JP2001102298A

JP2001102298A - 現像装置、液処理装置及び現像方法

Info

Publication number: JP2001102298A
Application number: JP2000227618A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sakamoto; 和生坂本; Shuichi Nagamine; 秀一長峰
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】基板例えばウエハに対して現像処理を行う場
合に、処理の均一性を高めること。【解決手段】ウエハＷをウエハ保持部２に保持させ、
ウエハ表面に現像液Ｄを供給しながら、ウエハＷを１８
０度回転させて、ウエハ表面に現像液Ｄを液盛りする。
この後ウエハＷの回転を停止し、保持ピン４を上昇させ
てウエハ保持部２からウエハＷを受取り、当該保持ピン
４にてウエハＷをウエハ保持部２から浮上させた状態で
保持し、所定時間放置することにより現像を行う。この
ようにすると、熱容量の大きいウエハ保持部２からウエ
ハＷへの温度影響が抑えられ、ウエハＷの面内において
現像液の温度分布の発生が抑えられるので、温度差が原
因となる現像ムラの発生が抑制されて、均一な現像処理
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば基板に対し
て例えば現像処理等の液処理を行う液処理装置例えば現
像装置とその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）
や液晶ディスプレイのガラス基板（ＬＣＤ基板）の表面
に所定のパタ−ンを形成するためのマスクは、ウエハ等
の基板表面にレジストを塗布した後、光、電子線あるい
はイオン線等をレジスト面に照射し、現像することによ
って得られる。

【０００３】ここで現像処理は、露光工程にて光等が照
射された部分あるいは照射されない部分をアルカリ水溶
液等により溶解するものであり、従来は例えば次のよう
にして行っていた。つまり先ず図２５（ａ）に示すよう
に、例えば真空吸着機能を備えたスピンチャック１０の
上に基板例えばウエハＷを吸着保持して、多数の吐出孔
を有する棒状の供給ノズル１１をウエハＷの中央部に配
置し、次いで図２５（ｂ）に示すように、供給ノズル１
１からウエハ表面に現像液Ｄを供給しながら、ウエハＷ
を１８０度回転させることにより、レジスト膜上に現像
液Ｄを液盛りを行い、続いて図２５（ｃ）に示すよう
に、ウエハＷの回転を停止した状態で例えば６０秒間放
置した後、ウエハ表面にリンス液を供給して現像液を洗
い流すことにより、現像を行なっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで現像液Ｄは例
えば２３℃程度の温度に調整されているが、ウエハＷに
液盛りを行って放置している間に現像液Ｄに含まれる水
分が蒸発し、これにより現像液Ｄの潜熱が奪われるの
で、図２６に示すように現像液Ｄの温度は時間と共に低
下する。

【０００５】一方ウエハＷの中心近傍を保持するスピン
チャック１０は、ウエハＷを保持した状態で昇降や回転
を行うため、ある程度の大きさがある。また当該スピン
チャック１０を駆動するための図示しないモ−タからの
温度影響を無くすように、例えば温調水により例えば２
３℃程度の温度に保たれている。従ってスピンチャック
１０は熱容量が大きく、ウエハＷのスピンチャック１０
と接触している部分と接触していない部分とで、現像液
Ｄの温度低下の度合いが異なり、ウエハ中心近傍の温度
は周縁部に比べて低下しにくい。

【０００６】このためリンス開始時にはウエハ中心近傍
と周縁部との間には約１℃程度の現像液Ｄの温度差が生
じてしまうが、このようにウエハ上に温度分布が発生す
ると、現像液Ｄの温度差が現像の進行に影響を与えるの
で、現像状態にムラが生じ、出来上がり寸法が変化する
という悪影響が発生する。具体的には、Ｉ線レジストを
用いていた場合、１℃の温度差があると、約４ｎｍ程度
線幅が狂い、ウエハ中心部近傍の線幅が０．４μｍ程度
の場合には、周縁部の線幅は０．３９６μｍ程度となっ
てしまう。

【０００７】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は現像液の温度を基板の面内でほぼ
均一にすることにより、現像液の温度差による現像ムラ
の発生を抑えて、現像処理の均一性を高める現像置及び
その方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の現像
装置は、基板を保持するための基板保持部と、前記基板
保持部と緩衝しないように、当該基板保持部と相対的に
昇降自在に設けられ、基板を前記基板保持部から離した
状態で保持するための基板保持用突部と、基板の被処理
面に現像液を供給するための供給部と、を備え、現像液
が液盛りされた基板を、前記基板保持用突部により、前
記基板保持部から離した状態で、現像液が液盛りされた
ままの状態にして基板の被処理面の現像を行うことを特
徴とする。この際例えば前記基板保持部は基板の被処理
面の反対面の中央近傍を保持し、前記基板保持用突部は
基板の被処理面の反対面の、前記基板保持部の保持領域
の外側の周縁領域を保持するものである。

【０００９】このような装置では、基板に現像液を供給
して現像を行う現像方法において、基板を基板保持部に
保持させて、当該基板の被処理面に現像液を液盛りする
工程と、次いで基板保持用突部を前記基板保持部と緩衝
しないように、当該基板保持部と相対的に昇降させて、
前記基板保持部からこの基板保持用突部に基板を受け渡
し、この基板保持用突部にて前記基板保持部から離した
状態で、現像液が液盛りされたままの状態にして基板の
被処理面の現像を行う工程と、を含むことを特徴とする
現像方法が実施される。

【００１０】このようにすると、現像液が供給された基
板を、前記基板保持用突部により、前記基板保持部から
離した状態で、現像液が液盛りされたままの状態にして
基板の被処理面の現像が行なわれるので、基板保持部か
らの温度影響が基板へ伝わりにくくなり、基板上の現像
液の温度変化が基板の面内においてほぼ揃えられ、現像
液の温度差が原因となる処理ムラの発生が抑えられて、
現像処理の均一性を高めることができる。

【００１１】ここで前記基板保持用突部は、基板の被処
理面の反対面の、前記基板保持部の保持領域の外側の周
縁領域であって、前記基板保持部の保持領域の外側近傍
領域と、基板の外縁近傍領域と、を保持するようにして
もよくこの場合には、基板は基板保持用突部により面内
の撓みの発生を抑えて保持されるので、基板の面内にお
いて現像液の液高さが不均一になるといったことが起こ
りにくく、現像の進行の度合いが面内において均一にな
る。

【００１２】また前記基板保持用突部は、当該基板保持
用突部と基板との接触面積が、前記基板保持部と基板と
の接触面積よりも小さいことが望ましい。また前記基板
保持用突部に、基板の被処理面の反対面への処理液の回
り込みを抑えるための環状部材を備えるようにしてもよ
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１(a)は本発明の液処理装置を
現像処理に適用した現像装置の縦断面図であり、図１
（ａ）中２は、基板であるウエハＷの中央近傍を、被処
理面が上を向くようにほぼ水平な状態で保持すると共
に、当該ウエハＷを鉛直軸まわりに回転させ、かつ昇降
させるための、例えばポリテトラフルオロエチレンやポ
リエ−テルエ−テルケトン等の樹脂により構成されたウ
エハ保持部である。このウエハ保持部２は基板保持部を
なすものであって例えば真空吸着機能を有し、昇降機構
とモ−タとが組み合わされた駆動部２１により、回転軸
２２を介して鉛直軸まわりに回転自在かつ昇降自在に構
成されている。こうしてウエハＷは、ウエハ保持部２に
より、図２に示すウエハ保持部２に吸着保持された処理
位置と、図中一点鎖線で示す、処理位置よりも上方側の
ウエハＷの受け渡し位置との間で昇降自在、回転自在に
保持される。

【００１４】このようなウエハ保持部２の周囲には、前
記処理位置にあるウエハＷの周囲を囲み、ウエハ上に供
給された現像液を振り切る際に、この液が周囲に飛散す
るのを防ぐための、円形筒状のカップ３が設けられてい
る。カップ３は、外カップ３１と内カップ３２とからな
り、外カップ３１は、現像液の飛散を防止するときに
は、前記ウエハＷの受け渡し位置よりも上方側に上端が
位置し、ウエハＷの受け渡し時や処理液の塗布時には、
前記ウエハＷの受け渡し位置よりも下方側に上端が位置
するように、図示しない昇降機構により昇降自在に構成
されている。

【００１５】内カップ３２は外カップ３１の内側に、前
記ウエハＷの受け渡し位置よりも下方側であって、ウエ
ハＷが前記処理位置にあるときには、当該ウエハＷより
も上方側に上端が位置するように設けられている。この
内カップ３２は、ウエハＷの側方側では上に向かって内
側に傾斜し、ウエハＷの下方側には現像液のウエハＷの
裏面側への回り込みを抑えるために、前記処理位置にあ
るウエハＷの裏面側周縁に接するか接しない程度に環状
の凸部３３が設けられ、ウエハＷの外方から凸部３３に
向かって上に傾斜するように形成されている。

【００１６】また内カップ３２のウエハＷの裏面側の周
縁領域（ウエハ保持部２にてウエハＷを保持したときの
当該保持領域の外側の領域）に対応する位置には、複数
例えば３本の例えば保持ピン４が内蔵されている。この
保持ピン４は、ウエハＷをウエハ保持部２から浮上させ
た状態で前記裏面側の周縁領域にて保持するための基板
保持用突部をなすものである。このような保持ピン４
は、例えばステンレスにより構成され、図１（ｂ）に示
すように先端に例えばアルミナにより構成された保護材
４ａが設けられており、ウエハＷを保持するときの当該
保持ピン４とウエハＷとの接触面積は、ウエハ保持部２
にてウエハＷを保持したときのウエハ保持部２とウエハ
Ｗとの接触面積よりもかなり小さくなるように設定され
ている。ここで保持ピン４の先端にアルミナ製の保護材
４ａを設けているのは、ステンレスのままでは金属汚染
の原因となり、また現像液がアルカリ性であることか
ら、アルカリに対する耐性が必要となるからであるが、
この保護材４ａをアルミナ以外の耐アルカリ樹脂により
形成してもよい。

【００１７】これら保持ピン４の下端側は、水平な支持
ア−ム４１を介して昇降機構４２に接続されており、保
持ピン４の上端が、前記処理位置にあるウエハＷの下方
側に位置する待機位置と、待機位置よりも上方側の位置
であって、ウエハＷを保持してウエハ保持部２よりも浮
上させる位置との間で昇降可能に構成され、こうして保
持ピン４とウエハ保持部２とが相対的に昇降されるよう
になっている。さらにカップ３には、処理液の排液路３
４と、排気路と排液路とを兼ねた排出路３５とが接続さ
れており、排出路３５は図示しない気液分離手段に接続
されている。

【００１８】ウエハ保持部２に真空吸着された処理位置
にあるウエハＷの上方には、当該ウエハＷの表面に処理
液である現像液を供給するための供給部をなすノズル５
が設けられている。このノズル５は、図２（ａ），
（ｂ）に示すように、例えば横に細長い棒状に形成され
たノズル本体５１と、ノズル本体５１の下面に設けら
れ、ウエハ表面に径方向に沿って現像液を吐出するため
の供給孔５２を備えており、前記ノズル本体５１及び供
給孔５２は、ウエハ表面の中心線（ウエハＷの中心を通
り、径方向に伸びる線）近傍に、現像液を供給するよう
に構成されている。

【００１９】このノズル５は、例えば図３に示すよう
に、ノズル保持部５３により保持されて、案内レ−ル５
４に沿って水平移動自在に構成されると共に、図示しな
い昇降機構により昇降自在に構成されている。これによ
りノズル５は、ウエハＷの搬入出時に邪魔にならないよ
うに、ウエハ保持部２の外側の待機位置と、ウエハ保持
部２のほぼ中央部の上方側の上方位置との間で移動でき
るようになっていると共に、前記上方位置と、その位置
から下降した位置である現像液の供給位置との間で昇降
できるようになっている。

【００２０】このようなノズル５には、図示しない供給
管を介して現像液貯留タンク（図示省略）と連通接続さ
れている。また現像装置は、ウエハＷの表面に現像液を
洗い流すためのリンス液を供給するためのリンス用ノズ
ル５５を備えている。このリンス用ノズル５５は、例え
ば上述のノズル５とほぼ同様に構成され、ノズル保持部
５３により保持されて、ウエハ保持部２の外側の待機位
置と、ウエハ上にリンス液を供給する供給位置との間で
移動できるようになっている。

【００２１】続いて上述の装置を用いて行われる本発明
方法の一実施の形態を現像処理に適用した場合を例にし
て、図４〜図６を用いて説明する。先ず図４（ａ）に示
すように、外カップ３１をウエハＷの受け渡し位置より
も下降させると共に、ウエハ保持部２を前記受け渡し位
置まで上昇させ、レジスト膜が形成され露光されたウエ
ハＷを、図示しない搬送ア−ムによりウエハ保持部２上
に受け渡し、当該ウエハ保持部２に真空吸着させる。な
おウエハＷをウエハ保持部２に押し付ける手法は、例え
ばウエハＷの周縁を機械的に押し付けるメカチャックを
用いてもよい。そして図４（ｂ）に示すように、待機位
置にあるノズル５をウエハ保持部２の上方位置を介して
供給位置まで移動させ、外カップ３１の上端を前記ウエ
ハＷの受け渡し位置よりも上方側に位置させて、ノズル
５から現像液Ｄを吐出させ、ウエハＷの中心線近傍に現
像液Ｄを供給すると共に、ウエハ保持部２を１８０度回
転させて現像液の液盛りを行う。つまり処理位置ではノ
ズル５の供給孔５２の先端がノズル５からウエハ表面に
供給した現像液Ｄに接触するようになっており、この状
態でウエハＷを１８０度回転させながら、供給孔５２か
らウエハ表面に現像液Ｄを供給すると、回転の遠心力に
よる現像液Ｄの拡散と、ノズル５の供給孔５２による現
像液Ｄの伸展によって、ウエハＷの表面全体に現像液Ｄ
が塗布され、液盛りが行われる。

【００２２】続いて図４（ｃ）に示すように、ウエハＷ
の回転を停止して、ウエハ保持部２による真空吸着を解
除すると共に、外カップ３１を、上端が前記ウエハＷの
受け渡し位置よりも下方側に位置するように下降させ
て、ノズル５を待機位置まで移動させる。

【００２３】この後図５（ａ）に示すように、保持ピン
４を上昇させてウエハＷをウエハ保持部２から保持ピン
４に受け渡し、こうして保持ピン４にてウエハＷをウエ
ハ保持部２から浮上させた状態で保持しながら例えば６
０秒間放置することにより現像を行う。このようにして
現像を行った後、図５（ｂ）に示すように、保持ピン４
を下降させてウエハＷを再びウエハ保持部２に受け渡
し、ウエハＷをウエハ保持部２に真空吸着させる。

【００２４】続いて図６（ａ）に示すように、待機位置
にあるリンス用ノズル５５をウエハ保持部２の上方位置
を介して供給位置まで移動させ、外カップ３１の上端を
前記ウエハＷの受け渡し位置よりも上方側に位置させ
て、リンス用ノズル５５からリンス液Ｒを吐出させて洗
浄を行う。次いで図６（ｂ）に示すように、外カップ３
１の上端を前記ウエハＷの受け渡し位置よりも上方側に
位置させたまま、ウエハＷを高速で回転させることによ
りウエハ表面を乾燥させ、この後図６（ｃ）に示すよう
に、外カップ３１を下降させ、ウエハ保持部２をウエハ
Ｗの受け渡し位置まで上昇させ、ウエハ保持部２による
ウエハＷの真空吸着を解除して、ウエハＷを図示しない
搬送ア−ムに受け渡す。

【００２５】このような現像方法では、ウエハＷを保持
ピン４で保持することにより、ウエハ保持部２から浮上
させてウエハＷをウエハ保持部２から離した状態で現像
を行っているので、ウエハ表面に現像液Ｄの温度分布が
発生しにくく、均一性の高い現像処理を行うことができ
る。

【００２６】つまりウエハＷは保持ピン４にてウエハ保
持部２から離れた状態で保持しているので、当該ウエハ
Ｗはウエハ保持部２からの温度影響を受けにくくなる。
また保持ピン４にてウエハＷを保持しているときの当該
保持ピン４とウエハＷとの接触面積は、ウエハ保持部２
がウエハＷを保持しているときの当該ウエハ保持部２と
ウエハＷとの接触面積に比べてかなり小さく、保持ピン
４の熱容量はウエハ保持部２に比べて小さいので、保持
ピン４にてウエハＷを保持したとしても、ウエハＷの保
持ピン４と接触している部分と接触していない部分との
間で現像液Ｄの温度低下の度合いが異なり、現像液Ｄに
温度差が生じるといったことが発生しにくい。

【００２７】このため現像液Ｄの温度がウエハ面内に亘
ってほぼ均一な状態で現像が行われるので、温度差が原
因となる現像ムラの発生が抑制され、これにより現像線
幅の寸法の変化が抑えられて、現像処理の均一性が高め
られる。実際にＩ線レジストが塗布され、所定のパタ−
ン形状に露光されたウエハＷに対して上述の現像装置に
て現像処理を行ったところ、ウエハＷの中央近傍と周縁
部との間で現像線幅の狂いはほとんどなく、均一な現像
処理を行うことができることが認められた。

【００２８】続いて本発明の他の例について図７〜図９
に基づいて説明する。この例が上述の現像装置と異なる
点は、保持ピン４にウエハＷの裏面への現像液等の回り
込みを抑えるための環状部材をなすリング部材６を取り
付けたことである。具体的には、リング部材６は、例え
ば図７及び図８に示すように、保持ピン４の外側を囲む
ように設けられ、内縁の数箇所に保持ピン４が取り付け
られたリング体６１と、リング体６１の外縁に取り付け
られた側壁部６２とによりなり、保持ピン４にてウエハ
Ｗを保持したときに、側壁部６２の上端がウエハＷの裏
面側周縁部と接触するか接触しない程度に近接するよう
に構成され（図では便宜上側壁部６２の上端とウエハＷ
との間を離して描いている）、ウエハＷに現像液Ｄの液
盛りを行うときに、側壁部６２の上端とウエハＷの裏面
との間で現像液Ｄの回り込みを防止するようになってい
る。

【００２９】またこの例では、例えば保持ピン４は、前
記処理位置にあるウエハＷの下方側に位置する待機位置
にあるときに、リング部材６の下面が、ウエハＷの裏面
側の内カップ３２の上端よりも上方側に位置し、昇降機
構４２によりこの待機位置と、待機位置よりも上方側の
位置であって、ウエハＷを保持してウエハ保持部２より
も浮上させる位置との間で昇降できるように構成されて
いる。

【００３０】このような現像装置においても、図９に示
すように、保持ピン４を上昇させてウエハＷをウエハ保
持部２から保持ピン４に受け渡し、ウエハＷをウエハ保
持部２から浮上させた状態で現像が行われる。このため
上述の例と同様に、ウエハ表面における現像液の温度分
布の発生を抑えて、均一性の高い現像処理を行うことが
できる。また既述のようにリング部材６の側壁部６２の
上端とウエハＷとの間で現像液Ｄのウエハ裏面への回り
込みを抑えることができるので、ウエハ保持部２や保持
ピン４への現像液Ｄの付着を防止して、これらの駆動系
に現像液Ｄが入り込むことを抑えることができる。

【００３１】ここで図７に示す例ではリング部材６と保
持ピン４とを一体に設けたが、リング部材６と保持ピン
４とを別体に設け、夫々に昇降機構を設けるようにして
もよく、この場合ウエハ保持部２でウエハＷを保持しつ
つ現像液の液盛りを行う場合にも、また液盛りしたウエ
ハＷを保持ピン４にて保持する際にもウエハＷの裏面側
に液が回り込む可能性を低減できる。

【００３２】続いて本発明の現像装置のさらに他の例に
ついて図１０及び図１１に基づいて説明する。この例が
上述の現像装置と異なる点は、内カップ３２に複数例え
ば３個の突起７を設け、この突起７をウエハＷに対して
相対的に昇降させて、当該突起７にてウエハＷを保持す
るようにしたことである。

【００３３】この突起７は本発明の基板保持用突部をな
すものであり、例えばウエハＷが前記処理位置にあると
きに、突起７の上端がウエハＷの裏面側の周縁領域（ウ
エハ保持部２にてウエハＷを保持したときの当該保持領
域の外側の領域）の下方側に位置するように、ウエハＷ
の裏面側の内カップ３２に取り付けられており、この例
では図１１に示すように、ウエハ保持部２を下降させる
ことによりウエハＷを突起７に対して相対的に下降させ
て、ウエハＷをウエハ保持部２から突起７に受け渡すよ
うになっている。

【００３４】このような例においてもウエハＷは突起７
にて保持され、ウエハ保持部２から浮上した状態で現像
が行われるので、上述の例と同様に、ウエハ表面におけ
る現像液Ｄの温度分布の発生が抑えられて、均一性の高
い現像処理を行うことができる。またこの例において
も、突起７に既述のリング部材６を取り付け、現像液Ｄ
のウエハ裏面への回り込みを抑えるようにしてもよい。

【００３５】さらに本発明では例えば図１２に示すよう
に、ウエハＷの裏面側の周縁領域を保持する保持ピン４
を、ウエハ保持部２の外側近傍にてウエハＷを保持する
ように設けるようにしてもよい。図１２に示す例では、
ウエハ保持部２の外側近傍にてウエハＷを保持するため
の保持ピン４３と、ウエハＷの外縁近傍にてウエハＷを
保持するための保持ピン４とを設けた構成であるが、こ
の場合においても上述の例と同様に、保持ピン４，４３
は昇降機構４２により支持ア−ム４１を介して昇降され
るようになっている。

【００３６】このような例においてはウエハＷは保持ピ
ン４，４３にて、ウエハ保持部２の外側近傍と、外縁近
傍とを保持され、ウエハ保持部２から浮上した状態で現
像が行われるので、上述の例と同様に、ウエハ表面にお
ける現像液Ｄの温度分布の発生が抑えられて、均一性の
高い現像処理を行うことができる。またこの例では、ウ
エハＷをウエハ保持部２の外側近傍と外縁近傍とにて保
持しているので、保持ピン４，４３にてウエハＷを浮上
させたときに、中央部や外縁部における撓み等の発生が
抑えられる。これによりウエハＷの面内において現像液
の液高さが不均一になりにくく、この点からも現像処理
の高い均一性を確保できるので、特に１２インチサイズ
やそれ以上の大きさのウエハＷに対して現像を行う場合
に有効である。

【００３７】ここで上述の突起７もウエハ保持部２の外
側近傍を保持するように設けるようにしてもよいし、こ
のウエハ保持部２の外側近傍を保持する保持ピン４３や
突起７に既述のリング部材６を取り付け、現像液Ｄのウ
エハ裏面への回り込みを抑えるようにしてもよい。

【００３８】次に本発明に係る現像方法の実施に使用さ
れる現像装置をユニットに組み込んだ塗布・現像装置の
一例の概略について図１３及び図１４を参照しながら説
明する。図１３及び図１４中、８はウエハカセットを搬
入出するための搬入出ステ−ジであり、例えば２５枚収
納されたカセットＣが例えば自動搬送ロボットにより載
置される。搬入出ステ−ジ８に臨む領域にはウエハＷの
受け渡しア−ム８０が、Ｘ，Ｙ方向及びθ回転（円鉛直
軸回りの回転）自在に設けられている。更にこの受け渡
しア−ム８０の奥側には、例えば搬入出ステ−ジ８から
奥を見て例えば右側には塗布・現像系のユニットＵ１
が、左側、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニットＵ
２，Ｕ３，Ｕ４が夫々配置されていると共に、塗布・現
像系ユニットと加熱・冷却系ユニットとの間でウエハ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ウ
エハ搬送ア−ムＭＡが設けられている。但し図１３では
便宜上ユニットＵ２及びウエハ搬送ア−ムＭＡは描いて
いない。

【００３９】塗布・現像系のユニットにおいては、例え
ば上段に２個の現像ユニット８１ａが、下段に２個の塗
布ユニット８１ｂが設けられている。加熱・冷却系のユ
ニットにおいては、加熱ユニットや冷却ユニットや疎水
化処理ユニット等が上下にある。前記塗布・現像系ユニ
ットや加熱・冷却系ユニットを含む上述の部分をクリ−
ントラックと呼ぶことにすると、このクリ−ントラック
の奥側にはインタ−フェイスユニット８２を介して露光
装置８３が接続されている。インタ−フェイスユニット
８２は、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ウエハ搬送ア−ム８
４によりクリ−ントラックと露光装置８３との間でウエ
ハＷの受け渡しを行うものである。

【００４０】この装置のウエハの流れについて説明する
と、先ず外部からウエハＷが収納されたウエハカセット
Ｃが前記搬入出ステ−ジ８に搬入され、ウエハ搬送ア−
ム８０によりカセットＣ内からウエハＷが取り出され、
既述の加熱・冷却ユニットＵ３の棚の一つである受け渡
し台を介してウエハ搬送ア−ムＭＡに受け渡される。次
いでユニットＵ３内の一の棚の処理部内にて疎水化処理
が行われた後、塗布ユニット８１ｂにてレジスト液が塗
布され、レジスト膜が形成される。レジスト膜が塗布さ
れたウエハＷは加熱ユニットで加熱された後インタ−フ
ェイスユニット８２を介して露光装置８３に送られ、こ
こでパタ−ンに対応するマスクを介して露光が行われ
る。

【００４１】その後ウエハＷは加熱ユニットで加熱され
た後、冷却ユニットで冷却され、続いて現像ユニット８
１ａに送られて現像処理され、レジストマスクが形成さ
れる。しかる後ウエハＷは搬入出ステ−ジ８上のカセッ
トＣ内に戻される。

【００４２】以上において上述の実施の形態では、ウエ
ハＷを１８０度回転させて現像液の液盛りを行ったが、
この代わりに例えば図１５(a)に示すように、ノズル９
０側を９０度又は１８０度回転させたり、また図１５
(b)に示すように、静止したウエハＷに対してノズル９
０を矢印９１方向に略水平に移動させる等、ノズル９０
側を移動させて現像液の液盛りを行うようにしてもよ
い。

【００４３】さらに保持ピン９２は、ウエハＷとの接触
面積が極力小さくなるように構成することが好ましく、
このため例えば図１６に示すように、その先端９３を尖
った形状に形成することが好ましい。この場合、少なく
とも先端部９３の材質は断熱材を使用することが好まし
く、例えばアルミナや適宜の材質が適用される。

【００４４】次に本発明の他の実施の形態について図１
７により説明する。この例は、上述実施の形態では、ウ
エハ保持部２でウエハＷを保持したまま現像液Ｄの液盛
りを行っていたが（図４(b)参照）、この代わりに、図
１７(a),(b)に示すように、下降変位したウエハ保持部
９４から上方に突き出る保持ピン９５に切り替えて、保
持ピン９５によりウエハＷをウエハ保持部９４から浮か
せて保持し、この状態でノズル９６を回転させて現像液
Ｄを供給して液盛りを行うものである。この際図１７
(c)に示すように、上述の実施の形態（図５(a)参照）と
同様に、このままの状態で所定時間例えば約６０秒間放
置していわゆる静止現像を行うようにすることもでき
る。

【００４５】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて図１８により説明する。この例は、上述実施の形態
では、図４(a)に示すように、ウエハＷの受け渡し位置
においてウエハ保持部２が図示しない搬送装置からウエ
ハＷを受け取り、ウエハＷを保持したまま下降変位し、
下降した処理位置で現像液Ｄを供給して液盛りを行うの
に対し、この代わりに図１８(a)に示すように、ウエハ
Ｗの受け渡し位置まで上方変位した保持ピン９７により
ウエハＷを図示しない搬送装置から受け取るようにした
ものである。ウエハＷは図１８(b)に示すように、下降
変位した保持ピン９７からウエハ保持部９８に保持し直
され、この後例えば図４(b)の場合と同様に、ウエハ保
持部９８を回転させて現像液Ｄの塗布が行われる。この
例では、ウエハＷの上下方向の移動は保持ピン９７によ
り行われるので、ウエハ保持部９８は回転機構のみを有
すればよく、装置全体ではウエハＷを上下方向に昇降さ
せる駆動機構を小型化させることができる。

【００４６】また図１８に示す例では、図１８(b)に示
すように、ウエハＷをウエハ保持部９８に支持させ、こ
のウエハ保持部９８を回転させることにより現像液Ｄの
塗布を行っていたが、この代わりに例えば図１９に示す
ように、ウエハ受け渡し位置で保持ピン９９を介して受
け取ったウエハＷを一点鎖線の位置まで下降させ（図１
９(a)参照）、次いで図１９(b)に示すように、ウエハＷ
を保持ピン９９で支持した状態で、例えばノズル１００
を１８０度回転させながら現像液Ｄの液盛りを行ない、
続いて図１９(c)に示すように、ウエハＷを保持ピン９
９で支持した状態で約６０秒間静止現像するようにして
もよい。この例ではノズル１００を回転させたが、保持
ピン９９側を回転させながら液盛りを行うようにしても
よい。

【００４７】この場合現像液を振り切る際には、さらに
保持ピン９９を下降させてウエハＷをウエハ保持部１３
０に受け渡し、ウエハ保持部１３０を回転させて行う。
なお図１７，１８，１９の例においても、図１５に示す
ような方法にて現像液を液盛りするようにしてもよい。

【００４８】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて図２０により説明する。この例は、上述の図８に示
す実施の形態のように、保持ピン４にリング部材６を設
けることによってウエハＷの裏面側への現像液Ｄの回り
込みを防止する代わりに、ウエハＷの裏面側にリング部
材１０１の方向に向けて液体例えば温水を噴出する液体
供給部をなす水ノズル１０２を設けた構成である。図中
１０３はウエハ保持部、２００は駆動部、３００は内カ
ップを示している。このようにリング部材１０１と水ノ
ズル１０２とを併用することにより、ウエハＷの裏面洗
浄ができ、現像液Ｄの回り込みをより効果的に防止でき
る。

【００４９】また図２１(a)に示すように、保持ピン１
０７に設けたリング部材１０４の溝１０５に流体例えば
温水を管１０６から導き、矢印のように流す構成にして
もよい。このようにリング部材１０４の内部に積極的に
水を流すことにより、ウエハＷの裏面側とリング部材１
０４との間に流体シールをなすウォーターシールが形成
される。これにより図２１(b)に示すようにウエハＷが
溝１０５の水１０８でシールされた状態で支持されるこ
とになり、この水１０８により現像液Ｄの回り込みがよ
り有効に防止される。この例では溝１０５を備えたリン
グ部材１０４と、ここに流体を供給するための管１０６
とによりシール手段が構成されている。

【００５０】また上記実施の形態では、現像処理を行う
現像装置に適用した場合について説明したが、本発明は
例えば、上述の塗布・現像装置に組み込まれるようなレ
ジスト塗布装置にも適用できる。このレジスト塗布装置
について、図２２により簡単に説明すると、当該装置
は、真空吸着機能を有し、基板保持部をなすスピンチャ
ック１１０と、ウエハＷの裏面側周縁部を保持する基板
保持用突部をなす保持ピン１１１と、を備え、ウエハＷ
を保持ピン１１１によりスピンチャック１１０から浮上
させた状態で支持することができるように構成されてい
る。

【００５１】このような装置では、スピンチャック１１
０にウエハＷを吸着保持させた状態で、ウエハＷの上部
からレジスト液を滴下すると共に、スピンチャック１１
０を回転させ、レジスト液をスピンチャック１１０の回
転によりウエハＷ全面に行き渡らせて塗布し（図２２
(a)）、塗布が終了すると、図示しない搬送装置がウエ
ハＷを取りに来るまでの間、保持ピン１１１を上方に突
出させてウエハＷを支持する一方、スピンチャック１１
０を下方側に移動させて（図２２(b)参照）、ウエハＷ
を保持ピン１１１にてスピンチャック１１０から浮上さ
せた状態で支持するように構成されている。かかる構成
によれば、搬送アームが来るまでの待機時間が長くなっ
ても、ウエハＷは保持ピン１１１で支持されているた
め、塗布されたレジスト膜がスピンチャック１１０から
の熱の影響を受けにくくなり、温度勾配の発生によるレ
ジスト膜に対する熱的悪影響を抑制することができる。

【００５２】また図２３には、例えば上述の塗布・現像
装置に組み込まれるような現像ユニット１２０の一例を
示すが、このような現像ユニット１２０では、通常は、
気体供給部をなす送風ファン１２１をユニット１２０の
上部に設け、排気手段をなす排気装置１２２をユニット
１２０の下部に設けることにより、送風ファン１２１と
排気装置１２２との組み合わせにより、ユニット１２０
内に送風ファン１２１から供給された空気を排気装置１
２２に向けてダウンフローさせ、排気装置１２２を介し
て外部に排気するのが好ましい。特にウエハＷの上面が
乾いた状態にある場合には、ミストが再付着するのを防
止する観点から、排気を行うことが好ましい。

【００５３】しかし現像中、ウエハＷの上に現像液があ
る場合にも排気を行うと、当該現像液の揮発によりウエ
ハＷに温度変化が生じるため好ましくない。そこで制御
部１２４を設けて排気装置１２２の作動を制御するのが
よい。

【００５４】すなわち図２４のフローチャートに示すよ
うに、ステップ１において現像ユニット１２０内にウエ
ハＷを搬入する（図２４では、ステップを「Ｓ」で表示
する）。ステップ２で現像液を塗布するか否かが判断さ
れ、塗布する場合にはステップ３で排気装置１２２の作
動が停止され、現像液がウエハＷに塗布される（ステッ
プ４）。ステップ５で静止現像され、所定の現像時間例
えば６０秒が経過したか否かがステップ６で判断され
る。ＹＥＳと判断されると、ステップ７で排気装置１２
２が再び作動し、現像ユニット１２０内にダウンフロー
の空気が供給され、ウエハＷの洗浄工程に入る（ステッ
プ８）。なおステップ２においてウエハＷに現像液を塗
布しないと判断した場合には排気装置１２２は作動する
状態にあり（ステップ９）、ウエハＷの搬入が行われ
る。

【００５５】かかる構成により、ウエハＷの上に現像液
がある状態のときには排気装置１２２による排気を停止
することにより、現像液の揮発によるウエハＷの温度変
化を抑制することができ、良好な現像処理を実現でき
る。

【００５６】以上において本発明では、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。またウエハを保持する基板保持用突部は、ウ
エハ保持部２と相対的に昇降可能に構成され、現像時に
ウエハＷをウエハ保持部２から離した状態で保持するも
のであれば、数量や形状、取り付け位置等は上述の構成
に限るものではない。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、現像液の基板の面内の
温度変化の程度が揃えられ、基板面内の現像液の温度の
均一性が高まるので、現像液の温度差が原因となる現像
ムラの発生が抑えられ、均一性の高い処理を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る現像装置の一例を示
す断面図である。

【図２】前記現像装置で用いられるノズルを示す斜視図
と底面図である。

【図３】前記現像装置を示す平面図である。

【図４】前記現像装置の作用を示す工程図である。

【図５】前記現像装置の作用を示す工程図である。

【図６】前記現像装置の作用を示す工程図である。

【図７】本発明の現像装置の他の例を示す断面図であ
る。

【図８】前記現像装置で用いられる保持ピンを示す斜視
図である。

【図９】前記現像装置の作用を示す側面図である。

【図１０】本発明の現像装置のさらに他の例を示す断面
図である。

【図１１】前記現像装置の作用を示す側面図である。

【図１２】本発明の現像装置のさらに他の例を示す断面
図である。

【図１３】前記現像装置を組み込んだ塗布・現像装置の
一例を示す斜視図である。

【図１４】前記現像装置を組み込んだ塗布・現像装置の
一例を示す平面図である。

【図１５】本発明の現像装置のさらに他の例を示す外観
図である。

【図１６】保持ピンの他の例を示す側面図である。

【図１７】本発明の現像装置のさらに他の例の作用を示
す工程図である。

【図１８】本発明の現像装置のさらに他の例の作用を示
す工程図である。

【図１９】本発明のさらに他の例の作用を示す工程図で
ある。

【図２０】本発明のさらに他の例の作用を示す工程図で
ある。

【図２１】本発明のさらに他の例の保持ピンを示す一部
斜視図と側面図である。

【図２２】本発明をレジスト塗布装置に適用した場合の
例を示す断面図である。

【図２３】本発明の現像装置を組み込んだ現像ユニット
の排気システムを説明するための断面図である。

【図２４】前記排気システムの制御を示すフローチャー
トである。

【図２５】従来の現像方法を示す工程図である。

【図２６】従来の現像液の温度変化を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

２ウエハ保持部３カップ３１外カップ３２内カップ４，４３保持ピン４２昇降機構５ノズル６リング部材７突起Ｗ半導体ウエハＤ現像液

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持するための基板保持部と、前記基板保持部と緩衝しないように、当該基板保持部と
相対的に昇降自在に設けられ、基板を前記基板保持部か
ら離した状態で保持するための基板保持用突部と、基板の被処理面に現像液を供給するための供給部と、を
備え、現像液が液盛りされた基板を、前記基板保持用突部によ
り、前記基板保持部から離した状態で、現像液が液盛り
されたままの状態にして基板の被処理面の現像を行うこ
とを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記基板保持部は基板の被処理面の反対
面の中央近傍を保持し、前記基板保持用突部は基板の被
処理面の反対面の、前記基板保持部の保持領域の外側の
周縁領域を保持することを特徴とする請求項１記載の現
像装置。
【請求項３】前記基板保持用突部は基板の被処理面の
反対面の、前記基板保持部の保持領域の外側の周縁領域
であって、前記基板保持部の保持領域の外側近傍領域
と、基板の外縁近傍領域と、を保持することを特徴とす
る請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】前記基板保持用突部と基板との接触面積
は、前記基板保持部と基板との接触面積よりも小さいこ
とを特徴とする請求項１，２又は３記載の現像装置。
【請求項５】前記基板保持用突部は断熱材により構成
されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか
に記載の現像装置。
【請求項６】前記基板保持用突部の先端は尖った形状
であることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記
載の現像装置。
【請求項７】前記基板保持用突部は、基板の被処理面
の反対面への現像液の回り込みを抑えるための環状部材
を備えることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに
記載の現像装置。
【請求項８】前記環状部材と前記基板の被処理面の反
対面との間に流体シールを形成するためのシール手段を
備えることを特徴とする請求項７記載の現像装置。
【請求項９】前記基板保持部により保持された基板の
被処理面の反対面に所定の液体を供給するための液体供
給部を備えることを特徴とする請求項１ないし８の何れ
かに記載の現像装置。
【請求項１０】前記基板保持部又は前記基板保持用突
部に保持された基板の上部から基板に対して気体を供給
する気体供給部と、前記基板保持部又は前記基板保持用突部に保持された基
板の下部から前記気体供給部により供給された気体を排
気する排気手段と、を備え、少なくとも前記基板に現像液が液盛りされたままの状態
の間、前記排気手段による排気を停止させることを特徴
とする請求項１ないし９の何れかに記載の現像装置。
【請求項１１】基板を保持するための基板保持部と、前記基板保持部の周囲に配置され、前記基板の被処理面
と反対面を保持する基板保持用突部と、前記基板の被処理面に所定の液を供給するための供給部
と、を備え、前記基板保持部と前記基板保持用突部とは相対的に昇降
自在に構成されていることを特徴とする液処理装置。
【請求項１２】前記基板保持用突部が前記基板保持部
より上昇した状態で、前記基板保持用突部に対して基板
の受け渡しが行われることを特徴とする請求項１１記載
の液処理装置。
【請求項１３】前記供給部は、前記基板保持用突部に
より保持された基板の被処理面に前記所定の液を供給す
ることを特徴とする請求項１１又は１２記載の液処理装
置。
【請求項１４】前記供給部は、少なくとも前記基板の
半径よりも長い供給幅を有する供給ノズルを備え、前記供給ノズルは、前記基板保持用突部により保持され
た基板の上方側で回転自在に構成されていることを特徴
とする請求項１１ないし１３の何れかに記載の液処理装
置。
【請求項１５】前記基板保持部は基板を保持した状態
で回転自在に構成されていることを特徴とする請求項１
１ないし１４の何れかに記載の液処理装置。
【請求項１６】前記供給部は、前記基板保持部により
保持され、回転される基板の被処理面に前記所定の液を
供給するように構成されていることを特徴とする請求項
１５記載の液処理装置。
【請求項１７】基板に現像液を供給して現像を行う現
像方法において、基板を基板保持部に保持させて、当該基板の被処理面に
現像液を液盛りする工程と、次いで基板保持用突部を前記基板保持部と緩衝しないよ
うに、当該基板保持部と相対的に昇降させて、前記基板
保持部からこの基板保持用突部に基板を受け渡し、この
基板保持用突部にて前記基板保持部から離した状態で、
現像液が液盛りされたままの状態にして基板の被処理面
の現像を行う工程と、を含むことを特徴とする現像方
法。