(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にレジストが塗布され、露光された後の基板に有機溶剤を含有する現像液を供給して現像を行う現像処理方法において、
上記基板に有機溶剤を含有する現像液を供給し、第１の回転数で上記基板を回転させ、上記基板上に液膜を形成して現像を行う現像工程と、
その後、リンス処理を行わずに、上記第１の回転数よりも高い回転数で上記基板を回転させ、上記基板表面の現像液を振り切って、上記基板の表面を乾燥させる乾燥工程と、を備え、
上記現像工程は、上記第１の回転数よりも低く上記現像液の液膜の乾燥を促進しない第２の回転数で上記基板を回転させることを含む、
ことを特徴とする有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理方法において、
上記第１の回転数は、１００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍである、ことを特徴とする有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理方法。
【請求項３】
請求項１記載の有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理方法において、
上記乾燥工程は、上記基板の回転数が２０００ｒｐｍである、ことを特徴とする有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理方法。
【請求項４】
表面にレジストが塗布され、露光された後の基板に有機溶剤を含有する現像液を供給して現像を行う現像処理装置において、
上記基板を水平に保持する基板保持部と、
上記基板保持部を鉛直軸回りに回転させる回転駆動機構と、
上記基板保持部に保持された基板の表面に対して上記現像液を供給する現像液供給ノズルと、
上記現像液供給ノズルから上記基板への上記現像液の供給及び上記回転駆動機構を制御する制御部と、を具備し、
上記制御部からの制御信号に基づいて、上記基板に有機溶剤を含有する現像液を供給し、第１の回転数で上記基板を回転させ、上記基板上に液膜を形成して現像を行う現像処理と、  その後、リンス処理を行わずに、上記第１の回転数よりも高い回転数で上記基板を回転させ、上記基板表面の現像液を振り切って、上記基板の表面を乾燥させる乾燥処理と、を行い、上記現像処理は、上記第１の回転数よりも低く上記現像液の液膜の乾燥を促進しない第２の回転数で上記基板を回転させることを含む、ことを特徴とする有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理装置において、
上記第１の回転数は、１００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍである、ことを特徴とする有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レジスト膜を形成し、露光処理を行った半導体ウエハ等の基板に有機溶剤を含有する現像液を供給して現像処理を行う現像処理方法及び現像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体ウエハ等の製造ラインにおいては、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の基板の表面に、レジストのパターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術が用いられている。このフォトリソグラフィ技術は、基板の表面にレジスト液を塗布するレジスト塗布処理と、形成されたレジスト膜にパターンを露光する露光処理と、露光処理後の基板に現像液を供給する現像処理などの一連の処理が順次行われ、基板の表面に所定のレジストパターンを形成することができる。
【０００３】
ところで、現像処理においては、露光処理において露光されたレジスト膜の領域のうち、光照射強度の強い領域を選択的に溶解・除去し、パターン形成を行うポジ型システムと、光照射強度の弱い領域を選択的に溶解・除去し、パターン形成を行うネガ型システムと、が知られている。この場合、ネガ型システムでは、有機溶剤を含有する現像液を基板に供給して現像処理を行う。
【０００４】
そして、ネガ型システムにおいて、有機溶剤を含有する現像液を基板に供給する現像処理を行う手法の一つとして、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出し続けて基板に現像液を供給する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５２３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の現像処理方法においては、一定速度で回転している基板上に現像液吐出ノズルから現像液を吐出し続けるため、基板の表面上に形成される現像液の液膜の厚さが厚くなる。有機溶剤を含有する現像液は液膜が厚くなると、レジスト膜の溶解・除去速度が遅くなるため、現像処理の処理時間が長くなる虞がある。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理において、処理時間の短縮化を可能にして、処理能力を向上させることができる現像処理方法及び現像処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明の現像処理方法は、表面にレジストが塗布され、露光された後の基板に有機溶剤を含有する現像液を供給して現像を行う現像処理方法において、  上記基板に有機溶剤を含有する現像液を供給し、第１の回転数で上記基板を回転させ、上記基板上に液膜を形成して現像を行う現像工程と、  その後、リンス処理を行わずに、上記第１の回転数よりも高い回転数で上記基板を回転させ、上記基板表面の現像液を振り切って、上記基板の表面を乾燥させる乾燥工程と、を備え、  上記現像工程は、上記第１の回転数よりも低く上記現像液の液膜の乾燥を促進しない第２の回転数で上記基板を回転させることを含む、ことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
この場合、上記第１の回転数は、１００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍである方が好ましい（請求項２）。
また、この発明において、上記乾燥工程は、上記基板の回転数が２０００ｒｐｍである方が好ましい（請求項３）。
【００１０】
また、この発明の現像処理装置は、上記現像処理方法を実施するものであり、表面にレジストが塗布され、露光された後の基板に有機溶剤を含有する現像液を供給して現像を行う現像処理装置において、  上記基板を水平に保持する基板保持部と、  上記基板保持部を鉛直軸回りに回転させる回転駆動機構と、  上記基板保持部に保持された基板の表面に対して上記現像液を供給する現像液供給ノズルと、  上記現像液供給ノズルから上記基板への上記現像液の供給及び上記回転駆動機構を制御する制御部と、を具備し、  上記制御部からの制御信号に基づいて、上記基板に有機溶剤を含有する現像液を供給し、第１の回転数で上記基板を回転させ、上記基板上に液膜を形成して現像を行う現像処理と、その後、リンス処理を行わずに、上記第１の回転数よりも高い回転数で上記基板を回転させ、上記基板表面の現像液を振り切って、上記基板の表面を乾燥させる乾燥処理と、を行い、上記現像処理は、上記第１の回転数よりも低く上記現像液の液膜の乾燥を促進しない第２の回転数で上記基板を回転させることを含む、ことを特徴とする（請求項４）。
【００１１】
この場合、上記第１の回転数は、１００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍである方がよい（請求項５）。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理方法及び現像処理装置によれば、基板に有機溶剤を含有する現像液を供給し、第１の回転数で基板を回転させ、基板上に液膜を形成して現像を行う現像工程と、その後、リンス処理を行わずに、第１の回転数よりも高い回転数で上記基板を回転させ、基板表面の現像液を振り切って、基板の表面を乾燥させる乾燥工程と、を備えることにより、現像処理の処理時間の短縮化を可能にして、処理能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係る現像処理装置を適用した塗布・現像処理装置に露光処理装置を接続した処理システムの全体を示す概略平面図である。
【図２】上記処理システムの概略斜視図である。
【図３】この発明に係る現像処理装置を示す概略断面図である。
【図４】上記現像処理装置の概略平面図である。
【図５】第１実施形態における現像処理方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明における現像液供給ノズルから基板の中心部に現像液を供給する液膜形成工程を示す概略斜視図（ａ）及び、現像液供給ノズルから基板への現像液の供給を停止する現像工程を示す概略斜視図（ｂ）である。
【図７】パターンの線幅と第１実施形態に係る工程との関係を示す図である。
【図８】パターンの線幅と第１実施形態に係る工程の処理時間との関係を示す図である。
【図９】第２実施形態における現像液供給ノズルを基板の周縁部から中心部に移動させつつ、現像液供給ノズルから基板に現像液を連続的に供給する工程を示す概略斜視図である。
【図１０】パターンの線幅と第２実施形態に係る工程との関係を示す図である。
【図１１】第３実施形態における現像液供給ノズルを基板の中心部から周縁部に移動させつつ、現像液供給ノズルから基板に現像液を供給する工程と、現像液供給ノズルから基板への現像液の供給を停止する工程と、を交互に複数回繰り返す工程を示す概略斜視図である。
【図１２】第４実施形態における複数の現像液供給ノズルから基板の中心部及び中心部以外の部位に現像液を供給する供給工程を示す概略斜視図（ａ）及び、複数の現像液供給ノズルから基板への現像液の供給を停止する停止工程を示す概略斜視図（ｂ）である。
【図１３】第５実施形態における現像処理方法の手順を示すフローチャートである。
【図１４】第５実施形態における液膜形成工程を示す概略斜視図（ａ）、現像工程を示す概略斜視図（ｂ）及び、現像工程において現像液に溶解したレジスト成分を洗い流す洗浄工程を示す概略斜視図（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態について、添付図面に基づいて説明する。ここでは、この発明に係る現像処理装置を塗布・現像処理装置に適用した場合について説明する。
【００１５】
上記処理システムは、図１及び図２に示すように、基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を複数枚例えば２５枚密閉収納するキャリア１０を搬出入するためのキャリアステーション１と、このキャリアステーション１から取り出されたウエハＷにレジスト塗布，現像処理等を施す処理部２と、ウエハＷの表面に光を透過する液層を形成した状態でウエハＷの表面を液浸露光する露光部４と、処理部２と露光部４との間に接続されて、ウエハＷの受け渡しを行うインターフェース部３とを具備している。
【００１６】
キャリアステーション１は、キャリア１０を複数個並べて載置可能な載置部１１と、この載置部１１から見て前方の壁面に設けられる開閉部１２と、開閉部１２を介してキャリア１０からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。
【００１７】
インターフェース部３は、処理部２と露光部４との間に前後に設けられる第１の搬送室３Ａ及び第２の搬送室３Ｂにて構成されており、それぞれに第１のウエハ搬送部３０Ａ及び第２のウエハ搬送部３０Ｂが設けられている。
【００１８】
また、キャリアステーション１の奥側には筐体２０にて周囲を囲まれる処理部２が接続されており、この処理部２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び液処理ユニットＵ４，Ｕ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３が交互に配列して設けられている。また、主搬送手段Ａ２，Ａ３は、キャリアステーション１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁２１により囲まれる空間内に配置されている。また、キャリアステーション１と処理部２との間、処理部２とインターフェース部３との間には、各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニット２２が配置されている。
【００１９】
棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、その組み合わせはウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット（図示せず）、ウエハＷを冷却する冷却ユニット（図示せず）等が含まれる。また、液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図２に示すように、レジストや現像液などの薬液収納部の上に反射防止膜を塗布する反射防止膜塗布ユニット（ＢＣＴ）２３，塗布ユニット（ＣＯＴ）２４、ウエハＷに現像液を供給して現像処理する現像ユニット（ＤＥＶ）２５等を複数段例えば５段に積層して構成されている。この発明に係る現像処理装置５０は現像ユニット（ＤＥＶ）２５に設けられている。
【００２０】
上記のように構成される塗布・現像処理装置におけるウエハの流れについて一例について、図１及び図２を参照しながら簡単に説明する。まず、例えば２５枚のウエハＷを収納したキャリア１０が載置部１１に載置されると、開閉部１２と共にキャリア１０の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そして、ウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニット（図示せず）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、塗布処理の前処理として例えば反射防止膜形成処理、冷却処理が行われた後、塗布ユニットＣＯＴにてレジスト液が塗布される。次いで、主搬送手段Ａ２によりウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚をなす加熱ユニットで加熱（ベーク処理）され、更に冷却された後棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由してインターフェース部３へと搬入される。このインターフェース部３において、第１の搬送室３Ａ及び第２の搬送室３Ｂの第１のウエハ搬送部３０Ａ及び第２のウエハ搬送部３０Ｂによって露光部４に搬送され、ウエハＷの表面に対向するように露光手段（図示せず）が配置されて露光が行われる。露光後、ウエハＷは逆の経路で主搬送手段Ａ２まで搬送され、現像ユニットＤＥＶにて現像されることでパターンが形成される。しかる後ウエハＷは載置部１１上に載置された元のキャリア１０へと戻される。
【００２１】
次に、この発明に係る現像処理装置５０について説明する。現像処理装置５０は、図３及び図４に示すように、ウエハＷの搬入出口５１ａを有するケーシング５１内に、ウエハＷの裏面側中心部を吸引吸着して水平に保持する基板保持部をなすスピンチャック４０を具備している。なお、搬入出口５１ａにはシャッタ５１ｂが開閉可能に配設されている。
【００２２】
上記スピンチャック４０は軸部４１を介して例えばサーボモータ等の回転駆動機構４２に連結されており、この回転駆動機構４２によりウエハＷを保持した状態で回転可能に構成されている。なお、回転駆動機構４２は、この発明における制御部であるコントローラ６０に電気的に接続されており、コントローラ６０からの制御信号に基づいてスピンチャック４０の回転数が制御されるようになっている。
【００２３】
また、スピンチャック４０に保持されたウエハＷの側方を囲むようにしてカップ４３が設けられている。このカップ４３は、円筒状の外カップ４３ａと、上部側が内側に傾斜した筒状の内カップ４３ｂとからなり、外カップ４３ａの下端部に接続された例えばシリンダ等の昇降機構４４により外カップ４３ａが昇降し、更に内カップ４３ｂは外カップ４３ａの下端側内周面に形成された段部に押し上げられて昇降可能なように構成されている。なお、昇降機構４４はコントローラ６０に電気的に接続されており、コントローラ６０からの制御信号に基づいて外カップ４３ａが昇降するように構成されている。
【００２４】
また、スピンチャック４０の下方側には円形板４５が設けられており、この円形板４５の外側には断面が凹部状に形成された液受け部４６が全周に亘って設けられている。液受け部４６の底面にはドレイン排出口４７が形成されており、ウエハＷから零れ落ちるか、あるいは振り切られて液受け部４６に貯留された現像液やリンス液はこのドレイン排出口４７を介して装置の外部に排出される。また、円形板４５の外側には断面山形のリング部材４８が設けられている。なお、図示は省略するが、円形板４５を貫通する例えば３本の基板支持ピンである昇降ピンが設けられており、この昇降ピンと図示しない基板搬送手段との協働作用によりウエハＷはスピンチャック４０に受け渡しされるように構成されている。
【００２５】
一方、スピンチャック４０に保持されたウエハＷの上方側には、ウエハＷの表面の中心部と隙間を介して対向するようにして、昇降及び水平移動可能な現像液供給ノズル５２（以下に現像ノズル５２という）が設けられている。この場合、現像ノズル５２は、ノズル先端部に現像液を供給（吐出）する円形状の吐出口（図示せず）を有している。
【００２６】
また、現像ノズル５２は、ノズルアーム５４Ａの一端側に支持されており、このノズルアーム５４Ａの他端側は図示しない昇降機構を備えた移動基台５５Ａと連結されており、更に移動基台５５Ａは例えばボールねじやタイミングベルト等の現像液供給ノズル移動機構５６Ａ（以下に現像ノズル移動機構５６Ａという）にてＸ方向に伸びるガイド部材５７Ａに沿って横方向に移動可能なように構成されている。現像ノズル移動機構５６Ａを駆動することにより、現像ノズル５２は、ウエハＷの中心部から周縁部に向かう直線（半径）に沿って移動する。
【００２７】
なお、カップ４３の一方の外方側には、現像ノズル５２の待機部５９Ａが設けられており、この待機部５９Ａで現像ノズル５２のノズル先端部の洗浄などが行われる。
【００２８】
また、スピンチャック４０に保持されたウエハＷの上方側には、ウエハＷの表面の中心部と隙間を介して対向するようにして、リンス液を供給（吐出）するリンス液供給ノズル５８（以下にリンスノズル５８という）が昇降及び水平移動可能に設けられている。
【００２９】
このリンスノズル５８は、ノズルアーム５４Ｂの一端側に互いに平行状態に保持されており、このノズルアーム５４Ｂの他端側は図示しない昇降機構を備えた移動基台５５Ｂと連結されており、更に移動基台５５Ｂは例えばボールねじやタイミングベルト等のリンス液供給ノズル移動機構５６Ｂ（以下にリンスノズル移動機構５６Ｂという）にてＸ方向に伸びるガイド部材５７Ｂに沿って横方向に移動可能、すなわちウエハＷの中心部から基板の周縁部に向かって径方向に移動可能なように構成されている。なお、カップ４３の一方の外方側には、リンスノズル５８の待機部５９Ｂが設けられている。
【００３０】
また、現像ノズル５２は、開閉弁Ｖ１を介設した現像液供給管７０を介して現像液供給源７１に接続されている。一方、リンスノズル５８は、リンスノズル５８と洗浄液供給源であるリンス液供給源７７とを接続するリンス液供給管７６に開閉弁Ｖ２が介設されている。
【００３１】
なお、上記現像ノズル移動機構５６Ａ，リンスノズル移動機構５６Ｂ、開閉弁Ｖ１，Ｖ２は、それぞれ上記コントローラ６０に電気的に接続されており、コントローラ６０に予め記憶された制御信号に基づいて現像ノズル５２の水平移動、リンスノズル５８の水平移動、開閉弁Ｖ１，Ｖ２の開閉駆動が行われるように構成されている。コントローラ６０は、開閉弁Ｖ１の開閉駆動を制御することにより、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液の供給の制御が可能となる。
【００３２】
上記のように構成される現像ノズル５２からウエハＷに供給される現像液は、有機溶剤を含有する現像液を用いる。この現像液は、露光処理において露光されたレジスト膜の領域のうち、光照射強度の弱い領域を選択的に溶解・除去し、パターン形成を行うことができる。有機溶剤を含有する現像液としては、例えばケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤及び炭化水素系溶剤等を用いることができ、本実施形態においては、エステル系溶剤である酢酸ブチルを含有する現像液を用いる。
【００３３】
一方、リンスノズル５８からウエハＷに供給されるリンス液は、有機溶媒を含むリンス液を用いる。有機溶媒を含むリンス液としては、例えば分岐及び環状構造の少なくもいずれかを含むアルキル鎖を有し、該アルキル鎖における２級又は３級炭素原子が水酸基と結合している、炭素数が少なくとも５であるアルコール、もしくは、炭素数が少なくとも５であるアルキル基及び炭素数が少なくとも５であるシクロアルキル基の少なくともいずれかを有するジアルキルエーテル、を含有するリンス液を用いることができ、本実施形態においては、該当するアルコールである４−メチル−２−ペンタノール（ＭＩＢＣ）を含有するリンス液を用いる。
【００３４】
次に、上記のように構成される現像処理装置５０によるウエハＷの現像処理の第１実施形態について説明する。図５は、第１実施形態における現像処理方法の手順を示すフローチャートであって、矢印の方向にステップが進行する。なお、第１実施形態においては、直径３００ｍｍのウエハＷを現像処理する。
【００３５】
まず、図示しない搬送手段によって、ウエハＷをスピンチャック４０上に搬送し、ウエハＷをスピンチャック４０にて保持し、ウエハＷを回転駆動機構４２の駆動によって例えば１０００ｒｐｍで回転する（ステップＳ１）。そして、現像ノズル移動機構５６Ａを駆動して現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部の上方位置に移動する（ステップＳ２）。
【００３６】
なお、ステップＳ１とステップＳ２の順序を逆にしてもよい。すなわち、現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部の上方位置に移動した後、ウエハＷを回転駆動機構４２の駆動によって例えば１０００ｒｐｍで回転してもよい。
【００３７】
次いで、現像液ノズル５２からウエハＷの中心部に現像液を供給する（ステップＳ３）。ステップＳ３は、ウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２からウエハＷの中心部に現像液Ｄを供給して液膜を形成する液膜形成工程（ステップＡ：図６（ａ）参照）と、ウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液Ｄの供給を停止してレジスト膜を現像する現像工程（ステップＢ：図６（ｂ）参照）と、を備え、液膜形成工程（ステップＡ）と現像工程（ステップＢ）とを交互に複数回繰り返す。
【００３８】
まず、１回目の液膜形成工程（ステップＡ）を行う。現像液Ｄの供給は、例えば１０００ｒｐｍで回転するウエハＷの中心部に現像ノズル５２から現像液Ｄを供給して液膜を形成する。現像ノズル５２から供給される現像液Ｄの流速は、例えば３００ｍｌ／ｍｉｎであって、現像液Ｄを供給してから現像液Ｄの供給を停止するまでの間の現像液供給期間Ｔは０．５秒である。
【００３９】
次いで、１回目の現像工程（ステップＢ）を行う。現像工程は、例えば１０００ｒｐｍでウエハＷを回転させながらウエハＷ上のレジスト膜の現像を行う。現像液Ｄの供給を停止してから次の現像液供給までの間の現像液停止期間Ｐは１．５秒である。この現像工程において、ウエハＷを１０００ｒｐｍで回転させながら現像液の供給を停止すると、乾燥が促進される虞があるので、乾燥を抑制する方法として、例えば、ウエハＷ上の一部に整流板を配設するか、あるいは、ウエハ全体をカバーで覆って、現像液の揮発を抑制する方がよい。なお、現像工程において、ウエハＷの回転数を例えば１００ｒｐｍまで減速することにより現像の乾燥を抑制することができる。また、乾燥を抑制する別の手段として、ウエハWの温度と現像液の温度のうち少なくとも一方の温度を１８℃〜２１℃にするか、あるいは、現像工程において、カップ４３（具体的には、外カップ４３ａ）の開口部を縮小して３０ｍｍ以下にすることにより、現像の乾燥を抑制することができる。
【００４０】
次いで、２回目の液膜形成工程（ステップＡ）を、１回目の液膜形成工程と同様にして行い、次いで、２回目の現像工程（ステップＢ）を、１回目の現像工程と同様にして行う。
【００４１】
そして、液膜形成工程（ステップＡ）と現像工程（ステップＢ）とを交互に複数回例えばｎ＝８回繰り返すことにより、ステップＳ３を達成することができる。
【００４２】
次に、現像ノズル移動機構５６Ａを駆動して現像ノズル５２をウエハＷの中心部から周縁部に移動する（ステップＳ４）。
【００４３】
上記のようにして、現像ノズル５２からウエハＷに現像液を供給した後、リンスノズル移動機構５６Ｂを駆動してリンスノズル５８をウエハ表面の中心部上方位置に移動し、例えば１０００ｒｐｍで回転するウエハＷの表面にリンスノズル５８より有機溶媒を含むリンス液を供給する（ステップＳ５）。リンスノズル５８から供給されるリンス液の流速は、例えば１２０ｍｌ／ｍｉｎであって、リンス液を供給してからリンス液の供給を停止するまでの間のリンス液供給期間は５秒である。リンスノズル５８より供給されたリンス液によって、現像液によるレジスト膜の溶解が停止すると共に、ウエハ表面のレジスト溶解成分を含む現像液を洗い流すことができる。
【００４４】
なお、ステップＳ５のリンス処理において、リンス液に代えてステップＳ３において有機現像液を用いてウエハ表面のレジスト溶解成分を含む現像液を洗い流してもよい。この場合、現像ノズル５２からウエハＷの中心部に有機現像液を供給する他、現像ノズル５２をウエハＷの中心部から周縁部、あるいは、ウエハＷの周縁部から中心部に移動しながら有機現像液を供給してもよい。
【００４５】
次いで、回転駆動機構４２の駆動によりウエハＷを高速回転例えば回転数を２０００ｒｐｍにしてウエハ表面の液を振り切るスピン乾燥処理を２０秒間行う（ステップＳ６）。
【００４６】
上記第１実施形態によれば、ウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２からウエハＷの中心部に現像液を供給して液膜を形成する液膜形成工程と、ウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液Ｄの供給を停止してレジスト膜を現像する現像工程と、を備え、液膜形成工程と現像工程とを交互に複数回繰り返すことにより、ウエハＷの表面上に形成される現像液Ｄの液膜の厚さを薄く保ち、レジスト膜の溶解・除去速度を速くすることができるため、現像処理の処理時間の短縮化を可能にして、処理能力を向上させることができる。
【００４７】
図７は、直径３００ｍｍのウエハＷに、現像液を２０秒間、各処理条件：○（現像液供給期間Ｔ／現像液停止期間Ｐ：０．５ｓ／１．５ｓ），△（現像液供給期間Ｔ／現像液停止期間Ｐ：１．０ｓ／１．０ｓ），□（現像液供給期間Ｔ／現像液停止期間Ｐ：１．５ｓ／０．５ｓ），×（Ａｌｌ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅ）にて供給後、上述したリンス処理及び乾燥処理した後の、ウエハＷの中心部から周縁部までの各部位のパターンの線幅を測定した実験結果である。
【００４８】
図７に示すように、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液の供給を停止する現像工程を設けず、連続的に現像液をウエハＷに供給する処理条件：×（Ａｌｌ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅ）は、ウエハＷ中心部から周縁部までの各部位において、現像工程を設けた処理条件：○（Ｔ／Ｐ：０．５ｓ／１．５ｓ）、△（Ｔ／Ｐ：１．０ｓ／１．０ｓ）及び□（Ｔ／Ｐ：１．５ｓ／０．５ｓ）より、パターンの線幅が太く、レジスト膜の溶解・除去速度が遅いことが示されている。
【００４９】
また、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液の供給を停止する現像工程を設ける処理条件：○（Ｔ／Ｐ：０．５ｓ／１．５ｓ）と、処理条件：△（Ｔ／Ｐ：１．０ｓ／１．０ｓ）と、処理条件：□（Ｔ／Ｐ：１．５ｓ／０．５ｓ）の比較により、現像液供給期間Ｔが最も短い処理条件：○（現像液供給期間Ｔ／現像液停止期間Ｐ：０．５ｓ／１．５ｓ）が最もパターンの線幅が細く、レジスト膜の溶解・除去速度が速いことが示されている。
【００５０】
図８は、直径３００ｍｍのウエハＷに、現像液を所定の処理時間、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液の供給を停止する現像工程を設けず、連続的に現像液をウエハＷに供給する処理条件：×（Ａｌｌ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅ），処理条件：○（現像液供給期間Ｔ／現像液停止期間Ｐ：０．５ｓ／１．５ｓ）にて供給後、上述したリンス処理及び乾燥処理した後の、ウエハＷの中心部における処理時間経過毎のパターンの線幅を測定した実験結果である。
【００５１】
図８に示すように、目標の線幅を４０ｎｍとすると、処理条件：×（Ａｌｌ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅ）では３０秒の処理時間が必要なのに対して、処理条件：○（Ｔ／Ｐ：０．５ｓ／１．５ｓ）では２０秒の処理時間で達成しており、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液の供給を停止する停止工程を設ける処理条件：○（Ｔ／Ｐ：０．５ｓ／１．５ｓ）の方が、目標の線幅にするための処理時間が短くなっていることが判る。
【００５２】
上述した第１実施形態では、現像ノズル移動機構５６Ａを駆動して現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部の上方位置に移動させたが（ステップＳ２）、例えば図９に示すように、現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部に移動させつつ、現像ノズル５２からウエハＷに現像液Ｄを連続的に供給してもよい（ステップＳ２ａ：図示せず）。なお、現像液を連続的に供給するとは、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液の供給を停止する工程を設けずに、現像ノズル５２からウエハＷに現像液を供給し続けることをいう。
【００５３】
現像処理装置５０によるウエハＷの現像処理の第２実施形態について説明すると、第１実施形態と同様に、まず、図示しない搬送手段によって、ウエハＷをスピンチャック４０上に搬送し、ウエハＷをスピンチャック４０にて保持し、ウエハＷを回転駆動機構４２の駆動によって例えば１０００ｒｐｍで回転する（ステップＳ１）。
【００５４】
次いで、図９に示すように、現像ノズル移動機構５６Ａを駆動して、４０ｍｍ／ｓの速度にて現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部に移動させつつ、現像ノズル５２から現像液Ｄを流速例えば３００ｍｌ／ｍｉｎにて連続的に供給する（ステップＳ２ａ）。その後の処理工程（ステップＳ３〜Ｓ６）は、第１実施形態と同様に行われる。
【００５５】
上記第２実施形態によれば、現像ノズル５２からウエハＷの中心部に現像液Ｄを供給する前に、ウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部に移動させつつ、現像ノズル５２からウエハＷに現像液Ｄを連続的に供給することにより、現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部に移動する工程の時点から、レジスト膜の溶解・除去を開始することができるため、現像処理の処理時間の短縮化を可能にして、処理能力を向上させることができる。また、ウエハＷの中心部以外の部位に現像液Ｄを供給することにより、ウエハＷ全体に対しより均一な現像処理を行うことができる。
【００５６】
図１０は、直径３００ｍｍのウエハＷを１０００ｒｐｍで回転させ、現像ノズル５２を各処理条件：×（移動時に現像液の供給を行わない），△（現像ノズル５２の移動速度１２０ｍｍ／ｓ、流量３００ｍｌ／ｍｉｎにて現像液を供給），○（現像ノズル５２の移動速度４０ｍｍ／ｓ、流量３００ｍｌ／ｍｉｎにて現像液を供給）にて、現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部の上方位置に移動させ、ウエハＷの中心部にて現像液を現像液供給期間Ｔ／現像液停止期間Ｐ：１．０ｓ／１．０ｓの条件で１６秒間供給後、上述したリンス処理及び乾燥処理した後の、ウエハＷの中心部から周縁部までの各部位のパターンの線幅を測定した実験結果である。
【００５７】
図１０に示すように、現像ノズル５２からウエハＷに現像液の供給を行わない処理条件：×（移動時に現像液の供給を行わない）より、現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部に移動させつつ、現像ノズル５２からウエハＷに現像液を連続的に供給する工程を備える処理条件：△（現像ノズル５２の移動速度１２０ｍｍ／ｓ、流量３００ｍｌ／ｍｉｎにて現像液を供給）及び○（現像ノズル５２の移動速度４０ｍｍ／ｓ、流量３００ｍｌ／ｍｉｎにて現像液を供給）の方が、パターンの線幅が細くなっている。
【００５８】
また、現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部に移動させつつ、現像ノズル５２からウエハＷに現像液を連続的に供給する工程を設ける処理条件：△（現像ノズル５２の移動速度１２０ｍｍ／ｓ、流量３００ｍｌ／ｍｉｎにて現像液を供給）と、処理条件：○（現像ノズル５２移動速度４０ｍｍ／ｓ、流量３００ｍｌ／ｍｉｎにて現像液を供給）の比較により、現像ノズル５２の移動速度が遅い処理条件：○（現像ノズル５２移動速度４０ｍｍ／ｓ、流量３００ｍｌ／ｍｉｎにて現像液を供給）が最もパターンの線幅が細くなっている。
【００５９】
以上の結果よりステップＳ２ａにおいて、現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部に移動させつつ、現像ノズル５２からウエハＷに現像液を連続的に供給することにより、パターンの線幅の調整が可能となることが示された。また、現像ノズル５２の移動速度によっても線幅の調整ができることが判った。
【００６０】
上述した第１実施形態では、現像液の供給を停止したまま現像ノズル５２をウエハＷの中心部から周縁部に移動させたが（ステップＳ４）、例えば図１１に示すように、現像ノズル５２をウエハＷの中心部から周縁部に移動させつつ、現像ノズル５２からウエハＷに現像液Ｄを供給する工程と、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液Ｄの供給を停止する工程と、を交互に複数回繰り返してもよい（ステップＳ４ａ：図示せず）。
【００６１】
現像処理装置５０によるウエハＷの現像処理の第３実施形態について説明すると、第１実施形態と同様に、処理工程（ステップＳ１〜Ｓ３）を行う。
【００６２】
次いで、図１１に示すように、現像ノズル移動機構５６Ａを駆動して、４０ｍｍ／ｓの速度にて現像ノズル５２をウエハＷの中心部から周縁部に移動させつつ、現像ノズル５２から現像液を流速例えば３００ｍｌ／ｍｉｎにてウエハＷに現像液を供給する工程と、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液の供給を停止する工程と、を交互に複数回例えば２回繰り返す（ステップＳ４ａ）。その後の処理工程（ステップＳ５，Ｓ６）は、第１実施形態と同様に行われる。
【００６３】
上記第３実施形態によれば、現像ノズル５２からウエハＷの中心部に現像液を供給した後に、ウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２をウエハＷの中心部から周縁部に移動させつつ、現像ノズル５２からウエハＷに現像液を供給する工程と、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液の供給を停止する工程と、を交互に複数回繰り返すことにより、現像ノズル５２をウエハＷの中心部から周縁部に移動する工程においても、ウエハＷに現像液を供給してレジスト膜の溶解・除去を行うことができるため、現像処理の処理時間の短縮化を可能にして、処理能力を向上させることができる。また、ウエハＷの中心部以外の部位に現像液を供給することにより、ウエハＷ全体に対しより均一な現像処理を行うことができる。
【００６４】
上述した第１実施形態では、１本の現像ノズル５２からウエハＷの中心部に現像液の供給を行ったが（ステップＳ３）、例えば図１２に示すように、現像ノズルを複数例えば５本設け、１本の現像ノズル５２ＡからウエハＷの中心部に現像液Ｄを供給すると共に、４本の現像ノズル５２Ｂから中心部以外の部位に現像液Ｄを供給してもよい（ステップＳ３ａ：図示せず）。
【００６５】
現像処理装置５０によるウエハＷの現像処理の第４実施形態について説明すると、第１実施形態と同様に、処理工程（ステップＳ１，Ｓ２）を行う。なお、ステップＳ２においては、現像ノズル５２ＡをウエハＷの中心部の上方に配置し、現像ノズル５２ＢをウエハＷの中心部以外の部位の上方であって、現像ノズル５２Ａを介して対称となる左右の位置に２本ずつ配置してある（図１２参照）。
【００６６】
次いで、複数の現像ノズル５２Ａ，５２ＢからウエハＷの中心部及び中心部以外の部位に現像液Ｄを供給する（ステップＳ３ａ）。ステップＳ３ａは、図１２（ａ）に示すように、ウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２Ａ，５２ＢからウエハＷの中心部及び中心部以外の部位に現像液Ｄを供給して液膜を形成する液膜形成工程（ステップＡａ：図示せず）と、図１２（ｂ）に示すように、ウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２Ａ，５２ＢからウエハＷへの現像液の供給を停止してレジスト膜を現像する現像工程（ステップＢａ：図示せず）と、を備え、液膜形成工程（ステップＡａ）と現像工程（ステップＢａ）とを交互に複数回繰り返す。
【００６７】
まず、１回目の液膜形成工程（ステップＡａ）を行う。現像液Ｄの供給は、例えば１０００ｒｐｍで回転するウエハＷの中心部及び中心部以外の部位に現像ノズル５２Ａ，５２Ｂから現像液Ｄを供給する。現像ノズル５２Ａ，５２Ｂから供給される現像液Ｄの流速は、例えば６０ｍｌ／ｍｉｎであって、現像液Ｄを供給してから現像液Ｄの供給を停止するまでの間の現像液供給期間Ｔは０．５秒である。
【００６８】
次いで、１回目の現像工程（ステップＢａ）を行う。現像液の供給の現像工程は、例えば１０００ｒｐｍでウエハＷを回転させながら行う。現像液の供給を停止してから次の現像液供給までの間の現像液停止期間Ｐは１．５秒である。
【００６９】
次いで、２回目の液膜形成工程（ステップＡａ）を、１回目の液膜形成工程と同様にして行い、次いで、２回目の現像工程（ステップＢａ）を、１回目の現像工程と同様にして行われる。
【００７０】
そして、液膜形成工程（ステップＡａ）と現像工程（ステップＢａ）とを交互に複数回例えばｎ＝８回繰り返すことにより、ステップＳ３ａを達成することができる。その後の処理工程（ステップＳ４〜Ｓ６）は、第１実施形態と同様に行う。
【００７１】
上記第４実施形態によれば、複数の現像ノズル５２Ａ，５２Ｂを設け、液膜形成工程では、現像ノズル５２Ａ，５２ＢからウエハＷの中心部及び中心部以外の部位に現像液を供給し、現像工程では、現像ノズル５２Ａ，５２ＢからウエハＷへの現像液の供給が停止されることにより、複数の現像ノズル５２Ａ，５２Ｂから、ウエハＷの中心部及び中心部以外の部位に現像液を供給することができるため、現像処理の処理時間の短縮化を可能にして、処理能力を向上させることができる。また、ウエハＷの中心部以外の部位に現像液を供給することにより、ウエハＷ全体に対しより均一な現像処理を行うことができる。
【００７２】
次に、上記のように構成される現像処理装置５０によるウエハＷの現像処理の第５実施形態について、図１３に示すフローチャートと図１４に示す概略斜視図を参照して説明する。
【００７３】
まず、図示しない搬送手段によって、ウエハＷをスピンチャック４０上に搬送し、ウエハＷをスピンチャック４０にて保持し、ウエハＷを回転駆動機構４２の駆動によって例えば１０００ｒｐｍで回転する（ステップＳ１）。そして、現像ノズル移動機構５６Ａを駆動して現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部の上方位置に移動する（ステップＳ２）。
【００７４】
なお、ステップＳ１とステップＳ２の順序を逆にしてもよい。すなわち、現像ノズル５２をウエハＷの周縁部から中心部の上方位置に移動した後、ウエハＷを回転駆動機構４２の駆動によって例えば１０００ｒｐｍで回転してもよい。
【００７５】
次いで、現像液ノズル５２からウエハＷの中心部に現像液を供給する（ステップＳ３）。ステップＳ３は、ウエハＷを１０００ｒｐｍ（第１の回転数）で回転させながら、現像ノズル５２からウエハＷの中心部に現像液Ｄを供給して液膜を形成する液膜形成工程（ステップＡ：図１４（ａ）参照）と、第１の回転数よりも低く、現像液の乾燥が促進しない程度の回転数（第２の回転数）例えば１００ｒｐｍでウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液Ｄの供給を停止してレジスト膜を現像する現像工程（ステップＢ：図１４（ｂ）参照）と、ウエハＷの回転数を例えば１０００ｒｐｍに上げると共に、現像液ＤをウエハＷの中心部に供給してレジスト溶解成分を含む現像液を洗い流す洗浄工程（ステップＣ：図１４（ｃ）参照）と、を備えている。
【００７６】
ステップＳ３について詳細に説明する。まず、１回目の液膜形成工程（ステップＡ）を行う。現像液Ｄの供給は、例えば１０００ｒｐｍ（第１の回転数）で回転するウエハＷの中心部に現像ノズル５２から現像液Ｄを供給して液膜を形成する。現像ノズル５２から供給される現像液Ｄの流速は、例えば６０ｍｌ／ｍｉｎであって、現像液Ｄを供給してから現像液Ｄの供給を停止するまでの間の現像液供給期間Ｔは５秒である。この液膜形成工程により現像液の液膜はウエハ全面に広げられる。
【００７７】
次いで、１回目の現像工程（ステップＢ）を行う。現像工程は、第１の回転数よりも低い例えば１００ｒｐｍでウエハＷを回転させながらウエハＷ上のレジスト膜の液膜を薄く保ったまま現像を行う。現像液Ｄの供給を停止してから次の現像液供給までの間の現像液停止期間Ｐは１４秒である。なお、現像工程において、ウエハＷの回転数を例えば１００ｒｐｍまで減速することにより現像の乾燥を抑制することができる。また、乾燥を抑制する方法として、例えば、ウエハＷ上の一部に整流板を配設するか、あるいは、ウエハ全体をカバーで覆って、現像液の揮発を抑制することができる。また、乾燥を抑制する別の手段として、ウエハWの温度と現像液の温度のうち少なくとも一方の温度を１８℃〜２１℃にするか、あるいは、現像工程において、カップ４３（具体的には、外カップ４３ａ）の開口部を縮小して３０ｍｍ以下にすることにより、現像の乾燥を抑制することができる。
【００７８】
なお、上記説明では、液膜形成工程において、現像液の流速を６０ｍｌ／ｍｉｎ、現像液供給期間Ｔを５秒とし、現像工程において、現像液停止期間Ｐを１４秒としているが、現像液の流速を６０ｍｌ／ｍｉｎより遅くし、現像液供給期間Ｔを５秒より長くし、現像液停止期間Ｐをその分短くしてもよい。
【００７９】
現像工程後、ウエハＷの回転数を例えば１０００ｒｐｍに上げると共に、現像液ＤをウエハＷの中心部に供給してレジスト溶解成分を含む現像液を洗い流す洗浄工程（ステップＣ）によりステップＳ３が達成される。なお、ステップＣの洗浄工程において、現像ノズル５２からウエハＷの中心部に有機現像液を供給する他、現像ノズル５２をウエハＷの中心部から周縁部、あるいは、ウエハＷの周縁部から中心部に移動しながら有機現像液を供給してもよい。
【００８０】
次に、現像ノズル移動機構５６Ａを駆動して現像ノズル５２をウエハＷの中心部から周縁部に移動する（ステップＳ４）。
【００８１】
上記のようにして、現像ノズル５２からウエハＷに現像液を供給した後、図１３に二点鎖線で示すように、リンスノズル移動機構５６Ｂを駆動してリンスノズル５８をウエハ表面の中心部上方位置に移動し、例えば１０００ｒｐｍで回転するウエハＷの表面にリンスノズル５８より有機溶媒を含むリンス液を供給してリンス処理を行う（ステップＳ５）。リンスノズル５８から供給されるリンス液の流速は、例えば１２０ｍｌ／ｍｉｎであって、リンス液を供給してからリンス液の供給を停止するまでの間のリンス液供給期間は５秒である。リンスノズル５８より供給されたリンス液によって、現像液によるレジスト膜の溶解が停止すると共に、ウエハ表面のレジスト溶解成分を含む現像液を洗い流すことができる。
【００８２】
なお、ステップＳ３の洗浄工程において有機現像液を用いてウエハ表面のレジスト溶解成分を含む現像液を洗い流すので、ステップＳ５のリンス処理を行わずに次工程の乾燥処理を行ってもよい。なお、リンス処理を行わずに乾燥処理を行う場合、乾燥工程の前にＮ２などのガスをウエハＷの中心部に供給してレジスト膜の現像の進行を調整してもよい。このとき、現像ノズル５２をウエハＷの中心部から周縁部、あるいは、ウエハＷの周縁部から中心部に移動しながら有機現像液を供給する場合には、ガスの供給位置をウエハＷの中心部から周縁部へと移動させ、ウエハＷ上で現像液の液膜が均一になるようにガスを供給する。
【００８３】
乾燥工程は、回転駆動機構４２の駆動によりウエハＷを高速回転例えば回転数を２０００ｒｐｍにしてウエハ表面の液を振り切るスピン乾燥処理を２０秒間行う（ステップＳ６）。
【００８４】
なお、上記説明では、液膜形成工程においてウエハＷの回転数を１０００ｒｐｍとし、現像工程においてウエハＷの回転数を１００ｒｐｍとしたが、液膜形成工程におけるウエハＷの回転数を１００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍとし、現像工程におけるウエハＷの回転数を１０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍとしても、同様の効果が得られる。例えば、液膜形成工程においてウエハＷの回転数を１０００ｒｐｍとし、現像工程においてウエハＷの回転数を１００ｒｐｍに減速して現像液の供給を停止すると共に、更に１０ｒｐｍと超低速回転させて現像処理を行ってもよい。なお、現像工程においてウエハＷの回転停止を含めない理由は、ウエハＷの回転を停止すると、現像液に溶けたレジスト成分によって濃度分布ができてしまい、均一な線幅が得られなくなるからである。
【００８５】
なお、第５実施形態において、液膜形成工程と現像工程とを交互に複数回繰り返してもよい。
【００８６】
上記第５実施形態によれば、ウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２からウエハＷの中心部に現像液を供給して液膜を全面に薄く形成する液膜形成工程と、ウエハＷを回転させながら、現像ノズル５２からウエハＷへの現像液Ｄの供給を停止してウエハＷ上のレジスト膜の液膜を薄く保ったまま現像する現像工程と、有機現像液を用いてウエハ表面のレジスト溶解成分を含む現像液を洗い流す洗浄工程と、を備えることにより、ウエハＷの表面上に形成される現像液Ｄの液膜の厚さを薄く保ち、レジスト膜の溶解・除去速度を速くすることができるため、現像処理の処理時間の短縮化を可能にして、処理能力を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８７】
Ｗ  半導体ウエハ（基板）
４０  スピンチャック（基板保持部）
４２  回転駆動機構
５０  現像処理装置
５２，５２Ａ，５２Ｂ  現像ノズル（現像液供給ノズル）
５６Ａ  現像ノズル移動機構（現像液供給ノズル移動機構）
５６Ｂ  リンスノズル移動機構（リンス液供給ノズル移動機構）
５８  リンスノズル（リンス液供給ノズル）
６０  コントローラ（制御部）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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