JP5994749B2 - 現像装置、現像方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
基板に現像液を供給して液溜まりを形成するための現像液ノズルと、
前記液溜まりに接触した状態で基板と直交する軸の周りに回転する回転部材を含み、前記基板に形成された現像液の液溜まりに旋回流を発生させる旋回流発生機構と、
前記旋回流発生機構を基板の表面に沿って移動させる移動機構と、を備え
前記旋回流発生機構は、前記現像液ノズル内にて螺旋状の現像液の液流を形成する螺旋状の流路部材を含むことを特徴とする。
本発明の他の現像装置は、基板を水平に保持する基板保持部と、
基板に現像液を供給して液溜まりを形成するための現像液ノズルと、
前記液溜まりに接触した状態で基板と直交する軸の周りに回転する回転部材を含み、前記基板に形成された現像液の液溜まりに旋回流を発生させる旋回流発生機構と、
前記旋回流発生機構を基板の表面に沿って移動させる移動機構と、を備え
前記旋回流発生機構は、互いに異なる位置に前記旋回流を発生させる第1の旋回流発生機構と、第2の旋回流発生機構とにより構成されることを特徴とする。
本発明の更に他の現像装置は、基板を水平に保持する基板保持部と、
基板に現像液を供給して液溜まりを形成するための現像液ノズルと、
前記液溜まりに接触すると共に前記基板と対向した状態で当該基板と直交する軸の周りに自転する面状体を備える回転部材を含み、当該液溜まりに旋回流を発生させる旋回流発生機構と、
前記旋回流発生機構を基板の表面に沿って移動させる移動機構と、
前記基板の中心部と当該基板の中心部上に配置された前記面状体との間に前記現像液ノズルから現像液を供給して、当該面状体の外縁の外側に前記液溜まりの外縁が位置するように当該液溜まりを前記基板の中心部に局所的に形成する第1のステップと、前記面状体を自転させて前記基板の中心部で前記液溜まりに前記旋回流を発生させる第2のステップと、前記旋回流が発生する位置が前記基板の周縁部へ向かう前記液溜まりの外縁に追従して前記基板の周縁部に移動するように前記面状体を自転させながら当該基板の周縁部へ移動させる第3のステップと、を実施し、前記第1のステップで液溜まりが形成されてから前記第3のステップにて前記液溜まりが前記基板の表面全体に行き渡るまでの間、前記面状体の進行方向において前記液溜まりの外縁が前記面状体の外縁の外側に位置する状態が保たれるように制御信号を出力する制御部と、
を備えることを特徴とする
図1及び図2は本発明における第1の実施形態に係る現像装置1を示したものであり、レジスト膜がその表面に形成されたウエハWが搬送されて処理される。前記レジスト膜は、所定のパターンに沿って露光されている。この現像装置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の裏面中央部を吸着して、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。
続いて第2の実施形態について、第1の実施形態との差異点を中心に説明する。図18に第2の実施形態で用いられる現像装置5の平面図を示している。この現像装置5の現像装置1との差異点としては、現像液ノズル31が2つ設けられている点である。そして、現像液供給管39、アーム41、移動機構42、ガイドレール43及び待機領域44については、現像液ノズル31毎に設けられている。これによって、回転、現像液の吐出、及びウエハWの径方向上における移動について、各現像液ノズル31で独立して行うことができる。説明の便宜上、これらの現像液ノズル31を、第1の現像液ノズル31A、第2の現像液ノズル31Bとして示す。
続いて、第3の実施形態について説明する。この第3の実施形態においては、第2の実施形態で説明した現像装置5が用いられる。第3の実施形態の現像処理について、図25〜図28の現像装置5の動作図を参照しながら説明する。また、この第3の実施形態の現像処理におけるウエハWの回転数、各現像液ノズルの回転数、現像液の吐出期間及び各現像液ノズルの移動期間を、第2の実施形態と同様に、図29のタイムチャートに示している。
のタイムチャートとの差異点は、第1の現像液ノズル31Aの回転数を、当該第1の現像液ノズル31AがウエハWの中心部上から中間部上へ移動するにつれて上昇させていること、第2の現像液ノズル31Bの回転数を、当該第2の現像液ノズル31BがウエハWの周縁部上から中間部上へ移動するにつれて上昇させていることである。この第3の実施形態では中間部に向かって液溜まり30が広がるので、当該中間部に向かうほど現像液とレジストとの接触時間が短い。そのため、この図30のタイムチャートで示すように現像液ノズル31A、31Bの回転数を制御して、ウエハW面内におけるCDUの向上を図っている。この第3の実施形態においても、現像液ノズル31A、31Bの回転方向及び回転数は、互いに異なっていてもよい。各現像液ノズル31A、31Bの下面35の大きさも互いに異なっていてもよい。
続いて、第4の実施形態について説明する。この第4の実施形態においては第1の実施形態で説明した現像装置1が用いられる。第4の実施形態の現像処理について、第1の実施形態の現像処理との差異点を中心に、図31〜図34の工程図を参照しながら説明する。また、この第4の実施形態のタイムチャートである図35も適宜参照する。
続いて、第5の実施形態について説明する。この第5の実施形態において用いられる現像装置は、第1の実施形態で説明した現像装置1と略同様に構成されているが、差異点として、現像液のウエハWにおける広がりを規制するための規制部材51が設けられている。図37、図38に規制部材51について示している。この規制部材51は、液溜まり30を広げるために現像液ノズル31が移動するときの当該現像液ノズル31の進行方向に、現像液ノズル31に対して離れるように設けられる。現像液ノズル31を移動させるときに、その現像液ノズル31が移動する勢いで液溜まり30を構成する現像液が、前記進行方向へ流れ出しても、このように進行方向に設けた規制部材51により液流れを規制する。
第6の実施形態について説明する。この第6の実施形態においては、背景技術の項目で説明した静止現像方式によりウエハW表面に現像液の液盛りを行い、ウエハW全面に液溜まり30を形成する。然る後、第1の実施形態で説明した手法と略同様の手法により、液溜まり30における現像液の撹拌を行う。この第6の実施形態で用いられる現像装置9について、図42の平面図を参照しながら現像装置1との差異点を中心に説明する。現像装置9は現像液ノズル91を備えている。現像液ノズル91は長尺に構成され、ウエハWの直径よりも長く形成された吐出口92を備えている。図中93は現像液ノズル92を支持するアームである。図中94はアーム93に接続された移動機構であり、ガイドレール95に沿って水平方向に移動する。図中96は、現像液ノズル91の待機領域である。
各実施形態で使用される現像液ノズルとしては、上記の現像液ノズル31に限られない。現像液ノズルの他の構成例について説明する。図48は現像液ノズル61の側面、図49は現像液ノズル61の下面35を夫々示している。現像液ノズル61における現像液ノズル31との差異点を説明すると、この現像液ノズル61の下端部は拡径され、現像液ノズル31よりも広い範囲で旋回流を形成することができる。
既述の各現像液ノズル及び回転部材97の下面には、例えばヒーターを埋設することができる。現像液を撹拌する際に、当該ヒーターにより前記下面を昇温させ、現像液とレジストとの反応をさらに促進させることができる。
第1の実施形態に沿ってウエハW全面に液溜まり30の形成を行うにあたって、液千切れが発生しないように液溜まり30を形成することができる現像液ノズル31の移動速度、ウエハWの回転数、現像液ノズル31の下面35の直径d1との関係を調べた。液千切れが発生しないとは、ウエハWに盛られた液溜まり30同士がウエハW表面を広がって合流して液膜を形成しないようにすることであり、さらに言い換えればノズル31の下面35がウエハWの全面を通過することである。図58は、この結果を示すグラフである。グラフの横軸は前記ウエハWの回転数(単位、rpm)を示し、グラフの縦軸は前記現像液ノズル31の移動速度(単位、mm/秒)を示している。縦軸及び横軸に囲まれるグラフ中の領域Aを領域R1〜R11に区分して示している。
評価用の装置を用いて、液溜まりが回転する作用を加えることで液の撹拌が行えることを調べる試験を行った。前記評価用の装置は、円形の下板と円形の上板とを備え、下板と上板とは互いに対向し、上板はその中心軸まわりに回転する。上板と下板との間の隙間に液体を供給して液溜まりを形成し、上板を回転させたときに、液溜まりの上側、下側とで液の流動が起きているか否かを調べた。この装置において上板と下板との隙間は変更自在であり、当該隙間の液厚を調整することができる。前記液厚及び上板の回転数を変化させて、複数回試験を行った。前記下板の上面の前記液体に対する接触角は77.3°、前記上板の底面の前記液体に対する接触角は91.3°である。
11 スピンチャック
30 液溜まり
31 現像液ノズル
35 下面
36 吐出口
38 回転機構
42 移動機構
Claims (23)
- 基板を水平に保持する基板保持部と、
基板に現像液を供給して液溜まりを形成するための現像液ノズルと、
前記液溜まりに接触した状態で基板と直交する軸の周りに回転する回転部材を含み、前記基板に形成された現像液の液溜まりに旋回流を発生させる旋回流発生機構と、
前記旋回流発生機構を基板の表面に沿って移動させる移動機構と、を備え
前記旋回流発生機構は、前記現像液ノズル内にて螺旋状の現像液の液流を形成する螺旋状の流路部材を含むことを特徴とする現像装置。 - 前記流路部材を現像液ノズルの吐出口の周方向に回転させる流路部材回転機構を備えたことを特徴とする請求項1記載の現像装置。
- 基板を水平に保持する基板保持部と、
基板に現像液を供給して液溜まりを形成するための現像液ノズルと、
前記液溜まりに接触した状態で基板と直交する軸の周りに回転する回転部材を含み、前記基板に形成された現像液の液溜まりに旋回流を発生させる旋回流発生機構と、
前記旋回流発生機構を基板の表面に沿って移動させる移動機構と、を備え
前記旋回流発生機構は、互いに異なる位置に前記旋回流を発生させる第1の旋回流発生機構と、第2の旋回流発生機構とにより構成されることを特徴とする現像装置。 - 前記第1の旋回流発生機構の前記回転部材は、液溜まりに旋回流を発生させながら基板の中心部から周縁部へ向けて移動し、
前記第2の旋回流発生機構の前記回転部材は、前記第1の旋回流発生機構の移動に並行して、液溜まりに旋回流を発生させながら前記基板の中心部より基板の周縁部に寄った位置から当該周縁部へ向けて移動するように制御されることを特徴とする請求項3記載の現像装置。 - 第1の旋回流発生機構の回転部材及び第2の旋回流発生機構の回転部材は、前記基板と対向した状態で基板の表面に沿って自転する面状体を各々含み、
第2の旋回流発生機構において自転する面状体の径は、第1の旋回流発生機構において自転する面状体の径よりも小さいか、あるいは同じ大きさであることを特徴とする請求項4記載の現像装置。 - 前記基板保持部を鉛直軸の周りに回転させる回転機構を備えたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の現像装置。
- 前記旋回流の旋回方向は、基板の回転方向と逆向きであることを特徴とする請求項6記載の現像装置。
- 前記回転部材は、前記基板と対向した状態で基板の表面に沿って自転する面状体を含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の現像装置。
- 基板を水平に保持する基板保持部と、
基板に現像液を供給して液溜まりを形成するための現像液ノズルと、
前記液溜まりに接触すると共に前記基板と対向した状態で当該基板と直交する軸の周りに自転する面状体を備える回転部材を含み、当該液溜まりに旋回流を発生させる旋回流発生機構と、
前記旋回流発生機構及び現像液ノズルを基板の表面に沿って移動させる移動機構と、
前記基板保持部を鉛直軸の周りに回転させる回転機構と、
前記基板の中心部と当該基板の中心部上に配置された前記面状体との間に前記現像液ノズルから現像液を供給して、当該面状体の外縁の外側に前記液溜まりの外縁が位置するように当該液溜まりを前記基板の中心部に局所的に形成する第1のステップと、
前記面状体を自転させて前記基板の中心部で前記液溜まりに前記旋回流を発生させる第2のステップと、
前記旋回流の発生する位置が前記基板の周縁部へ向かう前記液溜まりの外縁に追従して前記基板の周縁部に移動するように、前記基板を回転させると共に前記現像液ノズル及び前記面状体を基板の周縁部へ向けて移動させる第3のステップと、を実施し、前記第1のステップで液溜まりが形成されてから前記第3のステップにて前記液溜まりが前記基板の表面全体に行き渡るまでの間、前記面状体の進行方向において前記液溜まりの外縁が前記面状体の外縁の外側に位置する状態が保たれるように制御信号を出力する制御部と、
を備えることを特徴とする現像装置。 - 前記面状体は、前記液溜まりに接触した状態で回転することにより、当該面状体の周縁部側から中心部側へ向かう現像液の液流れを形成するための突起または溝を備えることを特徴とする請求項8または9記載の現像装置。
- 前記面状体は前記現像液ノズルを構成し、当該面状体には複数の現像液の吐出口が設けられることを特徴とする請求項8ないし10のいずれか一項に記載の現像装置。
- 前記回転部材は、前記現像液ノズルの吐出口の周りに沿って回転するものであることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか一項に記載の現像装置。
- 前記旋回流発生機構は、現像液ノズルにより基板の全体に液溜まりが形成された後、当該液溜まりに旋回流を発生させるように制御されることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか一項に記載の現像装置。
- 基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
次に、基板に現像液ノズルから現像液を供給して液溜まりを形成する工程と、
前記液溜まりに旋回流を発生させて液溜まりを撹拌する工程と、
前記基板保持部を回転させながら前記旋回流の発生位置を移動させる工程と、
を含み、
前記旋回流の旋回方向は、基板の回転方向と逆向きであることを特徴とする現像方法。 - 基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
次に、基板に現像液ノズルから現像液を供給して液溜まりを形成する工程と、
複数の前記回転部材を、前記液溜まりの互いに異なる位置に接触させた状態で前記基板の表面に沿って互いに並行して回転させることにより、前記液溜まりに旋回流を発生させて当該液溜まりを撹拌する工程と、
前記旋回流の発生位置を移動させる工程と、
を含むことを特徴とする現像方法。 - 液溜まりに旋回流を発生させながら基板の中心部から周縁部へ向けて一の回転部材を移動させる工程と、
前記一の回転部材の移動に並行して、液溜まりに旋回流を発生させながら前記基板の中心部より基板の周縁部に寄った位置から当該周縁部へ向けて他の回転部材を移動させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項15記載の現像方法 - 前記現像液ノズルから基板に現像液を供給して現像液の液溜りを形成しながら前記旋回流を発生させることを特徴とする請求項14ないし16のいずれか一項に記載の現像方法。
- 前記旋回流は、回転部材を液溜まりに接触した状態で基板の表面に沿って回転させることにより発生させることを特徴とする請求項14ないし17のいずれか一項に記載の現像方法。
- 前記回転部材は、前記基板と対向した状態で基板の表面に沿って自転する面状体であることを特徴とする請求項14ないし18のいずれか一項に記載の現像方法。
- 基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
面状体を前記基板の中心部上に、当該基板に対向するように配置する工程と、
前記基板の中心部に現像液ノズルから現像液を供給し、前記面状体の外縁よりその外縁が外側に位置すると共に、前記面状体に接触する液溜まりを当該基板の中心部に局所的に形成する液溜まり形成工程と、
前記面状体を前記基板の表面に沿って自転させて、前記基板の中心部で前記液溜まりに旋回流を発生させて当該液溜まりを撹拌する工程と、
前記旋回流の発生する位置が前記基板の周縁部へ向かう前記液溜まりの外縁に追従して前記基板の周縁部に移動するように、前記基板を回転させると共に前記現像液ノズル及び前記面状体を基板の周縁部へ向けて移動させる移動工程と、
を備え、
前記液溜まり形成工程において前記液溜まりが形成されてから前記移動工程において当該液溜まりが前記基板の表面全体に行き渡るまでの間、前記面状体の進行方向において前記液溜まりの外縁が当該面状体の外縁の外側に位置する状態が保たれることを特徴とする現像方法。 - 前記回転部材は、前記現像液ノズルの吐出口の周りに沿って回転するものであることを特徴とする請求項19または20記載の現像方法。
- 前記現像液ノズルにより基板の全体に液溜まりが形成された後、当該液溜まりに旋回流を発生させることを特徴とする請求項14ないし21のいずれか一項に記載の現像方法。
- 露光後の基板に対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が記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項14ないし22のいずれか一項に記載の現像方法を実施することを特徴とする記憶媒体。
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