JP2000306809A - 基板処理装置とこれを用いた基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薬液を供給する際の供給圧力を限りなく０に
近づけることができ、加工精度の向上に寄与する。 【解決手段】 被処理基板１０の表面に現像液等の薬液
を供給するための基板処理装置において、被処理基板１
０を水平に保持する基板保持機構と、薬液槽２１から薬
液を吐出するための薬液吐出部２３を有する薬液供給ぶ
２０と、この薬液供給部２０の薬液吐出部２３の直下に
吐出部２３と隔絶して配置され、且つ薬液輸送面が被処
理基板１０に対して略水平に配置され、薬液吐出部２３
から吐出された薬液を該薬液の流速と圧力を落としつつ
被処理基板１０の表面に輸送する薬液輸送板２４と、被
処理基板１０と薬液輸送板２４を相対的に移動させる移
動機構とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体プロセスに
おける基板処理技術に係わり、特に被処理基板の表面に
基板処理のための薬液を効果的に供給する基板処理装置
及び基板処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスや液晶ディスプレーの製
造工程においては、基板上に種々の加工を施し、最終的
に微細パターンを形成して所望の機能を付加していく。
このような基板の加工を行う際には、ガスを用いたドラ
イプロセスだけでなく、薬液を用いたウェットプロセス
が広く用いられている。また、感光性樹脂を感光させた
後の現像処理、露光用クロムマスクの加工、基板上に付
着した不要な有機物の除去、エッチング加工終了後に残
留した感光性樹脂パターンの除去、シリコンウェハ上へ
の金メッキ、などにもウェットプロセスが用いられてい
る。

【０００３】ウェットプロセスとしては、薬液中に基板
を浸すディップ法や基板主面に薬液を供給して処理を行
うパドル法がある。ディップ法では、多量の薬液を必要
とすることや裏面からの汚染などに問題があるため、デ
ィップ法からパドル法へと変わりつつある。従来のパド
ル法では、基板を真空チャックなどで裏面から固定して
基板を回転させながら、基板上方に配置した薬液供給部
より薬液を供給していた。この方法では、基板中心と周
辺とで薬液の吐出圧力や単位面積当たりに供給される薬
液量に差が生じるために、加工精度が悪かった。

【０００４】特開平 7-36195号公報では、基板の一方か
ら他方に向けて薬液供給部を移動させながら薬液を基板
主面に供給する手法が開示されている。この方法は、回
転パドル法と異なり、吐出圧力差や単位面積当たりに供
給される薬液量の差を小さく抑えることができる。その
発展系として、特開平7-36195,7-86132,7-111234,7-130
616,7-169668,8-31729,10-20508,10-189419,10-303103,
10-340836号公報等の発明がある。

【０００５】これらの発明では、薬液供給部に、その下
部に薬液供給部の移動方向と直交する向きに被処理基板
とほぼ同じ幅の吐出口が設けられており、この吐出口よ
り被処理基板主面に対してほぼ直角に薬液を供給する形
態を用いている。しかし、この形態では、吐出した液が
基板表面に略垂直に強い圧力であたるため、乱流が生じ
ていた。そして、この乱流により、新鮮な薬液と反応生
成物とが混ざり不均一な濃度低下が生じ、加工にばらつ
きが生じていた。

【０００６】特開平 8-31729号公報では、薬液を基板と
略平行な方向に供給する手法についても開示されている
が、薬液の輸送を連続管により行うため、基板表面に対
し高い圧力で薬液が供給され、乱流を起こした。また、
これらの方式では吐出口に高い圧力がかかるため、吐出
口の加工精度の僅かな差でも圧力及び流量差が生じ、加
工精度低下の原因になっていた。

【０００７】一方、これらの発明では、薬液供給手段の
移動方向前方に対して薬液が先回りしないよう移動速度
の配慮が成されている。しかし、移動方向と相反する方
向（薬液供給方向）への薬液移動の配慮は成されていな
い。従って、これらの発明では、被処理基板に供給され
た薬液は反応生成物を含みながら下流に移動する。この
ため、下流で反応速度が遅くなり、寸法精度が低下する
という問題が生じていた。

【０００８】また、特開平 10-223507号公報では、図５
（ａ）のように薬液が薬液吐出口とそこから連続して配
置した薬液輸送面を伝い被処理基板表面に供給する手法
を開示してある。この方式で薬液が被処理基板面に供給
される角度は、前例の如くほぼ垂直の場合もあるが、被
処理基板に対して浅い角度の場合もある。この手法で
は、吐出口の部分が開放系にあるものの、薬液はそれに
連続配置した輸送面を伝い輸送されるため圧力は衰え
ず、また非常に速い速度で被処理基板に対して薬液が供
給される。ここで、図中の矢印の大きさは速度を表す。
従ってこの場合でも、被処理基板の薬液が供給された部
分で薬液の乱流が生じたり、液が供給方向に流れ反応生
成物を下流に押し流す現象が生じた。これらの不安定要
素のため、この手法においても加工精度の劣化が生じて
いた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のウ
ェットプロセスにおいては、薬液を供給する際に供給圧
力が被処理基板主面に伝わると、薬液の乱流が生じ、こ
れが加工精度の低下を招く要因となっていた。

【００１０】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、薬液を供給する際の供
給圧力を限りなく０に近づけることができ、加工精度の
向上に寄与し得る基板処理装置及び基板処理方法を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。

【００１２】即ち本発明は、被処理基板の表面に基板処
理のための薬液を供給する基板処理装置において、被処
理基板を略水平に保持する基板保持手段と、薬液槽から
薬液を吐出するための薬液吐出部を有する薬液供給手段
と、この薬液供給手段の薬液吐出部直下に該吐出部と隔
絶して配置され、且つ薬液輸送面が前記被処理基板の主
面に対して略平行に配置され、前記薬液吐出部から吐出
された薬液を該薬液の流速と圧力を落としつつ前記被処
理基板の表面に輸送する薬液輸送手段と、前記被処理基
板と薬液輸送手段を相対的に移動させる移動手段とを具
備してなることを特徴とする。

【００１３】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1) 薬液輸送手段の薬液吐出部直下に、薬液を一時的に
保存できる薬液一時保存部を設けたこと。 (2) 薬液一時保持部の容積を小さく変化させることで薬
液一時保持部に保持された薬液を被処理基板上に輸送供
給できるように、容積を小さく変化させる手段として薬
液一時保持部と隣接して薬液一時保持部へ挿入可能な薬
液押し出し部を備えたこと。

【００１４】(3) 薬液輸送手段の被処理基板と対向する
面に、薬液輸送手段の裏面と被処理基板との間に介在す
る薬液を移動又は除去する機構を設けたこと。 (4) 薬液輸送手段から被処理基板に輸送される薬液の速
度と移動手段による相対移動速度とをほぼ等しくし、薬
液の供給による基板上の圧力をほぼ０にすること。

【００１５】(5) 薬液輸送手段は板状体からなり、この
板状体と被処理基板との成す角度は１０〜２０°の範囲
に設定されていること。 (6) 薬液輸送手段の主面の材質は、石英，アルミニウ
ム，アルミナ，又はこれらを含む化合物であること。

【００１６】(7) 薬液供給手段の薬液槽に、薬液を導入
するための薬液導入管が接続されていること。 (8) 薬液供給手段の薬液槽に、圧力開放管が接続されて
いること。

【００１７】(9) 薬液供給手段の薬液吐出部は、薬液輸
送手段の主面の頂点とほぼ同じ高さか、又はそれよりも
低い位置に配置されていること。 (10)薬液供給手段の薬液吐出部に隣接して、薬液吐出部
よりも高く、且つ薬液輸送手段の主面より高い位置に洗
浄用吐出部が設けられていること。

【００１８】(11)移動手段は、被処理基板外の移動開始
位置から被処理基板上を通過して該基板外の他方の停止
位置まで薬液輸送手段を移動させるものであること。 (12)基板保持手段により保持された被処理基板の周囲
に、該基板主面とほぼ同じ高さに主面が位置する補助板
を配置すること。

【００１９】また本発明は、主面が略水平に保持された
被処理基板に対し、薬液槽に接続された薬液吐出部から
吐出された薬液を薬液輸送部を介して輸送すると共に、
被処理基板と薬液輸送部を相対的に移動させることによ
り、被処理基板の主面全体にわたって基板処理のための
薬液を供給する基板処理方法において、前記被処理基板
の周囲に該基板の主面と略同じ高さに主面が位置する補
助板を配置し、前記被処理基板の一方側の補助板の位置
で薬液の供給を開始し、他方側の補助板の位置で薬液の
供給を停止することを特徴とする。

【００２０】また本発明は、主面が略水平に保持された
被処理基板に対し、薬液槽に接続された薬液吐出部から
吐出された薬液を薬液輸送部の表面側を介して輸送する
と共に、被処理基板と薬液輸送部を相対的に移動させる
ことにより、被処理基板の主面全体にわたって基板処理
のための薬液を供給する基板処理方法において、前記薬
液輸送部の裏面側にガス吹き出し口又は光照射部を設
け、前記被処理基板の主面に薬液を供給する直前に該基
板の主面にガスを吹き付ける、又は光を照射することに
より、該基板の表面を改質することを特徴とする。

【００２１】また本発明は、主面が略水平に保持された
被処理基板に対し、薬液槽に接続された薬液吐出部から
吐出された薬液を薬液輸送部の表面側を介して輸送する
と共に、被処理基板と薬液輸送部を相対的に移動させる
ことにより、被処理基板の主面に基板処理のための薬液
を供給する基板処理方法において、前記被処理基板上に
予め供給された第１の薬液を前記薬液輸送部の裏面側で
除去又は移動しながら、前記被処理基板の主面に前記薬
液輸送部の表面側から第２の薬液を供給することを特徴
とする。

【００２２】また本発明は、主面が略水平に保持された
被処理基板に対し、薬液槽に接続された薬液吐出部から
吐出された薬液を薬液輸送部を介して輸送すると共に、
被処理基板と薬液輸送部を相対的に移動させることによ
り、被処理基板の主面に基板処理のための薬液を供給す
る基板処理方法において、前記被処理基板と薬液輸送部
との相対移動速度と、前記薬液輸送部から前記被処理基
板に供給される薬液の速度とをほぼ等しくし、薬液の供
給による被処理基板上の薬液の圧力を略０にすることを
特徴とする。

【００２３】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1)移動開始位置から移動停止位置との間で薬液輸送部
を移動させながら薬液を被処理基板上に供給する工程
が、被処理基板に対して初回と同じ方向に複数回行わ
れ、２回目以降の薬液供給の際に、薬液輸送部の被処理
基板と対向する裏面で薬液輸送部の進行方向側にある被
処理基板上の薬液を被処理基板外に除去しながら、薬液
輸送部主面より薬液輸送部の進行方向と相反する方向の
被処理基板上に薬液の供給を行うこと。

【００２４】(2) 移動開始位置から移動停止位置との間
で、薬液輸送部を移動させながら被処理基板全面に被処
理基板に対して反応が生じるｐＨより低いｐＨのアルカ
リ薬液を基板主面に供給した後、移動開始位置から移動
停止位置との間で薬液輸送部を移動させながら、上記ｐ
Ｈの低いアルカリ薬液を除去しつつ、薬液輸送部の主面
より被処理基板に対して反応が生じるｐＨ値のアルカリ
薬液を被処理基板主面に供給すること。 (3) 反応が生じるｐＨ値のアルカリ溶液は、濃度緩衝機
能を有する緩衝液であること。

【００２５】(4) 移動開始位置から移動停止位置との間
で、薬液輸送部を移動させながら被処理基板全面に被処
理基板に対して反応が生じるｐＨより高いｐＨ値の酸性
薬液を基板主面に供給した後、移動開始位置から移動停
止位置との間で薬液輸送部を移動させながら、上記ｐＨ
の高い酸性薬液を除去しつつ、薬液輸送部の主面より被
処理基板に対して反応が生じるｐＨ値の酸性薬液を被処
理基板主面に供給すること。 (5) 反応が生じるｐＨ値の酸性溶液は、濃度緩衝機能を
有する緩衝液であること。

【００２６】(6) 被処理基板主面での薬液処理を停止さ
せるために供給する停止液を、被処理基板主面上に配置
した第２の薬液供給部より被処理基板主面全体にほぼ同
時に処理液を供給すること。

【００２７】また本発明は、被処理基板の主面に基板処
理のための薬液を供給するための基板処理装置におい
て、被処理基板を略水平に保持する基板保持手段と、薬
液槽から薬液を吐出するための薬液吐出部と、この薬液
吐出部直下に該薬液吐出部と隔絶して配置され、該薬液
吐出部より吐出された薬液を該薬液の流速と圧力を落と
しつつ被処理基板の主面に輸送する薬液輸送板からな
り、被処理基板上で該基板中心に対して点対称の位置に
複数配置された薬液供給手段と、前記被処理基板及び薬
液供給手段の少なくとも一方を回転駆動する駆動手段と
を具備してなることを特徴とする。

【００２８】また本発明は、上記の基板保持手段と、基
板中心に対して点対称の位置に複数配置された薬液供給
部と、回転駆動手段とを備えた基板処理装置を用いた基
板処理方法において、薬液輸送板を介して被処理基板の
主面に供給された薬液を、薬液輸送板の裏面側で押圧し
て薬液を攪拌することを特徴とする。

【００２９】（作用）本発明によれば、被処理基板の主
面に対して薬液輸送面が略平行となるように薬液輸送手
段を薬液吐出部直下に該吐出部と隔絶して配置し、薬液
吐出部から吐出された薬液を該薬液の流速と圧力を落と
しつつ被処理基板の主面に輸送するようにしているの
で、被処理基板に対して薬液を無圧力で高い濃度のまま
供給することで、高い加工精度を保証することが可能と
なる。

【００３０】具体的には、薬液供給する薬液吐出部から
吐出した薬液を、薬液の吐出方向とほぼ垂直に配置され
た薬液輸送手段の輸送面に供給することで圧力を損失さ
せ、また薬液の移動速度を低下させる。そして、圧力，
速度共に低下した薬液を被処理基板とほぼ平行な方向に
薬液輸送面上を移動させる。そして、このとき生じた薬
液の移動速度を相殺させるため、薬液の流れる方向と相
反する方向に、薬液の移動速度とほぼ同じ速度で薬液輸
送手段を移動させる。このようにして薬液を被処理基板
上に供給することで、被処理基板上に速度０で、且つ無
圧力の状態で薬液を供給して液膜を形成することが可能
となる。つまり、薬液の供給による被処理基板上の薬液
の圧力を限りなく０に近づけることができ、加工精度の
向上をはかることができる。

【００３１】また、薬液輸送手段の薬液吐出部直下に、
薬液を一時的に保存できる薬液一時保存部を設けること
により、薬液吐出部から吐出される薬液の圧力変動等に
拘わらず、薬液輸送手段による薬液の輸送速度をより均
一に制御することが可能となる。さらに、薬液輸送手段
の被処理基板側に、薬液を移動又は除去する機構を設け
ることにより、被処理基板主面への薬液の均一供給と共
に、異なる薬液へ置換を行うことが可能となる。

【００３２】また、プロセスの途中で液置換を行う場
合、基板と輸送板とのギャップを２００〜５００μｍ程
度として被処理基板上の薬液を輸送板背面でスキージ除
去し、同時に主面より新たな薬液を層流で供給すること
で、効率良く液置換を行うことが可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。

【００３４】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を説明する
ためのもので、（ａ）（ｂ）は移動方向前方から見た
図、（ｃ）は移動方向側面から見た図である。

【００３５】図中の１０は被処理基板、２０は薬液供給
部であり、被処理基板１０と薬液供給部２０との間に薬
液輸送板２４が設置されている。薬液供給部２０は、薬
液槽２１と、その上方に接続された薬液供給管２２と、
下方に設けられた薬液吐出口２３とから構成されてい
る。図１（ａ）は、移動方向と直交する方向に複数の薬
液吐出口２３を設けたもので、（ｂ）は、移動方向と直
交する方向に長く伸びた薬液吐出口２３’を設けたもの
である。

【００３６】薬液輸送板２４は被処理基板１０に対して
１０〜２０°（薬液の吐出方向に対して８０〜７０°）
の角度を持つように配置される。薬液輸送板２４の両端
には輸送ガイド２５が設けられ、薬液輸送板２４の側面
から薬液が漏れ出ないようにしている。なお、以下の図
面では、薬液輸送板２４の形状を説明するため、輸送ガ
イド２５の部分を省略して描いている。

【００３７】薬液供給時には図２に示すように、薬液供
給部２０と薬液輸送板２４を、被処理基板１０の一方か
ら基板１０上を反対の位置まで移動して薬液を供給す
る。被処理基板１０に対して薬液を供給する状態を、図
３に示す。薬液３１は吐出口２３から、その直下に配置
した薬液輸送板２４の主面に供給される。

【００３８】薬液輸送板２４の主面は薬液吐出方向に対
して８０〜７０°で配置されるため、吐出された薬液３
１は薬液輸送板２４の主面に略直角にあたり、吐出時の
圧力が緩和され、また速度も低下する。その後、薬液３
１は１０〜２０°の緩い勾配を下り、被処理基板１０の
主面に到達する。このとき、薬液３１の輸送板端部２
４’における移動速度Ｖに対し、Ｖcosθ（θは輸送板
と基板の成す角度）の速度で薬液輸送板２４を薬液３１
の移動速度と相反する方向に移動させるため、ほぼ無圧
力で薬液３１の移動速度０の状態で薬液３１を被処理基
板１０の主面に供給できる。

【００３９】ここで、薬液輸送板２４と被処理基板１０
との距離は、薬液による圧力を小さくする観点から極力
近づけた方がよい。その距離は数１００μｍ〜１ｍｍの
範囲がよいが、望ましくは２００〜７００μｍの範囲に
するとよい。また、薬液輸送板２４の先端部分は鋭角に
するか、僅かに曲率を持たせるとよい。図１〜３では薬
液輸送板２４の先端に曲率を持たせている。また、後述
する図６〜９の構造では薬液輸送板２４の先端を鋭角に
したものである。これらの手段を施さず、直角のエッジ
を持つものは、その部分で液体の表面張力のため脈流を
生じ、加工精度が悪かった。

【００４０】被処理基板上で薬液に移動速度が生じる
と、薬液は被処理基板表面を被処理物（例えばレジス
ト）と反応しながら移動する。このため、薬液移動の下
流側には常に反応生成物を含む薬液が供給され、反応速
度が遅く加工均一性が悪くなる。図６の形態では、薬液
の被処理基板上での移動速度が略０となるような薬液供
給部の移動速度は、薬液供給量と所望の液厚により一意
的に定まり、図４（ａ）の関係がある。また、このとき
の薬液輸送板の角度は図４（ｂ）のように示される。図
４（ｂ）の関係は、輸送板主面の材料及び加工状態で種
々の値を取るが、ここでは石英板を表面荒さ数μｍ程度
に滑らかに研磨したものを用いた場合の関係を示した。
液厚については０．８〜２．４ｍｍ程度とすることが好
ましく、より望ましくは１ｍｍ〜２ｍｍの範囲がよい。

【００４１】ここで、本実施形態の薬液輸送板を用いる
ことにより薬液の移動速度が遅くなることを、従来例と
比較して説明しておく。図５（ａ）（ｂ）は従来装置の
例であり、（ｃ）は本実施形態である。図５（ａ）で
は、薬液吐出口５３と薬液輸送部５４が繋がっており、
薬液輸送部５４は連続した曲率を持っている（特開平 1
0-223507号公報）。このため、薬液吐出口５３から吐出
された薬液は高圧力となり、さらに重力も加わるためそ
の移動速度も速いものとなる。図５（ｂ）では、薬液吐
出口５３に繋がる薬液輸送部５４が密閉空間となってい
る（特開平 7-36195号公報）。このため、ベクトルの方
向が変わるだけで、薬液の移動速度が遅くなることはな
い。ここで、図中の矢印は薬液の移動速度を表してい
る。

【００４２】これに対し、図５（ｃ）に示す本実施形態
のように、薬液吐出口５３と薬液輸送部５４が隔絶して
いると、開放空間のため鉛直方向の速度は破線で示すよ
うに大きいものの、輸送板上では実線のように小さくな
り、また輸送板の表面張力を受けながら流れるため、薬
液の移動速度は遅くなるのである。

【００４３】本実施形態の装置において、石英板を原料
とし、先端を１０°の鋭角に加工した薬液輸送板を用
い、薬液供給量２Ｌ／ｍｉｎ、薬液輸送板を薬液供給部
と相対位置を固定して８５ｍｍ／ｓｅｃで、ＤＵＶ露光
（２４８ｎｍ）・べ一ク処理まで終えた被処理基板の主
面上のＤＵＶレジスト膜表面を移動させて液膜を形成し
た。このときの液膜の厚さは２．０５ｍｍであった。９
０秒の現像処理の後、純水で液膜を置換しスピン乾燥を
行い１５０ｎｍのレジストパターンを形成した。形成さ
れた１５０ｎｍライン＆スペースパターンのライン部の
寸法均一性は、８インチウェハ内で３σ＜５ｎｍとする
ことができた。

【００４４】なお、従来の高圧力，乱流下で薬液を供給
した手法では３σ＝１０ｎｍ程度しか得られておらず、
本手法により加工ばらつきを半減することができた。ま
た、被処理基板の膜構成は、絶縁膜を平坦化した上にＤ
ＵＶ露光に対する反射防止機能を持つ膜を形成し、その
上にＤＵＶレジスト膜を形成したものであった。

【００４５】本実施形態では液膜２．０５ｍｍとなるよ
う現像条件を定めたが、これに限るものでなく、図４
（ａ）（ｂ）の関係を用い、薬液供給量や薬液供給部の
移動速度を調整することで所望膜厚の液膜を形成でき
る。

【００４６】薬液輸送板の構成としては、種々の変形が
可能である。図６（ａ）は、先に説明した構成、（ｂ）
は薬液輸送板２４の移動方向上流側に薬液移動溝２６を
形成した構成、（ｃ）は薬液輸送板２４の底面を移動方
向上流側に僅かに持ち上げ、結果的に薬液移動溝を形成
した構成、（ｄ）は（ｃ）に加えて薬液輸送板２４の底
面に薬液吸収部２７を設けた構成である。また、図７
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、図６（ａ）〜（ｄ）の構成
に加えて、薬液輸送板２３の上面に薬液溜め２８を設け
た構成である。

【００４７】図６、図７の（ｂ）〜（ｃ）では、薬液輸
送板２４の背面（被処理基板１０と対向する面）に薬液
を押しながら移動させる、若しくは除去する機能を持
つ。図８（ａ）は、第１の薬液３１を薬液輸送板２４の
背面で押しながら除去しつつ、主面より第２の薬液３２
を供給している様子を示している。図６、図７の（ｄ）
の構造は、薬液輸送板２３の背面に薬液を吸収する手段
を持たせ、そこで薬液を吸収しながら除去する機能を持
つ。図８（ｂ）は図６、図７の（ｄ）の構造で第１の薬
液３１を吸収して除去しながら、薬液輸送板２４の主面
より第２の薬液３２を供給する様子を示す。

【００４８】図８（ａ）（ｂ）に示す薬液置換の形態
に、は次のようなものがある。 １）表面改質のために純水（第１の薬液）を被処理基板
１０の表面に供給した後、現像液（第２の薬液）を供給
する工程。 ２）現像液（第１の薬液）を被処理基板１０に供給し、
現像処理を行った後、現像停止液（第２の薬液）を供給
する工程。 ３）現像液（第１の薬液）を被処理基板１０に供給し、
現像処理を行った後、更に新しい現像液（第１の薬液）
を供給する工程。

【００４９】これらの工程は、ウェットエッチング工程
にも適用できる。その場合、１）〜３）の現像という記
載をエッチングに置き換えればよい。また、背面を用い
て薬液除去のみを行ったり、主面を用いて薬液補充のみ
を行ってもよい。

【００５０】従来１）の形態として、表面改質液に従来
は純水を用いることが多かった。しかし、本実施形態の
ような現像方式の場合、薬液置換を十分に行うことがで
きない場合がある。そこで、表面改質液に反応が起こら
ない限界の濃度のアルカリ又は酸を用いるとよい。これ
らの薬液を用いることで速やかに薬液処理へ移行でき
る。

【００５１】本実施形態の如く現像液を第１の薬液に用
いる場合、表面改質液の濃度としてｐＨ１２〜１３程度
の液体を用いるとよい。また、第１の薬液（現像液）に
は緩衝作用のある現像液を用いるとよい。緩衝作用のあ
る現像液を用いると、供給直後に表面改質液が残存し、
処理液の状態が低濃度であっても供給された薬液の緩衝
作用により供給液の濃度回復が起こり、表面改質液の残
存に伴う濃度差を解消できる。

【００５２】このような緩衝作用の現像液としてＴＭＡ
Ｈ溶液にＴＭＡＨと弱酸との塩を少量含有させたものを
用いることができる。なお、第１の薬液に酸（例えば弗
酸）を用いる場合についても同様に、表面改質液に処理
液よりｐＨ値の大きい酸を用い、酸として緩衝機能（例
えば、弗酸と弗化アンモニウムの混合溶液）を持つもの
を用いるとよい。

【００５３】図６、図７のように先が鋭角の薬液輸送板
２４を用いた場合でも、薬液の供給量が少ない場合に
は、その直下に基板が無いと表面張力により先端で薬液
が盛り上がる現象が見られる。この状態で被処理基板１
０に対して液膜を供給すると、被処理基板１０が直下に
来て薬液が供給された直後に被処理基板１０に供給され
る液に乱れが生じる。これを防止するため実際には、前
記図２及び図９に示すように、被処理基板１０の周辺に
補助板１１を設けるとよい。ここで、薬液に対して補助
板主面は被処理基板主面と同程度の界面張力を持つよう
にするとよい。また、輸送板の界面張力は、それらより
小さくするとよい。

【００５４】なお、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は側
面図であり、（b'）（c'）（d'）は上面図である。補助
板１１は被処理基板１０の周囲に被処理基板１０と主面
がほぼ同じ高さになるように設けられている。図９
（b'）では、薬液供給部２０及び薬液輸送板２４は、補
助板１１上を紙面左から右に移動しながら薬液を補助板
１１と被処理基板１０に供給する。

【００５５】まず、薬液供給部２０及び薬液輸送板２４
が被処理基板１０に対し左側の補助板１１上にあるとき
に、薬液供給を開始する（図９（ａ））。ここで用いた
薬液輸送板２４の主面には、薬液溜め（薬液保持部）２
８が設けられており、まず薬液溜め２８が薬液３１で満
たされ、更に薬液溜め２８から溢れた薬液３１が薬液輸
送板２４の主面を伝い補助板１１上に供給される（図９
（ｂ）（b'））。補助板１１上での薬液３１の流れが整
った段階で、薬液輸送板２４（及び薬液供給部２０）の
移動を開始し、被処理基板１０上を通過（図９（ｃ）
（c'））後、少なくとも被処理基板１０の右側の補助板
１１上まで行われる。

【００５６】薬液輸送板２４の左辺（薬液供給点）が被
処理基板１０上を通過し補助板１１に入った段階で、薬
液３１の吐出を停止し、その移動も停止する（図９
（ｄ）（d'））。ここで、補助板１１及び被処理基板１
０と薬液輸送板２４との距離は１ｍｍ以内が好ましい。
また、補助板１１の薬液３１に対する濡れ性は被処理基
板１０の薬液３１に対する濡れ性と略同じであることが
望ましい。また、被処理基板１０と補助板１１とのギャ
ップは、そのギャップから薬液３１が垂れ落ちない程度
であればよい。さらに、被処理基板１０上に薬液３１を
供給した後、補助板１１は被処理基板１０に対して上方
又は下方に待避させてもよい。

【００５７】（第２の実施形態）本実施形態は、図７
（ｃ）の構成の薬液輸送板を用いた硝酸セリウム（II）
アンモニウム溶液によるウェットエッチング方法に関す
る。

【００５８】薬液輸送板２４に合成石英を用い、薬液輸
送板２４の先端の角度は１１°とした。また、被処理基
板１０である露光用マスクブランクスと主面との成す角
度は１２．３°とした。露光用マスクブランクス主面に
は、Ｃｒ膜上にレジストパターンが形成されていた。

【００５９】まず、図１０（ａ）に示すように、被処理
基板１０としてのマスクブランクス外で、薬液吐出口２
３より薬液輸送板２４の薬液溜め２８に対して薬液３１
の供給を行う。これにより、図１０（ｂ）に示すよう
に、薬液溜め２８は徐々に薬液３１で満たされる。そし
て、図１０（ｃ）に示すように、薬液３１が薬液溜め２
８より漏れ出て薬液輸送板２４の主面を伝い始めた。

【００６０】薬液輸送板２４の主面上での薬液３１の流
れが整った段階で薬液輸送板２４を移動速度８３ｍｍ／
ｓｅｃで移動させて、図１０（ｄ）に示すように、ブラ
ンクス主面に薬液（エッチング液）である硝酸セリウム
（II）アンモニウム溶液を供給した。６０秒の処理の
後、前記図８の如くエッチング液を供給したのと同じ方
向に薬液輸送板２４を移動させながら、その背面でエッ
チング液を除去しつつ主面より水を供給してエッチング
を停止させた。さらに、基板全体に基板中心に配置した
単一ノズルから純水を供給して洗浄し、更に乾燥除去し
た。本実施形態のように矩形基板の処理では、矩形基板
上の非パターン領域を補助板代わりに用いてもよい。

【００６１】本実施形態のようにエッチング液を供給す
ることで、加工精度が飛躍的に向上し、寸法精度３σ＜
７ｎｍで作成できた。従来の工程では３σ＝１５ｎｍで
作成されており、本実施形態の如く露光用マスクブラン
クスの加工を行うことで、飛躍的にその精度を向上させ
ることができた。また、この手法で作成された露光用ブ
ランクスを用いて作られたＳＲＡＭ，ＤＲＡＭ，ロジッ
ク等の半導体素子についても、電気的特性のばらつきを
改善することができ、更にチップを縮小化できた。

【００６２】本実施形態では、薬液３１を薬液吐出口２
３より薬液輸送板２４の主面に設けた薬液溜め２８に供
給しながら被処理基板１０にも薬液を供給したが、供給
方式はこれに限るものではない。図１１に示すように、
薬液吐出口２３から供給された薬液３１を一旦薬液保溜
め２８に蓄えた後（図１１（ａ）→（ｂ））、吐出を停
止し（図１１（ｃ））、薬液輸送板２４を移動させなが
ら、少しずつ薬液溜め２８より薬液３１を漏れさせて薬
液輸送板２４を伝わらせ、被処理基板１０の主面に供給
してもよい。

【００６３】薬液３１をこぼれさせる方法の一つとし
て、薬液輸送板２４の傾きを徐々に大きくするとよい
（図１１（ｄ））。この場合、薬液輸送板２４が被処理
基板１０とぶつからないように、薬液供給部全体を上に
引き上げながら移動させる（図１１（ｅ））。また、図
１２（ｄ）（ｅ）に示すように、薬液溜め２８の一部に
薬液排出機構２９を設け、それにより移動させながら薬
液３１をこぼれさせる方法を用いてもよい。

【００６４】薬液３１の排出機構２９としては、次のよ
うなものがある。 １）薬液溜め内に風船のように伸縮するチューブを配置
し、チューブ内に空気を導入して膨らませてチューブ体
積を大きくすることで、薬液溜めの体積を実質的に小さ
くし、漏れ出させる。 ２）薬液溜めの一部を薬液供給方向に対して前後（若し
くは上下）に移動できるようにし、薬液溜めの体積を実
質的に小さくし、漏れさせる。 ３）薬液溜めに排出手段（ブロック）を挿入し、薬液溜
めの体積を実質的に小さくして漏れさせる。 なお、薬液溜めの体積変化を与えることで漏れるように
すれば、必ずしも１）〜３）の手法に限らず、如何なる
手法を用いてもよい。

【００６５】図１２に示す例では、薬液溜め２８に薬液
を満たすまでは図１１（ａ）〜（ｃ）と同じである。そ
の後、薬液溜め２８内に予め設置された排出機構２９を
徐々に膨らませながら、薬液３１の被処理基板１０への
輸送を開始する。この方式では、吐出を一旦停止、静止
させることで、吐出時に生じる波紋を無くすことができ
る。その段階で被処理基板１０に薬液３１を供給すれ
ば、均一な液膜を形成できる。

【００６６】同様に、図１３に示すように、薬液溜め２
８に薬液３１を供給し（ａ）、薬液吐出口２３からの吐
出を一旦停止し、次いで薬液排出機構２９を薬液溜め２
８に挿入することで薬液溜め２８から薬液３１を漏れさ
せて被処理基板１０上への薬液供給を開始する（ｂ）。
このとき、薬液３１の漏れる量を単位時間当たり一定と
なるように排出機構２９を沈めるとよい（ｃ）。

【００６７】なお、図１２、図１３では薬液輸送板２４
と薬液供給部２０を同時に移動させているが、図１４に
示すように、薬液輸送板２４のみを移動させるようにし
てもよい。まず、図１４（ａ）に示すように、補助板１
１の上方に薬液供給部２０を配置し、薬液供給部２０と
補助板１１との間に薬液輸送板２４を移動させ、薬液供
給部２０から薬液輸送板２４の薬液溜め２８に薬液３１
を供給する。

【００６８】次いで、図１４（ｂ）に示すように、薬液
排出機構２９を動作させ、薬液溜め２８から薬液３１を
漏れさせ、補助板１１上での薬液３１の流れが整った段
階で薬液輸送板２４の移動を開始する。そして、図１４
（ｃ）に示すように、被処理基板１０の主面に薬液３１
を供給し、図１４（ｄ）に示すように、他端の補助板１
１上で薬液３１の供給を停止（薬液排出手段の動作を停
止）し、更に薬液輸送板２４の移動を停止させる。

【００６９】（第３の実施形態）本実施形態は、薬液を
低い圧力で供給する手法に関する。本実施形態で用いる
薬液供給部として、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、
薬液槽２１に該槽２１を大気開放するための開放管４１
及び弁を設置した。このような薬液供給部２０を用いた
工程を図１６に示す。

【００７０】まず、被処理基板１０の外方で薬液導入管
２２から薬液槽２１に薬液を導入する。その際、薬液吐
出口２３からも少量の薬液３１が漏れる（図１６
（ａ））。薬液槽２１に被処理基板１０上に供給する薬
液量及びその前後で消費する薬液量を加えた分だけ溜め
られた段階で、薬液導入管２２のバルブを閉じる（図１
６（ｂ））。バルブを閉じた後は、薬液槽２１の内部が
陰圧となり、薬液吐出部２３からの薬液３１の吐出は生
じない。

【００７１】次いで、薬液供給部２０及び薬液輸送板２
４を補助板１１に近づけ、開放管４１の弁を開放する
（図１６（ｃ））。薬液槽２１には一定の圧力がかか
り、その圧力により薬液吐出口２３より圧力に応じた薬
液量が薬液輸送板２４に供給される。補助板１１上での
薬液３１の流れが一定となった段階で、薬液供給部２０
及び薬液輸送板２４を被処理基板１０上で走査させ、液
膜を被処理基板１０上に形成する（図１６（ｄ））。

【００７２】被処理基板１０上への薬液供給を終える
と、薬液供給部２０は被処理基板１０の外方に移動する
（図１６（ｅ））。そして、薬液輸送板２４上の薬液３
１を排出する（図１６（ｆ））。なお、図１６（ｅ）で
は、薬液槽２１の薬液３１が完全にない状態であるが、
多少残存してもかまわない。

【００７３】本実施形態では、開放管４１の弁の開閉量
で薬液槽２１内の薬液面への圧力を調整でき、第１の実
施形態よりも低い圧力で被処理基板１０上に薬液３１を
供給できるため、薬液供給部２０の移動速度を遅くで
き、被処理基板１０と薬液３１との相対移動速度を限り
なく０にすることができた。そして、本実施形態により
形成された１３０ｎｍライン＆スペースのライン部の寸
法均一性は、８インチウェハ内で３σ＜４ｎｍとするこ
とができた。

【００７４】本実施形態では、薬液輸送板２４の主面を
平坦にして用いたが、これに限るものではなく、図１７
（ａ）〜（ｆ）に示すように、主面に薬液溜め２８を有
する構造を用いてもよい。これを用いると、乱流を更に
抑えることができ、重力の影響も小さくできる。

【００７５】図１８は、図１７で用いた薬液供給部２０
と薬液輸送板２４の洗浄機能を具備した構造を示してい
る。薬液供給部２０には薬液吐出口２３の他、洗浄薬液
（薬液は純水でもよい）の吐出口４２が設けられてい
る。薬液吐出口２３は薬液３１が薬液溜め２８に溜めら
れた際に埋没するよう配置され、洗浄用薬液の吐出口４
２は埋没しないよう配置してある。洗浄の際は、洗浄用
薬液の吐出口４２から薬液溜め２８に洗浄薬液が供給さ
れる。このような処理を行うことで、薬液溜め２８，薬
液輸送板２４の主面を効率良く洗浄できる。

【００７６】（第４の実施形態）本実施形態は、被処理
基板の主面に薬液を供給する直前に該主面にガスを吹き
付けて表面改質をはかる方法である。基板処理装置とし
ては、前記図９に示す構成に加え、図１９（ａ）に示す
ように、薬液輸送板２４の裏面側（被処理基板と対向す
る面）にガス吹き出し口４５を設けている。このガス吹
き出し口４５からは、例えば水蒸気を吹き出すことが可
能となっている。それ以外の構成及び操作は前記図９と
同じである。

【００７７】この装置において、石英板を原料とし、先
端を１０°の鋭角に加工した薬液輸送板を用いた。そし
て、ＤＵＶ露光（２４８ｎｍ）・ベーク処理まで終えた
被処理基板主面上のＤＵＶレジスト膜表面に対し、薬液
溜め２８を薬液供給部２０と相対位置を固定して８５ｍ
ｍ／ｓｅｃで、薬液供給部２０と薬液輸送板２４を同時
に移動させ薬液を供給した。さらに、薬液輸送板２４の
背面に設けたガス吹き出し口４５から水蒸気を吹き出
し、薬液供給前に被処理基板１０の主面を親水性に改質
した。

【００７８】薬液供給のタイミング，薬液供給部２０及
び薬液輸送板２４の走査等は前記図９と同じである。即
ち、薬液供給部２０及び薬液輸送板２４が被処理基板１
０に対し左側の補助板１１上にあるときに薬液供給を開
始し、これにより薬液溜め２８から溢れた薬液３１が薬
液輸送板２４の主面を伝い補助板１１上に供給される
（図１９（ｂ）（b'））。補助板１１上での薬液３１の
流れが整った段階で、薬液輸送板２４（及び薬液供給部
２０）の移動を開始し、被処理基板１０上を通過させる
（図１９（ｃ）（c'））。そして、薬液輸送板２４の左
辺（薬液供給点）が被処理基板１０上を通過し補助板１
１に入った段階で、薬液３１の吐出を停止し、その移動
も停止する（図１９（ｄ）（d'））。

【００７９】このように薬液輸送板２４の裏面を用いて
被処理基板１０の表面を親水性に改質しながら、被処理
基板１０の主面に対して、薬液輸送板２４の主面より、
薬液供給量２Ｌ／ｍｉｎで薬液を供給し液膜を形成し
た。液膜の厚さは２．０５ｍｍであった。９０秒の現像
処理の後、純水で液膜を置換しスピン乾燥を行い、１５
０ｎｍのレジストパターンを形成した。形成された１５
０ｎｍライン＆スペースパターンのライン部の寸法均一
性は８インチウェハ内で３σ＜５ｎｍとすることができ
た。

【００８０】なお、従来の高圧力，乱流下で薬液を供給
した手法では３σ＝１０ｎｍ程度しか得られておらず、
本実施形態により加工ばらつきを半減することができ
た。また、被処理基板１０の膜構成は、絶縁膜を平坦化
した上にＤＵＶ露光に対する反射防止機能を持つ膜を形
成し、その上にＤＵＶレジスト膜を形成したものであっ
た。

【００８１】本実施形態では、液厚２．０５ｍｍとなる
よう現像条件を定めたが、これに限るものではなく、薬
液供給量，薬液供給部の移動速度を調整することで所望
膜厚で液膜を形成できる。

【００８２】本実施形態のような現像方式では、親水処
理に用いた水蒸気のため、薬液濃度が低下する場合があ
る。そこで、表面改質に反応が起こらない限界の濃度の
アルカリ又は酸を窒素搬送して用いるとよい。これらの
薬液を用いることで、速やかに薬液処理へ移行できる。
本実施形態のように薬液として現像液を用いる場合、表
面改質蒸気の濃度としてｐＨ１２〜１３程度の液体を窒
素搬送して用いるとよい。また、薬液（現像液）には緩
衝作用のある現像液を用いるとよい。緩衝作用のある現
像液を用いると、供給直後に表面改質液が残存し処理液
の状態が低濃度であっても、供給された薬液の緩衝作用
により供給液の濃度回復が起こり、表面改質液の残存に
伴う濃度差を解消できる。

【００８３】このような緩衝作用の現像液としてＴＭＡ
Ｈ溶液にＴＭＡＨと弱酸との塩を少量含有させたものを
用いることができる。なお、薬液に酸（例えば弗酸）を
用いる場合についても同様に、表面改質液に処理液より
ｐＨ値の大きい酸を用い、酸として緩衝機能（例えば、
弗酸と弗化アンモニウムの混合溶液）を持つものを用い
るとよい。

【００８４】（第５の実施形態）本実施形態は、被処理
基板の主面に薬液を供給する直前に該主面に光を照射す
るようにしたものであり、露光用マスクの製造に適して
いる。基板処理装置としては、前記図９に示す構成に加
え、図２０（ａ）に示すように、薬液輸送板２４の裏面
側（被処理基板と対向する面）に光照射部４６を設けて
いる。この光照射部４６からは、例えば真空紫外光が照
射されるようになっている。それ以外の構成及び操作は
前記図９と同じである。

【００８５】この装置を露光用マスクの製造に適用する
場合について説明する。主面が６インチ角で厚さ約６ｍ
ｍの石英基板の主面上にクロム膜と酸化クロム膜が順次
積層され、更にその上に電子線レジスト膜が形成されて
いる。電子線露光装置を用いて電子線レジスト膜に対し
て選択的な露光を行い、真空より開放した後ベーク処理
を施した。さらに、第４の実施形態と同様の手法で現像
を行い、選択的に酸化クロム膜を露出させた。

【００８６】次いで、上記の被処理基板を本実施形態装
置であるクロムエッチング装置に搬送した。クロムエッ
チング装置では、図２０の形態で石英板を原料とし、先
端を１０°の鋭角に加工した薬液輸送板２４を用い、薬
液輸送板２４を薬液供給部２０と相対位置を固定して８
５ｍｍ／ｓｅｃで、薬液供給部２０と薬液輸送板２４を
同時に移動させて薬液を供給した。

【００８７】薬液供給のタイミング，薬液供給部２０及
び薬液輸送板２４の走査等は前記図９と同じである。即
ち、薬液供給部２０及び薬液輸送板２４が被処理基板１
０に対し左側の補助板１１上にあるときに薬液供給を開
始し、これにより薬液溜め２８から溢れた薬液３１が薬
液輸送板２４の主面を伝い補助板１１上に供給される
（図２０（ｂ）（b'））。補助板１１上での薬液３１の
流れが整った段階で、薬液輸送板２４（及び薬液供給部
２０）の移動を開始し、被処理基板１０上を通過させる
（図２０（ｃ）（c'））。そして、薬液輸送板２４の左
辺（薬液供給点）が被処理基板１０上を通過し補助板１
１に入った段階で、薬液３１の吐出を停止し、その移動
も停止する（図２０（ｄ）（d'））。

【００８８】ここで、薬液輸送板２４の背面には、酸化
クロム面に僅かに残留するレジストを除去する目的で１
７５ｎｍの波長の波長の真空紫外光を照射する光照射部
４６が設けられている。この光照射部４６から被処理基
板１０の主面を照射すると、光照射部４６と被処理基板
１０の主面に介在する空気よりオゾンが発生し、このオ
ゾンと１７５ｎｍ光の照射により先にレジストを選択的
に除去し、表面が露出した酸化クロム膜表面上に僅かに
残ったレジストを完全に除去する。

【００８９】このように、薬液輸送板２４の裏面を用い
て露出した酸化クロム膜表面のレジスト残査を除去しな
がら、被処理基板１０の主面に対して、薬液輸送板２４
の主面より、薬液供給量２Ｌ／ｍｉｎで薬液を供給し液
膜を形成した。液膜の厚さは２．０５ｍｍであった。９
０秒のエッチング処理の後、純水で液膜を置換しスピン
乾燥を行い、４８０ｎｍのクロムパターンを形成した
（４倍体マスク）。形成された６００ｎｍライン＆スペ
ースパターンのライン部の寸法均一性は、８インチウェ
ハ内で３σ＜１０ｎｍとすることができた。

【００９０】なお、従来の高圧力，乱流下で薬液を供給
した手法では３σ＝２０ｎｍ程度しか得られておらず、
本実施形態により加工ばらつきを半減することができ
た。また、本実施形態では液厚２．０５ｍｍとなるよう
現像条件を定めたが、これに限るものではなく、薬液供
給量，薬液供給部の移動速度を調整することで所望膜厚
で液膜を形成できる。

【００９１】（第６の実施形態）本実施形態は、アルミ
ナを表面改質した薬液輸送板を用いたレジストの現像方
法への適用例に関する。本発明は、薬液の流速と圧力を
小さくして被処理基板に供給する方法であり、その達成
手段として溜めがある場合、吐出口を溜め底部に設けて
も同様の効果が得られる。

【００９２】基板処理装置の特徴としては、薬液供給部
２０への薬液の導入側に切り替えバルブ４７を設け、２
種の薬液を適宜選択できるようになっている。薬液輸送
板２４はそれ自体に薬液溜め２８を有する構造であり、
薬液溜め２８の下部に薬液吐出口４８が位置するように
なっている。

【００９３】薬液輸送板２４の先端の角度は１１°と
し、被処理基板１０である露光用マスクブランクスと主
面との角度を１５°とした。被処理基板１０の主面には
レジスト膜が形成されており、この膜中に露光により潜
像が形成されていた。

【００９４】まず、被処理基板１０の外方で薬液吐出口
４８より薬液輸送板２４の薬液溜め２８に対して薬液３
１の供給を行った（図２１（ａ））。薬液溜め２８は徐
々に薬液３１で満たされ、更に薬液溜め２８より漏れ出
て薬液輸送板２４の主面を伝い始めた（図２１
（ｂ））。薬液輸送板２４の主面上での薬液３１の流れ
が整った段階で薬液輸送板２４を移動速度８３ｍｍ／ｓ
ｅｃで移動させて被処理基板１０の主面に現像液である
ＴＭＡＨ溶液を供給した（図２１（ｃ））。そして、被
処理基板１０の外方で薬液３１の供給を停止した（図２
１（ｄ））。

【００９５】９０秒の処理の後、薬液３１としての現像
液を供給したのと同じ方向に薬液輸送板２４を移動させ
ながら、その背面で現像液３１を除去しつつ、主面より
第２の薬液としての水３２を供給して現像を停止させた
（図２１（ｅ））。更に、基板全体に基板中心に配置し
た単一ノズルからも純水を供給し洗浄し、更に乾燥除去
した。

【００９６】本実施形態のように現像液を供給すること
で、加工精度が飛躍的に向上し、１３０ｎｍのパターン
において寸法精度３σ＜４ｎｍで作成できた。従来の工
程では３σ＝１３ｎｍで作成されており、本実施形態の
ように加工を行うことで飛躍的にその精度を向上させる
ことができた。さらに、エッチング等を経て作成された
デバイスの特性も大幅に改善できた。

【００９７】本実施形態で用いた装置は、薬液溜め２８
の底部に隣接して薬液吐出口４８を設けてある。薬液供
給管の上流側で薬液切り替えバルブ４７を設置しておけ
ば、第１の薬液３１を供給後、バルブ４７を動かし第２
の薬液３２を流すだけで、容易に薬液溜め２８の液体を
第２の薬液３２に置換することができる。また、薬液吐
出口の位置は適宜変更可能であり、例えば図２２に示す
ように、薬液輸送板２４自体に吐出口４９を設けるよう
にしてもよい。

【００９８】（第７の実施形態）これまでの実施形態で
は、薬液輸送板を一方向に移動させるものであったが、
これ以降の実施形態では、薬液輸送板を回転移動させる
ものについて説明する。

【００９９】図２３〜図２５は、本発明の第７の実施形
態に係わる基板処理装置の構成を示すもので、図２３は
薬液供給部を下方から見た上面図、図２４は斜視図、図
２５（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ図２３の矢視Ａ−
Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’断面図である。

【０１００】一方向に長く形成された薬液槽６１に対
し、その上面に薬液導入管６２及び空気導入管６３が接
続されている。薬液槽６１の下面には、複数の薬液吐出
口６４が設けられている。これらの薬液吐出口６４は直
線上に配列されているが、薬液槽６１の中心を境に一方
と他方で列がずれている。より具体的には、薬液槽６１
の中心として一方側の複数の薬液吐出口６４ａと他方側
の複数の薬液吐出口６４ｂとが点対称に配置されてい
る。

【０１０１】各々の薬液吐出口６４（６４ａ，６４ｂ）
の直下には、薬液吐出口６４から吐出された薬液を被処
理基板表面に輸送するための薬液輸送板６５（６５ａ，
６５ｂ）が吐出口６４と隔絶して配置されている。そし
て、上記の６１〜６５からなる薬液供給部は図示しない
駆動機構により、薬液槽６１の中心を軸として回転され
るようになっている。

【０１０２】このような装置を用い、薬液供給部を被処
理基板外に配置した状態で、薬液を薬液供給部外部より
薬液供給管６２を介して薬液供給部内の薬液槽６１に供
給する。さらに、薬液は薬液吐出口６４から薬液供給部
の外に放出され、その直下で被処理基板と略平行に配置
された薬液輸送板６５上に供給される。このとき、吐出
口６４から出た際の圧力と速度は薬液輸送板６５で緩和
される。その後、薬液は薬液輸送板６５上を輸送されて
被処理基板表面に送られる。

【０１０３】ここで、被処理基板であるウェハ表面と薬
液の相対速度が略０となるような回転数で被処理基板又
は薬液供給部を回転させることで、被処理基板表面の処
理膜に対して圧力が殆どかからない状態で液膜を形成す
ることができた。なお、薬液の供給はウェハが１／２回
転したところで終了する。

【０１０４】これらの操作により、被処理基板表面に薬
液を圧力をかけることなく短時間で供給することがで
き、被処理基板全面に均一な液膜を形成することができ
た。

【０１０５】本プロセスをＤＵＶ光露光プロセスの０．
１３μｍパターンの加工に適用することにより、面内の
寸法変動を±６ｎｍにでき、加工精度が飛躍的に向上し
た。なお、同様の露光を施したウェハに対して、現像の
み図２６に示す従来の手法を適用した場合には、薬液の
供給方向が定まらず薬液吐出口から吐出されたや空気が
前方に広がるなどして薬液供給時に既に薬液の濃度分布
が生じたため、寸法変動±１２ｎｍを生じた。

【０１０６】なお、本実施形態の薬液供給部に用いた薬
液供給板は薬液との接触角が小さい部材を選ぶのが好ま
しい。薬液として水溶液，アルカリ現像液などを用いる
場合には、ＳＵＳなどの部材をそのまま、或いは表面に
微細な凹凸を形成して用いるとよい。また、有機溶剤を
用いる場合にはＳＵＳなどの部材をもちいるとよい。ま
た、幅や被処理基板面に対する角度も図２３〜図２５に
限るものではなく、幅は薬液が被処理基板表面に相対速
度で０で供給できるものであれば、どのような幅でもよ
い。また、角度は１０〜３０°程度が望ましい。薬液吐
出口は径０．２〜０．８ｎｍ程度が好ましく、被処理基
板の外側を通過する領域で吐出口の存在密度を高くする
ことが好ましい。

【０１０７】また本実施形態では、薬液供給部を回転さ
せて薬液を供給するため、内側に対して外側の方が薬液
の供給量を多く必要とする。そこで、外側に行くほど吐
出口の径を徐々に大きくしてもよいが、その場合被処理
基板中心より半径ｒの部分を通過する吐出口径ｄに対
し、ｒ’の部分を通過する吐出口径ｄ’を ｄ’＝（ｒ’／ｒ）^0.25ｄ 程度にし、吐出口径間隔を一定にするとよい。

【０１０８】薬液供給部の形態は、図２３〜図２５に示
す限りではない。被処理基板に対する処理の際、被処理
基板中心に対称に薬液供給口とその下部に薬液供給板を
持つものであれば如何なる形態であってもよい。例え
ば、図２７に示す十字型に薬液供給口６４（６４ａ〜６
４ｄ）と薬液供給板６５（６５ａ〜６５ｄ）を配置した
ものであってもよい。このようなノズルでは、１／４回
転で被処理基板に対する薬液の供給が完了する。また、
図２５（ａ）（ｃ）に示される断面構造に限るのではな
く、図６、図７等の構造であってもよく、図２５（ｂ）
はそのときの輸送板の形態に応じて変化する。

【０１０９】（第８の実施形態）第７の実施形態のよう
な基板処理装置を用いてレジスト等を現像液にて現像す
る場合、現像開始後、被処理基板上のチップ内で、どの
場所でも溶解量は同じとは言えず、溶解量が多い部分や
溶解量が少ない部分が存在する。溶解量の多い部分で
は、薬液の消費量が多く、プロセスが進行するに従い溶
解速度が低下する。一方、溶解量が少ない部分では、初
期の溶解速度を維持し続ける。従って、この現象を放置
すると、加工の不均一性をもたらすことになる。

【０１１０】そこで本実施形態では、薬液供給後に引き
続いて薬液を攪拌した。薬液の攪拌には薬液供給部を用
い、図２８に示すように、被処理基板７１であるウェハ
を矢印の方向に回転させて、薬液供給板６５の背面で薬
液７２を移動させる（押す）ようにして行った。なお、
図中の（a1）（b1）は平面図、（a2）（b2）はそれぞれ
（a1）（b1）に対応する側面図である。

【０１１１】また、このときの基板回転数は２０〜５０
ｒｐｍ程度であることが望ましい。２０ｒｐｍ以下の場
合、薬液の移動は観察されなかった。また、５０ｒｐｍ
以上になるとウェハ上の薬液が遠心力により外に放出さ
れ、むしろ加工均一性は低下した。

【０１１２】また、本実施形態では薬液供給時及び薬液
攪拌時に被処理基板であるウェハを回転させたが、これ
とは逆に図２９に示すように薬液供給部を回転させても
よいし、薬液供給部と被処理基板の両方を回転させても
よい。どのような場合にも、薬液を供給する際の薬液の
供給方向に対して薬液供給部が相反する方向に動作さ
せ、薬液を混合する際には薬液供給板の背面で薬液を押
すように動作させればよい。

【０１１３】なお、薬液供給部の他の形態としては、前
記図６、図７に示すような変形が可能である。本実施形
態では、現像工程について示したが、これに限るもので
はなく、ウェットエッチングプロセスにも勿論適用でき
る。

【０１１４】第７及び第８の実施形態はレジストの塗布
についても適用できる。例えば、第７の実施形態と同様
に、薬液に固形分０．１〜１０％の範囲で調整されたレ
ジスト溶液を用い、液膜を被処理基板面上に形成する。
このとき、レジスト膜が不均一である場合、引き続き第
８の実施形態と同様にレジスト液膜の表面を薬液輸送板
の裏面で撫でるように、被処理基板若しくは薬液供給ノ
ズルを回転させる。

【０１１５】液膜の均一性が得られた段階で、被処理基
板を加熱し不要な溶剤を除去してレジスト膜を形成す
る。この手法は勿論、反射防止膜，ＳＯＧ等の層間絶縁
膜等のように液体状態で塗布して固化させるあらゆる手
法に対して適用できる。また、この手法は従来の回転塗
布と異なり、固形分の殆どを被処理基板上に留めて膜形
成できるため、大幅にコスト削減できる。

【０１１６】（第９の実施形態）本実施形態は、図２３
〜図２５の構造の基板処理装置を用いた硝酸セリウム
（II）アンモニウム溶液によるウェットエッチング方法
に関する。基本的な方法は先に説明した第２の実施形態
と同様であるが、基板処理装置が薬液輸送板を一方向に
移動させるか、回転させるかの違いがある。

【０１１７】先に説明した第２の実施形態と同様に、薬
液輸送板に合成石英を用い、薬液輸送板の先端の角度は
１１°とし、被処理基板である露光用マスクブランクス
と主面との成す角度は１２．３°とした。露光用マスク
ブランクス主面にはＣｒ膜上にレジストパターンが形成
されていた。

【０１１８】まず、ブランクス外で薬液吐出口より薬液
輸送板の薬液保持手段に対して薬液の供給を行い、薬液
保持手段を徐々に薬液で満たし、更に薬液保持手段より
溢れ出させる。そして、薬液輸送板主面上での流れが整
った段階で薬液輸送手段を速度８ｒｐｍ（周速度８３ｍ
ｍ／ｓｅｃ）で回転させて、ブランクス主面にエッチン
グ液である硝酸セリウム（II）アンモニウム溶液を供給
した（図２９（a1，a2）。

【０１１９】６０秒の処理の後、図２９（b1，b2）の如
くエッチング液を供給したのと同じ方向に薬液輸送手段
を移動させながら、その背面でエッチング液を除去しつ
つ主面より水を供給しエッチングを停止させた。さら
に、基板全体に基板中心に配置した単一ノズルから純水
を供給し洗浄し、更に乾燥除去した。

【０１２０】本実施形態の如くエッチング液を供給する
ことで加工精度が飛躍的に向上し、寸法精度３σ＜７ｎ
ｍで作成することができた。従来の工程では３σ＝１５
ｎｍで作成されており、本実施形態の如く露光用マスク
フランクスの加工を行うことで飛躍的にその精度を向上
させることができた。この手法で作成された露光用フラ
ンクスを用いて作られたＳＲＡＭ，ＤＲＡＭ、ロジック
等の半導体素子についても電気的特性のばらつきを改善
でき、またチップを縮小化できた。

【０１２１】本実施形態では、薬液を吐出口より薬液輸
送板主面に設けた薬液保持手段に供給しながら被処理基
板にも薬液を供給したが、供給方式はこれに限るもので
はなく、前記図１１、図１２のような変形が可能であ
る。さらに、薬液保持手段の一部に排出手段を設け、そ
れにより移動させながら薬液をこぼれさせる方式を用い
てもよい。排出手段としては、第２の実施形態で１）〜
３）に示した例が挙げられる。

【０１２２】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種
々変形して実施することができる。

【０１２３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、薬
液供給手段の薬液吐出部直下に薬液輸送手段を隔絶して
配置し、薬液吐出部から吐出された薬液を薬液輸送面で
一旦受け止め、該輸送面を伝って流れる薬液を被処理基
板に輸送するようにしているので、被処理基板に対して
薬液を供給する際の供給圧力を小さくすることができ、
これにより加工精度の向上をはかることが可能となる。
特に、薬液輸送手段から被処理基板に供給される薬液の
速度と移動手段による相対的な移動速度とをほぼ等しく
することにより、薬液の供給による被処理基板上の薬液
の圧力を限りなく０に近づけることができ、加工精度の
更なる向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係わる基板処理装置の概略構
成を示す図。

【図２】図１の装置における薬液供給部及び薬液輸送板
の移動状態を示す図。

【図３】図１の装置を用いて被処理基板上に薬液を供給
している状態を示す図。

【図４】薬液供給量と液厚との比に対するノズル移動速
度及び輸送板角度の関係を示す図。

【図５】本実施形態の薬液輸送板を用いることにより薬
液の速度が遅くなることを、従来例と比較して示す図。

【図６】薬液輸送板の変形例を示す図。

【図７】薬液輸送板の変形例を示す図。

【図８】薬液輸送板の背面で第１の薬液を除去しながら
第２の薬液を供給している状態を示す図。

【図９】薬液の供給のための基板処理プロセス及びウェ
ハと補助板との関係を示す図。

【図１０】第２の実施形態に係わるウェットエッチング
のプロセスを示す図。

【図１１】薬液供給方式の変形例を示す図。

【図１２】薬液供給方式の変形例を示す図。

【図１３】薬液供給方式の変形例を示す図。

【図１４】薬液供給方式の変形例を示す図。

【図１５】第３の実施形態に係わる基板処理装置の概略
構成を示す図。

【図１６】図１５の装置を用いた基板処理プロセスを示
す図。

【図１７】図１５の装置を用いた基板処理プロセスの別
の例を示す図。

【図１８】図１７で用いた薬液供給部と薬液輸送板の洗
浄機能を具備した構造を示す図。

【図１９】第４の実施形態に係わる基板処理プロセスを
示す図。

【図２０】第５の実施形態に係わる基板処理プロセスを
示す図。

【図２１】第６の実施形態に係わる基板処理プロセスを
示す図。

【図２２】第６の実施形態における変形例を示す図。

【図２３】第７の実施形態に係わる基板処理装置を示す
上面図。

【図２４】第７の実施形態に係わる基板処理装置を示す
斜視図。

【図２５】図２３の矢視Ａ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’
断面を示す図。

【図２６】従来の現像手法を説明するための図。

【図２７】薬液吐出口及び薬液輸送板を十字型に配置し
た例を示す図。

【図２８】第８の実施形態に係わる基板処理装置を説明
するためのもの、ウェハを回転する例を示す図。

【図２９】第８の実施形態に係わる基板処理装置を説明
するためのもの、ノズル側を回転する例を示す図。

【符号の説明】

１０…被処理基板 １１…補助板 ２０…薬液供給部 ２１…薬液槽 ２２…薬液導入管 ２３，４８，４９…薬液吐出口 ２４…薬液輸送板 ２５…輸送ガイド ２６…薬液移動溝 ２７…薬液吸収部 ２８…薬液溜め ２９…薬液排出機構 ３１，３２…薬液 ４１…開放管 ４２…洗浄液用吐出口 ４５…ガス吹き出し口 ４６…光照射部 ４７…薬液切り替えバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０５Ｃ 11/10 Ｂ０５Ｃ 11/10 ５Ｆ０４６ Ｂ０５Ｄ 1/26 Ｂ０５Ｄ 1/26 Ｚ Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０１ Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０１ 7/30 ５０１ 7/30 ５０１ Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AB08 AB16 EA04 EA05 FA12 FA15 FA30 FA40 2H096 AA00 AA24 AA25 AA27 CA12 CA14 FA04 GA02 GA21 GA29 HA03 HA18 HA19 JA03 JA04 4D075 AC04 AC15 AC16 AC92 AC93 AC94 CA48 DA06 DB14 DB31 DC21 EA45 4F041 AA05 AB02 BA19 CA06 CA15 4F042 AA06 BA04 BA06 BA12 BA26 CB07 CB10 CB24 CC09 DD31 DD41 DD44 EB09 EB18 5F046 LA04 LA12

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理基板を略水平に保持する基板保持手
   段と、 薬液槽から薬液を吐出するための薬液吐出部を有する薬
   液供給手段と、 この薬液供給手段の薬液吐出部直下に該吐出部と隔絶し
   て配置され、且つ薬液輸送面が前記被処理基板の主面に
   対して略平行に配置され、前記薬液吐出部から吐出され
   た薬液を該薬液の流速と圧力を落としつつ前記被処理基
   板の主面に輸送する薬液輸送手段と、 前記被処理基板と薬液輸送手段を相対的に移動させる移
   動手段とを具備してなることを特徴とする基板処理装
   置。
2. 【請求項２】前記薬液輸送手段の前記薬液吐出部直下
   に、前記薬液を一時的に保存できる薬液一時保存部を設
   けてなることを特徴とする請求項１記載の基板処理装
   置。
3. 【請求項３】前記薬液輸送手段により前記被処理基板に
   供給される薬液の速度と前記移動手段による相対的な移
   動速度とをほぼ等しくし、薬液の供給による被処理基板
   上の薬液の圧力をほぼ０にしてなることを特徴とする請
   求項１記載の基板処理装置。
4. 【請求項４】主面が略水平に保持された被処理基板に対
   し、薬液槽に接続された薬液吐出部から吐出された薬液
   を薬液輸送部を介して輸送すると共に、被処理基板と薬
   液輸送部を相対的に移動させることにより、被処理基板
   の主面全体にわたって薬液を供給する方法であって、 前記被処理基板の周囲に該基板の主面と略同じ高さに主
   面が位置する補助板を配置し、前記被処理基板の一方側
   の補助板の位置で薬液の供給を開始し、他方側の補助板
   の位置で薬液の供給を停止することを特徴とする基板処
   理方法。
5. 【請求項５】主面が略水平に保持された被処理基板に対
   し、薬液槽に接続された薬液吐出部から吐出された薬液
   を薬液輸送部の表面側を介して輸送すると共に、被処理
   基板と薬液輸送部を相対的に移動させることにより、被
   処理基板の主面全体にわたって薬液を供給する方法であ
   って、 前記薬液輸送部の裏面側にガス吹き出し口又は光照射部
   を設け、前記被処理基板の主面に薬液を供給する直前に
   該基板の主面にガスを吹き付ける、又は光を照射するこ
   とにより、該基板の主面を改質することを特徴とする基
   板処理方法。
6. 【請求項６】主面が略水平に保持された被処理基板に対
   し、薬液槽に接続された薬液吐出部から吐出された薬液
   を薬液輸送部の表面側を介して輸送すると共に、被処理
   基板と薬液輸送部を相対的に移動させることにより、被
   処理基板の主面全体にわたって薬液を供給する方法であ
   って、 前記被処理基板の主面に供給された第１の薬液を前記薬
   液輸送部の裏面側で除去又は移動しながら、前記被処理
   基板の主面に前記薬液輸送部の表面側から第２の薬液を
   供給することを特徴とする基板処理方法。
7. 【請求項７】主面が略水平に保持された被処理基板に対
   し、薬液槽に接続された薬液吐出部から吐出された薬液
   を薬液輸送部を介して輸送すると共に、被処理基板と薬
   液輸送部を相対的に移動させることにより、被処理基板
   の主面全体にわたって薬液を供給する方法であって、 前記被処理基板と薬液輸送部との相対移動速度と、前記
   薬液輸送部から前記被処理基板に供給される薬液の速度
   とをほぼ等しくし、薬液の供給による被処理基板上の薬
   液の圧力をほぼ０にすることを特徴とする基板処理方
   法。
8. 【請求項８】被処理基板の主面を略水平に保持する基板
   保持手段と、 薬液槽から薬液を吐出するための薬液吐出部と、この薬
   液吐出部直下に該薬液吐出部と隔絶して配置され、該薬
   液吐出部より吐出された薬液を該薬液の流速と圧力を落
   としつつ被処理基板の主面に輸送する薬液輸送板とを有
   し、被処理基板上で該基板中心に対して点対称の位置に
   複数配置された薬液供給手段と、 前記被処理基板及び薬液供給手段の少なくとも一方を回
   転駆動する駆動手段とを具備してなることを特徴とする
   基板処理装置。
9. 【請求項９】請求項８記載の基板処理装置を用い、薬液
   輸送板を介して被処理基板の主面に供給された薬液を、
   薬液輸送板の裏面側で押圧して薬液を攪拌することを特
   徴とする基板処理方法。