(57)【要約】【課題】  簡便な構造で、均一な線幅および膜厚を有するレジストパターンを形成することのできる現像液塗布装置を提供する。【解決手段】  現像液吐出ノズル１は、進行方向に垂直な幅方向に長い形状を有しており、複数の現像液吐出口４が幅方向に一列に配列した第１の現像液吐出部２と、第１の現像液吐出部２に並列し且つ複数の現像液吐出口５が幅方向に一列に配列した第２の現像液吐出部３とを有する。第１の現像液吐出部２の現像液吐出口４と、第２の現像液吐出部３の現像液吐出口５とは、進行方向から見て互いに重ならない位置に設けられている。現像液吐出口４および現像液吐出口５は、それぞれ等間隔に並んでいることが好ましい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に進行しながら基板に現像液を塗布する現像液塗布装置であって、
前記進行方向に垂直な幅方向に長い形状を有する現像液吐出ノズルを備え、
前記現像液吐出ノズルは、複数の現像液吐出口が前記幅方向に一列に配列した第１の現像液吐出部と、
前記第１の現像液吐出部に並列し且つ複数の現像液吐出口が前記幅方向に一列に配列した第２の現像液吐出部とを有し、
前記第１の現像液吐出部の前記現像液吐出口と、前記第２の現像液吐出部の前記現像液吐出口とが、前記進行方向から見て互いに重ならない位置に設けられていることを特徴とする現像液塗布装置。
【請求項２】
前記第１の現像液吐出部の前記現像液吐出口および前記第２の現像液吐出部の前記現像液吐出口が、それぞれ等間隔で並んでいる請求項１に記載の現像液塗布装置。
【請求項３】
前記第１の現像液吐出部の前記現像液吐出口の幅ｗ１、前記第２の現像液吐出部の前記現像液吐出口の幅ｗ２、前記第１の現像液吐出部における各現像液吐出口の間隔ｄ１および前記第２の現像液吐出部における各現像液吐出口の間隔ｄ２との間に、式（１）
ｗ１＝ｗ２＝ｄ１＝ｄ２・・・（１）
の関係がある請求項２に記載の現像液塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像液塗布装置に関し、より詳しくは、所定の方向に進行しながら基板に現像液を塗布する現像液塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の集積度の増加に伴い個々の素子の寸法は微小化が進み、各素子を構成する配線やゲートなどの幅も微細化されている。
【０００３】
この微細化を支えているフォトリソグラフィ技術には、被加工基板の表面にレジスト組成物を塗布してレジスト膜を形成する工程、光を照射して所定のパターンを露光することによりレジストパターン潜像を形成する工程、必要に応じ加熱処理する工程、次いでこれを現像して所望の微細パターンを形成する工程、および、この微細パターンをマスクとして被加工基板に対してエッチングなどの加工を行う工程が含まれる。
【０００４】
上記の各工程の内で、レジストの現像処理は次のようにして行われる。
【０００５】
図６（ａ）〜（ｃ）は、従来の現像処理方法を説明する概念図である。図６（ａ）において、回転可能な基板載置台６１の上には、レジスト膜６２が設けられた基板６３が載置されている。ここで、レジスト膜６２は、露光およびその後の加熱処理工程までを終えているものとする。まず、現像液塗布装置６４を図の矢印の方向に移動させて、レジスト膜６２上に現像液６５を塗布する。所定の現像時間が経過した後は、基板載置台６１を回転させた状態で、純水供給ノズル６６によって、基板６１の中央部上方からレジスト膜６２上に純水６７を供給する（図６（ｂ））。現像液６５を純水６７で置換した後、基板６３を乾燥させるためにしばらく基板載置台６１を回転させる（図６（ｃ））。以上の工程により、レジストパターン６８が形成される。
【０００６】
次に、図７（ａ）〜（ｄ）を用いて、従来の現像液塗布装置を用いて、レジスト膜上に現像液を塗布する方法について説明する。図７（ａ）に示すように、現像液塗布装置は、円形状の基板７２の直径を超える大きさの幅を有する現像液吐出ノズル７１を備えている。そして、現像液吐出ノズル７１が矢印の方向に移動することによって、基板７２に現像液７３が塗布されていく。
【０００７】
図７（ｂ）は現像液吐出ノズル７１の側面図であり、図７（ｃ）はその正面図である。これらの図に示すように、現像液吐出ノズル７１は１の現像液吐出部７４を有し、現像液吐出部７４に設けられた吐出口７５から現像液７３が吐出する構造となっている。また、吐出口７５は複数設けられていて、各吐出口７５は現像液吐出ノズル７１の幅方向に沿って一列に配列している。このため、現像液７３は、所定の間隔Ｌ′を置いて基板７２上に塗布される。
【０００８】
図７（ｄ）は図７（ａ）を上から見た図に対応し、塗布直後の現像液の様子を示したものである。尚、簡単のためにレジスト膜を省略している。図に示すように、塗布した当初の現像液７３は、レジスト膜上でストライプ形状を呈している。所定時間経過後は現像液７３がレジスト膜の全体に拡がるが、レジスト膜上での位置によって現像液７３が供給されるまでの時間に差が生じる。このため、形成されるレジストパターンの線幅や膜厚が不均一なものになるという問題があった。すなわち、現像液７３が先に供給される部分（図７（ｄ）の領域７６）では現像時間が長くなるのに対して、現像液７３が拡がることによって後から供給される部分（図７（ｄ）の領域７７）では現像時間は相対的に短くなる。したがって、領域７６のレジストパターンは、領域７７のレジストパターンよりも線幅および膜厚が小さくなる。
【０００９】
図８は、従来の現像液吐出ノズルを用いた現像処理によって形成されたレジストパターンの線幅分布を示したものである。図より、現像液吐出ノズルの進行方向（Ｙ方向）と平行に線幅が分布していることが分かる。
【００１０】
レジスト膜上での位置の違いによるパターニング性の低下に対しては、吐出口を２列に設け、現像液吐出ノズルの進行方向に対して前後に並んだ吐出口から吐出する現像液が互いに寄り合うようにしてレジスト膜に現像液を供給する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−７７８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記の方法では、現像液を向かい合うように吐出させることによって、双方の流れが互いに強く干渉し合うようにしなければならない。このため、現像液吐出ノズルの構造が複雑になるという問題があった。また、上記文献では、現像液供給ノズルの幅方向における現像液の供給速度の差については議論されていない。
【００１３】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、簡便な構造で、均一な線幅および膜厚を有するレジストパターンを形成することのできる現像液塗布装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、所定の方向に進行しながら基板に現像液を塗布する現像液塗布装置であって、この進行方向に垂直な幅方向に長い形状を有する現像液吐出ノズルを備える。現像液吐出ノズルは、複数の現像液吐出口が幅方向に一列に配列した第１の現像液吐出部と、この第１の現像液吐出部に並列し且つ複数の現像液吐出口が幅方向に一列に配列した第２の現像液吐出部とを有する。第１の現像液吐出部の現像液吐出口と、第２の現像液吐出部の現像液吐出口とは、進行方向から見て互いに重ならない位置に設けられている。
【００１６】
本発明において、第１の現像液吐出部の現像液吐出口および第２の現像液吐出部の現像液吐出口は、それぞれ等間隔で並んでいることが好ましい。さらに、第１の現像液吐出部の現像液吐出口の幅ｗ１、第２の現像液吐出部の現像液吐出口の幅ｗ２、第１の現像液吐出部における各現像液吐出口の間隔ｄ１および第２の現像液吐出部における各現像液吐出口の間隔ｄ２との間に、ｗ１＝ｗ２＝ｄ１＝ｄ２の関係が成立することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は以上説明したように、現像液吐出ノズルが、複数の現像液吐出口が幅方向に一列に配列した第１の現像液吐出部と、この第１の現像液吐出部に並列し且つ複数の現像液吐出口が幅方向に一列に配列した第２の現像液吐出部とを有する。そして、第１の現像液吐出部の現像液吐出口と、第２の現像液吐出部の現像液吐出口とが、進行方向から見て互いに重ならない位置に設けられているので、従来の現像液吐出ノズルよりも吐出間隔を狭くして、レジスト膜上で現像時間に差が生じるのを抑制することができる。したがって、簡便な構造により、均一な線幅および膜厚を有するレジストパターンを形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１（ａ）は、本発明における現像液吐出ノズルの斜視図である。図に示すように、現像液吐出ノズル１は幅方向に長い形状を有している。ここで、幅方向とは現像液塗布装置の進行方向に垂直な方向に対応する。尚、本実施の形態において、現像液塗布装置の進行方向は現像液吐出ノズルの進行方向に一致している。
【００１９】
また、現像液吐出ノズル１は、第１の現像液吐出部２と、第１の現像液吐出部２に並列する第２の現像液吐出部３とを備える。ここで、第１の現像液吐出部２には、複数の現像液吐出口４が設けられており、各現像液吐出口４は、現像液吐出ノズル１の幅方向に沿って一列に並んで配列している。同様に、第２の現像液吐出部３にも複数の現像液吐出口５が設けられていて、各現像液吐出口５は現像液吐出ノズル１の幅方向に沿って一列に並んで配列している。そして、第１の現像液吐出部２に設けられた現像液吐出口４と、第２の現像液吐出部３に設けられた現像液吐出口５とは、現像液吐出ノズル１の進行方向から見て互いに重ならない位置に設けられている。本実施の形態においては、現像液吐出口４および現像液吐出口５が、それぞれ等間隔で並んでいることが好ましい。
【００２０】
図１（ｂ）は、図１（ａ）を下から見たときの第１の現像液吐出部２および第２の現像液吐出部３の部分拡大図である。図に示すように、現像液吐出口４の幅ｗ１、現像液吐出口５の幅ｗ２、各現像液吐出口４の間隔ｄ１および各現像液吐出口５の間隔ｄ２との間には、ｗ１＝ｗ２＝ｄ１＝ｄ２の関係があることが好ましい。尚、幅ｗ１および幅ｗ２は、それぞれ現像液吐出ノズル１の幅方向に平行な方向の長さである。このようにすることによって、レジスト膜上のどの位置であっても略同時に現像液を供給することが可能となる。ｗ１，ｗ２，ｄ１，ｄ２の値は適宜設定することができるが、例えば２ｍｍ程度とすることができる。
【００２１】
次に、図２（ａ）〜（ｄ）を用いて、本発明の現像液塗布装置により基板に現像液を塗布する方法の一例について説明する。尚、現像液塗布装置は、図の現像液吐出ノズル６の他に、現像液吐出ノズル６を移動させる移動手段（図示せず）および現像液吐出ノズル６に現像液を送る送液手段（図示せず）を有する。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、現像液吐出ノズル６は、円形状の基板７の直径を超える大きさの幅を有しており、現像液吐出ノズル６が矢印の方向に移動することによって、基板７の全体に渡って現像液８が塗布されていく。
【００２３】
図２（ｂ）は、図１（ａ）の現像液吐出ノズル６の側面図である。第１の現像液吐出部９と第２の現像液吐出部１０とは並列して配置されており、それぞれに設けられた現像液吐出口１１，１２から現像液８が吐出する構造となっている。
【００２４】
図２（ｃ）は、図１（ａ）の現像液吐出ノズル６の正面図である。第１の現像液吐出部９に設けられた現像液吐出口１１と、第２の現像液吐出部１０に設けられた現像液吐出口１２とは、現像液吐出ノズル６の進行方向（図２（ｃ）で紙面に垂直な方向）から見て、互いに重ならない位置に設けられている。したがって、これらの吐出口から吐出する現像液８ａ，８ｂは、現像液吐出ノズル６の幅方向に満遍なく吐出することになり、従来の現像液吐出ノズルよりも吐出間隔を狭くすることが可能となる。
【００２５】
図２（ｄ）は図２（ａ）を上からときの部分拡大図に対応し、塗布直後の現像液の様子を示したものである。尚、簡単のためにレジスト膜を省略している。本発明によれば、現像液吐出ノズル６から吐出する現像液８ａ，８ｂは、レジスト膜に対して従来よりも均一に供給される。したがって、レジスト膜上での現像時間の差を小さくすることができるので、線幅および膜厚の均一なレジストパターンを簡便に形成することが可能となる。
【００２６】
次に、図３（ａ）〜（ｆ）を用いて、本発明による現像液塗布装置によりレジストパターンを形成する方法の一例について説明する。尚、これらの図において、同じ符号を付した部分は同じものであることを示している。
【００２７】
まず、回転可能な基板載置台２１の上に基板２２を載置し、この上に回転塗布法によってレジスト膜２３を形成する（図３（ａ））。
【００２８】
基板２２は、例えば、被加工膜が形成された半導体基板とすることができる。半導体基板には、拡散領域や素子分離領域などが形成されていてもよい。また、被加工膜は、例えば、ＳｉＯ２（二酸化シリコン）膜などの絶縁膜とすることができる。
【００２９】
レジスト膜２３は、例えば、アルカリ水溶液に可溶なベースポリマーの少なくとも一部の官能基に、保護基として酸不安定基が導入されたアルカリ不溶性ポリマーと、酸発生剤とを含む化学増幅型のレジスト膜とすることができる。
【００３０】
次に、所定のマスク２４を介してレジスト膜２３に露光光２５を照射する（図３（ｂ））。例えば、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光、波長１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザ光または波長１３ｎｍのＥＵＶ光などを照射することができる。この露光は、レジスト膜２３に所定の潜像を形成することを目的として行うものである。この際、露光部２６においては、レジスト膜２３に含まれる酸発生剤から酸が生じるが、未露光部２７では酸発生剤は露光されないので酸が生じることはない。
【００３１】
次に、露光後のレジスト膜２３に対して加熱処理を行う。加熱処理を行うと、露光部２６におけるレジスト膜２３中のアルカリ不溶性ポリマーが、酸と反応してアルカリ可溶性ポリマーになる。すなわち、アルカリ可溶性の官能基をブロックしている酸不安定基が酸の触媒作用によって加熱分解して脱離する。これにより、露光部２６にアルカリ可溶性ポリマーの構造が生じる。
【００３２】
加熱処理を終えた後は、レジスト膜２３に対して現像処理を行う。
【００３３】
現像液としては、アルカリ水溶液を用いることができる。アルカリ水溶液としては、例えば、濃度２．３８％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの水溶液を用いることができる。尚、現像液として使用可能なアルカリ水溶液であれば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド以外の他の物質が含まれていてもよい。
【００３４】
まず、基板載置台２１を静止した状態で、本発明にかかる現像液塗布装置２８を図の矢印の方向に移動させ、レジスト膜２３上に現像液２９を供給する（図３（ｃ））。本発明によれば、レジスト膜２３に対して従来よりも均一に現像液２９を供給することができる。
【００３５】
現像液２９をレジスト膜２３の全面に塗布した後は、所定の現像時間が経過するまで基板載置台２１を静止したままの状態におく（図３（ｄ））。
【００３６】
次に、基板載置台２１を回転させた状態で、純水供給ノズル３０によって、基板２２の中央部上方から純水３１を供給する（図３（ｅ））。現像液２９を純水３１で置換した後、基板２２を乾燥させるためにしばらく基板載置台２１を高速回転させて現像工程を終える（図３（ｆ））。
【００３７】
以上の工程によって、線幅および膜厚の均一なレジストパターン３２を得ることができる。その後、レジストパターン３２をマスクとして基板２２をエッチングすることにより、所望のパターンを基板２２に転写することができる。
【００３８】
図４は、本発明にかかる現像液塗布装置を用いた現像装置の平面図である。また、図５は、図４の現像装置の側面図である。
【００３９】
これらの図において、基板収納部４１内のカセット４２に収納された基板４３は、第１の基板搬送手段４４によってレジスト塗布部４５に搬送される。そして、レジスト塗布部４５でレジストが塗布された後、第２の基板搬送手段４６によって加熱処理部４７に搬送される。加熱処理を終えた後は、第３の基板搬送手段４８によって露光部４９に搬送されて露光された後、第３の基板搬送手段４８によって再び加熱処理部４７に搬送される。加熱処理を終えた後は、第３の基板搬送手段４８によって現像処理部５０に搬送される。現像処理部５０には、本発明の現像液塗布装置（図示せず）が設けられている。現像処理を終えた後の基板は、第２の基板搬送手段４６および第１の基板搬送手段４１によって再び基板収納部４１に搬送される。尚、図４において、各矢印は、第１の搬送手段４４、第２の搬送手段４６および第３の搬送手段４８の移動方向を示している。
【００４０】
尚、本実施の形態においては、現像液吐出ノズルが２つの現像液吐出部を有する例について述べたが、本発明はこれに限られるものではない。現像液吐出ノズルは、３つ以上の現像液吐出部を有していてもよい。この場合、各現像液吐出部は、それぞれ複数の現像液吐出口が幅方向に一列に配列した構造を有し、各現像液吐出部における現像液吐出口が現像液吐出ノズルの進行方向から見て互いに重ならない位置に設けられているものとする。現像液吐出部の数が多くなるほど、現像液を基板上に均一に塗布することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）は本実施の形態における現像液吐出ノズルの斜視図、（ｂ）は（ａ）の現像液吐出ノズルを下方から見た一部拡大図である。
【図２】（ａ）は本実施の形態における現像液塗布方法の説明図、（ｂ）は（ａ）の現像液吐出ノズルの側面図、（ｃ）は（ａ）の現像液吐出ノズルの正面図、（ｄ）は（ａ）を上方から見た一部拡大図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態によるレジストパターン形成方法の説明図である。
【図４】本実施の形態による現像装置の平面図である。
【図５】図４の現像装置の断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、従来の現像方法の説明図である。
【図７】（ａ）は従来の現像液塗布方法の説明図、（ｂ）は（ａ）の現像液吐出ノズルの側面図、（ｃ）は（ａ）の現像液吐出ノズルの正面図、（ｄ）は（ａ）を上方から見た一部拡大図である。
【図８】従来の現像処理により形成されたレジストパターンの線幅分布を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１，６  現像液供給ノズル
２，９  第１の現像液吐出部
３，１０  第２の現像液吐出部
４，５，１１，１２  現像液吐出口
７，２２，４３  基板
８，２９  現像液
２１  基板載置台
２３  レジスト膜
２４  マスク
２５  露光光
２６  露光部
２７  未露光部
２８  現像液塗布装置
３０  純水供給ノズル
３１  純水
３２  レジストパターン
４１  基板収納部
４２  カセット
４４  第１の基板搬送手段
４５  レジスト塗布部
４６  第２の基板搬送手段
４７  加熱処理部
４８  第３の基板搬送手段
４９  露光部
５０  現像処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005236174.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005236174.tif 000008
【図７】
2005236174.tif 000009
【図８】
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