JP3451158B2 - 基板の回転式現像処理方法及び装置 - Google Patents
基板の回転式現像処理方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置（ＬＣＤ）用ガラス基板等の基板を水平姿
勢に保持して鉛直軸回りに回転させながら現像液を基板
表面へ供給して、基板の表面に被着されたフォトレジス
ト膜を現像する基板回転式現像処理方法、並びに、その
方法の実施に使用される基板の回転式現像処理装置（ス
ピンデベロッパ）に関する。
液晶表示装置（ＬＣＤ）用ガラス基板等の基板を水平姿
勢に保持して鉛直軸回りに回転させながら現像液を基板
表面へ供給して、基板の表面に被着されたフォトレジス
ト膜を現像する基板回転式現像処理方法、並びに、その
方法の実施に使用される基板の回転式現像処理装置（ス
ピンデベロッパ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造プロセスやＬＣＤ製造プロセ
スなどにおいて使用されるスピンデベロッパは、表面に
フォトレジスト膜が被着された基板を水平姿勢に保持
し、下面側中央に垂設された回転支軸を介して鉛直軸回
りに回転自在に支持されたスピンチャック、このスピン
チャックを回転させる駆動モータ、スピンチャックに保
持された基板の表面へ現像液を供給する現像液吐出ノズ
ル、及び、スピンチャックに保持された基板の周囲を囲
うように配設され、基板の周縁から飛散した現像液の飛
沫を回収するためのカップなどを備えて構成されてい
る。そして、現像液吐出ノズルとしては、従来、スプレ
イ式のものが使用されており、このスプレイ式吐出ノズ
ルから扇状に現像液を吐出しながら吐出ノズルを走査す
ることにより、スピンチャックに保持されて回転する基
板の表面全体に均一かつ十分な量の現像液を供給して、
基板の表面に被着されたフォトレジスト膜を現像（いわ
ゆるスプレイ現像）するようにしている。
スなどにおいて使用されるスピンデベロッパは、表面に
フォトレジスト膜が被着された基板を水平姿勢に保持
し、下面側中央に垂設された回転支軸を介して鉛直軸回
りに回転自在に支持されたスピンチャック、このスピン
チャックを回転させる駆動モータ、スピンチャックに保
持された基板の表面へ現像液を供給する現像液吐出ノズ
ル、及び、スピンチャックに保持された基板の周囲を囲
うように配設され、基板の周縁から飛散した現像液の飛
沫を回収するためのカップなどを備えて構成されてい
る。そして、現像液吐出ノズルとしては、従来、スプレ
イ式のものが使用されており、このスプレイ式吐出ノズ
ルから扇状に現像液を吐出しながら吐出ノズルを走査す
ることにより、スピンチャックに保持されて回転する基
板の表面全体に均一かつ十分な量の現像液を供給して、
基板の表面に被着されたフォトレジスト膜を現像（いわ
ゆるスプレイ現像）するようにしている。
【０００３】しかしながら、スプレイ現像方式では、ス
プレイ式吐出ノズルから十分な量の現像液を高速で回転
する基板の表面へ連続して供給し基板周縁から現像液を
飛散させながら現像処理が行なわれるため、現像液の消
費量が多くなる。また、吐出ノズルへ供給される現像液
を温度調節していても、スプレイ式吐出ノズルから現像
液がシャワー状に吐出される際に現像液の温度が降下す
るため、現像結果に影響を及ぼす、といった問題点があ
る。
プレイ式吐出ノズルから十分な量の現像液を高速で回転
する基板の表面へ連続して供給し基板周縁から現像液を
飛散させながら現像処理が行なわれるため、現像液の消
費量が多くなる。また、吐出ノズルへ供給される現像液
を温度調節していても、スプレイ式吐出ノズルから現像
液がシャワー状に吐出される際に現像液の温度が降下す
るため、現像結果に影響を及ぼす、といった問題点があ
る。
【０００４】このため、例えば特公平５−６８０９２号
公報等に開示されているように、基板の表面に供給され
た現像液が基板の表面全体に拡がりかつ基板周縁より飛
散しない程度の速度で基板を回転させながら、スプレイ
式吐出ノズルとは異なる型式の吐出ノズルにより基板の
表面に緩やかに接液するように現像液を基板上へ供給し
て、基板の表面に現像液層を形成し、引き続き基板を低
速で回転させながらもしくは基板を停止させて、基板の
表面に被着されたフォトレジスト膜を現像（いわゆるパ
ドル現像）する方法が行なわれている。
公報等に開示されているように、基板の表面に供給され
た現像液が基板の表面全体に拡がりかつ基板周縁より飛
散しない程度の速度で基板を回転させながら、スプレイ
式吐出ノズルとは異なる型式の吐出ノズルにより基板の
表面に緩やかに接液するように現像液を基板上へ供給し
て、基板の表面に現像液層を形成し、引き続き基板を低
速で回転させながらもしくは基板を停止させて、基板の
表面に被着されたフォトレジスト膜を現像（いわゆるパ
ドル現像）する方法が行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したパドル現像方
式では、スピンチャックに保持されて回転している基板
の中心付近に現像液を吐出し、基板の中心付近に吐出さ
れた現像液が遠心力によって基板の周縁方向へ流れるこ
とにより、基板の表面全体に現像液層が形成されるよう
にしている。ところが、最近開発された高解像度のフォ
トレジストのうちには、現像工程の初期の数秒間におけ
るレジスト溶解速度が大きいものがある。このため、基
板の中心付近に吐出された新鮮な現像液が基板の周縁方
向へ流れる間に、現像液中には溶解したレジスト成分が
多量に含まれることとなり、基板の周縁付近に達した現
像液は疲労したものとなってしまう。この結果、基板の
表面全体を覆うように形成された現像液層における現像
液の組成が、基板の中心付近と周縁付近とで相違して、
基板の中心付近と周縁付近とでは現像結果が異なってし
まう、といった不具合が発生する。
式では、スピンチャックに保持されて回転している基板
の中心付近に現像液を吐出し、基板の中心付近に吐出さ
れた現像液が遠心力によって基板の周縁方向へ流れるこ
とにより、基板の表面全体に現像液層が形成されるよう
にしている。ところが、最近開発された高解像度のフォ
トレジストのうちには、現像工程の初期の数秒間におけ
るレジスト溶解速度が大きいものがある。このため、基
板の中心付近に吐出された新鮮な現像液が基板の周縁方
向へ流れる間に、現像液中には溶解したレジスト成分が
多量に含まれることとなり、基板の周縁付近に達した現
像液は疲労したものとなってしまう。この結果、基板の
表面全体を覆うように形成された現像液層における現像
液の組成が、基板の中心付近と周縁付近とで相違して、
基板の中心付近と周縁付近とでは現像結果が異なってし
まう、といった不具合が発生する。
【０００６】この発明では、以上のような事情に鑑み、
従来のパドル現像方式における上記問題点を解決するた
めになされたものであり、高解像度のフォトレジストの
膜が形成された基板であっても、現像に際して基板の表
面全体を覆うように形成された現像液層における現像液
の組成が、基板の中心付近と周縁付近とで変わらず、現
像結果を基板の表面全体にわたって均一にすることがで
きる基板の回転式現像処理方法を提供すること、並び
に、そのような方法を好適に実施することができる回転
式現像処理装置を提供することを目的とする。
従来のパドル現像方式における上記問題点を解決するた
めになされたものであり、高解像度のフォトレジストの
膜が形成された基板であっても、現像に際して基板の表
面全体を覆うように形成された現像液層における現像液
の組成が、基板の中心付近と周縁付近とで変わらず、現
像結果を基板の表面全体にわたって均一にすることがで
きる基板の回転式現像処理方法を提供すること、並び
に、そのような方法を好適に実施することができる回転
式現像処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の基
板の回転式現像処理方法は、表面にフォトレジスト膜が
被着された基板を水平姿勢に保持して鉛直軸回りに回転
させ、その基板の表面へ現像液を供給してフォトレジス
ト膜を現像する基板の回転式現像処理方法において、ま
ず、第１段階として、基板の表面に供給された現像液が
基板周縁より飛散するような高速で基板を回転させなが
ら、その基板の表面へスプレイ式吐出ノズルから小流量
の現像液を吐出して、フォトレジスト膜のうち最終的に
溶解させるべきフォトレジストの一部を溶解させ、この
溶解したレジスト成分を含んだ現像液を基板上から遠心
力によって基板の周囲へ飛散させて、フォトレジスト膜
を粗現像し、その後に、第２段階として、基板の表面に
供給された現像液が基板の表面全体に拡がりかつ基板の
周縁より飛散しないような低速で基板を回転させなが
ら、その基板の表面へ吐出ノズルから前記粗現像の際の
流量より大きい流量の現像液を吐出して、基板の表面に
現像液層を形成し、引き続き基板を低速で回転させなが
らもしくは基板を停止させてフォトレジスト膜を現像す
ることを特徴とする。
板の回転式現像処理方法は、表面にフォトレジスト膜が
被着された基板を水平姿勢に保持して鉛直軸回りに回転
させ、その基板の表面へ現像液を供給してフォトレジス
ト膜を現像する基板の回転式現像処理方法において、ま
ず、第１段階として、基板の表面に供給された現像液が
基板周縁より飛散するような高速で基板を回転させなが
ら、その基板の表面へスプレイ式吐出ノズルから小流量
の現像液を吐出して、フォトレジスト膜のうち最終的に
溶解させるべきフォトレジストの一部を溶解させ、この
溶解したレジスト成分を含んだ現像液を基板上から遠心
力によって基板の周囲へ飛散させて、フォトレジスト膜
を粗現像し、その後に、第２段階として、基板の表面に
供給された現像液が基板の表面全体に拡がりかつ基板の
周縁より飛散しないような低速で基板を回転させなが
ら、その基板の表面へ吐出ノズルから前記粗現像の際の
流量より大きい流量の現像液を吐出して、基板の表面に
現像液層を形成し、引き続き基板を低速で回転させなが
らもしくは基板を停止させてフォトレジスト膜を現像す
ることを特徴とする。
【０００８】請求項２に係る発明の基板の回転式現像処
理装置は、表面にフォトレジスト膜が被着された基板を
水平姿勢に保持して鉛直軸回りに回転自在に支持された
基板保持手段と、この基板保持手段を回転させる回転駆
動手段と、前記基板保持手段に保持された基板の表面へ
現像液を供給する現像液供給手段とを備えた基板の回転
式現像処理装置において、前記回転駆動手段による前記
基板保持手段の回転の速度を、基板の表面に供給された
現像液が基板周縁より飛散するような高速及び基板の表
面に供給された現像液が基板の表面全体に拡がりかつ基
板周縁より飛散しないような低速に切換え可能とし、前
記現像液供給手段を、少なくとも小流量の現像液を吐出
するスプレイ式吐出ノズル及びこのスプレイ式吐出ノズ
ルの吐出流量より大きい流量の現像液を吐出する吐出ノ
ズルを備えて構成し、前記回転駆動手段により前記基板
保持手段を高速で回転させて、基板保持手段に保持され
て回転する基板の表面へ前記スプレイ式吐出ノズルから
現像液を吐出して、フォトレジスト膜のうち最終的に溶
解させるべきフォトレジストの一部を溶解させ、この溶
解したレジスト成分を含んだ現像液を基板上から遠心力
によって基板の周囲へ飛散させて、フォトレジスト膜を
粗現像した後、回転駆動手段により基板保持手段を低速
で回転させて、基板保持手段に保持されて回転する基板
の表面へ前記吐出ノズルから現像液を吐出してフォトレ
ジスト膜を現像するように制御する制御手段を設けたこ
とを特徴とする。
理装置は、表面にフォトレジスト膜が被着された基板を
水平姿勢に保持して鉛直軸回りに回転自在に支持された
基板保持手段と、この基板保持手段を回転させる回転駆
動手段と、前記基板保持手段に保持された基板の表面へ
現像液を供給する現像液供給手段とを備えた基板の回転
式現像処理装置において、前記回転駆動手段による前記
基板保持手段の回転の速度を、基板の表面に供給された
現像液が基板周縁より飛散するような高速及び基板の表
面に供給された現像液が基板の表面全体に拡がりかつ基
板周縁より飛散しないような低速に切換え可能とし、前
記現像液供給手段を、少なくとも小流量の現像液を吐出
するスプレイ式吐出ノズル及びこのスプレイ式吐出ノズ
ルの吐出流量より大きい流量の現像液を吐出する吐出ノ
ズルを備えて構成し、前記回転駆動手段により前記基板
保持手段を高速で回転させて、基板保持手段に保持され
て回転する基板の表面へ前記スプレイ式吐出ノズルから
現像液を吐出して、フォトレジスト膜のうち最終的に溶
解させるべきフォトレジストの一部を溶解させ、この溶
解したレジスト成分を含んだ現像液を基板上から遠心力
によって基板の周囲へ飛散させて、フォトレジスト膜を
粗現像した後、回転駆動手段により基板保持手段を低速
で回転させて、基板保持手段に保持されて回転する基板
の表面へ前記吐出ノズルから現像液を吐出してフォトレ
ジスト膜を現像するように制御する制御手段を設けたこ
とを特徴とする。
【０００９】請求項１に係る発明の回転式現像処理方法
により基板の表面に被着されたフォトレジスト膜の現像
処理を行なうようにしたときは、また、請求項２に係る
発明の回転式現像処理装置を使用して基板表面に被着さ
れたフォトレジスト膜の現像処理を行なうようにしたと
きは、まず、高速で回転する基板の表面へスプレイ式吐
出ノズルから小流量の現像液が吐出されて、フォトレジ
スト膜が粗現像される。この際、フォトレジストの溶解
が一気に進行し、基板の表面に吐出され遠心力によって
基板上を流れる現像液中には溶解したレジスト成分が多
量に含まれることになり、例えば高解像度のフォトレジ
ストの膜では、最終的に溶解させるべきフォトレジスト
の７〜８割程度のレジスト成分が含まれることになる
が、基板が高速で回転しているため、レジスト成分が多
量に含まれた現像液は、遠心力によって基板の周縁から
飛散し、基板上には殆んど残留することがない。また、
この粗現像の際の現像液の消費量は、それ程多くならな
い。
により基板の表面に被着されたフォトレジスト膜の現像
処理を行なうようにしたときは、また、請求項２に係る
発明の回転式現像処理装置を使用して基板表面に被着さ
れたフォトレジスト膜の現像処理を行なうようにしたと
きは、まず、高速で回転する基板の表面へスプレイ式吐
出ノズルから小流量の現像液が吐出されて、フォトレジ
スト膜が粗現像される。この際、フォトレジストの溶解
が一気に進行し、基板の表面に吐出され遠心力によって
基板上を流れる現像液中には溶解したレジスト成分が多
量に含まれることになり、例えば高解像度のフォトレジ
ストの膜では、最終的に溶解させるべきフォトレジスト
の７〜８割程度のレジスト成分が含まれることになる
が、基板が高速で回転しているため、レジスト成分が多
量に含まれた現像液は、遠心力によって基板の周縁から
飛散し、基板上には殆んど残留することがない。また、
この粗現像の際の現像液の消費量は、それ程多くならな
い。
【００１０】次に、基板の回転速度が低速に切り換えら
れ、低速で回転する基板の表面へ吐出ノズルから粗現像
の際の流量より大きい流量の現像液が吐出される。基板
の表面へ吐出された現像液は、遠心力によって基板の表
面全体に拡がり、基板の表面に現像液層が形成される。
この際、基板は低速で回転しているため、現像液が基板
の周縁から飛散して無駄に消費される、といったことが
ない。また、粗現像により、フォトレジスト膜を形成し
ていたレジスト成分のうちの相当の部分が溶解して基板
上から除去されており、現像工程の初期の段階が経過し
ていてフォトレジストの溶解速度がそれ程大きくないた
め、基板の表面全体を覆うように形成された現像液層に
おける現像液の組成は、基板面内の位置によって変わら
ず均一になっている。そして、基板の表面に現像液層が
形成されると、引き続き基板を低速で回転させながらも
しくは基板を停止させていわゆるパドル現像方式により
フォトレジスト膜が現像される。
れ、低速で回転する基板の表面へ吐出ノズルから粗現像
の際の流量より大きい流量の現像液が吐出される。基板
の表面へ吐出された現像液は、遠心力によって基板の表
面全体に拡がり、基板の表面に現像液層が形成される。
この際、基板は低速で回転しているため、現像液が基板
の周縁から飛散して無駄に消費される、といったことが
ない。また、粗現像により、フォトレジスト膜を形成し
ていたレジスト成分のうちの相当の部分が溶解して基板
上から除去されており、現像工程の初期の段階が経過し
ていてフォトレジストの溶解速度がそれ程大きくないた
め、基板の表面全体を覆うように形成された現像液層に
おける現像液の組成は、基板面内の位置によって変わら
ず均一になっている。そして、基板の表面に現像液層が
形成されると、引き続き基板を低速で回転させながらも
しくは基板を停止させていわゆるパドル現像方式により
フォトレジスト膜が現像される。
【００１１】尚、例えば、特開昭５７−１９８４５７号
公報、特開平７−２３０１７３号公報等には、表面にフ
ォトレジスト膜が被着された基板の表面へ現像液等を吐
出してフォトレジスト膜を濡らした後、基板表面へ現像
液を供給して基板の表面全体を覆うように現像液層を形
成し、フォトレジスト膜を現像する方法が開示されてい
る。しかし、それらの方法は、フォトレジスト膜の表面
を現像液等のプリウェット液で前もって濡らしておくこ
とにより、基板の表面全体に現像液が拡がり易くして、
基板の表面全体を覆う現像液層を形成しようとするもの
である。従って、それらの方法では、基板の表面に現像
液層が形成される以前の段階では、フォトレジスト膜の
現像は殆んど行なわれず、この発明に係る方法とは、基
本的な考え方を大きく異にする。
公報、特開平７−２３０１７３号公報等には、表面にフ
ォトレジスト膜が被着された基板の表面へ現像液等を吐
出してフォトレジスト膜を濡らした後、基板表面へ現像
液を供給して基板の表面全体を覆うように現像液層を形
成し、フォトレジスト膜を現像する方法が開示されてい
る。しかし、それらの方法は、フォトレジスト膜の表面
を現像液等のプリウェット液で前もって濡らしておくこ
とにより、基板の表面全体に現像液が拡がり易くして、
基板の表面全体を覆う現像液層を形成しようとするもの
である。従って、それらの方法では、基板の表面に現像
液層が形成される以前の段階では、フォトレジスト膜の
現像は殆んど行なわれず、この発明に係る方法とは、基
本的な考え方を大きく異にする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の最良の実施形態
について図面を参照しながら説明する。
について図面を参照しながら説明する。
【００１３】図１は、この発明に係る方法を実施するの
に使用されるスピンデベロッパの構成の１例を示す要部
斜視図である。このスピンデベロッパは、従来のものと
同様、表面に露光済みのフォトレジスト膜が被着された
基板Ｗを水平姿勢に保持するスピンチャック１０、この
スピンチャック１０の下面側中央に垂設されてスピンチ
ャック１０を鉛直軸回りに回転自在に支持する回転支軸
１２、この回転支軸１２を回転させてスピンチャック１
０に保持された基板Ｗを鉛直軸回りに回転させるスピン
モータ（図示せず）、スピンチャック１０に保持された
基板Ｗの側方及び下方を取り囲むように配設され基板Ｗ
上から周囲へ飛散する現像液を回収するカップ（図示せ
ず）などを備えている他、２種類の吐出ノズル１４、１
６を有している。
に使用されるスピンデベロッパの構成の１例を示す要部
斜視図である。このスピンデベロッパは、従来のものと
同様、表面に露光済みのフォトレジスト膜が被着された
基板Ｗを水平姿勢に保持するスピンチャック１０、この
スピンチャック１０の下面側中央に垂設されてスピンチ
ャック１０を鉛直軸回りに回転自在に支持する回転支軸
１２、この回転支軸１２を回転させてスピンチャック１
０に保持された基板Ｗを鉛直軸回りに回転させるスピン
モータ（図示せず）、スピンチャック１０に保持された
基板Ｗの側方及び下方を取り囲むように配設され基板Ｗ
上から周囲へ飛散する現像液を回収するカップ（図示せ
ず）などを備えている他、２種類の吐出ノズル１４、１
６を有している。
【００１４】２種類の吐出ノズルのうちの一方は、扇
形、例えば５０°の開き角度に拡がるように現像液をシ
ャワー状に吐出するスプレイ式吐出ノズル１４である。
また、もう一方の吐出ノズル１６は、現像液供給配管２
２に連通接続された筒体１８の先端を閉止して、筒体１
８内においてその先端で現像液が反転するようにし、筒
体１８を鉛直姿勢に保持し、その筒体１８の下端近傍の
側壁に複数個の吐出孔２０を円周方向に穿設して構成さ
れており、筒体１８の複数個の吐出孔２０からそれぞれ
水平方向へ現像液を小さな流速で棒状に吐出するように
なっている。スプレイ式吐出ノズル１４の吐出流量は、
もう一方の吐出ノズル１６の吐出流量より小さく設定さ
れており、例えば、スプレイ式吐出ノズル１４の吐出流
量は５０〜１００ｃｃ／ｍｉｎであり、もう一方の吐出
ノズル１６の吐出流量は６００〜６６０ｃｃ／ｍｉｎで
ある。
形、例えば５０°の開き角度に拡がるように現像液をシ
ャワー状に吐出するスプレイ式吐出ノズル１４である。
また、もう一方の吐出ノズル１６は、現像液供給配管２
２に連通接続された筒体１８の先端を閉止して、筒体１
８内においてその先端で現像液が反転するようにし、筒
体１８を鉛直姿勢に保持し、その筒体１８の下端近傍の
側壁に複数個の吐出孔２０を円周方向に穿設して構成さ
れており、筒体１８の複数個の吐出孔２０からそれぞれ
水平方向へ現像液を小さな流速で棒状に吐出するように
なっている。スプレイ式吐出ノズル１４の吐出流量は、
もう一方の吐出ノズル１６の吐出流量より小さく設定さ
れており、例えば、スプレイ式吐出ノズル１４の吐出流
量は５０〜１００ｃｃ／ｍｉｎであり、もう一方の吐出
ノズル１６の吐出流量は６００〜６６０ｃｃ／ｍｉｎで
ある。
【００１５】スプレイ式吐出ノズル１４は、基板Ｗの表
面から例えば３５〜７０ｃｍの高さ位置に配置されてい
る。そして、スプレイ式吐出ノズル１４は、図示しない
ノズル移動機構により、スピンチャック１０に保持され
た基板Ｗの上方位置と基板Ｗ上方から外れた待機位置と
の間を水平方向（矢印ａで示す方向）に往復移動させら
れる。また、スプレイ式吐出ノズル１４は、基板Ｗの上
方位置において水平方向（矢印ｂで示す方向）に例えば
３ｃｍ程度の距離を揺動させられ、揺動しながら現像液
を吐出することにより、図２の（ａ）に示すように、回
転している基板Ｗの表面全体に現像液Ｄをシャワー状に
供給する。もう一方の吐出ノズル１６も、図示しないノ
ズル移動機構により、筒体１８の下端とスピンチャック
１０に保持された基板Ｗの表面とが接近した図１に示す
位置と基板Ｗ上方から外れた待機位置との間を水平方向
（矢印ｃで示す方向）に往復移動させられる。そして、
この吐出ノズル１６は、図２の（ｂ）に示すように、基
板Ｗの表面に接近した位置に停止した状態において、現
像液供給配管２２を通って現像液が筒体１８内へ送給さ
れると、筒体１８の下端内壁面に当たって速度を減じら
れた現像液を、側壁に設けられた複数個の吐出孔２０か
ら水平方向へ吐出し、回転している基板Ｗの中心方向及
び周辺方向へ放射状に流出させて基板Ｗの表面へ供給
し、基板Ｗの表面全体に現像液Ｄが拡がるようにする。
スプレイ式吐出ノズル１４ともう一方の吐出ノズル１６
とは、択一的に基板Ｗの上方の現像液吐出位置に移動さ
せられる。
面から例えば３５〜７０ｃｍの高さ位置に配置されてい
る。そして、スプレイ式吐出ノズル１４は、図示しない
ノズル移動機構により、スピンチャック１０に保持され
た基板Ｗの上方位置と基板Ｗ上方から外れた待機位置と
の間を水平方向（矢印ａで示す方向）に往復移動させら
れる。また、スプレイ式吐出ノズル１４は、基板Ｗの上
方位置において水平方向（矢印ｂで示す方向）に例えば
３ｃｍ程度の距離を揺動させられ、揺動しながら現像液
を吐出することにより、図２の（ａ）に示すように、回
転している基板Ｗの表面全体に現像液Ｄをシャワー状に
供給する。もう一方の吐出ノズル１６も、図示しないノ
ズル移動機構により、筒体１８の下端とスピンチャック
１０に保持された基板Ｗの表面とが接近した図１に示す
位置と基板Ｗ上方から外れた待機位置との間を水平方向
（矢印ｃで示す方向）に往復移動させられる。そして、
この吐出ノズル１６は、図２の（ｂ）に示すように、基
板Ｗの表面に接近した位置に停止した状態において、現
像液供給配管２２を通って現像液が筒体１８内へ送給さ
れると、筒体１８の下端内壁面に当たって速度を減じら
れた現像液を、側壁に設けられた複数個の吐出孔２０か
ら水平方向へ吐出し、回転している基板Ｗの中心方向及
び周辺方向へ放射状に流出させて基板Ｗの表面へ供給
し、基板Ｗの表面全体に現像液Ｄが拡がるようにする。
スプレイ式吐出ノズル１４ともう一方の吐出ノズル１６
とは、択一的に基板Ｗの上方の現像液吐出位置に移動さ
せられる。
【００１６】尚、スピンモータによるスピンチャック１
０の、高速回転から低速回転への切換え、スプレイ式吐
出ノズル１４の、基板Ｗの上方位置と基板Ｗ上方から外
れた待機位置との間でのノズル移動機構による移動、基
板Ｗの上方位置でのスプレイ式吐出ノズル１４の揺動動
作、吐出ノズル１６の、基板Ｗの表面と接近した吐出位
置と基板Ｗ上方から外れた待機位置との間でのノズル移
動機構による移動、さらには、各吐出ノズル１４、１６
からの現像液の吐出タイミング等は、図示しない制御手
段としてのＣＰＵにより制御される。
０の、高速回転から低速回転への切換え、スプレイ式吐
出ノズル１４の、基板Ｗの上方位置と基板Ｗ上方から外
れた待機位置との間でのノズル移動機構による移動、基
板Ｗの上方位置でのスプレイ式吐出ノズル１４の揺動動
作、吐出ノズル１６の、基板Ｗの表面と接近した吐出位
置と基板Ｗ上方から外れた待機位置との間でのノズル移
動機構による移動、さらには、各吐出ノズル１４、１６
からの現像液の吐出タイミング等は、図示しない制御手
段としてのＣＰＵにより制御される。
【００１７】次に、このスピンデベロッパを使用して基
板Ｗの表面に被着したフォトレジスト膜を現像処理する
方法について説明する。
板Ｗの表面に被着したフォトレジスト膜を現像処理する
方法について説明する。
【００１８】図３にタイムチャートを示すように、ま
ず、基板Ｗを高速、例えば１，０００ｒｐｍで回転さ
せ、ｔ1時点からｔ3時点までの期間Ｔ1内において、図
２の（ａ）に示すように、スプレイ式吐出ノズル１４か
ら基板Ｗの表面へ小流量、例えば９０ｃｃ／ｍｉｎの流
量で現像液を吐出し、いわゆるスプレイ現像方式により
フォトレジスト膜を粗現像する。この粗現像により、例
えば高解像度のフォトレジストの膜では、基板Ｗの表面
に被着されたフォトレジスト膜のうち最終的に溶解させ
るべきフォトレジストの７〜８割程度のレジスト成分が
溶解する。この溶解した多量のレジスト成分を含んだ現
像液は、高速で回転している基板Ｗ上から遠心力によっ
て基板の周囲へ飛散し、基板Ｗ上には殆んど残留しな
い。
ず、基板Ｗを高速、例えば１，０００ｒｐｍで回転さ
せ、ｔ1時点からｔ3時点までの期間Ｔ1内において、図
２の（ａ）に示すように、スプレイ式吐出ノズル１４か
ら基板Ｗの表面へ小流量、例えば９０ｃｃ／ｍｉｎの流
量で現像液を吐出し、いわゆるスプレイ現像方式により
フォトレジスト膜を粗現像する。この粗現像により、例
えば高解像度のフォトレジストの膜では、基板Ｗの表面
に被着されたフォトレジスト膜のうち最終的に溶解させ
るべきフォトレジストの７〜８割程度のレジスト成分が
溶解する。この溶解した多量のレジスト成分を含んだ現
像液は、高速で回転している基板Ｗ上から遠心力によっ
て基板の周囲へ飛散し、基板Ｗ上には殆んど残留しな
い。
【００１９】粗現像が終了すると、図３に示すように、
基板Ｗの回転速度を高速から低速、例えば４００ｒｐｍ
→１００ｒｐｍと段階的に切り換え、最終的に基板Ｗを
停止させる。そして、粗現像の終了間際のｔ2時点から
基板Ｗの停止直後のｔ4時点までの期間Ｔ2内において、
図２の（ｂ）に示すように、もう一方の吐出ノズル１６
から基板Ｗの表面へ大流量、例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ
の流量で現像液を吐出する。これにより、基板Ｗの表面
へ吐出された現像液が遠心力によって基板Ｗの表面全体
に拡がり、基板Ｗの表面に現像液層が形成される。この
際、基板は低速で回転しているため、基板Ｗ上に供給さ
れた現像液は、そのまま基板Ｗ上に残留して現像液層を
形成する。また、粗現像により、フォトレジスト膜を形
成していたレジスト成分のうちの相当の部分が溶解して
基板Ｗ上から除去され、現像工程の初期の段階が経過し
ていてフォトレジストの溶解速度がそれ程大きくないた
め、基板Ｗの表面全体を覆うように形成された現像液層
における現像液の組成は、基板Ｗ面内において均一にな
っている。この状態で、いわゆるパドル現像方式により
フォトレジスト膜が現像される。尚、基板Ｗ上から現像
液が流下しない程度の低速で基板Ｗを回転させながら、
パドル現像方式によるフォトレジスト膜の現像を行なう
ようにしてもよい。
基板Ｗの回転速度を高速から低速、例えば４００ｒｐｍ
→１００ｒｐｍと段階的に切り換え、最終的に基板Ｗを
停止させる。そして、粗現像の終了間際のｔ2時点から
基板Ｗの停止直後のｔ4時点までの期間Ｔ2内において、
図２の（ｂ）に示すように、もう一方の吐出ノズル１６
から基板Ｗの表面へ大流量、例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ
の流量で現像液を吐出する。これにより、基板Ｗの表面
へ吐出された現像液が遠心力によって基板Ｗの表面全体
に拡がり、基板Ｗの表面に現像液層が形成される。この
際、基板は低速で回転しているため、基板Ｗ上に供給さ
れた現像液は、そのまま基板Ｗ上に残留して現像液層を
形成する。また、粗現像により、フォトレジスト膜を形
成していたレジスト成分のうちの相当の部分が溶解して
基板Ｗ上から除去され、現像工程の初期の段階が経過し
ていてフォトレジストの溶解速度がそれ程大きくないた
め、基板Ｗの表面全体を覆うように形成された現像液層
における現像液の組成は、基板Ｗ面内において均一にな
っている。この状態で、いわゆるパドル現像方式により
フォトレジスト膜が現像される。尚、基板Ｗ上から現像
液が流下しない程度の低速で基板Ｗを回転させながら、
パドル現像方式によるフォトレジスト膜の現像を行なう
ようにしてもよい。
【００２０】以上の現像処理において、基板Ｗの直径が
６インチで、その基板１枚当りの現像液使用量が５０ｃ
ｃに制限されている場合、基板Ｗの表面に現像液層、例
えば厚み２ｍｍの現像液層を形成するためには、現像液
を約３５ｃｃ（≒基板Ｗの面積１７６ｃｍ2×液層厚み
０．２ｃｍ）必要とするので、残りの１５ｃｃが粗現像
用に使用可能である。従って、流量９０ｃｃ／ｍｉｎの
スプレイ式吐出ノズル１４を使用すると、スプレイ式吐
出ノズル１４からは１０秒間の現像液の吐出が可能であ
り、この期間Ｔ1＝１０秒間内にフォトレジスト膜の粗
現像が行なわれることとなる。また、流量６００ｃｃ／
ｍｉｎの吐出ノズル１６からは、期間Ｔ2＝３．５秒
間、現像液が吐出される。
６インチで、その基板１枚当りの現像液使用量が５０ｃ
ｃに制限されている場合、基板Ｗの表面に現像液層、例
えば厚み２ｍｍの現像液層を形成するためには、現像液
を約３５ｃｃ（≒基板Ｗの面積１７６ｃｍ2×液層厚み
０．２ｃｍ）必要とするので、残りの１５ｃｃが粗現像
用に使用可能である。従って、流量９０ｃｃ／ｍｉｎの
スプレイ式吐出ノズル１４を使用すると、スプレイ式吐
出ノズル１４からは１０秒間の現像液の吐出が可能であ
り、この期間Ｔ1＝１０秒間内にフォトレジスト膜の粗
現像が行なわれることとなる。また、流量６００ｃｃ／
ｍｉｎの吐出ノズル１６からは、期間Ｔ2＝３．５秒
間、現像液が吐出される。
【００２１】尚、吐出ノズルの構成は、図示例のものに
限定されず、同様の機能を有するものであればどのよう
な構成のものであってもよい。また、吐出ノズルの本数
は、２本以上であってもよい。
限定されず、同様の機能を有するものであればどのよう
な構成のものであってもよい。また、吐出ノズルの本数
は、２本以上であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】請求項１に係る発明の回転式現像処理方
法により基板の表面に被着されたフォトレジスト膜の現
像処理を行なうようにしたときは、高解像度のフォトレ
ジストの膜が形成された基板であっても、現像に際して
基板の表面全体を覆うように形成された現像液層におけ
る現像液の組成が、基板の中心付近と周縁付近とで変わ
らず、現像結果を基板の表面全体にわたって均一にする
ことができる。また、現像液を効率良く使用して現像液
の消費量を少なく抑えることができ、スプレイ現像方式
におけるように吐出ノズルから現像液が吐出される際に
現像液が温度降下して現像結果に影響を及ぼす、といっ
た心配も無い。
法により基板の表面に被着されたフォトレジスト膜の現
像処理を行なうようにしたときは、高解像度のフォトレ
ジストの膜が形成された基板であっても、現像に際して
基板の表面全体を覆うように形成された現像液層におけ
る現像液の組成が、基板の中心付近と周縁付近とで変わ
らず、現像結果を基板の表面全体にわたって均一にする
ことができる。また、現像液を効率良く使用して現像液
の消費量を少なく抑えることができ、スプレイ現像方式
におけるように吐出ノズルから現像液が吐出される際に
現像液が温度降下して現像結果に影響を及ぼす、といっ
た心配も無い。
【００２３】また、請求項２に係る発明の回転式現像処
理装置を使用すると、請求項１に係る発明の回転式現像
処理方法を好適に実施して、上記効果を奏することがで
きる。
理装置を使用すると、請求項１に係る発明の回転式現像
処理方法を好適に実施して、上記効果を奏することがで
きる。
【図１】この発明に係る方法を実施するのに使用される
スピンデベロッパの構成の１例を示す要部斜視図であ
る。
スピンデベロッパの構成の１例を示す要部斜視図であ
る。
【図２】（ａ）は、スプレイ式吐出ノズルから基板の表
面へ小流量の現像液を吐出している状態を示す要部概略
正面図であり、（ｂ）は、もう一方の吐出ノズルから基
板の表面へ大流量の現像液を吐出している状態を示す要
部概略正面図である。
面へ小流量の現像液を吐出している状態を示す要部概略
正面図であり、（ｂ）は、もう一方の吐出ノズルから基
板の表面へ大流量の現像液を吐出している状態を示す要
部概略正面図である。
【図３】図１に示したスピンデベロッパを使用して基板
の表面に被着したフォトレジスト膜を現像処理する場合
のタイムチャートの１例である。
の表面に被着したフォトレジスト膜を現像処理する場合
のタイムチャートの１例である。
１０ スピンチャック
１２ 回転支軸
１４ スプレイ式吐出ノズル（小流量ノズル）
１６ 吐出ノズル（大流量ノズル）
２０ 吐出孔
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−119482（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−302725（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−198457（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−138990（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−307724（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 7/30
Claims (2)
- 【請求項１】 表面にフォトレジスト膜が被着された基
板を水平姿勢に保持して鉛直軸回りに回転させ、その基
板の表面へ現像液を供給してフォトレジスト膜を現像す
る基板の回転式現像処理方法において、 基板の表面に供給された現像液が基板周縁より飛散する
ような高速で基板を回転させながら、その基板の表面へ
スプレイ式吐出ノズルから小流量の現像液を吐出して、
フォトレジスト膜のうち最終的に溶解させるべきフォト
レジストの一部を溶解させ、この溶解したレジスト成分
を含んだ現像液を基板上から遠心力によって基板の周囲
へ飛散させて、フォトレジスト膜を粗現像した後、 基板の表面に供給された現像液が基板の表面全体に拡が
りかつ基板の周縁より飛散しないような低速で基板を回
転させながら、その基板の表面へ吐出ノズルから前記粗
現像の際の流量より大きい流量の現像液を吐出して、基
板の表面に現像液層を形成し、引き続き基板を低速で回
転させながらもしくは基板を停止させてフォトレジスト
膜を現像することを特徴とする基板の回転式現像処理方
法。 - 【請求項２】 表面にフォトレジスト膜が被着された基
板を水平姿勢に保持して鉛直軸回りに回転自在に支持さ
れた基板保持手段と、 この基板保持手段を回転させる回転駆動手段と、 前記基板保持手段に保持された基板の表面へ現像液を供
給する現像液供給手段とを備えた基板の回転式現像処理
装置において、 前記回転駆動手段による前記基板保持手段の回転の速度
を、基板の表面に供給された現像液が基板周縁より飛散
するような高速及び基板の表面に供給された現像液が基
板の表面全体に拡がりかつ基板周縁より飛散しないよう
な低速に切換え可能とし、 前記現像液供給手段を、少なくとも小流量の現像液を吐
出するスプレイ式吐出ノズル及びこのスプレイ式吐出ノ
ズルの吐出流量より大きい流量の現像液を吐出する吐出
ノズルを備えて構成し、 前記回転駆動手段により前記基板保持手段を高速で回転
させて、基板保持手段に保持されて回転する基板の表面
へ前記スプレイ式吐出ノズルから現像液を吐出して、フ
ォトレジスト膜のうち最終的に溶解させるべきフォトレ
ジストの一部を 溶解させ、この溶解したレジスト成分を
含んだ現像液を基板上から遠心力によって基板の周囲へ
飛散させて、フォトレジスト膜を粗現像した後、回転駆
動手段により基板保持手段を低速で回転させて、基板保
持手段に保持されて回転する基板の表面へ前記吐出ノズ
ルから現像液を吐出してフォトレジスト膜を現像するよ
うに制御する制御手段を設けたことを特徴とする基板の
回転式現像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2588096A JP3451158B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 基板の回転式現像処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2588096A JP3451158B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 基板の回転式現像処理方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199410A JPH09199410A (ja) | 1997-07-31 |
| JP3451158B2 true JP3451158B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=12178105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2588096A Expired - Fee Related JP3451158B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 基板の回転式現像処理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451158B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7074726B2 (en) | 2002-01-31 | 2006-07-11 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate treating method and substrate treating apparatus |
| JP5317504B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2013-10-16 | 株式会社Ｓｏｋｕｄｏ | 現像装置および現像方法 |
| JP5323374B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2013-10-23 | 株式会社Ｓｏｋｕｄｏ | 現像装置および現像方法 |
| JP5262829B2 (ja) * | 2009-02-25 | 2013-08-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 現像装置及び現像方法 |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP2588096A patent/JP3451158B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09199410A (ja) | 1997-07-31 |
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