专利名称：显像装置和显像方法
技术领域：
本发明涉及将表面上涂布抗蚀剂，然后曝光后的基板显像的显像装置和显像处理方法。
背景技术：
在作为半导体制造工序之一的光致抗蚀剂工序中，在半导体晶片(以下称为晶片)表面上涂布抗蚀剂，在按规定的图形将该抗蚀剂曝光后，显像，形成抗蚀剂图形。一般，这种处理利用将曝光装置与进行抗蚀剂的涂布和显像的涂布显像装置连接的系统进行。
作为现有的显像装置，如图16所示，将晶片W水平地保持在基板保持部1上，将具有细小的喷出孔的显像液喷嘴11配置在从该晶片W的表面稍微浮起的位置上。在晶片W围绕垂直轴转动的同时，通过使显像液从显像液喷嘴11喷出，并使该显像液喷嘴11在晶片W的旋转半径方向移动，则显像液呈螺旋状充满晶片W的表面上(图16(a))。另外，在显像液12充满晶片W的表面上的状态下，至经过规定的显像时间例如60秒，进行静止显像后(图16(b))，将冲洗液14例如纯水从冲洗液喷嘴13供给晶片W的中央部(图16(c))。这样，对于显像液，不溶解性的部位的抗蚀剂残留，可得到规定的抗蚀剂图形。
另外，还已知将显像液供给带有在与绕垂直轴转动的转动方向交叉的方向上延伸的图形部的在表面上具有抗蚀剂的晶片W，通过在使该晶片W正转后反转，可靠地除去在图形的侧壁面上要除去的抗蚀剂层的方法(参见专利文献1和2)。在专利文献3中还说明了在显像处理时，使晶片W正转和反转的方法。
特开2002-75854号公报，[专利文献2]特开2003-272988号公报，发明要解决的问题然而，上述专利文献1所述的显像方法有以下的问题。即由于在使晶片W围绕垂直轴转动，同时供给显像液，因此，在晶片W的表面上，在与旋转方向相反的方向上画出抛物线，并且形成从中央部向外侧的显像液的液体流动。当与显像液接触，开始显像图形时，通过利用曝光复制在抗蚀剂上的图形的形状或布局阻碍该部分液体流动，由于这样，显像液向位下游部位的流动不好，图形的线宽精度降低。由这种液体流动阻碍产生的线宽精度的降低很小，目前不成为问题，但近年来，图形有向微细化进展的倾向，随之而来，要求抑制液体流动的阻碍，使线宽精度更高。
这里，说明容易产生液体流动阻碍的一个例子。在通过曝光在晶片W表面上复制多个芯片图形的情况下，为了使晶片W相对于曝光机相对移动，依次复制图形，在晶片W的表面上，使多个芯片的方向互相一致进行复制。芯片的图形根据用途有各种各样。当大致来看时，如图17示意性地所示，在一个芯片的图形内分布着形成图形的部位15和不形成图形的部位16。在这种情况下，即使将显像液供给晶片W，由于不形成图形的部位的抗蚀剂不溶解而残留下来，当该残留的抗蚀剂在显像液流动的上游时，则向着位于流动的下游侧的图形形成部位的流动受到阻碍。
发明内容
本发明是根据这种情况提出的，其目的是要提供使在其表面上涂布抗蚀剂并曝光后的基板转动，在供给显像液时，控制基板上的显像液的液流，在基板上形成表面内均匀性高的图形的显像装置和显像方法。
本发明的显像装置它可对表面上涂布涂布液、曝光后的基板进行显像，其特征为，它具有将上述基板保持为水平的基板保持部；使该基板保持部围绕着垂直轴正转或反转的旋转驱动机构。
与上述基板保持部上保持的基板表面相对地配置，具有从该基板的周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口的显像液喷嘴；从基板外侧向中央部移动该显像液喷嘴的移动机构；和控制部，利用上述旋转驱动机构使基板正转，并且在一边从上述喷出口喷出显像液一边使显像液喷嘴移动而将显像液供给基板表面后，利用旋转驱动机构使该基板反转。
在基板表面的抗蚀剂上，可以是如下的构成，使方向一致形成芯片的图形，另外，在芯片上并排配置密集地形成图形的部位和稀疏地形成图形的部位。另外，上述控制部进行控制，使得当使基板反转时，从上述喷出口向基板的中央部喷出显像液。上述控制部还进行控制，使得当使基板反转时，从上述喷出口喷出显像液，并使显像液喷嘴从基板的外侧，向中央部移动。另外，当使基板的旋转从正转切换至反转时，使基板临时静置一次。
本发明的另一种显像装置，它可对表面上涂布涂布液、曝光后的基板进行显像，其特征为，它具有将上述基板保持为水平的基板保持部；使该基板保持部围绕着垂直轴转动的旋转驱动机构；与上述基板保持部上保持的基板表面相对地配置，具有从该基板的周边边缘向中央部延伸的带状、而且向着基板的中央部倾斜的喷出口的显像液喷嘴；从基板外侧向中央部移动该显像液喷嘴的移动机构；与保持在上述基板保持部上的基板表面相对地配置，供给用于将从显像液喷嘴供给基板表面的显像液压向中央部的流体的流体供给喷嘴；和跟随着上述显像液喷嘴而使流体供给喷嘴从基板的外侧向着中央部移动的移动机构。上述流体可以为稀释的显像液或气体。
本发明的又一个显像装置，是一种显像装置，它可对表面上涂布涂布液、曝光后的基板进行显像，其特征为，它具有将上述基板保持为倾斜姿势的基板保持部；使该基板保持部围绕着垂直轴转动的旋转驱动机构；与上述基板保持部上保持的基板表面相对地配置，具有从该基板的周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口的显像液喷嘴；使该显像液喷嘴从基板的外侧向中央部移动的移动机构；和控制部，其控制成，使得在利用上述旋转驱动机构使基板旋转时，从上述喷出口喷出显像液，并使显像液喷嘴移动，将显像液供给基板表面。该基板的倾斜角可以1-10度。
本发明的再一个显像装置，是一种显像装置，它可对表面上涂布涂布液、曝光后的基板进行显像，其特征为，它具有将上述基板保持为水平的基板保持部；使上述基板保持部围绕垂直轴旋转，同时该旋转轴从基板的中心偏心的旋转驱动机构；与上述基板保持部上保持的基板表面相对地配置，具有从该基板的周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口的显像液喷嘴；使显像液喷嘴从位于连接基板的中心和旋转轴的直线的延长线上的基板的一端向着另一端移动的移动机构；和控制部，进行如下控制，使在利用上述旋转驱动机构使基板左右振动时，从上述喷出口喷出显像液并使显像液喷嘴移动。将显像液供给基板表面。
本发明的一种显像方法，它可使表面上涂布涂布液、曝光后的基板显像，其特征为，它包含下列工序利用基板保持部，从背面侧使基板保持水平的工序；使由该基板保持部保持的基板围绕垂直轴正转的工序；使与该基板表面相对地配置的显像液喷嘴，从基板的外侧向中央部移动的工序；使显像液喷嘴移动，并且从设在该显像液喷嘴上的、从基板周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口，向着基板表面喷出显像液的工序；和在显像液喷嘴移动至基板的中央部后，使保持在基板保持部上的基板围绕垂直轴反转的工序。
在基板表面的抗蚀剂上，使方向一致形成芯片的图形，另外，在芯片上并排配置有密集地形成图形的部分和稀疏地形成图形的部位。另外，当使保持在基板保持部上的基板围绕垂直轴反转时，从上述喷出口将显像液喷出至基板中央部。使得当使保持在基板保持部上的基板围绕垂直轴反转时，一边从上述喷出口喷出显像液，一边使显像液喷嘴从基板的外侧向中央部移动。另外，当使基板的旋转从正转切换至反转时，可使基板临时静置。
本发明的另一种显像方法，它可使表面上涂布涂布液、曝光后的基板显像，其特征为，它包含下列工序利用基板保持部，从背面侧使基板保持水平的工序；使由该基板保持部保持的基板围绕垂直轴旋转的工序；使与该基板表面相对的显像液喷嘴，从基板的外侧向中央部移动的工序；使显像液喷嘴移动，从设在该显像液喷嘴上的、从基板周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口，向着基板表面喷出显像液的工序；跟随着该显像液喷嘴，从流体供给喷嘴向着基板供给将从该显像液喷嘴供给基板表面的显像液压向中央部侧的流体的工序。上述流体例如是稀薄显像液或者气体。
本发明的又一种显像方法，它可使表面上涂布涂布液、曝光后的基板显像，其特征为，它包含下列工序利用基板保持部，从背面侧使基板保持倾斜姿势的工序；使由该基板保持部保持的基板围绕垂直轴旋转的工序；使与该基板表面相对的显像液喷嘴，从基板的外侧向中央部移动的工序；从设在该显像液喷嘴上的、从基板周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口，向着基板表面喷出显像液的工序。该基板的倾角为1-10度.
本发明的其他显像方法，它可使在表面上涂布涂布液、曝光后的基板显像，其特征为，它具有下列工序利用基板保持部，从背面侧将基板保持水平姿势的工序；以从该基板的中心偏心的位置作为旋转轴，使保持在该基板保持部上的基板围绕垂直轴左右振动的工序；使与该基板的表面相对的显像液喷嘴，从在连接基板的中心和旋转轴的直线的延长线上的基板一端向着另一端移动的工序；和使显像液喷嘴移动，从设置在该显像液喷嘴上的、从基板周边边缘向中央部侧延伸的带状喷出口，向着基板表面喷出显像液的工序。
采用本发明，通过构成为在使基板正转并将显像液呈螺旋状供给后，使该基板反转，由于基板上的显像液的液体流动图形改变，与形成一个方向的流动的情况比较，显像液可以容易地达到图形的细小部分。结果，显像液可达到图形的各个角落，可以得到在显像后，线宽具有高的表面内均匀性的图形。
另外，由于即使是从向着基板中央部倾斜的喷出口供给显像液并通过接着显像液而供给的流体将显像液压向中央部侧的构成、将基板保持在倾斜姿势的构成，在偏离基板中心部的偏心位置上使该基板左右振动的构成，基板表面的显像液流动的图形也可改变，所以可以得到与上述发明相同的效果。
图1为表示本发明的实施方式的显像装置的纵截面图；图2为表示本发明的实施方式的显像装置的平面图；图3为表示上述显像装置的显像液喷嘴的立体图；图4为表示上述显像装置的显像液喷嘴的纵截面图；图5为表示利用上述显像装置显像的晶片W的一个例子的说明6为表示利用上述显像装置显像处理晶片的工序的工序图；图7为表示供给晶片表面的显像液的液体流动情况的说明图；图8为表示本发明的另一个实施方式的显像装置的纵截面图；图9为表示供给晶片表面的显像液的液体流动情况的说明图；图10为表示本发明的又一个实施方式的显像装置的纵截面11为表示供给晶片表面的显像液的液体流动情况的说明图；图12为表示本发明的再一个实施方式的显像装置的纵截面图；图13为表示供给晶片表面的显像液的液体流动情况的说明图；图14为表示安装上述显像装置的涂布显像装置的一个例子的平面图；图15为表示安装上述显像装置的涂布显像装置的一个例子的立体图；图16为表示现有的显像装置的说明图；图17为表示现有的另一个显像装置的说明图。
符号说明W晶片；2旋转夹头；22驱动机构；4显像液喷嘴；41喷出口；6冲洗液喷嘴。
具体实施例方式
现参照图1和图2说明本发明的实施方式的显像装置，图中2为用于吸引吸附基板例如晶片W的背面侧中央部而保持水平姿势的作为基板保持部的旋转夹头。该旋转夹头2通过旋转轴21与形成旋转驱动机构例如电机的驱动机构22连接，可在保持晶片W的状态下升降；同时构成为可围绕垂直轴中的一个旋转方向例如顺时针旋转和相反的反时针旋转转动。即旋转夹头2在支撑晶片W的状态下，可以正转和反转。另外，设有上方开口的杯体3以包围由旋转夹头2保持的晶片W的侧面。在本例子中，晶片W的中心位于旋转夹头2的旋转轴(旋转中心)上。但是，在本发明中，晶片W的中央部不是必需位于旋转轴上，晶片W的中心于离旋转轴半径1～1.5mm以内的区域也可以。另外，杯体3具有上部侧作成四角形，同时下部侧作成圆筒形的外杯31，和上部向内侧倾斜的筒状内杯32；外杯31可以利用升降部33自由升降。
另外，圆形板34设在由旋转夹头2保持的晶片W的下方，在该圆形板34的外侧的全周上设有截面作成凹部形状的液体容纳部35。在该液体容纳部35的底面上作出排放口36。在图形板34的外侧设有截面为山形的环部件37。另外，图中省略了设有贯通圆形板34的例如三根作为基板支撑销的升降销。利用该升降销与图中没有示出的基板输送装置协同作用，可以在旋转夹头2上交换晶片W。
在由旋转夹头2保持的晶片W的上方，与晶片W的表面相对，可以升降并且可以水平移动地设置着显像液喷嘴4。现利用图3和图4，详细说明显像液喷嘴4。显像液喷嘴4作成楔形，其宽度向下方变窄，在其下端面上作出一个将带状的显像液喷出用的带状例如隙缝状的喷出口41。该喷出口在例如一个长度L1＝8～15mm、宽度L2＝0.1～1mm范围内形成。该喷出口41的长度方向从晶片W的周边边缘向着中央部侧配置。所谓“从周边边缘向着中央部伸出的隙缝状”不仅是沿着从晶片W的一端边缘向着中央部的直线(半径)延伸的情况，还包含与该直线成一个微小角度交叉的情况。另外，所谓“带状”实质上为带状即可；水平截面严格地不形成长方形，而例如是台阶形状，各个边为波浪形状的的情况也包含在带状中。
详细地说，如图4所示，喷出口41与在内部形成的液体储藏部42连通。液体储藏部42与供给路例如显像液管路43的一端连接，该显像液管路43的另一端侧与显像液供给源44连接。在显像液管路43的中间，设置调节显像液的温度的主温度调节部45例如热交换器和图中没有示出的送液装置例如可以为通过改变喷出行程调节喷出流量的波纹管泵等。另外在显像液管路43的一部分例如在离显像液喷嘴4的上端面附近一定程度的上游侧的部位上，设置温度调节水的流路例如温度调节水用管路46，以包围管路43的外侧。这样，形成显像液管路43和温度调节水用管路46重合的二重管47。即该二重管47构成辅助温度调节部，通过将显像液和温度调节水的流路分开的管壁，在显像液和温度调节水之间进行热交换，可将显像液调节至规定温度。另外，从二重管47的两端伸出的温度调节水用管路46互相连接，形成循环路，在该循环路的中间设置温度调节水贮留部48和调节温度调节水的温度的温度调节部49例如热交换器。即利用主温度调节部45和作为辅助温度调节部的二重管47，可将显像液调节至规定的温度例如5～60℃。另外，这里所说的“主”，“辅助”是为说明的方便。再者，不是必需具有主温度调节部45和作为辅助的温度调节部的二重管47两者，具有其中任何一个也可以。
现回到图2进行说明。显像液喷嘴4支撑在作为支撑部件的喷嘴臂5的一端上，该喷嘴臂5的另一端与具有图中没有表示的升降机构的移动基体51连接。该移动基体51可在单元的外装体底面上，沿着在X方向延伸的导向部件52在横方向移动。图中53为显像液喷嘴4的待机部，在该喷嘴待机部53中，进行喷嘴前端部的洗净等。
与晶片W的表面相对，设置具有喷出冲洗液例如纯水的小的喷出孔60的水平移动和自由升降的冲洗液喷嘴6。供给路例如冲洗液管路61的一端与冲洗液喷嘴6连接，该冲洗液管路61的另一端侧与冲洗液的供给源62连接，在其中设置图中没有示出的送液装置例如通过改变喷出行程可以调节喷出流量的波纹管泵等。另外，冲洗液喷嘴通过喷嘴臂63，与具有图中没有示出的升降机构的移动基体64连接。该移动基体64可以沿着上述导向部件52在横方向移动。图中65为冲洗液喷嘴6的待机部。
图中7为控制部，该控制部7具有控制驱动机构22、升降部33、移动基体51、64的动作的功能。具体地说，具有控制功能，使得可利用驱动机构22使晶片W正转，同时，从喷出口41喷出显像液，并使显像液喷嘴4从基板的外侧向中央部移动，在将显像液供给该晶片W的表面后，利用驱动机构22使该晶片W反转。另外，控制部7具有控制主温度调节部45和作为辅助温度调节部的二重管47的温度调节动作的功能，使供给晶片W表面的显像液成为上述规定的温度例如5-60℃。更详细地说，在控制部7所具有的存储部例如存储器中存储与抗蚀剂种类对应在例如5-60℃范围内决定的显像液的温度设定值的信息。根据涂布在要进行显像处理的晶片W上的抗蚀剂的种类，决定显像液的温度设定值。即根据相对于显像液的每一种抗蚀剂的溶解特性，控制显像液的温度。如果根据抗蚀剂的种类，可以决定显像液的温度设定值，则在控制部7的存储器中，不是必需存储这些信息，操作者通过控制部7的输入单元输入温度设定值也可以。
这里举一个与抗蚀剂的种类对应的显像液温度设定值的例子。例如，在KrF光源用的抗蚀剂中，例如在作为在显像液中溶解性低的抗蚀剂种类的情况下，将显像液的温度设定值设定得高例如40-60℃。另外，在近年来探讨其使用可能性的ArF光源用的抗蚀剂中，例如在作为在显像液中的溶解性高的抗蚀剂种类的情况下，将显像液的温度设定得低例如20-40℃。另外，如I线、G线等的光源用的抗蚀剂那样，在低温下促进溶解性的抗蚀剂的情况下，将温度设定值设定为10-20℃。通常，是KrF或是ArF用其溶解速度有区别，不是由使用KrF或使用ArF决定温度，而是把握促进抗蚀剂的溶解的温度是在高温侧或低温侧，这样可设定具体的温度。
现利用图5，说明通过曝光复制在利用上述显像装置显像处理的基板如晶片W的表面上的图形的一个例子。如图5(a)所示，将形成器件用的芯片200的图形，在上下方向和左右方向，以一定间隔，通过曝光复制在晶片W的表面上。现详细说明芯片200的图形。如图5(b)示意地所示，并排设置不形成图形而抗蚀剂稠密地残留在该部位上的密集图形部位201，和形成图形而残留在该部位上的抗蚀剂密度小的稀疏的图形部位202。即假设芯片200不是适用在整个晶片表面，而使该晶片W围绕垂直轴转动时，在旋转方向，密集图形部位201和稀疏图形部位202并排配置的芯片200，复制在晶片W上。另外，203为显像处理后，确认线宽精度用的检查用图形。图5所示的芯片为在作成电路线宽的过程中的参考图形，为了作图的方便，夸张表示图形的粗密，同时，用直线表示图形，实际上是利用规定的电路图形形成的。
接着，利用图6，说明利用上述显像装置，对基板例如晶片W进行显像的工序。首先，在外杯31、内杯32在下降位置，显像液喷嘴4和冲洗喷嘴6分别配置在喷嘴待机部53、65的上方的状态下，当利用图中没有示出的基板输送装置输入表面上涂布抗蚀剂、进一步曝光后的晶片W时，通过该基板输送装置和图中没有示出的升降销的协同作用，将晶片W交接到旋转夹头2。
其次，将外杯31设定在上升位置，同时如图6(a)所示，配置冲洗液喷嘴6，使得显像液喷嘴4位于从作为显像液喷出开始位置的例如晶片W的一端的外边缘稍微外侧，而且离开晶片W的表面稍高的位置上，同时，将喷出孔60设在从例如晶片W的另一端的外边缘稍微外侧且离开晶片W的表面稍高的位置上。
然后，如图6(b)所示，使晶片W围绕着垂直轴以500-1200rpm的旋转速度正转例如顺时针方向旋转；同时，使显像液从喷出口41呈带状喷出，并使显像液喷嘴4在晶片W的旋转半径方向即从晶片W的外侧向中央部移动。这样，显像液可以呈螺旋状供给晶片W的全部表面。在例如8英寸的晶片W的情况下，喷嘴的移动速度设定成使喷出口41在1-2秒内到达晶片W的中央部上方例如晶片W的中心。另一方面，与显像液喷嘴4的移动开始时间一致，在晶片W的旋转半径方向上，与显像液喷嘴4对向，同步地移动冲洗液喷嘴6，将冲洗液喷嘴6设定在显像液喷嘴4的附近(待机位置)。即当以晶片W的中央部上方作为冲洗液喷出位置时，冲洗液喷嘴6在其稍稍之前停止。
如图6(c)所示，当显像液喷嘴4移动至晶片W的中央部例如中心上方时，暂时在该位置停止显像液的喷出，则将晶片W的旋转从正转切换为反转，以例如500-1200rpm的旋转速度反转例如反时针方向旋转。详细地说，由于作为电机的驱动机构22的正转动作完全停止后，供给反转用的电流进行反转，严格来说，从正转至反转产生一定的静置时间。与反转开始的时间一致，使显像液开始从显像液喷嘴4喷出，将显像液供给旋转的晶片W的中央部。
这时，由于晶片W旋转产生的离心力的作用，显像液沿着晶片W的表面向外侧扩展，结果，在晶片W的表面上形成薄膜状的液膜。这样，抗蚀剂的溶解性的部位溶解在显像液中，然后，留下形成图形的不溶解性的部位。严格来说，在供给显像液时，相邻的显像液之间有微小间隙，即使相邻的带状显像液的一部分重叠，由于晶片W旋转，显像液连接，因此，这种情况也包含在技术范围内。
显像液喷嘴4在中央部进行例如规定的时间喷出后，停止喷出动作，快速后退。其次，如图6(d)所示，冲洗液喷嘴6配置在晶片W的中央部的上方，与该显像液喷嘴4调换，从该冲洗液喷嘴6在例如规定的时间快速地喷出冲洗液，将冲洗液供给晶片W的表面。另外，冲洗液至少应在显像液干燥前供给，在停止显像液喷出之前或停止显像液的喷出后2秒以内，供给冲洗液。
供给晶片W表面的冲洗液，利用转动的晶片W的离心力的作用，沿着表面向外侧扩展，洗去晶片W表面的含有抗蚀剂溶解成分的显像液，这样，将晶片W表面洗净。接着，如图6(e)所示，当停止冲洗液喷出的冲洗液喷嘴6后退时，使晶片W以2000rpm的旋转速度高速旋转，甩掉表面的冲洗液，进行旋转干燥。然后，外杯31下降，利用图中没有示出的基板输送装置，将晶片W喷出，结束显像处理。
采用上述实施方式，当使晶片W正转时，同时呈螺旋状供给显像液后，由于通过使晶片W反转，晶片上的显像液的液体流动图形改变，与形成一个方向的流动的情况比较，显像液容易彻底到达图形的细部。更详细地，如图7所示，正转时，形成从密集图形部位201向稀疏图形部位202的流动，反转时，形成从粗图形部位202向密集图形部位201的液体流动。这样，即使正转时流动受到密集图形部位201的阻碍，反转时，显像液也可达到稀疏的图形部位202。结果，可得到可使显像液达到图形的各个角落，显像后，线宽在表面内的均匀性高的图形。
接着，参照图8和图9，说明本明的另一个实施方式的显像装置。本实施方式的显像装置除了显像液喷嘴4的喷出口41向晶片W的中央部倾斜，同时，具有使从显像液喷嘴4供给基板例如晶片W的表面的显像液D压向中央部的流体供给装置，和在显像液喷出时不使晶片W正转反转外，与图1所述的显像装置结构相同。相同的结构采用相同的符号表示，省略详细说明。更详细地说，显像液喷嘴4的喷出口41相对于例如纵轴线向中央部侧倾斜规定的倾斜角θ1例如5度～45度。另外，在显像液喷嘴4的行进方向的后方侧设有流体供给喷嘴8，它具有向内侧下方倾斜的喷出口80，倾斜地将流体供给到已经供给有显像液D的晶片W的表面，将显像液D压向中央部侧。该流体供给喷嘴8利用支撑部件81支撑与显像液喷嘴4成为一体。这样，构成为流体供给喷嘴8可跟着显像液喷嘴4从晶片W的外侧向中央部滑动移动。另外，在流体供给喷嘴8通过供给路82例如管路与流体供给源83相接，并在其中间设置图中没有示出的流量调整部。
在这种结构中，在上述情况下，从喷出口41喷出显像液D，使显像液喷嘴4扫描，并且，从喷出口80喷出流体例如稀薄的显像液或氮气等非活性气体，并使流体供给喷嘴跟随着显像液喷嘴4进行扫描(参见图9)。在这种情况下，当向着内侧下方倾斜地供给显像液D时，将流体吹向显像液D，与将显像液压向中央部相辅相成，如果设定转速为500～1500rpm，则与离心力的作用相反，瞬时形成从外向内侧的液体流动；然后，由于离心力的作用，形成从内向外的液体流动。结果，当在晶片W的表面的某个部位看时，由于形成从外向内和从内向外的互相相对的液体流动，利用该液体流动，可促进溶解成分的排出，可以形成线宽精度高的图形。但是，在本实施方式中，不是必需具有倾斜的喷出口41和流体供给喷嘴8二者。具有至少任何一个也可以。
接着，参照图10和图11说明本发明的另一个实施方式的显像装置。本实施方式除了显像装置的旋转夹头2吸引吸附晶片W的背面侧中央部，使晶片W保持倾斜姿势和不使晶片W正转反转以外，与图1所示的显像装置结构相同。相同的结构采用相同的符号表示，省略详细的说明。旋转夹头2以从规定的倾斜角θ2例如1-10度范围内选择的倾斜角，将晶片W保持在倾斜姿势。详细地说，显像液喷嘴4，通过使上述导向部件52与该倾斜角θ2对应维持倾斜，显像液喷嘴4可以与晶片W的倾斜表面大致平行地滑动移动。环部件37的上端面也作成倾斜的。
在这种情况下，利用与上述情况相同的顺序，使晶片W显像，如图11示意性所示，通过保持倾斜姿势，在表面上的显像液D中形成沿着倾斜面向下的液体流动。当涂布显像液D时，由于晶片W旋转，如果设定转速为500～1500rpm，则当在晶片表面的某个部位看时，在位于倾斜面的上方侧时，在该部位上的显像液D中形成从外部向中央部的液体流动，而在位于倾斜面的下方侧时，在该部位上的显像液中形成从中央部向外的液体流动。在这种结构中，可得到与上述情况相同的效果。在以上，也可以将图1、图8和图10的实施中的至少二个组合。
再接着，参照图12和图13说明本发明又一个实施方式的显像装置。本实施方式的显像装置除了旋转夹头2在与晶片W的中心偏心的位置上吸引吸附背面侧中央部，和将晶片W保持在水平姿势的结构以外，与图1所示的显像装置的结构相同。相同的结构采用相同的符号表示，省略详细的说明。具体地是，在上述偏心位置上保持直径例如为300mm的晶片W的情况下，旋转轴位于从其中心沿着半径方向偏离1-15mm的地方。
例如，如图13所示，当以旋转轴为中央部，使晶片W按照连接该旋转轴和晶片W的中心的直线在左右旋转规定的角度例如30-90度的方式振动时，同时从喷出口41喷出显像液D，并且可使显像液喷嘴4从位于连接旋转轴和晶片W的中心的直线的延长线上的晶片W的例如靠近旋转轴的一端至另一端滑动移动。接着，显像液喷嘴4与通过晶片W的另一端的时间匹配，从喷出口60喷出冲洗液，并且从位于连接旋转轴和晶片W的中心的直线的延长线上的晶片W的例如靠近旋转轴的一端向另一端使冲洗液喷嘴6滑动移动。在这种结构中，可得到与上述情况同样的效果。
在本发明中，基板不是仅限于晶片W，例如LCD基板、光掩模用的刻线基板也可以。另外，上述的显像液喷嘴4的结构也可以在将抗蚀剂涂布在基板上用的涂布液喷嘴等中使用。
最后，参照图14和图15，简单地说明组装有上述显像装置的涂布和显像装置的一个例子的结构。图中B1为用于搬入搬出密闭放置例如13块作为基板的晶片W的载体C1的载体载置部，它设有具有可放置多个载体C1的放置部90a的载体站90；设在从该载体站90看的前方壁面上的开闭部91；和用于通过开闭部91从载体C1中取出晶片W的交接装置A1。
利用框体92中包围周围的处理部B2与载体载置部B1的进深侧连接，从面前，按顺序将使加热/冷却系统的部件多段化的棚架单元U1、U2、U3；和在包含后述的涂布和显像单元的各个处理单元之间进行晶片W的交接的主输送单元A2、A3交互地配置在该处理部B2上。即从载体载置部B1看时，将棚架单元U1、U2、U3和主输送单元A2、A3配置成前后一列，同时在各个连接部位上形成图中设有示出的晶片输送用开口，使晶片W在处理部B2内，可自由地从一端侧的棚架单元U1移动至另一端的棚架单元U3。另外，主输送单元A2、A3放置在由从载体载置部B1看，配置在由前后方向的棚架单元U1、U2、U3侧的一面；后述的例如右侧的液体处理单元U4、U5侧的一面；和形成左侧的一个表面的背面构成的间隔壁93包围的空间。另外，图中94、95为具有在各个单元中使用的处理液的温度调节装置和温湿度调节用的导管等的温湿度调节单元。
如图15所示，液体处理单元U4，U5为在形成涂布液(抗蚀剂液)和显像液的药液供给用空间的容纳部96上，将涂布单元COT，具有本发明的显像装置的显像单元DEV和反射防膜形成单元BARC等层叠成多段例如5段而构成的。另外，上述棚架单元U1、U2、U3为将用于进行在由液体处理单元U4、U5进行的处理的前处理和后处理的各种单元层叠成多段例如10段而构成的，包含加热(烘焙)晶片W的加热单元和冷却晶片W的冷却单元等。
曝光部B4通过由例如第一输送室97和第二输送室98构成的接口部B3，与处理部B2的棚架单元U3的进深侧连接。在接口部B3的内部，除了在处理部B2和曝光部B4之间进行晶片W的交接的2个交接单元A4、A5以外，还设置棚架单元U6和缓冲载体C0。
现在表示该装置的晶片的流动的一个例子。首先，当从外部将容纳晶片W的载体C1放置在载置台90上时，与开闭部91一起，将载体C1的盖体取下，利用交接单元A1取出晶片W。将晶片W通过构成棚架单元U1的一段的交接单元(图中没有示出)，交至主交输送单元A2，再在棚架单元U1～U3内的一个棚架上进行作为涂布处理的前处理的例如反射防止膜形成处理和冷却处理；然后，利用涂布单元COT涂布抗蚀剂液。接着，在构成棚架单元U1～U3中的一个棚架的加热单元中，加热(烘干处理)晶片W，在冷却单元冷却后，经由棚架单元U3的交接单元，搬入接口部B3中。在该接口部B3中，将晶片W，经由例如交接单元A4→棚架单元U6→交接装置A5的路径，输送至曝光部B4，进行曝光。曝光后，经由相反的路径，将晶片W送至主输送单元A2，通过在显像单元DEV中显像，形成抗蚀剂掩模。然后，将晶片W返回至载置台90上的原来的载体C1中。
权利要求
1.一种显像装置，可对表面上涂布涂布液、曝光后的基板进行显像，其特征为，具有将所述基板保持为水平的基板保持部；使该基板保持部围绕着垂直轴正转或反转的旋转驱动机构；与由所述基板保持部保持的基板表面相对地配置，具有从该基板的周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口的显像液喷嘴；从基板外侧向中央部移动该显像液喷嘴的移动机构；和控制部，其进行如下控制在利用所述旋转驱动机构使基板正转，并从所述喷出口喷出显像液且使显像液喷嘴移动而向基板表面供给显像液后，利用旋转驱动机构使该基板反转。
2.如权利要求1所述的显像装置，其特征为，在基板表面的抗蚀剂上，使方向一致形成芯片的图形，另外，在芯片上并排配置密集地形成图形的部位和稀疏地形成图形的部位。
3.如权利要求1所述的显像装置，其特征为，所述控制部进一步控制成使得当使基板反转时，从所述喷出口，向基板的中央部喷出显像液。
4.如权利要求1所述的显像装置，其特征为，所述控制部进一步控制成使得当使基板反转时，从所述喷出口喷出显像液，并且使显像液喷嘴从基板的外侧向中央部移动。
5.如权利要求1所述的显像装置，其特征为，当使基板的旋转从正转切换至反转时，可使基板临时静置。
6.一种显像装置，对表面上涂布涂布液、曝光后的基板进行显像，其特征为，具有将所述基板保持为水平的基板保持部；使该基板保持部围绕着垂直轴转动的旋转驱动机构；与由所述基板保持部保持的基板表面相对地配置，具有从该基板的周边边缘向中央部延伸的带状的、而且向着基板的中央部倾斜的喷出口的显像液喷嘴；从基板外侧向中央部移动该显像液喷嘴的移动机构；与由所述基板保持部保持的基板的表面相对地配置，供给用于将从显像液喷嘴供给基板表面的显像液压向中央部侧的流体的流体供给喷嘴；和使流体供给喷嘴跟随着所述显像液喷嘴从基板的外侧向着中央部移动的移动机构。
7.如权利要求6所述的显像装置，其特征为，所述流体为稀释的显像液。
8.如权利要求6所述的显像装置，其特征为，所述流体为气体。
9.一种显像装置，表面上涂布涂布液、曝光后的基板进行显像，其特征为，具有将所述基板保持为倾斜姿势的基板保持部；使该基板保持部围绕着垂直轴转动的旋转驱动机构；与由所述基板保持部保持的基板表面相对地配置，具有从该基板的周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口的显像液喷嘴；使该显像液喷嘴从基板的外侧向中央部移动的移动机构；和控制部，其进行如下控制使得在由所述旋转驱动机构使基板旋转并从所述喷出口喷出显像液且使显像液喷嘴移动，向基板表面供给显像液。
10.如权利要求9所述的显像装置，其特征为，基板的倾斜角为1～10度
11.一种显像装置，对表面上涂布涂布液、曝光后的基板进行显像，其特征为，具有将所述基板保持为水平的基板保持部；使该基板保持部绕着垂直轴旋转并且其旋转轴从基板的中心偏心的旋转驱动机构；与由所述基板保持部保持的基板表面相对地配置，具有从该基板的周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口的显像液喷嘴；使显像液喷嘴从位于连接基板的中心和旋转轴的直线的延长线上的基板的一端向着另一端移动的移动机构；和控制部，其进行如下控制使在利用所述旋转驱动机构使基板左右振动并从所述喷出口喷出显像液且使显像液喷嘴移动，向基板表面供给显像液。
12.一种显像方法，使表面上涂布涂布液、曝光后的基板显像，其特征为，包含下列工序利用基板保持部从背面侧使基板保持水平的工序；使由该基板保持部保持的基板围绕垂直轴正转的工序；使与该基板表面相对的显像液喷嘴，从基板的外侧向中央部移动的工序；使显像液喷嘴移动，并且从设在该显像液喷嘴上的、从基板周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口，向着基板表面喷出显像液的工序；和在显像液喷嘴移动至基板的中央部后，使保持在基板保持部上的基板围绕垂直轴反转的工序。
13.如权利要求12所述的显像方法，其特征为，在基板表面的抗蚀剂上，使方向一致形成芯片的图形，另外，在芯片上并排配置密集地形成图形的部位和稀疏地形成图形的部位。
14.如权利要求12所述的显像方法，其特征为，当使保持在基板保持部上的基板围绕垂直轴反转时，从所述喷出口将显像液喷出至基板中央部。
15.如权利要求12所述的显像方法，其特征为，当使保持在基板保持部上的基板围绕垂直轴反转时，从所述喷出口喷出显像液并且使显像液喷嘴从基板的外侧向中央部移动。
16.如权利要求12所述的显像方法，其特征为，当使基板的旋转从正转切换至反转时，使基板临时静置。
17.一种显像方法，使表面上涂布涂布液、曝光后的基板显像，其特征为，包含下列工序利用基板保持部从背面侧使基板保持水平的工序；使由该基板保持部保持的基板围绕垂直轴旋转的工序；使与该基板表面相对的显像液喷嘴，从基板的外侧向中央部移动的工序；使显像液喷嘴移动，并且从设在该显像液喷嘴上的、从基板周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口，向着基板表面喷出显像液的工序；和跟随着该显像液喷嘴，从流体供给喷嘴向着基板供给用于将从该显像液喷嘴供给基板表面的显像液压向中央部的流体的工序。
18.如权利要求17所述的显像方法，其特征为，所述流体为稀薄的显像液。
19.如权利要求17所述的显像方法，其特征为，所述流体为气体。
20.一种显像方法，使在表面上涂布涂布液、曝光后的基板显像，其特征为，包含下列工序利用基板保持部，从背面侧使基板保持倾斜姿势的工序；使由该基板保持部保持的基板围绕垂直轴旋转的工序；使与该基板表面相对的显像液喷嘴，从基板的外侧向中央部移动的工序；和从设在该显像液喷嘴上的、从基板周边边缘向中央部侧延伸的带状的喷出口，向着基板表面喷出显像液的工序。
21.如权利要求20所述的显像方法，其特征为，基板倾斜角为1度～10度。
22.一种显像方法，使在表面上涂布涂布液、曝光后的基板显像，其特征为，具有下列工序；利用基板保持部从背面侧将基板保持水平姿势的工序。以从该基板的中心偏心的位置作为旋转轴，使由该基板保持部保持的基板围绕垂直轴左右振动的工序；使与该基板的表面相对的显像液喷嘴，从位于连接基板的中心和旋转轴的直线的延长线上的基板一端向着另一端移动的工序；和使显像液喷嘴移动，并从设置在该显像液喷嘴上的、从基板周边边缘向中央部延伸的带状喷出口，向着基板表面喷出显像液的工序。
全文摘要
本发明提供一种显像装置和显像方法，使在表面上涂布抗蚀剂、曝光后的基板旋转，并供给显像液，控制显像液的液体流动，在基板上形成面内均匀性高的图形。在使在作为基板保持部的旋转夹头(2)上保持水平的基板例如晶片(W)，围绕垂直轴正转，使与该基板的表面相对设置的具有从该基板的周边边缘向中央部测延伸的带状喷出口(41)的显示液喷嘴(4)，从基板外侧向着中央部移动，并将显像液供给其表面。在将显示液供给基板表面后，使该基板反转。在这种情况下，由于通过从正转变至反转，基板上的显像液的液体流动图形改变，显像液可以容易地到达基板上的图形的细小部分。结果，可以得到显像后面内均匀性高的图形。
文档编号B05C5/00GK1737692SQ200510090339
公开日2006年2月22日 申请日期2005年8月12日 优先权日2004年8月20日
发明者山本太郎, 大河内厚, 竹口博史, 吉原孝介 申请人:东京毅力科创株式会社