显影处理方法和显影处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能确保显影处理的面内均匀性并提高显影处理的生产率的显影处理方法和显影处理装置。在显影处理方法中，在晶圆的中心部形成经纯水稀释后的稀释显影液的积液(时间t1)，之后，将晶圆加速到第1转速而使所述稀释显影液的积液扩散到晶圆的整个面，在该晶圆的表面上形成所述稀释显影液的液膜(时间t2)。之后，在具有与晶圆平行的液体接触面的显影液供给喷嘴与该晶圆之间确保规定间隔的间隙的状态下，自所述显影液供给喷嘴向晶圆的中心部供给显影液而在晶圆与该显影液供给喷嘴的液体接触面之间形成显影液的积液(时间t3)。一边继续自显影液供给喷嘴供给显影液一边使晶圆旋转，并使所述显影液供给喷嘴自晶圆的中心部向晶圆的外周部移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于对形成有抗蚀膜的基板进行显影处理而在基板上形成规定的图案的显影处理方法和显影处理装置。
技术介绍
在例如半导体器件的制造工艺中的光刻工序中，通过在例如作为基板的半导体晶圆(以下称作“晶圆”。)上依次进行涂敷抗蚀液而形成抗蚀膜的抗蚀剂涂敷处理、将该抗蚀膜曝光成规定的图案的曝光处理、在曝光后促进抗蚀膜内的化学反应的加热处理(曝光后烘烤)、使曝光后的抗蚀膜显影的显影处理等，从而在晶圆上形成规定的抗蚀图案。另外，作为显影处理的方式，公知有一边自具有与晶圆的直径相同程度的长度的纵长喷嘴供给显影液一边使该喷嘴自晶圆的一端部朝向另一端部平行地移动的方式(专利文献1)、向以高速旋转的晶圆上供给显影液并使显影液扩散的方式(专利文献2)等。专利文献1：日本特许第3614769号公报专利文献2：日本特许第4893799号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在利用专利文献1所示那样的纵长喷嘴进行显影处理的情况下，在晶圆的一端部和另一端部，与显影液相接触的时间产生差异。另外，如专利文献2所示，在向旋转中的晶圆的中心供给了显影液的情况下，在晶圆的中心部和晶圆的外周部，与显影液相接触的时间也产生差异。其结果，在晶圆面内，显影处理后的抗蚀图案的线宽产生偏差，随着因近年的半导体器件的高集成化而产生的抗蚀图案的精细化，逐渐不能容许显影时间的差异所引起的线宽的偏差。因此，为了对晶圆面内均匀地进行显影处理，研究使用具有与基板例如平行的液体接触面的显影液供给喷嘴(以下，有时将该显影液供给喷嘴称作“PAD喷嘴”)的方法。具体而言，首先，在显影液供给喷嘴的液体接触面与晶圆之间确保规定间隔的间隙的状态下向静止的基板上供给显影液，从而在显影液供给喷嘴与晶圆之间形成显影液的液膜。此时，使显影液供给喷嘴位于基板的中心部。接着，在使晶圆以30rpm左右的低速旋转且继续自显影液供给喷嘴供给显影液的状态下，换言之在显影液供给喷嘴300与基板之间维持显影的液膜的状态下，如图25所示那样使显影液供给喷嘴300移动到晶圆W的外周部。由此，能够将显影液Q供给至晶圆W的整个面而实现在晶圆面内的均匀的显影处理。另外，从提高晶圆处理的生产率这样的观点考虑，显影时间尽量较短为宜。但是，本专利技术人确认了：在使用PAD喷嘴的显影处理中，当使显影时间较短时，如例如图26所示，在晶圆面内呈螺旋状产生了抗蚀图案的线宽没有成为期望值的部位。在图26中，针对每个区域，在多点测量了晶圆面内的抗蚀图案的线宽，以颜色的浓淡来表示各区域内的线宽的偏差的程度。此外，图26是在使显影时间为例如30秒的情况下的图。但是，在使显影时间为60秒的情况下，如图27所示，基本上没有看到螺旋状的倾向，确认了晶圆面内的线宽为大致均匀。本专利技术是鉴于这点而做出的，其目的在于，确保显影处理的面内均匀性并提高显影处理的生产率。用于解决问题的方案为了实现所述目的，本专利技术提供一种显影处理方法，在该显影处理方法中，向基板上供给显影液而对基板上的曝光成规定的图案后的抗蚀膜进行显影，其特征在于，该显影处理方法包括以下工序：积液形成工序，在该积液形成工序中，在基板的中心部形成经纯水稀释后的稀释显影液的积液；之后的液膜形成工序，在该液膜形成工序中，使基板的旋转加速而使所述稀释显影液的积液扩散到基板的整个面，在该基板的表面上形成所述稀释显影液的液膜；以及之后的显影液供给工序，在该显影液供给工序中，在具有液体接触面的显影液供给喷嘴与所述基板之间确保规定间隔的间隙的状态下，自所述显影液供给喷嘴供给显影液，在所述基板与该显影液供给喷嘴的液体接触面之间形成显影液的积液，并使该显影液供给喷嘴沿通过基板中心的径向移动且向基板上供给显影液。本专利技术人对在缩短显影时间时呈螺旋状产生的线宽的偏差的原因进行了认真调查。其结果，发现，在显影的初始阶段产生的溶解生成物是导致图26那样的螺旋形状的原因。此外，能够想到，在如所述那样使显影时间为60秒左右时没有产生螺旋状的倾向的原因在于，通过确保足够长的显影时间，从而溶解生成物的影响相对地变小。本专利技术是基于这样的见解而做出的，采用本专利技术，首先，在基板的中心部形成稀释显影液的积液，接着，使基板旋转而使稀释显影液的积液扩散到基板的整个面，从而在基板表面上形成稀释显影液的液面。此时，在基板上，因稀释显影液而产生溶解生成物，但通过使基板旋转，能够将溶解生成物连同稀释显影液一起自基板上排出。接着，在具有液体接触面的显影液供给喷嘴与基板之间形成液膜，在一边继续自显影液供给喷嘴供给显影液一边使基板旋转的同时，使显影液供给喷嘴移动并向基板上供给显影液。此时，由于已经利用稀释显影液将溶解生成物去除，因此，能够在不受溶解生成物的影响的情况下进行显影处理。其结果，即使在使显影时间短于以往的显影时间的情况下，也能够在面内均匀地进行显影处理。因此，采用本专利技术，能够确保显影处理的面内均匀性并提高显影处理的生产率。也可以是，所述显影液供给工序中的所述显影液供给喷嘴的移动的开始地点位于所述基板的中心部，所述显影液供给喷嘴的移动的结束地点位于所述基板的外周部。也可以是，所述显影液供给工序中的所述显影液供给喷嘴的移动的开始地点位于所述基板的外周部，所述显影液供给喷嘴的移动的结束地点位于所述基板的中心部。也可以是，所述积液形成工序中的稀释显影液的积液是通过如下方式形成的：向静止的基板的中心部供给纯水而形成纯水的积液，接着，向所述纯水的积液上供给显影液。也可以是，所述积液形成工序中的稀释显影液的积液是通过向静止的基板的中心部供给预先经纯水稀释后的稀释显影液而形成的。也可以是，所述显影液供给工序中的所述显影液供给喷嘴的移动是在使所述显影液供给喷嘴的下表面沿与所述基板的旋转方向相反的方向自转的同时进行的。也可以是，在所述液膜形成工序中，将基板加速到第1转速而使所述稀释显影液的积液扩散到基板的整个面，在所述显影液供给工序中，一边使基板以比第1转速慢的第2转速旋转，一边使所述显影液供给喷嘴自基板的中心部向基板的外周部移动。也可以是，所述第1转速为1500rpm～2000rpm，所述第2转速为15rpm～30rpm。也可以是，在所述液膜形成工序中，将静止的基板加速到比第1转速慢的第3转速，之后，将基板的转速减速到比第3转速慢的第4转速，之后，将基板加速到第1转速。也可以是，所述第3转速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显影处理方法，在该显影处理方法中，向基板上供给显影液而对基板上的曝光成规定的图案后的抗蚀膜进行显影，其特征在于，该显影处理方法包括以下工序：积液形成工序，在该积液形成工序中，在基板的中心部形成经纯水稀释后的稀释显影液的积液；之后的液膜形成工序，在该液膜形成工序中，使基板的旋转加速而使所述稀释显影液的积液扩散到基板的整个面，在该基板的表面上形成所述稀释显影液的液膜；以及之后的显影液供给工序，在该显影液供给工序中，在具有液体接触面的显影液供给喷嘴与所述基板之间确保规定间隔的间隙的状态下，自所述显影液供给喷嘴供给显影液，在所述基板与该显影液供给喷嘴的液体接触面之间形成显影液的积液，并使该显影液供给喷嘴沿通过基板中心的径向移动且向基板上供给显影液。

【技术特征摘要】
2014.12.01 JP 2014-243139;2015.10.29 JP 2015-212831.一种显影处理方法，在该显影处理方法中，向基板上供给显影液而对
基板上的曝光成规定的图案后的抗蚀膜进行显影，其特征在于，
该显影处理方法包括以下工序：
积液形成工序，在该积液形成工序中，在基板的中心部形成经纯水稀释
后的稀释显影液的积液；
之后的液膜形成工序，在该液膜形成工序中，使基板的旋转加速而使所
述稀释显影液的积液扩散到基板的整个面，在该基板的表面上形成所述稀释
显影液的液膜；以及
之后的显影液供给工序，在该显影液供给工序中，在具有液体接触面的
显影液供给喷嘴与所述基板之间确保规定间隔的间隙的状态下，自所述显影
液供给喷嘴供给显影液，在所述基板与该显影液供给喷嘴的液体接触面之间
形成显影液的积液，并使该显影液供给喷嘴沿通过基板中心的径向移动且向
基板上供给显影液。
2.根据权利要求1所述的显影处理方法，其特征在于，
所述显影液供给工序中的所述显影液供给喷嘴的移动的开始地点位于
所述基板的中心部，所述显影液供给喷嘴的移动的结束地点位于所述基板的
外周部。
3.根据权利要求1所述的显影处理方法，其特征在于，
所述显影液供给工序中的所述显影液供给喷嘴的移动的开始地点位于
所述基板的外周部，所述显影液供给喷嘴的移动的结束地点位于所述基板的
中心部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显影处理方法，其特征在于，
所述积液形成工序中的稀释显影液的积液是通过如下方式形成的：向静
止的基板的中心部供给纯水而形成纯水的积液，接着，向所述纯水的积液上
供给显影液。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的显影处理方法，其特征在于，
所述积液形成工序中的稀释显影液的积液是通过向静止的基板的中心
部供给预先经纯水稀释后的稀释显影液而形成的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显影处理方法，其特征在于，
所述显影液供给工序中的所述显影液供给喷嘴的移动是在使所述显影
液供给喷嘴的下表面沿与所述基板的旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟田行志，京田秀治，久保田稔，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP