涂布显影装置、涂布显影方法和存储介质的制作方法

专利名称：涂布显影装置、涂布显影方法和存储介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涂布显影装置、涂布显影方法和存储介质。
背景技术：
在作为半导体制造工序之一的光致抗蚀剂的工序中，在半导体晶片(以下称为晶 片)的表面涂布抗蚀剂，在以规定的图案将该抗蚀剂曝光后进行显影而形成抗蚀剂图案。 这种处理，一般使用将曝光装置连接到进行抗蚀剂的涂布、显影的涂布显影装置的系统来 进行。近年来，为了形成微细的抗蚀剂图案，有在上述曝光装置中进行液浸曝光的情况。 下面对这种液浸曝光进行简单地说明，其是这样一种曝光方式，即，如

图16(a)所示，在曝 光单元10的曝光透镜11与晶片W之间形成例如由纯水组成的液膜12，然后，如图16(b)所 示，使曝光单元10横向移动并在与下一个转印区域(拍摄区域)IlA对应的位置配置该曝 光单元10，反复进行照射光的动作，由此，将规定电路图案转印到抗蚀剂膜14上。图中13A、 13B分别是用于形成液膜12的液体供给流路、排液流路。此外，在图16(b)中显示的转印区 域IlA比实际的大。晶片W的侧端面和与该侧端面相邻连接的上侧和下侧的倾斜面被称为斜面部，在 上述液浸曝光中，构成上述液膜12的纯水有可能附着在该斜面部上，并从斜面部回流到晶 片W的背面。这样附着在作为晶片W的侧面部的斜面部上，回流到背面侧周缘部的液体干 燥后变为颗粒，从而污染了晶片W。因此，例如，在晶片W上涂布抗蚀剂之前，从晶片W的表 面向斜面部供给例如含有HMDS(六甲基二硅氮烷)的气体进行疏水处理(拨水化处理、疏 水化处理)，防止上述纯水附着在斜面部上以及从斜面部向晶片W的背面回流。但是，为了实现抗蚀剂图案的线宽的进一步微细化，研究了使用被称为双图案 (double patterning、二次图形曝光)的方法。参照作为表示其一实例的流程图的图17对 双图案方法的顺序进行简要的说明，其按如下的顺序进行处理首先，对上面已经说明的晶 片W和斜面部进行疏水处理一第一次抗蚀剂涂布处理一用于除去抗蚀剂的溶剂成分的加 热处理(PAB处理)一曝光前的晶片W的清洗处理一第一次的曝光处理一曝光后的用于促 进化学反应的加热处理(PEB处理，未图示)一第一次显影处理，如图18(a)所示，形成由凹 部15a和凸部15b组成的抗蚀剂图案15，显影后，进行用于除去因显影处理产生的水分的加 热处理(后烘焙处理)。之后，再顺序进行第二次抗蚀剂涂布处理以形成新的抗蚀剂膜17、并进行加热处 理和曝光前的清洗处理，以与第一次曝光区域偏离的方式进行曝光晶片W的第二次曝光处 理。然后，进行第二次显影处理，如图18(b)所示，形成抗蚀剂图案16，进行加热处理。之后，将晶片W搬送到蚀刻装置，将抗蚀剂图案16作为掩膜进行蚀刻。对于这种双图案而言， 进行第二次光刻蚀处理，由此形成比通过一次光刻蚀处理形成的抗蚀剂图案更微细致密的 抗蚀剂图案。在半导体器件中，在其制造工序中要求形成这样的抗蚀剂图案，S卩，构成抗蚀剂图案16的凹部16a的线宽Ll与凸部16b的线宽L2的大小之比，例如如图18(b)所示，为 1 1。如果使用这种双图案，因为在如上所述的第一次显影后形成的图案15的凹部15a 内在第二次显影后能够形成凸部16b，因此，作为曝光装置，根据能够形成凹部的线宽与凸 部的线宽的大小之比为3 1的抗蚀剂图案的性能，则能够形成Ll L2 = 1 1的抗蚀 剂图案。由于在不改变曝光装置时，就能够微细化Ll L2 = 1 1的图案，因此，是用于 形成该比例的抗蚀剂图案的特别有利的方法。但是，如在后述的参考试验中所显示的，考查通过HMDS处理的晶片的显影处理前 后的接触角，显影后的接触角比显影前的抵触角小，总之，通过与显影液的接触，由HMDS的 疏水处理的效果降低，由此可知，晶片W的疏水性降低。因此，在使用进行液浸曝光的曝光 装置进行上述双图案处理的情况下，如图19(a)所示，因为在第一次曝光时提高了斜面部 的疏水性，由此能够防止纯水附着在该斜面部上，但是，因为在第二次曝光时，降低了晶片W 的斜面部的疏水性，如图19(b)所示，因此，担心发生这样的情况，即，纯水向斜面部附着以 及纯水向晶片W的背面回流，产生上述的颗粒。虽然在例如专利文献1和专利文献2中对晶片W的周缘部进行疏水化的方法有所记载，但是，没有关于进行上述的双图案处理的记载，对解决这种双图案的问题不充分。专利文献1 日本特开2005-175079专利文献2 日本特开2007-214279

发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够在基板上连续多次形 成抗蚀剂图案的涂布显影装置中，防止基板的颗粒污染的涂布显影装置、涂布显影方法和 存储介质。本发明的涂布显影装置是用于在基板上连续多次形成抗蚀剂图案的涂布显影装 置，其特征在于，包括对收纳有多个基板的载体进行搬入搬出的载体块(carrier block)；处理块，对从上述载体取出的基板进行处理，包括对基板进行疏水处理的疏水模 块、对基板涂布抗蚀剂的涂布模块、向液浸曝光后的基板供给显影液进行显影的显影模块 和在各模块之间搬送基板的基板搬送单元；在该处理块与对上述抗蚀剂进行液浸曝光的曝光装置之间进行基板的交接的接 口块；控制部，该控制部控制上述基板搬送单元和各模块的动作，以对基板实施下述步 骤由上述疏水模块对至少侧面部进行疏水处理的步骤和由涂布模块全面地进行第一抗蚀 剂的涂布的步骤中的一个和另一个，还实施在由上述曝光装置进行完第一液浸曝光后，由 上述显影模块进行第一显影的步骤，之后由涂布模块全面地进行第二抗蚀剂涂布的步骤， 和进一步在由上述曝光装置进行完第二液浸曝光之后，由显影模块进行第二显影的步骤； 禾口用于从上述第一显影完成后至进行第二液浸曝光的期间对基板的侧面部进行疏 水处理的基板侧面部疏水模块。该涂布显影装置设置有包括对上述第一显影后、第二抗蚀剂涂布前的基板进行加热的加热板的显影后加热模块，上述基板侧面部疏水模块被安装在该显影后加热模块中也 可以，在这种情况下，例如，上述加热板兼作载置基板的载置台，上述显影后加热模块具有 向载置在该加热板上的基板的侧面部供给对该侧面部进行疏水处理的气体的气体供给部。或者，该涂布显影装置设置有包括在第二抗蚀剂涂布后、至进行第二液浸曝光为 止加热基板的加热板的涂布后加热模块，上述基板侧面部疏水模块被安装在该涂布后加热 模块中也可以，在这种情况下，上述加热板兼作载置基板的载置台，上述涂布后加热模块包 括向载置在该加热板上的基板的侧面部供给用于对该侧面部进行疏水处理的气体的气体 供给部也可以。此外，该涂布显影装置包括载置在第二抗蚀剂涂布后、至进行第二液浸曝光为止 的基板的载置台，并设置有向载置在该载置台上的基板供给清洗液进行清洗的曝光前清洗 模块，上述基板侧面部疏水模块被安装在该曝光前清洗模块中也可以，上述曝光前清洗模 块具有向基板的侧面部供给用于对该侧面部进行疏水处理的药液的药液供给部也可以。本发明的涂布显影方法是一种在基板上连续多次形成抗蚀剂图案的涂布显影方 法，其特征在于，包括对基板的至少侧面部进行疏水处理的工序；对基板进行全面地涂布抗蚀剂的第一抗蚀剂涂布的工序；在上述疏水处理和抗蚀剂涂布之后，进一步进行向已进行第一液浸曝光的基板供 给显影液的第一显影的工序；在上述第一显影后，对基板进行全面地涂布抗蚀剂的第二抗蚀剂涂布的工序；在上述第二抗蚀剂涂布后，进一步进行向已进行第二液浸曝光的基板供给显影液 的第二显影的工序；和在上述第一显影完成后至进行第二液浸曝光的期间对基板的侧面部进行疏水处
理的工序。在上述方法中例如包括将第一显影后、第二抗蚀剂涂布前的基板载置到加热板 上的工序；和加热上述基板的工序，对基板的侧面部进行疏水处理的工序包括在加热基板 时对其侧面部供给用于对该侧面部进行疏水处理的气体的工序，或者，例如将第二抗蚀剂 涂布后、进行第二液浸曝光前的基板载置到加热板上的工序；和加热上述基板的工序，对基 板的侧面部进行疏水处理的工序包括在加热基板时向该侧面部供给用于对该侧面部进行 疏水处理的气体的工序。此外，该方法还包括将第二抗蚀剂涂布后、进行第二液浸曝光前的基板载置在加 热板上的工序；和对载置到该载置台上的基板供给清洗液并清洗的工序，对基板的侧面部 进行疏水处理的工序包括向载置在上述载置台上的基板的侧面部供给用于对该侧面部进 行疏水处理的药液的工序也可以。本发明存储介质，是存储有在基板上连续多次形成抗蚀剂图案的涂布显影装置中所使用的计算机程序的存储介质，其特征在于上述计算机程序是用于实施上述涂布显影 方法的。本发明的涂布显影装置，在用于在基板上连续多次形成抗蚀剂图案的涂布显影装 置中，设置有在从第一显影完成后至进行第二液浸曝光的期间用于对基板的侧面部进行疏 水处理的基板侧面部疏水模块。因此，在第二液浸曝光中，抑制了在该液浸曝光中使用的液体附着在上述侧面部并通过侧面部回流到基板的背面。其结果，抑制了由液体产生的颗粒， 因此，抑制了由颗粒污染基板而产生的成品率的降低。附图的简要说明图1是涉及本发明实施方式的涂布显影装置的平面图。图2是上述涂布显影装置的立体图。图3是上述涂布显影装置的纵截面图。图4是上述涂布显影装置的处理块的立体图。图5是包含在上述处理块中的进行周缘部疏水处理的加热装置的侧面图。图6是上述加热装置的横截面图。图7是上述加热装置的盖体的纵截面图。图8是表示上述涂布显影装置的处理工序的流程图。图9是表示上述处理工序中的晶片W的周缘部的说明图。图10是表示上述涂布显影装置的其它处理工序的流程图。图11是设置在上述涂布显影装置中的曝光前清洗模块的纵截面图。图12是上述曝光前清洗模块的横截面图。图13是表示在上述清洗装置中晶片的斜面部经疏水处理后的样子的说明图。图14是表示具有上述清洗模块的涂布显影装置的处理工序的流程图。图15是表示参考试验结果的图表。图16是表示对液浸曝光进行说明的说明图。图17是表示现有的用于进行双图案处理的涂布显影装置的处理工序的流程图。图18是由双图案处理形成的图案的模式图。图19是表示在上述双图案处理中的液浸曝光时的晶片W的周缘部的说明图。符号说明W 晶片F 疏水液10 曝光单元14，17抗蚀剂膜 15，16抗蚀剂图案19疏水性的薄膜 2 涂布显影装置23显影模块3 加热模块 37加热板4 盖体40 处理空间 5 曝光前清洗模块100控制部
具体实施例方式第一实施方式图1是在涂布显影装置2中连接有曝光装置C5的抗蚀剂图案形成系统的平面图， 图2是该系统的立体图。此外，图3是该系统的纵截面图。该涂布显影装置2设置有载体 块Cl，构成为交接臂22从载置在其载置台21上的密闭型的载体20中取出晶片W，并将其 交接到处理块C2，且交接臂22从处理块C2接受处理完成的晶片W，并将其送回到载体20。如图2所示，在该实例中，上述处理块C2构成为从下向上顺序叠层(重叠)有用于进行显影处理的第一块(DEV层)Bl和用于对晶片全面地进行涂布的第二块(COT层)B2。第一块Bl和第二块B2构成为俯视图相同。举例说明图1所示的第一块(DEV层)Bi，关于第一块(DEV层)Bi，在一个DEV层Bl内，显影模块23被叠层为两段，各显影模块 23包括三个显影处理部24和围绕这些显影处理部24并与这些显影处理部24共用的框体。 此外，在DEV层Bl中设置有构成用于进行显影模块23的前处理和后处理的加热·冷却系 统的处理模块组的搁板单元Ul U4。图4是表示该DEV层Bl的下段侧的显影模块23和 构成在与该下段的显影模块23相对的位置上所设置的搁板单元Ul U4的模块的立体图。
此外，在图3所示的DEV层Bl内设置有搬送臂Al，该搬送臂Al在两段显影模块与 上述的加热·冷却系统的处理模块之间搬送晶片W。S卩，搬送臂Al构成为对两段显影模块 共用。构成DEV层Bl的搁板单元Ul U4的加热模块包括加热载置的晶片W的加热板。 而且，作为该加热模块，有用于进行上述PEB的加热模块和作为进行显影处理后的上述后 烘焙的显影后加热模块的加热模块3，在该实例中，进行PEB的加热模块被设置在搁板单元 U4中，进行后烘焙的加热模块3被设置在搁板Ul中。下面将对加热模块3进行详细的说 明。此外，构成搁板单元Ul U4的冷却模块包括冷却载置的晶片W的冷却板。下面，以COT层B2与DEV层Bl的不同点为重点进行说明，COT层B2包括用于形 成抗蚀剂膜作为涂布膜的涂布模块；构成用于进行由该抗蚀剂膜形成模块进行的处理的前 处理和后处理的加热·冷却系统的处理模块组的搁板单元Ul U4 ；设置在上述抗蚀剂膜 形成模块和加热·冷却系统的处理模块组之间并在它们之间进行晶片W的交接的搬送臂 A2。该抗蚀剂膜形成模块是与上述显影模块23对应的模块，但是，在该实例中，由与显影模 块23不同的模块叠层，因此，在COT层B2中设置有3个形成抗蚀剂膜的处理部。设置在COT层B2中的上述搁板单元Ul U4与DEV层Bl的搁板单元Ul U4相 同，沿着搬送臂A2移动的搬送区域Rl排列，通过分别将加热模块、冷却模块层叠而构成。作 为该加热模块，包括用于加热(PAB)涂布抗蚀剂后的晶片W的模块(PAB模块)和一边加热 晶片W —边向其表面和斜面部供给HMDS气体进行疏水处理的疏水模块。该疏水模块与后 述的加热模块3相同，具有在载置在加热板上的晶片W的周围形成处理空间的盖体，向该处 理空间供给HMDS气体。与加热模块3中的处理不同，在疏水模块中，向晶片W的整个表面 和斜面部供给HMDS气体，在该疏水模块中对整个晶片W进行疏水处理。此外，在处理块C2中，如图1和图3所示，在各搬送臂Al、A2能够访问(进入、接 近)的位置设置有搁板单元U5。该搁板单元TO，如图3所示，包括交接工作台TRSl TRS2 和具有温度调节功能的交接工作台CPL2和能够使多个晶片临时滞留的交接工作台BF2，以 在设置在各块B1、B2中的搬送臂A1、A2之间进行晶片W的交接。在搁板单元TO的附近，设 置有自由升降的搬送臂D1，能够访问设置在该搁板单元TO中的工作台。此外，已经说明的 载体块Cl的交接臂22访问该搁板单元U5的各工作台，在载体块Cl和处理块C2之间进行 晶片W的交接。此外，在处理块C2中，在搬送区域Rl的与清洗块C3相邻的区域，如图3所示，在 搬送臂Al和后述的梭式臂26能够访问的位置，设置有搁板单元TO。上述搁板单元TO与搁 板单元TO相同，具有交接工作台TRS3和CPLl。在DEV层Bl内的上部，设置有作为用于从设置在搁板单元TO中的交接工作台 TRS2向设置在搁板单元TO中的交接工作台TRS3直接搬送晶片W的专用搬送单元的梭式臂 26。
从处理块C2向曝光装置C5顺序地设置有清洗块C3、接口块C4。在清洗块C3中 叠层设置有曝光前清洗模块25、曝光后清洗模块27、交接工作台CPL3、TRS4。此外，清洗块 C3具有与搬送臂A1、A2相同结构的搬送臂A3，在搁板单元TO的交接工作台TRS3、CPL1与 清洗模块25、27、与交接工作台TRS4、CPL3之间进行晶片W的交接。 在接口块C4中，设置有能够在清洗模块C3的各交接工作台与曝光装置C5之间交 接晶片W的接口臂28。曝光装置C5进行已经说明的液浸曝光。接下来，分别参照作为上述加热模块3的纵截面图、横截面图的图5、图6对其进行 说明。该加热模块3包括框体31，在其侧壁开设有晶片W的搬送口 32。图中33是将框体 31内上下分隔的分隔板，在分隔板33上设置有水平的冷却板34。冷却板34的背面侧例如 具有用于温度调节水流动的冷却流路(未图示)，当被加热的晶片W载置在该冷却板34上 时被粗冷却。冷却板34与设置在分隔板33的下侧的驱动机构35连接，如果以搬送口 32侧作 为当前侧(面前侧)，则其在框体31内通过驱动机构35水平方向移动到设置在里侧的加热 板37上。图中33a是设置在分隔板33上的用于移动冷却板34的槽。34a、34b是设置在该 冷却板34上的用于使后述的各升降销在冷却板34上突出退回(突没)的槽。图中36是通过升降机构36a升降的3个升降销，在框体31内移动至搬送口 32侧 的冷却板34与搬送臂Al之间进行晶片W的交接。对上述加热板37进行说明，在其内部设置有加热器37a，加热器37a基于从后述的 控制部100输出的控制信号控制加热板37的表面温度，以任意的温度加热载置在该表面上 的晶片W。在加热板37的表面，沿着加热板37的周向，设置有多个从上述加热板37的表面 浮出用于载置晶片W的销37b。图中38是通过升降机构38a升降的3个升降销，其在移动 到加热板37上的冷却板34与加热板37之间进行晶片W的交接。图中的37c是加热板37 的支撑部。以围绕加热板37和支撑部37c的方式形成筒状的区划壁39，在区划壁39与加热 板37和支撑板37c之间形成有环状排气流路41，排气流路41与通过该排气流路41用于对 后述的处理空间40内进行排气的排气管42的一端连接。排气管42的另一端与由真空泵 等构成的排气单元43连接。排气单元43包括未图示的压力调整部，根据从控制部100输 出的控制信号以任意的排气量对后述的处理空间40进行排气。在加热板37上设置有通过升降机构44a自由升降的盖体4。还参照图7对构成气 体供给部的盖体4的结构进行说明。盖体4的周缘部向下方突出，形成突缘部4a，盖体4下 降时，通过未图示的密封部件使突缘部4a与区划壁39密封接触，由此，在载置到加热板37 上的晶片W的周围形成密闭的处理空间40。在盖体4的顶板4b的中央部，设置有以与载 置在加热板37上的晶片W的中央部相对的方式划分的扁平圆形状的气体流通空间45。此 夕卜，在顶板4b的上述空间45的外侧，设置有同心圆状的气体流通空间46、47，流通空间46 形成在例如晶片W的周缘部的上方，而流通空间47形成在例如上述排气流路41的上方。在盖体4中，在流通空间45、46、47的下方，分散地穿孔形成有分别连通这些空间 的多个小孔45a、46a、47a。从流通空间45、46、47向下方的晶片W分别喷出空气、例如含气 化的HMDS的疏水处理用气体(称为HMDS气体)、空气，向晶片W喷出的各气体通过从气体 排气流路41的排气被吸引到晶片W的外侧，流入该排气流路41并被排出。图7中，用虚线箭头表示空气的流动，用实线箭头表示HMDS气体的流动。来自流通空间45的空气是吹扫 用气体，其用于将因加热从晶片W产生的升华物从晶片W的中央部向外周推动而除去，并且 将剩余的HMDS气体从晶片W的周缘部向外周推动，而抑制该HMDS气体附着在抗蚀剂膜上。 此外，来自流通空间47的空气也是吹扫用气体，其通过将上述HMDS气体向排气流路41推 动而限制HMDS气体的流动，防止该HMDS气体附着在抗蚀剂膜上。由此，通过在加热模块3 上设置形成有气体流通空间45、46、47的盖体4，加热模块3兼用作对晶片W的侧面部进行 疏水处理的基板侧面部疏水模块。气体供给管45a、47a的一端与流通空间45、47连接，该供给管45a、47a的另一端 通过由阀或质量流量控制器构成的气体流量控制机器组48与存留有空气的气体供给源 48A连接。气体供给管46a的一端与流通空间46连接，该气体供给管46a的另一端通过上 述气体流量控制机器组48与HMDS气体的供给源49连接。气体流量控制机器组48根据从 后述的控制部100输出的控制信号控制向晶片W供给的各气体的供给与中断。接下来，对控制部100进行说明。控制部100例如由计算机组成，具有未图示的程 序存储部。该程序存储部存储有例如由软件组成的程序，该程序组成命令(步骤群)以进 行由后述的作用说明的涂布显影处理。通过由控制部100读出该程序，控制部100控制搬 送臂A等的各搬送单元的动作、由各加热模块加热晶片W的加热温度、各涂布模块中对晶片 W的药液的供给等。该程序以存储在例如硬盘、微型光盘、磁光盘或存储卡等存储介质中的 状态被存储在程序存储部中。下面，参照表示该工序的流程图的图8和表示晶片W的周缘部的变化的图9，对使 用涂布显影装置2进行在背景技术中说明的双图案处理的处理工序进行说明。通过该工 序，形成凸部的宽度凹部的宽度=1 1的抗蚀剂图案。首先，将收纳有晶片W的载体20 从外部载置到载体块Cl的载置部21上，交接臂22将晶片W从载体20搬送到搁板单元U5 的交接工作台CPL2上。设置在COT层B2的搬送臂A2将晶片W从交接工作台CPL2搬送到包含在该COT 层B2的搁板单元Ul U4中的疏水处理模块ADH中，晶片W被加热，并且从其表面向斜面 部供给HDMS气体进行疏水处理(步骤Si)。之后，搬送臂A2将晶片W搬送到包含在搁板单 元Ul U4中的冷却模块，晶片W被冷却后，搬送臂A2将晶片W搬送到涂布模块，对晶片W 的整个表面涂布抗蚀剂，如图9(a)所示，形成抗蚀剂膜14(步骤S2)。抗蚀剂膜14形成后，搬送臂A2将晶片W搬送到搁板单元Ul U4的加热模块，进 行加热处理(PAB处理)之后(步骤S3)，搬送臂A2将晶片W搬送到包含在搁板单元Ul U4中的冷却模块，冷却晶片W。之后，搬送臂A2将该晶片W搬送到搁板单元U5的交接工作 台 BF2。之后，按以下顺序搬送晶片W 交接臂Dl —交接工作台TRS2 —梭式臂26 —搁板 单元U6的交接工作台TRS3 —清洗块C3的搬送臂A3 —曝光前清洗模块25，由曝光前清洗 模块25向其表面供给清洗液并清洗后(步骤S4)，按以下顺序搬送搬送臂A3 —交接工作 台CPL3 —接口块C4的接口臂28 —曝光装置C5，如图9(b)所示，由曝光装置C5液浸曝光 晶片W。然后，按以下顺序搬送晶片W 曝光装置C5 —接口臂28 —交接工作台TRS4 —搬 送臂A3 —曝光后清洗模块27，在与向曝光前清洗模块25搬送时同样地被清洗后，按以下顺序搬送搬送臂A3 —交接工作台CPLl — DEV层Bl的搬送臂Al — DEV层Bl的搁板单元 U4的加热模块，通过该加热模块，经受加热处理(PEB处理)。之后，晶片W通过搬送臂Al被搬送到搁板单元Ul U4的冷却模块，被冷却后，被 搬送到显影模块23，在向其表面供给显影液并进行显影后(步骤S6)，向表面供给清洗液并 且显影液被清洗掉，如图9 (c)所示，形成抗蚀剂图案15。如背景技术中所说明的，抗蚀剂图 案15的凹部15a的线宽L4与凸部15b的线宽L3之比为3 1。通过搬送臂Al将形成有抗蚀剂图案15的晶片W搬送到加热模块3，并通过冷却板 34载置到加热板37上，降下盖体4形成处理空间40。随后，由加热板37加热晶片W，进行 显影后的加热处理(后烘焙处理)，并且如图7所示，从盖体4的流通空间45、46、47向晶片 W分别供给空气、HMDS气体、空气，如图9 (d)所示，晶片W的斜面部暴露于HMDS气体中，由 该HMDS形成疏水性薄膜19而局部进行疏水处理(步骤S7)。各气体的供给在经过规定的时间后，停止各气体的供给，通过搬送臂Al将晶片W 搬送到搁板单元Ul U4的冷却模块进行冷却，然后按以下顺序搬送晶片W 搬送臂Al — 搁板单元U5的交接工作台TRSl —交接臂22，由交接臂22将晶片W暂时返回载体20。按以下顺序搬送返回载体20的晶片W 交接臂22 —交接工作台CPL2 —搬送臂 A2 —搁板单元Ul U4的冷却模块，由该冷却模块调节温度后，由搬送臂A2搬送到抗蚀剂 涂布模块，在晶片W的表面涂布抗蚀剂，如图9 (e)所示，抗蚀剂图案15埋入抗蚀剂中，在晶 片W上形成新的抗蚀剂膜17 (步骤S8)。在形成抗蚀剂膜17后，搬送臂A2将晶片W搬送到搁板单元Ul U4的加热模块， 进行加热(PAB)处理后(步骤S9)，按以下顺序依次搬送搬送臂A2 —搁板单元Ul U4的 冷却模块一搁板单元U5的交接工作台BF2 —交接臂Dl —交接工作台TRS2 —梭式臂26 — 搁板单元U6的交接工作台TRS3 —设置在清洗块C3中的搬送臂A3 —曝光前清洗模块25， 由该曝光前清洗模块25进行清洗(步骤S10)。清洗后，将晶片W按以下顺序搬送搬送臂A3 —交接工作台CPL3 —接口臂28 — 曝光装置C5，由曝光装置C5，如图9(f)所示，对晶片W进行液浸曝光(步骤Sll)。此时， 因为在晶片W的斜面部形成疏水性薄膜19，因此，以防止了构成液膜12的纯水附着在斜面 部，经由斜面部纯水向晶片W的背面流回的状态，曝光单元10在晶片W上移动，沿规定的图 案进行曝光。曝光后，按以下顺序搬送晶片W 曝光装置C5 —接口臂28 —交接工作台TRS4 — 搬送臂A3 —曝光后清洗模块27，由该曝光后清洗模块27清洗后，按以下顺序搬送搬送臂 A3—交接工作台CPLl —搬送臂Al—加热模块，进行加热处理(PEB处理)。之后，按以下 顺序搬送晶片W 搬送臂Al —搁板单元Ul U4的冷却模块一显影模块23，与第一次显影 处理同样地进行显影处理(步骤S12)，如图9 (f)所示，形成凹部16a的线宽Ll与凸部16b 的线宽L2之比为1 1的抗蚀剂图案16。之后，将晶片W搬送到加热模块3，在这里进行加热(后烘焙)处理(步骤S13)。 第二次在加热模块3的加热处理，例如与第一次的处理不同，不向晶片W供给HMDS气体，只 一边供给空气一边加热晶片W。之后，按以下顺序搬送晶片W:搬送臂Al —搁板单元Ul U4的冷却模块一搬送臂Al —搁板单元TO的交接工作台TRSl —交接臂22，由交接臂22返 回载体20。
根据该涂布显影装置2，在显影模块23中进行第一次显影后，在加热模块3中向 晶片W的斜面部供给HMDS气体，因为对斜面部进行了疏水处理，因此，在曝光装置C5的第 二次液浸曝光中，在该斜面部得到了高的疏水性(拨水性)，抑制了在液浸曝光中使用的液 体附着在该斜面部和经由该斜面部回流到晶片W的背面情况的发生。其结果，能够抑制由 附着的液体和回流入背面的液体产生颗粒。此外，因为在加热模块3中，由于空气的供给和 排出而限制了 HMDS气体的流动，因此，抑制了从斜面部到中央部侧的表面上HMDS气体的供 给，能够防止图案形状的恶化。此外，因为在该加热模块3中，在显影后的加热处理时向晶 片W供给HMDS气体，上述加热处理与斜面部的疏水处理同时进行，因此，与该加热处理与疏 水处理分别进行的情况相比，能够防止生产率的降低。在上述实例中，为了提高抗蚀剂图案16的清晰度，如果第一次显影完成后将晶片 W返回载体20，也可以将载体20搬送到外部的装置，对该晶片W进行例如紫外线照射使抗 蚀剂15硬化后，再将载体20返回到涂布显影装置2，进行第二次抗蚀剂涂布处理。此外， 也可以在涂布显影装置2内设置这种紫外线照射装置，在第二次抗蚀剂涂布前进行照射处理。第二实施方式上述的斜面部的疏水处理也可以在第一次显影处理之后、在第二次液浸曝光之前 进行，例如，将由COT层B2的搁板Ul U4进行PAB处理的涂布后加热模块构成为加热模 块3来进行疏水处理。图10的流程图是表示将这种加热模块3配置在COT层B2时的涂布 显影装置2的处理工序的一个实例。下面主要说明与已经说明的第一实施方式的不同点， 艮口，在步骤S3中，通过该加热模块3的加热板37加热晶片W而进行PAB处理。此时，只向 晶片W供给空气，而不进行HMDS气体的供给。于是，在步骤S7中，在DEV层Bl进行晶片W 的后烘焙处理时也不向晶片W供给HMDS气体。而且，为了在第二次抗蚀剂涂布后，再进行 PAB处理，在将晶片W搬入加热模块3时，与第一实施方式的后烘焙处理相同，一边加热晶 片W —边向处理空间40供给空气和HMDS气体，对斜面部进行疏水处理。在该第二实施方 式中，也得到了与第一实施方式相同的效果。第三实施方式在清洗块C3的曝光前清洗模块25中设置对晶片W的斜面部进行疏水处理的装 置，由该曝光前清洗模块25进行疏水处理也可以。图11、图12分别表示具有进行这种疏水 处理的装置的曝光前清洗模块5的纵截面图和平面图。曝光前清洗模块5具有形成有晶片 W的搬送口 51的框体50。图中52是形成吸引吸附晶片W的背面侧中央部并水平地保持的 装置台的旋转卡盘，其与驱动机构53连接，通过该驱动机构53能够以保持晶片W的状态旋 转和升降。以围绕保持在旋转卡盘52上的晶片W的方式设置上部侧开口的杯形体54。在杯形体54的底部侧，整个围绕在晶片W的周缘下方侧形成有呈凹部形状的液体 接收部55。该液体接收部55通过纵向的分隔壁56将其内部沿全部周缘划分成外侧区域和 内侧区域，在外侧区域设置有将液体接收部55中储存的排出液体除去的排液口 57，在内侧 区域设置有用于对杯形体54内进行排气的排气口 58。图中59是圆形板，59a是围绕圆形板59的环状部件，59b是从环状部件59a的外 端向下方延伸的端板，顺着该端板59b和环状部件59a的表面，从晶片W飞散的作为清洗液 的纯水被引导至上述外侧区域。此外，上下贯通圆形板59设置有支撑晶片W的背面侧且能够升降的升降销(图示省略)，通过该升降销，在搬送臂A3和旋转卡盘52之间进行晶片W 的交接。在保持在旋转卡盘52上的晶片W的上方设置有具有细孔状喷出孔62的纯水供给 喷嘴61，其与具有使纯水供给喷嘴61升降的升降机构的移动基体63连接。图中64是水平 方向延伸的导轨，纯水供给喷嘴61随着移动基体63的移动，沿着该导轨64移动。图中65 是纯水供给喷嘴61的待机区域。此外，图中66是通过纯水的供给管路67连接于纯水供给 喷嘴61的纯水供给源。作为药液供给部的疏水液供给喷嘴71以向晶片W的外侧倾斜的状态设置在上述 圆形板59上。疏水液供给喷嘴71具有向晶片W的周缘部开口的细孔状喷出口，通过供给 管路72与疏水液供给源73连接。使用例如含HMDS的溶液作为疏水液。供给管路67、72 上设置有包括阀或质量流量控制器的供给控制部68、74，该供给控制部68、74接受从控制 部输出的控制信号分别控制向晶片W供给的纯水、疏水液的供给和中断。
下面对在该曝光前清洗模块5的处理顺序进行说明。首先，由搬送臂A3将晶片W 交接到旋转卡盘52上，来自待机区域65的纯水供给喷嘴61移动到晶片W的中心部，并且 以规定的转速由旋转卡盘52旋转晶片W。从纯水供给喷嘴61向晶片W的中心部供给纯水， 利用离心力，使该纯水向晶片W的周缘扩散，将晶片W清洗。停止纯水的喷出后，由于晶片W的旋转，纯水从晶片W甩开从而干燥。然后，如图 13(a)的虚线箭头所示，向形成晶片W的斜面部的下侧的倾斜面供给疏水液F，如图13(b) 所示，由于表面张力，该疏水液F沿着旋转的晶片W的侧端面向上方输送后，从晶片W飞散 并被排出。持续供给疏水液F规定的时间之后，停止疏水液F的供给，利用晶片W的旋转， 使包含在疏水液F中的溶剂挥发，在斜面部形成疏水性的薄膜19。之后，停止晶片W的旋 转，将晶片W从清洗模块5搬出。此外，向晶片W表面的纯水的供给，也可以与向斜面部的 疏水液F的供给同时进行。图14是表示设置有该曝光前清洗模块5的涂布显影装置2的处理工序的流程 图。如该流程图所示，在该实例中，由加热模块进行加热处理时，没有向晶片W的斜面部进 行HMDS气体的供给，在第二次PAB处理后，在第二次曝光前的步骤SlO中，进行如上所述的 曝光前清洗和晶片W的斜面部的疏水处理。在步骤S4的第一次曝光处理清洗时，例如如果 没有进行上述的疏水液的供给，向晶片W的表面供给纯水，晶片W的干燥完成，则将晶片W 从模块搬出。在该实施方式中，在第二次液浸曝光前，因为对晶片W的斜面部进行了疏水处 理，所以防止了在第二次液浸曝光时液体附着在斜面部、液体回流到晶片的背面。代替将曝光前清洗模块5设置在清洗块C3中，也可以将其设置在接口块C4中，在 接口臂28与旋转卡盘52之间进行晶片W的交接。此外，在上述各实例中，显示了将对基板的侧面部进行疏水处理的基板侧面部疏 水模块安装在进行显影后加热的加热模块3中的实例和安装到曝光前清洗模块中的实例， 但是，也可以单独设置基板侧面部疏水模块。此外，显影模块23的显影处理部24、抗蚀剂 涂布模块的涂布处理部具有与该曝光前清洗模块相同的旋转卡盘和杯形体，还分别具有与 纯水供给喷嘴对应的显影液供给喷嘴、抗蚀剂供给喷嘴。显影液供给喷嘴、抗蚀剂供给喷 嘴被构成为喷出的药液和喷嘴形状与纯水供给喷嘴不同，其它的与该纯水供给喷嘴大致相 同。在该显影模块23的显影处理部24、抗蚀剂涂布模块的涂布处理部设置有疏水液供给喷嘴71，进行疏水处理也可以。在由该显影处理部24进行晶片W的疏水处理的情况下，在 步骤S6的第一次显影时，例如，在向晶片W供给清洗液，供给例如纯水且将显影液清洗排出 后，供给已经说明的疏水液F进行处理。在由抗蚀剂涂布模块进行晶片W的疏水处理的情 况下，在开始第二次抗蚀剂涂布之前，或者在第二次抗蚀剂涂布之后，向晶片W供给疏水液 F进行处理。第四实施方式在上述各实施方式中，为了提高晶片W的斜面部的疏水性，并且提高抗蚀剂与晶 片W的附着性，在第一次抗蚀剂涂布之前，在ADH模块向晶片W供给HMDS气体，但是，也可 以不由该ADH模块进行处理，下面对在对晶片W的第一次的抗蚀剂涂布之后，在第一次液浸 曝光开始之前只对晶片W的斜面部进行曝光的工序进行说明。这里，例如，也在如上所述的 抗蚀剂涂布模块中设置有疏水液供给喷嘴71。由该抗蚀剂涂布模块对晶片W进行第一次抗 蚀剂涂布之后，从疏水液供给喷嘴71供给疏水液，对晶片W的斜面部进行疏水处理。之后， 在晶片W的第一次显影处理完成之后，再将其搬送到抗蚀剂涂布模块中。然后，在抗蚀剂涂 布之前或者涂布之后，再对斜面部进行疏水处理。此外，与第二实施方式相同，例如，在COT层B2中设置加热模块3作为PAB模块的情况下，不进行由ADH模块进行的处理，在进行第一次抗蚀剂涂布之后，将晶片W搬送至其 加热模块3，与PAB处理同时进行对晶片W的斜面部的疏水处理，之后，顺序实施第二实施方 式中步骤S3以后的处理并形成抗蚀剂图案也可以。总之，在该实例中，第一次对基板侧面 部进行疏水处理的模块与第二次对基板侧面部进行疏水处理的模块是共同的模块。参考试验如背景技术中简单地说明的，对向整个晶片W供给HMDS气体进行处理的基板进行 显影之前，和对该基板进行显影之后的接触角进行测定。图15表示该试验结果，晶片W的 接触角在显影前为64. 9°，而显影后减小到为47. 2°也就是说，与显影液接触后，降低了 晶片W的疏水性。因此，在如上述各实施方式所示的第一次显影处理后，到第二次液浸曝光 之前，晶片W的斜面部的疏水处理是有效的。
权利要求
一种涂布显影装置，用于在基板上连续多次形成抗蚀剂图案，其特征在于，包括载体块，对收纳多个基板的载体进行搬入搬出；处理块，对从所述载体取出的基板进行处理，包括对基板进行疏水处理的疏水模块、对基板涂布抗蚀剂的涂布模块、向液浸曝光后的基板供给显影液进行显影的显影模块和在各模块之间搬送基板的基板搬送单元；接口块，在所述处理块与对所述抗蚀剂进行液浸曝光的曝光装置之间进行基板的交接；控制部，控制所述基板搬送单元和各模块的动作，以对基板实施下述步骤由所述疏水模块对至少侧面部进行疏水处理的步骤和由涂布模块全面地进行第一抗蚀剂涂布的步骤，在由所述曝光装置进行完第一液浸曝光后，由所述显影模块进行第一显影的步骤，之后由涂布模块全面地进行第二抗蚀剂涂布的步骤，和进一步在由所述曝光装置进行完第二液浸曝光之后，由显影模块进行第二显影的步骤；和基板侧面部疏水模块，用于从所述第一显影完成后至进行第二液浸曝光的期间对基板的侧面部进行疏水处理。
2.根据权利要求1所述的涂布显影装置，其特征在于所述涂布显影装置设置有包括对所述第一显影后、第二抗蚀剂涂布前的基板进行加热 的加热板的显影后加热模块，所述基板侧面部疏水模块被安装在所述显影后加热模块中。
3.根据权利要求2所述的涂布显影装置，其特征在于所述加热板兼作载置基板的载置台，所述显影后加热模块包括向载置在所述加热板上 的基板的侧面部供给对所述侧面部进行疏水处理的气体的气体供给部。
4.根据权利要求1所述的涂布显影装置，其特征在于所述涂布显影装置设置有包括在第二抗蚀剂涂布后、至进行第二液浸曝光为止加热 基板的加热板的涂布后加热模块，所述基板侧面部疏水模块被安装在所述涂布后加热模块 中。
5.根据权利要求4所述的涂布显影装置，其特征在于所述加热板兼作载置基板的载置台，所述涂布后加热模块包括向载置在所述加热板上 的基板的侧面部供给用于对所述侧面部进行疏水处理的气体的气体供给部。
6.根据权利要求1所述的涂布显影装置，其特征在于所述涂布显影装置包括载置在第二抗蚀剂涂布后、至进行第二液浸曝光为止的基板的 载置台，并设置有向载置在所述载置台上的基板供给清洗液进行清洗的曝光前清洗模块， 所述基板侧面部疏水模块被安装在所述曝光前清洗模块中。
7.根据权利要求6所述的涂布显影装置，其特征在于所述曝光前清洗模块包括向基板的侧面部供给用于对所述侧面部进行疏水处理的药 液的药液供给部。
8.一种涂布显影方法，在基板上连续多次形成抗蚀剂图案，其特征在于，包括至少对基板的侧面部进行疏水处理的工序；对基板进行全面地涂布抗蚀剂的第一抗蚀剂涂布的工序；在所述疏水处理和第一抗蚀剂涂布后，进一步进行向已进行第一液浸曝光的基板供给 显影液的第一显影的工序；在所述第一显影后，对基板进行全面地涂布抗蚀剂的第二抗蚀剂涂布的工序；在所述第二抗蚀剂涂布后，进一步进行向已进行第二液浸曝光的基板供给显影液的第 二显影的工序；和在从所述第一显影完成后至进行第二液浸曝光的期间对基板的侧面部进行疏水处理 的工序。
9.根据权利要求8所述的涂布显影方法，其特征在于，包括将第一显影后、第二抗蚀剂涂布前的基板载置在加热板上的工序；和对所述基板进行加热的工序，对基板的侧面部进行疏水处理的工序包括在基板被加热时对所述侧面部供给用于对 所述侧面部进行疏水处理的气体的工序。
10.根据权利要求8所述的涂布显影方法，其特征在于，包括将第二抗蚀剂涂布后、进行第二液浸曝光前的基板载置在加热板上的工序；和对所述基板进行加热的工序，对基板的侧面部进行疏水处理的工序包括在基板被加热时向所述侧面部供给用于对 所述侧面部进行疏水处理的气体的工序。
11.根据权利要求8所述的涂布显影方法，其特征在于，包括将第二抗蚀剂涂布后、进行第二液浸曝光前的基板载置在加热板上的工序；和对载置在所述载置台上的基板供给清洗液进行清洗的工序，对基板的侧面部进行疏水处理的工序包括向载置在所述载置台上的基板的侧面部供 给用于对所述侧面部进行疏水处理的药液的工序。
12.—种存储介质，存储有在基板上连续多次形成抗蚀剂图案的涂布显影装置所使用 的计算机程序，其特征在于所述计算机程序是用于实施权利要求8 11中任一项所述的涂布显影方法的。
全文摘要
本发明提供一种连续多次在基板上形成抗蚀剂图案的涂布显影装置，能防止基板受颗粒的污染。该涂布显影装置包括控制部和基板侧面疏水模块，该控制部控制基板搬送单元和各模块的动作以对基板实施由疏水模块至少对基板侧面部进行疏水处理的步骤和由涂布模块全面地进行第一抗蚀剂涂布的步骤中的一个和另一个，还实施由曝光装置进行第一液浸曝光后，由显影模块进行第一显影的步骤，之后由涂布模块全面地进行第二抗蚀剂涂布的步骤，和由曝光装置进行第二液浸曝光之后，由显影模块进行第二显影的步骤，该基板侧面部疏水模块用于从第一显影完成后至进行第二液浸曝光的期间对基板的侧面部进行疏水处理。
文档编号G03F7/00GK101840151SQ20101013552
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月15日 优先权日2009年3月13日
发明者京田秀治, 本武幸一 申请人:东京毅力科创株式会社