KR20160030057A - 현상 방법, 현상 장치 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 노광 후의 기판에 현상 처리를 행하는 데 있어서, 기판의 면내에 있어서의 레지스트 패턴의 선 폭의 균일성을 높게 하는 것이다. 현상액의 토출구와 상기 기판의 표면보다도 작게 형성된 접촉부를 구비한 현상액 노즐을 사용하고, 상기 기판의 중앙부에서 상기 접촉부를 기판의 표면에 대향시키는 공정과, 계속해서 상기 현상액 노즐의 토출구로부터 기판의 표면에 현상액을 토출해서 상기 접촉부에서 보아 당해 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액을 비어져 나오게 하여 액 고임부를 형성하는 공정과, 그와 같이 현상액이 비어져 나온 상태를 유지하여, 회전하고 있는 기판에 상기 토출구로부터 현상액을 토출하면서 상기 현상액 노즐을 기판의 중앙부로부터 주연부로 이동시켜 상기 액 고임부를 기판의 전체면으로 확장하는 공정을 포함하도록 현상 처리를 행한다.

Description

현상 방법, 현상 장치 및 기억 매체 {DEVELOPING METHOD, DEVELOPING APPARATUS AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 노광 후의 기판에 대해 현상액을 공급해서 현상하는 현상 방법, 현상 장치 및 상기 현상 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램이 기억된 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서의 포토리소그래피 공정에서는, 레지스트막이 형성되고, 소정의 패턴을 따라서 노광된 기판인 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라고 기재함)에 대해 현상액이 공급되어, 레지스트 패턴이 형성된다. 예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 웨이퍼를 회전시키면서 노즐로부터 현상액을 공급하고, 현상액이 공급되는 위치를 웨이퍼의 반경 위로 이동시킴으로써 현상 처리가 행해지고 있다. 이 방법에서는 현상액의 공급 위치의 이동과 원심력의 작용에 의해, 기판에 현상액의 액막이 형성되고, 당해 액막을 구성하는 현상액이 유동한다.
웨이퍼에 공급된 현상액은 원심력에 의해 넓어지면서 레지스트막 표면을 흐르지만, 그렇게 흐르는 동안에 현상액은 레지스트와 반응해서 그 농도가 변화되어 버리므로, 현상액의 액 흐름 방향에 의해, 레지스트막과 현상액의 반응 상태가 다를 우려가 있다. 그 결과적으로, 면내의 1개의 노광 영역(쇼트) 내에 있어서의 패턴의 선 폭인 CD(Critical Dimension)가 변화되고, CD의 균일성(CDU:Critical Dimension Uniformity)이 악화되어 버릴 우려가 있다.
따라서 웨이퍼를 회전시킨 상태에서, 웨이퍼에 형성된 현상액의 액 고임부에 접촉하는 접촉부를 포함하는 현상액 노즐을, 당해 웨이퍼의 중앙부 상으로부터 주연부 상을 향해 이동시킴으로써, 웨이퍼의 표면에 액 고임부를 넓히는 방법을 사용하는 것이 검토되고 있다. 이 방법에 의하면, 웨이퍼의 회전과 접촉부의 이동에 의해 현상액이 유동하여, 교반된 상태로 넓어진다. 이로 인해 웨이퍼의 표면 상의 현상액의 농도의 균일성이 높아져, 결과적으로 CD의 균일성을 개선할 수 있다.
그러나, 이 방법을 사용해도 CD에 대해 다른 영역과 비교해서 크기가 다른 영역(편의상, CD 변이 영역이라고 기재함)이, 웨이퍼의 표면에 소용돌이 형상으로 형성되는 경우가 있는 것이 확인되었다. 상기 소용돌이 형상의 CD 변이 영역은, 현상액 노즐의 웨이퍼 표면에 있어서의 이동의 궤적을 따라서 형성되어 있고, 당해 현상액 노즐의 이동에 기인하는 것으로 생각할 수 있고, 이와 같은 CD의 편차에 대해서도 개선하는 것이 검토되고 있다. 특허문헌 2에는, 기판의 중앙부 상에 배치한 노즐의 하단부를, 당해 노즐로부터 공급한 처리액에 접촉시키고, 기판을 회전시켜 당해 기판에 액막을 형성하는 기술에 대해 기재되어 있지만, 상기의 문제를 해결할 수 있는 것은 아니다.
일본 특허 제4893799호 공보 일본 특허 공개 제2012-74589호 공보
본 발명은, 이와 같은 사정에 있어서 이루어진 것이며, 그 목적은, 노광 후의 기판에 현상 처리를 행하는 데 있어서, 기판의 면내에 있어서의 레지스트 패턴의 선 폭의 균일성을 높게 할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명의 현상 방법은, 노광 후의 기판을 회전 가능한 기판 보유 지지부에 수평으로 보유 지지하는 공정과,
계속해서, 현상액의 토출구와 상기 기판의 표면보다도 작게 형성된 접촉부를 구비한 현상액 노즐을 사용하고, 상기 기판의 중앙부에서 상기 접촉부를 기판의 표면에 대향시키는 공정과,
계속해서 상기 현상액 노즐의 토출구로부터 기판의 표면에 현상액을 토출해서 상기 접촉부에서 보아 당해 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액을 비어져 나오게 하여 액 고임부를 형성하는 공정과,
상기 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액이 비어져 나온 상태를 유지하여, 회전하고 있는 기판에 상기 토출구로부터 현상액을 토출하면서 상기 현상액 노즐을 기판의 중앙부로부터 주연부로 이동시켜 상기 액 고임부를 기판의 전체면으로 확장하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 현상 장치는, 노광 후의 기판을 수평으로 보유 지지하는 기판 보유 지지부와,
상기 기판 보유 지지부를 회전시키는 회전 기구와,
현상액의 토출구와, 상기 기판의 표면보다도 작게 형성된 접촉부를 구비한 현상액 노즐과,
상기 기판 보유 지지부에 보유 지지된 기판 상을, 당해 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 상기 현상액 노즐을 이동시키는 이동 기구와,
상기 기판의 중앙부에서 상기 접촉부를 기판의 표면에 대향시키는 스텝과, 계속해서 상기 현상액 노즐의 토출구로부터 기판의 표면에 현상액을 토출해서 상기 접촉부에서 보아 당해 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액을 비어져 나오게 하여 액 고임부를 형성하는 스텝과, 상기 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액이 비어져 나온 상태를 유지하여, 회전하고 있는 기판에 상기 토출구로부터 현상액을 토출하면서 상기 현상액 노즐을 기판의 중앙부로부터 주연부로 이동시켜 상기 액 고임부를 기판의 전체면으로 확장하는 스텝을 실행하도록 제어 신호를 출력하는 제어부
를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기억 매체는, 노광 후의 기판을 현상하는 현상 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램이 기억된 기억 매체이며,
상기 컴퓨터 프로그램은, 상기의 현상 방법을 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 현상액 노즐의 토출구로부터 기판의 표면에 현상액을 토출해서 상기 접촉부에서 보아 당해 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액을 비어져 나오게 하여 액 고임부를 형성한다. 그리고, 그와 같이 현상액이 비어져 나온 상태를 유지하여, 회전하고 있는 기판에 상기 토출구로부터 현상액을 토출하면서, 상기 현상액 노즐을 기판의 주연부를 향해 이동시켜 상기 액 고임부를 기판의 전체면에 넓힌다. 이에 의해, 현상액 노즐의 진행 방향에 대해, 접촉부의 테두리에서의 현상의 진행도의 차를 완화시킬 수 있음과 함께, 액 고임부가 기판의 주위 방향으로 불균일하게 넓어지는 것을 억제할 수 있으므로, 기판의 면내에 있어서 현상 처리를 균일성 높게 행하여, 레지스트 패턴의 선 폭의 균일성을 높게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 현상 장치의 사시도이다.
도 2는 상기 현상 장치의 종단 측면도이다.
도 3은 상기 현상 장치에 설치되는 현상액 노즐의 종단 측면도이다.
도 4는 상기 현상 장치에 있어서의 비교예의 처리의 설명도이다.
도 5는 상기 현상 장치에 있어서의 비교예의 처리의 설명도이다.
도 6은 상기 현상 장치에 있어서의 비교예의 처리의 설명도이다.
도 7은 상기 현상 장치에 있어서의 처리 시의 현상액 노즐의 측면도이다.
도 8은 상기 처리 시에 있어서의 현상액 노즐 및 액 고임부의 측면도이다.
도 9는 상기 처리 시에 있어서의 현상액 노즐 및 액 고임부의 측면도이다.
도 10은 상기 처리 시에 있어서의 웨이퍼의 평면도이다.
도 11은 상기 처리 시에 있어서의 웨이퍼의 평면도이다.
도 12는 상기 처리 시에 있어서의 웨이퍼의 평면도이다.
도 13은 제1 실시 형태에 있어서의 제1 변형예에 관한 노즐의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 14는 제1 실시 형태에 있어서의 제1 변형예에 관한 다른 노즐의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 15는 제2 변형예에 관한 노즐의 하면측 사시도이다.
도 16은 상기 제2 변형예에 관한 노즐을 사용한 처리의 설명도이다.
도 17은 상기 제2 변형예에 관한 노즐을 사용한 처리의 설명도이다.
도 18은 제3 변형예에 관한 노즐을 사용한 처리의 설명도이다.
도 19는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 현상 장치를 구성하는 각 현상액 노즐의 측면도이다.
도 20은 상기 제2 실시 형태에 관한 현상 장치를 구성하는 각 현상액 노즐의 측면도이다.
도 21은 상기 제2 실시 형태에 관한 현상 장치를 구성하는 각 현상액 노즐의 측면도이다.
도 22는 상기 각 현상액 노즐에 의해 처리되는 웨이퍼의 평면도이다.
도 23은 상기 각 현상액 노즐에 의해 처리되는 웨이퍼의 평면도이다.
도 24는 상기 각 현상액 노즐에 의해 처리되는 웨이퍼의 평면도이다.
도 25는 현상액 노즐의 다른 예를 나타내는 종단 측면도이다.
도 26은 현상액 노즐의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 27은 현상액 노즐의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 28은 상기 현상액 노즐의 종단 측면도이다.
도 29는 현상액 노즐의 다른 예를 나타내는 하면도이다.
(제1 실시 형태)
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 현상 장치(1)에 대해 도 1, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은 현상 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 사시도이며, 도 2는 현상 장치(1)의 종단 측면도이다. 현상 장치(1)는, 도시하지 않은 반송 기구에 의해 반송되는 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 장치이며, 상기 웨이퍼(W)의 표면에는, 예를 들어, 네가티브형 레지스트가 도포되어 있고, 소정의 패턴을 따라서 노광되어 있다. 현상 장치(1)는 기판 보유 지지부인 스핀 척(11)과, 액 받이용의 컵체(2)와, 현상액 노즐(3)과, 세정액 노즐(51)을 구비하고 있다. 스핀 척(11)은, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 흡착하여, 웨이퍼(W)를 수평으로 보유 지지하는 것이며, 회전축(12)을 통하여 회전 기구(13)에 의해 연직축 주위로 회전 가능하게 구성되어 있다.
상기 컵체(2)는, 스핀 척(11)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 설치되어 있다. 도 2 중 부호 21은 컵체(2)를 구성하는 상부 컵이며, 대략 원통 형상이며, 상부측이 내측으로 경사져 있다. 상부 컵(21)은 승강 기구(22)에 의해, 스핀 척(11)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행할 때의 수수 위치(도 2 중, 실선으로 나타내는 위치)와, 현상 처리를 행할 때의 처리 위치(도 2 중, 점선으로 나타내는 위치) 사이에서 승강 가능하게 구성되어 있다. 처리 위치에 있어서의 상부 컵(21)은 웨이퍼(W)의 측 주위를 둘러싸고, 웨이퍼(W)로부터 비산된 현상액 및 세정액을 받아, 후술하는, 상부 컵(21)의 하방에 설치되는 액 받이부(25)에 가이드한다.
또한, 컵체(2)는 원형판(23)을 구비하고, 당해 원형판(23)은 스핀 척(11)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 하방측에 설치되어 있다. 이 원형판(23)의 외측에는 종단면 형상이 산(山)형의 가이드 부재(24)가 링 형상으로 형성되어 있다. 상기 가이드 부재(24)는, 웨이퍼(W)로부터 흘러 떨어진 현상액이나 세정액을, 원형판(23)의 외측에 설치되는 액 받이부(25)에 가이드하도록 구성되어 있다. 액 받이부(25)는 환형의 오목부로서 구성되고, 액체 배출관(26)을 통하여 도시하지 않은 폐액부에 접속되어 있다. 도 2 중 부호 14는, 스핀 척(11)과 도시하지 않은 기판 반송 기구 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행하기 위해, 상기 원형판(23)을 관통해서 설치되는 핀이며, 3개(각 도면에서는 편의상, 2개만 표시하고 있음) 설치되어 있다. 핀(14)은 승강 기구(15)에 의해 승강 가능하게 구성된다.
계속해서 현상액 노즐(3)에 대해, 종단 측면도인 도 3도 참조하여 설명한다. 현상액 노즐(3)은 수직인 원기둥 형상으로 구성되고, 현상액을 토출해서 웨이퍼(W)의 표면에 액 고임부를 형성하기 위한 토출구(31)와, 웨이퍼(W)의 표면보다도 작게 형성되는 원형의 접촉부(32)를 구비하고 있다. 접촉부(32)는 현상액 노즐(3)의 저부를 구성한다. 현상액 노즐(3)은, 그 중심축을 따라서 형성된 유로(33)를 구비하고, 이 유로(33)의 하단부가, 상기 토출구(31)로서 구성되어 있다. 따라서, 당해 토출구(31)는, 상기 접촉부(32)의 중심부에 개구되어 있다.
상기 접촉부(32)는 스핀 척(11)에 적재된 웨이퍼(W)의 표면과 대향하도록 설치되어 있다. 웨이퍼(W)의 직경이 예를 들어 300㎜인 경우, 접촉부(32)의 직경 d1은 예를 들어 30㎜ 내지 200㎜, 이 예에서는 100㎜로 설정된다. 현상액 노즐(3)의 재질로서는, 표면 장력에 의해 후술하는 바와 같이 현상액을 교반할 수 있도록, 예를 들어, 수지가 사용된다. 이 수지로서는, 예를 들어, PFA(테트라플루오로에틸렌ㆍ퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 등이 사용된다.
현상액 노즐(3)의 상면은, 지지 부재(35)를 통하여 아암(41)의 선단에 고정되고, 아암(41)의 기단부측은, 도 1에 도시하는 바와 같이 이동 기구(42)에 접속되어 있다. 이 이동 기구(42)는, 수평으로 신장되는 가이드 레일(43)을 따라서 이동하도록 구성되어 있다. 또한 이동 기구(42)는 도시하지 않은 승강 기구에 의해 아암(41)을 승강 가능하게 지지한다. 컵체(2)의 외측에는, 현상액 노즐(3)을 대기시키기 위한 직사각형 컵 형상의 대기부(44)가 설치되어 있다. 이동 기구(42)에 의해, 현상액 노즐(3)은 스핀 척(11)에 보유 지지된 웨이퍼(W)에 대해 접촉부(32)가 웨이퍼(W)에 대향함과 함께 웨이퍼(W)에 현상액을 공급하는 처리 위치와, 대기부(44) 내의 대기 위치 사이에서, 이동 가능하게 구성되어 있다. 도 3은, 상기 처리 위치에 위치하는 현상액 노즐(3)을 도시하고 있다. 당해 처리 위치에 있어서의 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)와 웨이퍼(W) 표면과의 거리 h1은, 예를 들어, 0.5㎜ 내지 2㎜이다.
상기 현상액 노즐(3)의 유로(33)의 상류 단부에는, 현상액 공급관(36)의 일단부가 접속되어 있다. 현상액 공급관(36)의 타단부는, 현상액의 공급원(37)에 접속되어 있다. 공급원(37)은 펌프나 밸브 등을 구비하고, 후술하는 제어부(100)로부터의 제어 신호에 따라서, 현상액 노즐(3)에 현상액을 공급한다. 이 실시 형태에 있어서, 공급원(37)으로부터 공급되는 현상액은 네가티브형 레지스트의 현상액이지만, 웨이퍼(W)에 포지티브형의 레지스트막이 형성되어 있는 경우는, 포지티브형 레지스트의 현상액을 공급하도록 공급원(37)이 구성된다.
다음에 세정액 노즐(51)에 대해 설명한다. 세정액 노즐(51)은 연직 하방으로 세정액을 공급하고, 세정액의 공급원(52)에 접속되어 있다. 이 공급원(52)은 각각 펌프나 밸브 등을 구비하고, 제어부(100)로부터의 제어 신호에 따라서, 세정액을 세정액 노즐(51)에 공급한다. 세정액 노즐(51)은 아암(53)의 선단측에 설치되고, 상기 아암(53)의 기단부측은, 도 1에 도시하는 바와 같이 이동 기구(54)에 지지되어 있다. 이동 기구(54)에 의해, 아암(53)은 승강 가능하게 구성되어 있다. 상기 이동 기구(54)는, 상기의 가이드 레일(43)과 병행하게 신장되는 가이드 레일(55)을 따라서 이동 가능하게 구성되어 있다. 컵체(2)의 외측에는 세정액 노즐(51)을 대기시키기 위한 직사각형 컵 형상의 대기부(56)가 설치되어 있고, 상기 이동 기구(54)에 의해 세정액 노즐(51)은 스핀 척(11)에 보유 지지된 웨이퍼(W) 상에 있어서의 세정액의 공급 위치와, 대기부(56) 내의 대기 위치 사이에서, 이동 가능하게 구성된다.
현상 장치(1)에는, 컴퓨터로 이루어지는 제어부(100)가 설치되고, 이 제어부(100)는 도시하지 않은 프로그램 저장부를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 후술하는 작용으로 설명하는 현상 처리 및 세정 처리가 행해지도록 명령이 짜여진 프로그램이 저장된다. 이 프로그램이 제어부(100)에 판독됨으로써, 제어부(100)는 현상 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 출력한다. 그에 의해, 이동 기구(42)에 의한 현상액 노즐(3)의 이동, 이동 기구(54)에 의한 세정액 노즐(51)의 이동, 현상액의 공급원(37)에 의한 현상액의 공급, 세정액의 공급원(52)에 의한 세정액의 공급, 스핀 척(11)에 의한 웨이퍼(W)의 회전, 핀(14)의 승강 등의 각 동작이 제어된다. 그 결과적으로, 후술하는 바와 같이 웨이퍼(W)에 현상 처리 및 세정 처리를 행할 수 있다. 이 프로그램은, 예를 들어, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크 또는 메모리 카드 등의 기억 매체에 수납된 상태로 프로그램 저장부에 저장된다.
현상 장치(1)에 의한 현상 처리의 개략을 설명하면, 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)를 웨이퍼(W)의 표면의 중앙부에 근접시켜, 도 3에서 설명한 처리 위치에 위치시킨다. 웨이퍼(W)를 회전시킨 상태에서 토출구(31)로부터 현상액을 당해 웨이퍼(W)에 공급하여, 웨이퍼(W)의 표면과 접촉부(32)에 접촉하는 액 고임부(30)를 형성한다. 그리고, 토출구(31)로부터 현상액의 토출을 계속하면서, 현상액 노즐(3)을 웨이퍼(W)의 주연부에 수평으로 이동시킴으로써, 액 고임부(30)를 웨이퍼(W)의 전체면으로 확장한다.
여기서 본 발명에 관한 현상 처리에 대해 명확하게 설명하기 위해, 우선 상기의 개략을 따라서 행해지는 비교예의 현상 처리에 대해 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 도면 중의 화살표는 웨이퍼(W)의 회전 방향을 나타낸다. 우선, 상기와 같이 회전하는 웨이퍼(W)의 중앙부에 액 고임부(30)를 형성한다. 그리고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 액 고임부(30)의 크기가 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)의 크기와 같게 되면, 현상액 노즐(3)이 수평 이동을 개시한다. 즉, 접촉부(32)의 이동 방향에 있어서의 테두리와, 당해 이동 방향에 있어서의 액 고임부(30)의 테두리가 겹쳐져 있고, 이 겹쳐진 자리를 위치에 대해 편의상, 포인트 P1로 하고 있다.
도 5는, 접촉부(32)의 이동 방향의 테두리와 당해 이동 방향에 있어서의 액 고임부(30)의 테두리가 겹쳐진 상태가 유지된 채로, 즉 포인트 P1이 계속 형성된 채로, 접촉부(32)가 이동한 모습을 도시하고 있다. 액 고임부(30)는 접촉부(32)의 이동에 대응하여, 주연의 일부가 결여된 원으로 되어 넓어진다. 이 원의 결여 영역을, 도 5 중, 현상액의 도포 잔여 영역 R1로서 나타내고 있고, 이 도포 잔여 영역 R1은, 웨이퍼(W)의 회전과 접촉부(32)의 이동에 기인하여 당해 접촉부(32)의 위치에 대해 웨이퍼(W)의 회전 방향 상류측에 형성된다. 즉, 도포 잔여 영역 R1이 형성되는 위치는, 현상액 노즐(3)의 위치와 함께, 웨이퍼(W)를 소용돌이 형상으로 이동한다. 또한 접촉부(32)가 이동하면, 액 고임부(30)를 구성하는 현상액의 웨이퍼(W)의 습윤성 확산에 의해, 도포 잔여 영역 R1이 점차 소실되어, 액 고임부(30)는 원형으로 된다. 이후는, 접촉부(32)의 이동에 수반하여, 액 고임부(30)는 웨이퍼(W) 표면의 주연부를 향해 확장된다(도 6).
접촉부(32)의 이동 방향에 있 어서, 상기 포인트 P1로부터 후방측에서는, 웨이퍼(W)의 회전 및 액 고임부(30)와 접촉부(32) 사이에 작용하는 표면 장력에 의해, 현상액이 교반되어 현상이 효율적으로 진행된다. 그러나, 상기 이동 방향에 있어서, 포인트 P1로부터 전방측에서는 현상이 완전히 진행되지 않으므로, 포인트 P1을 경계로 하여 현상의 진행도에 큰 차가 생기게 된다. 웨이퍼(W)의 중앙부로부터 주연부로 접촉부(32)가 이동하는 동안, 포인트 P1이 계속해서 형성되면, 웨이퍼(W)의 회전과 현상액 노즐(3)의 이동에 의해, 당해 포인트 P1은 웨이퍼(W) 표면을 소용돌이 형상으로 이동하게 되므로, 배경 기술의 항목에서 설명한 바와 같이 소용돌이 형상의 CD 변이 영역이 형성되는 하나의 요인이 된다고 생각할 수 있다.
또한, 접촉부(32)가 웨이퍼(W)의 주연부 상에 도달할 때까지, 상기의 도포 잔여 영역 R1이 형성되지만, 이미 설명한 바와 같이 도포 잔여 영역 R1은, 웨이퍼(W) 표면을 소용돌이 형상으로 이동하도록 형성되는 위치가 이동한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 주연부로부터 내측에 있어서의 상기의 CD 변이 영역의 형성은, 이 도포 잔여 영역 R1이 형성되는 것도 하나의 요인이라고 생각할 수 있다.
이 현상 장치(1)에 있어서는 상기의 현상 처리의 개략을 따른 데 있어서, 상기의 포인트 P1 및 도포 잔여 영역 R1이 형성되지 않도록 액 고임부(30)를 형성하여, 현상 처리가 행해진다. 당해 현상 처리와, 현상 처리에 이어서 행해지는 세정 처리에 대해, 현상액 노즐(3) 및 웨이퍼(W)의 측면을 도시한 도 7 내지 도 9와, 웨이퍼(W)의 표면을 도시한 도 10 내지 도 12를 참조하면서 설명한다.
반송 기구에 의해 웨이퍼(W)가 현상 장치(1)에 반송되고, 스핀 척(11)에 수수되어 수평으로 보유 지지되면, 현상액 노즐(3)이 대기부(44)의 대기 위치로부터 웨이퍼(W)의 중앙부 위로 이동한다. 그리고 현상액 노즐(3)은, 그 접촉부(32)가 웨이퍼(W)에 근접해서 대향하도록, 도 3에서 설명한 처리 위치로 하강함과 함께, 웨이퍼(W)가 평면에서 보아 시계 방향으로, 예를 들어, 10rpm으로 회전한다(도 7).
계속해서, 토출구(31)로부터 웨이퍼(W)에 현상액이 토출되어, 당해 접촉부(32)에 접촉한 상태의 액 고임부(30)가 형성된다. 접촉부(32)의 하방 전체가 현상액으로 채워진 후에도 현상액의 공급이 계속되고, 액 고임부(30)의 외측 테두리는 접촉부(32)의 외측 테두리보다도 외측으로 비어져 나온다(도 8, 도 10). 계속해서, 현상액의 공급이 계속된 채로, 현상액 노즐(3)이 웨이퍼(W)의 주연부 상을 향해, 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라서, 예를 들어, 10㎜/초로 수평으로 이동한다. 이 직경 방향에 있어서의 이동 속도는, 예를 들어, 접촉부(32)가 웨이퍼(W)의 표면 전체를 통과하고, 당해 표면 전체에서 현상액의 교반이 행해지는 속도가 된다. 이와 같은 현상액을 토출한 상태의 현상액 노즐(3)의 이동에 의해, 액 고임부(30)는 상기 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)에 접한 상태에서, 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 확장될 수 있다.
접촉부(32)의 하방에서는, 형성된 액 고임부(30)와 현상액 노즐(3)의 상기 접촉부(32) 사이에서 표면 장력이 작용되고, 이들 액 고임부(30)와 상기 접촉부(32)는 대면하고 있다. 웨이퍼(W)를 회전시키면서 현상액 노즐(3)이 이동하면, 현상액 노즐(3)의 하방에서는 현상액이 교반되어, 현상액의 농도의 균일성이 높아진다. 또한 웨이퍼(W)의 면내에 있어서, 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)의 하방 영역에 대해서는, 그와 같이 현상액의 농도의 균일성이 높아지므로, 균일성 높게 레지스트와 현상액과의 반응이 진행된다. 즉 레지스트 패턴의 CD의 균일성이 높아진다.
현상액 노즐(3)의 수평 이동 중에서, 액 고임부(30)의 외측 테두리가, 접촉부(32)의 외측 테두리보다도 외측으로 비어져 나온 상태가 유지된다(도 9, 도 11). 즉, 평면에서 보아, 액 고임부(30)의 내측을 현상액 노즐(3)이 이동하고, 접촉부(32)의 이동 방향에 있어서의 테두리보다도 전방에는, 이미 현상액이 공급된 상태로 되어 있다. 따라서, 도 4 내지 도 6의 비교예로서 설명한, 접촉부(32)의 이동 방향의 테두리와 액 고임부(30)의 테두리가 겹쳐지는 포인트 P1이 형성되지 않는다. 또한, 그와 같이 접촉부(32)의 이동 방향에 있어서, 접촉부(32)보다도 전방측에 공급되는 현상액은 웨이퍼(W)의 회전에 의해, 웨이퍼(W) 상을 이동하는 접촉부(32)의 회전 방향 상류측으로 이동하므로, 비교예에서 설명한 바와 같이, 도포 잔여 영역 R1이 형성되는 것이 방지된다. 즉, 액 고임부(30)는 원형으로 웨이퍼(W)에서 확장된다.
현상액 노즐(3)이 이동을 계속해서, 액 고임부(30)에 의해 웨이퍼(W)의 표면 전체가 피복된 후, 현상액 노즐(3)이 웨이퍼(W)의 주연부 상에 위치하면, 당해 현상액 노즐(3)의 수평 이동이 정지된다(도 12). 웨이퍼(W)가 회전하고, 당해 주연부 상을 접촉부(32)가 통과하고, 웨이퍼의 표면 전체에 있어서의 현상액의 교반이 완료된 후, 웨이퍼(W)의 회전 및 현상액 노즐(3)로부터의 현상액의 토출이 정지되고, 현상액 노즐(3)은 대기부(44)의 대기 위치로 복귀된다. 계속해서 웨이퍼(W)가 소정의 시간, 정지 상태로 되어, 정지된 액 고임부(30)에 의해, 웨이퍼(W)의 표면 전체에서 레지스트막과 현상액과의 반응이 더욱 진행된다. 그런데, 웨이퍼(W)의 표면 전체(전체면)란, 레지스트 패턴의 형성 영역 전체의 의미이다. 그로 인해, 주연부에 상기 레지스트 패턴의 형성 영역이 설치되어 있지 않은 웨이퍼(W)에서는, 당해 주연부가 액 고임부(30)에 의해 피복되지 않아도 좋다.
웨이퍼(W)의 표면 전체에서 레지스트막과 현상액과의 반응이 충분히 진행되면, 대기부(56)의 대기 위치로부터 세정액 노즐(51)이 웨이퍼(W)의 중심부 위로 이동한다. 그리고, 당해 중심부에 세정액이 토출됨과 함께, 웨이퍼(W)가 소정의 회전수로 회전하고, 웨이퍼(W) 표면의 세정 처리가 개시된다. 상기 세정액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 주연부에 확장되어, 웨이퍼(W)로부터 현상액의 액 고임부(30)가 제거된다. 그러한 후, 세정액의 공급이 정지되는 한편, 웨이퍼(W)의 회전이 계속되고, 웨이퍼(W)로부터 세정액이 원심 탈수되어, 웨이퍼(W)가 건조된다. 그러한 후, 웨이퍼(W)의 회전이 정지되고, 도시하지 않은 기판 반송 기구에 당해 웨이퍼(W)가 수수되어, 현상 장치(1)로부터 반출된다.
이 현상 장치(1)의 현상 처리에 의하면, 현상액 노즐(3)의 토출구(31)로부터 당해 현상액 노즐을 구성하는 접촉부(32)와 웨이퍼(W)의 표면과의 간극에 현상액을 토출하여, 당해 간극에 현상액을 채움과 함께 상기 접촉부(32)에서 보아 당해 접촉부(32)의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액을 비어져 나오게 하여 액 고임부를 형성한다. 그리고, 그와 같이 현상액이 비어져 나온 상태를 유지하여, 회전하고 있는 웨이퍼(W)에 상기 토출구(31)로부터 현상액을 토출하면서, 상기 현상액 노즐(3)을 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 이동시켜, 상기 액 고임부(30)를 웨이퍼(W)의 전체면으로 확장한다. 이에 의해 액 고임부(30)를 웨이퍼(W)의 전체면으로 확장하는 데 있어서, 비교예로서 설명한, 접촉부(32)의 이동 방향에 있어서 현상의 진행도가 크게 다른 포인트 P1의 발생 및 포인트 P1의 웨이퍼(W) 표면에 있어서의 소용돌이 형상의 이동을 방지할 수 있다. 또한, 비교예에서 설명한 도포 잔여 영역 R1의 형성 및 당해 도포 잔여 영역 R1의 웨이퍼(W) 표면에 있어서의 소용돌이 형상의 이동을 방지할 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼(W) 표면 내에 있어서의 현상 처리의 균일성을 높게 할 수 있어, 레지스트 패턴의 CD에 대해, 다른 영역과 비교해서 크기가 크게 다른 영역(CD 변이 영역)이, 웨이퍼의 표면에 소용돌이 형상으로 형성되는 것을 방지할 수 있다. 평가 시험을 행한 결과, 이 제1 실시 형태에서 설명한 현상 처리를 행함으로써, 소용돌이 형상의 CD 변이 영역의 형성이 억제되는 것이 확인되어 있다.
그런데, 웨이퍼(W)의 중앙부에 있어서 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)에 접촉하고, 또한 그 외측 테두리가 당해 접촉부(32)의 외측 테두리보다도 외측으로 비어져 나온 액 고임부(30)를 형성하는 데 있어서는, 상기와 같이 행하는 것으로는 한정되지 않는다. 접촉부(32)가 웨이퍼(W)의 중앙부 상에 있어서의 도 3에서 설명한 처리 위치보다도 상방에 위치하는 상태에서 현상액의 토출을 개시하고, 웨이퍼(W)의 중앙부에 액 고임부(30)를 형성한다. 계속해서, 접촉부(32)를 상기 처리 위치로 하강시켜 상기 액 고임부(30)에 접촉시키고, 상기와 같이 액 고임부(30)의 외측 테두리가 접촉부(32)의 외측 테두리보다도 외측으로 비어져 나온 상태로 해도 좋다. 접촉부(32)의 하강 중, 현상액의 토출은 정지되어 있어도 좋고, 토출이 계속되어 있어도 좋다.
(제1 실시 형태의 제1 변형예)
계속해서, 제1 실시 형태에 있어서의 제1 변형예에 대해 도 13을 참조하여 설명한다. 이 제1 변형예에서는, 현상액 노즐(3) 대신에 현상액 노즐(3)과 형상만 다른 현상액 노즐(5)을 사용해서, 현상 처리가 행해진다. 현상액 노즐(5)은 평면에서 보아 타원형으로 구성되어 있고, 따라서 접촉부(32)도 타원형으로 구성되어 있다. 타원형의 접촉부(32)의 중심에, 토출구(31)가 개구되어 있다. 이 현상액 노즐(5)은 현상 처리 중, 타원의 단축 방향을 따라서 수평으로 이동한다. 즉, 현상액 노즐(5)을 평면에서 보면, 진행 방향측의 외측 테두리가 진행 방향측으로 부풀어 오르는 곡선을 이루고, 상기 진행 방향측의 외측 테두리에 연속되는 좌우의 각 외측 테두리가, 상기 진행 방향측의 외측 테두리가 이루는 곡선의 곡률보다도 큰 곡률의 곡선을 이루고 있다.
이 현상액 노즐(5)을 사용한 경우도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 처리가 행해진다. 즉, 현상액 노즐(5)이 회전하는 웨이퍼(W)의 중앙부 상에 배치되고, 당해 웨이퍼(W)의 중앙부에 현상액이 공급되어, 접촉부(32)의 외측 테두리보다도 외측으로, 그 외측 테두리가 비어져 나오도록 액 고임부(30)가 형성된다. 그러한 후, 상기 비어져 나온 것이 유지되도록, 현상액 노즐(5)이 웨이퍼(W)의 주연부 상을 향해 수평 이동된다. 이때, 현상액 노즐(5)에 있어서, 상기 진행 방향측의 외측 테두리에 연속되는 좌우의 각 외측 테두리가, 상기 진행 방향측의 외측 테두리가 이루는 곡선의 곡률보다도 큰 곡률의 곡선을 이루도록 구성되어 있음으로써, 웨이퍼(W)의 회전 방향에 있어서 비교적 넓은 범위가, 접촉부(32)에 의해 덮여진다. 접촉부(32)의 하방은 현상액이 공급되어 있으므로, 현상액 노즐(5)의 수평 이동 중, 웨이퍼(W)의 회전 방향의 넓은 범위에 현상액이 공급되게 된다. 따라서, 이 현상액 노즐(5)의 이동 중에 있어서는, 비교예에서 설명한 도포 잔여 영역 R1의 발생을, 보다 확실하게 방지할 수 있다.
현상액 노즐에 있어서, 상기와 같이 진행 방향측의 외측 테두리에 연속되는 좌우의 각 외측 테두리는, 곡선으로서 구성하는 것에 한정되지 않고, 코너부를 갖도록 구성해도 좋다. 도 14에는 당해 코너부를 갖는 예로서, 평면에서 보아 초승달 형상으로 구성된 현상액 노즐(59)을 나타내고 있다. 이 현상액 노즐(59)의 수평 이동 방향은, 초승달의 외형을 이루는 원호의 돌출 방향이다. 이와 같은 현상액 노즐(59)을 사용해도, 현상액 노즐(5)을 사용한 경우와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 이와 같이 평면에서 보아 타원형, 초승달 형상으로 현상액 노즐을 구성하는 것 외에, 현상액 노즐을 평면에서 보아 부채 형상으로 형성해도, 도포 잔여 영역 R1의 발생을 방지할 수 있다.
(제1 실시 형태의 제2 변형예)
계속해서, 제1 실시 형태에 있어서의 제2 변형예에 대해 설명한다. 도 15는, 이 제2 변형예에 있어서 사용되는 현상액 노즐(3)의 사시도이며, 도 16, 도 17은, 당해 현상액 노즐(3)을 사용해서 행해지는 현상 처리를 도시하는 설명도이다. 이 현상액 노즐(3)에는, 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)의 측방으로부터, 판상의 확산 부재(61)가 수평으로 신장되어 있고, 이 확산 부재(61)의 하면은, 예를 들어, 접촉부(32)와 동일한 높이에 위치하고 있다. 또한, 확산 부재(61)는 현상액 노즐(3)의 진행 방향측에 설치되어 있고, 평면에서 보아, 웨이퍼(W)의 회전 방향 상류측을 향해 원호를 그리도록 연장되어 있다.
이와 같은 현상액 노즐(3)을 사용한 현상 처리에 대해 설명하면, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중앙부 상에 현상액 노즐(3)이 배치되고, 접촉부(32)의 외측 테두리보다도 외측으로 비어져 나오도록 액 고임부(30)가 형성되면, 이 액 고임부(30)는 확산 부재(61)에 접촉한다(도 16). 그리고, 현상액이 토출된 상태에서 현상액 노즐(3)이 웨이퍼(W)의 주연부 상을 향해 이동하면, 이 이동에 의해 확산 부재(61)도 웨이퍼(W)의 주연부 상을 향해 이동한다.
이 확산 부재(61)의 이동 중, 당해 확산 부재(61)에 접촉된 현상액은, 당해 확산 부재(61)와의 사이에 작용하는 표면 장력에 의해 확산 부재(61)의 이동 방향을 향하는 힘을 받아, 확산 부재(61)에 의해 끌려지도록 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 확산된다(도 17). 이와 같이 현상액이 확산됨으로써, 상기의 도포 잔여 영역 R1의 발생을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 여기서, 확산 부재(61)의 배치에 대해 도 17을 참조하여 보다 상세하게 설명해 두면, 그와 같은 도포 잔여 영역 R1의 발생을 방지하는 효과를 얻기 위해, 평면에서 보아, 접촉부(32)의 중심 Q와 웨이퍼(W)의 회전 중심 P를 포함하는 직선 L에 대해 웨이퍼(W)의 회전 방향 상류측에 선단부가 연장되기 시작하도록 설치되어 있다. 그런데, 확산 부재(61)로서는, 현상액 노즐(3)에 설치하는 것에 한정되지 않고, 현상액 노즐(3)을 이동시키는 이동 기구(42)와는 별개의 이동 기구에 접속된 구성으로 하고, 당해 이동 기구에 의해, 현상액 노즐(3)의 이동과 병행해서 이동하도록 해도 좋다.
(제1 실시 형태의 제3 변형예)
도 18에는, 현상 장치(1)의 또 다른 변형예를 나타내고 있다. 이 예에서는, 아암(41)에 불활성 가스인 N2(질소) 가스를 공급하는 가스 노즐(62)이 설치되어 있다. 이 가스 노즐(62)은, 현상액 노즐(3)의 진행 방향을 향해 경사진 하방으로 N2 가스를 토출한다. 당해 가스 노즐(62)을 설치한 경우의 현상 처리에 대해 설명하면, 상기와 같이 웨이퍼(W)의 중앙부 상에, 그 외측 테두리가 접촉부(32)의 외측 테두리의 외측에 위치하도록 액 고임부(30)를 형성한다. 그 후, 가스 노즐(62)로부터 N2 가스의 토출을 개시하고, 액 고임부(30)의 주연부는, 당해 N2 가스에 의해 웨이퍼(W)의 외측을 향해 확대된다. 그러한 후, 아암(41)을 이동시키고, N2 가스를 토출한 상태의 가스 노즐(62)과 현상액을 토출한 상태의 현상액 노즐(3)을, 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 이동시킨다. 이와 같이 이동 중에 N2 가스를 토출함으로써, 액 고임부(30)의 테두리부가 현상액 노즐(3)의 진행 방향으로 확대되고, 현상액 노즐(3)의 진행 방향에 있어서, 액 고임부의 테두리와 현상액 노즐(3)의 테두리가 겹쳐지는 것이, 보다 확실하게 억제된다.
(제2 실시 형태)
계속해서, 제2 실시 형태의 현상 장치에 대해, 제1 실시 형태의 현상 장치(1)와의 차이점을 중심으로, 도 19를 참조하면서 설명한다. 이 현상 장치에 있어서는, 아암(41)에 현상액 노즐(3)과, 보조 노즐인 현상액 노즐(71)이 설치되어 있고, 현상액 노즐(71)은 현상액 노즐(3)과 함께 웨이퍼(W)의 표면 상을 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라서 이동할 수 있다. 현상액 노즐(71)은 수직인 원통 형상으로 구성되고, 그 하단부는 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)보다도 높은 위치에 설치되어 있다. 따라서, 현상액 노즐(71)은, 현상액 노즐(3)이 행하는 현상액의 교반을 행하지 않는다. 현상액 노즐(71)은, 웨이퍼(W)의 표면에 있어서 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)에 대향하는 영역의 외측 영역에 현상액을 공급하고, 이 외측 영역은, 상기 접촉부(32)에 대향하는 영역에 대해, 현상 처리 시에 있어서의 현상액 노즐(71) 및 현상액 노즐(3)의 이동 방향측에 위치하고 있다.
제2 실시 형태의 현상 장치에 의한 현상 처리에 대해, 제1 실시 형태의 현상 처리와의 차이점을 중심으로, 상기 도 19 및 도 20, 도 21의 현상액 노즐(3, 71)의 측면도를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 22 내지 도 24의 웨이퍼(W)의 평면도도 적절히 참조한다. 우선, 제1 실시 형태와 마찬가지로 현상액 노즐(3)을 웨이퍼(W)의 중앙부 상의 처리 위치로 이동시키고, 회전하는 웨이퍼(W)에 현상액 노즐(3)로부터 현상액의 토출을 행하고, 액 고임부(30)를 형성한다. 예를 들어, 이 액 고임부(30)의 외측 테두리가 접촉부(32)의 외측 테두리에 겹쳐져 있거나, 접촉부(32)의 외측 테두리보다도 약간 내측에 위치하고 있을 때에, 현상액 노즐(71)로부터 현상액의 토출을 개시한다. 도 19는 현상액 노즐(71)로부터 현상액의 토출을 행하기 직전의 상태를 도시하고 있다.
현상액 노즐(71)로부터 공급된 현상액과 합류함으로써, 액 고임부(30)는, 그 외측 테두리가 접촉부(32)의 외측 테두리의 외측으로 비어져 나오도록 확대된다(도 20, 도 22). 그리고, 현상액 노즐(3, 71)로부터 현상액의 토출이 계속된 상태에서, 현상액 노즐(3, 71)이 웨이퍼(W)의 주연부 상을 향해 이동한다. 따라서, 액 고임부(30)의 테두리부에 현상액 노즐(71)로부터 현상액이 공급된 상태에서, 액 고임부(30)가 웨이퍼(W)의 주연부로 확대된다(도 21, 도 23). 현상액 노즐(71)의 현상액의 토출 위치가 웨이퍼(W)의 외측에 위치하면, 당해 현상액 노즐(71)로부터의 현상액의 토출이 정지된다. 그러한 후, 현상액 노즐(3)이 웨이퍼(W)의 주연부 상에 위치하면, 현상액 노즐(3, 71)의 이동이 정지되고(도 24), 그 후, 현상액 노즐(3)로부터의 현상액의 토출 및 웨이퍼(W)의 회전이 정지된다.
이 제2 실시 형태에 있어서, 상기와 같이 현상액 노즐(71)로부터 현상액의 토출을 행하는 것은, 현상액 노즐(3)의 이동 중에서 액 고임부(30)의 외측 테두리가 접촉부(32)의 외측 테두리의 외측으로 비어져 나온 상태를, 보다 확실하게 형성하기 위해서이다. 즉, 웨이퍼(W) 표면의 레지스트의 성질에 의해, 현상액 노즐(3)로부터 토출되는 현상액의 웨이퍼(W) 표면에 있어서의 확장 상태는 변화하므로, 현상액이 웨이퍼(W) 표면을 확장하기 어려운 경우가 있지만, 이 제2 실시 형태에 있어서는 그와 같은 레지스트의 성질에 의하지 않고, 보다 확실하게 상기와 같은 액 고임부(30)를 형성하고, 상기의 CD 변이 영역의 형성을 보다 확실하게 억제할 수 있다고 하는 이점이 있다. 이 현상액 노즐(71) 및 상기의 가스 노즐(62)에 대해서도, 아암(41)에 설치하는 것에 한정되지 않고, 현상액 노즐(3)을 이동시키는 이동 기구(42)와는 별개의 이동 기구에 접속된 구성으로 하고, 당해 이동 기구에 의해, 현상액 노즐(3)과 병행해서 이동하도록 해도 좋다.
그런데, 상기 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)의 직경 d1, 웨이퍼(W)의 회전수, 현상액 노즐(3)의 수평 이동 속도는, 위에 설명한 조건에 기초하여 현상액 노즐(3)의 접촉부(32)가 웨이퍼(W) 표면 전체를 통과할 수 있도록 설정한다. 현상액 노즐(3)의 수평 이동 속도는, 예를 들어, 10㎜/초 내지 100㎜/초이다. 웨이퍼(W)의 회전수는, 웨이퍼(W)에 현상액을 토출한 때의 액 튐을 억제하기 위해 100rpm 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10rpm 내지 50rpm이다.
또한, 상기의 각 예에서, 현상액 노즐의 접촉부(32)가 웨이퍼(W) 표면에 대향하고 있는 것으로 기재되어 있지만, 웨이퍼(W) 표면에 대해 대향한다고 함은, 웨이퍼(W) 표면에 대해 평행한 것에 한정되지 않고, 웨이퍼(W) 표면에 대해 경사져 있어도 좋다. 또한, 현상액 노즐의 하면, 즉 접촉부(32)의 표면은 평면인 것에 한정되지 않고, 곡면이어도 좋다.
예를 들어, 현상 장치(1)에 있어서, 현상액 노즐(3)은 1개만 설치하는 것에 한정되지 않고, 복수 설치되어 있어도 좋다. 그 경우, 예를 들어, 각 현상액 노즐(3)을 웨이퍼(W)의 중앙부 상에 배치하여, 각각 현상액을 토출해서 웨이퍼(W)의 중앙부에 액 고임부(30)를 형성한 후, 각 현상액 노즐(3)을 웨이퍼(W)의 주연부로 이동시킨다. 예를 들어, 현상액 노즐(3)을 2개 설치한 경우는, 웨이퍼(W)의 중앙부 상으로부터 주연부 상으로, 각 현상액 노즐(3)을 서로 역방향으로 이동시킨다. 이와 같이 현상액 노즐(3)을 이동시키는 경우도, 각 현상액 노즐(3)의 진행 방향에 있어서, 접촉부(32)의 외측 테두리보다도 액 고임부(30)의 외측 테두리가 외측에 위치하도록, 각 현상액 노즐(3)의 이동이 행해진다.
또한, 상기의 현상 장치(1)에서는, 현상 처리 후에 세정액을 웨이퍼(W)에 공급하는 세정 처리를 행하고, 현상액의 제거를 행하고 있지만, 그와 같은 세정 처리를 행하지 않고, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력으로 현상액을 원심 탈수해서 제거하는 경우도 본 발명의 권리 범위에 포함된다. 또한, 상기의 각 예에 있어서, 현상액 노즐(3)은 액 고임부(30)를 확장하는 데 있어서, 웨이퍼(W) 표면 상을 평면에서 보아 직선 상으로 이동하고 있지만, 평면에서 보아 호를 그리도록 이동시켜도 좋다. 또한, 현상액 노즐(3)을 웨이퍼(W)의 주연부 위로 수평 이동시켜, 액 고임부(30)가 웨이퍼(W)의 전체면으로 확장된 후, 당해 현상액 노즐(3)로부터 현상액을 토출시키면서, 당해 현상액 노즐(3)을 웨이퍼(W) 중앙부 위로 수평 이동시켜도 좋다.
그런데, 비교예에 있어서 소용돌이 형상으로 CD 변이 영역이 형성되는 것은, 이미 설명한 각 요인 외에도, 현상액 노즐(3)로부터의 현상액의 토출압이 영향을 미치고 있는 것으로 생각할 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)에 있어서 접촉부(32)에 대향하는 영역 중, 토출구(31)의 하방은, 그 외측에 비해 압력이 높아지도록 압력 분포가 형성된다고 생각할 수 있고, 이와 같은 압력 분포가 CD 변위 영역의 형성에 관계되어 있다고 생각할 수 있다. 도 25는, 상기의 접촉부에 대향하는 영역에서의 압력 분포의 형성을 억제할 수 있도록 구성된 현상액 노즐(81)에 대해 도시하고 있고, 이미 설명한 각 현상 장치에 있어서, 현상액 노즐(3) 대신에 사용할 수 있다.
현상액 노즐(81)에 대해, 현상액 노즐(3)과의 차이점을 중심으로 설명한다. 현상액 노즐(81)에 있어서는, 유로(33)의 하방측에 현상액 노즐(81)의 하면을 따라서 넓어지는 편평한 현상액의 통류 공간(82)이 형성되어 있다. 그리고, 이 통류 공간(82)을 하방으로부터 막도록 원판 형상의 접촉부(83)가 설치되고, 당해 접촉부(83)가 현상액 노즐(81)의 하면을 구성한다. 접촉부(83)는, 예를 들어, 다공질체에 의해 구성되어 있고, 다공질체를 구성하는 각 구멍이 현상액의 토출구로서 구성된다. 즉, 이 예에서는 접촉부(83)의 하면 전체에 걸쳐서, 미세한 토출구가 분산되어 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 웨이퍼(W)의 접촉부(83)에 대향하는 영역에서, 압력 분포의 형성이 억제된다.
접촉부(83)로서는, 다공질체 대신에 망상 부재에 의해 구성해도 좋다. 그 경우는, 당해 망상 부재의 각 메쉬가 각 토출구를 구성한다. 또한, 도 26에 도시하는 바와 같이 접촉부(83)는, 다수의 토출구(84)가 분산되어 형성된 샤워 플레이트로서 구성되고, 샤워 형상으로 현상액이 토출되도록 해도 좋다.
또한 상기의 압력 분포의 형성을 억제하도록 구성된 현상액 노즐(85)에 대해, 그 하면측 사시도, 종단 측면도를, 각각 도 27, 도 28에 도시한다. 현상액 노즐(3)과의 차이점을 설명하면, 현상액 노즐(85)에서는 슬릿 형상으로 형성된 토출구(86)를 접촉부(32)의 일단부측에 설치하고, 토출구(86)로부터 현상액을 접촉부(32)의 타단부측을 향해, 경사진 하방으로 토출할 수 있도록 구성되어 있다. 접촉부(32)의 하면 전체가 현상액과 접촉할 수 있도록, 토출구(86)인 슬릿의 형성 방향은, 평면에서 본 현상액의 토출 방향과 직교하고 있다. 또한, 도 29에 도시하는 현상액 노즐(87)은, 평면에서 본 형상이 다른 것을 제외하고 상기의 현상액 노즐(85)과 마찬가지로 구성되어 있고, 현상액 노즐(85)과 마찬가지로 상기 압력 분포의 형성을 억제할 수 있도록 구성되어 있다. 현상액 노즐(87)은 평면에서 보아, 상기의 토출구(86)로부터의 현상액의 토출 방향을 향해 가는 탄두 형상으로 형성되어 있고, 액 고임부(30)를 웨이퍼(W)의 주연부로 확장하는 데 있어서는, 예를 들어, 이 현상액의 토출 방향과 동일한 방향으로 현상액 노즐(87)이 이동한다. 이미 서술한 상기의 현상 장치의 각 구성예, 현상 처리의 각 예, 현상액 노즐의 구성의 각 예는 서로 조합할 수 있다.
W : 웨이퍼
1 : 현상 장치
11 : 스핀 척
3 : 현상액 노즐
30 : 액 고임부
31 : 토출구
32 : 접촉부
42 : 이동 기구
100 : 제어부

Claims (14)

  1. 노광 후의 기판을 회전 가능한 기판 보유 지지부에 수평으로 보유 지지하는 공정과,
    계속해서, 현상액의 토출구와 상기 기판의 표면보다도 작게 형성된 접촉부를 구비한 현상액 노즐을 사용하고, 상기 기판의 중앙부에서 상기 접촉부를 기판의 표면에 대향시키는 공정과,
    계속해서 상기 현상액 노즐의 토출구로부터 기판의 표면에 현상액을 토출해서 상기 접촉부에서 보아 당해 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액을 비어져 나오게 하여 액 고임부를 형성하는 공정과,
    상기 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액이 비어져 나온 상태를 유지하여, 회전하고 있는 기판에 상기 토출구로부터 현상액을 토출하면서 상기 현상액 노즐을 기판의 중앙부로부터 주연부로 이동시켜 상기 액 고임부를 기판의 전체면으로 확장하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 현상 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토출구는, 상기 접촉부에 개구되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 현상 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액 고임부를 기판의 전체면으로 확장하는 공정을 행할 때의 기판의 회전수는, 10 내지 50rpm인 것을 특징으로 하는, 현상 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액 고임부를 기판의 전체면으로 확장하는 공정은, 상기 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 비어져 나온 액 고임부의 일부에 확산 부재를 접촉시키면서 당해 확산 부재를 상기 접촉부와 함께 이동시키는 공정인 것을 특징으로 하는, 현상 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 확산 부재는, 평면적으로 보아, 상기 접촉부의 중심과 기판의 회전 중심을 포함하는 직선에 대해 기판의 회전 방향 상류측에 적어도 일부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 현상 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액 고임부를 기판의 전체면으로 확장하는 공정은, 상기 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 비어져 나온 액 고임부의 일부에 보조 노즐로부터 현상액을 공급하면서, 당해 보조 노즐을 상기 접촉부와 함께 이동시키는 공정인 것을 특징으로 하는, 현상 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접촉부가 현상액과 접촉하는 외측 테두리의 외형에 대해서는, 평면에서 보아, 진행 방향측의 외측 테두리가 진행 방향측으로 부풀어 오르는 곡선을 이루고, 상기 진행 방향측의 외측 테두리에 연속되는 좌우의 각 외측 테두리가 상기 곡선의 곡률보다도 큰 곡률의 곡선 또는 코너부를 이루고 있는 것을 특징으로 하는, 현상 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 토출구는,
    접촉부의 일단부측으로부터 타단부측을 향해 현상액이 흐르도록, 상기 접촉부에 있어서 기판의 표면에 대해 경사 방향으로 개구되는 개구부,
    상기 접촉부에 샤워 형상으로 현상액을 토출하도록 설치된 복수의 개구부,
    및, 상기 접촉부를 구성하는 다공질체의 각 구멍 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 현상 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액 고임부를 형성하는 공정은,
    상기 현상액 노즐의 토출구로부터 상기 접촉부와 기판의 표면과의 간극에 현상액을 토출하여, 당해 간극에 현상액을 채우는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 현상 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액 고임부를 형성하는 공정은,
    기판의 표면에 현상액을 토출하고, 계속해서 현상액 노즐을 기판에 대해 하강시켜, 상기 접촉부를 상기 기판에 토출된 현상액에 접촉시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 현상 방법.
  11. 노광 후의 기판을 수평으로 보유 지지하는 기판 보유 지지부와,
    상기 기판 보유 지지부를 회전시키는 회전 기구와,
    현상액의 토출구와, 상기 기판의 표면보다도 작게 형성된 접촉부를 구비한 현상액 노즐과,
    상기 기판 보유 지지부에 보유 지지된 기판 상을, 당해 기판의 중앙부로부터 주연부를 향해 상기 현상액 노즐을 이동시키는 이동 기구와,
    상기 기판의 중앙부에서 상기 접촉부를 기판의 표면에 대향시키는 스텝과, 계속해서 상기 현상액 노즐의 토출구로부터 기판의 표면에 현상액을 토출해서 상기 접촉부에서 보아 당해 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액을 비어져 나오게 하여 액 고임부를 형성하는 스텝과, 상기 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 현상액이 비어져 나온 상태를 유지하여, 회전하고 있는 기판에 상기 토출구로부터 현상액을 토출하면서 상기 현상액 노즐을 기판의 중앙부로부터 주연부로 이동시켜 상기 액 고임부를 기판의 전체면으로 확장하는 스텝을 실행하도록 제어 신호를 출력하는 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는, 현상 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 비어져 나온 액 고임부의 일부에 접촉하면서, 상기 접촉부와 함께 상기 기판의 중앙부로부터 주연부로 이동하는 확산 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는, 현상 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 접촉부의 외측 테두리보다도 외측으로 비어져 나온 액 고임부의 일부에 현상액을 공급하면서 상기 접촉부와 함께 상기 기판의 중앙부로부터 주연부로 이동하는 보조 노즐이 설치되는 것을 특징으로 하는, 현상 장치.
  14. 노광 후의 기판을 현상하는 현상 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램이 기억된 기억 매체이며,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 제1항 또는 제2항에 기재된 현상 방법을 실시하는 것을 특징으로 하는, 기억 매체.
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