JP6713910B2 - 現像装置、基板処理装置、現像方法および基板処理方法 - Google Patents

現像装置、基板処理装置、現像方法および基板処理方法 Download PDF

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Description

本発明は、基板の現像を行う現像装置、基板処理装置、現像方法および基板処理方法に関する。
半導体デバイス等の製造におけるリソグラフィ工程では、基板上にレジスト液等の塗布液が供給されることにより塗布膜が形成される。塗布膜が露光された後、現像されることにより、塗布膜に所定のパターンが形成される。塗布膜にパターが形成された後の基板には、リンス処理が行われる。ここで、塗布膜のパターンの厚みが大きくかつ幅が小さい場合には、リンス処理におけるリンス液の表面張力によりパターンの倒壊が発生することがある（例えば、特許文献１，２参照）。
特許文献１には、リンス液にイソプロビル・アルコールを混入し、リンス液の表面張力を低下させることによりパターンの倒壊を防止することが記載されている。引用文献２には、リンス処理後、比重１．５以上でかつ表面張力ｄｙｎｓ／ｃｍ以下のフッ素系不活性液体をリンス液と置換することによりパターンの倒壊を防止することが記載されている。
特開平７−１２２４８５号公報 特開平９−８２６２９号公報
近年、基板に形成されるチップの高集積化が進んでいる。この場合、塗布膜のパターン幅の微細化に伴い、パターンの倒壊が発生し、歩留まりが低下しやすくなる。そのため、パターンの倒壊をより確実に防止することが求められる。
本発明の目的は、塗布膜のパターンの倒壊を防止することが可能な現像装置、基板処理装置、現像方法および基板処理方法を提供することである。
（１）第１の発明に係る現像装置は、基板に現像処理を行う現像装置であって、基板の一面上には、金属を含有する塗布液の膜が金属含有塗布膜として形成され、金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により形成されかつ所定のパターンに露光された第１の有機塗布膜が形成され、現像装置は、現像液を第１の有機塗布膜に供給することにより所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンを形成する現像液供給部と、金属を除去するための第１の除去液を第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜に供給することにより所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンを形成する第１の除去液供給部と、第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンを有する基板にリンス液を供給するリンス液供給部とを備える。
基板の一面上には、金属含有塗布膜が形成され、金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により第１の有機塗布膜が形成され、第１の有機塗布膜は所定のパターンに露光されている。この現像装置においては、第１の有機塗布膜に現像液が現像液供給部により供給される。これにより、第１の有機塗布膜が現像され、所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンが形成される。また、第１の除去液が第１の除去液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜に供給される。これにより、第１の有機塗布膜パターンから露出する金属含有塗布膜の部分が除去され、所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンが形成される。その後、リンス液がリンス液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンを有する基板に供給される。
この構成によれば、第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンが形成された基板をリンス液により洗浄することができる。ここで、基板に対する金属含有塗布膜パターンの接合力は、基板に対する第１の有機塗布膜パターンの接合力よりも大きい。そのため、金属含有塗布膜パターンは、より大きい表面張力が加えられた場合でも、倒壊することなく残存することが可能である。したがって、上記の洗浄においてリンス液の表面張力により第１の有機塗布膜パターンが倒壊する場合でも、金属含有塗布膜パターンが倒壊することを防止することができる。
（２）第１の除去液は、キレート剤が添加された水溶液、アルカリ性水溶液または酸性水溶液を含んでもよい。この場合、金属含有塗布膜の部分を容易に除去することができる。
（３）キレート剤は、有機酸、有機酸の塩、アミノ酸、アミノ酸の誘導体、無機アルカリ、無機アルカリの塩、アルキルアミン、アルキルアミンの誘導体、アルカノールアミンおよびアルカノールアミンの誘導体よりなる群から選択された一種または複数種を含んでもよい。この場合、金属含有塗布膜の部分をより容易に除去することができる。
（４）第２の発明に係る現像装置は、基板に現像処理を行う現像装置であって、基板の一面上には、金属を含有する塗布液の膜が金属含有塗布膜として形成され、金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により形成されかつ所定のパターンに露光された第１の有機塗布膜が形成され、現像装置は、金属を除去するための第１の除去液を第１の有機塗布膜および金属含有塗布膜に供給することにより所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンおよび所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンを形成する第１の除去液供給部と、第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンを有する基板にリンス液を供給するリンス液供給部とを備える。
基板の一面上には、金属含有塗布膜が形成され、金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により第１の有機塗布膜が形成され、第１の有機塗布膜は所定のパターンに露光されている。この現像装置においては、第１の有機塗布膜および金属含有塗布膜に第１の除去液が第１の除去液供給部により供給される。これにより、第１の有機塗布膜が現像され、所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンが形成される。また、第１の有機塗布膜パターンから露出する金属含有塗布膜の部分が除去され、所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンが形成される。その後、リンス液がリンス液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンを有する基板に供給される。
この構成によれば、第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンが形成された基板をリンス液により洗浄することができる。ここで、基板に対する金属含有塗布膜パターンの接合力は、基板に対する第１の有機塗布膜パターンの接合力よりも大きい。そのため、金属含有塗布膜パターンは、より大きい表面張力が加えられた場合でも、倒壊することなく残存することが可能である。したがって、上記の洗浄においてリンス液の表面張力により第１の有機塗布膜パターンが倒壊する場合でも、金属含有塗布膜パターンが倒壊することを防止することができる。
（５）第１の除去液は、アルカリ性水溶液を含んでもよい。この場合、第１の有機塗布膜を現像しつつ金属含有塗布膜の部分を容易に除去することができる。
（６）現像装置は、基板を保持するとともに、リンス液供給部によりリンス液が供給された後の基板を回転させる回転保持部をさらに備えてもよい。この場合、リンス液が供給された基板を短時間で乾燥させることができる。また、金属含有塗布膜パターンと基板との接合力は大きいので、基板の回転により金属含有塗布膜パターンに遠心力が加えられた場合でも、金属含有塗布膜パターンが倒壊することを防止することができる。
（７）現像装置は、第１の除去液供給部により第１の除去液が供給された後でかつリンス液供給部によりリンス液が供給される前の基板に第１の有機塗布膜パターンを除去するための第２の除去液を供給する第２の除去液供給部をさらに備えてもよい。この場合、金属含有塗布膜パターンが形成された後に不要となった第１の有機塗布膜パターンを簡単な構成で除去することができる。
（８）基板には、一面と金属含有塗布膜との間に第２の有機塗布膜がさらに形成されていてもよい。この場合、形成された金属含有塗布膜パターンを用いて第２の有機塗布膜を所定のパターンに形成することが可能となる。また、第２の有機塗布膜を厚く形成することにより、厚みが大きくかつ幅が小さい第２の有機塗布膜のパターンを形成することが可能となる。
（９）現像装置は、第１の除去液供給部により第１の除去液が供給された後でかつリンス液供給部によりリンス液が供給される前の基板に第２の有機塗布膜を除去するための第３の除去液を供給することにより所定のパターンを有する第２の有機塗布膜パターンを形成する第３の除去液供給部をさらに備えてもよい。
この場合、金属含有塗布膜パターンから露出する第２の有機塗布膜の部分が第３の除去液により除去される。これにより、所定のパターンを有する第２の有機塗布膜パターンを容易に形成することができる。
（１０）第３の発明に係る基板処理装置は、基板を露光する露光装置に隣接するように配置される基板処理装置であって、金属を含有する塗布液を金属含有塗布液として基板の一面に供給することにより一面上に金属含有塗布膜を形成する金属含有塗布膜形成部と、感光性材料により形成される第１の有機塗布液を金属含有塗布膜に供給することにより金属含有塗布膜形成部により形成された金属含有塗布膜上に第１の有機塗布膜を形成する第１の有機塗布膜形成部と、第１の有機塗布膜形成部により形成された第１の有機塗布膜が露光装置により所定のパターンに露光された基板に現像処理を行う第１または第２の発明に係る現像装置とを備える。
この基板処理装置においては、金属含有塗布膜形成部により金属含有塗布液が基板の一面に供給される。これにより、基板の一面上に金属含有塗布膜が形成される。感光性材料により形成される第１の有機塗布液が第１の有機塗布膜形成部により金属含有塗布膜に供給される。これにより、金属含有塗布膜形成部により形成された金属含有塗布膜上に第１の有機塗布膜が形成される。露光装置においては、第１の有機塗布膜形成部により形成された第１の有機塗布膜が所定のパターンに露光される。
現像装置においては、所定のパターンに露光された第１の有機塗布膜に現像液が現像液供給部により供給される。これにより、第１の有機塗布膜が現像され、所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンが形成される。第１の除去液が第１の除去液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜に供給される。これにより、第１の有機塗布膜パターンから露出する金属含有塗布膜の部分が除去され、所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンが形成される。その後、リンス液がリンス液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンを有する基板に供給される。
この構成によれば、第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンが形成された基板をリンス液により洗浄することができる。ここで、基板に対する金属含有塗布膜パターンの接合力は、基板に対する第１の有機塗布膜パターンの接合力よりも大きい。そのため、金属含有塗布膜パターンは、より大きい表面張力が加えられた場合でも、倒壊することなく残存することが可能である。したがって、上記の洗浄においてリンス液の表面張力により第１の有機塗布膜パターンが倒壊する場合でも、金属含有塗布膜パターンが倒壊することを防止することができる。
（１１）基板処理装置は、金属含有塗布膜形成部により基板の一面に金属含有塗布膜が形成される前に、第２の有機塗布液を基板の一面に供給することにより一面と金属含有塗布膜との間に第２の有機塗布膜を形成する第２の有機塗布膜形成部をさらに備えてもよい。
この場合、基板の一面と金属含有塗布膜との間に第２の有機塗布膜が形成される。これにより、金属含有塗布膜パターンを用いて第２の有機塗布膜を所定のパターンに形成することが可能となる。また、第２の有機塗布膜を厚く形成することにより、厚みが大きくかつ幅が小さい第２の有機塗布膜のパターンを形成することが可能となる。
（１２）第４の発明に係る現像方法は、基板に現像処理を行う現像方法であって、基板の一面上には、金属を含有する塗布液の膜が金属含有塗布膜として形成され、金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により形成されかつ所定のパターンに露光された第１の有機塗布膜が形成され、現像方法は、現像液を現像液供給部により第１の有機塗布膜に供給することにより所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンを形成するステップと、金属を除去するための第１の除去液を第１の除去液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜に供給することにより所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンを形成するステップと、リンス液をリンス液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンを有する基板に供給するステップとを含む。
基板の一面上には、金属含有塗布膜が形成され、金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により第１の有機塗布膜が形成され、第１の有機塗布膜は所定のパターンに露光されている。この現像方法によれば、第１の有機塗布膜に現像液が現像液供給部により供給される。これにより、第１の有機塗布膜が現像され、所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンが形成される。また、第１の除去液が第１の除去液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜に供給される。これにより、第１の有機塗布膜パターンから露出する金属含有塗布膜の部分が除去され、所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンが形成される。その後、リンス液がリンス液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンを有する基板に供給される。
この方法によれば、第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンが形成された基板をリンス液により洗浄することができる。ここで、基板に対する金属含有塗布膜パターンの接合力は、基板に対する第１の有機塗布膜パターンの接合力よりも大きい。そのため、金属含有塗布膜パターンは、より大きい表面張力が加えられた場合でも、倒壊することなく残存することが可能である。したがって、上記の洗浄においてリンス液の表面張力により第１の有機塗布膜パターンが倒壊する場合でも、金属含有塗布膜パターンが倒壊することを防止することができる。
（１３）第５の発明に係る現像方法は、基板に現像処理を行う現像方法であって、基板の一面上には、金属を含有する塗布液の膜が金属含有塗布膜として形成され、金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により形成されかつ所定のパターンに露光された第１の有機塗布膜が形成され、現像方法は、金属を除去するための第１の除去液を第１の除去液供給部により第１の有機塗布膜および金属含有塗布膜に供給することにより所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンおよび所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンを形成するステップと、リンス液をリンス液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンを有する基板に供給するステップとを含む。
基板の一面上には、金属含有塗布膜が形成され、金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により第１の有機塗布膜が形成され、第１の有機塗布膜は所定のパターンに露光されている。この現像方法によれば、第１の有機塗布膜および金属含有塗布膜に第１の除去液が第１の除去液供給部により供給される。これにより、第１の有機塗布膜が現像され、所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンが形成される。また、第１の有機塗布膜パターンから露出する金属含有塗布膜の部分が除去され、所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンが形成される。その後、リンス液がリンス液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンを有する基板に供給される。
この方法によれば、第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンが形成された基板をリンス液により洗浄することができる。ここで、基板に対する金属含有塗布膜パターンの接合力は、基板に対する第１の有機塗布膜パターンの接合力よりも大きい。そのため、金属含有塗布膜パターンは、より大きい表面張力が加えられた場合でも、倒壊することなく残存することが可能である。したがって、上記の洗浄においてリンス液の表面張力により第１の有機塗布膜パターンが倒壊する場合でも、金属含有塗布膜パターンが倒壊することを防止することができる。
（１４）現像方法は、リンス液供給部によりリンス液が供給された後の基板を回転保持部により保持して回転させるステップをさらに含んでもよい。この場合、リンス液が供給された基板を短時間で乾燥させることができる。また、金属含有塗布膜パターンと基板との接合力は大きいので、基板の回転により金属含有塗布膜パターンに遠心力が加えられた場合でも、金属含有塗布膜パターンが倒壊することを防止することができる。
（１５）第６の発明に係る基板処理方法は、基板を露光する露光装置を用いた基板処理方法であって、金属を含有する塗布液を金属含有塗布液として金属含有塗布膜形成部により基板の一面に供給することにより一面上に金属含有塗布膜を形成するステップと、感光性材料により形成される第１の有機塗布液を第１の有機塗布膜形成部により金属含有塗布膜形成部により形成された金属含有塗布膜に供給することにより金属含有塗布膜形成部により形成された金属含有塗布膜上に第１の有機塗布膜を形成するステップと、第１の有機塗布膜形成部により形成された第１の有機塗布膜が露光装置により所定のパターンに露光された基板に第４または第５の発明に係る現像方法を用いて現像処理を行うステップとを含む。
この基板処理方法によれば、金属含有塗布膜形成部により金属含有塗布液が基板の一面に供給される。これにより、基板の一面上に金属含有塗布膜が形成される。感光性材料により形成される第１の有機塗布液が第１の有機塗布膜形成部により金属含有塗布膜に供給される。これにより、金属含有塗布膜形成部により形成された金属含有塗布膜上に第１の有機塗布膜が形成される。露光装置においては、第１の有機塗布膜形成部により形成された第１の有機塗布膜が所定のパターンに露光される。
現像方法によれば、所定のパターンに露光された第１の有機塗布膜に現像液が現像液供給部により供給される。これにより、第１の有機塗布膜が現像され、所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンが形成される。第１の除去液が第１の除去液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜に供給される。これにより、第１の有機塗布膜パターンから露出する金属含有塗布膜の部分が除去され、所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンが形成される。その後、リンス液がリンス液供給部により第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンを有する基板に供給される。
この方法によれば、第１の有機塗布膜パターンおよび金属含有塗布膜パターンが形成された基板をリンス液により洗浄することができる。ここで、基板に対する金属含有塗布膜パターンの接合力は、基板に対する第１の有機塗布膜パターンの接合力よりも大きい。そのため、金属含有塗布膜パターンは、より大きい表面張力が加えられた場合でも、倒壊することなく残存することが可能である。したがって、上記の洗浄においてリンス液の表面張力により第１の有機塗布膜パターンが倒壊する場合でも、金属含有塗布膜パターンが倒壊することを防止することができる。
（１６）基板処理方法は、金属含有塗布膜を形成するステップの前に、第２の有機塗布液を第２の有機塗布膜形成部により基板の一面に供給することにより一面と金属含有塗布膜との間に第２の有機塗布膜を形成するステップをさらに含んでもよい。
この場合、基板の一面と金属含有塗布膜との間に第２の有機塗布膜が形成される。これにより、金属含有塗布膜パターンを用いて第２の有機塗布膜を所定のパターンに形成することが可能となる。また、第２の有機塗布膜を厚く形成することにより、厚みが大きくかつ幅が小さい第２の有機塗布膜のパターンを形成することが可能となる。
本発明によれば、塗布膜のパターンの倒壊を防止することができる。
本発明の一実施の形態に係る現像処理ユニットの構成を示す模式的平面図である。 図１の現像処理ユニットの処理対象となる基板の部分拡大縦断面図である。 図１の現像処理ユニットの動作を説明するための図である。 図１の現像処理ユニットの動作を説明するための図である。 図１の現像処理ユニットを備えた基板処理装置の模式的平面図である。 図５の塗布処理部、塗布現像処理部および洗浄乾燥処理部の内部構成を示す模式的側面図である。 図５の熱処理部および洗浄乾燥処理部の内部構成を示す模式的側面図である。 搬送部の内部構成を示す模式的側面図である。 他の実施の形態に係る現像処理ユニットの構成を示す模式的平面図である。 図９の現像処理ユニットの動作を説明するための図である。
以下、本発明の一実施の形態に係る現像装置、基板処理装置、現像方法および基板処理方法について図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板またはフォトマスク用基板等をいう。
（１）現像処理ユニットの構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る現像処理ユニットの構成を示す模式的平面図である。図１に示すように、現像処理ユニット（スピンデベロッパ）１３９は、複数の置換ノズル３０、複数のスピンチャック３５、複数のリンスノズル３６および複数のカップ３７を備える。また、現像処理ユニット１３９は、現像液を吐出する２つのスリットノズル３８およびそれらのスリットノズル３８を一方向に移動させる移動機構３９を備える。本実施の形態においては、置換ノズル３０、スピンチャック３５、リンスノズル３６およびカップ３７は、現像処理ユニット１３９に３つずつ設けられる。
各スピンチャック３５は、基板Ｗを保持した状態で、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ）により回転駆動される。カップ３７はスピンチャック３５の周囲を取り囲むように設けられる。各スリットノズル３８には、図示しない現像液貯留部から現像液配管を通して現像液が供給される。いずれかのスリットノズル３８が移動機構３９により基板Ｗの上方に移動される。スピンチャック３５が回転しつつスリットノズル３８から現像液が吐出されることにより、基板Ｗの現像処理が行われる。
置換ノズル３０は、カップ３７の外側の待避位置とスピンチャック３５により保持される基板Ｗの中心部の上方の処理位置との間で回動可能に設けられる。基板Ｗの現像処理後の置換処理時には、置換ノズル３０が処理位置に移動される。スピンチャック３５が回転しつつ置換ノズル３０から置換液が吐出されることにより、基板Ｗの置換処理が行われる。
置換液として、例えばアルカリ性置換液または酸性置換液が用いられる。アルカリ性置換液は、例えばアンモニアおよび過酸化水素を含む水溶液である。アルカリ性置換液は、例えばＴＭＡＨ（tetra methyl ammonium hydroxide：水酸化テトラメチルアンモニウム）であってもよい。酸性置換液は、例えば希フッ酸を含む水溶液である。酸性置換液は、例えば硫酸および過酸化水素を含む水溶液であってもよいし、酢酸を含む水溶液であってもよい。
あるいは、置換液は、キレート剤を含む水溶液であってもよい。キレート剤は、有機酸、有機酸の塩、アミノ酸、アミノ酸の誘導体、無機アルカリ、無機アルカリの塩、アルキルアミン、アルキルアミンの誘導体、アルカノールアミンおよびアルカノールアミンの誘導体よりなる群から選択された一種または複数種を含む。
リンスノズル３６は、カップ３７の外側の待避位置とスピンチャック３５により保持される基板Ｗの中心部の上方の処理位置との間で回動可能に設けられる。基板Ｗの置換処理後のリンス処理時には、リンスノズル３６が処理位置に移動される。スピンチャック３５が回転しつつリンスノズル３６からリンス液が吐出されることにより、基板Ｗのリンス処理が行われる。
（２）現像処理ユニットの動作
図２は、図１の現像処理ユニット１３９の処理対象となる基板Ｗの部分拡大縦断面図である。図２に示すように、基板Ｗの被処理面には、レジスト膜として３種類の塗布膜Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が形成される。具体的には、基板Ｗの被処理面上に塗布膜Ｆ１が形成され、塗布膜Ｆ１上に塗布膜Ｆ２が形成され、塗布膜Ｆ２上に塗布膜Ｆ３が形成される。塗布膜Ｆ１〜Ｆ３は、後述する図５〜図８の基板処理装置１００により基板Ｗの被処理面上に形成される。
塗布膜Ｆ１は、非感光性の有機膜であり、本例ではＳＯＣ（Spin-On-Carbon）膜である。以下、塗布膜Ｆ１を有機塗布膜Ｆ１と呼ぶ。有機塗布膜Ｆ１は、比較的大きい厚みを有する。本例では、有機塗布膜Ｆ１の厚みは、例えば１００ｎｍ以上でかつ３００ｎｍ以下である。
塗布膜Ｆ２は、非感光性の無機膜である。塗布膜Ｆ２には、金属成分または金属酸化物等の金属成分が組成物として含有されている。本例では、金属成分として、例えばＳｎ（スズ）、ＨｆＯ２（酸化ハフニウム）またはＺｒＯ２（二酸化ジルコニウム）が塗布膜Ｆ２に含有される。以下、塗布膜Ｆ２を金属含有塗布膜Ｆ２と呼ぶ。金属含有塗布膜Ｆ２は、比較的小さい厚みを有する。本例では、金属含有塗布膜Ｆ２の厚みは、例えば５ｎｍ以上でかつ３０ｎｍ以下である。
塗布膜Ｆ３は、例えば紫外領域において感光性を有する有機膜である。以下、塗布膜Ｆ３を有機塗布膜Ｆ３と呼ぶ。有機塗布膜Ｆ３は、所定のパターンに露光されている。本例では、有機塗布膜Ｆ３の厚みは、例えば２０ｎｍ以上でかつ６０ｎｍ以下である。なお、本実施の形態において、有機塗布膜Ｆ１および金属含有塗布膜Ｆ２は非感光性を有するが、本発明はこれに限定されない。有機塗布膜Ｆ３とは感光波長領域が異なる場合には、有機塗布膜Ｆ１および金属含有塗布膜Ｆ２は感光性を有してもよい。
図３および図４は、図１の現像処理ユニット１３９の動作を説明するための図である。現像処理において、図３（ａ）に示すように、スリットノズル３８（図１）から基板Ｗに現像液１が供給される。これにより、基板Ｗの被処理面上に現像液１の液層が形成される。次に、図３（ｂ）に示すように、リンスノズル３６（図１）から基板Ｗにリンス液２が供給される。これにより、有機塗布膜Ｆ３の不要な部分および現像液１が除去され、有機塗布膜Ｆ３にパターンが形成される。
その後の置換処理において、図３（ｃ）に示すように、置換ノズル３０（図１）から基板Ｗに置換液３が供給される。これにより、基板Ｗの被処理面上に置換液３の液層が形成され、基板Ｗの被処理面に残存したリンス液２が置換液３に置換される。その後、図４（ａ）に示すように、置換液３の液層が保持されることにより、有機塗布膜Ｆ３から露出する金属含有塗布膜Ｆ２の部分が除去され、金属含有塗布膜Ｆ２にパターンが形成される。
その後のリンス処理において、図４（ｂ）に示すように、リンスノズル３６（図１）から基板Ｗにリンス液４が供給されることにより、置換液３が除去される。次に、図４（ｃ）に示すように、基板Ｗがスピンチャック３５（図１）により高速（例えば１０００ｒｐｍ以下）で回転される。これにより、基板Ｗに残存するリンス液４が振り切られ、基板Ｗが短時間で乾燥される。ここで、金属含有塗布膜Ｆ２のパターンと基板Ｗ（有機塗布膜Ｆ１）との接合力は大きいので、基板Ｗの回転により金属含有塗布膜Ｆ２のパターンに遠心力が加えられた場合でも、金属含有塗布膜Ｆ２のパターンは倒壊することが防止される。
なお、図３（ａ）〜図４（ｂ）の処理においては、基板Ｗはスピンチャック３５により低速（例えば１０ｒｐｍ程度）で回転されてもよいし、停止していてもよい。基板Ｗが回転される場合には、現像液１または置換液３の液層が撹拌されることにより、液層の濃度を全体的に均一にすることができる。
上記の処理によれば、図４（ｃ）に示すように、有機塗布膜Ｆ３のパターンの一部に倒壊が発生する可能性があるが、金属含有塗布膜Ｆ２のパターンには倒壊は発生しない。そのため、有機塗布膜Ｆ３のパターンを除去した後、ドライエッチング等を用いて金属含有塗布膜Ｆ２のパターンを有機塗布膜Ｆ１に転写することにより、厚みが大きくかつ幅が小さい有機塗布膜Ｆ１のパターンを倒壊させることなく形成することができる。
（３）基板処理装置の構成
図５は、図１の現像処理ユニット１３９を備えた基板処理装置の模式的平面図である。図５および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５に示すように、基板処理装置１００は、インデクサブロック１１、塗布ブロック１２、塗布現像ブロック１３、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａおよび搬入搬出ブロック１４Ｂを備える。洗浄乾燥処理ブロック１４Ａおよび搬入搬出ブロック１４Ｂにより、インターフェイスブロック１４が構成される。搬入搬出ブロック１４Ｂに隣接するように露光装置１５が配置される。露光装置１５においては、基板Ｗに露光処理が行われる。
インデクサブロック１１は、複数のキャリア載置部１１１および搬送部１１２を含む。各キャリア載置部１１１には、複数の基板Ｗを多段に収納するキャリア１１３が載置される。搬送部１１２には、メインコントローラ１１４および搬送機構１１５が設けられる。メインコントローラ１１４は、基板処理装置１００の種々の構成要素を制御する。搬送機構１１５は、基板Ｗを保持しつつその基板Ｗを搬送する。
塗布ブロック１２は、塗布処理部１２１、搬送部１２２および熱処理部１２３を含む。塗布処理部１２１および熱処理部１２３は、搬送部１２２を挟んで対向する。搬送部１２２とインデクサブロック１１との間には、基板Ｗが載置される基板載置部ＰＡＳＳ１〜ＰＡＳＳ４（図８参照）が設けられる。搬送部１２２には、基板Ｗを搬送する搬送機構（搬送ロボット）１２７，１２８（図８参照）が設けられる。
塗布現像ブロック１３は、塗布現像処理部１３１、搬送部１３２および熱処理部１３３を含む。塗布現像処理部１３１および熱処理部１３３は、搬送部１３２を挟んで対向する。搬送部１３２と搬送部１２２との間には、基板Ｗが載置される基板載置部ＰＡＳＳ５〜ＰＡＳＳ８（図８参照）が設けられる。搬送部１３２には、基板Ｗを搬送する搬送機構１３７，１３８（図８参照）が設けられる。
洗浄乾燥処理ブロック１４Ａは、洗浄乾燥処理部１６１，１６２および搬送部１６３を含む。洗浄乾燥処理部１６１，１６２は、搬送部１６３を挟んで対向する。搬送部１６３には、搬送機構１４１，１４２が設けられる。
搬送部１６３と搬送部１３２との間には、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２（図８参照）が設けられる。載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２は、複数の基板Ｗを収容可能に構成される。
また、搬送機構１４１，１４２の間において、搬入搬出ブロック１４Ｂに隣接するように、基板載置部ＰＡＳＳ９および後述の載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ（図８参照）が設けられる。載置兼冷却部Ｐ−ＣＰは、基板Ｗを冷却する機能（例えば、クーリングプレート）を備える。載置兼冷却部Ｐ−ＣＰにおいて、基板Ｗが露光処理に適した温度に冷却される。
搬入搬出ブロック１４Ｂには、搬送機構１４３が設けられる。搬送機構１４３は、露光装置１５に対する基板Ｗの搬入および搬出を行う。露光装置１５には、基板Ｗを搬入するための基板搬入部１５ａおよび基板Ｗを搬出するための基板搬出部１５ｂが設けられる。
（４）塗布処理部および塗布現像処理部
図６は、図５の塗布処理部１２１、塗布現像処理部１３１および洗浄乾燥処理部１６１の内部構成を示す模式的側面図である。図６に示すように、塗布処理部１２１には、塗布処理室２１，２２，２３，２４が階層的に設けられる。塗布現像処理部１３１には、現像処理室３１，３３および塗布処理室３２，３４が階層的に設けられる。各塗布処理室２１〜２４，３２，３４には、塗布処理ユニット（スピンコータ）１２９が設けられる。各現像処理室３１，３３には、図１の現像処理ユニット１３９が設けられる。
各塗布処理ユニット１２９は、基板Ｗを保持するスピンチャック２５およびスピンチャック２５の周囲を覆うように設けられるカップ２７を備える。本実施の形態では、各塗布処理ユニット１２９に２組のスピンチャック２５およびカップ２７が設けられる。スピンチャック２５は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ）により回転駆動される。また、図５に示すように、各塗布処理ユニット１２９は、塗布液を吐出する複数の塗布液ノズル２８およびその塗布液ノズル２８を搬送するノズル搬送機構２９を備える。
塗布処理ユニット１２９においては、図示しない駆動装置によりスピンチャック２５が回転されるとともに、複数の塗布液ノズル２８のうちのいずれかの塗布液ノズル２８がノズル搬送機構２９により基板Ｗの上方に移動され、その塗布液ノズル２８から塗布液が吐出される。それにより、基板Ｗ上に塗布液が塗布される。また、図示しないエッジリンスノズルから、基板Ｗの周縁部にリンス液が吐出される。それにより、基板Ｗの周縁部に付着する塗布液が除去される。
塗布処理室２２，２４の塗布処理ユニット１２９においては、図２の有機塗布膜Ｆ１用の塗布液が塗布液ノズル２８から基板Ｗに供給される。塗布処理室２１，２３の塗布処理ユニット１２９においては、図２の金属含有塗布膜Ｆ２用の塗布液が塗布液ノズル２８から基板Ｗに供給される。塗布処理室３２，３４の塗布処理ユニット１２９においては、図２の有機塗布膜Ｆ３用の塗布液が塗布液ノズル２８から基板Ｗに供給される。
塗布処理室３１，３３においては、図５に示すように、複数のスピンチャック３５がＸ方向に並びかつ移動機構３９がＸ方向に移動可能に現像処理ユニット１３９が配置される。塗布処理室３１，３３においては、図３および図４に示される現像処理、置換処理およびリンス処理が基板Ｗに行われる。
図６に示すように、洗浄乾燥処理部１６１には、複数（本例では４つ）の洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１が設けられる。洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１においては、露光処理前の基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われる。
（５）熱処理部
図７は、図５の熱処理部１２３，１３３および洗浄乾燥処理部１６２の内部構成を示す模式的側面図である。図７に示すように、熱処理部１２３は、上方に設けられる上段熱処理部１０１および下方に設けられる下段熱処理部１０２を有する。上段熱処理部１０１および下段熱処理部１０２には、複数の熱処理ユニットＰＨＰおよび複数の冷却ユニットＣＰが設けられる。熱処理ユニットＰＨＰにおいては、基板Ｗの加熱処理および冷却処理が行われる。冷却ユニットＣＰにおいては、基板Ｗの冷却処理が行われる。
熱処理部１２３の最上部には、ローカルコントローラＬＣ１が設けられる。ローカルコントローラＬＣ１は、図５のメインコントローラ１１４からの指令に基づいて、塗布処理部１２１、搬送部１２２および熱処理部１２３の動作を制御する。
熱処理部１３３は、上方に設けられる上段熱処理部１０３および下方に設けられる下段熱処理部１０４を有する。上段熱処理部１０３および下段熱処理部１０４には、冷却ユニットＣＰおよび複数の熱処理ユニットＰＨＰが設けられる。
熱処理部１３３の最上部には、ローカルコントローラＬＣ２が設けられる。ローカルコントローラＬＣ２は、図５のメインコントローラ１１４からの指令に基づいて、塗布現像処理部１３１、搬送部１３２および熱処理部１３３の動作を制御する。
洗浄乾燥処理部１６２には、複数（本例では５つ）の洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２が設けられる。洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２においては、露光処理後の基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われる。
（６）搬送部
図８は、搬送部１２２，１３２，１６３の内部構成を示す模式的側面図である。図８に示すように、搬送部１２２は、上段搬送室１２５および下段搬送室１２６を有する。搬送部１３２は、上段搬送室１３５および下段搬送室１３６を有する。上段搬送室１２５には搬送機構１２７が設けられ、下段搬送室１２６には搬送機構１２８が設けられる。また、上段搬送室１３５には搬送機構１３７が設けられ、下段搬送室１３６には搬送機構１３８が設けられる。
図８に示すように、搬送部１１２と上段搬送室１２５との間には、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２が設けられ、搬送部１１２と下段搬送室１２６との間には、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４が設けられる。上段搬送室１２５と上段搬送室１３５との間には、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６が設けられ、下段搬送室１２６と下段搬送室１３６との間には、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８が設けられる。
上段搬送室１３５と搬送部１６３との間には、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１が設けられ、下段搬送室１３６と搬送部１６３との間には載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２が設けられる。搬送部１６３において搬入搬出ブロック１４Ｂと隣接するように、基板載置部ＰＡＳＳ９および複数の載置兼冷却部Ｐ−ＣＰが設けられる。
搬送機構１２７は、塗布処理室２１，２２（図６）、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２，ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６（図８）および上段熱処理部１０１（図７）に対して基板Ｗの受け渡しを行う。搬送機構１２８は、塗布処理室２３，２４（図６）、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４，ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８（図８）および下段熱処理部１０２（図７）に対して基板Ｗの受け渡しを行う。
搬送機構１３７は、現像処理室３１（図６）、塗布処理室３２（図６）、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６（図８）、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１（図８）および上段熱処理部１０３（図７）に対して基板Ｗの受け渡しを行う。搬送機構１３８は、現像処理室３３（図６）、塗布処理室３４（図６）、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８（図８）、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２（図８）および下段熱処理部１０４（図７）に対して基板Ｗの受け渡しを行う。
（７）基板処理
図５〜図８を参照しながら基板処理を説明する。インデクサブロック１１のキャリア載置部１１１（図５）には、未処理の基板Ｗが収容されたキャリア１１３が載置される。搬送機構１１５は、キャリア１１３から基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ３（図８）に未処理の基板Ｗを搬送する。また、搬送機構１１５は、基板載置部ＰＡＳＳ２，ＰＡＳＳ４（図８）に載置された処理済みの基板Ｗをキャリア１１３に搬送する。
塗布ブロック１２において、搬送機構１２７（図８）は、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された未処理の基板Ｗを冷却ユニットＣＰ（図７）および塗布処理室２２（図６）に順に搬送する。次に、搬送機構１２７は、塗布処理室２２の基板Ｗを、熱処理ユニットＰＨＰ（図７）、冷却ユニットＣＰ（図７）、塗布処理室２１（図６）、熱処理ユニットＰＨＰ（図７）および基板載置部ＰＡＳＳ５（図８）に順に搬送する。
この場合、冷却ユニットＣＰにおいて、有機塗布膜Ｆ１（図２）の形成に適した温度に基板Ｗが冷却される。次に、塗布処理室２２において、塗布処理ユニット１２９（図６）により基板Ｗ上に有機塗布膜Ｆ１が形成される。続いて、熱処理ユニットＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われた後、冷却ユニットＣＰにおいて、金属含有塗布膜Ｆ２（図２）の形成に適した温度に基板Ｗが冷却される。次に、塗布処理室２１において、塗布処理ユニット１２９（図６）により、基板Ｗ上に金属含有塗布膜Ｆ２が形成される。その後、熱処理ユニットＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われ、その基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ５に載置される。
また、搬送機構１２７は、基板載置部ＰＡＳＳ６（図８）に載置された現像処理、置換処理およびリンス処理後の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ２（図８）に搬送する。
搬送機構１２８（図８）は、基板載置部ＰＡＳＳ３に載置された未処理の基板Ｗを冷却ユニットＣＰ（図７）および塗布処理室２４（図６）に順に搬送する。次に、搬送機構１２８は、塗布処理室２４の基板Ｗを、熱処理ユニットＰＨＰ（図７）、冷却ユニットＣＰ（図７）、塗布処理室２３（図６）、熱処理ユニットＰＨＰ（図７）および基板載置部ＰＡＳＳ７（図８）に順に搬送する。
また、搬送機構１２８（図８）は、基板載置部ＰＡＳＳ８（図８）に載置された現像処理、置換処理およびリンス処理後の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ４（図８）に搬送する。塗布処理室２３，２４（図６）および下段熱処理部１０２（図７）における基板Ｗの処理内容は、上記の塗布処理室２１，２２（図６）および上段熱処理部１０１（図７）における基板Ｗの処理内容とそれぞれ同様である。
塗布現像ブロック１３において、搬送機構１３７（図８）は、基板載置部ＰＡＳＳ５に載置された金属含有塗布膜Ｆ２形成後の基板Ｗを冷却ユニットＣＰ（図７）、塗布処理室３２（図６）、熱処理ユニットＰＨＰ（図７）および載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１（図８）に順に搬送する。
この場合、冷却ユニットＣＰにおいて、有機塗布膜Ｆ３（図２）の形成に適した温度に基板Ｗが冷却される。次に、塗布処理室３２において、塗布処理ユニット１２９（図６）により基板Ｗ上に有機塗布膜Ｆ３が形成される。その後、熱処理ユニットＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われ、その基板Ｗが載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１に載置される。
また、搬送機構１３７（図８）は、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａに隣接する熱処理ユニットＰＨＰ（図７）から露光処理後でかつ熱処理後の基板Ｗを取り出す。搬送機構１３７は、その基板Ｗを冷却ユニットＣＰ（図７）、現像処理室３１（図６）、熱処理ユニットＰＨＰ（図７）および基板載置部ＰＡＳＳ６（図８）に順に搬送する。
この場合、冷却ユニットＣＰにおいて、現像処理に適した温度に基板Ｗが冷却された後、現像処理室３１において、現像処理ユニット１３９により基板Ｗの現像処理、置換処理およびリンス処理が行われる。その後、熱処理ユニットＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われ、その基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ６に載置される。
搬送機構１３８（図８）は、基板載置部ＰＡＳＳ７に載置された金属含有塗布膜形成後の基板Ｗを冷却ユニットＣＰ（図７）および塗布処理室３４（図６）、熱処理ユニットＰＨＰ（図７）および載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２（図８）に順に搬送する。
また、搬送機構１３８（図８）は、インターフェイスブロック１４に隣接する熱処理ユニットＰＨＰ（図７）から露光処理後でかつ熱処理後の基板Ｗを取り出す。搬送機構１３８は、その基板Ｗを冷却ユニットＣＰ（図７）、現像処理室３３（図６）、熱処理ユニットＰＨＰ（図７）および基板載置部ＰＡＳＳ８（図８）に順に搬送する。現像処理室３３、塗布処理室３４および下段熱処理部１０４における基板Ｗの処理内容は、上記の現像処理室３１、塗布処理室３２および上段熱処理部１０３における基板Ｗの処理内容とそれぞれ同様である。
洗浄乾燥処理ブロック１４Ａにおいて、搬送機構１４１（図５）は、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２（図８）に載置された基板Ｗを洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１（図６）および載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ（図８）に順に搬送する。この場合、洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１において基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われた後、載置兼冷却部Ｐ−ＣＰにおいて露光装置１５（図５）による露光処理に適した温度に基板Ｗが冷却される。
搬送機構１４２（図５）は、基板載置部ＰＡＳＳ９（図８）に載置された露光処理後の基板Ｗを洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２（図７）および上段熱処理部１０３または下段熱処理部１０４の熱処理ユニットＰＨＰ（図７）に順に搬送する。この場合、洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２において基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われた後、熱処理ユニットＰＨＰにおいて露光後ベーク（ＰＥＢ）処理が行われる。
搬入搬出ブロック１４Ｂにおいて、搬送機構１４３（図５）は、載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ（図８）に載置された露光処理前の基板Ｗを露光装置１５の基板搬入部１５ａ（図５）に搬送する。また、搬送機構１４３（図５）は、露光装置１５の基板搬出部１５ｂ（図５）から露光処理後の基板Ｗを取り出し、その基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ９（図８）に搬送する。
本実施の形態においては、上段に設けられた塗布処理室２１，２２，３２、現像処理室３１および上段熱処理部１０１，１０３における基板Ｗの処理と、下段に設けられた塗布処理室２３，２４，３４、現像処理室３３および下段熱処理部１０２，１０４における基板Ｗの処理とを並行して行うことができる。それにより、フットプリントを増加させることなく、スループットを向上させることができる。
（８）効果
本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、塗布処理室２２，２４の塗布処理ユニット１２９により基板Ｗの一面上に有機塗布膜Ｆ１が形成される。また、塗布処理室２１，２３の塗布処理ユニット１２９により有機塗布膜Ｆ１上に金属含有塗布膜Ｆ２が形成される。さらに、塗布処理室３２，３４の塗布処理ユニット１２９により金属含有塗布膜Ｆ２上に感光性の有機材料からなる有機塗布膜Ｆ３が形成される。有機塗布膜Ｆ３は露光装置１５により所定のパターンに露光される。
現像処理室３１，３３の現像処理ユニット１３９においては、有機塗布膜Ｆ３に現像液がスリットノズル３８により供給される。これにより、有機塗布膜Ｆ３が現像され、有機塗布膜Ｆ３に所定のパターンが形成される。また、置換液が置換ノズル３０により有機塗布膜Ｆ３のパターンおよび金属含有塗布膜Ｆ２に供給される。これにより、有機塗布膜Ｆ３のパターンから露出する金属含有塗布膜Ｆ２の部分が除去され、金属含有塗布膜Ｆ２に所定のパターンが形成される。その後、リンス液がリンスノズル３６により有機塗布膜Ｆ３のパターンおよび金属含有塗布膜Ｆ２のパターンを有する基板Ｗに供給される。
この構成によれば、有機塗布膜Ｆ３のパターンおよび金属含有塗布膜Ｆ２のパターンが形成された基板Ｗをリンス液により洗浄することができる。ここで、基板Ｗに対する金属含有塗布膜Ｆ２のパターンの接合力は、基板Ｗに対する有機塗布膜Ｆ３のパターンの接合力よりも大きい。そのため、金属含有塗布膜Ｆ２のパターンは、より大きい表面張力が加えられた場合でも、倒壊することなく残存することが可能である。したがって、上記の洗浄においてリンス液の表面張力により有機塗布膜Ｆ３のパターンが倒壊する場合でも、金属含有塗布膜Ｆ２のパターンが倒壊することを防止することができる。
また、形成された金属含有塗布膜Ｆ２のパターンを用いて有機塗布膜Ｆ１を所定のパターンに形成することが可能となる。ここで、有機塗布膜Ｆ１は比較的大きい厚みを有するので、厚みが大きくかつ幅が小さい有機塗布膜Ｆ１のパターンを形成することが可能となる。
（９）他の実施の形態
上記実施の形態に係る基板処理装置１００においては、有機塗布膜Ｆ３のパターンの除去、および有機塗布膜Ｆ１への金属含有塗布膜Ｆ２のパターンの転写は行われないが、本発明はこれに限定されない。基板処理装置１００において、有機塗布膜Ｆ３のパターンの除去、および有機塗布膜Ｆ１への金属含有塗布膜Ｆ２のパターンの転写が行われてもよい。
図９は、他の実施の形態に係る現像処理ユニットの構成を示す模式的平面図である。他の実施の形態に係る現像処理ユニット１３９Ｘについて、図１の現像処理ユニット１３９と異なる点を説明する。図９に示すように、本実施の形態に係る現像処理ユニット１３９Ｘは、複数の置換ノズル４０をさらに備える。本実施の形態においては、置換ノズル４０は、現像処理ユニット１３９Ｘに３つずつ設けられる。
置換ノズル４０は、カップ３７の外側の待避位置とスピンチャック３５により保持される基板Ｗの中心部の上方の処理位置との間で回動可能に設けられる。置換処理時には、置換ノズル４０が処理位置に移動される。スピンチャック３５が回転しつつ置換ノズル４０から置換液が吐出されることにより、基板Ｗの置換処理が行われる。置換ノズル４０から吐出される置換液として、例えば硫酸および過酸化水素を含む水溶液が用いられる。
図１０は、図９の現像処理ユニット１３９Ｘの動作を説明するための図である。図１０（ａ）〜（ｃ）の置換処理は、図４（ａ）の置換処理と図４（ｂ）のリンス処理との間に行われる。図４（ａ）の置換処理の後、図１０（ａ）に示すように、置換ノズル４０（図９）から基板Ｗに置換液５が供給される。これにより、基板Ｗの被処理面上に置換液５の液層が形成され、基板Ｗの被処理面に残存した置換液３が置換液５に置換される。その後、図１０（ｂ）に示すように、置換液５の液層が保持されることにより、有機塗布膜Ｆ３が除去される。
また、有機塗布膜Ｆ１に適切な熱処理が行われている場合には、ウェットエッチングにより有機塗布膜Ｆ１にパターンを形成した場合でも、パターンの倒壊が発生しにくい。そこで、本例では、図１０（ｂ）の工程の後、図１０（ｃ）に示すように、置換液５の液層がさらに保持されることにより、金属含有塗布膜Ｆ２から露出する有機塗布膜Ｆ１の部分が除去され、有機塗布膜Ｆ１にパターンが形成される。その後、図４（ｂ）のリンス処理が行われる。これにより、置換液５が除去されることとなる。
現像処理ユニット１３９Ｘにおいては、有機塗布膜Ｆ３のパターンの除去、および有機塗布膜Ｆ１への金属含有塗布膜Ｆ２のパターンの転写が行われるが、本発明はこれに限定されない。現像処理ユニット１３９Ｘにおいては、有機塗布膜Ｆ３のパターンの除去が行われ、有機塗布膜Ｆ１への金属含有塗布膜Ｆ２のパターンの転写が行われなくてもよい。この場合、図１０（ｂ）の置換処理の後、図１０（ｃ）の置換処理が行われずに図４（ｂ）のリンス処理が行われる。
また、本実施の形態においては、有機塗布膜Ｆ３のパターンの除去、および有機塗布膜Ｆ１への金属含有塗布膜Ｆ２のパターンの転写を行うための置換ノズル４０が現像処理ユニット１３９Ｘに設けられるが、本発明はこれに限定されない。置換ノズル４０は現像処理ユニット１３９Ｘに設けられず、基板処理装置１００の他のユニットに設けられてもよい。
（１０）変形例
（ａ）上記実施の形態においては、現像処理ユニット１３９，１３９Ｘは基板Ｗに現像液を供給するスリットノズル３８を有するが、本発明はこれに限定されない。置換ノズル３０から供給される置換液としてＴＭＡＨまたはＫＯＨ（potassium hydroxide：水酸化カリウム）等のアルカリ性水溶液が用いられる場合、置換液により基板Ｗにポジティブトーン現像処理を行うことができる。この場合、現像処理ユニット１３９，１３９Ｘはスリットノズル３８を有さなくてもよい。また、この構成においては、図３（ａ），（ｂ）の現像処理が省略される。この構成は、上記第２の発明および第５の発明に相当する。
（ｂ）上記実施の形態においては、基板Ｗと金属含有塗布膜Ｆ２との間に有機塗布膜Ｆ１が形成されるが、本発明はこれに限定されない。金属含有塗布膜Ｆ２のパターンを用いて基板Ｗを処理可能である場合には、有機塗布膜Ｆ１が形成されなくてもよい。
（１１）請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応関係
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。
上記の実施の形態では、基板Ｗが基板の例であり、現像処理ユニット１３９，１３９Ｘが現像装置の例であり、金属含有塗布膜Ｆ２が金属含有塗布膜の例であり、有機塗布膜Ｆ３，Ｆ１がそれぞれ第１および第２の有機塗布膜の例である。スリットノズル３８が現像液供給部の例であり、置換ノズル３０が第１の除去液供給部の例であり、リンスノズル３６がリンス液供給部の例であり、スピンチャック３５が回転保持部の例である。
置換ノズル４０が第２および第３の除去液供給部の例であり、露光装置１５が露光装置の例であり、基板処理装置１００が基板処理装置の例であり、塗布処理室２１，２３の塗布処理ユニット１２９が金属含有塗布膜形成部の例である。塗布処理室３２，３４の塗布処理ユニット１２９が第１の有機塗布膜形成部の例であり、塗布処理室２２，２４の塗布処理ユニット１２９が第２の有機塗布膜形成部の例である。
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。
本発明は、種々の処理液を用いた基板処理に有効に利用することができる。
１ 現像液
２，４ リンス液
３，５ 置換液
１１ インデクサブロック
１２ 塗布ブロック
１３ 塗布現像ブロック
１４ インターフェイスブロック
１４Ａ 洗浄乾燥処理ブロック
１４Ｂ 搬入搬出ブロック
１５ 露光装置
１５ａ 基板搬入部
１５ｂ 基板搬出部
２１〜２４，３２，３４ 塗布処理室
２５，３５ スピンチャック
２７，３７ カップ
２８ 塗布液ノズル
２９ ノズル搬送機構
３０，４０ 置換ノズル
３１，３３ 現像処理室
３６ リンスノズル
３８ スリットノズル
３９ 移動機構
１００ 基板処理装置
１０１，１０３ 上段熱処理部
１０２，１０４ 下段熱処理部
１１１ キャリア載置部
１１２，１２２，１３２，１６３ 搬送部
１１３ キャリア
１１４ メインコントローラ
１１５，１２７，１２８，１３７，１３８，１４１〜１４３ 搬送機構
１２３，１３３ 熱処理部
１２５，１３５ 上段搬送室
１２６，１３６ 下段搬送室
１２９ 塗布処理ユニット
１３１ 塗布現像処理部
１３９，１３９Ｘ 現像処理ユニット
１６１，１６２ 洗浄乾燥処理部
ＣＰ 冷却ユニット
Ｆ１，Ｆ３ 有機塗布膜
Ｆ２ 金属含有塗布膜
ＬＣ１，ＬＣ２ ローカルコントローラ
ＰＡＳＳ１〜ＰＡＳＳ９ 基板載置部
Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２ 載置兼バッファ部
Ｐ−ＣＰ 載置兼冷却部
ＰＨＰ 熱処理ユニット
ＳＤ１，ＳＤ２ 洗浄乾燥処理ユニット
Ｗ 基板

Claims (16)

  1. 基板に現像処理を行う現像装置であって、
    前記基板の一面上には、金属を含有する塗布液の膜が金属含有塗布膜として形成され、前記金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により形成されかつ所定のパターンに露光された第１の有機塗布膜が形成され、
    現像液を前記第１の有機塗布膜に供給することにより前記所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンを形成する現像液供給部と、
    金属を除去するための第１の除去液を前記第１の有機塗布膜パターンおよび前記金属含有塗布膜に供給することにより前記所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンを形成する第１の除去液供給部と、
    前記第１の有機塗布膜パターンおよび前記金属含有塗布膜パターンを有する基板にリンス液を供給するリンス液供給部とを備える、現像装置。
  2. 前記第１の除去液は、キレート剤が添加された水溶液、アルカリ性水溶液または酸性水溶液を含む、請求項１記載の現像装置。
  3. 前記キレート剤は、有機酸、有機酸の塩、アミノ酸、アミノ酸の誘導体、無機アルカリ、無機アルカリの塩、アルキルアミン、アルキルアミンの誘導体、アルカノールアミンおよびアルカノールアミンの誘導体よりなる群から選択された一種または複数種を含む、請求項２記載の現像装置。
  4. 基板に現像処理を行う現像装置であって、
    前記基板の一面上には、金属を含有する塗布液の膜が金属含有塗布膜として形成され、前記金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により形成されかつ所定のパターンに露光された第１の有機塗布膜が形成され、
    金属を除去するための第１の除去液を前記第１の有機塗布膜および前記金属含有塗布膜に供給することにより前記所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンおよび前記所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンを形成する第１の除去液供給部と、
    前記第１の有機塗布膜パターンおよび前記金属含有塗布膜パターンを有する基板にリンス液を供給するリンス液供給部とを備える、現像装置。
  5. 前記第１の除去液は、アルカリ性水溶液を含む、請求項４記載の現像装置。
  6. 基板を保持するとともに、前記リンス液供給部により前記リンス液が供給された後の基板を回転させる回転保持部をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置。
  7. 前記第１の除去液供給部により前記第１の除去液が供給された後でかつ前記リンス液供給部により前記リンス液が供給される前の基板に前記第１の有機塗布膜パターンを除去するための第２の除去液を供給する第２の除去液供給部をさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の現像装置。
  8. 基板には、前記一面と前記金属含有塗布膜との間に第２の有機塗布膜がさらに形成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の現像装置。
  9. 前記第１の除去液供給部により前記第１の除去液が供給された後でかつ前記リンス液供給部により前記リンス液が供給される前の基板に前記第２の有機塗布膜を除去するための第３の除去液を供給することにより前記所定のパターンを有する第２の有機塗布膜パターンを形成する第３の除去液供給部をさらに備える、請求項８記載の現像装置。
  10. 基板を露光する露光装置に隣接するように配置される基板処理装置であって、
    金属を含有する塗布液を金属含有塗布液として基板の一面に供給することにより前記一面上に金属含有塗布膜を形成する金属含有塗布膜形成部と、
    感光性材料により形成される第１の有機塗布液を前記金属含有塗布膜に供給することにより前記金属含有塗布膜形成部により形成された前記金属含有塗布膜上に第１の有機塗布膜を形成する第１の有機塗布膜形成部と、
    前記第１の有機塗布膜形成部により形成された前記第１の有機塗布膜が前記露光装置により所定のパターンに露光された基板に現像処理を行う請求項１〜９のいずれか一項に記載の現像装置とを備える、基板処理装置。
  11. 前記金属含有塗布膜形成部により基板の前記一面に前記金属含有塗布膜が形成される前に、第２の有機塗布液を基板の前記一面に供給することにより前記一面と前記金属含有塗布膜との間に第２の有機塗布膜を形成する第２の有機塗布膜形成部をさらに備える、請求項１０記載の基板処理装置。
  12. 基板に現像処理を行う現像方法であって、
    前記基板の一面上には、金属を含有する塗布液の膜が金属含有塗布膜として形成され、前記金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により形成されかつ所定のパターンに露光された第１の有機塗布膜が形成され、
    現像液を現像液供給部により前記第１の有機塗布膜に供給することにより前記所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンを形成するステップと、
    金属を除去するための第１の除去液を第１の除去液供給部により前記第１の有機塗布膜パターンおよび前記金属含有塗布膜に供給することにより前記所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンを形成するステップと、
    リンス液をリンス液供給部により前記第１の有機塗布膜パターンおよび前記金属含有塗布膜パターンを有する基板に供給するステップとを含む、現像方法。
  13. 基板に現像処理を行う現像方法であって、
    前記基板の一面上には、金属を含有する塗布液の膜が金属含有塗布膜として形成され、前記金属含有塗布膜上に感光性の有機材料により形成されかつ所定のパターンに露光された第１の有機塗布膜が形成され、
    金属を除去するための第１の除去液を第１の除去液供給部により前記第１の有機塗布膜および前記金属含有塗布膜に供給することにより前記所定のパターンを有する第１の有機塗布膜パターンおよび前記所定のパターンを有する金属含有塗布膜パターンを形成するステップと、
    リンス液をリンス液供給部により前記第１の有機塗布膜パターンおよび前記金属含有塗布膜パターンを有する基板に供給するステップとを含む、現像方法。
  14. 前記リンス液供給部により前記リンス液が供給された後の基板を回転保持部により保持して回転させるステップをさらに含む、請求項１２または１３記載の現像方法。
  15. 基板を露光する露光装置を用いた基板処理方法であって、
    金属を含有する塗布液を金属含有塗布液として金属含有塗布膜形成部により基板の一面に供給することにより前記一面上に金属含有塗布膜を形成するステップと、
    感光性材料により形成される第１の有機塗布液を第１の有機塗布膜形成部により前記金属含有塗布膜形成部により形成された前記金属含有塗布膜に供給することにより前記金属含有塗布膜形成部により形成された前記金属含有塗布膜上に第１の有機塗布膜を形成するステップと、
    前記第１の有機塗布膜形成部により形成された前記第１の有機塗布膜が前記露光装置により所定のパターンに露光された基板に請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の現像方法を用いて現像処理を行うステップとを含む、基板処理方法。
  16. 前記金属含有塗布膜を形成するステップの前に、第２の有機塗布液を第２の有機塗布膜形成部により基板の前記一面に供給することにより前記一面と前記金属含有塗布膜との間に第２の有機塗布膜を形成するステップをさらに含む、請求項１５記載の基板処理方法。
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