(57)【要約】【課題】レジスト膜やその上に形成される保護膜などの被露光膜に露光用液体や洗浄用液体を接触させた後の液体の膜表面からの除去を十全かつ迅速に行うことのできる液体の除去方法を提供する。【解決手段】液体が付着した基板を、除去工程の始点で回転数を最大となるようにし続いて回転数を減衰させるか、もしくは加速度１０００ｒｐｍ以下で回転数を増大させながら終点で回転数を最大とすることを特徴とする。最大回転数を少なくとも所定時間一定に維持することとし、好ましくは、前記最大回転数は２５００〜５０００ｒｐｍとする。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された被露光膜上から液体をスピンナーにより除去するための方法であって、前記液体が付着した基板を、除去工程の始点で回転数を最大となるようにし続いて回転数を減衰させるか、もしくは加速度１０００ｒｐｍ以下で回転数を増大させながら終点で回転数を最大とすることを特徴とする液体の除去方法。
【請求項２】
前記最大回転数を少なくとも所定時間一定に維持することを特徴とする請求項１に記載の液体の除去方法。
【請求項３】
前記最大回転数を２５００〜５０００ｒｐｍとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体の除去方法。
【請求項４】
前記除去工程の始点で回転数を最大となるようにし続いて回転数を減衰させる手法において、最大回転数を２５００〜５０００ｒｐｍとして１５秒以上保持した後、回転数を５００〜２０００ｒｐｍとして１５秒以上保持し、続いて回転数１００〜３００ｒｐｍとして１５秒以上保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体の除去方法。
【請求項５】
前記加速度１０００ｒｐｍ以下で回転数を増加させながら終点で回転数を最大とする手法において、加速度を５０〜１０００ｒｐｍとして回転数を増大させ、終点の最大回転数のまま１５秒以上保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体の除去方法。
【請求項６】
前記液体が、液浸露光プロセスにおいて、露光中に被露光膜とレンズとの間に配置される液体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体の除去方法。
【請求項７】
前記液体が、液浸露光プロセスにおいて、被露光膜を露光処理に供する前の表面処理に用いられるプリウェット液であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体の除去方法。
【請求項８】
前記液体が、液浸露光プロセス用被露光膜材料の評価試験に用いられる液体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体の除去方法。
【請求項９】
前記液浸露光プロセス用被露光膜の評価試験が、露光前及び／又は露光後の被露光膜上に液浸露光プロセスにおいて、露光中に被露光膜とレンズとの間に配置される液体を接触させることにより、液浸プロセス材料の評価を行う試験であることを特徴とする請求項８に記載の液体の除去方法。
【請求項１０】
前記液浸露光プロセス用被露光膜の評価試験が、プリズムと被露光膜との間に液浸露光プロセスにおいて、露光中に被露光膜とレンズとの間に配置される液体を設けることにより、液浸露光プロセス材料の評価を行う二光束干渉法による試験であることを特徴とする請求項８に記載の液体の除去方法。
【請求項１１】
前記被露光膜がホトレジスト膜、あるいはその上層に保護膜が設けられた積層膜であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液体の除去方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液体の除去方法を用いて、液浸露光プロセスにおけるレジストパターン形成の評価試験を行い、レジストパターンの形状を評価することを特徴としたレジストパターンの評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成されたホトレジスト膜またはその上に形成される保護膜などの被露光膜上に液体が接触した後に、前記液体を効率的に除去するための液体の除去方法に関するものである。さらに本発明は、前記液体の除去方法を用いて液浸露光プロセスにおけるレジストパターン形成の評価試験を行い、レジストパターンの形状評価を行う、レジストパターンの評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶デバイス等の各種電子デバイスにおける微細構造の製造には、リソグラフィー法が多用されているが、デバイス構造の微細化に伴って、リソグラフィー工程におけるレジストパターンの微細化が要求されている。
【０００３】
現在では、リソグラフィー法により、例えば、最先端の領域では、線幅が９０ｎｍ程度の微細なレジストパターンを形成することが可能となっているが、今後はさらに微細なパターン形成が要求される。
【０００４】
このような９０ｎｍより微細なパターン形成を達成させるためには、露光装置とそれに対応するレジストの開発が第１のポイントとなる。露光装置においては、Ｆ2エキシマレーザー、ＥＵＶ(極端紫外光)、電子線、Ｘ線、軟Ｘ線等の光源波長の短波長化やレンズの開口数（ＮＡ）の増大等が開発ポイントとしては一般的である。
【０００５】
しかしながら、光源波長の短波長化は高額な新たな露光装置が必要となるし、また、高ＮＡ化では、解像度と焦点深度幅がトレードオフの関係にあるため、解像度を上げても焦点深度幅が低下するという問題がある。
【０００６】
最近、このような問題を解決可能とするリソグラフィー技術として、液浸露光（リキッドイマージョンリソグラフィー）法という方法が報告されている（例えば、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３）。この方法は、露光時に、レンズと基板上の被露光膜との間の少なくとも前記被露光膜上に所定厚さの純水またはフッ素系不活性液体等の液状屈折率媒体（以下、液浸媒体と記す）を介在させるというものである。この方法では、従来は空気や窒素等の不活性ガスであった露光光路空間を屈折率（ｎ）のより大きい液体、例えば純水等で置換することにより、同じ露光波長の光源を用いてもより短波長の光源を用いた場合や高ＮＡレンズを用いた場合と同様に、高解像性が達成されると同時に焦点深度幅の低下もない。
【０００７】
このような液浸露光を用いれば、現存の装置に実装されているレンズを用いて、低コストで、より高解像性に優れ、かつ焦点深度にも優れるレジストパターンの形成を実現できるため、大変注目されている。
【０００８】
また、このような液浸露光法を用いた場合、目的とするレジストパターン形状を評価するための評価手法が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００９】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｂ（ジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジー）（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ）（（発行国）アメリカ）、１９９９年、第１７巻、６号、３３０６−３３０９頁
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｂ（ジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジー）（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ）（（発行国）アメリカ）、２００１年、第１９巻、６号、２３５３−２３５６頁
【非特許文献３】Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ.４６９１（プロシーディングスオブエスピーアイイ（（発行国）アメリカ）２００２年、第４６９１巻、４５９−４６５頁
【特許文献１】特開２００５−３０９４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のような液浸露光プロセスにおけるレジストパターン形成性能の評価においては、被露光膜を直接液浸媒体に接触させる必要があるので、当然ながら被露光膜は液浸媒体による侵襲を受けることになる。したがって、従来使用されてきたレジスト組成物や保護膜材料をそのまま適用可能か否か、さらに実際の液浸露光プロセスにおいて液浸媒体と接触したことによるレジストパターン形成性能への影響を評価するためには、評価実験における結果と実際の液浸露光プロセスにおける結果との誤差をなくす必要がある。
【００１１】
現在では、前述のレジスト膜や保護膜などの被露光膜の液浸露光適性は、主に次のような二通りの評価方法により判断している。
【００１２】
第１の方法は、「露光後に液浸媒体のシャワーをレジスト膜にかける処理を行い、その後、現像し、得られたレジストパターンの解像性を検査する」という評価試験により確認する方法である。
【００１３】
第２の方法は、露光のパターン光をプリズムによる干渉光をもって代用させて、試料を液浸状態に置き、露光させる構成の「２光束干渉露光法」を用いて、実際の製造工程をシミュレートした評価を行う方法である。
【００１４】
これらのどちらの評価方法においても、被露光膜に液体が接触している時間を正確に制御しなければ、評価に誤差が生じてしまう。この液体接触時間の制御は、被露光膜への液体シャワーを中止、もしくは被露光膜上の液体をスピンナーで迅速に振り落とすことにより行っている。
【００１５】
このスピンナーでの振り落としによって短時間の内に接触液体が完全に被露光膜表面から除去されれば、評価に誤差は生じない。しかし、液体が完全に除去できずに、例えば、微小水滴状態で残留していると、レジスト膜に欠陥が発見された場合、余分な時間残留していた微小水滴の影響によるものか否かの判定が難しく、評価の信頼性が揺らぐことになる。
【００１６】
現在の液体の除去方法における条件は、加速度を１００００ｒｐｍ／秒として回転数４０００ｒｐｍまで上昇させ、４０００ｒｐｍにて１５秒間保持するという条件で行われている。この条件にて液体の除去を行った場合のレジスト膜に発生する欠陥集合体（デフェクトクラスター）の数がウェーハ当たり３０００〜４０００個発生していることが判明した。このデフェクトクラスター数は、評価時間内の液体接触によるレジスト膜への影響とは異なるもので、評価の誤差に当たると考えられるため、さらなる液体除去率の向上が求められる。
【００１７】
かかる経緯は、被露光膜がレジスト膜の上に形成される保護膜であった場合も同様である。
【００１８】
また、前記被露光膜は必要に応じて露光前に液浸媒体により洗浄を行う（プリウェット）場合がある。この場合も被露光膜に影響を与えないように洗浄後は可能な限り迅速に被露光膜から液浸媒体を除去する必要がある。
【００１９】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、レジスト膜やその上に形成される保護膜などの被露光膜に液浸媒体や洗浄用液体を接触させた後の液体の膜表面からの除去を十全かつ迅速に行うことのできる液体の除去方法を提供することにあり、さらには、前記液体の除去方法を用いて液浸露光プロセスにおけるレジストパターン形成の評価試験を行い、レジストパターンの形状評価を行う、レジストパターンの評価方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題を解決するために、本発明に係る液体の除去方法は、被露光膜上から液体を除去するための方法であって、前記液体が付着した基板を、前記液体が付着した基板を、除去工程の始点で回転数を最大となるようにし続いて回転数を減衰させるか、もしくは加速度１０００ｒｐｍ以下で回転数を増大させながら終点で回転数を最大とすることを特徴とする。
【００２１】
前記最大回転数を少なくとも所定時間一定に維持することが好ましい。また、前記最大回転数は、２５００〜５０００ｒｐｍとすることが望ましい。
【００２２】
さらに、前記回転数を減衰させる場合は段階的に行っても良い。前記段階的な回転数の減衰としては、始点で最大回転数を２５００〜５０００ｒｐｍとして１５秒以上保持した後、回転数を５００〜２０００ｒｐｍとして１５秒以上保持し、続いて回転数１００〜３００ｒｐｍとして１５秒以上保持するというプロセスを経ることが望ましい。
【００２３】
また、前記加速度１０００ｒｐｍ以下で回転数を増大させながら終点で回転数を最大とする手法としては、加速度を５０〜１０００ｒｐｍとして回転数を徐々に増大させ、終点の最大回転数のまま１５秒以上保持するというプロセスを経ることが望ましい。
【００２４】
本発明における前記液体とは、液浸露光プロセスにおいて、露光中に被露光膜とレンズとの間に配置される液体である場合と、被露光膜を露光処理に供する前の表面処理に用いられるプリウェット液である場合と、液浸露光プロセス用被露光膜材料の評価試験に用いられる液体である場合が考えられる。
【００２５】
前記液浸露光プロセス用被露光膜の評価試験とは、露光前及び／又は露光後の被露光膜上に液浸露光用液体を接触させることにより、液浸プロセス材料の評価を行う評価試験である場合と、プリズムと被露光膜との間に液浸露光用液体を設けることにより、液浸露光プロセス材料の評価を行う二光束干渉法による評価試験である場合が考えられる。
【００２６】
前記被露光膜とは、ホトレジスト膜、あるいはその上層に保護膜が設けられた積層膜である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にかかる液体の除去方法は、レジスト膜やその上の保護膜などの被露光膜に接触し、付着した液体を迅速かつ十全に除去可能で、液体の影響を最小限に抑えることができ、そのために被露光膜の液体接触による特性変化の評価を正確に行うことが可能となる。よって、液体が被露光膜に接触するプロセスを有するフォトリソグラフィー技術の高精度化に効果的な寄与を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明にかかる液体の除去方法の実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００２９】
有機系反射防止膜組成物「ＡＲＣ−２９Ａ」（商品名、ＢｒｅｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅ社製）を、スピナーを用いてシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で２２５℃、６０秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚７７ｎｍの有機系反射防止膜を形成した。そして、この反射防止膜上に、ポジ型レジストである「ＴＡｒＦ−Ｐ６ａ１９３（東京応化工業社製）」をスピナーを用いて塗布し、ホットプレート上で１２５℃、６０秒間プレベークして、乾燥させることにより、前記反射防止膜上に膜厚２２５ｎｍのレジスト膜を形成した。
【００３０】
次に、露光装置ＮＳＲ−Ｓ３０６（ニコン社製）により、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を用いて、パターン露光した。露光処理後、基板を回転させながら、保護膜上に２３℃にて純水を２分間滴下し続け、擬似液浸環境下においた。
【００３１】
前記基板をスピンナーにて、以下の実施例１、２および比較例の液体除去条件にて、レジスト膜上の純水を振り落とした。
【００３２】
前記純水の滴下工程および除去工程の後、１３０℃、９０秒間の条件でＰＥＢ処理した後、各レジスト膜を２３℃にてアルカリ現像液で６０秒間現像した。アルカリ現像液としては、２．３８質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液（ＴＭＡＨ）を用いた。
【００３３】
このようにして得たライン部が１２０ｎｍでスペース部が１２０ｎｍのライン・アンド・スペースのレジストパターンをＫＬＡ２３５１（ＫＬＡテンコール社製装置）により欠陥クラスター数を測定した。
【００３４】
（実施例１）
最大回転数を４０００ｒｐｍとして１５秒間保持した後、回転数を５００ｒｐｍとして１５秒間保持し、続いて回転数１００ｒｐｍとして１５秒間保持した。この場合の欠陥クラスター数の平均値は４５１個であった。
【００３５】
（実施例２）
回転加速度１００ｒｐｍ／秒で連続的に増大させ、回転数を４０００ｒｐｍとして１５秒間保持させた。この場合の欠陥クラスター数の平均値は６１６個であった。
【００３６】
（比較例）
回転加速度１００００ｒｐｍ／秒で回転数を４０００ｒｐｍまで増大させて、そのまま１５秒間保持した。この場合の欠陥クラスター数の平均値は３３２９個であった。
【００３７】
すなわち、液体の除去方法を変更したことにより、欠陥クラスター数は大幅に低減され、これは評価試験における液体の振り切り方法に起因するものであることが分かり、さらには実施例に記載した評価方法によれば、この液体の振り切り工程に起因する欠陥クラスターを大幅に削減可能で、パターン形成本来の欠陥クラスター数の評価が可能になることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる液体の除去方法は、レジスト膜やその上層に形成された保護膜などの被露光膜に接触し、付着した液体を迅速かつ十全に除去可能であり、そのために被露光膜の液体接触による特性変化の評価や、液体の接触による影響を最小限に抑えることができ、液体が被露光膜に接触するプロセスを有するフォトリソグラフィー技術の高精度化に効果的な寄与を行うことができる。