TW548730B - Substrate treatment apparatus and substrate treatment method using the same - Google Patents

Description

548730 A7 B7 五、發明説明 【發明之詳細說明】 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種半導體、光罩製造、液晶顯示器製造 步驟等之基板處理裝置及基板處理方法，尤其是塗覆有 光阻劑，並且使已曝光圖案之基板顯影的顯影裝置及使 用其之顯影方法。 【習知技術】 在半導體裝置或液晶顯示器之製造工程中，可對於基板 重複進行光蝕刻處理。在光蚀刻處理中，於基板塗覆光 阻劑’在所塗覆之基板上曝光規定之圖案。已曝光圖案 之基板係藉由顯影裝置以顯影液進行顯影，例如可除去 曝光部分之光阻劑。 習知，在這種顯影步驟中，可使用在顯影液中浸潰被處 理基板以進行處理之浸潰法或將顯影液吹附於被處理面 之噴塗法，使被處理基板一邊旋轉，一邊對被處理面供 給顯影液以進行處理之浸潰法。 然而，在該浸潰法或噴塗法中，由於有必須處理大量的 顯影液或廢液處理所需花費的成本等問題，故雖然變換 為:潰法，但疋在該浸潰法中，由於被處理基板的中心 供給至每一顯影液吐出壓力或單位面積之藥液量產生差 別，固有顯影斑點產生之問題。 因此，已開發有如特開平7-36 1 95號公報（以下稱為習知 之技術）所不，一邊掃描顯影液一邊供給至被處理面，藉 由盛滿於被處理面之顯影液進行顯影之掃描法。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公董) 548730 A7

548730 五、發明説明（3 理基板二藥液吐出/吸引機構，其係具有藥液吐出/吸引 部，遠藥液吐出/吸弓丨却# m 及引部係具備有用以對於上述被處理基 、二土出藥液之藥液吐出開口與用以吸引被處理基板 上〈藥液的藥液吸引開口；移動機構，使上述藥液吐出/ 吸引邵與上述被處理基板相對水平移動。 在上述基板處理裝置中，上述藥液吐出/吸引部的開口 係從被處理基板與上述藥液吐出/吸引部之相對水平移動 万向侧，配置成上述藥液吸引開口、上述藥液吐出開 口、上述藥液吸引開口的順序。 又’為了達到上述目的，有關本發明之第2發明之各種 基板處理裝置’其特徵在於具備有：基板㈣機構，並 係略水平保持被處理基板；藥液吐出" 有兩個以上交互配置的藥液吐出/吸引部，該藥液吐出;吸 引部係具備有用以對於上述被處理基板用以吐出藥液之 藥液吐出開口與用以吸引被處理基板上之藥液的藥液吸 引開口；移動機構，使上述藥液吐出/吸引 理基板相對水平移動。 藏 在上逑處理基板中’上述藥液吐出/吸引部的開口以從 被處理基板與上述藥液吐出/吸引部之相對水平移動方 側’以第1藥液吐出開口、藥液吸引開口、第2藥液吐出 2。、藥液吸引開口、第3藥液吐出開口的順序加以配置 在上述第1及第2發明之基板處理裝置中，更以具備 有·間隙測足機構，其係用以測定上述藥液吐出/吸引部 6- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公I) 548730 五、發明説明（4 ) :上：：處理基板之被處理面之距離·以及間隙調整機 規定值為2使上制隙測定機構所獲得之距離保持於 上述基板保持機構以真空卡盤 在上述基板處理裝置中 為佳。 再者’為了達到上述目的，有關本發明之第3發明之基 板處理方法，其特徵在於從藥液吐出/吸引部之藥液吐出 開口對於略水平保持被處理面之被處理基板連續吐出藥 液，同時鄰接於上述藥液吐出開口，並以配置於上述藥 液吐出/—吸引部之上述藥液吸引開口連續吸引上述被處理 面上（藥液，且使上述藥液吐出/吸引部與上述被處理基 板一邊相對水平移動，一邊對上述被處理面進行藥液處 理者，在上述藥液吐出/吸引部與上述被處理面之間並且 在上述藥液吐出開口與上述藥液吸引開口之區域的間隙 上經常供給新鮮的藥液。 ' 在上述基板處理方法中，上述藥液吸引開口以設置於上 述藥液吐出開口兩側，從上述藥液吐出開口吐出的藥液 藉由上述藥液吐出開口兩側的上述藥液吸引開口予以吸 引為佳。 更且，為了達到上述目的，有關本發明之第4發明之基 板處理方法’其特徵在於，將相對於被處理基板交互配 且兩個以上用以吐出藥液之藥液吐出開口與用以吸引被 處理基板上之藥液的藥液吸引開口之藥液吐出/吸引部配 置於被處理面略保持水平的被處理基板上，從上述藥液 548730 A7 B7 五、發明説明（5 吐出對於上述被處理基板連續吐出藥液，同時以上述藥 液吸引開口連續吸引上述被處理面上之藥液，並且使上 述藥液吐出/吸引部與上述被處理基板一邊相對水平移 動，一邊對上述被處理面進行藥液處理者，在上述藥液 吐出/吸引部與上述被處理面之間且在上述藥液吐出開口 與上述藥液吸引開口之區域的間隙上經常供給新鮮的藥 液。 在上述發明的基板處理方法中，上述藥液吐出/吸引部 的開口以從被處理基板與上述藥液吐出/吸引部之相對水 平移=方向侧，配置成第i藥液吐出開口、藥液吸引開 口第2藥液吐出開口、藥液吸引開口、第3藥液吐出開 口的順序為佳。 在上述第3及第4發明的基板處理方法中，以使被處理 基板上之被處理面改質之後，進行上述藥液處理為佳。 根據上述本發明，藉由從所鄭接之藥液吸引開口連續吸 引從藥液吐出開口連續吐出之藥液，在藥液吐出/吸引部 與被處理面之間，並且於上述藥液吐出開口與上述藥液 吸引開口之區域的間隙上經常供給新鮮的藥液，藉著立 ，吸引除去進行藥液處理之藥液，可消除被處理面上之 藥液的濃度差，且可進行高精密度的藥液處理。 【圖面之簡要說明】 圖1係模式顯示有關本發明實施形態之顯影裝置的模式 圖，（a)係從移動方向眺望之正視圖、（b)係侧視圖。 圖2係顯示有關本發明實施形態之顯影裝置之基板保持 -8 - 五、發明説明（ 6 器的斜視圖。 _ 3係顯示有關本發 圖示’（a)係從上方眺望之上视;ίν、衫装置之掃描噴嘴 下視圖、⑷係沿著⑷之Α_Α•線的剖=係從下方眺望之 圖4係圖3(C)之Β-Β丨線剖視圖。 回 圖5係在本發明之實施形態中， 描噴嘴吐出之藥液及吸引狀態之模式圖”示處理基板之掃 圖6 ( a丨）（b ’）（ c ’）係顯示有關本明杂a 置的顯影製程之圖示。 與她形怨之顯景> 裝 圖7係顯示有關本發明第4實施 嘴的概略構成之一形態例圖示。 、心裝置《评描噴 圖8係從下方眺望有關本發明第 掃描嗜嘴的平視@。 m讀影裝置之 圖9係使用圖7所示之掃描噴嘴 【元件符號說明】 1〇 基板保持機構 之顯影步騾之平視圖 1 1 被處理基板（半導體晶圓） 12 基板保持器 13 凹部 20 藥液吐出/吸引機構 2 1 藥液吐出/吸引部（掃描噴嘴） 2 2 藥液吐出口 2 2a 第1藥液吐出開口（顯影液吐出開 2 2b 第2藥液吐出開口（預濕液吐出開 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

發明説明（ 2 2 c第3藥液吐出開口（清洗液吐 7 . 上氓開口） 26 30 32 33 40 50 60 6 1 1 0 0 j、2 3 a、2 3 b藥液吸引開口 24a、24b、24c、25a、25b···縫隙嘴嘴 液留 ~ 裝 藥液供給/吸引系統 藥液供給配管 藥液吸引配管 間隙測定機構 間隙調整機構 移動機構 載置台 顯影裝置 【發明之實施型態】 訂 以下，參照圖示說明本發明之實施形態。 以下’在實施形態中’顯示本發明應用於使用顯影裝置 及此之顯影方法之例。 (第1實施形態） 線 目先，使用圖1至圖4，說明使用有關本發明實施形態 =顯影裝置及使用其之顯影方L係模式顯示顯影裝 的圖示，（a)係從移動方向眺望之正視圖、（b)係從移 向侧面眺望之侧視圖。圖2係顯示顯影裝置之基板保 待器的斜視圖。 ，在本實施形，態中，如圖！戶斤示，顯影裝置1〇〇係具備有 以下構件.被處理基板】1;例如使半導體晶圓略保持於 -10-

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水平的基板保持機構1〇 ;配置於上述基板保持機構1〇上 万的藥液吐出/吸引機構2 〇 ;將藥液供給上述藥液吐出/ 吸引機構2 0及從上述藥液供給機構2 〇吸引藥液之藥液供 給/吸引系統30 ;備附於上述藥液吐出/吸引機構2〇之間 隙測定機構40 ;備附於上述藥液吐出/吸引機構2〇兩端之 間隙凋整機構5 〇 ;以及用以使上述藥液吐出/吸引機構2 〇 與上述基板保持機構1〇相對移動至略水平方向之移動機-構6 0 〇 上逑基板保持機構1 〇係例如具有35 cm角之平面矩形的 基板保持器12，上述基板保持器ι2係如圖2所示，在上 面具備有用以收納半導體晶圓11之凹部13 n上述凹部1;3 戲劇有與上述半導體晶圓i丨約相同大小之平面構造，且 與上述半導體晶圓1 1之厚度具有約相同的深度。 上述基板保持器12以選擇其表面與被處理基版表面之 濕潤性約相同之材質為佳。具體而言，上述被處理基板 上之顯影液的接觸角與上述基板保持器上之顯影液的接 觸角形成約相同。 上述藥液吐出/吸引機構2 0具備有藥液吐出/吸引部（以 下稱為掃描噴嘴）2 1。 上述掃描噴嘴之詳細構成顯示於圖3及圖4。圖3(a)係 掃描噴嘴的上視圖、（b)為下視圖、（c)為沿著（a)iA-A, 線之剖視圖、圖4係沿著（c)之B-B，線的剖視圖。 如圖3及圖4所示，上述掃描噴嘴2丨在相對於上述基板 保持器12之移動方向與垂直方向上具有長邊，且在移動 -11 - 548730 A7

方向與 狀構造 坦面， 長度。 平行的方向上具有短邊之橫切面長方形狀的直柱 ，與上述基板保持器12相對向之下面預先具有平 長邊則至少具有上述基板保持器12之寬度以上的 在本實施形態中’上述掃描喷嘴21係形成長邊長度約 3 3 cm，短邊長度約5 cm。 在上述掃描噴嘴21下面係形成對於上述半導體晶圓Η 供給藥液之縫隙狀的第丨藥液吐出開口22及對上述半導體 晶圓11吸引溢出之藥液的縫隙狀之藥液吸引開口 23。 a 在本實施形態中，藥液吐出開口22及藥液吸引開口23 為相對於上述基板保持器12之移動方向與垂直方向具有 長邊’且在移動方向與平行方向上具有短邊之長方形狀 的開口。 在本實施形態中，三個藥液吐出開口 22a、22b、22c與兩 個藥液吸引開口 23a、23b沿著相對於上述基板保持器j 2 之移動方向與平行方向互相保留預定間隔而配置。在 此，中央開口 2 2 a為用以供給第1藥液之第1藥液吐出開 口’例如吐出顯影液之顯影液吐出開口（以下稱為顯影液 吐出開口）；其相鄰之兩開口 23a、23b係亦藥液吸引開 口’又，在其外側位於移動方向前方之開口 2 2 b係用以供 給弟2藥液之第2藥液吐出開口，例如預濕液吐出開口（以 下稱為預濕液吐出開口）；位於移動方向後方之開口 2 2 c 係用以供給第3藥液之第3藥液吐出開口，例如清洗液吐 出開口（以下稱為清洗液吐出開口）。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548730 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 上述顯影液吐出開口 2 2 a所吐出之顯影液係藉由兩側之 上述吸引開口 23a、23b之吸引力，從上述顯影液吐出開口 2 2 a自然落下。 又，在此，上述顯影液吐出開口 2 2 a係長度為3 10 mm、 寬度1 mm，上述藥液吸引開口 Ua、23b長度分別為310 mm、寬度3 mm，上述預濕液吐出開口 2 2 b及清洗液吐出 開口 2 2 c分別形成長度3 10 mm、寬度3 mm。 然後，上述顯影液吐出開口 2 2 a與上述藥液吸引開口 23a、23b之間隔t 1約形成5 mm，上述預濕液吐出開口 2 2 b 與上述藥液吸引開口 2 3 a之間隔t 2及上述清洗液吐出開口 2 2 c與上述藥液吸引開口 2 3 b之間隔t 3約形成2 mm。 在上述掃描噴嘴2 1内部於下方形成具有各開口 22a、 22b、22c、2〇a 及 2j>b 之缝隙噴嘴 24a、24b、24c 及 25a、 25c，上述24b、24c及25a、25c在上部透過各藥液供給配 管3 2及藥液吸引配管3 3分別與未圖示之藥液供給系統及 藥液吸引系統連結，與上述顯影液吐出開口 2 2 a連結之上 述縫隙噴嘴2 4 a係透過用以使顯影液均句擴散於縫隙噴嘴 2 4 a之長邊方向的液留2 6與藥液供給系統連結。 在上述掃描噴嘴2 〇之侧面設置有使用雷射光之間隙測 定機構4 0，該機構係用以測定載置於上述掃描噴嘴2 〇之 下面與上述基板保持器12上之半導體晶圓丨丨上面的間 隔。 上述移動機構60係具有掃描台6ι，上述間隙調整機構 50係汉置於上述掃描噴嘴21之兩端部，與上述掃描噴嘴 -13-

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21 一體安裝並可在上述掃描台61上水平方向移動。 然後，上述間隙調整機構60係具備有壓力元件，依據 上述間隙測定機構50之測定結果，使載置於上述掃描嘴 嘴21下面與上述基板保持器12上之半導體晶圓丨丨上面之 間隔調整為固定值。 參照圖5及圖6說 繼之，使用本實施形態之顯影裝置 明顯影之方法。 圖5係模式顯示處理基板之掃描噴 狀態之模式圖。圖6⑷、（b)及⑷係模式顯示顯影= 的各步驟之側視圖，（a，）、（b，）、（c，)及(d，)為上視圖。 首先，如圖5所示，相對於被處理基板丨丨之被處理面， 近接配置上述掃描噴嘴21 ,中央之上述顯影液吐出開口 -2 a 土出顯於液，從上述預濕吐出開口 2 2匕吐出預濕液， 從上述清洗液吐出開口22c吐出清洗液之同時，以上述藥 液吸引開口 2ja、23b吸引溢流至上述被處理面上之藥液。 上述顯衫液係通過上述顯影液吐出開口 2 2 &與兩侧之上述 藥液及引開口a及23b之間之上述掃描噴嘴21下面與上 述被處理面之間隙流動，在該領域間，經常供給新鮮的 上述顯影液，光阻劑溶解之上述顯影液立刻被吸引且除 去，在上述區域間經常成為新鮮的上述顯影液。 又上述預濕液係吐出於上述被處理面上之際，一部份 係藉由上述預濕液側之上述藥液吸引開口 2 3 a同時吸引上 述顯影液，惟大部分係吐出至上述預濕液吐出開口 22b之 W万側（移動方向側）之上述掃描噴嘴2丨下面與上述被處 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 297公釐） 548730 A7 B7

五、發明説明（ 理面之間隔且進行預濕處理，亦即進行被處理面之改質 處理，該改質處理後之上述預濕液藉由上述掃描喷嘴21 之移動，立刻被上述藥液吸引開口 23吸引且剥除之同時 置換為顯影液。另外，從上述清洗液吐出開口 22c吐出之 上述清洗液，一部份與上述顯影液同時被上述藥液吸引 開口 23吸引，其他大部分則吐出至上述清洗液吐出開口 2 2 c之後方側（與移動方向相反側）之上述掃描噴嘴2 }下面 與上述被處理面之間隙。伴隨上述掃描噴嘴2丨之移動， 上述已進行顯影處理之區域的上述顯影液，在依序以上 述藥液吸引開口 23b加以吸引除去，同時置換為從上述清 洗液吐出開口 2 2 c吐出之上述清洗液，從上述藥液吸引開 口 2 3 b被吸引，殘存之上述清洗液在上述掃描噴嘴2 i移 動後’殘存於上述被處理面，最後，旋轉除去上述被處 理基板1 1。 繼之，被處理基板之顯影處理，首先如圖6(a)所示， 上述掃描噴嘴2 1相對於上述被處理基板〗丨位於左侧之上 述基板保持器1 2上時，如上所述，從上述顯影液吐出開 口 2 2 a、上述預濕液吐出開口 2 2 b及上述清洗液吐出開口 2 2 c分別將上述顯影液、上述預濕液及上述清洗液吐出於 上述基板保持器12上’同時以上述藥液吸引開口 23a、 2 3 b吸引吐出至上述基板保持器1 2上之藥液的狀態。 在上述基板保持器1 2上之各藥液流動整理完後，使上 述掃描噴嘴2 1朝向箭號方向（從紙面上左側至右側）開始 移動，於通過前述被處理基板1 2 (圖6 (b)、（b，））後，至少移 -15-

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動至上述被處理基板1 1右侧之上述基板保持器1 2為止。 上述掃描噴嘴2 1之上述清洗液吐出開口 2 2 C通過被處理 基板1 1上，在進入上述基板保持器丨2之階段，使各藥液 之吐出停止（圖6(c)、（c，））。 根據上述實施形態，經常將新鮮的顯影液直接供給半導 體晶圓1 1表面，再者，使用於顯影之顯影液由於立刻被 吸引除去’故在半導體晶圓1 1上不會產生顯影液之濃度〜 差。從而’可使因圖案的疏密產生之尺寸的變動消失。 繼而’就使用上述顯影裝置顯影之實施例加以敘述。 (實施例1) 首先，直徑30 cm之圓形S i晶圓上形成反射防止膜，再 者，193 iim光所感光之化學放大型光阻膜。繼之，上述 S i晶圓表面透過曝光用遮罩以193 nm選擇性進行曝光， 使上述光阻膜中產生酸。再者，以l4〇t、6〇秒進行上述 S i晶圓之加熱，使酸擴散形成潛像。 繼之，使上述Si晶圓11收納於上述基板保持器12之上 述凹部1 3。 然後，如圖6(a)所示，在上述基板保持器12之一端部A 上，使上述掃描噴嘴2丨在上述基板保持器12上保留約5〇 /zm之間隔配置，從上述顯影液吐出開口22α、上述預濕 液吐出開口 2 2 b及上述清洗液吐出開口 2 2 c分別將上述顯 影液、上逑預濕液及上述清洗液吐出至上述基板保持器 1 2上之同時，以上述藥液吸引開口 23a、2讣吸引吐出至 上述基板保持器12上之藥液的狀態，以調整各藥液之流 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 548730

動。 繼之’在上述基板保持器1 2上之各藥液的流動整理階 段’使上述掃描噴嘴2 1朝向箭號方向（從紙面上左側至右 側）開始移動，相對於上述S i晶圓1 1從上述基板保持器 1 2〈一端A朝向另一端B ,以規定速度使上述掃描噴嘴2 1 移動並進行顯影。移動速度為11 mm /分。上述顯影液吐 出開口 2 2 a與上述藥液吸引開口 2 3 a之間隔為5 mm，由於 上述間隔存在於上述顯影液吐出開口 2 2 a之兩侧，且上述 顯於液吐出開口 2 2 a之寬度為1 mm，因此在上述掃描噴嘴 2 1與上述s 1晶圓1 1表面之間存在有顯影液之區域（上述 藥液吸引開口 23a、23b )在與移動方向平行之方向中約i j mm。亦即，在注意s丨晶圓1 1的某一點時，顯影液通過該 場所的時間為1分，顯影時間成為所謂1分。 以上述掃描噴嘴2 1開始顯影時位於上逑S丨晶圓i i之中 央位置的圖案之顯影樣子如下所述。上述掃描噴嘴2 1之 移動開始1 3分後，從上述預濕液吐出開口 2 2 b通過圖案 上空。據此，上述光阻劑表面盛滿上述預濕液。 繼之’取初的上述藥液吸引開口 2 3 a在約1 〇秒後通過上 述圖案上。此時，上述光阻劑表面從上述預濕液置換顯 影液。藉此，上述光阻劑之顯影開始。 然後，約3 0秒後，上述顯影液吐出開口 2 2 a通過上述圖 案上空，再者，約3 0秒後，第2次的上述藥液吸引開口 2 j b通過上述圖案上芝。此時，上述光阻劑表面從顯影液 置換為清洗液。從最初的上述藥液吸引開口 2 3 a通過到第 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公 548730

一入之上述藥液吸引開口 23b通過為止進行顯影。 然後’。在上述掃描喷嘴21通過後，清洗液成為盛滿上 述S 1阳圓1丨表面。最後，使上述s丨晶圓丨1旋轉以除去 且乾燥上述清洗液，可形成所期望之光阻圖案。 根據上述實施例，可使成為習知問題之圖案的疏密引起 尺寸的變動消失。例如，2 mm之矩形圖案中央，線寬1〇〇 nm長度20 // m的線為5條並列之線與間隙圖案之線與圖案 中央的線圖案尺寸與線寬丨00 nm長度2〇 # m的線為僅配置 5條並列之線與間隙圖案時相同場所之尺寸，雖然產生習 知20 nm左右之差，惟在本實施例中，為2 nm以下之尺 寸。 又，用於實際的裝置製作之圖案，尤其是在圖案疏密差 激烈的圖案中，在面内全部的圖案相對於期望值可將尺 寸控制在± 3 %，最終所獲得之裝置特性將飛躍向上。 (弟2實施形態） 直徑30 cm之圓形之S i晶圓上形成反射防止膜，再者， 形成193 nm光所感光之化學放大型光阻膜。在上述s i晶 圓表面透過曝光用遮罩以丨93 nm選擇性進行曝光，使上 述光阻膜中產生酸。再者，以l40°c、6〇秒進行上述s丨晶 圓之加熱，使酸擴散形成潛像。 繼之，使上述Si晶圓11收納於上述基板保持器12之上 述凹部1 3。 然後，如圖6(a)所示，在上述基板保持器12之一端部A 上，從上述顯影液吐出開口 2 2 a、上述預濕液吐出開口 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

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2 2 b及上述清洗液吐出開口 2 2 c分別將上述顯影液、上述 預濕液及上述清洗液吐出至上述基板保持器1 2上之同 時，以上述藥液吸引開口 23a、23b吸引吐出至上述基板保 持器12上之藥液的狀態，以調整各藥液之流動。 繼之在上述基板保持器1 2上之各藥液的流動整理階 羊又使上逑噴嘴2 1朝向箭號方向（從紙面上左側至右側） 開㈣動’相對於上述Sl晶圓n從上述基板保持器以 一端A朝向另一端B，以規定的速度使圖丨所示之上述掃 描噴嘴21變形者移動並進行顯影。 在本實施例中，分別將上述掃描噴嘴2 1之上述預濕（水） 掃描面（上述預濕吐出開口 22b與上逑顯影吐出開口 na 之間的區域）設定為5 mm,顯影液掃描面（上述顯影吐出 開口 22a與上述清洗液吐出開口 22c之間的區域）設定為 50 mm，將清洗液掃描面（上述清洗液吐出開口 2 2 〇與上述 掃描噴嘴21端之距離）設定為1〇 mm。 又，分別將固定上述掃描噴嘴21時之液的流速設為5〇〇 mm/sec。上述掃描面相對於上述s丨晶圓表面介由2㈧v㈤ 左右之間隙相對向。 又’在上述掃描面之間’撥水性之阻障壁相對於被處理 基板表面透過100 左右之間隙相對向。上述掃描嘴嘴 2 1之移動速度設為1〇 mm/sec。 這種上述掃描噴嘴21開始顯影時之上述基板保持器1? m朝向另-端b且位於2Gmm的位置之圖㈣影的 樣子如不所述。上述掃描喷嘴2丨移動開始2秒後，純 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） _____ 548730 A7

描面通過圖案 口衣上二。楮此，在0.5杪的時間表 乾，使光阻表面成為親水性。 坨水3展 繼之’伴隨撥水性之阻_通過之上述表面殘存的水产 吸附層排除 '繼而，顯影液掃描面以5秒通過該吹 雖然顯影時間為5秒左右，但是由於顯影液的流速快1 此可獲得非常早的料速度，可進行形成κ案。 、 再者，清洗液掃描面通過上述圖案表面，且置換顯影 液’可充分進行清洗。 心 在遁Κ施例中，被處理基板的任意部分可以相同條件進 仃預濕-顯影-清洗，使被處理基板之面内加工（尺寸）均一 性顯著提异。此時之加工精密度以全部的圖案相對於期 望值可進行± 3 %作為尺寸，使最後獲得之裝置的特性提 昇0 (第3實施形態） 以下’說明將上述實施形態之顯影裝置應用於光罩基板 之例。 以具有50 keV加速電壓之電子光束描繪裝置（東芝機械 製、EBM 3000 )在正型化學放大光阻塗布500 nm的厚度之 C r空白遮罩描繪〇15 // m規則之線與間隔隙之1 GDRAM的 圖案。描繪後，以1 1 0 t：進行1 5分的烘烤。 繼而，將基板載置於上述實施形態之顯影裝置，從一端 A朝向相對向於此之另一端B，以固定速度移動上述掃描 噴嘴以進行顯影。移動速度為11 mm/分。由於顯影液吐 出開口 2 2 a與上述藥液吸引開口 2 3 a之間隔為5 mm，在上 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

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述顯影液二土出開口22a具有此間⑮，且上述顯影液吐出開 口 22a的寬度為lmm ’因此在上述掃描喷嘴與上述基板表 面之間存在有顯影液，在與移動方向平行的方向上約Η mm。亦即，當注意上述基板表面莱_料，上述顯影液 通過該場所的時間為1分，顯影時間成為i分。 繼之，從上述顯影裝置取出上述基板，以光阻圖案作為 蝕刻遮罩，並藉由反應性離子蝕刻“膜。用於蝕刻的裝 置為ARUBAKU成膜製MEPS-6025。蝕刻氣體係使用氯氣 與氧氣之混合氣體。然後，藉由拋光裝置剝離光阻，並 利用清洗機進行清洗。 然後，所形成之c r圖案尺寸藉由尺寸測定裝置（Leica製 LWM )進行測足。結果，圖案尺寸的平均值與目標尺寸之 差為5 nin，C r圖案尺寸的面内均一性為i 〇 nm ( 3 σ )。 繼之，使用確定本發明之有效性的實驗，使用nic〇n公 司製KrF掃描器所出貨之遮罩，曝光晶圓以進行曝光餘裕 度評價。評價係使散焦量與曝光量變化，形成於晶圓上 之光阻圖案尺寸之變動量成為1 0 %以下之散焦餘裕度為 0.45 # m，此時的曝光量可獲得1 2 %。 在上述實施例中，因應清洗的功能清洗液掃描面亦可分 割為複數。例如，在清洗時依序使用臭氧水、氫水，形 成清洗液掃描面成為臭氧水掃描面+撥水壁+氫水掃描 面，因應各別的處理時間，亦可設定掃描區域與流量之 噴嘴。 各自的流量可不與本實施例所示相同，可各別獨立設 -21 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公|) 548730 A7

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線 548730 A7 ____ B7 五、發明説明（2〇 ) 景> 液吐出開口 2 2 a吐出之顯影液係製作朝向配置於其兩側 之藥液吸引開口 23a、23b而流動，在該區域中僅進行顯影 處理。 掃描喷嘴2 1内部之縫隙噴嘴以及液留内之藥液成為以 加為器可溫调之構造。掃描喷嘴2 1 "F面與感光性薄膜7 2 <距離約設定為100 # m。掃描噴嘴2 1係具備有清洗液吐 出開口 22b、22c，顯影液7 3製作流動的區域之周邊可以清 洗液7 4覆蓋。 未圖示之噴嘴的控制系統係用以控制顯影液吐出流量、 顯影液吐出時間、吸引流量、吸引時間、清洗液吐出 量、吐出時間、掃描喷嘴移動速度以及掃描噴嘴内加熱 咨之溫度等。 繼之，在晶圓上顯示供給顯影液之具體方法。藉由KrF 準分子步進機在欲加工的底層膜上形成有〇4//ιη厚之光 阻等感光性薄膜7 2之晶圓7 1上，透過鉻遮罩進行曝光，在 感光性薄膜7 2上形成潛像。以晶圓保持具7 5水平保持該 日曰圓7 1 ’在晶圓全面使可供給液之掃描噴嘴2 1於端部上 方之首位動作。顯影液7 3係使用AD-10 (多摩化學製：規 足度0,27 N )。流動於顯影液吐出開口 2 2 a -藥液吸引開口 2 3 a間之顯影液7 3之流速與流動於顯影液吐出開口 2 2 a -藥液吸引開口 2 3 b間之顯影液7 3的流速成為相等，分別調 整從藥液吸引開口 2 3 a及藥液吸引開口 2 3 b所吸引之藥液 量。顯影液7 3相對於所曝光之感光性薄膜7 2的溶解速度 為// m/sec。感光性薄膜的厚度由於為〇 4 #爪的厚度， -23-

548730 A7 B7 五、發明説明（21 因此以約8 sec溶解感光性薄膜，使底層基板露出。 二’：Γ 9顯示圖7所示之掃描嘴嘴之：影方法。圖 9:顯：使用圖7所示之掃描噴嘴的顯影步驟之平面圖。 首先，以晶圓保持具75保持晶圓7丨，將補助板”上設 為與感光性薄膜72面相同高度。將掃描喷嘴川多動至經 援主面上之首位[從清洗液吐出開口⑵吐出清洗 液，補助板78及感光性薄膜72之表面以清洗液72所滿足 之狀怨。使掃描噴嘴21從晶圓主面上端部保持間隙1⑽ 並以迷度〇.5 mm/sec進行掃描之同時，從顯影液吐出 開口 22a開始吐出顯影液，以及利用藥液吸引開口 ^進 行吸引。從顯影開始處理至處理結束之間，清洗液吐出 開口 22b、22c係經常吐出清洗液之狀態。由於從藥液吸引 開口 23a至藥液吸引開口 23b為止的長度為2〇麵，因此 有效的顯影時間在晶圓上全部的點上為40 sec。 在顯影反映進行之同時，感光性薄膜溶解且形成凹部。 在該凹部上有因顯影反應生成之溶解生成物或濃度變薄 之顯影液殘留。溶解生成物或濃度變薄之顯影液將阻礙 顯應反應的進行，並且因圖案疏密引起尺寸差。以下，合 併溶解生成物或濃度變薄之顯影液，記為顯影阻礙物。 在本實施形態中，顯影液從顯影液吐出開口 22a朝向底 層基板具有所謂6 m/see之相當快的速度。從而，殘留於 凹部内的/谷解生成物或濃度變薄之顯影液，以顯影液吐 出開口 2 2 a吐出的新鮮顯影液加以攪拌。藉由攪掉，將顯 影阻礙物除去至凹部外。所除去之顯影阻礙物隨著顯影 24- 548730 A7 _B7 五、發明説明（22 ) 液之流動，被藥液吸引開口 23a、23b吸引，最後從基板上 除去。 顯影阻礙物之產生量由於隨著顯影反應的進行變多，因 此使圖案疏金引起的尺寸差降低’在顯影的初期階段 中，必須有效除去顯影阻礙物，或進行攪拌（均一化）。此 外，在此，所謂顯影之初期階段，係從顯影反應開始感 光性薄膜溶解，且底層基板表面露出之前左右為止之時 間。 一般，藉由光阻的溶解特性等將起因於圖案疏密之尺寸 差為最小之時序相異。在顯影初期，當進行顯影液吐出 之攪拌時，具有可將圖案疏密引起的尺寸差縮小之實驗 事實。從該實驗事實將以下的顯影條件設定為光阻膜厚 0.4 /zm、光阻溶解速度0.05 # m/sec、藥液吸引開口 2 3 a與 顯影液吐出開口 2 2 a之距離3 mm以及嘴嘴的掃描速度〇 5 mm/sec ° 援样吐出的顯影液係在基板上的一點上，於藥液吸引開 口 23 a通過後，於ό sec (=3 [mm] /0.5 [mm/Sec])後通過顯 影液吐出開口 2 2 a。因此，在顯影液開始後約6 sec之後， 變為進行顯影阻礙物之攪拌、除去，比曝光部之光阻溶 解且底層基板露出的時間（約8 sec)早的階段進行揽摔。 在所使用的光阻中以該時序進行攪拌為佳。 嘴嘴在橫切晶圓面上之後，進行充分清洗，然後使基板 乾燥，以結束光阻圖案形成。 所形成的光阻圖案以CD-SEM進行尺寸設定時，〇 13 mm -25- 本紙用中國國家標準(CNS) A4規格(21GX 297公董)"----- 548730 A7 B7 五、發明説明（23 ) — 之孤立線、線與間隔、孤立空間各別的尺寸差在面内平 均與約4 nm習知之值（約15 nm)相比，可大幅降低。 在本實施形，¾、之情況下’雖然顯影液吐出開口 2 2 a與雜 液吸引開口 2 3 a的距離，顯影液吐出開口 2 2 a與藥液吸引 開口 2 3 b之距離約分別設為3 mm、17 mm，惟並非限定於 該值。根據被處理膜之膜厚或溶解速度、顯影液的吐出 壓或噴嘴與被處理基板之間隙之所謂顯影條件，由於最— 適值相異，因此以使用各別適合之最適長度為佳。 又，由於顯影開始（通過藥液吸引開口）至攪拌結束之時 序因光阻之溶解特性而異，故需要選擇適當的時間。可 把有藉由改變掃描速度、顯影液吐出量、左右的顯影液 吸引量的情況。 又，雖然顯示本實施形態關於晶圓的顯影之應用例，但 是並不限定於晶圓的顯影。例如亦可應用於晶圓的濕蝕 刻或半導體製造用之光罩製作製程之基板上的感光性膜 的^員〜、濕I虫刻、清洗、彩色滤光片製作製程及D v 〇等 之碟片的加工製程之顯影等。 此外，本發明並不限定於上述實施形態，在不脫離該要 旨的範圍内可進行種種變更。 例如，在上述實施形態中，雖然配置丨個藥液吐出開口 及藥液吸引開口，但是上述藥液吐出開口及上述藥液吸 引開口亦可交互配置兩個以上。 又’在上述實施形態中，雖然在掃描噴嘴一體設計預濕 欲吐出開口及清洗液吐出開口’但是上述預濕液及清洗 -26- ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格---—_

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履亦可藉由掃描噴嘴與上述掃描噴嘴個別供給至半導體 晶圓上。 再者雖然在基板保持器設置凹部，俾使收納被處理基 ，但是亦可使上述基板保持器形成平坦面，且在該平 載置上述被處理基板，再者，亦可在該被處理基板 ^配置具有與上述被處理基板相同的膜厚之補助板。 此時，上述補助板以加工為與被處理基板之處理面略 一 同的表面狀態為佳。 而且，被處理基板亦可藉由真空卡盤加以保持。 另外，本發明並不限定於在大氣中處理，亦可在液體中 處理，即使在將被處理基板進入所期望之液體中的狀熊 下實施亦可。 〜 、而且’本發明並不限定上述實施形態之顯影裝置及顯影 万法，亦可應用於平面液晶顯示器製造工程或光罩製造 工程等光阻剥離、表面自然氧化膜除去、清洗等澄製程。 【發明的功效】 從上述可清楚得知，根據本發明，藉由從所鄰接之藥液 ，引開口連續吸引從藥液吐出開口連續吐出之藥液不在 藥液吐出/吸引部與被處理面之間，並且於上述藥液吐出 開：與上述藥液吸引開口之區域的間隙上經常供給新鮮 的藥液，藉著立刻吸引除去進行藥液處理之藥液，可消 除被處理面上之藥液的濃度差’且可進行高精密度的藥 -27-

Claims (1)

1. 548730 ★、申請專利範圍 1. 一種基板處理裝置，其特徵在於具備有： 基板保持機構，其係大致水平保持被處理基板； 、、藥液吐出•吸引機構，其係具有藥液吐出/吸引部， 该藥欣吐出/吸引部係具備有用以對於上述被處理基板 用以吐出藥液之藥液吐出開口與用以吸引被處理基板上 之藥液的藥液吸引開口； 移動機構，使上述藥液吐出/吸引部與上述被處理基 板相對水平移動；及 上述藥液吐出/吸引部的開口係從被處理基板與上述 藥液吐出/吸引部之相對水平移動方向側，配置成上述 藥液吸引開口、上述藥液吐出開口、上述藥液吸引開口 的順序。 2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中上述藥液 吐出開口係配置於上述兩個藥液吸引開口之中點位置以 外的位置。 煩請委i明示^年ί]用是·之 #'n^無變更赏質約容是否准子· Α办 3·如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中上述藥液 吐出開口係從上述兩個藥液吸引開口的中點位置配置於 上述藥液吐出/吸引部的移動方向前側。 4· 一種基板處理裝置，其特徵在於具備有： 基板保持機構，其係大致水平保持被處理基板； 藥液吐出/吸引機構，其係具有藥液吐出/吸引部，該 藥液吐出/吸引部係兩個以上交互配置用以對於上述被 處理基板用以吐出藥液之藥液吐出開口與用以吸引被處 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 548730 A8 B8 C8 -----------D8 六、申請專利~--~~ 理基板上之藥液的藥液吸引開口；及 移動機構，使上述藥液吐出/吸引部與上述被處理基 板相對水平移動；且 土 —上述藥液吐出/吸引部的開口係從被處理基板與上述 藥液吐出/吸引部之相對水平移動方向側，以第丨藥液 土出開口、藥液吸引開口、第2藥液吐出開口、藥液吸 引開口、第3藥液吐出開口的順序加以配置。 5·如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中第2藥液吐 出開口係配置於上述兩個藥液吸引開口之中點位置以外 的位置。 6.如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其中第]藥液吐 出開口係從上述兩個藥液吸引開口的中點位置配置於上 述藥液吐出/吸引部的移動方向前側。 7·如申叫專利範圍第1至6項中任一項之基板處理裝置，其 中更具備有：間隙測定機構，其係用以測定上述藥液吐 出/吸引部與上述被處理基板之被處理面之距離；以及 間隙調整機構，其係用以使上述間隙測定機構所獲得之 距離保持於規定值。 8.如申請專利範圍第丨至6項中任一項之基板處理裝置，其 中上述基板保持機構為真空卡盤。 9· 一種基板處理方法，其特徵在於從藥液吐出/吸引部之 藥液吐出開口對於大致水平保持被處理面之被處理基板 連績吐出藥液，同時鄰接於上述藥液吐出開口，並以配 本紙張尺度適财S @家標準(CNS) A4規格(210X297公 κ、申請專利範圍 置於上述藥液吐出/吸引部之上述藥液吸引開口連續吸 引上述被處理面上之藥、凉， …、 暮1 /夜且使上述樂液吐出/吸引部 Μ上述被處理基板—邊相對水平移動，—邊對上述被處 理面進行藥液處理者’在上述藥液吐出/吸引部與上述 #處里面之間並且在上述藥液吐出開口與上述藥液吸引 開口之區域的間隙上經常供給新鮮的藥液；且 」上述藥液吐出/吸引部的開口係從被處理基板與上述 j液土出/吸引部之相對水平移動方向側，配置成上述 藥履吸引開口、上述藥液吐出開口、上述藥液吸引開口 的順序。 10·如申請專利範圍第9項之基板處理方法，其中上述藥液 吸引開口係設置於上述藥液吐出開口兩側，從上述藥液 吐出開口吐出的藥液藉由上述藥液吐出開口兩側的上述 藥液吸引開口予以吸引。 11·如申請專利範圍第10項之基板處理方法，其中從通過配 置於上述藥液吐出/吸引部的移動方向前側之藥液吸引 開口至通過該藥液吐出開口為止的時間A ,與通過該藥 液吐出開口至通過配置於上述藥液吐出/吸引部之移動 方向後側的藥液吸引開口為止的時間B相異。 12·如申請專利範圍第Η項之基板處理方法，其中時間八設 定為較時間Β短。 13·如申請專利範圍第1 1項之基板處理方法，其中上述藥液 係使用顯影液或蝕刻溶液。 14·如申請專利範圍第11項之基板處理方法，其中時間八係 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 548730 A8 B8 _ C8 ______________D8 六、申請專利範圍 短於溶解被處理膜且露出底層基板表面為止的時間。 15·如申w專利範圍第9或1 〇項之基板處理方法，其中在改 質被處理基板上的被處理面之後，進行上述藥液處理。 16. —種基板處理方法，其特徵在於將相對於被處理基板交 互配置兩個以上用以吐出藥液之藥液吐出開口與用以吸 引被處理基板上之藥液的藥液吸引開口之藥液吐出/吸 引部配且於被處理面略保持水平的被處理基板上，從上 述藥液吐出對於上述被處理基板連續吐出藥液，同時以 上述藥液吸引開口連續吸引上述被處理面上之藥液，’並 且使上述藥液吐出/吸引部與上述被處理基板一邊相對 水平移動，一邊對上述被處理面進行藥液處理者，在上 述藥液吐出/吸引部與上述被處理面之間且在上述藥液 吐出開口與上述藥液吸引開口之區域的間隙上經常供給 新鮮的藥液；且 上述藥液吐出/吸引部的開口係從被處理基板與上述 藥液吐出/吸引部之相對水平移動方向側，配置成第1藥 液吐出開口、藥液吸引開口、第2藥液吐出開口、藥液 吸引開口、第3藥液吐出開口的順序。 〇 17. 如申請專利範圍第1 6項之基板處理方法，其中從通過配 置於上述藥液吐出/吸引部的移動方向前側之藥液吸引 開口至通過該第2藥液吐出開口為止的時間a，與從通過 該第2藥液吐出開口至通過配置於上述藥液吐出/吸引部 之移動方向後側的藥液吸引開口為止的時間B相異。 -4· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 548730 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 18. 如申請專利範圍第1 7項之基板處理方法，其中時間A設 定為較時間B短。 19. 如申請專利範圍第1 7項之基板處理方法，其中上述藥液 係使用顯影液或蝕刻溶液。 20. 如申請專利範圍第1 7項之基板處理方法，其中時間A係 短於溶解被處理膜且露出底層基板表面為止的時間。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548730 第090131707號專利申請案 中文圖式修正頁(91年12月） ⑻ p ) 32 ?3 32 33 32

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