CN107272354A - 显影方法和显影装置 - Google Patents
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Abstract
在形成有抗蚀剂膜并曝光后的半导体装置的制造用的基板的面内进行显影处理以使抗蚀剂图案的尺寸的均匀性变高。实施以下工序:对上述的基板的表面供给显影液进行显影的显影工序;接着,为了从上述基板将上述显影液的一部分甩掉除去,以上述基板在绕中心轴的第一旋转方向上旋转的方式,使该基板的转速上升的第一旋转工序;和接着,为了将残留在上述基板的上述显影液从该基板甩掉除去,使上述基板在与上述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转的第二旋转工序。由此,能够防止基板的面内的各部中的显影时间的不均,所以能够在基板的各部以均匀性高的尺寸形成抗蚀剂图案。
Description
技术领域
本发明涉及对半导体装置的制造用的基板进行显影的技术。
背景技术
在半导体装置的制造处理中的光刻中,在作为基板的半导体晶片(以下记为晶片)的表面形成抗蚀剂膜后,进行该抗蚀剂膜的曝光。该曝光,通过使沿电路图案开口的掩模相对于晶片的表面相对地移动并且隔着该掩模断续地对晶片照射光来进行。曝光后对晶片供给显影液而形成抗蚀剂图案。在专利文献1中记载有供给该显影液的方法。但是,在进行作为抗蚀剂图案的尺寸的CD(Critical Dimension:临界尺寸)的精细化时,要求提高晶片的面内的各部中的CD的均匀性。为此,不仅要求提高晶片的面内的各自进行了上述光照射(击中)的区域(击中区域)间的CD的均匀性,还要求提高击中区域内的图案的CD的均匀性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-91274号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
作为使上述的击中区域内的各部中的CD的均匀性降低的要因,本发明人认为是,将显影液甩掉而从晶片除去时的击中区域内的各部各自与显影液相接的时间的偏差。在上述的专利文献1中记载有,在供给显影液在晶片的表面形成液滴时,使晶片的旋转方向在一方和另一方之间切换,但是,没有着眼于将上述的显影液甩掉时的上述的问题,无法解决该问题。
本发明是鉴于这样的情况而完成的,其课题在于,在形成有抗蚀剂膜并曝光后的半导体装置的制造用的基板的面内进行显影处理以使抗蚀剂图案的尺寸的均匀性变高。
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:对形成有抗蚀剂膜并曝光后的半导体装置的制造用的基板的表面供给显影液进行显影的显影工序;接着,为了从上述基板将上述显影液的一部分甩掉除去,以上述基板在绕中心轴的第一旋转方向上旋转的方式,使该基板的转速上升的第一旋转工序;和接着,为了将残留在上述基板的上述显影液从该基板甩掉除去,使上述基板在与上述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转的第二旋转工序。
本发明的显影装置,其特征在于,包括:将形成有抗蚀剂膜并曝光后的半导体装置的制造用的基板水平保持的基板保持部;使上述基板保持部旋转,使上述基板绕中心轴旋转的旋转机构;对上述基板的表面供给显影液的显影液供给部;和控制部,其输出控制信号,执行:对上述基板供给显影液进行显影的步骤;接着,为了从上述基板将上述显影液的一部分甩掉除去,以上述基板在第一旋转方向上旋转的方式,使转速上升的工序;和接着,为了将残留在上述基板的上述显影液从该基板甩掉除去,使上述基板在与上述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转的工序。
发明的效果
根据本发明,通过使进行了显影的半导体装置的制造用的基板在绕该基板的中心轴的第一旋转方向上旋转而甩掉显影液后,使该基板在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转,将残留的显影液甩掉。由此,能够抑制该甩掉操作时晶片的面内的各部与显影液相接而显影的时间产生偏差的现象。其结果是,能够提高基板的面内抗蚀剂图案的尺寸的均匀性。
附图说明
图1是本发明所涉及的显影装置的纵截侧视图。
图2是上述显影装置的俯视图。
图3是表示设置在上述显影装置的显影液喷嘴的动作的说明图。
图4是表示上述显影液喷嘴的动作的说明图。
图5是由上述显影装置处理的晶片的俯视图。
图6是图5的A-A’向视纵截侧视图。
图7是上述晶片的概略俯视图。
图8是表示以与本发明不同的方法进行处理的情况下的显影液的液体流动的示意图。
图9是表示由上述显影装置进行的处理工序的说明图。
图10是表示由上述显影装置进行的处理工序的说明图。
图11是表示由上述显影装置进行的处理工序的说明图。
图12是表示由上述显影装置进行的处理工序的说明图。
图13是表示由上述显影装置进行的处理工序的说明图。
图14是表示由上述显影装置进行的处理工序的说明图。
图15是表示由上述显影装置进行处理时的晶片的转速的推移的时序图。
图16是表示以本发明的方法进行处理的情况下的显影液的液体流动的示意图。
图17是表示评价试验的结果的图表。
具体实施方式
参照图1的纵截侧视图和图2的横截俯视图说明作为本发明的一实施方式的显影装置1。该显影装置1对在表面形成有由负型的抗蚀剂形成的抗蚀剂膜、且该抗蚀剂膜被曝光的作为半导体装置的制造用的基板的晶片W进行显影处理。图中11是作为基板保持部的旋转卡盘,吸附晶片W的背面中央部,将晶片W保持为水平。图中12是用于使旋转卡盘11旋转,使保持于该旋转卡盘11的晶片W绕该晶片W的中心轴旋转的旋转机构。该旋转机构12能够切换旋转方向,从晶片W的表面侧观察,将晶片W的顺时针的旋转记为正旋转,将晶片W的逆时针的旋转记为逆旋转。
图中13是形成为立起的圆筒状的液体接收用的杯体,其上部侧向内侧倾斜。图中14是升降机构,使杯体13在对旋转卡盘11进行晶片W的交接时的交接位置(图1中由实线所示的位置)和进行显影处理时的处理位置(图1中虚线所示的位置)之间升降。另外,在保持于旋转卡盘11的晶片W的下方侧设置有圆形板15,在该圆形板15的外侧环状地设置有纵截面形状为山型的引导部件16。引导部件16配置为将从晶片W落下的显影液引导到设置在圆形板15的外侧的液体接收部17。另外,图中18是设置在引导部件16的背面清洗喷嘴18,对旋转的晶片W的背面的周缘部排出清洗液进行清洗。
上述的液体接收部17配置为以包围旋转卡盘11的方式形成为环状的凹部,经由排液管19与未图示的废液部连接。图中21是用于在旋转卡盘11和未图示的基板搬送机构之间进行晶片W的交接的升降销,图中22是使升降销21升降的升降机构。
图中31是对晶片W供给显影液的显影液喷嘴,配置为垂直的圆柱形状。该显影液喷嘴31的下表面32形成为水平面,在其中心显影液的供给口33向铅垂下方开口。该供给口33经由显影液供给管34与存积有例如由乙酸丁酯等的有机溶剂构成的显影液的供给源35连接。图中36是设置在显影液供给管34的显影液的供给机构,由阀、质量流量控制器构成,调整从供给源35向显影液喷嘴31供给的显影液的流量。图中37是经由支承显影液喷嘴31的臂38使显影液喷嘴31水平移动且升降的移动机构,图中39是用于移动机构37水平移动的引导件。
构成显影液供给部的上述的显影液喷嘴31如图3所示,在下表面32相对于通过旋转机构12进行旋转的晶片W的表面接近并对置并且从供给口33排出显影液30的状态下,从晶片W的周端部上向中心部上沿晶片W的半径移动。由此,如图4所示,在晶片W的表面形成有显影液30的液膜D。如上所述,在移动的下表面32和旋转的晶片W表面之间,被供给的显影液30因该下表面32、该晶片W表面各自的表面张力被搅拌而浓度被均匀化,能够实现晶片W的面内的图案的CD的均匀化。
返回图1、图2继续显影装置1的各部的构成的说明。图中41是向铅垂下方排出显影液的显影液喷嘴。该显影液喷嘴41在如图3、图4中说明的方式通过显影液喷嘴31形成显影液的液膜D之前,对晶片W的表面供给显影液。该显影液是为了提高从显影液喷嘴31供给的显影液的浸润性而供给的。显影液喷嘴41经由显影液供给管42与上述的显影液的供给源35连接,显影液供给管42上设置有与供给机构36同样构成的供给机构43,调整向显影液喷嘴41供给的显影液的流量。图中44是经由支承显影液喷嘴41的臂45使显影液喷嘴41水平移动且升降的移动机构,图中46是用于移动机构44水平移动的引导件。图中47是显影液喷嘴31的待机部,图中48是显影液喷嘴41的待机部。上述待机部47、48以俯视观察各自设置在杯体13的外侧,当不对晶片W进行处理时使显影液喷嘴31、41待机。
在显影装置1设置有作为计算机的控制部10。控制部10具有未图示的程序收纳部。该程序收纳部收纳有以进行后述的显影处理的方式组建命令(步骤组)的程序。通过该程序,控制部10对显影装置1的各部输出控制信号,控制基于移动机构37、44进行的显影液喷嘴31、41的移动、基于旋转机构12的晶片W的转速和旋转方向、基于供给机构36、43进行的对晶片W的显影液的供给、基于升降机构22进行的升降销21的升降等的各动作,如后述方式对晶片W进行显影处理。此外,该显影处理也包含显影后的显影液的甩掉。该程序例如以收纳于硬盘、光盘、磁光盘或存储器卡等的存储介质的状态下收纳于程序收纳部。
在该显影装置1中,在如图3、图4中说明的方式形成显影液30的液膜D后,使晶片W逆旋转,将该显影液30甩掉,接着,使晶片W正旋转,将残留在晶片W的显影液30甩掉。为了说明如上述方式切换旋转方向的理由,首先,使用图5的俯视图详细说明被显影装置1处理的晶片W。图中N是表示晶片W的方位的切口(缺口)。在晶片W的表面中以切口N的形成方向为纵向时,对在半导体器件的形成区域51内沿纵向和横向的矩阵状的各位置进行光照射(击中)。即,多个击中区域52沿纵横配置。根据各击中区域52制造半导体器件。
通过显影处理,在各击中区域52内形成抗蚀剂图案,并且,击中区域52之间的抗蚀剂溶解,以包围各击中区域52的方式形成槽50。所以,在显影处理后的晶片W的表面纵横地呈直线状形成从晶片W的一端部向另一端部延伸的槽50。图6表示如上述方式形成有槽50时的图5的A-A′向视截面。此外,图6中61是形成有各击中区域52的抗蚀剂膜。通过如上述方式形成的槽50,将显影液30甩掉时的液体流动,在图7所示的沿晶片W的直径的十字区域53所包含的击中区域52中,成为与十字区域53以外的击中区域不同的状态,例如仅通过仅进行正旋转来实施显影液的甩掉的情况下,CD的均匀性变低。
具体来说,对于如上所述仅进行正旋转来除去显影液时的十字区域53内所包含的击中区域52的纵向的2个列54的表面的显影液30的流动,参照示意地表示的图8进行说明。如图7所示,各列54位于晶片W的半径上,相互在横向上邻接。为了说明的方便,在图8中,放大表示在列54和列54之间的纵向形成的槽50,并且省略横向形成的槽50。另外,将1个列54沿该列54进行2等分的假想的分割区域表示为55、56,分割区域55为正旋转时的旋转方向上游侧的区域,分割区域56为正旋转时的旋转方向下游侧的区域。另外,图8中由双点划线的箭头表示晶片W的旋转方向,利用实线的箭头表示显影液30的流动方向。
当晶片W的正旋转开始时,覆盖各列54的显影液30在离心力的作用下在晶片W的面内向旋转方向的下游侧移动(图8左),从旋转方向上游侧的列54向旋转方向下游侧的列54流动的显影液30流入到列54和列54之间的槽50。如上所述,击中区域52配置为矩阵状,因此,该槽50向晶片W的周端部形成为直线状。即,从流入到槽50的显影液30向晶片W的周端观察时,形成有朝向晶片W的外侧的排出路。因此,流入到该槽50的显影液30沿槽50流动,容易从晶片W的周端排出,难以跨过该槽50而流入到旋转方向下游侧的击中区域52。
显影液30如上述方式流动,由此,在各列54中的旋转方向下游侧的分割区域56中,由于不被甩掉而残留的显影液30进行显影,另一方面,在各列54的旋转方向上游侧的分割区域55中,如上所述由于槽50能够抑制来自旋转方向上游侧的显影液30的流入,所以,干燥进行而显影停止(图8中央)。并且,晶片W的旋转继续,逐渐地从旋转方向下游侧的分割区域56也除去显影液30,显影结束(图8右)。虽然省略图示,但是,在十字区域53的横向的击中区域52的列,也认为与该图8所示的纵向的击中区域52的列54同样地除去显影液30。即,在十字区域53中,与晶片W的面内的其它的区域相比,显影液30难以向旋转方向下游侧的击中区域52流动,该显影液30容易从槽50排出。
如上所述在十字区域53的击中区域52中,显影液30被除去而显影处理结束的时刻在击中区域52内不均,因此,与显影液30相接进行显影处理的时间(显影时间)在该击中区域52内的各部不均。其结果是,如上所述,认为在击中区域52内的CD的均匀性变低。
显影装置1为了抑制这样的显影时间的不均,如已述的方式切换旋转方向,将显影液30甩掉。以下,关于在该显影装置1中进行的处理,参照表示晶片W中的显影液的样子的图9~图14和作为表示晶片W的转速的推移的时序图的图15进行说明。此外,在图9、图10中从显影液喷嘴41排出的显影液为了与从显影液喷嘴31供给的显影液30区别而表示为40,在图9~图14中用实线的箭头表示晶片W的旋转方向。另外,图15的图表的纵轴表示晶片W的转速,用正的数值表示晶片W正旋转时的转速,用负的数值表示晶片W逆旋转时的转速。
首先,通过未图示的搬送机构将晶片W载置在旋转卡盘11并保持该晶片W的背面中央部。之后,从自待机部48移动到晶片W的中心部上的显影液喷嘴41向晶片W的中心部供给比较少量的显影液40并且晶片W正旋转(图9)。该显影液40通过晶片W的旋转的离心力,向晶片W的周缘部伸展而涂敷在晶片W的表面整体,进行用于提高对显影液30的浸润性的预润湿。
然后,显影液喷嘴41返回待机部48,显影液喷嘴31从待机部47向晶片W的周端部上以下表面32接近晶片W的表面的方式移动。之后,在晶片W例如以60rpm正旋转的状态下,从显影液喷嘴31排出显影液30,并且,显影液喷嘴31向晶片W的中心部上移动(图10)。即,如图3、图4中说明的方式,在晶片W的表面形成有由显影液30形成的液膜D。
显影液喷嘴31到达晶片W的中心部,在晶片W的表面整体形成有液膜D时显影液30的供给停止,显影液喷嘴31返回待机部47。另一方面,晶片W的正旋转停止而成为静止状态,晶片W的表面的抗蚀剂膜溶解,抗蚀剂图案在各击中区域52解像(图11:显影工序)。另外,击中区域52的周围形成有已述的划分击中区域52间的槽50。
之后,晶片W开始逆旋转(第一旋转方向中的旋转)(图表中时刻t1),转速以成为例如300rpm的方式上升,并且通过旋转的离心力,将形成液膜D的显影液30的一部分除去(图12:第一旋转工序)。以从时刻t1开始经过例如1秒时成为0rpm的方式使晶片W的转速降低(时刻t2)。即,晶片W的旋转停止,成为静止状态(图13)。从时刻t2经过例如1.2秒时,晶片W开始正旋转(第二旋转方向中的旋转)(时刻t3),以转速成为例如2000rpm的方式上升。通过旋转的离心力将在晶片W的表面残留的显影液30甩掉(图14:第二旋转工序)。
与该显影液30的甩掉并行地从背面清洗喷嘴18供给清洗液将背面的周缘部清洗。该背面的清洗结束,在晶片W的表面进行显影液30的除去而该表面整体干燥,从时刻t3经过例如15秒时,晶片W的转速降低(时刻t4),旋转停止。之后,晶片W由未图示的搬送机构从显影装置1搬出。
图16与图8同样地表示在如上述的时刻t1~时刻t4说明的方式进行显影液30的甩掉时的击中区域52的列54中的显影液30的样子,参照该图16更详细地说明该时刻t1~t4中的显影液30的流动。在上述的时刻t1~t2进行逆旋转,由此,覆盖列54整体的显影液30通过基于该逆旋转的离心力向旋转方向的下游侧移动(图16左)。如图8中所说明,从旋转方向上游侧的列54向旋转方向下游侧的列54流动的显影液流入到列54和列54之间的槽50,容易沿槽50流动而从晶片W的周端排出,因此,列54中的旋转方向的上游侧的分割区域容易干燥,旋转方向下游侧的分割区域难以干燥。在此,晶片W进行逆旋转,因此,在分割区域56除去显影液30并进行干燥而显影停止,在分割区域55残留显影液30,进行显影(图16中央左)。
之后,在上述的时刻t3~t4进行正旋转,由此,残留在晶片W的表面的显影液30如图8说明的方式流动。即,在各列54中的旋转方向下游侧的分割区域56通过依然没有被甩掉而残留的显影液30进行显影,另一方面,在各列54的上游侧的分割区域55中难以供给显影液30,因此,进行干燥,显影处理停止(图16中央右)。然后,继续晶片W的正旋转,逐渐地,从分割区域56也除去显影液30,显影结束(图16右)。
如上述方式,在晶片W的逆旋转中,分割区域56的显影被抑制,另一方面,在分割区域55进行显影,在晶片W的正旋转中,分割区域55的显影被抑制,另一方面,在分割区域56进行显影。所以,能够在分割区域55、56间抑制显影时间的偏差。此外,虽然省略图示和详细的说明,但是,对于十字区域53的横向的击中区域52的列,也与该图16所示的纵向的击中区域52的列54同样地除去显影液30,能够抑制显影时间的偏差。
根据该显影装置1,在晶片W的表面形成显影液30的液膜D,进行抗蚀剂图案的形成后,使晶片W逆旋转将显影液30甩掉,并且,使晶片W正旋转将显影液30甩掉。通过如上述方式进行甩掉,使击中区域52内的抗蚀剂膜的各部的显影时间变得均匀,能够抑制抗蚀剂图案的CD、即图案的尺寸的均匀性的降低。如上所述击中区域52内的CD的均匀性变高,则晶片W的面内整体的各部的CD的均匀性变高。
此外,对上述的时序图的时刻t1~t4进行补充,时刻t1是以开始逆旋转的方式输出控制信号的时刻,时刻t2是以停止逆旋转的方式输出控制信号的时刻,时刻t3是以开始正旋转的方式输出控制信号的时刻,时刻t4是以停止正旋转的方式输出控制信号的时刻。所以,有时将时刻t1~t2记为进行逆旋转的时间,将时刻t3~t4记为进行正旋转的时间。
当进行该逆旋转的时间(时刻1~t2间)过长时,在击中区域52内的更宽的范围过度地进行干燥。具体来说,例如在上述的列54中比图16中央左所示的分割区域56更宽的区域中,进一步进行干燥。其结果是,无法在处理结束时在击中区域52内的各部使显影时间变得均匀。
另外,当进行逆旋转的时间过短时,无法通过逆旋转从击中区域52内的一部分将显影液30充分除去。具体来说,例如在逆旋转中在上述的列54中从分割区域56无法充分除去显影液。其结果是,在处理结束时在击中区域52内无法使显影时间变得均匀。所以,根据上述的理由和后述的评价试验中进行逆旋转的时间是1秒时能够获得良好的结果的事实,进行逆旋转的时间优选为1秒~2秒。
另外,当逆旋转的转速过高时,与进行逆旋转的时间过长的情况相同,在击中区域52内的更宽的范围内过度地进行干燥。另外,在转速过低时,与进行逆旋转的时间过短的情况相同,无法从击中区域52内的一部分将显影液30充分排出。根据上述的理由和后述的评价试验的结果,逆旋转的转速优选为150rpm~1500rpm,更优选为200rpm~600rpm。
并且,如上所述,逆旋转以不会从击中区域52的整体除去显影液30的转速进行。但是,正旋转以能够从击中区域52的整体除去所有显影液30的方式进行。所以,如上所述,时刻t3~t4的正旋转的转速(第二转速)优选比时刻t1~t2的逆旋转的转速(第一转速)大。此外,从控制信号的输出时刻开始至晶片W的转速变化而达到该控制信号所指定的转速为止,存在时间滞后,但是,在此所谓的正旋转的转速和逆旋转的转速不是指变化中的转速,而是指由该控制信号指定的转速。另外,因同样的理由,优选进行逆旋转的时间比进行正旋转的时间短。
另外,在时刻t2~t3中使晶片W静止的时间不限于上述的例子,能够适当设定。例如可以仅在切换旋转方向的一瞬间使晶片W静止。在此,虽然说明了进行基于逆旋转的甩掉之后进行基于正旋转的甩掉的情况,但是,可以先进行基于正旋转的甩掉,再进行基于逆旋转的甩掉。并且,在将显影液甩掉时,晶片W的旋转方向的切换不限于仅进行一次,能够进行多次。例如可以使晶片W以逆旋转、正旋转、逆旋转的顺序旋转,从而将显影液甩掉。另外,在上述的显影装置1中供给对于负型抗蚀剂的显影液,但也可以配置为供给对于正型抗蚀剂的显影液的结构。
并且,液膜D不限于如已述的方式形成,例如将在水平方向上移动并且具备以与移动方向正交的方式在水平方向上开口的狭缝状的排出口的显影液喷嘴设置在显影装置1。而且,可以一边使该显影液喷嘴从晶片W的一端上向另一端上移动、一边排出显影液,形成液膜D。
另外,在供给显影液30后,为了使图案解像,在上述的处理例中使晶片W的旋转停止,但是,只要在晶片W表面保持有显影液,并且不妨碍解像,则可以使晶片W例如以数rpm程度的低转速旋转。能够进行如下处理:从如上述以低转速旋转的状态,晶片W的转速上升,如已述方式进行显影液30的甩掉。
作为能够应用本发明的半导体装置的制造用的基板,除了晶片以外包括液晶显示器制造用的基板(LCD基板)。此外,该LCD基板在制造液晶显示器的过程中形成TFT(薄膜晶体管)等的半导体装置,因此,如上所述,能够称为半导体装置的制造用的基板。而且,该LCD基板也与晶片同样,通过显影纵横地形成槽50,所以,通过应用本发明,能够抑制甩掉显影液时的基板的面内的各部中的显影时间的偏差。
已述的各实施例能够相互组合。例如在通过进行正旋转、接着进行逆旋转来进行显影液30的甩掉的情况下,在进行正旋转时,以作为时刻t1~t2的转速所说明的转速,进行作为逆旋转的进行时间所说明的时间的正旋转,由此能够进行处理。
[评价试验]
接着,对与本发明相关联地进行的评价试验进行说明。以下的各评价试验通过将表面形成有负型的抗蚀剂膜、并且以在一个击中区域52内形成有具有60nm的开口径的孔的方式对该抗蚀剂膜进行曝光后的晶片W,在已述的显影装置1中处理,从而进行。上述的曝光以在一个击中区域52内上述的孔沿晶片W的纵横形成为3×3的行列状的方式进行。
(评价试验1)
作为评价试验1,以本发明的图9~图16所述的顺序进行了显影处理。即,在将显影液甩掉时,进行逆旋转后,进行正旋转。逆旋转的转速是300rpm,进行逆旋转的时间各自设定为1秒。而且,从在该显影处理后测定各孔的直径而获得的测定值减去规定的补正值,从而修正测定值。补正值是用于补正因曝光中所使用的掩模导致的误差的值,由该补正值修正后的各测定值反应基于显影处理的CD的偏差。在此之后,将如上述方式修正后的测定值记为测定值。
对每个击中区域52计算孔的直径的测定值的平均值。并且,从击中区域52的各孔的直径的测定值减去该击中区域52的测定值的平均值。将该减算值作为补正CD。即,对一个击中区域52计算出9个补正CD。而且,对晶片W的面内的所有的击中区域52,对每个击中区域52计算补正CD的3西格玛,计算出该3西格玛的平均值(作为整体CDU)。另外,对图7中说明的十字区域53所包含的击中区域52,对每个击中区域52计算补正CD的3西格玛,计算出该3西格玛的平均值(作为十字区域CDU)。此外,整体CDU和十字区域CDU的各数值的单位是nm。
另外,作为比较试验1,不进行逆旋转而仅进行正旋转来进行显影液的甩掉,即,除了如图8中说明的方式进行处理之外,与评价试验1同样地对晶片W进行处理,计算整体CDU和十字区域CDU。
上述的整体CDU和十字区域CDU越是小的值,意味着该整体CDU或十字区域CDU的计算中所利用的孔的CD的均匀性越高。在评价试验1中,整体CDU是0.54,十字区域CDU是0.49。在比较试验1中整体CDU是0.59,十字区域CDU是0.65。所以,根据该评价试验1的结果确认,通过切换晶片W的旋转方向将显影液甩掉,在晶片W的面内整体中孔的CD的均匀性得到改善,尤其是在十字区域53中孔的CD的均匀性得到大幅度改善。即,通过该评价试验1确认到了本发明的效果。
(评价试验2)
作为评价试验2,与评价试验1大致同样地对晶片W进行处理,计算整体CDU和十字区域CDU。但是,在该评价试验2中进行逆旋转的时间比评价试验1的进行逆旋转的时间更短,为0.5秒。
作为评价试验2的结果,整体CDU是0.62,十字区域CDU是0.58。所以,整体CDU和十字区域CDU的任一者的、评价试验2的结果的数值,都比评价试验1的结果的数值更高。所以,根据评价试验1、2的结果可知,优选使进行逆旋转的时间为1秒以上。
(评价试验3)
作为评价试验3,与评价试验1大致同样地对多个晶片W进行处理,对各晶片W计算整体CDU和十字区域CDU。其中,使每个晶片W的逆旋转的转速在100rpm~1500rpm的范围内变更进行处理。各晶片W的进行逆旋转的时间都设定为1秒。
图17是表示该评价试验3的结果的图表,图表的横轴表示晶片W的转速(单位:rpm),图表的纵轴表示整体CDU和十字区域CDU的值。从各晶片W获得的整体CDU在图表中描绘三角形的标记,十字区域CDU在图表中描绘×标记。另外,取得的整体CDU、十字区域CDU在图表中表示各自进行曲线拟合获得的回归曲线。整体CDU的回归曲线用实线、十字区域CDU的回归曲线用点划线分别进行表示。
如该图表所示,在进行测定的范围中,转速为300rpm时,整体CDU和十字区域CDU最低。另外,如各回归曲线所示,整体CDU和十字区域CDU随着转速向300rpm上升而逐渐地降低,当超过300rpm时,随着转速上升而逐渐地上升。根据回归曲线,转速为150rpm~1500rpm时,整体CDU、十字区域CDU比在上述的比较试验1中获得的作为整体CDU的值的0.65、作为十字区域CDU的值的0.59更低,因此优选。另外,在转速为200rpm~600rpm时,上述整体CDU和十字区域CDU显示特别低的值,因此,更优选。
附图标记说明
W 晶片
1 显影装置
10 控制部
11 旋转卡盘
12 旋转机构
31 显影液喷嘴
30 显影液
50 槽
52 击中区域
Claims (6)
1.一种显影方法,其特征在于,包括:
对形成有抗蚀剂膜并曝光后的半导体装置的制造用的基板的表面供给显影液进行显影的显影工序;
接着,为了从所述基板将所述显影液的一部分甩掉除去,以所述基板在绕中心轴的第一旋转方向上旋转的方式,使该基板的转速上升的第一旋转工序;和
接着,为了将残留在所述基板的所述显影液从该基板甩掉除去,使所述基板在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转的第二旋转工序。
2.如权利要求1所述的显影方法,其特征在于:
所述显影工序包括使被供给了所述显影液的所述基板静止的工序。
3.如权利要求1或2所述的显影方法,其特征在于:
所述第二旋转工序中的所述基板的转速比所述第一旋转工序中的基板的转速更高。
4.如权利要求1~3中任一项所述的显影方法,其特征在于:
所述第一旋转工序中的所述基板的转速为150rpm~1500rpm。
5.如权利要求1~4中任一项所述的显影方法,其特征在于:
所述第一旋转工序使基板旋转1秒~2秒。
6.一种显影装置,其特征在于,包括:
将形成有抗蚀剂膜并曝光后的半导体装置的制造用的基板水平保持的基板保持部;
使所述基板保持部旋转,使所述基板绕中心轴旋转的旋转机构;
对所述基板的表面供给显影液的显影液供给部;和
控制部,其输出控制信号,执行:
对所述基板供给显影液进行显影的步骤;
接着,为了从所述基板将所述显影液的一部分甩掉除去,以所述基板在第一旋转方向上旋转的方式,使转速上升的步骤;和
接着,为了将残留在所述基板的所述显影液从该基板甩掉除去,使所述基板在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转的步骤。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021180037A1 (zh) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | 长鑫存储技术有限公司 | 改善光阻显影均匀性的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6182432A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-26 | Nec Kansai Ltd | 半導体装置の製造方法 |
US20010050050A1 (en) * | 2000-06-13 | 2001-12-13 | Akira Nishiya | Developing treatment method and developing treatment unit |
JP2003272988A (ja) * | 2002-03-12 | 2003-09-26 | Seiko Epson Corp | 被処理体の処理方法および被処理体処理装置 |
JP2007273567A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Hitachi High-Technologies Corp | 基板処理装置、基板処理方法、及び基板の製造方法 |
CN102043354A (zh) * | 2009-10-23 | 2011-05-04 | 东京毅力科创株式会社 | 显影装置和显影方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63132429A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-04 | Hitachi Ltd | フオトレジスト現像装置 |
JP4464763B2 (ja) * | 2004-08-20 | 2010-05-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 現像装置及び現像方法 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6182432A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-26 | Nec Kansai Ltd | 半導体装置の製造方法 |
US20010050050A1 (en) * | 2000-06-13 | 2001-12-13 | Akira Nishiya | Developing treatment method and developing treatment unit |
JP2003272988A (ja) * | 2002-03-12 | 2003-09-26 | Seiko Epson Corp | 被処理体の処理方法および被処理体処理装置 |
JP2007273567A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Hitachi High-Technologies Corp | 基板処理装置、基板処理方法、及び基板の製造方法 |
CN102043354A (zh) * | 2009-10-23 | 2011-05-04 | 东京毅力科创株式会社 | 显影装置和显影方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021180037A1 (zh) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | 长鑫存储技术有限公司 | 改善光阻显影均匀性的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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