KR20170102162A - 현상 방법 - Google Patents

Abstract

현상 방법에 있어서, 중심부 둘레로 회전하는 기판 상이며, 중심부로부터 벗어난 미리 설정된 위치에, 현상 노즐에 의해 현상액의 토출을 개시한다. 이것에 의해, 토출 개시 직후부터 원심력이 작은 중심부에 현상액의 흐름을 일으킬 수 있다. 그 때문에, 중심부에 현상액의 토출을 개시한 경우에 비해, 레지스트의 용해 생성물을 효율적으로 기판 밖으로 배출할 수 있다. 또, 토출 개시 직후부터 현상 노즐에 의해 직접 토출되는 현상액의 도착 위치가 분산되어, 특히 기판의 중심부에서 레지스트 패턴이 가늘어지는 것이 억제되어, 처리 편차를 억제할 수 있다.

Description

현상 방법{DEVELOPING METHOD}

본 발명은, 반도체 기판, 액정 표시용 유리 기판, 포토마스크용 유리 기판, 광디스크용 기판 등의 기판에 대해 현상 처리를 행하는 현상 방법에 관한 것이다.

종래, 기판 처리 장치로서, 현상 장치가 있다. 현상 장치는, 포토레지스트막이 형성되어, 소정의 패턴이 노광된 기판에 대해, 현상액을 공급하여 현상 처리를 행한다. 현상 장치는, 기판을 대략 수평 자세로 유지하여 연직축 둘레로 회전시키는 회전 유지부와, 프리웨트액, 현상액, 또는 린스액을 기판 상에 공급하는 각종의 노즐을 구비하고 있다(예를 들면, 일본국： 특허공개 2009-231617호 공보 및 일본국： 특허공개 2009-231619호 공보 참조). 프리웨트액, 현상액 또는 린스액의 토출은, 기판 W의 중심부를 향해 개시된다.

현상액으로 포토레지스트(이하, 「레지스트」라고 부른다)를 처리하면, 레지스트의 일부가 용해되어 용해 생성물이 현상액 중에 혼입된다. 상술한 회전식의 현상 장치는, 기판의 중심부에 신선한 현상액을 토출하여, 기판의 회전에 의해 현상액을 균등하게 확산시키면서, 기판의 외연부로부터 용해 생성물이 혼입된 현상액을 배출한다. 즉, 신선한 현상액을 토출시켜 용해 생성물을 기판 밖으로 배출하고 있다.

여기서, 종래의 현상 방법은, 다음과 같은 문제가 있다. 우선, 현상 결함의 원인이 되는 용해 생성물의 배출(즉 세정)이 충분히 행해지지 않는 문제가 있다. 예를 들면, 2개의 레지스트 패턴 간에 용해 생성물이 남으면, 2개의 레지스트 패턴 간을 브릿지하는 현상 결함이 발생한다. 이것은, 레지스트 패턴의 미세화에 수반하여, 디바이스 성능에 영향을 주는 현상 결함 사이즈가 축소되어, 종래보다도 현상 결함의 검사 사이즈가 엄격해짐으로써 표면화되었다. 그 때문에, 레지스트의 용해성 생성물의 배출을 충분히 행하기 위해, 토출하는 현상액의 유량이나 토출압, 시간을 조정하거나, 현상 노즐을 스캔시키는 것이 필요하게 된다.

또, 용해 생성물의 배출 효과를 우선하여, 예를 들면 장시간 현상액을 기판의 중심부에 계속해서 토출하면, 기판의 외연부로부터 중심부에 따라 레지스트 패턴이 가늘어지는 문제가 있다. 특히, 기판의 중심부에서는, 이 레지스트 패턴이 가늘어지는 문제가 현저하다. 레지스트 패턴이 가늘어지는 문제는, 도 1과 같이, 레지스트의 종류에 따라 영향차가 있다. 도 1은, 광원에 대응하는 레지스트종과 잔막량의 관계를 나타내는 도면이다. 이 도면은, 도포 후의 막두께를 1.0으로 했을 때의 현상 후의 나머지의 막두께의 비율을 나타낸다. 막두께는, 면전체의 평균값으로 비교된다.

또, 프리웨트액이나 린스액을 토출하는 경우, 기판의 중심부에서 유지된 액 중에 기포가 포함되면, 기판의 중심부는 원심력이 작기 때문에, 기판 상에 남을 가능성이 있다. 기판 상에 기포가 남으면, 프리웨트액의 경우는, 현상액을 토출했을 때에, 남은 기포의 부분에서 현상이 불충분해질 가능성이 있다. 또, 린스액의 경우는, 남은 기포의 부분에서 린스가 불충분해질 가능성이 있다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 용해 생성물을 효율적으로 기판 밖으로 배출할 수 있어, 처리 편차를 억제할 수 있는 현상 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 취한다.

즉, 본 발명에 관련된 현상 방법은, 기판에 대해 현상 처리를 행하는 현상 방법으로서, 이하의 공정을 포함한다： 회전 지지부에 의해 기판의 중심부 둘레로 상기 기판을 회전시키는 공정； 회전하는 상기 기판 상이며 상기 중심부로부터 벗어난 미리 설정된 제1 위치에, 현상 노즐에 의해 현상액의 토출을 개시하는 공정； 상기 제1 위치에 토출된 현상액의 확산으로 상기 중심부를 덮도록 하는 공정.

본 발명에 관련된 현상 방법에 의하면, 중심부 둘레로 회전하는 기판 상이며, 중심부로부터 벗어난 미리 설정된 제1 위치에, 현상 노즐에 의해 현상액의 토출을 개시한다. 이것에 의해, 토출 개시 직후부터 원심력이 작은 중심부에 현상액의 흐름을 일으킬 수 있다. 그 때문에, 중심부에 현상액의 토출을 개시한 경우에 비해, 레지스트의 용해 생성물을 효율적으로 기판 밖으로 배출할 수 있다. 또, 토출 개시 직후부터 현상 노즐에 의해 직접 토출되는 현상액의 도착 위치가 분산되어, 특히 기판의 중심부에서 레지스트 패턴이 가늘어지는 것이 억제되어, 처리 편차를 억제할 수 있다.

또, 제1 위치에 토출된 현상액의 확산으로 중심부를 덮도록 하고 있으므로, 중심부로부터 벗어난 위치에 직접, 현상액이 토출되어도, 중심부의 현상 처리를 실행할 수 있다.

또, 상술한 현상 방법에 있어서, 현상액으로 상기 중심부를 덮도록 한 후에, 상기 현상 노즐에 의해 현상액을 토출하면서, 노즐 이동부에 의해 상기 현상 노즐을 기판의 외연부측으로 이동시키는 공정을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 현상액 노즐에 의해 직접 토출되는 기판 상의 위치가 이동함으로써, 원심력으로 흐르는 현상액과 상이한 힘이 가해지므로, 용해 생성물을 보다 효율적으로 배출할 수 있다.

또, 상술한 현상 방법에 있어서, 회전하는 상기 기판 상이며 상기 중심부로부터 벗어난 미리 설정된 제2 위치에, 프리웨트 노즐에 의해 프리웨트액의 토출을 개시하는 공정과, 상기 제2 위치에 토출된 프리웨트액의 확산으로 상기 중심부를 덮도록 하는 공정을 구비하며, 상기 현상액의 토출을 개시하는 공정은, 프리웨트액의 토출을 정지한 후에 행해지는 것이 바람직하다.

이것에 의해, 토출 개시 직후부터 원심력이 작은 중심부에 프리웨트액의 흐름을 일으킬 수 있다. 그 때문에, 중심부에 프리웨트액의 토출을 개시한 경우에 비해, 프리웨트액 중에 포함되는 기포를 효율적으로 기판 밖으로 배출할 수 있어, 잔존하는 기포에 기인하는 현상 불량을 방지할 수 있다. 또, 제2 위치에 토출된 프리웨트액의 확산으로 중심부를 덮도록 하고 있으므로, 중심부로부터 벗어난 위치에 직접, 프리웨트액이 토출되어도, 중심부의 프리웨트 처리를 실행할 수 있다.

또, 상술한 현상 방법에 있어서, 현상액의 토출을 정지한 후에, 회전하는 상기 기판 상이며 상기 중심부로부터 벗어난 미리 설정된 제3 위치에, 린스 노즐에 의해 린스액의 토출을 개시하는 공정과, 상기 제3 위치에 토출된 린스액의 확산으로 상기 중심부를 덮도록 하는 공정을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이것에 의해, 토출 개시 직후부터 원심력이 작은 중심부에 린스액의 흐름을 일으킬 수 있다. 그 때문에, 중심부에 린스액의 토출을 개시한 경우에 비해, 린스액 중에 포함되는 기포를 효율적으로 기판 밖으로 배출할 수 있어, 린스가 불충분해지는 것을 방지할 수 있다. 또, 제3 위치에 토출된 린스액의 확산으로 중심부를 덮도록 하고 있으므로, 중심부로부터 벗어난 위치에 직접, 린스액이 토출되어도, 중심부의 린스 처리를 실행할 수 있다.

또, 상술한 현상 방법에 있어서, 상기 현상 노즐의 일례는, 1열로 늘어선 복수의 토출구를 구비하고 있는 것이다. 이것에 의해, 폭넓게 현상액을 토출하므로, 기판 전체면에 빠르게 현상액을 부여할 수 있다.

본 발명에 관련된 현상 방법에 의하면, 중심부 둘레로 회전하는 기판 상이며, 중심부로부터 벗어난 미리 설정된 제1 위치에, 현상 노즐에 의해 현상액의 토출을 개시한다. 이것에 의해, 토출 개시 직후부터 원심력이 작은 중심부에 현상액의 흐름을 일으킬 수 있다. 그 때문에, 중심부에 현상액의 토출을 개시한 경우에 비해, 레지스트의 용해 생성물을 효율적으로 기판 밖으로 배출할 수 있다. 또, 토출 개시 직후부터 현상 노즐에 의해 직접 토출되는 현상액의 도착 위치가 분산되어, 특히 기판의 중심부에서 레지스트 패턴이 가늘어지는 것이 억제되어, 처리 편차를 억제할 수 있다.

발명의 설명을 위하여, 도면에는 수개의 양호한 형태가 도시되지만, 본 발명은 도시된 정확한 구성 및 방법에 국한되는 것은 아니다.
도 1은, 광원에 대응하는 레지스트종과 잔막량의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시예에 관련된 현상 장치의 개략 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은, 실시예에 관련된 현상 장치의 평면도이다.
도 4는, 기판의 회전 속도와 각 처리액의 토출 타이밍의 일례를 나타내는 현상 공정의 도면이다.
도 5a, 도 5b는, 전(前)공정을 설명하기 위한 도면이며, 도 5c~도 5e는, 주현상 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a, 도 6b는, 주현상 공정을 설명하기 위한 도면이며, 도 6c, 도 6d는, 세정 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는, 중심부에 토출한 경우와 중심부로부터 벗어나 토출한 경우의 레지스트 치수(선폭)를 비교한 도면이며, 도 7b는, 도 7a의 측정 위치를 나타내는 도면이다.
도 8은, 변형예에 관련된 기판의 회전 속도와 각 처리액의 토출 타이밍의 일례를 나타내는 현상 공정의 도면이다.
도 9는, 변형예에 관련된 중심부로부터 벗어나 토출하는 방법을 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 2는, 실시예에 관련된 현상 장치의 개략 구성을 나타내는 블럭도이며, 실시예에 관련된 현상 장치의 평면도이다.

〔현상 장치의 구성〕

도 2를 참조한다. 현상 장치(1)는, 기판 W를 대략 수평 자세로 유지하여 회전 유지부(2)와, 현상액을 토출하는 현상 노즐(3)과, 린스액을 토출하는 린스 노즐(4)을 구비하고 있다. 또한, 린스 노즐(4)은, 본 발명의 린스 노즐 및 프리웨트 노즐에 상당한다.

회전 유지부(2)는, 연직축 AX1 둘레로 회전 가능하게 기판 W를 유지하는 스핀 척(5)과, 스핀 척(5)을 연직축 AX1 둘레로 회전 구동시키는 회전 구동부(6)를 구비하고 있다. 스핀 척(5)은, 예를 들면, 기판 W의 이면을 진공 흡착하여 기판 W를 유지한다. 회전 구동부(6)는, 모터 등에 의해 구성되어 있다. 또한, 연직축 AX1과 기판 W의 중심부 C는, 기판 W를 위에서 보았을 때에 대략 일치한다.

회전 유지부(2)의 측방에는, 회전 유지부(2)를 둘러싸는 컵(7)이 설치되어 있다. 컵(7)은, 도시하지 않은 구동부에 의해, 상하 방향으로 이동하도록 구성되어 있다.

현상액 노즐(3)은, 이동 방향인 X방향으로 일렬로 늘어선 복수(예를 들면 5개)의 토출구(3a)를 구비하고 있다(도 2의 파선으로 둘러싼 확대도 참조). 이것에 의해, 폭넓게 현상액을 토출하므로, 기판 W 전체면에 빠르게 현상액을 부여할 수 있다. 한편, 린스 노즐(4)은, 1개의 토출구(4a)를 구비하고 있다.

아암(9)은, 도 3과 같이, 현상 노즐(3)을 지지한다. 현상 노즐 이동부(11)는, 아암(9)을 개재하여 현상 노즐(3)을 소정의 위치 및 높이로 이동시킨다. 현상 노즐 이동부(11)는, 도 3과 같이, 현상 노즐(3)을 X방향으로 이동시키는 수평 이동부(11a)와, 현상 노즐(3)을 Z방향으로 이동시키는 승강부(11b)를 구비하고 있다. 수평 이동부(11a)는 승강부(11b)를 X방향으로 이동 가능하게 지지하며, 승강부(11b)는 아암(9)을 지지한다.

아암(13)은, 도 3과 같이, 린스 노즐(4)을 지지한다. 린스 노즐 이동부(15)는, 아암(13)을 개재하여 린스 노즐(4)을 소정의 위치 및 높이로 이동시킨다. 즉, 린스 노즐 이동부(15)는, 연직축 AX2 둘레로 린스 노즐(4)을 회전 이동시키며, 또, 린스 노즐(4)을 Z방향으로 승강시킨다. 린스 노즐 이동부(15)는, 아암(13)을 연직축 AX2 둘레로 회전 가능하게 지지하며, 또, 아암(13)을 Z방향으로 이동 가능하게 지지한다.

수평 이동부(11a), 승강부(11b), 린스 노즐 이동부(15)는, 모터 등으로 구성된다. 또, 현상 노즐(3)은, 린스 노즐 이동부(15)와 같이, 현상 노즐(3)이 연직축 둘레로 회전 이동해도 된다. 또, 린스 노즐(4)은, 수평 이동부(11a)와 같이, X방향으로 이동해도 된다. 또, 수평 이동부(11a)는, X방향 및 Y방향 중 적어도 어느 한쪽으로 이동하는 구성이어도 된다.

도 2로 되돌아온다. 현상 노즐(3)에는, 현상액 공급원(17)으로부터 현상액 배관(19)을 통하여 현상액이 공급된다. 개폐밸브 V1과 펌프 P1은, 현상액 배관(19)에 개재하고 있다. 개폐밸브 V1은 현상액의 공급과 그 정지를 행하며, 펌프 P1은 현상액을 현상 노즐(3)에 송출한다.

린스 노즐(4)에는, 린스액 공급원(21)으로부터 린스액 배관(23)을 통하여 린스액이 공급된다. 개폐밸브 V2와 펌프 P2는, 린스액 배관(23)에 개재하고 있다. 개폐밸브 V2는 린스액의 공급과 그 정지를 행하며, 펌프 P2는 린스액을 린스 노즐(4)에 송출한다. 또한, 본 실시예에서는, 린스액과 프리웨트액은 동일한 것을 이용하므로, 린스 노즐(4)에 의해, 프리웨트액도 토출된다.

현상 장치(1)는, 중앙 연산 처리 장치(CPU) 등으로 구성된 제어부(31)와, 현상 장치(1)를 조작하기 위한 조작부(33)를 구비하고 있다. 제어부(31)는, 현상 장치(1)의 각 구성을 제어한다. 조작부(33)는, 액정 모니터 등의 표시부와, ROM(Read-only Memory), RAM(Random-Access Memory), 및 하드 디스크 등의 기억부와, 키보드, 마우스, 및 각종 버튼 등의 입력부를 구비하고 있다. 기억부에는, 현상 처리의 각종 조건이 기억되어 있다.

〔현상 장치의 동작〕

다음에, 현상 장치(1)의 동작을 설명한다. 본 실시예에서는, 도 2와 같이, 중심부 C(연직축 AX1) 둘레로 회전하는 기판 W 상이며, 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 위치(41)에, 현상 노즐(3)에 의해 현상액의 토출을 개시한다. 이것에 의해, 토출 개시 직후부터 원심력이 작은 중심부 C에 현상액의 흐름을 일으킬 수 있다. 그 때문에, 중심부 C에 현상액의 토출을 개시한 경우에 비해, 레지스트의 용해 생성물을 효율적으로 기판 W 밖으로 배출할 수 있다. 또, 토출 개시 직후부터 현상 노즐(3)에 의해 직접 토출되는 현상액의 도착 위치가 분산되어, 특히 기판 W의 중심부 C에서 레지스트 패턴이 가늘어지는 것이 억제된다.

또, 위치(41)에 토출된 현상액의 확산으로 중심부 C를 덮도록 하고 있으므로, 중심부 C로부터 벗어난 위치(41)에 직접, 현상액이 토출되어도, 중심부 C의 현상 처리를 실행할 수 있다. 또한, 위치(41)에 토출된 현상액의 확산으로 중심부 C를 덮을 수 없는 경우는, 예를 들면 중심부 C에서 현상을 할 수 없다.

또한, 위치(41)는, 본 발명의 제1 위치에 상당한다. 또, 후술하는 위치(42)는, 본 발명의 제2 위치에 상당하고, 후술하는 위치(43)는, 본 발명의 제3 위치에 상당한다.

도 4는, 기판 W의 회전 속도와 각 처리액의 토출의 타이밍의 일례를 나타내는 현상 공정의 도면이다. 본 실시예에서는, 현상 처리는, 전공정(t0~t3)과, 주현상 공정(t3~t10)과, 세정 공정(t10~t12)을 구비하고 있다. 또, 주현상 공정(t3~t10)은, 현상액 토출 공정(t3~t8)과, 시간 조정 공정(t8~t10)을 구비하고 있다.

또한, 본 실시예에서는, 프리웨트액에 린스액이 이용되며, 예를 들면, 탈이온수(DIW) 등의 순수가 이용된다. 그 때문에, 프리웨트액은, 린스 노즐(4)로부터 토출된다. 또, 도 5a~도 5e, 도 6a~도 6d에 있어서, 프리웨트액을 부호 Lpre로 나타내고, 현상액을 부호 Ldev로 나타내며, 그리고, 린스액을 부호 Lrin으로 나타낸다.

도 2에 있어서, 도시하지 않은 반송 로봇에 의해, 회전 유지부(2) 상에 기판 W가 반송된다. 기판 W 상에는, 포토레지스트막 RF가 형성되고, 소정의 패턴이 노광되어 있다. 회전 유지부(2)는, 기판 W의 이면을 유지한다. 또한, 도 3 등에 있어서, 레지스트막 RF의 도시를 생략한다.

도 4의 전공정 시작의 시점 t0에서, 회전 유지부(2)는, 기판 W의 중심부 C 둘레로 기판 W를 회전시킨다. 기판 W는, 약 20rpm으로 회전된다. 또, 린스 노즐 이동부(15)는, 컵(7) 외측의 대기 위치로부터 기판 W의 상방의 소정 위치에 린스 노즐(4)을 이동시킨다. 즉, 린스 노즐 이동부(15)는, 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 거리 D2 떨어진 기판 W의 상방의 위치(42)에 린스 노즐(4)을 이동시킨다(도 3 참조).

시점 t1에서, 린스 노즐(4)에 의해, 회전하는 기판 W 상(상세하게는 레지스트막 상)에 프리웨트액의 토출을 개시한다. 즉, 도 5a, 도 5b와 같이, 현상액의 토출을 개시하기 전에, 기판 W의 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 위치(42)에, 린스 노즐(4)에 의해 프리웨트액의 토출을 개시한다. 또, 위치(42)에 토출된 프리웨트액의 확산으로 중심부 C를 덮도록 하고 있다. 기판 W 상에 도착한 프리웨트액은, 중심부 C로부터 벗어나 있으므로, 토출 개시 직후부터, 중심부 C의 외측에서 중심부 C를 향해 프리웨트액이 흐른다. 이와 같이, 토출 개시 직후부터 흐름을 발생시키므로, 중심부 C에 직접 토출하는 경우에 비해, 특히 원심력이 가해지기 힘든 중심부 C로부터 기포 등을 효율적으로 제거할 수 있다.

또한, 어째서 중심부 C부근에 예를 들면 기포가 남는지에 대한 설명을 보충한다. 프리웨트액이 직접 토출되는 위치에서는, 위로부터 기판 W측에 예를 들면 기포가 눌러진다. 눌러지는 위치가 중심부 C인 경우, 동일한 위치에서 계속 눌러진다. 또, 중심부 C부근은 원심력이 작다. 그들에 의해, 예를 들면 기판 W에 부착되는 기포가 중심부 C에 남기 쉽다. 현상액 및 린스액에서도 마찬가지이다.

시점 t2에서, 린스 노즐(4)에 의한 프리웨트액의 토출이 정지된다. 그리고, 린스 노즐 이동부(15)는, 기판 W의 상방으로부터 대기 위치에 린스 노즐(4)을 이동시킨다. 또한, 린스 노즐(4)은, 세정 공정(t10~t12)을 행하기 위해, 그 자리에서 대기하고 있어도 된다. 또, 현상 노즐 이동부(11)는, 컵(7) 외측의 대기 위치로부터 기판 W의 상방의 소정 위치로 현상 노즐을 이동시킨다. 현상 노즐 이동부(11)는, 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 거리 D1 떨어진 기판 W의 상방의 위치(41)에 현상 노즐(3)을 이동시킨다(도 3 참조).

기판 W 상의 프리웨트액은, 기판 W의 중심부 C로부터 외연부 E를 향해 퍼져, 기판 W 상에 유지된다. 또한, 기판 W 상의 여분의 프리웨트액은, 기판 W의 외측으로 배출되어도 된다.

주현상 공정 시작의 시점 t3에서, 현상 노즐(3)에 의해, 회전하는 기판 W 상에 현상액의 토출을 개시한다. 즉, 도 5c, 도 5d와 같이, 기판 W의 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 위치(41)에, 현상 노즐(3)에 의해 현상액의 토출을 개시한다. 프리웨트액에 의해 기판 W 상의 젖음성이 개선되어 있으므로, 기판 W 상에 도착한 현상액은 확산되기 쉬워져 있다. 또, 레지스트의 종류에 따라서는, 레지스트막에 직접 현상액을 토출하면, 현상액에 접한 부분에서 반응이 진행되어, 소용돌이 형상의 요철이 생긴다. 그러나, 프리웨트액을 통하여 현상액을 도포하면 반응이 완화되어, 상술한 요철이 억제된다.

프리웨트액은, 서서히, 현상액으로 치환된다. 또, 현상액이 기판 W 상에 도착하므로, 현상액에 의한 레지스트막의 소정 패턴이 용해되어, 현상액 중에 용해 생성물이 생성된다.

시점 t4에서, 회전 유지부(2)는, 기판 W의 회전 속도를 약 1000rpm으로 상승시킨다. 이것에 의해, 도 5e와 같이, 현상액이 기판 W 밖으로 배출된다. 이것에 의해, 생성한 포토레지스트의 용해 생성물이 기판 W 밖으로 효율적으로 배출된다. 그리고, 시점 t5에서는, 회전 유지부(2)는, 기판 W의 회전 속도를 약 700rpm으로 하강시킨다. 또, 시점 t5에서는, 현상 노즐(3)에 의해 현상액을 토출하면서, 도 6a와 같이, 현상 노즐 이동부(11)에 의해 현상 노즐(3)을 위치(41)로부터 기판 W의 외연부 E측으로 이동시킨다. 또, 신규의 현상액을 토출하면서, 기판 W에 현상액을 배출함으로써, 용해 생성물이 제거되어, 신규의 현상액으로 치환된다.

또한, 본 실시예에 있어서, 중심부 C로부터 벗어난 위치에 토출이 개시된 현상액, 프리웨트액 및 린스액은, 강(川) 형상 또는 줄무늬 형상으로 흐르는 것이 아니라, 회전에 의해 기판 W 대략 전체면에 확산되도록 흐르고, 그 후에 기판 W 밖으로 배출된다.

시점 t6에서는, 회전 유지부(2)는, 기판 W의 회전 속도를 약 200rpm으로 하강시킨다. 또, 시점 t6에서는, 현상 노즐(3)에 의해 현상액을 토출하면서, 현상 노즐 이동부(11)에 의해 현상 노즐(3)을 외연부 E측으로부터 위치(41)로 이동시킨다. 즉, 시점 t5~시점 t7의 기간에서, 현상 노즐(3)은, 기판 W의 반경 방향으로 왕복 스캔된다. 또, 기판 W가 저속 회전이 되므로, 기판 W 밖으로 배출되는 현상액이 감소한다.

또한, 스캔은, 본 실시예에서는 왕복이지만, 왕로만이어도 된다. 이 경우, 귀로는, 토출을 정지하고 현상 노즐(3)이 이동된다. 스캔은, 1왕복 뿐만이 아니라, 복수 왕복해도 된다. 또, 왕복 스캔할 때에, 위치(41)로 되돌아오지 않아도 된다. 또, 스캔은, 중심부 C의 상방을 통과하지 않도록 행해도 된다.

시점 t7에서는, 회전 유지부(2)는, 기판 W의 회전 속도를 약 30rpm으로 더 하강시킨다. 이것에 의해, 기판 W 밖으로 배출되는 현상액이 더 감소하며, 도 6b와 같이, 회전과 표면 장력에 의해 기판 W 상에 유지된 미리 설정된 양의 액층 LL이 형성된다.

시점 t8에서는, 현상 노즐(3)에 의한 현상액의 토출을 정지시킨다. 기판 W는 계속해서 회전되어, 소정량의 현상액이 기판 W 상에 유지된다. 또한, 시점 t8에서는, 용해 생성물은, 충분히 기판 W 밖으로 배출되어 있어, 원하는 치수 패턴의 레지스트막이 얻어지도록, 시점 t10까지, 주현상 공정(t3~t10)의 합계의 처리 시간이 조정된다.

시점 t9에서는, 회전 유지부(2)는, 기판 W의 회전 속도를 약 100rpm으로 상승시킨다. 이것에 의해, 기판 W 상의 현상액에 원심력을 작용시킨다.

또한, 시점 t8~t10 사이에서, 현상액 노즐 이동부(11)는, 위치(41)로부터 대기 위치에 현상 노즐(3)을 이동시킨다. 또, 린스 노즐 이동부(15)는, 대기 위치로부터 기판 W의 상방의 소정 위치로 린스 노즐(4)을 이동시킨다. 린스 노즐 이동부(15)는, 기판 W의 중심부 C로부터 미리 설정된 거리 D3 떨어진 위치(43)에 린스 노즐(4)을 이동시킨다(도 3 참조).

세정 공정 시작의 시점 t10에서는, 회전 유지부(2)는, 기판 W의 회전 속도를 약 1000rpm으로 더 상승시킨다. 또, 린스 노즐(4)에 의해, 회전하는 기판 W 상에 린스액의 토출을 개시한다. 즉, 도 6c, 도 6d와 같이, 기판 W의 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 위치(43)에, 린스 노즐(4)에 의해 린스액의 토출을 개시한다. 또, 위치(43)에 토출된 린스액의 확산으로 중심부 C를 덮도록 한다. 이들에 의해, 현상액은 기판 W 밖으로 배출되고, 기판 W 상의 현상액은, 서서히, 린스액으로 치환된다.

시점 t11에서는, 린스 노즐(4)에 의한 린스액의 토출을 정지시킨다. 또, 회전 유지부(2)는, 기판 W의 회전 속도를 약 1800rpm으로 더 상승시켜, 기판 W 상의 린스액을 기판 W 밖으로 떨쳐내, 기판 W를 건조시킨다. 그리고, 시점 t12에서는, 회전 유지부(2)는, 기판 W의 회전을 정지시킨다. 또한, 기판 W의 건조는, 질소 등의 불활성 가스를 기판 W에 맞게 해서 행해도 된다.

이상에 의해, 현상 공정이 종료된다. 회전 유지부(2)는, 기판 W의 유지를 해제한다. 도시하지 않은 반송 로봇은, 현상 공정 종료 후의 기판 W를 반출한다.

본 실시예에 의하면, 중심부 C 둘레로 회전하는 기판 W 상이며, 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 위치(41)에, 현상 노즐(3)에 의해 현상액의 토출을 개시한다. 이것에 의해, 토출 개시 직후부터 원심력이 작은 중심부 C에 현상액의 흐름을 일으킬 수 있다. 그 때문에, 중심부 C에 현상액의 토출을 개시한 경우에 비해, 레지스트의 용해 생성물을 효율적으로 기판 밖으로 배출할 수 있다. 또, 토출 개시 직후부터 현상 노즐(3)에 의해 직접 토출되는 현상액의 도착 위치가 분산되어, 특히 기판 W의 중심부 C에서 레지스트 패턴이 가늘어지는 것이 억제되어, 처리 편차를 억제할 수 있다.

효과를 보충한다. 도 7a는, 중심부 C에 현상액을 토출한 경우와 중심부 C로부터 벗어난 위치(41)에 현상액을 토출한 경우의 현상 후의 레지스트 치수(선폭)를 비교한 도면이다. 양자는 모두, 왕복 스캔 동작시키고 있다. 또, 도 7b는, 도 7a의 계측 위치를 나타내는 도면이다.

도 7a에 의하면, 중심부 C에 토출한 경우에, 중심부 C와 그 부근의 레지스트 치수가 평균값에 비해 깊게 패여 있다. 이에 반해, 중심부 C를 벗어나 토출한 경우는, 그것보다 패임이 얕아져 있다. 기판 W의 면 내의 레지스트 치수의 범위(최대값-최소값)는, 중심부 C에 토출한 경우에는 2.3nm이며, 중심부 C를 벗어난 경우에는 1.2nm이다. 또한, 면내 편차(3σ)는, 중심부 C에 토출한 경우에는, 1.2nm이며, 중심부 C를 벗어난 경우에는 1.0nm이다. 즉, 면내 편차는, 크게 차이가 없지만 그래도, 국소적으로 중심부 C에서 현상 처리차가 커져 있다.

또, 위치(41)에 토출된 현상액의 확산으로 중심부 C를 덮도록 하고 있으므로, 중심부 C로부터 벗어난 위치에 직접, 현상액이 토출되어도, 중심부 C의 현상 처리를 실행할 수 있다.

또, 현상액으로 중심부 C를 덮도록 한 후에, 현상 노즐(3)에 의해 현상액을 토출하면서, 노즐 이동부(11)에 의해 현상 노즐(3)을 기판 W의 외연부 E측으로 이동시키고 있다. 현상액 노즐(3)에 의해 직접 토출되는 기판 W 상의 위치가 이동함으로써, 원심력으로 흐르는 현상액과 상이한 힘이 가해지므로, 용해 생성물을 보다 효율적으로 배출할 수 있다.

또, 회전하는 기판 W 상이며 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 위치(42)에, 린스 노즐(4)에 의해 프리웨트액(본 실시예에서는 린스액과 동일한 액을 이용하고 있다)의 토출을 개시하고, 위치(42)에 토출된 프리웨트액의 확산으로 중심부 C를 덮도록 한다. 현상액의 토출의 개시는, 프리웨트액의 토출을 정지한 후에 행해진다.

이것에 의해, 토출 개시 직후부터 원심력이 작은 중심부에 프리웨트액의 흐름을 일으킬 수 있다. 그 때문에, 중심부 C에 프리웨트액의 토출을 개시한 경우에 비해, 프리웨트액 중에 포함되는 기포를 효율적으로 기판 W 밖으로 배출할 수 있어, 잔존하는 기포에 기인하는 현상 불량을 방지할 수 있다. 또, 위치(42)에 토출된 프리웨트액의 확산으로 중심부 C를 덮도록 하고 있으므로, 중심부 C로부터 벗어난 위치(42)에 직접, 프리웨트액이 토출되어도, 중심부 C의 프리웨트 처리를 실행할 수 있다.

또, 현상액의 토출을 정지한 후에, 회전하는 기판 W 상이며 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 위치(43)에, 린스 노즐(4)에 의해 린스액의 토출을 개시하여, 위치(43)에 토출된 린스액의 확산으로 중심부 C를 덮도록 한다.

이것에 의해, 토출 개시 직후부터 원심력이 작은 중심부 C에 린스액의 흐름을 일으킬 수 있다. 그 때문에, 중심부 C에 린스액의 토출을 개시한 경우에 비해, 린스액 중에 포함되는 기포를 효율적으로 기판 W 밖으로 배출할 수 있어, 린스가 불충분해지는 것을 방지할 수 있다. 또, 위치(43)에 토출된 린스액의 확산으로 중심부 C를 덮도록 하고 있으므로, 중심부 C로부터 벗어난 위치(43)에 직접, 린스액이 토출되어도, 중심부 C의 린스 처리를 실행할 수 있다.

본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.

(1) 상술한 각 실시예에 있어서, 기판 W의 회전을 하강시켜 기판 W 상에 현상액의 액층 LL 형성 후, 용해 생성물 저감(현상 결함 저감)을 위해, 다음의 동작을 실행시켜도 된다. 즉, 도 8의 시점 t71~t73과 같이, 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 위치(41)에 현상액을 토출 중에, 일시적으로 회전 속도를 상승시켜, 기판 W 상에 형성한 액층 LL을 기판 W 밖으로 배출하고, 다시 액층 LL을 형성한다. 이 동작을 1회 또는 복수회 행해도 된다. 이것에 의해, 포토레지스트의 용해 생성물을, 보다 효율적으로 기판 W 밖으로 배출할 수 있다.

(2) 상술한 각 실시예 및 변형예(1)에서는, 현상 노즐(3)은, 복수의 토출구(3a)를 구비하고 있지만, 토출구(3a)는 1개여도 된다. 또, 현상 노즐(3)의 토출구(3a)는, 슬릿형상이어도 된다.

(3) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에서는, 린스 노즐(4)은, 1개의 토출구(4a)를 구비하고 있지만, 토출구(4a)는, 현상 노즐(3)과 같이 복수(예를 들면 5개)여도 된다.

(4) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에서는, 린스액과 프리웨트액은 동일한 액을 이용하고 있지만, 린스액과 프리웨트액은, 상이한 액을 이용해도 된다. 또, 린스액과 프리웨트액을 린스 노즐(4)에 의해 토출하고 있지만, 복수의 토출구(4a)를 구비하여, 각각의 토출구(4a)로부터 린스액과 프리웨트액을 토출해도 된다. 또, 린스 노즐(4)과는 별도로, 프리웨트액용의 노즐을 구비하여, 린스 노즐(4)과는, 개별적으로 이동시키도록 해도 된다. 또, 노즐은 복수의 토출구를 구비하고, 각각의 토출구로부터 프리웨트액, 현상액 및 린스액을 토출시켜도 된다.

(5) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에서는, 프리웨트액은 위치(42)에 토출 되고, 린스액은 위치(43)에 토출된다. 즉, 프리웨트액과 린스액은, 동일한 위치에 토출된다. 그러나, 이들은 상이한 위치에 토출해도 된다. 또, 프리웨트액과 린스액은, 그 위치로부터 이동하지 않고 토출되지만, 현상액과 같이, 왕복 스캔시켜도 된다. 또, 린스액은 질소 등의 불활성 가스와 함께 스캔시켜, 기판 W를 건조해도 된다.

(6) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에 있어서, 프리웨트액, 현상액 및 린스액은, 적어도 어느 하나의 액이 중심부 C로부터 벗어난 미리 설정된 위치에 토출되면 된다. 즉, 모두가 중심부 C로부터 벗어난 위치에 토출하지 않아도 된다. 또, 프리웨트 처리가 불필요하면, 도 4의 전처리를 생략해도 된다. 또, 프리웨트액 또는 린스액에 의한 기판 처리는, 단독으로 행해도 된다.

(7) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에 있어서, 복수의 토출구(3a)를 구비하는 현상 노즐(3)은, 도 3이나 도 5d와 같이, 토출구(3a) 열의 연장 상에 중심부 C가 존재하지만, 연장 상에 중심부 C가 존재하고 있지 않아도 된다. 예를 들면, 도 9와 같이, 열이 형성하는 방향과 교차하는 방향으로 중심부 C가 존재하도록, 현상 노즐(3)이 배치되어도 된다. 즉, 도 9의 중심부 C로부터 벗어난 위치에 현상액의 토출을 개시해도 된다. 그리고, 화살표와 같이 스캔해도 된다.

본 발명은, 그 사상 또는 본질로부터 일탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으며, 따라서, 발명의 범위를 나타내는 것으로서, 이상의 설명이 아니라, 부가된 클레임을 참조해야 한다.

Claims (4)

1. 회전 지지부에 의해 기판의 중심부 둘레로 상기 기판을 회전시키는 공정;
   상기 기판의 중심부로부터 벗어난 미리 설정된 상기 기판 상의 제1 위치를 향하도록 현상 노즐을 설정하는 공정;
   상기 제1 위치를 향하여 상기 현상 노즐로부터 현상액의 토출을 개시했을 때에, 상기 기판의 중심부 상에 현상액이 도착하지 않도록, 회전하는 상기 기판 상의 상기 제1 위치에 현상액을 도착시키고, 상기 제1 위치에 도착한 현상액의 확산을 상기 기판의 중심부까지 덮도록 하는 공정;
   을 포함하는 현상 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 현상액의 확산을 상기 기판의 중심부까지 덮도록 한 후에, 상기 현상 노즐에 의해 현상액을 토출한 상태에서, 상기 제1 위치로부터 상기 기판의 외연부측으로 상기 현상 노즐을 이동시키는 공정을 구비하고 있는, 현상 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 현상 노즐은, 상기 기판의 중심부 상에 현상액이 도착하지 않도록, 상기 제1 위치로부터 상기 기판의 외연부측으로 이동되는, 현상 방법.
4. 회전 지지부에 의해 기판의 중심부 둘레로 상기 기판을 회전시키는 공정;
   상기 기판의 중심부로부터 벗어난 미리 설정된 상기 기판 상의 제1 위치를 향하도록 현상 노즐을 설정하는 공정;
   상기 제1 위치를 향하여 상기 현상 노즐로부터 현상액의 토출을 개시했을 때에, 회전하는 상기 기판 상의 상기 제1 위치에 현상액을 도착시키고, 상기 기판 상의 상기 제1 위치에 도착한 현상액의 확산을 상기 기판의 중심부까지 덮도록 하는 공정;
   상기 현상액의 확산을 상기 기판의 중심부까지 덮도록 한 후에, 상기 현상 노즐에 의해 현상액을 토출한 상태에서, 상기 기판의 중심부 상에 현상액이 도착하지 않도록, 상기 제1 위치로부터 상기 기판의 외연부측으로 상기 현상 노즐을 이동시키는 공정;
   을 포함하는 현상 방법.

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