特許 6538239 基板処理方法、基板処理装置及び記録媒体

(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】6538239

(24)【登録日】2019年6月14日

(45)【発行日】2019年7月3日

(54)【発明の名称】基板処理方法、基板処理装置及び記録媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20190625BHJP

   G03F 7/30 20060101ALI20190625BHJP

   B05D 1/40 20060101ALI20190625BHJP

   B05C 11/08 20060101ALI20190625BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 569F

   H01L21/30 569C

   G03F7/30 502

   B05D1/40 A

   B05C11/08

【請求項の数】14

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-109007(P2018-109007)

(22)【出願日】2018年6月6日

(62)【分割の表示】特願2015-201200(P2015-201200)の分割

【原出願日】2015年10月9日

(65)【公開番号】特開2018-174332(P2018-174332A)

(43)【公開日】2018年11月8日

【審査請求日】2018年6月20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】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】橋本 祐作

(72)【発明者】

【氏名】下青木 剛

(72)【発明者】

【氏名】福田 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】田中 公一朗

【審査官】 今井 彰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−５３４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２０３０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４０７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４０１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−７５８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５９５４８７７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特許第６３５２２３０（ＪＰ，Ｂ２）

(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】

基板を第一回転数で回転させ、ノズルの吐出口の周囲に形成された接液面を前記基板の表面に対向させた状態で、前記吐出口から前記基板の表面に現像液を供給し、前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記現像液の液膜を形成することと、
前記基板の表面上に前記液膜が形成された後に、前記吐出口からの前記現像液の供給が停止した状態で、前記基板の回転数を前記第一回転数に比べ低い第二回転数とすることと、
前記第二回転数で前記基板を回転させた後に、前記第一回転数に比べ高い第三回転数で前記基板を回転させることと、
前記第三回転数で前記基板を回転させた後に、前記基板の回転数を前記第二回転数以下とすることで、前記基板の表面上に前記液膜を保持することと、を含む基板処理方法。

【請求項2】

前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記基板の外周側から回転中心側に前記ノズルを移動させる、請求項１記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記基板の表面上に前記液膜を形成した後、前記第二回転数での前記基板の回転が完了する前に、前記接液面を前記基板の表面から離間させることを更に含む、請求項２記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記接液面を前記基板の表面から離間させることは、
第一速度にて、前記接液面を前記基板の表面から第一距離まで離間させることと、
前記接液面が前記基板の表面から前記第一距離まで離間した状態を保持した後に、前記第一速度に比べ低い第二速度にて前記接液面を更に離間させることとを含む、請求項３記載の基板処理方法。

【請求項5】

前記第一距離は、前記現像液の液膜と前記接液面との間に液柱が形成される距離である、請求項４記載の基板処理方法。

【請求項6】

前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記ノズルの移動速度を途中で変更する、請求項２〜５のいずれか一項記載の基板処理方法。

【請求項7】

前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口が前記基板の回転中心に近付くのに応じて前記ノズルの移動速度を低下させる、請求項６記載の基板処理方法。

【請求項8】

前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口からの前記現像液の吐出量を途中で変更する、請求項２〜７のいずれか一項記載の基板処理方法。

【請求項9】

前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口が前記基板の回転中心に近付くのに応じて前記吐出口からの前記現像液の吐出量を増やす、請求項８記載の基板処理方法。

【請求項10】

前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口が前記基板の回転中心からずれる位置を終点として前記ノズルを移動させる、請求項２〜９のいずれか一項記載の基板処理方法。

【請求項11】

前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口が前記基板の回転中心からずれ、前記基板の回転中心が前記接液面を通る位置を終点として前記ノズルを移動させる、請求項１０記載の基板処理方法。

【請求項12】

前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口が前記基板の回転中心を通過するまで前記ノズルを移動させる、請求項１０又は１１記載の基板処理方法。

【請求項13】

基板を保持して回転させる回転保持部と、
現像液の吐出口と、前記吐出口の周囲に形成された接液面とを含むノズルと、前記ノズルを搬送するためのノズル搬送機構とを有し、前記基板の表面に前記現像液を供給する現像液供給部と、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記基板を第一回転数で回転させるように回転保持部を制御し、前記接液面を前記基板の表面に対向させた状態で、前記吐出口から前記基板の表面に現像液を供給し、前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記現像液の液膜を形成するように前記現像液供給部を制御することと、
前記基板の表面上に前記液膜が形成された後に、前記吐出口からの前記現像液の供給が停止した状態で、前記基板の回転数を前記第一回転数に比べ低い第二回転数とするように前記回転保持部を制御することと、
前記第二回転数で前記基板を回転させた後に、前記第一回転数に比べ高い第三回転数で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御することと、
前記第三回転数で前記基板を回転させた後に、前記基板の回転数を前記第二回転数以下とすることで、前記基板の表面上に前記液膜を保持するように前記回転保持部を制御することと、を実行するように構成されている基板処理装置。

【請求項14】

請求項１〜１２のいずれか一項記載の基板処理方法を基板処理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】

本開示は、基板処理方法、基板処理装置及び記録媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、現像液の吐出口と、吐出口の周囲に形成された接液面とを有するノズルを用いた現像方法が開示されている。この現像方法は、基板を回転させ、接液面が基板の表面に対向するようにノズルを配置した状態で、吐出口から基板の表面に現像液を供給し、現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで基板上に現像液の液膜を形成する工程を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−５３４６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、現像の進行量が基板上の位置によってばらつくことをより確実に抑制できる方法、装置及び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】

【0005】

本開示に係る基板処理方法は、基板を第一回転数で回転させ、ノズルの吐出口の周囲に形成された接液面を基板の表面に対向させた状態で、吐出口から基板の表面に現像液を供給し、現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで、基板の表面上に現像液の液膜を形成することと、基板の表面上に液膜が形成された後に、吐出口からの現像液の供給が停止した状態で、第一回転数に比べ低い第二回転数で基板を回転させることと、第二回転数で基板を回転させた後に、第一回転数に比べ高い第三回転数で基板を回転させることと、第三回転数で基板を回転させた後に、基板の回転数を第二回転数以下とすることで、基板の表面上に液膜を保持することと、を含む。

【0006】

この基板処理方法によれば、液膜の形成過程において、ノズルの吐出口から基板の表面に供給された現像液にノズルの接液面が接触する。接液面と基板の表面との相対運動により、これらの間においては現像液が撹拌される。このため、接液面と基板の表面との間における現像の進行速度の均一性が高まる。

【0007】

液膜の形成後においては、基板の回転数が第一回転数から第二回転数に下げられた後に、第一回転数に比べ高い第三回転数に上げられる。基板の回転数が第一回転数から第二回転数に下がることで、現像液は基板の回転中心側に寄り、基板の回転数が第二回転数から第三回転数に上がることで、現像液は基板の外周側に広がる。基板の外周側に広がる前に、一旦基板の回転中心側に寄ることで、基板の外周側に広がる際の現像液の運動エネルギーが増加するので、基板の回転中心側の現像液がより確実に基板の外周側に行き渡る。これにより、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性が高められる。このため、液膜の形成後においても現像の進行速度の均一性が高まる。

【0008】

このように、液膜の形成過程及び液膜の形成後の双方において、現像の進行速度の均一性が高まるので、現像の進行量が基板上の位置によってばらつくことをより確実に抑制できる。

【0009】

現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで、基板の表面上に液膜を形成する際に、基板の外周側から回転中心側にノズルを移動させてもよい。この場合、基板の回転中心側における現像液の供給が、基板の外周側における現像液の供給に比べて後に行われるので、液膜の形成直後には、基板の回転中心側に近付くにつれて現像液の鮮度が高い状態となる。このため、基板を第三回転数で回転させる際には、鮮度の低い外周側の現像液が鮮度の高い回転中心側の現像液により置換されることとなる。現像液の鮮度が高くなるのに応じて、現像液の濃度の均一性も高くなる傾向があるので、鮮度の低い現像液を鮮度の高い現像液により置換することで、液膜中における現像液の濃度の均一性が更に高まる。これにより、現像の進行速度の均一性を更に高めることができる。

【0010】

基板の表面上に液膜を形成した後、第二回転数での基板の回転が完了する前に、接液面を基板の表面から離間させることを更に含んでもよい。この場合、第二回転数での基板の回転が完了する前に、接液面と基板の表面との間を広げておくことで、液膜中の現像液をより確実に基板の回転中心側に寄せることができる。このため、基板を第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性を更に高めることができる。

【0011】

接液面を基板の表面から離間させることは、第一速度にて、接液面を基板の表面から第一距離まで離間させることと、接液面が基板の表面から第一距離まで離間した状態を保持した後に、第一速度に比べ低い第二速度にて接液面を更に離間させることとを含んでもよい。この場合、第一速度にて、接液面を基板の表面から第一距離まで離間させた後に、接液面と基板の表面との距離を保持することで、接液面と液膜との接触面が縮小される。その後、第一速度に比べ低い第二速度にて接液面を更に離間させることで、接液面が液膜から離れる際における現像液のちぎれが抑制される。これらのことから、接液面が液膜から離れる際に、接液面に現像液が残留し難くなるので、液膜から離れた接液面からの液だれの発生が抑制される。このため、基板を第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性を更に高めることができる。

【0012】

第一距離は、現像液の液膜と接液面との間に液柱が形成される距離であってもよい。この場合、接液面を基板の表面から第一距離まで離間させる過程において、現像液のちぎれが防止された状態で、接液面と液膜との接触面がより確実に縮小される。このため、接液面が液膜から離れる際に、接液面に現像液が残留することをより確実に防止できる。

【0013】

現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで、基板の表面上に液膜を形成する際に、ノズルの移動速度を途中で変更してもよい。この場合、ノズルの移動速度を変更することで、液膜の回転中心側における現像液の量をより確実に適正化できる。このため、基板を第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。なお、液膜における「現像液の量」とは、液膜の単位面積当たりの現像液の量を意味する。以下においても同様である。

【0014】

現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで、基板の表面上に液膜を形成する際に、吐出口が基板の回転中心に近付くのに応じてノズルの移動速度を低下させてもよい。この場合、液膜の形成直後には、液膜の外周側における現像液の量に比べ、液膜の回転中心側における現像液の量が多くなる。このため、基板を第三回転数で回転させる際に、基板の回転中心側の現像液がより確実に基板の外周側に行き渡るので、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0015】

現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで、基板の表面上に液膜を形成する際に、吐出口からの現像液の吐出量を途中で変更してもよい。この場合、吐出口からの現像液の吐出量を変更することで、液膜の回転中心側における現像液の量をより確実に適正化できる。このため、基板を第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0016】

現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで、基板の表面上に液膜を形成する際に、吐出口が基板の回転中心に近付くのに応じて吐出口からの現像液の吐出量を増やしてもよい。この場合、液膜の形成直後には、液膜の外周側における現像液の量に比べ、液膜の回転中心側における現像液の量が多くなる。このため、基板を第三回転数で回転させる際に、基板の回転中心側の現像液がより確実に基板の外周側に行き渡るので、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0017】

現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで、基板の表面上に液膜を形成する際に、吐出口が基板の回転中心からずれる位置を終点としてノズルを移動させてもよい。この場合、ノズルの移動を停止させる位置により、液膜の回転中心側における現像液の量を調節できる。例えば、吐出口が基板の回転中心に到達する前にノズルの移動を停止させることで、液膜の回転中心側における現像液の量を減らすことができる。一方、吐出口が基板の回転中心を通過するまでノズルを移動させることで、液膜の回転中心側における現像液の量を増やすことができる。このため、ノズルの移動を停止させる位置により、液膜の回転中心側における現像液の量をより確実に適正化できる。従って、基板を第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0018】

現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで、基板の表面上に液膜を形成する際に、吐出口が基板の回転中心からずれ、基板の回転中心が接液面を通る位置を終点としてノズルを移動させてもよい。この場合、吐出口が基板の回転中心からずれる位置にてノズルの移動を停止する場合であっても、ノズルの接液面が対向する範囲は基板の表面の全域に亘る。このため、現像液をより確実に基板の回転中心まで塗布することができる。従って、基板を第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0019】

現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで、基板の表面上に液膜を形成する際に、吐出口が基板の回転中心を通過するまでノズルを移動させてもよい。この場合、液膜の形成直後には、液膜の外周側における現像液の量に比べ、液膜の回転中心側における現像液の量が多くなる。このため、基板を第三回転数で回転させる際に、基板の回転中心側の現像液がより確実に基板の外周側に行き渡るので、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0020】

本開示に係る基板処理装置は、基板を保持して回転させる回転保持部と、現像液の吐出口と、吐出口の周囲に形成された接液面とを含むノズルと、ノズルを搬送するためのノズル搬送機構とを有し、基板の表面に現像液を供給する現像液供給部と、コントローラと、を備え、コントローラは、基板を第一回転数で回転させるように回転保持部を制御し、 接液面を基板の表面に対向させた状態で、吐出口から基板の表面に現像液を供給し、現像液に接液面を接触させながらノズルを移動させることで、基板の表面上に現像液の液膜を形成するように現像液供給部を制御することと、基板の表面上に液膜が形成された後に、吐出口からの現像液の供給が停止した状態で、第一回転数に比べ低い第二回転数で基板を回転させるように回転保持部を制御することと、第二回転数で基板を回転させた後に、第一回転数に比べ高い第三回転数で基板を回転させるように回転保持部を制御することと、第三回転数で基板を回転させた後に、基板の回転数を第二回転数以下とすることで、基板の表面上に液膜を保持するように回転保持部を制御することと、を実行するように構成されている。

【0021】

本開示に係る記録媒体は、上記基板処理方法を基板処理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である。

【発明の効果】

【0022】

本開示によれば、現像の進行量が基板上の位置によってばらつくことをより確実に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】基板処理システムの概略構成を示す斜視図である。

【図2】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図3】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】現像ユニットの概略構成を示す模式図である。

【図5】ノズルの一例を示す斜視図である。

【図6】現像処理手順のフローチャートである。

【図7】液膜の形成中における基板の状態を示す模式図である。

【図8】液膜の形成中における基板の状態を示す模式図である。

【図9】液体濃度の調整中における基板の状態を示す模式図である。

【図10】液膜から離間する際のノズルの状態を示す模式図である。

【図11】リンス液の供給中における基板の状態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。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の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0025】

〔基板処理システム〕
基板処理システム１は、基板に対し、感光性被膜の形成、当該感光性被膜の露光、及び当該感光性被膜の現像を施すシステムである。処理対象の基板は、例えば半導体のウェハＷである。感光性被膜は、例えばレジスト膜である。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、ウェハＷ（基板）上に形成されたレジスト膜（感光性被膜）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の露光対象部分にエネルギー線を照射する。塗布・現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウェハ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。

【0026】

〔基板処理装置〕
以下、基板処理装置の一例として、塗布・現像装置２の構成を説明する。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、インタフェースブロック６と、コントローラ１００とを備える。

【0027】

キャリアブロック４は、塗布・現像装置２内へのウェハＷの導入及び塗布・現像装置２内からのウェハＷの導出を行う。例えばキャリアブロック４は、ウェハＷ用の複数のキャリア１１を支持可能であり、受け渡しアームＡ１を内蔵している。キャリア１１は、例えば円形の複数枚のウェハＷを収容する。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウェハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウェハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。

【0028】

処理ブロック５は、複数の処理モジュール１４，１５，１６，１７を有する。図２及び図３に示すように、処理モジュール１４，１５，１６，１７は、複数の液処理ユニットＵ１と、複数の熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。処理モジュール１７は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を経ずにウェハＷを搬送する直接搬送アームＡ６を更に内蔵している。液処理ユニットＵ１は、処理液をウェハＷの表面に塗布する。熱処理ユニットＵ２は、例えば熱板及び冷却板を内蔵しており、熱板によりウェハＷを加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却して熱処理を行う。

【0029】

処理モジュール１４は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりウェハＷの表面上に下層膜を形成する。処理モジュール１４の液処理ユニットＵ１は、下層膜形成用の処理液をウェハＷ上に塗布する。処理モジュール１４の熱処理ユニットＵ２は、下層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

【0030】

処理モジュール１５は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により下層膜上にレジスト膜を形成する。処理モジュール１５の液処理ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の処理液を下層膜の上に塗布する。処理モジュール１５の熱処理ユニットＵ２は、レジスト膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

【0031】

処理モジュール１６は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりレジスト膜上に上層膜を形成する。処理モジュール１６の液処理ユニットＵ１は、上層膜形成用の液体をレジスト膜の上に塗布する。処理モジュール１６の熱処理ユニットＵ２は、上層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

【0032】

処理モジュール１７は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により、露光後のレジスト膜の現像処理を行う。処理モジュール１７の液処理ユニットＵ１は、露光済みのウェハＷの表面上に現像液を塗布した後、これをリンス液により洗い流すことで、レジスト膜の現像処理を行う。処理モジュール１７の熱処理ユニットＵ２は、現像処理に伴う各種熱処理を行う。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。

【0033】

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、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ェハＷを昇降させる。

【0034】

処理ブロック５内におけるインタフェースブロック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、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

【0035】

インタフェースブロック６は、露光装置３との間でウェハＷの受け渡しを行う。例えばインタフェースブロック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に配置されたウェハＷを露光装置３に渡し、露光装置３からウェハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻す。

【0036】

コントローラ１００は、例えば以下の手順で塗布・現像処理を実行するように塗布・現像装置２を制御する。まずコントローラ１００は、キャリア１１内のウェハＷを棚ユニットＵ１０に搬送するように受け渡しアームＡ１を制御し、このウェハＷを処理モジュール１４用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

【0037】

次にコントローラ１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１４内の液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷの表面上に下層膜を形成するように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後コントローラ１００は、下層膜が形成されたウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１５用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

【0038】

次にコントローラ１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１５内の液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷの下層膜上にレジスト膜を形成するように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後コントローラ１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１６用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

【0039】

次にコントローラ１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１６内の各ユニットに搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷのレジスト膜上に上層膜を形成するように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後コントローラ１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１７用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

【0040】

次にコントローラ１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを棚ユニットＵ１１に搬送するように直接搬送アームＡ６を制御し、このウェハＷを露光装置３に送り出すように受け渡しアームＡ８を制御する。その後コントローラ１００は、露光処理が施されたウェハＷを露光装置３から受け入れて棚ユニットＵ１１に戻すように受け渡しアームＡ８を制御する。

【0041】

次にコントローラ１００は、棚ユニットＵ１１のウェハＷを処理モジュール１７内の各ユニットに搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷのレジスト膜に現像処理を施すように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後コントローラ１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷをキャリア１１内に戻すように昇降アームＡ７及び受け渡しアームＡ１を制御する。以上で塗布・現像処理が完了する。

【0042】

なお、基板処理装置の具体的な構成は、以上に例示した塗布・現像装置２の構成に限られない。基板処理装置は、現像処理用の液処理ユニットＵ１（処理モジュール１７の液処理ユニットＵ１）と、これを制御可能なコントローラ１００とを備えていればどのようなものであってもよい。

【0043】

〔現像ユニット〕
続いて、処理モジュール１７の液処理ユニットＵ１について詳細に説明する。処理モジュール１７は、液処理ユニットＵ１として現像ユニット２０を有する。図４に示すように、現像ユニット２０は、回転保持部３０と、現像液供給部４０とを有する。

【0044】

回転保持部３０は、基板を保持して回転させる。例えば回転保持部３０は、保持機構３１と回転機構３２とを有する。保持機構３１は、水平に配置されたウェハＷの中心部を支持し、当該ウェハＷを例えば真空吸着等により保持する。回転機構３２は、例えば電動モータ等を動力源として内蔵し、鉛直な回転中心ＲＣまわりに保持機構３１を回転させる。
これにより、回転中心ＲＣまわりにウェハＷが回転する。

【0045】

現像液供給部４０は、ウェハＷの表面Ｗａに現像液を供給する。現像液は、露光後のレジスト膜の除去対象部分を除去するための処理液である。レジスト膜の除去対象部分は、露光処理後において現像液に対し可溶な部分である。現像液がポジ型である場合には、露光処理において露光された部分が現像液に対して可溶である。現像液がネガ型である場合には、露光処理において露光されなかった部分が現像液に対して可溶である。ポジ型の現像液の具体例としては、アルカリ溶液が挙げられる。ネガ型の現像液の具体例としては、有機溶剤が挙げられる。

【0046】

現像液供給部４０は、例えばノズル４１と、タンク４４と、ポンプ４６と、バルブ４７と、ノズル搬送機構４８とを有する。

【0047】

ノズル４１は、ウェハＷの表面Ｗａに向かって現像液を吐出する。ノズル４１は、図５に示すように、現像液の吐出口４２と、吐出口４２の周囲に形成された接液面４３とを含む。例えばノズル４１は、円形の接液面４３を有し、吐出口４２は接液面４３の中央部に開口している。接液面４３の面積は、ウェハＷの表面Ｗａの面積に比べ小さい。接液面４３の面積は、ウェハＷの表面Ｗａの面積に比べ例えば１〜１１％であり、１〜３％であってもよい。

【0048】

図４に戻り、ノズル４１は、管路４５を介してタンク４４に接続されている。タンク４４は現像液を収容する。ポンプ４６及びバルブ４７は管路４５に設けられている。ポンプ４６は、例えばベローズポンプであり、タンク４４からノズル４１に現像液を圧送する。バルブ４７は、例えばエアオペレーションバルブであり、管路４５内の開度を調節する。バルブ４７を制御することにより、ノズル４１から現像液を吐出する状態と、ノズル４１から現像液を吐出しない状態との切り替えが可能である。また、ポンプ４６及びバルブ４７の少なくとも一方を制御することにより、ノズル４１からの現像液の吐出量を調節することも可能である。

【0049】

ノズル搬送機構４８は、例えば電動モータ等を動力源としてノズル４１を搬送する。具体的に、ノズル搬送機構４８は、ノズル４１の接液面４３を下方に向けた状態で、ウェハＷの上方を横切るようにノズル４１を搬送する。

【0050】

ノズル搬送機構４８は、ウェハＷの回転中心ＲＣを通る経路に沿ってノズル４１を搬送してもよいし、回転中心ＲＣに対してずれた経路に沿ってノズル４１を搬送してもよい。ノズル搬送機構４８は、直状の経路に沿ってノズル４１を搬送してもよいし、曲がった経路に沿ってノズル４１を搬送してもよい。

【0051】

ノズル搬送機構４８は、上述のようにノズル４１を搬送するのに加え、ノズル４１を昇降させ得るように構成されていてもよい。換言すると、ノズル搬送機構４８は、電動モータ等を動力源としてウェハＷの上方を横切るようにノズル４１を搬送する機構と、電動モータ等を動力源としてノズル４１を昇降させるための機構とを有してもよい。

【0052】

リンス液供給部５０は、ウェハＷの表面Ｗａにリンス液を供給する。リンス液は、現像液を洗い流すための処理液であり、例えば純水である。

【0053】

リンス液供給部５０は、例えばノズル５１と、タンク５２と、ポンプ５４と、バルブ５５と、ノズル搬送機構５６とを有する。

【0054】

ノズル５１は、ウェハＷの表面Ｗａに向かってリンス液を吐出する。ノズル５１は、管路５３を介してタンク５２に接続されている。タンク５２はリンス液を収容する。ポンプ５４及びバルブ５５は管路５３に設けられている。ポンプ５４は、例えばベローズポンプであり、タンク５２からノズル５１にリンス液を圧送する。バルブ５５は、例えばエアオペレーションバルブであり、管路５３内の開度を調節する。バルブ５５を制御することにより、ノズル５１からリンス液を吐出する状態と、ノズル５１からリンス液を吐出しない状態との切り替えが可能である。また、ポンプ５４及びバルブ５５の少なくとも一方を制御することにより、ノズル５１からのリンス液の吐出量を調節することも可能である。

【0055】

ノズル搬送機構５６は、例えば電動モータ等を動力源としてノズル５１を搬送する。具体的に、ノズル搬送機構５６は、ノズル５１の吐出口を下方に向けた状態で、ウェハＷの上方を横切るようにノズル５１を搬送する。

【0056】

このように構成された現像ユニット２０は、上述のコントローラ１００により制御される。コントローラ１００は、ウェハＷを第一回転数で回転させるように回転保持部３０を制御し、 接液面４３を表面Ｗａに対向させた状態で、吐出口４２から表面Ｗａに現像液を供給し、現像液に接液面４３を接触させながらノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に現像液の液膜を形成することと、表面Ｗａ上に液膜が形成された後に、吐出口４２からの現像液の供給が停止した状態で、第一回転数に比べ低い第二回転数でウェハＷを回転させるように回転保持部３０を制御することと、第二回転数でウェハＷを回転させた後に、第一回転数に比べ高い第三回転数でウェハＷを回転させるように回転保持部３０を制御することと、第三回転数でウェハＷを回転させた後に、ウェハＷの回転数を第二回転数以下とすることで、表面Ｗａ上に液膜を保持するように回転保持部３０を制御することと、を実行するように構成されている。

【0057】

例えばコントローラ１００は、機能上の構成（以下、「機能モジュール」という。）として、液膜形成制御部１１１と、液膜調整制御部１１２と、液膜保持制御部１１３と、洗浄制御部１１４と、乾燥制御部１１５とを有する。液膜形成制御部１１１は、表面Ｗａ上に現像液の液膜を形成するように回転保持部３０及び現像液供給部４０を制御する。液膜調整制御部１１２は、ウェハＷの回転数の変更により、表面Ｗａ上に形成された液膜の状態を調整するように回転保持部３０を制御する。液膜保持制御部１１３は、ウェハＷの回転数を低下させることで、表面Ｗａ上に液膜を保持するように回転保持部３０を制御する。洗浄制御部１１４は、ウェハＷを回転させながら表面Ｗａ上にリンス液を供給することで、現像液を洗い流すように回転保持部３０及びリンス液供給部５０を制御する。乾燥制御部１１５は、ウェハＷを回転させることで、表面Ｗａ上の液体を振り切るように回転保持部３０を制御する。

【0058】

このようなコントローラ１００は、例えば一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成される。この場合、コントローラ１００の各機能モジュールは、制御用コンピュータのプロセッサ及びメモリ等の協働により構成される。制御用コンピュータをコントローラ１００として機能させるためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。この場合、記録媒体は、後述の基板処理方法を装置に実行させるためのプログラムを記録する。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えばハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、メモリーカード等が挙げられる。

【0059】

なお、コントローラ１００の各機能モジュールを構成するハードウェアは、必ずしもプロセッサ及びメモリ等に限られない。例えば、コントローラ１００の各要素は、その機能に特化した電気回路により構成されていてもよいし、当該電気回路を集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。

【0060】

〔現像処理手順〕
続いて、基板処理方法の一例として、塗布・現像装置２により実行される現像処理手順について説明する。以下に説明する手順は、現像処理前のウェハＷが搬送アームＡ３により現像ユニット２０内に搬入され、保持機構３１により保持された後、現像処理後のウェハＷが搬送アームＡ３により現像ユニット２０外に搬出される前までの手順である。この手順は、コントローラ１００が現像ユニット２０の各部を制御することで実行される。

【0061】

図６に示すように、コントローラ１００は、まずステップＳ０１〜Ｓ０５を順に実行する。ステップＳ０１では、回転保持部３０が、ウェハＷの回転を開始し、その回転数を第一回転数ω１とするように回転保持部３０を制御する（図７（ａ）参照）。第一回転数ω１は、表面Ｗａ上に供給された現像液を遠心力により振り切ることなく表面Ｗａ上に留める回転数である。このような第一回転数ω１は、事前の条件出しにより適宜設定可能である。第一回転数ω１は、例えば４０〜９０ｒｐｍであり、５５〜６５ｒｐｍであってもよい。

【0062】

ステップＳ０２では、ノズル４１を現像液の塗布開始位置に配置するように、液膜形成制御部１１１が現像液供給部４０を制御する。液膜形成制御部１１１は、ノズル搬送機構４８によりノズル４１を搬送することで、表面Ｗａのうち現像液を最初に塗布する領域に接液面４３を対向させるように現像液供給部４０を制御する。表面Ｗａのうち現像液を最初に塗布する領域は、ウェハＷの外周Ｗｂ側の領域であってもよい。外周Ｗｂ側の領域とは、表面Ｗａ内において、外周Ｗｂ上の一点側に偏心した領域である。

【0063】

ステップＳ０３では、タンク４４からノズル４１に現像液ＤＦを供給し、ノズル４１からの現像液ＤＦの吐出を開始するように、液膜形成制御部１１１が現像液供給部４０を制御する（図７（ａ）参照）。

【0064】

ステップＳ０４では、現像液ＤＦに接液面４３を接触させながらノズル搬送機構４８によりノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に現像液ＤＦの液膜ＬＦを形成するように、液膜形成制御部１１１が現像液供給部４０を制御する（図７（ｂ）及び（ｃ）参照）。例えば液膜形成制御部１１１は、表面Ｗａの上方を横切る経路に沿ってノズル４１を移動させるように現像液供給部４０を制御する。これにより、表面Ｗａ上に現像液ＤＦが螺旋状に塗布され、液膜ＬＦが形成される。

【0065】

液膜形成制御部１１１は、ウェハＷの外周Ｗｂ側から回転中心ＲＣ側にノズル４１を移動させるように現像液供給部４０を制御してもよい。

【0066】

液膜形成制御部１１１は、ノズル４１の移動中に、ノズル４１の移動速度を変更するように現像液供給部４０を制御してもよい。例えば液膜形成制御部１１１は、吐出口４２が回転中心ＲＣに近付くのに応じてノズル４１の移動速度を低下させるように現像液供給部４０を制御してもよい。

【0067】

液膜形成制御部１１１は、ノズル４１の移動中に、吐出口４２からの現像液ＤＦの吐出量を変更するように現像液供給部４０を制御してもよい。例えば液膜形成制御部１１１は、吐出口４２が回転中心ＲＣに近付くのに応じて吐出口４２からの現像液ＤＦの吐出量を増やすように現像液供給部４０を制御してもよい。

【0068】

液膜形成制御部１１１は、吐出口４２が回転中心ＲＣに一致する位置を終点としてノズル４１を移動させるように現像液供給部４０を制御してもよい。すなわち液膜形成制御部１１１は、吐出口４２が回転中心ＲＣ上に位置した時点でノズル４１の移動を停止するように現像液供給部４０を制御してもよい。

【0069】

液膜形成制御部１１１は、吐出口４２が回転中心ＲＣからずれる位置を終点としてノズル４１を移動させるように現像液供給部４０を制御してもよい。例えば液膜形成制御部１１１は、吐出口４２が回転中心ＲＣに到達する前にノズル４１の移動を停止してもよいし（図８（ａ）参照）、吐出口４２が回転中心ＲＣを通過するまでノズル４１を移動させてもよい（図８（ｂ）参照）。いずれの場合においても、液膜形成制御部１１１は、吐出口４２が回転中心ＲＣからずれると共に、回転中心ＲＣが接液面４３を通る位置を終点としてもよい。

【0070】

ステップＳ０５では、ノズル４１からの現像液ＤＦの吐出を停止するように、液膜形成制御部１１１が現像液供給部４０を制御する。

【0071】

次に、コントローラ１００はステップＳ０６〜Ｓ０９を順に実行する。ステップＳ０６では、液膜調整制御部１１２が、ウェハＷの回転数を第一回転数ω１から第二回転数ω２に変更するように回転保持部３０を制御する。第二回転数ω２は、第一回転数ω１に比べて低い。第二回転数ω２は、事前の条件出しにより適宜設定可能である。第二回転数ω２は、例えば０〜２０ｒｐｍであり、５〜１５ｒｐｍであってもよい。ここに例示したように、第二回転数ω２は０であってもよい。すなわち、第一回転数ω１を第二回転数ω２に変更することは、ウェハＷの回転を停止させることも含む。

【0072】

ステップＳ０７では、液膜調整制御部１１２が、ステップＳ０６の実行後の状態（ウェハＷの回転数が第二回転数ω２となっている状態）を維持して第一処理時間の経過を待機する。第一処理時間は、事前の条件出しにより適宜設定可能である。第一処理時間は、例えば１〜２秒である。

【0073】

ステップＳ０８では、液膜調整制御部１１２が、ウェハＷの回転数を第二回転数ω２から第三回転数ω３に変更するように回転保持部３０を制御する。第三回転数ω３は、第一回転数ω１に比べて高い。より具体的に、第三回転数ω３は、液膜ＬＦをなす現像液ＤＦの一部を遠心力によりウェハＷの外周Ｗｂ側に移動させる回転数である。このような第三回転数ω３は、事前の条件出しにより適宜設定可能である。第三回転数ω３は、例えば９０〜２００ｒｐｍであり、８０〜１２０ｒｐｍであってもよい。

【0074】

ステップＳ０９では、液膜調整制御部１１２が、ステップＳ０８の実行後の状態（ウェハＷの回転数が第三回転数ω３となっている状態）を維持して第二処理時間の経過を待機する。第二処理時間は、事前の条件出しにより適宜設定可能である。第二処理時間は、例えば１〜２秒である。

【0075】

ステップＳ０６〜Ｓ０９により、液膜ＬＦの膜厚及び液膜ＬＦ中の現像液ＤＦの濃度の均一性が高められる。現像液ＤＦの濃度とは、現像液ＤＦのうち現像処理に寄与する成分の濃度を意味する。

【0076】

図９を参照し、ステップＳ０６〜Ｓ０９の実行により液膜ＬＦに生じる現象を説明する。液膜ＬＦを形成する過程において、上述のようにノズル４１をウェハＷの外周Ｗｂ側から回転中心ＲＣ側に移動させる場合には、外周Ｗｂ側における現像液の供給が回転中心ＲＣ側における現像液の供給に先行する。これにより、外周Ｗｂ側に供給された現像液ＤＦは、回転中心ＲＣ側に供給された現像液に比べて早期に劣化するので、液膜ＬＦの形成直後においては回転中心ＲＣに近付くにつれて現像液の鮮度が高い状態となる。なお、現像液の劣化とは、現像処理の進行等に起因して現像液の濃度が低下することを意味し、現像液の鮮度とは現像液の劣化の少なさを意味する。

【0077】

図９は、液膜ＬＦ中における現像液ＤＦの状態を模式的に示すために、液膜ＬＦ中の現像液ＤＦを新鮮な現像液ＤＦ１及び劣化した現像液ＤＦ２に二分して示したものである。図９（ａ）に示すように、液膜ＬＦの形成直後においては、回転中心ＲＣに近付くにつれて現像液の鮮度が高くなる。

【0078】

上述したステップＳ０６，Ｓ０７において、第一回転数ω１が第二回転数ω２に変更されると、図９（ｂ）に示すように現像液ＤＦが回転中心ＲＣ側に寄る。これにより、新鮮な現像液ＤＦ１が回転中心ＲＣ側に集まる。その後、ステップＳ０８，Ｓ０９において、第二回転数ω２が第三回転数ω３に変更されると、図９（ｃ）及び（ｄ）に示すように現像液ＤＦが外周Ｗｂ側に広がり、余分な現像液ＤＦが外周側に振り切られる。これに伴い、新鮮な現像液ＤＦ１が外周Ｗｂ側に広がり、劣化した現像液ＤＦ２が新鮮な現像液ＤＦ１に置換される。これにより、液膜ＬＦの膜厚及び液膜ＬＦ中の現像液ＤＦの濃度の均一性が高まる。

【0079】

なお、ステップＳ０６はステップＳ０５に先立って実行されてもよい。ステップＳ０５は、少なくともステップＳ０７の完了前に実行されればよい。すなわち、第二回転数ω２にてウェハＷを回転させる期間の少なくとも一部が、現像液ＤＦ１の供給が停止した後となっていればよい。

【0080】

ステップＳ０４の実行後、ステップＳ０７の完了までの間に、液膜調整制御部１１２は、ノズル４１を上昇させて接液面４３をウェハＷから離間させるように現像液供給部４０を制御することを更に実行してもよい。すなわち、塗布・現像装置２による現像処理手順は、ウェハＷ上に液膜ＬＦを形成した後、第二回転数ω２でのウェハＷの回転が完了する前に、接液面４３をウェハＷから離間させることを更に含んでもよい。接液面４３をウェハＷから離間させることは、ステップＳ０５の前後のいずれで実行されてもよいし、ステップＳ０６の前後のいずれで実行されてもよい。

【0081】

接液面４３をウェハＷから離間させることは、第一速度Ｖ１にて、接液面４３を表面Ｗａから第一距離Ｄ１まで離間させることと（図１０（ａ）参照）、接液面４３が表面Ｗａから第一距離Ｄ１まで離間した状態を保持した後に、第一速度Ｖ１に比べ低い第二速度Ｖ２にて接液面４３を更に離間させることと（図１０（ｂ）参照）を含んでもよい。すなわち、液膜調整制御部１１２は、接液面４３をウェハＷから離間させる際に、接液面４３を表面Ｗａから第一距離Ｄ１まで離間させ、その状態を保持した後に、第一速度Ｖ１に比べ低い第二速度Ｖ２にて接液面４３を更に離間させるように現像液供給部４０を制御してもよい。

【0082】

第一距離Ｄ１は、液膜ＬＦと接液面４３との間に液柱ＬＣが形成される距離であってもよい（図１０（ａ）参照）。このような距離は、事前の条件出しにより適宜設定可能である。

【0083】

図６に戻り、コントローラ１００は、次にステップＳ１０，Ｓ１１を実行する。ステップＳ１０では、液膜保持制御部１１３が、ウェハＷの回転数を第二回転数ω２以下とすることで、表面Ｗａ上に液膜ＬＦを保持するように回転保持部３０を制御する。その一例として、液膜保持制御部１１３は、ウェハＷの回転を停止させるように回転保持部３０を制御してもよい。

【0084】

ステップＳ１１では、液膜保持制御部１１３が、ステップＳ１０の実行後の状態（ウェハＷの回転数が第二回転数ω２以下となっている状態）を維持して第三処理時間の経過を待機する。この間に、液膜ＬＦ中の現像液ＤＦによって現像が更に進行する。第三処理時間は、事前の条件出しにより適宜設定可能である。第三処理時間は、例えば１０〜３０秒であり、１５〜２５秒であってもよい。

【0085】

次に、コントローラ１００はステップＳ１２〜Ｓ１４を順に実行する。ステップＳ１２では、ノズル搬送機構５６によりノズル５１を搬送し、ウェハＷの回転中心ＲＣ上に配置するように、洗浄制御部１１４がリンス液供給部５０を制御する。

【0086】

ステップＳ１３では、洗浄制御部１１４が、表面Ｗａ上の現像液ＤＦを洗い流すように回転保持部３０及びリンス液供給部５０を制御する。例えば洗浄制御部１１４は、第三回転数ω３に比べ高い第四回転数ω４でウェハＷを回転させるように回転保持部３０を制御しながら、タンク５２からノズル５１にリンス液ＣＦを送って表面Ｗａの中央部に供給するようにリンス液供給部５０を制御する（図１１（ａ）参照）。第四回転数ω４は、事前の条件出しにより適宜設定可能である。第四回転数ω４は、例えば５００〜２０００ｒｐｍである。表面Ｗａ上に供給されたリンス液ＣＦは、遠心力により外周Ｗｂ側に広がりながら現像液ＤＦを洗い流す（図１１（ｂ）参照）。その後洗浄制御部１１４は、リンス液ＣＦの供給を停止するようにリンス液供給部５０を制御する。

【0087】

ステップＳ１４では、乾燥制御部１１５が、表面Ｗａ上の液体を除去するように回転保持部３０を制御する。例えば乾燥制御部１１５は、第四回転数ω４に比べ高い第五回転数ω５でウェハＷを回転させるように回転保持部３０を制御する（図１１（ｃ）参照）。第五回転数ω５は、例えば１５００〜３０００ｒｐｍである。以上で現像処理手順が完了する。

【0088】

〔本実施形態の効果〕
本実施形態に係る現像処理手順は、ウェハＷを第一回転数で回転させ、接液面４３を表面Ｗａに対向させた状態で、吐出口４２から表面Ｗａに現像液を供給し、現像液に接液面４３を接触させながらノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に現像液の液膜を形成することと、表面Ｗａ上に液膜が形成された後に、吐出口４２からの現像液の供給が停止した状態で、第一回転数に比べ低い第二回転数でウェハＷを回転させることと、第二回転数でウェハＷを回転させた後に、第一回転数に比べ高い第三回転数でウェハＷを回転させることと、第三回転数でウェハＷを回転させた後に、ウェハＷの回転数を第二回転数以下とすることで、表面Ｗａ上に液膜を保持することと、を含む。

【0089】

この現像処理手順によれば、液膜の形成過程において、吐出口４２から表面Ｗａに供給された現像液に接液面４３が接触する。接液面４３と表面Ｗａとの相対運動により、これらの間においては現像液が撹拌される。このため、接液面４３と表面Ｗａとの間における現像の進行速度の均一性が高まる。

【0090】

液膜の形成後においては、ウェハＷの回転数が第一回転数から第二回転数に下げられた後に、第一回転数に比べ高い第三回転数に上げられる。ウェハＷの回転数が第一回転数から第二回転数に下がることで、現像液はウェハＷの回転中心ＲＣ側に寄り、ウェハＷの回転数が第二回転数から第三回転数に上がることで、現像液はウェハＷの外周Ｗｂ側に広がる。外周Ｗｂ側に広がる前に、一旦回転中心ＲＣ側に寄ることで、外周Ｗｂ側に広がる際の現像液の運動エネルギーが増加するので、回転中心ＲＣ側の現像液がより確実に外周Ｗｂ側に行き渡る。これにより、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性が高められた状態で、当該液膜が表面Ｗａ上に保持される。このため、液膜の形成後においても現像の進行速度の均一性が高まる。

【0091】

このように、液膜の形成過程及び液膜の形成後の双方において、現像の進行速度の均一性が高まるので、現像の進行量が基板上の位置によってばらつくことをより確実に抑制できる。

【0092】

現像液に接液面４３を接触させながらノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に液膜を形成する際に、外周Ｗｂ側から回転中心ＲＣ側にノズル４１を移動させてもよい。この場合、回転中心ＲＣ側における現像液の供給が、外周Ｗｂ側における現像液の供給に比べて後に行われるので、液膜の形成直後には、回転中心ＲＣに近付くにつれて現像液の鮮度が高い状態となる。このため、ウェハＷを第三回転数で回転させる際には、鮮度の低い外周Ｗｂ側の現像液が鮮度の高い回転中心ＲＣ側の現像液により置換されることとなる。現像液の鮮度が高くなるのに応じて、現像液の濃度の均一性も高くなる傾向があるので、鮮度の低い現像液を鮮度の高い現像液により置換することで、液膜中における現像液の濃度の均一性が更に高まる。これにより、現像の進行速度の均一性を更に高めることができる。

【0093】

表面Ｗａ上に液膜を形成した後、第二回転数でのウェハＷの回転が完了する前に、接液面４３を表面Ｗａから離間させることを更に含んでもよい。この場合、第二回転数でのウェハＷの回転が完了する前に、接液面４３と表面Ｗａとの間を広げておくことで、液膜中の現像液をより確実に回転中心ＲＣ側に寄せることができる。このため、ウェハＷを第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性を更に高めることができる。

【0094】

接液面４３を表面Ｗａから離間させることは、第一速度にて、接液面４３を表面Ｗａから第一距離まで離間させることと、接液面４３が表面Ｗａから第一距離まで離間した状態を保持した後に、第一速度に比べ低い第二速度にて接液面４３を更に離間させることとを含んでもよい。この場合、第一速度にて、接液面４３を表面Ｗａから第一距離まで離間させた後に、接液面４３と表面Ｗａとの距離を保持することで、接液面４３と液膜との接触面が縮小される。その後、第一速度に比べ低い第二速度にて接液面４３を更に離間させることで、接液面４３が液膜から離れる際における現像液のちぎれが抑制される。これらのことから、接液面４３が液膜から離れる際に、接液面４３に現像液が残留し難くなるので、液膜から離れた接液面４３からの液だれの発生が抑制される。このため、ウェハＷを第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性を更に高めることができる。

【0095】

第一距離は、現像液の液膜と接液面４３との間に液柱が形成される距離であってもよい。この場合、接液面４３を表面Ｗａから第一距離まで離間させる過程において、現像液のちぎれが防止された状態で、接液面４３と液膜との接触面がより確実に縮小される。このため、接液面４３が液膜から離れる際に、接液面４３に現像液が残留することをより確実に防止できる。

【0096】

現像液に接液面４３を接触させながらノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に液膜を形成する際に、ノズル４１の移動速度を途中で変更してもよい。この場合、ノズル４１の移動速度を変更することで、液膜の回転中心ＲＣ側における現像液の量をより確実に適正化できる。このため、ウェハＷを第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0097】

現像液に接液面４３を接触させながらノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に液膜を形成する際に、吐出口４２が回転中心ＲＣに近付くのに応じてノズル４１の移動速度を低下させてもよい。この場合、液膜の形成直後には、液膜の外周Ｗｂ側における現像液の量に比べ、液膜の回転中心ＲＣ側における現像液の量が多くなる。このため、ウェハＷを第三回転数で回転させる際に、回転中心ＲＣ側の現像液がより確実に外周Ｗｂ側に行き渡るので、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0098】

現像液に接液面４３を接触させながらノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に液膜を形成する際に、吐出口４２からの現像液の吐出量を途中で変更してもよい。この場合、吐出口４２からの現像液の吐出量を変更することで、液膜の回転中心ＲＣ側における現像液の量をより確実に適正化できる。このため、ウェハＷを第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0099】

現像液に接液面４３を接触させながらノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に液膜を形成する際に、吐出口４２が回転中心ＲＣに近付くのに応じて吐出口４２からの現像液の吐出量を増やしてもよい。この場合、液膜の形成直後には、液膜の外周Ｗｂ側における現像液の量に比べ、液膜の回転中心ＲＣ側における現像液の量が多くなる。このため、ウェハＷを第三回転数で回転させる際に、回転中心ＲＣ側の現像液がより確実に外周Ｗｂ側に行き渡るので、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0100】

現像液に接液面４３を接触させながらノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に液膜を形成する際に、吐出口４２が回転中心ＲＣからずれる位置を終点としてノズル４１を移動させてもよい。この場合、ノズル４１の移動を停止させる位置により、液膜の回転中心ＲＣ側における現像液の量を調節できる。例えば、吐出口４２がウェハＷの回転中心に到達する前にノズル４１の移動を停止させることで、回転中心ＲＣ側における現像液の量を減らすことができる。一方、吐出口４２が回転中心ＲＣを通過するまでノズル４１を移動させることで、液膜の回転中心ＲＣ側における現像液の量を増やすことができる。このため、ノズル４１の移動を停止させる位置により、液膜の回転中心ＲＣ側における現像液の量をより確実に適正化できる。従って、ウェハＷを第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0101】

現像液に接液面４３を接触させながらノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に液膜を形成する際に、吐出口４２が回転中心ＲＣからずれ、回転中心ＲＣが接液面４３を通る位置を終点としてノズル４１を移動させてもよい。この場合、吐出口４２が回転中心ＲＣからずれる位置にてノズル４１の移動を停止する場合であっても、ノズル４１の接液面４３が対向する範囲は表面Ｗａの全域に亘る。このため、現像液をより確実に回転中心ＲＣまで塗布することができる。従って、ウェハＷを第三回転数で回転させる際に、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0102】

現像液に接液面４３を接触させながらノズル４１を移動させることで、表面Ｗａ上に液膜を形成する際に、吐出口４２が回転中心ＲＣを通過するまでノズル４１を移動させてもよい。この場合、液膜の形成直後には、液膜の外周Ｗｂ側における現像液の量に比べ、液膜の回転中心ＲＣ側における現像液の量が多くなる。このため、ウェハＷを第三回転数で回転させる際に、回転中心ＲＣ側の現像液がより確実に外周Ｗｂ側に行き渡るので、液膜の膜厚及び液膜中の現像液の濃度の均一性をより確実に高めることができる。

【0103】

以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、ウェハＷの表面Ｗａ上に液膜を形成する際に外周Ｗｂ側から回転中心ＲＣ側にノズル４１を移動させる場合を例示したが、これとは逆に、ウェハＷの表面Ｗａ上に液膜を形成する際に回転中心ＲＣ側から外周Ｗｂ側にノズル４１を移動させてもよい。

【0104】

処理対象の基板は半導体ウェハに限られず、例えばガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等であってもよい。

【実施例】

【0105】

続いて、現像処理手順の実施例及び比較例を示すが、本発明はここに示す例に限定されるものではない。

【0106】

〔ウェハのサンプルの準備〕
複数枚のウェハＷの上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜にステップアンドリピート方式で露光処理を施した。各ショットにおける露光条件は、幅約４５ｎｍの線状パターンを等間隔で形成するように設定した。

【0107】

〔実施例〕
露光処理を施したウェハＷに対して、上述した実施形態の現像処理を施し、ウェハＷの表面Ｗａ上にレジストパターンを形成した。

【0108】

〔比較例１〕
上述したステップＳ０６，Ｓ０７を省略し、その他は実施例１と同様にして、ウェハＷの表面Ｗａ上にレジストパターンを形成した。すなわち、比較例１においては、液膜の形成後に、ウェハＷの回転数を第二回転数に低下させることを行わなかった。

【0109】

〔比較例２〕
上述したステップＳ０６〜Ｓ０９を省略し、その他は実施例１と同様にして、ウェハＷの表面Ｗａ上にレジストパターンを形成した。すなわち、比較例２においては、液膜の形成後に、ウェハＷの回転数を第二回転数に低下させることを行わず、ウェハＷの回転数を第三回転数に上昇させることも行わなかった。

【0110】

〔ショット間での線幅のばらつきの評価〕
実施例、比較例１，２により作製されたレジストパターンについて、ショットごとに９カ所の測定点を設定し、各測定点において線幅を測定した。ショットごとに線幅の平均値を算出することで得られる線幅データ群を母集団として、標準偏差を算出し、その三倍の値を第一のばらつきの評価値として算出した。

【0111】

〔ショット内での線幅のばらつきの評価〕
実施例、比較例１，２により作製されたレジストパターンについて、ショットごとに９カ所の測定点を設定し、各測定点において線幅を測定した。この測定によって得られる全ての線幅データを母集団として標準偏差を算出し、その三倍を第二のばらつきの評価値として算出した。

【0112】

〔ばらつき評価値の比較結果〕
比較例１のウェハＷは、比較例２のウェハＷに比べ、第一のばらつき評価値が約４０％小さかった。この結果から、液膜形成後にウェハＷの回転数を第三回転数に高めて液膜の状態を調整することにより、現像の進行量のばらつきを抑制できることが確認された。

【0113】

実施例１のウェハＷは、比較例１のウェハＷに比べ、第一のばらつき評価値が約９％小さかった。この結果から、液膜形成後にウェハＷの回転数を第三回転数に高める前に、一旦第二回転数に低下させることにより、現像の進行量のばらつきを更に抑制できることが確認された。

【0114】

実施例１のウェハＷは、比較例１のウェハＷに比べ、第二のばらつき評価値が約５％小さかった。この結果から、液膜形成後にウェハＷの回転数を第三回転数に高める前に、一旦第二回転数に低下させることにより、現像の進行量のショット内におけるばらつきをも更に抑制できることが確認された。

【符号の説明】

【0115】

２…塗布・現像装置（基板処理装置）、３０…回転保持部、４０…現像液供給部、４１…ノズル、４２…吐出口、４３…接液面、４８…ノズル搬送機構、１００…コントローラ、Ｄ１…第一距離、ＤＦ…現像液、ＬＣ…液柱、ＬＦ…液膜、ＲＣ…回転中心、Ｖ１…第一速度、Ｖ２…第二速度、Ｗ…ウェハ、Ｗａ…表面、Ｗｂ…外周、ω１…第一回転数、ω２…第二回転数、ω３…第三回転数。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】