显影装置和显影方法

专利名称：显影装置和显影方法
技术领域：
本发明涉及对表面涂布有抗蚀剂并被进一步曝光的基板进行显影处理的显影装 置、显影方法和存储介质。
背景技术：
在半导体制造工序之一的光致抗蚀工序中，对半导体晶片(以下称晶片)的表面 涂布抗蚀剂，在对该抗蚀剂以规定的图案曝光后进行显影，形成抗蚀图案。一般使用对进行 抗蚀剂的涂布、显影的涂布、显影装置连接曝光装置而成的系统进行这样的处理。在该涂布、显影装置，设置有对涂布了抗蚀剂的晶片供给显影液进行显影的显影 组件(显影装置)。显影组件具备基板保持部和显影处理部，该基板保持部用于保持晶片， 该基板处理部具备排液机构和排气机构，包含按照将保持在该基板保持部的晶片包围的方 式设置的杯体。另外，在显影组件设置有用于对晶片供给显影液的显影液喷出喷嘴和对晶 片供给纯水的纯水喷出喷嘴。对上述显影装置中的处理工序进行简单说明，首先例如从纯水喷出喷嘴向通过上 述基板保持部而绕着铅垂轴旋转的晶片的中心部供给纯水，该纯水由于离心力从上述中心 部向边缘部扩散。由此使晶片表面浸润，提高显影时的显影液的浸润性，即进行所谓预湿处 理。作为该预湿有时使用显影液的情况来代替纯水，这种情况下该显影液不是用于显影目 的，而是用于在形成上述液膜时提高晶片表面的浸润性的目的。在预湿处理后，从显影液喷出喷嘴向晶片表面喷出显影液，并使该显影液喷出喷 嘴在晶片W的直径方向移动，涡旋状地对晶片供给显影液。被供给的显影液在被预湿的晶 片表面浸润扩散，形成液膜。之后，从纯水喷出喷嘴向晶片供给纯水，上述显影液从晶片上 被冲洗去除。不过，作为曝光装置的曝光，浸液曝光变得广为使用，跟随该趋势，为抑制在浸液 曝光时使用的液体的影响，抗蚀剂的高疏水性化得到发展。不过，在对像这样具有高疏水性 的抗蚀剂进行显影时，在进行上述预湿和上述液膜的形成时，显影液和纯水会由于其表面 张力而集中在浸润性良好的部分。使用晶片W的示意图即图16进行具体说明。在开始上述预湿、纯水在晶片W表面 从中心部向边缘部扩散时，图中附加斜线表示的被纯水浸润的区域200的浸润性较高，而 没有被供给纯水的区域201的浸润性依然较低。这样，如果在晶片W形成有浸润性较高的 区域200，则即使接着向晶片W供给纯水，该纯水也会由于其表面张力而集中在区域200，通 过该区域200从晶片W的边缘部流出而下落。其结果为，预湿在区域201仍未被纯水浸润 的情况下结束。并且，即使在预湿结束后供给显影液，显影液虽然在浸润性较高的区域200 扩散，但与预湿的纯水相同地由于其表面张力而无法遍及区域201，其结果为，在显影液未 遍及的区域201未被显影的情况下，处理结束。另外，为实现吞吐量的提高，晶片有大型化的趋势，例如目前正在研究使用450mm 的晶片，但是在这样使用大型的晶片时，会产生较多上述未被显影液浸润的地方，显影缺陷可能会更容易发生。代替上述一边使晶片旋转一边供给显影液的方法，存在下述显影方法使晶片处 于静止状态，使具备覆盖晶片的直径的缝状的喷出口的显影液喷出喷嘴从晶片的一端向另 一端移动，同时供给显影液，形成该显影液的液膜，之后将晶片W保持在静止状态。不过， 若抗蚀剂的疏水性变高，即使使用该方法，由于上述的理由，形成均勻的液膜可能会变得较 难。而且，为了在这些显影方法中形成均勻的液膜，考虑增加对晶片供给的显影液的量，但 显影处理所需要的时间会变长，吞吐量降低，成本变高。在专利文献1中记载了将显影液的细雾进行喷雾的显影装置，但对上述的问题没有涉及，不能够解决该问题。 专利文献1 日本特开2000-232058

发明内容
本发明在这样的情况下完成，其目的在于提供一种能够对基板高均勻性地供给显 影液、抑制成品率的降低的显影装置、显影方法和存储介质。本发明的显影装置的特征在于，包括基板保持部，其将表面涂布有抗蚀剂并被曝 光后的基板水平地保持；表面处理液雾化机构，其将用于提高显影液对上述基板的浸润性 的表面处理液雾化；第一喷雾喷嘴，其将已雾化的上述表面处理液向上述基板喷雾；和显 影液喷出喷嘴，其向已喷雾上述表面处理液的基板喷出显影液进行显影。代替设置上述显影液喷出喷嘴，可具备雾化机构，其用于将显影液雾化；和第二 喷雾喷嘴，其用于对上述基板喷雾已雾化的显影液进行显影，或具备清洗液喷出喷嘴，其 用于对被供给上述显影液的基板供给清洗液，对基板进行清洗；和控制部，其对上述显影液 喷出喷嘴或上述第二喷雾喷嘴以及上述清洗液喷出喷嘴的动作进行控制，上述控制部输出 控制信号，使下述两步骤重复进行从显影液喷出喷嘴或第二喷雾喷嘴向基板供给显影液 的步骤，和接着从清洗液喷出喷嘴喷出清洗液的步骤。上述基板表面对水的静态接触角为 80°以上。本发明的显影方法的特征在于，包括将表面涂布有抗蚀剂并被曝光后的基板水 平地进行保持的工序；将用于提高显影液的浸润性的表面处理液雾化的工序；从第一喷雾 喷嘴向上述基板喷雾已雾化的表面处理液的工序；和从显影液喷出喷嘴向已喷雾上述表面 处理液的基板喷出显影液进行显影的工序。另外，代替实施从显影液喷出喷嘴向已喷雾上述表面处理液的基板喷出显影液进 行显影的工序，可包括雾化显影液的工序；和从第二喷雾喷嘴向上述基板喷雾已雾化的 显影液进行显影的工序，可以使下述两工序重复进行从显影液喷出喷嘴或第二喷雾喷嘴 向基板供给显影液的工序，和接着从清洗液喷出喷嘴向基板喷出清洗液清洗基板的工序。另外，本发明的存储介质存储有对基板进行显影处理的显影装置所使用的计算机 程序，其特征在于，上述计算机程序是用于实施上述显影方法的。本发明的显影装置包括表面处理液雾化机构，其将用于提高显影液对基板的浸 润性的表面处理液雾化；和喷雾喷嘴，其将已雾化的上述表面处理液向上述基板喷雾。雾化 的表面处理液与保持液状的表面处理液相比，对基板的表面张力较低，所以在基板上的聚 集受到抑制，能够容易地向基板整体供给，能够提高上述浸润性。其结果为，因为能够高均勻性地向基板供给显影液，所以显影缺陷得到抑制，成品率的降低能够得到抑制。


图1是本发明的实施方式的显影装置的纵截面图。图2是上述显影装置的俯视图。图3是设置于上述显影装置的显影液喷出喷嘴和喷雾喷嘴的立体图。图4是表示显影液喷出喷嘴和喷雾喷嘴移动的情况的说明图。图5是表示上述显影装置的显影工序的作用图。图6是表示上述显影装置的显影工序的作用图。图7是表示上述显影装置的其它的显影工序的作用图。图8是表示上述显影装置的其它的显影工序的作用图。图9是表示根据上述显影工序晶片表面发生变化的情况的示意图。图10是表示其它显影装置的纵截面图。图11是上述显影装置的横截面图。图12是表示上述显影装置的显影液喷雾喷嘴的结构的立体图。图13是具备上述显影装置的涂布、显影装置的俯视图。图14是上述涂布、显影装置的立体图。图15是上述涂布、显影装置的纵截面图。图16是表示被显影的晶片的表面的示意图。符号说明W 晶片1、7显影装置11旋转卡盘31显影液喷出喷嘴40、70 雾化部41显影雾喷雾喷嘴51纯水喷出喷嘴100控制部
具体实施例方式参照图1和图2，对实施本发明的显影方法的显影装置1进行说明。该显影装置1 设置有作为基板保持部的旋转卡盘11，其用于吸附晶片W的背面侧中央部，将其保持为水 平姿势。旋转卡盘11通过旋转轴12与驱动机构13连接，按照晶片W的中心位于旋转卡盘 11的旋转轴上的方式进行设定。另外，旋转卡盘11通过驱动机构13能够在保持晶片W的 状态下绕着铅垂轴旋转和升降，在显影处理中，该旋转速度根据从后述的控制部100输出 的控制信号进行控制。按照包围旋转卡盘11上的晶片W的方式设置有在上方侧开口的杯体21。该杯体 21包括上部侧为四角状、下部侧为圆筒状的外杯22 ；和上部侧向内侧倾斜的筒状的内杯 23，外杯22通过与外杯22的下端部连接的升降部24进行升降，进一步地，内杯23能够被形成在外杯22的下端侧内周面的台阶部顶起而升降。在旋转卡盘11的下方侧，设置有圆形板25，在该圆形板25的外侧，截面形成为凹 部状的受液部26沿着整个一周进行设置。受液部26的底面形成有排水排出口 27，从晶片 W洒落或被甩落而存积在受液部26的显影液或冲洗液通过该排水排出口 27向装置的外部 排出。另外在圆形板25的外侧还设置有截面为山形的环状部件28。另外，还设置有省略图 示的贯通圆形板25的例如三根基板支承销即升降销，通过该升降销和未图示的基板搬送 机构的协作作用，搬送至显影装置1的晶片W被交接到旋转卡盘11。显影装置1包括显影液喷出喷嘴31、第一喷雾喷嘴即显影雾喷雾喷嘴41、纯水喷 出喷嘴51。如图3(a)所示，在显影液喷出喷嘴31的下端，设置有向铅垂方向的下方开口、 并按照与晶片W的表面相对的方式形成的缝状的喷出口 32，向保持在旋转卡盘11上的晶 片W喷出带状的显影液。该喷出口 32的长度方向按照从晶片W的边缘部朝向中央部侧的 方式形成。该长度方向的大小Ll为例如8mm 15mm，宽度方向的大小L2为例如0. Imm 1mm。另外，向晶片W喷出显影液时的喷出口 32与晶片W的距离为例如1 20mm。显影液喷出喷嘴31与显影液供给管33的一端连接，其另一端通过由阀门或质量 流控制器等构成的流量控制部34与显影液供给源35连接。流量控制部34接收从控制部 100输出的控制信号(d)，由此，从上述喷出口 32向晶片W的显影液的供给和中断受到控 制。如图3 (b)所示，在显影雾喷雾喷嘴41的下端设置有向铅垂方向的下方开口、并按 照与晶片W的表面相对的方式形成的圆形的细孔状的喷出口 42，向保持在旋转卡盘11上的 晶片W喷出已雾化的显影液(以下称显影雾)。喷出口 42的口径L3为例如IOmm 30mm。 显影雾喷雾喷嘴41与细雾供给管43的一端连接，其另一端依次通过阀门VI、雾化部40、流 量控制部44，与上述显影液供给源35连接。另外，雾化部40与气体供给管45的一端连接，气体供给管45的另一端通过流量 控制部46与存积有不活性气体例如N2气体的N2气体供给源47连接。流量控制部44、46 由阀门、质量流控制器等构成，根据从控制部100输出的控制信号(c、d)，对朝向下游侧的 显影液、N2气体的流量进行控制。根据从控制部100输出的控制信号(e)控制阀门Vl的开 闭。雾化部40包括存积从显影液供给源35供给的显影液的槽；和振动子，其用于根 据从控制部100输出的控制信号(f)，对存积在该槽中的显影液施加例如超声波，生成显影 雾。作为该显影雾的粒径，例如为3μπι以下，在该雾化部40生成的显影雾，通过供给到该 雾化部40的载体气体即上述N2气体，在下游侧流过供给管43，与该N2气体一起从喷雾喷 嘴41向晶片W供给。在纯水喷出喷嘴51的下端具备在铅垂方向的下方开口、并对晶片W供给纯水的喷 出口 52。纯水喷出喷嘴51与纯水供给管53的一端连接，纯水供给管53的另一端通过由阀 门或质量流控制器等构成的流量控制部54与纯水供给源55连接。流量控制部54接收来 自控制部100的控制信号(a)，由此，从上述喷出口 52向着晶片W的纯水的供给和中断受到 控制。纯水喷出喷嘴51的喷出口 52与显影雾喷雾喷嘴的喷出口 42同样地形成为圆形的 细孔状。显影液喷出喷嘴31、显影雾喷雾喷嘴41、纯水喷出喷嘴51分别被支承在喷嘴臂15a、15b、15c的一端侧，喷嘴臂15a、15b、15c的另一端侧与具备未图示的升降机构的移动 基体16a、16b、16c连接。另外，移动基体16a和16c能够沿着在横向方向上延伸的引导部 件17a在横向方向移动，移动基体16b能够沿着与上述引导部件17a平行的引导部件17b 在横向方向移动。通过该移动基体16a 16c，载置于旋转卡盘11上的朝向晶片W的各喷嘴31、41、 51的喷出口 32、42、52的投影区域分别能够在晶片W的直径上沿着该晶片W的径向方向移 动。图4(a)表示在进行显影处理时上述显影液喷出喷嘴31的喷出口 32的投影区域32a移 动的情况，图4(b)表示在进行预湿时上述显影雾喷雾喷嘴41的喷出口 42的投影区域42a 移动的情况。图中的P表示晶片 W的中心。图2中18a、18b、18c分别是显影液喷出喷嘴31、显影雾喷雾喷嘴41、纯水喷出喷 嘴51的待机部，设置在外杯22的外侧。各喷嘴31、41、51在不对晶片W进行处理时在这些 待机部18a 18c待机。接着对控制部100进行说明。控制部100例如由计算机构成，具有未图示的程序 存储部。在该程序存储部存储有由编写命令的例如软件构成的程序，以进行在后述的作用 说明的显影处理，通过控制部100读出该程序，控制部100对晶片的旋转速度、喷嘴的移动、 供向晶片的显影液、显影雾和纯水的供给等进行控制。该程序以收纳于例如硬盘、光盘、磁 光盘或闪存卡等存储介质中的状态存储于程序存储部。在搬入该显影装置1的晶片W的表面，形成有疏水性的抗蚀剂膜，上述抗蚀剂膜按 照规定的图案接受曝光处理。该抗蚀剂的对水的静态接触角为例如80°以上。另外，该晶 片W的大小为例如300mm 450mm。参照图5和图6，说明利用显影装置1对晶片W进行一连串的显影处理的顺序。(步骤Sl晶片的搬入，即图5(a)所示)首先，通过未图示的基板搬送机构将上述晶片W搬送到显影装置1，通过该基板搬 送机构和未图示的升降销的协作作用，晶片W被交接到旋转卡盘11，接着，外杯22和内杯 23被设定在上升位置。然后，旋转卡盘11以规定的转速例如50rpm IOOrpm进行旋转，并 且显影雾喷雾喷嘴41从待机部18b移动到晶片W的中心部上(图5(a))。另一方面，存积 在雾化部40的显影液被施加超声波，生成显影雾M。(步骤S2开始通过显影雾进行的预湿，即图5(b)所示)N2气体被供给到雾化部40，同时阀门Vl被打开。雾化部40的显影雾M通过N2气 体被供给到显影雾喷雾喷嘴41，与N2气体一起从该显影雾喷雾喷嘴41向晶片W供给。(步骤S3对晶片整体的预湿，即图5 (C)所示)显影雾喷雾喷嘴41从晶片W的中心部上向边缘部上移动，显影雾M被供给到晶片 W整体，进行预湿(图5(c))。因为供给到晶片W的显影雾M为雾状，即较小的粒子状，所以 对该抗蚀剂的表面张力与显影液相比要低，在晶片W的面内的抗蚀剂中，向浸润性较高的 地方的聚集受到抑制，晶片W面内整体被高均勻性地供给，晶片W表面整体的浸润性变高。(步骤S4开始显影液的供给，即图5 (d)所示)阀门Vl被关闭，停止从显影雾喷雾喷嘴41供给显影雾M和N2气体，在显影雾喷 雾喷嘴41返回待机部18b的同时，显影液喷出喷嘴31从待机部18a向晶片W的边缘部移 动。晶片W的转速为例如lOOrpm，显影液喷出喷嘴31向其边缘部上带状地喷出显影液D (图5(d))。(步骤S5显影液的液膜的形成，即图5(e)所示)显影液喷出喷嘴31 —边供给显影液D —边向晶片W的中心部上移动，显影液D从 晶片W的外侧向着内侧螺旋状地对晶片W表面供给。然后，显影液喷出喷嘴31以喷出显影 液D的状态在晶片W的中心部上停止，并且晶片W的转速成为例如2000rpm，由于旋转的该 晶片W的离心力，供给到晶片W的显影液D不留缝隙地在附着有显影雾M的浸润性变高的 晶片W的表面浸润散开，在该表面整体形成显影液D的液膜E (图5 (e))，显影液D浸透抗蚀 剂。(步骤S6显影液供给的停止，即图5 (f)所示)当显影液喷出喷嘴31停止在晶片W中心部上经过规定的时间后，停止显影液D的 供给，在显影液喷出喷嘴31向待机部18a返回的同时，纯水喷出喷嘴51从待机部18c向晶 片W的中心部上移动(图5(f))。(步骤S7:晶片的清洗，即图6(g)所示)从纯水喷出喷嘴51向晶片W喷出纯水F作为清洗液，由于旋转的晶片W的离心力 的作用，纯水F沿着该晶片W的表面向外侧扩散。通过该纯水的供给，在抗蚀膜上，由于显 影液D而变质的溶解性部分被从晶片W表面冲洗掉，在抗蚀剂膜上残留形成图案的不溶解 性部分(图6(g))。(步骤S8干燥处理，即图6 (h)所示)从纯水F的喷出开始经过规定的时间后，停止该纯水F的供给，纯水喷出喷嘴51 返回待机部18c，另一方面，纯水F由于该旋转而从晶片W甩落，使晶片W干燥(图6 (h))。 之后，停止晶片W的旋转，使外杯22和内杯23下降，利用未图示的基板搬送机构搬出晶片 W，结束显影处理。该显影装置1包括雾化部40，其将为了提高显影液对晶片W的浸润性而在预湿 中使用的显影液雾化，生成显影雾；和显影液喷雾喷嘴41，其对上述晶片W喷出上述显影 雾。雾化的显影液与保持液状的显影液相比，对晶片W的表面张力较低，所以在晶片W上的 聚集受到抑制，因此能够容易地向该表面整体供给，能够提高上述浸润性。其结果为，因为 能够高均勻性地向晶片W供给显影液，所以不能够正常显影的地方的产生得到抑制，成品 率的降低能够得到抑制。另外，与对晶片W大量供给显影液而使其遍及该表面整体相比，能 够实现由显影液的省液化带来的低成本化和由于供给显影液的时间的缩短化带来的吞吐 量的提高。不过，本发明的发明者们已验证了下述情况在抗蚀剂中，对显影液具有溶解性的 部分，仅通过与该显影液接触会不溶入液体中而仍然残留在抗蚀剂膜的表面，在显影液供 给后，当如上所述地对晶片W供给例如水等作为清洗液时，该部分溶入液体中，存在进行显 像的趋势。存在实际上需要的显影时间比根据抗蚀剂的材料组成而得到的显影时间更长的 情况，这种情况下该趋势产生影响，显影液向抗蚀剂的深度方向浸透需要耗费时间，另外， 可认为若图案精细则该趋势表现得较大。对应于这种趋势，为抑制显影液的消耗量和抑制 显影处理所需要的时间变长，通过上述显影装置1对晶片W交替重复地供给显影液和水，以 下参照图7 图9对这种显影方式进行说明。图7和图8是该显影处理的工序图，图9是示意地表示晶片W的纵截面的变化的图。图9(a)表示被搬送到显影装置1时的显影前的晶片W，图中61表示抗蚀剂膜，62表示对显影液不具有溶解性的部分，63表示对显影液具有溶解性的部分。按照上述步骤Sl S4,在预湿后从显影液喷出喷嘴31开始显影液的供给，显影液 喷出喷嘴31 —边喷出显影液D —边向晶片W的中心部上移动，与步骤S5相同的，当位于中 心部上时，使晶片W的转速上升，供给到晶片W的显影液D浸润散开，在晶片W表面整体形 成显影液D的液膜E (步骤Tl 显影液的液膜的形成图7(a))。显影液喷出喷嘴31在晶片W的中心部上停止，之后，纯水喷出喷嘴51从待机部 18c朝向晶片W的中心部上移动，并停止显影液D的喷出(步骤T2 停止显影液的供给图 7(b))。然后，显影液喷出喷嘴31向晶片W的边缘部上移动，并使纯水喷出喷嘴51位于晶 片W的中心部上，纯水F从该纯水喷出喷嘴51向晶片W的中心部喷出，由于离心力而向晶 片W的边缘部扩散(步骤T3:纯水的供给图7 (c))。图9(b)表示这时的晶片W的表面的状 态，图中64是已溶解的抗蚀剂成分。像这样与显影液接触的溶解性部分63的表面溶入液 体中，被从抗蚀剂膜61冲洗去除。在纯水的喷出持续规定的时间后，停止该喷出，纯水喷出喷嘴51向晶片W的边缘 部上移动，同时晶片W的纯水被甩落(步骤T4 纯水的甩落图7(d))。然后，在从停止纯水 的喷出经过规定的时间后，晶片W的转速降低，并且显影液喷出喷嘴31向晶片W的边缘部 上再次喷出显影液D (步骤T5 开始显影液的再供给图7(e))，一边持续喷出一边前往晶片 W的中心部上。与步骤Tl相同的，在显影液喷出喷嘴31位于中心部上的同时，使晶片W的 转速上升，显影液D浸润散开，在晶片W的表面整体再次形成显影液D的液膜E (步骤T6 显影液的液膜的再形成图7 (f))。在显影液喷出喷嘴31移动到晶片W的中心部上经过规定的时间后，停止显影液D 的供给，显影液喷出喷嘴31向待机部18a移动，并且纯水喷出喷嘴51移动到晶片W的中心 部上，从该纯水喷出喷嘴51向晶片W的中心部喷出纯水F，由于离心力，纯水F向晶片W的 边缘部扩散(步骤T7:晶片的清洗图8(g))。图9(c)示意地表示这时的晶片W的表面，如 该图所示，与显影液D接触的溶解性部分63溶入液体中，形成抗蚀图案65，溶解成分64通 过纯水F被从抗蚀剂膜61冲洗去除。在晶片W的表面被清洗后，按照上述步骤S8，进行晶 片W的干燥处理。根据这样的显影方法，可得到上述实施方式的不能显影的地方的产生受到抑制的 效果，并且在去除与显影液接触的溶解性部分的表面后，再次供给显影液并去除与该显影 液接触的溶解性部分的表面，因此能够使该溶解性部分有效地与显影液接触。于是，能够实 现上述显影液的使用量的减少，能够抑制显影处理所需要的时间。另外，能够以高分辨率进 行显影。也可以重复进行该实施方式表示的次数以上的显影液和纯水的供给。接着，有关进行其它显影方式的显影装置7，以与显影装置1的差别为中心进行说 明。如图4所示，该显影装置7具备与显影雾供给管73连接的显影雾喷雾喷嘴71，显影雾 供给管73的上游侧经由雾化部70、流量控制部74，在流量控制部44的上游侧与细雾供给 管43连接。雾化部70与雾化部40相同地构成，该雾化部70与气体供给管75的一端连接。 气体供给管75的另一端经由流量控制部76与气体供给管45的流量控制部46的上游侧连接。流量控制部74、76与上述流量控制部44、46相同地构成。如图11所示，显影雾喷雾喷嘴71代替显影液喷出喷嘴31经由喷嘴臂15a与移动 基体16a连接，如图12(a)所示，具备缝状的向下方开口的喷出口 72。如图12(b)所示，喷 出口 32的长度方向的长度形成为比晶片W的直径大，使得当显影雾喷雾喷嘴71在晶片W 上沿横方向移动时，能够对晶片W整体供给显影雾M。作为该显影装置7的显影方法的一例，例如进行上述实施方式的步骤Sl S3，在 对晶片W进行预湿后，停止由旋转卡盘11引起的晶片W的旋转。之后，使显影雾喷雾喷嘴 71位于晶片W的一端侧，一边喷出显影雾M —边向晶片W的另一端侧移动，向晶片W的整 体供给显影雾M。此处被喷出的显影雾M例如是浓度比在预湿时喷出的显影雾M高的显影 雾，是足够用于使用晶片W显影的显影雾。通过预湿，晶片W的表面对显影雾M的亲和性变高，因此，从显影雾喷雾喷嘴71供 给的显影雾M高效地附着于该表面，晶片W表面的显影雾的浓度变高，晶片W的表面变质， 进行了显影。之后，按照步骤S7，清洗晶片W，抗蚀剂的溶解性部分被去除，按照步骤S8进 行晶片W的干燥。在该显影装置7中也可以像上述实施方式那样，重复进行来自显影雾喷雾喷嘴71 的显影雾M的供给和来自纯水喷出喷嘴51的纯水的喷出。另外，作为为了进行显影而供给 显影雾的喷嘴的形状，并不限定于上述例子，但因为上述例子的显影雾喷雾喷嘴71的形状 能够对晶片W的较广的区域供给大量的显影雾，这样对用于通过细雾进行显影处理是有效 的。另外，也可以与预湿时同样地一边使晶片W旋转一边供给显影雾。另外，作为预湿所使 用的表面处理液，并不限定于显影液，例如可以为纯水或纯水与显影液的混合液。以下对组装有上述显影装置1的涂布、显影装置101进行说明。图13表示抗蚀图 案形成系统的俯视图，该系统在涂布、显影装置101连接有例如进行浸液曝光的曝光装置 C4，图14是该系统的立体图。另外，图15是涂布、显影装置101的纵截面图。在该涂布、显 影装置101，设置有载体块Cl，交接臂112从载置于载置台111上的密闭型的载体110取出 晶片W，交接到处理块C2，交接臂112从处理块C2接受处理完毕的晶片W，返回载体110。载 体110包含多片晶片W，各晶片W被依次向处理块C2搬送。如图14所示，上述处理块C2在该例中从下依次层叠有用于进行显影处理的第一 块(DEV层)Bl ；用于进行在抗蚀剂膜的下层形成反射防止膜的形成处理的第二块(BCT层) B2 ；用于进行抗蚀剂膜的涂布的第三块(COT层)B3 ；和用于进行形成在抗蚀剂膜的上层的 保护膜的形成的第四块(ITC层)B4。处理块C2的各层在俯视下为同样的结构。以第三块(COT层)B3为例进行说明， COT层B3包括抗蚀剂膜形成组件，其用于形成抗蚀剂膜作为涂布膜；搁板单元Ul U4，其 构成用于进行在该抗蚀剂膜形成组件中进行的处理的前处理和后处理的加热 冷却系统的 处理组件组；和搬送臂A3，其设置在上述抗蚀剂膜形成组件和加热·冷却系统的处理组件 组之间，在它们之间进行晶片W的交接。上述搁板单元Ul U4沿着搬送臂A3移动的搬送区域Rl排列，分别通过层叠上述加热组件、冷却组件而构成。加热组件具备用于加热载置的晶片的加热板，冷却组件具备 用于冷却载置的晶片的冷却板。对于第二块(BCT层)B2、第四块(ITC层)B4，分别设置有相当于上述抗蚀剂膜形成组件的反射防止膜形成组件、保护膜形成组件，在这些组件中除了分别对晶片W供给反 射防止膜形成用的药液、保护膜形成用的药液代替抗蚀剂作为处理液之外，与COT层B3为 相同的结构。对于第一块(DEV层)Bi，在一个DEV层Bl内层叠有两级对应于抗蚀剂膜形成组件 的显影组件113，各显影组件113包括相当于上述显影装置1或7的3台显影处理部；和 这些显影处理部所包含的、各显影处理部共同的框体。另外，在DEV层Bi，设置有搁板单元 Ul U4，其构成用于进行该显影组件113的前处理和后处理的加热 冷却系统的处理组件 组。并且，在DEV层Bl内，设置有向这两级的显影组件和上述加热·冷却系统的处理组件 搬送晶片W的搬送臂Al。即，对于两级的显影组件，搬送臂Al是共同的。该搬送臂Al相当 于上述基板搬送机构。此外，如图13和图15所示，在处理块C2设置有搁板单元TO，来自载体块Cl的晶 片W被依次搬送到上述搁板单元U5中的一个的交接单元，例如与第二块(BCT层)B2对应 的交接单元CPL2。第二块(BCT层)B2内的搬送臂A2从该交接单元CPL2接受晶片W，向各 单元(反射防止膜形成组件和加热·冷却系统的处理组件组)搬送，通过这些单元在晶片 W上形成反射防止膜。之后，晶片W被搬送到搁板单元U5的交接单元BF2、交接臂D1、搁板单元U5的交 接单元CPL3，在此处被温度调节到例如23°C，通过搬送臂A3被搬入第三块(COT层)B3，在 抗蚀剂膜形成组件中形成抗蚀剂膜。进一步 地，晶片W通过搬送臂A3被交接到搁板单元TO 的交接单元BF3。另外，形成有抗蚀剂膜的晶片W也可以在第四块(ITC层)B4进一步形成 保护膜。这种情况下，晶片W通过交接单元CPL4被交接到搬送臂A4，在保护膜形成后通过 搬送臂A4被交接到交接单元TRS4。另一方面，在DEV层Bl的上部，设置有梭动臂115，其为用于从设置于搁板单元TO 的交接单元CPLl 1直接向设置于搁板单元TO的交接单元CPL12搬送晶片W的专用的搬送机 构。形成有抗蚀剂膜或进一步形成有保护膜的晶片W通过交接臂Dl从交接单元BF3、TRS4 接受，交接到交接单元CPLl 1，之后通过梭动臂115直接搬送到交接单元CPL12，装入接口块 C3。另外，图15中的附有CPL的交接单元兼作温度调节用冷却单元，附有BF的交接单元兼 作能够载置多片晶片W的缓冲单元。接着，晶片W通过接口臂116被搬送到曝光装置C4，在此处进行规定的曝光处理 后，载置到搁板U6的交接单元TRS6，返回处理块C2。返回的晶片W在第一块(DEV层)Bl 进行显影处理，通过搬送臂Al交接到搁板单元TO的交接单元TRS1。之后，通过交接臂112 返回载体110。
权利要求
一种显影装置，其特征在于，包括基板保持部，其水平地保持表面涂布有抗蚀剂并被曝光后的基板；表面处理液雾化机构，其将用于提高显影液对所述基板的浸润性的表面处理液雾化；第一喷雾喷嘴，其使已雾化的所述表面处理液向所述基板喷雾；和显影液喷出喷嘴，其用于向已喷雾所述表面处理液的基板喷出显影液进行显影。
2.一种显影装置，其特征在于，包括基板保持部，其水平地保持表面涂布有抗蚀剂并被曝光后的基板；表面处理液雾化机构，其使用于提高显影液对所述基板的浸润性的表面处理液雾化；第一喷雾喷嘴，其将已雾化的所述表面处理液向所述基板喷雾；显影液雾化机构，其用于将显影液雾化；和第二喷雾喷嘴，其用于对所述基板喷雾已雾化的显影液进行显影。
3.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，包括清洗液喷出喷嘴，其用于对被供给所述显影液的基板供给清洗液，清洗基板；和 控制部，其控制所述显影液喷出喷嘴和所述清洗液喷出喷嘴的动作， 所述控制部输出控制信号，使下述两步骤重复进行从显影液喷出喷嘴向基板供给显 影液的步骤，和接着从清洗液喷出喷嘴喷出清洗液的步骤。
4.如权利要求2所述的显影装置，其特征在于，包括清洗液喷出喷嘴，其用于对被供给所述显影液的基板供给清洗液，清洗基板；和 控制部，其控制所述第二喷雾喷嘴和所述清洗液喷出喷嘴的动作， 所述控制部输出控制信号，使下述两步骤重复进行从第二喷雾喷嘴向基板供给显影 液的步骤，和接着从清洗液喷出喷嘴喷出清洗液的步骤。
5.如权利要求1或2所述的显影装置，其特征在于 所述基板表面对水的静态接触角为80°以上。
6.一种显影方法，其特征在于，包括水平地保持表面涂布有抗蚀剂并被曝光的基板的工序；使用于提高显影液在所述基板的浸润性的表面处理液雾化的工序；从第一喷雾喷嘴向所述基板喷雾已雾化的表面处理液的工序；和从显影液喷出喷嘴向已喷雾所述表面处理液的基板喷出显影液进行显影的工序。
7.—种显影方法，其特征在于，包括水平地保持表面涂布有抗蚀剂并被曝光后的基板的工序； 使用于提高显影液在所述基板的浸润性的表面处理液雾化的工序； 从第一喷雾喷嘴向所述基板喷雾已雾化的表面处理液的工序； 使显影液雾化的工序；和从第二喷雾喷嘴向所述基板喷雾已雾化的显影液进行显影的工序。
8.如权利要求6所述的显影方法，其特征在于 重复进行下述两工序从显影液喷出喷嘴向基板供给显影液的工序，和 接着从清洗液喷出喷嘴向基板喷出清洗液清洗基板的工序。
9.如权利要求7所述的显影方法，其特征在于重复进行下述两工序从第二喷雾喷嘴向基板供给显影液的工序，和 接着从清洗液喷出喷嘴向基板喷出清洗液清洗基板的工序。
全文摘要
本发明提供能够高均匀性地对基板供给显影液、抑制成品率的降低的显影装置、显影方法和存储介质。显影装置包括基板保持部，其水平地保持表面涂布有抗蚀剂并被曝光后的基板；表面处理液雾化机构，其使用于提高显影液对上述基板的浸润性的表面处理液雾化；第一喷雾喷嘴，其将已雾化的上述表面处理液向上述基板喷雾；和显影液喷出喷嘴，其向已喷雾上述表面处理液的基板喷出显影液进行显影。雾化的表面处理液与保持液状的表面处理液相比，对基板的表面张力较低，所以在基板上的聚集受到抑制，能够容易地向基板整体供给，能够提高上述浸润性。其结果为，因为能够高均匀性地向基板供给显影液，成品率的降低能够得到抑制。
文档编号G03F7/30GK101833250SQ201010132989
公开日2010年9月15日 申请日期2010年3月12日 优先权日2009年3月13日
发明者吉原孝介, 吉田勇一, 山本太郎, 有马裕 申请人:东京毅力科创株式会社