CN104345580A - 显影方法和显影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显影方法,用于进行显影,其包括:将曝光后的基板水平地保持在基板保持部上的步骤;从显影液喷嘴向基板的一部分供给显影液形成积液的步骤;使基板旋转的步骤;使上述显影液喷嘴移动,以使得进行旋转的上述基板上的显影液的供给位置沿着该基板的径向进行移动,从而使上述积液扩展到基板的整个表面的步骤;和与使上述积液扩展到基板的整个表面的步骤并行进行,使与上述显影液喷嘴一起移动的接触部与上述积液接触的步骤,其中,上述接触部与上述基板相对的面比上述基板的表面小。根据该方法能够抑制落到基板外的液体量。另外,由于能够降低基板的转速,所以,能够抑制液体飞溅。并且,通过搅拌显影液,能够提高处理能力。

Description

显影方法和显影装置
技术领域
本发明涉及曝光后的基板的显影方法、显影装置和该显影装置所使用的存储介质。
背景技术
在半导体装置制造工艺中的光刻步骤中,形成抗蚀剂膜,对沿着规定的图案曝光了的基板供给显影液,形成抗蚀剂图案。该显影处理有时采用以下方式进行:从上述喷出口喷出显影液,并且使具有长条的喷出口的喷嘴从基板的一端向另一端移动,在整个基板上充满液体,从而形成液团(puddle)。能够使基板在静止的状态下充满液体,所以,为了方便起见,将该显影方式记作静止显影方式。在专利文献1中记载有该静止显影方式的一个例子。另外,作为显影处理具有以下方式:使基板旋转并且使喷嘴移动,使被供给显影液的位置在进行旋转的基板的半径上移动。利用显影液的供给位置的移动与离心力的作用,在基板上形成显影液的液膜,构成该液膜的显影液流动。为了方便起见,将该显影方式记作旋转显影方式。在专利文献2中记载有该旋转显影方式的一个例子。
作为基板,例如使用圆形的半导体晶片(以下记作晶片)。该晶片具有大型化的倾向,近年来正在研究使用具有450mm的直径的晶片。在采用上述静止显影方式的情况下,需要构成为喷嘴的喷出口覆盖晶片直径,因此,该喷嘴甚至具有该喷嘴的显影装置都会大型化。另外,在该显影装置中,从上述喷出口喷出的显影液中的、排出到晶片外侧的显影液变成废液。如果晶片大型化,则该废液的量变多。即,在处理一个晶片时使用大量的显影液。另外,与抗蚀剂发生反应的显影液其浓度降低,反应性下降,但使上述液团处于静止的状态,由此,反应后的显影液存留在液团内的相同位置。即,在上述静止显影方式中,显影处理有可能需要较长的时间。
另外,对于旋转显影方式,在喷出显影液时晶片旋转。因该晶片的旋转,排出到晶片的显影液飞溅,有可能变成颗粒污染晶片。当如上述方式晶片的直径变大时,对晶片供给的液体量变多,所以,发生上述液体飞溅的风险提高。另外,在专利文献3中记载有使喷嘴的下端与从该喷嘴供给的处理液接触,使基板旋转从而在该基板上形成液膜的技术,但是,该技术并不能解决上述问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3614769号公报
专利文献2:日本专利第4893799号公报
专利文献3:日本特开2012-74589号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
本发明是鉴于上述这种情况而完成的,其目的在于提供一种在对曝光后的基板进行显影处理时,能够抑制所使用的显影液的量和来自基板的显影液的液体飞溅且能够提高处理能力的技术。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的显影方法,其特征在于,包括:
将曝光后的基板水平地保持在基板保持部上的步骤;
从显影液喷嘴向基板的一部分供给显影液形成积液的步骤;
使基板旋转的步骤;
使上述显影液喷嘴移动,以使得进行旋转的上述基板上的显影液的供给位置沿着该基板的径向进行移动,从而使上述积液扩展到基板的整个表面的步骤;和
与使上述积液扩展到基板的整个表面的步骤并行进行,使与上述显影液喷嘴一起移动的接触部与上述积液接触的步骤,其中,上述接触部与上述基板相对的面比上述基板的表面小。
发明效果
根据本发明,在基板上形成积液,使显影液喷嘴在进行旋转的基板的径向上移动从而将该积液扩展到基板的整个表面。与使该积液扩展并行,使与积液接触的接触部和显影液喷嘴一起移动。通过这样,能够抑制向基板的外侧供给多余的显影液,能够控制显影液的使用量。另外,在显影液供给中无需提高基板的转速,所以,能够抑制产生显影液的液体飞溅。另外,利用上述接触部的表面张力来搅拌进行旋转的基板上的显影液,由此,能够抑制在与该接触部接触的区域中显影液的浓度变得不均匀。所以,能够防止显影液与抗蚀剂的反应下降,能够抑制处理能力的下降。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的显影装置的纵截面侧视图。
图2是上述显影装置的平面图。
图3是设置于上述显影装置中的显影液喷嘴的纵截面侧视图。
图4是上述喷嘴的俯视图。
图5是上述喷嘴的底视图。
图6是上述喷嘴下方的积液的示意图。
图7是上述喷嘴下方的积液的示意图。
图8是上述积液的平面图。
图9是上述显影装置的第1实施方式的步骤图。
图10是上述显影装置的第1实施方式的步骤图。
图11是上述显影装置的第1实施方式的步骤图。
图12是上述显影装置的第1实施方式的步骤图。
图13是上述显影装置的第1实施方式的步骤图。
图14是上述显影装置的第1实施方式的步骤图。
图15是关于上述步骤的时序图。
图16是说明上述显影液喷嘴在晶片上的移动路径的说明图。
图17是上述步骤的变形例的时序图。
图18是另一上述显影装置的平面图。
图19是上述显影装置的第2实施方式的步骤图。
图20是上述显影装置的第2实施方式的步骤图。
图21是上述显影装置的第2实施方式的步骤图。
图22是上述显影装置的第2实施方式的步骤图。
图23是关于上述步骤的时序图。
图24是上述步骤的变形例的时序图。
图25是上述显影装置的第3实施方式的步骤图。
图26是上述显影装置的第3实施方式的步骤图。
图27是上述显影装置的第3实施方式的步骤图。
图28是上述显影装置的第3实施方式的步骤图。
图29是关于上述步骤的时序图。
图30是上述步骤的变形例的时序图。
图31是第4实施方式的步骤图。
图32是第4实施方式的步骤图。
图33是第4实施方式的步骤图。
图34是第4实施方式的步骤图。
图35是关于上述步骤的时序图。
图36是上述步骤的变形例的时序图。
图37是另一显影装置中的显影液喷嘴的侧视图。
图38是上述另一显影装置的平面图。
图39是上述显影装置的第5实施方式的步骤图。
图40是上述显影装置的第5实施方式的步骤图。
图41是上述显影装置的第5实施方式的步骤图。
图42是另一显影液喷嘴的侧视图。
图43是另一显影液喷嘴的底视图。
图44是另一显影液喷嘴的侧视图。
图45是另一显影液喷嘴的底视图。
图46是另一显影液喷嘴的侧视图。
图47是另一显影液喷嘴的底视图。
图48是另一显影液喷嘴的纵截面侧视图。
图49是另一显影液喷嘴的底视图。
图50是另一显影液喷嘴的纵截面侧视图。
图51是另一显影液喷嘴的底视图。
图52是关于第6实施方式的步骤的时序图。
图53是表示第6实施方式的晶片状态的侧视图。
图54是表示第6实施方式的晶片状态的侧视图。
图55是关于上述第6实施方式的步骤的变形例的时序图。
图56是关于第7实施方式的步骤的时序图。
图57是表示第7实施方式的晶片状态的侧视图。
图58是另一显影液喷嘴的底面侧立体图。
图59是另一显影液喷嘴的底视图。
图60是另一显影液喷嘴的纵截面侧视图。
图61是另一显影液喷嘴的纵截面侧视图。
图62是另一显影液喷嘴的立体图。
图63是另一显影液喷嘴的纵截面侧视图。
图64是另一显影液喷嘴的纵截面侧视图。
图65是另一显影液喷嘴的底面侧立体图。
图66是另一显影液喷嘴的立体图。
图67是表示评价结果的图表。
图68是表示最低喷嘴直径与喷嘴路径的示意图。
图69是表示最低喷嘴直径与喷嘴路径的示意图。
图70是表示最低喷嘴直径与喷嘴路径的示意图。
附图标记说明
1   显影装置
11  旋转吸盘
30  积液
31  显影液喷嘴
35  下表面
36  喷出口
38  旋转机构
42  移动机构
具体实施方式
(第1实施方式)
图1和图2是表示本发明中的第1实施方式的显影装置1的图,输送并处理在表面上形成有光刻膜的晶片W。上述抗蚀剂膜被沿着规定的图案曝光。该显影装置1包括作为基板保持部的旋转吸盘11,旋转吸盘11吸附晶片W的背面中央部,将晶片W保持为水平。另外,旋转吸盘11通过旋转轴12与设置于下方的旋转驱动部13连接。
在显影装置1中以包围保持于旋转吸盘11上的晶片W的方式设置有杯体2。该杯体2由外杯21和内杯22构成,杯体2的上方侧开口。上述外杯21中,上部侧是四边形状,下部侧是圆筒状。图中23是设置于外杯21下部侧的台阶部,图中24是与该台阶部23连接的升降部。上述内杯22是圆筒状,上部侧向内侧倾斜。内杯22的下端面在上述外杯21的升降时与台阶部23抵接,由此被推向上方。当从晶片W除去显影液时,如虚线所示,杯体2上升,接住从晶片W飞散的显影液。
在保持于旋转吸盘11上的晶片W的下方侧设置有圆形板25,在圆形板25的外侧呈环状地设置有纵截面形状为山形的引导部件26。上述引导部件26将从晶片W滴落的显影液和清洗液引导向设置于圆形板25的外侧的液体接收部27。液体接收部27构成为环状的凹部。图中28是废液管,与液体接收部27连接。废液管28与废液罐(未图示)连接,在其中途设置有气液分离器(未图示),进行排气与废液的分离。15是升降机构,使销14升降。通过销14的升降,能够在未图示的基板输送机构与旋转吸盘11之间交接晶片W。
显影装置1包括显影液喷嘴31。该显影液喷嘴31具有向晶片W供给显影液形成积液,并且在该积液中产生旋流的作用。即,显影液喷嘴31除了喷嘴的作用外,也发挥旋流产生机构的作用。图3是显影液喷嘴31的纵截面侧视图。另外,图4、图5分别是显影液喷嘴31的俯视图、底视图。显影液喷嘴31构成为上下较长的圆柱形状,在其上面设置有凹部32。在凹部32的底面,绕显影液喷嘴31的中心轴开口有多个开口部33。各个开口部33在该显影液喷嘴31的下表面35的中央部与垂直开口的喷出口36连接。
上述下表面35是圆形,形成为与载置于旋转吸盘11的晶片W平行。上述喷出口36在显影液喷嘴31的中心轴上、即上述下表面35的中心部开口。下表面35的直径d1比晶片W小。晶片W的直径例如是450mm,但也能够使用直径比其小的晶片W。晶片W的直径越大,对于上述显影液的消耗量、液体飞溅和处理能力的各个问题越期待大幅改善的效果。作为显影液31的材质,例如能够采用树脂,以使得能够如后述方式利用表面张力搅拌显影液。作为该树脂,例如能够使用PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)
轴37从上述凹部32的底面朝向铅垂上方,沿着显影液喷嘴31的中心轴延伸,该轴37的上端与旋转机构38连接。显影液喷嘴31构成为能够利用旋转机构38绕上述中心轴旋转(自转)。即,显影液喷嘴31沿着上述喷出口36的周围进行旋转。在上述凹部32中,显影液供给管39的下游端开口,从该显影液供给管39供给到凹部32的显影液从喷出口36向晶片W喷出。显影液供给管39的下游端相对于旋转机构38被固定。图中3A是显影液供给源,与显影液供给管39的上游端连接。该显影液供给源3A包括泵和阀等,根据来自后述的控制部10的控制信号向显影液喷嘴31供给显影液。
当对晶片W进行显影处理时,如图3所示,显影液喷嘴31的下表面35接近晶片W并与其相对。此时,晶片W表面与显影液喷嘴31下表面35的距离d2例如是0.5mm~2mm。像这样,在下表面35接近晶片W的状态下从喷出口36向晶片W喷出显影液,从而在显影液喷嘴31的下方形成与该下表面35接触状态的积液30。
在如上述方式形成积液30的状态下,显影液喷嘴31利用旋转机构38绕上述中心轴进行旋转。图6、图7是表示如上述方式显影液喷嘴31进行旋转时的积液30的状态的侧视图。表面张力作用在所形成的积液30与显影液喷嘴31的下表面35之间,这些积液30与上述下表面35相互牵拉。如果显影液喷嘴31旋转,则由该表面张力对该积液30施加使积液30进行旋转的作用,如图6中箭头所示,产生沿着显影液喷嘴31的旋转方向的流动(液体流动)、即旋流。在图8中表示从上方观看到的旋流。图8中用虚线的箭头表示显影液喷嘴31的旋转方向,用实线箭头表示积液30中的显影液的流动方向。
如上述方式产生旋流,由此在显影液喷嘴31的下方,如图7中用箭头所示的方式搅拌显影液,显影液的浓度的均匀性提高。即,在晶片W表面,抗蚀剂与显影液反应,由此,即使晶片W表面的显影液的浓度下降,如上述方式搅拌上述显影液,因此,该浓度下降的显影液从晶片W表面离开,将未与抗蚀剂反应且浓度高的显影液供给到晶片W表面。因此,促进显影液与抗蚀剂之间的反应。另外,在晶片W的面内,对于在上述显影液喷嘴31的下表面35的下方区域,显影液的浓度的均匀性提高,所以,均匀性高,抗蚀剂与显影液的反应进行。即,抗蚀剂图案的CD的均匀性提高。
在该显影装置1中,如后述方式使显影液喷嘴31在水平方向上移动,使积液30从晶片W的中心部向周缘部扩展。而且,与该水平移动并行地使晶片W旋转。由此,显影液喷嘴31的下表面35通过晶片W的表面整体,在晶片W表面整体进行显影液的搅拌。上述显影液喷嘴31的下表面35的直径d1、晶片W的转速、显影液喷嘴31的水平移动速度被设定成显影液喷嘴31的下表面35能够通过晶片W表面整体。显影液喷嘴31的水平移动速度例如是10mm/秒~100mm/秒。下表面35的直径d1例如是50mm~200mm。为了在向晶片W喷出显影液时抑制液体飞溅,晶片W的转速优选100rpm以下,更优选10rpm~50rpm。另外,为了充分进行显影液的搅拌,显影液喷嘴31的转速例如是50rpm~1000rpm。
返回图2,继续说明显影装置1。旋转机构38被固定在臂41的前端,臂41的基端侧与移动机构42连接。臂41通过移动机构42升降。另外,移动机构42能够沿着水平延伸的导轨43移动,使显影液喷嘴31沿着保持于旋转吸盘11的晶片W的直径移动。图中44是显影液喷嘴31的待机区域,设置于杯体2的外侧。
图1、2中45是清洗液喷嘴,在显影处理后,为了进行晶片W的清洗处理,向晶片W供给清洗液(纯净水)。图1中46是清洗液供给源,包括泵和阀等,根据来自控制部10的控制信号,将上述清洗液供给到清洗液喷嘴45。图2中47是支承清洗液喷嘴45的臂。图中48是移动机构,使臂47升降并且沿着导轨49横向移动。图中40是清洗液喷嘴45的待机区域,设置于杯体2的外侧。
在显影装置1设置有由计算机构成的控制部10。控制部10具有未图示的程序保存部。在该程序保存部中保存有为了以后述的作用进行说明的显影处理而编入命令的、例如由软件构成的程序。该程序被控制部10读出,由此控制部10向显影装置1的各个部分输出控制信号。由此,控制由移动机构42、48进行的显影液喷嘴31、清洗液喷嘴45的移动、由旋转机构38进行的显影液喷嘴31的旋转、由显影液供给源3A和清洗液供给源46进行的向显影液喷嘴31、向清洗液喷嘴45的显影液和清洗液的供给、由旋转吸盘11进行的晶片W的旋转、销14的升降等各个动作,能够如后述方式在晶片W上进行显影处理和清洗处理。该程序例如能够在收纳于硬盘、光盘、磁盘或者存储卡等存储介质中的状态下保存于程序保存部中。
接着,参照图9~图14的显影装置1的动作图,对使用该显影装置1进行的显影处理和清洗处理的步骤进行说明。另外,也适当参照图15的时序图。在该时序图中,表示开始显影处理后的经过时间(处理时间)与显影液喷嘴31的转速以及晶片W的转速的关系。实线的图表表示显影液喷嘴31的转速,点划线的图表表示晶片W的转速。另外,在该时序图中,分别用柱形表示从显影液喷嘴31喷出显影液的期间以及在喷出显影液期间显影液喷嘴31移动的期间。
首先,晶片W被未图示的基板输送机构输送至显影装置1中,并被保持在旋转吸盘11上时,显影液喷嘴31从待机区域44向晶片W的中央部上移动。如在图3中所说明的那样,其下表面35下降使得接近晶片W(图9)。接着,从显影液喷嘴31向晶片W供给显影液并且显影液喷嘴31在俯视观看时逆时针地旋转(图15的时序图中时刻t1),在显影液喷嘴31的下表面35与晶片W之间,以与该下表面35接触的方式形成有比上述下表面35大的积液30,如在图6~图8中所说明的那样,在积液30中产生旋流,上述下表面35下方的显影液被搅拌(图10)。
在显影液31的转速上升变成规定的转速时,显影液喷嘴31以该规定的转速继续旋转。然后,晶片W在俯视观看时顺时针旋转,转速上升。晶片W的转速例如达到10rpm时,晶片W以该10rpm继续旋转,显影液喷嘴31向晶片W的周缘部上,在晶片W的半径上沿着其表面例如以10mm/秒的速度开始移动(时刻t2)。由此,积液30在与上述显影液喷嘴31的下表面35接触的状态下,向晶片W的周缘部扩展(图11)。此外,显影液喷嘴31也可以在俯视观看时顺时针旋转。但是,在各图10、11所示的例子中,晶片W与显影液喷嘴31在相反的方向上旋转,因此,在显影液喷嘴31的下方作用于显影液上的力变大,更可靠地进行显影液的搅拌,显影液的浓度的均匀性进一步提高。
显影液喷嘴31以不超过扩展的积液30的方式,一边旋转一边在晶片W上继续移动。像这样,使得显影液喷嘴31不超过积液30是指,当要产生超过时,在晶片W表面在多处形成积液30。即,在晶片W表面,发生显影液的液体剥离。于是,各个积液30单独在晶片W表面上扩展,各个积液30的界面彼此合一。这样,受其影响,该部位的抗蚀剂图案的CD有可能与其它部位的抗蚀剂图案的CD不同。即,抗蚀剂图案的面内的CDU(Critical Dimension Uniformity,临界尺寸均匀性)有可能下降。因此,以不发生上述超过的方式设定显影液喷嘴31的移动速度。
在向晶片W的周缘部扩展的积液30的下方,晶片W表面的抗蚀剂膜与构成该积液30的显影液的反应进行。在该积液30中的显影液喷嘴31的下方,如已述的方式,利用旋流搅拌显影液,显影液的浓度变得均匀。如果显影液喷嘴31移动到晶片W的周缘部上,晶片W整个表面被显影液覆盖,则显影液喷嘴31的移动停止(时刻t3,图12)。但是,晶片W整个表面(表面整体)是指抗蚀剂图案的整个形成区域,例如,对于在晶片W的周缘部不设置上述形成区域的晶片W,也可以不在晶片W的周缘部形成显影液的积液。在图12中,表示了使积液30形成至与晶片W的周端相比稍微靠近内侧的例子,晶片W的周端也可以被积液30覆盖。
像这样,至积液30形成于晶片W整个表面为止,如已述的方式,显影液喷嘴31通过上述晶片W的整个表面并进行显影液的搅拌。图16中表示从晶片W的表面观看到的显影液喷嘴31的路径。图中的虚线表示显影液喷嘴31的喷出口36的轨迹。在显影液喷嘴31的移动停止后,显影液喷嘴31的转速和晶片W的转速下降,这些旋转停止(时刻t4)。例如,在显影液喷嘴31的旋转停止的同时,停止从显影液喷嘴31供给显影液,显影液喷嘴31返回待机区域44。
根据静止在晶片W上的积液30,在晶片W的表面整体抗蚀剂膜与显影液的反应进一步进行后(图13),清洗液喷嘴45位于晶片W的中心部上,并且晶片W以规定的转速进行旋转。向晶片W的中心部上喷出清洗液,利用离心力扩展到晶片W的周缘部。从晶片W除去显影液的积液30(图14)。在停止喷出清洗液后,继续晶片W的旋转从晶片W甩掉清洗液,使晶片W干燥。然后,利用未图示的基板输送机构从显影装置1搬出晶片W。
根据该显影装置1,从显影液喷嘴31向晶片W的中心部喷出显影液,以与显影液喷嘴31接触的方式形成显影液的积液30,并且使显影液喷嘴31旋转,从而在该积液30中产生旋流。而且,继续显影液喷嘴31的旋转和显影液的喷出,同时使显影液喷嘴31向晶片W的周缘部上移动并且使晶片W旋转,由此,使显影液的积液30扩展到晶片W的整个表面。在显影液喷嘴31位于周缘部上后,停止供给显影液,能够抑制滴落在晶片W的外侧的显影液的数量。因此,能够抑制显影液的消耗量。另外,无需利用晶片W的离心力使显影液扩展到晶片W表面,所以,能够将晶片W的转速抑制得较低。因此,能够抑制所喷出的显影液因晶片W的旋转而飞溅,所以,能够抑制该飞溅变成颗粒而污染晶片W。另外,利用显影液喷嘴31的旋转,搅拌显影液喷嘴31下方的显影液,所以,未反应的抗蚀剂与未反应的显影液变得容易接触,上述抗蚀剂的反应被促进,所以,能够实现处理能力的提高。
但是,在背景技术中所说明的静止显影方法中,在晶片W上形成显影液的液团后,液团的各个部分有可能因环境的原因而摇晃,在晶片W的面内CD有可能出现差异。在旋转显影方式中,利用晶片W的旋转,在晶片W表面搅拌显影液,所以,上述摇晃所引起的CD的差异得到抑制。但是,在旋转显影方式中,沿着晶片W的径向供给显影液,显影液流向远离供给到晶片W的供给位置的位置,在流动期间与抗蚀剂接触,显影液的浓度发生变化。即,显影液的流动方向上的CD分布有可能不同。但是,根据该显影装置1,在显影液喷嘴31的下方局部产生旋流以搅拌显影液,以显影液喷嘴31通过晶片W的表面整体的方式进行晶片W的旋转与显影液喷嘴31的移动。因此,没有如上述旋转显影方式那样,因流动所引起的晶片W面内显影液的浓度的差异,在该面内发生均匀性高的抗蚀剂与显影液的反应。即,根据显影装置1的显影方式,与静止显影方式和旋转显影方式相比,能够进一步提高晶片W面内的CD的均匀性(CDU)。
另外,例如在晶片W上形成与水的接触角较高的抗蚀剂膜,该抗蚀剂通过浸液曝光而被曝光。即,对于未曝光部,在上述接触角高的状态下进行显影处理。当采用静止显影方式对该晶片W进行显影时,在未曝光部的上述接触角高的状态下进行处理,在显影后供给清洗液(纯净水)时,根据该未曝光部的疏水性,有可能产生液体剥离。但是,根据该显影装置1,在积液30向晶片W的周缘部扩展时,显影液被搅拌,由此,抗蚀剂的溶解生成物向未曝光部扩展。而且,上述未曝光部与上述溶解生成物接触而被亲水化。因此,能够抑制发生未曝光部中的清洗液的液体剥离,所以,能够抑制显影缺陷的产生。另外,通过搅拌显影液,从显影液中分离出溶解生成物,因此,抑制该溶解生成物作为残渣残留在抗蚀剂图案上,导致作为图案的开口不良的显影缺陷。
另外,根据显影装置1的上述显影方法,通过调整晶片W上的显影液喷嘴31的各个位置中的该显影液喷嘴31的转速、和/或者显影液喷嘴31的移动速度,能够调整晶片W面内的CD分布。像这样,能够以较少的参数调整上述CD分布,所以,为了在晶片W的面内提高CD的均匀性,减少调整显影装置1所需的时间即可。
对作为第1实施方式的变形例的显影处理进行说明。图17表示该变性例中的时序图,对于显影液喷嘴31的转速的控制与在图15中所说明的时序图不同。在该变形例中,随着显影液喷嘴31从晶片W的中心部上向周缘部上移动,其转速逐渐增大。接着,位于周缘部上后上述转速也继续上升规定的时间。然后,转速下降,显影液喷嘴31的旋转停止。除了该差异外,其余与第1实施方式同样控制显影装置1的各部分的操作。
使积液30从中心部向周缘部扩展,所以,与显影液接触的时间越向晶片W的周缘部去越短。因此,在上述变形例中,以显影液喷嘴31越向周缘部侧去其转速越高的方式进行控制,促进显影液的搅拌,使显影液与抗蚀剂的反应性提高。像这样,通过控制转速,晶片W面内的CD的均匀性进一步提高。
在第1实施方式中,为了使积液30从晶片W的中心部扩展到周缘部,进行晶片W的旋转,但是也可以不进行旋转。例如,使显影液喷嘴31的下表面35形成得与晶片W相同或者比其大,使下表面35接近晶片W。使下表面35的喷出口36位于晶片W的中心部上。而且,从显影液喷嘴31供给显影液,使显影液喷嘴31旋转。不进行显影液喷嘴31的横向的移动。由此,积液30形成旋流,并且从晶片W的中心部向周缘部扩展,显影液在晶片W表面整体被搅拌。但是,当显影液喷嘴31进行旋转时,沿着下表面35下方的流动,在比下表面35稍微靠外侧的区域中也产生流动,形成旋流。因此,如上所述,在不进行晶片W的旋转和显影液喷嘴31的横向的移动而形成旋流的情况下,显影液喷嘴31的下表面35的大小也可以比晶片W表面的大小稍微小。
作为基板并不限于圆形的基板,也可以利用该显影装置1对矩形的基板进行处理。此外,在上述例子中,也可以在晶片W上形成显影液的积液。像这样,作为向晶片W供给的处理液并不限于显影液,也可以与显影液同样,在晶片W上充满上述清洗液,对晶片W进行清洗。
在上述第1实施方式中,也可以不使显影液喷嘴31从晶片W的中央部上向周缘部上移动,而是使显影液喷嘴31从周缘部上向中心部上移动。在该移动中,与第1实施方式同样,进行显影液喷嘴31的旋转、显影液的喷出、晶片W的旋转。即,从晶片W的周缘部向中心部扩展显影液的积液30,并且在积液30中形成旋流。但是,如果像这样扩展积液30,则在晶片W的中心部,在晶片W表面扩展的显影液的界面彼此接触,显影液汇合。像这样显影液进行合流,如上所述,晶片W的面内的CDU有可能下降,因此,优选积液30从晶片W的中心部向周缘部扩展。
另外,在上述例子中,相互并行进行显影液喷嘴31的沿着晶片W的径向的移动和晶片W的旋转,在晶片W的整个表面形成积液30,但是并不限于如上述方式形成积液30。例如,在使晶片W静止的状态下,如已述的方式,使显影液喷嘴31从晶片W的中心部向周缘部移动,沿着晶片W的径向充满显影液。然后,也可以使晶片W旋转,利用离心力使显影液在晶片W表面流动,使晶片W整体被显影液覆盖。像这样进行处理,也能够实现显影液的使用量削减、显影液的飞溅的抑制、通过上述显影液的流动进行的反应的促进。但是,为了在晶片W面内提高CDU,如上所述并行进行晶片W的旋转和显影液喷嘴31的移动是非常有效的。
(第2实施方式)
接着,以与第1实施方式的不同点为中心对第2实施方式进行说明。图18表示在第2实施方式中所使用的显影装置5的平面图。该显影装置5与显影装置1的不同点在于设置有两个显影液喷嘴31。在每个显影液31中都设置有显影液供给管39、臂41、移动机构42、导轨43和待机区域44。由此,能够在各个显影液喷嘴31中独立地进行旋转、显影液的喷出以及晶片W的径向上的移动。为了便于说明,将这些显影液喷嘴31表示为第1显影液喷嘴31A、第2显影液喷嘴31B。
接着,参照图19~图22的显影装置5的动作图、图23的时序图,对第2实施方式的显影处理进行说明。该图23的时序图与图15同样,表示晶片W的转速、显影液喷嘴的转速、喷出显影液的期间和显影液喷嘴移动的期间,分别用实线的图表表示第1显影液喷嘴31A的转速的变化,用双点划线的图表表示第2显影液喷嘴31B的转速的变化。
首先,第1显影液喷嘴31A位于静止的晶片W的中心部上,与第1实施方式同样接近晶片W(图19)。另外,为了方便起见,省略了图示,第2显影液喷嘴31B在晶片W的直径上的中心部与周缘部之间的规定的位置(为方便起见,称为中间部)的上方待机。上述第1显影液喷嘴31A在俯视观看时逆时针旋转,并且从该第1显影液喷嘴31A喷出显影液(图23的时序图中,时刻s1),在第1显影液喷嘴31A的下方形成积液30,并且在积液30中产生旋流(图20)。
开始晶片W在俯视观看时逆时针的旋转,当达到规定的转速时,第1显影液喷嘴31A向晶片W的周缘部上移动(时刻s2),积液30向晶片W的周缘部扩展。然后,第2显影液喷嘴31B以接近晶片W的上述中间部的方式下降,位于由第1显影液喷嘴31A形成的积液30上。第2显影液喷嘴31B在俯视观看时逆时针地进行旋转,并且从该第2显影液喷嘴31B喷出显影液(图21,时刻s3)。由此,也在第2显影液喷嘴31B的下方,在积液30中形成旋流。另外,第2显影液喷嘴31B进行上述旋转和显影液的喷出,并且在与第1显影液喷嘴31A的移动方向相反的方向上,在晶片W的半径上向晶片W的周缘部移动。
如果第1和第2显影液喷嘴31A、31B朝向晶片W的周缘部继续移动,到达周缘部上从而使积液30形成于晶片W整个表面,则这些显影液喷嘴31A、31B的移动停止(图22,时刻s4)。然后,显影液喷嘴31A、31B的转速下降,旋转停止并且停止从该显影液喷嘴31A、31B喷出显影液(时刻s5)。像这样,在停止喷出显影液之前,第1显影液喷嘴31A与第1实施方式的显影液喷嘴31同样,通过晶片W的整个表面。停止从各个显影液喷嘴31A、31B喷出显影液后,与第1实施方式同样,利用显影液的积液30,进行抗蚀剂的反应,从时刻s5经过规定的时间后,进行晶片W的旋转和清洗液的供给,从晶片W上除去显影液。
在该第2实施方式中,如上所述在晶片W的中心部,利用显影液喷嘴31A进行显影液的搅拌,从晶片W的上述中间部至周缘部为止,利用显影液喷嘴31A、31B进行显影液的搅拌。即,第2显影液喷嘴31B是在从中间部至周缘部为止的区域,为了辅助第1显影液喷嘴31A搅拌积液30的作用而设置的。像这样进行处理,由此能够在从中间部至周缘部为止的区域促进上述显影液的搅拌,能够提高显影液浓度的均匀性。由此,能够更可靠地提高晶片W的面内的抗蚀剂图案的CD的均匀性。特别是,如果晶片W是大型晶片,则根据在第1实施方式中所说明的积液30的流动,向晶片W的周缘部侧流出的溶解生成物的量增多,有可能难以提高显影液的浓度的均匀性,因此,像这样使用各个显影液喷嘴31A、31B搅拌是非常有效的。
图24表示第2实施方式的变形例的时序图。与图23的时序图的不同点在于,与第1实施方式的变形例同样,随着向晶片W的周缘部去而提高显影液喷嘴31的转速。在本例中,第1和第2显影液喷嘴31A、31B均提高转速,但是也可以仅提高任一者。
在上述例子中,第1显影液喷嘴31A与第2显影液喷嘴31B在相同的方向上进行旋转,但是也可以在相反的方向上进行旋转。显影液喷嘴31A、31B的转速例如是50rpm~1000rpm。既可以设定成相同的转速,也可以设定成不同的转速。另外,第2显影液喷嘴31B的下表面35与第1显影液喷嘴31A的下表面35既可以构成为相同的大小,也可以构成为不同的大小。在构成为不同大小的情况下,从第2显影液喷嘴31B辅助第1显影液喷嘴31A的搅拌的目的出发,例如第2显影液喷嘴31B的下表面35构成得比第1显影液喷嘴31A的下表面35小。另外,对于第2显影液喷嘴31B也可以不喷出显影液,仅通过旋转来进行搅拌。
(第3实施方式)
接着,对第3实施方式进行说明。在该第3实施方式中,使用在第2实施方式中所说明的显影装置5。对于第3实施方式的显影处理,参照图25~图28的显影装置5的动作图进行说明。另外,与第2实施方式同样,图29的时序图表示该第3实施的显影装置中的晶片W的转速、各个显影液喷嘴的转速、显影液的喷出期间和各个显影液喷嘴的移动期间。
第1显影液喷嘴31A位于晶片W的中心部上,第2显影液喷嘴31B位于晶片的周缘部上,以接近晶片W的方式下降(图25)。分别从第1显影液喷嘴31A和第2显影液喷嘴31B喷出显影液,并且这些显影液喷嘴31A、31B在俯视观看时逆时针地旋转,在各个显影液喷嘴31A、31B的下方分别形成积液30,并且在各个积液30中形成旋流(图26、图29的流程图中,时刻v1)。晶片W开始在俯视观看时逆时针旋转变成规定的转速时,第1显影液喷嘴31A向晶片W的周缘部侧移动,第2显影液喷嘴31B向晶片W的中心部侧移动,彼此在相同的方向移动(时刻v2)。
由第1显影液喷嘴31A、第2显影液喷嘴31B分别形成的积液30根据各个显影液喷嘴31A、31B的移动在晶片W表面扩展(图27),其界面彼此相互合一,晶片W整体被积液30覆盖。在此期间,与其它实施方式同样,在显影液喷嘴31A、31B的下方,利用旋流搅拌显影液。当第1显影液喷嘴31A、第2显影液喷嘴31B分别位于晶片W的中间部时,这些显影液喷嘴31A、31B的移动停止(时刻v3,图28)。然后,停止显影液喷嘴31A、31B的旋转并且停止从各个显影液喷嘴31A、31B喷出显影液(时刻v4)。从显影液喷嘴31A、31B开始旋转至停止,晶片W的整个表面通过第1显影液喷嘴31A的下方或者第2显影液喷嘴31B的下方的至少任一者。由此,在晶片W的整个表面进行显影液的搅拌。
根据该第3实施方式,第1显影液喷嘴31A、第2显影液喷嘴31B在晶片W面内的相互不同的区域相互并行形成积液30,使该积液30扩展,并且在各个积液30中产生旋流。因此,能够在晶片W整个表面迅速形成积液30,并且在晶片W整个表面进行显影液的搅拌。结果是,具有能够进一步缩短显影处理所需时间的效果。但是,如上所述,当在晶片W上显影液的界面彼此合一时,CDU有可能下降,因此,为了提高该CDU,优选如第1实施方式和第2实施方式那样进行处理。
图30表示第3实施方式的变形例的时序图。与图29的时序图的不同点在于:随着该第1显影液喷嘴31A从晶片W的中心部上向中间部上移动,使第1显影液喷嘴31A的转速上升;和随着该第2显影液喷嘴31B从晶片W的周缘部上向中间部上移动,使第2显影液喷嘴31B的转速上升。在该第3实施方式中,积液30向中间部扩展,所以,越向该中间部去,显影液与抗蚀剂的接触时间越短。因此,如该图30的时序图所示,控制显影液喷嘴31A、31B的转速,实现晶片W面内的CDU的提高。在该第3实施方式中,显影液喷嘴31A、31B的旋转方向和转速也可以彼此不同。各个显影液喷嘴31A、31B的下表面35的大小也可以彼此不同。
(第4实施方式)
接着,对第4实施方式进行说明。在该第4实施方式中,使用在第1实施方式中所说明的显影装置1。对于第4实施方式的显影处理,以与第1实施方式的显影处理的不同点为中心,参照图31~图34的步骤图进行说明。另外,也适当参照作为该第4实施方式的时序图的图35。
与第1实施方式同样,显影液喷嘴31接近晶片W的中心部上,喷出显影液从而形成积液30,并且利用显影液喷嘴31的旋转在积液30中形成旋流(图31、图35的流程图中,时刻x1)。晶片W旋转,显影液喷嘴31向晶片W的周缘部移动(时刻x2),积液30向晶片W的周缘部扩展(图32)。如果显影液喷嘴31位于晶片W的周缘部上,积液30扩展到整个晶片W,则停止从显影液喷嘴31喷出显影液(时刻x3),显影液喷嘴31继续旋转,同时向晶片W的中心部上移动(图33)。由此,继续在积液30中形成旋流。如果显影液喷嘴31位于晶片W的中心部上(图34),则停止显影液喷嘴31的旋转和晶片W的旋转(时刻x4)。例如,在与晶片W的旋转停止大致同时,从清洗液喷嘴45供给清洗液,对晶片W进行清洗。
如上所述,使显影液喷嘴31在晶片W的中心部上和周缘部上之间往复移动,由此,晶片W的整个表面的各个部分两次通过显影液喷嘴31的下方,搅拌该各个部分的显影液。因此,根据该第4实施方式,与第1实施方式相比,能够进一步促进显影液与抗蚀剂的反应。结果是,对于从停止显影液喷嘴31的旋转至从清洗液喷嘴45喷出清洗液为止的时间,能够设定成比第1实施方式短。根据该第4实施方式,与第1实施方式相比,能够进一步提高处理能力。
图36表示第4实施方式的变形例的时序图。与图36的时序图的不同点在于,随着该显影液喷嘴31从晶片W的中心部上向周缘部上移动而使显影液喷嘴31的转速上升,随着从周缘部分上向中心部上移动而使显影液喷嘴31的转速降低。这是因为,如在第1实施方式的变形例中所说明的那样,越向晶片W的周缘部去,显影液与抗蚀剂的接触时间越短,因此,促进该周缘部的显影液与抗蚀剂的反应。
另外,在上述各个例子中,在显影液喷嘴31位于晶片W的周缘部上后,为了抑制显影液的消耗量而停止喷出该显影液,但是也可以在使显影液喷嘴向中心部上移动时喷出显影液。另外,在晶片W的中心部上与周缘部上之间进行旋转的显影液喷嘴31的移动次数并不限于上述例子,也可以进行比上述例子多的旋转。即,例如在上述例子中,也可以在显影液喷嘴31返回晶片W的中心部上后,使上述显影液喷嘴31再次向晶片W的周缘部上移动。
另外,也可以以在晶片W的周缘部上开始喷出显影液,移动到晶片W的中心部后,返回晶片W的周缘部的方式,使显影液喷嘴31在晶片W上往复移动。但是,如在第1实施方式中所说明的那样,为了提高CDU,如上述例子那样优选在晶片W的中心部上开始喷出。
(第5实施方式)
接着,对第5实施方式进行说明。在该第5实施方式中所使用的显影装置以与在第1实施方式中所说明的显影装置1大体相同的方式构成,不同点在于设置有用于限制显影液在晶片W上的扩展的限制部件51。图37、图38表示限制部件51。为了使积液30扩展,在显影液喷嘴31进行移动时的该显影液喷嘴31的行进方向上,以与显影液喷嘴31离开的方式设置有该限制部件51。即使在使显影液喷嘴31移动时,构成积液30的显影液借助该显影液喷嘴31进行移动的势头向上述行进方向流出,也利用如上述方式设置于行进方向上的限制部件51来限制流动。
限制部件51在本例中形成为在俯视观看时呈圆弧状。限制部件51的表面例如采用PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)等材质构成。图中52是支承部,相对于旋转机构38支承限制部件51。因此,限制部件51根据臂41的移动与显影液喷嘴31一起移动。
当由显影液喷嘴31形成有积液30时,限制部件51以从晶片W的表面稍微向上方离开的方式设置。即使积液30在晶片W表面扩展,并流入限制部件51的下方,也能够防止与该限制部件51接触,因表面张力被限制部件51牵拉,向限制部件51的外侧流出。
参照图39~图41的显影装置的动作图,对第5实施方式的显影处理进行说明。另外,在该第5实施方式中,例如在第1实施方式的图15的时序图中所说明的那样,控制显影装置的各个部分的操作。即,与第1实施方式同样,显影液喷嘴31接近晶片W的中心部上,喷出显影液形成积液30,并且显影液喷嘴31进行旋转。由此,在该积液30中形成旋流(图39)。
变成利用限制部件51来抑制积液30在显影液喷嘴31的行进方向上过度在晶片W面内扩展的状态。在该状态下,根据显影液喷嘴31的移动,该积液30向晶片W的周缘部扩展(图40)。显影液喷嘴31向晶片W的周缘部移动,积液30扩展到晶片W的整个表面,则停止显影液喷嘴31的旋转和晶片W的旋转(图41)。
像这样,通过设置限制部件51,能够防止构成积液30的显影液滴落到晶片W的外侧。因此,能够更可靠地控制显影液的使用量。在该第5实施方式中,与图17所示的第1实施方式的变形例同样,也可以随着显影液喷嘴31向晶片W的周缘部移动,使显影液喷嘴31的转速上升。另外,只要限制部件51能够限制显影液向晶片W的外侧流动即可,形状并不限于圆弧状。例如,也可以形成为在俯视观看时呈直线状。
另外,限制部件51也可以不与显影液喷嘴31一起移动。例如,限制部件51与有别于显影液喷嘴31的移动机构42的移动机构连接。而且,可以以如下方式构成装置:在晶片W的处理时,限制部件51也可以从晶片W的外方向晶片W的周缘部上移动,在该周缘部上静止。
(其它喷嘴的构成例)
作为在各个实施方式中所使用的显影液喷嘴,并不限于上述显影液喷嘴31。对显影液喷嘴的其它的构成例子进行说明。图42表示显影液喷嘴61的侧面,图43表示显影液喷嘴61的下表面35。如果说明显影液喷嘴61与显影液喷嘴31的不同点,则该显影液喷嘴61的下端部被扩径,能够在比显影液喷嘴31更大的范围形成旋流。
上述显影液喷嘴61的下表面35平坦地构成,但是,并不限于以这种方式构成。图44、45分别是显影液喷嘴62的侧视图、底视图。该显影液喷嘴62以与显影液喷嘴61大体相同的方式构成,但是,作为不同点在下表面35设置有突起63。该突起63在下表面35的周向上隔开间隔地设置有多个,以从下表面35的周缘部向中心部侧去的方式形成为在俯视观看时呈圆弧状。当显影液喷嘴62进行旋转时,利用突起63以向下表面35的中心部去的方式形成显影液的流动,以加速搅拌。图45中,用虚线箭头表示上述流动。另外,像这样,显影液以向中心部去的方式流动,在显影液喷嘴62旋转时,能够抑制显影液以流向显影液喷嘴62的外方的方式进行移动。即,从喷出口36喷出的显影液在较长的时间内被保持在显影液喷嘴62的下方。因此,能够在该显影液喷嘴62的下方更可靠地搅拌显影液,提高其浓度的均匀性。
为了朝向下表面35的中心部形成显影液的流动,也可以不设置突起63而设置槽。图46、47分别表示设置有多个槽64的显影液喷嘴62的侧视图、底视图。槽64与突起63相同,形成从下表面35的周缘部朝向中心部侧的圆弧状。
图48、图49分别是显影液喷嘴65的纵截面侧视图、底视图。显影液喷嘴65以与显影液喷嘴61大致相同的方式构成,但作为不同点在其下表面35隔开间隔地设置有多个喷出口66,呈喷淋状向晶片W供给显影液。供给到显影液喷嘴65的显影液从各个喷出口66分散地向晶片W喷出,所以,能够抑制显影液对晶片W的喷出压力,能够更可靠地控制来自晶片W的显影液的飞溅。另外,也可以采用多孔质体构成上述显影液喷嘴65的下表面35,控制上述飞溅。
进而,对另一显影液喷嘴的构成例子进行说明。图50、图51分别是显影液喷嘴71的纵截面侧视图、底视图。图中72是流路部件旋转机构,与显影液喷嘴31的旋转机构38同样设置于臂41上。流路部件旋转机构72使向铅垂下方伸出的旋转杆73绕其中心轴旋转。图中74是设置于旋转杆73上的凸缘,在凸缘74的周向上穿孔有构成显影液流路径的孔75。在凸缘74下方的旋转杆73的下部侧面,形成有构成流路形成部件的螺旋状的突起76。即,旋转杆73呈螺纹状构成。
以与上述突起76接近的方式设置有覆盖旋转杆73的套管77,套管77下方的开口部构成显影液喷出口78。另外,套管77的下端部与显影液喷嘴61同样,以通过其旋转能够在较大范围内搅拌显影液的方式被扩径。79表示该套管77的下表面。上述凸缘74进入套管77的内侧的槽81中,支承套管77。在套管77上卷绕有皮带82,利用设置于臂41上的旋转机构83来驱动。通过驱动该皮带82,套管77能够绕铅垂轴旋转。显影液供给管39以能够从其下游端向套管77上侧的开口部供给显影液的方式设置于臂41上。
该显影液喷嘴71与已述的各个显影液喷嘴同样,能够在晶片W表面形成积液30,在该积液30中产生旋流。在套管77的下表面79接近晶片W的状态下,如图51中实线箭头所示,套管77和旋转杆73从下方观看顺时针地进行旋转。像这样,套管77和旋转杆73一边旋转,一边向套管77的上侧供给显影液。如图中虚线的箭头所示,所供给的显影液沿着突起76旋转并且流向下方,形成螺旋状的液流。利用在喷出口78的周向上旋转的旋转杆73的作用来加速该液流,从该喷出口78向晶片W喷出,形成与套管77的下表面79接触的积液30,并且在该积液30中形成旋流。而且,利用上述下表面79的旋转来加速该旋流,在下表面79的下方大幅度搅拌显影液。
在上述的例子中,为了提高显影液的搅拌作用而使套管77旋转,但是,也可以不进行套管77的旋转。另外,也可以不进行旋转杆73的旋转。即,也可以仅将显影液向旋转杆73的凸起76引导,由此在积液30中形成旋流。
在已述的显影液喷嘴的下表面例如能够埋设加热器。当搅拌显影液时,利用该加热器来使上述下表面升温,能够进一步促进显影液与抗蚀剂的反应。
(第6实施方式)
接着,以与第1实施方式的不同点为中心对第6实施方式进行说明。在第6实施方式中,使用在第1实施方式中所说明的显影装置1。以下,参照附图对第6实施方式的处理步骤进行说明,对于各图的显影液喷嘴31,与图48的显影液喷嘴65同样,在其下表面形成有多个孔66,以能够呈喷淋状供给显影液的方式构成。另外,该第6实施方式的图示的显影液喷嘴31与在图44、图45中所说明的例子同样具有突起63。但是,该突起63与图45所示的例子不同,构成为从显影液喷嘴31的下表面35的中心部侧向周缘部侧呈直线状地延伸。
在第6实施方式中,晶片W表面的抗蚀剂例如被KrF准分子激光器曝光。图52与图15同样是表示显影液喷嘴31的转速、晶片W的转速、显影液的喷出期间和显影液喷嘴31的移动期间的流程图。
首先,移动至晶片W的中心部上的清洗液喷嘴45向保持于旋转吸盘11的晶片W的中心部供给纯净水,在该中心部形成局部的积液101(图53,流程图中的时刻f1)。在停止供给清洗液后,清洗液喷嘴45从晶片W的中心部上退回。然后,显影液喷嘴31与第1实施方式同样,接近晶片W的中心部,喷出显影液(时刻f2)。该喷出的显影液被上述清洗液稀释,充满晶片W的表面与显影液喷嘴31的下表面35之间,形成积液30(图54)。
晶片W例如以30rpm继续旋转,另一方面,显影液喷嘴31旋转并且例如以30mm/秒向该晶片W的周边缘移动(时刻f3)。如在第1实施方式中所说明的那样,通过显影液喷嘴31的移动,使积液30扩展,并且,显影液喷嘴31例如以130rpm继续旋转。根据晶片W的旋转与显影液喷嘴31的旋转,显影液在显影液喷嘴31的下方被搅拌(图54)。如果显影液喷嘴31移动到晶片W的周缘部上,则该移动停止且晶片W的转速下降(时刻f4),例如变成15rpm。如果继续显影液的喷出和显影液喷嘴31的旋转,晶片W的整个表面被显影液覆盖,则停止显影液的供给(时刻f5)。在停止供给显影液后,也继续晶片W和显影液喷嘴31的旋转,在晶片W的周缘部进行显影液的搅拌。然后,停止显影液喷嘴31的旋转和晶片W的旋转(时刻f6),显影液喷嘴31从晶片W上退回,在静止状态下进行显影。在显影结束后,如在第1实施方式中所说明的那样,依次进行向晶片W供给清洗液,甩掉清洗液。
说明在该第6实施方式中、如上所述在晶片W的中心部稀释显影液的原因,在晶片W的中心部与晶片W的周缘部相比,单位面积供给的显影液的供给量多,而且晶片W的中心部与周缘部相比,与显影液接触的时间长。因此,在晶片W的中心部,与周缘部相比,显影液与抗蚀剂的反应容易进行。因此,在该第6实施方式中,利用作为稀释液的纯净水来稀释供给到晶片W的中心部的显影液,抑制该中心部的反应进行。因此,在第6实施方式中,除了在第1实施方式中所获得的效果外,还能够更可靠地获得在晶片W的面内提高CD的均匀性的效果。而且,在该第6实施方式中,使显影液喷嘴31在晶片W的周缘部上移动,在晶片W的表面整体进行显影液的搅拌后,使显影液喷嘴31位于晶片W的周缘部上,继续进行显影液的搅拌。由此,在晶片W的周缘部显影液与抗蚀剂的反应被促进,所以,从这一点来看,也能够抑制晶片W的中心部与周缘部之间的上述反应的偏差,作为结果,能够更可靠地在晶片W的面内提高CD的均匀性。
在上述处理中显影液喷嘴31位于晶片W的周缘部上后,使晶片W的旋转速度下降,调整显影液的搅拌程度,调整晶片W的周缘部上的抗蚀剂与显影液的反应,由此来调整该周缘部的抗蚀剂图案的线宽。也可以不使晶片W的转速下降而使显影液喷嘴31的转速下降,由此来调整搅拌程度。
该第6实施方式也能够与各个实施方式组合。例如,在使用显影液喷嘴31A、31B的第2实施方式中,也能够在向晶片W的中心供给显影液之前供给清洗液,将供给到晶片W中心的显影液稀释。另外,在该第6实施方式中,也与其它实施方式同样,显影液喷嘴31位于沿着晶片W的径向上的各个位置时的晶片W的转速和/或者该显影液喷嘴31的转速既可以固定,也可以相互不同。来自显影液喷嘴31的显影液供给量也可以根据显影液喷嘴31的位置而改变,也可以在各个位置固定。
但是,在图7、图8中,当显影液喷嘴31进行旋转时,则利用作用于显影液喷嘴31与显影液之间的表面张力的作用,在该显影液喷嘴31的下方搅拌显影液,对此进行了说明,但是,即使显影液喷嘴31不旋转而晶片W旋转,显影液喷嘴31下方的显影液也受到由该晶片W的旋转产生的力的作用、以及表面张力对上述显影液喷嘴31的作用而被搅拌。因此,在第6实施方式中,也可以不使显影液喷嘴31旋转地进行处理。图55表示该情况下的处理的流程图。如该图55所示,除了不进行显影液喷嘴31的旋转外,在显影装置1中进行与在图52中所说明的操作同样的操作,对晶片W进行显影处理。例如,该图55的流程图的处理例如用于在ArF准分子激光器中抗蚀剂被曝光处理后的晶片W中。也可以根据抗蚀剂对显影液的感度,如上述方式选择进行或者不进行显影液喷嘴31的旋转。对于其它的各个实施方式,也可以不进行各个显影液喷嘴31、31A、31B的旋转,仅进行晶片W的旋转,从而来进行显影液的搅拌。
即,包括以下步骤:将曝光后的基板水平保持在基板保持部上的步骤;从显影液喷嘴向基板的一部分上供给显影液形成积液的步骤;和向上述积液中供给显影液,并且从基板的上方侧施加使积液绕与基板正交的轴旋转的作用,在该积液中产生旋流,并使积液扩展到基板的整个表面的步骤,以此进行处理,能够获得以下的效果。一是,抑制向基板的外侧供给多余的显影液,抑制显影液的使用量,二是,利用上述旋流来搅拌基板上的显影液,在形成该旋流的区域中,能够抑制显影液的浓度变得不均匀,所以,能够防止显影液与基板的抗蚀剂的反应下降,能够抑制处理能力的下降。三是,在供给显影液过程中无需旋转基板,或者无需提高基板的转速,所以,能够抑制发生显影液的飞溅。但是,也可以不产生上述的旋流而是进行基板的旋转,在此情况下,显影液喷嘴在进行旋转的基板的径向上移动,与显影液接触并且进行移动。作为与显影液接触的接触部,上述各个实施方式的各个显影液喷嘴的下表面相当于该接触部。采用这种方式构成,也能够获得上述的抑制显影液的使用量的效果。另外,由于显影液被搅拌,所以,也获得能够抑制处理能力的下降的效果。另外,在该方法中,无需使基板高速旋转,能够将其设定在上述显影液的飞溅受到抑制那样的转速。此外,各个显影液喷嘴的下表面构成为圆形。但是,显影液喷嘴的下表面并不限于构成圆形,也可以是方形。另外,显影液喷嘴的下表面以与晶片W表面相对的方式构成。此处,与晶片W表面相对是指,并不限于与晶片W表面平行,也可以相对于晶片W表面倾斜。另外,显影液喷嘴的下表面并不限于是平面,也可以是曲面。
(第7实施方式)
接着,对第7实施方式进行说明。在该第7实施方式中,使用在第2实施方式中所说明的显影装置5。以下,以与第2实施方式的不同点为中心进行说明。另外,与在第2实施方式中所说明的图23同样,也适当参照作为表示显影液喷嘴31A、31B的转速、晶片W的转速、显影液的喷出期间和显影液喷嘴31的移动期间的流程图的图56、和表示晶片W的侧面的图57。
先说明该第7实施方式中的处理的目的。在显影液接触抗蚀剂后,抗蚀剂溶解而形成图案,但伴随该溶解,在该图案的表面产生生成物(以下记作溶解生成物)。如果该溶解生成物残留在图案表面,则显影液与图案表面的反应难以进行,获得所期望的线宽的图案所需的处理时间就会变长。因此,在该第7实施方式中,从图案表面除去溶解生成物,促进显影液与图案的反应,实现处理时间的缩短。
首先,第1显影液喷嘴31A配置于晶片W的中心部上,并且第2显影液喷嘴31B配置于偏离晶片W的中心部的位置。而且,晶片W进行旋转,并且从第1显影液喷嘴31A供给显影液(流程图中的时刻g0)。在开始从第1显影液喷嘴31A供给显影液后,第1显影液喷嘴31A开始旋转(时刻g1)。但是,不从第2显影液喷嘴31B供给显影液。而且,显影液喷嘴31A、31B沿着晶片W的径向开始移动。各个显影液喷嘴31A、31B向相同的方向移动,显影液喷嘴31A分别朝向晶片W的周缘部上,显影液喷嘴31B朝向晶片W的中心部上。
第1显影液喷嘴31A的移动速度较大,例如,比第2显影液喷嘴31B的移动速度大。像这样,由于显影液喷嘴31A的移动速度较大,因此,晶片W表面的积液30形成得较薄。即,第1显影液喷嘴31A在晶片W上形成显影液的薄膜。为了方便起见,将该薄膜30A表示为30A,根据第1显影液喷嘴31A的移动,薄膜30A在晶片W上扩展。此时,在第1显影液喷嘴31A的下方,抗蚀剂与显影液接触,由此,产生上述的溶解生成物102(图57)。而且,由于第1显影液喷嘴31A的速度较大,因此,存积在第1显影液喷嘴31A的下方的显影液利用对第1显影液喷嘴31A的下表面35的表面张力,朝向该显影液喷嘴的移动方向承受较强的引力。结果是,该显影液与溶解生成物102一起朝着向晶片W的周缘部侧移动的第1显影液喷嘴31A的下方流动。即,从第1显影液喷嘴31A所位于的位置的下方区域中除去溶解生成物102,并且在该下方区域发生显影液的液膜的薄层化。
接着,当第2显影液喷嘴31B位于晶片W的中心部上时,从第2显影液喷嘴31B供给显影液,在该第2显影液喷嘴31B的下方形成已述的积液30(时刻g2)。另外,第2显影液喷嘴31B开始旋转(时刻g3)。在图57中,为了与薄膜30A区别,将由该第2显影液喷嘴31B形成的积液30表示为30B,并标注斜线。第1显影液喷嘴31A一边供给显影液一边继续移动,并且第2显影液喷嘴31B经过第1显影液喷嘴31A所通过的路线供给显影液,同时向晶片W的周缘部移动。即,由第2显影液喷嘴31B向溶解生成物102被除去后的晶片W表面供给显影液,快速进行显影液与抗蚀剂的反应。
在第1显影液喷嘴31A位于晶片W的周缘部上时,停止从第1显影液喷嘴31A供给显影液和第1显影液喷嘴31A的旋转(时刻g4),第1显影液喷嘴31A向晶片W的外方退回。然后,第2显影液喷嘴31B位于晶片W的周缘部时,停止第2显影液喷嘴31B的移动(时刻g5),如果晶片W的表面整体被积液30B覆盖,则停止从第2显影液喷嘴31B供给显影液(时刻g6)。然后,如在第6实施方式中所说明的方式,在第2显影液喷嘴31B位于晶片W的周缘部上的状态下,继续规定时间的该显影液喷嘴31B的旋转与晶片W的旋转,然后从晶片W中除去显影液。
在该第7实施方式中,第2显影液喷嘴31B以追随第1显影液喷嘴31A的方式移动,第2显影液喷嘴31B通过第1显影液喷嘴31A所通过的晶片W上的区域。由此,如上所述除去溶解生成物102,然后向该溶解生成物102被除去后的晶片W的表面供给显影液,并且搅拌该显影液。因此,能够促进抗蚀剂与显影液的反应,使图案的线宽迅速变细。即,能够提高处理能力。在该第7实施方式中,也与其它实施方式同样,也可以不进行各个显影液喷嘴31A、31B的旋转。
接着,对于显影液喷嘴的其它的构成例子,以与显影液喷嘴31的不同点为中心进行说明。图58是表示显影液喷嘴111的下面侧的立体图。分别用实线表示显影液喷嘴111的下部侧,用虚线表示上部侧。在显影液喷嘴111的下表面35,除了喷出口36外,开口有环状的喷出口112、113,喷出口112、113形成为以喷出口36为中心的同心圆状、即以下表面35的中心为中心的同心圆状。设置于显影液喷嘴111的上部侧的流路的下游侧分支,分别向这些各个喷出口36、112、113供给显影液。另外,显影液喷嘴111的上述下表面既可以构成为疏水性,也可以构成为亲水性。其它的显影液喷嘴的下表面也同样,既可以构成为亲水性,也可以构成为疏水性。
图59表示显影液喷嘴114的下表面35。在显影液喷嘴114的下表面35,为了提高显影液的搅拌作用而设置有截面为三角形的突起115,突起115形成为从下表面35的中心朝向周缘部在俯视观看时呈漩涡状。
图60表示显影液喷嘴121的下部侧的纵截面侧面。在显影液喷嘴121的下表面35,狭缝状的喷出口122、123以在作为圆形的下表面35的直径两侧相互排列的方式开口,从喷出口122、123向上述下表面35的直径去的方式向斜下方供给显影液。而且,所供给的显影液如图60中箭头所示,在晶片W表面流动,在上述下表面35的直径及其附近碰撞,流向下表面35的外方。显影液喷嘴121的上部侧与显影液喷嘴111同样,设置有在各个喷出口122、123中共用的流路,该共用流路的下游侧分支,与喷出口122、123连接,能够从各个喷出口122、123分别供给显影液。
图61表示显影液喷嘴124的下部侧的纵截面侧面。该显影液喷嘴124除了不设置喷出口123外,其余以与显影液喷嘴121同样的方式构成。因不设置喷出口123,从喷出口122供给的显影液如图中箭头所示,在晶片W表面从显影液喷嘴121的下表面35的一端侧流向另一端侧。
图62表示显影液喷嘴131的立体图,在该显影液喷嘴131的下表面35沿着其直径设置有狭缝状的喷出口132。在图62中,用实线表示向上述喷出口132供给显影液的流路133,流路133具有用于显影液扩散的扩散空间134,使得能够从喷出口132的长度方向的各个部分均匀地供给显影液。
图63是显影液喷嘴141的下部侧的纵截面侧视图。在显影液喷嘴141的下部侧形成有圆锥状的末端扩大的流路142,该流路142的下端在显影液喷嘴141的下表面35开口,形成喷出口36。在图63中用虚线的箭头表示显影液的流动。如该箭头所示,显影液从斜上方供给到流路142的内周面的上部侧。显影液遍及流路142的内周面在周向上流动并且向下方供给。由此,与图50所示的显影液喷嘴71同样,能够在形成于显影液喷嘴141的下表面35与晶片W之间的积液30中形成旋流。
图64是显影液喷嘴145的下部侧的纵截面侧视图。该显影液喷嘴145也与显影液喷嘴141同样,能够在显影液的积液30中形成旋流。作为与显影液喷嘴141的不同点在于:替代流路142而设置有在俯视观看时呈圆形的流路146;和从在流路146的内周面的上部侧形成在水平方向上的流路147供给显影液。供给到流路146的显影液沿着流路146的内周面在周向上流动并且向下方去形成已述的旋流。
在显影液喷嘴145中设置有一个流路147,但是也可以设置有多个流路147。从各个流路147同时向流路146供给显影液,在流路146中在周向上流动。由此,能够更可靠地形成旋流。
图65是显影液喷嘴151的下面侧立体图。在显影液喷嘴151的下表面35设置有环状的突起152,开口有彼此设置于突起152的内侧的多个喷出口153、154、155。喷出口153~155分别向在俯视观看时相互不同的方向喷出显影液。从侧面观看时,喷出口153~155向斜下方喷出显影液。所喷出的显影液与突起152碰撞而改变其方向,在突起52的周向上流动。由此,能够在显影液的积液30中形成旋流。
图66是显影液喷嘴161的立体图。在显影液喷嘴161的下表面35,为了促进显影液的搅拌,以从该下表面35的一端向另一端伸出的方式设置有多个凹部162。而且,这些凹部162以与该凹部的伸长方向正交的方式在横向上排列。从侧面观看,凹部162形成为大致半圆形状。
(评价试验)
根据第1实施方式在晶片W整个表面形成积液30时,调查了能够以不发生液体剥离的方式形成积液30显影液喷嘴31的移动速度、晶片W的转速、显影液喷嘴31的下表面35的直径d1的关系。不发生液体剥离是指,在晶片W上充满的积液30在晶片W表面扩展合流而不形成液膜,换言之,显影液喷嘴31的下表面35通过晶片W的整个表面。图67是表示该结果的图表。图表的横轴表示上述晶片W的转速(单位,rpm),图表的纵轴表示上述显影液喷嘴31的移动速度(单位,mm/秒)。将由纵轴和横轴围成的图表中的区域A划分为区域R1~R11。
如图表的右侧所示,各个区域R1~R11与上述下表面35的直径d1(单位,mm)的范围对应。在将上述喷嘴的下表面的直径d1作为与一个区域R对应的直径时,设定成图表中所示的与该区域R对应的晶片W的转速和显影液喷嘴的移动速度,由此能够形成积液30而不发生上述液体剥离。
另外,在将上述喷嘴的移动速度和晶片W的转速分别设定成规定值时,算出能够以不发生液体剥离的方式形成积液30的上述直径的d1的最小值(最低喷嘴直径)。图68、69、70分别用实线的圆表示喷嘴的移动速度为10mm/秒、30mm/秒、50mm/秒时的上述最低喷嘴直径,用虚线表示显影液喷嘴31下表面35的中心的晶片W上的轨迹。在各图中,用5级表示晶片W,表示从上级的晶片W朝着下侧将转速设定成10rpm、20rpm、30rpm、40rpm、50rpm的状态。图68~图70的晶片W的直径是300mm。
以下表示所算出的最低喷嘴直径。显影液喷嘴31的移动速度为10mm/秒,晶片W的转速为10rpm、20rpm、30rpm、40rpm、50rpm时,最低喷嘴直径分别是60mm、30mm、20mm、15mm、12mm。显影液喷嘴31的移动速度为30mm/秒,晶片W的转速为10rpm、20rpm、30rpm、40rpm、50rpm时,最低喷嘴直径分别是180mm、90mm、60mm、45mm、36mm。显影液喷嘴31的移动速度为50mm/秒,晶片W的转速为10rpm、20rpm、30rpm、40rpm、50rpm时,最低喷嘴直径分别是300mm、150mm、100mm、75mm、60mm。
此外,省略了图示,但是也算出喷嘴移动速度为20mm/秒、40mm/秒时的最低喷嘴直径。喷嘴的移动速度为20mm/秒,晶片W的转速为10rpm、20rpm、30rpm、40rpm、50rpm时,最低喷嘴直径分别是120mm、60mm、40mm、30mm、20mm。喷嘴的移动速度为40mm/秒,晶片W的转速为10rpm、20rpm、30rpm、40rpm、50rpm时,最低喷嘴直径分别是240mm、120mm、80mm、60mm、48mm。
返回图67的图表的说明。如该图表所示,适当设定晶片W的转速、显影液喷嘴31的移动速度和显影液喷嘴31的下表面的直径,由此能够形成积液30而不发生液体剥离。但是,如在第1实施方式中所说明的那样,晶片W的转速例如优选是50rpm以下。
(评价试验2)
使用评价用的装置,进行调查通过施加使积液进行旋转的作用从而能够进行液体搅拌的试验。上述评价用的装置包括圆形的下板和圆形的上板,下板与上板相对,上板绕其中心轴旋转。向上板与下板之间的缝隙供给液体形成积液,在使上板旋转时,调查在积液的上侧、下侧是否发生液体的流动。在该装置中,上板与下板的缝隙自由变更,能够调整该缝隙的液体厚度。改变上述液体厚度和上板的转速,进行了多次试验。上述下板的上表面与上述液体的接触角是77.3度,上述上板的底面与上述液体的接触角是91.3度。
下表1表示该评价试验2的结果。对于上述下板与上板之间的上述积液中的上表面和底面,用○、△、×的三个阶段表示液体的流动情况。根据该表1,如果液体厚度为1.0mm以下,则在上述积液的上表面和底面均发生流动。即,发生液体的搅拌。像这样,如果液体厚度为1.0mm以下时,特别是在上板的转速为60rpm以上时,在积液的上表面和底面均发生大幅的流动。根据该评价试验2的结果推测,适当设定晶片W与上述显影液喷嘴31的下表面的高度,由此能够如上述方式形成旋流,搅拌显影液。
表1

Claims (28)

1.一种显影方法,其特征在于,包括:
将曝光后的基板水平地保持在基板保持部上的步骤;
从显影液喷嘴向基板的一部分供给显影液形成积液的步骤;
使基板旋转的步骤;
使所述显影液喷嘴移动,以使得进行旋转的所述基板上的显影液的供给位置沿着该基板的径向进行移动,从而使所述积液扩展到基板的整个表面的步骤;和
与使所述积液扩展到基板的整个表面的步骤并行进行,使与所述显影液喷嘴一起移动的接触部与所述积液接触的步骤,其中,所述接触部与所述基板相对的面比所述基板的表面小。
2.如权利要求1所述的显影方法,其特征在于:
使所述积液扩展到基板的整个表面的步骤包括:向积液供给显影液,并且从基板的上方侧施加使积液绕与基板正交的轴进行旋转的作用,由此在该积液中产生旋流的步骤。
3.如权利要求2所述的显影方法,其特征在于:
使所述积液扩展到基板的整个表面的步骤包括:使所述旋流的产生位置沿着基板的表面移动的步骤。
4.如权利要求2或3所述的显影方法,其特征在于:
使所述积液扩展到基板的整个表面的步骤包括:在所述积液的相互不同的位置,施加使积液绕与所述基板正交的轴进行旋转的作用,从而产生旋流的步骤。
5.如权利要求4所述的显影方法,其特征在于:
所述形成积液的步骤是在包括基板的中心部的区域形成积液的步骤,
使所述积液扩展到基板的整个表面的步骤包括:
使显影液的喷出位置从基板的中心部侧向周缘部侧移动的步骤;和
在所述积液的相互不同的位置产生旋流,并且分别使从基板的中心部向周缘部侧产生所述旋流的位置移动的步骤。
6.如权利要求2至5中任一项所述的显影方法,其特征在于:
包括使施加使积液进行旋转的作用的位置在基板的中心部侧和周缘部侧之间往复的步骤。
7.如权利要求2至6中任一项所述的显影方法,其特征在于:
所述旋流的旋转方向与基板的旋转方向相反。
8.如权利要求1至7中任一项所述的显影方法,其特征在于:
所述形成积液的步骤是在包括基板中心部的区域形成积液的步骤,
使所述积液扩展到基板的整个表面的步骤包括使所述积液扩展到基板的周缘部的步骤。
9.如权利要求1至8中任一项所述的显影方法,其特征在于:
包括对基板中心部局部供给用于稀释显影液的稀释液的稀释液供给步骤,
所述形成积液的步骤在所述稀释液供给步骤后进行。
10.如权利要求1至9中任一项所述的显影方法,其特征在于:
所述显影液喷嘴由各自具有所述接触部的第1显影液喷嘴和第2显影液喷嘴构成,
使所述积液扩展到基板的整个表面的步骤包括:使第1显影液喷嘴和第2显影液喷嘴移动,以使第2显影液喷嘴的接触部通过在基板上第1显影液喷嘴的接触部所通过的区域的步骤。
11.如权利要求1至10中任一项所述的显影方法,其特征在于:
使所述积液扩展到基板的整个表面的步骤包括:在所述显影液喷嘴内形成螺旋状的显影液的液流,并喷出该液流的步骤。
12.如权利要求11所述的显影方法,其特征在于:
使所述螺旋状的显影液的液流在显影液喷嘴的喷出口的周向上旋转。
13.如权利要求1至12中任一项所述的显影方法,其特征在于:
使所述积液扩展到基板的整个表面的步骤包括:利用设置于基板上的限制部件,限制形成所述积液的显影液向所述基板的外侧流动的步骤。
14.一种显影装置,其特征在于,包括:
水平地保持基板的基板保持部;
使所述基板保持部绕铅垂轴旋转的旋转机构;
用于向基板的一部分供给显影液形成积液的显影液喷嘴;
用于使所述显影液喷嘴在所旋转的基板的径向上移动的移动机构;
与所述积液接触的接触部,其与所述显影液喷嘴一起移动,与所述基板相对的面形成得比旋转的所述基板的表面小;和
为了在所述接触部与进行旋转的基板的积液接触的状态下使该积液扩展到基板的整个表面,输出控制信号以使该基板上的显影液的供给位置沿着所述基板的径向进行移动的控制部。
15.如权利要求14所述的显影装置,其特征在于:
设置有旋流产生机构,该旋流产生机构通过从基板的上方侧施加使积液绕与基板正交的轴进行旋转的作用,在所述积液中产生旋流。
16.如权利要求15所述的显影装置,其特征在于:
所述控制部输出控制信号,以使所述基板保持部旋转并且从所述显影液喷嘴向积液供给显影液,同时在该积液中产生旋流。
17.如权利要求15或16所述的显影装置,其特征在于:
旋流产生机构包括在与所述积液接触的状态下绕与基板正交的轴进行旋转的旋转部件。
18.如权利要求17所述的显影装置,其特征在于:
所述旋转部件包括在与所述基板相对的状态下沿着基板的表面进行自传的面状体。
19.如权利要求17或18所述的显影装置,其特征在于:
所述旋转部件是沿着所述显影液喷嘴的喷出口的周围进行旋转的部件。
20.如权利要求15至19中任一项所述的显影装置,其特征在于:
所述移动机构使显影液喷嘴和旋流产生机构沿着基板的表面移动。
21.如权利要求20所述的显影装置,其特征在于:
所述控制部输出控制信号,以使得在包括基板的中心部的区域形成积液,接着,使基板旋转,并且使所述显影液喷嘴和旋流产生机构从基板的中央部向周缘部侧移动。
22.如权利要求20或21所述的显影装置,其特征在于:
为了使在所述积液中产生旋流的位置移动,所述控制部输出控制信号,以使所述旋流产生机构在基板的中心部侧和周缘部侧之间往复。
23.如权利要求15至22中任一项所述的显影装置,其特征在于:
设置有多个旋流产生机构,
为了使所述积液扩展到基板的整个表面,所述控制部输出控制信号,以使得在所述积液的相互不同的位置分别产生旋流。
24.如权利要求23所述的显影装置,其特征在于:
所述控制部输出控制信号,以使得在包括基板中心部的区域形成积液,接着,使显影液喷嘴从基板的中心部侧向周缘部侧移动,并且使所述多个旋流产生机构分别从基板的中心部侧向周缘部侧移动。
25.如权利要求15至24中任一项所述的显影装置,其特征在于:
所述控制部输出控制信号,以使所述基板保持部旋转并且从所述显影液喷嘴向积液供给显影液,同时在该积液中产生旋流。
26.如权利要求14至25中任一项所述的显影装置,其特征在于:
设置有对基板的中心部局部地供给用于稀释显影液的稀释液的稀释液供给部,
所述控制部输出控制信号,以使得在形成所述积液之前将所述稀释液供给到基板。
27.如权利要求14至26中任一项所述的显影装置,其特征在于:
所述显影液喷嘴由各自具有所述接触部的第1显影液喷嘴和第2显影液喷嘴构成,
所述控制部输出控制信号,以使得第2显影液喷嘴的接触部通过在形成有积液的基板上第1显影液喷嘴的接触部所通过的区域。
28.如权利要求14至27中任一项所述的显影装置,其特征在于:
包括设置于基板上、用于限制形成所述积液的显影液向所述基板的外侧流出的限制部件。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107340616A (zh) * 2017-08-30 2017-11-10 武汉华星光电技术有限公司 水膜发生装置及显影机、清洗机
CN108461392A (zh) * 2017-02-22 2018-08-28 东京毅力科创株式会社 处理方案的评价方法、评价用辅助装置和液体处理装置
CN108828908A (zh) * 2018-06-27 2018-11-16 山东傲天环保科技有限公司 一种显影液处理装置
CN113745098A (zh) * 2015-10-09 2021-12-03 东京毅力科创株式会社 基板处理方法和基板处理装置
CN114054288A (zh) * 2020-07-31 2022-02-18 中国科学院微电子研究所 涂胶机的控制方法、涂胶机的控制系统以及涂胶机

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6390732B2 (ja) * 2013-08-05 2018-09-19 東京エレクトロン株式会社 処理液供給装置
JP5994749B2 (ja) * 2013-08-05 2016-09-21 東京エレクトロン株式会社 現像装置、現像方法及び記憶媒体
KR20160057966A (ko) 2014-11-14 2016-05-24 가부시끼가이샤 도시바 처리 장치, 노즐 및 다이싱 장치
US10459340B2 (en) 2014-12-01 2019-10-29 Tokyo Electron Limited Developing method, computer-readable storage medium and developing apparatus
JP6545511B2 (ja) * 2015-04-10 2019-07-17 株式会社東芝 処理装置
JP6404189B2 (ja) * 2015-08-07 2018-10-10 東京エレクトロン株式会社 基板液処理装置、基板液処理方法及び記憶媒体
JP6370282B2 (ja) * 2015-09-25 2018-08-08 東京エレクトロン株式会社 現像処理方法及び現像処理装置
JP7025872B2 (ja) * 2016-12-02 2022-02-25 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
KR102414893B1 (ko) 2016-12-02 2022-06-30 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체
JP6538239B2 (ja) * 2018-06-06 2019-07-03 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置及び記録媒体
CN113391528A (zh) * 2020-03-11 2021-09-14 长鑫存储技术有限公司 改善光阻显影均匀性的方法
CN112024285A (zh) * 2020-08-24 2020-12-04 广东紫晶信息存储技术股份有限公司 一种多段式点胶方法及点胶装置
US11747729B2 (en) * 2021-03-19 2023-09-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor developer tool and methods of operation
JP2022175009A (ja) * 2021-05-12 2022-11-25 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、記憶媒体、及び基板処理装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60140350A (ja) * 1983-12-28 1985-07-25 Toshiba Corp 現像装置
JPH09167747A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
JP2000195773A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Tokyo Electron Ltd 現像処理方法および現像処理装置
US20010014536A1 (en) * 1998-02-23 2001-08-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Substrate processing method and apparatus
JP2005051008A (ja) * 2003-07-28 2005-02-24 Tokyo Electron Ltd 現像処理装置及び現像処理方法
JP2005303230A (ja) * 2004-04-16 2005-10-27 Tokyo Electron Ltd 現像処理装置および現像処理方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4893799A (zh) 1972-02-28 1973-12-04
JPS6049949U (ja) 1983-09-12 1985-04-08 富士写真フイルム株式会社 吸引ノズル
JPS614769A (ja) 1984-06-18 1986-01-10 Dainichi Seika Kogyo Kk アゾ顔料
FR2610055B1 (fr) 1987-01-23 1991-07-19 Caoutchouc Manuf Plastique Dispositif d'isolation antivibratoire a amortissement hydraulique de l'elasticite radiale et procedes de realisation d'un tel dispositif
JPH04133415A (ja) * 1990-09-26 1992-05-07 Nec Corp 半導体基板現像装置
JPH11329960A (ja) * 1998-02-23 1999-11-30 Toshiba Corp 基板処理方法及び基板処理装置
JP3912920B2 (ja) * 1998-12-10 2007-05-09 大日本スクリーン製造株式会社 現像装置
JP2000292937A (ja) * 1999-04-07 2000-10-20 Sony Corp 現像装置および現像方法
TW471015B (en) 1999-10-26 2002-01-01 Tokyo Electron Ltd Solution processing apparatus
JP3614769B2 (ja) 1999-10-27 2005-01-26 東京エレクトロン株式会社 液処理装置
JP2002239434A (ja) 2001-02-14 2002-08-27 Tokyo Electron Ltd 塗布膜形成装置および塗布膜形成方法
JP2003257849A (ja) * 2001-12-26 2003-09-12 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板の現像処理装置
US6869234B2 (en) * 2002-03-28 2005-03-22 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Developing apparatus and developing method
JP2003289031A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
JP4183122B2 (ja) * 2003-04-21 2008-11-19 東京エレクトロン株式会社 現像処理方法及び現像処理装置
JP4199102B2 (ja) * 2003-12-18 2008-12-17 東京エレクトロン株式会社 基板の処理方法,基板処理システム及び現像液供給ノズル
JP4353530B2 (ja) * 2005-03-14 2009-10-28 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
US7470638B2 (en) * 2006-02-22 2008-12-30 Micron Technology, Inc. Systems and methods for manipulating liquid films on semiconductor substrates
JP4737638B2 (ja) * 2007-01-19 2011-08-03 東京エレクトロン株式会社 現像処理装置
JP5449662B2 (ja) * 2007-10-18 2014-03-19 株式会社Sokudo 現像装置
US7718551B2 (en) * 2008-03-07 2010-05-18 United Microelectronics Corp. Method for forming photoresist layer
US20100130107A1 (en) * 2008-11-24 2010-05-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for linear pad conditioning
JP4893799B2 (ja) 2009-10-23 2012-03-07 東京エレクトロン株式会社 現像装置、現像方法及び記憶媒体
JP5503435B2 (ja) * 2010-07-02 2014-05-28 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP5698487B2 (ja) 2010-09-29 2015-04-08 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
JP5797532B2 (ja) * 2011-02-24 2015-10-21 東京エレクトロン株式会社 有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理方法及び現像処理装置
CN103019047A (zh) * 2012-12-07 2013-04-03 京东方科技集团股份有限公司 显影喷涂设备及喷涂方法
JP5994749B2 (ja) * 2013-08-05 2016-09-21 東京エレクトロン株式会社 現像装置、現像方法及び記憶媒体
KR20150064430A (ko) * 2013-12-03 2015-06-11 삼성전자주식회사 스핀 코팅 장치 및 스핀 코팅 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60140350A (ja) * 1983-12-28 1985-07-25 Toshiba Corp 現像装置
JPH09167747A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
US20010014536A1 (en) * 1998-02-23 2001-08-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Substrate processing method and apparatus
JP2000195773A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Tokyo Electron Ltd 現像処理方法および現像処理装置
JP2005051008A (ja) * 2003-07-28 2005-02-24 Tokyo Electron Ltd 現像処理装置及び現像処理方法
JP2005303230A (ja) * 2004-04-16 2005-10-27 Tokyo Electron Ltd 現像処理装置および現像処理方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113745098A (zh) * 2015-10-09 2021-12-03 东京毅力科创株式会社 基板处理方法和基板处理装置
CN113745098B (zh) * 2015-10-09 2024-01-12 东京毅力科创株式会社 基板处理方法和基板处理装置
CN108461392A (zh) * 2017-02-22 2018-08-28 东京毅力科创株式会社 处理方案的评价方法、评价用辅助装置和液体处理装置
CN108461392B (zh) * 2017-02-22 2023-02-17 东京毅力科创株式会社 处理方案的评价方法、评价用辅助装置和液体处理装置
CN107340616A (zh) * 2017-08-30 2017-11-10 武汉华星光电技术有限公司 水膜发生装置及显影机、清洗机
CN108828908A (zh) * 2018-06-27 2018-11-16 山东傲天环保科技有限公司 一种显影液处理装置
CN108828908B (zh) * 2018-06-27 2021-11-19 上海德迈世欧化工有限公司 一种显影液处理装置
CN114054288A (zh) * 2020-07-31 2022-02-18 中国科学院微电子研究所 涂胶机的控制方法、涂胶机的控制系统以及涂胶机

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