JP3923057B2 - 現像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、露光処理がされた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス基板や半導体ウエハ等の基板に所定の現像液を供給して現像処理を行う現像処理方法に関する。

液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）や半導体デバイスのフォトリソグラフィー工程においては、洗浄処理されたＬＣＤ基板や半導体ウエハ等の基板にフォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、所定のパターンでレジスト膜を露光し、これを現像処理するという一連の処理が行われている。このうち洗浄処理、レジスト塗布処理、現像処理は、一般的にスピンナ型と呼ばれる液処理装置を用いて、基板を面内で回転させながら所定の処理液を供給して行われている。

例えば、ＬＣＤ基板の現像処理においては、露光処理された基板をスピンチャック等に載置、固定して現像液を基板に液盛りし、パドルを形成して現像反応を進行させ、所定時間経過した後に基板を回転させるとほぼ同時にリンス液の供給を開始して現像液とリンス液を振り切り、その後にリンス液の供給を停止して基板を高速で回転させ、スピン乾燥を行うといった方法が採用されている。

このような現像処理を行う１台の現像処理ユニットには、従来、現像液を供給する現像液吐出ノズルおよびリンス液を供給するためのリンス液吐出ノズルは、それぞれ１本のみが配設されていた。

しかしながら、近年、使用されるレジストの種類が多様化するに従って異なる種類や濃度の現像液を用いなければならない場合が増えている。このため、従来の１現像処理ユニット−１現像液吐出ノズルの構造では、使用する現像液を変える毎に現像液吐出ノズルの洗浄を行わなければならず、連続的な処理が困難となって生産性を低下させていた。また、１本の現像液吐出ノズルで複数の現像液を扱うことから、異種現像液の混合による固形成分の生成や特性低下、これに伴うパーティクルの付着や現像不良の発生が危惧されていた。

さらに、フォトリソグラフィー工程において形成されるパターンの微細化や複雑化の進行に伴って、現像処理をより均一に行い、現像液の残渣を低減して良好なパターンを形成することも求められている。

本発明はかかる従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、現像処理を均一化し、現像液の残渣を低減せしめて高品質な基板を得ることを可能とした現像処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、露光処理がされた基板の現像処理方法であって、基板に対し所定の現像液を吐出する複数の現像液吐出ノズルを保持する１つのノズル保持アームと、前記複数の現像液吐出ノズルの高さを個別に調節可能な昇降機構を有する現像液供給機構を用い、前記昇降機構により、前記複数の現像液吐出ノズルのうち、使用する第１の現像液吐出ノズルを下方位置に位置させ、使用しない他の現像液吐出ノズルを前記ノズル保持アームに近接した上方位置に位置させ、その状態で前記第１の現像液吐出ノズルのみから略水平に載置された基板に対して相対的にスキャンしながら帯状に前記所定の現像液を供給して基板上に現像液パドルを形成する工程と、前記昇降機構により、使用した前記第１の現像液吐出ノズルを前記ノズル保持アームに近接した上方位置に位置させ、前記他の現像液吐出ノズルのうち、使用する第２の現像液吐出ノズルを下方位置に位置させ、該第２の現像液吐出ノズルのみから基板に形成された現像液パドルの上にさらに前記所定の現像液の吹き付け供給を行う工程と、前記現像液の吹き付け供給の終了後に連続して基板にリンス液を供給する工程と、を有することを特徴とする現像処理方法を提供する。

また、本発明は、露光処理がされた基板の現像処理方法であって、基板に対し所定の現像液を吐出する複数の現像液吐出ノズルおよびリンス液を吐出するプレリンスノズルを保持する１つのノズル保持アームと、前記複数の現像液吐出ノズルおよび前記プレリンスノズルの高さを個別に調節可能な昇降機構とを備えた現像液供給機構を用い、前記昇降機構により、前記複数の現像液吐出ノズルのうち、使用する第１の現像液吐出ノズルを下方位置に位置させ、使用しない他の現像液吐出ノズルおよびプレリンスノズルを前記ノズル保持アームに近接した上方位置に位置させ、その状態で前記第１の現像液吐出ノズルのみから略水平に載置された基板に対して相対的にスキャンしながら帯状に前記所定の現像液を供給して基板上に現像液パドルを形成する工程と、前記昇降機構により、前記他の現像液吐出ノズルのうち、使用する第２の現像液吐出ノズルを下方位置に位置させ、前記第１の現像液吐出ノズルおよび前記プレリンスノズルを前記ノズル保持アームに近接した上方位置に位置させ、その状態で前記第２の現像液吐出ノズルのみから基板に形成された現像液パドルの上にさらに前記所定の現像液の吹き付け供給を行う工程と、前記現像液の吹き付け供給の終了後に連続して前記プレリンスノズルから基板にリンス液を供給する工程と、を有することを特徴とする現像処理方法を提供する。

このように基板上に現像液パドルを形成した後にスプレーノズル等を用いて現像液を吹き付けて、圧力（インパクト）を与えながら現像液を供給することにより、現像液パドルが撹拌されて現像処理がより均一に進行するようになる。これにより現像特性が向上し、より明瞭で均一なパターンが得られ、しかも現像時間が短縮されるようになる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施に用いられる現像処理装置（現像処理ユニット）（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃを有するＬＣＤ基板のレジスト塗布・現像処理システム１００を示す平面図である。

レジスト塗布・現像処理システム１００は、複数のＬＣＤ基板（基板）Ｇを収容するカセットＣを載置するカセットステーション１と、基板Ｇにレジスト塗布および現像を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理部２と、露光装置（図示せず）との間で基板Ｇの受け渡しを行うためのインターフェイス部３とを備えており、処理部２の両端にそれぞれカセットステーション１およびインターフェイス部３が配置されている。

カセットステーション１は、カセットＣと処理部２との間で基板Ｇの搬送を行うための搬送機構１０を備えている。そして、カセットステーション１においてカセットＣの搬入出が行われる。また、搬送機構１０はカセットの配列方向に沿って設けられた搬送路１０ａ上を移動可能な搬送アーム１１を備え、この搬送アーム１１によりカセットＣと処理部２との間で基板Ｇの搬送が行われる。

処理部２は、前段部２ａと中段部２ｂと後段部２ｃとに分かれており、それぞれ中央に搬送路１２・１３・１４を有し、これら搬送路の両側に各処理ユニットが配設されている。そして、これらの間には中継部１５・１６が設けられている。

前段部２ａは、搬送路１２に沿って移動可能な主搬送装置１７を備えており、搬送路１２の一方側には、２つの洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂが配置されており、搬送路１２の他方側には紫外線照射ユニット（ＵＶ）と冷却ユニット（ＣＯＬ）とが２段に重ねられた処理ブロック２５、加熱処理ユニット（ＨＰ）が２段に重ねられてなる処理ブロック２６および冷却ユニット（ＣＯＬ）が２段に重ねられてなる処理ブロック２７が配置されている。

また、中段部２ｂは、搬送路１３に沿って移動可能な主搬送装置１８を備えており、搬送路１３の一方側には、レジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）２２および基板Ｇの周縁部のレジストを除去する周縁レジスト除去ユニット（ＥＲ）２３が一体的に設けられており、搬送路１３の他方側には、加熱処理ユニット（ＨＰ）が２段に重ねられてなる処理ブロック２８、加熱処理ユニット（ＨＰ）と冷却処理ユニット（ＣＯＬ）が上下に重ねられてなる処理ブロック２９、およびアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）と冷却ユニット（ＣＯＬ）とが上下に重ねられてなる処理ブロック３０が配置されている。

さらに、後段部２ｃは、搬送路１４に沿って移動可能な主搬送装置１９を備えており、搬送路１４の一方側には、３つの現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ・２４ｂ・２４ｃが配置されており、搬送路１４の他方側には加熱処理ユニット（ＨＰ）が２段に重ねられてなる処理ブロック３１、およびともに加熱処理ユニット（ＨＰ）と冷却処理ユニット（ＣＯＬ）が上下に重ねられてなる処理ブロック３２・３３が配置されている。

なお、処理部２は、搬送路を挟んで一方の側に洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ、レジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）２２、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａのようなスピンナ系ユニットのみを配置しており、他方の側に加熱処理ユニット（ＨＰ）や冷却処理ユニット（ＣＯＬ）等の熱系処理ユニットのみを配置する構造となっている。

また、中継部１５・１６のスピンナ系ユニット配置側の部分には、薬液供給ユニット３４が配置されており、さらに主搬送装置１７・１８・１９のメンテナンスを行うためのスペース３５が設けられている。

主搬送装置１７・１８・１９は、それぞれ水平面内の２方向のＸ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構、および垂直方向のＺ軸駆動機構を備えており、さらにＺ軸を中心に回転する回転駆動機構を備えており、それぞれ基板Ｇを支持するアームを有している。

主搬送装置１７は、搬送アーム１７ａを有し、搬送機構１０の搬送アーム１１との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、前段部２ａの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さらには中継部１５との間で基板Ｇの受け渡しを行う機能を有している。また、主搬送装置１８は搬送アーム１８ａを有し、中継部１５との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、中段部２ｂの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さらには中継部１６との間の基板Ｇの受け渡しを行う機能を有している。さらに、主搬送装置１９は搬送アーム１９ａを有し、中継部１６との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、後段部２ｃの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さらにはインターフェイス部３との間の基板Ｇの受け渡しを行う機能を有している。なお、中継部１５・１６は冷却プレートとしても機能する。

インターフェイス部３は、処理部２との間で基板Ｇを受け渡しする際に一時的に基板Ｇを保持するエクステンション３６と、さらにその両側に設けられた、バッファカセットを配置する２つのバッファステージ３７と、これらと露光装置（図示せず）との間の基板Ｇの搬入出を行う搬送機構３８とを備えている。搬送機構３８はエクステンション３６およびバッファステージ３７の配列方向に沿って設けられた搬送路３８ａ上を移動可能な搬送アーム３９を備え、この搬送アーム３９により処理部２と露光装置との間で基板Ｇの搬送が行われる。

このように各処理ユニットを集約して一体化することにより、省スペース化および処理の効率化を図ることができる。

このように構成されたレジスト塗布・現像処理システム１００においては、カセットＣ内の基板Ｇが処理部２に搬送され、処理部２では、まず前段部２ａの処理ブロック２５の紫外線照射ユニット（ＵＶ）で表面改質・洗浄処理が行われ、冷却処理ユニット（ＣＯＬ）で冷却された後、洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ・２１ｂでスクラバ洗浄が施され、処理ブロック２６のいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）で加熱乾燥された後、処理ブロック２７のいずれかの冷却ユニット（ＣＯＬ）で冷却される。

その後、基板Ｇは中段部２ｂに搬送され、レジストの定着性を高めるために、処理ブロック３０の上段のアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）にて疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）され、下段の冷却処理ユニット（ＣＯＬ）で冷却後、レジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）２２でレジストが塗布され、周縁レジスト除去ユニット（ＥＲ）２３で基板Ｇの周縁の余分なレジストが除去される。その後、基板Ｇは、中段部２ｂの中の加熱処理ユニット（ＨＰ）の１つでプリベーク処理され、処理ブロック２９または３０の下段の冷却ユニット（ＣＯＬ）で冷却される。

その後、基板Ｇは中継部１６から主搬送装置１９にてインターフェイス部３を介して露光装置に搬送されてそこで所定のパターンが露光される。そして、基板Ｇは再びインターフェイス部３を介して搬入され、必要に応じて後段部２ｃの処理ブロック３１・３２・３３のいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）でポストエクスポージャーベーク処理を施した後、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ・２４ｂ・２４ｃのいずれかで現像処理され、所定の回路パターンが形成される。現像処理された基板Ｇは、後段部２ｃのいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）にてポストベーク処理が施された後、いずれかの冷却ユニット（ＣＯＬ）にて冷却され、主搬送装置１９・１８・１７および搬送機構１０によってカセットステーション１上の所定のカセットに収容される。

次に、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃについて詳細に説明する。図２は現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃの一実施形態を示す平面図であり、図３は図２記載の現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃにおけるカップ部分の断面図である。図２に示されるように、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃはシンク４８により全体が包囲されている。

図３に示すように、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃにおいては、基板Ｇを機械的に保持する保持手段、例えば、スピンチャック４１がモータ等の回転駆動機構４２により回転されるように設けられ、このスピンチャック４１の下側には、回転駆動機構４２を包囲するカバー４３が配置されている。スピンチャック４１は図示しない昇降機構により昇降可能となっており、上昇位置において搬送アーム１９ａとの間で基板Ｇの受け渡しを行う。スピンチャック４１は真空吸引力等により、基板Ｇを吸着保持できるようになっている。

カバー４３の外周囲には２つのアンダーカップ４４・４５が離間して設けられており、この２つのアンダーカップ４４・４５の間の上方には、主として現像液を下方に流すためのインナーカップ４６が昇降自在に設けられ、アンダーカップ４５の外側には、主としてリンス液を下方に流すためのアウターカップ４７がインナーカップ４６と一体的に昇降自在に設けられている。なお、図３において、左側には現像液の排出時にインナーカップ４６およびアウターカップ４７が上昇される位置が示され、右側にはリンス液の排出時にこれらが降下される位置が示されている。

アンダーカップ４４の内周側底部には回転乾燥時にユニット内を排気するための排気口４９が配設されており、２つのアンダーカップ４４・４５間には主に現像液を排出するためのドレイン管５０ａが、アンダーカップ４５の外周側底部には主にリンス液を排出するためにドレイン管５０ｂが、設けられている。

アウターカップ４７の一方の側には、図２に示すように、現像液供給用のノズル保持アーム５１が設けられ、ノズル保持アーム５１には、基板Ｇに現像液を塗布するために用いられる現像液吐出ノズルの一実施形態であるパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂが収納されている。ノズル保持アーム５１は、ガイドレール５３の長さ方向に沿ってベルト駆動等の駆動機構５２により基板Ｇを横切って移動するように構成され、これにより現像液の塗布時には、ノズル保持アーム５１はパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂから現像液を吐出しながら、静止した基板Ｇ
をスキャンするようになっている。

また、パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂは、ノズル待機部１１５に待機されるようになっており、このノズル待機部１１５にはパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂを洗浄するノズル洗浄機構１２０が設けられている。パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂの構造等を含めた現像液供給機構の詳細については後述する。

アウターカップ４７の他方の側には、純水等のリンス液吐出用のノズル保持アーム５４が設けられ、ノズル保持アーム５４の先端部分には、リンス液吐出ノズル６０が設けられている。リンス液吐出ノズル６０としては、例えば、パイプ状の吐出口を有するもの用いることができる。ノズル保持アーム５４は駆動機構５６によりガイドレール５３の長さ方向に沿ってスライド自在に設けられており、リンス液吐出ノズル６０からリンス液を吐出させながら、基板Ｇ上をスキャンするようになっている。

なお、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃへは、レジスト塗布・現像処理システム１００が配置される場所の天井から清浄なダウンフローが供給されるように、上部に空間が形成されている。また、スピンチャック４１に保持された基板Ｇへ窒素ガス等の乾燥ガスを供給するためのガスブロー機構、スピンチャック４１に発生する静電気を除去するためのイオナイザーが、それぞれ基板Ｇの上空に配設されている。

また、図４に示すように、スピンチャック４１を回転させる回転駆動機構４２、現像液用のノズル保持アーム５１をスライド移動させる駆動機構５２、およびリンス液用のノズル保持アーム５４をスライド移動させる駆動機構５６は、いずれも制御装置７０により制御されるようになっている。

続いて、現像液の貯留から基板Ｇへの塗布に係る現像液供給機構について説明するが、最初にパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂについて詳述することとする。パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂとしては、例えば、図５の斜視図に示すように、スリット状の現像液吐出口８５ａ・８５ｂを有し、現像液吐出口８５ａ・８５ｂから現像液が帯状に吐出される構造を有するものが好適に配設される。現像液吐出口８５ａ・８５ｂは、パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂを保持したノズル保持アーム５１をガイドレール５３に沿ってスキャンさせた場合に、どちらの方向からスキャンした場合にも、基板Ｇに対して略垂直に現像液を吐出できるように構成されている。

なお、パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂとしては、例えば、スリット状の現像液吐出口８５ａ・８５ｂを有するノズルに代えて、複数の孔部が１列または複数例で縦列形成された現像液吐出口を有するノズル等を用いてもよく、この場合にも現像液を帯状に基板Ｇに対して略垂直に吐出させることができる。

また、パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂは、それぞれがエアーシリンダーや電動モータ等の昇降機構５８ａ・５８ｂにより高さ位置を変えることができるように構成されており、現像液の塗布時には、使用する一方のパドル形成用ノズル、例えばパドル形成用ノズル８０ａを昇降機構５８ａを伸張させて下方に位置させ、使用しないパドル形成用ノズル８０ｂはノズル保持アーム５１の底面に近接するように保持することができるようになっている。

さらに、図６は、パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂへの現像液の送液経路を示した説明図であるが、パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂにはそれぞれ異なる種類および／または濃度の現像液Ａ・Ｂが供給されるように送液経路Ａ・Ｂが形成されている。

このような構成により、ノズル保持アーム５１を基板Ｇ上をスキャンさせながら、パドル形成用ノズル８０ａの現像液吐出口８５ａから所定の現像液（現像液Ａ）を基板Ｇ上に塗布する際には、使用しないパドル形成用ノズル８０ｂの現像液吐出口８５ｂは基板Ｇに塗布された現像液Ａに触れることはないため、基板Ｇ上の現像液パドルに現像液Ｂが混入したり、パドル形成用ノズル８０ｂが現像液Ａによって汚染されるといった問題は生じない。

また、パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂの各々から異なる現像液を基板Ｇに塗布することが可能であるため、例えば、２つのロットの基板Ｇにそれぞれ異なる種類のレジストが使用されているために、異なる種類の現像液を用いて現像処理を行わなければならず、しかもそれらのロットを連続して処理しなければならない場合にも容易に対処できる。つまり、１本のパドル形成用ノズル（現像液吐出ノズル）しか配設されていない場合と比較すると、パドル形成用ノズルの清掃を行う必要がなく、パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂの位置調整のみで現像処理を連続的に行うことができることから、処理効率が高められ、生産性が向上する。

なお、図６に示されるように、送液経路Ａ・Ｂには、それぞれに脱気モジュール５９ａ・５９ｂが設けられている。送液される現像液Ａ・Ｂには、例えば、現像液Ａ・Ｂをパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂへ送液するために用いられる高圧の窒素ガス等が溶存しており、現像液を基板Ｇへ塗布した際に溶存ガスが気泡化して基板Ｇに付着し、基板Ｇに現像液で濡れない部分が生じて現像不良を起こす場合がある。そこで、脱気モジュール５９ａ・５９ｂによりこのような溶存ガスを除去する。脱気モジュール５９ａ・５９ｂは、例えば、減圧雰囲気とされた中空糸膜や多孔質樹脂を現像液が通過する構造とすることができる。

また、送液経路Ａ・Ｂには三方バルブ５７ａ・５７ｂが配設されている。現像液Ａ・Ｂをパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂへ供給している場合には、真空吸引を行うためのバルブは閉じた状態とし、現像液Ａ・Ｂの供給が終了した後には、現像液Ａ・Ｂの供給側のバルブを閉じて真空吸引側のバルブを開け、パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂに残留している現像液を排出するように操作する。こうして、パドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂからの現像液の液垂れを防止することができ、特に、使用していない一方のパドル形成用ノズルからの液垂れを防止して、形成中の現像液パドルに別の現像液が混入することを防止することができる。なお、真空吸引を行う時間は任意に設定することができ、これによりパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂ内の現像液量を制御することができる。

次に、上述した２本のパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂを有する現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃを用いた現像処理工程について、あるロット（ロットＡとする）の複数枚の基板Ｇを、図６に従い、パドル形成用ノズル８０ａを用いて現像液Ａにより処理した後に、別のロット（ロットＢとする）の複数枚の基板Ｇを、パドル形成用ノズル８０ｂを用いて現像液Ａと異なる別の現像液Ｂにより処理する場合を例に説明する。図７はこの現像処理工程を示す説明図（フローチャート）である。

まず、インナーカップ４６とアウターカップ４７とを下段（図３右側位置）に保持する（ステップ１）。この状態として、基板Ｇを保持した搬送アーム１９ａを現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃ内に挿入し、このタイミングに合わせてスピンチャック４１を上昇させて、基板Ｇをスピンチャック４１へ受け渡す（ステップ２）。

搬送アーム１９ａを現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃ外に待避させ、基板Ｇが載置されたスピンチャック４１を降下させて所定位置に保持する（ステップ３）。そして、ノズル保持アーム５１をインナーカップ４６内の所定位置に移動、配置し（ステップ４）、昇降機構５８ａを伸張させてパドル形成用ノズル８０ａのみを下方に位置させて保持し（ステップ５）、基板Ｇ上をスキャンしながらパドル形成用ノズル８０ａを用いて所定の現像液Ａを基板Ｇ上に塗布し、現像液パドルを形成する（ステップ６）。なお、図６に示した三方バルブ５７ａにおいては、現像液Ａを供給するために真空吸引を行うためのバルブは閉じた状態となっている。

現像液パドルが形成された後、所定の現像処理時間（現像反応時間）が経過するまでの間に、パドル形成用ノズル８０ａを昇降機構５８ａを縮ませて上方の位置に戻して保持し（ステップ７）、ノズル保持アーム５１をインナーカップ４６およびアウターカップ４７から待避させ（ステップ８）、代わりにノズル保持アーム５４を駆動して、リンス液吐出ノズル６０が基板Ｇ上の所定位置に保持する（ステップ９）。続いて、インナーカップ４６とアウターカップ４７を上昇させ、上段位置（図３の左側位置）に保持する（ステップ１０）。この上段位置は、基板Ｇの表面の水平位置がほぼインナーカップ４６のテーパー部の位置に合う高さとする。

基板Ｇを低速で回転させて基板Ｇ上の現像液を振り切る動作に入るのとほぼ同時にリンス液吐出ノズル６０からリンス液を吐出し、さらにこれらの動作とほぼ同時に、排気口４９による排気動作を開始する（ステップ１１）。つまり、現像反応時間の経過前には排気口４９は未動作の状態とすることが好ましく、これにより、基板Ｇ上に形成された現像液パドルには、排気口４９の動作による気流発生等の悪影響が発生しない。

基板Ｇの回転が開始され、基板Ｇからその外周に向けて飛散する現像液およびリンス液は、インナーカップ４６のテーパー部や外周壁（側面の垂直壁）に当たって下方へ導かれ、ドレイン管５０ａから排出される。このとき基板Ｇの回転開始から所定の時間が経過するまでは、主に現像液からなる現像液濃度の高い処理液がドレイン管５０ａから排出されるために、このような排出液はドレイン管５０ａに設けられた切替バルブを操作して回収し、再利用に供することが好ましい。

基板Ｇの回転開始から所定時間経過後には、リンス液を吐出しながら、また基板Ｇを回転させたままの状態でインナーカップ４６とアウターカップ４７を降下させて下段位置に保持する（ステップ１２）。下段位置では、基板Ｇの表面の水平位置がほぼアウターカップ４７のテーパー部の位置に合う高さとする。そして、現像液の残渣が少なくなるように、基板Ｇの回転数を現像液を振り切るための回転動作開始時よりも大きくする。この基板Ｇの回転数を上げる操作は、インナーカップ４６とアウターカップ４７の降下動作と同時にまたはその前後のいずれの段階で行ってもよい。こうして、基板Ｇから飛散する主にリンス液からなる処理液は、アウターカップ４７のテーパー部や外周壁に当たってドレイン管５０ｂから排出される。

次に、リンス液の吐出を停止してリンス液吐出ノズル６０を所定の位置に収納し（ステップ１３）、基板Ｇの回転数をさらに上げて所定時間保持する。すなわち高速回転により基板Ｇを乾燥するスピン乾燥を行う（ステップ１４）。このスピン乾燥時には、基板Ｇの上方からガスブロー機構を用いて、乾燥した窒素ガス等を基板に供給しながら行うことが好ましい。

図８は、基板Ｇへのガス供給の一実施形態を示す説明図である。窒素ガスを吐出するノズル９８は、図８（ａ）に示すように、スピン乾燥時以外の使用しない場合にはインナーカップ４６とアウターカップ４７上で略水平に保持されているが、スピン乾燥を行う際には、図８（ｂ）に示すように、配管９９の関節部分９９ａが折れてノズル９８の先端が基板Ｇへ向き、窒素ガスを基板Ｇに向けて供給する。これにより乾燥時間が短縮される。スピン乾燥が終了した時点で、窒素ガスの供給を停止し、再び関節部分９９ａを元の位置に戻してノズル９８と配管９９の全体を略水平に保持して待機状態に入る。

こうしてスピン乾燥が終了した後には基板Ｇの回転を停止し、スピンチャック４１を上昇させ（ステップ１５）、そのタイミングに合わせて搬送アーム１９ａを現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃ内に挿入して、基板Ｇの受け渡しを行い、その後にイオナイザーを用いてスピンチャック４１に発生した静電気の除去（除電）を行う（ステップ１６）。この除電は、先にスピン乾燥時にガスブロー機構を用いて窒素ガスを基板Ｇに吹き付けた方法と同様にして、イオナイザーを用いてイオン化させたガスを基板Ｇに供給することにより行うことができる。

上述したステップ１からステップ１６までの一連の工程が終了した後のスピンチャック４１上に基板Ｇがない状態では、インナーカップ４６とアウターカップ４７は下段位置にあることから、ステップ１の状態が満足されていることになる。また、次に処理すべき基板Ｇが搬送アーム１９ａにより現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃ内に搬送されれば、ステップ２以降の前述した工程に従って基板Ｇの現像処理を継続して行うことができる。

こうして、ロットＡの全ての基板Ｇについての現像処理を終了した後には、送液経路Ａに設けられた三方バルブ５７ａ（図６参照）において、現像液Ａの供給側のバルブを閉じて真空吸引側のバルブを開け、パドル形成用ノズル８０ａに残留している現像液Ａを排出するように操作する（ステップ１７）。こうして、パドル形成用ノズル８０ａからの現像液Ａの液垂れが防止される。その後は、上述したステップ１からステップ１６と同様にして、ロットＢの基板Ｇについて、パドル形成用ノズル８０ｂを用いた現像液Ｂによる現像処理を行う（ステップ１８）。このようにして、異なる現像液Ａ・Ｂを用いた現像処理を連続的に行うことができる。

ロットＢの全ての基板Ｇについて現像処理が終了した後には、送液経路Ｂに設けられた三方バルブ５７ｂ（図６参照）において、現像液Ｂの供給側のバルブを閉じて真空吸引側のバルブを開け、パドル形成用ノズル８０ｂに残留している現像液Ｂを排出し（ステップ１９）、全ての処理が終了する。

次に、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃについて、現像液供給機構の構成を違えた別の実施の形態について説明する。図５では、２本の同じ構造を有するパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂをノズル保持アーム５１に配設した形態を示したが、現像液の吐出形態の異なる別の現像液吐出ノズルを配設することも可能である。例えば、図９は、ノズル保持アーム５１にパドル形成用ノズル８０ａと、所定の強さで現像液を基板Ｇに向けて吹き付け供給するスプレーノズル８０ｃを配設した形態を示している。パドル形成用ノズル８０ａとスプレーノズル８０ｃは、昇降機構５８ａ・５８ｃにより上下に別個に位置調節が可能となっている。

ノズル保持アーム５１にパドル形成用ノズル８０ａとスプレーノズル８０ｃを配設した場合には、前記した図６の場合とは異なり、例えば、図１０に示すようにパドル形成用ノズル８０ａとスプレーノズル８０ｃに同一の現像液が供給されるように現像液の送液経路Ａ・Ｃを構成し、そして最初にパドル形成用ノズル８０ａを用いて現像液パドルを形成した後に、スプレーノズル８０ｃを用いて形成された現像液パドルの上からさらに現像液を塗布する。

スプレーノズル８０ｃに形成された略楕円状の現像液吐出口８５ｃからは現像液が略扇形平面状にして吐出されるようになっており、こうして吐出された現像液の吐出勢いは、パドル形成用ノズル８０ａを用いた場合よりも大きい。このようにして圧力（インパクト）を与えながら基板Ｇに現像液を塗布することにより、先に形成された現像液パドルが撹拌され、現像反応がより均一に進行するようになる。こうして現像特性が向上し、より明瞭で均一なパターンが得られ、しかも現像時間が短縮される。

なお、現像液吐出口８５ｃの形状は、図９に示すような略楕円形状に限定されるものではなく、円形や長円形等であってもよい。また、現像液吐出口８５ｃから吐出される現像液の形態も略扇形平面状に限定されるものではなく、円錐状等であっても構わない。さらに、現像液吐出口８５ｃは、図９に示すように一直線上にあるように配設しなければならないものではなく、例えば、千鳥状に配設してもよい。

また、各送液経路Ａ・Ｃには、脱気モジュール５９ａ・５９ｃ、三方バルブ５７ａ・５７ｃが配設されており、パドル形成用ノズル８０ａ内の現像液とスプレーノズル８０ｃ内の現像液を個別に排出することができるようになっている。但し、パドル形成用ノズル８０ａとスプレーノズル８０ｃからは同じ現像液が供給されることから、例えば、一方のノズルの使用中に他方の使用していないノズルから液垂れが生じても、現像特性に与える影響は無視することができる。

上述したパドル形成用ノズル８０ａとスプレーノズル８０ｃを用いて同一の現像液を基板Ｇに塗布する場合の現像処理工程は、図１１のフローチャートに示す通りである。図１１に示した現像処理工程においては、先に図７のフローチャートを参照しながら説明したように、２本のパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂをノズル保持アーム５１に配設して、異なるロットの基板Ｇに対して異なる現像液Ａ・Ｂを用いて連続的に処理を行うという現像処理工程は採らない。しかし、図１１に示したステップ１からステップ６およびステップ８からステップ１６までの工程は、図７に示した現像処理工程のステップ１からステップ６およびステップ８からステップ１６までと同様である。

従って、ステップ６からステップ８に至る工程を詳しく説明すると、ステップ６においてパドル形成用ノズル８０ａを用いて基板Ｇ上に現像液パドルを形成した後には、パドル形成用ノズル８０ａを昇降機構５８ａを駆動させて上方に保持し（ステップ７−１）、代わりにスプレーノズル８０ｃを昇降機構５８ｃを駆動させて下方位置に保持する（ステップ７−２）。そして、スプレーノズル８０ｃを用いてパドル形成用ノズル８０ａによって形成された現像液パドルの上からさらに現像液を塗布し（ステップ７−３）、現像処理を進行させる。

なお、ステップ７−３の工程においては、基板Ｇを所定の低い回転数で回転させながら、スプレーノズル８０ｃから現像液を吐出させても構わず、ステップ７−３以降は基板Ｇを回転させたままステップ９へ移行してもよい。基板Ｇを回転させて基板Ｇから一部の現像液を排出しながら一方で新しい現像液を塗布することによって、現像反応の進行を早め、処理時間を短縮することができる。

スプレーノズル８０ｃによる現像液の塗布が終了したら、スプレーノズル８０ｃを昇降機構５８ｃを駆動させて上方に保持し（ステップ７−４）、ノズル保持アーム５１を待避させる（ステップ８）。さらにステップ９以降の処理を行うが、ここで、ステップ１６において、スピンチャック４１から搬送アーム１９ａへの基板Ｇの受け渡しが全ての基板Ｇについて終了した場合には、三方バルブ５７ａ・５７ｃにおける現像液供給側のバルブを閉じて、真空吸引側のバルブを開けることにより、パドル形成用ノズル８０ａとスプレーノズル８０ｃ内の現像液を排出する（ステップ１７ａ）。こうして、現像処理が終了する。

次に、現像液供給機構の別の実施の形態について図１２の平面図を参照しながら説明する。図１２に示した現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃは、現像液の供給のためのノズル保持アーム５１を有しており、ノズル保持アーム５１は駆動機構５２によってガイドレール５３に沿って駆動されるようになっている。

ノズル保持アーム５１には、パドル形成用ノズル８０ａ、スプレーノズル８０ｃ、プレリンスノズル６０ａの３本のノズルが配設されている。従って、パドル形成用ノズル８０ａ、スプレーノズル８０ｃ、プレリンスノズル６０ａの吐出口の高さ位置を調節する機構が、ノズル保持アーム５１とそれぞれのノズルとの間に設けられる。

なお、プレリンスノズル６０ａは、例えば、リンス液吐出ノズル６０と同様に、直管状のノズルを用いて構成され、基板Ｇへのスプレーノズル８０ｃを用いて所定の現像液を基板Ｇに塗布した直後に、引き続いて所定のリンス液を基板Ｇに供給し、現像反応を停止させる役割を果たす。こうして、スプレーノズル８０ｃを用いて均一な現像反応を進行させた後、すぐにプレリンスノズル６０ａからリンス液を吐出して現像反応を停止させることにより、現像液が基板Ｇ上に滞留する時間が短くなり、現像反応の均一性をより高めることができ、優れた形状精度を有するパターンを得ることが可能となる。

図１２に示した現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃでは、プレリンスノズル６０ａに加えてリンス液吐出ノズル６０も配設されており、プレリンスノズル６０ａによる現像反応の停止後は、リンス液吐出ノズル６０を用いたリンス処理を行う。もちろん、プレリンスノズル６０ａにリンス液吐出ノズル６０の役割を担わせることは可能である。

しかしながら、その場合には、現像液を吐出するパドル形成用ノズル８０ａとスプレーノズル８０ｃもまたリンス処理時に基板Ｇ上にあることとなり、例えば、リンス処理が終了してスピン乾燥処理へ移行ためにノズル保持アーム５１を基板Ｇから待避するように移動させたときに、パドル形成用ノズル８０ａまたはスプレーノズル８０ｃから基板Ｇ上への現像液の液垂れ等が発生するおそれがある。こうした現像液の液垂れにより基板Ｇに現像不良が発生することが懸念されることから、リンス処理の最終段階ではリンス液のみを吐出するノズルが基板Ｇ上にあり、リンス液を供給している形態を採ることが好ましい。

ノズル保持アーム５１に配設されたパドル形成用ノズル８０ａ、スプレーノズル８０ｃ、プレリンスノズル６０ａを用いた現像処理工程のフローチャートを図１３に示す。図１３に示したステップ１からステップ３およびステップ９からステップ１６までの工程は、図７および図１１に示した現像処理工程と同様である。従って、ステップ４からステップ８に至る工程を詳しく説明すると、ステップ３に従って、スピンチャック４１を降下させて基板Ｇを所定位置に保持した後、ノズル保持アーム５１を駆動させて、パドル形成用ノズル８０ａによる現像液パドル形成を行う（ステップ４ａ）。このときには、パドル形成用ノズル８０ａの現像液吐出口８５ａがスプレーノズル８０ｃの現像液吐出口８５ｃとプレリンスノズル６０ａのリンス液吐出口よりも下方に位置するように、高さ位置を調整しておく。

次に、パドル形成用ノズル８０ａをノズル保持アーム５１に近づくように上昇させて高さ位置を調整し、その代わりにスプレーノズル８０ｃの現像液吐出口８５ｃが最も下方に位置するようにして、基板Ｇ上に形成されている現像液パドルの上からさらに現像液を塗布する（ステップ５ａ）。スプレーノズル８０ｃによる現像液の塗布の終了後には、スプレーノズル８０ｃをノズル保持アーム５１に近づくように上昇させて高さ位置を調整し、代わりにプレリンスノズル６０ａのリンス液吐出口が、スプレーノズル８０ｃの現像液吐出口８５ｃよりも低い位置にくるように、プレリンスノズル６０ａの位置調節を行う（ステップ６ａ）。その後、プレリンスノズル６０ａからリンス液の吐出を始めるとほぼ同時に、基板Ｇの回転を開始し、また、排気口４９からの排気動作を開始する（ステップ７ａ）。プレリンスノズル６０ａからのリンス液の吐出終了後は、基板Ｇを回転させたままノズル保持アーム５１を待避して、代わりにリンス液吐出ノズル６０を駆動し（ステップ９）、以降のリンス処理に入る。

なお、スプレーノズル８０ｃによる現像液の塗布終了からプレリンスノズル６０ａによるリンス液の吐出開始までの時間をできるだけ短くすることにより、現像反応の均一性を確保した状態で現像反応を停止することができ、こうして均一で形状精度に優れたパターンを得ることが可能となる。

また、上記説明ではステップ７ａにおいて基板Ｇの回転を開始したが、スプレーノズル８０ｃによる現像液の塗布（ステップ５ａ）を基板Ｇを所定の低い回転数で回転させながら行い、基板Ｇを回転させた状態でプレリンスノズル６０ａによるリンス液の吐出を開始することも好ましい。この場合には、基板Ｇを回転させながら現像を行うことによって発生する渦巻状の現像跡の発生を低減することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明が上記形態に限定されるものでなく、種々の変形が可能である。例えば、図５に示したように、１本のノズル保持アーム５１に２本のパドル形成用ノズル８０ａ・８０ｂを配設した場合に、さらにノズル保持アーム５１にプレリンスノズル６０ａを配設して、個々のノズルに昇降機構を設けて処理液の吐出口の位置を調節できるように構成する。この場合に、現像液パドルの形成時間を長く取り、その代わりに現像液パドルを放置して現像反応時間をかけることなく、現像液パドル形成後は即座にプレリンスノズル６０ａからリンス液を吐出させて、現像反応を停止させるといった現像処理を行うことができ、これにより明瞭な現像パターンを得ることができるようになる。

また、ノズル保持アーム５１を２本配設して、それぞれのアームにパドル形成用ノズル８０ａ、スプレーノズル８０ｃ、プレリンスノズル６０ａを１本ずつ配設し、アーム毎に異なる種類および／または濃度の現像液が吐出できるように構成しておくと、使用する現像液の異なるロットの基板Ｇに対する現像処理に容易に対応することができるようになる。

ノズル保持アーム５１に配設することができるノズルの数は任意であり、例えば、１本のノズル保持アーム５１に３本以上のパドル形成用ノズル８０ａ（８０ｂ）またはスプレーノズル８０ｃを配設し、さらにプレリンスノズル６０ａを配設してもよい。また、１台の現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ〜２４ｃに配設されるノズル保持アーム５１の数は２本以上を配設することも可能である。

基板Ｇを保持する手段としては、上記実施形態のように、基板Ｇを吸着力により保持するスピンチャック４１に限定されず、例えば、基板Ｇよりも大きなスピンプレート上に凸に形成された複数の固定ピン上に基板Ｇを載置して、基板Ｇを回転させた際に基板Ｇの位置がずれないように、基板Ｇの端面の所定位置、例えば、４隅において基板Ｇを別のピン等で保持するメカニカルな方法を用いることもできる。

また、現像処理工程においては、インナーカップ４６とアウターカップ４７とを昇降させて現像液の振り切り、リンス処理、スピン乾燥時の位置調節を行ったが、インナーカップ４６とアウターカップ４７を固定として、スピンチャック４１を昇降させて所定位置に保持しながら、現像液の振り切り等の処理を行うことも可能である。さらに、上記実施形態では、ＬＣＤ基板を被処理基板として説明してきたが、半導体ウエハ、ＣＤ基板等の他の基板についても用いることが可能である。

本発明の実施に用いられる現像処理装置（現像処理ユニット）を搭載したレジスト塗布・現像システムの一実施形態を示す平面図。 本発明の実施に用いられる現像処理装置の例を示す平面図。 本発明の実施に用いられる現像処理装置の例を示す断面図。 本発明の実施に用いられる現像処理装置の制御系の一例を示す説明図。 本発明の実施に用いられる現像処理装置の現像液吐出ノズルの一実施形態を示す斜視図。 図５記載の現像液吐出ノズルを用いた場合の現像液吐出ノズルへの現像液の供給経路の一実施形態を示す説明図。 図５記載の現像液吐出ノズルを用いた場合の現像処理工程を示す説明図。 スピン乾燥時における基板へのガス供給の一実施形態を示す説明図 本発明の実施に用いられる現像処理装置の現像液吐出ノズルの別の実施形態を示す斜視図。 図９記載の現像液吐出ノズルを用いた場合の現像液吐出ノズルへの現像液の供給経路の一実施形態を示す説明図。 図９記載の現像液吐出ノズルを用いた場合の現像処理工程を示す説明図。 本発明の実施に用いられる現像処理装置の別の例を示す平面図。 図１２に記載の現像処理装置に配設した現像液吐出ノズルを用いた場合の現像処理工程を示す説明図。

符号の説明

１；カセットステーション
２；処理部
３；インターフェイス部
２４ａ〜２４ｃ；現像処理ユニット（ＤＥＶ）
４１；スピンチャック
４６；インナーカップ
４７：アウターカップ
４８；シンク
５１・５１ａ・５１ｂ；ノズル保持アーム
５７ａ・５７ｂ；三方バルブ
５８ａ〜５８ｃ；昇降機構
５９ａ〜５９ｃ；脱気モジュール
６０；リンス液吐出ノズル
６０ａ；プレリンスノズル
８０ａ・８０ｂ；パドル形成用ノズル
８０ｃ；スプレーノズル
１００；レジスト塗布・現像処理システム
Ｇ；基板（被処理基板）

Claims (6)

1. 露光処理がされた基板の現像処理方法であって、
   基板に対し所定の現像液を吐出する複数の現像液吐出ノズルを保持する１つのノズル保持アームと、前記複数の現像液吐出ノズルの高さを個別に調節可能な昇降機構を有する現像液供給機構を用い、
   前記昇降機構により、前記複数の現像液吐出ノズルのうち、使用する第１の現像液吐出ノズルを下方位置に位置させ、使用しない他の現像液吐出ノズルを前記ノズル保持アームに近接した上方位置に位置させ、その状態で前記第１の現像液吐出ノズルのみから略水平に載置された基板に対して相対的にスキャンしながら帯状に前記所定の現像液を供給して基板上に現像液パドルを形成する工程と、
   前記昇降機構により、使用した前記第１の現像液吐出ノズルを前記ノズル保持アームに近接した上方位置に位置させ、前記他の現像液吐出ノズルのうち、使用する第２の現像液吐出ノズルを下方位置に位置させ、該第２の現像液吐出ノズルのみから基板に形成された現像液パドルの上にさらに前記所定の現像液の吹き付け供給を行う工程と、
   前記現像液の吹き付け供給の終了後に連続して基板にリンス液を供給する工程と、
   を有することを特徴とする現像処理方法。
2. 露光処理がされた基板の現像処理方法であって、
   基板に対し所定の現像液を吐出する複数の現像液吐出ノズルおよびリンス液を吐出するプレリンスノズルを保持する１つのノズル保持アームと、前記複数の現像液吐出ノズルおよび前記プレリンスノズルの高さを個別に調節可能な昇降機構とを備えた現像液供給機構を用い、
   前記昇降機構により、前記複数の現像液吐出ノズルのうち、使用する第１の現像液吐出ノズルを下方位置に位置させ、使用しない他の現像液吐出ノズルおよびプレリンスノズルを前記ノズル保持アームに近接した上方位置に位置させ、その状態で前記第１の現像液吐出ノズルのみから略水平に載置された基板に対して相対的にスキャンしながら帯状に前記所定の現像液を供給して基板上に現像液パドルを形成する工程と、
   前記昇降機構により、前記他の現像液吐出ノズルのうち、使用する第２の現像液吐出ノズルを下方位置に位置させ、前記第１の現像液吐出ノズルおよび前記プレリンスノズルを前記ノズル保持アームに近接した上方位置に位置させ、その状態で前記第２の現像液吐出ノズルのみから基板に形成された現像液パドルの上にさらに前記所定の現像液の吹き付け供給を行う工程と、
   前記現像液の吹き付け供給の終了後に連続して前記プレリンスノズルから基板にリンス液を供給する工程と、
   を有することを特徴とする現像処理方法。
3. 前記リンス液を供給する工程では、前記昇降機構により前記プレリンスノズルを下方位置に位置させ、前記複数の現像液吐出ノズルを前記ノズル保持アームに近接した上方位置に位置させた状態でリンス液の供給を行なうことを特徴とする、請求項２に記載の現像処理方法。
4. 前記リンス液を供給する工程の後に、前記リンス液を供給する工程で使用した前記プレリンスノズルとは異なるリンス液吐出ノズルからリンス液を再度供給する工程をさらに有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の現像処理方法。
5. 前記現像液の吹き付け供給を行う工程以降の工程、または前記リンス液を供給する工程以降の工程を、前記基板を所定の回転数で回転させながら行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像処理方法。
6. 基板上方で水平状態に保持されていたガスノズルを基板に向け、ガスノズルからガスを供給しつつ基板を回転させて基板に供給されたリンス液を乾燥させる工程と、
   基板が乾燥した後、ガスノズルによるガスの供給を停止し、ガスノズルを再度水平状態に戻す工程と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の現像処理方法。

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