(57)【要約】【課題】微細なレジストパターン間に発生する、レジストのマイクロブリッジ改善の方法を提供することを目的とする。【解決手段】パターン露光されたレジストが塗布された基板を現像する装置であって、該基板を固定する現像チャックと、現像液を吐出する現像液ノズルとを有する現像チャンバーと、現像液タンクと、該現像液を常温より高温に調節するための温調器と、を有する現像装置を提供する。前記現像チャックは、温調可能なホットプレートを備えるのが好ましい。また、パターン露光されたレジストが塗布された基板を現像する際に、常温より高い温度に温調することを特徴とする現像方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン露光されたレジストが塗布された基板を現像する装置であって、
該基板を固定する現像チャックと、現像液を吐出する現像液ノズルとを有する現像チャンバーと、
現像液タンクと、
該現像液を常温より高温に調節するための温調器と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像チャックは、温調可能なホットプレートを備えることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
パターン露光されたレジストが塗布された基板を現像する際に、常温より高い温度に温調することを特徴とする現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクや半導体素子などの製造に用いられるフォトリソグラフィーのレジスト現像に関する。
【背景技術】
【０００２】
レジストに用いる現像工程においては、ゴム系にはキシレンなどの有機溶媒を現像液として用いる一方、ジアゾナフトキノン（ＤＮＱ）−ノボラック系にはアルカリ水溶液を用いている。
【０００３】
ゴム系レジストにおける解像性の問題は膨潤であるが、ＤＮＱレジストへの転換によって膨潤の問題は大幅に改善されてきた。しかしながら、近年益々微細化が進むフォトマスクや半導体素子の製造においては、更なる解像性が求められていた。
【０００４】
ここで、前記膨潤について説明する。レジストを塗布した基板を現像液に浸漬すると、現像液の分子がレジスト中に拡散する。現像液の分子がレジスト中の高分子間に拡散していくと高分子同士のからまりがほどけるようになり、高分子が膨らむことによって生じる層を膨潤層という。高分子同士のからまりがほぐれて高分子が現像液に拡散することによってレジストが現像液に溶解したことになる。
【０００５】
架橋系レジストの場合、露光部は架橋反応によって現像液に不溶となる。架橋反応は少しであっても現像液には不溶となり、未露光部と露光部の化学親和性の差は小さく、架橋して露光部にも現像液が浸透する。露光部の架橋は溶解に対して抵抗するため、現像液が高分子間に浸透することによって体積を増す。また、ライン間隔よりも膨潤による体積が大きければ、二つのラインはくっつき、現像後に現像液を乾燥すると、ラインパターン間にマイクロブリッジが生じるなどの変形を起こす場合がある。
【０００６】
過去には、特定の電子ビ−ムレジストに電子ビ−ムを照射した後、加熱することによって非照射領域を揮散させてパタ−ンを形成することにより、レジストの膨潤をなくし、解像性の向上を図った例がある（例えば、特許文献１を参照）。しかし、レジストパターンの微細化に伴って、ライン間に発生するマイクロブリッジの改善には至っていない。
【０００７】
アルカリ現像液に対し可溶な部分の溶解挙動を促進できれば、ライン同士が膨潤してくっつく前に現像工程を終了でき、マイクロブリッジ改善にも繋がる。すなわち、レジストの溶解速度向上が重要であると考えられる。レジスト材料によって溶解速度向上させる方法には、溶解促進剤を添加したり分子量を下げたりすることなどが挙げられるが、前者の場合は溶解促進剤の種類によって残渣が出てしまうこと、後者の場合はエッチング耐性に問題が出てしまう懸念があり、難しい点が多々存在する。さらに、全工程の条件に変更点が出てしまい、早期の導入が難しい。
【０００８】
尚、マイクロブリッジとは未露光域に不溶性残留物が自然に形成されることである。従って、現像すると、入れ子になったアレイの間に、または本来除去されているはずのその他の領域にレジストが残る可能性がある。
【０００９】
【特許文献１】特公平６−５３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
微細なレジストパターン間に発生する、レジストのマイクロブリッジ改善の方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、請求項１記載の発明は、パターン露光されたレジストが塗布された基板を現像する装置であって、
該基板を固定する現像チャックと、現像液を吐出する現像液ノズルとを有する現像チャンバーと、
現像液タンクと、
該現像液を常温より高温に調節するための温調器と、
を有することを特徴とする現像装置である。
【００１２】
また、本発明の第２の発明は、前記現像チャックが、温調可能なホットプレートを備える現像装置である。
【００１３】
また、本発明の第３の発明は、パターン露光されたレジストが塗布された基板を現像する際に、常温より高い温度に温調することを特徴とする現像方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、現像液を加温することで分子の拡散を活性化させ、現像中の液の置換を促すことで、レジストの溶解速度を高められるので、ラインの膨潤が発生する前にアルカリ可溶部の溶解を完了でき、現像時間の短縮と共にマイクロブリッジ改善による高解像化という効果を奏する。
また、加温された現像液を用いたマイクロブリッジ改善により、レジストを変更することなく解像性を向上させ、欠陥の低減を可能にすることから、リソグラフィ工程のスループットの向上にもつながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明に係るパターン露光されたレジストが塗布された基板を現像する装置の一実施の形態である。現像液を入れた現像液タンク７と、現像液を温調する温調器６と、現像チャンバー５からなり、現像チャンバー５内には、基板２を固定する現像チャック３と、現像液を吐出する現像液ノズル１と、現像チャック３を昇降させる昇降スピナー４を有している。
【００１６】
温調可能な現像チャンバー５内の現像チャック３には、温度分布の良好なホットプレートを搭載して、加温した現像液が基板に当たっても急激に冷却され、解像性に影響することを防ぐ機構として用いることが望ましい。
【００１７】
現像液は、現像液タンク７から温調器６を通って加温され、現像チャック３へ搬送されたレジスト塗布基板２に現像液ノズル１から吐出される。現像液にＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液を用いた場合は、現像液が揮発性の高い性質を持っている為に、吐出直前まで密閉しながら加熱しておく必要がある。
【００１８】
現像液の加温は、揮発しない程度に高温にする状態が最も効果的である。また、熱による分子の拡散が活性化した現像液の置換を促し、溶解速度を高められるので、レジスト種や現像液との組み合わせに寄らず、溶解速度の遅いレジストに対して高い効果がある。
【００１９】
また、現像液を吐出する前に、温調された純水のリンス液を吐出し、レジスト膜上に予め純水層を作っておくことが好ましい。これは、レジスト層に直接現像液を吐出してしまうと、現像液に最初に接触したレジスト膜の溶解が進行し、基板全体における解像性の分布に偏りが出てきてしまう現象が発生してしまうことへの対策である。
【実施例】
【００２０】
熱によって分子の拡散が活性化した現像液を現像プロセスに用いた場合、常温の現像液温度を２３℃とした場合、４０℃へ加温することで、レジスト膜のアルカリ可溶部の溶解速度が、１．９倍に向上した。
【００２１】
溶解速度は、膨潤しないでレジストが溶解するときに定義することができる。現像中に膜厚の変化を測定する方法としては、単一の波長で膜からの反射光高度を測定すると、膜厚変化に伴い、サイン関数的な変化として値を得ることができる。また、多波長の光源を用いる方法もあり、この場合は屈折率を補正して膜厚変化を追跡できるので精度が高くなる。
【００２２】
また、水晶振動子を用いた計測方法もある。水晶振動子は蒸着装置の膜厚モニタとして広く用いられており、原理は水晶振動子の固有振動数が、質量の変化によって変化することを利用するものである。水晶振動子上に塗布されたレジストが溶解することによって、質量が変化し、固有振動数が変化する。この変化をリアルタイムで測定することにより膜厚変化が測定できる。このように現像速度を測定することにより、膜厚方向の溶解速度が測定できる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、フォトマスクや半導体素子などの製造に用いられるフォトリソグラフィーのレジスト現像に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の現像装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・現像液ノズル
２・・・基板
３・・・現像チャック
４・・・昇降スピナー
５・・・現像チャンバー
６・・・温調器
７・・・現像液タンク
【図１】
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