TWI689972B

TWI689972B - 顯影方法、顯影裝置及記錄媒體

Info

Publication number: TWI689972B
Application number: TW106113207A
Authority: TW
Inventors: 下青木剛; 橋本祐作; 福田昌弘; 田中公一朗
Original assignee: 日商東京威力科創股份有限公司
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2020-04-01
Also published as: WO2017187951A1; TW201802875A

Abstract

[課題] 提供一種技術，在藉由顯影液而使已曝光之晶圓顯影之際，抑制顯影後之線寬不均一。 [解決手段] 對於進行過曝光處理之晶圓W供給負型之顯影液D以進行顯影處理，接著在使晶圓W旋轉以甩掉表面之顯影液D而使其乾燥後、或者在對晶圓W之表面供給純水P以使晶圓W之表面的液滴從顯影液D置換成純水P後，再供給沖洗液R以洗淨晶圓W之表面。所以顯影液D與沖洗液R不會混合，故可使光阻膜中經曝光而成為不溶性之部分被混合液溶解掉的情形受到抑制。因此可以抑制形成在晶圓W上的電路圖案之線寬不均一的情形。

Description

顯影方法、顯影裝置及記錄媒體

本發明係有關對於進行過曝光處理之基板，進行顯影處理之技術。

在半導體裝置之製造中的光微影製程，係先形成光阻膜，並對於沿著既定圖案曝光過的基板供給顯影液，以形成光阻圖案。例如專利文獻1之記載，係由顯影液噴嘴朝向保持於水平的半導體晶圓（以下稱為「晶圓」）釋出顯影液，而在晶圓W之表面形成液滴；並藉由顯影液噴嘴之移動及晶圓W之旋轉，而使該液滴在晶圓W擴散，藉以進行顯影處理。

顯影處理有分正型顯影處理及負型顯影處理；正型顯影處理係藉由使塗佈有正型光阻液之基板曝光，並使曝光過的區域相對於正型顯影液為可溶，而去除曝光過的部位，藉此以產生圖案；負型顯影處理係藉由使塗佈有負型光阻液之基板曝光，並使曝光過的部位相對於負型顯影液為不溶，而溶解並去除未曝光之部位，藉此以產生圖案。

例如專利文獻2之記載，於負型顯影處理，係使用丙酮類溶劑、酯類溶劑、醇類溶劑、醯胺類溶劑、醚類溶劑等的極性溶劑及烴類溶劑，以作為負型顯影液。然後，對晶圓供給負型顯影液，以使光阻膜溶解。之後，作為製程的缺陷對策，會接著顯影處理而對晶圓進行沖洗處理，以使光阻膜之溶解部位與負型顯影液一併被沖走。作為此種沖洗液，會使用有機溶媒，例如含有4—甲基—2—戊醇等等有機溶劑的沖洗液；可是一旦負型顯影液與有機溶劑所構成之沖洗液混合，有時會由於混合液，而導致原本在曝光後對於負型顯影液具備不溶解性的區域也溶解掉。近年來，形成在晶圓的電路圖案逐漸微細化，而欲尋求作為圖案線寬的CD（Critical Dimension，臨界尺寸）之均一性；但原為不溶解性之區域也溶解掉所導致之CD不均一、或是LER（Line Edge Roughness，線邊緣粗糙度）之惡化，會有造成問題之虞。 [習知技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2016－29703號公報 [專利文獻2]日本特開2012－191168號公報

[發明所欲解決的問題] 本發明係有鑑於此種原委而研發者，其目的在於提供一種技術，於藉由有機類的顯影液來使已曝光之基板顯影之際，抑制顯影後之線寬不均一。 [解決問題之技術手段]

本發明之顯影方法，係對於表面塗佈有光阻且曝光過後的基板，供給有機類的顯影液，以進行顯影處理；該顯影方法，包括以下步驟：將曝光過後的基板，保持於水平的步驟；接下來，對基板的表面供給該顯影液的步驟；接著，去除基板的表面之顯影液的步驟；以及之後，對基板的表面供給洗淨液的步驟，該洗淨液係由洗淨基板之有機溶劑所構成。

本發明之顯影裝置，係對於表面塗佈有光阻且曝光過後的基板，進行有機顯影處理；該顯影裝置，包括：基板保持部，將基板保持於水平；旋轉機構，使基板保持部繞鉛直軸旋轉；顯影液供給部，對基板的表面供給有機類的顯影液；洗淨液供給部，對基板的表面供給洗淨液，該洗淨液係由洗淨基板之有機溶劑所構成；去除機構，去除基板的表面之顯影液；以及控制部，執行以下步驟；對保持於水平之基板的表面，供給顯影液的步驟；接著藉由去除機構，以去除基板的表面之顯影液的步驟；以及之後對基板的表面供給洗淨液的步驟。

本發明之記錄媒體，記錄著用於顯影裝置的電腦程式，該顯影裝置係對於表面塗佈有光阻且曝光過後的基板，進行有機顯影處理；該電腦程式，編入有步驟群，以執行上述之顯影方法。 [發明之效果]

本發明係對進行過曝光處理之基板供給有機類的顯影液，進行顯影處理，接著在去除基板表面之顯影液後，供給有機溶劑以洗淨基板的表面。由於顯影液與有機溶劑不會混合，所以可以抑制混合液造成光阻膜中之不溶部分溶解的情形。因此可以抑制基板上所形成的電路圖案之線寬不均一。

針對用以執行本發明之實施形態之顯影方法的顯影裝置，進行說明。圖1所示之顯影裝置，具備作為基板保持部的旋轉夾頭12。此旋轉夾頭12，係吸附作為基板之晶圓W的背面中央部，而保持於水平晶圓W者；其構成為隔著旋轉軸131而藉由旋轉機構13來繞著鉛直軸旋轉自如。

在旋轉夾頭12之下方側，以隔著間隙而包圍旋轉軸131的方式，設有圓形板22。再者，在圓形板22上，於圓周方向上形成有3處貫通孔22A，在各貫通孔22A分別設有昇降頂針14。在這些昇降頂針14之下方，設有共通的昇降板18；而昇降頂針14就藉由設於昇降板18之下方的昇降機構15，構成為可昇降自如。

再者，以包圍旋轉夾頭12的方式，設有杯體20。杯體20承接從旋轉之晶圓W飛散、或濺落的排液，並將該排液排出至顯影裝置外。杯體20在前述圓形板22之周圍，具有剖面形狀設為山型且環狀的山型導引部23；而於山型導引部23之外周邊緣，設有往下方延伸之環狀的垂直壁27。山型導引部23將濺落自晶圓W之液體，導引至晶圓W的外側下方。

再者，設有筒狀之上側導引部28，其構成為環繞山型導引部23之外側，而上緣朝向內側上方斜向延伸。上側導引部28構成為藉由昇降機構21昇降，而在後述之顯影液噴嘴3、沖洗液噴嘴5於晶圓W上方移動時，或是在旋轉夾頭12與外部的搬運臂之間進行晶圓W之傳遞時，會下降到圖1中之實線所示之下降位置。然後在使晶圓W旋轉，並從晶圓W表面甩掉處理液時，會上昇至圖1中之點線所示之上昇位置。於上側導引部28、山型導引部23及垂直壁27之下方，設有剖面為凹型之環狀的液體承接部24。於此液體承接部24，係在外周側連接有排液路25。又，在液體承接部24中比排液路25更為內周側處，以由下方伸入的形式設有排氣管26。

再者，顯影裝置具備用以對晶圓W塗佈顯影液的顯影液噴嘴3。如圖2所示，顯影液噴嘴3係在例如圓柱形狀之本體部30的下端，具有接觸部32，其形成為小於晶圓W之表面，並且設置成與前述晶圓W之表面相向。於接觸部32之底面的中心部，設有釋出顯影液的釋出口31。釋出口31係形成在顯影液供給路33的下游側端部，該顯影液供給路33則係形成於本體部30及接觸部32之內部。顯影液噴嘴3係由臂體41所保持，而在對於旋轉夾頭12所保持之晶圓W供給顯影液之處理位置、以及設於杯體20外部之未圖示的待機位置之間移動。

顯影液供給路33的上游側端部，連接著顯影液供給管36之一端；而顯影液供給管36之另一端，則連接著顯影液供給源361，其用以供給顯影液D，於此例係用以使負型光阻顯影的乙酸丁酯等等之有機類的顯影液。此顯影液供給源361具備泵或閥等，並構成為藉由來自後述之控制部100的控制訊號，而對顯影液噴嘴3供給顯影液D。

再者，顯影裝置具備沖洗液噴嘴5，用以朝向顯影處理後之晶圓W供給例如係4—甲基—2—戊醇等等有機溶劑之洗淨液（沖洗液）。沖洗液噴嘴5構成為由上方朝向晶圓W供給沖洗液，並隔著沖洗液供給管51而連接沖洗液供給源50。再者，沖洗液噴嘴5係由未圖示之臂體所保持，而在對於旋轉夾頭12所保持之晶圓W供給沖洗液之處理位置、以及設於杯體20外部之未圖示之待機位置之間移動。再者，顯影裝置具備背面側洗淨液噴嘴29，用以對晶圓W所保持之晶圓W的背面，供給洗淨液。背面側洗淨液噴嘴29連接著未圖示之洗淨液供給部，而對於甩掉沖洗液時旋轉之晶圓W的背面，供給例如係純水之洗淨液，以洗淨晶圓W之背面。

再者，顯影裝置具有電腦所構成之控制部100。於控制部100，安裝有程式，該程式係儲存在例如軟碟、光碟、硬碟、MO（磁光碟）及記憶卡等的記錄媒體。所安裝之程式，編寫有指令（各步驟），藉以對顯影裝置之各部傳送控制訊號，而控制其動作。

接下來，針對第1實施形態之顯影裝置之作用，進行說明。例如在晶圓W上，進行「曝光過的區域相對於顯影液係不溶之負型光阻膜（以下稱為「光阻膜」）」之成膜，並以曝光裝置進行對該晶圓W轉印電路圖案之曝光處理。進行過曝光處理之晶圓W，藉由例如未圖示之外部的搬運臂、以及昇降頂針14之協同動作作用，而傳遞至旋轉夾頭12。接著，顯影液噴嘴3由待機位置移動至晶圓W之中心部的上方，並下降以使接觸部32靠近晶圓W且相向。如此這般地藉由在接觸部32靠近晶圓W之狀態下，從釋出口31對晶圓W釋出顯影液D，而在顯影液噴嘴3之下方，形成接觸到該接觸部32之狀態的液滴。

在此之後，開始晶圓W之旋轉；在維持例如10rpm之轉速的同時，如圖3（a）、（b）所示，使顯影液噴嘴3朝向晶圓W之周緣移動。藉此則會如圖3（b）所示，顯影液D的液滴會在與前述顯影液噴嘴3之接觸部32相接之狀態下，由晶圓W的中心朝向周緣部擴散。然後，顯影液噴嘴3在移動至晶圓W之周緣後，就停止顯影液D之供給，並退避至未圖示之杯體20外部的待機部。其結果，就會形成覆蓋晶圓W之表面全體的顯影液D之液滴。

之後如圖4所示，停止晶圓W之旋轉，例如使其靜止15～60秒。於光阻膜中，進行過曝光處理之部位，會由於曝光而使光阻變成相對於顯影液D係不溶。因此藉由形成顯影液D的液滴，並使液滴相對於晶圓W為靜止，而使光阻膜中未曝光之可溶部位與顯影液D反應而溶解。

接下來如圖5所示，開始晶圓W之旋轉；並在2500rpm以下的旋轉速度，例如2000rpm，維持5～20秒，例如15秒。此時，光阻膜中與顯影液反應而溶解之部位，由於其流動性變高了，因此藉由晶圓W之旋轉，會與供給至晶圓W之表面的顯影液D一同被甩掉而去除。更進一步地，晶圓W之表面會乾燥，而例如在晶圓W之表面，因顯影液D所造成的干涉條紋就會漸漸消失。

之後使沖洗液噴嘴5，移動至朝向晶圓W之中心進行釋出的位置。接著如圖6所示，使晶圓W之旋轉速度減速至500～1500rpm，例如1000rpm；同時朝向晶圓W之中心，供給有機溶劑所構成之沖洗液R。藉此而在晶圓W之表面，形成沖洗液R的液滴，並使其朝向晶圓W之周緣逐步擴散。

如同在先前技術所述，於負型之光阻膜，曝光過的區域相對於顯影液D會具有不溶性，但有時相對於顯影液（有機類的溶液）D與沖洗液（有機溶劑）R之混合液卻會溶解。其原因推測係由於有機類的顯影液與有機溶劑混合，而導致混合液與光阻液之間的溶解度參數値之差異，變得小於個別液體與光阻膜之間的溶解度參數値之差異。於上述實施形態中，係在晶圓W形成顯影液D的液滴，並進行顯影處理後，使晶圓W旋轉，而甩掉顯影液D之同時，使晶圓W之表面乾燥。因此，之後要對晶圓W之表面供給沖洗液R時，顯影液D與沖洗液R不會混合。因此，在對晶圓W供給了沖洗液R時，光阻膜之曝光過的區域不會曝露於顯影液D與沖洗液R之混合液，而可以防止光阻膜之不溶部分溶解。

之後如圖7所示，將晶圓W之旋轉速度維持在2500rpm以下，例如2000rpm，以甩掉晶圓W之表面的沖洗液R，同時從背面側洗淨液噴嘴29朝向晶圓W之背面供給洗淨液。藉此，於晶圓W之表面，溶解了的光阻膜會與沖洗液R一併被沖走而去除。更進一步地，晶圓W之背面側也會受到洗淨。

根據上述實施形態，係對於進行過曝光處理之晶圓W供給負型之顯影液D以進行顯影處理；接著使晶圓W旋轉，以甩掉表面之顯影液D而使其乾燥後，再供給沖洗液R以洗淨晶圓W之表面。所以顯影液D與沖洗液R不會混合，故可使光阻膜中經曝光而成為不溶性之部分被混合液溶解掉的情形受到抑制。因此可以抑制形成在晶圓W上的電路圖案之線寬不均一的情形。

再者，在「從晶圓W甩掉顯影液D」的步驟中，藉由使晶圓W之旋轉速度加快，而可以確實地從晶圓W甩掉顯影液，以縮短乾燥時間。然而若晶圓W之旋轉速度太快，則在晶圓W之周緣側會過度乾燥，而有減損電路圖案之線寬均一性之虞。因此，在「從晶圓W甩掉顯影液D」的步驟中，晶圓W之旋轉速度較佳係2500rpm以下。

再者，於上述實施形態，亦可在使晶圓W旋轉以甩掉顯影液D之步驟中，於旋轉晶圓W之同時，朝向晶圓W供給氮氣（N₂ ）。作為此種例子可舉以下結構：例如在不與顯影液噴嘴3及沖洗液噴嘴5彼此產生干擾之位置，設置朝向晶圓W釋出N₂ 氣體之氣體噴嘴。於此種顯影裝置，係在晶圓W之表面形成顯影液的液滴並使晶圓W靜止後，如圖8所示，使氣體噴嘴90移動至朝向晶圓W之中心釋出N₂ 氣體的位置。

之後，由氣體噴嘴90朝向晶圓W釋出N₂ 氣體之同時，使晶圓W以例如2500rpm的旋轉速度，旋轉15秒。在此情況下，從氣體噴嘴90所釋出之氣體的釋出位置，雖仍可位在晶圓W之中心部；但亦可係在使晶圓W旋轉的期間，使氣體噴嘴90掃瞄，而使釋出位置從晶圓W之中心部移動至周緣部。接著在停止供給N₂ 氣體後，再供給晶圓W之沖洗液即可。藉由使晶圓W旋轉以甩掉顯影液D、同時供給N₂ 氣體以使晶圓W之表面乾燥，可以促進晶圓W表面的乾燥，而得以縮短使晶圓W之表面乾燥的旋轉時間、或是放慢晶圓W之旋轉速度。

更進一步地，亦可在使晶圓W旋轉以甩掉顯影液D的步驟，由顯影裝置中設於杯體20上方之頂板部的FFU(風扇過濾單元；Fan Filter Unit)，朝向杯體20上方供給例如乾燥之空氣。藉由如此這般的結構，而可以在使晶圓W旋轉以甩掉顯影液D的步驟，降低晶圓W周圍之環境氣體的濕度。藉由晶圓W周圍之環境氣體之濕度降低，而更加促進晶圓W之表面的乾燥。 [第2實施形態]

針對第2實施形態之顯影裝置，進行說明。顯影裝置係如圖9所示，具備杯體6、顯影液噴嘴3、沖洗液噴嘴5、以及純水噴嘴8。於第2實施形態之顯影裝置，係例如由於設置顯影裝置之工廠的需求，而使杯體6構成為純水之排液、以及顯影液D及沖洗液R等等有機溶媒之排液，於排出至杯體6外時不會彼此混合。

杯體6具備可動杯60，用以形成2條個別的排液路徑。該可動杯60係設置成圍繞在：載置於旋轉夾頭12之晶圓W、圓形板22及山型導引部23的周圍。可動杯60係由圓形之環狀板60A、60B在上下隔著間隔而重疊構成，該環狀板60A、60B係由杯體6之中心側朝向周緣傾斜。下方側之環狀板60B在朝向下方的途中彎曲，其下端部就構成在垂直方向延伸般形成之圓筒部60C。再者，於圓筒部60C之內面中偏向下方的位置，橫亙整圈地設有朝向內側突出之突起60D。又，圖9中之7，係使可動杯60在上昇位置與下降位置之間昇降的昇降機構。

杯體6具備圓筒狀的外側杯63，圍繞在可動杯60的更為外側。外側杯63之上端，係朝向中心側而在水平方向上彎曲；外側杯63之下端，則形成有剖面為凹部型態的環狀之液體承接部62。於液體承接部62，在俯視觀察下，係朝向外側杯63之周緣而同心圓狀地依序設有分別立起之區劃壁61A、61B。然後，藉由區劃壁61A、61B與外側杯63之側壁，朝向外側杯63之周緣而同心圓狀地依序形成有3個圓環狀之凹部62A、62B、62C；於凹部62A、62B、62C之底面，分別開通有排氣口64、排液口65、排液口66。然後，排液口65連接著排出有機類之處理液的排液管67，排液口66則連接著排出例如純水等等不含有機溶媒之排液的排液管68。又，圖9中的69，係排氣管。

如圖9所示，當可動杯60設定於圖9中以點線所示之上昇位置時，上側之環狀板60A的上端會與外側杯63之頂面接近，下側之環狀板60B之內周緣部的底面，會位於該晶圓W之表面的上方，而得以承接從晶圓W飛散之處理液。再者，可動杯60之突起60D，會位於區劃壁61B之上方。然後在從晶圓W甩掉有機類的處理液時，就使可動杯60上昇至上昇位置。藉此，從晶圓W甩掉的處理液會由可動杯60所承接，並流入凹部62B，而由排液口65排出。

再者，如圖9中之實線所示，當可動杯60位於下降位置時，圓筒部60C係位於凹部62C內。再者，上側之環狀板60A的上端係位在與晶圓W之表面相同、或著係大致相同的高度。然後在由晶圓W甩掉不含有機類的處理液之液體時，就使可動杯60下降至下降位置。藉此，由晶圓W甩掉的處理液會飛越可動杯60之上方，而由外側杯63所承接，並流入凹部62C，再從排液口66排出。更進一步地，純水噴嘴8係構成為可以朝向晶圓W之表面側釋出作為置換流體之純水。純水噴嘴8係經由純水供給管81而連接至純水供給源80。再者，純水噴嘴8係以未圖示之臂體所保持，而構成為在旋轉夾頭12所保持之晶圓W的上方、以及杯體6外部之未圖示的待機部之間，移動自如。

於第2實施形態，首先使可動杯60位於下降位置，而對晶圓W之表面進行顯影液D之塗佈。然後如圖4所示，在晶圓W之表面上形成顯影液D的液滴，並在使晶圓W靜止而顯影之後，使純水噴嘴8移動至對晶圓W之中心部進行釋出的位置。之後開始晶圓W之旋轉，維持在500～1500rpm之旋轉速度，例如1000rpm，同時使純水P朝向晶圓W之中心供給5～20秒，例如15秒。此時對晶圓W之中心所供給之純水P，會由於晶圓W之旋轉，而由晶圓W之中心朝向周緣擴散。因此如圖10所示，顯影液D會被純水P所沖走，而從晶圓W之周緣被甩掉。其結果，晶圓W之表面的液滴，會從顯影液D置換成純水P。又，關於可動杯60之位置，係在維持將可動杯60設定為下降位置的狀態下，開始純水P之供給；並在甩掉晶圓W表面的顯影液D後，使可動杯60移動至上昇位置，再從晶圓W甩掉純水P。

然後使純水噴嘴8退避至杯體6之外部，同時使沖洗液噴嘴5移動至朝向晶圓W之中心釋出的位置。之後，使晶圓W之旋轉速度維持在500～1500rpm，例如1000rpm，而朝向晶圓W之中心供給沖洗液R。因此如圖11所示，對晶圓W之中心所供給之沖洗液R會由晶圓W之中心，漸漸地朝向周緣擴散。藉此，晶圓W之表面之純水P會被沖走，而由晶圓W甩掉，使得晶圓W表面的液滴從純水P置換成沖洗液R。於開始沖洗液R之供給時，係使可動杯60設定在上昇位置；而在甩掉晶圓W之表面的純水P後，就使可動杯60移動至下降位置，再從晶圓W甩掉沖洗液R。之後停止沖洗液R之供給，並使晶圓W旋轉，而使光阻膜之溶解的部分與沖洗液R一併被甩掉而去除。

於第2實施形態之顯影裝置，係對晶圓W供給顯影液D後，將顯影液D的液滴置換成純水P，之後再供給沖洗液R。由於如此可以防止顯影液D與沖洗液R之混合，故可抑制光阻膜的圖案部分之溶解。再者，於上述例子中，作為置換顯影液的置換流體，係使用了純水P，但亦可使用例如包含界面活性劑之純水等等。再者，作為置換流體，亦可使用有機溶劑。供給作置換流體之有機溶劑，在該有機溶劑與有機類的顯影液混合時，只要係混合液與光阻液之間的溶解度參數値之差異，大於個別液體與光阻膜之間的溶解度參數値之差異的有機溶劑，則可用作為置換流體，用以抑制曝光後相對於負型顯影液本應係不溶解性之區域的溶解。

或者，作為置換顯影液D之置換流體，亦可使用氣體。例如設置對晶圓W之中心供給乾燥空氣的氣體供給噴嘴，以取代純水噴嘴8；而藉由從晶圓W之中心朝向周緣流動之氣流，以吹走顯影液D。藉此，晶圓W表面之顯影液D的液滴，會被置換成乾燥空氣之氣相。於此種例子中，亦可使用惰性氣體等等以作為置換流體。再者，置換流體亦可係蒸氣或水霧等等。又，蒸氣視作氣體之一種。

再者，本發明亦可適用於在使晶圓W靜止之狀態下，供給顯影液D、純水P及沖洗液R的顯影裝置。例如亦可分別使顯影液噴嘴3、沖洗液噴嘴5及純水噴嘴8，構成為以比晶圓W之直徑的長度更長的範圍來設置釋出口，並在相對於各噴嘴釋出口之延伸方向呈垂直之方向上水平移動，亦即從晶圓W的一端掃瞄到另一端。在這樣的顯影裝置，也同樣藉由在形成顯影液D的液滴後供給純水P，而可去除晶圓W表面之顯影液D，因此可得同樣的效果。

再者本發明亦可係光阻膜中已曝光之區域相對於顯影液為可溶之正型光阻膜的顯影處理。即使在這種光阻膜，作為顯影液D亦使用有機類的顯影液D，而一旦顯影液D與顯影處理後的沖洗液R混合，則光阻膜之未曝光的原為不溶之部分，也有溶解之虞。因此，藉由在對晶圓W供給顯影液D後進行顯影液D之去除，之後再供給沖洗液R，而可得到與同樣的效果。 [實施例]

為了調查本發明之實施形態的效果，進行了以下的測試。以下述例子作為實施例：於第1實施形態所示之顯影方法，在晶圓W之表面全體形成了顯影液D的液滴後，使晶圓W以2000rpm旋轉5秒鐘，甩掉顯影液D，之後將沖洗液R供給5秒鐘。再者，以下述例子作為比較例：除了在晶圓W之表面全體形成顯影液D的液滴後，係不使其旋轉，就從顯影液D的液滴之上供給沖洗液R這點以外，皆與實施例同樣地處理。再者，以下述例子作為參考例：除了於形成顯影液D的液滴後，係甩掉顯影液D，之後不對晶圓W供給沖洗液R，不沖走溶解部分這點以外，皆與實施例同樣地處理。

對於實施例、比較例及參考例的各晶圓W，分別量測CD（Critical Dimension：臨界尺寸），而算出CDU（Critical Dimension Uniformity：臨界尺寸均一性）。使用表面分割成分別對應於晶片區域之大小的437個矩形區域的評估用晶圓，並以各矩形區域經矩陣狀分割而成之9個分割區域的中心，作為CD之量測點（量測位置）。亦即，在各矩形區域分別設定有9個量測點。

在各矩形區域的各量測點，量測CD，算出晶圓W的CDU。表1列示了參考例、比較例及實施例之個別晶圓W的CDU。該數値係如下求出。若設各矩形區域之前述的9個量測點為P1、P2、…P9，則係提取出在各矩形區域之P1的CD値，並以這些CD値的平均値，作為P1的遮罩値。對於P2～P9，也同樣地求取遮罩値。然後在各個矩形區域，以P1量測出的CD値（實測値），減去P1的遮罩値m（P1）。對於P2～P9，也同樣地從量測出的CD値（實測値），減去對應之量測點的遮罩値。再根據這樣經過遮罩處理後的CD値（從實測値減去遮罩値的數値），求取CDU。若功能性地描述此計算，則係藉由從CD的實測數據，減去肇因於曝光時之遮罩的CD値，而得以求取肇因於製程成分之CD値。

再者，域間CDU係指：依各矩形區域而分別求取P1～P9之各CD値的平均値，亦即矩形區域平均値，而根據在各矩形區域之矩形區域平均値所算出的CDU。更進一步地，內部CDU，係從算出整體CDU時所用之CD値（從實測値減去遮罩値而得之數値），減去區域平均値（於各矩形區域對應P1～P9之CD値係相同之數値（平均値））的CD値。

【表1】

於參考例中，整體CDU係1.04，域間CDU係0.70，內部CDU係0.78；但在比較例中，整體CDU係1.11，域間CDU係0.72，內部CDU係0.85。相對於此，於實施例中，整體CDU係1.04，域間CDU係0.69，內部CDU係0.78。

根據此結果，相較於參考例，在比較例中CDU較大；可謂是在供給顯影液D後，若不進行甩掉顯影液D之步驟、就逕行供給沖洗液R，會使得CD的面內均一性變差。再者，相較於比較例，實施例之CDU較小。因此與供給顯影液D後不進行甩掉顯影液D之步驟、就逕行供給沖洗液R的情形相較，藉由進行了甩掉顯影液D之步驟後、才供給沖洗液R，而可得到與不供給沖洗液之情形同等之CD，可謂是CD之面內均一性會變得良好。

3‧‧‧顯影液噴嘴 5‧‧‧沖洗液噴嘴 50‧‧‧沖洗液供給源 51‧‧‧沖洗液供給管 6‧‧‧杯體 7‧‧‧昇降機構 8‧‧‧純水噴嘴 80‧‧‧純水供給源 81‧‧‧純水供給管 12‧‧‧旋轉夾頭 13‧‧‧旋轉機構 131‧‧‧旋轉軸 14‧‧‧昇降頂針 15‧‧‧昇降機構 18‧‧‧昇降板 20‧‧‧杯體 21‧‧‧昇降機構 22‧‧‧圓形板 22A‧‧‧貫通孔 23‧‧‧山型導引部 24‧‧‧液體承接部 25‧‧‧排液路 26‧‧‧排氣管 27‧‧‧垂直壁 28‧‧‧上側導引部 29‧‧‧背面側洗淨液噴嘴 30‧‧‧本體部 31‧‧‧釋出口 32‧‧‧接觸部 33‧‧‧顯影液供給路 36‧‧‧顯影液供給管 361‧‧‧顯影液供給源 41‧‧‧臂體 60‧‧‧可動杯 60A、60B‧‧‧環狀板 60C‧‧‧圓筒部 60D‧‧‧突起 61A、61B‧‧‧區劃壁 62‧‧‧液體承接部 62A、62B、62C‧‧‧凹部 63‧‧‧外側杯 64‧‧‧排氣口 65、66‧‧‧排液口 67、68‧‧‧排液管 69‧‧‧排氣管 90‧‧‧氣體噴嘴 100‧‧‧控制部 D‧‧‧顯影液 P‧‧‧純水 R‧‧‧沖洗液 W‧‧‧晶圓

【圖1】繪示第1實施形態之顯影裝置的剖面圖。【圖2】繪示設於前述顯影裝置之顯影液噴嘴的剖面圖。【圖3】(a)~(b)繪示第1實施形態之顯影裝置之作用的說明圖。【圖4】繪示第1實施形態之顯影裝置之作用的說明圖。【圖5】繪示第1實施形態之顯影裝置之作用的說明圖。【圖6】繪示第1實施形態之顯影裝置之作用的說明圖。【圖7】繪示第1實施形態之顯影裝置之作用的說明圖。【圖8】繪示第1實施形態之顯影裝置之另一例之作用的說明圖。【圖9】繪示第2實施形態之顯影裝置的剖面圖。【圖10】繪示第2實施形態之顯影裝置之作用的說明圖。【圖11】繪示第2實施形態之顯影裝置之作用的說明圖。

12‧‧‧旋轉夾頭

131‧‧‧旋轉軸

D‧‧‧顯影液

W‧‧‧晶圓

Claims

一種顯影方法，係對於表面塗佈有光阻且曝光過後的基板，供給有機類的顯影液，以進行顯影處理；該顯影方法，包括以下步驟：基板保持步驟，將曝光過後的基板保持於水平；顯影液供給步驟，其次，對基板的表面供給該顯影液；顯影液去除步驟，接著，使保持於水平之基板繞鉛直軸旋轉，且對基板的表面供給N₂氣體或乾燥空氣，以甩掉該顯影液並使基板的表面乾燥；以及洗淨液供給步驟，然後，對於基板的表面供給由洗淨基板之有機溶劑所構成的洗淨液。
如申請專利範圍第1項之顯影方法，其中，該顯影液去除步驟，係對基板供給置換流體，以將顯影液的液滴置換成置換流體。
如申請專利範圍第2項之顯影方法，其中，該置換流體，係置換液。
如申請專利範圍第2項之顯影方法，其中，該置換流體，係氣體或水霧。
如申請專利範圍第1至4項中任一項之顯影方法，其中，該光阻膜，係曝光區域相對於有機顯影液為不溶解性的負型光阻膜。
一種顯影裝置，係對於表面塗佈有光阻且曝光過後的基板，進行有機顯影處理；該顯影裝置，包括：基板保持部，將基板保持於水平；旋轉機構，使基板保持部繞鉛直軸旋轉；顯影液供給部，對基板的表面供給有機類的顯影液；洗淨液供給部，對基板的表面供給由洗淨基板之有機溶劑所構成之洗淨液；去除機構，去除基板的表面之顯影液；氣體供給部，供給N₂氣體或乾燥空氣；以及控制部，執行以下步驟：對保持於水平之基板的表面，供給顯影液的步驟；接著藉由去除機構使保持於水平之基板繞鉛直軸旋轉，並藉由氣體供給部對基板的表面供給N₂氣體或乾燥空氣，以甩掉顯影液並使基板的表面乾燥的步驟；以及，之後，對基板的表面供給洗淨液的步驟。
如申請專利範圍第6項之顯影裝置，其中，該去除機構，係對基板的表面供給置換流體的置換流體供給部；而去除基板的表面之顯影液的步驟，係對基板供給置換流體，以將顯影液的液滴置換成置換流體的步驟。
如申請專利範圍第7項之顯影裝置，其中，該置換流體，係置換液。
如申請專利範圍第7項之顯影裝置，其中，該置換流體，係氣體或水霧。
一種記錄媒體，記錄著用於顯影裝置的電腦程式，該顯影裝置係對於表面塗佈有光阻且曝光過後的基板，進行有機顯影處理；該電腦程式，包含有用以執行如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯影方法的步驟群。