显影装置及显影方法与流程

1.本发明涉及一种利用显影液对基板进行显影的显影方法及显影装置。作为对象的基板为液晶显示装置用玻璃基板、半导体晶片、等离子体显示器(plasma display，pdp)用玻璃基板、光掩模用玻璃基板、彩色滤光片用基板、记录盘用基板、太阳电池用基板、电子纸用基板等各种基板。


背景技术：

2.在基板的制造工序中，大多使用通过光刻术来形成图案的基板处理技术。所述基板处理技术中的基本工序为成膜工序、涂布工序、曝光工序、显影工序及蚀刻工序。这些工序中，显影工序为通过对层叠有薄膜与经曝光处理的光致抗蚀剂层的基板供给显影液来对光致抗蚀剂层进行显影并形成掩模图案的工序。
3.例如，在日本专利特开2018-120976号公报(专利文献1)中记载的显影装置中，通过对以光致抗蚀剂膜朝上的方式水平搬送的基板均匀地供给显影液来对光致抗蚀剂膜进行显影。对于与其他部位相比需要高显影能力的部分，通过局部追加供给显影液而实现显影处理的面内均匀性的提高。


技术实现要素：

4.[发明所要解决的问题]
[0005]
在所述先前技术中，仅在与基板的搬送方向正交的宽度方向上的一部分范围内进行显影液的追加供给。然而，关于所述显影液的追加供给，认为例如遍及整个宽度方向均匀地进行也有效。其理由如以下所述。随着显影进行而有如下现象：因光致抗蚀剂材料或空气中的氧溶解于覆盖基板的显影液的液膜中而显影液的显影能力降低。所述情况成为显影处理的面内均匀性降低的一个原因。其在基板上的任意位置均可产生。因此，通过遍及所搬送的基板的宽度方向均匀地追加供给显影液来增补所述显影能力的降低，可期待处理的均匀性提高。
[0006]
本发明是鉴于所述课题而成，其目的在于提供一种可通过在对形成于基板表面的光致抗蚀剂膜进行显影的技术中进行显影液的追加供给来实现显影处理的面内均匀性的进一步提高的技术。
[0007]
[解决问题的技术手段]
[0008]
本发明的一实施例是一种显影装置，其包括：搬送部，一边将表面具有经曝光的光致抗蚀剂膜的基板以所述光致抗蚀剂膜朝上的方式支撑为水平姿势，一边沿水平方向搬送；一次供给部，向被所述搬送部支撑的所述基板的上表面供给显影液，并用所述显影液的液膜覆盖所述基板的上表面；以及二次供给部，在所述基板的搬送方向上较所述一次供给部更靠下游侧向所搬送的所述基板的上表面追加供给所述显影液。此处，所述二次供给部包括：二次供给喷嘴，具有对所述基板的上表面喷出所述显影液的液体喷出口；以及阻断部，在所述搬送方向上较所述一次供给部更靠下游侧且较所述液体喷出口更靠上游侧与所
述液体喷出口近接配置，限制搬送至与所述液体喷出口的相向位置的所述液膜的厚度，并且抑制从所述液体喷出口供给至所述基板的所述显影液流向所述搬送方向上的上游侧。
[0009]
另外，本发明的另一实施例是一种显影方法，其中，利用显影液对经曝光的基板表面的光致抗蚀剂膜进行显影，且所述显影方法包括：对以所述光致抗蚀剂膜朝上的方式支撑为水平姿势的所述基板的上表面一次供给显影液，并用所述显影液的液膜覆盖所述基板的上表面的工序；将形成有所述液膜的所述基板沿水平方向搬送的工序；以及从配置于所搬送的所述基板的上方的二次供给喷嘴的液体喷出口对所述基板的上表面喷出所述显影液的工序。而且，在所述搬送方向上较所述液体喷出口更靠上游侧与所述液体喷出口近接配置的阻断部限制搬送至与所述液体喷出口的相向位置的所述液膜的厚度，并且抑制从所述液体喷出口供给至所述基板的所述显影液流向所述搬送方向上的上游侧。
[0010]
在以下的说明中，在简称为“上游侧”的情况下，是指基板的搬送方向上的上游侧。另外，在简称为“下游侧”的情况下，是指基板的搬送方向上的下游侧。在从所搬送的基板观察的情况下，其下游侧端部相当于搬送方向上的前端部。另外，上游侧端部相当于搬送方向上的后端部。
[0011]
在如上所述那样构成的发明中，对被由一次供给的显影液形成的液膜覆盖的基板进行追加的显影液的供给(二次供给)。由此，进一步促进液膜中的显影，可期待处理的均匀性提高。然而，根据本技术发明人的见解，仅仅进行显影液的二次供给时，无法发现充分的改善。特别是沿着搬送方向的方向上的均匀性的改善效果小。认为其由以下的理由所致。
[0012]
当向覆盖基板的显影液的液膜二次供给显影液时，新的显影液的成分在液膜中扩散。因此，认为显影能力的恢复效果不仅波及到追加供给位置的液膜，而且也波及到其周围的液膜。在一边搬送基板一边进行二次供给的情况下，当在搬送方向上的基板的前端部与后端部进行比较时，在前端部附近仅向原本已形成液膜的已存的显影液追加新的显影液，相对于此，在后端部附近对已受到由之前的二次供给带来的影响的已存的显影液进行显影液的进一步追加。认为所述情况成为搬送方向上的处理的不均匀性、即在靠近基板的前端的一侧与靠近后端的一侧之间处理结果产生差的原因之一。
[0013]
因此，在本发明中，在较进行显影液的二次供给的位置更靠上游侧设置阻断部。由此，限制搬送至与液体喷出口的相向位置的液膜的厚度，并且抑制从液体喷出口供给至基板的显影液流向搬送方向上的上游侧。由此，可抑制二次供给的显影液扩展至上游侧、即基板的后端部侧。因此，可改善如上所述的搬送方向上的处理的不均匀性。另外，通过在即将二次供给显影液之前减低液膜的厚度，可抑制已存的显影液混入至二次供给的显影液中的比率。由此，可有效地利用二次供给的显影液所具有的高显影能力。如上所述，阻断部具有阻断形成于基板上的液膜与新供给的显影液的往来的功能。
[0014]
本发明的一实施例是一种显影方法，利用显影液对经曝光的基板表面的光致抗蚀剂膜进行显影，且所述显影方法包括：向以所述光致抗蚀剂膜朝上的方式支撑为水平姿势的所述基板的上表面一次供给显影液，并用所述显影液的液膜覆盖所述基板的上表面的工序；将形成有所述液膜的所述基板在水平方向搬送的工序；朝向所搬送的所述基板上的所述液膜喷射气体，形成在与所述基板的搬送方向正交的宽度方向延伸的气帘的工序；以及对喷吹过所述气体的所述基板的上表面二次供给所述显影液的工序；并且使所述气体对于一所述基板的喷射量经时变化。
[0015]
[发明的效果]
[0016]
如以上所述，在本发明中，当对形成于基板上的显影液的液膜二次供给显影液时，在其上游侧减低搬送至二次供给显影液的位置的液膜的厚度且抑制二次供给的显影液流出至上游侧。通过此种结构，能够实现显影处理的面内均与性的进一步提高。
附图说明
[0017]
图1a及图1b是表示本发明的显影装置的第一实施方式的图。
[0018]
图2是表示利用所述显影装置进行的显影处理的概要的流程图。
[0019]
图3a至图3d是示意性表示基于显影液的一次供给进行的液膜形成处理的图。
[0020]
图4a及图4b是用于说明第二显影部中的处理的图。
[0021]
图5a及图5b是用于说明第二显影部中的处理的图。
[0022]
图6a及图6b是例示本实施方式的气刀的效果的图。
[0023]
图7的(a)至图7的(c)是用于说明显影液的逆流现象的图。
[0024]
图8a至图8c是表示气体喷射量的变化分布的例子的图。
[0025]
图9a及图9b是表示本发明的显影装置的第二实施方式的主要部分的图。
[0026]
[符号的说明]
[0027]
1：显影装置
[0028]
2：框体
[0029]
3：第一显影部(一次供给部)
[0030]
4：第二显影部(二次供给部)
[0031]
5：淋洗部
[0032]
6：干燥部
[0033]
7：基板搬送部(搬送部)
[0034]
8：控制部(喷射控制部)
[0035]
21、22、23：隔板
[0036]
24：搬送通路口
[0037]
25：搬入口
[0038]
26：搬出口
[0039]
31、32：狭缝喷嘴
[0040]
41：空气喷嘴(气体喷射喷嘴、阻断部)
[0041]
42：狭缝喷嘴(二次供给喷嘴)
[0042]
43：叶片构件(阻断构件、阻断部)
[0043]
51：狭缝喷嘴(淋洗液喷嘴)
[0044]
61、62：空气喷嘴
[0045]
71：搬送辊
[0046]
72：搬送驱动机构
[0047]
81：显影液供给源
[0048]
82：淋洗液供给源
[0049]
83：空气供给源
[0050]
84：流量控制机构(喷射控制部)
[0051]
311、321：喷嘴主体
[0052]
312：喷出口
[0053]
313：唇面
[0054]
322：(狭缝喷嘴32的)喷出口(一次供给部的液体喷出口)
[0055]
411：喷嘴主体
[0056]
412：(空气喷嘴41的)喷出口(气体喷出口)
[0057]
421：喷嘴主体
[0058]
422：(狭缝喷嘴42的)喷出口(液体喷出口)
[0059]
511：喷嘴主体
[0060]
512：喷出口
[0061]
711：旋转轴
[0062]
712：车轮
[0063]
d：水平距离
[0064]
ln、lo：显影液
[0065]
lx：长度
[0066]
p：液膜
[0067]
s：基板
[0068]
sa：前端部
[0069]
sb：后端部
[0070]
st：测试基板
[0071]
s101～s107：步骤
[0072]
te、ts：时刻
[0073]
tp：测试图案
[0074]
x：搬送方向
[0075]
y：宽度方向
具体实施方式
[0076]
＜第一实施方式＞
[0077]
图1a及图1b是表示本发明的显影装置的第一实施方式的图。更具体而言，图1a是表示本实施方式的显影装置1的概略结构的平面图，图1b是显影装置1的侧面剖面图。为了统一表示以下各图中的方向，如图1a所示那样设定xyz正交坐标系。此处，xy平面表示水平面，z方向表示铅垂方向。
[0078]
(-z)方向为重力方向。
[0079]
所述显影装置1为一边在框体2的内部沿搬送方向x搬送在前工序中受到处理的基板s，一边依序进行第一显影部3中的显影处理、第二显影部4中的显影处理、淋洗部5中的淋洗处理及干燥部6中的干燥处理的基板处理装置。作为基板s，例如可应用半导体基板或光掩模用、显示装置用、太阳电池用等面向各种用途的玻璃基板等。出于对被这些基板的表面担载的曝光完毕的光致抗蚀剂膜进行显影的目的，可使用所述显影装置1。但是，基板的种
类或用途并不特别限定于这些。
[0080]
在框体2的中间部设置有三个隔板21～隔板23，通过这些隔板而将框体2的内部划分为四个处理空间。另外，在各隔板21～隔板23的中央部设置有用于搬送基板s的搬送通路口24。通过这些搬送通路口24，四个处理空间在搬送方向x上连通。在这些处理空间中位于最上游的处理空间内配置有第一显影部3，另外，在从最上游侧起位于第二个的处理空间内配置有第二显影部4。进而，在位于第三个及第四个的处理空间内分别配置有淋洗部5及干燥部6。
[0081]
另外，在框体2中，在搬送方向x上的上游侧端部设置有用于搬入由曝光装置(省略图示)处理过的基板s的搬入口25。另一方面，在下游侧端部设置有用于将受到所述显影处理、淋洗处理及干燥处理的基板s搬出至下一处理装置(例如，进行显影处理后的后烘烤处理的后烘烤部或蚀刻装置)的搬出口26。
[0082]
另外，在框体2的内部设置有用于经由搬入口25、搬送通路口24及搬出口26来搬送基板s的基板搬送部7。所述基板搬送部7具有多个搬送辊71及驱动搬送辊71的搬送驱动机构72。如图1b所示，多个搬送辊71沿着将搬入口25、搬送通路口24及搬出口26连结的搬送路径隔开规定间隔地排列。各搬送辊71包含沿与搬送方向x正交的水平方向、即基板s的宽度方向y延伸的旋转轴711及中心部固定于所述旋转轴的多个车轮712。多个车轮712在宽度方向y上隔开规定间隔地排列于旋转轴711上，能够从下面侧支撑基板s。
[0083]
各旋转轴711与搬送驱动机构72连结。而且，当搬送驱动机构72的驱动马达(省略图示)根据来自控制装置整体的控制部8的动作指令而运行时，所述驱动马达中所产生的旋转驱动力被传递至旋转轴711而使车轮712旋转。因此，如图1b所示，由车轮712从铅垂下方支撑的基板s以其表面(层叠有薄膜及抗蚀剂膜的面)朝向上方的水平姿势按第一显影部3、第二显影部4、淋洗部5及干燥部6的顺序被搬送。
[0084]
第一显影部3包括配置于由搬送辊71搬送的基板s的上方的狭缝喷嘴31、32。狭缝喷嘴31具有沿宽度方向y延伸设置的喷嘴主体311及在喷嘴主体311的下表面沿宽度方向y细长延伸的狭缝状的喷出口312。另外，狭缝喷嘴32具有沿宽度方向y延伸设置的喷嘴主体321及在喷嘴主体321的下表面沿宽度方向y细长延伸的狭缝状的喷出口322。如图1a所示，在宽度方向y上，喷嘴主体311、321长于基板s。相对于此，喷出口312、322具有与基板s的宽度尺寸相同程度的宽度。而且，狭缝喷嘴31、32配置成喷出口312、322与基板s的上表面相向。其中，狭缝喷嘴31在上端部朝向(-x)方向倾斜45度的状态下被保持。关于这样做的理由，将在下文叙述。
[0085]
狭缝喷嘴31、32与显影液供给源81连接。显影液供给源81根据来自控制部8的喷出指令而将显影液压送至狭缝喷嘴31、32。由此，朝向由搬送辊71搬送的基板s，从喷出口312、322遍及宽度方向y将显影液供给至基板s。在所述第一显影部3中，基板s在狭缝喷嘴31、32的下方通过，由此利用表面张力而将显影液盛于基板s的整个表面。即，形成由显影液形成的浆状的液膜。如此从供给显影液的时点起开始对于基板s上的抗蚀剂膜的显影处理。然后，如上所述那样受到利用第一显影部3进行的显影处理的基板s被搬送至第二显影部4。
[0086]
第二显影部4包括配置于由搬送辊71搬送的基板s的上方的空气喷嘴41及狭缝喷嘴42。狭缝喷嘴42具有与狭缝喷嘴31大致同等的结构。即，狭缝喷嘴42具有沿宽度方向y延伸设置的喷嘴主体421及在喷嘴主体421的下表面沿宽度方向y细长延伸的狭缝状的喷出口
422。狭缝喷嘴42与显影液供给源81连接。当显影液供给源81根据来自控制部8的喷出指令而将显影液压送至狭缝喷嘴42时，朝向由搬送辊71搬送的基板s，从喷出口422遍及宽度方向y将显影液供给至基板s。
[0087]
此时，在基板s的上表面已经形成有由显影液形成的液膜。因此，狭缝喷嘴42具有对基板s上的液膜进一步追加供给显影液的功能。为了区别这些显影液供给，将用于利用狭缝喷嘴31、32进行的液膜形成的显影液供给称为“一次供给”，将利用狭缝喷嘴42进行的追加显影液供给称为“二次供给”。
[0088]
就减低环境负荷的观点而言，在第一显影部3及第二显影部4中供给至基板s的显影液中从基板s洒落的显影液有再次使用的余地。例如，理想的是经由未图示的回收路径来回收洒落的显影液，去除溶解于液体中的抗蚀剂材料或溶解氧等，实施增补药剂成分的再生处理，然后返回至显影液供给源81。
[0089]
相对于二次供给用的狭缝喷嘴42，在搬送方向x上的上游侧、即(-x)侧邻接地配置有通过喷射气体而作为气刀发挥功能的空气喷嘴41。空气喷嘴41具有沿宽度方向y以大于基板s的宽度的宽度延伸设置的喷嘴主体411及在其下部朝向基板s的上表面开口的狭缝状的喷出口412。
[0090]
空气喷嘴41经由例如质量流量控制器等流量控制机构84而与空气供给源83连接。当空气供给源83根据来自控制部8的控制指令而送出例如干燥空气之类的气体时，气体经由流量控制机构84而从空气喷嘴41的喷出口412朝向基板s喷射。喷出口412沿着宽度方向y以长于基板s的宽度的宽度且呈细长狭缝状延伸。因此，从喷出口412喷射的气体在即将从狭缝喷嘴42进行显影液的二次供给之前的位置形成在y方向上遍及基板s的整个宽度方向均匀、在x方向上喷出范围被限制的气帘。关于这样做的理由，将在下文详细说明。
[0091]
淋洗部5包括配置于由搬送辊71搬送的基板s的上方的狭缝喷嘴(淋洗液喷嘴)51。狭缝喷嘴51具有与第一显影部3中所采用的狭缝喷嘴31相同的结构。设置于喷嘴主体511的下表面的喷出口512配置成与基板s的表面相向。狭缝喷嘴51与淋洗液供给源82连接。当淋洗液供给源82根据来自控制部8的喷出指令而将淋洗液压送至狭缝喷嘴51时，朝向由搬送辊71搬送的基板s，从喷出口512遍及宽度方向y将淋洗液供给至基板s。通过供给所述淋洗液，附着于基板s的表面上的显影液与所溶解的抗蚀剂成分一起被冲洗，从而停止显影处理。如此由淋洗液润湿的基板s被搬送至干燥部6。
[0092]
干燥部6包括一对空气喷嘴61、62。空气喷嘴61、62分别配设于搬送辊71的上方侧及下方侧。另外，空气喷嘴61、62与空气供给源83连接。因此，空气供给源83根据来自控制部8的干燥指令而运行，将干燥用空气压送至空气喷嘴61、62。于是，对由搬送辊71搬送的基板s的表面及背面供给帘状的干燥用空气，从而将附着于基板s上的淋洗液去除。如此受到干燥处理的基板s通过搬送辊71而经由搬出口26从显影装置1中搬出。
[0093]
图2是表示利用所述显影装置进行的显影处理的概要的流程图。更具体而言，图2记述了对投入至显影装置1中的一片基板s实施的一系列处理。实际而言，向显影装置1中逐片依序投入多片基板s，并对这些基板s并行执行装置各部中的处理。
[0094]
当将由前工序的曝光装置曝光的基板s搬入至显影装置1中时，基板搬送部7开始基板s在x方向上的搬送(步骤s101)。然后，在第一显影部3中，从狭缝喷嘴31、32进行显影液的一次供给(步骤s102)。由此，形成有显影液的液膜p的基板s被搬送至第二显影部4。在第
二显影部4中，从空气喷嘴41向基板s上的液膜p喷吹帘状空气(步骤s103)，之后立即从狭缝喷嘴42进行显影液的二次供给(步骤s104)。
[0095]
然后，基板s经过淋洗部5中的淋洗处理(步骤s105)及干燥部6中的干燥处理(步骤s106)而被搬出(步骤s107)。由于这些处理内容众所周知，因此省略说明。
[0096]
图3a至图3d是示意性表示基于显影液的一次供给进行的液膜形成处理的图。显影液的一次供给是通过相互近接配置的狭缝喷嘴31、32来进行。如图3a所示，上游侧的狭缝喷嘴31的上端朝向(-x)侧、即基板s的搬送方向上的上游侧倾斜，喷嘴主体311的下侧的唇面313大致水平。图3a所示的虚线表示所搬送来的基板s的上表面的高度。根据图而可知，狭缝喷嘴31配置成其唇面313相对于基板的上表面相对较近接。相对于此，下游侧的狭缝喷嘴32以喷出口322朝向下的直立状态配置。喷出口322与基板上表面的间隙大于狭缝喷嘴31的喷出口312与基板上表面的间隙。
[0097]
如图3b所示，在基板s的前端部sa在狭缝喷嘴31的正下方位置通过的时间点，从狭缝喷嘴31喷出显影液。所喷出的显影液通过表面张力的作用而将唇面313与基板s上表面的间隙设为液密状态。在所述状态下，将基板s沿x方向搬送，由此在基板s的表面(上表面)形成由显影液形成的均匀且薄的液膜。通过减小狭缝喷嘴31与基板s的间隙，并将唇面313与基板s的上表面之间设为液密状态，即便显影液的喷出量相对较少，也能够形成均匀的液膜。
[0098]
如图3c所示，在基板s的前端部sa在狭缝喷嘴32的正下方位置通过时，从狭缝喷嘴32供给显影液。由此，基板s上的液膜的厚度增大。将所述操作继续至基板s的后端部sb在狭缝喷嘴32的正下方位置通过为止。由此，如图3d所示，可在基板s的整个上表面形成均匀且充分厚度的液膜p。
[0099]
为了供给对于将抗蚀剂膜良好地显影而言充分量的显影液，需要使液膜p的厚度适当。然而，为了形成充分厚度的液膜p，当欲从最初供给大量显影液时，需要预先使喷嘴与基板s的距离相对较大。于是，基板s上的显影液的流动变大，难以稳定地形成连续且均匀的液膜。如上所述，通过采用如下方法而能够稳定地形成具有充分厚度的液膜p：利用与基板s近接的狭缝喷嘴31来形成薄的液膜，并通过来自狭缝喷嘴32的液供给来增大液膜的厚度。
[0100]
如图3d所示，预先使下游侧的狭缝喷嘴32的喷出口322与第二显影部4的空气喷嘴41的喷出口412在x方向上的水平距离d大于所述方向上的基板s的长度lx。于是，可将基板s上的液膜p在保持得静稳的状态下搬送。在此期间，基板s上的光致抗蚀剂膜与显影液持续接触，由此进行显影处理。
[0101]
图4a、图4b、图5a及图5b是用于说明第二显影部中的处理的图。通过在上表面形成有液膜p的状态下搬送基板s来进行显影。此时，从基板s游离的抗蚀剂材料或空气中的氧等逐渐溶解于显影液中，由此显影液的显影能力逐渐降低。此处所述的显影液的“显影能力”是表示所述显影液可去除多少抗蚀剂膜的概念。定量而言，例如能够由每单位时间可溶解的抗蚀剂的量来表示显影能力。随着显影进行，无法避免抗蚀剂材料或氧的溶解量增大，进而因液温的降低等而显影液的显影能力随时间降低。
[0102]
如图4a所示，认为在静稳状态下搬送的基板s上的液膜p具有越是靠近基板s的前端部sa的一侧、即搬送方向上的下游侧，显影能力越降低的分布。其原因在于：如上所述，在第一显影部3中，从所搬送的基板s的前端部sa起依序供给显影液，因此越是靠近前端部sa
的部分，从供给起经过时间越多。
[0103]
为了弥补因所述显影能力的降低而引起的显影效率的降低，在所述显影装置1中，在第二显影部4中进行显影液的追加供给(二次供给)。如图4b所示，在基板s中从狭缝喷嘴42新供给显影液的部位，如图4b下部的图表中实线所示，可期待获得由新鲜显影液带来的高显影能力。然而，实际而言，如虚线所示，新的显影液与液膜p中的已存的显影液混合，由此基板s上的显影力降低，而且朝向上游侧(在图中为左侧)有扩展。
[0104]
当在所述状态下继续搬送基板s时，新的显影液在液膜p中所占的比率逐渐上升，液膜p具有与本来所期望的显影能力不同的显影能力的分布。所述情况成为显影处理结果的面内均匀性、特别是搬送方向上的均匀性降低的一个原因。
[0105]
为了解决所述问题，在本实施方式中，如图5a所示，在即将从狭缝喷嘴42二次供给显影液之前，利用空气喷嘴41进行气刀向液膜p的喷吹。气刀的喷吹是为了阻断所述喷吹位置的上游侧与下游侧之间的显影液的往来而进行，具体而言，具有以下两个效果。第一，通过减低液膜p的厚度，可降低已存的即显影能力降低的显影液混入新供给的显影液中的比率。由此，新供给的显影液可在维持当初的显影能力的状态下处理基板s。
[0106]
第二，可防止新供给的显影液超过气刀的喷吹位置而流入至上游侧(以下，将此现象称为“溢流”)。由此，可避免进行显影液的二次供给之前的上游侧的显影能力的分布的变动。
[0107]
图5a的虚线示意性表示此时的显影能力的分布。通过减少已存的显影液向二次供给的显影液中的混入，且抑制二次供给的显影液向上游侧的溢流，可获得接近实线所示的理想分布的分布。
[0108]
即便是在所述状态下搬送基板s的情况，如图5b所示，新供给的显影液ln与已存的显影液lo的边界附近的分布也在大致保持原来的形状的状态下，随着基板s的移动而向上游侧偏移。因此，在从基板s的前端部sa至后端部sb之间显影条件大致保持一定，在显影处理结果中能够获得优异的面内均匀性。
[0109]
图6a及图6b是例示本实施方式中的气刀的效果的图。本技术发明人通过以下的实验来验证本实施方式的气刀的效果。在实验中，使用图1所示的显影装置1，在各种显影条件下对为实验而准备的测试基板进行显影，根据其显影结果来评价处理的均匀性。作为显影条件，使用如下情况：均不使用气刀而(1)仅进行一次供给显影液，(2)进行一次供给及二次供给的两种情况；以及(3)除一次供给及二次供给以外，还使用气刀的情况。
[0110]
图6a表示实验中所使用的测试基板st。测试基板st是在表面形成有光致抗蚀剂膜的矩形玻璃基板的四角附近及中央附近这5个部位的位置a～位置e，分别通过曝光而形成规定的测试图案tp的基板。作为测试图案tp，使用具有规定间距的线与空间结构的图案，在各图案内的多个部位测量显影后的图案线宽来求出其偏差3σ。
[0111]
图6b是表示实验结果的例子的图。“位置a”等表示各位置的测试图案tp内的线宽测定结果的偏差，另外，右端的“整体”表示不区别各位置a～位置e的所有线宽测定结果的偏差。在进行显影液的一次供给的情况(1)中，各位置a～位置e的线宽的偏差相对较大，整体的偏差也大。相对于各位置a～位置e的偏差，整体的偏差更大，这表示即便是同一图案，显影后的线宽也根据基板内的位置而不同。
[0112]
在增加显影液的二次供给的情况(2)中，虽然各位置a～位置e的偏差得到改善，但
整体的偏差基本未改善。即，虽具有通过进行二次供给来抑制基板内的相对较窄范围内的线宽的偏差的效果，但可以说对于抑制更广的范围内的偏差而言未必充分。
[0113]
在进而增加气刀的情况(3)中，除进一步改善各位置a～位置e的偏差以外，还抑制了整体的偏差。而且，其程度与各位置a～位置e的偏差无太大改变。因此，通过利用气刀将一次供给的液膜与二次供给的显影液分离，换言之阻断两者之间的干涉，可提高显影处理中的基板整体的面内均匀性。
[0114]
图7是用于说明显影液的逆流现象的图。以下，对由气刀喷吹带来的另一个作用进行研究。如上所述，通过气刀的喷吹，能够减少已存的液膜p的厚度。但是，由气刀的风压挤出的液膜p中的显影液如图7的(a)中箭头所示流入至上游侧(以下，将此现象称为“逆流”)。如上所述，在气刀喷吹位置的上游侧，产生由显影液逆流所致的显影能力的分布的紊乱。
[0115]
作为所述紊乱的影响，可能有液膜p中的显影能力降低的情况与增大的情况。例如，当通过显影而形成的图案是需要去除相对较多的抗蚀剂膜的图案时，逆流的影响可在降低显影能力的方向上发挥作用。
[0116]
即，在应去除的抗蚀剂的量多的图案中，大量的抗蚀剂材料溶解于液膜p中，由此如图7的(b)中实线所示，显影能力的降低显著。在所述状态下，显影能力进一步降低的显影液从下游侧逆流而来时，如虚线所示，液膜p的显影能力进一步降低。所述情况导致应去除的抗蚀剂无法完全去除、即显影不足的状态。
[0117]
另一方面，在应去除的抗蚀剂的量相对较少的图案中，如图7的(b)中实线所示，显影能力的降低也少。即，液膜p中的显影液维持高显影能力。此处，当维持着高显影能力的显影液逆流而来时，通过与增加显影液的液量的情况相同的作用，如虚线所示，显影能力的降低变得缓慢，可能有时视情况而上升。所述情况导致连应残留的抗蚀剂也被去除、所谓的显影过多的状态。
[0118]
如上所述，关于因气刀喷吹而引起的液膜p中的显影液的逆流，在所述任意类型的图案中，均对上游侧的显影处理造成欠佳的影响。因此，理想的是尽可能抑制所述逆流。来自空气喷嘴41的喷射量越大，逆流的显影液的量也越多。因此，就此观点而言，气体的喷射量以小为宜，但若过小，则无法抑制二次供给的显影液的溢流。
[0119]
液膜内的显影液的过剩流动可成为降低处理的均匀性的原因。因此，可以说来自空气喷嘴41的气体的喷射量或其流速以在可阻止溢流的范围内尽可能小为宜。此外，当然应避免喷吹基板s的表面会露出的强气流。关于气体的喷射量的适当值，由于可根据抗蚀剂材料及显影液的物性值或图案的种类、搬送速度等各种参数而改变，因此需要预先进行实验来确定最佳条件。
[0120]
即便如此，既然进行气刀的喷吹，则无法避免产生某程度的逆流。特别是基板s的靠近后端部sb的部分较长地持续受到逆流的影响，且蓄积所述影响。因此，在与靠近前端部sa的一侧之间显影处理结果会产生差。
[0121]
鉴于所述情况，在所述实施方式中，更优选为不使作为气刀喷射的气体的量一定而在对于一个基板s的处理的期间中使所述喷射量经时变化。由此，可抑制由逆流所致的显影不良。
[0122]
关于气刀用气体的喷射量的适当值，可根据抗蚀剂材料及显影液的物性值或图案的种类、搬送速度等各种参数而改变。因此，需要预先进行实验来确定最佳条件。同样地，关
于逆流的影响，也可根据各种条件而改变，因此关于喷射量的变化分布，也事先实验性确定。
[0123]
关于如此获得的适当分布，可作为处理制程预先准备并登记。在使显影装置1运行时，控制部8控制流量控制机构84，根据所述处理制程而使来自空气喷嘴41的气体喷射量经时变化，由此可实现目标处理。
[0124]
图8a至图8c是表示气体喷射量的变化分布的例子的图。在图中，时刻ts为对一个基板s开始喷射气体的时刻，相当于基板s的前端部sa到达至气刀的喷吹位置的时刻。另一方面，时刻te为气体对于同一基板s喷射结束的时刻，相当于基板s的后端部sb到达至气刀的喷吹位置的时刻。
[0125]
在图8a所示的例子中，来自空气喷嘴41的气体的喷射量连续地逐渐减少。如实线所示，在时刻te，也可继续某程度的喷吹，另外，如虚线所示，可为最终停止喷射的形态。此外，在所述例中，喷射量的变化相对于时刻而呈线形，但也可为沿着适宜的曲线的非线形的变化形态。
[0126]
在停止喷射的情况下，对于二次供给的显影液的溢流阻止效果消失。认为在基板s的后端部sb，所述影响小。另外，为了避免显影不足，有意将新的显影液注入至液膜p中也有可能有效。据此，也能够采用事后停止喷射的变化分布。
[0127]
在图8b所示的例子中，在某时刻喷射量呈阶梯状变化。在所述情况下，如实线所示，在时刻te，也可继续某程度的喷吹，另外，如虚线所示，也可最终停止喷射。另外，也可表示沿着曲线的变化形态。
[0128]
如上所述，通常而言，认为优选的是气体的喷射量经时减少的变化形态。原因在于：由气刀喷吹所致的显影液的逆流在增大显影不良的方向上发挥作用，因此为了抑制所述情况，有效的是减少喷射量。
[0129]
然而，如图8c所示，包含增加喷射量的局面的变化形态也有可能优选。例如为在基板s中靠近前端部sa的部分与靠近后端部sb的部分之间图案的密度不同的情况。具体而言，在基板s的靠近前端部sa的部分配置应去除的抗蚀剂量少的图案并在较其更靠后端部sb侧配置应去除的抗蚀剂量多的图案的情况中，存在如下情况：通过使维持高显影能力的显影液的逆流量增加，可避免后端侧的图案的显影不足。
[0130]
如上所述，喷射量的优选的变化形态看具体情况而定，且需要结合显影处理的规格分别进行调整。
[0131]
＜第二实施方式＞
[0132]
接下来，对本发明的显影装置的第二实施方式进行说明。在所述实施方式中，在用于二次供给显影液的狭缝喷嘴42的上游侧邻接配置的空气喷嘴41形成气刀。由此，将一次供给而构成液膜p的显影液与二次供给的显影液分离。相对于此，在接下来进行说明的第二实施方式的显影装置中，代替气刀而与基板s的上表面近接相向地配置叶片构件。由此，刮取构成液膜p的显影液的一部分来限制液膜p的厚度，并且抑制二次供给的显影液的溢流。此外，除这一点以外，显影装置的结构与第一实施方式的显影装置共通，因此省略详细的说明。
[0133]
图9a及图9b是表示本发明的显影装置的第二实施方式的主要部分的图。在所述实施方式中，代替空气喷嘴而设置有叶片构件43。具体而言，如图9a所示，叶片构件43为在狭
缝喷嘴42的上游侧、即(-x)侧邻接并沿着宽度方向y延伸设置的平板状构件。叶片构件43的下端沿水平方向延伸，被支撑成与所搬送的基板s的上表面隔着规定间隙地近接相向。例如可安装于狭缝喷嘴42的(-x)侧侧面，但也可另行设置支撑机构。另外，狭缝喷嘴与叶片构件也可一体形成。
[0134]
如图9b所示，叶片构件43的下端与基板s的上表面的间隙的大小小于通过第一显影部3而形成于基板s上的液膜p的厚度。因此，与基板s一起搬送来的液膜p与叶片构件43接触，在其膜厚被限制为间隙大小的状态下进一步被搬送。相对于如此减低了厚度的液膜，狭缝喷嘴42进行显影液的二次供给，由此可抑制因已存的显影液的混入而引起的显影能力的降低。另外，即便二次供给的显影液流向上游侧，通过叶片构件43及从其下部流入而来的已存的显影液，也可抑制超过叶片构件43并进一步扩散至上游侧。即，可防止溢流。
[0135]
在所述实施方式中，也理想的是第一显影部3的狭缝喷嘴32的喷出口322与叶片构件43的水平距离大于搬送方向x上的基板s的长度lx(图3d)。由此，能够在形成覆盖基板s整体的液膜p之后至液膜p与叶片构件43接触为止的期间内静稳地保持液膜p。
[0136]
如上所述，通过与基板s隔着微小间隙地相向的叶片构件43，也可获得与第一实施方式中的由空气喷嘴41所得的气刀相同的效果。即，能够限制二次供给显影液时的液膜p的厚度，并且防止二次供给的显影液扩散至上游侧。
[0137]
＜其他＞
[0138]
如以上所说明那样，在所述实施方式的显影装置1中，基板搬送部7作为本发明的“搬送部”发挥功能，第一显影部3及第二显影部4分别作为本发明的“一次供给部”及“二次供给部”发挥功能。而且，在作为二次供给部的第二显影部4中，狭缝喷嘴42作为本发明的“二次供给喷嘴”发挥功能。另外，狭缝喷嘴42的喷出口422相当于本发明的“液体喷出口”，空气喷嘴41的喷出口412相当于本发明的“气体喷出口”。进而，狭缝喷嘴32的喷出口322相当于本发明的一次供给部的“液体喷出口”。
[0139]
另外，第一实施方式的空气喷嘴41相当于本发明的“气体喷射喷嘴”，另一方面，第二实施方式的叶片构件43相当于本发明的“阻断构件”。而且，它们分别作为本发明的“阻断部”发挥功能。另外，流量控制机构84及控制部8以一体的形式作为本发明的“喷射控制部”发挥功能。
[0140]
此外，本发明并不限定于所述实施方式，只要不脱离其主旨，则能够在所述以外进行各种变更。例如在所述实施方式中，当在基板s上形成显影液的液膜p时，组合两个狭缝喷嘴31、32。然而，用于形成液膜的结构并不限定于此而为任意。例如，可通过单一的狭缝喷嘴来形成液膜，另外，也可通过狭缝喷嘴以外的液体供给机构来形成液膜。例如，也可不将基板s沿一方向搬送(例如，在停止的状态或旋转的状态下)而形成液膜。
[0141]
另外，在所述第一实施方式中，空气喷嘴41与狭缝喷嘴42独立地形成，但它们也可一体地形成。在所述情况下，可以更高的自由度设定气体喷出口与液体喷出口的位置关系或流路形状等。同样地，第二实施方式中的叶片构件43也可与狭缝喷嘴42一体地形成。
[0142]
另外，在所述实施方式中，基板s相当于本发明的“基板”的一例，作为本发明的“基板”，也包括基板s以外的基板、例如半导体晶片或太阳电池用基板等。
[0143]
另外，在所述实施方式中，通过在固定配置的喷嘴的正下方搬送基板s，使基板s相对于喷嘴相对移动。然而，在将基板s固定的状态或搬送基板s的状态下使喷嘴移动来进行
显影处理的显影装置中，也能够采用与所述相同的方法。
[0144]
如以上例示具体的实施方式来说明那样，在本发明的显影装置及显影方法中，例如，阻断部也可构成为在液体喷出口的近接位置朝向基板上的液膜喷射气体，通过气体而形成沿与搬送方向正交的宽度方向延伸的气帘。根据此种结构，可通过喷吹气体来限制基板上的液膜的厚度，另外，抑制新供给的显影液超过气体的喷吹位置并扩散至上游侧。更具体而言，如以下所述。
[0145]
在所述结构中，在较进行显影液的二次供给的位置更靠上游侧形成沿宽度方向延伸的气帘。由此，可抑制二次供给的显影液超过气体的喷吹位置并扩散至上游侧、即基板的后端部侧。因此，可改善如上所述的搬送方向上的处理的不均匀性。另外，通过气体的喷吹而减低液膜的厚度，由此可抑制已存的显影液混入至二次供给的显影液中的比率。由此，可有效地利用二次供给的显影液的高显影能力。
[0146]
另一方面，在基板的搬送方向上较气帘的喷吹位置更靠上游侧产生如下现象：通过气体的风压而将在基板上构成液膜的已存的显影液冲向上游侧。此处，将此现象称为显影液的“逆流”。
[0147]
此处，液膜中的显影液的显影能力降低的程度受到应显影的图案的影响。即，在应去除的光致抗蚀剂膜的量多的图案中，由于溶解于显影液中的抗蚀剂材料的量变多，因此显影能力的降低也显著。如上所述，显影能力降低的显影液逆流时，混入至已存的显影液中而使其显影能力降低。所述情况特别是在应去除的光致抗蚀剂膜的量多的图案中产生显影不足。
[0148]
相对于此，在应去除的光致抗蚀剂膜的量少的图案中，由于溶解于显影液中的抗蚀剂材料的量也少，因此抑制显影能力的降低。如上所述，维持显影能力的显影液逆流而混入至已存的显影液中时，产生与增加液量的情况相同的效果，特别是在应去除的光致抗蚀剂膜的量少的图案中产生过显影(显影过多)。
[0149]
若设为视需要增减气体的喷射量，则能够控制二次供给的显影液超过气体喷出位置而流入至液膜中的流入量及上游侧的液膜中的显影液的逆流程度。由此，能够控制显影的进行程度。即，通过根据处理的进行而使气体的喷射量经时变化，能够使沿着基板的搬送方向的方向上的处理的均匀性提高。
[0150]
例如，可设为喷射量根据预先确定的处理制程而变化的形态。关于液膜中的显影液的显影能力如何变化以及二次供给的显影液的影响在液膜中如何显现，可根据各种条件而改变。因此，例如，若设为预先基于实验来制作处理制程，并基于此来决定喷射量的变化形态，则可使相同显影条件下的处理结果稳定。
[0151]
作为喷射量的具体的变化形态，例如可设为喷射量经时减少的形态，例如也可为使气体对于一基板的喷射量最终成为零的形态。通过气体的喷射而冲向上游侧的显影液在增大显影不良的方向上发挥作用，而且其影响逐渐蓄积。因此，通常而言，认为通过设为使喷射量降低的变化，可减低显影不良。
[0152]
另外，关于喷出用于一次供给的显影液的液体喷出口，可设为与气体喷出口的最短距离大于搬送方向上的基板的长度。根据此种结构，在其间进行搬送的过程中，产生可在无扰乱基板上的液膜的外部因素的状态下静稳地维持液膜的期间，因此能够良好且稳定地进行基于液膜的显影处理。
[0153]
另外，例如，阻断部也可与液体喷出口近接并沿与搬送方向正交的宽度方向延伸设置，使下端水平延伸的阻断构件与所搬送的基板的上表面隔着间隙相向，所述间隙小于形成于基板上的所述液膜的厚度。根据此种结构，阻断构件与液膜接触，来限制通过间隙的液膜的厚度。同时，阻断构件防止新供给的显影液超过间隙而流动扩散至上游侧。
[0154]
在所述情况下，关于喷出用于一次供给的显影液的液体喷出口，可设为所述液体喷出口与所述阻断构件的最短距离大于所述搬送方向上的所述基板的长度。根据此种结构，在其间进行搬送的过程中，产生可在无扰乱基板上的液膜的外部因素的状态下静稳地维持液膜的期间，因此能够良好且稳定地进行基于液膜的显影处理。
[0155]
另外，例如，阻断构件也可设置于二次供给喷嘴的侧面中搬送方向上的上游侧的侧面。根据此种结构，容易将阻断构件与二次供给喷嘴的液体喷出口的距离保持为一定，另外，不需要另行设置用于支撑阻断构件的机构。
[0156]
来自气体喷射喷嘴的气体也可遍及基板的整个宽度方向均匀地喷射。由此，可实现宽度方向上的处理的均匀性的提高。具体而言，可抑制被气体冲走的已存的显影液或新供给的显影液在宽度方向上流动而产生显影不均。
[0157]
另外，例如，二次供给的显影液也可遍及基板的整个宽度方向均匀地喷出。由此，可实现宽度方向上的处理的均匀性的提高。具体而言，可抑制宽度方向上的显影不均的产生。
[0158]
另外，可一边以一定速度搬送基板，一边依序执行液膜的形成、其厚度限制及显影液的二次供给。根据此种结构，可与位置无关地以一定的处理间距进行对于基板的各部的处理，因此能够实现均匀的显影处理。
[0159]
[产业上的可利用性]
[0160]
本发明可适用于向具有经曝光的光致抗蚀剂膜的基板供给显影液来进行显影的所有显影技术。