説明

現像方法、現像装置、およびこれを備える塗布現像処理システム

【課題】現像液を供給するときの基板搬送速度と、現像液を除去するときの基板搬送速度とを制御し、レジストパターンを均一化するレジスト現像装置を提供する。
【解決手段】現像ユニット30は、露光されたレジスト膜を有する基板Sを搬送する第1搬送機構、第1搬送機構で搬送される基板Sの表面に現像液を供給する供給ノズル50を有する現像液供給部30B、現像液で表面が覆われた基板Sを搬送する第2搬送機構を有する現像部30C、気体を吐出して基板Sの表面を覆う現像液を吹き切るブローノズル51、およびそれに向けて基板Sを搬送する第3搬送機構を有するブロー部30D、現像液が吹き切られた基板Sの表面にリンス液を供給するリンス液供給ノズル53を有するリンス部30E、第1搬送機構に搬送される基板Sの搬送速度、第3搬送機構に搬送される基板Sの搬送速度とが異なるように第1および第3の搬送機構を制御する制御部60とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フラットパネルディスプレー(FPD)用のガラス基板などに形成されたフォトレジスト膜を現像する現像方法、現像装置、およびこれを備える塗布現像処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
FPDを製造する工程の一つにフォトリソグラフィー工程がある。この工程においては、FPD用のガラス基板にフォトレジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜を所定のフォトマスクを用いて露光し、露光されたフォトレジスト膜を現像する各ステップが行われる。
【0003】
FPD用のガラス基板の大型化に伴って、フォトレジスト膜の形成ステップと現像ステップは、一般に、ローラやコロなどを含む搬送機構によりガラス基板を搬送しながら行われる(たとえば特許文献1および2)。
【0004】
フォトレジスト膜の現像ステップでは、ガラス基板への現像液の供給と、所定の時間の現像と、リンス液による現像液の洗い流しと、リンス液の乾燥とがガラス基板を搬送しながら行われる。このようにして形成されるフォトレジストパターンの線幅やビア径などをガラス基板の面内で均一化するため、実質的な現像時間(現像液が供給されて現像が始まってから、リンス液により現像液が洗い流されて現像が停止するまでの時間)をガラス基板の面内で等しくすることが望まれる。このため、ガラス基板に現像液を供給するときの基板搬送速度と、リンス液で現像液を洗い流すときの基板搬送速度とを等しくすることが好ましい(特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−5695号公報
【特許文献2】特開2008−159663号公報
【特許文献3】特許第3552187号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、現像液の再利用のため、たとえばガラス基板を傾けることにより現像液をガラス基板から流し落として現像液を回収する場合がある。この場合、ガラス基板上を現像液が流れるため、その流れの下流側において、フォトレジスト膜が多量の現像液に晒されたり、現像液が実質的に攪拌されたりする。そうすると、現像液の流れの下流側においてフォトレジスト膜の現像が促進され(たとえば線幅が狭くなり)、ガラス基板の面内でフォトレジストパターンが不均一化するおそれがある。すなわち、このような状況においては、ガラス基板に現像液を供給するときの基板の搬送速度と、リンス液で現像液を洗い流すときの基板の搬送速度とを等しくしてもフォトレジストパターンの均一化を図ることができない。
【0007】
また、搬送されているガラス基板の搬送方向の前端近傍に現像液が供給されるとき(すなわち現像液の供給が開始されるとき)には、現像液の供給量(または供給速度)や基板搬送速度によっては、ガラス基板上の現像液に乱流が生じたり、現像液が回流したりすることによって現像が促進される場合がある。この場合、ガラス基板の後端側に比べて前端側において、たとえば線幅が狭くなる事態となる。すなわち、このような状況においても、ガラス基板に現像液を供給するときの基板の搬送速度と、リンス液で現像液を洗い流すときの基板の搬送速度とを等しくしてもフォトレジストパターンの均一化を図ることができない。
【0008】
本発明は、上記の事情に鑑みて為され、基板に現像液を供給するときの基板の搬送速度と、現像液を除去するときの基板の搬送速度とを制御することにより、基板の面内でフォトレジストパターンを均一化することが可能なフォトレジストの現像方法、現像装置、およびこれを備える塗布現像処理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第1の態様によれば、露光されたフォトレジスト膜を表面に有する基板を第1の搬送速度で搬送しながら、当該表面に現像液を供給する工程と、前記現像液で表面が覆われた前記基板を第2の搬送速度で搬送する工程と、前記第1の搬送速度と異なる第3の搬送速度で前記基板を搬送しながら、当該基板の表面を覆う現像液を気体で吹き切る工程と、前記吹き切る工程に引き続いて前記基板を前記第3の搬送速度で搬送しながら、前記表面にリンス液を供給する工程とを含むフォトレジスト膜の現像方法が提供される。
【0010】
本発明の第2の態様によれば、露光されたフォトレジスト膜を表面に有する基板を搬送する第1の搬送機構、および該第1の搬送機構で搬送される前記基板の表面に現像液を供給する供給ノズルを有する現像液供給部と、前記供給ノズルから供給された前記現像液で表面が覆われた前記基板を搬送する第2の搬送機構を有する現像部と、気体を吐出して前記基板の表面を覆う前記現像液を吹き切るブローノズル、および該ブローノズルに向けて前記基板を搬送する第3の搬送機構を有するブロー部と、前記現像液が吹き切られた前記基板の表面にリンス液を供給するリンス液供給ノズルを有するリンス部と、前記第1の搬送機構により搬送される前記基板の第1の搬送速度と、前記第3の搬送機構により搬送される前記基板の第3の搬送速度とが異なるように前記第1の搬送機構および前記第3の搬送機構を制御する制御部とを備えるフォトレジスト膜の現像装置が提供される。
【0011】
本発明の第3の態様によれば、基板上にフォトレジスト膜を形成するフォトレジスト膜形成装置と、露光された前記フォトレジスト膜を現像する、第2の態様のフォトレジスト膜の現像装置とを備える塗布現像処理システムが提供される。
【発明の効果】
【0012】
本発明の実施形態によれば、基板に現像液を供給するときの基板の搬送速度と、現像液を除去するときの基板の搬送速度とを制御することにより、基板の面内でフォトレジストパターンを均一化することが可能なフォトレジストの現像方法、現像装置、およびこれを備える塗布現像処理システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施形態による塗布現像処理システムを概略的に示す上面図である。
【図2】図1の塗布現像処理システムに設けられる、本発明の実施形態による現像装置を示す図である。
【図3】図2の現像装置の動作を説明する図である。
【図4】図3に引き続いて図2の現像装置の動作を説明する他の図である。
【図5】図4に引き続いて図2の現像装置の動作を説明する別の図である。
【図6】図5に引き続いて図2の現像装置の動作を説明するまた別の図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態による現像装置およびこれを備える塗布現像処理システムを説明する。以下の説明において、同一または対応する部品または部材には、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【0015】
まず、図1を参照しつつ、本発明の実施形態によるフォトレジストの塗布現像処理システムを説明する。
図示のとおり、塗布現像処理システム100は、複数のガラス基板S(以下、単に基板Sと記す)を収容するカセットCが載置されるカセットステーション1と、基板Sにフォトレジストの塗布および現像を含む一連の処理を行う処理ステーション2と、処理ステーション2において基板Sの表面に形成されたフォトレジスト膜を露光する露光装置9との間で基板Sの受け渡しを行うインターフェースステーション4とを備えている。カセットステーション1、処理ステーション2、およびインターフェースステーション4は、図中のX方向に沿って配置されている。
【0016】
カセットステーション1は、カセットCを図中のY方向に並置可能な載置台12と、載置台12のX方向側に結合され、処理ステーション2との間で基板Sの搬入出を行う搬送装置11とを備える。搬送装置11は搬送アーム11aを有し、搬送アーム11aは、Y方向に延びるガイド10に沿って移動可能であり、上下動、前後動および水平回転可能である。
【0017】
処理ステーション2には、カセットステーション1からインターフェースステーション4に向う方向に、エキシマUV照射ユニット(e−UV)21、スクラブ洗浄ユニット(SCR)22、プレヒートユニット(PH)23、アドヒージョンユニット(AD)24、冷却ユニット(COL)25、フォトレジスト塗布ユニット(CT)26、減圧乾燥ユニット(DP)27、加熱処理ユニット(HT)28、および冷却ユニット(COL)29がこの順に配列されている。
また、処理ステーション2には、インターフェースステーション4からカセットステーション1に向う方向に、現像ユニット(DEV)30、加熱処理ユニット(HT)31、冷却ユニット(COL)32、および検査装置(IP)35がこの順に配列されている。
【0018】
これらのユニット(およびユニット間)には、現像ユニット30におけるコロ170(後述)を含むコロ搬送機構と同様のコロ搬送機構が設けられている。これにより、基板Sは、図中の矢印Aで示す搬送ラインAと、矢印Bで示す搬送ラインBとに沿って上記のユニットに順に搬送される。
【0019】
このように構成されたフォトレジスト塗布現像処理システム100において、基板Sは以下のように処理される。
まず、搬送装置11の搬送アーム11aにより、カセットステーション1の載置台12に載置されたカセットCから基板Sが取り出され、搬送ラインAに沿って、処理ステーション2のエキシマUV照射ユニット21へと搬送される。ここで、紫外域光を発する紫外域光ランプから基板Sに対して紫外域光が照射され、基板S上に吸着した有機物が除去される。次にスクラブ洗浄ユニット22へ基板Sが搬送され、洗浄液(たとえば脱イオン水(DIW))が基板Sに供給されつつブラシ等の洗浄部材により基板Sの表面が洗浄され、ブロワー等により乾燥される。洗浄乾燥された基板Sは、プレヒートユニット23へ搬送され、加熱されて更に乾燥される。次いで基板Sは、アドヒージョンユニット24へ搬送され、加熱した基板Sに対してヘキサメチルジシラン(HMDS)を吹き付けることにより基板Sに対して疎水化処理が行われる。疎水化処理後、基板Sは冷却ユニット25へ搬送され、基板Sに対して冷風を吹き付けることによって基板Sが冷却され、所定の温度に維持される。
【0020】
続けて基板Sは、フォトレジスト塗布ユニット26へ搬送される。フォトレジスト塗布ユニット26内では、基板Sが搬送ラインAに沿って移動しながら、基板S上にフォトレジスト液が供給され、基板S上にフォトレジスト膜が形成される。
【0021】
フォトレジスト膜が形成された基板Sは、搬送ラインA上を搬送されて、内部空間を減圧可能に構成される減圧乾燥ユニット27へ搬送され、減圧雰囲気下でフォトレジスト膜が乾燥される。次に、基板Sは加熱処理ユニット28へ搬送される。ここでは、基板Sが加熱され、フォトレジスト膜に含まれる溶剤等が除去される。加熱処理後、基板Sは冷却ユニット29へ搬送され、基板Sに対して冷風を吹き付けることによって基板Sが冷却される。
【0022】
冷却ユニット29で冷却された基板Sは、搬送ラインA上を下流側端部まで搬送された後、インターフェースステーション4の上下動、前後動および水平回転可能な搬送アーム43によって基板Sの受け渡し部であるロータリーステージ(RS)44に搬送される。次に、基板Sは、搬送アーム43によって外部装置ブロック90の周辺露光装置(EE)に搬送される。周辺露光装置(EE)では、基板Sの外周部のフォトレジスト膜を除去するため、基板Sに対して露光処理が行われる。続いて、基板Sは、搬送アーム43により露光装置9に搬送され、回路パターンに対応したパターンを有するフォトマスクを介してフォトレジスト膜が露光される。なお、基板Sは、ロータリーステージ44上のバッファカセットに一時的に収容された後に、露光装置9に搬送される場合がある。露光処理が終了した基板Sは、搬送アーム43により外部装置ブロック90のタイトラー(TITLER)に搬送され、ここで所定の情報が基板Sに書き込まれる。
【0023】
その後、基板Sは搬送ラインB上を搬送されて現像ユニット30に至る。現像ユニット30では、後述するように、露光されたフォトレジスト膜が現像液により現像され、リンス液により現像液が洗い流され、リンス液が乾燥される。
【0024】
次に、基板Sは、搬送ラインB上を搬送されて加熱処理ユニット31に至り、ここで加熱され、フォトレジスト膜に残る溶剤およびリンス液(水分)が除去される。なお、加熱処理ユニット31においても、基板Sは、コロ搬送機構によって搬送ラインB上を搬送されながら加熱される。現像ユニット30と加熱処理ユニット31との間には、現像液の脱色処理を行うi線UV照射ユニットを設けても良い。加熱処理ユニット31での加熱処理が終了した基板Sは、冷却ユニット32搬送されて、ここで冷却される。
【0025】
冷却された基板Sは、検査ユニット35へ搬送され、たとえばフォトレジストパターン(ライン)の限界寸法(CD)の測定などの検査が行われる。この後、基板Sは、カセットステーション1に設けられた搬送装置11の搬送アーム11aにより載置台12に載置された所定のカセットCに収容され、一連の処理が終了する。
【0026】
次に、図2を参照しながら、本実施形態による現像ユニット30について説明する。図2(a)は、現像ユニット30の概略上面図であり、図2(b)は、現像ユニット30の概略側面図である。これらの図においては、基板Sと現像ユニット30の各部との位置関係を示すため、各部に基板Sが配置された状態を図示している。
図示のとおり、現像ユニット30は、外部装置ブロック90から加熱処理ユニット31(図1参照)に向かう方向に順に配置される導入部30A、現像液供給部30B、現像部30C、ブロー部30D、およびリンス部30Eを有している。
【0027】
導入部30Aは、外部装置ブロック90に接続し、表面にフォトレジスト膜が形成された基板Sを外部装置ブロック90から受け取り、現像液供給部30Bへと搬送する。具体的には、導入部30Aには複数の(図示の例では8つの)コロ170が互いに平行に所定の間隔で並べられている。これらのコロ170は、基板Sの幅よりも長く、同じ高さに配置されている。このため、基板Sは、コロ170上に安定に支持される。また、コロ170の各々は、中心軸を回転中心として回転可能であり、駆動装置M1により駆動されて同じ方向に同じ速度で回転することができる。これによりコロ170上の基板Sは所定の搬送速度で搬送される。駆動装置M1はたとえば電動モータであって良い。以下の説明ではモータM1と記す。モータM1は制御部60により制御され、これによりコロ170の回転速度、すなわち基板Sの搬送速度が制御される。
【0028】
なお、コロ170、モータM1(駆動装置)、および制御部60は、現像液供給部30Bおよび現像部30Cにおいても同様の構成を有し、同様に機能するため、これらの説明は、現像液供給部30Bおよび現像部30Cの説明においては省略する。
【0029】
また、現像ユニット30は、導入部30Aと外部装置ブロック90との間に配置される搬入部を有していても良い。搬入部は、導入部30Aと同様の構成を有することができ、外部装置ブロック90と現像ユニット30との間での基板Sの搬送間隔を調整するバッファーとして機能することができる。
【0030】
現像液供給部30Bは導入部30Aと連続するように配置されている。具体的には、導入部30Aと現像液供給部30Bとの境界におけるコロ170の間隔は、導入部30A内および現像液供給部30B内におけるコロ170の間隔とほぼ等しく、かつ、コロ170の配置高さは、導入部30Aと現像液供給部30Bとの間で等しい。これにより、基板Sは、導入部30Aから現像液供給部30Bにスムースに搬入される。また、現像液供給部30Bには、基板Sの表面に現像液を供給する現像液供給ノズル50が設けられている。現像液供給ノズル50は、基板Sの搬送方向と直交する方向(コロ170の長手方向と平行な方向)に延び、図2(a)に示すように、基板Sの幅よりも僅かに長い。現像液供給ノズル50は、所定の間隔をおいて下方に開口する複数の孔(または現像液供給ノズル50の長手方向に延びるスリット)を有しており、基板Sの表面の全幅に対して現像液供給源(図示せず)からの現像液を供給する。また、現像液供給ノズル50は、図2(b)に示すように、導入部30Aと現像液供給部30Bとの境界近くに配置されている。このため、導入部30から現像液供給部30Bへ搬入されるとほぼ同時に基板Sに対する現像液の供給が開始される。
【0031】
現像部30Cは現像液供給部30Bと連続するように配置されている。基板Sは、現像液供給部30Bにおいて供給された現像液で表面が覆われた状態で、現像液供給部30Bから現像部30Cへ搬入され、同じ状態で現像部30C内を搬送される。
ブロー部30Dは現像部30Cと連続するように配置されている。ブロー部30Dにおいては、基板Sの搬送方向に沿った下流側でコロ170の配置高さに差が設けられている。具体的には、8つのコロ170のうち、基板Sの搬送方向上流側からの7つ目のコロ170が6つ目のコロ170よりも例えば3mmから5mm高い位置に配置され、さらに、8つ目のコロ170は6つ目のコロ170よりも例えば6mmから10mm高い位置に配置されている。このため、ブロー部30D内においてコロ170により搬送される基板Sは、搬送方向の前端から後端に向かって低くなるように凹状に反ることとなる。このように反ることにより、基板Sの表面を覆う現像液は、基板Sの搬送方向とは逆の方向に流れて基板Sの後端から下方へ流れ落ちる。コロ170の下方には、図示しないトレイ(またはパン)が設けられている。下方へ流れ落ちた現像液はトレイに収集され、トレイに設けられた所定の配管を通して回収される。これにより、現像液を再利用することができ、現像液を節約することが可能となる。
【0032】
また、ブロー部30Dには、後段のリンス部30Eとの境界近くにブローノズル51が配置されている。ブローノズル51は、図2(a)に示すように、基板Sの搬送方向と直交する方向に延び、基板Sの幅よりも長い。ブローノズル51の下部には、所定の間隔で複数の孔(またはブローノズル51の長手方向に延びるスリット)が形成されており、図示しない清浄空気供給源からの清浄空気が下方に向けて吐出され、エアカーテンが形成される。基板Sがエアカーテンを横切ると、エアカーテンにより基板S上の現像液が全幅にわたってライン状に吹き切られる。これにより、基板S上のフォトレジスト膜の現像が実質的に停止される。
【0033】
リンス部30Eはブロー部30Dと連続するように配置されている。具体的には、リンス部30Eにおける基板搬送方向に沿った最上流側のコロ170は、ブロー部30Dにおける基板搬送方向に沿った最下流側のコロ170に対して極端な段差ができないように配置され、最上流側のコロ170に後続するコロ170は、順次高さが低くなるように配置されている。これにより、ブロー部30Dにおいて(概ね凹状)反った基板Sは、リンス部30Eにおいては逆向きに反り、次第に平坦になる。コロ170の長手方向や間隔等は、リンス部30Eにおいてもブロー部30D等と同じである。
【0034】
また、リンス部30Eには、プレリンスノズル52が設けられている。プレリンスノズル52は、図2(a)に示すように、基板Sの搬送方向と直交する方向に延び、基板Sの幅よりも長く、また、下部に、所定の間隔で複数の孔が形成されている。プレリンスノズル52は、図示しないリンス液(たとえばDIW)の供給源と接続されており、基板Sの全幅にわたってリンス液を吐出する。プレリンスノズル52は、ブロー部30Dのブローノズル51に隣接して(たとえば30mmの間隔で)設けられており、現像液が吹き切られた後、フォトレジスト膜が完全に乾燥する前に、フォトレジスト膜をリンス液で濡らすことができる。このため、現像により形成されたフォトレジストパターンの表面または側面に残る現像液をリンス液中に溶け出させることができる。また、基板搬送方向に対してプレリンスノズル52の下流側には、リンスノズル53が設けられている。リンスノズル53は、プレリンスノズル52と同様に基板Sの全副にわたってリンス液を吐出することができ、これにより、リンス液中に溶け出した現像液をリンス液とともに洗い流すことができる。また、リンスノズル53は傾くように配置され、コロ170により形成される基板Sの傾きに沿った方向に向けてリンス液を供給できる。したがって現像液を効率よく洗い流すことができる。
リンス液により現像液が洗い流された基板Sは、リンス部30Eと連続するように配置される乾燥部(図示を省略)へ搬送される。乾燥部は、導入部30A等と同様のコロ搬送機構と、コロ搬送機構により搬送される基板Sに対して清浄空気を吐出して基板Sを乾燥するエアーナイフ(図示せず)とを備えることができる。乾燥部により乾燥された基板Sは、コロ搬送により加熱処理ユニット31(図1参照)に搬送される。
なお、リンス部30Eと乾燥部との間に、一又は複数のリンスノズルを有する他のリンス部を設けても良い。これによれば、現像液をより確実に洗い流すことができる。
【0035】
また、現像ユニット30には、現像ユニット30内を搬送される基板Sの位置を検出する複数のセンサ(図示せず)が適宜設けられている。これらのセンサにより検出された位置に応じて、制御部60によりモータM1からM5とコロ170とが制御されて基板搬送速度が変更され、各ノズル50から53が制御される。
【0036】
次に、図3から図6までを参照しながら、本実施形態による現像ユニットの動作(現像方法)について説明する。これらの図面において、便宜上、制御部60は省略する。
図3(a)を参照すると、外部装置ユニット90(図1)から搬入された基板Sが導入部30A内を搬送されている。図示は省略しているが、基板Sの表面にはフォトレジスト膜が形成されており、このフォトレジスト膜は露光装置9(図1)において露光され、潜像が形成されている。導入部30Aにおいては、基板Sは搬送速度V11で搬送されている。また、導入部30Aの後段の現像液供給部30Bでは、制御部60(図2)によりモータM2およびコロ170が制御され、導入部30Aでの搬送速度V11よりも速い搬送速度V21に予め設定されている。
【0037】
基板Sの前端が現像液供給部30Bへ搬入されたことがセンサ(図示せず)により検出されると、導入部30のモータM1およびコロ170が制御部60により制御され、導入部30における搬送速度V11が搬送速度V21(現像液供給部30Bにおける搬送速度)に変更される。これにより、基板Sは搬送速度V21で導入部30Aから現像液供給部30Bへ搬送されていく。一方、基板Sの前端が現像液供給ノズル50の真下に達すると同時に、現像液供給ノズル50から基板Sの表面に対して現像液DLが供給される。基板Sの表面に供給された現像液DLは、図3(b)に示すように、表面張力により基板Sの表面に留まることなる。現像液DLの供給は、図4(a)に示すように基板Sの後端が現像液供給ノズル50の真下を通り過ぎるまで継続し、通り過ぎるとともに停止する。以上により、基板Sの表面全体が現像液DLで覆われることとなる。
【0038】
なお、現像液供給部30B内を基板Sが搬送されているとき(現像液が供給されているとき)、現像液供給部30Bの後段の現像部30Cにおいては、現像部30Cにおける基板Sの搬送速度がV31となるように、制御部60によりモータM3およびコロ170が制御されている。搬送速度V31は、現像に要する時間(現像時間)と、現像液供給ノズル50とブローノズル51との間の距離とに基づいて決定されている。より具体的には、基板Sの前端が現像液供給ノズル50の真下に達してからブローノズル51に達する時間が所望の現像時間と等しくなるように(現像液供給部30Bでの搬送速度V21をも考慮して)決定されている。本実施形態では、現像部30Cでの搬送速度V31は、現像液供給部30Bでの搬送速度V21よりも遅く設定されている。
【0039】
基板Sの後端が現像液供給ノズル50を通り過ぎると共に、基板Sの前端が現像部30Cへ搬入されると、現像液供給部30BのモータM2およびコロ170が制御部60により制御され、現像液供給部30Bにおける搬送速度V21が、後段の現像部30Cにおける搬送速度V31と等しくなる(図4(b))。これにより、基板Sは、図5(a)に示すように、搬送速度V31で現像液供給部30Bから現像部30Cへと搬送されていく。この場合においても、基板Sの表面は現像液DLにより覆われている。この後、図5(b)に示すように、基板Sは、表面が現像液DLで覆われたまま、搬送速度V31にて現像部30Cからブロー部30Dへ更に搬送されていく。
【0040】
図6(a)に示すように、基板Sの前端がブロー部30Dのブローノズル51の真下に達したことが図示しないセンサにより検出されると、ブロー部30DのモータM4およびコロ170とが制御部60により制御されて、基板Sは搬送速度V41にて搬送されることとなる。搬送速度V41は、後段のリンス部30Eにおいて設定されていた搬送速度と等しく、現像液供給部30B内を搬送されていたときの基板Sの搬送速度V21(図3(b)および図4(a))よりも速い。また、ブローノズル51の真下に基板Sが達したときには、ブロー部30Dのコロ170の配置により、基板Sは前端が高くなるように反っているため、図6(a)に示すように、現像液DLは後端に向かって流れ、後端から下方へ流れ落ち、図示しないトレイを介して回収される。
【0041】
また、ブローノズル51から吐出される清浄空気で形成されるエアカーテンにより、図6(b)に示すように、基板S上の現像液は吹き切られ、これにより現像が実質的に停止される。現像液が吹き切られた後、比較的短時間のうちに、基板Sの表面にはプレリンスノズル52からリンス液(DIW)が供給され、基板Sの表面はリンス液で濡らされて表面に残留する現像液がリンス液に溶け込む。さらに、現像液が溶け込んだリンス液は、リンスノズル53から供給されるリンス液により洗い流され、現像液はより確実に除去される。
【0042】
なお、プレリンスノズル52から吐出されるリンス液は、ブローノズル51により形成されるエアカーテンにより堰き止められるため、ブロー部30D側へ流れることはない。仮に、プレリンスノズル52からのリンス液が基板Sの表面を流れて現像液と共に基板Sの後端から下方へ流れ落ちると、リンス液の流れるパターンに応じた現像斑が生じてしまう。しかし、本実施形態の現像ユニット30によれば、ブローノズル51によりリンス液が基板Sの上流側に向かって流れることがないため、そのような斑が生じることはない。
【0043】
リンス部30Eにおいてリンス液により現像液が洗い流された基板Sは、リンス部30Eと連続するように配置される乾燥部(図示を省略)へ搬送され、乾燥部に設けられたエアーナイフ(図示せず)から吐出される清浄空気により基板Sが乾燥され、加熱処理ユニット31(図1参照)にコロにより搬送される。
なお、リンス部30Eと乾燥部との間に別のリンス部(図示せず)を設ける場合には、リンス部30Eにおいてリンス液により現像液が洗い流された基板Sは、別のリンス部へ所定の搬送速度で搬送され、ここで更に洗浄され、乾燥部へ搬送される。
【0044】
基板Sの搬送速度を例示すると、現像液供給部30Bにおいて現像液供給ノズル50から基板Sに現像液を供給するときの搬送速度V21(図3)は、たとえば60mm/secから100mm/secまでの範囲にあってよく、ブロー部30Dにおいてブローノズル51によるエアカーテンを基板Sが通過するときの搬送速度V41(図6)は、たとえば120mm/secから180mm/secまでの範囲にあって良い。もちろん、少なくとも一枚の基板Sを用いて上記の現像方法を行った後に、形成されたフォトレジストパターン(ライン幅やビア径などの寸法)の面内均一性に基づいて搬送速度V21,V31,V41等を決定すると好ましい。また、フォトレジストパターンの面内均一性は、たとえば現像ユニット30よりも後段にある検査ユニット35において測定しても良い。さらに、一ロット分の基板を処理している途中で、検査ユニット35において(または他の検査装置にて)時系列的に取得した測定データに基づいて搬送速度V21,V31,V41等を変更(または調整)しても良い。
【0045】
以上のとおり、本実施形態による現像ユニット30および現像方法においては、ブロー部30Dにおいて、現像液の回収のため、前端が高くなるように基板Sを反らせることから、現像液が後端側へ流れる。このため、基板Sの後端側は多量の現像液に晒され、しかも、現像液の流れにより現像液が攪拌されるため、後端側での現像が促進されることとなる。しかし、ブロー部30Dにおける搬送速度V41が現像液供給部30Bにおける搬送速度V21よりも速いため、現像時間(現像液供給ノズル50により現像液が供給されてから、ブローノズル51からのエアカーテンにより現像液が吹き切られるまでの時間)を基板Sの後端側で短くすることでき、現像の促進を相殺することができる。したがって、本発明の実施形態によれば、基板Sにおけるフォトレジストパターンの面内均一性が損なわれることがないという効果・利点が提供される。
【0046】
また、本実施形態の現像ユニット30によれば、基板S上に現像液DLを供給するときの基板搬送速度と、供給された現像液DLで覆われた基板Sを搬送するときの基板搬送速度と、基板Sから現像液DLを除去するときの基板搬送速度とを独立して制御することができるため、使用するフォトレジストや現像液等に応じて、基板搬送速度を種々に変更することにより、基板の面内におけるフォトレジストパターンの均一化を図ることができる。
【0047】
仮にそのような基板搬送速度の制御ができず、現像時間のみによって基板搬送速度が決定される場合においては、現像液を供給するときの基板搬送速度を調整できない事態ともなる。逆に、現像液を供給するときの基板搬送速度を調整しようとすれば、この基板搬送速度に合わせて、現像部30Cの長さ(基板の搬送距離)を変えることにより現像時間を確保する必要が生じる。しかし、ロットごとに装置構成を変更することは現実的には不可能である。
【0048】
すなわち、本実施形態の現像ユニット30によれば、プロセスウィンドウ(マージン)を拡大することができる。これにより、PFDの性能向上や、歩留まりの改善に伴うPFDの低価格化に寄与する。また、将来開発される新しいフォトレジストや現像液をも使用できる可能性が高くなり、これらに伴う装置のレトロフィットなどを省くことができる。
【0049】
以上、本発明の実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限ることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変更または変形が可能である。
たとえば、基板Sの前端がブローノズル51(図2)の真下に達した後に、ブロー部30Dにおける搬送速度を徐々に速くしても良い。具体的には、基板Sの前端がブローノズル51の真下に達した後、基板Sの搬送速度が徐々に速くなるように制御部60によりモータM4およびM5とコロ170とを制御すれば良い。このようにすれば、基板Sの後端側での現像時間を前端側での現像時間よりも徐々に短くすることができる。したがって、基板Sの後端側での現像の促進をより確実に相殺することが可能となる。
【0050】
また、上記の実施形態においては、現像液供給ノズル50の真下に基板Sの前端が達したことを所定のセンサで検出することにより、現像液供給ノズル50から現像液DLを基板Sへ供給したが、これに限られない。たとえば、導入部30Aにおける所定の位置(たとえば基板Sの搬送方向に沿った長さのほぼ中間)に、基板Sの前端を検出するセンサを設け、このセンサにより基板Sの前端を検出した時点と、基板Sの搬送速度とに基づいて、現像液供給ノズル50の真下に基板Sの前端が達した時に現像液供給ノズル50から現像液DLを吐出するようタイミングを決定しても良い。ブローノズル51からの清浄空気の吐出のタイミングについても、基板Sの前端を検出するセンサをたとえばブロー部30Dの所定の位置に設け、同様にして決定することができる。
【0051】
また、本実施形態の現像ユニット30においては、ブロー部30Dにおいてコロ170の配置により基板Sを傾けて現像液を回収したが、ブロー部30Dにおいて基板Sを停止させた後にたとえば昇降ピンなどを用いて、基板S上の現像液を後端側から流し落とすようにしても良い。
【0052】
また、基板を傾けない(現像液を回収しない)場合にも本発明は適用可能である。たとえば、この場合において現像液を基板に供給する際の基板搬送速度が遅いときには、基板の前端側で現像液が回流したり、撹拌されたりするため、前端側で現像が促進されるおそれがある。この場合には、ブローノズルにより現像液を吹き切るときの基板搬送速度を、現像液を供給するときの基板搬送速度よりも遅くすることにより、基板の後端側での実質的な現像時間を長くすると好ましい。これにより、現像時間の長期化を通して後端側での現像を促進することができ、フォトレジストパターンの面内均一性を維持することが可能となる。また、この場合においても、ブローノズルにより現像液を吹き切るときの基板搬送速度を徐々に遅くしても良い。
【0053】
上述の実施形態においては、FPD用のガラス基板を用いる場合を説明したが、ガラス基板に限らず樹脂基板や半導体基板を用いる場合にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【0054】
100…塗布現像処理システム、1…カセットステーション、2…処理ステーション、4…インターフェースステーション、9…露光装置、30…現像ユニット、30A…導入部、30B…現像液供給部、30C…現像部、30D…ブロー部、30E…リンス部、50…現像液供給ノズル、51…ブローノズル、52…プレリンスノズル、53…リンスノズル、90…制御部、170…コロ、M1〜M5…駆動装置(モータ)、S…基板。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
露光されたフォトレジスト膜を表面に有する基板を第1の搬送速度で搬送しながら、当該表面に現像液を供給する工程と、
前記現像液で表面が覆われた前記基板を第2の搬送速度で搬送する工程と、
前記第1の搬送速度と異なる第3の搬送速度で前記基板を搬送しながら、当該基板の表面を覆う現像液を気体で吹き切る工程と、
前記吹き切る工程に引き続いて前記基板を前記第3の搬送速度で搬送しながら、前記表面にリンス液を供給する工程と
を含む、フォトレジスト膜の現像方法。
【請求項2】
前記第3の搬送速度が前記第1の搬送速度よりも速い、請求項1に記載のフォトレジスト膜の現像方法。
【請求項3】
前記第3の搬送速度が前記第1の搬送速度よりも遅い、請求項1に記載のフォトレジスト膜の現像方法。
【請求項4】
前記吹き切る工程が、前記基板の表面を覆う前記現像液を前記基板の搬送方向の後端から流し落とす工程を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載のフォトレジスト膜の現像方法。
【請求項5】
少なくとも一枚の前記基板に対して前記現像液を供給する工程から前記リンス液を供給する工程までを行なって得たレジストパターンの寸法を測定する工程と、
前記測定する工程の結果に基づいて前記第3の搬送速度を決定する工程と
を更に備える、請求項1から4のいずれか一項に記載のフォトレジスト膜の現像方法。
【請求項6】
前記リンス液を供給する工程の後に、前記基板の表面にリンス液を更に供給する工程を更に含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のフォトレジスト膜の現像方法。
【請求項7】
露光されたフォトレジスト膜を表面に有する基板を搬送する第1の搬送機構、および該第1の搬送機構で搬送される前記基板の表面に現像液を供給する供給ノズルを有する現像液供給部と、
前記供給ノズルから供給された前記現像液で表面が覆われた前記基板を搬送する第2の搬送機構を有する現像部と、
気体を吐出して前記基板の表面を覆う前記現像液を吹き切るブローノズル、および該ブローノズルに向けて前記基板を搬送する第3の搬送機構を有するブロー部と、
前記現像液が吹き切られた前記基板の表面にリンス液を供給するリンス液供給ノズルを有するリンス部と、
前記第1の搬送機構により搬送される前記基板の第1の搬送速度と、前記第3の搬送機構により搬送される前記基板の第3の搬送速度とが異なるように前記第1の搬送機構および前記第3の搬送機構を制御する制御部と
を備える、フォトレジスト膜の現像装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記第3の搬送速度が前記第1の搬送速度よりも速くなるように前記第1の搬送機構および前記第3の搬送機構を制御する、請求項7に記載のフォトレジスト膜の現像装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記第3の搬送速度が前記第1の搬送速度よりも遅くなるように前記第1の搬送機構および前記第3の搬送機構を制御する、請求項7に記載のフォトレジスト膜の現像装置。
【請求項10】
前記リンス部に対して前記基板の搬送方向の下流に配置され、前記基板を搬送する第4の搬送機構、および前記基板の表面にリンス液を供給する他のリンス液供給ノズルを有する別のリンス液を更に備える、請求項7から9のいずれか一項に記載のフォトレジスト膜の現像装置。
【請求項11】
基板上にフォトレジスト膜を形成するフォトレジスト膜形成装置と、
露光された前記フォトレジスト膜を現像する、請求項7から10のいずれか一項に記載のフォトレジスト膜の現像装置と
を備える塗布現像処理システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−124309(P2012−124309A)
【公開日】平成24年6月28日(2012.6.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−273530(P2010−273530)
【出願日】平成22年12月8日(2010.12.8)
【出願人】(000219967)東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Fターム(参考)】