JP2007157873A - レジスト現像処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超臨界二酸化炭素を現像媒体に用いるレジスト塗布基板を複数枚、固定できるカセット5を収納する現像槽4を有するレジスト現像装置を用いることにより、半導体集積回路を効率的に製造する技術を提供することができる。この場合、現像前の基板を固定したカセットと現像後の基板を固定したカセットを交換することで露光装置のスループットをさらに効果的に維持できる。
【選択図】図1
Description
超臨界二酸化炭素流体を媒体としてレジストの現像を行う現像槽の温度は、二酸化炭素の臨界温度である31℃以上に保たれる必要がある。従って、設定すべき温度の下限は31℃となる。超臨界状態の維持には、これより高い温度であればよいが、高温になれば閉鎖された容器内の二酸化炭素の圧力は急速に高くなるので、それだけ容器の耐圧性能を高める必要がある。耐圧性能を上げればそれだけ現像槽の容器コストも上昇する。そこでコストに見合う圧力上限として、本発明では約30MPaを採用し、これにともない温度上限も60℃とした。従って現像槽に設定する温度範囲は31℃から60℃、圧力は、超臨界状態での現像中は、当然、臨界点の7.4MPa以上で、上限は、容器耐圧の30MPaと出来るが、常用可能な圧力としては、25MPaを上限とする。
なお、図4にそのプロセスのフロー図を示す。
超臨界二酸化炭素流体を媒体としてレジストの現像では、微細パタンの露光及びこれに続く熱処理等でレジスト膜中に形成されたパタン潜像を、当該レジスト膜中の超臨界二酸化炭素流体可溶性部分を溶出することによって、現出させる。現像槽中への超臨界流体の流入と流出を高速で行ったところ、基板上に形成された微細パタンのなかには、流れの不均一によって現像中に破壊されるものも出てきた。多数の基板を処理する本発明の現像装置では、現像中のすべての基板面に均一の流れの状態を作り出すのは困難であった。そこで本発明では、現像中の所定時間、現像媒体である超臨界二酸化炭素を静止状態に保つ方法を採用した。現像槽内の現像媒体である超臨界二酸化炭素の溶解容量が充分であれば、所定時間の現像後、減圧排気により現像を終了できる。しかし、一般に超臨界流体は減圧により溶解容量は減少していく。すなわち高圧であるほど流体の密度が上昇し、物質溶解度もあがるが、圧力が下がれば逆に溶解度は低下する。現像終了後には、微細パタンを現像した基板を、大気圧に戻して取り出す必要があるが、減圧する過程で現像媒体の溶解度が低下すると、現像溶解していたレジスト成分が基板に再付着する可能性がある。そこで本発明では所定時間の現像媒体静止現像後に、現像槽内の流体を、低速の超臨界流体によって置換する操作をおこなった。
現像槽への超臨界流体流入孔の位置は、現像槽容器の上方、下方いずれでも良いが、排気孔の位置は、流入孔の位置と相対する位置にある方が、流体の置換や排出が効率的である。すなわち、流入孔が上方にあれば、排気孔は、反対側の下方にあることが望ましい。流入孔の数は、ひとつで充分である。槽内流体の置換のための流体流入孔を隣接する位置に別に設けてもよいが、同じ流入孔をバルブ操作で置換流体の流入孔とするほうが、槽内流路設計上は望ましい。排気孔の数は、2つ以上ある方が、排気効率上望ましい。そのうちのひとつは、槽内圧力制御に用いる自動バルブに連結されている。高圧の二酸化炭素は、排気バルブを通過すると断熱膨張して、冷却され、固体のいわゆるドライアイスを形成しやすい。そのため、排気バルブ後段の配管を詰まらせ、排気能率を落とす。これを補うためには、排気孔を複数にするほか、排気バルブ後段の配管を太くしたり、断熱冷却を補償する加熱機構を設けたりすることが望ましい。
すなわち、図3(a)は、金属タングステン等の配線材101を絶縁膜102上に堆積し、(b)では配線材上に、レジストを塗布し、(c)では露光、現像しレジストパタン106を形成した図を示す。ここで、レジストの現像は、上述の超臨界二酸化炭素現像装置を用いて行なう。
さらに、図3(d)は、ドライエッチングにより、金属タングステン等の配線材101を加工し、(e)ではレジストを除去して配線が形成された図を示す。
Claims (7)
- 超臨界二酸化炭素を現像媒体として使用できるレジストを現像するためのレジスト現像処理装置であって、
前記レジストが塗布された複数のレジスト塗布基板が固定された基板カセットを収納できる現像槽を有するレジスト現像処理装置。 - 超臨界二酸化炭素を現像媒体として使用できるレジストを現像するためのレジスト現像処理装置であって、
前記レジストが塗布されたレジスト塗布基板を収納する基板カセットと、
前記基板カセットを収納し前記レジストの現像を行なう現像槽と、
前記レジストの現像に用いる超臨界二酸化炭素を備蓄する予備槽と、
前記予備槽から前記現像槽に前記超臨界二酸化炭素を搬送する流入管と、
前記現像槽から前記超臨界二酸化炭素を排出する排出管と、を備え、
前記基板カセットが前記レジスト塗布基板を複数固定できる手段を有することを特徴とするレジスト現像処理装置。 - 前記排出管に加熱処理機構が設けられている請求項2記載のレジスト現像処理装置。
- 前記現像槽内の設定温度範囲が31℃から60℃であり、前記現像槽内の設定圧力範囲が7MPaから25MPaである請求項2記載のレジスト現像処理装置。
- 前記レジストの現像開始前に、前記基板カセットを臨界温度より高い温度になるように温度調節する手段を有することを特徴とする請求項2記載のレジスト現像処理装置。
- 前記基板カセットは、複数枚の基板を前記基板の厚みの少なくとも2倍の間隔を保持して固定できる機構を有することを特徴とする請求項2記載のレジスト現像処理装置。
- 基板上に被加工膜を形成する工程と、
前記被加工膜上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に所望のパタンを露光し、請求項1または2記載のレジスト現像装置を用いて、レジストパタンを形成する工程と、
前記レジストパタンをマスクとして、前記被加工膜をドライエッチングにより加工する工程を有する半導体装置の製造方法。
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