JP5224228B2 - Substrate processing method using chemicals - Google Patents
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Description
本発明は、半導体基板、液晶基板或はその他基板に対して行う基板処理方法及びそれに用いる薬液に関する。 The present invention relates to a substrate processing method performed on a semiconductor substrate, a liquid crystal substrate, or other substrates, and a chemical solution used therefor.
従来、半導体ウェハ、液晶基板或いはその他の基板に有機膜パターンを形成後、該有機膜パターンをマスクとしたエッチングによって下地膜すなわち基板をパターン加工(下地膜加工)することにより、配線回路などを形成する技術がある。 Conventionally, after forming an organic film pattern on a semiconductor wafer, liquid crystal substrate, or other substrate, a wiring film or the like is formed by pattern processing (substrate film processing) of the base film, that is, the substrate, by etching using the organic film pattern as a mask. There is technology to do.
なお、下地膜加工の後で、有機膜パターンは剥離処理により除去するのが一般的である。 In general, after the base film processing, the organic film pattern is removed by a peeling process.
ただし、例えば、特許文献1に示されるように、基板に有機膜パターン(特許文献1にはレジストパターンと記載)を形成した後、該有機膜パターンをマスクとしたエッチングによって下地膜(1層、又は2層)をパターン加工(下地膜加工)し、再度現像(以下再現像と呼ぶ)することにより、オーバー現像或いは変形され新たなパターンとされた有機膜パターンをマスクとして、再度、下地膜(1層、又は2層)をパターン加工(下地膜再加工)することにより、下地膜パターンをテーパー状或いは階段状に形成し、絶縁破壊耐性の高い配線回路などを形成する技術がある。この場合、有機膜パターンは、下地膜再加工の後で剥離処理により除去する。
However, for example, as shown in
この他、同様な有機膜パターンの加工処理を行う基板処理方法としては、特許文献2の技術がある。
In addition, as a substrate processing method for processing a similar organic film pattern, there is a technique disclosed in
更に、有機膜パターンの加工には、特許文献3に示すように、溶解変形処理を追加して行う場合もある。この有機膜パターンの溶解変形処理では、有機膜パターン(特に、ポジ型、レジストパターン)に有機溶剤を接触させ(主に有機溶剤ガス雰囲気に暴露させる処理による)により、有機膜パターンを溶解させリフローさせている。 Further, the processing of the organic film pattern may be performed by adding a melt deformation process as shown in Patent Document 3. In this organic film pattern dissolution and deformation treatment, the organic film pattern is dissolved and reflowed by bringing an organic solvent into contact with the organic film pattern (especially positive type, resist pattern) (mainly by exposure to an organic solvent gas atmosphere). I am letting.
特許文献1に記載の有機膜パターンの現像と、エッチングによる下地膜加工工程と、前記有機膜パターン(レジストパターン)の再現像と、下地膜再加工工程を行う基板処理方法を、より具体的に図7に示す。
More specifically, the organic film pattern development described in
図7に示すように、特許文献1では、導電膜102を成膜した基板101上に、有機膜(この引例では、フォトレジスト)103を塗布した後(図7(A))、通常の露光処理と現像処理とプリベークとしての加熱処理とをこの順に行うことにより、基板101上に当初の有機膜パターン104を形成する(図7(B))。続いて、有機膜パターン104をマスクとして、基板101上の導電膜102を対象とするエッチング処理(下地膜加工)を行い、導電膜パターンの一次加工を行う(図7(C))。この後、更に、同一の有機膜パターンへの再度の現像である再現像処理を行った後、再度のプリベークである加熱処理を行うことにより、有機膜パターン104を新たなパターン形状に加工する(図7(D))。更に、特許文献1には、再度現像された新たな有機膜パターン104をマスクとし、導電102膜を再度半分程度の膜厚となるようにエッチング(下地膜再加工)することにより、導電膜102の断面形状を階段状にし(図7(E))、断面が垂直化したり逆テーパーになったりすることを防ぐ技術が記載されている。なお、図7(F)に示すように、有機膜パターン104は剥離する。
しかしながら、特許文献1においては、基板101上の導電膜102を対象とするエッチング処理(図7(B)と図7(C)の間の処理:下地膜加工)にて、当初の有機膜パターンがダメージを受け、該有機膜パターン上に変質層と堆積層の何れか一方又は両方が形成されてしまう事についての記載がない。
However, in
このように有機膜パターン表面に形成される変質層或いは堆積層(以下、阻害層と呼ぶ)は、該有機膜パターンへの次回の現像(再現像処理:図7(C)と図7(D)の間の現像処理)を阻害する。このため、この再現像処理は、通常の場合、スムーズに行うことができない。 As described above, the altered layer or the deposited layer (hereinafter referred to as an inhibition layer) formed on the surface of the organic film pattern is subjected to the next development (re-development processing: FIG. 7C) and FIG. ) During the development process. For this reason, this re-development process cannot normally be performed smoothly.
なお、再現像処理の進行は、阻害層の状態によっても異なる。図7(B)と図7(C)の間のエッチング処理がウェットエッチングの場合には、使用薬液と処理温度が阻害層の状態に大きく影響する。他方、ドライエッチングの場合には、使用ガス種、処理圧力及び放電方式が影響する。なお、使用ガス種によって有機膜パターンへの化学的ダメージが異なり、処理圧力及び放電方式によってイオン化ガス又はラジカルガスの有機膜パターンへの物理的な衝撃力の大ききが異なる。但し、概してウェットエッチングの方は物理的衝撃力がないためダメージが小さく、阻害層の現像阻害程度も小さい。 The progress of the redevelopment process varies depending on the state of the inhibition layer. When the etching process between FIG. 7B and FIG. 7C is wet etching, the chemical solution used and the processing temperature greatly affect the state of the inhibition layer. On the other hand, in the case of dry etching, the type of gas used, the processing pressure and the discharge method are affected. The chemical damage to the organic film pattern varies depending on the type of gas used, and the magnitude of the physical impact force of the ionized gas or radical gas on the organic film pattern varies depending on the processing pressure and the discharge method. However, generally, wet etching has less physical impact force, so damage is small and development inhibition of the inhibition layer is also small.
このように、阻害層の存在によって再現像処理がスムーズに行うことができないと、有機膜パターンに対する再現像処理が不均一となってしまい、例えば、下地膜に対する再度のパターン加工(下地膜再加工)が不均一になってしまうという問題が生じる。 Thus, if the redevelopment process cannot be performed smoothly due to the presence of the inhibition layer, the redevelopment process for the organic film pattern becomes non-uniform. ) Becomes non-uniform.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、例えば有機膜パターンへの2回目以降の現像処理をスムーズに行うことなどを可能とする基板処理方法及びそれに用いる薬液を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. For example, a substrate processing method capable of smoothly performing the second and subsequent development processing on an organic film pattern and a chemical solution used therefor are provided. The purpose is to provide.
なお、半導体基板、液晶基板或いはその他の基板に有機膜パターンを形成後、有機膜パターンに対する再度の加工のみ行いそのまま利用する場合(下地膜加工を行わない場合)も有り得る。例えば、有機膜パターンが絶縁性材料からなる場合に、該有機膜パターンを絶縁膜パターンとして利用する場合が該当する。 In addition, after forming an organic film pattern on a semiconductor substrate, a liquid crystal substrate, or another substrate, there may be a case where only the organic film pattern is processed again and used as it is (when the base film processing is not performed). For example, when the organic film pattern is made of an insulating material, the organic film pattern is used as the insulating film pattern.
上記課題を解決するため、本発明の薬液は、基板上に有機膜パターンが形成され、前記有機膜パターンの表面には、該有機膜パターンの表層部が変質してなる変質層と、該有機膜パターンの表面上に堆積物が堆積してなる堆積層と、のうちの少なくとも一方からなる阻害層が形成されている場合に、少なくとも前記阻害層を除去する除去処理に用いられる薬液であって、ヒドロキシルアミン誘導体及びヒドラジン誘導体の少なくとも何れか一方からなる第1の成分と、現像機能液成分と、を含む水溶液であることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the chemical solution of the present invention has an organic film pattern formed on a substrate, and a surface of the organic film pattern on which a surface layer portion of the organic film pattern is denatured, and the organic layer A chemical solution used in a removal process for removing at least the inhibitory layer when an inhibitory layer consisting of at least one of a deposited layer formed by depositing a deposit on the surface of the film pattern is formed. And an aqueous solution containing a first component composed of at least one of a hydroxylamine derivative and a hydrazine derivative and a developing functional liquid component.
また、本発明の薬液は、基板上に有機膜パターンが形成され、前記有機膜パターンの表面には、該有機膜パターンの表層部が変質してなる変質層と、該有機膜パターンの表面上に堆積物が堆積してなる堆積層と、のうちの少なくとも一方からなる阻害層が形成されている場合に、少なくとも前記阻害層を除去する除去処理と、前記有機膜パターンを加工する本処理と、をこの順に行う場合において、前記除去処理に用いられる薬液であって、ヒドロキシルアミン誘導体及びヒドラジン誘導体の少なくとも何れか一方からなる第1の成分と、現像機能液成分と、を含む水溶液であることを特徴としている。 Further, the chemical solution of the present invention has an organic film pattern formed on a substrate, a modified layer formed by altering a surface layer portion of the organic film pattern on the surface of the organic film pattern, and a surface of the organic film pattern. And a removal process for removing at least the inhibition layer, and a main process for processing the organic film pattern when an inhibition layer comprising at least one of the deposition layer formed by depositing the deposit on the substrate is formed. , In this order, a chemical solution used for the removal treatment, which is an aqueous solution containing a first component composed of at least one of a hydroxylamine derivative and a hydrazine derivative, and a developing functional solution component. It is characterized by.
本発明の薬液においては、前記本処理は、前記有機膜パターンの全てを除去する処理であることが好ましい。 In the chemical solution of the present invention, the main process is preferably a process for removing all of the organic film pattern.
この場合、前記有機膜パターンは感光性有機膜であり、当該薬液は、少なくとも前記有機膜パターンを感光させた後で行われる前記除去処理に用いられる薬液であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the organic film pattern is a photosensitive organic film, and the chemical solution is a chemical solution used for the removal treatment performed at least after the organic film pattern is exposed.
本発明の薬液中のヒドロキシルアミン誘導体は、[(R1−)(R2−)]NOH(ここで、R1、R2は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)で示される化合物であり、特に、ヒドロキシルアミンとN,N−ジエチルヒドロキシルアミンのうちの少なくとも何れか一方であることが好ましい。 The hydroxylamine derivative in the chemical solution of the present invention is a compound represented by [(R 1- ) (R 2- )] NOH (where R 1 and R 2 are C1 to C4 alkyl or hydroxyalkyl). In particular, at least one of hydroxylamine and N, N-diethylhydroxylamine is preferable.
また、本発明の薬液中のヒドラジン誘導体は、[(R1−)(R2−)]NN[(−R3)(−R4)](ここで、R1、R2、R3、R4は、水素、メチル、エチル及びフェニルのうちの何れか)で示される化合物であり、特に、ヒドラジン、メチルヒドラジン、1,1−ジメチルヒドラジン、フェニルヒドラジンのうちの少なくとも何れか1つからなることが好ましい。 In addition, the hydrazine derivative in the chemical solution of the present invention is [(R 1- ) (R 2- )] NN [(-R 3 ) (-R 4 )] (where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 is a compound represented by any one of hydrogen, methyl, ethyl, and phenyl), and is particularly composed of at least one of hydrazine, methyl hydrazine, 1,1-dimethylhydrazine, and phenylhydrazine. It is preferable.
また、本発明の薬液中の現像機能液成分は、水酸化テトラアルキルアンモニウム、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩のうちの少なくとも何れか1つからなることが好ましい。 In addition, the developing functional liquid component in the chemical solution of the present invention is preferably composed of at least one of tetraalkylammonium hydroxide, alkali metal hydroxide, and alkali metal carbonate.
現像機能液成分を構成する水酸化テトラアルキルアンモニウムは、[(R1−)(R2−)(R3−)(R4−)]N+OH−(ここで、R1、R2、R3、R4は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)で示される化合物であり、特に、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン、水酸化ジメチルビス(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムのうちの少なくとも何れか1つからなることが好ましい。 The tetraalkylammonium hydroxide constituting the developing functional liquid component is [(R 1 −) (R 2 −) (R 3 −) (R 4 −)] N + OH − (where R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are compounds represented by C1 to C4 alkyl or hydroxyalkyl), particularly tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, and dimethylbis (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide. It is preferable to consist of at least one of them.
また、現像機能液成分を構成するアルカリ金属水酸化物は、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも何れか一方からなることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the alkali metal hydroxide which comprises a developing function liquid component consists of at least any one of sodium hydroxide and potassium hydroxide.
また、現像機能液成分を構成するアルカリ金属炭酸塩は、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムのうちの少なくとも何れか1つからなることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the alkali metal carbonate which comprises a developing function liquid component consists of at least any one of sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium carbonate, and potassium hydrogencarbonate.
本発明の薬液中における前記第1の成分の含有量は0.5重量%〜30重量%であることが好ましい。第1の成分の含有量が0.5重量%より少ない、もしくは30重量%より多いと、有機膜パターンにおける変質層以外の部分をも除去してしまう場合がある。 It is preferable that content of the said 1st component in the chemical | medical solution of this invention is 0.5 to 30 weight%. When the content of the first component is less than 0.5% by weight or more than 30% by weight, a portion other than the deteriorated layer in the organic film pattern may be removed.
また、本発明の薬液中における前記現像機能液成分の含有量は0.2重量%〜10重量%であることが好ましい。現像機能液成分の含有量が0.2重量%より少ないと有機膜パターン表面に形成される阻害層を除去する効力を発揮せず、10重量%より多いと、有機膜パターンにおける変質層以外の部分をも除去してしまう場合がある。 Moreover, it is preferable that content of the said developing functional liquid component in the chemical | medical solution of this invention is 0.2 weight%-10 weight%. When the content of the developing functional liquid component is less than 0.2% by weight, the effect of removing the inhibition layer formed on the surface of the organic film pattern is not exhibited. The part may be removed.
より具体的には、例えば、本発明の薬液においては、前記ヒドロキシルアミン誘導体が、[(R1−)(R2−)]NOH(ここで、R1、R2は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)、ヒドロキシルアミン、及び、N,N−ジエチルヒドロキシルアミンのうちの少なくとも何れか1つを含有し、前記ヒドラジン誘導体が、[(R1−)(R2−)]NN[(−R3)(−R4)](ここで、R1、R2、R3、R4は、水素、メチル、エチル及びフェニルのうちの何れか)、ヒドラジン、メチルヒドラジン、1,1−ジメチルヒドラジン、及び、フェニルヒドラジンのうちの少なくとも何れか1つを含有し、当該薬液中におけるヒドロキシルアミン誘導体および/またはヒドラジン誘導体の含有量が0.5重量%〜30重量%であることが好ましい。 More specifically, for example, in the chemical solution of the present invention, the hydroxylamine derivative is [(R 1- ) (R 2- )] NOH (where R 1 and R 2 are alkyls of C1 to C4). Or hydroxyalkyl), hydroxylamine, and at least one of N, N-diethylhydroxylamine, and the hydrazine derivative is [(R 1- ) (R 2- )] NN [(- R 3 ) (— R 4 )] (where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are any one of hydrogen, methyl, ethyl and phenyl), hydrazine, methyl hydrazine, 1,1-dimethyl It contains at least one of hydrazine and phenylhydrazine, and the content of the hydroxylamine derivative and / or hydrazine derivative in the chemical solution is 0.5. It is preferable that it is 30 to 30 weight%.
或いは、本発明の薬液においては、前記現像機能液成分が、水酸化テトラアルキルアンモニウム、アルカリ金属水酸化物、及び、アルカリ金属炭酸塩のうちの少なくとも何れか1つを含有し、前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが、[(R1−)(R2−)(R3−)(R4−)]N+OH−(ここで、R1、R2、R3、R4は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)であるか、又は、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン、及び、水酸化ジメチルビス(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムのうちの少なくとも何れか1つを含有するものであり、前記アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウムと、水酸化カリウムと、のうちの少なくとも何れか一方を含有するものであり、前記アルカリ金属炭酸塩が、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、及び、炭酸水素カリウムのうちの少なくとも何れか1つを含有するものであり、当該薬液中における現像機能液成分の含有量が0.2重量%〜10重量%であることが好ましい。
Alternatively, in the chemical solution of the present invention, the developing functional solution component contains at least one of tetraalkylammonium hydroxide, alkali metal hydroxide, and alkali metal carbonate, alkyl ammonium, [(R 1 -) ( R 2 -) (R 3 -) (R 4 -)] N + OH - ( wherein, R 1, R 2, R 3,
或いは、本発明の薬液においては、前記ヒドロキシルアミン誘導体が、[(R1−)(R2−)]NOH(ここで、R1、R2は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)、ヒドロキシルアミン、及び、N,N−ジエチルヒドロキシルアミンのうちの少なくとも何れか1つを含有し、前記ヒドラジン誘導体が、[(R1−)(R2−)]NN[(−R3)(−R4)](ここで、R1、R2、R3、R4は、水素、メチル、エチル及びフェニルのうちの何れか)、ヒドラジン、メチルヒドラジン、1,1−ジメチルヒドラジン、及び、フェニルヒドラジンのうちの少なくとも何れか1つを含有し、当該薬液中におけるヒドロキシルアミン誘導体および/またはヒドラジン誘導体の含有量が0.5重量%〜30重量%であり、前記現像機能液成分が、水酸化テトラアルキルアンモニウム、アルカリ金属水酸化物、及び、アルカリ金属炭酸塩のうちの少なくとも何れか1つを含有し、前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが、[(R1−)(R2−)(R3−)(R4−)]N+OH−(ここで、R1、R2、R3、R4は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)であるか、又は、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン、及び、水酸化ジメチルビス(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムのうちの少なくとも何れか1つを含有するものであり、前記アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウムと、水酸化カリウムと、のうちの少なくとも何れか一方を含有するものであり、前記アルカリ金属炭酸塩が、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、及び、炭酸水素カリウムのうちの少なくとも何れか1つを含有するものであり、当該薬液中における現像機能液成分の含有量が0.2重量%〜10重量%であることが好ましい。
Alternatively, in the chemical solution of the present invention, the hydroxylamine derivative is [(R 1- ) (R 2- )] NOH (wherein R 1 and R 2 are C1 to C4 alkyl or hydroxyalkyl), hydroxyl Containing at least one of an amine and N, N-diethylhydroxylamine, wherein the hydrazine derivative is [(R 1- ) (R 2- )] NN [(-R 3 ) (-R 4 )] (wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are any one of hydrogen, methyl, ethyl and phenyl), hydrazine, methyl hydrazine, 1,1-dimethylhydrazine and phenyl hydrazine And the content of the hydroxylamine derivative and / or hydrazine derivative in the chemical solution is 0.5 wt% to 30 wt%. %, And the developer component contains at least one of tetraalkylammonium hydroxide, alkali metal hydroxide, and alkali metal carbonate, and the tetraalkylammonium hydroxide is [ (R 1 -) (R 2 -) (R 3 -) (R 4 -)] N + OH - ( wherein, R 1, R 2, R 3,
除去処理は、有機膜パターンにおける変質層以外の部分は除去せずに、有機膜パターン表面に形成される阻害層のみを除去する薬液で基板を洗浄する処理であることが好ましい。有機膜パターンにおける変質層以外の部分の溶解速度が1000Å/min以下、より好ましくは100Å/min以下、さらに好ましくは50Å/min以下であれば、除去処理を行った後に、十分な量の有機膜パターンが残存するため、有機膜パターンの再加工を好適に行うことができる。 The removal treatment is preferably a treatment of washing the substrate with a chemical solution that removes only the inhibition layer formed on the surface of the organic film pattern without removing the portions other than the altered layer in the organic film pattern. If the dissolution rate of the portion other than the altered layer in the organic film pattern is 1000 Å / min or less, more preferably 100 Å / min or less, and even more preferably 50 Å / min or less, a sufficient amount of organic film is obtained after the removal treatment. Since the pattern remains, the organic film pattern can be reprocessed suitably.
更に、本発明の薬液により、阻害層を溶解させる速度V1と、有機膜パターンにおける変質層以外の部分を溶解させる速度V2と、の比V1/V2が、0.5以上(例として、1000以下)であり、好ましくは5.0以下であると良い。 Furthermore, the ratio V1 / V2 between the speed V1 for dissolving the inhibition layer and the speed V2 for dissolving the portion other than the altered layer in the organic film pattern by the chemical solution of the present invention is 0.5 or more (for example, 1000 or less) And preferably 5.0 or less.
具体的には、例えば、本発明の薬液により、阻害層を溶解させる速度V1と、有機膜パターンにおける変質層以外の部分を溶解させる速度V2と、の比V1/V2が、0.5以上(例として、1000以下)であり、且つ、前記有機膜パターンにおける前記変質層以外の部分を溶解させる速度が1000Å/min以下であることが好ましい。 Specifically, for example, the ratio V1 / V2 between the speed V1 for dissolving the inhibitory layer and the speed V2 for dissolving a portion other than the altered layer in the organic film pattern is 0.5 or more ( As an example, it is preferably 1000 or less), and the rate at which the portion other than the deteriorated layer in the organic film pattern is dissolved is preferably 1000 kg / min or less.
或いは、本発明の薬液により、阻害層を溶解させる速度V1と、有機膜パターンにおける変質層以外の部分を溶解させる速度V2と、の比V1/V2が、0.5以上(例として、1000以下)であり、且つ、前記有機膜パターンにおける前記変質層以外の部分を溶解させる速度が100Å/min以下であることが更に好ましい。 Alternatively, the ratio V1 / V2 between the speed V1 for dissolving the inhibition layer and the speed V2 for dissolving the portion other than the altered layer in the organic film pattern by the chemical solution of the present invention is 0.5 or more (for example, 1000 or less) More preferably, the rate of dissolving the portion other than the deteriorated layer in the organic film pattern is 100 kg / min or less.
或いは、本発明の薬液により、阻害層を溶解させる速度V1と、有機膜パターンにおける変質層以外の部分を溶解させる速度V2と、の比V1/V2が、0.5(例として、1000以下)以上であり、且つ、前記有機膜パターンにおける前記変質層以外の部分を溶解させる速度が50Å/min以下であることが更に好ましい。 Alternatively, the ratio V1 / V2 between the speed V1 for dissolving the inhibition layer and the speed V2 for dissolving the portion other than the altered layer in the organic film pattern with the chemical solution of the present invention is 0.5 (for example, 1000 or less). More preferably, the rate of dissolving the portion other than the deteriorated layer in the organic film pattern is 50 kg / min or less.
前記変質層は、例えば、前記有機膜パターンの表層部が時間放置劣化、熱酸化及び熱硬化のうちの少なくとも何れか1つの要因により変質したものである。 The deteriorated layer is, for example, one in which the surface layer portion of the organic film pattern has deteriorated due to at least one of the following factors: time degradation, thermal oxidation, and thermosetting.
或いは、前記変質層は、例えば、前記有機膜パターンの表層部がウェットエッチング液処理により変質したものである。 Alternatively, the altered layer is, for example, one in which the surface layer portion of the organic film pattern has been altered by wet etching treatment.
或いは、前記変質層は、例えば、前記有機膜パターンの表層部がドライエッチング又はアッシング処理により変質したものである。 Alternatively, the altered layer is, for example, one in which the surface layer portion of the organic film pattern is altered by dry etching or ashing.
また、前記堆積層は、例えば、ドライエッチングによるデポジションより有機膜パターンの表面上に堆積した層である。或いは前記変質層は、有機膜パターンの表層部がドライエッチングによるデポジションに伴い変質した層である。 The deposited layer is, for example, a layer deposited on the surface of the organic film pattern by deposition by dry etching. Alternatively, the altered layer is a layer in which the surface layer portion of the organic film pattern has been altered due to deposition by dry etching.
また、基板上に形成された当初の有機膜パターンは、例えば、印刷法により形成された有機膜パターンであっても良いし、或いは、基板上に形成された当初の有機膜パターンは、フォトリソグラフィ法により形成された有機膜パターンであっても良い。 The initial organic film pattern formed on the substrate may be, for example, an organic film pattern formed by a printing method, or the initial organic film pattern formed on the substrate may be photolithography. It may be an organic film pattern formed by a method.
前記有機膜パターンは、例えば、光感光性有機膜からなることが好ましい。 The organic film pattern is preferably made of a photosensitive organic film, for example.
この場合、前記光感光性有機膜は、ポジ型光感光性有機膜、又はネガ型光感光性有機膜である。 In this case, the photosensitive organic film is a positive photosensitive organic film or a negative photosensitive organic film.
前記ポジ型光感光性有機膜は、例えば、主にノボラック樹脂により構成されているものであることが好ましい。 The positive photosensitive organic film is preferably composed mainly of, for example, a novolac resin.
前記光感光性有機膜は、感光させることによりアルカリ可溶となるものであることも好ましい。 It is also preferred that the photosensitive organic film becomes alkali-soluble when exposed to light.
本発明の薬液は、有機膜パターンの現像機能を持つ薬液であることが好ましい。 The chemical solution of the present invention is preferably a chemical solution having an organic film pattern developing function.
或いは、本発明の薬液中の水酸化テトラアルキルアンモニウムは、例えば、有機膜パターンの現像機能を持つ成分を含有している。 Or the tetraalkyl ammonium hydroxide in the chemical | medical solution of this invention contains the component which has the development function of an organic film pattern, for example.
前記基板は、例えば、半導体基板又は表示装置を構成する基板であることが好ましい。 The substrate is preferably a semiconductor substrate or a substrate constituting a display device, for example.
また、本発明の基板処理方法は、基板上に有機膜パターンが形成され、前記有機膜パターンの表面には、該有機膜パターンの表層部が変質してなる変質層と、該有機膜パターンの表面上に堆積物が堆積してなる堆積層と、のうちの少なくとも一方からなる阻害層が形成されている場合に、少なくとも前記阻害層を除去する除去処理を行う基板処理方法において、前記除去処理を、本発明の薬液を用いて行うことを特徴としている。 In the substrate processing method of the present invention, an organic film pattern is formed on a substrate, and the surface of the organic film pattern has an altered layer obtained by altering a surface layer portion of the organic film pattern, and the organic film pattern In the substrate processing method for performing a removal process for removing at least the inhibition layer when an inhibition layer comprising at least one of a deposition layer formed by depositing deposits on the surface is formed, the removal process Is performed using the chemical solution of the present invention.
また、本発明の基板処理方法は、基板上に有機膜パターンが形成され、前記有機膜パターンの表面には、該有機膜パターンの表層部が変質してなる変質層と、該有機膜パターンの表面上に堆積物が堆積してなる堆積層と、のうちの少なくとも一方からなる阻害層が形成されている場合に、少なくとも前記阻害層を除去する除去処理と、前記有機膜パターンを加工する本処理と、をこの順に行う基板処理方法において、前記除去処理を、本発明の薬液を用いて行うことを特徴としている。 In the substrate processing method of the present invention, an organic film pattern is formed on a substrate, and the surface of the organic film pattern has an altered layer obtained by altering a surface layer portion of the organic film pattern, and the organic film pattern When an inhibition layer consisting of at least one of a deposition layer formed by depositing deposits on the surface is formed, a removal process for removing at least the inhibition layer, and a book for processing the organic film pattern In the substrate processing method in which the processing is performed in this order, the removal processing is performed using the chemical solution of the present invention.
前記本処理では、前記有機膜パターンの少なくとも一部を縮小するか、又は前記有機膜パターンの少なくとも一部を除去することが好ましい。 In the present process, it is preferable that at least a part of the organic film pattern is reduced or at least a part of the organic film pattern is removed.
或いは、前記本処理では、前記有機膜パターンの全てを縮小するか、又は前記有機膜パターンの全てを除去することも好ましい。 Alternatively, in the present process, it is also preferable to reduce all of the organic film pattern or remove all of the organic film pattern.
前記本処理は、剥離液、又は現像機能を有する薬液(市販の現像液でも良い)を用いて行うことが好ましい。 The main treatment is preferably performed using a stripping solution or a chemical solution having a developing function (may be a commercially available developing solution).
本発明の基板処理方法においては、前記除去処理の前に前記有機膜パターンをマスクとしたエッチングによって該有機膜パターンの下地膜をパターン加工する第1の下地膜加工工程と、前記下地膜加工工程後の前記有機膜パターン、或いは、前記本処理により加工された後の有機膜パターンをマスクとして、前記下地膜を再度パターン加工する第2の下地膜加工工程と、を備えることが好ましい一例である。 In the substrate processing method of the present invention, a first base film processing step of patterning a base film of the organic film pattern by etching using the organic film pattern as a mask before the removing process, and the base film processing step It is a preferable example to include a second base film processing step of patterning the base film again using the later organic film pattern or the organic film pattern processed by the main processing as a mask. .
この場合、前記第2の下地膜加工工程により、前記下地膜のパターンをテーパー状或いは階段状に加工することが好ましい。 In this case, it is preferable that the pattern of the base film is processed into a taper shape or a step shape by the second base film processing step.
また、本発明の基板処理方法においては、前記除去処理と前記本処理とのうちの少なくとも何れか一方の後に、前記有機膜パターンを加工する有機膜パターン加工処理を更に備え、前記有機膜パターン加工処理は、前記有機膜パターンを溶解させ変形させる溶解変形処理により行うことも好ましい。 The substrate processing method of the present invention further includes an organic film pattern processing for processing the organic film pattern after at least one of the removal processing and the main processing, and the organic film pattern processing The treatment is also preferably performed by a dissolution / deformation process in which the organic film pattern is dissolved and deformed.
また、本発明の基板処理方法においては、前記除去処理と前記本処理とのうちの少なくとも何れか一方の後に、前記有機膜パターンを加工する有機膜パターン加工処理を更に備え、前記有機膜パターン加工処理では、前記有機膜パターンを加熱する加熱処理と、前記有機膜パターンを溶解させ変形させる溶解変形処理と、をこの順に行うことも好ましい。 The substrate processing method of the present invention further includes an organic film pattern processing for processing the organic film pattern after at least one of the removal processing and the main processing, and the organic film pattern processing In the treatment, it is also preferable to perform a heat treatment for heating the organic film pattern and a dissolution deformation treatment for dissolving and deforming the organic film pattern in this order.
本発明の基板処理方法においては、前記有機膜パターン加工処理の前に、前記有機膜パターンに対し、露光処理、現像処理、ウェットエッチング処理、及び、ドライエッチング処理のうちの少なくとも何れか1つの処理を行うことが好ましい。 In the substrate processing method of the present invention, before the organic film pattern processing, at least one of exposure processing, development processing, wet etching processing, and dry etching processing is performed on the organic film pattern. It is preferable to carry out.
本発明の基板処理方法においては、前記溶解変形処理による変形前の有機膜パターンをマスクとして該有機膜パターンの下地膜をパターン加工する下地膜加工工程を備えることも好ましい。 The substrate processing method of the present invention preferably further includes a base film processing step of patterning the base film of the organic film pattern using the organic film pattern before deformation by the dissolution deformation process as a mask.
更に、本発明の基板処理方法においては、前記溶解変形処理による変形後の有機膜パターンをマスクとして該有機膜パターンの下地膜をパターン加工する下地膜加工工程を備えることも好ましい。 Furthermore, the substrate processing method of the present invention preferably further comprises a base film processing step of patterning the base film of the organic film pattern using the organic film pattern after the deformation by the dissolution deformation process as a mask.
前記溶解変形処理は、前記有機膜パターンの面積を拡大させる処理であることが好ましい一例である。 It is a preferable example that the dissolution deformation process is a process of expanding the area of the organic film pattern.
前記溶解変形処理は、隣設された有機膜パターンを相互に一体化させる処理であることも好ましい。 The dissolution deformation process is preferably a process of mutually integrating adjacent organic film patterns.
前記溶解変形処理は、前記有機膜パターンを平坦化させる処理であることも好ましい。 The dissolution deformation process is preferably a process for flattening the organic film pattern.
前記溶解変形処理は、基板上に形成された回路パターンを覆う絶縁膜となるように前記有機膜パターンを変形させる処理であることも好ましい。 It is also preferable that the dissolution deformation process is a process of deforming the organic film pattern so as to become an insulating film covering a circuit pattern formed on the substrate.
前記溶解変形処理は、前記有機膜パターンを有機溶液を用いて溶解リフローさせる処理であることが好ましい。 The dissolution deformation process is preferably a process of dissolving and reflowing the organic film pattern using an organic solution.
この場合、前記有機溶液は、以下の(1)〜(5)に示す有機溶剤のうちの少なくとも何れか1つを含む溶液であることが好ましい。 In this case, the organic solution is preferably a solution containing at least one of organic solvents shown in the following (1) to (5).
(1)アルコール類(R−OH)
(2)エーテル類(R−O−R、Ar−O−R、Ar−O−Ar)
(3)エステル類
(4)ケトン類
(5)グリコールエーテル類
(但し、(1)、(2)において、Rはアルキル基又は置換アルキル基、Arはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す)
また、前記溶解リフローは、前記有機膜パターンに前記有機溶液を接触させることにより行うことが好ましい一例である。
(1) Alcohols (R-OH)
(2) Ethers (R—O—R, Ar—O—R, Ar—O—Ar)
(3) Esters (4) Ketones (5) Glycol ethers (However, in (1) and (2), R represents an alkyl group or a substituted alkyl group, and Ar represents a phenyl group or an aromatic ring other than a phenyl group. )
The dissolution reflow is preferably performed by bringing the organic solution into contact with the organic film pattern.
この場合、前記溶解リフローは、前記有機膜パターンを前記有機溶液中に浸漬することにより行うことが挙げられる。 In this case, the dissolution reflow may be performed by immersing the organic film pattern in the organic solution.
或いは、前記溶解リフローは、前記有機膜パターンを前記有機溶液の蒸気中に曝すことにより行うことも好ましい。 Alternatively, the dissolution reflow is preferably performed by exposing the organic film pattern to the vapor of the organic solution.
或いは、前記溶解変形処理は、前記有機膜パターンを、前記有機溶液をガス化して得られるガス雰囲気に曝すことにより行うガス雰囲気処理であることも好ましい。 Alternatively, the dissolution deformation treatment is preferably a gas atmosphere treatment performed by exposing the organic film pattern to a gas atmosphere obtained by gasifying the organic solution.
この場合、前記ガス雰囲気は、前記有機溶剤を不活性ガスを用いてバブリングすることにより得られることが好ましい。 In this case, the gas atmosphere is preferably obtained by bubbling the organic solvent using an inert gas.
ここで、基板上に形成された当初の有機膜パターンは、全体が均一な膜厚に形成されたものであっても良いが、少なくとも2段階以上の膜厚に形成された有機膜パターンであっても良い。 Here, the initial organic film pattern formed on the substrate may be formed with a uniform film thickness as a whole, but is an organic film pattern formed with a film thickness of at least two stages. May be.
2段階以上の膜厚を有する有機膜パターンは、有機膜に対する露光量を相互に異ならせることにより得られる。 An organic film pattern having a film thickness of two or more steps can be obtained by making the exposure amounts of the organic film different from each other.
すなわち、2段階以上の膜厚を有する有機膜パターンを形成するためには、該有機膜パターンを形成するための初期露光における露光量を、有機膜パターンの面内で2段階以上に制御すると良い。具体的には、例えば、初期露光において、2種類以上の透過光量のレチクルマスクを用いると良い。このように、露光量を2段階以上に制御した後で現像処理(当初の有機膜パターンを形成するための現像処理であり、本処理として行う現像処理とは別)を行うことにより、ポジ型レジストであれば、露光量が多い部分又はネガ型レジストであれば、露光量が少ない部分のみの有機膜が優先的に薄くなるので、2段階以上の膜厚を有する有機膜パターンを形成することができる。 That is, in order to form an organic film pattern having a film thickness of two or more stages, it is preferable to control the exposure amount in the initial exposure for forming the organic film pattern to two or more stages in the plane of the organic film pattern. . Specifically, for example, a reticle mask having two or more kinds of transmitted light amounts may be used in the initial exposure. As described above, by performing the development process (the development process for forming the original organic film pattern, which is different from the development process performed as the main process) after controlling the exposure amount to two or more steps, If it is a resist, the organic film of only a portion with a large exposure amount or a negative type resist is thinned preferentially, so an organic film pattern having two or more stages of film thickness is formed. Can do.
ここで、初期露光による露光の履歴は、その後も残存するため、本処理の現像処理を行うことにより、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に更に薄くしたり、或いは、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に除去したりすることができる。 Here, since the history of exposure by the initial exposure remains after that, by performing the development processing of this processing, the thin film portion having a small thickness in the organic film pattern is selectively further thinned, or the organic film A thin film portion having a small film thickness in the pattern can be selectively removed.
なお、本処理の現像処理で用いる現像機能液としては、当初の有機膜パターンを形成するための現像処理で用いた現像機能液がポジ用であれば、同じくポジ用の現像機能液を用い、当初の有機膜パターンを形成するための現像処理で用いた現像機能液がネガ用であれば、同じくネガ用の現像機能液を用いると良い。 In addition, as the developing functional liquid used in the development processing of this processing, if the developing functional liquid used in the developing processing for forming the original organic film pattern is positive, the same positive developing functional liquid is used. If the developing functional liquid used in the development processing for forming the original organic film pattern is negative, it is preferable to use the negative developing functional liquid.
ここで、薄膜部を選択的に薄くしたり除去したりする本処理は、基板上に当初の有機膜パターンを形成して以後、有機膜パターン加工処理までの間は有機膜パターンを感光させない状態に保つことにより、好適に行うことができる。 Here, this process of selectively thinning or removing the thin film portion is a state in which the organic film pattern is not exposed until the organic film pattern processing is performed after the initial organic film pattern is formed on the substrate. It can carry out suitably by keeping to.
これらの場合、前記有機膜パターンをマスクとして該有機膜パターンの下地膜をパターン加工する下地膜加工工程と、前記膜厚が相互に異なる複数の有機膜パターンのうち相対的に薄い膜厚の有機膜パターンを除去して、前記相対的に薄い膜厚の有機膜パターンよりも厚い膜厚の有機膜パターンを残す厚膜有機膜パターン残留工程と、を備えることもできる。 In these cases, a base film processing step of patterning the base film of the organic film pattern using the organic film pattern as a mask, and a relatively thin organic film among the plurality of organic film patterns having different film thicknesses. A thick film organic film pattern remaining step of removing the film pattern and leaving an organic film pattern thicker than the relatively thin organic film pattern.
この場合、前記厚膜有機膜パターン残留工程後に残留した有機膜パターンをマスクとして、その下地膜をパターン加工する第2の下地膜加工工程を更に備えることが好ましい一例である。 In this case, it is a preferable example to further include a second base film processing step of patterning the base film using the organic film pattern remaining after the thick film organic film pattern residual step as a mask.
また、基板上に当初の前記有機膜パターンを形成して以後、前記有機膜パターン加工処理までの間、有機膜パターンを感光させない状態に保つことにより、有機膜パターン加工処理における露光処理による有機膜パターンの新たなパターン形状の決定を好適に行うことができる。 In addition, the organic film by the exposure process in the organic film pattern processing process is formed by maintaining the organic film pattern in a non-photosensitive state until the organic film pattern processing process after the initial formation of the organic film pattern on the substrate. It is possible to suitably determine a new pattern shape of the pattern.
本発明の基板処理方法においては、前記除去処理では、前記阻害層を選択的に除去することが好ましい一例である。 In the substrate processing method of the present invention, in the removal process, it is a preferable example that the inhibition layer is selectively removed.
また、本発明の基板処理方法においては、前記除去処理では、前記阻害層を除去し、前記有機膜パターンにおける変質層以外の部分を露出及び残存させることも好ましい。 In the substrate processing method of the present invention, it is also preferable that the removal process removes the inhibition layer and exposes and leaves portions other than the altered layer in the organic film pattern.
本発明の基板処理方法においては、前記除去処理の前に、前記有機膜パターンをマスクとしたエッチングによって該有機膜パターンの下地膜をパターン加工する下地膜加工工程を備えることが好ましい。 The substrate processing method of the present invention preferably includes a base film processing step of patterning the base film of the organic film pattern by etching using the organic film pattern as a mask before the removing process.
また、除去処理は、有機膜パターンに対する露光処理(有機膜に対する初期露光とは別の露光処理)に続いて行ったり、該露光処理を除去処理の途中で行ったり、或いは、該露光処理を除去処理と本処理との間に行うことも好ましい。 Further, the removal process is performed following the exposure process for the organic film pattern (exposure process different from the initial exposure for the organic film), the exposure process is performed during the removal process, or the exposure process is removed. It is also preferable to carry out between the processing and the main processing.
ここで、この露光処理は、有機膜パターンのうち、基板の所望範囲(前面又は一部)に含まれる有機膜パターンに対してのみ行うことが好ましい。 Here, it is preferable to perform this exposure process only on the organic film pattern included in the desired range (front surface or part) of the substrate among the organic film patterns.
この露光処理は、基板の全面に対して充分な露光を行うことを目的とした露光処理であっても良いし、露光処理による露光範囲によって有機膜パターンの新たなパターン形状を決定するために行う処理であっても良い。 This exposure process may be an exposure process for the purpose of performing sufficient exposure on the entire surface of the substrate, or is performed to determine a new pattern shape of the organic film pattern depending on the exposure range by the exposure process. It may be processing.
露光処理による露光範囲によって有機膜パターンの新たなパターン形状を決定する場合、例えば、有機膜パターンの少なくとも何れか1つを複数部分に分離させるように露光範囲を設定して露光処理を行うことが挙げられる。 When determining a new pattern shape of the organic film pattern according to the exposure range by the exposure process, for example, the exposure process may be performed by setting the exposure range so as to separate at least one of the organic film patterns into a plurality of portions. Can be mentioned.
なお、本発明では、半導体ウェハ、液晶基板或いはその他の基板に有機膜パターンを形成後、有機膜パターンを再度加工のみ行いそのまま利用する場合(下地膜加工を行わない場合)も有り得る。例えば、有機膜パターンが絶縁性材料からなる場合に、該有機膜パターンを絶縁膜パターンとして利用する場合が該当する。 In the present invention, after an organic film pattern is formed on a semiconductor wafer, a liquid crystal substrate, or another substrate, the organic film pattern is only processed again and used as it is (when the base film processing is not performed). For example, when the organic film pattern is made of an insulating material, the organic film pattern is used as the insulating film pattern.
前記薬液には、必要に応じて防食剤、安定化剤などの添加剤を含有することができる。 The chemical solution may contain additives such as anticorrosives and stabilizers as necessary.
また、本発明の製造方法は、本発明の基板処理方法を用いて、基板を有する表示装置、又は、基板を有する半導体装置を製造することを特徴としている。 The manufacturing method of the present invention is characterized by manufacturing a display device having a substrate or a semiconductor device having a substrate using the substrate processing method of the present invention.
前記表示装置は、液晶表示装置、EL表示装置、フィールドエミッション表示装置、又は、プラズマ表示装置であることが好ましい例である。 In a preferred example, the display device is a liquid crystal display device, an EL display device, a field emission display device, or a plasma display device.
本発明によれば、有機膜パターンを溶解させることなく、有機膜パターンの表面に形成された阻害層を除去する除去処理を備えるので、例えば有機膜パターンへの2回目以降の現像処理をスムーズに行うことを可能としたり、或いは、除去処理後の有機膜パターンを加工する本処理をスムーズに行うことができる。 According to the present invention, since the removal process for removing the inhibition layer formed on the surface of the organic film pattern is provided without dissolving the organic film pattern, for example, the second and subsequent development processes on the organic film pattern can be smoothly performed. It can be performed, or the main process of processing the organic film pattern after the removal process can be performed smoothly.
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔第1の実施形態〕
図1は第1の実施形態に係る基板処理方法における一連の工程を示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a series of steps in the substrate processing method according to the first embodiment.
図7に示す従来技術では図7(C)と図7(D)の間に再現像処理を行うが、本実施形態に係る基板処理方法では図1(C)と図1(D)の間に除去処理と再現像処理とを行う点が、図7に示す従来技術と相違する。 In the prior art shown in FIG. 7, redevelopment processing is performed between FIG. 7C and FIG. 7D, but in the substrate processing method according to this embodiment, between FIG. 1C and FIG. 7 is different from the prior art shown in FIG. 7 in that the removal process and the redevelopment process are performed.
以下、詳細に説明する。 Details will be described below.
先ず、図1(A)に示すように、導電膜2を成膜した基板1上に、有機膜3を塗布する。
First, as shown in FIG. 1A, an organic film 3 is applied on a
次に、通常の露光処理と、現像処理と、プリベークとしての加熱処理と、をこの順に行うことにより、基板1上に当初の有機膜パターン4を形成する(図1(B))。
Next, the normal
続いて、この当初の有機膜パターン4をマスクとして、基板1上の導電膜2を対象とするエッチング処理を行うことにより、導電膜2を一次的にパターン加工する(下地膜加工工程、第1の下地膜加工工程)。すなわち、導電膜2において、有機膜パターン4に覆われていない部分をエッチング(ウェットエッチング又はドライエッチング)により除去することにより、図1(C)に示す状態とする。
Subsequently, the
ここで、有機膜パターン4の表面には、該有機膜パターン4の表層部が変質してなる変質層と、該有機膜パターンの表面上に堆積物が堆積してなる堆積層と、のうちの少なくとも一方からなる阻害層が形成されている。
Here, on the surface of the
続いて、有機膜パターン4に対し、本実施形態に係る薬液を用いた除去処理を行うことにより上記阻害層を選択的に除去することによって、有機膜パターン4における変質層以外の部分を露出及び残存させた後で、再現像処理を行い、更に、その後、再度のプリベークである加熱処理を行うことにより、当初の有機膜パターン4を新たなパターン形状の有機膜パターン5に加工する本処理を行う。すなわち、有機膜パターン4を、導電膜2上における平面的な存在範囲が縮小するように加工することにより、有機膜パターン5とする(図1(D))。
Subsequently, the
このように、本処理では、例えば、有機膜パターン4の一部を除去する(或いは、有機膜パターン4の全てを縮小するとも言える)。
Thus, in this process, for example, a part of the
更に、新たな有機膜パターン5をマスクとして、導電膜2において有機膜パターン5に覆われていない部分を薄くなるように(例えば、半分程度の膜厚となるように)エッチング(ウェットエッチング又はドライエッチング)することにより、導電膜2の断面形状を階段状にする(第2の下地膜加工工程)(図1(E))。
Furthermore, using the new
その後、有機膜パターン5を剥離除去する(図1(F))。
Thereafter, the
このように、導電膜2の断面形状を階段状にすることにより、導電膜2の断面が垂直化したり逆テーパーになったりすることが防止される。
Thus, by making the cross-sectional shape of the
次に、除去処理に用いられる薬液について説明する。 Next, the chemical | medical solution used for a removal process is demonstrated.
除去処理に用いられる本実施形態に係る薬液は、ヒドロキシルアミン誘導体及びヒドラジン誘導体の少なくとも何れか一方からなる第1の成分と、現像機能液成分と、を含む水溶液である。 The chemical solution according to the present embodiment used for the removal treatment is an aqueous solution containing a first component composed of at least one of a hydroxylamine derivative and a hydrazine derivative and a developing functional solution component.
本実施形態に係る薬液中のヒドロキシルアミン誘導体は、[(R1−)(R2−)]NOH(ここで、R1、R2は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)で示される化合物であり、特に、ヒドロキシルアミンとN,N−ジエチルヒドロキシルアミンのうちの少なくとも何れか一方であることが好ましい。 The hydroxylamine derivative in the chemical solution according to this embodiment is a compound represented by [(R 1- ) (R 2- )] NOH (where R 1 and R 2 are C1 to C4 alkyl or hydroxyalkyl). In particular, it is preferably at least one of hydroxylamine and N, N-diethylhydroxylamine.
また、本実施形態に係る薬液中のヒドラジン誘導体は、[(R1−)(R2−)]NN[(−R3)(−R4)](ここで、R1、R2、R3、R4は、水素、メチル、エチル及びフェニルのうちの何れか)で示される化合物であり、特に、ヒドラジン、メチルヒドラジン、1,1−ジメチルヒドラジン、フェニルヒドラジンのうちの少なくとも何れか1つからなることが好ましい。 In addition, the hydrazine derivative in the chemical solution according to the present embodiment is [(R 1- ) (R 2- )] NN [(-R 3 ) (-R 4 )] (where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 is a compound represented by any one of hydrogen, methyl, ethyl and phenyl), and in particular, at least one of hydrazine, methyl hydrazine, 1,1-dimethylhydrazine and phenylhydrazine. Preferably it consists of.
また、本実施形態に係る薬液中の現像機能液成分は、水酸化テトラアルキルアンモニウム、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩のうちの少なくとも何れか1つからなることが好ましい。 Further, the developing functional liquid component in the chemical solution according to the present embodiment is preferably composed of at least one of tetraalkylammonium hydroxide, alkali metal hydroxide, and alkali metal carbonate.
現像機能液成分を構成する水酸化テトラアルキルアンモニウムは、[(R1−)(R2−)(R3−)(R4−)]N+OH−(ここで、R1、R2、R3、R4は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)で示される化合物であり、特に、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン、水酸化ジメチルビス(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムのうちの少なくとも何れか1つからなることが好ましい。 The tetraalkylammonium hydroxide constituting the developing functional liquid component is [(R 1 −) (R 2 −) (R 3 −) (R 4 −)] N + OH − (where R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are compounds represented by C1 to C4 alkyl or hydroxyalkyl), particularly tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, and dimethylbis (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide. It is preferable to consist of at least one of them.
また、現像機能液成分を構成するアルカリ金属水酸化物は、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも何れか一方からなることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the alkali metal hydroxide which comprises a developing function liquid component consists of at least any one of sodium hydroxide and potassium hydroxide.
また、現像機能液成分を構成するアルカリ金属炭酸塩は、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムのうちの少なくとも何れか1つからなることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the alkali metal carbonate which comprises a developing function liquid component consists of at least any one of sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium carbonate, and potassium hydrogencarbonate.
本実施形態に係る薬液中における前記第1の成分の含有量は0.5重量%〜30重量%であることが好ましい。第1の成分の含有量が0.5重量%より少ない、もしくは30重量%より多いと、有機膜パターンにおける変質層以外の部分をも除去してしまう場合がある。 It is preferable that content of the said 1st component in the chemical | medical solution which concerns on this embodiment is 0.5 to 30 weight%. When the content of the first component is less than 0.5% by weight or more than 30% by weight, a portion other than the deteriorated layer in the organic film pattern may be removed.
また、本実施形態に係る薬液中における前記現像機能液成分の含有量は0.2重量%〜10重量%であることが好ましい。現像機能液成分の含有量が0.2重量%より少ないと有機膜パターン表面に形成される阻害層を除去する効力を発揮せず、10重量%より多いと、有機膜パターンにおける変質層以外の部分をも除去してしまう場合がある。 In addition, the content of the developing functional liquid component in the chemical solution according to the present embodiment is preferably 0.2% by weight to 10% by weight. When the content of the developing functional liquid component is less than 0.2% by weight, the effect of removing the inhibition layer formed on the surface of the organic film pattern is not exhibited. The part may be removed.
より具体的には、例えば、本実施形態に係る薬液においては、前記ヒドロキシルアミン誘導体が、[(R1−)(R2−)]NOH(ここで、R1、R2は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)、ヒドロキシルアミン、及び、N,N−ジエチルヒドロキシルアミンのうちの少なくとも何れか1つを含有し、前記ヒドラジン誘導体が、[(R1−)(R2−)]NN[(−R3)(−R4)](ここで、R1、R2、R3、R4は、水素、メチル、エチル及びフェニルのうちの何れか)、ヒドラジン、メチルヒドラジン、1,1−ジメチルヒドラジン、及び、フェニルヒドラジンのうちの少なくとも何れか1つを含有し、当該薬液中におけるヒドロキシルアミン誘導体および/またはヒドラジン誘導体の含有量が0.5重量%〜30重量%であることが好ましい。 More specifically, for example, in the chemical solution according to the present embodiment, the hydroxylamine derivative is [(R 1- ) (R 2- )] NOH (where R 1 and R 2 are C1 to C4). Or at least one of N, N-diethylhydroxylamine, and the hydrazine derivative is [(R 1- ) (R 2- )] NN [ (—R 3 ) (— R 4 )] (where R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are any one of hydrogen, methyl, ethyl and phenyl), hydrazine, methyl hydrazine, 1,1 -Content of hydroxylamine derivative and / or hydrazine derivative in the chemical solution containing at least one of dimethylhydrazine and phenylhydrazine Is preferably 0.5 wt% to 30 wt%.
或いは、本実施形態に係る薬液においては、前記現像機能液成分が、水酸化テトラアルキルアンモニウム、アルカリ金属水酸化物、及び、アルカリ金属炭酸塩のうちの少なくとも何れか1つを含有し、前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが、[(R1−)(R2−)(R3−)(R4−)]N+OH−(ここで、R1、R2、R3、R4は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)であるか、又は、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン、及び、水酸化ジメチルビス(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムのうちの少なくとも何れか1つを含有するものであり、前記アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウムと、水酸化カリウムと、のうちの少なくとも何れか一方を含有するものであり、前記アルカリ金属炭酸塩が、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、及び、炭酸水素カリウムのうちの少なくとも何れか1つを含有するものであり、当該薬液中における現像機能液成分の含有量が0.2重量%〜10重量%であることが好ましい。
Alternatively, in the chemical solution according to the present embodiment, the developing functional liquid component contains at least one of tetraalkylammonium hydroxide, alkali metal hydroxide, and alkali metal carbonate, and the water oxide tetraalkylammonium, [(R 1 -) ( R 2 -) (R 3 -) (R 4 -)] N + OH - ( wherein, R 1, R 2, R 3,
或いは、本実施形態に係る薬液においては、前記ヒドロキシルアミン誘導体が、[(R1−)(R2−)]NOH(ここで、R1、R2は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)、ヒドロキシルアミン、及び、N,N−ジエチルヒドロキシルアミンのうちの少なくとも何れか1つを含有し、前記ヒドラジン誘導体が、[(R1−)(R2−)]NN[(−R3)(−R4)](ここで、R1、R2、R3、R4は、水素、メチル、エチル及びフェニルのうちの何れか)、ヒドラジン、メチルヒドラジン、1,1−ジメチルヒドラジン、及び、フェニルヒドラジンのうちの少なくとも何れか1つを含有し、当該薬液中におけるヒドロキシルアミン誘導体および/またはヒドラジン誘導体の含有量が0.5重量%〜30重量%であり、前記現像機能液成分が、水酸化テトラアルキルアンモニウム、アルカリ金属水酸化物、及び、アルカリ金属炭酸塩のうちの少なくとも何れか1つを含有し、前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが、[(R1−)(R2−)(R3−)(R4−)]N+OH−(ここで、R1、R2、R3、R4は、C1からC4のアルキルまたはヒドロキシアルキル)であるか、又は、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン、及び、水酸化ジメチルビス(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムのうちの少なくとも何れか1つを含有するものであり、前記アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウムと、水酸化カリウムと、のうちの少なくとも何れか一方を含有するものであり、前記アルカリ金属炭酸塩が、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、及び、炭酸水素カリウムのうちの少なくとも何れか1つを含有するものであり、当該薬液中における現像機能液成分の含有量が0.2重量%〜10重量%であることが好ましい。
Alternatively, in the chemical solution according to this embodiment, the hydroxylamine derivative is [(R 1- ) (R 2- )] NOH (where R 1 and R 2 are C1 to C4 alkyl or hydroxyalkyl). , Hydroxylamine, and N, N-diethylhydroxylamine, wherein the hydrazine derivative is [(R 1- ) (R 2- )] NN [(-R 3 ) ( -R 4)] (wherein, R 1, R 2, R 3,
有機膜パターン4における変質層以外の部分の溶解速度が1000Å/min以下、より好ましくは100Å/min以下、さらに好ましくは50Å/min以下であれば、除去処理を行った後に、十分な量の有機膜パターン4が残存するため、有機膜パターン4の再加工を好適に行うことができる。
If the dissolution rate of the portion other than the altered layer in the
更に、本実施形態に係る薬液により、有機膜パターン4における変質層(或いは阻害層)を溶解させる速度V1と変質層以外の部分を溶解させる速度V2との比V1/V2が、0.5以上(例として、1000以下)であり、好ましくは5.0以下であると良い。
Furthermore, the ratio V1 / V2 between the speed V1 for dissolving the deteriorated layer (or the inhibition layer) in the
具体的には、例えば、本実施形態に係る薬液により、阻害層を溶解させる速度V1と、有機膜パターンにおける変質層以外の部分を溶解させる速度V2と、の比V1/V2が、0.5以上(例として、1000以下)であり、且つ、前記有機膜パターンにおける前記変質層以外の部分を溶解させる速度が1000Å/min以下であることが好ましい。 Specifically, for example, the ratio V1 / V2 between the speed V1 for dissolving the inhibition layer and the speed V2 for dissolving a portion other than the altered layer in the organic film pattern is 0.5 by the chemical solution according to the present embodiment. It is preferable that the above is (for example, 1000 or less), and the rate at which the portion other than the deteriorated layer in the organic film pattern is dissolved is 1000 kg / min or less.
或いは、本実施形態に係る薬液により、阻害層を溶解させる速度V1と、有機膜パターンにおける変質層以外の部分を溶解させる速度V2と、の比V1/V2が、0.5以上(例として、1000以下)であり、且つ、前記有機膜パターンにおける前記変質層以外の部分を溶解させる速度が100Å/min以下であることが更に好ましい。 Alternatively, the ratio V1 / V2 between the speed V1 for dissolving the inhibition layer and the speed V2 for dissolving a portion other than the altered layer in the organic film pattern is 0.5 or more (for example, More preferably, the rate of dissolving portions other than the deteriorated layer in the organic film pattern is 100 kg / min or less.
或いは、本実施形態に係る薬液により、阻害層を溶解させる速度V1と、有機膜パターンにおける変質層以外の部分を溶解させる速度V2と、の比V1/V2が、0.5(例として、1000以下)以上であり、且つ、前記有機膜パターンにおける前記変質層以外の部分を溶解させる速度が50Å/min以下であることが更に好ましい。 Alternatively, the ratio V1 / V2 between the speed V1 for dissolving the inhibition layer and the speed V2 for dissolving the portion other than the altered layer in the organic film pattern by the chemical solution according to the present embodiment is 0.5 (for example, 1000 It is more preferable that the rate of dissolving the portion other than the deteriorated layer in the organic film pattern is 50 kg / min or less.
また、本実施形態に係る薬液は、有機膜パターン4の現像機能を持つことが好ましい。
The chemical solution according to the present embodiment preferably has a function of developing the
また、本実施形態に係る薬液中の水酸化テトラアルキルアンモニウムは、有機膜パターン4の現像機能を持つ成分を含有していることも好ましい。
The tetraalkylammonium hydroxide in the chemical solution according to the present embodiment preferably contains a component having a developing function for the
次に、図1(C)の段階で、有機膜パターン4の表面に形成された阻害層について詳述する。
Next, the inhibition layer formed on the surface of the
阻害層は、再現像処理を阻害するものであり、上記のように、有機膜パターン4の表層部が変質してなる変質層と、該有機膜パターンの表面上に堆積物が堆積してなる堆積層と、のうちの少なくとも一方からなる。
The inhibition layer inhibits the redevelopment process, and as described above, the alteration layer formed by altering the surface portion of the
阻害層に変質層が含まれる場合、その変質層は、例えば、有機膜パターン4の表層部が時間放置劣化、熱酸化及び熱硬化のうちの少なくとも何れか1つの要因により変質したものであるか、或いは、有機膜パターン4の表層部がウェットエッチング液処理により変質したものであるか、或いは、有機膜パターン4の表層部がドライエッチング又はアッシング処理により変質したものであることが挙げられる。また、阻害層に堆積層が含まれる場合、その堆積層は、例えば、ドライエッチングによるデポジションより有機膜パターン4の表面上に堆積した層であることが挙げられる。
If the inhibition layer includes an altered layer, is the altered layer, for example, whether the surface layer portion of the
以上のような第1の実施形態によれば、除去処理を行うことにより、その後の本処理における再現像処理において現像機能液の有機膜パターン4への浸透を容易にさせ、該現像処理の効果を均一化させることができる。また、本処理を、有機膜パターン4の現像機能を持たず、有機膜パターン4を溶解除去する機能を持つ薬液を用いた薬液処理により行う場合にも、同様の効果が得られる。
According to the first embodiment as described above, by performing the removal process, it is possible to facilitate the penetration of the developing functional liquid into the
〔第2の実施形態〕
図2は第2の実施形態に係る基板処理方法における一連の工程を示す図である。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram showing a series of steps in the substrate processing method according to the second embodiment.
第2の実施形態では、複数段階(例えば、2段階)の膜厚を有するように当初の有機膜パターン4をフォトリソグラフィー法により形成する例を説明する。
In the second embodiment, an example will be described in which the original
先ず、図2(A)に示すように、導電膜2を成膜した基板1上に、有機膜3を塗布する。
First, as shown in FIG. 2A, an organic film 3 is applied on a
次に、2段階以上に露光量を制御した露光処理(すなはち、2回連続露光や、2段階以上の透過率を有する膜で形成されたパターンによるハーフトーンマスク露光や、通常パターンと露光限度以下の微細パターンによるグレートーンマスクを用いた露光処理)と、現像処理と、プリベークとしての加熱処理と、をこの順に行うことにより、2段階の膜厚を有する当初の有機膜パターン4を基板1上に形成する。すなわち、具体的には、例えば、図2(B)に示すように、中央部の膜厚が厚く、周縁部の膜厚が薄いような有機膜パターン4を形成する。
Next, an exposure process in which the exposure amount is controlled in two or more stages (that is, two-time continuous exposure, halftone mask exposure using a pattern formed of a film having two or more stages of transmittance, or normal pattern and exposure) The original
続いて、この当初の有機膜パターン4をマスクとして、基板1上の導電膜2を対象とするエッチング処理を行うことにより、導電膜2を一次的にパターン加工する(下地膜加工工程、第1の下地膜加工工程)。すなわち、導電膜2において、有機膜パターン4に覆われていない部分をエッチング(ウェットエッチング又はドライエッチング)により除去することにより、図2(C)に示す状態とする。
Subsequently, the
続いて、有機膜パターン4に対し、上記の第1の実施形態と同様の薬液を用いた除去処理を行うことにより上記阻害層を選択的に除去することによって、有機膜パターン4における変質層以外の部分を露出及び残存させた後で、再現像処理を行い、更に、その後、再度のプリベークである加熱処理を行うことにより、当初の有機膜パターン4を新たなパターン形状の有機膜パターン5に加工する本処理を行う。すなわち、有機膜パターン4における周縁部の膜厚が薄い部分を除去して、1段階のみの膜厚のパターン形状の有機膜パターン5に加工する(図2(D))。
Subsequently, by removing the inhibition layer selectively by performing a removal process using the same chemical solution as in the first embodiment on the
このように、本処理では、例えば、有機膜パターン4の一部を除去する(或いは、有機膜パターン4の全てを縮小する結果、有機膜パターン4の一部が除去される場合もある)。
Thus, in this process, for example, a part of the
更に、この新たな1段階のみの膜厚の有機膜パターン5をマスクとして、導電膜2において有機膜パターン5に覆われていない部分を半分程度の膜厚となるようにエッチング(ウェットエッチング又はドライエッチング)することにより、導電膜2の断面形状を階段状にする(第2の下地膜加工工程)(図2(E)。
Further, using the
その後、有機膜パターン5を剥離除去する(図2(F))。
Thereafter, the
このように、導電膜2の断面形状を階段状にすることにより、導電膜2の断面が垂直化したり逆テーパーになったりすることが防止される。
Thus, by making the cross-sectional shape of the
以上のような第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果が得られる。 According to the second embodiment as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
〔第3の実施形態〕
図3は第3の実施形態に係る基板処理方法における一連の工程を示す図である。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing a series of steps in the substrate processing method according to the third embodiment.
第3の実施形態でも、複数段階(例えば、2段階)の膜厚を有するように当初の有機膜パターン4をフォトリソグラフィー法により形成する例を説明する。
Also in the third embodiment, an example in which the original
先ず、図3(A)に示すように、半導体膜6と導電膜2とをこの順に成膜した基板1上に、有機膜3を塗布する。
First, as shown in FIG. 3A, an organic film 3 is applied on a
次に、2段階以上に露光量を制御した露光処理(すなはち、2回連続露光や、2段階以上の透過率を有する膜で形成されたパターンによるハーフトーンマスク露光や、通常パターンと露光限度以下の微細パターンによるグレートーンマスクを用いた露光処理)と、現像処理と、プリベークとしての加熱処理と、をこの順に行うことにより、2段階の膜厚を有する当初の有機膜パターン4を基板1上に形成する。すなわち、具体的には、例えば、図3(B)に示すように、中央部の膜厚が薄く、その両側の膜厚が薄いような有機膜パターン4を形成する。
Next, an exposure process in which the exposure amount is controlled in two or more stages (that is, two-time continuous exposure, halftone mask exposure using a pattern formed of a film having two or more stages of transmittance, or normal pattern and exposure) The original
続いて、この当初の有機膜パターン4をマスクとして、基板1上の導電膜2及び半導体膜6を対象とするエッチング処理(ウェットエッチング又はドライエッチング)を行うことにより、導電膜2を一次的にパターン加工するとともに、半導体膜6をパターン加工する(下地膜加工工程、第1の下地膜加工工程)(図3(C))。すなわち、導電膜2及び半導体膜6において、有機膜パターン4に覆われていない部分を除去する。ここで、導電膜2のエッチング処理は、ウェットエッチング又はドライエッチングにより行うことができ、半導体膜6のエッチング処理は、導電膜2のエッチングに引き続き、ドライエッチングにより行われる。
Subsequently, using the initial
続いて、有機膜パターン4に対し、上記の第1の実施形態と同様の薬液を用いた除去処理を行うことにより上記阻害層を選択的に除去することによって、有機膜パターン4における変質層以外の部分を露出及び残存させた後で、再現像処理を行い、更に、その後、再度のプリベークである加熱処理を行うことにより、当初の有機膜パターン4を新たなパターン形状の有機膜パターン5に加工する本処理を行う。すなわち、有機膜パターン4における中央部の膜厚が薄い部分を除去して、1段階のみの膜厚のパターン形状で、相互に分離された有機膜パターン5に加工する(図3(D))。このように、本処理では、例えば、有機膜パターン4の一部を除去する(或いは、有機膜パターン4の全てを縮小する結果、有機膜パターン4の一部が除去される場合もある)。なお、本実施形態では、この工程は、厚膜有機膜パターン残留工程にも相当する。
Subsequently, by removing the inhibition layer selectively by performing a removal process using the same chemical solution as in the first embodiment on the
更に、この新たな1段階のみの膜厚の有機膜パターン5をマスクとして、導電膜2に対して2回目のエッチング(ウェットエッチング又はドライエッチング)を行うことにより、導電膜2において、有機膜パターン5に覆われていない部分が除去され、導電膜2も相互に分離されたパターン形状に加工される(第2の下地膜加工工程)。すなわち、導電膜2は、その一部が半導体膜6とは異なるパターン形状に加工される(図3(E))。
Further, the
その後、有機膜パターン5を剥離除去する(図3(F))。
Thereafter, the
第3の実施形態は、例えば、半導体膜6が、n+a−Si(オーミック接続用高濃度半導体膜)、或いは、a−Si(アモルファスシリコン膜)である場合に、TFT基板におけるソースドレイン電極、配線及びチャネル部の形成に利用出来る加工方法である。
In the third embodiment, for example, when the
以上のような第3の実施形態によれば、例えば、半導体膜6が、n+a−Si或いはa−Siである場合に、TFT基板におけるソースドレイン電極、配線及びチャネル部を形成するに際して、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
According to the third embodiment as described above, for example, when the
〔第4の実施形態〕
図4は第4の実施形態に係る基板処理方法における一連の工程を示す図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a series of steps in the substrate processing method according to the fourth embodiment.
第4の実施形態でも、複数段階(例えば、2段階)の膜厚を有するように当初の有機膜パターン4をフォトリソグラフィー法により形成する例を説明する。
Also in the fourth embodiment, an example in which the original
先ず、図4(A)に示すように、半導体膜6と導電膜2とをこの順に成膜した基板1上に、有機膜3を塗布する。
First, as shown in FIG. 4A, an organic film 3 is applied on a
次に、2段階以上に露光量を制御した露光処理(すなはち、2回連続露光や、2段階以上の透過率を有する膜で形成されたパターンによるハーフトーンマスク露光や、通常パターンと露光限度以下の微細パターンによるグレートーンマスクを用いた露光処理)と、現像処理と、プリベークとしての加熱処理と、をこの順に行うことにより、2段階の膜厚を有し、相互に分離された当初の有機膜パターン4を基板1上に形成する。すなわち、具体的には、例えば、図4(B)に示すように、互いに隣接する一対の有機膜パターン4の各々において、他方の有機膜パターン4に近い部分は膜厚が厚く、他方の有機膜パターン4から遠い部分は膜厚が薄いような、互いに分離された有機膜パターン4を形成する。
Next, an exposure process in which the exposure amount is controlled in two or more stages (that is, two-time continuous exposure, halftone mask exposure using a pattern formed of a film having two or more stages of transmittance, or normal pattern and exposure) Initially separated from each other by carrying out an exposure process using a gray-tone mask with a fine pattern below the limit), a development process, and a heating process as a pre-bake in this order. The
続いて、この当初の有機膜パターン4をマスクとして、基板1上の導電膜2を対象とするエッチング処理(ウェットエッチング又はドライエッチング)を行うことにより、導電膜2を一次的にパターン加工する(下地膜加工工程、第1の下地膜加工工程)。すなわち、導電膜2において、有機膜パターン4に覆われていない部分を除去する(図4(C))。
Subsequently, the
続いて、有機膜パターン4に対し、上記の第1の実施形態と同様の薬液を用いた除去処理を行うことにより上記阻害層を選択的に除去することによって、有機膜パターン4における変質層以外の部分を露出及び残存させた後で、再現像処理を行い、更に、その後、再度のプリベークである加熱処理を行うことにより、当初の有機膜パターン4を新たなパターン形状の有機膜パターン5に加工する本処理を行う。すなわち、互いに隣接する一対の有機膜パターン4の各々において、他方の有機膜パターン4から遠く膜厚が薄い部分を除去することにより、1段階のみの膜厚のパターン形状の有機膜パターン5に加工する(図4(D))。このように、本処理では、例えば、有機膜パターン4の一部を除去する(或いは、有機膜パターン4の全てを縮小する結果、有機膜パターン4の一部が除去される場合もある)。なお、本実施形態では、この工程は、厚膜有機膜パターン残留工程にも相当する。
Subsequently, by removing the inhibition layer selectively by performing a removal process using the same chemical solution as in the first embodiment on the
更に、この新たな1段階のみの膜厚の有機膜パターン5をリフロー処理(加熱処理、又は有機溶剤蒸気などに暴露することによる溶解リフロー処理)することにより、隣接する有機膜パターン5を相互に一体化させて1つの新たな有機膜パターン7に加工する。これにより、半導体膜6において、互いに隣接する一対の導電膜2の間に位置する部分が、有機膜パターン7により覆われた状態となる(図4(E)参照)。
Further, by reflowing the
続いて、新たな有機膜パターン7及びその下の導電膜2をマスクとして、半導体膜6をエッチング(ドライエッチング)することにより、半導体膜6のパターン形状を、導電膜2のパターン(この場合、隣接された導電膜2が分離した分離パターン)とは異なるパターン形状(この場合、一体的なパターン)に形成する(第2の下地膜加工工程、下地膜加工工程)(図4(E))。
Subsequently, by using the new organic film pattern 7 and the
その後、有機膜パターン7を剥離除去する(図4(F))。 Thereafter, the organic film pattern 7 is peeled and removed (FIG. 4F).
以上のような第4の実施形態によれば、上記の第3の実施形態と同様の効果が得られる。 According to the fourth embodiment as described above, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
なお、上記の各実施形態では、有機膜パターンの再現像を行なうためには、再現像処理前に有機膜パターンに対して行なわれる処理、すなわちベーク、エッチングなどの再現像処理前の全ての処理において、有機膜パターン対する熱的なダメージを抑制し、現像機能が残存するように注意する必要がある。具体的には、有機膜の架橋反応が促進される150℃以上を避けて、これ未満の温度以下に保たなければならない。最適には140℃以下に抑えることが重要である。 In each of the above embodiments, in order to redevelop the organic film pattern, all the processes before the redevelopment process such as baking and etching are performed on the organic film pattern before the redevelopment process. However, it is necessary to take care that the thermal damage to the organic film pattern is suppressed and the developing function remains. Specifically, it must be kept at a temperature lower than 150 ° C., avoiding 150 ° C. or higher where the crosslinking reaction of the organic film is promoted. It is important to keep the temperature below 140 ° C. optimally.
但し、架橋が促進される温度が、これと異なる材料の場合には、その温度以下にすれば良い。 However, in the case where the temperature at which crosslinking is promoted is different from this material, the temperature may be made lower than that temperature.
また、基板1上に形成された当初の有機膜パターン4は、フォトリソグラフィ法により形成されたものに限らず、印刷法により形成されたものであっても良い。
Further, the original
また、有機膜パターン4は、例えば、光感光性有機膜からなることが好ましい。この場合、光感光性有機膜は、ポジ型光感光性有機膜、又はネガ型光感光性有機膜である。ポジ型光感光性有機膜により有機膜パターン4を形成する場合、例えば、主にノボラック樹脂により構成されているものであることが好ましい。また、光感光性有機膜は、感光させることによりアルカリ可溶となるものであることも好ましい。
Moreover, it is preferable that the
また、本実施形態に係る薬液は、上記のような除去処理に限らず、基板1上の有機膜パターン4の全てを除去する処理にも適用可能である。この場合、基板1上の有機膜パターン4は感光性有機膜であり、除去処理用の薬液は、少なくとも有機膜パターン4を感光させた後で行われる除去処理に用いられる薬液であることが好ましい。
Moreover, the chemical | medical solution which concerns on this embodiment is applicable not only to the above removal processes but the process which removes all the
また、除去処理の後で行われる本処理では、基板1上の有機膜パターンの全てを除去することとしても良い。
Further, in the present process performed after the removal process, all of the organic film pattern on the
本処理に用いられる薬液は、現像機能を有する薬液であることが好ましいが、剥離液であっても良い。 The chemical solution used in this treatment is preferably a chemical solution having a developing function, but may be a stripping solution.
また、本処理は、有機膜パターン4の少なくとも一部を縮小する処理であっても良い。
Further, this process may be a process of reducing at least a part of the
次に、上記の各実施形態に係る基板処理方法の除去処理において用いられる薬液の具体的な実施例について説明する。 Next, specific examples of chemicals used in the removal process of the substrate processing method according to each of the above embodiments will be described.
なお、以下に説明する薬液は、上記の実施形態に係る基板処理方法に限らず、その他の基板処理方法にも用いることが可能である。 In addition, the chemical | medical solution demonstrated below can be used not only for the substrate processing method which concerns on said embodiment but for another substrate processing method.
本実施例では、以下に説明するような実験を行うことにより、有機膜パターン4における阻害層の除去性能、並びに、有機膜パターン4における変質層以外の部分の残留性能を確認し、除去処理に用いられる薬液の好適な具体例を導いた。
In this example, by performing the experiment described below, the removal performance of the inhibition layer in the
先ず、硝酸アンモニウム7%、硝酸第二セリウムアンモニウム18%、水75%を含有するエッチング液を調製した。 First, an etching solution containing 7% ammonium nitrate, 18% ceric ammonium nitrate, and 75% water was prepared.
また、基板1としては、表面に厚さ200nmのCr膜を導電膜2として有するガラス基板を準備した。
As the
この基板1上に有機膜3 (ノボラック樹脂レジスト)を形成し(例えば、図1(A)に相当する状態)、露光・現像・プリベークにより有機膜パターン4を形成した(例えば、図1(B)に相当する状態)。
An organic film 3 (novolak resin resist) is formed on the substrate 1 (for example, a state corresponding to FIG. 1A), and an
次に、上記のように有機膜パターン4が形成された基板1を上記のエッチング液に40℃でジャストエッチングする時間(有機膜パターン4に覆われていないCr膜(導電膜2)が消失する時間)浸漬してエッチングを行った(例えば、図1(C)に相当する状態)。更に、この基板1を水洗・乾燥した。
Next, a time for just etching the
この基板1を、本実施例で説明する実験の処理対象物とした。すなわち、当初の有機膜パターン4の表面に阻害層が形成された状態の基板1を、実験の処理対象物とした。
This board |
次に、上記基板1を図6の「実施例1〜8」、並びに、「比較例1〜11」の各欄に示す組成(図6中の略号については後述)の薬液中に、それぞれ30℃で60秒間浸漬することにより、実施例1〜8並びに比較例1〜11の除去処理をそれぞれ行った。
Next, each of the
ここで、図6における下記の略称は、各々の略称の右に示す化合物を意味する。 Here, the following abbreviations in FIG. 6 mean the compounds shown to the right of each abbreviation.
HA:ヒドロキシルアミン
TMAH:水酸化テトラメチルアンモニウム
TEAH:水酸化テトラエチルアンモニウム
DEHA:N,N−ジエチルヒドロキシルアミン
MEA:モノエタノールアミン
BDG:ジエチレングリコール、モノブチルエーテル
PW:水
すなわち、実施例1の薬液は、5重量%のヒドロキシルアミンと、2重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、93重量%の水と、からなる水溶液である。
HA: hydroxylamine TMAH: tetramethylammonium hydroxide TEAH: tetraethylammonium hydroxide DEHA: N, N-diethylhydroxylamine MEA: monoethanolamine BDG: diethylene glycol, monobutyl ether PW: water That is, the chemical solution of Example 1 is 5 An aqueous solution consisting of wt% hydroxylamine, 2 wt% tetramethylammonium hydroxide, and 93 wt% water.
実施例2の薬液は、0.5重量%のヒドロキシルアミンと、2重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、97.5重量%(図6では四捨五入して98と表記)の水と、からなる水溶液である。 The chemical solution of Example 2 is composed of 0.5% by weight hydroxylamine, 2% by weight tetramethylammonium hydroxide, and 97.5% by weight (rounded off to 98 in FIG. 6). It is an aqueous solution.
実施例3の薬液は、30重量%のヒドロキシルアミンと、10重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、60重量%の水と、からなる水溶液である。 The chemical solution of Example 3 is an aqueous solution composed of 30% by weight hydroxylamine, 10% by weight tetramethylammonium hydroxide, and 60% by weight water.
実施例4の薬液は、5重量%のヒドロキシルアミンと、0.5重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、94.5重量%(図6では四捨五入して95と表記)の水と、からなる水溶液である。 The chemical solution of Example 4 is composed of 5% by weight of hydroxylamine, 0.5% by weight of tetramethylammonium hydroxide, and 94.5% by weight of water (rounded up to 95 in FIG. 6). It is an aqueous solution.
実施例5の薬液は、5重量%のヒドロキシルアミンと、2重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、93重量%の水と、からなる水溶液である。 The chemical solution of Example 5 is an aqueous solution composed of 5% by weight hydroxylamine, 2% by weight tetramethylammonium hydroxide, and 93% by weight water.
実施例6の薬液は、5重量%のヒドロキシルアミンと、2重量%のコリンと、93重量%の水と、からなる水溶液である。 The chemical solution of Example 6 is an aqueous solution composed of 5% by weight hydroxylamine, 2% by weight choline, and 93% by weight water.
実施例7の薬液は、5重量%のN,N−ジエチルヒドロキシルアミンと、2重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、93重量%の水と、からなる水溶液である。 The chemical solution of Example 7 is an aqueous solution composed of 5% by weight of N, N-diethylhydroxylamine, 2% by weight of tetramethylammonium hydroxide, and 93% by weight of water.
実施例8の薬液は、5重量%のヒドラジンと、2重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、93重量%の水と、からなる水溶液である。 The chemical solution of Example 8 is an aqueous solution composed of 5% by weight of hydrazine, 2% by weight of tetramethylammonium hydroxide, and 93% by weight of water.
また、比較例1の薬液は、2.38重量%(図6では四捨五入して2.4と表記)の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液である。 The chemical solution of Comparative Example 1 is a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (rounded to the nearest 2.4 in FIG. 6).
比較例2の薬液は、20重量%の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液である。 The chemical solution of Comparative Example 2 is a 20% by weight tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.
比較例3の薬液は、5重量%のヒドロキシルアミン水溶液である。 The chemical solution of Comparative Example 3 is a 5% by weight hydroxylamine aqueous solution.
比較例4の薬液は、20重量%のモノエタノールアミンと、60重量%の有機溶剤(ジエチレングリコール及びモノブチルエーテル)と、20重量%の水と、からなる。 The chemical solution of Comparative Example 4 is composed of 20% by weight monoethanolamine, 60% by weight organic solvent (diethylene glycol and monobutyl ether), and 20% by weight water.
比較例5の薬液は、40重量%のモノエタノールアミンと、60重量%の有機溶剤(ジエチレングリコール及びモノブチルエーテル)と、からなる。 The chemical solution of Comparative Example 5 is composed of 40% by weight of monoethanolamine and 60% by weight of an organic solvent (diethylene glycol and monobutyl ether).
比較例6の薬液は、有機溶剤(ジエチレングリコール及びモノブチルエーテル)のみからなる。 The chemical solution of Comparative Example 6 consists only of organic solvents (diethylene glycol and monobutyl ether).
比較例7の薬液は、5重量%のヒドロキシルアミンと、5重量%の有機溶剤(ジエチレングリコール及びモノブチルエーテル)と、90重量%の水と、からなる。 The chemical solution of Comparative Example 7 is composed of 5% by weight hydroxylamine, 5% by weight organic solvent (diethylene glycol and monobutyl ether), and 90% by weight water.
比較例8の薬液は、5重量%のヒドロキシルアミンと、15重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、80重量%の水と、からなる。 The chemical solution of Comparative Example 8 is composed of 5% by weight hydroxylamine, 15% by weight tetramethylammonium hydroxide, and 80% by weight water.
比較例9の薬液は、5重量%のヒドロキシルアミンと、0.1重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、94.9重量%(図6では四捨五入して95と表記)の水と、からなる。 The chemical solution of Comparative Example 9 is composed of 5% by weight hydroxylamine, 0.1% by weight tetramethylammonium hydroxide, and 94.9% by weight (rounded to the nearest 95) in FIG. .
比較例10の薬液は、40重量%のヒドロキシルアミンと、2重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、58重量%の水と、からなる。 The chemical solution of Comparative Example 10 is composed of 40% by weight hydroxylamine, 2% by weight tetramethylammonium hydroxide, and 58% by weight water.
比較例11の薬液は、0.2重量%のヒドロキシルアミンと、2重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムと、97.8重量%(図6では四捨五入して98と表記)の水と、からなる。 The chemical solution of Comparative Example 11 was composed of 0.2% by weight hydroxylamine, 2% by weight tetramethylammonium hydroxide, and 97.8% by weight (rounded to 98 in FIG. 6). .
このような実施例1〜8並びに比較例1〜11の薬液を各々対象の基板1に用いて、除去処理を行った後は、各基板1を純水で洗浄し、N2ガスを吹き出すエアーガンにより基板1から純水を吹き飛ばし、自然乾燥させた。
After performing the removal process using the chemical solutions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 11 for the
この段階で、各基板1上の有機膜パターン4の残存具合を光学顕微鏡にて観察し、有機膜パターン4の変化を調べた。
At this stage, the remaining state of the
その結果を図6の「薬液処理後」の欄に示す。判定の基準は以下の通りである。 The results are shown in the column “After chemical treatment” in FIG. Judgment criteria are as follows.
○:有機膜パターンはほぼ変化なし。 ○: The organic film pattern is almost unchanged.
△:有機膜パターンにおける変質層以外の部分は除去されるが、変質層は残る。又は、有機膜パターンが不均一に溶解する。 Δ: Parts other than the altered layer in the organic film pattern are removed, but the altered layer remains. Alternatively, the organic film pattern is dissolved non-uniformly.
×:有機膜パターンが変質層も含め、完全溶解する。 X: The organic film pattern completely dissolves including the altered layer.
なお、「○:有機膜パターンはほぼ変化なし。」となる場合は、有機膜パターン4における変質層以外の部分は除去されず、阻害層(例えば、Crエッチングにより生じた変質層或いは堆積層)のみが除去されたことを示す。Crエッチングによる変質層は非常に薄いため、顕微鏡画像にほとんど変化は現れない。ただし、除去処理により、有機膜パターン4における変質層以外の部分およびCrエッチングによる変質層を除去できていない場合も顕微鏡画像に変化は現れないことになる。
In addition, when “O: organic film pattern is almost unchanged”, portions other than the altered layer in the
次に、上記の除去処理の前後で有機膜パターンがほぼ変化しなかった基板1(薬液処理後の欄が○の各基板1)を、2.38%の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液からなる現像液中に室温で60秒浸漬することにより、再現像処理した。
Next, development of the substrate 1 (each
次に、この基板1を純水で洗浄し、N2ガスを吹き出すエアーガンにより純水を吹き飛ばし、自然乾燥させた。
Next, the
基板1上の有機膜パターン4の残存具合を光学顕微鏡にて観察し、有機膜パターン4の変化を調べた。
The remaining condition of the
その結果を図6の「現像液処理後」の欄に示す。判定の基準は以下の通りである。 The result is shown in the column “After developing solution processing” in FIG. Judgment criteria are as follows.
○:有機膜パターンが均一に溶解する。 ○: The organic film pattern is uniformly dissolved.
×:有機膜パターンが不均一に溶解する。 X: The organic film pattern is dissolved non-uniformly.
−:現像液処理を行っていない。 -: Developer processing is not performed.
Crエッチングを行うことにより、有機膜パターン4の表面には変質層が形成される。図6に示す組成の薬液を用いた除去処理により有機膜パターン4が完全除去される場合、その薬液はCrエッチングによる変質層を除去する能力を有しているものの、除去能力が強すぎ、有機膜パターン4における変質層以外の部分までを除去してしまう。そのため、本来の目的である有機膜パターン4の再加工を行うことができず不適当である。
By performing Cr etching, an altered layer is formed on the surface of the
図6に示す組成の薬液を用いた除去処理により、有機膜パターン4における変質層以外の部分は除去されるが、Crエッチングによる変質層は残る場合、変質層の弱い部分から薬液が浸透し、有機膜パターン4における変質層以外の部分を溶解したと考えられる。この場合も有機膜パターン4の再加工を行えないため不適当である。
By the removal treatment using the chemical solution having the composition shown in FIG. 6, the portion other than the altered layer in the
図6に示す組成の薬液を用いた除去処理により、有機膜パターンが不均一に、一部分のみ溶解する場合、薬液は変質層を除去する能力は有していないものの、Crエッチングにより生じた変質層の弱い箇所から内部に浸透し、その箇所において、有機膜パターン4における変質層以外の部分のみを溶解させたと考えられる。この場合も、変質層が残存しているため、有機膜パターン4の再加工する本処理を行えず、不適当である。
When the organic film pattern is nonuniformly dissolved only partially by the removal treatment using the chemical solution having the composition shown in FIG. 6, the chemical solution does not have the ability to remove the altered layer, but the altered layer caused by Cr etching. It is thought that only the portion other than the altered layer in the
図6に示す組成の薬液を用いた除去処理により、有機膜パターン4はほぼ変化ない場合、これは有機膜パターン4を除去せずにCrエッチングによる変質層のみ除去されたことを示す。Crエッチングによる変質層は非常に薄いため、顕微鏡画像にほとんど変化は現れない。ただし、薬液処理により有機膜パターン4における変質層以外の部分およびCrエッチングによる変質層を除去できていない場合も、顕微鏡画像に変化は現れないことになる。
When the
そこで、Crエッチングによる変質層が除去されたか否かを現像液処理により判定する。上記現像液はCrエッチングによる変質層を除去できない。したがって、Crエッチングによる変質層が存在する有機膜パターン4に対して現像液処理を行うと、有機膜パターンは不均一に、一部分のみ溶解する。一方、変質層が存在しない有機膜パターン4に対して現像液処理を行うと、上記現像液が有機膜パターンへ浸透するのを阻害するCrエッチングによる変質層がないため、有機膜パターンは均一に溶解する。
Therefore, whether or not the deteriorated layer due to Cr etching has been removed is determined by developer processing. The developer cannot remove the deteriorated layer by Cr etching. Therefore, when the developing solution treatment is performed on the
図6から、各実施例1〜8に係る薬液を除去処理に用いると、有機膜パターン4における変質層以外の部分は除去することなく、阻害層のみを除去できることがわかる。
From FIG. 6, it is understood that when the chemical solutions according to Examples 1 to 8 are used for the removal process, only the inhibition layer can be removed without removing portions other than the altered layer in the
これに対して、2.38%(図6では四捨五入して2.4と表記)水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(比較例1)、5%ヒドロキシルアミン水溶液(比較例3)、モノエタノールアミン及び有機溶剤(ジエチレングリコール及びモノブチルエーテル)からなる薬液(比較例5)、有機溶剤のみからなる薬液(比較例6)、ヒドロキシルアミンとモノエタノールアミンを含有する水溶液(比較例7)、ヒドロキシルアミン濃度は適正であるが水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液濃度が不足している薬液(比較例9)では、変質層を除去する能力が不足していることがわかる。一方、20%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(比較例2)、モノエタノールアミンと有機溶剤と水を含有する薬液(比較例4)、ヒドロキシルアミン濃度は適正であるが水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液濃度が過剰である液(比較例8)、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液濃度は適正であるがヒドロキシルアミン濃度が過剰である液(比較例10)、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液濃度は適正であるがヒドロキシルアミン濃度が不足している液(比較例11)では、変質層を除去できるものの、変質していない有機膜パターンまで完全に除去してしまうため、不適当である。 In contrast, 2.38% (rounded to 2.4 in FIG. 6) tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (Comparative Example 1), 5% hydroxylamine aqueous solution (Comparative Example 3), monoethanolamine and organic Chemical solution consisting of solvent (diethylene glycol and monobutyl ether) (Comparative Example 5), chemical solution consisting only of organic solvent (Comparative Example 6), aqueous solution containing hydroxylamine and monoethanolamine (Comparative Example 7), hydroxylamine concentration is appropriate However, it can be seen that the chemical solution (Comparative Example 9) in which the concentration of the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is insufficient is insufficient in the ability to remove the deteriorated layer. On the other hand, 20% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (Comparative Example 2), chemical solution containing monoethanolamine, organic solvent and water (Comparative Example 4), hydroxylamine concentration is appropriate, but tetramethylammonium hydroxide aqueous solution concentration is Excess liquid (Comparative Example 8), tetramethylammonium hydroxide aqueous solution concentration is appropriate but hydroxylamine concentration is excessive (Comparative Example 10), tetramethylammonium hydroxide aqueous solution concentration is appropriate but hydroxylamine The liquid having the insufficient concentration (Comparative Example 11) is not suitable because the deteriorated layer can be removed, but the organic film pattern that is not deteriorated is completely removed.
これらのことから、上記の実施形態に係る薬液中における第1の成分(ヒドロキシルアミン誘導体及びヒドラジン誘導体の少なくとも何れか一方からなる)の含有量は、0.5重量%〜30重量%であることが好ましい。また、上記の実施形態に係る薬液中における現像機能液成分の含有量は、0.2重量%〜10重量%(更に好ましくは0.5重量%〜10重量%)であることが好ましい。 Accordingly, the content of the first component (consisting of at least one of a hydroxylamine derivative and a hydrazine derivative) in the chemical solution according to the above embodiment is 0.5% by weight to 30% by weight. Is preferred. In addition, the content of the developing functional liquid component in the chemical solution according to the above embodiment is preferably 0.2 wt% to 10 wt% (more preferably 0.5 wt% to 10 wt%).
次に、図5について説明する。 Next, FIG. 5 will be described.
図5は、除去処理に用いられる薬品中におけるヒドロキシルアミン誘導体と現像機能液成分(例えば、水酸化テトラアルキルアンモニウム)との混合比率を変化させた場合に、当初の有機膜パターン4における阻害層の除去レート(除去速度:Å/min)と、当初の有機膜パターン4における変質層以外の部分の除去レート(除去速度:Å/min)と、がどのように変化するかを示すグラフである。
FIG. 5 shows the inhibition layer in the original
図5に示すように、阻害層の除去レートは、ヒドロキシルアミン誘導体の混合比率が高くなるほど(水酸化テトラアルキルアンモニウムの混合比率が低くなるほど)、大きくなる。 As shown in FIG. 5, the removal rate of the inhibition layer increases as the mixing ratio of the hydroxylamine derivative increases (as the mixing ratio of the tetraalkylammonium hydroxide decreases).
また、有機膜パターン4における変質層以外の部分の除去レートは、ヒドロキシルアミン誘導体の混合比率が0(水酸化テトラアルキルアンモニウムの混合比率が1)の場合に高く、ヒドロキシルアミン誘導体の混合比率が0〜0.3へと上昇するにつれて(水酸化テトラアルキルアンモニウムの混合比率が1〜0.7へと下降するにつれて)小さくなり、ヒドロキシルアミン誘導体の混合比率が0.3〜0.7の間(水酸化テトラアルキルアンモニウムの混合比率が0.7〜0.3の間)では小さく(ほぼ除去されず)、ヒドロキシルアミン誘導体の混合比率が0.7〜1へと上昇するにつれて(水酸化テトラアルキルアンモニウムの混合比率が0.3〜0へと下降するにつれて)再び高くなる。
Further, the removal rate of portions other than the altered layer in the
このため、有機膜パターン4における変質層以外の部分が除去されないようにするためには、除去処理に用いられる薬品中におけるヒドロキシルアミン誘導体と水酸化テトラアルキルアンモニウムとの混合比率が約0.3〜0.7の範囲が好ましく、この範囲内で、阻害層の除去レートが高くなるほど、すなわち、ヒドロキシルアミン誘導体の混合比率を高めるほど、除去処理の処理時間を短縮できると言える。
For this reason, in order not to remove portions other than the altered layer in the
ただし、除去処理の実施時間を適宜に調整することとすれば、阻害層の除去レートの方が、有機膜パターン4における変質層以外の部分の除去レートよりも小さくても、除去処理を好適に実行可能である。
However, if the implementation time of the removal process is appropriately adjusted, the removal process is preferably performed even if the removal rate of the inhibition layer is smaller than the removal rate of the portion other than the altered layer in the
このため、有機膜パターン4における阻害層(変質層)を溶解させる速度V1と、有機膜パターン4における変質層以外の部分を溶解させる速度V2との比V1/V2が0.5以上であれば、すなわち、図5の例では、例えば、除去処理に用いられる薬品中におけるヒドロキシルアミン誘導体と水酸化テトラアルキルアンモニウムとの混合比率が約0.23以上であれば、除去処理を好適に実行可能である。
For this reason, if ratio V1 / V2 of the speed V1 which dissolves the inhibition layer (altered layer) in the
但し、有機膜パターン4における変質層以外の部分を溶解させる速度は遅い方が、除去処理の実行時間の調整が容易である。このため、有機膜パターン4における阻害層(変質層)以外の部分を溶解させる速度は、例えば、1000Å/min以下であることが好ましく、100Å/min以下であることがより好ましく、50Å/min以下であることが一層好ましい。
However, the slower the speed of dissolving the portion other than the altered layer in the
ここで、上記の第4の実施形態としては、1)有機膜パターン4を再加工する本処理に引き続いて以下の溶解変形処理を行う場合、2)有機膜パターン4の表面に形成された阻害層の除去処理を行った後、且つ、有機膜パターン4を再加工する本処理の前に、以下の溶解変形処理を追加して行う場合、3)有機膜パターン4の表面に形成された阻害層の除去処理を行う前に溶解変形処理を行う場合がある。
Here, as the above fourth embodiment, 1) In the case where the following dissolution deformation process is performed following the main process for reworking the
上記の第4の実施形態における溶解変形処理に関する具体例を、以下に説明する。 A specific example relating to the dissolution deformation process in the fourth embodiment will be described below.
有機膜パターンの溶解変形処理では、有機膜パターン(特に、ポジ型、レジストパターン)に有機溶剤を接触させ(主に有機溶剤ガス雰囲気に暴露させる処理による)により、有機膜パターンを溶解させリフローさせる。 In the dissolution deformation process of the organic film pattern, the organic film pattern is dissolved and reflowed by bringing an organic solvent into contact with the organic film pattern (particularly, positive type, resist pattern) (mainly by exposure to an organic solvent gas atmosphere). .
溶解変形処理は、例えば、基板1を有機溶液中に浸漬することにより、基板1上に形成された有機膜パターン4に有機溶液(主に有機溶剤)を浸透させ変形(主に溶解リフロー変形)させることにより行う。
The dissolution deformation process is performed by, for example, immersing the
或いは、溶解変形処理は、例えば、有機溶液(主に有機溶剤)を不活性ガスを用いたバブリング(例えば、N2バブリング)によりガス化し、その雰囲気に基板を暴露させるガス雰囲気処理により行う。 Alternatively, the dissolution deformation process is performed by, for example, a gas atmosphere process in which an organic solution (mainly an organic solvent) is gasified by bubbling using an inert gas (for example, N 2 bubbling) and the substrate is exposed to the atmosphere.
基板上に形成された有機膜パターンを溶解させ変形させる溶解変形処理を行うに際し、その前処理として、有機膜パターンの表面の阻害層を除去する除去処理の少なくとも一部をウエット処理である薬液処理により行うことによって、基板や有機膜パターンにダメージを与えずに阻害層を除去することができ、その後の溶解変形処理において均一な処理を実現することができる。 As a pre-treatment, when performing a dissolution / deformation process that dissolves and deforms the organic film pattern formed on the substrate, at least a part of the removal process for removing the inhibition layer on the surface of the organic film pattern is a chemical process that is a wet process. As a result, the inhibition layer can be removed without damaging the substrate and the organic film pattern, and a uniform process can be realized in the subsequent dissolution deformation process.
溶解変形処理は、具体的には、例えば、有機膜パターンの面積を拡大させたり、隣設された有機膜パターンを相互に一体化させたり、有機膜パターンを平坦化させたり、基板上に形成された回路パターンを覆う絶縁膜となるように有機膜パターンを変形させたりする目的で行うことが挙げられる。 Specifically, for example, the deformation process is performed on the substrate by expanding the area of the organic film pattern, integrating the adjacent organic film patterns with each other, flattening the organic film pattern, or the like. It may be performed for the purpose of deforming the organic film pattern so as to be an insulating film covering the circuit pattern.
なお、溶解変形処理(有機膜パターン加工処理)の前に、有機膜パターン4に対し、適宜、露光処理、現像処理、ウェットエッチング処理、及び、ドライエッチング処理のうちの少なくとも1つの処理を行うようにしても良い。
Before the dissolution deformation process (organic film pattern processing process), at least one of an exposure process, a development process, a wet etching process, and a dry etching process is appropriately performed on the
ガス雰囲気処理では、基板に対し各種ガス(主に、有機溶剤を原料として気化させて生成する)を暴露することにより、基板上の有機膜パターンを溶解させ変形させる(溶解変形処理)。つまり、ガス雰囲気処理は、例えば、有機溶剤のガス雰囲気中で行う。 In the gas atmosphere treatment, various gases (mainly generated by vaporizing an organic solvent as a raw material) are exposed to the substrate to dissolve and deform the organic film pattern on the substrate (dissolution deformation treatment). That is, the gas atmosphere treatment is performed, for example, in an organic solvent gas atmosphere.
ここで、ガス雰囲気処理に用いて好適な有機溶剤を、上位概念としての有機溶剤と、それを具体化した下位概念の有機溶剤とに分けて、以下に示す。なお、Rはアルキル基又は置換アルキル基、Arはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示すものとする。
上位概念としての有機溶剤:
・アルコール類(R−OH)
・アルコキシアルコール類
・エーテル類(R−O−R、Ar−O−R、Ar−O−Ar)
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類
下位概念の有機溶剤:
・CH3OH、C2H5OH、CH3(CH2)XOH
・イソプロピルアルコール(IPA)
・エトキシエタノール
・メトキシアルコール
・長鎖アルキルエステル
・モノエタノールアミン(MEA)
・モノエチルアミン
・ジエチルアミン
・トリエチルアミン
・モノイソピルアミン
・ジイソピルアミン
・トリイソピルアミン
・モノブチルアミン
・ジブチルアミン
・トリブチルアミン
・ヒドロキシルアミン
・ジエチルヒドロキシルアミン
・無水ジエチルヒドロキシルアミン
・ピリジン
・ピコリン
・アセトン
・アセチルアセトン
・ジオキサン
・酢酸エチル
・酢酸ブチル
・トルエン
・メチルエチルケトン(MEK)
・ジエチルケトン
・ジメチルスルホキシド(DMSO)
・メチルイソブチルケトン(MIBK)
・ブチルカルビトール
・n−ブチルアセテート(nBA)
・ガンマーブチロラクトン
・エチルセロソルブアセテート(ECA)
・乳酸エチル
・ピルビン酸エチル
・2−ヘプタノン(MAK)
・3−メトキシブチルアセテート
・エチレングリコール
・プロピレングリコール
・ブチレングリコール
・エチレングリコールモノエチルエーテル
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル
・エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノメチルエーテル
・エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル
・ポリエチレングリコール
・ポリプロレングリコール
・ポリブチレングリコール
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリジエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル
・メチル−3−メトキシプロピオネート(MMP)
・プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
・プロピレングリコールモノプロピルエーテル(PGP)
・プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGEE)
・エチル−3−エトキシプロピオネート(FEP)
・ジプロピレングリコールモノエチルエーテル
・トリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート
・3−メトキシプロピオン酸メチル
・3−エトキシプロピオン酸エチル
・N−メチル−2−ピロリドン(NMP)
なお、有機溶剤を原料として生成したガスを用いてガス雰囲気処理を行うのは、有機膜パターンが有機溶剤の浸透により溶解する場合である。例えば、有機膜パターンが水溶性、酸溶解性、アルカリ溶解性の場合は、水溶液、酸溶液或いはアルカリ溶液を原料として生成したガスを用いてガス雰囲気処理を行う場合も有り得る。
Here, organic solvents suitable for gas atmosphere treatment are divided into an organic solvent as a superordinate concept and an organic solvent as a subordinate concept that embodies it, and are shown below. R represents an alkyl group or a substituted alkyl group, and Ar represents a phenyl group or an aromatic ring other than a phenyl group.
Organic solvent as a superordinate concept:
・ Alcohols (R-OH)
・ Alkoxy alcohols ・ Ethers (R—O—R, Ar—O—R, Ar—O—Ar)
・ Organic solvents of esters, ketones, glycols, alkylene glycols, glycol ethers subordinate concept:
CH 3 OH, C 2 H 5 OH, CH 3 (CH 2 ) XOH
・ Isopropyl alcohol (IPA)
・ Ethoxyethanol ・ Methoxy alcohol ・ Long chain alkyl ester ・ Monoethanolamine (MEA)
・ Monoethylamine ・ Diethylamine ・ Triethylamine ・ Monoisopyramine ・ Diisopyramine ・ Triisopyramine ・ Monobutylamine ・ Dibutylamine ・ Tributylamine ・ Hydroxylamine ・ Diethylhydroxylamine ・ Anhydrous diethylhydroxylamine ・ Pyridine ・ Picoline ・ Acetone ・ Acetylacetone ・ Dioxane・ Ethyl acetate ・ Butyl acetate ・ Toluene ・ Methyl ethyl ketone (MEK)
・ Diethyl ketone dimethyl sulfoxide (DMSO)
・ Methyl isobutyl ketone (MIBK)
・ Butyl carbitol ・ n-butyl acetate (nBA)
・ Gamma-butyrolactone ・ Ethyl cellosolve acetate (ECA)
・ Ethyl lactate ・ Ethyl pyruvate ・ 2-heptanone (MAK)
・ 3-methoxybutyl acetate ・ ethylene glycol ・ propylene glycol ・ butylene glycol ・ ethylene glycol monoethyl ether ・ diethylene glycol monoethyl ether ・ ethylene glycol monoethyl ether acetate ・ ethylene glycol monomethyl ether ・ ethylene glycol monomethyl ether acetate ・ ethylene glycol mono-n -Butyl ether, polyethylene glycol, polyprolene glycol, polybutylene glycol, polyethylene glycol monoethyl ether, polydiethylene glycol monoethyl ether, polyethylene glycol monoethyl ether acetate, polyethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether acetate, polyethylene Recall mono -n- butyl-methyl-3-methoxypropionate (MMP)
・ Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
・ Propylene glycol monopropyl ether (PGP)
・ Propylene glycol monoethyl ether (PGEE)
・ Ethyl-3-ethoxypropionate (FEP)
-Dipropylene glycol monoethyl ether-Tripropylene glycol monoethyl ether-Polypropylene glycol monoethyl ether-Propylene glycol monomethyl ether propionate-Methyl 3-methoxypropionate-Ethyl 3-ethoxypropionate-N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)
The gas atmosphere treatment is performed using a gas generated using an organic solvent as a raw material when the organic film pattern is dissolved by the permeation of the organic solvent. For example, when the organic film pattern is water-soluble, acid-soluble, or alkali-soluble, gas atmosphere treatment may be performed using a gas generated using an aqueous solution, an acid solution, or an alkali solution as a raw material.
上記においては、有機膜全体を除去する前、又は有機膜全体を除去する場合の処理に、本発明に係る薬液を用いた例を説明したが、これに限らず、有機膜が存在しないか基板表面の洗浄か、または有機膜全体を除去した後の残渣などを除去する洗浄にも上記の薬液を用いることができる。 In the above, the example using the chemical solution according to the present invention has been described before the removal of the entire organic film or in the case of removing the entire organic film. The above chemical solution can also be used for cleaning the surface or for removing residues after removing the entire organic film.
更には、上記の基板処理方法のいずれかの段階で基板表面の残渣の除去、または洗浄にも、本発明に係る薬液を用いることができる。 Furthermore, the chemical solution according to the present invention can also be used for removing or cleaning residues on the substrate surface at any stage of the above substrate processing method.
上記の基板処理方法及び薬液、並びに、基板表面の洗浄方法、有機膜全体を除去した後の残渣などを除去する洗浄方法は、全ての液晶表示装置(LCD)表示装置、すなわち縦電界型液晶表示装置(LCD)表示装置、横電界型液晶表示装置(LCD)表示装置、反射型液晶表示装置(LCD)表示装置、半透過型液晶表示装置(LCD)表示装置の他に、EL表示装置、その他の表示装置、或いは半導体装置、例えば、フラットディスプレイパネルの液晶表示装置(LCD),エレクトロルミネッセンス表示装置(EL),フィールドエミッションディスプレイ(FED),蛍光表示装置,プラズマディスプレイパネル(PDP)のアクティブ素子などの製造方法、または、その集積回路を備えた基板の製造に適用できるものである。 The above-mentioned substrate processing method and chemical solution, the substrate surface cleaning method, and the cleaning method for removing residues after removing the entire organic film are all liquid crystal display (LCD) display devices, that is, vertical electric field type liquid crystal displays. In addition to display devices (LCD) display devices, horizontal electric field type liquid crystal display devices (LCD) display devices, reflective liquid crystal display devices (LCD) display devices, transflective liquid crystal display devices (LCD) display devices, EL display devices, etc. Display devices or semiconductor devices such as flat display panel liquid crystal display devices (LCD), electroluminescence display devices (EL), field emission displays (FED), fluorescent display devices, plasma display panel (PDP) active elements, etc. This method can be applied to the manufacturing method described above, or the manufacturing of a substrate provided with the integrated circuit.
1 基板
2 導電膜(下地膜)
4 有機膜パターン
5 有機膜パターン
6 半導体膜(下地膜)
7 有機膜パターン
1
4
7 Organic film pattern
Claims (26)
前記除去処理を、ヒドロキシルアミン誘導体及びヒドラジン誘導体の少なくとも何れか一方からなる第1の成分を0.5重量%〜30重量%含み、かつ現像機能液成分を0.2重量%〜10重量%含む水溶液を用いて行うことを特徴とする基板処理方法。 An organic film pattern is formed on the substrate, and an alteration layer formed by altering a surface layer portion of the organic film pattern is formed on the surface of the organic film pattern, and a deposit is deposited on the surface of the organic film pattern. A substrate processing method for performing, in this order, a removal process for removing at least the inhibition layer and a main process for processing the organic film pattern when an inhibition layer comprising at least one of the deposited layer and the inhibition layer is formed. In
The removal process, contains 0.5% to 30% by weight of the first component comprising either at a minimum of hydroxylamine derivatives and hydrazine derivatives, and the developing functional liquid component 0.2% to 10% The substrate processing method characterized by performing using the aqueous solution containing .
前記第1の下地膜加工工程後の前記有機膜パターン、或いは、前記本処理により加工された後の有機膜パターンをマスクとして、前記下地膜を再度パターン加工する第2の下地膜加工工程と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の基板処理方法。 A first base film processing step of patterning the base film of the organic film pattern by etching using the organic film pattern as a mask before the removing treatment;
Using the organic film pattern after the first base film processing step or the organic film pattern processed by the main processing as a mask, a second base film processing step for patterning the base film again;
The substrate processing method according to claim 1, further comprising :
前記有機膜パターン加工処理は、前記有機膜パターンを溶解させ変形させる溶解変形処理により行うことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の基板処理方法。 An organic film pattern processing process for processing the organic film pattern is further provided after at least one of the removal process and the main process,
The organic layer patterning process, the substrate processing method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the dissolving modified process for deforming dissolving said organic film pattern.
前記有機膜パターン加工処理では、
前記有機膜パターンを加熱する加熱処理と、
前記有機膜パターンを溶解させ変形させる溶解変形処理と、
をこの順に行うことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の基板処理方法。 An organic film pattern processing process for processing the organic film pattern is further provided after at least one of the removal process and the main process,
In the organic film pattern processing,
A heat treatment for heating the organic film pattern;
A dissolution deformation process for dissolving and deforming the organic film pattern;
The substrate processing method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is carried out in this order.
(1)アルコール類(R−OH)
(2)エーテル類(R−O−R、Ar−O−R、Ar−O−Ar)
(3)エステル類
(4)ケトン類
(5)グリコールエーテル類
(但し、(1)、(2)において、Rはアルキル基又は置換アルキル基、Arはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す) The substrate processing method according to claim 16 , wherein the organic solution is a solution containing at least one of organic solvents shown in the following (1) to (5).
(1) Alcohols (R-OH)
(2) Ethers (R—O—R, Ar—O—R, Ar—O—Ar)
(3) Esters (4) Ketones (5) Glycol ethers (However, in (1) and (2), R represents an alkyl group or a substituted alkyl group, and Ar represents a phenyl group or an aromatic ring other than a phenyl group. )
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