(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、
現像液を吐出する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位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで、前記スリット状吐出口から現像液を吐出している前記現像液吐出ノズルを移動させる移動手段と、
前記基板保持手段に保持された基板外の前記他方側の位置に配設され、前記現像液吐出ノズルの前記スリット状吐出口の現像液を除去する除去手段とを備え、
前記移動手段は、前記除去手段により前記スリット状吐出口の現像液が除去された後、基板に現像液が保持された状態で、前記現像液吐出ノズルを基板外の前記他方側の位置から前記基板上を通過して基板外の前記一方側の位置まで移動させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記除去手段は、前記現像液吐出ノズルの前記スリット状吐出口の現像液を吸引する吸引部を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板保持手段に保持された基板外の前記一方側の位置に配設され、前記現像液吐出ノズルに洗浄液を吐出するとともに前記現像液吐出ノズルに吐出された洗浄液を吸引する洗浄手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
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位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで、前記スリット状吐出口から現像液を吐出している現像液吐出ノズルを移動させつつ基板上に現像液を供給する工程と、
前記基板保持手段に保持された基板外の前記他方側の位置で前記現像液吐出ノズルの前記スリット状吐出口の現像液を除去する工程と、
前記除去手段により前記スリット状吐出口の現像液が除去された後、基板に現像液が保持された状態で、前記現像液吐出ノズルを基板外の前記他方側の位置から基板上を通過して基板外の前記一方側の位置まで移動させる工程とを備えたことを特徴する基板処理方法。
【請求項５】
前記現像液吐出ノズルの前記スリット状吐出口の現像液を除去する工程は、前記現像液吐出ノズルの前記スリット状吐出口の現像液を吸引する工程を含むことを特徴とする請求項４記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理液を吐出する処理液吐出ノズルを備えた基板処理装置および基板処理方法に関する。
【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、回転式の現像装置は、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、基板の上方位置と基板外の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位置に移動した後、基板上のフォトレジスト等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外れた待機位置に移動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の回転式の現像装置では、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。
【０００６】
そこで、本発明者は、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しながら基板上の一端から他端へ現像液吐出ノズルを直線状に移動させることにより、現像液の供給の初期段階における基板上の現像液の流動を抑えつつ基板上に均一な衝撃力で現像液を供給する現像方法を提案している。
【０００７】
この現像方法においては、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しながら現像液吐出ノズルを基板外の一方側の位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで移動させることにより基板上に現像液を供給し、基板上に現像液を液盛りする。その後、現像液吐出ノズルは、基板外の他方側の位置から現像液が液盛りされた基板の上方を通って上記と逆方向に移動し、基板外の一方側の位置に戻る。この動作を繰り返すことにより、順次搬入される基板に対して現像処理を順次行うことができる。
【０００８】
しかしながら、基板上への現像液の供給後に現像液吐出ノズルを基板外の他方側の位置から基板外の一方側の位置に戻す際に、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口に残存した現像液が液盛り中の基板上に落下し、現像均一性が損なわれたり、現像不良が発生することがある。これを防止するためには、基板上に液盛りされた現像液による現像処理が終了した後に、現像液吐出ノズルを基板外の他方側の位置から基板外の一方側の位置に戻すことが考えられる。しかしながら、その場合、１枚の基板の現像工程に要する時間が長くなり、スループットが低下する。
【０００９】
本発明の目的は、スループットを低下させることなく、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口からの現像液の落下による処理の不均一および処理不良の発生を防止することができる基板処理装置および基板処理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の発明に係る基板処理装置は、基板を保持する基板保持手段と、現像液を吐出する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位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで、スリット状吐出口から現像液を吐出している現像液吐出ノズルを移動させる移動手段と、基板保持手段に保持された基板外の他方側の位置に配設され、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液を除去する除去手段とを備え、移動手段は、除去手段によりスリット状吐出口の現像液が除去された後、基板に現像液が保持された状態で、現像液吐出ノズルを基板外の他方側の位置から基板上を通過して基板外の一方側の位置まで移動させるものである。
【００１１】
本発明に係る基板処理装置においては、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位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで現像液吐出ノズルを移動させつつ現像液吐出ノズルから現像液を吐出することにより、静止した基板上に現像液が供給される。その後、基板外の他方側の位置に配設された除去手段により現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液が除去される。さらに、スリット状吐出口の現像液が除去された後、現像液吐出ノズルが、移動手段により現像液を保持する基板上を基板外の他方側の位置から基板外の一方側の位置に移動される。
【００１２】
それにより、現像液吐出ノズルが基板外の他方側の位置から基板外の一方側の位置へ戻る際に現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液が基板上に落下することが防止される。したがって、基板上に現像液が供給された状態で、現像液吐出ノズルを基板外の他方側の位置から基板の上方を経由して基板外の一方側の位置に戻すことができる。その結果、スループットを低下させることなく、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口からの現像液の落下による処理の不均一および処理不良の発生を防止することができる。
【００１３】
第２の発明に係る基板処理装置は、第１の発明に係る基板処理装置の構成において、除去手段は、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液を吸引する吸引部を備えたものである。
【００１４】
この場合、基板外の他方側の位置で現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液が吸引部により吸引される。それにより、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液が除去される。
【００１５】
第３の発明に係る基板処理装置は、第１または第２の発明に係る基板処理装置の構成において、基板保持手段に保持された基板外の一方側の位置に配設され、現像液吐出ノズルに洗浄液を吐出するとともに現像液吐出ノズルに吐出された洗浄液を吸引する洗浄手段をさらに備えたものである。
【００１６】
この場合、基板外の一方側の位置で洗浄手段により現像液吐出ノズルに洗浄液が吐出されることにより現像液吐出ノズルが洗浄されるとともに、現像液吐出ノズルに吐出された洗浄液が吸引される。それにより、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口およびその周辺に付着した現像液を除去することができる。したがって、基板保持手段により静止状態で保持された基板上に現像液吐出ノズルのスリット状吐出口から新鮮な現像液を均一に供給することができる。
【００１７】
第４の発明に係る基板処理方法は、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位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで、スリット状吐出口から現像液を吐出している現像液吐出ノズルを移動させつつ基板上に現像液を供給する工程と、基板保持手段に保持された基板外の他方側の位置で現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液を除去する工程と、除去手段によりスリット状吐出口の現像液が除去された後、基板に現像液が保持された状態で、現像液吐出ノズルを基板外の他方側の位置から基板上を通過して基板外の一方側の位置まで移動させる工程とを備えたものである。
【００１８】
本発明に係る基板処理方法においては、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位置から基板上を通過して基板外の他方側の位置まで現像液吐出ノズルを移動させつつ現像液吐出ノズルから現像液を吐出することにより、静止した基板上に現像液が供給される。その後、基板外の他方側の位置で現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液が除去される。さらに、スリット状吐出口の現像液が除去された後、現像液吐出ノズルが、現像液を保持する基板上を基板外の他方側の位置から基板外の一方側の位置に移動される。
【００１９】
それにより、現像液吐出ノズルが基板外の他方側の位置から基板外の一方側の位置へ戻る際に現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液が基板上に落下することが防止される。したがって、基板上に現像液が供給された状態で、現像液吐出ノズルを基板外の他方側の位置から基板の上方を経由して基板外の一方側の位置に戻すことができる。その結果、スループットを低下させることなく、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口からの現像液の落下による処理の不均一および処理不良の発生を防止することができる。
【００２０】
第５の発明に係る基板処理方法は、第４の発明に係る基板処理方法において、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液を除去する工程は、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液を吸引する工程を含むものである。
【００２１】
この場合、基板外の他方側の位置で現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液が吸引される。それにより、現像液吐出ノズルのスリット状吐出口の現像液が除去される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板処理装置および基板処理方法の一例として現像装置および現像方法について説明する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
待機ポット６内には洗浄吸引ユニット１６が設けられ、待機ポット７内には吸引ユニット１７が設けられている。図３に示すように、洗浄吸引ユニット１６は、アスピレータ等の吸引源２０および洗浄液として純水を供給する純水供給源２１に接続されている、また、吸引ユニット１７は、アスピレータ等の吸引源２２に接続されている。
【００２８】
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１４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、現像液吐出ノズル１１からの現像液の吐出、および洗浄吸引ユニット１６および吸引ユニット１７の動作を制御する。
【００２９】
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、モータ２が駆動手段に相当し、制御部１３が制御手段に相当する。また、洗浄吸引ユニット１６が洗浄手段に相当し、吸引ユニット１７が吸引手段に相当する。
【００３０】
図４に示すように、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。スリット状吐出口１５のスリット幅ｔは０．０５〜１．０ｍｍであり、本実施例では０．２ｍｍ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、直径８インチの基板１００を処理する場合には、本実施例では２１０ｍｍに設定される。
【００３１】
現像液吐出ノズル１１は、底面が基板１００の表面に対して平行な状態を保つように走査方向Ａに走査される。スリット状吐出口１５と基板１００の表面との間隔は、０．２〜５ｍｍ、より好ましくは０．５〜２ｍｍであり、本実施例では１．５ｍｍである。
【００３２】
図５は洗浄吸引ユニット１６の一部の斜視図である。
図５に示すように、洗浄吸引ユニット１６は、断面ほぼＶ字形のノズル収納部１６ａを有し、ノズル収納部１６ａの底面に複数の吸引口１８および複数の純水吐出口１９が設けられている。複数の吸引口１８は図３の吸引源２０に接続され、複数の純水吐出口１９は図３の純水供給源２１に接続されている。
【００３３】
現像液吐出ノズル１１の先端部が洗浄吸引ユニット１６のノズル収納部１６ａ内に位置すると、図３の純水供給源２１から供給される純水が純水吐出口１９から吐出されるとともに、図３の吸引源２０により吸引口１８を通して現像液吐出ノズル１１に吐出された純水が吸引される。それにより、現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５およびその周囲に付着した現像液が除去される。
【００３４】
図６は吸引ユニット１７の一部の斜視図、図７は現像液吐出ノズル１１および吸引ユニット１７の断面図である。
【００３５】
図６に示すように、吸引ユニット１７は、断面ほぼＶ字形のノズル収納部１７ａを有し、ノズル収納部１７ａの底面に複数の吸引口２３が設けられている。複数の吸引口２３は、図３の吸引源２２に接続されている。
【００３６】
図７に示すように、現像液吐出ノズル１１の先端部が吸引ユニット１７のノズル収納部１７ａ内に位置すると、図３の吸引源２２により吸引口２３を通して現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５の現像液が吸引される。それにより、現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５の現像液が除去される。
【００３７】
次に、図８および図９を参照しながら図１の現像装置の動作を説明する。
図８（ａ）に示すように、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。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。このとき、現像液吐出ノズル１１の先端部は洗浄吸引ユニット１６のノズル収納部１６ａ内に位置している。それにより、洗浄吸引ユニット１６により現像液吐出ノズル１１の先端部が純水により洗浄される。
【００３８】
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。
【００３９】
その後、現像液吐出ノズル１１は、走査開始位置Ｐ１から所定の走査速度で走査を開始する。この時点では、現像液吐出ノズル１１からまだ現像液の吐出は行わない。本実施例では、走査速度は１０〜５００ｍｍ／秒とする。
【００４０】
現像液吐出ノズル１１の走査開始後、現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５が基板１００上に到達する前に、吐出開始位置Ｐ２にて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１．２Ｌ／分とする。
【００４１】
現像液吐出ノズル１１は、現像液を吐出しながら吐出開始位置Ｐ２から基板１００上を走査方向Ａに直線状に移動する（図９参照）。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（液盛り）される。
【００４２】
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Ｐ３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Ｐ４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。
【００４３】
その後、現像液吐出ノズル１１は、走査停止位置Ｐ４で上昇した後、他方の待機ポット７の位置Ｐ５まで移動し、待機ポット７内に下降する。このとき、現像液吐出ノズル１１の先端部は吸引ユニット１７のノズル収納部１７ａ内に位置する。それにより、吸引ユニット１７により現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５の現像液が吸引により除去される。
【００４４】
図８（ｂ）に示すように、液盛り終了後、静止状態の基板１００上に現像液が供給された状態を所定時間維持する。それにより、基板１００上の感光性膜の現像が進行する。この間に、現像液吐出ノズル１１は、待機ポット７から基板１００の上方を通過して待機ポット６に戻る。
【００４５】
その後、例えば回転数１０００ｒｐｍ程度で基板１００を回転させ、洗浄用の純水吐出ノズル１２から純水を基板１００に供給し、現像の進行を停止させるとともに純水でリンス処理を行う。
【００４６】
最後に、純水吐出ノズル１２による純水の供給を停止し、基板１００を例えば４０００ｒｐｍで回転させ、基板１００から純水を振り切り、基板１００を乾燥させる。その後、基板１００の回転を停止し、現像処理を終了する。
【００４７】
本実施例の現像装置では、基板１００上に現像液が供給された後、待機ポット７内の吸引ユニット１７により現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５の現像液が吸引により除去される。そのため、基板１００上への現像液の液盛り中に現像液吐出ノズル１１を待機ポット７から基板１００の上方を経由して待機ポット６に戻しても、現像液吐出ノズル１１のスリット状吐出口１５から現像液が基板１００上に落下することがない。したがって、基板１００への現像液の液盛り中に現像液吐出ノズル１１を待機ポット７から基板１００の上方を経由して待機ポット６に戻すことができる。その結果、スループットを低下させることなく、現像液の落下による現像不均一および現像不良の発生を防止することができる。
【００４８】
また、現像液吐出ノズル１１による現像液の供給前に待機ポット６内の洗浄吸引ユニット１６により現像液吐出ノズル１１の先端部が洗浄されるので、静止状態の基板１００上に新鮮な現像液を均一に供給することができる。
【００４９】
さらに、本実施例の現像装置では、現像液吐出ノズル１１が静止した基板１００上に到達する前に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。
【００５０】
また、現像液吐出ノズル１１の移動中に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、現像液が乾燥することで発生す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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【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】洗浄吸引ユニットの一部の斜視図である。
【図６】吸引ユニットの一部の斜視図である。
【図７】現像液吐出ノズルおよび吸引ユニットの断面図である。
【図８】図１の現像装置の動作を説明するための図である。
【図９】基板上での現像液吐出ノズルの走査を示す平面図である。
【符号の説明】
１  基板保持部
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
１３  制御部
１４  現像液供給系
１５  スリット状吐出口
１６  洗浄吸引ユニット
１６ａ，１７ａ  ノズル収納部
１７  吸引ユニット
１８，２３  吸引口
１９  純水吐出口
２０，２２  吸引源
２１  純水供給源
【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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