JP3580664B2 - 現像装置および現像方法 - Google Patents
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Description
【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現像方法に関する。
【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】
例えば、回転式現像装置は、基板を水平に保持して鉛直軸の周りで回転させる回転保持部と、基板の表面に現像液を供給する現像液吐出ノズルとを備える。現像液吐出ノズルは、水平面内で回動自在に設けられたノズルアームの先端に取り付けられており、基板の上方位置と待機位置との間を移動することができる。
【0004】
現像処理時には、現像液吐出ノズルが待機位置から基板の上方に移動した後、基板上の感光性膜に現像液を供給する。供給された現像液は、基板の回転によって基板の全面に塗り広げられ、感光性膜と接触する。表面張力により基板上に現像液を保持した状態(液盛り)で一定時間基板を静止させることにより感光性膜の現像が行われる。現像液の供給が終了すると、現像液吐出ノズルはノズルアームの回動により基板の上方から退いた待機位置に移動する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の回転式現像装置では、回転する基板に吐出開始時の現像液が当たることにより基板上の感光性膜が大きな衝撃を受ける。その衝撃で現像液中に気泡が生じ、感光性膜の表面に残留する微小な気泡が現像欠陥となる場合がある。また、吐出開始時の現像液による衝撃で感光性膜が損傷するおそれもある。
【0006】
そこで、スリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルから現像液を吐出しながら基板上の一端から他端へ現像液吐出ノズルを直線状に移動させることにより、基板上に現像液を供給する現像方法が提案されている。この現像方法によれば、基板上の感光性膜に衝撃が加わらず、基板上に現像液が均一に供給される。しかしながら、現像液吐出ノズルを基板上で直線状に移動させるので、基板上で現像時間に差が生じる。それにより、基板面内で現像均一性が悪くなり、現像後のパターン線幅の均一性が低下する。
【0007】
本発明の目的は、低コストで均一な現像処理を行うことができる現像装置および現像方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【0009】
第1の発明に係る現像装置は、基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、現像液を吐出する現像液吐出ノズルと、現像を停止させるためのリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルと、基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに移動させる移動手段と、移動手段により現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに基板上を移動させつつ基板の一方の端縁側から他方の端縁側へ現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、移動手段により現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに基板上を移動させつつ基板の一方の端縁側から他方の端縁側へリンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行う制御手段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、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに静止した基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで移動する。
【0011】
この場合、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに基板上を移動しつつ基板の一方の端縁側から他方の端縁側へ現像液吐出ノズルによる現像液の吐出が行われた後、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに基板上を移動しつつ基板の一方の端縁側から他方の端縁側へリンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出が行われることにより現像を停止させることができる。したがって、基板上での現像時間を均一にすることが可能となる。また、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに基板上を移動するので、移動手段の構成が簡単かつ小型となり、省スペース化が図られる。これらの結果、低コストで均一な現像処理を行うことが可能となる。
【0012】
第2の発明に係る現像装置は、基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、現像液を吐出する現像液吐出ノズルと、現像を停止させるためのリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルと、基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに移動させる移動手段とを備え、移動手段により現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに基板上を一方向に移動させつつ現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、移動手段により現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに一方向に移動させつつリンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行う制御手段をさらに備えたものである。
【0013】
第2の発明に係る現像装置においては、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに静止した基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで移動する。
【0014】
この場合、現像液吐出ノズルを一方向に走査させた後、リンス液吐出ノズルを同一方向に走査させることにより、基板上の各部分で現像液吐出ノズルによる現像液の供給からリンス液吐出ノズルによるリンス液の供給までの時間が等しくなる。それにより、基板面内で現像時間が均一となり、現像パターンの線幅均一性が向上する。
【0015】
第3の発明に係る現像装置は、基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、現像液を吐出する現像液吐出ノズルと、現像を停止させるためのリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルと、基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに移動させる移動手段とを備え、移動手段により現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに基板上を一方向に移動させつつ現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、基板保持手段に保持された基板を鉛直方向の軸の周りで180度回転させ、移動手段により現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに一方向と逆の方向に移動させつつリンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行う制御手段をさらに備えたものである。
【0016】
第3の発明に係る現像装置においては、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに静止した基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで移動する。
【0017】
この場合、現像液吐出ノズルを一方向に走査させた後、基板を180度回転させ、リンス液吐出ノズルを逆方向に走査させることにより、基板上の各部分で現像液吐出ノズルによる現像液の供給からリンス液吐出ノズルによるリンス液の供給までの時間が等しくなる。それにより、基板面内で現像時間が均一となり、現像パターンの線幅均一性が向上する。
【0018】
また、現像液吐出ノズルおよびリンス液吐出ノズルの移動距離が短くなるので、現像処理に要する時間が短縮され、現像装置の稼働率が向上する。
【0019】
第4の発明に係る現像装置は、第1〜第3のいずれかの発明に係る現像装置の構成において、現像液吐出ノズルは、基板の直径以上の幅で移動手段による移動方向とほぼ垂直な方向にほぼ直線状に現像液を吐出し、リンス液吐出ノズルは、基板の直径以上の幅で移動手段による移動方向とほぼ垂直な方向にほぼ直線状にリンス液を吐出するものである。
【0020】
この場合、現像液吐出ノズルの1回の走査で現像液を基板上に均一に供給することができ、かつ現像液の消費量が少なくなる。また、リンス液吐出ノズルの1回の走査でリンス液を基板上に均一に供給することができ、かつリンス液の消費量が少なくなる。
【0021】
第5の発明に係る現像装置は、第1〜第4のいずれかの発明に係る現像装置の構成において、制御手段は、現像液の供給時に、現像液吐出ノズルが基板上に達する前に現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を開始させるものである。
【0022】
この場合、現像液吐出ノズルが静止した基板上に達する前に現像液の吐出が開始されるので、吐出開始時の現像液が基板に衝撃を与えることが回避される。それにより、現像液中の気泡の発生が抑制されて現像欠陥の発生が防止されるとともに、衝撃による基板上の感光性膜の損傷が防止される。
【0023】
また、現像液吐出ノズルの移動中に空気に接触する吐出口付近の現像液が基板外に廃棄され、現像液吐出ノズルが基板上に到達した時点で現像液吐出ノズルから新しい現像液が静止した基板上に供給される。それにより、変質した現像液により現像欠陥が発生することが防止されるとともに、乾燥した現像液によるパーティクルが基板表面に付着することが防止される。
【0024】
第6の発明に係る現像装置は、第5の発明に係る現像装置の構成において、制御手段は、現像液吐出ノズルが基板上を通過した後に現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を停止させるものである。
【0025】
この場合、現像液吐出ノズルが基板上を通り過ぎた後に現像液の吐出が停止されるので、吐出停止時の現像液の液だれにより基板表面に衝撃が加わることが防止されるとともに、吐出停止時の衝撃により液盛り中の現像液へ悪影響が与えられることが防止される。それにより、現像欠陥の発生および現像後の感光性膜パターンの線幅均一性の劣化が防止される。
【0026】
さらに、現像液吐出ノズルが基板上を通過する間、新しい現像液が連続的に供給されるので、基板上に現像液が均一に供給される。
【0027】
第7の発明に係る現像装置は、第1〜第6のいずれかの発明に係る現像装置の構成において、制御手段は、リンス液の供給時に、リンス液吐出ノズルが基板上に達する前にリンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を開始させるものである。
【0028】
この場合、リンス液吐出ノズルが静止した基板上に達する前にリンス液の吐出が開始されるので、吐出開始時のリンス液が基板に衝撃を与えることが回避される。それにより、リンス液中の気泡の発生が抑制されて現像欠陥の発生が防止されるとともに、衝撃による基板上の感光性膜の損傷が防止される。
【0029】
また、リンス液吐出ノズルの移動中に空気に接触する吐出口付近のリンス液が基板外に廃棄され、リンス液吐出ノズルが基板上に到達した時点でリンス液吐出ノズルから新しいリンス液が静止した基板上に供給される。それにより、変質したリンス液により現像欠陥が発生することが防止されるとともに、乾燥したリンス液によるパーティクルが基板表面に付着することが防止される。
【0030】
第8の発明に係る現像装置は、第7の発明に係る現像装置の構成において、制御手段は、リンス液吐出ノズルが基板上を通過した後にリンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を停止させるものである。
【0031】
この場合、リンス液吐出ノズルが基板上を通り過ぎた後にリンス液の吐出が停止されるので、吐出停止時のリンス液の液だれにより基板表面に衝撃が加わることが防止されるとともに、吐出停止時の衝撃により液盛り中の現像液へ悪影響が与えられることが防止される。それにより、現像欠陥の発生および現像後の感光性膜パターンの線幅均一性の劣化が防止される。
【0032】
さらに、リンス液吐出ノズルが基板上を通過する間、新しいリンス液が連続的に供給されるので、基板上にリンス液が均一に供給される。
【0033】
第9の発明に係る現像装置は、第1〜第8のいずれかの発明に係る現像装置の構成において、現像液吐出ノズルによる現像液の吐出方向が鉛直下向きから現像液吐出ノズルの移動方向と反対方向に傾けられたものである。
【0034】
この場合、基板表面において現像液吐出ノズルの移動方向への現像液の流動が抑制されるとともに、移動方向とは逆方向への現像液の流動が誘起される。移動方向への現像液の流動が抑制されることにより、現像液が現像液吐出ノズルよりも移動方向側へ先行して流れることが防止され、現像液の均一性が向上する。また、移動方向とは逆方向への現像液の流動が誘起されることにより、マイクロバブルと呼ばれる現像液中の微小な泡が基板表面に付着することが防止され、微小な泡の付着による現像欠陥の発生が抑制される。
【0035】
第10の発明に係る現像装置は、第1〜第9の発明に係る現像装置の構成において、リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出方向が鉛直下向きからリンス液吐出ノズルの移動方向と反対方向に傾けられたものである。
【0036】
この場合、基板表面においてリンス液吐出ノズルの移動方向へのリンス液の流動が抑制されるとともに、移動方向とは逆方向へのリンス液の流動が誘起される。移動方向へのリンス液の流動が抑制されることにより、リンス液がリンス液吐出ノズルよりも移動方向側へ先行して不規則に流れることが防止されるので、直線状に現像の停止を行うことができ、現像の均一性が向上する。また、移動方向とは逆方向へのリンス液の流動が誘起されることにより、リンス効果が向上する。
【0037】
第11の発明に係る現像装置は、第1〜第10のいずれかの発明に係る現像装置の構成において、現像液吐出ノズルおよびリンス液吐出ノズルは、水平方向に配置されたスリット状吐出口をそれぞれ有し、移動手段は、現像液吐出ノズルおよびリンス液吐出ノズルをスリット状吐出口とほぼ垂直な方向に直線状に移動させるものである。
【0038】
これにより、現像液およびリンス液を少ない消費量で基板の全面に均一に供給することができる。
【0046】
第12の発明に係る現像方法は、基板保持手段に静止状態で保持された基板上に現像液吐出ノズルから現像液を吐出供給する現像方法であって、現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで移動させつつ基板の一方の端縁側から他方の端縁側へ現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで移動させつつ基板の一方の端縁側から他方の端縁側へリンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行うものである。
【0047】
第12の発明に係る現像方法においては、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに静止した基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで移動する。
【0048】
この場合、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに基板上を移動しつつ基板の一方の端縁側から他方の端縁側へ現像液吐出ノズルによる現像液の吐出が行われた後、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに基板上を移動しつつ基板の一方の端縁側から他方の端縁側へリンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出が行われることにより現像を停止させることができる。したがって、基板上での現像時間を均一にすることが可能となる。また、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに基板上を移動するので、移動手段の構成が簡単かつ小型となり、省スペース化が図られる。これらの結果、低コストで均一な現像処理を行うことが可能となる。
【0049】
第13の発明に係る現像方法は、基板保持手段に静止状態で保持された基板上に現像液吐出ノズルから現像液を吐出供給する現像方法であって、現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで一方向に移動させつつ現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで一方向に移動させつつリンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行うものである。
【0050】
第13の発明に係る現像方法においては、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに静止した基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで移動する。
【0051】
この場合、現像液吐出ノズルを一方向に走査させた後、リンス液吐出ノズルを同一方向に走査させることにより、基板上の各部分で現像液吐出ノズルによる現像液の供給からリンス液吐出ノズルによるリンス液の供給までの時間が等しくなる。それにより、基板面内で現像時間が均一となり、現像パターンの線幅均一性が向上する。
【0052】
第14の発明に係る現像方法は、基板保持手段に静止状態で保持された基板上に現像液吐出ノズルから現像液を吐出供給する現像方法であって、現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで一方向に移動させつつ現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、基板保持手段に保持された基板を鉛直方向の軸の周りで180度回転させ、現像液吐出ノズルをリンス液吐出ノズルとともに基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで一方向と逆の方向に移動させつつリンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行うものである。
【0053】
第14の発明に係る現像方法においては、現像液吐出ノズルがリンス液吐出ノズルとともに静止した基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで移動する。
【0054】
この場合、現像液吐出ノズルを一方向に走査させた後、基板を180度回転させ、リンス液吐出ノズルを逆方向に走査させることにより、基板上の各部分で現像液吐出ノズルによる現像液の供給からリンス液吐出ノズルによるリンス液の供給までの時間が等しくなる。それにより、基板面内で現像時間が均一となり、現像パターンの線幅均一性が向上する。
【0055】
また、現像液吐出ノズルおよびリンス液吐出ノズルの移動距離が短くなるので、現像処理に要する時間が短縮され、現像方法の稼働率が向上する。
【0063】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施例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。
【0064】
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。
【0065】
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、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、洗浄用リンス液として純水を吐出する洗浄用のリンス液吐出ノズル12が矢印Rの方向に回動可能に設けられている。
【0066】
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。この現像液吐出ノズル11には、現像停止用のリンス液吐出ノズル16が取り付けられている。これにより、現像液吐出ノズル11は、リンス液吐出ノズル16とともに待機ポット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。図3に示すように、現像液吐出ノズル11は矢印Qの方向に回動可能に構成されている。
【0067】
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る。また、リンス液吐出ノズル16には、リンス液供給系17により現像停止用のリンス液が供給される。本実施例では、現像停止用のリンス液として純水が用いられる。制御部13は、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、現像液吐出ノズル11からの現像液の吐出およびリンス液吐出ノズル16からのリンス液の吐出を制御する。
【0068】
本実施例では、基板保持部1が基板保持手段に相当し、アーム駆動部10が移動手段に相当し、制御部13が制御手段に相当する。
【0069】
図4は現像液吐出ノズル11およびリンス液吐出ノズル16の概略断面図である。また、図5は現像液吐出ノズル11のスリット状吐出口15を示す図、図6はリンス液吐出ノズル16の正面図である。
【0070】
図4に示すように、現像液吐出ノズル11は現像液供給口19およびスリット状吐出口15を有する。図5に示すスリット状吐出口15のスリット幅tは0.05〜0.5mmであり、本実施例では0.1mmである。また、スリット状吐出口15の吐出幅Lは処理対象となる基板100の直径と同じかまたはそれよりも大きく設定されている。このスリット状吐出口15は現像液吐出ノズル11の走査方向Aと垂直に配置される。
【0071】
この現像液吐出ノズル11の側壁にリンス液吐出ノズル16が取り付けられている。図6に示すように、リンス液吐出ノズル16は管状部材20からなり、その周壁にスリット状吐出口18が設けられている。リンス液は、矢印で示すように、管状部材20の両端部から供給される。スリット状吐出口18の吐出幅Wは処理対象となる基板100の直径と同じかまたはそれよりも大きく設定されている。このスリット状吐出口18は現像液吐出ノズル11の走査方向Aと垂直に配置される。
【0072】
図7は現像液吐出ノズル11による現像液の吐出方向を示す側面図である。図7に示すように、現像液の供給時には、現像液吐出ノズル11は、現像液の吐出方向Bが基板の法線方向(鉛直下向き)から走査方向Aと反対側に角度α傾斜するように傾けられる。傾斜角度αは0〜30°の範囲内であり、本実施例では20°に設定される。
【0073】
また、現像液吐出ノズル11は、現像液の供給時にスリット状吐出口15が基板100の上面に対して0.2〜5.0mm、より好ましくは0.2〜1.0mmの間隔を保つように走査される。本実施例では、現像液吐出ノズル11のスリット状吐出口15と基板100の上面との間隔が0.3±0.1mmに設定される。
【0074】
図8はリンス液吐出ノズル16によるリンス液の吐出方向を示す側面図である。図8に示すように、リンス液の供給時には、現像液吐出ノズル11は、リンス液吐出ノズル16からのリンス液の吐出方向Cが基板の法線方向(鉛直下向き)から走査方向Aと反対側に角度β傾斜するように傾けられる。傾斜角度βは10〜60°の範囲内であり、本実施例では30°に設定される。
【0075】
次に図9を参照しながら図1の現像装置の動作の第1の例を説明する。現像処理時には、基板100は基板保持部1により静止状態で保持されている。
【0076】
まず、図9(a)に示すように、待機時には、現像液吐出ノズル11は、待機ポット6内の位置P0に待機している。現像液の供給時には、現像液吐出ノズル11が上昇した後、走査方向Aに移動し、外側カップ5内の走査開始位置P1で下降する。
【0077】
その後、現像液吐出ノズル11は、走査開始位置P1から所定の走査速度で走査を開始する。この時点では、現像液吐出ノズル11からまだ現像液の吐出は行わない。本実施例では、走査速度は10〜500mm/秒とする。
【0078】
現像液吐出ノズル11の走査開始後、現像液吐出ノズル11のスリット状吐出口15が基板100上に到達する前に、吐出開始位置P2にて所定の流量で現像液吐出ノズル11による現像液の吐出を開始する。本実施例では、現像液の吐出流量は1.5L/分とする。
【0079】
現像液吐出ノズル11は、現像液を吐出しながら吐出開始位置P2から基板100上を走査方向Aに直線状に移動する。これにより、基板100の全面に現像液が連続的に供給される。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。
【0080】
現像液吐出ノズル11が基板100上を通過した後、基板100上から外れた吐出停止位置P3で現像液吐出ノズル11による現像液の吐出を停止させる。そして、現像液吐出ノズル11が外側カップ5内の走査停止位置P4に到達した時点で現像液吐出ノズル11の走査を停止させる。
【0081】
その後、現像液吐出ノズル11は、走査停止位置P4で上昇した後、他方の待機ポット7の位置P5まで移動し、待機ポット7内に下降する。
【0082】
待機ポット7内では、現像液吐出ノズル11の先端に付着した現像液を水洗洗浄ノズル(図示せず)で水洗洗浄し、その後残留する水滴を吸引ノズル(図示せず)で吸引して除去する処理が行われる。なお、これらの処理で発生する水滴の飛沫が処理中の基板に飛び散らないように、待機ポット6,7は側壁で囲まれている(図3参照)。
【0083】
図9(b)に示すように、基板100上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上のフォトレジスト膜等の感光性膜の現像を進行させる。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。なお、基板100を回転させる場合には、次のリンス液供給処理の開始時点で基板100の向きが図9(a)の現像液供給時と同じ向きになっていることが必要である。
【0084】
この間に、現像液吐出ノズル11は、待機ポット7内から上昇した後、走査方向Aと逆方向に移動し、外側カップ5内の次の走査開始位置R1で下降する。この場合、現像液吐出ノズル11およびリンス液吐出ノズル16が基板100上に保持された現像液に接触しないように、現像液吐出ノズル11の下端を基板100の表面から3mm程度以上離した状態で移動させることが望ましい。
【0085】
その後、図9(c)に示すように、現像液吐出ノズル11は、リンス液吐出ノズル16とともに走査開始位置R1から走査方向Aに所定の走査速度で走査を開始する。この時点では、リンス液吐出ノズル16からまだリンス液の吐出は行わない。
【0086】
現像液吐出ノズル11の走査開始後、リンス液吐出ノズル16のスリット状吐出口18が基板100上に到達する前に、吐出開始位置R2にて所定の流量でリンス液吐出ノズル16によるリンス液の吐出を開始する。リンス液の吐出流量は、現像液の吐出流量と同様またはやや大流量とする。本実施例では、リンス液の吐出流量は3.0L/分とする。
【0087】
現像液吐出ノズル11は、リンス液吐出ノズル16からリンス液を吐出しながら吐出開始位置R2から基板100上を走査方向Aに直線状に移動する。これにより、基板100の全面にリンス液が連続的に供給され、現像処理が停止される。
【0088】
この場合、現像液吐出ノズル11およびリンス液吐出ノズル16と基板100の表面との距離は、特に限定されないが、現像液吐出ノズル11およびリンス液吐出ノズル16が基板100上に保持された現像液に接触しないように現像液吐出ノズル11の下端を基板100から3mm以上離すことが望ましい。これにより、基板100上の現像液の汚染が回避される。
【0089】
現像液吐出ノズル11が基板100上を通過した後、リンス液吐出ノズル16が基板100上から外れた吐出停止位置R3でリンス液吐出ノズル16によるリンス液の吐出を停止させる。そして、現像液吐出ノズル11が外側カップ5内の走査停止位置R4に到達した時点で現像液吐出ノズル11の走査を停止させる。
【0090】
その後、現像液吐出ノズル11は、走査停止位置R4で上昇した後、走査方向Aと逆方向に移動し、待機ポット6の位置で待機ポット6内に下降する。
【0091】
なお、リンス液吐出ノズル16によるリンス液の供給は現像の停止を目的としているので、基板100上の現像液のすべてをリンス液で置換する必要はない。すなわち、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。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は次の図9(d)の処理で洗浄される。
【0092】
さらに、基板100上の全面で現像処理時間の均一化を図るには、図9(c)のリンス液の供給時において、図9(a)の現像液の供給時と同じ速度でリンス液吐出ノズル16を走査させることが好ましい。しかしながら、図9(c)におけるリンス液吐出ノズル16の走査速度が図9(a)における現像液吐出ノズル11の走査速度と厳密に同じである必要はなく、現像結果に応じてリンス液吐出ノズル16の走査速度を調整してもよい。
【0093】
次に、図9(d)に示すように、モータ2により回転数1000rpm程度で基板100を回転させ、洗浄用のリンス液吐出ノズル12から純水を基板100の中心部分および周辺部分に供給し、一定時間基板100の表面を洗浄する。
【0094】
最後に、図9(e)に示すように、リンス液吐出ノズル12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4000rpm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。
【0095】
なお、図9(c)のリンス液の供給処理における走査開始位置R1、吐出開始位置R2、吐出停止位置R3および走査停止位置R4は、それぞれ図9(a)の現像液の供給処理における走査開始位置P1、吐出開始位置P2、吐出停止位置P3および走査停止位置P4と一致しなくてもよく、現像液吐出ノズル11からの現像液およびリンス液吐出ノズル16からのリンス液の着液位置を考慮してこれらの位置を必要に応じて調整してもよい。
【0096】
また、走査開始位置P1と吐出開始位置P2の順序、吐出停止位置P3と走査停止位置P4の順序、走査開始位置Rと吐出開始位置R2の順序、および吐出停止位置R3と走査停止位置R4の順序は、上記の例に限らず、それぞれ互いに同時であってもよい。
【0097】
図10は基板100上での現像液吐出ノズル11の走査を示す側面図である。上記のように現像液の吐出方向が鉛直下向きから走査方向Aと反対方向に傾けられているので、基板100の表面において走査方向Aへの現像液の流動が抑制されるとともに、走査方向Aとは逆方向への現像液の流動が誘起される。走査方向Aへの現像液の流動が抑制されることにより、現像液が現像液吐出ノズル11よりも走査方向Aの側へ先行して流れることが防止され、現像の均一性が向上する。走査方向Aとは逆方向への現像液の流動が誘起されることにより、マイクロバブルと呼ばれる現像液中の微小な泡が基板100上の感光性膜の表面に付着することが防止され、現像欠陥の発生が抑制される。
【0098】
図11は基板100上でのリンス液吐出ノズル16の走査を示す側面図である。上記のようにリンス液の吐出方向が鉛直下向きから走査方向Aと反対方向に傾けられているので、基板100の表面において走査方向Aへのリンス液の流動が抑制されるとともに、走査方向Aとは逆方向へのリンス液の流動が誘起される。走査方向Aへのリンス液の流動が抑制されることにより、リンス液が走査方向Aの側に先行して不規則に流れることが防止されるので、現像の停止が直線状に進行し、したがって現像の均一性が向上する。また、走査方向Aとは逆方向へのリンス液の流動が誘起されることにより、リンス効果が向上する。
【0099】
次に、図12を参照しながら図1の現像装置の動作の第2の例を説明する。図12(a)に示す現像液供給処理は、図9(a)に示した現像液供給処理と同様である。
【0100】
図12(b)に示すように、基板100上に現像液が保持された状態を一定時間維持し、現像を進行させる。この間に、モータ2により基板100を図12(a)の状態から180°回転させる。このとき、現像液が流動を起こさないように、基板100の回転数は約5rpm以下であることが望ましい。また、現像液吐出ノズル11は、待機ポット7内から上昇した後、現像液供給時の走査方向Aと逆の走査方向Dに移動し、走査開始位置R1で下降する。
【0101】
この場合、リンス液吐出ノズル16の走査方向Dが図9(c)の場合と反対であるので、リンス液の吐出方向も図9(c)の場合と反対になるように現像液吐出ノズル11を反対側に傾ける。
【0102】
その後、図12(c)に示すように、現像液吐出ノズル11は、走査開始位置R1から走査方向Dに所定の走査速度で走査を開始する。この時点では、リンス液吐出ノズル16からまだリンス液の吐出は行わない。
【0103】
現像液吐出ノズル11の走査開始後、リンス液吐出ノズル16のスリット状吐出口18が基板100上に到達する前に、吐出開始位置R2にて所定の流量でリンス液吐出ノズル16によるリンス液の吐出を開始する。
【0104】
現像液吐出ノズル11は、リンス液吐出ノズル16からリンス液を吐出しながら吐出開始位置R2から基板100上を走査方向Dに直線状に移動する。これにより、基板100の全面にリンス液が連続的に供給され、現像処理が停止される。
【0105】
現像液吐出ノズル11が基板100上を通過した後、リンス液吐出ノズル16が基板100上から外れた吐出停止位置R3でリンス液吐出ノズル16によるリンス液の吐出を停止させる。そして、現像液吐出ノズル11が外側カップ5内の走査停止位置R4に到達した時点で現像液吐出ノズル11の走査を停止させる。
【0106】
その後、現像液吐出ノズル11は、走査停止位置R4で上昇した後、待機ポット6の位置まで移動し、待機ポット6内に下降する。図12(d)の洗浄処理および図12(e)の乾燥処理は、図9(d),(e)と同様である。
【0107】
本実施例の現像装置では、現像液吐出ノズル11が静止した基板100上に到達する前に現像液の吐出が開始されるので、吐出開始時の現像液が基板100に衝撃を与えることが回避される。それにより、現像液中の気泡の発生が抑制され、現像欠陥の発生が防止される。
【0108】
また、現像液吐出ノズル11の移動中に空気に接触するスリット状吐出口15付近の現像液が基板100外に廃棄され、現像液吐出ノズル11が基板100上に到達した時点で現像液吐出ノズル11から新しい現像液が静止した基板100上に供給される。それにより、変質した現像液により現像欠陥が発生することが防止されるとともに、乾燥した現像液によるパーティクルが基板100上の感光性膜の表面に付着することが防止される。
【0109】
さらに、現像液吐出ノズル11が静止した基板100上をスリット状吐出口15と基板100の上面とが近接した状態で水平方向に直線状に平行移動し、スリット状吐出口15に形成された帯状の現像液が基板100の表面に連続的に接触するので、基板100の表面に衝撃が加わることなく基板100の全面に現像液が均一に供給される。
【0110】
また、現像液吐出ノズル11が基板100上を通過するまで現像液の供給が続けられるので、吐出停止時の衝撃による液盛り中の現像液への悪影響が防止される。その結果、現像欠陥の発生が抑制されるとともに、現像後の感光性膜パターンの線幅均一性が向上する。
【0111】
また、現像液吐出ノズル11が基板100上を通り過ぎた後に現像液の吐出が停止されるので、吐出停止時の現像液の液だれにより基板100上の感光性膜に衝撃が加わることが防止される。したがって、現像欠陥の発生や感光性膜パターンの線幅均一性の劣化が防止される。
【0112】
さらに、リンス液吐出ノズル16が静止した基板100上に到達する前にリンス液の吐出が開始され、リンス液吐出ノズル16が基板100上を通り過ぎた後にリンス液の吐出が停止されるので、吐出開始時および吐出停止時の衝撃による液盛り中の現像液への悪影響が防止される。その結果、現像むらや現像欠陥がさらに抑制される。
【0113】
また、現像液の吐出方向が走査方向Aと反対方向に傾けられているので、基板100の表面での走査方向Aへの現像液の流動が抑制されるとともに、走査方向Aとは逆方向への現像液の流動が誘起される。それにより、現像の均一性が向上し、かつ現像欠陥の発生が防止される。
【0114】
また、リンス液の吐出方向が走査方向と反対方向に傾けられているので、基板100の表面での走査方向へのリンス液の流動が抑制されるとともに、走査方向とは逆方向へのリンス液の流動が誘起される。それにより、現像の均一性が向上し、かつリンス効果が向上する。
【0115】
特に、図12の例では、現像液の供給処理後に基板100を180°回転させてリンス処理を行うことにより、現像液吐出ノズル11およびリンス液吐出ノズル16が基板100上を移動する回数が少なくなる。それにより、現像液吐出ノズル11およびリンス液吐出ノズル16が基板100上を通過中に現像液吐出ノズル11の先端に付着した現像液またはリンス液吐出ノズル16に付着したリンス液が基板100上に落下して現像欠陥が発生したり、基板100上にパーティクルが付着することが防止される。また、現像液吐出ノズル11およびリンス液吐出ノズル16の移動時間が短縮されるので、現像装置の稼働率が向上する。
【0116】
図13はリンス液吐出ノズルの他の例を示す正面図である。図13に示すリンス液吐出ノズル16は、管状部材21からなり、その側壁に一列に配列された細孔状の複数の吐出口22が設けられている。複数の吐出口22は、走査方向Aと垂直な方向に配置される。
【0117】
図14はリンス液吐出ノズルのさらに他の例を示す図である。図14のリンス液吐出ノズル16はリンス液を扇形に吐出する吐出口23を有する。
【0118】
このように、リンス液吐出ノズル16では、現像液吐出ノズル11ほど吐出の均一性が要求されず、温度調整も不要であるので、基板100の直径以上の幅に直線状にリンス液を吐出できる構造であればよい。
【0119】
図15は現像液吐出ノズルにリンス液吐出ノズルが一体化された共用ノズルの一例を示す概略断面図である。
【0120】
図15の共用ノズル30においては、ノズル本体31に現像液供給口32および現像液用スリット状吐出口33ならびにリンス液供給口34およびリンス液用スリット状吐出口35が設けられている。現像液供給口32は配管38を介して図2の現像液供給系12に接続される。リンス液供給口34は配管39を介して図2のリンス液供給系17に接続される。
【0121】
この共用ノズル30によれば、現像液吐出ノズルとリンス液吐出ノズルとが一体化されているので、省スペース化が図られる。
【0122】
図16は現像液吐出ノズルにリンス液吐出ノズルが一体化された共用ノズルの他の例を示す概略断面図である。
【0123】
図16の共用ノズル30においては、ノズル本体40に現像液およびリンス液に共通の供給口41ならびに現像液およびリンス液に共通のスリット状吐出口42が設けられている。供給口41は配管43を介して三方弁44に接続される。三方弁44の一方のポートは配管45を介して図2の現像液供給系12に接続され、他方のポートは配管46を介して図2のリンス液供給系17に接続される。三方弁44は現像液を供給しかつリンス液を停止する状態、現像液を停止しかつリンス液を供給する状態、および現像液をおよびリンス液を停止する状態に切り換えることができる。
【0124】
この共用ノズル30によれば、現像液吐出ノズルとリンス液吐出ノズルとが一体化されているので、省スペース化が図られるとともに、配管も簡略化される。
【0125】
図15および図16の共用ノズル30を用いた場合には、リンス液によりノズル洗浄を行うことができる。図17に示すように、待機ポット6内のV字形ブロック50内に共用ノズル30をはめ込んだ状態で、共用ノズル30からリンス液を吐出する。それにより、リンス液で共用ノズル30の洗浄を行うことができる。なお、V字形ブロック50の中央部には、共用ノズルの先端部から落下する現像液またはリンス液の雫を除去するための孔51が形成されている。待機ポット6の内面とV字形ブロック50の外周面との間には、排出口(ドレン)が設けられている。
【0126】
このように、共用ノズル30から吐出されるリンス液をノズル洗浄に用いることにより、ノズル洗浄用の設備を設ける必要がなくなり、省スペース化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例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】現像液吐出ノズルおよびリンス液吐出ノズルの概略断面図である。
【図5】現像液吐出ノズルのスリット状吐出口を示す図である。
【図6】リンス液吐出ノズルの正面図である。
【図7】現像液吐出ノズルによる現像液の吐出方向を示す側面図である。
【図8】リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出方向を示す側面図である。
【図9】図1の現像装置の動作の第1の例を説明するための図である。
【図10】基板上での現像液吐出ノズルの走査を示す側面図である。
【図11】基板上でのリンス液吐出ノズルの走査を示す側面図である。
【図12】図1の現像装置の動作の第2の例を説明するための図である。
【図13】リンス液吐出ノズルの他の例を示す正面図である。
【図14】リンス液吐出ノズルのさらに他の例を示す図である。
【図15】共用ノズルの一例を示す概略断面図である。
【図16】共用ノズルの他の例を示す概略断面図である。
【図17】待機ポットの概略断面図である。
【符号の説明】
1 基板保持部
4 内側カップ
5 外側カップ
6,7 待機スポット
8 ガイドレール
9 ノズルアーム
10 ノズル駆動部
11 現像液吐出ノズル
12 現像液供給系
13 制御部
15 スリット状吐出口
16 リンス液吐出ノズル
17 リンス液供給系
18 スリット状吐出口
30 共用ノズル
Claims (14)
- 基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、
現像液を吐出する現像液吐出ノズルと、
現像を停止させるためのリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルと、
前記基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の位置まで前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに移動させる移動手段と、
前記移動手段により前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記基板上を移動させつつ前記基板の一方の端縁側から他方の端縁側へ前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、前記移動手段により前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記基板上を移動させつつ前記基板の前記一方の端縁側から前記他方の端縁側へ前記リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行う制御手段とを備えたことを特徴とする現像装置。 - 基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、
現像液を吐出する現像液吐出ノズルと、
現像を停止させるためのリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルと、
前記基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の位置まで前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに移動させる移動手段とを備え、
前記移動手段により前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記基板上を一方向に移動させつつ前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、前記移動手段により前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記一方向に移動させつつ前記リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行う制御手段をさらに備えたことを特徴とする現像装置。 - 基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、
現像液を吐出する現像液吐出ノズルと、
現像を停止させるためのリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルと、
前記基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の位置まで前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに移動させる移動手段とを備え、
前記移動手段により前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記基板上を一方向に移動させつつ前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、前記基板保持手段に保持された基板を鉛直方向の軸の周りで180度回転させ、前記移動手段により前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記一方向と逆の方向に移動させつつ前記リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行う制御手段をさらに備えたことを特徴とする現像装置。 - 前記現像液吐出ノズルは、前記基板の直径以上の幅で前記移動手段による移動方向とほぼ垂直な方向にほぼ直線状に現像液を吐出し、
前記リンス液吐出ノズルは、前記基板の直径以上の幅で前記移動手段による移動方向とほぼ垂直な方向にほぼ直線状にリンス液を吐出す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装置。 - 前記制御手段は、現像液の供給時に、前記現像液吐出ノズルが前記基板上に達する前に前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を開始させ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装置。
- 前記制御手段は、前記現像液吐出ノズルが前記基板上を通過した後に前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を停止させることを特徴とする請求項5記載の現像装置。
- 前記制御手段は、リンス液の供給時に、前記リンス液吐出ノズルが前記基板上に達する前に前記リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を開始させることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の現像装置。
- 前記制御手段は、前記リンス液吐出ノズルが前記基板上を通過した後に前記リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を停止させることを特徴とする請求項7記載の現像装置。
- 前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出方向が鉛直下向きから前記現像液吐出ノズルの移動方向と反対方向に傾けられたことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の現像装置。
- 前記リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出方向が鉛直下向きから前記リンス液吐出ノズルの移動方向と反対方向に傾けられたことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の現像装置。
- 前記現像液吐出ノズルおよび前記リンス液吐出ノズルは、水平方向に配置されたスリット状吐出口をそれぞれ有し、前記移動手段は、前記現像液吐出ノズルおよび前記リンス液吐出ノズルを前記スリット状吐出口とほぼ垂直な方向に直線状に移動させることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の現像装置。
- 基板保持手段に静止状態で保持された基板上に現像液吐出ノズルから現像液を吐出供給する現像方法であって、
前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記基板外の一方側の位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の位置まで移動させつつ前記基板の一方の端縁側から他方の端縁側へ前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記基板外の一方側の位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の位置まで移動させつつ前記基板の前記一方の端縁側から前記他方の端縁側へ前記リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行うことを特徴とする現像方法。 - 基板保持手段に静止状態で保持された基板上に現像液吐出ノズルから現像液を吐出供給する現像方法であって、
前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記基板外の一方側の位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の位置まで一方向に移動させつつ前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記基板外の一方側の位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の位置まで前記一方向に移動させつつ前記リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行うことを特徴とする現像方法。 - 基板保持手段に静止状態で保持された基板上に現像液吐出ノズルから現像液を吐出供給する現像方法であって、
前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記基板外の一方側の位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の位置まで一方向に移動させつつ前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を行った後、前記基板保持手段に保持された基板を鉛直方向の軸の周りで180度回転させ、前記現像液吐出ノズルを前記リンス液吐出ノズルとともに前記基板外の一方側の位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の位置まで前記一方向と逆の方向に移動させつつ前記リンス液吐出ノズルによるリンス液の吐出を行うことを特徴とする現像方法。
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