CN109656108B - 显影处理装置、显影处理方法以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显影处理装置、显影处理方法以及存储介质。显影处理装置具备:旋转保持部,其保持晶圆并且使该晶圆旋转;显影液供给部,其具有喷嘴,所述喷嘴包括与晶圆的表面相向的液体接触面和在该液体接触面开口的喷出口;以及控制器,其中,控制器执行如下的控制:在晶圆旋转时,使喷出口喷出显影液,并且一边使液体接触面与表面的显影液接触一边使喷嘴从晶圆的外周侧向旋转中心侧移动的控制;在执行该控制后,一边使液体接触面与表面的显影液接触一边使喷嘴从晶圆的旋转中心侧向外周侧移动的控制;以及在执行该控制期间,使晶圆的转速与液体接触面的中心向外周靠近相应地逐渐下降的控制。
Description
技术领域
本公开涉及一种显影处理装置、显影处理方法以及存储介质。
背景技术
在专利文献1中公开了一种显影方法,其包括以下工序:使用包括与基板的表面相向的接触部的显影液喷嘴在基板的表面的一部分形成液积存部;以及一边在接触部与液积存部接触的状态下向液积存部供给显影液,一边使显影液喷嘴从旋转的基板的中央部和周缘部的一侧向另一侧移动。
专利文献1:日本特开2016-58712号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开的目的在于提供一种在抑制显影处理的进展程度根据基板上的位置而产生偏差方面有效的显影处理装置和显影处理方法。
用于解决问题的方案
本公开的一个侧面所涉及的显影处理装置具备:旋转保持部,其保持基板并且使所述基板旋转;第一供给部,其具有喷嘴,所述喷嘴包括与被旋转保持部保持的基板的表面相向的液体接触面和在液体接触面开口的喷出口;以及控制部,其中,控制部构成为执行扫入控制、在执行扫入控制后执行扫出控制以及在执行扫出控制期间执行减速控制,在扫入控制中,控制部控制第一供给部,以使在旋转保持部使基板旋转时,从喷出口喷出显影液,并且一边使液体接触面与基板的表面的显影液接触一边使喷嘴从基板的外周侧向旋转中心侧移动,在扫出控制中,控制部控制第一供给部,以使在旋转保持部使基板旋转时,从喷出口喷出显影液,并且一边使液体接触面与基板的表面的显影液接触一边使喷嘴从基板的旋转中心侧向外周侧移动,在减速控制中,控制部控制旋转保持部,以使基板的转速与液体接触面的中心向基板的外周靠近相应地逐渐下降。
根据该显影处理装置,通过执行扫入控制和扫出控制,来向基板的表面进行两次显影液的涂布。通过第一次涂布,显影液相对于基板的表面的接触角下降,因此在第二次涂布中能顺畅地涂抹显影液。
在第一次涂布中,喷嘴从基板的外周侧向旋转中心侧移动,因此先从基板的外周侧涂布显影液。另一方面,在第二次涂布中,喷嘴从基板的旋转中心侧向外周侧移动,因此先从基板的旋转中心侧涂布显影液。因此,通过第一次涂布和第二次涂布的组合,不易产生由于显影液的涂布定时的不同引起的显影处理的进展度(进展的程度)的差异。并且,在第二次涂布中,喷嘴从基板的旋转中心侧向外周侧移动,由此一边将旧的显影液向外侧推出一边涂抹新的显影液。
在执行扫出控制期间,执行使基板的转速与液体接触面的中心向基板的外周靠近相应地逐渐下降的减速控制。通过使转速下降,来防止显影液的过度甩动,从而在基板的表面形成适当的液膜。并且,由于使基板的转速逐渐下降,因此能够抑制由于急减速引起的回流(扩散到外周侧的显影液向旋转中心侧返回的现象),从而能够更顺畅地涂抹显影液。
通过以上过程,能够形成均匀性高的显影液的液膜。因而,该显影处理装置在抑制显影处理的进展程度根据基板上的位置而产生偏差方面是有效的。
也可以是,在减速控制中,控制部控制旋转保持部,以使基板的旋转的减速度与液体接触面的中心向基板的外周靠近相应地逐渐下降。在该情况下,能够恰当地调节作用于从喷嘴喷出的处理液的离心力,从而更顺畅地涂抹处理液。
也可以是,在减速控制中,控制部控制旋转保持部,以使液体接触面内的某一点相对于基板的表面以固定的速度移动。在该情况下,能够更恰当地调节作用于从喷嘴喷出的处理液的离心力,从而更顺畅地涂抹显影液。
也可以是,在扫出控制中,控制部控制旋转保持部,以使从扫入控制的结束时起直至减速控制开始时为止的期间中的基板的转速的变化相比于减速控制中的基板的转速的变化量减小。在该情况下,通过将减速控制开始时的基板的转速设为接近扫入控制结束时的基板的转速的大小,能够更顺畅地涂抹显影液。
也可以是,在减速控制中,控制部控制旋转保持部,以使基板的转速的减速所持续的时间比扫入控制的执行时间长。在该情况下,通过使基板的转速更平缓地减速,能够更顺畅地涂抹显影液。
也可以是,在扫出控制中,控制部控制第一供给部,以使在液体接触面的中心从基板的旋转中心离开而去向外周侧的中途开始从喷出口喷出显影液。在该情况下,能够抑制基板的旋转中心处的显影处理的进展。
也可以是,在扫入控制中,控制部控制第一供给部,以使在液体接触面的中心到达基板的旋转中心之前停止从喷出口喷出显影液。在该情况下,能够更可靠地抑制基板的旋转中心处的显影处理的进展。
也可以是,显影处理装置还具备第二供给部,所述第二供给部向被旋转保持部保持的基板的表面供给与显影液不同的预湿液,控制部构成为在执行扫入控制前还执行预湿控制,在所述预湿控制中,控制部控制第二供给部,以使在旋转保持部使基板旋转时,向基板的表面供给预湿液。在该情况下,在扫入控制中,能够更顺畅地涂抹显影液。
本公开的另一个侧面所涉及的显影处理方法包括以下步骤:保持基板并使该基板旋转;从包括液体接触面和在液体接触面开口的喷出口的喷嘴的喷出口喷出显影液,并且一边使液体接触面与旋转的基板的表面的显影液接触一边使喷嘴从基板的外周侧向旋转中心侧移动;在使喷嘴从基板的外周侧移动到旋转中心侧之后,从喷出口喷出显影液,并且一边使液体接触面与旋转的基板的表面的显影液接触一边使喷嘴从基板的旋转中心侧向外周侧移动;在喷嘴一边从喷出口喷出显影液一边从基板的旋转中心侧向外周侧移动时,使基板的转速与液体接触面的中心向基板的外周靠近相应地下降。
本公开的另一其它侧面所涉及的存储介质可由计算机读取,并且存储有用于使装置执行上述显影处理方法的程序。
发明的效果
根据本公开,能够提供一种在抑制显影处理的进展程度根据基板上的位置而产生偏差方面有效的显影处理装置和显影处理方法。
附图说明
图1是表示基板处理系统的概要结构的立体图。
图2是沿图1中的II-II线剖切得到的截面图。
图3是沿图2中的III-III线剖切得到的截面图。
图4是表示显影处理装置的概要结构的示意图。
图5是表示喷嘴的一例的立体图。
图6是例示控制部的硬件结构的示意图。
图7是显影处理过程的流程图。
图8是预湿控制过程的流程图。
图9是表示执行预湿控制期间的晶圆的状态的示意图。
图10是扫入控制过程的流程图。
图11是表示执行扫入控制期间的晶圆状态的示意图。
图12是扫出控制和减速控制过程的流程图。
图13是表示执行扫出控制期间的晶圆的状态的示意图。
图14是清洗/干燥控制过程的流程图。
图15是表示执行清洗/干燥控制期间的晶圆的状态的示意图。
附图标记说明
20:显影处理装置;30:旋转保持部;40:显影液供给部(第一供给部);41:喷嘴;42:喷出口;43:液体接触面;50:冲洗液供给部(第二供给部);100:控制器(控制部);DF、DF1、DF2:显影液;RC:旋转中心;RF:冲洗液(预湿液);W:晶圆(基板);Wa:表面;Wb:外周;ω1、ω2、ω3、ω4、ω5:转速。
具体实施方式
下面,参照附图来详细地说明实施方式。在说明中,对相同要素或具有相同功能的要素标注相同的标记,省略重复的说明。
〔基板处理系统〕
基板处理系统1为对基板实施感光性覆膜的形成、该感光性覆膜的曝光以及该感光性覆膜的显影的系统。作为处理对象的基板例如为半导体的晶圆W。感光性覆膜例如为抗蚀膜。基板处理系统1具备涂布/显影装置2和曝光装置3。曝光装置3进行形成在晶圆W(基板)上的抗蚀膜(感光性覆膜)的曝光处理。具体地说,通过液浸曝光等方法对抗蚀膜的曝光对象部分照射能量射线。涂布/显影装置2在利用曝光装置3进行曝光处理前进行在晶圆W(基板)的表面形成抗蚀膜的处理,在曝光处理后进行抗蚀膜的显影处理。
〔基板处理装置〕
下面,作为基板处理装置的一例,说明涂布/显影装置2的结构。如图1~图3所示,涂布/显影装置2具备承载件块4、处理块5、接口块6以及控制器100(控制部)。
承载件块4用于进行晶圆W的向涂布/显影装置2内的导入以及晶圆W的从涂布/显影装置2内的导出。例如,承载件块4能够支承晶圆W用的多个承载件11,并且内置有交接臂A1。承载件11例如收容多张圆形的晶圆W。交接臂A1将晶圆W从承载件11取出并且交付到处理块5,从处理块5接收晶圆W并送回到承载件11内。
处理块5具有多个处理模块14、15、16、17。如图2和图3所示,处理模块14、15、16、17内置有多个液处理单元U1、多个热处理单元U2以及向这些单元搬送晶圆W的搬送臂A3。处理模块17还内置有以不经由液处理单元U1和热处理单元U2的方式搬送晶圆W的直接搬送臂A6。液处理单元U1向晶圆W的表面供给处理液。热处理单元U2例如内置有热板和冷却板,利用热板将晶圆W加热且利用冷却板将加热后的晶圆W冷却来进行热处理。
处理模块14利用液处理单元U1和热处理单元U2在晶圆W的表面上形成下层膜。处理模块14的液处理单元U1将用于形成下层膜的处理液涂布在晶圆W上。处理模块14的热处理单元U2进行伴随下层膜的形成的各种热处理。
处理模块15利用液处理单元U1和热处理单元U2在下层膜上形成抗蚀膜。处理模块15的液处理单元U1将用于形成抗蚀膜的处理液涂布在下层膜上。处理模块15的热处理单元U2进行伴随抗蚀膜的形成的各种热处理。
处理模块16利用液处理单元U1和热处理单元U2在抗蚀膜上形成上层膜。处理模块16的液处理单元U1将用于形成上层膜的液体涂布在抗蚀膜上。处理模块16的热处理单元U2进行伴随上层膜的形成的各种热处理。
处理模块17利用液处理单元U1和热处理单元U2进行曝光后的抗蚀膜的显影处理。处理模块17的液处理单元U1在曝光完毕的晶圆W的表面上涂布显影液,之后利用冲洗液冲掉该显影液,由此进行抗蚀膜的显影处理。处理模块17的热处理单元U2进行伴随显影处理的各种热处理。作为热处理的具体例,列举显影处理前的加热处理(PEB:Post ExposureBake)、显影处理后的加热处理(PB:Post Bake)等。
在处理块5内的承载件块4侧设置有架单元U10。架单元U10被划分为沿上下方向排列的多个层格。在架单元U10的附近设置有升降臂A7。升降臂A7使晶圆W在架单元U10的层格之间升降。
在处理块5内的接口块6侧设置有架单元U11。架单元U11被划分为沿上下方向排列的多个层格。
接口块6与曝光装置3之间进行晶圆W的交接。例如,接口块6内置有交接臂A8,并且与曝光装置3连接。交接臂A8将配置于架单元U11的晶圆W交付到曝光装置3,从曝光装置3接收晶圆W并且送回到架单元U11。
控制器100控制涂布/显影装置2,以使按照例如以下的过程执行涂布/显影处理。首先,控制器100控制交接臂A1,以使将承载件11内的晶圆W搬送到架单元U10,控制升降臂A7,以使将该晶圆W配置于处理模块14用的层格。
接着,控制器100控制搬送臂A3,以使将架单元U10的晶圆W搬送到处理模块14内的液处理单元U1和热处理单元U2,控制液处理单元U1和热处理单元U2,以使在该晶圆W的表面上形成下层膜。之后,控制器100控制搬送臂A3,以使将形成有下层膜的晶圆W送回到架单元U10,控制升降臂A7,以使将该晶圆W配置于处理模块15用的层格。
接着,控制器100控制搬送臂A3,以使将架单元U10的晶圆W搬送到处理模块15内的液处理单元U1和热处理单元U2,控制液处理单元U1和热处理单元U2,以使在该晶圆W的下层膜上形成抗蚀膜。之后,控制器100控制搬送臂A3,以使将晶圆W送回到架单元U10,控制升降臂A7,以使将该晶圆W配置于处理模块16用的层格。
接着,控制器100控制搬送臂A3,以使将该架单元U10的晶圆W搬送到处理模块16内的各单元,控制液处理单元U1和热处理单元U2,以使在该晶圆W的抗蚀膜上形成上层膜。之后,控制器100控制搬送臂A3,以使将晶圆W送回到架单元U10,控制升降臂A7,以使将该晶圆W配置于处理模块17用的层格。
接着,控制器100控制直接搬送臂A6,以使将架单元U10的晶圆W搬送到架单元U11,控制交接臂A8,以使将该晶圆W送出到曝光装置3。之后,控制器100控制交接臂A8,以使从曝光装置3接收被实施了曝光处理的晶圆W并且送回到架单元U11。
接着,控制器100控制搬送臂A3,以使将架单元U11的晶圆W搬送到处理模块17内的各单元,控制液处理单元U1和热处理单元U2,以使对该晶圆W的抗蚀膜实施显影处理。之后,控制器100控制搬送臂A3,以使将晶圆W送回到架单元U10,控制升降臂A7和交接臂A1,以使将该晶圆W送回到承载件11内。通过以上过程,涂布/显影处理完成。
此外,基板处理装置的具体结构并不限于以上例示的涂布/显影装置2的结构。基板处理装置只要具备显影处理用的液处理单元U1(处理模块17的液处理单元U1)和能够控制该液处理单元U1的控制器100即可,可以为任意的基板处理装置。
〔显影处理装置〕
接下来,对涂布/显影装置2所包括的显影处理装置20进行说明。如图4所示,显影处理装置20具备上述的处理模块17的液处理单元U1和控制器100。液处理单元U1具有旋转保持部30、显影液供给部40(第一供给部)以及冲洗液供给部50(第二供给部)。
旋转保持部30保持晶圆W并使其旋转。例如,旋转保持部30具有保持机构31和旋转机构32。保持机构31支承被水平地配置的晶圆W的中心部,例如通过真空吸附等来保持该晶圆W。旋转机构32例如内置电动马达来作为动力源,使保持机构31绕铅垂的旋转中心RC旋转。由此,晶圆W绕旋转中心RC旋转。
显影液供给部40向被保持机构31保持的晶圆W的表面Wa供给显影液。显影液为用于去除曝光后的抗蚀膜的去除对象部分的处理液。抗蚀膜的去除对象部分为在曝光处理后相对于显影液可溶的部分。在显影液为正型的情况下,在曝光处理中被曝光的部分相对于显影液可溶。在显影液为负型的情况下,在曝光处理中没有被曝光的部分相对于显影液可溶。作为正型的显影液的具体例,列举碱溶液。作为负型的显影液的具体例,列举有机溶剂。显影液供给部40例如具有喷嘴41、罐44、泵46、阀47以及喷嘴搬送机构48。
喷嘴41朝向晶圆W的表面Wa喷出显影液。如图5所示,喷嘴41包括与被保持机构31保持的晶圆W的表面Wa相向的液体接触面43和在液体接触面43开口的喷出口42。例如,喷嘴41具有圆形的液体接触面43,喷出口42在液体接触面43的中央部开口。液体接触面43的面积比晶圆W的表面Wa的面积小。液体接触面43的面积例如为晶圆W的表面Wa的面积的1~11%,可以为1~3%。喷嘴41例如能够由PTFE等树脂材料构成。此外,喷嘴41也可以包括散布在液体接触面43的多个喷出口42。
返回图4,喷嘴41经由管路45而与罐44连接。罐44收容显影液。泵46和阀47设置于管路45。泵46例如为波纹管泵,从罐44向喷嘴41加压输送显影液。阀47例如为空气操作阀,用于调节管路45内的开度。通过控制阀47,能够在从喷嘴41喷出显影液的状态和不从喷嘴41喷出显影液的状态之间切换。另外,通过控制泵46和阀47中的至少一方,能够调节从喷嘴41喷出的显影液的喷出量(每单位时间的喷出量)。
喷嘴搬送机构48调节喷嘴41的位置。更具体地说,喷嘴搬送机构48将喷嘴41以液体接触面43朝向下方的状态且以横穿晶圆W的上方的方式进行搬送,并且使喷嘴41升降。例如,喷嘴搬送机构48具有将电动马达等作为动力源对喷嘴41以横穿晶圆W的上方的方式进行搬送的机构和用于将电动马达等作为动力源使喷嘴41升降的机构。
喷嘴搬送机构48可以沿着通过晶圆W的旋转中心RC的路径搬送喷嘴41,也可以沿着相对于旋转中心RC偏离的路径搬送喷嘴41。喷嘴搬送机构48可以沿着直线状的路径搬送喷嘴41,也可以沿着弯曲的路径搬送喷嘴41。
冲洗液供给部50向被保持机构31保持的晶圆W的表面Wa供给与显影液不同的冲洗液。冲洗液用于冲掉显影液。另外,冲洗液也能够用作在供给显影液的前向表面Wa涂布的预湿液。冲洗液例如为纯水。冲洗液供给部50例如具有喷嘴51、罐52、泵54、阀55以及喷嘴搬送机构56(位置调节部)。
喷嘴51朝向晶圆W的表面Wa喷出冲洗液。喷嘴51经由管路53而与罐52连接。罐52收容冲洗液。泵54和阀55设置于管路53。泵54例如为波纹管泵,从罐52向喷嘴51加压输送冲洗液。阀55例如为空气操作阀,用于调节管路53内的开度。通过控制阀55,能够在从喷嘴51喷出冲洗液的状态和不从喷嘴51喷出冲洗液的状态之间切换。另外,通过控制泵54和阀55中的至少一方,也能够调节从喷嘴51喷出的冲洗液的喷出量。
喷嘴搬送机构56例如将电动马达等作为动力源来搬送喷嘴51。具体地说,喷嘴搬送机构56将喷嘴51以喷嘴51的喷出口朝向下方的状态且以横穿晶圆W的上方的方式进行搬送。
控制器100构成为执行扫入控制、在执行扫入控制后执行扫出控制以及在执行扫出控制期间执如减速控制,在扫入控制中,控制器100控制显影液供给部40,以使在旋转保持部30使晶圆W旋转时,从喷出口42喷出显影液,并且一边使液体接触面43与晶圆W的表面Wa的显影液接触一边使喷嘴41从晶圆W的外周Wb侧向旋转中心RC侧移动,在扫出控制中,控制器100控制显影液供给部40,以使在旋转保持部30使晶圆W旋转时,从喷出口42喷出显影液,并且一边使液体接触面43与表面Wa的显影液接触一边使喷嘴41从旋转中心RC侧向外周Wb侧移动,在减速控制中,控制器100控制旋转保持部30,以使晶圆W的转速与液体接触面43的中心向外周Wb靠近相应地逐渐下降。
例如,控制器100具有预湿控制部111、扫入控制部112、扫出控制部113、减速控制部114以及清洗/干燥控制部115来作为功能上的结构(以下称作“功能模块”。)。
预湿控制部111执行预湿控制。预湿控制包括:控制旋转保持部30,以使利用旋转机构32使保持着晶圆W的保持机构31旋转;以及控制冲洗液供给部50,以使在旋转保持部30使晶圆W旋转时,向晶圆W的表面Wa供给冲洗液。
扫入控制部112执行上述的扫入控制。扫入控制包括:控制旋转保持部30,以使利用旋转机构32使保持着晶圆W的保持机构31旋转;以及控制显影液供给部40,以使在旋转保持部30使晶圆W旋转时,从喷出口42喷出显影液,并且一边使液体接触面43与晶圆W的表面Wa的显影液接触一边使喷嘴41从晶圆W的外周Wb侧向旋转中心RC侧移动。扫入控制部112也可以控制显影液供给部40,以使在液体接触面43的中心到达晶圆W的旋转中心RC之前停止从喷出口42喷出显影液。
扫出控制部113执行上述的扫出控制。扫出控制包括:控制旋转保持部30,以使利用旋转机构32使保持着晶圆W的保持机构31旋转;以及控制显影液供给部40,以使在旋转保持部30使晶圆W旋转时,从喷出口42喷出显影液,并且一边使液体接触面43与晶圆W的表面Wa的显影液接触一边使喷嘴41从晶圆W的旋转中心RC侧向外周Wb侧移动。扫出控制部113也可以控制旋转保持部30,以使从扫入控制的结束时起至减速控制开始时为止的期间中的晶圆W的转速的变化相比于上述的减速控制中的晶圆W的转速的变化量减小。例如,扫出控制部113控制旋转保持部30,以使减速控制开始时之前的晶圆W的转速保持为与扫入控制结束时的晶圆W的转速相等。扫出控制部113也可以控制显影液供给部40,以使在液体接触面43的中心从晶圆W的旋转中心RC离开而去向外周Wb侧的中途开始从喷出口42喷出显影液。
在执行扫出控制期间,减速控制部114执行上述的减速控制。减速控制包括:控制旋转保持部30,以使晶圆W的转速与液体接触面43的中心向晶圆W的外周Wb靠近相应地逐渐下降。此外,逐渐下降包括以多个阶段逐步地下降。减速控制部114也可以控制旋转保持部30,以使晶圆W的旋转的减速度与液体接触面43的中心向晶圆W的外周Wb靠近相应地逐渐下降。例如,减速控制部114也可以控制旋转保持部30,以使液面43内的某一点(例如液体接触面43的中心点)相对于晶圆W的表面Wa以固定的速度移动(即该点相对于表面Wa的线速度固定)。减速控制部114也可以控制旋转保持部30,以使晶圆W的转速的减速所持续的时间比扫入控制的执行时间长。
在显影处理后,清洗/干燥控制部115执行清洗晶圆W的表面Wa且使该表面Wa干燥的清洗/干燥控制。清洗/干燥控制包括:控制旋转保持部30,以使晶圆W旋转;控制冲洗液供给部50,以使在旋转保持部30使晶圆W旋转时,向晶圆W的表面Wa供给冲洗液;以及在冲洗液的供给完成之后,控制旋转保持部30,以使晶圆W继续旋转。
控制器100由一个或多个控制用计算机构成。例如,控制器100具有图6所示的电路120。电路120具有一个或多个处理器121、存储器122、存储装置123、输入输出端口124以及计时器125。输入输出端口124与旋转保持部30、显影液供给部40、冲洗液供给部50等之间进行电信号的输入输出。计时器125例如通过对固定周期的基准脉冲进行计数来测量经过时间。
存储装置123例如具有硬盘等可由计算机读取的存储介质。存储介质记录有用于使显影处理装置20执行后述的显影处理过程的程序。存储介质可以为非易失性的半导体存储器、磁盘以及光盘等可移动介质。存储器122暂时记录从存储装置123的存储介质载入的程序和处理器121的运算结果。处理器121与存储器122协作地执行上述程序,由此构成上述的各功能模块。
此外,控制器100的硬件结构不一定限于由程序构成各功能模块。例如,控制器100的各功能模块也可以由专用的逻辑电路或集成该逻辑电路所得的ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit:专用集成电路)构成。
〔显影处理过程〕
接下来,作为显影处理方法的一例,说明显影处理装置20执行的显影处理过程。该显影处理过程包括:保持晶圆W并使该晶圆W旋转;从喷出口42喷出显影液,并且一边使液体接触面43与旋转的晶圆W的表面Wa的显影液接触一边使喷嘴41从晶圆W的外周Wb侧向旋转中心RC侧移动;在使喷嘴41从外周Wb侧移动到旋转中心RC侧之后,从喷出口42喷出显影液,并且一边使液体接触面43与旋转的晶圆W的表面Wa的显影液接触一边使喷嘴41从旋转中心RC侧向外周Wb侧移动;以及在喷嘴41一边从喷出口42喷出显影液一边从旋转中心RC侧向外周Wb侧移动时,使晶圆W的转速与液体接触面43的中心向外周Wb靠近相应地下降。
例如,该显影处理过程包括图7所示的步骤S01、S02、S03、S04。在步骤S01中,控制器100执行上述的预湿控制。在步骤S02中,控制器100执行上述的扫入控制。在步骤S03中,控制器100执行上述的扫出控制和减速控制。在步骤S04中,控制器100执行上述的清洗/干燥控制。下面,详细地例示各步骤的内容。
(预湿控制)
图8是例示步骤S01的内容的流程图。如图8所示,控制器100首先执行步骤S11。在步骤S11中,预湿控制部111控制旋转保持部30,以使晶圆W开始旋转。例如,预湿控制部111控制旋转保持部30,以使在保持机构31保持着晶圆W的状态下利用旋转机构32使保持机构31开始旋转。之后,预湿控制部111控制旋转保持部30,以使晶圆W以预先设定的转速ω1继续旋转。转速ω1例如为1000~2000rpm,可以为1200~1800rpm,也可以为1400~1600rpm。
接着,控制器100依序执行步骤S12、S13、S14。在步骤S12中,预湿控制部111控制冲洗液供给部50,以使利用喷嘴搬送机构56使喷嘴51移动来将该喷嘴51配置在用于供给冲洗液的第一位置。第一位置例如被设定为喷嘴51的中心位于晶圆W的旋转中心RC的位置。在步骤S13中,预湿控制部111控制冲洗液供给部50,以使开始供给冲洗液RF(参照图9)。例如,预湿控制部111控制冲洗液供给部50,以使阀55打开来开始从罐52向喷嘴51供给冲洗液RF,并且开始从喷嘴51向表面Wa喷出冲洗液RF。在步骤S14中,预湿控制部111等待经过预先设定的预湿时间。预湿时间被设定为冲洗液遍及晶圆W的表面Wa的整个区域的时间。
接着,控制器100依序执行步骤S15、S16。在步骤S15中,预湿控制部111控制冲洗液供给部50,以使停止供给冲洗液。例如,预湿控制部111控制冲洗液供给部50,以使阀55关闭来停止从罐52向喷嘴51供给冲洗液。在步骤S16中,预湿控制部111控制冲洗液供给部50,以使利用喷嘴搬送机构56使喷嘴51移动来使该喷嘴51从晶圆W的上方退避。通过以上步骤,预湿控制完成,在晶圆W的表面Wa上形成冲洗液RF的液膜。
(扫入控制)
图10是例示上述步骤S02的内容的流程图。如图10所示,控制器100首先执行步骤S21。在步骤S21中,扫入控制部112控制旋转保持部30,以使将晶圆W的转速调整到预先设定的转速ω2。转速ω2被设定为比转速ω1低的值。转速ω2例如为400~1200rpm,可以为600~1000rpm,也可以为700~900rpm。
接着,控制器100依序执行步骤S22、S23。在步骤S22中,扫入控制部112控制显影液供给部40,以使利用喷嘴搬送机构48使喷嘴41移动来将该喷嘴41配置在扫入开始用的第二位置。第二位置被设定为液体接触面43的中心位于表面Wa的外周部(外周Wb的附近部分)上的位置。在步骤S23中,扫入控制部112控制显影液供给部40,以使开始供给显影液DF(参照图11的(a))。例如,扫入控制部112控制显影液供给部40,以使阀47打开来开始从罐44向喷嘴41供给显影液DF,并且开始从喷出口42喷出显影液DF。
接着,控制器100依序执行步骤S24、S25、S26。在步骤S24中,扫入控制部112控制显影液供给部40,以使利用喷嘴搬送机构48使喷嘴41开始向旋转中心RC侧移动。之后,扫入控制部112控制显影液供给部40,以使喷嘴41以预先设定的移动速度v1继续移动(参照图11的(b))。移动速度v1例如为15~100mm/s,可以为20~70mm/s。在步骤S25中,扫入控制部112等待喷嘴41到达扫入完成用的第三位置。第三位置被设定为液体接触面43内的某一点(例如液体接触面43的中心点)位于旋转中心RC上的位置。在步骤S26中,扫入控制部112控制显影液供给部40,以使利用喷嘴搬送机构48进行的喷嘴41的移动停止。通过以上步骤,扫入控制完成,显影液DF被涂布于表面Wa(参照图11的(c))。此外,扫入控制部112也可以控制显影液供给部40,以使在喷嘴41到达第三位置之前停止从喷出口42喷出显影液。
(扫出控制和减速控制)
图12是例示上述步骤S03的内容的流程图。如图12所示,控制器100首先执行步骤S31。在步骤S31中,扫出控制部113控制旋转保持部30,以使将晶圆W的转速调整为预先设定的转速ω3(参照图13的(a))。转速ω3被设定为与上述转速ω2的差比之后的减速控制中的晶圆W的转速的变化量小的转速。例如,转速ω3可以与转速ω2相同。
接着,控制器100依序执行步骤S32、S33。在步骤S32中,扫出控制部113控制显影液供给部40,以使利用喷嘴搬送机构48使喷嘴41开始向外周Wb侧移动。之后,扫出控制部113控制显影液供给部40,以使喷嘴41以预先设定的移动速度v2继续移动(参照图13的(b))。由此,一边将在扫入控制中涂布的显影液DF1向外周侧推出一边涂抹新的显影液DF2(参照图13的(b)和(c))。移动速度v2被设定为比上述移动速度v1低的值。由此,扫出控制和减速控制的执行时间比扫入控制的执行时间长。移动速度v2也可以被设定为使扫出控制和减速控制的执行时间为扫入控制的执行时间的2~10倍的速度。移动速度v2例如为5~15mm/s。在步骤S33中,减速控制部114控制旋转保持部30,以使晶圆W的转速开始减速。
接着,控制器100执行步骤S34。在步骤S34中,扫出控制部113确认喷嘴41是否到达扫出完成用的第四位置。第四位置例如与上述第二位置同样地被设定为液体接触面43的中心位于表面Wa的外周部上的位置。在步骤S34中判定为喷嘴41尚未到达第四位置的情况下,控制器100执行步骤S35。在步骤S35中,减速控制部114控制旋转保持部30,以使晶圆W的旋转的减速度以规定的幅度下降。之后,控制器100使处理返回到步骤S34。之后,重复进行一边使减速度逐渐下降一边使晶圆W的转速逐渐下降的操作,直到喷嘴41到达第四位置为止。步骤S35中的减速度的下降幅度例如被设定为使液体接触面43内的某一点(例如液体接触面43的中心点)相对于表面Wa的线速度实质上固定的下降幅度。
在步骤S34中判定为喷嘴41到达第四位置的情况下,控制器100依序执行步骤S36、S37、S38、S39。在步骤S36中,扫出控制部113控制显影液供给部40,以使利用喷嘴搬送机构48进行的喷嘴41的移动停止(参照图13的(c))。在步骤S37中,扫出控制部113控制显影液供给部40,以使停止供给显影液。例如,扫出控制部113控制显影液供给部40,以使阀47关闭来停止从罐44向喷嘴41供给显影液。在步骤S38中,扫出控制部113控制显影液供给部40,以使利用喷嘴搬送机构48使喷嘴41移动来将该喷嘴41从晶圆W的上方退避。在步骤S39中,扫出控制部113控制旋转保持部30,以使晶圆W停止旋转。通过以上步骤,扫出控制完成,在表面Wa形成显影液DF2的桨叶(参照图13的(d))。此外,也可以是,在当在扫入控制的完成时间点停止了从喷出口42喷出显影液的情况下,扫出控制部113控制显影液供给部40,以使在喷嘴41从第三位置离开而去向第四位置的中途开始从喷出口42喷出显影液。
(清洗/干燥控制)
图14是例示上述步骤S04的内容的流程图。如图14所示,控制器100首先执行步骤S51。在步骤S51中,清洗/干燥控制部115等待经过显影时间。显影时间被预先设定为使显影处理的进展程度最佳化的时间。
接着,控制器100依序执行步骤S52、S53、S54、S55、S56、S57。在步骤S52中,清洗/干燥控制部115控制冲洗液供给部50,以使利用喷嘴搬送机构56使喷嘴51移动来将该喷嘴51配置在清洗用的第五位置。第五位置例如与上述第一位置同样地被设定为喷嘴51的中心位于晶圆W的旋转中心RC的位置。在步骤S53中,清洗/干燥控制部115控制旋转保持部30,以使晶圆W开始旋转。之后,清洗/干燥控制部115控制旋转保持部30,以使晶圆W以预先设定的转速ω4继续旋转。转速ω4例如为500~2000rpm,可以为1000~1500rpm。在步骤S54中,清洗/干燥控制部115控制冲洗液供给部50,以使开始供给冲洗液RF(参照图15的(a))。在步骤S55中,清洗/干燥控制部115等待经过冲洗时间。冲洗时间被设定为充分地冲掉显影液DF2和由于显影处理产生的溶解物的时间(参照图15的(b))。在步骤S56中,清洗/干燥控制部115控制冲洗液供给部50,以使停止供给冲洗液RF。在步骤S57中,清洗/干燥控制部115控制冲洗液供给部50,以使喷嘴51从晶圆W的上方退避。
接着,控制器100依序执行步骤S58、S59、S61。在步骤S58中,清洗/干燥控制部115控制旋转保持部30,以使晶圆W的转速从转速ω4变化为转速ω5。转速ω5被设定为比转速ω4大的值。转速ω5例如为1500~4500rpm,可以为2000~4000rpm。在步骤S59中,清洗/干燥控制部115等待经过干燥时间。干燥时间被设定为能够充分地去除表面Wa上的残液的时间(参照图15的(c))。在步骤S61中,清洗/干燥控制部115控制旋转保持部30,以使晶圆W停止旋转。通过以上步骤,清洗/干燥控制完成。
〔本实施方式的效果〕
如以上所说明的那样,显影处理装置20具备:旋转保持部30,其保持晶圆W并且使该晶圆W旋转;显影液供给部40,其具有喷嘴41,所述喷嘴41包括与被旋转保持部30保持的晶圆W的表面Wa相向的液体接触面43和在液体接触面43开口的喷出口42;以及控制器100,其中,控制器100构成为执行扫入控制、在执行扫入控制后执行扫出控制以及在执行扫出控制期间执行减速控制,在扫入控制中,控制器100控制显影液供给部40,以使在旋转保持部30使晶圆W旋转时,从喷出口42喷出显影液,并且一边使液体接触面43与晶圆W的表面Wa的显影液接触一边使喷嘴41从晶圆W的外周Wb侧向旋转中心RC侧移动;在扫出控制中,控制器100控制显影液供给部40,以使在旋转保持部30使晶圆W旋转时,从喷出口42喷出显影液,并且一边使液体接触面43与晶圆W的表面Wa的显影液接触一边使喷嘴41从晶圆W的旋转中心RC侧向外周Wb侧移动,在减速控制中,控制器100控制旋转保持部30,以使晶圆W的转速与液体接触面43的中心向晶圆W的外周Wb靠近相应地逐渐下降。
根据该显影处理装置20,通过执行扫入控制和扫出控制,来向晶圆W的表面Wa进行两次显影液的涂布。通过第一次涂布,显影液相对于晶圆W的表面Wa的接触角下降,因此在第二次涂布中能顺畅地涂抹显影液。
在第一次涂布中,喷嘴41从晶圆W的外周Wb侧向旋转中心RC侧移动,因此先从晶圆W的外周Wb侧涂布显影液。另一方面,在第二次涂布中,喷嘴41从晶圆W的旋转中心RC侧向外周Wb侧移动,因此先从晶圆W的旋转中心RC侧涂布显影液。因此,通过第一次涂布和第二次涂布的组合,不易产生由于显影液的涂布定时的不同引起的显影处理的进展度(进展的程度)的差异。并且,在第二次涂布中,喷嘴41从晶圆W的旋转中心RC侧向外周Wb侧移动,由此一边将旧的显影液向外侧推出一边涂抹新的显影液。
在执行扫出控制期间,执行使晶圆W的转速与液体接触面43的中心向晶圆W的外周Wb靠近相应地逐渐下降的减速控制。通过使转速下降,来防止显影液的过度甩动,从而在晶圆W的表面Wa形成适当的液膜。并且,由于使晶圆W的转速逐渐下降,因此能够抑制由于急减速引起的回流(扩散到外周Wb侧的显影液向旋转中心RC侧返回的现象),从而能够更顺畅地涂抹显影液。
通过以上过程,能够形成均匀性高的显影液的液膜。因而,该显影处理装置20在抑制显影处理的进展程度根据晶圆W上的位置而产生偏差方面是有效的。
也可以是,在减速控制中,控制器100控制旋转保持部30,以使晶圆W的旋转的减速度与液体接触面43的中心向晶圆W的外周Wb靠近相应地逐渐下降。在该情况下,能够恰当地调节作用于从喷嘴41喷出的处理液的离心力,从而更顺畅地涂抹处理液。
也可以是,在减速控制中,控制器100控制旋转保持部30,以使液体接触面43内的某一点相对于晶圆W的表面Wa以固定的速度移动。在该情况下,能够更恰当地调节作用于从喷嘴41喷出的处理液的离心力,从而更顺畅地涂抹显影液。
也可以是,在扫出控制中,控制器100控制旋转保持部30,以使从扫入控制的结束时起直至减速控制开始时为止的期间中的晶圆W的转速的变化相比于减速控制中的晶圆W的转速的变化量减小。在该情况下,通过将减速控制开始时的晶圆W的转速设为接近扫入控制结束时的晶圆W的转速的大小,能够更顺畅地涂抹显影液。
也可以是,在减速控制中,控制器100控制旋转保持部30,以使晶圆W的转速的减速所持续的时间比扫入控制的执行时间长。在该情况下,通过使晶圆W的转速更平缓地减速,能够更顺畅地涂抹显影液。
也可以是,在扫出控制中,控制器100控制显影液供给部40,以使在液体接触面43的中心从晶圆W的旋转中心RC离开而去向外周Wb侧的中途开始从喷出口42喷出显影液。在该情况下,能够抑制晶圆W的旋转中心RC处的显影处理的进展。
也可以是,在扫入控制中,控制器100控制显影液供给部40,以使在液体接触面43的中心到达晶圆W的旋转中心RC之前停止从喷出口42喷出显影液。在该情况下,能够更可靠地抑制晶圆W的旋转中心RC处的显影处理的进展。
也可以是,显影处理装置20还具备冲洗液供给部50,该冲洗液供给部50向被旋转保持部30保持的晶圆W的表面Wa供给与显影液不同的冲洗液,控制器100构成为在执行扫入控制前还执行预湿控制,在该预湿控制中,控制器100控制冲洗液供给部50,以使在旋转保持部30使晶圆W旋转时,向晶圆W的表面Wa供给冲洗液。在该情况下,在扫入控制中,能够更顺畅地涂抹显影液。
以上,对实施方式进行了说明,但本公开不一定限定为上述的实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。作为处理对象的基板不限于半导体晶圆,例如也可以为玻璃基板、掩膜基板、FPD(Flat Panel Display:平板显示器)等。
Claims (10)
1.一种显影处理装置,具备:
旋转保持部,其保持基板并且使所述基板旋转;
第一供给部,其具有喷嘴,所述喷嘴包括与被所述旋转保持部保持的所述基板的表面相向的液体接触面和在所述液体接触面开口的喷出口;以及
控制部,
其中,所述控制部构成为执行扫入控制、在执行所述扫入控制后执行扫出控制以及在执行所述扫出控制期间执行减速控制,
在扫入控制中,所述控制部控制所述第一供给部,以使在所述旋转保持部使所述基板旋转时,从所述喷出口喷出显影液,并且一边使所述液体接触面与所述基板的表面的所述显影液接触一边使所述喷嘴从所述基板的外周侧向旋转中心侧移动,
在扫出控制中,所述控制部控制所述第一供给部,以使在所述旋转保持部使所述基板旋转时,从所述喷出口喷出所述显影液,并且一边使所述液体接触面与所述基板的表面的所述显影液接触一边使所述喷嘴从所述基板的旋转中心侧向外周侧移动,
在减速控制中,所述控制部控制所述旋转保持部,以使所述基板的转速与所述液体接触面的中心向所述基板的外周靠近相应地逐渐下降。
2.根据权利要求1所述的显影处理装置,其特征在于,
在所述减速控制中,所述控制部控制所述旋转保持部,以使所述基板的旋转的减速度与所述液体接触面的中心向所述基板的外周靠近相应地逐渐下降。
3.根据权利要求2所述的显影处理装置,其特征在于,
在所述减速控制中,所述控制部控制所述旋转保持部,以使所述液体接触面内的某一点相对于所述基板的表面以固定的速度移动。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的显影处理装置,其特征在于,
在所述扫出控制中,控制部控制所述旋转保持部,以使从所述扫入控制的结束时起直至所述减速控制开始时为止的期间中的所述基板的转速的变化相比于所述减速控制中的所述基板的转速的变化量减小。
5.根据权利要求1~3中的任一项所述的显影处理装置,其特征在于,
在所述减速控制中,所述控制部控制所述旋转保持部,以使所述基板的转速的减速所持续的时间比所述扫入控制的执行时间长。
6.根据权利要求1~3中的任一项所述的显影处理装置,其特征在于,
在所述扫出控制中,所述控制部控制所述第一供给部,以使在所述液体接触面的中心从所述基板的旋转中心离开而去向外周侧的中途开始从所述喷出口喷出所述显影液。
7.根据权利要求6所述的显影处理装置,其特征在于,
在所述扫入控制中,所述控制部控制所述第一供给部,以使在所述液体接触面的中心到达所述基板的旋转中心之前停止从所述喷出口喷出所述显影液。
8.根据权利要求1~3中的任一项所述的显影处理装置,其特征在于,
所述显影处理装置还具备第二供给部,所述第二供给部向被所述旋转保持部保持的所述基板的表面供给与所述显影液不同的预湿液,
所述控制部构成为在执行所述扫入控制前还执行预湿控制,在所述预湿控制中,所述控制部控制所述第二供给部,以使在所述旋转保持部使所述基板旋转时,向所述基板的表面供给预湿液。
9.一种显影处理方法,包括以下步骤:
保持基板并使所述基板旋转;
从包括液体接触面和在所述液体接触面开口的喷出口的喷嘴的喷出口喷出显影液,并且一边使所述液体接触面与旋转的基板的表面的所述显影液接触一边使所述喷嘴从所述基板的外周侧向旋转中心侧移动;
在使所述喷嘴从所述基板的外周侧移动到旋转中心侧之后,从所述喷出口喷出所述显影液,并且一边使所述液体接触面与旋转的基板的表面的显影液接触一边使所述喷嘴从所述基板的旋转中心侧向外周侧移动;
在所述喷嘴一边从所述喷出口喷出所述显影液一边从所述基板的旋转中心侧向外周侧移动时,使所述基板的转速与所述液体接触面的中心向所述基板的外周靠近相应地逐渐下降。
10.一种存储介质,可由计算机读取,并且存储有用于使装置执行根据权利要求9所述的显影处理方法的程序。
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