顯影方法和顯影裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對曝光后的基板供給顯影液進行顯影的方法。
【背景技術】
[0002]在半導體裝置的制造步驟的光刻步驟中，形成抗蝕劑膜，使用顯影液對沿規定的圖案曝光后的基板進行將抗蝕劑圖案顯影的顯影處理。作為顯影處理的方式，已知有通過使用與基板的表面平行的長條的顯影液噴嘴并使基板旋轉一下，或者通過將顯影液噴嘴從基板的一端掃描到另一端而在基板上進行顯影液的積液來進行靜止顯影的方式。此外，例如已知有如專利文獻1中記載的那樣使基板旋轉并使顯影液噴嘴在基板的半徑方向上移動的方式。該方式因為被供給至基板上的顯影液由于離心力流動而被攪拌，所以與靜止顯影方式相比具有能夠使圖案的線寬和孔徑的面內均勻性良好的優勢。
[0003]但是，由于半導體器件的發展等，對于圖案的線寬和孔徑越來越要求更窄的尺寸。鑒于這樣的要求，對利用離心力使顯影液擴展的方法進行研究:因為使基板以比較高的速度旋轉并將顯影液向基板上局部地進行供給，所以顯影液從供給位置由于離心力而旋轉并擴展。其結果是，顯影液在旋轉期間與抗蝕劑發生反應，顯影液的濃度發生變化。該現象成為阻礙顯影的進展程度的面內均勻性的進一步提高的主要原因之一。
[0004]另一方面，在專利文獻2中記載有如下方法:在基板的整個表面進行顯影液的積液后，從與基板相對的頭部件向顯影液排出氣體，使顯影液的溫度、厚度、液面狀態變化，或者微量地排出純水，使顯影局部延遲，這樣對顯影的進展程度進行控制。該方法可以說是通過后處理對靜止顯影修正顯影的進展程度的方法，但是存在裝置規模變大的問題，此外還存在難以在靜止顯影以外的方法中進行應用的問題。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:專利4893799號公報:段落0026、圖8
[0008]專利文獻2:日本特開平11-260718號公報:段落0043、圖7
【發明內容】
[0009]發明想要解決的課題
[0010]本發明是鑒于這樣的情況完成的發明，其目的在于，提供在利用顯影液對曝光后的基板進行顯影時，對基板的面內的顯影的進展程度而言能夠有助于面內均勻性的提高的顯影方法。
[0011]用于解決課題的技術方案
[0012]本發明的顯影方法的特征在于，包括:將曝光后的基板水平地保持于可旋轉的基板保持部的步驟；顯影液展開步驟，其包括:使用第一顯影液噴嘴，從上述第一顯影液噴嘴的排出口排出顯影液，在上述基板保持部上的基板的表面的一部分形成積液的步驟，其中，上述第一顯影液噴嘴是由具有形成得比上述基板的表面小且與上述基板的表面相對地設置的接觸部的噴嘴構成的，和接著在上述接觸部與上述積液接觸的狀態下一邊向該積液供給顯影液，第一顯影液噴嘴一邊從正在旋轉的基板的中央部和周緣部的一方側向另一方側移動而使該積液擴展至基板的整個表面的步驟；顯影液供給步驟，為了使由上述顯影液展開步驟進行的上述基板的面內的顯影的進展程度的分布均勻，在使基板旋轉的狀態下利用第二顯影液噴嘴向基板的表面供給顯影液；和在上述顯影液展開步驟與上述顯影液供給步驟之間進行的、將上述基板的表面上的顯影液除去的步驟。
[0013]上述顯影法也可以包括以下的結構。
[0014](a)上述顯影液供給步驟是對與其它區域相比顯影不足的區域供給顯影液來使顯影進展的顯影調整步驟。
[0015](b)在(a)中，上述顯影液展開步驟在顯影調整步驟之前實施。
[0016](c)在(a)中，使上述積液在基板上擴展的步驟是上述第一顯影液噴嘴從正在旋轉的基板的中央部向周緣部側移動的步驟，上述顯影調整步驟是一邊從上述第二顯影液噴嘴排出顯影液一邊使顯影液的供給位置從基板的周緣部和中央部的一方側向另一方側移動的步驟。
[0017](d)在(a)中，上述顯影調整步驟是從上述第二顯影液噴嘴在基板的徑向的位置局部地排出顯影液的步驟。此時的上述局部地排出顯影液的步驟在使上述第二顯影液噴嘴停止的狀態下進行。上述顯影液調整步驟中，在基板的徑向上觀看時從上述第二顯影液噴嘴排出顯影液的位置不連續地設定有多個。上述局部地排出顯影液的步驟在使上述第二顯影液噴嘴停止的狀態下進行，從上述第二顯影液噴嘴排出顯影液的多個位置中的一個與另一個相比，顯影液的排出流量、基板的每單位時間的旋轉數和來自上述第二顯影液噴嘴的顯影液的供給時間中的至少一個不同。
[0018](e)上述顯影液供給步驟，是在該顯影液展開步驟之前供給顯影液以使得在基板的表面形成液膜而進行上述顯影液展開步驟的準備的顯影準備步驟。
[0019](f)在(e)中，使上述積液在基板上擴展的步驟是使上述第一顯影液噴嘴從正在旋轉的基板的周緣部向中央部側移動的步驟。
[0020](g)上述第二顯影液噴嘴由具有上述接觸部的噴嘴構成。此時，上述第一顯影液噴嘴和第二顯影液噴嘴由公共的噴嘴構成。
[0021](h)上述除去基板上的顯影液的步驟是通過使基板旋轉而將顯影液從基板甩掉的步驟。
[0022]發明效果
[0023]本發明在基板的表面的一部分形成積液，向與基板的表面相對的接觸部與基板之間的積液供給顯影液并且通過在正在旋轉的基板上使由具有顯影液的排出口和接觸部的噴嘴構成的第一顯影液噴嘴，由此將該積液擴展至基板的整個表面。因此，基板的面內的顯影的進展程度的均勻性良好。通過在該使用第一顯影液噴嘴的顯影處理中組合使用第二顯影液噴嘴的顯影液的供給，并且在進行這些處理時將之前供給的基板的表面上的顯影液除去，能夠使顯影的進展程度的分布平整。其結果是，顯影的進展程度的均勻性更良好，在圖案的線寬和孔徑方面能夠獲得良好的面內均勻性。
【附圖說明】
[0024]圖1是發明的實施方式的顯影裝置的縱截面側面圖。
[0025]圖2是上述顯影裝置的平面圖。
[0026]圖3是設置在上述顯影裝置的主顯影液噴嘴的縱截面側面圖。
[0027]圖4是上述顯影裝置的第一作用圖。
[0028]圖5是上述顯影裝置的第二作用圖。
[0029]圖6是上述顯影裝置的第三作用圖。
[0030]圖7是上述顯影裝置的第四作用圖。
[0031]圖8是上述顯影裝置的第五作用圖。
[0032]圖9是表示使用上述主顯影液噴嘴的顯影的進展程度的分布的第一說明圖。
[0033]圖10是表示顯影的進展程度的分布的第二說明圖。
[0034]圖11是表示第二實施方式的顯影處理的晶片的顯影的進展程度的分布的說明圖。
[0035]圖12是上述第二實施方式的顯影裝置的第一作用圖。
[0036]圖13是上述第二實施方式的顯影裝置的第二作用圖。
[0037]圖14是上述第二實施方式的顯影裝置的第三作用圖。
[0038]圖15是具有攪拌機構的主顯影液噴嘴的第一結構例。
[0039]圖16是具有攪拌機構的主顯影液噴嘴的第二結構例。
[0040]圖17是第三實施方式的顯影裝置的第一作用圖。
[0041]圖18是上述第三實施方式的顯影裝置的第二作用圖。
[0042]圖19是上述第三實施方式的顯影裝置的第三作用圖。
[0043]圖20是上述第三實施方式的顯影裝置的第四作用圖。
[0044]圖21是上述第三實施方式的顯影裝置的第五作用圖。
[0045]圖22是上述第三實施方式的顯影裝置的第六作用圖。
[0046]圖23是上述第三實施方式的顯影裝置的第七作用圖。
[0047]圖24是上述第三實施方式的顯影裝置的第八作用圖。
[0048]圖25是參考例1的顯影處理后的CH的孔徑的面內分布。
[0049]圖26是參考例1的晶片的徑向的孔徑分布圖。
[0050]圖27是參考例2的顯影處理后的CH的孔徑的面內分布圖。
[0051 ]圖28是參考例2的晶片的徑向的孔徑分布圖。
[0052]圖29是參考例3的顯影處理后的CH的孔徑的面內分布圖。
[0053]圖30是參考例3的晶片的徑向的孔徑分布圖。
[0054]圖31是參考例4的顯影處理后的CH的孔徑的面內分布圖。
[0055]圖32是實施例的調整前后的LS的線寬的分布圖。
[0056]圖33是將顯影準備和使用主顯影液噴嘴的顯影組合后的實施例的LS的線寬的分布圖。
[0057]附圖標記說明
[0058]W 晶片
[0059]1顯影裝置
[0060]12旋轉吸盤
[0061]3主顯影液噴嘴(墊式噴嘴)
[0062]3a、3b墊式噴嘴
[0063]30 積液
[0064]31 排出口
[0065]32接觸部
[0066]61調整用顯影液噴嘴
【具體實施方式】
[0067](第一實施方式)
[0068]使用圖1?圖3對第一實施方式的顯影裝置1的結構進行說明。顯影裝置1包括作為基板保持部的旋轉吸盤12、接顯影液用的杯部件2、主顯影液噴嘴(第一顯影液噴嘴)3和調整用顯影液噴嘴(第二顯影液噴嘴)61。
[0069]旋轉吸盤12是吸附晶片W的背面中央部、水平地保持晶片W的部件，借助旋轉軸131通過旋轉機構13繞鉛直軸自由旋轉。
[0070]杯部件2設置成包圍被旋轉吸盤12保持的晶片W。該杯部件2為大致圓筒形，上部側向內側傾斜。杯部件2通過升降機構21在該杯部件2與旋轉吸盤12之間進行晶片W的交接時的交接位置(圖1中為以實線表示的位置)與進行顯影處理時的處理位置(圖1中為以虛線表示的位置)之間自由升降。
[0071]在被保持在旋轉吸盤12的晶片W的下方側設置有圓形板22，在該圓形板22的外側呈環狀設置有縱截面形狀為山形的引導部件23。上述引導部件23構成為將從晶片W掉下的顯影液和洗凈液引導至設置在圓形板22的外側的盛液部24。盛液部24構成作為環狀的凹部，通過排液管25與未圖示的廢液部連接。在被保持在旋轉吸盤12的晶片W的下側，與未圖示的基板輸送機構之間設置有用于進行晶片W的交接的交接銷14。交接銷14通過升降機構15自由地升降，為了進行晶片W的交接而在突出至旋轉吸盤12的上方的位置與退避至旋轉吸盤12的下側的位置之間升降。
[0072]如圖3的縱截面側面圖所示，主顯影液噴嘴3由包括排出口 31和接觸部32的噴嘴構成，其中，該排出口 31用于排出顯影液，在晶片W的表面形成積液30，該接觸部32形成得比晶片W的表面小，并且上述排出口 31開口，與上述晶片W的表面相對地設置。主顯影液噴嘴3例如呈圓柱形構成，其底面成為上述接觸部32。在主顯影液噴嘴3的中央部形成有垂直的貫通孔33，該貫通孔33的下端成為前述的排出口 31。該排出口 31例如在主顯影液噴嘴3的中心軸上、即上述接觸部32的中心部開口。在貫通孔33的上部側被插入顯影液供給管36，該顯影液供給管36通過貫通孔33與排出口 31連通。
[0073]顯影液供給管36包括被插入上述貫通孔33內的直管341和與該直管341的基端側連接的樹脂管342。另一方面，被插入直管341的貫通孔33的下部側縮徑，被插入貫通孔33的上部側的直管341的前端部抵接在上述縮徑部的晶片W端的臺階差，進行顯影液供給管36對主顯影液噴嘴3的連接位置的定位。另外，主顯影液噴嘴3與顯影液供給管36的連接方法并不限定于本例，例如也可以采用將設置在顯影液供給管36的末端部的插頭插入設置在主顯影液噴嘴3的上表面的插座的結構、將設置在顯影液供給管36的末端部的凸緣與主顯影液噴嘴3的上表面連結的結構。
[0074]接觸部32設置成與載置在旋轉吸盤12的晶片W的表面相對。在晶片W的直徑例如為300mm的情況下，接觸部32的直徑dl為30mm?200mm，在本例中設定為100mm。作為主顯