JP3585704B2 - 現像装置および現像方法 - Google Patents
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Description
【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】
現像液吐出ノズルの吐出口付近の現像液が大気に晒されると、現像液中の水分が蒸発することによる現像液の濃度の変化や空気と接触することによる変質が起こる。そのため、現像処理を行う前に、予め待機位置で現像液吐出ノズルの吐出口付近の現像液を吐出することにより（プリディスペンス処理）、現像液吐出ノズル内に供給されている現像液を均一化させている。
【０００６】
【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。
【０００７】
また、プリディスペンス処理の後、現像液吐出ノズルが待機位置から基板の上方へ移動する間に、現像液吐出ノズルの吐出口付近の現像液が空気と接触することになる。そのため、吐出開始直後に基板上に供給される現像液は、その後連続的に供給される現像液に比べて多少変質している可能性がある。それにより、吐出開始直後の現像液が接触する基板上に現像欠陥が発生するおそれがある。また、現像液が空気との接触により乾燥し、乾燥した現像液がパーティクルとなって基板上に付着するおそれもある。
【０００８】
さらに、基板上に滴下された現像液が遠心力により基板の全面に塗り広げられる過程で現像液にむらが生じるため、基板上の現像液が均一になるまで多量の現像液を供給する必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、基板上の感光性膜に少量の現像液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。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者は、現像液吐出ノズルの移動開始後であって静止した基板上に達する前に現像液吐出ノズルから現像液の吐出を開始し、その状態で現像液吐出ノズルを移動させて基板に現像液を供給することによって、吐出された現像液が基板に衝撃を与えることを回避する方法を見い出した。
【００１１】
また、この発明の過程において、図１０に示すように、基板１００の手前で現像液吐出ノズル２０から現像液の吐出を開始し、一定の移動速度で現像液吐出ノズル２０を基板１００の一方の端縁から他方の端縁側に走査させると、基板１００上の現像液の膜２１に膜厚の不均一な領域が生じることが判明した。図１１は、現像液が吐出された基板の平面模式図である。図中、矢印Ａは現像液吐出ノズル２０の走査方向を示す。基板１００の表面上では、現像液吐出ノズル２０が初期に通過する部分に現像液の膜厚が大きい領域２２が形成される。このため、現像液の膜厚が大きい領域２２と他の領域とで現像状態が異なり、現像の不均一が生じる。
【００１２】
このような現象の原因について種々の検討を行った結果、現像液吐出ノズル２０の走査初期では、現像液吐出ノズル２０から吐出される現像液に加え、現像液吐出ノズル２０の先端部に付着していた現像液が基板１００の表面に供給されることが判明した。このため、現像液吐出ノズルの走査初期では基板１００の表面の単位面積当たりに供給される現像液が多くなり、膜厚の不均一が生じるものである。
【００１３】
上記のような知見に基づいて、本発明者は以下の発明を案出したものである。 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、現像液を吐出するためのスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルと、基板保持手段に静止状態で保持された基板の一方端縁の外方から基板上を通過して基板の他方端縁の外方へ現像液吐出ノズルを移動させる移動手段と、現像液吐出ノズルが基板保持手段に保持された基板の一方端縁に到達する前にスリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を開始させ、移動手段により現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルの移動速度に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液吐出ノズルの移動速度が小さくなるように現像液吐出ノズルの移動速度を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１４】
なお、現像液吐出ノズルから基板に供給される現像液には、現像液吐出ノズルから直接基板上に吐出される現像液と、現像液吐出ノズルに一旦付着した後、基板上に供給される現像液の双方が含まれるものである。
【００１５】
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基板保持手段に保持された基板の一方端縁に到達する前にスリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように現像液吐出ノズルによる現像液の吐出が開始され、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルの移動速度に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液吐出ノズルの移動速度が小さくなるように現像液吐出ノズルの移動速度が制御される。
【００１６】
この場合、基板への現像液の供給を開始した初期の区間では、現像液吐出ノズルから吐出される現像液に加えて、現像液吐出ノズルの先端に付着していた現像液が基板に供給されて現像液が過剰となる。そこで、この区間で現像液吐出ノズルの移動速度を大きくすることによって基板の単位面積当たりの現像液の供給量を均一にすることができる。
【００１７】
これにより、基板上への過剰な現像液の供給や基板上で現像液がはじかれることによる液切れ現象によって現像液の膜厚が不均一となることが防止され、均一な現像処理を行わせることができる。
【００１８】
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、基板保持手段に静止状態で保持された基板の一方端縁の外方から基板上を通過して基板の他方端縁の外方へ現像液吐出ノズルを移動させる移動手段と、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、移動手段により現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルからの現像液の吐出流量に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液の吐出流量が多くなるように現像液吐出ノズルの吐出流量を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１９】
なお、現像液吐出ノズルから基板に供給される現像液には、現像液吐出ノズルから直接基板上に吐出される現像液と、現像液吐出ノズルに一旦付着した後、基板上に供給される現像液の双方が含まれるものである。
【００２０】
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が開始され、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルからの現像液の吐出流量に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液の吐出流量が多くなるように現像液吐出ノズルの吐出流量が制御される。
【００２１】
この場合、基板への現像液の供給を開始した初期の区間では、現像液吐出ノズルから吐出される現像液に加えて、現像液吐出ノズルの先端に付着していた現像液が基板に供給されて現像液が過剰となる。そこで、この区間で現像液吐出ノズルの吐出流量を少なくすることによって基板の単位面積当たりの現像液の供給量を均一にすることができる。
【００２２】
これにより、基板上への過剰な現像液の供給や基板上で現像液がはじかれることによる液切れ現象によって現像液の膜厚が不均一となることが防止され、均一な現像処理を行わせることができる。
【００２３】
第３の発明に係る現像方法は、水平姿勢で静止保持された基板の一方端縁の外方から基板上を通過して基板の他方端縁の外方へスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルを移動させつつ現像液吐出ノズルから基板に現像液を供給する現像方法であって、現像液吐出ノズルが基板保持手段に保持された基板の一方端縁に到達する前にスリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を開始させ、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルの移動速度に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液吐出ノズルの移動速度が小さくなるように現像液吐出ノズルの移動速度を制御するものである。
【００２４】
なお、現像液吐出ノズルから基板に供給される現像液には、現像液吐出ノズルから直接基板上に吐出される現像液と、現像液吐出ノズルに一旦付着した後、基板上に供給される現像液の双方が含まれるものである。
【００２５】
第３の発明に係る現像方法においては、現像液吐出ノズルが基板保持手段に保持された基板の一方端縁に到達する前にスリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように現像液吐出ノズルによる現像液の吐出が開始され、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルの移動速度に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液吐出ノズルの移動速度が小さくなるように現像液吐出ノズルの移動速度が制御される。
【００２６】
この場合、基板への現像液の供給を開始した初期の区間では、現像液吐出ノズルから吐出される現像液に加えて、現像液吐出ノズルの先端に付着していた現像液が基板に供給さ れて現像液が過剰となる。そこで、この区間で現像液吐出ノズルの移動速度を大きくすることによって基板の単位面積当たりの現像液の供給量を均一にすることができる。
【００２７】
これにより、基板上への過剰な現像液の供給や基板上で現像液がはじかれることによる液切れ現象によって現像液の膜厚が不均一となることが防止され、均一な現像処理を行わせることができる。
【００２８】
第４の発明に係る現像方法は、水平姿勢で静止保持された基板の一方端縁の外方から基板上を通過して基板の他方端縁の外方へ現像液吐出ノズルを移動させつつ現像液吐出ノズルから基板に現像液を供給する現像方法であって、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、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルからの現像液の吐出流量に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液の吐出流量が多くなるように現像液吐出ノズルの吐出流量を制御するものである。
【００２９】
なお、現像液吐出ノズルから基板に供給される現像液には、現像液吐出ノズルから直接基板上に吐出される現像液と、現像液吐出ノズルに一旦付着した後、基板上に供給される現像液の双方が含まれるものである。
【００３０】
第４の発明に係る現像方法においては、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が開始され、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルからの現像液の吐出流量に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液の吐出流量が多くなるように現像液吐出ノズルの吐出流量が制御される。
【００３１】
この場合、基板への現像液の供給を開始した初期の区間では、現像液吐出ノズルから吐出される現像液に加えて、現像液吐出ノズルの先端に付着していた現像液が基板に供給されて現像液が過剰となる。そこで、この区間で現像液吐出ノズルの吐出流量を少なくすることによって基板の単位面積当たりの現像液の供給量を均一にすることができる。
【００３２】
これにより、基板上への過剰な現像液の供給や基板上で現像液がはじかれることによる液切れ現象によって現像液の膜厚が不均一となることが防止され、均一な現像処理を行わせることができる。
【００３３】
【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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、純水を吐出する純水吐出ノズル１２が矢印Ｒの方向に回動可能に設けられている。
【００３６】
ノズルアーム９には、下端部にスリット状吐出口１５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。
【００３７】
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１３により現像液が供給される。現像液供給系１３は、現像液吐出ノズル１１に導く現像液の流量を調整する流量調整弁を有する。制御部１４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の走査および現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出を制御する。
【００３８】
本実施例では、基板保持部１が本発明の基板保持手段に相当し、アーム駆動部１０が移動手段に相当する。また、現像液供給系１３および制御部１４が制御手段に相当し、さらに制御部１４が速度制御手段および流量制御手段に相当する。
【００３９】
図４は現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５を示す図である。スリット状吐出口１５のスリット幅ｔは０．０２〜０．５ｍｍ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。
【００４０】
現像液吐出ノズル１１は、スリット状吐出口１５が基板１００の上面に対して０．２〜５ｍｍ、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍ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１．０±０．１ｍｍに設定される。
【００４１】
次に図５を参照しながら図１の現像装置の動作を説明する。図５は図１の現像装置の動作の説明図である。以下の現像処理時には、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。
【００４２】
図５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。現像処理時には、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。なお、この区間の現像液供給動作については、後に詳述する。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
基板１００上に現像液が供給された状態を一定時間（例えば６０秒間）維持し、現像を進行させる。このとき、モータ２により基板保持部１を回転駆動し、基板１００を回転させてもよい。その後、純水吐出ノズル１２により純水を基板１００上に供給しながら基板１００を回転させることにより基板１００上の現像液を洗い流して純水供給を停止し、その後高速回転させることにより純水を振り切り、基板１００を乾燥させて現像処理を終了する。
【００４９】
図６は現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出状態を示す正面図である。現像液の吐出直後には、図６（ａ）に示すように、現像液がスリット状吐出口１５から滴状に滲み出る。現像液の吐出から一定時間が経過すると、図６（ｂ）に示すように、滴状の現像液がつながってスリット状吐出口１５に沿って現像液が帯状に形成される。
【００５０】
上記の走査開始位置Ｐ１は、現像液吐出ノズル１１が走査開始から基板１００の端縁に到達するまでに走査速度が所定の速度に達し、かつ図６（ｂ）に示すようにスリット状吐出口１５の現像液が帯状になるための時間が確保されるように設定する。例えば、走査開始位置Ｐ１は、基板１００の端縁から走査方向Ａと反対方向に１０〜１００ｍｍ程度離れた位置に設定する。本実施例では、走査開始位置Ｐ１は基板１００の端縁から５０ｍｍ離れた位置に設定する。
【００５１】
また、吐出開始位置Ｐ２は、現像液吐出ノズル１１の走査速度および現像液の吐出流量に応じて、現像液吐出ノズル１１が基板１００の端縁に到達するまでに現像液の吐出状態が帯状になるための時間が確保されるように設定する。
【００５２】
走査速度が速くなれば、現像液吐出ノズル１１が走査開始位置Ｐ１から基板１００の端縁に到達するまでの時間が短くなるため、吐出開始位置Ｐ２を走査開始位置Ｐ１に近づける。例えば、走査速度が１００ｍｍ／秒の場合には走査開始時点から０．３秒後に現像液の吐出を開始し、走査速度が３０ｍｍ／秒の場合には走査開始時点から１．３秒後に現像液の吐出を開始する。
【００５３】
また、現像液の吐出流量が多い場合には、現像液の吐出状態が短時間で帯状になるので、吐出開始位置Ｐ２を基板１００の端縁に近づける。例えば、現像液の吐出流量が１．５Ｌ／分であり、走査速度が７０ｍｍ／秒のときには、現像液吐出ノズル１１が基板１００の端縁に到達する０．１〜１．０秒（例えば０．２秒）前に現像液の吐出を開始する。
【００５４】
なお、現像液の無駄な消費量を低減するためには、現像液吐出ノズル１１が基板１００の端縁に達するまでに現像液の吐出状態が帯状になる範囲で、吐出開始位置Ｐ２を基板１００の端縁に近づけることが望ましい。
【００５５】
次に、基板上での現像液の吐出動作について説明する。図７は、現像液吐出ノズルの走査動作を示す平面図である。
【００５６】
本実施例による現像装置では、基板１００に現像液を均一に供給する第１の方法として、現像液吐出ノズル１１の走査速度を可変制御する。図８は現像液吐出ノズルの走査速度を示す図である。図７および図８において、位置Ｐ２１は基板１００の一方の端縁位置を示し、位置Ｐ２２は現像液吐出ノズル１１の走査の減速開始位置を示し、位置Ｐ２３は減速終了位置を示し、位置Ｐ２４は基板１００の他方の端縁位置を示す。また、位置Ｐ２は現像液の吐出開始位置であり、位置Ｐ３は吐出終了位置である。
【００５７】
図９および図１０で説明したように、基板上を一定速度かつ一定吐出流量で現像液吐出ノズル１１を走査させる従来の場合には、初期の走査区間で現像液の膜厚の大きい領域２２が生じ、残余の走査区間では現像液の膜厚がほぼ均一となる。
【００５８】
そこで、まず残余の走査区間に対応する減速終了位置Ｐ２３から基板の他方の端縁位置Ｐ２４までの区間では走査速度を一定に制御する。すなわち、一定に設定された現像液吐出ノズル１１からの吐出流量により現像液の膜厚が所望の値となる走査速度Ｖ１で現像液吐出ノズル１１を走査させる。
【００５９】
また、初期の走査区間に対応する基板の一方の端縁位置Ｐ２１から減速終了位置Ｐ２３までの区間では、現像液吐出ノズル１１の走査速度を可変制御する。すなわち、この区間では、現像液吐出ノズル１１から吐出される現像液のみならず、現像液吐出ノズル１１の先端に付着した現像液も基板１００の表面に供給され、現像液の供給量が所望の量を越える。そこで、現像液吐出ノズル１１の走査速度Ｖ２を現像液の膜厚が所望の値となる走査速度Ｖ１よりも大きく設定し、相対的に高速度で現像液吐出ノズル１１を走査し、減速開始位置Ｐ２２に達した後、漸次減速する。
【００６０】
このように、基板１００に現像液の供給を開始した初期に現像液吐出ノズル１１を高速で走査し、その後緩やかに減速し、さらに一定の低速度で現像液吐出ノズル１１を走査することにより、基板１００の表面の単位面積当たりに供給される現像液の量を均一にすることができる。
【００６１】
例えば、基板１００が直径２００ｍｍのウエハの場合、減速開始位置Ｐ２２は基板の端縁から１０〜５０ｍｍ、具体例では２５ｍｍであり、高速の走査速度Ｖ２は１００〜２００ｍｍ／秒、低速の走査速度Ｖ１は５０〜１５０ｍｍ／秒の範囲で設定される。
【００６２】
なお、走査速度Ｖ２からＶ１への減速は、基板が円形の場合には、図８中に実線で示すように緩やかに行うことが好ましく、基板が矩形の場合には、図８中に点線で示すように短時間で行うことが好ましい。
【００６３】
また、基板に現像液を均一に供給する第２の方法として、現像液の吐出流量を可変制御する。図９は現像液吐出ノズルの現像液の吐出流量を示す図である。図７および図９において、位置Ｐ２１は基板１００の一方の端縁位置および現像液吐出ノズル１１の吐出流量増加開始位置を示し、位置Ｐ２３は吐出流量増加終了位置を示し、位置Ｐ２４は基板１００の他方の端縁位置を示す。また、位置Ｐ２は現像液の吐出開始位置であり、位置Ｐ３は吐出終了位置である。
【００６４】
この方法では、まず現像液吐出ノズル１１の走査速度を一定に設定する。そして、残余の走査区間に対応する吐出流量増加終了位置Ｐ２３から基板の他方の端縁位置Ｐ２４までの区間では、現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出流量を一定の値Ｑ２に制御する。吐出流量の制御は、制御部１４が現像液供給系１３の流量調整弁の動作を制御することにより行われる。吐出流量Ｑ２は、設定された走査速度で現像液吐出ノズル１１が移動した場合に基板１００の表面に所定の膜厚の現像液が形成される量に設定される。
【００６５】
また、初期の走査区間に対応する基板の端縁位置（吐出流量増加開始位置）Ｐ２１から吐出流量増加終了位置Ｐ２３までの区間では、現像液吐出ノズル１１の吐出流量をＱ１からＱ２まで増加させる。すなわち、この区間では、現像液吐出ノズル１１から吐出される現像液のみならず、現像液吐出ノズル１１の先端に付着した現像液も基板１００の表面に供給される。そこで、現像液吐出ノズル１１の吐出流量Ｑ１を現像液の膜厚が所望の値となるのに必要な吐出流量Ｑ２よりも少なく設定し、現像液吐出ノズル１１を走査しながら吐出流量を漸次Ｑ２まで増加させる。これにより、現像液吐出ノズル１１の先端に付着した現像液と、現像液吐出ノズル１１から漸増しながら吐出される現像液との総流量が基板表面の単位面積当たり均一となる。また、現像液吐出ノズル１１の先端に付着した現像液がなくなった後、すなわち吐出流量増加終了位置Ｐ２３に達した以降は、一定の吐出流量Ｑ２で現像液が供給される。これにより、基板１００の表面に現像液を均一な膜厚で形成することができる。
【００６６】
なお、吐出流量Ｑ１からＱ２への変更は、基板が円形の場合には、図９中に実線で示すように緩やかに行うことが好ましく、基板が矩形の場合には、図９中に点線で示すように短時間で行うことが好ましい。
【００６７】
また、基板の表面に均一に現像液を供給するために、上記の第１および第２の方法を併用してもよい。この場合、現像液の膜厚の不均一が生じやすい走査区間では、現像液吐出ノズル１１の走査速度と吐出流量とを同時に可変制御してもよく、交互に可変制御してもよい。
【００６８】
さらに、上記の現像液吐出ノズル１１の走査速度および吐出流量の可変制御は、２以上の多段階に変化させてもよい。
【００６９】
以上説明したように、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。
【００７０】
さらに、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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
さらに、現像液吐出ノズル１１の走査速度あるいは吐出流量が可変制御されることにより、基板表面に均一に現像液が供給される。これによって、現像液の不均一による現像むらや感光性膜パターンの線幅均一性の劣化が防止される。
【００７５】
また、上記実施例においては、現像液吐出ノズル１１の走査開始初期区間の基板上に現像液が過剰に供給される場合の現像液の供給量の制御方法について説明したが、現像液吐出ノズル１１が通り過ぎる基板１００の後方端部においても、現像液の供給量が過少となって現像液の膜厚が小さくなる現象が生じることが判明した。これは、現像液吐出ノズル１１が基板１００の後方端部を通り過ぎる際に、現像液吐出ノズル１１が基板１００上から現像液を運び去ったり、表面張力の作用によって基板１００上の現像液の供給量が少なくなることによる。そこで、基板１００の後方端部を通過する走査区間においても、上記の実施例と同様に、現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出流量を他の走査区間に比べて大きくすること、あるいはこの後方端部の走査区間において現像液吐出ノズル１１の走査速度を小さくすることにより、現像液を単位面積当たりに均一に供給することができ、それによ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。
【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】現像液吐出ノズルのスリット状吐出口を示す図である。
【図５】図１の現像装置の動作を説明するための図である。
【図６】現像液吐出ノズルからの現像液の吐出状態を示す正面図である。
【図７】現像液吐出ノズルの走査動作を示す平面図である。
【図８】現像液吐出ノズルの走査速度を示す図である。
【図９】現像液吐出ノズルの吐出流量を示す図である。
【図１０】現像装置の動作の説明図である。
【図１１】現像装置による基板上の現像液の状態を示す模式図である。
【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
１３ 現像液供給系
１４ 制御部
１５ スリット状吐出口
【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】
現像液吐出ノズルの吐出口付近の現像液が大気に晒されると、現像液中の水分が蒸発することによる現像液の濃度の変化や空気と接触することによる変質が起こる。そのため、現像処理を行う前に、予め待機位置で現像液吐出ノズルの吐出口付近の現像液を吐出することにより（プリディスペンス処理）、現像液吐出ノズル内に供給されている現像液を均一化させている。
【０００６】
【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。
【０００７】
また、プリディスペンス処理の後、現像液吐出ノズルが待機位置から基板の上方へ移動する間に、現像液吐出ノズルの吐出口付近の現像液が空気と接触することになる。そのため、吐出開始直後に基板上に供給される現像液は、その後連続的に供給される現像液に比べて多少変質している可能性がある。それにより、吐出開始直後の現像液が接触する基板上に現像欠陥が発生するおそれがある。また、現像液が空気との接触により乾燥し、乾燥した現像液がパーティクルとなって基板上に付着するおそれもある。
【０００８】
さらに、基板上に滴下された現像液が遠心力により基板の全面に塗り広げられる過程で現像液にむらが生じるため、基板上の現像液が均一になるまで多量の現像液を供給する必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、基板上の感光性膜に少量の現像液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。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者は、現像液吐出ノズルの移動開始後であって静止した基板上に達する前に現像液吐出ノズルから現像液の吐出を開始し、その状態で現像液吐出ノズルを移動させて基板に現像液を供給することによって、吐出された現像液が基板に衝撃を与えることを回避する方法を見い出した。
【００１１】
また、この発明の過程において、図１０に示すように、基板１００の手前で現像液吐出ノズル２０から現像液の吐出を開始し、一定の移動速度で現像液吐出ノズル２０を基板１００の一方の端縁から他方の端縁側に走査させると、基板１００上の現像液の膜２１に膜厚の不均一な領域が生じることが判明した。図１１は、現像液が吐出された基板の平面模式図である。図中、矢印Ａは現像液吐出ノズル２０の走査方向を示す。基板１００の表面上では、現像液吐出ノズル２０が初期に通過する部分に現像液の膜厚が大きい領域２２が形成される。このため、現像液の膜厚が大きい領域２２と他の領域とで現像状態が異なり、現像の不均一が生じる。
【００１２】
このような現象の原因について種々の検討を行った結果、現像液吐出ノズル２０の走査初期では、現像液吐出ノズル２０から吐出される現像液に加え、現像液吐出ノズル２０の先端部に付着していた現像液が基板１００の表面に供給されることが判明した。このため、現像液吐出ノズルの走査初期では基板１００の表面の単位面積当たりに供給される現像液が多くなり、膜厚の不均一が生じるものである。
【００１３】
上記のような知見に基づいて、本発明者は以下の発明を案出したものである。 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、現像液を吐出するためのスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルと、基板保持手段に静止状態で保持された基板の一方端縁の外方から基板上を通過して基板の他方端縁の外方へ現像液吐出ノズルを移動させる移動手段と、現像液吐出ノズルが基板保持手段に保持された基板の一方端縁に到達する前にスリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を開始させ、移動手段により現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルの移動速度に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液吐出ノズルの移動速度が小さくなるように現像液吐出ノズルの移動速度を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１４】
なお、現像液吐出ノズルから基板に供給される現像液には、現像液吐出ノズルから直接基板上に吐出される現像液と、現像液吐出ノズルに一旦付着した後、基板上に供給される現像液の双方が含まれるものである。
【００１５】
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基板保持手段に保持された基板の一方端縁に到達する前にスリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように現像液吐出ノズルによる現像液の吐出が開始され、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルの移動速度に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液吐出ノズルの移動速度が小さくなるように現像液吐出ノズルの移動速度が制御される。
【００１６】
この場合、基板への現像液の供給を開始した初期の区間では、現像液吐出ノズルから吐出される現像液に加えて、現像液吐出ノズルの先端に付着していた現像液が基板に供給されて現像液が過剰となる。そこで、この区間で現像液吐出ノズルの移動速度を大きくすることによって基板の単位面積当たりの現像液の供給量を均一にすることができる。
【００１７】
これにより、基板上への過剰な現像液の供給や基板上で現像液がはじかれることによる液切れ現象によって現像液の膜厚が不均一となることが防止され、均一な現像処理を行わせることができる。
【００１８】
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、基板保持手段に静止状態で保持された基板の一方端縁の外方から基板上を通過して基板の他方端縁の外方へ現像液吐出ノズルを移動させる移動手段と、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、移動手段により現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルからの現像液の吐出流量に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液の吐出流量が多くなるように現像液吐出ノズルの吐出流量を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１９】
なお、現像液吐出ノズルから基板に供給される現像液には、現像液吐出ノズルから直接基板上に吐出される現像液と、現像液吐出ノズルに一旦付着した後、基板上に供給される現像液の双方が含まれるものである。
【００２０】
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が開始され、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルからの現像液の吐出流量に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液の吐出流量が多くなるように現像液吐出ノズルの吐出流量が制御される。
【００２１】
この場合、基板への現像液の供給を開始した初期の区間では、現像液吐出ノズルから吐出される現像液に加えて、現像液吐出ノズルの先端に付着していた現像液が基板に供給されて現像液が過剰となる。そこで、この区間で現像液吐出ノズルの吐出流量を少なくすることによって基板の単位面積当たりの現像液の供給量を均一にすることができる。
【００２２】
これにより、基板上への過剰な現像液の供給や基板上で現像液がはじかれることによる液切れ現象によって現像液の膜厚が不均一となることが防止され、均一な現像処理を行わせることができる。
【００２３】
第３の発明に係る現像方法は、水平姿勢で静止保持された基板の一方端縁の外方から基板上を通過して基板の他方端縁の外方へスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルを移動させつつ現像液吐出ノズルから基板に現像液を供給する現像方法であって、現像液吐出ノズルが基板保持手段に保持された基板の一方端縁に到達する前にスリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を開始させ、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルの移動速度に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液吐出ノズルの移動速度が小さくなるように現像液吐出ノズルの移動速度を制御するものである。
【００２４】
なお、現像液吐出ノズルから基板に供給される現像液には、現像液吐出ノズルから直接基板上に吐出される現像液と、現像液吐出ノズルに一旦付着した後、基板上に供給される現像液の双方が含まれるものである。
【００２５】
第３の発明に係る現像方法においては、現像液吐出ノズルが基板保持手段に保持された基板の一方端縁に到達する前にスリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように現像液吐出ノズルによる現像液の吐出が開始され、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルの移動速度に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液吐出ノズルの移動速度が小さくなるように現像液吐出ノズルの移動速度が制御される。
【００２６】
この場合、基板への現像液の供給を開始した初期の区間では、現像液吐出ノズルから吐出される現像液に加えて、現像液吐出ノズルの先端に付着していた現像液が基板に供給さ れて現像液が過剰となる。そこで、この区間で現像液吐出ノズルの移動速度を大きくすることによって基板の単位面積当たりの現像液の供給量を均一にすることができる。
【００２７】
これにより、基板上への過剰な現像液の供給や基板上で現像液がはじかれることによる液切れ現象によって現像液の膜厚が不均一となることが防止され、均一な現像処理を行わせることができる。
【００２８】
第４の発明に係る現像方法は、水平姿勢で静止保持された基板の一方端縁の外方から基板上を通過して基板の他方端縁の外方へ現像液吐出ノズルを移動させつつ現像液吐出ノズルから基板に現像液を供給する現像方法であって、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、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルからの現像液の吐出流量に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液の吐出流量が多くなるように現像液吐出ノズルの吐出流量を制御するものである。
【００２９】
なお、現像液吐出ノズルから基板に供給される現像液には、現像液吐出ノズルから直接基板上に吐出される現像液と、現像液吐出ノズルに一旦付着した後、基板上に供給される現像液の双方が含まれるものである。
【００３０】
第４の発明に係る現像方法においては、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が開始され、現像液吐出ノズルが基板上を通過する際に、基板の一方端縁から基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルからの現像液の吐出流量に比べて所定位置から基板の他方端縁までの現像液の吐出流量が多くなるように現像液吐出ノズルの吐出流量が制御される。
【００３１】
この場合、基板への現像液の供給を開始した初期の区間では、現像液吐出ノズルから吐出される現像液に加えて、現像液吐出ノズルの先端に付着していた現像液が基板に供給されて現像液が過剰となる。そこで、この区間で現像液吐出ノズルの吐出流量を少なくすることによって基板の単位面積当たりの現像液の供給量を均一にすることができる。
【００３２】
これにより、基板上への過剰な現像液の供給や基板上で現像液がはじかれることによる液切れ現象によって現像液の膜厚が不均一となることが防止され、均一な現像処理を行わせることができる。
【００３３】
【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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、純水を吐出する純水吐出ノズル１２が矢印Ｒの方向に回動可能に設けられている。
【００３６】
ノズルアーム９には、下端部にスリット状吐出口１５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。
【００３７】
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１３により現像液が供給される。現像液供給系１３は、現像液吐出ノズル１１に導く現像液の流量を調整する流量調整弁を有する。制御部１４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の走査および現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出を制御する。
【００３８】
本実施例では、基板保持部１が本発明の基板保持手段に相当し、アーム駆動部１０が移動手段に相当する。また、現像液供給系１３および制御部１４が制御手段に相当し、さらに制御部１４が速度制御手段および流量制御手段に相当する。
【００３９】
図４は現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５を示す図である。スリット状吐出口１５のスリット幅ｔは０．０２〜０．５ｍｍ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。
【００４０】
現像液吐出ノズル１１は、スリット状吐出口１５が基板１００の上面に対して０．２〜５ｍｍ、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍ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１．０±０．１ｍｍに設定される。
【００４１】
次に図５を参照しながら図１の現像装置の動作を説明する。図５は図１の現像装置の動作の説明図である。以下の現像処理時には、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。
【００４２】
図５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。現像処理時には、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。なお、この区間の現像液供給動作については、後に詳述する。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
基板１００上に現像液が供給された状態を一定時間（例えば６０秒間）維持し、現像を進行させる。このとき、モータ２により基板保持部１を回転駆動し、基板１００を回転させてもよい。その後、純水吐出ノズル１２により純水を基板１００上に供給しながら基板１００を回転させることにより基板１００上の現像液を洗い流して純水供給を停止し、その後高速回転させることにより純水を振り切り、基板１００を乾燥させて現像処理を終了する。
【００４９】
図６は現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出状態を示す正面図である。現像液の吐出直後には、図６（ａ）に示すように、現像液がスリット状吐出口１５から滴状に滲み出る。現像液の吐出から一定時間が経過すると、図６（ｂ）に示すように、滴状の現像液がつながってスリット状吐出口１５に沿って現像液が帯状に形成される。
【００５０】
上記の走査開始位置Ｐ１は、現像液吐出ノズル１１が走査開始から基板１００の端縁に到達するまでに走査速度が所定の速度に達し、かつ図６（ｂ）に示すようにスリット状吐出口１５の現像液が帯状になるための時間が確保されるように設定する。例えば、走査開始位置Ｐ１は、基板１００の端縁から走査方向Ａと反対方向に１０〜１００ｍｍ程度離れた位置に設定する。本実施例では、走査開始位置Ｐ１は基板１００の端縁から５０ｍｍ離れた位置に設定する。
【００５１】
また、吐出開始位置Ｐ２は、現像液吐出ノズル１１の走査速度および現像液の吐出流量に応じて、現像液吐出ノズル１１が基板１００の端縁に到達するまでに現像液の吐出状態が帯状になるための時間が確保されるように設定する。
【００５２】
走査速度が速くなれば、現像液吐出ノズル１１が走査開始位置Ｐ１から基板１００の端縁に到達するまでの時間が短くなるため、吐出開始位置Ｐ２を走査開始位置Ｐ１に近づける。例えば、走査速度が１００ｍｍ／秒の場合には走査開始時点から０．３秒後に現像液の吐出を開始し、走査速度が３０ｍｍ／秒の場合には走査開始時点から１．３秒後に現像液の吐出を開始する。
【００５３】
また、現像液の吐出流量が多い場合には、現像液の吐出状態が短時間で帯状になるので、吐出開始位置Ｐ２を基板１００の端縁に近づける。例えば、現像液の吐出流量が１．５Ｌ／分であり、走査速度が７０ｍｍ／秒のときには、現像液吐出ノズル１１が基板１００の端縁に到達する０．１〜１．０秒（例えば０．２秒）前に現像液の吐出を開始する。
【００５４】
なお、現像液の無駄な消費量を低減するためには、現像液吐出ノズル１１が基板１００の端縁に達するまでに現像液の吐出状態が帯状になる範囲で、吐出開始位置Ｐ２を基板１００の端縁に近づけることが望ましい。
【００５５】
次に、基板上での現像液の吐出動作について説明する。図７は、現像液吐出ノズルの走査動作を示す平面図である。
【００５６】
本実施例による現像装置では、基板１００に現像液を均一に供給する第１の方法として、現像液吐出ノズル１１の走査速度を可変制御する。図８は現像液吐出ノズルの走査速度を示す図である。図７および図８において、位置Ｐ２１は基板１００の一方の端縁位置を示し、位置Ｐ２２は現像液吐出ノズル１１の走査の減速開始位置を示し、位置Ｐ２３は減速終了位置を示し、位置Ｐ２４は基板１００の他方の端縁位置を示す。また、位置Ｐ２は現像液の吐出開始位置であり、位置Ｐ３は吐出終了位置である。
【００５７】
図９および図１０で説明したように、基板上を一定速度かつ一定吐出流量で現像液吐出ノズル１１を走査させる従来の場合には、初期の走査区間で現像液の膜厚の大きい領域２２が生じ、残余の走査区間では現像液の膜厚がほぼ均一となる。
【００５８】
そこで、まず残余の走査区間に対応する減速終了位置Ｐ２３から基板の他方の端縁位置Ｐ２４までの区間では走査速度を一定に制御する。すなわち、一定に設定された現像液吐出ノズル１１からの吐出流量により現像液の膜厚が所望の値となる走査速度Ｖ１で現像液吐出ノズル１１を走査させる。
【００５９】
また、初期の走査区間に対応する基板の一方の端縁位置Ｐ２１から減速終了位置Ｐ２３までの区間では、現像液吐出ノズル１１の走査速度を可変制御する。すなわち、この区間では、現像液吐出ノズル１１から吐出される現像液のみならず、現像液吐出ノズル１１の先端に付着した現像液も基板１００の表面に供給され、現像液の供給量が所望の量を越える。そこで、現像液吐出ノズル１１の走査速度Ｖ２を現像液の膜厚が所望の値となる走査速度Ｖ１よりも大きく設定し、相対的に高速度で現像液吐出ノズル１１を走査し、減速開始位置Ｐ２２に達した後、漸次減速する。
【００６０】
このように、基板１００に現像液の供給を開始した初期に現像液吐出ノズル１１を高速で走査し、その後緩やかに減速し、さらに一定の低速度で現像液吐出ノズル１１を走査することにより、基板１００の表面の単位面積当たりに供給される現像液の量を均一にすることができる。
【００６１】
例えば、基板１００が直径２００ｍｍのウエハの場合、減速開始位置Ｐ２２は基板の端縁から１０〜５０ｍｍ、具体例では２５ｍｍであり、高速の走査速度Ｖ２は１００〜２００ｍｍ／秒、低速の走査速度Ｖ１は５０〜１５０ｍｍ／秒の範囲で設定される。
【００６２】
なお、走査速度Ｖ２からＶ１への減速は、基板が円形の場合には、図８中に実線で示すように緩やかに行うことが好ましく、基板が矩形の場合には、図８中に点線で示すように短時間で行うことが好ましい。
【００６３】
また、基板に現像液を均一に供給する第２の方法として、現像液の吐出流量を可変制御する。図９は現像液吐出ノズルの現像液の吐出流量を示す図である。図７および図９において、位置Ｐ２１は基板１００の一方の端縁位置および現像液吐出ノズル１１の吐出流量増加開始位置を示し、位置Ｐ２３は吐出流量増加終了位置を示し、位置Ｐ２４は基板１００の他方の端縁位置を示す。また、位置Ｐ２は現像液の吐出開始位置であり、位置Ｐ３は吐出終了位置である。
【００６４】
この方法では、まず現像液吐出ノズル１１の走査速度を一定に設定する。そして、残余の走査区間に対応する吐出流量増加終了位置Ｐ２３から基板の他方の端縁位置Ｐ２４までの区間では、現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出流量を一定の値Ｑ２に制御する。吐出流量の制御は、制御部１４が現像液供給系１３の流量調整弁の動作を制御することにより行われる。吐出流量Ｑ２は、設定された走査速度で現像液吐出ノズル１１が移動した場合に基板１００の表面に所定の膜厚の現像液が形成される量に設定される。
【００６５】
また、初期の走査区間に対応する基板の端縁位置（吐出流量増加開始位置）Ｐ２１から吐出流量増加終了位置Ｐ２３までの区間では、現像液吐出ノズル１１の吐出流量をＱ１からＱ２まで増加させる。すなわち、この区間では、現像液吐出ノズル１１から吐出される現像液のみならず、現像液吐出ノズル１１の先端に付着した現像液も基板１００の表面に供給される。そこで、現像液吐出ノズル１１の吐出流量Ｑ１を現像液の膜厚が所望の値となるのに必要な吐出流量Ｑ２よりも少なく設定し、現像液吐出ノズル１１を走査しながら吐出流量を漸次Ｑ２まで増加させる。これにより、現像液吐出ノズル１１の先端に付着した現像液と、現像液吐出ノズル１１から漸増しながら吐出される現像液との総流量が基板表面の単位面積当たり均一となる。また、現像液吐出ノズル１１の先端に付着した現像液がなくなった後、すなわち吐出流量増加終了位置Ｐ２３に達した以降は、一定の吐出流量Ｑ２で現像液が供給される。これにより、基板１００の表面に現像液を均一な膜厚で形成することができる。
【００６６】
なお、吐出流量Ｑ１からＱ２への変更は、基板が円形の場合には、図９中に実線で示すように緩やかに行うことが好ましく、基板が矩形の場合には、図９中に点線で示すように短時間で行うことが好ましい。
【００６７】
また、基板の表面に均一に現像液を供給するために、上記の第１および第２の方法を併用してもよい。この場合、現像液の膜厚の不均一が生じやすい走査区間では、現像液吐出ノズル１１の走査速度と吐出流量とを同時に可変制御してもよく、交互に可変制御してもよい。
【００６８】
さらに、上記の現像液吐出ノズル１１の走査速度および吐出流量の可変制御は、２以上の多段階に変化させてもよい。
【００６９】
以上説明したように、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。
【００７０】
さらに、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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
さらに、現像液吐出ノズル１１の走査速度あるいは吐出流量が可変制御されることにより、基板表面に均一に現像液が供給される。これによって、現像液の不均一による現像むらや感光性膜パターンの線幅均一性の劣化が防止される。
【００７５】
また、上記実施例においては、現像液吐出ノズル１１の走査開始初期区間の基板上に現像液が過剰に供給される場合の現像液の供給量の制御方法について説明したが、現像液吐出ノズル１１が通り過ぎる基板１００の後方端部においても、現像液の供給量が過少となって現像液の膜厚が小さくなる現象が生じることが判明した。これは、現像液吐出ノズル１１が基板１００の後方端部を通り過ぎる際に、現像液吐出ノズル１１が基板１００上から現像液を運び去ったり、表面張力の作用によって基板１００上の現像液の供給量が少なくなることによる。そこで、基板１００の後方端部を通過する走査区間においても、上記の実施例と同様に、現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出流量を他の走査区間に比べて大きくすること、あるいはこの後方端部の走査区間において現像液吐出ノズル１１の走査速度を小さくすることにより、現像液を単位面積当たりに均一に供給することができ、それによ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。
【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】現像液吐出ノズルのスリット状吐出口を示す図である。
【図５】図１の現像装置の動作を説明するための図である。
【図６】現像液吐出ノズルからの現像液の吐出状態を示す正面図である。
【図７】現像液吐出ノズルの走査動作を示す平面図である。
【図８】現像液吐出ノズルの走査速度を示す図である。
【図９】現像液吐出ノズルの吐出流量を示す図である。
【図１０】現像装置の動作の説明図である。
【図１１】現像装置による基板上の現像液の状態を示す模式図である。
【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
１３ 現像液供給系
１４ 制御部
１５ スリット状吐出口
Claims (4)
- 基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、
現像液を吐出するためのスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルと、
前記基板保持手段に静止状態で保持された基板の一方端縁の外方から前記基板上を通過して前記基板の他方端縁の外方へ前記現像液吐出ノズルを移動させる移動手段と、
前記現像液吐出ノズルが前記基板保持手段に保持された基板の前記一方端縁に到達する前に前記スリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するよう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、前記移動手段により前記現像液吐出ノズルが前記基板上を通過する際に、前記基板の一方端縁から前記基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルの移動速度に比べて前記所定位置から前記基板の他方端縁までの前記現像液吐出ノズルの移動速度が小さくなるように前記現像液吐出ノズルの移動速度を制御する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、
前記基板保持手段に静止状態で保持された基板の一方端縁の外方から前記基板上を通過して前記基板の他方端縁の外方へ前記現像液吐出ノズルを移動させる移動手段と、
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、前記移動手段により前記現像液吐出ノズルが前記基板上を通過する際に、前記基板の一方端縁から前記基板上の所定位置までの前記現像液吐出ノズルからの現像液の吐出流量に比べて前記所定位置から前記基板の他方端縁までの前記現像液の吐出流量が多くなるように前記現像液吐出ノズルの吐出流量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする現像装置。 - 水平姿勢で静止保持された基板の一方端縁の外方から前記基板上を通過して前記基板の他方端縁の外方へスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルを移動させつつ前記現像液吐出ノズルから前記基板に現像液を供給する現像方法であって、
前記現像液吐出ノズルが前記基板保持手段に保持された基板の前記一方端縁に到達する前に前記スリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するよう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、前記現像液吐出ノズルが前記基板上を通過する際に、前記基板の一方端縁から前記基板上の所定位置までの現像液吐出ノズルの移動速度に比べて前記所定位置から前記基板の他方端縁までの前記現像液吐出ノズルの移動速度が小さくなるように前記現像液吐出ノズルの移動速度を制御することを特徴とする現像方法。 - 水平姿勢で静止保持された基板の一方端縁の外方から前記基板上を通過して前記基板の他方端縁の外方へスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルを移動させつつ前記現像液吐出ノズルから前記基板に現像液を供給する現像方法であって、
前記現像液吐出ノズルが前記基板保持手段に保持された基板の前記一方端縁に到達する前に前記スリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するよう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、前記現像液吐出ノズルが前記基板上を通過する際に、前記基板の一方端縁から前記基板上の所定位置までの前記現像液吐出ノズルからの現像液の吐出流量に比べて前記所定位置から前記基板の他方端縁までの前記現像液の吐出流量が多くなるように前記現像液吐出ノズルの吐出流量を制御することを特徴とする現像方法。
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