(57)【要約】【課題】半導体素子作製に使用されるフォトマスクの現像処理にあたって、面内の寸法ばらつきが小さく、現像残渣が少ない現像装置を提供する。【解決手段】フォトマスク基板を保持する機構と、前記基板の一辺以上の長さを有し、かつその長さ方向に現像液またはリンス液もしくはその両方の混合液を吐出するスリットが形成されたスキャンノズルを備え、前記スキャンノズルを前記基板表面と平行に移動させる機構を備える現像処理装置であり、前記スキャンノズルが、その内部において、現像液とリンス液を混合させる機構を備え、さらには現像液とリンス液のそれぞれの滞留部とともに両液の混合液の滞留部を備える現像装置とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスク基板上のレジスト材料を現像する装置であって、
前記基板を保持する機構と、
前記基板の一辺以上の長さを有し、かつその長さ方向に現像液またはリンス液もしくはその両方の混合液を吐出するスリットが形成されたスキャンノズルを備え、
かつ前記スキャンノズルを前記基板表面と平行に移動させる機構を備え、
かつ前記スキャンノズルが、その内部において、現像液とリンス液を混合させる機構を備え、その混合液を前記スリットより吐出させる機構を有することを特徴とする現像処理装置。
【請求項２】
前記スキャンノズルが、その内部において、現像液とリンス液のそれぞれの滞留部を備え、さらに前記それぞれの滞留部から現像液またはリンス液もしくはその両方が流れ込む混合液滞留部を備えることを特徴とする請求項１に記載の現像処理装置。
【請求項３】
前記スキャンノズルのスリットの開口断面積が、前記スキャンノズル内部の現像液の前記滞留部から前記混合液滞留部に通じる現像液吐出孔の通路断面積の総和より小さいことを特徴とする請求項２に記載の現像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジストが塗布され、描画処理されたフォトマスク等の基板の表面に、現像液を供給して現像処理を行う現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトマスクの現像処理装置として、フォトマスク基板を低速で回転させ、現像液をスプレーノズルからフォトマスク基板上に噴霧状に塗布することで現像処理を行うスプレー現像という方法が知られている。しかし、前記スプレー現像においては、フォトマスク中央部付近と周辺部分での現像液のインパクト（現像液の液滴によるレジストへの衝撃）が不均一になり、中央部付近は周辺部分と比較して、過度に現像が進んでしまうことがある。
【０００３】
これに対し、フォトマスク基板に対してスキャンノズルを平行移動させながら、スキャンノズルから供給される現像液をフォトマスク基板上に液盛りし、静止状態で現像処理を行うパドル現像という方法が知られている。前記スキャンノズルを用いたパドル現像は、スプレー現像の様にフォトマスク中央部と周辺部分で現像液のインパクトが不均一になるという問題は軽減される。
【０００４】
一方、現像工程後のリンス工程において、現像液とリンス液におけるレジストの溶解性の差から、リンス工程の初期にレジストが析出して現像残渣となり、これがレジストパターン欠陥になる問題がある。これに対策するために、リンス工程初期は、現像液をリンス液で希釈したもの（以降、希釈リンス液と呼ぶ）を用いる方法が知られている。しかしこの方法の場合、現像液の供給ラインとリンス液の供給ラインとは別に、新たに希釈リンス液の供給ラインを設ける必要が生じてしまう。
【０００５】
また、スキャンノズルを、現像液とリンス液の両方を切り替えて吐出できるようにして、レジストの溶解生成物が周囲に散在する可能性を低減する方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７１６３７号公報
【０００７】
特許文献１のスキャンノズルの断面図を図５に示す。現像液吐出孔５３やリンス液吐出孔５６が複数の孔（図５では１個ずつ示しているが、平面視−略−では複数存在し、仮にＮ個ずつとする）で形成されており、孔からの吐出圧を分散させるために孔の出口に緩衝棒５９が設けられているものの、その先の吐出口６０（吐出口６０はスキャンノズルの長さ方向−Ｙ方向−に繋がっている）のＸ−Ｙ平面における開口断面積が、現像液吐出孔５３の、現像液が流れる方法に垂直な平面における流路断面積のＮ個の総和より大きいことから現像液が十分に滞留しないままに吐出される。したがって、現像液吐出孔５３からの吐出圧を完全には抑えきれず、基板上に供給される現像液は、吐出孔５３のピッチを反映した吐出圧分布を持ってしまい、吐出圧の高い所と低い所で現像の進み方に差が生じ、現像後のレジストパターンに寸法分布が生じてしまうという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、別途供給ラインを設けることなく希
釈リンス液を用いることができるとともに、フォトマスク基板面内での現像液、希釈リンス液、リンス液の吐出圧が均一であるスキャンノズルを具備する現像装置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】
【０００９】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、フォトマスク基板上のレジスト材料を現像する装置であって、前記基板を保持する機構と、前記基板の一辺以上の長さを有し、かつその長さ方向に現像液またはリンス液もしくはその両方の混合液を吐出するスリットが形成されたスキャンノズルを備え、かつ前記スキャンノズルを前記基板表面と平行に移動させる機構を備え、かつ前記スキャンノズルが、その内部において、現像液とリンス液を混合させる機構を備え、その混合液を前記スリットより吐出させる機構を有することを特徴とする現像処理装置としたものである。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、前記スキャンノズルが、その内部において、現像液とリンス液のそれぞれの滞留部を備え、さらに前記それぞれの滞留部から現像液またはリンス液もしくはその両方が流れ込む混合液滞留部を備えることを特徴とする請求項１に記載の現像処理装置としたものである。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、前記スキャンノズルのスリットの開口断面積が、前記スキャンノズル内部の現像液の前記滞留部から前記混合液滞留部に通じる現像液吐出孔の通路断面積の総和より小さいことを特徴とする請求項２に記載の現像処理装置としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の現像装置によれば、スキャンノズルの内部で現像液とリンス液を混合させ、希釈リンス液を供給することが可能であるので、別途希釈リンス液の供給ラインを設けることなく、現像残渣の発生が少ない現像処理を行うことができる。また、フォトマスク基板面内での現像液の吐出圧が均一であるため、現像後のレジストパターンの寸法分布が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図。
【図２】同実施形態に係る現像装置の平面図。
【図３】同実施形態に係るスキャンノズルの断面図。
【図４】現像処理後のパターン寸法の周波数解析データ。
【図５】従来技術のスキャンノズルの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図であり、図２は平面図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、この現像装置は、カップ１と、このカップ内に設けられ、フォトマスク基板４（レジストが塗布され露光、あるいは電子線やレーザによる描画処理がなされた基板）を保持するスピンチャック２と、スキャン駆動され前記基板４上に現像液、リンス液、希釈リンス液を供給するスキャンノズル５（平面視で長方形）と、前記基板４をリンス処理するためのリンスノズル８（平面視で円形）と、これら各機能を制御する制御部１０を備える。（各部と制御部１０との接続線は省略する）。
【００１６】
前記スキャンノズル５／リンスノズル８は各々、スキャンノズル５／リンスノズル８を上下（Ｚ方向）に駆動する上下駆動機構６とリニアに横方向（Ｘ方向）に駆動するリニア
ガイド機構９を備える。
【００１７】
スキャンノズル５は、待機部７（ＨＯＭＥ）からＺ方向に移動後、Ｘ方向（より正確には−Ｘ方向）へ移動させることで、前記カップ１内のＢＩＧＩＮ位置に配置する。そして、前記スキャンノズル５を基板４の表面に沿って現像液、またはリンス液、もしくは現像液とリンス液を混合した希釈リンス液を吐出させながらスキャンさせ、図のＥＮＤで示す位置までスキャン駆動する。
【００１８】
図３は、前記スキャンノズル５の断面図である。このスキャンノズル５は、Ｙ方向に前記基板４の一辺以上の長さを有し、その内部には、現像液供給口１１と現像液滞留部１２と現像液吐出孔１３と、リンス液供給口１４とリンス液滞留部１５とリンス液吐出孔１６と、前記現像液吐出孔１３とリンス液吐出孔１６の下に希釈リンス液などの混合液を滞留する混合液滞留部１７と、吐出口としてのスリット１８で構成されている。尚、現像液吐出孔１３と、リンス液吐出孔１６は図３では１個ずつ示しているが、平面視（図は省略）では複数存在する（仮にＮ個ずつとする）。また、混合液滞留部１７とスリット１８はスキャンノズルの長さ方向（Ｙ方向）に繋がっている。
【００１９】
現像液供給口１１とリンス液供給口１４へ繋がる供給ラインには、それぞれバルブＶ１、Ｖ２が設置され、制御信号により一方を開／閉、もしくは両方を開けることにより、現像液、またはリンス液、もしくは希釈リンス液を供給することができる。（従って、混合液滞留部１７には、現像液またはリンス液の一方のみが滞留する場合もあるが、各々の滞留部１２、１５と区別するため、混合液滞留部１７と呼ぶことにする）。
【００２０】
前記のように、本発明のスキャンノズル５は、その内部において、現像液とリンス液を混合する機構を備えているので、希釈リンス液の供給ラインを別途設ける必要がない。
【００２１】
本発明のスキャンノズル５は、前記のように混合液滞留部１７を備えるとともに、スリット１８のＸ−Ｙ平面における開口断面積が、スキャンノズル内部の現像液滞留部１２から混合液滞留部１７に通じる現像液吐出孔１３のＸ−Ｙ平面における流路断面積のＮ個の総和より小さくなっている。これにより、現像工程において現像液を吐出する際、混合液滞留部１７で現像液が十分滞留するため、現像液吐出孔１３からの吐出圧を抑制することが可能となり、フォトマスク基板面への現像液の吐出圧が均一となって、現像後のレジストパターンに寸法分布が生じてしまう現象が改善される。
【００２２】
リンスノズル８は、上下駆動機構６によってＺ方向に移動後、リニアガイド機構９によって基板４の中央部へ移動し、基板４に向かってリンス液を放射状に散布する。
【実施例】
【００２３】
レジスト寸法均一性評価用基板として、クロム遮光膜付き６インチフォトマスク基板（ブランク）を２枚準備し、これらの基板にポジ型化学増幅型レジストを１５０ｎｍ厚でコートした。
【００２４】
次に、電子線描画機にて、前記基板上に１μｍのラインアンドスペースパターンを、スキャンノズルの長さ方向（Ｙ方向）に１００ｍｍの長さ領域に配列するよう描画し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ＝露光後ベーク）処理を施した。ここまでは２枚の基板とも同一の条件とした。
【００２５】
次に、前記２枚の基板に現像処理を施した。片方の基板は、図３の本発明の現像装置に係るスキャンノズルに現像液のみを供給して、現像時間は１００秒、スキャンノズルのスキャン回数は５回で現像処理を行い、リンスはリンスノズルで行い、スピン乾燥を施した
。もう一方の基板は、図５の従来技術のスキャンノズルを用いた現像装置にて処理をした。現像時間、スキャンノズルのスキャン回数、リンス、乾燥条件は前記の本発明の現像装置の場合と同じとした。
【００２６】
次に、前記現像処理を施したそれぞれの基板を、レジストパターンをマスクにクロム遮光膜のドライエッチングを行った。エッチングには塩素ガスを用いた。その後、硫酸過水にてレジストを剥離し、２枚のフォトマスクを完成させた。
【００２７】
次に、それぞれのフォトマスクの１μｍラインアンドスペースパターンのスペース線幅を、０．２ｍｍピッチで１００ｍｍの長さの描画領域にわたって測定した。測定には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた。
【００２８】
次に、パターン寸法分布の現像装置依存性を調べるために、測定結果に周波数解析を実施した。図４に本発明の現像装置に係るスキャンノズルを用いて作製したラインアンドスペースパターン寸法と、従来技術のスキャンノズルを用いて作製したラインアンドスペースパターン寸法の周波数解析結果を示す。図４中に矢印で示した周波数が現像装置の現像液吐出孔ピッチ（周期）に相当する空間周波数である。
【００２９】
図４のように、本発明の現像装置を用いた結果では、現像液吐出孔ピッチに起因する強度ピークが消失し、従来技術で見られていた現像液吐出孔ピッチの寸法ムラが、改善していることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、半導体素子作製に使用されるフォトマスクの現像処理をはじめとする、レジスト材料の現像工程に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・カップ
２・・・スピンチャック
３・・・スピンチャック駆動機構
４・・・フォトマスク基板
５・・・スキャンノズル
６・・・上下駆動機構
７・・・待機部
８・・・リンスノズル
９・・・リニアガイド機構
１０・・・制御部
１１、５１・・・現像液供給口
１２、５２・・・現像液滞留部
１３、５３・・・現像液吐出孔
１４、５４・・・リンス液供給口
１５、５５・・・リンス液滞留部
１６、５６・・・リンス液吐出孔
１７・・・混合液滞留部
１８・・・スリット
５９・・・緩衝棒
６０・・・吐出口
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４・・・バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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