TWI412064B - 顯影裝置及顯影方法 - Google Patents

Description

顯影裝置及顯影方法

本發明係關於顯影處理之顯影裝置及顯影方法，係於半導體晶圓、光罩用之玻璃基板、液晶顯示裝置用或面板顯示器用的玻璃基板、光碟用之基板等(以下，簡稱為「基板」)基板上進行。

用以對形成於基板表面之光阻膜進行顯影處理的方法之一，係廣泛使用一種浸置()顯影方式(例如，日本國特開2003－109894號公報所揭示)。此顯影方式如以下之說明，可大致分為顯影過程、洗淨過程及乾燥過程。

首先，一面使顯影液噴嘴相對於基板移動一面供給顯影液，以充滿顯影液。在此狀態下迄至經過一段指定期間內使基板靜止，以進行顯影反應(顯影過程)。然後，對基板供給洗淨液(例如，純水)，同時使基板旋轉，並停止顯影反應而加以洗淨(洗淨過程)。當洗淨結束時，停止洗淨液的供給，同時使基板高速旋轉而進行乾燥(乾燥過程)。

因此，顯影處理單元配備有可旋轉地保持基板之旋轉保持手段，顯影液噴嘴及洗淨液噴嘴等。顯影裝置係搭載有複數台顯影處理單元，而可並列進行顯影處理的構成。

(I)然而，在具有此種構成之習知例的情況，具有如下的問題。

亦即，進行顯影處理之基板的表面係形成有光阻膜，基板之接觸角(基板表面與水滴的切線所構成之角)一般很大，其彈著液體之性質強。基板之接觸角係在曝光機之波長自i線至KrF、自KrF至ArF而進行短波長化之過程中，依使用於此等之光阻材料而增大。尚且，當考量到在不久之將來，在實用化上受到抑制之液浸曝光用的光阻時，可預見接觸角將更為增大。

如此，當基板之接觸角增大時，具有無法良好地乾燥基板的缺點。參照第1A,1B,1C圖進行說明。第1A~1C圖係習知例之洗淨過程及乾燥過程的基板的前視圖及俯視圖。第1A圖顯示一面使基板W旋轉一面自洗淨液噴嘴71供給洗淨液的狀態。如圖所示，供給基板W上之洗淨液，係自基板W之中心朝周緣側流動而被丟棄在基板W外。此時，基板W上形成有洗淨液之液膜R。

第1B圖顯示停止洗淨液之供給，甩動基板W而進行乾燥的狀態。形成液膜R於基板W上之洗淨液，其絕大部分被丟棄在基板W外，但一部分在基板W上變形為粒狀。在第1B圖中，以符號r顯示成為粒狀之各個液粒。其中，基板W之接觸角越大，則洗淨液越容易成為液粒r。當洗淨液之液粒r充分小時，則基板W之旋轉產生的離心力，不作用於洗淨液之液粒r上，而會繼續殘留於基板W上。另外，在殘留於基板W上之期間，光阻的成分會被洗淨液之液粒r所溶解。其結果，在乾燥過程結束後之基板W上，如第1C圖所示，溶解於洗淨液之液粒r之光阻的成分被析出，而有成為顯影缺陷k的不良。

(Ⅱ)另外，在先前之方法及裝置中，具有需要花費長時間用於對基板進行顯影處理的不利。當比較顯影處理之各過程時，其顯影過程最長，約佔顯影處理之全期間的一半。在此顯影過程中進行的顯影反應，具體上是顯影界面上的中和反應，但隨著中和反應之進行，顯影液之鹼濃度劣化(降低)。因此，顯影界面上的中和反應的速度逐漸降低。藉此，顯影過程之期間係將此一因素估計在內來作決定。

如此，因為顯影處理所需之時間長，所以，應對顯影裝置之處理能力之更進一步的提高變得困難。又，為了提高顯影裝置之處理能力，而進一步增加搭載之顯影處理單元的台數，以實現處理能力之提高之作法，從成本及台面面積(foot print)之觀點看，並不現實。

本發明係鑒於上述狀況而發明提出者，(I)其目的在於，提供一種可防止因基板之接觸角大而引起的顯影缺陷的產生之顯影裝置及顯影方法。另外，(Ⅱ)其目的在於，提供一種可縮短在基板上進行顯影處理之時間的顯影裝置及顯影方法。

為了達成上述目的，本發明採用如下之構成。

亦即，本發明係於基板上進行顯影處理之顯影裝置，該裝置包含以下之要素：可旋轉地保持基板之旋轉保持手段；對基板供給顯影液之顯影液噴嘴；對基板供給洗淨液之洗淨液噴嘴；對基板供給惰性氣體之惰性氣體噴嘴；及控制基板之旋轉與顯影液、洗淨液、及惰性氣體之供給的控制手段；該洗淨液噴嘴及該惰性氣體噴嘴，係於俯視為分別並列設於基板之旋轉中心附近的位置，該控制手段係在一面使基板旋轉一面將洗淨液供給旋轉中心附近之後，在基板上存在有洗淨液之液膜的期間，在旋轉中心附近開始惰性氣體之供給。

根據本發明，因為構造上於俯視為分別為基板之旋轉中心附近的位置，並列設置洗淨液噴嘴及惰性氣體噴嘴，所以，不用使洗淨液噴嘴自基板之旋轉中心附近大程度地退避，可將惰性氣體供給基板之旋轉中心附近。因此，藉由控制手段可將對基板之旋轉中心附近的供給，自洗淨液瞬時切換為惰性氣體。另外，因為可自大致正上方將洗淨液及惰性氣體供給於基板之旋轉中心附近，所以，可使洗淨液在基板上，自旋轉中心附近起呈同心圓狀擴散，同時可自旋轉中心附近起同心圓狀地進行基板的乾燥。在此種構成中，在停止洗淨液之供給後，且在基板面上尚以液膜狀態存在有洗淨液的期間，開始惰性氣體之供給。供給之惰性氣體係分開洗淨液之液膜，用以乾燥基板上之已分開液膜的部分。又，「基板之旋轉中心附近」，係意味亦包含基板之旋轉中心。

又，因為使基板旋轉，所以，一旦，當洗淨液之液膜被分開時，被分開之部分朝向基板之外周方向一口氣地擴大，以乾燥基板整體。如此，自基板上形成有洗淨液之液膜的狀態直接成為基板乾燥後之狀態，而無產生洗淨液之液粒的時間。藉此，即使基板之接觸角大，仍無在基板上殘留洗淨液之液粒的擔憂，亦可防止光阻成分被洗淨液溶解而產生的顯影缺陷。

在該發明中，以更具備俯視為在基板之旋轉中心附近使該惰性氣體噴嘴微動之驅動手段為較佳。利用具備俯視為在基板之旋轉中心附近使惰性氣體噴嘴微動的驅動手段，在開始惰性氣體之供給時，可使惰性氣體噴嘴迅速微動，以開始惰性氣體之供給。

在該發明中，以該驅動手段係進一步使該洗淨液噴嘴於俯視為在基板之旋轉中心附近微動為較佳。因為將驅動手段構成為亦可使洗淨液噴嘴微動，所以，可使惰性氣體噴嘴移動，同時可使洗淨液噴嘴退避。另外，利用將洗淨液噴嘴及惰性氣體噴嘴之驅動手段共用化，可簡化顯影裝置之構造。

在該發明中，以在該洗淨液噴嘴於俯視為配置於基板之旋轉中心附近時，該顯影液噴嘴亦於俯視為並列設置於基板之旋轉中心附近，該控制手段係可一面使基板旋轉，一面自顯影液對旋轉中心附近的供給瞬時切換為洗淨液對旋轉中心附近的供給為較佳。因為構造上於俯視為分別為基板之旋轉中心附近的位置，並列設置顯影液噴嘴及洗淨液噴嘴，所以，不用使顯影液噴嘴自基板之旋轉中心附近大程度地退避，而可將洗淨液供給基板之旋轉中心附近。因此，藉由控制手段可將對基板之旋轉中心附近的供給，自顯影液瞬時切換為洗淨液。藉此，繼續地對基板供給新的顯影液，以防止顯影反應之速度的降低，同時可在所需之時間使其停止。又，因為不斷地使基板旋轉，所以可將新的顯影液迅速送渡至基板整體。藉由上述，與習知之浸置顯影方式比較，可縮短在基板上進行顯影處理的時間。

在該發明中，以該洗淨液噴嘴與該惰性氣體噴嘴係一體地構成為較佳。於俯視為分別為基板之旋轉中心附近的位置、或以分別朝向基板之旋轉中心附近的姿勢，並列設置洗淨液噴嘴及惰性氣體噴嘴之作業，係可較佳地實現。

在該發明中，以該顯影液噴嘴、該洗淨液噴嘴及該惰性氣體噴嘴係一體地構成為較佳。於俯視為分別為基板之旋轉中心附近的位置、或以分別朝向基板之旋轉中心附近的姿勢，並列設置顯影液噴嘴及惰性氣體噴嘴之作業，係可較佳地實現。

另外，本發明係於基板上進行顯影處理之顯影裝置，該裝置包含以下之要素：可旋轉地保持基板之旋轉保持手段；對基板供給顯影液之顯影液噴嘴；對基板供給洗淨液之洗淨液噴嘴；對基板供給惰性氣體之惰性氣體噴嘴；及控制基板之旋轉與顯影液、洗淨液、及惰性氣體之供給的控制手段；該洗淨液噴嘴及該惰性氣體噴嘴，係分別以朝向基板之旋轉中心附近的姿勢並列設置，該控制手段係在一面使基板旋轉一面將洗淨液供給旋轉中心附近之後，在基板上存在有洗淨液之液膜的期間，在旋轉中心附近開始惰性氣體之供給。

根據本發明，因為構造上分別以朝向基板之旋轉中心附近的姿勢並列設置洗淨液噴嘴及惰性氣體噴嘴，所以，不用使洗淨液噴嘴自供給洗淨液之位置大程度地退避，而可將惰性氣體供給基板之旋轉中心附近。因此，藉由控制手段可將對基板之旋轉中心附近的供給，自洗淨液瞬時切換為惰性氣體。在此種構成中，在停止洗淨液之供給後，且在基板面上洗淨液尚以液膜狀態存在的期間，開始惰性氣體之供給。供給之惰性氣體係分開洗淨液之液膜，用以乾燥基板上之已分開液膜的部分。又，「基板之旋轉中心附近」，係意味亦包含基板之旋轉中心。

又，因為使基板旋轉，所以，一旦，當洗淨液之液膜被分開時，被分開之部分朝向基板之外周方向一口氣地擴大，以乾燥基板整體。如此，自基板上形成有洗淨液之液膜的狀態直接成為基板乾燥後之狀態，而無產生洗淨液之液粒的時間。藉此，即使基板之接觸角大，仍無在基板上殘留洗淨液之液粒的擔憂，亦可防止光阻成分被洗淨液溶解而產生的顯影缺陷。

在該發明中，又以在該洗淨液噴嘴以朝向基板之旋轉中心附近之姿勢配置時，該顯影液噴嘴亦以朝向基板之旋轉中心附近之姿勢而並列設置，該控制手段係可一面使基板旋轉，一面自顯影液對旋轉中心附近的供給瞬時切換為洗淨液對旋轉中心附近的供給為較佳。因為構造上以朝向基板之旋轉中心附近之姿勢而並列設置顯影液噴嘴及洗淨液噴嘴，所以，不用使顯影液噴嘴自供給顯影液之位置大程度地退避，而可將洗淨液供給基板之旋轉中心附近。因此，藉由控制手段可將對基板之旋轉中心附近的供給，自顯影液瞬時切換為洗淨液。藉此，繼續地對基板供給新的顯影液，以防止顯影反應之速度的降低，同時可在所需之時間使其停止。又，因為不斷地使基板旋轉，所以可將新的顯影液迅速送渡至基板整體。藉由上述，與習知之浸置顯影方式比較，可縮短在基板上進行顯影處理的時間。

本發明係於基板上進行顯影處理之顯影裝置，該裝置包含以下之要素：可旋轉地保持基板之旋轉保持手段；對基板供給顯影液之顯影液噴嘴；對基板供給洗淨液之洗淨液噴嘴；對基板供給惰性氣體之惰性氣體噴嘴；及控制基板之旋轉與顯影液、洗淨液、及惰性氣體之供給的控制手段；該顯影液噴嘴及該洗淨液噴嘴，係於俯視為分別並列設於基板之旋轉中心附近的位置，該控制手段係可一面使基板旋轉，一面自顯影液對旋轉中心附近的供給瞬時切換為洗淨液對旋轉中心附近的供給。

根據本發明，因為構造上於俯視為分別為基板之旋轉中心附近的位置，並列設置顯影液噴嘴及洗淨液噴嘴，所以，不用使顯影液噴嘴自基板之旋轉中心附近大程度地退避，而可將洗淨液供給基板之旋轉中心附近。因此，藉由控制手段可將對基板之旋轉中心附近的供給，自顯影液瞬時切換為洗淨液。另外，因為可自大致正上方將顯影液及洗淨液供給於基板之旋轉中心附近，所以，可使顯影液或洗淨液，自基板之旋轉中心附近起呈同心圓狀擴散。藉此，繼續地對基板供給新的顯影液，以防止顯影反應之速度的降低，同時可在所需之時間使其停止。又，因為不斷地使基板旋轉，所以可將新的顯影液迅速送至基板整體。藉由上述，與習知之浸置顯影方式比較，可縮短在基板上進行顯影處理的時間。

本發明係於基板上進行顯影處理之顯影方法，該方法包含以下之要素：對基板供給顯影液而用以顯影基板之顯影過程；對基板供給洗淨液，同時使基板旋轉以進行洗淨之洗淨過程；及在該洗淨過程結束後，在基板上存在有洗淨液之液膜的期間，在基板之旋轉中心附近開始惰性氣體之供給，用以乾燥基板之乾燥過程。

根據本發明，在對基板供給洗淨液之洗淨液過程結束之後，且在基板上存在有洗淨液之液膜的期間，開始惰性氣體之供給，所以，供給之惰性氣體將洗淨液之液膜分開。然後，用以乾燥基板上之已分開液膜的部分。另外，因為使基板旋轉，所以，一旦，當洗淨液之液膜被分開時，被分開之部分朝向基板之外周方向一口氣地擴大，以乾燥基板整體。如此，自基板上形成有洗淨液之液膜的狀態直接成為基板乾燥後之狀態，而不會產生洗淨液之液粒。藉此，即使基板之接觸角大，仍無在基板上殘留洗淨液之液粒的擔憂，亦可防止光阻成分被洗淨液溶解而產生的顯影缺陷。

在該發明中，以該顯影過程係迄至該期間結束之前，繼續顯影液之供給，同時該洗淨過程係在顯影液之供給剛結束後，立即開始洗淨液之供給為較佳。因為顯影過程係繼續地供給顯影液，所以，在顯影界面始終供給有新的顯影液，而無顯影反應之速度降低的情況。藉此，可縮短顯影過程所需之時間。另外，洗淨過程係在顯影液之供給剛結束後，立即開始洗淨液之供給，所以，可瞬時結束顯影，以防止過度之顯影，同時可移行至洗淨過程。藉由以上過程，可縮短在基板上進行顯影處理的時間。

又，本說明書亦揭示有如下之顯影裝置及顯影方法的發明。

(1)一種顯影裝置，係於基板上進行顯影處理之顯影裝置，該裝置包含以下之要素：可旋轉地保持基板之旋轉保持手段；對基板供給顯影液之顯影液噴嘴；對基板供給洗淨液之洗淨液噴嘴；對基板供給惰性氣體之惰性氣體噴嘴；及控制基板之旋轉與顯影液、洗淨液、及惰性氣體之供給的控制手段；該洗淨液噴嘴及惰性氣體噴嘴，係於俯視為分別並列設於基板之旋轉中心附近的位置，該控制手段係可一面使基板旋轉，一面自洗淨液對旋轉中心附近的供給瞬時切換為惰性氣體對旋轉中心附近的供給。

根據該(1)之發明，因為構造上於俯視為分別為基板之旋轉中心附近的位置，並列設置洗淨液噴嘴及惰性氣體噴嘴，所以，可藉由控制手段，將對旋轉中心附近的供給自洗淨液瞬時切換為惰性氣體。因此，在惰性氣體之供給開始時，即使洗淨液之供給被停止，洗淨液在基板面上仍以液膜狀態存在。藉此，可獲得與申請專利範圍第1項相同之作用效果。

(2)一種顯影方法，係於基板上進行顯影處理之顯影方法，該方法包含以下之要素：對基板供給顯影液而用以顯影基板之顯影過程；對基板供給洗淨液，同時使基板旋轉以進行洗淨之洗淨過程；及在該洗淨過程結束後，在基板之旋轉中心附近開始惰性氣體之供給，用以乾燥基板之乾燥過程。

根據(2)之發明，在對基板供給洗淨液之洗淨液過程剛結束後，洗淨液係在基板面上仍以液膜狀態存在。此時，因為將惰性氣體供給基板之旋轉中心附近，所以可獲得與申請專利範圍第19項相同之作用效果。

在此，為了說明本發明，雖圖示有現階段被認為是較佳的幾個形態，但尚請理解本發明並不受圖示之構成及方法所限定。

以下，參照圖式詳細說明本發明之較佳實施例。

第2圖係顯示實施例之顯影裝置之概略構成之圖，第3A圖係一體噴嘴11之垂直截面圖，第3B圖係一體噴嘴11之水平截面圖。

此顯影裝置具備用以吸附保持水平姿勢之基板W的下面之旋轉吸盤1。第1馬達3之輸出軸係垂直朝上地連接於旋轉吸盤1之下端。藉由第1馬達3之驅動，以指定之轉速使基板W旋轉。此時，基板W之旋轉中心C係形成於第1馬達3之輸出軸的延長上。旋轉吸盤1與第1馬達3係相當於本發明之旋轉保持手段。

另外，在旋轉吸盤1之周圍設有回收從基板W甩脫之純水或顯影液等的杯子(省略圖示)。在旋轉吸盤1之上方具有吐出氮氣、洗淨液及顯影液之一體噴嘴11。

參照第3A,3B圖。一體噴嘴11具有圓筒形狀之外管13、插入外管13之空心部的圓筒形狀的中管15、及插入中管15之空心部的圓筒形狀之內管17，構成為3重管。此等外管13、中管15及內管17之中心軸係配置成一致。另外，中管15及內管17之下端，係於正面視時延長至相同之位置，但外管13之下端係落在比中管15及內管17更高之位置處。

在下方比外管13之下端更突出之中管15的下部，設有用以緩和顯影液對基板之著液的衝擊的擋液構件19。擋液構件19係於俯視時為圓環形狀，其上面19a係在外周側向下傾斜。並且，此傾斜係彎曲成越靠外周側越為增大。

由外管13之內周面與中管15之外周面所包圍之俯視為圓環狀空間(以下，稱為「第1空間」)A1，係一體噴嘴11內之顯影液的通道。顯影液配管21之一端係連接於此第1空間A1之上方，而第1空間A1之下面係成為吐出孔。

同樣地，由中管15之內周面與內管17之外周面所包圍之俯視為圓環狀空間(以下，稱為「第2空間」)A2，係一體噴嘴11內之洗淨液的通道。洗淨液配管27之一端係連接於此第2空間A2之上方，而第2空間A2之下面係成為吐出孔。

另外，內管17之空心部(以下，稱為「第3空間」)A3，係一體噴嘴11內之氮氣的通道。氮氣配管35之一端係連接於此第3空間A3之上方，而第3空間A3之下面係成為吐出孔。

在此一體噴嘴11位於自基板W之旋轉中心C相對於基板W面的垂直上方時，該第1空間A1、該第2空間A2及該第3空間A3，係在基板W之旋轉中心C附近形成為同心圓狀，而實質上於俯視為基板W之旋轉中心C附近，並列地設置顯影液噴嘴、洗淨液噴嘴及氮氣噴嘴。藉此，可於基板W之旋轉中心C附近，供給顯影液、洗淨液及氮氣之任一方。又，一體噴嘴11相當於將本發明之顯影液噴嘴、洗淨液噴嘴及氮氣噴嘴一體地構成者。

再參照第2圖。顯影液供給源23係連通地連接於顯影液配管21之另一端側。顯影液配管23係收容顯影液之容器，設置於本裝置內。此等顯影液配管21及顯影液供給源23，係用作顯影液供給部。另外，在顯影液配管21上設有電磁開閉閥25。

在洗淨液配管27之另一端側，分叉出2根分歧管29a,29b，分別連通地連接於純水供給源31a及界面活性劑溶液供給源31b。純水供給源31a亦可作為無塵室內之用水(utility)等。界面活性劑溶液供給源31b係以指定之比例來混合界面活性劑與純水的秤量槽。另外，在本說明書中，總稱純水及界面活性劑溶液為「洗淨液」。此等洗淨液配管27、分歧管29a,29b、純水供給源31a及界面活性劑溶液供給源31b，係用作為洗淨液供給部。又，在各分歧管29a,29b上分別設有電磁開閉閥33a,33b。

氮氣供給源37係連通地連接於氮氣配管35之另一端側。氮氣供給源37係可作為無塵室內之運用等。此等氮氣配管35及氮氣供給源37係用作為氮氣供給部。另外，在氮氣配管35上設有電磁開閉閥39。

一體噴嘴11之上部係由外殼41所包覆。在殼體41內收容具有放熱/吸熱之兩種功能的珀耳帖元件43，用以加熱或冷卻一體噴嘴11之外管13。藉此，可統籌性地調節一體噴嘴11之第1空間A1內之顯影液及第2空間A2內之洗淨液的溫度。外殼41及珀耳帖元件43係相當於本發明之溫調手段。

另外，臂47之一端側係連接於一體噴嘴11之側部，而第2馬達49之旋轉軸係垂直向上地連接於其之另一端側。是以，構造上藉由第2馬達49之驅動，在離開基板W之位置上所設的待機處(省略圖示)與俯視為基板W之旋轉中心C附近之間，可使一體噴嘴11往返旋轉移動。

控制部51係可統籌性地操作該第1馬達3、第2馬達49、電磁開閉閥25,33a,33b,39及珀耳帖元件43。控制部51係藉由執行各種處理之中央運算處理裝置(CPU)、成為運算處理之作業區域的RAM(Random Access Memory)、記憶各種資訊之固定磁碟等的記錄媒體等而實現。控制部51係相當於本發明之控制手段。

其次，參照圖式說明顯影裝置之動作。第4圖係顯示在基板上進行顯影處理之順序的時序圖。如第4圖所示，顯影處理大致分為顯影過程、洗淨過程及乾燥過程，所以，以下依各過程進行說明。又，一體噴嘴11內之顯影液及洗淨液，係藉由操作珀耳帖元件43之放熱量及吸熱量而成為指定溫度。

<顯影過程時刻t1~時刻t2>

曝光後之結果，當表面形成有光阻膜之基板W被運送至顯影裝置內時，基板W係以水平之姿態被旋轉吸盤1所吸附保持。其後，控制部51開始第1馬達3的驅動，並以指定之轉速(數百rpm~數千rpm)使基板W旋轉。

控制部51接著驅動第2馬達49，使在待機處(省略圖示)之位置的一體噴嘴11旋轉移動於俯視為基板W之旋轉中心C附近，並使其靜止。在旋轉移動之時，控制部51將處於閉止狀態之電磁開閉閥25開放，自顯影液供給源23介由顯影液配管21而將顯影液導向一體噴嘴11。所引導來的顯影液流入一體噴嘴11內之第1空間A1，同時被調節成指定的溫度，而自第1空間A1的下面吐出。所吐出之顯影液係在衝突至擋液構件19之上面19a全周之後，沿形成於此上面19a之傾斜朝下方流動，而自擋液構件19之外周緣全周流下。

流下之顯影液，係配合一體噴嘴11之旋轉移動，首先自基板W之周緣側開始供給。一體噴嘴11移動於俯視為基板W之旋轉中心C附近而靜止後，迄至時刻t2，持續地將顯影液供給基板W之旋轉中心C附近。

參照第5圖。第5圖係顯示自一體噴嘴11供給顯影液於基板W上之狀況的模式圖。如圖所示，當自擋液構件19之外周緣全周流下之顯影液著液於基板W時，受到離心力之作用而於基板W上朝外周方向流動並擴散。另外，亦有一部分自著液之位置朝內周方向流動。於是，從基板W之周緣側將顯影液丟棄。

因此，在基板W上保持經常有新的顯影液進行循環的狀態。藉此，無顯影液之鹼濃度劣化之惰況，所以，顯影反應(中和反應)之速度不會在整個顯影過程中降低。

第6圖係將顯影圖案之線寬(CD：Critical Dimension)與時間的關係，和習知之浸置顯影方式進行比較的模式圖。在第6圖中，實線係本實施例之情況，虛線係顯示習知之浸置顯影方式的情況。另外，第6圖所示之符號D，係線寬之目標值。如圖所示，在顯影開始時刻t1，本實施例及習知之浸置顯影方式之任一方，顯影圖案之線寬減少的比例均不變。亦即，顯影反應之速度係相同之程度。但是，在本實施例中，即使有經過一段時間，顯影圖案之線寬減少的比例仍不變，而相對於此，在習知之浸置顯影方式中，隨經過一段時間，顯影圖案之線寬減少的比例下降。因此，根據本實施例，與習知之浸置顯影方式比較，可於更短時間將顯影圖案之線寬減少至目標值D。

<洗淨過程(1)時刻t2~時刻t3>

在時刻t2，控制部51將處於開放狀態之電磁開閉閥25關閉，而使處於閉止狀態之電磁開閉閥33a開放。另外，第1馬達3繼續驅動，而使基板W以指定之旋轉速度旋轉。

藉此，停止顯影液對基板W之供給。另外，自純水供給源31a將純水導向一體噴嘴11內。純水係流動於第2空間A2內，同時被調節成指定之溫度而自第2空間A2的下面吐出。

第7圖係顯示自一體噴嘴11供給純水於基板上之狀況的模式圖。所吐出之純水直接流下至基板W上，並受到離心力之作用而於基板W上朝外周方向流動並擴散。因此，在基板W上形成純水之液膜R。又，亦有一部分自著液之位置朝內周方向流動。於是，從基板W之周緣側將純水丟棄。

如上述，藉由將基板上之顯影液交換成純水，可瞬時地停止顯影反應。因此，如第6圖所示，可在顯影圖案之線寬成為目標值D之所需時間點確實地使顯影反應停止。

<洗淨過程(2)時刻t3~時刻t4>

在時刻t3，將處於開放狀態之電磁開閉閥33a關閉，而使處於閉止狀態之電磁開閉閥33b開放。

藉此，從純水切換成界面活性劑溶液。界面活性劑溶液與純水相同，在被溫調後自第2空間A2的下面吐出。所吐出之界面活性劑溶液流動於基板W上，而於基板W上形成界面活性劑溶液之液膜。又，有關界面活性劑溶液之液膜，為了便於說明，亦使用與純水之液膜R相同的符號「R」。

<乾燥過程時刻t4~時刻t5>

在時刻t4，控制部51操作第1馬達3，以更高速之旋轉速度使基板W旋轉。另外，將處於開放狀態之電磁開閉閥33b關閉，而使處於閉止狀態之電磁開閉閥39開放。

藉此，停止界面活性劑溶液對基板W之供給。另外，自氮氣供給源37將氮氣導向一體噴嘴11內，而自第3空間A3的下面噴射。在氮氣之噴射開始時，在界面活性劑溶液對基板W之供給剛停止後，界面活性劑溶液之液膜R仍存在於基板W之整體表面上。

第8圖係顯示自一體噴嘴11開始對基板供給氮氣時的狀態的模式圖。如圖所示，噴射之氮氣係以分割基板W之旋轉中心C附近的液膜R的方式，將界面活性劑溶液吹散至周圍。於是，將界面活性劑溶液之液膜R被分開之旋轉中心C附近乾燥。

又，如第9圖所示，一旦，當界面活性劑溶液之液膜R被分開時，被分開之部分係一口氣地朝向基板W之外周方向擴大，乾燥之部分亦一口氣的擴大。於是，基板W整體便被乾燥。

當乾燥一口氣地進行時，自基板W上形成有洗淨液之液膜R的狀態直接成為基板W乾燥後之狀態，而無產生界面活性劑溶液之液粒的時間。又，即使，在產生有界面活性劑溶液之液粒的情況，亦可藉由基板W之旋轉所產生的離心力及氮氣的風壓，而朝基板W之外飛散。

是以，當迄至時刻t5而使基板W乾燥時，結束乾燥過程。

如此，根據本實施例之顯影裝置，因為具備吐出顯影液、洗淨液及氮氣之一體噴嘴11，所以，在俯視為基板W之旋轉中心C附近使一體噴嘴11靜止的狀態下，僅利用開放/關閉電磁開閉閥25,33a,33b,39，即可瞬時切換供給於基板W之旋轉中心C附近的氣液的種類。

具體而言，因為可在剛停止顯影液之供給之後，立即供給純水以結束顯影反應，所以，如本實施例，在迄至剛結束顯影過程之前，可立即供給顯影液。藉此，無顯影反應之速度至最後降低的情況。藉此，可縮短顯影過程所需之時間，所以，可縮短進行整體顯影處理的時間。另外，利用在所需的時間點，從顯影液切換為純水，而可瞬時地停止顯影反應。藉此，可確實地進行可獲得所需之線寬的顯影圖案的顯影處理。

另外，可在剛停止界面活性劑溶液之供給之後立刻噴射氮氣，所以，可自在基板W上具有界面活性劑溶液之液膜R的狀態，直接一口氣地進行乾燥。因此，即使在因光阻膜之影響，基板W之接觸角大且界面活性劑溶液容易成為液粒的情況，仍可抑制產生界面活性劑溶液之液粒。其結果，界面活性劑溶液不會在可溶解光阻成分般充分時間殘留於基板W上。因此，在將基板W乾燥之後，不會招致光阻成分之析出等而產生的顯影缺陷。

另外，即使在基板W上產生界面活性劑溶液之液粒的情況，亦可藉由基板W之旋轉所產生的離心力及氮氣的風壓，使界面活性劑溶液之液粒朝基板W之外飛散。

另外，一體噴嘴11係位於俯視為基板W之旋轉中心C附近，所以，可大致直角地將各種氣液射入基板W面。因此，可自基板W之旋轉中心C附近，以同心圓狀地使各種液體擴散的方式，供給各種液體。另外，可自旋轉中心C附近開始呈同心圓狀地藉由氮氣對基板W進行乾燥。

另外，因為藉由單一之臂47及單一之第2馬達49，使一體噴嘴11旋轉移動，因此可簡化顯影裝置的構造。

另外，因為在洗淨過程中供給基板W之界面活性劑溶液，其表面張力較小，所以，進入顯影圖案之間的界面活性劑溶液被飛散，不會在乾燥時牽拉顯影圖案。藉此，在乾燥過程中，可防止顯影圖案之倒塌、所謂圖案塌陷。

另外，利用對一體噴嘴11內之第2空間A2內的洗淨液進行溫度調節，可抑制乾燥過程所需之時間的參差或長時間化。藉此，可抑制光阻成分之溶解所產生的顯影缺陷。

另外，藉由由外殼41及珀耳帖元件43所構成之單一的溫調手段，構成集中對顯影液及洗淨液進行調溫，故與分別設置個別之調溫手段的情況比較，可簡化構造。

另外，因為一體噴嘴11具有擋液構件19，所以可平穩地使顯影液著液於基板W上。

另外，因為構造上在顯影過程之開始時，從使一體噴嘴11自待機處(省略圖示)之位置旋轉移動於俯視為基板W之旋轉中心C的附近時起吐出顯影液，所以，顯影液首先自基板W之周緣側開始供給。藉此，與在基板W之中央開始顯影液的供給的情況比較，可抑制顯影液著液時產生屬捲入氣泡之微氣泡。

本發明並不限於上述實施形態，亦可如下加以變化實施。

(1)在上述實施例中，雖具有吐出顯影液、洗淨液及氮氣之一體噴嘴11，但並不限於此種構成。

例如，如第10圖所示，亦可為由單一之筒狀體所構成，在其下部形成有單一之吐出孔的一體噴嘴61。如圖所示，在一體噴嘴61之上部分別連接有顯影液配管21、洗淨液配管27及氮氣配管35，各氣液係自共同之吐出孔所吐出。

另外，如第11圖所示，亦可為依液體、氣體之種類來個別地具備顯影液噴嘴63a、洗淨液噴嘴63b及氮氣噴嘴63c的構成。又，在此情況下，亦可為具備集中保持顯影液噴嘴63a、洗淨液噴嘴63b及氮氣噴嘴63c的單一臂(以下，稱為單一臂)的構成。或是，亦可為具備個別地保持各噴嘴63a,63b,63c的3個臂(以下，分別稱為個別臂)的構成。

又，雖可將實施例中已說明之第2馬達49應用於該單一臂或個別臂上，但亦可如下地進行變形。亦即，在該實施例中，雖當使一體噴嘴11旋轉移動於俯視為基板W之旋轉中心C附近時靜止，但亦可為使移動至旋轉中心C附近之顯影液噴嘴63a、洗淨液噴嘴63b及氮氣噴嘴63c，在俯視為基板W之旋轉中心C附近的範圍內移動或旋轉的構成。在此，移動係指保持於旋轉中心C附近之各噴嘴63a,63b及63c之至少一者的吐出孔移動至朝向基板W之旋轉中心C的位置。移動之距離例如係20~30mm左右。另外，旋轉係指使保持於旋轉中心C附近之各噴嘴63a,63b及63c之至少一者的吐出孔以朝向基板W之旋轉中心C的姿勢進行移位。以下，將在俯視為基板W之旋轉中心C附近的範圍內的噴嘴63a,63b及63c之移動或旋轉，簡記為「微動」，用以與上述之旋轉移動進行區別。

參照第12A,12B,12C圖說明。第12A,12B,12C圖分別係變形實施例之顯影裝置的要部的俯視圖。顯影液噴嘴64a、洗淨液噴嘴64b及氮氣噴嘴64c，係以相互密接，且分別位於旋轉軌道L上之方式，藉由單一臂48而統籌性地被保持。又，各噴嘴64a,64b及64c之吐出孔均垂直向下。在單一臂48之基端部連結有第2馬達49。又，單一臂48及第2馬達49係相當於本發明之驅動手段。

省略圖示之控制部係操作第2馬達49，一面自離開基板W上方之待機位置(第12A圖中由點劃線所示之位置)統籌性地將各噴嘴64a,64b及64c旋轉移動至基板W之旋轉中心C附近，一面自顯影液噴嘴64a吐出顯影液。然後，當顯影液噴嘴64a移動於俯視為基板W之旋轉中心C的位置時，停止單一臂48之旋轉移動(第12A圖中由實線所示之位置)。藉此，將顯影液供給於基板W之旋轉中心C。在自顯影過程移動至洗淨過程時，控制部操作第2馬達49，而使單一臂48略微旋轉移動，並在俯視為基板W之旋轉中心C的位置使洗淨液噴嘴64b靜止(第12B圖中由實線所示之位置)。又，此略微之旋轉移動係相當於上述之微動。藉此，將洗淨液供給於基板W之旋轉中心C。又，在自洗淨過程移動至乾燥過程時，利用控制部再度操作第2馬達49，而使單一臂48微動，並在俯視為基板W之旋轉中心C的位置使氮氣嘴64c靜止(第12C中由實線所示之位置)。藉此，將氮氣供給於基板W之旋轉中心C。如此，即使在依供給之液體及氣體的種類而具備複數個噴嘴64a,64b及64c之情況，利用在基板W之旋轉中心C附近微動，可將顯影液、洗淨液或氮氣供給於基板W之旋轉中心C。又，在切換供給之液體、氣體的種類時，利用略微之旋轉移動即可達成，所以，可迅速地進行切換動作。因此，可獲得與上述實施例相同之效果。另外，因為使各噴嘴64a,64b及64c一體微動，所以，可簡化裝置構成，控制部之控制亦不會變得複雜。

使複數個噴嘴微動之構成，並不限於第12圖說明之變形實施例。例如，構造上亦可與第2馬達49獨立地具備共同驅動部，使顯影液噴嘴63a、洗淨液噴嘴63b及氮氣噴嘴63c統籌性地移動或/及旋轉而微動。此共同驅動部亦可設置於該單一臂48之前端，亦可設於單一臂48之任意位置。

另外，構造上亦可具備分別使各噴嘴63a,63b及63c微動之顯影液用驅動部、洗淨液用驅動部及氮氣用驅動部。此等顯影液用驅動部、洗淨液用驅動部及氮氣用驅動部係可設置於單一驅動手段之前端，亦可設於個別臂之任意位置。

於是，亦可根據實際供給氣液之時序，依序以各噴嘴63a,63b及63c之吐出口與基板W之旋轉中心C對向之方式，在俯視為基板W之旋轉中心C附近的範圍內(例如，20~30mm左右之範圍)，使各噴嘴63a,63b及63c微動。

又，連結有共同驅動部、顯影液用驅動部、洗淨液用驅動部及氮氣用驅動部之至少一者的單一臂48或個別臂49，係相當於本發明之驅動手段。

另外，有關在實施例說明之一體噴嘴11，構造上亦可應用該驅動手段，響應各氣液之吐出時序，以使各氣液之吐出口朝向基板W之旋轉中心C的方式，而使一體噴嘴11在基板W之旋轉中心C附近微動。

(2)另外，在該實施例中，雖在俯視為基板W之旋轉中心C附近的位置設置一體噴嘴11，但噴嘴之位置並不限於此。如第13圖所示，亦可在自俯視為基板W之旋轉中心C附近離開的位置個別地設置顯影液噴嘴65a、洗淨液噴嘴65b及氮氣噴嘴65c，並以各吐出孔朝向基板W之旋轉中心C附近的姿勢，並列地設置各噴嘴65a,65b及65c。另外，亦可自斜上方將氣液供給於基板W之旋轉中心C附近。

(3)在該實施例中，乾燥過程之氮氣的供給期間，係可適宜改變。亦即，可自時刻t4迄至乾燥過程之結束時刻t5，供給氮氣，亦可僅自時刻t4開始的極短期間供給氮氣。

(4)在該實施例中，雖為供給氮氣之構成，但若為惰性氣體的話，則並不限於氮氣。

(5)在該實施例中，構造上雖在顯影過程中，一面旋轉基板W一面繼續供給顯影液，但並不限於此。在顯影過程中，亦可如以往般採用浸置顯影方式。亦即，在基板W上充滿顯影液，並利用迄至顯影過程結束之前使充滿顯影液之基板W靜止，以進行顯影處理。亦可保持而組合浸置進行動作。藉此，亦可防止基板W之接觸角大而引起之顯影缺陷的產生。

(6)在該實施例中，雖為在洗淨過程之前半程，對基板W供給純水，而在後半程供給界面活性劑溶液的構成，但並不限於此。例如，亦可為整個洗淨過程經常以供給界面活性劑溶液的構成。或是，亦可為利用一面供給純水，一面供給界面活性劑，而於基板W上生成界面活性劑溶液的構成。

(7)在該實施例中，調溫手段雖採用具備外殼41及珀耳帖元件43之所謂稱為電子冷熱者，但亦可適宜變更公知之調溫手段。

本發明係在未超脫其思想及實質內容之前提下，可以其他之具體形態來實施，因此，本發明之主張範圍，並不是由上述之說明，而是應該參照附加之申請專利範圍。

W．．．基板

C．．．旋轉中心

R．．．液膜

A1．．．第1空間

A2．．．第2空間

A3．．．第3空間

1．．．旋轉吸盤

3．．．第1馬達

11．．．一體噴嘴

13．．．外管

15．．．中管

17．．．內管

19．．．擋液構件

19a．．．上面

21．．．顯影液配管

23．．．顯影液供給源

25．．．電磁開閉閥

27．．．洗淨液配管

29a,29b．．．分歧管

31a．．．純水供給源

31b．．．界面活性劑溶液供給源

33a,33b．．．電磁開閉閥

35．．．氮氣配管

37．．．氮氣供給源

39．．．電磁開閉閥

41．．．殼體

43．．．珀耳帖元件

47．．．臂

48．．．單一臂

49．．．第2馬達

51．．．控制部

61．．．一體噴嘴

63a．．．顯影液噴嘴

63b．．．洗淨液噴嘴

63c．．．氮氣噴嘴

64a．．．顯影液噴嘴

64b．．．洗淨液噴嘴

64c．．．氮氣噴嘴

第1A~1C圖(習知技術)係習知例之洗淨過程及乾燥過程的基板的前視圖及俯視圖。

第2圖係顯示實施例之顯影裝置之概略構成之圖。

第3A圖係一體噴嘴之垂直截面圖。

第3B圖係一體噴嘴之水平截面圖。

第4圖係顯示在基板上進行顯影處理之順序的時序圖。

第5圖係顯示自一體噴嘴供給顯影液於基板上之狀況的模式圖。

第6圖係顯示將顯影圖案之線寬與時間的關係，和習知之浸置顯影方式進行比較的模式圖。

第7圖係顯示自一體噴嘴供給純水於基板上之狀況的模式圖。

第8圖係顯示自一體噴嘴開始對基板供給氮氣時的狀態的模式圖。

第9圖係顯示自一體噴嘴開始對基板供給氮氣時的狀態的模式圖。

第10圖係變形實施例之噴嘴的立體圖。

第11圖係變形實施例之噴嘴的立體圖。

第12A,12B,12C圖係變形實施例之顯影裝置的要部的俯視圖。

第13圖係顯示變形實施例之噴嘴的位置的前視圖。

W．．．基板

C．．．旋轉中心

1．．．旋轉吸盤

3．．．第1馬達

11．．．一體噴嘴

21．．．顯影液配管

23．．．顯影液供給源

25．．．電磁開閉閥

27．．．洗淨液配管

29a,29b．．．分歧管

31a．．．純水供給源

31b．．．界面活性劑溶液供給源

33a,33b．．．電磁開閉閥

35．．．氮氣配管

37．．．氮氣供給源

39．．．電磁開閉閥

41．．．殼體

43．．．珀耳帖元件

47．．．臂

49．．．第2馬達

51．．．控制部

Claims (17)

1. 一種於基板上進行顯影處理之顯影裝置，該裝置包含：將水平姿勢的基板以繞鉛直方向的軸可旋轉地保持之旋轉保持手段；對基板供給顯影液之顯影液噴嘴；對基板供給洗淨液之洗淨液噴嘴；設於該旋轉保持手段的上方，且對基板供給惰性氣體之惰性氣體噴嘴；及控制基板之旋轉、和顯影液、洗淨液及惰性氣體之供給的控制手段；該洗淨液噴嘴及該惰性氣體噴嘴，從俯視觀察時，係分別並列設於基板旋轉中心附近之位置，該控制手段係在一面使基板旋轉一面將洗淨液供給旋轉中心附近之後，且在基板上存在有洗淨液之液膜的期間，從大致正上方朝基板的旋轉中心附近開始供給惰性氣體，利用所供給的惰性氣體將洗淨液之液膜分開。
2. 如申請專利範圍第1項之顯影裝置，其中更具備驅動手段，其從俯視觀察時，係於基板之旋轉中心附近使該惰性氣體噴嘴微動。
3. 如申請專利範圍第2項之顯影裝置，其中該驅動手段從俯視觀察時，更於基板之旋轉中心附近使該洗淨液噴嘴微動。
4. 如申請專利範圍第3項之顯影裝置，其中該驅動手段從俯視觀察時，更在基板之旋轉中心附近使該顯影液噴嘴微動。
5. 如申請專利範圍第1項之顯影裝置，其中，更在俯視觀察中，有該洗淨液噴嘴配置於基板之旋轉中心附近時，顯影液噴嘴亦於俯視觀察時，於基板之旋轉中心附近並列，該控制手段係可由一面使基板旋轉，一面朝旋轉中心附近供給顯影液，瞬時切換為朝旋轉中心附近供給洗淨液。
6. 如申請專利範圍第1項之顯影裝置，其中該洗淨液之噴嘴與該惰性氣體之噴嘴係一體地構成。
7. 如申請專利範圍第6項之顯影裝置，其中該顯影液噴嘴，該洗淨液噴嘴及該惰性氣體噴嘴係一體地構成。
8. 如申請專利範圍第1項之顯影裝置，其中該洗淨液係含有界面活性劑之溶液。
9. 如申請專利範圍第1項之顯影裝置，其中具備溫調手段，係以夾着該顯影液噴嘴與該洗淨液噴嘴的方式設置，且共同調節該顯影液噴嘴內之顯影液及該洗淨液噴嘴內之洗淨液的溫度。
10. 一種於基板上進行顯影處理之顯影裝置，該裝置包含以下之構件：將水平姿勢的基板以繞鉛直方向的軸可旋轉地保持之旋轉保持手段；對基板供給顯影液之顯影液噴嘴；對基板供給洗淨液之洗淨液噴嘴；對基板供給惰性氣體之惰性氣體噴嘴；及控制基板之旋轉、和顯影液、洗淨液及惰性氣體之供給的控制手段； 該洗淨液噴嘴及該惰性氣體噴嘴，係分別以朝向基板之旋轉中心附近的姿勢並列設置，該控制手段係在一面使基板旋轉一面在旋轉中心附近供給洗淨液之後，且在基板上存在有洗淨液之液膜的期間，向基板的旋轉中心附近開始提供惰性氣體，利用所供給的惰性氣體將洗淨液之液膜分開。
11. 如申請專利範圍第10項之顯影裝置，其中在該洗淨液噴嘴以朝向基板之旋轉中心附近之姿勢配置時，該顯影液噴嘴亦以朝向基板之旋轉中心附近之姿勢而並列設置，該控制手段係可由一面使基板旋轉一面對旋轉中心附近供給顯影液，瞬時切換為對旋轉中心附近供給洗淨液。
12. 如申請專利範圍第10項之顯影裝置，其中該洗淨液噴嘴與該惰性氣體噴嘴係一體地構成。
13. 如申請專利範圍第12項之顯影裝置，其中該顯影液噴嘴、該洗淨液噴嘴及該惰性氣體噴嘴係一體地構成。
14. 如申請專利範圍第10項之顯影裝置，其中洗淨液係含有界面活性劑之溶液。
15. 如申請專利範圍第10項之顯影裝置，其中具備溫調手段，係以夾著該顯影液噴嘴與該洗淨液噴嘴的方式設置，且共同調節該顯影液噴嘴內之顯影液、及該洗淨液噴嘴內之洗淨液的溫度。
16. 一種於基板上進行顯影處理之顯影方法，該方法包含以下之步驟：對基板供給顯影液而用以顯影基板之顯影步驟； 一邊對基板供給洗淨液，一邊使基板旋轉以進行洗淨之洗淨步驟；及在洗淨過程結束後，且在基板上存在有洗淨液之液膜的期間，從大致正上方朝基板之旋轉中心附近開始供給惰性氣體，利用所供給的惰性氣體將洗淨液之液膜分開而乾燥基板之乾燥步驟。
17. 如申請專利範圍第16項之顯影方法，其中該顯影步驟係在迄至其期間結束之前，繼續顯影液之供給，同時該洗淨過程係在顯影液之供給剛結束後，立即開始洗淨液之供給。