JP3079744B2 - 現像装置とそれを用いた現像方法 - Google Patents

現像装置とそれを用いた現像方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は現像装置とそれを用いた
現像方法に係わり、薬液供給手段と基板上に現像液を拡
散して撒く薬液拡散部材を有して、基板に塗着されて露
光済みのレジスト膜の上に、短時間に一様に現像液膜が
形成できる現像装置とそれを用いた現像方法に関する。
【0002】近年、半導体集積回路を中心とした電子デ
バイスの小形化、高集積化に伴い、パターンの微細化は
ハーフミクロンの領域に入ってきている。また、液晶デ
ィスプレイのような平面ディスプレイにおいては、大面
積にわたって微細なパターニングが要求されるようにな
ってきている。それに伴い、微細パターンを形成するた
めの各種微細加工技術の開発が精力的に行われている。
【0003】微細パターニングは、一般にホトリソグラ
フィ(写真蝕刻法)と呼ばれているホトエッチングを中
核としたパターニング技術によって行われている。ホト
エッチングによるパターニング技術の中の要素技術の1
つにレジストがあり、ウェーハなどの基板に塗布したレ
ジスト膜にマスクパターンを露光して現像し、如何に精
度よくレジストパターンを得るかが、パターニング工程
のなかで重要な課題である。
【0004】
【従来の技術】半導体装置に例を採ると、近年の現像装
置においては、ウェーハの上に塗着されて露光されたレ
ジストの上に、現像液の層を薄く、速く、一様に形成し
て現像することが望まれている。
【0005】図4は従来の現像装置の一例の側断面図
で、図4(A)は現像している状態、図4(B)はリン
スしている状態である。図中、1aはウェーハ、2はレジ
スト膜、5は現像液、5aは現像液膜、5bは現像液ノズ
ル、6はリンス液、6aはリンス液ノズル、7はカップ、
8はチャック、9はスピンモータ、10は現像装置であ
る。
【0006】レジスト膜2が塗着され露光されたウェー
ハ1aは、スピンモータ9の軸に取り付けられたチャック
8に真空吸着によって固定される。スピンモータ9は上
下動できるようになっており、現像に際しては、ウェー
ハ1aをカップ7の所定の高さまで降下させる。
【0007】図4(A)において、現像液ノズル5bをウ
ェーハ1aの上に移動させ、ウェーハ1aに近づけて現像液
5を流下し、レジスト膜2の上に現像液膜5aを形成さ
せ、所定時間放置して現像を行う。
【0008】次いで、現像が終了したら、スピンモータ
9を高速回転させて現像液膜5aを吹き飛ばし、図4
(B)に示したように、リンス液ノズル6aからリンス液
6を吐出させながら、現像の停止と残った現像液膜5aの
洗浄を行う。所定のリンス時間が経過したらリンス液6
の吐出を止め、ウェーハ1aを高速回転させてウェーハ1a
の上の余剰のリンス液6を吹き飛ばす。
【0009】こうして、従来の現像装置10においては、
ウェーハ1aの上に塗着された露光済みのレジスト膜2の
現像工程が終わる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のノズ
ルから現像液を流下させる方法では、ウェーハ1aの表面
に現像液ノズル5bの吐出口を近接することができるので
飛び散らないように静かに現像液膜5a供給することがで
きる。また、場合によっては適宜吐出口を増やすことも
できる。
【0011】しかし、現像液5がウェーハ1aの全面に一
様る広がって現像液膜5aが形成されるまでに時間が掛
り、その間に生じる現像むらを避けることが難しかっ
た。そのため、形成されるパターンの精度を阻害する問
題があった。
【0012】そこで本発明は、薬液供給手段の現像液の
吐出口と基板の間に薬液拡散部材を配置して、基板に塗
着されて露光済みのレジスト膜の上に、短時間に一様に
現像液膜が形成できる現像装置とそれを用いた現像方法
を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、基板
に塗着されて露光済みのレジスト膜を現像する現像装置
であって、薬液供給手段と、薬液拡散部材を有し、前記
薬液供給手段は、前記基板の上方に上下動可能に配設さ
れた管路と、該管路の下壁に設けられた吐出口を有する
ものであり、該吐出口は、現像液またはリンス液のどら
らか一方を流下させるものであり、前記薬液拡散部材
は、周壁が下方に湾曲して拡開しており、前記薬液供給
手段にアームを介して垂直方向と水平方向に回動可能に
吊設されているものであり、前記薬液拡散部材は、前記
レジスト膜の現像に際しては、垂直方向に位置して前記
吐出口から流下した前記現像液を頂部で受けて裾部へ拡
散して該レジスト膜の上に撒き、現像液膜を形成させる
ものであり、洗浄に際しては、流下する前記リンス液を
避けて水平方向に位置するものであるように構成された
現像装置と、前記現像装置において、塗着されたレジス
ト膜が露光済みの基板を低速回転させながら、薬液供給
手段に垂下された薬液拡散部材の下端面を該基板の表面
に所定の間隙を介して接近させ、次いで、前記薬液供給
手段の吐出口から所定量の現像液を流下させて前記薬液
拡散部材を介して前記レジスト膜の表面に現像液膜を形
成し、次いで、前記基板を所定の時間放置して現像しな
がら、前記薬液拡散部材を水平方向に回動して逃がし、
次いで、前記基板を高速回転させて現像液膜を吹き飛ば
し、次いで、前記基板を高速回転させながら、前記薬液
供給手段の吐出口からリンス液を流下させて残余の前記
現像液膜を洗い流すように構成された現像方法と、によ
って解決される。
【0014】
【作用】従来のようなノズルから現像液を滴下して現像
液膜を設ける方法では、時間が掛ったり現像むらが生じ
たりするのに対して、本発明においては、薬液供給手段
と薬液拡散部材によって、露光済みのレジスト膜が塗着
されている基板が1回転する短時間に一様な現像液膜を
設けられるようにしている。
【0015】すなわち、基板の上方に設けた薬液供給手
段から現像液やリンス液を流下するようにし、その流下
した薬液が、周壁が下方に湾曲して拡開している薬液拡
散部材の頂部から裾部へ拡散して、基板の上に静かに撒
かれるようにしている。
【0016】そうすると、基板が低速度で回っているの
で、撒かれた薬液が薬液拡散部材の下端面で扱かれて、
基板が1回転する短時間に一様な現像液膜を形成させる
ことができる。
【0017】
【実施例】図1は本発明の一実施例の一部切欠き斜視図
で、図1(A)は現像している状態、図1(B)はリン
スしている状態、図2は図1の要部の拡大断面図で、図
2(A)は現像している状態、図2(B)はリンスして
いる状態、図3は本発明の他の実施例の要部の側断面図
で、図3(A)は現像している状態、図3(B)はリン
スしている状態である。図中、1は基板、2はレジスト
膜、3は薬液供給手段、3aは管路、3bは吐出口、4は薬
液拡散部材、4aはアーム、5は現像液、5aは現像液膜、
6はリンス液、7はカップ、8はチャック、10は現像装
置である。
【0018】現像装置10は、カップ7に内設されたチャ
ック8に例えばシリコンウェーハとかガラス板などの基
板1を吸着させて回転させる機構と、基板1に現像液5
やリンス液6を供給する薬液供給手段3と、現像液5を
基板1に逸早く一様に撒く薬液拡散部材4とから構成さ
れている。
【0019】実施例:1 図1〜図2において、薬液供給手段3は、基板1の中心
部を横切るように管路3aが配設されており、その管路3a
の長手方向の下壁には複数個の吐出口3bが並設されてい
る。そして、制御性よく上下動するようになっている。
【0020】薬液拡散部材4は、円筒を半割りにした形
状をしており、薬液供給手段3の両端部からアーム4aに
よって吊り下がるように設けられている。そして、薬液
供給手段3の吐出口3bから現像液5が流下すると、その
現像液5が薬液拡散部材4の頂部から裾部へ広がりなが
ら基板1の上に撒かれるようになっている。アーム4aは
図示してないが回動手段によって、現像の際には薬液拡
散部材4が薬液供給手段3に垂下したり、リンスの際に
は水平方向に持ち上がったりできるようになっている。
【0021】図1(A)、図2(A)において、レジス
ト膜2が塗着された露光済みの基板1を現像する際に
は、まず、薬液拡散部材4を薬液供給手段3に垂下させ
ておき、薬液拡散部材4の下端面を基板1の表面に例え
ば 0.5mmとか1mmといった隙間になるように接近さ
せる。そして、基板1を低速で回転させながら、薬液供
給手段3の吐出口3bから現像液5を流下させる。
【0022】そうすると、現像液5は薬液拡散部材4の
頂部から裾部に拡散しながら基板1の上に撒かれ、基板
1の中心部や周辺部に流れ広がる。そして、基板1が例
えば1秒間に2回程度の低速で回っていると、基板1が
1回転する間に現像液5が薬液拡散部材4の下端面に一
様に扱かれながら現像液膜5aが形成される。こうして、
1秒に満たないような短時間に基板1の上に一様に現像
液膜5aを設けることができる。現像が終わる所定の時間
まで、基板1をゆっくり回しておき、その間に薬液拡散
部材4を水平方向に持ち上げる。
【0023】次いで、図1(B)、図2(B)におい
て、リンスの際には、基板1の回転を例えば1分間 1,0
00回転程度にして薬液供給手段3の吐出口3bからリンス
液6を流下させる。そして、現像液膜5aを溶解しながら
吹き飛ばす。
【0024】実施例:2 図3において、薬液供給手段3の管路3aが基板1の中心
部から偏心しており、垂下するアーム4aの周りに複数個
の吐出口3bが設けられている。そして、薬液拡散部材4
は、お碗のような半割りした中空の球状をしており、頂
部がアーム4aに支持されている。
【0025】図3(A)において、現像の際には、吐出
口3bから流下した現像液5は、薬液拡散部材4の頂部か
ら裾部に広がって基板1の上に撒かれるが、基板1の中
心部に対して、偏心した状態で撒かれ、しかも基板1が
ゆっくり回転している。従って、基板1の表面に撒かれ
た現像液5は、薬液拡散部材4の下端面に扱かれなが
ら、基板1の表面に一様な現像液膜5aとなる。
【0026】図3(B)において、リンスの場合には、
薬液拡散部材4を回転して持ち上げる。そして、基板1
を高速に回転させながら薬液供給手段3の吐出口3bから
リンス液6を流下させて現像液膜5aを溶解して吹き飛ば
す。
【0027】こゝでは、薬液拡散部材4の壁面が湾曲し
ている形状にしたが、現像液5やリンス液6が層流とな
って流下すれば傾斜面であってもよい。また、現像とリ
ンスの際の基板1の回転数は、それぞれの条件によって
種々の変形が可能である。
【0028】
【発明の効果】現像液やリンス液をノズルから流下させ
て現像したりリンスしたりする従来の現像装置に対し
て、本発明においては、1秒を割るような短時間で基板
全面に一様に現像液膜を形成することができる。そし
て、現像むらのような不具合を防ぐことができる。
【0029】従って、ますます基板が大きくなり、しか
も精細なパターニングが望まれる半導体装置を中心とし
た電子デバイスの製造工程の生産性の向上や自動現像な
どの実現に対して、本発明は寄与するところが大であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の一部切欠き斜視図で、
(A)は現像している状態、(B)はリンスしている状
態である。
【図2】 図1の要部の拡大断面図で、(A)は現像し
ている状態、(B)はリンスしている状態である。
【図3】 本発明の他の実施例の要部の側断面図で、
(A)は現像している状態、(B)はリンスしている状
態である。
【図4】 従来の現像装置の一例の側断面図で、(A)
は現像している状態、(B)はリンスしている状態であ
る。
【符号の説明】
1 基板 2 レジスト膜 3 薬液供給手段 3a 管路 3b
吐出口 4 薬液拡散部材 4a アーム 5 現像液 5a 現像液膜 6 リンス液 7 カップ 8 チャック 10 現像装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−259522(JP,A) 特開 平2−265237(JP,A) 特開 平5−55133(JP,A) 実開 昭61−106027(JP,U) 実開 平5−11436(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/30 501

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板(1) に塗着されて露光済みのレジス
    ト膜(2) を現像する現像装置であって、薬液供給手段
    (3) と、薬液拡散部材(4) を有し、 前記薬液供給手段(3) は、前記基板(1) の上方に上下動
    可能に配設された管路(3a)と、該管路(3a)の下壁に設け
    られた吐出口(3b)を有するものであり、該吐出口(3b)
    は、現像液(5) またはリンス液(6) のどららか一方を流
    下させるものであり、 前記薬液拡散部材(4) は、周壁が下方に湾曲して拡開し
    ており、前記薬液供給手段(3) にアーム(4a)を介して垂
    直方向と水平方向に回動可能に吊設されているものであ
    り、 前記薬液拡散部材(4) は、前記レジスト膜(2) の現像に
    際しては、垂直方向に位置して前記吐出口(3b)から流下
    した前記現像液(5) を頂部で受けて裾部へ拡散して該レ
    ジスト膜(2) の上に撒き、現像液膜(5a)を形成させるも
    のであり、洗浄に際しては、流下する前記リンス液(6)
    を避けて水平方向に位置するものであることを特徴とす
    る現像装置。
  2. 【請求項2】 前記薬液供給手段(3) は、管路(3a)が前
    記基板(1) の中心部を横切るように配設され、かつ長手
    方向に複数個の吐出口(3b)を有し、 前記薬液拡散部材(4) は、半裁した円筒状をなして前記
    薬液供給手段(3) の両端部から前記アーム(4a)によって
    平行に吊設されている請求項1記載の現像装置。
  3. 【請求項3】 前記薬液供給手段(3) は、管路(3a)が前
    記基板(1) の中心部から偏心するように配設され、かつ
    垂下する前記アーム(4a)の周りに複数個の吐出口(3b)を
    有し、 前記薬液拡散部材(4) は、半裁した中空の球状をなし、
    かつ頂部が前記薬液供給手段(3) に前記アーム(4a)によ
    って吊設されている請求項1記載の現像装置。
  4. 【請求項4】 前記薬液拡散部材(4) は、下端面が前記
    基板(1) の表面と制御性よく平行をなしており、前記レ
    ジスト膜(2) の現像に際しては、該基板(1)が回転する
    ことによって該レジスト膜(2) の上に撒かれた前記現像
    液(5) を一様な膜厚になるように扱く請求項1記載の現
    像装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の現像装置において、 塗着されたレジスト膜(2) が露光済みの基板(1) を低速
    回転させながら、薬液供給手段(3) に垂下された薬液拡
    散部材(4) の下端面を該基板(1) の表面に所定の間隙を
    介して接近させ、 次いで、前記薬液供給手段(3) の吐出口(3b)から所定量
    の現像液(5) を流下させて前記薬液拡散部材(4) を介し
    て前記レジスト膜(2) の表面に現像液膜(5a)を形成し、 次いで、前記基板(1) を所定の時間放置して現像しなが
    ら、前記薬液拡散部材(4) を水平方向に回動して逃が
    し、 次いで、前記基板(1) を高速回転させて現像液膜(5a)を
    吹き飛ばし、 次いで、前記基板(1) を高速回転させながら、前記薬液
    供給手段(3) の吐出口(3b)からリンス液(6) を流下させ
    て残余の前記現像液膜(5a)を洗い流すことを特徴とする
    請求項1記載の現像装置を用いた現像方法。
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