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JP7624356B2 - Developing device and developing method - Google Patents
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Description

本開示は、現像装置及び現像方法に関する。 This disclosure relates to a developing device and a developing method.

特許文献1は、現像処理後リンスノズルからリンス液を被洗浄体に供給して現像液を洗浄するスピンデベロッパにおいて、前記被洗浄体の中心部に前記リンス液を流出させる第1のノズルと、前記被洗浄体の周辺部に前記リンス液を流出させる第2のノズルとを備えたことを特徴とするスピンデベロッパを開示しており、この文献には、現像液をウェハの中心上方から滴下することが記載されている。 Patent document 1 discloses a spin developer that supplies a rinse liquid from a rinse nozzle to an object to be cleaned after development processing to clean the developer, and is characterized by having a first nozzle that causes the rinse liquid to flow to the center of the object to be cleaned, and a second nozzle that causes the rinse liquid to flow to the periphery of the object to be cleaned. This document also describes that the developer is dripped from above the center of the wafer.

特開平2-62549号公報Japanese Patent Application Publication No. 2-62549

本開示にかかる技術は、基板中心部の過現像やパターン剥がれを抑制する。 The technology disclosed herein prevents overdevelopment and pattern peeling in the center of the substrate.

本開示の一態様は、基板を現像する現像装置であって、基板の中心部周りに前記基板を回転させる回転支持部と、前記回転支持部上の前記基板の表面に現像液を供給する現像ノズルと、前記現像ノズルを少なくとも水平に基板上方で移動させるノズル移動機構と、前記現像ノズルからの現像液の供給、前記回転支持部、及び前記ノズル移動機構を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、下記のステップAとステップBとを繰り返し実行するように構成されている、現像装置。
ステップA:前記基板を第1の速度で回転させた状態で、前記基板の中心部から外れた第1の位置にて前記現像ノズルから前記現像液を供給して、前記基板の表面に環状の現像液の液膜を形成するステップ。
ステップB:前記基板を前記第1の速度よりも遅い第2の速度で回転させた状態で、前記現像ノズルを前記第1の位置にて前記現像液を供給し、前記基板に供給された際の現像液の基板上の広がりで前記基板の中心部を覆うステップ。
One aspect of the present disclosure is a developing apparatus for developing a substrate, the developing apparatus comprising: a rotating support part for rotating the substrate around a center of the substrate; a developing nozzle for supplying a developing solution to a surface of the substrate on the rotating support part; a nozzle moving mechanism for moving the developing nozzle at least horizontally above the substrate; and a control part for controlling the supply of developing solution from the developing nozzle, the rotating support part, and the nozzle moving mechanism, wherein the control part is configured to repeatedly perform the following steps A and B.
Step A: While rotating the substrate at a first speed, the developer is supplied from the developing nozzle at a first position off the center of the substrate to form an annular liquid film of the developer on the surface of the substrate.
Step B: While rotating the substrate at a second speed slower than the first speed, the developing nozzle supplies the developer at the first position, and the developer spreads over the substrate when supplied to the substrate to cover the center of the substrate.

本開示によれば、基板中心部の過現像やパターン剥がれを抑制することができる。 This disclosure makes it possible to prevent overdevelopment and pattern peeling in the center of the substrate.

実施形態にかかる現像装置の構成の概略を模式的に示した側面断面図である。1 is a side cross-sectional view that illustrates a schematic configuration of a developing device according to an embodiment of the present invention. 図1の現像装置の構成の概略を模式的に示した平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a schematic outline of the configuration of the developing device shown in FIG. 1 . 実施形態にかかる現像方法のプロセスの様子を示す斜視図である。1A to 1C are perspective views showing a process of a developing method according to an embodiment of the present invention. 他の実施形態にかかる現像方法のプロセスを示す斜視図である。10A to 10C are perspective views showing a process of a developing method according to another embodiment. 実施形態にかかる現像方法のプロセスを2ループ実行した際のフローチャートである。11 is a flowchart showing two loops of the process of the developing method according to the embodiment. 従来の現像方法によってウェハを現像した際のウェハの位置とパターンの線幅の大きさとの関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the position on a wafer and the line width of a pattern when the wafer is developed by a conventional developing method. 他の実施形態にかかる現像方法のプロセスの様子を示す斜視図である。10A to 10C are perspective views showing a process of a developing method according to another embodiment. 図8の現像方法によってウェハを現像した際のウェハの位置とパターンの線幅の大きさとの関係を示すグラフである。9 is a graph showing the relationship between the position on a wafer and the line width of a pattern when the wafer is developed by the developing method of FIG. 8 . ウェハ上で現像ノズルを外周側へと移動させる様子を示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing a state in which the developing nozzle is moved toward the outer periphery above the wafer.

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という場合がある。)などの基板の表面にレジスト膜を形成し、パターンを露光した後に現像する液処理としての現像処理が行われている。現像する場合、特許文献1に開示されているように、基板を回転させながら基板の中心上方から現像液を供給し、現像液を遠心力によって拡散させて基板の全面に行き亘らせることが行われている。 For example, in the manufacturing process of semiconductor devices, a development process is performed in which a resist film is formed on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter sometimes referred to as a "wafer"), a pattern is exposed to light, and then development is performed as a liquid process. When developing, as disclosed in Patent Document 1, a developer is supplied from above the center of the substrate while rotating the substrate, and the developer is diffused by centrifugal force to cover the entire surface of the substrate.

このような現像方法によれば、基板の中心部には絶えず新しい現像液が供給されることになり、中心部が現像過多(過現像)になってパターンの面内均一性が悪化したり、現像ノズルからの現像液の供給の際に基板表面が受ける圧力によって、パターン剥がれが発生するおそれがある。 With this type of development method, new developer is constantly being supplied to the center of the substrate, which can lead to overdevelopment in the center, resulting in poor in-plane uniformity of the pattern, or the pressure exerted on the substrate surface when developer is supplied from the development nozzle can cause the pattern to peel off.

そこで本開示にかかる技術は、基板を回転させながら基板に現像液を供給して現像処理するにあたり、基板中心部の過現像やパターン剥がれを抑制する。 The technology disclosed herein prevents overdevelopment and pattern peeling in the center of the substrate when developing the substrate by supplying developer to the substrate while rotating it.

以下、本実施形態にかかる現像装置の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 The configuration of the developing device according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. Note that in this specification, elements having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals to avoid redundant description.

図1は、本実施形態にかかる現像装置1の構成の概略を模式的に示す側面断面の様子を示している。現像装置1は、筐体10内に、基板保持部としてのスピンチャック11を有している。スピンチャック11は、基板としてのウェハWを水平に保持する。スピンチャック11は、昇降自在な回転部12と接続され、回転部12はモータなどによって構成される回転駆動部13と接続されている。したがって回転駆動部13の駆動によって保持したウェハWは回転可能である。 Figure 1 shows a side cross-sectional view that shows a schematic overview of the configuration of the developing device 1 according to this embodiment. The developing device 1 has a spin chuck 11 as a substrate holding unit inside a housing 10. The spin chuck 11 holds a wafer W as a substrate horizontally. The spin chuck 11 is connected to a rotating unit 12 that can be raised and lowered, and the rotating unit 12 is connected to a rotation drive unit 13 that is constituted by a motor or the like. Therefore, the held wafer W can be rotated by driving the rotation drive unit 13.

スピンチャック11の外側には、カップ21が配置されており、飛散する現像液、リンス液、並びにこれらのミストが周囲に飛散することが防止される。カップ21の底部22には、排液管23と排気管24が設けられている。排液管23は、排液ポンプなどの排液装置25に通じている。排気管24は、バルブ26を介して、排気ポンプなどの排気装置27に通じている。かかる構成により、スピンチャック11に保持されているウェハWの周囲の雰囲気が、排気管24から排気される。排気管24、排気装置27は排気部を構成している。 A cup 21 is placed outside the spin chuck 11 to prevent the developer, rinse liquid, and mist thereof from scattering around. A drain pipe 23 and an exhaust pipe 24 are provided at the bottom 22 of the cup 21. The drain pipe 23 is connected to a drainage device 25 such as a drainage pump. The exhaust pipe 24 is connected via a valve 26 to an exhaust device 27 such as an exhaust pump. With this configuration, the atmosphere around the wafer W held by the spin chuck 11 is exhausted from the exhaust pipe 24. The exhaust pipe 24 and the exhaust device 27 form an exhaust section.

現像装置1の筐体10内の上方には、要求される温湿度のエアをカップ21内に向けてダウンフローとして供給する送風装置14が設けられている。 An air blower 14 is provided at the top of the housing 10 of the developing device 1 to supply air at the required temperature and humidity as a downflow into the cup 21.

ウェハW上に現像液を供給する現像ノズル31は、ノズル支持部32に設けられている。ノズル支持部32には、他にリンスノズル33が設けられている。これら現像ノズル31、リンスノズル33は、X方向に直線状に並置されている。 The developing nozzle 31 that supplies the developing solution onto the wafer W is provided on the nozzle support part 32. The nozzle support part 32 is also provided with a rinsing nozzle 33. The developing nozzle 31 and the rinsing nozzle 33 are arranged in a straight line in the X direction.

ノズル支持部32は、図2に示したように、アーム41に取り付けられており、アーム41は移動機構42に接続されている。移動機構42は、横方向に伸びたガイドレール43に沿ってX方向移動し、またアーム41を昇降させることができる(Z方向への移動)。そして後述の制御装置100からの制御信号に従って移動機構42が移動し、この移動機構42の移動によって、ノズル支持部32はカップ21の外部の待機位置とウェハWの中心部との間で移動することができ、また所望の位置にて停止することができる。移動機構42の移動距離、移動速度、移動方向についても制御装置100からの制御信号によって制御される。 As shown in FIG. 2, the nozzle support 32 is attached to an arm 41, which is connected to a moving mechanism 42. The moving mechanism 42 moves in the X direction along a guide rail 43 extending laterally, and can raise and lower the arm 41 (movement in the Z direction). The moving mechanism 42 moves in accordance with a control signal from a control device 100, which will be described later. This movement of the moving mechanism 42 allows the nozzle support 32 to move between a standby position outside the cup 21 and the center of the wafer W, and to stop at a desired position. The moving distance, moving speed, and moving direction of the moving mechanism 42 are also controlled by a control signal from the control device 100.

現像ノズル31は、バルブ51、ポンプ52を介して、現像液供給源53に通じている。リンスノズル33は、バルブ54、ポンプ55を介して、リンス液供給源56に通じている。 The developing nozzle 31 is connected to a developing solution supply source 53 via a valve 51 and a pump 52. The rinsing nozzle 33 is connected to a rinsing solution supply source 56 via a valve 54 and a pump 55.

現像装置1は、制御部である制御装置100によって制御される。制御装置100は、例えばCPUやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、現像装置1におけるウェハWの現像処理を制御する各種のプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御装置100にインストールされたものであってもよい。記憶媒体Hは一時的記憶媒体か非一時的記憶媒体かを問わない。 The developing device 1 is controlled by a control device 100, which is a control unit. The control device 100 is, for example, a computer equipped with a CPU, memory, etc., and has a program storage unit (not shown). The program storage unit stores various programs that control the developing process of the wafer W in the developing device 1. The above programs may be recorded on a computer-readable storage medium and installed from the storage medium into the control device 100. It does not matter whether the storage medium H is a temporary storage medium or a non-temporary storage medium.

制御の例としては、現像から洗浄、乾燥に至るまでの一連の処理を挙げられる。例えばノズル支持部32の移動、停止、現像ノズル31からの現像液の供給、停止、スピンチャック11の回転、停止、回転速度の制御、リンスノズル33からのリンス液の供給、停止、等を含めた現像処理の一連シーケンスについても制御される。 Examples of control include a series of processes from development to cleaning and drying. For example, a series of sequences of development processes are controlled, including the movement and stopping of the nozzle support part 32, the supply and stopping of developer from the development nozzle 31, the rotation and stopping of the spin chuck 11, control of the rotation speed, the supply and stopping of rinse solution from the rinse nozzle 33, etc.

次に、以上の構成を有する現像装置1による現像方法について、図3(a)~(d)に基づいて説明する。以下の例は、ネガティブタイプのレジストの現像処理に基づいて説明する。まず、スピンチャック11上に保持されたウェハWを第1の速度で回転させ、ノズル支持部32をウェハWの中心P側に移動させ、所定位置である第1の位置で停止させる(図3(a))。ここで第1の速度とは、相対的に高速回転であり(図中の回転方向を示す矢印の符号HIで示す)、例えば500rpmである。なお第1の速度は例えば500rpm以下がよく、好ましくは300rpm~500rpmがよい。なお第1の速度は、後述する第2の速度(相対的低速回転)よりも速いものであるから、前記好ましい回転速度は、第2の速度よりも速いものである。 Next, a developing method using the developing apparatus 1 having the above configuration will be described with reference to Figs. 3(a) to (d). The following example will be described based on a developing process for a negative type resist. First, the wafer W held on the spin chuck 11 is rotated at a first speed, and the nozzle support 32 is moved toward the center P of the wafer W and stopped at a first position, which is a predetermined position (Fig. 3(a)). Here, the first speed is a relatively high speed rotation (indicated by the arrow HI indicating the rotation direction in the figure), for example, 500 rpm. The first speed is preferably 500 rpm or less, and preferably 300 rpm to 500 rpm. The first speed is faster than the second speed (relatively low speed rotation) described later, so the preferred rotation speed is faster than the second speed.

また所定位置である第1の位置とは、この例では、現像ノズル31の吐出口が、ウェハWの中心Pから水平方向に離れた距離D1が30mmとなる位置としている。もちろんこれに限らず、距離D1は例えば20mm~40mmの範囲で設定してもよい。 In this example, the first position, which is a predetermined position, is a position where the discharge port of the development nozzle 31 is located at a horizontal distance D1 of 30 mm from the center P of the wafer W. Of course, this is not limited to this, and the distance D1 may be set in the range of, for example, 20 mm to 40 mm.

次いで第1の位置にて、現像ノズル31からウェハWに対して現像液を供給する。供給時間は、例えば2秒~10秒である。これによってウェハW上には、図3(b)に示したように、現像液で覆われない円形の領域が形成される(本開示におけるステップA)。換言すれば、ウェハWの回転中にウェハWの表面に吐出された現像液は遠心力によって拡散されるが、他方ウェハWの表面に吐出された現像液は、ウェハWの表面で着地点を中心として円形に広がる。そして当該ウェハW上での円形の広がりよりも、遠心力の方が大きい場合に、図3(b)に示したように、現像液で覆われない円形の領域が形成され、現像液はウェハWの中心Pを中心として環状に現像液の液膜が形成される。 Next, at the first position, the developer is supplied from the developing nozzle 31 to the wafer W. The supply time is, for example, 2 to 10 seconds. As a result, a circular area not covered with the developer is formed on the wafer W as shown in FIG. 3(b) (step A in this disclosure). In other words, the developer discharged onto the surface of the wafer W while the wafer W is rotating is spread by centrifugal force, while the developer discharged onto the surface of the wafer W spreads in a circular shape around the landing point on the surface of the wafer W. When the centrifugal force is greater than the circular spread on the wafer W, a circular area not covered with the developer is formed as shown in FIG. 3(b), and the developer forms a liquid film of the developer in a ring shape around the center P of the wafer W.

次いで図3(c)に示したように、現像ノズル31の吐出位置を第1の位置のままに、ウェハWの回転速度を第1の速度よりも遅い第2の速度(図中、符号Loで表示)、例えば40rpmで回転させながら、引き続き現像液をウェハWの表面に供給する(本開示におけるステップB)。そうすると回転速度の低下に伴って遠心力が低下し、ウェハWの表面に供給された現像液は、遠心力よりも現像液が着面した際の広がりの方が大きくなって、ウェハWの中心Pを含むウェハWの中心部まで広がり、ウェハWの中心部が現像液によって覆われる。第2の速度としては、ウェハWの回転による遠心力よりも現像液が着面した際の広がりの方が大きくなるような速度であればよく、例えば10rpm~50rpmがよい。 3(c), while the discharge position of the developing nozzle 31 is kept at the first position, the rotation speed of the wafer W is rotated at a second speed (indicated by the symbol Lo in the figure) slower than the first speed, for example, 40 rpm, while the developer continues to be supplied to the surface of the wafer W (step B in this disclosure). Then, as the rotation speed decreases, the centrifugal force decreases, and the developer supplied to the surface of the wafer W spreads more when the developer lands on the surface than the centrifugal force, spreading to the center of the wafer W including the center P of the wafer W, and the center of the wafer W is covered with the developer. The second speed may be any speed at which the developer spreads more when the developer lands on the surface than the centrifugal force caused by the rotation of the wafer W, for example, 10 rpm to 50 rpm.

また供給時間は、例えば10秒~50秒が例示できるが(後述する、複数のLOOPを設定しない場合)、第2の速度との関係で適宜設定可能である。例えばウェハWの中心部への広がりに伴う当該中心部での現像液の滞留時間、すなわち現像時間によって適切に定めることが可能である。例えば現像時間が60秒の場合、第1の速度で10秒間供給した際には、第2の速度の下では50秒間供給することが例示できる。またステップBにおいても、現像ノズル31から現像液が供給し続けているから、いわゆるプルバックと呼ばれるウェハWの回転速度の急減速に伴う、ウェハW上の現像液の急激な移動に起因するパターン倒れが発生することはない。 The supply time can be, for example, 10 to 50 seconds (when multiple LOOPs are not set, as described below), but can be set appropriately in relation to the second speed. For example, it can be appropriately set based on the residence time of the developer at the center of the wafer W as it spreads to the center, that is, the development time. For example, if the development time is 60 seconds, when the developer is supplied for 10 seconds at the first speed, it can be supplied for 50 seconds at the second speed. Also, since the developer continues to be supplied from the development nozzle 31 in step B, pattern collapse caused by the sudden movement of the developer on the wafer W due to a sudden deceleration in the rotation speed of the wafer W, known as pullback, does not occur.

その後は、現像液の吐出を停止し、図3(d)に示したように、ノズル支持部32を中心Pへ向けて移動させ、ウェハWの中心Pからリンスノズル33の吐出口までの距離Rが、例えば10mmとなる位置で停止させる。そしてこの位置でリンスノズル33からリンス液、例えば純水をウェハWに供給する。このときリンス液の吐出位置は、前記した距離D1よりも中心Pに近い位置であることから、ウェハWの回転速度は、第1の速度以上であればよい。距離Rとしては、例えば5mm~10mmが例示できる。 After that, the discharge of the developing solution is stopped, and as shown in FIG. 3(d), the nozzle support 32 is moved toward the center P and stopped at a position where the distance R from the center P of the wafer W to the discharge port of the rinse nozzle 33 is, for example, 10 mm. Then, at this position, a rinse solution, for example, pure water, is supplied to the wafer W from the rinse nozzle 33. At this time, since the discharge position of the rinse solution is closer to the center P than the above-mentioned distance D1, the rotation speed of the wafer W need only be equal to or higher than the first speed. The distance R can be, for example, 5 mm to 10 mm.

このような実施の形態にかかる現像方法によれば、現像液はウェハWの中心Pから外れた位置にて供給し、従来のようにウェハWの中心位置に絶えず現像液を連続して供給していない。したがって、ウェハWの中心部においてパターン剥がれが発生することが抑えられる。すなわち、現像処理の際に、ウェハWの中心Pへ、直接現像ノズル31から現像液を供給しないステップを実施することで、ウェハWの中心部の現像の程度、進行度合いを制御することができる。 According to the developing method of this embodiment, the developer is supplied at a position away from the center P of the wafer W, and the developer is not continuously supplied to the center position of the wafer W as in the conventional method. Therefore, the occurrence of pattern peeling at the center of the wafer W is suppressed. In other words, by performing a step in which the developer is not supplied directly from the developing nozzle 31 to the center P of the wafer W during the developing process, the degree and progress of development at the center of the wafer W can be controlled.

発明者の知見によれば、パターン剥がれは、現像液が供給される際の圧力(液圧)の積算値と相関関係があることが分かった。したがって、前記した実施の形態のようにウェハWの中心部に直接現像液を供給しないプロセス、ステップを採用することで、ウェハWの中心部において前記した液圧の積算値を低下させることができ、現像時のパターン剥がれが発生することを大幅に抑制できる。 The inventors have found that pattern peeling is correlated with the integrated value of the pressure (liquid pressure) when the developer is supplied. Therefore, by adopting a process and step in which the developer is not supplied directly to the center of the wafer W as in the above-described embodiment, the integrated value of the liquid pressure at the center of the wafer W can be reduced, and the occurrence of pattern peeling during development can be significantly suppressed.

またウェハWの中心部へ現像液が行き亘るのは、本開示のステップBの第2の速度でウェハWを回転させた後であるから、中心部に現像液が滞留している時間、すなわち現像している時間は、中心部に絶えず現像液を供給し続けている従来の現像方法よりも短い。したがって、従来見られたウェハWの中心部での過現像も抑えることが可能である。 In addition, since the developer reaches the center of the wafer W after the wafer W is rotated at the second speed in step B of the present disclosure, the time that the developer remains in the center, i.e., the developing time, is shorter than in conventional developing methods in which developer is constantly supplied to the center. Therefore, it is possible to suppress overdevelopment in the center of the wafer W, which was previously observed.

さらにまた前記実施の形態では、リンスノズル33によってリンス液を供給する位置も、ウェハWの中心Pから外れた位置であるから、リンス液の供給によるウェハWの中心部でのパターン剥がれ、パターン倒れも抑制することが可能である。 Furthermore, in the above embodiment, the position where the rinse liquid is supplied by the rinse nozzle 33 is also off the center P of the wafer W, so it is possible to prevent pattern peeling and pattern collapse at the center of the wafer W due to the supply of the rinse liquid.

前記実施の形態では、第1の速度でウェハWを回転させるステップAの後に、第1の回転速度よりも遅い第2の回転速度の下で現像液を供給するステップBを実行したが、先にステップBを実行し、その後にステップAを実行するようにしてもよい。 In the above embodiment, step A is performed in which the wafer W is rotated at a first speed, followed by step B in which the developer is supplied at a second rotation speed slower than the first rotation speed. However, step B may be performed first, followed by step A.

図4はかかる場合のプロセスの様子を示しており、スピンチャック11上に保持されたウェハWを第2の速度で回転させ、ノズル支持部32をウェハWの中心P側に移動させ、所定位置である第1の位置で停止させる(図4(a))、その後は図4(b)に示したように、ウェハWを第2の速度で回転させた状態で、第1の位置にて現像ノズル31から現像液をウェハWに供給する。そうすると、供給された現像液は、その広がりによって中心Pを含むウェハWの中心部を覆って広がる。 Figure 4 shows the process in this case, where the wafer W held on the spin chuck 11 is rotated at a second speed, the nozzle support 32 is moved toward the center P of the wafer W, and stopped at a first position, which is a predetermined position (Figure 4(a)), and then, as shown in Figure 4(b), while the wafer W is rotating at the second speed, developer is supplied to the wafer W from the developing nozzle 31 at the first position. The supplied developer then spreads to cover the central portion of the wafer W, including the center P.

次いで図4(c)に示したように、ウェハWを第2の速度よりも速い第1の速度で回転させる。そうすると、現像液はウェハWの中心Pからは外れた位置にてウェハW上に供給されているから、遠心力によって中心部の現像液もウェハWの外周側へと流れていき、ウェハW上には環状の現像液の液膜が形成される。その後は現像液の供給を停止して、ノズル支持部32をウェハWの中心側に移動させ、ウェハWの中心Pから距離Rの位置に、リンスノズル33の吐出口を位置させ、リンスノズル33からウェハWにリンス液を供給してウェハWを洗浄する(図4(d))。 Next, as shown in FIG. 4(c), the wafer W is rotated at a first speed that is faster than the second speed. Then, since the developer is supplied onto the wafer W at a position away from the center P of the wafer W, the developer in the center also flows toward the outer periphery of the wafer W due to centrifugal force, and a ring-shaped liquid film of the developer is formed on the wafer W. After that, the supply of the developer is stopped, the nozzle support 32 is moved toward the center of the wafer W, the outlet of the rinse nozzle 33 is positioned at a distance R from the center P of the wafer W, and the rinse liquid is supplied to the wafer W from the rinse nozzle 33 to clean the wafer W (FIG. 4(d)).

このように本開示におけるステップBを先に実施して少なくともウェハWの中心部の現像処理を先に行い、次いで本開示におけるステップAを実施するようにしたので、例えばKrFレジストやArFレジストのように、現像の前半で全体の現像処理が支配的なレジストの現像処理、換言すれば現像処理の前半と後半とで感度が異なる現像処理に対して、適切に対応して、ウェハWの中心部の現像を好適に制御することが可能である。 In this way, step B in the present disclosure is performed first to perform the development process of at least the center of the wafer W, and then step A in the present disclosure is performed. This makes it possible to appropriately respond to the development process of resists in which the overall development process is dominated in the first half of the development, such as KrF resists and ArF resists, in other words, development processes in which the sensitivity differs between the first and second halves of the development process, and to suitably control the development of the center of the wafer W.

また前記した図3の実施の形態では、ステップA(図3(b))の後にステップB(図3(c))を実行し、その後リンス液の供給による洗浄ステップ(図3(d))を実行していたが、ステップAとステップBを繰り返して実行してもよい。 In the embodiment of FIG. 3 described above, step A (FIG. 3(b)) is followed by step B (FIG. 3(c)), after which a cleaning step (FIG. 3(d)) is performed by supplying a rinsing liquid. However, steps A and B may be repeated.

図5のフローチャートはかかる場合のプロセスを示しており、まずLOOP1について説明すると、ウェハWを第1の速度で回転させ(ステップS1)、第1の位置にて現像液を吐出し(ステップS2)、そのまま現像液を吐出しながらウェハWを第2の速度で回転させる(ステップS3)。その後現像液の供給を停止する(ステップS4)。図3に示した例では、その後リンス液の供給によるウェハWの洗浄を実施していた。 The flowchart in Figure 5 shows the process in such a case. First, LOOP1 is explained. The wafer W is rotated at a first speed (step S1), the developer is discharged at a first position (step S2), and the wafer W is rotated at a second speed while the developer is still being discharged (step S3). Thereafter, the supply of the developer is stopped (step S4). In the example shown in Figure 3, the wafer W is then cleaned by supplying a rinse liquid.

この点図5に示した例では、現像液の供給を停止した後、現像液を入れ替えて新鮮な現像液を新たに供給するために一旦ウェハWを回転させてウェハW上の現像液を振り切る(ステップS5)。次いで、LOOP2として、ウェハWを第1の速度で回転させ(ステップS6)、第1の位置にて現像液を吐出し(ステップS7)、そのまま現像液を吐出しながらウェハWを第2の速度で回転させ(ステップS8)、その後現像液の供給を停止する(ステップS9)。すなわち、本開示におけるステップAとステップBとを繰り返して行っている。その後は、リンス液を供給してウェハWの表面を洗浄し(ステップS10)、次いでリンス液の供給を停止した後、ウェハWを回転させてウェハWをいわゆる振り切り乾燥させる(ステップS11)。 In the example shown in FIG. 5, after the supply of the developing solution is stopped, the developing solution is replaced and fresh developing solution is newly supplied by rotating the wafer W to shake off the developing solution on the wafer W (step S5). Next, as LOOP2, the wafer W is rotated at a first speed (step S6), the developing solution is discharged at the first position (step S7), the wafer W is rotated at a second speed while still discharging the developing solution (step S8), and then the supply of the developing solution is stopped (step S9). That is, steps A and B in this disclosure are repeated. After that, a rinsing solution is supplied to clean the surface of the wafer W (step S10), and then the supply of the rinsing solution is stopped, and the wafer W is rotated to so-called shake off and dry the wafer W (step S11).

このように本開示におけるステップAとステップBとを繰り返し行うことで、ウェハWの中心部分の現像の程度を制御する幅が広がる。すなわち、例えばLOOP1におけるステップS2の時間と、LOOP2におけるステップS7の時間を調整したり、相互に異なった時間とすることで、ウェハWの中心部分の現像の程度、進行度合いを制御すると共に、LOOP2における新鮮な現像液の供給によって現像処理を効率よく行うことが可能になる。 In this manner, by repeatedly performing steps A and B in the present disclosure, the range for controlling the degree of development of the central portion of the wafer W is expanded. That is, for example, by adjusting the time of step S2 in LOOP1 and the time of step S7 in LOOP2, or by making them different times, it is possible to control the degree and progress of development of the central portion of the wafer W, and to efficiently perform the development process by supplying fresh developer in LOOP2.

ところで、従来のウェハWを回転させながら、ウェハWの中心部に絶えず現像液を供給して現像する方法では、既述したように、ウェハWの中心部が過現像となりやすく、その結果、図6に示したように、パターンの線幅が中心程細く、外周部へと向かうにつれて太くなる傾向があり、基板面内の現像処理の均一性に改善の余地があった。 However, in the conventional method of developing by constantly supplying developer to the center of the wafer W while rotating the wafer W, as mentioned above, the center of the wafer W is prone to overdevelopment. As a result, as shown in Figure 6, the line width of the pattern tends to be narrower in the center and wider toward the periphery, leaving room for improvement in the uniformity of the development process within the substrate surface.

このような観点から、例えば図7に示したプロセスが提案できる。すなわち、前記したステップBにおいて、当初は図7(a)に示したように、ウェハWを第2の速度で回転させつつ第1の位置(例えば距離D1=30mm)において現像ノズル31からウェハWに現像液を供給する。その後図7(b)に示したように、第2の速度を維持しつつ現像ノズル31を外周側の第2の位置(例えば距離D2=60mm)に移動させる。 From this perspective, for example, the process shown in FIG. 7 can be proposed. That is, in the above-mentioned step B, initially, as shown in FIG. 7(a), the wafer W is rotated at a second speed while developer is supplied from the developing nozzle 31 to the wafer W at a first position (e.g., distance D1 = 30 mm). Then, as shown in FIG. 7(b), the developing nozzle 31 is moved to a second position (e.g., distance D2 = 60 mm) on the outer periphery while maintaining the second speed.

その後例えば5秒経過したら、そのまま第2の速度を維持して図7(c)に示したように、現像ノズル31を外周側の第3の位置(例えばD3=90mm)に移動させる。こうすることで、ウェハWの中心Pから中間部にかけての現像を段階的に抑制することができる。その結果、現像後のウェハWの線幅のプロファイルを、図8に示したように、全般的により平坦なものとすることができ、現像処理の面内均一性を向上させることができる。かかる場合、現像ノズル31の移動は、そのようないわば段階的な移動ではなく、連続的に移動させるようにしてもよい。 After that, for example, after 5 seconds have elapsed, the developing nozzle 31 is moved to a third position (e.g., D3 = 90 mm) on the outer periphery side as shown in FIG. 7(c) while maintaining the second speed. In this way, development from the center P of the wafer W to the intermediate portion can be suppressed in stages. As a result, the line width profile of the wafer W after development can be made generally flatter as shown in FIG. 8, and the in-plane uniformity of the development process can be improved. In such a case, the developing nozzle 31 may be moved continuously instead of in such a stepwise manner.

またそのような現像ノズル31移動は、図5に示したフローチャートのように、本開示におけるステップA、ステップBを繰り返す場合、すなわちLOOP1とLOOP2を実行する場合、LOOP1とLOOP2の各々、あるいはいずれかのLOOPにおいて実行してもよい。 Furthermore, such movement of the development nozzle 31 may be performed when steps A and B of this disclosure are repeated, i.e., when LOOP1 and LOOP2 are executed, as in the flowchart shown in FIG. 5, in each of LOOP1 and LOOP2, or in either LOOP.

さらにまた本開示におけるステップA、ステップBを3回繰り返す場合、すなわちLOOP1~LOOP3を有するプロセスの場合、LOOP1のステップBでは、図7(a)に示した現像ノズル31の位置(ウェハWの中心Pから距離D1離れた位置)にて吐出し、LOOP2のステップBでは、図7(b)に示した現像ノズル31の位置(ウェハWの中心PからD2離れた位置)にて吐出し、LOOP3のステップBでは、図7(c)に示した現像ノズル31の位置(ウェハWの中心Pから距離D3離れた位置)にて吐出するようにしてもよい。すなわち各LOOPごとに吐出位置をずらすようにしてもよい。このようなプロセスによっても、ウェハWの中心Pから中間部にかけての現像を段階的に抑制することができ、それによって現像後のウェハWの線幅のプロファイルを、図8に示したように、全般的により平坦なものとすることができる。 Furthermore, when steps A and B in the present disclosure are repeated three times, i.e., in the case of a process having LOOP1 to LOOP3, in step B of LOOP1, the developer nozzle 31 may be discharged at the position shown in FIG. 7(a) (a position at a distance D1 from the center P of the wafer W), in step B of LOOP2, the developer nozzle 31 may be discharged at the position shown in FIG. 7(b) (a position at a distance D2 from the center P of the wafer W), and in step B of LOOP3, the developer nozzle 31 may be discharged at the position shown in FIG. 7(c) (a position at a distance D3 from the center P of the wafer W). That is, the discharge position may be shifted for each LOOP. With such a process, development from the center P of the wafer W to the intermediate portion can be gradually suppressed, and the line width profile of the wafer W after development can be generally made flatter, as shown in FIG. 8.

以上説明した現像ノズル31の移動は、ステップBにおいてなされたものであるが、ステップAにおいても、現像ノズル31を中心側から周縁部側に段階的または連続的に移動させて現像液をウェハWに供給するようにしてもよい。 The movement of the developing nozzle 31 described above is performed in step B, but in step A as well, the developing nozzle 31 may be moved stepwise or continuously from the center side to the peripheral side to supply the developing solution to the wafer W.

さらにまた前記した現像ノズル31の移動は、図9に示した矢印Мのように第1の位置から周縁部側に段階的または連続的に移動させるものであったが、図9の破線矢印Nで示したように、ウェハWの周縁部側から中心側に移動させるようにしてもよい。この場合、ウェハWの回転速度は現像ノズル31が周縁部側に位置する時は、相対的低速(第2の速度)とし、現像ノズル31がウェハWの中心部側に位置する時には相対的高速(第1の速度)としてもよい。 Furthermore, the movement of the developing nozzle 31 described above is stepwise or continuous from the first position toward the periphery as indicated by the arrow M in FIG. 9, but it may also be moved from the periphery toward the center of the wafer W as indicated by the dashed arrow N in FIG. 9. In this case, the rotation speed of the wafer W may be set to a relatively low speed (second speed) when the developing nozzle 31 is located toward the periphery, and a relatively high speed (first speed) when the developing nozzle 31 is located toward the center of the wafer W.

なお前記した例は、ネガティブタイプのレジストの現像処理に有効なものであったが、これに限らずポジティブタイプのレジストにも有効である。 The above example was effective for developing negative-type resist, but it is also effective for positive-type resist.

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 The embodiments disclosed herein should be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.

1 現像装置
10 筐体
11 スピンチャック
12 回転部
13 回転駆動部
14 送風装置
21 カップ
22 底部
23 排液管
24 排気管
25 排液装置
26 バルブ
27 排気装置
31 現像ノズル
32 ノズル支持部
33 リンスノズル
100 制御装置
P 中心
W ウェハ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Developing device 10 Housing 11 Spin chuck 12 Rotating section 13 Rotation drive section 14 Air blowing device 21 Cup 22 Bottom section 23 Drain pipe 24 Exhaust pipe 25 Drain device 26 Valve 27 Exhaust device 31 Developing nozzle 32 Nozzle support section 33 Rinse nozzle 100 Control device P Center W Wafer

Claims (9)

基板を現像する現像装置であって、
基板の中心部周りに前記基板を回転させる回転支持部と、
前記回転支持部上の前記基板の表面に現像液を供給する現像ノズルと、
前記現像ノズルを少なくとも水平に基板上方で移動させるノズル移動機構と、
前記現像ノズルからの現像液の供給、前記回転支持部、及び前記ノズル移動機構を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、下記のステップAとステップBとを繰り返し実行するように構成されている、現像装置。
ステップA:前記基板を第1の速度で回転させた状態で、前記基板の中心部から外れた第1の位置にて前記現像ノズルから前記現像液を供給して、前記基板の表面に環状の現像液の液膜を形成するステップ。
ステップB:前記基板を前記第1の速度よりも遅い第2の速度で回転させた状態で、前記現像ノズルを前記第1の位置にて前記現像液を供給し、前記基板に供給された際の現像液の基板上の広がりで前記基板の中心部を覆うステップ。
A developing apparatus for developing a substrate, comprising:
a rotation support that rotates the substrate around a center of the substrate;
a developing nozzle for supplying a developing solution to a surface of the substrate on the rotation support;
a nozzle moving mechanism that moves the developing nozzle at least horizontally above the substrate;
a control unit that controls the supply of developer from the developing nozzle, the rotation support unit, and the nozzle movement mechanism,
The control unit is configured to repeatedly execute the following steps A and B.
Step A: While rotating the substrate at a first speed, the developer is supplied from the developing nozzle at a first position off the center of the substrate to form an annular liquid film of the developer on the surface of the substrate.
Step B: While rotating the substrate at a second speed slower than the first speed, the developing nozzle supplies the developer at the first position, and the developer spreads over the substrate when supplied to the substrate to cover the center of the substrate.
前記ステップAの後に前記ステップBが実行される、請求項1に記載の現像装置。 The developing device of claim 1, in which step B is performed after step A. 前記ステップBの後に前記ステップAが実行される、請求項1に記載の現像装置。 The developing device of claim 1, in which step A is performed after step B. 前記ステップAと前記ステップBが繰り返し実行される場合、前記現像ノズルは、最初に供給した第1の位置とは異なった第2の位置にて現像液を供給する、請求項1~3のいずれか一項に記載の現像装置。 4. The developing device according to claim 1, wherein, when the steps A and B are repeatedly performed, the developing nozzle supplies the developer at a second position different from a first position at which the developer is initially supplied. 前記第1の速度は、500rpm以下である、請求項1~のいずれか一項に記載の現像装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the first speed is 500 rpm or less. 前記ステップAまたはステップBにおいて、前記現像ノズルから現像液を供給しつつ、前記現像ノズルを前記第1の位置から前記基板の周縁部側に移動させる、請求項1~のいずれか一項に記載の現像装置。 6. The developing device according to claim 1 , wherein in step A or step B, the developing nozzle is moved from the first position to a peripheral edge side of the substrate while supplying a developer from the developing nozzle. 前記移動は、段階的または連続的である、請求項に記載の現像装置。 7. The development apparatus of claim 6 , wherein the movement is stepwise or continuous. 前記基板の表面にリンス液を供給するリンスノズルと、
前記リンスノズルを少なくとも水平に基板上方で移動させるリンスノズル移動機構と、
前記リンスノズルからのリンス液の供給及び前記リンスノズル移動機構を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記ステップAまたは前記ステップBを実行した後であって、前記基板を前記第1の速度よりも遅い第2の速度で回転させた状態で、前記リンスノズル前記基板の中心部から外れた位置でリンス液を前記基板に供給するステップを実行するように構成されている、請求項1~のいずれか一項に記載の現像装置。
a rinse nozzle for supplying a rinse liquid to a surface of the substrate;
a rinse nozzle moving mechanism that moves the rinse nozzle at least horizontally above the substrate;
a control unit that controls the supply of the rinse liquid from the rinse nozzle and the rinse nozzle moving mechanism,
The control unit is
The developing device according to any one of claims 1 to 7, further configured to perform a step of supplying a rinsing liquid to the substrate at a position where the rinse nozzle is off a center of the substrate while rotating the substrate at a second speed slower than the first speed after performing the step A or the step B.
現像液を用いて基板を現像する現像方法であって、
前記基板を第1の速度で回転させた状態で、前記基板の中心部から外れた第1の位置にて現像液を供給して、前記基板の表面に環状の現像液の液膜を形成するステップと、
前記基板を前記第1の速度よりも遅い第2の速度で回転させた状態で、前記第1の位置にて前記現像液を供給し、前記基板に供給された際の現像液の基板上の広がりで前記基板の中心部を覆うステップと、
を有し、
前記各ステップを繰り返し実行する、現像方法。
A developing method for developing a substrate using a developer, comprising the steps of:
supplying a developer to a first position off the center of the substrate while rotating the substrate at a first speed, thereby forming an annular developer film on a surface of the substrate;
supplying the developer at the first position while rotating the substrate at a second speed slower than the first speed, so that the developer spreads over the substrate when supplied to the substrate to cover a central portion of the substrate;
having
The developing method comprises repeating each of the steps .
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