TW201701085A - 負型顯影處理方法及負型顯影處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之負型顯影處理方法包括滿液步驟、稀釋步驟、及表面乾燥步驟。滿液步驟係對形成於基板之表面之抗蝕劑膜供給包含有機溶劑之顯影液，並維持顯影液裝滿於上述抗蝕劑膜上之狀態。稀釋步驟係於滿液步驟之後，對上述抗蝕劑膜進而供給包含有機溶劑之顯影液，將於滿液步驟中裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物濃度稀釋。表面乾燥步驟係於上述稀釋步驟之後，使基板旋轉，而使基板之表面乾燥。

Description

負型顯影處理方法及負型顯影處理裝置
本發明係關於一種使用含有有機溶劑之顯影液對半導體晶圓、光罩用之玻璃基板、液晶顯示用之玻璃基板、光碟用之基板等(以下，簡稱為基板)進行顯影之負型顯影處理方法及負型顯影處理裝置。
近年來，代替正型顯影處理方法(亦稱為正型色調顯影)，趨於採用負型顯影處理方法(亦稱為負型色調顯影或負顯影)。負型顯影處理方法係將抗蝕劑膜之非曝光部分溶解。於負型顯影處理方法中，使用包含乙酸丁酯等有機溶劑之顯影液、或包含甲基異丁基甲醇(MIBC，Methyl Iso Butyl Carbinol)等有機溶劑之洗淨液(例如，揭示於日本專利特開2011-28281號公報(第79頁))。負型顯影處理方法之洗淨液與正型顯影處理方法之洗淨液(例如，純水)相比價格較高。
因此，日本專利特開2014-135440號公報提案了於顯影步驟後，執行藉由不使用洗淨液而使基板旋轉，使基板之表面乾燥之表面乾燥步驟。根據該手法，可削減洗淨液之使用量。
然而，於具有此種構成之習知例之情況下，存在如下問題。由於與孔圖案相比，線與間隙圖案中非曝光部分較寬，故而 於形成線與間隙圖案時，產生更多之溶解生成物。若於顯影步驟中顯影液中包含較多之溶解生成物，則存在即使進行表面乾燥步驟，溶解生成物亦再附著於抗蝕劑膜，例如產生橋接缺陷等顯影缺陷之情況。再者，於本說明書中，「溶解生成物」係除了屬於抗蝕劑膜溶解於顯影液者以外，亦使用作為造成顯影缺陷之殘渣或異物之總稱之用語。
本發明係鑒於此種情況而完成者，目的在於提供一種可品質良好地進行顯影處理之負型顯影處理方法及負型顯影處理裝置。
本發明為了達成此種目的，而採用如下構成。即，本發明係一種負型顯影處理方法，其係對基板進行負型顯影處理者，且上述負型顯影處理方法包括：滿液步驟，其對形成於基板之表面之抗蝕劑膜供給包含有機溶劑之顯影液，並維持顯影液裝滿於上述抗蝕劑膜上之狀態；稀釋步驟，於滿液步驟之後，對上述抗蝕劑膜進而供給包含有機溶劑之顯影液，並將於上述滿液步驟中裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液中所溶解之溶解生成物之濃度稀釋；及表面乾燥步驟，於上述稀釋步驟之後，使基板旋轉，而使基板之表面乾燥。
於滿液步驟中，裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液係將抗蝕劑膜之非曝光部分溶解。藉此，產生溶解生成物，並分散至裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液。於稀釋步驟中，與滿液步驟中供給之顯影液分開地另外將顯影液追加供給至抗蝕劑膜上。藉此，抗蝕劑膜上之 顯影液之溶解生成物濃度降低。此處，溶解生成物濃度係顯影液中之溶解生成物之濃度(更具體而言，抗蝕劑膜上之顯影液中所包含之溶解生成物相對於抗蝕劑膜上之顯影液之比例)。於表面乾燥步驟中，使基板旋轉，使離心力作用於抗蝕劑膜上之顯影液，而將顯影液自抗蝕劑膜上去除。如上所述，由於在表面乾燥步驟之前進行稀釋步驟，故而於表面乾燥步驟中，可將溶解生成物與顯影液一起自抗蝕劑膜上較佳地去除，且可較佳地防止溶解生成物再附著於抗蝕劑膜。其結果，可較佳地抑制橋接缺陷等顯影缺陷之產生，從而可品質良好地進行顯影處理。
於上述發明中，較佳係於上述稀釋步驟中，使基板旋轉。藉此，可將裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物與顯影液一起自基板上有效地去除。其結果，可將抗蝕劑膜上之顯影液有效地稀釋。
於上述發明中，較佳係於上述稀釋步驟中，與顯影液之供給之開始同時地使基板開始旋轉。可將溶解生成物與裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液一起更有效地去除。
於上述發明中，較佳係於上述稀釋步驟中，連續地供給包含有機溶劑之顯影液。藉此，可將抗蝕劑膜上之顯影液之溶解生成物濃度迅速地稀釋。
於上述發明中，較佳係於上述稀釋步驟中，間歇地供給包含有機溶劑之顯影液。可將裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物濃度階段性地稀釋。
於上述發明中，較佳係於上述稀釋步驟中，將包含有機溶劑之顯影液供給至基板之中心部。可將裝滿於抗蝕劑膜上之顯 影液中之溶解生成物濃度有效地稀釋。
於上述發明中，較佳係於上述稀釋步驟中供給包含有機溶劑之顯影液之噴嘴為與於上述滿液步驟中供給包含有機溶劑之顯影液之噴嘴相同。由於滿液步驟與稀釋步驟中所使用之噴嘴相同，故而可容易地執行稀釋步驟。又，於稀釋步驟中，可使用與裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液相同種類之顯影液將溶解生成物濃度稀釋。
於上述發明中，較佳係於上述表面乾燥步驟中，不將洗淨液供給至基板而使基板旋轉，將上述抗蝕劑膜上之顯影液利用離心力甩開而去除。藉此，由於不致為了將基板之表面洗淨而使用洗淨液，故而可削減洗淨液之使用量。又，由於藉由基板之旋轉，將顯影液與溶解生成物一起自抗蝕劑膜上去除，故而可於適當之時序停止抗蝕劑膜之顯影。
於上述發明中，較佳係上述負型顯影處理方法包括：背面洗淨步驟，其於上述表面乾燥步驟之後，僅對基板之背面供給洗淨液，且使基板旋轉，而將基板之背面洗淨；及背面乾燥步驟，其於上述背面洗淨步驟之後，使基板旋轉，而使基板之背面乾燥。由於負型顯影處理方法包括背面洗淨步驟，故而可將基板之背面較佳地洗淨。由於負型顯影處理方法包括背面乾燥步驟，故而可使基板之背面較佳地乾燥。
又，本發明係一種負型顯影處理裝置，其係對基板進行負型顯影處理者，且上述負型顯影處理裝置包括：基板保持部，其大致水平地保持基板；旋轉驅動部，其使上述基板保持部大致圍繞鉛垂軸進行旋轉； 顯影液供給部，其對藉由上述基板保持部所保持之基板之表面供給包含有機溶劑之顯影液；及控制部，其對上述旋轉驅動部及上述顯影液供給部進行控制；上述控制部係使顯影液自上述顯影液供給部供給至形成於基板之表面之抗蝕劑膜，於抗蝕劑膜上形成顯影液之液層，於將顯影液之液層形成於上述抗蝕劑膜上之狀態維持既定時間之後，使顯影液自上述顯影液供給部再次供給至上述抗蝕劑膜，將抗蝕劑膜上之顯影液之液層中所溶出之溶解生成物之濃度稀釋，藉由上述旋轉驅動部而使基板旋轉，使基板之表面乾燥。
顯影液供給部係對基板供給顯影液，於形成於基板之表面之抗蝕劑膜上形成顯影液之液層。將顯影液之液層形成於抗蝕劑膜上之狀態維持既定時間。抗蝕劑膜上之顯影液之液層將抗蝕劑膜之非曝光部分溶解。藉此，產生溶解生成物，並分散至抗蝕劑膜上之顯影液之液層。然後，顯影液供給部對基板再次供給顯影液，將溶解生成物濃度稀釋。此處，所謂溶解生成物濃度，係指顯影液中之溶解生成物之濃度(更具體而言，抗蝕劑膜上之顯影液之液層中所包含之溶解生成物相對於抗蝕劑膜上之顯影液之液層的比例)。繼而，旋轉驅動部使基板旋轉，將抗蝕劑膜上之顯影液去除。如上所述，由於在將抗蝕劑膜上之顯影液去除之前將抗蝕劑膜上之顯影液之液層中之溶解生成物濃度稀釋，故而於旋轉驅動部使基板旋轉時，可將溶解生成物與顯影液一起自抗蝕劑膜上較佳地去除，且可較佳地防止溶解生成物再附著於抗蝕劑膜。其結果，可較佳地抑制橋接缺陷等顯影缺陷之產生，從而可較佳地保持顯影處理之品質。
於上述發明中，較佳係於將上述溶解生成物之濃度稀釋時，上述控制部使基板旋轉。藉此，可將抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物與顯影液一起自基板上有效地排出。其結果，可將抗蝕劑膜上之顯影液有效地稀釋。
於上述發明中，較佳係於將上述溶解生成物之濃度稀釋時，上述控制部使顯影液之供給與基板之旋轉同時開始。可將溶解生成物與抗蝕劑膜上之顯影液一起更有效地排出。
於上述發明中，較佳係於將上述溶解生成物之濃度稀釋時，上述控制部使包含有機溶劑之顯影液連續地供給。藉此，可將抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物濃度迅速地稀釋。
於上述發明中，較佳係於將上述溶解生成物之濃度稀釋時，上述控制部使包含有機溶劑之顯影液間歇地供給。可將抗蝕劑膜上之顯影液階段性地稀釋。
於上述發明中，較佳係於將上述溶解生成物之濃度稀釋時，上述控制部使包含有機溶劑之顯影液供給至基板之中心部。可使抗蝕劑膜上之顯影液之溶解生成物濃度有效地降低。
於上述發明中，較佳係於使基板之表面乾燥時，不將洗淨液供給至基板而使基板旋轉，並將上述抗蝕劑膜上之顯影液利用離心力甩開而去除。藉此，由於不致為了將基板之表面洗淨而使用洗淨液，故而可削減洗淨液之使用量。又，由於藉由基板之旋轉，而將顯影液與溶解生成物一起自抗蝕劑膜上去除，故而可使抗蝕劑膜之顯影於適當之時序停止。
於上述發明中，較佳係上述負型顯影處理裝置包括對藉由上述基板保持部所保持之基板之背面供給洗淨液之洗淨液供 給部，於使基板之表面乾燥之後，上述控制部使洗淨液自上述洗淨液供給部僅供給至基板之背面，且藉由上述旋轉驅動部而使基板旋轉，將基板之背面洗淨，於將基板之背面洗淨之後，上述控制部藉由上述旋轉驅動部而使基板旋轉，使基板之背面乾燥。由於負型顯影處理裝置包括洗淨液供給部，故而可將基板之背面較佳地洗淨。又，藉由控制部之控制，可將基板之背面較佳地洗淨，且可乾燥。
1‧‧‧旋轉夾頭
3‧‧‧旋轉軸
5‧‧‧旋轉馬達
7‧‧‧防飛散護罩
9‧‧‧排液管
11‧‧‧顯影液供給噴嘴
13‧‧‧洗淨液供給噴嘴
15‧‧‧顯影液供給管
16‧‧‧顯影液供給源
17、25‧‧‧脫氣模組
19、27‧‧‧過濾器
21、29‧‧‧開閉控制閥
23‧‧‧洗浄液供給管
24‧‧‧洗淨液供給源
31‧‧‧控制裝置
t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6‧‧‧時刻
W‧‧‧基板
為了對發明進行說明而圖示了目前認為較佳之幾個形態，但應理解並不限定於如發明所圖示之構成及方策。
圖1係表示實施例之負型顯影處理裝置之概略構成之縱剖視圖。
圖2係表示負型顯影處理之順序之流程圖。
圖3係表示於實施例中基板之旋轉速度、顯影液之流量、及洗淨液之流量之時間變化的曲線圖。
圖4係表示於變形實施例中基板之旋轉速度、顯影液之流量、及洗淨液之流量之時間變化的曲線圖。
以下，參照圖式對本發明之實施例進行說明。圖1係表示實施例之負型顯影處理裝置之概略構成之縱剖視圖。
負型顯影處理裝置具備大致水平地支持基板(例如，半導體晶圓)W之旋轉夾頭1。旋轉夾頭1例如吸附保持基板W之背面(下表面)。於旋轉夾頭1之下部連結有旋轉軸3。於旋轉軸3之下部設置有旋轉馬達5。旋轉馬達5使旋轉夾頭1及旋轉軸3大致圍繞鉛垂軸而旋轉。其結果，基板W大致圍繞通過基板W之中 心部之鉛垂軸而旋轉。於旋轉夾頭1之周圍設置有防飛散護罩7。旋轉夾頭1相當於本發明中之基板保持部，旋轉馬達5相當於本發明中之旋轉驅動部。
於防飛散護罩7之底部連通連接有排液管9。於防飛散護罩7之附近配設有用以對基板W之表面供給顯影液之顯影液供給噴嘴11。顯影液供給噴嘴11例如係於前端形成有噴出口之直噴嘴。顯影液供給噴嘴11係設置為能在與旋轉夾頭1之上方接觸之供給位置(圖中之實線)及自防飛散護罩7之上方偏離之退避位置(圖中之兩點鏈線)之間移動。於顯影液供給噴嘴11移動至供給位置時，顯影液供給噴嘴11之噴出口位於基板W之中心部正上方。顯影液供給噴嘴11相當於本發明中之「顯影液供給部」及「噴嘴」。
於防飛散護罩7之內側、亦即與旋轉夾頭1之下部周圍接觸之位置，配設有用以對基板W之背面供給洗淨液之洗淨液供給噴嘴13。洗淨液供給噴嘴13例如係於前端形成有噴出口之直噴嘴。洗淨液供給噴嘴13相當於本發明中之洗淨液供給部。
顯影液供給噴嘴11通過顯影液供給管15而連接於顯影液供給源16，於顯影液供給管15介插有脫氣模組17、過濾器19及開閉控制閥21。顯影液供給源16貯存包含有機溶劑之顯影液，且藉由惰性氣體之壓送而將顯影液向顯影液供給噴嘴11送液。顯影液中所包含之有機溶劑例如為乙酸丁酯。脫氣模組17將顯影液脫氣。開閉控制閥21切換藉由顯影液供給噴嘴11進行之顯影液之供給及其停止。
洗淨液供給噴嘴13通過洗浄液供給管23而連接於洗淨液供給源24。於洗淨液供給管23介插有脫氣模組25、過濾器27、 及開閉控制閥29。洗淨液供給源24貯存包含有機溶劑之洗淨液，且藉由惰性氣體之壓送而將洗淨液向洗淨液供給噴嘴13送液。洗淨液中所包含之有機溶劑例如為MIBC。脫氣模組25將洗浄液脫氣。開閉控制閥29切換藉由洗淨液供給噴嘴13而進行之洗淨液之供給及其停止。
負型顯影處理裝置進而具備控制裝置31。控制裝置31總括地控制旋轉馬達5之旋轉、顯影液供給噴嘴11之移動、顯影液供給源16中之顯影液之送液、脫氣模組17、25之驅動、開閉控制閥21、29之開閉、及洗淨液供給源24中之洗淨液之送液。更詳細而言，控制裝置31基於預先設定之處理方案，使基板W於既定之時刻以既定之旋轉速度旋轉，而使顯影液及洗淨液於既定之時刻以既定之流量分別供給。控制裝置31相當於本發明中之控制部。
其次，對負型顯影處理裝置之動作，使用圖2及圖3進行說明。圖2係表示負型顯影處理裝置所進行之負型顯影處理之順序之流程圖，圖3係表示基板之旋轉速度、顯影液之流量及洗淨液之流量之各時間變化的曲線圖。再者，於以下之說明中，設為基板W已經由旋轉夾頭1保持，顯影液供給噴嘴11移動至供給位置。又，設為於基板W之表面(上表面)形成有已曝光之抗蝕劑膜。
<步驟S1>滿液步驟(時刻t0~時刻t2)
於時刻t0，控制裝置31控制旋轉馬達5、顯影液供給源16、脫氣模組17及開閉控制閥21，使基板W旋轉，並且開始自顯影液供給噴嘴11向基板W之表面之中心部供給包含有機溶劑之顯影液。然後，控制裝置31使基板W之旋轉及顯影液之供給自時刻t0 至時刻t1為止之期間繼續。供給至基板W之顯影液以覆蓋形成於基板W之表面之抗蝕劑膜之方式擴散於基板W之表面整體。換言之，於抗蝕劑膜上形成顯影液之液層。
於時刻t1，控制裝置31使對基板W上之顯影液之供給及基板W之旋轉停止。顯影液供給噴嘴11於使顯影液之供給停止之後，並不移動，直接於供給位置待機。顯影液裝滿於水平姿勢之基板W之表面上(即，抗蝕劑膜上)。將該狀態、亦即顯影液裝滿於抗蝕劑膜上之狀態自時刻t1至時刻t2為止之期間維持。換言之，自時刻t1至時刻t2為止之期間，維持顯影液之液層形成於抗蝕劑膜上之狀態。藉由裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液而進行顯影處理。即，顯影液將抗蝕劑膜之非曝光部分溶解。經溶解之非曝光部分成為溶解生成物，包含於顯影液中。若到達時刻t2，則滿液步驟結束。
此處，滿液步驟整體之期間(自時刻t0至時刻t2為止之期間)例如為30秒鐘。滿液步驟中將顯影液供給至抗蝕劑膜之期間(自時刻t0至時刻t1為止之期間)例如為5秒鐘。滿液步驟中維持顯影液裝滿於抗蝕劑膜上之狀態之期間(自時刻t1至時刻t2為止之期間)例如為25秒鐘。前者之期間中之顯影液之流量例如為60~150mL/min，前者之期間中之顯影液之供給量例如為9~12cc，前者之期間中之基板W之旋轉速度例如為2500rpm。後者之期間中之顯影液之供給量例如為0cc，後者之期間中之基板W之旋轉速度例如為0rpm。
<步驟S2>稀釋步驟(時刻t2~時刻t3)
稀釋步驟係與滿液步驟之結束同時地開始。即，於時刻t2，控 制裝置31使包含有機溶劑之顯影液再次自顯影液供給噴嘴11向基板W之表面之中心部開始供給，並且使基板W再次開始旋轉。於顯影液著液於抗蝕劑膜時，於抗蝕劑膜上殘留滿液步驟中裝滿之顯影液。稀釋步驟中滴下之顯影液將溶解生成物濃度稀釋。此處，所謂溶解生成物濃度，係指顯影液中之溶解生成物之濃度(更具體而言，係抗蝕劑膜上之顯影液中所包含之溶解生成物相對於抗蝕劑膜上之顯影液之比例)。藉此，顯影液中所包含之溶解生成物之濃度變淡。此時，由於基板W正在旋轉，故而顯影液中之溶解生成物濃度稀釋之範圍自基板W之中央部向周緣部迅速地擴大。在到達時刻t3，則稀釋步驟結束。
此處，稀釋步驟之期間(自時刻t2至時刻t3為止之期間)例如為2秒鐘。顯影液供給噴嘴11遍及稀釋步驟之整個期間而連續地供給顯影液。稀釋步驟中之顯影液之流量例如與滿液步驟中之顯影液流量大致相同(具體而言為60~150mL/min)，稀釋步驟中之顯影液之供給量例如為2cc。又，於稀釋步驟中，與顯影液之供給之開始同時地使基板W開始旋轉。稀釋步驟中之基板W之旋轉速度例如為1000rpm。
<步驟S3>表面乾燥步驟(時刻t3~時刻t4)
表面乾燥步驟係與稀釋步驟之結束同時地開始。即，於時刻t3，控制裝置31調整基板W之旋轉速度。再者，於表面乾燥步驟中不對基板W(抗蝕劑膜)供給洗淨液。由於基板W之旋轉速度比較高，故而比較大之離心力作用於抗蝕劑膜上之顯影液(包含滿液步驟中裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液及稀釋步驟中追加之顯影液)。抗 蝕劑膜上之顯影液藉由離心力而甩開，向基板W之外飛散，自抗蝕劑膜上迅速地去除。藉此，藉由顯影液而進行之抗蝕劑膜之顯影停止。此處，顯影液含有有機溶劑，且於稀釋步驟中已經將顯影液中之溶解生成物濃度稀釋，故而於將顯影液自抗蝕劑膜上去除時溶解生成物亦與顯影液一起自基板W上順利地去除。然後，基板W之表面被迅速地乾燥。在到達時刻t4，則表面乾燥步驟結束。
表面乾燥步驟之期間(自時刻t3至時刻t4為止之期間)例如10秒鐘。旋轉馬達5遍及表面乾燥步驟之整個期間而使基板W旋轉。表面乾燥步驟中之基板W之旋轉速度例如為2000rpm。
<步驟S4>背面洗淨步驟(時刻t4~時刻t5)
背面洗淨步驟係與表面乾燥步驟之結束同時開始。即，於時刻t4，控制裝置31使基板W之旋轉速度降低。於剛使基板W之旋轉速度降低之後，控制裝置31使洗淨液自洗淨液供給噴嘴13向基板W之背面開始供給。由於基板W之旋轉速度比較低，故而供給至基板W之背面之洗淨液不向周圍飛散而僅於基板W之背面適當地擴散。因此，一面保持基板W之表面上之環境清潔，一面將附著於基板W之背面之灰塵等雜質藉由洗淨液而去除。在到達時刻t5，控制裝置31使洗淨液之供給停止，而結束背面洗淨處理。
背面洗淨步驟之期間(時刻t4至時刻t5為止之期間)例如5秒鐘。洗淨液供給噴嘴13遍及背面洗淨步驟之整個期間而連續地供給洗淨液。又，旋轉馬達5遍及背面洗淨步驟之整個期間而使基板W旋轉。背面洗淨步驟中之基板W之旋轉速度例如為500rpm。
<步驟S5>背面乾燥步驟(時刻t5~時刻t6)
背面乾燥步驟係與背面洗淨步驟之結束同時開始。即，於時刻t5，控制裝置31使基板W之旋轉速度提高。由於基板W以較高之旋轉速度旋轉，故而基板W之背面藉由旋轉乾燥之效果而迅速地乾燥。在到達時刻t6，控制裝置31使基板W之旋轉停止，而背面乾燥處理結束。
背面乾燥步驟之期間(時刻t5至時刻t6為止之期間)例如為10秒鐘。旋轉馬達5遍及背面乾燥步驟之整個期間而使基板W旋轉。背面乾燥步驟中之基板W之旋轉速度例如為2500rpm。
如此，根據本實施例之負型顯影處理裝置及負型顯影處理方法，於表面乾燥步驟之前進行稀釋步驟。於稀釋步驟中，對裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液進而追加顯影液，使裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物濃度降低。藉此，於表面乾燥步驟中，可將顯影液中所包含之溶解生成物與顯影液一起容易地自抗蝕劑膜上去除。即，可較佳地防止溶解生成物再附著於抗蝕劑膜。其結果，可較佳地抑制橋接缺陷等顯影缺陷之產生，從而可品質良好地進行顯影處理。
稀釋步驟中所使用之處理液係與滿液步驟中所使用之處理液相同(即，顯影液)。因此，於稀釋步驟中，無須對基板W之表面供給例如洗液等。負型顯影處理裝置無須具備用以對基板W之表面供給洗液等之洗液供給系統等。因此，根據本實施例，可廉價地減少橋接缺陷等顯影缺陷。
由於在稀釋步驟中連續地供給顯影液，故而可將裝滿 於抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物濃度依短時間稀釋。
於稀釋步驟中，由於使顯影液著液於基板W之中央部，故而可使抗蝕劑膜上之顯影液之溶解生成物濃度有效地稀釋。
由於在稀釋步驟中使基板W旋轉，故而顯影液被稀釋之範圍自基板W之中心部向周緣部迅速地擴大，遍及裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液整體，可將顯影液中之溶解生成物濃度均勻地稀釋。尤其於稀釋步驟中，由於與顯影液之供給之開始同時使基板W開始旋轉，故而可將裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物濃度進一步有效地稀釋。進而，稀釋步驟中之基板W之旋轉速度較滿液步驟中將顯影液供給至抗蝕劑膜時之基板W之旋轉速度更低。又，稀釋步驟中之基板W之旋轉速度較表面乾燥步驟/背面乾燥步驟中之基板W之旋轉速度更低。如此，由於稀釋步驟中之基板W之旋轉速度較低，故而可將抗蝕劑膜上之顯影液之溶解生成物濃度正確地稀釋。
稀釋步驟之期間較滿液步驟之期間更短。進而，稀釋步驟之期間較滿液步驟中將顯影液供給至抗蝕劑膜之期間更短。如此，由於稀釋步驟之期間比較短，故而可抑制藉由稀釋步驟中滴下之顯影液而顯影處理進展。換言之，可極力避免藉由滿液步驟中裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液而進行之顯影處理因稀釋步驟中滴下之顯影液而受到影響。
於稀釋步驟中，由於使用滿液步驟中供給顯影液之顯影液供給噴嘴11，故而可容易地執行稀釋步驟。於本實施例中，顯影液供給噴嘴11於滿液步驟中供給顯影液之後、至稀釋步驟開始為止，維持於基板W之上方待機，而不移動。因此，若稀釋步驟 開始，則顯影液供給噴嘴11立即供給顯影液。即，可在滿液步驟之結束同時開始稀釋步驟。其結果，可精度良好地管理顯影時間(例如，時刻t0至時刻t3之期間)。又，可縮短自滿液步驟至背面乾燥步驟為止之一系列之顯影處理所需要之時間，從而可提高負型顯影處理裝置之處理量。
於稀釋步驟中，供給與滿液步驟中所供給之顯影液相同種類之顯影液。藉此，可將抗蝕劑膜上之顯影液之溶解生成物濃度較佳地稀釋。
於稀釋步驟中，供給包含有機溶劑之顯影液。因此，於表面乾燥步驟中，可將顯影液中所包含之溶解生成物與顯影液一起順利地自抗蝕劑膜上去除。
於表面乾燥步驟中，不供給洗淨液而使基板W旋轉，將抗蝕劑膜上之顯影液利用離心力甩開而去除。如此，由於不致為了將抗蝕劑膜上之顯影液去除而使用洗淨液，故而可有效地削減洗淨液之使用量。
表面乾燥步驟中之基板W之旋轉速度較高。例如，表面乾燥步驟中之基板W之旋轉速度與稀釋步驟/背面洗淨步驟中之基板W之旋轉速度相比為較高。因此，可將顯影液自抗蝕劑膜上瞬時地去除，可使抗蝕劑膜之顯影於適當之時機停止。因此，藉由調節開始表面乾燥步驟之時機，可精度良好地管理顯影時間。即，能夠以較高之精度控制電路圖案之線寬。
進而，藉由表面乾燥步驟可一舉進行顯影液之去除(顯影之停止)、溶解生成物之去除(顯影缺陷之抑制)及基板W之表面之乾燥。因此，能夠縮短負型顯影處理方法之一系列之處理所需 要之時間。
又，於背面洗淨步驟中，由於使用洗淨液將基板W之背面洗淨，故而可將基板W之背面較佳地洗淨。由於洗浄液僅供給至基板W之背面，故而可有效地削減洗淨液之使用量。又，由於洗淨液包含有機溶劑，故而可將進行負型顯影處理之後之基板W較佳地洗淨。
進而，背面洗淨步驟中之基板W之旋轉速度較低。例如，背面洗淨步驟中之基板W之旋轉速度與表面乾燥步驟/稀釋步驟/背面乾燥步驟中之基板W之旋轉速度相比為較低。因此，不易產生洗淨液之飛沫或霧。假設，即使產生洗淨液之飛沫或霧，亦由於基板W以較低之旋轉速度旋轉，故而洗淨液之飛沫或霧不易飛揚至周圍。因此，可保持基板W之表面上之環境清潔。其結果，可避免飛沫、霧及灰塵等再附著於乾燥後之基板W之表面，從而可防止基板W之處理品質降低。
又，背面乾燥步驟中之基板W之旋轉速度較高。例如，背面乾燥步驟中之基板W之旋轉速度與稀釋步驟/表面乾燥步驟/背面洗淨步驟中之基板W之旋轉速度相比為較高。因此，可使基板W之背面迅速地乾燥，從而能夠進一步縮短與負型顯影處理相關之一系列之處理所需要之時間。
本發明並不限定於上述實施形態，可依如下之方式變形實施。
(1)於上述實施例中，稀釋步驟中之基板W之旋轉速度例如為1000rpm，但並不限定於此。例如，較佳係稀釋步驟中之基板W之旋轉速度為2500rpm以下。例如，稀釋步驟中之基板W 之旋轉速度亦可為與表面乾燥步驟中之基板W之旋轉速度同等以上。例如，稀釋步驟中之基板W之旋轉速度亦可為與滿液步驟中將顯影液供給至抗蝕劑膜之期間(例如，時刻t0~t1)中之基板W之旋轉速度同等以上。藉由使稀釋步驟中之基板W之旋轉速度較高，可將滿液步驟中裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物濃度進一步迅速地稀釋。又，假設，即使於稀釋步驟中顯影液附著於基板W之背面，亦可於稀釋步驟之後進行之背面洗淨步驟及背面乾燥步驟中將附著於基板W之背面之顯影液去除。因此，即使於稀釋步驟中提高基板W之旋轉速度，亦可較佳地保持顯影處理之品質。
又，較佳係稀釋步驟中之基板W之旋轉速度為500rpm以上。例如，稀釋步驟中之基板W之旋轉速度亦可為與背面洗淨步驟中之基板W之旋轉速度同等。藉此，可將滿液步驟中裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物濃度正確地稀釋。
(2)於上述實施例中，稀釋步驟中之顯影液之流量固定，但並不限定於此。例如，亦可於稀釋步驟中一面使顯影液之流量變化，一面供給顯影液。同樣地，滿液步驟中之顯影液之流量固定，但並不限定於此。例如，亦可於滿液步驟中一面使顯影液之流量變化，一面供給顯影液。
(3)於上述實施例中，遍及稀釋步驟之整個期間而持續供給顯影液，但並不限定於此。例如，亦可於稀釋步驟之期間之一部分使顯影液之供給停止。同樣地，於上述實施例中，遍及稀釋步驟之整個期間使基板W旋轉，但並不限定於此。例如，亦可於稀釋步驟之期間之一部分使基板W之旋轉停止。進而，於稀釋步驟 中，亦可使顯影液之供給暫時停止，且使基板W之旋轉暫時停止。於該情況下，使顯影液之供給停止之期間與使基板W之旋轉停止之期間既可一致，亦可重複，亦可不重複。
圖4係表示變形實施例中之基板之旋轉速度、顯影液之流量及洗淨液之流量之各時間變化的曲線圖。如圖示般，亦可於稀釋步驟中間歇地供給顯影液。藉此，可將抗蝕劑膜上之顯影液之溶解生成物濃度階段性地稀釋。又，可防止裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液乾燥。
進而，如圖4所示，使稀釋步驟中供給顯影液之期間中之基板W之旋轉速度與稀釋步驟中使顯影液之供給停止之期間中之基板W之旋轉速度不同。例如，於供給顯影液之期間中，基板W不旋轉。藉此，顯影液可更順利地著液於抗蝕劑膜(基板W)上。又，於使顯影液之供給停止之期間中，基板W旋轉。藉此，可進一步適當地攪拌抗蝕劑膜上之顯影液。如此，藉由根據顯影液之供給時機調整基板W之旋轉速度，可進一步有效地降低顯影液之溶解生成物濃度。
於本變形實施例中，進而，可將稀釋步驟中之顯影液之供給時機或基板W之轉數適當地變更、調整。
(4)於上述實施例中，於稀釋步驟中，與顯影液之供給之開始同時地使基板W開始旋轉，但並不限定於此。例如，亦可於開始顯影液之供給之後，開始基板W之旋轉。
(5)於上述實施例中，於稀釋步驟中基板W之旋轉速度固定，但並不限定於此。例如，於稀釋步驟中，亦可一面使基板W之旋轉速度變化一面使基板W旋轉。
(6)於上述實施例中，於稀釋步驟中，顯影液供給噴嘴11於供給位置靜止而直接供給顯影液，但並不限定於此。例如，於稀釋步驟中，亦可將顯影液供給噴嘴11一面移動一面供給顯影液。
(7)於上述實施例中，於滿液步驟及稀釋步驟中使用相同之顯影液供給噴嘴11，但並不限定於此。即，亦可於稀釋步驟中使用與滿液步驟中所使用之顯影液供給噴嘴11不同之噴嘴。藉此，可分別選擇、並採用對滿液步驟最佳之顯影液供給噴嘴與對稀釋步驟最佳之顯影液供給噴嘴。例如，作為稀釋步驟用之顯影液供給噴嘴，亦可選擇可將裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液中之溶解生成物濃度效率優良地稀釋之噴嘴。例如，於稀釋步驟中，亦可使用可依較實施例之顯影液供給噴嘴11更低流量噴出顯影液之噴嘴。例如，於稀釋步驟中，亦可使用可依較實施例之顯影液供給噴嘴11更廣範圍地使顯影液著液之噴嘴(例如，噴霧噴嘴)。
(8)於上述實施例中，顯影液供給噴嘴11及洗淨液供給噴嘴13為直噴嘴，但並不限定於此。即，亦可使用於下端面具有狹縫狀噴出口之狹縫噴嘴。
(9)於上述實施例中，於滿液步驟中，同時開始基板W之旋轉與顯影液之供給，但並不限定於此。即，亦可分別於不同之時刻開始基板W之旋轉與顯影液之供給。例如，亦可自較時刻t0更早開始基板W之旋轉，於時刻t0開始顯影液之供給。或者，亦可於時刻t0開始顯影液之供給，於較時刻t0更晚開始基板W之旋轉。
又，於上述實施例中，於滿液步驟中，遍及時刻t0至時刻t1為止之期間而使基板W旋轉，但並不限定於此。例如， 於滿液步驟中，亦可不使基板W旋轉。具體而言，亦可遍及時刻t0至時刻t2為止之期間使基板W靜止。
(10)於上述實施例中，於滿液步驟中，於供給顯影液之後(即，時刻t1以後)，使基板W之旋轉停止，但並不限定於此。例如，亦可自供給顯影液之後至滿液步驟結束為止(即，遍及時刻t1至時刻t2為止之期間)，使基板W以適當之速度(例如5rpm左右之低旋轉)旋轉。
(11)於上述實施例中，於洗淨液供給噴嘴13設置用以供給洗淨液之洗淨液供給源24，於顯影液供給噴嘴11設置用以供給顯影液之顯影液供給源16，但並不限定於此。由於負型顯影所使用之顯影液含有有機溶劑，故而存在能夠使用作為基板W之背面洗淨所使用之洗淨液之情況。於此種情況下，亦可將顯影液使用作為洗淨液。
具體而言，經由洗淨液供給管23，而將洗淨液供給噴嘴13連接於顯影液供給源16。於滿液步驟及稀釋步驟中，控制開閉控制閥21。若開閉控制閥21打開，則顯影液供給源16向顯影液供給噴嘴11送出顯影液，顯影液供給噴嘴11將顯影液供給至抗蝕劑膜上(基板W之表面)。於背面洗淨步驟中，控制開閉控制閥29。若開閉控制閥29打開，則顯影液供給源16向洗淨液供給噴嘴13送出顯影液，洗淨液供給噴嘴13將顯影液供給至基板W之背面。如此，於本變形實施例中，顯影液供給源16對顯影液供給噴嘴11及洗淨液供給噴嘴13供給顯影液(即，顯影液供給源16兼作為洗淨液供給源)。因此，可將實施例之洗淨液供給源24省略，從而可簡化負型顯影裝置之構造。
(12)關於上述實施例及上述(1)至(11)所說明之各變形實施例，亦可進而將各構成置換為其他變形實施例之構成或組合等而適當變更。

Claims (17)

  1. 一種負型顯影處理方法，其係對基板進行負型顯影處理者，上述負型顯影處理方法具備：滿液步驟，其對形成於基板之表面之抗蝕劑膜供給包含有機溶劑之顯影液，並維持顯影液裝滿於上述抗蝕劑膜上之狀態；稀釋步驟，於滿液步驟之後，對上述抗蝕劑膜進而供給包含有機溶劑之顯影液，並將於上述滿液步驟中裝滿於抗蝕劑膜上之顯影液中所溶解之溶解生成物之濃度稀釋；及表面乾燥步驟，於上述稀釋步驟之後，使基板旋轉，而使基板之表面乾燥。
  2. 如請求項1之負型顯影處理方法，其中，於上述稀釋步驟中，使基板旋轉。
  3. 如請求項1或2之負型顯影處理方法，其中，於上述稀釋步驟中，與顯影液之供給之開始同時地使基板開始旋轉。
  4. 如請求項1或2之負型顯影處理方法，其中，於上述稀釋步驟中，連續地供給包含有機溶劑之顯影液。
  5. 如請求項1或2之負型顯影處理方法，其中，於上述稀釋步驟中，間歇地供給包含有機溶劑之顯影液。
  6. 如請求項1或2之負型顯影處理方法，其中，於上述稀釋步驟中，將包含有機溶劑之顯影液供給至基板之中心部。
  7. 如請求項1或2之負型顯影處理方法，其中，於上述稀釋步驟中供給包含有機溶劑之顯影液之噴嘴，係與於上 述滿液步驟中供給包含有機溶劑之顯影液之噴嘴相同。
  8. 如請求項1或2之負型顯影處理方法，其中，於上述表面乾燥步驟中，不將洗淨液供給至基板地使基板旋轉，將上述抗蝕劑膜上之顯影液利用離心力甩開而去除。
  9. 如請求項1或2之負型顯影處理方法，其中，上述負型顯影處理方法包括：背面洗淨步驟，其於上述表面乾燥步驟之後，僅對基板之背面供給洗淨液，且使基板旋轉，而將基板之背面洗淨；及背面乾燥步驟，其於上述背面洗淨步驟之後，使基板旋轉，而使基板之背面乾燥。
  10. 一種負型顯影處理裝置，其係對基板進行負型顯影處理者，上述負型顯影處理裝置包括：基板保持部，其大致水平地保持基板；旋轉驅動部，其使上述基板保持部圍繞大致鉛垂軸進行旋轉；顯影液供給部，其對藉由上述基板保持部所保持之基板之表面供給包含有機溶劑之顯影液；及控制部，其對上述旋轉驅動部及上述顯影液供給部進行控制；上述控制部係使顯影液自上述顯影液供給部供給至形成於基板之表面之抗蝕劑膜，於抗蝕劑膜上形成顯影液之液層，於將顯影液之液層形成於上述抗蝕劑膜上之狀態維持既定時間之後，使顯影液自上述顯影液供給部再次供給至上述抗蝕劑膜，將抗蝕劑膜上之顯影液之液層中所溶出之溶解生成物之濃度稀釋，藉由上述旋轉驅動部而使基板旋轉，使基板之表面乾燥。
  11. 如請求項10之負型顯影處理裝置，其中，於將上述溶解生成物之濃度稀釋時，上述控制部使基板旋轉。
  12. 如請求項10或11之負型顯影處理裝置，其中，於將上述溶解生成物之濃度稀釋時，上述控制部使顯影液之供給與基板之旋轉同時開始。
  13. 如請求項10或11之負型顯影處理裝置，其中，於將上述溶解生成物之濃度稀釋時，上述控制部使包含有機溶劑之顯影液連續地供給。
  14. 如請求項10或11之負型顯影處理裝置，其中，於將上述溶解生成物之濃度稀釋時，上述控制部使包含有機溶劑之顯影液間歇地供給。
  15. 如請求項10或11之負型顯影處理裝置，其中，於將上述溶解生成物之濃度稀釋時，上述控制部使包含有機溶劑之顯影液供給至基板之中心部。
  16. 如請求項10或11之負型顯影處理裝置，其中，於使基板之表面乾燥時，不將洗淨液供給至基板地使基板旋轉，將上述抗蝕劑膜上之顯影液利用離心力甩開而去除。
  17. 如請求項10或11之負型顯影處理裝置，其中，上述負型顯影處理裝置具備對藉由上述基板保持部所保持之基板之背面供給洗淨液之洗淨液供給部，於使基板之表面乾燥之後，上述控制部使洗淨液自上述洗淨液供給部僅供給至基板之背面，且藉由上述旋轉驅動部而使基板旋轉，將基板之背面洗淨，於將基板之背面洗淨之後，上述控制部藉由上述旋轉驅動部而使基板旋轉，使基板之背面乾燥。
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