JP4054159B2 - 基板処理方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板などの基板に対して付着物の除去を行い、次いで疎水化処理を行う技術に関し、更にこのような処理を行うユニットを備えた塗布、現像を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程におけるフォトリソグラフィ−技術においては半導体ウエハ（以下ウエハという）の表面にレジストを塗布し、この塗布レジストを所定パタ−ンに露光処理し、更に現像処理して所定パタ−ンのレジスト膜が形成される。このような一連の処理は、塗布／現像装置に露光装置を接続したシステムにより行われる。
【０００３】
図１７はこのような装置の従来例を示す平面図であり、基板例えば半導体ウエハＷを２５枚収納したカセットＣはカセットステ−ションＡ１のカセットステ−ジ１に搬入される。カセットステ−ションＡ１には処理ステ−ションＡ２が接続されており、更に処理ステーションＡ２にはインターフェイスステーションＡ３を介して図示しない露光装置が接続されている。
【０００４】
前記カセットステージ１上のカセットＣ内のウエハＷは、受け渡しアーム１１により取り出されて棚ユニット１２の受け渡し部を介して塗布ユニット１３に送られ、ここでレジストが塗布される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送手段ＭＡ→棚ユニット１４の受け渡し部→インタ−フェイスステ−ションＡ３→露光装置の経路で搬送されて露光される。露光後のウエハＷは、逆経路で処理ステ−ションＡ２に搬送され、塗布ユニット１３の下段に設けられた図示しない現像ユニットにて現像された後、ウエハ搬送手段ＭＡ→棚ユニット１２の受け渡し部→カセットＣの経路で搬送される。
【０００５】
なお棚ユニット１２，１４の各棚は、加熱部、冷却部、前記ウエハＷの受け渡し部、疎水化部等として構成されており、前記レジストの塗布の前や現像処理の前には、所定の温度でレジストの塗布等を行うために、前記棚ユニット１２，１４にて加熱処理と冷却処理とがこの順序で行われる。なお１５は処理ステ−ションＡ２と露光装置との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しア−ムである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところでクリーンルーム雰囲気ではウエハＷに有機物が付着することが知られており、この有機物によりレジストの剥がれ及び塗布パーティクルの発生が起こることから、これらの除去が要求されている。そのためにはウエハＷを洗浄して有機物を除去することが一般的であるが、この際膜種によっては溶液による洗浄が不適切な場合があることから、本発明者はウエハＷに対して紫外線を照射することにより有機物を除去する手法を検討している。
【０００７】
このようなＵＶ洗浄装置としては、例えば大気雰囲気又は酸素リッチ雰囲気の処理室内において、載置台上のウエハＷに対してＵＶランプにより紫外線を所定時間照射する構成が知られており、この洗浄装置を上述のシステムに組み込む場合には、例えば棚ユニット１２，１４内に配置し、例えばカセットステージ１上のカセットＣ内→棚ユニット１２の受け渡し部→洗浄装置→疎水化部→塗布ユニットの経路で搬送することが考えられる。
【０００８】
しかしながら上述の洗浄装置では、処理室内に水蒸気や酸素などの紫外線を吸収するガスが存在するので洗浄効率が悪く、ウエハＷに付着する有機物を所定量以下に除去するには、例えば６０秒程度の洗浄時間が必要となる。このため上述の塗布・現像装置に組み込むと、他のユニットにおけるウエハＷの搬送待ちの時間が多くなり、スループットが悪化してしまうおそれがある。この際ＵＶランプの照射エネルギーを大きくすることも考えられるが、消費電力が大きくなるので、コスト的に問題がある。
【０００９】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、短い洗浄時間で基板の付着物を除去し、レジスト液の塗布性を向上させる基板処理方法及びその装置を提供することにある。他の目的は、短い洗浄時間で基板の付着物を除去する洗浄機能と基板の疎水化処理とを併せ持った洗浄・疎水化処理ユニットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板処理方法は、基板を搬送口を介して筐体に搬入し、更にこの筐体内に設けられた処理容器内の載置部に載置する工程と、
この筐体内に不活性ガスを供給しながら排気して筐体内を不活性ガス雰囲気とする工程と、
前記載置部に保持された基板に対して付着物を除去するための光を光源から照射すると共に、当該光源と基板との間を不活性ガス雰囲気にする工程と、
次いで前記載置部に保持された基板に対して疎水化処理を行うために疎水化処理ガスを前記処理容器内に供給する工程と、
その後、前記基板を筐体から搬出し、前記基板の表面にレジスト液を塗布する工程と、
レジスト液の塗布された基板に対して露光処理を行う工程と、
露光後の基板を現像処理してレジストパターンを得る工程と、を含むことを特徴とする。
他の発明の基板処理方法は、 基板を搬送口を介して筐体に搬入する工程と、
前記筐体内に不活性ガスを供給しながら排気して筐体内を不活性ガス雰囲気とする工程と、
前記筐体内に搬入された基板に対して付着物を除去するための光を光源から照射すると共に、当該光源と基板との間を不活性ガス雰囲気にする工程と、
前記光が照射された位置に置かれている基板を、前記筐体内に設けられた搬送手段により、当該筐体内に設けられた処理容器内の載置部に搬送する工程と、
次いで前記載置部に保持された基板に対して疎水化処理を行うために疎水化処理ガスを前記処理容器内に供給する工程と、
その後、前記基板を筐体から搬出し、前記基板の表面にレジスト液を塗布する工程と、
レジスト液の塗布された基板に対して露光処理を行う工程と、
露光後の基板を現像処理してレジストパターンを得る工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
このような方法では、基板表面に光を照射しているので、例えばクリーンルーム雰囲気内で基板に付着した有機物等の付着物を除去することができ、これによりレジスト液の塗布性が向上する。この際前記光源と基板との間の光の照射空間に、前記光を吸収しないガスを導入しているので光の照射効率が向上し、洗浄時間が短縮され、かつ基板の酸化が抑制される。
【００１３】
本発明の洗浄・疎水化ユニットは、基板の搬送口を有する筐体と、
この筐体内に不活性ガスを供給する不活性ガスの供給部と、
前記筐体内の雰囲気を排気するための排気管と、
前記筐体内に設けられ、基板を保持するための載置部を有する処理容器と、
この処理容器に設けられ、前記載置部に保持された基板に対して付着物を除去するための光を照射する光源と、
前記載置部に保持された基板に対して、前記光源により光が照射された後、疎水化処理を行うために前記処理容器内に疎水化処理ガスを供給する疎水化処理ガスの供給部と、を備え、
前記光源により前記基板に光を照射するときに光源と基板との間が不活性ガス雰囲気とされることを特徴とする。
他の発明の洗浄・疎水化ユニットは基板の搬送口を有する筐体と、
この筐体内に不活性ガスを供給する不活性ガスの供給部と、
前記筐体内の雰囲気を排気するための排気管と、
前記筐体内に設けられ、基板を保持するための載置部を有する処理容器と、
前記筐体内において前記処理容器の外に位置する基板に対して、付着物を除去するための光を前記筐体内の不活性ガス雰囲気を介して照射する光源と、
前記載置部に保持された基板に対して、前記光源により光が照射された後、疎水化処理を行うために前記処理容器内に疎水化処理ガスを供給する疎水化処理ガスの供給部と、
前記光が照射された位置に置かれている基板を前記載置部に搬送するために前記筐体内に設けられた搬送手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を基板の塗布、現像装置に適用した実施の形態について説明する。図１はこの実施の形態の概略平面図、図２は内部を透視して示す概観図であって、図中Ｓ１はカセットステ−ション、Ｓ２はウエハＷに対してレジストの塗布処理や現像処理等を行うための処理ステ−ション、Ｓ３はインタ−フェイスステ−ション、Ｓ４は露光装置である。
【００１８】
カセットステ−ションＳ１は、複数の基板例えば２５枚のウエハＷを収納した例えば４個のウエハカセット（以下「カセット」という）２２を載置するカセットステ−ジ２１と、カセットステ−ジ２１上のカセット２２と処理ステ−ションＳ２との間でウエハＷの受け渡しを行なうための受け渡しア−ム２３とを備えている。受け渡しアーム２３は、昇降自在、Ｘ，Ｙ方向に移動自在、鉛直軸まわりに回転自在に構成されている。
【００１９】
また処理ステ−ションＳ２は、例えば２個の塗布処理部をなす塗布ユニットＣ（Ｃ１，Ｃ２）と、２個の現像処理部をなす現像ユニットＤ（Ｄ１，Ｄ２）と、例えば３個の棚ユニットＲ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）と、例えば１個の基板搬送手段ＭＡと、を備えており、カセットステ−ションＳ１とインタ−フェイスステ−ションＳ３との間でウエハＷの受け渡しを行うと共に、当該ステ−ションＳ２内ではウエハＷを洗浄する処理と、ウエハＷ表面を疎水化する処理と、ウエハＷにレジスト液を塗布する処理と、ウエハＷの現像処理と、これらの処理の前後にウエハＷを所定の温度に加熱し、冷却する処理と、を行うように構成されている。
【００２０】
このような処理ステーションＳ２のレイアウトの一例について説明すると、前記受け渡しア−ム２３の奥側には、例えばカセットステーションＳ１から奥を見て例えば右側に塗布ユニットＣや現像ユニットＤ等を備えた処理ユニットＵが２段に亘って設けられている。つまり２個の塗布ユニットＣ１，Ｃ２が、カセットステージ２１のカセットの配列方向とほぼ直交する方向に塗布ユニットＣ１を手前側にして２個並んで配置されており、これら塗布ユニットＣ１，Ｃ２の下段には２個の現像ユニットＤ１，Ｄ２が現像ユニットＤ１を手前側にして並んで設けられている。なお以降の説明では、カセットステーションＳ１側を手前側、露光装置Ｓ４側を奥側として述べることにする。
【００２１】
またこれら処理ユニットＵのカセットステーションＳ１から見て左側には、塗布ユニットＣと現像ユニットＤと棚ユニットＲとの間でウエハＷの受け渡しを行うための、例えば昇降自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成された基板搬送手段ＭＡが設けられている。そしてこの基板搬送手段ＭＡのカセットステーションＳ１側から見て手前側には棚ユニットＲ１、奥側には棚ユニットＲ２、左側には棚ユニットＲ３が夫々配置されている。但し図２には便宜上棚ユニットＲ３と基板搬送手段ＭＡは省略してある。
前記棚ユニットＲ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）は、図３に棚ユニットＲ１を示すように、ウエハＷを加熱するための加熱部３１と、ウエハＷを冷却するための冷却部３２と、ウエハ表面を洗浄し、疎水化するための洗浄・疎水化ユニットＵと、棚ユニットＲ１においてはカセットステーションＳ１の受け渡しアーム２３と基板搬送手段ＭＡとの間でウエハＷの受け渡しを行うための、棚ユニットＲ２においては後述するインターフェイスステーションＳ３の搬送アームＡと基板搬送手段ＭＡとの間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡し台を備えた受け渡し部３３と、棚ユニットＲ１においてはウエハＷの位置合わせを行うためのアライメント部３４とが縦に配列されている。
【００２２】
前記洗浄・疎水化ユニットＵについて例えば図４に基づいて説明すると、４１は蓋体４１ａ及び下部容器４１ｂからなり、処理容器をなす密閉容器であり、下部容器４１ｂ内にはウエハＷの載置部をなす載置台４２が設けられている。この載置台４２は、当該載置台４２に対してウエハＷの受け渡しを行うために、昇降機構４３ａにより昇降される例えば３本の昇降ピン４３を備えていて、載置台４２の周囲にはバルブＶ１を備えた排気路４４が形成されている。
【００２３】
前記蓋体４１ａは昇降軸４５ａを介して昇降機構４５により昇降自在に構成されており、蓋体４１ａのほぼ中央部には載置台４２に対向するように光源ユニット５Ａが設けられている。この光源ユニット５Ａは例えばウエハＷよりも大きく構成されており、例えば光源と、反射板５１とを備えている。前記光源は、載置台４２上のウエハＷに例えば紫外線などの光を照射するものであり、反射板５１は光源から照射される光を反射する材質例えばアルミ蒸着膜等により形成される。この反射板５１には一面にほぼ半球状の凹部５２が形成されており、これら凹部５２内の各々には前記光源をなす例えばエキシマＵＶランプ５３が設けられていて、こうして光源ユニット５Ａが構成されている。前記凹部５２の形状は、前記ＵＶランプ５３からの光が凹部５２の内表面で反射されて載置台４２上のウエハＷに到達するように形成され、前記載置台４２上のウエハＷにはＵＶランプ５３からの直接の光と反射板５１で反射された光とが照射されるようになっている。
【００２４】
ここで前記光源から照射される光とは、短波長の高エネルギー光例えば波長が１５０ｎｍ〜３６５ｎｍの光をいい、光源としてはエキシマＵＶランプの他、低圧水銀ランプ、希ガスショートアークランプ、マイクロ波励起Ｈｇ−Ｃｄランプ等を用いることができる。また光を吸収しないガスとしては窒素ガスの他、ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガスを用いることができる。
【００２５】
前記蓋体４１ａには、例えば反射板５１の形成領域の外側の複数位置例えば周方向に４等分した位置に４個の疎水化処理ガス供給部をなすガス供給路４６が形成されていて、このガス供給路４６は例えばフレキシブルパイプよりなり、バルブＶ２を備えたガス供給管４７を介して図示しないガス供給源に接続されている。前記ガス供給路４６は蓋体４１ａの内部で下側に向かうに連れて内側に向けて傾斜するように形成されており、これによりウエハＷの表面全体にガス供給路２６からのガスが到達するようになっている。
【００２６】
前記密閉容器４１は処理室をなすカバー体５４により覆われており、カバー体５４には、シャッター５５ａで開閉されるウエハ搬送口５５が形成されると共に、当該カバー体５４内に前記光（紫外線）を吸収しないガス例えば窒素ガスを供給するためのバルブＶ３を備えたガス供給部をなすガス供給管５５と、バルブＶ４を備えた排気管５６とが接続されている。
【００２７】
このような洗浄・疎水化処理ユニットＵでは、シャッタ５５ａの開閉動作、昇降機構４３ａ，４５の昇降動作、ＵＶランプ４３の電源部４３ａのオン・オフ動作、各バルブＶ１〜Ｖ４の開閉動作は図示しない制御部により行われるようになっている。
【００２８】
前記塗布ユニットＣについて例えば図５に基づいて説明すると、２４はカップであり、このカップ２４内に真空吸着機能を有する回転自在なスピンチャック２５が設けられている。このスピンチャック２５は昇降機構２６により昇降自在に構成されており、カップ２４の上方側に位置しているときに、前記基板搬送手段ＭＡの後述するア−ム３５との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
【００２９】
２７はレジスト液の吐出ノズル、２８はレジスト液供給管、２９はノズルを水平移動させる支持ア−ムである。前記吐出ノズル２７は、例えばウエハＷのほぼ中心付近にレジスト液を供給するように構成され、スピンチャック２５上のウエハＷの表面に吐出ノズル２７からレジスト液を滴下し、スピンチャック２５を回転させてレジスト液をウエハＷ上に伸展させ塗布するようになっている。
【００３０】
また現像ユニットＤは塗布ユニットＣとほぼ同一の構成であるが、吐出ノズル２７は例えばウエハＷの直径方向に配列された多数の供給孔を備えるように構成され、スピンチャック２５上のウエハＷの表面に吐出ノズル２７から現像液を吐出し、スピンチャック２５を半回転させることによりウエハＷ上に現像液の液盛りが行われ、現像液の液膜が形成されるようになっている。
【００３１】
前記基板搬送手段ＭＡは、例えば図６に示すように、ウエハＷを保持するための３枚のア−ム３５と、このア−ム３５を進退自在に支持する基台３６と、この基台３６を昇降自在に支持する一対の案内レ−ル３７，３８とを備えており、これら案内レ−ル３７，３８を回転駆動部３９により回転させることにより、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００３２】
処理ステ−ションＳ２の隣にはインタ−フェイスステ−ションＳ３が接続され、このインタ−フェイスステ−ションＳ３の奥側には、レジスト膜が形成されたウエハＷに対して露光を行うための露光部をなす露光装置Ｓ４が接続されている。インタ−フェイスステ−ションＳ３は、前記処理ステ−ションＳ２の棚ユニットＲ２と、露光装置Ｓ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送アームＡを備えており、処理ステ−ションＳ２と露光装置Ｓ４との間でウエハＷの受け渡しを行うようになっている。
【００３３】
次に上述の実施の形態の作用について説明する。先ず自動搬送ロボット（あるいは作業者）により例えば２５枚のウエハＷを収納したカセット２２がカセットステ−ジ２１に搬入され、受け渡しア−ム２３によりカセット２２内からウエハＷが取り出されて処理ステ−ションＳ２の棚ユニットＲ１の受け渡し部３３に置かれる。
【００３４】
このウエハＷは基板搬送手段ＭＡにより棚ユニットＲの洗浄・疎水化ユニットＵに搬送され、ここでウエハＷ表面の洗浄処理と疎水化処理とがこの順序で続いて行われる。具体的には、先ず図７(a)に示すようにバルブＶ３，Ｖ４を開いてカバー体５４内の雰囲気を排気管５６を介して排気させながら、当該カバー体５４内にガス供給管５５より窒素ガスを導入する。この状態でカバー体５４のシャッタ５５ａを開くと共に、密閉容器の蓋体４１ａを上昇させて、ウエハ搬送口５５を介して基板搬送手段ＭＡによりウエハＷを搬入し、載置台４２の昇降ピン４３との協動作用により載置台４２上にウエハＷを受け渡す。そして基板搬送手段ＭＡを退出させた後、シャッタ５５ａを閉じ、カバー体５４の内部雰囲気を窒素ガスにより置換する。
【００３５】
次いで図７(b)に示すように密閉容器の蓋体４１ａを昇降させて、載置台４２上のウエハＷ表面とＵＶランプ５３の下端との間の距離Ｌが所定値になるように調整する。こうして密閉容器４１の内部を窒素ガス雰囲気とした状態で、ＵＶランプ５３の電源を入れて、所定の照射電力量で所定時間ウエハＷに波長１７２ｎｍの紫外線を照射し、これによりウエハＷの洗浄を行う。
【００３６】
ここで洗浄条件の一例を挙げると、ＵＶランプ４３の強度は１００ｍＷ／ｃｍ2，ＵＶランプ４３とウエハＷとの距離Ｌが２ｍｍ，照射時間は１０秒であり、後述する実験例から、ＵＶランプ４３の強度は５〜１２０ｍＷ／ｃｍ2が好ましく、この場合にはＵＶランプ４３とウエハＷとの距離Ｌは２〜５ｍｍ，照射時間は１０〜３０秒程度が好ましい。また窒素ガス雰囲気とは大気よりも窒素濃度が高い雰囲気をいい、窒素濃度は９０％以上が好ましい。このような条件の下で、ウエハＷに紫外線を照射することにより、後述するようにウエハＷ表面の有機物などの付着物が除去される。
【００３７】
こうしてウエハＷの洗浄を行った後、図７(c)に示すように蓋体４１ａを下降させて密閉容器４１を閉じ、次いでバルブＶ１，Ｖ２を開いて密閉容器４１内の雰囲気を排気路４４を介して排気させながら、当該密閉容器４１内にガス供給管４７からガス供給路４６を介して疎水化処理ガス例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）ガスを供給する。こうしてウエハＷ表面とＨＭＤＳガスとを接触させることにより、基板の疎水性が高められる。ここで基板の疎水性が高められるとは、水に対する接触角を高めるということであり、これによりレジストとウエハＷ表面の密着性が高められ、また現像時にレジスト−ウエハＷ界面への現像液の浸入が抑えられる。
【００３８】
ここでレジスト液を塗布する前に疎水化処理を行うのは、後の現像工程や、その後に行われるイオン打ち込み工程やエッチング工程の際にウエハＷからレジストマスクが剥離しないように、ウエハＷとレジストとの密着性を高めるためである。
【００３９】
続いてバルブＶ２を閉じてＨＭＤＳガスの導入を停止し、ＨＭＤＳガスはアミン基を有しているため、外部に漏れないように密閉容器４１内を十分に排気する。次いで蓋体４１ａを上昇させて密閉容器４１を開き、シャッタ５５ａを開いて、基板搬送手段ＭＡによりウエハＷをウエハ搬送口５５から搬出する。この洗浄、疎水化処理の一連の処理の間、カバー体５４内は、排気及び窒素ガスの導入が行われている。
【００４０】
続いてウエハＷは棚ユニットＲの冷却部３２→基板搬送手段ＭＡ→塗布ユニットＣの経路で搬送され、温度調整が行われたウエハＷは塗布ユニットＣにて所定温度例えば２３℃でレジスト液が塗布される。この後ウエハＷは、基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの加熱部３１→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの冷却部３２の経路で搬送されて温度調整が行われ、続いて基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲ２の受け渡し部３４→インタ−フェイスステ−ションＳ３の搬送アームＡ→露光装置Ｓ４の経路で搬送されて、露光が行われる。
【００４１】
露光後のウエハＷは露光装置Ｓ４→インターフェイスステーションＳ３の搬送アームＡ→棚ユニットＲ２の受け渡し部３３→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの加熱部３１→冷却部３２→現像ユニットＤの経路で搬送され、先ず所定の温度まで加熱された後、所定温度まで冷却されて温度調整が行われ、現像ユニットＤにて所定温度例えば現像液の塗布温度である２３℃で現像処理される。
【００４２】
その後ウエハＷは基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの加熱部３１→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの冷却部３２→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲ１の受け渡し部３４→受け渡しア−ム２３の経路で搬送され、一旦所定温度まで加熱された後、所定温度まで冷却されたウエハＷは、受け渡し部３３を介して例えば元のカセット２２内に戻される。
【００４３】
上述実施の形態では、レジスト液の塗布前に、紫外線を照射することによりウエハＷを洗浄しているので、例えばクリーンルーム雰囲気内でウエハＷに付着した有機物を除去することができる。
【００４４】
図８は有機物に汚染された熱酸化膜ウエハへの紫外線照射による有機物除去効果を示す特性図であり、図中横軸は紫外線の照射時間、縦軸は接触角を夫々示している。ここで接触角とは基板表面に滴下した水滴の頂部と基板表面上の外縁とを結ぶ線が基板表面に対してなす角を２倍した角度をいい、この接触角が大きいほど基板に付着した有機物が多いことを示している。このときの紫外線の強度は１００ｍＷ／ｃｍ2程度であり、基板とＵＶランプ５３との間の距離Ｌを２ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍと変えて実験を行った。図中◆はＬ＝２ｍｍ、■はＬ＝５ｍｍ、●はＬ＝１０ｍｍを夫々示している。
【００４５】
この図から明らかなように、距離Ｌの値に関わらず、基板への紫外線の照射時間が長いほど接触角が小さくなり、紫外線の照射により有機物の付着量が低減することが認められた。また前記距離Ｌと有機物除去性能の関係を、接触角が８度になるまでに要した時間を測定して調べたところ、図９に示す結果が得られ、距離Ｌが２〜１０ｍｍの範囲では距離Ｌが短いほど、有機物除去に要する時間が短いことが認められた。
【００４６】
このように紫外線による洗浄によりウエハＷに付着していた有機物が除去されることから、レジスト液の塗布性が向上し、また紫外線の照射によりウエハＷの表面が改質され、これにより表面張力が低くなるので、疎水化処理におけるＨＭＤＳガスの塗布性も向上する。
【００４７】
また洗浄・疎水化ユニットＵでは、紫外線の照射時にウエハＷとＵＶランプとの間の照射領域に、紫外線を吸収しない例えば窒素ガスを導入し、当該領域を窒素ガス雰囲気としているので、当該領域中の紫外線を吸収するガス例えば水蒸気や酸素の濃度が低くなり、紫外線の照射効率が向上する。このため洗浄処理に要する時間を短縮することができ、上述の塗布・現像装置におけるスループットの悪化が抑えられる。
【００４８】
ここで窒素ガスを導入しているのは、２００ｎｍ以下の波長の光は、酸素や水分に吸収されてしまうので、これを抑えて照射効率を向上させるためであるが、またウエハＷの酸化を抑える効果も得られる。
【００４９】
図１０は窒素雰囲気中での紫外線照射による有機物除去効果を確認するために行ったガスクロマトグラフ／質量分析器による質量分析スペクトルであり、図１０(a)はクリーンルーム中に放置したウエハＷのスペクトル、図１０(b)は酸素雰囲気（酸素濃度９５％以上）において紫外線を照射した場合のスペクトル、図１０(c)は窒素雰囲気（窒素濃度９９％以上）において紫外線を照射した場合のスペクトルを夫々示している。このときの紫外線の強度は１００ｍＷ／ｃｍ2、照射時間は１０秒、基板とＵＶランプ５３との間の距離Ｌは２ｍｍとした。
【００５０】
このスペクトルではピークの位置が有機物の種類、ピークの大きさが有機物の付着量を夫々示しており、ピークの数が多く、ピークの大きさが大きいほど有機物の付着量が多いことを示しているが、図から明らかなように、窒素雰囲気中で紫外線を照射した場合が最もピークの数が少なく、ピークの大きさが小さいことが認められた。これにより窒素雰囲気中では紫外線の照射効率が高く、従って有機物の洗浄効率が高いことが理解される。
【００５１】
また窒素ガスを導入するという観点から上述の実施の形態のように洗浄部と疎水化部とを同一ユニット内に一体化でき、この場合には洗浄部と疎水化部とを別個に設ける場合に比べて装置の小型化を図ることができる。また洗浄部と疎水化部との間のウエハＷの搬送が不要となるので、搬送工程が省略され、さらにスループットの向上を図ることができる上、洗浄部→疎水化部のウエハＷの搬送の際の有機物の再付着等の発生が抑えられ、ウエハＷの清浄度を保持した状態で疎水化処理を行うことができる。
【００５２】
さらに上述の実施の形態では、ＵＶランプ５３のウエハＷに対向する側と反対側に反射板５１を設けたので、ＵＶランプ５３から散乱する光がこの反射板５１により反射されてウエハＷに到達するので、紫外線の照射効率をさらに向上させることができ、洗浄時間がより短縮される。
【００５３】
以上においてこの実施の形態では、洗浄・疎水化ユニット４を例えば図１１や図１２に示すように構成してもよい。図１１に示す例は、蓋体４１ａに疎水化処理ガス供給部をなすガス供給室６１と光源ユニット６２とを組み合わせて設けた例であり、この例では蓋体４１ａのほぼ中央にガス供給室６１が設けられ、このガス供給室６１の外側に例えば環状に光源ユニット５Ｂが設けられている。光源ユニット５Ｂは環状に形成されている以外の構成は上述の実施の形態の光源ユニット５Ａと同様に構成されており、ガス供給室６１は下面に多数のガス供給孔６２を備え、フレキシブルパイプからなるガス供給管４７を介して図示しないガス供給源に接続されている。
【００５４】
この例では、先ず光源ユニット５ＢのＵＶランプ５３の電源をＯＮにしてウエハＷの洗浄処理を行った後、ガス供給室６１を介してウエハＷにＨＭＤＳガスを供給し、疎水化処理を行う。このような構成では、蓋体４１ａのほぼ中央部に設けられたガス供給室６１からウエハＷに対してＨＭＤＳガスが供給されるので、ＨＭＤＳガスがウエハＷ表面に満遍なく接触し、疎水化処理の均一性を高めることができる。またこの例では、ウエハＷの中央部に紫外線を照射するように、例えばレンズ等の集光部材（図示せず）を設けるようにしてもよく、この場合には洗浄処理の均一性も向上する。
【００５５】
また図１２に示す例は、疎水化処理ガス供給部をなすガス供給ユニット６と光源ユニット５Ｃとを蓋体４１ａに着脱自在に設け、図示しない移動機構によりこれらユニットを蓋体４１ａに装着する位置と、蓋体４１ａから脱着して待機する位置との間で移動可能に構成した例である。例えばガス供給ユニット６は上述の図１１に示すガス供給室６１と同様に構成され、光源ユニット５Ｃは図４に示す光源ユニット５Ａと同様に構成されていて、これらは蓋体４１ａに形成された装着穴６３に装着可能な大きさに形成されている。
【００５６】
この例では、先ず図１２(a)に示すように、蓋体４１ａに光源ユニット５Ｃを装着して所定の洗浄処理を行った後、光源ユニット５Ｃを外し、ガス供給ユニット６を装着して所定の疎水化処理を行う。このような構成では、蓋体４１ａのほぼ中央部に設けられた光源ユニット５Ｃ、ガス供給ユニット６から紫外線、ＨＭＤＳガスが夫々ウエハＷに対して供給されるので、洗浄処理及び疎水化処理の均一性を高めることができる。
【００５７】
続いて本発明の他の例について図１３に基づいて説明する。この実施の形態は、カバー体７Ａ内に洗浄処理を行う洗浄部７Ｂと疎水化処理を行う疎水化部７Ｃとを別個に設け、これらの間で専用の搬送アームＡ１によりウエハＷを受け渡しを行うようにしたものである。
【００５８】
例えば前記カバー体７Ａには基板搬送手段ＭＡに対向する側にロードロック７Ｄ室が設けられており、またカバー体７Ａ内にはロードロック室７Ｄ側から見て手前側に洗浄部７Ｂ、奥側に疎水化部７Ｃが夫々設けられ、これらの間に搬送アームＡ１が設けられている。
【００５９】
図中７０はカバー体７Ａのウエハ搬送口，７１はロードロック室７Ｄのウエハ搬送口であり、７０ａ，７１ａは夫々のシャッタである。ロードロック室７Ｄ内には、基板搬送手段ＭＡと洗浄部７Ｂとの間でウエハＷの受け渡しを行うための進退自在に構成された搬送プレート７２が設けられている。
【００６０】
この搬送プレート７２は図の平面図に示すように、例えば３本の歯を有する櫛歯状に形成され、各歯の間からこれらの歯に干渉しないように、例えばシリンダよりなる昇降機構７３ａにより昇降される例えば３本の昇降ピン７３が突出して、基板搬送手段ＭＡとの協動作用により当該プレート７２にウエハＷが受け渡されるように構成されている。
【００６１】
前記洗浄部７Ｂは、ウエハＷの載置部をなす載置台７４と、この載置台７４に対向するように設けられた光源ユニット７５とを備えている。前記載置台７４は、当該載置台７４に対してウエハＷの受け渡しを行うための、昇降機構７６ａにより昇降される例えば３本の昇降ピン７６を備えており、これら昇降ピン７６は搬送プレート７２が洗浄部７ＢにウエハＷを受け渡すために進入してきたときに、搬送プレート７２の各歯に干渉しない位置に設けられている。また前記光源ユニット７５は、例えば上述の実施の形態と同様に構成されている（同じ部材には同符号を付してある）。この例では光源ユニット７５と載置台７４上のウエハＷとの距離Ｌは予め所定の値に設定されているが、光源ユニット７５を図示しない昇降機構により昇降自在に設け、前記距離Ｌを変化できるように構成してもよい。
【００６２】
疎水化部７Ｃは、蓋体４１ａのほぼ中央部に、フレキシブルパイプからなるガス供給管４７を介して図示しないガス供給源に接続されている疎水化処理ガス供給部をなすガス供給部４０が設けられている以外は、上述の図４に示す洗浄・疎水化部Ｕと同様の構成であり、同じ部材には同符号を付してある。またガス供給部４０は上述の図１１のガス供給室６１と同様に構成されている。
【００６３】
搬送アームＡ１は、ウエハＷを保持するための１枚のアーム７７を備えており、このアーム７７は、洗浄部７Ｂと疎水化部７Ｃとの間でウエハＷの受け渡しを行うように、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。またカバー体７Ａには、当該カバー体７Ａ内に前記照射光を吸収しないガス例えば窒素ガスを供給するためのバルブＶ５を備えたガス供給管７８と、バルブＶ６を備えた排気管７９とが接続されている。
【００６４】
このような洗浄・疎水化ユニットでは、先ず昇降ピン７３を搬送プレート７２から突出させた状態でロードロック室７ＤへのウエハＷの搬入を待機し、シャッタ７１ａを開けて前記昇降ピン７３上にウエハＷが受け渡された後、シャッタ７１ａを閉じ、昇降ピン７３を下降させて搬送プレート７２上にウエハＷを載置する。そしてシャッタ７０ａを開いて搬送プレート７２をカバー体７Ａ側に進入させ、プレート７２の移動が完了してから、洗浄部７Ｂの昇降ピン７６を突出させて、ここにウエハＷを受け渡す。この後搬送プレート７２をロードロック室７Ｄ側に退行させてシャッタ７０ａを閉じる。一方カバー体７ＡではバルブＶ５、Ｖ６を開き、当該カバー体７Ａを窒素雰囲気に置換する。
【００６５】
続いてカバー体内が所定の窒素濃度になった状態で、ＵＶランプ５３の電源をオンにして所定の洗浄処理を行い、次いで疎水化部７Ｃの蓋体４１ａを開いて、搬送アームＡ１により当該疎水化部７Ｂの載置台４２上にウエハＷを受け渡し、蓋体４１ａを閉じる。次いでバルブＶ１，Ｖ２を開いてＨＭＤＳガスを供給し、所定の疎水化処理を行う。
【００６６】
この後ＨＭＤＳガスの導入を停止し、密閉容器４１内を十分に排気した後、蓋体４１ａを開け、搬送アームＡ１、洗浄部７Ｂの載置部７４、ロードロック室７Ｄの搬送プレート７２を介してウエハＷをウエハ搬送口７１から搬出する。
【００６７】
このような実施の形態においても、上述の実施の形態と同様の効果が得られ、さらにロードロック室７Ｄを設けていることから、カバー体７Ａ内の窒素濃度の調整を短時間で行うことができ、スループットの向上を図ることができる。またこの例では、図示しないウエハ搬送口を設けて疎水化処理が終了したウエハＷを疎水化部７Ｃから直接基板搬送手段ＭＡに受け渡すように構成してもよく、この場合にはこのウエハ搬送口側に第２のロードロック室を設けるようにしてもよい。
【００６８】
ここで上述の図４，図１１，図１２に示す実施の形態において、例えば図１４に示すように、夫々のカバー体にロードロック室を設けるように構成してもよい。図１４に示す例では、図４の装置のカバー体５４と図１３の装置のロードロック室５０とを組み合わせた例であり、このため同じ部材には同符号を付してある。
【００６９】
続いて本発明の他の例について図１５，図１６に基づいて説明する。この実施の形態は、疎水化部８Ａと洗浄部８Ｂとを多段に棚状に設け、これらの間で専用の搬送アームＡ２により専用の搬送路Ｅを介してウエハＷの受け渡しを行うようにしたものである。
【００７０】
この例では２つの疎水化部８Ａと１つの洗浄部８Ｂとが疎水化部８Ａを上にして多段に設けられており、各疎水化部８Ａ、洗浄部８Ｂの基板搬送手段ＭＡに対応する側と異なる側に搬送アームＡ２の専用の搬送路Ｅが形成されている。例えば洗浄部８Ｂは図１６に示すように、基板搬送手段ＭＡに対応する位置にロードロック室８Ｃを備えており、ロードロック室８Ｃの基板搬送手段ＭＡから見て奥側に洗浄室８Ｄを備えていて、さらに洗浄室８Ｄの奥側に搬送アームＡ２の搬送路Ｅが形成されている。
【００７１】
ロードロック室８Ｃ及び洗浄室８Ｄは、基板搬送手段ＭＡに対応する位置と搬送アームＡ２に対応する位置に夫々ウエハ搬送口８１，８２が形成された棚部８に設けられており、洗浄室８Ｄの搬送アームＡ２の搬送路Ｅに対応する側にシャッタ８３ａを備えたウエハ搬送口８３が形成されている。その他の構成は、例えば疎水化部がない以外は上述の図１３に示す実施の形態と同様に構成されており、このため同じ部材には同符号を付してある。
【００７２】
また２つの疎水化部８Ａも、基板搬送手段ＭＡに対応する位置と搬送アームＡ２に対応する位置に夫々ウエハ搬送口（図示せず）が形成された棚部８に設けられており、その他の構成は、例えば洗浄部がない以外は上述の図１３に示す実施の形態と同様に構成されている。前記搬送アームＡ２は、ウエハＷを保持するための１枚のアーム８４を備えており、このアーム８４は、洗浄部８Ｂと疎水化部８Ａとの間でウエハＷの受け渡しを行うように、進退自在、昇降自在に構成されている。
【００７３】
このような洗浄・疎水化ユニットＵでは、ウエハＷをロードロック室８Ｃを介して洗浄室８Ｄに搬送し、所定の窒素雰囲気の下、所定の洗浄処理を行う。この後ウエハ搬送口８３を介してウエハＷを搬送アームＡ２に受け渡し、シャッタ８３ａを閉じた後、搬送アームＡ２により専用の搬送路Ｅを介して疎水化部８Ａに搬送する。そして疎水化部８Ａにて所定の処理を終了した後、ウエハＷを棚部８のウエハ搬送口を介して基板搬送手段ＭＡに受け渡し、次工程に搬送する。
【００７４】
ここでこの例では、疎水化部８Ａと洗浄部８Ｂとは、いずれかの棚ユニットＲ１〜Ｒ３に設けるようにしてもよいし、疎水化部８Ａと洗浄部８Ｂとを備えた棚ユニットＲを別個に設けるようにしてもよい。また１つの棚ユニットＲに設けられる疎水化部８Ａと洗浄部８Ｂの数は上述の例に限らず、さらに専用の搬送路Ｅに、窒素ガスを供給し、当該搬送空間を窒素雰囲気としてもよい。
【００７５】
このような実施の形態においても、上述の実施の形態と同様に、紫外線の照射による有機物の除去、窒素ガスの導入よる洗浄効率の向上等の効果が得られ、複数の疎水化部８Ａと洗浄部８Ｂとを多段に配置し、これらの間においてウエハＷを共通の搬送アームＡ２により搬送するようにしたので、装置の小型化を図ることができる。また専用の搬送路Ｅを有するので、搬送の際にウエハＷが再汚染される恐れも少ない。さらにこの例では棚部８に基板搬送手段ＭＡに対応するウエハ搬送口と搬送アームＡに対応するウエハ搬送口とを別個に設けているので、これらの間の搬送をスムースに行うことができ、スループットの向上が図れる。
【００７６】
以上において本発明では、疎水化処理の代わりに、レジストを塗布する前にウエハＷの表面に反射防止膜を形成するようにしてもよい。なお反射防止膜を形成するのは、化学増幅型のレジストを用いると露光時にレジストの下側で反射が起こるので、これを防止するためである。さらにまた本発明は、基板としてはウエハに限らず、液晶ディスプレイ用のガラス基板であってもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、基板表面に光を照射することにより、基板に付着した有機物等の付着物を除去することができ、基板の均一な改質及び洗浄を行うことができて、これによりレジスト液の塗布性が向上する。この際前記光源と基板との間の光の照射空間に、前記光を吸収しないガスを導入しているので光の照射効率が向上し、洗浄時間が短縮され、さらに基板の酸化が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置を示す概略平面図である。
【図２】前記塗布、現像装置を示す概観斜視図である。
【図３】前記塗布、現像装置の棚ユニットの一例を示す側面図である。
【図４】洗浄・疎水化ユニットの一例を示す断面図である。
【図５】塗布ユニットの一例を示す断面図である。
【図６】基板搬送手段を示す断面図である。
【図７】洗浄・疎水化ユニットの作用を説明するための断面図である。
【図８】紫外線照射による有機物除去効果を示す特性図である。
【図９】ウエハと光源ユニットとの間の距離Ｌと有機物除去性能の関係を示す特性図である。
【図１０】窒素雰囲気下における紫外線照射による有機物除去効果を示す特性図である。
【図１１】洗浄・疎水化ユニットの他の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】洗浄・疎水化ユニットのさらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図１３】洗浄・疎水化ユニットのさらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図１４】洗浄・疎水化ユニットのさらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図１５】洗浄・疎水化ユニットのさらに他の実施の形態を示す側面図である。
【図１６】前記洗浄・疎水化ユニットの断面図である。
【図１７】従来の塗布、現像装置を示す概略平面図である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ
Ｓ１ カセットステ−ション
Ｓ２ 処理ステ−ション
Ｓ３ インタ−フェイスステ−ション
Ｓ４ 露光装置
Ｃ 塗布ユニット
Ｄ 現像ユニット
Ｕ 洗浄・疎水化ユニット
Ｒ 棚ユニット
ＭＡ 基板搬送手段
Ａ〜Ａ２ 搬送アーム
４１ 密閉容器
４６ ガス供給部
５Ａ〜５Ｃ 光源ユニット
５１ 反射板
５３ ＵＶランプ

Claims (7)

1. 基板を搬送口を介して筐体に搬入し、更にこの筐体内に設けられた処理容器内の載置部に載置する工程と、
   この筐体内に不活性ガスを供給しながら排気して筐体内を不活性ガス雰囲気とする工程と、
   前記載置部に保持された基板に対して付着物を除去するための光を光源から照射すると共に、当該光源と基板との間を不活性ガス雰囲気にする工程と、
   次いで前記載置部に保持された基板に対して疎水化処理を行うために疎水化処理ガスを前記処理容器内に供給する工程と、
   その後、前記基板を筐体から搬出し、前記基板の表面にレジスト液を塗布する工程と、
   レジスト液の塗布された基板に対して露光処理を行う工程と、
   露光後の基板を現像処理してレジストパターンを得る工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
2. 前記光源により前記基板に光を照射するときには前記処理容器を分割し、筐体内の不活性ガスを利用して光源と基板との間が不活性ガス雰囲気とされることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
3. 基板を搬送口を介して筐体に搬入する工程と、
   前記筐体内に不活性ガスを供給しながら排気して筐体内を不活性ガス雰囲気とする工程と、
   前記筐体内に搬入された基板に対して付着物を除去するための光を光源から照射すると共に、当該光源と基板との間を不活性ガス雰囲気にする工程と、
   前記光が照射された位置に置かれている基板を、前記筐体内に設けられた搬送手段により、当該筐体内に設けられた処理容器内の載置部に搬送する工程と、
   次いで前記載置部に保持された基板に対して疎水化処理を行うために疎水化処理ガスを前記処理容器内に供給する工程と、
   その後、前記基板を筐体から搬出し、前記基板の表面にレジスト液を塗布する工程と、
   レジスト液の塗布された基板に対して露光処理を行う工程と、
   露光後の基板を現像処理してレジストパターンを得る工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
4. 基板の搬送口を有する筐体と、
   この筐体内に不活性ガスを供給する不活性ガスの供給部と、
   前記筐体内の雰囲気を排気するための排気管と、
   前記筐体内に設けられ、基板を保持するための載置部を有する処理容器と、
   この処理容器に設けられ、前記載置部に保持された基板に対して付着物を除去するための光を照射する光源と、
   前記載置部に保持された基板に対して、前記光源により光が照射された後、疎水化処理を行うために前記処理容器内に疎水化処理ガスを供給する疎水化処理ガスの供給部と、を備え、
   前記光源により前記基板に光を照射するときに光源と基板との間が不活性ガス雰囲気とされることを特徴とする洗浄・疎水化ユニット。
5. 前記処理容器は上下に分割可能に構成され、前記光源により前記基板に光を照射するときには前記処理容器を分割し、筐体内の不活性ガスを利用して光源と基板との間が不活性ガス雰囲気とされることを特徴とする請求項４記載の洗浄・疎水化ユニット。
6. 基板の搬送口を有する筐体と、
   この筐体内に不活性ガスを供給する不活性ガスの供給部と、
   前記筐体内の雰囲気を排気するための排気管と、
   前記筐体内に設けられ、基板を保持するための載置部を有する処理容器と、
   前記筐体内において前記処理容器の外に位置する基板に対して、付着物を除去するための光を前記筐体内の不活性ガス雰囲気を介して照射する光源と、
   前記載置部に保持された基板に対して、前記光源により光が照射された後、疎水化処理を行うために前記処理容器内に疎水化処理ガスを供給する疎水化処理ガスの供給部と、
   前記光が照射された位置に置かれている基板を前記載置部に搬送するために前記筐体内に設けられた搬送手段と、を備えたことを特徴とする洗浄・疎水化ユニット。
7. 請求項４、５及び６のいずれか一つに記載された洗浄・疎水化ユニットと、
   この洗浄・疎水化ユニットにて処理された基板の表面にレジスト液を塗布する塗布処理部と、
   この塗布処理部にてレジスト液が塗布され、更に露光された基板に対して現像処理を行い、レジストパターンを得る現像処理部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。

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