JP7129204B2 - Paddle type developing device - Google Patents

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JP7129204B2 JP2018083959A JP2018083959A JP7129204B2 JP 7129204 B2 JP7129204 B2 JP 7129204B2 JP 2018083959 A JP2018083959 A JP 2018083959A JP 2018083959 A JP2018083959 A JP 2018083959A JP 7129204 B2 JP7129204 B2 JP 7129204B2
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Description

本発明は、半導体集積回路の製造工程やフォトマスク製造工程において使用する現像装置に関する。更に詳しくは、均一性や解像性に優れたパドル方式の現像装置に関する。 The present invention relates to a developing apparatus used in a semiconductor integrated circuit manufacturing process and a photomask manufacturing process. More specifically, the present invention relates to a paddle-type developing device which is excellent in uniformity and resolution.

半導体製造の重要な工程であるフォトリソグラフィー工程において、基板上に形成した感光性レジスト膜を、フォトマスクまたは電子線描画装置を用いて露光した後、現像処理することにより、レジスト膜のパターンを形成している。 In the photolithography process, which is an important process in semiconductor manufacturing, the photosensitive resist film formed on the substrate is exposed using a photomask or an electron beam lithography device, and then developed to form a resist film pattern. is doing.

現像処理の方法には、(1)ディップ方式、(2)スプレー方式、(3)パドル方式などが知られている。
ディップ方式は、露光後の感光性レジスト膜付基板を現像槽内の現像液中に浸漬し、搖動させることにより現像を行う方式である。
スプレー方式は、露光後の感光性レジスト膜付基板に対して現像液をスプレーノズルから噴出して吹き付けることにより現像を行う方式である。通常は、現像処理の均一化のため、基板を回転させながら現像処理を実施する。
パドル方式は、スキャン型の現像装置であり、露光後の感光性レジスト膜付基板に対して、スリット状の現像液吐出口を備えたノズルヘッドから現像液を吐出しながら基板表面に沿ってノズルヘッドをスキャンすることにより、現像液の液盛りを行う現像方式である。液盛りとは、露光後の感光性レジスト膜付基板の上に、現像液の端部が表面張力で大きな接触角となるように現像液の層を形成することを指す。
Known development processing methods include (1) a dip method, (2) a spray method, and (3) a paddle method.
The dipping method is a method in which the substrate with a photosensitive resist film after exposure is immersed in a developing solution in a developing tank and shaken to perform development.
The spray method is a method in which development is performed by spraying a developing solution from a spray nozzle onto a substrate with a photosensitive resist film after exposure. Usually, the development process is performed while rotating the substrate in order to make the development process uniform.
The paddle system is a scanning type developing device, and nozzles are ejected along the substrate surface from a nozzle head equipped with a slit-shaped developer ejection port to a substrate with a photosensitive resist film after exposure. This is a developing method in which the developer is heaped up by scanning the head. Liquid heaping refers to forming a layer of the developer on the exposed photosensitive resist film-coated substrate so that the edges of the developer have a large contact angle due to surface tension.

半導体パターン寸法が微細化するに連れて、現像の均一性や解像性に優れたパドル方式が主流となっている。 As the size of semiconductor patterns becomes finer, the paddle method, which is excellent in development uniformity and resolution, has become mainstream.

しかしながら、このようなパドル方式の現像装置において、露光後の感光性レジスト膜の上面を液盛りしながらスキャンすると、現像が強く入り過ぎるために、パターンの抜け性(解像性)は良好だが、同時にパターン倒れも発生し易い問題がある。 However, in such a paddle-type developing device, if the upper surface of the photosensitive resist film after exposure is scanned while the liquid is heaped up, the development will be too strong, resulting in good pattern removal (resolution), but At the same time, there is a problem that pattern collapse is likely to occur.

その対策として、例えば現像時間を短くすると、パターン倒れは減少するものの、パターンの抜け性が悪化する。またレジストの現像残渣などによる外観欠陥なども発生し易くなる。このように、パターンの解像性と、パターン倒れや外観欠陥とは、トレードオフの関係になっている。 As a countermeasure, for example, if the development time is shortened, the pattern collapse is reduced, but the pattern removal property is deteriorated. In addition, appearance defects and the like are likely to occur due to resist development residues and the like. Thus, there is a trade-off relationship between pattern resolution and pattern collapse and appearance defects.

パターンの高い解像性と、パターン倒れや外観欠陥を抑制可能なパドル方式の現像装置として、例えば特許文献1に、円形状ガイドを有するスピンチャック上に、現像液の液盛りを形成した後、そのパドル状態を維持したまま、基板を保持したスピンチャックが回転と停止を一時的に繰り返すアジテーションを行うこと事により、フォトマスク石英基板においても、ウエハ現像工程のアジテーションと同様な動作を可能とする現像装置が提案されている(図4~図6参照)。 As a paddle type developing device capable of suppressing pattern collapse and appearance defects with high pattern resolution, for example, in Patent Document 1, a developer is formed on a spin chuck having a circular guide, While maintaining the paddle state, the spin chuck that holds the substrate performs agitation that temporarily repeats rotation and stop, making it possible to perform the same agitation as in the wafer development process even for photomask quartz substrates. A developing device has been proposed (see FIGS. 4 to 6).

図4は、現像装置の現像ユニット50のスピンチャック12が、スピンチャック収納部18から上に上がった状態を例示した断面説明図である。
スピンチャック12は、連結部4と、連結部4の上に被現像基板9をその端部で支持する複数の基板保持部3を備えている。
基板保持部3はガイド部17に連接して支持されている。ガイド部17はガイド支持部16によって、連接部4によって支持されている。連接部4は駆動部8からの駆動力をシ
ャフト7と連接して、スピンチャック12を回転可能としている。
駆動部8は図示していない制御装置に電気的に接続されており、制御装置の制御信号に従って回転するモーターを備えている。
スピンチャック収納部18は、スピンチャック12の周縁部に備えられた円形状ガイド6と、円形状ガイド6の内側に形成された空間である凹部5を備えている。
凹部5は、スピンチャック12を収納可能な外形寸法と深さを備えている。凹部5の底面はスピンチャックステージ11となってスピンチャック12を支持する平面となっている。スピンチャックステージ11と円形状ガイド6の間には、起立した壁面15が備えられており、その壁面15とスピンチャックステージ11により凹部5が形成されている。凹部5の深さは、被現像基板9が基板保持部3に装着した状態で、被現像基板9の上面の高さと、円形状ガイド6の上面が面一となるように設定されている。
FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view illustrating a state in which the spin chuck 12 of the developing unit 50 of the developing device is lifted from the spin chuck accommodating portion 18. As shown in FIG.
The spin chuck 12 includes a connecting portion 4 and a plurality of substrate holding portions 3 that support a substrate 9 to be developed on the connecting portion 4 at its ends.
The board holding portion 3 is connected to and supported by the guide portion 17 . The guide portion 17 is supported by the connecting portion 4 by the guide support portion 16 . The connecting portion 4 connects the driving force from the driving portion 8 to the shaft 7 so that the spin chuck 12 can rotate.
The drive unit 8 is electrically connected to a control device (not shown) and has a motor that rotates according to a control signal from the control device.
The spin chuck housing portion 18 includes a circular guide 6 provided on the peripheral portion of the spin chuck 12 and a recess 5 that is a space formed inside the circular guide 6 .
The concave portion 5 has an outer dimension and a depth that can accommodate the spin chuck 12 . The bottom surface of the concave portion 5 serves as a flat surface for supporting the spin chuck 12 as the spin chuck stage 11 . An upright wall surface 15 is provided between the spin chuck stage 11 and the circular guide 6 , and the recess 5 is formed by the wall surface 15 and the spin chuck stage 11 . The depth of the concave portion 5 is set so that the height of the upper surface of the substrate to be developed 9 and the upper surface of the circular guide 6 are flush with each other when the substrate to be developed 9 is mounted on the substrate holding portion 3 .

図5は、図4におけるスピンチャック12が下降してスピンチャック収納部18に収納された状態を例示している。この状態で液盛り可能となっている。 5 illustrates a state in which the spin chuck 12 in FIG. 4 is lowered and stored in the spin chuck storage portion 18. FIG. Liquid filling is possible in this state.

図6は、図4または図5を上方から見た上面図である。液盛りされた現像液は図示していない。図6は、被現像基板9を液盛りした現像液の中に入れる事が可能となるように、被現像基板9を複数の基板保持部3で保持したスピンチャックを収納可能な凹部5に収納された状態を例示している。 FIG. 6 is a top view of FIG. 4 or 5 viewed from above. A liquid developer is not shown. In FIG. 6, the spin chuck holding the substrate 9 to be developed by a plurality of substrate holding portions 3 is accommodated in the concave portion 5 so that the substrate to be developed 9 can be put into the liquid developer. exemplifies the state of

スピンチャック12を液盛りした状態に保持しながら回転するために、スピンチャック12の回転を緩やかに行う場合がある。そのために、ゆっくり回し始めること及び最終的な回転速度も低く抑える場合がある。そのような場合は、液盛りした現像液の攪拌効果も制限されざるを得ない問題があった。 Since the spin chuck 12 is rotated while being held in a liquid-filled state, the spin chuck 12 may be rotated slowly. Therefore, it may start to turn slowly and the final rotational speed may also be kept low. In such a case, there is a problem that the effect of agitating the heaped developer is limited.

そのため、パドル方式の現像方法において、液盛りした現像液の内部における攪拌を更に効果的に可能としたことによる優れた解像性とパターン倒れや外観欠陥の抑制を両立した技術が待望されていた。 Therefore, in the puddle type development method, there is a long-awaited technology that achieves both excellent resolution and suppression of pattern collapse and appearance defects by enabling more effective agitation in the inside of a heaped developer. .

特開2012-19160号公報JP 2012-19160 A

上記の事情に鑑み、本発明は、パドル方式の現像装置において、液盛りした現像液の内部における攪拌をより効果的に実施可能とすることによる優れた解像性とパターン倒れや外観欠陥の抑制を両立した現像装置を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a paddle-type developing device that achieves excellent resolution and suppresses pattern collapse and appearance defects by making it possible to more effectively agitate the inside of a heaped developer. It is an object of the present invention to provide a developing device that satisfies both

上記の課題を解決する手段として、本発明の第一の態様は、被現像基板を回転可能に保持するスピンチャックと、
スピンチャックの外側に設けられ、対象基板全体に亘って液盛りさせる円形状ガイドと、
液盛り状態にある現像液を攪拌する攪拌ユニットと、を有するパドル方式の現像装置である。
As means for solving the above problems, a first aspect of the present invention provides a spin chuck for rotatably holding a substrate to be developed;
A circular guide that is provided outside the spin chuck and causes liquid to swell over the entire target substrate;
and a paddle-type developing device having a stirring unit for stirring a developer in a liquid heaping state.

従来のパドル方式の現像装置は、被現像基板を回転可能に保持するスピンチャックと、現像液を液盛り可能にスピンチャックの外側に延伸した円形状ガイドと、を備えた現像装置であったため、液盛りされた現像液の攪拌をより効果的に行う手段としては、スピンチャックを回転したり、止めたり、する以外に手段が無かった。そのため、更に効果的に攪拌することができなかった。
本発明の第一の態様では、液盛りされた現像液を攪拌する攪拌ユニットを備えているため、スピンチャックの回転とは独立して、液盛りされた現像液が積極的に攪拌可能であるため、現像液が局所的に留まることによる現像速度の低下した部分や低下していない部分が形成されなくなり、現像の均一処理が可能となる。
A conventional paddle-type developing device is a developing device that includes a spin chuck that rotatably holds a substrate to be developed and a circular guide that extends outside the spin chuck so that the developer can be filled. There is no means other than rotating and stopping the spin chuck as means for more effectively agitating the heaped developing solution. Therefore, it was not possible to stir more effectively.
In the first aspect of the present invention, since the stirring unit for stirring the heaped developer is provided, the heaped developer can be actively stirred independently of the rotation of the spin chuck. As a result, portions where the developing speed is slowed down and portions where the developing speed is not slowed down due to local retention of the developer are not formed, and uniform processing of development becomes possible.

また、第二の態様は、前記攪拌ユニットは、現像液中をスキャン自在に構成された短冊状の板を有することを特徴とする第一の態様に記載のパドル方式の現像装置である。 A second aspect is the paddle-type developing device according to the first aspect, wherein the agitating unit has a strip-shaped plate that can be scanned in the developer.

本発明の第二の態様は、液盛りされた現像液に対して、ドクターブレードの様な短冊状の刃を自在にスキャンさせることによって攪拌するものである。短冊状の刃を被現像基板の主面に平行に、且つ短冊状の刃の長手方向に直交する方向にスキャンすることにより、広範囲な領域に亘って現像液の攪拌が促進される。 A second aspect of the present invention is to agitate the heaped developer by freely scanning a strip-shaped blade such as a doctor blade. By scanning the strip-shaped blade parallel to the main surface of the substrate to be developed and in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the strip-shaped blade, stirring of the developer is promoted over a wide range.

また、第三の態様は、前記攪拌ユニットは、前記液盛りされた現像液の液面に接触または液中に埋没した状態で回転する円板であることを特徴とする第一の態様に記載のパドル方式の現像装置である。 In a third aspect, according to the first aspect, the stirring unit is a disk that rotates while being in contact with the liquid surface of the liquid developer or being submerged in the liquid. is a paddle-type developing device.

円板を回転することによって、従来のスピンチャックだけを回転させる場合に比べ、より強い攪拌効果を得ることができる。 By rotating the disk, it is possible to obtain a stronger stirring effect than when only a conventional spin chuck is rotated.

また、第四の態様は、前記攪拌ユニットが、前記液盛りされた現像液の液面に接触または液中に埋没させた超音波モーターのステータであることを特徴とする第一の態様に記載のパドル方式の現像装置である。 Further, according to a fourth aspect, according to the first aspect, the stirring unit is a stator of an ultrasonic motor which is in contact with the liquid surface of the heaped developer or is submerged in the liquid. is a paddle-type developing device.

攪拌ユニットとして、超音波モーターのステータ(固定子)部分を用いる方法である。この場合、このステータにより進行波が形成され、それによりローターが回転する。第三の態様では、ローターに相当する部分が液盛りされた現像液である。進行波として、通常のモーターの様に回転する進行波を作れば回転する事で攪拌するため、第三の態様と同様の攪拌効果を発揮する。リニアモーターの様に直線的に進む進行波を作れば、直線的に現像液を移動させることができるため、第二の態様と同様の攪拌効果を発揮する。 This method uses a stator portion of an ultrasonic motor as a stirring unit. In this case, this stator forms a traveling wave, which rotates the rotor. In a third aspect, the portion corresponding to the rotor is a liquid developer. As a traveling wave, if a traveling wave that rotates like an ordinary motor is generated, the rotation will cause stirring, so that the same stirring effect as in the third embodiment can be exhibited. If a traveling wave that advances linearly like a linear motor is created, the developer can be moved linearly, so that the same agitating effect as in the second embodiment can be exhibited.

また、第五の態様は、前記攪拌ユニットが、前記液盛りされた現像液に、前記被現像基板の表面に平行な回転磁界を形成する手段であることを特徴とする第一の態様に記載のパドル方式の現像装置である。 A fifth aspect is the first aspect, characterized in that the stirring unit is means for forming a rotating magnetic field in the heaped developing solution in parallel with the surface of the substrate to be developed. is a paddle-type developing device.

この手段は、現像液が電解質溶液であるため、導電性を持っている事を利用する方法である。即ち、導電性の液体に例えば上下方向に変化する交番磁界を与えると、導電性の液体の中にその交番磁界を打ち消す方向に電流が流れる(電磁誘導現象)。また、通常のインダクションモータの様に、例えば永久磁石で作製したローターを回転磁界の中に置くと、回転磁界の磁力に引き付けられながら、または反発しながら、ローターが回転する。
このローターの代わりに、導電性の液体である現像液を回転磁界の中に置くと、回転磁界によって現像液を回転させることができ、攪拌可能である。
This means is a method that utilizes the fact that the developer is an electrolyte solution and therefore has conductivity. For example, when an alternating magnetic field that changes in the vertical direction is applied to a conductive liquid, a current flows in the conductive liquid in a direction that cancels out the alternating magnetic field (electromagnetic induction phenomenon). When a rotor made of, for example, a permanent magnet is placed in a rotating magnetic field like an ordinary induction motor, the rotor rotates while being attracted or repulsed by the magnetic force of the rotating magnetic field.
Instead of this rotor, if a developer, which is a conductive liquid, is placed in a rotating magnetic field, the developer can be rotated by the rotating magnetic field and stirred.

本発明のパドル方式の現像装置は、スピンチャックに保持された被現像基板上に液盛りされた現像液を、スピンチャックの回転・停止による攪拌効果に加えて、その攪拌効果とは独立した攪拌を行う事が可能な攪拌手段を備えているため、液盛りされた現像液をより効果的に攪拌し、より均一な現像を実施することができる。そのため優れた解像性とパターン倒れや外観欠陥の抑制を両立することが可能である。 In the paddle-type developing device of the present invention, the developing liquid heaped on the substrate to be developed held by the spin chuck is stirred independently of the stirring effect in addition to the stirring effect due to the rotation/stopping of the spin chuck. Since the developer is provided with the stirring means capable of performing the above, the developer that is heaped up can be stirred more effectively, and more uniform development can be performed. Therefore, it is possible to achieve both excellent resolution and suppression of pattern collapse and appearance defects.

本発明のパドル方式の現像装置の構成例を示す断面説明図。FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view showing a configuration example of a paddle-type developing device according to the present invention; 本発明のパドル方式の現像装置の構成例を示す断面説明図。FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view showing a configuration example of a paddle-type developing device according to the present invention; 本発明のパドル方式の現像装置の構成例を示す断面説明図。FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view showing a configuration example of a paddle-type developing device according to the present invention; 従来のパドル方式の現像装置の構成例を示す断面説明図。FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view showing a configuration example of a conventional paddle-type developing device. 従来のパドル方式の現像装置の構成例を示す断面説明図。FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view showing a configuration example of a conventional paddle-type developing device. 従来のパドル方式の現像装置の構成例を示す上面説明図。FIG. 2 is an explanatory top view showing a configuration example of a conventional paddle-type developing device.

本発明のパドル方式の現像装置は、被現像基板を回転可能に保持するスピンチャックと、パドル方式の現像ユニットと、液盛りされた現像液を攪拌する攪拌ユニットと、を備えている。被現像基板上に液盛りされた現像液を、スピンチャックの回転とは独立に、攪拌する攪拌ユニットを備えていることが特徴である。 The paddle-type developing device of the present invention includes a spin chuck that rotatably holds a substrate to be developed, a paddle-type developing unit, and an agitating unit that agitates a heaped developer. It is characterized in that it is provided with a stirring unit that stirs the developer liquid heaped up on the substrate to be developed independently of the rotation of the spin chuck.

本発明のパドル方式の現像装置を図1~図3を用いて更に具体的に説明する。 The paddle type developing device of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

<第一の実施形態>
図1は、本発明のパドル方式の現像装置の第一の実施形態を例示した断面説明図である。
本発明のパドル方式の現像装置10は、被現像基板9を回転可能に保持するスピンチャック12(図4参照)と、スピンチャック12を回転可能に支持するシャフト7と、シャフト7を回転する駆動部8と、を備えたパドル方式の現像ユニット50と、液盛りされた現像液を攪拌する攪拌ユニット1-1と、を備えている。スピンチャック12は、被現像基板9を保持する基板保持部3と、被現像基板9の4つの辺から外側に、被現像基板9の各辺の側面を支持する形で弓形状部材が円形をなすように備えられたガイド部17と、基板保持部3とガイド部17を支持するガイド支持部16と、を備えている。
<First embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view illustrating a first embodiment of a paddle-type developing device of the present invention.
The paddle-type developing device 10 of the present invention includes a spin chuck 12 (see FIG. 4) that rotatably holds a substrate 9 to be developed, a shaft 7 that rotatably supports the spin chuck 12, and a drive for rotating the shaft 7. 8, and a stirring unit 1-1 for stirring the heaped developer. The spin chuck 12 includes a substrate holding portion 3 for holding a substrate 9 to be developed, and a circular bow-shaped member extending outward from four sides of the substrate 9 to be developed so as to support the side surfaces of each side of the substrate 9 to be developed. and a guide support portion 16 that supports the board holding portion 3 and the guide portion 17 .

第一の実施形態の現像装置10においては、攪拌ユニット1-1は、短冊状の板が、液盛りされた現像液中を長手方向に直交する方向にスキャンする手段であるスキャン攪拌部2-1を備えている。短冊状の板は、長手方向に任意の角度に傾いていても良い。且つ、攪拌ユニット1-1は、液盛りされた現像液中を被現像基板9の主面に平行にスキャンする手段である。 In the developing device 10 of the first embodiment, the stirrer unit 1-1 includes a scan stirrer 2-, which is means for scanning a strip-shaped plate in the liquid developer in a direction orthogonal to the longitudinal direction. 1. The strip-shaped plate may be inclined at any angle in the longitudinal direction. In addition, the stirring unit 1-1 is means for scanning the liquid developer in a heaped state parallel to the main surface of the substrate 9 to be developed.

短冊状の板とは、ドクターブレードの様な板状の物品である。その様な形状のスキャン攪拌部2-1が、被現像基板9上に液盛りされた現像液の中を、被現像基板9の主面(表面)に沿って移動しスキャンする。そのため、液盛りされた現像液が攪拌される。疲労した現像液が攪拌されることで、局在することを抑制することができる。
この様にして、より均一な現像処理を実現することができる。スキャン攪拌部2-1が移動する仕方は、均一な現像処理が可能となる現像液の攪拌が可能な仕方であれば特に限定されない。直線的に移動しても良いし、回転することでも良い。それらを組み合わせた動きをする事でも良い。
A strip-shaped plate is a plate-shaped article such as a doctor blade. The scan agitating part 2-1 having such a shape moves and scans the developer liquid heaped on the substrate 9 to be developed along the main surface (front surface) of the substrate 9 to be developed. Therefore, the heaped developer is agitated. Localization can be suppressed by stirring the exhausted developer.
In this manner, more uniform development processing can be achieved. The manner in which the scan agitating section 2-1 moves is not particularly limited as long as it is a manner in which the developer can be agitated so that uniform development processing is possible. It may move linearly or may rotate. It is also good to do a movement that combines them.

現像後、攪拌ユニット1-1を現像ユニット50から離間し、被現像基板9を水洗、スピン乾燥することによって、現像工程を終了することができる。 After the development, the stirring unit 1-1 is separated from the development unit 50, and the substrate 9 to be developed is washed with water and spin-dried to complete the development process.

なお、本実施形態の現像ユニット50が備えているスピンチャックは、図4に例示した従来のスピンチャックと同様のスピンチャック12を好適に使用することができる。 As the spin chuck provided in the developing unit 50 of the present embodiment, the spin chuck 12 similar to the conventional spin chuck illustrated in FIG. 4 can be suitably used.

<第二の実施形態>
図2は、本発明のパドル方式の現像装置の第二の実施形態を例示した断面説明図である。
第二の実施形態においては、攪拌ユニット1-3が、液盛りされた現像液の液面に接触または液中に埋没させた超音波モーターのステータ2-3-2であることが特徴である。現像ユニット50は第一の実施形態と同様である。
<Second embodiment>
FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view illustrating a second embodiment of the paddle-type developing device of the present invention.
The second embodiment is characterized in that the stirring unit 1-3 is a stator 2-3-2 of an ultrasonic motor that is in contact with the liquid surface of the liquid developer or is submerged in the liquid. . The developing unit 50 is the same as in the first embodiment.

第二の実施形態における攪拌ユニット1-3は、円板13に圧電素子2-3-1と、その圧電素子2-3-1に連接された金属板であるステータ2-3-2が備えられている。このステータ2-3-2は圧電素子2-3-1に印加された信号によって振動し、進行波を形成するものであり、超音波モーターのステータと同じ機能を備えているものである。 The stirring unit 1-3 in the second embodiment includes a piezoelectric element 2-3-1 on the disk 13 and a stator 2-3-2 which is a metal plate connected to the piezoelectric element 2-3-1. It is The stator 2-3-2 is vibrated by a signal applied to the piezoelectric element 2-3-1 to form a traveling wave, and has the same function as the stator of the ultrasonic motor.

ステータ2-3-2が形成する進行波は、円板13に沿って回転する方向に形成されても良いし、直線的に形成されるものであっても良い。予めステータ2-3-2を直線的な進行波を形成するものにするか、回転する進行波を形成するものにするか、決めておけば良い。
例えばステータ2-3-2が長方形であり、長方形の長手方向に圧電素子が等間隔に配置された構成である場合、個々の圧電素子に印加する電圧によってステータ2-3-2にうねりを形成し、そのうねりが長手方向に進む進行波を形成することができる。ステータ2-3-2が円形である場合も、同様に、円周方向に圧電素子を等角度間隔に配置することにより、円周方向に進む進行波を形成することができる。
The traveling wave formed by the stator 2-3-2 may be formed in the direction of rotation along the disk 13, or may be formed linearly. It is sufficient to determine in advance whether the stator 2-3-2 forms a linear traveling wave or a rotating traveling wave.
For example, if the stator 2-3-2 is rectangular and piezoelectric elements are arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the rectangle, the stator 2-3-2 is undulated by voltage applied to each piezoelectric element. , and the undulation can form a traveling wave that advances in the longitudinal direction. Similarly, when the stator 2-3-2 is circular, a traveling wave traveling in the circumferential direction can be formed by arranging the piezoelectric elements at equal angular intervals in the circumferential direction.

また、円板13は回転可能なものであっても良いし、シャフト14に固定されたものであっても良い。 Also, the disk 13 may be rotatable or may be fixed to the shaft 14 .

現像ユニット50に装着された被現像基板9の上に、液盛りされた現像液が形成された後、ステータ2-3-2を液盛りされた現像液の表面に接するか、現像液の中に埋没させた状態で、予め設定したプロファイルに従って進行波を形成することにより液盛りされた現像液を進行波に従って駆動し、攪拌することができる。円板13は回転しても良いし、固定であっても良い。この様にして液盛りされた現像液が攪拌されるため、より均一な現像がなされる。 After a heaped developer is formed on the substrate 9 to be developed mounted in the developing unit 50, the stator 2-3-2 is brought into contact with the surface of the heaped developer, or immersed in the developer. By forming a traveling wave according to a preset profile in the state of being immersed in the developer, the heaped developer can be driven and agitated according to the traveling wave. The disc 13 may be rotatable or fixed. Since the liquid developer that is heaped up in this manner is agitated, more uniform development can be achieved.

現像処理が終了後、攪拌ユニット1-3を現像ユニット50から離間させ、被現像基板9を水洗、スピン乾燥させることによって現像工程を終了することができる。 After the development process is completed, the stirring unit 1-3 is separated from the development unit 50, and the development process is completed by washing the substrate 9 to be developed with water and spin-drying it.

<第三の実施形態>
図3は、本発明のパドル方式の現像装置の第三の実施形態を例示した断面説明図である。
第三の実施形態においては、攪拌ユニット1-4が、液盛りされた現像液に、被現像基板の表面に平行な回転磁界を形成する手段であることが特徴である。現像ユニット50は第一の実施形態と同様である。
<Third Embodiment>
FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view illustrating a third embodiment of the paddle type developing device of the present invention.
The third embodiment is characterized in that the stirring unit 1-4 is means for forming a rotating magnetic field parallel to the surface of the substrate to be developed in the heaped developer. The developing unit 50 is the same as in the first embodiment.

現像液には導電性があるため、回転磁界が加えられると電磁誘導現象が起こる。例えば、磁束を増加するとその磁束の増加を妨げる方向に渦電流を生じる。渦電流を生じると、この渦電流は、磁束を形成していた磁界から、フレミング左手の法則に従った力を受ける。具体的には、インダクションモータのステータが形成する回転磁界の中に、導体からなるローターを入れて置くと、ローターは回転磁界を追いかける様に回転する。この場合、ローターに相当するのが現像液である。 Since the developer is conductive, an electromagnetic induction phenomenon occurs when a rotating magnetic field is applied. For example, an increase in magnetic flux produces eddy currents in a direction that hinders the increase in magnetic flux. When an eddy current is generated, this eddy current receives a force according to Fleming's left-hand rule from the magnetic field that formed the magnetic flux. Specifically, when a rotor made of a conductor is placed in a rotating magnetic field formed by a stator of an induction motor, the rotor rotates so as to follow the rotating magnetic field. In this case, the developer corresponds to the rotor.

本発明の第三の実施形態はこの原理を使用している。
現像ユニット50の被現像基板9の上に形成された液盛りされた現像液が、被現像基板
9の表面内で回転する様に力を受ける様に回転磁界を形成する。具体的には、図3に示すステータAとステータBを、被現像基板9の表面に平行な平面内で、空間的に90°の角度をなす位置に配置する。更にステータAとステータBのコイルに流す電流の位相を90°ずらすことにより、被現像基板9の表面に平行な面内で回転する回転磁界を形成することができる。ステータは、2個に限定する必要はない。3個以上を互いに空間的に等角度間隔に配置し、各ステータのコイルに流す電流の位相を、空間的な角度と同じ位相のずれを持つ電流を流すことにより、回転磁界を形成することができる。
なお、ステータAおよびBとは、高透磁率材料からなる鉄心にコイルを巻くことによって作製した電磁石が例示される。
A third embodiment of the invention uses this principle.
A rotating magnetic field is formed so that the liquid heaped up on the substrate 9 to be developed in the developing unit 50 receives a force so as to rotate within the surface of the substrate 9 to be developed. Specifically, the stator A and the stator B shown in FIG. 3 are arranged at positions spatially forming an angle of 90° in a plane parallel to the surface of the substrate 9 to be developed. Furthermore, by shifting the phases of the currents supplied to the coils of the stator A and the stator B by 90°, a rotating magnetic field rotating in a plane parallel to the surface of the substrate 9 to be developed can be formed. The number of stators need not be limited to two. It is possible to form a rotating magnetic field by arranging three or more coils spatially at equal angular intervals, and causing currents to flow through the coils of each stator with a phase shift that is the same as the spatial angle. can.
The stators A and B are exemplified by electromagnets produced by winding coils around iron cores made of a material with high magnetic permeability.

この様にして回転磁界を形成すると、液盛りされた現像液を、回転磁界が回転する方向に回転させることができる。そのため、液盛りされた現像液の攪拌をより効果的に実施する事ができ、このような攪拌を行わない場合より均一な現像処理が可能となる。 When the rotating magnetic field is formed in this way, the liquid heaped developer can be rotated in the direction in which the rotating magnetic field rotates. Therefore, it is possible to more effectively agitate the heaped developer, and it is possible to perform more uniform development processing than in the case where such agitation is not performed.

具体的な工程としては、まず現像ユニット50に装着された被現像基板9の上に、液盛りされた現像液を形成した後、液盛りされた現像液に回転磁界を印加することにより攪拌することができる。この様にして液盛りされた現像液が攪拌されるため、均一な現像がなされる。回転磁界の回転数、磁束密度など変更することにより、攪拌の状態を変更することができるため、より均一な現像を実現可能な条件を設定することが可能である。 As a specific process, first, a heaped developer is formed on the substrate 9 to be developed mounted on the developing unit 50, and then the heaped developer is agitated by applying a rotating magnetic field. be able to. Uniform development is achieved because the developer that is heaped up in this manner is agitated. By changing the rotational speed of the rotating magnetic field, the magnetic flux density, etc., it is possible to change the state of agitation, so it is possible to set conditions that enable more uniform development.

現像処理が終了後、被現像基板9を水洗、スピン乾燥させることによって現像工程を終了することができる。 After the development process is completed, the development process can be completed by washing the substrate 9 to be developed with water and spin-drying it.

なお、回転磁界の同期回転数Ns(rpm)は、ステータのコイルに供給する電源の周波数に比例し、ステータの極数に反比例し、具体的には下記の数式(1)で表す事ができる。ここで、rpmとは、rotation per minuteの略であり、1分間の回転数を表す。

Figure 0007129204000001
The synchronous rotation speed Ns (rpm) of the rotating magnetic field is proportional to the frequency of the power supplied to the stator coil and inversely proportional to the number of stator poles, and can be specifically expressed by the following formula (1). . Here, rpm is an abbreviation for rotation per minute, and represents the number of revolutions per minute.
Figure 0007129204000001

例えば、2つのステータA、Bを使用し、電源の周波数が50Hzの場合、数式(1)から、回転磁界の同期回転数Nsは3000(rpm)となる。電源の周波数を1Hzにすれば60(rpm)となる。またステータの局数を2倍の4極とすれば、それぞれ、1500(rpm)および30(rpm)となる。 For example, when two stators A and B are used and the frequency of the power supply is 50 Hz, the synchronous rotation speed Ns of the rotating magnetic field is 3000 (rpm) from Equation (1). If the frequency of the power supply is 1 Hz, it becomes 60 (rpm). If the number of stator stations is doubled to 4 poles, the respective speeds are 1500 (rpm) and 30 (rpm).

以上、本発明のパドル方式の現像装置10、30、40について第一から第三の実施の形態にて説明した。本発明のパドル方式の現像装置は、これらに限定されるものではない。例えば、上記の各実施形態では、現像装置は、現像ユニットと攪拌ユニットが1つのシステムとして構築された例を説明している。本発明はこれに限定されるものではなく、既存の現像装置に上記のような攪拌ユニット機能を追加することでも実現可能である。これにより、既存の現像装置であっても、液盛りされた現像液の攪拌をより効果的に行うことができ、優れた解像性とパターン倒れや外観欠陥の抑制を両立することが可能となる。 The paddle type developing devices 10, 30 and 40 of the present invention have been described in the first to third embodiments. The paddle type developing device of the present invention is not limited to these. For example, in each of the above-described embodiments, the developing device is an example in which the developing unit and the stirring unit are constructed as one system. The present invention is not limited to this, and can also be implemented by adding a stirring unit function as described above to an existing developing device. As a result, even with existing developing devices, it is possible to more effectively agitate the heaped developer, and it is possible to achieve both excellent resolution and suppression of pattern collapse and appearance defects. Become.

本発明のパドル方式の現像装置の攪拌ユニットとしては、第一~第三の実施形態にて説明した攪拌ユニット1-1、1-2、1-3、1-4の他に、振子方式や回転ファン方式などの手段からなる攪拌ユニットが考えられる。 In addition to the stirring units 1-1, 1-2, 1-3, and 1-4 described in the first to third embodiments, the stirring units of the paddle type developing device of the present invention include a pendulum type, a An agitating unit consisting of means such as a rotating fan system is conceivable.

振子方式の攪拌ユニットは、攪拌ユニット1-1における短冊状の複数の刃が長手方向に並列に配置され、長手方向の軸を回転軸としてある角度範囲で往復運動することによって、被現像基板上に液盛りされた現像液を攪拌する手段である。これは、例えば、スプレーエッチング装置においてエッチング液を噴出するスプレーノズルを給液パイプの長手方向に取り付けて作製したスプレーノズル取り付け体を、給液パイプを回転軸として、ある角度範囲で回転往復運動させることにより、被エッチング体にエッチング液をスプレーする手段と同様である。ある角度範囲で往復運動させることが振子の動きに類似しているため、このような名称とした。 In the pendulum-type stirring unit, a plurality of strip-shaped blades in the stirring unit 1-1 are arranged in parallel in the longitudinal direction, and reciprocate with the longitudinal axis as the rotation axis within a certain angular range, thereby moving the substrate on the substrate to be developed. It is means for stirring the developer that has been heaped up in the container. For example, in a spray etching apparatus, a spray nozzle mounting body prepared by mounting a spray nozzle for ejecting an etchant in the longitudinal direction of a liquid supply pipe is rotated and reciprocated within a certain angular range around the liquid supply pipe as a rotation axis. Therefore, it is the same as means for spraying an etchant onto an object to be etched. The reciprocating motion within a certain angular range is similar to the motion of a pendulum, hence the name.

また、回転ファン方式の攪拌ユニットは、攪拌ユニット1-2に近い。攪拌ユニット1-2は単なる円板13を回転させる方法であるが、回転ファン方式は、円板ではなくファンを採用した場合である。 Further, the rotating fan type stirring unit is close to the stirring unit 1-2. The stirring unit 1-2 is simply a method of rotating the disk 13, but the rotating fan system is a case of adopting a fan instead of the disk.

1-1、1-2、1-3、1-4・・・攪拌ユニット
2-1・・・スキャン攪拌部
2-3-1・・・圧電素子
2-3-2・・・ステータ
3・・・基板保持部
4・・・連結部
5・・・凹部
6・・・円形状ガイド
7・・・シャフト
8・・・駆動部
9・・・被現像基板
10、30、40・・・(パドル方式の)現像装置
11・・・スピンチャックステージ
12・・・スピンチャック
13・・・円板
14・・・シャフト
15・・・壁面
16・・・ガイド支持部
17・・・ガイド部
18・・・スピンチャック収納部
50・・・現像ユニット
1-1, 1-2, 1-3, 1-4 Stirring unit 2-1 Scan stirring section 2-3-1 Piezoelectric element 2-3-2 Stator 3 . Substrate holding portion 4 . Developing device 11...spin chuck stage 12...spin chuck 13...disk 14...shaft 15...wall surface 16...guide support part 17...guide part 18... ..Spin chuck housing portion 50 ..Development unit

Claims (1)

被現像基板を回転可能に保持するスピンチャックと、
液盛り状態にある現像液を攪拌する攪拌ユニットと、を有するパドル方式の現像装置であり、前記攪拌ユニットは、前記液盛りされた現像液の液面に接触または液中に埋没させた超音波モーターのステータであり、前記ステータは、円周方向に圧電素子が配置された円形状であり、円周方向に進行波を形成することを特徴とする現像装置。
a spin chuck that rotatably holds the substrate to be developed;
and a paddle-type developing device for agitating the liquid developer in a swelled state , wherein the agitating unit is in contact with or immersed in the liquid surface of the swelled liquid developer. 1. A developing device, comprising: a stator of a motor; the stator has a circular shape in which piezoelectric elements are arranged in a circumferential direction, and forms a traveling wave in the circumferential direction.
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