(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の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理方法において、
基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液の液膜を形成する工程と、
上記液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行う工程と、
を含むことを特徴とする有機現像処理方法。
【請求項２】
表面にレジストが塗布され、露光された後の基板の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理方法において、
基板を水平状態に保持する工程と、
基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液の液膜を形成する工程と、
上記液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行う工程と、
を含むことを特徴とする有機現像処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の有機現像処理方法において、
上記液膜を形成する工程は、基板の表面に対向する複数の現像液供給ノズルから上記現像液を基板の表面全域に吐出して行う、ことを特徴とする有機現像処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の有機現像処理方法において、
上記現像の停止と基板の乾燥を行う工程は、基板の表面に対向する複数のガス供給ノズルからガスを基板の表面全域に吐出して行う、ことを特徴とする有機現像処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の有機現像処理方法において、
上記現像の停止と基板の乾燥を行う工程は、水平状態に保持された基板を鉛直軸回りに回転しながら行う、ことを特徴とする有機現像処理方法。
【請求項６】
表面にレジストが塗布され、露光された後の基板の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理方法において、
基板の表面を下方に向けた状態で、貯留容器内に貯留されている有機溶剤を含有する現像液に上記基板の表面のみを浸漬して、基板の表面全域に同時に上記現像液の液膜を形成する工程と、
上記液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行う工程と、
を含むことを特徴とする有機現像処理方法。
【請求項７】
表面にレジストが塗布され、露光された後の基板の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理方法において、
基板の表面を下方に向けた状態で保持する工程と、
基板の表面を下方に向けた状態で、貯留容器内に貯留されている有機溶剤を含有する現像液に上記基板の表面のみを浸漬して、基板の表面全域に同時に上記現像液の液膜を形成する工程と、
上記液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行う工程と、
を含むことを特徴とする有機現像処理方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の有機現像処理方法において、
上記現像液の液膜を形成する工程は、基板を鉛直軸回りに回転しながら行う、ことを特徴とする有機現像処理方法。
【請求項９】
請求項６又は７に記載の有機現像処理方法において、
上記現像の停止と基板の乾燥を行う工程は、基板の表面に対向する複数のガス供給ノズルからガスを基板の表面全域に吐出して行う、ことを特徴とする有機現像処理方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の有機現像処理方法において、
上記現像の停止と基板の乾燥を行う工程は、基板を鉛直軸回りに回転しながら行う、ことを特徴とする有機現像処理方法。
【請求項１１】
表面にレジストが塗布され、露光された後の基板の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理装置において、
基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液を吐出する現像液供給手段と、
基板の表面全域に現像停止及び乾燥用のガスを吐出するガス供給手段と、
を具備することを特徴とする有機現像処理装置。
【請求項１２】
表面にレジストが塗布され、露光された後の基板の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理装置において、
基板を水平状態に保持する基板保持手段と、
基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液を吐出する現像液供給手段と、
基板の表面全域に現像停止及び乾燥用のガスを吐出するガス供給手段と、
を具備することを特徴とする有機現像処理装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の有機現像処理装置において、
上記現像液供給手段は、基板の表面に対向する複数の現像液供給ノズルを具備する、ことを特徴とする有機現像処理装置。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３のいずれかに記載の有機現像処理装置において、
上記ガス供給手段は、基板の表面に対向する複数のガス供給ノズルを具備する、ことを特徴とする有機現像処理装置。
【請求項１５】
請求項１２ないし１４のいずれかに記載の有機現像処理装置において、
上記基板保持手段を鉛直軸回りに回転する回転駆動機構を更に具備する、ことを特徴とする有機現像処理装置。
【請求項１６】
請求項１１ないし１５のいずれかに記載の有機現像処理装置において、
上記現像液供給手段とガス供給手段は、水平状態に保持された基板の表面に対して相対的に接離移動するノズルヘッドに設けられている、ことを特徴とする有機現像処理装置。
【請求項１７】
表面にレジストが塗布され、露光された後の基板の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理装置において、
基板の表面を下方に向けた状態で保持する基板保持手段と、
有機溶剤を含有する現像液を貯留する容器と、
上記基板保持手段に保持された基板と上記容器とを相対的に接離移動する移動機構と、
上記基板保持手段に保持された基板の表面全域に現像停止及び基板乾燥用のガスを吐出するガス供給手段と、
を具備することを特徴とする有機現像処理装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の有機現像処理装置において、
上記ガス供給手段は、上記基板保持手段に保持された基板と上記容器との間に、移動可能に形成されている、ことを特徴とする有機現像処理装置。
【請求項１９】
請求項１７又は１８に記載の有機現像処理装置において、
上記ガス供給手段は、基板の表面に対向する複数のガス供給ノズルを具備する、ことを特徴とする有機現像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機溶剤を含有する現像液を用いた有機現像処理方法及び有機現像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては、例えば半導体ウエハ等の基板の上に例えば化学増幅型のフォトレジストを塗布し、レジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、現像処理することにより回路パターンを形成するフォトリソグラフィ工程が採用されている。
【０００３】
フォトリソグラフィ工程において、アルカリ現像液を用いたアルカリ現像方法（ポジ現像方法ともいう）に代えて、有機溶剤を含有する現像液を用いた有機現像方法（ネガ現像方法ともいう）が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記有機現像方法は、露光用マスクに形成された回路パターンを露光した光照射強度の弱いレジスト膜の領域を選択的に溶解・除去してパターンを形成する方法である。これに対して、アルカリ現像方法は、逆に露光用マスクに形成された回路パターンを露光した光照射強度の強いレジスト膜の領域を溶解・除去してパターンを形成する方法である。
【０００５】
特許文献１に記載のパターン形成方法においては、有機溶剤を含有する現像液に対する溶解度が減少する樹脂を含有する有機溶剤系現像用レジスト組成物によりレジスト膜を形成する工程と、有機溶剤を含有する現像液を用いて現像工程を行った後、溶剤を含有するリンス液を用いた洗浄工程を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１５２３５３号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、この発明の発明者は研究の結果、有機現像処理の場合には、現像後にリンス液を用いた洗浄工程を行わなくても現像処理のみで解像が可能であり、欠陥も増加しないことを知見した。一方で、リンス液による洗浄工程を省略した場合には、回路パターンの線幅が変動して乾燥むらが生じることも判った。
【０００８】
ここで、図１２を参照し、有機現像方法とアルカリ現像方法の現像時間１０〜２０秒の範囲における現像速度と、現像時間２０〜３０秒の範囲における現像速度とを見ると、有機現像液の方がアルカリ現像液よりも溶解速度が速いことが判る。また、有機現像液ではアルカリ現像液と比較して、一定時間経過後も高い溶解速度を維持している。すなわち、有機現像処理では、現像処理の時間差の影響が強く、これが回路パターンの線幅の面内分布に反映される傾向にある。このことから、リンス液を用いた洗浄工程を省略した場合には、残存した現像液により回路パターンの線幅が変動して乾燥むらが生じたものと考えられる。
【０００９】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、リンス液を用いずに、かつ有機現像処理の時間差の影響を受けずに回路パターンの微細線幅の安定化及びスループットの向上を図れるようにした有機現像処理方法及び有機現像処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明の有機現像処理方法は、表面にレジストが塗布され、露光された後の基板の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理方法において、基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液の液膜を形成する工程と、上記液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行う工程と、を含むことを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
また、この発明の有機現像処理方法は、表面にレジストが塗布され、露光された後の基板の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理方法において、基板を水平状態に保持する工程と、基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液の液膜を形成する工程と、上記液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行う工程と、を含むことを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
請求項１又は２に記載の発明において、上記液膜を形成する工程は、基板の表面に対向する複数の現像液供給ノズルから上記現像液を基板の表面全域に吐出して行う方が好ましい（請求項３）。
【００１３】
また、上記現像の停止と基板の乾燥を行う工程は、基板の表面に対向する複数のガス供給ノズルからガスを基板の表面全域に吐出して行う方が好ましい（請求項４）。この場合、上記現像の停止と基板の乾燥を行う工程は、水平状態に保持された基板を静止させた状態で複数のガス供給ノズルからガスを基板の表面全域に吐出して行ってもよいが、基板を鉛直軸回りに回転しながら行う方が好ましい（請求項５）。
【００１４】
また、この発明の有機現像処理方法は、表面にレジストが塗布され、露光された後の基板の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理方法において、基板の表面を下方に向けた状態で、貯留容器内に貯留されている有機溶剤を含有する現像液に上記基板の表面のみを浸漬して、基板の表面全域に同時に上記現像液の液膜を形成する工程と、上記液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行う工程と、を含むことを特徴とする（請求項６）。
【００１５】
また、この発明の有機現像処理方法は、表面にレジストが塗布され、露光された後の基板の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理方法において、基板の表面を下方に向けた状態で保持する工程と、基板の表面を下方に向けた状態で、貯留容器内に貯留されている有機溶剤を含有する現像液に上記基板の表面のみを浸漬して、基板の表面全域に同時に上記現像液の液膜を形成する工程と、上記液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行う工程と、を含むことを特徴とする（請求項７）。
【００１６】
請求項６又は７に記載の発明において、上記現像液の液膜を形成する工程は、基板を静止させた状態で基板表面のみを現像液に浸漬しても差し支えないが、基板を鉛直軸回りに回転しながら基板表面のみを現像液に浸漬する方が好ましい（請求項８）。
【００１７】
また、請求項６又は７に記載の発明において、上記現像の停止と基板の乾燥を行う工程は、基板の表面に対向する複数のガス供給ノズルからガスを基板の表面全域に吐出して行う方が好ましい（請求項９）。この場合、上記現像の停止と基板の乾燥を行う工程は、水平状態に保持された基板を静止させた状態で複数のガス供給ノズルからガスを基板の表面全域に吐出して行っておもよいが、基板を鉛直軸回りに回転しながら行う方が好ましい（請求項１０）。
【００１８】
請求項１記載の有機現像処理方法は、基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液を吐出する現像液供給手段と、基板の表面全域に現像停止及び乾燥用のガスを吐出するガス供給手段と、を具備する有機現像処理装置によって実施される（請求項１１）。
【００１９】
上記請求項２記載の有機現像処理方法は、基板を水平状態に保持する基板保持手段と、基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液を吐出する現像液供給手段と、基板の表面全域に現像停止及び乾燥用のガスを吐出するガス供給手段と、を具備する有機現像処理装置によって実施される（請求項１２）。
【００２０】
請求項１１又は１２に記載の有機現像処理装置において、上記現像液供給手段は、基板の表面に対向する複数の現像液供給ノズルを具備する方が好ましい（請求項１３）。また、上記ガス供給手段は、基板の表面に対向する複数のガス供給ノズルを具備する方が好ましい（請求項１４）。また、上記基板保持手段を鉛直軸回りに回転する回転駆動機構を更に具備する方が好ましい（請求項１５）。
【００２１】
また、請求項１１ないし１５のいずれかに記載の有機現像処理装置において、上記現像液供給手段とガス供給手段は、別体に形成されていても良いが、好ましくは水平状態に保持された基板の表面に対して相対的に接離移動するノズルヘッドに設けられている方がよい（請求項１６）。
【００２２】
また、請求項６，７記載の有機現像処理方法は、基板の表面を下方に向けた状態で保持する基板保持手段と、有機溶剤を含有する現像液を貯留する容器と、上記基板保持手段に保持された基板と上記容器とを相対的に接離移動する移動機構と、上記基板保持手段に保持された基板の表面全域に現像停止及び基板乾燥用のガスを吐出するガス供給手段と、を具備する有機現像処理装置によって実施される（請求項１７）。この場合、上記ガス供給手段は、上記基板保持手段に保持された基板と上記容器との間に、移動可能に形成されている方が好ましい（請求項１８）。また、上記ガス供給手段は、基板の表面に対向する複数のガス供給ノズルを具備する方が好ましい（請求項１９）。
【００２３】
請求項１〜５，１１〜１６に記載の発明によれば、現像液供給手段から基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液を吐出することによって、基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液の液膜を形成した後、ガス供給手段から液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行うことができる。
【００２４】
請求項６〜１０，１７〜１９に記載の発明によれば、基板保持手段によって基板の表面を下方に向けた状態で保持した状態で、貯留容器内に貯留されている有機溶剤を含有する現像液に基板の表面のみを浸漬して、基板の表面全域に同時に現像液の液膜を形成した後、ガス供給手段から液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、基板の表面全域に同時に有機溶剤を含有する現像液の液膜を形成した後、ガス供給手段から液膜が形成された基板の表面全域にガスを供給して、現像の停止を行うと共に、基板の乾燥を行うことで、リンス液を用いずに、かつ有機現像処理の時間差の影響を受けずに回路パターンの微細線幅の安定化を図ることができると共に、スループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係る有機現像処理装置の第１実施形態を示す概略断面図である。
【図２】上記有機現像処理装置の概略平面図である。
【図３】第１実施形態における現像液供給ノズルを示す底面図（ａ）及び（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図（ｂ）である。
【図４】第１実施形態の現像液の吐出状態を示す概略側面図（ａ）及びガスの吐出状態を示す概略側面図（ｂ）である。
【図５】この発明における現像液の液膜形成状態を示す拡大断面図（ａ）、ガス吐出状態を示す拡大断面図（ｂ）及び乾燥状態を示す拡大断面図（ｃ）である。
【図６】この発明に係る有機現像処理装置の第２実施形態を示す概略断面図である。
【図７】第２実施形態における反転機構の基板の搬入動作・反転前の動作を示す概略側面図（ａ），（ｂ）、反転動作を示す概略正面図（ｃ），（ｄ）、基板の反転後の動作・搬出動作を示す概略側面図（ｅ）及び（ｄ）のII矢視図（ｆ）である。
【図８】第２実施形態におけるガス供給ノズルを示す平面図（ａ）及び（ａ）のIII−III線に沿う断面図（ｂ）である。
【図９】第２実施形態における基板の液膜形成工程を示す概略断面図（ａ）、現像停止・乾燥工程を示す概略断面図（ｂ）及び現像停止・乾燥工程の要部を示す拡大断面図（ｃ）である。
【図１０】評価試験に用いられるウエハの概略平面図である。
【図１１】評価試験により得られた線幅とウエハの中心からの距離との関係を示すグラフである。
【図１２】有機現像とアルカリ現像の線幅溶解速度と現像時間の依存関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、この発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）は、図示しない塗布装置において、化学増幅型のフォトレジストが塗布され、露光装置において露光処理されたウエハＷを、搬送手段１によってこの発明に係る有機現像処理装置に搬送して現像処理を行う場合について説明する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
第１実施形態の有機現像処理装置１０（以下に現像装置１０という）は、筐体１１を備えており、筐体１１の一側壁にはウエハＷの搬送口１２が設けられている。この搬送口１２を介して図２に示す搬送手段１によりウエハＷが筐体１１内に搬送される。この場合、搬送手段１は、ウエハＷの側周を囲む略馬蹄形状のアーム体２と、このアーム体２の内周に複数、この例では４つ設けられ、ウエハＷの裏面周辺を支持する支持部３とを備えている。
【００２９】
筐体１１内には、この筐体１１内を上下に仕切る仕切板１３が設けられている。仕切板１３の上側はウエハＷを処理するための処理領域１４ａとして構成され、仕切板１３の下側は駆動領域１４ｂが構成されている。
【００３０】
筐体１１内にはウエハＷを水平状態に載置する基板保持手段である基板保持チャック２０が設けられている。この基板保持チャック２０は回転駆動機構である例えばサーボモータにて形成される回転駆動モータ２１の回転軸２１ａに連結されており、回転駆動モータ２１の駆動によって水平方向に回転自在に構成されている。基板保持チャック２０の表面の複数箇所には吸引孔２２が設けられており、回転軸２１ａには吸引孔２２に連通する吸引通路（図示せず）が設けられており、吸引通路に一端が接続する排気管２３の他端が排気手段である真空ポンプ２４に接続されている。なお、回転軸２１ａは仕切板１３に設けられた貫通孔１３ａに回転自在に貫挿されている。
【００３１】
また、基板保持チャック２０と回転駆動モータ２１は例えばシリンダやボールねじ機構等にて形成される昇降機構２５によって鉛直方向に移動（昇降）可能に構成されている。
【００３２】
回転駆動モータ２１、昇降機構２５及び真空ポンプ２４は制御部１００に電気的に接続され、制御部１００からの制御信号に基づいて制御される。
【００３３】
基板保持チャック２０の上方には下方が開口する扁平な円形状のカバー体２６が設けられており、このカバー体２６は、支持部材２７を介してカバー体２６を昇降すなわち基板保持チャック２０に対して接離移動する接離移動機構２８が連接されている。接離移動機構２８は制御部１００に電気的に接続されており、制御部１００からの制御信号によりカバー体２６が基板保持チャック２０に対して接離移動自在に構成されている。なお、カバー体２６の開口端部にはＯリング２９が嵌着されており、カバー体２６が下降して仕切板１３に密接して、カバー体２６内の気密性が維持されるようになっている。
【００３４】
カバー体２６の天板２６ａの下面には現像液供給手段である現像液供給ノズル３０とガス供給手段であるガス供給ノズル４０を備えたノズル体５０が装着されている。この場合、ノズル体５０は、図２及び図３に示すように、基板保持チャック２０上に載置されるウエハＷの直径と同径以上の円に内接する角部５１を有する例えば８角形状の扁平状のノズルヘッド５２を備えており、ノズルヘッド５２の下面に複数の現像液供給ノズル３０（以下に現像ノズル３０という）と、ガス供給ノズル４０（以下にガスノズル４０という）とが、例えば交互に散点状に設けられている。なお、ノズルヘッド５２は必ずしも８角形状である必要はなく、例えば８角以外の多角形や円形であってもよい。
【００３５】
このうち現像ノズル３０はノズルヘッド５２に設けられた現像液流路３１に接続されている。現像液流路３１は現像液供給管３２を介して有機溶剤を含有する現像液の現像液供給源３３に接続されている。現像液供給管３２には、バルブやマスフローコントローラを備えた流量制御部３４Ａと温調制御部３５が介設されている。なお、本実施例で用いられ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。
【００３６】
一方、ガスノズル４０はノズルヘッド５２に設けられたガス流路４１に接続されている。ガス流路４１はガス供給管４２を介してガス供給源４３に接続されている。ガス供給管４２には、バルブやマスフローコントローラを備えた流量制御部３４Ｂが介設されている。なお、本実施例で用いられるガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスや清浄空気等が用いられ、本実施形態では不活性ガスであるＮ２ガスが用いられる。
【００３７】
上記流量制御部３４Ａ，３４Ｂと温調制御部３５は制御部１００と電気的に接続されており、制御部１００からの制御信号に基づいて現像液が所定の温度例えば２３℃に設定されると共に所定量例えば８０ｍＬ〜６００ｍＬ吐出され、また、Ｎ２ガスが所定量例えば５〜５０Ｌ／ｍｉｎ吐出されるように形成されている。
【００３８】
上記のように形成されるノズル体５０は、カバー体２６と共に基板保持チャック２０に対して接離移動自在に構成されており、下降して基板保持チャック２０に近づいた状態で、現像ノズル３０から現像液を吐出することにより、基板保持チャック２０に載置されたウエハＷの表面全域に同時に現像液の液膜を形成する。また、ウエハＷの表面全域に現像液の液膜を形成した後、ガスノズル４０からＮ２ガスを吐出することにより、ウエハＷの表面全域にＮ２ガスを供給して、現像の停止を行うと共に、ウエハＷ表面上の現像液を除去して乾燥することができる。なお、現像ノズル３０から現像液を吐出する際、基板保持チャック２０を回転することにより、ウエハＷの表面全域に均一に現像液の液膜を形成することができる。また、ウエハＷの表面全域にＮ２ガスを供給する際に基板保持チャック２０を回転することにより、ウエハＷの表面全域に均一にＮ２ガスを供給することができ、現像液の除去及び乾燥時間の短縮を図ることができる。
【００３９】
次に、第１実施形態の現像装置の動作態様と現像方法について図１ないし図５を参照して詳細に説明する。まず、搬送手段１によりウエハＷが筐体１１内に搬送され、基板保持チャック２０の上方にウエハＷが位置する。すると、昇降機構２５の駆動によって基板保持チャック２０が上昇し、吸引動作によってウエハＷは基板保持チャック２０上に吸着保持される。その後、搬送手段１は後退する。
【００４０】
基板保持チャック２０上にウエハＷを保持した状態で、接離移動機構２８が駆動してカバー体２６と共に現像ノズル３０とガスノズル４０を備えたノズル体５０が下降して、ウエハ表面の上方の近接位置例えば３０ｍｍに移動する。なおこの際、昇降機構２５を駆動してウエハＷの表面とノズル体５０との距離を調整することもできる。
【００４１】
次に、所定の温度例えば２３℃に設定された有機溶剤を含有する現像液Ｄが現像ノズル３０からウエハＷの表面全域に例えば１０〜３０秒間吐出され、ウエハＷの表面全域に同時に現像液Ｄの液膜が形成される。このとき、図４（ａ）に示すように、基板保持チャック２０を回転（例えば１０〜１０００ｒｐｍ）することにより、基板保持チャック２０に載置されたウエハＷの表面全域に同時に現像液の液膜を形成する。現像液Ｄの液膜が形成された状態を拡大すると、図５（ａ）に示すように、現像液Ｄにレジストの溶解性部位が溶解して、不溶解性の部位が残って回路パターンＣが形成される。この状態では、現像液Ｄに溶解生成物ｄが混在している。
【００４２】
次に、ノズル体５０をウエハ表面の上方の近接位置例えば３０ｍｍに移動する。この状態で、基板保持チャック２０を５００〜３０００ｒｐｍ例えば１０００ｒｐｍの回転数で回転させながら、ガスノズル４０からウエハＷの表面全域にＮ２ガスを５〜５０Ｌ／ｍｉｎ例えば５Ｌ／ｍｉｎの流量で５〜３０秒間吐出する（図４（ｂ）参照）。このように、現像液Ｄの液膜が形成された後に、ウエハＷを回転させながらウエハＷの表面全域にＮ２ガスを吐出すると、その吐出による衝撃とウエハＷの回転による遠心力との作用により、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、Ｎ２ガスはウエハＷの中心部から周縁部に向かって広がり、溶解生成物ｄが混在している現像液Ｄは効率的に外側に排出され、回路パターンＣの凹部内の現像液Ｄは確実に排出（除去）される。
【００４３】
上記のようにして現像処理が終了した後、上記動作と逆の動作によって基板保持チャック２０上のウエハＷは、基板保持チャック２０から搬送手段１に受け取られ、搬送手段１により筐体１１内から搬出される。
【００４４】
上記第１実施形態によれば、現像ノズル３０により、ウエハＷの全面に同時に現像液を供給して液膜を形成した後、ウエハＷの表面全域にＮ２ガスを供給することにより、ウエハＷの全面において同時に現像を停止することができる。したがって、回路パターンの線幅を安定化させることができる。
【００４５】
なお、上記第１実施形態では、現像ノズル３０からウエハＷの表面全域に現像液を吐出してウエハ表面に現像液の液膜を形成する際に、ウエハＷを回転する場合について説明したが、現像ノズル３０から吐出される現像液がウエハＷの表面全域に渡って吐出されていれば、必ずしもウエハＷを回転しなくてもよい。
【００４６】
なお、上記実施形態では、現像ノズル３０の各ノズル体５０は共通の現像液流路３１を介して現像液供給源３３に接続されて、各ノズル体５０から同量の現像液を吐出する場合について説明したが、ノズル体５０に連通する現像液流路を例えば中心部と外周部に区画し、分離して現像液を吐出するようにしてもよい。このようにすることにより、ウエハＷの表面全域に更に均一に現像液の液膜を形成することができる。
【００４７】
＜第２実施形態＞
次に、この発明に係る有機現像処理装置の第２実施形態について、図６ないし図９を参照して説明する。
【００４８】
第２実施形態の有機現像処理装置１０Ａ（以下に現像装置１０Ａという）は、図６に示すように、図示しない筐体内に、ウエハＷの表面を下方に向けた状態で保持する基板保持手段である基板保持チャック２０Ａと、有機溶剤を含有する現像液Ｄを貯留する現像液貯留容器６０（以下に容器６０という）と、基板保持チャック２０Ａに保持されたウエハＷと容器６０とを相対的に接離移動する接離移動機構２８Ａと、基板保持チャック２０Ａに保持されたウエハＷの表面全域に現像停止及び基板乾燥用のガス例えば窒素（Ｎ２）ガスを吐出するガス供給手段であるガス供給ノズル４０Ａ（以下にガスノズル４０Ａという）と、を備えている。また、現像装置１０Ａは、図示しない搬送手段からウエハＷを受け取ってウエハＷの表裏面を反転させる受け渡しアーム７０を備えており、受け渡しアーム７０によって表裏反転されたウエハＷを基板保持チャック２０Ａに受け渡し可能に構成されている。
【００４９】
この場合、受け渡しアーム７０は、図７に示すように、基台７１の上端に、水平方向に回転及び伸縮可能なリンク部材７２を介して上部水平軸７３を設け、上部水平軸７３に沿って外方に向かって水平方向に進退可能なウエハ保持部７４が設けられている。また、受け渡しアーム７０は、図示しない反転用モータを具備する反転機構７５を具備しており、この反転機構７５によってウエハ保持部７４は、上部水平軸７３に対して１８０度回動可能すなわち反転可能に形成されている。
【００５０】
ウエハ保持部７４は、図７（ｆ）に示すように、先端が略馬蹄形状に形成されると共に、ウエハＷの裏面中心部側を例えば真空吸着により保持するように構成されている。なお、この場合、ウエハ保持部７４の馬蹄形状部には、周方向に沿って適宜間隔をおいて、複数の吸引孔７４ａが設けられており、図示しない開閉弁を介設した配管（図示せず）を介して吸着源例えば真空ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００５１】
上記のように構成される受け渡しアーム７０は、図７（ａ）に示す状態からウエハ保持部７４が水平方向に伸びて図示しない搬送手段からウエハＷを受け取って吸着保持した状態（図７（ｂ）参照）で、反転機構７５によってウエハ保持部７４が上部水平軸７３に対して１８０度回動してウエハＷの表裏面を反転させる（図７（ｃ）〜図７（ｅ）参照）。
【００５２】
また、現像装置１０Ａは、図６に示すように、図示しない筐体内の上部に配置される、例えばボールねじ機構やタイミングベルト機構等にて形成される接離移動機構２８Ａと、接離移動機構２８Ａによって鉛直方向に移動自在な昇降ブラケット２８ｂの下部に連結される、回転駆動機構である例えばサーボモータにて形成される回転駆動モータ２１Ａと、を備えている。回転駆動モータ２１Ａの回転軸２１ａの下端部に基板保持チャック２０Ａが下向きに連結されており、回転駆動モータ２１Ａの駆動によって水平方向に回転自在に構成されている。基板保持チャック２０Ａは、第１実施形態の基板保持チャック２０と同様に、基板保持チャック２０Ａの表面の複数箇所には吸引孔（図示せず）が設けられており、回転軸２１ａには吸引孔と連通する吸引通路（図示せず）が設けられ、吸引通路に一端が接続する排気管（図示せず）の他端が排気手段である真空ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００５３】
回転駆動モータ２１Ａ、接離移動機構２８Ａ及び真空ポンプ（図示せず）は制御部１００に電気的に接続され、制御部１００からの制御信号に基づいて制御される。
【００５４】
上記容器６０は、図６に示すように、上端が開口した箱状に形成され、図示しない支持台等によって水平状態に設置されている。容器６０の対向する側壁の上部に設けられた連通口６１ａ，６１ｂに循環管路６２の両端が接続されており、循環管路６２にはフィルタ６３と循環ポンプ６４が介設されると共に、循環管路６２を流れる有機溶剤を含有する現像液Ｄの温度を一定の温度に設定する温度制御部６５が介設されている。なお、容器６０の底部には排液口６６が設けられており、排液口６６にドレインバルブ６７を介設したドレイン管６８が接続されている。
【００５５】
容器６０の外周にはカップ８０が配設されている。カップ８０は、容器６０の外周外方及び下方を包囲する有底円筒状の下部カップ体８１と、下部カップ体８１の開口部側の内周面に沿って移動可能な上部カップ体８２とで構成されている。この場合、上部カップ体８２は、下部カップ体８１の開口部側の内周面に沿って移動可能な扁平筒状基部８３と、扁平筒状基部８３の上端に屈曲される傾斜部８４と、傾斜部８４の上端から容器６０側に屈曲される内向き鍔部８５とで構成されている。また、上部カップ体８２は、この上部カップ体８２の扁平筒状基部８３の外側に連結される支持部材８６を介してカップ昇降機構８７に連接されており、カップ昇降機構８７によって上部カップ体８２が昇降可能に構成されている。
【００５６】
また、ガスノズル４０Ａはノズル体５０Ａに備えられている。ノズル体５０Ａは、図６及び図８に示すように、基板保持チャック２０Ａに吸着保持されるウエハＷの直径と同径以上の円に内接する角部５１を有する８角形状の扁平状のノズルヘッド５２Ａを備えており、ノズルヘッド５２Ａの上面に複数のガスノズル４０Ａが散点状に設けられている。ガスノズル４０Ａはノズルヘッド５２Ａに設けられたガス流路４１に接続されており、ガス流路４１はガス供給管４２を介してＮ２ガス供給源４３に接続されている。ガス供給管４２には、バルブやマスフローコントローラを備えた流量制御部（図示せず）が介設されている。なお、ノズルヘッド５２Ａは必ずしも８角形状である必要はなく、例えば８角以外の多角形や円形であってもよい。
【００５７】
上記のように形成されるガスノズル４０Ａを備えるノズルヘッド５２Ａは、図６に示すように、上記ガイドレール９０に沿って移動自在な可動基台９１の下部に垂下される接離移動機構２８Ｂによって鉛直方向に移動自在な昇降ブラケット２８ｃに連結されている。なお、可動基台９１は、図示しない例えばボールねじ機構やタイミングベルト機構等の駆動手段によってガイドレール９０上を移動可能に形成されており、制御部１００からの制御信号に基づいて駆動する駆動手段によって、基板保持チャック２０Ａに保持されたウエハＷと容器６０との間の位置と、容器６０の外方の待機位置とに移動可能に構成されている。
【００５８】
次に、第２実施形態の現像装置の動作態様と現像方法について、図６ないし図９を参照して詳細に説明する。まず、図示しない搬送手段によって搬送されたウエハＷを受け渡しアーム７０がウエハＷの表面を上にしたまま受け取る。ウエハＷを受け取った受け渡しアーム７０は、反転機構７５によってウエハ保持部７４が上部水平軸７３に対して１８０度回動してウエハＷの表裏面を反転させる（図７（ｃ）〜図７（ｅ）参照）。
【００５９】
受け渡しアーム７０によってウエハＷを反転した状態で、受け渡しアーム７０のウエハ保持部７４が基板保持チャック２０Ａ側に移動し、基板保持チャック２０Ａが略馬蹄形状のウエハ保持部７４の内方に入り込む（図７（ｅ）の二点鎖線参照）。この状態で、ウエハ保持部７４の真空吸着を解除すると同時又は解除直前に、基板保持チャック２０Ａの真空吸着を開始して基板保持チャック２０ＡによりウエハＷの裏面側を吸着保持する。その後、基板保持チャック２０Ａを容器６０の上方に移動する。
【００６０】
次に、接離移動機構２８Ａを駆動して基板保持チャック２０Ａに保持されているウエハＷの表面のみを容器６０内に貯留されている有機溶剤を含有する現像液Ｄに所定時間例えば２０秒間浸漬して、ウエハＷの表面全域に同時に現像液の液膜を形成する。
【００６１】
次に、接離移動機構２８Ａを駆動して基板保持チャック２０に保持されているウエハＷを容器６０の上方に移動して水平状態に保持する。ウエハＷの上昇と同時又は上昇後、駆動手段の駆動により可動基台９１Ｂがガイドレール９０に沿って移動し、ノズルヘッド５２Ａが基板保持チャック２０Ａに保持されたウエハＷと容器６０との間に位置して、ガスノズル４０をウエハＷの表面と対向する位置におく。このとき、カップ昇降機構８７の駆動により上部カップ体８２は容器６０の上方とノズルヘッド５２Ａの周囲を包囲する。この状態で、基板保持チャック２０Ａを５００〜３０００ｒｐｍ例えば１０００ｒｐｍの回転数で回転させながら、ガスノズル４０ＡからウエハＷの表面全域にＮ２ガスを５〜５０Ｌ／ｍｉｎ例えば５Ｌ／ｍｉｎの流量で５〜３０秒間吐出する。このように、現像液Ｄの液膜が形成された後に、ウエハＷを回転させながらウエハＷの表面全域にＮ２ガスを吐出すると、その吐出による衝撃とウエハＷの回転による遠心力との作用により、Ｎ２ガスはウエハＷの中心部から周縁部に向かって広がり、溶解生成物ｄが混在している現像液Ｄは効率的に外側に排出され、回路パターンＣの凹部内の現像液Ｄは確実に排出（除去）される。
【００６２】
上記のようにして現像処理が終了した後、上記動作と逆の動作によって基板保持チャック２０Ａにより保持されたウエハＷは、基板保持チャック２０Ａから受け渡しアーム７０に受け取られ、受け渡しアーム７０によって表裏反転すなわち表面が上面側に反転された後、図示しない搬送手段により搬送される。
【００６３】
なお、上記第２実施形態では、ガスノズル４０Ａを備えるノズルヘッド５２Ａがガイドレール９０上を移動する可動基台９１に取り付けられる場合について説明したが、ノズルヘッド５２Ａの移動は必ずしもこの構造に限定されるものではなく、例えば水平方向に旋回可能なアームによってウエハＷと容器６０の間と、容器６０の外方位置とに移動可能な構造としてもよい。
【００６４】
上記第２実施形態によれば、ウエハＷの表面のみを容器６０内に貯留された現像液Ｄに浸漬することにより、ウエハＷの全面に同時に現像液を供給して液膜を形成した後、ウエハＷの表面全域にＮ２ガスを供給することにより、ウエハＷの全面において同時に現像を停止することができる。したがって、回路パターンの線幅を安定化させることができる。また、第２実施形態においては、容器６０に貯留された現像液Ｄは、循環管路６２を介してフィルタ６３により不純物を取り除いた上で、温度制御部６５で温度が調整されて再度現像に用いることができ、現像液の無駄を少なくすることができる。
【００６５】
（評価試験）
次に、有機溶剤を含有する現像液をウエハに供給して現像液の液膜を形成した後のＮ２ガスの吐出の有無による評価試験について図１０及び図１１を参照して説明する。
【００６６】
図１０に示すように、３００ｍｍウエハＷの表面に有機溶剤を含有する現像液を供給して液膜を形成した後、ウエハＷの中心部にＮ２ガスを５Ｌ／ｍｉｎの流量で、３秒間吐出した場合と、Ｎ２ガスを吐出しない場合のウエハＷの中心から外周における任意の箇所の線幅の上限と下限を調べたところ、図１１に示すような結果が得られた。
【００６７】
その結果、図１１に示すように、Ｎ２ガスを吐出した場合は、Ｎ２ガスを吐出しない場合に比べてＮ２ガス吐出領域の現像の停止が速くなると共に、線幅が変動する。これにより、ウエハＷの表面全体にＮ２ガスを吐出することで、ウエハ面内の線幅の制御が可能となる。
【００６８】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、基板表面の全域に同時に有機溶剤を含有する現像液の液膜を形成した後、基板表面全域にガスを供給して、現像の停止と乾燥を行う全ての有機現像処理に適用できる。
【００６９】
なお、上記実施形態では、被処理基板が半導体ウエハＷである場合について説明したが、この発明は半導体ウエハ以外の例えばＦＰＤ基板等の他の基板の有機現像処理にも適用できる。
【符号の説明】
【００７０】
Ｗ  ウエハ（基板）
２０，２０Ａ  基板保持チャック（基板保持手段）
２１，２１Ａ  回転駆動モータ（回転駆動機構）
２８，２８Ａ，２８Ｂ  接離移動機構
３０  現像ノズル（現像液供給手段）
４０，４０Ａ  ガスノズル（ガス供給手段）
５０，５０Ａ  ノズル体
５２，５２Ａ  ノズルヘッド
６０  容器（現像液貯留容器）
１００  制御部
【図１】
0005275385.tif 000002
【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】
0005275385.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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