JPH06196397A - レジスト現像方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 縦横比の大きい超微細レジストパターンが現
像工程で倒壊するのを防止する。 【構成】 基板１１の真空吸着機構と回転機構を芝に備
えた基板ホルダー１２に現像液１４を供給して基板１１
の表面に塗布したレジストの潜像を現出し、基板ホルダ
ー１２に付加したヒーター１３により基板１１を加熱し
つつ予め加熱したリンス液１５をレジスト表面に供給し
て基板表面に残る現像液及び反応生成物を除去し、乾燥
せしめて超微細レジストパターンを得る。液体の温度を
上げるとその表面張力が小さくなり、レジストパターン
間に存在する液体が乾燥する過程でレジストパターンに
加わる表面張力が低減しパターンの倒壊が防げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスやＸ線マ
スクの製造プロセス等における超微細なレジストパター
ンの現像方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に半導体デバイスの製造プロセスに
おいて用いられるリソグラフィ工程では、半導体基板表
面の凹凸を十分被覆する１μｍ以上の厚みを有するレジ
ストに所望のパターンを転写または描画し、このレジス
トパターンを保護膜にして下地の加工を行う。ところ
が、従来一般に用いられているフォトリソグラフィ技術
では、約０．３μｍ以下の微細パターンを所望の精度で
解像するためには、フォトマスクの図形を基板に転写す
る光の波長をできる限り短波長化し、且つ縮小投影レン
ズの開口比を最適化しても、十分な焦点深度を確保する
ことが非常に困難になっており、Ｘ線リソグラフィ等の
解像性に優れ且つ焦点深度の大きい技術を用いる必要性
が生じている。従来Ｘ線リソグラフィ法で露光したレジ
ストを現像する場合には、通常のレジスト塗布・現像機
が用いられ、モーターによる回転機構を備えた基板吸着
装置に所定の基板を固定し、この基板表面上のレジスト
面に現像液を供給して基板を適宜回転して所望のパター
ンを現出させた後、純水やアルコール等の液を滴下して
リンスし、基板を回転させ、レジストパターンを乾燥さ
せて完了する。また実開昭６３−１９７３３１号公報に
は、スピンヘッドに温度調整手段（スピンヘッド中に渦
巻状にパイプを通しその中に液体を流す）を設けて現像
時の液温の分布を均一にしてレジストのパターン精度を
向上させることが記載されているが、リンスのときにつ
いては言及されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがこうした従来
の現像方法では、超微細パターンを所望の精度で転写す
べくＸ線リソグラフィ技術を用いたとしても、形成すべ
きレジストパターンの縦横比が大きくなると、レジスト
の種類に関わらずレジストパターンのリンス過程におい
て微細パターンの間に挟まれた液の表面張力によって、
レジストパターンが倒れてしまうという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、基板自体と
リンス液の少なくとも一方を加熱して基板表面を所定の
温度にしてリンスを行う。あるいは現像・リンス処理に
より所望のレジストパターンを現出させた後レジストパ
ターン表面に水蒸気を供給して基板表面を加熱しリンス
液を蒸発させる。一般に液体の密度をρ、分子量をＭ、
臨界温度をＴ_cとすると、表面張力γは、γ＝Ｋ（ρ／
Ｍ）^{2 / 3} （Ｔ_c −Ｔ−δ）（但しＫ及びδは定数）
（ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイエティ（Ｊ．ｏ
ｆ Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．），６３巻、１０８９頁（１８
９３年））で表され、液体の温度を上げるとその表面張
力が小さくなるため、レジストパターン間に浸透した液
が乾燥する過程において、レジストに加わる表面張力を
低減し、縦横比（アスペクト比）の大きい超微細パター
ンの場合にもレジストパターンの倒壊を防ぐことができ
る。

【０００５】またこの式からもわかるように、液体の温
度を臨界温度Ｔ_c あるいはその付近にすると表面張力が
無視できる程度に小さくなるため、さらにアスペクト比
の大きい超微細パターンでもその倒壊を防ぐことができ
る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【０００７】図１は本発明によるレジスト現像装置の構
成を示す一部断面模式図である。現像すべきレジストが
塗布された基板１１は基板ホルダー１２に真空吸着によ
り固定される。基板ホルダー１２にはヒーター１３及び
熱電対（図示せず）が埋設され、前記基板の温度を所望
の範囲例えば５０〜１００℃に維持する。現像液１４を
専用の容器からポンプ若しくは圧縮空気により送り出
し、基板表面に供給して所望のレジストパターンを現出
させた後、レジスト表面の現像液が乾燥する前に純水若
しくはアルコール等のリンス液１５を現像液と同様の方
法により基板表面に供給するとともに、基板をモーター
により回転させて、前記現像液及び反応生成物を除去す
る。リンス液１５は、水若しくは油を媒体にした温度調
節機１６の内に設置され、リンス液の成分に応じた所定
の温度例えば基板と同じく５０〜１００℃の範囲に制御
されている。本実施例では基板１１とリンス液１５を共
に加熱したが少なくとも一方を加熱すればよい。

【０００８】図２に示す実施例は、リンス工程における
基板の加熱を赤外線ランプ２１で行うものであり、リン
ス液の加熱昇温がより効果的にできると同時に、多くの
基板を連続処理する場合に次の基板の現像工程における
基板温度の上昇を低減できる利点がある。

【０００９】第３の実施例では、基板を連続的に処理す
る場合の現像工程における温度上昇を避けるために、現
像とリンスのための基板ホルダーをそれぞれ独立に備え
ている。その場合はリンス工程においてのみ基板及びリ
ンス液を昇温させることが可能である。

【００１０】第４の実施例は、通常の現像・リンス処理
により所望のレジストパターンを現出した後、該レジス
トパターン表面に水蒸気を噴射しつつ基板表面を加熱す
ることによって、レジストパターン間に残るリンス液を
高温に保ちつつ、徐々に蒸発させるものである。

【００１１】

【発明の効果】このようなレジスト現像・リンス方法に
おいては、現像液が乾燥する前にリンス液がレジスト表
面に供給されるため、少なくとも現像液の表面張力によ
りレジストパターンが倒壊することはない。またリンス
工程においては、基板表面は予め所定の温度に昇温され
ているか、またはリンス終了後にレジストパターン表面
にリンス液が残る状態でレジストパターン表面に水蒸気
を供給しつつ基板を加熱してリンス液を徐々に蒸発させ
るため、リンス液がレジストパターン表面から蒸発する
際には、リンス液の表面張力は無視できる程度に低減さ
れる。その結果、縦横比の大きい超微細レジストパター
ンの倒壊を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の模式的構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例の模式的構成図である。

【符号の説明】

１１ 基板 １２ 基板ホルダー １３ ヒーター １４ 現像液 １５ リンス液 １６ 温度調節機 ２１ 赤外線ランプ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板表面に塗布したレジスト膜を現像処
   理して所望のレジストパターンを現出させたのち、リン
   ス液を供給して洗浄する方法において、基板自体あるい
   はリンス液の少なくても一方を加熱して基板表面を加熱
   しながら洗浄するレジスト現像方法。
2. 【請求項２】 基板表面に塗布したレジスト膜を現像・
   リンス処理して所望のレジストパターンを現出させたの
   ち、このレジストパターン表面に水蒸気を供給しつつ基
   板表面を加熱してリンス液を蒸発させることを特徴とす
   るレジスト現像方法。
3. 【請求項３】 基板表面をリンス液の臨界温度に近い温
   度まで加熱する請求項１または２に記載のレジスト現像
   方法。
4. 【請求項４】 基板の加熱及び回転機構を共に備えた基
   板ホルダーと、該基板ホルダーに把持された基板表面に
   現像液並びに予め所定の温度に加熱昇温したリンス液を
   供給する機構とを備えたことを特徴とするレジスト現像
   装置。
5. 【請求項５】 基板の加熱機構を独立して設けた請求項
   ４に記載のレジスト現像装置。
6. 【請求項６】 回転機構を備えた基板ホルダーと、該基
   板ホルダーに把持された基板表面に現像液並びにリンス
   液を供給する機構と、基板表面に水蒸気を供給しつつ加
   熱し、乾燥せしめる手段を有することを特徴とするレジ
   スト現像装置。