JP6316144B2 - 現像液吐出ノズルおよび現像処理装置 - Google Patents

現像液吐出ノズルおよび現像処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、現像液吐出ノズルおよび現像処理装置に関する。
現像処理装置においては、例えばスリット状の吐出口を有する現像液吐出ノズルが用いられる。特許文献1に記載される現像液吐出ノズルは、撥水性を有する第1および第2の部材、ならびに親水性を有する第3の部材を含む。第1、第2および第3の部材はそれぞれ板状に設けられ、第3の部材の一面および他面に第1および第2の部材がそれぞれ接合される。第3の部材と第2の部材との間に現像液の流路が形成され、その下端部にスリット状の吐出口が設けられる。
特開平11−221511号公報
現像処理時には、現像液およびレジスト残渣等を含む溶液(以下、処理溶液と呼ぶ)が、現像液吐出ノズルに付着する。処理溶液が現像液吐出ノズルに付着したまま時間が経過すると、処理溶液から固形物が析出する。析出した固形物は、現像欠陥の要因となる。現像液の流路においては、処理溶液が付着しても、現像液の流動によってその処理溶液が除去されるので、固形物が析出しにくい。一方、現像液が流動しない部分に処理溶液が付着すると、その処理溶液は除去されにくい。そのため、固形物が析出する可能性がある。
上記特許文献1の現像液吐出ノズルにおいては、第3の部材が親水性であるので、第3の部材の周囲に処理溶液が付着しやすい。第2の部材と第3の部材との間の流路に処理溶液が付着しても、その処理溶液は現像液の流動によって除去される。一方、第1の部材と第3の部材との間に処理溶液が浸入すると、その現像用液を除去することは困難であり、固形物が析出しやすい。また、浸入した現像用液は、毛細管現象によって徐々に内部に進行する。それにより、固形物の析出範囲が拡大する。
本発明の目的は、固形物の析出による現像欠陥の発生が防止された現像液吐出ノズルおよび現像処理装置を提供することである。
(1)第1の発明に係る現像液吐出ノズルは、互いに逆方向に向けられる第1および第2の側面を有する内部材と、内部材の第1の側面に対向する第1の内面を有する第1の外部材と、内部材の第2の側面に対向する第2の内面を有する第2の外部材とを備え、第1の外部材の第1の内面は、第1の内面上部および第1の凹部を有し、第1の凹部は、第1の内面上部の下方において第1の外部材の下端まで延びるように形成され、第2の外部材の第2の内面は、第2の内面上部および第2の凹部を有し、第2の凹部は、第2の内面上部の下方において第2の外部材の下端まで延びるように形成され、第1の外部材の第1の内面上部と第2の外部材の第2の内面上部とが互いに接合され、内部材の第1の側面と第1の外部材の第1の凹部との間に上下に延びる第1の流路が形成され、内部材の第2の側面と第2の外部材の第2の凹部との間に上下に延びる第2の流路が形成され、像液を吐出するための第1の吐出口が第1の流路の下端部に形成され、像液を吐出するための第2の吐出口が第2の流路の下端部に形成され、内部材の上端の位置は、第1および第2の凹部の上端の位置よりも低く、第1および第2の凹部内で内部材の上端上に、第1の流路と第2の流路とを連通させる連通路が形成され、第1の外部材には、連通路に現像液を導く導入路が第1の凹部内で開口するように形成される。
この現像液吐出ノズルにおいては、内部材の第1の側面と第1の外部材の第1の凹部との間に第1の流路が形成され、内部材の第2の側面と第2の外部材の第2の凹部との間に第2の流路が形成される。第1の外部材に形成された導入路を通して第1および第2の流路に現像液が導かれる。第1の流路に導かれた現像液が第1の吐出口から吐出され、第2の流路に導かれた現像液が第2の吐出口から吐出される。
このように、第1および第2の流路の各々で現像液が流動する。そのため、現像液およびレジスト残渣等を含む溶液(以下、処理溶液と呼ぶ)が、第1および第2の流路を形成する内部材の第1および第2の側面、ならびに第1の外部材の第1の内面および第2の外部材の第2の内面のいずれに付着しても、現像液の流動によってその処理溶液が除去される。それにより、付着した処理溶液から固形物が析出することが防止される。その結果、固形物の析出による現像欠陥の発生が防止される。
この場合、簡単な構成で第1および第2の流路に現像液を導くことができる。また、内部材の第1および第2の側面ならびに上端がそれぞれ現像液の流路を形成するので、内部材の表面上において、処理溶液が残存する可能性のある部分が削減される。それにより、固形物の析出が十分に防止される。
また、現像液吐出ノズルの組み立てが容易になる。さらに、第1および第2の外部材によって内部材が挟持されることにより、第1および第2の内面の間に内部材が安定に保持される。
(2)第1の外部材は、上下に延びる外面を有し、導入路は、第1の凹部内で開口する一端および外面で開口する他端を有する。
(3)導入路の一端は、内部材の上端よりも高い位置にあってもよい。
)内部材は、外部材よりも高い親水性を有してもよい。この場合、現像液吐出ノズルから基板上に現像液が吐出されることによって基板上に現像液の液層が形成される際に、内部材の下面と基板の上面との間に十分な液溜りが形成される。それにより、内部材の下面と基板の上面との間で液層が分離されることが防止される。
(5)第1の外部材の第1の凹部と第2の外部材の第2の凹部との間に内部材が位置するように内部材を係止する係止部材をさらに備えてもよい。
(6)第1の外部材は、第1の凹部を除く領域に第1の係止部を有し、第2の外部材は、第2の凹部を除く領域に第2の係止部を有し、内部材は、第1および第2の凹部に対向する領域を除く領域に第3の係止部を有し、第1、第2のおよび第3の係止部の下端は、同じ高さに位置し、係止部材で支持され、内部材の第3の係止部は第1の外部材の第1の係止部と第2の外部材の第2の係止部とで挟持されてもよい。
この場合、内部材の加工のためのコストを削減しつつ、外部材の第1および第2の内面の間に内部材を固定することができる。
)第1および第2の吐出口は、それぞれスリット状であり、互いに並列に一方向に延びてもよい。この場合、基板上に現像液の液層を効率良く形成することができる。
)第1の流路は、第1の吐出口に沿って一方向に延びるように形成された第1の帯状流路と、第1の帯状流路の上端部からそれぞれ上方に突出するとともに、一方向に並ぶように設けられた複数の第1の突出流路とを含み、第2の流路は、第2の吐出口に沿って一方向に延びるように形成された第2の帯状流路と、第2の帯状流路の上端部からそれぞれ上方に突出するとともに、一方向に並ぶように設けられた複数の第2の突出流路とを含み、導入路は、複数の第1および第2の突出流路にそれぞれ連通するように設けられた複数の連通導入路を含んでもよい。
この場合、複数の第1の突出流路から第1の帯状流路の全体に現像液が均一に導かれ、複数の第2の突出流路から第2の帯状流路の全体に現像液が均一に導かれる。それにより、第1および第2の吐出口の全体から均一に現像液を吐出することができる。したがって、基板上に現像液の液層を安定的に形成することができる。
(9)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部と、現像液吐出ノズルと、現像液吐出ノズルが取り付けられるノズル取り付け部と、ノズル取り付け部を通して現像液吐出ノズルに現像液を供給する現像液供給系と、基板保持部により保持される基板の上面に対して現像液吐出ノズルを相対的に移動させる移動装置とを備え、現像液吐出ノズルは、互いに逆方向に向けられる第1および第2の側面を有する内部材と、内部材の第1の側面に対向する第1の内面を有する第1の外部材と、内部材の第2の側面に対向する第2の内面を有する第2の外部材とを備え、第1の外部材の第1の内面は、第1の内面上部および第1の凹部を有し、第1の凹部は、第1の内面上部の下方において第1の外部材の下端まで延びるように形成され、第2の外部材の第2の内面は、第2の内面上部および第2の凹部を有し、第2の凹部は、第2の内面上部の下方において第2の外部材の下端まで延びるように形成され、第1の外部材の第1の内面上部と第2の外部材の第2の内面上部とが互いに接合され、内部材の第1の側面と第1の外部材の第1の凹部との間に上下に延びる第1の流路が形成され、内部材の第2の側面と第2の外部材の第2の凹部との間に上下に延びる第2の流路が形成され、現像液を吐出するための第1の吐出口が第1の流路の下端部に形成され、現像液を吐出するための第2の吐出口が第2の流路の下端部に形成され、内部材の上端の位置は、第1および第2の凹部の上端の位置よりも低く、第1および第2の凹部内で内部材の上端上に、第1の流路と第2の流路とを連通させる連通路が形成され、第1の外部材には、現像液供給系からの現像液を連通路に導く導入路が第1の凹部内で開口するように形成される。
この現像装置においては、現像液吐出ノズルが基板に対して相対的に移動されつつ現像液吐出ノズルから基板上に現像液が吐出される。それにより、基板上に現像液の液層が形成され、基板の現像処理が行われる。この場合、上記の現像液吐出ノズルが用いられるので、固形物の析出による現像欠陥の発生が防止される。
(10)ノズル取り付け部は、現像液供給系から現像液が供給される液溜まり部と、液留まり部の現像液を現像液吐出ノズルの導入路に供給する供給路とを含んでもよい。
(11)液溜まり部は、第1の水平方向に漸次拡大しつつ下方に延びてもよい。
(12)ノズル取り付け部は、液溜まり部の頂部で開口する吸引路を有するものである。
(13)第1および第2の吐出口は、それぞれスリット状であり、互いに並列に第1の水平方向に延びてもよい。
(14)現像液吐出ノズルの導入路は、第1の水平方向に並ぶように配置される複数の連通導入路を含み、ノズル取り付け部の供給路は、液溜まり部と複数の連通導入部とを連通させてもよい。
(15)移動装置は、現像液吐出ノズルの第1および第2の吐出口が基板保持部により保持された基板の表面に対向するように第1の水平方向に交差する第2の水平方向に現像液吐出ノズルを移動させてもよい。
(16)現像液吐出ノズルの第1および第2の流路は、基板保持部により保持された基板の上面に対して垂直かつ直線的に延びてもよい。
本発明によれば、固形物の析出による現像欠陥の発生が防止される。
実施の形態に係る現像処理装置の模式的平面図である。 図1の現像処理装置の模式的側面図である。 スリットノズルの移動経路を示す図である。 スリットノズルおよびノズルアームの外観斜視図である。 スリットノズルの分解斜視図である。 スリットノズルの縦断面図である。 スリットノズルおよびノズルアームの縦断面図である。 図7のA−A線断面図である。 外部材の内面を示す側面図である。 スリットノズルの一端部を示す側面図である。 スリットノズルによる基板への現像液の供給について説明するための模式的断面図である。 比較例に係るスリットノズルの構成を示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態に係る現像液吐出ノズルおよび現像処理装置について図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態において、現像液吐出ノズルは、スリット状の吐出口を有するスリットノズルである。
(1)現像処理装置の構成
図1は、実施の形態に係る現像処理装置の模式的平面図である。図2は、図1の現像処理装置の模式的側面図である。図1および図2、ならびに後述の図3以降の所定の図には、位置関係を明確にするために互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向を示す矢印を付している。X方向およびY方向は水平面内で互いに直交し、Z方向は鉛直方向に相当する。
図1に示すように、現像処理装置1は、筐体5を備える。筐体5内に、3つの現像処理ユニットDEVおよび現像液供給部6が設けられる。3つの現像処理ユニットDEVは、互いに同じ構成を有し、X方向に沿って並ぶように配置される。各現像処理ユニットDEVは、回転保持部10、処理カップ20およびリンスノズル30を備える。
図2に示すように、回転保持部10は、スピンチャック11、回転軸12およびモータ13を含む。スピンチャック11は、モータ13に接続された回転軸12の上端部に設けられる。スピンチャック11は、基板Wの下面の略中心部を真空吸着することにより、基板Wを水平姿勢で保持する。モータ13によって回転軸12およびスピンチャック11が一体的に回転される。それにより、スピンチャック11によって保持された基板Wが鉛直方向(Z方向)に沿った軸の周りで回転する。
回転保持部10を取り囲むように処理カップ20が設けられる。処理カップ20は、図示しないカップ昇降機構により下方位置と上方位置との間で昇降される。処理カップ20が下方位置にある場合、処理カップ20の上端がスピンチャック11による基板Wの保持位置よりも低い。各現像処理ユニットDEVに対する基板Wの搬入時および搬出時に、その現像処理ユニットDEVの処理カップ20が下方位置に配置される。カップ昇降機構125が上方位置にある場合、処理カップ20の上端がスピンチャック11による基板Wの保持位置よりも高く、基板Wの周囲が処理カップ20により取り囲まれる。基板Wの現像処理時に、処理カップ20が上方位置に配置され、回転される基板Wから飛散する液滴が処理カップ20により受け止められる。受け止められた液滴は、図示しない排出部(ドレイン)に導かれる。
リンスノズル30は、処理カップ20の外側の待避位置とスピンチャック11により保持される基板Wの中心部上方のリンス位置との間で回動可能に設けられる。リンスノズル30は、リンス位置においてスピンチャック11により保持される基板W上にリンス液を供給する。
図1に示すように、現像液供給部6は、スリットノズル61、ノズルアーム61a、ノズル昇降機構62およびノズルスライド機構63を含む。スリットノズル61は、Y方向に延びるように設けられ、ノズルアーム61aを介してノズル昇降機構62に連結される。スリットノズル61は、ノズル昇降機構62によりZ方向に沿って昇降される。また、スリットノズル61は、各スピンチャック11により保持された基板Wの上方を通るように、ノズルスライド機構63により3つの現像処理ユニットDEVの配列方向(X方向)に沿って移動する。
スリットノズル61には、図示しない現像液供給源からノズルアーム61aを介して現像液が供給される。スリットノズル61は、スピンチャック11により保持された基板Wの上方を移動しつつ基板W上に現像液を帯状に吐出する。それにより、基板Wの上面を覆うように、現像液の液層が形成される。基板Wが回転される状態で現像液の液層が形成されてもよく、または基板Wの回転が停止された状態で現像液の液層が形成されてもよい。
隣り合う現像処理ユニットDEV間および一端に位置する現像処理ユニットDEVの外側に待機ポッド70が設けられる。スリットノズル61は、基板W上に現像液を吐出しない期間に、いずれかの待機ポッド70上で待機する。待機ポッド70において、スリットノズル61は、内部に滞留する現像液を吐出して排出するオートディスペンス処理を定期的に行う。これにより、変質または経時劣化した現像液が基板Wに供給されることが防止される。また、待機ポッド70において、スリットノズル61の洗浄処理が行われる。
筐体50の一側面には、3つの現像処理ユニットDEVにそれぞれ対向するように3つのシャッター7が設けられる。各現像処理ユニットDEVに対する基板Wの搬入時および搬出時には、対応するシャッター7が開放される。各現像処理ユニットDEVにおける現像処理時には、対応するシャッター7が閉鎖される。
(2)現像処理装置の動作
現像処理装置1の動作の概要について説明する。図3は、スリットノズル61の移動経路を示す図である。現像処理装置1は、制御部80を含む。制御部80により、現像処理装置1の各構成要素の動作が制御される。図3においては、3つの現像処理ユニットDEVをそれぞれ現像処理ユニットDEV1,DEV2,DEV3とし、3つの待機ポッド70をそれぞれ待機ポッド70a,70b,70cとする。現像処理ユニットDEV1,DEV2,DEV3は、この順でX方向に沿って並ぶ。現像処理ユニットDEV1,DEV2の間に待機ポッド70aが配置され、現像処理ユニットDEV2,DEV3の間に待機ポッド70bが配置され、現像処理ユニットDEV3の外側に待機ポッド70cが配置される。
スリットノズル61が待機ポッド70c上に位置するときに、図示しない搬送装置により現像処理ユニットDEV1のスピンチャック11上に、露光処理後の基板Wが搬送される。この場合、現像処理ユニットDEV1の処理カップ20が下方位置にある状態で現像処理ユニットDEV1のスピンチャック11上に基板Wが搬送され、基板Wの搬送後にその処理カップ20が上方位置に上昇する。続いて、スリットノズル61が、現像処理ユニットDEV1のスピンチャック11により保持される基板Wの一端部(X方向において待機ポッド70aから遠い側の端部)上まで移動し、現像液を吐出しながら基板Wの他端部(X方向において待機ポッド70aに近い側の端部)上まで移動する。その後、スリットノズル61は待機ポッド70a上に移動する。
スリットノズル61が待機ポッド70a上に位置するときに、図示しない搬送装置により現像処理ユニットDEV2のスピンチャック11上に、露光処理後の基板Wが搬送される。この場合、現像処理ユニットDEV2の処理カップ20が下方位置にある状態で現像処理ユニットDEV2のスピンチャック11上に基板Wが搬送され、基板Wの搬送後にその処理カップ20が上方位置に上昇する。続いて、スリットノズル61が、現像処理ユニットDEV2のスピンチャック11により保持される基板Wの一端部(X方向において待機ポッド70aに近い側の端部)上まで移動し、現像液を吐出しながら基板Wの他端部(X方向において待機ポッド70bに近い側の端部)上まで移動する。その後、スリットノズル61は待機ポッド70b上に移動する。
スリットノズル61が待機ポッド70b上に位置するときに、図示しない搬送装置により現像処理ユニットDEV3のスピンチャック11上に、露光処理後の基板Wが搬送される。この場合、現像処理ユニットDEV3の処理カップ20が下方位置にある状態で現像処理ユニットDEV3のスピンチャック11上に基板Wが搬送され、基板Wの搬送後にその処理カップ20が上方位置に上昇する。続いて、スリットノズル61が、現像処理ユニットDEV3のスピンチャック11により保持される基板Wの一端部(X方向において待機ポッド70bに近い側の端部)上まで移動し、現像液を吐出しながら基板Wの他端部(X方向において待機ポッド70cに近い側の端部)上まで移動する。その後、スリットノズル61は待機ポッド70c上に移動する。
現像処理ユニットDEV1〜DEV3の各々において、スリットノズル61が基板W上を移動しながら現像液を吐出することにより、基板W上に現像液の液層が形成される。その状態で、基板W上に形成された感光性膜(レジスト)の現像反応が進行する。現像液の液層が形成されてから予め定められた時間が経過すると、リンスノズル30がリンス位置に移動し、リンス液を吐出する。それにより、感光性膜の現像反応が停止される。続いて、基板W上にリンス液が吐出されつつ回転保持部10により基板Wが回転されることにより、基板W上の現像液が洗い流される。その後、リンス液の吐出が停止された状態で基板Wが回転されることにより、基板Wからリンス液が振り切られ、基板Wが乾燥される。乾燥された基板Wが図示しない搬送装置によりスピンチャック11上から搬送される。スピンチャック11上から基板Wが搬送される際には、処理カップ20が下方位置に下降する。現像処理装置1においては、このような一連の動作が繰り返される。
現像処理ユニットDEV1〜DEV3の各々に対する基板Wの搬入および搬出のタイミングは、上記の例に限定されず、現像処理装置1の各部の動作速度、現像処理時間、または搬送装置の動作速度等に応じて、適宜変更されてもよい。また、現像処理ユニットDEV、待機ポッド70およびスリットノズル61の数は、適宜変更されてもよい。
(3)スリットノズルの構成
スリットノズル61の詳細について説明する。図4は、スリットノズル61およびノズルアーム61aの一部の外観斜視図である。図5は、スリットノズル61の分解斜視図である。図6は、スリットノズル61の縦断面図であり、図7は、スリットノズル61およびノズルアーム61aの一部の縦断面図である。
図4に示すように、ノズルアーム61aは、略L字状の断面を有するノズル取り付け部61bを含む。ノズル取り付け部61bにスリットノズル61が取り付けられる。スリットノズル61の上面および一側面はノズル取り付け部61bに重なる。
ノズル取り付け部61bの上面には、連結部材630が取り付けられる。連結部材630には、吸引管635の一端が接続される。吸引管635の他端は、図示しない真空発生装置(排気装置)に接続される。
図5に示すように、スリットノズル61は、外部材71,72および内部材73を含む。外部材71,72および内部材73は、それぞれY方向に長尺状に延びる。上下方向における外部材71,72の幅は互いに等しく、内部材73の幅はそれより小さい。内部材73は、外部材71,72の間に配置される。
外部材71,72は、例えば撥水性材料により形成され、内部材73は、例えば親水性材料により形成される。外部材71,72の材料として、例えば、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)が用いられる。内部材73の材料として、例えば石英が用いられる。
外部材71の内面(内部材73に対向する面)には、一定の深さの凹部710が形成される。凹部710は、帯状領域711および複数の突出領域712を含む。帯状領域711は、外部材71の下端部に沿ってY方向に延びる。複数の突出領域712は、帯状領域711の上端部からそれぞれ上方に突出するとともに、Y方向に等間隔に並ぶように設けられる。また、複数の突出領域712にそれぞれ対応するように、複数の導入路71aが外部材71に形成される。各導入路71aの一端は、対応する突出領域712内で開口し、他端は、外部材71の外面で開口する。また、外部材71の上端部および両側部には、複数の孔部71bが設けられる。
外部材72の内面(内部材73に対向する面)には、一定の深さの凹部720が形成される。凹部720は、帯状領域721および複数の突出領域722を含む。帯状領域721は、外部材71の帯状領域711と同様の形状を有し、各突出領域722は、外部材71の各突出領域712と同様の形状を有する。外部材72の上端部および両側部には、複数の孔部72bが設けられる。
内部材73の両側部には、下端部から一定の高さまで切り欠き73aがそれぞれ形成される。内部材73は、後述の係止部材75(図9)によって外部材71,72の間で係止される。
図6に示すように、外部材71,72の外面の下端部は、それぞれ内側に傾斜するように形成される。また、内部材73の上面および下面は、内部材73の一方の側面および他方の側面にそれぞれ連続的につながるように曲面状に設けられる。
外部材72の内面には段差が設けられ、外部材72の上部の厚みは下部の厚みより大きい。外部材72の内面上部は、外部材71の内面上部に当接する。凹部710,720は、外部材71,72の内面下部にそれぞれ形成される。凹部710,720の間に内部材73が配置される。
外部材71の凹部710の帯状領域711および内部材73の一方の側面により流路FP1aが形成され、外部材72の凹部720の帯状領域721および内部材73の他方の側面により流路FP2aが形成される。また、流路FP1aの下端に、スリット状の吐出口OP1が形成され、流路FP2aの下端に、スリット状の吐出口OP2が形成される。吐出口OP1,OP2は、互いに平行にY方向に延びる。
外部材71の凹部710の複数の突出領域712および内部材73の一方の側面により複数の流路FP1bが形成され、外部材72の凹部720の複数の突出領域722および内部材73の他方の側面により複数の流路FP2bが形成される。図6には、1つの流路FP1bおよび1つの流路FP2bのみが示される。内部材73の上面と外部材72の段差面GPとの間には連通路CPが形成される。連通路CPを介して、複数の流路FP1bと複数の流路FP2bとが互いに連通する。複数の流路FP1bと複数の流路FP2bとの間で現像液を分散させるために、外部材71の導入路71aは内部材73の上端部よりも高い位置にあることが好ましい。
図7に示すように、ノズルアーム61aのノズル取り付け部61bは、取り付け底面611および取り付け側面612を有する。取り付け側面612には、複数のねじ穴612aがY方向に並ぶように形成される。図7には、1つのねじ穴612aのみが示される。外部材71の外面が取り付け側面612に当接する状態で、外部材72の複数の孔部72bおよび外部材71の複数の孔部71bを通して、複数のねじSCが取り付け側面612の複数のねじ穴612aにそれぞれねじ込まれる。これにより、外部材71,72がノズル取り付け部61bに固定される。外部材71,72の上面は、ノズル取り付け部61bの取り付け底面611と対向する。
ノズル取り付け部61bの内部には、吸引路621、供給路622、液溜り部623および複数の供給路624が互いに連通するように設けられる。連結部材630の内部には、吸引路631が形成される。以下、ノズル取り付け部61bおよび連結部材630の内部構造について説明する。
図8は、図7のA−A線断面図である。図8に示すように、液溜り部623は、Y方向に漸次拡大しつつ下方に延び、さらに一定の幅で下方に延びる。吸引路621は、ノズル取り付け部61bの上面から液溜り部623に延びる。連結部材630の吸引路631は、吸引路621に連通する。また、吸引管635は、吸引路631に連通する。
供給路622は、液溜り部623とX方向に隣り合いかつY方向に延びる。供給路622の一端部は略垂直に屈曲して液溜り部623の上端部で開口する。複数(本例では、5つ)の供給路624はY方向に並ぶように設けられ、各供給路624の一端は液溜り部623の下端部で開口する。各供給路624は、Y方向に一定の幅を有し、X方向に帯状に延びる。図7に示すように、各供給路624は、外部材71の複数の導入路71aに連通する。本例では、1つの供給路624が6つの導入路71aに連通する。
供給路622を通して、液溜り部623に現像液が供給される。液溜り部623の現像液は、複数の供給路624を通して、スリットノズル61に導かれる。また、吸引路621,631および図8の吸引管635を通して、液溜り部623内の気体が吸引される。これにより、液溜り部623において、現像液から気泡が除去される。
(4)係止部材
図9および図10は、内部材73を係止する係止部材について説明するための図である。図9には、外部材71の内面が示され、図10には、スリットノズル61の一端部が示される。また、図9においては、内部材73が一点鎖線で示され、図10においては、内部材73が点線で示される。
図9および図10に示すように、スリットノズル61の両端部には、係止部材75がそれぞれ取り付けられる。図10に示すように、各係止部材75は、一対のねじ75aにより外部材71,72の下端部にそれぞれ固定される。図9に示すように、各係止部材75の一部は、内部材73の各切り欠き73a内に位置する。これにより、内部材73の両側部が一対の係止部材75によって係止される。
また、Y方向において、内部材73の上半部の長さは、外部材71の凹部710の長さよりも大きい。それにより、内部材73の一方の側面の両端部が、凹部710の外側で外部材71の内面に当接する。そのため、内部材73の一方の側面が、外部材71の凹部710の底面に当接することが防止される。したがって、図6に示すように、内部材73の一方の側面と凹部710の底面との間に流路FP1a,FP1bが確保される。同様に、内部材73の他方の側面の両端部が、凹部720の外側において、外部材72の内面に当接する。そのため、内部材73の他方の側面が外部材72の凹部720の底面に当接することが防止される。したがって、図6に示すように、内部材73の他方の側面と凹部720の底面との間に流路FP2a,FP2bが確保される。また、内部材73の両側面が外部材71,72の間に挟まれた状態で、図7のねじSCによって外部材71,72がノズル取り付け部61bに固定されることにより、外部材71,72の間で内部材73が挟持される。
本例では、外部材71,72がそれぞれねじ止めされ、内部材73はねじ止めされない。例えば、内部材73が石英からなる場合、内部材73の加工のためのコストが高くなる。そのため、内部材73にねじ止めのための孔部を形成することは、コスト増大の要因となる。そこで、内部材73が、ねじ止めされることなく、係止部材75によって係止されかつ外部材71,72によって挟持されることにより、コストの増大が抑制される。
(5)現像液の供給
図11は、スリットノズル61による基板Wへの現像液の供給について説明するための模式的断面図である。図11に示すように、ノズル取り付け部61bの液溜り部623から複数の供給路624を通して、スリットノズル61の複数の導入路71aに現像液が導かれる。複数の導入路71aを通して複数の流路FP1bに現像液が導かれるとともに、複数の連通路CPを通して複数の流路FP2bに現像液が導かれる。複数の流路FP1bから流路FP1aを通して吐出口OP1に現像液が導かれ、吐出口OP1から基板W上に現像液が吐出される。また、複数の流路FP2bから流路FP2aを通して吐出口OP2に現像液が導かれ、吐出口OP2から基板W上に現像液が吐出される。
スリットノズル61の移動方向MD(X方向)は、吐出口OP1,OP2の長手方向(Y方向)に対して垂直である。スリットノズル61の移動方向MDにおいて、吐出口OP2は吐出口OP1より前方に位置する。
本実施の形態では、スリットノズル61の2つの吐出口OP1,OP2から現像液が吐出されるので、1つの吐出口のみから現像液が吐出される場合と比べて、現像液の流量および吐出圧が適度に分散される。それにより、基板W上に均一に現像液を吐出することができる。その結果、基板W上に現像液の液層を安定的に形成することができる。
また、内部材73が親水性を有する場合、内部材73の下面と基板Wの上面との間に十分な液溜りが形成される。そのため、内部材73の下面と基板Wの上面との間で液層が分離されることが防止される。また、外部材71,72が撥水性を有する場合、外部材71,72の外面を伝って現像液が這い上がる現象が抑制される。それにより、外部材71,72の外面に現像液が付着しにくくなるとともに、基板W上の液層を安定に維持することができる。
図12は、比較例に係るスリットノズルの構成を示す断面図である。図12のスリットノズル61xについて、図4〜図11のスリットノズル61と異なる点を説明する。図12のスリットノズル61xにおいては、上下方向における内部材73の幅が、上下方向における外部材71,72の幅とほぼ等しい。また、外部材72と内部材73との間に流路FP2a,FP2bが形成されない。それにより、吐出口OP1のみから現像液が吐出される。
本実施の形態に係るスリットノズル61および上記比較例に係るスリットノズル61xを用いて基板W上に現像液の液層を形成し、その結果を比較した。具体的には、スリットノズル61,61xの移動速度および現像液の流量を種々の値に設定し、吐出口OP1から液層の前端部までのY方向における距離LL(図11)が適正範囲(本例では、10mm以下)にあるか否かを調べた。距離LLが適正範囲を超える場合、現像液の液層の厚みおよび形成範囲を適切に調整することが困難となり、基板Wの現像不良が生じる可能性がある。なお、現像液の液層の形成は、基板Wの回転を停止した状態で行った。
Figure 0006316144
Figure 0006316144
表1および表2において、「○」は、距離LL(図11)が適正範囲にあることを示し、「×」は、距離LL(図11)が適正範囲を超えることを示す。
表1に示されるように、本実施の形態に係るスリットノズル61を用いた場合には、現像液の流量が2000ml/minであってスリットノズル61の移動速度が40mm/sである場合にのみ、距離LLが適正範囲より大きくなった。
一方、表2に示されるように、比較例に係るスリットノズル61xを用いた場合には、現像液の流量が1900ml/minであってスリットノズル61xの移動速度が40mm/sである場合および45mm/sである場合に距離LLが適正範囲を超えた。また、現像液の流量が2000ml/minであってスリットノズル61xの移動速度が40mm/sである場合、45mm/minである場合および50mm/minである場合に距離LLが適正範囲を超えた。
このように、本実施の形態に係るスリットノズル61が用いられることにより、比較例に係るスリットノズル61xが用いられる場合に比べて、基板W上に現像液の液層が適切に形成されることがわかった。
(6)効果
本実施の形態に係るスリットノズル61においては、内部材73の一方の側面および外部材71の凹部710により流路FP1a,FP1bが形成され、内部材73の他方の側面および外部材71の凹部720により流路FP2a,FP2bが形成される。外部材71に形成された導入路71aを通して、流路FP1a,FP1b,FP2a,FP2bに現像液が導かれる。
このような構成により、現像液およびレジスト残渣等を含む溶液(処理溶液)が、内部材73の両側面および外部材71,72の凹部710、720のいずれか付着しても、流路FP1a,FP1b,FP2a,FP2bにおける現像液の流動によってその処理溶液が除去される。それにより、付着した処理溶液から固形物が析出することが防止される。その結果、固形物の析出による現像欠陥の発生が防止される。
また、本実施の形態では、内部材73の上面と外部材72の段差面GPとの間に連通路CPが形成され、その連通路CPを介して流路FP1b,FP2bが互いに連通する。これにより、簡単な構成で流路FP1a,FP1b,FP2a,FP2bに現像液を導くことができる。また、内部材73の一方および他方の側面ならびに上面がそれぞれ現像液の流路を形成するので、内部材73の表面上において、処理溶液が残存する可能性のある部分が削減される。それにより、固形物の析出が十分に防止される。
また、本実施の形態では、吐出口OP1に沿って一方向に延びるように帯状の流路FP1aが形成され、流路FP1aの上端部から上方に突出するように複数の流路FP1bが形成される。また、吐出口OP2に沿って一方向に延びるように帯状の流路FP2aが形成され、流路FP2aの上端部から上方に突出するように複数の流路FP2bが形成される。
これにより、複数の流路FP1bから流路FP1aの全体に均一に現像液が導かれ、かつ複数の流路FP2bから流路FP2aの全体に均一に現像液が導かれる。したがって、吐出口OP1,OP2の全体から均一に現像液を吐出することができる。その結果、基板W上に現像液の液層を安定的に形成することができる。
(7)他の実施の形態
(7−1)
上記実施の形態では、外部材71,72が個別に設けられるが、本発明はこれに限らず、外部材71,72が一体に設けられてもよい。この場合、部品点数が削減される。また、外部材71と外部材72との隙間に現像液が浸入することが防止される。
(7−2)
上記実施の形態では、連通路CPを介して流路FP1b,FP2bが互いに連通するが、本発明はこれに限らない、流路FP1b,FP2bが互いに連通せず、流路FP1bに現像液を導く導入路71aとともに、流路FP2bに現像液を導く導入路が設けられてもよい。
(7−3)
上記実施の形態では、吐出口OP1,OP2に沿って一方向に延びるように帯状の流路FP1a,FP2aがそれぞれ形成され、流路FP1a,FP2aの上端部から上方に突出するように複数の流路FP1b,FP2bがそれぞれ形成されるが、各流路の形状はこれに限らず、適宜変更されてもよい。
(7−4)
上記実施の形態は、スリット状の吐出口OP1,OP2を有するスリットノズル61に本発明が適用された例であるが、他の現像液吐出ノズルに本発明が適用されてもよい。例えば、円形または長円形の吐出口を有する現像液吐出ノズルに本発明が適用されてもよい。あるいは、複数の吐出口が一方向に並ぶように設けられた現像液吐出ノズルに本発明が適用されてもよい。
(8)請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記実施の形態では、スリットノズル61が現像液吐出ノズルの例であり、内部材73が内部材の例であり、外部材71,72が外部材の例であり、流路FP1a,FP1bが第1の流路の例であり、流路FP2a,FP2bが第2の流路の例であり、導入路71aが導入路および連通導入路の例であり、吐出口OP1が第1の吐出口の例であり、吐出口OP2が第2の吐出口の例であり、Y方向が一方向の例である。
また、段差面GPが第3の内面の例であり、連通路CPが連通路の例であり、係止部材75が係止部材の例であり、外部材71が第1の部材の例であり、外部材72が第2の部材の例であり、流路FP1aが第1の帯状流路の例であり、流路FP1bが第1の突出流路の例であり、流路FP2aが第2の帯状流路の例であり、流路FP2bが第2の突出流路の例である。
また、現像処理装置1が現像処理装置の例であり、回転保持部10が基板保持部の例であり、ノズルアーム61aが現像液供給系の例であり、ノズル昇降機構62およびノズルスライド機構63が移動装置の例である。
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
(9)参考形態
第1の参考形態に係る現像液吐出ノズルは、互いに逆方向に向けられる第1および第2の側面を有する内部材と、内部材の第1の側面に対向する第1の内面および内部材の第2の側面に対向する第2の内面を有する外部材とを備え、内部材の第1の側面と外部材の第1の内面との間に上下に延びる第1の流路が形成され、内部材の第2の側面と外部材の第2の内面との間に上下に延びる第2の流路が形成され、第1および第2の流路に現像液を導く導入路が外部材に形成され、現像液を吐出するための第1の吐出口が第1の流路の下端部に形成され、現像液を吐出するための第2の吐出口が第2の流路の下端部に形成される。
この現像液吐出ノズルにおいては、内部材の第1の側面と外部材の第1の内面との間に第1の流路が形成され、内部材の第2の側面と外部材の第2の内面との間に第2の流路が形成される。外部材に形成された導入路を通して第1および第2の流路に現像液が導かれる。第1の流路に導かれた現像液が第1の吐出口から吐出され、第2の流路に導かれた現像液が第2の吐出口から吐出される。
このように、第1および第2の流路の各々で現像液が流動する。そのため、現像液およびレジスト残渣等を含む溶液(以下、処理溶液と呼ぶ)が、第1および第2の流路を形成する内部材の第1および第2の側面、ならびに外部材の第1および第2の内面のいずれに付着しても、現像液の流動によってその処理溶液が除去される。それにより、付着した処理溶液から固形物が析出することが防止される。その結果、固形物の析出による現像欠陥の発生が防止される。
内部材は、外部材よりも高い親水性を有してもよい。この場合、現像液吐出ノズルから基板上に現像液が吐出されることによって基板上に現像液の液層が形成される際に、内部材の下面と基板の上面との間に十分な液溜りが形成される。それにより、内部材の下面と基板の上面との間で液層が分離されることが防止される。
内部材は、第1の側面の上端部と第2の側面の上端部とをつなぐ上面を有し、外部材は、第1の内面の上端部と第2の内面の上端部をつなぐとともに内部材の上面に対向する第3の内面を有し、内部材の上面と外部材の第3の内面との間に第1および第2の流路を連通させる連通路が形成され、導入路は、連通路に現像液を導くように形成されてもよい。
この場合、簡単な構成で第1および第2の流路に現像液を導くことができる。また、内部材の第1および第2の側面ならびに上面がそれぞれ現像液の流路を形成するので、内部材の表面上において、処理溶液が残存する可能性のある部分が削減される。それにより、固形物の析出が十分に防止される。
現像液吐出ノズルは、外部材の第1および第2の内面の間で内部材を係止する係止部材をさらに備えてもよい。
この場合、内部材の加工のためのコストを削減しつつ、外部材の第1および第2の内面の間に内部材を固定することができる。
外部材は、第1の内面を有する第1の部材と、第2の内面を有する第2の部材とを含み、第1および第2の部材は、第1および第2の内面の間に内部材が挟まれる状態で互いに固定されてもよい。
この場合、現像液吐出ノズルの組み立てが容易になる。また、第1および第2の部材によって内部材が挟持されることにより、第1および第2の内面の間に内部材が安定に保持される。
第1および第2の吐出口は、それぞれスリット状であり、互いに並列に一方向に延びてもよい。この場合、基板上に現像液の液層を効率良く形成することができる。
第1の流路は、第1の吐出口に沿って一方向に延びるように形成された第1の帯状流路と、第1の帯状流路の上端部からそれぞれ上方に突出するとともに、一方向に並ぶように設けられた複数の第1の突出流路とを含み、第2の流路は、第2の吐出口に沿って一方向に延びるように形成された第2の帯状流路と、第2の帯状流路の上端部からそれぞれ上方に突出するとともに、一方向に並ぶように設けられた複数の第2の突出流路とを含み、導入路は、複数の第1および第2の突出流路にそれぞれ連通するように設けられた複数の連通導入路を含んでもよい。
この場合、複数の第1の突出流路から第1の帯状流路の全体に現像液が均一に導かれ、複数の第2の突出流路から第2の帯状流路の全体に現像液が均一に導かれる。それにより、第1および第2の吐出口の全体から均一に現像液を吐出することができる。したがって、基板上に現像液の液層を安定的に形成することができる。
第2の参考形態に係る現像装置は、上記の現像液吐出ノズルと、基板を水平姿勢で保持する基板保持部と、導入路を通して現像液吐出ノズルに現像液を供給する現像液供給系と、基板保持部により保持される基板に対して現像液吐出ノズルを相対的に移動させる移動装置とを備える。
この現像装置においては、現像液吐出ノズルが基板に対して相対的に移動されつつ現像液吐出ノズルから基板上に現像液が吐出される。それにより、基板上に現像液の液層が形成され、基板の現像処理が行われる。この場合、上記の現像液吐出ノズルが用いられるので、固形物の析出による現像欠陥の発生が防止される。
移動装置は、内部材の第1および第2の側面に交差する方向に現像液吐出ノズルを移動させてもよい。
この場合、基板上に現像液の液層を効率良く形成することができる。
本発明は、種々の基板の現像処理に有効に利用することができる。
1 現像処理装置
6 現像液供給部
10 回転保持部
20 処理カップ
30 リンスノズル
61 スリットノズル
61a ノズルアーム
61b ノズル取り付け部
62 ノズル昇降機構
63 ノズルスライド機構
71,72 外部材
71a 導入路
73 内部材
75 係止部材
630 連結部材
635 吸引管
710,720 凹部
711,721 帯状領域
712,722 突出領域
CP 連通路
DEV 現像処理ユニット
FP1a,FP1b,FP2a,FP2b 流路
OP1,OP2 吐出口
W 基板

Claims (16)

  1. 互いに逆方向に向けられる第1および第2の側面を有する内部材と、
    前記内部材の前記第1の側面に対向する第1の内面を有する第1の外部材と、
    前記内部材の前記第2の側面に対向する第2の内面を有する第2の外部材とを備え、
    前記第1の外部材の前記第1の内面は、第1の内面上部および第1の凹部を有し、前記第1の凹部は、前記第1の内面上部の下方において前記第1の外部材の下端まで延びるように形成され、
    前記第2の外部材の前記第2の内面は、第2の内面上部および第2の凹部を有し、前記第2の凹部は、前記第2の内面上部の下方において前記第2の外部材の下端まで延びるように形成され、
    前記第1の外部材の前記第1の内面上部と前記第2の外部材の前記第2の内面上部とが互いに接合され、
    前記内部材の前記第1の側面と前記第1の外部材の前記第1の凹部との間に上下に延びる第1の流路が形成され、
    記内部材の前記第2の側面と前記第2の外部材の前記第2の凹部との間に上下に延びる第2の流路が形成され、
    像液を吐出するための第1の吐出口が前記第1の流路の下端部に形成され、
    像液を吐出するための第2の吐出口が前記第2の流路の下端部に形成され
    前記内部材の上端の位置は、前記第1および第2の凹部の上端の位置よりも低く、
    前記第1および第2の凹部内で前記内部材の上端上に、前記第1の流路と前記第2の流路とを連通させる連通路が形成され、
    前記第1の外部材には、前記連通路に現像液を導く導入路が前記第1の凹部内で開口するように形成される、現像液吐出ノズル。
  2. 前記第1の外部材は、上下に延びる外面を有し、
    前記導入路は、前記第1の凹部内で開口する一端および前記外面で開口する他端を有する、請求項1記載の現像液吐出ノズル。
  3. 前記導入路の前記一端は、前記内部材の上端よりも高い位置にある、請求項2記載の現像液吐出ノズル。
  4. 前記内部材は、前記外部材よりも高い親水性を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の現像液吐出ノズル。
  5. 前記第1の外部材の前記第1の凹部と前記第2の外部材の前記第2の凹部との間に前記内部材が位置するように前記内部材を係止する係止部材をさらに備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の現像液吐出ノズル。
  6. 前記第1の外部材は、前記第1の凹部を除く領域に第1の係止部を有し、
    前記第2の外部材は、前記第2の凹部を除く領域に第2の係止部を有し、
    前記内部材は、前記第1および第2の凹部に対向する領域を除く領域に第3の係止部を有し、
    前記第1、第2のおよび第3の係止部の下端は、同じ高さに位置し、前記係止部材で支持され、
    前記内部材の第3の係止部は前記第1の外部材の前記第1の係止部と前記第2の外部材の前記第2の係止部とで挟持される、請求項5記載の現像液吐出ノズル。
  7. 前記第1および第2の吐出口は、それぞれスリット状であり、互いに並列に一方向に延びる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の現像液吐出ノズル。
  8. 前記第1の流路は、
    前記第1の吐出口に沿って前記一方向に延びるように形成された第1の帯状流路と、
    前記第1の帯状流路の上端部からそれぞれ上方に突出するとともに、前記一方向に並ぶように設けられた複数の第1の突出流路とを含み、
    前記第2の流路は、
    前記第2の吐出口に沿って前記一方向に延びるように形成された第2の帯状流路と、
    前記第2の帯状流路の上端部からそれぞれ上方に突出するとともに、前記一方向に並ぶように設けられた複数の第2の突出流路とを含み、
    前記導入路は、前記複数の第1および第2の突出流路にそれぞれ連通するように設けられた複数の連通導入路を含む、請求項記載の現像液吐出ノズル。
  9. 基板を水平姿勢で保持する基板保持部と、
    現像液吐出ノズルと、
    前記現像液吐出ノズルが取り付けられるノズル取り付け部と、
    前記ノズル取り付け部を通して前記現像液吐出ノズルに現像液を供給する現像液供給系と、
    前記基板保持部により保持される基板の上面に対して前記現像液吐出ノズルを相対的に移動させる移動装置とを備え、
    前記現像液吐出ノズルは、
    互いに逆方向に向けられる第1および第2の側面を有する内部材と、
    前記内部材の前記第1の側面に対向する第1の内面を有する第1の外部材と、
    前記内部材の前記第2の側面に対向する第2の内面を有する第2の外部材とを備え、
    前記第1の外部材の前記第1の内面は、第1の内面上部および第1の凹部を有し、前記第1の凹部は、前記第1の内面上部の下方において前記第1の外部材の下端まで延びるように形成され、
    前記第2の外部材の前記第2の内面は、第2の内面上部および第2の凹部を有し、前記第2の凹部は、前記第2の内面上部の下方において前記第2の外部材の下端まで延びるように形成され、
    前記第1の外部材の前記第1の内面上部と前記第2の外部材の前記第2の内面上部とが互いに接合され、
    前記内部材の前記第1の側面と前記第1の外部材の前記第1の凹部との間に上下に延びる第1の流路が形成され、
    前記内部材の前記第2の側面と前記第2の外部材の前記第2の凹部との間に上下に延びる第2の流路が形成され、
    現像液を吐出するための第1の吐出口が前記第1の流路の下端部に形成され、
    現像液を吐出するための第2の吐出口が前記第2の流路の下端部に形成され、
    前記内部材の上端の位置は、前記第1および第2の凹部の上端の位置よりも低く、
    前記第1および第2の凹部内で前記内部材の上端上に、前記第1の流路と前記第2の流路とを連通させる連通路が形成され、
    前記第1の外部材には、前記現像液供給系からの現像液を前記連通路に導く導入路が前記第1の凹部内で開口するように形成される、現像処理装置。
  10. 前記ノズル取り付け部は、前記現像液供給系から現像液が供給される液溜まり部と、前記液溜まり部の現像液を前記現像液吐出ノズルの前記導入路に供給する供給路とを含む、請求項9記載の現像処理装置。
  11. 前記液溜まり部は、第1の水平方向に漸次拡大しつつ下方に延びる、請求項10記載の現像処理装置。
  12. 前記ノズル取り付け部は、前記液溜まり部の頂部で開口する吸引路を有する、請求項11記載の現像処理装置。
  13. 前記第1および第2の吐出口は、それぞれスリット状であり、互いに並列に前記第1の水平方向に延びる、請求項11および12記載の現像処理装置。
  14. 前記現像液吐出ノズルの前記導入路は、前記第1の水平方向に並ぶように配置される複数の連通導入路を含み、
    前記ノズル取り付け部の前記供給路は、前記液溜まり部と前記複数の連通導入路とを連通させる、請求項13記載の現像処理装置。
  15. 前記移動装置は、前記現像液吐出ノズルの前記第1および第2の吐出口が前記基板保持部により保持された基板の表面に対向するように前記第1の水平方向に交差する第2の水平方向に前記現像液吐出ノズルを移動させる、請求項14記載の現像処理装置。
  16. 前記現像液吐出ノズルの前記第1および第2の流路は、前記基板保持部により保持された基板の上面に対して垂直かつ直線的に延びる、請求項9〜15のいずれか一項に記載の現像処理装置。
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