(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平姿勢で保持する基板保持手段と、
現像液を吐出するためのスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルと、
前記基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の移動開始位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の停止位置まで前記現像液吐出ノズルを移動させる移動手段と、
前記現像液吐出ノズルが前記基板保持手段に保持された基板の前記一方側の端縁に到達するまでに前記スリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように前記現像液吐出ノズルの移動開始位置で前記現像液吐出ノズルの移動開始前または移動開始時に前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を開始させる制御手段とを備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記現像液吐出ノズルが前記基板保持手段に保持された基板上を通過した後に前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を停止させることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出方向が鉛直下向きから前記現像液吐出ノズルの移動方向と反対方向に傾けられたことを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
前記スリット状吐出口は水平方向に配置され、前記移動手段は、前記現像液吐出ノズルを前記スリット状吐出口とほぼ垂直な方向に直線状に移動させることを特徴とする請求項１、２または３記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像液吐出ノズルは、前記基板保持手段に保持された基板の上面と前記スリット状吐出口との間を５ｍｍ以下の一定の距離に保ちながら前記基板上を通過することを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像液吐出ノズルの前記スリット状吐出口の長さは、前記基板保持手段に保持される基板の直径以上に設定されたことを特徴とする請求項４または５記載の現像装置。
【請求項７】
基板保持手段に保持された基板上にスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルから現像液を吐出供給する現像方法であって、
前記基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の移動開始位置から前記基板上を通過して前記基板外の他方側の停止位置まで前記現像液吐出ノズルを移動させる工程と、
前記現像液吐出ノズルが前記基板保持手段に保持された基板の前記一方側の端縁に到達するまでに前記スリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように前記移動開始位置で前記現像液吐出ノズルの移動開始前または移動開始時に前記現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を開始させる工程とを備える現像方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上の感光性膜に現像液を供給して現像処理を行う現像装置および現像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板上に形成された感光性膜に現像処理を行うために現像装置が用いられる。
【０００３】
例えば、回転式現像装置は、基板を水平に保持して鉛直軸の周りで回転させる回転保持部と、基板の表面に現像液を供給する現像液吐出ノズルとを備える。現像液吐出ノズルは、水平面内で回動自在に設けられたノズルアームの先端に取り付けられており、基板の上方位置と待機位置との間を移動することができる。
【０００４】
現像処理時には、現像液吐出ノズルが待機位置から基板の上方に移動した後、基板上の感光性膜に現像液を供給する。供給された現像液は、基板の回転によって基板の全面に塗り広げられ、感光性膜と接触する。表面張力により基板上に現像液を保持した状態（液盛り）で一定時間基板を静止させることにより感光性膜の現像が行われる。現像液の供給が終了すると、現像液吐出ノズルはノズルアームの回動により基板の上方から退いた待機位置に移動する。
【０００５】
現像液吐出ノズルの吐出口付近の現像液が大気に晒されると、現像液中の水分が蒸発して現像液の濃度の変化や空気と接触することで変質が起こる。そのため、現像処理を行う前に、予め待機位置で現像液吐出ノズルの吐出口付近の現像液を吐出することにより（プリディスペンス処理）、現像液吐出ノズル内に供給されている現像液を均一化させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の回転式現像装置では、回転する基板に吐出開始時の現像液が当たることにより基板上の感光性膜が大きな衝撃を受ける。その衝撃で現像液中に気泡が生じ、感光性膜の表面に残留する微小な気泡が現像欠陥となる場合がある。また、吐出開始時の現像液による衝撃で感光性膜が損傷するおそれもある。
【０００７】
また、プリディスペンス処理の後、現像液吐出ノズルが待機位置から基板の上方へ移動する間に、現像液吐出ノズルの吐出口付近の現像液が空気と接触することになる。そのため、吐出開始直後に基板上に供給される現像液は、その後連続的に供給される現像液に比べて多少変質している可能性がある。それにより、吐出開始直後の現像液が接触する基板上に現像欠陥が発生するおそれがある。また、現像液が空気との接触により乾燥し、乾燥した現像液がパーティクルとなって基板上に付着するおそれもある。
【０００８】
さらに、基板上に滴下された現像液が遠心力により基板の全面に塗り広げられる過程で現像液にむらが生じるため、基板上の現像液が均一になるまで多量の現像液を供給する必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、基板上の感光性膜に少量の現像液で均一な現像処理を行うことができる現像装置および現像方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１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手段と、現像液を吐出するためのスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルと、基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の移動開始位置から基板上を通過して基板外の他方側の停止位置まで現像液吐出ノズルを移動させる移動手段と、現像液吐出ノズルが基板保持手段に保持された基板の一方側の端縁に到達するまでにスリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように現像液吐出ノズルの移動開始位置で現像液吐出ノズルの移動開始前または移動開始時に現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を開始させる制御手段とを備えたものである。
【００１１】
第１の発明に係る現像装置においては、現像液吐出ノズルの移動開始位置で現像液の吐出が開始される。そのため、吐出開始時の現像液が基板に衝撃を与えることが回避される。それにより、現像液中の気泡の発生が抑制されて現像欠陥の発生が防止されるとともに、衝撃による基板上の感光性膜の損傷が防止される。
【００１２】
また、現像液吐出ノズルの移動開始位置で空気に接触する吐出口付近の現像液が基板外に廃棄され、現像液吐出ノズルが基板上に到達した時点で現像液吐出ノズルから新しい現像液が静止した基板上に供給される。それにより、変質した現像液により現像欠陥が発生することが防止されるとともに、乾燥した現像液によるパーティクルが基板表面に付着することが防止される。
【００１３】
さらに、現像液吐出ノズルが基板上を通過する間、新しい現像液が連続的に供給されるので、基板上に現像液が均一に供給される。
【００１４】
しかも、静止した基板の一方側の端縁から他方側の端縁に現像液が連続的に供給されるので、現像液の無駄な消費量が少なくなり、少量の現像液で基板上の感光性膜に均一な現像処理が行われる。
【００１５】
第２の発明に係る現像装置は、第１の発明に係る現像装置の構成において、現像液吐出ノズルが基板保持手段に保持された基板上を通過した後に制御手段が現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を停止させるものである。
【００１６】
この場合、現像液吐出ノズルが基板上を通り過ぎた後に現像液の吐出が停止されるので、吐出停止時の現像液の液だれにより基板表面に衝撃が加わることが防止されるとともに、吐出停止時の衝撃により液盛り中の現像液へ悪影響が与えられることが防止される。それにより、現像欠陥の発生および現像後の感光性膜パターンの線幅均一性の劣化が防止される。
【００１７】
第３の発明に係る現像装置は、第１または第２の発明に係る現像装置の構成において、現像液吐出ノズルによる現像液の吐出方向が鉛直下向きから現像液吐出ノズルの移動方向と反対方向に傾けられたものである。
【００１８】
この場合、基板表面において現像液吐出ノズルの移動方向への現像液の流動が抑制されるとともに、移動方向とは逆方向への現像液の流動が誘起される。移動方向への現像液の流動が抑制されることにより、現像液が現像液吐出ノズルよりも移動方向側へ先行して流れることが防止され、現像液の均一性が向上する。また、移動方向とは逆方向への現像液の流動が誘起されることにより、マイクロバブルと呼ばれる現像液中の微小な泡が基板表面に付着することが防止され、微小な泡の付着による現像欠陥の発生が抑制される。
【００１９】
第４の発明に係る現像装置は、第１、第２または第３の発明に係る現像装置の構成において、スリット状吐出口は水平方向に配置され、移動手段が、現像液吐出ノズルをスリット状吐出口とほぼ垂直な方向に直線状に移動させるものである。
【００２０】
この場合、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口が基板上を直線状に走査されるので、現像液が基板上の広い面積に均一に供給される。
【００２１】
第５の発明に係る現像装置は、第４の発明に係る現像装置の構成において、現像液吐出ノズルが、基板保持手段に保持された基板の上面とスリット状吐出口との間を５ｍｍ以下の一定の距離に保ちながら基板上を通過するものである。
【００２２】
この場合、現像液吐出ノズルが静止した基板上をスリット状吐出口と基板の上面とが近接した状態で水平方向に移動する。それにより、スリット状吐出口に形成された帯状の現像液が基板表面に連続的に接触することになり、基板表面に衝撃が加わることなく基板の全面に現像液が均一に供給される。
【００２３】
第６の発明に係る現像装置は、第４または第５の発明に係る現像装置の構成において、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の長さが、基板保持手段に保持される基板の直径以上に設定されたものである。
【００２４】
この場合、現像液吐出ノズルが基板の一端部から他端部へ移動することにより、スリット状吐出口から帯状に垂下した現像液が基板の全面に連続的に接触する。したがって、現像液吐出ノズルの１回の走査により基板の全面に現像液が均一に供給され、基板上の感光性膜に少量の現像液により均一な現像処理が行われる。
【００２７】
第７の発明に係る現像方法は、基板保持手段に保持された基板上にスリット状吐出口を有する現像液吐出ノズルから現像液を吐出供給する現像方法であって、基板保持手段に静止状態で保持された基板外の一方側の移動開始位置から基板上を通過して基板外の他方側の停止位置まで現像液吐出ノズルを移動させる工程と、現像液吐出ノズルが基板保持手段に保持された基板の一方側の端縁に到達するまでにスリット状吐出口から現像液が帯状に垂下するように移動開始位置で現像液吐出ノズルの移動開始前または移動開始時に現像液吐出ノズルによる現像液の吐出を開始させる工程とを備えるものである。
【００２８】
第７の発明に係る現像方法においては、現像液吐出ノズルの移動開始位置で現像液の吐出が開始される。そのため、吐出開始時の現像液が基板に衝撃を与えることが回避される。それにより、現像液中の気泡の発生が抑制されるとともに、衝撃による基板上の感光性膜の損傷が防止される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例における現像装置の平面図、図２は図１の現像装置の主要部のＸ−Ｘ線断面図、図３は図１の現像装置の主要部のＹ−Ｙ線断面図である。
【００３０】
図２および図３に示すように、現像装置は、基板１００を水平姿勢で吸引保持する基板保持部１を備える。基板保持部１は、モータ２の回転軸３の先端部に固定され、鉛直方向の軸の周りで回転可能に構成されている。基板保持部１の周囲には、基板１００を取り囲むように円形の内側カップ４が上下動自在に設けられている。また、内側カップ４の周囲には、正方形の外側カップ５が設けられている。
【００３１】
図１に示すように、外側カップ５の両側にはそれぞれ待機ポット６，７が配置され、外側カップ５の一方の側部側にはガイドレール８が配設されている。また、ノズルアーム９がアーム駆動部１０によりガイドレール８に沿って走査方向Ａおよびその逆方向に移動可能に設けられている。外側カップ５の他方の側部側には、純水を吐出する純水吐出ノズル１２が矢印Ｒの方向に回動可能に設けられている。
【００３２】
ノズルアーム９には、下端部にスリット状吐出口１５を有する現像液吐出ノズル１１がガイドレール８と垂直に取り付けられている。これにより、現像液吐出ノズル１１は、待機ポット６の位置から基板１００上を通過して待機ポット７の位置まで走査方向Ａに沿って直線状に平行移動可能となっている。図３に示すように、現像液吐出ノズル１１は矢印Ｑの方向に回動可能に構成されている。
【００３３】
図２に示すように、現像液吐出ノズル１１には、現像液供給系１２により現像液が供給される。制御部１３は、モータ２の回転動作、アーム駆動部１０による現像液吐出ノズル１１の走査および現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出を制御する。
【００３４】
本実施例では、基板保持部１が基板保持手段に相当し、アーム駆動部１０が移動手段に相当し、制御部１３が制御手段に相当する。
【００３５】
図４は現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５を示す図である。スリット状吐出口１５のスリット幅ｔは０．０２〜０．５ｍｍであり、本実施例では０．１ｍｍである。また、スリット状吐出口１５の吐出幅Ｌは処理対象となる基板１００の直径と同じかまたはそれよりも大きく設定されている。このスリット状吐出口１５は現像液吐出ノズル１１の走査方向Ａと垂直に配置される。
【００３６】
図５は現像液吐出ノズル１１による現像液の吐出方向を示す側面図である。図５に示すように、現像処理時には、現像液吐出ノズル１１は、現像液の吐出方向Ｂが基板の法線方向（鉛直下向き）から走査方向Ａと反対側に角度α傾斜するように傾けられる。傾斜角度αは０〜３０°の範囲内であり、本実施例では２０°に設定される。
【００３７】
また、現像液吐出ノズル１１は、スリット状吐出口１５が基板１００の上面に対して０．２〜５ｍｍ、より好ましくは０．２〜１．０ｍｍの間隔を保つように走査される。本実施例では、現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５と基板１００の上面との間隔が０．３±０．１ｍｍに設定される。
【００３８】
次に図６を参照しながら図１の現像装置の動作を説明する。現像処理時には、基板１００は基板保持部１により静止状態で保持されている。
【００３９】
待機時には、現像液吐出ノズル１１は、待機ポット６内の位置Ｐ０に待機している。現像処理時には、現像液吐出ノズル１１が上昇した後、走査方向Ａに移動し、外側カップ５内の走査開始位置Ｐ１で下降する。
【００４０】
その後、走査開始位置Ｐ１にて、現像液吐出ノズル１１の走査開始前または走査開始と同時に所定の流量で現像液吐出ノズル１１による現像液の吐出を開始する。本実施例では、現像液の流量は１．５Ｌ／分とする。
【００４１】
現像液吐出ノズル１１による現像液の吐出開始後または吐出開始と同時に、現像液吐出ノズル１１が、走査開始位置Ｐ１から所定の走査速度で走査を開始する。本実施例では、走査速度は１０〜５００ｍｍ／秒とする。
【００４２】
現像液吐出ノズル１１は、現像液を吐出しながら走査開始位置Ｐ１から基板１００上を走査方向Ａに直線状に移動する。これにより、基板１００の全面に現像液が連続的に供給される。供給された現像液は、表面張力により基板１００上に保持される。
【００４３】
現像液吐出ノズル１１が基板１００上を通過した後、基板１００上から外れた吐出停止位置Ｐ２で現像液吐出ノズル１１による現像液の吐出を停止させる。そして、現像液吐出ノズル１１が外側カップ５内の走査停止位置Ｐ３に到達した時点で現像液吐出ノズル１１の走査を停止させる。
【００４４】
その後、現像液吐出ノズル１１は、走査停止位置Ｐ３で上昇した後、他方の待機ポット７の位置Ｐ４まで移動し、待機ポット７内に下降する。
【００４５】
基板１００上に現像液が供給された状態を一定時間維持し、現像を進行させる。このとき、モータ２により基板保持部１を回転駆動し、基板１００を回転させてもよい。その後、純水吐出ノズル１２により純水を基板１００上に供給しながら基板１００を高速回転させることにより基板１００上の現像液を振り切り、基板１００を乾燥させて現像処理を終了する。
【００４６】
図７は現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出状態を示す正面図である。現像液の吐出直後には、図７（ａ）に示すように、現像液がスリット状吐出口１５から滴状に滲み出る。現像液の吐出から一定時間が経過すると、図７（ｂ）に示すように、滴状の現像液がつながってスリット状吐出口１５に沿って現像液が帯状に形成される。
【００４７】
上記の走査開始位置Ｐ１は、現像液吐出ノズル１１が走査開始から基板１００の端縁に到達するまでに走査速度が所定の速度に達し、かつ図７（ｂ）に示すようにスリット状吐出口１５の現像液が帯状になるための時間が確保されるように設定する。
【００４８】
特に、現像液吐出ノズル１１による現像液の吐出開始が走査開始位置Ｐ１にて現像液吐出ノズル１１の走査開始前または走査開始と同時に行われるので、現像液吐出ノズル１１が基板１００の端縁に達するまでにスリット状吐出口１５の現像液が帯状になるための時間が十分に確保される。したがって、走査開始位置Ｐ１を基板１００の端縁に近づけることが可能となる。本実施例では、走査開始位置Ｐ１は、基板１００の端縁から走査方向Ａと反対方向に１０〜１００ｍｍ程度離れた位置に設定する。
【００４９】
また、走査開始位置Ｐ１での現像液の吐出開始時点は、現像液吐出ノズル１１の走査速度および現像液の吐出流量に応じて、現像液吐出ノズル１１が基板１００の端縁に達するまでに現像液の吐出状態が帯状になるための時間が確保されるように設定する。
【００５０】
例えば走査速度が速くなれば、現像液吐出ノズル１１が走査開始位置Ｐ１から基板１００の端縁に到達するまでの時間が短くなるため、吐出開始時点を走査開始時点よりも前に設定する。
【００５１】
また、現像液の吐出流量が多い場合には、現像液の吐出状態が短時間で帯状になるので、吐出開始時点を走査開始時点に近づけることができる。
【００５２】
なお、現像液のむだな消費量を低減するためには、現像液吐出ノズル１１が基板１００の端縁に達するまでに現像液の吐出状態が帯状になる範囲で、現像液の吐出開始時点を現像液吐出ノズル１１の走査開始時点に近づけることが望ましい。
【００５３】
図８は基板１００上での現像液吐出ノズル１１の走査を示す側面図である。上記のように現像液の吐出方向が鉛直下向きから走査方向Ａと反対方向に傾けられているので、基板１００の表面において走査方向Ａへの現像液の流動が抑制されるとともに、走査方向Ａとは逆方向への現像液の流動が誘起される。走査方向Ａへの現像液の流動が抑制されることにより、現像液が現像液吐出ノズル１１よりも走査方向Ａの側へ先行して流れることが防止され、現像の均一性が向上する。走査方向Ａとは逆方向への現像液の流動が誘起されることにより、マイクロバブルと呼ばれる現像液中の微小な泡が基板１００上の感光性膜の表面に付着することが防止され、現像欠陥の発生が抑制される。
【００５４】
本実施例の現像装置では、現像液吐出ノズル１１の走査開始位置Ｐ１にて現像液吐出ノズル１１による現像液の吐出が開始されるので、吐出開始時の現像液が基板１００に衝撃を与えることが回避される。それにより、現像液中の気泡の発生が抑制され、現像欠陥の発生が防止される。
【００５５】
また、現像液吐出ノズル１１の走査開始位置Ｐ１で空気に接触するスリット状吐出口１５付近の現像液が基板１００外に廃棄され、現像液吐出ノズル１１が基板１００上に到達した時点で現像液吐出ノズル１１から新しい現像液が静止した基板１００上に供給される。それにより、変質した現像液により現像欠陥が発生することが防止されるとともに、乾燥した現像液によるパーティクルが基板１００上の感光性膜の表面に付着することが防止される。
【００５６】
また、現像液吐出ノズル１１の走査開始位置Ｐ１で現像液の吐出が開始されるので、現像液吐出ノズル１１による現像液の吐出開始から現像液吐出ノズル１１が基板１００上に達するまでの間にスリット状吐出口１５から吐出される現像液が帯状になるための時間が十分に確保される。したがって、現像液吐出ノズル１１の走査開始位置Ｐ１を基板１００の端縁に近づけることが可能となる。
【００５７】
さらに、現像液吐出ノズル１１が静止した基板１００上をスリット状吐出口１５と基板１００の上面とが近接した状態で水平方向に直線状に平行移動し、スリット状吐出口１５に形成された帯状の現像液が基板１００の表面に連続的に接触するので、基板１００の表面に衝撃が加わることなく基板１００の全面に現像液が均一に供給される。
【００５８】
また、現像液吐出ノズル１１が基板１００上を通過するまで現像液の供給が続けられるので、吐出停止時の衝撃による液盛り中の現像液への悪影響が防止される。その結果、現像欠陥の発生が抑制されるとともに、現像後の感光性膜パターンの線幅均一性が向上する。
【００５９】
また、現像液吐出ノズル１１が基板１００上を通り過ぎた後に現像液の吐出が停止されるので、吐出停止時の現像液の液だれにより基板１００上の感光性膜に衝撃が加わることが防止される。したがって、現像欠陥の発生や感光性膜パターンの線幅均一性の劣化が防止される。
【００６０】
さらに、現像液の吐出方向が走査方向Ａと反対方向に傾けられているので、基板１００の表面での走査方向Ａへの現像液の流動が抑制されるとともに、走査方向Ａとは逆方向への現像液の流動が誘起される。それにより、現像の均一性が向上し、かつ現像欠陥の発生が防止される。
【００６１】
なお、上記実施例では、現像液吐出ノズル１１が基板１００上を通過した後に基板１００の端縁と走査停止位置Ｐ３との間で現像液の吐出を停止させているが、走査停止位置Ｐ３にて現像液の吐出を停止させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における現像装置の平面図である。
【図２】図１の現像装置の主要部のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図１の現像装置の主要部のＹ−Ｙ線断面図である。
【図４】現像液吐出ノズルのスリット状吐出口を示す図である。
【図５】現像液吐出ノズルによる現像液の吐出方向を示す側面図である。
【図６】図１の現像装置の動作を説明するための図である。
【図７】現像液吐出ノズルからの現像液の吐出状態を示す正面図である。
【図８】基板上での現像液吐出ノズルの走査を示す側面図である。
【符号の説明】
１  基板保持部
４  内側カップ
５  外側カップ
６，７  待機スポット
８  ガイドレール
９  ノズルアーム
１０  ノズル駆動部
１１  現像液吐出ノズル
１２  現像液供給系
１３  制御部
１５  スリット状吐出口
【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】
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【図８】
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