特許 6148210 現像方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体

(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】6148210

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】現像方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20170607BHJP

   G03F 7/30 20060101ALI20170607BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 569F

   H01L21/30 569C

   G03F7/30

   G03F7/30 502

【請求項の数】11

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-124158(P2014-124158)

(22)【出願日】2014年6月17日

(65)【公開番号】特開2016-4894(P2016-4894A)

(43)【公開日】2016年1月12日

【審査請求日】2016年5月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122507

【弁理士】

【氏名又は名称】柏岡 潤二

(74)【代理人】

【識別番号】100169063

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 洋平

(72)【発明者】

【氏名】竹口 博史

(72)【発明者】

【氏名】井関 智弘

(72)【発明者】

【氏名】寺下 裕一

【審査官】 今井 彰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１７３９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３４５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１１２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６８３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００４５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０４１２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７４５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１９３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３４７１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３４３７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１１０５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２５２１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１７７９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１９９０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２９９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６５０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７３５１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７、２１／３０

Ｇ０３Ｆ ７／２６−７／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板表面上の露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する現像方法であって、
（Ａ）水平に保持された状態で回転する前記基板に向けて現像液を供給することによって前記レジスト膜の表面上に前記現像液を行き渡らせる工程と、
（Ｂ）前記レジスト膜と前記現像液とを反応させる工程と、
（Ｃ）前記レジスト膜と前記現像液との反応を停止させるために前記レジスト膜表面から前記現像液を除去する工程と、
をこの順序で備え、
前記（Ａ）工程において、
前記現像液の吐出口と、前記吐出口から横方向に広がり且つ前記レジスト膜と対向配置される下端面とを有する接液ノズルを使用し、
前記レジスト膜の表面と前記下端面とによって形成される隙間に前記吐出口から前記現像液を供給するとともに、回転する前記基板の中心部から周縁部に向けて前記接液ノズルを移動させ、
前記（Ｃ）工程において、
前記現像液が除去された前記レジスト膜表面の反応停止領域と、前記現像液との反応が続いている前記レジスト膜表面の反応進行領域との境界を前記レジスト膜の中心部から周縁部に向けて移動させ、
前記（Ｃ）工程において、前記レジスト膜の中心部に前記反応停止領域を形成する際の前記基板の回転速度を１０００〜５０００回転／分とし、前記境界が前記基板の周縁部の方向に移動するにしたがって前記基板の回転速度を低くする、現像方法。

【請求項2】

基板表面上の露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する現像方法であって、
（Ａ）水平に保持された状態で回転する前記基板に向けて現像液を供給することによって前記レジスト膜の表面上に前記現像液を行き渡らせる工程と、
（Ｂ）前記レジスト膜と前記現像液とを反応させる工程と、
（Ｃ）前記レジスト膜と前記現像液との反応を停止させるために前記レジスト膜表面から前記現像液を除去する工程と、
をこの順序で備え、
前記（Ａ）工程において、
前記現像液の吐出口と、前記吐出口から横方向に広がり且つ前記レジスト膜と対向配置される下端面とを有する接液ノズルを使用し、
前記レジスト膜の表面と前記下端面とによって形成される隙間に前記吐出口から前記現像液を供給するとともに、回転する前記基板の中心部から周縁部に向けて前記接液ノズルを移動させ、
前記（Ｃ）工程において、
前記現像液が除去された前記レジスト膜表面の反応停止領域と、前記現像液との反応が続いている前記レジスト膜表面の反応進行領域との境界を前記レジスト膜の中心部から周縁部に向けて移動させ、
前記（Ｃ）工程において、前記レジスト膜の中心部から周縁部に向けて移動するノズルから前記レジスト膜上に現像液を供給する、現像方法。

【請求項3】

前記（Ａ）工程における前記基板の回転速度は５〜１００回転／分である、請求項１又は２に記載の現像方法。

【請求項4】

前記（Ａ）工程において前記接液ノズルが前記基板の半径方向に移動する速度は５〜１００ｍｍ／秒の範囲であり且つ前記（Ｃ）工程において前記境界が前記基板の半径方向に移動する速度は５〜１００ｍｍ／秒の範囲である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像方法。

【請求項5】

前記（Ｃ）工程において、前記レジスト膜の中心部に向けて上方から乾燥用ガスを供給することによって前記反応停止領域を形成する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像方法。

【請求項6】

前記（Ｃ）工程において、前記レジスト膜の中心部から周縁部に向けてリンス液を供給することによって前記反応停止領域を形成する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像方法。

【請求項7】

前記現像液の吐出口と、前記吐出口から横方向に広がり且つ前記レジスト膜と対向する面とを有する接液ノズルを使用し、前記レジスト膜の表面上に前記リンス液を供給する、請求項６に記載の現像方法。

【請求項8】

前記（Ｃ）工程において、前記レジスト膜の中心部から周縁部に向けて移動する吸引ノズルを使用して前記レジスト膜上の前記現像液を吸引することによって前記反応停止領域を形成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像方法。

【請求項9】

前記（Ｂ）工程において、前記基板の回転を停止する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の現像方法。

【請求項10】

前記吐出口の断面形状が直径１〜８ｍｍの円形であり、前記下端面の形状が直径２０〜５０ｍｍの円形である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の現像方法。

【請求項11】

請求項１〜１０のいずれか一項に記載の現像方法を現像布装置に実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、露光後のレジスト膜の現像方法、現像装置及び当該現像装置に用いられるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、基板の微細加工を行うにあたり、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸パターンを基板（例えば、半導体ウエハ）上に形成することが広く行われている。例えば、半導体ウエハ上にレジストパターンを形成する工程は、半導体ウエハの表面にレジスト膜を形成することと、このレジスト膜を所定のパターンに沿って露光することと、露光後のレジスト膜と現像液とを反応させて現像することとを含む。

【0003】

これまで種々の現像技術が開発されている。例えば、特許文献１は静止した基板上に現像液からなるパドルを形成する現像方式を開示する。パドルの形成には長尺な吐出口を備えたノズルが使用され、吐出口から現像液を吐出しながらノズルを基板の一端から他端へ移動させることで基板上のレジスト膜の表面全体に現像液が盛られる。以下、便宜上、この現像方式を「静止現像方式」と称する。

【0004】

特許文献２は、回転する基板に対して現像液を供給する現像方式を開示する。ノズルは基板の半径方向に移動しながら、その吐出口から基板に向けて現像液を供給する。基板の回転による遠心力の作用と、現像液の供給位置の移動とにより、レジスト膜上に現像液の液膜が形成される。以下、便宜上、回転する基板に対して現像液を供給する現像方式を「回転現像方式」と称する。特許文献３は、回転現像方式に分類される現像方法の一例を開示する。すなわち、特許文献３に記載の方法は、ウエハに対向配置される下端面を有するノズルを使用するものであり、回転するウエハと、その回転中心を含む領域に配置されたノズルの下端面との隙間を液密状態にしてウエハ上に液が供給され、その液が遠心力によって外側に広がる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３６１４７６９号公報

【特許文献2】特許第４８９３７９９号公報

【特許文献3】特開２０１２−７４５８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、静止現像方式の場合、現像液からなるパドルにおいて現像液の対流が生じにくく、レジスト膜と反応して反応性が低下した現像液がその場に留まりやすいため、現像処理に比較的長い時間を要する点において改善の余地があった。他方、回転現像方式の場合、供給された現像液が基板上を流れるため、液流れに起因してレジストの微細線幅（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、以下「ＣＤ」という。）が不均一となる場合がある点において改善の余地があった。

【0007】

本発明は、ＣＤ分布の均一性が十分に高いレジストを形成できる現像方法を提供することを目的とする。また本発明は、当該現像方法を実施できる現像装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体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】

本発明に係る現像方法は、基板表面上の露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成するためのものであり、（Ａ）水平に保持された状態で回転する基板に向けて現像液を供給することによってレジスト膜の表面上に現像液を行き渡らせる工程と、（Ｂ）レジスト膜と現像液とを反応させる工程と、（Ｃ）レジスト膜と現像液との反応を停止させるためにレジスト膜表面から現像液を除去する工程とをこの順序で備え、（Ａ）工程において、現像液の吐出口とこの吐出口から横方向に広がり且つレジスト膜と対向配置される下端面とを有する接液ノズルを使用し、レジスト膜の表面と接液ノズルの下端面とによって形成される隙間に吐出口から現像液を供給するとともに、回転する基板の中心部から周縁部に向けて接液ノズルを移動させ、（Ｃ）工程において、現像液が除去されたレジスト膜表面の反応停止領域と、現像液との反応が続いているレジスト膜表面の反応進行領域との境界をレジスト膜の中心部から周縁部に向けて移動させる。

【0009】

上記現像方法の（Ａ）工程において、接液ノズルを使用し且つこの接液ノズルを回転する基板の中心部から周縁部に向けて移動させることで、レジスト膜上に現像液を行き渡らせる速度を十分に制御できる。（Ｂ）工程を経た後、（Ｃ）工程において、レジスト膜表面の反応停止領域と、レジスト膜表面の反応進行領域との境界をレジスト膜の中心部から周縁部に向けて移動させることで、レジスト膜の中心部の現像時間と、レジスト膜の周縁部の現像間との差を小さくすることができる。これにより、現像時間差に起因するＣＤ分布の不均一性を十分に抑制できる。なお、上記現像方法は、工程（Ａ）の前、各工程の間及び／又は工程（Ｃ）の後に他の工程を備えてもよい。

【0010】

上記（Ａ）工程における基板の回転速度は低速（例えば５〜１００回転／分）であることが好ましい。これにより、レジスト膜上に現像液を行き渡らせる速度をより一層正確に制御できる。他方、上記（Ｃ）工程において、レジスト膜の中心部に反応停止領域を形成する際の基板の回転速度は高速（例えば１０００〜５０００回転／分）であることが好ましく、反応停止領域と反応進行領域の境界が基板の周縁部の方向に移動するにしたがって基板の回転速度を低下させることが好ましい。基板を高速で回転させることで、基板の中心部にある現像液を外側に移動させる遠心力を発生させることができる。その後、反応停止領域が外側に広がるにしたがって現像液に加わる遠心力は大きくなるため、基板の回転速度を当初の速度よりも低くしてもよい。なお、基板の回転速度を連続的に低くしてもよいし、段階的に低くしてもよい。

【0011】

上記（Ａ）工程において接液ノズルが基板の半径方向に移動する速度は５〜１００ｍｍ／秒の範囲であり且つ（Ｃ）工程において境界が基板の半径方向に移動する速度は５〜１００ｍｍ／秒の範囲であることが好ましい。接液ノズルの半径方向の移動速度と上記境界の半径方向の移動速度をなるべく近い速度にすることで、レジスト膜の中心部の現像時間と、レジスト膜の周縁部の現像時間との差を十分に小さくすることができ、これによりレジスト膜におけるＣＤ分布の均一性をより一層向上できる。

【0012】

上記（Ｃ）工程において、反応停止領域を形成する方法（レジスト膜表面の中心部から周縁部に向けて現像液を除去する方法）として以下のものが挙げられる。
・レジスト膜の中心部に向けて上方から乾燥用ガスを供給する。
・レジスト膜の中心部から周縁部に向けてリンス液を供給する。
・レジスト膜の中心部から周縁部に向けて移動する吸引ノズルを使用してレジスト膜上の現像液を吸引する。
このとき、リンス液の供給に使用するノズルは、通常のノズル（例えばストレートノズル）を使用してもよいし、上述の接液ノズル（リンス液の吐出口と、吐出口から横方向に広がり且つレジスト膜と対向配置される下端面とを有するノズル）を使用してもよい。

【0013】

上記（Ｃ）工程において、レジスト膜の中心部から周縁部に向けて移動するノズルからレジスト膜上に現像液を供給してもよい。移動するノズルからレジスト膜表面に現像液を供給することで反応進行領域における現像液の乾燥を防止することができる。かかるノズルを採用した場合、このノズルの位置を反応停止領域と反応進行領域との境界とすることができる。つまり、このノズルの移動速度を制御することで、上記境界の移動速度を制御できる。

【0014】

本発明に係る現像装置は、基板表面上の露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成するためのものであり、基板を保持し且つ基板を回転させる回転保持部と、現像液の吐出口と吐出口から横方向に広がり且つレジスト膜と対向配置される下端面とを有し、基板の表面上に現像液を供給する接液ノズルと、基板の上方から基板の表面上に現像液を補給する現像液補給ノズルと、接液ノズル及び現像液補給ノズルに現像液を供給する現像液供給部と、接液ノズル及び現像液補給ノズルを移動させる駆動部とを備える。

【0015】

かかる構成の現像装置によれば、上記現像方法を実施することができる。上記現像装置は、接液ノズルにリンス液を供給できるように構成されていてもよい。かかる構成により、上記現像方法における反応停止領域の形成にリンス液を使用でき、その供給に接液ノズルを利用できる。

【0016】

本発明に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上述の現像方法を現像布装置に実行させるためのプログラムを記録している。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体（non-transitory computer recording medium）（例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置）や、伝播信号（transitory computer recording medium）（例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号）が含まれる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ＣＤ分布の均一性が十分に高いレジストを形成できる現像方法と、この現像方法を実施できる現像装置と、当該現像装置に用いられるコンピュータ読み取り可能な記録媒体とが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、基板処理システムを示す斜視図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図3】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図4】図４は、現像ユニット（現像装置）の概略構成を示す断面図である。

【図5】図５は、レジスト膜に対向配置される下端面を有する接液ノズルを模式的に示す斜視図である。

【図6】図６は、接液ノズルの吐出口から現像液をレジスト膜上に供給している様子を模式的に示す断面図である。

【図7】図７の（ａ）〜（ｃ）は、接液ノズルによってレジスト膜の表面上に現像液を行き渡らせる過程を模式的に示す断面図である。

【図8】図８の（ａ）〜（ｃ）は、レジスト膜表面から現像液を除去する過程を模式的に示す断面図である。

【図9】図９の（ａ）は（Ａ）工程から（Ｃ）工程までの間の基板回転数及び現像液吐出量を模式的に示すタイムチャートであり、（ｂ）は従来のスピンコート法における基板回転数及び現像液吐出量を模式的に示すタイムチャートである。

【図10】図１０の（ａ）は本実施形態に係る現像方法によって形成されたレジストの面内ＣＤ分布の一例を示し、（ｂ）は従来のスピンコート法によって形成されたレジストの面内ＣＤ分布の一例を示す。

【図11】図１１の（ａ）〜（ｅ）は、リンス液供給ノズルを使用し、レジスト膜表面から現像液を除去する過程を模式的に示す断面図である。

【図12】図１２の（ａ）〜（ｄ）は、吸引ノズルを使用し、レジスト膜表面から現像液を除去する過程を模式的に示す断面図である。

【図13】図１３は、（Ｃ）工程における現像液の供給を接液ノズルを使用して実施する様子を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

【0020】

＜基板処理システム＞
基板処理システム１は、塗布・現像装置２と露光装置３とを備える。露光装置３は、レジスト膜の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜（感光性被膜）の露光対象部分にエネルギー線を照射する。エネルギー線としては、例えばＡｒＦエキシマレーザー、ＫｒＦエキシマレーザー、ｇ線、ｉ線又は極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultraviolet）が挙げられる。

【0021】

塗布・現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウエハＷ（基板）の表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。本実施形態において、ウエハＷは円板状を呈するが、円形の一部が切り欠かれていたり、多角形などの円形以外の形状を呈するウエハを用いてもよい。ウエハＷは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Flat Panel Display）基板その他の各種基板であってもよい。

【0022】

図１〜図３に示すように、塗布・現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インターフェースブロック６とを備える。キャリアブロック４、処理ブロック５及びインターフェースブロック６は、水平方向に並んでいる。

【0023】

キャリアブロック４は、キャリアステーション１２と搬入・搬出部１３とを有する。搬入・搬出部１３は、キャリアステーション１２と処理ブロック５との間に介在する。キャリアステーション１２は、複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、例えば円形の複数枚のウエハＷを密封状態で収容し、ウエハＷを出し入れするための開閉扉（不図示）を一側面１１ａ側に有する（図３参照）。キャリア１１は、側面１１ａが搬入・搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。搬入・搬出部１３は、キャリアステーション１２上の複数のキャリア１１にそれぞれ対応する複数の開閉扉１３ａを有する。側面１１ａの開閉扉と開閉扉１３ａとを同時に開放することで、キャリア１１内と搬入・搬出部１３内とが連通する。搬入・搬出部１３は受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウエハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウエハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。

【0024】

処理ブロック５は、下層膜形成（ＢＣＴ）モジュール１４と、レジスト膜形成（ＣＯＴ）モジュール１５と、上層膜形成（ＴＣＴ）モジュール１６と、現像処理（ＤＥＶ）モジュール１７とを有する。これらのモジュールは、床面側からＤＥＶモジュール１７、ＢＣＴモジュール１４、ＣＯＴモジュール１５、ＴＣＴモジュール１６の順に並んでいる。

【0025】

ＢＣＴモジュール１４は、ウエハＷの表面上に下層膜を形成するように構成されている。ＢＣＴモジュール１４は、複数の塗布ユニット（不図示）と、複数の熱処理ユニット（不図示）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ２とを内蔵している。塗布ユニットは、下層膜形成用の処理液をウエハＷの表面に塗布するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＢＣＴモジュール１４において行われる熱処理の具体例としては、下層膜を硬化させるための加熱処理が挙げられる。

【0026】

ＣＯＴモジュール１５は、下層膜上に熱硬化性且つ感光性のレジスト膜を形成するように構成されている。ＣＯＴモジュール１５は、複数の塗布ユニット（不図示）と、複数の熱処理ユニット（不図示）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。塗布ユニットは、レジスト膜形成用の処理液（レジスト剤）を下層膜の上に塗布するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＣＯＴモジュール１５において行われる熱処理の具体例としては、レジスト膜を硬化させるための加熱処理（ＰＡＢ：Pre Applied Bake）が挙げられる。

【0027】

ＴＣＴモジュール１６は、レジスト膜上に上層膜を形成するように構成されている。ＴＣＴモジュール１６は、複数の塗布ユニット（不図示）と、複数の熱処理ユニット（不図示）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ４とを内蔵している。塗布ユニットは、上層膜形成用の処理液をウエハＷの表面に塗布するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＴＣＴモジュール１６において行われる熱処理の具体例としては、上層膜を硬化させるための加熱処理が挙げられる。

【0028】

ＤＥＶモジュール１７は、露光されたレジスト膜の現像処理を行うように構成されている。ＤＥＶモジュール１７は、複数の現像ユニット（現像装置）Ｕ１と、複数の熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットを経ずにウエハＷを搬送する直接搬送アームＡ５とを内蔵している（図２，３参照）。現像ユニットＵ１は、レジスト膜を部分的に除去してレジストパターンを形成するように構成されている。熱処理ユニットＵ２は、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。ＤＥＶモジュール１７において行われる熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Post Bake）等が挙げられる。

【0029】

処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、床面からＴＣＴモジュール１６に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウエハＷを昇降させる。

【0030】

処理ブロック５内におけるインターフェースブロック６側には棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は床面からＤＥＶモジュール１７の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

【0031】

インターフェースブロック６は、受け渡しアームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。受け渡しアームＡ８は、棚ユニットＵ１１のウエハＷを取り出して露光装置３に渡し、露光装置３からウエハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻すように構成されている。

【0032】

＜現像ユニット＞
続いて、図４〜図６を参照して、現像ユニット（現像装置）Ｕ１について更に詳しく説明する。現像ユニットＵ１は、図４に示されるように、回転保持部２０と、駆動部３０と、現像液供給部４０と、乾燥ガス供給部５０と、制御部１００とを備える。

【0033】

回転保持部２０は、回転部２１と、保持部２３とを有する。回転部２１は、上方に突出したシャフト２２を有する。回転部２１は、例えば電動モータ等を動力源としてシャフト２２を回転させる。保持部２３は、シャフト２２の先端部に設けられている。保持部２３上には、表面Ｗａ上に露光後のレジスト膜Ｒが形成されたウエハＷが水平に配置される。保持部２３は、例えば吸着等によりウエハＷを略水平に保持する。すなわち、回転保持部２０は、ウエハＷの姿勢が略水平の状態で、ウエハＷの表面に対して垂直な軸（回転軸）周りでウエハＷを回転させる。本実施形態では、回転軸は、円形状を呈するウエハＷの中心を通っているので、中心軸でもある。本実施形態では、図４に示されるように、回転保持部２０は、上方から見て時計回りにウエハＷを回転させる。

【0034】

駆動部３０は、接液ノズルＮ１とガス噴射ノズルＮ２とをそれぞれ独立して駆動するように構成されている。駆動部３０は、ガイドレール３１と、スライドブロック３２，３３と、アーム３４とを有する。ガイドレール３１は、回転保持部２０（ウエハＷ）の上方において水平方向に沿って延びている。スライドブロック３２，３３は、ガイドレール３１に沿って水平方向に移動可能となるように、ガイドレール３１にそれぞれ接続されている。アーム３４は、上下方向に移動可能となるように、スライドブロック３２に接続されている。アーム３５は、上下方向に移動可能となるように、スライドブロック３３に接続されている。アーム３４の下端には接液ノズルＮ１が接続され、アーム３５の下端にはガス噴射ノズルＮ２が接続されている。駆動部３０は、例えば電動モータ等を動力源として、スライドブロック３２，３３及びアーム３４，３５を移動させ、これに伴って接液ノズルＮ１及びガス噴射ノズルＮ２を移動させる。平面視において、接液ノズルＮ１は、現像液の吐出時において、ウエハＷの回転軸に直交する直線上をウエハＷの径方向に沿って移動する。一方、ガス噴射ノズルＮ２はウエハＷの中心部に配置された後、ガス噴射時においては移動することなく、その位置に留まってもよい。

【0035】

現像液供給部４０は、現像液貯留部４１と、接液ノズルＮ１と、供給管４２と、ポンプ４３と、バルブ４４とを有する。現像液貯留部４１は現像液Ｌ１（図６参照）を貯留する。現像液はポジ型フォトレジスト用と、ネガ型フォトレジスト用とに区別され、レジスト膜Ｒの種類に応じて適宜選択すればよい。ポジ型フォトレジスト用現像液としてアルカリ水溶液が挙げられ、そのアルカリ成分としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイト（ＴＭＡＨ）が挙げられる。ネガ型フォトレジスト用現像液として有機溶剤が挙げられる。

【0036】

接液ノズルＮ１は、保持部２３に保持されたウエハＷの上方に配置される。図５は接液ノズルＮ１の一例を示す斜視図である。接液ノズルＮ１の吐出口Ｎ１ａは鉛直下方を向いている。吐出口Ｎ１ａの断面形状は例えば円形であればよく、その直径は好ましくは１〜８ｍｍ程度であり、より好ましくは３〜５ｍｍ程度である。接液ノズルＮ１は、図５に示されるように、吐出口Ｎ１ａから横方向に広がる下端面Ｎ１ｂを有する。下端面Ｎ１ｂの形状は例えば円形であればよく、その直径は好ましくは２０〜１５０ｍｍ程度であり、より好ましくは３０〜５０ｍｍ程度である。接液ノズルＮ１は、供給管４２により現像液貯留部４１に接続されており、現像液貯留部４１から供給された現像液Ｌ１を下方に吐出して表面Ｗａ上に供給する。なお、図４には図示しないが、現像液供給部４０は、接液ノズルＮ１の他にレジスト膜Ｒの表面に現像液を供給するためのストレートノズルＮ３（現像液補給ノズル）を有する（図８参照）。このストレートノズルＮ３は反応進行領域Ｒ２をより確実に形成するためのものである。

【0037】

ポンプ４３は、供給管４２の途中に設けられ、現像液貯留部４１から接液ノズルＮ１に現像液Ｌ１を圧送する。バルブ４４は、供給管４２において接液ノズルＮ１とポンプ４３との間に設けられている。バルブ４４は、接液ノズルＮ１からの現像液Ｌ１の吐出を開始又は停止させる。

【0038】

乾燥ガス供給部５０は、ガス源５１と、ガス噴射ノズルＮ２と、供給管５２と、流量コントローラ５３と、バルブ５４とを有する。乾燥用ガスとしては、例えば窒素ガス、ドライエアが挙げられる。ガス源５１としては、乾燥用ガスを収容したボンベ、乾燥用ガスを移送する配管などが挙げられる。ガス噴射ノズルＮ２の吐出口Ｎ２ａは鉛直下方を向いている。ガス噴射ノズルＮ２は、供給管５２によりガス源５１に接続されており、ガス源５１から供給された乾燥用ガスを下方に噴射する。噴射された乾燥用ガスはその勢いによって表面Ｗａ上の現像液Ｌ１をウエハＷの周縁部の方向に押し流すとともに、レジスト膜Ｒの表面に残存する現像液を乾燥させる。これにより、レジスト膜Ｒの中心部を起点として周縁部に向かって反応停止領域Ｒ１を広げることができる。

【0039】

＜現像方法＞
現像ユニットＵ１を使用し、露光処理後のレジスト膜Ｒを現像処理する方法について説明する。本実施形態に係る現像方法は、ウエハＷ上の露光後のレジスト膜Ｒを現像してレジストパターンを形成するためのものであり、以下の工程をその順序で備える。
（Ａ）ウエハＷに向けて現像液Ｌ１を供給することによってレジスト膜Ｒの表面上に現像液Ｌ１を行き渡らせる工程（図７（ａ）及び（ｂ）参照）。
（Ｂ）レジスト膜Ｒと現像液Ｌ１とを反応させる工程（図７（ｃ）参照）。
（Ｃ）レジスト膜Ｒと現像液Ｌ１との反応を停止させるためにレジスト膜Ｒの表面から現像液Ｌ１を除去する工程（図８参照）。

【0040】

（Ａ）工程においては接液ノズルＮ１を使用する。図６に示すとおり、レジスト膜Ｒの表面と下端面Ｎ１ｂとによって形成される隙間Ｇに吐出口Ｎ１ａから現像液Ｌ１を供給するとともに、回転するウエハＷの中心部から周縁部に向けて接液ノズルを移動させる（図６及び図７（ａ）における矢印Ｄ１参照）。

【0041】

（Ａ）工程におけるウエハＷの回転速度は低速とすることが好ましい（図９（ａ）参照）。（Ａ）工程におけるウエハＷの回転速度は、好ましくは５〜１００回転／分であり、より好ましくは１０〜５０回転／分であり、更に好ましくは２０〜４０回転／分である。ウエハＷの回転数を５回転／分以上とすることで、十分に短時間のうちにレジスト膜Ｒ上に現像液Ｌ１を行き渡らせることができる。他方、ウエハＷの回転数を１００回転／分以下とすることで、接液ノズルＮ１から供給された現像液Ｌ１がレジスト膜Ｒの表面において遠心力によってウエハＷの周縁側に流れ出ることを十分に抑制でき、これによりレジスト膜Ｒ上に現像液を行き渡らせる速度をより一層正確に制御できる。

【0042】

（Ａ）工程後、ウエハＷを０〜１００回転／分程度で回転させながら、（Ｂ）工程を実施する。（Ｂ）工程の時間は好ましくは１０〜１２０秒であり、より好ましくは２０〜６０秒である。なお、（Ｂ）工程は、ウエハＷを停止した状態で実施してもよい。

【0043】

（Ｃ）工程において、現像液Ｌ１が除去されたレジスト膜Ｒ表面の反応停止領域Ｒ１と、現像液Ｌ１との反応が続いているレジスト膜Ｒ表面の反応進行領域Ｒ２との境界Ｂをレジスト膜Ｒの中心部から周縁部に向けて移動させる（図８参照）。

【0044】

レジスト膜Ｒ表面の反応進行領域Ｒ２との境界Ｂの移動速度を制御することで、レジスト膜Ｒの中心部と周縁部との反応時間の差を十分に小さくすることができる。すなわち、レジスト膜Ｒの表面上に現像液を行き渡らせる際には、レジスト膜Ｒの中心部から現像液の供給を開始し、その後、接液ノズルＮ１をウエハＷの径方向に移動させることによってレジスト膜Ｒの周縁部に現像液が供給される。したがって、レジスト膜Ｒの表面の現像液を一気に取り除いてしまうと、レジスト膜Ｒの中心部は反応時間が長く、周縁部はこれによりも反応時間が短くなる。この反応時間の差は面内ＣＤの不均一性を招来する。この課題に対し、上述のとおり、境界Ｂの移動速度を制御することにより、レジスト膜Ｒの中心部と周縁部との反応時間の差を十分に小さくでき、ひいては、面内ＣＤの均一性を向上させることができる。

【0045】

（Ｃ）工程においては、まず、図８の（ａ）に示すとおり、レジスト膜Ｒの中心部に反応停止領域Ｒ１を形成する。そのために、（Ｂ）工程の終了後、まずレジスト膜Ｒの中心部に向けてガス噴射ノズルＮ２から乾燥用ガスを噴射する。乾燥用ガスの噴射を続けたままウエハＷの回転速度を高速にする。このときのウエハＷの回転速度は、好ましくは１０００〜５０００回転／分であり、より好ましくは１５００〜４５００回転／分であり、更に好ましくは２０００〜４０００回転／分である。ウエハＷの回転数を１０００回転／分以上とすることで、レジスト膜Ｒの中心部にある反応停止領域Ｒ１の境界Ｂを周縁部方向に確実に移動させることができる。他方、ウエハＷの回転数を５０００回転／分以下とすることで、反応進行領域Ｒ２においてレジスト膜Ｒと現像液との反応を十分に進行させることができる。

【0046】

（Ｃ）工程の初期の段階において、ウエハＷを高速で回転させることで、レジスト膜Ｒの中心部にある現像液Ｌ１を外側に移動させる遠心力を発生させることができる。その後、反応停止領域Ｒ１が外側に広がるにしたがって現像液Ｌ１に加わる遠心力は大きくなるため、ウエハＷの回転速度を低くしてもよい。なお、ウエハＷの回転速度を連続的に低くしてもよいし、段階的に低くしてもよい。境界ＢがウエハＷの周縁部に到達するときのウエハＷの回転速度は５００〜２０００回転／分（より好ましくは５００〜１０００回転／分）程度とすればよい。

【0047】

（Ｃ）工程における乾燥用ガスの噴射量は１〜１０Ｎｍ^３／分（より好ましくは２〜８Ｎｍ^３／分）程度とすればよい。（Ｃ）工程の全体にわたって乾燥用ガスの噴射量は一定であってもよいし、境界Ｂが外側に移動するに伴って、噴射量を連続的又は段階的に増加させてもよい。

【0048】

本実施形態の（Ｃ）工程において、ストレートノズルＮ３をウエハＷの中心部から周縁部に向けて移動させながら、ストレートノズルＮ３からレジスト膜Ｒ上に現像液Ｌ１を供給する。移動するストレートノズルＮ３からレジスト膜Ｒ表面に現像液を供給することで反応進行領域Ｒ２における現像液Ｌ１の乾燥を防止することができる。換言すると、ストレートノズルＮ３から現像液Ｌ１が供給される位置が反応停止領域Ｒ１と反応進行領域Ｒ２との境界Ｂとなる。つまり、ストレートノズルＮ３の移動速度を制御することで、境界Ｂの移動速度を制御できる。

【0049】

なお、現像ユニットＵ１が備える制御部１００は、回転保持部２０、接液ノズルＮ１、駆動部３０及び現像液供給部４０などを制御し、（Ａ）工程、（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程をこの順序で実行する。制御部１００は、（Ａ）工程においてレジスト膜Ｒの表面と接液ノズルＮ１の下端面Ｎ１ｂとによって形成される隙間Ｇに吐出口Ｎ１ａから現像液Ｌ１が供給されるとともに、回転するウエハＷの中心部から周縁部に向けて接液ノズルＮ１が移動するように現像ユニットＵ１を制御する。また、制御部１００は、（Ｃ）工程において現像液Ｌ１が除去されたレジスト膜Ｒ表面の反応停止領域Ｒ１と、現像液Ｌ１との反応が続いているレジスト膜Ｒ表面の反応進行領域Ｒ２との境界Ｂがレジスト膜Ｒの中心部から周縁部に向けて移動するように現像ユニットＵ１を制御する。

【0050】

図１０の（ａ）は上記現像方法によって形成されたレジストの面内ＣＤ分布の一例（実施例）を示す。この実施例におけるレジストの面内ＣＤの３σは０．６４ｎｍであった。他方、図１０の（ｂ）は従来のスピンコート法によってレジスト膜に現像液を供給することによって形成されたレジストの面内ＣＤ分布の一例（比較例）を示す。この比較例におけるレジストの面内ＣＤの３σは１．２７ｎｍであった。従来のスピンコート法では、図１０（ｂ）に示すとおり、液流れに起因すると推察される特徴的なＣＤ分布、すなわちウエハＷの中心部から放射状に延びる複数のラインが認められるのに対し、実施例に係る現像方法によれば、この特徴的なＣＤ分布が改善されている。なお、これらの面内ＣＤの値は、測長ＳＥＭ（株式会社日立ハイテクノリジーズ製）を使用して測定した。

【0051】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、上記実施形態においては、（Ｃ）工程においてガス噴射ノズルＮ２を使用して反応停止領域Ｒ１を形成する場合を例示したが、ガス噴射ノズルを使用することなく、ウエハＷの回転による遠心力によってレジスト膜Ｒの中心部に反応停止領域Ｒ１を形成してもよい。この場合もストレートノズルＮ３をウエハＷの中心部から周縁部に向けて移動させながら、ストレートノズルＮ３からレジスト膜Ｒ上に現像液Ｌ１を供給すればよい。また、上記実施形態の（Ｃ）工程においてガス噴射ノズルＮ２から乾燥用ガスを噴射する代わりに、リンス液Ｌ２をレジスト膜Ｒに供給することによって反応停止領域Ｒ１を形成してもよい。リンス液Ｌ２としては、例えば純水、界面活性剤を含有する水溶液などが挙げられる。図１１に示すように、レジスト膜Ｒの中心部であってその上方に配置されたリンス液供給ノズルＮ４からリンス液Ｌ２を供給するとともに、ストレートノズルＮ３を中心部から周縁部の方向に移動させながらストレートノズルＮ３からレジスト膜Ｒ上に現像液Ｌ１を供給すればよい。

【0052】

あるいは、図１２に示すように、レジスト膜Ｒの中心部であってその上方に配置された吸引ノズルＮ５によってレジスト膜Ｒ上の現像液を吸引してもよい。この場合、吸引ノズルＮ５を中心部から周縁部の方向（図１２の矢印Ｄ１の方向）に移動させるとともに、ストレートノズルＮ３を中心部から周縁部の方向（図１２の矢印Ｄ２の方向）に移動させながらストレートノズルＮ３からレジスト膜Ｒ上に現像液Ｌ１を供給してもよい。吸引ノズルＮ５とストレートノズルＮ３とを互いに異なる方向に移動させることで、ストレートノズルＮ３から吐出された現像液がそのまま吸引ノズルＮ５によって吸引されることを防止できる。

【0053】

図１１に示した例では、（Ｃ）工程において、レジスト膜Ｒ上にリンス液Ｌ２を供給するノズルとして、ストレートノズルであるリンス液供給ノズルＮ４を使用する場合を例示したが、ストレートノズルの代わりに接液ノズルを使用してしてもよい。図１３は、上記実施形態の（Ｃ）工程の変形例を示す図であり、レジスト膜Ｒ上に接液ノズルＮ１を使用してリンス液Ｌ２を供給する様子を示したものである。

【0054】

また、上記実施形態及びその変形例では、（Ｃ）工程においてレジスト膜Ｒ上に現像液Ｌ１を供給することによって境界Ｂの移動を制御する場合を例示したが、現像液Ｌ１の粘度等によっては例えばウエハＷの回転速度を調節することで境界Ｂの移動速度を十分に制御できる場合もあり、このような場合は（Ｃ）工程においてレジスト膜Ｒ上に現像液Ｌ１を供給しなくてもよい。

【0055】

上述の実施形態及びその変形例によれば、（Ａ）工程においてレジスト膜Ｒの表面に現像液の位置及び速度を制御するとともに、（Ｃ）工程においてレジスト膜Ｒの表面から現像液を除去する位置及び速度を制御することで、ＣＤ分布の均一性が十分に優れるレジストを形成できる。

【符号の説明】

【0056】

１…基板処理システム、２…塗布・現像装置、２０…回転保持部、３０…駆動部、４０…現像液供給部、５０…乾燥ガス供給部、５１…ガス源、１００…制御部、Ｂ…境界、Ｇ…隙間、Ｌ１…現像液、Ｌ２…リンス液、Ｎ１…接液ノズル、Ｎ１ａ…吐出口、Ｎ１ｂ…下端面、Ｎ２…ガス噴射ノズル、Ｎ２ａ…吐出口、Ｎ３…ストレートノズル（現像液補給ノズル）、Ｎ４…リンス液供給ノズル、Ｎ５…吸引ノズル、Ｒ…レジスト膜、Ｒ１…反応停止領域、Ｒ２…反応進行領域、Ｕ１…現像ユニット（現像装置）、Ｗ…ウエハ（基板）、Ｗａ…表面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】