JP5449662B2

JP5449662B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP5449662B2
Application number: JP2007271366A
Authority: JP
Inventors: 将彦春本; 晃山口; 章博久井; 念杉山; 拓也黒田
Original assignee: Screen Semiconductor Solutions Co Ltd
Current assignee: Screen Semiconductor Solutions Co Ltd
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2027-10-18
Also published as: KR20090039605A; TW200933313A; TWI402635B; CN101414132B; KR101213284B1; CN101414132A; US20090103960A1; US8956695B2; US20120122038A1; KR20110102261A; US20150104747A1; JP2009099851A; US9581907B2

Description

この発明は、半導体基板、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（以下、単に「基板」と称する）を現像する現像装置に係り、特に、現像液を効率よく基板に供給して現像液の消費量を抑制する技術に関する。

従来、この種の装置として、基板を回転可能に保持するスピンチャックと、現像液を帯状に供給するスリットノズルと、このスリットノズルを移動させる移動機構と、を備えているものがある。この装置では、基板を回転させるとともにスリットノズルを移動させて帯状の現像液を螺旋状に基板に供給する。この装置によれば、基板上に現像液を液盛りして基板を現像する場合に比べて、現像液の消費量を低減することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２１００５９号公報

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。
すなわち、スリットノズルに供給される現像液の流量が変動すると、スリットノズルから供給される現像液の幅は不安定になり易い。具体的には帯状の現像液が細く狭まったり、割れたりする。このような場合、基板上の所望の位置、範囲に現像液を着液させることが困難となり、たとえ螺旋状に現像液を供給しても基板全面に隙間なく現像液を供給できなくなるという不都合を招く。また、このような不都合を回避するため、余剰分を加えた量の現像液を供給することも考えられるが、この場合は現像液の消費量を十分に低減することはできない。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、現像液の消費量を抑制することができる現像装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明は、基板を現像する現像装置において、基板を回転可能に保持する回転保持手段と、現像液を吐出する複数の吐出口が一列に並んで形成されて、各吐出口から吐出された現像液を互いに分離したままで基板に着液させる現像液供給手段と、前記吐出口の並び方向を平面視で基板の中心に向かう一方向に保ちつつ、この一方向に前記現像液供給手段を移動することによって、前記現像液供給手段を平面視で基板の略中心と周縁とにわたって移動する移動手段と、前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して、各吐出口から基板上に現像液をそれぞれ螺旋状に着液させて基板を現像する制御手段と、を備え、前記制御手段が基板を１回転させる間に前記現像液供給手段を移動させる距離は、隣り合う吐出口の中心間距離を、吐出口の総数から１を引いた数で割った値であり、基板の回転速度をω［ｒａｄ／ｓ］とし、現像液供給手段の移動速度をｖ［ｍ／ｓ］とし、現像液供給手段に形成される吐出口の総数を（ｍ＋１）とし、隣り合う吐出口の中心間距離をＰ［ｍ］としたとき、ｖ×２π／ω＝Ｐ／ｍの式を満たすことを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明によれば、現像液供給手段の各吐出口から吐出された現像液は、基板に着液するまで互いに分離したままである。このため、吐出口から基板面にかけて、流下する現像液の形状は現像液の流量変動によらず安定している。よって、現像液が基板に着液する位置、範囲も安定している。移動手段は、一列に並ぶ各吐出口の並び方向を平面視で基板の中心に向いた一方向に保った状態で、この一方向に現像液供給手段を移動して、現像液供給手段を平面視で基板の略中心と周縁とにわたって移動する。制御手段はこのような移動手段を回転保持手段とともに制御することで、各吐出口に応じた複数の螺旋形状の領域に現像液が供給される。この際、各吐出口は平面視で常に基板の中心を通る直線上にあり、基板の中心から各吐出口までの距離は一様に現像液供給手段が移動した距離に比例して増減する。よって、基板上における複数の螺旋形状の領域相互の位置関係を容易に制御することができる。これにより、基板全面に隙間なく、かつ、効率よく現像液を供給することができ、これにより現像液の消費量を抑制することができる。
また、確実に基板全面に現像液を供給することができる。

また、本発明は、基板を現像する現像装置において、基板を回転可能に保持する回転保持手段と、現像液を吐出する複数の吐出口が一列に並んで形成されて、各吐出口から吐出された現像液を互いに分離したままで基板に着液させる現像液供給手段と、前記吐出口の並び方向を平面視で基板の中心に向かう一方向に保ちつつ、この一方向に前記現像液供給手段を移動することによって、前記現像液供給手段を平面視で基板の略中心と周縁とにわたって移動する移動手段と、前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して、各吐出口から基板上に現像液をそれぞれ螺旋状に着液させて基板を現像する制御手段と、を備え、前記制御手段が基板を１回転させる間に前記現像液供給手段を移動させる距離は、隣り合う吐出口の中心間距離より短く、基板の回転速度をω［ｒａｄ／ｓ］とし、現像液供給手段の移動速度をｖ［ｍ／ｓ］とし、隣り合う吐出口の中心間距離をＰ［ｍ］とし、０以上で１未満の定数である係数をｋとしたとき、ｖ×２π／ω＝Ｐ×ｋの式を満たすいことを特徴とするものである。

本発明において、前記制御手段は、前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して、隣り合う現像液の着液位置の軌跡同士を近接させて、これら軌跡と軌跡の間の基板面を着液後に広がる現像液で覆うことが好ましい。基板を回転させつつ現像液供給手段を移動させることで、着液位置は螺旋状に連なる。この着液位置の軌跡同士を近接させることで、基板の全面に隙間なく現像液を確実に供給することができる。なお、隣り合う着液位置の軌跡は、それぞれ異なる２つの吐出口に応じたものである場合のほかに、同じ吐出口に応じたものである場合もある。

本発明において、前記吐出口から吐出された現像液は棒状に流下することが好ましい。現像液が基板に着液する位置や範囲を、現像液の供給流量によらず、好適に制御することができる。

本発明において、各吐出口は互いに近接して設けられており、各吐出口から同時に現像液が吐出されたとき、基板に現像液が着液する着液位置同士の間の基板面を着液後に広がる現像液で覆うことが好ましい。基板に現像液を効率よく供給することができるので、現像液の消費量を抑制することができる。

本発明において、前記制御手段は、前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して基板の回転速度と前記現像液供給手段の移動速度との関係を調整することによって、前記隣り合う現像液の着液位置の軌跡同士の間隔を制御することが好ましい。制御手段は簡易な制御によって、基板の全面に確実に現像液を供給させることができる。

本発明において、前記制御手段は、前記間隔が予め設定されている所定値又は所定範囲内となるように制御することが好ましい。制御手段は好適に制御することができる。

本発明において、前記制御手段は、各吐出口から基板上に現像液をそれぞれ螺旋状に着液させて基板を現像する際、基板の回転速度および前記現像液供給手段の移動速度をそれぞれ一定に制御することが好ましい。前記制御手段により好適に制御することができる。

なお、本明細書は、次のような現像装置に係る発明も開示している。
（１）上述した現像装置において、各吐出口の直径は約１ｍｍの円形であり、隣り合う吐出口の間はそれぞれ約３ｍｍ離れていることを特徴とする現像装置。

前記（１）に記載の発明によれば、各吐出口から吐出された現像液はそれぞれ円柱状を呈して、分離したまま基板に着液させることができる。また、基板上に着液した現像液が広がって、異なる着液位置の現像液が基板上で合流することで、基板面に隙間なく現像液を供給することができる。

（２）基板を現像する現像装置において、基板を回転可能に保持する回転保持手段と、現像液を吐出する複数の吐出口が一列に並んで形成されて、各吐出口から吐出された現像液を互いに分離したままで基板に着液させる現像液供給手段と、前記吐出口の並び方向を平面視で基板の中心に向かう一方向に保ちつつ、この一方向に前記現像液供給手段を移動することによって、前記現像液供給手段を平面視で基板の略中心と周縁とにわたって移動する移動手段と、前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して、各吐出口から基板上に現像液をそれぞれ螺旋状に着液させて基板を現像する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して、隣り合う現像液の着液位置の軌跡同士を近接させて、これら軌跡と軌跡の間の基板面を着液後に広がる現像液で覆い、前記制御手段は、基板を１回転させる間に、前記現像液供給手段の移動方向に対して最後尾の吐出口を、１回転を開始する時点における先頭の吐出口の位置に対して移動方向側で近接する位置まで移動させることを特徴とするものである。

前記（２）に記載の発明によれば、現像液供給手段の各吐出口から吐出された現像液は、基板に着液するまで互いに分離したままである。このため、吐出口から基板面にかけて、流下する現像液の形状は現像液の流量変動によらず安定している。よって、現像液が基板に着液する位置、範囲も安定している。移動手段は、一列に並ぶ各吐出口の並び方向を平面視で基板の中心に向いた一方向に保った状態で、この一方向に現像液供給手段を移動して、現像液供給手段を平面視で基板の略中心と周縁とにわたって移動する。制御手段はこのような移動手段を回転保持手段とともに制御することで、各吐出口に応じた複数の螺旋形状の領域に現像液が供給される。この際、各吐出口は平面視で常に基板の中心を通る直線上にあり、基板の中心から各吐出口までの距離は一様に現像液供給手段が移動した距離に比例して増減する。よって、基板上における複数の螺旋形状の領域相互の位置関係を容易に制御することができる。これにより、基板全面に隙間なく、かつ、効率よく現像液を供給することができ、これにより現像液の消費量を抑制することができる。
また、基板を回転させつつ現像液供給手段を移動させることで、着液位置は螺旋状に連なる。この着液位置の軌跡同士を近接させることで、基板の全面に隙間なく現像液を確実に供給することができる。なお、隣り合う着液位置の軌跡は、それぞれ異なる２つの吐出口に応じたものである場合のほかに、同じ吐出口に応じたものである場合もある。
制御手段は基板の全面に効率よく現像液を供給することができる。このため、現像液の消費量をより低減させることができる。

（３）基板を現像する現像装置において、基板を回転可能に保持する回転保持手段と、現像液を吐出する複数の吐出口が一列に並んで形成されて、各吐出口から吐出された現像液を互いに分離したままで基板に着液させる現像液供給手段と、前記吐出口の並び方向を平面視で基板の中心に向かう一方向に保ちつつ、この一方向に前記現像液供給手段を移動することによって、前記現像液供給手段を平面視で基板の略中心と周縁とにわたって移動する移動手段と、前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して、各吐出口から基板上に現像液をそれぞれ螺旋状に着液させて基板を現像する制御手段と、を備え、前記制御手段は、各吐出口に応じた複数の前記軌跡のうち、少なくともいずれか２つの軌跡が重なるように制御することを特徴とするものである。

前記（３）に記載の発明によれば、現像液供給手段の各吐出口から吐出された現像液は、基板に着液するまで互いに分離したままである。このため、吐出口から基板面にかけて、流下する現像液の形状は現像液の流量変動によらず安定している。よって、現像液が基板に着液する位置、範囲も安定している。移動手段は、一列に並ぶ各吐出口の並び方向を平面視で基板の中心に向いた一方向に保った状態で、この一方向に現像液供給手段を移動して、現像液供給手段を平面視で基板の略中心と周縁とにわたって移動する。制御手段はこのような移動手段を回転保持手段とともに制御することで、各吐出口に応じた複数の螺旋形状の領域に現像液が供給される。この際、各吐出口は平面視で常に基板の中心を通る直線上にあり、基板の中心から各吐出口までの距離は一様に現像液供給手段が移動した距離に比例して増減する。よって、基板上における複数の螺旋形状の領域相互の位置関係を容易に制御することができる。これにより、基板全面に隙間なく、かつ、効率よく現像液を供給することができ、これにより現像液の消費量を抑制することができる。
また、現像液の着液位置の軌跡を重ねることによって、より確実に基板全面に現像液を供給することができる。

（４）上述した現像装置において、前記制御手段は、各吐出口に応じた軌跡が互いに重なるように制御することが好ましい。前記（４）に記載の発明によれば、確実に基板全面に現像液を供給することができる。

この発明に係る現像装置によれば、現像液供給手段の各吐出口から吐出された現像液は、基板に着液するまで互いに分離したままである。このため、吐出口から基板面にかけて、流下する現像液の形状は現像液の流量変動によらず安定している。よって、現像液が基板に着液する位置、範囲も安定している。移動手段は、一列に並ぶ各吐出口の並び方向を平面視で基板の中心に向いた一方向に保った状態で、この一方向に現像液供給手段を移動して、現像液供給手段を平面視で基板の略中心と周縁とにわたって移動する。制御手段はこのような移動手段を回転保持手段とともに制御することで、各吐出口に応じた複数の螺旋形状の領域に現像液が供給される。この際、各吐出口は平面視で常に基板の中心を通る直線上にあり、基板の中心から各吐出口までの距離は一様に現像液供給手段が移動した距離に比例して増減する。よって、基板上における複数の螺旋形状の領域相互の位置関係を容易に制御することができる。これにより、基板全面に隙間なく、かつ、効率よく現像液を供給することができ、これにより現像液の消費量を抑制することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図１は、実施例に係る現像装置の概略構成を示すブロック図であり、図２は、実施例に係る現像装置の平面図である。

本実施例に係る現像装置は、基板Ｗの下面中央部を吸着して、基板Ｗを水平姿勢で保持するスピンチャック１を備えている。スピンチャック１の下部中央にはモータ３の出力軸３ａの先端が連結されている。モータ３の出力軸３ａが回転駆動することで、スピンチャック１と基板Ｗを鉛直軸ＡＸ周りに回転させる。なお、鉛直軸ＡＸは基板Ｗの略中心を通る。スピンチャック１及びモータ３は、この発明における回転保持手段に相当する。なお、回転保持手段は、上記の例に限られない。たとえば、スピンチャック１を、基板Ｗの端縁を保持する複数のピンが設けられた回転板に変更してもよい。

スピンチャック１の周囲には、飛散防止カップ５が配備されている。飛散防止カップ５は、基板Ｗの外周から周囲に飛散する現像液等を下方へ案内するとともに回収する機能を備える。

本装置は、現像液を供給する現像液ノズル１１を備えている。現像液ノズル１１の下面には、複数個（本実施例では３個）の吐出口ａが一列に並んで形成されている。現像液ノズル１１には現像液配管１３の一端が連通接続されている。現像液ノズル１１内には現像液配管１３と各吐出口ａとを連通させる流路が形成されている（図４（ａ）を参照）。現像液配管１３の他端は現像液供給源１５に連通接続されている。現像液配管１３には現像液の流路を開閉する開閉弁１７が設けられている。現像液ノズル１１は、この発明における現像液供給手段に相当する。

現像液ノズル１１は水平移動機構２１に支持されている。水平移動機構２１は、その吐出口ａの並び方向ｄ１が基板Ｗの略中心に向かう一方向に保ちつつ現像液ノズル１１をその一方向に移動させて、基板Ｗの略中心の上方位置（図１において実線で示す現像液ノズル１１の位置）と、基板Ｗの周縁の上方位置（図１において点線で示す現像液ノズル１１の位置）とにわたって現像液ノズル１１を移動する。さらに、水平移動機構２１は基板Ｗの上方から外れた位置（図２において実線で示す現像液ノズル１１の位置）に現像液ノズル１１を移動する。なお、図２において点線で示す現像液ノズル１１の位置は、基板Ｗの略中心の上方位置である。

この水平移動機構２１は、レール部２２と自走台２３とアーム部２４とを備えている。レール部２２は直線形状を呈し、飛散防止カップ５の側方に水平に設置されている。レール部２２には自走台２３が摺動可能に取り付けられている。自走台２３は、レール部２２に案内されつつ、飛散防止カップ５の側方を水平１軸方向（以下では、「移動方向ｄ２」と呼ぶ）に前後移動する。自走台２３の上部にはアーム部２４の一端が連結されて、飛散防止カップ５の上端より高い位置でアーム部２４が支持されている。アーム部２４の他端には現像液ノズル１１が取り付けられている。このとき、各吐出口ａの並び方向ｄ１が自走台２３の移動方向ｄ２と平行となり、かつ、並び方向ｄ１を平面視で基板Ｗの略中心に向かうように、現像液ノズル１１の位置、姿勢が決められた状態で固定的にアーム部２４に連結されている。この結果、現像液ノズル１１は自走台２３と一体に移動して、基板Ｗの略中心の上方と、基板Ｗの上方から外れた位置との間を直線的に移動する。水平移動機構２１は、この発明における移動手段に相当する。

このように現像液ノズル１１の移動方向は、自走台２３の移動方向ｄ２、および、吐出口ａの並び方向ｄ１と同じであるので、以下では、符号「ｄ１」、「ｄ２」を適宜に「ｄ」と略記するとともに、適宜に「現像液ノズル１１の移動方向ｄ」と記載する。また、３つの吐出口ａを区別する場合は、基板Ｗの略中心に近いほうから順に「吐出口ａ０、ａ１、ａ２」と記載する。本装置は、さらに、基板Ｗの上方に移動可能に構成されているリンス液ノズル（図示省略）等が配備されている。

また、本装置は、上述した各構成を統括的に操作する制御部３１を備えている。具体的には、モータ３を駆動させて基板Ｗの回転数（回転速度）を制御し、水平移動機構２１を駆動させて現像液ノズル１１の移動速度を制御し、開閉弁１７を開放・閉止させて現像液の供給量を制御する。

この制御部３１は、基板Ｗを処理するための処理条件が予め設定されている処理レシピと、現像液ノズル１１の形状に関するノズル情報とを有している。処理条件としては、後述する距離Ｌや、現像、洗浄または乾燥などの各種処理時間や、現像液供給流量などを含む。ノズル情報としては、各吐出口ａの寸法、吐出口ａ同士の間隔ｌａ（後述）、または、水平移動機構２１の位置に応じた各吐出口ａと基板Ｗとの相対的な位置関係などを含む。制御部３１は、各種処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random-Access Memory）や、各種情報を記憶する固定ディスク等の記憶媒体等によって実現されている。

次に、実施例に係る現像装置の動作について説明する。まず、レジスト膜が被着された基板Ｗが既にスピンチャック１に吸着保持されているものとして、基板Ｗを現像する一連の動作を簡略に説明する。

＜ステップＳ１＞
制御部３１は、モータ３を駆動し、開閉弁１７を開放するとともに水平移動機構２１を駆動する。これにより、基板Ｗを回転させるとともに、各吐出口ａから現像液を吐出させつつ、現像液ノズル１１を基板Ｗの周縁上方から基板Ｗの略中心の上方に向かって移動させる。そして、現像液ノズル１１が基板Ｗの略中心の上方まで移動すると、制御部３１は現像液ノズル１１の移動を停止させる。これにより、各吐出口ａから吐出された現像液は基板Ｗの表面に供給されて、基板Ｗを現像する。

＜ステップＳ２〜Ｓ４＞
制御部３１は、基板Ｗを回転させつつ、基板Ｗの略中心の上方位置に静止させた現像液ノズル１１から現像液を基板Ｗに吐出させている状態を、所定の時間が経過するまで維持する（ステップＳ２）。所定の時間が経過すると、制御部３１は、現像液ノズル１１を基板Ｗの上方から外れた位置に退避させるとともに、吐出口ａからの現像液の吐出を停止させ、図示省略のリンス液ノズルからリンス液を基板Ｗに供給して、基板Ｗの現像を停止させて基板Ｗを洗浄する（ステップＳ３）。基板Ｗに洗浄処理を所定時間行うと、制御部３１はリンス液の供給を停止して、基板Ｗをより高速に回転させる（ステップＳ４）。これにより、リンス液を基板Ｗから振り切りつつ基板Ｗを乾燥する。

次に、ステップＳ１のより詳細な処理内容について、３通りの処理例（ステップＳ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ）をそれぞれ説明する。

＜第１の処理例（ステップＳ１ａ）＞
制御部３１は、基板Ｗを１回転させる間に、現像液ノズル１１の移動方向ｄに対して最後尾の吐出口ａ２を、１回転を開始する時点における先頭の吐出口ａ０の位置に対して移動方向側に近接した位置に移動させる。

図３を参照する。図３は、回転する基板に着液した現像液の様子を模式的に示す平面図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図３のＡ−Ａ矢視とＢ−Ｂ矢視の垂直断面図である。図４（ａ）に示すように、各吐出口ａからそれぞれ吐出された現像液Ｄは棒状に流下し、互いに分離されたままで基板Ｗに着液する（図４（ａ）参照）。現像液Ｄが基板Ｗに直接着液する着液位置は、吐出口ａのほぼ鉛直下方であって吐出口ａの大きさとほぼ同じ領域を有する。図３では、各吐出口ａ０、ａ１、ａ２から吐出された現像液Ｄの着液位置をそれぞれ符号ｂ０、ｂ１、ｂ２を付して示す。なお、着液位置ｂ０、ｂ１、ｂ２を特に区別しないときは適宜に「着液位置ｂ」と略記する。

各吐出口ａから現像液Ｄを吐出した状態で基板Ｗを鉛直軸ＡＸ周りに回転させつつ（回転方向を図３において符号「ｃ」を付して示す）、現像液ノズル１１を移動させることにより、各着液位置ｂはそれぞれ連続的に変位する。本明細書では、着液位置ｂ０、ｂ１、ｂ２をそれぞれ連ねた各領域を着液位置の軌跡ｂＬ０、ｂＬ１、ｂＬ２と呼ぶ。なお、図３における符号「ｂＬ０」、「ｂＬ１」、「ｂＬ２」は、着液位置ｂ０、ｂ１、ｂ２にそれぞれ対応する２本の湾曲した破線で囲まれた領域を指している。以下では、着液位置の軌跡ｂＬ０、ｂＬ１、ｂＬ２を特に区別しないときは適宜に「着液位置の軌跡ｂＬ」と略記する。

着液した現像液Ｄは時間の経過とともに着液位置ｂから横方向へ広がる。このため、図３に示すように、基板Ｗに現像液Ｄが供給される範囲は着液位置の軌跡ｂＬよりも広い。

本実施例では、実験結果等に基づいて吐出口ａ同士の間隔（より詳しくは吐出口ａの縁同士の距離）ｌａは設計されており、これにより、図４（ｂ）に示すように隣り合う着液位置ｂに同時に分離着液した現像液は基板Ｗ上で合流する。したがって、図３に示すように、着液位置の軌跡ｂＬ同士の間の基板Ｗ面にも確実に現像液が供給される。なお、隣り合う吐出口ａ同士の間隔ｌａは、例えば３（ｍｍ）であることが好ましい。この場合、吐出口ａの直径としては１（ｍｍ）であることが好ましい。

図５は、基板Ｗの表面に供給された現像液の範囲を示す模式図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）で示した時刻から基板Ｗが１回転した後の時点を示している。図５では、現像液が供給された範囲を、吐出口ａごとにパターン濃度を変えて図示している。

図示するように、基板Ｗを鉛直軸ＡＸ周りに回転させつつ（図５において符号「ｃ」を付した方向）、現像液ノズル１１を移動方向ｄに移動させることにより、現像液は、基板Ｗの略中心に向けて徐々に径が縮小する螺旋形状の領域に供給される。

さらに、図５に示すように、基板Ｗが１回転する間に、移動方向ｄに対して最後尾となる吐出口ａ２を、１回転の開始時における先頭の吐出口ａ０に対して移動方向ｄ側へ距離Ｌだけ間隔をあけた位置に移動させる（以下、単に距離Ｌと記載する）。この距離Ｌも、隣り合う吐出口ａ同士の間隔ｌａと同様に、基板Ｗ上に現像液が供給されない隙間が生じないような値に設定されている。このように、隣り合う現像液の着液位置の軌跡ｂＬ０、ｂＬ２との間隔を近接させることで、図５（ｂ）に示すように、吐出口ａ２に応じた現像液の供給範囲は、吐出口ａ０に応じた現像液の供給範囲に隙間なく密接させることができる。

上述した距離Ｌ（ｍ）は、基板Ｗの回転速度ω（ｒａｄ／ｓ）および現像液ノズル１１の移動速度ｖ（ｍ／ｓ）の関係と、既知の現像液ノズル１１のノズル情報とで決まる（ここで、ω、ｖはいずれも正の定数とする）。以下、数式を用いて具体的に説明する。

図６は、直交座標系を模式的に示す平面図であり、図７は、ノズル情報および距離Ｌを模式的に示す現像液ノズル１１の下面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）で示した時点から基板Ｗが１回転した後の時点の様子を示している。図６に示すように、基板Ｗ面と平行な２次元平面の座標であって、Ｘ軸を吐出口ａの並び方向ｄ（現像液ノズル１１の移動方向ｄ）とし、Ｙ軸をＸ軸および鉛直軸ＡＸと直交する軸とする直交座標系を想定する。この直交座標系の原点（０，０）は、平面視で基板Ｗの回転中心の位置と一致する。

現像液ノズル１１に形成される吐出口ａの総数は（ｍ＋１）個とし、移動方向ｄの先頭から順に吐出口ａ０、ａ１、ａ２、……、ａｍと呼ぶ（ｍは１以上の整数）。各吐出口ａｉは半径ｒ（ｍ）の円形とし、隣り合う吐出口ａの中心間距離をそれぞれＰ（ｍ）とする（ｉは０からｍまでの任意の整数とし、Ｐは正の定数とする）。時刻ｔ＝０（ｓ）における先頭の吐出口ａ０の中心位置を（−Ｒ，０）とすると、時刻ｔ＝０（ｓ）における各吐出口ａｉの中心位置は、（−Ｒ−ｉ×Ｐ，０）となる（Ｒは正の定数とする）。

各吐出口ａｉの中心位置から回転する基板Ｗ面に垂直に下ろした点を再びＸＹ座標系に投影した点Ｂｉ（Ｘｉ，Ｙｉ）が、時刻ｔの経過とともに移動する軌跡は、
Ｘｉ＝（−Ｒ−ｉ×Ｐ+ｖ×ｔ）×ｃｏｓωｔ …… （１）
Ｙｉ＝（−Ｒ−ｉ×Ｐ+ｖ×ｔ）×ｓｉｎωｔ …… （２）
で表される。

この点Ｂｉの軌跡は、上述した着液位置の軌跡ｂＬの中心線とみなせる。ここで、角速度ωと移動速度ｖは一定である。このため、点Ｂｉの軌跡同士の間隔を半径方向から見る場合（すなわち、点Ｂｉの各軌跡が原点を通過する直線とそれぞれ交わる交点同士の距離を間隔とする場合）、いずれの角度の半径方向からみても変わらない。そこで、点Ｂｉの軌跡同士の間隔を、Ｘ軸の負の部分（点（−Ｒ，０）と原点（０，０）を結ぶ線分）を通過する位置で求めることが便宜である。点ＢｉがＸ軸の負の部分上にあるときのＸ座標は、式（１）に時刻ｔ＝２πＮ／ω（Ｎは基板Ｗの周回数であり、０以上の整数）を与えることで得られる。

よって、それぞれ周回数Ｎ_１、Ｎ_２における各吐出口ａｉ_１、ａｉ_２に対応する各点ＢｉのＸ座標の差（Ｘｉ_１−Ｘｉ_２）は、
Ｘｉ_１−Ｘｉ_２＝（−ｉ_１＋ｉ_２）×Ｐ+ｖ×２π×（Ｎ_１−Ｎ_２）／ω …… （３）
で表すことができる。

ここで、Ｘ座標の差（Ｘｉ_１−Ｘｉ_２）から２ｒを引いた値は、隣り合う現像液の着液位置の軌跡同士ｂＬの間隔とみなせる。よって、周回数Ｎ_１、Ｎ_２における各吐出口ａｉ_１、ａｉ_２に応じたＸ座標の差（Ｘｉ_１−Ｘｉ_２）は、隣り合う現像液の着液位置の軌跡同士ｂＬの間隔に対応する。

ここで、ステップＳ１ａのように動作させる場合は、任意の周回数Ｎ_１＝ｎにおける先頭の吐出口ａ０の位置を（ｘ，０）とすると、さらに１週分加えた周回数Ｎ_２＝（ｎ＋１）における最後尾の吐出口ａｍの位置が（ｘ＋Ｌ＋２ｒ，０）となる（図７（ａ）、（ｂ）を参照）。

すなわち、次式（４）から式（６）に示す関係が成立する。
ｉ_１＝０ …… （４）
ｉ_２＝ｍ …… （５）
Ｎ_１−Ｎ_２＝−１ …… （６）

これら式（４）から式（６）を式（３）に与えると、次式（７）が得られる。
ｖ×２π／ω＝Ｌ＋２ｒ＋ｍ×Ｐ …… （７）

式（７）において、ｍ、Ｐ、ｒの各値は、現像液ノズル１１固有の値であり、いずれも既知である。よって、基板Ｗの回転速度ω（ｒａｄ／ｓ）および現像液ノズル１１の移動速度ｖ（ｍ／ｓ）との関係によって、距離Ｌ（ｍ）が自ずと決まる。

このように関係式（７）によれば、吐出口ａの個数（〜ｍ）、隣り合う吐出口ａの中心間距離Ｐ、及び、吐出口ａの半径ｒがそれぞれ任意の値をとる種々の現像液ノズル１１について一般化して、基板Ｗの回転速度ωと現像液ノズル１１の移動速度ｖと距離Ｌとの関係を表すことできる。

このため、制御部３１は、上述の吐出口ａの総数（〜ｍ）、隣り合う吐出口ａの中心間距離Ｐおよび吐出口ａの半径ｒの各値が予め設定されているノズル情報を有している。また、制御部３１は、処理条件として距離Ｌの値（所定値）が予め設定されている処理レシピを有している。そして、第１の処理例において、制御部３１は、式（７）において距離Ｌに所定値を与えて得られる基板Ｗの回転速度ωと現像液ノズル１１の移動速度ｖとの関係が保たれるように、水平移動機構２１とモータ３とを制御する。例えば、距離Ｌが０．００３（ｍ）となるように、基板Ｗの回転速度ωと現像液ノズル１１の移動速度ｖとの関係を調整することが好ましい。

この結果、図５に示すように、基板Ｗが１回転する間に、移動方向ｄに対して最後尾の吐出口ａｍを、１回転を開始する時点における先頭の吐出口ａ０に対して、移動方向ｄ側へ距離Ｌ（ｍ）だけ離して近接させることができる。このようにして、現像液ノズル１１を基板Ｗの略中心の上方位置まで移動させると、基板Ｗの全面に隙間なく現像液が供給される。

次に、ステップＳ１について第２の処理例（ステップＳ１ｂ）を説明する。

＜ステップＳ１ｂ＞
制御部３１は、基板Ｗを１回転させる間に、吐出口ａの総数から１引いた数で、隣り合う各吐出口ａの中心間距離Ｐを分割した距離だけ、移動方向ｄに現像液ノズル１１を移動させる。

図８を参照する。図８は、第２の処理例によって基板Ｗの表面に供給された現像液の範囲を示す模式図である。図示するように、現像液ノズル１１が３つの吐出口ａを有するので、基板Ｗが１回転する間に、各吐出口ａの中心間距離Ｐを２分割した距離だけ移動方向ｄに現像液ノズル１１を移動させている。なお、図８では、隣り合う吐出口ａ同士の間隔ｌａが大き過ぎて、同時に分離して着液した現像液が基板Ｗ上で広がっても合流できない場合を示している。このような制御によって現像液ノズル１１を基板Ｗの略中心の上方位置まで移動させることで、基板Ｗの全面に隙間なく現像液を供給する。

この第２の処理例は、式（３）において、式（８）から式（１０）に示す関係が成立する。
ｉ_１−ｉ_２＝−１ …… （８）
Ｎ_１−Ｎ_２＝−１ …… （９）
Ｘｉ_１−Ｘｉ_２＝（ｍ−１）×Ｐ／ｍ …… （１０）

あるいは、第２の処理例は、式（３）において、式（１１）から式（１３）に示す関係が成立する。
ｉ_１−ｉ_２＝０ …… （１１）
Ｎ_１−Ｎ_２＝−１ …… （１２）
Ｘｉ_１−Ｘｉ_２＝−Ｐ／ｍ …… （１３）

これら式（８）から式（１０）、または、式（１１）から式（１３）のいずれを式（３）に与えても、次式（１４）が得られる。
ｖ×２π／ω＝Ｐ／ｍ …… （１４）

よって、第２の処理例では、制御部３１は、式（１４）から得られる、基板Ｗの回転速度ωと現像液ノズル１１の移動速度ｖとの関係が保たれるように、水平移動機構２１とモータ３とを制御する。

最後に、ステップＳ１について第３の処理例（ステップＳ１ｃ）を説明する。

＜ステップＳ１ｃ＞
各吐出口ａｉに応じた着液位置の軌跡ｂＬが互いに重なるように制御する。そして、現像液ノズル１１を基板Ｗの略中心の上方位置まで移動させることで、基板Ｗの全面に隙間なく現像液を供給する。

図９を参照する。図９は、第３の処理例によって基板Ｗの表面に供給された現像液の範囲を示す模式図である。図示するように、３つの吐出口ａの着液位置の各軌跡ｂＬは、周回数が１周ずつ前後して一致する。

第３の処理例は、式（３）において、次式（１５）から式（１７）に示す関係が成立する。
ｉ_１−ｉ_２＝１ …… （１５）
Ｎ_１−Ｎ_２＝１ …… （１６）
Ｘｉ_１−Ｘｉ_２＝０ …… （１７）

これら式（１５）から式（１７）を式（３）に与えると、次式（１８）が得られる。
ｖ×２π／ω＝Ｐ …… （１８）

よって、第３の処理例では、制御部３１は、式（１８）から得られる、基板Ｗの回転速度ωと現像液ノズル１１の移動速度ｖとの関係が保たれるように、水平移動機構２１とモータ３とを制御する。

また、隣り合う吐出口ａ同士の着液位置の軌跡ｂＬが重なるように制御することをさらに一般化して次のように制御してもよい。すなわち、各吐出口ａに応じた複数の着液位置の軌跡ｂＬのうち、少なくともいずれか２つの軌跡ｂＬが重なるように制御してもよい。このように動作させる場合は、吐出口ａｉ_１、ａｉ_２が同じでなく周回数Ｎ_１、Ｎ_２が異なるものとして、周回数Ｎ_１における吐出口ａｉ_１に応じた点Ｂｉ_１のＸ座標Ｘｉ_１と、周回数Ｎ_２（Ｎ_１≠Ｎ_２）における吐出口ａｉ_２に応じた点Ｂｉ_２のＸ座標Ｘｉ_２が一致することになる。

よって、式（３）において、次式（１９）から式（２１）に示す関係が成立する。
ｉ_１−ｉ_２≠０ …… （１９）
Ｎ_１−Ｎ_２≠０ …… （２０）
Ｘｉ_１−Ｘｉ_２＝０ …… （２１）

これら式（１９）から式（２１）を式（３）に与えると、次式（２２）が得られる。
ｖ×２π／ω＝（ｉ_１−ｉ_２）×Ｐ／（Ｎ_１−Ｎ_２） …… （２２）

よって、第３の処理例では、制御部３１は、式（２２）から得られる、基板Ｗの回転速度ωと現像液ノズル１１の移動速度ｖとの関係が保たれるように、水平移動機構２１とモータ３とを制御する。

このように、実施例１に係る現像装置によれば、現像液ノズル１１は複数の吐出口ａを有し、各吐出口ａから吐出された現像液は、基板Ｗに着液するまで互いに分離したままである。このため、吐出口ａから吐出されてから基板Ｗに着液するまでの間、現像液は安定した形状を保って流下する。よって、現像液が基板Ｗに着液する位置、範囲も安定しており、現像液の着液位置ｂを容易に制御、管理することができる。

また、各吐出口ａは円形であるため、各吐出口ａから現像液が円柱状に流下する。このため、流下する現像液の形状が、帯状の現像液に比べて容易に変形しない。具体的には、流下する現像液の幅が広狭したり、流下する現像液が２以上に割れたりしない。

さらに、各吐出口ａはそれぞれ間隔ｌａをあけて一列に近接配置されているので、吐出口ａ毎に分離して基板Ｗ上に着液した現像液が広がり、着液位置ｂ同士の間の基板Ｗ面を現像液によって覆うことができる。よって、基板Ｗに現像液を隙間なく供給することができる。

また、水平移動機構２１は、各吐出口ａの並び方向ｄが平面視で基板Ｗの中心に向いた一定の方向に保った状態で、この一方向に現像液ノズル１１を移動する。このため、各吐出口ａは平面視で常に基板Ｗの中心を通る直線上にある。よって、基板Ｗの中心から各吐出口ａまでの距離は一様に現像液ノズル１１が移動した距離に比例して増減する。このため、制御部３１は、基板Ｗの回転数（回転速度ω）と現像液ノズル１１の移動速度ｖの関係を調整することによって、着液位置の軌跡ｂＬの位置を制御できる。

そして、上述したように、各吐出口ａに応じた現像液の着液位置ｂと、これら各着液位置の軌跡ｂＬの位置を精度よく制御することができることから、複数の着液位置の軌跡ｂＬの相互の位置関係も調整できる。よって、現像液の供給量に余剰分を含めることを要することなく、効率よく現像液を基板Ｗ全面に供給することができる。よって、現像液の消費量を低減することができる。

具体的には、第１の処理例では、各吐出口ａに応じた着液位置の軌跡ｂＬがいずれも重複せず、ただ基板Ｗ上で合流するのみである。これにより、基板Ｗ全面に極めて効率よく、かつ、均一に現像液を供給することができる。

また、第２の処理例では、隣り合う着液位置ｂに分離供給された現像液が基板Ｗ上でも合流しないほど、各吐出口ａ同士の間隔ｌａが大きい場合に有効である。すなわち、処理例２によれば、同時に着液する着液位置ｂ同士の間に、その後の周回数Ｎで現像液を着液させることができ、基板Ｗの全面に確実に現像液を供給することができる。

また、第３の処理例では、各吐出口ａからの現像液の吐出が仮に不安定になった場合に有効である。すなわち、全ての吐出口ａから周回数を異にして同じ位置に現像液を吐出させるため、確実に所望の位置に現像液を着液することができる。これにより、確実に基板Ｗの全面に現像液を供給することができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した第１の処理例（ステップＳ１ａ）では、吐出口ａ同士の間隔ｌａおよび距離Ｌとして好ましい値を例示したが、これに限られない。現像液Ｄが広がることで確実に隣り合う着液位置ｂ同士の隙間を覆うことができる範囲内であれば、吐出口ａ同士の間隔ｌａおよび距離Ｌの値を適宜に変更してもよい。また、これらの値が大きい値であるほど、より効率よく現像液を供給することができ、現像液の消費量を低減することができる。

このため、第１の処理例を次のような制御のもとで動作するように変更してもよい。すなわち、制御部３１は、距離Ｌの値ではなく、距離Ｌの上限値Ｌｍａｘの値が設定されている処理条件を処理レシピとして予め有している。

そして、距離Ｌが上限値Ｌｍａｘ以下（所定範囲内）となるように、すなわち、上記した式（７）を変形した下記の式（２３）を満たすように、モータ３と水平移動機構２１を制御部３１が制御するようにしてもよい。
Ｌ＝ｖ×２π／ω−２ｒ−ｍ×Ｐ ≦ Ｌｍａｘ …… （２３）

このようにして動作させることにより、基板Ｗの周縁から略中心に現像液ノズル１１を移動させる間の基板Ｗの周回数をさらに少なくすることができ、着液位置の軌跡ｂＬの全長を短くすることができる。このため、現像液を基板Ｗの全面にさらに効率よく供給することができる。

また、処理条件として上述の距離Ｌの上限値Ｌｍａｘに加えて、距離Ｌの下限値Ｌｍｉｎを予め設定しておき、距離Ｌが上限値Ｌｍａｘから下限値Ｌｍｉｎまでの所定範囲内ととなるように、すなわち、上記した式（７）を変形した下記の式（２４）を満たすようにモータ３と水平移動機構２１を制御部３１が制御するようにしてもよい。
Ｌｍｉｎ ≦ Ｌ＝ｖ×２π／ω−２ｒ−ｍ×Ｐ ≦ Ｌｍａｘ …… （２４）

（２）上述した第２の処理例（ステップＳ１ｂ）では、基板Ｗを１回転させる間に、吐出口ａの総数から１引いた数で、隣り合う各吐出口ａの中心間距離Ｐを分割した距離だけ、移動方向ｄに現像液ノズル１１を移動させるように構成したが、これに限られない。例えば、基板Ｗを１回転させる間に現像液ノズル１１を移動方向ｄに移動させる距離を、隣り合う吐出口ａの中心間距離Ｐより短い距離に変更してもよい。

たとえば、上述した条件式（１１）、（１２）に加えて、次の式（２５）を式（３）に与えるように変更すればよい。
Ｘｉ_１−Ｘｉ_２＝−Ｐ×ｋ …… （２５）
ｋ：係数（０以上で１未満の定数）

そこで、係数ｋ、または、隣り合う吐出口ａの中心間距離Pより短い距離（Ｐ×ｋ）を処理条件として設定しておき、式（３）、（１１）、（１２）、（２５）を満たすように、モータ３と水平移動機構２１を制御部３１が制御するようにしてもよい。

（３）上述した実施例では、水平移動機構２１は、現像液ノズル１１を水平方向に移動させるものであったが、これに限られない。現像液ノズル１１を平面視で基板Ｗの周縁と中心との間で変位させることができれば、他の方向の成分を含んで移動させるものであってもよい。

（４）上述した各実施例では、現像液ノズル１１の移動方向ｄを、平面視で基板Ｗの略中心に向かう方向として説明したが、この方向と反対の方向に移動させつつ現像液を供給してもよい。

（５）上述した実施例では、吐出口ａは円形であったが、吐出した現像液を棒状に流下させることができれば、吐出口ａの形状は矩形（正方形）やその他の形状に適宜に変更できる。

（６）上述した実施例、特に第１の処理例の説明において、隣り合う吐出口ａ同士の間隔ｌａとして、同時に分離して着液した現像液が基板Ｗ上で合流可能な値であることが好ましいと記載したが、これに限られるものではない。たとえば、同時に分離して着液した現像液が基板Ｗ上で広がっても合流できないほど、隣り合う吐出口ａ同士の間隔ｌａを大きく設計してもよい。このような現像液ノズル１１に変更した場合であっても、第２の処理例や第３の処理例を行うことによって、基板Ｗの全面に現像液を隙間なく供給することができる。

実施例に係る現像装置の概略構成を示すブロック図である。実施例に係る現像装置の平面図である。回転する基板に着液した現像液の様子を模式的に示す要部平面図である。（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図３に示すＡ−Ａ矢視とＢ−Ｂ矢視の垂直断面図である。第１の処理例によって、基板の表面に供給された現像液の範囲を示す模式図であり、（ａ）で示した時刻から基板が１回転した後の時点が（ｂ）である。直交座標系を模式的に示す要部平面図である。ノズル情報および距離を模式的に示す現像液ノズルの下面図である。第２の処理例によって、基板の表面に供給された現像液の範囲を示す模式図であり、（ａ）で示した時刻から基板が１回転した後の時点が（ｂ）である。第３の処理例によって、基板の表面に供給された現像液の範囲を示す模式図であり、（ａ）で示した時刻から基板が１回転した後の時点が（ｂ）である。

符号の説明

１ …スピンチャック
３ …モータ
１１ …現像液ノズル
２１ …水平移動機構
３１ …制御部
ａ、ａ０、ａ１、ａ２、ａｉ、ａｉ_１、ａｉ_２ …吐出口
ｂ、ｂ０、ｂ１、ｂ２ …着液位置
ｂＬ、ｂＬ０、ｂＬ１、ｂＬ２ …着液位置の軌跡
ｄ１ …吐出口の並び方向
ｄ …現像液ノズルの移動方向
ｍ …吐出口の総数から１を引いた値
ｒ …吐出口の半径
ｌａ …隣り合う吐出口同士の間隔
ω …基板の角速度
ｖ …現像液ノズルの移動速度
Ｌ …距離
Ｌｍａｘ …距離Ｌの上限値
Ｌｍｉｎ …距離Ｌの下限値
Ｎ、Ｎ_１、Ｎ_２ …基板の周回数
Ｗ …基板
Ｄ …現像液

Claims

基板を現像する現像装置において、
基板を回転可能に保持する回転保持手段と、
現像液を吐出する複数の吐出口が一列に並んで形成されて、各吐出口から吐出された現像液を互いに分離したままで基板に着液させる現像液供給手段と、
前記吐出口の並び方向を平面視で基板の中心に向かう一方向に保ちつつ、この一方向に前記現像液供給手段を移動することによって、前記現像液供給手段を平面視で基板の略中心と周縁とにわたって移動する移動手段と、
前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して、各吐出口から基板上に現像液をそれぞれ螺旋状に着液させて基板を現像する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が基板を１回転させる間に前記現像液供給手段を移動させる距離は、隣り合う吐出口の中心間距離を、吐出口の総数から１を引いた数で割った値であり、
基板の回転速度をω［ｒａｄ／ｓ］とし、
現像液供給手段の移動速度をｖ［ｍ／ｓ］とし、
現像液供給手段に形成される吐出口の総数を（ｍ＋１）とし、
隣り合う吐出口の中心間距離をＰ［ｍ］としたとき、
ｖ×２π／ω＝Ｐ／ｍ
の式を満たすことを特徴とする現像装置。
基板を現像する現像装置において、
基板を回転可能に保持する回転保持手段と、
現像液を吐出する複数の吐出口が一列に並んで形成されて、各吐出口から吐出された現像液を互いに分離したままで基板に着液させる現像液供給手段と、
前記吐出口の並び方向を平面視で基板の中心に向かう一方向に保ちつつ、この一方向に前記現像液供給手段を移動することによって、前記現像液供給手段を平面視で基板の略中心と周縁とにわたって移動する移動手段と、
前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して、各吐出口から基板上に現像液をそれぞれ螺旋状に着液させて基板を現像する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が基板を１回転させる間に前記現像液供給手段を移動させる距離は、隣り合う吐出口の中心間距離より短く、
基板の回転速度をω［ｒａｄ／ｓ］とし、
現像液供給手段の移動速度をｖ［ｍ／ｓ］とし、
隣り合う吐出口の中心間距離をＰ［ｍ］とし、
０以上で１未満の定数である係数をｋとしたとき、
ｖ×２π／ω＝Ｐ×ｋ
の式を満たすことを特徴とする現像装置。
請求項１または２に記載の現像装置において、
前記制御手段は、前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して、隣り合う現像液の着液位置の軌跡同士を近接させて、これら軌跡と軌跡の間の基板面を着液後に広がる現像液で覆うことを特徴とする現像装置。
請求項１から３のいずれかに記載の現像装置において、
前記吐出口から吐出された現像液は棒状に流下することを特徴とする現像装置。
請求項１から４のいずれかに記載の現像装置において、
各吐出口は互いに近接して設けられており、各吐出口から同時に現像液が吐出されたとき、基板に現像液が着液する着液位置同士の間の基板面を着液後に広がる現像液で覆うことを特徴とする現像装置。
請求項１から５のいずれかに記載の現像装置において、
前記制御手段は、前記回転保持手段と前記移動手段とを制御して基板の回転速度と前記現像液供給手段の移動速度との関係を調整することによって、前記隣り合う現像液の着液位置の軌跡同士の間隔を制御することを特徴とする現像装置。
請求項６に記載の現像装置において、
前記制御手段は、前記間隔が予め設定されている所定値又は所定範囲内となるように制御することを特徴とする現像装置。
請求項１から７のいずれかに記載の現像装置において、
前記制御手段は、各吐出口から基板上に現像液をそれぞれ螺旋状に着液させて基板を現像する際、基板の回転速度および前記現像液供給手段の移動速度をそれぞれ一定に制御することを特徴とする現像装置。