显影方法和显影装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涉及曝光后的抗蚀剂膜的显影方法、显影装置和该显影装置使用的计算机可读取的记录介质。
【背景技术】
[0002]目前，在进行基板的微细加工时，广泛地使用光刻技术而在基板(例如半导体晶片)上形成凹凸图案。例如在半导体晶片上形成抗蚀剂图案的步骤包含:在半导体晶片的表面形成抗蚀剂膜的步骤；将该抗蚀剂膜沿着规定图案曝光的步骤；和使曝光后的抗蚀剂膜与显影液发生反应进行显影的步骤。
[0003]到目前为止，开发了各种显影技术。例如专利文献1公开了在静止的基板上形成由显影液构成的桨叶(paddle)。为了形成桨叶，使用具有较长的排出口的喷嘴，一边从排出口排出显影液一边使喷嘴从基板的一端向另一端移动，由此在基板上的抗蚀剂膜的整个表面盛载显影液。下面，为了便于说明，将该种显影方式称为“静止显影方式”。
[0004]专利文献2公开了对旋转的基板供给显影液的显影方式。喷嘴一边在基板的半径方向上移动一边从其排出口向基板供给显影液。由于基板的旋转所产生的离心力的作用和显影液供给位置的移动，而在抗蚀剂膜上形成显影液的液膜。下面，为了便于说明，将对旋转的基板供给显影液的显影方式称为“旋转显影方式”。专利文献3公开了被分类为旋转显影方式的一例显影方法。即，专利文献3中记载的方法如下:其使用具有与晶片相对配置的下端面的喷嘴，使旋转的晶片与配置在包含其旋转中心的区域内的喷嘴的下端面之间的间隙成为液密状态而向晶片上供给液体，该液体在离心力的作用下向外侧。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1:日本专利第3614769号公报
[0007]专利文献2:日本专利第4893799号公报
[0008]专利文献3:日本特开第2012-74589号公报
【发明内容】
[0009]发明想要解决的技术问题
[0010]然而，在静止显影方式的情况下，在下述方面有改善的余地:S卩，在由显影液构成的桨叶中显影液难以产生对流，此时因与抗蚀剂膜发生反应而使反应性下降的显影液容易停止，因此显影处理需要较长的时间。另一方面，在旋转显影方式的情况下，在下述方面有改善的余地:即，由于被供给的显影液在基板上流动，所以存在因液体流动而引起抗蚀剂的微细线宽(Critical Dimens1n，下面称为“⑶”)变得不均勾的情况。
[0011]本发明的目的在于提供一种能够形成CD分布均匀性足够高的抗蚀剂的显影方法。此外，本发明的目的在于提供一种能够实施该显影方法的显影装置和计算机可读取的记录介质。
[0012]用于解决技术问题的技术方案
[0013]本发明涉及的显影方法，其用于对基板表面上的曝光后的抗蚀剂膜进行显影来形成抗蚀剂图案，依序具有如下步骤:(A)通过向在被水平地保持的状态下旋转的基板供给显影液而使显影液遍及在抗蚀剂膜的表面上的步骤；(B)使抗蚀剂膜与显影液反应的步骤；和(C)为了使抗蚀剂膜与显影液的反应停止而从抗蚀剂膜表面除去显影液的步骤，在(A)步骤中，使用接液喷嘴，该接液喷嘴具有显影液的排出口和从该排出口在横向扩展并且与抗蚀剂膜相对配置的下端面，从排出口向由抗蚀剂膜的表面和接液喷嘴的下端面形成的间隙供给显影液，并且使接液喷嘴从进行旋转的基板的中心部向周缘部移动，在(C)步骤中，使除去了显影液的抗蚀剂膜表面的反应停止区域和与显影液的反应持续进行的抗蚀剂膜表面的反应进行区域的边界从抗蚀剂膜的中心部向周缘部移动。
[0014]在上述显影方法的(A)步骤中，使用接液喷嘴并且使该接液喷嘴从旋转的基板的中心部向周缘部移动，由此能够充分地控制使显影液遍及在抗蚀剂膜上的速度。在经过(B)步骤之后，在(C)步骤中，通过使抗蚀剂膜表面的反应停止区域和抗蚀剂膜表面的反应进行区域的边界从抗蚀剂膜的中心部向周缘部移动，能够缩小抗蚀剂膜的中心部的显影时间与抗蚀剂膜的周缘部的显影时间之差。由此，能够充分地抑制由显影时间差引起的CD分布的不均匀性。此外，上述显影方法可以在(A)步骤之前、各步骤之间和/或(C)步骤之后具有其他步骤。
[0015]优选上述(A)步骤中的基板的转速为低速(例如5?100转/分钟)。由此，能够更精确地控制使显影液遍及在抗蚀剂膜上的速度。另一方面，优选在上述(C)步骤中，在抗蚀剂膜的中心部形成反应停止区域时基板的转速为高速(例如1000?5000转/分钟)，并且优选随着反应停止区域与反应进行区域的边界向基板的周缘部的方向移动，基板的转速下降。通过使基板高速旋转，能够产生使位于基板的中心部的显影液向外侧移动的离心力。然后，随着反应停止区域向外侧扩展，施加于显影液的离心力增大，因此可以使基板的转速比最初的速度下降。此外，可以使基板的转速连续下降，也可以使其阶段性下降。
[0016]优选在上述(A)步骤中接液喷嘴在基板的半径方向上移动的速度为5?100mm/秒的范围，并且在(C)步骤中边界在基板的半径方向上移动的速度为5?100mm/秒的范围。通过尽量使接液喷嘴的半径方向的移动速度与上述边界的半径方向的移动速度为接近的速度，能够充分地缩小抗蚀剂膜的中心部的显影时间与抗蚀剂膜的周缘部的显影时间之差，由此能够进一步提高抗蚀剂膜的CD分布的均匀性。
[0017]在上述(C)步骤中，能够列举下述方法作为形成反应停止区域的方法(从抗蚀剂膜表面的中心部向周缘部除去显影液的方法)。
[0018].从上方向抗蚀剂膜的中心部供给干燥用气体。
[0019].从抗蚀剂膜的中心部向周缘部供给冲洗液。
[0020].使用从抗蚀剂膜的中心部向周缘部移动的吸引喷嘴来吸引抗蚀剂膜上的显影液。
[0021]此时，用于供给冲洗液的喷嘴可以使用通常的喷嘴(例如直喷嘴)，也可以使用上述的接液喷嘴(具有冲洗液的排出口和从排出口在横向扩展并且与抗蚀剂膜相对配置的下端面的喷嘴)。
[0022]在上述(C)步骤中，可以由从自抗蚀剂膜的中心部向周缘部移动的喷嘴向抗蚀剂膜上供给显影液。通过从移动的喷嘴向抗蚀剂膜表面供给显影液，能够防止反应进行区域中的显影液发生干燥。在采用这种喷嘴的情况下，能够使该喷嘴的位置为反应停止区域与反应进行区域的边界。换言之，通过控制该喷嘴的移动速度，能够控制上述边界的移动速度。
[0023]本发明涉及的显影装置，其用于对基板表面上的曝光后的抗蚀剂膜进行显影来形成抗蚀剂图案，该显影装置包括:旋转保持部，其保持基板并且使基板旋转；接液喷嘴，其具有显影液的排出口和从排出口在横向扩展且与抗蚀剂膜相对配置的下端面，将显影液供给到基板的表面上；显影液补给喷嘴，其从基板的上方向基板的表面上补充供给显影液；显影液供给部，其向接液喷嘴和显影液补给喷嘴供给显影液；和驱动部，其使接液喷嘴和显影液补给喷嘴移动。
[0024]根据该结构的显影装置，能够实施上述显影方法。上述显影装置可以构成为能够向接液喷嘴供给冲洗液。根据该结构，能够在上述显影方法的反应停止区域的形成中使用冲洗液，能够在其供给中使用接液喷嘴。
[0025]本发明涉及的能够由计算机读取的记录介质，其记录有用于使显影装置执行上述显影方法的程序。在本说明书中，能够由计算机读取的记录介质包括非临时的有形的介质(non-transitory computer recording medium，非临时性计算机记录介质)(例如各种主存储装置或辅助存储装置)、或者传播信号(transitory computer recording medium，暂时的计算机记录介质)(例如能够通过网络提供的数据信号)。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明，提供能够形成CD分布均匀性足够高的抗蚀剂的显影方法、能够实施该显影方法的显影装置和该显影装置使用的计算机可读取的记录介质。
【附图说明】
[0028]图1是表示基板处理系统的立体图。
[0029]图2是图1的I1-1I线截面图。