JP2002289502A

JP2002289502A - 基板処理方法及び基板処理装置

Info

Publication number: JP2002289502A
Application number: JP2001090060A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Nakamura; 裕子中村; Kei Hayazaki; 圭早崎; Shinichi Ito; 信一伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2002-10-04
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: JP4108940B2

Abstract

(57)【要約】【課題】フォトレジストの現像処理において、現像液の
アルカリ濃度の低下や微細な気泡の発生等を抑制し、現
像処理後のパターン寸法の均一性を向上させ、同時に欠
陥箇所の発生も低減させることを課題とする。【解決手段】ノズル１６は、現像液１８を吐出する側を
覆うように設けられた多孔質材料（例：布膜１９）と、
密閉された内部を加圧または減圧する機構（＝ピストン
２０）を備える。現像処理は、ノズル１６の内部の現像
液１８を加圧して、布膜１９の表面に形成された現像液
膜２５とウエハ１１上のフォトレジスト膜１２と接触さ
せるように供給し、現像処理を行う。また、必要に応じ
て、ノズル１６の内部を複数回ピストン２０で加圧及び
減圧し、現像液１８を攪拌しながら現像処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理液を用いて基
板を処理する、基板処理方法及び基板処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置を製造する過程では、所謂、
リソグラフィー技術を用いて、配線層、電極層等の微細
な各構成要素を形成する工程が行われる。

【０００３】リソグラフィー技術では、所定の露光光を
用いて露光用マスク（＝レティクル）に描かれたパター
ンを、一般にフォトレジストと呼ばれる感光性の樹脂膜
に形成する、所謂、パターンの転写が行われる。また、
フォトレジストに形成されたパターンは、絶縁膜等の被
加工膜にパターンを形成する過程でマスクとして用いら
れ、寸法精度良く形成されることが求められる。

【０００４】パターンの転写技術を行う上では、フォト
レジストにパターンを形成する現像処理が必要となる。
現像処理では、まず始めに、シリコン基板等の半導体基
板上に形成された被加工膜に、感光性のフォトレジスト
膜を、スピンコーティング法等の公知の塗布法で形成す
る。その後、露光工程を行い、露光部または未露光部を
フォトレジスト用の現像液（以下、現像液とする）で処
理して、不要な領域を溶解及び除去し、リンス工程、乾
燥工程を順次行い、被加工膜上に選択的にフォトレジス
トのパターンを形成する。その後、フォトレジストに形
成されたパターンをマスクにして、ドライエッチング技
術を施し、被加工膜にパターンを形成し、半導体装置の
各構成要素を形成する。

【０００５】尚、公知の如く、フォトレジストの主成分
は酸性を示し、フォトレジストを処理する現像液は、有
機化合物またはアルカリ性の水溶液からなる。

【０００６】以下、半導体装置の製造に関係する、従来
の各現像処理方法の特徴について説明する。

【０００７】従来の現像処理方法では、現像液の吐出口
を備えたノズルを用いて、上方から回転する被処理基板
に現像液を供給し、フォトレジストに現像液を液盛り
（＝パドル）させた状態で現像処理（＝静止現像）を行
う方法が、広く一般的に行われてきた。このような現像
処理方法については、例えば、特開５-１３３２０号の
公開公報にその内容が開示されている。この場合、ノズ
ルの底面（＝現像液を供給する時に、被処理基板と対向
する面）には、供給孔として多数の細孔が一列に配置さ
れ、尚且つウエハ等の被処理基板の直径と略同一の長さ
を有する直線型のノズルを用いる。また、フォトレジス
トに現像液を供給する場合には、回転する被処理基板上
に、このノズルの細孔から現像液を吐出して供給し、現
像液が被処理基板全体に行き渡るようにする。

【０００８】このような現像処理方法を用いた場合、以
下のような問題が生ずる。

【０００９】ノズルの供給孔の直下では、未反応の現像
液が供給される。一方、ノズルの供給孔から離れた領域
に供給される現像液は、遠心力で広げられる間に、酸性
のフォトレジストと反応してこれを溶解させるので、ア
ルカリ性成分を消費する。従って、ノズルの供給孔から
離れた領域では、アルカリ性成分の濃度が低下した現像
液が供給されることになる。

【００１０】この場合、現像液の供給孔の直下と供給孔
から離れたところとでは、供給される現像液のアルカリ
性成分の濃度に差が生じ、この状態で静止現像を行う
と、各領域間で、フォトレジストに形成されるパターン
の仕上がり寸法差が発生する。

【００１１】この問題に関し、被処理基板上には、現像
液をアルカリ濃度が均一な状態で被処理面全体に供給す
ることが、フォトレジストパターンの仕上がり寸法の均
一性を得る上では重要である。この問題を解決するため
に、例えば、特開２０００-２３２０５９に開示されて
いるように、円錐状のノズル内に均一な圧力を掛けて細
孔からシャワー状に現像液を吐出させ、フォトレジスト
膜上に現像液を均等に供給する現像液供給装置が考えら
れる。しかしながら、この場合には、現像液を供給する
過程で空気が混入し易く、微細な気泡（＝マイクロバブ
ル）が多数発生した状態で、フォトレジスト膜上に現像
液が供給される。従って、フォトレジストパターンの仕
上がり寸法の均一性が向上する一方で、欠陥箇所が多数
発生するという問題がある。

【００１２】このような微細な気泡の発生を抑制し、尚
且つフォトレジストパターンを均一な寸法で形成する方
法として、現像液を膜状に形成して、フォトレジスト膜
に接触させ、現像処理を行う方法が考えられる。このよ
うな方法の具体例としては、特開平１１-２３３４０６
号の公開公報等に開示されている。

【００１３】特開平１１-２３３４０６号においては、
その具体的内容が詳細に開示されている。ここでは、被
処理基板と対向するノズルの底面に、一旦、表面張力に
より現像液膜を形成し、その後、被処理基板と現像液膜
を接触させて現像を開始させることが特徴として開示さ
れている。この場合、現像液を供給するノズルの底面全
体には、略ストレート状の細孔が複数設けられており、
現像液膜は、これらの細孔から吐出された現像液が、表
面張力を利用することでノズルの吐出面上に形成され
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】細孔をストレートな形
状に形成すると、液膜を作るためには、ノズルの吐出面
全体の面積に対して、細孔の密度を高くする必要があ
る。細孔の密度が低いと、図１２（ａ）に示すように、
ノズル底面４４で現像液４５が局所的に珠状になってし
まう。また、図１２（ｂ）に示すように、局所的に大き
な液滴が形成されてしまうこともある。

【００１５】ストレートな形状の細孔を高密度に形成す
るためには、多大な時間と労力、ひいては経済的コスト
の増大を招くという問題がある。一方、細孔の密度が低
い場合には、所定の薬品を塗布する等、供給ノズルの底
面に表面処理を施す必要があるが、長期間に渡って薬品
の耐性が維持できないことや、表面処理の作業全体に時
間的、経済的コストが掛かるという問題がある。

【００１６】一方、このようなコスト面での問題を解決
するために、細孔が多数貫通形成された多孔質の材料を
ノズルの吐出面に付設する方法が考えられる。多孔質の
材料として、セラミックスや繊維からなる布状の薄膜
（以下、布膜とする）等が適当であるが、セラミックス
の場合には粒子間の間隙が細孔に、また、布膜の場合に
は繊維の隙間が細孔になっており、これらの細孔はスト
レートな形状とはなってはいない。そのために、多孔質
の材料を用いた場合、単に多孔質の材料の上方から現像
液を供給させるだけでは、通過する過程で内部に残存す
る空気が現像液に混入し、その結果、吐出された現像液
中に微細な気泡（＝マイクロバブル）が多数発生した
り、ノズルの吐出面上に液滴が局所的に形成されたりす
る。このような状態では、現像液を凹凸の抑制された均
一な厚さの液膜の状態で被処理基板上に形成できないと
いう問題がある。さらに、現像液中に微細な気泡（＝マ
イクロバブル）が発生することで、フォトレジスト上で
は現像液が供給されない部分が局所的に発生し、現像処
理後に欠陥箇所を発生させるという問題もある。

【００１７】また、現像液を供給する際の問題とは別
に、現像液を供給した後にも、次のような問題が生ず
る。

【００１８】即ち、前述のように、フォトレジストの現
像液等の処理液を供給する過程で濃度差が生じた場合、
濃度差はそのまま維持され、所謂、静止現像が行われる
と、フォトレジストパターンの仕上がり寸法にばらつき
が発生するという問題がある。また、現像液を被処理基
板上に均一な濃度で供給しても、フォトレジストパター
ンの溶解領域の面積が各領域によって異なるため、周囲
のパターンの密度に応じて、現像処理中に消費されるア
ルカリ性成分の量が異なってくる。従って、現像液のア
ルカリ性成分に濃度差が生じ、各領域間で、レジストパ
ターンの仕上がり寸法にばらつきが発生するという問題
もある。

【００１９】このように、不均一な寸法のフォトレジス
トパターンをマスクにして、被加工膜をドライエッチン
グ等で加工すると、設計寸法値との間に誤差を生じさ
せ、製品の信頼性、製造工程における製品の歩留まりを
低下させることになる。

【００２０】以上のように、従来の現像処理方法には、
フォトレジストパターンの仕上がり寸法のばらつき、及
び欠陥箇所を発生させるという問題がある。

【００２１】尚、処理液と被処理基板の例として、各
々、現像液とフォトレジストが塗布されたシリコンウエ
ハ等を取上げて説明を行った。しかしながら、これらの
例に留まらず、化学反応を利用したウエットエッチング
による基板処理等では、同様の問題が生じており、微細
な加工が要求される場合には、その影響度が大きくな
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明では、現像液等の
処理液によって、精度良く基板の処理を行うことを目的
とする。

【００２３】即ち、本発明は、被処理基板の上方に、底
面に処理液保持層を有し、且つ前記処理液保持層の上に
処理液溜めを有し、前記処理液保持層を通じて処理液の
供給及び吸引を行うことを可能とする機構が設けられた
ノズルを対向させ、前記処理液溜め中の処理液に対し
て、被処理基板方向に加圧し、前記処理液保持層の表面
に前記処理液の膜を形成する工程と、前記処理液の膜
を、液膜状に前記被処理基板に供給して、被処理領域を
処理する工程とを有することを特徴とする基板処理方法
を提供することができる。

【００２４】また、本発明は、被処理基板の被処理領域
に処理液を供給する工程と、底面に多数の細孔が形成さ
れ、この細孔の上に処理液溜めを有し、前記細孔を通じ
て処理液の供給及び吸引を連続して複数回行うことを可
能とする機構が設けられた攪拌装置を、前記被処理基板
の上方に対向させ、前記攪拌装置の底面と前記処理液を
接触させる工程と、前記処理液と前記攪拌装置の底面を
接触させた状態で、前記細孔を通じて前記処理液の移動
を処理中に複数回行い、前記処理液を攪拌することを特
徴とする基板処理方法を提供することができる。

【００２５】また、本発明は、底面に多数の細孔が形成
され、この細孔の上に処理液溜めを有し、前記細孔を通
じて処理液の供給及び吸引を連続して複数回行うことを
可能とする機構が設けられた基板処理装置を提供するこ
とができる。

【００２６】本発明の基板処理方法及び基板処理装置に
よれば、現像液等の処理液を、略一定の膜厚で均等に、
尚且つ微細な気泡を形成させずに被処理基板の被処理領
域に供給することができる。また、現像液等の処理液の
成分を略均一な濃度に保ちながら、被処理基板の処理を
行うことができる。

【００２７】従って、被処理基板の被処理領域に、均一
な寸法で、尚且つ欠陥箇所の発生も抑制されたパターン
を形成することが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
関する第１乃至第６の実施の形態を説明する。

【００２９】本発明の各実施の形態では、被処理基板の
一例として、フォトレジスト（＝感光性樹脂）が塗布形
成されたシリコンウエハ（以下、ウエハとする）を用い
るものとする。また、この場合、処理液の一例として、
フォトレジストにパターンを形成する現像液（以下、現
像液とする）を用いるものとする。ウエハ上には、例え
ば、絶縁膜等の被加工膜、反射防止膜、及びフォトレジ
スト膜が順次積層状に形成されており、始めに、このフ
ォトレジスト膜に所定の露光工程及び現像処理工程を施
してパターンを形成する。

【００３０】尚、フォトレジストに形成されたパターン
は、絶縁膜等の被加工膜を所定の寸法及び形状に加工す
る過程で、マスクとして用いられる。（第１の実施の形態）本実施の形態では、塗布形成から
露光及び現像処理に至るまで、ウエハ上のフォトレジス
ト膜に連続的な処理が行えるように、フォトレジストの
塗布／現像装置に露光装置を接続して処理を行う。

【００３１】以下、特に図示することはないが、具体的
なウエハの処理工程について説明する。

【００３２】まず、塗布／現像装置のウエハカセット内
に、絶縁膜等の被加工膜が形成されたウエハを載置し、
このウエハカセットをカセットステーション内に搬入し
て所定の位置にセットする。その後、ウエハは、カセッ
トステーションから、オーブン型の処理ユニット内に設
けられたクーリングユニットに搬送し、そこで、３０秒
間程載置された後、反射防止膜を塗布するユニット内に
搬送する。ここで、ウエハに形成された被加工膜上に、
反射防止膜を膜厚６０ｎｍ程度塗布する。その後、この
状態で、ウエハをオーブン型処理ユニット内のベーキン
グユニットに搬送し、１９０℃で６０秒間程、加熱処理
を行う。その後、このウエハをクーリングユニットに搬
送し、２２．５℃で３０秒間程、冷却を行った。

【００３３】次に、ウエハをレジスト塗布ユニット内に
搬送する。ここで、ウエハ上に、ポジ型のフォトレジス
ト膜を０．４μｍ程度の膜厚で塗布形成する。ウエハ
は、オーブン型処理ユニットのプリベーキングユニット
に搬送され、ここで、１４０℃で９０秒間程、プリベー
キング処理を行う。その後、ウエハは、クーリングユニ
ット内に搬送され、２３℃で３０秒間程、冷却処理を行
う。

【００３４】次に、ウエハ上のフォトレジスト膜に露光
工程を施す。

【００３５】ここでは、ウエハを露光装置内に搬入し、
所定の露光条件（例：ＮＡ（開口数）＝０．６、σ(コ
ヒーレンスファクター)＝０．７５）に基づいて、通常
照明をウエハ上のフォトレジスト膜に行う。露光工程を
行った後、感光性を有するフォトレジストには、露光用
マスク（＝レティクル）に描かれたパターンが潜像とし
て形成されている。その後、再度、このウエハを塗布／
現像装置に搬入し、露光後のポストエクスポージャーベ
ーキングユニットにて、１４０℃で９０秒間程、加熱処
理を行う。その後、このウエハを、カセットステーショ
ンからオーブン型処理ユニット内のクーリングユニット
に搬送し、３０秒間程載置され、冷却された。

【００３６】以上のように、ウエハ上のフォトレジスト
膜に露光工程を施した後、このウエハは、現像処理用の
ユニットに搬送されて、フォトレジスト膜に現像処理が
行われ、ウエハ上にフォトレジストのマスクパターンが
形成される。

【００３７】以下、図１乃至７を参照して、フォトレジ
ストの現像処理装置及び現像処理方法について、具体的
に説明する。

【００３８】図１は、本実施の形態で用いる現像処理装
置の断面図であり、現像液の供給及びフォトレジストの
現像処理に必要とする、主要な部分の断面構造を表す。

【００３９】図１に示すように、現像処理装置内には、
シリコンウエハ１１（以下、ウエハ１１とする。）が収
められる。ウエハ１１上には、前述した塗布工程によっ
て、絶縁膜等の被加工膜と反射防止膜（特に図示せず）
を介し、フォトレジスト膜１２が形成されている。ウエ
ハ１１は、基板保持部１３上に載置するように収納され
ており、基板保持部１３には、ウエハ１１を真空吸着に
よって保持し、尚且つ、ウエハ１１を保持したまま、回
転及び上下方向に駆動可能とする機構が設けられてい
る。本実施の形態では、図１に示すような構造のノズル
１６を用いて、現像液の供給及び現像処理をフォトレジ
スト膜１２に順次施す。また、基板保持部１３の周囲に
は、現像液の供給または現像処理の過程で、現像液が飛
散するのを防止するために、カップ１４が設けられてい
る。カップ１４には、上端部に切込みが形成されてお
り、この切込みには、ウエハ１１の周囲を囲むように、
スペーサー１５が取り付けられている。

【００４０】本実施の形態では、図１に示すノズル１６
を用いて、フォトレジスト膜１２に、現像液の供給及び
現像処理を順次行う。ノズル１６は、アーム（図示せ
ず）によって所定の位置に移動できるように、現像処理
装置に設けられている。現像液の供給及び現像処理を行
う場合には、図１に示すように、現像液溜め１７内に現
像液１８を収めたまま、ノズル１６をウエハ１１に対向
する上方の位置に移動させ、その後、ウエハ１１の方向
に下降させて、フォトレジスト膜１２に現像液の供給及
び現像処理を順次行う。

【００４１】ノズル１６には、現像液を吐出する側の開
口端を覆うように、繊維によって構成された、布状の薄
膜１９（以下、布膜１９とする）が張り付けられてい
る。また、ノズル１６は、図２（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、ウエハ１１と同様に略円形状の底面を有する。ま
た、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズル１６の中
心軸上の頂点には、上下方向に可動なピストン２０が備
えられ、これを押し下げるか、または、引き上げるかに
よって、現像液溜め１７内に所定量の加圧または減圧を
行うことができる。ピストン２０は、ノズル１６の中心
軸上の位置に設けられているため、現像液溜め１７内を
均等に加圧または減圧することができる。

【００４２】尚、ノズル１６は、以上のような構成を備
え、その内部は略密封された状態で、現像液溜め１７内
を均等に加圧または減圧する。

【００４３】従って、ピストン２０に上下方向の動作を
与えることで、図２（ａ）に示すように、布膜１９を介
して、現像液１８を現像液溜め１７内に吸い上げたり、
現像液溜め１７内の現像液１８をノズル１６の外部に吐
出させたりすることができる。

【００４４】ここで、布膜１９には、高密度の繊維から
構成された多孔質の材料を用いる。多孔質の材料として
は、所謂、スポンジ状の構造を有する材料を用いること
が適当であり、具体的には、ポリビニールアルコール、
ポリオレフィン、またはポリエチレン等の有機高分子繊
維の薄膜が、一例として挙げられる。これらの材料は、
微細な繊維から構成されており、加工せずとも気孔率
（＝単位面積当りの細孔の面積）は７０％以上と高く、
各細孔間の距離も短い。また、ここでは、一例として、
布膜１９の膜厚は、１ｍｍ程度のものを用いると良い。

【００４５】また、現像液を供給するノズル１６には、
ガス導入管や空気抜き管が接続されており（特に図示せ
ず）、これらを使って、現像液１８とピストン２０の間
に窒素（Ｎ₂）ガス等のガス２１を封入することができ
る。従って、ピストン２０を上下動させるときには、ガ
ス２１を介して、現像液１８へ所定量の加圧、または減
圧が行われる。また、ガス２１を封入しておくことで、
現像液１８の汚染、変質を抑制することができる。

【００４６】以下に、本実施の形態の現像液の供給方法
について説明する。

【００４７】まず始めに、図３（ａ）に示すように、現
像液槽２２に収められたＴＭＡＨ等を例とする、アルカ
リ性の現像液１８と、ノズル１６の現像液を吐出する側
に張り付けられた布膜１９とを接触させ、その状態でピ
ストン２０を上方に引き上げて、布膜１９に現像液１８
を染み込ませる。この時、現像液は布膜１９を構成する
繊維及びその隙間に含まれた状態で保持される。

【００４８】尚、布膜１９に現像液１８を染み込ませる
と同時に、必要に応じて、現像液溜め１７にも適量補充
されるように吸い上げても良い。また、布膜１９が乾燥
している場合や現像液１８が充分に染み込んでいない場
合には、ピストン２０を、複数回、再度上下動させ
て、現像液１８が布膜１９に充分含まれるようにすると
良い。

【００４９】次に、図３（ｂ）に示すように、ノズル１
６を持ち上げて、現像液槽２２の現像液１８から布膜１
９を離間させる。

【００５０】次に、図３（c）に示すように、更に、ピ
ストン２０を上方に引き上げる。この段階で、一旦、ピ
ストン２０を引き上げることによって、現像液溜め１７
内が適量減圧され、吸引されることで布膜１９に形成さ
れた現像液１８の表面を平坦な状態に整えることができ
る。この段階で、ピストン２０を引き上げないと、布膜
１９の表面上には、液滴が形成されたままの状態にな
り、その後、ピストン２０を押し下げただけでは、布膜
１９の表面上に、凹凸の抑制された均一な膜厚の現像液
膜を形成できなくなる場合がある。

【００５１】尚、このとき、布膜１９を構成する繊維の
隙間から完全に現像液１８が抜け切ってしまうと、現像
液溜め１７内に空気が入り、現像液１８には微細な気泡
が多数形成されてしまう。従って、現像液１８が布膜１
９を構成する繊維の隙間に残る程度に、ピストン２０を
引き上げる必要がある。このような微細な気泡が形成さ
れた状態で現像液をフォトレジスト膜に供給すると、現
像液が供給されない部分や他より遅れて供給される部分
が生じ、現像処理後に、レジストパターンの仕上がり寸
法のばらつき及び欠陥箇所の発生等の問題が生ずる。

【００５２】以上、図３（ａ）乃至（ｃ）に示すような
要領で、現像液１８をノズル１６の現像液溜め１７に収
める。

【００５３】次に、この状態を保ちながら、ノズル１６
をウエハ１１上に移動させ、フォトレジスト膜１２に現
像液１８を供給する。ここでは、まず、ピストン２０を
押し下げて、ノズル１６の現像液溜め１７内を加圧し、
布膜１９の表面から現像液１８を染み出させ、現像液膜
を形成する。

【００５４】本実施の形態で用いる布膜１９は、図４
（ａ）に示すように、繊維２３によって構成されてお
り、各繊維２３の隙間２４は細孔となって、現像液１８
の供給径路を形成する。そこで、ピストン２０を押し下
げて現像液１８を加圧すると、図４（ｂ）に示すよう
に、現像液１８は、現像液溜め１７から布膜１９の表面
に染み出す。この段階で、現像液１８は、布膜１９の表
面上に液滴状に形成されている。その後、ピストン２０
を所定量だけ押し下げると、徐々に、液滴同士が膜状に
繋がり、図４（ｃ）に示すように、布膜１９の表面に
は、凹凸の抑制された略均一の膜厚で現像液膜２５が形
成される。

【００５５】次に、図５に示すように、現像液膜２５を
ウエハ１１上のフォトレジスト膜１２と直接接触させる
ようにして、フォトレジスト膜１２に現像液を供給す
る。このとき、さらに、ピストン２０を押し下げて、フ
ォトレジスト膜１２に現像液１８を所定量追加供給す
る。また、ウエハ１１と布膜１９の間のギャップ（＝間
隔）は、５００μｍ程度とし、その間隔は、ウエハ１１
の周囲にスペーサー１５を配置することによって制御す
ることができる。

【００５６】フォトレジスト膜１２と布膜１９の間のギ
ャップ（＝間隔）の制御は重要である。このギャップ
（＝間隔）は、狭いほど、現像液１８の供給は滞りなく
行われるが、一方で、布膜１９の表面とウエハ１１上の
フォトレジスト膜１２が直接接触し易くなる。特に、後
述するように、現像液１８を供給する過程で、現像液膜
２５は、布膜１９の中央部の凸状に撓んだ部分からフォ
トレジスト膜１２に接触する。このような場合、布膜１
９の繊維が、フォトレジスト膜１２に形成されている潜
像パターンを傷つけ、これを破損してしまう可能性があ
る。それゆえ、布膜１９の材料に応じて、フォトレジス
ト膜１２とウエハ１１と布膜１９の間に適当なギャップ
（＝間隔）が形成されるように、ウエハ１１の面内平行
度を維持しながら調整することが重要である。

【００５７】本実施の形態において、布膜１９は、前述
のポリビニールアルコール、ポリオレフィン、ポリエチ
レン等が用いられ、ノズル１６の外周部の位置において
固定されている。それゆえ、ノズル１６の内部をピスト
ン２０等で加圧すると、図６（ａ）に示すように、布膜
１９の中央部では、ウエハ１１方向に緩やかな凸状に撓
み、湾曲した形状になる。従って、現像液膜２５は中央
の凸状の部分からフォトレジスト膜１２に接触するよう
になる。それゆえ、図６（ｂ）に示すように、空気２６
が中央部から外周部に押し出され、気泡が混入しなくな
る。更に、図６（ｃ）に示すように、表面張力により、
現像液の液膜をウエハ１１上のフォトレジスト膜１２と
接触させることができる。従って、空気２６を混入させ
ず、微細な気泡（＝マイクロバブル）の発生を抑えて、
現像液１８を供給し、フォトレジストパターンの現像不
良や欠陥箇所の発生を低減させることができる。

【００５８】次に、現像液を供給した後、フォトレジス
ト膜１２を現像液１８に浸したまま、所謂、静止現像を
６０秒程度行い、フォトレジスト膜１２に所定寸法及び
形状のパターンを形成する。

【００５９】次に、ノズル１６を移動させて、別のノズ
ル（特に図示せず）から、リンス液として純水をウエハ
１１上に所定量供給し、その後、ウエハ１１に乾燥工程
を施して、所定の寸法及び形状を有するフォトレジスト
パターンの形成を完了する。

【００６０】以上、本実施の形態では、ノズル１６の現
像液を吐出する側の開口端をポリビニールアルコール、
ポリオレフィン、ポリエチレン等から構成される布膜１
９で覆い、ノズル１６内に収められた現像液１８を加圧
して布膜１９の表面に現像液膜２５を形成し、これと接
触させるようにしてフォトレジスト膜１２に現像液１８
を供給する。

【００６１】前述のポリビニールアルコール、ポリオレ
フィン、ポリエチレン等を用いずに、これと同等の効果
を得ようとすると、例えば、ストレート形状で、尚且つ
０．５ｍｍ程度の開孔径を有する細孔を、ノズルの吐出
面側に高密度に形成する必要がある。ストレート形状の
細孔を高密度に形成するには、ドライエッチング等を用
いて微細な加工を行う必要があり、多大な時間と労力、
ひいてはコストの増大を招いてしまう。一方、細孔の密
度を低くすると、従来技術のように、局所的に現像液が
珠状になり、やがて、滴状に形成されてしまう。この現
象は、ノズルの吐出面に表面処理を施すことにより、あ
る程度は回避できるが、今のところ、表面処理に用いる
薬品に長期的な耐性がなく、また、コストの増大を招
く。

【００６２】一方、本実施の形態で用いた、ポリビニー
ルアルコール、ポリオレフィン、ポリエチレン等、布膜
は安価で入手できる。また、これらの材料は、微細な繊
維から構成されてスポンジ状になっており、加工せずと
も気孔率（＝単位面積当りの細孔の面積）は７０％以上
と高く、各細孔間の距離も短い。従って、このような布
膜を用い、ノズルの現像液を吐出する側を覆うように張
り付けることで、現像液は布膜の表面の各細孔に保持さ
れ、かつ隣接する液滴間の距離が容易に繋がる程度に短
いので、容易に液膜を形成することができる。このた
め、現像液が液滴とはならず、容易に、ノズルの表面に
現像液膜を形成することができる。また、現像液膜がウ
エハ上のフォトレジスト膜に均一に供給されるため、均
一な濃度で現像処理を行うことができる。

【００６３】また、本実施の形態では、布膜を用いると
伴に、ピストンを一例とする加圧及び減圧機構をノズル
１６に備え、これを利用して現像液への微調整を行い、
現像液膜を形成している。現像液を供給する場合、単に
多孔質の材料をノズルの部材に用いるだけでは、多孔質
の材料を通過する過程で、内部に残存する空気が現像液
に混入し、フォトレジスト膜には微細な気泡が多数発生
した状態で供給される。一方、本実施の形態では、現像
液へ空気が混入しないように、ピストン等で微調整を行
い、尚且つ凹凸の抑制された均一な膜厚で現像液をフォ
トレジスト膜に供給することができる。

【００６４】本実施の形態での効果を確認するために、
現像処理後、１７５ｎｍのＬ＆Ｓパターンを一例とし
て、フォトレジストパターンの仕上がりに付いて検討し
てみた。その結果、６０秒間の静止現像を行い、リンス
液を供給した後に測定すると、レジストパターンの仕上
がりは、ウエハ面内での寸法のばらつきが、従来のノズ
ルを用いて現像液供給を行った場合には、3σ（σ：標
準偏差）で１０ｎｍであったものが、本実施の形態で
は、７ｎｍと低下し、フォトレジストパターンの仕上が
り寸法の均一性を改善することができた。また、従来
は、現像液に微細な気泡が形成されることで、フォトレ
ジストパターンの欠陥箇所が、ウエハ１枚当りで数個は
発生していたが、本実施の形態では、全く発生しなくな
った。

【００６５】本実施の形態では、ノズル１６において、
現像液を吐出する側に布膜を張り付ける替わりに、多孔
質の材料として、セラミックス製部材を同じ位置に付設
することも可能である。この場合、布膜を用いた場合と
同様に、セラミックス製部材の表面にも現像液を膜状に
形成し、これを保持した状態で、フォトレジスト膜と接
触させる必要がある。従って、布膜１９の替わりにセラ
ミックス製部材を用いる場合、少なくとも気孔率（単位
面積当たりの細孔の面積）を３０％以上有し、強度を考
慮しながら、その範囲でできるだけ値の高いものを用い
ることが望ましい。

【００６６】また、セラミックス製部材を用いる場合、
ポア径の値を規定することも重要である。セラミックス
の場合、セラミックスを構成する粒子間が細孔となる
が、ポア径は、これら各粒子の平均径を表す。下記表１
は、セラミックスのポア径の値を変化させて、現像液の
供給均一性を評価した結果を示すものである。

【００６７】尚、現像液の供給均一性とは、被処理基板
上において、どの程度均一な状態で現像液が供給される
のか、その適性を○→△→×の順で表すものである。

【００６８】

【表１】

【００６９】この結果、セラミックスの構造上、気孔率
の値は若干変動しているが、ポア径の値は、数十μｍ乃
至２００μｍ程度の範囲の大きさであれば十分に現像液
の供給均一性が得られることが分かった。セラミックス
の場合、ポア径が大きくなると、同一の気孔率では、細
孔間の距離が離れて空気が混入し易くなり、現像液に微
細な気泡（＝マイクロバブル）が形成されると考えられ
る。また、セラミックスの場合、必ずしも細孔は均一な
間隔で形成されているわけではないので、ポア径が２７
０μｍ以上では、現像液の供給均一性が悪くなったもの
と考えられる。逆に、ポア径が小さ過ぎると現像液が吐
出され難くなり、現像液の供給均一性が悪くなるものと
考えられる。

【００７０】セラミックス製部材を用いた場合、ノズル
底面の中央部分から加圧すると現像液は中央から吐出さ
れていくが、布膜のように撓むことはない。このため
に、図６（ａ）乃至（ｃ）に示すように、セラミックス
製部材の中央部分からウエハ上に現像液が供給され、周
辺に向かって現像液とウエハの接触が広がるようにする
には、セラミックス製部材の下面（＝現像液を供給する
時に、被処理基板に対向する面）の中央部が凸状に形成
されていることが望ましい。ただし、ウエハとセラミッ
クス製部材の距離が十分に近い場合、また、セラミック
ス製部材の中央部分から加圧することができる場合に
は、必ずしも凸状に形成されている必要はない。

【００７１】また、布膜やセラミックス製部材の他に、
吸水性を有する高分子材料の薄膜を用いることも有効で
ある。吸水性を有する高分子材料を用いた場合には、先
ず、現像液を適量含ませ、その後、高分子材料を加圧す
ることによって表面に現像液膜を形成し、前述した要領
でウエハ等の被処理基板上に現像液を供給することがで
きる。

【００７２】本実施の形態では、布膜の表面に現像液膜
を形成した後、ピストン２０を押し下げて現像液溜め１
７から現像液を追加供給したが、ウエハ１１を上昇させ
て現像液膜２５とフォトレジスト膜１２を接触させ、表
面張力を利用して現像液膜２５をウエハ１１上に移すこ
とで現像液の供給を行っても良い。

【００７３】また、本実施の形態では、現像液の飛散を
防止するために設けられたカップ１４の上端部に、スペ
ーサー１５を取り付け、フォトレジスト膜１２と布膜１
９のギャップ（＝間隔）を制御した。しかしながら、フ
ォトレジスト膜１２と布膜１９のギャップ（＝間隔）を
制御する方法は、これに限定されるものではなく、例え
ば、ノズル１６を保持するアームを上下動させて、ギャ
ップ（＝間隔）を制御することも可能である。（第２の実施の形態）本実施の形態では、ウエハ上に形
成されたフォトレジスト膜に、現像液を供給した後、第
１の実施の形態のように静止現像を行う替わりに、現像
液を攪拌しながら現像処理を行う。また、本実施の形態
では、第１の実施の形態で説明した塗布／現像装置、露
光装置、及びノズル（図１及び図２に図示されたノズル
１６）をそのまま用いて、フォトレジストの塗布形成か
ら露光及び現像処理に至る一連のウエハ処理を行う。

【００７４】尚、第１の実施の形態と同一の装置及び部
材を用いる場合、関係する図面及び同一の番号を付与
し、再度引用するものとする。

【００７５】まず、第１の実施の形態で述べたように、
ウエハ１１上に、被加工膜、反射防止膜及びフォトレジ
スト膜１２を順次形成する。その後、第１の実施の形態
で説明した要領で、図１に示された構造のノズル１６を
用い、ウエハ１１上のフォトレジスト膜１２に現像液１
８を供給する。具体的には、図５に示すように、現像液
膜２５とウエハ１１上のフォトレジスト膜１２を接触さ
せるようにして、フォトレジスト膜１２に現像液１８を
供給する。

【００７６】尚、第１の実施の形態で述べたように、ノ
ズル１６の内部は略密封された状態にある。

【００７７】次に、図７に示すように、現像液１８と布
膜１９を接触させた状態でピストン２０を上下動させ
て、現像液１８を攪拌しながら、フォトレジスト膜１２
の現像処理を行う。ピストン２０を上下動させて現像液
１８の攪拌を行う場合、布膜１９とフォトレジスト膜１
２の間に保持されている現像液１８は、ピストン２０を
上方に引き上げると、ウエハ１１とは逆の方向に吸い上
げられる。即ち、現像液１８は、布膜１９の繊維の隙間
（＝細孔）から、ノズル１６の現像液溜め１７内に移動
する。このとき、現像処理中に生成され、フォトレジス
ト膜１２のパターン近傍に滞留する溶解生成物は、現像
液１８の上方へ移動する。その後、ピストン２０を押し
下げて加圧すると、現像液溜め１７から現像液１８が押
し出され、アルカリ濃度の低下していない未反応の現像
液１８が、フォトレジスト膜１２に追加供給される。

【００７８】尚、溶解生成物とは、現像液に含まれるア
ルカリ性の成分とフォトレジスト膜を構成する酸性物質
とが中和反応して生成される、反応生成物である。

【００７９】以上のように、ピストン２０を上下動させ
て、加圧及び減圧を繰り返すことで、現像液１８は、ウ
エハ１１上のフォトレジスト膜１２の面に対して上下の
方向に攪拌される。

【００８０】現像処理中、フォトレジストにパターンが
形成される過程では、パターンの近傍に溶解生成物が滞
留しやすい。このように、溶解生成物がパターン付近に
滞留すると、現像液のアルカリ濃度が低下することにな
り、周囲のパターンの疎密の影響も加わって、フォトレ
ジスト膜の各領域間で反応溶解速度に差が生じる。しか
しながら、現像処理を行う過程で、本実施の形態の要領
で現像液の攪拌を行えば、未反応の現像液が供給される
と伴に、フォトレジストパターンの近傍に滞留する溶解
生成物が現像液の上方へ移動し、パターンの近傍で低下
していた現像液のアルカリ濃度が上昇する。従って、現
像液の攪拌を適度に続ければ、現像液全体のアルカリ濃
度が略均一化され、現像後において、フォトレジストパ
ターンの仕上がり寸法のばらつきを抑制することができ
る。

【００８１】また、現像処理中、フォトレジストパター
ンに溶解生成物が付着すると、現像処理後のレジストパ
ターンに欠陥箇所が発生する。しかしながら、本実施の
形態の要領で現像液を攪拌すれば、レジストパターンの
近傍に滞留する溶解生成物の量を抑制することができ
る。従って、レジストパターンに付着する溶解生成物の
量を減少させ、現像処理後のフォトレジストパターンに
おいて、欠陥箇所の発生を抑制することができる。

【００８２】また、ピストン２０を上下動させるときに
は、現像液１８とピストン２０の間に封入された窒素
（Ｎ₂）ガス等のガス２１を介して、ノズル１６内の現
像液溜め１７に所定量の加圧または減圧が行われる。こ
の場合、ガス２１を封入しておくことで、現像液１８の
汚染、変質を抑制することができる。

【００８３】布膜１９は、微細な繊維から構成されてお
り、繊維の隙間は現像液１８が移動可能な細孔となる。
本実施の形態では、布膜１９には、繊維から構成され、
気孔率（＝単位面積当りの細孔の面積）が７０％以上と
高い多孔質の材料を用いている。従って、気孔率が高い
分、移動径路の数が多く、それだけ、現像液１８の攪拌
によって得られる効果が高くなる。

【００８４】次に、ノズル１６をウエハ１１上から移動
させ、別のノズル（特に図示せず）からリンス液として
純水をウエハ１１上に所定量供給し、フォトレジストパ
ターンの表面を洗浄する。その後、ウエハ１１に乾燥工
程を施して、フォトレジストパターンの形成を完了す
る。

【００８５】以上のように、本実施の形態では、図１に
示したノズル１６を用いて現像液を供給し、その後、現
像液膜２５とフォトレジスト膜１２を接触させた状態
で、ピストン２０を上下動させ、現像液１８の攪拌を行
いながら現像処理を行う。このように、フォトレジスト
膜を現像処理する過程で、現像液とフォトレジスト膜を
接触させたまま現像液の攪拌を行えば、各パターン領域
に溶解生成物が発生しても、現像液のアルカリ濃度は略
一定に維持され、精度良くフォトレジストパターンを形
成することができる。

【００８６】本実施の形態での効果を確認するために、
現像処理後、１７５ｎｍのＬ＆Ｓパターンを一例とし
て、フォトレジストパターンの仕上がりに付いて検討し
てみた。その結果、６０秒間の静止現像を行い、リンス
液を供給した後に測定すると、第１の実施の形態のよう
に、現像液の攪拌を行わない場合には、ウエハ面内で、
レジストパターンの寸法のばらつきが3σ（σ：標準偏
差）で７ｎｍあったものが、本実施の形態では、更に改
善されて、５ｎｍ程度にまで低下した。

【００８７】また、本実施の形態では、現像液の攪拌を
行って、フォトレジストに付着する溶解生成物の量を減
少させており、これを行わない場合には、レジストパタ
ーンの欠陥箇所は、ウエハ１枚当りで数個発生していた
が、１ロット（＝ウエハ２４枚）当りで数個にまで減少
させることができた。

【００８８】本実施の形態では、現像液の飛散を防止す
るために設けられたカップの上端部に、スペーサー１５
を取り付け、フォトレジスト膜１２と布膜１９の間のギ
ャップ（＝間隔）を制御している。しかしながら、フォ
トレジスト膜１２と布膜１９の間のギャップ（＝間隔）
を制御する方法は、これに限定されるものではなく、例
えば、ノズル１６を保持するアームを上下動させて、現
像液の供給時、または現像処理時にギャップ（＝間隔）
を制御することも可能である。

【００８９】また、本実施の形態では、ノズル１６の現
像液を吐出する側には、第１の実施の形態と同様に、微
細な繊維から構成される布膜１９の替わりに、多孔質の
材料としてセラミックス製部材を付設することも可能で
ある。この場合、現像液の供給時に、セラミックス製部
材の表面には現像液を膜状に形成し、これを保持する必
要がある。また、現像処理中、現像液を攪拌すると、現
像液は、セラミックス層の細孔を移動径路として攪拌さ
れる。この場合、気孔率が高いと、移動径路の数が多く
なり、それだけ、現像液の攪拌によって得られる効果が
高くなる。

【００９０】従って、第１の実施の形態で説明したのと
同様に、布膜１９の替わりにセラミックスを用いる場
合、少なくとも３０％以上の気孔率（単位面積当たりの
細孔の面積）を有し、強度を考慮しながら、その範囲の
中でできるだけ高い値のものを用いることが望ましい。
また、第１の実施の形態で説明したように、セラミック
ス製部材は、現像液の供給均一性を得るためにポア径が
数十μｍ乃至２００μｍ程度の範囲のものを用いる必要
がある。

【００９１】以上のように、本実施の形態では、現像液
を供給した後、そのまま同一のノズルで攪拌しながら、
現像液を略均一な濃度に維持し、効率的かつ精度良くフ
ォトレジストの現像処理を行うことができる。（第３の実施の形態）本実施の形態では、第１及び第２
の実施の形態で用いたピストン等の替わりに、圧縮空
気、または窒素（Ｎ₂）等からなる圧縮ガスの供給や、
ポンプによる排気やサックバック機構によって、ノズル
の現像液溜めに対して加圧または減圧を行い、現像液の
供給と吸引を行う。

【００９２】本実施の形態では、第１の実施の形態で説
明した塗布／現像装置及び露光装置を、そのまま用い
て、フォトレジストの塗布形成から露光及び現像処理に
至る一連のウエハ処理を行う。

【００９３】但し、本実施の形態では、図８に示すよう
な構造のノズル２７を用いて、ウエハ１１上のフォトレ
ジスト膜１２に現像液を供給する。

【００９４】尚、第１及び第２の実施の形態と同一の装
置及び部材を用いる場合、関係する図面及び同一の番号
を付与し、再度引用するものとする。

【００９５】ノズル２７は、図８に示すように、現像液
溜め２８に現像液２９を収め、現像液２９を吐出する側
の開口端には、これを覆うように布状の薄膜３０（以下
布膜３０とする）が張り付けられている。ノズル２７
は、一例として、ウエハ１１と同様に略円形状の底面を
有する。また、布膜３０は、ノズル２７の外周部の位置
において固定され、ここでは、１ｍｍ程度の膜厚のもの
を用いた。

【００９６】布膜３０は、高密度の微細な繊維から構成
される多孔質の材料であり、その具体例として、ポリビ
ニールアルコール、ポリオレフィン、ポリエチレン等が
挙げられる。

【００９７】これらの布膜３０の材料は、微細な繊維か
ら構成されており、繊維の隙間は細孔となる。

【００９８】従って、加工せずとも気孔率（＝単位面積
当りの細孔の面積）は７０％以上と高く、各細孔間の距
離も短い。

【００９９】ノズル２７の上部には配管が接続されてお
り、この配管は、切り替え弁３１において、配管３２
ａ、３２ｂに分岐するように形成されている。

【０１００】配管３２は、ガス３３（例：圧縮空気、ま
たは窒素（Ｎ₂）等からなる圧縮ガス等）を供給するガ
ス供給機構３４に接続されており、現像液溜め２８とガ
ス供給機構３４の間にガスの供給径路を形成する。配管
３２ｂは、排気用のシリンジポンプ３５に接続され、現
像液溜め２８とシリンジポンプ３５の間に排気用の径路
を形成する。また、切り替え弁３１を調整することによ
って、配管３２ａ、３２ｂの一方の径路を選択すること
ができる。

【０１０１】例えば、ノズル２７から現像液２９を供給
する場合には、ガス供給機構３４に接続する配管３２ａ
のみノズル２７の現像液溜め２８に通ずるように、切り
替え弁３１を調整する。この場合、ガス供給機構３４よ
り、現像液溜め２８に、圧縮空気、または窒素（Ｎ₂）
等からなる圧縮ガス（＝ガス３３）が供給されると、そ
の内部は加圧され、現像液２９をノズル２７より吐出す
ることができる。また、現像液２９をノズル２７の内部
方向に吸引する場合には、シリンジポンプ３５に接続す
る配管３２ｂのみノズル２７の現像液溜め２８に通ずる
ように、切り替え弁３１を調整する。この場合、シリン
ジポンプ３５によって現像液溜め２８が排気されると、
その内部は減圧され、現像液２９をノズル２７の内部方
向に吸引することができる。また、必要に応じて、現像
液溜め２８に加圧または減圧を所定の間隔で交互に行え
るように、切り替え弁３１を調整し、第１及び第２の実
施の形態で用いたピストン等と同様に作用させて、現像
液２９の供給及び吸引を行うことが可能となる。

【０１０２】尚、ノズル２７は、略中心軸上の位置にお
いて配管が接続されており、現像液溜め２８の内部を均
等に加圧及び減圧することができる。

【０１０３】また、以上のような構成とともに、現像液
２９を供給する過程では、バルブ３６を調整して空気抜
き口３７を閉じ、ノズル２７の内部は略密封された状態
にある。

【０１０４】以下、現像液をウエハ１１上のフォトレジ
スト膜１２に供給する方法について説明する。

【０１０５】尚、現像液を供給する過程については、必
要に応じて、第１の実施の形態に関係する図面を引用
し、符号を本実施の形態に対応するように変更して説明
する。

【０１０６】まず、現像液溜め２８とシリンジポンプ３
５のみが、配管３２ｂを介して通ずるように、切り替え
弁３１を調整する。この状態で、第１の実施の形態にお
いて説明され、図３（ａ）乃至（ｃ）に示すのと同様の
要領で、ノズル２７の内部の現像液溜め２８に現像液を
吸引して液溜めする作業を行う。ここでは、図３（ａ）
乃至（ｃ）において、ノズル１６の替わりに、図８に示
されたノズル２７を用いる。現像液槽２２内に収められ
たＴＭＡＨ等のアルカリ性現像液と、ノズル２７に張り
付けられた布膜３０を接触させ、現像液２９を上方に吸
引し、布膜３０に染み込ませる。ここでは、シリンジポ
ンプ３５によって現像液溜め２８内を所定量減圧して、
布膜３０に染み込ませるように、現像液２９を上方に吸
引する。

【０１０７】この時、布膜３０に現像液２９を染み込ま
せると同時に、必要に応じて、現像液溜め２８にも適量
補充するように吸い上げても良い。また、布膜３０が乾
燥している場合や現像液２９が充分に染み込んでいない
場合には、切り替え弁３１を調整して、ノズル２７の現
像液溜め２８に、ガス供給機構３４による加圧とシリン
ジポンプ３５による減圧とを交互に複数回行い、現像液
２９が布膜３０に充分に含まれるようにすると良い。

【０１０８】ここでは、ノズル２７に張り付けられてい
る布膜３０は、微細な繊維から構成される多孔質の材料
であり、現像液２９は、布膜３０を構成する繊維及びそ
の隙間に含まれた状態で保持される（図３（ａ）を参照
する）。

【０１０９】次に、ノズル２７を引き上げて、現像液槽
２２に収められた現像液から布膜３０を離間させる（図
３（ｂ）を参照する。）。

【０１１０】次に、シリンジポンプ３５によって現像液
溜め２８内を適量減圧して、現像液２９を上方に吸引
し、布膜３０の表面に形成された現像液膜２５の表面を
平坦な状態に整える（図３（ｃ）を参照する。）。この
段階で、現像液２９の表面を整えておかないと、ノズル
２７の布膜３０の表面上に液滴が形成され、その後、切
り替え弁３１を調整し、現像液を加圧しただけでは、布
膜３０の表面上に、凹凸形状の抑制された均一な膜厚の
現像液膜を形成することができなくなる。

【０１１１】尚、このとき、現像液２９が布膜３０の繊
維の隙間から完全に抜け切ってしまうと、現像液溜め２
８内に空気が入り、現像液２９に微細な気泡が多数形成
されてしまう。それゆえ、ノズル２７の現像液溜め２８
を適量減圧し、布膜３０の繊維の隙間に残る程度に、現
像液２９を上方に吸引する必要がある。微細な気泡が形
成された状態で、現像液にフォトレジスト膜に供給する
と、現像液が供給されない部分や供給されても他の部分
よりも遅れて供給され、現像処理後に、レジストパター
ンの仕上がり寸法のばらつき及び欠陥箇所の発生等の問
題が生ずる。

【０１１２】以上のような要領で、現像液２９をノズル
２７の現像液溜め２８に収める。

【０１１３】次に、この状態を保ちながら、ノズル２７
をウエハ１１上に移動させ、以降、フォトレジスト膜１
２に現像液を供給する。

【０１１４】ここでは、まず、切り替え弁３１を調整し
て、ガス供給機構３４より、一例として、圧縮窒素ガス
（Ｎ₂）ガス３３を現像液溜め２８に供給して、現像液
２９を加圧して、布膜３０の表面に現像液膜を形成す
る。

【０１１５】布膜３０には、繊維の隙間、即ち、細孔が
形成されている（図４（ａ）を参照する。）。現像液２
９は加圧されると、現像液溜め２８から布膜３０を介し
て染み出し、当初の段階で液滴状に染み出す（図４
（ｂ）を参照する）。その後、徐々に、液滴同士が膜状
に繋がって、布膜３０の表面には、凹凸形状の抑制され
た均一の膜厚で現像液膜が形成される（図４（ｃ）を参
照する。）。

【０１１６】次に、図９に示すように、ノズル２７をウ
エハ１１の方向に下降させ、現像液膜２５をウエハ１１
上のフォトレジスト１２膜と直接接触させるようにし
て、フォトレジスト膜１２に現像液を供給する。また、
現像液膜２５をウエハ１１上のフォトレジスト１２膜と
直接接触させるとき、ガス供給機構３４より、圧縮窒素
ガス（Ｎ₂）等のガス３３を現像液溜め２８内に供給し
て、フォトレジスト膜１２に現像液２９を所定量追加供
給する。

【０１１７】現像液を供給する過程では、ウエハ１１と
布膜３０の間のギャップ（＝間隔）は、５００μｍ程度
とし、その間隔は、スペーサー１５をウエハ１１周囲に
配置することによって制御することができる。

【０１１８】ここで、フォトレジスト膜１２と布膜３０
の間のギャップ（＝間隔）の制御は重要である。このギ
ャップ（＝間隔）が狭いほど、現像液の供給は滞りなく
行われるが、一方で、布膜３０の表面とフォトレジスト
膜１２が直接接触し易くなる。このような場合、布膜３
０の繊維がウエハ１１上のフォトレジスト膜１２に形成
されている潜像パターンを傷つけて、これを破損してし
まうことになる。特に、第１の実施の形態で説明（図６
（ａ）乃至（ｃ）を参照する。）したように、現像液膜
２５は、布膜３０の中央部の凸状に撓んだ部分からフォ
トレジスト膜１２と接触する。従って、フォトレジスト
膜１２と布膜３０のギャップ（＝間隔）が狭いと、布膜
３０の中央部の凸状に撓んだ部分がフォトレジスト膜１
２に接触し、フォトレジスト膜１２に形成されている潜
像パターンに傷をつける可能性がある。それゆえ、布膜
３０の材料に応じて、フォトレジスト膜１２と布膜３０
の表面との間に適当なギャップ（＝間隔）が形成される
ように、ウエハ１１の面内平行度を維持しながら調整す
ることが重要である。

【０１１９】尚、例えば、ノズル２７を保持するアーム
を上下動させて、フォトレジスト膜１２と布膜３０のギ
ャップ（＝間隔）を制御することも可能である。

【０１２０】次に、切り替え弁３１を調整して、配管３
２ａ、３２ｂへ通ずる径路を両方とも閉じ、第１の実施
の形態と同様に、フォトレジスト膜１２を現像液２９に
浸したまま、所謂、静止現像を６０秒程度行い、フォト
レジスト膜１２にパターンを形成する。

【０１２１】本実施の形態では、ガスの供給及びポンプ
の排気によって、ノズルの内部を加圧または減圧するの
で、大口径のウエハ等、面積の大きな被処理基板を用い
た場合でも、フォトレジスト膜に容易に且つ均一に現像
液を供給することができる。

【０１２２】次に、ノズル２７をウエハ１１上から移動
させ、別のノズル（特に図示せず）からリンス液として
純水をウエハ１１上に所定量供給し、フォトレジスト膜
１２に形成されたパターンの表面を洗浄する。その後、
ウエハ１１に乾燥工程を施して、フォトレジストパター
ンの形成を完了する。

【０１２３】本実施の形態では、ノズル２７の現像液を
吐出する側には、微細な繊維から構成される布膜３０の
替わりに、第１及び第２の実施の形態と同様に、多孔質
の材料として、セラミックス製部材を付設することも可
能である。この場合、セラミックス製部材の表面に現像
液を膜状に形成し、これを保持する必要がある。従っ
て、布膜３０の替わりにセラミックスを用いる場合、少
なくとも３０％以上の気孔率（単位面積当たりの細孔の
面積）を有し、強度を考慮しながら、その範囲の中でで
きるだけ高い値のものを用いることが望ましい。

【０１２４】また、第１の実施の形態で説明したよう
に、セラミックス製部材は、ポア径が数十μｍ乃至２０
０μｍ程度の範囲のものを用いる必要があり、その表面
は中央部が下方に向けて緩やかな凸状に形成されるよう
に、予め加工されていることが望ましい。

【０１２５】尚、布膜やセラミックス製部材の他に、吸
水性の高分子材料の薄膜を用いることも有効である。吸
水性を有する高分子材料を用いた場合には、先ず、現像
液を高分子材料に適量含ませて、その後、高分子材料に
加圧することによって表面に現像液膜を形成し、前述の
要領でウエハ等の被処理基板上に現像液を供給すること
ができる。

【０１２６】本実施の形態では、布膜３０の表面に現像
液膜２５を形成した後、ガス供給機構３４より、圧縮窒
素ガス（Ｎ₂）等のガス３３を供給して現像液１８を加
圧し、現像液１８とフォトレジスト膜１２を接触させ
た。しかしながら、布膜３０の表面に現像液膜２５を形
成した後、ウエハ１１を上昇させて現像液膜２５とフォ
トレジスト膜１２を接触させ、表面張力を利用して現像
液膜２５をウエハ１１上に移すことで現像液２９の供給
を行っても良い。

【０１２７】本実施の形態での効果を確認するために、
現像処理後、１７５ｎｍのＬ＆Ｓパターンを一例とし
て、フォトレジストパターンの仕上がりに付いて検討し
てみた。その結果、第１の実施の形態と同様の結果を得
られることがわかった。（第４の実施の形態）本実施の形態では、ウエハ上に塗
布形成されたフォトレジスト膜に、現像液を供給した
後、第１及び第３の実施の形態のように静止現像を行う
替わりに、現像液を攪拌しながら現像処理を行う。

【０１２８】本実施の形態では、第３の実施の形態で説
明したノズル２７を用いて、圧縮空気、または窒素（Ｎ
₂）等からなる圧縮ガスの供給と、排気用ポンプによる
吸引を組合せ、現像液溜めに加圧と減圧を交互に繰り返
し、現像液の攪拌を行う。以下に、その具体的な方法に
ついて説明する。

【０１２９】尚、第３の実施の形態と同一の装置及び部
材を用いる場合、関係する図面及び同一の番号を付与
し、再度引用するものとする。

【０１３０】まず、第３の実施の形態で説明したよう
に、図８に示された構造のノズル２７を用いて、図９に
示すように、現像液膜２５をウエハ１１上のフォトレジ
スト膜１２に供給する。

【０１３１】次に、切り替え弁３１を調整して、ガス供
給機構３４からのガス３３（例：圧縮空気、または窒素
ガス（Ｎ₂）等からなる圧縮ガス）の供給と、シリンジ
ポンプ３５による排気を適宜交互に行い、図１０に示す
ように、現像液溜め２８に加圧及び減圧を繰り返し、ウ
エハ１１上のフォトレジスト膜１２の面に対して上下の
方向に現像液２９を攪拌する。

【０１３２】尚、現像液の供給、及び現像液の攪拌を行
う間は、バルブ３６を調整して空気抜き口３７を閉じ、
ノズル２７の内部は略密封された状態にある。

【０１３３】切り替え弁３１を調整して、現像液溜め２
８内をシリンジポンプ３５で排気すると、現像液２９は
ウエハ１１とは逆の方向に吸い上げられ、布膜３０の細
孔を通って、現像液溜め２８に移動する。このとき、現
像処理中に生成され、フォトレジスト膜１２のパターン
の近傍に滞留する溶解生成物は、現像液２９の上方に移
動する。その後、ガス３３（例：窒素ガス（Ｎ₂）等の
圧縮ガス）を現像液溜め２８に供給し、現像液を加圧す
ると、アルカリ濃度の低下していない未反応の現像液
が、フォトレジスト膜１２に追加供給される。

【０１３４】従って、第２の実施の形態と同様に、フォ
トレジスト膜を現像処理する過程で、各領域に溶解生成
物が発生しても、アルカリ濃度を略一定に維持しなが
ら、フォトレジストパターンの形成を精度良く行うこと
ができる。

【０１３５】尚、溶解生成物とは、現像液に含まれるア
ルカリ性の成分とフォトレジストを構成する酸性物質と
が中和反応して生成される、反応生成物である。

【０１３６】現像処理中、フォトレジスト膜にパターン
が形成される過程では、パターンの近傍に溶解生成物が
滞留しやすい。このように、溶解生成物がパターンの近
傍に滞留すると、現像液のアルカリ濃度が低下すること
になり、周囲のパターンの疎密の影響も加わって、フォ
トレジスト膜の反応溶解速度に差が生じる。しかしなが
ら、現像処理を行う過程で、本実施の形態の要領で現像
液の攪拌を行えば、未反応の現像液が供給されると伴
に、フォトレジストパターンの近傍に滞留する溶解生成
物が現像液の上方に移動し、パターンの近傍で低下して
いた現像液のアルカリ濃度が上昇する。従って、現像液
の攪拌を適度に続ければ、現像液全体のアルカリ濃度が
略均一化され、現像後において、フォトレジストパター
ンの仕上がり寸法のばらつきを抑制することができる。

【０１３７】また、現像処理中、フォトレジストパター
ンに溶解生成物が付着すると、現像処理後のフォトレジ
ストパターンに欠陥箇所が発生する。しかしながら、本
実施の形態の要領で、現像液を攪拌すれば、レジストパ
ターンの近傍に滞留する溶解生成物の量を抑制すること
ができる。従って、フォトレジストパターン上に付着す
る溶解生成物の量が減少し、現像処理後のフォトレジス
トパターンにおいて、欠陥箇所の発生を抑制することが
できる。

【０１３８】以上のように、ピストンを用いるかわり
に、切り替え弁３１を調整して、現像液溜め２８に所定
量の加圧及び減圧を繰り返すことで、現像液２９は、ウ
エハ１１上のフォトレジスト膜１２の面に対して上下の
方向に攪拌される。また、現像液溜め２８は、窒素（Ｎ
₂）ガス等のガス３３の供給及び排気によって、所定量
の加圧及び減圧が行われる。この場合、ガス３３が封入
されていると、現像液２９の汚染、変質を抑制すること
ができる。

【０１３９】布膜３０は、微細な繊維から構成されてお
り、繊維の隙間は、現像液２９が移動可能な細孔とな
る。本実施の形態では、布膜３０には、繊維から構成さ
れ、気孔率（＝単位面積当りの細孔の面積）が７０％以
上と高い多孔質の材料を用いている。従って、気孔率が
高い分、移動径路の数が多く、それだけ、現像液２９の
攪拌によって得られる効果が高くなる。

【０１４０】本実施の形態では、ガスの供給及びポンプ
の排気によって、ノズルの内部を加圧または減圧するの
で、大口径のウエハ等、面積の大きな被処理基板を用い
た場合でも、フォトレジスト膜に容易に且つ均一に現像
液を供給することができる。

【０１４１】次に、ノズル２７をウエハ１１上から移動
させ、別のノズル（特に図示せず）から、リンス液とし
て純水をウエハ１１上に所定量供給し、フォトレジスト
パターンの表面を洗浄する。その後、ウエハ１１に乾燥
工程を施して、フォトレジストパターンの形成を完了す
る。

【０１４２】本実施の形態では、現像液の飛散を防止す
るために設けられたカップの上端部に、スペーサーを取
り付け、フォトレジスト膜１２と布膜３０の間のギャッ
プ（＝間隔）を制御している。しかしながら、フォトレ
ジスト膜１２と布膜３０の間のギャップ（＝間隔）を制
御する方法は、これに限定されるものではなく、例え
ば、ノズル２７を保持するアームを上下動させて、現像
液の供給時、または現像処理時にギャップを制御するこ
とも可能である。

【０１４３】また、本実施の形態では、ノズル２７の現
像液を吐出する側には、微細な繊維から構成される布膜
３０の替わりに、第３の実施の形態と同様に、多孔質の
材料として、セラミックス製部材を付設することも可能
である。

【０１４４】この場合、現像液の供給時に、セラミック
ス製部材の表面に現像液を膜状に形成し、これを保持す
る必要がある。また、現像処理中に現像液を攪拌する
と、現像液は、セラミックス製部材の細孔を移動径路と
しながら攪拌される。この場合、気孔率が高いと、移動
径路の数が多くなり、それだけ、現像液の攪拌によって
得られる効果が高くなる。

【０１４５】従って、布膜３０の替わりにセラミックス
製部材を用いる場合、少なくとも３０％以上の気孔率
（単位面積当たりの細孔の面積）を有し、強度を考慮し
ながら、その範囲の中でできるだけ高い値のものを用い
ることが望ましい。また、現像液を均一に供給する必要
もあるので、第１の実施の形態で説明したように、セラ
ミックス製部材は、ポア径が数十μｍ乃至２００μｍ程
度の範囲のものを用いる必要がある。

【０１４６】本実施の形態での効果を確認するために、
現像処理後、１７５ｎｍのＬ＆Ｓパターンを一例とし
て、フォトレジストパターンの仕上がりに付いて検討し
てみた。その結果、第２の実施の形態と同様の結果を得
られることがわかった。

【０１４７】以上のように、本実施の形態では、現像液
を供給した後、そのまま同一のノズルで攪拌しながら、
現像液を略均一な濃度に維持し、効率的かつ精度良くフ
ォトレジストの現像処理を行うことができる。（第５の実施の形態）第１乃至第４の実施の形態では、
現像液は、ノズルと分離して設けられた現像液槽内に収
められている。これに対して、本実施の形態のように、
現像液槽をノズルと接続させ、直接、現像液をノズルに
供給することもできる。

【０１４８】具体的には、図１１に示すように、ノズル
３８に、現像液供給管３９を介して、現像液槽として設
けられたキャニスター４０を接続し、現像液を供給する
径路を構成する。また、キャニスター４０には、ＴＭＡ
Ｈ等のアルカリ性現像液が適量収められており、この現
像液の上方からは、配管を介して、ガス４３が供給され
る。ここでは、ガス４３には、窒素（Ｎ₂）等からなる
圧縮ガスが用いられ、これをキャニスター４０内に供給
することで、現像液は加圧されてノズル３８の現像液溜
め２８内に送られる。

【０１４９】尚、ガス４３には、窒素（Ｎ₂）等からな
る圧縮ガス等を用いるので、キャニスター４０に収めら
れた現像液の汚染、変質を抑制する効果もある。

【０１５０】このように構成されたノズル３８では、ま
ず、バルブ４１を閉め、その後、バルブ４２を開いた状
態にして、ガス４３を、配管を介してキャニスター４０
に供給し、ノズル３８の現像液溜め２８に現像液２９を
所定量送る。

【０１５１】また、ノズル３８の現像液溜め２８から、
ウエハ１１上のフォトレジスト膜１２に現像液２９を供
給する場合、または現像液２９の攪拌を行う場合には、
バルブ４２を閉めて、現像液を供給する径路と現像液溜
め２８を分離する。その後、前述した各実施の形態と同
様に、切り替え弁３１を調整し、ガス供給機構３４及び
シリンジポンプ３５を用いて、ウエハ１１上のフォトレ
ジスト膜１２に現像液を供給するか、または、現像処理
中にフォトレジスト膜１２の現像液を攪拌する。

【０１５２】尚、現像液の供給及び現像液の攪拌を行う
間は、バルブ３６を調整して空気抜き口３７を閉じ、ノ
ズル３８の内部は略密封された状態にある。

【０１５３】本実施の形態では、第１及び第２の実施の
形態で用いた、ピストン機構を備えたノズル１６にも適
用することができる。この場合、キャニスター４０につ
ながる現像液供給管３９をノズル１６の所定の位置に取
り付け、直接、現像液をノズル１６の現像液溜め１７に
供給することができる。

【０１５４】また、本実施の形態では、現像処理槽にノ
ズルを移動させずに、第１乃至第４の実施の形態と同様
にフォトレジスト膜を現像処理して、フォトレジストパ
ターンの仕上がり寸法のばらつき、及び欠陥箇所の発生
を抑制することができる。

【０１５５】また、本実施の形態では、ノズル３８内に
ガスを封入せず、ガス供給機構３４及びシリンジポンプ
３５をキャニスター４０の上流側の位置に設け、キャニ
スター４０内のガス４３をガス供給機構３４及びシリン
ジポンプ３５によって加圧及び減圧して、現像液２９の
供給及び攪拌を行っても良い。（第６の実施の形態）本実施の形態では、被処理基板上
に塗布形成されたフォトレジスト膜に、現像液を供給し
た後、第１及び第３の実施の形態のように静止現像を行
う替わりに、現像液を攪拌しながら現像処理を行う。具
体的には、現像液の供給と攪拌を同一の装置で行うので
はなく、例えば、図７に示されるノズル１６、または図
１０に示されるノズル２７等を攪拌装置として用い、被
処理基板上の現像液を攪拌する方法について説明する。

【０１５６】本実施の形態では、一例として、第４の実
施の形態で説明したノズル２７を用い、圧縮空気、また
は窒素（Ｎ₂）等からなる圧縮ガスの供給と、排気用ポ
ンプによる吸引を組合せ、現像液溜めに加圧と減圧を交
互に繰り返して、現像液の攪拌を行う。以下に、その具
体的な方法について説明する。

【０１５７】尚、本実施の形態では、以下の如く、一例
として、液晶基板上に形成されたフォトレジストの現像
方法について述べる。第４の実施の形態と同一の装置及
び部材を用いる場合には、関係する図面及び同一の番号
を付与し、再度引用するものとする。従って、本実施の
形態で現像液の攪拌装置を行う場合の装置全体の構成
は、第４の実施の形態でウエハの替わりに液晶基板を用
いたものと同様のものとなる。

【０１５８】先ず、液晶基板の一辺と略同じ長さを有
し、尚且つ幅の狭い、直線型のノズルを用いて、予め液
晶基板上のフォトレジスト膜に現像液の供給を行う。
（尚、ウエハを被処理基板として用いる場合、この直線
型のノズルは、ウエハの直径と略同じ長さを有するもの
とする）。この直線型のノズルの底面（＝現像液を供給
するときに、被処理基板と対向する面）には複数の開孔
が形成されており、現像液はこれらの開孔から吐出され
る。また、この直線型のノズルは、現像液を吐出しなが
ら液晶基板の一端から相対する他端に向けて走査し、現
像液を液晶基板上のフォトレジスト膜に供給する。この
ような現像液の供給方法は、液晶基板のように被処理基
板の面積が大きい場合や形状が矩形である場合等、前述
の各実施の形態で用いたノズルでは、現像液を均一性良
く供給することが難しい場合に有効である。

【０１５９】次に、図１０に示すノズル２７と同一の構
成の攪拌装置を用いて現像液の攪拌を行う。この攪拌装
置は、現像液の攪拌を行う時には、エア抜きバルブ３６
を調整して空気抜き３７を閉じて内部を略密封された状
態で使用する。

【０１６０】先ず、ノズル２７の布膜３０の表面に現像
液膜２５を形成する。この場合、第３の実施の形態にお
いて、図３（ａ）乃至（ｃ）に示すのと同様の要領で、
ノズル２７の布膜３０の表面に現像液膜２５を形成す
る。

【０１６１】即ち、現像液溜め２８とシリンジポンプ３
５のみが、配管３２ｂを介して通ずるように、切り替え
弁３１を調整し、現像液槽内に収められたＴＭＡＨ等の
アルカリ性現像液と、ノズル２７の布膜３０を接触さ
せ、現像液２９を上方に吸引し、布膜３０に染み込ませ
る（図３（ａ）を参照する）。ここでは、シリンジポン
プ３５によって現像液溜め２８内を所定量減圧して、布
膜３０に染み込ませるように、現像液２９を上方に吸引
する。また、ガス供給機構３４による加圧とシリンジポ
ンプ３５による減圧とを交互に複数回行い、現像液２９
が布膜３０に充分に含まれるようにすると良い。ここで
は、ノズル２７の布膜３０は、微細な繊維から構成され
る多孔質の材料であり、現像液２９は、布膜３０を構成
する繊維及びその隙間に含まれた状態で保持される。

【０１６２】次に、ノズル２７を引き上げて、現像液槽
２２に収められた現像液から布膜３０を離間させる（図
３（ｂ）を参照する）。

【０１６３】次に、シリンジポンプ３５によって現像液
溜め２８内を適量減圧して、現像液２９を上方に吸引
し、布膜３０の表面に形成された現像液膜２５の表面を
平坦な状態に整える（図３（ｃ）を参照する。）。この
段階で、現像液２９の表面を整えておかないと、ノズル
２７の布膜３０の表面上に液滴が形成され、その後、切
り替え弁３１を調整し、現像液を加圧しただけでは、布
膜３０の表面上に、凹凸形状の抑制された均一な膜厚の
現像液膜を形成することができなくなる。

【０１６４】尚、このとき、現像液２９が布膜３０の繊
維の隙間から完全に抜け切ってしまうと、現像液溜め２
８内に空気が入り、現像液２９に微細な気泡が多数形成
されてしまう。それゆえ、ノズル２７の現像液溜め２８
を適量減圧し、布膜３０の繊維の隙間に残る程度に、現
像液２９を上方に吸引する必要がある。微細な気泡が形
成された状態で、現像液にフォトレジスト膜に供給する
と、現像液が供給されない部分や供給されても他の部分
よりも遅れて供給され、現像処理後に、レジストパター
ンの仕上がり寸法のばらつき及び欠陥箇所の発生等の問
題が生ずる。

【０１６５】以上のような要領で、現像液２９をノズル
２７の現像液溜め２８に収める。

【０１６６】次に、布膜３０の表面の現像液膜２５と液
晶基板上の現像液を、布膜３０の中心部において接触さ
せる。その後、ガス３３（例：圧縮窒素ガス）をノズル
２７の現像液溜め２８内に供給して、液晶基板の全面に
おいて、布膜３０の現像液膜２５と液晶基板上の現像液
とを接触させる。（この場合、図６（ａ）乃至（ｃ）に
示すような要領で、布膜３０の表面の現像液膜２５と液
晶基板上の現像液を接触させる。）ここで、現像液同士を接触させる場合には、例えば、次
のような方法を用いても良い。先ず、バルブ３６を調整
して空気抜き口３７を開けて、ノズル２７の内部を開放
する。その後、現像液溜め２８から現像液２９を抜いた
状態で、ノズル２７（＝攪拌装置）の布膜３０の現像液
膜２５と液晶基板上の現像液を接触させる。このとき、
空気抜き口３７が開けられているので、布膜３０内部か
ら空気が抜け、現像液に置換される。その後、バルブ３
６を調整して空気抜き口３７を閉じ、ノズル２７の内部
を略密封された状態にする。

【０１６７】前述の各実施の形態で述べたように、ノズ
ル２７の布膜３０が液晶基板上のフォトレジスト膜１２
と接触すると、布膜３０の繊維が、フォトレジスト膜１
２に形成されている潜像パターンを傷つけ、これを破損
してしまう可能性がある。それゆえ、ノズル２７は、布
膜３０が現像液２９を吸収して膨張しても、フォトレジ
スト膜１２と接触しないような位置に配置される必要が
ある。この場合、フォトレジスト膜１２と布膜３０の間
に適当なギャップ（＝間隔）が形成されるように、液晶
基板の面内平行度を維持しながら調整することが重要で
ある。また、布膜とフォトレジスト膜の接触を防ぐため
に、予め、液晶基板上に現像液を多めに供給しておいて
も良い。

【０１６８】次に、切り替え弁３１を調整して、現像液
溜め２８内に、ガス供給機構３４からのガス３３（例：
圧縮空気、または圧縮窒素ガス（Ｎ₂））の供給と、シ
リンジポンプ３５による排気を適宜交互に行い、図１０
に示すように、現像液溜め２８に加圧及び減圧を繰り返
し、液晶基板上のフォトレジスト膜１２の面に対して上
下の方向に現像液２９を攪拌する。

【０１６９】切り替え弁３１を調整して、現像液溜め２
８内をシリンジポンプ３５で排気すると、現像液２９は
液晶基板と逆の方向に吸い上げられ、布膜３０の細孔を
通って、一部が現像液溜め２８に移動する。このとき、
現像処理中に生成され、フォトレジスト膜１２のパター
ンの近傍に滞留する溶解生成物も現像液２９の上方に移
動する。

【０１７０】その後、ガス３３（例：圧縮窒素ガス（Ｎ
₂））を現像液溜め２８内に供給し、現像液２９を加圧
すると、アルカリ濃度の低下していない未反応の現像液
２９が、フォトレジスト膜１２に追加供給される。

【０１７１】従って、第２及び第４の実施の形態と同様
に、フォトレジスト膜１２を現像処理する過程で各領域
に溶解生成物が発生しても、アルカリ濃度を略一定に維
持しながら、フォトレジストパターンの形成を精度良く
行うことができる。

【０１７２】尚、溶解生成物とは、現像液に含まれるア
ルカリ性の成分とフォトレジストを構成する酸性物質と
が中和反応して生成される反応生成物である。

【０１７３】現像処理中、フォトレジスト膜にパターン
が形成される過程では、パターンの近傍に溶解生成物が
滞留しやすい。このように、溶解生成物がパターンの近
傍に滞留すると、現像液のアルカリ濃度が低下すること
になり、周囲のパターンの疎密の影響も加わって、フォ
トレジスト膜の反応溶解速度に差が生じる。しかしなが
ら、現像処理を行う過程で、本実施の形態の要領で現像
液の攪拌を行えば、未反応の現像液が供給されると伴
に、フォトレジストパターンの近傍に滞留する溶解生成
物が現像液の上方に移動し、パターンの近傍で低下して
いた現像液のアルカリ濃度が上昇する。従って、現像液
の攪拌を適度に続ければ、現像液全体のアルカリ濃度が
略均一化され、現像後において、フォトレジストパター
ンの仕上がり寸法のばらつきを抑制することができる。

【０１７４】また、現像処理中、フォトレジストパター
ンに溶解生成物が付着すると、現像処理後のフォトレジ
ストパターンに欠陥箇所が発生する。しかしながら、本
実施の形態の要領で現像液を攪拌すれば、レジストパタ
ーンの近傍に滞留する溶解生成物の量を抑制することが
できる。従って、フォトレジストパターンに付着する溶
解生成物の量が減少し、現像処理後のフォトレジストパ
ターンにおいて、欠陥箇所の発生を抑制することができ
る。

【０１７５】以上のように、切り替え弁３１を調整し
て、ノズル２７の内部の加圧及び減圧を繰り返すこと
で、現像液２９は、液晶基板上のフォトレジスト膜１２
の面に対して上下の方向に攪拌される。

【０１７６】尚、本実施の形態では、切り替え弁３１を
調整して、現像液２９の攪拌を行ったが、図２に示すよ
うなピストン構造のノズル１６を現像液の攪拌装置とし
て用いることも可能である。

【０１７７】布膜３０は、微細な繊維から構成されてお
り、繊維の隙間は、現像液２９が移動可能な細孔とな
る。本実施の形態のように、現像液の供給を行わずに、
各種ノズル（例：図７に示すノズル１６、図１０に示す
ノズル２７）と同様の構造を有する装置を攪拌装置とし
てのみ使用する場合には、移動径路が多く、気孔率（＝
単位面積当りの細孔の面積）が７０％以上の布膜を使用
するのが望ましい。例えば、ポリビニールアルコール、
ポリオレフィン、ポリエチレン等、微細な繊維から構成
されてスポンジ状になっており、加工せずとも気孔率は
７０％以上と高い布状の材料を使用する。

【０１７８】前述したように、空気抜き口３７を開けて
ノズル２７の内部を開放し、現像液溜め２８内に現像液
が無い状態で、液晶基板上の現像液とノズル２７に付設
された布膜を接触させる場合には、現像液は微細な繊維
から構成される布膜で現像液溜めと分離されるだけで良
く、布膜表面で現像液を保持する必要はない。従って、
薄く、且つ気孔率の非常に高い布膜を用いることも可能
である。また、布膜と同様に、現像液を保持する必要が
ないので、更に厚さを薄くして気孔率も高めたセラミッ
クス製部材を用いることができる。更に、現像液を攪拌
する場合、攪拌装置の底面に保持する必要がないので、
多数のストレート状の細孔が形成された板状部材を用
い、液晶基板上の現像液と接触させることも可能であ
る。このような方法であれば、現像処理中に現像液２９
が効率良く攪拌され、尚且つ、現像処理中に、布膜によ
って現像液が吸収されることがなく、また、セラミック
ス製部材や板状部材の細孔に現像液が保持されることも
なくなるので、現像液の使用量を減らし、コストを削減
することができる。

【０１７９】次に、ノズル２７を液晶基板上から移動さ
せ、別のノズル（特に図示せず）から、リンス液として
純水を液晶基板上に所定量供給し、フォトレジストパタ
ーンの表面を洗浄する。その後、液晶基板に乾燥工程を
施して、フォトレジストパターンの形成を完了する。

【０１８０】本実施の形態では、現像液の飛散を防止す
るために設けられたカップの上端部に、スペーサーを取
り付け、フォトレジスト膜１２と布膜３０の間のギャッ
プ（＝間隔）を制御している。しかしながら、フォトレ
ジスト膜１２と布膜３０の間のギャップ（＝間隔）を制
御する方法は、これに限定されるものではなく、例え
ば、ノズル２７を保持するアームを上下動させて、現像
液の供給時、または現像処理時にギャップ（＝間隔）を
制御することも可能である。

【０１８１】また、本実施の形態では、ノズル２７の現
像液を吐出する側には、微細な繊維から構成される布膜
３０の替わりに、第３の実施の形態と同様に、多孔質の
材料としてセラミックス製部材を付設することも可能で
ある。

【０１８２】この場合、現像液を攪拌すると、現像液は
セラミックス製部材の細孔を移動径路として攪拌され
る。また、気孔率が高いと移動径路の数が多くなり、そ
れだけ、現像液の攪拌によって得られる効果が高くな
る。従って、布膜３０の替わりにセラミックス製部材を
用いる場合、少なくとも３０％以上の気孔率（単位面積
当たりの細孔の面積）を有し、強度を考慮しながら、そ
の範囲の中でできるだけ高い値のものを用いることが望
ましい。また、第１の実施の形態で説明したように、ポ
ア径も数十μｍから２００μｍ程度のものを用いる必要
がある。

【０１８３】セラミックス製部材や板状部材を用いる場
合も、布膜の場合と同様に、液晶基板上の現像液とセラ
ミックス製部材と接触させる際に、セラミックス製部材
とフォトレジストとが接触しないように、ノズルを配置
させる必要がある。この場合、フォトレジスト膜１２と
セラミックス製部材の間に適当なギャップ（＝間隔）が
形成されるように、液晶基板の面内平行度を維持しなが
ら調整することが重要である。また、接触を避けるため
には、予め、液晶基板上に現像液を多めに供給しても良
い。

【０１８４】本実施の形態での効果を確認するために、
現像処理後、１７５ｎｍのＬ＆Ｓパターンを一例とし
て、フォトレジストパターンの仕上がりに付いて検討し
てみた。その結果、直線型のノズルで現像液を予め供給
し、その後、静止現像を行った場合と本実施の形態のよ
うに攪拌を行った場合とを比較すると、第２の実施の形
態と同様に、現像処理中に現像液を攪拌することで、液
晶基板面内でのレジストパターンの寸法ばらつきが抑制
され、欠陥箇所の発生も減少することがわかった。

【０１８５】以上のように、本実施の形態では、攪拌装
置とは異なるノズルを用いて現像液を供給した後、攪拌
装置を用いて攪拌しながら、現像液を略均一な濃度に維
持し、効率的かつ精度良くフォトレジストの現像処理を
行うことができる。

【０１８６】以上の第１乃至第６の各実施の形態以外に
も、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更することがで
きる。

【０１８７】本発明の第１乃至第５の各実施の形態で
は、基板処理の一例として、被処理基板に感光性樹脂の
フォトレジスト膜が塗布形成されたシリコンウエハを用
い、処理液には、フォトレジスト膜にパターンを形成す
る現像液を用いて説明を行った。また、第６の実施の形
態では、被処理基板に感光性樹脂のフォトレジスト膜が
塗布形成された液晶基板を用い、処理液には、フォトレ
ジスト膜にパターンを形成する現像液を用いて説明を行
った。しかしながら、本発明の各実施の形態は、これら
に限定されるものではない。例えば、現像処理後に、フ
ォトレジストパターンを洗浄するリンス処理、露光用マ
スク基板（例：クロム製（Ｃｒ）マスク）等にパターン
を形成するウエットエッチング処理、または、シリコン
ウエハ上に形成された自然酸化膜を除去するウエットエ
ッチング処理等、その他の基板処理技術において、本発
明の各実施の形態を行うことが可能である。また、本発
明の各実施の形態は、露光用のマスク基板、液晶基板、
コンパクトディスク（＝ＣＤ）の基板等に処理を行う場
合にも適用できる。

【０１８８】

【発明の効果】本発明によれば、現像液等の処理液を、
略一定の膜厚で均等に、尚且つ微細な気泡を形成させず
に、被処理基板の被処理領域に供給することができる。
また、現像液等の処理液の成分を略均一な濃度に保ちな
がら、被処理基板の処理を行うことができる。

【０１８９】従って、被処理基板の被処理領域に、均一
な寸法で、尚且つ欠陥箇所の発生も抑制されたパターン
を形成することが可能となる。

【０１９０】以上のことから、本発明によって、各種製
品の信頼性、製造上の歩留まりを向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を表す基板処理装置
の断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態を表す基板処理装置
の断面図及び上面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態を表す基板処理工程
の断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態を表す基板処理工程
の断面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態を表す基板処理工程
の断面図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態を表す基板処理工程
の断面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態を表す基板処理工程
の断面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態を表す基板処理装置
の断面図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態を表す基板処理工程
の断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態を表す基板処理工
程の断面図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態を表す基板処理装
置の断面図である。

【図１２】従来技術の基板処理方法に関する断面図であ
る。

【符号の説明】

１１・・・シリコンウエハ、１２・・・フォトレジスト
膜１３・・・基板保持部、１４・・・カップ、１５・・・
スペーサー１６、２７、３８、４４・・・ノズル、１７、２８・・
・現像液溜め１８、２９、４５・・・現像液、１９、３０・・・布膜２０・・・ピストン、２１、３３、４３・・・ガス、２
２・・・現像液槽２３・・・繊維、２４・・・繊維の間隔、２５・・・現
像液膜２６・・・空気、３１・・・切り替え弁、３２ａ、３２
ｂ・・・配管３４・・・ガス供給機構、３５・・・シリンジポンプ３６、４１，４２・・・バルブ、３７・・・空気抜き口３９・・・現像液供給管、４０・・・キャニスター

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）Ｂ０５Ｄ 1/26 Ｂ０５Ｄ 3/00 Ｂ４Ｆ０４２ 3/00 Ｇ０３Ｆ 7/30 ５０２５Ｆ０４６Ｇ０３Ｆ 7/30 ５０２Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｆ (72)発明者伊藤信一神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内Ｆターム(参考） 2H096 AA25 GA08 GA30 GA31 4D075 AC07 AC09 AC64 AC79 AC84 BB16Y CA48 DA06 DA08 DC22 DC24 DC27 EA07 EA45 4F033 AA01 AA04 AA14 BA03 CA09 DA05 EA01 FA01 NA01 4F040 AA02 AA12 AA14 AB06 AB13 AB14 AC01 BA04 CA01 CA02 CA05 CA09 CA12 CA18 4F041 AA02 AA06 AB02 BA04 BA13 BA15 BA17 BA34 BA43 4F042 AA02 AA07 AA08 AA10 CA07 CB03 CB10 CB27 EB17 EB29 5F046 LA03 LA04 LA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板の上方に、底面に処理液保持層
を有し、且つ前記処理液保持層の上に処理液溜めを有
し、前記処理液保持層を通じて処理液の供給及び吸引を
行うことを可能とする機構が設けられたノズルを対向さ
せ、前記処理液溜め中の処理液に対して、被処理基板方
向に加圧し、前記処理液保持層の表面に前記処理液の膜
を形成する工程と、前記処理液の膜を、液膜状に前記被処理基板に供給し
て、被処理領域を処理する工程とを有することを特徴と
する基板処理方法。
【請求項２】前記処理液溜め中の処理液に対して、前記
被処理基板方向に加圧し、前記処理液保持層の表面に前
記処理液の膜を形成する工程は、前記処理液保持層に前
記処理液を染み込ませる工程と、前記処理液を前記処理
液保持層から一部吸引する工程と、前記処理液保持層か
ら前記処理液を染み出させ、前記処理液保持層の表面に
前記処理液の膜を形成する工程とを有することを特徴と
する請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】前記処理液保持層は多孔質材料であること
を特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項４】前記多孔質材料は、繊維より構成される
膜、またはセラミックス製部材であることを特徴とする
請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】前記多孔質材料に、吸水性の高分子材料を
用いることを特徴とする請求項３に記載の基板処理方
法。
【請求項６】前記繊維より構成される膜は、ポリビニー
ルアルコール、ポリオレフィン、またはポリエチレンで
あることを特徴とする請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項７】前記基板処理方法は、ウエハ、液晶基板、
またはコンパクトディスク上にレジストパターンを現像
する際の現像工程及びリンス工程、または、露光用クロ
ムマスク、液晶基板、またはコンパクトディスクのウエ
ットエッチング工程、または、シリコンウエハ上の自然
酸化膜を除去する工程に用いることを特徴とする請求項
１に記載の基板処理方法。
【請求項８】被処理基板の被処理領域に処理液を供給す
る工程と、底面に多数の細孔が形成され、この細孔の上に処理液溜
めを有し、前記細孔を通じて処理液の供給及び吸引を連
続して複数回行うことを可能とする機構が設けられた攪
拌装置を、前記被処理基板の上方に対向させ、前記攪拌
装置の底面と前記処理液を接触させる工程と、前記処理液と前記攪拌装置の底面を接触させた状態で、
前記細孔を通じて前記処理液の移動を処理中に複数回行
い、前記処理液を攪拌することを特徴とする基板処理方
法。
【請求項９】前記攪拌装置は処理液供給ノズルであり、
処理液供給時に、前記処理液と前記ノズルの底面が接触
することを特徴とする請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】前記攪拌装置の底面に形成された細孔
は、多孔質材料の細孔であることを特徴とする請求項８
または９に記載の基板処理方法。
【請求項１１】前記多孔質材料は、繊維より構成される
膜、またはセラミックス製部材であることを特徴とする
請求項１０に記載の基板処理方法。
【請求項１２】前記多孔質材料に、吸水性の高分子材料
を用いることを特徴とする請求項１０に記載の基板処理
方法。
【請求項１３】前記繊維より構成される膜は、ポリビニ
ールアルコール、ポリオレフィン、またはポリエチレン
であることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方
法。
【請求項１４】前記基板処理方法は、ウエハ、液晶基
板、またはコンパクトディスク上にレジストパターンを
現像する際の現像工程及びリンス工程、または、露光用
クロムマスク、液晶、またはコンパクトディスクのウエ
ットエッチング工程、または、シリコンウエハ上の自然
酸化膜の除去工程に用いることを特徴とする請求項８ま
たは９に記載の基板処理方法。
【請求項１５】底面に多数の細孔が形成され、この細孔
の上に処理液溜めを有し、前記細孔を通じて処理液の供
給及び吸引を連続して複数回行うことを可能とする機構
が設けられた基板処理装置。
【請求項１６】前記多数の細孔が形成された底面は、処
理液保持層であることを特徴とする請求項１５に記載の
基板処理装置。
【請求項１７】前記処理液保持層は多孔質材料であるこ
とを特徴とする請求項１６に記載の基板処理装置。
【請求項１８】前記多孔質材料は、繊維より構成される
膜、またはセラミックス製部材であることを特徴とする
請求項１７に記載の基板処理装置。
【請求項１９】前記多孔質材料に、吸水性の高分子材料
を用いることを特徴とする請求項１７に記載の基板処理
装置。
【請求項２０】前記繊維より構成される膜は、ポリビニ
ールアルコール、ポリオレフィン、またはポリエチレン
であることを特徴とする請求項１８に記載の基板処理装
置。
【請求項２１】前記細孔は、ストレート状に形成されて
いることを特徴とする請求項１５に記載の基板処理装
置。
【請求項２２】前記細孔を通じて、前記処理液の供給及
び吸引を連続して複数回行うことを可能とする機構に
は、圧縮空気、圧縮窒素ガス、または圧縮不活性ガス
が、前記処理液を挟んで、前記多数の細孔とは反対側に
封入されており、前記圧縮空気、前記圧縮窒素ガス、ま
たは前記圧縮不活性ガスを介して、前記処理液が加圧ま
たは吸引されることを特徴とする請求項１５に記載の基
板処理装置。
【請求項２３】前記圧縮空気、前記圧縮窒素ガス、また
は前記圧縮不活性ガスを介して、前記処理液が加圧また
は吸引される機構は、前記処理液溜め上部に、空気、窒
素ガス、または不活性ガスが封入されており、前記空
気、前記窒素ガス、または前記不活性ガスを、圧縮また
は膨張させることを特徴とする請求項２２に記載の基板
処理装置。
【請求項２４】前記空気、前記窒素ガス、または前記不
活性ガスを圧縮または膨張させる機構は、前記処理液溜
めの上面に上下方向に可動なピストン機構を有し、この
ピストン機構によって、前記処理液溜めの内部が加圧ま
たは減圧されることを特徴とする請求項２３に記載の基
板処理装置。
【請求項２５】前記圧縮空気、前記圧縮窒素ガス、また
は前記圧縮不活性ガスを介して前記処理液が加圧または
吸引される機構は、前記圧縮空気、前記圧縮窒素ガス、
または前記圧縮不活性ガスにより前記処理液を加圧し、
ポンプにより減圧させて前記処理液を吸引することを特
徴とする請求項２２に記載の基板処理装置。
【請求項２６】前記処理液溜めは、現像液を収容する現
像液槽と接続されていることを特徴とする請求項１５に
記載の基板処理装置。
【請求項２７】前記基板処理装置は、ウエハ、液晶基
板、またはコンパクトディスク上にレジストパターンを
現像する際の現像工程及びリンス工程、または露光用ク
ロムマスク、液晶、またはコンパクトディスクのウエッ
トエッチング工程、またはシリコンウエハ上の自然酸化
膜の除去工程に用いることを特徴とする請求項１５に記
載の基板処理装置。