次转印到晶片W表面上。此外，示出的拍摄(shot)区域13比实际的区域大。
然而，在应用上述液浸曝光的方法中存在以下问题。即，如果在液浸曝光时在抗蚀剂的表面形成水膜，则存在从其表面部溶出微量的抗蚀剂的含有成分的一部分的担心。例如在由水形成液膜的情况下，作为溶出成分，例如考虑PAG(Photo Acid Generator)等酸产生剂或灭火剂等。在该情况下，存在溶出成分附着在透镜10的表面而使转印的电路图形的线宽精度下降的担心。另外，即使溶出成分不附着在透镜10的表面，如果在水膜内含有溶出成分，也会影响光的折射率，从而存在解析度下降和在面内产生线宽精度不均一的担心。此外，ArF用的抗蚀剂一般是疏水性，但是水并不是完全不浸透，因此存在与上述情况相同的问题。
发明内容
本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种涂敷·显影装置及其方法，在对应用液浸曝光的基板进行处理的涂敷·显影装置中，可以抑制从抗蚀剂溶出的成分的影响，从而进行高精度且面内均匀性高的涂敷、显影。
本发明的涂敷、显影装置，具备涂敷单元，在基板的表面上涂敷抗蚀剂；和显影单元，对在基板的表面形成使光透过的液层的状态下曝光后的基板进行显影处理，所述涂敷、显影装置的特征在于，设有第1清洗机构，用于在曝光前利用清洗液对涂敷有抗蚀剂的基板的表面进行清洗。
上述涂敷单元可以构成为例如具备基板保持部，水平地保持基板，且绕铅直轴旋转自如；抗蚀剂供给喷嘴，向保持在该基板保持部的基板的表面供给抗蚀剂；和构成上述第1清洗机构的清洗液喷嘴，向保持在上述基板保持部的基板的表面供给清洗液。另外，上述第1清洗机构可以构成为具备密闭容器，构成为可以运入运出基板；基板载置部，设在该密闭容器中，用于水平地载置基板；清洗液供给机构，用于向上述密闭容器内供给清洗液；和清洗液排出机构，用于排出上述清洗液。另外，所述涂敷、显影装置也可以构成为具备对涂敷有抗蚀剂的基板的表面进行加热的加热单元，上述第1清洗机构与上述加热单元邻接设置。进而，所述涂敷、显影装置也可以构成为具备干燥机构，在从密闭容器内排出清洗液之后，该干燥机构使干燥气体在密闭容器内流通从而使基板干燥。
进而，上述第1清洗机构也可以构成为具备基板保持部，水平地保持基板；清洗液喷嘴，具有清洗液喷出口，为了向保持在该基板保持部的基板的表面供给清洗液而在基板的宽度方向上配置、和清洗液吸引口，与该清洗液喷出口的前方和/或后方邻接设置，用来吸引基板上的清洗液；用于使清洗液喷嘴相对于基板保持部沿前后方向相对移动的机构。进而，上述第1清洗机构也可以构成为，具备用于使基板上的清洗液干燥的干燥机构。
进而，所述涂敷、显影装置也可以构成为具备接口部，该接口部用于将涂敷有抗蚀剂的基板交接至曝光装置，并接受曝光后的基板，上述第1清洗机构设在接口部。另外，所述涂敷、显影装置也可以构成为还具备第2清洗机构，该第2清洗机构用于在显影前利用清洗液清洗曝光后的基板的表面。进而，上述第1清洗机构兼用作上述第2清洗机构。
本发明的涂敷、显影方法，其特征在于，包括涂敷工序，在基板的表面上涂敷抗蚀剂；第1清洗工序，在曝光前利用清洗液对涂敷有抗蚀剂的基板的表面进行清洗；曝光工序，在第1清洗工序之后，在基板的表面形成有使光透过的液层的状态下，对基板的表面进行曝光；和显影工序，对曝光后的基板的表面进行显影。
上述涂敷工序可以包括在基板水平保持在基板保持部的状态下，向基板的表面供给抗蚀剂的工序，上述第1清洗工序可以是如下工序维持基板保持于上述基板保持部的状态，从清洗液喷嘴向上述基板的表面供给清洗液。另外，第1清洗工序也可以具备将基板运入密闭容器内并水平地载置基板的工序；向上述密闭容器内供给清洗液来清洗基板表面的工序；和排出上述清洗液的工序。进而，所述涂敷、显影方法可以包括如下工序在从密闭容器排出清洗液之后，使干燥气体在密闭容器内流通从而使基板干燥。
另外，第1清洗工序也可以使具备向基板表面供给清洗液的清洗液喷出口的清洗液喷嘴，相对于基板沿前后方向相对移动，并且从邻接设置在该清洗液喷出口的前方和/或后方的清洗液吸引口吸引供给到基板的清洗液。进而，可以包括在上述第1清洗工序之后、曝光工序之前使基板的干燥的工序。进而，所述涂敷、显影方法可以包括在显影前利用清洗液来清洗曝光后的基板的表面的工序。
根据本发明，构成为在对涂敷有抗蚀剂的基板的表面进行液浸曝光之前，利用第1清洗机构向该基板的表面供给清洗液从而进行清洗，由此可以减少从抗蚀剂向在液浸曝光时形成在基板的表面的液层内溶出的成分的量。因此，例如可以抑制溶出成分附着在曝光时与照射光的液层接触的透镜表面，或者抑制溶出成分影响透过液层的光的折射率，因此，作为结果，可以对基板进行精度高且面内均匀性高的涂敷·显影处理。
图1是表示本发明的实施方式的涂敷·显影装置的俯视图。
图2是表示本发明的实施方式的涂敷·显影装置的立体图。
图3是表示上述涂敷·显影装置的接口部的立体图。
图4是表示组装到上述涂敷·显影装置中且具备第1清洗机构的涂敷单元的纵剖视图。
图5是上述涂敷单元的俯视图。
图6是表示组装到上述涂敷·显影装置中的加热单元的纵剖视图。
图7是表示使用上述涂敷·显影装置来处理晶片的步骤的工序图。
图8是表示设在上述清洗单元上的清洗液喷嘴的其它例子的说明图。
图9是表示本发明的其它实施方式的涂敷·显影装置的清洗单元的纵剖视图。
图10是表示上述清洗单元的配置例的纵剖视图。
图11是表示使用上述涂敷·显影装置来处理晶片的其他步骤的工序图。
图12是表示由上述清洗单元来清洗晶片的情况的说明图。
图13是表示本发明的其它实施方式的涂敷·显影装置的清洗机构的说明图。
图14是表示上述清洗机构的其它例子的说明图。
图15是表示为了确认本发明的效果而进行的实施例的结果的特性图。
图16是表示为了确认本发明的效果而进行的实施例的结果的特性图。
图17是表示为了确认本发明的效果而进行的实施例的结果的特性图。
图18是表示用于对晶片进行液浸曝光的曝光机构的说明图。
图19是表示利用上述曝光机构对晶片表面进行液浸曝光的情况的说明图。
具体实施例方式
以下参照图1～3说明在本发明的实施方式的涂敷·显影装置上连接有曝光装置的系统的整体构成。图中B1是承载体载置部，用于运入运出密闭收纳有例如13片基板例如晶片W的承载体2，其中设有承载站20，具备可并列载置多个承载体2的载置部20a；开闭部21，从该承载站20观看设在前方的壁面上；和交接机构A1，用于经由开闭部21从承载体2中取出晶片W。
在承载体载置部B1的里侧连接有由壳体22包围周围的处理部B2，在该处理部B2上从面前侧依次交替配置并设置有主运送机构A2、A3，该主运送机构A2、A3在将加热·冷却系统的单元多级化的搁板单元U1、U2、U3和液体处理单元U4、U5的各单元之间交接晶片W。另外，主运送机构A2、A3放置在由分隔壁23所包围的空间内，该分隔壁23构成为包括从承载体载置部B1观看配置在前后方向的搁板单元U1、U2、U3侧的单面部；后述的例如右侧的液体处理单元U4、U5侧的单面部；和成为左侧的一面的背面部。另外图中24是具备在各单元中使用的处理液的温度调节装置和温湿度调节用的管道等的温湿度调节单元。
上述搁板单元U1、U2、U3通过将多层(例如10层)用于进行由液体处理单元U4、U5进行的处理的前处理和后处理的各种单元叠层而构成，其组合包括加热(烘焙)晶片W的加热单元(PAB)25(未图示)、和冷却晶片W的冷却单元等。另外，例如图2所示，液体处理单元U4、U5通过将在抗蚀剂或显影液等的药液收纳部上涂敷反射防止膜的单元(BARC)26、在后边详细说明的涂敷单元(COT)27、将显影液供给晶片W并进行显影处理的显影单元(DEV)28等层叠成多层(例如5层)而构成。该涂敷·显影装置具备在曝光前利用清洗液来清洗涂敷有抗蚀剂的晶片W的第1清洗机构，在该例中，如后述的那样，第1清洗机构组合设置在涂敷单元(COT)27中。
在处理部B2中的搁板单元U3的里侧，通过接口部B3连接有曝光部B4。详细地如图3所示，该接口部B3由前后设在处理部B2和曝光部B4之间的第1运送室3A和第2运送室3B构成，第1运送室3A和第2运送室3B分别设有第1基板运送部30A和第2基板运送部30B。第1基板运送部30A由升降自如且绕铅直轴旋转自如的基体31A、和设在该基体31A上的进退自如的臂部32A构成。另外，第2基板运送部30B由升降自如且绕铅直轴旋转自如的基体31B、和设在该基体31B上的进退自如的臂部32B构成。
进而，在第1运送室3A中，在夹着第1基板运送部30A且从承载体载置部B1侧观看的左侧，例如上下叠层地设有周缘曝光装置(WEE)33a，用于只选择晶片W的缘部进行曝光；和2个缓冲盒(SBU)33b，暂时容纳多片例如25片晶片W。同样的，在右侧例如上下叠层地设有交接单元(TRS3)34a、分别具有例如冷却板的2个高精度调温单元(CPL2)34b、和对曝光后的晶片W进行PEB处理的加热·冷却单元(PEB)35。另外，交接台37A、37B左右并列设置，用于经由形成在曝光部B4侧的晶片运送口36而在第2运送室3B和曝光部B4之间进行晶片W的交接。在这些交接台37A、37B的各个表面上，设置从背面侧支承晶片W的例如3个基板支承销38。
然后参照图4和图5说明组合有第1清洗机构的涂敷单元(COT)27，图中4是旋转夹盘，成为升降自如且旋转自如的基板保持部，用于吸引吸附晶片W的背面侧中央部从而将其保持为水平。旋转夹盘4构成为经由轴部41与驱动装置42连接，并可通过该驱动装置42在保持有晶片W的状态下升降和旋转。另外，以包围保持于旋转夹盘4的晶片W的侧部的方式，设置具备上部侧开口的外杯43a和内杯43b的杯体43。外杯43a通过升降部44升降自如，在上升时通过设在下部侧的阶梯部从下方侧举起内杯43b，由此使内杯43b与外杯43a连动地升降。另外，在杯体43的底部侧形成凹部状的盛液部45，该盛液部45在晶片W的周缘下方侧贯穿整周，在该盛液部45的底部设有排出口46。进而，在晶片W的下方侧设置圆形板47，并以包围该圆形板47的外侧的方式设置环部件48。
在保持于旋转夹盘4的晶片W的上方侧设有抗蚀剂供给喷嘴5，该抗蚀剂供给喷嘴5隔着间隙与该晶片W的表面的中央部相对，并且设置为进退自如、升降自如。该抗蚀剂供给喷嘴5经由供给路50a与抗蚀剂的供给源50连接，在供给路50a的中途设有未图示的流量调整部。进而，可进退地设有作为第1清洗机构的清洗液喷嘴51，该清洗液喷嘴51以隔着间隙的方式与晶片W的表面对置，并具备长度大于或等于该晶片W的直径(相当于基板的宽度)的狭缝状的清洗液喷出口51a。有时清洗液喷出口51a在其纵长方向隔开间隔地并列形成细径的喷出孔。
清洗液喷嘴51经由供给路53a与清洗液例如水的供给源53连接，在其中途设有未图示的流量调节部。进而，该清洗液喷嘴51具备用于调整清洗液的温度的温度调整部52。详细地讲，供给路53a通过形成为包围其外侧的调温水的流路52a而构成为双重管结构，并构成为通过该调温水来调整清洗液的温度。清洗液的温度例如对应于抗蚀剂的种类来确定，具体来讲，例如在由低温的清洗液清洗的结果良好的抗蚀剂的情况下，例如设定为23℃。相反的，例如在由高温的清洗液清洗的结果良好的抗蚀剂的情况下，例如设定为50℃。可以例如通过进行预备试验确定这些值，然后将例如每种抗蚀剂对应的温度的设定值的信息预先存储在未图示的控制部的计算机中设置的存储部中，在处理时读取该信息并通过温度调整部52设定清洗液的温度。
上述抗蚀剂供给喷嘴5和清洗液喷嘴51支承于作为支承部件的喷嘴臂54、55的一端侧，这些喷嘴臂54、55的另一端侧分别与具备未图示的升降装置的移动基体56、57连接(参照图5)。进而，移动基体56、57构成为例如在单元的外装体底面，可沿在Y方向上延伸的引导部件58横向滑动。此外，图中59表示涂敷单元(COT)27的外装体的轮廓。
接下来参照图6简单说明对晶片W进行作为加热处理之一的软烘焙处理的加热单元(PAB)25，该加热单元(PAB)25具备载置晶片W的基板载置台6，在该基板载置台6的内部设有例如电阻发热体的加热器61，基板载置台6的表面构成为通过该加热器61的加热动作来加热晶片W的加热板。进而，在基板载置台6的表面设置例如3个突起部62，用于以使晶片W的背面略微浮出的状态来支承晶片W的背面。此外，详细地讲，在基板载置台6的表面突没自如地设置从下方侧支承晶片W的未图示的基板支承销，通过该基板支承销和主运送机构A2(A3)的协动作用，进行晶片W向基板载置台6的交接。
另外，作为加热处理之一的对曝光后的晶片W进行曝光后烘焙(PEB)的加热·冷却单元(PEB)35，具有构成用于加热晶片W的加热板的基板载置台(相当于图6所示的基板载置台)，并且具备冷却部，该冷却部在由该加热板加热晶片W之前暂时将晶片W冷却至既定的温度。进而，对晶片W进行显影的显影单元(DEV)28的构成与图4和图5所示的涂敷单元(COT)27的构成大致相同，具备与清洗液喷嘴72大致相同构成的显影液喷嘴。
参照图7的工序图说明使用上述涂敷·显影装置对基板例如晶片W进行处理的工序。不过，以下说明的涂敷和显影等的方法是举出的一个优选例，并不限定本发明。首先，当将收纳有例如13片的晶片W的承载体2载置在载置部20a上时，与开闭部21一起取下承载体2的盖体，并通过交接机构A1取出晶片W。然后经由成为搁板单元U1的一层的交接单元(未图示)向主运送机构A2交接晶片W，作为涂敷处理的前处理，例如由单元(BARC)26在其表面上形成反射防止膜。另外有时设置进行疏水化处理的单元，来对晶片W的表面进行疏水化处理。
然后，通过主运送机构A2将晶片W运入涂敷单元(COT)27内，晶片W被保持于旋转夹盘4。然后，在从晶片W的表面中央部略微浮出的位置配置抗蚀剂供给喷嘴5，通过旋转夹盘4使晶片W绕铅直轴旋转，并且以既定的供给流量向晶片W的表面中央部供给抗蚀剂。供给至晶片W表面的抗蚀剂由于离心力的作用而沿晶片W的表面向外侧扩散，另外通过甩掉多余的抗蚀剂，将抗蚀剂薄膜状地涂敷到晶片W的整个表面上(步骤S1)。接下来停止从抗蚀剂供给喷嘴5供给抗蚀剂，通过进行使晶片W高速旋转的旋回干燥，来促进溶剂成分从位于晶片W上的抗蚀剂中蒸发，并通过剩余的抗蚀剂成分形成抗蚀剂膜。
接下来，抗蚀剂供给喷嘴5后退，另一方面，清洗液喷嘴51配置为位于晶片W的一端侧的外侧，从喷出口51a以既定的流量喷出清洗液(例如水)，并且使该清洗液喷嘴51以从该晶片W的表面稍微浮出的状态朝向另一端侧扫描(滑动)。由此，向晶片W的表面、严密地讲向抗蚀剂膜的表面供给清洗液，抗蚀剂表面的溶解成分溶出至该清洗液从而清洗晶片W(步骤S2)。此外，可以使清洗液喷嘴51继续从另一端侧朝向一端侧扫描，反复该动作，例如使清洗液喷嘴51往复2～3次。或者，利用表面张力以将水盛接在晶片W的表面的状态下，静止既定的时间例如2～10秒。然后，使清洗液喷嘴51后退并且使外杯43a和内杯43b上升，然后利用旋转夹盘4使晶片W绕铅直轴高速旋转从而进行从晶片W甩掉清洗液的旋回干燥。也可以预先在单元内设置用于供给例如干燥空气、干燥氮气等干燥用气体的干燥用气体喷嘴，代替旋回干燥或者与旋回干燥一起向晶片W吹干燥用气体，从而使晶片W更彻底地干燥。如果这样构成，则可以更可靠地抑制在软烘焙时水印残留在晶片W表面而影响曝光，所以是好的对策。
于是，利用主运送机构A2将晶片W从涂敷单元(COT)27运出，运入加热单元(PAB)25内并载置在基板载置台6上，在该基板载置台6上进行加热至既定温度的软烘焙处理(步骤S3)。结束软烘焙处理后的晶片W借助主运送机构A2从加热单元25运出，然后由搁板单元的未图示的冷却单元进行冷却，接下来借助第1基板运送部30A经由搁板单元U3的交接单元向接口部B3内运入。然后进一步向第2基板运送部30B交接并载置在交接单元37A上。该晶片W通过设在曝光部B4中的未图示的运送机构，经由晶片运送口36运入至曝光部B4内，详细地讲，如“背景技术”一栏所记载的那样，将曝光机构1配置为与晶片W的表面相对，并进行液浸曝光(步骤S4)。
于是，结束液浸曝光后的晶片W通过未图示的上述运送机构载置在交接单元37B上。接下来利用第2基板运送部30B将晶片W从交接单元37B取出，进一步交接至第1基板运送部30A，然后利用该第1基板运送部30A运入加热单元(PEB)35内。在此，晶片W载置在冷却部上并进行粗冷却后，载置在加热板上并加热为既定的温度，由此进行使从抗蚀剂所含有的酸产生剂产生的酸扩散至其内部区域的PEB处理(步骤S5)。然后，利用该酸的催化剂作用使抗蚀剂成分发生化学反应，由此例如在阳性的抗蚀剂的情况下，该反应区域可溶于显影液，在阴性的抗蚀剂的情况下，该反应区域不溶于显影液。
进行了上述PEB处理的晶片W借助第1基板运送部30A从加热冷却单元35运出，然后经由搁板单元U3的交接单元运入处理部B2内。在处理部B2内晶片W借助主运送机构A3运入显影单元(DEV)28内，然后利用设在该显影单元(DEV)28内的显影液喷嘴向晶片W的表面供给显影液，从而进行显影处理(步骤S6)。由此晶片W表面的抗蚀剂膜中的相对于显影液可溶解的部位溶解，由此形成既定的抗蚀剂图形。进而向晶片W供给例如纯水等漂洗液从而进行漂洗处理，然后进行甩掉漂洗液的旋回干燥。也可以预先在单元内设置用于供给例如干燥空气、干燥氮气等干燥用气体的干燥用气体喷嘴，代替旋回干燥或者与旋回干燥一起向晶片W吹干燥用气体，从而使晶片W更彻底地干燥。然后，利用主运送机构A3将晶片W从显影单元(DEV)28运出，并经由主运送机构A2、交接机构A1返回到载置部20a上的原来的承载体2，从而完成一连串的涂敷·显影处理。
根据上述实施方式，构成为利用从第1清洗机构供给的清洗液将涂敷有抗蚀剂的晶片W的表面清洗，之后进行液浸曝光，由此在液浸曝光时，即使在晶片W的表面形成使光透过的液膜，从抗蚀剂溶出的溶解成分的量也较少，所以可以抑制该溶解成分附着在曝光机构1的透镜10的表面上，并抑制溶解成分影响照射光的折射率。因此，线宽精度高的电路图形通过曝光而转印到抗蚀剂上，所以作为结果，可以在显影处理后的晶片W的表面形成具有高精度的线宽且面内均匀性高的抗蚀剂图形。即，可以对晶片W进行高精度且面内均匀性高的涂敷显影处理。
在此，虽然溶解成分从抗蚀剂溶出，但是出现该溶解现象是在抗蚀剂与水接触时的最初始阶段例如从接触开始2秒左右的时间，然后即使抗蚀剂与水接触，也几乎不溶出。因此，像已经说明的那样，如果在曝光之前预先由清洗液清洗晶片W，则在然后进行的液浸曝光时，可以尽量减少从抗蚀剂向液层内溶出的溶解成分的量。然而，在液浸曝光时，有时并不是完全没有溶出的成分，而是溶出液层内的量极少。因此，在清洗晶片W时，如果简单地供给清洗液，而在面内的清洗情况之间出现不均，则在某拍摄区域13的溶出至液层内的成分的量、与在其他位置的拍摄区域13中溶出至液层内的成分的量之间出现差别，其结果为，在溶解成分的影响的范围内，面内的线宽精度不均。即，面内均匀地清洗晶片W是线宽控制的重要的要素，像本例这样，使清洗液面内均匀地遍及晶片W的表面，特别在晶片W的径向上清洗情况均一地进行清洗，由此可以实现面内均匀的涂敷·显影处理。
在上述实施方式中，清洗液喷嘴51不限于具备长度等于或大于晶片W的直径的喷出口51a的构成，也可以是例如图8(a)所示的构成，即，在清洗液喷嘴51的前端具备例如长度是8～15mm左右的狭缝状的喷出口51a。在该情况下，例如图8(b)所示，利用旋转夹盘4使晶片W绕铅直轴旋转，并且使清洗液喷嘴51例如从晶片W的外缘朝向中心部沿半径方向扫描，由此向晶片W的表面漩涡状地供给清洗液。也可以进而从中心部朝向外缘扫描，通过该反复使清洗液喷嘴51往复运动。根据这样的构成，也可以获得与上述情况相同的效果。进而，喷出口51a不限于狭缝状，也可以是例如小径的喷出孔。
进而在上述实施方式中，利用清洗液清洗晶片W的时机不限于软烘焙处理之前，也可以例如在软烘焙处理之后进行清洗。在该情况下也可以获得与上述情况相同的效果。进而，在软烘焙处理之后进行清洗的情况下，也可以不由涂敷单元(COT)27清洗，而另外设置例如具备清洗液喷嘴51的清洗单元来进行清洗。
然后说明本发明的其他实施方式的涂敷·显影装置。该例的涂敷·显影装置除去具备腔室方式的第1清洗机构以外，与图1和图2所示的涂敷·显影装置的构成相同(因此，省略整体构成的图示和详细说明)。例如图9所示，具备该第1清洗机构的清洗单元7具备成为基板载置部的基板载置台71，该基板载置台71用于将作为基板的晶片W载置为水平姿势，利用该基板载置台71和升降自如的盖体72形成包围晶片W的周围的成为密闭容器的处理容器73。详细地讲，基板载置台71上的晶片W的表面和盖体72的表面之间的距离例如设定为2～3mm，该间隙区域形成清洗液的流通路。
更详细地讲，在基板载置台71的表面设置环状的支承部件74，该支承部件74具有耐热性，从背面侧在整周上支承晶片W的周缘部，进而在该支承部件74的表面形成例如沿圆周方向间隔设置的吸引孔75，这些吸引孔75省略图示，在基板载置台71的内部连通。进而在吸引孔75上经由吸引路76连接有真空排气机构例如真空泵77，利用该真空泵77使吸引孔75内成为负压状态，从而吸附保持晶片W，并且防止供给至晶片W表面的清洗液蔓延到背面侧。
在基板载置台71的表面突没自如地设置例如3个基板支承销8，该基板支承销8从下方支承晶片W的背面并使其升降，构成为可利用升降部81升降。另外构成为，例如利用主运送机构A2(A3)从外部运入的晶片W，借助主运送机构A2(A3)和基板支承销8的协动作用，而载置在基板载置台71上。
在载置于基板载置台71的晶片W的一端缘的外侧，设有清洗液和干燥用气体共用的供给口82，从上方观看，该供给口82沿晶片W的一侧缘扇状配置例如5个。这些供给口82例如在基板载置台71内连通，进而连接着供给路83的一端，该供给路83的另一端侧在中途分叉，分别与清洗液供给源84、和干燥用气体例如干燥氮气或者干燥空气的供给源85连接。另一方面，在晶片W的另一端缘的外侧设有用于排出清洗液和干燥用气体的排出口86，在该排出口86中连接有排出路87的一端，该排出路87的另一端在中途分叉，分别与废液箱88和负压产生机构89(例如喷射器)连接。即，供给口82构成为清洗液供给机构和干燥机构，另外排出口86构成为清洗液排出机构。此外，图中A～E是阀，其中阀E选择三通阀，构成为可在真空泵77侧和大气开放侧之间切换。这些阀A～E的切换例如基于未图示的控制部的计算机中所存储的程序表进行控制。
例如图10所示，这样的清洗单元7设置为与已述的加热单元25邻接且连通的共用的单元，在该情况下，最好是另外设置在加热单元25和单元7之间进行晶片W的交接的专用的运送机构的构成。图中9是从下方侧支承晶片W的进退自如且升降自如的运送臂，该运送臂9经由臂引导件91与移动基体92连接。进而，移动基体92支承于导轨93，构成为可借助未图示的驱动装置沿导轨93滑动。此外图中94是用于运入运出例如支承于主运送机构A2(A3)的晶片W的运送口。
在该例中，第1清洗机构进行的清洗工序在软烘焙之后、曝光之前进行。即，例如图11所示，以抗蚀剂的涂敷(步骤S11)→软烘焙(步骤S12)→清洗(步骤S13)→液浸曝光(步骤S14)→PEB处理(步骤S15)→显影处理(步骤S16)的顺序进行处理。此外，除去处理的顺序不同以外，详细的处理内容和图7的例子相同。接下来，详细说明上述步骤S13的清洗工序。首先，在盖体72设定于上升位置的状态下，如果利用主运送机构A2经由运送口94运入借助涂敷单元(COT)27涂敷了抗蚀剂的晶片W，则基板支承销8暂时接受晶片W，然后将晶片W交接至运送臂9。然后运送臂9滑动从而将晶片W载置在加热单元(PAB)25的基板载置台6上，进行软烘焙处理。
接下来利用运送臂9将晶片W运入清洗单元7内，通过该运送臂9和基板支承销8的协动作用，将晶片W载置在基板载置台71上，然后利用真空泵77使吸引孔75内成为负压，从而将晶片W吸附保持于支承部件74。然后如果关闭盖体72，形成包围晶片W的处理容器73，则由此在晶片W表面和盖体72之间的间隙中形成清洗液的流通路。然后，例如图12(a)所示，打开阀A和阀C，将调温后的清洗液供给处理容器73内从而清洗晶片W表面。有时也在中途关闭阀A和阀C，使处理容器73内成为盛满清洗液的状态，进行静止清洗。
然后，如果切换阀A和阀B，向处理容器73内供给干燥用气体，则例如图12(b)所示，以被该干燥用气体压出的方式将清洗液经由排出口86送入废液箱88。然后关闭阀B或减少供给流量，并且通过切换阀C和阀D而对处理容器73内进行减压，来对晶片W进行减压干燥。然后，关闭阀D，另一方面，打开阀B，使处理容器73内成为大气压气氛，然后打开盖体72从而将处理容器73开放。接下来将阀E切换至大气开放侧从而将吸引孔75内的负压状态开放后，主运送机构A2(A3)接受基板支承销向上方顶出的晶片W，并经由运送口94将晶片W运出，然后曝光。以这样的构成，也能利用清洗液来清洗晶片W，所以也可以获得与上述情况相同的效果，进而，在本例中，如果将清洗液设定为例如23℃，则该清洗单元7可以兼用作用于冷却软烘焙后的晶片W的冷却单元，所以在可以抑制单元数增加方面，是好的对策。进而，在本例中，也可以使用该清洗单元7在软烘焙之前利用清洗液进行清洗。
接下来说明本发明的又一实施方式的涂敷·显影装置。该例的涂敷·显影装置除去在晶片W的运送路径的中途设置第1清洗机构以外，与图1和图2所示的涂敷·显影装置的构成相同(因此，省略整体构成的图示和详细说明)。详细地讲，例如图13(a)所示，晶片运送口36在接口部B2和曝光部B4之间进行晶片W的交接，在晶片运送口36的内侧上端面设有清洗液喷嘴100。在该清洗液喷嘴100上形成有清洗液喷出口101，该清洗液喷出口101可喷出来自未图示的清洗液供给源的调温后的清洗液，且是长度等于或大于晶片W的直径(相当于基板的宽度)的狭缝状。进而，在该清洗液喷出口101的接口部B3侧(后侧)形成有例如与清洗液喷出口101同样大小的清洗液吸引口102，该清洗液吸引口102经由吸引路与未图示的吸引机构连接。此外，图中103是截面为凹部的盛液部，在清洗晶片W的前缘部和后缘部时，用于接受从位于探出到晶片W的外侧的位置的清洗液喷出口101喷出的清洗液。
在该情况下，例如图13(b)所示，在液浸曝光前的晶片W借助第2基板运送部30B的臂部32B，而经由晶片运送口36运入曝光部B4内时，通过清洗液喷嘴100的下方侧，向晶片W的表面供给清洗液从而进行清洗，然后从清洗液吸引口102吸引回收晶片W表面上的清洗液。因此，以本例的构成也可以利用清洗液来清洗晶片W，所以也可以获得与上述情况相同的效果。
在本发明中，可以构成为，设置清洗曝光前的晶片W的第1清洗机构，并且设置用于清洗曝光后的晶片W的第2清洗机构。具体来讲，可以举出下面这个例子作为一例即，例如预先在接口部B3内设置图9所示的清洗单元7，并由该清洗单元7来清洗曝光前的晶片W和曝光后的晶片W。即，在本例中，清洗单元7是兼用作第1清洗机构和第2清洗机构的构成。
或者例如图14所示，可以在清洗液喷嘴100的清洗液喷出口101的前侧和后侧设置清洗液吸引口102A、102B。在该情况下，在将曝光前的晶片W运入曝光部B4时，从清洗液喷出口101供给清洗液，例如从位于行进方向的后方位置的清洗液吸引口102A回收清洗液。另一方面，在曝光后的晶片W返回至接口部B3时，从清洗液喷出口101供给清洗液，例如从位于行进方向的后方位置的清洗液吸引口102B回收清洗液。
根据上述实施方式，除了通过利用第1清洗机构清洗曝光前的晶片W获得的作用·效果以外，还可以获得以下效果。即，通过构成为利用第2清洗机构清洗曝光后的晶片W，例如在液浸曝光时形成液膜的水以水滴状残留在晶片W的表面，在运送晶片W的过程中即使颗粒等杂质附着在该水滴中，也可以通过该清洗液去除它们。因此，可以使清洁的状态的晶片W显影，因此可以减少显影缺陷。另外，在该清洗单元7中，通过进行晶片W的干燥，可以抑制在PEB时因附着在晶片W表面的清洗液的蒸发潜热而在其面内产生的温度分布。即，如果是清洗曝光后的晶片W的构成，则可以在进行了一连串的涂敷·显影处理后的晶片W的表面形成精度高且面内均匀性高的线宽的抗蚀剂图形。
此外，在本发明中，不限于第1清洗机构兼用作第2清洗机构的构成，也可以分别设置第1清洗机构和第2清洗机构。具体来讲，举出这样构成的例子作为一例即，例如预先在处理部B2和接口部B3中分别设置清洗单元7，由处理部B2内的清洗单元来清洗曝光前的晶片W，然后由接口部B3内的清洗单元来清洗曝光后的晶片W。或者也可以将具备清洗液喷出口101和清洗液吸引口102A的清洗液喷嘴100配置在与交接单元37A对应的位置上，将具备清洗液喷出口101和清洗液吸引口102B的清洗液喷嘴100配置在与交接单元37B对应的位置上。
在本发明中，只要构成为使用已述的某一个第1清洗机构在曝光前，软烘焙后或前的某一方进行清洗即可。进而，也可以在软烘焙前后都进行清洗。特别的，如果在软烘焙后进行清洗，则即使残留在抗蚀剂中的蒸发气化成分在烘焙时从分子间出来而成为颗粒，也可以通过该清洗将其去除，所以是好的对策。
进而，在本发明中，如果是应用液浸曝光的基板，则不限于晶片W，例如也可以是LCD基板、光掩模用模板基板等。
实施例接下来说明为了确认本发明的效果而进行的实施例。
(实施例1)本例是在液浸曝光之前进行水洗处理的实施例。以甲基丙烯类的抗蚀剂(抗蚀剂A)的涂敷→PAB处理→水洗处理(5～10秒)→曝光→PEB处理→显影的顺序对晶片W进行处理。在显影后使用测长SEM来测定形成在晶片W上的抗蚀剂图形的线宽。在图15中表示其结果。此外，为了在与后述的比较例对比时容易地明白水洗的效果，抗蚀剂图形的线宽的目标值设定为90nm。即，抗蚀剂A和以下说明的抗蚀剂B、C这三种都称为甲基丙烯类的抗蚀剂，主要的树脂成分相同，但是抗蚀剂中所包含的酸产生成分分别不同，是其主要成分相同但详细的成分分别不同且相对于目标膜厚和线宽具有特长的抗蚀剂。因此，在这里，以相同的条件对这三种抗蚀剂都期望达到的线宽范围进行实验。
(实施例2)本例是除去代替抗蚀剂A而涂敷甲基丙烯(メタルクリル)类的抗蚀剂(抗蚀剂B)以外，进行与实施例1相同的处理的例子。在图16中表示测定的线宽的结果。
(实施例3)本例是除去代替抗蚀剂A而涂敷甲基丙烯类的抗蚀剂(抗蚀剂C)以外，进行与实施例1相同的处理的例子。在图17中表示测定的线宽的结果。
(实施例4)本例是除去在曝光后也进行水洗以外，进行与实施例1相同的处理的例子。在图15中表示测定的线宽的结果。
(实施例5)本例是除去在曝光后也进行水洗以外，进行与实施例2相同的处理的例子。在图16中表示测定的线宽的结果。
(实施例6)本例是除去在曝光后也进行水洗以外，进行与实施例3相同的处理的例子。在图17中表示测定的线宽的结果。
(比较例1)本例是除去在曝光前不进行水洗，在曝光后进行水洗以外，进行与实施例1相同的处理的例子。在图15中一并表示测定的线宽的结果。
(比较例2)本例是除去在曝光前不进行水洗，在曝光后进行水洗以外，进行与实施例2相同的处理的例子。在图16中一并表示测定的线宽的结果。
(比较例3)本例是除去在曝光前不进行水洗，在曝光后进行水洗以外，进行与实施例3相同的处理的例子。在图17中一并表示测定的线宽的结果。
(比较例4)本例是除去不进行水洗处理，并代替液浸曝光而在现有的干燥气氛下进行曝光以外，进行与实施例1相同的处理的例子。在图15中一并表示测定的线宽的结果。
(比较例5)本例是除去不进行水洗处理，并代替液浸曝光而在现有的干燥气氛下进行曝光以外，进行与实施例2相同的处理的例子。在图16中一并表示测定的线宽的结果。
(比较例6)本例是除去不进行水洗处理，并代替液浸曝光而在现有的干燥气氛下进行曝光以外，进行与实施例3相同的处理的例子。在图17中一并表示测定的线宽的结果。
(实施例1～6、比较例1～6的结果和考察)从图14～16的结果可清楚地看出不在液浸曝光之前进行水洗的比较例1～3的线宽是抗蚀剂A-92nm，抗蚀剂B-95nm，抗蚀剂C-100nm。与此相对，在液浸曝光之前进行水洗的实施例1～3的线宽是抗蚀剂A、B、C都是约92nm。另外在液浸曝光前后进行水洗的实施例4～6的线宽，对抗蚀剂A、B、C来说都与实施例1～3大致相同。即，确认了通过在液浸曝光之前进行水洗，相对于种类相互不同的抗蚀剂，也可以获得线宽精度为面内均匀的抗蚀剂图形。此外，由于不进行液浸曝光的比较例4～6的线宽的结果，对抗蚀剂A、B、C都大约是90nm，所以推断在比较例1～3中导致线宽恶化的原因是由于来自抗蚀剂的溶出成分的影响。另外，在比较例1～3中，由于线宽精度以抗蚀剂A、抗蚀剂B、抗蚀剂C的顺序恶化，所以可以看出如果抗蚀剂的种类，详细地讲如果相对于水的亲水性的程度不同，则溶解成分的影响也不同。
权利要求
1.一种涂敷、显影装置，其特征在于，具备涂敷单元，在基板的表面上涂敷抗蚀剂；显影单元，对在基板的表面形成使光透过的液层的状态下曝光后的基板进行显影处理；和第1清洗机构，用于在曝光前利用清洗液对涂敷有抗蚀剂的基板的表面进行清洗。
2.如权利要求1所述的涂敷、显影装置，其特征在于，上述涂敷单元具备基板保持部，水平保持基板，且绕铅直轴旋转自如；抗蚀剂供给喷嘴，向保持在该基板保持部的基板的表面供给抗蚀剂；和构成上述第1清洗机构的清洗液喷嘴，向保持在上述基板保持部的基板的表面供给清洗液。
3.如权利要求1所述的涂敷、显影装置，其特征在于，上述第1清洗机构具备密闭容器，构成为可以运入运出基板；基板载置部，设在该密闭容器中，用于水平地载置基板；清洗液供给机构，用于向上述密闭容器内供给清洗液；和清洗液排出机构，用于排出上述清洗液。
4.如权利要求3所述的涂敷、显影装置，其特征在于，具备对涂敷有抗蚀剂的基板的表面进行加热的加热单元，上述第1清洗机构与上述加热单元邻接设置。
5.如权利要求3或4所述的涂敷、显影装置，其特征在于，具备干燥机构，在从密闭容器内排出清洗液之后，该干燥机构使干燥气体在密闭容器内流通从而使基板干燥。
6.如权利要求1所述的涂敷、显影装置，其特征在于，上述第1清洗机构具备基板保持部，水平地保持基板；清洗液喷嘴，具有清洗液喷出口，为了向保持在该基板保持部的基板的表面供给清洗液而在基板的宽度方向上配置；和清洗液吸引口，与该清洗液喷出口的前方和/或后方邻接设置，用来吸引基板上的清洗液；和用于使清洗液喷嘴相对于基板保持部沿前后方向相对移动的机构。
7.如权利要求1或6所述的涂敷、显影装置，其特征在于，上述第1清洗机构具备用于使基板上的清洗液干燥的干燥机构。
8.如权利要求1、3或6所述的涂敷、显影装置，其特征在于，具备接口部，该接口部用于将涂敷有抗蚀剂的基板交接至曝光装置，并接受曝光后的基板，上述第1清洗机构设在接口部。
9.如权利要求1、2、3、4或6所述的涂敷、显影装置，其特征在于，还具备第2清洗机构，该第2清洗机构用于在显影前利用清洗液清洗曝光后的基板的表面。
10.如权利要求9所述的涂敷、显影装置，其特征在于，上述第1清洗机构兼用作上述第2清洗机构。
11.一种涂敷、显影方法，其特征在于，包括涂敷工序，在基板的表面上涂敷抗蚀剂；第1清洗工序，在曝光前利用清洗液对涂敷有抗蚀剂的基板的表面进行清洗；曝光工序，在第1清洗工序之后，在基板的表面形成使光透过的液层的状态下，对基板的表面进行曝光；和显影工序，对曝光后的基板的表面进行显影。
12.如权利要求11所述的涂敷、显影方法，其特征在于，上述涂敷工序包括在基板水平地保持于基板保持部的状态下，向基板的表面供给抗蚀剂的工序，上述第1清洗工序是如下工序维持基板保持于上述基板保持部的状态，从清洗液喷嘴向上述基板的表面供给清洗液。
13.如权利要求11所述的涂敷、显影方法，其特征在于，第1清洗工序具备将基板运入密闭容器内并水平地载置基板的工序；向上述密闭容器内供给清洗液来清洗基板表面的工序；和排出上述清洗液的工序。
14.如权利要求13所述的涂敷、显影方法，其特征在于，还包括如下工序在从密闭容器排出清洗液之后，使干燥气体在密闭容器内流通从而使基板干燥。
15.如权利要求11所述的涂敷、显影方法，其特征在于，第1清洗工序使具备向基板的表面供给清洗液的清洗液喷出口的清洗液喷嘴，相对于基板沿前后方向相对移动，并且从邻接设置在该清洗液喷出口的前方和/或后方的清洗液吸引口吸引供给到基板的清洗液。
16.如权利要求11、12、13至15的任一项所述的涂敷、显影方法，其特征在于，包括在上述第1清洗工序之后、曝光工序之前使基板干燥的工序。
17.如权利要求11至15的任一项所述的涂敷、显影方法，其特征在于，包括在显影前利用清洗液来清洗曝光后的基板的表面的工序。
全文摘要
本发明提供一种涂敷·显影装置和涂敷·显影方法。在对应用液浸曝光的基板进行处理时，抑制从抗蚀剂溶出的成分的影响，从而进行高精度且面内均匀性高的涂敷、显影。构成为由涂敷单元在基板的表面涂敷抗蚀剂，然后利用第1清洗机构例如清洗喷嘴来清洗基板，之后再进行曝光。在该情况下，即使当曝光时在基板的表面形成使光透过的液层，由于从抗蚀剂溶出的成分较少，所以也可以进行线宽精度高的曝光处理，作为结果，可以在显影后的基板上形成精度高且面内均匀性高的抗蚀剂图形。
文档编号G03F7/16GK1926662SQ200480042660
公开日2007年3月7日 申请日期2004年12月16日 优先权日2004年3月31日
发明者山本太郎, 京田秀治 申请人:东京毅力科创株式会社