TWI660251B - 顯影處理方法及電腦記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種顯影處理方法，將顯影液供給至基板上，而將所含之既定圖案已曝光之基板上的光阻膜加以顯影。此顯影處理方法對基板的中央部供給純水而形成純水液池，其次，一邊使噴嘴的接液面接觸此純水液池而自該噴嘴對純水液池供給顯影液，一邊使該噴嘴沿著穿過基板中心之徑向移動而在基板上形成稀釋顯影液的液池，其後，使基板旋轉而使稀釋顯影液的液池擴散至基板整面，其後將顯影液供給至基板而將基板加以顯影。

Description

顯影處理方法及電腦記錄媒體
本發明係關於：對形成有光阻膜之基板進行顯影處理，而將既定圖案形成在基板之顯影處理方法、電腦記憶媒體及顯影處理裝置。
舉例而言，半導體元件的製造過程之光刻步驟之中，例如依順序進行以下處理等，將預定光阻圖案形成在半導體晶圓(以下稱作「晶圓」)上：光阻塗布處理，將光阻液塗布至作為基板之晶圓上，形成光阻膜；曝光處理，將既定圖案曝光至該光阻膜；加熱處理(後期烘烤)，於曝光後，促進光阻膜內的化學反應；以及顯像處理，將已曝光之光阻膜加以顯像。
此等處理之中，就顯影處理的方法而言，吾人提案有一種顯影方法(專利文獻1)。此顯影方法具備：固持步驟，將曝光後的基板水平固持於基板固持部；形成步驟，自顯影液噴嘴對基板的一部分供給顯影液而形成液池；旋轉步驟，使基板旋轉；擴展步驟，以旋轉的前述基板中之顯影液的供給位置係沿著該基板 的徑向移動之方式，移動前述顯影液噴嘴而使前述液池擴展至基板的整面；以及接觸步驟，與擴展步驟並行、並與前述顯影液噴嘴一併移動，且相向於前述基板的面使小於前述基板的表面之接觸部接觸前述液池。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-53467號公報
依據專利文獻1所記載之技術，雖然可抑制所使用之顯影液的量、並提昇產出量，但面內均一性有進一步改善的餘地。
本發明係鑒於此點而成者，目的係於基板的顯影處理之中，實現較以往技術更高的面內均一性。
為了達成前述目的，本發明為一種顯影處理方法，將顯影液供給至基板上，而將所含之既定圖案已曝光之基板上的光阻膜加以顯影，其特徵為包含：稀釋顯影液的液池形成步驟，對基板的中央部供給純水而形成純水液池，其次一邊使噴嘴的接液面接觸前述純水液池而自該噴嘴對純水液池供給顯影液，一邊使該噴嘴沿著穿過基板中心之徑向移動而在基板上形成稀釋顯影液的液池；擴散 步驟，其後使基板旋轉而使前述稀釋顯影液的液池擴散至基板整面；以及顯影步驟，其後將顯影液供給至基板而將基板加以顯影。
依據本發明，則對基板的中央部供給純水而形成純水液池，其次一邊使噴嘴的接液面接觸前述純水液池而自該噴嘴對純水液池供給顯影液，一邊使該噴嘴沿著穿過基板中心之徑向移動而在基板上形成稀釋顯影液的液池，因此就噴嘴的接液面與基板表面即光阻膜表面之間的稀釋顯影液而言，由稀釋顯影液產生之反應生成物伴隨噴嘴之移動而依序被驅離，促進新鮮的稀釋顯影液所成之顯影。而且如上所述，稀釋顯影液的液池形成在基板中央部後，使基板旋轉而使前述稀釋顯影液的液池擴散至基板整面，因此基板整體進行稀釋顯影液所行之所謂預溼處理。
關於此點，以往方法僅對基板中央部供給稀釋顯影液，其後使基板旋轉而擴散而進行預溼處理，其後進行顯影處理之，其中，基板中央部中之線寬的控制不易，但依據本發明，則能改善此點，並提昇面內均一性。
又，依據本發明其他觀點，則本發明係一種顯影處理方法，將顯影液供給至基板上，而將所含之既定圖案已曝光之基板上的光阻膜加以顯影，其特徵為包含：稀釋顯影液的液池形成步驟，自噴嘴將稀釋顯影液供給至基板，並且一邊使基板上的稀釋顯影液與噴嘴的接液面接觸，一邊使該噴嘴沿著穿過基板中心之徑向移動，而在基板上形成稀釋顯影液的液池；擴散步驟，其後使基板旋轉而使前述稀釋顯影液的液池擴散至基板整面；以及顯影步驟，其後將顯影液供給至基板而將基板加以顯影。
亦可如同上述，從最初即將稀釋顯影液供給至基板上，且一邊使基板上的稀釋顯影液與噴嘴的接液面接觸，一邊使該噴嘴沿著穿過基板中心之徑向移動而在基板上形成稀釋顯影液的液池。
前述噴嘴之移動的開始地點亦可係自基板中心偏離之位置。
又，前述噴嘴之移動的結束地點亦可係自基板中心偏離之位置。
於前述噴嘴移動之期間，亦可使前述基板旋轉。
使前述噴嘴移動而在基板上形成稀釋顯影液的液池之際，前述噴嘴的接液面與基板表面的光阻膜表面之間的距離，例如亦可維持為0.5mm~3.0mm。
而且，前述顯影步驟中之顯影液之供給，亦可一邊使基板旋轉、一邊使噴嘴從基板的周邊部往基板的中心側移動而進行。
又，依據其他觀點，則本發明係一種可讀取電腦記憶媒體，其儲存有程式，此程式在將顯影處理裝置加以控制之控制部的電腦上運作，用以使顯影處理裝置執行顯影處理方法。
再者，依據其他觀點，則本發明係一種顯影處理裝置，將顯影液供給至基板上，而將所含之既定圖案已曝光之基板上的光阻膜加以顯影，其特徵為具有：基板固持部，固持基板的背面，且使該受固持之基板以垂直軸為中心旋轉；噴嘴，具有接液面，且該接液面形成有供給顯影液之供給孔；移動機構，使前述 噴嘴移動；純水供給噴嘴，將純水供給至基板上；其他移動機構，使前述純水供給噴嘴移動；以及控制部，構成為將前述移動機構控制成一邊將前述噴嘴的接液面與基板表面的光阻膜表面之間的距離維持為0.5mm~3.0mm，一邊從基板的偏離中心位置穿過基板中心而沿徑向移動。
再者又依據其他觀點，則本發明係一種顯影處理裝置，將顯影液供給至基板上，而將所含之既定圖案已曝光之基板上的光阻膜加以顯影，其特徵為具有：基板固持部，固持基板的背面，且使該受固持之基板以垂直軸為中心旋轉；噴嘴，具有接液面，且至少可將稀釋顯影液供給至該接液面；移動機構，使前述噴嘴移動；以及控制部，構成為控制前述移動機構，用以一邊將前述噴嘴的接液面與基板表面的光阻膜表面之間的距離維持為0.5mm~3.0mm，一邊從基板的偏離中心位置穿過基板中心而沿徑向移動。
前述控制部亦可構成為：使前述噴嘴以從基板上的偏離中心位置穿過基板中心而至其他偏離中心位置之方式移動預定距離。
依據本發明，則能於基板的顯影處理實現比以往技術更高的面內均一性。
1‧‧‧基板處理系統
10‧‧‧匣盒站
11‧‧‧處理站
12‧‧‧曝光裝置
13‧‧‧介面站
20‧‧‧匣盒載置台
21‧‧‧匣盒載置板
22‧‧‧搬運道
23‧‧‧晶圓載置裝置
30‧‧‧顯影處理裝置
31‧‧‧下部反射防止膜形成裝置
32‧‧‧光阻塗布裝置
33‧‧‧上部反射防止膜形成裝置
40~43‧‧‧熱處理裝置
50~56‧‧‧傳遞裝置
60~62‧‧‧傳遞裝置
70‧‧‧晶圓搬運裝置
80‧‧‧穿梭搬運裝置
100‧‧‧晶圓搬運裝置
110‧‧‧晶圓搬運裝置
111‧‧‧傳遞裝置
130‧‧‧處理容器
140‧‧‧旋轉夾盤
141‧‧‧夾盤驅動部
142‧‧‧杯體
143‧‧‧排出管
144‧‧‧排氣管
150‧‧‧軌道
151~153‧‧‧臂部
154‧‧‧純水供給噴嘴
155‧‧‧噴嘴驅動部
156、157‧‧‧待機部
158‧‧‧稀釋用的顯影液供給噴嘴
158a‧‧‧下端面
158b‧‧‧供給孔
159‧‧‧噴嘴驅動部
160‧‧‧待機部
161‧‧‧顯影液供給噴嘴
163‧‧‧噴嘴驅動部
164‧‧‧待機部
200‧‧‧控制部
C‧‧‧匣盒
D‧‧‧晶圓搬運區域
d‧‧‧距離
G1~G4‧‧‧第一模塊~第四模塊
L1、L2‧‧‧距離
P‧‧‧純水
Q‧‧‧稀釋顯影液
R‧‧‧光阻膜
W‧‧‧晶圓
【圖1】係將安裝有顯影處理裝置之基板處理系統的構成的概略加以顯示之平面圖，此顯影處理裝置用以實施本實施形態之顯影處理方法。
【圖2】係將圖1之基板處理系統的構成的概略加以示意性顯示之前視圖。
【圖3】係將圖1之基板處理系統的構成的概略加以示意性顯示之後視圖。
【圖4】係將顯影處理裝置的構成的概略加以示意性顯示之縱剖面圖。
【圖5】係將顯影處理裝置的構成的概略加以示意性顯示之橫剖面圖。
【圖6】係稀釋用的顯影液供給噴嘴的立體圖。
【圖7】係將純水供給噴嘴位在晶圓上的中心位置上方之狀態加以顯示之從側面觀察的說明圖。
【圖8】係顯示將純水液池形成在晶圓上之模樣之從側面觀察之說明圖。
【圖9】係顯示稀釋顯影液噴嘴位在純水液池上的晶圓的偏離中心位置之狀態之從側面觀察之說明圖。
【圖10】係顯示稀釋顯影液噴嘴的下端面接液於純水液池而移動之狀態之從側面觀察之說明圖。
【圖11】係顯示使晶圓旋轉而使稀釋顯影液擴散至晶圓的外周方向之狀態之從側面觀察之說明圖。
【圖12】係顯示顯影液供給噴嘴位在晶圓的周邊部的上方之狀態之從側面觀察之說明圖。
【圖13】係顯示使顯影液供給噴嘴移動至晶圓的中心部的上方之狀態之從側面觀察之說明圖。
【圖14】係將實施形態與單純預溼處理而進行各個顯影處理時之各個晶圓的半徑向的線寬的輪廓(profile)加以顯示之圖表。
【圖15】係將稀釋用的顯影液供給噴嘴的接液面與晶圓上的光阻膜之間的距離、及線寬均一性之關係加以顯示之圖表。
【圖16】係將由噴嘴移動開始位置之晶圓的中心起算的距離與線寬之關係加以顯示之圖表。
【圖17】係將噴嘴移動距離與線寬之關係加以顯示之圖表。
[實施發明之較佳形態]
以下說明本發明之實施形態。
圖1係將基板處理系統1的構成的概略加以示意性顯示之平面說明圖，此基板處理系統1具備將本實施形態的顯影處理方法加以實施之顯影處理裝置。圖2及圖3各別係將基板處理系統1的內部構成的概略加以示意性顯示之各別的前視圖與後視圖。
基板處理系統1如圖1所示，具有將下者一體連接之構成：匣盒站10，將收容有複數片晶圓W之匣盒C搬入搬出；處理站11，具備對晶圓W施行預定處理之複數的各種處理裝置；以及介面站13，在與處理站11鄰接的曝光裝置12之間進行晶圓W的傳遞。
匣盒站10設有匣盒載置台20。匣盒載置台20複數地設有：匣盒載置板21，於對著基板處理系統1的外部而將匣盒C搬入搬出之際，載置匣盒C。
匣盒站10如圖1所示，設有在沿X方向延伸之搬運道22上自由移動的晶圓搬運裝置23。晶圓搬運裝置23亦沿上下方向及繞垂直軸(θ方向)自由移動，且能在各匣盒載置板21上的匣盒C與後述之處理站11的第三模塊G3的傳遞裝置之間搬運晶圓W。
處理站11設有具備各種裝置之複數模塊，例如四個模塊、亦即第一模塊G1~第四模塊G4。舉例而言，處理站11的正面側(圖1的X方向負向側)設有第一模塊G1，處理站11的背面側(圖1的X方向正向側、圖式的上側)設有第二模塊G2。又，處理站11的匣盒站10側(圖1的Y方向負向側)設有已述的第三模塊G3，處理站11的介面站13側(圖1的Y方向正向側)設有第四模塊G4。
舉例而言，第一模塊G1如圖2所示，自下方而依以下順序配置有複數個液體處理裝置，例如：顯影處理裝置30，將晶圓W顯影處理；下部反射防止膜形成裝置31，將反射防止膜形成在晶圓W的光阻膜的下層(以下稱作「下部反射防止膜」)；光阻塗布裝置32，將光阻液塗布在晶圓W而形成光阻膜；以及上部反射防止膜形成裝置33，將反射防止膜形成在晶圓W的光阻膜的上層(以下稱作「上部反射防止膜」)。
舉例而言，顯影處理裝置30、下部反射防止膜形成裝置31、光阻塗布裝置32、上部反射防止膜形成裝置33分別沿水平方向排列配置三個。另外，此等顯影處理裝置30、下部反射防止膜形成裝置31、光阻塗布裝置32、上部反射防止膜形成裝置33的數量或配置可任意選擇。
此等下部反射防止膜形成裝置31、光阻塗布裝置32、上部反射防止膜形成裝置33之中，例如進行：旋轉塗布(spin coating)，將預定塗布液塗布在晶圓W上。旋轉塗布例如自塗布噴嘴將塗布液噴吐在晶圓W上，並一併使晶圓W旋轉而使塗布液擴散在晶圓W的表面。另外，顯影處理裝置30的構成將後述。
舉例而言，第二模塊G2如圖3所示，設有：複數個熱處理裝置40~43，進行晶圓W之加熱或冷卻之類的熱處理。
舉例而言，第三模塊G3如圖2、圖3所示，自下方依序設有複數個傳遞裝置50、51、52、53、54、55、56。又，第四模塊G4如圖3所示，自下方依序設有複數個傳遞裝置60、61、62。
如圖1所示，第一模塊G1~第四模塊G4所圍繞的區域形成有晶圓搬運區域D。晶圓搬運區域D配置有：複數晶圓搬運裝置70，例如具有沿Y方向、X方向、θ方向、及上下方向自由移動的搬運臂。晶圓搬運裝置70移動在晶圓搬運區域D內，能在位於周圍的第一模塊G1、第二模塊G2、第三模塊G3、及第四模塊G4內的預定裝置之間搬運晶圓W。
此外，晶圓搬運區域D如同圖3所示，設有在第三模塊G3與第四模塊G4之間直線搬運晶圓W之穿梭(shuttle)搬運裝置80。
穿梭搬運裝置80例如係沿圖3的Y方向直線自由移動。穿梭搬運裝置80能於支持晶圓W之狀態下沿Y方向移動，並在第三模塊G3的傳遞裝置52與第四模塊G4的傳遞裝置62之間搬運晶圓W。
如圖1所示，第三模塊G3的X方向正向側的旁鄰設有晶圓搬運裝置100。晶圓搬運裝置100例如具有沿X方向、θ方向、及上下方向自由移動的搬運臂。晶圓搬運裝置100能於支持晶圓W的狀態下沿上下移動，並將晶圓W搬運至第三模塊G3內的各傳遞裝置。
介面站13設有晶圓搬運裝置110與傳遞裝置111。晶圓搬運裝置110例如具有沿Y方向、θ方向、及上下方向自由移動的搬運臂。晶圓搬運裝置110例如能將晶圓W支持在搬運臂，而在第四模塊G4內的各傳遞裝置、傳遞裝置111、及曝光裝置12之間搬運晶圓W。
其次，說明上述顯影處理裝置30的構成。顯影處理裝置30如圖4所示，具有可密封內部的處理容器130。處理容器130的側面形成有晶圓W的搬入搬出口(未圖示)。
處理容器130內設有：旋轉夾盤140，作為將晶圓W固持而使其旋轉的基板固持部。旋轉夾盤140能例如藉由馬達等夾盤驅動部141而旋轉至預定速度。此外，夾盤驅動部141例如設有汽缸等昇降驅動機構，且旋轉夾盤140係自由昇降。
旋轉夾盤140的周圍設有將自晶圓W飛散或落下的液體加以接收、回收的杯體142。杯體142的下底面連接有：排出管143，將回收的液體加以排出；以及排氣管144，將杯體142內的環境氣體加以排氣。
如圖5所示，杯體142的X方向負方向(圖5的下方向)側形成有沿著Y方向(圖5的左右方向)而延伸之軌道150。軌道150例如從杯體142的Y方向負方向(圖5的左方向)側的外方，形成至Y方向正方向(圖5的右方向)側的外方為止。軌道150例如安裝有三台臂部151、152、153。
第一臂部151支持有將純水加以供給之純水供給噴嘴154。第一臂部151藉由圖5所示之噴嘴驅動部155，而在軌道150上自由移動。藉此，純水供給噴嘴154能從設置在杯體142的Y方向正方向側的外方之待機部156，穿過杯體142內之晶圓W的中央部上方，而移動至設在杯體142的Y方向負方向側的外側之待機部157。
於後述之稀釋顯影液的液池形成步驟之中，第二臂部152支持有將稀釋用的顯影液加以供給之稀釋用的顯影液供給噴嘴158。第二臂部152藉由圖5所示之噴嘴驅動部159而在軌道150上自由移動。藉此，稀釋用的顯影液供給噴嘴158能從設在杯體142的Y方向正方向側的外側之待機部160，移動至杯體142內之晶圓W的中央部上方。又，因為噴嘴驅動部159，而第二臂部152自由昇降，且能調節稀釋用的顯影液供給噴嘴158的高度。待機部160設在待機部156的Y方向正方向側。就稀釋用的顯影液而言，例如使用2.38wt%濃度的TMAH(tetramethylazanium hydroxide；四甲基氫氧化銨)。
稀釋用的顯影液供給噴嘴158例如圖6所示，就整體而言具有圓筒狀，且其下端面158a形成為與晶圓W呈例如平行之平坦的面。此下端面158a係作為與純水接觸之接液面而發揮功能。但是，下端面158a並非一定須要形成為與晶圓W平行，只要係稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a與晶圓W之間能形成顯影液的液膜之形狀，亦可具有例如彎曲為向下突起之和緩的球面形狀、或傾斜面。
而且，稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a複數形成有將稀釋用的顯影液加以供給之供給孔158b。供給孔158b的數量可任意選擇，亦可為一個。
又，稀釋用的顯影液供給噴嘴158的直徑，構成為小於晶圓W的直徑，於本實施形態使用直徑40mm者。而且，稀釋用的顯影液供給噴嘴158係由具有耐藥品性之例如PTFE(polytetrafluoroethylene；聚四氟乙烯)或石英等材質而構成。此外，本實施形態之中，晶圓W的直徑例如為300mm。
第三臂部153支持有將顯影液加以供給之顯影液供給噴嘴161。顯影液供給噴嘴161採用與前述稀釋用的顯影液供給噴嘴158同形狀、同大小、同一構造。就顯影液而言，例如使用2.38wt%濃度的TMAH。
第三臂部153藉由作為圖5所示的移動機構之噴嘴驅動部163而在軌道150上自由移動。藉此，顯影液供給噴嘴161能從設在杯體142的Y方向負方向側的外側之待機部164，移動至杯體142內之晶圓W的中央部上方。待機部164係設在待機部157的Y方向負方向側。又，藉由噴嘴驅動部163，第三臂部153係自由昇降，且能調節顯影液供給噴嘴161的高度。
其他液體處理裝置即下部反射防止膜形成裝置31、光阻塗布裝置32、上部反射防止膜形成裝置33之構成係噴嘴的形狀、顆數、從噴嘴供給之液體不同，此外與上述顯影處理裝置30的構成同樣，因此省略說明。
以上基板處理系統1如圖1所示，設有控制部200。控制部200例如係電腦，且具有程式儲存部(未圖示)。程式儲存部儲存有將基板處理系統1中之晶圓W的處理加以控制之程式。又，程式儲存部亦儲存有用於將上述各種處理裝置或搬運裝置等的驅動系統的動作、以及前述噴嘴驅動部155、159、163等加以控制而實現基板處理系統1中之後述基板處理之程式。此外，前述程式例如亦可係記錄 於電腦可讀取之硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等可在電腦讀取之記憶媒體、且由此記憶媒體安裝至控制部200。
其次，說明使用構成為上述之基板處理系統1而進行晶圓處理的概略。
首先，將收納有複數晶圓W的匣盒C搬入至基板處理系統1的匣盒站10，且藉由晶圓搬運裝置23而將匣盒C內的各晶圓W依序搬運至處理站11的傳遞裝置53。
其次，將晶圓W藉由晶圓搬運裝置70而搬運至第二模塊G2的熱處理裝置40並進行溫度調節處理。其後，將晶圓W藉由晶圓搬運裝置70而搬運至例如第一模塊G1的下部反射防止膜形成裝置31，將下部反射防止膜形成在晶圓W上。其後，將晶圓W搬運至第二模塊G2的熱處理裝置41，進行加熱處理。
其後，將晶圓W藉由晶圓搬運裝置70而搬運至第二模塊G2的熱處理裝置42，進行溫度調節處理。其後，將晶圓W藉由晶圓搬運裝置70而搬運至第一模塊G1的光阻塗布裝置32，在晶圓W上形成光阻膜。其後，將晶圓W搬運至熱處理裝置43，進行預烤處理。
其次，將晶圓W搬運至第一模塊G1的上部反射防止膜形成裝置33，在晶圓W上形成上部反射防止膜。其後，將晶圓W搬運至第二模塊G2的熱處理裝置43，進行加熱處理。其後，將晶圓W藉由晶圓搬運裝置70而搬運至第三模塊G3的傳遞裝置56。
其次，將晶圓W藉由晶圓搬運裝置100搬運至傳遞裝置52，且藉由穿梭搬運裝置80而搬運至第四模塊G4的傳遞裝置62。其後，將晶圓W藉由介面站13的晶圓搬運裝置110搬運至曝光裝置12，以既定圖案進行曝光處理。
其次，將晶圓W藉由晶圓搬運裝置70而搬運至熱處理裝置40，進行曝光後烘烤處理。藉此，藉由在光阻膜的曝光部產生的氧而進行去保護反應。其後，將晶圓W藉由晶圓搬運裝置70而搬運至顯影處理裝置30，進行顯影處理。以下，說明對光阻膜而加以顯影情況下之顯影處理。
於顯影處理之中，首先如圖7所示，將純水供給噴嘴154移動至晶圓W的中心上。而且如圖8所示，從純水供給噴嘴154而將預定量的純水P供給至形成有光阻膜R之晶圓W的中心部。本實施形態例如供給60~70ml的純水。此際，係於晶圓W靜止之狀態供給純水P。藉此，純水P的液池形成在晶圓W的中央部。本實施形態之中，直徑約100mm之純水P的液池形成在晶圓W的光阻膜R上。此外，於此情形，不一定須使晶圓W靜止，只要是以晶圓W的中央部形成純水P的液池程度之低速旋轉，亦可於使晶圓W旋轉之狀態供給純水P。
其次，停止純水P之供給，且如圖9所示，一併使稀釋用的顯影液供給噴嘴158移動至自晶圓W的中心偏離之位置，且於使下端面158a接觸純水P的液池之狀態下，供給預定量之稀釋用的顯影液。此例之中，係使其停止在自晶圓W的中心偏離20mm之位置，且直接下降而使下端面158a接觸純水P的液池。亦即，在從晶圓W的中心至稀釋用的顯影液供給噴嘴158的中心為止之距離L1為20mm的位置，使下端面158a接觸純水P的液池。又，藉由控制部200控制噴嘴驅動部 159，用以使此時之稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a與光阻膜R之間的距離d成為1mm。
而且，維持此距離d，且藉由噴嘴驅動部159而使稀釋用的顯影液供給噴嘴158直接沿徑向水平移動。此時，稀釋用的顯影液供給噴嘴158的中心以穿過晶圓W的中心之方式移動。噴嘴之移動速度例如為20mm/sec.。而且，自移動開始時，從稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a的供給孔158b供給稀釋用的顯影液。
此時，亦即於使稀釋用的顯影液供給噴嘴158移動之期間，亦可藉由旋轉夾盤140而使晶圓W旋轉。此情形下之晶圓W的旋轉速度亦可為10rpm~400rpm之低速旋轉。
而且，如圖10所示，途經並超過晶圓W的中心而在自晶圓W的中心偏離20mm偏離之位置停止。亦即，在從晶圓W的中心至稀釋用的顯影液供給噴嘴158的中心為止之距離L2為20mm的位置，停止噴嘴之移動。又，與此停止同時亦停止稀釋用顯影液之供給。因為噴嘴之移動速度為20mm/sec，所以結果係於二秒期間對純水P的液池供給稀釋用顯影液。藉此，對純水P的液池供給6.7ml的稀釋用顯影液。
藉此，在晶圓W上的中央部形成已稀釋之稀釋顯影液Q的液池。
其次，使稀釋用的顯影液供給噴嘴158撤離，且如圖11所示，藉由旋轉夾盤140而使晶圓W旋轉。旋轉速度例如為200/rpm~1000rpm。藉此，稀釋顯影液Q的液池在晶圓W上擴散，晶圓W受到稀釋顯影液Q所預溼。
其次，如圖12所示，使顯影液供給噴嘴161移動至晶圓W的周邊部，且一邊藉由旋轉夾盤140而使晶圓W旋轉，一邊從顯影液供給噴嘴161將顯影液供給至晶圓W上，並使顯影液供給噴嘴161往晶圓W的中心移動。此時，晶圓W的旋轉速度例如為120~130rpm，且顯影液供給噴嘴161的移動速度為15mm/sec.。而且，如圖13所示，若顯影液供給噴嘴161到達晶圓W的中心上，則停止顯影液供給噴嘴161之移動、並亦停止來自顯影液供給噴嘴161之顯影液的供給，其次亦停止旋轉夾盤140的旋轉。此顯影液的供給程序之中，此例係對晶圓W供給40~42ml的顯影液。
而且，使顯影液供給噴嘴161撤離，且靜止顯影預定時間後，使純水供給噴嘴154再次移動至晶圓W的中心上，且一邊藉由旋轉夾盤140使晶圓W旋轉，一邊對晶圓W供給純水而洗淨晶圓W。此時之晶圓W的旋轉速度例如為100~1200rpm，亦可隨時間的經過而一併使旋轉速度在此範圍變化。
而且，當如上所述純水所行之晶圓W的洗淨結束時，則使純水供給噴嘴154撤離，且使晶圓W例如以2000rpm高速旋轉，而實施甩脫乾燥。藉此結束顯影處理。
依據以上說明之實施形態，則首先將純水P的液池形成在晶圓W的中央部，其次一邊使稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a即接液面接觸前述純水 液池而對純水液池供給稀釋用的顯影液，一邊使稀釋用的顯影液供給噴嘴158沿著穿過晶圓W中心之徑向移動，而將稀釋顯影液的液池形成在晶圓W的光阻膜R上，因此就稀釋用的顯影液供給噴嘴158的接液面與光阻膜R的表面之間的稀釋顯影液而言，反應生成物伴隨噴嘴之移動而依序被驅離，促進新鮮的稀釋顯影液所成之顯影。藉此，以往採用稀釋顯影液所行之預溼處理之顯影處理之中難以進行的、晶圓W的中央部的線寬控制，成為可能。因此，提昇晶圓W整體的面內均一性。
以下，將實際上已進行實驗之範例顯示於下。圖14顯示下者：將已預先使用純水稀釋之稀釋顯影液澆注晶圓W整面而單純進行預溼處理(以下稱作「單純預溼」)，其後藉由與本實施形態同樣的方法、條件，而將顯影液供給至晶圓W而顯影時之晶圓W的半徑方向的圖案的線寬的輪廓。其中，橫軸表示從晶圓W的中心至邊緣為止之距離(mm)，縱軸係於437點測定晶圓W面內的線寬並將當時的線寬標準化而成者。而且，同圖表中，使用線a、b、c顯示之輪廓，各別表示顯影液濃度係使用2%、8%、15%的稀釋顯影液預濕者。又，虛線M所示之輪廓，表示進行前述本實施形態所行之預溼處理後，藉由前述顯影處理而顯影時之輪廓。
如可從此圖14的圖表得知，依據本實施形態，相較於單純預溼而言大幅改善從晶圓W的中心起算30mm範圍之線寬的輪廓，就整體而言提昇面內均一性。
前述實施形態之中，一邊使稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a即接液面與晶圓W表面的光阻膜R之間的距離d維持為1mm，一邊接觸純水液池而供給稀釋用顯影液，但此距離d愈短愈好。
圖15將接液面與晶圓W表面的光阻膜R之間的距離d設定為3mm、2mm、1mm而進行同一預溼處理之情形下之分類為下者之情形下之線寬的差異(單位nm)加以比較：從晶圓W的中心至50mm為止之間的線寬；以及從晶圓W的中心起算51mm至晶圓W的邊緣為止之間的線寬。吾人依此可知，當稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a即接液面與晶圓W表面的光阻膜R之間的距離d從3mm變為1mm時，下者間的差異已變小：從晶圓W的中心起算至50mm為止之間的線寬；以及從晶圓W的中心起算51mm至晶圓W的邊緣為止之間的線寬。但是，例如當未滿0.5mm時，則雖然亦視機械精度而定，但晶圓W的光阻膜表面與稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a即接液面，會有接觸之疑慮。因此，實際上，吾人認為下限係0.5mm為妥，更安全而言則係1.0mm。
又，前述實施形態之中，以由自晶圓W的中心偏離20mm之位置起，穿過中心而至在反對側偏離20mm之位置為止的方式，使稀釋用的顯影液供給噴嘴158移動，於合計40mm之移動過程之中對純水液池供給稀釋用的顯影液而稀釋。將如此噴嘴移動開始位置、及噴嘴移動距離所成之晶圓W的中央部的線寬控制加以調查，則分別如圖16、圖17所示。
圖16顯示將稀釋用的顯影液供給噴嘴158之移動開始位置(橫軸單位mm)即圖9所示之距離L1，設定為自晶圓W的中心起算10mm、15mm、20mm，並對純水P的液池供給稀釋用的顯影液時之下者的關係：稀釋用的顯影液供給噴嘴158之移動開始位置；以及線寬的3σ值(縱軸單位nm)。吾人依此可知：從如實施形態地從自中心偏離20mm之位置，開始稀釋用的顯影液供給噴嘴158之移動而供給稀釋用的顯影液之情形下，最提昇面內均一性。
又，圖17顯示將噴嘴移動距離(橫軸單位mm)設定為20mm、30mm、40mm，而對純水液池供給稀釋用的顯影液時之下者之關係：稀釋用的顯影液供給噴嘴158之移動距離(掃瞄寬度)；以及線寬的3σ值(縱軸單位nm)。藉此，吾人可知如實施形態移動40mm移動之情形，最提昇面內均一性。
若由此等圖16、圖17所示之結果來看，則能藉由調整稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a即接液面與晶圓W上的光阻膜R之間的距離，而控制晶圓W的中央部的線寬。又，能藉由調整稀釋用的顯影液供給噴嘴158之移動距離，而同樣控制晶圓W的中央部的線寬。
此外，前述實施形態之中，稀釋用的顯影液供給噴嘴158與顯影液供給噴嘴161使用同形狀、同大小、同一構造，但亦可刻意不準備專用稀釋用的顯影液供給噴嘴158，使用顯影液供給噴嘴161而對純水P的液池供給稀釋用的顯影液，再於預溼處理後使用顯影液供給噴嘴161而對晶圓W供給顯影用顯影液。
又，前述實施形態之中，暫且係從稀釋用的顯影液供給噴嘴158對純水P的液池供給稀釋用的顯影液，並將稀釋顯影液Q的液池形成在晶圓W上，但亦可不如此形成純水P的液池，並從稀釋用的顯影液供給噴嘴158而將已預先以純水稀釋之顯影液於偏離中心位置開始供給。當然，即使於此情形，亦須要一邊使稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a即接液面接觸已供給之稀釋顯影液Q的液面，一邊供給稀釋顯影液，並與前述實施形態同樣使噴嘴移動。
藉由此程序，稀釋用的顯影液供給噴嘴158的下端面158a即接液面與光阻膜R的表面之間的已稀釋之顯影液所成之反應生成物，亦藉由稀釋用的顯影液供給噴嘴158之移動而被驅離，新鮮的已稀釋之顯影液流入，因此與前述實施形態同樣，晶圓W的中央部的線寬的輪廓改善，就整體而言提昇面內均一性。而且較前述實施形態更提昇產出量。
此外，前述實施形態所使用之稀釋用的顯影液供給噴嘴158、顯影液供給噴嘴161，在下端面具有複數個供給孔，但能在本發明使用之噴嘴不限於如此形態。舉例而言，供給孔亦可係一個。
以上，已參照附加圖式說明本發明適宜的實施形態，但本發明不限定於該例。本發明所屬技術領域中具有通常知識者顯然能在申請專利範圍所記載之思想範疇內思及各種變更例或修正例，此等當然亦屬於本發明的技術性範圍。本發明不限於此例而能採用各種態樣。本發明亦可適用於基板係晶圓以外之FPD(平板顯示器)、光罩用遮罩/倍縮遮罩等其他基板之情形。
[產業利用性]
本發明在將基板上的光阻膜加以顯影處理之際有用。

Claims (6)

  1. 一種顯影處理方法，將顯影液供給至基板上，而將所含之既定圖案已曝光之該基板上的光阻膜加以顯影，該顯影處理方法包含：稀釋顯影液的液池形成步驟，對該基板的中央部供給純水而形成純水液池，其次一邊使噴嘴的接液面接觸該純水液池而自該噴嘴對該純水液池供給顯影液，一邊使該噴嘴沿著穿過該基板中心之徑向移動而在該基板的中央部上形成稀釋顯影液的液池，並且在形成該稀釋顯影液的液池期間，藉由該噴嘴的移動而將由該稀釋顯影液所產生之反應生成物從該噴嘴的接液面與該光阻膜的表面之間驅離；擴散步驟，其後使該基板旋轉而使該稀釋顯影液的液池擴散至該基板整面；以及顯影步驟，其後將顯影液供給至該基板而將該基板加以顯影；其中在該稀釋顯影液的液池形成步驟中，該噴嘴之移動的開始地點係自該基板中心偏離之開始位置，在該稀釋顯影液的液池形成步驟中，該噴嘴之移動的結束地點係自該基板中心偏離之結束位置。
  2. 一種顯影處理方法，將顯影液供給至基板上，而將所含之既定圖案已曝光之該基板上的光阻膜加以顯影，該顯影處理方法包含：稀釋顯影液的液池形成步驟，自噴嘴將稀釋顯影液供給至該基板，並且一邊使該基板上的稀釋顯影液與該噴嘴的接液面接觸，一邊使該噴嘴沿著穿過該基板中心之徑向移動，而在該基板的中央部上形成稀釋顯影液的液池，並且在形成該稀釋顯影液的液池期間，藉由該噴嘴的移動而將該稀釋顯影液的反應生成物從該噴嘴的接液面與該光阻膜的表面之間驅離；擴散步驟，其後使該基板旋轉而使該稀釋顯影液的液池擴散至該基板整面；以及顯影步驟，其後將顯影液供給至該基板而將該基板加以顯影；其中在該稀釋顯影液的液池形成步驟中，該噴嘴之移動的開始地點係自該基板中心偏離之開始位置，在該稀釋顯影液的液池形成步驟中，該噴嘴之移動的結束地點係自該基板中心偏離之結束位置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之顯影處理方法，其中，於該噴嘴移動之期間，使該基板旋轉。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之顯影處理方法，其中，於使該噴嘴移動而在該基板上形成稀釋顯影液的液池之際，將該噴嘴的接液面與該基板表面的光阻膜表面之間的距離維持為0.5mm~3.0mm。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之顯影處理方法，其中，該顯影步驟中之顯影液之供給，係一邊使該基板旋轉、一邊使該噴嘴從該基板的周邊部往該基板的中心側移動而進行。
  6. 一種可讀取電腦記憶媒體，其儲存有程式，該程式在將顯影處理裝置加以控制之控制部之電腦上運作，以使該顯影處理裝置執行如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯影處理方法。
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