JP2005211734A - Organic material applying apparatus and organic material applying method using the same apparatus - Google Patents

Organic material applying apparatus and organic material applying method using the same apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic material applying apparatus and an organic material applying method in which material utilization efficiency is good, a homogeneous organic material film can be applied onto a substrate surface and further a chemical amplification resist can be applied without lowering resist characteristics. <P>SOLUTION: A substrate 2 is mounted on a stage 1 equipped with a baking treating mechanism. After decompressing the inside of a chamber 3, first baking treatment is performed to the substrate 2 by the stage 1. After the inside of the chamber 3 is replaced with an inert gas atmosphere, while holding the substrate 2 at a prebaking temperature of an organic material 7 by second baking treatment, a nozzle 6 provided freely movably above the stage 1 is moved above the substrates 2 and ejects the organic material 7 while moving so as to scan in a direction of an arrow 8. By this process, the organic material 7 is applied on a surface of the substrate 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、集積回路の製造工程等で使用されるリソグラフィ工程で用いられる有機材料塗布装置及びその装置を用いた有機材料塗布方法に関する。   The present invention relates to an organic material coating apparatus used in a lithography process used in an integrated circuit manufacturing process or the like and an organic material coating method using the apparatus.

一般に半導体デバイスやマスクなどの作製工程では、半導体ウェハやレチクル、又はフォトマスク(以下、これらを併せてマスクと記す)では、基板上にレジスト材料(以下有機材料と記す)を塗布し、この塗膜にフォトリソグラフィー技術又は電子線リソグラフィー技術を用いて所定の回路パターンを転写し、現像処理すること等が行われている。その半導体ウェハやマスク基板等に有機材料膜等の薄膜を塗布形成する有機材料塗布方法としては、主にスピンコート方式が用いられている。   In general, in a manufacturing process of a semiconductor device or a mask, a resist material (hereinafter referred to as an organic material) is applied on a substrate of a semiconductor wafer, a reticle, or a photomask (hereinafter referred to as a mask). A predetermined circuit pattern is transferred to a film using a photolithography technique or an electron beam lithography technique, and development processing is performed. As an organic material coating method for coating and forming a thin film such as an organic material film on the semiconductor wafer or mask substrate, a spin coating method is mainly used.

スピンコート方式は、回転軸を有するステージの上に基板が固定され、この基板の表面に有機材料が滴下される。この後、ステージは一方向に回転される。これにより、基板の表面上において、基板中央部に滴下された有機材料が、基板の縁端部の方向に延ばされ、均一な有機材料薄膜が形成される。   In the spin coating method, a substrate is fixed on a stage having a rotation axis, and an organic material is dropped on the surface of the substrate. After this, the stage is rotated in one direction. Thereby, on the surface of a board | substrate, the organic material dripped at the board | substrate center part is extended in the direction of the edge part of a board | substrate, and a uniform organic material thin film is formed.

上記スピンコート方式による有機材料塗布装置では、基板に塗布された有機材料を一方向による回転によって延ばしている為、基板の表面上において有機材料が延ばされ、基板の周辺に向かうに従って縁端部にはムラ及び乱れが生じる場合がある。この結果、有機材料の膜厚は不均一となる。すなわち基板の上に形成された有機材料膜の表面には凹凸が生じ、基板の表面に有機材料を均一に塗布する事ができない。   In the organic material coating apparatus using the spin coating method, since the organic material applied to the substrate is extended by rotation in one direction, the organic material is extended on the surface of the substrate, and the edge portion moves toward the periphery of the substrate. May cause unevenness and disturbance. As a result, the film thickness of the organic material becomes non-uniform. That is, the surface of the organic material film formed on the substrate is uneven, and the organic material cannot be uniformly applied to the surface of the substrate.

また上記のスピンコート方式では、有機材料を回転により延ばしているため、基板の縁端部より飛散するために材料利用効率が非常に悪い。   In the above spin coating method, since the organic material is extended by rotation, the material utilization efficiency is very poor because the organic material is scattered from the edge of the substrate.

そこでスピンコート方式における材料利用効率の問題を解消するために、スリット状の吐出部を有するスリットノズルを用いたノズルコータが利用されている(特許文献1参照)。ノズルコータでは、基板保持部に水平に保持された基板に対してスリットノズルが相対移動しながら基板上にカーテン状の有機材料を塗布する。このようなノズルコータでは必要な有機材料を膜状に基板全面に供給できるため、材料利用効率を向上することができる。   Therefore, in order to solve the problem of material utilization efficiency in the spin coating method, a nozzle coater using a slit nozzle having a slit-like discharge portion is used (see Patent Document 1). In the nozzle coater, a curtain-like organic material is applied onto the substrate while the slit nozzle moves relative to the substrate held horizontally by the substrate holder. In such a nozzle coater, a necessary organic material can be supplied in the form of a film over the entire surface of the substrate, so that the material utilization efficiency can be improved.

上記従来のノズルコータでは、塗布する工程においてスリットノズルにより基板の表面上に有機材料を塗布した後、ベーク処理する工程において前記基板をベーク処理する。これにより、ベーク処理する工程で有機材料に含まれる溶剤を気化している。この際、溶剤は均一に気化されるわけではなく、塗布された有機材料の端部の方が中央部より多く気化されると考えられる。この結果、有機材料に起きる表面張力等が作用し、有機材料膜の表面に干渉縞が生ずる。つまり、基板上に形成された有機材料膜の表面状態は、ばらつきが見られ、均一性の悪いものとなる。   In the conventional nozzle coater, after the organic material is applied onto the surface of the substrate by the slit nozzle in the applying step, the substrate is baked in the baking step. Thereby, the solvent contained in the organic material is vaporized in the baking process. At this time, the solvent is not uniformly vaporized, and it is considered that the end portion of the applied organic material is vaporized more than the central portion. As a result, surface tension or the like generated in the organic material acts, and interference fringes are generated on the surface of the organic material film. In other words, the surface state of the organic material film formed on the substrate varies, and the uniformity is poor.

ノズルコータにおける表面状態の均一性の問題を解消するために、ベーク機構を有するノズルコータを用いて有機材料を塗布すると同時に、前記ベーク機構により基板をベークする方法が検討されている(特許文献2参照)。この方法では、スリットノズルをスキャンするように基板上を移動させながら有機材料を吐出し、これと同時にベーク機構により基板をベークする。これにより有機材料に含まれる溶剤を均一に気化する事ができ、基板の表面に均一性良く有機材料を塗布する事ができる。   In order to solve the problem of surface state uniformity in the nozzle coater, a method of baking a substrate by the baking mechanism at the same time as applying an organic material using a nozzle coater having a baking mechanism has been studied (see Patent Document 2). . In this method, the organic material is discharged while moving on the substrate so as to scan the slit nozzle, and at the same time, the substrate is baked by the baking mechanism. Thereby, the solvent contained in the organic material can be uniformly vaporized, and the organic material can be applied to the surface of the substrate with good uniformity.

しかし上記従来の全ての有機材料塗布装置及び塗布方法は、基板上に有機材料を平滑かつ均一に塗布することは検討されているものの、基板上に化学増幅型レジストを塗布する際に、レジスト特性の低下が生じてしまう。一般的に化学増幅型レジストは、露光または描画によりレジスト反応の触媒となる酸を発生させてレジスト反応が行われるが、塗布環境の雰囲気や基板の表面状態によりレジスト反応の触媒となる酸が失活してしまい、レジスト特性が大幅に低下する。酸が失活する具体的な要因として、環境雰囲気の水分や塩基性成分、基板表面に付着した水分や塩基性成分があげられる。特にマスク基板は、遮光膜として窒化クロム膜等が成膜されているため膜中の水分や塩基性成分もレジスト反応の触媒となる酸を失活させ、化学増幅型レジストのレジスト特性に影響をおよぼす問題がある。   However, all of the above conventional organic material coating apparatuses and coating methods have been studied to apply the organic material smoothly and uniformly on the substrate, but when applying a chemically amplified resist on the substrate, the resist characteristics Will be reduced. In general, a chemically amplified resist generates an acid that acts as a catalyst for the resist reaction by exposure or drawing, and the resist reaction is carried out. As a result, the resist characteristics are greatly deteriorated. Specific factors for deactivation of the acid include moisture and basic components in the environmental atmosphere, and moisture and basic components attached to the substrate surface. In particular, the mask substrate is formed with a chromium nitride film or the like as a light-shielding film, so moisture and basic components in the film also deactivate the acid that acts as a catalyst for the resist reaction, affecting the resist characteristics of the chemically amplified resist. There is a problem.

以下に公知文献を記す。
特開昭56−159646号公報 特開平6−252039号公報
The known literature is described below.
JP 56-159646 A JP-A-6-252039

本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものであり、材料利用効率が良く、基板表面に均一性の良い有機材料膜を塗布し、且つ化学増幅レジストをレジスト特性が低下することなく塗布することのできる有機材料塗布装置及び塗布方法を提供する。   The present invention has been made in order to solve these problems. The material utilization efficiency is good, an organic material film having good uniformity is applied to the substrate surface, and the resist characteristics of the chemically amplified resist are lowered. Provided are an organic material coating apparatus and a coating method that can be applied without any problem.

本発明において上記の課題を解決するために、本発明の請求項1に係る発明は、基板を載置するためのステージと、前記ステージの上方に対向して、移動自在に設けられ、前記基板の表面に有機材料を塗布するノズルとを具備する有機材料塗布装置において、少なくとも前記基板を載置するためのステージ及び前記ステージの上方に移動自在に設けられた前記基板の表面に有機材料を塗布するノズルが密封されたチャンバー内に設置されていることを特徴とした有機材料塗布装置である。   In order to solve the above-described problems in the present invention, an invention according to claim 1 of the present invention includes a stage on which a substrate is placed, and an upper side of the stage, which is movably provided. In an organic material coating apparatus comprising a nozzle for coating an organic material on the surface of the substrate, the organic material is applied to at least a stage for placing the substrate and a surface of the substrate provided movably above the stage. The organic material coating apparatus is characterized in that a nozzle is installed in a sealed chamber.

本発明の請求項2に係る発明は、少なくとも前記チャンバー内雰囲気が、不活性ガスでパージされていることを特徴とした請求項1記載の有機材料塗布装置である。   The invention according to claim 2 of the present invention is the organic material coating apparatus according to claim 1, wherein at least the atmosphere in the chamber is purged with an inert gas.

本発明の請求項3に係る発明は、少なくとも前記基板を載置するためのステージには、ベーク処理機構が具備されていることを特徴とした請求項1、又は請求項2記載の有機材料塗布装置である。   The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that at least a stage for mounting the substrate is provided with a baking processing mechanism, or the organic material application according to claim 1 or 2 Device.

本発明の請求項4に係る発明は、基板の表面に有機材料を塗布する請求項1乃至3のいずれか1項記載の有機材料塗布装置を用いた有機材料塗布方法において、少なくとも有機材料塗布前に、減圧した雰囲気中で基板を第一のベーク処理する工程と、不活性ガス雰囲気中で基板を第二のベーク処理しつつ有機材料を塗布する工程とからなることを特徴とする有機材料塗布方法である。   The invention according to claim 4 of the present invention is the organic material coating method using the organic material coating apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic material is coated on the surface of the substrate, at least before the organic material coating. An organic material application comprising: a step of first baking the substrate in a reduced pressure atmosphere; and a step of applying an organic material while performing a second baking process on the substrate in an inert gas atmosphere. Is the method.

本発明によれば、基板を載置するためのベーク処理機構が備わったステージ及び前記ステージの上方に移動自在に設けられ、前記基板の表面に有機材料を塗布するノズルがチャンバー内に設置されている有機材料塗布装置を用いて、塗布前に減圧環境下で基板を加熱し、その後不活性ガス雰囲気中で基板を加熱しながら有機材料を塗布することにより、材
料利用効率が良く、基板表面に均一性の良い有機材料膜を塗布することができ、且つ化学増幅レジストをレジスト特性が低下することなく塗布することのできる有機材料塗布装置及び方法を提供する。
According to the present invention, a stage having a bake processing mechanism for placing a substrate and a nozzle that is movably provided above the stage and that applies an organic material to the surface of the substrate are installed in the chamber. By using an organic material coating device, the substrate is heated in a reduced pressure environment before coating, and then the organic material is coated while heating the substrate in an inert gas atmosphere. An organic material coating apparatus and method capable of coating an organic material film with good uniformity and capable of coating a chemically amplified resist without deteriorating resist characteristics.

以下、本発明の有機材料塗布装置及び方法の一例を、塗布工程に従って詳細に説明する。   Hereinafter, an example of the organic material coating apparatus and method of the present invention will be described in detail according to the coating process.

図1は、本発明の有機材料塗布装置の一例を示す断面図である。まず、チャンバー3内に設けられたベーク処理機構が備わったステージ1に基板2を載置する。チャンバー3は、不活性ガスをチャンバー3内に供給するための供給口4とチャンバー3内の雰囲気を排気するために真空ポンプ9が接続された排気口5が形成されている。また、供給口4と排気口5には、それぞれ開閉するための制御バルブを設けることができる。ここで、真空ポンプ9は、油回転ポンプ、メカニカルブースタ、分子ポンプ、水銀拡散ポンプ、油拡散ポンプ、スパッタイオンポンプ、チタンサプリメーションポンプ、クライオポンプ、クライオソープションポンプ、ソープションポンプ等を単独または組み合わせて用いることができる。なお、前記ベーク処理機構は、所定の温度までステージ全体を昇温維持し、該ステージ上に載置した基板の表面温度を一定に維持する加熱処理機構である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an organic material coating apparatus of the present invention. First, the substrate 2 is placed on the stage 1 provided with a baking mechanism provided in the chamber 3. In the chamber 3, a supply port 4 for supplying an inert gas into the chamber 3 and an exhaust port 5 connected to a vacuum pump 9 for exhausting the atmosphere in the chamber 3 are formed. The supply port 4 and the exhaust port 5 can be provided with control valves for opening and closing, respectively. Here, the vacuum pump 9 is an oil rotary pump, mechanical booster, molecular pump, mercury diffusion pump, oil diffusion pump, sputter ion pump, titanium supplement pump, cryopump, cryosorption pump, sorption pump, etc. They can be used in combination. The bake processing mechanism is a heat processing mechanism that maintains the temperature of the entire stage up to a predetermined temperature and keeps the surface temperature of the substrate placed on the stage constant.

ベーク処理機構が備わったステージ1は、銅、クロム、アルミニウム、金、銀等の熱伝導率の高い金属からなるものである。また、ステージ1には基板2の破損防止のため、基板2がステージ1に接触する全面または一部に緩衝材10を設けることができる。本発明における緩衝材10は、フッ素樹脂、ポリイミド、耐熱シリコンゴム等の耐熱性樹脂を用いることができる。   The stage 1 equipped with a bake processing mechanism is made of a metal having a high thermal conductivity such as copper, chromium, aluminum, gold, or silver. Further, in order to prevent the substrate 2 from being damaged, the stage 1 can be provided with a buffer material 10 on the entire surface or a part of the substrate 2 in contact with the stage 1. As the buffer material 10 in the present invention, a heat-resistant resin such as a fluororesin, polyimide, heat-resistant silicon rubber or the like can be used.

その後、チャンバー3内を真空ポンプ9及び排気口5により減圧し、ベーク処理機構が備わったステージ1により基板2を第一のベーク処理をする。減圧されたチャンバー3内の真空度は、1Torr〜10-6Torr、好ましくは10-6Torr〜10-6Torrが好適である。また、第一のベーク処理は、基板サイズに応じて、温度は150℃〜300℃、好ましくは180℃〜250℃が好適であり、時間は90sec〜1800sec、好ましくは180sec〜300secが好適である。 Thereafter, the inside of the chamber 3 is depressurized by the vacuum pump 9 and the exhaust port 5, and the substrate 2 is first baked by the stage 1 equipped with a baking processing mechanism. Degree of vacuum depressurized chamber 3, 1Torr~10 -6 Torr, preferably suitably 10 -6 Torr~10 -6 Torr. In the first baking process, the temperature is 150 ° C. to 300 ° C., preferably 180 ° C. to 250 ° C., and the time is 90 sec to 1800 sec, preferably 180 sec to 300 sec, depending on the substrate size. .

基板2を減圧環境下で、第一のベーク処理を行うことにより基板2表面に付着している水分及び塩基性成分が脱離する。また、基板2がマスク基板などのように基板表面に遮光膜等が成膜されている場合、膜中の水分及び塩基性成分も脱離する。   By performing the first baking process on the substrate 2 under a reduced pressure environment, moisture and basic components adhering to the surface of the substrate 2 are desorbed. Further, when the substrate 2 is formed with a light shielding film or the like on the surface of the substrate like a mask substrate, moisture and basic components in the film are also desorbed.

次に供給口4から不活性ガスをチャンバー3内に供給し、チャンバー3内を不活性ガス雰囲気とした後、ベーク処理機構が備わったステージ1により基板2を第二のベーク処理を行いつつ、前記ステージ1の上方に移動自在に設けられたノズル6が、基板2の上方に移動され、矢印8の方向へスキャンするように移動しながら有機材料7を吐出する。つまり、不活性ガス雰囲気のチャンバー3内で、ベーク処理機構が備わったステージ1により基板2は第二のベーク処理をされると同時に、前記ノズル6がスキャンするように前記基板2の上方を移動しながら前記有機材料7は吐出される。これにより、前記基板2の表面に前記有機材料7が塗布される。   Next, an inert gas is supplied into the chamber 3 from the supply port 4 and the inside of the chamber 3 is set to an inert gas atmosphere. Then, the substrate 2 is subjected to the second baking process by the stage 1 equipped with a baking process mechanism. A nozzle 6 movably provided above the stage 1 is moved above the substrate 2 and discharges the organic material 7 while moving so as to scan in the direction of the arrow 8. That is, the substrate 2 is subjected to the second baking process by the stage 1 equipped with the baking processing mechanism in the inert gas atmosphere chamber 3, and at the same time, the nozzle 6 is moved above the substrate 2 so as to scan. However, the organic material 7 is discharged. Thereby, the organic material 7 is applied to the surface of the substrate 2.

チャンバー3内に供給される不活性ガスとして、He、Ne、Ar、Kr、Xe等の希ガスやN2等を用いることができる。第二のベーク処理は基板サイズと有機材料に含まれる溶媒の種類に応じて、温度は50℃〜200℃、好ましくは90℃〜150℃が好適であり、時間は30sec〜1800sec、好ましくは300sec〜900secが好適である。 As an inert gas supplied into the chamber 3, a rare gas such as He, Ne, Ar, Kr, or Xe, N 2, or the like can be used. In the second baking treatment, the temperature is preferably 50 ° C. to 200 ° C., preferably 90 ° C. to 150 ° C., and the time is 30 sec to 1800 sec, preferably 300 sec, depending on the substrate size and the type of solvent contained in the organic material. -900 sec is suitable.

また有機材料が吐出されるノズル6としてスキャナプレートが備わった吐出ノズル、スプレイノズル、スリットノズル、ブレードノズル等を用いることができ、好ましくはスリットノズルが好適である。   Further, as the nozzle 6 from which the organic material is discharged, a discharge nozzle provided with a scanner plate, a spray nozzle, a slit nozzle, a blade nozzle, or the like can be used, and a slit nozzle is preferable.

前記ベーク処理機構が備わったステージ1により基板2を第二のベーク処理を行いつつ、前記ステージ1の上方に移動自在に設けられたノズル6により前記基板2の表面に有機材料7を塗布することにより、前記有機材料7に含まれる溶媒を均一に気化することができる。この結果、前記基板2の表面に均一性良く有機材料7を塗布することができる。また、ノズル6により有機材料7を必要な量だけ基板2上に塗布することができるため、材料利用効率を良くすることができる。これとともに基板2をベーク処理し続けている為、水分及び塩基性成分の基板2への再付着等を防ぐことができる。   An organic material 7 is applied to the surface of the substrate 2 by a nozzle 6 movably provided above the stage 1 while performing a second baking process on the substrate 2 by the stage 1 provided with the baking mechanism. Thus, the solvent contained in the organic material 7 can be uniformly vaporized. As a result, the organic material 7 can be applied to the surface of the substrate 2 with good uniformity. Moreover, since the organic material 7 can be apply | coated to the board | substrate 2 only by the required quantity with the nozzle 6, material utilization efficiency can be improved. At the same time, since the substrate 2 is continuously baked, moisture and basic components can be prevented from reattaching to the substrate 2.

さらに塗布環境であるチャンバー3内を不活性ガス雰囲気とすることにより、有機材料7を基板2に塗布する時に、水分及び塩基性成分の有機材料7への溶解を防ぐことができる。これにより、有機材料7として化学増幅型レジストを用いた場合でもレジスト反応の触媒となる酸が失活せず、レジスト特性の低下を防ぐことができる。   Furthermore, by making the inside of the chamber 3 as an application environment an inert gas atmosphere, when the organic material 7 is applied to the substrate 2, it is possible to prevent water and basic components from dissolving in the organic material 7. As a result, even when a chemically amplified resist is used as the organic material 7, the acid that acts as a catalyst for the resist reaction is not deactivated, and deterioration of resist characteristics can be prevented.

以上の工程により材料利用効率が良く、基板表面に均一性の良い有機材料膜を塗布することができ、且つ化学増幅レジストを用いてもレジスト特性が低下することなく塗布することが可能となる。   Through the above steps, the material utilization efficiency is good, an organic material film with good uniformity can be applied to the substrate surface, and even if a chemically amplified resist is used, it can be applied without deteriorating resist characteristics.

次に、本発明の有機材料塗布方法を説明する。図3は、本発明の有機材料塗布装置を用いた有機材料塗布方法のフロー図である。まず、本発明の装置を集中管理する部に、塗布仕様及び基板サイズ、塗布基板数等の製造条件を登録する。次に、第一及び第二のベーク処理する工程のベーク処理条件値を入力する。次に、図3aに示すように、チャンバー内のステージに基板を載置する。   Next, the organic material coating method of the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart of an organic material coating method using the organic material coating apparatus of the present invention. First, manufacturing conditions such as coating specifications, substrate size, and number of coated substrates are registered in a unit that centrally manages the apparatus of the present invention. Next, the baking process condition values of the first and second baking processes are input. Next, as shown in FIG. 3a, the substrate is placed on the stage in the chamber.

次に、チャンバー内全体を設定されたチャンバー内圧Pまで減圧した後、前記ステージは、第一のベーク処理するため昇温し、ステージ温度Tまで高温加熱した。前記の条件により、基板の表面温度を温度Tに保持しつつ、処理時間Mまで脱離処理する。以上で第一のベーク処理する工程が終了する(図3b〜c参照)。   Next, after the whole chamber was depressurized to a set chamber pressure P, the stage was heated to a first baking process and heated to a stage temperature T. Under the above conditions, the desorption treatment is performed until the treatment time M while the surface temperature of the substrate is kept at the temperature T. This completes the first baking process (see FIGS. 3b to 3c).

次に、図3(d)は、供給弁を開放して、不活性ガスをチャンバーへ導入し、設定されたチャンバー内圧pの不活性ガス雰囲気にした。同時に、前記ステージは、第二のベーク処理するため設定されたステージ温度tまで加熱した。前記の条件により、基板の表面温度を保持しつつ、処理時間mまでベーク処理する。同時に、前記ステージの上方のノズルが、スキャンするように移動しながら有機材料を吐出した。以上の工程により基板の表面に前記有機材料が塗布され、同時に、第二のベーク処理する工程が終了する(図3e〜g参照)。   Next, in FIG. 3D, the supply valve was opened, an inert gas was introduced into the chamber, and an inert gas atmosphere with a set chamber internal pressure p was obtained. At the same time, the stage was heated to the stage temperature t set for the second baking process. Under the above conditions, the substrate is baked until the processing time m while maintaining the surface temperature of the substrate. At the same time, the organic material was discharged while the nozzle above the stage moved to scan. Through the above steps, the organic material is applied to the surface of the substrate, and at the same time, the second baking process is completed (see FIGS. 3e to 3g).

以下に詳細な実施例を示すが、これに限定されるものではない。   Although a detailed example is shown below, it is not limited to this.

本発明における実施例を図1、又は、図3を参考にして説明する。まず、フッ素樹脂からなる緩衝材10が設けられ、アルミニウムからなるベーク処理機構が備わったステージ1に基板2としてCr遮光膜付きマスク基板を載置した(図3a参照)。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 or FIG. First, a mask substrate with a Cr light-shielding film was placed as a substrate 2 on a stage 1 provided with a buffer material 10 made of fluororesin and provided with a baking processing mechanism made of aluminum (see FIG. 3a).

その後、供給口4の制御バルブを閉め、真空ポンプ9としてドライポンプを用いて排気口5よりチャンバー3内を真空度3×10-3Torrまで減圧した後、前記ステージ1に
よる第一のベーク処理により基板2を250℃、300secの加熱を行い、基板表面及びCr遮光膜中の水分及び塩基性成分を脱離した(図3b〜c参照)。以上で第一のベーク処理する工程が終了した。
Thereafter, the control valve of the supply port 4 is closed, and the pressure in the chamber 3 is reduced from the exhaust port 5 to a vacuum degree of 3 × 10 −3 Torr using a dry pump as the vacuum pump 9, and then the first baking process by the stage 1 is performed. Then, the substrate 2 was heated at 250 ° C. for 300 seconds to desorb moisture and basic components in the substrate surface and the Cr light-shielding film (see FIGS. 3b to 3c). This completes the first baking process.

次に、第2のベーク処理する工程を開始する。まず、排気口5の制御バルブを調整し、供給口4から不活性ガスのArをチャンバー3へ導入し、チャンバー3内を真空度3×10-3Torr、Ar雰囲気にした(図3d参照)。 Next, a second baking process is started. First, the control valve of the exhaust port 5 was adjusted, an inert gas Ar was introduced into the chamber 3 from the supply port 4, and the inside of the chamber 3 was set to a vacuum degree of 3 × 10 −3 Torr and an Ar atmosphere (see FIG. 3d). .

同時に、基板2の表面温度を有機材料7のプリベーク温度である120℃に降温した。前記ステージ1による第二のベーク処理により基板2の表面温度を120℃で保持しつつ、前記ステージ1の上方に移動自在に設けられたスリットノズルからなるノズル6が、基板2の上方に移動され、矢印8の方向へスキャンするように移動しながら化学増幅型ネガレジストからなる有機材料7を吐出した。以上の工程により基板2の表面に前記有機材料7が塗布され、第二のベーク処理する工程を終了した(図3e〜g参照)。   At the same time, the surface temperature of the substrate 2 was lowered to 120 ° C., which is the pre-baking temperature of the organic material 7. While the surface temperature of the substrate 2 is maintained at 120 ° C. by the second baking process by the stage 1, the nozzle 6 composed of a slit nozzle provided movably above the stage 1 is moved above the substrate 2. The organic material 7 made of a chemically amplified negative resist was discharged while moving so as to scan in the direction of the arrow 8. The organic material 7 was apply | coated to the surface of the board | substrate 2 by the above process, and the process of a 2nd baking process was complete | finished (refer FIG. 3 e-g).

この有機材料塗布装置及び方法でCr遮光膜付きマスク基板上に化学増幅型ネガレジストを塗布したところ、基板面内均一且つ平滑であった。また、塗布後、EB描画機で描画し、現像を行ったところレジスト特性の低下に起因する寸法変化及び残膜変化はみられなかった。   When a chemically amplified negative resist was applied onto a mask substrate with a Cr light-shielding film by this organic material application apparatus and method, the substrate surface was uniform and smooth. In addition, after coating, drawing with an EB drawing machine and development, no dimensional change or residual film change due to a decrease in resist characteristics was observed.

以下に、従来の有機材料塗布装置を用いた有機材料塗布方法による実施例2を実施し、比較例とした。   Below, Example 2 by the organic material application | coating method using the conventional organic material application | coating apparatus was implemented, and it was set as the comparative example.

本発明における比較例を図2に従って説明する。まず、フッ素樹脂からなる緩衝材10が設けられ、アルミニウムからなるベーク処理機構が備わったステージ1に基板2としてCr遮光膜付きマスク基板を載置した。   A comparative example in the present invention will be described with reference to FIG. First, a mask substrate with a Cr light-shielding film was placed as a substrate 2 on a stage 1 provided with a buffer material 10 made of fluororesin and provided with a baking processing mechanism made of aluminum.

そして、前記ステージ1により基板2の表面温度を120℃で加熱しつつ、前記ステージ1の上方に移動自在に設けられたスリットノズルからなるノズル6が、基板2の上方に移動され、矢印8の方向へスキャンするように移動しながら化学増幅型ネガレジストからなる有機材料7を吐出した。   Then, while the surface temperature of the substrate 2 is heated at 120 ° C. by the stage 1, the nozzle 6 composed of a slit nozzle provided movably above the stage 1 is moved above the substrate 2, and the arrow 8 The organic material 7 made of a chemically amplified negative resist was discharged while moving so as to scan in the direction.

以上の工程により基板2の表面に前記有機材料7が塗布された。   The organic material 7 was applied to the surface of the substrate 2 through the above steps.

この有機材料塗布装置及び方法でCr遮光膜付きマスク基板上に化学増幅型ネガレジストを塗布したところ、基板面内均一且つ平滑であった。また、塗布後、EB描画機で描画し、現像を行ったところ、基板表面に付着していた塩基性成分とCr遮光膜中に残留していた水分及び塩基性成分によりレジスト反応の触媒となる酸が失活し、レジスト特性が低下した為、寸法が25nm程度細くなり、残膜も25%程度減少した。   When a chemically amplified negative resist was applied onto a mask substrate with a Cr light-shielding film by this organic material application apparatus and method, the substrate surface was uniform and smooth. Also, after coating, drawing with an EB drawing machine and development, the basic component adhering to the substrate surface and the moisture and basic component remaining in the Cr light-shielding film serve as a catalyst for the resist reaction. Since the acid was deactivated and the resist characteristics were lowered, the dimension was reduced by about 25 nm, and the remaining film was reduced by about 25%.

本発明における有機材料塗布装置の構造の一例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows an example of the structure of the organic material coating device in this invention. 比較例1における有機材料塗布装置の構造の一例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows an example of the structure of the organic material coating device in the comparative example 1. 本発明の有機材料塗布装置を用いた有機材料塗布方法を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the organic material application | coating method using the organic material application | coating apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…ステージ
2…基板
3…チャンバー
4…供給口
5…排気口
6…ノズル
7…有機材料
8…ノズル移動方向
9…真空ポンプ
10…緩衝材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stage 2 ... Board | substrate 3 ... Chamber 4 ... Supply port 5 ... Exhaust port 6 ... Nozzle 7 ... Organic material 8 ... Nozzle movement direction 9 ... Vacuum pump 10 ... Buffer material

Claims (4)

基板を載置するためのステージと、前記ステージの上方に対向して、移動自在に設けられ、前記基板の表面に有機材料を塗布するノズルとを具備する有機材料塗布装置において、少なくとも前記基板を載置するためのステージ及び前記ステージの上方に移動自在に設けられた前記基板の表面に有機材料を塗布するノズルが密封されたチャンバー内に設置されていることを特徴とした有機材料塗布装置。   In an organic material coating apparatus comprising: a stage for placing a substrate; and a nozzle that is movably provided facing the upper side of the stage and coats the surface of the substrate with an organic material. An organic material coating apparatus, wherein a stage for mounting and a nozzle for coating an organic material on a surface of the substrate provided movably above the stage are installed in a sealed chamber. 少なくとも前記チャンバー内雰囲気が、不活性ガスでパージされていることを特徴とした請求項1記載の有機材料塗布装置。   The organic material coating apparatus according to claim 1, wherein at least the atmosphere in the chamber is purged with an inert gas. 少なくとも前記基板を載置するためのステージには、ベーク処理機構が具備されていることを特徴とした請求項1、又は請求項2記載の有機材料塗布装置。   3. The organic material coating apparatus according to claim 1, wherein a baking processing mechanism is provided at least on a stage for mounting the substrate. 基板の表面に有機材料を塗布する請求項1乃至3のいずれか1項記載の有機材料塗布装置を用いた有機材料塗布方法において、少なくとも有機材料塗布前に、減圧した雰囲気中で基板を第一のベーク処理する工程と、不活性ガス雰囲気中で基板を第二のベーク処理しつつ有機材料を塗布する工程とからなることを特徴とする有機材料塗布方法。   The organic material coating method using the organic material coating apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic material is coated on the surface of the substrate. An organic material coating method comprising: a step of baking the substrate, and a step of applying an organic material while performing a second baking process on the substrate in an inert gas atmosphere.
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