JP2001191006A

JP2001191006A - 液処理装置

Info

Publication number: JP2001191006A
Application number: JP2000326824A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsuyama; 雄二松山; Shuichi Nagamine; 秀一長峰; Hideyuki Takamori; 秀之高森
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】水平に保持した基板に対し供給ノズルを水平
にスキャンさせて処理液例えば現像液の供給を行い、供
給ノズルの先行位置に基板表面の現像液が先回りする現
象が起きにくい液処理装置を提供すること。【解決手段】ウエハＷの有効領域の幅とほぼ同じかそ
れ以上の長さに亘って吐出孔４３が形成された供給ノズ
ル４の、前記吐出孔４３を構成するノズル部４２の通流
路４４よりもノズル４の進行方向に対する前方側の領域
４２ａの表面を疎水性に改質する。供給ノズル４の先端
をウエハ表面の現像液Ｄと接触させながら供給ノズル４
を移動させて現像液Ｄの液盛りを行う際、現像液Ｄが供
給ノズル４の先行位置に先回りしようとしても、ノズル
部４２の前記前方側の領域４２ａの表面は疎水性であっ
て現像液Ｄを弾く性質があるので、現像液Ｄの先回り現
象の発生が抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレジストが
塗布され、露光処理がされた基板の表面に現像液を供給
して現像処理を行う液処理装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ（以下ウエハという）や液
晶ディスプレイのＬＣＤ基板の表面上に回路パターンを
形成するためのマスクは以下の工程により形成される。
即ち、先ずウエハ表面にフォトレジスト溶液（以下レジ
ストという）の塗布を行い、光等の照射を行う。前記レ
ジストが例えばネガ形ならば光の当った部分が硬化し、
硬化しない部分即ちレジストの溶けやすい部分を現像液
により溶解して目的とするマスクが形成される。現像処
理装置は、半導体ウエハを吸着保持して回転させるスピ
ンチャックとスピンチャック上の半導体ウエハに現像液
を供給する現像液供給ノズルを備えている。従来、上述
のような現像工程で用いられる現像液供給ノズルとして
は、図１７(ａ)に示されるウエハＷの直径方向に対応す
る長さに亘って多数の吐出孔１１が配列された供給ノズ
ル１２が用いられる。この供給ノズル１２は、例えばポ
リプロピレンなどの疎水性材料や塩化ビニールなどの親
水性材料により構成されている。

【０００３】図１７(ｂ)で、この供給ノズル１２による
現像液の吐出について以下に説明する。供給ノズル１２
をウエハＷの中央部にて吐出孔１１がウエハＷの表面か
ら例えば１mm上方になるように位置させ、吐出孔１１か
ら現像液をウエハＷ表面の直径方向中央部に供給しつ
つ、ウエハＷを１８０度回転させる。こうすることで、
ウエハＷの直径方向に亘って中央部から現像液が吐出さ
れながらウエハＷ一円に広げられ液盛りを完了できる。
同時にウエハＷ表面全体に現像液の液膜が所定の厚さで
形成されることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、線幅
の均一性を確保するために現像液を半導体ウエハ上面一
円に液盛りする工程は、液盛りされた現像液の合計貯溜
時間を極力同一に近づけることが要求される。そのため
に現像液を速やかに半導体ウエハに塗布する必要がある
ため、現像液の供給圧力を高くしている。

【０００５】しかしながら、従来の現像処理方法だと現
像液供給ノズルは均一に吐出させる目的で吐出孔の径が
小さく供給圧力も高く設定してあるために吐出流速が高
くなる。そのために、半導体ウエハ表面への初期吐出時
には半導体ウエハ表面の溶解部分に与える衝撃が強くな
り、線幅の均一性が低下するおそれがある。

【０００６】また、半導体ウエハの供給ノズルに亘る中
央付近は、最初に吐出した現像液と最後に吐出した現像
液が重なる部分が出てくるために新旧の現像液が混じり
合い、より現像が進み中央付近の線幅の均一性が損なわ
れるおそれもある。

【０００７】まして、半導体ウエハを回転させながら現
像液を吐出させるために、現像液の慣性力により現像液
を液盛りした時の液面の浪打ちが発生し、現像液の混じ
り合い方も激しいところとそうでないところが発生し現
像の均一性が悪化してしまうという問題もある。

【０００８】そこで、上述したものと同様の現像液供給
ノズルを使い図１７(ｃ)に示すような塗布手段を用いる
場合が考えられる。図１７(ｃ)は、ウエハＷの周縁外側
に供給ノズル１２を移動させ配置し、この位置より吐出
を行いながら反対側のウエハ周縁外側までの間をさらに
移動させるスキャン方式である。この際、供給ノズル１
２のスキャンスピードは、あまり早くしすぎると現像液
を均一に塗布することが難しいので、例えば５０ｍｍ／
秒程度に設定される。

【０００９】ところでこのような方式では、供給ノズル
１２を、当該ノズルの先端がウエハ上に供給された現像
液と接触する状態で移動させるので、疎水性材料により
構成された供給ノズル１２を用いると、現像液がノズル
の表面で弾かれてしまい、現像液を均一な状態で基板表
面に供給しにくくなって、現像ムラが発生しやすいとい
う問題がある。

【００１０】また親水性材料により構成された供給ノズ
ル１２を用いた場合では、５０ｍｍ／秒程度のゆっくり
したスキャンスピードでは、供給ノズル１２を移動させ
るときに現像液が押し出される状態となり、例えば図１
８に示すように、ノズルの進行方向に対する先行位置に
現像液Ｄが回り込んでしまう。このように現像Ｄが供給
ノズル１２の先回りすると、この部分の現像が進んでし
まい、次にこの部分に供給ノズル１２が移動して当該部
分に現像液が供給されると、２回現像が行われた状態と
同じになり、他の部分よりも現像が進みすぎて、線幅が
不均一になってしまう。

【００１１】ここでウエハＷの全体に亘って現像液の先
回り現象が生じ、何れの箇所も２回現像が行われる状態
となれば現像ムラの発生は抑えられるが、実際には現像
液が先回りする箇所としない箇所とが発生し、結局現像
ムラが生じて線幅が不均一になってしまうという状態で
ある。本発明はこのような事情の下になされたものであ
り、基板表面において均一な液処理を行うことのできる
液処理装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液処理装置
は、基板を略水平に保持する基板保持部と、この基板保
持部に保持された基板の表面に処理液を供給するため
の、基板の有効領域の幅とほぼ同じかそれ以上の長さに
亘って吐出孔が形成され、基板と相対的に移動可能に設
けられた供給ノズルと、を備え、前記供給ノズルは、前
記吐出孔を構成する部材の先端を基板表面に供給された
処理液と接触させながら基板と相対的に移動して基板表
面に処理液を供給するように構成され、前記吐出孔を構
成する部材は、供給ノズルの進行方向に対する前方側で
かつ基板表面の処理液と接触する部位が疎水性であるこ
とを特徴とする。このような構成では、供給ノズルから
基板表面に処理液を供給する際に、基板表面の処理液が
供給ノズルの進行方向に対する先行位置に先回りしよう
としても、処理液は、前記吐出孔を構成する部材の前方
側に接触すると、当該部材の疎水性表面で弾かれるの
で、前記処理液の先回り現象の発生を抑えることができ
る。

【００１３】また本発明では、前記供給ノズルの吐出孔
を構成する部材の、供給ノズルの進行方向に対する前記
疎水性部位の後方側であって基板表面の処理液と接触す
る部位を親水性としてもよく、この場合には当該部位へ
の処理液の付着力が大きいので、より処理液の先回りを
抑えることができる。ここで疎水性とは、当該疎水性部
位の表面張力が前記供給ノズルの吐出孔を構成する部材
の材質の本来の表面張力よりも小さいということであ
り、親水性とは、当該親水性部位の表面張力が前記供給
ノズルの吐出孔を構成する部材の材質の本来の表面張力
よりも大きいということである。

【００１４】さらに本発明では、基板を略水平に保持す
る基板保持部と、この基板保持部に保持された基板の表
面に処理液を供給するための、基板の有効領域の幅とほ
ぼ同じかそれ以上の長さに亘って吐出孔が形成され、基
板と相対的に移動可能に設けられた供給ノズルと、を備
え、前記供給ノズルは、供給ノズルの進行方向に対する
前方側に、前記吐出孔を構成する部材に連続するよう
に、吐出孔から吐出された処理液を基板の表面に案内す
るためのガイドが設けられていることを特徴とする。ま
たこの際前記ガイドの先端を、前記吐出孔よりも供給ノ
ズルの進行方向に対する後方側に位置するように湾曲す
るようにしてもよい。このような構成では、供給ノズル
にて基板表面に処理液を供給する際に、基板表面の処理
液が供給ノズルの進行方向に対する先行位置に先回りし
ようとしても、処理液は前記ガイドによりガイドより先
行位置への進行を阻止されるので、前記処理液の先回り
現象の発生を抑えることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明に係る液処
理装置を現像装置に適用した実施の形態を示す概略図で
ある。２は基板であるウエハＷの裏面中心部を真空吸着
し、略水平に保持する基板保持部をなすスピンチャック
である。このスピンチャックは駆動部２０により回転及
び昇降できるように構成されている。

【００１６】ウエハＷがスピンチャック２に吸着保持さ
れた状態において、ウエハＷの側方を囲むようにしてカ
ップ３が設けられており、カップ３は各々上下可動な外
カップ３１と内カップ３２とからなる。内カップ３２は
円筒の上部側が上方内側に傾斜し、上部側開口部が下部
側開口部より狭くなるように形成されており、昇降部３
０により外カップ３１が上昇すると外カップ３１の移動
範囲の一部において連動して昇降するように構成されて
いる。

【００１７】カップ３の下部側はスピンチャック２の周
囲を囲む円板３３と、円板３３の周り全周に亘って凹部
を形成し、底面に排液口３４が形成されている液受け部
３５とにより構成されている。この液受け部３５の側面
より僅かに内側に外カップ３１（及び内カップ３２）が
収まっており、前記凹部とカップ３とによりウエハＷの
上方レベル及び下方レベルに跨ってウエハＷの側方を囲
っている。また円板３３の周縁部には上端がウエハＷの
裏面に接近する断面山形のリング体３６が設けられてい
る。

【００１８】続いてスピンチャック２に吸着保持された
ウエハＷに処理液である現像液を供給するための供給ノ
ズル４について説明する。この供給ノズル４は、例えば
図３に示すように、現像液が供給される細長い四角形状
のノズル本体４１と、その下面に設けられたノズル部４
２とを備えており、前記ノズル部４２には例えばウエハ
Ｗの有効領域（デバイスの形成領域）の幅と同じかそれ
以上の長さに亘って多数の吐出孔４３が配列されてい
て、例えば図４に示すように、吐出孔４３はノズル本体
４１に通流路４４により接続されている。ここでノズル
部４２は吐出孔４３を構成する部材に相当し、これらノ
ズル本体４１やノズル部４２は例えばポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）や、ポリプロピレン（ＰＰ）、
ポリエチレン（ＰＥ）、ポリビニルカーボネート（ＰＶ
Ｃ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの材料により構成
されている。

【００１９】このような供給ノズル４は後述のように水
平方向に移動可能に構成されており、例えば図４に斜線
で示す領域である、当該供給ノズル４の進行方向（図４
において矢印で示す方向）に対する前方側であって、こ
の供給ノズル４からウエハＷに現像液Ｄを供給するとき
に、ノズル部４２がウエハ上の現像液Ｄに接触する部位
を含む領域４０の表面が疎水性となっている。

【００２０】例えばこの例では当該供給ノズル４の通流
路４４よりも前記進行方向に対する前方側の領域４２ａ
の表面が疎水化されて疎水性となっており、例えば通流
路４４よりも前記進行方向に対する後方側の領域４２ｂ
の表面は親水化されて親水性となっている。

【００２１】ここでノズル部４２の表面を疎水性又は親
水性に改質するとは、これら表面の表面張力を変化させ
るということである。具体的には例えばノズル部４２の
表面を疎水性に改質した場合には、当該表面の表面張力
は小さくなり、現像液等の処理液との親和性が小さくな
るので、当該表面に現像液が接触すると、現像液は当該
表面で弾かれる状態となる。

【００２２】一方前記表面を親水性に改質した場合に
は、当該表面の表面張力は大きくなり、現像液との親和
性が大きいので、この表面に現像液が接触すると、当該
表面への現像液の濡れ性がよくなって、当該表面と現像
液との付着力が大きい状態となる。

【００２３】またノズル部４２の表面の改質の一例を挙
げると、例えば疎水性に改質する場合は、図示しないチ
ャンバ内においてノズル部４２の疎水性にしようとする
領域にフッ素化合物のガスのプラズマを照射することによ
り、当該領域が疎水化される。ここでフッ素化合物のガス
としては、例えばＦ２ガスやＣ２Ｆ４ガス、ＣＦ４ガス
などを用いることができ、これらのガスを反応気体とし
てプラズマ処理される。

【００２４】また親水性に改質する場合は、図示しない
チャンバ内においてノズル部４２の親水性にしようとす
る領域に、ＣＯガスやＯ２ガス、Ｎ２ガス等のプラズマ
を照射することにより、当該領域が親水化され、これら
のガスを反応気体としてプラズマ処理される。

【００２５】このような供給ノズル４は、第１の移動機
構６によりカップ３の外側に設けられたガイドレール５
に沿って、図２に示すカップ３の外側の待機位置（ガイ
ドレール５の一端側の位置）からウエハＷの上方側を通
って前記待機位置とウエハＷを挟んで対向する位置まで
移動可能に設けられている。

【００２６】つまりガイドレール５は、図２にも示すよ
うに例えば外カップ３１の一辺と平行になるようにＸ方
向に延びるように設けられており、ガイドレール５の一
端側に第１の移動機構６が位置している。第１の移動機
構６はアーム部６１とベース部６２とにより構成されて
おり、前記多数の処理液の吐出孔４３がＹ方向に配列さ
れるように供給ノズル４をアーム部６１により吊下げ支
持し、移動部であるベース部６２を介してガイドレール
５に沿って移動できるようになっている。

【００２７】前記ベース部６２は例えば図５に示すよう
に、例えばボールネジ機構６３などにより構成される昇
降機構６４を有しており、例えばモータなどの図示しな
い動力源からの駆動力によりアーム部６１をＺ方向へ移
動（上下）させることができる。

【００２８】また図２中５０はウエハＷに洗浄液を供給
してウエハＷの表面を洗浄するための洗浄ノズルであ
り、この洗浄ノズル５０は例えば第２の移動機構５１に
より、図２に示すカップ３の外側の待機位置（ガイドレ
ール５の他端側の位置）からウエハＷの上方側を通って
前記待機位置とウエハＷを挟んで対向する位置まで水平
に移動可能に設けられている。

【００２９】ここで図２において第１の移動機構６及び
第２の移動機構５１が夫々示されている位置は既述の非
作業時における供給ノズル４及び洗浄ノズル５０の待機
位置であって、ここには例えば上下可動の板状体により
構成された第１の移動機構６及び第２の移動機構５１の
待機部５２，５３が設けられている。

【００３０】これまで述べてきた駆動部２０、昇降部３
０、第１の移動機構６及び第２の移動機構５１は夫々制
御部７と接続されており、例えば駆動部２０によるスピ
ンチャック２の昇降に応じて第１の移動機構６による処
理液の供給（スキャン）を行うように、各部を連動させ
たコントロールを可能としている。またカップ３、第１
の移動機構６及び第２の移動機構５１は箱状の筐体７１
により囲まれた一ユニットとして形成されており、図示
しない搬送アームによりウエハＷの受け渡しがなされ
る。

【００３１】次に本実施の形態における作用について説
明する。先ずスピンチャック２がカップ３の上方まで上
昇し、既に前工程でレジストが塗布され、露光処理され
たウエハＷが図示しない搬送アームからスピンチャック
２に受け渡される。そしてウエハＷが図１中実線で示す
所定の位置に来るようにスピンチャック２が下降する。
なおこのとき外カップ３１及び内カップ３２は共に下降
した状態である。

【００３２】続いて第１の移動機構６がガイドレール５
に沿って外カップ３１とウエハＷの周縁との間に対応す
る位置まで案内され、続いてその位置からウエハＷの周
縁外側の待機位置まで下降する。このとき供給ノズル４
の位置（高さ）はウエハＷに対して現像液の供給を行う
高さにセットされるため、吐出孔４３はウエハＷ表面レ
ベルよりも例えば１ｍｍ程度高い位置に置かれる。

【００３３】そして図６(a),(b)に示すように、現像液
Ｄの吐出を開始しながら供給ノズル４をウエハＷの一端
側から他端側へと移動（図６(a),(b)中左から右への移
動）させることにより、ウエハＷの表面に例えば１．２
ｍｍの高さの液膜を形成する。この際供給ノズル４の先
端は、ウエハ表面上に供給された現像液Ｄと接触する位
置にあり、供給ノズル４の先端をウエハ上の現像液Ｄと
接触させた状態で供給ノズル４を一方向にスキャンさせ
ることにより、当該ノズル４の先端部によりウエハ上の
現像液Ｄが押し広げられ、ウエハＷの表面全体に満遍な
く現像液Ｄが液盛りされることとなる。

【００３４】またこのとき供給ノズル４の移動は、当該
供給ノズル４の吐出孔４３が配列されている吐出領域の
中心がウエハＷの中心上方を通過するようにして行わ
れ、例えば約５０ｍｍ／ｓｅｃのスキャンスピードで行
われる。

【００３５】そして前記ウエハＷの他端側の内カップ３
２上方にて供給ノズル４のスキャン及び現像液Ｄの供給
を停止する。ここでウエハＷへの現像液Ｄの吐出が複数
回必要な場合には、前記停止位置にて供給ノズル４をス
キャンさせる高さ例えばウエハＷ表面から１ｍｍ上方ま
で上昇させ、スキャンしたルートを戻るように例えば現
像液Ｄの供給を行う。

【００３６】現像液Ｄの塗布終了後、図６(c)に示すよ
うに現像液ＤをウエハＷの表面に液盛りしたままの状態
にして静止現像が行われる。そして第１の移動機構６は
待機部５２へと戻り、この第１の移動機構６と入れ替わ
って待機部５３から第２の移動機構５１がウエハＷ側へ
と移動する。

【００３７】そして図６(d)に示すように、ウエハＷの
中央上方に洗浄ノズル５０の吐出部が位置するように位
置決めすると共にスピンチャック２を回転させ、洗浄ノ
ズル５０から洗浄液Ｒ例えば純水をウエハＷ中心部に供
給して、ウエハＷの遠心力により洗浄液ＲをウエハＷの
中心部から周縁部へ広げることにより現像液Ｄが洗い流
される。その後このウエハＷは図６(e)に示すように、
スピン乾燥などの工程を経て現像処理が終了する。

【００３８】この際現像液Ｄと洗浄液Ｒは内リング３２
を伝って下方側へと流れて液受け部３５へと貯溜され、
これらの液は排液口３４から図示しないドレインライン
を通って排出される。

【００３９】これまで述べてきたように、本発明に係る
実施の形態では供給ノズル４のノズル部４２の通流路４
４よりも進行方向に対する前方側の領域４２ａを改質し
て疎水性としているので、供給ノズル４を５０ｍｍ／秒
程度のスピードでスキャンさせて現像液Ｄの液盛りを行
う場合であっても、現像液Ｄが供給ノズル４よりも進行
方向に対する先行位置に回り込むといういわゆる現像液
Ｄの先回り現象を抑えて、均一性の高い現像処理を行う
ことができる。

【００４０】つまり現像液Ｄの液盛りを行う際、供給ノ
ズル４の吐出孔４３からウエハ表面に吐出された現像液
Ｄがノズル部４２よりも先回りしようとしても、ノズル
部４２の前方側は疎水性であるので、現像液Ｄは当該表
面で弾かれ、後方側に戻される状態となる。このため図
７に示すように、現像液Ｄは供給ノズル４の通流路４４
よりも前方側になかなか進行できず、結局現像液Ｄの先
回り現象の発生が抑えられる。これによりウエハＷの全
て箇所において現像の進行の程度がほぼ揃えられるの
で、現像線幅の均一性を高めることができる。

【００４１】また上述の例のように供給ノズル４のノズ
ル部４２の通流路４４よりも進行方向に対する後方側を
親水性に改質すると、当該表面は現像液Ｄの濡れ性が大
きく、現像液Ｄは当該表面に付着しやすいので、ノズル
部４２よりも先回りしようとする現像液Ｄが少なくな
る。さらに先回りしてノズル部４２の前方側表面で弾か
れた現像液Ｄも当該親水性の表面に付着しやすいので、
より現像液Ｄの先回り現象の発生が抑えられる。

【００４２】また親水性の表面には現像液Ｄが馴染みや
すいので、この親水性表面がウエハ表面の現像液Ｄに接
触しても当該現像液Ｄが乱されにくく、供給ノズル４を
スキャンさせて現像液Ｄの液盛りを行うときにこの親水
性表面で現像液Ｄを押し広げることにより、より均一性
の高い現像液の液盛りを行うことができ、現像線幅の均
一性をより高くすることができる。

【００４３】続いて本発明の他の例について図８により
説明すると、この例では供給ノズル４には、ノズル部４
２の長さ方向に沿って、ノズルの進行方向側の前方側
に、通流路４４に連続するようにほぼ垂直なガイド８が
設けられている。このガイド８は吐出孔４３から吐出さ
れた現像液をウエハ表面に案内するためのものであり、
ウエハ表面に現像液を供給するときには、ガイド８の先
端がウエハ表面からわずかに浮上した位置に位置するよ
うに、ガイド８の高さや供給ノズル４の供給時の高さ位
置が決定されている。

【００４４】このような構成では、ガイド８は吐出孔４
３の通流路４４に連続して設けられているので、吐出孔
４３から吐出された現像液Ｄはこのガイド８に沿ってウ
エハ表面に向かって流れて行き、当該表面に供給され
る。この際ガイド８はノズル４の進行方向側の前方側に
設けられており、ガイド８の先端はウエハ表面近傍に位
置しているので、図８(b)に示すように、現像液Ｄが供
給ノズル４よりも先回りしようとしても、ガイド５に衝
突して流れがガイド８により妨げられる。このように現
像液Ｄはガイド８よりも進行方向側の先行位置までは進
むことが出来ないので、現像液の先回り現象が抑えら
れ、均一性の高い現像処理を行うことができる。

【００４５】ここで図９に示すように、ガイド８１の先
端を進行方向に対して後方側に湾曲するように構成して
もよく、このようにすると、ガイド８１の先端はウエハ
表面において吐出孔４３の進行方向に対する前面位置よ
りも後方側に位置するので、吐出孔４３から吐出された
現像液Ｄはこのガイド８１に沿って流れて行き、当該ウ
エハ表面の進行方向側の後方位置に供給される。そして
この位置においてガイド８１により現像液Ｄの先回りが
阻止されるので、より現像液Ｄの先回り現象が抑えら
れ、均一性の高い現像処理を行うことができる。なおこ
の例においては、ガイド８１の先端を進行方向に対して
後方側に屈曲するように構成しても同様の効果が得られ
る。

【００４６】次に上述の現像装置をユニットに組み込ん
だ塗布・現像装置の一例の概略について図１０及び図１
１を参照しながら説明する。図１０及び図１１中、９は
ウエハカセットを搬入出するための搬入出ステ−ジであ
り、例えば２５枚収納されたカセットＣが例えば自動搬
送ロボットにより載置される。搬入出ステ−ジ９に臨む
領域にはウエハＷの受け渡しア−ム９０がＸ，Ｙ方向お
よびθ回転（鉛直軸回りの回転）自在に設けられてい
る。更にこの受け渡しア−ム９０の奥側には、例えば搬
入出ステ−ジ９から奥を見て例えば右側には塗布・現像
系のユニットｕ１が、左側、手前側、奥側には加熱・冷
却系のユニットｕ２，ｕ３，ｕ４が夫々配置されている
と共に、塗布・現像系ユニットと加熱・冷却系ユニット
との間でウエハＷの受け渡しを行うための、例えば昇降
自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自
在に構成されたウエハ搬送ア−ムＭＡが設けられてい
る。但し図１０では便宜上ユニットｕ２及びウエハ搬送
ア−ムＭＡは描いていない。

【００４７】塗布・現像系のユニットにおいては、例え
ば上段に２個の上述の現像装置を備えた供えた現像ユニ
ット９１が、下段に２個の塗布ユニット９２が設けられ
ている。加熱・冷却系のユニットにおいては、加熱ユニ
ットや冷却ユニット、疎水化処理ユニット等が上下にあ
る。

【００４８】塗布・現像系ユニットや加熱・冷却系ユニ
ットを含む上述の部分をクリ−ントラックと呼ぶことに
すると、このクリ−ントラックの奥側にはインタ−フェ
イスユニット９３を介して露光装置９４が接続されてい
る。インタ−フェイスユニット９３は例えば昇降自在、
左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構
成されたウエハ搬送ア−ム９５によりクリ−ントラック
と露光装置９４との間でウエハＷの受け渡しを行うもの
である。

【００４９】この装置のウエハの流れについて説明する
と、先ず外部からウエハＷが収納されたウエハカセット
Ｃが前記搬入出ステ−ジ９に搬入され、ウエハ搬送ア−
ム９０によりカセットＣ内からウエハＷが取り出され、
既述の加熱・冷却ユニットｕ３の棚の一つである受け渡
し台を介してウエハ搬送ア−ムＭＡに受け渡される。次
いでユニットｕ３の一の棚の処理部内にて疎水化処理が
行われた後、塗布ユニット９２にてレジスト液が塗布さ
れ、レジスト膜が形成される。レジスト膜が塗布された
ウエハＷは加熱ユニットで加熱された後インタ−フェイ
スユニット９３を介して露光装置９４に送られ、ここで
パタ−ンに対応するマスクを介して露光が行われる。

【００５０】その後ウエハＷは加熱ユニットで加熱され
た後、冷却ユニットで冷却され、続いて現像ユニット９
１に送られて現像処理され、レジストマスクが形成され
る。しかる後ウエハＷは搬入出ステ−ジ９上のカセット
Ｃ内に戻される。

【００５１】以上において本発明では、供給ノズル４の
疎水性とする部位は、通流路４４の進行方向に対して前
方側全体ではなくて、進行方向に対して前方側であって
ウエハ表面に供給された現像液と接触する部位であれば
上述の効果が得られ、また疎水性表面の進行方向に対し
て後方側を親水性とすれば、より均一性の高い現像処理
を行うことができるが、この親水性とする部位も、通流
路４４の進行方向に対して後方側全体ではなくて、進行
方向に対して後方側であってウエハ表面に供給された現
像液と接触する部位であれば同様の効果が得られる。

【００５２】また供給ノズル４の表面を疎水化や親水化
する手法としては、上述の例に限らず、ＰＴＦＥなどの
既述の材質により構成されたノズル部４２の疎水化（親
水化）しようとする部位に疎水化材料（親水化材料）を
塗布することにより当該部位を疎水性（親水性）とする
ようにしてもよい。

【００５３】さらに供給ノズル４を、図１２に示すよう
に、アーム部６１の先端側の回転軸部６５にて吊下げ支
持し、前記回転軸部６５を図示しない駆動機構により左
右に回転できるように構成して、供給ノズル４から処理
液が吐出される方向を下方垂直方向を中心にＸ方向前後
に傾けるようにしてもよい。つまり現像液の液盛りの際
には、供給ノズル４を進行方向と逆方向へ吐出孔４３が
向くように角度θ傾けて、現像液の吐出及び供給ノズル
４のスキャンを開始するようにしてもよく、この場合に
は進行方向と逆方向へ吐出孔４３が向いているので、さ
らに現像液の先回り現象を抑えることが出来る。

【００５４】さらにまた図１３に示すように、供給ノズ
ル４自体を傾ける代わりに、吐出孔４３ａを供給ノズル
４の進行方向Ａに対する後方側に、ウエハ表面に対して
所定の角度で開口するように、つまりウエハ表面とのな
す角θ’が鋭角になるように形成して、供給ノズル４を
進行方向Ａに対する前方側にスキャンさせるようにして
もよい。この場合これとは反対方向にスキャンする場合
にはウエハＷを１８０度回転させるようにすればよい。

【００５５】このように図１２及び図１３に示す例で
は、吐出孔４３，４３ａを供給ノズル４の進行方向と逆
方向へ向くように構成することにより現像液の先回り現
象を抑えるという効果が得られるので、ノズル部４２の
材質は特に限定されず、またガイドを設ける構成では、
ノズル部４２やガイドの材質は特に限定されないが、こ
れらノズル部４２やガイドの進行方向に対して前方側で
あってウエハ表面に供給された現像液と接触する部位を
疎水性とすれば、より現像液の先回り現象が抑えられる
ので望ましく、さらに疎水性表面の進行方向に対して後
方側を親水性とすれば、より均一性の高い現像処理を行
うことができるので望ましい。

【００５６】続いて本発明のさらに他の例について図１
４により説明する。この例は、図１４(a)に示すよう
に、供給ノズル１００をノズルの進行方向Ｂに対する前
方側に角度θ分傾斜させてスキャンする場合に、ノズル
部１０１の下面とウエハＷ上面との距離Ｌ１が、ノズル
部１０１の通流路１０２の進行方向Ｂに対する前方側及
び後方側全体に亘って揃うように構成したものである。

【００５７】このような構成では、供給ノズル１００か
ら吐出される吐出液（現像液）の流れが均一になるとい
う効果が得られる。つまり供給ノズルをノズルの進行方
向Ｂに傾斜させると、通常のノズルでは、図１４(b)に
示すように、ノズルの先端面（ノズル部の下面）とウエ
ハ上面との距離Ｌ２は、ノズルの前方側よりも後方側の
方が大きくなってしまう。このように通流路の前方側と
後方側とでウエハ上面までの距離が異なると、これら通
流路の前方側と後方側とでは供給ノズルからの現像液の
ウエハ上面への吐出圧が変化してしまい、これによりウ
エハ上面から見れば現像液の流れの均一性が損なわれて
しまう。これに対し、図１４(a)のように構成すると、
通流路１０２の前方側と後方側とでウエハ上面までの距
離が同じになるので、供給ノズル１００からの現像液の
ウエハ上面への吐出圧が揃えられる。これにより結果と
してウエハ上面から見れば現像液の流れの均一性が保た
れ、現像ムラの発生を抑えて均一性の高い現像処理を行
うことができる。

【００５８】図１５(a)に示す供給ノズルは、本発明の
さらに他の例である。この例は、供給ノズル１１０をノ
ズルの進行方向Ｂに対する前方側に角度θ分傾斜させて
スキャンする場合に、ノズル部１１１の通流路１１２内
の現像液の液速度を、通流路１１２の進行方向Ｂに対す
る前方側に近い方が、通流路１１２の進行方向Ｂに対す
る後方側に近い方よりも大きくなるように構成したもの
である。

【００５９】このため、この例の供給ノズル１１０は、
ノズル部１１１を構成する部材を、通流路１１２の進行
方向Ｂに対する前方側を形成する面１１３の粗さを、通
流路１１２の進行方向Ｂに対する後方側を形成する面１
１４の粗さよりも滑らかすることにより構成され、これ
により現像液が、前記前方側を形成する面１１３表面を
流れやすく、前記後方側を形成する面１１４表面を流れ
にくくなっている。またまた前記前方側を形成する面１
１３を疎水化して疎水性とし、前記後方側を形成する面
１１４を親水化して親水性としてもよい。

【００６０】このようにすると、ノズル部１１１の通流
路１１２内の現像液の液速度は、通流路１１２の進行方
向Ｂに対する前方側に近い方が、後方側に近い方よりも
大きく、また供給ノズル１１０をノズルの進行方向Ｂに
傾斜させてスキャンしているので、ウエハ上面に吐出さ
れた直後の現像液は図１５(b)に示すように、ノズルの
進行方向Ｂと反対方向にスムーズに流れることになる。
このために現像液の先回り現象が抑えられ、現像液の拡
散のバラツキによる現像均一性の悪化を防ぐことができ
るという効果が得られる。なおこの例は供給ノズル１１
０を傾斜させない状態でスキャンする場合にも適用でき
る。

【００６１】図１６(a)に示す供給ノズルは、本発明の
さらに他の例である。この例は、供給ノズル１２０のノ
ズル部１２１の通流路１２２の進行方向Ｂに対する前方
側から、ウエハ上面に気体を供給し、これによりウエハ
上面に供給された現像液に弱い加圧を加えながら現像液
の吐出を行うことを特徴とするものである。

【００６２】このためこの例の供給ノズル１２０は、ノ
ズル部１２１の通流路１２２の進行方向Ｂに対する前方
側を構成する第１の部材１２３に供給路１２４を形成
し、当該供給路１２４に、開閉バルブＶ１を備えた供給
管１２５を介して気体供給部１２６を接続し、こうして
気体例えば空気をウエハ上面に供給することにより、ウ
エハ上面に吐出された現像液に弱い圧力で気体が加圧さ
れるように構成されている。この例では、供給路１２
４、開閉バルブＶ１、供給管１２５、気体供給部１２６
が気体供給手段に相当する。

【００６３】このようにウエハ上面に吐出された現像液
に、進行方向の前方側から弱い圧力で気体を加圧する
と、ウエハ上の現像液の液面の動きが加圧により鎮静化
され、先回り現像が抑えられるので、現像ムラの発生を
抑え、均一な現像処理を行うことができる。つまり現像
液の種類により、ウエハ表面で現像液が弾かれやすい場
合があり、吐出液量が少ないと液同士が結合して広がり
にくくなり、吐出液量が多すぎると液が広がりやすくな
って、このような現像液の挙動により均一性が悪化しや
すいため、加圧により現像液の動きを抑えることは有効
である。

【００６４】なおこの場合現像液の吐出液量を多少少な
目に設定し、気体の加圧で現像液の液の動きを抑え、所
定時間経過後に開閉バルブＶ１を閉じて加圧を停止する
ことが望ましい。また加圧の代わりに、図１６(b)に示
すように、ノズル部１２１の通流路１２２の進行方向Ｂ
に対する後方側を構成する第２の部材１３１に排気路１
３２を形成し、当該排気路１３２に、開閉バルブＶ２を
備えた排気管１３３を介して排気部１３４を接続し、こ
れによりノズル部１２１の通流路１２２の進行方向Ｂに
対する後方側から排気をしながら現像液の吐出を行うよ
うにしても、同様の効果が得られる。この例では、排気
路１３２、開閉バルブＶ２、排気管１３３、排気部１３
４が排気手段に相当する。なおこの例は供給ノズル１２
０を傾斜させた状態でスキャンする場合にも適用でき、
また供給ノズル１２０の進行方向の前方側からの加圧
と、後方側からの排気とを組み合わせるようにしてもよ
い。

【００６５】以上において上述の図１４、図１５、図１
６に示す供給ノズル１００，１１０，１２０は、各ノズ
ル部１０１，１１１，１２１の材質は特に限定されない
が、これらノズル部の進行方向に対して前方側であって
ウエハ表面に供給された現像液と接触する部位を疎水性
とすれば、より現像液の先回り現象が抑えられるので望
ましく、さらに疎水性表面の進行方向に対して後方側を
親水性とすれば、より均一性の高い現像処理を行うこと
ができるので望ましい。また上述の図１４、図１５、図
１６に示す供給ノズル１００，１１０，１２０の構成
を、組み合わせるようにしてもよい。

【００６６】さらにまた本発明の液処理装置は、現像処
理に限らずレジストの塗布処理にも適用することがで
き、基板と供給ノズルとを相対的に回転させながら処理
液の液膜を形成するタイプの液処理装置にも適用でき
る。また被処理基板としては半導体ウエハに限定される
ものではなく、例えばＬＣＤ製造用のガラス基板であっ
てもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、供給ノズ
ルの基板表面上の処理液供給位置よりも供給ノズルの進
行方向に対する先行位置に処理液が先回りするという現
象の発生を抑えられるので、基板面内における液処理の
進行の程度が揃えられ、均一性の高い液処理が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液処理装置の実施の形態を表す断
面図である。

【図２】本発明に係る液処理装置の実施の形態を表す平
面図である。

【図３】前記液処理装置の供給部を示す斜視図である。

【図４】前記液処理装置の供給ノズルを示す側面図であ
る。

【図５】前記液処理装置の供給部を示す側面図である。

【図６】前記液処理装置の作用について示した工程図で
ある。

【図７】前記液処理装置の供給ノズルの作用について示
した側面図である。

【図８】本発明に係る液処理装置の他の実施の形態の供
給ノズルについて示す斜視図である。

【図９】本発明に係る液処理装置のさらに他の実施の形
態の供給ノズルについて示す側面図である。

【図１０】前記液処理装置を組み込んだ塗布・現像装置
の一例を示す斜視図である。

【図１１】前記液処理装置を組み込んだ塗布・現像装置
の一例を示す平面図である。

【図１２】本発明に係る液処理装置の他の実施の形態の
供給ノズルについて示す側面図である。

【図１３】本発明に係る液処理装置のさらに他の実施の
形態の供給ノズルについて示す側面図である。

【図１４】本発明に係る液処理装置のさらに他の実施の
形態の供給ノズルについて示す側面図である。

【図１５】本発明に係る液処理装置のさらに他の実施の
形態の供給ノズルについて示す側面図である。

【図１６】本発明に係る液処理装置のさらに他の実施の
形態の供給ノズルについて示す側面図である。

【図１７】従来の液処理装置の一例を表す説明図であ
る。

【図１８】従来の液処理装置により基板上に液膜が形成
される様子を表す説明図である。

【符号の説明】

Ｗウエハ２スピンチャック３カップ３１外カップ３２内カップ４供給ノズル４２ノズル部４３吐出孔５ガイドレール６第１の移動機構７供給ノズル７１吐出孔８ガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を略水平に保持する基板保持部と、この基板保持部に保持された基板の表面に処理液を供給
するための、基板の有効領域の幅とほぼ同じかそれ以上
の長さに亘って吐出孔が形成され、基板と相対的に移動
可能に設けられた供給ノズルと、を備え、前記供給ノズルは、前記吐出孔を構成する部材の先端を
基板表面に供給された処理液と接触させながら基板と相
対的に移動して基板表面に処理液を供給するように構成
され、前記吐出孔を構成する部材は、供給ノズルの進行
方向に対する前方側でかつ基板表面の処理液と接触する
部位が疎水性であることを特徴とする液処理装置。
【請求項２】前記供給ノズルの吐出孔を構成する部材
は、供給ノズルの進行方向に対する前記疎水性部位の後
方側であって基板表面の処理液と接触する部位が親水性
であることを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項３】基板を略水平に保持する基板保持部と、この基板保持部に保持された基板の表面に処理液を供給
するための、基板の有効領域の幅とほぼ同じかそれ以上
の長さに亘って吐出孔が形成され、基板と相対的に移動
可能に設けられた供給ノズルと、を備え、前記供給ノズルは、供給ノズルの進行方向に対する前方
側に、前記吐出孔を構成する部材に連続するように、吐
出孔から吐出された処理液を基板の表面に案内するため
のガイドが設けられていることを特徴とする液処理装
置。
【請求項４】前記ガイドの先端は、前記吐出孔よりも
供給ノズルの進行方向に対する後方側に位置するように
湾曲されていることを特徴とする請求項３記載の液処理
装置。
【請求項５】基板を略水平に保持する基板保持部と、この基板保持部に保持された基板の表面に処理液を供給
するための、基板の有効領域の幅とほぼ同じかそれ以上
の長さに亘って吐出孔が形成され、基板と相対的に移動
可能に設けられた供給ノズルと、を備え、前記供給ノズルは、前記吐出孔を構成する部材の先端を
基板表面に供給された処理液と接触させながら基板と相
対的に移動して基板表面に処理液を供給するように構成
され、前記吐出孔は、供給ノズルの進行方向に対する後
方側に、前記基板保持部に保持された基板の表面に対し
て所定の角度で開口するように形成されていることを特
徴とする液処理装置。
【請求項６】基板を略水平に保持する基板保持部と、この基板保持部に保持された基板の表面に処理液を供給
するための、基板の有効領域の幅とほぼ同じかそれ以上
の長さに亘って吐出孔が形成され、基板と相対的に移動
可能に設けられた供給ノズルと、を備え、前記供給ノズルは、前記吐出孔を構成する部材を供給ノ
ズルの進行方向に対する前方側に傾斜させた状態で、前
記前記吐出孔を構成する部材の先端を基板表面に供給さ
れた処理液と接触させながら、前記基板と相対的に移動
して基板表面に処理液の供給を行うことを特徴とする液
処理装置。
【請求項７】前記吐出孔を構成する部材の基板に対向
する面全体に亘って、当該吐出孔を構成する部材の基板
に対向する面と前記基板表面との距離が揃えられている
ことを特徴とする請求項６記載の液処理装置。
【請求項８】基板を略水平に保持する基板保持部と、この基板保持部に保持された基板の表面に処理液を供給
するための、基板の有効領域の幅とほぼ同じかそれ以上
の長さに亘って吐出孔が形成され、基板と相対的に移動
可能に設けられた供給ノズルと、を備え、前記供給ノズルは、前記吐出孔の内側を通流する処理液
の液速度は、供給ノズルの進行方向に対する前方側近傍
領域を通流する液速度が、前記供給ノズルの進行方向に
対する後方側近傍領域を通流する液速度よりも大きくな
るように構成されていることを特徴とする液処理装置。
【請求項９】前記供給ノズルは、前記吐出孔を構成す
る部材の当該吐出孔の内側を通流する処理液と接触する
内表面の粗さは、供給ノズルの進行方向に対する前方側
の内表面の粗さが、前記供給ノズルの進行方向に対する
後方側の内表面の粗さよりも滑らかになるように構成さ
れていることを特徴とする請求項８記載の液処理装置。
【請求項１０】基板を略水平に保持する基板保持部
と、この基板保持部に保持された基板の表面に処理液を供給
するための、基板の有効領域の幅とほぼ同じかそれ以上
の長さに亘って吐出孔が形成され、基板と相対的に移動
可能に設けられた供給ノズルと、前記吐出孔から基板に吐出された処理液に、供給ノズル
の進行方向に対する前方側から気体を供給する気体供給
手段と、を備えることを特徴とする液処理装置。
【請求項１１】基板を略水平に保持する基板保持部
と、この基板保持部に保持された基板の表面に処理液を供給
するための、基板の有効領域の幅とほぼ同じかそれ以上
の長さに亘って吐出孔が形成され、基板と相対的に移動
可能に設けられた供給ノズルと、供給ノズルの進行方向に対する後方側から排気する排気
手段と、を備えることを特徴とする液処理装置。
【請求項１２】前記供給ノズルは、前記吐出孔を構成
する部材の先端を基板表面に供給された処理液と接触さ
せながら基板と相対的に移動して基板表面に処理液を供
給するように構成され、前記吐出孔を構成する部材は、
供給ノズルの進行方向に対する前方側でかつ基板表面の
処理液と接触する部位が疎水性であることを特徴とする
請求項５ないし１１のいずれかに記載の液処理装置。
【請求項１３】前記供給ノズルは、基板保持部に保持
された基板の一端側から他端側へ基板と相対的に移動し
て基板表面に処理液の供給を行うものであることを特徴
とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の液処理装
置。
【請求項１４】前記処理液は、現像液であることを特
徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の液処理
装置。