JP3914134B2 - 超臨界乾燥方法及び装置 - Google Patents
超臨界乾燥方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3914134B2 JP3914134B2 JP2002322079A JP2002322079A JP3914134B2 JP 3914134 B2 JP3914134 B2 JP 3914134B2 JP 2002322079 A JP2002322079 A JP 2002322079A JP 2002322079 A JP2002322079 A JP 2002322079A JP 3914134 B2 JP3914134 B2 JP 3914134B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction chamber
- pressure
- substance
- liquid
- carbon dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、リンス処理の後の乾燥におけるリンス液の表面張力による微細なパターンの倒れを抑制する超臨界乾燥方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
よく知られているように、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、極微細パターンが必要となる。この極微細パターンは、例えば、露光,現像,リンス処理を経て形成される、光やX線または電子線に感光性を有するレジストのパターンである。また、これらレジストパターンをマスクとした選択エッチングによる、エッチング,水洗,リンス処理を経て形成される酸化物などの無機材料からなるエッチングパターンである。
【0003】
前述したレジストパターンは、有機材料である感光性レジストの膜をリソグラフィー技術で加工することにより形成できる。感光性レジストの膜に露光を行うと、露光された領域の分子量や分子構造が変化し、未露光の領域との間に現像液に対する溶解性に差が発生するので、この差を利用した現像処理により感光性レジストの膜より微細なパターンが形成できる。
【0004】
上述した現像処理では、現像を続けていけば、やがて未露光の領域も現像液に溶解し始めてパターンが消滅してしまうので、リンス液によるリンス処理を行って現像を停止している。最終的に、乾燥してリンス液を除去することで、加工マスクとしてのレジストパターンがレジスト膜に形成できる。
このような微細パターン形成における乾燥時の大きな問題点として、図6(a)〜図6(c)の工程図に示すようなパターンの倒れがある。
【0005】
アスペクト比の大きい微細なレジストのパターンは、現像を施した後でリンス洗浄,乾燥を経て形成される。レジスト以外でもアスペクト比の大きな微細パターンは形成される。例えば、レジストパターンをマスクに基板をエッチングし、高アスペクト比の基板パターンを形成する場合、エッチングの後で洗浄し、図6(a)に示すように、基板601と共に基板パターン602を水603に浸漬してリンス洗浄する。この後、乾燥を行うことになる。
【0006】
ところが、図6(b)に示すように、乾燥時には、基板パターン602の間に残った水603と、外部の空気604との圧力差により、曲げ力(毛細管力)605が働く。この結果、図6(c)に示すように、基板601上で基板パターン602のパターン倒れが発生する。この倒れる現象はパターンが高アスペクト比になるほど顕著になる。上記毛細管力は、水などのリンス液とパターンとの間での気液界面で生じる表面張力に依存することが報告されている(非特許文献1参照)。
【0007】
この毛細管力は、有機材料からなるレジストパターンを倒すだけでなく、無機材料であるシリコンなどのより丈夫なパターンをも歪める力を有しているため、上述したリンス液による表面張力の問題は重要となっている。この毛細管力による問題は、表面張力の小さなリンス液を用いて処理を行うようにすれば解決できる。例えば、リンス液として水を用いた場合、水の表面張力は約72×10-3N/mだが、メタノールの表面張力は約23×10-3N/mなので、水を直接乾燥するよりも、水をエタノールに置換した後でエタノールを乾燥する方が、パターン倒れの程度は抑制される。
【0008】
さらに、表面張力が20×10-3N/mのパーフロロカーボンを用い、パーフロロカーボン液でリンス液を置換してからパーフロロカーボンを乾燥させるようにすれば、パターン倒れ抑制にはより効果的である。しかしながら、表面張力の低いリンス液を用いればパターン倒れの発生を低減できるが、液体を用いている限りはある程度の表面張力を持つためパターン倒れをなくすことはできない。パターン倒れの問題を解決するためには、表面張力がゼロのリンス液を用いるか、リンス液を表面張力がゼロの液体で置換した後で、置換した液体を乾燥することが必要となる。
【0009】
上記の表面張力がゼロの液体として超臨界流体がある。超臨界流体は、臨界温度及び臨界圧力を超えた温度及び圧力下の物質であり、液体に近い溶解力を持つが、張力や粘度は気体に近い性質を示すもので、気体の状態を保った液体といえる。この、超臨界流体は、気液界面を形成しないため、表面張力はゼロになる。したがって、超臨界状態で乾燥すれば、表面張力の概念はなくなるため、パターン倒れはなくなることになる。
【0010】
超臨界流体は、気体の拡散性と液体の溶解性(高密度性)を兼ね備えたもので、液体から気体へ平衡線を介さずに状態変化できる。このため、超臨界流体で満たされた状態から徐々にこの超臨界流体を放出すると、液体/気体の界面が形成されないことから、乾燥対象の超微細パターンに表面張力を作用させずに乾燥させることができる。
【0011】
超臨界流体としては、多くの場合臨界点が低く安全な二酸化炭素が使われている。超臨界流体を乾燥に用いる場合、最終的にアルコールをリンスとして用いたリンス処理を行い、この後、基板表面に付着しているリンス液を、密閉された容器内において液化二酸化炭素に置換することで開始される。二酸化炭素は、6MPa程度に加圧すれば常温で液化するため、上記置換は、容器内の圧力を6MPa程度に圧力上昇させた状態で行う。基板に付着していたリンス液が完全に液化二酸化炭素に置換された後、容器内を二酸化炭素の臨界点以上の温度と圧力(二酸化炭素の臨界点;31度、7.3MPa)にして液化二酸化炭素を超臨界二酸化炭素に変換する。
【0012】
最後に、上記温度を保持したまま、容器の一部を開放して超臨界二酸化炭素を外部に放出し、容器内を大気圧にまで減圧し、容器内の超臨界二酸化炭素を気化させることで乾燥を終了する。この減圧時には、二酸化炭素は液化せずに気化するため、表面張力が作用する気液界面は基板上に形成されない。このため、基板上の超微細パターンに倒れを発生させることなく、これらを乾燥させることができる。
【0013】
上記の超臨界乾燥のための装置としては、例えば図7に示すように、密閉可能な容器701内の反応室702に、ボンベ703より封入してある液化二酸化炭素をポンプ704により圧送する装置がある。この装置では、液化二酸化炭素導入側のバルブ705を開けることで、容器701内に液化二酸化炭素を導入し、バルブ705に連通している導入口706先端より液化二酸化炭素を吐出し、反応室702内に載置されている基板の上に液化二酸化炭素を注入する。
【0014】
このとき、例えば、ボンベ703内の液化二酸化炭素をポンプ704により反応室702内に圧送し、この状態で排出側のバルブ707の開度を調節して反応室702から排出される液化二酸化炭素の量を制限することで、反応室702内の圧力を制御している。排出側のバルブ707に、例えば自動圧力弁などを用いれば、上記圧力制御が可能となる。
【0015】
上述したように、液化二酸化炭素を導入口706により基板の上に注入している状態で、容器701を例えば31℃程度に加温し、反応室702内の圧力を7.5MPa以上とすれば、反応室702内の基板上に注入された液化二酸化炭素が超臨界状態となる。反応室702内の圧力は、例えば、ポンプ704による圧送量を増加し、また、バルブ707を調節して反応室702から排出される液化二酸化炭素の量を減ずることで、上昇させることができる。
この後、バルブ705を閉じてバルブ707を開放し、反応室702内の圧力を低下させ、反応室702内の基板上に注入された超臨界状態の二酸化炭素を気化させれば、超臨界乾燥が終了する。
【0016】
【特許文献1】
特願2001−176837号公報
【特許文献2】
特願2001−165568号公報
【特許文献3】
特願2001−319917号公報
【特許文献4】
特願2001−324268号公報
【非特許文献1】
アプライド・フィジクス・レターズ、66巻、2655−2657頁、1995年
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、超臨界流体で乾燥を行う場合、ノズルなどを用いて反応室内の基板上に液化二酸化炭素を注入しても、基板上のパターンに付着しているリンス液が液化二酸化炭素に置換しきれない場合があった。このように、リンス液が残存すると、超臨界乾燥を行ったとしても、リンス液の表面張力によりパターン倒れが発生してしまう。
【0018】
例えば、図8(a)に示すように、パターン801aが形成された基板801をリンス液802に浸漬してリンス処理をした後、基板801を所定の密閉可能な容器の反応室(図示せず)内に載置し、この反応室内に液化二酸化炭素を導入し、図8(b)に示すように、パターン801aが液化二酸化炭素804に浸漬した状態とする。
【0019】
ところが、この段階で、リンス液802の一部が、パターン801aの間などに残ってしまう場合がある。このように、リンス液802の一部が残っていると、液化二酸化炭素を超臨界状態とした段階で、図8(c)に示すように、超臨界二酸化炭素805とリンス液802の界面に表面張力が発生し、パターン801aを倒す力806が発生してしまう。この結果、超臨界乾燥の後で、図8(d)に示すように、パターン801aの倒れが発生してしまう。
【0020】
上述した液化二酸化炭素に置換しきれない上記リンス液の残存は、パターンの間隔が狭くなるほど増加する。また、超臨界乾燥の対象となる基板が大きくなると、液化二酸化炭素の置換不足によるリンス液の残存が、より多く発生するようになる。
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、超臨界状態とする物質の液体とリンス液との置換をより効率的に行い、パターン倒れの発生を極力抑制した状態で超臨界乾燥が行えるようにすることを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明に係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リンス液に晒す第1の工程と、基板を導入バルブと排出バルブとを備えた反応室内に配置し、反応室内に大気雰囲気では気体である第1物質の液体を、導入バルブを介して圧送して反応室内を第1物質の液体で充填し、パターンにリンス液が付着している状態でパターンを第1物質の液体に晒す第2の工程と、反応室内の第1物質が液体である状態を保持する条件で、排出バルブの開閉により反応室の内部を所定の圧力とする第3の工程と、大気雰囲気では気体である第2物質を、導入バルブを閉じた状態で圧送側での圧力を反応室の内部の圧力以上とした後に導入バルブを開放して反応室内に導入し、反応室の内部の圧力を一時的に上昇させる第4の工程と、反応室内の第1物質を超臨界状態とする第5の工程と、パターンに付着している超臨界状態の第1物質を気化させる第6の工程とを少なくとも備えたものである。
この乾燥方法によれば、第4の工程による反応室内の圧力変動により、反応室内の流体が攪拌された状態となる。
【0022】
上記超臨界乾燥方法において、第1物質として、二酸化炭素を用いるようにすればよい。また、第2物質は第1物質であってもよい。また、第1物質は、窒素であってもよい。また、第5の工程の前に、第4の工程を所定回数繰り返すようにするようにしてもよい。
【0023】
また、本発明に係る超臨界乾燥装置は、処理対象基板を載置する反応室を備えた密閉可能な容器と、反応室内に大気雰囲気では気体である物質の液体を供給する液体供給手段と、物質の液体を反応室内に圧送する圧送ポンプと、この圧送ポンプから排出された液体を反応室内に輸送する配管と、この配管に設けられた導入バルブと、圧送ポンプの排出側と導入バルブとの間の配管の内部圧力を測定する圧力計と、反応室内の温度を所定の温度に制御する温度制御手段と、反応室内に導入された流体を排出する排出手段とを備え、導入バルブは、圧力計の圧力測定結果により開閉の状態が制御されるようにしたものである。
この装置によれば、例えば、反応室内部が物質の液体で充填された後、圧送ポンプを動作させた状態で導入バルブを閉じることで、圧力計の測定値が反応室内部の圧力以上となるまで、圧送ポンプと導入バルブとの間の配管内の圧力を上昇させることが可能となる。
【0024】
【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。
[実施の形態1]
図1は、本発明の第1の実施の形態における超臨界乾燥装置の構成例を示す概略的な構成図である。この装置は、密閉可能な容器101と、容器101内に設けられた反応室102と、大気雰囲気では気体である物質として液化二酸化炭素を収容したボンベ(液体供給手段)103と、ボンベ103に配管を介して接続された圧送ポンプ104を備えている。なお、大気雰囲気とは、一般的に標準大気とよばれる状態の雰囲気であり、例えば、地球上(地上)気圧1013.25hPa,地上気温15℃の状態である。
【0025】
また、本装置は、圧送ポンプ104の吐出側圧力を測定する圧力計105と、圧送ポンプ104と反応室102との間の配管に設けられた導入バルブ106と、反応室102の内部に液化二酸化炭素を導入するための導入口107と、反応室102の内部の圧力を測定する圧力計108と、反応室102の底部側より反応室102内の流体を排出する排出口109と、排出口の途中に設けられた圧力制御バルブ110とを備えている。反応室102の内部には、処理対象となる基板111が配置される。
【0026】
この超臨界乾燥装置では、ボンベ103より吐出された液化二酸化炭素は、圧送ポンプ104により加圧され、配管112を通過して導入口107より反応室102内に圧送される。圧送ポンプ104と反応室102との間の配管112には、導入バルブ106が設けられ、導入バルブ106は、圧力計105の圧力測定結果により開度を制御し、反応室102内に導入される液化二酸化炭素の量を制御する。導入バルブ106を通過した液化二酸化炭素は、導入口107より反応室102の内部に供給される。
【0027】
また、反応室102の内部の液化二酸化炭素や超臨界状態とされた二酸化炭素及びリンスなどの流体は、排出口109より外部に排出される。排出口109には、圧力制御バルブ110が設けられ、圧力制御バルブ110は、圧力計108の圧力測定結果により開度を制御し、排出口109より排出する流体の量を制御する。
【0028】
つぎに、図1の装置を用いた本実施の形態における超臨界乾燥方法について説明する。以下では、基板上に電子線ポジ型レジストZEP−7000(日本ゼオン製)を用いてパターンを形成し、このパターン形成におけるリンス処理の後、超臨界乾燥を行う場合について説明する。パターンは、上記レジストを膜厚250nm程度に基板に塗布して形成した。パターン幅とパターン間隔は、20nmと30nmとし、これらを複数個形成した。また、リンス処理では、リンス液として2−プロパノールを用いた。
【0029】
まず、図2(a)に示すように、リンス処理によりリンス液201すなわち2−プロパノールで濡れている基板111を基板載置台(図示せず)上に載置し、反応室102を密閉状態とする。リンス処理は、例えばリンス液中に基板111を浸漬することにより行える。リンス液中に基板111を浸漬することで、基板111上のパターン111aは、リンス液201に晒された状態となる。
リンス処理を行った基板111を反応室102内に配置した後、圧送ポンプ104を動作させかつ導入バルブ106を開放し、ボンベ103より液化二酸化炭素を導入口107に圧送し、導入口107先端より液化二酸化炭素を例えば約100ミリリットル/分で吐出させる。
【0030】
また、圧力計108の圧力測定値により圧力制御バルブ110の開度を制御することで、反応室102内の圧力、すなわち基板111及びパターン111a周囲の圧力を8MPaとし、加えて、反応室102内の温度は23℃とする。
引き続いて導入口107より液化二酸化炭素を吐出させて反応室102の内部に充填させ、基板111が液化二酸化炭素202に浸漬し、パターン111aが液化二酸化炭素に晒された状態とする。
【0031】
これらのことは、基板111の表面がリンス液201で濡れている状態で行い、リンス液201により濡れている状態のパターン111aが、液化二酸化炭素に晒された状態とする。
ここで、上述した圧力8MPaの状態で、反応室102の内部が液化二酸化炭素で充填されたところで、圧力制御バルブ110を閉じる。
【0032】
つぎに、圧力計105の圧力測定値により導入バルブ106の開度を制御し、圧送ポンプ104の排出側と導入バルブ106との間の配管112内の圧力(圧力計105の圧力測定値)が、10MPaとなるまで導入バルブ106を閉じた状態とする。圧送ポンプ104を動作させた状態で導入バルブ106を閉じておけば、圧送ポンプ104の排出側と導入バルブ106との間の配管112内の圧力は瞬時に上昇する。
【0033】
次いで、圧力計105の測定値が10MPaとなったところで、導入バルブ106を開放する。このことにより、高い圧力とされた配管112内の液化二酸化炭素が反応室102内に導入され、反応室102の内部圧力は瞬時に上昇する。しかしながら、圧力計108の圧力測定値により、反応室102内の内部圧力が8MPaとなるように圧力制御バルブ110の開度を制御しているので、反応室102の内部圧力は、直ちに8MPa程度に低下する。
【0034】
反応室102内の圧力が8MPa程度に低下したことは、導入バルブ106を開放しているので、圧力計105にも検出される。圧力計105の測定値が8MPaとなったところで、再度、導入バルブ106を閉じる。このことにより、再び、圧送ポンプ104の排出側と導入バルブ106との間の圧力は瞬時に上昇する。一方、反応室102の内部は、圧力計108と圧力制御バルブ110とにより、8MPa程度に維持されている。
【0035】
再度導入バルブ106を閉じることにより、圧力計105の圧力測定値が10MPaとなるまで、圧送ポンプ104の排出側と導入バルブ106との間の圧力を上昇させ、この後、直ちに導入バルブ106を開放させる。このことにより、再度、反応室102の内部圧力は瞬時に上昇する。
以上のことを繰り返すことで、反応室102の内部圧力を、変動させることができる。例えば、図3に示すように、時間の経過とともに、時点Aで導入バルブ106を閉じて時点Bで導入バルブ106を開放することを繰り返し、反応室102における内部圧力の変動を繰り返させる。
【0036】
このような圧力変動により、反応室102内の液化二酸化炭素は、攪拌された状態となり、パターン111a間のリンス液201が、効率よく液化二酸化炭素202に置換されるようになる。なお、液化二酸化炭素で満たされた反応室102の内部に、例えば、高圧窒素などの大気雰囲気では気体である物質を、反応室102内部圧力以上として導入し、反応室102の内部圧力を変動させ、反応室102の内部の液化二酸化炭素が攪拌される状態としてもよい。
【0037】
この結果、図2(b)に示すように、パターン111aが、液化二酸化炭素202に晒された状態、すなわち、パターン111aの周囲が液化二酸化炭素202だけとなった状態にする。以上に示したように、本実施の形態では、二酸化炭素などの大気雰囲気では気体である物質を反応室102の内部の圧力以上として反応室102内に導入し、反応室102の内部の圧力を一時的に上昇させることで、反応室102内に圧力変動を生じさせ、反応室102内に攪拌状態を形成した。
【0038】
これに対し、圧力制御バルブ110より排出される液化二酸化炭素の量を一時的に増大させて反応室102内の圧力を一時的に低下させることで、反応室102内に圧力変動を生じさせることもできる。しかしながら、この場合、反応室102内の圧力低下の状態を制御することが容易ではなく、圧力変動を起こさせる制御が難しい。これに対し、前述した本実施の形態による方法では、反応室102内の圧力変動の制御が容易である。
【0039】
以上のようにして置換処理を行った後、反応室102内の圧力を8MPaのままとし、加えて液化二酸化炭素の温度を35℃とし、反応室102内の液化二酸化炭素202を超臨界状態にする。この結果、図2(c)に示すように、パターン111aは、超臨界二酸化炭素203に浸漬した状態、すなわち、パターン111aの周囲が超臨界二酸化炭素203だけとなった状態にする。
【0040】
この後、例えば、圧送ポンプ104の動作を停止し、導入バルブ106を閉じ、圧力制御バルブ110の開放量を増大させ、反応室102内の圧力を低下させて超臨界二酸化炭素203を気化させれば、図2(d)に示すように、パターン111a間にリンス液が残ることなく、パターン倒れのない状態で、パターン111aが形成された基板111が乾燥できる。
【0041】
ところで、図4に示すように、反応室102の内部に複数のフィンが固定された整流機構401を設け、上述した圧力変動による攪拌をより効果的に行うようにしてもよい。整流機構401は、例えば、図5の斜視図に示すように、基板111と同一の平面に配置されたリング状の枠体上に、複数のフィンが直立して固定されたものである。導入口107より導入された流体は、例えば、図4(b)の平面図に点線で示すように、整流機構401により流れる方向が変更されて基板111の上に流れ込む。
【0042】
このように、反応室102の内部において整流機構401を用い、基板111の上に供給される液化二酸化炭素などの流体を整流することで、基板111上に残留しているリンス液などを供給した流体へと、効率よく置換することができる。また、高い圧力として導入口107より供給する液化二酸化炭素の流速が早いほど、整流機構401の効果が向上する。
【0043】
例えば、前述した実施の形態における寸法20nmのパターンの場合、導入口107より供給する液化二酸化炭素の流速を、100ミリリットル/分とした場合、パターンの倒れは確認されなかった。これに対し、上記流速を20ミリリットル/分として場合、一部パターン倒れが確認された。
【0044】
なお、整流機構は、基板111の全周を囲うように設けられている必要はなく、導入口107の付近に部分的に配置されていてもよい。導入口107より導入された流体が、基板111上を曲線的に流れるように整流する機構であれば、どのような整流機構を設けるようにしてもよい。
【0045】
また、上述では、反応室102内が液化二酸化炭素である状態で攪拌を行うようにしたが、これに限るものではない。反応室102内に、大気雰囲気では気体である物質として液化二酸化炭素を導入した後、反応室102内を超臨界状態とし、例えば二酸化炭素を反応室102の内部の圧力以上として反応室102内に導入し、102反応室の内部の圧力を一時的に上昇させ、攪拌状態を得るようにしてもよい。
【0046】
[実施例1]
以下、実施例に基づいて詳細に説明する。
まず、基板111の上に電子線レジストであるZEP−7000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、基板111の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、20〜100nmであった。
【0047】
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、基板111を反応室102の内部の図示しない基板台上に載置し、反応室102を密閉した後、圧力制御バルブ110を閉じた状態で、ボンベ103内の液化二酸化炭素を圧送ポンプ104で反応室102内に圧送し、反応室102内が液化二酸化炭素で充填された状態とした。このとき、図示しない容器温度調節手段の制御により、反応室102の温度は23℃とした。
【0048】
次いで、圧送ポンプ104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110の開放度の制御とにより、反応室102内の圧力を7.0MPaとした。反応室102内の圧力が7.0MPaとなった後、導入バルブ106を閉じて圧送ポンプ104の排出側と導入バルブ106との間の圧力を上昇させ、圧力計105の圧力測定値が8.0MPaまで上昇したら導入バルブ106を開放する、反応室102内の圧力を変動させる動作を連続して5分間行った。
【0049】
この後、前述した容器温度調節手段により反応室102内の温度を35℃に上昇させ、かつ、反応室102内の圧力を7.5MPaとし、反応室102内の液化二酸化炭素を超臨界状態とした。反応室102の内部の液化二酸化炭素が超臨界二酸化炭素に変化した後、反応室102内の温度を35℃とした状態を保持し、この状態で、圧送ポンプ104による液化二酸化炭素の圧送を停止して導入バルブ106を閉じ、圧力制御バルブ110の開放度を制御して二酸化炭素を排出し、反応室102内の圧力を低下させた。このとき、基板111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基板111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。
【0050】
[実施例2]
つぎに、他の実施例について説明する。
まず、SOI(Silicon on Insulator)基板を用意し、この基板111上に電子線レジストであるZEP−7000をスピン塗布し、膜厚50nm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、基板111の上に部分的に開口部を有するレジストパターンを形成した。次いで、形成したレジストパターンをマスクとして基板111のSOI層をエッチングし、SOI層に開口部を形成した。
【0051】
基板111のSOI層に開口部を形成し、レジストパターンを除去した後、この基板111の埋め込み酸化層を、開口部が形成されたSOI層をマスクとしてフッ酸水溶液でエッチングした。このエッチング処理により、上記開口部からSOI層下の横方向に埋め込み酸化層を除去し、基板111のSOI層の下に中空部を形成した。フッ酸水溶液によるウエットエッチングの後は、通常水洗などの処理を行って乾燥させるが、この乾燥の処理において、上記中空構造の内部に進入した液体の表面張力により、中空構造が潰れて破壊される。
【0052】
これに対し、水洗処理を行った基板111を、つぎに示すようにして超臨界乾燥を行ったところ、中空構造が破壊されずに乾燥を行うことができた。以下、超臨界乾燥について説明すると、上記水洗処理による濡れた状態が維持できる時間内に反応室102の内部の図示しない基板台上に載置し、反応室102を密閉した後、圧力制御バルブ110を閉じた状態で、ボンベ103内の液化二酸化炭素を圧送ポンプ104で反応室102内に圧送し、反応室102内が液化二酸化炭素で充填された状態とした。このとき、図示しない容器温度調節手段の制御により、反応室102の温度は40℃とした。
【0053】
次いで、圧送ポンプ104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110の開放度の制御とにより、反応室102内の圧力を8.0MPaとした。反応室102内の圧力が8.0MPaとなった後、導入バルブ106を閉じて圧送ポンプ104の排出側と導入バルブ106との間の圧力を上昇させ、圧力計105の圧力測定値が10.0MPaまで上昇したら導入バルブ106を開放する。この、反応室102内の圧力を変動させる動作を、連続して5分間行った。
【0054】
ここで、予め二酸化炭素もしくは水洗処理に用いる水に界面活性剤を溶解させておき、水と二酸化炭素との間に相溶性を持たせるようにすれば、上述したことにより、基板に付着している水を二酸化炭素に置換することができる。
この後、圧送ポンプ104による液化二酸化炭素の圧送を停止して導入バルブ106を閉じ、圧力制御バルブ110の開放度を制御して二酸化炭素を排出した。このとき、基板111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、SOI構造の基板111に形成された中空構造は、潰れることなく形成された。
【0055】
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を用い、現像液として酢酸ノルマルヘキシルを用い、リンス液として2−プロパ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、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。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、反応室の内部の圧力以上とした物質の液体を反応室内に導入して反応室の内部の圧力を変動させ、反応室内部に充填されている超臨界状態となる物質の液体を攪拌するようにしたので、超臨界状態とする物質の液体とリンス液との置換がより効率的に行えるようになり、パターン倒れの発生を極力抑制した状態で超臨界乾燥が行えるようなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態における超臨界乾燥装置の概略的な構成を示す構成図である。
【図2】 本発明の実施の形態における超臨界乾燥方法を説明する工程図である。
【図3】 圧力変動のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図4】 本発明の他の実施の形態における超臨界乾燥装置の概略的な構成を示す構成図(a)と平面図(b)である。
【図5】 本発明の他の実施の形態における超臨界乾燥装置の一部構成を示す斜視図である。
【図6】 気液界面に働く表面張力を説明する工程図である。
【図7】 従来よりある超臨界乾燥装置の構成を示す構成図である。
【図8】 従来の超臨界乾燥方法を示す工程図である。
【符号の説明】
101…容器、102…反応室、103…ボンベ(液体供給手段)、104…圧送ポンプ、105…圧力計、106…導入バルブ、107…導入口、108…圧力計、109…排出口、110…圧力制御バルブ、111…基板、111a…パターン、112…配管。
Claims (6)
- 基板上に形成された所定のパターンをリンス液に晒す第1の工程と、
前記基板を導入バルブと排出バルブとを備えた反応室内に配置し、前記反応室内に大気雰囲気では気体である第1物質の液体を、前記導入バルブを介して圧送して前記反応室内を前記第1物質の液体で充填し、前記パターンに前記リンス液が付着している状態で前記パターンを前記第1物質の液体に晒す第2の工程と、
前記反応室内の前記第1物質が液体である状態を保持する条件で、前記排出バルブの開閉により前記反応室の内部を所定の圧力とする第3の工程と、
大気雰囲気では気体である第2物質を、前記導入バルブを閉じた状態で圧送側での圧力を前記反応室の内部の圧力以上とした後に前記導入バルブを開放して前記反応室内に導入し、前記反応室の内部の圧力を一時的に上昇させる第4の工程と、
前記反応室内の前記第1物質を超臨界状態とする第5の工程と、
前記パターンに付着している超臨界状態の前記第1物質を気化させる第6の工程と
を少なくとも備えたことを特徴とする超臨界乾燥方法。 - 請求項1記載の超臨界乾燥方法において、
前記第1物質は二酸化炭素であることを特徴とする超臨界乾燥方法。 - 請求項1又は2記載の超臨界乾燥方法において、
前記第2物質は前記第1物質であることを特徴とする超臨界乾燥方法。 - 請求2記載の超臨界乾燥方法において、
前記第2物質は窒素であることを特徴とする超臨界乾燥方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の超臨界乾燥方法において、
前記第5の工程の前に、前記第4の工程を所定回数繰り返す
ことを特徴とする超臨界乾燥方法。 - 処理対象基板を載置する反応室を備えた密閉可能な容器と、
前記反応室内に大気雰囲気では気体である物質の液体を供給する液体供給手段と、
前記物質の液体を前記反応室内に圧送する圧送ポンプと、
この圧送ポンプから排出された液体を前記反応室内に輸送する配管と、
この配管に設けられた導入バルブと、
前記圧送ポンプの排出側と前記導入バルブとの間の前記配管の内部圧力を測定する圧力計と、
前記反応室内の温度を所定の温度に制御する温度制御手段と、
前記反応室内に導入された流体を排出する排出手段と
を備え、
前記導入バルブは、前記圧力計の圧力測定結果により開閉の状態が制御される
ことを特徴とする超臨界乾燥装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002322079A JP3914134B2 (ja) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | 超臨界乾燥方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002322079A JP3914134B2 (ja) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | 超臨界乾燥方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004158591A JP2004158591A (ja) | 2004-06-03 |
JP3914134B2 true JP3914134B2 (ja) | 2007-05-16 |
Family
ID=32802365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002322079A Expired - Fee Related JP3914134B2 (ja) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | 超臨界乾燥方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3914134B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101395225B1 (ko) * | 2010-11-25 | 2014-05-15 | 세메스 주식회사 | 기판처리방법 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5703952B2 (ja) * | 2011-05-13 | 2015-04-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体 |
JP6085424B2 (ja) * | 2011-05-30 | 2017-02-22 | 株式会社東芝 | 基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体 |
JP5522124B2 (ja) | 2011-06-28 | 2014-06-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体 |
KR102289575B1 (ko) * | 2017-08-10 | 2021-08-13 | 가부시키가이샤 후지킨 | 유체공급 장치 및 유체공급 방법 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3494939B2 (ja) * | 1999-12-17 | 2004-02-09 | 日本電信電話株式会社 | 超臨界乾燥方法および装置 |
JP3553904B2 (ja) * | 2001-04-11 | 2004-08-11 | 日本電信電話株式会社 | 超臨界乾燥方法 |
JP3971123B2 (ja) * | 2001-04-23 | 2007-09-05 | 株式会社日立ハイテクサイエンスシステムズ | 微細構造物の乾燥装置 |
-
2002
- 2002-11-06 JP JP2002322079A patent/JP3914134B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101395225B1 (ko) * | 2010-11-25 | 2014-05-15 | 세메스 주식회사 | 기판처리방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004158591A (ja) | 2004-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6554507B2 (en) | Pattern formation method and apparatus | |
EP1106946A2 (en) | Supercritical drying method and supercritical drying apparatus | |
JP3494939B2 (ja) | 超臨界乾燥方法および装置 | |
TW200300974A (en) | Method of high pressure treatment | |
JPH1187306A (ja) | 超臨界乾燥装置 | |
JP2004335675A (ja) | 微細構造乾燥処理法とその装置及びその高圧容器 | |
JP3914134B2 (ja) | 超臨界乾燥方法及び装置 | |
JP3782366B2 (ja) | 超臨界処理方法及び超臨界処理装置 | |
JP3492528B2 (ja) | 超臨界乾燥装置および方法 | |
JP2004079966A (ja) | 微細構造体の乾燥方法 | |
JP3861798B2 (ja) | レジスト現像処理装置とその方法 | |
JP3343219B2 (ja) | パターン形成方法 | |
JP2004363404A (ja) | 超臨界乾燥方法 | |
JP2004335988A (ja) | 超臨界処理方法及び装置 | |
JP2004327894A (ja) | 超臨界乾燥方法及び超臨界乾燥装置 | |
JP4008900B2 (ja) | 超臨界処理方法 | |
JP3553904B2 (ja) | 超臨界乾燥方法 | |
JP2003109933A (ja) | 超臨界乾燥装置 | |
JP2000223467A (ja) | 超臨界乾燥方法および装置 | |
JP3553856B2 (ja) | 超臨界乾燥方法 | |
JP3592995B2 (ja) | 超臨界乾燥装置 | |
JP4192172B2 (ja) | レジスト現像処理装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2005101074A (ja) | 超臨界乾燥方法 | |
JP2004363440A (ja) | 超臨界乾燥方法及び装置 | |
JP4230830B2 (ja) | 超臨界処理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040816 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040831 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041025 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070201 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110209 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110209 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120209 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130209 Year of fee payment: 6 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |