(57)【要約】【課題】本発明の目的は、薬液を使用しないで廃液処理設備が不要となる二酸化炭素等の超臨界流体を使用して微細なレジスト現像を短時間で、且つバラツキの少ない高精度にできるレジスト現像処理装置とその方法及び表面処理装置とその方法を提供することにある。【解決手段】本発明は、基板上に露光後のレジストを有するレジスト基板を収納し超臨界流体からなる現像溶媒によって露光後のレジストを現像する現像室と、該現像室にバルブを介して接続された超臨界流体を収納する超臨界流体容器とを有することを特徴とするレジスト現像処理装置にある。【選択図】  図１
2004172261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に露光後のレジストを有するレジスト基板を収納し超臨界流体からなる現像溶媒によって露光後のレジストを現像する現像室と、該現像室にバルブを介して接続された超臨界流体を収納する超臨界流体容器とを有することを特徴とするレジスト現像処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記現像室にバルブを介して接続された前記現像溶媒の高圧気体を収納する高圧気体容器と、バルブを介して接続された前記現像溶媒の液体を収納する液体容器とを有することを特徴とするレジスト現像処理装置。
【請求項３】
請求項２において、前記高圧気体容器は、該容器に充填された気体状態の前記現像溶媒を前記バルブの開放によって前記現像室内の前記超臨界流体を液化せずに気体に変化させる背圧制御バルブを有することを特徴とするレジスト現像処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記現像室は、該室内の高圧気体の排出時に、前記現像室の気体の温度を臨界温度以上に維持しながら排出することにより、気体を液化させずに排出させる温度調整器を有することを特徴とするレジスト現像処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記現像室に前記現像溶媒の液体を導入する際、前記液体状態の現像溶媒が前記レジスト基板への接触を防止するレジスト基板の保持手段を有することを特徴とするレジスト現像処理装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかにおいて、前記現像室は前記液体容器の前記液体状態の現像溶媒に接して高圧ポンプを介して接続されていることを特徴とするレジスト現像処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記超臨界流体容器は前記現像溶媒の液体を収納する液体容器の前記液体に接してバルブ及び高圧ポンプを介して接続されていることを特徴とするレジスト現像処理装置。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれかにおいて、前記高圧気体容器は前記現像溶媒の液体及び気体を収納する液体容器の前記気体に接してバルブを介して接続されていることを特徴とするレジスト現像処理装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、前記現像室に供給される各容器からの前記現像溶媒の温度の差を調整する温度調整器を有することを特徴とするレジスト現像処理装置。
【請求項１０】
基板上に露光後のレジストを有するレジスト基板を収納する現像室に超臨界流体からなる現像溶媒を導入し現像することを特徴とするレジスト現像処理方法。
【請求項１１】
基板上に露光後のレジストを有するレジスト基板を収納する現像室に超臨界流体を導入する工程と、前記現像室に前記流体と同じ物質の液体を導入する工程と、前記現像室内の前記超臨界流体を排出する工程とを順次有することを特徴とするレジスト現像処理方法。
【請求項１２】
基板上に露光後のレジストを有するレジスト基板を収納する現像室への超臨界流体からなる現像溶媒の導入によって現像するレジスト現像処理方法において、前記現像室に前記現像溶媒の液体を前記レジスト基板に接触しないように充填する工程と、
前記超臨界流体を前記現像室に前記超臨界流体を導入する工程と、
前記現像室に前記液体状態の現像溶媒を圧送する工程と、
前記現像室内の温度を臨界温度以上に維持しながら前記超臨界流体を液化させずに排出させる工程とを順次有することを特徴とするレジスト現像処理方法。
【請求項１３】
露光後のレジストを有するレジスト基板を収納する現像室に液体二酸化炭素を導入しレジスト基板を気体二酸化炭素に保持する工程と、
前記現像室に超臨界二酸化炭素を導入し所定の圧力に保持し前記現像を行う工程と、
前記現像室に液体二酸化炭素を圧送し前記超臨界二酸化炭素と混合する工程と、前記現像室の超臨界二酸化炭素を高圧二酸化炭素ガスが充填された高圧二酸化炭素ガス容器に排出し前記現像室を満たしていた超臨界二酸化炭素を気体状態に変化させ前記現像を停止する工程と、
前記現像室の二酸化炭素を気体状態で排出する工程と、を順次有することを特徴とするレジスト現像処理方法。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれかにおいて、前記現像室中の前記レジスト基板の温度変化を１０℃以内にすることを特徴とするレジスト現像処理方法。
【請求項１５】
被処理物を収納する処理室と、該処理室にバルブを介して接続された超臨界流体を収納する超臨界流体容器と、前記処理室にバルブを介して接続された前記流体と同じ物質の高圧気体を収納する高圧気体容器と、バルブを介して接続された前記流体と同じ物質の液体を収納する液体容器とを有することを特徴とする表面処理装置。
【請求項１６】
被処理物を収納する処理室に超臨界流体容器に充填された超臨界流体を導入する工程と、液体容器に充填された前記流体と同じ物質の液体を前記処理室に導入する工程と、前記処理室内の超臨界流体を高圧気体が充填された高圧気体容器に排出する工程と、を有することを特徴とする表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩ等を製作する新規なレジスト基板の現像処理装置とその方法及び表面処理装置とその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平７−２８４７３９号公報
【特許文献２】特開平９−１３９３７４号公報
【特許文献３】特開平１１−８７３０６号公報
【特許文献４】特開平１−２２０８２８号公報
【０００３】
従来、大規模で高密度、高性能デバイスを製作するには、シリコンウエハ上に製膜したレジストに対して露光、現像、リンス洗浄及び乾燥を経てパターンを形成した後、コーティング・エッチング、リンス洗浄、乾燥等のプロセスを経て製造していた。レジストとは、光、Ｘ線、電子線などに感光する高分子材料を指す。
これらの各工程において、工程毎に専用の処理装置を必要とし、現像、リンス洗浄工程では現像液、リンス液等の薬液を使用していたため、リンス洗浄工程後は乾燥工程が必須である。
【０００４】
【特許文献１】には超臨界状態の洗浄媒質を用いた半導体素子、液晶デスプレイなどの微細加工品を洗浄する洗浄装置が示されている。
【特許文献２】には微少構造体の形成、半導体素子の製造における超臨界流体を用いた乾燥方法とその装置が示されている。
【特許文献３】には半導体素子の製造における超臨界流体を用いた乾燥装置が示されている。
【特許文献４】には超臨界流体による現像によってレジストのパターンを形成する方法が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
【特許文献１】〜
【特許文献３】には、超臨界流体を用いた洗浄、乾燥が示されているが、露光されたレジストを有するレジスト基板を超臨界流体を用いて現像することは示されていない。
【０００６】
又、本願発明者等は、上述の乾燥工程において、レジスト上に形成したパターン間に残存する上記薬液の表面張力の作用により、パターン倒れが生ずる問題があること、更にパターン倒れを防止するため、パターン間に作用する表面張力を軽減した乾燥工程の一手段として超臨界二酸化炭素を用いた乾燥方法が利用されるが、アルカリ現像、水リンスの後に超臨界二酸化炭素による乾燥を適用してもパターン間の水の排出が完全には行なえず、パターン倒れを抑制できないため、上記の超臨界流体による乾燥の利用が難しいことを見出した。
【０００７】
又、
【特許文献４】に記載の超臨界二酸化炭素を用いた微細な構造を持つレジスト基板の現像においては、現像室に導入した二酸化炭素を現像室そのものの加熱によって行っており、その熱容量が大きくなると、臨界温度以上である設定温度への昇温中に、目的の溶解度＝現像条件に対して、制御外の溶解度となる時間が長くなるため、十分な結果が得られない問題があること、特に、２００ｍｍ以上の複数枚数の大口径レジスト基板を現像するには、液体の二酸化炭素導入時に、レジスト基板の一部が液体の二酸化炭素が触れることによって制御外現像が発生して、現像結果にバラツキが生ずる問題があることを見出した。
【０００８】
本発明の目的は、薬液を使用しないで廃液処理設備が不要となる二酸化炭素等の超臨界流体を使用して微細なレジスト現像を短時間で、且つバラツキが少なく、高精度にできるレジスト現像処理装置とその方法及び表面処理装置とその方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、超臨界二酸化炭素を用いることにより、上記のプロセスにおいて、パターン倒れを防止し、現像液やリンス液等の液体を使用せずに、超臨界流体で露光後のレジスト基板の現像を迅速に行う装置及びその方法を見出した。現像においては、露光された部分又は露光されない部分のどちらのレジストの除去を行うことができる。
【００１０】
溶媒の溶質に対する溶解度は、溶媒の温度及び密度に依存する。ある溶媒をレジストの現像を目的として使用する場合、レジスト基板の現像処理に適した溶解度を得るための条件下では、現像液である溶媒が臨界点を超えた状態、即ち超臨界状態と呼ばれる状態となる場合がある。超臨界流体は圧力、温度を制御することにより密度を変えることができ、選択的に溶解度を得ることができる。
【００１１】
また、超臨界流体は気体と同程度の拡散性を持ち、液体から気体への平衡線を通過せずに状態を変化させることができる。即ち、流体の温度を臨界温度以上に保ちながら、流体の圧力を臨界圧力以下に制御することにより気体に状態を変化させることができる。この状態変化では表面張力を作用させることが無い。
【００１２】
レジスト基板等の微細な構造を有するデバイスを、超臨界流体を用いて現像する場合の溶媒としては、常温、大気圧で気体となり、臨界圧、臨界温度が比較的低い二酸化炭素等の物質が適している。二酸化炭素の臨界温度は３１℃、臨界圧力は７．３ＭＰａである。現像溶媒として二酸化炭素を使用する場合のレジストの材質としては、液体又は超臨界状態の二酸化炭素に可溶な例えばフッ素系高分子レジストが適している。
【００１３】
現像溶媒である二酸化炭素の状態が気体の場合、液体及び超臨界状態に対して密度が低いため溶解度は極めて小さい。現像溶媒である二酸化炭素が超臨界状態又は液体である場合のみ、レジストの現像効果を得ることができる。
【００１４】
即ち、レジスト基板を設置した現像処理室を液体又は超臨界状態の二酸化炭素で満たすとレジスト現像が行なわれ、現像室を満たしている二酸化炭素の状態を気体へ変化させると、レジストを溶解しないため、レジスト現像が停止する。即ち、現像室を液体又は超臨界状態の二酸化炭素で満たしている時間がレジストの現像時間となる。
【００１５】
超臨界二酸化炭素によるレジスト現像は、例えばフッ素系高分子等の二酸化炭素に可溶なレジストを塗布したレジスト基板を露光してから現像室に設置した後、現像室内を超臨界二酸化炭素で満たして、超臨界二酸化炭素のフッ素系高分子に対する溶解性を利用することで行う。
【００１６】
現像の停止は現像室内の超臨界二酸化炭素を排出して現像室内の圧力を下げて、二酸化炭素の状態を気体に変化させることで行う。更に、現像室内の二酸化炭素を排出して大気圧になったらレジスト基板を現像室より取り出して現像処理が終了する。
【００１７】
二酸化炭素のフッ素系高分子に対する溶解度はヘキサン程度であり、特に複数枚の２００ｍｍ以上の大口径レジスト基板を現像するには多量の超臨界二酸化炭素を必要とする。現像室となる高圧容器は、現像に必要となる超臨界二酸化炭素を充填する容積を持つことが必要となり、これに伴い現像室も大型化し熱容量も大きくなる。
【００１８】
現像溶媒となる二酸化炭素は、サイフォン式液体二酸化炭素容器から、液体で現像室に導入した後、現像室を臨界温度以上の設定温度に制御して、二酸化炭素の状態を液体から超臨界へと変化させる。昇温により、現像室の圧力も昇圧する。現像室内の圧力は背圧制御弁により臨界圧力以上である設定圧力に保つ。
【００１９】
サイフォン式液体二酸化炭素容器から現像室への二酸化炭素の導入は、双方の圧力が等しくなるまで液体二酸化炭素が現像室に導入される。このとき、現像室を満たす液体二酸化炭素の割合が、現像室の容積の少なくとも５０％以上ないと、現像室を臨界温度以上に昇温させても超臨界状態とはならない。
【００２０】
現像室内の液体二酸化炭素の割合は、二酸化炭素の飽和蒸気圧特性に依存するものであるから、サイフォン式二酸化炭素容器の温度は２５℃以上に制御すれば内圧が６ＭＰａ以上となり、現像室の温度を２０℃程度に制御すれば、現像室を満たす液体二酸化炭素の割合は８０％程度となる。この状態で、現像室を３５℃程度に昇温させれば１０ＭＰａ程度の超臨界二酸化炭素で満たされる。
【００２１】
上記より、液体二酸化炭素を現像室に導入する時は、現像室を２０℃程度に制御する必要がある。従って、複数枚数の２００ｍｍ以上の大口径レジスト基板を現像する容積を持つ現像室を臨界温度以上に昇温させるためには多量の熱供給が必要となり、図２に示すように長時間を要することになる。液体二酸化炭素導入から設定温度までの制御時間は、高圧容器の熱容量及びヒーターの容量、及び熱伝達効率から単純に算出できるが、現像室の熱容量が小さい方が、現像室を満たしている二酸化炭素の状態を液体から超臨界状態に変化させるための温度制御に要する時間を少なくできることは明らかであるが、現像室の熱容量が大きくなること更に、２００ｍｍ以上の複数枚数の大口径レジスト基板の現像には、以下の装置及び方法によって解決される。
【００２２】
本発明は、基板上に露光後のレジストを有するレジスト基板を収納し超臨界流体からなる現像溶媒によって露光後のレジストを現像する現像室と、該現像室にバルブを介して接続された超臨界流体を収納する超臨界流体容器とを有することを特徴とするレジスト現像装置にある。更に、本発明は、前記現像室にバルブを介して接続された高圧気体を収納する高圧気体容器と、バルブを介して接続された高圧によって液化した液体を収納する液体容器とを有することを特徴とする。
【００２３】
即ち、露光後のレジスト基板を設置した現像室に直接超臨界流体を導入して、導入する流体の溶解特性を利用するレジスト現像処理装置にあり、現像室にバルブを介して配管された超臨界流体容器に超臨界流体を充填しておき、バルブを開放することにより、現像室が設定した密度及び温度の超臨界流体で満たされることを特徴とする。この現像室にバルブを介して配管された高圧容器に、気体状態の現像溶媒を高圧充填しておき、バルブを開放することにより、現像室を満たしていた超臨界流体を液化させずに気体へ状態変化させる背圧制御バルブを有すること、上記レジスト現像処理室を満たした高圧の気体の排出時に、レジスト現像処理室の気体の温度を臨界点以上に制御しながら排出することにより、気体を液化させずにレジスト現像処理室内から排気する温度調整器を有すること、上記現像室へ現像溶媒となる液体導入時、又はレジスト現像室の圧力昇圧時に、液体の現像溶媒が、レジスト基板に接することを防止する保持手段を有すること、上記レジスト乾燥室に液体の現像溶媒を圧送するための高圧ポンプを装備すること、前記現像室に供給される各容器からの前記現像溶媒の温度差をより小さく調整する温度調整器を有することが好ましい。高圧ポンプで現像溶媒を現像室に圧送することにより、現像室の容積及び熱容量を最小化できる。
【００２４】
又、本発明は、基板上に露光後のレジストを有するレジスト基板への超臨界流体からなる現像溶媒の直接の導入によって現像することを特徴とするレジスト現像処理方法にある。
【００２５】
更に、本発明は、基板上に露光後のレジストを有するレジスト基板を収納する現像室に超臨界流体を導入する工程と、前記現像室に前記流体と同じ物質の液体を導入する工程と、前記現像室内の前記超臨界流体を排出する工程とを順次有することを特徴とするレジスト現像処理方法にある。
【００２６】
より具体的には、基板上に露光後のレジストを有するレジスト基板を収納する現像室への超臨界流体からなる現像溶媒の導入によって現像するレジスト現像処理方法において、
前記現像室に前記現像溶媒の液体を前記レジスト基板に接触しないように充填する工程と、
前記超臨界流体を前記現像室に前記超臨界流体を導入する工程と、
前記現像室に前記液体状態の現像溶媒を圧送する工程と、
前記現像室内の温度を臨界温度以上に維持しながら前記超臨界流体を液化させずに排出させる工程とを順次有することを特徴とするレジスト現像処理方法にある。
【００２７】
更に、本発明は、露光後のレジストを有するレジスト基板を収納する現像室に液体二酸化炭素を導入しレジスト基板を気体二酸化炭素に保持する工程と、
前記現像室に超臨界二酸化炭素に導入し所定の圧力に保持し前記現像を行う工程と、
前記現像室に液体二酸化炭素を圧送し前記超臨界二酸化炭素と混合する工程と、
前記現像室の超臨界二酸化炭素を高圧二酸化炭素ガスが充填された高圧二酸化炭素ガス容器に排出し前記現像室を満たしていた超臨界二酸化炭素を気体状態に変化させ前記現像を停止する工程と、
前記現像室の二酸化炭素を気体状態で排出する工程と、を順次有することを特徴とするレジスト現像処理方法にある。
【００２８】
本発明の方法においては、前記現像室中の前記レジスト基板の温度変化を１０℃以内、より好ましくは５℃以内になるように現像室に供給される現像溶媒の温度を調整される。
【００２９】
本発明は、被処理物を収納する処理室と、該処理室にバルブを介して接続された超臨界流体を収納する超臨界流体容器と、前記処理室にバルブを介して接続された前記流体と同じ物質の高圧気体を収納する高圧気体容器と、バルブを介して接続された前記流体と同じ物質の液体を収納する液体容器とを有することを特徴とする表面処理装置にある。
【００３０】
本発明は、被処理物を収納する処理室に超臨界流体容器に充填された超臨界流体を導入する工程と、液体容器に充填された前記流体と同じ物質の液体を前記処理室に導入する工程と、前記処理室内の超臨界流体を高圧気体が充填された高圧気体容器に排出する工程と、を有することを特徴とする表面処理方法にある。
【００３１】
本発明の超臨界流体によるレジスト現像装置及びその方法、レジスト現像時の現像溶媒である超臨界流体の溶解度を精度よく制御できる。その結果、特にレジスト幅として１００ｎｍから将来２０ｎｍという微細なパターン形成において高性能な特性が要求されるレジストパターンをバラツキ無く現像できる。あるいは表面処理装置及びその方法では、前述の現像とは別に洗浄及び乾燥においても迅速な処理ができると共に、微細なパターンの形成に対しても対応できるものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の超臨界レジスト現像装置の構成図である。例えば２０ＭＰａ、４０℃の超臨界二酸化炭素１３を充填した超臨界二酸化炭素容器３は、バルブ４を介して３６℃に制御された現像室１に接続される。露光後のフッ素系高分子を塗布したレジスト基板５を、現像室１内の基板保持部６に設置後、現像室１を蓋２で密閉する。現像室１に接続されたバルブ４、８、１１、１２、２３を閉じ、高圧二酸化炭素ガス容器１０に接続されたバルブ２０を開放する。
【００３３】
サイフォン式液体二酸化炭素容器９は温度調整器２２で２５℃に制御することで内部圧力を二酸化炭素の飽和蒸気圧特性から６ＭＰａに設定できる。バルブ８を開放すると、サイフォン式液体二酸化炭素容器９から液体二酸化炭素１４が現像室１に導入される。現像室１の圧力がサイフォン式液体二酸化炭素容器９と同じ６ＭＰａとなったらバルブ８を閉じる。現像室１は３６℃に制御しているため、導入した液体二酸化炭素は飽和蒸気圧特性から気体となり、６ＭＰａ、３６℃の気体二酸化炭素で現像室が満たされる。
【００３４】
４０℃、２０ＭＰａの超臨界状態の二酸化炭素１３を充填した超臨界二酸化炭素容器３はバルブ４を介して現像室１に接続される。バルブ４を開放すると、超臨界状態の二酸化炭素１３が現像室１に導入され、現像室は１４ＭＰａ、３８℃の超臨界二酸化炭素で満たされ、レジスト基板５の現像が始まる。
【００３５】
現像室１と超臨界二酸化炭素容器３の圧力が等しくなったらバルブ４を閉じる。このとき、現像室１を満たしている超臨界状態の二酸化炭素がレジストを溶解しても溶解度が変化せずに一定に保つため、バルブ８を開放して高圧ポンプ７で現像室１に毎分５０ｍｌの液体二酸化炭素１４を圧送する。現像室１に導入された液体二酸化炭素は熱伝導により超臨界状態に変化し、現像室１を満たしている超臨界二酸化炭素と混合する。
【００３６】
高圧ポンプ７で液体二酸化炭素の圧送を開始すると同時にバルブ１２を開放する。高圧ポンプ７で液体二酸化炭素を圧送することにより現像室１の圧力は昇圧するが、１４ＭＰａに設定した背圧制御バルブ３３より排出され、現像室１は設定圧力である１４ＭＰａに保たれる。２００秒間、高圧ポンプ７で液体二酸化炭素の圧送を続けた後、バルブ８を閉じ圧送を停止する。
【００３７】
現像を停止するには、現像室１を満たしている二酸化炭素の状態を気体に変化させる。３６℃、４ＭＰａの気体二酸化炭素１５を充填した高圧二酸化炭素ガス容器１０は、バルブ１１を介して現像室１に接続される。バルブ１１を短時間開放すると、現像室１を満たしている超臨界状態の二酸化炭素が高圧二酸化炭素ガス容器１０に排出され、現像室１を満たしていた超臨界二酸化炭素は、６ＭＰａ、３５℃の気体に状態が変化して現像が停止する。このとき、高圧二酸化炭素ガス容器１０は導入される超臨界二酸化炭素のため昇圧するが、４ＭＰａに設定してある背圧制御弁２６から排出され４ＭＰａに保たれる。
【００３８】
現像を停止したら、現像室１を満たしている二酸化炭素を排出する。バルブ２３を開放して圧力制御バルブ２４から二酸化炭素を排出する。排出時に現像室１を満たしている二酸化炭素が液化しないように現像室は臨界温度以上の３６℃に制御する。
【００３９】
現像室１が大気圧になったら現像室蓋２を開けてレジスト基板５を取り出し現像完了となる。
【００４０】
図４は超臨界二酸化炭素容器への超臨界二酸化炭素を充填する本発明のレジスト現像装置の構成の一部を示す断面図である。超臨界二酸化炭素容器３は、温度調整器２７で２０℃に制御する。サイフォン式液体二酸化炭素容器３０は図１に示すサイフォン式液体二酸化炭素容器９とは別個に設けられたものであり、温度調整器３２で２５℃程度に制御される。バルブ４、バルブ１８を閉じ、バルブ１９を開放すると液体二酸化炭素３１が超臨界二酸化炭素容器３に導入される。液体二酸化炭素容器３０と超臨界二酸化炭素容器３の圧力が等しくなったら、バルブ１８を開放して高圧ポンプ２９で液体二酸化炭素３１を超臨界二酸化炭素容器３に圧送する。高圧ポンプ２９の圧送の開始と同時に温度調整器２７で超臨界二酸化炭素容器３を４０℃に制御することにより超臨界二酸化炭素容器３内に導入された液体二酸化炭素は超臨界二酸化炭素１３へと状態が変化し、圧力は背圧制御バルブ２５で２０ＭＰａに保たれる。超臨界二酸化炭素容器３内を満たす二酸化炭素が２０ＭＰａ、４０℃になったら充填が完了する。サイフォン式液体二酸化炭素容器３０は図１に示すサイフォン式液体二酸化炭素容器９とは別個に設けられるが、サイフォン式液体二酸化炭素容器９の高圧ポンプ７を介して接続させることができる。
【００４１】
図５は高圧二酸化炭素ガス容器への高圧二酸化炭素ガスを充填する本発明のレジスト現像装置の構成の一部を示す断面図である。バルブ２１を開放すると液体二酸化炭素容器３４と高圧二酸化炭素ガス容器１０が等圧になるまで気体の二酸化炭素３６が導入される。液体二酸化炭素容器３４は設定圧力である４ＭＰａを超えて導入される二酸化炭素ガスはバルブ２０を開放することにより、背圧制御バルブ２６から排出され、４ＭＰａに保たれる。液体二酸化炭素容器３４は図１に示す液体二酸化炭素容器９とは別個に設けたものであるが、液体二酸化炭素容器９の気体状態の部分に接続させることができる。
【００４２】
図６は液体二酸化炭素容器内への液体二酸化炭素を充填する本発明のレジスト現像装置のレジスト現像中の現像室内部を満たす二酸化炭素の状態を示す模式図である。現像中、液体二酸化炭素導入口３９から高圧ポンプ７で液体二酸化炭素１４を現像室１に圧送するが、導入直後は液体の状態で現像室底面に貯まる。レジスト基板保持部の形状が、図７に示すように平坦な板状の形状であると、レジスト基板５が液体二酸化炭素３８に浸り制御外現像が発生するので、図６に示すように本発明ではレジスト基板５が液体二酸化炭素３８に浸らないようにレジスト基板保持部６の形状を椀状としたものである。
【００４３】
図３は、このときの現像室内の二酸化炭素の温度状態を示す線図である。現像開始はバルブ４を開放することで始まり、バルブ１１を開放することで現像が停止するものであるが、前述のように超臨界二酸化炭素が現像室に導入されて現像を行い、現像の停止に際してはその超臨界二酸化炭素を気体として排出することによって現像室を気体状態にすることによって現像が停止される。即ち、図２に示すように液体状態の二酸化炭素を現像室の加熱によって超臨界二酸化炭素にするにはかなりの時間が必要となるため制御外現像時間が生じるが、本実施例ではこのような時間がほとんど生じないので、その時間を最小化できると共に、現像時間の正確な設定が可能となり最適な現像結果を得ることができる。
【００４４】
本実施例によれば、二酸化炭素等の超臨界流体を使用して微細なレジスト現像が、最適なレジスト現像条件の制御で可能になる。特に、現像に用いる超臨界流体の溶解度の時間制御が可能となるので、現像結果のばらつきが無いものを製造できる。
【００４５】
又、前述のように、露光後の例えばフッ素系高分子等の二酸化炭素に可溶なレジストを塗布したレジスト基板を超臨界二酸化炭素で現像できると共に、現像処理工程で薬液を使用しないので廃液処理設備が不要となる。
【００４６】
更に、本実施例に示すように、現像及びリンス工程で薬液を使用しないので、従来型の乾燥プロセスが不要となり、乾燥時に問題となる微細パターンの倒れを無くすことができ、又、従来の技術では上記の現像処理においては、少なくともその後に洗浄と乾燥の各工程における複数の処理のための装置が必要であるが、本実施例では一つの現像処理装置で現像、洗浄及び乾燥が同時に処理ができるものである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、二酸化炭素等の超臨界流体を使用して２００ｍｍ以上の大口径レジスト基板の微細なレジスト現像が、複数枚数を同時に最適なレジスト現像条件の制御で可能になる。特に、現像に用いる超臨界流体の溶解度の時間制御が可能となり、現像条件を精度良く設定できる。
又、前述のように、露光後の例えばフッ素系高分子等の二酸化炭素に可溶なレジストを塗布したレジスト基板を超臨界二酸化炭素で現像できると共に、現像処理工程で薬液を使用しないので廃液処理設備が不要となる。
更に、本発明によれば、現像及びリンス工程で薬液を使用しないので、従来型の乾燥プロセスが不要となり、乾燥時に問題となる微細パターンの倒れを無くすことができ、又、従来の技術では上記各工程において複数の処理装置が必要であるが、本発明では一つの装置で処理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレジスト現像装置の構成図である。
【図２】レジスト現像室内の二酸化炭素の状態変化を示す線図である。
【図３】図１のレジスト現像室内の二酸化炭素の状態変化を示す線図である。
【図４】超臨界二酸化炭素容器と液体二酸化炭素容器との接続を示す本発明のレジスト現像装置の構成図である。
【図５】高圧二酸化炭素容器と液体二酸化炭素容器との接続を示す本発明のレジスト現像装置の構成図である。
【図６】レジスト現像室内の二酸化炭素の状態を示す本発明のレジスト現像装置の構成図である。
【図７】レジスト現像室内の二酸化炭素の状態を示す比較のレジスト現像装置の構成図である。
【符号の説明】
１…現像室、２…現像室蓋、３…超臨界二酸化炭素容器、４、１１、１２、１８、１９、２０、２１、２３…バルブ、５…レジスト基板、６、４０…レジスト基板保持部、７…高圧ポンプ、８…バルブ、９、３０、３４…サイフォン式液体二酸化炭素容器、１０…高圧二酸化炭素ガス容器、１３、３７…超臨界二酸化炭素、１４、３１、３８…液体二酸化炭素、１５、３６…高圧二酸化炭素ガス、１６、１７、２２、２７、３２…温度調整器、２４…圧力制御バルブ、２５、２６、３３…背圧制御バルブ、２８、３５…逆止バルブ、２９…高圧ポンプ、３９…液体二酸化炭素導入口。
【図１】
2004172261.tif 000003
【図２】
2004172261.tif 000004
【図３】
2004172261.tif 000005
【図４】
2004172261.tif 000006
【図５】
2004172261.tif 000007
【図６】
2004172261.tif 000008
【図７】
2004172261.tif 000009