(57)【要約】【課題】処理液の使用量を低減しつつ基板処理の効率を向上させることが可能な液処理装置および液処理方法を提供する。【解決手段】現像装置においては、スピンチャック１０により吸着保持される基板Ｗが水平姿勢で回転される。一方向に連続的に延びる一の吐出口１９ａを有する現像液ノズル１９から基板Ｗに現像液が吐出される。このとき、基板Ｗの回転中心を通る基板Ｗ上面の基準直線ＶＢに現像液が供給されかつ基板Ｗ上面において現像液を受ける着液領域ＲＡが基準直線ＶＢから傾斜した方向に延びるように現像液ノズル１９の姿勢が固定される。この状態で現像液ノズル１９が基準直線ＶＢの方向に移動される。着液領域ＲＡは、一端部および他端部を有する。他端部は、一端部よりも基板Ｗの回転中心から離間しかつ基板Ｗの回転方向において一端部よりも下流に位置する。【選択図】図６
2020136394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に処理液を供給することにより所定の処理を行う液処理装置であって、
基板を水平姿勢で保持しつつ鉛直軸の周りで回転させる回転保持部と、
一方向に連続的に延びる一の吐出口または前記一方向に断続的に配置された複数の吐出口を有し、前記回転保持部により回転される基板上面に処理液を吐出するノズルと、
前記ノズルに処理液を供給する処理液供給系と、
前記回転保持部により回転される基板の回転中心を通る基板上面の直線上に前記ノズルから吐出される処理液の一部が供給されかつ基板上面において前記処理液を受ける着液領域が前記直線から傾斜した方向に延びる状態で前記ノズルを前記直線の方向に移動させる移動部とを備え、
前記着液領域は、第１および第２の端部を有し、前記第２の端部は、前記第１の端部よりも前記基板の回転中心から離間しかつ基板の回転方向において前記第１の端部よりも下流に位置する、液処理装置。
【請求項２】
前記移動部は、平面視で前記一の吐出口または前記複数の吐出口が前記直線から離間した状態で移動しかつ前記一の吐出口または前記複数の吐出口から基板の回転方向における下流に向かって処理液が吐出される状態で前記ノズルを移動させる、請求項１記載の液処理装置。
【請求項３】
前記ノズルは、前記一の吐出口を有し、
前記一の吐出口は、前記一方向に連続的に延びるように形成されたスリットである、請求項１または２記載の液処理装置。
【請求項４】
前記移動部は、前記着液領域が基板の回転中心から基板の外周端部まで移動するように前記ノズルを移動させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液処理装置。
【請求項５】
前記移動部は、前記着液領域が基板の外周端部まで移動した後、さらに前記着液領域が基板の外周端部から基板の回転中心まで戻るように前記ノズルを移動させる、請求項４記載の液処理装置。
【請求項６】
前記移動部は、前記ノズルの移動開始時に、前記着液領域の前記第１の端部が基板の回転中心に位置するように前記ノズルを位置決めする、請求項４または５記載の液処理装置。
【請求項７】
基板に処理液を供給することにより所定の処理を行う液処理方法であって、
基板を水平姿勢で保持しつつ鉛直軸の周りで回転させるステップと、
一方向に連続的に延びる一の吐出口または前記一方向に断続的に配置された複数の吐出口を有するノズルに処理液を供給し、前記ノズルから前記回転される基板上面に処理液を吐出するステップと、
前記回転される基板の回転中心を通る基板上面の直線上に前記ノズルから吐出される処理液の一部が供給されかつ基板上面において前記処理液を受ける着液領域が前記直線から傾斜した方向に延びる状態で前記ノズルを前記直線の方向に移動させるステップとを含み、
前記着液領域は、第１および第２の端部を有し、前記第２の端部は、前記第１の端部よりも前記基板の回転中心から離間しかつ基板の回転方向において前記第１の端部よりも下流に位置する、液処理方法。
【請求項８】
前記ノズルを前記直線の方向に移動させるステップは、平面視で前記一の吐出口または前記複数の吐出口が前記直線から離間した状態で移動しかつ前記一の吐出口または前記複数の吐出口から基板の回転方向における下流に向かって処理液が吐出される状態で前記ノズルを移動させることを含む、請求項７記載の液処理方法。
【請求項９】
前記ノズルは、前記一の吐出口を有し、
前記一の吐出口は、前記一方向に連続的に延びるように形成されたスリットである、請求項７または８記載の液処理方法。
【請求項１０】
前記ノズルを前記直線の方向に移動させるステップは、前記着液領域が基板の回転中心から基板の外周端部まで移動するように前記ノズルを移動させることを含む、請求項７〜９のいずれか一項に記載の液処理方法。
【請求項１１】
前記ノズルを前記直線の方向に移動させるステップは、前記着液領域が基板の外周端部まで移動した後、さらに前記着液領域が基板の外周端部から基板の回転中心まで戻るように前記ノズルを移動させることを含む、請求項１０記載の液処理方法。
【請求項１２】
前記ノズルを前記直線の方向に移動させるステップは、前記ノズルの移動開始時に、前記着液領域の前記第１の端部が基板の回転中心に位置するように前記ノズルを位置決めすることを含む、請求項１０または１１記載の液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に液体を供給することにより所定の処理を行う液処理装置および液処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に形成されたレジスト膜の現像処理を行うために現像装置が用いられる。例えば現像装置は、基板を水平に保持して鉛直軸の周りで回転させるスピンチャックと、基板に現像液を供給するノズルとを備える。現像処理時には、スピンチャックにより基板が回転する状態で、ノズルが現像液を吐出しつつ基板の外側から基板の中心部上方に移動する（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、基板上の全体に現像液が供給され、基板上のレジスト膜を覆うように現像液の液層が形成される。その状態で、基板上のレジスト膜の溶解反応が進行する。その後、基板上の現像液および溶解したレジストが除去され、現像処理が終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３６９３２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、基板上の全体に現像液等の処理液を供給する処理においては、基板の製造コストを低減するために処理液の使用量をより低減することが求められる。また、より短時間で効率の良い処理を行うことが望まれる。
【０００６】
本発明の目的は、処理液の使用量を低減しつつ基板処理の効率を向上させることが可能な液処理装置および液処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）第１の発明に係る液処理装置は、基板に処理液を供給することにより所定の処理を行う液処理装置であって、基板を水平姿勢で保持しつつ鉛直軸の周りで回転させる回転保持部と、一方向に連続的に延びる一の吐出口または一方向に断続的に配置された複数の吐出口を有し、回転保持部により回転される基板上面に処理液を吐出するノズルと、ノズルに処理液を供給する処理液供給系と、回転保持部により回転される基板の回転中心を通る基板上面の直線上にノズルから吐出される処理液の一部が供給されかつ基板上面において処理液を受ける着液領域が直線から傾斜した方向に延びる状態でノズルを直線の方向に移動させる移動部とを備え、着液領域は、第１および第２の端部を有し、第２の端部は、第１の端部よりも基板の回転中心から離間しかつ基板の回転方向において第１の端部よりも下流に位置する。
【０００８】
その液処理装置においては、基板の回転中心を通る基板上面の直線上にノズルから吐出される処理液の一部が供給されかつ着液領域が直線から傾斜した方向に延びる状態でノズルが直線の方向に移動される。着液領域の第２の端部は、第１の端部よりも下流に位置する。この場合、基板上面に供給された処理液は、着液領域から基板上面の広い範囲に渡って迅速に広がる。そのため、ノズルが直線の方向に移動することにより、基板上面の全体に均一な処理液の膜が短時間で形成される。したがって、基板の処理に必要な処理液を低減することが可能になるとともに、基板の処理時間が短縮されることにより基板処理の効率が向上する。
【０００９】
（２）移動部は、平面視で一の吐出口または複数の吐出口が直線から離間した状態で移動しかつ一の吐出口または複数の吐出口から基板の回転方向における下流に向かって処理液が吐出される状態でノズルを移動させてもよい。
【００１０】
この場合、基板上面には斜め上方から処理液が供給されることになる。このとき、平面視で着液領域において処理液が供給される方向と基板の回転方向とがほぼ一致する。それにより、基板上面では、着液領域からその着液領域の下流側に円滑に処理液が広がる。また、着液領域において供給された処理液の一部が基板の上方に跳ね上げられる場合でも、跳ね上げられた液滴は基板の回転方向における下流に向く方向、すなわちノズルから離間した方向に飛散する。したがって、基板上面で跳ね上げられた処理液の液滴がノズルに付着することが防止され、ノズルの汚染に起因するパーティクルの発生が防止される。
【００１１】
（３）ノズルは、一の吐出口を有し、一の吐出口は、一方向に連続的に延びるように形成されたスリットであってもよい。
【００１２】
この場合、基板上面に形成される帯状の着液領域からその着液領域の下流側に処理液が円滑に広がる。
【００１３】
（４）移動部は、着液領域が基板の回転中心から基板の外周端部まで移動するようにノズルを移動させてもよい。
【００１４】
この場合、基板の回転中心から基板の外周端部に連続的に現像液が供給される。それにより、基板上面の全体に均一に処理液を供給することができる。
【００１５】
（５）移動部は、着液領域が基板の外周端部まで移動した後、さらに着液領域が基板の外周端部から基板の回転中心まで戻るようにノズルを移動させてもよい。
【００１６】
この場合、基板の回転中心から基板の外周端部に連続的に処理液が供給されることにより、基板上面の全体に処理液が供給され、基板上面が十分に湿潤した状態になる。それにより、基板の外周端部から基板の回転中心に連続的に処理液が供給されることにより、基板上面に処理液の液層を安定して形成することが可能になる。
【００１７】
（６）移動部は、ノズルの移動開始時に、着液領域の第１の端部が基板の回転中心に位置するようにノズルを位置決めしてもよい。
【００１８】
この場合、基板への処理液の供給が開始されるとともに、基板の中心から基板の外周端部に向けて円滑に処理液を供給することが可能になる。
【００１９】
（７）第２の発明に係る液処理方法は、基板に処理液を供給することにより所定の処理を行う液処理方法であって、基板を水平姿勢で保持しつつ鉛直軸の周りで回転させるステップと、一方向に連続的に延びる一の吐出口または一方向に断続的に配置された複数の吐出口を有するノズルに処理液を供給し、ノズルから回転される基板上面に処理液を吐出するステップと、回転される基板の回転中心を通る基板上面の直線上にノズルから吐出される処理液の一部が供給されかつ基板上面において処理液を受ける着液領域が直線から傾斜した方向に延びる状態でノズルを直線の方向に移動させるステップとを含み、着液領域は、第１および第２の端部を有し、第２の端部は、第１の端部よりも基板の回転中心から離間しかつ基板の回転方向において第１の端部よりも下流に位置する。
【００２０】
その液処理方法においては、基板の回転中心を通る基板上面の直線上にノズルから吐出される処理液の一部が供給されかつ着液領域が直線から傾斜した方向に延びる状態でノズルが直線の方向に移動される。着液領域の第２の端部は、第１の端部よりも下流に位置する。この場合、基板上面に供給された処理液は、着液領域から基板上面の広い範囲に渡って迅速に広がる。そのため、ノズルが直線の方向に移動することにより、基板上面の全体に均一な処理液の膜が短時間で形成される。したがって、基板の処理に必要な処理液を低減することが可能になるとともに、基板の処理時間が短縮されることにより基板処理の効率が向上する。
【００２１】
（８）ノズルを直線の方向に移動させるステップは、平面視で一の吐出口または複数の吐出口が直線から離間した状態で移動しかつ一の吐出口または複数の吐出口から基板の回転方向における下流に向かって処理液が吐出される状態でノズルを移動させることを含んでもよい。
【００２２】
この場合、基板上面には斜め上方から処理液が供給されることになる。このとき、平面視で着液領域において処理液が供給される方向と基板の回転方向とがほぼ一致する。それにより、基板上面では、着液領域からその着液領域の下流側に円滑に処理液が広がる。また、着液領域において供給された処理液の一部が基板の上方に跳ね上げられる場合でも、跳ね上げられた液滴は基板の回転方向における下流に向く方向、すなわちノズルから離間した方向に飛散する。したがって、基板上面で跳ね上げられた処理液の液滴がノズルに付着することが防止され、ノズルの汚染に起因するパーティクルの発生が防止される。
【００２３】
（９）ノズルは、一の吐出口を有し、一の吐出口は、一方向に連続的に延びるように形成されたスリットであってもよい。
【００２４】
この場合、基板上面に形成される帯状の着液領域からその着液領域の下流側に処理液が円滑に広がる。
【００２５】
（１０）ノズルを直線の方向に移動させるステップは、着液領域が基板の回転中心から基板の外周端部まで移動するようにノズルを移動させることを含んでもよい。
【００２６】
この場合、基板の回転中心から基板の外周端部に連続的に現像液が供給される。それにより、基板上面の全体に均一に処理液を供給することができる。
【００２７】
（１１）ノズルを直線の方向に移動させるステップは、着液領域が基板の外周端部まで移動した後、さらに着液領域が基板の外周端部から基板の回転中心まで戻るようにノズルを移動させることを含んでもよい。
【００２８】
この場合、基板の回転中心から基板の外周端部に連続的に処理液が供給されることにより、基板上面の全体に処理液が供給され、基板上面が十分に湿潤した状態になる。それにより、基板の外周端部から基板の回転中心に連続的に処理液が供給されることにより、基板上面に処理液の液層を形成することが可能になる。
【００２９】
（１２）ノズルを直線の方向に移動させるステップは、ノズルの移動開始時に、着液領域の第１の端部が基板の回転中心に位置するようにノズルを位置決めすることを含んでもよい。
【００３０】
この場合、基板への処理液の供給が開始されるとともに、基板の中心から基板の外周端部に向けて円滑に処理液を供給することが可能になる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、処理液の使用量を低減しつつ基板処理の効率を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る現像装置の構成を示す模式的平面図である。
【図２】図１のＭ−Ｍ線における現像装置の模式的断面図である。
【図３】図１の現像液ノズルの外観斜視図である。
【図４】図３の矢印Ｎの方向に見た現像液ノズルの吐出口の拡大図である。
【図５】図４の吐出口から現像液が吐出される状態を示す現像液ノズルの部分拡大図である。
【図６】図１の現像装置を用いた現像処理の具体例を説明するための図である。
【図７】図１の現像装置を用いた現像処理の具体例を説明するための図である。
【図８】第１〜第３の実施例および比較例に係るシミュレーション結果を示す図である。
【図９】変形例に係る現像液ノズルの外観斜視図である。
【図１０】図１の現像装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す模式的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施の形態に係る液処理装置および液処理方法について図面を用いて説明する。以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置もしくは有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等のＦＰＤ（Flat Panel Display）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、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等をいう。
【００３４】
［１］液処理装置の基本構成
液処理装置の一例として、現像装置を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る現像装置の構成を示す模式的平面図であり、図２は図１のＭ−Ｍ線における現像装置１の模式的断面図である。
【００３５】
図１および図２に示す現像装置１においては、水平面内で互いに直交する２つの方向をＸ方向およびＹ方向と定義し、鉛直方向をＺ方向と定義する。Ｘ方向とは図１の矢印Ｘの方向またはその逆方向を意味し、Ｙ方向とは図１の矢印Ｙの方向またはその逆方向を意味し、Ｚ方向とは図１の矢印Ｙの方向またはその逆方向を意味する。
【００３６】
図１に示すように、現像装置１は、基板Ｗを水平姿勢で吸着保持するスピンチャック１０を備える。スピンチャック１０は、モータ１１（図２）の回転軸１２の先端部に固定され、Ｚ方向の軸（回転軸１２の軸心）ＶＡの周りで回転可能に構成されている。スピンチャック１０の周囲には、基板Ｗを取り囲むように円形の内側カップ１３がＺ方向に移動可能に設けられている。さらに、内側カップ１３を取り囲むように、矩形の外側カップ１４が設けられている。
【００３７】
Ｙ方向における外側カップ１４の一側方には、待機ポッド１５が設けられている。Ｘ方向において外側カップ１４および待機ポッド１５に隣り合うように、Ｙ方向に延びるガイドレール１６が設けられている。
【００３８】
ガイドレール１６には、そのガイドレール１６に沿ってＹ方向に移動可能に第１の駆動部１７が設けられている。第１の駆動部１７には、第１のアーム１８が取り付けられている。第１のアーム１８は、第１の駆動部１７からＸ方向に延びる。また、第１のアーム１８は第１の駆動部１７により駆動され、ガイドレール１６に沿ってＹ方向に移動可能であるとともに、Ｚ方向に移動可能である。第１のアーム１８の先端部には、現像液ノズル１９が設けられている。
【００３９】
本実施の形態においては、ガイドレール１６、第１の駆動部１７および第１のアーム１８により、スピンチャック１０により回転される基板Ｗに対する現像液ノズル１９の姿勢が固定される。また、ガイドレール１６、第１の駆動部１７および第１のアーム１８により、スピンチャック１０により回転される基板Ｗに対する現像液ノズル１９の位置決めおよび移動が行われる。
【００４０】
スピンチャック１０に関してＸ方向におけるガイドレール１６と反対側の領域には、第２の駆動部３１が設けられている。第２の駆動部３１には、Ｚ方向に延びる支持軸３２が取り付けられている。支持軸３２には第２のアーム３３が取り付けられている。第２のアーム３３は、支持軸３２から水平方向に延びる。支持軸３２は、第２の駆動部３１により駆動され、その軸心の周りで回転可能であるとともに、Ｚ方向に移動可能である。支持軸３２が回転すると、第２のアーム３３は支持軸３２を中心として図１の矢印Ｒ１の方向に回転する。支持軸３２が上昇すると、第２のアーム３３は支持軸３２とともに上昇する。支持軸３２が下降すると、第２のアーム３３は支持軸３２とともに下降する。第２のアーム３３の先端部には、リンス液ノズル３４が設けられている。
【００４１】
図２に示すように、現像装置１は、現像液供給系８１およびリンス液供給系８２をさらに備える。なお、図２では、リンス液供給系８２を説明するために、図１のリンス液ノズル３４および第２のアーム３３の一部が図示されている。
【００４２】
現像液供給系８１は、配管、継手、バルブ、ポンプ、タンク等の１または複数の流体関連機器を含み、図示しない現像液供給源に接続されている。現像液ノズル１９には現像液供給系８１から延びる配管が接続されている。現像液供給系８１は、後述する制御部７０の制御に基づいて現像液ノズル１９に現像液を供給する。それにより、現像液ノズル１９の吐出口１９ａから現像液が吐出される。
【００４３】
リンス液供給系８２は、現像液供給系８１と同様に、１または複数の流体関連機器を含み、図示しないリンス液供給源に接続されている。リンス液ノズル３４にはリンス液供給系８２から延びる配管が接続されている。リンス液供給系８２は、後述する制御部７０の制御に基づいてリンス液ノズル３４にリンス液を供給する。それにより、リンス液ノズル３４の吐出口３４ａからリンス液が吐出される。
【００４４】
図１および図２に示すように、現像装置１は制御部７０を備える。制御部７０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリまたはマイクロコンピュータを含み、図１および図２に二点鎖線の矢印で示すように、第１の駆動部１７、第２の駆動部３１、モータ１１、現像液供給系８１およびリンス液供給系８２の動作を制御する。
【００４５】
制御部７０の制御によれば、スピンチャック１０により吸着保持された基板Ｗが回転する状態で、回転する基板Ｗの上方の位置まで現像液ノズル１９が移動される。続いて、現像液ノズル１９から基板Ｗに現像液が吐出されつつ現像液ノズル１９が基板Ｗの上方で移動される（現像処理）。次に、現像液の吐出が停止され、現像液ノズル１９がＹ方向における基板Ｗの側方の位置（待機ポッド１５）まで移動される。現像処理の具体例について後述する。
【００４６】
その後、回転する基板Ｗの上方の位置までリンス液ノズル３４が移動される。続いて、リンス液ノズル３４から基板Ｗにリンス液が吐出される（洗浄処理）。これにより、基板Ｗ上に供給された現像液がリンス液により洗い流される。次に、リンス液の吐出が停止され、リンス液ノズル３４がＸ方向における基板Ｗの側方の位置（基板Ｗの外方の位置）まで移動される。最後に、基板Ｗが高い速度で回転されることにより、基板Ｗに付着するリンス液が振り切られ、基板Ｗが乾燥される。
【００４７】
[２]現像液ノズル１９の構成
ここで、図１の現像液ノズル１９の構成を説明する。図３は図１の現像液ノズル１９の外観斜視図である。図３に示すように、本例の現像液ノズル１９は、所定形状を有するベース部材１９０に吐出口１９ａ、液導入部１９ｂおよび流路１９ｃが形成された構成を有する。ベース部材１９０は、例えば単一材料からなる一体成形品であってもよいし、複数の部品を組み合わせることにより作製されてもよい。
【００４８】
吐出口１９ａは、一方向に連続的に延びるスリットである。吐出口１９ａの寸法については後述する。液導入部１９ｂは、図２の現像液供給系８１から延びる配管を接続可能に形成されている。流路１９ｃは、ベース部材１９０の内部で吐出口１９ａと液導入部１９ｂとを繋ぐように形成され、第１の流路部１９１および第２の流路部１９２を含む。
【００４９】
第１の流路部１９１は、略一定の断面形状を有し、液導入部１９ｂからベース部材１９０の内部で所定距離延びるように形成されている。本実施の形態において、第１の流路部１９１の断面は、例えば円形状または正方形状を有する。
【００５０】
第２の流路部１９２の断面形状は、一端（上流端）から他端（下流端）にかけて連続的に変化している。具体的には、第２の流路部１９２は、第１の流路部１９１の端部（下流端）から吐出口１９ａに近づくにつれて断面が一方向に連続的に大きくなるように形成されている。それにより、第２の流路部１９２の一端における断面が円形状または正方形状を有することに対して、第２の流路部１９２の他端における断面はスリット状を有する。
【００５１】
図４は、図３の矢印Ｎの方向に見た現像液ノズル１９の吐出口１９ａの拡大図である。本実施の形態において、現像液ノズル１９の吐出口１９ａの長手方向の長さＬＳは１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、例えば１２ｍｍである。また、吐出口１９ａの幅ＷＳは０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、例えば０．２ｍｍまたは０．３ｍｍである。
【００５２】
図５は、図４の吐出口１９ａから現像液が吐出される状態を示す現像液ノズル１９の部分拡大図である。図５では、現像液ノズル１９のうち吐出口１９ａおよびその周辺部分の外観が示されるとともに、現像液ノズル１９の内部を通って吐出口１９ａから吐出される現像液の状態がドットパターンで示される。図５に示すように、スリット状の吐出口１９ａから吐出される現像液は、吐出口１９ａの長手方向に連続的に延びる帯状の断面を有する。
【００５３】
[３]現像処理の具体例
図６および図７は、図１の現像装置１を用いた現像処理の具体例を説明するための図である。図６に現像処理中の基板Ｗおよび現像液ノズル１９の状態が平面図で示される。図７に図６のＱ−Ｑ線断面図が示される。なお、図６では、現像液ノズル１９から基板Ｗに吐出される現像液の図示が省略されている。本例の現像処理中には、基板Ｗは平面視で時計回りに回転しているものとする。図６では、基板Ｗの回転方向が太い実線の矢印ＣＷで示される。
【００５４】
ここで、基板Ｗが水平姿勢で吸着保持されつつ回転された状態で、基板Ｗの回転中心（本例では基板Ｗの中心）を通って基板Ｗの上面に延びる仮想直線を基準直線ＶＢと定義する。本例では、基準直線ＶＢはＹ方向に平行に延びる。また、本例では、現像処理の対象となる基板Ｗは、その中心が図１の軸ＶＡ上に位置するようにスピンチャック１０により吸着保持される。この場合、基準直線ＶＢは基板Ｗの直径となる。
【００５５】
以下の説明において、現像液ノズル１９から基板Ｗに現像液が吐出されることにより、基板Ｗの上面において現像液を受ける領域を着液領域と呼ぶ。着液領域は、吐出口１９ａの形状に対応して一方向に連続的に延びる。それにより、本例の着液領域は帯形状を有する。
【００５６】
本実施の形態に係る現像装置１においては、現像処理が行われる際には、基準直線ＶＢ上に現像液ノズル１９から吐出される現像液が供給されるように基板Ｗに対する現像液ノズル１９の姿勢が固定される。また、図６に示すように、着液領域ＲＡが基準直線ＶＢから傾斜した方向に延びるように基板Ｗに対する現像液ノズル１９の姿勢が固定される。ここで、着液領域ＲＡは、着液領域ＲＡの一端部に対して着液領域ＲＡの他端部が一端部よりも基板Ｗの回転中心から離間した状態で、他端部が基板の回転方向において一端部よりも下流に位置するように形成される。このとき着液領域ＲＡが延びる方向に平行な直線と基準直線ＶＢとの間の角度（以下、ノズル角度と呼ぶ。）αは、０°よりも大きく４５°よりも小さい。
【００５７】
また、現像処理が行われる際には、吐出口１９ａから吐出される現像液の進行方向（以下、吐出方向と呼ぶ。）が基板Ｗの上面に対して傾斜するように、現像液ノズル１９の姿勢が固定される（図７参照）。このとき吐出方向に平行な直線と基板Ｗの上面との間の角度（以下、吐出角度と呼ぶ。）βは、３０°以上６０°以下に設定され、好ましくは４５°に設定される。さらに、現像処理が行われる際には、吐出口１９ａの下端部から基板Ｗの上面までの距離ｄ２が５ｍｍ以上７ｍｍ以下となり、好ましくは６ｍｍとなるように、現像液ノズル１９の姿勢が固定される。この場合、図６に示すように、平面視で現像液ノズル１９の吐出口１９ａと基準直線ＶＢとが離間する。平面視で吐出口１９ａと基準直線ＶＢとの間の距離ｄ１は、例えば５ｍｍ以上６ｍｍ以下である。
【００５８】
現像処理の開始時には、上記のように現像液ノズル１９が基板Ｗに対して特定の姿勢に固定された状態で、着液領域ＲＡの一端部が基板Ｗの回転中心に位置するように現像液ノズル１９が位置決めされる。また、回転する基板Ｗ上に現像液が供給される。それにより、図７に示すように、現像液ノズル１９から吐出された現像液が、着液領域ＲＡで受け止められ、基板Ｗの回転方向における下流に向かうとともに基板Ｗの外周端部に向かって広がるように基板Ｗ上を流れる。
【００５９】
次に、図６に白抜きの矢印ａ１で示すように、現像液ノズル１９が、基板Ｗの外周端部に向かって基準直線ＶＢの方向に所定速度（例えば、１００ｍｍ／ｓｅｃ程度）で移動される。この移動時において、現像液ノズル１９の姿勢は現像処理の開始時の状態で維持される。この場合、基板Ｗの回転中心から基板Ｗの外周端部に連続的に現像液が供給される。それにより、基板Ｗの上面の全体に均一に現像液が供給される。
【００６０】
次に、着液領域ＲＡの他端部が基板Ｗの外周端部に到達すると、図６に白抜きの矢印ａ２で示すように、現像液ノズル１９が、基板Ｗの中心に向かって基準直線ＶＢに平行に所定速度（例えば、１００ｍｍ／ｓｅｃ程度）で移動される。この移動時においても、現像液ノズル１９の姿勢は現像処理の開始時の状態で維持される。
【００６１】
この場合、予め基板Ｗの上面全体が十分に湿潤しているので、基板Ｗの外周端部から基板Ｗの回転中心に連続的に現像液が供給されることにより、基板Ｗの上面に現像液の液層を安定して形成することが可能になる。
【００６２】
その後、着液領域ＲＡの一端部が基板Ｗの回転中心に到達すると、現像液ノズル１９から基板Ｗへの現像液の供給が停止され、洗浄処理が行われる。
【００６３】
なお、本実施の形態に係る現像処理においては、処理対象となる基板Ｗの直径は３００ｍｍであり、現像液ノズル１９から基板Ｗに供給される現像液の流量は、例えば４００ｍｌ／ｍｉｎ程度に設定される。また、スピンチャック１０による基板Ｗの回転速度は、例えば１２００ｒｐｍ程度に設定される。
【００６４】
［４］図６および図７の現像処理に関するシミュレーション
以下の説明では、現像処理において現像液の吐出開始から現像液が基板Ｗの上面全体を覆うまでの時間をカバー時間と呼ぶ。本発明者は、図６のノズル角度αを複数の値に設定しつつ第１〜第３の実施例および比較例に係るシミュレーションを行うことにより、ノズル角度αとカバー時間との関係を調査した。
【００６５】
第１、第２および第３の実施例に係るシミュレーションにおいては、ノズル角度αを３°、７°および１０°に設定した点を除いて共通の条件で現像処理を行ったときのカバー時間を求めた。比較例に係るシミュレーションにおいては、ノズル角度αを０°に設定した点を除いて、第１〜第３の実施例に係るシミュレーションと同じ条件で現像処理を行ったときのカバー時間を求めた。
【００６６】
第１〜第３の実施例および比較例に係るシミュレーションにおいては、共通の条件として吐出角度βを４５°に設定し、スピンチャック１０による基板Ｗの回転速度を１２００ｒｐｍに設定した。また、現像液ノズル１９から基板Ｗに供給される現像液の流量を４００ｍｌ／ｍｉｎに設定し、現像液ノズル１９の移動速度を１００ｍｍ／ｓｅｃに設定した。さらに、現像液ノズル１９は、現像液の吐出開始から０．１５ｓｅｃ経過後に移動を開始するものとした。
【００６７】
第１、第２および第３の実施例に係るシミュレーションにより得られたカバー時間は、それぞれ０．５８２ｓｅｃ、０．５８２ｓｅｃおよび０．６０８ｓｅｃであった。一方、比較例に係るシミュレーションにより得られたカバー時間は、０．６３２ｓｅｃであった。
【００６８】
上記のシミュレーション結果によれば、ノズル角度αが０°よりも大きく１０°以下の範囲では、ノズル角度αが０°である場合に比べてカバー時間が短い。カバー時間が短いことは、現像液ノズル１９から吐出されて基板Ｗ上に供給される現像液が、基板Ｗの上面でより均一に広がることを意味する。したがって、ノズル角度αを０°よりも大きく設定することにより、現像処理に要する現像液の量を低減することが可能であるとともに、現像処理をより短時間で行うことが可能であることがわかる。
【００６９】
図８は、第１〜第３の実施例および比較例に係るシミュレーション結果を示す図である。図８では、ノズル角度αとカバー時間との関係がグラフにより示される。縦軸はカバー時間を表し、横軸はノズル角度αを表す。
【００７０】
図８のグラフにおいては、第１〜第３の実施例および比較例に係るシミュレーション結果により得られる４つの点が、ノズル角度０°、３°、７°および１０°に対応するカバー時間として示される。また、図８のグラフにおいては、ノズル角度０°、３°、７°および１０°の間の角度に対応するカバー時間を補間する曲線が示されている。このシミュレーション結果および補間曲線によれば、ノズル角度αは、約３°〜約７°の範囲内にある場合にカバー時間が著しく小さくなると考えられる。したがって、ノズル角度αは３°以上７°以下であることが好ましい。
【００７１】
[５]効果
（ａ）上記の現像装置１においては、現像処理時に、基準直線ＶＢ上に現像液ノズル１９から吐出される現像液が供給されかつ着液領域ＲＡが基準直線ＶＢから傾斜した方向に延びる状態で現像液ノズル１９が基準直線ＶＢの方向に移動される。また、着液領域ＲＡは、着液領域ＲＡの一端部に対して着液領域ＲＡの他端部が一端部よりも基板Ｗの回転中心から離間した状態で、他端部が基板の回転方向において一端部よりも下流に位置するように形成される。この場合、現像処理時に基板Ｗの上面に供給される現像液は、着液領域ＲＡから基板Ｗの上面の広い範囲に渡って迅速に広がる。そのため、現像液ノズル１９が基準直線ＶＢの方向に移動することにより、基板Ｗの上面の全体に均一な現像液の膜が短時間で形成される。したがって、基板Ｗの処理に必要な現像液を低減することが可能になるとともに、基板Ｗの現像処理に要する時間が短縮されることにより基板処理の効率が向上する。
【００７２】
（ｂ）上記の現像装置１においては、現像処理中に、現像液ノズル１９から吐出される現像液の吐出方向が基板Ｗの上面に対して傾斜している。それにより、平面視で現像液ノズル１９の吐出口１９ａと基準直線ＶＢとが離間している。また、上記の現像装置１においては、平面視で現像液ノズル１９の吐出口１９ａから基板Ｗの回転方向における下流に向かって現像液が吐出されている。
【００７３】
この場合、基板Ｗの上面では、着液領域ＲＡにおいて現像液が供給される方向と基板Ｗの回転方向とがほぼ一致することにより、着液領域ＲＡからその着液領域ＲＡの下流側に円滑に現像液が広がる。また、着液領域ＲＡにおいて供給された現像液の一部が基板Ｗの上方に跳ね上げられる場合でも、跳ね上げられた液滴は基板Ｗの回転方向における下流に向く方向、すなわち現像液ノズル１９から離間した方向に飛散する。それにより、基板Ｗの上面で跳ね上げられた現像液の液滴が現像液ノズル１９に付着することが防止され、現像液ノズル１９の汚染に起因するパーティクルの発生が防止される。
【００７４】
[６]現像液ノズル１９の変形例
本実施の形態において、現像液ノズル１９は、一方向に断続的に配置された複数の吐出口を有するように構成されてもよい。図９は、変形例に係る現像液ノズル１９の外観斜視図である。図９の現像液ノズル１９について、図３の現像液ノズル１９とは異なる点を説明する。
【００７５】
図９に示すように、変形例に係る現像液ノズル１９においては、流路１９ｃが、主流路１９３および複数（本例では５個）の副流路１９４ａ，１９４ｂ，１９４ｃ，１９４ｄ，１９４ｅを含む分岐流路の構成を有する。主流路１９３の上流端は液導入部１９ｂに接続され、主流路１９３の下流端は副流路１９４ａ〜１９４ｅの上流端に接続されている。また、副流路１９４ａ，１９４ｂ，１９４ｃ，１９４ｄ，１９４ｅの下流端には、複数（本例では５個）の吐出管ｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄ，ｐｅが設けられている。５個の吐出管ｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄ，ｐｅの下流端が５個の吐出口１９５ａ，１９５ｂ，１９５ｃ，１９５ｄ，１９５ｅを構成する。
【００７６】
この場合、現像液ノズル１９から吐出される現像液は、５個の吐出口１９５ａ，１９５ｂ，１９５ｃ，１９５ｄ，１９５ｅが並ぶ方向に断続的に延びる断面を有する。それにより、現像処理が行われる際には、上記の例とほぼ同じ形状を有する着液領域ＲＡが形成される。したがって、本変形例に係る現像液ノズル１９を用いて上記の現像処理を行う場合にも、上記の例と同様の効果を得ることができると考えられる。
【００７７】
［７］図１の現像装置１を備える基板処理装置
図１０は、図１の現像装置１を備えた基板処理装置の全体構成を示す模式的ブロック図である。図１０に示すように、基板処理装置１００は、露光装置５００に隣接して設けられ、制御装置１１０、搬送装置１２０、塗布処理部１３０、現像処理部１４０および熱処理部１５０を備える。
【００７８】
制御装置１１０は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、搬送装置１２０、塗布処理部１３０、現像処理部１４０および熱処理部１５０の動作を制御する。搬送装置１２０は、基板Ｗを塗布処理部１３０、現像処理部１４０、熱処理部１５０および露光装置５００の間で搬送する。
【００７９】
塗布処理部１３０は、液処理装置の他の例として、複数の塗布装置２を含む。各塗布装置２においては、基板Ｗ上にレジスト膜を形成する塗布処理が行われる。本例の各塗布装置２は、上記の現像装置１と基本的に同じ構成を有する。
【００８０】
具体的には、各塗布装置２は、スピンチャック２１０、処理液ノズル２１１、処理液供給系２１２および移動部２１３を含む。スピンチャック２１０は、例えば図１のスピンチャック１０と同じ構成を有し、基板Ｗを水平姿勢で吸着保持しつつ図示しないモータにより鉛直軸の周りで回転させる。処理液ノズル２１１は、例えば図３または図９の現像液ノズル１９と同じ構成を有し、スピンチャック２１０により回転される基板Ｗ上にレジスト膜用の処理液（レジスト液）を吐出する。移動部２１３は、例えば図１のガイドレール１６、第１の駆動部１７および第１のアーム１８を含む。移動部２１３は、上記の図６および図７の例と同様に、基板Ｗの回転中心を通る基準直線ＶＢの直線上にレジスト液が供給されかつ着液領域ＲＡが基準直線ＶＢから傾斜した方向に延びる状態で処理液ノズル２１１を基準直線ＶＢの方向に移動させる。処理液供給系２１２は、処理液ノズル２１１にレジスト液を供給する。
【００８１】
このような構成により、各塗布装置２においては、上記の現像処理と基本的に同じ方法で塗布処理が行われる。それにより、上記の現像装置１の例と同様に、塗布処理において必要なレジスト液の量が低減されるとともに塗布処理の時間が短縮される。塗布処理によりレジスト膜が形成された基板Ｗには、露光装置５００において露光処理が行われる。
【００８２】
現像処理部１４０は、複数の現像装置１を含む。各現像装置１は、露光装置５００による露光処理後の基板Ｗに現像液を供給することにより、基板Ｗの現像処理を行う。熱処理部１５０は、塗布処理部１３０の塗布装置２による塗布処理、現像処理部１４０による現像処理、および露光装置５００による露光処理の前後に基板Ｗの熱処理を行う。
【００８３】
図１０の基板処理装置１００においては、現像装置１において現像液の使用量が低減されるとともに現像処理が短時間で行われる。また、塗布装置２においてレジスト液の使用量が低減されるとともに塗布処理が短時間で行われる。したがって、基板Ｗの製造コストが低減される。
【００８４】
なお、図１０の塗布処理部１３０においては、基板Ｗに反射防止膜が形成されてもよい。この場合、熱処理部１５０は、基板Ｗと反射防止膜との密着性を向上させるための密着強化処理を行ってもよい。また、塗布処理部１３０においては、レジスト膜が形成された基板Ｗに、レジスト膜を保護するためのレジストカバー膜が形成されてもよい。これらの場合、塗布処理部１３０において、基板Ｗに反射防止膜を形成する塗布装置、基板Ｗにレジストカバー膜を形成する塗布装置は、それぞれ上記の現像装置１および塗布装置２と同様の構成を有してもよい。
【００８５】
［８］他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態に係る現像装置１においては、リンス液ノズル３４が現像液ノズル１９と同じ構成を有してもよい。この場合、現像処理後の洗浄処理に必要なリンス液を低減することが可能になるとともに、基板Ｗの洗浄処理に要する時間が短縮されることにより基板処理の効率が向上する。
【００８６】
（ｂ）上記実施の形態に係る現像装置１においては、リンス液ノズル３４が現像液ノズル１９とは別体で構成されるが、リンス液ノズル３４と現像液ノズル１９とは一体的に構成されてもよい。
【００８７】
（ｃ）上記実施の形態に係る現像装置１においては、現像処理が行われる際に、現像液の吐出方向が基板Ｗの上面に対して傾斜するように現像液ノズル１９の姿勢が固定されるが、本発明はこれに限定されない。現像処理が行われる際には、現像液の吐出方向が基板Ｗの上面に対して直交するように、現像液ノズル１９の姿勢が固定されてもよい。
【００８８】
（ｄ）上記実施の形態に係る現像装置１においては、現像処理中に着液領域ＲＡが基板Ｗの回転中心から基板Ｗの外周端部へ移動した後、着液領域ＲＡが基板Ｗの回転中心から基板Ｗの外周端部へ移動するが、本発明はこれに限定されない。
【００８９】
現像処理においては、着液領域ＲＡが基板Ｗの回転中心から基板Ｗの外周端部へのみ移動するように現像液ノズル１９の動作が制御されてもよい。あるいは、着液領域ＲＡが基板Ｗの外周端部から基板Ｗの回転中心へのみ移動するように現像液ノズル１９の動作が制御されてもよい。
【００９０】
（ｅ）上記実施の形態は、本発明を現像装置１および塗布装置２に適用した例であるが、これに限らず、洗浄装置等の他の液処理装置に本発明を適用してもよい。
【００９１】
［９］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。
【００９２】
上記実施の形態では、現像装置１および塗布装置２が液処理装置の例であり、スピンチャック１０，２１０が回転保持部の例であり、図３の現像液ノズル１９の吐出口１９ａが一の吐出口の例であり、図９の現像液ノズル１９の複数の吐出口１９５ａ，１９５ｂ，１９５ｃ，１９５ｄ，１９５ｅが複数の吐出口の例であり、着液領域ＲＡの一端部が着液領域の第１の端部の例であり、着液領域ＲＡの他端部が着液領域の第２の端部の例である。
【００９３】
また、図３および図９の現像液ノズル１９および図１０の処理液ノズル２１１がノズルの例であり、図２の現像液供給系８１および図１０の処理液供給系２１２が処理液供給系の例であり、基準直線ＶＢが基板上面の直線の例であり、図１のガイドレール１６、第１の駆動部１７および第１のアーム１８ならびに図１０の移動部２１３が移動部の例である。
【００９４】
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。
【符号の説明】
【００９５】
１…現像装置，２…塗布装置，１０，２１０…スピンチャック，１１…モータ，１２…回転軸，１３…内側カップ，１４…外側カップ，１５…待機ポッド，１６…ガイドレール，１７…第１の駆動部，１８…第１のアーム，１９…現像液ノズル，１９ａ，３４ａ，１９５ａ，１９５ｂ，１９５ｃ，１９５ｄ，１９５ｅ…吐出口，１９ｂ…液導入部，１９ｃ…流路，３１…第２の駆動部，３２…支持軸，３３…第２のアーム，３４…リンス液ノズル，７０…制御部，８１…現像液供給系，８２…リンス液供給系，１００…基板処理装置，１１０…制御装置，１２０…搬送装置，１３０…塗布処理部，１４０…現像処理部，１５０…熱処理部，１９０…ベース部材，１９１…第１の流路部，１９２…第２の流路部，１９３…主流路，１９４ａ，１９４ｂ，１９４ｃ，１９４ｄ，１９４ｅ…副流路，２１１…処理液ノズル，２１２…処理液供給系，２１３…移動部，５００…露光装置，ｄ１，ｄ２…距離，ｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄ，ｐｅ…吐出管，ＲＡ…着液領域，ＶＢ…基準直線，Ｗ…基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020136394.tif 000009
【図８】
2020136394.tif 000010
【図９】
2020136394.tif 000011
【図１０】
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