JP2019161040A - Development apparatus and development method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像装置及び現像方法に関する。 The present invention relates to a developing device and a developing method.
フォトリソグラフィにおけるレジストの現像では、半導体ウェハ等からなる基板の表面にレジストが膜状に塗布され、レジストが露光された後に、現像液ノズルから現像液が基板の中央部へと吐出される。この場合、基板はスピンチャックによって吸着され、且つ回転させられている。基板の回転によって、基板においてレジストの上へ供給された現像液は基板の中央部から周縁部へと拡げられる。 In the development of a resist in photolithography, a resist is applied in the form of a film on the surface of a substrate made of a semiconductor wafer or the like, and after the resist is exposed, the developer is discharged from the developer nozzle to the center of the substrate. In this case, the substrate is adsorbed and rotated by a spin chuck. By the rotation of the substrate, the developer supplied onto the resist on the substrate is spread from the central portion of the substrate to the peripheral portion.
基板の回転が停止され、現像液の表面張力によりレジストの上へ現像液を保持させた状態のまま基板が一定時間静止させられる。静止時間中に現像液によるレジストの現像反応が進行する。スピンチャックによって基板が回転させられ、純水ノズルから純水が基板へと吐出される。吐出された純水が現像液を洗い流すことによって、基板が洗浄される。基板が回転させられ、純水を振り切ることによって、基板の表面を乾燥させる。 The rotation of the substrate is stopped, and the substrate is kept stationary for a certain time while the developer is held on the resist by the surface tension of the developer. The resist development reaction with the developer proceeds during the stationary time. The substrate is rotated by the spin chuck, and pure water is discharged from the pure water nozzle onto the substrate. The substrate is cleaned by the discharged pure water washing away the developer. The substrate is rotated and the surface of the substrate is dried by shaking off pure water.
しかし、このような現像方法によれば、最初に現像液は基板の中央部に供給され、基板の中央部のレジストと反応した現像液が基板の周縁部へと拡げられるため、基板の中央部と周辺部とで現像液の濃度、現像液の温度及び現像液とレジストとの反応生成物の濃度等にバラツキが生じ、基板の周縁部においてレジストのパターンの幅が細くなる問題がある。そこで、例えば、特許文献1では、回転させられている基板の中央部に現像液が吐出され、現像液が基板の周縁部へと拡がった後に、スピンチャックの回転と停止とを繰り返し、レジスト上の現像液を攪拌することにより、パターンの寸法差を低減しようとする現像方法が提案されている。 However, according to such a developing method, the developer is first supplied to the central portion of the substrate, and the developer reacted with the resist in the central portion of the substrate is spread to the peripheral portion of the substrate. There is a problem that the concentration of the developing solution, the temperature of the developing solution, the concentration of the reaction product between the developing solution and the resist, and the like vary between the peripheral portion and the peripheral portion, and the width of the resist pattern becomes narrow at the peripheral portion of the substrate. Therefore, for example, in Patent Document 1, after the developer is discharged to the central portion of the substrate being rotated and the developer spreads to the peripheral edge of the substrate, the spin chuck is repeatedly rotated and stopped, and the resist is formed on the resist. There has been proposed a developing method for reducing the dimensional difference between patterns by stirring the developer.
しかし、上記のような技術においても、新しい現像液は常に基板の中央部に供給されてしまい、基板の周縁部には基板の中央部のレジストと反応した現像液が供給されてしまうため、基板の中央部は基板の周縁部よりも現像速度が速くなり、現像液が基板の表面の全域に広がるまでに、基板の中央部と基板の周縁部とのパターンの寸法に差異が生じてしまう。このパターンの寸法差は、その後にレジスト上の現像液を撹拌しても改善することはできないという問題がある。 However, even in the above-described technique, a new developer is always supplied to the central portion of the substrate, and a developer that reacts with the resist in the central portion of the substrate is supplied to the peripheral portion of the substrate. The central portion of the substrate has a higher development speed than the peripheral portion of the substrate, and there is a difference in pattern dimensions between the central portion of the substrate and the peripheral portion of the substrate before the developer spreads over the entire surface of the substrate. There is a problem that the dimensional difference of the pattern cannot be improved even if the developer on the resist is subsequently stirred.
そこで本発明は、基板の表面のパターン配置領域でのパターンの寸法差を低減することができる現像装置及び現像方法を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a developing device and a developing method capable of reducing a pattern dimensional difference in a pattern arrangement region on the surface of a substrate.
本発明は、基板の表面に塗布されたレジストを現像して基板の表面のパターン配置領域にレジストのパターンを形成する現像装置であって、表面に塗布されたレジストが露光された基板を保持する基板保持部と、基板を保持した基板保持部を基板の表面に垂直な回転軸の周りに回転させる回転駆動機構と、基板保持部に保持された基板の表面と対向して配置され、基板の表面に現像液を吐出する現像液ノズルとを備え、現像液ノズルが基板の表面に現像液を吐出する連続した吐出領域の長手方向の長さの範囲は、基板の表面のパターン配置領域の長手方向の長さの範囲の全てに重複する現像装置である。 The present invention is a developing device that develops a resist applied to the surface of a substrate to form a resist pattern in a pattern arrangement region on the surface of the substrate, and holds the substrate on which the resist applied to the surface is exposed. A substrate holding unit, a rotation driving mechanism for rotating the substrate holding unit holding the substrate around a rotation axis perpendicular to the surface of the substrate, and a surface of the substrate held by the substrate holding unit. A developer nozzle that discharges the developer on the surface, and the length of the longitudinal direction of the continuous discharge region where the developer nozzle discharges the developer onto the surface of the substrate is the length of the pattern arrangement region on the surface of the substrate The developing device overlaps the entire range of the length in the direction.
この構成によれば、基板の表面に塗布されたレジストを現像して基板の表面のパターン配置領域にレジストのパターンを形成する現像装置において、基板保持部により、表面に塗布されたレジストが露光された基板が保持され、回転駆動機構により、基板を保持した基板保持部が基板の表面に垂直な回転軸の周りに回転させられ、基板保持部に保持された基板の表面と対向して配置された現像液ノズルにより、基板の表面に現像液が吐出され、現像液ノズルが基板の表面に現像液を吐出する連続した吐出領域の長手方向の長さの範囲は、基板の表面のパターン配置領域の長手方向の長さの範囲の全てに重複するため、基板の表面のパターン配置領域の全域において同じ濃度及び温度の現像液が一様にレジストに最初に接触することになり、基板の表面のパターン配置領域でのパターンの寸法差を低減することができる。 According to this configuration, in the developing device that develops the resist applied to the surface of the substrate and forms a resist pattern in the pattern arrangement region on the surface of the substrate, the resist applied to the surface is exposed by the substrate holding unit. The substrate holding unit that holds the substrate is rotated around a rotation axis perpendicular to the surface of the substrate by the rotation driving mechanism, and is disposed to face the surface of the substrate held by the substrate holding unit. The length of the longitudinal length of the continuous discharge region in which the developer is discharged onto the surface of the substrate by the developer nozzle and the developer nozzle discharges the developer onto the surface of the substrate is the pattern arrangement region on the surface of the substrate. Therefore, the developer having the same concentration and temperature uniformly contacts the resist first in the entire pattern arrangement region on the surface of the substrate. It is possible to reduce the dimensional difference of the pattern in the pattern area of the surface of the.
この場合、現像液ノズルは、基板の表面に現像液を吐出する吐出口を有し、吐出口の基板の表面に投影した形状は矩形を含むことが好適である。 In this case, the developer nozzle preferably has a discharge port for discharging the developer on the surface of the substrate, and the shape of the discharge port projected on the surface of the substrate preferably includes a rectangle.
この構成によれば、現像液ノズルは、基板の表面に現像液を吐出する吐出口を有し、吐出口の基板の表面に投影した形状は矩形を含むため、単純な構成の現像液ノズルにより、基板の表面のパターン配置領域でのパターンの寸法差を低減することができる。 According to this configuration, the developer nozzle has a discharge port for discharging the developer on the surface of the substrate, and the shape projected on the surface of the substrate of the discharge port includes a rectangle. The dimensional difference of the pattern in the pattern arrangement region on the surface of the substrate can be reduced.
この場合、現像液ノズルの吐出口の基板の表面に投影した形状は複数の矩形を含むことが好適である。 In this case, it is preferable that the shape projected onto the surface of the substrate of the discharge port of the developer nozzle includes a plurality of rectangles.
この構成によれば、現像液ノズルの吐出口の基板の表面に投影した形状は複数の矩形を含むため、単純な構成の現像液ノズルにより、吐出領域を拡大することによって現像の時間を短縮しつつ基板の表面のパターン配置領域でのパターンの寸法差を低減することができる。 According to this configuration, since the shape projected onto the surface of the substrate of the discharge port of the developer nozzle includes a plurality of rectangles, the development time can be shortened by enlarging the discharge area with the developer nozzle having a simple configuration. However, the dimensional difference of the pattern in the pattern arrangement region on the surface of the substrate can be reduced.
この場合、現像液ノズルの吐出口の基板の表面に投影した形状に含まれる複数の矩形のそれぞれは、回転駆動機構の回転軸と基板の表面との交点の位置で互いに交差していることが好適である。 In this case, each of the plurality of rectangles included in the shape projected onto the surface of the substrate at the discharge port of the developer nozzle may intersect each other at the position of the intersection between the rotation axis of the rotation drive mechanism and the surface of the substrate. Is preferred.
この構成によれば、現像液ノズルの吐出口の基板の表面に投影した形状に含まれる複数の矩形のそれぞれは、回転駆動機構の回転軸と基板の表面との交点の位置で互いに交差しているため、単純な構成の現像液ノズルにより、吐出領域を拡大することによって現像の時間を短縮しつつ基板の表面のパターン配置領域でのパターンの寸法差をより低減することができる。 According to this configuration, each of the plurality of rectangles included in the shape projected onto the surface of the substrate of the discharge port of the developer nozzle intersects with each other at the intersection of the rotation axis of the rotation drive mechanism and the surface of the substrate. Therefore, by using a developer nozzle having a simple configuration, it is possible to further reduce the pattern dimensional difference in the pattern arrangement region on the surface of the substrate while shortening the development time by enlarging the discharge region.
また、現像液ノズルは、吐出口の基板の表面に投影した形状に含まれる矩形の短辺に相当する部位から基板の表面に向けて突出し、吐出される現像液が帯状になるように誘導する外部誘導部材を有することが好適である。 The developer nozzle projects from the portion corresponding to the short side of the rectangle included in the shape projected onto the surface of the substrate at the discharge port toward the surface of the substrate, and guides the discharged developer into a belt shape. It is preferable to have an external guide member.
この構成によれば、現像液ノズルは、吐出口の基板の表面に投影した形状に含まれる矩形の短辺に相当する部位から基板の表面に向けて突出し、吐出される現像液が帯状になるように誘導する外部誘導部材を有するため、現像液ノズルから帯状の現像液が吐出され易くなり、基板の表面のパターン配置領域でのパターンの寸法差をより低減することができる。 According to this configuration, the developer nozzle protrudes from the portion corresponding to the short side of the rectangle included in the shape projected onto the surface of the substrate of the discharge port toward the surface of the substrate, and the discharged developer is strip-shaped. Since the external guiding member for guiding is thus provided, the belt-like developer is easily discharged from the developer nozzle, and the pattern dimensional difference in the pattern arrangement region on the surface of the substrate can be further reduced.
また、現像液ノズルは、その内部に吐出される現像液が帯状になるように誘導する内部誘導部材を有することが好適である。 In addition, the developer nozzle preferably has an internal guide member that guides the developer discharged therein into a strip shape.
この構成によれば、現像液ノズルは、その内部に吐出される現像液が帯状になるように誘導する内部誘導部材を有するため、現像液ノズルから帯状の現像液が吐出され易くなり、基板の表面のパターン配置領域でのパターンの寸法差をより低減することができる。 According to this configuration, since the developer nozzle has the internal guide member that guides the developer to be discharged into the belt, the belt-like developer is easily discharged from the developer nozzle. It is possible to further reduce the pattern dimensional difference in the pattern arrangement region on the surface.
また、現像液ノズルは、不活性ガスをその内部に導入する不活性ガス導入部を有することが好適である。 The developer nozzle preferably has an inert gas introduction part for introducing an inert gas into the developer nozzle.
この構成によれば、現像液ノズルは、不活性ガスをその内部に導入する不活性ガス導入部を有するため、不活性ガス導入部により現像液ノズルの内部の現像液が拡散され、現像液ノズルから帯状の現像液が吐出され易くなり、基板の表面のパターン配置領域でのパターンの寸法差をより低減することができる。 According to this configuration, since the developer nozzle has the inert gas introduction portion that introduces the inert gas into the developer nozzle, the developer solution inside the developer nozzle is diffused by the inert gas introduction portion, and the developer nozzle Thus, the belt-like developer can be easily discharged, and the dimensional difference of the pattern in the pattern arrangement region on the surface of the substrate can be further reduced.
一方、基板の表面に塗布されたレジストを現像して基板の表面のパターン配置領域にレジストのパターンを形成する現像方法であって、現像装置の基板保持部により、表面に塗布されたレジストが露光された基板を保持する基板保持工程と、現像装置の回転駆動機構により、基板保持工程で基板を保持した基板保持部を基板の表面に垂直な回転軸の周りに回転させる回転駆動工程と、回転駆動工程により回転させられている基板保持部に保持された基板の表面と対向して配置された現像装置の現像液ノズルにより、回転駆動工程により回転させられている基板保持部に保持された基板の表面に現像液を吐出する現像液吐出工程とを備え、現像液ノズルが基板の表面に現像液を吐出する連続した吐出領域の長手方向の長さの範囲は、基板の表面のパターン配置領域の長手方向の長さの範囲の全てに重複する現像方法である。 On the other hand, it is a developing method for developing a resist applied on the surface of a substrate to form a resist pattern in a pattern arrangement region on the surface of the substrate, and the resist applied on the surface is exposed by the substrate holding part of the developing device. A substrate holding step for holding the formed substrate, a rotation driving step for rotating the substrate holding portion holding the substrate in the substrate holding step around a rotation axis perpendicular to the surface of the substrate by a rotation driving mechanism of the developing device, and rotation The substrate held in the substrate holding part rotated in the rotation driving process by the developing solution nozzle of the developing device arranged opposite to the surface of the substrate held in the substrate holding part rotated in the driving process And a developer discharge step of discharging the developer onto the surface of the substrate, and the length of the continuous discharge region in which the developer nozzle discharges the developer onto the surface of the substrate is in the range of the length in the longitudinal direction. The longitudinal direction of the pattern arrangement region is a developing method that overlaps all of the length of the range.
この場合、現像液吐出工程では、基板の表面に現像液を吐出する吐出口を有し、吐出口の基板の表面に投影した形状が矩形を含む現像液ノズルにより、基板の表面に現像液を吐出することが好適である。 In this case, in the developer discharge step, the developer is discharged on the surface of the substrate by a developer nozzle having a discharge port for discharging the developer on the surface of the substrate, and the shape of the discharge port projected onto the substrate surface is a rectangle. It is preferable to discharge.
この場合、現像液吐出工程では、吐出口の基板の表面に投影した形状が複数の矩形を含む現像液ノズルにより、基板の表面に現像液を吐出することが好適である。 In this case, in the developer discharge step, it is preferable that the developer is discharged onto the surface of the substrate by a developer nozzle including a plurality of rectangles projected onto the surface of the substrate at the discharge port.
この場合、現像液吐出工程では、現像液ノズルの吐出口の基板の表面に投影した形状に含まれる複数の矩形のそれぞれが回転駆動機構の回転軸と基板の表面との交点の位置で互いに交差している現像液ノズルにより、基板の表面に現像液を吐出することが好適である。 In this case, in the developer discharge process, each of the plurality of rectangles included in the shape projected onto the substrate surface of the discharge port of the developer nozzle intersects with each other at the intersection of the rotation axis of the rotation drive mechanism and the surface of the substrate. It is preferable to discharge the developer onto the surface of the substrate by the developer nozzle.
また、現像液吐出工程では、現像液ノズルの吐出口の基板の表面に投影した形状に含まれる矩形の短辺に相当する部位から基板の表面に向けて突出した外部誘導部材により、吐出される現像液が帯状になるように誘導しつつ基板の表面に現像液を吐出することが好適である。 Further, in the developer discharge step, the discharge is performed by an external guide member protruding toward the substrate surface from a portion corresponding to the short side of the rectangle included in the shape projected onto the substrate surface of the discharge port of the developer nozzle. It is preferable to discharge the developing solution onto the surface of the substrate while guiding the developing solution into a strip shape.
また、現像液吐出工程では、現像液ノズルの内部の内部誘導部材により、吐出される現像液が帯状になるように誘導しつつ基板の表面に現像液を吐出することが好適である。 In the developer discharge step, it is preferable to discharge the developer onto the surface of the substrate while guiding the discharged developer into a strip shape by an internal guide member inside the developer nozzle.
また、現像液吐出工程では、現像液ノズルの不活性ガス導入部により、現像液ノズルの内部に不活性ガスを導入しつつ基板の表面に現像液を吐出することが好適である。 In the developer discharge step, it is preferable that the developer is discharged onto the surface of the substrate while introducing the inert gas into the developer nozzle by the inert gas introduction portion of the developer nozzle.
本発明の現像装置及び現像方法によれば、基板の表面のパターン配置領域でのパターンの寸法差を低減することができる。 According to the developing device and the developing method of the present invention, it is possible to reduce the pattern dimensional difference in the pattern arrangement region on the surface of the substrate.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1(A)及び図1(B)に示すように、本発明の第1実施形態の現像装置1Aは、基板2の表面2sに塗布されたレジスト3を現像して基板2の表面2sのパターン配置領域2rにレジスト3のパターン3pを形成する。現像装置1Aは、基板保持部4と、回転駆動機構5と、現像液ノズル6Aとを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1A and 1B, the developing
基板保持部4は、表面2sに塗布されたレジスト3が露光された基板2を保持する。基板保持部4は、例えば、基板2を保持する爪や真空吸着機能を有し、基板2の表面2sが水平方向と平行になるように保持する。回転駆動機構5は、基板2を保持した基板保持部4を基板2の表面2sに垂直な回転軸5xの周りに回転させる。つまり、回転駆動機構5は、基板保持部4を鉛直軸周りに回転させる。回転駆動機構5は、少なくとも、例えば、ステッピングモータ、DC(DirectCurrent)モータ、ブラシレスDCモータなど回転運動を発生させるモータと、モータを制御する回転制御部と有する。
The substrate holding unit 4 holds the
現像液ノズル6Aは、基板保持部4に保持された基板2の表面2sと対向して配置され、基板2の表面2sに現像液7を吐出する。現像液ノズル6Aは、基板2の表面2sに現像液7を吐出する吐出口6dを有し、吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状は矩形を含む。矩形は、長手方向の長さの範囲6lと、短手方向の長さの範囲6sとを含む。現像液ノズル6Aが基板2の表面2sに現像液7を吐出する連続した吐出領域6rの長手方向の長さの範囲6lは、基板2の表面2sのパターン配置領域2rの長手方向の長さの範囲2lの全てに重複する。
The developer nozzle 6 </ b> A is disposed to face the
本実施形態では、吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状である吐出領域6rの長手方向の長さの範囲6lは、少なくともレジスト3が塗布された基板2の表面2sの直径と同じであるか、基板2の表面2sの直径以上である。現像液ノズル6Aの吐出口6dは、少なくとも現像液7の吐出時にレジスト3が塗布された基板2の表面2sと対向し、基板2の回転軸5xと矩形の吐出口6dの吐出領域6rの中心とを一致させた基板2の上方の位置に配置される。現像液ノズル6Aは、不図示の昇降機構により回転駆動機構5の回転軸5xに平行な方向に昇降させられる。また、現像装置1Aは、不図示のリンス液ノズルを備える。
In the present embodiment, the length range 6l of the
以下、本実施形態の現像方法について説明する。現像装置1Aの基板保持部4により、表面2sに塗布されたレジスト3が露光された基板2を保持する基板保持工程が行われる。基板保持工程では、レジスト3が塗布された基板2の表面2sが上面にされ、かつ基板保持部4の回転軸5xと基板2の中心とがほぼ一致させられて、基板保持部4に基板2が保持される。昇降機構により現像液ノズル6Aが下降させられ、吐出口6dと基板2の表面2sとの間隔が5mm程度になるように設定する。吐出口2dの中心と基板2の中心とが一致した位置に現像液ノズル6Aが配置される。この現像液ノズル6Aの位置が現像液7の吐出位置とされる。
Hereinafter, the developing method of this embodiment will be described. A substrate holding step for holding the
現像装置1Aの回転駆動機構5により、基板保持工程で基板2を保持した基板保持部4を基板2の表面2sに垂直な回転軸5xの周りに回転させる回転駆動工程が行われる。基板2の回転速度は300rpm以下が望ましい。回転駆動工程により回転させられている基板保持部4に保持された基板2の表面2sと対向して配置された現像装置1Aの現像液ノズル6Aにより、回転駆動工程により回転させられている基板保持部4に保持された基板2の表面2sに現像液7を吐出する現像液吐出工程が行われる。
The
上述したように、現像液吐出工程では、基板2の表面2sに現像液7を吐出する吐出口6dを有し、吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状が矩形を含む現像液ノズル6Aにより、基板2の表面2sに現像液7が吐出される。現像液ノズル6Aが基板2の表面2sに現像液7を吐出する連続した吐出領域6rの長手方向の長さの範囲6lは、基板2の表面2sのパターン配置領域2rの長手方向の長さの範囲2lの全てに重複する。このため、回転駆動工程により基板保持部4を回転させることにより基板2を回転させつつ、現像液吐出工程により現像液7が帯状に吐出することにより基板2の表面2sの全面に均一に液盛がなされる。
As described above, in the developer discharge step, the developer nozzle including the
回転駆動工程により、回転状態の基板2の上に載置可能な最大液量にほぼ相当するような現像液7が供給された後に、現像液ノズル6Aから現像液7の吐出が停止される。その回転速度のまま、15秒間〜20秒間の現像が行われる。この現像の際、現像液ノズル6Aが現像液7の吐出位置よりも上方の待機位置に一旦退避させられてもよいが、現像液7の供給時の吐出位置において吐出口6dと基板2の表面2sとの間隔を保っていてもよい。現像液ノズル6Aを退避させる場合は、現像液ノズル6Aを基板2の表面2sに対し鉛直方向に上昇させるように退避させることが必要である。以上の工程により現像が終了する。
After the developer 7 is supplied by the rotation driving process so as to substantially correspond to the maximum amount of liquid that can be placed on the
次に、不図示のリンス液ノズルを回転軸5xの中心に配置するとともに、基板2の回転速度を上昇させてリンス液(純水)を供給し、2秒間のリンスを行う。これにより現像を完全に停止させるとともに、表面2sのレジスト溶解物を除去する。リンス液供給時の基板2の回転速度は800rpm程度が望ましい。最後に基板2の回転速度を4500rpm程度に上昇させ、15秒間の乾燥を行い基板2の表面2sのリンス液を遠心力により振り切る。これにより現像の全行程が終了する。
Next, a rinsing liquid nozzle (not shown) is arranged at the center of the
上述したように、基板の中央部に現像液が吐出された後にレジスト上の現像液を攪拌する技術では、新しい現像液は常に基板の中央部に供給されてしまい、基板の周縁部には基板の中央部のレジストと反応した現像液が供給されてしまうため、基板の中央部と基板の周縁部とのパターンの寸法に差異が生じてしまう欠点がある。 As described above, in the technique of stirring the developing solution on the resist after the developing solution is discharged to the central portion of the substrate, the new developing solution is always supplied to the central portion of the substrate. Since the developing solution that has reacted with the resist in the central portion of the substrate is supplied, there is a drawback that a difference occurs in the dimension of the pattern between the central portion of the substrate and the peripheral portion of the substrate.
また、基板の中央部と周縁部とパターンの寸法の差異を改善する目的で、基板の直径と同じ直径又は基板の直径以上の直径の平坦な底面に多数のノズル孔が設けられた現像ノズルのノズル孔より一斉に現像液を吐出されることにより、基板の中央部と周縁部とに同時に現像液を供給する方法も考えられる。しかし、このような方法では、各ノズル孔から吐出された現像液は、各々独立して基板の上に形成されたレジストに供給されるため、厳密にはノズル孔から現像液が直接滴下されるエリアと直接滴下されないエリアとが生じてしまう。ノズル孔から現像液が直接滴下されるエリアの方が現像液が直接滴下されないエリアよりも現像速度が速くなり、現像液が直接滴下されるエリアと直接滴下されないエリアとでパターン寸法に僅かな差異が生じてしまう。 Further, for the purpose of improving the difference in pattern dimensions between the central portion and the peripheral portion of the substrate, a developing nozzle having a number of nozzle holes provided on a flat bottom surface having a diameter equal to or larger than the diameter of the substrate. A method of supplying the developer simultaneously to the central portion and the peripheral portion of the substrate by discharging the developer all at once from the nozzle holes is also conceivable. However, in such a method, since the developer discharged from each nozzle hole is independently supplied to the resist formed on the substrate, strictly speaking, the developer is directly dropped from the nozzle hole. An area and an area that is not directly dropped are generated. The development speed is faster in the area where the developer is directly dropped from the nozzle hole than in the area where the developer is not dropped directly, and there is a slight difference in pattern dimensions between the area where the developer is not directly dropped and the area where the developer is not directly dropped. Will occur.
一方、本実施形態では、基板2の表面2sに塗布されたレジスト3を現像して基板2の表面2sのパターン配置領域2rにレジスト3のパターン3pを形成する現像装置1Aにおいて、基板保持部4により、表面2sに塗布されたレジスト3が露光された基板2が保持され、回転駆動機構5により、基板2を保持した基板保持部4が基板2の表面2sに垂直な回転軸5xの周りに回転させられ、基板保持部4に保持された基板2の表面2sと対向して配置された現像液ノズル6Aにより、基板2の表面2sに現像液7が吐出され、現像液ノズル6Aが基板2の表面2sに現像液7を吐出する連続した吐出領域6rの長手方向の長さの範囲6lは、基板2の表面2sのパターン配置領域2rの長手方向の長さの範囲2lの全てに重複するため、基板2の表面2sのパターン配置領域2rの全域において同じ濃度及び温度の現像液が一様にレジスト3に最初に接触することになり、基板2の表面2sのパターン配置領域2rでのパターン3pの寸法差を低減することができる。
On the other hand, in the present embodiment, in the developing
また、本実施形態では、現像液ノズル6Aは、基板2の表面2sに現像液7を吐出する吐出口6dを有し、吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状は矩形を含むため、単純な構成の現像液ノズル6Aにより、基板2の表面2sのパターン配置領域2rでのパターン3pの寸法差を低減することができる。つまり、本実施形態では、現像液7を帯状とし、基板2を回転させ、基板2の中心部から周縁部まで現像液7が均一に供給されるため、現像液7がレジスト3に接触している時間は基板2の中心部と周縁部とで均一である。よって、基板2の中心部から周縁部まで均一に現像することが可能となる。
In the present embodiment, the
以下、本発明の第2実施形態について説明する。図2(A)及び図2(B)に示すように、本実施形態の現像装置1Bでは、現像液ノズル6Bの吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状は複数の矩形を含む。また、現像液ノズル6Bの吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状に含まれる複数の矩形のそれぞれは、回転駆動機構5の回転軸5xと基板2の表面2sとの交点の位置で互いに交差している。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 2A and 2B, in the developing
具体的には、本実施形態の現像装置1Bでは、現像液ノズル6Bの吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状は2つの矩形を含み、2つの矩形のそれぞれは回転駆動機構5の回転軸5xと基板2の表面2sとの交点の位置で互いに直交して十字をなすように交差している。現像液吐出工程では、上記の現像液ノズル6Bにより、基板2の表面2sに現像液が吐出される。
Specifically, in the developing
上記の構成以外は、本実施形態の現像装置1Bは上記第1実施形態の現像装置1Aと同様である。なお、本実施形態において、現像液ノズル6Bの吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状は3つ以上の矩形を含み、3つ以上の矩形のそれぞれは回転駆動機構5の回転軸5xと基板2の表面2sとの交点の位置で交差していてもよい。
Except for the above configuration, the developing
本実施形態によれば、現像液ノズル6Bの吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状は複数の矩形を含むため、単純な構成の現像液ノズル6Bにより、吐出領域6rを拡大することによって現像の時間を短縮しつつ基板2の表面2sのパターン配置領域2rでのパターン3pの寸法差を低減することができる。
According to the present embodiment, since the shape projected onto the
また、本実施形態によれば、現像液ノズル6Bの吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状に含まれる複数の矩形のそれぞれは、回転駆動機構5の回転軸5xと基板2の表面2sとの交点の位置で互いに交差しているため、単純な構成の現像液ノズル6Bにより、吐出領域6rを拡大することによって現像の時間を短縮しつつ基板2の表面2sのパターン配置領域2rでのパターン3pの寸法差をより低減することができる。
Further, according to the present embodiment, each of the plurality of rectangles included in the shape projected onto the
以下、本発明の第3実施形態について説明する。図3に示すように、本実施形態の現像装置1Cでは、現像液ノズル6Cは、吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状に含まれる矩形の短辺に相当する部位の範囲6sのそれぞれから基板2の表面2sに向けて突出し、吐出される現像液7が帯状になるように誘導する一対の外部誘導部材6oを有する。外部誘導部材6oは、例えば、複数の毛、糸、繊維及び線材のいずれかを範囲6sに沿って刷毛状に配置することにより構成することができる。また、外部誘導部材6oは、板材の表面を範囲6sに沿って配置することにより構成することができる。外部誘導部材6oは、現像液7に対して表面張力が低く、濡れ易いことが好ましい。
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 3, in the developing
現像液吐出工程では、現像液ノズル6Cの吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状に含まれる矩形の短辺に相当する部位から基板2の表面2sに向けて突出した外部誘導部材6oにより、吐出される現像液7が帯状になるように誘導されつつ基板2の表面2sに現像液7が吐出される。上記以外は、上記第1実施形態の現像装置1Aと同様である。なお、上記の本実施形態の現像液ノズル6Cの構成が上記第2実施形態の現像装置1Bに適用されてもよい。
In the developer discharge process, the external guide member 6o protrudes toward the
本実施形態によれば、現像液ノズル6Cは、吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状に含まれる矩形の短辺に相当する部位の範囲6sから基板2の表面2sに向けて突出し、吐出される現像液7が帯状になるように誘導する外部誘導部材6oを有するため、現像液ノズル6Cから帯状の現像液7が吐出され易くなり、基板2の表面2sのパターン配置領域2rでのパターン3pの寸法差をより低減することができる。特に本実施形態によれば、12インチ(304.8mm)以上の大型の基板2の現像において、基板2の中央部と周縁部とのパターン3pの寸法差をより低減することができる。
According to this embodiment, the
以下、本発明の第4実施形態について説明する。図4に示すように、本実施形態の現像装置1Dでは、現像液ノズル6Dは、その内部に吐出される現像液7が帯状になるように誘導する複数の内部誘導部材6iを有する。内部誘導部材6iのそれぞれは、例えば、現像液ノズル6Dの内部で、吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状に含まれる矩形の短辺に相当する部位の範囲6sに亘ってその表面が延在する板材である。内部誘導部材6iの板材のそれぞれは、吐出口6dの基板2の表面2sに投影した形状に含まれる矩形の長辺に相当する部位の範囲6lに亘って現像液7が拡がるように現像液7を放射状に誘導する方向にその表面が延在する。内部誘導部材6iは、現像液7に対して表面張力が低く、濡れ易いことが好ましい。
The fourth embodiment of the present invention will be described below. As shown in FIG. 4, in the developing device 1 </ b> D of the present embodiment, the developer nozzle 6 </ b> D includes a plurality of
現像液吐出工程では、現像液ノズル6Dの内部の内部誘導部材6iにより、吐出される現像液7が帯状になるように誘導されつつ基板2の表面2sに現像液7が吐出される。上記以外は、上記第1実施形態の現像装置1Aと同様である。なお、上記の本実施形態の現像液ノズル6Dの構成が上記第2実施形態の現像装置1B又は上記第3実施形態の現像装置1Cに適用されてもよい。
In the developer discharge process, the developer 7 is discharged onto the
本実施形態によれば、現像液ノズル6Dは、その内部に吐出される現像液7が帯状になるように誘導する内部誘導部材6iを有するため、現像液ノズル6Dから帯状の現像液7が吐出され易くなり、基板2の表面2sのパターン配置領域2rでのパターン3pの寸法差をより低減することができる。
According to the present embodiment, the
以下、本発明の第5実施形態について説明する。図5に示すように、本実施形態の現像装置1Eでは、現像液ノズル6Eは、Ar、N2等の不活性ガス8をその内部に導入する不活性ガス導入部6gを有する。不活性ガス導入部6gは、現像液ノズル6Eの内部に対称に設けられていることが好ましい。
The fifth embodiment of the present invention will be described below. As shown in FIG. 5, in the developing
現像液吐出工程では、現像液ノズル6Eの不活性ガス導入部6gにより、現像液ノズル6Eの内部に不活性ガス8が導入されつつ基板2の表面2sに現像液7が吐出される。上記以外は、上記第1実施形態の現像装置1Aと同様である。なお、上記の本実施形態の現像液ノズル6Eの構成が上記第2実施形態の現像装置1B、上記第3実施形態の現像装置1C又は上記第4実施形態の現像装置1Dに適用されてもよい。
In the developer discharge step, the developer 7 is discharged onto the
本実施形態によれば、現像液ノズル6Eは、不活性ガス8をその内部に導入する不活性ガス導入部6gを有するため、不活性ガス導入部6gにより現像液ノズル6Eの内部の現像液7が拡散され、現像液ノズル6Eから帯状の現像液7が吐出され易くなり、基板2の表面2sのパターン配置領域2rでのパターン3pの寸法差をより低減することができる。
According to this embodiment, since the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、現像液ノズル6A,6B,6C,6D,6Eにおいて、吐出口6dの形状は適宜変更し得る。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment. For example, in the
(実施例)
図1に示す現像装置1Aにより、4インチ(101.6mm)のSiウェハの基板2に、設計寸法が1.5μmのL/S(Line/Space)からなるレジスト3のパターン3pを形成した。パターン3pの線幅のバラツキ(σ:標準偏差)は、3σ=0.04025μmであった。一方、比較例として、現像装置1Aの現像液ノズル6Aを内径2mmの現像液ノズルに交換後、同じ現像条件で4インチのSiウェハに設計寸法が1.5μmのL/Sからなるレジスト3のパターン3pを形成した。パターン3pの線幅のバラツキ(σ:標準偏差)は、3σ=0.12075μmであった。これより、本実施形態の現像装置1Aにより、基板2の表面2sのパターン配置領域2rでのパターン3pの寸法差を低減することができることが判る。
(Example)
A
1A,1B,1C,1D,1E…現像装置、2…基板、2s…表面、2r…パターン配置領域、2l…範囲、3…レジスト、3p…パターン、4…基板保持部、5…回転駆動機構、5x…回転軸、6A,6B,6C,6D,6E…現像液ノズル、6r…吐出領域、6l,6s…範囲、6d…吐出口、6o…外部誘導部材、6i…内部誘導部材、7…現像液、8…不活性ガス。
1A, 1B, 1C, 1D, 1E ... developing apparatus, 2 ... substrate, 2s ... surface, 2r ... pattern arrangement region, 2l ... range, 3 ... resist, 3p ... pattern, 4 ... substrate holding part, 5 ...
Claims (14)
前記表面に塗布された前記レジストが露光された前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板を保持した前記基板保持部を前記基板の前記表面に垂直な回転軸の周りに回転させる回転駆動機構と、
前記基板保持部に保持された前記基板の前記表面と対向して配置され、前記基板の前記表面に現像液を吐出する現像液ノズルと、
を備え、
前記現像液ノズルが前記基板の前記表面に現像液を吐出する連続した吐出領域の長手方向の長さの範囲は、前記基板の前記表面の前記パターン配置領域の長手方向の長さの範囲の全てに重複する、現像装置。 A developing device for developing a resist applied to the surface of a substrate to form a pattern of the resist in a pattern arrangement region on the surface of the substrate,
A substrate holding unit for holding the substrate on which the resist applied to the surface is exposed;
A rotation drive mechanism for rotating the substrate holding unit holding the substrate around a rotation axis perpendicular to the surface of the substrate;
A developer nozzle that is disposed to face the surface of the substrate held by the substrate holder and discharges the developer onto the surface of the substrate;
With
The range of the length in the longitudinal direction of the continuous discharge region where the developer nozzle discharges the developer onto the surface of the substrate is the entire length range of the pattern arrangement region of the surface of the substrate. Overlapping development device.
現像装置の基板保持部により、前記表面に塗布された前記レジストが露光された前記基板を保持する基板保持工程と、
前記現像装置の回転駆動機構により、前記基板保持工程で前記基板を保持した前記基板保持部を前記基板の前記表面に垂直な回転軸の周りに回転させる回転駆動工程と、
前記回転駆動工程により回転させられている前記基板保持部に保持された前記基板の前記表面と対向して配置された前記現像装置の現像液ノズルにより、前記回転駆動工程により回転させられている前記基板保持部に保持された前記基板の前記表面に現像液を吐出する現像液吐出工程と、
を備え、
前記現像液ノズルが前記基板の前記表面に現像液を吐出する連続した吐出領域の長手方向の長さの範囲は、前記基板の前記表面の前記パターン配置領域の長手方向の長さの範囲の全てに重複する、現像方法。 A developing method for developing a resist applied to a surface of a substrate to form a pattern of the resist in a pattern arrangement region on the surface of the substrate,
A substrate holding step of holding the substrate on which the resist applied to the surface is exposed by the substrate holding portion of the developing device;
A rotation driving step of rotating the substrate holding portion holding the substrate in the substrate holding step around a rotation axis perpendicular to the surface of the substrate by a rotation driving mechanism of the developing device;
Rotated by the rotation driving step by the developer nozzle of the developing device disposed opposite to the surface of the substrate held by the substrate holding part rotated by the rotation driving step. A developer discharge step of discharging a developer onto the surface of the substrate held by a substrate holding unit;
With
The range of the length in the longitudinal direction of the continuous discharge region where the developer nozzle discharges the developer onto the surface of the substrate is the entire length range of the pattern arrangement region of the surface of the substrate. Overlapping development method.
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