JP6528546B2 - 現像方法、現像装置及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、露光後の基板に対して現像液を供給して現像を行う方法に関する。

半導体装置の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程では、レジスト膜が形成され、所定のパターンに沿って露光された基板に対して、現像液を用いてレジストパターンを現像する現像処理が行われる。現像処理の方式としては、基板の表面に平行な長尺の現像液ノズルを用いて基板を１回転させることにより、あるいは現像液ノズルを基板の一端から他端にスキャンすることにより、基板上に現像液の液盛りをおこなって静止現像を行う方式が知られている。また例えば特許文献１に記載されているように、基板を回転させながら現像液ノズルを基板の半径方向に移動させる方式が知られている。この方式は、基板上に供給された現像液が遠心力により流動して攪拌されることから、静止現像方式に比べてパターンの線幅やホール径の面内均一性を良好にすることができる利点がある。

ところで半導体デバイスの発展などにより、パターンの線幅やホール径について、より一層狭い寸法が要求されつつある。このような要請に照らして、現像液を遠心力により広げる方法について検討すると、基板を比較的高速で回転させながら現像液を基板上に局所的に供給しているため、供給位置から現像液が遠心力により旋回しながら広がっていく。この結果、現像液が旋回する間にレジストと反応して現像液の濃度が変化する。この現象は、現像の進行度合いの面内均一性の更なる向上を阻む要因の一つになっている。

一方、特許文献２には、基板の表面全体に現像液の液盛りが行われた後、基板と対向するヘッド部材から現像液に向けて気体を吐出して現像液の温度、厚み、液面状態を変化させ、あるいは純水を微量に吐出して現像を局所的に遅らせ、こうして現像の進行度合いをコントロールする手法が記載されている。この手法は、静止現像に対して後処理により現像の進行度合いを補正するものであると言えるが、装置が大掛かりになる課題がある他、静止現像以外の手法には適用し難いという問題もある。

特許４８９３７９９号公報：段落００２６、図８ 特開平１１−２６０７１８号公報：段落００４３、図７

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、露光後の基板に対して現像液により現像を行うにあたり、基板の面内における現像の進行度合いについて面内均一性の向上に寄与することができる現像方法を提供することにある。

本発明の現像方法は、露光後の基板を回転自在な基板保持部に水平に保持する工程と、
前記基板の表面よりも小さく形成されると共に前記基板の表面と対向するように設けられた接触部を備えたノズルにより構成された第１の現像液ノズルを用い、前記第１の現像液ノズルの吐出口から現像液を吐出して、前記基板保持部上の基板の表面の一部に液溜まりを形成する工程と、続いて前記接触部が前記液溜まりに接触した状態で当該液溜まりに現像液を供給しながら、回転している基板の中央部及び周縁部の一方側から他方側に前記第１の現像液ノズルが移動することにより当該液溜まりを基板の表面全体に広げる工程と、を含む現像液展開工程と、
前記現像液展開工程による前記基板の面内における現像の進行度合いの分布を揃えるために、基板を回転させた状態で第２の現像液ノズルにより基板の表面に現像液を供給し、他の領域に比べて現像が不足している領域についての現像を進行させるように現像液の供給を行う現像調整工程である現像液供給工程と、
前記現像液展開工程と前記現像液供給工程との間に行われ、前記基板の表面上の現像液を取り除く工程と、を含み、
前記現像調整工程は、前記第２の現像液ノズルから基板の径方向の位置において局所的に現像液を吐出する工程であって、基板の径方向で見たときに前記第２の現像液ノズルから現像液が吐出される位置が不連続で複数設定されていることと、
前記局所的に現像液を吐出する工程は、前記第２の現像液ノズルを停止させた状態で行われ、前記第２の現像液ノズルから現像液が吐出される複数の位置のうちの一つは他の一つと比較して、現像液の吐出流量、基板の単位時間当たりの回転数及び前記第２の現像液ノズルからの現像液の供給時間の少なくとも一つが異なることと、を特徴とする。

前記現像法は、以下の構成を備えていてもよい。
（ａ）前記現像液展開工程は、現像調整工程よりも前に実施されること。
（ｂ）前記局所的に現像液を吐出する工程は、前記第２の現像液ノズルを停止させた状態で行われること。
（ｃ）前記第２の現像液ノズルは前記接触部を備えたノズルにより構成されていること。このとき、前記第１の現像液ノズル、及び第２の現像液ノズルは、同じ現像液ノズルであること。
（ｄ）前記基板上の現像液を取り除く工程は、基板を回転させることにより現像液を基板から振り切る工程であること。

本発明は、基板の表面の一部に液溜まりを形成し、基板の表面と対向する接触部と基板との間の液溜まりに現像液を供給しながら回転している基板上にて現像液の吐出口及び接触部を備えたノズルからなる第１の現像液ノズルを移動させることにより当該液溜まりを基板の表面全体に広げている。このため、基板の面内における現像の進行度合いの均一性が良好になる。この第１の現像液ノズルを用いた現像処理に、第２の現像液ノズルを用いた現像液の供給を組み合わせ、さらにこれらの処理を行うにあたって、先に供給された基板の表面上の現像液を取り除くことにより、現像の進行度合いの分布をならすことができる。この結果、現像の進行度合いの均一性がより良好になり、パターンの線幅やホール径について良好な面内均一性が得られる。

発明の実施形態に係る現像装置の縦断側面図である。 前記現像装置の平面図である。 前記現像装置に設けられている主現像液ノズルの縦断側面図である。 前記現像装置の第１の作用図である。 前記現像装置の第２の作用図である。 前記現像装置の第３の作用図である。 前記現像装置の第４の作用図である。 前記現像装置の第５の作用図である。 前記主現像液ノズルを用いた現像の進行度合いの分布を示す第１の説明図である。 現像の進行度合いの分布を示す第２の説明図である。 第２の実施形態に係る現像処理に係るウエハの現像の進行度合いの分布を示す説明図である。 前記第２の実施形態に係る現像装置の第１の作用図である。 前記第２の実施形態に係る現像装置の第２の作用図である。 前記第２の実施形態に係る現像装置の第３の作用図である。 撹拌機構を備えた主現像液ノズルの第１の構成例である。 撹拌機構を備えた主現像液ノズルの第２の構成例である。 第３の実施形態に係る現像装置の第１の作用図である。 前記第３の実施形態に係る現像装置の第２の作用図である。 前記第３の実施形態に係る現像装置の第３の作用図である。 前記第３の実施形態に係る現像装置の第４の作用図である。 前記第３の実施形態に係る現像装置の第５の作用図である。 前記第３の実施形態に係る現像装置の第６の作用図である。 前記第３の実施形態に係る現像装置の第７の作用図である。 前記第３の実施形態に係る現像装置の第８の作用図である。 参考例１に係る現像処理後のＣＨの孔径の面内分布である。 参考例１に係るウエハの径方向の孔径分布図である。 参考例２に係る現像処理後のＣＨの孔径の面内分布である。 参考例２に係るウエハの径方向の孔径分布図である。 参考例３に係る現像処理後のＣＨの孔径の面内分布である。 考例３に係るウエハの径方向の孔径分布図である。 参考例４に係る現像処理後のＣＨの孔径の面内分布である。 実施例に係る調整前後のＬＳの線幅の分布図である。 現像準備と主現像液ノズルを用いた現像とを組み合わせた実施例に係るＬＳの線幅の分布図である。

（第１の実施形態）
図１〜図３を用いて第１の実施形態に係る現像装置１の構成について説明する。現像装置１は、基板保持部であるスピンチャック１２と、液受け用のカップ２と、主現像液ノズル（第１の現像液ノズル）３と、調整用現像液ノズル（第２の現像液ノズル）６１と、を備えている。
スピンチャック１２は、ウエハＷの裏面中央部を吸着して、ウエハＷを水平に保持するものであり、回転軸１３１を介して回転機構１３により鉛直軸まわりに回転自在に構成されている。

カップ２は、スピンチャック１２に保持されたウエハＷを取り囲むように設けられている。このカップ２は略円筒形状であり、上部側が内側に傾斜している。カップ２は昇降機構２１により、スピンチャック１２との間でウエハＷの受け渡しを行うときの受け渡し位置（図１中、実線で示す位置）と、現像処理を行うときの処理位置（図１中、破線で示す位置）との間を昇降自在に構成されている。

スピンチャック１２に保持されたウエハＷの下方側には円形板２２が設けられており、この円形板２２の外側には縦断面形状が山型のガイド部材２３がリング状に設けられている。前記ガイド部材２３は、ウエハＷよりこぼれ落ちた現像液や洗浄液を、円形板２２の外側に設けられる液受け部２４にガイドするように構成されている。液受け部２４は環状の凹部として構成され、排液管２５を介して図示しない廃液部に接続されている。スピンチャック１２に保持されたウエハＷの下方側には、図示しない基板搬送機構との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しピン１４が設けられている。受け渡しピン１４は、昇降機構１５により昇降自在に構成され、ウエハＷの受け渡しを行うためにスピンチャック１２の上方側まで突出した位置と、スピンチャック１２の下方側に退避した位置との間を昇降する。

図３の縦断側面図に示すように主現像液ノズル３は、現像液を吐出してウエハＷの表面に液溜まり３０を形成するための吐出口３１と、ウエハＷの表面よりも小さく形成されると共に前記吐出口３１が開口し、前記ウエハＷの表面と対向するように設けられた接触部３２と、を備えたノズルにより構成されている。主現像液ノズル３は例えば円柱形状に構成され、その底面が前記接触部３２となっている。主現像液ノズル３の中央部には、垂直な貫通孔３３が形成され、この貫通孔３３の下端は既述の吐出口３１となっている。この吐出口３１は例えば主現像液ノズル３の中心軸上、つまり前記接触部３２の中心部に開口している。貫通孔３３の上部側には、現像液供給管３６が挿入され、当該現像液供給管３６は貫通口３３を介して吐出口３１と連通している。

現像液供給管３６は前記貫通口３３内に挿入される直管３４１と、この直管３４１の基端側に接続された樹脂チューブ３４２とを備える。一方で、直管３４１が挿入される貫通孔３３の下部側は縮径しており、貫通口３３の上部側に挿入された直管３４１の先端部が、前記縮径部の上端の段差に突き当たって、主現像液ノズル３に対する現像液供給管３６の接続位置の位置決めが行われる。なお、主現像液ノズル３と現像液供給管３６との接続法は、この例に限られるものではなく、例えば現像液供給管３６の末端部に設けられたプラグを主現像液ノズル３の上面に設けられたソケットに挿入する構成や、現像液供給管３６の末端部に設けられたフランジを主現像液ノズル３の上面に連結する構成を採用してもよい。

接触部３２はスピンチャック１２に載置されたウエハＷの表面と対向するように設けられている。ウエハＷの直径が例えば３００ｍｍの場合、接触部３２の直径ｄ１は３０ｍｍ〜２００ｍｍこの例では１００ｍｍに設定される。主現像液ノズル３の材料としては、後述するように表面張力によって現像液を撹拌できるように例えば樹脂が用いられる。この樹脂としては、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などが用いられる。

図２、図３に示すように、主現像液ノズル３の上面は支持部材３５を介してアーム４１の先端に固定され、アーム４１の基端側は移動機構４２に接続されている。この移動機構４２は、水平に伸びるガイドレール４３に沿って移動する機能を備え、スピンチャック１２に保持されたウエハＷの径方向に沿って主現像液ノズル３を移動させることができる。また前記移動機構４２は、アーム４１を昇降させる機能も備え、スピンチャック１２に保持されたウエハＷに対して現像液を供給する処理位置と、既述のガイドレール４３に沿って移動する際の高さ位置との間で主現像液ノズル３を昇降させることができる。またカップ２の外側には、主現像液ノズル３の先端部と嵌合自在に構成され、排液口を備えたノズルバスからなる待機部５が設けられている。

主現像液ノズル３に接続された現像液供給管３６は、既述のアーム４１及び支持部材３５に固定されている。図１、図３に示すように、現像液供給管３６の上流端には、例えばネガ型レジストの現像液の供給源３６１が接続されている。現像液供給源３６１は、ポンプやバルブなどを備え、後述の制御部１０からの制御信号に従って、主現像液ノズル３へ現像液を供給する。

以上に説明した構成により、供給源３６１から供給された現像液は、現像液供給管３６から吐出口３１を介してウエハＷに吐出される。ここで吐出口３１の構成は、貫通口３３の下端部をウエハＷに向けて開口させる例に限られるものではない。例えば貫通孔３３の下方側に接触部３２に沿って広がる扁平な現像液の通流空間を形成し、この通流空間に連通する多数の吐出口を、通流空間の下方に位置する接触部３２の面内全体に亘って形成するようにしてもよい。

さらにまた現像装置１は、ノズルユニット６を備えている。図１、図２に示すように、ノズルユニット６は調整用現像液ノズル６１と、ウエハＷの表面にＤＩＷ（DeIonized Water）やＭＩＢＣ（４−メチル−２−ペンタノール）などの洗浄液を供給するための洗浄液ノズル６２と、ウエハＷの表面にガスを吹き付けるためのガスノズル６３とを、共通のアーム６４１の先端側に夫々取り付けて構成されている。

調整用現像液ノズル６１は、主現像液ノズル３にて現像処理された後のウエハＷの面内における現像の進行度合いの分布を揃えるために、当該ウエハＷに対して再度、現像液の供給を行う。本例の調整用現像液ノズル６１は、垂直下方側へ向けて伸びる短管により構成され、その下端部に例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍの開口（不図示）が設けられていて、当該開口を吐出口として現像液がウエハＷに供給される。また洗浄液ノズル６２、ガスノズル６３についても、前記調整用現像液ノズル６１と同様に下端部が開口した短管により構成されている。

図１に示すように、調整用現像液ノズル６１、洗浄液ノズル６２、ガスノズル６３は、夫々供給路６１１、６２１、６３１を介して現像液の供給源３６１、洗浄液の供給源３６２、及びウエハＷを乾燥させるためのガス例えば窒素ガスの供給源３６３に接続されている。これら供給源３６１〜３６３は夫々ポンプやバルブなどを備え、制御部１０からの制御信号に従って前記現像液、洗浄液、窒素ガスを調整用現像液ノズル６１、洗浄液ノズル６２、ガスノズル６３に供給する。

前記アーム６４１は、移動機構６５１に昇降自在に支持されており、移動機構６５１は、夫々水平に伸びるガイドレール６６１に沿って移動自在に構成されている。この結果、調整用現像液ノズル６１、洗浄液ノズル６２、ガスノズル６３は、夫々スピンチャック１２上のウエハＷに対して現像液などを供給する位置である処理位置と、これらのノズル６１〜６３を待機させる待機位置との間を自由に移動することができる。また移動機構４２、６５１は、主現像液ノズル３及びノズルユニット６を互いに干渉せずに待機位置と処理位置との間で移動させることができる。

図２に示すように、ノズル６１〜６３の待機位置は、アーム６４１の移動方向に沿って見たとき、カップ２を挟んで主現像液ノズル３側の待機部５と対向する位置に配置されている。この待機位置には、各ノズル６１〜６３を待機させるためのノズルバス６７１が設けられている。

以上に説明した構成を備えた現像装置１には、コンピュータからなる制御部１０が設けられている。制御部１０は、不図示のプログラム格納部を有し、このプログラム格納部には、後述の作用で説明する現像処理を実行させるようにステップが組まれたプログラムが格納されている。制御部１０はこのプログラムに基づいて現像装置１の各部に制御信号を出力し、各移動機構４２、６５１による主現像液ノズル３やノズルユニット６の移動、各供給源３６１〜３６３から、主現像液ノズル３、調整用現像液ノズル６１、洗浄液ノズル６２、ガスノズル６３への現像液や洗浄液、窒素ガスの供給、スピンチャック１２によるウエハＷの回転、ピン１４の昇降などの各動作が制御される。前記プログラム格納部は、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体として構成される。

ここで上述の現像装置１に設けられた主現像液ノズル３に係る各種の設計変数を例示しておくと、スピンチャック１２に保持されたウエハＷの上方を移動する主現像液ノズル３の水平方向の移動速度は、例えば１０ｍｍ／秒〜１００ｍｍ／秒、より好ましくは１０ｍｍ／秒〜５０ｍｍ／秒である。また接触部３２の直径は、例えば５０ｍｍ〜２００ｍｍである。ウエハＷの回転速度（単位時間当たりの回転数）は、ウエハＷに現像液を吐出したときに液跳ねを抑えるために１００ｒｐｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍである。

以上に説明した構成を備える現像装置１の作用について図４〜図１０を参照しながら説明する。
先ず、表面にレジスト膜が形成され、露光された後のウエハＷが、図示しない基板搬送機構によって現像装置１内に搬入される。このウエハＷがスピンチャック１２に保持されると、待機部５からウエハＷの中央部の上方位置へ主現像液ノズル３が移動する。そして、図４に模式的に示すようにウエハＷの上面から数ｍｍ程度上方側に接触部３２が配置されるように主現像液ノズル３を降下させる。続いて、ウエハＷを停止させた状態で、または、上面側から見て例えば時計回りに１０ｒｐｍ以下の回転速度でウエハＷを回転させた状態で、吐出口３１から現像液を供給する。この結果、主現像液ノズル３の接触部３２とウエハＷとの間に、当該接触部３２に接するように液溜まり３０が形成される（図３、図４）。このときの現像液の吐出流量は、接触部３２の面積にも依存するが、例えば６０〜６００ｍｌ／分である。

次いで、ウエハＷの回転速度を３０〜１００ｒｐｍに調整し、現像液の吐出を継続しつつ、主現像液ノズル３をウエハＷの中央部側から周縁部側へ向けて移動させることにより、ウエハＷの表面に液溜まり３０を広げる（図５）。そしてウエハＷの周縁に接触部３２の端部が到達するまで、例えば２〜１５秒かけて主現像液ノズル３を移動させ、ウエハＷの全面を覆う液溜まり３０を形成する。
図４、図５を用いて説明した動作は、現像液展開工程に相当する。

ウエハＷの全面に液溜まり３０を形成したら、主現像液ノズル３からの現像液の供給、及びウエハＷの回転を停止し、主現像液ノズル３を待機部５まで退避させる。そして、ウエハＷを静止させた状態で当該ウエハＷ上に形成された液溜まり３０による静止現像を行う（図６）。この静止現像の期間は、液溜まり３０を形成する時間や、トータルの現像時間によっても変化するが、例えば１〜２０秒間に設定される。

ここで後述の実験結果に示すように、発明者らは、ウエハＷの表面と対向するように設けられた接触部３２を備える主現像液ノズル３を用いて現像液の塗布を行った場合には、ウエハＷの径方向に沿って現像の進行度合いが変化することを見出した。この結果、現像後のウエハＷの表面において、現像の進行度合いはウエハＷの回転中心周りにほぼ同じとなる一方、径方向には進行度合いが異なる分布が形成される。

現像の度合いに分布が生じると、レジスト膜に現像されるパターンがラインアンドスペース（以下、「ＬＳ」とも記載する）である場合には、現像がより進行している領域でラインの線幅が狭く（スペースの幅が太く）なる一方、現像が不足している領域ではラインの線幅が太く（スペースの幅が狭く）なる。また、現像されるパターンがコンタクトホール（以下、「ＣＨ」とも記載する）である場合には、現像がより進行している領域でＣＨの孔径が大きくなる一方、現像が不足している領域ではＣＨの孔径が小さくなる。

このような現像の進行度合いの分布が生じる理由としては、レジスト膜と現像液との接触時間の違いや、レジスト膜から現像液中に溶解した溶解成分の濃度分布の影響を挙げることができる。図４、図５を用いて説明したように、ウエハＷの中央部側から周縁部側へ向けて主現像液ノズル３を移動させる場合には（以下、ウエハＷの中央部側から周縁部側へ主現像液ノズル３や調整用現像液ノズル６１を移動させる動作を「スキャンアウト」ともいう）、現像液を供給してから現像液を除去するまでのウエハＷと現像液との接触時間は、中央部側で長く、周縁部側で短くなる。そして、現像液との接触時間が長くなるほど、現像の進行度合いが大きくなる。

一方で、液溜まり３０を形成する現像液内には、現像の進行に伴って現像液中にレジスト膜のポリマーが溶解して溶解成分となるが、この溶解成分は、現像の進行を阻害する要因となる。溶解成分の濃度に着目すると、レジスト膜と現像液との接触時間が長くなるほど、溶解成分の濃度は高くなるので、接触時間だけに着目すると溶解成分の濃度は、ウエハＷの中央部側で高くなり、周縁部側で低くなる。しかしながら回転するウエハＷの表面では、中央部側から周縁部側へ向かう現像液の流れが形成されるので、現像液中の溶解成分の濃度は、この現像液の流れの影響も受けることになる。

現像の進行度合いの分布は、これらレジスト膜と現像液との接触時間や液溜まり３０中の溶解成分の濃度、液溜まり３０に形成される流れなどの影響を受けて形成される。
本例の現像装置１においては、調整用現像液ノズル６１を用いてウエハＷの表面に再度、現像液を供給し、ウエハＷ面内における現像の進行度合いの分布を揃える調整を行う。

ところが、既述のように静止現像後の液溜まり３０内には、現像の進行を阻害する溶解成分が含まれているため、この溶解成分を含んだ液溜まり３０に対して新たな現像液を供給しても、現像の進行度合いを十分に調整できないおそれがある。
そこで図７に示すように、例えば１００〜１０００ｒｐｍの回転速度にて静止現像後のウエハＷを回転させ、ウエハＷの表面から溶解成分を含む現像液を振り切って排出する。この結果、ウエハＷの表面は静止現像時の液溜まり３０よりも薄い現像液の液膜３０ａが形成された状態か、乾燥した状態となる（図７〜図８、図１２〜図１４には液膜３０ａが形成された状態を示してある）。現像液を振り切る動作が行われる時間は、例えば１秒以下である。なお、この振り切り動作の実行後、ウエハＷの表面に洗浄液を供給してリンス洗浄を行ってもよい。

現像液の振り切り動作を終えると、ウエハＷの回転速度を１００〜２０００ｒｐｍの範囲に調整し、ノズルバス６７１からウエハＷ側へ向けて調整用現像液ノズル６１（ノズルユニット６）を移動させる。そしてウエハＷの径方向、中央部側へ向けて調整用現像液ノズル６１を移動させながら、ウエハＷの周縁から５ｍｍ内側の位置の上方側に調整用現像液ノズル６１が到達したら、調整用現像液ノズル６１からウエハＷへの現像液の吐出を開始する（図８）。溶解成分を含む現像液を振り切ってから再度、現像液の供給を行うことにより、現像液が再供給された領域で現像が進行し、これにより現像の不足を補って現像の進行度合いの分布を揃える調整を行うことができる。

調整用現像液ノズル６１は、例えば１０〜６００ｍｌ／分の吐出流量で現像液を吐出しながら、１０〜１００ｍｍ／秒の移動速度で、ウエハＷの径方向の周縁部側から中央部側へ向けて例えば５〜２０秒かけて移動する（以下、ウエハＷの周縁部側から中央部側へ主現像液ノズル３や調整用現像液ノズル６１を移動させる動作を「スキャンイン」ともいう）。こうして現像の進行度合いの必要な領域の上方にて調整用現像液ノズル６１を移動させながら現像液の吐出を行うことにより、現像が不足している領域の現像を進行させ、ウエハＷの面内で現像の進行度合いの分布を揃えることができる。
図８を用いて説明した上述の動作は、回転するウエハＷの表面に現像液を供給する現像液供給工程であって、そのなかでも他の領域に比べて現像が不足している領域についての現像を進行させるように現像液の供給を行う現像調整工程に相当する。

ここで調整用現像液ノズル６１を用いて現像の進行度合いの調整を行う領域は、例えば主現像液ノズル３を単独で用いて現像処理を行った場合の現像の進行度合いの分布を予備実験などにより予め把握して決定する。図９、図１０のグラフには、ウエハＷの径方向に対する現像の進行度合いの分布を模式的に示してある。
例えばウエハＷに形成されるＬＳに着目し、ＬＳの線幅が図９のグラフに示す分布を示したとする。この場合には、図９のグラフの下段に併記しているように、ウエハＷの周縁部側のｂ点におけるＬＳの線幅ｗが、中央部側のａ点における線幅ｗ’よりも大きく、当該周縁部側の現像が不足していると理解することができる。

一方、ウエハＷの周縁部側における現像が不足している場合には、ＣＨの孔径は小さくなる。このため、ＣＨの孔径は、ウエハＷの周縁部側のｂ点におけるＣＨの孔径ｄ’が、中央部側のａ点における孔径ｄよりも小さくなる図１０のグラフに示す分布を示す。

そこで調整用現像液ノズル６１を用いた現像処理においては、現像が不足している周縁部側の領域から現像液の供給を開始するスキャンインを行い、周縁部側におけるレジスト膜と現像液との接触時間を中央部側よりも長くする。これにより、現像が不足している領域における現像を進行させて、ウエハＷの面内で現像の進行度合いの分布を揃えることができる。

次いで上述の例とは反対に、ＬＳの線幅が図１０のグラフに示す分布を示したとする。この場合には、図１０のグラフの下段に併記しているように、ウエハＷの中央部側のａ点におけるＬＳの線幅ｗが、周縁部側のｂ点における線幅ｗ’よりも大きく、当該中央部側の現像が不足していると解釈できる。

このようにウエハＷの中央部側における現像が不足しているとき、ＣＨに着目すると、ウエハＷの中央部側のａ点におけるＣＨの孔径ｄ’が、周縁部側のｂ点における孔径ｄよりも小さくなる図９のグラフに示す分布を示す。

この場合には、現像が不足している中央部側の領域から調整用現像液ノズル６１による現像液の供給を開始するスキャンアウトを行い、中央部側におけるレジスト膜と現像液との接触時間を周縁部側よりも長くする。これにより、現像が不足している領域における現像を進行させて、ウエハＷの面内で現像の進行度合いの分布を揃えることができる。

調整用現像液ノズル６１による現像液の供給は、ウエハＷの全面に対して行わなくてもよく、現像が不足している領域にのみ、既述のスキャンイン、スキャンアウトを行ってもよい。この他、現像の進行度合いを調整するパラメータとしては、調整用現像液ノズル６１を移動させながら現像液を供給する動作の繰り返し回数、調整用現像液ノズル６１を移動させるスピード、調整用現像液ノズル６１から吐出する現像液の吐出流量やウエハＷの回転速度が挙げられる。各パラメータについて、現像液の供給動作の繰り返し回数が多くなるほど、調整用現像液ノズル６１の移動スピードが小さいほど、現像液の吐出流量が多いほど、またウエハＷの回転速度が小さいほど、単位時間あたりの現像の進行を促進することができる。さらには、調整用現像液ノズル６１の移動の途中で移動速度を変化させたり、移動を一旦、停止したりすることにより、現像液の供給量を変化させてもよい。

ここで露光後のウエハＷに対し、調整用現像液ノズル６１を同様の短管状のノズルを用いて現像を行う従来の現像処理においては、少量の現像液をウエハＷの全面に広げるため、ウエハＷの回転速度を１０００ｒｐｍ以上まで上げる必要があった。しかしながらこの従来法においては、ウエハＷの周方向に見て現像の進行度合いがばらついてしまい、現像の進行度合いの異なる領域がウエハＷの中央部から周縁部へ向けて放射状に散在する分布が形成されてしまうことが分かった（後述の図３１参照）。特にこの現象は、単位時間当たりの現像の進行度合いが大きい、現像処理の初期段階において顕著となる。

一方で、調整用現像液ノズル６１を用いて現像の進行度合いを調整する場合には、先行して行われた主現像液ノズル３からの現像液の供給によって、大まかな現像処理は完了している。調整用現像液ノズル６１を用いた現像処理は、主現像液ノズル３を用いた現像処理の補完として行われるものであり、調整におけるＬＳの線幅やＣＨの孔径の変化幅は、現像処理全体におけるこれらの変化幅に比べて小さい。また、単位時間当たりの現像の進行度合いが小さい、現像処理の後期段階においては、比較的高速でウエハＷを回転させて現像を行っても、前述の放射状の分布（図３１）は形成されにくいことも分かっている。このため、例えば１０００ｒｐｍ以上にウエハＷの回転速度を上昇させて調整を行ったとしても、従来法で発生した放射状の分布は、問題となる程度には現れない。

現像装置１によるウエハＷの処理の説明に戻ると、調整用現像液ノズル６１を移動させながら現像液の供給を行い、現像の進行度合いの調整を終えたら、調整用現像液ノズル６１からの現像液の供給を停止する。次いでウエハＷの中央部の上方に洗浄ノズル６２を移動させて洗浄液を供給すると共に、ウエハＷを１０００〜２０００ｒｐｍの回転速度で回転させる。こうしてウエハＷの表面全体に洗浄液を広げ、ウエハＷの表面の現像液を除去する洗浄処理を行う。

所定時間、洗浄液処理を行ったら、洗浄液の供給を停止し、ウエハＷの回転を継続したまま当該ウエハＷの中央部上方にガスノズル６３を移動させて窒素ガスの供給を開始する。ウエハＷの回転と窒素ガスの供給によってウエハＷ表面から洗浄液が除去され、ウエハＷは乾燥した状態となる。なお、洗浄液による洗浄処理やウエハＷを乾燥させるためのガスの供給は、必要に応じて省略してもよい。しかる後、ノズルバス６７１に向けてノズルユニット６を退避させ、搬入時とは反対の手順で外部の基板搬送機構にウエハＷを受け渡し、現像装置１から搬出する。

本実施の形態に係る現像装置１によれば以下の効果がある。ウエハＷの表面の一部に液溜まりを形成し、ウエハＷの表面と対向する接触部３２とウエハＷとの間の液溜まり３０に現像液を供給しながら回転しているウエハＷ上にて現像液の吐出口３１及び接触部３２を移動させることにより当該液溜まり３０をウエハＷの表面全体に広げる。このため、ウエハＷの面内における現像の進行度合いの均一性が良好になる。主現像液ノズル３を用いる場合には、ウエハＷの径方向に向けて現像の進行度合が異なる分布が形成されるため、続いて調整用の現像液ノズル６１を用いることにより容易に現像の進行度合いの分布を均すことができる。結果として現像の進行度合いの均一性がより良好になり、パターンの線幅やホール径について良好な面内均一性が得られる。

（第２の実施形態）
次に図１１〜図１４を参照しながら第２の実施形態に係る現像処理について説明を行う。本現像処理で用いられる現像装置１は、図１〜図３を用いて説明した第１の実施の形態に係る現像装置１と共通なので、再度の説明を省略する。また図１２〜図１４において、図１〜図６に示したものと共通の構成要素には、これらの図にて用いたものと共通の符号を付してある。

主現像液ノズル３を用いた現像処理の結果、例えば図１１にグラフで示すように、ウエハＷの中央領域と、周縁部側のＰ点の近傍領域との２箇所でＬＳの線幅が大きくなり、現像が不足している領域が局所的、且つ不連続に複数箇所発生する場合について考える。このような場合には、ウエハＷの中央部からＰ点の近傍領域にかけて現像液を吐出しながら調整用現像液ノズル６１を移動させるより、各領域に局所的に現像液を供給した方が効果的な調整を行うことができる。

そこで例えば図４〜図７を用いて説明した主現像液ノズル３による現像処理、静止現像及び溶解成分を含んだ液溜まり３０の振り切り動作を実行した後、図１２に示すように現像が不足しているウエハＷの中央部上方位置に調整用現像液ノズル６１を移動させる。そして調整用現像液ノズル６１を停止させた状態で、ウエハＷを１００〜２０００ｒｐｍの回転速度で回転させ、例えば１０〜６００ｍｌ／分の吐出流量で現像液を吐出しウエハＷの中央領域の現像の進行度合いを調整する。

次いで、ウエハＷの回転を継続したまま調整用現像液ノズル６１からの現像液の供給を停止し、その後、図１１のＰ点の上方位置に向けて調整用現像液ノズル６１を移動させる（図１３）。Ｐ点の上方位置に調整用現像液ノズル６１が到達したら、調整用現像液ノズル６１を停止させた状態で現像液を吐出しＰ点の近傍領域の現像の進行度合いを調整する（図１４）。

ここで図１１に示すようにウエハＷの中央領域とＰ点の近傍領域との間で現像の進行度合いが異なっている場合には（図１１に示す例では、Ｐ点の近傍領域の方が現像の不足が大きい）、現像液の吐出流量、ウエハＷの回転速度、現像液の供給時間をパラメータとして、これらのパラメータの少なくとも一つを異ならせることにより、現像処理の進行度合いを揃える調整を行うことができる。各パラメータにつき、現像液の吐出流量が多いほど、ウエハＷの回転速度が小さいほど、また現像液の供給時間が長いほど、一方側の領域に比べて、他方側の領域における現像の進行度合いを促進することができる。

また、ウエハＷの中央領域と、周縁部側のＰ点の近傍領域との各々において調整用現像液ノズル６１を局所的に移動させて各領域をスキャンする動作を行ってもよい。この場合には、既述のスキャンの繰り返し回数や調整用現像液ノズル６１の移動スピードが、現像の進行度合いを調整するパラメータとして加わる。

以上、第１、第２の実施の形態にて説明した現像処理に用いられる主現像液ノズル３において、当該主現像液ノズル３の接触部３２は、表面張力を利用して、ウエハＷと接触部３２との間に形成される液溜まり３０内の現像液を撹拌する機能を有している（図３の説明参照）。前記接触部３２を備えたノズルを「パッド型ノズル」と呼ぶと、パッド型ノズルには、液溜まり３０内の現像液の撹拌をさらに促進する撹拌機構を設けてもよい。
以下、現像液の撹拌機構の構成例について説明する。なお、図１５、図１６に示すパッド型ノズル３ａ、３ｂにおいて、図３に示したものと共通の構成要素には、図３にて用いたものと共通の符号を付してある。また、図３に示した構成のパッド型ノズルについては、「パッド型ノズル３」と記載する場合がある。

図１５に示すパッド型ノズル３ａは、直管３４１を介して供給された現像液が、パッド型ノズル３ａ内を分岐して流れるように、パッド型ノズル３ａの本体内に複数の分岐流路３３１が形成されている。これらの分岐流路３３１は、各吐出口３１から吐出された現像液が合流する方向へ向けて流れるように、出口側の分岐流路３３１の向きや吐出口３１の位置が調節されている。

上述の構成を備えるパッド型ノズル３ａを用いて現像液の供給を行うと、ウエハＷとパッド型ノズル３ａとの間の液溜まり３０内に、吐出口３１から吐出された現像液の流れが形成される。既述のように分岐流路３３１は、当該現像液の流れが合流するように設定されているので、合流位置にてこれらの流れが衝突することにより、液溜まり３０の撹拌が促進される。

またここで、パッド型ノズル３ａに現像液を供給する直管３４１の断面積よりも、各分岐流路３３１の合計の断面積が小さくなるように、分岐流路３３１を形成してもよい。吐出口３１から吐出される現像液の流速を上昇させることにより、現像液の流れが持つエネルギーを大きくして、衝突時の撹拌効果を向上させることができる。

図１６に示すパッド型ノズル３ｂは、ウエハＷに供給される現像液を液滴の状態にする二流体ノズルを内蔵している。二流体ノズルの具体的な構成例として、当該パッド型ノズル３ｂ内には、図３に示した主現像液ノズル３と同様に、直管３４１から供給された現像液が流れる液体流路である貫通孔３３が形成されている。この直管３４１の周囲には、現像液を分散させて液滴にするための気体が流れる筒状の気体流路３３３が形成されている。気体流路３３３の上流側には、当該気体流路３３３に清浄空気などの気体を供給する気体供給管３３２が接続されている。

気体流路３３３の下部側の領域は、下方側へ向かうにつれて中央へ向けて絞られた円錐形状となっており、気体流路３３３の下端部は、貫通孔３３の下端部と合流している。この合流部にて現像液と気体とが激しく混合されることにより現像液の液滴が形成され、この液滴を含む気液混合流が吐出口３１から吐出される。吐出口３１から吐出された気液混合流中の液滴は、前記吐出口３１に対向するように配置されたウエハＷの表面に衝突して合流し、バルク状の液溜まり３０が形成される。当該液溜まり３０内には、前記気液混合流中の気体に起因する多数の気泡が含まれ、これらの気泡が液溜まり３０内を通過して外部に放出される際に液溜まり３０の撹拌が促進される。

さらに別の撹拌機構として、パッド型ノズル３とウエハＷとの相対的な動きを利用して液溜まり３０の撹拌を促進してもよい。具体例として、パッド型ノズル３にピエゾ素子からなる振動子やエア駆動型の振動体を設け、パッド型ノズル３を振動させることにより液溜まり３０の撹拌を促進する例が挙げられる。

また、パッド型ノズル３とウエハＷとの相対的な動きを利用する他の手法として、スピンチャック１２によりウエハＷを正転方向と、逆転方向とに交互に回転させて液溜まり３０の撹拌を促進する手法を採用することもできる。この手法を採用するにあたっては、交互回転を行わずにパッド型ノズル（主現像液ノズル）３を移動させた場合と同様にウエハＷの全面に液溜まり３０を形成しつつ、当該液溜まり３０の撹拌をウエハＷの面内でできるだけ均一に行う必要がある。

例えばパッド型ノズル３を中央部側から周縁部側へ向けて移動させるスキャンアウトが採用されているとき、前記交互回転を行わずにパッド型ノズル３を移動させたときのウエハＷの回転量と、交互回転による撹拌の促進を行ったときのウエハＷの正味の回転量とが単位時間あたりで同じになるように、正転方向、逆転方向のウエハＷの回転量及び回転速度を設定する。より具体的な例を挙げると、正転方向の回転量と、逆転方向の回転量の比が３：２に設定されている場合には、交互回転を行わない場合の５倍の回転速度でウエハＷを回転させるようにスピンチャック１２を駆動する。同様に、前記回転量の比が２：１に設定されている場合には、交互回転を行わない場合の３倍の回転速度でウエハＷを回転させるようにスピンチャック１２を駆動する。

またここで、図１〜図１４を用いて説明した各実施形態においては、現像の進行度合いの調整に用いられる調整用現像液ノズル６１として短管状のノズルを用いる場合について説明した。しかしながら調整用現像液ノズル６１を構成するノズルの形状はこの例に限定されるものではない。例えば図３、図１５、図１６などに示したパッド型ノズル３、３ａ、３ｂを用いて調整を行ってもよい。この場合においても、調整を行う位置にて吐出口３１から現像液を吐出して液溜まり３０を形成し、液溜まり３０に接触部を接触させた状態で現像処理を行う。そしてこれらパッド型ノズル３、３ａ、３ｂを用いて調整用現像液ノズル６１を構成する場合には、主現像液ノズル（第１の現像液ノズル）３、及び調整用現像液ノズル６１（第２の現像液ノズル）を、共通のパッド型ノズル３、３ａ、３ｂによって構成してもよい。さらに他の例として、ウエハＷの径方向に向けてスリット状に伸びる吐出口を備えたノズルを調整用現像液ノズル６１としてもよい。
各現像液ノズル３、６１から供給される現像液についても、ネガ型レジスト膜の現像液に限らず、現像するレジスト膜の種類に応じてポジ型レジスト膜の現像液の供給を行ってもよいことは勿論である。

また、主現像液ノズル３を用いて液溜まり３０を形成し、現像処理を行う動作は、図４、図５を用いて説明した例の如く、ウエハＷの中央部側から周縁部側へ主現像液ノズル３を移動させるスキャンアウト方式を採用する場合に限定されるものではない。ウエハＷの周縁部側の上方位置に主現像液ノズル３を位置させ、現像液の吐出を開始した後、中央部側へ向けて主現像液ノズル３を移動させるスキャンイン方式を採用してもよい。

さらに、主現像液ノズル３を用いた現像処理と、調整用現像液ノズル６１を用いた調整用の現像処理との実行順についても、上述の例に限定されない。例えば調整用現像液ノズル６１を用いた調整用の現像処理を先に行っておき、その後に主現像液ノズル３を用いた現像処理を行ってもよい。但し、この場合には、調整用の現像処理→主現像液ノズル３を用いた現像処理の順で処理を行った結果、現像の進行度合いがウエハＷの面内で揃うように、予備実験などによりスキャンを行う領域や各種パラメータの設定を行う。

これらに加え、調整用現像液ノズル６１による調整におけるスキャンイン、スキャンアウトの選択やスキャンイン、スキャンアウトの開始位置、終了位置、また調整用現像液ノズル６１から現像液を供給する際の各種パラメータは、事前の予備実験の結果に基づいて決めた設定を固定して用いなくてもよい。例えば本例の現像装置１を備えた塗布、現像装置内や、塗布、現像装置の外部に計測機器を設け、主現像液ノズル３、調整用現像液ノズル６１を用いた現像処理後のウエハＷに対して所定の枚数ごとにＬＳの線幅やＣＨの孔径の計測を行い、この計測結果に基づいて各種の設定を変更してもよい。

この場合には、各種設定を変更した場合における現像の進行度合いの分布への影響を予め把握しておき、上述の計測機器による計測結果に基づいて、目標の分布が得られるように、後から処理されるウエハＷに対して調整用現像液ノズル６１を用いた調整を行う際の条件設定に反映させる手法を採用できる。後から処理されるウエハＷから見ると、現像の進行度合いの分布がより揃った状態となるように条件設定が予め行われているフィードフォワード制御が行われていることとなる。

（第３の実施形態）
次に、ウエハＷの全面に現像液を短時間だけ供給する現像準備と、その後の現像液除去とを行うことにより、主現像液ノズル３による現像処理を行った際のウエハＷ面内における現像の進行度合いの違い（現像の進行度合いのばらつき）を小さくする手法について説明する。

既述のように、レジスト膜に現像液が供給されて発生する溶解成分は、現像液による現像の進行を阻害する１つの要素である。このため、現像の進行度合いの分布は、ウエハＷの面内における溶解成分の濃度分布や、溶解成分が残存している時間、溶解成分を含む現像液の流れなどの影響を受けて変化する。
ここで、溶解成分の多くは、現像液がレジスト膜と接触した直後に発生することから、現像の初期段階で発生した溶解成分をウエハＷの表面から除去し、現像処理時にウエハＷの表面に存在する溶解成分を低減できれば、上述の各要因に伴う現像の進行度合いの違いを小さくすることができる。

また、まだ現像液が供給されていないウエハＷ上に主現像液ノズル３を配置して現像処理を開始すると、主現像液ノズル３の下方領域と、その外方側の領域との間で現像液や溶解成分の存在量や濃度などが大きく変化する。そして既述のように、溶解成分の多くは現像の初期段階で発生することから、ある領域に主現像液ノズル３が移動してきて現像処理が開始されると、その時点において主現像液ノズル３の下方側の液溜まり３０中に予め含まれていた溶解成分の濃度や、主現像液ノズル３の移動により新たに発生する溶解成分が主現像液ノズル３の位置毎に異なることなどに起因して、現像処理の結果が異なってくる場合がある。この結果、後述の図２６、図２８に示すように、主現像液ノズル３の移動方向（軌跡）に沿って、ウエハＷの径方向に現像の進行度合いが異なる分布が発生する（インパクト効果）。

これに対して現像の初期段階で発生した溶解成分をウエハＷの表面から除去しておけば、各領域に主現像液ノズル３が移動してきた前後での現像条件の違い（溶解成分濃度などの違い）を低減することができる。
一方で既述のように、主現像液ノズル３を用いない従来法による現像液の供給時間が長くなると、現像の進行度合いの異なる領域が放射状に散在する分布が形成されてしまうことも考慮しなくてはならない（図３１）。また、溶解成分がウエハＷの表面に残存していると、当該溶解成分に阻害されてレジスト膜の現像が十分に進行しない現像欠陥が発生するおそれもある。

そこで本実施の形態においては、１００〜２０００ｒｐｍの範囲内の回転速度で回転するウエハＷに対し、例えば従来の現像液ノズル（以下、第３の実施形態において「現像液ノズル６１」と呼ぶ）から、ウエハＷの周方向に液切れを起こさずに現像液を供給することができる程度の流量で、１〜５秒の範囲内の短時間だけ現像液を供給して、溶解成分を発生させる現像準備を行う。そして、現像液の供給停止後、ウエハＷの回転を継続して現像液を取り除くことにより、初期段階で発生した溶解成分を排出し、現像欠陥の発生しにくい状態にて主現像液ノズル３による現像処理を開始することができる。
現像液ノズル（第２の現像液ノズル）６１による現像液の供給は、現像液供給工程であって、特に主現像液ノズル（第１の現像液ノズル）３による現像処理（現像液展開工程）の準備を行う現像準備工程に相当する。

以下、図１７〜図２４を参照しながら、現像準備を行った後に、主現像液ノズル３を用いてウエハＷの現像処理を行う手法の一例について説明する。図１７〜図２４においても図１〜図６に示したものと共通の構成要素には、これらの図にて用いたものと共通の符号を付してある。

初めに、スピンチャック１２にウエハＷが保持されたら、当該ウエハを１００〜２０００ｒｐｍの範囲内の例えば１５００ｒｐｍの回転速度で回転させると共に、ウエハＷの中央部上方側の位置に現像液ノズル６１を移動させる。しかる後、ウエハＷの周方向に液切れを起こさずに液膜３０ａを形成できる程度の６０ｍｌ／秒の流量にて、１〜５秒の時間範囲内の１秒間だけ現像液ノズル６１から現像液を供給する現像準備を行う（図１７）。ここで現像液の供給流量について、ウエハＷの周方向に見て液膜３０ａに液切れが発生していなければ、ある時点で当該液膜３０ａがウエハＷの全面を覆っていることは必須の要件ではない。例えば円環形状の液膜３０ａがウエハＷの表面を広がっていく程度の現像液の供給流量であってもよい。

この現像準備においても、現像液と接触したレジスト膜では現像が行われて溶解成分が発生する。しかしながら、上述の時間範囲程度の短い時間であれば、現像の進行は初期段階に抑えられるので、従来問題となっていた現像の進行度合いが異なる領域の放射状の分布は顕著には現れない。

次いで、予め設定した時間だけ供給を行ったら、現像液ノズル６１からの現像液の供給を停止すると共に、ウエハＷの回転速度を１５００ｒｐｍから３０ｒｐｍに減速する（図１８）。現像液の供給を停止すると、現像の初期段階で発生した比較的多くの溶解成分を含む現像液は、減速動作の実行中に回転するウエハＷの表面から除去される。また、当該動作の実行中に、現像液ノズル６１をウエハＷの上方側から退避させる一方、主現像液ノズル３をウエハＷの周縁部の上方位置まで移動させる。

回転速度が３０ｒｐｍに到達したとき、ウエハＷの表面は、溶解成分を含む現像液の大部分は除去されているが、現像液で塗れた状態が維持されている。この状態において、ウエハＷの周縁部まで移動させた主現像液ノズル３を、現像液の供給を行う高さ位置まで降下させ、吐出口３１から現像液を供給し、ウエハＷとの間に現像液の液溜まり３０を形成する（図１９）。現像液の供給流量は、例えば６０〜６００ｍｌ／分の範囲内の値に調整される。

しかる後、１０〜１００ｍｍ／秒の範囲内の２２ｍｍ／秒の移動速度で、主現像液ノズル３をウエハＷの周縁部側から中央部側へ向けて移動させながら、ウエハＷ上で現像液の液溜まり３０を広げていく（図２０）。このように、本例ではスキャンインの手法でウエハＷ上に液溜まり３０を広げている。予め現像準備を行った後の現像処理であっても、主現像液ノズル３から供給された現像液による現像の進行に伴って、液溜まり３０中の現像液には溶解成分が含まれる。

このとき、スキャンアウトの手法で液溜まり３０を広げると、溶解成分を含む現像液が主現像液ノズル３の位置よりも先回りするように液溜まり３０から流れ出てしまう場合がある。この結果、パッド型ノズルにより構成された主現像液ノズル３を用いたとしても、溶解成分に阻害されて新鮮な現像液による現像の進行が阻害されてしまうおそれもある。このように、液溜まり３０からの現像液の流出の影響が大きい場合には、ウエハＷを回転させながら、スキャンインにて液溜まり３０を広げる手法を採用することにより、液溜まり３０に作用する遠心力を利用して溶解成分を含む現像液の先回りの発生を抑えることが可能となる。なお、液溜まり３０からの現像液の流出の影響が小さい場合には、図４〜図６を用いて説明した例と同様に、スキャンアウトによって液溜まり３０を広げてもよいことは勿論である。

主現像液ノズル３から供給された現像液により、ウエハＷの全面が液溜まり３０で覆われた状態となったら、ウエハＷの回転を停止して現像が十分に進行する程度の時間、例えば例えば２０秒間、静止現像を行う（図２１）。
しかる後、ウエハＷを例えば１０００ｒｐｍの回転速度で回転させて、液溜まり３０を振り切ると共に、スピンチャック１２の側方に配置された裏面洗浄ノズル６８を用い、ウエハＷの下面側周縁領域の洗浄を行う（図２２）。

さらに、ウエハＷの中央部上方側の位置に洗浄ノズル６２を移動させ、ウエハＷ上の液溜まり３０が振り切られたタイミングにて、ウエハＷの回転速度を２０００ｒｐｍ程度まで上昇させる。次いで、洗浄液ノズル６２から洗浄液を供給してウエハＷの表面全体に洗浄液３０１を広げ、ウエハＷの表面に残存する現像液を除去する洗浄処理を行う（図２３）。
予め設定された時間だけ洗浄処理を行ったら、洗浄液ノズル６２からの洗浄液の供給を停止し、ウエハＷの回転速度を３０００ｒｐｍまで上昇させてウエハＷの振り切り乾燥を行う（図２４）。ウエハＷの表面から洗浄液が除去され、乾燥した状態となったら、ウエハＷの回転を停止し、現像処理を終えたウエハＷを搬出する。

第３の実施形態に係る現像処理によれば、現像準備、及びその後の現像液の除去を予め行っておくことにより、現像の初期段階で比較的多く発生する溶解成分が除去された状態で現像処理を行うことができる。この結果、主現像液ノズル３によって広げられる液溜まり３０中の溶解成分の濃度が少なく、且つ、ウエハＷの面内でより均一な状態で現像処理を進行させることができ、現像の進行度合いのばらつきを小さくし、当該進行度合いの分布を揃えることができる。

ここで、現像準備用の現像液の供給を行うノズル（第２の現像液ノズル）についても短管状の現像液ノズル６１を使う場合に限定されるものではなく、既述の各種パッド型ノズル３、３ａ、３ｂを用いて現像準備を行ってもよい。この場合は、ウエハＷの中央部上方位置にパッド型ノズル３、３ａ、３ｂを配置し、既述の時間範囲内の期間だけ、吐出口３１から現像液を供給する。このとき、パッド型ノズル３、３ａ、３ｂとウエハＷとの間には、液溜まり３０は形成されてもよいし、形成されなくてもよい。

そしてこれらパッド型ノズル３、３ａ、３ｂを用いて現像液ノズル６１を構成する場合には、主現像液ノズル（第１の現像液ノズル）３、及び現像液ノズル６１（第２の現像液ノズル）を、共通のパッド型ノズル３、３ａ、３ｂによって構成してもよいことは、第１、第２の実施形態と同様である。
さらにこれらパッド型ノズル３、３ａ、３ｂを振動させたり、ウエハＷを正転方向、逆転方向に交互に回転させたりする各種の撹拌促進を行ってもよいことは勿論である。

以上に説明した第１〜第３の実施形態に係る各現像処理において、溶解成分を含む液溜まり３０をウエハＷから除去する手法は、図７、図２２に示したウエハＷの回転による振り切りに限定されない。例えば現像液を吸引するチューブホースを用いて液溜まり３０を排出してもよいし、ヘラなどを用いてウエハＷの表面の液溜まり３０を押し流してもよい。

（予備実験）
図１〜図３に記載の主現像液ノズル３を用いてウエハＷの現像処理を行い、ウエハＷの面内における現像度の進行度合いの分布を確認した。また、従来の短管状のノズルを用いて現像処理を行った場合の分布を確認する実験も行った。
Ａ．実験条件
（参考例１）直径４０ｍｍの主現像液ノズル３を用い、直径３００ｍｍのウエハＷの中央部にて現像液の吐出を開始し、周縁部まで主現像液ノズル３を移動させるスキャンアウトにより、ウエハＷの全面に液溜まり３０を形成して現像を行った。現像液の吐出期間中のウエハＷの回転速度は３０ｒｐｍ、現像液の吐出流量は６０ｍｌ／分、主現像液ノズル３の移動速度は２０ｍｍ／秒である。
（参考例２）参考例１と同様の条件で、ウエハＷの周縁部側から中央部側まで主現像液ノズル３を移動させるスキャンインの手法により液溜まり３０を形成して現像処理を行った。
（参考例３）参考例１と同様の条件でスキャンアウトの手法により現像処理を行った後のウエハＷに対し、参考例２と同様の条件でスキャンインの手法により２回目の現像処理を行った。
（参考例４）短管状の現像液ノズルを用い、直径３００ｍｍのウエハＷの中央部にて現像液の吐出を開始し、周縁部まで現像液ノズルを移動させて現像処理を行った。現像液の吐出期間中のウエハＷの回転速度は１００ｒｐｍ、現像液の吐出流量は２０ｍｌ／分、現像液ノズルの移動速度は２０ｍｍ／秒である。

Ｂ．実験結果
参考例１の実験結果を図２５、図２６に、参考例２の結果を図２７、図２８に、参考例３の結果を図２９、図３０に各々示す。また参考例４の結果を図３１に示す。図２５、図２７、図２９、図３１は、ウエハＷ上に形成されたレジスト膜に対し、ウエハＷの面内の各位置で同じ孔径のＣＨパターンを露光した後、現像処理を行った場合の孔径の面内分布を示している。実際の面内分布図は、ＣＨの孔径に応じて異なる色彩が割り当てられたカラー図面となっているが、図示の制約上、ここではモノクロパターンで示してある。また図２６、図２８、図３０は、ウエハＷの径方向で見たＣＨの孔径分布を示している。これらの図において、横軸はウエハＷの中心からの距離、縦軸はＣＨの孔径を示している。

図２６によれば、スキャンアウトの手法により現像処理を行った参考例１について、ウエハＷの中央部側にて現像処理の進行度合いが大きく、ＣＨの孔径が大きくなっている。一方、周縁部側で現像処理の進行度合が小さく、ＣＨの孔径が比較的小さい孔径分布が観察される。また図２５によれば、ＣＨの孔径分布はウエハＷの中央部周りにほぼ回転対称に形成されていることが分かる。これらのことから、スキャンアウトの手法により現像処理を行った場合は、ウエハＷの表面には現像の進行度合いがカップを上下反対にした形状の分布が形成されることが分かる。

一方、図２８によれば、スキャンインの手法により現像処理を行った参考例２について、ウエハＷの周縁部側にて現像処理の進行度合いが大きく、ＣＨの孔径が大きくなっている。また、中央部側で現像処理の進行度合が小さく、ＣＨの孔径が比較的小さい孔径分布となっている。また図２７によれば、ＣＨの孔径分布はウエハＷの中央部周りにほぼ回転対称に形成されていることが分かる。これらのことから、スキャンインの手法により現像処理を行った場合、ウエハＷの表面には現像の進行度合いのカップ形状の分布が形成されることが分かる。

次いで図３０を見ると、スキャンインとスキャンアウトとを組み合わせて２回現像処理を行った参考例３においては、スキャンイン、スキャンアウト単独で現像処理を行った場合に観察された現像の進行度合いの分布が解消されＣＨの孔径分布がほぼ均一になっている。また、図２９のＣＨの孔径の面内分図を見ても、特段の対称的なパターンは形成されていない。
これらのことから、主現像液ノズル３を用いた現像処理により、ウエハＷの径方向に変化する現像の進行度合いの分布が形成されたとき、この分布を相殺するように現像液を供給することにより、現像の進行度合いの分布を揃える調整を行うことができることが確認できた。

これに対して従来の短管状の現像液ノズルを用いた現像処理の実験結果によれば、図３１に示すように、現像の進行度合いの異なる領域がウエハＷの中央部から周縁部へ向けて放射状に散在する分布が形成されている。さらにウエハＷの回転速度を１０００ｒｐｍまで上昇させて同様の現像処理を行うと、放射状に現像の進行度合いが異なる領域間において、進行度合いの相違がより大きくなることも確認している。このように現像の進行度合いが、ウエハＷの周方向に見てばらついているとき、当該ウエハＷを回転させて、再度、現像液の供給を行ったとしても、これらのばらつきを揃えることは困難である。
以上の結果から、現像処理を行った後のウエハＷに再度、現像液を供給して現像の進行度合いを揃える調整は、ウエハＷの表面と対向するように設けられた接触部３２を備える主現像液ノズル３を用いて現像を行う場合に特に有効な手法であるといえる。

（実験１）
図４〜図８を用いて説明した手法によりＬＳの現像処理及びその後の調整を行い、各々の処理の後におけるＬＳの線幅分布を計測した。
Ａ．実験条件
（実施例１）直径４０ｍｍの主現像液ノズル３を用い、直径３００ｍｍのウエハＷの中央部にて現像液の吐出を開始し、周縁部まで主現像液ノズル３を移動させるスキャンアウトにより、ウエハＷの全面に液溜まり３０を形成して現像処理を行った。現像液の吐出期間中のウエハＷの回転速度は３０ｒｐｍ、現像液の吐出流量は６０ｍｌ／分、主現像液ノズル３の移動速度は２０ｍｍ／秒である。
次いで調整用現像液ノズル６１を用いてスキャンインの手法により、ウエハＷの周縁から５ｍｍ内側の位置より、２０ｍｍ内側の位置までの領域に現像液を供給して、現像の進行度合いの調整を行った。調整の期間中のウエハＷの回転速度は１００ｒｐｍ、現像液の吐出流量は２０ｍｌ／分、調整用現像液ノズル６１の移動速度は２０ｍｍ／秒である。

Ｂ．実験結果
実施例１の実験結果を図３２に示す。図３２の横軸はウエハＷの中心からの径方向の距離［ｍｍ］、縦軸はＬＳの線幅［ｎｍ］を示している。また、グレーのプロットは調整用現像液ノズル６１による補正前のＬＳの線幅の計測結果を示し、黒のプロットは調整用現像液ノズル６１による補正後のＬＳの線幅の計測結果を示している。

図３２に示した結果によれば、主現像液ノズル３による現像後は、ウエハＷの周縁側の領域においてＬＳの線幅が太くなっており、現像の進行度合いが小さくなる分布が確認されている。この現像の進行度合いが小さい領域に、調整用現像液ノズル６１から現像液を供給して現像の進行度合いの調整を行うことにより、径方向に揃ったＬＳの線幅分布が得られた。この結果から、主現像液ノズル３を用いた現像処理により、現像の進行度合いが径方向に異なる分布が形成された場合であっても、調整用現像液ノズル６１を用いてこの分布を相殺するように現像液を供給することにより、現像の進行度合いの分布を揃える調整を行うことができることが確認できた。

（実験２）
第３の実施形態に係る手法に基づいて現像準備及びＬＳの現像処理を行い、ＬＳの線幅分布を計測した。
Ａ．実験条件
（実施例２−１） 直径４０ｍｍの主現像液ノズル３を用い、直径３００ｍｍのウエハＷに対して移動速度１０ｍｍ／秒でスキャンインの手法で現像処理を行った。その他の実験条件については、図１７〜図２４を用いて説明した例と同様である。
（実施例２−２） 主現像液ノズル３の移動速度を２０ｍｍ／秒としてスキャンインを開始し、ウエハＷの中心から７５ｍｍの位置にて移動速度が１０ｍｍ／秒となるように次第に移動速度を低下させ、その後、当該移動速度を維持した点を除いて、実施例２−１と同様の条件で現像処理を行った。
（実施例２−３） 主現像液ノズル３の移動速度を５ｍｍ／秒としてスキャンインを開始し、ウエハＷの中心から７５ｍｍの位置にて移動速度が１０ｍｍ／秒となるように次第に移動速度を上昇させ、その後、当該移動速度を維持した点を除いて、実施例２−１と同様の条件で現像処理を行った。

Ｂ．実験結果
実施例２−１〜２−３の実験結果を図３３に示す。図３３の横軸はウエハＷの中心からの径方向の距離［ｍｍ］、縦軸は各実施例におけるＬＳの平均の線幅から、各位置のＬＳの線幅の測定結果を差し引いた差分値［ｎｍ］を示している。図３３において、実施例２−１の実験結果を四角のプロットで示し、実施例２−２の実験結果をひし形のプロットで示し、さらに実施例２−３の実験結果を三角のプロットで示してある。

図３３に示した実施例２−１の結果によれば、現像準備、その後の現像液の除去を行ってから主現像液ノズル３を用いた現像処理を実施したとき、平均値に対するＬＳの線幅の変化幅は、およそ０ｎｍ〜＋１ｎｍ程度の範囲内に抑えられている。実施例２−１の結果は、例えば図２６、図２８に示した参考例１、２の結果と比較して、現像の進行度合いの分布が径方向にほぼ一定となるように揃えることができていると評価できる。
また、実施例２−２、２−３の実験結果に示すように、主現像液ノズル３の移動速度を速くすることにより、現像の進行が遅くなってラインの線幅が太くなり（実施例２−２におけるウエハＷの周縁側領域）、移動速度を遅くすることにより、現像の進行が速くなってラインの線幅が細くなった（実施例２−３におけるウエハＷの周縁側領域）。

上述の実施例２−２、２−３の実験結果は、予め現像準備が行われている場合であっても、主現像液ノズル３の移動速度（単位時間あたりにウエハＷの表面の各領域に供給される現像液量と解釈できる）を変化させることにより、現像の進行速度を調整することが可能であることを示している。この知見を利用すれば、実施例２−１の実験結果についても、さらなる改善が可能であることが確認できた。

Ｗ ウエハ
１ 現像装置
１２ スピンチャック
３ 主現像液ノズル（パッド型ノズル）
３ａ、３ｂ パッド型ノズル
３０ 液溜まり
３１ 吐出口
３２ 接触部
６１ 調整用現像液ノズル

Claims (9)

1. 露光後の基板を回転自在な基板保持部に水平に保持する工程と、
   前記基板の表面よりも小さく形成されると共に前記基板の表面と対向するように設けられた接触部を備えたノズルにより構成された第１の現像液ノズルを用い、前記第１の現像液ノズルの吐出口から現像液を吐出して、前記基板保持部上の基板の表面の一部に液溜まりを形成する工程と、続いて前記接触部が前記液溜まりに接触した状態で当該液溜まりに現像液を供給しながら、回転している基板の中央部及び周縁部の一方側から他方側に前記第１の現像液ノズルが移動することにより当該液溜まりを基板の表面全体に広げる工程と、を含む現像液展開工程と、
   前記現像液展開工程による前記基板の面内における現像の進行度合いの分布を揃えるために、基板を回転させた状態で第２の現像液ノズルにより基板の表面に現像液を供給し、他の領域に比べて現像が不足している領域についての現像を進行させるように現像液の供給を行う現像調整工程である現像液供給工程と、
   前記現像液展開工程と前記現像液供給工程との間に行われ、前記基板の表面上の現像液を取り除く工程と、を含み、
   前記現像調整工程は、前記第２の現像液ノズルから基板の径方向の位置において局所的に現像液を吐出する工程であって、基板の径方向で見たときに前記第２の現像液ノズルから現像液が吐出される位置が不連続で複数設定されていることと、
   前記局所的に現像液を吐出する工程は、前記第２の現像液ノズルを停止させた状態で行われ、前記第２の現像液ノズルから現像液が吐出される複数の位置のうちの一つは他の一つと比較して、現像液の吐出流量、基板の単位時間当たりの回転数及び前記第２の現像液ノズルからの現像液の供給時間の少なくとも一つが異なることと、を特徴とする現像方法。
2. 前記現像液展開工程は、現像調整工程よりも前に実施されることを特徴とする請求項１記載の現像方法。
3. 前記第２の現像液ノズルは前記接触部を備えたノズルにより構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像方法。
4. 前記第１の現像液ノズル、及び第２の現像液ノズルは、同じ現像液ノズルであることを特徴とする請求項３記載の現像方法。
5. 前記基板上の現像液を取り除く工程は、基板を回転させることにより現像液を基板から振り切る工程であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の現像方法。
6. 露光後の基板を水平に保持する回転自在な基板保持部と、
   前記基板の表面よりも小さく形成されると共に前記基板の表面と対向するように設けられた接触部と、現像液の吐出口とを備えたノズルにより構成され、基板の現像処理を行うための第１の現像液ノズルと、
   前記第１の現像液ノズルによる現像処理を行う前、またはこの現像処理を行った後に、前記基板の表面に現像液の供給を行う第２の現像液ノズルと、
   前記第１の現像液ノズルの前記吐出口から現像液を吐出して基板保持部上の基板の表面の一部に液溜まりを形成し、続いて前記接触部が前記液溜まりに接触した状態で当該液溜まりに現像液を供給しながら、回転している基板の中央部及び周縁部の一方側から他方側に移動して当該液溜まりを基板の表面全体に広げて基板の現像処理を行う現像液展開ステップと、前記現像液展開ステップによる前記基板の面内における現像の進行度合いの分布を揃えるために、基板を回転させた状態で前記第２の現像液ノズルにより基板の表面に現像液を供給し、他の領域に比べて現像が不足している領域についての現像を進行させるように現像液の供給を行う現像調整ステップである現像液供給ステップと、前記現像液展開ステップと前記現像液供給ステップとの間に行われ、前記基板の表面上の現像液を取り除くステップとを実行するための制御信号を出力する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   基板の径方向で見たときに前記第２の現像液ノズルから現像液が吐出される位置を不連続で複数設定し、前記現像調整ステップを、前記第２の現像液ノズルから基板の径方向の位置において局所的に現像液を吐出するステップとして実行させることと、
   前記第２の現像液ノズルを停止させた状態で、前記第２の現像液ノズルから現像液が吐出される複数の位置のうちの一つは他の一つと比較して、現像液の吐出流量、基板の単位時間当たりの回転数及び前記第２の現像液ノズルからの現像液の供給時間の少なくとも一つが異なるように、前記局所的に現像液の吐出するステップを実行させることと、を特徴とする現像装置。
7. 前記第２の現像液ノズルは、前記接触部を備えたノズルにより構成され、前記吐出口から現像液を吐出して基板保持部上の基板の表面に形成した液溜まりに前記接触部を接触させた状態で現像処理を行うことを特徴とする請求項６記載の現像装置。
8. 第１の現像液ノズル、及び第２の現像液ノズルは、同じ現像液ノズルであることを特徴とする請求項７記載の現像装置。
9. 露光後のレジスト膜が形成されている基板の表面に現像液を供給して現像処理を行う現像装置に用いられるコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
   前記コンピュータプログラムは、請求項１ないし５のいずれか一つに記載された現像方法を実行させるようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。