TWI602034B - 顯影方法及電腦可讀取之記錄媒體 - Google Patents

Description

顯影方法及電腦可讀取之記錄媒體

本發明係有關於曝光後之光阻膜之顯影方法、顯影裝置及用於該顯影裝置之電腦可讀取之記錄媒體。

目前，進行基板之微細加工時，廣泛地施行使用光刻技術而於基板(例如半導體晶圓)上形成凹凸圖形之方法。舉例而言，於半導體晶圓上形成光阻圖形之步驟包含於半導體晶圓之表面形成光阻膜之步驟、將此光阻膜按照預定圖形曝光之步驟、及使曝光後之光阻膜與顯影液反應而顯影之步驟。

截至目前為止，已開發出各種顯影技術。舉例而言，專利文獻1揭示於靜止之基板上形成由顯影液構成之液池之顯影方式。液池之形成係使用具有長形之吐出口之噴嘴，邊從吐出口吐出顯影液，邊使噴嘴從基板之一端移動至另一端，藉此，於基板上之光阻膜之表面全體盛滿顯影液。以下，為了方便，而將此顯影方式稱為「靜止顯影方式」。

專利文獻2揭示對旋轉之基板供給顯影液之顯影方式。噴嘴邊往基板之半徑方向移動，邊從其吐出口朝基板供給顯影液。藉基板之旋轉引起之離心力之作用及顯影液之供給位置之移動，而於光阻膜上形成顯影液之液膜。以下，為了方便，將對旋轉之基板供給顯影液之顯影方式稱為「旋轉顯影方式」。專利文獻3揭示分類在旋轉顯影方式之顯影方法的一例。即，記載於專利文獻3之方法係使用具有對向配置於晶圓之下端面之噴嘴之方法，該方法使旋轉之晶圓與配置於包含其旋轉中心之區域之噴嘴的下端面之間隙呈液密狀態，將液供給至晶圓上，該液因離心力而擴展至外側。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利公報第3614769號

[專利文獻2]日本專利公報第4893799號

[專利文獻3]日本專利公開公報2012-74589號

然而，為靜止顯影方式時，由於在由顯影液構成之液池中不易產生顯影液之對流來與光阻膜反應，反應性降低之顯影液易積在該處，故在顯影處理需較長之時間方面有改善之餘地。另一方面，在旋轉顯影方式時，由於所供給之顯影液在基板上流動，故在因液體流動而導致光阻之微細線寬(Critical Dimension：臨界尺寸，以下稱為「CD」)不均一之情形方面，有改善之餘地。

本發明之目的在提供一種可形成CD分佈之均一性相當高之光阻之顯影方法。又，本發明之另一目的在提供可實施該顯影方法之顯影裝置及電腦可讀取之記錄媒體。

本發明之顯影方法係用以將基板表面上之曝光後之光阻膜顯影而形成光阻圖形，並依序具有下列步驟：(A)藉著朝向以保持水平之狀態旋轉之基板供給顯影液而使顯影液遍及光阻膜之表面上；(B)使光阻膜與顯影液反應；及(C)為使光阻膜及顯影液之反應停止，而從光阻膜表面去除顯影液；又，在(A)步驟中，使用具有顯影液之吐出口及從此吐出口往橫方向擴展且與光阻膜對向配置之下端面之接液噴嘴，從吐出口將顯影液供給至以光阻膜之表面與接液噴嘴之下端面形成之間隙，並且使接液噴嘴從旋轉之基板之中心部朝周緣部移動；在(C)步驟中，使已去除顯影液之光阻膜表面之反應停止區域及與顯影液之反應繼續之光阻膜表面之反應進行區域的交界從光阻膜之中心部朝周緣部移動。

在上述顯影方法之(A)步驟中，藉由使用接液噴嘴且使此接液噴嘴從旋轉之基板之中心部朝周緣部移動，可充分控制使顯影液遍及光阻膜上之速度。經過(B)步驟後，在(C)步驟，藉使光阻膜表面之反應停止區域與光阻膜表面之反應進行區域之交界從光阻膜之中心部朝周緣部移動，可縮小光阻膜之中心部之顯影時 間與光阻膜之周緣部之顯影時間的差距。藉此，可充分抑制因顯影時間差距引起之CD分佈之不均一性。此外，上述顯影方法亦可於步驟(A)之前、各步驟之間及/或步驟(C)之後具有其他步驟。

上述(A)步驟之基板之旋轉速度宜為低速(例如5~100轉/分)。藉此，可更進一步正確地控制使顯影液遍及光阻膜上之速度。另一方面，在上述(C)步驟中，於光阻膜之中心部形成反應停止區域之際之基板的旋轉速度宜為高速(例如1000~5000轉/分)，宜隨著反應停止區域與反應進行區域之交界往基板之周緣部之方向移動，使基板之旋轉速度降低。藉以高速使基板旋轉，可使用以使位於基板之中心部之顯影液移動至外側之離心力產生。之後，由於隨著反應停止區域擴展至外側，施加於顯影液之離心力增大，故亦可使基板之旋轉速度低於最初之速度。此外，可使基板之旋轉速度連續降低，亦可階段性降低。

在上述(A)步驟中，接液噴嘴往基板之半徑方向移動之速度宜為5~100mm/秒之範圍，且在(C)步驟，交界往基板之半徑方向移動之速度為5~100mm/秒之範圍。藉使接液噴嘴之半徑方向之移動速度與上述交界之半徑方向之移動速度儘量為相近之速度，可充分縮小光阻膜之中心部之顯影時間與光阻膜之周緣部之顯影時間的差距，藉此，可更進一步提高光阻膜之CD分佈之均一性。

在上述(C)步驟中，形成反應停止區域之方法(從光阻膜表面之中心部朝周緣部去除顯影液之方法)可舉下列方法為例。

˙從上方朝光阻膜之中心部供給乾燥用氣體。

˙從光阻膜之中心部朝周緣部供給清洗液。

˙使用從光阻膜之中心部朝周緣部移動之吸引噴嘴來吸引光阻膜上之顯影液。

此時，用於清洗液之供給之噴嘴可使用一般之噴嘴(例如直型噴嘴)，亦可使用上述接液噴嘴(具有清洗液之吐出口及從吐出口往橫方向擴展且與光阻膜對向配置之下端面之噴嘴)。

在上述(C)步驟中，亦可從自光阻膜之中心部朝周緣部移動之噴嘴將顯影液供給至光阻膜上。藉從移動之噴嘴將顯影液供給至光阻膜表面，可防止反應進行區域之顯影液之乾燥。採用此噴嘴時，可將此噴嘴之位置作為反應停止區域與反應進行區域之交界。亦即，藉控制此噴嘴之移動速度，可控制上述交界之移動速度。

本發明之顯影裝置係用以將基板表面上之曝光後之光阻膜顯影而形成光阻圖形，並包含有旋轉保持部、接液噴嘴、顯影液補給噴嘴、顯影液供給部及驅動部，該旋轉保持部保持基板且使基板旋轉；該接液噴嘴具有顯影液之吐出口及從吐出口往橫方向擴展且與光阻膜對向配置之下端面，以將顯影液供給至基板之表面上；該顯影液補給噴嘴從基板之上方將顯影液補給至基板之表面上；該顯影液供給部將顯影液供給至接液噴嘴及顯影液補給噴嘴；該驅動部使接液噴嘴及顯影液補給噴嘴移動。

根據此結構之顯影裝置，可實施上述顯影方法。上述顯影裝置亦可構造成可將清洗液供給至接液噴嘴。藉此結構，可於上述顯影方法之反應停止區域之形成使用清洗液，其供給則可利用接液噴嘴。

本發明之電腦可讀取之記錄媒體記錄有用以使顯影裝置執行上述顯影方法之程式。在本說明書中，電腦可讀取之記錄媒體包含非暫時性之有形媒體(non-transitory computer recording medium：非暫時性之電腦可讀取之媒體)(例如各種主記憶裝置或輔助記憶裝置)或傳播信號(transitory computer recording medium：暫時性之電腦可讀取之媒體)(例如可藉由網路提供之資料信號)。

根據本發明，可提供可形成CD分佈之均一性相當高之光阻之顯影方法、可實施此顯影方法之顯影裝置及用於該顯影裝置之電腦可讀取之記錄媒體。

1‧‧‧基板處理系統

2‧‧‧塗佈顯影裝置

3‧‧‧曝光裝置

4‧‧‧載體塊

5‧‧‧處理塊

6‧‧‧介面塊

11‧‧‧載體

11a‧‧‧側面

12‧‧‧載體站

13‧‧‧搬入搬出部

13a‧‧‧開關門

14‧‧‧下層膜形成(BCT)模組

15‧‧‧光阻膜形成(COT)模組

16‧‧‧上層膜形成(TCT)模組

17‧‧‧顯影處理(DEV)模組

20‧‧‧旋轉保持部

21‧‧‧旋轉部

22‧‧‧軸

23‧‧‧保持部

30‧‧‧驅動部

31‧‧‧導軌

32‧‧‧滑動塊

33‧‧‧滑動塊

34‧‧‧臂

35‧‧‧臂

40‧‧‧顯影液供給部

41‧‧‧顯影液儲存部

42‧‧‧供給管

43‧‧‧泵

44‧‧‧閥

50‧‧‧乾燥氣體供給部

51‧‧‧氣體源

52‧‧‧供給管

53‧‧‧流量控制器

54‧‧‧閥

100‧‧‧控制部

A1‧‧‧遞交臂

A2‧‧‧搬送臂

A3‧‧‧搬送臂

A4‧‧‧搬送臂

A5‧‧‧搬送臂

A6‧‧‧直接搬送臂

A7‧‧‧升降臂

A8‧‧‧遞交臂

B‧‧‧交界

D1‧‧‧箭號

D2‧‧‧箭號

G‧‧‧間隙

L1‧‧‧顯影液

L2‧‧‧清洗液

N1‧‧‧接液噴嘴

N1a‧‧‧吐出口

N1b‧‧‧下端面

N2‧‧‧氣體噴射噴嘴

N2a‧‧‧吐出口

N3‧‧‧直型噴嘴(顯影液補給噴嘴)

N4‧‧‧清洗液供給噴嘴

N5‧‧‧吸引噴嘴

R‧‧‧光阻膜

R1‧‧‧反應停止區域

R2‧‧‧反應進行區域

U1‧‧‧顯影單元(顯影裝置)

U2‧‧‧熱處理單元

U10‧‧‧架單元

U11‧‧‧架單元

W‧‧‧晶圓(基板)

Wa‧‧‧表面

圖1係顯示基板處理系統之立體圖。

圖2係圖1之II-II線截面圖。

圖3係圖2之III-III線截面圖。

圖4係顯示顯影單元(顯影裝置)之概略結構的截面圖。

圖5係示意顯示具有對向配置於光阻膜之下端面之接液噴嘴的立體圖。

圖6係示意顯示從接液噴嘴之吐出口將顯影液供給至光阻膜上之樣態的截面圖。

圖7(a)~圖7(c)係示意顯示以接液噴嘴使顯影液遍及光阻膜之表面上之過程的截面圖。

圖8(a)~圖8(c)係示意顯示從光阻膜表面去除顯影液之過程的截面圖。

圖9(a)係示意顯示(A)步驟至(C)步驟之間之基板轉速的時間表，圖9(b)係示意顯示習知旋轉塗佈法之基板轉速之時間表。

圖10(a)顯示以本實施形態之顯影方法形成之光阻之面內CD分佈的一例，圖10(b)顯示以習知旋轉塗佈法形成之光阻之面內CD分佈的一例。

圖11(a)~圖11(e)係示意顯示使用清洗液供給噴嘴而將顯影液從光阻膜表面去除之過程的截面圖。

圖12(a)~圖12(d)係示意顯示使用吸引噴嘴而將顯影液從光阻膜表面去除之過程的截面圖。

圖13係示意顯示使用接液噴嘴來實施(C)步驟之清洗液之供給的樣態之截面圖。

就本發明之實施形態參照圖式來說明，以下之本實施形態為用以說明本發明之例示，並非將本發明限定在以下之內容之主旨。在說明中，同一要件或具有同一功能之要件使用同一符號，而省略重複之說明。

<基板處理系統>

基板處理系統1包含有塗佈顯影裝置2及曝光裝置3。曝光裝置3進行光阻膜之曝光處理。具體而言，以液浸曝光等方法對光阻膜(感光性被覆膜)之曝光對象部份照射能量線。能量線可舉例如ArF準分子雷射、KrF準分子雷射、g線、i線或極紫外線(EUV：Extreme Ultraviolet)為例。

塗佈顯影裝置2於曝光裝置3所作之曝光處理之前，進行於晶圓W(基板)之表面形成光阻膜之處理，於曝光處理後進行光阻膜之顯影處理。在本實施形態中，晶圓W呈圓板狀，亦可使用圓形之一部份被切開或呈多角形等圓形以外之形 狀。晶圓W亦可為例如半導體基板、玻璃基板、光罩基板、FPD(Flat Panel Display：平板顯示器)基板及其他各種基板。

如圖1~圖3所示，塗布顯影裝置2具有載體塊4、處理塊5、介面塊6。載體塊4、處理塊5及介面塊6於水平方向排列。

載體塊4具有載體站12及搬入搬出部13。搬入搬出部13介在載體站12與處理塊5之間。載體站12支撐複數之載體11。載體11將例如圓形之複數片晶圓W以密封狀態收容，並於一側面11a側具有用以取出放入晶圓W之開關門(未圖示)(參照圖3)。載體11以側面11a面向搬入搬出部13側之狀態裝卸自如地設置於載體站12上。搬入搬出部13具有分別對應於載體站12上之複數之載體11之複數之開關門13a。藉同時開放側面11a之開關閉及開關門13a，載體11內及搬入搬出部13內可連通。搬入搬出部13內藏有遞交臂A1。遞交臂A1從載體11取出晶圓W遞至處理塊5，並從處理塊5收取晶圓W放回載體11內。

處理塊5具有下層膜形成(BCT)模組14、光阻膜形成(COT)模組15、上層膜形成(TCT)模組16、顯像處理(DEV)模組17。該等模組從地板面以DEV模組17、BCT模組14、COT模組15、TCT模組16之順序排列。

BCT模組14構造成於晶圓W之表面上形成下層膜。BCT模組14內藏有複數之塗佈單元(未圖示)、複數之熱處理單元(未圖示)、及將晶圓W搬送至該等單元之搬送臂A2。塗佈單元構造成將下層膜形成用處理液塗佈於晶圓W之表面。熱處理單元構造成以例如熱板將晶圓W加熱，將加熱後之晶圓W以例如冷卻板冷卻而 進行熱處理。在BCT模組14進行之熱處理之具體例可舉用以使下層膜硬化之加熱處理為例。

COT模組15構造成於下層膜上形成熱硬化性及感光性之光阻膜。COT模組15內藏有複數之塗佈單元(未圖示)、複數之熱處理單元(未圖示)、將晶圓W搬送至該等單元之搬送臂A3。塗佈單元構造成將光阻膜形成用處理液(光阻劑)塗佈於下層膜上。熱處理單元構造成以例如熱板將晶圓W加熱，將加熱後之晶圓W以例如冷卻板冷卻而進行熱處理。在COT模組15進行之熱處理之具體例可舉用以使光阻膜硬化之加熱處理(PAB：Pre Applied Bake：預烘烤)為例。

TCT模組16構造成於光阻膜上形成上層膜。TCT模組16內藏有複數之塗佈單元(未圖示)、複數之熱處理單元(未圖示)、及將晶圓W搬送至該等單元之搬送臂A4。塗佈單元構造成將上層膜形成用處理液塗佈於晶圓W之表面。熱處理單元構造成以例如熱板將晶圓W加熱，將加熱後之晶圓W以例如冷卻板冷卻而進行熱處理。在TCT模組16進行之熱處理之具體例可舉用以使上層膜硬化之加熱處理為例。

DEV模組17構造成進行已曝光之光阻膜之顯影處理。DEV模組17內藏有複數之顯影單元(顯影裝置)U1、複數之熱處理單元U2、將晶圓W搬送至該等單元之搬送臂A5、及不經由該等單元來搬送晶圓W之直接搬送臂A6(參照圖2、圖3)。顯影單元U1構造成將光阻膜部份去除而形成光阻圖形。熱處理單元U2以例如熱板加熱晶圓W，以例如冷卻板將加熱後之晶圓W冷卻而進行熱處理。在DEV模組17進行之熱處理之具體例可舉顯影處理前之加熱處理(PEB：Post Exposure Bake：曝光後烘烤)、顯影處理後之加熱處理(PB：Post Bake：後烘烤)等為例。

於處理塊5內之載體塊4側設有架單元U10。架單元U10從地板面橫亙至TCT模組16而設，並劃分成於上下方向排列之複數之元件。於架單元U10之附近設有升降臂A7。升降臂A7使晶圓W在架單元U10之諸元件之間升降。

於處理塊5內之介面塊6側設有架單元U11。架單元U11從地板面橫亙至DEV模組17之上部而設，並劃分成於上下方向排列之複數之元件。

介面塊6內藏有遞交臂A8，並連接於曝光裝置3。遞交臂A8構造成取出架單元11之晶圓W遞至曝光裝置3，並從曝光裝置3收取晶圓W放回架單元U11。

<顯影單元>

接著，參照圖4~圖6，就顯影單元(顯影裝置)U1更詳細地說明。如圖4所示，顯影單元U1具有旋轉保持部20、驅動部30、顯影液供給部40、乾燥氣體供給部50、及控制部100。

旋轉保持部20具有旋轉部21、保持部23。旋轉部21具有突出至上方之軸22。旋轉部21以例如電動馬達等作為動力源而使軸22旋轉。保持部23設於軸22之前端部。在表面Wa上形成有曝光後之光阻膜R之晶圓W水平配置於保持部23上。保持部23以例如吸附等將晶圓W保持成大約水平。即，旋轉保持部20以晶圓W之姿勢大約水平之狀態使晶圓W繞對晶圓W表面垂直之軸(旋轉軸)旋轉。在本實施形態中，由於旋轉軸通過呈圓形之晶圓W之中心，故也是中心軸。在本實施形態中，如圖4所示，旋轉保持部20從上方觀看使晶圓W順時針方向旋轉。

驅動部30構造成將接液噴嘴N1及氣體噴射噴嘴N2各自獨立驅動。驅動部30具有導軌31、滑動塊32、33、臂34、35。導軌31在旋轉保持部20(晶圓W)之上方沿著水平方向延伸。滑動塊32、33於導軌31分別連接成可沿著導軌31於水平方向移動。臂34於滑動塊32連接成可於上下方向移動。臂35於滑動塊33連接成可於上下方向移動。於臂34之下端連接接液噴嘴N1，於臂35之下端連接有氣體噴射噴嘴N2。驅動部30以例如電動馬達等為動力源，使滑動塊32、33及臂34、35移動，而使接液噴嘴N1及氣體噴射噴嘴N2隨此移動。在平面觀看，接液噴嘴N1在吐出顯影液時，在垂直相交於晶圓W之旋轉軸之直線上沿著晶圓W之徑方向移動。另一方面，氣體噴射噴嘴N2亦可於配置於晶圓W之中心部後，不在噴射氣體時移動而停留在該位置。

顯影液供給部40具有顯影液儲存部41、接液噴嘴N1、供給管42、泵43及閥44。顯影液儲存部41儲存顯影液L1(參照圖6)。顯影液只要區分為正光阻劑用及負光阻劑用而按光阻膜R之種類適宜選擇即可。正光阻劑用顯影液可舉鹼性水溶液為例，其鹼性成分可舉氫氧化四甲銨(TMAH)為例。負光阻劑用顯影液可舉有機溶劑為例。

接液噴嘴N1配置於保持在保持部23之晶圓W之上方。圖5係顯示接液噴嘴N1之一例之立體圖。接液噴嘴N1之吐出口N1a朝向鉛直下方。吐出口N1a之截面形狀只要為例如圓形即可，其直徑宜為1~8mm左右，較佳為3~5mm左右。如圖5所示，接液噴嘴N1具有從吐出口N1a往橫方向擴展之下端面N1b。下端面N1b之形狀只要為例如圓形即可，其直徑宜為20~150mm左右，較佳為30~50mm左右。接液噴嘴N1藉供給管42連接於顯影液儲存部41，以將從顯影液儲存部41供給之顯影液L1吐出至下方而供給至表面Wa上。此外，雖未於圖4顯示，顯影液供給 部40除了接液噴嘴N1外，還具有用以將顯影液供給至光阻膜R之表面之直型噴嘴N3(顯影液補給噴嘴)(參照圖8)。此直型噴嘴N3用以更確實地形成反應進行區域R2。

泵43設於供給管42之中途，將顯影液L1從顯影液貯存部41壓送至接液噴嘴N1。閥44在供給管42中設在接液噴嘴N1與泵43之間。閥44使從接液噴嘴N1之顯影液L1之吐出開始或停止。

乾燥氣體供給部50具有氣體源51、氣體噴射噴嘴N2、供給管52、流量控制器53及閥54。乾燥用氣體可舉例如氮氣、乾空氣為例。氣體源51可舉收容有乾燥用氣體之鋼瓶、移送乾燥用氣體之配管等為例。氣體噴射噴嘴N2之吐出口N2a朝向鉛直下方。氣體噴射噴嘴N2藉供給管52連接於氣體源51，以將從氣體源51供給之乾燥用氣體噴射至下方。所噴射之乾燥用氣體以其力量將表面Wa上之顯影液L1推動流往晶圓W之周緣部之方向，並且使殘留在光阻膜R之表面之顯影液乾燥。藉此，可將光阻膜R之中心部作為起點朝周緣部擴展反應停止區域R1。

<顯影方法>

就使用顯影單元U1將曝光處理後之光阻膜R顯影處理之方法作說明。本實施形態之顯影方法係用以將晶圓W上之曝光後之光阻膜R顯影而形成光阻圖形，依序具有以下步驟。

(A)藉朝晶圓W供給顯影液L1，而使顯影液L1遍及光阻膜R之表面上(參照圖7(a)及圖7(b))。

(B)使光阻膜R與顯影液L1反應(參照圖7(c))。

(C)為使光阻膜R與顯影液L1之反應停止而從光阻膜R之表面去除顯影液L1(參照圖8)。

在(A)步驟，使用接液噴嘴N1。如圖6所示，從吐出口N1a將顯影液L1供給至以光阻膜R之表面與下端面N1b形成之間隙G，並且使接液噴嘴從旋轉之晶圓W之中心部朝周緣部移動(參照圖6及圖7(a)之箭號D1)。

(A)步驟之晶圓W之旋轉速度宜為低速(參照圖9(a))。(A)步驟之晶圓W之旋轉速度宜為5~100轉/分，較佳為10~50轉/分，更佳為20~40轉/分。藉使晶圓W之轉速為5轉/分以上，可在相當短之時間內，使顯影液L1遍及光阻膜R上。另一方面，藉使晶圓W之轉速為100轉/分以下，可充分抑制從接液噴嘴N1供給之顯影液L1在光阻膜R之表面因離心力流出至晶圓W之周緣側，藉此，可更正確地控制使顯影液遍及光阻膜R上之速度。

(A)步驟後，一面使晶圓W以0~100轉/分左右旋轉，一面實施(B)步驟。(B)步驟之時間宜為10~120秒，較佳為20~60秒。此外，(B)步驟亦可在停止晶圓W之狀態下實施。

在(C)步驟中，使已去除顯影液L1之光阻膜R表面之反應停止區域R1及與顯影液L1之反應繼續之光阻膜R表面之反應進行區域R2的交界B從光阻膜R之中心部朝周緣部移動(參照圖8)。

藉控制與光阻膜R表面之反應進行區域R2之交界B的移動速度，可充分縮小光阻膜R之中心部與周緣部之反應時間的差距。即，使顯影液遍及光阻膜R之表 面上之際，從光阻膜R之中心部開始顯影液之供給，之後，藉使接液噴嘴N1往晶圓W之徑方向移動，可將顯影液供給至光阻膜R之周緣部。因而，當一口氣去除光阻膜R之表面之顯影液時，光阻膜R之中心部反應時間長，周緣部反應時間則比此短。此反應時間之差距導致面內CD之不均一性。針對此課題，如上述，藉控制交界B之移動速度，可充分縮小光阻膜R之中心部與周緣部之反應時間的差距，進而，可使面內CD之均一性提高。

在(C)步驟中，首先，如圖8(a)所示，於光阻膜R之中心部形成反應停止區域R1。因此，於(B)步驟結束後，首先，從氣體噴射噴嘴N2朝光阻膜R之中心部噴射乾燥用氣體。在持續乾燥用氣體之噴射之狀態下，使晶圓W之旋轉速度為高速。此時之晶圓W之旋轉速度宜為1000~5000轉/分，較佳為1500~4500轉/分，更佳為2000~4000轉/分。藉使晶圓W之轉速為1000轉/分以上，可使位於光阻膜R之中心部之反應停止區域R1之交界B往周緣部方向確實地移動。另一方面，藉使晶圓W之轉速為5000轉/分以下，可在反應進行區域R2使光阻膜R與顯影液之反應充分進行。

在(C)步驟之初期之階段，藉使晶圓W以高速旋轉，可使位於光阻膜R之中心部之顯影液L1移動至外側之離心力產生。之後，因隨著反應停止區域R1擴展至外側，施加於顯影液L1之離心力增大，故亦可降低晶圓W之旋轉速度。此外，可連續地降低晶圓W之旋轉速度，亦可階段性地降低。只要交界B到達晶圓W之周緣部時之晶圓W的旋轉速度為500~2000轉/分(較佳為500~1000轉/分)左右即可。

在(C)步驟之乾燥用氣體之噴射量為1~10Nm³/分(較佳為2~8Nm³/分)左右即可。在(C)步驟整個步驟中，乾燥用氣體之噴射量可為一定，亦可隨著交界B移動至外側，使噴射量連續或階段性地增加。

在本實施形態之(C)步驟中，一面使直型噴嘴N3從晶圓W之中心部朝周緣部移動，一面從直型噴嘴N3將顯影液L1供給至光阻膜R上。藉從移動之直型噴嘴N3將顯影液供給至光阻膜R表面，可防止反應進行區域R2之顯影液L1之乾燥。換言之，從直型噴嘴N3供給顯影液L1之位置為反應停止區域R1與反應進行區域R2之交界B。亦即，藉控制直型噴嘴N3之移動速度，可控制交界B之移動速度。

此外，顯影單元U1具有之控制部100控制旋轉保持部20、接液噴嘴N1、驅動部30及顯影液供給部40等，依序執行(A)步驟、(B)步驟及(C)步驟。控制部100將顯影單元U1控制成在(A)步驟，從吐出口N1a將顯影液L1供給至以光阻膜R之表面與接液噴嘴N1之下端面N1b形成之間隙G，並且接液噴嘴N1從旋轉之晶圓W之中心部朝周緣部移動。又，控制部100將顯影單元U1控制成在(C)步驟中，已去除顯影液L1之光阻膜R表面之反應停止區域R1及與顯影液L1之反應繼續之光阻膜R表面之反應進行區域R2的交界B從光阻膜R之中心部朝周緣部移動。

圖10(a)顯示以上述顯影方法形成之光阻之面內CD分佈之一例(實施例)。此實施例之光阻之面內CD之3σ為0.64nm，另一方面，圖10(b)顯示藉以習知之旋轉塗佈法將顯影液供給至光阻膜而形成之光阻之面內CD分佈的一例(比較例)。此比較例之光阻之面內CD之3σ為1.27nm。在習知之旋轉塗法中，如圖10(b)所示，看出了被推測為由液流動引起之特徵之CD分佈、即從晶圓W之中心部延伸成放射狀之複數條線，相對於此，根據實施例之顯影方法，改善了此特徵之CD分佈。 此外，該等之面內CD之值使用了長度量測SEM(日立先端科技股份有限公司製)來測定。

以上，就本發明之實施形態詳細地作了說明，亦可在本發明之要旨之範圍內於上述實施形態加入各種變形。舉例而言，在上述實施形態中，例示了在(C)步驟使用氣體噴射噴嘴N2而形成反應停止區域R1之情形，亦可不使用氣體噴射噴嘴而以晶圓W之旋轉引起之離心力於光阻膜R之中心部形成反應停止區域R1。此時，也是只要一面使直型噴嘴N3從晶圓W之中心部朝周緣部移動，一面從直型噴嘴N3將顯影液L1供給至光阻膜R上即可。又，在上述實施形態之(C)步驟中亦可藉將清洗液L2供給至光阻膜R而形成反應停止區域R1來取代從氣體噴射噴嘴N2噴射乾燥用氣體。清洗液L2可舉例如純水、含有界面活性劑之水溶液等為例。如圖11所示，只要從配置於光阻膜R之中心部之上方的清洗液供給噴嘴N4供給清洗液L2，並且一面使直型噴嘴N3從中心部往周緣部之方向移動，一面從直型噴嘴N3將顯影液L1供給至光阻膜R上即可。

或者，如圖12所示，亦可以配置於光阻膜R之中心部之上方之吸引噴嘴N5吸引光阻膜R上之顯影液。此時，亦可使吸引噴嘴N5從中心部往周緣部之方向(圖12之箭號D1之方向)移動，並且一面使直型噴嘴N3從中心部往周緣部之方向(圖12之箭號D2之方向)移動，一面從直型噴嘴N3將顯影液L1供給至光阻膜R上。藉使吸引噴嘴N5與直型噴嘴N3往彼此不同之方向移動，可防止從直型噴嘴N3吐出之顯影液直接被吸引噴嘴N5吸引。

在圖11所示之例中，例示了在(C)步驟中使用直型噴嘴亦即清洗液供給噴嘴N4作為將清洗液L2供給至光阻膜R上之噴嘴之情形，亦可使用接液噴嘴取代直 型噴嘴。圖13係顯示上述實施形態之(C)步驟之變形例的圖，顯示了使用接液噴嘴N1將清洗液L2供給至光阻膜R上之樣態。

又，在上述實施形態及其變形例中，例示了在(C)步驟中藉將顯影液L1供給至光阻膜R上而控制交界B之移動之情形，也有藉根據顯影液L1之黏度等調節晶圓W之旋轉速度而可充分控制交界B之移動速度之情形，此時，在(C)步驟中，亦可不將顯影液L1供給至光阻膜R上。

根據上述實施形態及其變形例，藉在(A)步驟中在光阻膜R之表面控制顯影液之位置及速度，並且在(C)步驟中控制從光阻膜R之表面去除顯影液之位置及速度，可形成CD分佈之均一性相當優異之光阻層。

51‧‧‧氣體源

B‧‧‧交界

D1‧‧‧箭號

L1‧‧‧顯影液

N3‧‧‧直型噴嘴(顯影液補給噴嘴)

R‧‧‧光阻膜

R1‧‧‧反應停止區域

R2‧‧‧反應進行區域

W‧‧‧晶圓(基板)

Claims (11)

1. 一種顯影方法，其係將基板表面上之曝光後之光阻膜顯影而形成光阻圖形，並依序具有下列步驟：(A)步驟，藉著朝向以保持水平之狀態旋轉之該基板供給顯影液而使該顯影液遍及該光阻膜之表面上；(B)步驟，使該光阻膜與該顯影液反應；及(C)步驟，為使該光阻膜與該顯影液之反應停止，而從該光阻膜表面去除該顯影液；又，在該(A)步驟中，使用具有該顯影液之吐出口及從該吐出口往橫方向擴展且與該光阻膜對向配置之下端面的接液噴嘴，且從該吐出口將該顯影液供給至由該光阻膜之表面與該下端面所形成之間隙，並使該接液噴嘴從旋轉之該基板的中心部朝周緣部移動；在該(C)步驟中，使已去除該顯影液之該光阻膜表面之反應停止區域及與該顯影液之反應繼續進行的該光阻膜表面之反應進行區域的交界從該光阻膜之中心部朝周緣部移動，在該(C)步驟中，令於該光阻膜之中心部形成該反應停止區域之際之該基板的旋轉速度為1000~5000轉/分，隨著該交界往該基板之周緣部之方向移動，使該基板之旋轉速度降低。
2. 一種顯影方法，其係將基板表面上之曝光後之光阻膜顯影而形成光阻圖形，並依序具有下列步驟： (A)步驟，藉著朝向以保持水平之狀態旋轉之該基板供給顯影液而使該顯影液遍及該光阻膜之表面上；(B)步驟，使該光阻膜與該顯影液反應；及(C)步驟，為使該光阻膜與該顯影液之反應停止，而從該光阻膜表面去除該顯影液；又，在該(A)步驟中，使用具有該顯影液之吐出口及從該吐出口往橫方向擴展且與該光阻膜對向配置之下端面的接液噴嘴，且從該吐出口將該顯影液供給至由該光阻膜之表面與該下端面所形成之間隙，並使該接液噴嘴從旋轉之該基板的中心部朝周緣部移動；在該(C)步驟中，使已去除該顯影液之該光阻膜表面之反應停止區域及與該顯影液之反應繼續進行的該光阻膜表面之反應進行區域的交界從該光阻膜之中心部朝周緣部移動，在該(C)步驟中，從自該光阻膜之中心部朝周緣部移動之噴嘴將顯影液供給至該光阻膜上。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯影方法，其中，該(A)步驟之該基板之旋轉速度為5~100轉/分。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯影方法，其中，在該(A)步驟中，該接液噴嘴沿該基板之半徑方向移動之速度為5~100mm/秒之範圍；且在該(C)步驟，該交界沿該基板之半徑方向移動之速度為5~100mm/秒之範圍。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯影方法，其中，在該(C)步驟中，藉由從上方朝該光阻膜之中心部供給乾燥用氣體，而形成該反應停止區域。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯影方法，其中，在該(C)步驟中，藉從該光阻膜之中心部朝周緣部供給清洗液，而形成該反應停止區域。
7. 如申請專利範圍第6項之顯影方法，其中，使用具有該顯影液之吐出口及從該吐出口往橫方向擴展且與該光阻膜對向之面的接液噴嘴，將該清洗液供給至該光阻膜之表面上。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯影方法，其中，在該(C)步驟中，藉由使用從該光阻膜之中心部朝周緣部移動之吸引噴嘴吸引該光阻膜上之該顯影液而形成該反應停止區域。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯影方法，其中，在(B)步驟中，停止該基板之旋轉。
10. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯影方法，其中，該吐出口的截面形狀係直徑1~8mm之圓形，且該下端面的形狀係直徑20~50mm之圓形。
11. 一種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄有用以使顯影裝置執行如申請專利範圍第1項至第10項中任一項之顯影方法的程式。