JP4037813B2 - 現像処理装置及び現像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば表面にレジストが塗布されて、露光処理がされた半導体ウエハ、フォトマスク用のレチクル基板或いはＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）などに対して、現像液を供給する装置及び方法に関する。

半導体デバイスやＬＣＤの製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィと呼ばれる技術により被処理基板へのレジスト処理が行われている。この技術は、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）にレジスト液を塗布して当該表面に液膜を形成し、フォトマスクを用いて当該レジスト膜を露光した後、現像処理を行うことにより所望のパターンを得る、一連の工程により行われる。

この一連の工程の中で従来の現像処理工程では、図１７に示すようにウエハＷの直径に見合う長さに亘って吐出口１０が形成されたノズル１１を用い、このノズル１１を、例えば載置台１２に水平に載置されたウエハＷの表面に対して、例えば１ｍｍ程度浮かせた状態でウエハＷの一端側から他端側にスキャンさせながら、ノズル１１の吐出口１０からウエハＷ表面に現像液を供給し、ウエハＷ表面全体に現像液を液盛りする方法が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。

この方法の装置では図１８に示すように図中のＹ方向にノズル１１を吊り下げ支持するアーム部１３が、移動部であるベース部１４を介して図示しない駆動部によりガイドレール１５に沿って移動することでウエハＷの一端側から他端側に現像液が塗布される。また、前記ベース部１４は例えばボールネジ機構１６などにより構成される昇降機構１７を有しており、例えばモータなどの図示しない動力源からの駆動力によりアーム部１３を図中のＺ方向へ移動（上下）させることで、ノズル１１をウエハＷの表面に対して、例えば１ｍｍ程度浮かせた状態を維持するようになっている。

特開２００１−１２６９８２（段落００３０、図３参照）

ところでスキャン方式によりウエハＷの表面を現像する場合、パターンの線幅について高い面内均一性を得るためには、ウエハＷの表面に対するノズル部１１の吐出口の高さを一定にしてスキャンすることが重要であることが分ってきている。しかしながら、ガイドレール１５に沿ってベース部１４を介してアーム部１３を移動させているため、アーム部１３の動きをチェックしながらガイドレール１５の傾きを調整しなければならないし、また組立部品点数が多いため、ノズル部１１の長さ方向においてウエハＷと平行姿勢に調整することが難しく、調整作業が煩わしいという課題がある。更にまたパターンが微細化すると、ノズル部１１の高さは直接レジスト界面への圧力に関わるものであるからノズル部１１の吐出口の移動軌跡とウエハＷの表面との平行度をより一層向上させる要請が強いと推測されるが、前記平行度を高めることが困難である。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ノズル部をスキャンさせながら基板上に現像液を供給するにあたって、ノズル部の移動路の調整作業が容易で、且つ面内均一性の高い現像処理を行うことのできる現像処理装置及び現像処理方法を提供することにある。

本発明は、基板の表面に現像液を供給する現像処理装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って現像液吐出口が形成され、基板の表面に対して現像液を供給するノズル部と、
このノズル部をその長手方向と交差する方向に基板の一端側から他端側に亘って移動させる移動機構と、
この移動機構に設けられ、ノズル部を上下にガイドするガイド部と、
前記ノズル部の現像液吐出口から吐出される現像液の吐出圧によってノズル部を基板の表面から浮上させた状態で前記移動機構により移動させることを特徴とする。

この発明において、基板が円形状である場合、前記基板の側方における前記現像液吐出口の移動軌跡の対向領域には、基板と同じ高さ位置に助走板が設けられ、現像液吐出口から助走板の表面に対して現像液を吐出したときの吐出圧と吐出圧から基板の表面に現像液を吐出したときの吐出圧と、によってノズル部が浮上するようにしてもよい。

また他の発明は、基板の表面に現像液を供給する現像処理装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って現像液吐出口が形成され、基板の表面に対して現像液を供給するノズル部と、
このノズル部をその長手方向と交差する方向に基板の一端側から他端側に亘って移動させる移動機構と、
この移動機構に設けられ、ノズル部を上下にガイドするガイド部と、
前記基板の側方に設けられた助走板と、
前記ノズル部の移動時に助走板と対向する位置に形成された流体吐出口と、を備え、
前記流体吐出口から助走板の表面に流体を吐出したときの吐出圧によってノズル部を基板の表面から浮上させると共に現像液吐出口から現像液を吐出させながらノズル部を前記移動機構により移動させることを特徴とする。

上記に用いられる流体は、例えば空気、不活性ガス又は水などを用いることができる。また、基板保持部に保持される基板と前記流体が吐出される領域との間には、助走板に吐出される流体による現像の影響を避けるために遮蔽部材を設けてもよい。

更にまた他の発明は、基板の表面に現像液を供給する現像処理装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板の表面に対して現像液を供給する現像液吐出口を有するノズル部と、
前記ノズル部を基板の上方を移動させるための移動機構と、
この移動機構に設けられ、ノズル部を上下にガイドするガイド部と、
前記ノズル部の吐出口から基板表面に吐出される現像液の吐出圧によってノズル部を基板の表面から浮上させた状態で前記移動機構により移動させることを特徴とする。当該他の発明は、例えばノズル部から一筆書きの要領で基板上に現像液を塗布していく手法に好適である。

本発明の方法は、基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って現像液吐出口が形成されたノズル部を用いて基板に現像液を供給し、現像処理を行う方法において、
基板を基板保持部に水平に保持させる工程と、
次いで前記ノズル部を、移動機構に設けたガイド部により上下にガイドした状態で現像液吐出口から現像液を吐出させ、その吐出圧により浮上させる工程と、
前記ノズル部を浮上させたまま前記移動機構によりノズル部の長手方向と交差する方向に基板の一端側から他端側に亘って移動させて基板の表面に現像液を供給する工程と、を備えたことを特徴とする。

また本発明の他の方法は、基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って現像液吐出口が形成されたノズル部を用いて基板に現像液を供給する方法において、
基板を基板保持部に水平に保持させる工程と、
前記ノズル部を移動機構に設けたガイド部により上下にガイドした状態で、前記ノズル部に設けられた流体吐出口から、前記基板の側方に設けられた助走板に対して流体を吐出させ、その吐出圧によってノズル部を基板の表面から浮上させる工程と、
前記ノズル部を浮上させたまま前記現像液吐出口から現像液を吐出させながら、前記移動機構によりノズル部の長手方向と交差する方向に基板の一端側から他端側に亘って移動させて基板の表面に現像液を供給する工程と、を備えたことを特徴とする。

更にまた本発明の他の方法は、現像液吐出口が形成されたノズル部を用いて基板に現像液を供給し、現像処理を行う方法において、
基板を基板保持部に水平に保持させる工程と、
次いで前記ノズル部を、移動機構に設けたガイド部により上下にガイドした状態で現像液吐出口から基板の表面に現像液を吐出させ、その吐出圧により浮上させる工程と、
前記ノズル部を浮上させたまま前記移動機構によりノズル部を移動させながら基板の表面に現像液を供給する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明に用いられるガイド部としては、例えば縦向きに設けられたシリンダ内にガイド軸が遊嵌され、ガイド軸の外周面からシリンダの内周面との間の隙間にガスが吹き出しているガスベアリングシリンダを用いることができる。

本発明によれば、ノズル部を移動させる移動機構に対して当該ノズル部が上下にガイドされるようにガイド部を設け、現像液の吐出圧により、或いは空気や水などの吐出圧によりノズル部を浮上させてスキャンするようにしているため、基板に表面に対してノズル部を平行に移動させるための調整を行うにあたって、ノズル部及び移動機構を含む組立体を動かしながらガイドレールの傾きを追い込んでいく作業に比べて調整作業が容易であり、またノズル部を基板に対して高い平行度を持ってスキャンすることができるので、面内均一性の高い現像処理を行うことができる。更にまた、磁力の反発によりノズル部を浮上させてスキャンする場合においてもノズル部の移動路の調整作業が容易であり、同様の効果がある。

以下、本発明に係る現像処理装置の実施の形態について説明する。図１はこの実施の形態における現像処理装置の概略断面図である。図中２は基板である例えば１２インチサイズのウエハＷの裏面中心部を真空吸着し、水平に保持する基板保持部であるスピンチャックであり、このスピンチャック２は駆動部２０により回転及び昇降できるように構成されている。ウエハＷがスピンチャック２に吸着保持された状態において、ウエハＷの側周方を囲むようにして外カップ２１と内カップ２２とが設けられている。また内カップ２２は円筒の上部側が上方内側に傾斜し、上部側開口部が下部側より狭くなるように形成されており、更には外カップ２１が昇降部２３により上昇すると、外カップ２１の移動範囲の一部において連動して昇降するように構成されている。更にスピンチャック２の下方側には、スピンチャック２の回転軸を囲む円板２４と、円板２４の周り全周に亘って凹部を形成し、底面に排液口２５が形成されている液受け部２６とが設けられている。また、円板２４の周縁部には上端がウエハＷの裏面に接近する断面山形のリング体２７が設けられている。

この現像処理装置は、図１及び図３に示すように、スピンチャック２に保持されたウエハＷの側方を囲むように、且つその表面がウエハＷの表面と同じ高さになるように助走板２８が設けられている。この助走板２８は助走板支持部２９の一端側で支持されており、助走板支持部２９の他端側は前記リング体２７の下方側部に設けられた固定部材３０によって固定されている。また、スピンチャック２に吸着保持されたウエハＷと助走板２８との間は、例えば１ｍｍの隙間Ｅが形成されている。

この現像処理装置には、図示されない搬送アームとスピンチャック２との間でウエハＷの受け渡しを行うために、例えば４本の支持ピン３１が設けられている。この支持ピン３１は円板の下方に設けられた保持プレート３２を介して昇降機構３３に連結され、これにより支持ピン３１の先端が前記円板２４に形成された貫通孔を介して断面山形のリング体２７の頂点部より僅かに出没できるように昇降自在に構成されている。

また、この現像処理装置は、スピンチャック２に吸着保持されたウエハＷに現像液を供給（塗布）するための現像液供給手段をなすノズル部４０と、ウエハＷ上の現像液を洗浄するための洗浄ノズル９６とを備えている。前記ノズル部４０は、図１又は図２に示すように、例えばウエハＷの有効領域（デバイスの形成領域）の幅と同じかそれ以上の長さに亘る現像液の吐出領域を形成できるように、ノズル部４０の長さ方向に多数配列された吐出口４１と、この吐出口４１に現像液流路４２を介して連通される現像液貯留部４３とを備えている。

ここで前記有効領域の幅に対応する長さに亘ってとは、当該幅とほぼ同じかそれ以上の長さに亘ってということであり、また前記吐出口４１は、ノズル部４０の長さ方向に伸びるスリット形状であってもよいし、或いはノズル部４０の下面部に長尺な多孔質体を設け、この多孔質体から現像液を吐出させる構成であってもよい。

前記現像液貯留部４３は、供給管４４例えば配管を介して現像液供給部４５と接続されており、その途中には開閉バルブＶ１が設けられている。現像液貯留部４３の底面には例えばスリット状の現像液流路４２が垂直に（塗布時の姿勢において）形成されており、この現像液流路４２の下端は拡大されて、その拡大された空間には例えば石英棒或いは多孔質体からなる緩衝棒４６がノズル部４０の長さ方向に伸びるように設けられている。また現像液貯留部４３、現像液流路３２及び緩衝棒３５は、いずれもウエハＷの有効領域の幅に対応する長さに亘って形成されている。

図３は、図１で説明した現像処理装置の概略平面図であり、図４はその斜視図である。この現像処理装置は、前記ノズル部４０をウエハＷの一端側から他端側に亘って図３及び図４中のＸ軸方向へ平行に移動させるためのＸ軸移動機構５０と、前記ノズル部４０を前記助走板２８の塗布開始位置に設定するためにＺ軸方向へ垂直に上下移動させるためのＺ軸移動機構５１と、がノズル部４０の一端側に設けられている。また、前記ノズル部４０の両端側にはノズルを支持するための例えばＬ字形状のノズル支持体５２が設けられている。このノズル支持体５２の外端側は、ガイド部に相当するガスベアリングシリンダであるエアベアリングシリンダ５を構成する部品の一つであるシリンダ５３に固定されている。このシリンダ５３は縦向きに設けらており、前記シリンダ５３内にはガイド軸５４が遊嵌されていると共に、ガイド軸５４に沿ってシリンダ５３が上下に動く構成となっている。また前記ガイド軸５４の上下両端は固定部５５によって固定されており、この固定部５５はガイド部支持体５６に固定されている。そして前記ガイド部支持体５６は、Ｚ軸移動機構５０によって上下に動く構成となっている。即ち、この例ではノズル部４０は、一端側に設けられたＸ軸移動機構５０及びＺ軸移動機構５１により駆動され、他端側は、Ｘ方向ガイド部５ａ及びＺ方向ガイド部５１ａにより夫々ガイドされるように構成されている。

ここで図５を用いて前記エアベアリングシリンダ５について詳細に説明する。図５に示すようシリンダ５３の略中央部を貫通するように多孔質体例えば多数の孔の開いた筒状体５７がシリンダ５３側に固定して設けられており、その中にガイド軸５４が挿入されている。この筒状体５７の外側には通気室５８が形成されており、この通気室５８は、シリンダ５３の中に形成された流路５９を介して図示されないガス供給管に接続されている。このガス供給管には図示されないガス供給源から加圧ガスが供給されており、この加圧ガスが流路５９及び筒状体５７を介してガイド軸５４と筒状体５７との隙間に吹き出される。こうすることによって前記ガイド軸５４は貫通孔５６の中で摩擦抵抗を受けない状態例えば無重力の状態となり、シリンダ５３が上下にスムーズに動く仕組みとなっている。なお、ここで用いる加圧ガスにかけられる圧力は例えば２ｋｇ／ｃｍ^２以上である。また隙間に吹き出された加圧ガスは、図示されない排気ポート例えば筒状体５７の上下両端部に設けられた排気ポートからガスが逃げる仕組みとなっている。

次に本発明に係る実施の形態における作用について説明をする。先ず図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ノズル部４０が助走板２８の塗布開始位置に設定される。この時、シリンダ５３はガイド軸５４に対して下限位置にあり、ノズル部４０の吐出口４１と助走板２８との離間距離はＺ軸移動機構５１によって例えば１ｍｍ以下に設定される。

ここでノズル部４０が前記助走板２８の塗布開始位置に設定されると、前記外カップ２２が前記昇降部２３によって現像液の液跳ねを防ぐ程度の位置まで昇降される。

次に塗布開始位置でバルブＶ１を開き、図示しないポンプにより現像液を助走板２８の表面に吐出させると、ノズル部４０はエアベアリングシリンダ５により実質摩擦のない状態で上下方向にガイドされており、またノズル部４０の長さ方向に配列された各吐出口４１から互いに同じ吐出圧で現像液が吐出されるので、図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように助走板２８の表面から例えば０．５ｍｍの高さ位置にて当該表面に平行な姿勢で浮上する。そしてＸ軸移動機構５０によってノズル部４０をウエハＷの一端側から他端側へ所定のスキャン速度で移動させながらウエハＷの表面に現像液Ｄを吐出し、例えば０．５ｍｍ程度の厚さの液膜を形成する。この時、ノズル部４０のスキャン速度は例えば１００ｍｍ／ｓであり、また前記吐出口４１から吐出される現像液Ｄの吐出圧は、例えば１ｋｇ／ｃｍ^２である。また、ノズル部４０における現像液の吐出開始のタイミングは、例えば助走板２８の上にノズル部４０が設定されたと同時であってもよい。

ここで図８を用いてウエハＷの表面に現像液Ｄが塗布される様子について詳細に説明する。現像液Ｄの吐出圧によって助走板２８の表面に平行に浮いたノズル部４０は、Ｘ軸移動機構５０によってウエハＷの一端側から他端側へ所定のスキャン速度で移動する。そして例えば、ノズル部４０の進行方向に対してＸ軸移動機構５０のガイドレールが僅かに上向きに傾斜し、エアベアリングシリンダ５の固定部５５側が図８中鎖線Ｌ１で示すように右上がりに移動したとしても、ウエハＷの表面とその周囲の助走板２８の表面とは同じ高さ（面一）に設定されていることからノズル部４０の高さは現像液の吐出圧によって決まる。このため吐出口４１から一定の吐出圧で現像液を吐出することでノズル部４０はウエハＷの表面に対して平行に移動し、ウエハＷの表面との離間距離は常に一定に保たれる。そのことによって、ウエハＷの一端側から他端側に亘って現像液Ｄを均一に供給することができ、面内均一性の高い現像処理を行うことができる。その結果、パターンの線幅について高い均一性が得られる。

なお、ウエハＷに現像液が塗布された後は、ノズル部４０は、図示されない待機部に戻される。そして前記駆動部３３によってスピンチャック２が内カップ２２の上部側より下の所定の位置まで下降され、続いて洗浄液供給部９７からバルブＶ２を介して洗浄液ノズル９６に洗浄液が供給される。そして前記Ｘ軸移動機構５０によって洗浄液ノズル９６が移動することによってウエハＷの表面の現像液を洗浄し、ウエハＷの表面を洗浄した後、スピンチャック２を回転させることによってウエハＷを迅速に乾燥させるようになっている。

上述の実施の形態によれば、現像液の吐出圧によってノズル部４０の高さが決まるので、助走板２８とウエハＷの表面との高さを同じにし、且つ両者を面一にする調整を行うことによって吐出口４１の移動面とウエハＷとの平行度を高いものとすることができる。従って、ノズル部４０及び移動機構を含む組立体を動かしながらガイドレールの傾きを調整し、更にノズル部４０の長さ方向の傾きを調整しながら組み付けを行う作業に比べて調整工数が少なくなり、調整作業が容易であると共に、装置間における吐出口４１の高さのばらつきが抑えられ、また面内均一性が良好な現像処理を行うことができる。

以上の例は基板としてウエハＷ（円形基板）を用いているが、角型基板、例えば四角形のＬＣＤ基板や露光用のマスク基板（レチクル基板）を用いてもよい。この場合には、基板の幅が一定なのでスキャン時にはノズル部４０の全ての吐出口４１が基板表面からはみ出さずにその表面と対向するようになる。従って、例えばノズル部４０のスタート位置に助走板２８を配置したとしても、助走板２８を必ずしも基板の表面と同じ高さに正確に調整しなくてもよいので、調整作業が極めて簡単である。

次に本発明の第２の実施の形態について図９の（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。図中６０は助走板であり、この助走板６０は、ウエハＷの外周を囲むように、且つ、ノズル部６１の走査範囲に亘って形成されている。この例で用いられるノズル部６１は、ウエハＷの有効領域の幅に対応する長さに亘って現像液を吐出する吐出口６２と、この吐出口６２の両側に設けられ、流体を助走板６０の表面に向かって吐出するための流体吐出口６３とを備えている。この流体吐出口６３への流体の供給は図９の（ｂ）に示すように、流体供給管６４を介して図示されない流体供給手段によって行われる。この流体としては、例えば空気、不活性ガス又は水などが用いられる。

前記助走板６０には、流体吐出口６３から吐出される流体が現像処理に影響を及ぼさないように、前記流体吐出口６３の移動領域とウエハＷとの間に遮蔽部材６５が設けられている。この遮蔽部材６５の高さは、例えば流体吐出口６３から吐出される流体の雰囲気からウエハＷ側の領域が区画される程度の高さである。なお、図９の（ａ）及び（ｂ）には、ノズル部６１を支持するノズル支持体５２、エアベアリングシリンダ５、ガイド部支持体５６、Ｘ軸移動機構５０及びＺ軸移動機構５１は省略してあるが、上述と同様の構成であり、ノズル部６１が実質摩擦がない状態で上下にガイドされている。

本発明に係る第２の実施の形態における作用について説明をする。先ず図示されない流体供給手段によって流体供給管６４を介して流体が供給される。そして流体吐出口６３から助走板６０の表面に対して流体例えば空気が吐出され、この空気の吐出圧によってノズル部６１は助走板６０に対して平行に浮上する。前記流体吐出口６３から吐出される流体の吐出圧は、例えば１ｋｇ／ｃｍ^２である。浮上したノズル部６１は図９の（ａ）及び（ｂ）では図示されない既述のＸ軸移動機構５０によってＸ方向に移動され、このときノズル部６１の吐出口６２からウエハＷ表面に現像液が吐出され、ウエハＷの表面上に液膜が形成される。

この実施の形態では、ノズル部６１の両端から助走板６０の表面に流体例えば空気を吐出させて、その吐出圧によってノズル部６１をウエハＷの表面から浮上させ、この状態でＸ軸移動機構５０によってＸ軸方向に移動させているので、上述と同様の効果を得ることができる。この場合、ノズル部６１の浮上は前記流体の吐出圧に１００％頼ってもよいが、現像液の吐出と流体の吐出との両方の寄与によってノズル部６１が浮上するようにしてもよい。また流体吐出口６３は、スリット形状であってもよいし、吐出孔を複数設け、そこから流体を吐出させるようにしてもよい。

本発明の第３の実施の形態について図１０の（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。図中７０は助走板であり、この助走板７０は、ウエハＷの外周を囲むようにして設けられ、且つ、ノズル部７１の走査範囲（移動領域）に亘って形成されている。前記ノズル部７１には、第１の実施の形態と同様にウエハＷの有効領域の幅に対応する長さに亘って現像液を吐出する吐出口７２が形成されている。また前記ノズル部７１における吐出口７２の外側位置には第１の磁石部７３が設けられている。また助走板７３には、ノズル部７１を図１０の（ａ）及び（ｂ）には記載していない既述のＸ軸移動機構５０によりＸ方向に移動するときに前記第１の磁石部７３の移動路と対向することになる位置に、当該第１の磁石部７３と反発する極性を持った第２の磁石部７４が設けられている。ここで図１０の（ａ）及び（ｂ）には、ノズル部７０を支持するノズル支持体５２、エアベアリングシリンダ５、ガイド部支持体５６、Ｘ軸移動機構５０及びＺ軸移動機構５１は省略してあるが、上述と同様の構成であり、また同様の動作を行う。

本発明に係る第３の実施の形態における作用について説明をする。前記ノズル部７１は既述のような現像液や流体の吐出圧の代わりに第１の磁石部７３と第２の磁石部７４との反発力によって平行に浮上する。前記第１の磁石部７３及び前記第２の磁石部７４は、この例では永久磁石を用いているが、例えばノズル部７１側の第１の磁石部７３として電磁石を用い、その電流値を調整することによって、この反発力の大きさを調整してもよい。このようにして浮上したノズル部７１は図１０の（ａ）及び（ｂ）には図示されないＸ軸移動機構５０によって平行に移動されると共に、ウエハＷ表面に現像液を吐出して液膜を形成する。この実施の形態によっても上述と同様の効果を得ることができる。

これまでの実施の形態では、ノズル部（４０、６１、７１）の両端側にエアベアリングシリンダ５を設け、その一端側のＸ軸移動機構５０によりノズル部（４０、６１、７１）を移動可能としているが、ノズル部（４０、６１、７１）の他端側は支持せずにフリーな状態とし、いわゆる片持ちの構成であってもよい。

また本発明はいわゆる一筆書きの要領で現像液を吐出するノズル機構にも適用することができる。図１１〜図１４はこのような実施の形態（第４の実施の形態）を示す図である。図１１は一筆書きのノズルユニット８の内部構造を、ノズルユニット８の外側を覆うケース体を外して示した斜視図であり、以下これらの図を参照しながら説明を行う。第１の駆動部をなすＸ方向駆動部８０にはＸ方向に伸びる長方形状の基体８１と、この基体８１上の両端に設けられる駆動プーリ８２、従動プーリ８３と、これら各プーリ８２、８３に掛けられるエンドレスベルト８４と、が含まれ、駆動プーリ８２の上部に設けられるモータＭ１により駆動プーリ８２を回転させると、当該駆動プーリ８２の正逆回転に伴ってエンドレスベルト８４も回転する構成とされている。

ここで両プーリ８２、８３に掛けられたエンドレスベルト８４の平行な一対のベルト部分に夫々８４ａ，８４ｂの符号を割り当てると、これらベルト部分８４ａ、８４ｂには、ガイド軸８８ａ、８８ｂに実質摩擦ゼロでガイドされるエアガイド機構８５が設けられている。一方のエアガイド機構８５には既述のガイド部であるエアベアリングシリンダ８６を介してノズル部８７が設けられ、また他方側のエアガイド機構８５には、バランサー９が設けられている。前記ノズル部８７及び前記バランサー９は、夫々がエンドレスベルト８４の回転に伴って、ガイド軸８８ａ、８８ｂにガイドされながら逆向き対称に移動する構成となっている。

次いでノズル部８７及びその周囲について詳細に説明する。このノズル部８７の先端（下端）には現像液供給管８８を介して現像液を吐出する、口径が例えば４ｍｍである吐出口８９が形成されている。

図１２は前記ノズルユニット８の下方側に設けられた装置部分を示す構成図である。図１２において前記ノズルユニット８の下方側には、ウエハＷを保持するための基板保持部９１が設けられており、この基板保持部９１は、昇降駆動体９２、移動体９３、ボールネジ部９４及び図示しないガイドレールなどを含む移動機構９５により図中のＸ軸方向に例えばモータＭ２で移動する構成となっている。

次いで、このノズルユニット８においてウエハＷの表面に前述した現像液が塗布される様子について、図１３を用いて説明する。図１３において、図中のＳ１〜Ｔ１につながるジグザグ状の線は、ノズル部８７の軌跡を模したものを表している。ウエハＷはノッチＮの部分が進行方向前方側に位置するようにその向きが合わせられており、ウエハＷの前端縁Ｆに、ノズル部８７の軌道が位置するように移動体９３を介して、基板保持部９１に保持されているウエハＷの初期位置が設定される。このときノズル部８７は始点Ｓ１に置かれている。次いで、始点Ｓ１からノズル部８７により現像液の塗布が開始され、ノズル部８７はモータＭ１を介して前述したエンドレスベルト８４を駆動することにより、図中Ｘ軸方向左側に動作して、１列目の現像液ラインＬ１１が形成される。

そしてウエハＷの左端まで塗布を終えると、モータＭ２を介して基板保持部９１が１．０ｍｍのピッチＰに相当する距離だけ前方側（図中の下側）に移動する。ウエハＷの移動が終了すると、図中左側に位置しているノズル部８７は、今度は右側に移動しながらウエハＷ上に現像液を塗布し、２列目の現像液ラインＬ１２が形成される。ウエハＷの図中右側の端部まで塗布されると再び基板保持部９１が先程と同様にピッチＰ１．０ｍｍに相当する距離だけ移動する。以上の動作を繰り返して、つまりいわゆる一筆書きの要領で、ウエハＷの前端縁Ｆから後端縁Ｂまで塗布を行うことで現像液ラインＬ１（Ｌ１１〜Ｌ１ｎ）がウエハＷ表面全域に配列される。また、図中のＴ１はノズル部８７の終点である。なお、図１２には記載していないが、ウエハＷの外縁と接近した状態でＸ方向に移動可能であり、且つウエハＷの表面と同じ高さの液受け台をノズル部８７の下方側に設け、ノズル部８７がこの液受け台の上方の位置（吐出口８９が液受け台と対向する位置）で折り返すように構成してもよい。

また図１４に一筆書きによる塗布方法の他の手法を示しておく。この方法は、ノズル部８７をウエハＷの中央部に対向する位置に設け、基板保持部９１を低速で回転させがらノズル部８７から塗布液を吐出しつつ塗布開始位置である始点Ｓ２から外方に向かって（ウエハＷの径方向に）塗布終了位置である終点Ｔ２まで平行に移動させることで現像液をウエハＷの表面に螺旋状に塗布する方法である。本発明は、このような塗布方法にも適用できる。

このように上述の実施の形態によれば、ノズル部８７から吐出される現像液の吐出圧によって、ノズル部８７とウエハＷ表面との高さ位置が決まってくる。従って基板表面のどの位置においても常に一定の高さで現像液を吐出することができるので、面内均一性の高い現像処理を行うことができる。

続いて上述の現像処理装置を組み込んだ塗布・現像装置の一例について図１５及ぶ図１６を参照しながら説明する。図中Ｂ１は基板であるウエハＷを例えば１３枚の密閉収納されたカセットＣ１を搬入出するためのカセット載置部であり、カセットＣ１を複数個載置可能な載置部１００ａを備えた載置台１００と、この載置台１００から見て前方の壁面に設けられる開閉部１０１と、開閉部１０１を介してカセットＣ１からウエハＷを取り出すための受け渡し手段１０２とが設けられている。

前記カセット載置部Ｂ１の奥側には筐体１０３にて周囲を囲まれる処理部Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３と、塗布装置及び本発明の現像処理装置を含む各処理ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段１０４Ａ、１０４Ｂとが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３及び主搬送手段１０４Ａ、１０４Ｂは、カセット載置部Ｂ１側から見て前後一列に配列されており、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されており、ウエハＷは処理部Ｂ２内を一端側の棚ユニットＵ１から他端側の棚ユニットＵ２まで自由に移動できるようになっている。また、主搬送手段１０４Ａ、１０４Ｂは、カセット載置部Ｂ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１、Ｕ２及びＵ３側に一面部と、例えば右側の塗布装置（ＣＯＴ）及び現像処理装置（ＤＥＶ）を含む現像処理ユニットＵ４、Ｕ５側の一面部と、左側の一面部をなす背面部とで構成される区画壁により囲まれる空間内に置かれている。また、図中１０６、１０７は各ユニットで用いられる処理液の温度調整装置や湿度調整用ダクト等を備えた温度及び湿度調節用ユニットである。

前記処理部Ｂ２における棚ユニットＵ３の奥側には、例えば第１の搬送室１０８及び第２の搬送室１０９からなるインターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４が接続されている。このインターフェイス部Ｂ３の内部には、処理部Ｂ２と露光部Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための２つの受け渡し手段１１０、１１１の他、棚ユニットＵ６及びバッファカセットＣ２が設けられている。

この装置におけるウエハＷの流れについて一例を示すと、先に外部からウエハＷの収納されたカセットＣ１が載置台１００に載置されると、開閉部１０１と共にカセットＣ１の蓋体が外されて受け渡し手段１０２によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニット（図示せず）を介して主搬送手段１０４Ａへと受け渡され、棚ユニットＵ１〜Ｕ３内の一つの棚にて、塗布処理の前処理として例えば疎水化処理、冷却処理が行われ、しかる後、塗布ユニット（ＣＯＴ）にてレジスト液が塗布される。こうして表面にレジスト膜が形成されると、ウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚をなす加熱ユニットで加熱され、更に冷却された後、棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由してインターフェイス部Ｂ３へと搬入される。このインターフェイス部Ｂ３へと搬入される。このインターフェイス部Ｂ３においてウエハＷは例えば受け渡し手段１１０→棚ユニットＵ６→受け渡し手段１１１という経路で露光部Ｂ４へ搬送され、露光が行われる。露光後、棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一つの棚をなす加熱ユニットで加熱され、更に冷却された後、ウエハＷは逆の経路で主搬送手段１０４Ａまで搬送され、現像処理装置（ＤＥＶ）にて現像されることでレジストマスクが形成される。しかる後、ウエハＷは載置台１００上の元のカセットＣ１へと戻される。

本発明の実施の形態に係る現像処理装置を示す縦断面図である。 前記現像処理装置に用いられるノズル部を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る現像処理装置を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る現像処理装置を示す斜視図である。 前記現像処理装置のエアベアリングシリンダについて説明する横断面図である。 ノズル部の塗布開始位置を示す説明図である。 前記現像処理装置を用いた現像処理を説明する説明図である。 前記現像処理装置を用いてウエハ表面に現像液を塗布する様子を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る現像処理装置を示す平面及び正面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る現像処理装置を示す平面及び正面図である。 本発明の第４の実施の形態に適用されるノズルユニットの構成図である。 本発明の第４の実施の形態に係るノズル部と基板保持部とを示す構成図である。 本発明の第４の実施の形態に係るウエハへの塗布動作を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態に係るウエハへの他の塗布動作を示す説明図である。 本発明に係る現像処理装置を組み込んだ塗布・現像装置の一例を示す斜視図である。 本発明に係る現像処理装置を組み込んだ塗布・現像装置の一例を示す平面図である。 従来の現像処理装置の一例を示す説明図である。 従来の現像処理装置の供給部を示す側面図である。

符号の説明

Ｗ ウエハ
Ｅ 隙間
２ スピンチャック
２８ 助走板
４０ ノズル部
４１ 吐出口
５ エアベアリングシリンダ
５０ Ｘ軸移動機構
５１ Ｚ軸移動機構
５２ ノズル支持体
５３ シリンダ
５４ ガイド軸
５５ 固定部
５６ ガイド部支持体

Claims (11)

1. 基板の表面に現像液を供給する現像処理装置において、
   基板を水平に保持する基板保持部と、
   前記基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って現像液吐出口が形成され、基板の表面に対して現像液を供給するノズル部と、
   このノズル部をその長手方向と交差する方向に基板の一端側から他端側に亘って移動させる移動機構と、
   この移動機構に設けられ、ノズル部を上下にガイドするガイド部と、
   前記ノズル部の現像液吐出口から吐出される現像液の吐出圧によってノズル部を基板の表面から浮上させた状態で前記移動機構により移動させることを特徴とする現像処理装置。
2. 前記基板は円形状であり、前記基板の側方における前記現像液吐出口の移動軌跡の対向領域には、基板と同じ高さ位置に助走板が設けられたことを特徴とする請求項１記載の現像処理装置。
3. 基板の表面に現像液を供給する現像処理装置において、
   基板を水平に保持する基板保持部と、
   前記基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って現像液吐出口が形成され、基板の表面に対して現像液を供給するノズル部と、
   このノズル部をその長手方向と交差する方向に基板の一端側から他端側に亘って移動させる移動機構と、
   この移動機構に設けられ、ノズル部を上下にガイドするガイド部と、
   前記基板の側方に設けられた助走板と、
   前記ノズル部の移動時に助走板と対向する位置に形成された流体吐出口と、を備え、
   前記流体吐出口から助走板の表面に流体を吐出したときの吐出圧によってノズル部を基板の表面から浮上させると共に現像液吐出口から現像液を吐出させながらノズル部を前記移動機構により移動させることを特徴とする現像処理装置。
4. 流体は、空気、不活性ガス又は水であることを特徴とする請求項３記載の現像処理装置。
5. 基板保持部に保持される基板と前記流体が吐出される領域との間には、助走板に吐出される流体による影響を避けるために遮蔽部材が設けられていることを特徴とする請求項３または４記載の現像処理装置。
6. 基板の表面に現像液を供給する現像処理装置において、
   基板を水平に保持する基板保持部と、
   前記基板の表面に対して現像液を供給する現像液吐出口を有するノズル部と、
   前記ノズル部を基板の上方を移動させるための移動機構と、
   この移動機構に設けられ、ノズル部を上下にガイドするガイド部と、
   前記ノズル部の吐出口から基板表面に吐出される現像液の吐出圧によってノズル部を基板の表面から浮上させた状態で前記移動機構により移動させることを特徴とする現像処理装置。
7. ガイド部は、縦向きに設けられたシリンダ内にガイド軸が遊嵌され、ガイド軸の外周面からシリンダの内周面との間の隙間にガスが吹き出しているガスベアリングシリンダであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の現像処理装置。
8. 基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って現像液吐出口が形成されたノズル部を用いて基板に現像液を供給し、現像処理を行う方法において、
   基板を基板保持部に水平に保持させる工程と、
   次いで前記ノズル部を、移動機構に設けたガイド部により上下にガイドした状態で現像液吐出口から現像液を吐出させ、その吐出圧により浮上させる工程と、
   前記ノズル部を浮上させたまま前記移動機構によりノズル部の長手方向と交差する方向に基板の一端側から他端側に亘って移動させながら基板の表面に現像液を供給する工程と、を備えたことを特徴とする現像処理方法。
9. 基板の有効領域の幅に対応する長さに亘って現像液吐出口が形成されたノズル部を用いて基板に現像液を供給する方法において、
   基板を基板保持部に水平に保持させる工程と、
   前記ノズル部を移動機構に設けたガイド部により上下にガイドした状態で、前記ノズル部に設けられた流体吐出口から、前記基板の側方に設けられた助走板に対して流体を吐出させ、その吐出圧によってノズル部を基板の表面から浮上させる工程と、
   前記ノズル部を浮上させたまま前記現像液吐出口から現像液を吐出させながら、前記移動機構によりノズル部の長手方向と交差する方向に基板の一端側から他端側に亘って移動させて基板の表面に現像液を供給する工程と、を備えたことを特徴とする現像処理方法。
10. 現像液吐出口が形成されたノズル部を用いて基板に現像液を供給し、現像処理を行う方法において、
    基板を基板保持部に水平に保持させる工程と、
    次いで前記ノズル部を、移動機構に設けたガイド部により上下にガイドした状態で現像液吐出口から基板の表面に現像液を吐出させ、その吐出圧により浮上させる工程と、
    前記ノズル部を浮上させたまま前記移動機構によりノズル部を移動させながら基板の表面に現像液を供給する工程と、を備えたことを特徴とする現像処理方法。
11. ガイド部は、縦向きに設けられたシリンダ内にガイド軸が遊嵌され、ガイド軸の外周面からシリンダの内周面との間の隙間にガスが吹き出しているガスベアリングシリンダであることを特徴とする請求項８ないし１０いずれかに記載の現像処理方法。

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