(57)【要約】【課題】被処理基板上のパターン露光されたフォトレジスト膜を現像する際に、パターン欠陥の発生を大きく抑制すると同時に、パターンの寸法均一性を向上させることを目的とする。【解決手段】被処理基板１上の、パターン露光処理されたフォトレジスト膜２は、そのフォトレジスト膜２上に、純水をスピン法で供給し、続いて純水と現像液とを同時にスピン法で供給し、次に純水を供給せずに現像液をパドル法で供給することにより現像される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板上の、パターン露光処理されたフォトレジスト膜の現像方法であって、該フォトレジスト膜上に純水を供給し、続いて純水と現像液とを同時に供給し、次に純水を供給せずに現像液を供給して現像を行うことを特徴とする現像方法。
【請求項２】
フォトレジスト膜上に純水をスピン法で供給し、続いて純水と現像液とをスピン法で同時に供給する請求項１記載の現像方法。
【請求項３】
純水を供給せずに現像液を供給する際に、現像液をパドル法で供給する請求項１又は２記載の現像方法。
【請求項４】
純水を供給せずに現像液を供給する際に、現像液をスピン法で供給する請求項１又は２記載の現像方法。
【請求項５】
被処理基板を保持し回転させる被処理基板保持手段、及び該被処理基板保持手段に保持された被処理基板の被処理面に純水を供給する純水供給スリットと、該被処理基板保持手段に保持された被処理基板に現像液を供給する現像液供給スリットとを有するライン状ノズルを少なくとも有する現像装置。
【請求項６】
被処理基板を保持し回転させる被処理基板保持手段、及び該被処理基板保持手段に保持された被処理基板の被処理面に純水及び／または現像液を供給する供給スリットを有するノズル体を少なくとも備えた現像装置であって、ノズル体の内部に混合室が設けられ、該混合室に純水及び現像液がそれぞれ独立的に供給される現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板上の、露光処理されたフォトレジスト膜の現像方法及びその現像方法を実施するために適した現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体基板や液晶素子用ガラス基板などの被処理基板上に形成されたフォトレジスト膜にパターンマスクを介してに露光し、露光したフォトレジスト膜にスピン法、パドル法あるいはディップ法で現像液を適用することにより、フォトレジストパターンに現像している。
【０００３】
しかし、現像液には、その濡れ性を向上させるために界面活性剤が配合されているために、現像液をフォトレジスト膜に適用する際に気泡が生じ、その気泡がフォトレジスト膜表面に付着し、その結果、パターン欠陥（現像残り）が発生するという問題があった。
【０００４】
そこで、現像液をフォトレジスト膜に適用する際に生じた気泡がフォトレジスト層に付着しないようにするために、基板のフォトレジスト膜上にスピン法にて純水を供給して水薄膜を形成した後に、その水薄膜上に現像液を供給して現像を行うこと（特許文献１参照）や、基板のフォトレジスト膜上に脱気純水をスピン法を利用して液盛りし、次に、基板をスピンさせながら脱気純水液盛りに現像液を供給すること（特許文献２参照）等が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４２３４４号公報
【特許文献２】特開平８−６２６０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近使用されているフォトレジスト材料の疎水性は、従来のものに比べいっそう高まっており、そのため、前述したように、フォトレジスト膜を純水で被覆しようとすると、液ハジキが生じ、フォトレジスト膜表面に純水が存在する部分と純水が存在しない部分とが生じるという問題があった。このような状態で現像液を適応すると、フォトレジスト膜表面上での現像液濃度が異なるため、現像の結果として意図したパターン寸法と実際に得られるパターン寸法とのズレが大きくなる。換言すれば、パターンの寸法均一性が低下する。
【０００７】
本発明は、以上の従来の技術の問題を解決しようとするものであり、被処理基板上のパターン露光されたフォトレジスト膜を現像する際に、パターン欠陥の発生を大きく抑制すると同時に、パターンの寸法均一性を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、現像すべきフォトレジスト膜に純水を供給した後に、直ちに現像液を供給するのではなく、純水と現像液とを同時に供給し、その後で純水を供給せずに現像液を供給することにより、上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、被処理基板上の、パターン露光処理されたフォトレジスト膜の現像方法であって、該フォトレジスト膜上に純水を供給し、続いて純水と現像液とを同時に供給し、次に純水を供給せずに現像液を供給して現像を行うことを特徴とする現像方法を提供する。
【００１０】
また、本発明は、上述の現像方法を実施するに適した現像装置であって、以下に示すような、純水供給スリットと現像液供給スリットとが併設されているライン状ノズルを備えた現像装置と、内部に混合室が設けられているノズル体を備えた現像装置を提供する。
【００１１】
即ち、本発明は、被処理基板を保持し回転させる被処理基板保持手段、及び該被処理基板保持手段に保持された被処理基板の被処理面に純水を供給する純水供給スリットと、該被処理基板保持手段に保持された被処理基板に現像液を供給する現像液供給スリットとを有するライン状ノズルを少なくとも有する現像装置を提供する。
【００１２】
また、本発明は、被処理基板を保持し回転させる被処理基板保持手段、及び該被処理基板保持手段に保持された被処理基板の被処理面に純水及び／または現像液を供給する供給スリットを有するノズル体を少なくとも備えた現像装置であって、ノズル体の内部に混合室が設けられ、該混合室に純水及び現像液がそれぞれ独立的に供給される現像装置を提供する。
【００１３】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の現像方法について図１を参照しながら説明する。
【００１４】
本発明の現像方法においては、まず、後述する現像液の供給の際に発生した気泡がフォトレジスト膜へ付着することを防止するために、被処理基板１上のフォトレジスト膜２上に、純水（好ましくは脱気純水）をシャワーノズルやライン状スリットノズル等から供給する。この場合、被処理基板１を回転させながら純水を供給することが、即ち、スピン法により純水を供給することが、均一で薄く供給できるという点で好ましい。これにより純水薄膜３が形成される（図１（ａ））。ここで、フォトレジスト膜２は、パターン露光処理されており、露光部２ａが形成されている。フォトレジスト膜２はポジ型でもネガ型のいずれでもよいが、ポジ型である場合には、この露光部２ａが現像により除去されることになる。
【００１５】
次に、純水薄膜３上に、純水と現像液とを、例えばそれぞれ別々のシャワーノズルやライン状スリットノズル等から同時に供給する。これにより、純水薄膜３が純水と現像液との混合薄膜４に置換される（図１（ｂ））。この場合、純水と現像液とを、フォトレジスト膜２表面において均一且つ十分に混合されるように供給する必要がある。この場合、被処理基板１を回転させながら純水と現像液とを供給することが、即ち、スピン法により純水と現像液とを供給することが、均一で薄く供給できるという点で好ましい。このような混合薄膜４を形成することにより、現像液の供給の際に発生した気泡がフォトレジスト膜２へ付着することを防止すると共に、フォトレジスト膜２表面に対する現像液の濡れ性を向上させることができる。従って、パターン欠陥の発生を抑制でき、しかもパターンの寸法均一性を向上させることができる。
【００１６】
ここで、純水と現像液との供給割合は、０．５：１〜１００：１とすることが好ましい。また、徐々にその供給範囲になるように、純水の供給量を減少させながら且つ現像液の供給量を増加させてもよい。
【００１７】
また、混合薄膜４の保持時間としては、５秒以下で十分である。
【００１８】
次に、混合薄膜４上に、純水を供給せずに現像液を供給する。この場合、被処理基板１を回転させるスピン法により現像液を液盛りしてもよいが、現像液の使用量が比較的少量でよいパドル法で液盛りすることが好ましい。これにより、現像液層５が形成される（図１（ｃ））。この状態を、所期の寸法及び形状のパターンが形成されるまで保持し、その後、純水でリンスを行い、スピン乾燥することで現像が完了する（図１（ｄ））。現像により得られたフォトレジストパターンは、パターン欠陥の発生が非常に少なく、しかも良好な寸法均一性を有するものとなる。
【００１９】
本発明の現像方法は、従来の現像装置と同様に、純水と現像液とを別々のノズルから供給できるようにしてもよいが、図２又は図３に示す現像装置により好ましく実施することができる。
【００２０】
図２（ａ）に示す現像装置は、被処理基板１を保持し回転させる被処理基板保持手段２１と、被処理基板保持手段２１に保持された被処理基板１の被処理面１ａに純水Ｗ及び／又は現像液Ｄを供給するライン状ノズル２２を有する。ここで、ライン状ノズル２２の被処理基板側の表面には、図２（ｂ）（ライン状ノズル下面図）に示すように、純水を供給する純水供給スリット２３と、現像液を供給する現像液供給スリット２４とが、近接して設けられている。これにより、純水と現像液とを、被処理基板１の被処理面１ａにおいて均一且つ十分に混合されるように供給できる。
【００２１】
図３（ａ）に示す現像装置もまた、被処理基板１を保持し回転させる被処理基板保持手段２１と、被処理基板保持手段２１に保持された被処理基板１の被処理面１ａに純水Ｗ及び／又は現像液Ｄを供給するノズル体２５とを有する。ここで、ノズル体２５の被処理基板側の表面には、図３（ｂ）（ノズル体部分横断面図）に示すように、純水Ｗ及び／又は現像液Ｄを供給する供給スリット２６が設けられ、ノズル体２５の内部には、供給スリット２６に連通している混合室２７が設けられている。純水Ｗ及び現像液Ｄはそれぞれ独立的に混合室２７内に供給され、必要に応じて混合された後に、供給スリット２６から被処理基板１の被処理面１ａに供給されるようになっている。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００２３】
実施例１
液晶表示素子用のガラス基板（６００×７２０ｃｍ）上に、２μｍ厚のポジ型フォトレジスト膜を形成し、５μｍ幅で５μｍピッチのライン状のテストパターンを形成するためのマスクパターンを介して露光操作を行った。
【００２４】
次に、パターン露光処理されたフォトレジスト膜に、ガラス基板を毎分１００回転させながら、純水をシャワーノズルから５秒間供給した。
【００２５】
続いて、フォトレジスト膜に、ガラス基板を毎分１００回転せながら、純水と現像液（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２．３８％水溶液）とを、それぞれ別々のシャワーノズルから同時に３秒間供給し、回転を停止させた。
【００２６】
次に、フォトレジスト膜に、２３℃で現像液のみをパドル法にて液盛りし、その状態を１分間保持し、続いて純水でリンスし、スピン乾燥することにより現像を行った。
【００２７】
比較例１
パターン露光処理されたフォトレジスト膜に純水と現像液とを同時に供給することを省略すること以外、実施例１の操作を繰り返すことにより、フォトレジスト膜の現像を行った。従って、この比較例１では、純水供給処理の後に、純水と現像液との同時供給処理を行わすに、直ちに現像液供給処理が行われた。
【００２８】
比較例２
パターン露光処理されたフォトレジスト膜に純水のみを供給することを省略すること以外、実施例１の操作を繰り返すことにより、フォトレジスト膜の現像を行った。従って、この比較例２では、純水供給処理を行わずに、純水と現像液との同時供給処理後に現像液供給処理が行われた。
【００２９】
（評価）
実施例１及び比較例１−２で得られたライン状のレジストパターンのパターン欠陥について、光学顕微鏡で、２μｍ以上の大きさの「現像残り」の個数を数えた。また、ライン状のレジストパターンの寸法均一性については、基板面内９ヶ所のレジストパターンの寸法を測定してそれらの平均値（Ｌａｖ）を算出し、その平均値で、９ヶ所の寸法の測定値の中の最大値（Ｌｍａｘ）と最小値（Ｌｍｉｎ）の差を割った値（Ｆ）（以下の数式（１））が３％以内であれば良好と判定し、それを超える場合には不良と判定した。それぞれ得られた結果を表１に示す。
【００３０】
【数１】
Ｆ＝［｛（Ｌｍａｘ）−（Ｌｍｉｎ）｝／Ｌａｖ］×１００　　　　　　　（１）
【００３１】
【表１】
2004128190.tif 000003
【００３２】
表１から分かるように、純水供給処理、純水と現像液との同時供給処理、及び現像液供給処理をこの順で行った実施例１の場合には、パターン欠陥数が従来の現像方法に相当する比較例１の場合に比べて、大幅に減少した。しかも、パターンの寸法均一性も良好であった。
【００３３】
一方、純水供給処理の後に、純水と現像液との同時供給処理を行わすに、直ちに現像液供給処理を行った比較例１の場合には、パターン欠陥数が非常に多く、しかもパターンの寸法均一性は不良であった。
【００３４】
また、純水と現像液との同時供給処理後に現像液供給処理を行うが、最初の純水供給処理を行わなかった比較例２の場合には、比較例１の場合よりもパターン欠陥数が減少していたが、実施例１の場合に比べてパターン欠陥数が依然として多く、しかもパターンの寸法均一性も十分でなかった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、被処理基板上のパターン露光されたフォトレジスト膜を現像する際に、パターン欠陥の発生を大きく抑制すると同時に、パターンの寸法均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像方法のプロセスフロー図である。
【図２】本発明の一の態様の現像装置の概略図（同図（ａ））とライン状ノズル下面図（同図（ｂ））である。
【図３】本発明の別の態様の現像装置の概略図（同図（ａ））とノズル体部分横断面（同図（ｂ））である。
【符号の説明】
１…被処理基板、２…フォトレジスト膜、３…純水薄膜、４…純水及び現像液の混合薄膜、５…現像液層、２１…被処理基板保持手段、２２…ライン状ノズル、２３…純水供給スリット、２４…現像液供給スリット、２５…ノズル体、２６…供給スリット
【図１】
2004128190.tif 000004
【図２】
2004128190.tif 000005
【図３】
2004128190.tif 000006