JPH0936027A - 基板現像方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像液の使用量を極力少なくできるものであ
りながら、現像の均一性および処理効率を向上する。 【構成】 現像液ノズル６から基板Ｗの表面の中心箇所
に現像液を供給し、その現像液の上方から、現像液ノズ
ル６とは別の平板部材１３を、その下側の平面部分１３
ａが基板Ｗの上方に所定の隙間Ｓが有る状態で基板Ｗの
表面と平行に対向させて現像液を基板Ｗの全面に拡げ、
その状態を保持することにより、基板Ｗの表面の露光処
理後のレジスト膜を現像処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レジスト液などを
塗布してから露光処理した後の、半導体ウエハ、フォト
マスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、
光ディスク用の基板等の基板に現像液を供給して現像処
理する基板現像方法および基板現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のような現像処理を行うものとし
て、従来、例えば、特公平１−４３４５２号公報に開示
されているものが知られている。この従来例によれば、
基板支持・回転装置に載置される基板の上面に、現像液
の表面張力によって現像液が保持される程度の間隔をも
って対向するように現像液供給装置が設けられている。
この現像液供給装置の下面が、現像液を透過する多孔質
材料で形成される多孔質膜で構成されるとともに、現像
液供給装置にバルブが設けられ、現像液供給装置に現像
液を間欠的に供給するように構成されている。

【０００３】このような構成において、半導体装置用基
板の表面に塗布された感光済みレジストを現像するにあ
たっては、先ず、基板を基板支持・回転装置に載置した
後、基板の表面と多孔質膜の下面との距離を適当に調節
し、バルブを調節して現像液供給装置に現像液を供給す
ることにより、多孔質膜の下面から滲出して多孔質膜の
下面と基板の上面との間隙に現像液を充満させ、その充
満させるに必要な量だけ現像液を供給してからバルブを
閉塞して供給を停止する。これにより、現像液を無駄に
使用せずに基板表面に均一に供給できるようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の場合、多孔質膜に多数分散して存在することになるわ
ずかな隙間を注入口として基板表面に現像液を供給する
ため、一部の隙間において現像液が注入されなかった
り、気泡を含んだまま残ってしまうといった欠点があっ
た。

【０００５】また、現像液を供給する注入口そのもの
が、現像処理の間も現像液に浸かったままであるため、
現像処理後に使用済み現像液を洗浄しても、注入口すべ
てを十分に洗浄しづらく、一部の現像液が注入口に残っ
たままになりやすく、次の基板を処理する際に、新しく
供給した現像液が、先の基板の現像処理に使用された使
用済み現像液によって汚染され、必要量の現像液を供給
していても、基板ごとの現像度合いに違いを生じて現像
の均一性が低下する欠点があった。上述のような使用済
み現像液の汚染を回避するためには、現像処理後に多孔
質膜を十分に洗浄すれば良いが、その洗浄時間が長くな
るに伴って現像処理効率が低下する。

【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、請求項１に係る発明の基板洗浄方法
は、現像液の使用量を極力少なくできるものでありなが
ら、現像の均一性および処理効率を向上できるようにす
ることを目的とし、また、請求項２に係る発明の基板洗
浄方法は、上述効果に加えて現像性能を向上できるよう
にすることを目的とする。そして、請求項３に係る発明
の基板洗浄装置は、現像液の使用量を極力少なくできる
ものでありながら、現像の均一性および処理効率を向上
できる装置を提供することを目的とし、また、請求項４
に係る発明の基板洗浄装置は、現像性能を向上できる装
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】請求項１に係る発明の基
板現像方法は、上述のような目的を達成するために、基
板保持手段に保持された基板の表面の中心箇所に現像液
供給手段によって現像液を供給した後、現像液供給手段
とは別の平板部材を、その下側の平面部分が基板の上方
に所定の隙間が有る状態で基板の表面と平行に対向する
ように変位させ、隙間内で基板の表面に供給された現像
液を基板の全面に拡げて保持することを特徴としてい
る。

【０００８】また、請求項２に係る発明の基板現像方法
は、上述のような目的を達成するために、基板保持手段
に保持された基板の表面の外周端縁側の一箇所に現像液
供給手段によって現像液を供給した後、現像液供給手段
とは別の平板部材を傾斜姿勢にして、その下側の平面部
分の外周縁の一部箇所を現像液供給箇所に接触させ、そ
こを中心として平板部材を基板の上方に所定の隙間が有
る状態で基板の表面と平行に対向するように回動変位さ
せ、隙間内で基板の表面に供給された現像液を基板の全
面に拡げた状態で保持することを特徴としている。

【０００９】また、請求項３に係る発明は、上述のよう
な目的を達成するために、基板を鉛直方向の軸芯周りで
回転可能に保持する基板保持手段と、基板の表面に現像
液を供給する現像液供給手段とを備えた基板現像装置に
おいて、現像液供給手段とは別に、基板の上方に所定の
隙間が有る状態で基板の表面と平行に対向する平面部分
を有して隙間内で基板の表面に供給された現像液を基板
の全面に拡げて保持する平板部材を設け、その平板部材
を基板の表面と対向する作用位置と、そこから離れた上
方の非作用位置とに昇降変位する駆動昇降機構を備えて
構成する。

【００１０】また、請求項４に係る発明の基板現像装置
は、上述のような目的を達成するために、請求項３に係
る発明の基板現像装置における平板部材を、その外周縁
の接線方向となる水平方向の軸芯周りで回転可能に支持
部材に取り付け、平板部材を作用位置と非作用位置とに
昇降変位する駆動昇降機構を、平板部材と支持部材との
間に設けて平板部材の平面部分を傾斜姿勢と水平姿勢と
に変位するように平板部材を傾斜する駆動傾斜機構と、
平面部分が傾斜姿勢にある状態で平面部分の外周縁の最
下方部を基板表面の現像液に接触する接触位置とそれか
ら上方に離れた非接触位置とに昇降変位する駆動上下機
構とから構成する。

【００１１】

【作用】請求項１に係る発明の基板現像方法の構成によ
れば、基板の表面の中心箇所に現像液を供給し、その現
像液の上方から、現像液供給手段とは別の平板部材を、
その下側の平面部分が基板の上方に所定の隙間が有る状
態で基板の表面と平行に対向させて現像液を基板の全面
に拡げ、その状態を保持することにより、基板の表面の
露光処理後のレジスト膜を現像処理することができる。

【００１２】また、請求項２に係る発明の基板現像方法
の構成によれば、基板の表面の外周端縁側の一箇所に現
像液を供給し、その現像液の上方から、現像液供給手段
とは別の平板部材を傾斜姿勢にし、その下側の平面部分
の外周縁の一部箇所を現像液に接触させ、そこを中心と
して平板部材を回動変位させ、基板の全面に押し拡げて
いき、最終的に、平板部材の下側の平面部分を基板の表
面と平行に対向する状態にし、隙間内で基板の表面全面
に現像液を拡げた状態で保持することにより、基板の表
面の露光処理後のレジスト膜を現像処理することができ
る。

【００１３】請求項３に係る発明の基板現像装置の構成
によれば、現像液供給手段により基板の表面に現像液を
供給し、その現像液の上方から、駆動昇降機構により、
現像液供給手段とは別の平板部材を、その下側の平面部
分が基板の上方に所定の隙間が有る状態で基板の表面と
平行に対向する作用位置に変位させることによって現像
液を基板の全面に拡げ、その作用位置に維持して現像液
を基板の全面に拡げた状態を保持することにより、基板
の表面の露光処理後のレジスト膜を現像処理することが
できる。

【００１４】また、請求項４に係る発明の基板現像装置
の構成によれば、現像液供給手段により基板の表面の外
周端縁側の一箇所に現像液を供給し、その現像液の上方
から、駆動上下機構により、現像液供給手段とは別の傾
斜姿勢にした平板部材の下側の平面部分の外周縁の一部
箇所を現像液に接触させ、そして、駆動傾斜機構によ
り、現像液との接触箇所を中心として平板部材を回動変
位させ、基板の全面に向けて押し拡げていき、最終的
に、平板部材の下側の平面部分を基板の表面と平行に対
向する状態に変位させ、隙間内で基板の表面全面に現像
液を拡げた状態で保持することにより、基板の表面の露
光処理後のレジスト膜を現像処理することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る基板現像
装置の第１実施例を示す一部省略全体概略縦断面図であ
り、第１の電動モータ１の駆動によって鉛直方向の軸芯
周りで回転する回転軸２の上端に、基板Ｗを真空吸着保
持する回転台３が一体回転可能に取り付けられ、基板Ｗ
を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に保持する基板保持手
段４が構成されている。

【００１６】基板保持手段４およびそれによって保持さ
れた基板Ｗの周囲は、昇降可能なカップ５で覆われ、現
像処理後の使用済み現像液の洗浄処理時に基板Ｗの横外
側方に位置させ、洗浄処理液が外方に飛散することを防
止できるように構成されている。

【００１７】また、カップ５の横外側方に、基板Ｗの表
面に現像液を供給する現像液供給手段としての現像液ノ
ズル６が設けられている。この現像液ノズル６は、図示
しない駆動機構によって、基板Ｗの回転中心位置、すな
わち、中心箇所に現像液を供給する供給位置と、基板Ｗ
の上方から外れた待機位置とに変位できるように構成さ
れている。

【００１８】また、回転台３の上方の固定フレーム７
に、ガイドロッド８とエアシリンダ９とから成る駆動昇
降機構１０を介して昇降可能に支持部材１１が設けら
れ、この支持部材１１に、第２の電動モータ１２によっ
て駆動回転可能に、平面視で形状および大きさが基板Ｗ
の表面とほぼ同じに構成された平板部材１３が設けられ
ている。

【００１９】エアシリンダ９の昇降ストロークは、平板
部材１３の平面部分１３ａを基板Ｗの表面と平行に所定
の隙間Ｓが有る状態で対向する作用位置と、それより上
方の非作用位置とに変位できるように設定されている。
上記隙間Ｓは、基板Ｗの表面に形成された露光処理後の
レジスト膜を現像するのに必要な最適量に近い量の現像
液を平面部分１３ａと基板Ｗの表面との間に保持できる
ものに設定されている。この隙間Ｓは、例えば、６イン
チの半導体ウエハの場合で約 0.5mmである。

【００２０】また、図２の（ｃ）の要部の概略側面図に
示すように、現像処理後の基板Ｗの表面と平板部材１３
の平面部分１３ａとに洗浄液を供給する洗浄液ノズル１
４が、基板Ｗの上方の供給位置と、基板Ｗの上方から外
れた待機位置とにわたって変位可能に設けられている。

【００２１】次に、上記第１実施例の基板現像装置を用
いて行う基板現像方法につき、図２の要部の概略側面図
を用いて説明する。先ず、平板部材１３を非作用位置に
した状態で、基板保持手段４に基板Ｗを保持させ、その
基板Ｗの表面の中心箇所に現像液ノズル６によって現像
液を供給する［図２の（ａ）］。

【００２２】その後、現像液ノズル６を待機位置に変位
させてから、エアシリンダ９を伸長して平板部材１３を
下降させるとともに、基板Ｗの表面と平面部分１３ａと
の間に所定の隙間Ｓが有る状態の作用位置で下降を停止
し、基板Ｗの表面の中心箇所に供給された現像液を基板
Ｗの全面に拡げるとともに、隙間Ｓ内に現像液を保持
し、基板Ｗの表面に形成された露光処理後のレジスト膜
を現像処理する［図２の（ｂ）］。

【００２３】しかる後、エアシリンダ９を短縮して平板
部材１３を非作用位置に上昇させてから、基板Ｗの表面
と平板部材１３の平面部分１３ａとの間に洗浄液ノズル
１４を変位させ、第１および第２の電動モータ１，１２
を駆動して基板Ｗおよび平板部材１３それぞれを回転さ
せながら洗浄液ノズル１４から洗浄液を基板Ｗの表面お
よび平面部分１３ａそれぞれに供給し、遠心力を利用し
て、現像処理後の使用済み現像液を洗浄除去するととも
に振り切り乾燥する［図２の（ｃ）］。

【００２４】図３は本発明に係る基板現像装置の第２実
施例を示す要部の概略側面図であり、第１実施例と異な
るところは次の通りである。

【００２５】すなわち、回転台３の上方の固定フレーム
７に、ガイドロッド１６と第１のエアシリンダ１７とか
ら成る駆動上下機構１８を介して昇降可能に第１の支持
部材１９が設けられ、この第１の支持部材１９に、第３
の電動モータ２０によって駆動回転可能に第２の支持部
材２１が設けられている。

【００２６】第２の支持部材２１に、平面視で形状およ
び大きさが基板Ｗの表面とほぼ同じに構成された平板部
材２２が、その外周縁の接線方向となる水平方向の軸芯
周りで回動可能に取り付けられるとともに、第２の支持
部材２１と平板部材２２の中心箇所とが第２のエアシリ
ンダ２３を介して連結され、平板部材２２の平面部分２
２ａを傾斜姿勢と水平姿勢とに変位するように駆動傾斜
機構２４が構成されている。この駆動傾斜機構２４と前
述した駆動上下機構１８とによって駆動昇降機構が構成
されている。

【００２７】駆動上下機構１８は、平板部材２２の平面
部分２２ａが傾斜姿勢にある状態で平面部分２２ａの外
周縁の最下方部を基板Ｗの表面の現像液に接触する接触
位置とそれから上方に離れた非接触位置とに昇降変位す
る。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付
してその説明は省略する。なお、この第２実施例におい
ては、現像液ノズル６が、図示しない駆動機構によっ
て、基板Ｗの外周端縁側の一箇所に現像液を供給する供
給位置と、基板Ｗの上方から外れた待機位置とに変位で
きるように構成されている。

【００２８】次に、上記第２実施例の基板現像装置を用
いて行う基板現像方法につき、図４の要部の概略側面図
を用いて説明する。先ず、平面部分２２ａを傾斜姿勢に
した平板部材２２を非作用位置にした状態で、基板保持
手段４に基板Ｗを保持させ、その基板Ｗの表面の外周端
縁側の一箇所に現像液ノズル６によって現像液を供給す
る［図４の（ａ）］。

【００２９】その後、現像液ノズル６を待機位置に変位
させてから、第１のエアシリンダ１７を伸長して平板部
材２２を下降させるとともに、基板Ｗの表面と平面部分
２２ａの最も下方に位置する外周端縁との間に所定の隙
間Ｓが有る状態の位置で下降を停止し、平面部分２２ａ
の最も下方に位置する外周端縁を現像液に接触させる
［図４の（ｂ）］。

【００３０】次いで、第２のエアシリンダ２３を伸長
し、平面部分２２ａが水平姿勢になるように平板部材２
２を駆動回動し、基板Ｗの外周端縁側に供給された現像
液を基板Ｗの中心から全面にわたって拡げるとともに、
隙間Ｓ内に現像液を保持し、基板Ｗの表面に形成された
露光処理後のレジスト膜を現像処理する［図４の
（ｃ）］。

【００３１】しかる後、第１のエアシリンダ１７を短縮
して平板部材２２を非作用位置に上昇させてから、基板
Ｗの表面と平板部材２２の平面部分２２ａとの間に洗浄
液ノズル１４を変位させ、第１の電動モータ１（図１参
照）および第３の電動モータ２０（図３参照）を駆動し
て基板Ｗおよび平板部材２２それぞれを回転させながら
洗浄液ノズル１４から洗浄液を基板Ｗの表面および平面
部分２２ａそれぞれに供給し、遠心力を利用して、現像
処理後の使用済み現像液を洗浄除去するとともに振り切
り乾燥する［図４の（ｄ）］。

【００３２】上記第１および第２実施例では、現像処理
後の使用済み現像液を洗浄除去するのに、基板Ｗと平面
部分１３ａ，２２ａの両方を一挙に洗浄するようにして
いるが、それらを個別に洗浄しても良く、また、平面部
分１３ａ，２２ａが鉛直方向を向く姿勢にして洗浄液を
供給し、洗浄処理液を流下して容易に排出できるように
しても良い。また、洗浄時に基板Ｗと平面部分１３ａ，
２２ａとを回転させずに、不活性ガスを供給して現像処
理後の使用済み現像液を除去するようにしても良い。

【００３３】本発明としては、上述実施例のような円形
基板に限らず、角型基板に対する基板現像処理にも適用
できる。また、現像処理速度を調整したり、均一化する
ために、平板部材１３，２２内に加熱・冷却手段を内蔵
するなどしても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明の基板現像方法によれば、基板の表面の中心箇所に現
像液を供給し、その現像液を平板部材とによって両者間
の隙間に保持して現像処理するから、現像液の使用量を
極力少なくできる。しかも、平板部材を現像液供給手段
とは別の部材で構成するから、現像液供給手段に使用済
み現像液が付着残存することを回避でき、また、現像液
供給手段とは別に、平板部材の現像液と接触する平面部
分を洗浄でき、常に、基板ごとに使用済み現像液が混じ
らない必要量の新しい現像液で現像処理でき、現像の均
一性および処理効率を向上できるようになった。

【００３５】また、請求項２に係る発明の基板現像方法
によれば、基板の表面の外周端縁側の一箇所に現像液を
供給し、その現像液に平板部材の下側の平面部分の外周
縁の一部箇所を接触させ、その状態から平板部材を回動
させることにより、現像液を基板の表面の外周端縁側か
ら中央を経て他方の外周端縁側へと基板の全面に押し拡
げていき、最終的に、平板部材の下側の平面部分を基板
の表面と平行に対向する状態にし、現像液を平板部材と
によって両者間の隙間に保持して現像処理するから、現
像液と平板部材の下側の平面部分との間に気泡を取り込
んでしまうことを回避でき、現像液の使用量を極力少な
くできるとともに、現像性能を向上できるようになっ
た。しかも、平板部材を現像液供給手段とは別の部材で
構成するから、現像液供給手段に使用済み現像液が付着
残存することを確実に回避でき、常に、基板ごとに使用
済み現像液が混じらない必要量の新しい現像液で現像処
理でき、また、現像液供給手段とは別に平板部材の現像
液と接触する平面部分を洗浄でき、現像の均一性および
処理効率を向上できるようになった。

【００３６】また、請求項３に係る発明の基板現像装置
によれば、現像液供給手段により基板の表面に現像液を
供給し、その現像液の上方から、駆動昇降機構によっ
て、現像液供給手段とは別の平板部材を、その下側の平
面部分が基板の表面と平行に対向する作用位置に変位さ
せることにより現像液を基板の全面に拡げ、現像液を基
板の全面に拡げた状態を保持して現像処理できるから、
現像液の使用量を極力少なくできるものでありながら、
現像の均一性および処理効率を向上できる装置を提供で
きるようになった。

【００３７】また、請求項４に係る発明の基板現像装置
によれば、現像液供給手段により基板の表面の外周端縁
側の一箇所に現像液を供給し、その現像液の上方から、
駆動上下機構によって、現像液供給手段とは別の傾斜姿
勢にした平板部材の下側の平面部分の外周縁の一部箇所
を現像液に接触させ、そして、駆動傾斜機構により、現
像液との接触箇所を中心として平板部材を回動変位さ
せ、基板の全面に向けて押し拡げていき、最終的に、平
板部材の下側の平面部分を基板の表面と平行に対向する
状態にし、現像液を基板の全面に拡げた状態を保持して
現像処理できるから、平面部分と現像液との間に気泡を
取り込まずに現像液を基板の全面に拡げることができ、
現像性能を向上できる装置を提供できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板現像装置の第１実施例を示す
一部省略全体概略縦断面図である。

【図２】基板現像方法の説明に供する要部の概略側面図
である。

【図３】本発明に係る基板現像装置の第２実施例を示す
要部の概略側面図である。

【図４】基板現像方法の説明に供する要部の概略側面図
である。

【符号の説明】

４…基板保持手段 ６…現像液供給手段としての現像液ノズル １０…駆動昇降機構 １３…平板部材 １３ａ…平板部材の平面部分 １８…駆動上下機構 ２１…第２の支持部材 ２２…平板部材 ２２ａ…平板部材の平面部分 ２４…駆動傾斜機構 Ｓ…隙間 Ｗ…基板

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１１月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 基板現像方法および装置 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１１月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【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、請求項１に係る発明の基板現像方法
は、現像液の使用量を極力少なくできるものでありなが
ら、現像の均一性および処理効率を向上できるようにす
ることを目的とし、また、請求項２に係る発明の基板現
像方法は、上述効果に加えて現像性能を向上できるよう
にすることを目的とする。そして、請求項３に係る発明
の基板現像装置は、現像液の使用量を極力少なくできる
ものでありながら、現像の均一性および処理効率を向上
できる装置を提供することを目的とし、また、請求項４
に係る発明の基板現像装置は、現像性能を向上できる装
置を提供することを目的とする。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板保持手段に保持された基板の表面の
   中心箇所に現像液供給手段によって現像液を供給した
   後、前記現像液供給手段とは別の平板部材を、その下側
   の平面部分が前記基板の上方に所定の隙間が有る状態で
   前記基板の表面と平行に対向するように変位させ、前記
   隙間内で前記基板の表面に供給された現像液を前記基板
   の全面に拡げて保持することを特徴とする基板現像方
   法。
2. 【請求項２】 基板保持手段に保持された基板の表面の
   外周端縁側の一箇所に現像液供給手段によって現像液を
   供給した後、前記現像液供給手段とは別の平板部材を傾
   斜姿勢にして、その下側の平面部分の外周縁の一部箇所
   を現像液供給箇所に接触させ、そこを中心として前記平
   板部材を前記基板の上方に所定の隙間が有る状態で前記
   基板の表面と平行に対向するように回動変位させ、前記
   隙間内で前記基板の表面に供給された現像液を前記基板
   の全面に拡げた状態で保持することを特徴とする基板現
   像方法。
3. 【請求項３】 基板を鉛直方向の軸芯周りで回転可能に
   保持する基板保持手段と、 前記基板の表面に現像液を供給する現像液供給手段とを
   備えた基板現像装置において、 前記現像液供給手段とは別に、前記基板の上方に所定の
   隙間が有る状態で前記基板の表面と平行に対向する平面
   部分を有して前記隙間内で前記基板の表面に供給された
   現像液を前記基板の全面に拡げて保持する平板部材を設
   け、前記平板部材を前記基板の表面と対向する作用位置
   と、そこから離れた上方の非作用位置とに昇降変位する
   駆動昇降機構を備えたことを特徴とする基板現像装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の平板部材を、その外周
   縁の接線方向となる水平方向の軸芯周りで回転可能に支
   持部材に取り付け、前記平板部材を作用位置と非作用位
   置とに昇降変位する駆動昇降機構を、前記平板部材と前
   記支持部材との間に設けて前記平板部材の平面部分を傾
   斜姿勢と水平姿勢とに変位するように前記平板部材を傾
   斜する駆動傾斜機構と、前記平面部分が傾斜姿勢にある
   状態で前記平面部分の外周縁の最下方部を基板表面の現
   像液に接触する接触位置とそれから上方に離れた非接触
   位置とに昇降変位する駆動上下機構とから構成してある
   基板現像装置。