JP2002313773A - Supercritical drying method - Google Patents

Supercritical drying method

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JP2002313773A
JP2002313773A JP2001112483A JP2001112483A JP2002313773A JP 2002313773 A JP2002313773 A JP 2002313773A JP 2001112483 A JP2001112483 A JP 2001112483A JP 2001112483 A JP2001112483 A JP 2001112483A JP 2002313773 A JP2002313773 A JP 2002313773A
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly perform supercritical drying by removing rinsing liquid remaining inside a pattern in a short time. SOLUTION: A substrate 101 is heated hotter than the temperature inside a processing container and the remaining rinsing liquid 103a impregnated inside the pattern 101a is quickly discharged.

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、半導体装置形成の
ために用いる微細パターンを形成するとき用いる超臨界
乾燥方法に関し、特に微細パターンをリソグラフィ技術
で形成するときに用いる超臨界乾燥方法に関する。
The present invention relates to a supercritical drying method used for forming a fine pattern used for forming a semiconductor device, and more particularly to a supercritical drying method used for forming a fine pattern by a lithography technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIを始めとする大規模・高性能デバ
イスを作製するためには、微細なパターンを形成する必
要がある。微細なパターンの形成技術には、まずレジス
トパターンなどのように、露光,現像,リンス処理を経
るリソグラフィ技術がある。このリソグラフィ技術によ
り形成されるレジストパターンは、光,X線,電子線な
どに感光する高分子材料から構成されている。また、エ
ッチング,水洗,リンス処理を経るエッチング技術があ
る。
2. Description of the Related Art In order to manufacture large-scale and high-performance devices such as LSIs, it is necessary to form fine patterns. As a technique for forming a fine pattern, there is a lithography technique such as a resist pattern which undergoes exposure, development, and rinsing. The resist pattern formed by this lithography technique is made of a polymer material that is sensitive to light, X-rays, electron beams and the like. Further, there is an etching technique which involves etching, washing, and rinsing.

【0003】しかしながら、上述したパターン形成技術
により極微細なパターンを形成するときに、パターンが
倒れる現象が生じ、所期の目的を満足するパターンが形
成できないという問題が生じていた。このパターンが倒
れる現象について説明すると、図4(a)に示すよう
に、基板401上に形成されたレジストパターン402
をリンス液403に浸漬した後、リンス液を除去する段
階で、図4(b)に示すように、微細な間隔で隣り合う
レジストパターン402の間にリンス液403aが残存
する。このような状態になると、リンス液403aの毛
細管力410がパターン402に働き、リンス液403
aが全て乾燥除去された後、図4(c)に示すように、
パターン402が倒れてしまう。
However, when an extremely fine pattern is formed by the above-described pattern forming technique, a phenomenon occurs in which the pattern collapses, and there has been a problem that a pattern satisfying an intended purpose cannot be formed. The phenomenon that this pattern collapses will be described. As shown in FIG. 4A, a resist pattern 402 formed on a substrate 401 is formed.
After immersion in the rinsing liquid 403, the rinsing liquid is removed, and as shown in FIG. 4B, the rinsing liquid 403a remains between the adjacent resist patterns 402 at fine intervals. In such a state, the capillary force 410 of the rinsing liquid 403a acts on the pattern 402, and the rinsing liquid 403a
After all of a is dried and removed, as shown in FIG.
The pattern 402 falls down.

【0004】毛細管力410は、微細な間隔で配置され
た複数の微細なパターン間に残存したリンス液403a
内の圧力と大気圧との差で生じるものであり、リンス液
403aの表面張力に関係する。したがって、リンス液
の表面張力が大きいほど、毛細管力は大きくなりパター
ンは倒れやすくなる。この毛細管力によるパターン倒れ
を解決するためには、表面張力の小さなリンス液を用い
てリンス処理を行うようにすればよい。
[0004] The capillary force 410 generates a rinse liquid 403a remaining between a plurality of fine patterns arranged at fine intervals.
This is caused by the difference between the internal pressure and the atmospheric pressure, and is related to the surface tension of the rinsing liquid 403a. Therefore, the higher the surface tension of the rinsing liquid, the higher the capillary force and the more likely the pattern falls. In order to solve the pattern collapse caused by the capillary force, a rinsing process may be performed using a rinsing liquid having a small surface tension.

【0005】表面張力は、液体と気体の界面が形成され
た状態で発生する。したがって、液体と気体との界面を
形成せずにリンス処理が行えるようになれば、パターン
倒れを抑制することが可能となる。この液体と気体との
界面を形成せずにリンス処理を行う方法として、超臨界
流体を用いる方法がある。この方法では、リンス液に浸
漬した後、リンス液を超臨界流体に置換し、パターンに
接触しているものが超臨界流体だけとなった状態で、超
臨界流体を気化させる。
[0005] Surface tension is generated when an interface between a liquid and a gas is formed. Therefore, if the rinsing process can be performed without forming the interface between the liquid and the gas, the pattern collapse can be suppressed. As a method of performing the rinsing process without forming the interface between the liquid and the gas, there is a method using a supercritical fluid. In this method, after immersion in a rinsing liquid, the rinsing liquid is replaced with a supercritical fluid, and the supercritical fluid is vaporized while only the supercritical fluid is in contact with the pattern.

【0006】超臨界流体は、気体の拡散性と液体の溶解
性(高密度性)とを兼ね備えたものであり、平衡線を介
さずに気体へ状態変化できる。このため、上述したよう
に、超臨界状態で満たされた状態から乾燥を行えば、乾
燥において表面張力が発生する液体/気体界面が形成さ
れず、表面張力が発生しない状態で乾燥することができ
る。この結果、超臨界流体を用いた乾燥(リンス処理)
では、パターン倒れを抑制することが可能となる。
A supercritical fluid has both gas diffusivity and liquid solubility (high density), and can change into a gas state without passing through an equilibrium line. For this reason, as described above, if drying is performed from a state filled with a supercritical state, a liquid / gas interface where surface tension occurs during drying is not formed, and drying can be performed in a state where surface tension does not occur. . As a result, drying using a supercritical fluid (rinsing treatment)
Then, it is possible to suppress the pattern collapse.

【0007】一般的に用いられる超臨界流体としては、
超臨界点となる臨界点が低く、不燃性であるなど安全な
二酸化炭素がある。二酸化炭素を超臨界状態として用い
た乾燥プロセスは、まず、図5(a)に示すように、基
板501上に形成されたレジストパターン502をリン
ス液503に浸漬した後、これらを室温以下の温度の状
態としてリンス液503を、液化二酸化炭素に置換し、
図5(b)に示すように、レジストパターン502が液
化二酸化炭素504に浸漬した状態とする。基板501
およびレジストパターン502雰囲気の圧力を6MPa
程度とすれば、二酸化炭素が液化した状態を保てる。
[0007] Commonly used supercritical fluids include:
There is safe carbon dioxide that has a low critical point, which is a supercritical point, and is nonflammable. In a drying process using carbon dioxide in a supercritical state, first, as shown in FIG. 5A, a resist pattern 502 formed on a substrate 501 is immersed in a rinsing liquid 503, and then these are heated to a temperature lower than room temperature. As a state, the rinsing liquid 503 is replaced with liquefied carbon dioxide,
As shown in FIG. 5B, the resist pattern 502 is immersed in liquefied carbon dioxide 504. Substrate 501
And the pressure of the atmosphere of the resist pattern 502 is 6 MPa.
If it is on the order, carbon dioxide can be kept in a liquefied state.

【0008】レジストパターン502周囲が液化二酸化
炭素504となったら、基板501およびレジストパタ
ーン502の雰囲気の圧力を7.38MPa程度とし、
また温度を31.1℃以上とすることで、液化二酸化炭
素504を超臨界状態とし、レジストパターン502が
超臨界二酸化炭素に浸漬した状態とする。この後、上記
温度を保持したまま、基板501およびレジストパター
ン502雰囲気の圧力を徐々に低下させれば、周囲の超
臨界二酸化炭素が徐々に気化し、周囲の超臨界二酸化炭
素が全て気化すれば、図5(c)に示すように、レジス
トパターン502の乾燥が終了する。この乾燥過程にお
いて、周囲の圧力を低下させても、超臨界二酸化炭素は
液化することがないので、前述した表面張力によるパタ
ーン倒れは発生しない。
When the liquefied carbon dioxide 504 is formed around the resist pattern 502, the pressure of the atmosphere of the substrate 501 and the resist pattern 502 is set to about 7.38 MPa.
By setting the temperature to 31.1 ° C. or higher, the liquefied carbon dioxide 504 is brought into a supercritical state, and the resist pattern 502 is brought into a state immersed in the supercritical carbon dioxide. Thereafter, if the pressure of the atmosphere of the substrate 501 and the resist pattern 502 is gradually reduced while maintaining the above temperature, the surrounding supercritical carbon dioxide is gradually vaporized, and the surrounding supercritical carbon dioxide is completely vaporized. As shown in FIG. 5C, the drying of the resist pattern 502 is completed. In this drying process, even if the ambient pressure is reduced, the supercritical carbon dioxide does not liquefy, so that the pattern collapse due to the surface tension does not occur.

【0009】この超臨界乾燥方法では、リンス液を液化
二酸化炭素に置換するようにしているため、リンス液に
は液化二酸化炭素に溶解しやすいアルコールなどを用い
るようにしている。また、超臨界乾燥を行う装置は、上
述した高圧状態に十分耐えられ、かつ処理容器の温度を
超臨界温度にまで加熱できる構成となっている。このよ
うな超臨界乾燥装置は、例えば、図6に示すように、高
圧に耐えられる処理容器601と、処理容器601の温
度を調節する温度調節器602を備えている。処理容器
601内には、処理対象の基板を載置する基板台603
が備えられている。
In this supercritical drying method, the rinsing liquid is replaced with liquefied carbon dioxide, so that an alcohol or the like which is easily dissolved in liquefied carbon dioxide is used as the rinsing liquid. Further, the apparatus for performing supercritical drying has a configuration capable of sufficiently withstanding the above-mentioned high-pressure state and heating the temperature of the processing container to the supercritical temperature. Such a supercritical drying apparatus includes, for example, as shown in FIG. 6, a processing container 601 that can withstand high pressure, and a temperature controller 602 that adjusts the temperature of the processing container 601. A substrate table 603 on which a substrate to be processed is placed is disposed in the processing container 601.
Is provided.

【0010】また、処理容器601は、液化二酸化炭素
などを導入する導入口604と、内部の流体を排出する
排出口605とを備えている。導入口604には、バル
ブ606を介して圧送装置607が連通し、ボンベ60
8内の液化二酸化炭素を処理容器601内に圧送可能と
している。また、排出口605には、圧力制御バルブ6
09が連通している。圧力制御バルブ609を閉じた状
態で、圧送装置607より液化二酸化炭素を処理容器6
01内に圧送して処理容器601内の圧力を7.5MP
aとし、温度調節器602により処理容器601の温度
を調節し、処理容器601内の温度を臨界点以上とすれ
ば、処理容器601内が超臨界二酸化炭素で充填された
状態となる。
The processing vessel 601 has an inlet 604 for introducing liquefied carbon dioxide and the like, and an outlet 605 for discharging the internal fluid. A pressure feeding device 607 communicates with the inlet 604 via a valve 606,
The liquefied carbon dioxide in 8 can be pumped into the processing vessel 601. In addition, the outlet 605 has a pressure control valve 6.
09 is in communication. In a state where the pressure control valve 609 is closed, the liquefied carbon dioxide is
01 and the pressure in the processing vessel 601 is 7.5MPa.
If a is set as a and the temperature of the processing container 601 is adjusted by the temperature controller 602 and the temperature in the processing container 601 is set to a critical point or higher, the processing container 601 is filled with supercritical carbon dioxide.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の超臨
界乾燥方法では、レジストパターンに含浸したリンス液
が除去しにくく、含浸したリンス液の除去のために長い
乾燥時間を必要としていた。乾燥不十分でレジストパタ
ーンにリンス液が含浸したままで乾燥を終了すると、微
細なレジストパターンが倒れる場合があった。
However, in the conventional supercritical drying method, the rinsing liquid impregnated in the resist pattern is difficult to remove, and a long drying time is required to remove the rinsing liquid impregnated. If the drying is terminated while the resist pattern is impregnated with the rinsing liquid due to insufficient drying, the fine resist pattern may fall down.

【0012】本発明は、以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、より短時間でパターン内部
に残留したリンス液を除去することで、より迅速に超臨
界乾燥が行えるようにすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the supercritical drying can be performed more quickly by removing the rinsing liquid remaining in the pattern in a shorter time. The purpose is to.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の超臨界乾燥方法
は、基板上に形成された所定のパターンを有するパター
ン層をリンス液に晒す第1の工程と、パターン層にリン
ス液が付着している状態で、基板を容器内に配置し、こ
の容器内に大気雰囲気では気体である物質の液体を導入
し、パターン層が物質の液体に晒された状態とする第2
の工程と、パターン層が物質の液体に晒された状態でパ
ターン層に付着しているリンス液を除去する第3の工程
と、容器内に導入された物質の液体を超臨界状態の超臨
界流体とし、パターン層が超臨界流体に晒された状態と
する第4の工程と、容器内の超臨界流体を容器外へ排出
することで容器内部の圧力を低下させ、超臨界流体を気
化させてパターン層が気体に晒された状態とする第5の
工程とを備え、第3の工程で、基板を容器の温度より高
温にするようにしたものである。この発明によれば、第
3の工程において、基板近傍の液体となっている物質の
温度が、基板より離れたところより高くなる。
The supercritical drying method according to the present invention comprises a first step of exposing a pattern layer having a predetermined pattern formed on a substrate to a rinsing liquid; In this state, the substrate is placed in a container, and a liquid of a substance that is a gas in the air atmosphere is introduced into the container, so that the pattern layer is exposed to the liquid of the substance.
And a third step of removing a rinsing liquid attached to the pattern layer in a state where the pattern layer is exposed to the liquid of the substance; and a supercritical state of the liquid of the substance introduced into the container in a supercritical state. A fourth step in which the pattern layer is exposed to the supercritical fluid as a fluid, and by discharging the supercritical fluid in the vessel to the outside of the vessel, the pressure inside the vessel is reduced, and the supercritical fluid is vaporized. And a fifth step of exposing the pattern layer to a gas. The third step is such that the substrate is heated to a temperature higher than the temperature of the container. According to the present invention, in the third step, the temperature of the liquid substance in the vicinity of the substrate becomes higher than that of the substance away from the substrate.

【0014】上記発明において、第3の工程で、容器の
温度は、物質の臨界点未満とし、基板の温度は物質が亜
臨界状態となる温度とする。また、第4の工程で、基板
の温度は、物質の臨界点以上の温度とする。
In the above invention, in the third step, the temperature of the container is set below the critical point of the substance, and the temperature of the substrate is set to a temperature at which the substance enters a subcritical state. In the fourth step, the temperature of the substrate is equal to or higher than the critical point of the substance.

【0015】本発明の他の形態における超臨界乾燥方法
は、基板上に形成された所定のパターンを有するパター
ン層をリンス液に晒す第1の工程と、パターン層にリン
ス液が付着している状態で、基板を容器内に配置し、こ
の容器内に大気雰囲気では気体である物質の液体を導入
し、パターン層が物質の液体に晒された状態とする第2
の工程と、パターン層が物質の液体に晒された状態でパ
ターン層に付着しているリンス液を除去する第3の工程
と、容器内に導入された物質の液体を超臨界状態の超臨
界流体とし、パターン層が超臨界流体に晒された状態と
する第4の工程と、容器内の超臨界流体を容器外へ排出
することで容器内部の圧力を低下させ、超臨界流体を気
化させてパターン層が気体に晒された状態とする第5の
工程とを備え、第4の工程で、基板を容器内の温度より
高温にするようにしたものである。この発明によれば、
第4の工程において、基板近傍の物質の温度が、基板よ
り離れたところより高くなり、基板近傍と基板より離れ
たところとの間で物質の流れが発生する。上記発明にお
いて、第4の工程で、基板の温度は、物質の臨界点以上
の温度とする。
In a supercritical drying method according to another aspect of the present invention, a first step of exposing a pattern layer having a predetermined pattern formed on a substrate to a rinsing liquid, and a rinsing liquid is attached to the pattern layer. In this state, the substrate is placed in a container, and a liquid of a substance that is a gas in the atmospheric atmosphere is introduced into the container, and a second pattern is obtained in which the pattern layer is exposed to the liquid of the substance.
And a third step of removing a rinsing liquid attached to the pattern layer in a state where the pattern layer is exposed to the liquid of the substance; and a supercritical state of the liquid of the substance introduced into the container in a supercritical state. A fourth step in which the pattern layer is exposed to the supercritical fluid as a fluid, and by discharging the supercritical fluid in the vessel to the outside of the vessel, the pressure inside the vessel is reduced, and the supercritical fluid is vaporized. And a fifth step of exposing the pattern layer to a gas, whereby the substrate is heated to a temperature higher than the temperature in the container in the fourth step. According to the invention,
In the fourth step, the temperature of the substance near the substrate becomes higher than the distance from the substrate, and a flow of the substance occurs between the vicinity of the substrate and the distance from the substrate. In the above invention, in the fourth step, the temperature of the substrate is set to a temperature equal to or higher than the critical point of the substance.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。リンス処理後の乾燥における
パターン倒れの主たる原因は、隣り合うパターン間に残
存するリンス液による毛細管力の存在にある。これは、
超臨界流体を用いた超臨界乾燥により解決できる。とこ
ろが、パターンがレジストなどの高分子材料で構成され
ている場合、リンス処理においてリンス液がパターン内
に含浸していくため、これを原因としたパターンの変形
によるパターン倒れが発生する。この現象は、特に、解
像限界付近で形成されたレジストパターンで生じるもの
で、幅が10nm以下のパターン形成ではよく見られる
ものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The main cause of pattern collapse during drying after the rinsing process is the presence of capillary force due to the rinse liquid remaining between adjacent patterns. this is,
The problem can be solved by supercritical drying using a supercritical fluid. However, when the pattern is made of a polymer material such as a resist, the rinsing liquid impregnates the pattern in the rinsing process, and the pattern collapses due to the deformation of the pattern. This phenomenon occurs particularly in a resist pattern formed near the resolution limit, and is often seen in a pattern having a width of 10 nm or less.

【0017】しかしながら、超臨界乾燥に用いる二酸化
炭素は、極性を持たず、高分子材料からなるパターンに
含浸しにくいため、液化二酸化炭素では、パターン内部
に含浸しているリンス液を置換しにくい。したがって、
超臨界乾燥を単純に用いても、上述したパターン内部に
残存したリンス液によるパターン変形およびパターン倒
れの問題を解消することができない。
However, since carbon dioxide used for supercritical drying has no polarity and is hardly impregnated into a pattern made of a polymer material, liquefied carbon dioxide does not easily replace the rinsing liquid impregnated inside the pattern. Therefore,
Even if the supercritical drying is simply used, the above-described problems of pattern deformation and pattern collapse due to the rinsing liquid remaining inside the pattern cannot be solved.

【0018】ここで、本実施の形態では、パターン周囲
のリンス液を液化二酸化炭素に置換した後、パターンが
形成されている基板を加熱することで、液化二酸化炭素
が充填されている容器内部の温度以上にパターンを加熱
し、パターン内部に残存しているリンス液を迅速に外部
に放出させるようにした。
In the present embodiment, the rinsing liquid around the pattern is replaced with liquefied carbon dioxide, and then the substrate on which the pattern is formed is heated so that the inside of the container filled with liquefied carbon dioxide is heated. The pattern was heated to a temperature higher than or equal to the temperature, so that the rinsing liquid remaining inside the pattern was quickly released to the outside.

【0019】まず、図1(a)に示すように、現像液1
02による現像処理により、例えばポジ型のフォトレジ
ストなど高分子材料から構成されたパターン101aを
基板101上に形成した後、図1(b)に示すように、
基板101をリンス液103に浸漬することでパターン
101aをリンス液に晒して現像を停止する(リンス処
理)。この後、基板101をリンス液103中より取り
出し、所定の処理容器(図示せず)内に配置し、処理容
器内に液化二酸化炭素を導入して充填し、図1(c)に
示すように、基板101が液化二酸化炭素104に浸漬
した状態とし、パターン101aを液化二酸化炭素10
4に晒す。この作業は、パターン101aがリンス液で
濡れた状態が維持できる時間内に終了させる。
First, as shown in FIG.
After a pattern 101a made of a polymer material such as a positive photoresist is formed on the substrate 101 by a development process of 02, as shown in FIG.
By immersing the substrate 101 in the rinsing liquid 103, the pattern 101a is exposed to the rinsing liquid to stop the development (rinsing processing). Thereafter, the substrate 101 is taken out of the rinsing liquid 103, placed in a predetermined processing container (not shown), and liquefied carbon dioxide is introduced and filled into the processing container, as shown in FIG. The substrate 101 is immersed in the liquefied carbon dioxide 104, and the pattern 101a is
Expose to 4. This operation is completed within a time period in which the pattern 101a can be kept wet with the rinsing liquid.

【0020】次いで、基板101を上記処理容器内温度
より高くなるように加熱し、図1(c′)に示すよう
に、パターン101a内に含浸している残存リンス液1
03aを迅速に放出させる。液化二酸化炭素104が充
填されている処理容器内の温度は、二酸化炭素を液体の
状態の保持するためなどにより、23℃程度の常温付近
に制御している。これに対し、残存リンス液103aの
放出のための基板加熱温度は、例えば30℃程度とすれ
ばよい。
Next, the substrate 101 is heated so as to be higher than the temperature in the processing container, and as shown in FIG. 1 (c '), the remaining rinsing liquid 1 impregnated in the pattern 101a.
03a is released quickly. The temperature inside the processing container filled with the liquefied carbon dioxide 104 is controlled to around normal temperature of about 23 ° C., for example, to keep the carbon dioxide in a liquid state. On the other hand, the substrate heating temperature for releasing the residual rinsing liquid 103a may be, for example, about 30 ° C.

【0021】この後、処理容器内の温度を臨界点の3
1.1℃程度とし、また、処理容器内の圧力を7.5M
Pa程度とすることで、液化二酸化炭素を超臨界状態と
してパターン101が超臨界二酸化炭素に晒された状態
とし、パターン101に接触している物質が超臨界二酸
化炭素のみの状態とする。次いで、処理容器内の圧力を
徐々に低下させ、超臨界二酸化炭素を気化させること
で、図1(d)に示すように、パターン倒れのない状態
のパターン101aが基板101上に形成された状態と
する。
Thereafter, the temperature in the processing vessel is raised to the critical point of 3 points.
1.1 ° C. and the pressure in the processing vessel is 7.5 M
By setting the pressure to about Pa, the liquefied carbon dioxide is brought into a supercritical state so that the pattern 101 is exposed to the supercritical carbon dioxide, and the substance in contact with the pattern 101 is brought into a state where only the supercritical carbon dioxide is present. Next, the pressure in the processing chamber is gradually reduced to evaporate the supercritical carbon dioxide, thereby forming a pattern 101a without pattern collapse on the substrate 101 as shown in FIG. And

【0022】ここで、前述したパターン内部にリンス液
が残存した場合の問題について考察する。例えば、極性
を有するリンス液103は、図2(a)に示すように、
高分子材料からなるパターン101aに含浸する。この
結果、パターン101aは、含浸したリンス液103a
により膨潤し、図2(b)に示すように、体積増加した
パターン101bとなる。パターン幅が細い場合、被膨
潤領域101cは狭くなり、体積増加した膨潤領域10
1dから生じる応力に耐えきれず、変形してついには図
2(c)に示すように、パターン101bは倒れてしま
う。リンス液103を液化二酸化炭素103に置換して
超臨界乾燥を行っても、パターン101b内部に膨潤を
引き起こしたリンス液103aが無くならないと応力は
なくならず、この結果、図2(c)に示すようにパター
ン倒れは発生してしまう。
Here, the problem when the rinsing liquid remains inside the above-described pattern will be considered. For example, the rinsing liquid 103 having polarity is, as shown in FIG.
The pattern 101a made of a polymer material is impregnated. As a result, the pattern 101a becomes the impregnated rinse liquid 103a.
As a result, as shown in FIG. 2B, the pattern 101b has an increased volume. When the pattern width is small, the swelling area 101c becomes narrow, and the swelling area 10
As shown in FIG. 2C, the pattern 101b cannot withstand the stress generated from 1d, and eventually falls down as shown in FIG. Even if the rinsing liquid 103 is replaced with liquefied carbon dioxide 103 and supercritical drying is performed, the stress does not disappear unless the rinsing liquid 103a that caused the swelling is removed inside the pattern 101b. As a result, FIG. As shown, the pattern collapse occurs.

【0023】つぎに、前述した図1(c′)の段階で行
った基板の加熱についてより詳細に説明する。まず、上
述したように液化二酸化炭素でリンス液を置換する段階
で基板の加熱を行い、パターン近傍の液化二酸化炭素を
亜臨界状態とすることで、含浸しているリンス液を放出
させる方法について説明する。上述したように、液化二
酸化炭素に浸漬している基板およびパターンを加熱し、
温度を30℃程度とすると、パターン周囲の二酸化炭素
は亜臨界状態となる。
Next, the heating of the substrate performed at the stage shown in FIG. 1 (c ') will be described in more detail. First, as described above, a method of heating the substrate at the stage of replacing the rinsing liquid with liquefied carbon dioxide and bringing the liquefied carbon dioxide in the vicinity of the pattern into a subcritical state to release the impregnated rinsing liquid will be described. I do. As described above, heating the substrate and the pattern immersed in liquefied carbon dioxide,
When the temperature is about 30 ° C., the carbon dioxide around the pattern is in a subcritical state.

【0024】二酸化炭素では、超臨界状態となり得る圧
力下で30℃程度と臨界点温度(31.1℃)より1〜
2度低い温度とすると、完全には超臨界状態となってい
ない亜臨界状態となる。亜臨界状態は、液化二酸化炭素
よりは密度が低く、超臨界状態より密度の高い状態であ
る。亜臨界状態となった二酸化炭素は、パターン内部に
含浸しやすくなり、二酸化炭素がパターン内部に含浸す
るようになれば、パターン内部に含浸しているリンス液
を二酸化炭素で置換し、より迅速に残留リンス液をパタ
ーン外部に放出させることが可能となる。この結果、液
化二酸化炭素を超臨界状態とし、これを気化させる段階
におけるパターン内部における残存リンス液を減少させ
ることができる。
In the case of carbon dioxide, it is about 30 ° C. under a pressure capable of forming a supercritical state, which is 1 to 1 below the critical temperature (31.1 ° C.).
If the temperature is lower by two degrees, the state becomes a subcritical state that is not completely in a supercritical state. The subcritical state is a state where the density is lower than liquefied carbon dioxide and higher than the supercritical state. The subcritical carbon dioxide is easily impregnated inside the pattern, and if carbon dioxide comes to impregnate inside the pattern, the rinsing liquid impregnated inside the pattern is replaced with carbon dioxide, and more quickly. The residual rinsing liquid can be released outside the pattern. As a result, the liquefied carbon dioxide is brought into a supercritical state, and the remaining rinsing liquid inside the pattern at the stage of vaporizing the liquefied carbon dioxide can be reduced.

【0025】また、液化二酸化炭素でリンス液を置換す
る段階で、二酸化炭素の臨界点以上の温度に加熱を行う
ことで、パターンに含浸しているリンス液を放出させる
ことができる。この場合、基板近傍と基板から離れたと
ころとの温度差が大きくなり、基板近傍、すなわちパタ
ーン近傍から周囲への流体の流れが大きくなり、パター
ン内部に残存するリンス液の放出が促進されるようにな
る。この結果、本方法においても、液化二酸化炭素を超
臨界状態とし、これを気化させる段階におけるパターン
内部における残存リンス液を減少させることができる。
Further, at the stage of replacing the rinsing liquid with the liquefied carbon dioxide, the rinsing liquid impregnated in the pattern can be released by heating to a temperature higher than the critical point of carbon dioxide. In this case, the temperature difference between the vicinity of the substrate and the place distant from the substrate becomes large, the flow of fluid from the vicinity of the substrate, that is, from the vicinity of the pattern to the periphery becomes large, and the discharge of the rinsing liquid remaining inside the pattern is promoted. become. As a result, also in the present method, the liquefied carbon dioxide is brought into a supercritical state, and the remaining rinsing liquid inside the pattern at the stage of vaporizing the liquefied carbon dioxide can be reduced.

【0026】上記2つの方法では、基板より離れたとこ
ろの二酸化炭素は液体の状態であるが、加熱している基
板近傍の二酸化炭素は亜臨界もしくは超臨界の状態とな
っている。このため、リンス液を液化二酸化炭素に置換
した後、基板を加熱してパターンに残存するリンス液を
放出させた後、処理容器内の液化二酸化炭素を超臨界状
態にする工程を省き、処理容器内の圧力を徐々に低下さ
せて二酸化炭素を気化させるようにしてもよい。このよ
うにすることで、二酸化炭素を超臨界状態とするため
に、処理容器内を加熱する必要が無くなり、プロセスを
簡略化できる。
In the above two methods, carbon dioxide at a distance from the substrate is in a liquid state, but carbon dioxide near the heated substrate is in a subcritical or supercritical state. For this reason, after replacing the rinsing liquid with liquefied carbon dioxide, the substrate is heated to release the rinsing liquid remaining in the pattern, and then the step of bringing the liquefied carbon dioxide in the processing vessel into a supercritical state is omitted. The carbon dioxide may be vaporized by gradually lowering the internal pressure. By doing so, it is not necessary to heat the inside of the processing container in order to bring carbon dioxide into a supercritical state, and the process can be simplified.

【0027】また、超臨界乾燥を行う容器内の液化二酸
化炭素を超臨界状態とした段階で、この段階における容
器内部の温度以上に基板を加熱し、パターンに含浸して
いるリンス液を放出させるようにしても良い。この場合
でも、基板近傍と基板から離れたところとの温度差が大
きくなる。このため、パターン近傍から周囲への気流が
発生し、この気流によりパターン内部に残存するリンス
液の放出が促進されるようになる。
At the stage where the liquefied carbon dioxide in the container for supercritical drying is brought into a supercritical state, the substrate is heated to a temperature not lower than the temperature inside the container at this stage, and the rinse liquid impregnated in the pattern is released. You may do it. Even in this case, the temperature difference between the vicinity of the substrate and the place away from the substrate is large. For this reason, an airflow is generated from the vicinity of the pattern to the surroundings, and the release of the rinsing liquid remaining inside the pattern is promoted by the airflow.

【0028】なお、上述した超臨界乾燥方法は、図3に
示すような超臨界乾燥装置を用いればよい。図3の超臨
界乾燥装置は、まず、7.5MPaなどの高圧が形成で
きる処理容器301を備え、容器温度調節器302によ
り処理容器301の温度を調節可能としている。処理容
器301は、超臨界状態を形成する圧力に耐えるため、
壁厚が数cmと肉厚のステンレスから構成されている。
処理容器301内には、処理対象の基板を載置する基板
台303が備えられ、基板温度調節器304により基板
台303上に載置される基板の温度を調節可能としてい
る。
The above-described supercritical drying method may use a supercritical drying apparatus as shown in FIG. The supercritical drying apparatus shown in FIG. 3 includes a processing vessel 301 capable of forming a high pressure such as 7.5 MPa, and the temperature of the processing vessel 301 can be adjusted by a vessel temperature controller 302. Since the processing container 301 withstands a pressure for forming a supercritical state,
It is made of stainless steel with a wall thickness of several cm.
A substrate table 303 on which a substrate to be processed is placed is provided in the processing container 301, and the temperature of the substrate placed on the substrate table 303 can be adjusted by a substrate temperature controller 304.

【0029】また、処理容器301は、液化二酸化炭素
などを導入する導入口305と、内部の流体を排出する
排出口306とを備えている。導入口305には、バル
ブ307を介して圧送装置308が連通し、ボンベ30
9内の液化二酸化炭素を処理容器301内に圧送可能と
している。また、排出口306には、圧力制御バルブ3
10が連通している。
The processing vessel 301 has an inlet 305 for introducing liquefied carbon dioxide and the like, and an outlet 306 for discharging the internal fluid. A pressure feeding device 308 communicates with the inlet 305 via a valve 307, and the cylinder 30
The liquefied carbon dioxide 9 can be pumped into the processing vessel 301. The outlet 306 has a pressure control valve 3
10 are in communication.

【0030】図3の超臨界乾燥装置において、圧力制御
バルブ310を閉じた状態で、圧送装置308より液化
二酸化炭素を処理容器301内に圧送して処理容器30
1の圧力を7.5MPaとし、容器温度調節器302に
より処理容器301の温度を調節し、処理容器301内
の温度を23℃程度としておけば、処理容器301内は
液化二酸化炭素で充填された状態となる。
In the supercritical drying apparatus shown in FIG. 3, while the pressure control valve 310 is closed, the liquefied carbon dioxide is pressure-fed into the processing vessel 301 from the pressure feeding device 308 and the processing vessel 30
When the pressure of 1 was set to 7.5 MPa, the temperature of the processing container 301 was adjusted by the container temperature controller 302, and the temperature in the processing container 301 was set to about 23 ° C., the inside of the processing container 301 was filled with liquefied carbon dioxide. State.

【0031】この状態で、基板温度調節器304の制御
により基板台303を加熱してこの上の基板を加熱する
ことで、基板温度を30℃程度とすれば、前述したよう
に、基板近傍の二酸化炭素を亜臨界状態とすることがで
きる。次いで、処理容器301内の圧力を維持した状態
で、容器温度調節器302により処理容器301の温度
を調節し、処理容器301内の温度を臨界点以上とすれ
ば、処理容器301内が超臨界二酸化炭素で充填された
状態となる。
In this state, the substrate temperature is controlled to be about 30 ° C. by heating the substrate table 303 under the control of the substrate temperature controller 304 to heat the substrate thereon, as described above. Carbon dioxide can be brought into a subcritical state. Next, while maintaining the pressure in the processing container 301, the temperature of the processing container 301 is adjusted by the container temperature controller 302, and if the temperature in the processing container 301 is set to a critical point or higher, the inside of the processing container 301 becomes supercritical. It will be filled with carbon dioxide.

【0032】この後、バルブ307を閉じて圧力制御バ
ルブ310を所定量開放することで、処理容器301内
の二酸化炭素を徐々に排出して処理容器301内の圧力
を低下させれば、処理容器301内の超臨界二酸化炭素
が気化する。処理容器301内の超臨界二酸化炭素が全
て気化すれば、超臨界乾燥が終了する。なお、図3には
示していないが、処理容器301は、処理対象の基板を
搬入搬出するための、開閉可能なゲートバルブを備えて
いる。
Thereafter, by closing the valve 307 and opening the pressure control valve 310 by a predetermined amount, the carbon dioxide in the processing vessel 301 is gradually discharged, and the pressure in the processing vessel 301 is reduced. The supercritical carbon dioxide in 301 evaporates. When all the supercritical carbon dioxide in the processing container 301 is vaporized, the supercritical drying is completed. Although not shown in FIG. 3, the processing container 301 includes an openable / closable gate valve for carrying in and out the substrate to be processed.

【0033】ところで、図3に示した超臨界乾燥装置に
おいて、処理容器301内を液化二酸化炭素で充填しよ
うとする段階では、可能な限り処理容器301に温度を
低くした状態としたほうが、充填時間の短縮がはかれ
る。一方、処理容器301内に充填されている液化二酸
化炭素を超臨界状態とするためには、従来では、処理容
器の温度を31℃以上とする必要がある。
In the supercritical drying apparatus shown in FIG. 3, when the inside of the processing vessel 301 is to be filled with liquefied carbon dioxide, it is better to keep the temperature of the processing vessel 301 as low as possible. Is shortened. On the other hand, in order to bring the liquefied carbon dioxide filled in the processing container 301 into a supercritical state, it is conventionally necessary to set the temperature of the processing container to 31 ° C. or higher.

【0034】処理容器301で直径が10cmの基板を
処理できるようにするためには、処理容器301の内容
積を4000cm3以上と大きなものとする必要があ
る。前述したように、処理容器301は、高圧に耐えら
れるようにするため壁厚を数cmとしている。したがっ
て、処理容器301は、大きな体積のステンレスの固ま
りに等しい。このような処理容器301の温度を、23
℃〜31℃以上と大きく変化させるためには、多くの時
間が必要となり、処理時間の遅延を招く。
In order to be able to process a substrate having a diameter of 10 cm in the processing vessel 301, the internal volume of the processing vessel 301 needs to be as large as 4000 cm 3 or more. As described above, the processing container 301 has a wall thickness of several cm so as to withstand high pressure. Therefore, the processing vessel 301 is equal to a large volume of stainless steel. The temperature of the processing container 301 is set to 23
In order to greatly change the temperature from 0 ° C. to 31 ° C. or more, much time is required, and the processing time is delayed.

【0035】これに対し、図3に示した超臨界乾燥装置
では、基板台303を加熱することで迅速に周囲の二酸
化炭素を超臨界状態とすることができるので、処理容器
301の温度は液化に炭化炭素を維持する23℃とした
ままとできる。したがって、図3に示した超臨界乾燥装
置によれば、処理容器301を加熱することなく基板周
囲の液化二酸化炭素を超臨界状態とできるので、超臨界
乾燥をより迅速に行えるようになる。
On the other hand, in the supercritical drying apparatus shown in FIG. 3, since the surrounding carbon dioxide can be quickly brought into the supercritical state by heating the substrate table 303, the temperature of the processing vessel 301 becomes liquefied. The temperature can be kept at 23 ° C. to maintain the carbonized carbon. Therefore, according to the supercritical drying apparatus shown in FIG. 3, the liquefied carbon dioxide around the substrate can be brought into a supercritical state without heating the processing vessel 301, so that the supercritical drying can be performed more quickly.

【0036】[0036]

【実施例】<実施例1>以下、実施例に基づいて詳細に
説明する。まず、シリコン基板上に電子線レジストであ
るZEP−7000(日本ゼオン製)をスピン塗布し、
膜厚250nmのレジスト膜を形成した。次いで、形成
したレジスト膜に電子線を露光して所望の潜像を形成し
た後、酢酸ノルマルヘキシルによる現像処理と、2−プ
ロパノール(リンス液)によるリンス処理を行い、シリ
コン基板上にレジストパターンを形成した。形成したパ
ターン幅は、10〜100nmであった。
<Embodiment 1> A detailed description will be given below based on an embodiment. First, ZEP-7000 (manufactured by Zeon Corporation) which is an electron beam resist is spin-coated on a silicon substrate,
A resist film having a thickness of 250 nm was formed. Next, after the formed resist film is exposed to an electron beam to form a desired latent image, development processing with normal hexyl acetate and rinsing processing with 2-propanol (rinse liquid) are performed to form a resist pattern on the silicon substrate. Formed. The formed pattern width was 10 to 100 nm.

【0037】この後、レジストパターンがリンス液で濡
れた状態が維持できる時間内に、シリコン基板を処理容
器301内の基板台303上に載置し、処理容器301
を密閉した後、圧力制御バルブ310を閉じた状態で、
ボンベ309内の液化二酸化炭素を圧送装置308で処
理容器301内に圧送し、処理容器301内が液化二酸
化炭素で充填された状態とした。このとき、容器温度調
節器302の制御により、処理容器301の温度は23
℃とした。
Thereafter, the silicon substrate is placed on the substrate table 303 in the processing container 301 within a time period in which the resist pattern can be kept wet with the rinsing liquid.
, And with the pressure control valve 310 closed,
The liquefied carbon dioxide in the cylinder 309 was pumped into the processing vessel 301 by the pumping device 308, and the inside of the processing vessel 301 was filled with liquefied carbon dioxide. At this time, the temperature of the processing container 301 becomes 23 by the control of the container temperature controller 302.
° C.

【0038】次いで、圧送装置308による二酸化炭素
の圧送圧力・圧送量の制御と、圧力制御バルブ310の
開放度の制御とにより、処理容器301内の圧力を7.
5MPaとした。処理容器301内の圧力が7.5MP
aとなった後、基板温度調節器304の制御により、基
板台303の温度を30℃とし、シリコン基板の温度を
30℃程度とし、この状態を20分間持続した。このと
き、圧送装置308により液化二酸化炭素は処理容器3
01内に導入し続けた。
Next, by controlling the pressure and amount of carbon dioxide pumped by the pumping device 308 and controlling the degree of opening of the pressure control valve 310, the pressure in the processing vessel 301 is increased to 7.
It was 5 MPa. The pressure in the processing vessel 301 is 7.5MP
After reaching a, the temperature of the substrate table 303 was set to 30 ° C. and the temperature of the silicon substrate was set to about 30 ° C. under the control of the substrate temperature controller 304, and this state was maintained for 20 minutes. At this time, the liquefied carbon dioxide is supplied to the processing vessel 3 by the pressure feeding device 308.
01 and continued to be introduced.

【0039】シリコン基板の温度を30℃程度に制御し
ているときは、シリコン基板近傍の二酸化炭素は亜臨界
状態となっており、シリコン基板から離れたところの二
酸化炭素は液体の状態となっている。また、処理容器3
01は23℃に制御されているので、シリコン基板近傍
よりシリコン基板より離れたところの方がより低温とな
っている。この結果、処理容器301内では、二酸化炭
素が基板近傍からこの周囲に向かって流れている状態と
なっている。
When the temperature of the silicon substrate is controlled to about 30 ° C., the carbon dioxide near the silicon substrate is in a subcritical state, and the carbon dioxide away from the silicon substrate is in a liquid state. I have. Also, the processing container 3
Since 01 is controlled at 23 ° C., the temperature is lower at a position farther from the silicon substrate than at a position near the silicon substrate. As a result, in the processing container 301, carbon dioxide flows from the vicinity of the substrate toward the periphery thereof.

【0040】この後、基板温度調節器304の制御によ
り基板台303の温度を35℃としてシリコン基板の温
度を35℃とし、ほぼ同時に圧送装置308による二酸
化炭素の圧送を停止してバルブ307を閉じ、圧力制御
バルブ310の開放度を制御して二酸化炭素を排出し、
処理容器301内の圧力を低下させた。このとき、シリ
コン基板上では、超臨界状態となった二酸化炭素が気化
し、超臨界乾燥が行われた状態となる。この超臨界乾燥
の結果得られたシリコン基板上のレジストパターンに
は、パターン倒れはなく、良好なパターン形状が得られ
た。
Thereafter, the temperature of the substrate table 303 is set to 35 ° C. and the temperature of the silicon substrate is set to 35 ° C. under the control of the substrate temperature controller 304, and the pumping of carbon dioxide by the pumping device 308 is stopped almost simultaneously, and the valve 307 is closed. Controlling the degree of opening of the pressure control valve 310 to discharge carbon dioxide,
The pressure in the processing vessel 301 was reduced. At this time, on the silicon substrate, carbon dioxide in a supercritical state is vaporized, and a state of supercritical drying is performed. The resist pattern on the silicon substrate obtained as a result of the supercritical drying had no pattern collapse and a good pattern shape was obtained.

【0041】<実施例2>つぎに、他の実施例について
説明する。まず、シリコン基板上に電子線レジストであ
るHSQ(ダウコーニング製)をスピン塗布し、膜厚1
00nmのレジスト膜を形成した。次いで、形成したレ
ジスト膜に電子線を露光して所望の潜像を形成した後、
テトラメチルアンモニウムハイドロオキシド(TMA
H)による現像処理と、エタノール(リンス液)による
リンス処理を行い、シリコン基板上にレジストパターン
を形成した。これら現像およびリンス処理は、容器温度
調節器302の制御により23℃とした処理容器301
内で行った。またこのとき、基板温度調節器304の制
御により、シリコン基板が載置されている基板台303
の温度も23℃とした。形成したパターン幅は、8nm
であった。
<Embodiment 2> Next, another embodiment will be described. First, HSQ (manufactured by Dow Corning), which is an electron beam resist, is spin-coated on a silicon substrate.
A 00 nm resist film was formed. Next, after the formed resist film is exposed to an electron beam to form a desired latent image,
Tetramethylammonium hydroxide (TMA
H) and a rinsing process with ethanol (rinse solution) were performed to form a resist pattern on the silicon substrate. These developing and rinsing processes were performed at a temperature of 23 ° C. under the control of the container temperature controller 302.
Went inside. At this time, under the control of the substrate temperature controller 304, the substrate table 303 on which the silicon substrate is placed is mounted.
Was also set to 23 ° C. The formed pattern width is 8 nm
Met.

【0042】リンス処理を行った後、容器温度調節器3
02の制御により処理容器301の温度を20℃以下に
するとともに、圧送装置308によりボンベ309内の
二酸化炭素を処理容器301内に導入した。二酸化炭素
の導入は、圧力制御バルブ310の開放度を制御するこ
とで、処理容器301内の圧力が7.5MPaとなるま
で行った。処理容器301内に液化二酸化炭素が充填さ
れ、圧力が7.5MPaとなった後、基板温度調節器3
04の制御により基板台303の温度を30℃とし、シ
リコン基板近傍の二酸化炭素を亜臨界状態とした。この
後、二酸化炭素の導入を停止し、圧力制御バルブ310
をより開放して処理容器301内の二酸化炭素を排出
し、処理容器301内の圧力を大気圧とし、処理容器3
01内よりシリコン基板を搬出した。以上のことにより
超臨界乾燥されたシリコン基板上のレジストパターンに
は、パターン倒れはなく、良好なパターン形状が得られ
た。
After rinsing, the container temperature controller 3
02, the temperature of the processing vessel 301 was reduced to 20 ° C. or lower, and carbon dioxide in the cylinder 309 was introduced into the processing vessel 301 by the pumping device 308. The introduction of carbon dioxide was performed by controlling the degree of opening of the pressure control valve 310 until the pressure in the processing container 301 became 7.5 MPa. After the processing vessel 301 is filled with liquefied carbon dioxide and the pressure becomes 7.5 MPa, the substrate temperature controller 3
Under the control of step 04, the temperature of the substrate table 303 was set to 30 ° C., and carbon dioxide near the silicon substrate was brought into a subcritical state. Thereafter, the introduction of carbon dioxide is stopped, and the pressure control valve 310 is stopped.
Is released to discharge carbon dioxide in the processing vessel 301, and the pressure in the processing vessel 301 is set to the atmospheric pressure.
The silicon substrate was unloaded from the inside. As described above, the resist pattern on the supercritically dried silicon substrate did not collapse and a good pattern shape was obtained.

【0043】<実施例3>つぎに、第3の実施例につい
て説明する。まず、子線レジストであるHSQ(ダウコ
ーニング製)をスピン塗布し、膜厚100nmのレジス
ト膜を形成した。次いで、形成したレジスト膜に電子線
を露光して所望の潜像を形成した後、テトラメチルアン
モニウムハイドロオキシド(TMAH)による現像処理
と、エタノール(リンス液)によるリンス処理を行い、
シリコン基板上にレジストパターンを形成した。これら
現像およびリンス処理は、容器温度調節器302の制御
により23℃とした処理容器301内で行った。またこ
のとき、基板温度調節器304の制御により、シリコン
基板が載置されている基板台303の温度も23℃とし
た。形成したパターン幅は、8nmであった。
<Embodiment 3> Next, a third embodiment will be described. First, HSQ (manufactured by Dow Corning) which is a sagittal resist was spin-coated to form a resist film having a thickness of 100 nm. Next, after the formed resist film is exposed to an electron beam to form a desired latent image, development processing with tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and rinsing processing with ethanol (rinse liquid) are performed.
A resist pattern was formed on a silicon substrate. These development and rinsing processes were performed in a processing container 301 at 23 ° C. under the control of the container temperature controller 302. At this time, under the control of the substrate temperature controller 304, the temperature of the substrate table 303 on which the silicon substrate is mounted is also set to 23 ° C. The formed pattern width was 8 nm.

【0044】リンス処理を行った後、容器温度調節器3
02の制御により処理容器301の温度を20℃以下に
するとともに、圧送装置308によりボンベ309内の
二酸化炭素を処理容器301内に導入した。二酸化炭素
の導入は、圧力制御バルブ310の開放度を制御するこ
とで、処理容器301内の圧力が7.5MPaとなるま
で行った。処理容器301内に液化二酸化炭素が充填さ
れ、圧力が7.5MPaとなった後、この状態を20分
間保持した。
After rinsing, the container temperature controller 3
02, the temperature of the processing vessel 301 was reduced to 20 ° C. or lower, and the carbon dioxide in the cylinder 309 was introduced into the processing vessel 301 by the pumping device 308. The introduction of carbon dioxide was performed by controlling the degree of opening of the pressure control valve 310 until the pressure in the processing container 301 became 7.5 MPa. After the processing vessel 301 was filled with liquefied carbon dioxide and the pressure became 7.5 MPa, this state was maintained for 20 minutes.

【0045】20分後、容器温度調節器302の制御に
より、処理容器301の温度を35℃に上昇させ、か
つ、基板温度調節器304の制御により基板台303の
温度を50℃とした。この後、二酸化炭素の導入を停止
し、圧力制御バルブ310をより開放して処理容器30
1内の二酸化炭素を排出し、処理容器301内の圧力を
大気圧とし、処理容器301内よりシリコン基板を搬出
した。以上のことにより超臨界乾燥されたシリコン基板
上のレジストパターンには、パターン倒れはなく、良好
なパターン形状が得られた。以上説明したように、本実
施の形態によれば、レジストパターン内に残存したリン
ス液を効率よく除去することができ、10nm以下の良
好なパターン形成を行うことが可能となる。
Twenty minutes later, the temperature of the processing vessel 301 was raised to 35 ° C. by the control of the vessel temperature regulator 302, and the temperature of the substrate table 303 was brought to 50 ° C. by the control of the substrate temperature regulator 304. Thereafter, the introduction of carbon dioxide is stopped, and the pressure control valve 310 is further opened to open the processing container 30.
1 was discharged, the pressure in the processing vessel 301 was set to atmospheric pressure, and the silicon substrate was carried out of the processing vessel 301. As described above, the resist pattern on the supercritically dried silicon substrate did not collapse and a good pattern shape was obtained. As described above, according to the present embodiment, the rinsing liquid remaining in the resist pattern can be efficiently removed, and a good pattern of 10 nm or less can be formed.

【0046】ところで、上述した実施例では、レジスト
として電子線レジストであるZEP−7000やHSQ
を用い、現像液として酢酸ノルマルヘキシル,TMAH
を用い、リンス液として2−プロパノール,エタノール
を用いるようにしたが、これに限定されるものではな
い。液化二酸化炭素に相溶性を有するリンス液に対して
は、本発明が適用できることは勿論である。また、リン
ス液に水を用いる場合であっても、界面活性剤などを利
用して液化二酸化炭素に対して相溶性を持たせるように
すれば、本発明を適用できる。また、上述では、乾燥対
象のパターンとして、高分子材料のレジストパターンを
例にしたが、シリコンや化合物半導体からなるパターン
の乾燥に適用しても良い。また、上述では超臨界流体と
して二酸化炭素を用いるようにしたが、これに限るもの
ではなく、CHF3やNO2などの臨界点を有する物質を
用いるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the resist is an electron beam resist such as ZEP-7000 or HSQ.
Using normal hexyl acetate and TMAH as a developing solution
And 2-propanol and ethanol were used as the rinsing liquid, but the present invention is not limited to this. Of course, the present invention can be applied to a rinsing liquid compatible with liquefied carbon dioxide. In addition, even when water is used as the rinsing liquid, the present invention can be applied if a surfactant or the like is used to make the liquid carbon dioxide compatible. In the above description, a resist pattern of a polymer material is used as an example of a pattern to be dried. However, the present invention may be applied to drying of a pattern made of silicon or a compound semiconductor. In the above description, carbon dioxide is used as the supercritical fluid. However, the present invention is not limited to this, and a substance having a critical point such as CHF 3 or NO 2 may be used.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、パタ
ーンが形成されている基板を超臨界乾燥を行う容器より
高い温度とすることで、パターンに残留するリンス液を
より迅速の除去するようにした。この結果、本発明によ
れば、より短時間でパターン内部に残留したリンス液を
除去できるようになり、より迅速に超臨界乾燥が行える
ようになるというすぐれた効果が得られる。
As described above, in the present invention, the temperature of the substrate on which the pattern is formed is higher than that of the container for performing the supercritical drying, so that the rinsing liquid remaining on the pattern can be removed more quickly. I made it. As a result, according to the present invention, an excellent effect that the rinsing liquid remaining in the pattern can be removed in a shorter time and supercritical drying can be performed more quickly can be obtained.

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

【図1】 本発明の超臨界乾燥方法を説明するための工
程図である。
FIG. 1 is a process chart for explaining a supercritical drying method of the present invention.

【図2】 本発明の超臨界乾燥方法を実現するための超
臨界乾燥装置の概略的な構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a supercritical drying apparatus for realizing the supercritical drying method of the present invention.

【図3】 従来の超臨界乾燥方法を説明するための工程
図である。
FIG. 3 is a process chart for explaining a conventional supercritical drying method.

【図4】 従来の乾燥方法を説明するための工程図であ
る。
FIG. 4 is a process chart for explaining a conventional drying method.

【図5】 超臨界乾燥方法を説明するための工程図であ
る。
FIG. 5 is a process chart for explaining a supercritical drying method.

【図6】 超臨界乾燥方法を行う超臨界乾燥装置の一般
的な構成を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a general configuration of a supercritical drying apparatus that performs a supercritical drying method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…基板、101a…パターン、102…現像液、
103…リンス液、103a…残存リンス液、104…
液化二酸化炭素。
101: substrate, 101a: pattern, 102: developer,
103: rinsing liquid, 103a: residual rinsing liquid, 104:
Liquefied carbon dioxide.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/30 570 571 Fターム(参考) 2H096 AA25 GA17 GA20 JA04 3L113 AA01 AB02 AC28 AC45 AC46 AC57 AC63 AC67 BA34 CA04 CA08 CB19 CB28 DA10 5F046 LA13 LA14 LA19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/30 570 571 F-term (Reference) 2H096 AA25 GA17 GA20 JA04 3L113 AA01 AB02 AC28 AC45 AC46 AC57 AC63 AC67 BA34 CA04 CA08 CB19 CB28 DA10 5F046 LA13 LA14 LA19

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された所定のパターンを有
するパターン層をリンス液に晒す第1の工程と、 前記パターン層に前記リンス液が付着している状態で、
前記基板を容器内に配置し、この容器内に大気雰囲気で
は気体である物質の液体を導入し、前記パターン層が前
記物質の液体に晒された状態とする第2の工程と、 前記パターン層が前記物質の液体に晒された状態で前記
パターン層に付着しているリンス液を除去する第3の工
程と、 前記容器内に導入された前記物質の液体を超臨界状態の
超臨界流体とし、前記パターン層が前記超臨界流体に晒
された状態とする第4の工程と、 前記容器内の前記超臨界流体を前記容器外へ排出するこ
とで前記容器内部の圧力を低下させ、前記超臨界流体を
気化させて前記パターン層が気体に晒された状態とする
第5の工程とを備え、 前記第3の工程で、前記基板を前記容器の温度より高温
にすることを特徴とする超臨界乾燥方法。
A first step of exposing a pattern layer having a predetermined pattern formed on a substrate to a rinsing liquid, wherein the rinsing liquid adheres to the pattern layer;
A second step of disposing the substrate in a container, introducing a liquid of a substance that is a gas in the atmosphere into the container, and exposing the pattern layer to the liquid of the substance; A third step of removing a rinsing liquid attached to the pattern layer while being exposed to the liquid of the substance, and converting the liquid of the substance introduced into the container into a supercritical fluid in a supercritical state. A fourth step in which the pattern layer is exposed to the supercritical fluid; and discharging the supercritical fluid in the container to the outside of the container to reduce the pressure inside the container, A fifth step of evaporating a critical fluid to expose the pattern layer to a gas, wherein in the third step, the substrate is heated to a temperature higher than the temperature of the container. Critical drying method.
【請求項2】 請求項1記載の超臨界乾燥方法におい
て、 前記第3の工程で、前記容器の温度は、前記物質の臨界
点未満とし、前記基板の温度は前記物質が亜臨界状態と
なる温度とすることを特徴とする超臨界乾燥方法。
2. The supercritical drying method according to claim 1, wherein in the third step, the temperature of the container is lower than a critical point of the substance, and the temperature of the substrate is such that the substance is in a subcritical state. A supercritical drying method, wherein the drying is performed at a temperature.
【請求項3】 請求項1または2記載の超臨界乾燥方法
において、 前記第4の工程で、前記基板の温度は、前記物質の臨界
点以上の温度とすることを特徴とする超臨界乾燥方法。
3. The supercritical drying method according to claim 1, wherein in the fourth step, the temperature of the substrate is equal to or higher than a critical point of the substance. .
【請求項4】 基板上に形成された所定のパターンを有
するパターン層をリンス液に晒す第1の工程と、 前記パターン層に前記リンス液が付着している状態で、
前記基板を容器内に配置し、この容器内に大気雰囲気で
は気体である物質の液体を導入し、前記パターン層が前
記物質の液体に晒された状態とする第2の工程と、 前記パターン層が前記物質の液体に晒された状態で前記
パターン層に付着しているリンス液を除去する第3の工
程と、 前記容器内に導入された前記物質の液体を超臨界状態の
超臨界流体とし、前記パターン層が前記超臨界流体に晒
された状態とする第4の工程と、 前記容器内の前記超臨界流体を前記容器外へ排出するこ
とで前記容器内部の圧力を低下させ、前記超臨界流体を
気化させて前記パターン層が気体に晒された状態とする
第5の工程とを備え、 前記第4の工程で、前記基板を前記容器内の温度より高
温にすることを特徴とする超臨界乾燥方法。
4. A first step of exposing a pattern layer having a predetermined pattern formed on a substrate to a rinsing liquid, wherein the rinsing liquid adheres to the pattern layer.
A second step of disposing the substrate in a container, introducing a liquid of a substance that is a gas in the atmosphere into the container, and exposing the pattern layer to the liquid of the substance; A third step of removing a rinsing liquid attached to the pattern layer while being exposed to the liquid of the substance, and converting the liquid of the substance introduced into the container into a supercritical fluid in a supercritical state. A fourth step in which the pattern layer is exposed to the supercritical fluid; and discharging the supercritical fluid in the container to the outside of the container to reduce the pressure inside the container, A fifth step of evaporating a critical fluid to expose the pattern layer to a gas, wherein in the fourth step, the substrate is heated to a temperature higher than the temperature in the container. Supercritical drying method.
【請求項5】 請求項4記載の超臨界乾燥方法におい
て、 前記第4の工程で、前記基板の温度は、前記物質の臨界
点以上の温度とすることを特徴とする超臨界乾燥方法。
5. The supercritical drying method according to claim 4, wherein in the fourth step, the temperature of the substrate is equal to or higher than a critical point of the substance.
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