JP2000252197A - 現像液供給方法及び現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】基板全面に現像液を液盛りして現像処理を均一
に行なう。 【解決手段】 スピンチャックに保持された基板Ｗと近
接する下端開口面２１を備えた現像液供給ノズル２０
と、スピンチャックに保持された基板Ｗとを近接させ
て、その間に順次供給される現像液Ｑを介在させた状態
で、現像液供給ノズル20と基板Ｗとを相対変位させて基
板Ｗに現像液Ｑを供給して基板Ｗに現像液Ｑを液盛りす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ等の基板
に現像液を液盛りするために基板に現像液を供給する現
像液供給方法及びその方法を実施する現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の現像装置としては、例え
ば、図５に示すような装置がある。図５に示す現像装置
は、基板Ｗを水平姿勢で保持して鉛直方向の軸芯Ｊ周り
で回転させるスピンチャック１や、所定の現像液供給位
置に位置されて側方に設けられた多数の吐出孔１０１か
ら基板Ｗに現像液Ｑを供給する現像液供給ノズル１００
を備えている。

【０００３】この従来装置による基板Ｗへの現像液Ｑの
液盛りは以下のようにして行われる。すなわち、基板Ｗ
の中心を軸芯Ｊに一致させて基板Ｗがスピンチャック１
に保持されると、その基板Ｗの上方であって、基板Ｗの
中心(軸芯Ｊ)から若干ずれた所定の現像液供給位置に現
像液供給ノズル１００が位置される。そして、スピンチ
ャック１によって基板Ｗをその中心(軸芯Ｊ)周りで回転
させながら、現像液供給位置に位置した現像液供給ノズ
ル１００の側方の吐出孔101から現像液Ｑが基板Ｗに供
給される。これにより、基板Ｗに供給された現像液Ｑ
は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの全面に
ひろげられて基板Ｗに現像液Ｑが液盛りされる。

【０００４】基板Ｗへの現像液Ｑの液盛りが完了する
と、スピンチャック１による基板Ｗの回転が停止され
て、所定の現像時間の間、基板Ｗは静止される。この間
に現像処理が進行して、基板Ｗに塗布されたフォトレジ
スト膜に対して露光されて焼き付けられたパターンが得
られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】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。近年、パターンの微細化に伴って、フォトレジス
トの種類が多様化しており、その中には、現像液Ｑとの
密着性が悪い疎水性のフォトレジストも存在する。この
ような疎水性のフォトレジストが塗布された基板Ｗに対
して、従来装置を用いて従来方法で現像液Ｑを供給して
液盛りした場合、従来方法では、単に基板Ｗの回転に伴
う遠心力で基板Ｗ全面（に塗布されたフォトレジスト膜
上）に現像液Ｑをひろげているだけなので、現像液Ｑと
フォトレジスト膜との密着度が弱く、フォトレジスト膜
上で現像液Ｑが弾かれて液盛りされない箇所が発生し、
基板Ｗの全面で現像処理を均一に行えないという問題が
発生している。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、基板全面に現像液を液盛りして現像処
理を均一に行うことができる現像液供給方法及び現像装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成を取る。すなわ
ち、請求項１に記載の発明は、基板に現像液を液盛りす
るために基板に現像液を供給する現像液供給方法であっ
て、基板と接する液面を形成するように、その下端開口
面が基板と近接し、基板との間で所定の量の現像液を一
時貯留するように構成した筒状部材と、筒状部材と基板
と近接させて、その間に現像液を介在させた状態で筒状
部材と基板とを相対変位させて基板に現像液を供給する
ことを特徴とするものである。

【０００８】請求項２記載の発明は、基板に現像液を液
盛りするために基板に現像液を供給する現像液供給装置
であって、基板と接する液面を形成するように、その下
端開口面が基板と近接し、基板との間で所定の量の現像
液を一時貯留するように構成した筒状部材と、前記筒状
部材内に現像液を供給する現像液供給手段と、前記筒状
部材の下端開口面と前記基板保持部材に保持された基板
とを近接させて、その間に前記現像液供給手段によって
供給される現像液を一時的に貯留させ、基板と液面が接
した状態で前記筒状部材を基板を相対変位させる相対変
位手段と、を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】請求項３に記載の発明は、上記請求項2に
記載の現像装置において、前記相対変位手段は、前記基
板保持手段に保持された基板をその中心周りで回転させ
ながら、前記筒状部材を基板保持手段に保持された基板
の周縁と中心との間で移動させることを特徴とするもの
である。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項2または
３に記載の現像装置において、前記相対変位手段は、基
板に対して前記筒状部材を回転させることを特徴とする
ものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例に係る現
像装置の全体構成を示す平面図であり、図２はその要部
の縦断面図、図３は実施例装置に備えた現像供給ノズル
の拡大縦断面図である。

【００１２】図２に示すように、この実施例装置は、基
板Ｗを水平姿勢で保持する基板保持手段に相当するスピ
ンチャック１を備えている。このスピンチャック１は、
図示しない真空ラインにつながっていて基板Ｗを真空吸
着保持する基板保持台２を有する。また、基板保持台２
は、回転軸３を介して電動モータ４に連動連結されてい
て、電動モータ４の回転駆動によって、基板Ｗを保持し
て状態で鉛直方向の軸芯Ｊ周りで回転可能に構成されて
いる。基板Ｗはその中心が軸芯Ｊに一致されて基板保持
台２に保持されることで、スピンチャック１とともに基
板Ｗをその中心周りで回転せることができるようになっ
ている。

【００１３】スピンチャック１およびそれによって保持
された基板Ｗの周囲にはカップ５が配備されている。こ
のカップ５は、図示しない昇降機講によって昇降可能に
構成されている。基板Ｗの搬入搬出の際には、カップ５
は下降されて、スピンチャック１の基板保持台２がカッ
プ５の上方に突出され、スピンチャック１（基板保持台
２）と図示しない基板搬送機構の基板搬送アームとの間
で基板Ｗの受渡しが許容される。また、後述するよう
に、基板Ｗが回転される際には、カップ５が上昇され
て、スピンチャック１およびそれに保持された基板Ｗの
周囲にカップ５を配置させ、回転に伴って基板Ｗから周
囲に飛散される現像液などを受け止めて回収するように
なっている。

【００１４】カップ５の一方の側部には、アーム駆動機
構１０によって鉛直方向の軸芯Ｓを支点として揺動可能
に、かつ、昇降可能に支持アーム１１が配設されてい
る。この支持アーム１１の先端部には支軸１２が回転可
能に垂設され、この支軸１２の下端部に後述する現像液
供給ノズル２０が支軸１２と一体回転可能に連結されて
いる。支持アーム１１を軸芯Ｓの周りに揺動させること
で、現像液供給ノズル２０を平面視で図１のＲ１方向に
沿って移動させることができ、現像液供給ノズル２０
を、スピンチャック１に保持された基板Ｗの周縁と中心
との間で移動させることができるようになっている。

【００１５】また、支持アーム１１には、電動モータ１
３が設けられ、この電動モータ１３と支軸１２とが図示
しないベルト伝動機構などを介して連動連結されてい
て、電動モータ１３の回転駆動によって、支軸１２とと
もに現像液供給ノズル２０が鉛直方向の軸芯Ｔ周りで回
転可能に構成され、スピンチャック１に保持された基板
Ｗに対して現像液供給ノズル２０を回転（自転）させる
ことができるようになっている。カップ５の支持アーム
１１側の側部には、待機中の現像液供給ノズル２０を待
機させるための待機ポット１４も設けられている。

【００１６】カップ５の他方の側部には、純水などのリ
ンス液を供給するリンス液供給ノズル１５が、昇降可能
で、かつ、支持アーム１６の揺動によって図１のＲ２方
向に移動可能に配設されている。

【００１７】本発明における筒状部材に相当する現像液
供給ノズル２０は、その下端がスピンチャック1に保持
された基板Ｗの上面（フォトレジスト膜が塗布された表
面）に近接する開口面２１を備えている。現像液供給ノ
ズル２０内には基板Ｗ上面との間で所定量の現像液Ｑを
一時滞留させるように空間２３が設けられている。すな
わち、当該空間２３に一時滞留した現像液Ｑの基板Ｗと
接する液面を形成するように、その下端開口面２１が構
成されいるのである。空間２３には現像液供給源から支
持アームなどに内接された供給管（いずれも図示せず）
及び支軸１２内に形成された供給路２４を介して現像液
Ｑが供給されるようになっている。すなわち、本実施例
では、現像液供給ノズル20の下端開口面が現像液Ｑの基
板Ｗへの供給口にもなっていて、この下端開口面２１か
ら現像液Ｑが吐出されるようになっている。

【００１８】筒状部材の下端開口面は、例えば、直径５
ｍｍ〜８０ｍｍ程度の円形に形成されるが、その形状は
円形に限らず、楕円形や正方形、長方形、その他の多角
形などで形成してもよい。ただし、下端開口面は後述す
るように現像液Ｑが基板Ｗ（に塗布されたフォトレジス
ト膜）に擦り付ける力としてより強い力が得られるよう
に、水平面内で互いに直交する２軸方向の各寸法がそれ
ぞれある程度の大きさを有する周囲に広がりを有する面
形状であり、その面積もある程度大きくするように形成
している。すなわち、例えば、略線状のような形状の対
向面の場合、現像液Ｑを基板Ｗ（に塗布されたフォトレ
ジスト膜）に擦り付けるのに十分な力が得られないの
で、そのような形状は好ましくない。

【００１９】なお、本実施例では、現像液供給源や支持
アーム１１等に内設された供給管、支軸内に形成された
供給路２４、（液溜まり）空間２３が、本発明の現像液
供給手段を構成する。また、電動モータ４、１３、アー
ム駆動機構１０が、本発明における相対変位手段を構成
する。

【００２０】次に上記構成を有する実施例装置の動作を
説明する。まず、現像液供給ノズル２０が待機ポット１
４内に待機されているとともに、リンス液供給ノズル１
５がカップ５の側方に待機され、カップ５が下降されて
いる状態で、図示しない基板搬送機構の基板搬送アーム
によって搬入されたきた基板Ｗを、その中心を軸芯Ｊと
一致させて基板保持台２で受け取って保持する。スピン
チャック１（基板保持台２）が基板を保持し、基板搬送
機構の基板搬送アームが退避されると、カップが上昇さ
れて、スピンチャック１及びそれによって保持された基
板Ｗの周囲にカップ５が配置される。

【００２１】次に、アーム駆動機構１０によって、支持
アーム１１が上昇されて現像液供給ノズル２０が待機ポ
ット１４から引き上げられ、さらに、図１のＲ１方向に
沿って反時計方向に所定量移動されて、カップ５の内側
であって、スピンチャック１に保持された基板Ｗの周縁
の外側の所定の準備位置Ｐ０（図１、図２参照）にまで
移動されると、支持アーム１１を下降させて現像液供給
ノズル２０を走査高さＳＨに位置させる。この走査高さ
ＳＨは、下端開口面２１とスピンチャック１に保持され
た基板Wの表面と近接させ、下端開口面２１とスピンチ
ャック1に保持された基板Wの表面との間に現像液Ｑを介
在させた状態で相対変位し得る高さ位置であり、下端開
口面２１とスピンチャック１に保持された基板Ｗの表面
との間隔Ｂが、０ｍｍ＜Ｂ≦１０ｍｍ程度の範囲に収ま
る高さである。

【００２２】そして、下端開口面２１から現像液Ｑの吐
出を開始し、電動モータ４を回転駆動させて基板Ｗをそ
の中心周りに回転させながら、支持アーム１１を軸芯Ｓ
周りに揺動させて、走査高さＳＨを維持しながら、現像
液供給ノズル２０をスピンチャック１に保持された基板
Ｗの周縁と中心との間で所定回数（往復）移動させる。
このとき、電動モータ１３を回転駆動させて現像液供給
ノズル２０を軸芯Ｔ周りで回転させながら、基板Ｗの周
縁と中心との間を移動させてもよい。

【００２３】以上の動作により、図４に示すように、ス
ピンチャック１に保持された基板Ｗに対向する現像液供
給ノズル２０の下端開口面２１とスピンチャック１に保
持された基板Ｗとを近接させて、その間に順次供給され
る現像液Ｑを介在させた状態で現像液供給ノズル２０
（端縁下部２１）と基板Ｗとを相対変位させて基板Ｗに
現像液Ｑを供給して基板Ｗに現像液Ｑを液盛りすること
ができる。

【００２４】このような方法で基板Ｗに現像液Ｑを供給
することにより、現像液供給ノズル２０の下端開口面２
１と基板Ｗ間に介在した現像液Ｑ全体で広い面積にわた
って基板Ｗ（に塗布されたフォトレジスト膜）に現像液
Ｑを擦り付けるようにして現像液Ｑを供給することがで
き、その供給過程で基板Ｗ（に塗布されたフォトレジス
ト膜）に現像液Ｑを強制的に密着させることができる。
従って、疎水性のフォトレジストが塗布された基板Ｗに
対して現像液Ｑを供給して液盛りする場合でも、フォト
レジスト膜上で現像液Ｑを液盛りすることができる。

【００２５】また、スピンチャック１に保持された基板
Ｗをその中心周りで回転させながら、現像液供給ノズル
２０をスピンチャック１に保持された基板Ｗの周縁と中
心との間で移動させて、基板Ｗに現像液Ｑを供給するの
で、基板Ｗよりも小さい現像液供給ノズル２０であって
も基板Ｗの全面に隈なく現像液供給ノズル２０を近接対
向させて現像液Ｑを供給することができる。

【００２６】さらに、基板Ｗに対して現像液供給ノズル
２０を軸芯周りで回転させながら基板Ｗに現像液Ｑを供
給すれば、現像液供給ノズル２０と基板Ｗとの間に一時
貯留した現像液Ｑが現像液供給ノズル２０の回転によ
り、渦流を生じ、その結果、現像液をより強く基板Ｗ
（詳しくは、基板Ｗに塗布されたフォトレジスト膜）に
擦り付けることができ、基板Ｗと現像液Ｑとをより強固
に密着させることができ、フォトレジスト膜上で現像液
Ｑが弾かれることをより一層抑制することができる。

【００２７】基板Ｗの全面への現像液Ｑの供給を終える
と、アーム駆動機構１０によって現像液供給ノズル20
が、準備位置Ｐ０に戻され、下端開口面２１からの現像
液Ｑの吐出が停止される。その後、アーム駆動機構１０
によって、支持アーム１１が上昇され、さらに、待機ポ
ット１４の上方まで現像液供給ノズル２０を待機ポット
１４内に待機させる。

【００２８】一方、基板Ｗへの現像液Ｑを液盛りした後
は、電動モータ４の回転駆動を停止して、スピンチャッ
ク１による基板Ｗの回転が停止され、所定の現像時間の
間、基板Ｗは静止される。この間に現像処理が行われ
る。現像時間が経過すると、電動モータ４を回転駆動し
て基板Ｗを高速に回転させ、基板Ｗ上の現像液Ｑが振り
切られる。その後、リンス液供給ノズル１５を基板Ｗの
上方に移動させてそのノズル１５からリンス液を回転中
の基板Ｗ上に供給して、基板Ｗ上に残留する現像液Ｑを
洗い流すリンス処理が行われる。所定時間リンス処理を
行うと、リンス液の供給を停止してリンス液供給ノズル
１５をカップ５の外側に戻す。そして、基板Ｗに付着し
ているリンス液を振り切り乾燥した後、スピンチャック
１の回転を停止する。その後、カップ５を下降させ、基
板搬送機構の基板搬送アームによって基板Ｗが搬出さ
れ、一連の現像処理を終了する。

【００２９】以上のようにこの実施例装置によれば、基
板Ｗの全体に現像液Ｑを液盛りして、基板Ｗの全面で現
像処理を均一に行うことができる。

【００３０】なお、上記実施例においては現像液供給ノ
ズル20全体が回転する構成で説明したが、それに限ら
ず、少なくともその一部、具体的には現像液供給ノズル
20の下端開口面２１付近の筒状部材が回転する構成とし
ても同様の効果を奏する。

【００３１】また、本発明は、半導体ウエハのような円
形基板に限らず、液晶表示器用のガラス基板にも適用す
ることができる。さらに、

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明に係る現像液供給方法によれば、基板と
接する液面を形成するように、その下端開口面が基板と
近接し、基板との間で所定の量の現像液を一時貯留する
ように構成した筒状部材と、筒状部材と基板と近接させ
て、その間に現像液を貯留介在させた状態で筒状部材と
基板とを相対変位させて基板に現像液を供給して基板に
現像液を液盛りするので、筒状部材の下端開口面全体で
広い面積にわたって基板に現像液を擦り付けるようにし
て現像液を供給することができ、その供給過程で、基板
に現像液を強制的に密着することができる。従って、疎
水性のフォトレジストが塗布された基板に対して現像液
を供給して液盛りする場合でも、フォトレジスト膜上で
現像液が弾かれることを抑制することができ、基板全面
に現像液を液盛りすることができ、基板全面に現像液を
液盛りすることができ、基板全面で現像処理を均一に行
なうことができる。

【００３３】請求項２に記載の発明によれば、上記請求
項１に記載の現像液供給方法を好適に実施する現像装置
を実現することができる。

【００３４】請求項３に記載の発明に係る現像装置によ
れば、請求項２に記載の現像装置において、相対変位手
段は、基板保持手段に保持された基板をその中心周りで
回転させながら、筒状部材を基板保持手段に保持された
基板の周縁と中心との間で移動させるので、基板よりも
小さい下端開口面であっても基板全面に隈なく下端開口
面を近接させて現像液を供給することができる。

【００３５】請求項４に記載の発明に係る現像装置によ
れば、請求項２ないし４に記載の現像装置において、相
対変位手段は、基板に対して筒状部材を回転させるの
で、筒状部材の下端開口面と基板との間の現像液をより
強く基板に擦り付けることができ、基板と現像液とをよ
り強固に密着させることができ、フォトレジスト膜上で
現像液が弾かれることを一層抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る現像装置の全体構成を
示す平面図である。

【図２】実施例装置の要部の縦断面である。

【図３】実施例装置を備えた現像液供給ノズルの拡大縦
断面図である。

【図４】実施例装置による現像液Ｑの供給状態を示す縦
断面図である。

【図５】従来装置および従来方法を示す正面図である。

【符号の説明】

１ スピンチャック ４、１３ 電動モータ １０ アーム駆動機構 ２０ 現像液供給ノズル ２１ 下端開口面 ２３ 空間 ２４ 供給路 Ｗ 基板 Ｑ 現像液

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に現像液を液盛りするために基板に
   現像液を供給する現像液供給方法であって、 基板と接する液面を形成するように、その下端開口面が
   基板と近接し、基板との間で所定の量の現像液を一時貯
   留するように構成した筒状部材と、筒状部材と基板と近
   接させて、その間に現像液を貯留介在させた状態で筒状
   部材と基板とを相対変位させて基板に現像液を供給する
   ことを特徴とする現像液供給方法。
2. 【請求項２】 基板に現像液を供給して基板に現像液を
   液盛りし、現像処理を行う現像装置であって、 基板を保持する基板保持手段と、 基板と接する液面を形成するように、その下端開口面が
   基板と近接し、基板との間で所定の量の現像液を一時貯
   留するように構成した筒状部材と、 前記筒状部材内に現像液を供給する現像液供給手段と、 前記筒状部材の下端開口面と前記基板保持部材に保持さ
   れた基板とを近接させて、その間に前記現像液供給手段
   によって供給される現像液を一時的に貯留させ、基板と
   液面が接した状態で前記筒状部材を基板を相対変位させ
   る相対変位手段と、 を備えたことを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】 請求項2に記載の現像装置において、 前記相対変位手段は、前記基板保持手段に保持された基
   板をその中心周りで回転させながら、前記筒状部材を基
   板保持手段に保持された基板の周縁と中心との間で移動
   させることを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 請求項2または３に記載の現像装置にお
   いて、 前記相対変位手段は、基板に対して前記筒状部材を回転
   させることを特徴とする現像装置。