(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に現像処理を行う現像装置であって、
基板を回転可能に保持する回転保持手段と、
現像液を基板に供給する現像液ノズルと、
リンス液を基板に供給するリンス液ノズルと、
不活性ガスを基板に供給する不活性ガスノズルと、
基板の回転と、現像液、リンス液、および不活性ガスの供給を制御する制御手段と、
を備え、
前記リンス液ノズルと前記不活性ガスノズルとは、平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において並設され、
前記制御手段は、基板を回転させつつ回転中心付近にリンス液を供給した後であって、基板上にリンス液の液膜が存在している間に、回転中心付近に不活性ガスの供給を開始し、
さらに、前記不活性ガスノズルを、平面視で基板の回転中心付近において微動させる駆動手段を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記駆動手段はさらに、前記リンス液ノズルを、平面視で基板の回転中心付近において微動させることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の現像装置において、
さらに、前記リンス液ノズルが平面視で基板の回転中心付近に配置されている時に、前記現像液ノズルも平面視で基板の回転中心付近において並設され、
前記制御手段は、基板を回転させつつ、現像液の回転中心付近への供給からリンス液の回転中心付近への供給に、瞬時に切り替え可能である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の現像装置において、
前記リンス液ノズルと前記不活性ガスノズルとは一体に構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の現像装置において、
前記現像液ノズルは、前記リンス液ノズルおよび前記不活性ガスノズルと一体に構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の現像装置において、
リンス液は界面活性剤を含む溶液であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像液ノズルと前記リンス液ノズルとを挟むように設けられ、前記現像液ノズル内の現像液、および、前記リンス液ノズル内のリンス液の温度を共通して調節する温調手段を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
基板に現像処理を行う現像装置であって、
基板を回転可能に保持する回転保持手段と、
現像液を基板に供給する現像液ノズルと、
リンス液を基板に供給するリンス液ノズルと、
不活性ガスを基板に供給する不活性ガスノズルと、
基板の回転と、現像液、リンス液、および不活性ガスの供給を制御する制御手段と、
を備え、
前記現像液ノズルと前記リンス液ノズルとは、平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において並設され、
前記制御手段は、基板を回転させつつ、現像液の回転中心付近への供給からリンス液の回転中心付近への供給に、瞬時に切り替え可能であり、
さらに、前記リンス液ノズルを、平面視で基板の回転中心付近において微動させる駆動手段を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
基板に現像処理を行う現像方法において、
基板に現像液を供給して基板を現像する現像過程と、
基板にリンス液を供給しつつ、基板を回転させてリンスを行うリンス過程と、
前記リンス過程が終了した後であって、基板上にリンス液の液膜が存在している間に、不活性ガスノズルから基板の回転中心付近に不活性ガスの供給を開始して、基板を乾燥する乾燥過程と、
を備え、
さらに、不活性ガスを供給するタイミングに従って、前記不活性ガスノズルを平面視で基板の回転中心付近において微動させることを特徴とする現像方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の現像方法において、
前記現像過程はその期間が終了するまで現像液の供給を継続するとともに、
前記リンス過程は、現像液の供給が終了した直後に、リンス液の供給を開始することを特徴とする現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板、光ディスク用の基板など（以下、単に「基板」と称する）に現像処理を行う現像装置および現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面に形成されたレジスト膜を現像処理する方法の１つとして、パドル現像方式が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。この現像方式は、以下に説明するように、現像過程、リンス過程、および乾燥過程に大きく分けることができる。
【０００３】
まず、基板に対して現像液ノズルを移動させつつ現像液を供給して、現像液を液盛りする。この状態で所定期間が経過するまで基板を静止させて、現像反応を進行させる（現像過程）。その後、基板にリンス液（たとえば、純水）を供給するとともに基板を回転させて、現像反応を停止させ洗浄する（リンス過程）。リンスが終了すると、リンス液の供給を停止するとともに、基板を高速回転させて乾燥させる（乾燥過程）。
【０００４】
このため、現像処理ユニットは、基板を回転可能に保持する回転保持手段や、現像液ノズルおよびリンス液ノズル等が配備されている。現像装置は、現像処理ユニットを複数台搭載して、現像処理を並列的に行えるように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０９８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、現像処理を行う基板の表面はレジスト膜が形成されており、基板の接触角（基板表面と水滴の接線とのなす角）は一般に大きく、液体をはじく性質が強い。基板の接触角は、ｉ線からＫｒＦへ、ＫｒＦからＡｒＦへと露光機の波長が短波長化するなかで、これらに用いられるレジスト材料に応じて大きくなってきている。なおかつ、近い将来、実用化が控えている液浸露光に用いられるレジストを考慮すると、さらに接触角が大きくなることが予想されている。
【０００７】
このように基板の接触角が大きくなると、基板を良好に乾燥させることができないという不都合がある。図１２を参照して説明する。図１２は、従来例にかかるリンス過程と乾燥過程の基板の正面図と平面図である。図１２（ａ）は、基板Ｗを回転させつつ、リンス液ノズル７１からリンス液を供給している様子を示している。図示するように、基板上に供給されたリンス液は、基板Ｗの中心から周縁側へ流動して基板Ｗ外へ捨てられる。このとき、基板Ｗ上にはリンス液の液膜Ｒが形成されている。
【０００８】
図１２（ｂ）は、リンス液の供給を停止して、基板を振り切り乾燥している様子を示している。基板Ｗ上に液膜Ｒを形成していたリンス液は、そのほとんどが基板Ｗ外へ捨てられるが、一部は基板Ｗ上で粒状態（以下、粒ｒと呼ぶ）に変形する。ここで、基板Ｗの接触角が大きいほど、リンス液の粒ｒになりやすい。リンス液の粒ｒが十分小さいと、基板Ｗの回転による遠心力がリンス液の粒ｒに作用せずに、基板Ｗ上に残留し続けることがある。そして、基板Ｗ上に残留している間にレジストの成分がこのリンス液の粒ｒに溶解してしまう。その結果、乾燥過程が終了した基板Ｗ上には、リンス液の粒ｒに溶解したレジストの成分が析出して現像欠陥ｋとなる。
【０００９】
また、従来の方法および装置は、基板に現像処理を行うために要する時間が長いという問題がある。このため、現像装置の処理能力のさらなる向上に対応することが困難となっている。各過程を比較すると現像過程が最も長く、現像処理の全期間の約半分を占めている。この現像過程において進行する現像反応は、具体的には現像界面における中和反応であるが、中和反応の進行に連れて現像液のアルカリ濃度が劣化（低下）する。このため、現像界面における中和反応の速度は次第に落ちる。よって、その分を見込んで、現像過程の期間が決められている。
【００１０】
なお、現像装置の処理能力の向上にために、搭載する現像処理ユニットの台数をさらに増加させて処理能力の向上を図ることは、コストおよびフットプリントの観点から現実的でなくなってきている。
【００１１】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、第１に、基板の接触角が大きいことに起因する現像欠陥の発生を防止することができる現像装置および現像方法を提供することを目的とする。また、第２に、基板に現像処理を行う時間を短縮することができる現像装置および現像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板に現像処理を行う現像装置であって、基板を回転可能に保持する回転保持手段と、現像液を基板に供給する現像液ノズルと、リンス液を基板に供給するリンス液ノズルと、不活性ガスを基板に供給する不活性ガスノズルと、基板の回転と、現像液、リンス液、および不活性ガスの供給を制御する制御手段と、を備え、前記リンス液ノズルと前記不活性ガスノズルとは、平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において並設され、前記制御手段は、基板を回転させつつ回転中心付近にリンス液を供給した後であって、基板上にリンス液の液膜が存在している間に、回転中心付近に不活性ガスの供給を開始し、さらに、前記不活性ガスノズルを、平面視で基板の回転中心付近において微動させる駆動手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、リンス液ノズルと不活性ガスノズルとを平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において併設するように構成しているので、リンス液ノズルを基板の回転中心付近から大きく退避させることなく、不活性ガスを基板の回転中心付近に供給することができる。このため、制御手段により、基板の回転中心付近への供給をリンス液から不活性ガスに、瞬時に切り替えることができる。また、リンス液および不活性ガスを基板の回転中心付近にほぼ真上から供給することができるので、リンス液が回転中心付近から同心円状に拡がるようにするとともに、基板の乾燥を回転中心付近から同心円状に進行させることができる。このような構成において、不活性ガスの供給を、リンス液の供給が停止された後で、かつ、基板面上にはリンス液がまだ液膜状態で存在している間に開始させる。供給された不活性ガスはリンス液の液膜を割り、液膜が割られた部分は乾燥する。なお、「基板の回転中心付近」は、基板の回転中心を含む意味である。
【００１４】
さらに、基板を回転させているので、一旦、リンス液の液膜が割られると、割られた部分が基板の外周方向に向けて一気に拡大して、基板全体が乾燥する。このように、基板上にリンス液の液膜が形成されている状態から直接基板が乾燥した状態になり、リンス液の粒が発生するタイミングはない。よって、たとえ基板の接触角が大きくても、基板上にリンス液の粒が残留するおそれがなく、レジストの成分がリンス液に溶解することによる現像欠陥も防止することができる。
【００１６】
さらに、平面視で基板の回転中心付近において不活性ガスノズルを微動させる駆動手段を備えていることで、不活性ガスの供給を開始する際、不活性ガスノズルを速やかに微動させて不活性ガスの供給を開始することができる。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記駆動手段はさらに、前記リンス液ノズルを、平面視で基板の回転中心付近において微動させることを特徴とするものである。
【００１８】
［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、駆動手段を、リンス液ノズルと不活性ガスノズルとで共通化することで現像装置の構造を簡略化できる。また、不活性ノズルを移動させるとともにリンス液ノズルを退避させることができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の現像装置において、さらに、前記リンス液ノズルが平面視で基板の回転中心付近に配置されている時に、前記現像液ノズルも平面視で基板の回転中心付近において並設され、前記制御手段は、基板を回転させつつ、現像液の回転中心付近への供給からリンス液の回転中心付近への供給に、瞬時に切り替え可能であることを特徴とするものである。
【００２０】
［作用・効果］請求項３に記載の発明によれば、現像液ノズルとリンス液ノズルとを平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において併設するように構成しているので、現像液ノズルを基板の回転中心付近から大きく退避させることなく、リンス液を基板の回転中心付近に供給することができる。このため、制御手段により、基板の回転中心付近への供給を現像液からリンス液に、瞬時に切り替えることができる。これにより、基板に新しい現像液を継続的に供給して現像反応の速度の低下を防止するとともに、所望のタイミングで停止させることができる。なお、基板を回転させつつ行うので、新しい現像液を基板全体に速やかに行き渡らせることができる。以上より、従来のパドル現像方式に比べて、基板に現像処理を行う時間を短縮することができる。
【００２６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の現像装置において、前記リンス液ノズルと前記不活性ガスノズルとは一体に構成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、リンス液ノズルと不活性ガスノズルとを、平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において併設すること、または、それぞれ基板の回転中心付近に向いた姿勢で並設することを好適に実現することができる。
【００２８】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の現像装置において、前記現像液ノズルは、前記リンス液ノズルおよび前記不活性ガスノズルと一体に構成されていることを特徴とするものである。
【００２９】
［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、現像液ノズルとリンス液ノズルとを、平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において併設すること、または、それぞれ基板の回転中心付近に向いた姿勢で並設することを好適に実現することができる。
【００３０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の現像装置において、リンス液は界面活性剤を含む溶液であることを特徴とするものである。
【００３１】
［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、リンス液が界面活性剤を含む溶液であるので、リンス液の表面張力を比較的小さい。よって、基板上のリンス液を乾燥させるときに、基板上に形成された現像パターンを引っ張る等、現像パターンに働く力を低減することができる。これにより、パターン倒れを防止することができる。
【００３２】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の現像装置において、前記現像液ノズルと前記リンス液ノズルとを挟むように設けられ、前記現像液ノズル内の現像液、および、前記リンス液ノズル内のリンス液の温度を共通して調節する温調手段を備えていることを特徴とするものである。
【００３３】
［作用・効果］請求項７に記載の発明によれば、共通の温調手段により、現像液およびリンス液の温度を調節するので、現像装置の構造を簡略化できる。
【００３４】
また、請求項８に記載の発明は、基板に現像処理を行う現像装置であって、基板を回転可能に保持する回転保持手段と、現像液を基板に供給する現像液ノズルと、リンス液を基板に供給するリンス液ノズルと、不活性ガスを基板に供給する不活性ガスノズルと、基板の回転と、現像液、リンス液、および不活性ガスの供給を制御する制御手段と、を備え、前記現像液ノズルと前記リンス液ノズルとは、平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において並設され、前記制御手段は、基板を回転させつつ、現像液の回転中心付近への供給からリンス液の回転中心付近への供給に、瞬時に切り替え可能であり、さらに、前記リンス液ノズルを、平面視で基板の回転中心付近において微動させる駆動手段を備えていることを特徴とするものである。
【００３５】
［作用・効果］請求項８に記載の発明によれば、現像液ノズルとリンス液ノズルとを平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において並設するように構成しているので、現像液ノズルを基板の回転中心付近から大きく退避させることなく、リンス液を基板の回転中心付近に供給することができる。このため、制御手段により、基板の回転中心付近への供給を現像液からリンス液に、瞬時に切り替えることができる。また、現像液およびリンス液を基板の回転中心付近にほぼ真上から供給することができるので、現像液またはリンス液が基板の回転中心付近から同心円状に拡がるようにすることができる。これにより、基板に新しい現像液を継続的に供給して現像反応の速度の低下を防止するとともに、所望のタイミングで停止させることができる。なお、基板を回転させつつ行うので、新しい現像液を基板全体に速やかに行き渡らせることができる。以上より、従来のパドル現像方式に比べて、基板に現像処理を行う時間を短縮することができる。
【００３６】
また、請求項９に記載の発明は、基板に現像処理を行う現像方法において、基板に現像液を供給して基板を現像する現像過程と、基板にリンス液を供給しつつ、基板を回転させてリンスを行うリンス過程と、前記リンス過程が終了した後であって、基板上にリンス液の液膜が存在している間に、不活性ガスノズルから基板の回転中心付近に不活性ガスの供給を開始して、基板を乾燥する乾燥過程と、を備え、さらに、不活性ガスを供給するタイミングに従って、前記不活性ガスノズルを平面視で基板の回転中心付近において微動させることを特徴とするものである。
【００３７】
［作用・効果］請求項９に記載の発明によれば、基板にリンス液を供給するリンス過程が終了した後であって、基板上にリンス液の液膜が存在している間に、不活性ガスの供給を開始するので、供給された不活性ガスはリンス液の液膜を割る。そして、液膜が割られた部分は乾燥する。また、基板を回転させているので、一旦、リンス液の液膜が割られると、割られた部分が基板の外周方向に向けて一気に拡大して、基板全体が乾燥する。このように、基板上にリンス液の液膜が形成されている状態から直接基板が乾燥した状態になり、リンス液の粒が発生することはない。よって、たとえ基板の接触角が大きくても、基板上にリンス液の粒が残留するおそれがなく、レジストの成分がリンス液に溶解することによる現像欠陥も防止することができる。
【００３８】
また、、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の現像方法において、前記現像過程はその期間が終了するまで現像液の供給を継続するとともに、前記リンス過程は、現像液の供給が終了した直後に、リンス液の供給を開始することを特徴とするものである。
【００３９】
［作用・効果］、請求項１０に記載の発明によれば、現像過程は現像液を継続的に供給するので、現像界面には常に新しい現像液が供給され、現像反応の速度が低下することがない。よって、現像過程に要する時間を短縮させることができる。また、リンス過程は、現像液の供給が終了した直後にリンス液の供給を開始するので、現像を瞬時に終了させて現像の行き過ぎを防止するとともに、リンス過程に移行させることができる。以上より、基板に現像処理を行う時間を短縮することができる。
【００４０】
なお、本明細書は、次のような現像装置および現像方法に係る発明も開示している。
【００４１】
（１）基板に現像処理を行う現像装置であって、基板を回転可能に保持する回転保持手段と、現像液を基板に供給する現像液ノズルと、リンス液を基板に供給するリンス液ノズルと、不活性ガスを基板に供給する不活性ガスノズルと、基板の回転と、現像液、リンス液、および不活性ガスの供給を制御する制御手段と、を備え、前記リンス液ノズルと前記不活性ガスノズルとは、平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において並設され、前記制御手段は、基板を回転させつつ、リンス液の回転中心付近への供給から不活性ガスの回転中心付近への供給に、瞬時に切り替え可能であることを特徴とする現像装置。
【００４２】
前記（１）に記載の発明によれば、リンス液ノズルと不活性ガスノズルとを平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において並設するように構成しているので、制御手段により基板の回転中心付近への供給をリンス液から不活性ガスに、瞬時に切り替えることができる。したがって、不活性ガスの供給が開始されるときは、リンス液の供給が停止されていても基板面上にはリンス液がまだ液膜状態で存在している。よって、請求項１と同様の作用効果が得られる。
【００４３】
（２）基板に現像処理を行う現像方法において、基板に現像液を供給して基板を現像する現像過程と、基板にリンス液を供給しつつ、基板を回転させてリンスを行うリンス過程と、前記リンス過程が終了した直後に基板の回転中心付近に不活性ガスの供給を開始して、基板を乾燥する乾燥過程と、を備えることを特徴とする現像方法。
【００４４】
前記（２）に記載の発明によれば、基板にリンス液を供給するリンス過程が終了した直後は、基板面上にはリンス液がまだ液膜状態で存在している。このときに不活性ガスを基板の回転中心付近に供給するので、請求項１１と同様の作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００４５】
この発明に係る現像装置によれば、リンス液ノズルと不活性ガスノズルとを平面視でそれぞれ基板の回転中心付近の位置において併設するように構成しているので、リンス液ノズルを基板の回転中心付近から大きく退避させることなく、不活性ガスを基板の回転中心付近に供給することができる。このため、制御手段により、基板の回転中心付近への供給をリンス液から不活性ガスに、瞬時に切り替えることができる。また、リンス液および不活性ガスを基板の回転中心付近にほぼ真上から供給することができるので、リンス液が回転中心付近から同心円状に拡がるようにするとともに、基板の乾燥を回転中心付近から同心円状に進行させることができる。このような構成において、不活性ガスの供給を、リンス液の供給が停止された後で、かつ、基板面上にはリンス液がまだ液膜状態で存在している間に開始させる。供給された不活性ガスはリンス液の液膜を割り、液膜が割られた部分は乾燥する。さらに、基板を回転させているので、一旦、リンス液の液膜が割られると、割られた部分が基板の外周方向に向けて一気に拡大して、基板全体が乾燥する。このように、基板上にリンス液の液膜が形成されている状態から直接基板が乾燥した状態になり、リンス液の粒が発生するタイミングはない。よって、たとえ基板の接触角が大きくても、基板上にリンス液の粒が残留するおそれがなく、レジストの成分がリンス液に溶解することによる現像欠陥も防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係る現像装置の概略構成を示す図であり、図２は、一体ノズル１１の垂直断面図と水平断面図である。
【００４７】
この現像装置は、水平姿勢の基板Ｗの下面を吸着保持するスピンチャック１を備えている。スピンチャック１の下端には第１モータ３の出力軸が鉛直上向きに接続されている。第１モータ３の駆動により、基板Ｗを所定の回転数で回転させる。このとき、基板Ｗの回転中心Ｃは、第１モータ３の出力軸の延長上となる。スピンチャック１と第１モータ３は、この発明における回転保持手段に相当する。
【００４８】
また、スピンチャック１の周囲には、基板Ｗから振り切られた純水や現像液等を回収するカップ（図示省略）が設けられている。スピンチャック１の上方には、窒素ガスとリンス液と現像液とを吐出する一体ノズル１１を備えている。
【００４９】
図２を参照する。一体ノズル１１は、円筒形状の外管１３と、外管１３の中空部に挿入されている円筒形状の中管１５と、中管１５の中空部に挿入されている円筒形状の内管１７とを有し、３重管を構成している。これら外管１３、中管１５、および内管１７の中心軸は一致するように配置されている。また、中管１５および内管１７の下端は、正面視、同じ位置まで延びているが、外管１３の下端は中管１５および内管１７より高い位置で止められている。
【００５０】
外管１３の下端より下方に突出している中管１５の下部には、現像液の基板Ｗ上への着液の衝撃を和らげる液当て部材１９が設けられている。液当て部材１９は平面視、円環形状であり、その上面１９ａは外周側にかけて下方に傾斜している。さらに、この傾斜は、外周側ほど傾きが大きくように湾曲している。
【００５１】
外管１３の内周面と中管１５の外周面とで囲まれる、平面視円環状の空間（以下、「第１空間」と呼ぶ）Ａ１は、一体ノズル１１内の現像液の流路である。この第１空間Ａ１の上方には現像液配管２１の一端が接続され、第１空間Ａ１の下面は吐出孔となる。
【００５２】
同様に、中管１５の内周面と内管１７の外周面とで囲まれる、平面視円環状の空間（以下、「第２空間」と呼ぶ）Ａ２は、一体ノズル１１内のリンス液の流路である。この第２空間Ａ２の上方にはリンス液配管２７の一端が接続され、第２空間Ａ２の下面は吐出孔となる。
【００５３】
そして、内管１７の中空部（以下、「第３空間」と呼ぶ）Ａ３は、一体ノズル１１内の窒素ガスの流路である。この第３空間Ａ３の上方には窒素ガス配管３５の一端が接続され、第３空間Ａ３の下面が吐出孔となる。
【００５４】
この一体ノズル１１が基板Ｗの回転中心Ｃから基板Ｗ面に対して垂直上方に位置するとき、上記第１空間Ａ１、上記第２空間Ａ２、および上記第３空間Ａ３とが基板Ｗの回転中心Ｃ付近で同心円状に形成され、実質的に平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近において現像液ノズル、リンス液ノズル、および窒素ガスノズルとが並設されることとなる。よって、基板Ｗの回転中心Ｃ付近に現像液、リンス液、または窒素ガスのいずれであっても供給することができる。なお、一体ノズル１１は、この発明における現像液ノズルとリンス液ノズルと不活性ガスノズルとを一体的に並設したものに相当する。
【００５５】
再び、図１を参照する。現像液配管２１の他端側には、現像液供給源２３が連通接続されている。現像液供給源２３は現像液を収容している容器であり、本装置内に設置されている。これら現像液配管２１および現像液供給源２３は、現像液供給部として機能している。また、現像液配管２１には、電磁開閉弁２５が設けられている。
【００５６】
リンス液配管２７の他端側には、２本の分岐管２９ａ、２９ｂに分岐されており、それぞれ純水供給源３１ａと、界面活性剤溶液供給源３１ｂに連通接続されている。純水供給源３１ａはクリーンルーム内のユーティリティ等として備わるものでよい。界面活性剤溶液供給源３１ｂは、界面活性剤と純水とを所定の割合で混合する秤量槽である。なお、本明細書では、純水および界面活性剤溶液を「リンス液」と総称する。これらリンス液配管２７、分岐管２９ａ、２９ｂ、純水供給源３１ａ、および、界面活性剤溶液供給源３１ｂは、リンス液供給部として機能している。また、各分岐管２９ａ、２９ｂには、それぞれ電磁開閉弁３３ａ、３３ｂが設けられている。
【００５７】
窒素ガス配管３５の他端側には、窒素ガス供給源３７が連通接続されている。窒素ガス供給源３７はクリーンルーム内のユーティリティ等として備わるものでよい。これら窒素ガス配管３５および窒素ガス供給源３７は、窒素ガス供給部として機能している。また、窒素ガス配管３５には、電磁開閉弁３９が設けられている。
【００５８】
一体ノズル１１の上部は、ハウジング４１によって覆われている。ハウジング４１内には、冷熱源として機能するペルチェ素子（図示省略）が収容されており、一体ノズル１１の外管１３を加熱、または冷却する。これにより、一体ノズル１１の第１空間Ａ１内の現像液および第２空間Ａ２内のリンス液の温度を一括して調節する。ハウジング４１とペルチェ素子とは、この発明における温調手段に相当する。
【００５９】
また、一体ノズル１１の側部にはアーム４７の一端側が接続され、その他端側には第２モータ４９の回転軸が鉛直上向きに接続されている。そして、第２モータ４９の駆動により、基板Ｗから外れた位置に設けられている待機ポッド（図示省略）と、平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近との間を一体ノズル１１が往復旋回移動可能に構成されている。
【００６０】
制御部５１は、上述した第１モータ３と第２モータ４９と電磁開閉弁２５、３３ａ、３３ｂ、３９と図示省略のペルチェ素子とを統括的に操作する。制御部５１は、各種処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random-Access Memory）や、各種情報を記憶する固定ディスク等の記憶媒体等によって実現されている。制御部５１は、この発明における制御手段に相当する。
【００６１】
次に、図を参照して、現像装置の動作について説明する。図３は、基板に現像処理を行う手順を示すタイミングチャートである。図３に示すように、現像処理は大きく現像過程とリンス過程と乾燥過程とに分けられるので、以下では各過程に分けて説明する。なお、一体ノズル１１内の現像液とリンス液は所定の温度となるように、ペルチェ素子の放熱、吸熱量が常に操作されているものとする。
【００６２】
＜現像過程  時刻ｔ１〜時刻ｔ２＞
露光された結果、表面にフォトレジスト膜が形成された基板Ｗが現像装置内に搬送されると、基板Ｗは水平姿勢でスピンチャック１に吸着保持される。その後、第１モータ３の駆動を開始させて、基板Ｗを所定の回転速度（数百ｒｐｍ〜数千ｒｐｍ）で回転させる。
【００６３】
続いて第２モータ４９を駆動させて、待機ポット（図示省略）の位置にある一体ノズル１１を平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近に旋回移動させて、静止させる。このとき、閉止状態にある電磁開閉弁２５を開放させて、現像液供給源２３から現像液配管２１を介して現像液を一体ノズル１１に導く。導かれた現像液は、一体ノズル１１内の第１空間Ａ１を流れるとともに、所定の温度に調節されて、第１空間Ａ１の下面から吐出される。吐出された現像液は、液当て部材１９の上面１９ａ全周にわたって衝突した後、この上面１９ａに形成された傾斜に沿って下方へ流動する。そして、液当て部材１９の外周縁全周から流下する。
【００６４】
一体ノズル１１の旋回移動にあわせて、現像液は、まず基板Ｗの周縁側から供給される。一体ノズル１１が平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近に移動した後は、基板Ｗの回転中心Ｃ付近に、時刻ｔ２まで継続的に供給される。
【００６５】
図４を参照する。図４は、一体ノズル１１から基板Ｗに現像液を供給している様子を示す模式図である。図示するように、液当て部材１９の外周縁全周から流下した現像液は基板Ｗに着液すると、遠心力を受けて基板Ｗ上を外周方向に流動して拡がる。なお、着液した位置から内周方向にも一部流れる。そして、基板Ｗの周縁側から現像液が捨てられる。
【００６６】
このため、基板Ｗには、常に新しい現像液が循環されている状態に保たれている。よって、現像液のアルカリの濃度は劣化することがないので、現像反応（中和反応）の速度は現像過程を通じて低下しない。
【００６７】
図５は、現像パターンの線幅（CD:Critical Dimension）と時間との関係を、従来のパドル現像方式と比較して示す模式図である。図５において、実線は本実施例による場合であり、点線は従来のパドル現像方式による場合を示している。また、線幅Ｄは、目標値である。図示するように、現像開始時ｔ１においては、本実施例と従来のパドル現像方式のいずれも、現像パターンの線幅が減少する割合は変わらない。すなわち、現像反応の速度は同程度である。しかし、本実施例では、時間の経過しても現像パターンの線幅が減少する割合に変化がないのに対して、従来のパドル現像方式では、時間の経過とともに現像パターンの線幅が減少する割合が落ちている。このため、本実施例によれば、パドル現像方式に比べてより短時間に現像パターンの線幅が目標値Ｄまで減少させることができる。
【００６８】
＜リンス過程（１）  時刻ｔ２〜時刻ｔ３＞
時刻ｔ２において、開放状態にある電磁開閉弁２５を閉止させるとともに、閉止状態にある電磁開閉弁３３ａを開放させる。なお、第１モータ３は継続的に駆動しており、基板Ｗは所定の回転速度で回転している。
【００６９】
これにより、現像液の基板Ｗへの供給は停止される。また、純水供給源３１ａから一体ノズル１１内に純水が導かれる。純水は、第２空間Ａ２を流れるとともに、所定の温度に調節されて、第２空間Ａ２の下面から吐出される。
【００７０】
図６は、一体ノズル１１から基板Ｗに純水を供給している様子を示す模式図である。吐出された純水は、基板Ｗ上にそのまま流下し、遠心力を受けて基板Ｗ上を外周方向に流動して拡がる。このため、基板Ｗ上には純水の液膜Ｒが形成されている。なお、着液した位置から内周方向にも一部流れる。そして、基板Ｗの周縁側から純水が捨てられる。
【００７１】
以上のように基板Ｗ上にあった現像液を純水に置換することにより、瞬時に現像反応を停止させることができる。このため、図５に示すように、現像パターンの線幅が目標値Ｄとなる所望のタイミングで的確に現像反応を停止させることができる。
【００７２】
＜リンス過程（２）  時刻ｔ３〜時刻ｔ４＞
時刻ｔ３において、開放状態にある電磁開閉弁３３ａを閉止させるとともに、閉止状態にある電磁開閉弁３３ｂを開放させる。
【００７３】
これにより、純水から界面活性剤溶液に切り替えられる。界面活性剤溶液は、純水と同様に、温調された上で第２空間Ａ２の下面から吐出される。吐出された界面活性剤溶液は基板Ｗ上を流動し、基板上に界面活性剤溶液の液膜が形成される。なお、界面活性剤溶液の液膜についても、便宜上、純水の液膜Ｒと同じ符号「Ｒ」を用いる。
【００７４】
＜乾燥過程  時刻ｔ４〜時刻ｔ５＞
時刻ｔ４において、第１モータ３により、基板Ｗはより高速な回転速度に引き上げられる。また、開放状態にある電磁開閉弁３３ｂを閉止させるとともに、閉止状態にある電磁開閉弁３９を開放させる。
【００７５】
これにより、界面活性剤溶液の基板Ｗへの供給は停止される。また、窒素ガス供給源３７から一体ノズル１１内に窒素ガスが導かれ、第３空間Ａ３の下面から噴射される。窒素ガスの噴射が開始される時は、界面活性剤溶液の基板Ｗへの供給が停止された直後であるので、まだ界面活性剤溶液の液膜Ｒが基板Ｗの面上全体に存在している。
【００７６】
図７は、一体ノズル１１から基板Ｗに窒素ガスの供給を開始したときの様子を示す模式図である。図示するように、噴射された窒素ガスは、基板Ｗの回転中心Ｃ付近の液膜Ｒを割るように、界面活性剤溶液を周囲に吹き飛ばす。そして、界面活性剤溶液の液膜Ｒが割られた回転中心Ｃ付近が乾燥する。
【００７７】
さらに図８に示すように、一旦、界面活性剤溶液の液膜Ｒが割られると、割られた部分は基板Ｗの外周方向に向けて一気に拡大して、乾燥した部分が広がる。そして、基板Ｗ全体が乾燥される。
【００７８】
一気に乾燥が進むと、基板Ｗ上にリンス液の液膜Ｒが形成されている状態から直接基板Ｗが乾燥した状態になり、界面活性剤溶液の粒が発生するタイミングはない。なお、たとえ、界面活性剤溶液の粒が発生した場合であっても、基板Ｗの回転による遠心力と窒素ガスによる風圧によって、基板Ｗの外に飛ばすことができる。
【００７９】
そして、時刻ｔ５まで基板Ｗを乾燥させると、乾燥過程を終了する。
【００８０】
このように、本実施例に係る現像装置によれば、現像液とリンス液と窒素ガスとを吐出する一体ノズル１１を備えているので、一体ノズル１１を平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近に静止させたまま、電磁開閉弁２５、３３ａ、３３ｂ、３９を開放／閉止させるだけで、基板Ｗの回転中心Ｃ付近に供給される気液の種類を、瞬時に切り替えることができる。
【００８１】
具体的には、現像液の供給を停止した直後に純水を供給して現像反応を終了させることができるので、本実施例のように、現像過程を終了する直前まで現像液を供給することが可能である。これにより、現像反応の速度を最後まで低下させることがない。そして、所望のタイミングで現像液から純水に切り替えることで、瞬時に現像反応を停止させることができる。よって、現像を的確に行いつつ、現像過程の期間を短縮することができるので、現像処理を行う時間を短縮することができる。
【００８２】
また、界面活性剤溶液の供給を停止した直後に窒素ガスを噴射するので、基板Ｗ上の界面活性剤溶液を液膜Ｒの状態から直接、一気に乾燥させることができる。このため、フォトレジスト膜の影響により基板Ｗの接触角が大きく、界面活性剤溶液が粒になりやすい場合であっても、界面活性剤溶液の粒が発生することを抑制することができる。すなわち、界面活性剤溶液は、レジストの成分が溶け込むほど十分な時間、基板Ｗ上に残留しない。よって、基板Ｗが乾燥した後に、レジストの成分の析出等による現像欠陥を招くことがない。
【００８３】
また、たとえ、界面活性剤溶液の粒が基板Ｗ上に発生した場合であっても、基板Ｗの回転による遠心力と窒素ガスによる風圧によって、界面活性剤溶液の粒を基板Ｗの外に飛ばすことができる。
【００８４】
また、一体ノズル１１は、平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近に位置しているので、基板Ｗ面にほぼ直角に各種気液を入射させることができる。このため、基板Ｗの回転中心Ｃ付近から同心円状に拡がるように各種液体を流動させることができる。また、窒素ガスによる基板Ｗの乾燥を、回転中心Ｃ付近から同心円状に進行させることができる。
【００８５】
また、アーム４７と第２モータ４９とによって構成される単一の駆動手段により、一体ノズル１１が旋回移動させるので、現像装置の構造を簡略化できる。
【００８６】
また、リンス過程において基板Ｗに供給される界面活性剤溶液は表面張力が比較的小さいので、現像パターン間に入りこんでいる界面活性剤溶液が飛ばされたり、乾燥するときに現像パターンを引っ張ることがない。よって、乾燥過程において、現像パターンが倒れる、いわゆるパターン倒れを防止することができる。
【００８７】
また、一体ノズル１１の第２空間Ａ２内のリンス液を温調することで、乾燥過程に要する時間のばらつきや長時間化を抑えることができる。これにより、レジスト成分の溶解による現像欠陥を抑制することができる。
【００８８】
また、ハウジング４１等からなる単一の温調手段により現像液とまとめて温調するように構成することで、新たな温調手段を設けることなく、リンス液を温調することができる。
【００８９】
また、一体のノズル１１は、液当て部材１９を備えているので、基板Ｗに現像液をスムーズに着液させることができる。
【００９０】
また、現像過程の開始時において、待機ポット（図示省略）の位置から平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近に一体ノズル１１を旋回移動させているときから現像液を吐出させるように構成しているので、現像液は、まず基板Ｗの周縁側から供給される。これにより、現像液の供給を基板Ｗの中央で開始する場合に比べて、現像液が着液する際に巻き込む気泡であるマイクロバブルの発生を抑制することができる。
【００９１】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００９２】
（１）上述した実施例では、現像液とリンス液と窒素ガスとを吐出する一体ノズル１１を備えているが、このような構成に限られない。
【００９３】
例えば、図９に示すように、単一の円筒状で構成され、その下部に単一の吐出孔が形成されている一体ノズル６１であってもよい。図示するように、一体ノズル６１の上部には、現像液配管２１とリンス液配管２７と窒素ガス配管３５がそれぞれ接続されており、各気液は共通の吐出孔から吐出される。
【００９４】
また、図１０に示すように、現像液とリンス液と窒素ガスごとに別個の現像液ノズル６３ａ、リンス液ノズル６３ｂ、窒素ガスノズル６３ｃを備えるように構成してもよい。なお、この場合であっても、現像液ノズル６３ａ、リンス液ノズル６３ｂ、窒素ガスノズル６３ｃをまとめて保持する単一の駆動機構を備えるように構成してもよい。あるいは、各ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃごとに、別個の駆動機構を備えるように構成してもよい。
【００９５】
さらに、別個の現像液ノズル６３ａ、リンス液ノズル６３ｂ、窒素ガスノズル６３ｃを設ける構成とした場合の駆動機構としては、実施例１において、単一アーム４７および第２モータ４９を説明したが、このような旋回移動のみをさせるものに限られない。例えば、現像液ノズル６３ａ、リンス液ノズル６３ｂ、窒素ガスノズル６３ｃを、平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近の範囲内において移動、または回転させるように構成してもよい。ここで、移動させる距離は、たとえば、２０〜３０ｍｍ程度である。また、回転とは、各ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃの吐出口が基板Ｗの回転中心を向くような姿勢に変位させることである。以下では、平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近の範囲内における移動または回転を単に「微動」と記載し、待機ポッドと平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近の位置との間の旋回移動と区別する。
【００９６】
具体的には、現像液ノズル６３ａ、リンス液ノズル６３ｂ、窒素ガスノズル６３ｃを一括して微動させる共用駆動部を単一の駆動機構（たとえば、単一アーム４７）の先端に設けてもよい。または、各ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃをそれぞれ別個に微動させる現像液用駆動部、リンス液用駆動部、窒素ガス用駆動部を、単一または別個の駆動機構に備えるように構成してもよい。あるいは、実施例１で説明した第２モータ４９の機能に加えて、各ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃを微動させる機能を有する第３モータを備えて、上述した駆動部を兼ねるように構成してもよい。さらに、この場合、第３モータに連結される１つのノズルアームに各ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃを取り付け、各ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃの旋回移動および微動を行うように構成してもよい。ここで、少なくとも窒素ガスノズル６３ｃを駆動する共用駆動部、窒素ガス用駆動部、あるいは、第３モータおよびノズルアームは、いずれもこの発明における駆動手段に相当する。
【００９７】
そして、実際にこれから気液を供給するタイミングに従って、順に各ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃの吐出口が基板Ｗの回転中心Ｃに対向するように、平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近の範囲内（たとえば、２０〜３０ｍｍ程度の範囲内）で各ノズル各ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃを移動させるようにしてもよい。
【００９８】
具体的には、現像液ノズル６３ａ、リンス液ノズル６３ｂ、窒素ガスノズル６３ｃのすべてを基板Ｗの回転中心Ｃ付近まで移動させておく。そして、まず初めに現像液ノズル６３ａを基板Ｗの回転中心Ｃに対向するように移動させ、基板Ｗの回転中心Ｃ付近に現像液の供給を行う。次に、現像液ノズル６３ａを基板Ｗの回転中心Ｃ付近でわずか２０〜３０ｍｍ程度退避させるとともに、リンス液ノズル６３ｂを基板Ｗの回転中心Ｃに対向するように移動させ、基板Ｗの回転中心Ｃ付近にリンス液の供給を行う。さらに、その後の乾燥工程において、リンス液ノズル６３ｂを基板Ｗの回転中心Ｃ付近のわずか２０〜３０ｍｍ程度退避させるとともに、窒素ガスノズル６３ｃを基板Ｗの回転中心Ｃに対向するように移動させ、基板Ｗの回転中心Ｃ付近に窒素ガスの供給を行う。このような構成においても、各気液を供給するにあたっての各ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃの退避動作および移動動作は僅かですみ、気液供給に切り替え動作が迅速に行えるため、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
なお、上記実施例１のような一体ノズル１１においても、各気液の吐出のタイミングに応じて、各気液の吐出口が基板Ｗの回転中心Ｃを向くように、基板Ｗの回転中心Ｃ付近において僅かに移動、または回転（すなわち、微動）させるように構成してもよい。
【０１００】
（２）また、上述した実施例では、平面視で基板Ｗの回転中心Ｃ付近の位置に一体ノズル１１を設けていたが、ノズルの位置はこれに限られない。図１１に示すように、現像液とリンス液と窒素ガスごとに別個に現像液ノズル６５ａ、リンス液ノズル６５ｂ、窒素ガス６５ｃを設け、基板Ｗの回転中心Ｃ付近に各気液を着液させるように、各ノズル６５ａ、６５ｂ、６５ｃを基板Ｗの回転中心Ｃ付近に向いた姿勢で並設してもよい。そして、基板Ｗの回転中心Ｃ付近に斜め上方から気液を供給してもよい。
【０１０１】
（３）上述した実施例では、乾燥過程における窒素ガスの供給期間は、適宜に変えることができる。すなわち、時刻ｔ４から乾燥過程の終了する時刻ｔ５まででもよいし、時刻ｔ４から僅かな期間であってもよい。
【０１０２】
（４）上述した実施例では、窒素ガスを供給する構成であったが、不活性ガスであれば窒素ガスに限られない。
【０１０３】
（５）上述した実施例では、現像過程において、基板Ｗを回転させつつ現像液の供給を継続するように構成したが、これに限られない。現像過程においては、従来のように、パドル現像方式を採用してもよい。すなわち、静止している基板Ｗ上に現像液を液盛りして、現像過程が終了するまでパドルをくむように動作させてもよい。
【０１０４】
（６）上述した実施例では、リンス過程の前半に純水を基板Ｗに供給し、後半に界面活性剤溶液を供給するように構成していたが、これに限られない。たとえば、リンス過程を通じて界面活性剤溶液を供給するように構成してもよい。あるいは、純水を供給しつつ、界面活性剤も供給することで、基板Ｗ上で界面活性剤溶液が生成されるように構成してもよい。
【０１０５】
（７）上述した実施例では、温調手段として、ハウジング４１とペルチェ素子とを備えた、いわゆる電子冷熱と呼ばれるものを採用していたが、適宜に公知の温調手段に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】実施例１に係る現像装置の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）は一体ノズルの垂直断面図であり、（ｂ）は一体ノズルの水平断面図である。
【図３】基板に現像処理を行う手順を示すタイミングチャートである。
【図４】一体ノズルから基板に現像液を供給している様子を示す模式図である。
【図５】現像パターンの線幅と時間との関係を、従来のパドル現像方式と比較して示す模式図である。
【図６】一体ノズルから基板に純水を供給している様子を示す模式図である。
【図７】一体ノズルから基板に窒素ガスの供給を開始したときの様子を示す模式図である。
【図８】一体ノズルから基板に窒素ガスの供給を開始したときの様子を示す模式図である。
【図９】変形実施例に係るノズルの斜視図である。
【図１０】変形実施例に係るノズルの斜視図である。
【図１１】変形実施例に係るノズルの位置を示す正面図である。
【図１２】従来例にかかるリンス過程と乾燥過程の基板の正面図と平面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  …スピンチャック
３  …第１モータ
１１  …一体ノズル
４１  …ハウジング
４７  …アーム
４９  …第２モータ
５１  …制御部
６１  …一体ノズル
６３ａ  …現像液ノズル
６３ｂ  …リンス液ノズル
６３ｃ  …窒素ガスノズル
Ｗ  …基板
Ｃ  …回転中心
【図１】
0004781834.tif 000002
【図２】
0004781834.tif 000003
【図３】
0004781834.tif 000004
【図４】
0004781834.tif 000005
【図５】
0004781834.tif 000006
【図６】
0004781834.tif 000007
【図７】
0004781834.tif 000008
【図８】
0004781834.tif 000009
【図９】
0004781834.tif 000010
【図１０】
0004781834.tif 000011
【図１１】
0004781834.tif 000012
【図１２】
0004781834.tif 000013