显影方法和显影装置的制造方法_3

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片W的中心,因此也是中心轴。在本实施方式中,如图4所示,旋转保持部20从上方观察时使晶片W顺时针地旋转。
[0060]驱动部30构成为分别独立地驱动接液喷嘴N1和气体喷射喷嘴N2。驱动部30具有导轨31、滑块32、33和臂部34、35。导轨31在旋转保持部20(晶片W)的上方沿着水平方向延伸。滑块32、33以能够沿着导轨31在水平方向上移动的方式分别连接在导轨31上。臂部34以能够在上下方向上移动的方式连接在滑块32上。臂部35以能够在上下方向上移动的方式连接在滑块33上。臂部34的下端连接有接液喷嘴N1,臂部35的下端连接有气体喷射喷嘴N2。驱动部30例如以电动马达等作为动力源,使滑块32、33和臂部34、35移动,与此同时使接液喷嘴N1和气体喷射喷嘴N2移动。在俯视图中,接液喷嘴N1在排出显影液时在与晶片W的旋转轴正交的直线上沿着晶片W的径向移动。另一方面,气体喷射喷嘴N2可以在配置于晶片W的中心部之后,在气体喷射时不移动,而停留在该位置。
[0061]显影液供给部40包括显影液贮存部41、接液喷嘴N1、供给管42、栗43和阀44。显影液贮存部41贮存显影液L1 (参照图6)。显影液被区分为正型光致抗蚀剂用和负型光致抗蚀剂用,根据抗蚀剂膜R的种类适当选择即可。作为正型光致抗蚀剂用显影液,能够列举碱性水溶液,作为该碱性成分,能够列举四甲基氢氧化铵(TMAH)。作为负型光致抗蚀剂用显影液,能够列举有机溶剂。
[0062]接液喷嘴N1配置在由保持部23保持的晶片W的上方。图5是表示接液喷嘴N1的一例的立体图。接液喷嘴N1的排出口 Nla朝向铅直下方。排出口 Nla的截面形状例如可以是圆形,其直径优选为1?8mm左右,更优选为3?5mm左右。如图5所示,接液喷嘴N1具有从排出口 Nla在横向扩展的下端面Nib。下端面Nib的形状例如可以是圆形,其直径优选为20?150mm左右,更优选为30?50mm左右。接液喷嘴N1通过供给管42与显影液贮存部41连接,将从显影液贮存部41供给的显影液L1向下方排出供给到表面Wa上。此外,图4中没有示出,显影液供给部40除了接液喷嘴N1以外还具有用于向抗蚀剂膜R的表面供给显影液的直喷嘴N3 (显影液补给喷嘴)(参照图8)。该直喷嘴N3用于更可靠地形成反应进行区域R2。
[0063]栗43设置在供给管42的中途,从显影液贮存部41向接液喷嘴N1压送显影液L1。喷嘴44在供给管42中设置在接液喷嘴N1与栗43之间。喷嘴44开始或停止从接液喷嘴N1排出显影液L1。
[0064]干燥气体供给部50包括气体源51、气体喷射喷嘴N2、供给管52、流量控制器53和阀54。作为干燥用气体,例如能够列举氮气、干空气。作为气体源51,能够列举收容有干燥用气体的液化气瓶、移送干燥用气体的配管等。气体喷射喷嘴N2的排出口 N2a朝向铅直下方。气体喷射喷嘴N2通过供给管52与气体源51连接,将从气体源51供给的干燥用气体向下方喷射。被喷射的干燥用气体乘势将表面Wa上的显影液L1冲向晶片W的周缘部的方向,并且使残存在抗蚀剂膜R的表面上的显影液干燥。由此,能够以抗蚀剂膜R的中心部为起点向周缘部扩展反应停止区域R1。
[0065](显影方法)
[0066]对使用显影单元U1对曝光处理后的抗蚀剂膜R进行显影处理的方法进行说明。本实施方式涉及的显影方法用于对晶片W上的曝光后的抗蚀剂膜R进行显影来形成抗蚀剂图案,依序具有如下步骤。
[0067](A)通过向晶片W供给显影液L1并使显影液L1遍及在抗蚀剂膜R的表面上的步骤(参照图7(a)和(b))0
[0068](B)使抗蚀剂膜R与显影液LI反应的步骤(参照图7(c))。
[0069](C)为了使抗蚀剂膜R与显影液L1的反应停止而从抗蚀剂膜R的表面除去显影液L1的步骤(参照图8)。
[0070]在(A)步骤中使用接液喷嘴N1。如图6所示,从排出口 Nla向由抗蚀剂膜R的表面与下端面Nib形成的间隙G供给显影液L1,并且使接液喷嘴从旋转的晶片W的中心部向周缘部移动(参照图6和图7(a)中的箭头D1)。
[0071]优选(A)步骤中的晶片W的转速为低速(参照图9(a))。(A)步骤中的晶片W的转速优选为5?100转/分钟,更优选为10?50转/分钟,进一步优选为20?40转/分钟。通过使晶片W的转速为5转/分钟以上,能够使显影液L1在足够短的时间内遍及在抗蚀剂膜R上。另一方面,通过使晶片W的转速为100转/分钟以下,能够充分地抑制从接液喷嘴N1供给的显影液L1通过离心力的作用在抗蚀剂膜R的表面上向晶片W的周缘侧流出,由此能够更精确地控制使显影液遍及在抗蚀剂膜R上的速度。
[0072](A)步骤之后,一边使晶片W以0?100转/分钟左右的速度旋转,一边实施(B)步骤。(B)步骤的时间优选为10?120秒,更优选为20?60秒。此外,⑶步骤可以在使晶片W停止的状态下实施。
[0073]在(C)步骤中,使除去了显影液L1的抗蚀剂膜R表面的反应停止区域R1和与显影液L1的反应持续进行的抗蚀剂膜R表面的反应进行区域R2的边界B从抗蚀剂膜R的中心部向周缘部移动(参照图8)。
[0074]通过控制与抗蚀剂膜R表面的反应进行区域R2的边界B的移动速度,能够充分地缩小抗蚀剂膜R的中心部与周缘部的反应时间之差。即,在使显影液遍及在抗蚀剂膜R的表面上时,从抗蚀剂膜R的中心部开始供给显影液,然后使接液喷嘴N1沿着晶片W的径向移动,由此向抗蚀剂膜R的周缘部供给显影液。因此,如果一下子除去抗蚀剂膜R的表面的显影液,则抗蚀剂膜R的中心部的反应时间较长,而周缘部与其相比反应时间较短。该反应时间之差引起面内CD的不均匀性。对于该问题,如上所述,通过控制边界B的移动速度,能够充分地缩小抗蚀剂膜R的中心部与周缘部的反应时间之差,而且能够提高面内CD的均匀性。
[0075]在(C)步骤中,首先如图8(a)所示,在抗蚀剂膜R的中心部形成反应停止区域R1。因此,在(B)步骤结束后,首先从气体喷射喷嘴N2向抗蚀剂膜R的中心部喷射干燥用气体。保持持续喷射干燥用气体的状态不变,使晶片W的转速变成高速。此时,晶片W的转速优选为1000?5000转/分钟,更优选为1500?4500转/分钟,进一步优选为2000?4000转/分钟。通过使晶片W的转速为1000转/分钟以上,能够可靠地使位于抗蚀剂膜R的中心部的反应停止区域R1的边界B向周缘部方向移动。另一方面,通过使晶片W的转速为5000转/分钟以下,能够使反应进行区域R2中抗蚀剂膜R与显影液的反应充分地进行。
[0076]在(C)步骤的初始阶段,通过使晶片W以高速旋转,能够产生使位于抗蚀剂膜R的中心部的显影液L1向外侧移动的离心力。然后,随着反应停止区域R1向外侧扩展,施加于显影液L1的离心力变大,因此可以使晶片W的转速下降。此外,可以使晶片的转速连续下降,也可以使其阶段性下降。边界B到达晶片W的周缘部时的晶片W的转速为500?2000转/分钟(更优选为500?1000转/分钟)左右即可。
[0077](C)步骤中的干燥用气体的喷射量为1?lONm3/分钟(更优选为2?8Nm3/分钟)左右即可。在整个(C)步骤的期间干燥用气体的喷射量可以是固定的,也可以是随着边界B向外侧移动,而使喷射量连续或阶段性地增加。
[0078]在本实施方式的(C)步骤中,一边使直喷嘴N3从晶片W的中心部向周缘部移动,一边从直喷嘴N3向抗蚀剂膜R上供给显影液L1。通过从移动的直喷嘴N3向抗蚀剂膜R表面供给显影液,能够防止反应进行区域R2中的显影液L1的干燥。换言之,从直喷嘴N3供给显影液L1的位置为反应停止区域R1与反应进行区域R2的边界B。也就是说,通过控制直喷嘴N3的移动速度,能够控制边界B的移动速度。
[0079]此外,显影单元U1具有的控制部100控制旋转保持部20、接液喷嘴N1、驱动部30和显影液供给部40等,依序执行(A)步骤、(B)步骤和(C)步骤。控制部100在(A)步骤中控制
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