(57)【要約】【課題】より正確に現像を進行させることができるレジスト現像方法及びレジスト現像装置を提供する。【解決手段】基材Ｓの温度が、現像液及びリンス液の温度に対して、例えば２５±０．１℃という目標範囲内に収まったと判断した場合、制御装置７は、ステップＳ２０４で、駆動装置６を駆動して搬送アーム３で基材Ｓを把持し、容器２の現像液に浸漬する（現像を開始する）。その後、所定時間現像処理を行う。このとき、基材Ｓの温度と現像液の温度とが略等しいことから、現像時間を厳守することで高精度な現像を行える。【選択図】　　図３
2004053646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にレジストを塗布された基材に、現像液を付着させることで、レジスト現像を行うレジスト現像方法において、
前記現像液を付着させる前の前記基材の温度と、前記現像液の温度とがほぼ等しくなるように調整することを特徴とするレジスト現像方法。
【請求項２】
前記現像液が付着した基材に、その後リンス液を付着させる際に、前記基材の温度と、前記リンス液の温度とがほぼ等しくなるように調整することを特徴とする請求項１に記載のレジスト現像方法。
【請求項３】
前記基材を、前記現像液内に浸漬することでレジスト現像を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレジスト現像方法。
【請求項４】
前記基材に対して、前記現像液をスプレーすることでレジスト現像を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレジスト現像方法。
【請求項５】
前記基材に対して、前記現像液を滴下させることでレジスト現像を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレジスト現像方法。
【請求項６】
表面にレジストを塗布された基材に、現像液に付着させることで、レジスト現像を行うレジスト現像装置において、
前記現像液を付着させる前の前記基材の温度と、前記現像液の温度とがほぼ等しくなるように制御する温度制御手段を有することを特徴とするレジスト現像装置。
【請求項７】
前記現像液を付着させる前の前記基材の温度が、前記現像液の温度にほぼ等しくなったことを検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出に応じて、前記基材に前記現像液を付着させる現像開始手段とを有することを特徴とする請求項６に記載のレジスト現像装置。
【請求項８】
前記現像液が付着した基材に、その後リンス液を付着させる際に、前記温度制御手段は、前記基材の温度と、前記リンス液の温度とがほぼ等しくなるように温度制御することを特徴とする請求項６又は７に記載のレジスト現像装置。
【請求項９】
前記現像液に浸漬することで前記基材に前記現像液を付着させるため、前記現像液を貯留する容器を有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のレジスト現像装置。
【請求項１０】
前記現像液をスプレーすることで前記基材に前記現像液を付着させるため、前記現像液を吹き付ける吹付装置を有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のレジスト現像装置。
【請求項１１】
前記現像液を滴下させることで前記基材に前記現像液を付着させるため、前記現像液を滴下する滴下装置を有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のレジスト現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジスト現像方法及びレジスト現像装置に関し、特にレジスト現像を精密に行えるレジスト現像方法及びレジスト現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速に発展している光ピックアップ装置の分野では、極めて高精度な対物レンズなどの光学素子が用いられている。プラスチックやガラスなどの素材を、金型を用いてそのような光学素子に成形すると、均一な形状の製品を迅速に製造することができるため、かかる金型成形は、そのような用途の光学素子の大量生産に適しているといえる。ここで、金型は消耗品であり、また不測の事態による破損なども予想されることから、高精度な光学素子を成形するためには、定期的或いは不定期の金型交換が必要であるといえる。従って、光学素子を成形するための金型（光学素子成形用金型ともいう）も、一定精度のものをある程度の量だけ予め用意しておく必要があるといえる。
【０００３】
しかるに、単結晶ダイヤモンド工具などを用いた切削加工で金型を製造した場合、手間がかかる上に、全く同一形状の金型を切り出すことは困難といえ、それ故金型交換前後で光学素子製品の形状バラツキが生じる恐れがあり、又コストもかかるという問題がある。
【０００４】
特に、光ピックアップ装置に用いるある種の光学素子には、収差特性を良好にすべく、光学面の光軸に同心に、断面がブレーズ形状の微細な回折輪帯を設けることが行われている。このような回折輪帯に対応した同心溝を、金型の光学面転写面に形成する場合、切削加工に手間と時間がかかるという問題がある。光学素子成形用金型を超鋼などで形成する場合、精度良く所望の光学面転写面形状を得るためには、ダイアモンド工具による切削加工等によらなくてはならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題に対し、例えば光学素子の光学面に対応した母光学面を有する母型に対し、化学反応を通じて電鋳等を成長させることで、金型を製作しようとする試みがある。このような電鋳による金型製作手法を用いると、例えば光学素子の回折輪帯に対応した輪帯を備えた非球面を精度良く形成した母型を一つ用意するだけで、寸法バラツキの少ない光学素子成形用金型を比較的容易に転写形成することができる。
【０００６】
しかるに、かかる手法によれば、例えば回折輪帯に対応する輪帯を形成するために、母型の表面にレジストを被覆し、電子描画を行い、現像処理して母型を製造し、それを用いて電鋳処理を行うことで、光学素子成形用金型を得ることが必要となる。ここで、母型を製造する場合、電子描画における電子線にかかるドーズ量と、現像処理における現像時間とを調整することにより、回折輪帯の溝を含む所望の母光学面形状を得ることができる。ところが、たとえ現像時間を厳密に一定にしたとしても、現像進度が無視できないほど変化する場合があることが判明した。現像進度が変化すると、最終的に得られる母光学面の回折輪帯の溝深さにバラツキが生じる恐れがある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、より正確に現像を進行させることができるレジスト現像方法及びレジスト現像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明のレジスト現像方法は、表面にレジストを塗布された基材に、現像液を付着させることで、レジスト現像を行うレジスト現像方法において、
前記現像液を付着させる前の前記基材の温度と、前記現像液の温度とがほぼ等しくなるように調整するので、現像条件のバラツキを抑え、高精度なレジスト現像を行うことができる。
【０００９】
本発明の原理を説明するが、説明の都合上、基材を現像液に浸漬することで付着させるものとする。レジスト現像は、クリーンルームにおいて行われるのが一般的である。ここで、クリーンルーム内の温度管理は空調により行われ、±１℃程度に雰囲気温度が制御されている。本発明者は鋭意研究の結果、クリーンルームの雰囲気温度にレジストを塗布した基材を放置し、その後現像液に浸漬したときに、その温度差により現像速度に無視できないバラツキが生じるのではないかという仮説を立てた。
【００１０】
かかる仮説を立証すべく、本発明者は、現像条件に関する実験を行った。図１は、本発明者が行った実験結果を示す図であり、縦軸に現像速度、横軸に現像液の温度との関係を示すグラフである。例えば現像液の温度２５℃に対して基材の温度が±１℃（クリーンルームの雰囲気温度のバラツキに相当）違う場合を考える。図１より、現像液の温度が高ければ現像進度が進み、且つその変化量は、レジストを露光する電子線のパワーが高いほど顕著であることがわかる。現像は、レジストのような高分子材料を電子線で描画することで、高分子の一部を低分子化したときに、低分子した部分を現像液（通常は有機溶媒）で溶出させるものであるため、本来的には現像液の分子運動を利用しているといえる。従って現像速度は分子運動に依存しているため、図１に示すように、現像液に温度の影響を明確に受けるといえる。逆に言えば、現像液の温度を一定に維持すれば、現像速度は変わらないとも考えられる。
【００１１】
ところが、実際の現像においては、基材を現像液に浸した瞬間から、基材表面に接する現像液の温度は、基材の温度に近づこうとし、微視的には基材の表面に接する現像液の温度は、基材の温度に応じて変化する。従って、現像中において、現像液全体の温度変化はほとんどないとしても、基材表面に接する現像液の温度は、基材の温度に応じて変化すると考えられる。かかる場合、現像液の温度が±１℃変化した場合、図１より、電子線パワーが大である場合には、約３ｎｍ／ｓｅｃも異なることがわかる。すなわち、現像時間１秒につき、３ｎｍも現像が進んでしまう、或いは遅れることもあり得るのである。
【００１２】
このようにして立証された仮説に基づき、本発明者は、浸漬する前の前記基材の温度と、前記現像液の温度とがほぼ等しくなるように調整するのが、現像進度のバラツキを抑えるのに効果的であると導き出したのである。ここで、「ほぼ等しく」とは、例えば双方の温度が±０．１℃以内の範囲にあることをいい、図１の実験結果に基づけば、現像進度のバラツキは、電子線パワーが大なる場合でも、約０．３ｎｍ／ｓｅｃ程度に抑えることができ、実用に供することができる。
【００１３】
更に、前記現像液が付着した基材に、その後リンス液を付着させる際に、前記基材の温度と、前記リンス液の温度とがほぼ等しくなるように調整すると、現像の停止を高精度に行えるので好ましい。
【００１４】
上述したように、前記基材を、前記現像液内に浸漬することでレジスト現像を行うと好ましい。
【００１５】
或いは、前記基材に対して、前記現像液をスプレーすることでレジスト現像を行っても良い。
【００１６】
又は、前記基材に対して、前記現像液を滴下させることでレジスト現像を行ってもよい。
【００１７】
第２の本発明のレジスト現像装置は、表面にレジストを塗布された基材に、現像液に付着させることで、レジスト現像を行うレジスト現像装置において、前記現像液を付着させる前の前記基材の温度と、前記現像液の温度とがほぼ等しくなるように制御する温度制御手段を有するので、上述した発明と同様に、高精度なレジスト現像を行うことができる。
【００１８】
更に、前記現像液を付着させる前の前記基材の温度が、前記現像液の温度にほぼ等しくなったことを検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出に応じて、前記基材に前記現像液を付着させる現像開始手段とを有すると、現像の停止を高精度に行えるので好ましい。
【００１９】
上述したように、前記基材を、前記現像液内に浸漬することでレジスト現像を行うと好ましい。
【００２０】
或いは、前記基材に対して、前記現像液をスプレーすることでレジスト現像を行っても良い。
【００２１】
又は、前記基材に対して、前記現像液を滴下させることでレジスト現像を行ってもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図２は、本実施の形態にかかるレジスト現像方法を含む母型と光学素子成形用金型の製造工程を説明するフローチャートである。尚、基材は、光学素子を成形するための光学素子成形用金型又は光学素子成形用金型を形成するための母型であって、レジストが塗布された面には、現像により、断面がブレーズ状の周溝または輪帯（例えば回折輪帯）が形成されるものとするが、これに限られることはない。
【００２３】
ここで、回折輪帯のごとき輪帯パターンを有する光学素子を成形するための光学素子成形用金型を、母型の形状から電鋳により転写形成する例に関して説明する。図２のステップＳ１０１において、母型の素材をＳＰＤＴ加工機にセットして、光学素子の光学面に相当する非球面形状を形成する。続いて、非球面形状を形成した母型の素材をＳＰＤＴ加工機より取り外し、ステップＳ１０２において、かかる非球面形状にスピンコート処理を施す。具体的には、母型の素材を回転させながら、非球面形状にレジストを滴下し、均一なレジスト膜厚を得る。その後、ステップＳ１０３で、ベーキング処理を行ってレジストを安定化させ、ステップＳ１０４で輪帯パターンの電子ビーム描画を行う。更に、ステップＳ１０５で露光処理を行い、ステップＳ１０６でレジスト現像処理を行って、輪帯パターン形状を得る。かかるレジスト現像処理においては、後述するレジスト現像装置を用いる。その後、ステップＳ１０７でエッチング処理を行って、輪帯パターンを母型の素材に彫り込み、母型を得る。かかる母型を用いて、ステップＳ１０８で電鋳処理を施すことで、光学素子成形用金型の素材が転写形成される。これを脱型し、裏打ち部材と組み合わせることで、光学素子成形用金型を得ることができる。
【００２４】
図３は、本実施の形態にかかるレジスト現像方法を実行するレジスト現像装置の概略構成図である。図３において、温度制御手段及び現像開始手段である制御装置７は、ヒータ１上に載置された基材Ｓの温度を測定するセンサＳ１と、容器２内に貯留された現像液の温度を測定するセンサＳ２と、容器４内に貯留されたリンス液の温度を測定するセンサＳ３とに接続され、これらより測定信号を受信するようになっている。又、制御装置７はヒータ１に接続され、その加熱制御が可能となっており、更に搬送アーム２を駆動する駆動装置６に接続され、駆動装置６を介して搬送アーム２の制御が可能となっている。尚、温度検出手段であるセンサＳ１〜Ｓ３としては、接触式センサである白金抵抗体温度計であれば、０．１℃以下まで精度良く温度測定できるが、放射温度計のように非接触式の温度計でも良い。
【００２５】
又、本実施の形態では、基材Ｓを現像液に浸漬することで、その付着を行っているが、別個に現像液のスプレー（吹付）装置又は現像液の滴下装置を設け、基材Ｓに対して現像液を吹き付ける或いは滴下することで付着を行っても良い。スプレー装置及び滴下装置は、いずれも公知の構成を用いることができるので、ここでは説明を省略する。
【００２６】
本実施の形態においては、現像液とリンス液は、以下の組成のものを用いることができる。
（１）現像液：酢酸イソアミル９０％、酢酸エチル１０％
リンス液：イソプロピルアルコール１００％
（２）現像液：酢酸イソアミル７０％、酢酸エチル３０％
リンス液：イソプロピルアルコール１００％
（３）現像液：酢酸イソアミル５０％、酢酸エチル５０％
リンス液：イソプロピルアルコール１００％
（４）現像液：酢酸イソアミル３０％、酢酸エチル７０％
リンス液：イソプロピルアルコール１００％
（５）現像液：メチルイソブチルケトン９０％、イソプロピルアルコール１０％
リンス液：イソプロピルアルコール１００％
（６）現像液：メチルイソブチルケトン７０％、イソプロピルアルコール３０％
リンス液：イソプロピルアルコール１００％
（７）現像液：メチルイソブチルケトン５０％、イソプロピルアルコール５０％
リンス液：イソプロピルアルコール１００％
（８）現像液：メチルイソブチルケトン３０％、イソプロピルアルコール７０％
リンス液：イソプロピルアルコール１００％
【００２７】
図４は、本実施の形態にかかるレジスト現像方法のフローチャート図である。図３，４を参照して、本実施の形態にかかるレジスト現像方法を説明する。図４のステップＳ２０１において、制御装置７は、基材Ｓがおかれたヒータ１上の温度制御を行って、ステップＳ２０２で、センサＳ１〜Ｓ３からの測定信号を受信し、基材Ｓ、現像液、リンス液の温度を取得し、ステップＳ２０３で、これらの温度が、例えば２５±０．１℃という目標範囲内に収まったか判断する。目標範囲内に収まってなければ、ステップＳ２０１に戻り、制御装置７は、ヒータ１の温度を調整して、基材Ｓの温度を現像液及びリンス液に近づけるようにする。尚、容器２、４に各々ヒータなどの温度制御装置を設ければ、基材Ｓの温度が高い場合、自然冷却によらず、現像液やリンス液の温度を上昇させて近づけることもでき、より迅速な制御が可能となる。
【００２８】
ステップＳ２０３で、基材Ｓの温度が、現像液及びリンス液の温度に対して、例えば２５±０．１℃という目標範囲内に収まったと判断した場合、制御装置７は、ステップＳ２０４で、駆動装置６を駆動して搬送アーム３で基材Ｓを把持し、容器２の現像液に浸漬する（現像を開始する）。その後、ステップＳ２０５で、所定時間現像処理を行う。このとき、基材Ｓの温度と現像液の温度とが略等しいことから、バラツキが抑えられた速度で現像が進み、すなわち現像時間を厳守することで高精度な現像を行えることとなる。
【００２９】
その後、制御装置７は、ステップＳ２０６で、駆動装置６を駆動して基材Ｓを把持した搬送アーム３を容器２の現像液から引き揚げ、直ちに容器４のリンス液に浸漬する（現像を停止する）ことでリンス処理を行う。かかる場合、互いに熱移動がないことから現像処理時間に関わらず、基材Ｓ及び現像液の温度は不変であり、従ってリンス液の温度ともほぼ等しいことになるので、安定したリンス処理を行えることとなる。最後に、制御装置７は、ステップＳ２０７で、駆動装置６を駆動して基材Ｓを把持した搬送アーム３を容器４のリンス液から引き揚げ、乾燥機５から窒素ガスを基材Ｓに吹きかけることで、乾燥処理を行って、一連の現像処理を終了する。尚、雰囲気温度との差を考慮して、ヒータ１と容器２との間、及び容器２，４との間にトンネルなどを設け、その中の遮蔽空間の雰囲気温度を、基材Ｓ、現像液、リンス液の温度と略等しく維持することもできる。
【００３０】
以上、実施の形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は、上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良（実施の形態の組み合わせを含む）が可能であることは勿論である。例えば、基材Ｓの温度を調整するためにヒータを用いたが、ヒータ載置時にゴミ等の付着の問題を回避するために、基材Ｓを一定温度で保管するインキュベータ（恒温室）などを代わりに用いても良い。本実施の形態では、基材Ｓの温度を上昇させることで温度調整を行っているが、冷却することで温度調整を行ってもいいことはいうまでもない。本発明のレジスト現像は、電子線に限らず、Ｘ線、光などにより露光されたレジストに対して現像を行うものであっても良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、より正確に現像を進行させることができるレジスト現像方法及びレジスト現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明者が行った実験結果を示す図であり、縦軸に現像速度、横軸に現像液の温度との関係を示すグラフである。
【図２】本実施の形態にかかるレジスト現像方法を含む母型と光学素子成形用金型の製造工程を説明するフローチャートである。
【図３】本実施の形態にかかるレジスト現像方法を実行するレジスト現像装置の概略構成図である。
【図４】本実施の形態にかかるレジスト現像方法のフローチャート図である。
【符号の説明】
１　ヒータ
２、４　容器
３　搬送アーム
６　駆動装置
７　制御装置
Ｓ　基材
Ｓ１〜Ｓ３　センサ
【図１】
2004053646.tif 000003
【図２】
2004053646.tif 000004
【図３】
2004053646.tif 000005
【図４】
2004053646.tif 000006