JP2004289020A - Method and apparatus for developing treatment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly perform the developing treatment of a resist having a strong water repellence with a small amount of developing liquid. <P>SOLUTION: A pure water paddle 102a at temperature T1 is formed on a resist film which has been exposed on a board W, and is previously wetted to lower the water repellence of the resist film. Then, a developing liquid paddle 101a made of a developing liquid 101 at lower temperature T2 than the temperature T1 is formed on the pure water paddle 102a while the pull back phenomenon is suppressed, and an exposure pattern is developed. The developing liquid 101 of the developing liquid paddle 101a of lower temperature penetrates uniformly in the pure water paddle 102a previously wetted at higher temperature by a convection, etc. due to a temperature difference, reaches the resist film, and performs a uniform developing treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ等の基板上の露光後のレジスト膜の露光パターンを現像する現像処理方法および現像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という)の表面にレジスト液を供給してレジスト膜を形成し、レジスト塗布後のウェハに対して所定のパターンに対応して露光処理を行った後に当該ウェハのレジスト膜に形成された露光パターンを現像するという、いわゆるフォトリソグラフィー技術により所定のパターンを形成するためのマスクとしてレジストパターンが形成される。
【0003】
近時、半導体デバイスの微細化が一層進行しており、これに呼応してパターン転写に使用される露光光もArFレーザ,F2レーザ等の短波長のレーザ光が用いられるに至っている(たとえば特許文献1)。
【0004】
ところで、短波長の露光光を用いる露光プロセスに対応したレジストは、撥水性が極めて高く、現像液を基板(レジスト膜)上に液盛り(パドル)する際に、プルバック現象が発生し、レジスト膜上に現像液を保持させ難くなり健全な現像液パドルを形成するために大量の現像液を消費することとなる。また、さらに撥水性が高くなると、パドル形成自体も困難となることが予想される。
このため、上述のような撥水性の高いレジストの現像工程では、現像液のパドル形成に先立って、撥水性や衝撃を緩和すべく基板上に純水パドルを形成するプリウェットを行うことが考えられるが(たとえば特許文献2)、プリウェットの純水パドル上の現像液のレジスト膜への浸透状態にばらつきが発生して、均一な現像処理が困難であることが見いだされた。
また、リンスの手法として、スキャン方式が提案されているが(たとえば特許文献3)、この場合も、リンス液がレジスト表層にうまく到達せず、レジストの溶解物を効率良く均一に除去できないという問題があった。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−323653号公報
【特許文献2】
特開平11−67649号公報
【特許文献3】
特開平4−124812号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、撥水性の高いレジストを用いた場合に、大量の現像液を用いることなく、しかも均一に現像を行うことができる現像処理方法および現像処理装置を提供することを目的とする。
【0007】
また、本発明は、現像後のリンス処理において、低衝撃のリンス液で比較的短時間に現像液の除去を均一に行うことが可能な現像処理方法および現像処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第1の観点では、基板上の露光後のレジスト膜上に第1の温度の純水を塗布するプリウェット工程と、前記純水の上に前記第1の温度よりも低い第2の温度の現像液を塗布して露光パターンを現像する現像工程とを具備する現像処理方法を提供する。
【0009】
本発明の第2の観点では、基板上の露光後のレジスト膜に現像液を供給して露光パターンを現像する現像工程と、現像後の前記現像液の第3の温度よりも低い第4の温度のリンス液を前記現像液の上に供給してリンスを行うリンス工程とを具備する現像処理方法を提供する。
【0010】
本発明の第3の観点では、基板上の露光後のレジスト膜に現像液を供給して露光パターンを現像する現像処理装置であって、前記基板を略水平に保持する基板保持部材と、前記基板保持部材上の基板に現像液を供給する現像液供給機構および前記現像液の温度を制御する液温制御機構を含む現像液供給部と、前記基板保持部材上の基板に純水を供給する純水供給機構および前記純水の温度を制御する液温制御機構を含む純水供給部と、前記純水供給部によって前記基板上の露光後のレジスト膜に第1の温度の前記純水をパドルするプリウェットを行った後、前記現像液供給部によって前記純水の上に前記第1の温度よりも低い第2の温度の前記現像液をパドルして露光パターンを現像する動作を行わせる制御部とを具備した現像処理装置を提供する。
【0011】
本発明の第4の観点では、基板上の露光後のレジスト膜に現像液を供給して露光パターンを現像する現像処理装置であって、基板を略水平に保持する基板保持部材と、基板保持部材上の基板に現像液を供給する現像液供給機構および前記現像液の温度を制御する液温制御機構を含む現像液供給部と、基板保持部材上の基板にリンス液を供給するリンス液供給機構および前記リンス液の温度を制御する液温制御機構を含むリンス液供給部と、前記現像液供給部から前記基板上の露光後のレジスト膜に前記現像液を供給して露光パターンを現像した後、現像後の前記現像液の第3の温度よりも低い第4の温度のリンス液を前記リンス液供給部から前記現像液の上に供給してリンスする動作を行わせる制御部とを具備した現像処理装置を提供する。
【0012】
上記した本発明の第1および第3の観点によれば、現像液塗布に先立って基板上の露光後のレジスト膜に純水を供給して露光パターンを現像する現像処理において、第1の温度の純水を塗布するプリウェットを行い、その上に第1の温度よりも低い第2の温度の現像液を塗布するので、現像液の比重が純水よりも相対的に大きく、その比重差により、純水上の現像液が下方に移動して基板上のレジスト膜全体に到達するので、レジスト膜の撥水性が高い場合にも大量の現像液を用いることなく、均一な現像処理を得ることができ、また、基板上のレジスト膜全体に均一に現像液が供給されることとなるので、均一な現像処理を行うことができ、パターンの線幅の均一性の向上等を実現することができる。また、純水パドルがクッションの役割をしていてさらなるソフトパドルが可能である。
【0013】
すなわち、通常、現像液は純水を主成分としているので、同温度の場合、現像液の比重が純水よりもわずかに大きい程度にすぎず、純水と現像液の置換が有効に生じないため純水上の現像液が均一にレジスト膜に到達しないが、本発明のように現像液とプリウェットの純水との間に温度差を持たせることにより、実質的な比重差をもたらし、上述のような作用をなすと考えられる。
【0014】
撥水性の高いレジストの現像工程では、現像液のパドル形成に先立って、撥水性や衝撃を緩和すべく基板上に大量の純水を塗布して表面張力を押さえ込むように純水パドルを形成するプリウェットを行うことが考えられ、さらに特許文献2のようにプリウェットの純水パドル上に現像液を塗布してもレジスト膜への浸透状態にばらつきが発生して、均一な現像処理が困難な場合がある。
【0015】
また、上記した本発明の第2および第4の観点によれば、現像後のリンス工程等において、現像液の第3の温度よりも低温の、たとえば水系洗浄液等の第4の温度のリンス液を液盛りすることで、温度差による比重差にてリンス液が均等に現像液に浸透してリンス液による現像液の置換が静かに確実に行われるので、低衝撃にて比較的短時間に均一なリンス処理を行うことが可能なる。
【0016】
すなわち、通常、現像液およびリンス液は純水を主成分としているので、同温度の場合、比重はほぼ純水に等しく、現像液とリンス液の温度差が比重差をもたらし、上述のような作用をなすと考えられる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0018】
図1は本発明の現像処理装置の一実施形態である現像処理ユニットを含むレジスト塗布/現像処理システムを示す概略平面図、図2はその正面図、図3はその背面図である。
【0019】
このレジスト塗布/現像処理システム1は、搬送ステーションであるカセットステーション11と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション12と、処理ステーション12に隣接して設けられる露光装置14と処理ステーション12との間でウェハWを受け渡すためのインターフェイスステーション13と、を有している。
【0020】
カセットステーション11においては、複数枚(例えば、25枚)のウェハWが収容されたウェハカセット(CR)の搬入出が行われ、図1に示すように、カセット載置台20上にX方向に沿って1列に複数(図1では5個)の位置決め突起20aが形成されている。ウェハカセット(CR)はウェハ搬入出口を処理ステーション12側に向けてこの位置決め突起20aの位置に載置できるようになっている。
【0021】
カセットステーション11は、ウェハ搬送用ピック21aを有するウェハ搬送機構を備えている。このウェハ搬送用ピック21aは、いずれかのウェハカセット(CR)に対して選択的にアクセスでき、かつ、後述する処理ステーション12の第3処理ユニット群Gに設けられたトランジションユニット(TRS−G)にアクセスできるようになっている。
【0022】
処理ステーション12では、システム背面側(図1上方)に、カセットステーション11側から順に、第3処理ユニット群G、第4処理ユニット群Gおよび第5処理ユニット群Gが配置されている。また第3処理ユニット群Gと第4処理ユニット群Gとの間に第1主搬送部Aが設けられ、第4処理ユニット群Gと第5処理ユニット群Gとの間に第2主搬送部A設けられている。さらにシステム前面側(図1下方)に、カセットステーション11側から順に、第1処理ユニット群Gと第2処理ユニット群Gが設けられている。
【0023】
図3に示すように、第3処理ユニット群Gでは、ウェハWを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えばウェハWに加熱処理を施す高温度熱処理ユニット(BAKE)、高精度でウェハWの温調を行う高精度温調ユニット(CPL−G)、温調ユニット(TCP)、カセットステーション11と第1主搬送部Aとの間でのウェハWの受け渡し部となるトランジションユニット(TRS−G)が、例えば10段に重ねられている。
【0024】
第4処理ユニット群Gでは、例えば、レジスト塗布後のウェハWに加熱処理を施すプリベークユニット(PAB)、現像処理後のウェハWに加熱処理を施すポストベークユニット(POST)、高精度温調ユニット(CPL−G)が、例えば10段に重ねられている。第5処理ユニット群Gでは、例えば、露光後現像前のウェハWに加熱処理を施すポストエクスポージャーベークユニット(PEB)、高精度温調ユニット(CPL−G)が、例えば10段に重ねられている。
【0025】
図1および図3に示すように、第1主搬送部Aの背面側には、アドヒージョンユニット(AD)と、ウェハWを加熱する加熱ユニット(HP)とを有する第6処理ユニット群Gが設けられている。
【0026】
第2主搬送部Aの背面側には、ウェハ周辺部の余分なレジストを除去するためにウェハWのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置(WEE)と、レジスト膜厚を測定する膜厚測定装置(FTI)とを有する第7処理ユニット群Gが設けられている。
【0027】
図1および図2に示すように、第1処理ユニット群Gでは、カップ(CP)内でウェハWをスピンチャックSPに載せて所定の処理を行う液供給ユニットとしての5台のスピンナ型処理ユニット、例えば、3つのレジスト塗布ユニット(COT)と、露光時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット(BARC)が計5段に重ねられている。また第2処理ユニット群Gでは、スピンナ型処理ユニット、例えば、現像ユニット(DEV)が5段に重ねられている。
【0028】
第1主搬送部Aには第1主ウェハ搬送装置16が設けられ、この第1主ウェハ搬送装置16は、第1処理ユニット群G、第3処理ユニット群G、第4処理ユニット群Gと第6処理ユニット群Gに備えられた各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。また、第2主搬送部Aには第2主ウェハ搬送装置17が設けられ、この第2主ウェハ搬送装置17は、第2処理ユニット群G、第4処理ユニット群G、第5処理ユニット群G、第7処理ユニット群Gに備えられた各ユニットに選択的にアクセスできるようになっている。
【0029】
図4は第1主ウェハ搬送装置16の概略構造を示す斜視図である。第1主ウェハ搬送装置16は、ウェハWを保持する3本のアーム7a・7b・7cと、アーム7a〜7cのそれぞれの基端に取り付けられたアーム支持板51と、各アーム支持板51と係合している基台52と、基台52等を支持する支持部53と、支持部53に内蔵された図示しないモータと、基台52とモータとを連結する回転ロッド54と、第1および第2処理ユニット群G,G側に設けられ、鉛直方向にスリーブ55aが形成された支柱55と、スリーブ55aに摺動可能に係合し、かつ支持部53と連結されたフランジ部材56と、フランジ部材56を昇降させる図示しない昇降機構と、を有している。
【0030】
基台52上には基台52の長手方向と平行にアーム支持板51毎にレール(図示せず)が敷設されており、各アーム支持板51はこのレールに沿ってスライド自在となっている。また、支持部53に内蔵されたモータを回転させると回転ロッド54が回転し、これにより基台52はX−Y面内で回転することができるようになっている。さらに、支持部53はZ方向に移動可能なフランジ部材56に取り付けられているために、基台52もまたZ方向に移動可能である。
【0031】
基台52の先端部両側には垂直部材59aが取り付けられ、これら垂直部材59aには、アーム7aとアーム7bとの間の放射熱を遮る遮蔽板8と架橋部材59bが取り付けられている。この架橋部材59bの中央および基台52の先端には一対の光学的センサ(図示せず)が設けられており、これにより各アーム7a〜7cにおけるウェハWの有無とウェハWのはみ出し等が検出されるようになっている。なお、第2主ウェハ搬送装置17は第1主ウェハ搬送装置16と同様の構造を有している。
【0032】
図4中に示す壁部57は、第1処理ユニット群G側にある第2主搬送部Aのハウジングの一部であり、第1処理ユニット群Gに設けられた各ユニットとの間でウェハWの受け渡しを行うための窓部57aが設けられている。また、第2主搬送部Aの底部には、4台のファン58が設けられている。
【0033】
第1処理ユニット群Gとカセットステーション11との間および第2処理ユニット群Gとインターフェイスステーション13との間にはそれぞれ、第1および第2処理ユニット群G,Gに処理液を供給する液温調ポンプ24・25が設けられており、さらにレジスト塗布/現像処理システム1外の空調器からの清浄な空気を各処理ユニット群G〜Gの内部に供給するためのダクト28・29が設けられている。
【0034】
処理ステーション12の背面側のパネルおよび第1処理ユニット群G〜第7処理ユニット群Gは、メンテナンスのために取り外しが可能となっている。また、第1および第2処理ユニット群G,Gのそれぞれの最下段には、これらに薬液を供給するケミカルユニット(CHM)26・27が設けられている。さらに、カセットステーション11の下方部にはこのレジスト塗布/現像処理システム1全体を制御する集中制御部19が設けられている。
【0035】
インターフェイスステーション13は、処理ステーション12側の第1インターフェイスステーション13aと、露光装置14側の第2インターフェイスステーション13bとから構成されており、第1インターフェイスステーション13aには第5処理ユニット群Gの開口部と対面するように第1ウェハ搬送体62が配置され、第2インターフェイスステーション13bにはX方向に移動可能な第2ウェハ搬送体63が配置されている。
【0036】
第1ウェハ搬送体62の背面側には、上から順に、周辺露光装置(WEE)、露光装置14に搬送されるウェハWを一時収容するイン用バッファカセット(INBR)、露光装置14から搬出されたウェハWを一時収容するアウト用バッファカセット(OUTBR)が積み重ねられた第8処理ユニット群Gが配置されている。また、第1ウェハ搬送体62の正面側には、上から順に、トランジションユニット(TRS−G)と、2段の高精度温調ユニット(CPL−G)が積み重ねられた第9処理ユニット群Gが配置されている。
【0037】
第1ウェハ搬送体62は、ウェハ受け渡し用のフォーク62aを有している。このフォーク62aは、第5処理ユニット群G、第8処理ユニット群G、第9処理ユニット群Gの各ユニットに対してアクセス可能であり、これにより各ユニット間でのウェハWの搬送を行う。
【0038】
第2ウェハ搬送体63は、ウェハ受け渡し用のフォーク63aを有している。このフォーク63aは、第9処理ユニット群Gの各ユニットと、露光装置14のインステージ14aおよびアウトステージ14bに対してアクセス可能であり、これら各部の間でウェハWの搬送を行う。
【0039】
このように構成されるレジスト塗布/現像処理システム1においては、ウェハカセット(CR)から1枚のウェハWをウェハ搬送機構21により取り出し、処理ステーション12のトランジションユニット(TRS−G)に搬送し、その後、第1および第2の主ウェハ搬送装置16,17により、レシピの順序に従って、各ユニットへウェハWを順次搬送し、ウェハWに一連の処理を施す。
【0040】
例えば、ウェハWを温調後、アドヒージョンユニット(AD)でのアドヒージョン処理、および/またはボトムコーティングユニット(BARC)での反射防止膜の形成、加熱ユニット(HP)における加熱処理、高温度熱処理ユニット(BAKE)におけるベーク処理、ウェハWの温調、レジスト塗布ユニット(COT)でのレジスト液の塗布処理、プリベークユニット(PAB)でのプリベーク処理、周辺露光装置(WEE)での周辺露光処理を順次行い、ウェハWの温調後、第2ウェハ搬送体63により露光装置14内に搬送する。露光装置14での露光後、ウェハWを第2ウェハ搬送体63によってトランジションユニット(TRS−G)に搬入した後、ポストエクスポージャーベークユニット(PEB)でのポストエクスポージャーベーク処理、現像ユニット(DEV)での現像処理、ポストベークユニット(POST)でのポストベーク処理を順次行い、ウェハWの温調処理を行った後、トランジションユニット(TRS−G)を介してカセットステーション11のウェハカセット(CR)へ搬送する。このような一連の動作をカセットのウェハの枚数だけ繰り返す。
【0041】
次に、本発明の現像処理方法を実施するための現像処理ユニット(DEV)について図5および図6を参照しながら説明する。図5および図6は、現像処理ユニット(DEV)の全体構成を示す断面図および平面図である。
【0042】
この現像処理ユニット(DEV)は筐体70を有し、その中央部には環状のカップCPが配置され、カップCPの内側にはスピンチャック71が配置されている。スピンチャック71は熱伝導部材を含む樹脂で構成され真空吸着によってウェハWを固定保持した状態で駆動モータ72によって回転駆動される。駆動モータ72は、筐体70の底板70aの開口に昇降移動可能に配置され、たとえばアルミニウムからなるキャップ状のフランジ部材73を介してたとえばエアシリンダからなる昇降駆動機構74および昇降ガイド75と結合されている。駆動モータ72の側面にはたとえばステンレス鋼(SUS)からなる筒状の温調ジャケット76が取り付けられ、フランジ部材73は、この温調ジャケット76の上半部を覆うように取り付けられている。これにより、フランジ部材73を介してスピンチャック71の温度調節ができる(たとえば、20℃〜40℃の範囲)ようになっている。すなわち、温調ジャケット76は、たとえば、恒温水である流体を循環させる構成や、サーモモジュールをジャケットに設置した構成により、温度調節が行われる。
【0043】
現像液塗布時、フランジ部材73の下端は、底板70aの開口の外周付近で底板70aに密着し、これによりユニット内部が密閉される。スピンチャック71と第2主ウェハ搬送装置17との間でウェハWの受け渡しが行われる時は、昇降駆動機構74が駆動モータ72およびスピンチャック71を上方へ持ち上げることでフランジ部材73の下端が筐体70の底板70aから上昇するようになっている。
【0044】
カップCPの底部には、その中央寄りの部分に排気管77が接続され、またその外側寄りの部分に排液管78が接続されている。そして、排気管77からカップCP内の気体が排気されるとともに、排液管78からは、現像液を振り切るときに飛散した現像液や現像液を洗い流すための洗浄液、および有機溶剤が排出される。なお、現像処理ユニット(DEV)の筐体70の側壁には、ウェハ保持部材48が侵入するための開口79が形成されている。
【0045】
カップCPの上方には、ウェハWの表面に現像液を供給するための現像液供給ノズル81と、現像後のウェハWに純水のようなリンス液を供給するための略基板の直径と同じ長さのリンス液供給ノズル84と、プリウェットのための純水を供給するための略基板の直径と同じ長さの純水供給ノズル87とが、ウェハW上の供給位置とウェハWの外方の待機位置との間で移動可能に設けられている。そして、現像液供給ノズル81は現像液供給配管82を介して現像液供給部83に接続されており、リンス液供給ノズル84はリンス液供給配管85を介してリンス液供給部86に接続されており、純水供給ノズル87は純水供給配管88を介して純水供給部89に接続されている。
【0046】
なお、プリウェットに用いる純水は、必要に応じて任意の添加物(例えば界面活性剤)を含んだものであってよい。また、プリウェットする純水供給ノズル87とリンス液供給ノズル84は共用させてもよい。
【0047】
本実施形態の場合、図7に例示されるように、現像液供給部83は、現像液101を現像液供給ノズル81に供給する液供給機構83aと、この液供給機構83aから供給される現像液101の温度T2を制御する液温制御機構83bから構成されている。
【0048】
また、図8に例示されるように、純水供給部89は、純水102を純水供給ノズル87に供給する液供給機構89aと、この液供給機構89aから供給される純水102の温度T1を制御する液温制御機構89bで構成されている。
【0049】
現像液供給ノズル81は第1のノズルスキャンアーム91の先端部に着脱可能に取り付けられており、リンス液供給ノズル84は第2のノズルスキャンアーム92の先端部に着脱可能に取り付けられており、純水供給ノズル87は第3のノズルスキャンアーム93の先端に着脱可能に取り付けられている。そして、これら第1、第2、第3のノズルスキャンアーム91,92,93は、それぞれ、筐体70の底板70aの上にY方向に沿って敷設されたガイドレール94上から垂直方向に延び、ガイドレール94上を水平移動可能な第1の垂直支持部材95、第2の垂直支持部材96および第3の垂直支持部材97の上端部に取り付けられており、現像液供給ノズル81、リンス液供給ノズル84、および純水供給ノズル87は、これら第1、第2、第3の垂直支持部材95,96,97とともに図示しないY軸駆動機構によってY方向に沿って移動するようになっている。また、第1、第2、第3の垂直支持部材95,96,97は図示しないZ軸駆動機構によってZ方向に移動可能となっており、現像液供給ノズル81、リンス液供給ノズル84、および純水供給ノズル87は、対応する垂直支持部材の移動によってウェハWに近接した吐出位置とその上方の非吐出位置との間で移動されるようになっている。なお、現像液供給ノズル81は、ノズル待機位置98に待機されるようになっており、このノズル待機位置98には現像液供給ノズル81を洗浄するノズル洗浄機構99が設けられている。
【0050】
図15に例示されるように、上記現像液供給ノズル81は、長尺状をなしその長手方向を水平にして配置され、下面にスリット状の吐出口または/及び複数の吐出口81aを有したスリットノズルからなり、吐出された現像液が全体として帯状になるようになっている。そして、現像液の塗布の際には、ウェハWの上方に位置する現像液供給ノズル81の吐出口81aから現像液を帯状に吐出させながら、現像液供給ノズル81をガイドレール94に沿ってスキャンさせることにより、現像液がウェハW全面に塗布される。
【0051】
また、上記リンス液供給ノズル84はストレートノズルで構成されており、現像工程終了後、ウェハW上に移動されてウェハW上の現像パターンが形成されたレジスト膜にリンス液を供給して洗浄する処理等に用いられる。
また、上記純水供給ノズル87は、上記現像液供給ノズル81と同様に、スリットノズルで構成されており、吐出口から純水を帯状に吐出させながらガイドレール94に沿ってスキャンさせることにより、プリウェットのための純水102の液盛り等が行われる。
【0052】
現像液供給部83、リンス液供給部86および純水供給部89からの現像液、リンス液および純水の供給、さらには、現像液および純水の温度T1およびT2は、制御インターフェース100a、制御インターフェース100bをおよび制御インターフェース100cを介して制御部100によって制御されるようになっている。
【0053】
また、本実施形態の場合、制御部100は、現像ユニット(DEV)の全体を制御し、後述の図8の工程図に例示されるように現像工程を制御する機能を備えている。
【0054】
本実施形態の場合、後述のように現像液の温度T2は、プリウェットの純水102の温度T1よりも低くなるように制御される。
【0055】
次に、上述のように構成された現像処理ユニット(DEV)における現像処理の動作を図9の工程図等を参照しながら説明する。
【0056】
所定のパターンが露光されポストエクスポージャーベーク処理および冷却処理されたウェハWを、ウェハ搬送機構21によって現像処理ユニット(DEV)内のカップCPの真上まで搬送し、スピンチャック71を昇降駆動機構74によって、例えばスピンチャック71の表面温度がフランジ部材73(温調ジャケット76)の温度28℃になるように制御しておき、上昇させることによりスピンチャック71上に真空吸着させる(ステップST0)。
【0057】
その後、まず、純水供給ノズル87をガイドレール94に沿ってウェハWの一方の端部から他方の端部へスキャンしながら純水を吐出することにより、ウェハW上の全面に液盛りし、図10の(a)に示すように、純水パドル102aを形成してプリウェットする。この時の純水パドル102aの温度T1は、たとえば、20℃〜40℃の範囲に設定することができ、一例として28℃とする(ステップST1)。例えば、設定されるT1のこの温度がスピンチャック71の温度とされる。ウェハWの温度もT1と同じになるので、純水パドル102aの温度がウェハW上で下がらない。この場合、スピンチャック71の温度は、T1と全く同じでなくともよく、純水パドル102aの温度が28℃であればよいので、例えば、吐出する純水パドル102aの温度を30℃とし、スピンチャック71の温度を26℃にしてもよい。
【0058】
次いで、現像液供給ノズル81をガイドレール94に沿ってウェハWの一方の端部から他方の端部へスキャンしながら現像液を吐出することにより、現像液を純水パドル102aの上の全面に塗布し、図10の(b)に示すように、現像液パドル101aを形成する。この時、本実施形態の場合、現像液パドル101aの温度T2の値は、純水パドル102aの温度T1よりも低い値で、たとえば、4℃〜19℃の範囲に設定することができ、一例として18℃に設定される(ステップST2)。この時にフランジ部材73(温調ジャケット76)によるスピンチャック71の温度調節動作も止める。または、上述のプリウェットの直後に止めても良い。
【0059】
この時、純水パドル102aにより、ウェハW上の図示しないレジストの撥水性が緩和され、プルバック現象が抑制されるので、より少ない量の現像液で短時間に現像液パドル101aを形成することができるとともに、温度差による液対流を利用するので現像液の吐出時のインパクトも抑えられ、現像液パドル101aの形成時の衝撃が緩和され、露光パターンの例えば現像むらなどのダメージを低減できる。
そして、現像液パドル101aをウェハW上に静止させることにより現像を進行させる(ステップST3)。この時、図10の(c)に例示されるように、本実施形態の場合には、より低温で比重の大きな現像液が、より高温で比重の小さな純水パドル102a中を全面にわたってほぼ均等に浸透してウェハW上の図示しない露光パターンに到達し、ウェハWの全面に渡って均一に現像処理が進行する。この結果、ウェハWに形成される露光パターンの線幅の均一性が向上する。この場合、純水パドルの上の現像液を塗布するときのスキャンスピードは、例えば、50mm/s〜100mm/sのように高速に移動させる。現像液の温度より高い純水パドルが吐出時の現像液の浸透のクッションになるからである。また、スキャンを複数回行ってもよい。たとえば、純水の温度が26℃のとき、最初は第1の速度の第1の温度で例えば80mm/s,20℃で、次に、第2の速度の第2の温度、たとえば100mm/s,15℃で行ってもよい。
【0060】
図11は、本実施形態の効果の一例を示すグラフである。図11において左端の棒グラフおよび測定点は、プリウェットの純水パドル102aの温度T1と、現像液パドル101aの温度T2とが同じ状態で現像処理を行った従来技術の場合の露光パターンの線幅のばらつき(3σ)およびCD(クリティカルディメンション:解像可能な最小寸法)値を示している。同様に中央の棒グラフおよび測定点は、プリウェットの純水パドル102aの温度T1を28℃とし、現像液パドル101aの温度T2を18℃として現像処理を行った場合の露光パターンの線幅のばらつき(3σ)およびCD値を示している。一方、右端の棒グラフおよび測定点は、プリウェット行わずに現像液パドル101aの温度を23℃として現像処理を行った場合の露光パターンの線幅のばらつき(3σ)およびCD値を示している。
【0061】
左端の従来技術の場合に比較して、中央の本実施形態の場合のほうが、ばらつき(3σ)およびCD値がより小さく、露光パターンの線幅の均一性および解像性能が向上していることがわかる。なお、右端のプリウェットを行わない場合が最もばらつき(3σ)およびCD値は小さいが、撥水性の高いレジストの場合、現像液パドルの形成に際してプルバック現象により現像液パドルを形成するための現像液の消費量が増大したり所要時間が長くなる等の技術的課題を有することは上述したとおりであり、撥水性の高いレジストの場合における現像処理では、中央の本実施形態の場合のほうが総合的に優れている、といえる。
【0062】
上述のように現像が進行している間、現像液供給ノズル81をノズル待機位置98に移動させ、リンス液供給ノズル84をウェハWのほぼ中央上方に移動させる(ステップST4)。
【0063】
所定時間経過後、スピンチャック71を所定の回転速度で回転させることによりウェハWから現像液を振り切り(ステップST5)、それとほぼ同時に、ウェハWを所定の回転速度で回転させながらリンス液供給ノズル84からウェハW上の現像パターンが形成されたレジスト膜へリンス液を供給し、レジスト膜上に存在する現像液を洗い流す(ステップST6)。
【0064】
その後、ウェハWを高速回転させて純水等を振り切って乾燥させる(ステップST7)。
【0065】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。この実施形態では、リンス工程に本発明を適用した場合について例示する。
【0066】
この実施形態の場合、現像装置(現像処理ユニット(DEV))としては、先述の実施形態の図5および図6に例示された構成のものを用いることができるが、図12に例示されるように、リンス液供給部86は、水系洗浄液等のリンス液を供給する液供給機構86aと、リンス液の温度を制御する液温制御機構86bで構成されている。この液温制御機構86bは、リンス液の温度T4を、後述のように、リンス対象の、現像後の現像液の温度T3よりも低くなるように制御する動作を行う。また、リンス液供給ノズル84としてはスリットノズルを用いる。
【0067】
次に、上述のように構成された現像処理ユニット(DEV)における現像処理の動作を図13の工程図等を参照しながら説明する。
【0068】
所定のパターンが露光されポストエクスポージャーベーク処理および冷却処理されたウェハWを、ウェハ搬送機構21によって現像処理ユニット(DEV)内のカップCPの真上まで搬送し、スピンチャック71を昇降駆動機構74によって上昇させることによりスピンチャック71上に真空吸着させる(ステップST10)。
【0069】
次いで、現像液供給ノズル81をガイドレール94に沿ってウェハWの一方の端部から他方の端部へスキャンしながら現像液を吐出することにより、現像液をウェハWの全面に塗布し、図14の(a)に示すように、現像液パドル101aを形成する(ステップST11)。
そして、現像液パドル101aをウェハW上に静止させることにより現像を進行させる(ステップST12)。
【0070】
このように現像が進行している間、現像液供給ノズル81をノズル待機位置98に移動させる。
【0071】
そして、リンス液供給ノズル84をガイドレール94に沿ってウェハWの一方の端部から他方の端部へスキャンしながらリンス液を吐出することにより(ステップST13)、現像後の温度T3(例えば24℃)の現像液パドル101aの上に温度T3より低い温度T4(例えば20℃)のリンス液103を供給して、リンス液パドル103aを形成し(図14の(b))(ステップST14)、そのまま所定時間(例えば5秒)だけ静止させる(ステップST15)。また、このステップST15の後、複数回、例えば、さらに温度の低いリンス液(例えば15℃)を塗布し、所定時間、たとえば5秒静止を続けてもよい。
【0072】
この時、図14の(c)に例示されるように、より低温で比重の大きなリンス液103が熱対流等により、ウェハWの全面で均一に現像液101に浸透して置換し、現像液101と溶解されたレジスト滓が浮上し、レジスト面から除去される。
【0073】
その後、スピンチャック71を所定の回転速度で回転させることによりウェハWから現像液およびリンス液を振り切り(ステップST16)、それとほぼ同時に、ウェハWを所定の回転速度で回転させながらリンス液供給ノズル84からウェハW上の現像パターンが形成されたレジスト膜へリンス液を供給し、レジスト膜上に存在する現像液を洗い流す(ステップST17)。
【0074】
その後、ウェハWを高速回転させて純水等を振り切って乾燥させる(ステップST18)。
【0075】
このように、本実施形態によれば、現像後の温度T3の現像液パドル101aの上に、T3よりも低い温度T4の水系洗浄液等のリンス液を供給してリンス液パドル103aを形成し、現像液をリンス液の温度差であらかじめ静かに置換することでリンスを行うので、従来のように大量のリンス液を使用することなく、低衝撃にて比較的短時間に現像液の除去を均一に行うことが可能となる。
【0076】
なお、上述の図13に例示される工程の説明では、現像時におけるプリウェットを行わない場合について例示したが、最初の実施形態に例示した現像時におけるプリウェット処理と組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【0077】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、プリウェットの純水の温度および現像液の温度は上述の実施形態に例示したものに限定されず、種々の値を設定することができる。
【0078】
また、上記実施形態では本発明を半導体ウェハの現像処理に適用したが、これに限らず、微細なレジストパターンが形成される基板であれば、液晶表示装置(LCD)用基板、フォトマスク基板等、他の基板の現像処理にも適用することができる。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プリウェットによりレジストの現像液に対する撥水性の緩和および現像液から露光パターンへの衝撃の緩和を実現することで、現像液の消費量の削減および露光パターンの損傷防止が可能となるとともに、プリウェットの純水の第1の温度よりも現像液の第2の温度を低くすることで、現像液の比重が純水よりも相対的に大きくなり、比重差により、純水上の現像液が基板上のレジストに均一に浸透するので、均一な現像処理が可能となり、現像によってレジストに形成される露光パターンの線幅の均一性の向上等を実現することができる。
【0080】
また、現像後のリンス工程等において、現像液よりも低温の純水等のリンス液を液盛りすることで、温度差による比重差にてリンス液が均等に現像液に浸透してリンス液による現像液の置換が静かに確実に行われるので、低衝撃で短時間に均一なリンス処理を行うことが可能なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するためのレジスト塗布処理ユニットを搭載した半導体ウェハのレジスト塗布/現像処理システムの全体構成を示す平面図。
【図2】図1に示すレジスト塗布/現像処理システムの正面図。
【図3】図1に示すレジスト塗布/現像処理システムの背面図。
【図4】図1のレジスト塗布/現像処理システムに備えられた主ウェハ搬送装置の概略構造を示す斜視図。
【図5】本発明が適用される現像処理ユニットの全体構成を示す断面図。
【図6】本発明が適用される現像処理ユニットを示す平面図。
【図7】本発明の一実施形態における現像処理装置の一部をより詳細に例示した概念図。
【図8】本発明の一実施形態における現像処理装置の一部をより詳細に例示した概念図。
【図9】本発明の一実施形態における現像処理方法の工程の一例を示すフローチャート。
【図10】本発明の一実施形態における現像処理方法の現像工程の一例を工程順に例示した断面図。
【図11】本発明の一実施形態における現像処理方法の効果の一例を示すグラフ。
【図12】本発明の他の実施形態における現像処理装置の一部をより詳細に例示した概念図。
【図13】本発明の他の実施形態における現像処理方法の工程の一例を示すフローチャート。
【図14】本発明の他の実施形態における現像処理方法のリンス工程の一例を工程順に例示した断面図。
【図15】本発明の実施形態における現像処理装置の一部をより詳細に例示した斜視図。
【符号の説明】
81……現像液供給ノズル
82……現像液供給配管
83……現像液供給部
83a……液供給機構
83b……液温制御機構
84……リンス液供給ノズル
85……リンス液供給配管
86……リンス液供給部
86a……液供給機構
86b……液温制御機構
87……純水供給ノズル
88……純水供給配管
89……純水供給部
89a……液供給機構
89b……液温制御機構
101……現像液
101a……現像液パドル
102……純水
102a……純水パドル
103……リンス液
103a……リンス液パドル
T1……プリウェットの純水の温度(第1の温度)
T2……現像時の現像液の温度(第2の温度)
T3……リンス時の現像液の温度(第3の温度)
T4……リンス時のリンス液の温度(第4の温度)
DEV……現像処理ユニット
W……半導体ウェハ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing method and a developing apparatus for developing an exposure pattern of a resist film after exposure on a substrate such as a semiconductor wafer.
[0002]
[Prior art]
For example, in a semiconductor device manufacturing process, a resist solution is supplied to a surface of a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a “wafer”) to form a resist film, and the resist-coated wafer is exposed to light in a predetermined pattern. A resist pattern is formed as a mask for forming a predetermined pattern by a so-called photolithography technique of developing an exposure pattern formed on a resist film of the wafer after performing the processing.
[0003]
In recent years, the miniaturization of semiconductor devices has been further advanced, and correspondingly, short-wavelength laser beams such as ArF lasers and F2 lasers have been used as exposure light used for pattern transfer (for example, see Patent Reference 1).
[0004]
By the way, a resist corresponding to an exposure process using short-wavelength exposure light has extremely high water repellency, and when a developer is padded on a substrate (resist film), a pullback phenomenon occurs, and the resist film is removed. It becomes difficult to hold the developing solution on top, and a large amount of developing solution is consumed to form a sound developing solution paddle. Further, if the water repellency is further increased, it is expected that paddle formation itself becomes difficult.
For this reason, in the development process of the resist having high water repellency as described above, it is conceivable to perform a pre-wet to form a pure water paddle on the substrate in order to reduce the water repellency and impact before forming the paddle of the developer. However, it has been found that uniform development processing is difficult due to variations in the state of penetration of the developer on the pre-wet pure water paddle into the resist film, for example (see Patent Document 2).
Also, as a rinsing method, a scanning method has been proposed (for example, Patent Document 3), but also in this case, the rinsing liquid does not reach the resist surface layer well, and the dissolved matter of the resist cannot be efficiently and uniformly removed. was there.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-336553
[Patent Document 2]
JP-A-11-67649
[Patent Document 3]
JP-A-4-124812
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and when a resist having high water repellency is used, a developing method and a developing method capable of performing uniform development without using a large amount of a developing solution. It is intended to provide a device.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a developing method and a developing apparatus capable of uniformly removing the developing solution with a low-impact rinsing solution in a relatively short time in a rinsing process after development. I do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, a pre-wet step of applying pure water at a first temperature to a resist film after exposure on a substrate, and A developing step of applying a developing solution having a second temperature lower than the first temperature to develop an exposure pattern.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, a developing step of supplying a developing solution to the exposed resist film on the substrate to develop an exposure pattern, and a fourth step of lowering the developing solution after the developing to a third temperature. A rinsing step of performing rinsing by supplying a rinsing liquid at a temperature onto the developing liquid.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a developing apparatus for supplying a developing solution to an exposed resist film on a substrate to develop an exposure pattern, wherein the substrate holding member holds the substrate substantially horizontally; A developer supply unit that includes a developer supply mechanism that supplies a developer to the substrate on the substrate holding member and a liquid temperature control mechanism that controls the temperature of the developer; and supplies pure water to the substrate on the substrate holding member. A pure water supply unit including a pure water supply mechanism and a liquid temperature control mechanism for controlling the temperature of the pure water; and the pure water at a first temperature on the exposed resist film on the substrate by the pure water supply unit. After performing the pre-wet to paddle, the developer supply unit performs an operation of padding the developer at a second temperature lower than the first temperature onto the pure water to develop an exposure pattern. A development processing device equipped with a control unit is provided. To.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a developing apparatus for supplying a developing solution to an exposed resist film on a substrate to develop an exposure pattern, comprising: a substrate holding member for holding the substrate substantially horizontally; A developer supply unit including a developer supply mechanism for supplying the developer to the substrate on the member and a temperature control mechanism for controlling the temperature of the developer; and a rinse supply for supplying a rinse to the substrate on the substrate holding member. A rinsing liquid supply unit including a mechanism and a liquid temperature control mechanism for controlling the temperature of the rinsing liquid; and developing the exposed pattern by supplying the developing liquid to the exposed resist film on the substrate from the developing liquid supply unit. And a control unit for performing a rinsing operation by supplying a rinsing liquid having a fourth temperature lower than a third temperature of the developing liquid after the development from the rinsing liquid supply unit onto the developing liquid. To provide a developed processing apparatus.
[0012]
According to the first and third aspects of the present invention described above, prior to the application of the developing solution, the first temperature in the developing process of supplying pure water to the exposed resist film on the substrate to develop the exposure pattern. Is performed, and a developer having a second temperature lower than the first temperature is applied thereon, so that the specific gravity of the developer is relatively larger than that of pure water, and the specific gravity difference As a result, the developer on pure water moves downward and reaches the entire resist film on the substrate, so that even when the water repellency of the resist film is high, a uniform development process can be performed without using a large amount of the developer. In addition, since the developing solution is supplied uniformly to the entire resist film on the substrate, a uniform developing process can be performed, and the uniformity of the line width of the pattern can be improved. Can be. Further, the pure water paddle serves as a cushion, so that a further soft paddle is possible.
[0013]
That is, since the developer usually contains pure water as a main component, at the same temperature, the specific gravity of the developer is only slightly larger than that of pure water, and the replacement of the developer with pure water does not effectively occur. Therefore, the developer on the pure water does not uniformly reach the resist film, but by giving a temperature difference between the developer and the pre-wet pure water as in the present invention, a substantial difference in specific gravity is brought about. It is considered that the above-described operation is performed.
[0014]
In the development process of a resist with high water repellency, a large amount of pure water is applied on the substrate to reduce the water repellency and impact, and a pure water paddle is formed so as to suppress the surface tension before forming the paddle of the developer. It is conceivable to perform pre-wet, and even if a developer is applied on a pre-wet pure water paddle as in Patent Document 2, variations in the state of penetration into the resist film occur, making uniform development difficult. It may be.
[0015]
According to the above-described second and fourth aspects of the present invention, in a rinsing step or the like after development, a rinsing solution having a lower temperature than the third temperature of the developing solution, for example, a fourth temperature such as an aqueous cleaning solution. The rinsing liquid permeates the developer evenly due to the difference in specific gravity due to the temperature difference, and the replacement of the developing solution with the rinsing liquid is performed gently and reliably. A uniform rinsing process can be performed.
[0016]
That is, usually, since the developer and the rinsing liquid are mainly composed of pure water, at the same temperature, the specific gravity is almost equal to that of pure water, and the temperature difference between the developing solution and the rinsing liquid brings about a difference in specific gravity. It is thought to work.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a resist coating / developing processing system including a developing unit which is an embodiment of the developing apparatus of the present invention, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. 3 is a rear view thereof.
[0019]
The resist coating / developing processing system 1 includes a cassette station 11 serving as a transfer station, a processing station 12 having a plurality of processing units, and an exposure apparatus 14 provided adjacent to the processing station 12 and a processing station 12. And an interface station 13 for transferring the wafer W.
[0020]
In the cassette station 11, a wafer cassette (CR) containing a plurality of (for example, 25) wafers W is loaded and unloaded, and as shown in FIG. A plurality of (five in FIG. 1) positioning projections 20a are formed in one row. The wafer cassette (CR) can be placed at the position of the positioning projection 20a with the wafer loading / unloading port facing the processing station 12 side.
[0021]
The cassette station 11 includes a wafer transfer mechanism having a wafer transfer pick 21a. The wafer transfer pick 21a can selectively access any one of the wafer cassettes (CR), and has a third processing unit group G of the processing station 12 described later. 3 Transition unit (TRS-G 3 ) Can be accessed.
[0022]
In the processing station 12, the third processing unit group G is arranged on the rear side of the system (upper in FIG. 1) in order from the cassette station 11 side. 3 , Fourth processing unit group G 4 And fifth processing unit group G 5 Is arranged. Third processing unit group G 3 And fourth processing unit group G 4 Between the first main transport section A 1 And a fourth processing unit group G 4 And the fifth processing unit group G 5 Between the second main transport section A 2 Is provided. Further, on the front side of the system (lower in FIG. 1), the first processing unit group G is sequentially arranged from the cassette station 11 side. 1 And second processing unit group G 2 Is provided.
[0023]
As shown in FIG. 3, the third processing unit group G 3 Then, an oven-type processing unit that places a wafer W on a mounting table and performs a predetermined process, for example, a high-temperature heat treatment unit (BAKE) that heats the wafer W, and a high-precision temperature that performs high-precision temperature control of the wafer W Key unit (CPL-G 3 ), Temperature control unit (TCP), cassette station 11 and first main transport section A 1 A transition unit (TRS-G) serving as a transfer unit for the wafer W between 3 ) Are stacked in, for example, 10 stages.
[0024]
Fourth processing unit group G 4 Then, for example, a pre-bake unit (PAB) for performing a heating process on the wafer W after the resist application, a post-bake unit (POST) for performing a heating process on the wafer W after the development process, and a high-precision temperature control unit (CPL-G) 4 ) Are stacked in, for example, 10 stages. Fifth processing unit group G 5 For example, a post-exposure bake unit (PEB) for performing a heat treatment on a wafer W after exposure and before development, and a high-precision temperature control unit (CPL-G) 5 ) Are stacked in, for example, 10 stages.
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 3, the first main transport section A 1 Processing unit group G having an adhesion unit (AD) and a heating unit (HP) for heating the wafer W 6 Is provided.
[0026]
Second main transport section A 2 On the back side of the wafer, a peripheral exposure device (WEE) for selectively exposing only the edge portion of the wafer W to remove excess resist at the wafer peripheral portion, and a film thickness measuring device (FTI) for measuring the resist film thickness ), The seventh processing unit group G having 7 Is provided.
[0027]
As shown in FIGS. 1 and 2, the first processing unit group G 1 Then, five spinner-type processing units, for example, three resist coating units (COT) as liquid supply units for performing predetermined processing by placing the wafer W on the spin chuck SP in the cup (CP), and A bottom coating unit (BARC) for forming an anti-reflection film for preventing light reflection is stacked in a total of five stages. Also, the second processing unit group G 2 In the figure, a spinner type processing unit, for example, a developing unit (DEV) is stacked in five stages.
[0028]
First main transport section A 1 Is provided with a first main wafer transfer device 16, and the first main wafer transfer device 16 includes a first processing unit group G 1 , The third processing unit group G 3 , Fourth processing unit group G 4 And sixth processing unit group G 6 Each unit can be selectively accessed. Also, the second main transport section A 2 Is provided with a second main wafer transfer device 17, and the second main wafer transfer device 17 includes a second processing unit group G 2 , Fourth processing unit group G 4 , Fifth processing unit group G 5 , Seventh processing unit group G 7 Each unit can be selectively accessed.
[0029]
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic structure of the first main wafer transfer device 16. The first main wafer transfer device 16 includes three arms 7a, 7b, and 7c for holding the wafer W, arm support plates 51 attached to the base ends of the arms 7a to 7c, and arm support plates 51, respectively. A base 52 engaged with the base 52, a support 53 supporting the base 52 and the like, a motor (not shown) built in the support 53, a rotating rod 54 connecting the base 52 and the motor, And second processing unit group G 1 , G 2 A supporting column 55 provided on the side and having a sleeve 55a formed in the vertical direction, a flange member 56 slidably engaged with the sleeve 55a, and connected to the support portion 53, and a flange member 56 not shown for raising and lowering the flange member 56 Lifting mechanism.
[0030]
A rail (not shown) is laid on the base 52 for each arm support plate 51 in parallel with the longitudinal direction of the base 52, and each arm support plate 51 is slidable along the rail. . Further, when the motor built in the support portion 53 is rotated, the rotating rod 54 rotates, whereby the base 52 can rotate in the XY plane. Further, since the support portion 53 is attached to the flange member 56 that can move in the Z direction, the base 52 can also move in the Z direction.
[0031]
Vertical members 59a are attached to both sides of the distal end of the base 52, and a shielding plate 8 and a bridging member 59b that shield radiant heat between the arms 7a and 7b are attached to the vertical members 59a. A pair of optical sensors (not shown) is provided at the center of the bridging member 59b and at the tip of the base 52, thereby detecting presence / absence of the wafer W in each of the arms 7a to 7c and protrusion of the wafer W. It is supposed to be. The second main wafer transfer device 17 has the same structure as the first main wafer transfer device 16.
[0032]
The wall 57 shown in FIG. 1 Second main transport section A on the side 2 Of the first processing unit group G 1 Is provided with a window 57a for transferring the wafer W to and from each of the units provided in the printer. Also, the second main transport section A 2 Are provided with four fans 58 at the bottom.
[0033]
First processing unit group G 1 And the cassette processing unit 11 and the second processing unit group G 2 And the interface station 13 between the first and second processing unit groups G, respectively. 1 , G 2 Are provided with liquid temperature control pumps 24 and 25 for supplying a processing liquid to the processing unit group G, and clean air from an air conditioner outside the resist coating / developing processing system 1 is provided. 1 ~ G 5 Ducts 28 and 29 for supplying the inside of the inside are provided.
[0034]
Panel on the back side of processing station 12 and first processing unit group G 1 -Seventh processing unit group G 7 Can be removed for maintenance. Further, the first and second processing unit groups G 1 , G 2 The chemical units (CHM) 26 and 27 for supplying a chemical solution to these are provided at the bottom of each of them. Further, below the cassette station 11, a centralized control section 19 for controlling the entire resist coating / developing processing system 1 is provided.
[0035]
The interface station 13 includes a first interface station 13a on the processing station 12 side and a second interface station 13b on the exposure apparatus 14, and the first interface station 13a includes a fifth processing unit group G. 5 The first wafer carrier 62 is disposed so as to face the opening, and a second wafer carrier 63 movable in the X direction is disposed at the second interface station 13b.
[0036]
A peripheral exposure device (WEE), an in-buffer cassette (INBR) for temporarily storing a wafer W transferred to the exposure device 14, and an unloading device from the exposure device 14 are arranged on the rear side of the first wafer transfer body 62 in order from the top. Processing unit group G in which out buffer cassettes (OUTBR) for temporarily storing the wafers W are stacked 8 Is arranged. In addition, the transition units (TRS-G 9 ) And a two-stage high-precision temperature control unit (CPL-G 9 ) Are stacked in the ninth processing unit group G 9 Is arranged.
[0037]
The first wafer carrier 62 has a fork 62a for transferring a wafer. The fork 62a is connected to the fifth processing unit group G 5 , Eighth processing unit group G 8 , Ninth processing unit group G 9 Can be accessed, thereby transferring the wafer W between the units.
[0038]
The second wafer carrier 63 has a fork 63a for transferring the wafer. The fork 63a is provided with a ninth processing unit group G 9 And the in-stage 14a and the out-stage 14b of the exposure apparatus 14 are accessible, and the wafer W is transferred between these units.
[0039]
In the resist coating / developing processing system 1 configured as described above, one wafer W is taken out from the wafer cassette (CR) by the wafer transfer mechanism 21 and is transferred to the transition unit (TRS-G) of the processing station 12. 3 Then, the wafers W are sequentially transferred to each unit by the first and second main wafer transfer devices 16 and 17 in accordance with the order of the recipe, and a series of processes are performed on the wafers W.
[0040]
For example, after controlling the temperature of the wafer W, an adhesion process in an adhesion unit (AD) and / or formation of an antireflection film in a bottom coating unit (BARC), a heating process in a heating unit (HP), and a high-temperature heat treatment Bake processing in the unit (BAKE), temperature control of the wafer W, coating processing of the resist liquid in the resist coating unit (COT), pre-baking processing in the pre-baking unit (PAB), and peripheral exposure processing in the peripheral exposure device (WEE) The temperature of the wafer W is sequentially adjusted, and the wafer W is transferred into the exposure apparatus 14 by the second wafer transfer body 63. After exposure by the exposure device 14, the wafer W is transferred to the transition unit (TRS-G) by the second wafer carrier 63. 9 ), A post-exposure bake process in a post-exposure bake unit (PEB), a development process in a development unit (DEV), and a post-bake process in a post-bake unit (POST) are sequentially performed to control the temperature of the wafer W. After performing the processing, the transition unit (TRS-G 3 ) To the wafer cassette (CR) in the cassette station 11. Such a series of operations is repeated for the number of wafers in the cassette.
[0041]
Next, a developing unit (DEV) for carrying out the developing method of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6 are a cross-sectional view and a plan view showing the entire configuration of the development processing unit (DEV).
[0042]
This development processing unit (DEV) has a housing 70, an annular cup CP is arranged in the center, and a spin chuck 71 is arranged inside the cup CP. The spin chuck 71 is made of a resin including a heat conductive member, and is rotated by a drive motor 72 in a state where the wafer W is fixed and held by vacuum suction. The drive motor 72 is arranged so as to be able to move up and down at the opening of the bottom plate 70 a of the housing 70, and is coupled to a lift drive mechanism 74 made of, for example, an air cylinder and a lift guide 75 via a cap-like flange member 73 made of, for example, aluminum. ing. A cylindrical temperature control jacket 76 made of, for example, stainless steel (SUS) is attached to the side surface of the drive motor 72, and the flange member 73 is attached so as to cover the upper half of the temperature control jacket 76. Thereby, the temperature of the spin chuck 71 can be adjusted via the flange member 73 (for example, in the range of 20 ° C. to 40 ° C.). That is, the temperature of the temperature control jacket 76 is controlled by, for example, a configuration in which a fluid that is constant-temperature water is circulated or a configuration in which a thermomodule is installed in the jacket.
[0043]
During the application of the developer, the lower end of the flange member 73 is in close contact with the bottom plate 70a near the outer periphery of the opening of the bottom plate 70a, thereby sealing the inside of the unit. When the wafer W is transferred between the spin chuck 71 and the second main wafer transfer device 17, the lifting drive mechanism 74 raises the drive motor 72 and the spin chuck 71 to move the lower end of the flange member 73 to the housing. It rises from the bottom plate 70a of the body 70.
[0044]
At the bottom of the cup CP, an exhaust pipe 77 is connected to a portion near the center, and a drain pipe 78 is connected to a portion near the outside. Then, the gas in the cup CP is exhausted from the exhaust pipe 77, and the developer scattered when the developer is shaken off, the cleaning liquid for washing away the developer, and the organic solvent are discharged from the drain pipe 78. . Note that an opening 79 through which the wafer holding member 48 enters is formed on the side wall of the housing 70 of the development processing unit (DEV).
[0045]
Above the cup CP, a developer supply nozzle 81 for supplying a developer to the surface of the wafer W, and a diameter substantially equal to the diameter of a substrate for supplying a rinse liquid such as pure water to the wafer W after development. A rinsing liquid supply nozzle 84 having a length and a pure water supply nozzle 87 having a length substantially equal to the diameter of the substrate for supplying pure water for pre-wetting are provided at a supply position on the wafer W and outside the wafer W. It is provided movably between the two standby positions. The developer supply nozzle 81 is connected to a developer supply unit 83 via a developer supply pipe 82, and the rinse liquid supply nozzle 84 is connected to a rinse liquid supply unit 86 via a rinse liquid supply pipe 85. The pure water supply nozzle 87 is connected to a pure water supply unit 89 via a pure water supply pipe 88.
[0046]
The pure water used for the pre-wet may contain an optional additive (for example, a surfactant) as necessary. Further, the pure water supply nozzle 87 to be pre-wet and the rinse liquid supply nozzle 84 may be shared.
[0047]
In the case of the present embodiment, as illustrated in FIG. 7, the developer supply unit 83 includes a liquid supply mechanism 83a that supplies the developer 101 to the developer supply nozzle 81, and a developer supplied from the liquid supply mechanism 83a. The liquid temperature control mechanism 83b controls the temperature T2 of the liquid 101.
[0048]
As illustrated in FIG. 8, the pure water supply unit 89 includes a liquid supply mechanism 89a that supplies the pure water 102 to the pure water supply nozzle 87, and a temperature of the pure water 102 supplied from the liquid supply mechanism 89a. A liquid temperature control mechanism 89b for controlling T1 is provided.
[0049]
The developer supply nozzle 81 is detachably attached to the tip of the first nozzle scan arm 91, and the rinse liquid supply nozzle 84 is detachably attached to the tip of the second nozzle scan arm 92. The pure water supply nozzle 87 is detachably attached to the tip of the third nozzle scan arm 93. The first, second, and third nozzle scan arms 91, 92, and 93 extend vertically from guide rails 94 laid along the Y direction on the bottom plate 70a of the housing 70, respectively. Are attached to the upper ends of a first vertical support member 95, a second vertical support member 96, and a third vertical support member 97 which can move horizontally on a guide rail 94. The supply nozzle 84 and the pure water supply nozzle 87 move in the Y direction together with the first, second, and third vertical support members 95, 96, and 97 by a Y-axis drive mechanism (not shown). . The first, second, and third vertical support members 95, 96, and 97 can be moved in the Z direction by a Z-axis drive mechanism (not shown), and the developer supply nozzle 81, the rinse liquid supply nozzle 84, and the The pure water supply nozzle 87 is moved between a discharge position close to the wafer W and a non-discharge position above it by the movement of the corresponding vertical support member. The developer supply nozzle 81 is arranged to wait at a nozzle standby position 98, and a nozzle cleaning mechanism 99 for cleaning the developer supply nozzle 81 is provided at the nozzle standby position 98.
[0050]
As illustrated in FIG. 15, the developer supply nozzle 81 has a long shape, is disposed with its longitudinal direction being horizontal, and has a slit-shaped discharge port or / and a plurality of discharge ports 81 a on a lower surface. It is composed of a slit nozzle, and the discharged developer is formed into a band shape as a whole. When the developer is applied, the developer supply nozzle 81 is scanned along the guide rail 94 while discharging the developer in a strip shape from the discharge port 81a of the developer supply nozzle 81 located above the wafer W. By doing so, the developer is applied to the entire surface of the wafer W.
[0051]
The rinsing liquid supply nozzle 84 is constituted by a straight nozzle. After the development process is completed, the rinsing liquid supply nozzle 84 is moved onto the wafer W to supply a rinsing liquid to the resist film on which the development pattern is formed on the wafer W for cleaning. Used for processing.
Further, the pure water supply nozzle 87 is formed of a slit nozzle, similarly to the developer supply nozzle 81, and scans along a guide rail 94 while discharging pure water in a strip shape from a discharge port. For example, the pure water 102 for pre-wetting is filled.
[0052]
The supply of the developing solution, the rinsing solution and the pure water from the developing solution supply unit 83, the rinsing liquid supply unit 86 and the pure water supply unit 89, and the temperatures T1 and T2 of the developing solution and the pure water are controlled by the control interface 100a. The control section 100 controls the interface 100b and the control interface 100c.
[0053]
Further, in the case of the present embodiment, the control unit 100 has a function of controlling the entire developing unit (DEV) and controlling the developing process as illustrated in the process diagram of FIG. 8 described later.
[0054]
In the case of the present embodiment, the temperature T2 of the developing solution is controlled to be lower than the temperature T1 of the pre-wet pure water 102, as described later.
[0055]
Next, the operation of the developing process in the developing unit (DEV) configured as described above will be described with reference to the process diagram of FIG.
[0056]
A wafer W having a predetermined pattern exposed and subjected to post-exposure bake processing and cooling processing is transported by the wafer transport mechanism 21 to a position directly above the cup CP in the development processing unit (DEV), and the spin chuck 71 is moved by the elevation drive mechanism 74. For example, the surface temperature of the spin chuck 71 is controlled so as to be 28 ° C. of the flange member 73 (temperature control jacket 76), and the spin chuck 71 is vacuum-adsorbed on the spin chuck 71 by raising the temperature (step ST0).
[0057]
After that, first, pure water is discharged while scanning the pure water supply nozzle 87 from one end of the wafer W along the guide rail 94 to the other end, so that the entire surface of the wafer W is liquid-filled. As shown in FIG. 10A, a pure water paddle 102a is formed and pre-wet. At this time, the temperature T1 of the pure water paddle 102a can be set, for example, in the range of 20 ° C to 40 ° C, and is set to 28 ° C as an example (step ST1). For example, this temperature of the set T1 is set as the temperature of the spin chuck 71. Since the temperature of the wafer W is also equal to T1, the temperature of the pure water paddle 102a does not decrease on the wafer W. In this case, the temperature of the spin chuck 71 does not have to be exactly the same as T1, and the temperature of the pure water paddle 102a may be 28 ° C. Therefore, for example, the temperature of the pure water paddle 102a to be discharged is 30 ° C. The temperature of the chuck 71 may be 26 ° C.
[0058]
Next, the developing solution is ejected while scanning the developing solution supply nozzle 81 from one end of the wafer W to the other end of the wafer W along the guide rail 94, so that the developing solution is spread over the entire surface of the pure water paddle 102a. Then, a developer paddle 101a is formed as shown in FIG. At this time, in the case of the present embodiment, the value of the temperature T2 of the developer paddle 101a is lower than the temperature T1 of the pure water paddle 102a, and can be set, for example, in a range of 4 ° C. to 19 ° C. Is set to 18 ° C. (step ST2). At this time, the operation of adjusting the temperature of the spin chuck 71 by the flange member 73 (temperature adjustment jacket 76) is also stopped. Alternatively, it may be stopped immediately after the above-mentioned pre-wet.
[0059]
At this time, the water repellency of the resist (not shown) on the wafer W is reduced by the pure water paddle 102a, and the pull-back phenomenon is suppressed, so that the developer paddle 101a can be formed in a shorter time with a smaller amount of the developer. In addition, since the liquid convection due to the temperature difference is used, the impact at the time of discharging the developer is suppressed, the shock at the time of forming the developer paddle 101a is reduced, and the damage of the exposure pattern such as uneven development can be reduced.
Then, the developing is advanced by stopping the developer paddle 101a on the wafer W (step ST3). At this time, as illustrated in FIG. 10C, in the case of the present embodiment, the developer having a lower specific gravity at a lower temperature is substantially evenly distributed in the pure water paddle 102a at a higher temperature and having a lower specific gravity. And reaches an unillustrated exposure pattern on the wafer W, and the developing process proceeds uniformly over the entire surface of the wafer W. As a result, the uniformity of the line width of the exposure pattern formed on the wafer W is improved. In this case, the scan speed when applying the developer on the pure water paddle is moved at a high speed, for example, from 50 mm / s to 100 mm / s. This is because the pure water paddle higher than the temperature of the developer becomes a cushion for the penetration of the developer at the time of discharge. Further, the scan may be performed a plurality of times. For example, when the temperature of pure water is 26 ° C., the first temperature at the first speed is, for example, 80 mm / s, 20 ° C., and then the second temperature at the second speed, for example, 100 mm / s. , 15 ° C.
[0060]
FIG. 11 is a graph showing an example of the effect of the present embodiment. In FIG. 11, the bar graph and the measurement point on the left end indicate the line width of the exposure pattern in the case of the related art in which the developing process was performed with the temperature T1 of the pre-wet pure water paddle 102a and the temperature T2 of the developer paddle 101a being the same. (3σ) and CD (critical dimension: minimum resolvable dimension) value. Similarly, the center bar graph and the measurement points show the variation in the line width of the exposure pattern when the temperature T1 of the pre-wet pure water paddle 102a is set at 28 ° C. and the temperature T2 of the developer paddle 101a is set at 18 ° C. (3σ) and CD value. On the other hand, the bar graph and measurement points on the right end show the line width variation (3σ) and CD value of the exposure pattern when the developing process is performed with the temperature of the developer paddle 101a set to 23 ° C. without performing the pre-wetting.
[0061]
The variation (3σ) and the CD value are smaller and the uniformity of the line width of the exposure pattern and the resolution performance are improved in the case of the present embodiment at the center as compared with the case of the prior art at the left end. I understand. In the case where the pre-wet at the right end is not performed, the dispersion (3σ) and the CD value are the smallest, but in the case of a resist having high water repellency, a developing solution for forming the developing solution paddle by pullback phenomenon at the time of forming the developing solution paddle. As described above, there are technical problems such as an increase in the consumption of the resist and an increase in the required time, and in the developing process in the case of the resist having high water repellency, the case of the central embodiment is more comprehensive. It can be said that it is excellent.
[0062]
While the development is proceeding as described above, the developer supply nozzle 81 is moved to the nozzle standby position 98, and the rinse liquid supply nozzle 84 is moved substantially above the center of the wafer W (step ST4).
[0063]
After a lapse of a predetermined time, the developer is shaken off the wafer W by rotating the spin chuck 71 at a predetermined rotation speed (step ST5). At about the same time, the rinsing liquid supply nozzle 84 is rotated while rotating the wafer W at a predetermined rotation speed. A rinsing liquid is supplied to the resist film on the wafer W on which the development pattern has been formed, and the developing solution present on the resist film is washed away (step ST6).
[0064]
After that, the wafer W is rotated at a high speed to shake off pure water or the like and dried (step ST7).
[0065]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a rinsing step will be exemplified.
[0066]
In the case of this embodiment, as the developing device (developing processing unit (DEV)), one having the configuration illustrated in FIGS. 5 and 6 of the above-described embodiment can be used, but as illustrated in FIG. The rinsing liquid supply unit 86 includes a liquid supply mechanism 86a for supplying a rinsing liquid such as an aqueous cleaning liquid and a liquid temperature control mechanism 86b for controlling the temperature of the rinsing liquid. The liquid temperature control mechanism 86b performs an operation of controlling the temperature T4 of the rinsing liquid to be lower than the temperature T3 of the developing liquid to be rinsed, as will be described later. Further, a slit nozzle is used as the rinsing liquid supply nozzle 84.
[0067]
Next, the operation of the development processing in the development processing unit (DEV) configured as described above will be described with reference to the process chart of FIG.
[0068]
A wafer W having a predetermined pattern exposed and subjected to post-exposure bake processing and cooling processing is transported by the wafer transport mechanism 21 to a position directly above the cup CP in the development processing unit (DEV), and the spin chuck 71 is moved by the elevation drive mechanism 74. By ascending, vacuum suction is performed on the spin chuck 71 (step ST10).
[0069]
Next, the developing solution is applied to the entire surface of the wafer W by discharging the developing solution while scanning the developing solution supply nozzle 81 from one end to the other end of the wafer W along the guide rail 94. As shown in FIG. 14A, a developer paddle 101a is formed (step ST11).
Then, the development is advanced by stopping the developer paddle 101a on the wafer W (step ST12).
[0070]
While the development is in progress, the developer supply nozzle 81 is moved to the nozzle standby position 98.
[0071]
The rinsing liquid supply nozzle 84 discharges the rinsing liquid while scanning from one end of the wafer W to the other end of the wafer W along the guide rail 94 (step ST13), so that the temperature T3 after development (for example, 24). The rinsing liquid 103 at a temperature T4 (for example, 20 ° C.) lower than the temperature T3 is supplied onto the developer paddle 101a (FIG. 14C) to form a rinsing liquid paddle 103a (FIG. 14B) (step ST14). It is kept still for a predetermined time (for example, 5 seconds) (step ST15). After this step ST15, a rinse liquid (for example, 15 ° C.) with a lower temperature may be applied plural times, and the standstill may be continued for a predetermined time, for example, 5 seconds.
[0072]
At this time, as illustrated in FIG. 14C, the rinsing liquid 103 having a lower specific gravity and having a higher specific gravity uniformly penetrates and replaces the developing solution 101 over the entire surface of the wafer W by thermal convection or the like. 101 and the dissolved resist residue float up and are removed from the resist surface.
[0073]
Thereafter, the developer and the rinsing liquid are shaken off from the wafer W by rotating the spin chuck 71 at a predetermined rotation speed (step ST16). At about the same time, the rinsing liquid supply nozzle 84 is rotated while rotating the wafer W at a predetermined rotation speed. A rinsing liquid is supplied to the resist film on the wafer W on which the development pattern has been formed, and the developing solution existing on the resist film is washed away (step ST17).
[0074]
After that, the wafer W is rotated at a high speed to shake off pure water or the like and dried (step ST18).
[0075]
As described above, according to the present embodiment, a rinse liquid such as an aqueous cleaning liquid at a temperature T4 lower than T3 is supplied onto the developer paddle 101a at a temperature T3 after development to form a rinse liquid paddle 103a. Rinsing is performed by gently replacing the developing solution with the temperature difference of the rinsing solution in advance, so the removal of the developing solution can be performed in a relatively short time with low impact without using a large amount of rinsing solution as in the past. It is possible to do it.
[0076]
In the description of the process illustrated in FIG. 13 described above, the case where pre-wet is not performed at the time of development is illustrated. However, it is needless to say that the process may be combined with the pre-wet process at the time of development illustrated in the first embodiment. No.
[0077]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the temperature of the pre-wet pure water and the temperature of the developing solution are not limited to those exemplified in the above embodiment, and various values can be set.
[0078]
In the above embodiment, the present invention is applied to the development processing of a semiconductor wafer. However, the present invention is not limited to this, and any substrate on which a fine resist pattern is formed may be used as a liquid crystal display (LCD) substrate, a photomask substrate, or the like. Also, the present invention can be applied to development processing of other substrates.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by reducing the water repellency of the resist with respect to the developing solution and the shock from the developing solution to the exposure pattern by the pre-wet, the consumption of the developing solution can be reduced and the exposure can be reduced. The pattern can be prevented from being damaged, and the specific gravity of the developer becomes relatively larger than that of the pure water by lowering the second temperature of the developer than the first temperature of the pre-wet pure water, Due to the difference in specific gravity, the developer on pure water penetrates uniformly into the resist on the substrate, enabling uniform development processing and improving the uniformity of the line width of the exposure pattern formed on the resist by development. can do.
[0080]
Also, in the rinsing step after the development, by rinsing a rinsing liquid such as pure water at a lower temperature than the developing liquid, the rinsing liquid uniformly penetrates into the developing liquid due to a specific gravity difference due to a temperature difference, and the rinsing liquid is used. Since the replacement of the developing solution is performed quietly and reliably, it is possible to perform a uniform rinsing process in a short time with low impact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of a resist coating / developing system for a semiconductor wafer on which a resist coating unit for carrying out the present invention is mounted.
FIG. 2 is a front view of the resist coating / developing processing system shown in FIG.
FIG. 3 is a rear view of the resist coating / developing processing system shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic structure of a main wafer transfer device provided in the resist coating / developing processing system of FIG. 1;
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the overall configuration of a developing unit to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a plan view showing a developing unit to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a part of the developing apparatus according to the embodiment of the present invention in more detail.
FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a part of a developing processing apparatus according to an embodiment of the present invention in more detail.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of steps of a development processing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a developing step of the developing method according to the embodiment of the present invention in the order of steps;
FIG. 11 is a graph showing an example of an effect of the developing method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a part of a development processing apparatus according to another embodiment of the present invention in more detail.
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of steps of a developing method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a sectional view illustrating an example of a rinsing step of a developing method according to another embodiment of the present invention in the order of steps;
FIG. 15 is a perspective view illustrating a part of the developing apparatus in the embodiment of the present invention in more detail.
[Explanation of symbols]
81: Developer supply nozzle
82: Developer supply pipe
83 ... Developer supply section
83a ... liquid supply mechanism
83b ... liquid temperature control mechanism
84 rinsing liquid supply nozzle
85 ... Rinse liquid supply piping
86 rinsing liquid supply unit
86a: Liquid supply mechanism
86b: Liquid temperature control mechanism
87 ... Pure water supply nozzle
88 ... Pure water supply piping
89 ... Pure water supply unit
89a ... liquid supply mechanism
89b: Liquid temperature control mechanism
101 ... Developer
101a: Developing paddle
102 pure water
102a ...... Pure water paddle
103 ... Rinse liquid
103a Rinse liquid paddle
T1 Temperature of pre-wet pure water (first temperature)
T2: temperature of developer during development (second temperature)
T3: temperature of developer during rinsing (third temperature)
T4: temperature of rinsing liquid during rinsing (fourth temperature)
DEV: Development processing unit
W ... Semiconductor wafer

Claims (13)

基板上の露光後のレジスト膜上に第1の温度の純水を塗布するプリウェット工程と、
前記純水の上に前記第1の温度よりも低い第2の温度の現像液を塗布して露光パターンを現像する現像工程と
を具備することを特徴とする現像処理方法。
A pre-wet step of applying pure water at a first temperature on the exposed resist film on the substrate;
A developing step of applying a developer at a second temperature lower than the first temperature on the pure water to develop an exposure pattern.
前記第1の温度は、20℃〜40℃の範囲であり、前記第2の温度は、4℃〜19℃の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の現像処理方法。2. The method according to claim 1, wherein the first temperature is in a range from 20 ° C. to 40 ° C., and the second temperature is in a range from 4 ° C. to 19 ° C. 3. 長尺で長手方向にスリット状の吐出口または/および複数の吐出口を有するスリットノズルを用いて前記現像液を塗布することを特徴とする請求項1または2に記載の現像処理方法。3. The method according to claim 1, wherein the developing solution is applied by using a long and / or slit nozzle having a slit-like discharge port and / or a plurality of discharge ports in a longitudinal direction. 4. 前記現像工程では、同一または異なる前記第2の温度で前記現像液を複数回塗布することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の現像処理方法。3. The method according to claim 1, wherein in the developing step, the developing solution is applied a plurality of times at the same or different second temperature. 4. 基板上の露光後のレジスト膜に現像液を供給して露光パターンを現像する現像工程と、
現像後の前記現像液の第3の温度よりも低い第4の温度のリンス液を前記現像液の上に塗布してリンスを行うリンス工程と
を具備することを特徴とする現像処理方法。
A developing step of supplying a developing solution to the exposed resist film on the substrate to develop an exposure pattern,
A rinsing step of applying a rinsing liquid at a fourth temperature lower than a third temperature of the developing liquid after the development onto the developing liquid to perform rinsing.
前記リンス液は水系洗浄液からなることを特徴とする請求項5に記載の現像処理方法。The developing method according to claim 5, wherein the rinsing liquid comprises an aqueous cleaning liquid. 前記リンス工程では、同一または異なる前記第4の温度で前記リンス液を複数回塗布することを特徴とする請求項5に記載の現像処理方法。The developing method according to claim 5, wherein in the rinsing step, the rinsing liquid is applied a plurality of times at the same or different fourth temperature. 基板上の露光後のレジスト膜に現像液を供給して露光パターンを現像する現像処理装置であって、
前記基板を略水平に保持する基板保持部材と、
前記基板保持部材上の基板に現像液を供給する現像液供給機構および前記現像液の温度を制御する液温制御機構を含む現像液供給部と、
前記基板保持部材上の基板に純水を供給する純水供給機構および前記純水の温度を制御する液温制御機構を含む純水供給部と、
前記純水供給部によって前記基板上の露光後のレジスト膜に第1の温度の前記純水をパドルするプリウェットを行った後、前記現像液供給部によって前記純水の上に前記第1の温度よりも低い第2の温度の前記現像液をパドルして露光パターンを現像する動作を行わせる制御部と
を具備したことを特徴とする現像処理装置。
A development processing apparatus that supplies a developing solution to the exposed resist film on the substrate to develop an exposure pattern,
A substrate holding member that holds the substrate substantially horizontally,
A developer supply unit including a developer supply mechanism for supplying a developer to the substrate on the substrate holding member and a liquid temperature control mechanism for controlling the temperature of the developer;
A pure water supply unit including a pure water supply mechanism for supplying pure water to the substrate on the substrate holding member and a liquid temperature control mechanism for controlling the temperature of the pure water,
After performing a pre-wet to paddle the pure water at a first temperature on the resist film after exposure on the substrate by the pure water supply unit, the first supply of the first water is performed on the pure water by the developer supply unit. A control unit for performing an operation of paddle-developing the developing solution at a second temperature lower than the temperature to develop an exposure pattern.
前記第1の温度は、20℃〜40℃であり、前記第2の温度は、4℃〜19℃の範囲であることを特徴とする請求項8に記載の現像処理装置。The developing apparatus according to claim 8, wherein the first temperature is in a range of 20C to 40C, and the second temperature is in a range of 4C to 19C. 前記基板保持部材は、前記第1の温度に保持されることを特徴とする請求項8に記載の現像処理装置。The developing apparatus according to claim 8, wherein the substrate holding member is maintained at the first temperature. 前記現像液供給部は、長尺で長手方向にスリット状の吐出口または/および複数の吐出口を有し前記現像液を前記基板に供給するスリットノズルを備えたことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の現像処理装置。9. The developing solution supply unit according to claim 8, further comprising a slit nozzle having a long and slit-shaped discharge port and / or a plurality of discharge ports in a longitudinal direction for supplying the developing liquid to the substrate. Alternatively, the development processing apparatus according to claim 9. 基板上の露光後のレジスト膜に現像液を供給して露光パターンを現像する現像処理装置であって、
基板を略水平に保持する基板保持部材と、
基板保持部材上の基板に現像液を供給する現像液供給機構および前記現像液の温度を制御する液温制御機構を含む現像液供給部と、
基板保持部材上の基板にリンス液を供給するリンス液供給機構および前記リンス液の温度を制御する液温制御機構を含むリンス液供給部と、
前記現像液供給部から前記基板上の露光後のレジスト膜に前記現像液を供給して露光パターンを現像した後に、現像後の前記現像液の第3の温度よりも低い第4の温度のリンス液を前記リンス液供給部から前記現像液の上に供給してリンスする動作を行わせる制御部と
を具備したことを特徴とする現像処理装置。
A development processing apparatus that supplies a developing solution to the exposed resist film on the substrate to develop an exposure pattern,
A substrate holding member for holding the substrate substantially horizontally,
A developer supply unit including a developer supply mechanism for supplying a developer to the substrate on the substrate holding member and a liquid temperature control mechanism for controlling the temperature of the developer;
A rinse liquid supply unit including a rinse liquid supply mechanism that supplies a rinse liquid to the substrate on the substrate holding member and a liquid temperature control mechanism that controls the temperature of the rinse liquid;
After developing the exposure pattern by supplying the developing solution to the exposed resist film on the substrate from the developing solution supply unit, rinsing at a fourth temperature lower than the third temperature of the developing solution after development. A control section for supplying a liquid from the rinsing liquid supply section onto the developer to perform an rinsing operation.
前記リンス液は水系洗浄液からなることを特徴とする請求項12に記載の現像処理装置。13. The development processing apparatus according to claim 12, wherein the rinsing liquid comprises an aqueous cleaning liquid.
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