显影装置、衬底处理装置、显影方法及衬底处理方法与流程

本发明涉及一种进行衬底显影的显影装置、衬底处理装置、显影方法及衬底处理方法。

背景技术：

在制造半导体组件等的光刻工序中，通过向衬底上供给阻剂等涂布液而形成涂布膜。在涂布膜被曝光后，通过使涂布膜显影而在涂布膜上形成指定图案。对涂布膜上形成有图案后的衬底进行冲洗处理。这里，在涂布膜的图案的厚度较大且宽度较小的情况下，存在由于冲洗处理中的冲洗液的表面张力而发生图案崩塌的情况(例如，参照专利文献1、2)。

专利文献1中记载有，通过在冲洗液中混入异丙醇，使冲洗液的表面张力降低，从而防止图案崩塌。引用文献2中记载有，通过在冲洗处理后，以比重为1.5以上且表面张力为dyns/cm以下的氟系惰性液体置换冲洗液，从而防止图案崩塌。

专利文献1：日本专利特开平7-122485号公报

专利文献2：日本专利特开平9-82629号公报

技术实现要素：

[发明要解决的问题]

近年来，形成于衬底的芯片的高集成化不断进步。在这种情况下，随着涂布膜的图案宽度的微细化，会发生图案崩塌，从而导致良率容易降低。因此，追求更确实地防止图案崩塌。

本发明的目的在于，提供一种能防止涂布膜的图案崩塌的显影装置、衬底处理装置、显影方法及衬底处理方法。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明的一形态的显影装置是对衬底进行显影处理的显影装置，在衬底的一面上，形成含有金属的涂布液的膜作为含金属涂布膜，在含金属涂布膜上，形成由感光性有机材料形成且被曝光成指定图案的第1有机涂布膜，且显影装置具备：显影液供给部，将显影液供给至第1有机涂布膜，由此形成具有指定图案的第1有机涂布膜图案；第1去除液供给部，将用来去除金属的第1去除液供给至第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜，由此形成具有指定图案的含金属涂布膜图案；及冲洗液供给部，向具有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底供给冲洗液。

在衬底的一面上形成含金属涂布膜，在含金属涂布膜上由感光性有机材料形成第1有机涂布膜，且第1有机涂布膜被曝光成指定图案。在该显影装置中，通过显影液供给部向第1有机涂布膜供给显影液。由此，使第1有机涂布膜显影，形成具有指定图案的第1有机涂布膜图案。另外，通过第1去除液供给部向第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜供给第1去除液。由此，将从第1有机涂布膜图案露出的含金属涂布膜的部分去除，形成具有指定图案的含金属涂布膜图案。其后，通过冲洗液供给部向具有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底供给冲洗液。

根据该构成，能通过冲洗液将形成有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底洗净。这里，含金属涂布膜图案对衬底的接合力大于第1有机涂布膜图案对衬底的接合力。因此，含金属涂布膜图案即使是在受到了更大的表面张力的情况下，也会残留而不会崩塌。因此，即使是在所述清洗中第1有机涂布膜图案由于冲洗液的表面张力而崩塌的情况下，也能防止含金属涂布膜图案崩塌。

(2)也可为：第1去除液包含添加有鳌合剂的水溶液、碱性水溶液或酸性水溶液。在这种情况下，能容易地将含金属涂布膜的部分去除。

(3)也可为：鳌合剂包含选自由有机酸、有机酸盐、氨基酸、氨基酸衍生物、无机碱、无机碱盐、烷基胺、烷基胺衍生物、链烷醇胺及链烷醇胺衍生物所组成的群中的一种或多种。在这种情况下，能更加容易地将含金属涂布膜的部分去除。

(4)本发明的另一形态的显影装置是对衬底进行显影处理的显影装置，在衬底的一面上，形成含有金属的涂布液的膜作为含金属涂布膜，在含金属涂布膜上，形成由感光性有机材料形成且被曝光成指定图案的第1有机涂布膜，且显影装置具备：第1去除液供给部，将用来去除金属的第1去除液供给至第1有机涂布膜及含金属涂布膜，由此形成具有指定图案的第1有机涂布膜图案、及具有指定图案的含金属涂布膜图案；及冲洗液供给部，向具有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底供给冲洗液。

在衬底的一面上形成含金属涂布膜，在含金属涂布膜上由感光性有机材料形成第1有机涂布膜，且第1有机涂布膜被曝光成指定图案。在该显影装置中，通过第1去除液供给部向第1有机涂布膜及含金属涂布膜供给第1去除液。由此，使第1有机涂布膜显影，形成具有指定图案的第1有机涂布膜图案。另外，将从第1有机涂布膜图案露出的含金属涂布膜的部分去除，形成具有指定图案的含金属涂布膜图案。其后，通过冲洗液供给部向具有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底供给冲洗液。

根据该构成，能通过冲洗液将形成有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底洗净。这里，含金属涂布膜图案对衬底的接合力大于第1有机涂布膜图案对衬底的接合力。因此，含金属涂布膜图案即使是在受到了更大的表面张力的情况下，也会残留而不会崩塌。因此，即使是在所述清洗中第1有机涂布膜图案由于冲洗液的表面张力而崩塌的情况下，也能防止含金属涂布膜图案崩塌。

(5)也可为：第1去除液包含碱性水溶液。在这种情况下，能一面使第1有机涂布膜显影一面容易地将含金属涂布膜的部分去除。

(6)也可为：显影装置还具备旋转保持部，该旋转保持部保持衬底，并且使被冲洗液供给部供给冲洗液后的衬底旋转。在这种情况下，能以较短时间使被供给冲洗液后的衬底干燥。另外，由于含金属涂布膜图案与衬底的接合力较大，所以即使是在含金属涂布膜图案由于衬底的旋转而受到了离心力的情况下，也能防止含金属涂布膜图案崩塌。

(7)也可为：显影装置还具备第2去除液供给部，该第2去除液供给部向被第1去除液供给部供给第1去除液后且被冲洗液供给部供给冲洗液前的衬底，供给用来将第1有机涂布膜图案去除的第2去除液。在这种情况下，能以简单的构成将形成含金属涂布膜图案后不再需要的第1有机涂布膜图案去除。

(8)也可为：在衬底的一面与含金属涂布膜之间，进而形成第2有机涂布膜。在这种情况下，能使用所形成的含金属涂布膜图案将第2有机涂布膜形成为指定图案。另外，通过将第2有机涂布膜形成得较厚，能形成厚度较大且宽度较小的第2有机涂布膜的图案。

(9)也可为：显影装置还具备第3去除液供给部，该第3去除液供给部向被第1去除液供给部供给第1去除液后且被冲洗液供给部供给冲洗液前的衬底，供给用来将第2有机涂布膜去除的第3去除液，由此形成具有指定图案的第2有机涂布膜图案。

在这种情况下，通过第3去除液将从含金属涂布膜图案露出的第2有机涂布膜的部分去除。由此，能容易地形成具有指定图案的第2有机涂布膜图案。

(10)本发明的进而另一形态的衬底处理装置是以邻接于将衬底曝光的曝光装置的方式配置的衬底处理装置，且具备：含金属涂布膜形成部，将含有金属的涂布液作为含金属涂布液供给至衬底的一面，由此在一面上形成含金属涂布膜；第1有机涂布膜形成部，将由感光性材料形成的第1有机涂布液供给至含金属涂布膜，由此在通过含金属涂布膜形成部所形成的含金属涂布膜上形成第1有机涂布膜；及本发明的一形态或另一形态的显影装置，对衬底进行显影处理，该衬底中，通过第1有机涂布膜形成部所形成的第1有机涂布膜被曝光装置曝光成指定图案。

在该衬底处理装置中，通过含金属涂布膜形成部向衬底的一面供给含金属涂布液。由此，在衬底的一面上形成含金属涂布膜。通过第1有机涂布膜形成部向含金属涂布膜供给由感光性材料形成的第1有机涂布液。由此，在通过含金属涂布膜形成部所形成的含金属涂布膜上，形成第1有机涂布膜。在曝光装置中，通过第1有机涂布膜形成部所形成的第1有机涂布膜被曝光成指定图案。

在显影装置中，通过显影液供给部向被曝光成指定图案的第1有机涂布膜供给显影液。由此，使第1有机涂布膜显影，形成具有指定图案的第1有机涂布膜图案。通过第1去除液供给部向第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜供给第1去除液。由此，将从第1有机涂布膜图案露出的含金属涂布膜的部分去除，形成具有指定图案的含金属涂布膜图案。其后，通过冲洗液供给部向具有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底供给冲洗液。

根据该构成，能通过冲洗液将形成有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底洗净。这里，含金属涂布膜图案对衬底的接合力大于第1有机涂布膜图案对衬底的接合力。因此，含金属涂布膜图案即使是在受到了更大的表面张力的情况下，也会残留而不会崩塌。因此，即使是在所述清洗中第1有机涂布膜图案由于冲洗液的表面张力而崩塌的情况下，也能防止含金属涂布膜图案崩塌。

(11)也可为：衬底处理装置还具备第2有机涂布膜形成部，该第2有机涂布膜形成部在通过含金属涂布膜形成部在衬底的一面形成含金属涂布膜前，将第2有机涂布液供给至衬底的一面，由此在一面与含金属涂布膜之间形成第2有机涂布膜。

这种情况下，在衬底的一面与含金属涂布膜之间形成第2有机涂布膜。由此，能使用含金属涂布膜图案将第2有机涂布膜形成为指定图案。另外，通过将第2有机涂布膜形成得较厚，能形成厚度较大且宽度较小的第2有机涂布膜的图案。

(12)本发明的进而另一形态的显影方法是对衬底进行显影处理的显影方法，在衬底的一面上，形成含有金属的涂布液的膜作为含金属涂布膜，在含金属涂布膜上，形成由感光性有机材料形成且被曝光成指定图案的第1有机涂布膜，且显影方法包含以下步骤：通过显影液供给部将显影液供给至第1有机涂布膜，由此形成具有指定图案的第1有机涂布膜图案；通过第1去除液供给部将用来去除金属的第1去除液供给至第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜，由此形成具有指定图案的含金属涂布膜图案；及通过冲洗液供给部向具有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底供给冲洗液。

在衬底的一面上形成含金属涂布膜，在含金属涂布膜上由感光性有机材料形成第1有机涂布膜，且第1有机涂布膜被曝光成指定图案。根据该显影方法，通过显影液供给部向第1有机涂布膜供给显影液。由此，使第1有机涂布膜显影，形成具有指定图案的第1有机涂布膜图案。另外，通过第1去除液供给部向第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜供给第1去除液。由此，将从第1有机涂布膜图案露出的含金属涂布膜的部分去除，形成具有指定图案的含金属涂布膜图案。其后，通过冲洗液供给部向具有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底供给冲洗液。

根据该方法，能通过冲洗液将形成有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底洗净。这里，含金属涂布膜图案对衬底的接合力大于第1有机涂布膜图案对衬底的接合力。因此，含金属涂布膜图案即使是在受到了更大的表面张力的情况下，也会残留而不会崩塌。因此，即使是在所述清洗中第1有机涂布膜图案由于冲洗液的表面张力而崩塌的情况下，也能防止含金属涂布膜图案崩塌。

(13)本发明的进而另一形态的显影方法是对衬底进行显影处理的显影方法，在衬底的一面上，形成含有金属的涂布液的膜作为含金属涂布膜，在含金属涂布膜上，形成由感光性有机材料形成且被曝光成指定图案的第1有机涂布膜，且显影方法包含以下步骤：通过第1去除液供给部将用来去除金属的第1去除液供给至第1有机涂布膜及含金属涂布膜，由此形成具有指定图案的第1有机涂布膜图案、及具有指定图案的含金属涂布膜图案；及通过冲洗液供给部向具有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底供给冲洗液。

在衬底的一面上形成含金属涂布膜，在含金属涂布膜上由感光性有机材料形成第1有机涂布膜，且第1有机涂布膜被曝光成指定图案。根据该显影方法，通过第1去除液供给部向第1有机涂布膜及含金属涂布膜供给第1去除液。由此，使第1有机涂布膜显影，形成具有指定图案的第1有机涂布膜图案。另外，将从第1有机涂布膜图案露出的含金属涂布膜的部分去除，形成具有指定图案的含金属涂布膜图案。其后，通过冲洗液供给部向具有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底供给冲洗液。

根据该方法，能通过冲洗液将形成有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底洗净。这里，含金属涂布膜图案对衬底的接合力大于第1有机涂布膜图案对衬底的接合力。因此，含金属涂布膜图案即使是在受到了更大的表面张力的情况下，也会残留而不会崩塌。因此，即使是在所述清洗中第1有机涂布膜图案由于冲洗液的表面张力而崩塌的情况下，也能防止含金属涂布膜图案崩塌。

(14)也可为：显影方法还包含以下步骤：通过旋转保持部保持被冲洗液供给部供给冲洗液后的衬底，并使之旋转。在这种情况下，能以较短时间使被供给冲洗液后的衬底干燥。另外，由于含金属涂布膜图案与衬底的接合力较大，所以即使是在含金属涂布膜图案由于衬底的旋转而受到了离心力的情况下，也能防止含金属涂布膜图案崩塌。

(15)本发明的进而另一形态的衬底处理方法是使用将衬底曝光的曝光装置的衬底处理方法，且包含以下步骤：通过含金属涂布膜形成部将含有金属的涂布液作为含金属涂布液供给至衬底的一面，由此在一面上形成含金属涂布膜；通过第1有机涂布膜形成部将由感光性材料形成的第1有机涂布液供给至通过含金属涂布膜形成部所形成的含金属涂布膜，由此在通过含金属涂布膜形成部所形成的含金属涂布膜上形成第1有机涂布膜；及采用本发明的进而另一形态的显影方法，对衬底进行显影处理，该衬底中，通过第1有机涂布膜形成部所形成的第1有机涂布膜被曝光装置曝光成指定图案。

根据该衬底处理方法，通过含金属涂布膜形成部向衬底的一面供给含金属涂布液。由此，在衬底的一面上形成含金属涂布膜。通过第1有机涂布膜形成部向含金属涂布膜供给由感光性材料形成的第1有机涂布液。由此，在通过含金属涂布膜形成部所形成的含金属涂布膜上，形成第1有机涂布膜。在曝光装置中，通过第1有机涂布膜形成部所形成的第1有机涂布膜被曝光成指定图案。

根据显影方法，通过显影液供给部向被曝光成指定图案的第1有机涂布膜供给显影液。由此，使第1有机涂布膜显影，形成具有指定图案的第1有机涂布膜图案。通过第1去除液供给部向第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜供给第1去除液。由此，将从第1有机涂布膜图案露出的含金属涂布膜的部分去除，形成具有指定图案的含金属涂布膜图案。其后，通过冲洗液供给部向具有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底供给冲洗液。

根据该方法，能通过冲洗液将形成有第1有机涂布膜图案及含金属涂布膜图案的衬底洗净。这里，含金属涂布膜图案对衬底的接合力大于第1有机涂布膜图案对衬底的接合力。因此，含金属涂布膜图案即使是在受到了更大的表面张力的情况下，也会残留而不会崩塌。因此，即使是在所述清洗中第1有机涂布膜图案由于冲洗液的表面张力而崩塌的情况下，也能防止含金属涂布膜图案崩塌。

(16)也可为：衬底处理方法还包含以下步骤：在形成含金属涂布膜的步骤前，通过第2有机涂布膜形成部将第2有机涂布液供给至衬底的一面，由此在一面与含金属涂布膜之间形成第2有机涂布膜。

这种情况下，在衬底的一面与含金属涂布膜之间形成第2有机涂布膜。由此，能使用含金属涂布膜图案将第2有机涂布膜形成为指定图案。另外，通过将第2有机涂布膜形成得较厚，能形成厚度较大且宽度较小的第2有机涂布膜的图案。

[发明效果]

根据本发明，能防止涂布膜的图案崩塌。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的显影处理单元的构成的示意性俯视图。

图2是作为图1的显影处理单元的处理对象的衬底的局部放大纵剖视图。

图3是用来说明图1的显影处理单元的动作的图。

图4是用来说明图1的显影处理单元的动作的图。

图5是具备图1的显影处理单元的衬底处理装置的示意性俯视图。

图6是表示图5的涂布处理部、涂布显影处理部及清洗干燥处理部的内部构成的示意性侧视图。

图7是表示图5的热处理部及清洗干燥处理部的内部构成的示意性侧视图。

图8是表示搬送部的内部构成的示意性侧视图。

图9是表示另一实施方式的显影处理单元的构成的示意性俯视图。

图10是用来说明图9的显影处理单元的动作的图。

具体实施方式

下面，使用附图，对本发明的一实施方式的显影装置、衬底处理装置、显影方法及衬底处理方法进行说明。此外，在以下说明中，所谓衬底，是指半导体衬底、用于液晶显示装置或有机el(electroluminescence，电激发光)显示装置等fpd(flatpaneldisplay，平板显示器)的衬底、光盘用衬底、磁盘用衬底、磁光盘用衬底、光罩用衬底、或太阳能电池用衬底等。

(1)显影处理单元的构成

图1是表示本发明的一实施方式的显影处理单元的构成的示意性俯视图。如图1所示，显影处理单元(旋转显影机(spindeveloper))139具备多个置换喷嘴30、多个旋转夹盘35、多个冲洗喷嘴36及多个护罩37。另外，显影处理单元139具备喷出显影液的2个狭缝喷嘴38、及使这些狭缝喷嘴38单向移动的移动机构39。在本实施方式中，置换喷嘴30、旋转夹盘35、冲洗喷嘴36及护罩37在每个显影处理单元139中分别各设置有3个。

各旋转夹盘35在保持着衬底w的状态下，通过未图示的驱动装置(例如，电动机)而旋转驱动。护罩37是以包围旋转夹盘35周围的方式设置。从未图示的显影液贮存部通过显影液配管向各狭缝喷嘴38供给显影液。任一狭缝喷嘴38通过移动机构39向衬底w的上方移动。通过一面使旋转夹盘35旋转一面从狭缝喷嘴38喷出显影液，而进行衬底w的显影处理。

置换喷嘴30是以可在护罩37外侧的待避位置与通过旋转夹盘35所保持的衬底w的中心部上方的处理位置之间旋动的方式设置。在衬底w的显影处理后的置换处理时，置换喷嘴30移动至处理位置。通过一面使旋转夹盘35旋转一面从置换喷嘴30喷出置换液，而进行衬底w的置换处理。

作为置换液，例如可使用碱性置换液或酸性置换液。碱性置换液例如为含有氨水及过氧化氢的水溶液。碱性置换液例如也可为tmah(tetramethylammoniumhydroxide：氢氧化四甲铵)。酸性置换液例如为含有稀氢氟酸的水溶液。酸性置换液例如也可为含有硫酸及过氧化氢的水溶液，还可为含有醋酸的水溶液。

或者，置换液也可为含有鳌合剂的水溶液。鳌合剂包含选自由有机酸、有机酸盐、氨基酸、氨基酸衍生物、无机碱、无机碱盐、烷基胺、烷基胺衍生物、链烷醇胺及链烷醇胺衍生物所组成的群中的一种或多种。

冲洗喷嘴36是以可在护罩37外侧的待避位置与通过旋转夹盘35所保持的衬底w的中心部上方的处理位置之间旋动的方式设置。在衬底w的置换处理后的冲洗处理时，冲洗喷嘴36移动至处理位置。通过一面使旋转夹盘35旋转一面从冲洗喷嘴36喷出冲洗液，而进行衬底w的冲洗处理。

(2)显影处理单元的动作

图2是作为图1的显影处理单元139的处理对象的衬底w的局部放大纵剖视图。如图2所示，在衬底w的被处理面，形成有3种涂布膜f1、f2、f3作为阻膜。具体来说，在衬底w的被处理面上形成有涂布膜f1，在涂布膜f1上形成有涂布膜f2，在涂布膜f2上形成有涂布膜f3。涂布膜f1～f3是通过下述图5～图8的衬底处理装置100形成于衬底w的被处理面上的。

涂布膜f1是非感光性有机膜，在本例中为soc(spin-on-carbon，旋涂碳)膜。以下，将涂布膜f1称作有机涂布膜f1。有机涂布膜f1具有相对较大的厚度。在本例中，有机涂布膜f1的厚度例如为100nm以上300nm以下。

涂布膜f2是非感光性无机膜。涂布膜f2中含有金属成分或金属氧化物等金属成分作为组合物。在本例中，涂布膜f2中含有例如sn(锡)、hfo2(氧化铪)或zro2(二氧化锆)作为金属成分。以下，将涂布膜f2称作含金属涂布膜f2。含金属涂布膜f2具有相对较小的厚度。在本例中，含金属涂布膜f2的厚度例如为5nm以上30nm以下。

涂布膜f3例如为在紫外区域具有感光性的有机膜。以下，将涂布膜f3称作有机涂布膜f3。有机涂布膜f3被曝光成指定图案。在本例中，有机涂布膜f3的厚度例如为20nm以上60nm以下。此外，虽在本实施方式中，有机涂布膜f1及含有金属的涂布膜f2具有非感光性，但本发明并不限定于此。在与有机涂布膜f3相比感光波长区域不同的情况下，有机涂布膜f1及含金属涂布膜f2也可具有感光性。

图3及图4是用来说明图1的显影处理单元139的动作的图。在显影处理中，如图3(a)所示，从狭缝喷嘴38(图1)向衬底w供给显影液1。由此，在衬底w的被处理面上形成显影液1的液层。其次，如图3(b)所示，从冲洗喷嘴36(图1)向衬底w供给冲洗液2。由此，将有机涂布膜f3的无用部分及显影液1去除，在有机涂布膜f3形成图案。

在其后的置换处理中，如图3(c)所示，从置换喷嘴30(图1)向衬底w供给置换液3。由此，在衬底w的被处理面上形成置换液3的液层，将衬底w的被处理面上残留的冲洗液2置换成置换液3。其后，如图4(a)所示，保持置换液3的液层，由此将从有机涂布膜f3露出的含金属涂布膜f2的部分去除，在含金属涂布膜f2形成图案。

在其后的冲洗处理中，如图4(b)所示，从冲洗喷嘴36(图1)向衬底w供给冲洗液4，由此将置换液3去除。其次，如图4(c)所示，使衬底w通过旋转夹盘35(图1)高速(例如1000rpm以下)旋转。由此，将衬底w上残留的冲洗液4甩掉，以较短时间使衬底w干燥。这里，含金属涂布膜f2的图案与衬底w(有机涂布膜f1)的接合力较大，因此即使是在含金属涂布膜f2的图案由于衬底w的旋转而受到了离心力的情况下，也能防止含金属涂布膜f2的图案崩塌。

此外，在图3(a)～图4(b)的处理中，衬底w也可通过旋转夹盘35低速(例如10rpm左右)旋转，还可停止旋转。在使衬底w旋转的情况下，显影液1或置换液3的液层受到搅拌，由此能使液层的浓度整体上均匀。

根据所述处理，如图4(c)所示，有机涂布膜f3的一部分图案有可能发生崩塌，但含金属涂布膜f2的图案不会发生崩塌。因此，通过在将有机涂布膜f3的图案去除后，使用干式蚀刻等将含金属涂布膜f2的图案转印至有机涂布膜f1，能避免图案崩塌地形成厚度较大且宽度较小的有机涂布膜f1的图案。

(3)衬底处理装置的构成

图5是具备图1的显影处理单元139的衬底处理装置的示意性俯视图。在图5及以后的指定图中，为了明确位置关系，而标注了表示相互正交的x方向、y方向及z方向的箭头。x方向及y方向在水平面内相互正交，z方向相当于铅直方向。

如图5所示，衬底处理装置100具备装载区块11、涂布区块12、涂布显影区块13、清洗干燥处理区块14a及搬入搬出区块14b。清洗干燥处理区块14a及搬入搬出区块14b构成接口区块14。以邻接于搬入搬出区块14b的方式配置有曝光装置15。在曝光装置15中，对衬底w进行曝光处理。

装载区块11包含多个载具载置部111及搬送部112。在各载具载置部111，载置分多段收纳多个衬底w的载具113。在搬送部112设置有主控制器114及搬送机构115。主控制器114控制衬底处理装置100的各种构成要件。搬送机构115一面保持衬底w一面搬送该衬底w。

涂布区块12包含涂布处理部121、搬送部122及热处理部123。涂布处理部121与热处理部123隔着搬送部122而对向。在搬送部122与装载区块11之间，设置有载置衬底w的衬底载置部pass1～pass4(参照图8)。在搬送部122，设置有搬送衬底w的搬送机构(搬送机器人)127、128(参照图8)。

涂布显影区块13包含涂布显影处理部131、搬送部132及热处理部133。涂布显影处理部131与热处理部133隔着搬送部132而对向。在搬送部132与搬送部122之间，设置有载置衬底w的衬底载置部pass5～pass8(参照图8)。在搬送部132，设置有搬送衬底w的搬送机构137、138(参照图8)。

清洗干燥处理区块14a包含清洗干燥处理部161、162及搬送部163。清洗干燥处理部161、162隔着搬送部163而对向。在搬送部163设置有搬送机构141、142。

在搬送部163与搬送部132之间，设置有载置兼缓冲部p-bf1、p-bf2(参照图8)。载置兼缓冲部p-bf1、p-bf2构成为可收容多个衬底w。

另外，在搬送机构141、142之间，以邻接于搬入搬出区块14b的方式，设置有衬底载置部pass9及下述载置兼冷却部p-cp(参照图8)。载置兼冷却部p-cp具备冷却衬底w的功能(例如，冷却板)。在载置兼冷却部p-cp中，衬底w被冷却至适于曝光处理的温度。

在搬入搬出区块14b设置有搬送机构143。搬送机构143相对于曝光装置15搬入及搬出衬底w。在曝光装置15，设置有用来搬入衬底w的衬底搬入部15a、及用来搬出衬底w的衬底搬出部15b。

(4)涂布处理部及涂布显影处理部

图6是表示图5的涂布处理部121、涂布显影处理部131及清洗干燥处理部161的内部构成的示意性侧视图。如图6所示，在涂布处理部121，分层设置有涂布处理室21、22、23、24。在涂布显影处理部131，分层设置有显影处理室31、33及涂布处理室32、34。在各涂布处理室21～24、32、34，设置有涂布处理单元(旋转涂布机)129。在各显影处理室31、33，设置有图1的显影处理单元139。

各涂布处理单元129具备保持衬底w的旋转夹盘25、及以覆盖旋转夹盘25周围的方式设置的护罩27。本实施方式中，在各涂布处理单元129设置有2组旋转夹盘25及护罩27。旋转夹盘25通过未图示的驱动装置(例如，电动机)而旋转驱动。另外，如图5所示，各涂布处理单元129具备喷出涂布液的多个涂布液喷嘴28、及搬送该涂布液喷嘴28的喷嘴搬送机构29。

在涂布处理单元129中，通过未图示的驱动装置使旋转夹盘25旋转，且使多个涂布液喷嘴28中的任一涂布液喷嘴28通过喷嘴搬送机构29向衬底w的上方移动，并从该涂布液喷嘴28喷出涂布液。由此，在衬底w上涂布涂布液。另外，从未图示的边缘冲洗喷嘴向衬底w的周缘部喷出冲洗液。由此，将衬底w的周缘部所附着的涂布液去除。

在涂布处理室22、24的涂布处理单元129中，从涂布液喷嘴28向衬底w供给图2的有机涂布膜f1用的涂布液。在涂布处理室21、23的涂布处理单元129中，从涂布液喷嘴28向衬底w供给图2的含金属涂布膜f2用的涂布液。在涂布处理室32、34的涂布处理单元129中，从涂布液喷嘴28向衬底w供给图2的有机涂布膜f3用的涂布液。

在涂布处理室31、33中，如图5所示，以多个旋转夹盘35沿着x方向排列且移动机构39能沿着x方向移动的方式，配置有显影处理单元139。在涂布处理室31、33中，对衬底w进行图3及图4所示的显影处理、置换处理及冲洗处理。

如图6所示，在清洗干燥处理部161，设置有多个(在本例中为4个)清洗干燥处理单元sd1。在清洗干燥处理单元sd1中，进行曝光处理前的衬底w的清洗及干燥处理。

(5)热处理部

图7是表示图5的热处理部123、133及清洗干燥处理部162的内部构成的示意性侧视图。如图7所示，热处理部123具有设置于上方的上段热处理部101、及设置于下方的下段热处理部102。在上段热处理部101及下段热处理部102，设置有多个热处理单元php及多个冷却单元cp。在热处理单元php中，进行衬底w的加热处理及冷却处理。在冷却单元cp中，进行衬底w的冷却处理。

在热处理部123的最上部设置有现场控制器lc1。现场控制器lc1按照来自图5的主控制器114的指令，控制涂布处理部121、搬送部122及热处理部123的动作。

热处理部133具有设置于上方的上段热处理部103、及设置于下方的下段热处理部104。在上段热处理部103及下段热处理部104，设置有冷却单元cp及多个热处理单元php。

在热处理部133的最上部设置有现场控制器lc2。现场控制器lc2按照来自图5的主控制器114的指令，控制涂布显影处理部131、搬送部132及热处理部133的动作。

在清洗干燥处理部162，设置有多个(在本例中为5个)清洗干燥处理单元sd2。在清洗干燥处理单元sd2中，进行曝光处理后的衬底w的清洗及干燥处理。

(6)搬送部

图8是表示搬送部122、132、163的内部构成的示意性侧视图。如图8所示，搬送部122具有上段搬送室125及下段搬送室126。搬送部132具有上段搬送室135及下段搬送室136。在上段搬送室125设置有搬送机构127，在下段搬送室126设置有搬送机构128。另外，在上段搬送室135设置有搬送机构137，在下段搬送室136设置有搬送机构138。

如图8所示，在搬送部112与上段搬送室125之间，设置有衬底载置部pass1、pass2，在搬送部112与下段搬送室126之间，设置有衬底载置部pass3、pass4。在上段搬送室125与上段搬送室135之间，设置有衬底载置部pass5、pass6，在下段搬送室126与下段搬送室136之间，设置有衬底载置部pass7、pass8。

在上段搬送室135与搬送部163之间，设置有载置兼缓冲部p-bf1，在下段搬送室136与搬送部163之间，设置有载置兼缓冲部p-bf2。在搬送部163，以与搬入搬出区块14b邻接的方式，设置有衬底载置部pass9及多个载置兼冷却部p-cp。

搬送机构127相对于涂布处理室21、22(图6)、衬底载置部pass1、pass2、pass5、pass6(图8)及上段热处理部101(图7)进行衬底w的交接。搬送机构128相对于涂布处理室23、24(图6)、衬底载置部pass3、pass4、pass7、pass8(图8)及下段热处理部102(图7)进行衬底w的交接。

搬送机构137相对于显影处理室31(图6)、涂布处理室32(图6)、衬底载置部pass5、pass6(图8)、载置兼缓冲部p-bf1(图8)及上段热处理部103(图7)进行衬底w的交接。搬送机构138相对于显影处理室33(图6)、涂布处理室34(图6)、衬底载置部pass7、pass8(图8)、载置兼缓冲部p-bf2(图8)及下段热处理部104(图7)进行衬底w的交接。

(7)衬底处理

一面参照图5～图8，一面对衬底处理进行说明。在装载区块11的载具载置部111(图5)，载置收容有未处理的衬底w的载具113。搬送机构115从载具113向衬底载置部pass1、pass3(图8)搬送未处理的衬底w。另外，搬送机构115将载置于衬底载置部pass2、pass4(图8)的已处理的衬底w搬送至载具113。

在涂布区块12中，搬送机构127(图8)将载置于衬底载置部pass1的未处理的衬底w依次搬送至冷却单元cp(图7)及涂布处理室22(图6)。其次，搬送机构127将涂布处理室22的衬底w依次搬送至热处理单元php(图7)、冷却单元cp(图7)、涂布处理室21(图6)、热处理单元php(图7)及衬底载置部pass5(图8)。

这种情况下，在冷却单元cp中，将衬底w冷却至适于形成有机涂布膜f1(图2)的温度。其次，在涂布处理室22中，通过涂布处理单元129(图6)，在衬底w上形成有机涂布膜f1。继而，在热处理单元php中进行衬底w的热处理后，在冷却单元cp中，将衬底w冷却至适于形成含金属涂布膜f2(图2)的温度。其次，在涂布处理室21中，通过涂布处理单元129(图6)，在衬底w上形成含金属涂布膜f2。其后，在热处理单元php中，进行衬底w的热处理，并将该衬底w载置于衬底载置部pass5。

另外，搬送机构127将载置于衬底载置部pass6(图8)的经显影处理、置换处理及冲洗处理后的衬底w搬送至衬底载置部pass2(图8)。

搬送机构128(图8)将载置于衬底载置部pass3的未处理的衬底w依次搬送至冷却单元cp(图7)及涂布处理室24(图6)。其次，搬送机构128将涂布处理室24的衬底w依次搬送至热处理单元php(图7)、冷却单元cp(图7)、涂布处理室23(图6)、热处理单元php(图7)及衬底载置部pass7(图8)。

另外，搬送机构128(图8)将载置于衬底载置部pass8(图8)的经显影处理、置换处理及冲洗处理后的衬底w搬送至衬底载置部pass4(图8)。涂布处理室23、24(图6)及下段热处理部102(图7)中的衬底w的处理内容分别与所述涂布处理室21、22(图6)及上段热处理部101(图7)中的衬底w的处理内容相同。

在涂布显影区块13中，搬送机构137(图8)将载置于衬底载置部pass5的形成有含金属涂布膜f2后的衬底w依次搬送至冷却单元cp(图7)、涂布处理室32(图6)、热处理单元php(图7)及载置兼缓冲部p-bf1(图8)。

这种情况下，在冷却单元cp中，将衬底w冷却至适于形成有机涂布膜f3(图2)的温度。其次，在涂布处理室32中，通过涂布处理单元129(图6)，在衬底w上形成有机涂布膜f3。其后，在热处理单元php中，进行衬底w的热处理，并将该衬底w载置于载置兼缓冲部p-bf1。

另外，搬送机构137(图8)从邻接于清洗干燥处理区块14a的热处理单元php(图7)取出曝光处理后且热处理后的衬底w。搬送机构137将该衬底w依次搬送至冷却单元cp(图7)、显影处理室31(图6)、热处理单元php(图7)及衬底载置部pass6(图8)。

这种情况下，在冷却单元cp中将衬底w冷却至适于显影处理的温度后，在显影处理室31中，通过显影处理单元139，进行衬底w的显影处理、置换处理及冲洗处理。其后，在热处理单元php中，进行衬底w的热处理，并将该衬底w载置于衬底载置部pass6。

搬送机构138(图8)将载置于衬底载置部pass7的形成有含金属涂布膜后的衬底w依次搬送至冷却单元cp(图7)及涂布处理室34(图6)、热处理单元php(图7)及载置兼缓冲部p-bf2(图8)。

另外，搬送机构138(图8)从邻接于接口区块14的热处理单元php(图7)取出曝光处理后且热处理后的衬底w。搬送机构138将该衬底w依次搬送至冷却单元cp(图7)、显影处理室33(图6)、热处理单元php(图7)及衬底载置部pass8(图8)。显影处理室33、涂布处理室34及下段热处理部104中的衬底w的处理内容分别与所述显影处理室31、涂布处理室32及上段热处理部103中的衬底w的处理内容相同。

在清洗干燥处理区块14a中，搬送机构141(图5)将载置于载置兼缓冲部p-bf1、p-bf2(图8)的衬底w依次搬送至清洗干燥处理单元sd1(图6)及载置兼冷却部p-cp(图8)。这种情况下，在清洗干燥处理单元sd1中进行衬底w的清洗及干燥处理后，在载置兼冷却部p-cp中，将衬底w冷却至适于利用曝光装置15(图5)实施曝光处理的温度。

搬送机构142(图5)将载置于衬底载置部pass9(图8)的曝光处理后的衬底w依次搬送至清洗干燥处理单元sd2(图7)及上段热处理部103或下段热处理部104的热处理单元php(图7)。这种情况下，在清洗干燥处理单元sd2中进行衬底w的清洗及干燥处理后，在热处理单元php中，进行曝光后烘烤(peb)处理。

在搬入搬出区块14b中，搬送机构143(图5)将载置于载置兼冷却部p-cp(图8)的曝光处理前的衬底w搬送至曝光装置15的衬底搬入部15a(图5)。另外，搬送机构143(图5)从曝光装置15的衬底搬出部15b(图5)取出曝光处理后的衬底w，并将该衬底w搬送至衬底载置部pass9(图8)。

在本实施方式中，能同时进行设置于上段的涂布处理室21、22、32、显影处理室31及上段热处理部101、103中的衬底w的处理、与设置于下段的涂布处理室23、24、34、显影处理室33及下段热处理部102、104中的衬底w的处理。由此，无需增加占据面积即可提高处理量。

(8)效果

在本实施方式的衬底处理装置100中，通过涂布处理室22、24的涂布处理单元129，在衬底w的一面上形成有机涂布膜f1。另外，通过涂布处理室21、23的涂布处理单元129，在有机涂布膜f1上形成含金属涂布膜f2。进而，通过涂布处理室32、34的涂布处理单元129，在含金属涂布膜f2上形成由感光性有机材料构成的有机涂布膜f3。有机涂布膜f3被曝光装置15曝光成指定图案。

在显影处理室31、33的显影处理单元139中，通过狭缝喷嘴38向有机涂布膜f3供给显影液。由此，使有机涂布膜f3显影，在有机涂布膜f3形成指定图案。另外，通过置换喷嘴30向有机涂布膜f3的图案及含金属涂布膜f2供给置换液。由此，将从有机涂布膜f3的图案露出的含金属涂布膜f2的部分去除，在含金属涂布膜f2形成指定图案。其后，通过冲洗喷嘴36向具备有机涂布膜f3的图案及含金属涂布膜f2的图案的衬底w供给冲洗液。

根据该构成，能通过冲洗液将形成了有机涂布膜f3的图案及含金属涂布膜f2的图案的衬底w洗净。这里，含金属涂布膜f2的图案对衬底的接合力大于有机涂布膜f3的图案对衬底w的接合力。因此，含金属涂布膜f2的图案即使是在受到了更大的表面张力的情况下，也会残留而不会崩塌。因此，即使是在所述清洗中有机涂布膜f3的图案由于冲洗液的表面张力而崩塌的情况下，也能防止含金属涂布膜f2的图案崩塌。

另外，能使用所形成的含金属涂布膜f2的图案将有机涂布膜f1形成为指定图案。这里，由于有机涂布膜f1具有相对较大的厚度，所以能形成厚度较大且宽度较小的有机涂布膜f1的图案。

(9)另一实施方式

在所述实施方式的衬底处理装置100中，未进行有机涂布膜f3的图案去除、及含金属涂布膜f2的图案向有机涂布膜f1上的转印，但本发明并不限定于此。在衬底处理装置100中，也可进行有机涂布膜f3的图案去除、及含金属涂布膜f2的图案向有机涂布膜f1上的转印。

图9是表示另一实施方式的显影处理单元的构成的示意性俯视图。关于另一实施方式的显影处理单元139x，对与图1的显影处理单元139不同的点进行说明。如图9所示，本实施方式的显影处理单元139x还具备多个置换喷嘴40。在本实施方式中，置换喷嘴40在每个显影处理单元139x中各设置有3个。

置换喷嘴40是以可在护罩37外侧的待避位置与通过旋转夹盘35所保持的衬底w的中心部上方的处理位置之间旋动的方式设置。在置换处理时，置换喷嘴40移动至处理位置。通过一面使旋转夹盘35旋转一面从置换喷嘴40喷出置换液，而进行衬底w的置换处理。作为从置换喷嘴40喷出的置换液，例如可使用含有硫酸及过氧化氢的水溶液。

图10是用来说明图9的显影处理单元139x的动作的图。图10(a)～(c)的置换处理是在图4(a)的置换处理与图4(b)的冲洗处理之间进行的。在图4(a)的置换处理后，如图10(a)所示，从置换喷嘴40(图9)向衬底w供给置换液5。由此，在衬底w的被处理面上形成置换液5的液层，将衬底w的被处理面上残留的置换液3置换成置换液5。其后，如图10(b)所示，保持置换液5的液层，由此将有机涂布膜f3去除。

另外，在已对有机涂布膜f1进行过适当的热处理的情况下，即使是通过湿式蚀刻在有机涂布膜f1形成有图案的情况下，也不易发生图案崩塌。因此，本例中，在图10(b)的步骤后，如图10(c)所示，进而保持置换液5的液层，由此将从含金属涂布膜f2露出的有机涂布膜f1的部分去除，在有机涂布膜f1形成图案。其后，进行图4(b)的冲洗处理。由此，将置换液5去除。

在显影处理单元139x中，进行有机涂布膜f3的图案去除、及含金属涂布膜f2的图案向有机涂布膜f1上的转印，但本发明并不限定于此。在显影处理单元139x中，也可进行有机涂布膜f3的图案去除，但不进行含金属涂布膜f2的图案向有机涂布膜f1上的转印。这种情况下，在图10(b)的置换处理后，不进行图10(c)的置换处理，而进行图4(b)的冲洗处理。

另外，在本实施方式中，用来进行有机涂布膜f3的图案去除、及含金属涂布膜f2的图案向有机涂布膜f1上的转印的置换喷嘴40设置于显影处理单元139x，但本发明并不限定于此。置换喷嘴40也可不设置于显影处理单元139x，而设置于衬底处理装置100的其他单元。

(10)变化例

(a)所述实施方式中，显影处理单元139、139x具有向衬底w供给显影液的狭缝喷嘴38，但本发明并不限定于此。在使用tmah或koh(potassiumhydroxide：氢氧化钾)等碱性水溶液作为从置换喷嘴30供给的置换液的情况下，能通过置换液对衬底w进行正色调显影处理。在这种情况下，显影处理单元139、139x也可不具有狭缝喷嘴38。另外，在该构成中，省略图3(a)、(b)的显影处理。该构成相当于所述另一形态的发明及进而另一形态的发明。

(b)所述实施方式中，在衬底w与含金属涂布膜f2之间形成有机涂布膜f1，但本发明并不限定于此。在使用含金属涂布膜f2的图案能处理衬底w的情况下，也可不形成有机涂布膜f1。

(11)权利要求书的各构成要件与实施方式的各要件的对应关系

以下，对权利要求书的各构成要件与实施方式的各要件的对应例进行说明，但本发明并不限定于下述例子。

在所述实施方式中，衬底w是衬底的例子，显影处理单元139、139x是显影装置的例子，含金属涂布膜f2是含金属涂布膜的例子，有机涂布膜f3、f1分别是第1及第2有机涂布膜的例子。狭缝喷嘴38是显影液供给部的例子，置换喷嘴30是第1去除液供给部的例子，冲洗喷嘴36是冲洗液供给部的例子，旋转夹盘35是旋转保持部的例子。

置换喷嘴40是第2及第3去除液供给部的例子，曝光装置15是曝光装置的例子，衬底处理装置100是衬底处理装置的例子，涂布处理室21、23的涂布处理单元129是含金属涂布膜形成部的例子。涂布处理室32、34的涂布处理单元129是第1有机涂布膜形成部的例子，涂布处理室22、24的涂布处理单元129是第2有机涂布膜形成部的例子。

作为权利要求书的各构成要件，也可使用具有权利要求书中所记载的构成或功能的其他各种要件。

[产业上的可利用性]

本发明可有效用于使用各种处理液的衬底处理。