(57)【要約】【課題】現像しつつある現像液中に異物やパーティクルが巻きこまれにくい構造の現像装置を提供することである【解決手段】少なくとも、ブランク１を水平に保持するブランク保持部３と、ブランク保持部３を昇降させるブランク昇降機構５と、ブランク保持部３を所定の速度で回転させるブランク回転機構４と、回転するブランク１上に現像液２ｂをスプレー状に吐出するスプレー機構６と、中央部が開口し、ブランク外周部を覆う外周部カバー部１１と、を備えることを特徴とする現像装置１０である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランクを水平に回転させながら、上方からスプレー方式で現像液を吐出させて、ブランク上に塗布されているレジスト層を現像する現像方法において、ブランク外周部表面を覆った状態でスプレーから吐出された現像液を外周部方向へ移動させることを特徴とする現像方法。
【請求項２】
少なくとも、
ブランクを水平に保持するブランク保持部と、
ブランク保持部を昇降させるブランク昇降機構と、
ブランク保持部を所定の速度で回転させるブランク回転機構と、
回転するブランク上に現像液をスプレー状に吐出するノズルと、
中央部が開口しブランク外周部を覆うカバーと、を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置にさらに、ブランク外周部へ現像液を誘導するための吸引機構を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
前記カバーは、ブランク端部から内側１ｃｍ以上を覆うようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクを製造する際の現像工程で異物が巻き込まれてパターン欠陥が生じるのを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程における露光工程においては、遮光パターンが形成されたフォトマスクを介して波長の短いレーザ光（ＡｒＦ：１９３ｎｍ、ＫｒＦ：２４８ｎｍ）が、レジスト材が塗布されたウェハ上へ縮小投影露光され、レジスト材中に遮光パターンが潜像として形成される。潜像パターンは、その後に現像されることによってエッチングやイオン注入等のためのレジストマスクとなる。
【０００３】
フォトマスクは、透明な石英ガラスの面上に遮光性もしくは半遮光性の金属膜からなる微細なパターンが形成されたもので、バイナリーマスクと位相シフトタイプがある。バイナリーマスクは、光を遮断する金属として金属クロムで遮光パターンが描かれている。光が透過するガラス部分と、遮光するクロム膜しかない２値構成のためバイナリーマスクと呼ばれるが、パターンのサイズが光の波長程度に微細化すると回折効果により微細なパターンは描画できず７００ｎｍ程度の解像度しかない。
【０００４】
位相シフトマスクも石英ガラスが使用されているが、光の透過率と位相がコントロールされた位相シフト膜で回路パターンが描かれている。バイナリーマスクとは異なり、光を透過するガラス部とわずかな透過率(数％程度)で位相を１８０度反転させる膜でパターンが描かれており、パターンをウエハへ転写する場合、ガラス部と、位相が入れ替わった光との光干渉効果を用いてパターン解像力を向上させる特徴がある。露光装置の光の波長（ＫｒＦ，ＡｒＦ）により、位相シフト膜は、ＫｒＦ線用膜、ＡｒＦ線用膜と、使い分けられている。
【０００５】
ＬＳＩあるいは超ＬＳＩなどの金属の極微細パターンで形成される半導体素子の製造工程において、フォトマスクに形成された回路パターン（バイナリータイプ、位相シフトタイプ）をレジストが塗布されたウェハ上に縮小投影してレジスト内に潜像パターンを形成する縮小投影露光装置が使用される。半導体素子の実装密度の上昇に伴って回路パターンのより一層の微細化が進展している。
【０００６】
半導体ウエハプロセスに使用する上記のフォトマスクもウエハプロセスに類似のフォトリソ工程で製造されるが、露光光源にはレーザを使用することはできない。高真空チャンバー中で電子線（ＥＢ）をブランク（石英６０２５基板）上のレジスト層に直接打ち込んでレジストを感光させる直描法が用いられる。レジストをＥＢ露光した後は、公知のアルカリ現像もしくは溶剤現像が適用されて回路パターンが形成される（特許文献1、特許文献２参照）。
【０００７】
回路パターンが形成されたフォトマスク上に異物などが存在していると回路パターンと共に異物の影がウェハ上に転写されて不良の原因となる。これを防止する為に、フォトマスクには、通常ペリクルと呼ばれるパターン保護部材（例えば、合成樹脂からなる膜状の部材、又は、石英ガラスなどからなる板状の部材を含む。）が取り付けられている。
【０００８】
ペリクルは、フォトマスクの回路パターン面から所定の距離隔てて設けられ、ペリクル支持枠によって支持される。ペリクルを用いることにより、異物はフォトマスクのパターン面から所定の距離だけ離れたペリクル面に付着するため、異物は露光時にウェハ上のレ
ジスト内に直接は結像されず、照明光の照度ムラとなって表われるため、異物による不良の発生が軽減される。
【０００９】
フォトマスクに事後的に付着する異物は、ペリクルにより低減することができるが、フォトマスク製造時に形成・付着した異物はペリクルでは除去できない。フォトマスクの製造工程の主たる部分は、所定の構成・厚みの金属層が形成されたブランクへのレジスト塗布工程、ＥＢ描画工程、現像工程であり、いずれの工程でも異物がマスク上に付着・残置する可能性がある。しかしながら、現像工程で異物がマスク上に残置するのが一番の問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−２０８３７９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７４９７４号公報
【特許文献３】特開２００２−２５２１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＥＢ露光処理を施したレジストを現像するプロセスには、大別するとパドル方式とスプレー方式の２方式がある。パドル方式は、フォトマスクブランク（以降はブランクと称する）のレジスト層の上に現像液を滞留させた状態で現像工程を進める方式である。スプレー方式は現像液をノズルからレジストにスプレー状に散布して現像液を流しつつ解像させるものである。いずれの方式でも現像液に異物が巻き込まれる結果、異物がブランク上に残置するという問題があることが判明した。
【００１２】
特に、現像対象物（ブランク上のレジスト）が回動（スピン）し、現像液が回転中心から射出されるスプレー方式の現像プロセスにおいては、現像装置の構造，現像液の流れから、現像対象物に不純物（異物）が付着することは、回転中心部よりも外周部でその可能性が高い。射出されたフレッシュな現像液は、現像処理を行ない、異物を巻き込んで現像対象（レジスト）表面を流れて、劣化あるいは汚染を伴いながら、外周部に至る。外周部に至った現像液が現像対象物に残存したままであったり、再度現像対象に付着する可能性が高いのも、現像対象物の外周部である。
【００１３】
本発明は係る現実に鑑みてなされたもので、その目的は現像しつつある現像液中に異物やパーティクルを巻きこまれにくく、且つ周辺部分に異物が残置しにくい構造の現像装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、ブランクを水平に回転させながら、上方からスプレー方式で現像液を吐出させて、ブランク上に塗布されているレジスト層を現像する現像方法において、ブランク外周部表面を覆った状態でスプレーから吐出された現像液を外周部方向へ移動させることを特徴とする現像方法としたものである。
【００１５】
上記課題を達成するための請求項２に記載の発明は、
少なくとも、
ブランクを水平に保持するブランク保持部と、
ブランク保持部を昇降させるブランク昇降機構と、
ブランク保持部を所定の速度で回転させるブランク回転機構と、
回転するブランク上に現像液をスプレー状に吐出するノズルと、
中央部が開口しブランク外周部を覆うカバーと、
を備えることを特徴とする現像装置としたものである。
【００１６】
上記課題を達成するための請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の現像装置にさらに、ブランク外周部へ現像液を誘導するための吸引機構を備えることを特徴とする現像装置としたものである。
【００１７】
上記課題を達成するための請求項４に記載の発明は、前記カバーは、ブランク端部から内側１ｃｍ以上を覆うようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像装置としたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、ブランクのレジスト面上にスプレー状に射出された現像液が、異物・パーティクルが相対的に多く存在するブランク外周部に滞留しないように現像液が内側から外周部に向かって絶えず移動するように移動方向を制限するようにしたものである。
具体的には、カバーで外周部を覆い、ブランク表面の現像液の流れを外側に制限するようにブランク表面の空気の流れを吸引して方向を決めた。
【００１９】
その結果、ブランク外周部に付着した異物・パーティクルを現像液が巻き込んで内側に流し込むことがなくなった。同時に、外周部に異物が滞留して残置することもなくなった。したがって、遮光用金属層のエッチング不良が低減し、高品質なフォトマスクを低価格で提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明になる現像装置の構成を説明する側面視の概略図である。
【図２】現像装置の構成を説明する側面視の概略図である。
【図３】本発明になる現像装置の要素的機能を説明するための斜視図面である。（ａ）スプレー用ノズル部分、（ｂ）フード、（ｃ）吸引部。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ＥＢ露光により遮光パターンが形成されるブランク基板は、サイズが１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍの石英基板で６０２５基板と称される。電子線描画が終わったレジスト付きの基板を現像して不要なレジスト層を除去すると、描画データの通りにレジストパターンができる。その後、金属層のエッチング工程やペリクル装着工程に進む。現像工程で使用する現像液の主体は、ほとんど強アルカリのＴＭＡＨ（Tetra-Methyl Ammonium Hydroxide)である。
【００２２】
現像装置の大まかな構成を図２に示した。現像装置１０は、少なくとも、ブランク保持部３と、ブランク昇降機構４と、ブランク回転機構５と、現像液吐出用ノズル６と、ブランク外周部を覆うカバー１１とを備えている。ブランク保持部３は、ブランク１を水平に載置、保持する部分である。ブランク保持部３は、水平にブランク１を保持したまま、回転と上下方向に駆動できるよう基板保持部の回転中心に下垂するシャフト４ａの上端が連結されている。該シャフト４ａは、シャフト４ａを軸回転させるモーター（ブランク回転機構）とシャフトを昇降させるリフト（ブランク昇降機構）を備えている。スプレー用ノズル６は、ブランク１の上方に所定の距離隔てて配置され、レジスト２ａ上に薬液２、ここでは現像液を供給する機構である。
【００２３】
この他詳細は省略するが、ブランク搬送機構、機器稼動機構、機器制御装置等に加えて、基板保持部を囲むように周囲にカップ９が設けられており、現像液の供給及び現像処理の過程で、現像液等が飛散するのを防止する機能がある。ブランク保持部３を囲むカップ９に対応して上方には、ノズル機構と気化したガス類を吸引するための排気系用の開口部を備えたフード１２が備えられている。ブランク保持部３が回転昇降するのに対して、カップ９とフード１２は、固定されて動かない。
【００２４】
次に現像方法について具体的に説明するが、大別するとパドル方式とスプレー方式がある。パドル方式は、現像液を吐出するノズルを、ブランク保持部に載置されたブランク真上をスキャンさせることで、ブランクのレジスト膜面上に現像液を盛り付けるものである。盛り付けられた現像液は対象ブランク上に滞留して、この間に現像作用が行われる。具体的には、ブランクの一辺のサイズと同じか若干大きめのバー状ノズルを、カーテン状に現像液を吐出しながら水平に移動させてレジスト表面に盛り付けて、現像を行わせるものである。
【００２５】
スプレー方式は、図１、図２に模式的に記載するように対象ブランクに対して位置が固定されたノズル６からスプレー状に現像液を射出する方法である。ブランク１面上のレジストパターン２ａの寸法均一性を考慮すると、ブランク１を回転させながら現像液を射出するのが好ましい。この方が面内に均一に現像液が散布され、現像の進行も面内で均一に行われる（パドル式では、ブランクを回転させることはない）。
【００２６】
いずれの方式でも、現像液を滴下してから現像の終了を見計らって、ブランク保持部３を回転させて、遠心力で現像液を飛ばし、さらにリンス液を別のノズルから吐出させて表面を清浄にする。その後、オーブンに運び入れて８０℃程度の温度で乾燥させてレジストを固めて現像工程が終わる。更に、露出した金属層のエッチング工程を経て洗浄工程に回流される。
【００２７】
ところで、製造工程では、現像装置１０やレジストコーターの装置のカップ９は、回転飛散したレジスト等の薬液などで汚れるため、恒常的定期的に洗浄して異物やパーティクルが装置内に残留しないようにする必要がある。しかしながら、レジストには元来種々の樹脂類、界面活性剤等パーティクル化しやすい素材が含まれており、パターンが微細でなければ無視できるサイズのパーティクルであってもパターンが微細になれば相対的に無視できなくなる。しかも、空気中に漂流するパーティクルを完全に取り除くことが難しく、ブランク上への降着が避けられない。実際問題として、ブランク外周部に降着する場合が多い。
【００２８】
問題は、ブランク保持部３のホルダー上にセットしたブランク１の外周部に付着した異物・パーティクルが、パドル方式であれ、スプレー方式であれ、吐出液中にこれらの異物が巻き込まれてブランク１中央部に移動してしまうか、再度外周部に持ち出されることである。現像処理後は、ブランク１はエッチング工程に進むが、パターン形成用の中央エリアか外周部近辺に異物が残存しているとエッチングの進行が阻害されて正常なパターン形成がされず致命的な欠陥となる。
【００２９】
パドル方式では、ホルダーにセットされたブランクに対してノズルをスキャンさせるが、必ずブランクの外周側からスキャンが開始されるため、ブランク外周部に存在する異物がブランク内側に流し込まれることになる。
【００３０】
スプレー方式では、ブランク面内のパターン寸法の安定性を確保するために、現像工程では現像進行の均一性が重要である。したがって、ホルダーにセットしたブランクに対して広範囲に現像液をスプレー状に射出している。その結果、ブランク外周部にも多量の現像液が当たり、付着している異物を内側へ流し込んでいるのが現実である。
【００３１】
一方、ブランクが回動（スピン）し、現像液が回転中心から射出されるスプレー方式の現像プロセスにおいては、現像装置の構造，現像液の流れから、現像対象物に不純物（異
物）が付着する現象は、回転中心部よりも外周部でその可能性が高い。射出されたフレッシュな現像液は、現像処理を行ない、異物を巻き込んで現像対象（レジスト）表面を流れて、劣化あるいは汚染を伴いながら、外周部に至る。外周部に至った現像液が現像対象物に残存したままであったり、再度現像対象に付着する可能性が高いのも、現像対象物の外周部である。
【００３２】
そこで、本発明では、図１に示すように、カバー１１を設けてブランク１外周部に直接当たる現像液の量を幾分か減らして、外周部を流れる現像液２ｂの方向を内側から外側方向になるように吸引機構１５と吸引した現像液を貯蔵する機構を備える現像装置１０を構成した。
【００３３】
図３を用いて詳しく説明する。本現像装置１０では、現像液２ｂは、ブランク１から所定の距離隔てた上方に設置されたノズル６からスプレー状に吐出される。ブランク保持部（図３では省略）に備わるホルダーにセットされたブランク１は所定の速度（１回転／１〜２秒）で回転している。即ち、回転とスプレー射出により、レジストは、絶えず更新される現像液２ｂに接触しながら現像される（図３（ａ））。
【００３４】
この装置では、ブランク１外周に現像液２ｂが直接多量に降り注がないようにブランク１の外形より大きく外周部を枠状に覆い中央が四角状に開口したカバー１１を備えている（図３（ｂ））。カバー１１によって現像液２ｂが直接外周部に当たる量が減るので異物を巻き飲んだ現像液２ｂがブランク中央に流れ込む現象は少なくなる。カバー１１は、６０２５基板であれば、ブランク外周を端面から内側へ１ｃｍ程度を覆う大きさであることが好ましい。余り幅広く被覆してしまうと、外周側に近いパターンの現像均一性が損なわれることになる。
【００３５】
緩い回転と継続的なスプレーによる現像液２ｂの供給によって現像液２ｂはブランク外周に溢れてくるが、これが内側に流れ込むことがないように外周部上の現像液を吸引する吸引機構をブランク保持部の外側に備えている（図３（ｃ））。吸引機構により吸引孔１５からエアーを吸引することによってレジスト上の空気の流れが、ブランク中央から外周に向かって放射状に流れることになる。これによりレジスト上の現像液の流れも同じ方向に制限されることになる。ブランクエッジから垂れ落ちた現像液は適当な回収装置により回収されることになる。
【００３６】
本発明は、６０２５基板のみならず異なる大きさの丸型、角型の基板に適用できる。また、洗浄・リンス工程にも適用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１、ブランク（基板）
２、薬液
２ａ、レジスト
２ｂ、現像液
３、ブランク保持部
４、ブランク回転機構
４ａ、シャフト
５、ブランク昇降機構
６、ノズル
７、パドル用ノズル
８、スプレー用ノズル
９、カップ
１０、現像装置
１１、カバー
１２、フード
１２ａ、開口部
１２ｂ、側面
１３、排気機構
１４、制御機構
１５、吸引機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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