特許 6111104 基板洗浄乾燥方法および基板現像方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6111104

(24)【登録日】2017年3月17日

(45)【発行日】2017年4月5日

(54)【発明の名称】基板洗浄乾燥方法および基板現像方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20170327BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20170327BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 651L

   H01L21/304 643A

   H01L21/304 651B

   H01L21/30 569C

【請求項の数】13

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-53342(P2013-53342)

(22)【出願日】2013年3月15日

(65)【公開番号】特開2014-179510(P2014-179510A)

(43)【公開日】2014年9月25日

【審査請求日】2015年12月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】506322684

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮセミコンダクターソリューションズ

(74)【代理人】

【識別番号】100093056

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100142930

【弁理士】

【氏名又は名称】戸高 弘幸

(74)【代理人】

【識別番号】100175020

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 知彦

(74)【代理人】

【識別番号】100180596

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 要

(72)【発明者】

【氏名】後藤 友宏

(72)【発明者】

【氏名】柏山 真人

(72)【発明者】

【氏名】高橋 保夫

(72)【発明者】

【氏名】森田 彰彦

【審査官】 溝本 安展

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８１３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０６６５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１１２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１１２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０９０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２４５１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

現像後の基板に洗浄液を供給して基板を洗浄する洗浄工程と、
基板上に洗浄液を盛る液盛工程と、
基板上に盛られた洗浄液の膜厚を薄くする薄膜化工程と、
基板を回転させ、基板の上方を覆う外気流を形成し、基板上の洗浄液を移動させるための内気流を外気流と基板との間に形成する乾燥工程と、
を備え、
乾燥工程は、外気流が基板の上方を覆った状態で内気流が基板の中央部に向かって流れることによって、基板の中央部における洗浄液を周囲に移動させ、基板の中央部を露出させる基板洗浄乾燥方法。

【請求項2】

請求項１に記載の基板洗浄乾燥方法において、
内気流は基板の上面に向かって流れ、
外気流は基板の上方を略水平方向に流れる基板洗浄乾燥方法。

【請求項3】

請求項２に記載の基板洗浄乾燥方法において、
内気流は基板の上面に当たって周囲に広がり、
外気流は周囲に広がる内気流の高さ位置を低くさせる基板洗浄乾燥方法。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載の基板洗浄乾燥方法において、
外気流は平面視で基板の中央部から周縁部に向けて流れ、
内気流は基板の中央部に当たって基板の周縁部に広がる基板洗浄乾燥方法。

【請求項5】

請求項４に記載の基板洗浄乾燥方法において、
外気流は、基板の中央部の上方から略水平方向に気体を吐出することによって生成され、
内気流は、基板の中央部の上方から略鉛直下方に気体を吐出することによって生成される基板洗浄乾燥方法。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載の基板洗浄乾燥方法において、
外気流および内気流を、単一の気体ノズルによって同時に生成する基板洗浄乾燥方法。

【請求項7】

請求項６に記載の基板洗浄乾燥方法において、
外気流は、気体ノズルの側面から気体を周囲に吐出することによって生成され、
内気流は、気体ノズルの下面から気体を下方に吐出することによって生成される基板洗浄乾燥方法。

【請求項8】

請求項６または７に記載の基板洗浄乾燥方法において、
気体ノズルは平面視で基板よりも小さい基板洗浄乾燥方法。

【請求項9】

請求項１から８のいずれかに記載の基板洗浄乾燥方法において、
乾燥工程では、気体ノズルによって外気流および内気流を生成させながら、気体ノズルを基板の中央部の上方の位置から略水平方向に移動させる基板洗浄乾燥方法。

【請求項10】

請求項１から９のいずれかに記載の基板洗浄乾燥方法において、
乾燥工程では基板に洗浄液を供給しない基板洗浄乾燥方法。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれかに記載の基板洗浄乾燥方法において、
乾燥工程では、基板の回転数を所定の上限値以下として、基板の周縁端をその内側よりも先に乾燥させない基板洗浄乾燥方法。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれかに記載の基板洗浄乾燥方法において、
乾燥工程では、外気流は基板の上方全域を覆う基板洗浄乾燥方法。

【請求項13】

基板現像方法であって、
請求項１から１２のいずれかに記載の基板洗浄乾燥方法を含み、
さらに、基板に現像液を供給して基板を現像する工程と、
を備える基板現像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、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など（以下、単に基板と称する）を洗浄し、乾燥する基板洗浄乾燥方法と、この基板洗浄乾燥方法を含む基板現像方法に関する。

【背景技術】

【0002】

フォトリソグラフィ技術は、基板上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜を所定のパターンで露光し、露光されたレジスト膜を現像する。現像では、基板に現像液を供給してレジスト膜の可溶性部位を溶解する。続いて、基板に洗浄液を供給して現像液や溶解によって生成された溶解生成物等を洗い流す。可溶性部位が除去されると、基板上にレジストパターンが現れる。この基板から洗浄液を除去し、基板を乾燥する。

【0003】

ここで、基板を洗浄し、乾燥する１方法が、特許文献１に開示されている。この方法では、洗浄液を吐出する洗浄液ノズルとガスを吐出するガスノズルとを互いに近接して基板の上方に配置する。そして、両方のノズルを移動させながら、各ノズルから洗浄液／ガスを基板に同時に吐出させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１６５０００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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、従来技術では、乾燥領域を、ガスノズルの直下を中心とした基板上の局所的な領域にとどめている。よって、基板全体を乾燥させる時間が比較的に長い。

【0006】

また、洗浄液ノズルとガスノズルが近接しており、ガスの流れによって洗浄液の流れが乱れ、ミストや液滴が発生してしまうおそれがある。このため、ガスの吐出量を増大させることが困難であり、乾燥時間を短縮することが困難である。

【0007】

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、基板を短時間で乾燥できる基板洗浄乾燥方法および基板現像方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明は、現像後の基板に洗浄液を供給して基板を洗浄する洗浄工程と、基板上に洗浄液を盛る液盛工程と、基板上に盛られた洗浄液の膜厚を薄くする薄膜化工程と、基板を回転させ、基板の上方を覆う外気流を形成し、基板上の洗浄液を移動させるための内気流を外気流と基板との間に形成する乾燥工程と、を備え、乾燥工程は、外気流が基板の上方を覆った状態で内気流が基板の中央部に向かって流れることによって、基板の中央部における洗浄液を周囲に移動させ、基板の中央部を露出させる基板洗浄乾燥方法である。

【0009】

［作用・効果］本発明に係る基板洗浄乾燥方法によれば、洗浄工程では、基板上の現像液や溶解生成物等を洗い流す。この結果、基板の上面にはレジストパターンが現れる。

【0010】

液盛工程では、基板の上面が撥水性であっても、基板の上面全体に洗浄液の液膜を形成できる。レジストパターンの全体は、この液膜（洗浄液）中に浸かる。

【0011】

薄膜化工程では、基板上に液膜が形成された状態を保ったまま、その液膜の膜厚を薄くする。これにより、レジストパターンの全体を液膜（洗浄液）内に浸漬したまま、基板上の洗浄液の量が減る。

【0012】

乾燥工程では、内気流の力と基板の回転によって生じる遠心力とによって洗浄液を移動させる。内気流の上方に形成されている外気流は、内気流の力を洗浄液に効果的に作用させる。よって、洗浄液は速やかに基板上から除去される（すなわち、基板は速やかに乾燥する）。また、乾燥工程の前に薄膜化工程を予め行っているので、乾燥工程において移動させる洗浄液の量は少ない。よって、一層短い時間で基板を乾燥できる。

【0013】

ここで、洗浄液に起因して生じ、レジストパターンを倒壊させる力（以下、適宜に「倒壊力」という）を考える。この倒壊力は、レジストパターンの全部が洗浄液中にしずんでいるときには生じず、レジストパターンの一部のみが洗浄液に浸かっているとき（すなわち、レジストパターンの一部が乾燥しているとき）に生じる。本発明では液盛工程及び薄膜化工程を備え、乾燥工程を開始するまではレジストパターンの全体を洗浄液内に浸し続け、倒壊力を生じさせない。唯一倒壊力が生じる可能性がある乾燥工程は、上述したように短時間で完了する。よって、倒壊力が生じている時間は短く、レジストパターンが倒れることを好適に抑制できる。

【0014】

上述した発明において、内気流は基板の上面に向かって流れ、外気流は基板の上方を略水平方向に流れることが好ましい。外気流は、略水平姿勢で保持される基板の上方を好適に覆うことができる。内気流は、基板の上面に当たる（衝突する）ので、基板上の洗浄液を積極的に移動させることができる。

【0015】

また、上述した発明において、内気流は基板の上面に当たって周囲に広がり、外気流は周囲に広がる内気流の高さ位置を低くさせることが好ましい。内気流は、その向きによって、基板に当たるまでの気流と、基板に当たった後の気流に分けられる。当たった後の気流は周囲に広がる。外気流は、主として周囲に広がる内気流を案内する。これにより、周囲に広がる内気流は基板の上面の近くを流れ、洗浄液を好適に移動させる。よって、洗浄液を基板上から効率よく除去できる。

【0016】

また、上述した発明において、外気流は平面視で基板の中央部から周縁部に向けて流れ、内気流は基板の中央部に当たって基板の周縁部に広がることが好ましい。基板の上面のうち、基板の中央部がまず乾燥する。乾燥領域は基板の中央部から周縁部に向かって拡大し、やがて基板全体が乾燥する。ここで、外気流の向きは、周縁部に広がる内気流の向きと略平行である。よって、外気流は周縁部に広がる内気流を円滑に案内でき、周縁部に広がる内気流は洗浄液を好適に移動させることができる。

【0017】

また、上述した発明において、外気流は、基板の中央部の上方から略水平方向に気体を吐出することによって生成され、内気流は、基板の中央部の上方から略鉛直下方に気体を吐出することによって生成されることが好ましい。適切な位置から適切な方向に気体を吐出することによって外気流および内気流を生成する。よって、気体を特定の方向に流すための案内部材を別途に備えることなく、外気流および内気流を好適に形成できる。

【0018】

また、上述した発明において、外気流および内気流を、単一の気体ノズルによって同時に生成することが好ましい。これによれば、部品点数を減らすことができる。特に、外気流を生成するための気体の吐出位置と、内気流を生成するための気体の吐出位置が同じである場合、この気体ノズルを好適に小型化できる。

【0019】

また、上述した発明において、外気流は、気体ノズルの側面から気体を周囲に吐出することによって生成され、内気流は、気体ノズルの下面から気体を下方に吐出することによって生成されることが好ましい。気体ノズルの側面から気体を吐出することで、基板を覆う外気流を好適に形成できる。また、気体ノズルの底面から気体を吐出することで、基板と外気流との間に内気流を好適に形成できる。

【0020】

また、上述した発明において、気体ノズルは平面視で基板よりも小さいことが好ましい。装置の大型化を防ぐことができる。

【0021】

また、上述した発明において、乾燥工程では、気体ノズルによって外気流および内気流を生成させながら、気体ノズルを基板の中央部の上方の位置から略水平方向に移動させることが好ましい。基板の中央部に向けて内気流を吐出した後、基板の中央部以外の領域に向けて内気流を吐出する。これにより、基板上の洗浄液を一層効率よく移動させることができる。

【0022】

また、上述した発明において、乾燥工程では基板に洗浄液を供給しないことが好ましい。外気流および内気流の各流量を容易に増大できる。よって、基板をより短い時間で乾燥できる。

【0023】

また、上述した発明において、乾燥工程では、基板の回転数を所定の上限値以下として、基板の周縁端をその内側よりも先に乾燥させないことが好ましい。洗浄液を基板の周縁端まで円滑に移動させることができる。これにより、洗浄工程および乾燥工程を含む基板処理の品質が低下することを抑制できる。

【0024】

また、本発明は、基板現像方法であって、請求項１乃至１１のいずれかに記載の基板洗浄乾燥方法を含み、さらに、基板に現像液を供給して基板を現像する工程と、を備える基板現像方法である。

【0025】

［作用・効果］本発明に係る基板現像方法によれば、基板を短時間で乾燥できる。よって、レジストパターンが倒れることを好適に抑制できる。すなわち、現像工程、洗浄工程および乾燥工程等を含む一連の基板処理の品質が低下することを抑制できる。

【0026】

なお、本明細書は、次のような基板洗浄乾燥方法及び基板現像方法に係る発明も開示している。

【0027】

（１）上述した発明において、周囲に広がる内気流が基板の上面に沿って流れるように、外気流が案内することが好ましい。

【0028】

前記（１）に記載の発明によれば、周囲に広がる内気流が、洗浄液を好適に移動させることができる。

【0029】

（２）上述した発明において、周囲に広がる内気流が基板の上面に接しながら流れるように、外気流が案内することが好ましい。

【0030】

前記（２）に記載の発明によれば、周囲に広がる内気流が、洗浄液を好適に移動させることができる。

【0031】

（３）上述した発明において、液盛工程、薄膜化工程および乾燥工程はそれぞれ、その上面にレジストパターンが現れている基板を処理し、液盛工程および薄膜化工程では、基板上に盛られた洗浄液中にレジストパターンの全体が浸かっていることが好ましい。

【0032】

前記（３）に記載の発明によれば、液盛工程および薄膜化工程では倒壊力が生じないので、レジストパターンを好適に保護できる。

【0033】

（４）上述した発明において、洗浄工程、液盛工程及び薄膜化工程の全てが完了した後に乾燥工程を開始することが好ましい。

【0034】

前記（４）に記載の発明によれば、乾燥工程を、洗浄工程、液盛工程及び薄膜化工程のいずれとも同時に行わないので、乾燥工程に要する乾燥時間を一層短縮できる。

【発明の効果】

【0035】

この発明に係る基板洗浄乾燥方法および基板現像方法によれば、基板を短時間で乾燥できる。また、レジストパターンが倒れることを好適に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】実施例１に係る現像装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】図２（ａ）は気体ノズルおよび洗浄液ノズルの側面図であり、図２（ｂ）は気体ノズルの平面図である。

【図3】気体ノズルの内部構造を示す図である。

【図4】現像装置による基板現像方法の手順を示すフローチャートである。

【図5】基板現像方法の手順を示すタイミングチャートである。

【図6】図６（ａ）乃至図６（ｈ）はそれぞれ基板に対する処理を模式的に示す図である。

【図7】先行乾燥の説明図である。

【図8】実施例２に係る現像装置の概略構成を示すブロック図である。

【図9】基板現像方法の手順を示すタイミングチャートである。

【図10】乾燥工程における処理を模式的に示す図である。

【実施例1】

【0037】

以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。

【0038】

１．現像装置の構成
図１は、実施例１に係る現像装置の概略構成を示すブロック図である。現像装置１は、露光済みのレジスト膜が表面に形成された基板（例えば、半導体ウエハ）Ｗを処理する。具体的には、現像装置１はこの基板Ｗを現像し、洗浄し、乾燥する。本明細書では、これら全体の処理を「基板現像方法」と呼び、洗浄および乾燥を特に「基板洗浄乾燥方法」と呼ぶ。

【0039】

現像装置１は、基板Ｗを略水平姿勢で保持するスピンチャック３を備えている。スピンチャック３スピンチャック３は基板Ｗの下面を吸着する。スピンチャック３は回転軸５を介してモータ７に連結されている。モータ７は回転軸５を回転駆動する。これにより、基板Ｗはその中心を通る略鉛直軸ＶＡ周りに回転する。

【0040】

スピンチャック３の周囲には飛散防止カップ１１が配置されている。飛散防止カップ１１は基板Ｗから飛散する現像液等を回収し、下方へ案内する。飛散防止カップ１１の下部には排液管１２と排気管１３が接続されている。排液管１２は回収された現像液等を飛散防止カップ１１の外部に排出する。排気管１３は飛散防止カップ１１内の気体（ミストやパーティクルを含む）を外部に排出する。

【0041】

さらに、本装置１は、現像液ノズル１５と洗浄液ノズル１７と気体ノズル１９を備えている。各ノズル１５、１７、１９は、それぞれ現像液、洗浄液、気体を吐出する。洗浄液ノズル１７と気体ノズル１９とは一体に構成されている。洗浄液は例えば純水である。気体は例えば窒素ガスである。

【0042】

現像液ノズル１５は現像液配管２１を介して現像液供給源２２に連通接続されている。現像液配管２１の途中には開閉弁２３が設けられている。現像液ノズル１５は現像液ノズル移動機構２４に支持されている。現像液ノズル移動機構２４は、基板Ｗの中央部の上方に当たる処理位置と、基板Ｗの上方から外れた待機位置（図１において実線で示す位置）とにわたって現像液ノズル１５を移動させる。

【0043】

洗浄液ノズル１７は洗浄液配管２５を介して洗浄液供給源２６に連通接続されている。洗浄液配管２５の途中には開閉弁２７が設けられている。

【0044】

気体ノズル１９は気体供給管３１ａ、３１ｂを介して気体供給源３２ａ、３２ｂにそれぞれ連通接続されている。気体供給源３２ａ、３２ｂは同種の気体（例えば窒素ガス）を供給する。気体供給管３１ａの途中には開閉弁３３ａが設けられ、気体供給管３１ｂの途中には開閉弁３３ｂが設けられている。

【0045】

気体ノズル１９は、気体ノズル移動機構（以下、適宜に「移動機構」と略記する）３４に支持されている。移動機構３４は気体ノズル１９を移動させる。具体的には、基板Ｗの中央部の上方に当たる処理位置（図１において点線で示す位置）と、基板Ｗの上方から外れた待機位置（図１において実線で示す位置）とにわたって気体ノズル１９を移動させる。さらに、移動機構３４は、処理位置にある気体ノズル１９を上下方向に移動させて、気体ノズル１９と基板Ｗとの間隔（離隔距離）を調整する。なお、洗浄液ノズル１７は気体ノズル１９と一体に移動する。

【0046】

図２（ａ）、（ｂ）は、気体ノズルおよび洗浄液ノズルの側面図および平面図である。図３は、気体ノズルの内部構造を示す図である。

【0047】

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、気体ノズル１９は略円筒形状であり、その中心軸ＣＡが略垂直となるような姿勢で保持されている。平面視で気体ノズル１９は基板Ｗよりも小さい。気体ノズル１９は下部吐出口１９ａ（図３参照）と側部吐出口１９ｂとを有する。下部吐出口１９ａには気体供給管３１ａが連通接続され、側部吐出口１９ｂには気体供給管３１ｂが連通接続されている。

【0048】

図３を参照する。下部吐出口１９ａは気体ノズル１９の下面に形成されている。下部吐出口１９ａは円形状である。下部吐出口１９ａの直径は数十ｍｍであり、下部吐出口１９ａは比較的に大きい。下部吐出口１９ａは気体を略鉛直下方に吐出する。各図においては、下部吐出口１９ａから吐出される気体の流れを実線で模式的に示す。

【0049】

下部吐出口１９ａの上方には内部空間ＳＩが形成されている。内部空間ＳＩに洗浄液ノズル１７が配置されている。洗浄液ノズル１７は直管型（いわゆるストレートノズル）である。洗浄液ノズル１７の先端（下端）の高さ位置は下部吐出口１９ａよりも高い。洗浄液ノズル１７の先端には洗浄液を吐出する吐出口１７ａが形成されている。

【0050】

図２（ａ）を参照する。側部吐出口１９ｂは気体ノズル１９の側面（側部外周面）に形成されている。側部吐出口１９ｂは周方向に細長く延びるスリットである。側部吐出口１９ｂの幅（中心軸ＣＡ方向の長さ）は下部吐出口１９ａの直径に比べて小さい。側部吐出口１９ｂの幅は例えば４ｍｍである。側部吐出口１９ｂは外周面の全周にわたって連なっている。すなわち、側部吐出口１９ｂは環状である。側部吐出口１９ｂは気体ノズル１９の下端面より僅かに高い位置に配置されている。

【0051】

各図においては、側部吐出口１９ｂから吐出された気体の流れを点線で模式的に示す。図示するように、側部吐出口１９ｂは気体を略水平方向に吐出する。略水平方向は、水平方向又は斜め下方向を含む。図２（ａ）では、側部吐出口１９ｂが斜め下方向に気体を吐出している場合を示す。斜め下方向は、例えば水平方向に対して下向きに約５度である。また、図２（ｂ）に示すように、側部吐出口１９ｂは、平面視で気体ノズル１９の側部外周面を囲む全周囲（３６０度にわたる全方向）に気体を放出する。

【0052】

気体ノズル１９は処理位置において気体を吐出する。ここで、下部吐出口１９ａから吐出された気体の流れを適宜に「内気流」と呼び、側部吐出口１９ｂから吐出された気体の流れを適宜に「外気流」と呼ぶ。内気流、外気流および基板Ｗの位置関係は、以下の通りとなる。

【0053】

外気流は基板Ｗの上方を略水平方向に流れ、基板Ｗの上方を覆う。外気流は、平面視で基板Ｗの中央部から周縁部に向けて流れる。平面視において、外気流の向きは基板Ｗの径方向外方と略一致する。内気流は外気流と基板Ｗの間を流れる。具体的には、内気流は基板Ｗの上面の中央部に向かって流れ、中央部に当たる。その後、内気流は周囲に広がり、基板Ｗの周縁部の全周に到達する。

【0054】

さらに、本装置１は、上述した各構成を操作する制御部３７を備えている。具体的には、モータ７を駆動して基板Ｗの回転を制御し、移動機構２４、３４を駆動して各ノズル１５、１７、１９の位置を制御し、開閉弁２３、２７、３３ａ、３３ｂを開放・閉止させて現像液、洗浄液、気体の供給と停止を切り替える。制御部３７は基板Ｗの処理に関する処理レシピ（処理プログラム）等を予め記憶しており、外部から基板Ｗの処理に関する命令等を受け付けることができる。そして、処理レシピ等や命令等に基づいて各構成を統括的に制御する。制御部３７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。

【0055】

２．動作
次に、実施例に係る現像装置１の動作について説明する。
図４は、現像装置１による基板現像方法の手順を示すフローチャートである。図５は基板現像方法の手順を示すタイミングチャートである。図６は、基板に対する処理を模式的に示す図である。

【0056】

図４、図５に示すように、基板現像方法は５つの工程からなり、１つの工程が完了すると、次の工程に進む。各工程は、前の工程の完了と同時に開始する。

【0057】

以下の説明では、既に、基板Ｗが、その表面を上にしてスピンチャック３に保持されているものとする。基板Ｗの表面には、図６（ａ）に示すように、露光済みのレジスト膜Ｒが被着されている。また、各部材の動作は基本的に制御部３７の制御による。

【0058】

＜ステップＳ１＞ 現像工程
現像液ノズル移動機構２４は現像液ノズル１５を処理位置まで移動させる。モータ７は基板Ｗを回転し、開閉弁２３が開放する。現像液ノズル１５は現像液Ｄを基板Ｗに吐出する。基板Ｗに供給された現像液Ｄは、基板Ｗの全面に広がる（図６（ｂ）参照）。所定の期間が経過すると、基板Ｗの回転数を所定の回転数（例えば、０ｒｐｍまたは数十ｒｐｍ）に低下させ、基板Ｗ上に現像液Ｄを盛る。開閉弁２３が閉止し、現像液ノズル１５は現像液Ｄの吐出を停止し、待避位置に移動する。現像液Ｄが基板Ｗ上に盛られた状態を、所定の時間が経過するまで維持する。現像液Ｄはレジスト膜Ｒの可溶性部位を溶解する。溶解により溶解生成物が生成される。

【0059】

＜ステップＳ２＞ 洗浄工程
ノズル１７、１９が待避位置から処理位置に移動する。基板Ｗの回転数を、例えば１０００ｒｐｍまで上昇させる。開閉弁２７が開放し、洗浄液ノズル１７は洗浄液Ｃを基板Ｗに吐出する。基板Ｗに供給された洗浄液Ｃは、基板Ｗ上の現像液Ｄや溶解生成物などを洗い流す。レジスト膜Ｒの可溶性部位も除去され、基板Ｗ上にレジストパターンＰ１乃至Ｐ４が現れる（図６（ｃ）参照）。

【0060】

＜ステップＳ３＞ 液盛工程
基板Ｗの回転数を低下させ、基板Ｗ上に洗浄液Ｃを盛る。本工程における基板Ｗの回転数は、例えば０ｒｐｍまたは数十ｒｐｍである。開閉弁２７は閉止し、洗浄液ノズル１７は洗浄液Ｃの供給を停止する。基板Ｗ上の洗浄液Ｃは、分離した複数のかたまり（液粒等）ではなく、単一のかたまり（液膜）であり、この液膜が基板Ｗの上面全体を覆っている。以下では、洗浄液Ｃの液膜を適宜に「液膜Ｃ」と記載する。液膜Ｃの厚さ（高さ）は例えば約２ｍｍから約３ｍｍであり、各レジストパターンＰ１乃至Ｐ４の高さに比べて十分に大きい。各レジストパターンＰ１乃至Ｐ４の全体は洗浄液Ｃ中に浸かる（図６（ｄ）参照）。

【0061】

＜ステップＳ４＞ 薄膜化工程
基板Ｗの回転数をやや上昇させる。本工程における基板Ｗの回転数は例えば約４００ｒｐｍであり、回転時間は例えば約３秒以下である。これにより、基板Ｗ上に液膜Ｃが形成された状態を保ちつつ、基板Ｗ上の洗浄液Ｃの一部を捨て、液膜Ｃの厚さを薄くする。本工程は、例えば膜厚を約半分程度に減少させる。また、例えば膜厚を約１ｍｍ程度に減少させる。本工程後であっても、液膜Ｃの厚さは各レジストパターンＰ１乃至Ｐ４の高さに比べて十分に大きい。よって、各レジストパターンＰ１乃至Ｐ４の全体は依然として洗浄液Ｃ中に浸かっている（図６（ｅ）参照）。

【0062】

＜ステップＳ５＞ 乾燥工程
気体ノズル１９が下降し、基板Ｗに近接する。これにより、例えば、気体ノズル１９と基板Ｗとの離隔距離が約４ｍｍとなる。基板Ｗの回転数をさらに上昇させる。開閉弁３３ａ、３３ｂが開き、気体ノズル１９は下部吐出口１９ａ及び側部吐出口１９ｂから同時に気体を吐出する。

【0063】

側部吐出口１９ｂは基板Ｗの中央部の上方から略水平方向に気体を吐出し、外気流を生成する。外気流は基板Ｗの上方を覆う。下部吐出口１９ａは、基板Ｗの中央部の上方から略鉛直下方に気体を吐出し、内気流を生成する。内気流は、基板Ｗの中央部に略垂直に入射する。

【0064】

基板Ｗの中央部における洗浄液Ｃは、内気流の衝突による力と基板Ｗの回転による遠心力を受け、周囲に移動し始める。基板Ｗの中央部におけるレジストパターンＰ２、Ｐ３の一部が露出する（図６（ｆ）参照）。

【0065】

レジストパターンＰ２、Ｐ３の一部が洗浄液Ｃから露出すると、レジストパターンＰ２、Ｐ３を倒壊させようとする力が発生する。この力は洗浄液Ｃの表面張力等に起因する力であり、「応力」とも呼ばれる。以下の説明では、この力を便宜上「倒壊力」と呼ぶ。図６（ｆ）の場合、レジストパターンＰ２、Ｐ３のみに対して倒壊力が生じ、レジストパターンＰ１、Ｐ４に対して倒壊力は生じていない。

【0066】

やがて、図６（ｇ）に示すように、基板Ｗの中央部から洗浄液Ｃが除去され、中央部が乾燥領域となる。レジストパターンＰ２、Ｐ３の全部が露出すると、レジストパターンＰ２、Ｐ３に働く倒壊力も消滅する。

【0067】

内気流は、基板Ｗの中央部に当たった後、周囲に広がる。周囲に広がる内気流の上方においては外気流が略水平方向に流れている。外気流は、周囲に広がる内気流の高さ位置が低くなるように案内する。例えば、外気流は、周囲に広がる内気流を基板Ｗの上面に押さえ付けるように作用する。これにより、内気流は基板Ｗの表面に沿って基板Ｗの表面の近傍を流れ、基板Ｗの周縁端に達する。この周囲に広がる内気流が、基板Ｗ上の洗浄液Ｃをさらに周縁部に移動させる。基板Ｗの回転による遠心力は、この内気流の力を補い、洗浄液Ｃの移動を促進する。

【0068】

洗浄液Ｃの移動に伴って、乾燥領域は基板Ｗの中央部から同心円状に拡大する。そして、基板Ｗの周縁端まで移動した洗浄液Ｃが基板Ｗ外に捨てられることによって、基板Ｗ上から洗浄液Ｃが除去され、基板Ｗの全面が乾燥する（図６（ｆ）乃至（ｈ））。

【0069】

ここで、外気流と基板Ｗの周縁端との間には一定のクリアランスが形成されていることが好ましい。これによれば、内気流は、外気流と干渉せずに円滑に基板Ｗの周縁端に到達できる。

【0070】

周縁端まで達した内気流および外気流は、排気管１３に吸引されることによってそれぞれ下方に向きを変え、基板Ｗよりも下方に向かって進む。

【0071】

乾燥工程における基板Ｗの回転数については、所定の上限値以下として、基板Ｗの周縁端をその内側よりも先に乾燥させないことが好ましい。

【0072】

図７を参照する。図７は、先行乾燥を説明する図である。図示するように、基板Ｗ上に洗浄液Ｃがまだ存在しているにも関わらず、基板Ｗの周縁端が先に乾燥している。このような先行乾燥は、基板Ｗの回転数が高すぎると起こる。先行乾燥が起こると、洗浄液Ｃが円滑に周縁端に移動できなくなり、ウォーターマーク等の発生を招き、基板処理の品質が低下する。

【0073】

上述した上限値は、基板Ｗの大きさ（直径を含む）が大きくなるに従って小さくなるように設定することが好ましい。これにより、先行乾燥を好適に防止できる。基板Ｗの直径が３００ｍｍの円形基板である場合、基板Ｗの回転数は例えば約２０００ｒｐｍ以下であることが好ましい。

【0074】

３．効果
このように、本実施例１によれば、乾燥工程は、内気流の力と遠心力とによって洗浄液Ｃを移動させる。さらに、基板Ｗを覆う外気流を形成し、この外気流と基板Ｗとの間に内気流が流れることによって、内気流は洗浄液Ｃを効果的に移動できる。よって、基板Ｗから洗浄液Ｃを速やかに除去でき、基板Ｗを短時間で乾燥できる。

【0075】

外気流は略水平方向に流れるので、略水平姿勢の基板Ｗを好適に覆うことができる。

【0076】

内気流は基板Ｗの上面に向かって流れ、基板Ｗ上の洗浄液Ｃに当たるので、洗浄液Ｃを積極的に移動できる。また、内気流は基板Ｗの中央部に当たるので、基板Ｗの中央部を最初に乾燥できる。さらに、内気流は、中央部に垂直に入射するので、洗浄液Ｃを基板Ｗの中央部から周縁部の全周に均一に移動できる。

【0077】

そして、内気流は、基板Ｗに当たった後、周囲に均一に（同心円状に）広がる。外気流は、周囲に広がる内気流が基板Ｗの上面付近を流れるように案内する。周囲に広がる内気流は基板Ｗ上の洗浄液Ｃの近傍を流れ、あるいは、基板Ｗ上の洗浄液Ｃに接しながら流れ、洗浄液Ｃを周縁部へ移動できる。

【0078】

さらに、平面視で基板Ｗの中央部から周縁部へ向かう外気流の向きは周囲に広がる内気流の向きと略同じであるので、外気流は内気流を円滑に案内できる。よって、洗浄液Ｃを周縁部へ一層好適に移動できる。

【0079】

これらの結果、乾燥領域は基板Ｗの中央部から全体に均一に拡大し、基板Ｗの全面を均一に乾燥できる。

【0080】

また、外気流は、さらに、ミストやパーティクル等を遮り、それらが基板Ｗに付着することを抑制できる。

【0081】

上述した外気流を、基板Ｗの中央部の上方から略水平方向に気体を吐出することによって生成する。同様に、内気流を、基板Ｗの中央部の上方から略鉛直下方に気体を吐出することによって生成する。このように、気流ごとに個別に、適切な位置から適切な方向へ気体を吐出することによって、外気流および内気流を好適に形成できる。

【0082】

また、上述した外気流および内気流を同時に生成する単一の気体ノズル１９を備えているので、部品点数を削減できる。気体ノズル１９は、下部吐出口１９ａおよび側部吐出口１９ｂを有するので、２種の気流をそれぞれ好適に生成できる。

【0083】

また、乾燥工程では、図５の下段に明示するように、洗浄液Ｃや現像液Ｄ等を吐出せず、気体のみを吐出するので、気体の吐出量（各気流の流量）を容易に増大できる。よって、乾燥工程に要する時間を短縮できる。

【0084】

また、液盛工程を備えているので、レジスト膜Ｒが撥水性であっても、各レジストパターンＰ１乃至Ｐ４を洗浄液Ｃ内に確実に沈めることができる。これにより、乾燥工程の直前までレジストパターンＰ１乃至Ｐ４を倒壊力から保護できる。さらに、乾燥工程は上述したとおり短時間で基板Ｗを乾燥できるので、倒壊力が生じている期間を短くすることができる。よって、レジストパターンＰ１乃至Ｐ４が倒れることを好適に防止できる。

【0085】

また、薄膜化工程を備えているので、倒壊力を生じさせることなく基板Ｗ上に盛られた洗浄液（液膜）Ｃの量を低減できる。これにより、乾燥工程に要する乾燥期間を一層短縮できる。

【0086】

また、薄膜化工程では気体ノズル１９から気体を供給しない。すなわち、遠心力のみによって基板Ｗに盛られた洗浄液Ｃの一部を除去する。よって、洗浄液Ｃの飛沫の発生量を抑制できる。

【実施例2】

【0087】

次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図８は、実施例２に係る現像装置の概略構成を示すブロック図である。なお、実施例１と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

【0088】

洗浄液ノズル１７には、２種類の洗浄液を選択的に吐出する。２種類の洗浄液は表面張力の点で異なる。以下では、表面張力が比較的に高い一方の洗浄液を「洗浄液Ｃａ」と呼び、他方の洗浄液を「洗浄液Ｃｂ」と呼ぶ。洗浄液Ｃａは例えば純水であり、洗浄液Ｃｂは例えば純水と界面活性剤を混合した溶液（「界面活性剤溶液」という）である。なお、洗浄液Ｃａ、Ｃｂを特に区別しない場合には、単に「洗浄液Ｃ」と記載する。

【0089】

洗浄液配管２５はその途中で２本の分岐管２５ａ、２５ｂに分岐している。各分岐管２５ａ、２５ｂはそれぞれ洗浄液供給源２６ａ、２６ｂに連通接続されている。洗浄液供給源２６ａ、２６ｂはそれぞれ洗浄液Ｃａ、Ｃｂを供給する。各分岐管２５ａ、２５ｂの途中には開閉弁２７ａ、２７ｂがそれぞれ設けられている。

【0090】

２．動作
次に、実施例に係る現像装置１の動作について説明する。
図９は、現像装置１による処理の手順を示すフローチャートである。以下の説明では、既に、基板Ｗが、その表面を上にしてスピンチャック３に保持されているものとする。スピンチャック３基板Ｗの表面には、露光処理が施されたレジスト膜Ｒが被着されている。また、各部材の動作は基本的に制御部３７の制御による。

【0091】

＜ステップＳ１１＞ 現像工程
基板Ｗに現像液を供給して基板Ｗを現像する。

【0092】

＜ステップＳ１２＞ 洗浄工程
現像後の基板Ｗに洗浄液Ｃａを供給して基板Ｗを洗浄する。

【0093】

＜ステップＳ１３＞ 置換工程
基板Ｗに洗浄液Ｃｂを供給して基板Ｗ上の洗浄液Ｃａを洗浄液Ｃｂに置換する。

【0094】

＜ステップＳ１４＞ 液盛工程
基板Ｗの回転数を低下させる。これにより、洗浄液Ｃｂを基板Ｗ上に盛る。

【0095】

＜ステップＳ１５＞ 薄膜化工程
基板Ｗ上に盛られた洗浄液Ｃｂの膜厚を薄くする。

【0096】

＜ステップＳ１６＞ 乾燥工程
基板Ｗを回転させ、外気流と内気流を形成する。本実施例では、さらに、気体ノズル１９を処理位置（基板Ｗの中央部の上方）から移動させる。

【0097】

図１０を参照する。図１０は、乾燥工程における処理を模式的に示す図である。

【0098】

乾燥工程の初期では、気体ノズル１９は処理位置に位置する。内気流は基板Ｗの中央部に当たる（図１０（ａ）参照）。これにより、基板Ｗの中央部が最初に乾燥領域となる（図１０（ｂ）参照）。

【0099】

続いて、気体ノズル１９は気体を吐出しながら、処理位置から略水平方向（例えば基板Ｗの半径方向）に移動する。内気流は中央部とは異なる領域に当り、この領域の洗浄液Ｃｂを積極的に移動させる（図１０（ｃ）参照）。よって、この領域の乾燥が一層促進される。なお、気体ノズル１９が移動した後も、外気流は基板Ｗの上方を覆っている。これにより、基板Ｗの全体がより短時間に乾燥する（図１０（ｄ）参照）。

【0100】

３．効果
このように、本実施例２によっても、基板Ｗを短時間で乾燥できる等といった実施例１と同様の効果を奏する。

【0101】

また、乾燥工程では、気体ノズル１９が移動することによって、基板Ｗの中央部以外の領域を一層速やかに乾燥できる。この結果、基板Ｗの全体をより短時間に乾燥できる。。

【0102】

また、置換工程を備えているので、洗浄工程と液盛工程以降においてそれぞれ適した洗浄液Ｃａ、Ｃｂを使い分けることができる。例えば、洗浄工程では洗浄液Ｃａとして純水を使用するので、洗浄処理の品質を高めることができる。また、液盛工程以降では洗浄液Ｃｂとして界面活性剤溶液を使用するので、倒壊力の大きさ自体が小さくなる。また、より小さい力で界面活性剤溶液を移動できるので、基板Ｗから界面活性剤溶液をより速やかに除去でき、基板Ｗをより短時間で乾燥できる。よって、レジストパターンＰ１乃至Ｐ４の倒壊を一層抑制できる。

【0103】

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。

【0104】

（１）上述した各実施例１、２では、現像工程は、基板Ｗに現像液を盛っていたが、これに限られない。現像工程は種々の方法に変更できる。例えば、現像工程が終了するまで現像液を吐出し続けてもよい。また、現像液ノズル１５を基板Ｗの直径と略同等の長さを有するスリットノズルに変更してもよい。

【0105】

（２）上述した各実施例１、２では、単一の気体ノズル１９が外気流及び内気流を生成したが、これに限られない。例えば、専ら外気流を生成する外気流用ノズルと、専ら内気流を生成する内気流用ノズルとを別個に備えてもよい。

【0106】

（３）上述した実施例１では１種類の洗浄液を使用し、実施例２では２種類の洗浄液を使用したが、これに限られない。例えば、３種類の洗浄液を使用してもよい。

【0107】

（４）上述した各実施例１、２および上記（１）から（３）で説明した各変形実施例については、さらに各構成を他の実施例の構成に置換または組み合わせるなどして適宜に変更してもよい。

【符号の説明】

【0108】

１ … 現像装置
１５ … 現像液ノズル
１９ … 洗浄液ノズル
１９ … 気体ノズル
１９ａ … 下部吐出口
１９ｂ … 側部吐出口
３７ … 制御部
Ｃ、Ｃａ、Ｃｂ … 洗浄液（液膜）
Ｒ … レジスト膜
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ … レジストパターン
Ｗ … 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】