JP6352230B2 - 基板処理方法、基板処理装置及び記録媒体 - Google Patents
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Description
基板処理システム1は、基板に対し、感光性被膜の形成、当該感光性被膜の露光、及び当該感光性被膜の現像を施すシステムである。処理対象の基板は、例えば半導体のウェハWである。感光性被膜は、例えばレジスト膜である。基板処理システム1は、塗布・現像装置2と露光装置3とを備える。露光装置3は、ウェハW(基板)上に形成されたレジスト膜(感光性被膜)の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜の露光対象部分にエネルギー線を照射する。塗布・現像装置2は、露光装置3による露光処理の前に、ウェハW(基板)の表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。
以下、基板処理装置の一例として、塗布・現像装置2の構成を説明する。図1〜図3に示すように、塗布・現像装置2は、キャリアブロック4と、処理ブロック5と、インタフェースブロック6と、コントローラ100とを備える。
続いて、処理モジュール17の液処理ユニットU1について詳細に説明する。処理モジュール17は、液処理ユニットU1として現像ユニット20を有する。図4に示すように、現像ユニット20は、回転保持部30と、現像液供給部40とを有する。
これにより、回転中心RCまわりにウェハWが回転する。
続いて、基板処理方法の一例として、塗布・現像装置2により実行される現像処理手順について説明する。以下に説明する手順は、現像処理前のウェハWが搬送アームA3により現像ユニット20内に搬入され、保持機構31により保持された後、現像処理後のウェハWが搬送アームA3により現像ユニット20外に搬出される前までの手順である。この手順は、コントローラ100が現像ユニット20の各部を制御することで実行される。
本実施形態に係る現像処理手順は、ウェハWを第一回転数で回転させ、接液面43を表面Waに対向させた状態で、吐出口42から表面Waに現像液を供給し、現像液に接液面43を接触させながらノズル41を移動させることで、表面Wa上に現像液の液膜を形成することと、表面Wa上に液膜が形成された後に、吐出口42からの現像液の供給が停止した状態で、第一回転数に比べ低い第二回転数でウェハWを回転させることと、第二回転数でウェハWを回転させた後に、第一回転数に比べ高い第三回転数でウェハWを回転させることと、第三回転数でウェハWを回転させた後に、ウェハWの回転数を第二回転数以下とすることで、表面Wa上に液膜を保持することと、を含む。
複数枚のウェハWの上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜にステップアンドリピート方式で露光処理を施した。各ショットにおける露光条件は、幅約45nmの線状パターンを等間隔で形成するように設定した。
露光処理を施したウェハWに対して、上述した実施形態の現像処理を施し、ウェハWの表面Wa上にレジストパターンを形成した。
上述したステップS06,S07を省略し、その他は実施例1と同様にして、ウェハWの表面Wa上にレジストパターンを形成した。すなわち、比較例1においては、液膜の形成後に、ウェハWの回転数を第二回転数に低下させることを行わなかった。
上述したステップS06〜S09を省略し、その他は実施例1と同様にして、ウェハWの表面Wa上にレジストパターンを形成した。すなわち、比較例2においては、液膜の形成後に、ウェハWの回転数を第二回転数に低下させることを行わず、ウェハWの回転数を第三回転数に上昇させることも行わなかった。
実施例、比較例1,2により作製されたレジストパターンについて、ショットごとに9カ所の測定点を設定し、各測定点において線幅を測定した。ショットごとに線幅の平均値を算出することで得られる線幅データ群を母集団として、標準偏差を算出し、その三倍の値を第一のばらつきの評価値として算出した。
実施例、比較例1,2により作製されたレジストパターンについて、ショットごとに9カ所の測定点を設定し、各測定点において線幅を測定した。この測定によって得られる全ての線幅データを母集団として標準偏差を算出し、その三倍を第二のばらつきの評価値として算出した。
比較例1のウェハWは、比較例2のウェハWに比べ、第一のばらつき評価値が約40%小さかった。この結果から、液膜形成後にウェハWの回転数を第三回転数に高めて液膜の状態を調整することにより、現像の進行量のばらつきを抑制できることが確認された。
Claims (14)
- 基板を第一回転数で回転させ、 ノズルの吐出口の周囲に形成された接液面を前記基板の表面に対向させた状態で、前記吐出口から前記基板の表面に現像液を供給し、前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記現像液の液膜を形成することと、
前記基板の表面上に前記液膜が形成された後に、前記吐出口からの前記現像液の供給が停止した状態で、前記第一回転数に比べ低い第二回転数で前記基板を回転させることと、
前記第二回転数で前記基板を回転させた後に、前記第一回転数に比べ高い第三回転数で前記基板を回転させることと、
前記第三回転数で前記基板を回転させた後に、前記基板の回転数を前記第二回転数以下とすることで、前記基板の表面上に前記液膜を保持することと、を含む基板処理方法。 - 前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記基板の外周側から回転中心側に前記ノズルを移動させる、請求項1記載の基板処理方法。
- 前記基板の表面上に前記液膜を形成した後、前記第二回転数での前記基板の回転が完了する前に、前記接液面を前記基板の表面から離間させることを更に含む、請求項2記載の基板処理方法。
- 前記接液面を前記基板の表面から離間させることは、
第一速度にて、前記接液面を前記基板の表面から第一距離まで離間させることと、
前記接液面が前記基板の表面から前記第一距離まで離間した状態を保持した後に、前記第一速度に比べ低い第二速度にて前記接液面を更に離間させることとを含む、請求項3記載の基板処理方法。 - 前記第一距離は、前記現像液の液膜と前記接液面との間に液柱が形成される距離である、請求項4記載の基板処理方法。
- 前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記ノズルの移動速度を途中で変更する、請求項2〜5のいずれか一項記載の基板処理方法。
- 前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口が前記基板の回転中心に近付くのに応じて前記ノズルの移動速度を低下させる、請求項6記載の基板処理方法。
- 前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口からの前記現像液の吐出量を途中で変更する、請求項2〜7のいずれか一項記載の基板処理方法。
- 前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口が前記基板の回転中心に近付くのに応じて前記吐出口からの前記現像液の吐出量を増やす、請求項8記載の基板処理方法。
- 前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口が前記基板の回転中心からずれる位置を終点として前記ノズルを移動させる、請求項2〜9のいずれか一項記載の基板処理方法。
- 前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口が前記基板の回転中心からずれ、前記基板の回転中心が前記接液面を通る位置を終点として前記ノズルを移動させる、請求項10記載の基板処理方法。
- 前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記液膜を形成する際に、前記吐出口が前記基板の回転中心を通過するまで前記ノズルを移動させる、請求項10又は11記載の基板処理方法。
- 基板を保持して回転させる回転保持部と、
現像液の吐出口と、前記吐出口の周囲に形成された接液面とを含むノズルと、前記ノズルを搬送するためのノズル搬送機構とを有し、前記基板の表面に前記現像液を供給する現像液供給部と、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記基板を第一回転数で回転させるように回転保持部を制御し、前記接液面を前記基板の表面に対向させた状態で、前記吐出口から前記基板の表面に現像液を供給し、前記現像液に前記接液面を接触させながら前記ノズルを移動させることで、前記基板の表面上に前記現像液の液膜を形成するように前記現像液供給部を制御することと、
前記基板の表面上に前記液膜が形成された後に、前記吐出口からの前記現像液の供給が停止した状態で、前記第一回転数に比べ低い第二回転数で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御することと、
前記第二回転数で前記基板を回転させた後に、前記第一回転数に比べ高い第三回転数で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御することと、
前記第三回転数で前記基板を回転させた後に、前記基板の回転数を前記第二回転数以下とすることで、前記基板の表面上に前記液膜を保持するように前記回転保持部を制御することと、を実行するように構成されている基板処理装置。 - 請求項1〜12のいずれか一項記載の基板処理方法を基板処理装置に実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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