JP2011151326A - 現像処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び現像処理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】低温の現像液を用いた現像処理を基板面内で均一に行い、基板上に所定のパターンを適切に形成する。
【解決手段】先ず、冷却装置において、１５℃に温度調節された冷却板に基板を載置して冷却する（ステップＳ１）。その後、現像装置において、３℃のリンス液を基板に供給して、基板を冷却する（ステップＳ２）。その後、基板上に３℃の現像液を供給し、基板上のレジスト膜を現像して当該レジスト膜にレジストパターンを形成する（ステップＳ３）。その後、基板上に３℃のリンス液を供給して、基板の表面を洗浄する（ステップＳ４）。その後、基板上に３℃の処理液を供給して、基板のレジストパターン上のリンス液の表面張力を低下させる（ステップＳ５）。
【選択図】図１６

Description

本発明は、常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する現像処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び現像処理装置に関する。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）にフォトリソグラフィー処理を行い、ウェハ上に所定のレジストパターンを形成している。このフォトリソグラフィー処理では、所定のパターンが形成されたマスク用の基板を用いてウェハの露光処理が行われている。
マスク用の基板に所定のパターンを形成する際にもフォトリソグラフィー処理が行われる。すなわち、先ず、基板上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、基板上に所定のレジストパターンが形成される。その後、このレジストパターンをマスクとして基板のエッチング処理が行われ、そのレジスト膜の除去処理などが行われて、基板に所定のパターンが形成される。
基板に所定のパターンを形成する際には、半導体デバイスのさらなる高集積化を図るため、当該パターンの微細化が求められている。そこで、上述した現像処理を基板面内で均一に行うことが要求されている。しかしながら、従来の現像処理では常温の現像液を基板上に供給しているため、現像速度が速く、現像液が基板上のレジスト膜に接触した時点から当該レジスト膜の現像が始まる。このため、基板面内で均一にレジスト膜を現像することができなかった。
そこで、現像処理の現像速度を遅くするため、低温、例えば５℃の現像液を基板上に供給することが提案されている（特許文献１）。
特開平７−１４２３２２号公報
しかしながら、特許文献１に記載されているように基板上に低温の現像液を供給しても、基板が常温であるため、現像速度は十分に遅くならない場合があった。その結果、基板面内で均一にレジスト膜を現像することができず、微細なパターンを適切に形成することができなかった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、低温の現像液を用いた現像処理を基板面内で均一に行い、基板上に所定のパターンを適切に形成することを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は、常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する方法であって、冷却装置内で常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度の冷却板に基板を載置して冷却する第１の冷却工程と、その後、基板を現像装置内に搬送し、当該現像装置内で前記所定の温度以下のリンス液を基板上に供給して、基板を冷却する第２の冷却工程と、その後、基板上に前記現像液を供給し、基板上のレジスト膜を現像して当該レジスト膜にレジストパターンを形成する現像工程と、その後、基板上に前記所定の温度のリンス液を供給して、基板の表面を洗浄する洗浄工程と、を有することを特徴としている。なお、常温とは例えば２３℃である。
本発明によれば、先ず、前記第１の冷却工程と第２の冷却工程を経て基板自体を冷却している。このように冷却板によって基板をある程度冷却した上で、リンス液によって基板を冷却するので、基板をほぼ所定の温度まで冷却することができる。したがって、その後現像工程において、常温より低い所定の温度、すなわち低温の現像液を基板上に供給しても、現像速度を十分に遅くすることができる。しかも、洗浄工程で基板上に供給されるリンス液の温度は現像液の温度と同じ所定の温度であるため、基板上に形成されたレジストパターンが悪影響を受けない。したがって、現像処理を基板面内で均一に行うことができ、基板上に微細なパターンを適切に形成することができる。
前記現像工程では、液供給装置から前記所定の温度に調節された現像液が供給管を介して前記現像装置内の現像液ノズルに供給され、当該現像液ノズルから基板上に前記現像液を供給し、一の基板に対して前記現像工程を行った後、前記現像液ノズルへの現像液の供給を停止し、その後、次の基板に対して前記現像工程を行う前に、前記供給管内に残留する現像液を前記現像液ノズルから排出してもよい。
前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度は、それぞれ常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度であるのが好ましい。
前記洗浄工程後、基板上に前記所定の温度の処理液を供給して、前記レジストパターン上の前記リンス液の表面張力を低下させてもよい。なお、処理液には例えばイソプロピルアルコールが用いられる。
前記第２の冷却工程において、前記所定の温度以下のリンス液を基板の表面と裏面に供給してもよい。
前記所定の温度は１℃〜１０℃であり、前記冷却板の温度は１５℃であり、前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度はそれぞれ１５℃であるのが好ましい。
別な観点による本発明によれば、前記現像処理方法を現像処理システムによって実行させるために、当該現像処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
さらに別な観点による本発明は、常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する現像処理システムであって、基板を載置して冷却する冷却板を備えた冷却装置と、基板上に前記現像液を供給する現像液ノズルと、基板上に前記所定の温度以下のリンス液を供給するリンス液ノズルと、を備えた現像装置と、前記冷却装置内で常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度の前記冷却板に基板を載置して冷却する第１の冷却工程と、その後、基板を前記現像装置内に搬送し、当該現像装置内で前記リンス液ノズルから基板上に前記所定の温度以下のリンス液を供給して、基板を冷却する第２の冷却工程と、その後、前記現像液ノズルから基板上に前記現像液を供給し、基板上のレジスト膜を現像して当該レジスト膜にレジストパターンを形成する現像工程と、その後、前記リンス液ノズルから基板上に前記所定の温度のリンス液を供給して、基板の表面を洗浄する洗浄工程と、を実行するように前記冷却装置と前記現像装置を制御する制御装置と、を有することを特徴としている。
前記現像処理システムは、現像液を前記所定の温度に調節し、前記現像液ノズルに前記現像液を供給する液供給装置と、前記液供給装置と前記現像液ノズルとを接続する供給管と、をさらに有し、前記制御装置は、一の基板に対して前記現像工程を行った後、前記現像液ノズルへの現像液の供給を停止し、その後、次の基板に対して前記現像工程を行う前に、前記供給管内に残留する現像液を前記現像液ノズルから排出するように前記現像装置を制御してもよい。
前記液供給装置は、現像液を前記所定の温度に調節するための温度調節管を有し、前記温度調節管は、第１の配管と、前記第１の配管を囲う第２の配管と、前記第２の配管を囲う第３の配管とを備えた３重管構造を有し、前記第１の配管には現像液が流通し、前記第１の配管と前記第２の配管との間には現像液を前記所定の温度に調節する温調水が流通し、前記第２の配管と前記第３の配管との間には空気層が形成されていてもよい。かかる場合、前記空気層には、前記水分を含まないパージガスが流通していてもよい。
前記現像装置は内部を密閉可能な処理容器を有し、前記処理容器の側面には、当該側面との間で空気層を形成するようにパネルが設けられていてもよい。
前記制御装置は、前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度を、常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度にそれぞれ制御するのが好ましい。
前記現像装置は、基板上に前記所定の温度の処理液を供給する処理液ノズルをさらに有し、前記制御装置は、前記洗浄工程後、前記処理液ノズルから基板上に前記処理液を供給して、前記レジストパターン上の前記リンス液の表面張力を低下させるように前記現像装置を制御してもよい。
前記第２の冷却工程におけるリンス液と、前記洗浄工程におけるリンス液は、それぞれ異なるリンス液ノズルから供給されてもよい。
前記現像装置は、基板の裏面に対して前記所定の温度以下のリンス液を供給するバックリンスノズルをさらに有していてもよい。
前記所定の温度は１℃〜１０℃であり、前記制御装置は、前記冷却板の温度を１５℃に制御し、且つ前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度をそれぞれ１５℃に制御するのが好ましい。
本発明によれば、低温の現像液を用いた現像処理を基板面内で均一に行い、基板上に所定のパターンを適切に形成することができる。
本実施の形態にかかる現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 本実施の形態にかかる現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 搬送装置の構成の概略を示す側面図である。 搬送装置の構成の概略を示す平面図である。 搬送装置の構成の概略を示す平面図である。 冷却装置の構成の概略を示す縦断面図である。 冷却装置の構成の概略を示す横断面図である。 現像装置の構成の概略を示す縦断面図である。 保持部材の構成の概略を示す平面図である。 現像装置の構成の概略を示す横断面図である。 複合ノズル体の斜視図である。 複合ノズル体とノズルバスの斜視図である。 液供給装置の構成の概略を示す説明図である。 温度調節管の構成の概略を示す縦断面図である。 現像処理の各工程を示したフローチャートである。 他の実施の形態にかかる液供給装置の構成の概略を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる複合ノズル体の斜視図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる現像処理システム１の構成の概略を示す平面図である。図２及び図３は、現像処理システム１の内部構成の概略を示す側面図である。なお、本実施の形態では、基板として上述したマスク用の基板Ｇを現像処理する場合について説明する。この基板Ｇは、平面視において例えば四角形状を有し、例えばガラスからなる。また、基板Ｇ上には、現像処理システム１に搬入される際に予めレジスト膜が形成されている。
現像処理システム１は、図１に示すように複数、例えば５枚の基板Ｇをカセット単位で外部と現像処理システム１との間で搬入出したり、カセットＣに対して基板Ｇを搬入出したりする搬入出ステーション２と、基板Ｇに所定の処理を施す複数の処理ユニットを備えた処理ステーション３とを一体に接続した構成を有している。
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。なお、図示の例ではカセット載置台１０には１つのカセットＣが載置されるが、カセット載置台１０に複数のカセットＣをＹ方向（図１中の左右方向）に一列に載置してもよい。
処理ステーション３には、基板Ｇを搬送する搬送装置１１と３つの処理ブロックＢ１〜Ｂ３が設けられている。搬送装置１１は、搬入出ステーション２に隣接して配置されている。第１の処理ブロックＢ１は、搬送装置１１のＸ方向正方向側（図１中の上方向側）に配置されている。第２の処理ブロックＢ２と第３の処理ブロックＢ３は、搬送装置１１及び第１の処理ブロックＢ１側からこの順に配置されている。搬送装置１１は、第１の処理ブロックＢ１及び第２の処理ブロックＢ２内に配置された後述する各種処理装置及びトランジション装置に対して基板Ｇを搬送することができる。
第１の処理ブロックＢ１には、図２及び図３に示すように基板Ｇを冷却する冷却装置２０、トランジション装置２１、２２、後述する現像装置３０のカップを洗浄するための洗浄用基板が収容された洗浄装置２３が下から順に４段に重ねられている。
第２の処理ブロックには、図３に示すように基板Ｇ上のレジスト膜を現像する現像装置３０が配置されている。なお、図示の例では１つの現像装置３０が配置されているが、複数の現像装置３０を多段に配置してもよい。また、現像装置３０で用いられる現像液の温度は、常温（２３℃）より低い所定の温度、例えば１℃〜１０℃であり、本実施の形態においては例えば３℃である。
第３の処理ブロックには、現像装置３０に現像液、リンス液、処理液等の各種液を供給する液供給装置４０が配置されている。液供給装置４０の上方には、現像処理システム１における基板Ｇの現像処理を制御する制御装置４１が配置されている。
次に、上述した搬送装置１１の構成について説明する。搬送装置１１は、図４に示すように基板Ｇを保持して搬送する、例えば２本の第１の搬送アーム５０、５０と１本の第２の搬送アーム５１を有している。なお、第１の搬送アーム５０と第２の搬送アーム５１は、後述するように異なる形状を有している。
第１の搬送アーム５０は、図５に示すように先端が２本の先端部５２ａ、５２ａに分岐したアーム部５２と、このアーム部５２と一体に形成され、且つアーム部５２を支持する支持部５３とを有している。アーム部５２の各先端部５２ａには、基板Ｇの裏面を吸着して保持する吸着パッド（図示せず）が設けられている。第１の搬送アーム５０は、このアーム部５２上に基板Ｇを水平に保持することができる。
第２の搬送アーム５１は、図６に示すように基板Ｇよりも大きい径の略３／４円環状に構成されたアーム部５４と、このアーム部５４と一体に形成され、且つアーム部５４を支持する支持部５５とを有している。アーム部５４には、内側に向かって突出し、基板Ｇの角部を保持する保持部５６が例えば４箇所に設けられている。第２の搬送アーム５１は、この保持部５６上に基板Ｇを水平に保持することができる。
搬送アーム５０、５１の基端部には、図４に示すようにアーム駆動部５７が設けられている。このアーム駆動部５７により、各搬送アーム５０、５１は独立して水平方向に移動できる。これら搬送アーム５０、５１とアーム駆動部５７は、基台５８に支持されている。基台５８の下面には、シャフト５９を介して回転駆動部６０が設けられている。この回転駆動部６０により、基台５８及び搬送アーム５０、５１はシャフト５９を中心軸として回転でき、且つ昇降できる。
次に、上述した冷却装置２０の構成について説明する。冷却装置２０は、図７及び図８に示すように側面に基板Ｇの搬入出口（図示せず）が形成された処理容器７０を有している。処理容器７０は内部を密閉可能であり、当該内部の雰囲気の温度は例えば１５℃に維持されている。なお、処理容器７０内の雰囲気の温度は、常温（２３℃）より低い温度であって所定の温度（３℃）よりも高い温度であればよい。
処理容器７０の内部には、基板Ｇを水平に載置する載置台７１が設けられている。載置台７１の内部には、基板Ｇの受け渡しを行うための昇降ピン７２が支持部材７３に支持されて設置されている。昇降ピン７２は、載置台７１内を貫通して鉛直上方に延伸し、例えば載置台７１を中心とする同心円状に等間隔に３本設けられている。支持部材７３の基端部には、昇降ピン７２と支持部材７３を昇降させるための例えばモータを含む駆動部７４が設けられている。
載置台７１の内部であって支持部材７３の上方には、支持面７１ａが設けられている。支持面７１ａより上方の載置台７１内の空間には、断熱材７５が充填されている。断熱材７５の上面には、基板Ｇを所望の温度、例えば１５℃に調節する冷却板７６が設けられている。これら支持面７１ａ、断熱材７５、冷却板７６には、上述の昇降ピン７２が貫通して昇降するための貫通孔７７が形成されている。
冷却板７６の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材（図示せず）が設けられており、冷却板７６を設定温度、例えば１５℃に調節できる。この冷却板７６上に基板Ｇを載置することによって、基板Ｇは例えば１５℃に冷却される。なお、冷却板７６の温度は、常温（２３℃）より低い温度であって所定の温度（３℃）よりも高い温度であればよい。
次に上述した現像装置３０の構成について説明する。現像装置３０は、図９に示すように側面に基板Ｇの搬入出口（図示せず）が形成された処理容器８０を有している。処理容器８０は内部を密閉可能であり、当該内部の雰囲気の温度は例えば１５℃に維持されている。なお、処理容器８０内の雰囲気の温度は、常温（２３℃）より低い温度であって所定の温度（３℃）よりも高い温度であればよい。
処理容器８０の側面８０ａには、パネル８１が設けられている。これら処理容器８０の側面８０ａとパネル８１との間には、空気層８２が形成されている。この空気層８２によってパネル８１が結露するのを防止している。なお、この空気層８２に水分を含まないパージガス、例えば空気や窒素ガスを流通させてもよい。
処理容器８０の内部には、基板Ｇを保持して回転させる保持部材９０が設けられている。保持部材９０は、図１０に示すように内部に基板Ｇを収容する収容部９１を有している。収容部９１の開口した下面には、収容部９１を支持する支持フレーム９２が設けられている。支持フレーム９２は後述するシャフト９４を中心に十字状に配置され、収容部９１に収容された基板Ｇの下面を支持することができる。収容部９１の内周は、基板Ｇの外形に適合した略四角形の平面形状を有している。収容部９１の外周は、略円形の平面形状を有している。また、第２の搬送アーム５１から収容部９１に基板Ｇを受け渡す際に、第２の搬送アーム５１の保持部５６が収容部９１と干渉するのを避けるため、収容部９１の外周には切欠き部９３が４箇所に形成されている。
保持部材９０の支持フレーム９２は、図９に示すようにシャフト９４に取付けられている。保持部材９０の下方には、このシャフト９４を介して回転駆動部９５が設けられている。この回転駆動部９５により、保持部材９０は鉛直周りに所定の速度で回転でき、且つ昇降できる。
保持部材９０の下方側には上方に突起したガイドリング１００が設けられており、このガイドリング１００の外周縁は下方側に屈曲して延びている。また、保持部材９０、保持部材９０に保持された基板Ｇ及びガイドリング１００を囲むようにカップ１０１が設けられている。
カップ１０１は、上面に保持部材９０が昇降できるように基板Ｇよりも大きい開口部が形成されていると共に、側周面とガイドリング１００の外周縁との間に排出路をなす隙間１０２が形成されている。カップ１０１の下方側は、ガイドリング１００の外周縁部分と共に屈曲路を形成して気液分離部を構成している。カップ１０１の底部の内側領域には排気口１０３が形成されており、この排気口１０３には排気管１０３ａが接続されている。さらにカップ１０１の底部の外側領域には排液口１０４が形成されており、この排液口１０４には排液管１０４ａが接続されている。
保持部材９０の下方であって、ガイドリング１００上には、基板Ｇの裏面に向けてリンス液を噴射するバックリンスノズル１０５、１０５が例えば２箇所に設けられている。バックリンスノズル１０５には、リンス液を供給する供給管１０６が接続されている。供給管１０６は２重管構造を有している。供給管１０６の内側配管内には例えば３℃のリンス液が流通し、内側配管と外側配管との間には水分を含まない常温のパージガス、例えば空気や窒素ガスが流通する。このパージガスにより、供給管１０６が結露するのを防止している。
図１１に示すようにカップ１０１のＸ方向負方向（図１１の下方向）側には、Ｙ方向（図１１の左右方向）に沿って延伸するレール１１０が形成されている。レール１１０は、例えばカップ１０１のＹ方向負方向（図１１の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図１１の右方向）側の外方まで形成されている。レール１１０には、アーム１１１が取り付けられている。
アーム１１１には、基板Ｇ上に各種液を供給する複合ノズル体１１２が支持されている。アーム１１１は、ノズル駆動部１１３により、レール１１０上を移動自在である。これにより、複合ノズル体１１２は、カップ１０１のＹ方向正方向側の外方に設置されたノズルバス１１４からカップ１０１内の基板Ｇの中心部上方まで移動できる。また、アーム１１１は、ノズル駆動部１１３によって昇降自在であり、複合ノズル体１１２の高さを調整できる。
複合ノズル体１１２は、図１２に示すように例えば基板Ｇ上に現像液を供給する現像液ノズル１２０と、基板上Ｇ上にリンス液を供給するリンス液ノズル１２１と、基板Ｇ上に処理液を供給する処理液ノズル１２２とを有する。リンス液ノズル１２１及び処理液ノズル１２２は、固定部材１２３を介して現像液ノズル１２０に固定されている。
現像液ノズル１２０の下端面には、スリット状の供給口１３０が形成されている。現像液ノズル１２０は、供給口１３０から保持部材９０に保持された基板Ｇに向けて斜め下方に帯状に現像液を吐出できる。現像液ノズル１２０には、当該現像液ノズル１２０に現像液を供給する現像液供給管１３１が接続されている。現像液供給管１３１は２重管構造を有している。現像液供給管１３１の内側配管１３２内には、例えば３℃に温度調節された現像液が流通する。この内側配管１３２は、供給口１３０に連通している。また、内側配管１３２と外側配管１３３との間には、水分を含まない常温のパージガス、例えば空気や窒素ガスが流通する。このパージガスにより、現像液供給管１３１が結露するのを防止している。
リンス液ノズル１２１と処理液ノズル１２２の下端面には、略円形の供給口１４０、１４１がそれぞれ形成されている。リンス液ノズル１２１と処理液ノズル１２２からリンス液と処理液が供給される基板Ｇ上の位置は、現像液ノズル１２０から現像液が供給される基板Ｇ上の位置とほぼ一致している。リンス液ノズル１２１と処理液ノズル１２２には、これらリンス液ノズル１２１と処理液ノズル１２２にリンス液と処理液を供給する液供給管１４２が接続されている。液供給管１４２は、２本の内側配管１４３、１４４を内部に備えた２重管構造を有している。第１の内側配管１４３内には、例えば３℃に温度調節されたリンス液が流通する。第１の内側配管１４３は、リンス液ノズル１２１に接続されている。第２の内側配管１４４内には、例えば３℃に温度調節された処理液が流通する。第２の内側配管１４４は、処理液ノズル１２２に接続されている。また、内側配管１４３、１４４と外側配管１４５との間には、水分を含まない常温のパージガス、例えば空気や窒素ガスが流通する。このパージガスにより、液供給管１４２が結露するのを防止している。
現像液ノズル１２０は、その上端部を支持部材１５０に支持されている。また、リンス液ノズル１２１と処理液ノズル１２２は、この支持部材１５０を貫通して配置されている。支持部材１５０の一の側面には、現像液の温度を測定する温度センサ（図示せず）を設けるための継手１５１が接続されている。また、支持部材１５０の他の側面は、アーム１１１に支持されている。
支持部材１５０の上面には、通気部材１５２が設けられている。通気部材１５２は、現像液供給管１３１内のパージガスと液供給管１４２内のパージガスを循環させるように内部が中空に形成されている。
複合ノズル体１１２は、基板Ｇに処理を行わないとき、図１３に示すようにノズルバス１１４で待機している。複合ノズル体１１２は、その先端部がノズルバス１１４内に収容される。そして、複合ノズル体１１２の支持部材１５０、継手１５１及び通気部材１５２は、ノズルバス１１４から露出し処理容器８０内の雰囲気に晒されている。
ノズルバス１１４は、バス本体１６０を有している。バス本体１６０の上面には、上述したように複合ノズル体１１２の先端部を収容する収容部１６１が設けられている。
また、ノズルバス１１４は、一対のパージガスノズル１６２、１６２を有している。一対のパージガスノズル１６２、１６２は、バス本体１６０の上面に設けられたパージガス供給源１６３に接続されている。一対のパージガスノズル１６２、１６２は、ノズルバス１１４で待機中の複合ノズル体１１２を挟んで設けられている。パージガスノズル１６２は、上述したようにノズルバス１１４から露出した支持部材１５０、継手１５１及び通気部材１５２を覆うように水平方向に延伸している。そして、パージガスノズル１６２の長手方向に形成された複数の供給口（図示せず）から、支持部材１５０、継手１５１及び通気部材１５２に水分を含まない常温のパージガス、例えば空気や窒素ガスが供給される。このパージガスによって、支持部材１５０、継手１５１及び通気部材１５２が結露するのを防止している。なお、ノズルバス１１４内にも水分を含まない常温のパージガスが供給されており、待機中の複合ノズル体１１２の先端部の結露が防止される。
次に、上述した液供給装置４０の構成について説明する。液供給装置４０は、図１４に示すように温度調節前の現像液を貯留する現像液供給源１７０を有している。なお、本実施の形態では現像液に有機系の現像液が用いられる。
現像液供給源１７０の下流側には、供給管１７１を介して現像液を温度調節する温度調節部１７２が設けられている。温度調節部１７２は、現像液の温度を調節する温度調節管１７３を有している。温度調節管１７３は、図１５に示すように第１の配管１７４と、第１の配管１７４を囲う第２の配管１７５と、第２の配管１７５を囲う第３の配管１７６とを備えた３重管構造を有している。第１の配管１７４内には現像液が流通する。第１の配管１７４と第２の配管１７５との間には現像液を所定の温度、例えば３℃に温度調節する温調水が流通している。温調水は、図１４に示すようにチラー１７７によって例えば３℃に温度調節され、温度調節管１７３と配管１７８内を循環している。図１５に示すように第２の配管１７５と第３の配管１７６との間には空気層１７９が形成されている。空気層１７９には、例えば水部を含まない常温のパージガス、例えば空気や窒素ガスが流通している。この空気層１７９によって温度調節管１７３が結露するのを防止している。なお、温調水には、例えばエチレングリコールが用いられる。また、第１の配管１７４には例えばテフロン（登録商標）が用いられ、第２の配管１７５と第３の配管１７４には例えばシリコンが用いられる。
温度調節管１７３の上流側の端部には、図１４に示すように供給管１７１と温度調節管１７３とを接続する接続部１８０が設けられている。接続部１８０は、現像液供給源１７０から温度調節管１７３に供給される現像液の流量等を調節できる。
温度調節管１７３の下流側の端部には、温度調節管１７３と現像液供給管１３１とを接続する接続部１８１が設けられている。接続部１８１は、現像液供給管１７３から現像装置３０の現像液ノズル１２０に供給される現像液の流量等を調節できる。
また、液供給装置４０は、温度調節前のリンス液を貯留するリンス液供給源１９０を有している。本実施の形態ではリンス液には有機系のリンス液が用いられる。リンス液供給源１９０の下流側には、供給管１９１を介してリンス液を例えば３℃に温度調節する温度調節部１９２が設けられている。温度調節部１９２の構成は、上述した温度調節部１７２の構成と同様であるので説明を省略する。温度調節部１９２の下流側には、供給管１９３が接続されている。供給管１９３は、その下流側で供給管１０６と液供給管１４２の第１の内側配管１４３に分岐している。すなわち、例えば３℃に温度調節されたリンス液は、現像装置３０のバックリンスノズル１０５とリンス液ノズル１２１に供給される。
さらに、液供給装置４０は、温度調節前の処理液を貯留する処理液供給源２００を有している。本実施の形態では処理液にはイソプロピルアルコールが用いられる。処理液供給源２００の下流側には、供給管２０１を介して処理液を例えば３℃に温度調節する温度調節部２０２が設けられている。温度調節部２０２の構成は、上述した温度調節部１７２の構成と同様であるので説明を省略する。温度調節部２０２の下流側には、液供給管１４２の第２の内側配管１４４が接続されている。すなわち、例えば３℃に温度調節された処理液は、現像装置３０の処理液ノズル１２２に供給される。
次に、上述した制御装置４１について説明する。制御装置４１は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、現像処理システム１における基板Ｇの現像処理を実行するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４１にインストールされたものであってもよい。
本実施の形態にかかる現像処理システム１は以上のように構成されている。次に、その現像処理システム１で行われる現像処理について説明する。図１６は、この現像処理の主な処理フローを示している。
先ず、搬送装置１１によって、カセット載置台１０上のカセットＣから基板Ｇが取り出され、処理ステーション３のトランジション装置２２に搬送される。このとき、基板Ｇは搬送装置１１の第１の搬送アーム５０によって搬送される。また、基板Ｇの温度は常温である。
その後、基板Ｇは、搬送装置１１の第２の搬送アーム５１に保持され冷却装置２０に搬送される。冷却装置２０に搬入された基板Ｇは、昇降ピン７２に受け渡され、冷却板７６上に載置される。このとき、冷却装置２０内の雰囲気の温度は例えば１５℃に調節され、冷却板７６も例えば１５℃に温度調節されている。そして、冷却板７６上の基板Ｇが例えば１５℃に冷却される（図１６のステップＳ１）。
その後、基板Ｇは、搬送装置１１の第２の搬送アーム５１に保持され現像装置３０に搬送される。現像装置３０に搬入された基板Ｇは、保持部材９０に保持される。このとき、現像装置３０内の雰囲気の温度は例えば１５℃に調節されている。続いて、複合ノズル体１１２を基板Ｇの中心部上方まで移動させると共に、基板Ｇを回転させる。そして、回転中の基板Ｇの表面にリンス液ノズル１２１から例えば３℃のリンス液を供給する共に、基板Ｇの裏面にバックリンスノズル１０５から例えば３℃のリンス液を噴射する。こうして、基板Ｇが約３℃に冷却される（図１６のステップＳ２）。
その後、リンス液ノズル１２１及びバックリンスノズル１０５からのリンス液の供給を停止し、続いて回転中の基板Ｇ上に現像液ノズル１２０から例えば３℃の現像液を供給する。供給された現像液は遠心力により基板Ｇ上で拡散し、基板Ｇ上のレジスト膜が現像される（図１６のステップＳ３）。このとき、予め基板Ｇが約３℃に冷却されているので、現像速度を十分に遅くできる。したがって、現像処理を基板面内で均一に行うことができ、基板Ｇ上に所定のレジストパターンを形成することができる。
その後、現像液ノズル１２０からの現像液の供給を停止し、続いて回転中の基板Ｇ上にリンス液ノズル１２１から例えば３℃のリンス液を供給する。このリンス液により、基板Ｇの表面が洗浄される（図１６のステップＳ４）。
その後、リンス液ノズル１２１からのリンス液の供給を停止し、続いて回転中の基板Ｇ上に処理液ノズル１２２から例えば３℃の処理液を供給する。ここで、ステップＳ４で基板Ｇ上にリンス液を供給すると、いわゆるパターン倒れが起こり易くなる。パターン倒れは、リンス液の表面張力によってレジストパターンが引っ張られて倒れる現象であり、特に微細なレジストパターンを形成する際に顕著に発生する。本実施の形態では、処理液であるイソプロピルアルコールを基板Ｇ上に供給してレジストパターン上に残存するリンス液の表面張力を低下させ、パターン倒れを防止することができる。こうして、処理液によって基板Ｇの表面処理が行われる（図１６のステップＳ５）。
その後、処理液ノズル１２２からの処理液の供給を停止し、引き続き基板Ｇを回転させて処理液を振り切り乾燥させる。その後、基板Ｇの回転を停止すると共に、複合ノズル体１１２を基板Ｇの中心部上方からノズルバス１１４に移動させる。
このように現像処理３０における処理が終了すると、基板Ｇは保持部材９０から搬送装置１１の第２の搬送アーム５１に受け渡され現像装置３０から搬出される。その後、基板Ｇは、搬送装置１１によってトランジション装置２１に搬送された後、搬送装置１１の第１の搬送アーム５０に保持されカセット載置台１０上のカセットＣに戻される。こうして、現像処理システム１における一連の現像処理が終了する。
次の基板ＧＮは、カセット載置台１０上のカセットＣから取り出されると、冷却装置２０に搬送され冷却される（図１６のステップＳ１）。その後、基板ＧＮは、現像装置３０に搬送される。このとき、現像装置３０内において、ノズルバス１１４で待機中の複合ノズル体１１２には、一対のパージガスノズル１６２、１６２からパージガスが供給され、複合ノズル体１１２の結露が防止される。
基板ＧＮを現像装置３０に搬送し所定の処理を行う前に、待機中の複合ノズル体１１２の現像液ノズル１２０から現像液供給管１３１内に残存する現像液がノズルバス１１４内に排出され廃棄される（図１６のステップＳ６）。この現像液の排出は、複合ノズル体１１２の待機中、現像液供給管１３１内の現像液の温度は上昇して３℃以上になっているため行われる。その後、液供給装置４０から３℃に温度調節された現像液が現像液ノズル１２０に供給され、現像液ノズル１２０において現像液のダミー吐出が行われる（図１６のステップＳ７）。このダミー吐出は、現像液ノズル１２０から供給される現像液の温度を３℃に安定させるために行われる。なお、同様にリンス液ノズル１２１と処理液ノズル１２２においても、ステップＳ６における液供給管１４２内のリンス液と処理液の排出、ステップＳ７におけるダミー吐出がそれぞれ行われる。
その後、基板ＧＮが現像装置３０に搬入されると、複合ノズル体１１２を基板Ｇの中心部上方まで移動させる。続いて、リンス液による基板ＧＮの冷却（図１６のステップＳ２）、現像液による基板ＧＮ上のレジスト膜の現像（図１６のステップＳ３）、リンス液による基板ＧＮの表面の洗浄（図１６のステップＳ４）、処理液による基板ＧＮの表面処理（図１６のステップＳ５）が順次行われる。その後、基板ＧＮはカセット載置台１０上のカセットＣに戻される。
以上の実施の形態によれば、ステップＳ１で冷却板７６により基板Ｇを約１５℃に冷却し、ステップＳ２でリンス液により基板Ｇを約３℃に冷却している。このようにステップＳ１とステップＳ２の２段階で基板Ｇを冷却しているので、確実に基板Ｇを約３℃まで冷却することができる。したがって、その後ステップＳ３で現像液ノズル１２０から３℃の現像液を基板Ｇ上に供給しても、現像速度を十分に遅くすることができる。しかも、そのステップＳ４とステップＳ５で基板Ｇ上に供給されるリンス液と処理液の温度は現像液の温度と同じ３℃であるため、基板Ｇ上に形成されたレジストパターンが悪影響を受けない。したがって、現像処理を基板面内で均一に行うことができ、基板Ｇ上に微細なパターンを適切に形成することができる。
また、冷却装置２０内の雰囲気と現像装置３０内の雰囲気の温度はそれぞれ常温より低い１５℃に維持されているので、より確実に基板Ｇを約３℃まで冷却することができる。
また、ステップＳ２において、リンス液ノズル１２１とバックリンスノズル１０５から基板Ｇにリンス液を供給し、表面と裏面の両面から基板Ｇを冷却している。したがって、基板Ｇを迅速に冷却することができ、基板Ｇの現像処理のスループットを向上させることができる。
また、ステップＳ５において、基板Ｇ上に処理液を供給しているので、基板Ｇのレジストパターン上に残存するリンス液の表面張力を低下させることができる。したがって、いわゆるパターン倒れを防止することができる。
また、ステップＳ６において、現像装置３０で一の基板Ｇに処理が終了後、次の基板ＧＮを処理する前に、現像液供給管１３１内に残存する現像液が現像液ノズル１２０からノズルバス１１４内に排出される。また、同様に液供給管１４２内に残存するリンス液と処理液もそれぞれリンス液ノズル１２１と処理液ノズル１２２からノズルバス１１４内に排出される。これによって、適切な温度の現像液、リンス液、処理液を用いて基板ＧＮを処理することができる。
また、現像装置３０の処理容器８０の側面８０ａには、側面８０ａとパネル８１との間に空気層８２が形成されているので、パネル８１の結露を防止することができる。また、液供給装置４０の温度調節管１７３には、最外の第３の配管１７６と第２の配管１７５との間に空気層１７９が形成されているので、温度調節管１７３の結露を防止することができる。したがって、制御装置４１内の電子制御部品等（図示せず）が結露の水滴によって悪影響を受けない。
以上の実施の形態では、ステップＳ２で基板Ｇを冷却するために用いられるリンス液の温度は所定の温度、例えば３℃であったが、当該リンス液の温度を３℃よりも低くしてもよい。すなわち、リンス液ノズル１２１とバックリンスノズル１０５から基板Ｇに供給されるリンス液の温度を３℃よりも低くしてもよい。かかる場合、図１７に示すように液供給装置４０のリンス液供給源１９０の下流側に設けられた温度調節部１９２において、リンス液が３℃よりも低い温度に温度調節される。
また、ステップＳ４で基板Ｇを洗浄するために用いられるリンス液の温度は３℃であるため、液供給装置４０にはリンス液を３℃に温度調節して供給する機構が別途設けられる。すなわち、液供給装置４０には、温度調節前のリンス液を貯留するリンス液供給源２１０と、リンス液供給源２１０の下流側に供給管２１１を介してリンス液を３℃に温度調節する温度調節部２１２とが別途設けられる。そして、温度調節部２１２で３℃に温度調節されたリンス液は、後述する他のリンス液ノズル２２０に供給される。なお、温度調節部２１２の構成は、上述した温度調節部１７２の構成と同様であるので説明を省略する。
図１８に示すように複合ノズル体１１２は、温度調節部２１２で３℃に温度調節されたリンス液を基板Ｇ上に供給する他のリンス液ノズル２２０を有している。他のリンス液ノズル２２０は、リンス液ノズル１２１及び処理液ノズル１２２と共に固定部材１２３を介して現像液ノズル１２０に固定されている。他のリンス液ノズル２２０の下端面には、略円形の供給口２２１が形成されている。他のリンス液ノズル２２０には、上述した液供給管１４２が接続されている。液供給管１４２内には、２本の内側配管１４３、１４４に加えて、内部に３℃のリンス液が流通する内側配管２２２が設けられている。この内側配管２２２が他のリンス液ノズル２２０に接続されている。なお、複合ノズル体１１２のその他の構成については、図１２で示した複合ノズル体１１２の構成と同様であるので説明を省略する。
かかる場合、図１６のステップＳ２において、基板Ｇにリンス液ノズル１２１とバックリンスノズル１０５から３℃より低い温度のリンス液が供給され、基板Ｇが冷却される。そして、ステップＳ４において、基板Ｇ上に他のリンス液ノズル２２０から３℃のリンス液が供給され、基板Ｇの表面が洗浄される。なお、その他の処理工程については、図１６に示した工程と同様であるので説明を省略する。
本実施の形態によれば、ステップＳ２において３℃より低い温度のリンス液が供給されるので、基板Ｇをより迅速に約３℃まで冷却することができる。したがって、基板Ｇの現像処理のスループットを向上させることができる。
以上の実施の形態では、リンス液ノズル１２１、処理液ノズル１２２、他のリンス液ノズル２２０は、一の液供給管１４２に接続されていたが、それぞれ個別の液供給管に接続されていてもよい。かかる場合、それぞれの液供給管は２重管構造を有し、上記現像液供給管１３１と同様の構成を有している。すなわち、液供給管の内側配管内にはリンス液又は処理液が流通し、内側配管と外側配管との間には水分を含まない常温のパージガスが流通している。このパージガスによって、各液供給管の結露を防止することができる。
また、以上の実施の形態では、マスク用の基板Ｇの現像処理について説明したが、本発明は、基板が例えば半導体ウェハやＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の場合にも適用できる。また、近年、基板により微細なパターンを形成するため、基板にフォトリソグラフィー処理を行う代わりに、いわゆるインプリントと呼ばれる方法を用いることが提案されている。このインプリトという方法は、表面に微細なパターンを有するテンプレートを基板上に形成したレジスト表面に圧着させ、その後剥離し、当該レジスト表面に直接パターンの転写を行うものである。本発明は、このようなテンプレートに現像処理を行う場合にも適用できる。さらに、このテンプレートは例えばホルダに保持されて本発明の現像処理が行われてもよい。
また、以上の実施の形態では、有機系の現像液と有機系のリンス液を用いて基板Ｇを現像処理する場合について説明したが、本発明は、アルカリ性の現像液と純水のリンス液を用いて基板を現像処理する場合にも適用できる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する際に有用である。
１ 現像処理システム
２ 搬入出ステーション
３ 処理ステーション
１１ 搬送装置
２０ 冷却装置
３０ 現像装置
４０ 液供給装置
４１ 制御装置
７６ 冷却板
８０ 処理容器
８１ パネル
８２ 空気層
９０ 保持部材
１０５ バックリンスノズル
１１２ 複合ノズル体
１１４ ノズルバス
１２０ 現像液ノズル
１２１ リンス液ノズル
１２２ 処理液ノズル
１３１ 現像液供給管
１４２ 液供給管
１７２、１９２、２０２ 温度調節部
１７３ 温度調節管
１７４ 第１の配管
１７５ 第２の配管
１７６ 第３の配管
１７９ 空気層
２２０ 他のリンス液ノズル
Ｇ 基板

Claims (18)

  1. 常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する方法であって、
    冷却装置内で常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度の冷却板に基板を載置して冷却する第１の冷却工程と、
    その後、基板を現像装置内に搬送し、当該現像装置内で前記所定の温度以下のリンス液を基板上に供給して、基板を冷却する第２の冷却工程と、
    その後、基板上に前記現像液を供給し、基板上のレジスト膜を現像して当該レジスト膜にレジストパターンを形成する現像工程と、
    その後、基板上に前記所定の温度のリンス液を供給して、基板の表面を洗浄する洗浄工程と、を有することを特徴とする、現像処理方法。
  2. 前記現像工程では、液供給装置から前記所定の温度に調節された現像液が供給管を介して前記現像装置内の現像液ノズルに供給され、当該現像液ノズルから基板上に前記現像液を供給し、
    一の基板に対して前記現像工程を行った後、前記現像液ノズルへの現像液の供給を停止し、
    その後、次の基板に対して前記現像工程を行う前に、前記供給管内に残留する現像液を前記現像液ノズルから排出することを特徴とする、請求項１に記載の現像処理方法。
  3. 前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度は、それぞれ常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の現像処理方法。
  4. 前記洗浄工程後、基板上に前記所定の温度の処理液を供給して、前記レジストパターン上の前記リンス液の表面張力を低下させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の現像処理方法。
  5. 前記第２の冷却工程において、前記所定の温度以下のリンス液を基板の表面と裏面に供給することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の現像処理方法。
  6. 前記所定の温度は１℃〜１０℃であり、前記冷却板の温度は１５℃であり、前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度はそれぞれ１５℃であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の現像処理方法。
  7. 請求項１〜６のいずかに記載の現像処理方法を現像処理システムによって実行させるために、当該現像処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラム。
  8. 請求項７に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
  9. 常温より低い所定の温度の現像液を用いて基板上のレジスト膜を現像する現像処理システムであって、
    基板を載置して冷却する冷却板を備えた冷却装置と、
    基板上に前記現像液を供給する現像液ノズルと、基板上に前記所定の温度以下のリンス液を供給するリンス液ノズルと、を備えた現像装置と、
    前記冷却装置内で常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度の前記冷却板に基板を載置して冷却する第１の冷却工程と、その後、基板を前記現像装置内に搬送し、当該現像装置内で前記リンス液ノズルから基板上に前記所定の温度以下のリンス液を供給して、基板を冷却する第２の冷却工程と、その後、前記現像液ノズルから基板上に前記現像液を供給し、基板上のレジスト膜を現像して当該レジスト膜にレジストパターンを形成する現像工程と、その後、前記リンス液ノズルから基板上に前記所定の温度のリンス液を供給して、基板の表面を洗浄する洗浄工程と、を実行するように前記冷却装置と前記現像装置を制御する制御装置と、を有することを特徴とする、現像処理システム。
  10. 現像液を前記所定の温度に調節し、前記現像液ノズルに前記現像液を供給する液供給装置と、
    前記液供給装置と前記現像液ノズルとを接続する供給管と、をさらに有し、
    前記制御装置は、一の基板に対して前記現像工程を行った後、前記現像液ノズルへの現像液の供給を停止し、その後、次の基板に対して前記現像工程を行う前に、前記供給管内に残留する現像液を前記現像液ノズルから排出するように前記現像装置を制御することを特徴とする、請求項９に記載の現像処理システム。
  11. 前記液供給装置は、現像液を前記所定の温度に調節するための温度調節管を有し、
    前記温度調節管は、第１の配管と、前記第１の配管を囲う第２の配管と、前記第２の配管を囲う第３の配管とを備えた３重管構造を有し、
    前記第１の配管には現像液が流通し、前記第１の配管と前記第２の配管との間には現像液を前記所定の温度に調節する温調水が流通し、前記第２の配管と前記第３の配管との間には空気層が形成されていることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の現像処理システム。
  12. 前記空気層には、前記水分を含まないパージガスが流通していることを特徴とする、請求項１１に記載の現像処理システム。
  13. 前記現像装置は内部を密閉可能な処理容器を有し、
    前記処理容器の側面には、当該側面との間で空気層を形成するようにパネルが設けられていることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載の現像処理システム。
  14. 前記制御装置は、前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度を、常温より低い温度であって前記所定の温度より高い温度にそれぞれ制御することを特徴とする、請求項９〜１３のいずれかに記載の現像処理システム。
  15. 前記現像装置は、基板上に前記所定の温度の処理液を供給する処理液ノズルをさらに有し、
    前記制御装置は、前記洗浄工程後、前記処理液ノズルから基板上に前記処理液を供給して、前記レジストパターン上の前記リンス液の表面張力を低下させるように前記現像装置を制御することを特徴とする、請求項９〜１４のいずれかに記載の現像処理システム。
  16. 前記第２の冷却工程におけるリンス液と、前記洗浄工程におけるリンス液は、それぞれ異なるリンス液ノズルから供給されることを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の現像処理システム。
  17. 前記現像装置は、基板の裏面に対して前記所定の温度以下のリンス液を供給するバックリンスノズルをさらに有することを特徴とする、請求項９〜１６のいずれかに記載の現像処理システム。
  18. 前記所定の温度は１℃〜１０℃であり、前記制御装置は、前記冷却板の温度を１５℃に制御し、且つ前記冷却装置及び前記現像装置内の雰囲気の温度をそれぞれ１５℃に制御することを特徴とする、請求項９〜１７のいずれかに記載の現像処理システム。
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