显影方法和显影装置的制造方法_2

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述引导部件24构成为将从晶片W洒落的显影液和清洗液向设置于圆形板23的外侧的贮液部25引导。1C液部25构成为环状的凹部,经排液管26与未图示的废液部连接。图2中,14是为了在旋转卡盘11与未图示的基板输送机构之间进行晶片W的交接而贯通上述圆形板23设置的销,设置有3根(在各图中为了方便仅表示2根)。销14构成为通过升降机构15升降自如。
[0071]接着,关于显影液喷嘴3,还参照作为纵剖侧视图的图3进行说明。显影液喷嘴3构成为垂直的圆柱状,包括:用于排出显影液而在晶片W的表面形成积液的排出口 31 ;和形成得比晶片W的表面小的圆形的接触部32。接触部32构成显影液喷嘴3的底部。显影液喷嘴3具有沿着其中心轴形成的流路33,该流路33的下端构成为上述排出口 31。因此,该排出口 31在上述接触部32的中心部开口。
[0072]上述接触部32设置成与载置于旋转卡盘11的晶片W的表面相对。在晶片W的直径为例如300mm的情况下,接触部32的直径dl为例如30mm?200mm,在该例子中设定为100mm。作为显影液喷嘴3的材质,例如使用树脂,使得通过表面张力如后所述能够搅拌显影液。作为该树脂,使用例如PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)、PTFE (聚四氟乙稀)等。
[0073]显影液喷嘴3的上表面借助支承部件35固定于臂41的前端,臂41的基端侧如图1所示与移动机构42连接。该移动机构42构成为沿着水平地延伸的导轨43移动。此外,移动机构42通过未图示的升降机构升降自如地支承臂41。在杯体2的外侧设置有用于使显影液喷嘴3待机的矩形的杯状的待机部44。通过移动机构42,显影液喷嘴3构成为相对于由旋转卡盘11保持的晶片W,在接触部32与晶片W相对并且向晶片W供给显影液的处理位置与待机部44内的待机位置之间移动自如。图3表示位于上述处理位置的显影液喷嘴3o该处理位置的显影液喷嘴3的接触部32与晶片W表面的距离hi为例如0.5mm?2mm。
[0074]显影液供给管36的一端与上述显影液喷嘴3的流路33的上游端连接。显影液供给管36的另一端与显影液的供给源37连接。供给源37具有栗、阀等,按照来自后述的控制部100的控制信号向显影液喷嘴3供给显影液。在该实施方式中,从供给源37供给的显影液为负型抗蚀剂的显影液,在晶片W形成有正型的抗蚀剂膜的情况下,供给源37构成为供给正型抗蚀剂的显影液。
[0075]接着,对清洗液喷嘴51进行说明。清洗液喷嘴51向铅垂下方供给清洗液,与清洗液的供给源52连接。该供给源52分别具有栗、阀等,按照来自控制部100的控制信号向清洗液喷嘴51供给清洗液。清洗液喷嘴51设置于臂53的前端侧,上述臂53的基端侧如图1所示由移动机构54支承。通过移动机构54,臂53构成为升降自如。上述移动机构54构成为沿着与上述的导轨43并行地延伸的导轨55移动自如。在杯体2的外侧设置有用于使清洗液喷嘴51待机的矩形的杯状的待机部56,通过上述移动机构54,清洗液喷嘴51构成为在由旋转卡盘11保持的晶片W上的清洗液的供给位置与待机部56内的待机位置之间移动自如。
[0076]在显影装置1设置有由计算机构成的控制部100,该控制部100具有未图示的程序存储部。在程序存储部存储以在后述的作用中说明的进行显影处理和清洗处理的方式编排有指令的程序。通过该程序由控制部100读取,控制部100向显影装置1的各部输出控制信号。由此,控制由移动机构42进行的显影液喷嘴3的移动、由移动机构54进行的清洗液喷嘴51的移动、由显影液的供给源37进行的显影液的供给、由清洗液的供给源52进行的清洗液的供给、由旋转卡盘11进行的晶片W的旋转、销14的升降等的各动作。作为其结果,能够如后述方式对晶片W进行显影处理和清洗处理。该程序以存储在例如硬盘、光盘、磁光盘或存储卡等存储介质中的状态存储于程序存储部。
[0077]当说明由显影装置1进行的显影处理的概略时,使显影液喷嘴3的接触部32接近晶片W的表面的中央部,位于图3中说明的处理位置。在使晶片W旋转的状态下从排出口31向该晶片W供给显影液而形成与晶片W的表面和接触部32接触的积液30。然后,一边从排出口 31持续排出显影液一边使喷嘴3向晶片W的周缘部水平地移动,由此使积液30扩展到晶片W的整个面。
[0078]在此,为了清楚地对本发明的显影装置进行说明,首先,参照图4?图6对按照上述的概略执行的比较例的显影处理进行说明。另外,图中的箭头表示晶片W的旋转方向。首先,如上所述在旋转的晶片W的中央部形成积液30。然后,如图4所示,当积液30的大小变得与显影液喷嘴3的接触部32的大小相等时,显影液喷嘴3开始水平移动。即,接触部32的移动方向上的边缘与该移动方向上的积液30的边缘重叠,为了说明方便,令该重叠的位置为点P1。
[0079]图5示出在维持接触部32的移动方向的边缘与该移动方向的积液30的边缘重叠的状态的情况下、即维持点P1接续形成的情况下,接触部32移动的状况。积液30与接触部32的移动对应地成为周缘的一部分缺欠的圆地扩展。将该圆的缺欠区域在图5中表示为显影液的未涂区域R1,该未涂区域R1由于晶片W的旋转与接触部32的移动而产生,相对于该接触部32的位置,形成在晶片W的旋转方向上游侧。S卩,形成未涂区域R1的位置与显影液喷嘴3的位置一起在晶片W上涡旋状移动。当接触部32进一步移动时,通过构成积液30的显影液逐渐扩展浸润晶片W,未涂区域R1逐渐消失,积液30成为圆形。以后,伴随接触部32的移动,积液30向晶片W表面的周缘部扩展(图6)。
[0080]在接触部32的移动方向上,在上述点P1的后方侧,通过晶片W的旋转和作用于积液30与接触部32之间的表面张力,显影液得到搅拌,显影有效进行。但是,在上述移动方向上,在点P1的前方侧,显影完全不进行,以点P1为界显影的进度产生较大差异。如果在接触部32从晶片W的中央部向周缘部移动的期间持续形成点P1,因晶片W的旋转和显影液喷嘴3的移动,该点P1在晶片W表面的表面涡旋状移动,因此如在【背景技术】栏中说明的那样,成为形成涡旋状的CD变化区域的原因之一。
[0081]此外,至接触部32到达晶片W的周缘部上为止,形成上述的未涂区域R1,如上所述,未涂区域R1的形成位置以在晶片W表面上涡旋状移动的方式移动。因此,可以认为形成该未涂区域R1也是晶片W的周缘部的内侧形成上述CD变化区域的原因之一。
[0082]在该显影装置1中,在按照上述显影处理的概略的基础上,以不形成上述的点P1和未涂区域R1的方式形成积液30,进行显影处理。参照示出了显影液喷嘴3和晶片W的侧面的图7?图9以及示出了晶片W的表面的图10?图12说明该显影处理和接着显影处理进行的清洗处理。
[0083]当晶片W由输送机构输送到显影装置1,被移交到旋转卡盘11而水平地保持时,显影液喷嘴3从待机部44的待机位置向晶片W的中央部上移动。然后,显影液喷嘴3以其接触部32接近晶片W并与晶片W相对的方式向图3中说明的处理位置下降,并且晶片W在俯视观看时顺时针旋转,例如以lOrpm旋转(图7)。
[0084]接着,从排出口 31向晶片W排出显影液,形成与该接触部32接触的状态的积液30。接触部32的下方整体被显影液填满后也持续供给显影液,积液30的外缘与接触部32的外缘相比溢出到外侧(图8、图10)。接着,维持持续供给显影液的状态,显影液喷嘴3向晶片W的周缘部上沿着晶片W的径向以例如10mm/秒水平地移动。该径向的移动速度例如为接触部32通过晶片W的整个表面,在该整个表面进行显影液的搅拌的速度。通过这样的排出显影液的状态下的显影液喷嘴3的移动,积液30以与上述显影液喷嘴3的接触部32接触的状态向晶片W的周缘部扩展。
[0085]在接触部32的下方,在所形成的积液30与显影液喷嘴3的上述接触部32之间作用有表面张力,这些积液30和上述接触部32相互拉拽。当一边使晶片W旋转显影液喷嘴3一边移动时,在显影液喷嘴3的下方,显影液得到搅拌,显影液的浓度的均匀性变高。此外,在晶片W的面内,对于显影液喷嘴3的接触部32的下方区域,如上述方式显影液的浓度的均匀性变高,因此抗蚀剂与显影液的反应均匀性高地进行。即,抗蚀剂图案的CD的均匀性变高。
[0086]在显影液喷嘴3的水平移动中,积液30的外缘维持与接触部32的外缘相比溢出到外侧的状态(图9、图11)。S卩,在俯视观看时,显影液喷嘴3在积液30的内侧移动,接触部32的移动方向上的边缘的前方为已经供给有显影液的状态。因此,不形成作为图4?图6的比较例来进行说明的接触部32的移动方向的边缘与积液30的边缘重叠的点P1。此外,像这样,在接触部32的移动方向上,被供给到接触部32的前方侧的显影液由于晶片W的旋转而向在晶片W上移动的接触部32的旋转方向上游侧移动,因此防止如比较例中说明的那样形成未涂区域R1。即,积液30圆形地在晶片W上扩展。
[0087]在显影液喷嘴3持续移动,晶片W的整个表面被积液30覆盖后,当显影液喷嘴3位于晶片W的周缘部上时,该显影液喷嘴3的水平移动停止(图12)。在晶片W旋转,接触部32通过该周缘部上,晶片的整个表面的显影液的搅拌结束后,晶片W的旋转和来自显影液喷嘴3的显影液的排出停止,显影液喷嘴3返回待机部44的待机位置。接着,晶片W成为静止状态规定的时间,通过静止后的积液30,在晶片W的整个表面,抗蚀剂膜与显影液的反应进一步推进。另外,晶片W的整
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