JPH0462069B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はレジスト膜の現像方法に係り、特にレ
ジスト膜現像液の滴下方法の改善に関するもので
ある。

(b) 技術の背景 精密微細加工技術、特に半導体集積回路の製造
工程では、基板上にレジスト膜を塗布し、これを
フオトマスクを介して露光した後、現像してパタ
ーニングすることが頻繁に行われている。また同
時に経済性と高速化による特性の向上を目的とし
てパターンの高集積化が進行し、フオトプロセス
の過程で、均一、かつ平滑なレジスト膜を形成す
ることと、現像工程における現像むらをなくする
ことが要求されている。

(c) 従来技術と問題点 従来のレジスト膜の現像方法について図面を参
照して説明する。第１図は従来のレジスト膜の現
像方法に適用した現像装置の概略構成図である。

同図において、１はレジスト現像液を滴下する
ノズル、２は基板３上に塗布され、かつフオトマ
スクを会して露光されたレジスト膜であり、該ノ
ズル１は前記基板３の回転中心の上方に、一端部
が基板３の外方で軸支（図示省略）されたノズル
アーム４によつて保持されている。

５は前記基板３を配置する載置台、５ａは載置
台５に基板３を吸着固定する回転軸を兼ねた真空
チヤツク、６は回転軸を兼ねた真空チヤツク５ａ
を介して載置台５を回転させる駆動モータ、７は
前記基板３を配置した載置台５の周囲を包囲する
側壁、８は基板３上より飛散される現像液を排出
するための排出孔である。

しかして、上記した従来の現像装置を用いて前
記基板３上のレジスト膜２を現像する場合、前記
駆動モーター６を停止した状態の載置台５上に前
記レジスト膜２を有する基板３を真空チヤツク５
ａにて吸着固定する。

次いで駆動モーター６により前記基板３を所定
の速度で回転させた状態で、第２図に示すように
該基板３の回転中心上のＡの位置にノズル１を保
持したノズルアーム４を、その一端部を支点にし
て該アーム４の長さ方向と交わる方向に移動さ
せ、基板３の周縁部上のＢとの間を往復運動させ
ながら前記ノズル１より現像液を前記レジスト膜
２上に滴下して該レジスト膜２を所定時間現像し
た後、現像液の滴下を停止して前記ノズルアーム
４を基板上面外のＣの位置に移動させる。

次いで前記基板１面上の現像液を回転による遠
心分離作用により飛散除去して乾燥し、微細なレ
ジストパターンを形成している。一方、飛散除去
された現像液は周囲の側壁７に当接し、下方へ伝
わつて流れて排出孔８より排出される。

しかしながら、上述した従来の現像方法におい
ては、レジスト膜２を有する基板３の中心部と周
縁部とで表面積及び回転速度が異なるため、現像
液の供給が不均一となり、また基板中心部より周
縁部へと現像が進行するので、その進行方向に現
像むらが生じる。例えば該周縁部の現像が終了し
た時点で第３図ａに示すように基板３の周縁部上
にパターン精度の良好なレジストパターン２１が
形成されるのに対して、基板３の中心部上のレジ
ストパターン２２は第３図ｂに示すようにオーバ
現像となり、不均一な膜減りによつてレジスト膜
２全面の均一な現像が難しいという問題があつ
た。

(d) 発明の目的 本発明は上記した従来の問題点に鑑み、露光し
たレジスト膜上に現像液を均等に滴下供給するよ
うにして、該レジスト膜の全面にわたり均一に、
かつ安定して（再現性良く）現像し得るようにし
た新規なレジスト膜の現像方法を提供することを
目的とするものである。

(e) 発明の構成 上記の目的は、基板３上に塗布されたレジスト
膜２の現像方法であつて、前記基板３上に個別に
現像液を滴下自在な複数個の現像液滴下ノズル１
１，１２，１３，１４を該ノズル間の間隔が前記
基板の回転中心側で広くなるように配列してなる
ノズルアーム４を設け、該ノズルアーム４の前記
基板３の外方に位置する一端部を一軸支点で支持
して該ノズルアーム４をそのノズルの配列方向と
交わる方向に前記基板３の回転中心と周縁部との
間で往復回動せしめ、基板３上の異なる位置に前
記ノズルアーム４を位置させた状態で前記ノズル
１１，１２，１３，１４より現像液を回転する基
板３上に滴下して前記レジスト膜２を現像するよ
うにした本発明のレジスト膜の現像方法によつて
達成される。

本発明では、ノズルアームに設けられた複数の
ノズル相互の間隔を、（ノズルアーム乃至ノズル
アームの延長線がウエハ等の基板の回転中心と交
差する位置にある時に、）ウエハの回転中心に近
い側でより粗に、逆にウエハの回転中心から離れ
るほどより密になるように配置している。

本発明は、ウエハが回転しつつ、ノズルアーム
をスイングさせた時に均一塗布の効果が得られる
ようにノズル間隔を調節した点に特徴を有する。

先ずは、ノズルアームをスイングさせた本願の
特徴を述べるに先立ち、ノズルアームを移動させ
ない場合に均一塗布する工夫について説明する。

ウエハを回転させると、ウエハの外側と内側と
では同一角速度で回転するので、外側と内側とで
は一定時間の移動距離は、外側でより長く、内側
でより短くなる。すると、ウエハの外側と内側と
に同じ量を吐出するノズルを配置した場合には、
単位面積当たり内側ではより多く、外側ではより
少ない現像液に晒されることになつて、ウエハの
外側と内側とで、内側の方がより多い現像液に晒
されることになつてしまう。このことを是正する
ように、本発明では、複数のノズル相互の間隔
を、（ノズルアーム乃至ノズルアームの延長線が
ウエハの回転中心と交差する位置にある時に、）
ウエハの回転中心に近い側でより粗に、逆にウエ
ハの回転中心から離れるほどより密になるように
配置している。

以上はノズルアームを移動させない場合の工夫
について述べたものであるが、さらに均一塗布の
効果を得るためには、実際にはノズルアームをス
イングさせる必要がある。

ノズルアームがスイングしてウエハの端部に近
づき、第５図Ｂのように、複数のノズルから吐出
した現像液がウエハ面の同一円上に流れることに
なる。すると、均一塗布のためには、スイングさ
せない場合に比較して、複数のノズル相互の間隔
をごくわずかだけウエハの回転中心に近い側でよ
り密に、逆にウエハの回転中心から離れるほどよ
り粗になるように調節する必要が生じる。しかし
ながら、ノズルアームをスイングさせることによ
るノズル間隔の補正はわずかなもので、実際には
この補正を施してもなお、複数のノズル相互の間
隔を、（ノズルアーム乃至ノズルアームの延長線
がウエハの回転中心と交差する位置にある時に、）
ウエハの回転中心に近い側でより粗に、逆にウエ
ハの回転中心から離れるほどより密になるように
配置することになる。

(f) 発明の実施例 以下図面を参照して本発明の実施例について詳
細に説明する。

第４図は本発明のレジスト膜の現像方法の一実
施例を実施するための現像装置の概略構成図、第
５図は本発明のレジスト膜の現像方法の一実施例
を説明するための模式的平面図である。なお、第
前述の第１図及び第２図と同等部分には同一符号
を付してあり、４図及び第５図において、３は露
光されたレジスト膜を有する被現像基板、４はそ
の一端部が基板３の外方に位置する図示しない回
動軸に支持され、他端部が基板の回転中心上に位
置するように回動可能に構成されたノズルアーム
である。このノズルアーム４には、第４図および
第５図に示したごとく、４個の現像液滴下ノズル
１１，１２，１３，１４が、そのノズル間の間隔
が前記基板の回転中心側では広くなるように配列
されている。そして、各々の現像液滴下ノズル１
１，１２，１３，１４には、第５図に示すよう
に、各ノズルごとに現像液滴下量調整器１１１，
１２１，１３１，１４１が現像液供給管１１２，
１２２，１３２，１４２によつて連結され、各々
のノズルから個別に調整された量の現像液を滴下
できるようになつている。

かかる構造の現像装置を用いて基板３上に塗布
されたレジスト膜２を現像する際は、載置台４上
に保持した基板３を駆動モーター６により、500
〜1000rpmで回転させ、この状態で、第５図に示
すごとく、ノズルアーム４をその一端部を支持す
る回動軸（図示せず）を支点にして基板の回転中
心上の位置Ａと周縁部上の位置Ｂとの間を往復回
動させながら、回転する基板３のレジスト膜２の
上に各現像液滴下ノズル１１，１２，１３，１４
から各々調整された量の現像液を滴下する。この
ようにすると、基板上でその回転中心から半径方
向におけるノズルとノズルとの間の間隔が常に基
板の回転中心側ではなく広く基板の周縁部側では
狭くなるように配列するようになるので、基板の
中心部に比べてより面積が大きくかつか回転速度
の速い、即ち、単位時間あたりの被現像液滴下面
積がより大きいが故に中心部に比べて単位時間あ
たりより多くの現像液の滴下が要求される基板の
周縁部に、より多くの現像液を効果的に滴下する
ことができ、更に、各現像液滴下ノズル１１，１
２，１３，１４に個別に接続された現像液滴下量
調整器１１１，１２１，１３１，１４１によりそ
れぞれの滴下量を微調整することにより、基板３
のレジスト膜２の全面に現像液を均等に供給する
ことができるので、現像をレジスト膜２の面内で
その位置によらず均一に行うことができる。この
結果、第３図ａに示すような良好な形状のレジス
トパターン２１を、基板３の一主面上に均一に形
成することが可能となる。

以上が、一実施例を用いた本発明の説明であ
る。

ところで、以上の一実施例では、現像液滴下量
調整器を各ノズルに対応して設けており、個別に
流量を調節し各ノズルからの吐出量を調節可能な
構成になつてはいる。しかし、この現像液滴下量
調節器だけによる調節には限界がある。

本来現像液滴下量調節器を設けた目的は、ノズ
ルまで現像液を供給するための配管が細かくしか
形成できないことに関連がある。ノズルアームの
大きさには設計上制限があるうえに、ノズルから
の滴下量を正確にしようとすると、各ノズルまで
個別に配管することが望ましいため、多数の配管
が必要になる。現像液は粘性を帯びたものである
ために、細いうえにある程度距離のある配管は、
ノズルアームが動作することもあつて、抵抗を受
け吐出量が変化してしまいがちである。あるい
は、使用途中でノズルが塞がつて当初の大きさよ
りも開口径が小さくなつてしまいがちで、次第に
吐出量が変化してしまうこともある。現像液滴下
量調節器を設けた目的は、これらの問題を解決し
て、使用履歴が延びることにしたがつて生じる吐
出量の変化をごく微小量の調節を行つて、ノズル
そのものを取り替えることなく均一塗布の効果を
継続して得る点にある。

現像液滴下量調節器そのもので、均一塗布の効
果を得るように調節することは非常に難しい。な
ぜなら、単純に同一形状、同一間隔に複数個のノ
ズルをアームに開口して設け、現像液滴下量調節
器のみで均一塗布の効果を得ようとすると、各ノ
ズルからの吐出量が異なる分だけ各々のノズルか
らの吐出のされ方が異なり、醜い時には噴霧に近
い状態になつてしまう可能性もある。

(g) 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明に係る
レジスト膜の現像方法によれば、レジスト膜（露
光された）を有する基板上に、それぞれ個別に現
像液の滴下量調整を可能とした複数個の現像液滴
下ノズルを該基板の周縁部から回転中心方向に配
列するように設けたノズルアームを対向配置し、
該ノズルアームを基板外方で軸支している一端部
を支点にして当該アームを前記ノズル配列方向と
交わる方向に前記基板の回転中心と周縁部との間
を往復運動させると共に、各ノズルより滴下量が
調整された現像液を前記基板上に滴下することに
よつて、レジスト膜の現像が全面にわたつて均一
に行われ、均一なレジストパターンを安定して、
換言すれば再現性良く形成することが可能とな
る。

従つて、高品質なレジストパターンの取得率向
上など、信頼性、歩留りの向上に大きく寄与する
ことができ、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレジスト膜の現像方法に適用し
た現像装置の概略構成図、第２図は従来のレジス
ト膜の現像方法を説明するための模式的平面図、
第３図ａ及びｂは現像状態を説明するための要部
拡大断面図、第４図は本発明に係るレジスト膜の
現像方法の一実施例を実施するための現像装置の
概略構成図、第５図は本発明に係るレジスト膜の
現像方法の一実施例を説明するための模式的平面
図、第４図及び第５図において、 ２はレジスト膜、３は基板、６は駆動モータ
ー、１１，１２，１３，１４は現像液滴下ノズ
ル、１１１，１２１，１３１，１４１は現像液滴
下量調整器、１１２，１２２，１３２，１４２は
現像液供給管をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基板３上に塗布されたレジスト膜２の現像方
   法であつて、前記基板３上に個別に現像液を滴下
   自在な複数個の現像液滴下ノズル１１，１２，１
   ３，１４を該ノズル間の間隔が前記基板の回転中
   心側で広くなるように配列してなるノズルアーム
   ４を設け、該ノズルアーム４の前記基板３の外方
   に位置する一端部を一軸支点で支持して該ノズル
   アーム４をそのノズルの配列方向と交わる方向に
   前記基板３の回転中心と周縁部との間で往復回動
   せしめ、基板３上の異なる位置に前記ノズルアー
   ム４を位置させた状態で前記ノズル１１，１２，
   １３，１４より現像液を回転する基板３上に滴下
   して前記レジスト膜２を現像する工程が含まれて
   なることを特徴とするレジスト膜の現像方法。