JP2000089475A - Exposing, coating and developing device, and resist pattern forming method - Google Patents

Exposing, coating and developing device, and resist pattern forming method

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JP2000089475A
JP2000089475A JP25857998A JP25857998A JP2000089475A JP 2000089475 A JP2000089475 A JP 2000089475A JP 25857998 A JP25857998 A JP 25857998A JP 25857998 A JP25857998 A JP 25857998A JP 2000089475 A JP2000089475 A JP 2000089475A
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JP
Japan
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resist
exposure
coating
developing
pattern
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JP25857998A
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Shiyouji Nohama
祥二 野浜
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Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the contllability of the line width of a resist pattern, to suppress occurrence of microbubbles on the interface between the resist and developer, and to decrease developing defects. SOLUTION: This device is equipped with a coating part to apply a resist on a semiconductor substrate, an irradiating part 12 of light to irradiate the resist surface with light (UV rays) to increase hydrophilicity of the resist surface, a projecting part 8 of exposure light to expose the resist through a reticle having a specified pattern as a mask to transfer the pattern of the reticle, and a developing part 11 to supply a developer to the resist to pattern the resist. By using the device, the resist surface is irradiated with light before projecting the exposure light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
においてフォトリソグラフィ工程に用いられるレジスト
をウェハ上に塗布し、露光および現像によりパターニン
グする露光塗布現像装置、およびこれを用いたレジスト
パターン形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure coating / developing apparatus for applying a resist used in a photolithography process in the manufacture of a semiconductor device onto a wafer and patterning the resist by exposure and development, and a method of forming a resist pattern using the same. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造においてフォトリソグ
ラフィ工程に用いられる、レジストを形成するための従
来の露光塗布現像装置について、図4の概略図を参照し
て以下に説明する。図4に示す露光塗布現像装置によっ
て、レジストがウェハ上に塗布され、さらに露光および
現像によりパターニングされる。
2. Description of the Related Art A conventional exposure coating / developing apparatus for forming a resist, which is used in a photolithography process in the manufacture of a semiconductor device, will be described below with reference to a schematic diagram of FIG. A resist is applied on the wafer by the exposure coating and developing apparatus shown in FIG. 4, and is patterned by exposure and development.

【0003】インデクサー部1には、ウェハカセット2
に装填された、処理前または処理後のウェハ3が収蔵さ
れる。ウェハ3はウェハカセット2に装填されたまま、
コーターユニット4に搬送され、レジストの塗布が行わ
れる。コーターユニット4はスピン式コーターとローラ
式コーターに大別されるが、水平な状態で回転するウェ
ハ3上にレジストを滴下させてレジスト膜の形成を行
う、スピンコーターが用いられることが多い。ウェハカ
セット2の移動は搬送アーム5によって行われ、露光塗
布現像装置内の各ユニット間はインライン化されてい
る。
The indexer unit 1 includes a wafer cassette 2
The wafers 3 before and after the processing, which are loaded into the wafers 3, are stored. While the wafer 3 is loaded in the wafer cassette 2,
It is transported to the coater unit 4 and the resist is applied. The coater unit 4 is roughly classified into a spin coater and a roller coater. In many cases, a spin coater that forms a resist film by dropping a resist on a wafer 3 rotating in a horizontal state is used. The movement of the wafer cassette 2 is performed by the transfer arm 5, and the units in the exposure coating and developing apparatus are inlined.

【0004】レジスト塗布後、ウェハカセット2はプレ
ベーク用ホットプレート6に搬送され、レジストの焼成
が行われる。露光前の加熱処理(プレベーク)は、塗布
されたレジスト膜中の残留溶剤を蒸発させ、レジストと
ウェハの密着性を強化させる目的で行われる。露光前の
熱処理であるため、レジストを構成するポリマーが重合
したり、添加物の熱分解が起こらない温度範囲で加熱を
行う。
After the application of the resist, the wafer cassette 2 is transferred to a hot plate 6 for pre-baking, and the resist is baked. The heat treatment (pre-bake) before the exposure is performed for the purpose of evaporating the residual solvent in the applied resist film and strengthening the adhesion between the resist and the wafer. Since the heat treatment is performed before exposure, the heating is performed in a temperature range in which the polymer constituting the resist is not polymerized or the additive does not thermally decompose.

【0005】プレベーク用ホットプレート6は、表面処
理が施された平坦な金属プレートであり、一般に金属プ
レート下部にヒータが、また、周辺部に排気孔が設置さ
れている。あるいは、ホットプレートのかわりに赤外線
ランプを用いたベーキング装置や、熱風加熱方式のベー
キング装置が設置されていてもよい。
[0005] The prebaking hot plate 6 is a flat metal plate subjected to a surface treatment. Generally, a heater is provided below the metal plate, and an exhaust hole is provided in a peripheral portion thereof. Alternatively, a baking device using an infrared lamp instead of a hot plate or a baking device of a hot air heating system may be provided.

【0006】プレベーク用ホットプレート6にはクーリ
ングプレート7が併設されており、加熱処理が施された
ウェハ3がクーリングプレート7によって冷却される。
クーリングプレート7は冷却水の循環、あるいはペルチ
ェ素子を用いた電子冷却により冷却された、平坦な金属
プレートである。
[0006] A cooling plate 7 is provided alongside the pre-baking hot plate 6, and the heated wafer 3 is cooled by the cooling plate 7.
The cooling plate 7 is a flat metal plate cooled by circulation of cooling water or electronic cooling using a Peltier element.

【0007】次に、ウェハカセット2は露光投影装置8
に搬送される。露光投影装置8内では、所定のパターン
を有するレチクルをマスクとして、ウェハ3上に露光が
行われ、レジストにパターンが転写される。露光後、ウ
ェハカセット2はポストベーク用ホットプレート9に搬
送されてウェハ3に加熱が行われ、レジストが硬化され
る。
[0007] Next, the wafer cassette 2 is
Transported to In the exposure projection device 8, exposure is performed on the wafer 3 using a reticle having a predetermined pattern as a mask, and the pattern is transferred to a resist. After the exposure, the wafer cassette 2 is transferred to the post-baking hot plate 9, where the wafer 3 is heated and the resist is cured.

【0008】ポストベーク用ホットプレート9には、プ
レベーク用ホットプレート6と同様に、加熱後のウェハ
3を冷却するためのクーリングプレート10が併設され
ている。クーリングプレート10はクーリングプレート
7と同様に、冷却水の循環、あるいはペルチェ素子を用
いた電子冷却により冷却された、平坦な金属プレートで
ある。
The post-baking hot plate 9 is provided with a cooling plate 10 for cooling the heated wafer 3, similarly to the pre-baking hot plate 6. The cooling plate 10, like the cooling plate 7, is a flat metal plate cooled by circulation of cooling water or electronic cooling using a Peltier element.

【0009】次に、ウェハカセット2は現像ユニット1
1に搬送され、ウェハ3がアルカリ性または有機溶剤系
の現像液に浸漬される(ディップ式)。あるいは、現像
ユニット11における現像液の供給方式はスピン式やス
プレー式であってもよい。ポジ型レジストを使用する場
合には、露光部分の樹脂が現像液に可溶となり、ネガ型
レジストの場合は、露光部分の樹脂が不溶化する。その
後、純水による洗浄(スピンリンス)を行い、可溶化し
たレジストを除去する。
Next, the wafer cassette 2 includes the developing unit 1
Then, the wafer 3 is immersed in an alkaline or organic solvent-based developer (dip type). Alternatively, the method of supplying the developer in the developing unit 11 may be a spin type or a spray type. When a positive resist is used, the resin in the exposed portion becomes soluble in the developer, and in the case of a negative resist, the resin in the exposed portion becomes insoluble. Thereafter, washing (spin rinsing) with pure water is performed to remove the solubilized resist.

【0010】ウェハカセット2を再びポストベーク用ホ
ットプレート9に搬送し、ウェハ3のポストベークを行
う。現像後のポストベークは、レジストに残留する現像
液またはリンス液を蒸発させて除去し、また、レジスト
を硬化させてウェハとの密着性を高める目的で行われ
る。ポストベークの処理温度および処理時間は、形成さ
れたレジストパターン形状が軟化・変形しない範囲で設
定される。
The wafer cassette 2 is transported to the post-baking hot plate 9 again, and the wafer 3 is post-baked. Post-baking after the development is performed for the purpose of evaporating and removing the developing solution or the rinsing solution remaining on the resist, and also for hardening the resist to improve the adhesion to the wafer. The processing temperature and the processing time of the post-baking are set within a range where the formed resist pattern shape is not softened or deformed.

【0011】ポストベークを行った後、クーリングプレ
ート10でウェハ3を冷却し、ウェハカセット2をイン
デクサー部1に戻す。以上の一連の工程を図5のフロー
チャートにまとめた。上記のようにして、レジストの塗
布、露光および現像が行われ、レジストがパターニング
される。
After the post-baking, the wafer 3 is cooled by the cooling plate 10 and the wafer cassette 2 is returned to the indexer unit 1. The above series of steps is summarized in the flowchart of FIG. As described above, application, exposure, and development of the resist are performed, and the resist is patterned.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の露光塗布
現像装置を用いてレジストパターンの形成を行う際、レ
ジストの現像工程において、レジスト表面にマイクロバ
ブルが発生し、欠陥(以下、現像欠陥とする。)の要因
となるという問題がある。マイクロバブルは、レジスト
や現像液中に加圧下で溶け込んだ成分が、圧力変化によ
り気化したものである。
When a resist pattern is formed by using the above-mentioned conventional exposure coating and developing apparatus, microbubbles are generated on the resist surface in a resist development step, and defects (hereinafter referred to as development defects). Problem). Microbubbles are components that have dissolved in a resist or a developer under pressure and have been vaporized due to a change in pressure.

【0013】現像欠陥の発生頻度は、レジスト表面の濡
れ性、あるいはレジスト表面での現像液の接触角の大き
さに依存することが知られている。図6(A)および
(B)に、レジスト現像時の断面図を示す。半導体基板
21上にレジスト22、23がそれぞれ形成され、その
表面に現像液24が接触している。
It is known that the frequency of occurrence of development defects depends on the wettability of the resist surface or the magnitude of the contact angle of the developer on the resist surface. 6A and 6B are cross-sectional views at the time of resist development. Resists 22 and 23 are formed on a semiconductor substrate 21, respectively, and the surface thereof is in contact with a developer 24.

【0014】図6(A)に示すように、レジスト22が
親水性であり、接触角αが小さい場合にはマイクロバブ
ルが発生しにくく、現像欠陥は少なくなる。しかしなが
ら、図6(B)に示すように、レジスト23の疎水性が
高く、接触角α’が大きい場合にはマイクロバブルが発
生しやすくなり、現像欠陥が多くなる。
As shown in FIG. 6A, when the resist 22 is hydrophilic and the contact angle α is small, microbubbles are less likely to occur and development defects are reduced. However, as shown in FIG. 6B, when the hydrophobicity of the resist 23 is high and the contact angle α ′ is large, microbubbles are easily generated, and the number of development defects increases.

【0015】図7(A)および(B)に、レジスト現像
時にマイクロバブル25が発生する場合の断面図を示
す。図7(A)および(B)に示すレジスト22、23
は、それぞれ図6(A)および(B)に示すレジスト2
2、23に対応する。マイクロバブル25が発生しやす
い図7(B)の場合には、現像液24がレジスト23に
接触しない部分が多くなる。
FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing a case where microbubbles 25 are generated during resist development. Resists 22 and 23 shown in FIGS. 7A and 7B
Are the resists 2 shown in FIGS. 6A and 6B, respectively.
2, 23. In the case of FIG. 7B in which the microbubbles 25 are easily generated, the portion where the developer 24 does not contact the resist 23 increases.

【0016】図7に示すような場合、(B)の現像欠陥
を改善するために、例えば現像ノズルの変更等、現像装
置に変更を加えると、現像状態が良好である(A)の線
幅制御性が影響を受け、(A)の現像欠陥が増加するこ
とになる。レジストと現像液の親和性、あるいは、レジ
スト表面での現像液の接触角の大きさは、レジスト樹脂
と現像液の組み合わせによって大きく異なっている。し
たがって、レジストの親水性や、レジストと現像液の親
和性に適合するように、装置の変更または交換を行うの
は困難である。
In the case shown in FIG. 7, when the developing device is changed in order to improve the developing defect of (B), for example, the developing nozzle is changed, the line width of (A) is good in the developing state. The controllability is affected, and the development defect of (A) increases. The affinity between the resist and the developing solution or the magnitude of the contact angle of the developing solution on the resist surface greatly differs depending on the combination of the resist resin and the developing solution. Therefore, it is difficult to change or replace the apparatus so as to match the hydrophilicity of the resist and the affinity between the resist and the developing solution.

【0017】特開平4−217258号公報に、現像装
置に変更を加えずにレジスト表面を改質し、レジストの
親水性を高める方法が開示されている。特開平4−21
7258号公報のレジストパターン作製方法によれば、
レジストに露光を行った後、加熱および紫外線照射によ
り発生させたオゾンをレジストと反応させて、レジスト
に親水性を付与する。例えば、ノボラック樹脂からなる
レジストのメチル基をオゾン処理によりアルデヒドに変
換して、レジスト表面の親水性を向上させている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-217258 discloses a method for improving the hydrophilicity of a resist by modifying the resist surface without changing the developing device. JP-A-4-21
According to the method for producing a resist pattern disclosed in Japanese Patent No. 7258,
After exposure of the resist, ozone generated by heating and irradiation of ultraviolet rays is reacted with the resist to impart hydrophilicity to the resist. For example, a methyl group of a resist made of a novolak resin is converted into an aldehyde by an ozone treatment to improve the hydrophilicity of the resist surface.

【0018】しかしながら、上記の特開平4−2172
58号公報記載の方法によれば、レジストにレチクルパ
ターンを露光投影した後、紫外線照射を行う。したがっ
て、形成されたレジストパターン形状が、露光後の紫外
線照射によって軟化または変形する場合がある。
However, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. H4-2172 is disclosed.
According to the method described in JP-A-58-58, a reticle pattern is exposed and projected on a resist, and then ultraviolet irradiation is performed. Therefore, the formed resist pattern shape may be softened or deformed by the irradiation of ultraviolet light after exposure.

【0019】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、したがって本発明は、レジストパターニング
の線幅制御性が高く、かつ、レジストと現像液の界面に
おけるマイクロバブルの発生を抑制し、現像欠陥の低減
が可能である露光塗布現像装置、およびこれを用いたレ
ジストパターン形成方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and therefore, the present invention has high line width controllability of resist patterning and suppresses the generation of microbubbles at the interface between the resist and the developing solution. Another object of the present invention is to provide an exposure coating / developing apparatus capable of reducing development defects and a method of forming a resist pattern using the same.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の露光塗布現像装置は、半導体基板上にレジ
ストを塗布する塗布部と、前記レジスト表面に光を照射
し、前記レジスト表面の親水性を上げる光照射部と、前
記レジストに、所定のパターンを有するレチクルをマス
クとして露光を行い、前記レジストに前記レチクルのパ
ターンを転写する露光投影部と、前記レジストに、現像
液を供給してレジストのパターニングを行う現像部とを
有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an exposure coating / developing apparatus according to the present invention comprises: a coating section for coating a resist on a semiconductor substrate; irradiating the resist surface with light; A light irradiating section for increasing the hydrophilicity of the resist, an exposure projecting section for exposing the resist using a reticle having a predetermined pattern as a mask, and transferring the reticle pattern to the resist, and supplying a developer to the resist. And a developing unit for patterning the resist.

【0021】本発明の露光塗布現像装置は、好適には、
前記光照射部は、紫外光を照射することを特徴とする。
また、本発明の露光塗布現像装置は、好適には、前記半
導体基板上に塗布された前記レジストに、熱処理を行う
加熱手段を有することを特徴とする。さらに、本発明の
露光塗布現像装置は、好適には、前記露光投影部におい
て露光された前記レジストに、熱処理を行う加熱手段を
有することを特徴とする。本発明の露光塗布現像装置
は、好適には、前記現像部において現像された前記レジ
ストに、熱処理を行う加熱手段を有することを特徴とす
る。
The exposure coating and developing apparatus of the present invention preferably comprises
The light irradiator irradiates ultraviolet light.
Further, the exposure coating and developing apparatus of the present invention preferably has a heating means for performing a heat treatment on the resist applied on the semiconductor substrate. Further, the exposure coating and developing apparatus of the present invention is preferably characterized in that it has a heating means for performing a heat treatment on the resist exposed in the exposure projection section. The exposure coating and developing apparatus according to the present invention preferably includes a heating unit that performs a heat treatment on the resist developed in the developing unit.

【0022】これにより、露光塗布現像装置内でレジス
トにレチクルパターンの露光投影を行う前に、レジスト
に光照射、好適には紫外線照射を行うことが可能とな
る。したがって、レジストの親水性を上げ、レジストと
現像液の親和性を高めて現像欠陥を低減させることが可
能となる。
This makes it possible to irradiate the resist with light, preferably ultraviolet light, before exposing and projecting the reticle pattern on the resist in the exposure coating and developing apparatus. Accordingly, it is possible to increase the hydrophilicity of the resist, increase the affinity between the resist and the developer, and reduce development defects.

【0023】本発明の露光塗布現像装置内の各ユニッ
ト、すなわち塗布部、光(紫外光)照射部、露光投影部
および現像部はインライン化されており、ウェハの各ユ
ニット間における搬送は、通常、自動化された搬送手段
によって行われるため、装置内で連続した処理を行うこ
とが可能である。
Each unit in the exposure coating and developing apparatus of the present invention, that is, the coating unit, the light (ultraviolet light) irradiation unit, the exposure projection unit and the developing unit are inlined. Since the processing is performed by the automated transport means, continuous processing can be performed in the apparatus.

【0024】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明のレジストパターン形成方法は、半導体基板上にレジ
ストを塗布する工程と、前記レジストの全面に光を照射
して、前記レジスト表面の親水性を上げる工程と、前記
レジストに、所定のパターンを有するレチクルをマスク
として露光を行い、前記レジストに前記レチクルのパタ
ーンを転写する工程と、前記レジストに現像液を供給
し、前記レジストを現像する工程とを有することを特徴
とする。
Further, in order to achieve the above object, a method of forming a resist pattern according to the present invention comprises the steps of: applying a resist on a semiconductor substrate; irradiating the entire surface of the resist with light; Raising the resist, exposing the resist using a reticle having a predetermined pattern as a mask, transferring the pattern of the reticle to the resist, supplying a developing solution to the resist, and developing the resist And characterized in that:

【0025】本発明のレジストパターン形成方法は、好
適には、前記レジストの全面に光を照射する工程は、紫
外光を照射する工程であることを特徴とする。これによ
り、レジスト表面を改質して親水性を上げ、レジストと
現像液の親和性を高めることができる。したがって、現
像工程において、現像液がレジスト表面に均一に拡散
し、現像欠陥を低減させることが可能となる。
In the method for forming a resist pattern according to the present invention, preferably, the step of irradiating the entire surface of the resist with light is a step of irradiating ultraviolet light. As a result, the surface of the resist can be modified to increase the hydrophilicity, and the affinity between the resist and the developer can be increased. Therefore, in the developing step, the developing solution is uniformly diffused on the resist surface, so that development defects can be reduced.

【0026】また、本発明のレジストパターン形成方法
によれば、レチクルパターンの露光投影を行う前に紫外
線照射を行う。したがって、露光投影後に紫外線照射等
を行って、レジスト表面の改質を行う場合と異なり、形
成されたレジストパターンが紫外線照射により損傷する
のを防止することが可能である。
Further, according to the resist pattern forming method of the present invention, ultraviolet irradiation is performed before exposure and projection of the reticle pattern. Therefore, unlike the case where the resist surface is modified by performing ultraviolet irradiation or the like after exposure and projection, it is possible to prevent the formed resist pattern from being damaged by the ultraviolet irradiation.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の露光塗布現像装
置およびレジストパターン形成方法の実施の形態につい
て、図1〜図3を参照して説明する。図1に、本実施形
態の露光塗布現像装置の概略図を示す。また、図2に本
実施形態のレジストパターン形成方法のフローチャート
を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an exposure coating / developing apparatus and a method for forming a resist pattern according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram of an exposure coating and developing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 shows a flowchart of the method for forming a resist pattern according to the present embodiment.

【0028】図1の露光塗布現像装置は、図4に示す従
来の露光塗布現像装置と同様に、インデクサー部1に、
ウェハカセット2に装填された処理前または処理後のウ
ェハ3が収蔵されている。ウェハ3はウェハカセット2
に装填されたままコーターユニット4に搬送され、レジ
ストの塗布が行われる。ウェハカセット2の移動は搬送
アーム5によって行われ、露光塗布現像装置内の各ユニ
ット間はインライン化されている。
The exposure coating / developing apparatus shown in FIG. 1 includes an indexer unit 1 like the conventional exposure coating / developing apparatus shown in FIG.
The wafers 3 before and after processing loaded in the wafer cassette 2 are stored. Wafer 3 is wafer cassette 2
Is loaded to the coater unit 4 and the resist is applied. The movement of the wafer cassette 2 is performed by the transfer arm 5, and the units in the exposure coating and developing apparatus are inlined.

【0029】レジスト塗布後、ウェハカセット2はプレ
ベーク用ホットプレート6に搬送され、レジストの焼成
が行われる。露光前の加熱処理(プレベーク)は、塗布
されたレジスト膜中の残留溶剤を蒸発させ、レジストと
ウェハの密着性を強化させる目的で行われる。露光前の
熱処理であるため、レジストを構成するポリマーが重合
したり、添加物の熱分解が起こらない温度範囲で加熱を
行う。
After the application of the resist, the wafer cassette 2 is transported to the pre-baking hot plate 6, where the resist is baked. The heat treatment (pre-bake) before the exposure is performed for the purpose of evaporating the residual solvent in the applied resist film and strengthening the adhesion between the resist and the wafer. Since the heat treatment is performed before exposure, the heating is performed in a temperature range in which the polymer constituting the resist is not polymerized or the additive does not thermally decompose.

【0030】プレベーク用ホットプレート6は、表面処
理が施された平坦な金属プレートであり、一般に金属プ
レート下部にヒータが、また、周辺部に排気孔が設置さ
れている。あるいは、ホットプレートのかわりに赤外線
ランプを用いたベーキング装置や、熱風加熱方式のベー
キング装置が設置されていてもよい。プレベーク用ホッ
トプレート6にはクーリングプレート7が併設されてお
り、加熱処理が施されたウェハ3がクーリングプレート
7によって冷却される。クーリングプレート7は冷却水
の循環、あるいはペルチェ素子を用いた電子冷却により
冷却された、平坦な金属プレートである。
The pre-baking hot plate 6 is a flat metal plate that has been subjected to a surface treatment. Generally, a heater is provided below the metal plate, and an exhaust hole is provided in a peripheral portion. Alternatively, a baking device using an infrared lamp instead of a hot plate or a baking device of a hot air heating system may be provided. A cooling plate 7 is provided alongside the pre-baking hot plate 6, and the wafer 3 subjected to the heat treatment is cooled by the cooling plate 7. The cooling plate 7 is a flat metal plate cooled by circulation of cooling water or electronic cooling using a Peltier element.

【0031】次に、ウェハカセット2は紫外光照射ユニ
ット12に搬送される。紫外光照射ユニット12の光源
としては、例えばハロゲンランプ、重水素ランプ、水銀
ランプまたは各種のレーザーを用いることができる。照
射光のパワーまたは時間を適宜変更することにより、レ
ジスト表面と現像液の接触角を低減させ、レジストの親
水性を調整することが可能である。
Next, the wafer cassette 2 is transferred to the ultraviolet light irradiation unit 12. As a light source of the ultraviolet light irradiation unit 12, for example, a halogen lamp, a deuterium lamp, a mercury lamp, or various lasers can be used. By appropriately changing the power or time of the irradiation light, the contact angle between the resist surface and the developing solution can be reduced, and the hydrophilicity of the resist can be adjusted.

【0032】次に、ウェハカセット2は露光投影装置8
に搬送される。露光投影装置8内では、所定のパターン
を有するレチクルをマスクとして、ウェハ3上に露光が
行われ、レジストにパターンが転写される。露光後、ウ
ェハカセット2はポストベーク用ホットプレート9に搬
送されてウェハ3に加熱が行われ、レジストが硬化され
る。
Next, the wafer cassette 2 is exposed
Transported to In the exposure projection device 8, exposure is performed on the wafer 3 using a reticle having a predetermined pattern as a mask, and the pattern is transferred to a resist. After the exposure, the wafer cassette 2 is transferred to the post-baking hot plate 9, where the wafer 3 is heated and the resist is cured.

【0033】ポストベーク用ホットプレート9には、プ
レベーク用ホットプレート6と同様に、加熱後のウェハ
3を冷却するためのクーリングプレート10が併設され
ている。クーリングプレート10はクーリングプレート
7と同様に、冷却水の循環、あるいはペルチェ素子を用
いた電子冷却により冷却された、平坦な金属プレートで
ある。
The post-baking hot plate 9 is provided with a cooling plate 10 for cooling the heated wafer 3 similarly to the pre-baking hot plate 6. Like the cooling plate 7, the cooling plate 10 is a flat metal plate cooled by circulation of cooling water or electronic cooling using a Peltier element.

【0034】次に、ウェハカセット2は現像ユニット1
1に搬送され、ウェハ3がアルカリ性または有機溶剤系
の現像液に浸漬される(ディップ式)。あるいは、現像
ユニット11における現像液の供給方式はスピン式やス
プレー式であってもよい。ポジ型レジストを使用する場
合には、露光部分の樹脂が現像液に可溶となり、ネガ型
レジストの場合は、露光部分の樹脂が不溶化する。その
後、純水による洗浄(スピンリンス)を行い、可溶化し
たレジストを除去する。
Next, the wafer cassette 2 is attached to the developing unit 1
Then, the wafer 3 is immersed in an alkaline or organic solvent-based developer (dip type). Alternatively, the method of supplying the developer in the developing unit 11 may be a spin type or a spray type. When a positive resist is used, the resin in the exposed portion becomes soluble in the developer, and in the case of a negative resist, the resin in the exposed portion becomes insoluble. Thereafter, washing (spin rinsing) with pure water is performed to remove the solubilized resist.

【0035】図3に、現像工程の断面図の例を示す。前
述した図6および図7と同様に、図3(A)はレジスト
22が親水性が高い場合、図3(B)はレジスト23の
疎水性が高い場合である。(B)の場合に、より高いエ
ネルギーの光照射を行うことによって、(A)と(B)
のレジスト表面を同程度の親水性にすることができる。
したがって、現像ノズルの交換等、現像装置に変更を加
えることなく、親水性の異なるレジスト22、23に対
して、良好な現像処理を行うことができる。
FIG. 3 shows an example of a sectional view of the developing step. 6A and 7A, FIG. 3A shows the case where the resist 22 has high hydrophilicity, and FIG. 3B shows the case where the resist 23 has high hydrophobicity. In the case of (B), by irradiating light of higher energy, (A) and (B)
Can be made to be substantially hydrophilic.
Therefore, good development processing can be performed on the resists 22 and 23 having different hydrophilicity without changing the developing device such as replacement of the developing nozzle.

【0036】ウェハカセット2を再びポストベーク用ホ
ットプレート9に搬送し、ウェハ3のポストベークを行
う。現像後のポストベークは、レジストに残留する現像
液またはリンス液を蒸発させて除去し、また、レジスト
を硬化させてウェハとの密着性を高める目的で行われ
る。ポストベークの処理温度および処理時間は、形成さ
れたレジストパターン形状が軟化・変形しない範囲で設
定される。
The wafer cassette 2 is transported to the post-baking hot plate 9 again, and the wafer 3 is post-baked. Post-baking after the development is performed for the purpose of evaporating and removing the developing solution or the rinsing solution remaining on the resist, and also for hardening the resist to improve the adhesion to the wafer. The processing temperature and the processing time of the post-baking are set within a range where the formed resist pattern shape is not softened or deformed.

【0037】ポストベークを行った後、クーリングプレ
ート10でウェハ3を冷却し、ウェハカセット2をイン
デクサー部1に戻す。図2に示すように、以上の一連の
工程により、レジストの塗布、露光および現像が行わ
れ、レジストがパターニングされる。
After the post-baking, the wafer 3 is cooled by the cooling plate 10 and the wafer cassette 2 is returned to the indexer section 1. As shown in FIG. 2, the application, exposure, and development of the resist are performed by the above-described series of steps, and the resist is patterned.

【0038】上記の本発明の実施形態の露光塗布現像装
置およびレジストパターン形成方法によれば、レジスト
表面を改質して親水性を高め、レジストと現像液の界面
におけるマイクロバブルの発生を抑制し、現像欠陥を低
減することが可能となる。本発明の露光塗布現像装置お
よびレジストパターン形成方法は、上記の実施の形態に
限定されない。例えば、露光投影装置8内でウェハ3に
露光を行った後、熱処理を行わずに現像ユニット11に
ウェハ3を搬送し、現像処理を行ってもよい。その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能で
ある。
According to the exposure coating / developing apparatus and the resist pattern forming method of the embodiment of the present invention, the surface of the resist is modified to increase the hydrophilicity, and the generation of microbubbles at the interface between the resist and the developer is suppressed. Thus, development defects can be reduced. The exposure coating / developing apparatus and the resist pattern forming method of the present invention are not limited to the above embodiment. For example, after exposing the wafer 3 in the exposure projection device 8, the wafer 3 may be transported to the developing unit 11 without performing the heat treatment, and the developing process may be performed. Others
Various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の露光塗布現像装置によれば、レ
ジストにレチクルパターンを露光投影する前に、レジス
ト表面に光照射(好適には紫外光照射)を行うことが可
能となる。本発明のレジストパターン形成方法によれ
ば、レジスト表面の親水性を高めて、レジストと現像液
の界面におけるマイクロバブルの発生を抑制し、現像欠
陥を低減することが可能となる。
According to the exposure coating and developing apparatus of the present invention, it is possible to perform light irradiation (preferably ultraviolet light irradiation) on the resist surface before exposing and projecting the reticle pattern on the resist. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the resist pattern forming method of this invention, it becomes possible to increase the hydrophilicity of the resist surface, suppress the generation of microbubbles at the interface between the resist and the developer, and reduce development defects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の露光塗布現像装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an exposure coating and developing apparatus of the present invention.

【図2】本発明のレジストパターン形成方法の各工程を
表すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing each step of a method for forming a resist pattern according to the present invention.

【図3】本発明の露光塗布現像装置を用いて形成された
レジストに、現像を行う場合の断面図である。(A)は
レジスト表面の親水性が高い場合、(B)はレジスト表
面の疎水性が高い場合を示す。
FIG. 3 is a cross-sectional view when a resist formed by using the exposure coating and developing apparatus of the present invention is developed. (A) shows a case where the hydrophilicity of the resist surface is high, and (B) shows a case where the hydrophobicity of the resist surface is high.

【図4】従来の露光塗布現像装置の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of a conventional exposure coating and developing apparatus.

【図5】従来のレジストパターン形成方法の各工程を表
すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing each step of a conventional resist pattern forming method.

【図6】従来の露光塗布現像装置を用いて形成されたレ
ジストに、現像を行う場合の断面図である。(A)はレ
ジスト表面の親水性が高い場合、(B)はレジスト表面
の疎水性が高い場合を示す。
FIG. 6 is a cross-sectional view when a resist formed using a conventional exposure coating and developing apparatus is developed. (A) shows a case where the hydrophilicity of the resist surface is high, and (B) shows a case where the hydrophobicity of the resist surface is high.

【図7】従来の露光塗布現像装置を用いて形成されたレ
ジストに、現像を行う場合の断面図である。(A)はレ
ジスト表面の親水性が高い場合、(B)はレジスト表面
の疎水性が高い場合を示す。
FIG. 7 is a cross-sectional view when a resist formed using a conventional exposure coating and developing apparatus is developed. (A) shows a case where the hydrophilicity of the resist surface is high, and (B) shows a case where the hydrophobicity of the resist surface is high.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…インデクサー部、2…ウェハカセット、3…ウェ
ハ、4…コーターユニット(塗布ユニット)、5…搬送
アーム、6…プレベーク用ホットプレート、7、10…
クーリングプレート、8…露光投影装置、9…ポストベ
ーク用ホットプレート、11…現像ユニット、12…紫
外光照射ユニット、21…半導体基板、22、23…レ
ジスト、24…現像液、25…マイクロバブル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Indexer part, 2 ... Wafer cassette, 3 ... Wafer, 4 ... Coater unit (coating unit), 5 ... Transfer arm, 6 ... Pre-baking hot plate, 7, 10 ...
Cooling plate, 8: Exposure projection device, 9: Hot plate for post-baking, 11: Developing unit, 12: Ultraviolet light irradiation unit, 21: Semiconductor substrate, 22, 23: Resist, 24: Developing solution, 25: Microbubble.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に、レジストを塗布する塗布
部と、 前記レジスト表面に光を照射し、前記レジスト表面の親
水性を上げる光照射部と、 前記レジストに、所定のパターンを有するレチクルをマ
スクとして露光を行い、前記レジストに前記レチクルの
パターンを転写する露光投影部と、 前記レジストに、現像液を供給してレジストのパターニ
ングを行う現像部とを有する露光塗布現像装置。
1. A coating unit for applying a resist on a semiconductor substrate, a light irradiating unit for irradiating the resist surface with light to increase the hydrophilicity of the resist surface, and a reticle having a predetermined pattern on the resist. An exposure / coating / developing apparatus comprising: an exposure / projection unit that exposes the resist to transfer the reticle pattern onto the resist; and a developing unit that supplies a developer to the resist to pattern the resist.
【請求項2】前記光照射部は、紫外光を照射する請求項
1記載の露光塗布現像装置。
2. The exposure coating and developing apparatus according to claim 1, wherein said light irradiator irradiates ultraviolet light.
【請求項3】前記半導体基板上に塗布された前記レジス
トに、熱処理を行う加熱手段を有する請求項1記載の露
光塗布現像装置。
3. The exposure coating and developing apparatus according to claim 1, further comprising heating means for performing a heat treatment on the resist applied on the semiconductor substrate.
【請求項4】前記露光投影部において露光された前記レ
ジストに、熱処理を行う加熱手段を有する請求項1記載
の露光塗布現像装置。
4. The exposure coating and developing apparatus according to claim 1, further comprising heating means for performing a heat treatment on the resist exposed in the exposure projection section.
【請求項5】前記現像部において現像された前記レジス
トに、熱処理を行う加熱手段を有する請求項1記載の露
光塗布現像装置。
5. The exposure coating and developing apparatus according to claim 1, further comprising heating means for performing a heat treatment on the resist developed in the developing section.
【請求項6】半導体基板上に、レジストを塗布する工程
と、 前記レジストの全面に光を照射して、前記レジスト表面
の親水性を上げる工程と、 前記レジストに、所定のパターンを有するレチクルをマ
スクとして露光を行い、前記レジストに前記レチクルの
パターンを転写する工程と、 前記レジストに現像液を供給し、前記レジストを現像す
る工程とを有するレジストパターン形成方法。
6. A step of applying a resist on a semiconductor substrate, a step of irradiating light to the entire surface of the resist to increase the hydrophilicity of the resist surface, and forming a reticle having a predetermined pattern on the resist. A resist pattern forming method, comprising: exposing as a mask to transfer the reticle pattern to the resist; and supplying a developing solution to the resist to develop the resist.
【請求項7】前記レジストの全面に光を照射する工程
は、紫外光を照射する工程である請求項6記載のレジス
トパターン形成方法。
7. The method according to claim 6, wherein the step of irradiating the entire surface of the resist with light is a step of irradiating ultraviolet light.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8323879B2 (en) 2009-03-12 2012-12-04 Renesas Electronics Corporation Method of forming resist pattern

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