[发明专利]碱液的制造方法、碱液及其应用、药液涂布装置及其应用

说明书

发明所属的技术领域

本发明涉及光刻胶膜等显影和剥离用碱液的制造方法和碱液，使用该碱液的图形形成方法，光刻胶膜的剥离方法，药液涂布装置，形成光刻胶膜前的基板处理方法，以及用直线状药液供给喷嘴从基板一端扫描至另一端，同时通过该药液供给喷嘴向被处理基板上供给药液，使被处理基板上形成药液膜的药液供给方法。

已有技术

随着半导体元件尺寸的微细化和基板的大口径化，用以往显影方法导致致命缺陷发生，基板面内和芯片内图形尺寸显著不均成为大问题。

半导体制造工艺中，一般使用四甲基氢氧化铵(TMAH)等碱性水溶液作感光性光刻胶的显影液。由于显影液是水溶液，所以对疏水性的感光性光刻胶表面的浸润性不足。因此，当中和反应后产生的反应产物处于表面附近的情况下，问题是显影液很难向反应产物和感光性光刻胶表面之间扩散，结果不能在纯水冲洗工序中将反应产物充分除去而残留在基板上。

当存在在宽广溶解区域内设置图形与在周围几乎不溶解区域内设置图形的情况下，处于宽溶解区域内图形附近存在的反应产物数量多，显影液很难向反应产物与感光性光刻胶间扩散，因而妨碍显影进行，与在周围几乎不溶解区域内配置的图形相比，存在线尺寸变粗的问题(疏密图形尺寸差)。

以往对于这些问题对应方法是采用添加有表面活性剂的显影液，一定程度上提高感光性光刻胶表面与显影液间亲和性。但是，随着曝光波长的变短，必须还要使树脂在短波长区域内保持透明性和耐腐蚀性，要使用树脂间相互作用强的感光性光刻胶。因此使用添加有表面活性剂的显影液，只能将感光性光刻胶表面的湿润性提高到一定程度，而且依然会产生缺陷或者疏密图形产生尺寸差等问题。

伴随着半导体元件尺寸微细化和基板大口径化，按照以往方法，因显影产生的被处理基板面内和芯片内图形尺寸的均一性波动成为大问题。作为解决对策，有人提出使直线状喷嘴从被处理基板的一段扫描至另一端，在基板整个表面上形成均一药液膜的方法(特开平10-303103和特开平10-189419号公报)。

据在特开平10-303103和特开平10-189419号公报中记载的技术，在喷嘴供给位置与被处理基板间间隙0.3±0.1mm，显影液流量1.5升/分钟，喷嘴扫描速度10～500mm/秒等条件下形成药液膜。但是即使在这样条件下形成液膜，由于所形成的液膜厚度与间隙不一定相等，所以在被处理基板面内依然存在涂布药液时产生的微妙的药液流引起被处理基板面内以及芯片内尺寸波动的问题。具体来说，由于形成的液膜厚度与间隙不相等，所以涂布药液时将产生微妙的药液流，当测定图形上游是溶解区域的情况下，在腐蚀产物的影响下使腐蚀速度降低。反之当上游是非溶解区域的情况下，由于新鲜显影液的影响腐蚀速度增大。

如上所述，要使用树脂间互相作用强的感光性光刻胶，存在产生缺陷或者产生疏密图形尺寸差的问题。

而且在使直线状喷嘴从被处理基板一段扫描至另一端，在基板全面形成均一药液膜的方法中，在涂布药液时产生的微妙药液流引起在被处理基板表面内和芯片内尺寸波动而成为问题。

本发明目的在于提供一种能够抑制光刻胶膜显影时缺陷产生或者疏密图形尺寸差产生的碱液、图形形成方法、光刻胶膜的剥离方法、药液涂布装置和基板处理方法。

而且本发明的其他目的在于提供一种药液供给方法，在使直线状喷嘴从被处理基板一端扫描至另一端，使基板全面形成均一药液膜的药液供给方法中，该方法能够抑制被处理基板面内和芯片内尺寸波动。

发明内容

〔构成〕

为达到上述目的本发明构成如下。

(1)本发明涉及的碱液制造方法(第一发明)，其特征在于使溶解在碱性水溶液中后有氧化性或还原性的气体分子溶解的方法制造碱液。

(2)本发明涉及的碱液的制造方法(第二发明)，其特征在于将具有上述氧化性或还原性的气体分子溶解在纯水中的液体和碱性水溶液混合制造碱液。

按照第一和第二发明，

(3)本发明涉及的图形形成方法(第三发明)，其特征在于其中包括：

在被处理基板上涂布感光性光刻胶膜的工序，

对上述感光性光刻胶膜进行曝光的工序，

向上述感光性光刻胶膜供给溶解有具有氧化性或还原性气体分子的显影液，使该光刻胶膜显影的工序，和

向上述被处理基板表面供给清洗液，清洗该基板的工序。

(4)本发明涉及的光刻胶膜的剥离方法(第四发明)，其特征在于其中包括：