(57)【要約】【課題】パターン露光された感光性レジスト膜が形成された処理基板に対して、複数の吐出ノズルを用いて現像液を吐出し現像する工程において、現像状態を面内で均一化し、現像後のパターンの仕上がり寸法を均一にすることができる現像方法及び現像装置を提供する。【解決手段】現像装置および現像方法は、事前に対象となる感光性レジスト膜を塗布した基板に対し単体の吐出ノズルで現像液を吐出し現像を行い、その現像パターンを測定した分布データを記憶装置に記憶し、その記憶された分布データを元に演算装置を用いて仕上がり寸法が均一となる条件パラメータを算出し、その算出された条件パラメータに基づいて現像条件を変更することで均一な現像を実現する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性レジスト膜が積層され、かつパターン露光された処理基板を、複数の吐出ノズルが配置された現像処理槽の中に一定速度で搬送し、前記吐出ノズルから吐出された現像液によって前記感光性レジスト膜を現像する現像方法であって、
前記吐出ノズル単体で前記感光性レジスト膜を現像した現像パターンについての分布データを記憶する記憶工程と、
前記記憶した分布データに基づいて、前記処理基板全体を均一に現像するための条件パラメータを算出する演算工程と、
前記算出した条件パラメータに基づいて、前記感光性レジスト膜の現像条件を変更する変更工程と、を有することを特徴とする現像方法。
【請求項２】
前記分布データが、平坦な基板上に前記感光性レジスト膜を均一に塗布し、現像した後の前記感光性レジスト膜の厚みであることを特徴とする請求項１に記載の現像方法。
【請求項３】
前記条件パラメータが、前記現像液を吐出する前記吐出ノズルの配置および前記吐出ノズルと搬送される前記処理基板との間の距離であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像方法。
【請求項４】
感光性レジスト膜が積層され、かつパターン露光された処理基板を、複数の吐出ノズルが配置された現像処理槽の中に一定速度で搬送する被処理基板搬入手段を含み、
前記現像処理槽において、前記吐出ノズルから吐出された現像液によって前記感光性レジスト膜を現像する現像装置であって、
前記吐出ノズル単体で前記感光性レジスト膜を現像した現像パターンについての分布データが記憶された記憶手段と、
前記記憶された分布データに基づいて、前記処理基板全体を均一に現像するための条件パラメータを算出する演算手段と、
前記算出された条件パラメータに基づいて、前記感光性レジスト膜の現像条件を変更する変更手段と、を有することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
前記分布データが、平坦な基板上に前記感光性レジスト膜を均一に塗布し、現像した後の前記感光性レジスト膜の厚みであることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記条件パラメータが、前記現像液を吐出する前記吐出ノズルの配置および前記吐出ノズルと搬送される前記処理基板との間の距離であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン露光された感光性レジスト膜を形成している被現像基板を吐出ノズルから吐出された現像液で現像する現像方法及び現像装置であって、予め吐出ノズル単体での現像パターンについての分布データを作成し、これを入力することで被現像基板全体を均一に現像するためのパラメータを算出し、大面積の被現像基板に対し複数の吐出ノズルを用いて均一な現像を実施する現像方法及び現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レジスト液を塗布して感光性のレジスト膜を形成し、その基板にパターン露光を行い、現像液を複数のノズルから噴霧することにより現像を行ってレジストパターンを形成する一連の処理により、例えば印刷配線板や半導体デバイス、ＬＣＤ基板といった微細かつ精度の高いパターンが必要となる基板を作成することができる。
近年、電子機器の高機能化や高性能化、及び小型化の傾向から、従来以上に微細かつ高精度なパターンを形成することが求められるようになってきている。
【０００３】
しかしながら、従来技術の現像工程には、例えばノズル直下で現像が早く進みやすい、もしくはその逆に進み難いといったノズル固有の噴霧分布状態に起因するムラといった問題がある。また、大面積の基板に対して現像を行うには複数のノズルを配置する必要があるため、そのノズルの配置状態に対応して基板面内の現像状態に差が出るといった複数ノズルの配置に起因するムラなど、基板面内で条件を均一にして現像することは難しい。
上記の問題により、条件が基板面内で均一でないために現像も不均一となり、それによってパターンの仕上がり寸法が異なってしまい、パターン寸法にバラツキが発生するという問題がある。
【０００４】
例えば、特許文献１のように、基板の搬送方向に直交した幅方向のバラツキを低減するため、薬液を噴射して化学処理を行う現像装置において、吐出ノズルから出る試薬液の噴射圧を搬送方向に沿った中央が高くサイドが低くなるよう設定していることを特徴とする薬液処理装置が提案されている。
しかしながら、大面積の基板では吐出ノズルからの試薬液の噴射圧調整だけでは、現像処理を全体的に均一にすることは限界がある。例えば、噴射圧の調整やノズル配置の状態により、基板に直接噴射される薬液量に面内分布が発生し、それにより現像の進行具合にも分布が生まれ、結果、パターン寸法にバラツキが発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１２７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み考案されたもので、パターン露光された感光性レジスト膜が形成された処理基板に対して、複数の吐出ノズルを用いて現像液を吐出し現像する工程において、現像状態を面内で均一化し、現像後のパターンの仕上がり寸法を均一にすることができる現像方法及び現像装置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】
【０００７】
本発明は、レジスト膜を塗布した基板に対し吐出ノズル単体での現像パターンを測定した分布データを記憶し、前記分布データに基づいて最適な条件パラメータ（つまり、仕上がり寸法が均一となる条件パラメータ）を求め、前記条件パラメータに基づいて現像条件を変更するものである。
本発明の一態様は、感光性レジスト膜が積層され、かつパターン露光された処理基板を、複数の吐出ノズルが配置された現像処理槽の中に一定速度で搬送し、前記吐出ノズルから吐出された現像液によって前記感光性レジスト膜を現像する現像方法であって、前記吐出ノズル単体で前記感光性レジスト膜を現像した現像パターンについての分布データを記憶する記憶工程と、前記記憶した分布データに基づいて、前記処理基板全体を均一に現像するための条件パラメータを算出する演算工程と、前記算出した条件パラメータに基づいて、前記感光性レジスト膜の現像条件を変更する変更工程と、を有することを特徴とする現像方法である。
【０００８】
ここで、「現像パターン」とは、感光性レジスト膜を塗布した基板に対し単体の吐出ノズルで現像液の吐出を行って現像した後のパターンをいう。
なお、上記「変更工程」は、後述する実施形態における「現像処理槽の状態変更工程」に相当するものである。
また、本発明の別の態様は、上記記載の現像方法において、前記分布データが、平坦な基板上に前記感光性レジスト膜を均一に塗布し、現像した後の前記感光性レジスト膜の厚みであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の別の態様は、上記記載の現像方法において、前記条件パラメータが、前記現像液を吐出する前記吐出ノズルの配置および前記吐出ノズルと搬送される前記処理基板との間の距離であることを特徴とするものである。
ここで、「前記現像液を吐出する前記吐出ノズルの配置」とは、複数備わる吐出ノズルのうち、処理基板を現像する際に使用される吐出ノズルの配置をいう。
【００１０】
また、本発明の別の態様は、感光性レジスト膜が積層され、かつパターン露光された処理基板を、複数の吐出ノズルが配置された現像処理槽の中に一定速度で搬送する被処理基板搬入手段を含み、前記現像処理槽において、前記吐出ノズルから吐出された現像液によって前記感光性レジスト膜を現像する現像装置であって、前記吐出ノズル単体で前記感光性レジスト膜を現像した現像パターンについての分布データが記憶された記憶手段と、前記記憶された分布データに基づいて、前記処理基板全体を均一に現像するための条件パラメータを算出する演算手段と、前記算出された条件パラメータに基づいて、前記感光性レジスト膜の現像条件を変更する変更手段と、を有することを特徴とする現像装置である。
【００１１】
なお、上記「記憶手段」は、後述する実施形態における「記憶装置」に相当するものである。また、上記「演算手段」は、後述する実施形態における「演算装置」に相当するものである。また、上記「変更手段」は、後述する実施形態における「現像処理槽の状態変更機構」に相当するものである。
また、本発明の別の態様は、上記記載の現像装置において、前記分布データが、平坦な基板上に前記感光性レジスト膜を均一に塗布し、現像した後の前記感光性レジスト膜の厚みであることを特徴とするものである。
また、本発明の別の態様は、上記記載の現像装置において、前記条件パラメータが、前記現像液を吐出する前記吐出ノズルの配置および前記吐出ノズルと搬送される前記処理基板との間の距離であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の現像方法および現像装置を用いて、パターン露光された感光性レジスト膜が形成された処理基板の現像処理を行うことにより、大面積の基板に対しても複数の吐出ノズルを使用して均一に現像処理を行うことができる。そして、それにより処理基板上に形成されるパターンを均一化することが可能となり、パターンの微細化や高精度化が要求される印刷配線板や半導体デバイス、ＬＣＤ基板といった基板に対してパターンの微細化や高精度化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る現像装置の構成と機能を表すブロック図である。
【図２】記憶装置に記憶される現像パターンの分布データの一例を示すグラフである。
【図３】現像装置の一実施例を示す模式構成図である。
【図４】実施例１のノズル配置とノズル使用状況を示した説明図である。
【図５】実施例１により得られた基板内の現像分布状態を示したグラフである。
【図６】比較例１のノズル配置とノズル使用状況を示した説明図である。
【図７】比較例１により得られた基板内の現像分布状態を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の現像装置及び前記現像装置を用いた現像方法の実施形態について、以下説明する。
（現像装置）
図１は本実施形態に係る現像装置の構成と機能を表すブロック図である。
本実施形態に係る現像装置は、図１に示すように、基板を現像処理槽に搬入する被処理基板搬入手段と、前記基板を現像する現像処理槽と、前記現像された基板を水洗いする水洗槽と、前記水洗いされた基板を搬出する被処理基板搬出手段と、単体吐出ノズルで現像液の吐出を行って得られた基板の現像パターンの分布データが記憶された記憶装置と、前記記憶装置に記憶された分布データに基づいて最適な条件パラメータ（つまり、仕上がり寸法が均一となる条件パラメータ）を求める演算装置と、前記条件パラメータに基づいて現像条件を変更する現像処理槽の状態変更機構と、を含んで構成されている。ここで、前記現像処理槽には、現像液を噴出する吐出ノズルが所定個数取り付けられたマニホールドが基板の幅方向に所定本数配置されている。
【００１５】
上記のように、本実施形態に係る現像装置では、前記記憶装置に記憶された分布データに基づいて、前記演算装置により最適な条件パラメータ（つまり、仕上がり寸法が均一となる条件パラメータ）が演算される。そして、その演算結果に基づいて、前記状態変更機構により現像条件が変更される。このため、本実施形態であれば、大面積の基板に対しても複数の吐出ノズルを使用して現像処理を行っても、仕上がり寸法が均一なレジストパターンを形成できる。
【００１６】
また、本実施形態に係る現像装置では、前記記憶装置に記憶された分布データについて、図２に示したような基板上の感光性レジスト膜の厚みをデータとして用い、そのデータを用いてレジストパターンが均一となる条件パラメータを演算するようにしてもよい。
上記分布データは、単体吐出ノズルで現像液の吐出を行って得られた基板の面内データを取得した二次元分布データであることが望ましいが、図２に示したような吐出ノズル直下を含む一次元の分布データでもよい。これは、十分に精度のある吐出ノズルであれば、吐出する現像液の状態に方向による差がほとんど発生しないためである。
【００１７】
また、本実施形態に係る現像装置では、条件パラメータが現像液を吐出する吐出ノズルの配置および吐出ノズルと処理基板との間の距離であり、これを制御装置もしくは手作業によって変更し、その後に現像処理を行うようにしてもよい。
条件パラメータは噴霧時の圧力や吐出ノズル自体の選択、吐出ノズルを水平に揺動させる距離、吐出ノズルの首を振らせる角度など多数あるが、このうち吐出ノズルの配置状態がもっとも機械的に  制御することが容易であるため、仕上がり寸法が均一なレジストパターンを容易に形成することができる。
【００１８】
上述の現像装置において、使用される吐出ノズルやマニホールドなどに条件は無いが、できる限り広範囲に現像液が吐出されるような吐出ノズルを使用することが望ましい。これは、狭い範囲にしか現像液が吐出されない吐出ノズルの場合、均一に現像液を吐出させるためには吐出ノズルの配置自体も狭い範囲に密集させなければならず配置の制限が厳しくなるのに対し、広範囲に吐出される吐出ノズルの場合、吐出ノズルを必ずしも狭い範囲に密集させて配置させる必要が無く、配置の自由度が上がることでより均一性の高い配置が可能となるためである。
【００１９】
（現像方法）
本実施形態に係る現像方法は、上述の現像装置を用いた現像方法であって、記憶工程と、記憶工程後に実施される演算工程と、演算工程後に実施される現像処理槽の状態変更工程とを含んで構成されている。前記記憶工程では、単体吐出ノズルで現像液の吐出を行って得られた基板の現像パターンの分布データを上述の記憶装置に記憶する。前記演算工程では、上述の記憶装置に記憶された分布データに基づいて最適な条件パラメータ（つまり、仕上がり寸法が均一となる条件パラメータ）を上述の演算装置で求める。現像処理槽の状態変更工程では、上述の演算装置で求められた条件パラメータに基づいて現像処理槽の現像条件を変更する。
【００２０】
上記のように、本実施形態に係る現像方法では、前記分布データに基づいて最適な条件パラメータを演算し、その演算結果に基づいて現像条件を変更する。このため、本実施形態であれば、大面積の基板に対しても複数の吐出ノズルを使用して現像処理を行っても、仕上がり寸法が均一なレジストパターンを形成できる。
【００２１】
また、本実施形態に係る現像方法では、前記分布データについて、図２に示したような基板上の感光性レジスト膜の厚みをデータとして用い、そのデータを用いてレジストパターンが均一となる条件パラメータを演算するようにしてもよい。
上記分布データは、単体吐出ノズルで現像液の吐出を行って得られた基板の面内データを取得した二次元分布データであることが望ましいが、図２に示したような吐出ノズル直下を含む一次元の分布データでもよい。これは、十分に精度のある吐出ノズルであれば、吐出する現像液の状態に方向による差がほとんど発生しないためである。
【００２２】
また、本実施形態に係る現像方法では、条件パラメータが現像液を吐出する吐出ノズルの配置および吐出ノズルと処理基板との間の距離であり、これを制御装置もしくは手作業によって変更し、その後に現像処理を行うようにしてもよい。
条件パラメータは噴霧時の圧力や吐出ノズル自体の選択、吐出ノズルを水平に揺動させる距離、吐出ノズルの首を振らせる角度など多数あるが、このうち吐出ノズルの配置状態がもっとも機械的に制御することが容易であるため、仕上がり寸法が均一なレジストパターンを容易に形成することができる。
【００２３】
上述の現像方法において、使用される吐出ノズルなどに条件は無いが、できる限り広範囲に現像液が吐出されるような吐出ノズルを使用することが望ましい。これは、狭い範囲にしか現像液が吐出されない吐出ノズルの場合、均一に現像液を吐出させるためには吐出ノズルの配置自体も狭い範囲に密集させなければならず配置の制限が厳しくなるのに対し、広範囲に吐出される吐出ノズルの場合、吐出ノズルを必ずしも狭い範囲に密集させて配置させる必要が無く、配置の自由度が上がることでより均一性の高い配置が可能となるためである。
【００２４】
以下実施例により、本実施形態に係る現像装置及び現像方法を用いたカラーフィルタ基板の現像方法を説明する。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
図３は、本実施形態に係る現像装置の一実施例を示す模式構成図である。
まず現像装置１００を用いて現像を実施する前に、単体吐出ノズルでの分布データを取るための基板を作成する。
所望のガラス基板などの基板上に、ｇ線（４３６ｎｍ）やｉ線（３６５ｎｍ）などの紫外線または電子線などの電離放射線に感応するレジスト液をスピンナーなどにより塗布し、感応性レジスト層を形成する。
上記基板に対し、現像装置１００で用いるものと同じ噴圧および距離で現像液を短時間噴射する。その後、感応性レジスト層の厚み分布を測定することで、現像パターンの分布データを取得し、記憶装置８０に前記分布データを記憶させる。
【００２６】
記憶装置８０に記憶された分布データを元に、演算装置７０を用いて仕上がり寸法が均一となる条件パラメータを演算し、その条件（つまり、仕上がり寸法が均一になる条件）を実際の現像装置１００に反映させる。ここで、この仕上がり寸法が均一となる条件を実際の現像装置１００に反映させるための機構が状態変更機構６０である。本実施形態では、吐出ノズルの配置および吐出ノズルの使用不使用を条件パラメータとして変更した。図４は、上述した手順で求めた条件パラメータでのノズル使用状況を示す。なお、図４では使用していない吐出ノズルを「未使用ノズル２３」とし、使用している吐出ノズルを「ノズル２２」として示している。
【００２７】
次に、上述の感応性レジスト層を形成した方法と同様の方法で作成した感応性レジスト層を有する基板に対し、ｇ線やｉ線などの紫外線または電子線などの電離放射線を用いてパターン露光を行い、基板上にパターン露光された感応性レジスト層を形成している被処理基板５１を作成する。
次に、作成した被処理基板５１を搬入手段１０により搬送コンベア１１上に送り出す。さらに、搬送コンベア１１によって現像処理槽２０に送り込まれた被処理基板５１は、ノズル２２から噴射される現像液によって現像処理される。このとき、マニホールド２１に取り付けられたノズル２２の口径は全て同じ１．１ｍｍφであり、その流量は０．５８Ｌ／ｍｉｎであった。
【００２８】
その後、現像処理の終わった被処理基板５１aを、水洗槽３０にて水洗し、パターンを形成した。最後に、被処理基板５１aを搬出手段４０で搬出する。
上記により得られた基板（つまり、現像処理の終わった被処理基板５１a）の、幅方向についての現像進行速度の現像分布結果を図５に示す。横軸は基板内の幅方向の位置を示し、縦軸は最も現像が進んだ部分の現像量を１とした相対的な現像量を示している。この結果から、全面がおよそ均一に現像されており、均一なパターンが形成できたことがわかる。
【００２９】
（比較例１）
実施例１で説明した、感応性レジスト層を形成する手順および被処理基板５１を作成する手順と同様の手順で、基板上にパターン露光された感応性レジスト層を形成している被処理基板５１を作成した。
次に、実施例１で説明した現像処理の手順と同様の手順で、被処理基板５１を現像処理槽２０に搬入し、現像を行う。ただし、仕上がり寸法が均一となる条件パラメータの演算は行わず、図６に示したように一定間隔に配置されたノズル２２を全て使用する設定である現像処理槽２０を用いて現像を実施した。
次に、上記現像の工程により得られた基板の、幅方向についての現像進行速度の現像分布結果を図７に示す。横軸は基板内の幅方向の位置を示し、縦軸は最も現像が進んだ部分の現像量を１とした相対的な現像量を示している。この結果から、局所的な不均一性が現れており、現像が均一に進まずパターンに不均一性が生じていることがわかる。
【符号の説明】
【００３０】
１０……搬入手段
１１……搬送コンベア
２０……現像処理槽
２１……マニホールド
２２……ノズル
２３……未使用ノズル
３０……水洗槽
４０……搬出手段
５１……被処理基板
５１ａ…現像処理の終わった被処理基板
６０……現像処理槽の状態変更機構
７０……演算装置
８０……記憶装置
１００…現像装置
【図１】
2013149849.tif 000003
【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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