[发明专利]显影装置和显影方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对表面涂敷有抗蚀剂且已被曝光的基板进行显影的显影装置和显影方法。

背景技术

在以往的光致抗蚀剂(以下称为抗蚀剂)的显影处理中，自喷嘴向涂敷了抗蚀剂且沿规定的图案(Pattern)曝光的半导体晶圆(以下称为晶圆(Wafer))表面供给显影液。为了取得晶圆表面的处理的均匀性，而以能够在晶圆的整个表面上均匀地形成液膜的方式供给上述显影液，并利用该液膜来溶解抗蚀剂。

作为像这样形成显影液的液膜的方法，已知有如下方法：一边使具有长条状的喷出口的喷嘴移动一边向静止状态的晶圆喷出显影液，来对晶圆的整个表面进行静液显影(日文：液盛り)的方法(puddle development：水坑式(旋覆浸没)显影)、一边使晶圆绕铅直轴线旋转一边例如沿该晶圆的径向供给显影液，而在离心力的作用下涂开显影液的方法(puddlelessdevelopment：非水坑式(旋覆浸没)显影)。

考虑到构成抗蚀剂的材料的组成，显影液与抗蚀剂的反应会在比较短的时间内进行。但是，在上述各方法中，为了形成均匀的液膜而需要使用大量的显影液，且需要花费时间将该显影液供给到晶圆上。在像这样供给显影液的工序中会花费大量的时间，因此从显影液的供给开始到该显影液与抗蚀剂的反应完成为止需要一定的时间，例如大约30秒～60秒。

但是，作为晶圆的曝光处理，有时采用液浸曝光处理，为了抑制用于该液浸曝光处理的液体带给晶圆的影响，而具有提高抗蚀剂的防水性的趋势。但是，在使用了防水性高的抗蚀剂的情况下，若利用上述各方法进行显影，则容易出现没有被显影液浸润到的部位。因此，对于像这样的高防水性的抗蚀剂，为了均匀地形成显影液的液膜，需要更多的显影液，而导致成本变高、显影液的供给时间变得更长，从而有可能妨碍显影装置的高生产率。

在专利文献1中记述了将呈雾状的显影液供给到收纳有基板的腔室(Chamber)内的技术。基板以自加热板浮起的状态被支承，该基板的温度通过加热板来进行调整。并且，还记述了通过将基板的温度设定得比雾状的显影液的温度低来使显影液在基板表面结露而形成液膜的方法。但是，对于将基板载置到调温板(温度调节板)上而使显影液的蒸气在该基板上结露的情况没有记述。

专利文献1：日本特开2005-277268(第0139、0141段)

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够抑制显影液的使用量且快速地在基板的整个表面上形成显影液的液膜的显影装置和显影方法。

本发明的显影装置是对已曝光的基板进行显影的显影装置，其特征在于，包括：

气密的处理容器，其用于形成处理气氛；

调温板，其设在上述处理容器内，用于载置基板；

气氛气体供给部，其用于向上述处理容器内的基板的表面供给包含显影液雾沫(mist)和显影液蒸气的气氛气体；

第1温度调整部，其用于将上述调温板的温度调整为使上述气氛气体在基板上结露的温度，

上述处理容器的内壁的温度被维持为上述气氛气体难以在该内壁上结露的温度。

上述显影装置还包括例如温度设定部，其借助上述第1温度调整部来设定调温板的温度，以使上述基板表面的显影液的液膜的厚度成为与基板的处理制程程序(recipe)相对应的厚度。另外，上述显影装置也可以包括第2温度调整部，其用于将上述处理容器的内壁的温度维持为上述显影液蒸气在该内壁上不结露的温度。而且，上述调温板包括例如用于将基板吸附在该调温板的表面上的吸附机构。

上述显影气氛气体也可以包含显影液蒸气来取代包含显影液雾沫和显影液蒸气，例如上述气氛气体供给部包括用于加热气氛气体的加热部件。气氛气体也可以利用上述加热部件加热到比加热气氛中的显影液的饱和温度高的温度。

另外，本发明的显影方法是对已曝光的基板进行显影的显影方法，其特征在于，包括：

向形成处理气氛的气密的处理容器内搬入基板的工序；

向已搬入到处理容器内的基板的表面供给包含显影液雾沫和显影液蒸气的气氛气体的工序；

将设在处理容器内且用于载置基板的调温板的温度调整为上述显影液蒸气在基板上结露的温度以下的工序；

将基板载置在上述调温板上而使上述显影液蒸气结露、利用上述显影液雾沫和该结露部分形成显影液的液膜的工序，

上述处理容器的内壁的温度被维持为上述显影液蒸气难以在该内壁上结露的温度。