JP4431180B2 - Substrate processing method - Google Patents
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Description
本発明は、フォトリソグラフィ工程により形成されエッチングマスクとして使用されたレジストパターンを溶解し、新たなレジストパターンを形成するリフロー処理において、レジストをフローする工程の前に実施する基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing method that is performed before a resist flow process in a reflow process in which a resist pattern formed by a photolithography process and used as an etching mask is dissolved to form a new resist pattern.
例えばLCD(液晶ディスプレイ)製造工程におけるアモルファスSiTFT(アモルファスシリコン薄膜トランジスタ)の形成においては、複数回のエッチング処理が必要とされる。このため従来は、複数回のフォトリソグラフィ工程、即ち露光・現像処理を行い、フォトレジストパターンを形成している。
しかしながら、TFT形成工程において、エッチングで得たいパターン毎に塗布現像装置と露光装置とが必要となり、装置コストが嵩むという課題があった。
For example, in the formation of an amorphous Si TFT (amorphous silicon thin film transistor) in an LCD (liquid crystal display) manufacturing process, a plurality of etching processes are required. For this reason, conventionally, a photoresist pattern is formed by performing a plurality of photolithography processes, that is, exposure and development processes.
However, in the TFT forming process, a coating and developing apparatus and an exposure apparatus are required for each pattern desired to be obtained by etching, and there is a problem that the apparatus cost increases.
このような課題に対し、一度エッチングマスクとして使用したレジストパターンを溶解し変形することにより、新たなレジストパターンを形成するリフロー処理が注目されている。このリフロー処理によれば、二度目のレジストパターン形成において、塗布現像装置及び露光装置を用いた処理を必要とせず、装置コストを低減し、製造効率を向上することができる。このリフロー処理を用いたTFT形成工程について図を用いて説明する。 For such a problem, reflow processing for forming a new resist pattern by dissolving and deforming a resist pattern once used as an etching mask has attracted attention. According to this reflow process, a process using a coating and developing apparatus and an exposure apparatus is not required in the second resist pattern formation, and the apparatus cost can be reduced and the production efficiency can be improved. A TFT formation process using this reflow process will be described with reference to the drawings.
アモルファスSiTFTを形成する場合、図6(a)に示すように、ガラス基板200に形成されたゲート電極201上に、絶縁層202、a−Si層(ノンドープアモルファスSi層)203aとn+a−Si層(リンドープアモルファスSi層)203bからなるSi層203、ドレイン・ソース電極を形成するためのメタル層205が順に積層される。
In the case of forming an amorphous Si TFT, as shown in FIG. 6A, an
そして、メタル層205をエッチングするため、フォトリソグラフィ工程により、メタル層205上にフォトレジストが成膜され、露光、現像処理によりレジストパターン206が形成される。但し、このレジストパターン206は、光の透過率に差が設けられたハーフトーンマスクを用いるハーフ露光処理により、異なる膜厚(厚膜部と薄膜部)を有するものとなされる。尚、ハーフ露光技術については、特許文献1に開示されている。
In order to etch the
レジストパターン206は、メタル層205をエッチングするためのマスクとして使用され、エッチング後は図6(b)に示すようにメタル層205の非マスク部分がエッチングされる。
The
メタルエッチングによりレジスト層206の表面には、ウェットエッチング液の影響によりレジストが変質した変質層207が形成される。そこで、リフロー処理の前処理として、この変質層207を除去する処理を行う。
An
この前処理においては、例えばアルカリ溶液がウェットエッチング液として変質層207に滴下され、これにより図6(c)に示すように変質層207が除去される。
次いで再現像処理により、図6(d)に示すように次のレジストパターン形成においてマスクが不要な薄膜部のレジスト206を除去し、マスクしたいターゲットTg周辺のレジスト(厚膜部)のみを残す処理が行われる。
In this pretreatment, for example, an alkaline solution is dropped onto the
Next, as shown in FIG. 6D, a re-development process removes the thin-
次いで図6(d)に示すようにレジスト206が残された状態から、レジスト206に溶剤雰囲気を曝すことによりレジスト206の溶解、拡散処理(リフロー処理)が行われ、図6(e)に示すようにターゲットTg上にレジスト層が形成される。
尚、このレジスト層形成後は、図7(a)に示すようにメタル層205をマスクとしてSi層203のエッチングを行い、図7(b)に示すようにレジスト層206を除去する。そして、図7(c)に示すように、チャネル領域におけるn+a−Si層203bのエッチングが行われ、TFTが形成される。
Next, as shown in FIG. 6D, from the state where the
After this resist layer is formed, the
尚、本願発明者らは、前記リフロー処理の前処理として、さらにフォトレジストに対して所定波長(例えば波長172nm)のUV光を所定時間(例えば120秒間)露光し、レジスト表面の高分子を分解することによって、レジスト表面に対する有機溶剤の接触角を低下させる方法を開示している(特許文献2参照)。
このUV光の露光処理により、レジスト表面からの有機溶剤の吸収率が向上し、より速くレジスト全体に有機溶剤を浸透させることが可能となる。
By this UV light exposure treatment, the absorption rate of the organic solvent from the resist surface is improved, and the organic solvent can penetrate into the entire resist faster.
ところで従来は、前記のようにリフロー処理の前処理としてウェットエッチング液(アルカリ溶液)が変質層207に滴下され、変質層207が除去されることによって、リフロー処理でのレジストへの溶剤雰囲気の浸透が促進するようになされていた。
また、特許文献2に記載のように、さらにフォトレジストにUV光を露光することにより、レジスト表面を親溶剤性に改質する方法があった。
しかしながら、従来の方法にあっては、アルカリ溶液等のウェットエッチング液の使用はコストが嵩み、UV光の使用はそのプロセスの処理に長時間を要するため、量産工程には適さないという課題があった。
Conventionally, as described above, wet etching liquid (alkaline solution) is dropped onto the
Further, as described in
However, in the conventional method, the use of a wet etching solution such as an alkaline solution is costly, and the use of UV light requires a long time for the process, which is not suitable for a mass production process. there were.
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、フォトレジストパターンを溶解し所望のレジストパターンを形成するリフロー処理において、生産効率が向上し、コストを低減することのできる基板処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and in the reflow processing for dissolving a photoresist pattern to form a desired resist pattern, the substrate processing that can improve the production efficiency and reduce the cost. It aims to provide a method.
前記課題を解決するために、本発明にかかる基板処理方法は、基板上に形成されたフォトレジストパターンを溶解し、新たなフォトレジストパターンを形成する基板処理方法であって、下地膜のエッチングマスクとして使用された前記フォトレジストパターンを所定時間、純水に曝すステップと、前記基板上にエアを吹き付けて、前記純水を除去するステップと、前記フォトレジストパターンを溶剤雰囲気に曝して溶解し、所定エリアをマスクするステップとを実行することに特徴を有する。
尚、前記下地膜のエッチングマスクとして使用された前記フォトレジストパターンを純水に曝すステップにおいて、少なくとも10秒間、前記フォトレジストパターンは純水に曝されることが望ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, a substrate processing method according to the present invention is a substrate processing method for forming a new photoresist pattern by dissolving a photoresist pattern formed on a substrate, and comprising a base film etching mask. Exposing the photoresist pattern used as pure water for a predetermined time, blowing air onto the substrate to remove the pure water, and exposing the photoresist pattern to a solvent atmosphere to dissolve, And a step of masking a predetermined area.
In the step of exposing the photoresist pattern used as an etching mask for the base film to pure water, the photoresist pattern is preferably exposed to pure water for at least 10 seconds.
このようにフォトレジストを溶解するリフロー処理の前に、フォトレジストに純水を曝す処理を行うことにより、純水がフォトレジスト並びに変質層に膨潤し、フォトレジスト(変質層)の表面積が増加し、また、表層の密度が粗い状態に変質する。
これにより、変質層を除去せずともレジストへの有機溶剤の吸収率が向上し、リフロー(溶解)処理において有機溶剤をレジスト全体に浸透させることができる。
その結果、安定した溶解を行うことができると共に、従来のように変質層を除去する工程を必要としないために、掛かるコストを低減し、生産効率を向上することができる。
By performing a process of exposing the photoresist to pure water before the reflow process for dissolving the photoresist in this way, the pure water swells in the photoresist and the altered layer, and the surface area of the photoresist (altered layer) increases. Moreover, the surface layer is transformed into a coarse state.
This improves the absorption rate of the organic solvent into the resist without removing the deteriorated layer, and allows the organic solvent to permeate the entire resist in the reflow (dissolution) treatment.
As a result, stable dissolution can be performed, and since a step for removing the deteriorated layer is not required as in the prior art, the cost required can be reduced and the production efficiency can be improved.
また、前記フォトレジストパターンを溶剤雰囲気に曝して溶解し、所定エリアをマスクするステップの前であって、前記下地膜のエッチングマスクとして使用された前記フォトレジストパターンを所定時間、純水に曝すステップの前、または、前記基板上にエアを吹き付けて、前記純水を除去するステップの後に、前記基板に対して疎水化処理を施すステップを実行するようにしてもよい。
このようにリフロー(溶解)処理前において、基板に対して疎水化処理を施すことによって、後段のリフロー処理のレジスト溶解が適度に抑えられ、線幅の広がりを適度なものとなされる。
Further, the step of exposing the photoresist pattern used as an etching mask for the base film to pure water for a predetermined time before the step of dissolving the photoresist pattern by exposure to a solvent atmosphere and masking a predetermined area Alternatively, after the step of blowing air onto the substrate and removing the pure water, a step of subjecting the substrate to a hydrophobic treatment may be executed.
Thus, before the reflow (dissolution) treatment, the substrate is subjected to a hydrophobic treatment, so that the resist dissolution in the subsequent reflow treatment is moderately suppressed, and the line width is increased appropriately.
また、前記課題を解決するために、本発明にかかる基板処理方法は、基板上に形成されたフォトレジストパターンを溶解し、新たなフォトレジストパターンを形成する基板処理方法であって、下地膜のエッチングマスクとして使用された前記フォトレジストパターンを所定時間、現像液に曝すステップと、前記基板上に純水を供給し、前記現像液を洗い流すステップと、前記基板上にエアを吹き付けて、前記純水を除去するステップと、前記フォトレジストパターンを溶剤雰囲気に曝して溶解し、所定エリアをマスクするステップとを実行することに特徴を有する。
尚、前記現像液は、濃度2.38%のTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液、または、前記TMAH水溶液が純水により所定の割合で希釈されたものが望ましい。
また、前記基板上に純水を供給し、前記現像液を洗い流すステップにおいて、少なくとも10秒間、前記純水は前記基板上に供給されることが望ましい。
In order to solve the above problems, a substrate processing method according to the present invention is a substrate processing method in which a photoresist pattern formed on a substrate is dissolved to form a new photoresist pattern. Exposing the photoresist pattern used as an etching mask to a developer for a predetermined time; supplying pure water onto the substrate to wash away the developer; and blowing air onto the substrate to spray the pure pattern It is characterized by performing a step of removing water and a step of dissolving the photoresist pattern by exposing it to a solvent atmosphere and masking a predetermined area.
The developer is preferably a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution having a concentration of 2.38% or a solution obtained by diluting the TMAH aqueous solution with pure water at a predetermined ratio.
In the step of supplying pure water onto the substrate and washing away the developer, it is preferable that the pure water is supplied onto the substrate for at least 10 seconds.
このようにフォトレジストを溶解するリフロー処理の前に、フォトレジストに現像液を曝す処理を行うことにより、現像液がフォトレジスト並びに変質層に膨潤し、フォトレジスト(変質層)の表面積が増加し、また、表層の密度が粗い状態に変質する。
これにより、変質層を除去せずともレジストへの有機溶剤の吸収率が向上し、リフロー(溶解)処理において有機溶剤をレジスト全体に浸透させることができる。
その結果、安定した溶解を行うことができると共に、従来のように変質層を除去する工程を必要としないために、掛かるコストを低減し、生産効率を向上することができる。
By performing the process of exposing the developer to the photoresist before the reflow process for dissolving the photoresist in this way, the developer swells to the photoresist and the altered layer, and the surface area of the photoresist (modified layer) increases. Moreover, the surface layer is transformed into a coarse state.
This improves the absorption rate of the organic solvent into the resist without removing the deteriorated layer, and allows the organic solvent to permeate the entire resist in the reflow (dissolution) treatment.
As a result, stable dissolution can be performed, and since a step for removing the deteriorated layer is not required as in the prior art, the cost required can be reduced and the production efficiency can be improved.
本発明によれば、フォトレジストパターンを溶解し所望のレジストパターンを形成するリフロー処理において、生産効率が向上し、コストを低減することのできる基板処理方法を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the reflow process which melt | dissolves a photoresist pattern and forms a desired resist pattern, production efficiency can improve and the substrate processing method which can reduce cost can be obtained.
以下、本発明に係る基板処理方法につき、実施の形態に基づいて説明する。図1は、本発明に係る基板処理方法を実施するリフローパターン形成装置のレイアウトを示す平面ブロック図である。 Hereinafter, a substrate processing method according to the present invention will be described based on embodiments. FIG. 1 is a plan block diagram showing a layout of a reflow pattern forming apparatus for carrying out a substrate processing method according to the present invention.
図1に示すリフローパターン形成装置1は、例えばTFT形成のため、塗布現像処理装置(COT/DEV)50及び露光装置(Exp)51においてレジストパターン形成し、エッチング装置(Etching)52によりエッチング処理が施された基板Gに対し、レジストパターンのリフロー処理を行い、レジストパターンを再形成するための装置である。
A reflow
このリフローパターン形成装置1は、複数の基板Gをカセット単位で外部(エッチング装置)から搬入出したり、カセットに対して基板Gを搬入出したりするカセットステーション(C/S)2を備える。
また、カセットステーション2に隣接して基板処理部3が設けられ、この基板処理部3においては、図中矢印A,Bに示す基板処理方向に沿って複数の基板処理ユニットが並べて配置され、2列の基板処理ラインを形成している。
尚、各ユニット間での基板Gの搬送は、例えばコロ搬送機構からなる平流し搬送路に沿って行われる。
The reflow
In addition, a
In addition, the conveyance of the board | substrate G between each unit is performed along the flat flow conveyance path which consists of a roller conveyance mechanism, for example.
矢印Aで示す基板処理ラインには、処理方向に沿って先ず、基板Gを例えばHMDS(ヘキサメチルジンラザン)雰囲気内で加熱処理することにより疎水化する疎水化処理ユニット(AD)5、及び加熱された基板Gを所定温度に冷却するためのクールユニット(Col)6が配置される。
そして、クールユニット(Col)6に隣接して、フォトレジスト及びその表面部に生じた変質層を親溶剤性に改質させるための処理(リフロー処理の前処理)を行う前処理ユニット(PreT)7が配置される。尚、この前処理ユニット(PreT)7による処理は、本発明の特徴に係る部分であるため、詳細に後述する。
In the substrate processing line indicated by the arrow A, first, along the processing direction, the substrate G is hydrophobized by subjecting the substrate G to heat treatment, for example, in an HMDS (hexamethylzine lazan) atmosphere, and heating. A cool unit (Col) 6 for cooling the substrate G to a predetermined temperature is arranged.
Then, adjacent to the cool unit (Col) 6, a pre-processing unit (PreT) for performing processing (pre-processing for reflow processing) for modifying the photoresist and the altered layer generated on the surface thereof to be solvophilic. 7 is arranged. The processing by the pre-processing unit (PreT) 7 is a part relating to the features of the present invention, and will be described in detail later.
さらに、前処理ユニット(PreT)7に隣接して、フォトレジストを溶解するリフローユニット(RF)8が配置される。
このリフローユニット(RF)8においては、チャンバ内に載置された基板Gに対し、濃度が50〜100%に調整された溶剤雰囲気が供給され、フォトレジストが溶剤雰囲気に曝されることによってフォトレジストパターンがフローし、パターン形成がなされる。
Further, a reflow unit (RF) 8 for dissolving the photoresist is disposed adjacent to the pretreatment unit (PreT) 7.
In the reflow unit (RF) 8, a solvent atmosphere whose concentration is adjusted to 50 to 100% is supplied to the substrate G placed in the chamber, and the photoresist is exposed to the solvent atmosphere. The resist pattern flows and pattern formation is performed.
尚、図1においては、例えば4台のリフローユニット(RF)8が2列の基板処理ラインにわたり(各ラインに2台)配置され、2列の基板処理ライン間には各リフローユニット(RF)8に対し基板Gの搬入出を行う基板搬送部4が配置されている。
基板搬送部4は基板Gを保持可能なアーム装置4aを有すると共に、基板処理方向に移動可能に設けられ、アーム装置4aによって、適宜空きがあるリフローユニット(RF)8に基板Gを搬入するようになされている。
In FIG. 1, for example, four reflow units (RF) 8 are arranged over two rows of substrate processing lines (two in each line), and each reflow unit (RF) is placed between two rows of substrate processing lines. A substrate transfer unit 4 for loading and unloading the substrate G with respect to 8 is arranged.
The substrate transport unit 4 has an
また、2列の基板処理ラインの間には、リフローユニット(RF)8に隣接し、基板搬送部4がアクセス可能な位置にバッファユニット(Buf)9が配置され、基板Gをリフローユニット(RF)8にすぐに搬送出来ない場合等に、基板Gを一時的に保持可能となされている。
また図中、矢印Bで示す基板処理方向に沿って、複数のホットプレート及びクールプレートからなる熱処理装置(HP/COL)10、基板Gを一時的に保持するためのバッファユニット(Buf)11が配置されている。
Between the two rows of substrate processing lines, a buffer unit (Buf) 9 is disposed at a position adjacent to the reflow unit (RF) 8 and accessible by the substrate transport unit 4, and the substrate G is transferred to the reflow unit (RF). ) The substrate G can be temporarily held, for example, when it cannot be immediately transferred to 8.
In the drawing, a heat treatment apparatus (HP / COL) 10 composed of a plurality of hot plates and cool plates, and a buffer unit (Buf) 11 for temporarily holding the substrate G are provided along the substrate processing direction indicated by the arrow B. Has been placed.
次に、フォトレジスト及びその表面部に生じた変質層を親溶剤性に改質させるための処理(リフロー処理の前処理)を行う前処理ユニット(PreT)7の構成について説明する。
図2は、前処理ユニット(PreT)7の構成を模式的に示した概略断面図である。
図2に示すように、前処理ユニット(PreT)7には、平流し搬送路15に沿って複数(図では2つ)のチャンバユニット16、17が上流から順に並べて設けられている。
尚、平流し搬送路15は例えばコロ搬送機構により構成することができ、この平流し搬送路15の駆動は、コロ回転を制御するためのモータ等からなる搬送駆動手段19によりなされる。
Next, the configuration of the pretreatment unit (PreT) 7 that performs a treatment (pretreatment for the reflow treatment) for modifying the photoresist and the altered layer generated on the surface portion thereof to be solvophilic will be described.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of the pretreatment unit (PreT) 7.
As shown in FIG. 2, the pretreatment unit (PreT) 7 is provided with a plurality (two in the figure) of
The flat
チャンバユニット16は、基板Gの被処理面を純水に曝すためのユニットであって、その方法は、パドル(液盛り)方式、浸漬する方式、ミスト状の純水を吹き掛ける方式、流水に曝す方式等、様々な形態が可能であるが、図2においては、スリット状のノズル口を有するノズル20により純水Wを液盛りするパドル方式を採用している。
The
図2において、ノズル20は純水Wの供給開始及び停止を制御する純水供給手段21に接続されている。また、ノズル20は、例えば基板Gの幅方向に伸びるスリット状のノズル口を有し、チャンバユニット16の入り口16a付近に設けられる。
また、チャンバユニット16の底部には、基板Gからこぼれ落ちた純水Wを排出するための排水口16cが設けられている。
In FIG. 2, the
In addition, a
平流し搬送路15により水平方向に搬送される基板Gは、チャンバユニット16の中に搬入口16aから所定速度で搬入され、(図示しないセンサにより基板G搬入が検出されると)それに同期して純水供給手段21が駆動開始し、ノズル20から所定温度(例えば24℃〜24.5℃)の純水Wが吐出される。また、(図示しないセンサの検出により)ノズル20下に基板Gが存在しない場合には、純水供給手段21が駆動停止し、ノズル20からの純水Wの吐出が停止される。
The substrate G conveyed in the horizontal direction by the flat
また、基板G上に純水Wが液盛りされた後、チャンバユニット16内において、平流し搬送路15のコロ搬送機構が停止することにより、所定時間(例えば30sec)、フォトレジストが純水Wに曝されるようになされている。
Further, after the pure water W is accumulated on the substrate G, the roller transport mechanism of the flat
また、チャンバユニット17は、基板Gに液盛りされた純水Wを除去するためのユニットであって、搬入口17aから搬入された基板Gの純水Wが液盛りされた被処理面に対し、エアを吹き付けるためのブローノズル22が設けられている。
ブローノズル22は、前記被処理面に対しノズル口から所定の距離(例えば150mm)を空けて設けられている。また、ノズル口から噴出されるエアは、ブロー手段23によって制御され、所定の圧力(例えば0.2MPa)のエアが所定時間(例えば20sec)、基板Gの被処理面に対し噴出されるようになされている。
また、チャンバユニット17の底部には、ブローノズル22によりエアが吹き付けられて基板Gから除去された純水Wを排出するための排水口17cが設けられている。
The
The
Further, a
この構成において、平流し搬送路15によりチャンバユニット17内を移動する基板Gは、その上面(被処理面)に液盛りされた純水Wがブローノズル22から噴出されたエアにより吹き飛ばされ、チャンバユニット17の搬出口17bから搬出されるときには、余分な純水Wが全て除去されるようになされている。
尚、前記搬送駆動手段19、前記純水供給手段21、前記ブロー手段23のそれぞれに対する駆動制御は制御プログラムや、そのプログラムが実行されるコンピュータ等からなる制御部30によりなされる。
In this configuration, the substrate G moving in the
The drive control of the transport drive means 19, the pure water supply means 21, and the blow means 23 is performed by a
続いて、本発明に係る基板処理方法を実施するリフローパターン形成装置1の処理工程について図3のフロー及び図4の基板状態図に従い説明する。尚、以下の説明においては、既に説明した図1、図2の装置構成を適宜用いて説明する。
Next, the processing steps of the reflow
先ず、エッチング装置52より搬送された基板Gが収容されたカセットステーション2から、1枚の基板Gが平流し搬送路に沿って疎水化処理ユニット5に搬送される。尚、図4(a)に示すように、疎水化処理ユニット5に搬送される基板Gにおいて、メタル層205(下地膜)上に形成されたフォトレジストパターン206は、塗布現像処理装置50及び露光装置51において、リフロー処理で必要なフォトレジストを厚膜に形成し、不要なフォトレジストを薄膜に形成するハーフ露光処理が施されている。
First, from the
疎水化処理ユニット(AD)5において、基板Gは例えば蒸気化したHMDS(ヘキサメチルジンラザン)雰囲気の中で所定時間(例えば120sec)、所定温度(例えば110℃)に加熱処理され、基板Gとフォトレジストとの密着性向上のための疎水化処理がなされる(図3のステップS1)。この疎水化処理により、後段のリフロー処理(レジスト溶解)の進行が適度に抑えられ、線幅の広がりが適度なものとなされる。
疎水化処理ユニット5における疎水化処理がなされると、高温状態の基板Gはクールユニット(Col)6に搬送され、所定の温度に冷却される(図3のステップS2)。
In the hydrophobizing unit (AD) 5, the substrate G is heat-treated at a predetermined temperature (for example, 110 ° C.) for a predetermined time (for example, 120 sec) in, for example, a vaporized HMDS (hexamethylzine lazan) atmosphere. Hydrophobic treatment is performed to improve adhesion to the photoresist (step S1 in FIG. 3). By this hydrophobization treatment, the progress of the subsequent reflow treatment (resist dissolution) is moderately suppressed, and the line width is moderately widened.
When the hydrophobic treatment in the
所定の温度に冷却された基板Gは、続いて平流し搬送路15に沿って前処理ユニット(PreT)7のチャンバユニット16に搬送される。そして、純水供給手段21の駆動によりノズル20から純水Wが吐出され、水平方向に移動する基板Gの上面(被処理面)に対して純水Wが液盛りされる(図3のステップS3)。
基板G全体に純水Wが液盛りされると、搬送駆動手段19はチャンバユニット16内における平流し搬送路15におけるコロ駆動を一時停止し、図4(b)に示すようにフォトレジスト206が純水Wに所定時間(例えば30sec)曝される。
The substrate G cooled to a predetermined temperature is then transferred along the flat
When pure water W is deposited on the entire substrate G, the transport driving means 19 temporarily stops the roller driving in the flat
その後、基板Gは再び平流し搬送路15に沿ってチャンバユニット17内に搬送される。そして、水平方向に移動する基板Gの表面に対しブロー手段23の駆動によりブローノズル22から所定の風圧(例えば0.2MPa)で、所定時間(例えば20sec)、エアが噴出され、これにより液盛りされていた純水Wが除去される(図3のステップS4)。
このように前処理ユニット(PreT)7での処理を終えた基板Gにおいては、図4(c)に示すように、純水Wがフォトレジスト206並びに変質層207に膨潤し、フォトレジスト206(変質層207)の表面積が増加し、また、表層の密度が粗い状態に変質する。
Thereafter, the substrate G flows again again and is transferred into the
In the substrate G that has been processed in the pretreatment unit (PreT) 7 as described above, as shown in FIG. 4C, pure water W swells in the
前処理ユニット(PreT)7においてレジストが改質された基板Gは、平流し搬送路15に沿って、前処理ユニット(PreT)7に隣接するリフローユニット(RF)8或いはバッファユニット(Buf)9に搬送される。
基板Gがバッファユニット(Buf)9に搬送された場合には、基板搬送部4により適宜空きがあるリフローユニット(RF)8に搬送される。
The substrate G on which the resist has been modified in the pretreatment unit (PreT) 7 passes along the flattening
When the substrate G is transported to the buffer unit (Buf) 9, it is transported by the substrate transport unit 4 to the reflow unit (RF) 8 that has an appropriate space.
リフローユニット(RF)8においては、基板Gは所定の温度(例えば24℃)に温調され、所定濃度に調整された溶剤雰囲気として、例えばシンナーガスがチャンバ内に導入されて雰囲気置換され、処理レシピに規定された所定時間の間、レジスト206、変質層207がシンナーガスに曝される。
ここで、フォトレジスト206並びに変質層207は、その表面積が増加し、また、表層の密度が粗い状態に改質されているため、有機溶剤であるシンナーの吸収率が向上しており、レジスト全体に速くシンナーが浸透する。このため、溶解(フロー)が進行し、ターゲットTgをマスクするレジストパターンが形成される(図3のステップS5)。
In the reflow unit (RF) 8, the substrate G is temperature-controlled at a predetermined temperature (for example, 24 ° C.), and, for example, thinner gas is introduced into the chamber as a solvent atmosphere adjusted to a predetermined concentration, and the atmosphere is replaced. The resist 206 and the altered
Here, since the surface area of the
リフローユニット(RF)8での処理が終わると、基板Gは基板搬送部4により一度バッファユニット(Buf)9に搬送された後、平流し搬送路により熱処理装置(HP/Col)10に搬送され、加熱によるレジストパターンの定着処理が行われる(図3のステップS6)。そして、冷却後、再び基板搬送部4によりカセットステーション2のカセットに戻され、その後、エッチング装置52に搬送される。
When the processing in the reflow unit (RF) 8 is finished, the substrate G is once transferred to the buffer unit (Buf) 9 by the substrate transfer unit 4 and then transferred to the heat treatment apparatus (HP / Col) 10 through the flat flow transfer path. Then, the resist pattern is fixed by heating (step S6 in FIG. 3). After cooling, the substrate is again returned to the cassette in the
このように本発明の基板処理方法に係る実施の形態によれば、フォトレジストを溶解するリフロー処理の前に、フォトレジストに純水Wを曝す処理を行い、有機溶剤が容易に浸透するよう変質層を含めたフォトレジストが改質される。即ち変質層を除去せずともレジストへの有機溶剤の吸収率が向上し、リフロー処理において有機溶剤がレジスト全体に浸透する。
その結果、安定した溶解を行うことができると共に、従来のように変質層を除去する工程を必要としないために、掛かるコストを低減し、生産効率を向上することができる。
As described above, according to the embodiment of the substrate processing method of the present invention, before the reflow process for dissolving the photoresist, the process of exposing the photoresist to pure water W is performed, and the alteration is performed so that the organic solvent can easily penetrate. The photoresist including the layer is modified. In other words, the absorption rate of the organic solvent into the resist is improved without removing the deteriorated layer, and the organic solvent penetrates the entire resist in the reflow process.
As a result, stable dissolution can be performed, and since a step for removing the deteriorated layer is not required as in the prior art, the cost required can be reduced and the production efficiency can be improved.
尚、前記実施の形態では、前処理ユニット(PreT)7での処理において、フォトレジストを純水Wに所定時間曝し、レジストを改質するものとしたが、純水Wに替えて、所定濃度に希釈された現像液に所定時間曝し、レジストを改質するようにしてもよい。
ここで、レジスト改質に用いる現像液は、例えば濃度2.38%のTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液、または、そのTMAH水溶液をレジストパターン表面のダメージ度合いに応じて純水により1〜10000倍のいずれかの割合で希釈したものが望ましい。
その場合の前処理ユニット(PreT)7の構成例としては、図5に示すようにチャンバユニット16内にスリット状のノズル口を有する現像液ノズル24を設け、現像液供給手段25により現像液ノズル24に所定濃度(例えば2.38%)の現像液Dが供給される。
In the above-described embodiment, the photoresist is exposed to the pure water W for a predetermined time in the processing in the pretreatment unit (PreT) 7 to modify the resist. However, instead of the pure water W, the predetermined concentration is used. The resist may be modified by exposing it to a diluted developer for a predetermined time.
Here, the developer used for the resist modification is, for example, a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution having a concentration of 2.38%, or the TMAH aqueous solution with pure water according to the degree of damage on the resist pattern surface by 1 to 10,000. Those diluted at any ratio of 2 times are desirable.
As an example of the configuration of the pre-processing unit (PreT) 7 in that case, a
また、図示するようにチャンバユニット17内に純水ノズル26が設けられ、純水供給手段27により純水ノズル26に純水が供給される。尚、この純水ノズル26から吐出される純水Wは、基板G上に液盛りされた現像液Dを洗浄して除去するリンス処理を行うものである。
また、基板G上に供給された純水Wはエアブローノズル22から吹き付けられるエアにより除去されるが、チャンバユニット17内において、純水ノズル26とエアブローノズル22との組み合わせの構成を搬送路に沿って複数設け、繰り返しリンス処理を行うようにしてもよい。
Further, as shown in the figure, a
Further, the pure water W supplied onto the substrate G is removed by the air blown from the
また、前記実施の形態においては、前処理ユニット(PreT)7での処理前に疎水化処理ユニット(AD)5での疎水化処理を行う形態を示したが、この疎水化処理は、前処理ユニット(PreT)7での処理後(リフロー処理前)に実施してもよい。
或いは、疎水化処理はパターン線幅を適度に抑えるために実施するものであるため、本発明に係る基板処理方法においては、リフロー処理前の疎水化処理は必ずしも実施しなくてよい。
Further, in the above-described embodiment, the mode in which the hydrophobizing process in the hydrophobizing unit (AD) 5 is performed before the pre-processing unit (PreT) 7 is processed. You may implement after the process in unit (PreT) 7 (before reflow process).
Alternatively, the hydrophobic treatment is performed to moderately reduce the pattern line width. Therefore, in the substrate processing method according to the present invention, the hydrophobic treatment before the reflow treatment is not necessarily performed.
続いて、本発明に係る基板処理方法について、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記した本発明の基板処理方法に係る実施の形態について、その効果を検証した。 Next, the substrate processing method according to the present invention will be further described based on examples. In this example, the effect of the embodiment according to the substrate processing method of the present invention described above was verified.
(実施例1)
実施例1では、リフロー処理前の疎水化処理を実施せず、前処理ユニット(PreT)での処理(前処理と呼ぶ)において、基板上のフォトレジストを所定時間、純水に曝す処理及び、純水を除去する処理を行い、その後のリフロー処理結果を検証した。
前処理の条件として、24℃〜24.5℃の純水を所定時間(10sec、20sec、30sec、60secの4条件)、曝した状態とすることとした。
Example 1
In Example 1, the process of exposing the photoresist on the substrate to pure water for a predetermined time in the process (referred to as pre-process) in the pre-process unit (PreT) without performing the hydrophobization process before the reflow process, and The process which removed pure water was performed, and the subsequent reflow process result was verified.
As pretreatment conditions, pure water at 24 ° C. to 24.5 ° C. was exposed for a predetermined time (four conditions of 10 sec, 20 sec, 30 sec, and 60 sec).
また、フォトレジストに純水を曝す方法として、パドル(液盛り)方式、浸漬する方式、ミスト状の純水を吹き掛ける方式、流水に曝す方式の4条件を設定した。
尚、パドル(液盛り)方式の場合、フォトレジストに対し1ccの純水を液盛りした。純水に浸漬する方式の場合、水深20〜30mmの水槽に浸漬した。ミスト状の純水を吹き掛ける方式の場合、ミスト吹き出し口からフォトレジストまでの距離を500mmに設定した。
また、基板上の純水に対し吹き付けるエアは、エアガンにより乾燥エアを吹き付け、エアの圧力は、元圧が0.2MPa、ブローノズルからフォトレジストまでの距離が約150mm、吹き付け時間が約20secとした。
In addition, as a method for exposing pure water to the photoresist, four conditions were set: a paddle (liquid piling) method, a dipping method, a method of spraying mist-like pure water, and a method of exposing to flowing water.
In the case of the paddle (liquid accumulation) method, 1 cc of pure water was accumulated on the photoresist. In the case of the method of immersing in pure water, it was immersed in a water tank having a water depth of 20 to 30 mm. In the case of spraying mist-like pure water, the distance from the mist outlet to the photoresist was set to 500 mm.
The air blown against the pure water on the substrate is blown with dry air by an air gun. The air pressure is 0.2 MPa, the distance from the blow nozzle to the photoresist is about 150 mm, and the blowing time is about 20 sec. did.
この実験の結果を表1に示す。尚、表1に記載する結果として、リフロー処理の結果、フロー(溶解)が完全になされた場合を○、不完全な場合を△、全くフローしていない場合を×とする。
表1に示すように、純水処理方法、純水処理時間のいずれの組み合わせ条件においても、リフロー工程におけるフロー処理は完全に実行された。 As shown in Table 1, the flow treatment in the reflow process was completely executed under any combination conditions of the pure water treatment method and the pure water treatment time.
(実施例2)
実施例2では、前処理ユニット(PreT)での処理後(前処理後)に疎水化処理(AD)を施し、リフロー処理を行った。前処理においては、基板上のフォトレジストを所定時間、純水に曝す処理及び、純水を除去する処理を行い、その後のリフロー処理結果を検証した。
前処理の条件として、24℃〜24.5℃の純水を所定時間(10sec、20sec、30sec、60secの4条件)、曝した状態とすることとした。
(Example 2)
In Example 2, after the treatment in the pretreatment unit (PreT) (after the pretreatment), the hydrophobic treatment (AD) was performed, and the reflow treatment was performed. In the pre-processing, a process of exposing the photoresist on the substrate to pure water for a predetermined time and a process of removing pure water were performed, and the subsequent reflow processing result was verified.
As pretreatment conditions, pure water at 24 ° C. to 24.5 ° C. was exposed for a predetermined time (four conditions of 10 sec, 20 sec, 30 sec, and 60 sec).
また、フォトレジストに純水を曝す方法として、パドル(液盛り)方式、浸漬する方式、ミスト状の純水を吹き掛ける方式、流水に曝す方式の4条件を設定した。
尚、パドル(液盛り)方式の場合、フォトレジストに対し1ccの純水を液盛りした。純水に浸漬する方式の場合、水深20〜30mmの水槽に浸漬した。ミスト状の純水を吹き掛ける方式の場合、ミスト吹き出し口からフォトレジストまでの距離を500mmに設定した。
また、基板上の純水に対し吹き付けるエアは、エアガンにより乾燥エアを吹き付け、エアの圧力は、元圧が0.2MPa、ブローノズルからフォトレジストまでの距離が約150mm、吹き付け時間が約20secとした。
また、疎水化処理は基板を110℃に加熱し、120秒間、HMDS(ヘキサメチルジンラザン)雰囲気に曝すことにより実施した。
In addition, as a method for exposing pure water to the photoresist, four conditions were set: a paddle (liquid piling) method, a dipping method, a method of spraying mist-like pure water, and a method of exposing to flowing water.
In the case of the paddle (liquid accumulation) method, 1 cc of pure water was accumulated on the photoresist. In the case of the method of immersing in pure water, it was immersed in a water tank having a water depth of 20 to 30 mm. In the case of spraying mist-like pure water, the distance from the mist outlet to the photoresist was set to 500 mm.
The air blown against the pure water on the substrate is blown with dry air by an air gun. The air pressure is 0.2 MPa, the distance from the blow nozzle to the photoresist is about 150 mm, and the blowing time is about 20 sec. did.
The hydrophobization treatment was performed by heating the substrate to 110 ° C. and exposing it to an HMDS (hexamethylzine lazan) atmosphere for 120 seconds.
この実験の結果を表2に示す。尚、表2に記載する結果として、リフロー処理の結果、フロー(溶解)が完全になされた場合を○、不完全な場合を△、全くフローしていない場合を×、一部フロー不足の場合を▲とする。
表2に示すように、純水処理方法による違いは無かったが、純水処理時間が30秒以上の場合に、リフロー工程におけるフロー処理は完全に実行された。 As shown in Table 2, there was no difference depending on the pure water treatment method, but when the pure water treatment time was 30 seconds or more, the flow treatment in the reflow process was completely executed.
(実施例3)
実施例3では、基板に疎水化処理(AD)を施した後、前処理ユニット(PreT)での処理(前処理)を実施し、その後、リフロー処理を行った。前処理においては、基板上のフォトレジストを所定時間、純水に曝す処理及び、純水を除去する処理を行い、その後のリフロー処理結果を検証した。
前処理の条件として、24℃〜24.5℃の純水を所定時間(10sec、20sec、30sec、60secの4条件)、曝した状態とすることとした。
(Example 3)
In Example 3, the substrate was subjected to a hydrophobic treatment (AD), followed by a treatment (pretreatment) in a pretreatment unit (PreT), and then a reflow treatment. In the pre-processing, a process of exposing the photoresist on the substrate to pure water for a predetermined time and a process of removing pure water were performed, and the subsequent reflow processing result was verified.
As pretreatment conditions, pure water at 24 ° C. to 24.5 ° C. was exposed for a predetermined time (four conditions of 10 sec, 20 sec, 30 sec, and 60 sec).
また、フォトレジストに純水を曝す方法として、パドル(液盛り)方式、浸漬する方式、ミスト状の純水を吹き掛ける方式、流水に曝す方式の4条件を設定した。
尚、パドル(液盛り)方式の場合、フォトレジストに対し1ccの純水を液盛りした。純水に浸漬する方式の場合、水深20〜30mmの水槽に浸漬した。ミスト状の純水を吹き掛ける方式の場合、ミスト吹き出し口からフォトレジストまでの距離を500mmに設定した。
また、基板上の純水に対し吹き付けるエアは、エアガンにより乾燥エアを吹き付け、エアの圧力は、元圧が0.2MPa、ブローノズルからフォトレジストまでの距離が約150mm、吹き付け時間が約20secとした。
また、疎水化処理は基板を110℃に加熱し、120秒間、HMDS(ヘキサメチルジンラザン)雰囲気に曝すことにより実施した。
In addition, as a method for exposing pure water to the photoresist, four conditions were set: a paddle (liquid piling) method, a dipping method, a method of spraying mist-like pure water, and a method of exposing to flowing water.
In the case of the paddle (liquid accumulation) method, 1 cc of pure water was accumulated on the photoresist. In the case of the method of immersing in pure water, it was immersed in a water tank having a water depth of 20 to 30 mm. In the case of spraying mist-like pure water, the distance from the mist outlet to the photoresist was set to 500 mm.
The air blown against the pure water on the substrate is blown with dry air by an air gun. The air pressure is 0.2 MPa, the distance from the blow nozzle to the photoresist is about 150 mm, and the blowing time is about 20 sec. did.
The hydrophobization treatment was performed by heating the substrate to 110 ° C. and exposing it to an HMDS (hexamethylzine lazan) atmosphere for 120 seconds.
この実験の結果を表3に示す。尚、表3に記載する結果として、リフロー処理の結果、フロー(溶解)が完全になされた場合を○、不完全な場合を△、全くフローしていない場合を×とする。
表3に示すように、純水処理方法、純水処理時間のいずれの組み合わせ条件においても、リフロー工程におけるフロー処理は完全に実行された。 As shown in Table 3, the flow treatment in the reflow process was completely executed under any combination conditions of the pure water treatment method and the pure water treatment time.
(実施例4)
実施例4では、前処理ユニット(PreT)での処理(前処理)において、基板上のフォトレジストを所定時間、現像液に曝し、その後、純水でリンス処理し、さらに純水を除去する処理を行った。
また、前記前処理後に疎水化処理(AD)を実施し、その後のリフロー処理結果を検証した。
Example 4
In the fourth embodiment, in the processing (preprocessing) in the preprocessing unit (PreT), the photoresist on the substrate is exposed to the developer for a predetermined time, and then rinsed with pure water, and further the pure water is removed. Went.
Moreover, the hydrophobization process (AD) was implemented after the said pre-processing, and the subsequent reflow process result was verified.
前処理の条件として、現像液は、濃度2.38%のTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液を100倍に希釈(現像液10cc、純水990cc)したものと、希釈なしのものの2条件とした。
また、希釈した現像液の場合、基板Gを現像液の水深が20〜30mmの水槽に所定時間(5sec、10sec、20sec、30sec、60secの5条件)、浸漬した。希釈なしの現像液の場合、基板Gを現像液の水深が20〜30mmの水槽に3秒間のみ浸漬した。これは、3秒より長い時間浸漬すると、レジストが全て除去されるためである。
また、リンス処理として、24℃〜24.5℃の純水を10sec、流水に曝し、現像液を除去した。
There are two conditions for the pretreatment: the developer is a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution having a concentration of 2.38% diluted 100 times (
In the case of the diluted developer, the substrate G was immersed in a water tank having a developer depth of 20 to 30 mm for a predetermined time (5 conditions of 5 sec, 10 sec, 20 sec, 30 sec, and 60 sec). In the case of a developer without dilution, the substrate G was immersed only in a water bath having a developer depth of 20 to 30 mm for 3 seconds. This is because all resist is removed when immersed for longer than 3 seconds.
Further, as a rinsing treatment, pure water at 24 ° C. to 24.5 ° C. was exposed to running water for 10 seconds to remove the developer.
また、基板上の純水に対し吹き付けるエアは、エアガンにより乾燥エアを吹き付け、エアの圧力は、元圧が0.2MPa、ブローノズルからフォトレジストまでの距離が約150mm、吹き付け時間が約20secとした。
また、疎水化処理は基板を110℃に加熱し、120秒間、HMDS(ヘキサメチルジンラザン)雰囲気に曝すことにより実施した。
The air blown against the pure water on the substrate is blown with dry air by an air gun. The air pressure is 0.2 MPa, the distance from the blow nozzle to the photoresist is about 150 mm, and the blowing time is about 20 sec. did.
The hydrophobization treatment was performed by heating the substrate to 110 ° C. and exposing it to an HMDS (hexamethylzine lazan) atmosphere for 120 seconds.
この実験の結果を表4、表5に示す。尚、表4は現像液が希釈ありの場合、表5は現像液が希釈なしの場合である。表4、5に記載する結果として、リフロー処理の結果、フロー(溶解)が完全になされた場合を○、不完全な場合を△、全くフローしていない場合を×とする。
表4に示すように、希釈された現像液の場合、現像液処理時間が30秒以上の場合に、リフロー工程におけるフロー処理は完全に実行された。
また、表5に示すように、希釈していない現像液の場合、現像処理時間が3秒で、リフロー工程におけるフロー処理は完全に実行されたが、プロセスマージンが少ないため、前処理としては不向きであると確認した。
As shown in Table 4, in the case of the diluted developer, the flow process in the reflow process was completely executed when the developer processing time was 30 seconds or more.
Further, as shown in Table 5, in the case of the undiluted developer, the development processing time was 3 seconds and the flow processing in the reflow process was completely executed, but the process margin is small, so it is not suitable as preprocessing. It was confirmed that.
以上の実施例の結果から、本発明の基板処理方法によれば、前記実施の形態に示した効果を得ることができると確認した。 From the results of the above examples, it was confirmed that the effects shown in the above embodiments can be obtained according to the substrate processing method of the present invention.
本発明は、複数回に亘りフォトレジストパターンを形成する工程に適用することができ、電子デバイス製造業界等において好適に用いることができる。 The present invention can be applied to a process of forming a photoresist pattern a plurality of times, and can be suitably used in the electronic device manufacturing industry and the like.
1 リフローパターン形成装置
2 カセットステーション
3 基板処理部
4 基板搬送部
5 疎水化処理ユニット
6 クールユニット
7 前処理ユニット
8 リフローユニット
9 バッファユニット
10 熱処理装置
11 バッファユニット
G 基板
W 純水
D 現像液
DESCRIPTION OF
Claims (6)
下地膜のエッチングマスクとして使用された前記フォトレジストパターンを所定時間、純水に曝すステップと、
前記基板上にエアを吹き付けて、前記純水を除去するステップと、
前記フォトレジストパターンを溶剤雰囲気に曝して溶解し、所定エリアをマスクするステップとを実行することを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for dissolving a photoresist pattern formed on a substrate and forming a new photoresist pattern,
Exposing the photoresist pattern used as an etching mask for a base film to pure water for a predetermined time;
Blowing air on the substrate to remove the pure water;
And a step of masking a predetermined area by exposing the photoresist pattern to a solvent atmosphere and dissolving the photoresist pattern.
少なくとも10秒間、前記フォトレジストパターンは純水に曝されることを特徴とする請求項1に記載された基板処理方法。 In the step of exposing the photoresist pattern used as an etching mask for the base film to pure water,
The substrate processing method according to claim 1, wherein the photoresist pattern is exposed to pure water for at least 10 seconds.
前記下地膜のエッチングマスクとして使用された前記フォトレジストパターンを所定時間、純水に曝すステップの前、または、前記基板上にエアを吹き付けて、前記純水を除去するステップの後に、前記基板に対して疎水化処理を施すステップを実行することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された基板処理方法。 Before the step of dissolving the photoresist pattern by exposing it to a solvent atmosphere and masking a predetermined area,
Before the step of exposing the photoresist pattern used as the etching mask for the base film to pure water for a predetermined time, or after blowing the air onto the substrate and removing the pure water, the substrate is applied to the substrate. The substrate processing method according to claim 1, wherein a step of applying a hydrophobizing process to the substrate is performed.
下地膜のエッチングマスクとして使用された前記フォトレジストパターンを所定時間、現像液に曝すステップと、
前記基板上に純水を供給し、前記現像液を洗い流すステップと、
前記基板上にエアを吹き付けて、前記純水を除去するステップと、
前記フォトレジストパターンを溶剤雰囲気に曝して溶解し、所定エリアをマスクするステップとを実行することを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for dissolving a photoresist pattern formed on a substrate and forming a new photoresist pattern,
Exposing the photoresist pattern used as an etching mask for a base film to a developer for a predetermined time;
Supplying pure water onto the substrate and washing away the developer;
Blowing air on the substrate to remove the pure water;
And a step of masking a predetermined area by exposing the photoresist pattern to a solvent atmosphere and dissolving the photoresist pattern.
少なくとも10秒間、前記純水は前記基板上に供給されることを特徴とする請求項4または請求項5に記載された基板処理方法。 In the step of supplying pure water onto the substrate and washing away the developer,
6. The substrate processing method according to claim 4, wherein the pure water is supplied onto the substrate for at least 10 seconds.
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