(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体基板の現像処理時に、カラーフィルタレジスト材料の顔料成分等の非溶解性成分が、半導体基板に残留することを防止できる現像装置及び現像方法を提供する。【解決手段】本発明は、露光処理が施された半導体基板Ｗに現像処理及び水洗処理を行う構成であって、保持機構２０によって半導体基板Ｗを保持するとともに、該半導体基板Ｗを処理容器１２に貯留された現像液Ｌ１及び水洗液Ｌ２に浸漬した状態で、その被露光面を下方に向けた状態とする。【選択図】図１
2007207882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光処理が施された半導体基板に現像処理及び水洗処理を行う現像装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内に保持され、現像液及び水洗液を貯留可能な処理容器と、
前記半導体基板を保持する保持機構とを備え、
前記保持機構が、前記半導体基板を保持しつつ、該半導体基板を前記処理容器に貯留された現像液及び水洗液に浸漬させた状態で、その被露光面を下方に向けた状態となることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記保持機構が、前記半導体基板を前記処理容器に貯留された水洗液に浸漬した状態で、該半導体基板を回転可能な保持部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
露光処理が施された半導体基板に現像処理及び水洗処理を行う現像方法であって、
保持機構によって前記半導体基板を保持するとともに、該半導体基板を処理容器に貯留された現像液及び水洗液に浸漬した状態で、その被露光面を下方に向けた状態とすることを特徴とする現像方法。
【請求項４】
前記保持機構が、前記半導体基板を前記処理容器に貯留された水洗液に浸漬した状態で、該半導体基板を回転させることを特徴とする請求項３に記載の現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び現像方法に関し、特に、半導体素子の製造工程において、カラーフィルタの成形の際に、半導体基板上に露光したレジスト塗布材料を現像するのに適した現像装置及び現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子等の半導体素子において、カラーフィルタを成形する工程では、基板上にカラーフィルタレジスト塗布処理を行い、露光処理にて所望のパターン形成領域を形成した後、現像処理を行うことでカラーフィルタを形成している（例えば、下記特許文献１から３参照）。
【０００３】
図６に示すように、従来の枚葉式の現像処理工程では、現像装置１のチャンバ６内で、半導体基板２に露光処理を行った後、該半導体基板２をバキュームチャック３によって固定した状態で、半導体基板２表面に現像液を供給する。そして、カラーフィルタレジスト膜の露光部と未露光部との現像液に対するレジスト溶解レート差によって、レジストパターンを形成する。現像後、半導体基板２をバキュームチャック３で保持しつつ回転させつつ水洗液５を供給することで、溶解した不要なカラーフィルタレジストを水洗液とともに遠心力によって半導体基板２から除去する。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５４−８８１２４号公報
【特許文献２】特開昭５７−１２２８号公報
【特許文献３】特開昭５８−６８７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、溶解したカラーフィルタレジストを半導体基板２から除去する際に、カラーフィルタレジスト材料中に感光樹脂成分とともに含まれる、非溶解性の顔料成分が、半導体基板２に付着し、残渣物として、形成したレジストパターンに残留してしまう点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体基板の現像処理時に、カラーフィルタレジスト材料の顔料成分等の非溶解性成分が、半導体基板に残留することを防止できる現像装置及び現像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、露光処理が施された半導体基板に現像処理及び水洗処理を行う現像装置であって、チャンバと、前記チャンバ内に保持され、現像液及び水洗液を貯留可能な処理容器と、前記半導体基板を保持する保持機構とを備え、前記保持機構が、前記半導体基板を保持しつつ、該半導体基板を前記処理容器に貯留された現像液及び水洗液に浸漬させた状態で、その被露光面を下方に向けた状態となることを特徴とする現像装置によって達成される。
【０００８】
また、本発明の上記目的は、露光処理が施された半導体基板に現像処理及び水洗処理を行う現像方法であって、保持機構によって前記半導体基板を保持するとともに、該半導体基板を処理容器に貯留された現像液及び水洗液に浸漬した状態で、その被露光面を下方に向けた状態とすることを特徴とする現像方法によって達成される。
【０００９】
本発明は、現像処理及び水洗処理を行う際に、半導体基板が保持機構によって保持され、その被露光面が下方を向いた状態で現像液及び水洗液に浸漬される。水洗処理の際には、被露光面に塗布されたパターン形成のためのレジストなどの処理溶剤に含まれる顔料成分などの非溶解性成分が、水洗液によって半導体基板から洗い流される。このとき、半導体基板が被露光面を下に向けた状態で保持されているため、水洗液によって流された非溶解性成分が、半導体基板の被露光面から一旦洗い流されると、該半導体基板に再び付着してしまうことを防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体基板の現像処理時に、カラーフィルタレジスト材料の顔料成分等の非溶解性成分が、半導体基板に残留することを防止できる現像装置及び現像方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる現像装置の構成の一実施形態を示す図である。図１に示すように、現像装置１０は、半導体基板Ｗに現像処理及び水洗処理を行うものである。半導体基板Ｗは、固体撮像素子等の半導体素子を製造する工程において、カラーフィルタを成形する際にカラーフィルタレジストを塗布し、露光処理を施して、所望のレジストパターンを形成した状態のものである。本実施形態においては、一例として、カラーフィルタレジストを使用してレジストパターンを形成した半導体基板を用いているがこれに限定されない。
【００１２】
現像装置１０は、現像処理及び水洗処理を内部で行うためのチャンバ１１と、現像液Ｌ１及び水洗液Ｌ２を貯留できる処理容器１２とを備えている。
チャンバ１１は、現像処理の対象である半導体基板Ｗのインチサイズに対して十分な大きさで形成されている。チャンバ１１は、現像処理及び水洗処理時には、内部が気密となるように保持される。
【００１３】
処理容器１２は、半導体基板Ｗの被露光面を平行に入れた状態で、十分に収容可能な形状である。処理容器１２には、現像処理時に処理容器１２の内部に現像液Ｌ１をその底面から供給する現像液供給部１３ａと、水洗処理時に処理容器１２の内部に水洗液Ｌ２をその底面から供給する水洗液供給部１３ｂとが設けられている。また、処理容器１２には、現像処理後に、処理容器１２の内部から現像液Ｌ１をその底面から排出する現像液排出部１４ａと、水洗処理後に、処理容器１２の内部から水洗液Ｌ２をその底面から排出する水洗液排出部１４ｂとが設けられている。
【００１４】
現像処理時には、現像液供給部１３ａから瞬時に現像液Ｌ１が処理容器１２の内部に注入される。現像処理後には、処理容器１２の内部の現像液Ｌ１が現像液排出部１４ａから排出されるとともに、直ちに水洗液Ｌ２が水洗液供給部１３ｂより処理容器１２内に注入される。このとき、処理容器１２内で貯留された水洗液Ｌ２の液面の高さｔが１ｍｍ〜５ｍｍとなる。
【００１５】
現像装置１０は、半導体基板Ｗを保持するとともに、現像処理及び水洗処理の際に、保持した半導体基板Ｗを処理容器１２に貯留された現像液Ｌ１又は水洗液Ｌ２に浸漬させるように移動可能な保持機構２０を備えている。
【００１６】
本実施形態の保持機構２０は、駆動部による駆動制御によって、半導体基板Ｗが現像液Ｌ１又は水洗液ｌ２に浸漬する位置となるように駆動側端部が傾斜する長尺形状の腕部２１と、腕部２１の駆動側端部に取り付けられた連結部２２と、該連結部２２に設けられた保持軸部２３と、保持軸部２３の先端に取り付けられたチャック部２４とを備えている。
【００１７】
本実施形態において、保持機構２０は、チャック部２４が半導体基板Ｗを吸着することで保持するバキュームチャックである。図２は、本実施形態の現像装置の保持機構のチャック部の構成を説明する断面図である。図２に示すように、チャック部２４は、半導体基板Ｗを吸着するチャック面に複数の微細な通気孔２４ａが形成されており、半導体基板Ｗを保持する際には、保持軸部２３の内部を連通する吸気路２６から図中矢印で示すように空気を吸引することで、半導体基板Ｗの被露光面に対して反対側の面（図２において上側の面）をチャック部２４に吸着させる構成である。
【００１８】
本実施形態において、保持機構２０のチャック部２４をバキュームチャックとすることで半導体基板Ｗを保持する構成としたがこれに限定されず、図３に示すように、機械的に半導体基板Ｗを保持するチャック機構としてもよい。
【００１９】
図３は、保持機構の他の形態を説明する図である。図３に示すように、半導体基板Ｗを保持する機構としては、チャック部３１に、可動する複数の保持リブ３２を設け、これら保持リブ３２によって半導体基板Ｗの周縁を狭持することで、半導体基板Ｗをチャック部３１に機械的に保持させる構成とすることができる。
【００２０】
本実施形態の現像装置１０は、現像処理を実行する際には、図示しない枚葉機構に収納された複数の半導体基板から、現像処理及び水洗処理を行う半導体基板Ｗを保持機構２０によって一枚づつ取り出し、チャンバ１１の内部に搬入し、処理容器１２に貯留された現像液Ｌ１及び水洗液Ｌ２に浸漬する。しかし、現像装置１０は、枚葉機構を備えた構成とすることは必須ではない。また、現像装置１０は、複数の半導体基板Ｗを同時に処理容器に搬入し、現像液及び水洗液に浸漬させることで一度に多数の半導体基板Ｗに現像処理及び水洗処理を行える構成とすることもできる。
【００２１】
次に、本実施形態の処理装置における水洗処理時の作用を説明する。
図４は、水洗処理時における半導体基板の被露光面側の状態を模式的に示す図である。図１及び図４に示すように、現像処理後、半導体基板Ｗを処理容器１２内で保持した状態のまま、現像液Ｌ１を排出するとともに直ちに水洗液Ｌ２を処理容器１２内に注入する。そして、水洗液Ｌ２によって、半導体基板Ｗの被露光面に付着していた現像液Ｌ１の残渣Ｆ及びレジストに含まれている顔料成分等の非溶解性成分Ｐが水洗液Ｌ２に混ざり、水洗液排出部１４ｂから排出される。このとき、半導体基板Ｗの被露光面が下方に面しており、該被露光面から水洗液Ｌ２によって離間した非溶解性成分Ｐが、水洗液排出部へ向って流れる水洗液の流れによって導かれるとともに、処理容器１２の底部に重力によって沈む力を受ける。このため、非溶解性成分Ｐが被露光面に再び付着してしまうことを防止することができる。
【００２２】
図５は、本実施形態の現像方法の工程を示すフローチャートである。以下、図１，４及び図５を参照して、現像装置を用いて現像処理を行う工程を順次説明する。
先ず、保持機構２０によって半導体基板Ｗを保持し、チャンバ１１内へ搬入する（ステップＳ１１）。
【００２３】
現像液供給部１３ａから所定量の現像液Ｌ１を処理容器１２に注入し（ステップＳ１２）、保持機構２０を駆動させて、保持された半導体基板Ｗの被露光面を処理容器１２に貯留された現像液Ｌ１に浸漬する（ステップＳ１３）。ここで、半導体基板Ｗが現像液Ｌ１を注入する前に、該現像液Ｌ１に浸漬する位置となるように先にセットされていてもよい。
【００２４】
現像液Ｌ１中に半導体基板Ｗを所定時間だけ浸漬させた後、現像液排出部１４ａから現像液Ｌ１を排出し（ステップＳ１４）、直ちに水洗液Ｌ２を水洗液供給部１３ｂから注入する（ステップＳ１５）。
【００２５】
水洗処理時には、保持機構２０の保持軸部２３を図１中矢印で示すように、回転させるとともに、保持した状態の半導体基板Ｗを回転させる（ステップＳ１６）。こうすることで、半導体基板Ｗに付着している現像液及びレジストの残渣物に遠心力がかかり、効率良く水洗液Ｌ１によって除去させることができる。なお、半導体基板Ｗを現像液Ｌ１に浸漬させている際にも半導体基板Ｗを回転させてもよい。
【００２６】
水洗処理後、半導体基板Ｗを保持機構２０によってチャンバ１１の外へ搬出し（ステップＳ１７）、現像処理工程を完了する。
【００２７】
本実施形態によれば、現像処理及び水洗処理を行う際に、半導体基板Ｗが保持機構２０によって保持され、該半導体基板Ｗの被露光面が下方を向いた状態で現像液Ｌ１及び水洗液Ｌ２に浸漬される。水洗処理の際には、被露光面に塗布されたパターン形成のためのレジストなどの処理溶剤に含まれる顔料成分などの非溶解性成分が、水洗液Ｌ２によって半導体基板Ｗから洗い流される。このとき、半導体基板Ｗが被露光面を下に向けた状態で保持されているため、水洗液Ｌ２によって流された非溶解性成分Ｐが、半導体基板Ｗの被露光面から一旦洗い流されると、該半導体基板Ｗに再び付着してしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明にかかる現像装置の構成の一実施形態を示す図である。
【図２】現像装置の保持機構のチャック部の構成を説明する断面図である。
【図３】保持機構の他の形態を説明する図である。
【図４】水洗処理時における半導体基板の被露光面側の状態を模式的に示す図である。
【図５】現像方法の工程を示すフローチャートである。
【図６】従来の現像装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    現像装置
１１    チャンバ
１２    処理容器
２０，３０    保持機構
Ｗ    半導体基板
【図１】
2007207882.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007207882.tif 000005
【図４】
2007207882.tif 000006
【図５】
2007207882.tif 000007
【図６】
2007207882.tif 000008