(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ水平状態に支持された基板の表面に、処理液を供給することで、前記基板表面に液膜を生成させるプロセスに利用される液処理装置であって、
前記基板の裏面において当該基板をほぼ水平状態に支持しつつ、基板面に直交する方向に振動可能となるように構成された支持手段と、
前記支持手段によって支持された前記基板の表面に、処理液を供給する処理液供給手段と、
前記処理液供給手段によって処理液が供給された状態の前記基板の裏面より、振動を付与する振動付与手段とが備えられ、
前記振動付与手段により、基板の裏面より振動を付与することにより、基板表面の前記処理液を攪拌することができるように構成され、
前記支持手段が、前記基板の裏面に接触する第一支持部材と、前記振動付与手段の駆動による前記基板の振動作用を吸収しつつ、前記第一支持部材を保持する第二支持部材を具備してなる液処理装置。
【請求項２】
前記第一支持部材は、前記基板の裏面に対して負圧によって吸着する真空吸着部により構成され、前記第二支持部材は、前記基板の振動作用を吸収しつつ、前記真空吸着部に対して負圧を伝達する中空部材により構成された請求項１に記載の液処理装置。
【請求項３】
前記振動付与手段における振動発生ユニットが、前記基板の裏面におけるほぼ中央部に接触することにより、前記基板に振動作用が与えられるように構成した請求項１または請求項２に記載の液処理装置。
【請求項４】
前記振動発生ユニットが、垂直部材および水平部材によりＬ字状に形成された駆動アームの前記水平部材の自由端側に取り付けられ、前記水平部材が垂直部材を軸として回動されると共に、前記垂直部材が垂直方向に駆動されることにより、前記振動発生ユニットが前記基板の裏面におけるほぼ中央部に接触し得るように構成した請求項３に記載の液処理装置。
【請求項５】
前記振動発生ユニットが、軸方向に伸縮駆動される駆動機構の駆動先端部に取り付けられると共に、前記駆動機構が傾倒状態に配置され、前記駆動機構の駆動動作により、前記振動発生ユニットが前記基板の裏面におけるほぼ中央部に接触し得るように構成した請求項３に記載の液処理装置。
【請求項６】
前記振動付与手段は、前記基板を支持する支持手段に対して振動を付与するようになされ、前記支持手段を介して前記基板に対して振動を与えるように構成した請求項１または請求項２に記載の液処理装置。
【請求項７】
前記支持手段に対して振動を付与する振動発生ユニットが、前記支持手段の基端部に配置されてなる請求項６に記載の液処理装置。
【請求項８】
前記振動発生ユニットが、前記基板を支持する全ての支持手段における基端部にそれぞれ配置されてなる請求項７に記載の液処理装置。
【請求項９】
前記振動発生ユニットが、磁気回路とこの磁気回路の交番磁界中に配置された電磁変換コイルとによって構成された請求項３、請求項４、請求項５、請求項７、請求項８のいずれかに記載の液処理装置。
【請求項１０】
前記振動発生ユニットが、ピエゾ素子により構成された請求項３、請求項４、請求項５、請求項７、請求項８のいずれかに記載の液処理装置。
【請求項１１】
ほぼ水平状態に支持された基板の表面に、処理液を供給することで、前記基板表面に液膜を生成させるプロセスに利用される液処理装置であって、
前記基板をほぼ水平状態に支持しつつ、基板面に直交する方向に振動可能となるように構成された支持手段と、
前記支持手段によって支持された前記基板の表面に、処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板の裏面側に配置されており、前記処理液供給手段によって処理液が供給された状態の前記基板の裏面より、振動を付与する振動付与手段とが備えられ、
前記振動付与手段が前記基板に対して非接触状態で、基板の裏面より振動を付与することにより、基板表面の前記処理液を攪拌することができるように構成した液処理装置。
【請求項１２】
前記非接触振動付与手段が、前記基板の裏面を吸着して基板の受け渡し動作を実行するスピンチャックであり、前記スピンチャックが前記基板の裏面に間隔をおいて対峙した状態において、スピンチャック側から生成される圧力変動に伴う音波によって、前記基板に振動を付与するように構成した請求項１１に記載の液処理装置。
【請求項１３】
前記非接触振動付与手段が、前記基板の裏面側に配置された電気音響変換器であり、当該電気音響変換器から生成される音波によって、前記基板に振動を付与するように構成した請求項１１に記載の液処理装置。
【請求項１４】
前記非接触振動付与手段が、前記基板裏面に対して気体を吹き付けることにより、前記基板に振動を付与するように構成した請求項１１に記載の液処理装置。
【請求項１５】
前記非接触振動付与手段が、前記基板の裏面を吸着して基板の受け渡し動作を実行するスピンチャックであり、前記スピンチャックが前記基板の裏面に間隔をおいて対峙した状態において、スピンチャック側から吹き出される気体によって、前記基板に振動を付与するように構成した請求項１４に記載の液処理装置。
【請求項１６】
前記処理液が、前記基板の表面に形成されたレジスト膜に反応する現像液もしくは前記現像液を洗浄するリンス液である請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この本発明は、例えばフォトレジスト溶液が塗布され、露光処理がなされた基板の表面に、現像液等の処理液を供給して化学反応等を起こさせる液処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する場合もある）や、液晶ディスプレイを構成するＬＣＤ基板の表面に、回路パターンを形成するためのマスクは、概ね以下のような工程により形成される。すなわち、例えばウエハの表面にフォトレジスト溶液の塗布を行う塗布工程と、この塗布工程により得られたレジスト塗布膜上に、紫外線等を照射する露光工程と、この露光工程により紫外線等が照射された露光部分あるいは未露光部分を、現像液によって溶解する現像処理工程と、さらに前記ウエハの表面に純水（リンス液）を供給することにより、前記現像処理工程で使用された現像液を洗い流す洗浄工程等を、順次実行することにより目的とするマスクが形成される。
【０００３】
前記した現像処理工程において用いられる現像処理装置には、ウエハを吸着保持して回転させることができるスピンチャックと、このスピンチャック上のウエハに現像液を供給することができる現像液供給ノズル等が備えられている。このような現像処理装置による処理は、予めスピンチャックによって吸着保持されたウエハの表面上に、現像液供給ノズルから現像液を例えば帯状に吐出させながら、供給ノズルをウエハの面方向に移動させることにより、液盛りをするようになされる。その後、ウエハを所定時間、例えば６０秒程度静止させた状態とすることで、現像反応を進行させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したように現像液をウエハの表面に液盛りした後、静止状態とさせた場合においては、回路パターンの周辺部が露光されている場合と、露光されていない場合とにおいては、回路パターン部分における現像液の微小な流れ（現像液の交換作用）に差異が生じ、前記パターンの幅にばらつきが発生するという技術的な問題点が知見されている。
【０００５】
これは、次に説明する現象によって生ずるものと考えられる。すなわち、回路パターンの周辺に沿って、比較的幅の広い未露光エリアが存在する場合においては、現像液は未露光エリアにおいては反応しないために、回路パターン部分において反応した現像液との間に濃度差が発生する。このために、回路パターン部分に対して、周辺の未反応の現像液が流れ込むという現象が発生し、したがって、回路パターンの溶解がより進行するものと考えられる。このよう条件下においては、結果としてパターンの幅が細くなるという状況が発生する。
【０００６】
一方、回路パターンの周辺に沿って、比較的幅の広い露光エリアが存在する場合においては、現像液は露光エリアおよび回路パターン部分において一様に反応するため、その付近においては一様に溶解生成物が発生する。この溶解生成物の発生度合いは一様であるために、現像液の流れは発生し難い。したがって、前記したように、特に回路パターン部分の溶解が、より進行するような現象は発生しない。それ故、このよう条件下においては、前者の場合に比較すると、結果としてパターンの幅が太くなるという状況が発生する。
【０００７】
前記したような問題は、例えば、ウエハ上の現像液を積極的に攪拌させて、新旧の現像液を混合させることにより解決することができ、これにより、パターンの幅にばらつきが発生するのを効果的に抑制することができるものと考えられる。したがって、このような、技術的な観点に基づいて、本件出願の発明者らは、現像液を攪拌するためのより好ましい手段および条件等について検討している。
【０００８】
この本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、基板表面の処理液を積極的に攪拌することで均一な液処理を行い、例えば、前記したようなパターンの幅にばらつきが発生するのを効果的に抑制することができる液処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかる液処理装置は、ほぼ水平状態に支持された基板の表面に、処理液を供給することで、前記基板表面に液膜を生成させるプロセスに利用される液処理装置であって、前記基板の裏面において当該基板をほぼ水平状態に支持しつつ、基板面に直交する方向に振動可能となるように構成された支持手段と、前記支持手段によって支持された前記基板の表面に、処理液を供給する処理液供給手段と、前記処理液供給手段によって処理液が供給された状態の前記基板の裏面より、振動を付与する振動付与手段とが備えられ、前記振動付与手段により、基板の裏面より振動を付与することにより、基板表面の前記処理液を攪拌することができるように構成され、前記支持手段が、前記基板の裏面に接触する第一支持部材と、前記振動付与手段の駆動による前記基板の振動作用を吸収しつつ、前記第一支持部材を保持する第二支持部材を具備した点に特徴を有する。
この場合、好ましくは前記第一支持部材は、前記基板の裏面に対して負圧によって吸着する真空吸着部により構成され、前記第二支持部材は、前記基板の振動作用を吸収しつつ、前記真空吸着部に対して負圧を伝達する中空部材により構成される。
【００１０】
前記した構成によると、前記基板は基板面に直交する方向に振動可能となるように構成された支持手段によって、ほぼ水平状態に支持され、基板の裏面より振動付与手段による振動を受ける。このため、基板のほぼ全体を均一に振動させることが可能となる。これにより、基板上における処理液を均一に攪拌させることができ、処理液中に発生する反応生成物により、処理液に濃度差が発生するのを防止させることができる。したがって、処理液による例えば反応処理の進行にばらつきが発生するのを、効果的に抑制させることができ、結果として、前記したようにパターン幅にばらつきが発生する度合いを低減させることが可能となる。
【００１１】
また、前記した構成の液処理装置は、前記した現像処理後に実行されるリンス工程においても、その振動作用を好適に利用することができる。すなわち、リンス工程において、例えばスキャンノズル等を用いて基板の表面にリンス液を吐出させながらパドル形成した状態において、前記振動付与手段によりウエハに振動を与えることにより、基板上に液盛りされたリンス液を効果的に撹拌させることができる。この撹拌動作によりウエハ上に形成された各パターン間へのリンス液の流入が促進され、パターン内に残留する反応生成物の除去効率を高めることができる。
【００１３】
前記したように、基板を支持する支持手段は、基板の裏面において当該基板を支持するようになされるので、基板表面に供給される処理液による化学反応等を、基板の全面において一様に進行させることができる。そして、前記支持手段は、第一支持部材としての真空吸着部によって前記基板を確実に支持すると共に、第二支持部材としての中空部材は、前記真空吸着部に対して負圧を伝達する機能と、前記基板の振動作用を吸収するダンパとしての機能を果たす。したがって、前記した構成の支持手段によると、振動付与手段による基板の振動作用を抑制させることなく、基板をその裏面において確実に保持するように作用する。
【００１４】
また、この発明にかかる液処理装置における好ましい形態においては、前記した振動付与手段による振動作用が、前記基板の裏面におけるほぼ中央部に付与されるように構成される。この場合、好ましくは前記振動付与手段による振動作用が、前記基板の面に直交する方向に付与されるように構成される。
【００１５】
前記した構成によると、基板に対して振動作用を効果的、かつ均一に与えることができ、前記基板には、ほぼ水平状態を保った状態で上下方向に一様に振動作用が与えられる。
【００１６】
一方、この発明にかかる液処理装置においては、好ましくは前記振動付与手段における振動発生ユニットが、前記基板の裏面におけるほぼ中央部に接触することにより前記基板に振動作用を与えるように構成される。この場合の１つの好ましい形態においては、前記振動発生ユニットが、垂直部材および水平部材によりＬ字状に形成された駆動アームの前記水平部材の自由端側に取り付けられ、前記水平部材が垂直部材を軸として回動されると共に、前記垂直部材が垂直方向に駆動されることにより、前記振動発生ユニットが前記基板の裏面におけるほぼ中央部に接触し得るように構成される。
【００１７】
また、前記振動発生ユニットが、軸方向に伸縮駆動される駆動機構の駆動先端部に取り付けられると共に、前記駆動機構が傾倒状態に配置され、前記駆動機構の駆動動作により、前記振動発生ユニットが前記基板の裏面におけるほぼ中央部に接触し得るように構成される場合もある。
【００１８】
前記した振動付与手段によると、その振動発生ユニットが前記基板の裏面におけるほぼ中央部に接触することにより、基板に振動作用を与えるようになされるので、振動の伝達効率を高め、基板に対して効果的に振動作用を与えることができる。
【００１９】
さらに、前記振動発生ユニットを、Ｌ字状に形成された駆動アームにおける水平部材の自由端側に取り付けた構成を採用することにより、例えば基板の裏面を吸着して基板の受け渡し動作を実行するスピンチャックの移動動作に障害を与えることなく、振動付与手段を基板の裏面側に合理的に配置することができる。また、傾倒状態に配置され、軸方向に伸縮駆動される駆動機構の駆動先端部に、振動発生ユニットを取り付けた構成を採用しても、同様にスピンチャックの移動動作に障害を与えることなく、振動付与手段を基板の裏面側に合理的に配置することができる。
【００２０】
一方、この発明にかかる液処理装置における振動付与手段の他の好ましい形態においては、前記基板を支持する支持手段に対して振動を付与するようになされ、前記支持手段を介して前記基板に対して振動を与えるように構成される。この場合、前記支持手段に対して振動を付与する振動発生ユニットが、好ましくは前記支持手段の基端部に配置された構成とされる。そして、好ましい実施の形態においては、前記振動発生ユニットが、前記基板を支持する全ての支持手段における基端部にそれぞれ配置された構成とされる。
【００２１】
前記した液処理装置における振動付与手段の形態によると、基板を支持する支持手段を介して基板に対して振動が与えられるので、同様にして基板のほぼ全体を均一に振動させることが可能となる。加えて、支持手段に対して振動を付与する振動発生ユニットを、支持手段の基端部に配置した構成とすることで、液処理装置の構成をより簡素化させることに寄与できる。
【００２２】
そして、前記したいずれの構成においても、振動付与手段の駆動源として、磁気回路とこの磁気回路の交番磁界中に配置された電磁変換コイルとによって構成された振動発生ユニットを好適に採用することができる。また、前記振動発生ユニットには、駆動源としてピエゾ素子を用いることもできる。
【００２３】
前記した振動付与手段を構成する振動発生ユニットとして、磁気回路と電磁変換コイルとの組み合わせによる構成を採用することにより、比較的大きな振動振幅を得ることができ、また、基板に対する十分な駆動力を得ることもできる。また、振動発生ユニットに、駆動源としてピエゾ素子を用いた場合には、振動発生ユニットの外郭構成を小型化させることに寄与できる。
【００２４】
一方、この発明にかかる液処理装置においては、前記振動付与手段が前記基板の裏面側に配置され、前記基板に対して非接触状態で、振動を付与することができるように構成した非接触振動付与手段も好適に採用することができる。この場合、前記非接触振動付与手段として、前記基板の裏面を吸着して基板の受け渡し動作を実行するスピンチャックを利用することができ、前記スピンチャックが前記基板の裏面に間隔をおいて対峙した状態において、スピンチャック側から生成される圧力変動に伴う音波によって、前記基板に振動を付与するように構成される。
【００２５】
さらに、前記基板に対して非接触状態で、基板に振動を付与する手段として、前記基板の裏面側に電気音響変換器を配置し、当該電気音響変換器から生成される音波によって、前記基板に振動を付与するようにした構成も採用し得る。さらにまた、前記非接触振動付与手段として、前記基板裏面に対して気体を吹き付けることにより、前記基板に振動を付与するようにした構成も採用することができる。この場合、前記基板の裏面を吸着して基板の受け渡し動作を実行するスピンチャックを利用することができ、前記スピンチャックが前記基板の裏面に間隔をおいて対峙した状態において、スピンチャック側から吹き出される気体によって、前記基板に振動を付与するように構成される。
【００２６】
非接触状態で基板に振動を付与する手段として、前記したスピンチャックを利用するように構成した場合には、前記したように、例えばＬ字状の駆動アームに振動発生ユニットを配置したような機構を具備する必要がなくなる。また、非接触状態で基板に振動を付与する手段として、電気音響変換器を採用する構成とした場合には、この電気音響変換器は基板の裏面側の空きスペースに適宜配置することも可能であるため、液処理装置の設計の自由度を増大させることに寄与できる。
【００２７】
そして、前記したいずれの構成を採用するにしても、この発明にかかる液処理装置は、前記処理液として、基板の表面に形成されたレジスト膜に反応する現像液もしくは前記現像液を洗浄するリンス液を扱うような現像処理装置に好適に利用することができる。
【００２８】
一方、この発明にかかる液処理方法は、ほぼ水平状態に支持された基板の表面に、処理液を供給することで、前記基板表面に液膜を生成させるプロセスに利用される液処理方法であって、基板を支持した状態で、基板面に直交する方向に振動可能となるように構成された支持手段に対し、前記基板をほぼ水平状態に支持させる工程と、前記支持手段によって支持された状態の前記基板の表面に、処理液を供給する工程と、前記処理液が供給された状態の前記基板の裏面より、基板の面に直交する方向に振動を付与する工程とを順次実行するようになされる。
【００２９】
また、この発明にかかる液処理方法は、ほぼ水平状態に支持された基板の表面に、処理液を供給することで、前記基板表面に液膜を生成させるプロセスに利用される液処理方法であって、基板を支持した状態で、基板面に直交する方向に振動可能となるように構成された支持手段に対し、前記基板をほぼ水平状態に支持させる工程と、前記支持手段によって支持された状態の前記基板の表面に、現像液を供給する工程と、前記現像液が供給された状態の前記基板の裏面より、基板の面に直交する方向に振動を付与する工程と、前記支持手段によって支持された状態の前記基板の表面に、リンス液を供給する工程と、前記リンス液が供給された状態の前記基板の裏面より、基板の面に直交する方向に振動を付与する工程とを順次実行するようになされる。
【００３０】
この場合、基板の裏面より振動を付与する工程においては、好ましくは前記基板の裏面におけるほぼ中央部に振動作用を与えるようになされる。また前記工程が、前記基板を裏面において支持する支持手段を介して振動作用を与えるようになされる場合もある。
【００３１】
前記した液処理方法を採用することにより、前記した液処理装置を採用した場合の作用効果と同様に、前記基板は支持手段によってほぼ水平状態に支持され、基板の裏面中央において、または支持手段を介して振動付与手段による振動を受ける。したがって、基板のほぼ全体を均一に振動させることができる。これにより、基板上における処理液、例えば現像液を均一に攪拌させることができ、現像液中に発生する反応生成物により現像液に濃度差が発生するのを防止させることができる。それ故、前記したようにパターン幅にばらつきが発生するのを効果的に低減させることが可能となる。
【００３２】
また、現像処理後に実行されるリンス工程においても、基板の表面にリンス液を吐出させながらパドル形成した状態において、同様に振動付与手段によりウエハに振動を与えることができる。これにより、基板上に液盛りされたリンス液を効果的に撹拌させることができ、パターン内に残留する反応生成物の除去効率を高めることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる液処理装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１および図２は、この発明が適用された液処理装置（現像処理装置）を一部に搭載した塗布・現像処理装置ユニットの基本構成を示したものである。なお、図１はこれを上面から透視して見た状態を示しており、図２は斜視図で示している。
【００３４】
図１および図２において、符号６はウエハカセットを搬入・搬出するための搬入・搬出ステージを示しており、例えば２５枚のウエハＷを収納したカセットＣが、例えば自動搬送ロボット（図示せず）によって、ステージ６に載置される。この搬入・搬出ステージ６に沿った領域には、ウエハＷの受け渡しアーム６０が、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能に、さらにθ方向（鉛直軸回り）に回転可能となるように配置されている。
【００３５】
また、搬入・搬出ステージ６より、塗布・現像処理装置ユニットの奥側を見た場合において、その右側に塗布・現像系のユニットＵ１が、また左側に加熱・冷却系のユニットＵ２が配設されている。同様に、前記搬入・搬出ステージ６から見た場合の手前側および奥側には、それぞれ加熱・冷却系のユニットＵ３，Ｕ４が配設されている。
【００３６】
さらに、前記塗布・現像処理装置ユニットのほぼ中央部には、ウエハＷの受け渡しを行うためのウエハ搬送アームＭＡが配設されている。このウエハ搬送アームＭＡは、全方向（上下・前後・左右方向）に移動し、かつ鉛直軸回りに回転するアームによって構成されている。これにより、前記した塗布・現像系のユニットＵ１と加熱・冷却系のユニットＵ２〜Ｕ４との間で、ウエハＷの受け渡しを行うことができる。
【００３７】
前記塗布・現像系のユニットＵ１においては、その上段に後述する現像処理装置をそれぞれ搭載した二つの現像ユニット６１が、また、下段に二つの塗布ユニット６２が配設されている。前記加熱・冷却系のユニットＵ２〜Ｕ４においては、加熱ユニットおよび冷却ユニットが上方に、また疎水化処理ユニット等が下方に配設されている。
【００３８】
前記ユニットＵ１〜Ｕ４およびウエハ搬送アームＭＡを含み、基板に種々の処理を行う領域を、プロセス処理ブロックＰ１と呼ぶことにすると、このプロセス処理ブロックＰ１には、インターフェイスブロック６３を介して露光装置６４が接続されている。前記インターフェイスブロック６３の領域には、ウエハ搬送アーム６５が配置されており、このウエハ搬送アーム６５によって、前記プロセス処理ブロックＰ１と前記露光装置６４との間で、ウエハＷを受け渡しが可能となるように構成されている。前記ウエハ搬送アーム６５は、前記ウエハ搬送アームＭＡと同様に、全方向（上下・前後・左右方向）に移動し、かつ鉛直軸回りに回転するアームによって構成されている。
【００３９】
以上のように構成されたレジスト塗布・現像液処理装置ユニットにおいて、ここで処理されるウエハの流れについて説明する。先ず外部からウエハＷを収納したウエハカセットＣが搬入・搬出ステージ６に搬入される。次に、ウエハ搬送アーム６０によってカセットＣ内からウエハＷが取り出され、前記したユニットＵ３の棚の一つである受け渡し台を介して、ウエハ搬送アームＭＡに受け渡される。そして、ユニットＵ３の一つの棚の処理部内で疎水化処理が施された後、冷却ユニットにより所定温度に冷却された後、塗布ユニット６２にてレジスト膜が形成される。
【００４０】
このレジスト膜が塗布されたウエハＷは、加熱ユニット内で加熱された後、インターフェイスユニット６３を介して露光装置６４に送られ、ここでパターンに対応するマスクを介して露光が行われる。その後、ウエハＷは加熱ユニットで加熱され、さらに冷却ユニットで冷却され、続いて現像ユニット６１に送られて現像処理され、レジストマスクが形成される。その後、再度加熱ユニットにより加熱処理される。しかる後、ウエハＷは搬入・搬出ステージ６のカセットＣ内に戻される。
【００４１】
次に、この発明が適用された液処理装置としての現像処理装置について、図３〜図６を用いて説明する。なお、図３は、現像処理装置の第１の実施の形態を示した断面図であり、また図４は、同じく現像処理装置における振動付与手段とウエハの支持手段を示す平面図である。さらに、図５は、前記現像処理装置に配置された振動付与手段を示し、また、図６は、主に振動付与手段の配置状態を示した透視図である。
【００４２】
すでに説明した図１および図２に示された前記現像ユニット６１内には、図３に示す現像処理装置が配置されている。この現像処理装置には、そのほぼ中央部に、円板状に形成されたベース板７０が水平状態に配置されている。このベース板７０のほぼ中央部には、開口７０ａが形成されており、この開口内には基板としてのウエハＷをほぼ水平状態に保持する保持手段であるスピンチャック７７が挿通され、このスピンチャック７７によりウエハＷの裏面を真空吸着して保持することができるように構成されている。
【００４３】
このスピンチャック７７は、その基端部に配置された駆動部７９により、回転自在および昇降動作がなされるように構成されている。さらに減圧装置７８により生成される負圧が、スピンチャック７７の軸内に形成された図示せぬ導通管を介して、上端部に形成された皿状のチャック部に作用するようになされ、これにより、前記したようにウエハＷは、スピンチャック７７の上端部において真空吸着される。そして、スピンチャック７７は二点鎖線で示す上端位置に移動した時に、図１に基づいて説明したウエハ搬送アームＭＡとの間で、ウエハＷの受け渡しが可能になされ、またこの位置において、後述するリンス液による洗浄動作がなされる。
【００４４】
前記円板状に形成されたベース板７０の周囲には、スピンチャック部を収容するように設けられた容器であるカップ部材７４が一体に取り付けられている。このカップ部材７４は、断面がコ字状となるようにして、円環状に形成されており、ベース板７０に対する取り付け位置７０ｂよりも、上方に位置する部分は、外側に傾斜した折り曲げ部７１を形成している。そして前記ベース板７０と、カップ部材７４の折り曲げ部７１とにより、皿状の受け部が形成されている。そして、この受け部によって受け止められる後述する主に現像液を排出することができるドレイン管７５が、ベース板７０を貫通するようにして取り付けられている。
【００４５】
また、カップ部材７４の下底部にも、適宜の位置に廃液管７４ａが取り付けられており、カップ部材７４によって受け止められる現像液あるいはリンス液が、カップ部材７４より排出できるように構成されている。なお、廃液管７４ａは、カップ部の排気手段としての機能も兼用しており、ミストなどのパーティクルを排気するように機能する。
【００４６】
一方、前記カップ部材７４の外側には、円筒部材７２が配置されている。この円筒部材７２は、その上部において、内側に傾斜した折り曲げ部を形成しており、この円筒部材７２の内周面７２ａが、カップ部材７４の外周面に接して、上下方向にスライドできるように構成されている。そして、図３においては、符号７６として便宜的に駆動機構を示しているが、この駆動機構７６によって、前記円筒部材７２を実線で示す下方位置、並びに二点鎖線で示す上方位置にセットできるように構成されている。これにより、円筒部材７２が実線で示す下方位置にセットされた状態で、円筒部材７２における前記折り曲げ部の端縁と、前記カップ部材７４における折り曲げ部７１の端縁との間に、空間部７３が形成されるように構成されている。
【００４７】
一方、前記スピンチャック７７を囲むようにして、前記ベース板７０の上面には、周方向にほぼ等間隔をもって複数の（例えば４つの）支持手段８０が配置されている。この支持手段８０は、前記ウエハＷの裏面において当該ウエハＷを支持することができるように構成されている。そして、支持手段８０は図４に拡大して示したように、前記ウエハＷの裏面に接触する第一支持部材としての真空吸着部８０ａと、前記第一支持部材を、その上部に保持する第二支持部材としての可撓性および／または弾性素材により形成された例えば中空部材８０ｂと、前記第二支持部材を、その上部に保持する第三支持部材８０ｃより構成している。
【００４８】
そして、第一支持部材を構成する真空吸着部８０ａは、摩擦などによるパーティクルの発生を抑制する必要から、耐摩耗性素材である例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の合成樹脂素材により、上部に向かって拡開された形状になされている。これにより、ウエハＷの保持動作の繰り返しによるパーティクルの発生を抑制することができるよう配慮されている。また、第二支持部材を構成する中空部材８０ｂは、例えば、ゴム素材により中空状に形成されており、前記第三支持部材８０ｃと第一支持部材８０ａとを連結し、その弾性を利用して、ダンパとしての機能を果たすように構成されている。
【００４９】
そして、前記第三支持部材８０ｃは金属製の管により構成されており、その基端部に印加される減圧装置８１からの負圧が、前記第一支持部材を構成する真空吸着部８０ａに伝達されるようになされている。この構成により、ウエハＷをその裏面において吸着すると共に、この吸着状態において、ウエハＷの面がほぼ水平状態となるように支持する。なお、真空吸着部８０ａにおけるウエハ裏面に対向する部位の形状は、必ずしも図４に示すごとく構成されていなくてもよく、ウエハを吸着することができる面を有すればよい。
【００５０】
一方、図３に示すように、前記ベース板７０上には、前記支持手段８０によってウエハＷを支持した状態において、ウエハＷの裏面におけるほぼ中央部に対して振動を与えることができる振動付与手段８２が配置されている。この振動付与手段８２は、例えば駆動機構８３によって、垂直部材８４ａおよび水平部材８４ｂにより構成されたＬ字状の駆動アーム８４を、回転および上下方向に駆動することができるように構成されている。
【００５１】
この振動付与手段８２の詳細な構成は図５（ａ）に示されており、前記水平部材８４ｂの自由端側には、振動発生ユニット８５が上向きに取り付けられている。そして、前記駆動機構８３の駆動動作により、前記水平部材８４ｂが、垂直部材８４ａを軸として回動されると共に、前記垂直部材８４ａが垂直方向に駆動されることにより、前記振動発生ユニット８５が、前記ウエハＷの裏面におけるほぼ中央部に接触することができるように駆動される。
【００５２】
前記した振動付与手段８２の構成により、振動付与手段８２がウエハＷに対して振動を与えない待機状態においては、図６（ａ）に示すようにスピンチャック７７の配置領域から避けて、スピンチャック７７の駆動動作を妨げないようになされる。また、振動付与手段８２によってウエハＷに振動を与える加振状態においては、スピンチャック７７が退避され、図６（ｂ）に示すようにウエハＷの裏面中央部に、前記振動発生ユニット８５が当接されるように制御される。
【００５３】
図５（ｂ）には、前記した振動発生ユニット８５の一つの好ましい構成が断面図で示されている。この振動発生ユニット８５は、例えばマグネット８５ｃとヨーク８５ｄにより磁気回路を構成しており、磁気回路における磁気ギャップ部分、すなわち、磁気回路の交番磁界中には、電磁変換コイル８５ｂが配置されている。そして、この電磁変換コイル８５ｂには、図３に示されたように周波数調整部８６よりもたらされる駆動信号（交流信号）が供給される。したがって、電磁変換コイル８５ｂは、周波数調整部８６よりもたらされる駆動信号を受けて、その頂部に形成された振動子８５ａを図５（ｂ）において、上下方向に励振駆動する。
【００５４】
振動発生ユニット８５の前記した構成により、前記支持手段８０によって支持されたウエハＷは、その面に直交する方向に振動作用を受ける。すなわち、この面に直交する方向に振動する作用が、ウエハＷに液盛りされた現像液にも伝播され、液が同様に振動作用を受ける。
【００５５】
この時、ウエハＷを支持する支持手段８０における前記真空吸着部も、ウエハＷの振動に応じて振動される。しかしながら、支持手段８０における第二支持部材８０ｂは前記したとおり、可撓性および／または弾性素材である例えばゴム素材により形成されており、したがって、そのダンパ作用により、ウエハＷから伝達される振動を吸収しつつ、ウエハＷを図３における実線で示す位置に保持するように作用する。
【００５６】
ここで、前記周波数調整部８６より電磁変換コイル８５ｂに供給される駆動信号の周波数は、例えば１〜数百Ｈｚになされる。この周波数は後述するように現像処理されるウエハＷの寸法によって適宜選択されるが、例えば１２インチのウエハＷを対象とするならば、１００Ｈｚ以下が好ましい。この範囲の振動周波数であるならば、ウエハ自体が分割振動を起こすことはなく、また後述するようにウエハの表面に現像液を液盛りした状態において、現像液の液膜が共振して波の腹と節を生成させる現象になるを避けることができる。これにより、現像液はウエハの表面の振動を受けて、その全面にわたって効果的に攪拌される。
【００５７】
なお、図５（ｂ）に示した例においては、振動発生ユニット８５として、磁気回路とこの磁気回路の交番磁界中に配置された電磁変換コイルとによる電磁アクチュエータを構成しているが、これに代えてピエゾ素子を駆動源とした振動発生ユニットを採用することもできる。
【００５８】
図３に戻り、符号８７はウエハＷの表面上に現像液を供給する現像液供給ノズルを示している。この現像液供給ノズル８７は、便宜的に符号８８で示した駆動機構によって、昇降かつ進退することができるように構成されている。これにより、現像液の供給時には待機位置から供給位置に下降した後、ウエハＷの表面（レジスト塗布膜）上に現像液を帯状に吐出させながらウエハの面に沿って移動するように制御される。
【００５９】
なお、ウエハＷの表面に対する現像液の供給は、現像液供給ノズル８７を移動させる代わりに、ウエハＷを支持するスピンチャック７７を回転させる制御によっても行われ得る。この場合、ウエハＷのほぼ中心点に現像液供給ノズル８７を移動させ、この位置で現像液をウエハＷの表面上に帯状に吐出させつつ、ウエハＷを少なくとも１／２回転させることで達成される。
【００６０】
一方、符号８９はウエハＷの表面上にリンス液（純水）を供給するためのパイプ状に形成されたリンス液供給ノズルを示している。このリンス液供給ノズルは、特に図示していないが、駆動機構によって、ウエハＷの直上を避けた退避位置からウエハＷのほぼ中心位置に移動されるように構成されており、また、二点鎖線で示すウエハＷの洗浄処理位置において対峙して、ウエハＷの表面上にリンス液を吐出させるように作用する。この時、前記円筒部材７２は、駆動機構７６の制御を受けて二点鎖線で示す位置に上昇され、洗浄動作に伴いウエハＷの径方向に飛散する現像液並びにリンス液を受け止めて、カップ部材７４内に誘導するように作用する。
【００６１】
なお、前記した各駆動機構、各減圧装置、振動付与手段および周波数調整部等は、それぞれ図示しない中央制御部からの指令により駆動されるようになされており、これにより各部を連動させた制御を可能としている。例えば、駆動機構７９によるスピンチャック７７の昇降に応じて駆動機構８８による現像液の供給が行われる。また、駆動機構７９によるスピンチャック７７の昇降に同期して減圧装置７８によるウエハＷの吸着の解除と、さらには減圧装置８１によるウエハＷの吸着、並びに支持手段８０へのウエハＷの受け渡しが行われる。
【００６２】
次に、前記した実施の形態において実行される現像処理方法について、図７（ａ）〜（ｈ）および図３に基づいて説明する。なお、図７（ａ）〜（ｈ）は、この発明にかかる第１の実施形態によって実行される液処理方法を説明するものであり、それぞれ断面図によって示している。この実施の形態における現像処理は、「ウエハ吸着工程」および「現像工程」と、さらには「洗浄工程」との各工程が順次実施されるため、これらの工程にしたがって順次説明する。
【００６３】
「ウエハ吸着工程」
先ず、駆動機構７９を駆動させることにより、スピンチャック７７を待機位置からウエハ受け渡し位置まで上昇させる。この場合、スピンチャック７７がウエハ受け渡し位置まで上昇すると、駆動機構７９が駆動停止される。次に、図７（ａ）に示すように、予めレジスト塗布膜に露光処理が施されたウエハＷを、ウエハ受け渡し位置において搬送アーム（図示せず）からスピンチャック７７に受け渡す。この時、減圧装置７８が駆動されることによりウエハＷはスピンチャック７７によって吸着保持される。
【００６４】
そして、駆動機構７９が駆動されることにより、スピンチャック７７はウエハＷを保持したまま下降する。これにより、支持手段８０における第一支持部材８０ａがウエハＷの裏面に当接する。この状態から、図７（ｂ）に示すように、減圧装置７８の駆動が停止されて、スピンチャック７７によるウエハＷの吸着保持が解除される。そして、スピンチャック７７は最下部の待機位置まで下降する。この場合、スピンチャック７７が待機位置に下降すると、駆動機構７９は駆動停止される。そして、ウエハＷが支持手段８０上に載置された状態で減圧装置８１が駆動されることにより、支持手段８０はウエハＷを吸着保持する。
【００６５】
「現像工程」
先ず、図７（ｃ）に示すように、駆動機構８３が駆動されることにより、振動付与手段８２における振動発生ユニット８５は、待機位置から加振動作位置に移動する。これにより、振動発生ユニット８５がウエハＷの裏面中央部に位置付けられる。そして、駆動機構８８が駆動されることにより、図７（ｄ）に二点鎖線で示すように、現像液供給ノズル８７は待機位置から現像液供給位置（ウエハＷの表面に、例えば１ｍｍ程度の隙間をおいて対峙する供給開始位置）まで移動する。
【００６６】
その後、駆動機構８８がさらに駆動されることにより、現像液供給ノズル８７は、同図（ｄ）に二点鎖線で示す供給開始位置から同図に実線で示す供給終了位置までウエハ面に沿って移動しながら、ウエハＷの表面上に現像液を帯状に吐出させる。なお、前記現像液供給ノズル８７が供給終了位置まで移動した場合において、ウエハＷの表面（レジスト塗布膜）上に約１．２ｍｍの高さの液膜が形成されるように現像液の吐出量が調整されている。
【００６７】
そして、駆動機構８８の駆動によって現像液供給ノズル８７は待機位置まで移動し、これに続いて電磁変換コイル８５ｂへの通電によって振動子８５ａが振動される。この状態から、図７（ｅ）に示すように、駆動機構８３が駆動され、これに伴い振動付与手段８２は待機位置から振動付与位置まで上昇する。そして、振動子８５ａがウエハＷの裏面中央部に接触した状態でウエハＷを、例えば約１０秒間ほど振動させる。このウエハＷの振動により、ウエハＷと現像液の界面（より正確に言えば、ウエハＷ表面のレジスト膜と現像液との界面）が振動し、この界面の振動によって現像液の表面近傍が揺動する。
【００６８】
したがって、この実施の形態においては、振動付与手段８２によってウエハＷのほぼ全体が均一に振動し、ウエハＷの表面上における現像液が効果的に攪拌される。これにより、処理液中に発生する反応生成物により、処理液に濃度差が発生するのを防止させることができる。したがって、処理液による例えば反応処理の進行にばらつきが発生するのを、効果的に抑制させることができ、結果として、前記したようにパターン幅にばらつきが発生する度合いを低減させることが可能となる。
【００６９】
この後、電磁変換コイル８５ｂへの通電の停止によって振動子８５ａによる振動は終了し、ウエハＷは静止状態とされる。この静止状態は所定の静止現像時間に対して、前述の振動付与時間を差し引いた残りの時間、例えば約４５秒継続され、この間に静止現像処理が施される。この時、駆動機構８３が駆動されて、振動付与手段８２は待機位置まで下降する、
【００７０】
「洗浄工程」
この工程においては、先ず駆動機構７６が駆動されて円筒体７２は上昇駆動される。そして、減圧装置８１の駆動が停止されて支持手段８０による現像済みウエハＷの吸着が解除される。この場合、円筒体７２がリンス液収容位置に上昇している。次に、減圧装置７８が駆動されると共に、駆動機構７９が駆動され、スピンチャック７７が上昇する。この場合、スピンチャック７７の上昇により、支持手段８０からウエハＷを受け取り、ウエハＷはスピンチャック７７に吸着保持される。
【００７１】
そして、駆動機構７９がさらに駆動されることにより、スピンチャック７７は最上部のリンス液供給位置までウエハＷを保持したまま上昇する。その後、リンス液供給ノズル８９はリンス液供給位置まで移動し、このリンス液供給位置でリンス液供給ノズル８９よりウエハＷの表面上にリンス液を供給しながら、図７（ｇ）に示すように駆動機構７９を駆動させて、スピンチャック７７を回転させる。これにより、ウエハＷの表面上に残留する現像液は、リンス液と共に円筒体７２内に飛散して回収される。そして、所定時間経過後にリンス液の吐出を停止し、継続してスピンチャック７７を回転させることにより、ウエハＷの表面上におけるリンス液も振り切られ、ウエハＷはスピン乾燥される。
【００７２】
この状態から、図７（ｈ）に示すように、駆動機構７９は駆動停止されてスピンチャック７７が回転停止し、駆動機構７６の駆動により円筒体７２は下降制御される。その後、減圧装置７８が駆動停止されてスピンチャック７７によるウエハＷの吸着が解除され、スピンチャック７７から搬送アーム（図示せず）にウエハＷが渡される。以上のような工程をもって、ウエハＷに対する現像液処理が完了する。
【００７３】
なお、前記した洗浄工程において、スピンチャック７７の回転によって現像液を振り切った後に、再度支持手段８０にウエハを支持させ、リンス液供給ノズル８９からリンス液をウエハＷに供給して液盛りを行い、前述の振動付与手段８２により、所定時間振動を与えた後に、リンス洗浄してもよい。また、振動を付与しつつリンス液を供給しながらリンス洗浄してもよい。このように、リンス液を液盛りして振動を付与することにより、現像されたパターン間に対してリンス液の流入が促進される。それ故、パターン内に残留する反応生成物の除去効率を高めることができる。これにより、パターンの線幅の不均一を効果的に解消させることができる。
【００７４】
図８は、前記したように洗浄工程において、振動付与手段８２によりウエハＷに振動を与えるようにした例を工程順に示したものである。すなわち、図８（ａ）〜（ｃ）は、前記した図７（ｆ）に示した現像工程に続いて実行されるようになされる。図７（ｆ）に示した現像工程の終了に伴い、図８（ａ）に示すように、駆動機構７６が駆動されて円筒体７２は上昇駆動される。そして、減圧装置８１の駆動が停止されて支持手段８０によるウエハＷの吸着が解除される。
【００７５】
次に、減圧装置７８が駆動されると共に、駆動機構７９が駆動され、スピンチャック７７が上昇する。これにより、スピンチャック７７は支持手段８０からウエハＷを受け取り、ウエハＷはスピンチャック７７に吸着保持される。この状態で、スピンチャック７７は駆動機構７９により回転駆動を受け、ウエハＷ上に液盛りされていた現像液は、円筒体７２内に飛散して回収される。すなわち、スピンチャック７７の回転によって、ウエハＷ上の現像液は周方向に振り切られる。
【００７６】
続いて、スピンチャック７７の回転が停止され、駆動機構７９が駆動されることにより、スピンチャック７７はウエハＷを保持したまま下降する。これにより、図８（ｂ）に示すように、支持手段８０がウエハＷの裏面に当接する。この状態において、減圧装置７８の駆動が停止されて、スピンチャック７７によるウエハＷの吸着保持が解除される。この後、減圧装置８１が駆動されることにより、支持手段８０がウエハＷを吸着保持する。
【００７７】
これに続いて、リンス液供給ノズル８９はウエハＷの直上に移動してウエハＷの表面上にリンス液を供給する。そして、リンス液を液盛りした状態で、図８（ｃ）に示すように、駆動機構８３が駆動され、これに伴い振動付与手段８２は待機位置から振動付与位置まで上昇する。続いて、振動子８５ａがウエハＷの裏面中央部に接触した状態でウエハＷを所定時間振動させる。
【００７８】
これにより、ウエハＷの表面に液盛りされたリンス液は攪拌され、現像されたパターンとパターン間にリンス液が効果的に進入して攪拌動作がなされる。それ故、パターン内に残留する反応生成物の除去効率を高めることができ、パターンの線幅の不均一を効果的に解消させることができる。
【００７９】
しかる後、前記した図７（ｇ）に示す工程に移り、ウエハＷの表面上にリンス液を供給しながら、スピンチャック７７を回転させることより、ウエハＷはさらにリンス液による洗浄を受ける。そして、所定時間経過後にリンス液の吐出を停止させることにより、ウエハＷの表面上におけるリンス液は周方向に振り切られ、ウエハＷはスピン乾燥される。
【００８０】
なお、図８に示した工程においては、図８（ｂ）に示すようにウエハＷの表面上に所定量のリンス液を液盛りした状態において、図８（ｃ）に示すように振動付与手段８２により、ウエハＷに振動を与えるようにしているが、図８（ｃ）に示すように、ウエハＷに振動を与えつつ、リンス液供給ノズル８９より継続してリンス液を供給するようにしてもよい。
【００８１】
なお、前記した実施の形態においては、振動付与手段８２は直線動作と回転動作の組み合わせによって、待機状態から加振動作位置に移動されるように構成されているが、前記した構成に限らず、例えば図９に示すような構成も好適に利用し得る。なお、図９においては、すでに説明した各部に相当する部分を同一符号で示している。
【００８２】
この図９に示す構成においては、前記した振動発生ユニット８５が、軸方向に伸縮駆動される駆動機構９２の駆動先端部に取り付けられている。そして、前記駆動機構９２が傾倒状態に配置されており、前記駆動機構９２の駆動動作により、前記振動発生ユニット８５が、前記ウエハＷの裏面におけるほぼ中央部に接触するように作用する。
【００８３】
次に、この発明にかかる液処理装置における第２の実施形態について、図１０を用いて説明する。なお、同図において図３に示した各部に相当する部分については、同一の符号で示しており、したがって、その詳細な説明は省略する。図１０において、符号１００で示すスピンチャックは、第１の実施の形態に示したスピンチャック７７と同様に、回転駆動、並びに上下方向に移動できるように構成されている。
【００８４】
そして、前記スピンチャック１００は、減圧装置７８に開閉弁１０１および切換弁１０２を介して接続されている。これら両弁１０１，１０２は、ウエハＷへの振動付与時およびウエハＷの吸着時に制御部１０３によって開閉動作と切換え動作が制御される。これにより、ウエハＷの吸着時に開閉弁１０１が開弁されるとともに、スピンチャック１００に減圧装置７８が連通させるように切換弁１０２が切換えられる。
【００８５】
また、前記スピンチャック１００は、前記弁１０１を介して加圧装置１０４または減圧装置７８に連通されるように構成されている。この時、前記スピンチャック１００の先端部は、図１０に実線で示すように、ウエハＷの裏面から所定の間隔（約１ｍｍ程度）をもって対峙するように制御される。そして、前記弁１０２は、加圧装置１０４および減圧装置７８に対して交互に連続して連通させるように切換え動作がなされる。このような操作により、スピンチャック１００における上部の吸着部より、負圧による圧力変動に伴う音波が生成され、これにより、ウエハＷに非接触で振動を与えることができる。
【００８６】
したがって、ウエハＷの表面に現像液を供給した直後において、前記ウエハＷに振動を付与することで、前記した第１の実施の形態と同様に、ウエハＷの表面における現像液を効果的に攪拌させることができる。また、図８に基づいて説明したように、ウエハＷの表面にリンス液を供給した状態において、これを実行することによって、ウエハＷの表面におけるリンス液を効果的に攪拌させることができる。
【００８７】
一方、前記切換弁１０２を加圧装置１０４側に切換えておき、この状態で前記開閉弁１０１を断続的に開閉操作を行うことによって、スピンチャック１００における上部の吸着部より、気体（空気）を断続的に排出させることができる。これにより、スピンチャック１００の吸着部に対峙した状態の前記ウエハＷの裏面に対して断続的に空気が吹き付けられ、この断続的に吹き付けられる空気によって、ウエハＷに振動を付与することができる。したがって、同様にウエハＷの表面における現像液を効果的に攪拌させることができると共に、ウエハＷの表面におけるリンス液を効果的に攪拌させることもできる。
【００８８】
次に図１１は、この発明にかかる液処理装置における第３の実施の形態を示したものである。なお同図において図３に示した各部に相当する部分については、同一の符号で示しており、したがって、その詳細な説明は省略する。この図１１に示した実施の形態においては、前記ウエハＷの裏面側に複数個の電気音響変換器１１１が配置された構成とされている。そして各電気音響変換器１１１の音響放射軸が、前記支持手段８０によって支持されているウエハＷの裏面側中央に向くように配置されている。そして、これら電気音響変換器１１１には、周波数調整部８６より、駆動信号が供給されるように構成されている。
【００８９】
この第３の実施の形態においても、ウエハＷの表面に現像液を供給した直後において、前記した各電気音響変換器１１１を駆動することで、前記ウエハＷに対して振動を付与することができ、前記した各実施の形態と同様に、ウエハＷの表面における現像液を効果的に攪拌させることができる。また、図８に基づいて説明したように、ウエハＷの表面にリンス液を供給した状態において、これを実行することによって、ウエハＷの表面におけるリンス液を効果的に攪拌させることができる。
【００９０】
次に、この発明にかかる液処理装置における第４の実施の形態について、図１２ないし図１７を用いて説明する。なお、図１２においては図３に示した各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがって、その詳細な説明は省略する。この第４の実施の形態においては、スピンチャック７７を中央にして、ベース板７０の上面に、周方向にほぼ等間隔をもって例えば６つの支持手段９３が配置されている。この支持手段９３は、ウエハＷの裏面において当該ウエハＷを支持することができるように構成されている。
【００９１】
すなわち、前記支持手段９３は図１３に拡大して示したように、前記ウエハＷの裏面に接触する真空吸着部９４と、前記真空吸着部９４をその上端部に保持した支持部材９５により構成されている。さらに前記支持部材９５は、その基端部において前記ベース板７０の上面に設置された振動付与手段としての振動発生ユニット９６によって支持されることにより、それ自身が軸方向に振動されるように構成されている。
【００９２】
前記真空吸着部９４は、図３に示した真空吸着部８０ａと同様に、例えばＰＥＥＫ等の合成樹脂素材により構成されており、これにより、ウエハＷの保持動作の繰り返しによるパーティクルの発生を抑制することができるよう考慮されている。また、前記支持部材９５は、図１４に断面図で示したように金属製の管により構成されていて、前記支持部材９５の基端部付近における内径部には閉塞部材９５ａが気密状態に嵌め込まれている。
【００９３】
そして、支持部材９５における前記閉塞部材９５ａの配置位置よりも若干上部には、水平方向に突出するようにして接続管９７が取り付けられている。この接続管９７には、図示せぬ可撓性のチューブを介して減圧装置８１からの負圧が印加され、この負圧は前記真空吸着部９４に伝達されるように構成されている。なお、真空吸着部９４におけるウエハ裏面に対向する部位の形状は、必ずしも図１３に示すごとく構成されていなくてもよく、ウエハを吸着することができる面を有すればよい。
【００９４】
図１４には、前記した振動発生ユニット９６の一つの好ましい構成が断面図で示されている。この振動発生ユニット９６は、例えばマグネット９６ｅとヨーク９６ｄにより磁気回路を構成しており、磁気回路における磁気ギャップ部分、すなわち、磁気回路の交番磁界中には、電磁変換コイル９６ａが配置されている。なお、この電磁変換コイル９６ａは、前記した支持部材９５の下部に巻き付けられる形で取り付けられている。
【００９５】
そして、この電磁変換コイル９６ａには、図１２に示されたように周波数調整部８６よりもたらされる駆動信号（交流信号）が供給される。したがって、電磁変換コイル９６ａは周波数調整部８６よりもたらされる駆動信号を受けて、前記支持部材９５を、その軸方向（図１４における上下方向）に励震運動させることができる。
【００９６】
また、前記支持手段９３は、ウエハＷを支持したときに、その荷重に耐えると共に、支持部材９５が軸方向に振動できるように構成されている必要がある。そのために、図１４に示した例では、支持部材９５の下側にウエハＷの荷重を受けるためのスプリング９６ｃが配置されている。すなわち、支持部材９５の下端部には、スプリング９６ｃを受けるために円環状に形成された鍔部９６ｂが設けられ、さらに鍔部９６ｂの下側面とヨーク９６ｄとの間に前記スプリング９６ｃが介在されている。
【００９７】
なお、前記スプリング９６ｃに代えて、例えばゴム素材等により円環状に形成された弾性材によって支持部材９５を支持するようにしてもよい。そして、前記支持手段９３に対しては、ウエハＷを保持したときに、水平方向に揺動しないよう前記支持部材９５を軸方向に摺動可能に保持する保持機構（図示せず）が設けられる。
【００９８】
振動発生ユニット９６の前記した構成により、前記支持手段９３によって支持されたウエハＷは、面に直交する方向に振動作用を受ける。この面に直交する方向に振動する作用が、ウエハＷに液盛りされた現像液にも伝播され、液が同様に振動作用を受けて効果的に撹拌される。
【００９９】
なお、図１４に示した例においては、振動発生ユニット９６として、磁気回路とこの磁気回路の交番磁界中に配置された電磁変換コイルとによって構成されているが、これに代えてピエゾ素子を駆動源とした振動発生ユニットを採用することもできる。
【０１００】
次に、前記した第４の実施の形態においてなされる現像処理工程について、図１６（ａ）〜（ｇ）に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、図１２ないし図１５も適宜参照される。図１６（ａ）〜（ｇ）は、この発明にかかる第４の実施の形態によって実行される液処理方法を説明するものであり、それぞれ液処理装置は断面図によって示されている。この実施の形態における現像処理は、「ウエハ吸着工程」および「現像工程」と、さらに「洗浄工程」との各工程が順次実行される。ここで、「ウエハ吸着工程」および「洗浄工程」については、図７に示した現像処理と同じ手順で行われるため、その動作説明は省略し、「現像工程」について説明する。
【０１０１】
すでに説明した図７（ａ）および（ｂ）おける「ウエハ吸着工程」と同様な手順で、図１６（ａ）および（ｂ）に示した「ウエハ吸着工程」が実行された後、「現像工程」が実行される。この「現像工程」においては、図７に示した「現像工程」とほぼ同様な手順で実行される。すなわち、現像液供給ノズル８７は、図１６（ｃ）に二点鎖線で示す現像液の供給開始位置から、同図に実線で示す現像液の供給終了位置までウエハ面に沿って移動しながら、ウエハＷの表面上に現像液を帯状に吐出させる。
【０１０２】
なお、この第４の実施の形態においても、ウエハＷの表面に対する現像液の供給は、現像液供給ノズル８７を移動させる代わりに、ウエハＷを支持するスピンチャック７７を回転させる制御によっても行われ得る。この場合、ウエハＷのほぼ中心点に現像液供給ノズル８７を移動させ、この位置で現像液をウエハＷの表面上に帯状に吐出させつつ、ウエハＷを少なくとも１／２回転させることで達成される。
【０１０３】
そして、駆動機構８８の駆動によって現像液供給ノズル８７は待機位置まで移動し、これに続いて図１６（ｄ）に示すように電磁変換コイル９６ａへの通電によって支持部材９５が軸方向に振動される。前記ウエハＷは支持手段９３に取り付けられた真空吸着部９４より吸着状態で保持されているので、この実施の形態においては支持部材９５が振動発生ユニット９６によって、軸方向に振動されることによりウエハＷも励振され、これに伴いウエハＷ上に液盛りされた現像液も撹拌される。
【０１０４】
ここで、各振動発生ユニット９６の駆動によってなされる振動動作について、図１５に基づいて更に詳しく説明する。図１５は、主に支持手段９３の配置位置の一例を透視図で示している。スピンチャック７７の周囲に配置された６つの支持手段９３は、平面視においてスピンチャック７７を中心とした真円の軌跡上において、ほぼ等角度の位置に配置されている。そして、各支持手段９３の夫々には、前記したように振動発生ユニット９６がその基端部に具備されている。
【０１０５】
前記した支持手段９３の配置構成において、各支持手段９３の夫々に具備された振動発生ユニット９６を同一周波数で、全て駆動させることができる。またこの時、振動発生ユニット９６に対してそれぞれ異なる周波数を与えることもできる。さらに各振動発生ユニット９６を順次間欠的に駆動させることもできる。この場合、例えば図１５に二点鎖線で示した仮想三角形Ａの各頂点に位置する３つの支持手段９３（Ａ組）と、仮想三角形Ｂの各頂点に位置する３つの支持手段９３（Ｂ組）に分けて、Ａ組およびＢ組を時分割によって交互に駆動することもできる。さらに、Ａ組およびＢ組を駆動する時分割のタイミングが異なるように制御することもでき、加えて、Ａ組およびＢ組を駆動する周波数を異なるように制御することもできる。
【０１０６】
斯くして、前記したような種々の振動付与モードを、必要に応じて適宜組み合わせて実行することにより、ウエハＷ上の現像液の液膜が共振して波の腹と節を生成させる現象になるを避けることができる。これにより、現像液はウエハの表面の振動を受けて、その全面にわたって効果的に攪拌され、現像液による反応処理の進行にばらつきが発生するのを、抑制させることができる。それ故、前記したようにパターン幅にばらつきが発生する度合いを低減させることが可能となる。
【０１０７】
前記した振動付与の実行後、電磁変換コイル９６ａへの通電の停止によって支持部材９５による振動は終了し、図１６（ｅ）に示されるようにウエハＷは静止状態とされる。この静止状態は所定の静止現像時間に対して、前述の振動付与時間を差し引いた残りの時間、例えば約４５秒継続され、この間に静止現像処理が施される。
【０１０８】
以上で「現像工程」が終了し、この後に図１６（ｆ）および（ｇ）で示す「洗浄工程」が実行される。この図１６（ｆ）および（ｇ）で示す「洗浄工程」は、図７（ｇ）および（ｈ）に基づいて説明した洗浄工程と同様な手順で行われ、これをもってウエハＷに対する現像処理が終了する。
【０１０９】
なお、この第４の実施の形態においてなされる前記洗浄工程においても同様に、スピンチャック７７の回転によって現像液を振り切った後に、再度支持手段９３によってウエハを支持し、リンス液供給ノズル８９からリンス液をウエハＷに供給して液盛りを行い、前述の振動付与手段９６により、所定時間振動を与えた後に、リンス洗浄してもよい。
【０１１０】
また、振動を付与しつつリンス液を供給しながらリンス洗浄してもよい。このように、リンス液を液盛りして振動を付与することにより、現像されたパターン間に対してリンス液の流入が促進される。それ故、パターン内に残留する反応生成物の除去効率を高めることができ、パターンの線幅が不均一となるのを効果的に解消させることができる。
【０１１１】
図１７は、前記した第４の実施の形態においてなされる洗浄工程において、支持手段９３を介してウエハＷに振動を与えるようにした例を、工程順に示したものである。すなわち、図１７（ａ）〜（ｃ）は、前記した図１６（ｅ）に示した現像工程に続いて実行されるようになされる。図１６（ｅ）に示した現像工程の終了に伴い、図１７（ａ）に示すように、円筒体７２は上昇駆動される。そして、支持手段９３によるウエハＷの吸着が解除される。
【０１１２】
次に、スピンチャック７７が上昇し、スピンチャック７７は支持手段９３からウエハＷを受け取り、ウエハＷはスピンチャック７７に吸着保持される。この状態で、スピンチャック７７は駆動機構７９により回転駆動を受け、ウエハＷ上に液盛りされていた現像液は、円筒体７２内に飛散して回収される。すなわち、スピンチャック７７の回転によって、ウエハＷ上の現像液は周方向に振り切られる。
【０１１３】
続いて、スピンチャック７７の回転が停止され、スピンチャック７７はウエハＷを保持したまま下降する。そして、スピンチャック７７によるウエハＷの吸着保持が解除され、図１７（ｂ）に示すように、支持手段９３によってウエハＷは吸着保持される。
【０１１４】
これに続いて、リンス液供給ノズル８９はウエハＷの直上に移動してウエハＷの表面上にリンス液を供給する。そして、リンス液を液盛りした状態で、図１７（ｃ）に示すように、振動発生ユニット９６が動作し、支持部材９５を介してウエハＷを所定時間振動させる。これにより、ウエハＷの表面に液盛りされたリンス液は攪拌され、現像されたパターンとパターン間にリンス液が効果的に進入して攪拌されるため、パターンの線幅が不均一となるのを解消することができる。
【０１１５】
しかる後、前記した図１６（ｆ）に示す工程に入り、ウエハＷの表面上にリンス液を供給しながら、スピンチャック７７を回転させることより、ウエハＷはさらにリンス液による洗浄を受ける。そして、所定時間経過後にリンス液の吐出を停止させることにより、ウエハＷの表面上におけるリンス液は周方向に振り切られ、ウエハＷはスピン乾燥される。
【０１１６】
なお、図１７に示した工程においては、図１７（ｂ）に示すようにウエハＷの表面上に所定量のリンス液を液盛りした後において、図１７（ｃ）に示すように支持手段９３により、ウエハＷに振動を与えるようにしているが、図１７（ｃ）に示すように、ウエハＷに振動を与えつつ、リンス液供給ノズル８９より継続してリンス液を供給するようにしてもよい。
【０１１７】
次に図１８は、この発明にかかる第５の実施の形態を示したものであり、図１６に示した現像処理における洗浄工程とは一部異なる構成を利用した洗浄工程の例を示している。なお、同図においては、すでに説明した図１２に相当する各部を同一符号で示しており、したがって、各部の詳細な説明は省略する。この図１８に示した実施の形態においては、図１２に示すリンス液供給ノズル８９に代えて、リンス液を帯状に吐出させることができるリンス液供給ノズル９８が採用されている。
【０１１８】
このリンス液供給ノズル９８は、駆動機構９９によって、昇降かつ水平方向に進退（スキャン）することができるように構成されている。これにより、リンス液の供給時には待機位置から供給位置に下降した後、ウエハＷの表面上に沿ってリンス液を帯状に吐出させながら移動するように制御される。
【０１１９】
図１８は、前記した図１６（ｅ）に示した現像工程の終了に続いて実行されるようになされる。すなわち、図１６（ｅ）に示した現像工程の終了に伴い、リンス液供給ノズル９８を制御する駆動機構９９が駆動し、図１８（ａ）に鎖線で示すように、リンス液供給ノズル９４は待機位置からリンス液供給位置まで移動する。その後、駆動機構９９によりリンス液供給ノズル９４は、同図（ａ）に鎖線で示す供給開始位置から同図に実線で示す供給終了位置までウエハ面に沿って移動しながら、現像液が残留するウエハＷの表面上にリンス液を帯状に吐出させる。この動作を往復して複数回繰り返すことにより、ウエハＷ上の現像液を流し出す作業を行う。
【０１２０】
さらに、図１８（ｂ）に示すように、上述のリンス液吐出作業を行いながら、同時に支持手段９３の基端部に配置された振動発生ユニット９６を動作させて、ウエハＷを振動させる。この時のウエハＷに対する振動付与モードは、図１５に基づいて説明したような各種の組み合わせを利用することができる。これにより、ウエハＷの表面に液盛りされたリンス液は攪拌され、現像された各パターン間に新しいリンス液が順次効果的に進入するので、線幅が不均一となるのを解消することができる。
【０１２１】
しかる後、駆動機構９９はリンス液供給ノズル９８を待機位置まで移動させる。続いて図１６（ｇ）に示すように、ウエハＷはスピンチャック７７に受け渡され、スピンチャック７７の回転によりウエハＷの表面上におけるリンス液は周方向に振り切られ、ウエハＷはスピン乾燥される。
【０１２２】
前記した構成により洗浄工程を実行した場合においては、支持手段９３により、ウエハＷを支持したまま、現像工程から洗浄工程に移行することができる。すなわち、図１６における（ｅ）〜（ｆ）に示すように、現像工程から洗浄工程に移行する際に、ウエハＷを支持手段９３からスピンチャック７７に受け渡し、ウエハ上の現像液を振り切った後に、再びウエハをスピンチャック７７から支持手段９３に受け渡すような工程を省略することができる。
【０１２３】
なお、前記した図３、図５〜図８に示した実施の形態においては、振動付与手段８２を構成する振動発生ユニット８５が、ウエハＷの裏面におけるほぼ中心位置に接触して、ウエハに対して振動を付与するようになされているが、前記振動発生ユニットをウエハの端面部分に接触させて、ウエハに対して振動を与えるようにさせることもできる。
【０１２４】
また、前記した実施の形態においてはウエハＷを裏面から支持する支持手段８０，９３が固定され、スピンチャック７７，１００を昇降させることで、ウエハＷの現像処理を行う場合を例にして説明したが、この発明はこれに限定されず、スピンチャックを固定するとともに、支持手段８０，９３に昇降機構を設けて昇降させることで、ウエハ搬送アームＭＡおよびスピンチャックとのウエハＷの受け渡しを行い、ウエハＷの現現像処理を行うように構成することも可能である。このように構成しても、前記した各実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１２５】
さらに、この発明にかかる液処理装置は、現像処理にかぎらず、例えば、レジスト液や層間絶縁膜の処理液の塗布装置や、ウエハ洗浄装置にも適用することができる。また、ＬＣＤ製造装置やフォトマスク形成装置の液処理装置にも適用できる。
【０１２６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなとおり、この発明にかかる液処理装置によると、処理液供給手段によって処理液が供給された状態の前記基板の裏面より、振動を付与する振動付与手段を備えたので、基板表面に供給される処理液を効果的に攪拌することができる。これにより、例えば現像処理中に発生する反応生成物により現像液に濃度差が発生するのを防止させることができ、パターン幅にばらつきが発生するのを効果的に低減させることに寄与できる。
【０１２７】
さらに、この発明によると、例えばリンス液による洗浄工程においても、前記した振動付与手段を利用してンス液を効果的に攪拌することができ、この撹拌動作によりウエハ上に形成された各パターン間へのリンス液の流入が促進され、パターン内に残留する反応生成物の除去効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用された液処理装置を搭載したレジスト塗布・現像処理ユニットを上面から見た状態の透視図である。
【図２】同じく斜視図である。
【図３】この発明にかかる液処理装置の第１の実施の形態を示した断面図である。
【図４】図３に示す液処理装置に用いられる支持手段を示した斜視図である。
【図５】図３に示す液処理装置に用いられる振動付与手段を示した斜視図、並びにその一部断面図である。
【図６】図３に示す液処理装置に用いられる主に振動付与手段の配置状態を示した透視図である。
【図７】図３に示す液処理装置によってなされる処理ルーチンを説明する断面図である。
【図８】図７に示す処理ルーチンに加えてなされるの他の処理ルーチンの例を説明する断面図である。
【図９】この発明の第１の実施の形態に係る液処理装置において好適に使用し得る振動付与手段の他の例を示した断面図である。
【図１０】この発明にかかる液処理装置の第２の実施の形態を示した断面図である。
【図１１】この発明にかかる液処理装置の第３の実施の形態を示した断面図である。
【図１２】この発明にかかる液処理装置の第４の実施の形態を示した断面図である。
【図１３】図１２に示す液処理装置に用いられた支持手段を示す斜視図である。
【図１４】図１２に示す液処理装置に用いられた振動付与手段を示す要部断面図である。
【図１５】図１２に示す液処理装置に用いられた主に支持手段の配置状態を示した透視図である。
【図１６】図１２に示す液処理装置によってなされる処理ルーチンを説明する断面図である。
【図１７】図１６に示す処理ルーチンに加えてなされるの他の処理ルーチンの例を説明する断面図である。
【図１８】この発明にかかる液処理装置の第５の実施の形態によってなされる処理ルーチンの例を説明する断面図である。
【符号の説明】
６１      現像ユニット
７７      スピンチャック
７８      減圧装置
８０      支持手段
８０ａ    第一支持部材（真空吸着部）
８０ｂ    第二支持部材
８１      減圧装置
８２      振動付与手段
８４      アーム
８５      振動発生ユニット
８５ａ    振動子
８５ｂ    電磁変換コイル
８７      現像液供給ノズル（処理液供給手段）
８９      リンス液供給ノズル
９３      支持手段
９４      真空吸着部
９５      支持部材
９６      振動発生ユニット
９８      リンス液供給ノズル
Ｗ        ウエハ
【図１】
0003853699.tif 000002
【図２】
0003853699.tif 000003
【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】
0003853699.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003853699.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003853699.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0003853699.tif 000016
【図１６】
0003853699.tif 000017
【図１７】
0003853699.tif 000018
【図１８】
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