JP2016051713A - 現像方法、現像装置、及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
前記レジスト膜から現像液膜中に溶解した成分を含む現像液を押し流して、前記現像液膜を薄くする工程と、
前記薄くなった現像液膜に、新たな現像液を供給する工程と、を含むことを特徴とする。
(a)前記現像液膜を薄くする工程は、当該現像液膜の表面に気体を吹き付けて現像液を押し流すことにより行われること。
(b)鉛直軸周りに回転する基板の表面に、当該基板の径方向へ向けて現像液の供給位置を移動させながら現像液を供給して、基板の中央部側から周縁部側へ押し流される現像液の流れを形成することにより、前記現像液膜を形成する工程と、現像液膜を薄くする工程とを並行して行い、次いで、前記現像液の供給位置の移動方向の上流側の位置から現像液を供給することにより、前記新たな現像液を供給する工程を行うこと。このとき、前記新たな現像液を供給する工程では、現像液の供給位置を、前記現像液膜を形成する工程における現像液の供給位置の移動方向と同じ方向に移動させ、先の現像液の供給位置の移動速度よりも、後の現像液の供給位置の移動速度を遅くすること。
図1〜図5に基づいて、本発明の第1の実施形態に係る現像装置1の構成を説明する。現像装置1には、その表面にレジスト膜が形成され、所定のパターンにより当該レジスト膜を露光した後のウエハWが搬送されて処理される。図1、図2に示すように、現像装置1は基板保持部であるスピンチャック11を備えており、スピンチャック11は、ウエハWの裏面中央部に吸着して、ウエハWを水平に保持する。またスピンチャック11は、回転軸12を介して下方に設けられた回転駆動部13に接続されている。スピンチャック11、回転軸12及び回転駆動部13は、ウエハWを鉛直軸周りに回転させるための基板回転部に相当する。
また図1に示すように洗浄液ノズル45はポンプやバルブなどを備えた洗浄液供給源46に接続されている。
例えば図4に示すように、突条部317aは、円形の現像液供給面310の中心から放射状に直線状に伸びるように形成してもよい。この場合、現像液供給孔314の形成領域は、現像液供給面310の周方向に沿って扇型に分割される。また図5に示すように、突状部317bは、現像液供給面310の中心から、螺旋状に渦を巻くようにして曲線状に伸びるように形成してもよい。この場合、現像液供給孔314の形成領域は、現像液供給面310の周方向に沿って湾曲した扇型に分割される。なお、説明の便宜上、図4、図5における突条部317a、317bの配置は、パッドノズル31を上面側から見て現像液供給面310を透視した状態を示してある。
ノズル回転機構38や回転筒383は、本例のノズル回転部に相当する。
本例の現像装置1においては、既述のノズル駆動部42、スピンチャック11などからなる基板回転部、ノズル回転機構38などからなるノズル回転部により、ウエハWとノズルヘッド部3とを相対的に移動させる移動機構が構成されている。
なお既述のように、パッドノズル31は回転しながらウエハWの中央部側から周縁部側へ向けて移動し、またウエハW自体も鉛直軸周りに回転しているので、(a)点上を液溜まり30及び薄膜部302が交互に通過していく回数は、これらパッドノズル31の移動速度やウエハWの回転速度によって変化する。
以下、図11〜図25を用いて説明する各実施形態においては、図1〜図10を用いて説明したものと共通の構成要素には、これらの図で用いたものと同じ符号を付してある。
両パッドノズル31A、31Bからの現像液の吐出を停止した後は、図8を用いて説明した例と同様に現像液の液溜まり30により、レジスト膜の反応を進行させ、所定の時間経過後に、ウエハWの回転及び洗浄液の供給を実行して、現像液をウエハWから除去する。
ここでこれら図9のケース2に示したように、パッドノズル31A、31Bの一方側、または双方において、パッドノズル31A、31Bが周縁部側に向かうほど、その回転速度が高くなるように回転速度の制御を行ってもよい。
図15〜図20を用いて説明する第2の実施形態に係わる現像装置1bは、スリット形状の現像液供給孔である複数の現像液供給スリット318a、318bを備えたノズルヘッド部であるスリットノズル部31Cがアーム41の先端部に固定して設けられている点が、回転するパッドノズル31の現像液供給面310に多数の現像液供給孔314が形成された第1の実施形態に係わる現像装置1と異なる。
なおここで、窒素ガス供給スリット316aが窒素ガスを吐出する方向は、斜め後方側に向けて吐出するように設定する場合に限られるものではなく、現像液供給スリット318a、318bと同様に、下方側へ向けて窒素ガスを吐出する構成としてもよい。
本例の現像装置1bにおいては、既述のノズル駆動部42、スピンチャック11などからなる基板回転部により、ウエハWとノズルヘッド部3とを相対的に移動させる移動機構が構成されている。
スリットノズル部31Cからの現像液の供給を停止した後は、図8を用いて説明した例と同様に現像液の液溜まり30により、レジスト膜の反応を進行させ、所定の時間経過後に、ウエハWの回転及び洗浄液の供給を実行して、現像液をウエハWから除去する。
第3の実施形態に係わる現像処理では、例えば図11に示す2つのパッドノズル31A、31Bを備えた現像装置1aを用い、これらのパッドノズル31A、31Bの相対的な移動動作を利用して、現像液の液溜まり30や薄膜部302の形成を行う。現像装置1aの構成については図11に示したものと同様なので、再度の説明を省略する。
第2のパッドノズル31Bからの現像液の供給を停止した後は、図8を用いて説明した例と同様に現像液の液溜まり30により、レジスト膜の反応を進行させ、所定の時間経過後に、ウエハWの回転及び洗浄液の供給を実行して、現像液をウエハWから除去する。
さらにここで、第1のパッドノズル31Aの移動速度は、第2のパッドノズル31Bの移動速度よりも遅くすることは必須ではなく、両バッドノズル31A、31Bの移動速度を同じにしてもよい。この場合は、第1のパッドノズル31Aが第2のパッドノズル31Bに追いつかないタイミングで第2のパッドノズル31Bに遅れて、第1のパッドノズル31Aの移動を開始するとよい。
また、第2のパッドノズル31Bの移動経路を辿って第1のパッドノズル31Aが移動しながら現像液を供給して液溜まり30bを形成することも必須ではない。例えば第2のパッドノズル31Bの移動方向の上流側の位置であるウエハWの中央部に停止して現像液を供給してもよい。
図3に示すように鉛直軸周りに回転自在な状態でノズルヘッド部3に保持され、現像液供給路311がパッドノズル31の下面に直接開口するパッドノズル31を用いて現像液の供給を行い、パッドノズル31を回転させるタイミングや回転時間と、パッドノズル31の下方側に形成されるパターンのCDとの関係を調べた。なお、パッドノズル31の現像液供給面310には、現像液供給孔314や窒素ガス供給孔316は形成されていない。
A.実験条件
(参考例1−1)直径10cmのパッドノズル31を用いて、合計60秒間現像液を供給し、後半の20秒間だけパッドノズル31を回転させた。
(参考例1−2)60秒間の現像液供給期間の内、中盤の20秒間だけパッドノズル31を回転させた。
(参考例1−3)60秒間の現像液供給期間の内、前半の20秒間だけパッドノズル31を回転させた。
(参考例1−4)60秒間の現像液供給期間の内、5秒間パッドノズル31を回転させ、その後10秒間パッドノズル31の回転を停止する動作を4回繰り返した。
(参考例1−5)50秒間の現像液を供給し、その期間中パッドノズル31の回転動作を継続した。
(参考例1−6)60秒間の現像液供給期間の内、最初の1秒間だけパッドノズル31を回転させた。
(参考例1−7)60秒間の現像液供給期間の内、最初の5秒間だけパッドノズル31を回転させた。
(比較例1−1)50秒間の現像液を供給し、その期間中パッドノズル31の回転は行わなかった。
図28に、参考例1−1〜1−5、比較例1−1に係わる実験結果を示し、図29に参考例1−1、1−3、1−6〜1−7係わる実験結果を示す。各グラフにおいて、棒グラフの高さは現像されたパターンのCD[nm]を示しており、当該CDの値が小さいほど、現像処理が進行していることを示している。
1、1a、1b
現像装置
11 スピンチャック
3、3A、3B
ノズルヘッド部
30、30b
液溜まり
302 薄膜部
31、 パッドノズル
31C、31D
スリットノズル部
310 現像液供給面
316 窒素ガス供給孔
316a 窒素ガス供給スリット
318a 第1の現像液供給スリット
318b 第2の現像液供給スリット
38 ノズル回転機構
383 回転筒
Claims (14)
- 露光後のレジスト膜が形成されている基板の表面に現像液を供給して現像液膜を形成する工程と、
前記レジスト膜から現像液膜中に溶解した成分を含む現像液を押し流して、前記現像液膜を薄くする工程と、
前記薄くなった現像液膜に、新たな現像液を供給する工程と、を含むことを特徴とする現像方法。 - 前記現像液膜を薄くする工程は、当該現像液膜の表面に気体を吹き付けて現像液を押し流すことにより行われることを特徴とする請求項1に記載の現像方法。
- 鉛直軸周りに回転する基板の表面に、当該基板の径方向へ向けて現像液の供給位置を移動させながら現像液を供給して、基板の中央部側から周縁部側へ押し流される現像液の流れを形成することにより、前記現像液膜を形成する工程と、現像液膜を薄くする工程とを並行して行い、
次いで、前記現像液の供給位置の移動方向の上流側の位置から現像液を供給することにより、前記新たな現像液を供給する工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の現像方法。 - 前記新たな現像液を供給する工程では、現像液の供給位置を、前記現像液膜を形成する工程における現像液の供給位置の移動方向と同じ方向に移動させ、先の現像液の供給位置の移動速度よりも、後の現像液の供給位置の移動速度を遅くすることを特徴とする請求項3に記載の現像方法。
- 露光後のレジスト膜が形成されている基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板の表面に現像液を供給して現像液膜を形制するための第1の現像液供給部と、
前記レジスト膜から現像液膜中に溶解した成分を含む現像液を押し流して、前記現像液膜を薄くするための押し流し機構と、
前記押し流し機構により現像液が押し流されて薄くなった現像膜に、新たな現像液を供給するための第2の現像液供給部と、を備えたことを特徴とする現像装置。 - 前記押し流し機構は、前記現像液膜の表面に気体を吹き付けて現像液を押し流す気体供給部を備えることを特徴とする請求項5に記載の現像装置。
- 前記基板保持部に保持された基板の表面に対向して配置され、複数の現像液供給孔が形成された現像液供給面を備えたノズルヘッド部と、
前記基板保持部に保持された基板と、前記ノズルヘッド部とを相対的に移動させるための移動機構と、を備え、
前記気体供給部は、前記現像液供給面に形成された複数の現像液供給孔が形成されている領域を、前記基板に対するノズルヘッド部の相対的な移動方向に沿って分割するように配置された気体供給孔であり、
前記気体供給孔により分割された現像液供給孔の形成領域が、前記第1の現像液供給部及び第2の現像液供給部を構成することを特徴とする請求項6に記載の現像装置。 - 前記移動機構は、前記基板保持部に保持された基板を鉛直軸周りに回転させるための基板回転部と、前記現像液供給面を鉛直軸周りに回転させるためのノズル回転部と、前記ノズルヘッド部を基板の中央部側から周縁部側へ移動させるためのノズル駆動部と、を備え、
前記気体供給孔は、現像液供給面に多数の現像液供給孔が形成された形成領域を、当該現像液供給面の回転方向に沿って周方向に分割するように形成されていることを特徴とする請求項7に記載の現像装置。 - 前記現像液供給孔の形成領域には、前記基板の表面に対するノズルヘッド部の相対的な移動方向と交差する方向に線状に伸びる複数の現像液吐出領域を形成すると共に、これら複数の現像液吐出領域が前記移動方向に向けて互いに間隔を開けて配置されるように複数の現像液供給孔が設けられ、
前記気体供給孔は、前記複数の現像液吐出領域の間に、これら現像液吐出領域に沿って伸びる気体吐出領域を形成するように設けられていることを特徴とする請求項7に記載の現像装置。 - 前記移動機構は、前記基板を鉛直軸周りに回転させる基板回転部と、前記ノズルヘッド部を基板の中央部側から周縁部側へ移動させるノズル駆動部と、を備え、
前記ノズルヘッド部には、基板の中央部から周縁部までの距離より短く、前記中央部側から周縁部側へ向けて伸びる現像液吐出領域が形成されるように複数の現像液供給孔が設けられていることを特徴とする請求項9に記載の現像装置。 - 前記移動機構は、基板の一端から他端に亘って前記ノズルヘッド部を移動させるノズル駆動部を備え、
前記前記ノズルヘッド部には、基板の幅をカバーする長さに亘って現像液吐出領域が形成されるように現像液供給孔が設けられていることを特徴とする請求項9に記載の現像装置。 - 前記押し流し機構は、
前記基板保持部に保持された基板を鉛直軸周りに回転させるための基板回転部と、
前記第1の現像液供給部からの現像液の供給位置を調整するための第1の供給位置調整部と、
前記第2の現像液供給部からの現像液の供給位置を調整するための第2の供給位置調整部と、
回転する基板の表面に、前記第1の現像液供給部からの現像液の供給位置を基板の径方向へ向けて移動させ、基板の中央部側から周縁部側へ押し流される現像液の流れを形成することにより、現像液膜を形成しつつ、当該現像液膜を薄くするステップと、前記第1の現像液供給部からの現像液の供給位置の移動方向の上流側の位置にて、前記第2の現像液供給部から現像液を供給することにより、前記薄くなった現像液膜に新たな現像液を供給するステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項5に記載の現像装置。 - 前記制御部は、前記の第2の現像液供給部からの現像液の供給位置を、前記第1の現像液供給部による現像液の供給位置の移動方向と同じ方向に移動させ、第2の現像液供給部からの現像液の供給位置の移動速度が、第1の現像液供給部からの現像液の供給位置の移動速度よりも遅くなるように制御信号を出力することを特徴とする請求項12に記載の現像装置。
- 露光後のレジスト膜が形成されている基板の表面に現像液を供給して現像処理を行う現像装置に用いられるコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項1ないし4のいずれか一つに記載された現像方法を実行させるようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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