JP6518548B2 - 紫外線照射装置、レジストパターン形成装置、紫外線照射方法及びレジストパターン形成方法 - Google Patents
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Description
この構成によれば、昇降ピンが加熱部を挿通可能なため、昇降ピンと加熱部との間での基板の受け渡しを短時間で行うことができる。
この構成によれば、密閉空間を有する収容部の内部で基板を静止させた状態で、収容部の外部で照射部を移動させつつ収容部の内部の基板に紫外線を照射することができるため、基板の移動に伴うパーティクルの発生を考慮する必要がない。また、照射部の移動は収容部の外部で行われるため、仮に照射部の移動に伴いパーティクルが発生したとしても、収容部を密閉空間とすることによって、収容部内へのパーティクルの侵入を回避することができる。したがって、収容部内のパーティクルの発生を抑制することができ、基板を清浄に保つことができる。
この構成によれば、透過部を用いた簡単な構成により、基板に紫外線を照射することができる。
この構成によれば、収容部の天板に透過部を設けた簡単な構成で基板に紫外線を照射することができる。また、収容部の一部に透過部を設けることによって、収容部全体に透過部を設ける場合と比較して、透過部のメンテナンス性を向上することができる。
この構成によれば、収容部の内部雰囲気の酸素濃度を所定の濃度に調整することができるため、所定の酸素濃度の条件下で紫外線を基板に照射することができる。
この構成によれば、収容部の内部雰囲気の露点を所定の露点に調整することができるため、所定の露点の条件下で紫外線を基板に照射することができる。
また、上記プレパターンは耐熱性に優れるため、高温でベーク処理を行った場合でも、パターンが変形せずに形状を維持するので、光透過性及び耐久性に優れたレジストパターンとなる。
この構成によれば、密閉空間を有する収容部の内部で基板を静止させた状態で、収容部の外部で照射部を移動させつつ収容部の内部の基板に紫外線を照射することができるため、基板の移動に伴うパーティクルの発生を考慮する必要がない。また、照射部の移動は収容部の外部で行われるため、仮に照射部の移動に伴いパーティクルが発生したとしても、収容部を密閉空間とすることによって、収容部内へのパーティクルの侵入を回避することができる。したがって、収容部内のパーティクルの発生を抑制することができ、基板を清浄に保つことができる。
この構成によれば、収容部の内部雰囲気の酸素濃度を所定の濃度に調整することができるため、所定の酸素濃度の条件下で紫外線を基板に照射することができる。
この構成によれば、収容部の内部雰囲気の露点を所定の露点に調整することができるため、所定の露点の条件下で紫外線を基板に照射することができる。
また、上記プレパターンは耐熱性に優れるため、高温でベーク処理を行った場合でも、パターンが変形せずに形状を維持するので、光透過性及び耐久性に優れたレジストパターンとなる。
パターン形成装置SPAは、ローダ・アンローダLU、塗布現像処理部CD及び制御部CONTを備えている。制御部CONTは、パターン形成装置SPAの各部を統括的に処理する。
塗布現像処理部CDは、基板Gにレジスト塗布及び現像を含む一連の処理を施す部分である。塗布現像処理部CDは、洗浄ユニットSR、塗布ユニットCT、プリベークユニットPR、露光装置EE、現像ユニットDV、光照射ユニットUV及びポストベークユニットPBを有している。
露光装置EEは基板G上に塗布されたレジスト膜を露光する。
光照射ユニットUVは、現像後の基板G(該基板Gに形成されているプレパターン)に例えば所定波長の光を照射することで、プレパターンの可視光透過性を向上させるブリーチング処理と、プレパターンを硬化させることで耐熱性を向上させる硬化処理とを行う。
続いて、光照射ユニットUVの構成について説明する。
光照射ユニットUVは、紫外線照射装置1と、搬送機構9とを含む。
搬送機構9は、紫外線照射装置1と現像ユニットDVとの間で基板Gの受け渡し、及び、紫外線照射装置1とポストベークユニットPBとの間での基板Gの受け渡しを行う。なお、搬送機構9は、例えば、上記搬送機構11と同一の構成を有する。
図2〜図4に示すように、紫外線照射装置1は、基板Gに対して紫外線の照射を行う装置である。紫外線照射装置1は、チャンバ2、ステージ3、照射ユニット4、搬送機構5、冷却部6及びガス供給部7を備える。
チャンバ2は、紫外線の照射処理が行われる基板Gを収容する。チャンバ2は、上面視で矩形をなす箱状に形成される。具体的に、チャンバ2は、基板Gの上方を覆う矩形板状の天板20と、基板Gの側方を囲むように覆う矩形枠状の周壁21と、基板Gの下方を覆う底板22とによって形成される。周壁21の−Y方向側には、チャンバ2に対して基板Gの搬入及び搬出をするための基板搬出入口21aが設けられる。
紫外線照射装置1では、加熱部26により基板Gを加熱した状態で、照射ユニット4を駆動し、低露点雰囲気内で基板Gに所定波長の光を照射する。
図3に示すように、チャンバ2の天板20には、紫外線を通過可能な透過部23が設けられる。透過部23は、天板20の一部を構成する。透過部23は、上面視で天板20よりも小さい矩形板状に形成される。透過部23は、天板20を厚み方向に開口する矩形の開口部20hに取り付けられている。透過部23の材料としては、例えば、石英、耐熱ガラス、樹脂シート、樹脂フィルム等を用いることができる。
ステージ3は、チャンバ2及び搬送機構5を上面で支持する。ステージ3は、Z方向に厚みを有する板状をなす。
ステージ3は、筐体下部31によって下方から支持される。
筐体下部31は、複数の鋼材等の角柱を格子状に組み合わせて形成される。
なお、筐体下部31の下端部には、複数の車輪31aが回転自在に取り付けられる。これにより、筐体下部31をXY平面内で自在に移動させることができる。
柱部33は、複数の鋼材等の角柱を格子状に組み合わせて形成され、チャンバ2、照射ユニット4及び搬送機構5を囲む。
壁部34は、柱部33の隙間(各角柱の間)に設けられ、チャンバ2、照射ユニット4及び搬送機構5の周囲及び上方を覆う。
例えば、壁部34は、透明な板材によって形成される。これにより、筐体32の外部から筐体32内の構成要素を視認することができる。
図4に示すように、チャンバ2の下方には、基板GをZ方向に移動可能(昇降可能)とする昇降部25が設けられる。昇降部25は、複数の昇降ピン25aを有する。複数の昇降ピン25aの先端(+Z側の端)は、XY平面に平行な同一面内に位置した状態で、Z方向に移動する。これにより、複数の昇降ピン25aの先端は、基板GをXY平面に平行な状態で支持する。
照射ユニット4は、チャンバ2の外部に設けられる。照射ユニット4は、照射部40及び集光部材41を備える。
照射部40は、基板Gにi線等の紫外線を照射可能に構成される。
ここで、「紫外線」とは、波長範囲の下限が1nm程度、上限が可視光線の短波長端の光を意味する。
なお、照射部40は、これに限らず、高圧水銀ランプ、LEDランプを用いてもよい。又、照射部40は、これらのランプを複数組み合わせてもよい。
図2及び図3に示すように、搬送機構5は、チャンバ2の外部に設けられる。搬送機構5は、チャンバ2の外部からチャンバ2の内部に収容されている基板Gに紫外線が照射されるように照射ユニット4をチャンバ2の外部で移動させる。搬送機構5は、ガイド部50、土台53及び門型フレーム54を備える。
一対のレール51は、チャンバ2を−Y方向側及び+Y方向側から挟むように照射ユニット4の移動方向(照射部40の移動方向)であるX方向に延びる。
スライダ52は、一対のレール51に沿って摺動可能に構成される。
土台53は、ステージ3の四隅に複数(例えば本実施形態では四隅に一つずつ計四つ)設けられる。各土台53は、一対のレール51におけるX方向両端部を支持する。
門型フレーム54は、チャンバ2をY方向に跨ぐように門型に形成されると共に、一対のレール51に沿って移動可能とされる。門型フレーム54は、Z方向に延びる一対の門柱部54aと、一対の門柱部54aの間を連結するようにY方向に延びる連結部54bとを備える。門型フレーム54における各門柱部54aの下端部には、スライダ52が取り付けられる。
図2及び図3に示すように、チャンバ2の外部には、照射ユニット4を冷却可能な冷却部6が設けられる。冷却部6は、門型フレーム54の+Y方向側の側壁部(門柱部54a)に取り付けられる。例えば、冷却部6は、ブロワを用いる。これにより、照射ユニット4によって生じた熱気を外部に排気することができる。
搬送機構5は、照射ユニット4と共に冷却部6をチャンバ2の外部で移動させる。
チャンバ2には、チャンバ2の内部雰囲気の状態を調整可能なガス供給部7が設けられる。ガス供給部7は、窒素(N2)、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)等の不活性ガスを供給する。
例えば、ガス供給部7は、チャンバ2の内部雰囲気の露点を−80℃(水分濃度0.54ppm質量基準)以上且つ−5℃(水分濃度4000ppm質量基準)以下となるように調整する。
例えば、後述のように、レジスト膜の露光後のプレパターンを硬化するときの雰囲気において、このように酸素濃度を好ましい上限以下とすることにより、パターンの硬化を進行しやすくすることができる。
また、チャンバ2の一部に透過部23を設けることによって、チャンバ2全体に透過部を設ける場合と比較して、透過部23のメンテナンス性を向上することができる。
以上のように構成されたパターン形成装置SPAによるパターン形成方法を説明する。
図5は本実施形態に係るパターン形成方法を示した工程図である。
すなわち、本実施形態のパターン形成方法は、現像工程S4とポストベーク工程S7との間に紫外線照射工程を複数回(2回)行っている。また、本実施形態においては、後述のように、第1の紫外線照射工程S5及び第2の紫外線照射工程S6を紫外線照射装置1内で行う。
まず、基板Gが収容されたカセットCをローダ・アンローダLUのカセット待機部10にロードする。カセットC内の基板Gは、搬送機構11を介して洗浄ユニットSRへ搬送される。
その後、塗布ユニットCTにおいてレジスト組成物を塗布して基板G上にレジスト膜を形成する塗布工程が行われる。
レジスト組成物(r1)は、アルカリ可溶性樹脂と、感度向上剤として特定のフェノール化合物と、感光性成分としてキノンジアジドエステル化物と、を有機溶剤に溶解してなるポジ型レジスト組成物である。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのフェノール類の中では、特にm−クレゾール、p−クレゾール、2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノールが好ましい。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのアルデヒド類の中では、入手のしやすさからホルムアルデヒドが好ましく、特に耐熱性を向上させるためにはヒドロキシベンズアルデヒド類とホルムアルデヒドとを組み合わせて用いることが好ましい。
フェノール類とケトン類との組み合わせにおいては、ピロガロールとアセトンとの組み合わせが特に好ましい。
このようにして得られた縮合反応生成物は、分別等の処理を施すことによって低分子領域をカットしたものが耐熱性に優れているので好ましい。分別等の処理は、縮合反応により得られた樹脂を良溶媒、例えばメタノール、エタノール等のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン等に溶解し、次いで水中に注ぎ沈殿させる等の方法により行われる。
p−クレゾール系繰り返し単位が60モル%未満では、加熱処理時の温度ムラに対する感度変化が起こりやすく、また、m−クレゾール系繰り返し単位が30モル%未満では、感度が劣る傾向がある。
特に好ましくは、p−クレゾール系繰り返し単位60〜70モル%と、m−クレゾール系繰り返し単位40〜30モル%とからなる2成分系のノボラック樹脂であり、フェノール類の2核体(2個のフェノール核を有する縮合体分子)含有量がGPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)法において10%以下であるような、フェノール類の低分子量体含有量の少ないノボラック樹脂が好ましい。前記2核体は、高温(例えば130℃)のプリべークやポストベーク中に昇華して炉の天板などを汚し、更にはレジスト組成物を塗布したガラス基板を汚して、その歩留まりを下げる原因となることから、その含有量が少ないノボラック樹脂が好ましい。
感度向上剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
感度向上剤の含有量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して5〜25質量部が好ましく、より好ましくは10〜20質量部の範囲である。
感光性成分1としては、比較的安価で、感度、解像性、リニアリティに優れたレジスト組成物を調製できる点で、ビス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−シクロヘキシルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタンの1,2−ナフトキノンジアジト−5−スルホニル化合物によるキノンジアジドエステル化物が好ましく、このなかでもエステル化率50%のものが最も好ましい。
感光性成分2としては、非常に安価で、感度に優れたレジスト組成物を調整できる点で、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジト−5−スルホニル化合物によるキノンジアジドエステル化物が好ましく、このなかでもエステル化率59%のものが最も好ましい。
感光性成分の含有量は、アルカリ可溶性樹脂と感度向上剤との合計量100質量部に対して15〜40質量部が好ましく、より好ましくは20〜30質量部の範囲である。
有機溶剤は単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
上記のなかでも、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)が、レジスト組成物に優れた塗布性を与え、基板上でのレジスト被膜に優れた膜厚均一性を与える点で好ましい。
PGMEAは単独溶媒で用いることが好ましいが、PGMEA以外の有機溶剤もこれと混合して用いることができる。そのような有機溶剤としては、例えば乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどが挙げられる。
この場合、後述の任意に用いられる添加剤の量も勘案して、有機溶剤の含有量は、該組成物の全質量に対して50〜90質量%が好ましく、より好ましくは65〜85質量%であり、さらに好ましくは70〜75質量%である。
また、レジスト組成物(r1)には、ストリエーション防止のための界面活性剤、例えばフロラードFC−430、FC431(商品名、住友3M株式会社製);エフトップEF122A、EF122B、EF122C、EF126(商品名、トーケムプロダクツ株式会社製);XR−104(製品名、大日本インキ化学工業株式会社製)、BYK−310(製品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)等を用いることができる。
また、レジスト組成物(r1)には、ベンゾキノン、ナフトキノン、p−トルエンスルホン酸等の保存安定化剤;さらに必要に応じて付加的樹脂、可塑剤、安定化剤、コントラスト向上剤等の慣用の添加剤を必要に応じて添加含有させることができる。
レジスト組成物(r2)は、下記の一般式(1)で表される繰返し単位及び一般式(2)で表される繰返し単位を有する共重合体と、感光性成分と、を含有するポジ型レジスト組成物である。
レジスト組成物(r2)によって形成されるレジスト膜を、例えばマイクロレンズに適用した場合には、耐熱性、耐薬品性の良好なマイクロレンズを形成することができる。
一般式(1)で表される繰返し単位(以下「繰返し単位(1)」ともいう。)は、アルカリ可溶性を示す。
前記式(1)中、R0は、メチル基であることが好ましい。
R21における炭素数1〜5のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、tert−ブチレン基、ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基などが挙げられ、なかでも、メチレン基、エチレン基が好ましい。
繰返し単位(1)が有するベンゼン環には、少なくとも1つの水酸基が結合している。水酸基の結合数を示すpは、1〜5の整数であり、製造上の点から1が好ましい。また、ベンゼン環において、水酸基の結合位置は、その少なくとも一つは、「−C(=O)−O−R21−」の結合位置を1位としたとき、4位の位置であることが好ましい。
さらに、繰返し単位(1)が有するベンゼン環には、R22として、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が結合していてもよい。このようなアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、工業的にはメチル基またはエチル基がより好ましい。qは、0〜4の整数を表し、0であることがより好ましい。
繰返し単位(1)及び繰返し単位(2)を有する共重合体における、繰返し単位(1)の含有量は、該共重合体を構成する繰返し単位の合計に対して20〜50モル%であることが好ましい。この範囲にすることにより、現像時のアルカリ可溶性を確保することが容易となる。
一般式(2)で表される繰返し単位(以下「繰返し単位(2)」ともいう。)は、熱架橋基(R23)を含む。
前記式(2)中、R0は、メチル基であることが好ましい。
R21における炭素数1〜5のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、tert−ブチレン基、ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基などが挙げられ、なかでも、メチレン基、エチレン基が好ましい。
前記式(2)中、R23は、熱架橋性を有する1価の有機基(以下この有機基を「熱架橋基」という)を表す。熱架橋基は、熱を加えることにより、架橋する基である。
R23としては、エポキシ基、オキセタニル基のいずれかを含む有機基であることが好ましい。これらの中でも、R23は、熱処理による架橋効率を向上させることができる点で、エポキシ基を含む有機基であることがより好ましい。
繰返し単位(1)及び繰返し単位(2)を有する共重合体における、繰返し単位(2)の含有量は、該共重合体を構成する繰返し単位の合計に対して50〜80モル%であることが好ましい。
該共重合体において、繰返し単位(2)の含有量を好ましい下限値以上とすることにより、加熱処理による透過率の低下を軽減できるとともに、熱硬化性を確保することが容易となり、一方、好ましい上限値以下とすることにより、現像時の残渣の発生をより抑えることができる。
上記のように、繰返し単位(1)と繰返し単位(2)との異なる繰返し単位を有する共重合体とすることにより、アルカリ溶解速度のコントロール、耐熱性のコントロールが容易となる。
該共重合体の質量平均分子量(Mw:ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)のスチレン換算による測定値)は、好ましくは10000〜30000である。該共重合体のMwが、好ましい下限値以上であることにより、耐熱性が向上し、例えば共重合体を用いてマイクロレンズを形成する場合に、マイクロレンズを硬化させるための焼成処理時もレンズ形状を容易に維持することができる。一方、好ましい上限値以下にすることにより、現像時の残渣の発生を抑えることができる。
加えて、レジスト組成物(r2)は、好ましくは、繰返し単位(1)と繰返し単位(2)とを有し、Mwが10000〜30000の共重合体を含有することにより、ガラス転移温度が高く、高温に曝された場合でもその形状を維持可能な耐熱性を有するレジスト膜を形成できる。さらに、レジスト組成物(r2)は、熱架橋基(R23)を含む繰返し単位を有している共重合体を含むため、硬度が高く、かつ、耐薬品性に優れたレジスト膜を形成することができる。
この感光性成分は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
レジスト組成物(r2)中、感光性成分の含有量は、レジスト組成物(r2)の固形分に対して10〜40質量%の範囲内であることが好ましい。感光性成分の含有量を好ましい下限値以上にすることにより、パターンを良好に形成することができる。レジスト組成物(r2)をマイクロレンズ形成に使用した場合には、現像時に良好にレンズ形状を形成できる。一方、感光性成分の含有量を好ましい上限値以下にすることにより、現像性を向上させ、現像時における残渣の発生を抑制することができる。
レジスト組成物(r2)には、例えば、支持体への塗布性の点から、界面活性剤が配合されていてもよく、または、増感剤、消泡剤などの各種添加剤が添加されていてもよい。
レジスト組成物(r2)は、該共重合体と、感光性成分と、必要に応じてこれら以外の成分と、を有機溶剤に溶解することにより調製できる。
塗布処理後の基板Gは、塗布ユニットCTから不図示のコンベア機構によりプリベークユニットPRに搬送される。プリベークユニットPRにおいて基板G上に塗布されたレジスト膜の加熱(プリベーク)処理が行われる。プリベークユニットPRは、加熱した基板Gを所定時間冷却する冷却処理を行う。プリベークユニットPRでの処理を完了した基板Gは、不図示のコンベア機構によって露光装置EEに搬送される。
露光装置EEにおいて、基板G上に塗布されたレジスト膜の露光処理が行われる。
露光処理後の基板Gは、現像ユニットDVに搬送される。現像ユニットDVにおいて、基板Gは現像装置48による現像処理、リンス処理及び乾燥処理が順に行われる。これにより、基板G上に所定形状のプレパターンが形成される。乾燥処理の後、基板Gは光照射ユニットUVへと搬送される。光照射ユニットUV内において、基板Gは紫外線照射装置1による紫外線照射処理が行われる。
第1の紫外線照射工程S5は、紫外線照射装置1により行われる。
まず、紫外線照射装置1において、搬送機構9は基板搬出入口21aを介してチャンバ2内に基板Gを搬入する。基板Gの搬入後、チャンバ2は基板搬出入口21aを閉塞して内部を密閉する。
図6に示すように、第1の紫外線照射工程S5において、基板Gは昇降ピン25aに支持されることで加熱部26の上方に退避した状態となっている。
本実施形態において、照射ユニット4は、例えば、i線を基板Gのプレパターンに照射する。
そのため、ジアゾナフトキノンの色素が無くなり、プレパターンを構成する膜の光透過性を向上させることができる。すなわち、第1の紫外線照射工程S5による紫外線照射によって、プレパターンの脱色処理(ブリーチング処理)を良好に行うことができる。
これにより、基板G上に形成されているプレパターンの光透過性を向上させることができる。
図7は第2の紫外線照射工程S6を説明する図である。
図7に示すように、昇降部25は、基板Gを支持している昇降ピン25aをチャンバ2内の下方(−Z方向)に移動する。昇降ピン25aの先端は貫通孔26a内を下方に向かって移動し、基板Gを加熱部26の上面に受け渡す。昇降ピン25aは加熱部26を挿通可能なため、昇降ピン25aと加熱部26との間での基板Gの受け渡しを短時間で行うことができる。
ガス供給ステップにおいて、ガス供給部7は、チャンバ2の内部雰囲気の露点を調整する。これにより、低露点雰囲気のチャンバ2内でプレパターンに対して紫外線が照射される。よって、光化学反応によりジアゾナフトキノンがインデンケテンに変化した際、プレパターンの周辺(チャンバ2内)が水分の少ない環境(低露点雰囲気)のため、カルボン酸の生成を抑制できる。
また、チャンバ2内で基板Gを静止させた状態とすることによって、チャンバ2内は基板Gの収容スペースを確保するだけで済むため、チャンバ2内で基板Gを移動させる場合と比較して、チャンバ2の容積を小さくすることができ、チャンバ2内の酸素濃度・露点の管理をしやすくなる。また、チャンバ2内の酸素濃度を調整する際に使用する窒素の消費量を削減することができる。
ポストベークユニットPBは、基板Gのポストベーク処理を行う。ポストベークユニットPBは、所定の処理温度で基板Gを加熱(ベーク)する。
また、ポストベークユニットPBは、基板Gを所定温度まで加熱する場合において、一気に加熱するようにしても良いし、複数回の加熱ステップを設けることで緩やかに温度を上昇させるようにしてもよい。
レジスト組成物(r3)は、アルカリ可溶性樹脂と、酸発生剤と、を含有する化学増幅型ネガ型レジスト組成物である。
レジスト組成物(r3)において、アルカリ可溶性樹脂は、一般にネガ型の化学増幅型レジスト組成物のベース樹脂として用いられている樹脂を、露光に使用する光源に応じて、従来公知のものの中から任意に選択して使用することが可能である。例えば、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。
アルカリ可溶性樹脂は、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂、アクリル樹脂などをそれぞれ単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
上記アルカリ可溶性樹脂の含有量は、例えばレジスト組成物(r3)がアルカリ可溶性樹脂と酸発生剤と後述の可塑剤とを含有する場合、アルカリ可溶性樹脂と酸発生剤と可塑剤との固形分総量100質量部に対して30〜99質量部が好ましく、より好ましくは65〜95質量部の範囲である。
酸発生剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
レジスト組成物(r3)中、上記酸発生剤の含有量は、レジスト組成物(r3)の固形分総量100質量部に対して0.01〜5質量部が好ましく、より好ましくは0.05〜2質量部、さらに好ましくは0.1〜1質量部の範囲である。
かかる架橋剤としては、アミノ化合物、例えばメラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、グリコールウリル−ホルムアルデヒド樹脂、スクシニルアミド−ホルムアルデヒド樹脂、エチレン尿素−ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられ、特にアルコキシメチル化メラミン樹脂やアルコキシメチル化尿素樹脂等のアルコキシメチル化アミノ樹脂等が好適に使用できる。
「塩基解離性基」とは、塩基の作用により解離し得る有機基である。すなわち、「塩基解離性基」は、アルカリ現像液(たとえば、23℃において、2.38質量%のTMAH水溶液)の作用により解離する。
塩基解離性基がアルカリ現像液の作用により解離すると、親水性基が現れるため、アルカリ現像液に対する親和性が向上する。つまり、含フッ素高分子化合物は、疎水性の高い「フッ素原子を有する高分子化合物」であるが、同時に、「塩基解離性基」をも有しているため、アルカリ現像液の作用により、アルカリ現像液に対する親和性が向上する。したがって、該ネガ型レジスト組成物を用いることにより、浸漬露光時には疎水性であって、現像時にはアルカリ現像液に良好に溶解するレジスト膜を形成することができる。
レジスト組成物(r3)は、アルカリ可溶性樹脂と、酸発生剤と、必要に応じてこれら以外の成分と、を有機溶剤に溶解することにより調製できる。
レジスト組成物(r4)は、アルカリ可溶性樹脂と、カチオン重合開始剤と、増感剤と、を含有するネガ型レジスト組成物である。
レジスト組成物(r4)において、アルカリ可溶性樹脂としては、多官能エポキシ樹脂が挙げられる。多官能エポキシ樹脂としては、厚膜のレジストパターンを形成するのに充分なエポキシ基を1分子中に有するエポキシ樹脂であれば、特に限定されず、多官能フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、多官能オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、多官能トリフェニル型ノボラック型エポキシ樹脂、多官能ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
また、該アルカリ可溶性樹脂として、光硬化性を有するアルカリ可溶性基材も用いることができる。
カチオン重合開始剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
レジスト組成物(r4)中、上記カチオン重合開始剤の含有量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して0.5〜20質量部であることが好ましい。カチオン重合開始剤の含有量を0.5質量部以上とすることで、充分な光感度を得ることができる。一方、20質量部以下とすることで、レジスト膜の特性が向上する。
増感剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
レジスト組成物(r4)中、増感剤の含有量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜50質量部である。
例えば、レジストパターンの硬化性をより高める点から、オキセタン誘導体を用いることが好ましい。
また、上述したカチオン重合開始剤以外の、感光性樹脂組成物用の光重合開始剤も用いることができる。加えて、露光時の硬化不良が生じ難く、充分な耐熱性を得やすいことから、光重合性化合物を配合してもよい。
さらに、レジスト組成物(r4)には、所望により、混和性のある添加剤、例えば、レジストパターンの性能を改良するための付加的樹脂、可塑剤、安定剤、着色剤、カップリング剤、レベリング剤等の従来公知のものを適宜配合することができる。
レジスト組成物(r4)は、アルカリ可溶性樹脂と、カチオン重合開始剤と、増感剤と、必要に応じてこれら以外の成分と、を有機溶剤に溶解することにより調製できる。
Claims (13)
- 基板を密閉空間で収容可能な収容部と、
前記基板に紫外線を照射する照射部と、
前記収容部内に設けられ、前記基板を加熱する加熱部と、
前記基板を前記加熱部に対して昇降可能な昇降部と、を備え、
前記照射部は、加熱されない状態の前記基板に紫外線を照射する第1の照射動作と、前記第1の照射動作後、加熱された状態の前記基板に紫外線を照射する第2の照射動作と、を実行し、
前記昇降部は、前記第1の照射動作において前記基板を前記加熱部から上方に退避させる
紫外線照射装置。 - 前記昇降部は、複数の昇降ピンを有し、
前記加熱部は、前記複数の昇降ピンが挿通可能な貫通孔を有する
請求項1に記載の紫外線照射装置。 - 前記収容部の外部から前記収容部の内部に収容されている前記基板に前記紫外線が照射されるように前記照射部を前記収容部の外部で移動させる移動部をさらに備える
請求項1又は2に記載の紫外線照射装置。 - 前記収容部には、前記紫外線を透過可能な透過部が設けられる
請求項1〜3のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。 - 前記収容部は、前記基板の上方を覆う天板を含み、
前記透過部は、前記天板に設けられる
請求項4に記載の紫外線照射装置。 - 前記収容部には、該収容部の内部雰囲気の酸素濃度を調整可能な酸素濃度調整部が設けられる
請求項1〜5のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。 - 前記収容部には、該収容部の内部雰囲気の露点を調整可能な露点調整部が設けられる
請求項1〜6のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。 - 基板上にレジスト膜を塗布する塗布装置と、
前記レジスト膜の現像処理を行うことでプレパターンを形成する現像装置と、
前記プレパターンが形成された前記基板に対し紫外線を照射する紫外線照射部と、を備え、
前記紫外線照射部は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の紫外線照射装置から構成されるレジストパターン形成装置。 - 基板を密閉空間で収容可能な収容部と、前記基板に紫外線を照射する照射部と、前記基板を加熱可能な加熱部と、前記基板を前記加熱部に対して昇降可能な昇降部と、を含む紫外線照射装置を用いた紫外線照射方法であって、
前記収容部に収容され、加熱されない状態の前記基板に対して前記照射部から前記紫外線を照射する第1の照射工程と、
第1の照射工程後、前記収容部に収容され、加熱された状態の前記基板に対して前記照射部から前記紫外線を照射する第2の照射工程と、を備え、
前記第1の照射工程において、前記昇降部は前記基板を前記加熱部の上方に退避させる
紫外線照射方法。 - 前記収容部には、前記紫外線を透過可能な透過部が設けられ、
前記第1の照射工程及び前記第2の照射工程においては、前記透過部を介して前記収容部の内部の前記基板に前記紫外線が照射されるように前記照射部を前記収容部の外部で移動させる
請求項9に記載の紫外線照射方法。 - 前記第1の照射工程及び前記第2の照射工程は、前記収容部の内部雰囲気の酸素濃度を調整する酸素濃度調整ステップを含む
請求項9又は10に記載の紫外線照射方法。 - 前記第1の照射工程及び前記第2の照射工程は、前記収容部の内部雰囲気の露点を調整する露点調整ステップを含む
請求項9〜11のいずれか一項に記載の紫外線照射方法。 - 基板上にレジスト膜を塗布する塗布工程と、
前記レジスト膜の現像処理を行うことでプレパターンを形成する現像工程と、
前記プレパターンが形成された前記基板に紫外線を照射する照射工程と、を備え、
前記照射工程において、請求項9〜12のいずれか一項に記載の紫外線照射方法を用いる
レジストパターン形成方法。
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