JP6865233B2 - 現像処理方法、コンピュータ記憶媒体及び現像処理装置 - Google Patents
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Description
本願は、2016年12月19日に日本国に出願された特願2016−245063号、2017年9月27日に日本国に出願された特願2017−187045号、及び2017年12月5日に日本国に出願された特願2017−233389号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
なお、パターン間に残った洗浄液に発生する応力σ、すなわち間に残った洗浄液によりパターンに生じる基板と平行方向の力は、洗浄液に対するレジストの接触角θ及び洗浄液の表面張力γと以下の関係にある。
σ∝γcosθ…(式1)
しかし、特許文献1の技術は、洗浄液としての水との接触角が0°であるレジスト、すなわち撥水性の低いレジストに係る技術である。
また、撥水性の高いレジストを用いても、微細化を進めると、現像の際に洗浄液がパターン間に残ったときにパターン倒れが発生する。
さらに、洗浄液がパターン間すなわちウェハ上に残ると、洗浄液に含まれていた現像生成物もウェハ上に残ることになる。ウェハ上に残った現像生成物は欠陥の原因となる。
前記制御部は、基板に現像液を供給して基板上のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成するパターン形成工程と、OH基を有する水溶性ポリマーの水溶液を、前記レジストパターンの高さを超える液膜が形成されるように前記現像された基板に塗布して、前記レジストパターンの表面および前記レジストパターン間に露出した下層膜の表面に、前記水溶性ポリマーの水溶液と前記各表面との架橋反応で生成されたOH基を有するポリマー膜を密着して形成する塗布工程と、前記水溶性ポリマーの水溶液が塗布された基板に、リンス液を供給して前記基板を洗浄するリンス工程と、を実行するように前記現像液供給ノズル、前記水溶液供給ノズル及び前記リンス液供給ノズルを制御するように構成され、さらに、水系洗浄液を基板に供給する水系洗浄液供給ノズルを備え、前記制御部は、前記パターン形成工程の後、前記塗布工程の前に、現像された基板に水系洗浄液を供給して基板を洗浄する洗浄工程を実行するように前記水系洗浄液供給ノズルを制御するように構成され、前記基板保持部は、基板を回転させる回転機構を有し、前記制御部は、前記洗浄工程の後であって前記塗布工程を実行する前に、前記回転機構を用いて前記基板を回転させて水系洗浄液を前記基板表面から排除する乾燥工程を行うか否か、を前記塗布工程で供給される前記水溶性ポリマーの水溶液の粘度に応じて決定する。
次に、本発明の第1の実施形態に係る現像処理装置30の構成について図4及び図5を用いて説明する。現像処理装置30は、図4に示すように内部を密閉可能な処理容器130を有している。処理容器130の側面には、ウェハWの搬入出口(図示せず)が形成されている。
第2のアーム162は、ノズル駆動部169によってレール160D上を移動自在となっている。これにより、水系洗浄液供給ノズル168は、カップ150のY方向正方向側の外側に設けられた待機部170から、カップ150内のウェハWの中央部上方まで移動できる。また、ノズル駆動部169によって、第2のアーム162は昇降自在であり、水系洗浄液供給ノズル168の高さを調節できる。
なお、現像液供給ノズル165、水系洗浄液供給ノズル168、水溶液供給ノズル171及びリンス液供給ノズル174のうち、プロセス動作上分離する必要がない複数のノズルを1本のアームに付けることで、アームとレールの本数を減らす場合もある。
スピンチャック140に保持されたウェハWに対する現像処理の際、まず、図6に示すように、現像液供給ノズル165をウェハWの中央部上へ移動させ、この現像液供給ノズル165から現像液を帯状に吐出させながら、ウェハWを例えば1回転させることにより、ウェハW全面に現像液パドルを形成させる(ステップS1)。
これにより、図7(D)に示すようにウェハW上にレジストパターンRが形成される。
なお、DIWによる洗浄工程は省略することもできる。
図8(A)に示すように、OH基を有する水溶性ポリマーの水溶液による液膜Fを現像後に形成することにより、レジストパターンRの表面と、液膜F内のOH基を有する水溶性ポリマーとが架橋反応する。そのため、例えば、液膜Fが除去された状態においても、図8(B)に示すように、OH基を有する水溶性ポリマーF1でレジストパターンRがコーティングされている。これにより、レジストパターンRの水に対する接触角が減少すると考えられる。また、OH基の図示は省略するが、下層膜UもOH基を有する水溶性ポリマーF1でコーティングされる。したがって、下層膜Uの水に対する接触角も減少すると考えられる。
本実施形態の現像処理によれば、上述のように液ちぎれが発生しにくく、リンス液がウェハW上に残らないため、該リンス液に含まれる現像生成物もウェハ上に残らない。
また、本実施形態の現像処理によれば、ステップS3のDIWによるウェハWの洗浄後、水溶性ポリマーの水溶液を塗布するため、ステップS3のウェハ洗浄後にウェハW上にDIWは残っていないが現像生成物が残っている場合に、該現像生成物を効率的に除去することができる。
したがって、本実施液体の現像処理によれば、現像生成物に起因する欠陥の発生を防ぐことができる。
(1)ウェハW上に残っていた現像生成物が親水性の場合、上記水溶液を塗布することにより現像生成物が水溶性ポリマーで被膜され、疎水化されるので、ウェハWのリンス工程においてリンス液中に現像生成物が分散しやすくなり、ウェハWのリンス工程で当該現像生成物を除去することができるため。
(2)ウェハW上に残っていた現像生成物が疎水性の場合、上記水溶液を塗布することで添加剤により親水化され、現像生成物がウェハWから剥がされるリフトオフ効果が高まるので、ウェハWのリンス工程において当該現像生成物を除去することができるため。
次に、本発明の第2の実施形態に係る現像処理装置30の構成について図9及び図10を用いて説明する。
図9に示すように、第2の実施形態に係る現像処理装置30は、加熱装置としてのランプ加熱装置180を現像処理装置30の天板部の内側に有する。
これにより、レジストパターンの表面の架橋が促進され、レジストパターンの水に対する接触角がさらに減少すると考えられる。したがって、本実施形態の現像処理は、パターン倒れの抑制と欠陥の発生の抑制のうちパターン倒れを優先する場合に、すなわち、さらに精密なレジストパターンが必要な場合に有効である。
現像処理装置30が図9とは異なりランプ加熱装置180等の加熱装置を有していない場合もある。
この場合は、図11に示すように、水溶性ポリマーの水溶液を塗布し(ステップS4)、その後、現像処理装置30から熱処理装置40〜43(図2参照)のいずれかにウェハWを搬送する。そして、該熱処理装置40〜43で加熱処理を行い(ステップS20)、その後に、現像処理装置30に戻し、界面活性剤入りリンス液でウェハWを洗浄してもよい(ステップS5)。
なお、現像処理装置30が加熱装置を有する場合も有していない場合も、DIWによる洗浄工程は省略することもできる。
次いで、第3の実施形態に係る現像処理について図12を用いて説明する。本実施形態における現像処理装置30の構成は第1の実施形態のものと同様である。なお、本実施形態においてもDIWによる洗浄工程は省略することもできる。
30…現像処理装置
130…処理容器
140…スピンチャック
141…チャック駆動部
150…カップ
165…現像液供給ノズル
168…水系洗浄液供給ノズル
171…水溶液供給ノズル
174…リンス液供給ノズル
180…ランプ加熱装置
300…制御部
Claims (11)
- 基板上のレジスト膜を現像処理する現像処理方法であって、
基板に現像液を供給して基板上のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成するパターン形成工程と、
OH基を有する水溶性ポリマーの水溶液を、前記レジストパターンの高さを超える液膜が形成されるように前記現像された基板に塗布して、前記レジストパターンの表面および前記レジストパターン間に露出した下層膜の表面に、前記水溶性ポリマーの水溶液と前記各表面との架橋反応で生成されたOH基を有するポリマー膜を密着して形成する塗布工程と、
前記水溶性ポリマーの水溶液が塗布された基板に、リンス液を供給して前記基板を洗浄するリンス工程と、
前記パターン形成工程の後であって前記塗布工程の前に、現像された基板に水系洗浄液を供給して基板を洗浄する洗浄工程、を含み、
前記洗浄工程の後であって前記塗布工程の前に、前記基板を回転させて前記水系洗浄液を前記基板表面から排除する乾燥工程を行うか否かを、前記塗布工程で供給する前記水溶性ポリマーの水溶液の粘度に応じて決定する。 - 請求項1に記載の現像処理方法において、
前記現像液の供給後から前記リンス液の供給開始までの間は、前記基板表面の全域は液体の膜で覆われている。 - 請求項1に記載の現像処理方法において、
前記水溶性ポリマーは、親水性基を含むモノマーの単独重合体若しくは共重合体または親水性基を有する重縮合体である。 - 請求項1に記載の現像処理方法において、
前記水溶性ポリマーの水溶液のpHは3〜6である。 - 請求項1に記載の現像処理方法において、
前記乾燥工程は、10秒未満の間、基板を回転させる工程を含む。 - 基板上のレジスト膜を現像処理する現像処理方法を、現像処理装置によって実行させるように、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
前記現像処理方法は、
基板上のレジスト膜を現像処理する現像処理方法であって、
基板に現像液を供給して基板上のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成するパターン形成工程と、
OH基を有する水溶性ポリマーの水溶液を、前記レジストパターンの高さを超える液膜が形成されるように前記現像された基板に塗布して、前記レジストパターンの表面および前記レジストパターン間に露出した下層膜の表面に、前記水溶性ポリマーの水溶液と前記各表面との架橋反応で生成されたOH基を有するポリマー膜を密着して形成する塗布工程と、
前記水溶性ポリマーの水溶液が塗布された基板に、リンス液を供給して前記基板を洗浄するリンス工程と、
前記パターン形成工程の後であって前記塗布工程の前に、現像された基板に水系洗浄液を供給して基板を洗浄する洗浄工程、を含み、
前記洗浄工程の後であって前記塗布工程の前に、前記基板を回転させて前記水系洗浄液を前記基板表面から排除する乾燥工程を行うか否かを、前記塗布工程で供給する前記水溶性ポリマーの水溶液の粘度に応じて決定する。 - 基板上のレジスト膜を現像処理する現像処理装置であって、
基板を保持する基板保持部と、
現像液を基板に供給する現像液供給ノズルと、
水溶性ポリマーの水溶液を基板に供給する水溶液供給ノズルと、
リンス液を基板に供給するリンス液供給ノズルと、
制御部と、を有し、
前記制御部は、
基板に現像液を供給して基板上のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成するパターン形成工程と、
OH基を有する水溶性ポリマーの水溶液を、前記レジストパターンの高さを超える液膜が形成されるように前記現像された基板に塗布して、前記レジストパターンの表面および前記レジストパターン間に露出した下層膜の表面に、前記水溶性ポリマーの水溶液と前記各表面との架橋反応で生成されたOH基を有するポリマー膜を密着して形成する塗布工程と、
前記水溶性ポリマーの水溶液が塗布された基板に、リンス液を供給して前記基板を洗浄するリンス工程と、
を実行するように前記現像液供給ノズル、前記水溶液供給ノズル及び前記リンス液供給ノズルを制御するように構成され、
さらに、水系洗浄液を基板に供給する水系洗浄液供給ノズルを備え、
前記制御部は、前記パターン形成工程の後、前記塗布工程の前に、現像された基板に水系洗浄液を供給して基板を洗浄する洗浄工程を実行するように前記水系洗浄液供給ノズルを制御するように構成され、
前記基板保持部は、基板を回転させる回転機構を有し、
前記制御部は、前記洗浄工程の後であって前記塗布工程を実行する前に、
前記回転機構を用いて前記基板を回転させて水系洗浄液を前記基板表面から排除する乾燥工程を行うか否か、を前記塗布工程で供給される前記水溶性ポリマーの水溶液の粘度に応じて決定する。 - 請求項7に記載の現像処理装置において、
前記制御部は、
前記現像液の供給後から前記リンス液の供給開始までの間は、前記基板表面の全域は液体の膜で覆われているように、前記回転機構による前記基板の回転を制御する。 - 請求項7に記載の現像処理装置において、
前記水溶性ポリマーは、親水性基を含むモノマーの単独重合体若しくは共重合体または親水性基を有する重縮合体である。 - 請求項7に記載の現像処理装置において、
前記水溶性ポリマーの水溶液のpHは3〜6である。 - 請求項7に記載の現像処理装置において、
前記乾燥工程は、10秒未満の間行われる。
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