KR20030064652A - 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 현상 방법, 반도체장치의 제조 방법, 및 현상액 공급 노즐의 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 기판 처리 방법은 기판 위에 처리액을 공급하는 공정과, 노즐에 형성된 제1 토출 영역으로부터 제1 세정액을 기판에 대하여 연속적으로 토출하면서, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 한 방향으로 이동시키는 공정을 포함하고, 상기 제1 토출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는 상기 기판의 최대 직경 또는 최장 변과 동등 이상이고, 상기 노즐은 제1 분출 영역으로부터 제1 가스를 상기 기판에 대하여 연속적으로 내뿜고, 제1 분출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상이다.

Description

기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 현상 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 및 현상액 공급 노즐의 세정 방법{SUBSTRATE HANDLING METHOD AND APPARATUS, DEVELOPMENT METHOD, SEMICONDUCTOR DEVICE FABRICATING METHOD, AND CLEANING METHOD OF DEVELOPER FEED NOZZLE}
본 발명은 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법, 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 장치 등을 제조하는 과정에서 현상 처리에 후속하여, 세정 처리를 실시하는 경우에 이용되는 것이다.
반도체 장치, 액정 표시 소자, 전자 회로 부품 등의 제조에 있어서는, 소자, 배선 등을 내장한 회로를 형성하는 과정에서 패턴을 형성하기 위해, 기판에 현상 처리를 행하고, 그 후 세정 처리, 및 건조 처리 등이 순차적으로 행해진다.
반도체 장치의 제조 공정이면, 우선 반도체 기판 위에 피가공막(예: 절연막, 배선용 도전막), 감광성의 포토레지스트막을 공지의 방법으로 형성한다. 그 후, 이 포토레지스트막에 현상 처리를 실시한다. 여기서는 공지된 바와 같이, 반도체 기판 위의 감광성의 포토레지스트막에 노광용 레티클을 개재하여 소정의 패턴을 투영 노광한 후, 현상액을 공급하여 패턴을 형성한다.
현상 처리가 행해진 후, 반도체 기판의 표면 상에는 현상액, 현상 처리 중에 발생한 용해 생성물, 및 미소 파티클 등이 남는다. 이러한, 소위 불순물, 오염물이 남으면, 포토레지스트의 패턴을 마스크로 이용하여, 피가공막(예: 절연막, 배선층의 재료가 되는 도전막)에 에칭 가공을 실시하는 과정에서, 치수의 오차가 발생하여, 반도체 장치의 제조에 있어서 수율이 저하하게 된다.
따라서, 세정 처리 및 건조 처리를 순차적으로 실시하여, 반도체 기판의 표면을 청정한 상태로 하여, 현상액의 잔유물, 현상 처리 중에 발생한 용해 생성물, 및 미소 파티클 등을 제거할 필요가 있다.
종래의 세정 방법에서는 기판을 고속 회전시키면서, 고정된 노즐로부터 세정액을 토출하고, 세정액을 중앙부로부터 주연부의 방향으로 흘림으로써, 현상액을 세정액으로 치환하여 현상 반응의 진행을 정지시킨다. 또한, 동시에 현상액, 현상 처리 중에 발생한 용해 생성물 및 미소 파티클 등을 기판 위로부터 씻어 흘리어 제거한다.
최근, 반도체 장치의 미세화, 고집적화, 및 반도체 기판의 대구경화의 기술개발이 행해지고 있다. 반도체 기판의 대구경화, 즉, 기판의 면적이 커짐에 수반하여, 종래의 세정 방법을 이용한 경우에는 많은 문제가 발생한다.
노즐의 토출구가 반도체 기판의 중앙부 상측의 위치에 고정되도록 설치되어 있다. 따라서, 반도체 기판 위에서, 노즐로부터 토출된 세정액이 직접 닿는 중앙부 및 그 근방에서는, 현상액이 치환되는 정도가 높아지고, 또한 용해 생성물이나 미소한 파티클도 효과적으로 제거되어 세정 효과가 높아진다.
그러나, 반도체 기판의 주연부에서는, 세정액은 직접, 또한 충분한 압력으로 닿지 않아, 반도체 기판의 중앙부 및 그 근방에 비교하여, 세정 효과가 낮아진다. 따라서, 반도체 기판의 주연부에서는 현상액의 일부가 치환되지 않고서 남고, 또한 용해 생성물이나 미소한 파티클도 다 제거되지 않고 남게 되어, 소위 세정 얼룩이 발생하게 된다.
또한, 종래의 세정 방법에서는 건조 처리를 비롯하여, 기판을 고속 회전시키고 있다. 따라서, 기판의 대구경화에 수반하여, 더욱 물리적인 부하가 가해져, 현상 처리에 의해서 형성된 포토레지스트의 패턴에 악영향을 미치게 된다.
예를 들면, 300㎜ 이상의 대구경 기판을 이용하여, 반도체 장치를 제조하는 경우에는 반도체 기판의 주연부에서는, 원심력이나 세정액의 수류의 영향을 받아, 현상 처리에 의해 형성된 포토레지스트의 패턴의 손상, 혹은 패턴 일그러짐이 발생한다는 현상이 현저하게 발생한다. 이에 의해, 현상 처리 후, 기판을 회전시키지 않고서, 세정 처리 및 건조 처리 등을 행하는 것이 필요로 되었다.
반도체 소자의 치수의 미세화에 수반하여, 종래 현상 방법에서는 패턴 사이에 현상액이 충분히 스며들지 않기 때문에 칩 내의 국소적인 패턴 치수의 불균일성이 문제로 되었다. 또한, 기판의 대구경화에 수반하여, 종래의 현상 방법에서는 기판면 내에서의 패턴 치수의 불균일성이 생겨서, 큰 문제로 되었다.
그런데, 일반적으로 반도체의 제조 프로세스에 있어서는 감광성 레지스트의 현상액으로서 테트라 메틸 암모늄 히드록시드(TMAH) 등의 알칼리성의 수용액이 이용되고 있다. 현상액은 수용액이기 때문에, 소수성인 감광성 레지스트 표면에 대하여 습윤성이 충분하지 않다. 그 때문에, 중화 반응의 결과 생기는 반응 생성물이 표면 근방에 있는 경우에, 현상액이 반응 생성물과 감광성 레지스트 표면 사이에 확산되기 어렵고, 알칼리 이온 농도가 국소적으로 서로 다르며, 결과적으로 현상 속도가 장소에 따라 다른 것이 관측되어 있다.
예를 들면, 넓은 용해 영역 내에 배치되어 있는 패턴과 거의 주위가 용해되지 않은 영역에 배치되어 있는 패턴이 존재하는 경우에, 넓은 용해 영역 내에 배치되어 있는 패턴에서는, 패턴 근방에 존재하는 반응 생성물의 양이 많아 현상액이 반응 생성물과 감광성 레지스트의 사이에 확산되기 어렵기 때문에, 현상의 진행이방해되어, 거의 주위가 용해되지 않은 영역에 배치되어 있는 패턴과 비교하여 라인 치수가 두껍게 된다는 문제(소밀 패턴의 치수차)가 있었다.
본 발명의 일례에 따른 기판 처리 방법은, 기판 위에 처리액을 공급하는 공정과, 노즐에 설정된 제1 토출 영역으로부터 제1 세정액을 기판에 대하여 연속적으로 토출하면서, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 한 방향으로 이동시키는 공정을 포함하고, 상기 제1 토출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는, 상기 기판의 최대 직경 또는 최장 변과 동등 이상이고, 상기 노즐은, 제1 분출 영역으로부터 제1 가스를 상기 기판에 대하여 연속적으로 내뿜고, 제1 분출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상이다.
본 발명의 일례에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 지지하고, 또한 고정하는 기판 지지부와, 상기 기판에 대하여 제1 용액을 토출하는 제1 토출 영역, 및 상기 기판에 대하여 제1 가스를 분출하는 제1 분출 영역을 구비하는 노즐과, 상기 노즐을 상기 기판에 대하여 상기 기판의 주면과 대략 평행한 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 포함하고, 상기 제1 토출 영역 및 제1 분출 영역의 상기 상대적인 이동 방향에 직교하는 방향의 폭은 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상이다.
본 발명의 일례에 따른, 원하는 패턴이 노광된 감광성 레지스트막의 현상을 행하는 현상 방법은, 노광된 상기 감광성 레지스트막에 대하여 제1 현상 처리를 행하는 공정과, 제1 현상 처리가 행해지고 있는 감광성 레지스트막에 대하여, 해당 레지스트막 표면에 대하여 산화성을 갖거나, 혹은 알칼리성인 세정액을 공급하여 제1 세정 처리를 행하는 공정과, 제1 세정 처리가 이루어진 상기 감광성 레지스트막에 대하여 제2 현상 처리를 행하는 공정과, 제2 현상 처리가 행해진 상기 감광성 레지스트막에 대하여 제2 세정 처리를 행하는 공정을 포함한다.
본 발명의 일례에 따른, 원하는 패턴이 노광된 감광성 레지스트막의 현상을 행하는 현상 방법은, 상기 감광성 레지스트막에 대하여 현상액을 공급하는 공정과, 상기 감광성 레지스트막 상의 현상액을 유동시키는 공정을 포함하고, 상기 현상액을 유동시키는 공정의 개시 시간과 종료 시간의 사이에, 상기 현상액에 대하여 가용인 상기 감광성 레지스트막의 영역의 저면에 현상액이 도달하는 뚫림 시간이 포함된다.
본 발명의 일례에 따른, 원하는 패턴이 노광된 감광성 레지스트막의 현상을 행하는 현상 방법은, 상기 감광성 레지스트막 위에 현상액을 공급하는 공정과, 상기 감광성 레지스트막 상의 현상액을 유동시키는 공정을 포함하고, 상기 현상액을 유동시키는 개시 시간은, 상기 현상액에 대하여 가용인 상기 감광성 레지스트막의 영역의 저면에 현상액이 도달하는 뚫림 시간 후이다.
본 발명의 일례에 따른, 노광된 감광성 레지스트막을 현상할 때에 이용되는 현상액 공급 노즐의 세정 방법은, 상기 현상액 공급 노즐에 현상액을 공급하는 공정과, 기판 위에 현상액을 공급하는 현상액 공급 노즐에 산화성 액체를 공급하여 세정하는 공정을 포함한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 기판의 처리 기구를 도시하는 전체도.
도 2는 제1 실시예에 따른 세정 처리용 노즐의 구성을 도시하는 평면도.
도 3의 (a) 및 (b)는 제1 실시예에 따른 기판 처리 방법을 도시하는 도면.
도 4는 제1 실시예에 따른 기판 처리 방법을 도시하는 단면도.
도 5의 (a) 및 (b)는 제1 실시예의 효과를 도시하는 도면.
도 6은 제2 실시예에 따른 기판의 처리 기구를 도시하는 전체도.
도 7은 제2 실시예에 따른 세정 처리용 노즐의 구성을 도시하는 평면도.
도 8은 제2 실시예에 따른 기판 처리 방법을 도시하는 단면도.
도 9의 (a) 및 (b)는 제2 실시예의 효과를 도시하는 도면.
도 10은 제2 실시예에 따른 기판 처리 방법을 도시하는 단면도.
도 11은 제3 실시예에 따른 현상 처리 방법의 처리 수순의 흐름도를 도시하는 도면.
도 12는 제3 실시예에 따른 현상 처리 방법을 도시하는 공정도.
도 13의 (a) 및 (b)는 제3 실시예에 따른 현상 처리 방법을 도시하는 공정도.
도 14의 (a) 및 (b)는 제3 실시예에 따른 현상 처리 방법을 도시하는 공정도.
도 15의 (a) 및 (b)는 제3 실시예에 따른 현상 처리 방법을 도시하는 공정도.
도 16의 (a) 및 (b)는 제3 실시예에 따른 현상 처리 방법을 도시하는 공정도.
도 17은 KrF 포지티브형 레지스트의 현상액에 의한 용해의 모습을 관찰했을 때 얻어지는, 일반적인 기판으로부터의 반사광 강도의 그래프를 모식적으로 도시하는 도면.
도 18의 (a) 및 (b)는 현상 중의 레지스트막을 모식적으로 도시하는 단면도.
도 19는 제4 실시예에 따른 현상 처리 수순의 흐름도를 도시하는 도면.
도 20은 제5 실시예에 따른 현상 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 21은 제6 실시예에 따른 현상 처리의 흐름도를 도시하는 도면.
도 22는 제6 실시예에 따른 현상 처리를 도시하는 공정도.
도 23은 현상 중의 레지스트막으로부터의 반사광 강도 변화를 도시하는 도면.
도 24는 현상 개시, 현상액 유동, 현상 종료의 흐름을 시간 축으로 도시하는 도면.
도 25는 액 유동의 타이밍과 변동의 관계를 도시하는 도면.
도 26은 현상 중의 레지스트막으로부터의 반사광 강도 변화를 도시하는 도면.
도 27은 액 유동의 타이밍과 변동의 관계를 도시하는 도면.
도 28은 제7 실시예에 따른 현상 처리의 흐름도를 도시하는 도면.
도 29는 제7 실시예에 따른 현상 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 30은 제1 실시예에 따른 기판 처리용 노즐의 구성을 도시하는 평면도.
도 31은 제2 실시예에 따른 기판 처리용 노즐의 구성을 도시하는 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 세정 처리 기구
101 : 고정 지지용의 척
102 ; 세정용 노즐
102a, 102b, 102c : 노즐
103 : 기판
104 : 토출구
105 : 분출구
109 : 고압의 드라이 에어
111 : 주사 기구
이하, 각 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
(제1 실시예)
본 실시예에서는, 기판 위의 피처리 영역에 소정의 치수 및 형상의 패턴을 형성하기 위해, 현상 처리, 세정 처리, 및 건조 처리를 행한다. 또한, 본 실시예에서는 한 장의 기판에, 현상 처리, 세정 처리, 및 건조 처리의 프로세스를 하나의 장치 내에서 연속적으로 행할 수 있는, 소위 낱장식의의 현상 처리 장치를 사용한다.
이 현상 처리 장치의 내부에는 기판에 대하여, 현상 처리, 세정 처리, 및 건조 처리를 연속적으로 행할 수 있는 처리 유닛이 설치되어 있다. 본 실시예에서는, 이러한 처리 유닛 내에서, 현상 처리, 세정 처리, 및 건조 처리의 일련의 프로세스가 대응하는 각 처리 기구를 이용하여 행해진다.
이 처리 유닛 내에는 일례로서, 공지의 스캔 현상 처리를 행하기 위해 현상 처리 기구가 설치되어 있다. 이 현상 처리 기구의 일부에는 현상액(처리액)을 토출하면서, 기판 위를 스캔하도록, 상하, 및 수평 방향으로 이동 가능한 가동형의 현상용 노즐이 구비되어 있다. 이 현상용 노즐에는 기판 위의 피처리 영역에 균일한 양으로 현상액을 공급하도록, 가늘고 긴 장방형의 슬릿형상의 토출구가 형성되어 있다.
또한, 이상의 구성에 더하여, 처리 유닛에는 도 1과 같이, 세정 처리 기구도 설치되어 있다. 이하, 도 1을 이용하여, 현상 처리, 세정 처리, 및 건조 처리를행하는 처리 유닛 내에 설치된 세정 처리 기구의 구성, 및 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
또한, 도 1에는 세정 처리 기구(100)에 관계되는 주요한 구성부를 도시한 것으로 한다.
현상 처리, 및 세정 처리를 행하는 유닛에는 도 1에 도시한 세정 처리 기구(100)가 구비되어 있다. 세정 처리 기구(100)에는 주요한 구성부로서, 고정 지지용의 척(101), 세정용 노즐(102), 및 주사 기구(111)가 구비되어 있다. 또, 이들 고정 지지용 척(101) 및 세정용 노즐(102)은 주사 기구(111)에 의해 노즐(102)을 이동시킴으로써, 노즐(102)을 기판에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있다.
세정 처리 기구(100)에서는 현상 처리가 행해진 후, 기판(103)은 고정 지지용의 척(101) 위에 재치 및 고정되고, 세정용 노즐(102)로부터 소정의 세정액을 공급하여, 기판(103)의 표면에 세정 처리가 실시된다. 또한, 기판(103)은 일례로서 직경이 300㎜ 정도인 것으로 한다.
본 실시예에서는, 전술한 바와 같이 가동형의 세정용 노즐(102)을 이용하고 있다. 구체적으로는, 세정용 노즐(102)은 기판(103)의 표면에 대하여, 대략 평행하게 이동하는 것이 가능하다. 또한, 일례로서 세정용 노즐(102)은 3개의 노즐(102a, 102b, 102c)로 구성된다.
본 실시예에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 세정용 노즐(102)은 3개의 노즐(102a∼102c)을 서로 인접시켜서 일체화하도록 조합하여 구성된다.
본 실시예에서는 노즐(102a) 및 노즐(102c)은 기판(103)에 대하여 세정액을 토출한다. 또한, 노즐(102b)은 고압의 에어를 기판(103)의 기판에 대하여 내뿜는다. 또한, 노즐(102a∼102c)은 각각 독립적으로, 세정액, 또는 고압의 에어를 토출, 혹은 분출하도록 조작할 수 있다.
여기서, 세정용 노즐(102)은 스캔 방향에 있어서, 세정액 공급 노즐(102a), 에어 공급 노즐(102b), 세정액 공급 노즐(102c)의 순서대로 서로 인접하여 배치된다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 각 노즐(102a∼102c)은 가늘고 긴 장방형상으로 형성되어 있고, 기판(103)과 대향하는 저면에는 세정액을 토출하는 다수의 세정액의 토출구(104), 또는 에어용의 분출구(105)가 형성되어 있다. 여기서는, 각 세정액 공급 노즐(102a, 102c)은 2열로 평행하게 배치된다.
또한, 각 세정액 공급 노즐(102a, 102c)의 저면에는 원 형상의 토출구(104)가 다수 배열되어 있다. 여기서는, 토출구(104)는 원 형상으로 형성되어 있어, 각 세정액을 외부로 높은 압력으로 토출할 수 있다. 또한, 토출구(104)는 서로 평행한 열을 형성하도록, 각 세정액 공급 노즐(102a, 102c)에 있어서, 2열로 교대로 배열되어 있다. 세정액 공급 노즐(102a)의 복수의 토출구(104)가 배치되어 있는 영역이 제1 토출 영역이다. 세정액 공급 노즐(102c)의 복수의 토출구(104)가 배치되어 있는 영역이 제2 토출 영역이다.
세정 처리를 행하는 과정에서는 세정액의 토출구(104)로부터 소정의 세정액이 토출된다. 세정액 공급 노즐(102a, 102c)의 각각은 스캔 방향과 수직인 방향에있어서, 소정의 세정액을 기판(103) 상의 피처리 영역에 균일하게 공급할 수 있다. 이 때, 전술한 바와 같이, 각 세정액 공급 노즐(102a, 102c)은 2열로 평행하게 배치되어 있다. 토출구(104)도 각각의 노즐에 있어서, 2열로 상호 평행하게 배열되어 있다. 따라서, 기판 위에서 노즐을 스캔시키면서 원 형상의 세정액의 토출구(104)로부터, 세정액을 높은 압력으로 토출하고, 대략 일직선형상으로 기판(103)의 피처리 영역에 공급할 수 있다.
또한, 에어 공급 노즐(102b)에 있어서는, 분출구(105)이 슬릿형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 스캔 방향과 대략 수직인 방향에서 도중에 끊기지 않고 연속하여, 기판(103)의 피처리 영역에 고압의 에어를 균일하게 내뿜을 수 있다. 또, 분출구가 제1 분출 영역이다.
이상과 같이, 세정용 노즐(102)은 기판(103) 상의 피처리 영역에, 도중에 끊기지 않고 연속하여, 또한 대략 일직선형상으로, 각 세정액, 및 고압의 에어가 공급되도록 구성되어 있다.
또한, 본 실시예에서는 직경 300㎜ 정도의 기판(103)에 적용하기 위해, 일례로서, 노즐(102a∼102c)의 저면이 각각, 횡폭 W1a, W1b, W1c=5㎜, 세로의 길이 L1=305㎜을 갖는 구조로 되어 있다. 또한, 이들 3개의 노즐을 일체화시켜 이용하면, 세정용 노즐(102)의 전체에서는 저면이 횡폭 W1=15㎜, 세로의 길이 L1=305㎜인 치수를 갖는 구조로 된다.
여기서는, 특히 세정용 노즐(102)의 세로의 길이 L1을, 기판(103)의 직경(예: 300㎜)에 대하여 수㎜ 정도로 크게 하여, 기판(103)의 표면 전체에 걸쳐서, 각 세정액, 및 고압의 에어가 확실하게 공급되도록 하면 된다.
또, 본 실시예에서 사용하는 세정 기구에 있어서, 세정용 노즐(102)의 구성은 도 4에 도시한 바와 같이, 스캔 방향 전방측으로부터 순서대로, 세정액(A108), 고압의 드라이 에어(109), 세정액(B110)을 토출/분출하는 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 세정용 노즐(102)이 스캔 방향 전방측으로부터 순서대로, 세정액(A108), 고압의 드라이 에어(109)를 토출/분출하는 구성이어도 된다. 또한, 세정용 노즐(102)이 스캔 방향 전방측으로부터 순서대로, 고압의 드라이 에어(109), 세정액(B110)을 순서대로 배치한 구성이어도 된다. 고압의 드라이 에어와 세정액을 동시에 공급함으로써, 세정액과 현상액의 격리가 가능하기 때문에, 기판의 세정이 가능하다.
또한, 본 실시예에서 사용하는 세정 처리 기구에 있어서, 세정용 노즐(102)의 구성은 적절하게 노즐의 수 및 배치를 변경하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 세정 용도에 따라서, 세정액 공급용 노즐, 및 에어 공급용의 노즐의 수를 변경하고, 각각의 구성 및 이들의 배치를 재조합하는 것이 가능하다. 예를 들면, 세정용 노즐(102)의 세정액 공급용의 노즐, 및 에어 공급용의 노즐을, 고압의 에어, 오존수, 고압의 에어, 또는 고압의 에어, 수소수, 고압의 에어의 순서대로 기판(103)의 피처리 영역에 공급하도록, 각각의 배치를 재조합할 수 있다.
본 실시예에서는, 이상과 같은 세정 처리 기구를 이용하여, 기판에 세정 처리를 행한다. 본 실시예에서는, 전술한 처리 유닛을 이용하여, 일례로서 반도체장치를 제조하는 과정에서, 반도체 기판 위의 감광성 포토레지스트막에 패턴을 형성하기 위해, 우선, 현상 처리 공정, 계속해서 세정 처리 공정을 순차적으로 실시한다. 따라서, 기판에는 일례로서, 반도체 기판을 이용하는 것으로 한다.
또한, 본 실시예에서는 일례로서 반도체 기판에는 300㎜ 정도의 직경을 갖는 것을 이용한다.
또한, 특히 도시하지 않았지만, 세정 처리 기구(100)에는 소정의 위치에 기판(103)의 이면(=기판(103)의 하면)을 세정하는 노즐이 설치되고, 적절하게 세정액 등을 토출하여, 용해 생성물이나 미소한 파티클 등을 기판(103)의 이면으로부터 제거할 수 있다. 이 때, 기판(103)의 이면을 세정하는 노즐의 구조는 특히 한정되지 않고, 공지된 것을 이용해도 된다. 또한, 이 노즐은 특히 기판(103)의 이면의 주연부를 세정하도록, 기판(103)의 이면측 등의 위치에 배치되어 있는 것이면 된다.
이하, 본 실시예의 세정 처리 방법에 대하여, 도 3, 도 4를 이용하여, 구체적으로 설명한다. 여기서는, 도 1에 도시한 세정 처리 기구(100)를 구비한 처리 유닛을 이용한다.
반도체 기판 위에는 미리, 피가공막(예: 절연막, 또는 배선용 도전막), 반사 방지막, 계속해서, 이들 위에 화학 증폭형의 감광성 포토레지스트막을 순차적으로 형성한다. 그 후, KrF 엑시머 레이저 등을 광원으로 이용하고, 노광용 레티클을 통하여, 축소 투영 노광을 행하고, 소정의 치수 및 형상의 패턴을 포토레지스트막에 조사한다.
다음에, 반도체 기판마다 포토레지스트막에 열 처리를 실시하고, 그 후 상술한 가동형의 현상용 노즐을 이용하여, 소위 스캔 현상 처리를 실시하여, 포토레지스트막에 소정의 치수 및 형상의 패턴을 형성한다. 여기서는 현상용 노즐을 60㎜/sec 정도의 일정 속도로 스캔시키면서, 반도체 기판 위의 포토레지스트막에 소정의 현상액을 공급하여, 공지의 패들 현상 처리를 행하여, 포토레지스트막에 패턴을 형성한다.
또한, 포토레지스트용의 현상액에는 알칼리성의 테트라메틸 암모늄 수용액(=PH치:13.4)을 이용한다.
다음에, 현상 처리를 소정 시간 행한 후, 반도체 기판에 세정 처리를 행하여, 포토레지스트막에 있어서 현상 반응을 정지시키고, 또한 현상액, 현상 처리에 의해서 발생한 용해 생성물, 및 미소 파티클 등을 반도체 기판의 외측으로 씻어 내어 제거한다.
여기서는, 종래와 같이 회전시키지 않고 고정 지지용 척(101) 위에 정지시킨 상태에서 반도체 기판에 세정 처리를 실시하여, 현상액, 현상 처리에 의해서 발생한 용해 생성물, 및 미소 파티클 등을 제거한다. 그 후, 건조 처리를 실시하여, 반도체 기판 위에 소정의 치수 및 형상을 갖는 포토레지스트의 패턴을 형성한다.
이후, 세정 처리 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 실시예에서는 반도체 기판의 표면 전체에 걸쳐서, 세정용 노즐(102)를 스캔시키면서 세정 처리를 행하여, 현상액, 현상 처리에 의해서 발생한 용해 생성물, 및 미소 파티클 등을 제거한다.
구체적으로는, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 우선 세정용노즐(102)을 반도체 기판의 일단에 가까이 하고, 그 후 반도체 기판(106) 위의 현상액(107)의 막과 일정한 간격을 유지하면서, 타단으로 평행하게 이동하도록 하여 스캔시키면서, 세정 처리를 행한다. 이 때, 세정용 노즐(102)을 스캔시키는 동안에 도 4에 도시한 바와 같이, 세정액 공급 노즐(102a), 에어 공급 노즐(102b), 및 세정액 공급 노즐(102c)로부터 세정액(A108), 고압의 드라이 에어(109), 및 세정액(B110)을 기판 위에 공급한다. 또, 반도체 기판(106) 위에는 도시하지 않은 포토레지스트막이 형성되어 있다.
본 실시예에서는, 상술한 바와 같이, 세정용 노즐(102)은 그 세로의 길이 L1(예: 305㎜)이 반도체 기판(106)의 직경(예: 300㎜) 이상이다. 그리고, 세정액(108, 110), 및 드라이 에어(109)를 공급하는 영역의 스캔 방향에 직교하는 방향의 폭은, 반도체 기판(106)의 직경 이상이다. 따라서, 반도체 기판(106)의 표면 전체에, 세정액(108, 110), 드라이 에어(109)가 공급되도록 구성되어 있다. 따라서, 고압의 드라이 에어(109)를 내뿜으면서, 세정용 노즐(102)을 상술한 바와 같이 스캔시키면, 세정액(A108), 및 세정액(B110)이 반도체 기판(106)의 표면 전체에 공급되도록 되어 있다.
본 실시예에서는 일례로서, 세정액(A108)에 산화성의 세정액인 오존수를 이용한다. 또한, 세정액(B110)에 환원성의 세정액인 수소수를 이용한다. 이 때, 오존수 중의 오존 농도, 및 수소수 중의 수소 농도는 0.1∼5ppm 정도로 한다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 고압의 드라이 에어(109)는 반도체기판(106) 위의 현상액(107)의 막에 대하여, 세정용 노즐(102)의 양측에 위치하는 노즐(102a), 및 노즐(102c)로부터 토출되는 세정액(A108)과 세정액(B110)을, 수 100㎚ 내지 수 100㎛ 정도의 두께로, 약간 액막을 남기는 정도로 차단하여, 소위 에어 커튼으로서 작용한다. 이 경우, 고압의 드라이 에어(109)는 풍속 0.1 내지 10m/sec 정도로 분출되어, 에어 커튼으로서, 세정액(A108)을 약간 액막형상으로 남기어, 차단할 정도의 압력과 유량을 필요로 한다.
또한, 이 때, 세정용 노즐(102)은 반도체 기판(106) 위의 현상액(107)의 표면으로부터, 3㎜ 이하의 높이까지 접근시켜, 포토레지스트막(112)과 접촉하지 않을 정도로 일정한 간격을 유지한다. 그 후, 상술한 바와 같이, 세정액(A108), 세정액(B110), 및 고압의 드라이 에어를 공급하면서, 세정용 노즐(102)을 반도체 기판(106)의 한쪽의 일단으로부터 타단으로 반도체 기판(106)의 표면 전체에 걸쳐 스캔시킨다. 따라서, 반도체 기판(106) 위에서는 피처리 영역에서, 세정액(A108), 고압의 드라이 에어(109), 및 세정액(B110)의 순서대로, 각각 공급되게 된다.
본 실시예에서는, 일례로서 세정용 노즐(102)은 현상액(107)을 공급하는 현상용 노즐과, 동일 방향으로 동일 경로 위를 스캔시키는 것으로 한다. 또, 이 때, 세정 노즐(102)은 현상액(107)을 공급하는 현상용 노즐의 이동 속도와 동일하고, 60㎜/sec 정도의 일정 속도로 스캔시키는 것으로 한다.
이 경우, 현상액(107)을 공급하는 경우와 비교하여, 동일 방향으로, 동일 경로 위를, 동일 정도의 일정 속도로 스캔시킴으로써, 반도체 기판(106)의 표면 전체에 있어서, 현상액(107)이 공급되고나서, 세정액(A108)로 치환될 때까지의 시간이균등하게 되도록 제어하는 것이 가능해진다. 따라서, 포토레지스트막에 패턴을 형성하는 과정에서, 각 영역 사이에서는 현상 반응이 개시하는 시각에는 차가 생기지만, 반도체 기판(106)의 표면 전체에서 현상액이 작용하는 시간을 균등하게 하여, 정밀도 좋게 포토레지스트막에 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 현상액을 세정액으로 치환한다는 것은, 현상액의 성분을 세정액의 성분에 의해서 변화시켜, 포토레지스트에의 현상액의 작용을 정지시키는 것을 의미한다.
또한, 이 때, 전술한 이면을 세정하는 노즐(특히, 도시하지 않음)로부터, 세정액(예: 순수)을 토출시켜, 반도체 기판(106)의 이면의 세정 처리를 행한다. 이와 같이, 반도체 기판(106)의 표면의 세정을 행할 때에 이면을 세정한다. 이에 의해, 반도체 기판(106)의 표면측으로부터 제거된 현상액, 용해 생성물, 및 미소 파티클 등을 이면을 포함하여 반도체 기판(106)에 남기지 않고, 확실하게 배출하는 것이 가능해진다. 또, 표면측, 및 이면측을 동시에 세정 처리함으로써, 보다 단시간에 확실하게, 반도체 기판(106)의 세정 효과를 얻는 것이 가능해진다.
이상과 같이 세정 처리를 행하고, 이어서 포토레지스트의 패턴 위에 남는 세정액의 막을 제거한다. 여기서는, 반도체 기판(106)을 회전 속도 1000 내지 20000rpm의 범위에서 고속 회전시켜 세정액의 막을 제거한다.
또한. 본 실시예에서는 반도체 기판(106)에 대하여, 세정용 노즐(102)을 상대적으로 이동시키도록 하여, 각 세정액, 및 고압의 드라이 에어를 공급하면 된다. 따라서, 세정용 노즐(102)을 고정하고, 그 상태에서 각 세정액을 토출시키고, 고정지지용의 척(101)마다 반도체 기판(106)을 이동시키어, 상술한 바와 같이 각 세정액(108, 110), 드라이 에어(109)을 반도체 기판(106) 위의 피처리 영역에 공급하는 것도 가능하다.
본 실시예의 세정 방법에서는, 기판, 즉, 반도체 기판(106) 위의 현상액(107)에, 스캔 방향을 따라서, 세정액(A108), 고압 드라이 에어(109), 및 세정액(B110)의 순서대로 토출, 혹은 분출은 행하지만 그 효과는 이하와 같다.
세정 노즐(102)에 있어서, 세정액 공급 노즐(102a)로부터 토출되는 세정액(A108)은 반도체 기판(106) 위에 쌓인 현상액(107)을 세정액(A108)로 치환하고, 또한, 현상액, 현상 처리에 의해서 발생한 용해 생성물, 및 미소 파티클 등을 반도체 기판(106) 위로부터 바깥쪽으로 씻어 낸다.
이 때, 세정액(A108)이 토출된 액면에, 고압의 드라이 에어(109)를 세차게 내뿜음으로써, 종래의 세정 방법과 같이, 간단히 상측으로부터 세정액을 공급하여, 회전시켜 면 내에 널리 퍼지게 하는 경우보다, 반도체 기판(106)의 표면 전체에 있어서, 세정액(A108)을 균등하게 가압하여 세정 효과를 높일 수 있다.
구체적으로는, 에어 공급 노즐(102b)로부터 고압의 드라이 에어(109)을 내뿜음으로써, 세정액(A108)에 의해서 치환된 현상액(107)은 주연부의 방향으로 가압되어, 반도체 기판(106)의 외측으로 확실하게 배출된다. 또한, 고압의 드라이 에어(109)는 이들 배출된 것이 반도체 기판(106) 위, 특히 이미 세정 처리가 이루어진 영역에 부착하는 것을 방지한다. 단, 이 때 고압의 드라이 에어(109)는 반도체 기판(106) 위에서, 스캔 방향과 대략 수직인 방향으로, 도중에 끊기지 않고 또한 일직선형상으로 이어져, 소위 에어 커튼을 형성하는 것이 필요하다.
또한, 고압의 드라이 에어(109)를 내뿜은 후, 연속적으로, 세정액(B110)을 토출함으로써, 포토레지스트의 패턴에 남는 소량의 현상액(107)을 반도체 기판(106)의 외측으로 씻어 낸다. 이 때, 고압의 드라이 에어(1090가 내뿜어진 영역에는 연속적으로, 세정액(B110)이 토출되고 동시에, 용해 생성물, 미소 파티클, 및 석출물 등의 포토레지스트의 패턴에의 부착을 방지하기 위해, 이들에 대해서도 반도체 기판(106)의 외측으로 씻어 내어, 제거하는 것이 가능해진다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 세정액(A108)에는 산화성의 성질을 갖는 오존수를 이용한다. 이 오존수는 현상 처리를 행하는 과정에서 발생하는 용해 생성물, 미소 파티클, 및 석출물 등을 산화시킨다. 특히, 유기물을 산화하여, 그 분자 구조를 분해시켜, 파티클로 세분화하는 효과가 있다. 이 때문에, 현상 처리 후에, 포토레지스트에의 유기물의 재부착 등을 억제하여, 레지스트 패턴의 결함 개소의 발생을 대폭 저감시킬 수 있다.
이 때, 오존수는 1ppm 정도의 저농도로 사용하면 된다. 이 정도의 농도이면, 오존수는 포토레지스트의 패턴에 손상을 미치는 것은 없다. 이 경우, 포토레지스트의 패턴의 측벽부만을 약간 에칭하는 정도로 작용하기 때문에, 포토레지스트의 패턴 치수의 거칠기(=국소적인 변동)를 저감시켜, 면 내에서 치수의 균일성을 높인다는 효과가 얻어진다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 세정액(B110)에는 환원성의 성질을 갖는 수소수를 이용한다.
상술한 바와 같이 오존수에 의해서 유기물이 분해된 후, 포토레지스트막의 표면에는 씻어 내려가지 않고서 남은 유기물의 파티클 등이 부착하는 경우가 있다. 이 유기물의 파티클이 포토레지스트의 패턴에 부착하면, 레지스트 패턴에 결함 개소(=패턴 치수의 변동)가 발생하게 되어, 후속 에칭 공정에 있어서, 치수 및 형상의 오차를 생기게 된다.
이 문제에 대하여, 본 실시예와 같이, 오존수를 공급한 후에, 수소수를 토출함으로써, 이 유기물의 파티클 등의 표면을 환원하여, 다시 포토레지스트막의 표면으로부터 분리시킨다. 이에 의해, 기타, 오염물, 및 불순물을 포함해서, 반도체 기판(106)의 외측으로 씻어 내어, 보다 확실하게, 세정 처리를 행하는 것이 가능해진다.
본 실시예에서는 세정액(A108)으로 오존수, 또한 세정액(B110)으로 수소수를 이용하고, 이들을 순차적으로, 연속하여 반도체 기판(106) 위의 현상액(107)에 공급한다. 이 경우, 오존수는 산화성의 수용액이고, 한편, 수소수는 환원성의 수용액이다. 오존수와 수소수가 서로 혼입되면, 각각의 용액의 특성을 상호 상쇄하여, 세정액으로서의 기능, 나아가서는 세정 효과를 저하시키게 된다. 따라서, 세정 처리를 행하는 과정에서, 연속적으로, 상대하는 성질의 세정액을 이용하는 경우에는 상호 혼입되는 양을 감소시켜, 세정액의 기능의 저하, 나아가서는 세정 효과의 저하를 방지할 필요가 있다.
이 문제에 대하여, 본 실시예에서는 세정액(A108)(예: 오존수), 세정액(B110)(예: 수소수)의 사이에, 고압의 드라이 에어(109)을 내뿜어 에어 커튼을 형성하여, 상호 혼입되는 양을 감소시켜, 세정액의 기능의 저하, 나아가서는 세정 효과의 저하를 방지할 수 있다.
이와 같이, 상대하는 성질의 세정액을 이용하는 경우에는 양 세정액을 격리시키기 위해, 고압의 드라이 에어 등을 내뿜어, 소위 에어 커튼을 형성하여, 세정액끼리의 혼입을 억제하면, 세정 효과를 일정하고 높게 유지하는 데에 있어서 유효하다.
또한, 본 실시예에서는 세정액 A에 오존수, 또한 세정액 B에 수소수를 이용하였지만, 이들과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것이면, 다른 종류의 세정액으로 변경하는 것도 가능하다. 예를 들면, 세정액 A에 오존수, 세정액 B에 순수를 이용하여, 상술한 바와 같이 세정 처리를 행할 수 있다. 또, 세정액 B에 이용되는 순수에는, 계면 활성제 등을 부가하여, 불순물, 및 오염물 등을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 고압의 드라이 에어(109)을 내뿜음으로써, 세정액(A108)의 막, 및 세정액(B110)의 막이 가압되어, 에어 커튼의 바로 아래에서는 수 100㎚ 내지 수 100㎛ 정도의 두께로까지 억제된다. 즉, 반도체 기판(106)에 있어서, 고압의 드라이 에어(109)가 통과한 영역에서는 세정액(A108), 세정액(B110)이 약간의 양으로 억제된다. 따라서, 그 후, 종래의 방법과 같이, 고속 회전(=회전 속도: 1000 내지 4000 rpm)시켜 세정액을 뿌리지 않고도, 용이하게 반도체 기판(106)에 건조 처리의 효과를 발휘할 수 있다. 이러한 경우, 반도체 기판(106)에는 물리적인 부하(=원심력, 세정액 등의 수류 등)가 걸리지 않기 때문에,대구경(예: 직경 300㎜ 정도)의 반도체 기판을 이용한 경우라도, 용이하게 또한 포토레지스트의 패턴에 손상을 주지 않고 건조 처리의 효과를 발휘하는 것이 가능해진다.
이하에, 도 5의 (a) 및 (b)를 참조하여 본 실시예의 효과에 대하여, 종래의 세정 방법을 이용한 경우와 비교하여 설명한다.
여기서는, 우선 상술한 바와 같이, 본 실시예에서 이용하는 세정용 노즐을 스캔시키면서, 일례로, 오존수, 에어, 수소수의 순서대로 공급하여, 기판의 세정 처리를 행하고, 그 후 포토레지스트 패턴의 치수 균일성, 및 결함 개소의 개수를 측정한다. 또한, 여기서는 일례로 이러한 세정 처리를 3회정도 반복하여 행하여, 각각의 처리에 있어서, 기판면 내의 치수 균일성, 및 패턴의 결함 개소의 개수를 측정한다. 도 5의 (a) 및 (b)에는 본 실시예의 방법을 이용한 3회의 세정 처리의 각각, 및 종래의 세정 방법의 결과에 대하여 기재하고, 본 실시예의 효과는 그 3회의 세정 처리의 평균값과 종래의 세정 방법의 값을 비교하여 고찰한다. 그 결과, 본 실시예에 있어서, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같은 효과를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
도 5의 (a)에는 본 실시예의 방법, 및 종래의 세정 방법의 각각에 있어서, 기판(=웨이퍼)의 면 내에서 포토레지스트 패턴의 치수 균일성을 측정한 결과에 대하여 도시한다. 본 실시예의 방법에서는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 종래의 세정 방법에 비교하여, 약 20% 정도의 치수 균일성을 향상시킬 수 있었다. 여기서, 치수 균일성은 설계 상, 동일 치수여야 하는 패턴을 대상으로 하고, 이들 패턴의 복수점에서 측정을 행하고, 그 결과 얻어지는 치수의 변동의 정도를 나타내는 것이다.
또한, 도 5의 (b)에는 본 실시예의 방법, 및 종래의 세정 방법의 각각에 있어서, 포토레지스트 패턴에 발생한 결함 개소의 개수를 측정한 결과에 대하여 도시한다. 본 실시예에서는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 기판(=웨이퍼) 위에서 포토레지스트 패턴의 결함 개소의 개수를 측정한 결과, 종래의 세정 방법을 이용한 경우에 비교하여, 65%나 감소시킬 수 있었다. 여기서, 결함 개소는 포토레지스트 패턴에 유기물 등의 불순물, 오염물 등이 부착하여, 치수에 오차가 발생한 상태 등을 나타낸다.
이와 같이, 본 실시예에서는 대구경(예: 직경 300㎜ 정도)의 반도체 기판에 대응하고, 또한 종래의 세정 방법과 비교하여, 포토레지스트의 현상 처리 등에 있어서, 세정 효과를 높이는 것이 가능해진다.
또, 현상 처리 및 세정 처리에, 도 30에 도시하는 세정용 노즐(102)과 현상용 노즐(121)이 일체로 된 노즐(120)을 이용해도 된다. 도 30에 도시한 바와 같이, 노즐(120)은 세정용 노즐(102)과 현상용 노즐(121)을 구비한다. 현상용 노즐(121)에 있어서는, 현상액을 토출하는 토출구(122)가 슬릿형상으로 형성되어 있다. 토출구(122)의 스캔 방향에 직교하는 방향의 길이는 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상이다. 이에 의해, 스캔 방향과 대략 수직인 방향에서 도중에 끊기지 않고 연속적으로, 기판(103)의 피처리 영역에 현상액을 균일하게 공급할 수 있다. 또, 토출구(121)가 제3 토출 영역이다. 또, 현상용 노즐(121)의 위치는도 30에 도시한 바와 같이, 스캔 방향에 대하여 세정용 노즐(102)의 전방측에만 한정되지 않는다. 예를 들면, 현상용 노즐(121)이, 스캔 방향에 대하여 세정용 노즐(102)의 후방측에 배치되어 있어도 된다.
이 노즐의 경우, 현상 처리와 세정 처리가 병렬로 행해지지 않는다. 현상 처리시에는, 현상용 노즐(121)로부터 현상액을 토출시키고, 세정용 노즐(102)로부터는 세정액의 토출 및 가스의 분출을 행하지 않는다. 또, 세정 처리 시에, 세정용 노즐(102)로부터 세정액의 토출 및 가스의 분출을 행하고, 현상용 노즐(121)로부터는 현상액을 토출시키지 않는다.
또, 상기 실시예에서는 처리액으로서 현상액을 이용하여 설명하였다. 그러나, 처리액으로서, 에칭 용액 등을 이용해도 된다.
(제2 실시예)
본 실시예에서는 제1 실시예와 마찬가지로, 기판의 피처리 영역에 소정의 치수 및 형상의 패턴을 형성하기 위해, 현상 처리, 세정 처리, 및 건조 처리를 행한다. 또한, 본 실시예에서는, 한장의 기판에 현상 처리, 세정 처리, 및 건조 처리의 프로세스를 1 장치 내에서 연속적으로 행할 수 있는, 소위 낱장식의의 현상 처리 장치를 사용한다.
이 현상 처리 장치의 내부에는 기판에 대하여, 현상 처리, 세정 처리, 및 건조 처리를 연속적으로 행할 수 있는 처리 유닛이 설치되어 있다. 본 실시예에서는, 이러한 처리 유닛 내에서 현상 처리, 세정 처리, 및 건조 처리의 일련의 프로세스가 대응하는 각 처리 기기를 이용하여 행해진다.
이 처리 유닛 내에는 일례로서, 공지의 스캔 현상 처리를 행하기 위해, 현상 처리 기구가 설치되어 있다. 이 현상 처리 기구의 일부에는 현상액을 토출하면서, 기판 위를 스캔하도록, 상하, 및 수평 방향으로 이동 가능한, 가동형의 현상용 노즐이 구비되어 있다. 이 현상용 노즐은 기판의 피처리 영역에 균일한 양으로 현상액을 공급하기 위해, 가늘고 긴 장방형의 슬릿형상으로 구성되어 있다.
또한, 이상의 구성에 부가하여 처리 유닛에는, 도 6과 같이, 세정 처리 기구도 설치되어 있다. 이하, 도 6을 이용하여, 현상 처리, 세정 처리, 및 건조 처리를 행하는 처리 유닛 내에 설치된 세정 처리 기구의 구성, 및 동작에 대하여 상세히 설명한다.
또한, 도 6은 세정 처리 기구(200)에 관계되는 주요한 구성부를 도시하는 것이다.
현상 처리, 및 세정 처리를 행하는 유닛에는 도 6에 도시한 세정 처리 기구(200)가 구비되어 있다. 세정 처리 기구(200)에는 주요한 구성부로서, 고정 지지용 척(201), 및 세정 노즐(202)이 구비되어 있다. 또한, 이들 고정 지지용 척(201), 및 세정 노즐(202)은 가동형으로 구성되고, 각각, 독립적으로 이동시킬 수 있다.
세정 처리 기구(200)에서는 현상 처리가 행해진 후, 기판(203)은 고정 지지용 척(201) 위에 재치, 및 고정되어, 세정 노즐(202)로부터 소정의 세정액을 공급하여, 기판(203)의 표면에 세정 처리가 실시된다.
또한, 기판(203)은, 일례로서 직경이 300㎜ 정도인 것으로 한다.
본 실시예에서는 세정 노즐(202)은 5개의 노즐(202a∼202e)로 구성되어 있다. 이동 기구(215)는 노즐(202)을 기판(203)의 표면에 대하여, 평행하게 이동시킨다.
또한, 특히 도시하지 않았지만, 세정 처리 기구(200)에는 소정의 위치에 기판(203)의 이면(하면)을 세정하는 노즐이 설치되고, 적절하게, 세정액 등을 토출하고, 용해 생성물이나 미소한 파티클을 기판(203)의 이면으로부터 제거할 수 있다. 이 때, 기판(203)의 이면을 세정하는 노즐의 구조는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 것을 이용해도 된다. 또한, 이 노즐은 특히 기판(203)의 이면의 주연부를 세정하도록 기판(203)의 이면측 등의 위치에 배치되어 있으면 된다.
본 실시예에서는 상술한 바와 같이, 가동형의 세정 노즐(202)을 이용하고 있다. 구체적으로는, 세정 노즐(202)은 기판(203)의 표면에 대하여, 일정한 간격을 유지하면서, 평행하게 이동하는 것이 가능하다. 또한, 일례로서 세정 노즐(202)은 5개의 노즐(202a∼202e)로 구성된다.
본 실시예에서는, 도 7에 도시한 바와 같이 세정 노즐(202)은 5개의 노즐(202a∼202e)을 서로 인접시켜 조합하여 구성된다.
본 실시예에서는, 3개의 노즐(202a, 202c, 202e)은 각각, 제1 내지 제3 분출 영역으로서, 고압의 에어를 기판(203)의 피처리 영역에 내뿜는다. 또한, 노즐(202b), 및 노즐(202d)은 세정액 공급용 노즐로서, 각각 기판(203) 상의 피처리 영역에 세정액을 토출한다.
또한, 노즐(202a∼202e)은 각각 독립적으로 세정액 A, B, 및 고압의 에어를토출, 혹은 분출하도록 조작할 수 있다.
여기서는, 세정 노즐(202)에 있어서, 스캔 방향을 따라서 제1 에어 공급 노즐(202a), 제1 세정액 공급 노즐(202b), 제2 에어 공급 노즐(202c), 제2 세정액 공급 노즐(202d), 제3 에어 공급 노즐(202e)의 순서대로 서로 인접하여 배치된다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 각 노즐(202a∼202e)은 가늘고 긴 장방형의 슬릿형상으로 형성되어 있고, 기판(203)과 대향하는 저면에는 세정액을 토출하는 다수의 세정액의 토출구(204), 및 에어용 토출구(205)가 형성되어 있다.
여기서는, 각 세정액 공급 노즐(202b, 202d)는 2열로 평행하게 배치된다. 또한, 각 세정액 공급 노즐(202b, 202d)의 저면에는 원형형상의 세정액의 토출구(204)가 다수, 또한 교대로 배열된 소위, 다공 구조형상으로 형성되어 있다. 여기서는, 세정액의 토출구(204)는 원 형상으로 형성되어 있어, 각 세정액을 외부에 높은 압력으로 토출할 수 있다. 또한, 세정액의 토출구(204)는 서로 평행한 열을 형성하도록, 각 세정액 공급 노즐(202b, 202d)에서 2열로 교대로 배열되어 있다.
세정 처리를 행하는 과정에서는, 세정액의 토출구(204)로부터, 소정의 세정액이 동시에 토출되고, 세정액 공급 노즐(202b, 202d)의 각각은 스캔 방향과 수직인 방향에서, 소정의 세정액을 기판(203) 상의 피처리 영역에 균일하게 공급할 수 있다. 이 때, 상술한 바와 같이, 각 세정액 공급 노즐(202b, 202d)은 2열로 평행하게 배치되어 있고, 또한, 세정액의 토출구(204)도, 각각의 노즐에 있어서, 2열로 상호 평행하게 배열되어 있다. 따라서, 스캔시키면서, 원 형상의 세정액의토출구(204)로부터, 각 세정액을 높은 압력으로 토출하여, 대략 일직선형상으로 기판(203)의 피처리 영역에 공급할 수 있다. 노즐(202b)의 토출구(204)가 배치되어 있는 영역이 제1 토출 영역이다. 노즐(202d)의 복수의 토출구(104)가 배치되어 있는 영역이 제2 토출 영역이다.
또한, 제1∼제3 에어 공급 노즐(202a, 202c, 202e) 각각에는 에어용 분출구(205)가 가늘고 긴 장방형의 슬릿형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 스캔 방향과 수직인 방향에서, 도중에 끊기지 않고 연속적으로, 기판(203)의 피처리 영역에 고압의 에어를 균일하게 내뿜을 수 있다. 제1에어 공급 노즐(202a)의 분출구(205)가 형성되어 있는 영역이 제3 분출 영역이다. 제2에어 공급 노즐(202c)의 분출구(205)가 형성되어 있는 영역이 제1 분출 영역이다. 제3에어 공급 노즐(202e)의 분출구(205)가 형성되어 있는 영역이 제2 분출 영역이다.
이상과 같이, 세정 노즐(202)은 기판(203)의 피처리 영역에, 도중에 끊기지 않고 연속적으로, 또한 대략 일직선형상으로, 각 세정액, 및 고압의 에어가 공급되도록 구성되어 있다.
또한, 본 실시예에서는 제1 실시예와 마찬가지로, 노즐(202a∼202e)의 저면이 각각 횡폭(W2a, W2b, W2c, W2d, W2e)=5㎜, 세로의 길이 L2=305㎜을 갖는 구조로 되어 있다. 또한, 이들 5개의 각 노즐을 일체화시켜 이용하면, 세정 노즐(202)의 전체에서는 저면이 횡폭 W2=25㎜, 세로의 길이 L2=305㎜의 치수를 갖는 구조로 된다.
여기서는, 특히 세정 노즐(202)의 세로의 길이 L2를, 기판(203)의 직경(예:300㎜)에 대하여 수㎜ 정도로 크게 하여, 기판(203)의 표면 전체에 걸쳐, 세정액, 및 고압의 에어가 확실하게 공급되도록 하면 된다.
또한, 본 실시예에서 사용하는 세정 처리 기구에 있어서, 세정 노즐(202)의 구성은, 적절하게 노즐의 수 및 배치를 변경하는 것이 가능하다. 구체적으로는 세정 목적에 따라서, 세정액 공급용의 노즐, 및 에어 공급용의 노즐의 수를 변경하여, 각각의 구성, 및 이들의 배치를 재조합하는 것이 가능하다.
본 실시예에서는, 이상과 같은 세정 처리 기구를 이용하여, 기판에 세정 처리 공정을 행한다. 본 실시예에서는 제1 실시예와 마찬가지로, 반도체 장치를 제조하는 과정을 일례로, 기판 처리 방법에 대하여 설명한다. 이 경우, 반도체 기판 위의 감광성 포토레지스트막에 패턴을 형성하기 위해, 현상 처리 공정, 계속해서, 세정 처리 공정을 순차적으로 실시한다. 따라서, 기판에는 일례로서 반도체 기판을 이용하는 것으로 한다.
또한, 본 실시예에서는 일례로서, 반도체 기판에는 300㎜ 정도의 직경을 갖는 것을 이용한다.
이하에, 본 실시예의 세정 처리 방법에 대하여, 도 8을 이용하여, 구체적으로 설명한다. 여기서는, 도 8에 도시한 세정 처리 기구(200)를 구비한 처리 유닛을 이용하는 것으로 한다.
반도체 기판 위에는, 미리, 반사 방지막, 계속해서, 그 위에 화학 증폭형의 감광성 포토레지스트막을, 순차적으로 공지의 방법으로 형성한다. 그 후, KrF 엑시머 레이저 등을 광원으로 이용하여, 노광용 레티클을 개재하여, 축소 투영 노광을 행하여, 소정의 치수 및 형상의 패턴을 포토레지스트막에 조사한다.
다음에, 반도체 기판마다, 포토레지스트막에 열 처리를 실시하고, 그 후, 상술한 가동형의 현상용 노즐을 이용하여, 소위 스캔 현상 처리를 실시하여, 포토레지스트막에 소정의 치수 및 형상의 패턴을 형성한다. 여기서는, 현상용 노즐을 60㎜/sec 정도의 일정 속도로 스캔시키면서, 반도체 기판 위의 포토레지스트막에 소정의 현상액을 공급하여, 공지의 패들 현상 처리를 행하여, 포토레지스트막에 패턴을 형성한다.
또한, 포토레지스트용 현상액에는 알칼리성의 테트라메틸 암모늄 수용액(PH치: 13. 4)를 이용한다.
다음에, 현상 처리를 소정 시간 행한 후에, 반도체 기판에 세정 처리를 실시하여, 포토레지스트막에 있어서 현상 반응을 정지시키고, 또한 현상액, 및 현상 처리에 의해서 발생한 용해 생성물 및 미소 파티클 등을 반도체 기판의 외측으로 씻어 내어 제거한다.
여기서는, 종래와 같이 회전시키지 않고서, 고정 지지용의 척(201) 위에 정지시킨 상태에서 반도체 기판에 세정 처리를 실시하여, 현상액, 현상 처리에 의해서 발생한 용해 생성물, 및 미소 파티클 등을 제거한다. 그 후, 건조 처리를 실시하여, 반도체 기판 위에 소정의 치수 및 형상을 갖는 포토레지스트의 패턴을 형성한다.
이 후, 세정 처리 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 실시예에서는 반도체 기판의 표면 전체에 걸쳐, 세정 노즐(202)을 스캔시키면서, 세정 처리를 행하여, 현상액, 현상 처리에 의해서 발생한 용해 생성물, 및 미소 파티클 등을 제거한다. 또, 반도체 기판의 표면이란 반도체 소자가 형성되는 면이다.
구체적으로는, 제1 실시예와 마찬가지로, 세정 노즐(202)을, 우선, 반도체 기판(206)의 한쪽의 일단에 가까이 하고, 그 후 반도체 기판(206) 위의 현상액(207)의 막과 일정한 간격을 유지하면서, 타단으로 평행하게 이동하도록 하여 스캔시키면서 세정 처리를 행한다. 이 때, 세정 노즐(202)을 스캔시키는 동안에, 도 8에 도시한 바와 같이, 3개의 에어 공급 노즐(202a, 202c, 202e), 및 2개의 세정액 공급 노즐(202b, 202d)로부터 각각 일례로서 고압의 드라이 에어(208, 210, 212), 세정액(A209), 및 세정액(B211)을 현상액(207)에 공급시킨다. 또, 참조 부호 216은 포토레지스트막이다.
본 실시예에서는, 상술한 바와 같이, 세정 노즐(202)은 그 세로의 길이 L2(예: 305㎜)가, 반도체 기판(206)의 직경(예: 300㎜) 이상이다. 그리고, 드라이 에어(208, 210, 212) 및 세정액(209, 211)을 공급하는 영역의 스캔 방향에 직교하는 방향의 폭은, 반도체 기판(206)의 직경 이상이다. 따라서, 반도체 기판(206)의 표면 전체에, 드라이 에어(208, 210, 212) 및 세정액(209, 211)이 공급되도록 구성되어 있다. 따라서, 고압의 드라이 에어(208, 210, 212)를 내뿜으면서, 세정 노즐(202)을 상술한 바와 같이 스캔시키면, 세정액(A209), 및 세정액(B211)이 반도체 기판(203)의 표면 전체에 공급되도록 되어 있다.
본 실시예에서는, 각 에어 공급 노즐(202a, 202c, 202e)로부터는 일례로서,고압의 드라이 에어(208, 210, 212)를 내뿜는다. 또한, 본 실시예에서는 일례로서, 세정액(A209)에 산화성의 세정액인 오존수를, 또한 세정액(B211)에 환원성의 세정액인 수소수를 이용한다. 이 때, 오존수, 및 수소수의 농도는 0.1∼5ppm 정도로 한다.
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 고압의 드라이 에어(208, 210, 212)의 각각은 소위 에어 커튼으로서 작용한다. 고압의 드라이 에어(208, 212)는 반도체 기판(206) 위의 현상액(207)의 막에 내뿜어지고, 스캔 방향에서 세정 노즐(202)의 양측으로부터 노즐(202b)로부터 토출되는 세정액(A209) 및 노즐(202d)로부터 토출되는 세정액(B211)을 덮어, 이들을 외부로부터 차단하도록 작용한다. 또한, 고압의 드라이 에어(210)는 반도체 기판(206) 상의 현상액(207)의 막에 대하여, 세정액(A209), 및 세정액(B211)의 사이를 약간, 수 100㎚ 내지 수 100㎛ 정도의 두께로, 액막을 남길 정도로 차단한다.
이 경우, 고압의 드라이 에어(208, 210, 212)는 풍속 0.1 내지 10m/sec 정도로 분출되고, 각각이 상술한 바와 같이 에어 커튼으로서 작용할 정도의 압력과 유량을 필요로 한다.
또한, 이 때, 세정 노즐(202)은 반도체 기판(206) 상의 현상액(207)의 표면으로부터, 3㎜ 이하의 높이까지 접근시켜, 포토레지스트의 패턴과 접촉하지 않을 정도로 일정한 간격을 유지한다. 그 후, 세정 노즐(202)로부터 상술한 바와 같이, 세정액(A209), 세정액(B211), 및 고압의 드라이 에어(208, 210, 212)를 공급하면서, 반도체 기판(206)의 한쪽의 단부로부터 타단으로, 반도체 기판(206) 상의 표면전체에 걸쳐 스캔시킨다. 따라서, 반도체 기판(206) 상에서는 피처리 영역에서, 고압의 드라이 에어(208), 세정액(A209)(예: 오존수), 고압의 드라이 에어(210), 세정액(B211), 및 고압의 드라이 에어(212)의 순서대로 각각 공급되게 된다.
본 실시예에서는, 일례로서 세정 노즐(202)은, 현상액(207)을 공급하는 현상용 노즐과, 동일 방향으로, 동일 경로 위를 스캔시키는 것으로 한다. 또한, 이 때, 세정 노즐(202)은 현상액(207)을 공급하는 노즐의 이동 속도와 동일하고, 60㎜/sec 정도의 일정 속도로 스캔시키는 것으로 한다.
이 경우, 현상액(207)을 공급하는 경우와 비교하여, 동일 방향으로, 동일 경로 위를 동일 정도의 일정 속도로 스캔시킴으로써, 반도체 기판(206)의 표면 전체에 있어서, 현상액(207)이 공급되고나서 세정액(A209)으로 치환되기까지의 시간이 균등하게 되도록 제어하는 것이 가능해진다. 따라서, 포토레지스트막에 패턴을 형성하는 과정에서, 각 영역 사이에서는 현상 반응이 개시하는 시각에는 차가 생기지만, 반도체 기판(206)의 전면에서 현상액이 작용하는 시간을 균등하게 하여, 정밀도 좋게, 포토레지스트막에 패턴을 형성할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서는 현상액을 세정액으로 치환한다는 것은 현상액의 성분을 세정액의 성분에 의해서 변화시키어, 포토레지스트에의 현상액의 작용을 정지시키는 것을 의미한다.
또한, 이 때, 전술한 이면을 세정하는 노즐(특히 도시하지 않음)로부터, 세정액(예: 순수)을 토출시켜, 반도체 기판(206)의 이면의 세정 처리를 행한다. 이와 같이, 반도체 기판의 표면의 세정을 행할 때에, 이면을 세정한다. 이에 의해,반도체 기판(206)의 표면측으로부터 제거된, 현상액, 용해 생성물, 및 미소 파티클 등을 확실하게, 반도체 기판에 남기지 않고, 배출하는 것이 가능해진다. 또, 표면측, 및 이면측을 동시에 세정 처리함으로써, 단시간에 확실하게, 반도체 기판(206)의 세정 처리를 행하는 것이 가능해진다.
이상과 같이 세정 처리를 행하고, 이어서, 에어 등을 반도체 기판(206)의 표면에 공급하여, 포토레지스트막의 패턴 상에 약간 남은 세정액을 제거한다. 이와 같이, 본 실시예에서는 반도체 기판(206)을 회전시키지 않고서 세정액을 기화시켜, 건조 처리를 행할 수 있다. 따라서, 대구경(예: 300㎜)의 반도체 기판 등을 이용한 경우라도, 포토레지스트의 패턴의 손상, 또는 패턴 일그러짐 등을 발생시키지 않고서, 건조 처리를 행할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 기판, 즉 반도체 기판(106)에 대하여 세정 노즐(202)을 상대적으로 이동시키도록 하여, 각 세정액 및 고압의 드라이 에어를 공급하면 된다. 따라서, 세정 노즐(202)을 고정하고, 그 상태에서 각 세정액을 토출시켜, 고정 지지용 척(201)마다 반도체 기판(206)을 이동시키어, 상술한 바와 같이 각 세정액(209, 211), 고압의 드라이 에어(208, 210, 212)를 반도체 기판(106) 위의 피처리 영역에 공급하는 것도 가능하다.
본 실시예의 세정 방법에서는, 기판, 즉, 반도체 기판(206) 상의 현상액(207)에, 스캔 방향을 따라서 고압의 드라이 에어(208), 세정액(A209), 고압의 드라이 에어(210), 세정액(B211) 및 고압의 드라이 에어(212)의 순서대로, 토출 혹은 분출을 행하지만, 그 효과는 이하와 같다.
세정 노즐(202)에 있어서, 제1 에어 공급 노즐(202a)로부터 고압의 드라이 에어(208)를 내뿜으면, 반도체 기판(206) 상의 현상액(207)이 가압되고, 그 막 두께는 수 100㎛ 정도로 억제된다.
이 때, 고압의 드라이 에어(208)는 에어 커튼을 형성하고, 현상액(207)이 세정 처리 종료의 영역에 재부착하는 것을 방지하고, 또한 직후에 있을, 세정액(A209)의 선행 현상, 즉 미세정 영역에 부착하는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 세정 노즐(202)의 제1 세정액 공급 노즐(202b)로부터는 세정액(A209)가 토출된다. 반도체 기판(206) 상의 현상액(207)이 세정액(A209)의 성분으로 치환하여 이루어진다. 또한, 세정액(A209)가 용액 중의 용해 생성물이나 미소 파티클을 반도체 기판(206)의 외측으로 씻어 낸다.
이 때, 제1 에어 공급 노즐(202a)로부터 고압의 드라이 에어(208)를 내뿜고 있어, 상술한 바와 같이, 반도체 기판(206) 상의 현상액(207)의 막 두께는 억제되어, 현상액(207)의 양이 감소하고, 또한, 가압되기 때문에, 세정 효과가 높아지게 된다.
또한, 제2 에어 공급 노즐(202c)에 의해, 고압의 드라이 에어(210)를 내뿜는다. 제1 세정액 공급 노즐(202b)의 하측의 영역은 에어 커튼에 의해서 양측이 구획되어, 스캔 방향에서 차폐된다. 따라서, 세정액(A209)이 작용하는 영역은 고압의 드라이 에어(208, 210)에 의해 구획된 영역 내에 한정된다. 이 영역 내에 있는 현상액(207)은 상술한 바와 같이 막 두께가 억제되고, 또한 그 양도 세정액(A209)에 비교하여 충분히 적은 것으로 된다. 이 경우, 세정 처리를 행하는 과정에서, 현상액(207)에 의해서 소비되는 세정액(A209)의 양이 감소하여, 세정액(A209)의 농도를 공급시로부터 대략 일정하게 유지하는 것이 가능해진다. 따라서, 세정 노즐(202)의 스캔에 의해, 순간적으로, 현상액(207)을 세정액(A209)(예: 오존수)으로 치환하여, 반도체 기판(206)의 표면 전체에 있어서, 단시간에 세정 처리를 행하는 것이 가능해진다.
또한, 세정액(A209)에 의해 치환된 현상액(207)과 세정액은 에어 커튼을 따라, 간극으로부터 반도체 기판(206)의 외측으로 배출되고, 세정 노즐(202)을 스캔시킨 후, 현상액(207) 등의 기판 위에의 복귀를 방지할 수 있다.
단, 이 때, 고압의 드라이 에어(208, 210)는 반도체 기판(206) 상을 스캔하는 방향과 대략 수직인 방향에서 도중에 끊기지 않고, 일직선형상으로 이어져, 에어 커튼을 형성하는 것이 필요하다.
세정액 공급 노즐(202)에 있어서는, 고압의 드라이 에어(210)에 후속하여, 세정액(B211), 고압의 드라이 에어(212)를, 순차적으로 토출, 또는 분출된다.
본 실시예에서는 세정액(A209)에는 오존수를 이용한다. 이 오존수는 현상 처리를 행하는 과정에서 발생하는 용해 생성물, 미소 파티클, 및 석출물 등을 산화시킨다. 특히, 유기물을 산화하고, 그 분자 구조를 분해시켜, 파티클로 세분화하는 효과가 있다. 이 때문에, 현상 처리 후, 포토레지스트에의 유기물의 재부착 등을 억제하고, 레지스트 패턴의 결함 개소의 발생을 대폭 저감시킬 수 있다.
또한, 이 때, 오존수는 1ppm 정도의 저농도로 사용하면 된다. 이 정도의 농도이면, 오존수는 포토레지스트의 패턴에 손상을 미치지 않는다. 이 경우, 포토레지스트의 패턴의 측벽부만을 약간 에칭하는 정도이기 때문에, 레지스트 패턴의 치수의 거칠기(=국소적인 변동)을 저감시켜, 면 내에서 치수 균일성을 높인다는 효과가 얻어진다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 세정액(B211)에는 환원성의 성질을 갖는 세정액으로서, 수소수를 이용한다.
상술한 바와 같이 오존수에 의해서 유기물이 분해된 후, 포토레지스트막의 표면에는, 씻어 내려가지 않고서 남은 유기물의 파티클 등이 부착한다. 이 유기물의 파티클이 포토레지스트의 패턴에 부착하면, 레지스트 패턴에 결함 개소(=패턴 치수의 변동)가 발생하게 되어, 후속 에칭 공정에 있어서, 치수 및 형상의 오차를 생기게 한다.
이 문제에 대하여, 본 실시예와 같이, 오존수를 공급한 후에 수소수를 토출함으로써, 이 유기물의 파티클 등의 표면을 환원하여, 다시 포토레지스트막의 표면으로부터 분리시킨다. 이에 의해, 기타, 오염물, 및 불순물을 포함하여, 반도체 기판(206)의 외측으로 씻어 내어 , 보다 확실하게 세정 처리를 행하는 것이 가능해진다.
본 실시예에서는 세정액(A209)에 오존수, 또한 세정액(B211)에 수소수를 이용하고, 이들을 순차적으로 연속하여 반도체 기판(206) 상의 현상액(207)에 공급한다. 이 경우, 오존수는 산화성의 수용액이고, 한편 수소수는 환원성의 수용액이다. 세정 처리를 행하는 과정에서, 오존수와 수소수가 서로 혼입하면 각각의 용액의 특성을 상쇄하여, 세정액으로서의 기능, 나아가서는 세정 효과를 저하시키게 된다.
따라서, 이와 같이 상대하는 성질의 세정액을 이용하는 경우에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 양 세정액을 격리시키기 위해, 고압의 드라이 에어를 내뿜어, 소위 그들 사이에 에어 커튼을 형성하여 세정액끼리의 혼입을 억제하면, 세정 효과를 일정하고 높게 유지하는 데에 있어서 유효하다.
또한, 본 실시예에서는 세정액 A에 오존수, 또한 세정액 B에 수소수를 이용하였지만, 이들과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것이면, 다른 종류의 세정액으로 변경하는 것도 가능하다. 예를 들면, 세정액 A에 오존수, 세정액 B에 순수를 이용하여, 상술한 바와 같이 세정 처리를 행할 수 있다. 또, 세정액 B에 이용되는 순수에는, 계면 활성제 등을 부가하여, 불순물, 및 오염물 등을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
본 실시예에서는, 상술한 바와 같이, 세정액(A209), 및 세정액(B211)이 토출하는 동안에, 이들의 전후의 양측에는 고압의 드라이 에어(208, 212)가 분출되도록 하여 세정 처리를 행한다. 이 때, 고압의 드라이 에어(208, 212)는 에어 커튼으로서 작용하여, 세정 노즐(202)의 스캔 방향에서 세정액(A209), 및 세정액(B211)의 전후로부터 차폐한다. 따라서, 세정액(A209), 및 세정액(B211)은 외측으로 확산되지 않고, 현상액(207)에 집중적으로 공급되어 압력이 높아지고, 그 만큼, 한층 더 세정 효과를 높이는 것이 가능해진다.
이하에, 도 9의 (a) 및 (b)를 참조하여, 본 실시예의 효과에 대하여 종래의세정 방법을 이용한 경우와 비교하여 설명한다.
여기서는, 우선, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서 이용하는 세정용 노즐을 스캔시키면서, 일례로, 에어, 오존수, 에어, 수소수, 에어의 순서대로 공급하여, 기판의 세정 처리를 행하고, 그 후, 포토레지스트 패턴의 치수 균일성, 및 결함 개소의 개수를 측정한다. 또한, 여기서는 제1 실시예인 경우와 마찬가지로, 일례로, 이러한 세정 처리를 3회 정도 반복하여 행하고, 각각의 처리에 있어서, 기판면 내의 치수 균일성, 및 패턴의 결함 개소의 개수를 측정한다. 도 9의 (a) 및 (b)에는 본 실시예의 방법을 이용한 3회의 세정 처리의 각각, 및 종래의 세정 방법의 결과에 대하여 기재하고, 본 실시예의 효과는 그 3회의 세정 처리의 평균값과 종래의 세정 방법의 값을 비교하여 고찰한다. 그 결과, 본 실시예에 있어서, 도 9의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같은 효과를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
도 9의 (a)에는 본 실시예의 방법, 및 종래의 세정 방법의 각각에 있어서, 기판(=웨이퍼)의 면 내에서, 포토레지스트 패턴의 치수 균일성을 측정한 결과에 대하여 도시한다. 본 실시예의 방법에서는, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 실시예와 마찬가지로, 종래의 세정 방법에 비교하여 약 20% 정도, 치수 균일성을 향상시킬 수 있었다. 여기서, 치수 균일성은 설계 상, 동일 치수이어야 하는 패턴을 대상으로 하고, 이들 패턴의 복수점에서 측정을 행하고, 그 결과 얻어지는 치수의 변동의 정도를 나타내는 것이다.
또한, 도 9의 (b)에는 본 실시예의 방법, 및 종래의 세정 방법의 각각에 있어서, 포토레지스트 패턴에 발생한 결함 개소의 개수를 측정한 결과에 대하여 도시한다. 본 실시예에서는, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 실시예와 마찬가지로, 기판 위에서, 포토레지스트 패턴의 결함 개소의 개수를 측정한 바, 종래의 세정 방법을 이용한 경우에 비하여, 65%나 감소시킬 수 있었다. 여기서, 결함 개소는 포토레지스트 패턴에 유기물 등의 불순물, 오염물 등이 부착하여, 치수에 오차가 발생한 상태를 나타낸다.
이와 같이, 본 실시예에서는 대구경(예: 직경 300㎜ 정도)의 반도체 기판에 대응하고, 또한 종래의 세정 방법과 비교하여, 포토레지스트의 현상 처리 등에 있어서, 세정 효과를 높이는 것이 가능해진다.
본 실시예에서는, 세정액의 내부에 기포를 발생시키고, 이 기포를 물리적으로 작용시키어, 세정 효과를 더욱 높이는 것도 가능하다. 이 경우, 도 10에 도시한 바와 같이, 양측의 에어 커튼(208, 210)에 구획된 영역 내에서 반도체 기판(206) 상의 현상액(207)에 도달하기 전에, 노즐(202b)로부터 토출하는 세정액(A209) 내에, 제2 에어 공급 노즐(202c)로부터 분출되는 고압의 드라이 에어(210)의 일부(=소 에어)(213)를 혼입시키어 세정액(A209) 내에 기포(214)를 발생시킬 수 있다. 이 기포(214)는 세정액(A209)의 내부에 압력차를 발생시키고, 포토레지스트의 패턴의 표면에 부착하고 있는 용해 생성물, 및 미소 파티클 등에 충격을 가하여, 이들을 용이하게 제거하여, 더욱 세정 효과를 높이는 것이 가능해진다.
이 경우, 세정 노즐(202)에는, 적어도, 고압의 드라이 에어(208, 210)의 한쪽에 있어서, 에어의 일부를 인접하는 세정액(A209)의 측으로 분출되도록, 가공을실시한 것을 이용할 수 있다.
구체적으로는, 제1 세정액 공급 노즐(202b)의 양측에, 노즐(202a), 및 노즐(202c)의 에어 분출구(205)로부터 고압의 에어를 분출하여, 에어 커튼을 형성하고, 또한, 적어도, 고압의 드라이 에어(208, 210)의 일부를, 인접하는 세정액(A209)의 측으로 분출되도록 가공한다. 여기서는, 적어도 노즐(202a), 및 노즐(202c)의 어느 한쪽에 있어서, 에어 토출구(205)와 소정의 간격을 두고, 노즐(202b)에 가까운 쪽 측에 분출구(예: 구멍형)를 설치하여, 고압의 드라이 에어(208), 또는 고압의 드라이 에어(210)의 일부를 분출하도록 구성되어 있으면 된다.
또한, 일례로서 세정액(A209)에 기포를 발생시켜 세정 처리를 행하지만, 세정 노즐(202)에 마찬가지의 요령으로 가공을 실시하여, 세정액(B211)에 기포를 발생시켜 세정 처리를 행하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시예와 같이, 각 고압의 드라이 에어(208, 210, 212)가 작용하여, 반도체 기판(206) 상에서는, 현상액(207)의 양이 약간 억제되어 있다. 이러한 경우에는, 세정액(A209), 즉 오존수는 액 중에서 그 농도를 저하시키지 않고서, 현상 반응 중의 포토레지스트막에 도달하고, 그 표층부는 오존수에 의해서 산화된 상태로 된다.
이와 같이, 포토레지스트막의 표층부도 산화함으로써, 한층 확실하게 유기물의 파티클의 재부착을 방지하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 실시예에서는 용해 생성물, 미소 파티클, 석출물 등, 그 중에서도 유기물을 효과적으로 제거하고, 세정 처리를 행하는 과정에서 현상 패턴의 결함 개소의 발생을 현저히 저감시키는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 고압의 드라이 에어(208, 210, 212)를 내뿜음으로써, 세정액(A209)의 막, 및 세정액(B211)의 막이 가압되어, 에어 커튼의 바로 아래에서는 수100㎚ 내지 수10㎛ 정도의 두께로까지 억제된다. 즉, 반도체 기판(206)에 있어서, 고압의 드라이 에어(208, 210, 212)가 통과한 영역에서는, 세정액(A209), 세정액(B211)이 약간의 양으로 억제된다. 따라서, 그 후, 종래의 방법과 같이, 고속 회전(=회전 속도: 1000 내지 4000rpm 정도)시켜 세정액을 뿌리지 않고도, 반도체 기판(206)에는 적어도, 이것과 동등한 건조 처리의 효과를 줄 수 있다. 이 경우, 반도체 기판(206)에는 물리적인 부하(=예: 원심력, 세정액 등의 수류 등)가 걸리지 않기 때문에, 대구경(예: 직경 300㎚ 정도)의 반도체 기판을 이용한 경우라도, 용이하게, 또한 손상 등을 주지 않고서, 세정 처리 후, 포토레지스트의 패턴에 건조 효과를 주는 것이 가능해진다.
이와 같이, 본 실시예에서는 대구경(예: 직경 300㎜ 정도)의 반도체 기판에 대응하고, 또한 종래의 방법, 즉 반도체 기판을 고속 회전시켜 세정하는 경우와 비교하여, 동등 이상의 세정 효과를 얻는 것이 가능해진다.
또, 현상 처리 및 세정 처리에, 도 31에 도시한 세정용 노즐(202)과 현상용 노즐(221)이 일체로 된 노즐(220)을 이용해도 된다. 도 31에 도시한 바와 같이, 노즐(220)은 세정용 노즐(202)과 현상용 노즐(221)을 구비한다. 현상용 노즐(221)에서는, 현상액을 토출하는 토출구(222)가 슬릿형상으로 형성되어 있다. 토출구(222)의 스캔 방향에 직교하는 방향의 길이는 기판의 최대 직경, 또는 최장변과 동등 이상이다. 이에 의해, 스캔 방향과 대략 수직인 방향에서 도중에 끊기지 않고 연속적으로, 기판의 피처리 영역에 현상액을 균일하게 공급할 수 있다. 또, 토출구(221)가 제3 토출 영역이다. 또, 현상용 노즐(221)의 위치는 도 31에 도시한 바와 같이, 스캔 방향에 대하여 세정용 노즐(202)의 전방측에만 한정되지 않는다. 예를 들면, 현상용 노즐(121)이 스캔 방향에 대하여 세정용 노즐(202)의 후방측에 배치되어 있어도 된다.
이 노즐의 경우, 현상 처리와 세정 처리는 병렬로 행해지지 않는다. 현상 처리 시에는 현상용 노즐(221)로부터 현상액을 토출시키고, 세정용 노즐(202)로부터는 세정액의 토출 및 가스의 분출을 행하지 않는다. 또한, 세정 처리 시에, 세정용 노즐(202)로부터 세정액의 토출 및 가스의 분출을 행하고, 현상용 노즐(221)로부터는 현상액을 토출시키지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시예 및 제2 실시예에서는 종래의 세정 방법에 비교하여, 반도체 기판 등, 기판의 세정 처리를 효과적으로 행하는 것이 가능해진다.
이상, 제1 실시예 및 제2 실시예에서는 기판으로서 반도체 기판을 일례로 들어 반도체 장치의 제조 공정에 대하여 설명하였다. 그러나, 이들 실시예에서는, 기타, 액정용 기판, 노광용 마스크 기판 등을 이용한 경우라도, 현상 처리, 및 세정 처리 등에서 적용하여, 각종 제품의 수율을 높이는 것이 가능하다.
(제3 실시예)
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 현상 처리 방법의 처리 수순의 흐름도를 도시하는 도면이다. 또한, 도 12 내지 도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 현상 처리 방법의 처리 수순을 도시하는 공정도이다.
도 11 내지 도 16을 이용하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 현상 방법을 설명한다.
(단계 S101)
도 12에 도시한 바와 같이, 반도체 기판을 포함하는 기판(300)에는 주면 위에 반사 방지막을 개재하여 화학 증폭형 레지스트(감광성 레지스트막)가 도포 형성되고, 화학 증폭형 레지스트막에는 RrF 엑시머 레이저를 이용하여, 노광용 레티클을 개재하여 회로 패턴이 축소 투영 노광되어 있다. 기판(300)에 대하여 PEB 처리를 행한 후, 반송 로봇에 의해, 기판(300)은 현상 장치의 기판 유지부(301)의 상부에 반송되고, 기판 유지부(301)에 흡인 고정된다. 린스 시 및 건조 시 등, 필요에 따라서 회전 기구(302)에 의해 기판(300)을 회전시킨다.
본 실시예에 따른 현상 장치는 또한 린스 노즐(303) 및 현상액 공급 노즐(304)을 기판(300)의 일단으로부터 타단을 향해서 주사시키는 주사 기구를 구비한다. 린스 노즐(303)은 기판(300)의 린스 시 또는 현상 정지 시에, 토출구로부터 초순수, 오존수, 산소수 등의 산화성을 갖는 액체나 약 알칼리성의 액체를 토출한다. 현상액 공급 노즐(304)은 기판(300)의 최장 직경보다도 긴 변을 갖고, 기판(300)에 현상액을 균일하게 공급한다. 또, 린스 노즐은 토출하는 산화성 액체 혹은 약 알칼리성 액체에 의한 기판 주면의 감광성 레지스트에의 손상을 방지하고, 해당 세정액의 작용을 해당 기판 위에서 균일하게 하기 위해서, 토출되는 세정액을요동시키는 기구와, 노즐 토출구 내부에 세정액의 강도가 국소적으로 강해지는 것을 방해하는 완화 기구를 갖는 것이 바람직하다.
(단계 S102)
다음에, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판(300)으로부터 소정의 높이의 부분에 린스 노즐(303)을 이동시킨다. 회전 기구(302)에 의해 기판(300)을 회전시키면서, 린스 노즐(303)로부터 기판(300)에, 전 처리액으로서 오존 농도 5ppm 이하의 오존수(306)를 2초 정도 토출한다. 그 동안, 린스 노즐(303)은 기판(300) 주면 위를 움직여서, 오존수(306)를 요동시켜, 기판(300) 주면 위에 되도록이면 균일하게 공급한다. 계속해서, 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 기판(300)을 회전시켜, 기판(300) 표면을 건조시킨다.
여기서는, 기판 위에 균일하게 액막을 형성하기 위해서, 전 처리 공정을 행하고 있지만, 이전 처리 공정은 반드시 필요하지 않다. 또한, 오존수보다도 액막을 균일하게 형성하는 것이 가능이면 전 처리액으로서, 산소수, 수소수, 질산, 및 과산화수소수, 알칼리 이온수 등을 이용해도 상관없다.
(단계 S103)
계속해서, 도 14의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 현상 처리로서, 기판(300) 상의 감광성 레지스트막을 가공하는 현상액의 막을 기판(300) 위에 형성한다. 여기서는, 직선형상 현상액 토출 노즐(304)을 기판(300)의 한쪽 끝으로부터 다른 쪽의 끝으로 주사시켜서, 커튼형상으로 현상액(307)을 토출시킴으로써 기판(300) 위에 현상액막(307)을 형성한다. 도 14의 (b)에 도시한 바와 같이, 현상액 공급 노즐(304)의 스캔 방향에 수직인 방향의 길이는 기판(300)의 직경보다 길기 때문에, 기판(300)의 전면에 현상액(307)의 막을 형성할 수 있다.
현상액막 형성 공정은 여기서 도시한 방법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 15의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 직선형상의 현상액 공급 노즐(304)로부터 현상액을 공급하면서, 기판(300)을 회전시켜 기판(300)의 전면에 현상액막(307)을 형성하는 방법이 있다. 도 15는 본원 발명의 제3 실시예에 따른 현상액막 형성 방법의 변형예를 도시하는 도면이다. 도 15의 (a)는 단면도, 도 15의 (b)는 평면도이다.
또한, 도 16의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 직관형상의 노즐(312)로부터 기판(300)에 대하여 현상액(307)을 공급하면서, 기판(300)을 회전시켜 기판(300) 전면에 현상액막(307)을 형성하는 방법 등이 있다. 여기서 도시한 방법 이외에도, 여러가지의 형태를 취할 수 있다. 도 16은 본원 발명의 제3 실시예에 따른 현상액막 형성 방법의 변형예를 도시하는 도면이다. 도 16의 (a)는 단면도, 도 16의 (b)는 평면도이다.
(단계 S104)
제1 세정 처리로서, 기판 주면에 현상액막을 형성하고나서 약 5초에서, 린스 노즐(303)로부터 순수를 토출함과 동시에 기판을 회전시켜, 기판(300) 상의 현상액막을 씻어 낸다. 계속해서, 기판(300)을 저속으로 회전시키면서, 저농도 오존수를 토출하였다.
(단계 S105)
계속해서, 기판(300)을 고속 회전시켜, 기판(300)의 표면을 건조시켰다.
린스 노즐(303)로부터, 저농도 오존수를 분출함과 동시에 기판을 회전시켜 약 10초간 저농도 오존수에 의해 세정을 행한 후, 기판을 고속 회전시켜서 기판을 건조시켜도 된다.
산화성을 갖는 세정액으로서, 본 실시예에서는 레지스트에 허용 범위 이상의 손상을 주지 않을 정도의 저농도 오존수를 이용하였다. 마찬가지의 효과가 있으면, 산화성을 갖는 세정액으로서, 순수에 산소를 용해시킨 산소수 등을 이용해도 된다. 또한, 마찬가지의 효과가 있고, 레지스트에 허용치 이상의 손상을 끼치지 않으면, 약 알칼리성 수용액을 이용해도 된다.
(단계 S106)
계속해서, 제2 현상 처리로서, 기판(300) 상의 레지스트막을 가공하는 현상액을 기판(300) 위에 형성한다. 여기서는, 직선형상의 현상액 토출 노즐을 기판의 한쪽의 끝으로부터 다른 쪽의 끝으로 주사시켜, 커튼형상으로 현상액을 토출시킴으로써 기판 위의 현상액막을 형성하였다.
필요하면 제2 현상 처리가 한창 행해지고 있을 때에 기판 주면 상에서 현상액을 교반해도 된다. 그 경우, 예를 들면, 형성된 현상액막의 교반 방법은, 기판 위에 정류판을 배치하고, 이 정류판을 회전시킴으로써 기류를 발생시켜 행하는 방법이나, 기판 자체를 회전시키는 방법이나, 외부로부터의 진동자에 의해 액체에 진동을 주는 방법 등, 현상액을 기판 전면에 유동시키는 작용이 있으면 어떠한 방법이어도 된다.
(단계 S107)
제2 세정 처리로서, 기판(300)의 주면에 현상액막을 형성하고나서 약 25초에서, 린스 노즐(303)로부터, 순수를 토출함과 동시에 기판(300)을 500rpm으로 회전시켰다. 또, 제2 현상 후의 세정액으로서, 본 실시예에서는 순수를 이용하였지만 보다 높은 세정 효과가 있는 것이면, 세정액으로서 환원성 액체, 산화성 액체(오존수, 산소수), 약 알칼리 이온수, 약 산성 이온수, 초임계수, 탄산수, 수소수, 순수 등, 어느 것을 이용해도 된다. 또한, 세정 효과를 높일 수 있는 것이면, 이들 액을 적절하게 조합하는 것도 가능하다.
(단계 S108, S109)
기판을 고속 회전시켜, 기판을 건조시킨 후, 현상 공정을 종료하여 반송 로봇에 의해 기판을 회수한다.
종래의 현상 방법의 문제점 및 그 원인을 설명한다. 화학 증폭형의 감광성 레지스트는 소망 패턴의 노광과 열 처리에 의해, 레지스트막 내에 미세한 알칼리 가용 영역과 알칼리 난용 영역이 형성된다. 이들 알칼리 가용 영역 및 알칼리 난용 영역이 알칼리 현상액에 접촉하면, 통상의 KrF 레지스트의 일반적인 현상 공정에 요하는 시간에 있어서는, 알칼리 가용 영역은 알칼리에 용해하고, 알칼리 난용 영역은 용해하지 않는다. 현상 중에 알칼리 가용 영역으로부터 발생한 반응 생성물은 알칼리 난용 영역인 레지스트 패턴 사이에 끼워지고, 레지스트 난용 영역 및, 마찬가지로 용해한 반응 생성물로부터의 분자 사이의 상호 작용을 받아, 그 자리에 멈춘다. 특히 가공 치수가 미세하게 되면, 레지스트 패턴 치수도 미세하게 되고,따라서 알칼리 가용 영역의 알칼리 난용 영역과 치수도 작아지게 되어, 분자 사이의 상호 작용은 강해지게 되어 점점 더 액중 분위기로 확산되기 어렵다. 또한, 반응 생성물은 기판으로부터의 정전 포텐셜에 의해, 용해 후에도 그 자리에 멈추도록 속박력이 작용한다. 이 결과, 알칼리 이온이 더욱 가용 레지스트 영역으로 확산하는 것이 방해되고, 레지스트 표면 부근에서는 알칼리 농도가 장소에 의해 다름과 동시에, 현상은 저해되어 현상 속도가 장소에 의해 변화한다.
기판 위에 현상액을 쌓아 정지시키고, 소정의 시간 경과 후 즉시 기판 위의 현상액을 세정액(순수)으로 치환하여, 현상을 정지시켰다. 이 방법에서는, 상기한 바와 같은 반응 생성물의 국소적인 정체가 기판면 내에서 발생하고, 현상 종료까지 그것을 제거하지 않기 때문에, 현상이 저해되어, 면 내에서 현상의 속도에 차가 생긴다. 특히 반응 생성물의 양의 다소에 따라서 현상 속도가 변하기 때문에, 패턴의 소인 영역과 밀한 영역에서는 발생하는 반응 생성물의 양이 서로 다르다. 그 때문 알칼리 이온 농도가 패턴의 소인 영역과 밀한 영역의 레지스트 표면 근방에서는 다르다고 하는 현상이 일어나고, 즉 패턴의 소인 영역과 밀한 영역의 레지스트 표면 근방에서 현상 속도가 다르다고 하는 현상이 일어난다. 이 결과, 레지스트 패턴에 치수의 소밀차의 문제가 발생하게 된다.
상기한 문제에 대하여, 현상 도중에서 반응 생성물을 한번 제거하고 재차 플래쉬한 현상액에 의해 현상을 행하는 것을 생각하였다. 그러나, 현상을 2번에 나누어서 행하는 방법은 주지의 기술이고, 예를 들면 특개평 2-46464호 공보에 공개되어 있다. 특개평 2-46464호 공보에서는 한번 현상액으로 현상을 행한 후, 린스건조하여, 재차 농도가 짙은 현상액으로 현상을 행하고 있다. 발명자는 이에 의해 레지스트 패턴의 바닥부의 레지스트 잔사나 스켐이 제거되는 것으로 하고 있다. 이들 잔사나 스켐은 레지스트의 미용해부이고, 한번째 현상 후의 세정으로 제거하는 대상인 현상에 의해 생기는 반응 생성물이 아니다. 이들 레지스트 저면의 잔사나 스켐은 현상 후에는 결함으로 될 가능성이 있는, 말하자면 특이점이고, 면 내의 균일성에는 거의 기여하지 않는다. 따라서, 상기한 특개평 2-46464호 공보에서는 종래 현상에서의 문제를 해결하지 못한다. 또한, 특별히 기술하지는 않았지만, 이 경우의 린스액이란, 통상 순수를 가리키고 있다. 이 점이 본 실시예에 도시한 방법과의 큰 차이점이다.
일반적으로, 한번째의 현상 후, 제1 세정 처리에 순수에 의해 세정을 행한 경우, pH가 높은 현상액으로부터 pH7의 순수로 치환되고, 레지스트 표면에서는 급격한 pH 변화가 생기고 알칼리 난용화층이 형성된다. 이 때문에, 반응 생성물이 깨끗하게 제거된 패턴의 두번째의 현상에서는, 이 난용화층으로부터 알칼리에 의한 용해가 균일하게 시작되고, 최종적으로 이 한번째의 현상으로부터 세정으로 치환될 때에 형성된 난용화층의 표면 형상을 반영한 채로 남는다. 한편, 현상액으로부터 세정액으로 치환될 때에 형성된 난용화층은 노광 시의 노광량 변동이나 포커스 변동, 현상 초기의 현상 속도 변동 등의 영향을 강하게 반영하고 있어, 일반적으로 균일성은 나쁘다. 따라서, 현상 후에 형성되는 레지스트 패턴의 기판면 내의 치수 균일성은 통상의 한번만의 현상보다도 악화된다. 따라서, 상기 특개평 2-46464호 공보의 방법에서는, 종래의 현상법에 의한 문제를 해결하지 못할 뿐만 아니라, 기판면 내의 치수 균일성은 악화되는 것을 알 수 있다.
본 실시예에서 설명한 현상 방법에서는, 제1 현상 처리와 제2 현상 처리의 사이에, 오존수 등의 산화성을 갖는 액체에 의해 처리를 행하는 것을 특징으로 한다. 처음에 순수로 세정한 후 이어서 오존수로 세정한 경우에는, 현상액으로부터 순수에 접촉함으로써 형성된 표면 난용화층을 오존수 처리함으로써, 표면을 산화함으로써 개질한다. 혹은 오존 농도를 약간 높여 표면을 약간 분해함으로써, 표면의 난용화를 알칼리에 대하여 가용으로 한다. 한편, 처음부터 오존수를 이용하여 세정한 경우, 현상액으로 팽윤되어 있는 레지스트 표면에 용이하게 오존 분자가 유입되어 산화시키기 때문에, pH가 저하해도 거의 레지스트 표면을 난용화시키지 않고, 알칼리에 대하여 가용성을 유지한다. 어느쪽의 경우라도, 계속해서 제2 현상을 행하면, 한번째의 현상에 상관없이, 노광 시의 광학 프로파일에 충실히 현상하여, 레지스트 패턴을 형성한다. 또한 현상 시간을 종래 현상과 동일 정도의 길이로 행하면, 반응 생성물의 영향도, 표면 난용화층에 영향도 받지 않고, 충분히 현상이 진행되기 때문에 노광 시의 노광량, 포커스 변동 등의 영향은 완화되어, 현상 후의 레지스트 패턴의 면 내의 치수 균일성은 향상된다. 또한, 오존수 등의 산화성 액체로 세정함으로써, 미형성의 레지스트 패턴 사이에 존재하는 반응 생성물을 분해하여, 깨끗히 제거할 수 있다. 또한 현상 후에 결함으로 될 수 있는 파티클도 제거하는 것이 가능하다.
또한, 제1 현상으로부터 제1 세정액을 토출하는 시간을 본 실시예에서는 약 5초로 하였지만, 이것은 이하의 이유에 따른다.
도 17에, KrF 포지티브형 레지스트막의 현상액에 의한 용해의 모습을 관찰했을 때에 얻어진, 시간에 대한 반사광 강도의 그래프를 모식적으로 도시한다. 도 17의 그래프 중의 제1 단계에 보이는 정현파는, 현상이 막 두께의 깊이 방향으로 진행되고 있기 때문에 발생하는 막 두께에 의한 간섭 효과이다. 일반에 레지스트는 현상 개시 직후의 이 제1 단계에서는, 도 18의 (a)에 도시한 바와 같이, 레지스트막(330)의 노광부(331)의 가용 영역에서 용해 속도가 높고, 용해는 깊이 방향으로 진행하여, 레지스트의 저면까지 뚫릴 때까지 DUV 노광용 포지티브형 레지스트로 5∼10초 정도 요한다. 제2 단계에서는 도 18의 (b)에 도시한 바와 같이, 현상이 레지스트 막 두께의 깊이 방향이 아니라, 레지스트 패턴 측벽을 용해하는 방향으로 진행한다. 이 때의 반사 강도는 서서히 변화한다. 이 제2 단계에서는, 용해 속도는 낮아지고, 레지스트 패턴의 측벽을 원하는 치수까지 용해하기 때문에, 용해 방향은 비교적 수평 방향으로 진행한다.
이와 같이 제1 단계에서 레지스트의 용해가 깊이 방향으로 진행하고, 제2 단계에서 가로 방향으로 진행하는 것은, 투영식의 노광에 불가피한 빛의 회절에 의한 노광 강도 분포에 의해 노광부로부터 비노광부에 걸쳐서 서서히 노광 강도가 변화하기 때문이다. 이 노광 강도의 분포에 의해, 노광량이 강한, 즉 충분히 노광되어 있는, 패턴과 패턴의 중간부는 현상 시에 가장 빠르게 뚫리기 때문에, 깊이 방향으로 급격히 진행하는 제1 단계와 같은 현상이 된다. 한편, 노광량이 적은, 패턴벽 근방에서는 중간부에 비교하여 현상 속도가 늦어지기 때문에, 서서히 가로방향으로 진행하는 제2 단계에 도시한 바와 같은 현상이 된다. 이 제1 단계의 공정에서, 통상 현상에 있어서 현상을 저해하는 용해 성생물의 대부분이 발생한다.
본 실시예에서는 제1 현상 처리로부터 제1 세정액을 토출하는 시간을 현상 개시 약 5초후로 하였지만, 이것은 이 제1 단계로부터 제2 단계로 전환하는 시간 간격, 즉 현상이 용해부에서 반대의 방향으로 진행하여, 레지스트의 저면까지 뚫은 시간 간격이다. 이러한 타이밍으로 한 것은 이하의 이유에 따른다.
이 제1 단계에서 한번 발생한 용해 생성물을 제1 단계로부터 제2 단계로 변할 때에 씻어 냄으로서 현상의 진행을 저해하는 용해 생성물에 의한 알칼리 농도 저하를 방지할 수 있다. 이것보다도 빠르게 한번째의 현상을 정지시키면 다음의 현상의 공정에서 용해 생성물이 다시 발생하여 알칼리 농도를 저하시켜, 현상을 저해한다. 한번째의 현상 정지 시간을 이것보다도 느리게 하면, 발생한 용해 생성물에 의한 국소적인 알칼리 농도의 저하가 생기어, 제2 단계에서의 현상에 국소적인 현상 속도의 저하가 발생하게 된다. 이 후에 신선한 현상액으로 다시 현상을 행해도, 처음의 형성된 공간적인 불균일성은 해소되지 않는다. 한번째의 현상 정지 시간이 제1 단계로부터 제2 단계로 변하는 시간으로부터 지연된 분만큼, 장소마다가 국소적인 알칼리 농도 저하는 커지게 되어, 불균일성도 증폭된다.
제2 단계에서 용해되는 패턴 측벽 근방에 남는 가용화 영역은 현상에 있어서 용해 속도가 느리기 때문에, 또한, 제1 단계에서 한번 세정한 후, 현상에 관하는 알칼리 농도를 시간적·공간적으로 변동시킬 수 있는 용해 생성물이 이미 제거되어 있어 거의 발생하지 않기 때문에, 제2 현상에 있어서 충분히 패턴 선폭을 제어할 수 있다.
이상의 2개의 이유에 의해, 한번째의 현상 정지의 타이밍을 제1 단계와 제2 단계의 전환점으로 하는 것이 최적이다.
본 실시예에서는, 도 17의 제1 단계로부터 제2 단계로 전환하는 점이 5초이었다. 이 값은 레지스트 재료, 현상액, 알칼리 농도, 온도 등에 의해 변화하는 것으로, 본 실시예의 값에 한하지 않는다.
다음에 실제의 발명자 들이 행한 실험 결과를 바탕으로 본 실시예의 효과를 설명한다. 웨이퍼 위에 반사 방지막, KrF 포지티브 레지스트를 순차적으로 도포하고, 200㎚ 폭의 라인 및 스페이스로 이루어지는 패턴(200㎚ L/S 패턴; L:S=1:1)과 200㎚ 폭의 라인과 2000㎚ 폭의 스페이스로 이루어지는 패턴(200㎚ 고립 라인; L:S=1:10)이 포함되는 레티클을 이용하여 KrF 엑시머 레이저로 축소 투영 노광을 행하고, 열 처리 공정 후, 현상 처리를 행하였다. 현상 처리 공정에서는 다음에 기재한 바와 같이 4 종류의 샘플을 제작하였다. 조건을 표 1에 기술한다.
시료 A 시료 B 시료 C 참조용 시료
전처리 오존수 오존수 오존수 오존수
제1 현상처리 있음 있음 있음 있음
제1 세정처리 물 오존수 순수+오존수 없음
제2 현상처리 있음 있음 있음 없음
모든 시료의 웨이퍼에 대하여, 오존얼음으로 전 처리를 행하고, 현상액 공급 노즐로부터의 현상액 공급량을 1.5L/min, 노즐의 주사 속도를 60㎜/sec로 하여 액두께 1.5㎜의 현상액막을 형성한다(제1 현상 처리). 참조용 샘플은 그 후의 제1 세정 처리와 제2 현상 처리를 행하지 않고, 현상액막 형성은 1회로 하였다. 시료 A에서는, 현상 개시 5초 후에, 물로 한번 세정하고(제1 세정 처리), 재차, 현상액공급 노즐로부터의 현상액 공급량을 1.5L/min, 노즐의 주사 속도를 60㎜/sec로 하여 액두께 1.5㎜의 액막을 형성한다(제2 세정 처리).
이것에 대하여, 시료 B에서는 제1 세정 처리를 오존수로 행하고, 시료 C에서는 제1 세정 처리를 순수로 행한 후, 계속해서 오존수로 세정하고, 다시 계속하여 시료 A와 동일하게 2회째의 현상액막을 형성한다(제2 현상 처리). 그 후의 제2 세정 처리와 건조 처리는 전부 동일한 조건에서 처리를 행하였다.
이들 샘플의 치수 평가 결과를 표 2에 기술한다.
시료 A 시료 B 시료 C 참조용 시료
1:1 패턴균일성 3σ[㎚] 12.2 6.5 5.8 6.1
1:10 패턴균일성 3σ[㎚] 15.2 8.2 7.8 8.3
소밀성[㎚] 20 5 7.8 30
표 2에서는 동일 기판 위의 200㎚ L/S 패턴과 200㎚ 고립 라인 패턴의 라인의 치수 차를 소밀차로 하고 있다. 표 2에서의 소밀차는 고립 라인 패턴(1:10 패턴)으로부터 L/S 패턴(1:1 패턴)의 치수를 뺀 값으로 하였다.
참조 시료에서는, 패턴 치수의 면내 균일성은 비교적 양호하게 되어 있지만, 현상액막 형성 후에, 현상에 의한 반응 생성물이 거의 움직이지 않기 때문에, 단위 면적당의 반응 영역이 큰 고립 라인 패턴(1:10 패턴)에서는, 단위 면적당의 반응 영역이 작은 L/S 패턴(1:1 패턴)의 치수보다 30㎚도 굵게 되어 있다.
그에 대하여, 시료 A에서는 소밀차는 약간 해소되어 있다. 한편, 면 내의 균일성은 크게 악화되어 있다. 이들의 원인으로서는 다음과 같은 것이 생각된다.우선, 소밀차가 작아지는 이유는, 이하와 같이 생각된다. 통상 패턴 근방에 존재하는 반응 생성물의 양이 레지스트 패턴의 소인 부분과 밀한 부분에서 국소적으로 다른 것에 의해 현상액 내의 알칼리 이온 농도에도 국소적인 차가 생긴다. 그러나, 한번 현상액을 순수로 치환하고 재차 신선한 농도의 현상액을 공급하고 있기 때문에, 이 국소적인 알칼리 농도의 차는 없어진다. 따라서, 패턴의 소밀에 상관없이, 신선한 현상액에 의해 현상이 촉진되어, 본래의 광학 프로파일에 충실하게 현상되기 때문에, 패턴의 소밀에 의해 생기는 치수 차는 약간 작게 되어 있다.
면 내의 치수 균일성의 문제는 이하와 같이 생각된다. 일반적으로 현상 시간이 빠른 공정에서는 용해 속도가 빠르다. 현상 시간이 빠른 공정에서는, 예를 들면 노광량이나 노광 포커스가 웨이퍼 상의 장소에 의해 다르게 되어 있던 경우, 용해 속도의 차가보다 현저히 나타난다. 통상, 현상은 충분히 긴 시간 행하기 때문에, 이러한 현상이 보이지는 않지만, 본 실시예의 제1 린스는 현상 시간이 빠른 공정에서 토출되어, 제1 현상을 정지하고 있다. 따라서, 상기한 효과가 현저히 나타나 있다고 생각된다. 또한, 이 때, 현상 반응이 활발히 한창 일어나고 있을 때에 순수를 부가함으로써, 급격한 pH값 변화가 발생하여, 레지스트와 순수와의 계면에서 레지스트 성분이 응집하여, 특히 본래 용해되어야 하는 부분, 예를 들면 패턴 측벽 등의 미용해부의 레지스트 표면이 난용화된다. 그 후에 다시 현상액을 쌓음으로써, 현상이 다시 행해지지만, 본래 용해가 진행하는 영역의 레지스트의 표면은 순수와 접촉함으로써 응집하여, 용해성이 저하되어 있기 때문에, 본래의 잠상이 아니고, 순수와 접촉함으로써 형성된 난용화층의 형상을 반영하여 용해가 진행된다.따라서, 단시간에 세정을 행했을 때의 나쁜 균일성을 유지한 채로 현상이 진행하게 된다. 이상과 같이, 현상에 따른 반응 생성물 기인의 현상 저해의 영향이 없어짐으로써 소밀차는 감소하지만, 노광량이나 포커스의 편차 등 현상의 초기에 큰 영향을 미치는 인자는 그대로 오히려 큰 영향을 미치어, 면 내의 균일성을 악화시키고 있다.
이것에 대하여, 시료 B나 시료 C에서는 웨이퍼면 내에서의 균일성이 참조용 샘플과 동등하거나 혹은 그 이상으로 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은 한번 순수에 접촉함으로써, 레지스트가 응집하여, 표면에 난용화층이 형성되지만, 오존수를 부가함으로써 패턴의 측벽과 같은 미용해부의 레지스트 표면의 난용화층을 산화하여, 현상액에 대한 용해성을 유지한 상태로 되기 때문이다. 따라서, 재차 신선한 농도의 현상액을 가하면, 패턴 측벽 등에서의 레지스트의 표면 난용화층에 의해 현상이 저해되지도 않고, 계속해서 현상이 촉진되어, 면 내의 치수 균일성이 향상된다.
또한, 한번 린스를 행함으로써 레지스트 패턴 부근의 반응 생성물을 씻어 내는 효과는 상기 시료 A와 동일하다. 신선한 현상액을 2번째로 공급했을 때, 반응 생성물에 기인하는 국소적인 현상액 알칼리 농도 저하는 없고 균일하기 때문에, 치수의 소밀차를 크게 저감할 수 있다.
여기서, 시료 B와 시료 C에서 균일성이 약간 다른 것은, 시료 B에서는 제1 세정 처리를 전부 오존수로 세정하고 있기 때문에, 현상액으로부터 린스액으로 변할 때가 급격한 pH값 변화에서의 레지스트 성분의 응집이 오존수에 의해 완화되어,현상액에 대한 레지스트 표면의 융합 용이함을 원래대로 유지하기 때문이다.
또, 상술한 제1 현상 처리, 제1 세정 처리, 제2 현상 처리, 제2 세정 처리는, 도 30 또는 도 31에 도시한 장치를 이용하여 행하는 것이 가능하다. 도 30에 도시한 장치를 이용하여 처리를 행하는 경우에 대해 설명한다. 제1 및 제2 현상 처리시, 현상용 노즐(121)로부터 현상액을 기판 위에 공급하면서, 노즐(220)을 기판 위에서 스캔 이동시킨다. 제1 세정 처리 시, 세정액 공급 노즐(102a)로부터 오존수를 기판 위에 공급하면서, 노즐(202)을 기판 위에서 스캔 이동시킨다. 제2 세정 처리시, 제1 실시예에서 설명한 방법과 마찬가지로 처리를 행한다.
도 31에 도시한 장치를 이용하여 처리를 행하는 경우에 대해 설명한다. 제1 및 제2 현상 처리시, 현상용 노즐(121)로부터 현상액을 기판 위에 공급하면서, 노즐(220)을 기판 위에서 스캔 이동시킨다. 제1 세정 처리시, 제1 에어 공급 노즐(202a)로부터 드라이 에어 및 세정액 공급 노즐(102a)로부터 오존수를 기판 위에 공급하면서, 노즐(202)을 기판 위에서 스캔 이동시킨다. 제2 세정 처리 시, 제2 실시예에서 설명한 방법과 마찬가지로 처리를 행한다.
(제4 실시예)
도 19는 본원 발명의 제4 실시예에 따른 현상 처리 수순의 흐름도를 도시하는 도면이다.
단계 S201∼S203은 제3 실시예에서 설명한 단계 S101 ∼S103과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
(단계 S204, S205)
단계 S203에서 기판 주면에 현상액막을 형성하고나서 약 5초에서, 린스 노즐로부터 저농도 오존수를 토출하였다. 계속해서, 기판을 회전시키어, 대부분의 세정액을 제거하였지만, 기판을 건조시키지 않고, 약간 세정액을 남기어, 오존수 막을 형성하였다.
(단계 S206)
계속해서, 기판 위의 레지스트막을 가공하는 현상액을 오존수막이 형성된 상태의 기판 위에 형성하였다. 현상액막의 형성 방법은 제3 실시예와 마찬가지이다.
단계 S207∼S209는 제3 실시예에서 설명한 단계 S107∼S109와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시예의 현상 공정은 제3 실시예와 거의 마찬가지의 작용을 갖는다. 본 실시예에서는, 산화성을 갖는 액체 혹은 약 알칼리액을 기판 주면 위에 남김으로써, 제2 현상 처리 시에 기판 표면에 대한 현상액의 친화력을 높임으로써, 현상액을 공급했을 때, 현상액과 기판 표면 사이에 작용하는 반발력을 저감시켜, 현상액의 공급을 기판면 내에서 균일하게 행할 수 있고, 결과로서 현상 후의 치수의 면내 균일성을 향상시킨다.
현상 공정에 있어서의 제1 세정 처리로부터 제2 현상 처리에 걸쳐서, 제1 세정 처리 후, 기판을 고속 회전시키지 않고서, 500rpm 상태로 10초간 회전시켜, 계속해서 제2 현상액을 토출하였다. 이상의 점을 제외하고, 조건은 제3 실시예의 시료 C와 마찬가지의 실험을 행하였다. 결과는 1:1 패턴 균일성 3σ에서 6. 1㎚, 1:10 패턴 균일성 3σ에서 7. 5㎚ 소밀차가 5㎚였다. 참조용 시료에 비교하여 충분히 좋은 값이다.
(제5 실시예)
본 실시예에서는 현상 공정의 수순은 제3 실시예와 마찬가지이기 때문에 상세한 설명을 생략한다. 본 실시예에서는, 제1 및 제2 현상 처리 시에, 산소 등의 산화성을 갖는 기체 분자, 혹은 수소 등의 환원성을 갖는 기체 분자를 현상액에 용해시킨다.
본 실시예에서 이용하는 처리 장치를 도 20에 도시한다. 도 20에 도시한 바와 같이, 본 장치는 알칼리성 수용액인 현상액이 저장된 현상액 탱크(401)와, 현상액 탱크(401)에 파이프를 통하여 접속된 용해막(402)과, 용해막(402)에 파이프를 통하여 접속된 산화성 가스 발생기(403) 및 환원성 가스 발생기(404)와, 용해막(402)에 파이프를 통하여 접속된 현상액 공급 노즐(304)을 구비한다. 또한, 기판(300)의 주위에, 보호 커버가 설치되어 있다. 또, 도 12에 도시한 현상 장치와 동일한 부위에는 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
본 장치에서는, 산화성 가스 발생기(403) 또는 환원성 가스 발생기(404)에서 발생한 가스를 용해막(402) 내에 용해시키고, 이 용해막(402)에 현상액 탱크(401)로부터 공급된 현상액을 투과시킴으로써, 현상액 내에 산화성 가스 또는 환원성 가스를 용해시킨다. 이 장치는 기판(300)에 현상액을 토출하기 직전에, 산화성 가스(환원성 가스)를 현상액에 용해시킬 수 있다.
본 실시예에서는 산화성 가스로서, 산소 가스를 현상액에 용해시켜 제1 및 제2 현상 처리를 행하였다. 그 밖의 처리는 제3 실시예와 마찬가지이기 때문에,상세한 설명을 생략한다.
또, 제1 및 제2 현상 처리에 있어서, 산소 분자를 용해시킨 현상액을 이용하였지만, 환원성 기체 분자, 예를 들면 수소 분자 등을 용해시킨 현상액을 이용하여도 된다. 또한, 효과가 충분하면, 제1 및 제2 현상 처리의 양방의 처리 시에 산화성 기체 분자를 용해시킨 현상액을 사용할 필요는 없고, 그 어느 한쪽의 처리 시이어도 무방하다.
본 실시예에서는, 제3 실시예에 기재한 작용 외에, 현상액으로서, 산화성 기체 분자를 용해시킨 액을 이용함으로써, 현상 개시 직후부터 발생하는 반응 생성물의 현상액 내의 산소 분자에 의한 산화와 그것에 의한 반응 생성물의 분해, 현상액 내에서의 레지스트 표면의 산화, 현상 중에 발생하는 반응 생성물의 응집에 의한 사이즈 성장의 완화 등의 작용이 있다.
또한, 제1 및 제2 현상 처리 시에, 혹은 그 한쪽의 처리 시에, 환원성 기체 분자를 용해시킨 현상액을 이용한 경우, 환원 전자에 의한 레지스트 표면 개질, 반응 생성물의 표면 전위 변화에 의한 반응 생성물의 현상액 내에의 확산의 촉진, 레지스트 표면 전위의 변화에 의한 반응 생성물의 레지스트 표면에의 재부착 방지 등의 작용이 있다.
제1 및 제2 현상 처리 시에, 산화성 기체 분자를 용해시킨 현상액을 이용하여, 제3 실시예와 마찬가지의 실험을 행하였다. 실험 결과는 1:1 패턴 치수 균일성은 3σ에서 3. 8㎚, 1:10 패턴에서 6.1㎚로 되어, 기대된 효과가 확인되었다.
(제6 실시예)
도 21은 본 발명의 제6 실시예에 따른 현상 처리의 흐름도를 도시하는 도면이다.
본 실시예의 패턴 처리 방법에서의 수순은 제3 실시예와 마찬가지이기 때문에, 흐름도의 도시 및 상세한 수순의 설명을 생략한다.
본 실시예에서는, 제1 현상 처리 시에, 현상액막을 형성한 후, 기판을 정지한 상태에서 현상을 행한다. 그리고, 소정 시간 경과 후에, 도 22에 도시한 바와 같이, 기판(300)을 소정의 회전수로 회전시켜, 현상액(307)을 유동시킨다. 소정 시간 기판을 회전시켜 현상액의 유동을 행한 후, 또한 기판을 정지시켜, 정지시킨 상태에서 노광을 행한다.
본 실시예에서는, 현상액 유동을 행하는 시간대를 이하에 설명한 바와 같이 정한다.
제3 실시예에서 설명한 바와 같이, 현상은 현상이 막 두께의 깊이 방향으로 진행하는 제1 단계과, 제 l 공정 후에 레지스트 패턴 측벽을 용해하는 방향에 현상이 진행하는 제2 단계로 이루어진다.
현상 공정에서의 액 유동의 목적은 현상 중에 발생하는 반응 생성물을 균일화하는 것, 알칼리 농도를 회복시키는 것이다. 따라서, 액 유동을 효과적으로 행하기 위해서는, 대량으로 반응 생성물이 발생하는 제1 단계 후부터, 거의 반응 생성물이 발생되지 않게 되는 제2 단계로 변해가는 시간(이하, 이 시간을 뚫림 시간이라고 한다)를 포함하도록 행하는 것이 좋다.
다음에, 뚫림 시간의 결정 방법에 대하여 설명한다. 또, 이하에 설명하는뚫림 시간의 결정 방법을 이용하여, 제3 실시예에 설명한 제1 세정 처리의 개시 타이밍을 결정해도 된다.
제1 방법으로는, 대상으로 하는 패턴에 빛을 입사하고, 반사되어 얻어지는 반사광 강도의 시간 변화를 측정하여, 도 17과 같은 결과를 얻어, 뚫림 시간을 구하는 방법이 있다. 이 때, 도 17의 반사광 강도는 단일 파장의 반사광인 쪽이 바람직하기 때문에, 협대역 필터를 이용하여 입사하는 빛을 단일 파장으로 하거나, 측정한 반사광을 분광하는 것이 좋다. 뚫림 시간의 계측은 실제로 현상을 행하기 전에 미리 계측을 행하고 있어도 되며, 각각의 기판에 대하여 현상 공정에서 계측해도 된다.
제2 방법으로는, 대상으로 하는 패턴을 복수의 현상 시간에 현상하여, 현상 후의 패턴의 단면 형상 등을 관찰하여, 가용 영역의 레지스트가 저면까지 현상된 시간을 구하는 방법이 있다. 다음에 2개의 실험 결과를 바탕으로, 뚫림 시간의 측정에 대하여 설명한다.
최초의 실험의 대상 패턴은, 130㎚ L/S(1:1) 패턴(60㎚의 막 두께의 반사 방지막, 300㎚의 막 두께의 레지스트, 용해 속도가 비교적 빠른 레지스트)으로 하였다. 우선, 도 23에 도시하는 대상 패턴의 현상 중의 반사광 강도를 취득하였다. 반사 강도는, 550㎚의 파장의 빛을 입사한 경우의 결과이다. 이 결과로부터, 뚫림 시간은 6초로 구해지고, 이 값을 기준으로 액 유동의 시간을 정하였다.
현상 개시, 현상액 유동, 현상 종료의 흐름을 시간 축으로 나타낸 도면을 도 24에 도시한다. 현상액 공급 공정 후, (x-1)초간 정지 현상을 행한다. 그 후, 기판을 소정의 회전수(250rpm)로 2초간 회전시켜, 현상액을 유동시켰다. 현상의 정지는 현상 개시로부터 30초 후에 행하였다. 이 때의 x를 액 유동의 타이밍으로 정의하였다. x를 2∼12초로 변화시킨 경우의, 130㎚ L/S(1:1) 패턴의 변동(3σ)을 도 25에 도시한다. 액 유동이 없는 경우의 변동은 10.2㎚이고, 액 유동을 행함으로써, 변동이 저감하였다. 특히, 6초의 경우에 가장 양호한 균일성이 얻어졌다. 또한, 4초, 8초의 경우도 비교적 균일성이 양호하였다. 즉, 대상 패턴의 반사광 강도 변화로부터 요구한 뚫림 시간의 근방(뚫림 시간 ±2초, 즉, 뚫림 시간 ±33%)에서 액 유동을 행하는 경우에 양호한 균일성이 얻어진 것으로 된다.
실험으로부터, 액 유동의 타이밍을 뚫림 시간(가용 영역의 레지스트가 저면까지 현상된 시간)의 근방으로 함으로써, 균일성이 향상되는 것이 명확해졌지만, 현상액 공급 노즐의 이동 등, 장치의 제약으로, 액 유동 개시 시간을 뚫림 시간보다도 뒤로밖에 설정할 수 없는 경우(예를 들면, 본 실험에서, 9초 뒤로밖에 기판을 회전할 수 없는 경우)에는, 매우 빠른 시간(예를 들면 9초)으로 행하는 것이 좋다.
제2 실험의 대상 패턴은 130㎚ L/S(1:1) 패턴(60㎚의 막 두께의 반사 방지막, 300㎚의 막 두께의 레지스트, 용해 속도가 비교적 느린 레지스트)으로 하였다. 우선, 도 26에 도시하는 대상 패턴의 현상 중의 반사광 강도를 취득하였다. 550㎚의 파장의 빛을 입사한 경우의 결과이다. 이 결과로부터 뚫림 시간은 20초로 구해지고, 이 값을 기준으로 액 유동의 시간을 정하였다.
시퀀스를 시간 축으로 나타낸 도면은 도 24에 도시한다. 현상액 공급 공정 후, (x-1) 초간 정지 현상을 행하였다. 그 후, 기판을 소정의 회전수(250rpm)로 2초간 회전시켜, 현상액을 유동시켰다. 현상의 정지는 현상 개시로부터 60초 후에 행하였다. 이 때의 x를 액 유동의 타이밍으로 정의하였다. x를 10∼35초로 변화시킨 경우의, 130㎚ L/S(1:1) 패턴의 변동(3σ)을 도 27에 도시한다. 액 유동이 없는 경우의 변동은 9. 8㎚이고, 액 유동을 행함으로써, 변동이 저감하였다. 특히, 20초의 경우에 가장 양호한 균일성이 얻어졌다. 또한, 15초, 25초의 경우도 비교적 균일성이 양호하였다. 즉, 대상 패턴의 반사광 강도 변화로부터 구한 뚫림 시간의 근방(뚫림 시간 ±5초, 즉 뚫림 시간 ±25%)에서 액 유동을 행하는 경우에 양호한 균일성이 얻어지게 된다.
본 실시예에서는, 액 유동의 방법으로서, 기판을 회전시키는 방법을 설명하였지만, 현상액막의 표면에 기류를 형성함으로써, 현상액을 유동시키는 방법, 유동을 생기게 하는 물체를 기판 위의 현상액에 접촉시켜, 물체 혹은 기판을 이동시킴으로써 현상액을 유동시키는 방법, 현상액이 공급된 기판에 진동을 주어 현상액을 유동시키는 방법, 피처리를 가열하여, 대류에 의해 현상액을 유동시키는 방법 등, 현상액을 유동시키는 방법이면 된다.
또한, 본 실시예에서는 L/S 패턴을 대상 패턴으로 하였지만, 고립 잔류 패턴, 고립 뚫림 패턴, 홀 패턴, 필라 패턴 등, 어떠한 패턴이어도 된다. 각각, 패턴의 뚫림 시간을 구해 두고, 액 유동의 타이밍을 정하면 된다. 동시에 복수의 패턴(예를 들면, 고립 잔류 패턴과 L/S 패턴)이 포함되는 경우에는, 각각의 뚫림 시간부터, 2회 액 유동을 행해도 되며, 정밀도가 엄격한 패턴만의 뚫림 시간부터 액 유동의 타이밍을 정해도 된다.
현상액을 유동시키는 제안이 다수 이루어져 있다. 예를 들면, 현상액을 기판 위에 공급한 후에 현상액막의 표면과 접촉하도록 기류를 형성함으로써, 현상액막을 기판 위에 유지하면서 표면의 흐름을 형성하여, 현상액을 유동시키는 방법(특개 2001-228625호 공보), 현상액을 공급하는 노즐의 선단을 기판 위의 현상액에 접촉시켜 노즐 혹은 기판을 이동시킴으로써 현상액을 유동시키는 방법(특개 2000-195773호 공보), 현상액이 공급된 기판에 소정의 주파수의 진동을 주어 현상액을 유동시키는 방법(특개 2001-307994호 공보)이 보고되어 있다. 그러나, 어느 하나의 제안에 있어서도, 현상액 공급 후의 어떤 타이밍에서 액 유동을 행해야 될지가 기재되어 있지 않다. 그 결과, 적절한 시간대에서 액 유동이 행해지지 않기 때문에, 효과적인 액 유동을 할 수 없어, 충분한 치수의 균일성이 얻어지지 않았다.
(제7 실시예)
반도체 제조 공정에서, 레지스트막이 형성된 기판 위에 현상액을 패들 형성하여, 레지스트막을 원하는 형상으로 가공하는 작업이 반복하여 행해진다. 종래, 레지스트막이 형성된 기판 위에 현상액을 도포하여, 현상 공정이 행해진다. 일반적으로, 현상액을 공급하기 위해서, 현상액 공급 노즐이 이용된다. 이와 같이, 현상액 공급 노즐을 이용한 현상 방법에서는, 현상액이 토출되는 노즐의 선단부가 기판에 근접하게 위치하여, 액이 공급된다. 그 때문에, 레지스트가 용해한 현상액과 노즐이 접촉하게 된다. 그 결과, 현상액 공급 노즐에 레지스트의 고형물이 부착한다. 이 부착물이 기판의 결함의 원인으로 되는 경우가 있었다.
이 문제를 해결하는 수단으로서, 현상액에 의한 노즐 세정이나, 고농도 현상액(특개 2001-319869호 공보)에 의한 노즐 세정이 행해지고 있다. 이들 방법에서는, 현상액을 세정액으로서 이용하기 때문에, 현상액에 녹는 결함을 제거할 수 없었다. 또한, 현상액을 이용하기 때문에, 비용이 비싸다는 문제점이 있었다.
도 28은 본 발명의 제7 실시예에 따른 패턴 방법의 처리 수순을 도시하는 흐름도이다. 도 29는 본 발명의 제3 실시예에 따른 현상 장치의 구성의 개략도이다. 또, 도 28 내지 도 29를 이용하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 현상 처리 방법을 설명한다.
(단계 S401)
기판 위에 반사 방지막, 화학 증폭형 레지스트를 도포하고, KrF 엑시머 레이저를 이용하여, 노광용 레티클을 통하여 원하는 패턴을 축소 투영 노광한다. 해당 기판을 열 처리하여, 반송 로봇에 의해 기판 유지부의 상부에 반송하고 기판 유지부에 흡인 고정한다.
(단계 S402)
다음에, 산화성 가스 발생기(504)에서 발생한 오존을 용해막(503)에 공급함과 함께, 순수원(502)으로부터 용해막(503)에 순수를 공급함으로써, 순수에 오존을 용해시켜 오존을 생성한다. 그리고, 생성된 오존을 현상액 공급 노즐(304)에 공급한다. 현상액 공급 노즐(304)이 오존수를 토출함으로써, 현상액 공급 노즐(304)이 세정된다. 현상액 공급 노즐(304)로부터 토출된 오존수는 액 받이부(505)로 받아, 액 받이부(505) 내에 오존수를 저장한다. 액 받이부(505) 내에 저장된 오존수 내에 현상액 공급 노즐(304)을 침지함으로써, 레지스트막에 대향하는 현상액 공급 노즐(304)의 면의 세정을 행한다.
현상액 공급 노즐(304)의 세정 후, 현상액 탱크(501)로부터 현상액을 현상액 공급 노즐(304)에 공급하고, 현상액 공급 노즐(304)로부터 현상액을 토출시킴으로써, 노즐 내의 오존수를 현상액으로 치환한다.
또, 산화성 기체를 라인 공급할 수 있는 경우, 산화성 가스 발생기(504)는 불필요하다. 또한, 산화성 기체로서는, 오존 이외에 산소, 일산화탄소, 과산화수소를 이용해도 된다.
(단계 S403)
계속해서, 기판 위의 레지스트막을 가공하는 현상액막을 기판 위에 형성한다. 여기서는, 직선형상의 현상액 공급 노즐을 이용하여, 현상액을 공급하면서 웨이퍼의 일단으로부터 타단에 주사시킴으로써 기판 위에 현상액막을 형성한다.
(단계 S404)
소정의 시간 후에, 기판의 상측에 배치된 린스 노즐로부터 린스액(예를 들면 순수)을 공급하여, 회전시키면서 기판을 세정한다.
(단계 S405)
또한, 기판을 고속 회전시킴으로써 순수를 뿌리어 기판을 건조시킨다.
본 실시예에서는, 산화성 액체로서, 순수에 오존을 용해시킨 오존수를 이용하였지만, 마찬가지의 효과가 있으면 용해시키는 기체 분자는 오존에 한하지 않는다. 예를 들면, 산소, 일산화 탄소, 과산화수소 등의 산화성 가스라도 상관없다. 또한, 본 실시예에서는, 현상액의 공급 전에 노즐 세정을 행하였지만, 현상액 공급후이어도 무방하다. 또한, 세정은 기판 한장마다 행하지 않아도, 소정의 매수마다, 소정의 시간마다로 해도 된다. 또한, 노즐의 교환 등, 유지 보수 후에 행해도 된다.
현상 처리를 반복해 가면, 현상액 공급 노즐이, 레지스트가 용해한 현상액에 접촉함으로써, 유기 파티클이 노즐에 부착한다. 이 파티클이 그 후의 기판의 현상 처리에 있어서, 레지스트 표면에 부착하여, 결함으로서 남을 가능성이 있다.
세정 중에, 액 내의 오존 분자가 노즐에 부착한 파티클에 충돌하여, 어떤 확률로 파티클을 산화하여 분해한다고 생각된다. 분해된 파티클은 저분자로 되어, 그 질량이 충분히 작아지기 때문에 액 내에의 확산도 용이하게 된다. 그 결과, 파티클이 제거된다.
실제로 발명자 들이 행한 실험의 결과에 대하여 이하에 설명한다.
실험은 상기한, 도 28의 흐름도에 도시한 수순에 따라서 행하였다. 효과를 확인하기 위해서, 단계 S402에서, 용액 내의 오존 농도가 10ppm인 오존수로 5초간 노즐을 세정한 경우, 현상액으로 5초간 세정한 경우, 세정하지 않은 경우에서 유기물 부착 결함수를 계측하였다. 각각, 결함수가 5, 10, 50개로 되어, 오존수로 세정함으로써 결함수가 저감되었다. 이들 결과로부터, 오존수에 의한 현상액 공급 노즐(304)의 세정이 매우 유효한 것이 확인되었다.
상술한 실시예는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시예의 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정의되며, 또한 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함하는 것으로 의도되어야 한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 산화성을 갖는 액체 혹은 약 알칼리액을 기판 주면 위에 남김으로써, 제2 현상 처리 시에 기판 표면에 대한 현상액의 친화력을 높임으로써, 현상액을 공급했을 때, 현상액과 기판 표면 사이에 작용하는 반발력을 저감시켜, 현상액의 공급을 기판면 내에서 균일하게 행할 수 있고, 결과로서 현상 후의 치수의 면내 균일성을 향상시킨다.

Claims (52)

  1. 기판 위에 처리액을 공급하는 공정과,
    노즐에 형성된 제1 토출 영역으로부터 제1 세정액을 기판에 대하여 연속적으로 토출하면서, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 한 방향으로 이동시키는 공정을 포함하며,
    상기 제1 토출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는, 상기 기판의 최대 직경 또는 최장 변과 동등 이상이고,
    상기 노즐은, 제1 분출 영역으로부터 제1 가스를 상기 기판에 대하여 연속적으로 내뿜고, 제1 분출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는, 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상인 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 기판의 일단으로부터 타단으로 이동하는 기판 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 세정액이 상기 기판 위에 도달하기 전에, 상기 제1 세정액 내에 기포를 포함시키는 기판 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면에는 포토레지스트막이 형성되고,
    상기 처리액은 상기 포토레지스트막을 처리하는 현상액인 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 세정액은 상기 현상액에 의한 포토레지스트막의 처리를 정지시키는 기판 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분출 영역은, 상기 이동 방향에 대하여 상기 제1 토출 영역의 후방측에 배치되어 있는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 노즐은, 제2 토출 영역으로부터 제2 세정액을 상기 기판에 대하여 분출하고,
    상기 제2 토출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상이고,
    상기 제2 토출 영역은 상기 이동 방향에 대하여 상기 제1 분출구의 후방측에 형성되어 있는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 노즐은, 제2 분출 영역으로부터, 제2 가스를 상기 기판에 대하여 내뿜고,
    상기 제2 분출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상이고,
    상기 제2 분출 영역은 상기 이동 방향에 대하여 상기 제2 토출구의 후방측에 형성되어 있는 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 노즐에 형성된 제3 분출 영역으로부터, 제3 가스를 상기 기판에 대하여 내뿜고,
    상기 제3 분출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는, 상기 기판의 최대 직경, 최장 변과 동등 이상이고,
    상기 제3 분출 영역이, 상기 이동 방향에 대하여 상기 제1 토출 영역의 전방측에 배치되어 있는 기판 처리 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 세정액이 상기 기판 위에 도달하기 전에, 상기 제2 세정액 내에 기포를 포함시키는 기판 처리 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 세정액으로는 산화성의 용액이고, 제2 세정액으로는 환원성의 용액 또는 순수인 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 세정액은 오존수이고, 제2 세정액은 수소수인 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 오존수 내의 오존 농도는 0.1 내지 5ppm인 기판 처리 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 수소수 내의 수소 농도는 0.1 내지 5ppm인 기판 처리 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 처리액의 공급은 제2 노즐에 형성된 토출구로부터 처리액을 기판에 대하여 연속적으로 토출하면서, 상기 제2 노즐과 상기 기판을 상대적으로 한 방향으로 이동시키고,
    상기 기판과 상기 제1 노즐과의 위치 관계의 시간 변화가, 상기 기판과 상기 제2 노즐과의 위치 관계의 시간 변화와 동일한 기판 처리 방법.
  16. 기판을 지지하고, 또한 고정하는 기판 지지부와,
    상기 기판에 대하여 제1 용액을 토출하는 제1 토출 영역, 및 상기 기판에 대하여 제1 가스를 분출하는 제1 분출 영역을 구비하는 노즐과,
    상기 노즐을 상기 기판에 대하여 상기 기판의 주면과 대략 평행한 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 포함하며,
    상기 제1 토출 영역 및 제1 분출 영역의 상기 상대적인 이동 방향에 직교하는 방향의 폭은, 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상인 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 노즐은 기판에 대하여 제2 용액을 토출하는 제2 토출 영역을 더 구비하고,
    상기 제2 토출 영역의 상기 상대적인 이동 방향에 직교하는 방향의 폭은, 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상의 길이이고,
    상기 제1 토출 영역과 제2 토출 영역은 상기 제1 분출 영역을 사이에 두도록 배치되어 있는 기판 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 토출 영역 및 상기 제2 토출 영역에는 각각 복수의 개구부가 형성되고,
    상기 제1 분출 영역에는, 장방형상의 개구부가 형성되어 있는 기판 처리 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 노즐은 기판에 대하여 제2 가스를 분출하는 제2 분출 영역을 더 구비하고,
    상기 제2 분출 영역의 상기 상대적인 이동 방향에 직교하는 방향의 폭은, 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상의 길이이고,
    상기 제1 분출 영역과 제2 분출 영역은 상기 제1 토출 영역을 사이에 두도록 배치되어 있는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 토출 영역 및 상기 제2 토출 영역에는 각각 복수의 개구부가 형성되고,
    상기 제1 및 제2 분출 영역에는 장방형상의 개구부가 형성되어 있는 기판 처리 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 노즐은 기판에 대하여 제3 가스를 분출되는 제3 분출 영역을 더 구비하고,
    상기 제3 분출 영역의 상기 상대적인 이동 방향에 직교하는 방향의 폭은, 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상의 길이이고,
    상기 제1 분출 영역과 제2 분출 영역은 상기 제2 토출 영역을 사이에 두도록 배치되어 있는 기판 처리 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 토출 영역 및 상기 제2의 토출 영역에는 각각 복수의 개구부가 형성되고,
    상기 제1 내지 제3 분출 영역에는 장방형상의 개구부가 형성되어 있는 기판 처리 장치.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 노즐은 기판에 대하여 처리액을 토출하는 제3 토출 영역을 더 포함하고,
    상기 제3 토출 영역의 상기 상대적인 이동 방향에 직교하는 방향의 폭은, 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상의 길이인 기판 처리 장치.
  24. 원하는 패턴이 노광된 감광성 레지스트막의 현상을 행하는 현상 방법에 있어서,
    노광된 상기 감광성 레지스트막에 대하여 제1 현상 처리를 행하는 공정과,
    제1 현상 처리가 행해지고 있는 감광성 레지스트막에 대하여, 해당 레지스트막 표면에 대하여 산화성을 갖거나, 혹은 알칼리성인 세정액을 공급하여 제1 세정 처리를 행하는 공정과,
    제1 세정 처리가 이루어진 상기 감광성 레지스트막에 대하여 제2 현상 처리를 행하는 공정과,
    제2 현상 처리가 행해진 상기 감광성 레지스트막에 대하여 제2 세정 처리를 행하는 공정
    을 포함하는 현상 방법.
  25. 제25항에 있어서,
    산화성을 갖는 세정액으로서, 오존수, 산소수, 질산, 및 과산화수소수 중 적어도 1개를 상기 감광성 레지스트막에 공급하는 현상 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    제2 세정 처리시, 오존수, 산소수, 수소수, 탄산수, 약 알칼리수, 약 산성수, 및 순수 중 적어도 1개를 상기 감광성 레지스트막에 공급하는 현상 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    제1 세정 처리시, 순수를 상기 감광성 레지스트막 표면에 공급한 후, 상기 세정액을 공급하는 현상 방법.
  28. 제25항에 있어서,
    제1 현상 처리 및 제2 현상 처리 중 적어도 한쪽의 처리 시에 이용되는 현상액은, 산화성 기체 분자를 용해시킨 알칼리성 수용액인 현상 방법.
  29. 제25항에 있어서,
    제1 현상 처리 및 제2 현상 처리 중 적어도 한쪽의 처리 시에 이용되는 현상액은, 환원성 기체 분자를 용해시킨 알칼리성 수용액인 현상 방법.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 현상액에 대하여 가용인 상기 감광성 레지스트막의 영역의 저면에 현상액이 대략 도달하는 뚫림 시간에, 상기 세정액을 상기 감광성 레지스트막에 공급하여 제1 세정 처리를 행하는 현상 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 뚫림 시간은, 현상 중에 상기 감광성 레지스트막에 특정 파장의 빛을 입사시키고, 상기 감광성 레지스트막으로부터의 반사광의 강도 변화가, 간섭 파형으로부터 단조로운 변화를 나타내는 파형으로 변화하는 점을 계측함으로써 구하는 현상 방법.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 뚫림 시간은, 상기 감광성 레지스트막을 복수의 현상 시간에 현상하고, 현상 후의 패턴을 평가함으로써 구하는 현상 방법.
  33. 제25항에 있어서,
    제1 세정 처리 후, 상기 기판 표면을 건조시킨 후에, 제2 현상 처리를 행하는 현상 방법.
  34. 제25항에 있어서,
    제2 현상 처리는 상기 감광성 레지스트막 위에 제1 세정 처리에 이용한 세정액이 남은 상태에서 행하는 현상 방법.
  35. 제25항에 있어서,
    제1 현상 처리를 행하기 전에, 상기 감광성 레지스트막에 대하여 산화 작용을 갖는 액체를 해당 레지스트막 표면에 공급하는 전 처리를 행하는 현상 방법.
  36. 제25항에 있어서,
    제1 및 제2 현상 처리 시에,
    상기 감광성 레지스트막에 대하여, 길이 방향의 길이가 상기 기판의 직경보다 긴 토출구를 갖는 현상액 토출 노즐로부터 현상액을 토출하면서,
    상기 기판과 상기 현상액 토출 노즐을 기판의 한쪽의 끝으로부터 타단으로상대적으로 이동시켜, 상기 감광성 레지스트막 표면에 현상액막을 형성하는 현상 방법.
  37. 제25항에 있어서,
    상기 제2 세정 처리는,
    노즐에 형성된 토출 영역으로부터 세정액을 기판에 대하여 연속적으로 토출하면서, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 한 방향으로 이동시키는 공정을 포함하고,
    상기 토출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는, 상기 기판의 최대 직경 또는 최장 변과 동등 이상이고,
    상기 노즐은, 분출 영역으로부터 가스를 상기 기판에 대하여 연속적으로 내뿜고, 분출 영역의 상기 한 방향에 직교하는 방향의 길이는, 상기 기판의 최대 직경, 또는 최장 변과 동등 이상인 현상 방법.
  38. 원하는 패턴이 노광된 감광성 레지스트막의 현상을 행하는 현상 방법에 있어서,
    상기 감광성 레지스트막에 대하여 현상액을 공급하는 공정과,
    상기 감광성 레지스트막 상의 현상액을 유동시키는 공정을 포함하고,
    상기 현상액을 유동시키는 공정의 개시 시간과 종료 시간 사이에, 상기 현상액에 대하여 가용인 상기 감광성 레지스트막의 영역의 저면에 현상액이 도달하는뚫림 시간이 포함되는 현상 방법.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 뚫림 시간은, 현상 중에 상기 감광성 레지스트막에 특정 파장의 빛을 입사시키고, 상기 감광성 레지스트막으로부터의 반사광의 강도 변화가, 간섭 파형으로부터 단조로운 변화를 나타내는 파형으로 변화하는 점을 계측함으로써 구하는 현상 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 뚫림 시간은, 상기 감광성 레지스트막을 복수의 현상 시간에 현상하고, 현상 후의 패턴을 평가함으로써 구하는 현상 방법.
  41. 제39항에 있어서,
    상기 현상액의 유동은 상기 현상액이 공급된 기판을 회전시킴으로써 행하는 현상 방법.
  42. 제39항에 있어서,
    상기 현상액의 유동은 상기 현상액이 공급된 기판 위에 기류를 형성함으로써 행하는 현상 방법.
  43. 원하는 패턴이 노광된 감광성 레지스트막의 현상을 행하는 현상 방법에 있어서,
    상기 감광성 레지스트막 위에 현상액을 공급하는 공정과,
    상기 감광성 레지스트막 상의 현상액을 유동시키는 공정을 포함하고,
    상기 현상액을 유동시키는 개시 시간은, 상기 현상액에 대하여 가용인 상기 감광성 레지스트막의 영역의 저면에 현상액이 도달하는 뚫림 시간의 후인 현상 방법.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 뚫림 시간은, 현상 중에 상기 감광성 레지스트막에 특정 파장의 빛을 입사시키고, 상기 감광성 레지스트막으로부터의 반사광의 강도 변화가, 간섭 파형으로부터 단조로운 변화를 나타내는 파형으로 변화하는 점을 계측함으로써 구하는 현상 방법.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 뚫림 시간은, 상기 감광성 레지스트막을 복수의 현상 시간에 현상하고, 현상 후의 패턴을 평가함으로써 구하는 것을 특징으로 하는 현상 방법.
  46. 제44항에 있어서,
    상기 현상액의 유동은, 상기 현상액이 공급된 기판을 회전시킴으로써 행하는현상 방법.
  47. 제44항에 있어서,
    상기 현상액의 유동은 상기 현상액이 공급된 기판 위에 기류를 형성함으로써 행하는 현상 방법.
  48. 제25항에 기재된 현상 방법을 이용하여, 반도체 기판 위에 형성되고, 회로 패턴이 노광된 감광성 레지스트막의 현상을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  49. 제39항에 기재된 현상 방법을 이용하여, 반도체 기판 위에 형성되고, 회로 패턴이 노광된 감광성 레지스트막의 현상을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  50. 제44항에 기재된 현상 방법을 이용하여, 반도체 기판 위에 형성되고, 회로 패턴이 노광된 감광성 레지스트막의 현상을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  51. 노광된 감광성 레지스트막을 현상할 때에 이용하는 현상액 공급 노즐의 세정 방법에 있어서,
    상기 현상액 공급 노즐에 현상액을 공급하는 공정과,
    기판 위에 현상액을 공급하는 현상액 공급 노즐에 산화성 액체를 공급하여 세정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 현상액 공급 노즐의 세정 방법.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 산화성 액체로서, 오존, 산소, 일산화 탄소, 및 과산화수소 중 적어도 하나를 포함하는 수용액을 상기 현상액 공급 노즐에 공급하는 것을 특징으로 하는 현상액 공급 노즐의 세정 방법.
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