JP2008016780A

JP2008016780A - Development processing method of substrate and development processing apparatus of substrate

Info

Publication number: JP2008016780A
Application number: JP2006189361A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Goto; 友宏後藤; Masakazu Sanada; 雅和真田; Osamu Tamada; 修玉田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2026-07-10
Also published as: JP4866165B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of preventing collapse of a resist pattern owing to microfabrication of a pattern dimension, and preventing adverse effects on subsequent processes, in executing development processing for an exposed resist film formed on the surface of a substrate. <P>SOLUTION: In a process of executing development processing for an exposed resist film formed on the surface of a substrate W, a developing liquid mixed with a hydrophobing agent is supplied from a development liquid supply nozzle 28 onto the resist film, and the resist film is subjected to rinse processing, after the development processing and spin-dried. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板の表面に形成された露光後のレジスト膜に現像液を供給して現像処理を行う基板の現像処理方法および現像処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate for performing development processing by supplying a developing solution to a resist film after exposure formed on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask, or a substrate for an optical disk. The present invention relates to a development processing method and a development processing apparatus.

近年、半導体装置の製造プロセスにおいては、パターン寸法の微細化による高集積化が進められている。このパターン寸法の微細化に伴ってレジストパターンのアスペクト比が高くなり、これに伴い、現像工程におけるレジストパターンの倒壊現象が大きな問題となりつつある。基板の表面に形成されたレジストパターンが倒壊する現象には、いくつかのモードが存在することが知られている。その１つとして、現像後に、レジストパターン上へ純水（リンス液）を吐出してリンス処理し、基板を鉛直軸回りに回転させてスピン乾燥する際に、パターンとパターンとの隙間に現像液や純水などの液体が存在すると、パターンに対し液体のラプラス力が働き、パターンが倒壊してしまう、といったことが知られている。このような現象の発生を改善する手段として、従来、表面張力を低下させる界面活性剤が含まれたリンス液を使用してリンス処理することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１４８４４号公報（第１１−１３頁、図８、図１０、図１１） In recent years, in a semiconductor device manufacturing process, high integration has been promoted by miniaturization of pattern dimensions. As the pattern dimension becomes finer, the aspect ratio of the resist pattern increases, and along with this, the collapse phenomenon of the resist pattern in the development process is becoming a big problem. It is known that there are several modes in the phenomenon that the resist pattern formed on the surface of the substrate collapses. As one of them, after development, pure water (rinse solution) is discharged onto the resist pattern to perform a rinsing process, and when the substrate is spin-dried by rotating the substrate around the vertical axis, the developer is placed in the gap between the patterns. It is known that when a liquid such as pure water is present, the Laplace force of the liquid acts on the pattern and the pattern collapses. As means for improving the occurrence of such a phenomenon, conventionally, a rinsing treatment using a rinsing liquid containing a surfactant that lowers the surface tension has been performed (for example, see Patent Document 1). .
JP 2004-14844 (page 11-13, FIG. 8, FIG. 10, FIG. 11)

しかしながら、界面活性剤を含むリンス液を用いてリンス処理する場合には、レジストパターンの表面に界面活性剤が残ってしまい、後工程に悪影響を及ぼす可能性がある。 However, when rinsing is performed using a rinse solution containing a surfactant, the surfactant remains on the surface of the resist pattern, which may adversely affect subsequent processes.

この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、パターン寸法の微細化に伴って起こるレジストパターン倒壊の発生を防止することができ、界面活性剤を含むリンス液を用いてリンス処理する場合のように後工程に悪影響を及ぼす、といった心配も無い基板の現像処理方法を提供すること、ならびに、その方法を好適に実施することができる基板の現像処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and can prevent the occurrence of resist pattern collapse that occurs with the miniaturization of pattern dimensions, and can be rinsed with a rinse solution containing a surfactant. An object of the present invention is to provide a substrate development processing method that does not have a negative impact on the post-process as in the case of processing, and to provide a substrate development processing apparatus that can suitably implement the method. And

請求項１に係る発明は、基板の表面に形成された露光後のレジスト膜上へ現像液を供給してレジスト膜を現像処理する現像工程と、基板表面に形成された現像処理後のレジスト膜上へリンス液を供給してリンス処理するリンス工程と、基板を水平姿勢で鉛直軸回りに回転させて、基板表面に形成されたリンス処理後のレジスト膜を乾燥させる乾燥工程とを含む基板の現像処理方法において、前記現像工程において、疎水化剤が混合された現像液を基板表面のレジスト膜上へ供給することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a development step of developing a resist film by supplying a developer onto the resist film after exposure formed on the surface of the substrate, and a resist film after development processing formed on the surface of the substrate A rinsing step of supplying a rinsing liquid to the top and a rinsing process; and a drying step of rotating the substrate around a vertical axis in a horizontal posture to dry the resist film after the rinsing process formed on the substrate surface In the development processing method, in the development step, a developer mixed with a hydrophobizing agent is supplied onto the resist film on the substrate surface.

請求項２に係る発明は、基板の表面に形成された露光後のレジスト膜上へ現像液を供給してレジスト膜を現像処理する現像工程と、基板表面に形成された現像処理後のレジスト膜上へリンス液を供給してリンス処理するリンス工程と、基板を水平姿勢で鉛直軸回りに回転させて、基板表面に形成されたリンス処理後のレジスト膜を乾燥させる乾燥工程とを含む基板の現像処理方法において、前記現像工程後、前記リンス工程前に、基板表面に形成されたレジスト膜上へ疎水化剤を供給することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a development step of developing a resist film by supplying a developer onto the resist film after exposure formed on the surface of the substrate, and a resist film after development processing formed on the surface of the substrate A rinsing step of supplying a rinsing liquid to the top and a rinsing process; and a drying step of rotating the substrate around a vertical axis in a horizontal posture to dry the resist film after the rinsing process formed on the substrate surface In the development processing method, a hydrophobizing agent is supplied onto the resist film formed on the substrate surface after the development step and before the rinsing step.

請求項３に係る発明は、基板の表面に形成された露光後のレジスト膜上へ現像液を供給してレジスト膜を現像処理する現像工程と、基板表面に形成された現像処理後のレジスト膜上へリンス液を供給してリンス処理するリンス工程と、基板を水平姿勢で鉛直軸回りに回転させて、基板表面に形成されたリンス処理後のレジスト膜を乾燥させる乾燥工程とを含む基板の現像処理方法において、前記現像工程後、前記リンス工程前に、基板表面に形成されたレジスト膜上へリンス液を供給して予備リンス処理し、その後に、レジスト膜上へ疎水化剤を供給することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a development step of developing a resist film by supplying a developer onto the resist film after exposure formed on the surface of the substrate, and a resist film after development processing formed on the surface of the substrate A rinsing step of supplying a rinsing liquid to the top and a rinsing process; and a drying step of rotating the substrate around a vertical axis in a horizontal posture to dry the resist film after the rinsing process formed on the substrate surface In the developing method, after the developing step and before the rinsing step, a rinsing liquid is supplied onto the resist film formed on the substrate surface to perform a preliminary rinsing treatment, and thereafter, a hydrophobizing agent is supplied onto the resist film. It is characterized by that.

請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の現像処理方法において、疎水化剤は、疎水化剤を含む疎水化溶液としてレジスト膜上へ供給されることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the development processing method according to claim 2 or 3, wherein the hydrophobizing agent is supplied onto the resist film as a hydrophobizing solution containing the hydrophobizing agent.

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の現像処理方法において、疎水化溶液に界面活性剤が添加されたことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that, in the development processing method according to claim 4, a surfactant is added to the hydrophobizing solution.

請求項６に係る発明は、請求項４に記載の現像処理方法において、疎水化溶液は、現像液に比べて比重が大きい疎水化剤に界面活性剤を添加して調製されることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the development processing method according to claim 4, wherein the hydrophobizing solution is prepared by adding a surfactant to a hydrophobizing agent having a larger specific gravity than the developer. To do.

請求項７に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の現像処理方法において、疎水化剤は、蒸気の状態でレジスト膜上へ供給されることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the development processing method according to claim 2 or 3, wherein the hydrophobizing agent is supplied onto the resist film in a vapor state.

請求項８に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の現像処理方法において、疎水化剤として、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）またはパーフルオロ化合物が使用されることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the development processing method according to any one of claims 1 to 7, wherein dimethyldichlorosilane, hexamethyldisilazane (HMDS) or a perfluoro compound is used as the hydrophobizing agent. It is characterized by that.

請求項９に係る発明は、基板を水平姿勢に保持する基板保持手段と、この基板保持手段によって保持された基板の表面に形成された露光後のレジスト膜上へ現像液を吐出する現像液吐出ノズルと、この現像液吐出ノズルへ現像液を供給する現像液供給手段と、基板表面に形成された現像処理後のレジスト膜上へリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルと、このリンス液吐出ノズルへリンス液を供給するリンス液供給手段と、前記基板保持手段によって保持された基板を鉛直軸回りに回転させる基板回転手段とを備えた基板の現像処理装置において、前記現像液供給手段は、疎水化剤が混合された現像液を前記現像液吐出ノズルへ供給することを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a substrate holding means for holding the substrate in a horizontal position, and a developer discharge for discharging the developer onto the resist film after exposure formed on the surface of the substrate held by the substrate holding means. A nozzle, a developer supply means for supplying the developer to the developer discharge nozzle, a rinse liquid discharge nozzle for discharging a rinse liquid onto the resist film after the development process formed on the substrate surface, and the rinse liquid discharge nozzle In the development processing apparatus for a substrate, comprising: a rinsing liquid supply means for supplying a rinsing liquid; and a substrate rotating means for rotating the substrate held by the substrate holding means about a vertical axis. A developer mixed with an agent is supplied to the developer discharge nozzle.

請求項１０に係る発明は、基板を水平姿勢に保持する基板保持手段と、この基板保持手段によって保持された基板の表面に形成された露光後のレジスト膜上へ現像液を吐出する現像液吐出ノズルと、この現像液吐出ノズルへ現像液を供給する現像液供給手段と、基板表面に形成された現像処理後のレジスト膜上へリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルと、このリンス液吐出ノズルへリンス液を供給するリンス液供給手段と、前記基板保持手段によって保持された基板を鉛直軸回りに回転させる基板回転手段とを備えた基板の現像処理装置において、基板表面に形成された現像処理後のレジスト膜上へ疎水化剤を含む疎水化溶液を吐出する溶液吐出ノズルと、この溶液吐出ノズルへ疎水化剤を含む疎水化溶液を供給する溶液供給手段とをさらに備えたことを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a substrate holding means for holding the substrate in a horizontal posture, and a developer discharge for discharging the developer onto the resist film after exposure formed on the surface of the substrate held by the substrate holding means. A nozzle, a developer supply means for supplying the developer to the developer discharge nozzle, a rinse liquid discharge nozzle for discharging a rinse liquid onto the resist film after the development process formed on the substrate surface, and the rinse liquid discharge nozzle Development processing formed on a substrate surface in a substrate development processing apparatus comprising a rinsing liquid supply means for supplying a rinsing liquid and a substrate rotation means for rotating a substrate held by the substrate holding means about a vertical axis A solution discharge nozzle that discharges the hydrophobizing solution containing the hydrophobizing agent onto the subsequent resist film and a solution supply means that supplies the hydrophobizing solution containing the hydrophobizing agent to the solution discharging nozzle are further provided. Characterized by comprising.

請求項１１に係る発明は、基板を水平姿勢に保持する基板保持手段と、この基板保持手段によって保持された基板の表面に形成された露光後のレジスト膜上へ現像液を吐出する現像液吐出ノズルと、この現像液吐出ノズルへ現像液を供給する現像液供給手段と、基板表面に形成された現像処理後のレジスト膜上へリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルと、このリンス液吐出ノズルへリンス液を供給するリンス液供給手段と、前記基板保持手段によって保持された基板を鉛直軸回りに回転させる基板回転手段とを備えた基板の現像処理装置において、基板表面に形成された現像処理後のレジスト膜上へ疎水化剤の蒸気を噴出する蒸気噴出ノズルと、この蒸気噴出ノズルへ疎水化剤の蒸気を供給する蒸気供給手段とをさらに備えたことを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a substrate holding means for holding the substrate in a horizontal posture, and a developer discharge for discharging the developer onto a resist film after exposure formed on the surface of the substrate held by the substrate holding means. A nozzle, a developer supply means for supplying the developer to the developer discharge nozzle, a rinse liquid discharge nozzle for discharging a rinse liquid onto the resist film after the development process formed on the substrate surface, and the rinse liquid discharge nozzle Development processing formed on a substrate surface in a substrate development processing apparatus comprising a rinsing liquid supply means for supplying a rinsing liquid and a substrate rotation means for rotating a substrate held by the substrate holding means about a vertical axis A vapor jet nozzle for jetting the hydrophobizing agent vapor onto the subsequent resist film, and a vapor supply means for supplying the hydrophobizing agent vapor to the vapor jet nozzle That.

請求項１２に係る発明は、請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の現像処理装置において、現像液吐出ノズルは、下端面にスリット状吐出口を有し、前記基板保持手段によって静止状態で保持された基板に対し、前記スリット状吐出口と直交する方向へ直線的に移動しつつ、前記スリット状吐出口から基板表面のレジスト膜上へ現像液を吐出して、レジスト膜の全面に現像液を膜状に盛るスリットノズルであることを特徴とする。 A twelfth aspect of the present invention is the development processing apparatus according to any one of the ninth to eleventh aspects, wherein the developer discharge nozzle has a slit-shaped discharge port at a lower end surface, and is stationary by the substrate holding unit. The developer is discharged from the slit-shaped discharge port onto the resist film on the substrate surface while linearly moving in a direction perpendicular to the slit-shaped discharge port with respect to the substrate held in It is a slit nozzle that deposits a developer in a film shape.

請求項１３に係る発明は、請求項７ないし請求項１１のいずれかに記載の現像処理装置において、前記現像液吐出ノズルは、前記基板保持手段によって保持され前記基板回転手段によって低速で回転させられている基板の中心部へ先端吐出口から現像液を吐出して、基板表面のレジスト膜の全面に現像液を拡げ現像液を塗布するストレートノズルであることを特徴とする。 A thirteenth aspect of the present invention is the development processing apparatus according to any one of the seventh to eleventh aspects, wherein the developer discharge nozzle is held by the substrate holding means and rotated at a low speed by the substrate rotating means. The straight nozzle is characterized in that the developer is discharged from the tip discharge port to the center of the substrate, and the developer is spread over the entire resist film on the substrate surface to apply the developer.

請求項１に係る発明の現像処理方法によると、基板表面のレジスト膜上へ供給される現像液に疎水化剤が混合されているので、リンス工程においてリンス液がレジスト膜上へ供給される前に、現像処理によって新たに露出したレジストパターン表面が疎水化剤によって疎水化される。そして、レジストパターンの表面が疎水化されることにより、レジストパターンの表面張力もしくは表面自由エネルギが低下することとなる。このため、基板をリンス処理しスピン乾燥する際に、レジストパターン表面に対する現像液やリンス液などの液体の付着エネルギが減少する。この結果、パターンとパターンとの隙間に現像液や純水などの液体が存在しても、パターンに対して働く液体のラプラス力が低減するので、レジストパターンの倒壊が防止される。この場合、レジスト膜の表面が改質されるだけであって、レジスト膜中の化学組成自体は変わらない。また、疎水化剤は、基板のリンス処理によって基板上から除去され、もしくは、スピン乾燥時に蒸発し、あるいは、蒸気の状態でレジスト膜上へ供給されたときには基板上に残留することがない。
したがって、請求項１に係る発明の現像処理方法によると、レジスト膜の諸特性を維持したままで、パターン寸法の微細化に伴って起こるレジストパターン倒壊の発生を防止することができ、界面活性剤を含むリンス液を用いてリンス処理する場合のように後工程に悪影響を及ぼす心配も無い。 According to the development processing method of the invention of claim 1, since the hydrophobizing agent is mixed with the developer supplied onto the resist film on the substrate surface, before the rinse solution is supplied onto the resist film in the rinsing step. In addition, the resist pattern surface newly exposed by the development process is hydrophobized by the hydrophobizing agent. And the surface tension or surface free energy of a resist pattern will fall by hydrophobizing the surface of a resist pattern. For this reason, when the substrate is rinsed and spin-dried, the adhesion energy of a liquid such as a developing solution or a rinsing solution to the resist pattern surface is reduced. As a result, even if a liquid such as a developer or pure water is present in the gap between the patterns, the Laplace force of the liquid acting on the pattern is reduced, so that the resist pattern can be prevented from collapsing. In this case, only the surface of the resist film is modified, and the chemical composition itself in the resist film is not changed. Further, the hydrophobizing agent is not removed from the substrate by rinsing treatment of the substrate, or evaporated at the time of spin drying, or does not remain on the substrate when supplied to the resist film in a vapor state.
Therefore, according to the development processing method of the first aspect of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of resist pattern collapse that occurs with the miniaturization of the pattern dimensions while maintaining the various characteristics of the resist film. There is no fear of adversely affecting the post-process as in the case of rinsing with a rinsing solution containing.

請求項２および請求項３に係る各発明の現像処理方法によると、現像工程後、リンス工程前に、基板表面のレジスト膜上へ疎水化剤が供給されることにより、リンス工程においてリンス液がレジスト膜上へ供給される前に、現像処理によって新たに露出したレジストパターン表面が疎水化剤によって疎水化される。したがって、請求項１に係る発明と同様の上記作用効果が奏される。 According to the development processing method of each of the inventions according to claim 2 and claim 3, after the development step and before the rinsing step, the hydrophobizing agent is supplied onto the resist film on the substrate surface, so that the rinsing liquid is supplied in the rinsing step. Before being supplied onto the resist film, the resist pattern surface newly exposed by the development process is hydrophobized by the hydrophobizing agent. Therefore, the same effect as that of the invention according to claim 1 is exhibited.

請求項４に係る発明の現像処理方法では、基板表面のレジスト膜上へ供給される疎水化溶液に含まれている疎水化剤により、現像処理によって新たに露出したレジストパターン表面が疎水化される。 In the development processing method according to the fourth aspect of the present invention, the newly exposed resist pattern surface is hydrophobized by the hydrophobizing agent contained in the hydrophobizing solution supplied onto the resist film on the substrate surface. .

請求項５に係る発明の現像処理方法では、界面活性剤が添加されることにより、疎水化剤が溶剤や水と均一に混合する。 In the development processing method of the invention according to claim 5, the hydrophobizing agent is uniformly mixed with the solvent and water by adding the surfactant.

請求項６に係る発明の現像処理方法では、現像工程後に疎水化剤を含む疎水化溶液を基板表面のレジスト膜上へ供給した場合において、現像液に疎水化溶液が混合した後に混合液が２層に分離するときには、疎水化剤を含んだ疎水化溶液が下層側となることにより、現像処理によって新たに露出したレジストパターン表面に疎水化剤が確実に接触することとなる。 In the development processing method of the invention according to claim 6, in the case where a hydrophobizing solution containing a hydrophobizing agent is supplied onto the resist film on the substrate surface after the developing step, the mixed solution becomes 2 after the hydrophobizing solution is mixed with the developing solution. When separating into layers, the hydrophobizing solution containing the hydrophobizing agent is on the lower layer side, so that the hydrophobizing agent reliably comes into contact with the resist pattern surface newly exposed by the development process.

請求項７に係る発明の現像処理方法では、疎水化剤が蒸気の状態でレジスト膜の表面と接触することにより、現像処理によって新たに露出したレジストパターン表面が疎水化される。 In the development processing method according to the seventh aspect of the present invention, when the hydrophobizing agent comes into contact with the surface of the resist film in a vapor state, the resist pattern surface newly exposed by the development processing is hydrophobized.

請求項８に係る発明の現像処理方法では、ジメチルジクロロシラン、ＨＭＤＳまたはパーフルオロ化合物がレジスト膜の表面と接触することにより、現像処理によって新たに露出したレジストパターン表面が疎水化される。 In the development processing method of the invention according to claim 8, when the dimethyldichlorosilane, HMDS or perfluoro compound comes into contact with the surface of the resist film, the newly exposed resist pattern surface is hydrophobized.

請求項９に係る発明の基板の現像処理装置においては、現像液供給手段によって現像液吐出ノズルへ供給され現像液吐出ノズルから基板表面のレジスト膜上へ吐出される現像液に疎水化剤が混合されているので、リンス液吐出ノズルからリンス液がレジスト膜上へ吐出される前に、現像処理によって新たに露出したレジストパターン表面が疎水化剤によって疎水化される。したがって、請求項９に係る発明の現像処理装置を使用すると、請求項１に係る発明の現像処理方法を好適に実施することができ、上記した作用効果が奏される。 In the substrate development processing apparatus according to the ninth aspect of the invention, the hydrophobizing agent is mixed with the developer supplied to the developer discharge nozzle by the developer supply means and discharged from the developer discharge nozzle onto the resist film on the substrate surface. Therefore, before the rinse liquid is discharged onto the resist film from the rinse liquid discharge nozzle, the newly exposed resist pattern surface is hydrophobized by the hydrophobizing agent. Therefore, when the development processing apparatus according to the ninth aspect of the invention is used, the development processing method of the first aspect of the invention can be suitably carried out, and the above-described effects are exhibited.

請求項１０に係る発明の基板の現像処理装置においては、溶液供給手段によって溶液吐出ノズルへ供給された疎水化剤を含む疎水化溶液が、溶液吐出ノズルから基板表面のレジスト膜上へ吐出されることにより、リンス液吐出ノズルからリンス液がレジスト膜上へ吐出される前に、現像処理によって新たに露出したレジストパターン表面が疎水化剤によって疎水化される。したがって、請求項１０に係る発明の現像処理装置を使用すると、請求項２ないし請求項４に係る各発明の現像処理方法を好適に実施することができ、上記した作用効果が奏される。 In the substrate development processing apparatus according to the tenth aspect, the hydrophobizing solution containing the hydrophobizing agent supplied to the solution discharge nozzle by the solution supply means is discharged from the solution discharge nozzle onto the resist film on the substrate surface. Thus, before the rinse liquid is discharged onto the resist film from the rinse liquid discharge nozzle, the newly exposed resist pattern surface is hydrophobized by the hydrophobizing agent. Therefore, when the development processing apparatus of the invention according to claim 10 is used, the development processing method of each of the inventions according to claims 2 to 4 can be suitably carried out, and the above-described effects are exhibited.

請求項１１に係る発明は、蒸気供給手段によって蒸気噴出ノズルへ供給された疎水化剤の蒸気が、蒸気噴出ノズルから基板表面のレジスト膜上へ吐出されてレジスト膜表面と接触することにより、リンス液吐出ノズルからリンス液がレジスト膜上へ吐出される前に、現像処理によって新たに露出したレジストパターン表面が疎水化される。したがって、請求項１１に係る発明の現像処理装置を使用すると、請求項７に係る発明の現像処理方法を好適に実施することができる。 The invention according to claim 11 is characterized in that the hydrophobizing agent vapor supplied to the vapor ejection nozzle by the vapor supply means is discharged from the vapor ejection nozzle onto the resist film on the substrate surface and comes into contact with the resist film surface. Before the rinse liquid is discharged from the liquid discharge nozzle onto the resist film, the newly exposed resist pattern surface is hydrophobized by development processing. Therefore, when the development processing apparatus according to the eleventh aspect is used, the development processing method according to the seventh aspect can be suitably implemented.

請求項１２に係る発明の現像処理装置では、基板保持手段によって静止状態で保持された基板に対しスリットノズルが移動しつつ、そのスリットノズルのスリット状吐出口から基板表面のレジスト膜上へ現像液が吐出されて、レジスト膜の全面に現像液が膜状に盛られることにより、レジスト膜の現像処理が行われる。 In the development processing apparatus according to the twelfth aspect of the present invention, the slit nozzle moves relative to the substrate held in a stationary state by the substrate holding means, and the developer is applied from the slit-shaped discharge port of the slit nozzle onto the resist film on the substrate surface. Is discharged, and the developing solution is deposited on the entire surface of the resist film, whereby the resist film is developed.

請求項１３に係る発明の現像処理装置では、基板保持手段によって保持され基板回転手段によって低速で回転させられている基板の中心部へストレートノズルの先端吐出口から現像液が吐出されて、基板表面のレジスト膜の全面に現像液が拡げられ塗布されることにより、レジスト膜の現像処理が行われる。 In the development processing apparatus of the invention according to the thirteenth aspect, the developer is discharged from the tip discharge port of the straight nozzle to the center of the substrate held by the substrate holding means and rotated at a low speed by the substrate rotating means, and the substrate surface A developing solution is spread and applied on the entire surface of the resist film, whereby the resist film is developed.

以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１ないし図４は、この発明に係る基板の現像処理方法を実施するために使用される現像処理装置の構成の１例を示し、図１は、現像処理装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、図１のII−II矢視断面図であり、図３は、図１のIII−III矢視断面図であり、図４は、この現像処理装置の現像液供給系を示す模式図である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show an example of the configuration of a development processing apparatus used for carrying out a substrate development processing method according to the present invention, and FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the development processing apparatus. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1, and FIG. 4 shows the developer supply system of the development processing apparatus. It is a schematic diagram shown.

この現像処理装置は、基板Ｗの現像処理が行われる装置中央部に、基板Ｗを水平姿勢に保持するスピンチャック１０、上端部にスピンチャック１０が固着され鉛直に支持された回転支軸１２、および、回転支軸１２に回転軸が連結されスピンチャック１０および回転支軸１２を鉛直軸回りに回転させる回転モータ１４が配設されている。スピンチャック１０の周囲には、スピンチャック１０上の基板Ｗを取り囲むように円形の内側カップ１６が配設されており、内側カップ１６は、図示しない支持機構により上下方向へ往復移動自在に支持されている。内側カップ１６の周囲には、矩形状の外側カップ１８が配設されている。 This development processing apparatus includes a spin chuck 10 that holds the substrate W in a horizontal position at the center of the apparatus where the development processing of the substrate W is performed, and a rotary support shaft 12 that is vertically supported with the spin chuck 10 fixed to the upper end. In addition, a rotary motor 14 that rotates the spin chuck 10 and the rotary support shaft 12 around a vertical axis is provided. A circular inner cup 16 is disposed around the spin chuck 10 so as to surround the substrate W on the spin chuck 10, and the inner cup 16 is supported by a support mechanism (not shown) so as to be reciprocally movable in the vertical direction. ing. A rectangular outer cup 18 is disposed around the inner cup 16.

外側カップ１８の左右両側には、それぞれ待機ポット２０、２０が配設されている。外側カップ１８および待機ポット２０の一方の側部には、外側カップ１８および待機ポット２０の連接方向と平行にガイドレール２２が配設されている。ガイドレール２２には、アーム駆動部２４が摺動自在に係合しており、アーム駆動部２４にノズルアーム２６が保持されている。ノズルアーム２６には、現像液吐出ノズル２８が水平姿勢で吊着されている。現像液吐出ノズル２８は、詳細な構造の図示を省略しているが、下端面に長手方向に延びるスリット状吐出口を有している。この現像液吐出ノズル２８は、ガイドレール２２と直交する方向に配置されている。そして、アーム駆動部２４により、ノズルアーム２６をガイドレール２２に沿って水平方向へ直線的に往復移動させて、現像液吐出ノズル２８を矢印Ａで示す方向に走査し、その逆方向に戻すことができる構成となっている。 Standby pots 20 and 20 are disposed on the left and right sides of the outer cup 18, respectively. A guide rail 22 is disposed on one side of the outer cup 18 and the standby pot 20 in parallel with the connecting direction of the outer cup 18 and the standby pot 20. An arm drive unit 24 is slidably engaged with the guide rail 22, and a nozzle arm 26 is held by the arm drive unit 24. A developer discharge nozzle 28 is suspended from the nozzle arm 26 in a horizontal posture. Although the detailed illustration of the developer discharge nozzle 28 is omitted, the developer discharge nozzle 28 has a slit-like discharge port extending in the longitudinal direction on the lower end surface. The developer discharge nozzle 28 is disposed in a direction orthogonal to the guide rail 22. Then, the arm driving unit 24 linearly reciprocates the nozzle arm 26 along the guide rail 22 in the horizontal direction, scans the developer discharge nozzle 28 in the direction indicated by the arrow A, and returns to the opposite direction. It has a configuration that can.

現像液吐出ノズル２８には、現像液供給管３０が連通接続されており、現像液供給管３０に開閉制御弁３２が介挿されている。現像液供給管３０は、液体混合器３４に連通接続され、液体混合器３４に、現像液３６を貯留した現像液槽３８に流路接続されポンプ４０が介挿された現像液供給配管４２が連通接続されている。また、液体混合器３４には、疎水化剤を含んだ疎水化溶液４４を貯留した溶液槽４６に流路接続されポンプ４８が介挿された溶液供給配管５０が連通接続されている。そして、現像液槽３８から現像液供給配管４２を通して液体混合器３４へ供給される現像液に、溶液槽４６から溶液供給配管５０を通して液体混合器３４へ供給される疎水化剤を含む疎水化溶液が、液体混合器３４において混合され、疎水化剤が混合された現像液が液体混合器３４から現像液供給管３０を通して現像液吐出ノズル２８へ供給される構成となっている。疎水化剤としては、レジスト膜の表面エネルギをコントロールすることができ、かつ、レジスト膜に対してダメージを与えないでレジストの諸特性を維持することができるものであれば使用可能であり、例えばジメチルジクロロシラン、ＨＭＤＳ、パーフルオロアルキルエーテル等のパーフルオロ化合物もしくはこれらの混合剤などが使用される。疎水化溶液は、疎水化剤をキシレン等の適当な溶剤や水に添加して調製される。この場合において、疎水化剤を溶剤や水と均一に混合させるために少量の界面活性剤を添加するようにしてもよい。現像液よりも比重が大きいパーフルオロ化合物を疎水化剤あるいはその一成分として用いるのは、疎水化剤が混合された現像液を基板Ｗ上へ供給してレジスト膜上に液盛りしたときに、疎水化剤を含む疎水化溶液と現像液とが２層に分離して、疎水化剤を含む疎水化溶液が下層側となることにより、疎水化剤がレジストパターン表面と確実に接触するようにさせるためである。 A developing solution supply pipe 30 is connected to the developing solution discharge nozzle 28, and an open / close control valve 32 is inserted in the developing solution supply pipe 30. The developer supply pipe 30 is connected in communication with a liquid mixer 34, and a developer supply pipe 42 is connected to the liquid mixer 34 with a flow path connected to a developer tank 38 in which the developer 36 is stored and a pump 40 is inserted. Communication connection is established. The liquid mixer 34 is connected to a solution supply pipe 50 that is connected to a solution tank 46 in which a hydrophobizing solution 44 containing a hydrophobizing agent is stored and in which a pump 48 is inserted. Then, the developer supplied from the developer tank 38 through the developer supply pipe 42 to the liquid mixer 34 and the hydrophobizing solution containing the hydrophobizing agent supplied from the solution tank 46 through the solution supply pipe 50 to the liquid mixer 34. However, the developer mixed in the liquid mixer 34 and mixed with the hydrophobizing agent is supplied from the liquid mixer 34 to the developer discharge nozzle 28 through the developer supply pipe 30. The hydrophobizing agent can be used as long as it can control the surface energy of the resist film and can maintain various characteristics of the resist without damaging the resist film. A perfluoro compound such as dimethyldichlorosilane, HMDS, perfluoroalkyl ether or a mixture thereof is used. The hydrophobizing solution is prepared by adding a hydrophobizing agent to an appropriate solvent such as xylene or water. In this case, a small amount of a surfactant may be added in order to uniformly mix the hydrophobizing agent with the solvent or water. A perfluoro compound having a specific gravity larger than that of the developer is used as the hydrophobizing agent or one component thereof. When the developer mixed with the hydrophobizing agent is supplied onto the substrate W and accumulated on the resist film, The hydrophobizing solution containing the hydrophobizing agent and the developer are separated into two layers, and the hydrophobizing solution containing the hydrophobizing agent is on the lower layer side, so that the hydrophobizing agent is surely in contact with the resist pattern surface. This is to make it happen.

また、外側カップ１８の後方側近傍には、先端の吐出口からリンス液、例えば純水を基板Ｗ上へ吐出する純水吐出ノズル５２が配設されている。純水吐出ノズル５２は、図示しない純水供給管を通して純水供給源に流路接続されている。純水吐出ノズル５２は、矢印Ｂで示す方向へ水平面内で回動可能にノズル保持部５４に保持されており、図１に示した待機位置と先端の吐出口が基板Ｗの中心部直上に配置される吐出位置との間で往復移動するような構成となっている。この純水吐出ノズル５２は、その先端吐出口から基板Ｗの中心部上へ純水を吐出する。 Further, a pure water discharge nozzle 52 that discharges a rinsing liquid, for example, pure water, onto the substrate W from a discharge port at the tip is disposed in the vicinity of the rear side of the outer cup 18. The pure water discharge nozzle 52 is connected to a pure water supply source through a pure water supply pipe (not shown). The pure water discharge nozzle 52 is held by the nozzle holding portion 54 so as to be rotatable in a horizontal plane in the direction indicated by the arrow B, and the standby position and the discharge port at the front end shown in FIG. It is configured to reciprocate between the discharge positions. The pure water discharge nozzle 52 discharges pure water from the tip discharge port onto the center of the substrate W.

次に、上記したような構成を備えた現像処理装置による処理動作の１例について、図５に示した模式図を参照しながら説明する。
図５の（ａ）に示すように、表面に露光後のレジスト膜Ｒが形成された基板Ｗが装置内に搬入されて、スピンチャック１０に基板Ｗが保持されると、図５の（ｂ）に示すように、現像液吐出ノズル２８のスリット状吐出口から疎水化剤が混合された現像液ＨＤを吐出させつつ、アーム駆動部２４によって現像液吐出ノズル２８を矢印Ａ（図１および図２参照）で示す方向に走査する。これにより、基板Ｗ上に現像液ＨＤが供給されて液盛りされる。現像液吐出ノズル２８が右側の待機ポット２０の位置まで移動すると、現像液の吐出を停止させて、アーム駆動部２４により現像液吐出ノズル２８を矢印Ａで示す方向と逆方向へ移動させ、現像液吐出ノズル２８を元の左側の待機ポット２０の位置まで戻す。そして、基板Ｗ上に現像液ＨＤを盛ってから所定時間が経過するまで基板Ｗを静止させたままにして、基板Ｗの表面上のレジスト膜Ｒを現像する。このとき、基板Ｗ上へ供給された現像液ＨＤには疎水化剤が混合されているので、図６に部分拡大断面図を示すように、現像処理によって新たに露出したレジストパターンＲＰの表面Ｓが疎水化剤によって疎水化される。 Next, an example of the processing operation by the development processing apparatus having the above-described configuration will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG.
As shown in FIG. 5A, when the substrate W having the exposed resist film R formed on the surface thereof is carried into the apparatus and the substrate W is held by the spin chuck 10, the state shown in FIG. As shown in FIG. 1, while the developer HD mixed with the hydrophobizing agent is discharged from the slit-like discharge port of the developer discharge nozzle 28, the arm drive unit 24 moves the developer discharge nozzle 28 to the arrow A (FIGS. 2). As a result, the developer HD is supplied onto the substrate W and accumulated. When the developer discharge nozzle 28 moves to the position of the standby pot 20 on the right side, the discharge of the developer is stopped, and the arm drive unit 24 moves the developer discharge nozzle 28 in the direction opposite to the direction indicated by the arrow A, thereby developing. The liquid discharge nozzle 28 is returned to the position of the original left standby pot 20. Then, the resist film R on the surface of the substrate W is developed by keeping the substrate W stationary until a predetermined time elapses after the developer HD is deposited on the substrate W. At this time, since the developing solution HD supplied onto the substrate W is mixed with a hydrophobizing agent, the surface S of the resist pattern RP newly exposed by the development processing is shown in FIG. Is hydrophobized by a hydrophobizing agent.

基板Ｗ上に液盛りしてから所定時間が経過すると、図５の（ｃ）に示すように、純水吐出ノズル５２を回動させて、図５の（ｄ）に示すように、純水吐出ノズル５２の先端吐出口を基板Ｗの中心部直上位置へ移動させ、純水吐出ノズル５２の先端吐出口から純水ＤＷを基板Ｗの中心部へ吐出する。この際に、基板Ｗを低速で回転させるようにしてもよい。これにより、基板Ｗの表面上のレジスト膜Ｒの現像反応が停止し、レジスト膜Ｒ上から現像液や溶解物が純水ＤＷで洗い流される。純水吐出ノズル５２は、純水の吐出が終わると、図１に示した元の位置へ回動して戻される。そして、純水の吐出後に、図５の（ｅ）に示すように、基板Ｗを回転させて、遠心力により基板Ｗ上から純水を飛散させて除去し、基板Ｗをスピン乾燥させる。この際、内側カップ１６を上昇させておく。このリンス処理・スピン乾燥の際には、レジストパターンＲＰの表面Ｓが疎水化されてレジストパターンＲＰの表面張力もしくは表面自由エネルギが低下しているので、レジストパターンＲＰの表面Ｓに対する液体の付着エネルギが減少している（図６参照）。このため、パターンＲＰとパターンＲＰとの隙間に現像液や純水などの液体が存在しても、パターンＲＰに対して働く液体のラプラス力が低減し、レジストパターンＲＰの倒壊が防止される。基板Ｗの乾燥処理が終了すると、図５の（ｆ）に示すように、基板Ｗの回転を停止させ、基板Ｗは、スピンチャック１０上から取り去られて装置内から搬出される。 When a predetermined time elapses after the liquid is deposited on the substrate W, the pure water discharge nozzle 52 is rotated as shown in FIG. 5C, and the pure water is supplied as shown in FIG. The tip discharge port of the discharge nozzle 52 is moved to a position directly above the center of the substrate W, and pure water DW is discharged from the tip discharge port of the pure water discharge nozzle 52 to the center of the substrate W. At this time, the substrate W may be rotated at a low speed. As a result, the development reaction of the resist film R on the surface of the substrate W is stopped, and the developer and dissolved matter are washed away from the resist film R with pure water DW. When the pure water discharge is finished, the pure water discharge nozzle 52 is rotated back to the original position shown in FIG. Then, after the pure water is discharged, as shown in FIG. 5E, the substrate W is rotated, the pure water is scattered and removed from the substrate W by centrifugal force, and the substrate W is spin-dried. At this time, the inner cup 16 is raised. During the rinsing / spin drying, the surface S of the resist pattern RP is hydrophobized and the surface tension or surface free energy of the resist pattern RP is reduced, so that the adhesion energy of the liquid to the surface S of the resist pattern RP is reduced. (See FIG. 6). For this reason, even if a liquid such as developer or pure water exists in the gap between the patterns RP, the Laplace force of the liquid acting on the pattern RP is reduced, and the resist pattern RP is prevented from collapsing. When the drying process of the substrate W is completed, as shown in FIG. 5F, the rotation of the substrate W is stopped, and the substrate W is removed from the spin chuck 10 and carried out of the apparatus.

次に、図７は、この発明に係る基板の現像処理方法を実施するために使用される現像処理装置の別の構成例を示す概略平面図である。この図７において、図１で使用した符号と同一の符号を付した各部材は、図１に関して説明した上記各部材と同一の機能、作用を有するものであり、それらについての説明を省略する。 Next, FIG. 7 is a schematic plan view showing another configuration example of the development processing apparatus used for carrying out the substrate development processing method according to the present invention. In FIG. 7, each member having the same reference numeral as that used in FIG. 1 has the same function and function as the above-described members described with reference to FIG. 1, and description thereof will be omitted.

この現像処理装置において、現像液吐出ノズル５６は、図示しない現像液供給管を通して、通常使用されている現像液を貯留した現像液槽に流路接続されている。したがって、図１に示した現像処理装置とは異なり、現像液吐出ノズル５６のスリット状吐出口からは、疎水化剤が混合された現像液ではなくて通常の現像液が基板Ｗ上へ吐出される。また、外側カップ１８の後方側近傍に、先端の吐出口からリンス液、例えば純水を基板Ｗ上へ吐出する純水吐出ノズル５８、および、先端の吐出口から疎水化剤を含む疎水化溶液を基板Ｗ上へ吐出する溶液吐出ノズル６０が配設されている。純水吐出ノズル５８は、図示しない純水供給管を通して純水供給源に流路接続されており、溶液吐出ノズル６０は、図示しない溶液供給管を通して、疎水化剤を含んだ疎水化溶液を貯留した溶液槽に流路接続されている。疎水化剤としては、上述したように、例えばジメチルジクロロシラン、ＨＭＤＳ、パーフルオロアルキルエーテル等のパーフルオロ化合物もしくはこれらの混合剤などが使用される。また、疎水化溶液は、上述したように、疎水化剤をキシレン等の適当な溶剤や水に添加して調製される。そして、疎水化剤を溶剤や水と均一に混合させるために少量の界面活性剤を添加するようにしてもよい。純水吐出ノズル５８および溶液吐出ノズル６０は、回転駆動部６２に回動可能に支持された１つのノズル保持部６４に保持されている。そして、回転駆動部６２によってノズル保持部６４を鉛直軸回りに回動させることにより、純水吐出ノズル５８および溶液吐出ノズル６０が矢印Ｃで示す方向へ水平面内で回動するような構成となっている。 In this development processing apparatus, the developer discharge nozzle 56 is connected to a developer tank storing a normally used developer through a developer supply pipe (not shown). Therefore, unlike the development processing apparatus shown in FIG. 1, not the developer mixed with the hydrophobizing agent but the ordinary developer is discharged onto the substrate W from the slit-like discharge port of the developer discharge nozzle 56. The Further, in the vicinity of the rear side of the outer cup 18, a rinsing liquid, for example, pure water discharge nozzle 58 that discharges pure water onto the substrate W, and a hydrophobizing solution containing a hydrophobizing agent from the front discharge port. A solution discharge nozzle 60 for discharging the solution onto the substrate W is provided. The pure water discharge nozzle 58 is connected to a pure water supply source through a pure water supply pipe (not shown), and the solution discharge nozzle 60 stores a hydrophobized solution containing a hydrophobizing agent through a solution supply pipe (not shown). The solution tank is connected to the flow path. As described above, as the hydrophobizing agent, for example, a perfluoro compound such as dimethyldichlorosilane, HMDS, perfluoroalkyl ether or a mixture thereof is used. Further, as described above, the hydrophobizing solution is prepared by adding a hydrophobizing agent to an appropriate solvent such as xylene or water. Then, a small amount of a surfactant may be added in order to uniformly mix the hydrophobizing agent with the solvent or water. The pure water discharge nozzle 58 and the solution discharge nozzle 60 are held by a single nozzle holding portion 64 that is rotatably supported by the rotation drive portion 62. Then, by rotating the nozzle holding portion 64 about the vertical axis by the rotation driving portion 62, the pure water discharge nozzle 58 and the solution discharge nozzle 60 are rotated in the horizontal plane in the direction indicated by the arrow C. ing.

図７に示した構成を備える現像処理装置による処理動作の１例について、図８に示した模式図を参照しながら説明する。
図８の（ａ）に示すように、表面に露光後のレジスト膜Ｒが形成された基板Ｗが装置内に搬入されて、スピンチャック１０に基板Ｗが保持されると、図８の（ｂ）に示すように、現像液吐出ノズル５６のスリット状吐出口から現像液Ｄを吐出させつつ、アーム駆動部２４によって現像液吐出ノズル５６を矢印Ａ（図７参照）で示す方向に走査する。これにより、基板Ｗ上に現像液Ｄが供給されて液盛りされる。現像液吐出ノズル５６が右側の待機ポット２０の位置まで移動すると、現像液の吐出を停止させて、アーム駆動部２４により現像液吐出ノズル５６を矢印Ａで示す方向と逆方向へ移動させ、現像液吐出ノズル５６を元の左側の待機ポット２０の位置まで戻す。そして、基板Ｗ上に現像液Ｄを盛った状態で基板Ｗを静止させたままにして、基板Ｗの表面上のレジスト膜Ｒを現像する。 One example of the processing operation by the development processing apparatus having the configuration shown in FIG. 7 will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG.
As shown in FIG. 8A, when the substrate W having the exposed resist film R formed on the surface thereof is carried into the apparatus and the substrate W is held by the spin chuck 10, as shown in FIG. As shown in FIG. 7, while the developer D is discharged from the slit-like discharge port of the developer discharge nozzle 56, the arm drive unit 24 scans the developer discharge nozzle 56 in the direction indicated by the arrow A (see FIG. 7). As a result, the developer D is supplied onto the substrate W and accumulated. When the developer discharge nozzle 56 moves to the position of the standby pot 20 on the right side, the discharge of the developer is stopped, and the arm drive unit 24 moves the developer discharge nozzle 56 in the direction opposite to the direction indicated by the arrow A to develop the developer. The liquid discharge nozzle 56 is returned to the position of the original left standby pot 20. Then, the resist film R on the surface of the substrate W is developed while the substrate W is kept stationary with the developing solution D on the substrate W.

上記した基板Ｗ上への液盛り操作に続いて、図８の（ｃ）に示すように、溶液吐出ノズル６０（および純水吐出ノズル５８）を回動させて、図８の（ｄ）に示すように、溶液吐出ノズル６０の先端吐出口を基板Ｗの中心部直上位置へ移動させ、溶液吐出ノズル６０の先端吐出口から疎水化剤を含む疎水化溶液Ｈを基板Ｗの中心部へ吐出する。基板Ｗ上へ供給された疎水化溶液Ｈは、基板Ｗの全面に拡がる。この際に、基板Ｗを低速で回転させるようにしてもよい。このように、基板Ｗ上へ疎水化溶液Ｈが供給されることにより、現像処理によって新たに露出したレジストパターン表面が疎水化剤によって疎水化される。溶液吐出ノズル６０（および純水吐出ノズル５８）は、疎水化溶液の吐出が終わると、図７に示した元の位置へ回動して戻される。 Subsequent to the above liquid pouring operation on the substrate W, the solution discharge nozzle 60 (and the pure water discharge nozzle 58) are rotated as shown in FIG. As shown, the tip discharge port of the solution discharge nozzle 60 is moved to a position directly above the center of the substrate W, and the hydrophobized solution H containing the hydrophobizing agent is discharged from the tip discharge port of the solution discharge nozzle 60 to the center of the substrate W. To do. The hydrophobizing solution H supplied onto the substrate W spreads over the entire surface of the substrate W. At this time, the substrate W may be rotated at a low speed. Thus, by supplying the hydrophobizing solution H onto the substrate W, the resist pattern surface newly exposed by the development process is hydrophobized by the hydrophobizing agent. The solution discharge nozzle 60 (and the pure water discharge nozzle 58) is rotated back to the original position shown in FIG. 7 when the hydrophobic solution is completely discharged.

基板Ｗ上に現像液を盛ってから所定時間が経過すると、図８の（ｅ）に示すように、純水吐出ノズル５８（および溶液吐出ノズル６０）を回動させて、図８の（ｆ）に示すように、純水吐出ノズル５８の先端吐出口を基板Ｗの中心部直上位置へ移動させ、純水吐出ノズル５８の先端吐出口から純水ＤＷを基板Ｗの中心部へ吐出する。この際に、基板Ｗを低速で回転させるようにしてもよい。これにより、基板Ｗの表面上のレジスト膜Ｒの現像反応が停止し、レジスト膜Ｒ上から現像液や溶解物が純水ＤＷで洗い流される。純水吐出ノズル５８（および溶液吐出ノズル６０）は、純水の吐出が終わると、図７に示した元の位置へ回動して戻される。そして、純水の吐出後に、図８の（ｇ）に示すように、基板Ｗを回転させて、遠心力により基板Ｗ上から純水を飛散させて除去し、基板Ｗをスピン乾燥させる。この際、内側カップ１６を上昇させておく。このリンス処理・スピン乾燥の際には、図１ないし図４に示した現像処理装置を使用して現像処理を行った場合と同様に、レジストパターン表面が疎水化されてレジストパターンの表面張力もしくは表面自由エネルギが低下しているので、レジストパターン表面に対する液体の付着エネルギが減少している。このため、パターンとパターンとの隙間に現像液や純水などの液体が存在しても、パターンに対して働く液体のラプラス力が低減し、レジストパターンの倒壊が防止される。基板Ｗの乾燥処理が終了すると、図８の（ｈ）に示すように、基板Ｗの回転を停止させ、基板Ｗは、スピンチャック１０上から取り去られて装置内から搬出される。 When a predetermined time elapses after the developer is deposited on the substrate W, the pure water discharge nozzle 58 (and the solution discharge nozzle 60) are rotated as shown in FIG. ), The tip discharge port of the pure water discharge nozzle 58 is moved to a position directly above the center of the substrate W, and the pure water DW is discharged from the tip discharge port of the pure water discharge nozzle 58 to the center of the substrate W. At this time, the substrate W may be rotated at a low speed. As a result, the development reaction of the resist film R on the surface of the substrate W is stopped, and the developer and dissolved matter are washed away from the resist film R with pure water DW. The pure water discharge nozzle 58 (and the solution discharge nozzle 60) is rotated back to the original position shown in FIG. Then, after the pure water is discharged, as shown in FIG. 8G, the substrate W is rotated, the pure water is scattered and removed from the substrate W by centrifugal force, and the substrate W is spin-dried. At this time, the inner cup 16 is raised. At the time of this rinsing process / spin drying, the resist pattern surface is hydrophobized and the resist pattern surface tension or the same as in the case of performing the development process using the development processing apparatus shown in FIGS. Since the surface free energy is reduced, the adhesion energy of the liquid to the resist pattern surface is reduced. For this reason, even if a liquid such as a developer or pure water exists in the gap between the patterns, the Laplace force of the liquid acting on the pattern is reduced, and the resist pattern is prevented from collapsing. When the drying process of the substrate W is completed, as shown in FIG. 8H, the rotation of the substrate W is stopped, and the substrate W is removed from the spin chuck 10 and carried out of the apparatus.

なお、上記した現像処理方法では、基板Ｗ上に現像液Ｄを盛った後に、その液盛り操作に続いて、溶液吐出ノズル６０の先端吐出口から疎水化剤を含む疎水化溶液を基板Ｗ上へ供給して、レジストパターン表面を疎水化するようにしているが、基板Ｗ上に現像液Ｄを盛った後に、純水吐出ノズル５８の先端吐出口を基板Ｗの中心部直上位置へ移動させ、純水吐出ノズル５８の先端吐出口から純水ＤＷを基板Ｗの中心部へ吐出して、レジスト膜Ｒを予備リンス処理し、その後に、溶液吐出ノズル６０の先端吐出口から疎水化剤を含む疎水化溶液を基板Ｗの中心部へ吐出して、レジストパターン表面を疎水化するようにしてもよい。 In the development processing method described above, after depositing the developer D on the substrate W, the hydrophobizing solution containing the hydrophobizing agent is applied to the substrate W from the tip discharge port of the solution discharge nozzle 60 following the liquid piling operation. The surface of the resist pattern is hydrophobized, but after depositing the developer D on the substrate W, the tip discharge port of the pure water discharge nozzle 58 is moved to a position directly above the center of the substrate W. Then, pure water DW is discharged from the front end discharge port of the pure water discharge nozzle 58 to the central portion of the substrate W, the resist film R is preliminarily rinsed, and then a hydrophobizing agent is supplied from the front end discharge port of the solution discharge nozzle 60. The resist pattern surface may be hydrophobized by discharging the hydrophobizing solution containing it to the center of the substrate W.

また、図７に示した現像処理装置では、疎水化剤を含む疎水化溶液を基板Ｗ上へ吐出する溶液吐出ノズル６０を設置し、溶液吐出ノズル６０の先端吐出口から疎水化溶液を基板Ｗ上へ供給し、疎水化溶液に含まれる疎水化剤によってレジストパターン表面を疎水化するようにしたが、溶液吐出ノズル６０に代えて蒸気噴出ノズルを設置し、その蒸気噴出ノズルを、蒸気供給管を通して疎水化剤の蒸気供給源に流路接続し、蒸気噴出ノズルの先端噴出口から基板Ｗ上へ疎水化剤の蒸気を噴出させて、疎水化剤を蒸気の状態でレジスト膜の表面と接触させることにより、レジストパターン表面を疎水化するようにしてもよい。 Further, in the development processing apparatus shown in FIG. 7, a solution discharge nozzle 60 for discharging a hydrophobizing solution containing a hydrophobizing agent onto the substrate W is installed, and the hydrophobized solution is supplied from the tip discharge port of the solution discharge nozzle 60 to the substrate W. The resist pattern surface is hydrophobized with a hydrophobizing agent contained in the hydrophobizing solution, and a vapor jet nozzle is installed in place of the solution discharge nozzle 60, and the vapor jet nozzle is connected to the vapor supply pipe. The flow path is connected to the vapor supply source of the hydrophobizing agent through the nozzle, the vapor of the hydrophobizing agent is jetted onto the substrate W from the tip ejection port of the vapor jet nozzle, and the hydrophobizing agent is brought into contact with the resist film surface in the vapor state. By doing so, the resist pattern surface may be hydrophobized.

さらに、図１および図７に示した現像処理装置では、基板Ｗ上へ純水（リンス液）を吐出してレジスト膜をリンス処理するのに、ストレートノズル型式の純水吐出ノズル５２、５８を使用するようにしているが、下端面にスリット状吐出口を有しスリット状吐出口と直交する方向へ直線的に移動しつつスリット状吐出口から基板表面のレジスト膜上へ純水（リンス液）を吐出して、現像液が盛られたレジスト膜上へ純水を盛るスリットノズルを用いるようにしてもよい。 Further, in the development processing apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 7, straight nozzle type pure water discharge nozzles 52 and 58 are used for rinsing the resist film by discharging pure water (rinsing liquid) onto the substrate W. Although it is used, it has a slit-like discharge port on its lower end surface and moves linearly in a direction perpendicular to the slit-like discharge port, from the slit-like discharge port onto the resist film on the substrate surface. ), And a slit nozzle that pours pure water onto the resist film on which the developing solution is piled may be used.

次に、図９および図１０は、この発明に係る基板の現像処理方法を実施するために使用される現像処理装置のさらに別の構成例を示し、図９は、現像処理装置の概略構成を示す平面図であり、図１０は、その概略縦断面図である。 Next, FIG. 9 and FIG. 10 show still another configuration example of a development processing apparatus used for carrying out the substrate development processing method according to the present invention, and FIG. 9 shows a schematic configuration of the development processing apparatus. FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view thereof.

この現像処理装置は、基板Ｗの現像処理が行われる装置中央部に、基板Ｗを水平姿勢に保持するスピンチャック６６、上端部にスピンチャック６６が固着され鉛直に支持された回転支軸６８、および、回転支軸６８に回転軸が連結されスピンチャック６６および回転支軸６８を鉛直軸回りに回転させる回転モータ７０が配設されている。スピンチャック６６の周囲には、スピンチャック６６上の基板Ｗを取り囲むように円形のカップ７２が配設されており、カップ７２は、図示しない支持機構により上下方向へ往復移動自在に支持されている。 This development processing apparatus includes a spin chuck 66 that holds the substrate W in a horizontal posture at the center of the apparatus where the development processing of the substrate W is performed, and a rotary support shaft 68 that is vertically supported with the spin chuck 66 fixed to the upper end. In addition, a rotation shaft is connected to the rotation support shaft 68, and a rotation motor 70 that rotates the spin chuck 66 and the rotation support shaft 68 about the vertical axis is disposed. A circular cup 72 is disposed around the spin chuck 66 so as to surround the substrate W on the spin chuck 66, and the cup 72 is supported by a support mechanism (not shown) so as to reciprocate in the vertical direction. .

カップ７２の手前側近傍には、先端の吐出口から現像液を基板Ｗ上へ吐出する現像液吐出ノズル７４が配設されている。この現像液吐出ノズル７４は、矢印Ｄで示す方向へ水平面内で回動可能にノズル保持部７６に保持されており、図９に示した待機位置と先端の吐出口が基板Ｗの中心部直上に配置される吐出位置との間で往復移動するような構成となっている。そして、現像液吐出ノズル７４は、低速で回転する基板Ｗの中心部へ先端吐出口から所定量の現像液を滴下して供給し、基板Ｗの表面に形成された露光後のレジスト膜の全体に現像液を塗布する。また、カップ７２の側方側近傍には、先端の吐出口からリンス液、例えば純水を基板Ｗ上へ吐出する純水吐出ノズル７８が配設されている。純水吐出ノズル７８は、図示しない純水供給管を通して純水供給源に流路接続されている。純水吐出ノズル７８は、矢印Ｅで示す方向へ水平面内で回動可能にノズル保持部８０に保持されており、図９に示した待機位置と先端の吐出口が基板Ｗの中心部直上に配置される吐出位置との間で往復移動するような構成となっている。そして、純水吐出ノズル７８は、低速で回転する基板Ｗの中心部へ先端吐出口から純水を吐出して、基板Ｗ表面のレジスト膜をリンス処理する。また、カップ７２の底部には排液管８２が連通接続されている。 In the vicinity of the near side of the cup 72, a developer discharge nozzle 74 for discharging the developer from the discharge port at the tip onto the substrate W is disposed. The developer discharge nozzle 74 is held by the nozzle holding portion 76 so as to be rotatable in a horizontal plane in the direction indicated by the arrow D, and the standby position and the discharge port at the front end shown in FIG. It is the structure which reciprocates between the discharge positions arrange | positioned in this. The developer discharge nozzle 74 drops and supplies a predetermined amount of developer from the tip discharge port to the central portion of the substrate W rotating at a low speed, and the entire resist film after exposure formed on the surface of the substrate W. Apply the developer. Further, near the side of the cup 72, a pure water discharge nozzle 78 that discharges a rinse liquid, for example, pure water, onto the substrate W from a discharge port at the tip is disposed. The pure water discharge nozzle 78 is connected to a pure water supply source through a pure water supply pipe (not shown). The pure water discharge nozzle 78 is held by the nozzle holding portion 80 so as to be rotatable in a horizontal plane in the direction indicated by the arrow E, and the standby position and the discharge port at the front end shown in FIG. It is configured to reciprocate between the discharge positions. The pure water discharge nozzle 78 discharges pure water from the tip discharge port to the center of the substrate W rotating at a low speed, thereby rinsing the resist film on the surface of the substrate W. In addition, a drainage pipe 82 is connected to the bottom of the cup 72.

上記したような構成の現像処理装置において、現像液吐出ノズル７４へ疎水化剤を含んだ疎水化溶液を供給する現像液供給系（図４参照）を備えるようにする。そして、図１ないし図４に示した現像処理装置と同様の上記した操作・手順（図５参照）で現像処理、リンス処理およびスピン乾燥を行うことにより、レジストパターンの倒壊を防止することができる。 The development processing apparatus having the above-described configuration is provided with a developer supply system (see FIG. 4) that supplies a hydrophobic solution containing a hydrophobizing agent to the developer discharge nozzle 74. Then, the resist pattern can be prevented from collapsing by performing development processing, rinsing processing, and spin drying by the above-described operation / procedure (see FIG. 5) similar to the development processing apparatus shown in FIGS. .

また、図９および図１０に示した構成の現像処理装置において、疎水化剤を含む疎水化溶液を基板Ｗ上へ吐出する溶液吐出ノズルを別に設置したり、あるいは、疎水化剤を蒸気の状態で基板Ｗ上へ噴出する蒸気噴出ノズルを別に設置したりする。そして、図７に示した現像処理装置と同様の上記した操作・手順（図８参照）で現像処理、リンス処理およびスピン乾燥を行うことにより、レジストパターンの倒壊を防止することができる。 Further, in the development processing apparatus having the configuration shown in FIGS. 9 and 10, a solution discharge nozzle for discharging a hydrophobizing solution containing a hydrophobizing agent onto the substrate W is separately installed, or the hydrophobizing agent is in a vapor state. Then, a vapor ejection nozzle that ejects onto the substrate W is separately installed. Then, the resist pattern can be prevented from collapsing by performing the development process, the rinsing process and the spin drying by the above-described operation / procedure (see FIG. 8) similar to the development processing apparatus shown in FIG.

なお、上記した実施形態では、現像液吐出ノズル２８のスリット状吐出口から現像液を吐出させつつ現像液吐出ノズル２８を走査して、基板表面のレジスト膜上に現像液を液盛りするスリットスキャン方式や、現像液吐出ノズル７４（ストレートノズル）から基板の表面中心部へ現像液を供給し基板を回転させて基板の表面全体に現像液を拡げる現像方式について説明したが、現像処理方法は特に限定されず、基板を回転させつつスプレイノズルから基板表面のレジスト膜上へ現像液を噴出させる現像方式などについても、この発明は広く適用し得るものである。 In the embodiment described above, a slit scan is performed in which the developer discharge nozzle 28 is scanned while discharging the developer from the slit-like discharge port of the developer discharge nozzle 28 to deposit the developer on the resist film on the substrate surface. The developing method has been described in which the developing solution is supplied from the developing solution discharge nozzle 74 (straight nozzle) to the center of the surface of the substrate and the substrate is rotated to spread the developing solution over the entire surface of the substrate. The present invention is not limited, and the present invention can be widely applied to a developing method in which a developing solution is ejected from a spray nozzle onto a resist film on the substrate surface while rotating the substrate.

この発明に係る基板の現像処理方法を実施するために使用される現像処理装置の構成の１例を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing an example of the configuration of a development processing apparatus used for carrying out a substrate development processing method according to the present invention. 図１のII−II矢視断面図である。It is II-II arrow sectional drawing of FIG. 図１のIII−III矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1. 図１に示した現像処理装置の現像液供給系を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a developer supply system of the development processing apparatus shown in FIG. 1. 図１ないし図４に示した現像処理装置による処理動作の１例について説明するための模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an example of a processing operation by the development processing apparatus illustrated in FIGS. 1 to 4. 現像処理によって新たに露出したレジストパターンの表面が、現像液に混合された疎水化剤によって疎水化される状態を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the state by which the surface of the resist pattern newly exposed by the development process is hydrophobized by the hydrophobizing agent mixed with the developing solution. この発明に係る基板の現像処理方法を実施するために使用される現像処理装置の別の構成例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows another structural example of the development processing apparatus used in order to implement the development processing method of the board | substrate concerning this invention. 図７に示した現像処理装置による処理動作の１例について説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an example of a processing operation performed by the development processing apparatus illustrated in FIG. 7. この発明に係る基板の現像処理方法を実施するために使用される現像処理装置のさらに別の構成例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows another example of a structure of the developing processing apparatus used in order to implement the developing processing method of the board | substrate concerning this invention. 図９に示した現像処理装置の概略縦断面図である。FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view of the development processing apparatus shown in FIG. 9.

Explanation of symbols

１０、６６スピンチャック
１２、６８回転支軸
１４、７０回転モータ
１６内側カップ
１８外側カップ
２０待機ポット
２２ガイドレール
２４アーム駆動部
２６ノズルアーム
２８、５６、７４現像液吐出ノズル
３０現像液供給管
３４液体混合器
３６現像液
３８現像液槽
４２現像液供給配管
４４疎水化剤を含んだ疎水化溶液
４６溶液槽
５０溶液供給配管
５２、５８、７８純水吐出ノズル
５４、６４、７６、８０ノズル保持部
６０溶液吐出ノズル
６２回転駆動部
７２カップ
Ｗ基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 66 Spin chuck 12, 68 Rotation spindle 14, 70 Rotation motor 16 Inner cup 18 Outer cup 20 Standby pot 22 Guide rail 24 Arm drive part 26 Nozzle arm 28, 56, 74 Developer discharge nozzle 30 Developer supply pipe 34 Liquid mixer 36 Developer 38 Developer tank 42 Developer supply pipe 44 Hydrophobized solution containing hydrophobizing agent 46 Solution tank 50 Solution supply pipe 52, 58, 78 Pure water discharge nozzle 54, 64, 76, 80 Nozzle holding Part 60 solution discharge nozzle 62 rotation drive part 72 cup W substrate

Claims

A developing step of developing the resist film by supplying a developer onto the exposed resist film formed on the surface of the substrate;
A rinsing step of supplying a rinsing liquid onto the resist film after the development process formed on the substrate surface, and a rinsing process;
A drying step of rotating the substrate around the vertical axis in a horizontal posture to dry the resist film after the rinse treatment formed on the substrate surface;
In a method for developing a substrate including
A developing method for a substrate, wherein, in the developing step, a developer mixed with a hydrophobizing agent is supplied onto a resist film on the surface of the substrate.

A developing step of developing the resist film by supplying a developer onto the exposed resist film formed on the surface of the substrate;
A rinsing step of supplying a rinsing liquid onto the resist film after the development process formed on the substrate surface, and a rinsing process;
A drying step of rotating the substrate around the vertical axis in a horizontal posture to dry the resist film after the rinse treatment formed on the substrate surface;
In a method for developing a substrate including
A developing method for a substrate, comprising supplying a hydrophobizing agent onto the resist film formed on the substrate surface after the developing step and before the rinsing step.

A developing step of developing the resist film by supplying a developer onto the exposed resist film formed on the surface of the substrate;
A rinsing step of supplying a rinsing liquid onto the resist film after the development process formed on the substrate surface, and a rinsing process;
A drying step of rotating the substrate around the vertical axis in a horizontal posture to dry the resist film after the rinse treatment formed on the substrate surface;
In a method for developing a substrate including
After the developing step and before the rinsing step, a rinsing liquid is supplied onto the resist film formed on the substrate surface to perform a preliminary rinsing process, and then a hydrophobizing agent is supplied onto the resist film. Development method of substrate.

4. The method for developing a substrate according to claim 2, wherein the hydrophobizing agent is supplied onto the resist film as a hydrophobizing solution containing the hydrophobizing agent.

The method for developing a substrate according to claim 4, wherein a surfactant is added to the hydrophobizing solution.

5. The method for developing a substrate according to claim 4, wherein the hydrophobizing solution is prepared by adding a surfactant to a hydrophobizing agent having a specific gravity larger than that of the developer.

4. The method for developing a substrate according to claim 2, wherein the hydrophobizing agent is supplied onto the resist film in a vapor state.

8. The method for developing a substrate according to claim 1, wherein dimethyldichlorosilane, hexamethyldisilazane, or a perfluoro compound is used as the hydrophobizing agent.

Substrate holding means for holding the substrate in a horizontal position;
A developer discharge nozzle for discharging the developer onto the resist film after exposure formed on the surface of the substrate held by the substrate holding means;
Developer supply means for supplying the developer to the developer discharge nozzle;
A rinsing liquid discharge nozzle for discharging a rinsing liquid onto the resist film after development processing formed on the substrate surface;
Rinsing liquid supply means for supplying a rinsing liquid to the rinsing liquid discharge nozzle;
Substrate rotating means for rotating the substrate held by the substrate holding means around a vertical axis;
In a substrate development processing apparatus comprising:
The development processing apparatus for a substrate, wherein the developer supply means supplies a developer mixed with a hydrophobizing agent to the developer discharge nozzle.

Substrate holding means for holding the substrate in a horizontal position;
A developer discharge nozzle for discharging the developer onto the resist film after exposure formed on the surface of the substrate held by the substrate holding means;
Developer supply means for supplying the developer to the developer discharge nozzle;
A rinsing liquid discharge nozzle for discharging a rinsing liquid onto the resist film after development processing formed on the substrate surface;
Rinsing liquid supply means for supplying a rinsing liquid to the rinsing liquid discharge nozzle;
Substrate rotating means for rotating the substrate held by the substrate holding means around a vertical axis;
In a substrate development processing apparatus comprising:
A solution discharge nozzle that discharges a hydrophobizing solution containing a hydrophobizing agent onto the resist film after development processing formed on the substrate surface;
Solution supply means for supplying a hydrophobizing solution containing a hydrophobizing agent to the solution discharge nozzle;
A development processing apparatus for a substrate, further comprising:

Substrate holding means for holding the substrate in a horizontal position;
A developer discharge nozzle for discharging the developer onto the resist film after exposure formed on the surface of the substrate held by the substrate holding means;
Developer supply means for supplying the developer to the developer discharge nozzle;
A rinsing liquid discharge nozzle for discharging a rinsing liquid onto the resist film after development processing formed on the substrate surface;
Rinsing liquid supply means for supplying a rinsing liquid to the rinsing liquid discharge nozzle;
Substrate rotating means for rotating the substrate held by the substrate holding means around a vertical axis;
In a substrate development processing apparatus comprising:
A vapor ejection nozzle that ejects the hydrophobizing agent vapor onto the resist film after the development process formed on the substrate surface;
Vapor supply means for supplying the hydrophobizing agent vapor to the vapor ejection nozzle;
A development processing apparatus for a substrate, further comprising:

The developer discharge nozzle is
A substrate having a slit-like discharge port on the lower end surface and moving linearly in a direction perpendicular to the slit-like discharge port with respect to the substrate held in a stationary state by the substrate holding means, the substrate from the slit-like discharge port 12. The substrate development processing apparatus according to claim 9, which is a slit nozzle that discharges a developing solution onto a resist film on the surface and deposits the developing solution in a film shape on the entire surface of the resist film.

The developer discharge nozzle is
The developer is discharged from the tip discharge port to the central portion of the substrate held by the substrate holding means and rotated at a low speed by the substrate rotating means, and the developer is spread over the entire resist film on the substrate surface. The development processing apparatus for a substrate according to claim 9, which is a straight nozzle to be applied.