JP2003031488A

JP2003031488A - 現像装置および基板処理方法

Info

Publication number: JP2003031488A
Application number: JP2001220356A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tamada; 修玉田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】感光性膜上の欠陥を短時間で容易かつ効果的
に除去することができる現像装置および基板処理方法を
提供することである。【解決手段】外側カップ５の両側にはそれぞれ待機ポ
ット６，７が配置され、外側カップ５の一方の側部側に
はガイドレール８が配設されている。現像液ノズルアー
ム９がアーム駆動部１０によりガイドレール８に沿って
走査方向Ａおよびその逆方向に移動可能に設けられてい
る。外側カップ５の他方の側部側には、リンス液を吐出
するリンス液吐出ノズル１６が矢印Ｑの方向に回動可能
に設けられている。また、外側カップ５の他方の側部上
側には、基板表面の外観検査を行うＣＣＤ（Charge Cou
pled Device ：電荷結合素子）カメラ２０が配設されて
いる。ＣＣＤカメラ２０はカメラ支持レール２１により
支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上の感光性膜
に現像液を供給して現像処理を行う現像装置および基板
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基
板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の
基板に種々の処理を行うために基板処理装置が用いられ
る。例えば、基板上にフォトレジスト膜等の感光性膜を
形成するために塗布装置が用いられ、基板上に形成され
た感光性膜に現像処理を行うために現像装置が用いられ
る。

【０００３】図５は従来の基板処理の工程を示すフロー
チャートである。まず、図５に示すように、基板の表面
にフォトレジスト（感光性樹脂）を塗布する（ステップ
Ｓ７１）。次に、フォトレジストが塗布された基板に対
してプリべーク処理を施す（ステップＳ７２）。このプ
リべーク処理とは、基板に塗布されたフォトレジスト膜
中の残留溶媒を除去してフォトレジスト膜と基板の表面
との密着性を高める処理をいう。次に、基板の配線パタ
ーンが形成されたフォトマスク等を用いて基板の表面の
露光処理を行う（ステップＳ７３）。次いで、露光処理
が行われたフォトレジスト膜に現像処理を行い（ステッ
プＳ７４）、続いて、基板の表面の耐エッチング性や密
着性を向上させ、さらにフォトレジスト膜中のガスを抜
くために基板の表面を加熱するポストベーク処理を行う
（ステップＳ７５）。最後に、基板を基板搬送容器（ポ
ット）等を用いて外観検査を実施する場所まで移動させ
て、基板表面の外観検査を行う（ステップＳ７６）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
基板処理の工程においては、基板上の感光性膜に付着し
た異物等の欠陥をポストベーク処理後に外観検査により
検出している。

【０００５】しかしながら、例えば、図５のステップＳ
７４において、現像処理の際に基板上の感光性膜に水溶
性の異物が付着した場合、ステップＳ７５のポストベー
ク処理により基板に熱が加えられ基板の表面の水分が完
全に除去される。それにより、基板上の感光性膜に異物
が固着してしまう。

【０００６】このように、基板上の感光性膜に固着した
異物が外観検査により検出された場合、基板の表面を水
分で洗浄することにより基板上の感光性膜に固着した異
物を除去する処理（以下、除去処理と呼ぶ。）が行われ
る。

【０００７】しかし、一度、基板の感光性膜に固着した
異物を除去処理により除去することは、多大な時間工数
を必要とし、さらに、除去処理を行ったとしても基板の
感光性膜に固着した異物を除去できない場合がある。こ
のように、多大な時間工数を費やすこと、または異物を
除去できない場合等は、基板処理のスループットを低下
させる要因となる。

【０００８】本発明の目的は、感光性膜上の欠陥を短時
間で容易かつ効果的に除去することができる現像装置お
よび基板処理方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る現像装置は、基板上の感光性膜に現像処理を
行う現像処理部と、現像処理部内に設けられ、現像処理
された基板上の感光性膜の外観検査を行うことにより欠
陥を検出する外観検査装置とを備えたものである。

【００１０】第１の発明に係る現像装置においては、現
像処理部により基板に現像処理が行われた後、現像処理
部内で基板上の感光性膜の外観検査が行われることによ
り、欠陥の有無が検出される。

【００１１】このように、現像処理部内で外観検査が行
われるので、欠陥が検出された場合に、基板上の感光性
膜の熱処理前に感光性膜の欠陥を除去する処理を行うこ
とが可能となる。それにより、水溶性の異物が感光性膜
に付着するような欠陥を短時間で容易にかつ効果的に除
去することができる。

【００１２】また、外観検査装置が現像処理部内に設け
られているので、省スペース化が可能となる。

【００１３】第２の発明に係る現像装置は、第１の発明
に係る現像装置の構成において、現像処理部により現像
処理された基板上の感光性膜に対して外観検査装置によ
り検出された欠陥の除去処理を行う欠陥除去手段を現像
処理部内にさらに備えたものである。

【００１４】この場合、現像処理部内での外観検査によ
り検出された欠陥を現像処理部内で除去することができ
る。それにより、欠陥を基板ごとに迅速に除去すること
が可能となる。したがって、基板処理のスループットが
向上する。

【００１５】第３の発明に係る現像装置は、第２の発明
に係る現像装置の構成において、欠陥の内容に応じた欠
陥除去の処理条件を予め設定する設定手段をさらに備
え、欠陥除去手段は、外観検査装置により検出された欠
陥の内容に基づいて設定手段により設定された処理条件
を選択し、選択した処理条件にしたがって欠陥の除去処
理を行うものである。

【００１６】この場合、外観検査装置により検出された
欠陥の内容に基づいて処理条件が選択され、選択された
処理条件にしたがって欠陥の除去処理が行われる。それ
により、欠陥を最適な処理条件で除去することができ
る。

【００１７】第４の発明に係る現像装置は、第２または
第３の発明に係る現像装置の構成において、欠陥除去手
段は、現像処理部による現像処理後の基板上に洗浄液を
供給する洗浄液供給手段を含むものである。

【００１８】この場合、現像処理後の基板を熱処理前に
洗浄液により洗浄することにより、欠陥を容易かつ短時
間に除去することができる。

【００１９】第５の発明に係る現像装置は、第４の発明
に係る現像装置の構成において、現像処理部は、基板上
の感光性膜に現像液を供給した後、基板上の感光性膜に
現像停止のための処理液を供給し、洗浄液供給手段は、
洗浄液として現像液または処理液を基板上に供給するも
のである。

【００２０】この場合、洗浄液として現像液または処理
液を用いることにより、欠陥除去のために特別な手段を
設ける必要がない。したがって、欠陥除去手段により現
像装置の小型化が妨げられることがない。

【００２１】第６の発明に係る基板処理方法は、基板に
処理を行う基板処理方法であって、基板上の感光性膜に
現像処理を行う工程と、現像処理後の基板の外観検査を
行う工程と、外観検査が行われた基板に熱処理を行う工
程とを備えたものである。

【００２２】本発明に係る基板処理方法においては、基
板上の感光性膜に現像処理が行われた後、熱処理の前に
基板の外観検査が行われる現像処理部内で基板上の感光
性膜の外観検査が行われることにより、欠陥の有無が検
出される。

【００２３】このように、基板の熱処理前に外観検査が
行われるので、欠陥が検出された場合に、熱処理前に欠
陥を除去する処理を行うことが可能となる。それによ
り、水溶性の異物が感光性膜に付着するような現像欠陥
を短時間で容易かつ効果的に除去することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態にお
ける現像装置の平面図、図２は図１の現像装置の主要部
のＸ−Ｘ線断面図、図３は図１の現像装置の主要部のＹ
−Ｙ線断面図である。

【００２５】図２および図３に示すように、現像装置
は、基板１００を水平姿勢で吸引保持する基板保持部１
を備える。基板保持部１は、モータ２の回転軸３の先端
部に固定され、鉛直方向の軸の周りで回転可能に構成さ
れている。基板保持部１の周囲には、基板１００を取り
囲むように円形の内側カップ４が上下動自在に設けられ
ている。また、内側カップ４の周囲には、正方形の外側
カップ５が設けられている。

【００２６】図１に示すように、外側カップ５の両側に
はそれぞれ待機ポット６，７が配置され、外側カップ５
の一方の側部側にはガイドレール８が配設されている。
また、現像液ノズルアーム９がアーム駆動部１０により
ガイドレール８に沿って走査方向Ａおよびその逆方向に
移動可能に設けられている。外側カップ５の他方の側部
側には、リンス液を吐出するリンス液吐出ノズル１６が
矢印Ｑの方向に回動可能に設けられている。現像液ノズ
ルアーム９には、下端部にスリット状吐出口１５（図３
参照）を有する現像液吐出ノズル１１がガイドレール８
と垂直に取り付けられている。これにより、現像液吐出
ノズル１１は、待機ポット６の位置から基板１００上を
通過して待機ポット７の位置まで走査方向Ａに沿って直
線状に平行移動可能となっている。

【００２７】図２に示すように、現像液吐出ノズル１１
には、現像液供給系１２により現像液が供給され、リン
ス液吐出ノズル１６には、リンス液供給系１７によりリ
ンス液が供給される。

【００２８】また、外側カップ５の他方の側部上側に
は、基板表面の外観検査を行うＣＣＤ（Charge Coupled
Device ：電荷結合素子）カメラ２０が配設されてい
る。図３に示すように、ＣＣＤカメラ２０は、カメラ支
持レール２１により支持されている。ＣＣＤカメラ２０
は、カメラ支持レール２１内に設けられたカメラ駆動部
２２によって走査方向Ａおよびその逆方向と平行移動可
能に設けられている。さらに、図２に示すように、ＣＣ
Ｄカメラ２０には、カメラ駆動部２２との接続を行うリ
ンク部２３が設けられており、ＣＣＤカメラ２０とリン
ク部２３との接続を行うためにＣＣＤカメラ２０側に
は、リンク駆動部２４が設けられており、リンク駆動部
２４は、基板１００の表面の全面を撮像することが可能
なように回動可能に設けられている（図２の矢印Ｒ参
照）。

【００２９】図１および図３に示すように、カメラ駆動
部２２により駆動可能な距離Ｌは、撮像の対象となる基
板１００の直径と同じかもしくはそれよりも大きく設定
され、図２に示すように、リンク駆動部２４により回動
可能な角度は、撮像の対象となる基板１００の全面積を
撮像することができる角度と同じかもしくはそれよりも
大きく設定される。

【００３０】図２に示す制御部１３は、基板保持部１の
基板１００を保持する動作、モータ２の回転動作、アー
ム駆動部１０による現像液吐出ノズル１１の走査、現像
液供給系１２から現像液吐出ノズル１１を介して基板１
００の表面への現像液の供給、リンス液供給系１７から
リンス液吐出ノズル１６を介して基板１００の表面への
リンス液の供給、ＣＣＤカメラ２０の撮像、カメラ駆動
部２２の水平駆動およびリンク駆動部２４の回転駆動を
制御する。

【００３１】また、制御部１３には、メモリからなる記
録部２５が設けられている。記録部２５には、予め基板
１００の表面に欠陥がない場合の基板１００の表面の状
態を表す良品データおよび基板１００の表面に欠陥があ
る場合の基板１００の表面の状態を表す不良品データが
記録されている。この場合、複数の種類の欠陥に対応し
て、複数の不良品データが記録されている。また、欠陥
の種類に応じて除去処理による洗浄条件を示す複数の洗
浄データが、複数の不良品データに対応して記録されて
いる。以下、不良品データおよび良品データを合わせて
欠陥有無データと呼ぶ。さらに、記録部２５には、ＣＣ
Ｄカメラ２０により撮像される撮像データも記録され
る。

【００３２】次に、図４を参照しながら図１の現像装置
の動作を説明する。図４は図１の現像装置の動作を説明
するフローチャートである。

【００３３】まず、図４に示すように、現像装置内に基
板１００を搬入し、基板１００を基板保持部１により静
止状態で保持する（ステップＳ４１）。ここで、搬入さ
れる基板１００は、図７に示すステップＳ７３の露光処
理が行われた後の基板１００である。次に、基板保持部
１に保持された基板１００上のフォトレジスト膜等の感
光性膜に対して現像液の供給を行う（ステップＳ４
２）。

【００３４】現像液の供給時には、図３に示すように、
現像液吐出ノズル１１が、基板１００上を走査方向Ａに
直線状に移動し、基板１００上にスリット状吐出口１５
から現像液を供給しつつ基板１００上を移動する。これ
により、基板１００上の全面に現像液が均一に供給され
る。供給された現像液は、表面張力により基板１００上
に保持される。

【００３５】そして、基板１００上の感光性膜に現像液
が保持された状態を所定時間（例えば約６０秒）維持
し、基板１００上の感光性膜の現像を進行させる（ステ
ップＳ４３）。このとき、通常は基板１００を静止させ
ておくが、モータ２により基板保持部１を回転駆動する
ことにより、基板１００上の現像液の流動による現像む
らが発生しない程度のごく低速（約５ｒｐｍ以下）で基
板１００を回転または間欠回転させてもよい。

【００３６】次に、モータ２により回転数１０００ｒｐ
ｍ程度で基板１００を回転させ、図１に示すように、リ
ンス液吐出ノズル１６を図１の矢印Ｑの方向に回転さ
せ、純水等のリンス液を基板１００の中心部分および周
辺部分に供給し、一定時間基板１００の表面をリンス処
理する(ステップＳ４４)。これにより、リンス液が基板
１００に供給された時点で現像液の規定度はリンス液で
薄められて速やかに低下する。そのため、基板１００上
の現像液にリンス液が供給されると濃度の変化に敏感な
フォトレジスト膜等の感光性膜の現像反応は直ちに停止
する。そして、一定時間リンス液により洗浄処理を行
い、基板１００上に残留した現像液や現像液に溶解した
レジスト成分等を除去する。

【００３７】次に、リンス液吐出ノズル１６によるリン
ス液の供給を停止し、モータ２により基板１００を約４
０００ｒｐｍ以上の高速で回転させ、基板１００からリ
ンス液を振り切り、基板１００を乾燥させる(ステップ
Ｓ４５)。その後、基板１００の回転を停止させ、現像
処理を終了する。

【００３８】次いで、基板１００の上方に配設されてい
るＣＣＤカメラ２０を用いて外観検査を行う（ステップ
Ｓ４６）。ＣＣＤカメラ２０は、カメラ駆動部２２およ
びリンク駆動部２４の働きにより、基板１００の表面の
全ての撮像を行う。

【００３９】ここで、ＣＣＤカメラ２０により撮像され
た撮像データは、制御部１３に与えられる。制御部１３
は、ＣＣＤカメラ２０により撮像された撮像データに基
づいて、基板１００の表面に欠陥があるか否か判定を行
う（ステップＳ４７）。この判定は、制御部１３に設け
られた記録部２５に予め記録された欠陥有無データとＣ
ＣＤカメラ２０により撮像される撮像データとの比較を
行うことにより実施される。ここで、基板１００の表面
に欠陥がないと判定された場合、基板１００は良品であ
るとして搬出され、次に、ポストベーク処理を施す（ス
テップＳ５１）。

【００４０】一方、基板１００の表面に欠陥があると判
定された場合、制御部１３は、制御部１３に設けられた
記録部２５に予め記録された欠陥有無データの複数の不
良品データから、基板１００の表面の欠陥に相当する不
良品データを選択し、その不良品データに対応する洗浄
データを読み込む（ステップＳ４８）。制御部１３は、
その洗浄データに基づいて、洗浄条件を決定する（ステ
ップＳ４９）。洗浄条件とは、基板１００の洗浄時に用
いる水溶液の種類および洗浄処理を行う時間等を含む。
ここで、洗浄時に用いる水溶液は、純水、現像液および
希釈現像液である。

【００４１】次に、決定された洗浄条件に基づいて除去
処理として基板１００の洗浄を行う（ステップＳ５
０）。例えば、図４のステップＳ４９において洗浄時に
用いる水溶液が純水であると決定された場合、ステップ
Ｓ５０における基板１００の洗浄は、図２に示すモータ
２の働きにより基板１００を回転させつつ、リンス液供
給系１７から純水をリンス液吐出ノズル１６を介して定
められた時間基板１００上に供給する。これにより、基
板１００の表面を洗浄することにより、感光性膜上に付
着した水溶性の異物等の欠陥を除去することができる。
また、この場合、現像液吐出ノズル１１から現像液を吐
出することにより、基板１００上の感光性膜に付着した
水溶性の異物等の欠陥を除去してもよい。その後、再
度、ステップＳ４５に戻り処理を繰り返す。

【００４２】このように、現像処理後でかつポストベー
ク処理前に基板１００の表面の外観検査を行うことによ
り、基板１００の表面が加熱されて水溶性の異物等の欠
陥が感光性膜に固着する前に欠陥の有無を検出できる。
これにより、基板１００上の感光性膜に水溶性の異物等
の欠陥が固着する前に、その欠陥を短時間で容易にかつ
効果的に除去することが可能となる。また、基板１００
表面の欠陥の種類に応じて最適な洗浄条件で除去処理を
行うことが可能となり、基板１００の表面の欠陥を効率
よく除去することができる。それにより、基板１００の
表面の欠陥を除去するために費やす時間工数を削減で
き、基板処理のスループットが向上する。

【００４３】さらに、基板１００の表面の撮像データと
予め設定された基板１００の欠陥有無データとを比較す
ることにより、基板１００の欠陥の有無を短時間で判定
できる。それにより、基板処理のスループットがさらに
向上する。

【００４４】また、除去処理の洗浄液として純水、現像
液または希釈現像液を用いることにより、基板１００の
表面の欠陥を除去するために他の装置を設ける必要がな
い。これにより、現像装置の小型化が妨げられることが
ない。

【００４５】なお、本実施の形態においては、基板１０
０上の感光性膜に欠陥がある場合に用いる水溶液を純
水、現像液または希釈現像液としたが、これに限らず、
基板１００上の感光性膜の欠陥に対して除去効果のある
ものであればよい。また、ＣＣＤカメラ２０をカメラ駆
動部２２およびリンク駆動部２４により駆動させて基板
１００の表面状態の撮像を行うとしたが、これに限定さ
れず、ＣＣＤカメラ２０を固定させ基板１００上の感光
性膜の欠陥を検出してもよい。さらに、基板１００上の
感光性膜の欠陥を撮像するために１台のＣＣＤカメラを
用いる場合について説明を行ったが、これに限定され
ず、複数台のＣＣＤカメラまたは他の撮像機器を用いて
もよい。

【００４６】また、本発明の実施の形態においては、Ｃ
ＣＤカメラを用いて基板表面上の外観検査を行うことと
したが、これに限定されず、原子間力顕微鏡（AFM：Ato
micForce Microscope）または走査電子顕微鏡（SEM:Sca
nning Electron Microscope）などを用いて基板表面上
の外観検査を行ってもよい。

【００４７】本実施の形態では、図１〜図３の現像装置
におけるＣＣＤカメラ２０、カメラ支持レール２１、カ
メラ駆動部２２、リンク部２３およびリンク駆動部２４
を除く部分が現像処理部に相当し、ＣＣＤカメラ２０が
外観検査装置に相当し、記録部２５が設定手段に相当
し、現像液吐出ノズル１１またはリンス液吐出ノズル１
６が欠陥除去手段および洗浄液供給手段に相当する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における現像装置の平面
図である。

【図２】図１の現像装置の主要部のＸ−Ｘ線断面図であ
る。

【図３】図１の現像装置の主要部のＹ−Ｙ線断面図であ
る。

【図４】図１の現像装置の動作を説明するフローチャー
トである。

【図５】従来の基板処理の工程を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１基板保持部１００基板２モータ３回転軸４内側カップ５外側カップ６，７待機ポット８ガイドレール９現像液ノズルアーム１０アーム駆動部１１現像液吐出ノズル１２現像液供給系１３制御部１６リンス液吐出ノズル２０ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素
子）カメラ２１カメラ支持レール２２カメラ駆動部２３リンク部２４リンク駆動部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上の感光性膜に現像処理を行う現像
処理部と、前記現像処理部内に設けられ、現像処理された基板上の
感光性膜の外観検査を行うことにより欠陥を検出する外
観検査装置とを備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像処理部により現像処理された基
板上の感光性膜に対して前記外観検査装置により検出さ
れた欠陥の除去処理を行う欠陥除去手段を前記現像処理
部内にさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の現
像装置。
【請求項３】欠陥の内容に応じた欠陥除去の処理条件
を予め設定する設定手段をさらに備え、前記欠陥除去手段は、前記外観検査装置により検出され
た欠陥の内容に基づいて前記設定手段により設定された
処理条件を選択し、選択した処理条件にしたがって欠陥
の除去処理を行うことを特徴とする請求項２記載の現像
装置。
【請求項４】前記欠陥除去手段は、前記現像処理部に
よる現像処理後の基板上に洗浄液を供給する洗浄液供給
手段を含むことを特徴とする請求項２または３記載の現
像装置。
【請求項５】前記現像処理部は、基板上の感光性膜に
現像液を供給した後、基板上の感光性膜に現像停止のた
めの処理液を供給し、前記洗浄液供給手段は、前記洗浄液として前記現像液ま
たは前記処理液を前記基板上に供給することを特徴とす
る請求項４記載の現像装置。
【請求項６】基板に処理を行う基板処理方法であっ
て、基板上の感光性膜に現像処理を行う工程と、現像処理後の基板の外観検査を行う工程と、外観検査が行われた基板に熱処理を行う工程とを備えた
ことを特徴とする基板処理方法。