[發明專利]顯影處理方法和顯影處理裝置

有效

• 申請號: 200910149129.8
• 申請日: 2009-06-17
• 公開（公告）號: CN101609269A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 竹口博史;山本太郎;吉原孝介
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: G03F7/30
• 分類號: G03F7/30;H01L21/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍 淳

技術領域

本發明涉及對表面涂敷抗蝕劑并曝光后的襯底進行顯影的顯影處 理方法和顯影處理裝置。

背景技術

在半導體設備的制造中，通常在半導體晶片等襯底上涂敷光致抗 蝕劑，使由此形成的抗蝕劑膜按照規定的電路圖案曝光，并對該曝光 圖案進行顯影處理，由此在抗蝕劑膜上形成電路圖案。

在這種光刻工序中，通常使用在進行抗蝕劑的涂敷、顯影的涂敷、 顯影裝置上連接有曝光裝置的系統。

作為現有的顯影處理裝置，例如已知旋轉類顯影浸潤(puddle)方 式的顯影處理裝置，該裝置向正在旋轉的襯底上供給顯影液，使顯影 液在整個襯底上擴展，然后一邊降低襯底的轉速，一邊從襯底中心附 近供給顯影液，使顯影液布滿，形成顯影液膜(浸潤)。

另外，在這種顯影處理裝置中，已知為了提高潤濕性而在顯影處 理前向襯底表面供給純水的方法(例如，參照專利文獻1)。

另一方面，隨著近年來設備圖案的微細化、薄膜化，對提高曝光 的析像度的要求日益增高。作為提高曝光的析像度的方法之一，已知 液浸曝光方法，該方法用于對利用現有光源例如氟化氬(ArF)的曝光 技術進行改良而提高析像度，在襯底表面形成有透過光的液層的狀態 下，進行曝光。該液浸曝光技術在透鏡與襯底的表面之間形成有純水 的液膜的狀態下，由光源發出的光通過透鏡，透過液膜向襯底照射， 由此將規定的抗蝕劑圖案(電路圖案)轉印在抗蝕劑上。

在該液浸曝光技術中，有時使用撥水性高的抗蝕劑(無外涂層抗 蝕劑)或在抗蝕劑之上使用撥水性高的保護膜(上層保護膜)。為了不 使純水的水滴殘留在襯底上而使純水穩定化從而提高生產率，使用不 需要上層保護膜的無外涂層抗蝕劑。

專利文獻1：日本特開2005-210059號公報(權利要求書、0050 段)

例如，上述無外涂層抗蝕劑的疏水性高，所以即使使用專利文獻1 記載的技術在顯影處理前向襯底表面供給純水，抗蝕劑膜的表面也無 法得到充分的潤濕性。其結果，存在襯底上的顯影液抗水而甩出、即 使增加顯影液的供給量也難以在襯底表面形成顯影液膜(淺灘)的問 題。

發明內容

本發明是鑒于上述情況完成的，其目的在于提供一種顯影處理方 法和顯影處理裝置，其能夠改善疏水化后的襯底上的抗蝕劑膜表面的 潤濕性，有效地形成顯影液膜，并且能夠實現顯影處理的穩定化。

為了解決上述問題，本發明的第一方面提供一種顯影處理方法， 該方法以使被水平保持的襯底旋轉并向該襯底表面供給顯影液實施顯 影處理的顯影處理方法為前提，其特征在于：在上述顯影處理工序之 前，具備預濕工序，在該預濕工序中，從位于旋轉的襯底表面的中心 附近的第一噴嘴供給顯影液，同時從位于比第一噴嘴靠向襯底外周側 的位置的第二噴嘴供給第二液體，由隨著上述襯底的旋轉而向襯底的 外周側流動的第二液體形成壁，利用該壁使顯影液在襯底的旋轉方向 擴展。

另外，本發明第二方面的顯影處理方法的特征在于：在上述顯影 處理工序之前，具備預濕工序，在該預濕工序中，從位于旋轉的襯底 表面的中心附近的第一噴嘴供給顯影液，同時從位于比第一噴嘴靠向 襯底外周側的位置的第二噴嘴供給第二液體，并且，使第一噴嘴和第 二噴嘴沿著連接襯底的中心部和外周部的方向移動，由隨著上述襯底 的旋轉而向襯底的外周側流動的第二液體形成壁，利用該壁使顯影液 在襯底的旋轉方向擴展。

在本發明中，上述第二液體可以為純水。并且，與上述第二液體 相比，顯影液具有表面張力值或密度大、或者粘性高的特性。

并且，在本發明的顯影處理方法中，上述襯底的轉速優選為 250rpm～3000rpm。

這是因為：如果襯底的轉速小于250rpm，液體(顯影液和純水) 不能充分擴展；而如果大于3000rpm，液體就會在外周破碎，不能形成 預濕膜。

并且，在本發明的顯影處理方法中，在同時供給上述顯影液和第 二液體之前，具備使第二噴嘴移動至襯底的中心部上方向襯底表面供 給第二液體的工序。