JP2002184685A

JP2002184685A - 現像方法

Info

Publication number: JP2002184685A
Application number: JP2000385908A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Matsuzawa; 敏晴松澤; Mikio Kadoi; 幹夫門井; Atsushi Sekiguchi; 淳関口; Yoichi Minami; 洋一南
Original assignee: Litho Tech Japan Corp
Current assignee: Litho Tech Japan Corp
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-06-28

Abstract

(57)【要約】【課題】新規な現像方法の提供。【解決手段】レジスト塗布面が上向きで水平に保持され
たまま現像されていた基板を、それ以外の状態で、たと
えば傾けて、あるいは下向きにして現像する現像方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、半導体集積回路、液晶表示装
置、プリント基板などで用いるレジストの現像方法およ
びそのための装置に関する。

【０００２】リソグラフィー技術は、基板上に塗布した
フォトレジスト等の電磁波に感度を持つ樹脂に、露光装
置を用いてマスクパターンを転写し、現像することによ
って回路を形成する技術である。従来の現像方法は、露
光後のウェーハを、塗布面を鉛直上方に向け、上方から
現像液を供給し、一定時間当該樹脂を現像液に接触させ
て溶解することにより、パターンを形成している。しか
し、めっき用レジストや感光性ポリイミドなど、膜厚が
厚い場合又は膨潤が起こり易いレジストの現像工程にお
いては、溶解した樹脂が現像液内に拡散せず、本来は樹
脂が除去されるべきパターンの谷間に堆積して現像残さ
となったり、溶解し切れなかった樹脂の一部がパターン
上に再付着するなど、パターンの不良の原因となる場合
がある。また、現像残さを取り除くために、現像時間を
長くしたり、スプレーの吐出圧力を高めるなどの方法を
取らざるを得ず、これによりパターン形状の劣化やパタ
ーン倒れが生ずることがある。さらに、レジスト材料に
よっては、樹脂の溶解よりもむしろ剥離によって像形成
が進むと見られるものもある。特にこのような場合に
は、剥離した樹脂塊を現像系外に迅速に排出する必要が
ある。

【０００３】本発明者らは、従来は上向きで水平に保持
されたまま現像されていた基板を、それ以外の状態で、
たとえば傾けて、あるいは下向きにして現像することに
よりすぐれた結果が得られることを見いだし、本発明を
完成した。本発明は、レジスト塗布面が上向きであっ
て、かつ基板が水平である状態以外の状態で基板を保持
し、現像することを特徴とする現像方法に関する。レジ
スト塗布面が上向きの場合には、本発明は、レジスト塗
布面を上向きにして、水平でない状態で基板を保持し、
現像することを特徴とする現像方法を提供するものであ
る。基板は上向きで水平から少なくとも５度、好ましく
は１０度、より好ましくは少なくとも１５度、２０度、
もしくは３０度傾斜し、最も好ましくは４５度以上傾斜
している。

【０００４】「レジスト塗布面が上向きであって、かつ
基板が水平である状態」とは、図１（ａ）に示すよう
に、レジスト塗布面が上を向いており、基板の面が水平
である状態をいう。本発明においては、これ以外の状態
で基板が保持されたまま現像が行われる。「レジスト塗
布面を上向きにして、水平でない状態」とは、たとえば
図１（ｂ）に示すように、レジストが塗布された面が上
を向いているが、基板の面が水平ではない状態をいう。
上向きで水平から５度傾いているとは、レジスト塗布面
が上を向いているが、基板の面と水平面とのなす角が５
度である状態を言う。また、「レジスト塗布面を下向き
にして基板を保持」するとは、たとえば図１（ｃ）に示
すように、基板に塗布されたレジスト面が下向きになる
ように基板が保持されている状態をいう。さらに「レジ
スト塗布面を下向きにして、水平に基板を保持」すると
は、図１（ｄ）に示すように、レジストが塗布された面
が下を向いた状態で基板が水平に保持されることをい
う。さらに本発明においては、図１の（ｅ）に示すよう
に、基板が鉛直に保持されたまま現像され現像方法も提
供される。なお、図１においては、斜線で示す層がレジ
スト層であり、斜線のない部分が基板を示す。

【０００５】本発明においては、好ましくはレジスト塗
布面を下向きにして基板を保持した状態で現像が行わ
れ、最も好ましくはレジスト塗布面を下向きにして、水
平に基板を保持した状態で現像が行われる。

【０００６】本発明はさらに上記の現像方法を実施する
ための現像装置に関する。本発明の現像装置は、現像方
法の態様に応じて、以下の３態様がある。Ａ．１）レジスト塗布面が上向きであって、水平でな
い状態に基板を保持する手段、および２）前記１）の状態において現像液と基板表面上のレ
ジストを接触させる手段、を有する現像装置。Ｂ．１）レジスト塗布面が上を向いていた基板を、
レジスト塗布面が下向きとなるように移動させる手段、２）レジスト塗布面を下向きに基板を保持する手段、
および３）前記２）の状態において現像液と基板表面上のレ
ジストを接触させる手段、を有する現像装置。Ｃ．１）基板を水平な状態から鉛直にする手段、２）基板を鉛直に保持する手段、および３）前記２）の状態において現像液と基板表面上のレ
ジストを接触させる手段、を有する現像装置。

【０００７】現像工程前においてレジスト塗布面を上に
して水平で保持されていた基板を、横向きまたは下向き
に移動させる手段は公知であり、当業者が適当な装置を
適宜選択することができる。基板を保持する手段は、公
知のものが使用できるが、たとえばバキュームによる保
持手段、クリップによる保持手段、および爪による保持
手段等が好適に利用できる。現像液と基板表面上のレジ
ストを接触させる手段は、公知のものが使用できるが、
たとえば浸漬またはスプレー等の方法を用いることがで
きる。スプレーを用いる場合には、適宜スプレーの位置
を移動させたり噴出パターンを変化させることができ
る。

【０００８】図２に本発明の現像装置における現像ヘッ
ドの概略図を示す。図２に示すヘッドにおいては、ウエ
ハー固定チャック１によりウエハー２を固定し、レジス
ト面を下向きにしたまま保持し、現像液４を有する現像
カップ３内に浸漬している。なお、現像カップ内の現像
液は現像液ディスペンス口から適宜必要に応じ排出され
るとともに、必要に応じ現像液を加えることができる。

【０００９】本方法によれば、現像中の基板から流れ落
ちた樹脂塊は、重力を利用して速やかに現像液中に落下
するため、樹脂塊の付着によるパターンの現像不良を防
止できる。また、解像度も向上される。

【００１０】実施例実施例１：直径４インチのシリコン基板に、スピンコー
ト法によりフォトレジストＰＭＥＲＰ−ＬＡ−９００Ｐ
Ｍ（東京応化工業社製）を厚さ１０μｍに塗布した。プ
リベーク温度は１１０℃、５分とした。次いでｇ線ステ
ッパを用いてパターンを露光した。ステッパの条件はＮ
Ａ０．３０、露光波長４３６ｎｍ（ＦＷＨＭ１０ｎ
ｍ）、照明系のコヒーレンスファクターは０．５とした
（ＤＳＷ−４８００ＧＣＡ社製）。露光パターンは１
０μｍコンタクトホール（ピッチ２０μｍ）、５μｍコ
ンタクトホール（ピッチ１０μｍ）、２μｍコンタクト
ホール（ピッチ４μｍ）である。この基板について、従
来の現像方法と本方式で現像し、パターニングを行い比
較した。現像時間はいずれも４００秒である。現像後の
パターンを顕微鏡により比較した。露光面積は２０ｍｍ
×２０ｍｍであり、転写パターン数はいずれも１０００
個である。顕微鏡によりパターン底部に現像残さが存在
するパターンを欠陥として計測した。計測結果を表１に
示す。本方式の方がいずれのパターンサイズにおいても
欠陥数が少ないことがわかる。図３に１０μｍコンタク
トホールの観察結果を示す。従来方法による結果を示す
（ａ）では残さが発生しているのに対して、本方式によ
る結果を示す（ｂ）では現像残さも発生せず、良好なパ
ターニングがされていることがわかる。

【００１１】

【表１】

【００１２】実施例２：直径４インチのシリコン基板
に、スピンコート法によりフォトレジストＯＦＰＲ−８
００（東京応化工業社製）を厚さ１．５μｍに塗布し
た。プリベーク温度は１００℃、２分とした。次いでｇ
線ステッパを用いてパターンを露光した。ステッパの条
件はＮＡ０．４２、露光波長４３６ｎｍ（ＦＷＨＭ１０
ｎｍ）、照明系のコヒーレンスファクターは０．５と
した（ＤＳＷ−６０００ＧＣＡ社製）。露光パターン
は２．０，１．８，１．６，１．４，１．２，１．０，
０．８，０．６μｍラインアンドスペースパターンであ
る。この基板について、従来の現像方法（ａ）と本方式
（ｂ）で現像し、パターニングを行い比較した。現像時
間はいずれも６０秒である。現像後のパターンを顕微鏡
およびＳＥＭにより比較した。図４に２μｍラインアン
ドスペースパターンのＳＥＭ観察結果を示す。従来方法
では２．０μｍパターンが解像していないが、本方式で
は２．０μｍパターンが解像することがわかった。そこ
で、さらに細かなパターンの転写結果を観察した。図５
に２．０，１．８，１．６，１．４，１．２，１．０，
０．８，０．６μｍラインアンドスペースパターンの転
写結果を示す。従来方法では限界解像度が２．０μｍパ
ターンである（１２）が、本方式では１．４μｍまで解
像する（１４）ことがわかる。

【００１３】本発明は、レジストを塗布した基板を鉛直
下方、横方向、または斜め向きに保持して現像を行うこ
とを特徴としている。浸漬（ディップ法）、スプレー法
またはこれらを組み合わせたあるいは、複数の現像槽や
超音波現像槽、複数のスプレーノズルを組み合わせて使
用することも可能であることは自明である。また、実施
例ではシリコン基板を用いたが、本発明は任意の材質、
形状に適用可能であり、たとえばプリント基板、ＣＤお
よびＭＤ原板などにも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明における基板の保持の態様を示
す図である。

【図２】図２は本発明の現像装置における現像ヘッド
の概略図である。

【図３】図３は実施例１における結果を示す図であ
る。

【図４】図４は実施例２における結果を示す図であ
る。

【図５】図５は実施例２における結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１：ウエハー固定チャック２：ウエハー３：現像カップ４：現像液５：現像液ディスペンス口６：水平面７：基板の面と水平面とのなす角度１０：残さ１２：ラインアンドスペースが２．０ミクロンのパター
ン１４：ラインアンドスペースが１．４ミクロンのパター
ン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者関口淳埼玉県川口市並木２−６−６−201 リソテックジャパン株式会社内 (72)発明者南洋一埼玉県川口市並木２−６−６−201 リソテックジャパン株式会社内Ｆターム(参考） 2H096 AA25 AA26 GA21 GA60 5F046 LA05 LA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レジスト塗布面が上向きであって、かつ
基板が水平である状態以外の状態で基板を保持し、現像
することを特徴とする現像方法。
【請求項２】レジスト塗布面を上向きにして、水平で
ない状態で基板を保持し、現像することを特徴とする現
像方法。
【請求項３】レジスト塗布面を下向きにして基板を保
持して、現像することを特徴とする現像方法。
【請求項４】レジスト塗布面を下向きにして、水平に
基板を保持し、現像することを特徴とする現像方法。
【請求項５】基板を鉛直に保持し、現像することを特
徴とする現像方法。
【請求項６】１）レジスト塗布面が上向きであっ
て、水平でない状態に基板を保持する手段、および２）
前記１）の状態において現像液と基板表面上のレジス
トを接触させる手段、を有する現像装置。
【請求項７】１）レジスト塗布面が上を向いていた
基板を、レジスト塗布面が下向きとなるように移動させ
る手段、２）レジスト塗布面を下向きに基板を保持す
る手段、および３）前記２）の状態において現像液と
基板表面上のレジストを接触させる手段、を有する現像
装置。
【請求項８】１）基板を水平な状態から鉛直にする
手段、２）基板を鉛直に保持する手段、および３）
前記２）の状態において現像液と基板表面上のレジスト
を接触させる手段、を有する現像装置。