JPH11102855A - レジスト現像装置およびレジスト現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細なパターンにおいても、良好な寸法精度
を得ることが可能なレジスト現像装置およびレジスト現
像方法を提供すること。 【解決手段】 基板表面に形成されたレジストを所定パ
ターンに加工するレジスト現像装置１０において、上記
基板１６を保持する第１の電極１４を有する保持台と、
上記第１の電極１４と近接対向配置された第２の電極１
７と、上記第１の電極１４もしくは第２の電極１７の少
なくとも一方と電気的に接続される交流電源１５と、上
記基板１６と第２の電極１７の間に処理液２３を供給す
る処理液供給手段１９と、を具備することを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶基板などの微細加工において、感光性フォトレジスト
を現像する際に用いる現像装置、現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ、液晶ガラス基板などの基
板の微細加工では写真技術を応用したフォトリソグラフ
ィーが一般に用いられている。この技術においては、例
えば感光性のノボラック系フォトレジストを加工したい
薄膜上に塗布し、そして加工したい形状のフォトマスク
を通して、水銀ランプ、エキシマレーザなどの紫外光で
露光した後、処理液である有機アルカリ系現像液などの
現像液で現像が行われる。

【０００３】この後に、ウエットエッチングやドライエ
ッチングなどのエッチングによって上記薄膜の微細加工
を行い、この後にアッシング処理により、不要になった
レジストを剥離するようになっている。

【０００４】このようなフォトリソグラフィーの現像工
程においては、一般にパドル現像といった現像方法が用
いられている。この方法では、現像液をなるべく無駄に
しないように、現像液の表面張力により処理側である基
板の上面からこぼれないように覆うとともに、基板の上
面の全面に渡って現像液の供給を行うものである。

【０００５】そして、基板を静止させ、あるいは現像液
が上面より離れない程度に低速回転させて上記基板表面
に形成されたレジストの現像を行い、この後に純水など
のリンス洗浄によりこの現像液を除去するようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の現像
方法においては、以下のような問題点を有している。す
なわち、上述の現像方法では、フォトリソグラフィー工
程により基板表面に微細パターンを形成する場合、コン
タクトホールなどのパターン間の寸法ピッチが小さい部
分では、現像液は他に逃げ場がなく微細パターン間に滞
留してしまうため、この現像液によって溶解されたレジ
ストが入り込んで付着してしまう（図２参照）。

【０００７】この対策としては、現像液に界面活性剤を
添加する方法があるが、レジストの種類によっては微細
パターン間に溜まったレジストが完全に溶解せず、あま
り効果を奏さないものとなっている。

【０００８】本発明は上記の事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、微細パターンの形成に
際しても、現像液等の処理液の微細パターン間への残留
を防止することが可能なレジスト現像装置およびレジス
ト現像方法を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、基板表面に形成されたレジ
ストを所定パターンに加工するレジスト現像装置におい
て、上記基板を保持する第１の電極を有する保持台と、
上記第１の電極と近接対向配置された第２の電極と、上
記第１の電極もしくは第２の電極の少なくとも一方と電
気的に接続される交流電源と、上記基板と第２の電極の
間に処理液を供給する処理液供給手段と、を具備するこ
とを特徴とするレジスト現像装置である。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記第１の電極及
び第２の電極は相対的に接離可能に設けられていること
を特徴とする請求項１記載のレジスト現像装置である。
請求項３記載の発明は、上記保持台には回転駆動手段が
連結され、上記基板を回転可能としていることを特徴と
する請求項１または請求項２記載のレジスト現像装置で
ある。

【００１１】請求項４記載の発明は、基板表面に形成さ
れたレジストを所定パターンに加工するレジスト現像方
法において、所定間隔離間対向して設けられた一対の電
極の一方の電極に基板を載置する載置工程と、上記基板
と他方の電極の間に処理液を供給する処理液供給工程
と、上記一対の電極のいずれか一方に交流電圧を印加す
る交流電圧印加工程と、を具備したことを特徴とするレ
ジスト現像方法である。

【００１２】請求項１の発明によると、上記基板を保持
する第１の電極を有する保持台と、上記第１の電極と近
接対向配置された第２の電極と、上記第１の電極もしく
は第２の電極の少なくとも一方と電気的に接続される交
流電源と、上記基板と第２の電極の間に処理液を供給す
る処理液供給手段とを具備したため、処理液の供給によ
り上記基板に形成された微細なレジストパターンに滞留
している溶解したレジストを上記交流電源による交流電
圧の印加によって揺動させることが可能となる。

【００１３】この揺動により、微細なレジストパターン
には他の新たな処理液が入り込むようになる。そのため
このレジストの所定パターンへの加工をより速く行うこ
とが可能となるとともに、レジストの界面が新たな処理
液に常にさらされることによって良好な寸法精度のレジ
ストパターンを得ることが可能となっている。

【００１４】請求項２の発明によると、上記第１の電極
及び第２の電極は相対的に接離可能に設けられているた
め、基板を上記第１の電極に載置する場合には、上記第
１の電極もしくは第２の電極のいずれか一方を駆動させ
ることにより容易に基板を載置可能となるとともに、こ
れら電極板の間が処理液で充満されるように間隔を調整
することも容易に行うことが可能となっている。

【００１５】請求項３の発明によると、上記保持台には
回転駆動手段が連結され、上記基板を回転可能としてい
るため、上記保持台と第２の電極の間に供給される処理
液を均一に行き渡らせることが可能となっている。

【００１６】請求項４の発明によると、所定間隔離間対
向して設けられた一対の電極の一方の電極に基板を載置
する載置工程と、上記基板と他方の電極の間に処理液を
供給する処理液供給工程と、上記一対の電極のいずれか
一方に交流電圧を印加する交流電圧印加工程とを具備し
ているため、上記基板に形成された微細なレジストパタ
ーンに滞留している溶解したレジストを上記交流電圧印
加工程による交流電源の印加によって揺動させ、これに
よりレジストの界面に新たな処理液が入り込みレジスト
の所定パターンへの加工をより速く行うことが可能とな
るとともに、良好な寸法精度のレジストパターンを得る
ことが可能となっている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図１ないし図２に基づいて説明する。図１に示す
レジスト現像処理装置１０は、ウエハ載置台（保持台）
１１を有している。このウエハ載置台１１は、下方に回
転軸１２が連結されており、またこの回転軸１２の下端
には駆動源である電動機１３が連結されている。このた
め、上記ウエハ載置台１１は、電動機１３の作動により
回転自在に設けられている。

【００１８】上記ウエハ載置台１１の上面には、第１の
電極である下部電極１４が設けられている。この下部電
極１４は、例えば１０Ｖ程度の電圧を印加する交流電源
１５に電気的に接続されていて、また上面は基板１６を
載置可能とするために平板状に形成されている。

【００１９】この基板１６は、ノボラック系フォトレジ
ストを塗布し、このノボラック系フォトレジストに対し
て露光を行ったものである。上記下部電極１４に対向す
る位置には、第２の電極である上部電極１７が設けられ
ている。この上部電極１７は取付け台１８に固定されて
いて、また上記下部電極１４と対向する面である下面が
平板状に形成されている。

【００２０】上記取付け台１８には処理液供給手段であ
る現像液供給ノズル１９が連結されている。また、上記
取付け台１８には、ボールねじ２０が複数連結されてお
り、このボールねじ２０は図示しない上下駆動機構と連
結している。このため、ボールねじ２０を回転させるこ
とにより、上記上部電極１７を上下方向に移動させるこ
とが可能となっている。

【００２１】上記現像液供給ノズル１９は、平板状に形
成された供給平板体２１を備えており、この供給平板体
２１の下面から上記取付け台１８に向かい複数の供給管
２２が設けられている。この供給管２２に連通するよう
に、上記供給平板体２１および上部電極１７には図示し
ない複数の連通孔が形成されていて、この上部電極１７
の下面より現像液を基板１６の上面に供給することが可
能となっている。

【００２２】なお、上記基板１６の上面に供給される現
像液は、例えば水酸化メチルテトラアンモニウム（ＴＭ
ＡＨ）のような有機系アルカリ現像液であり、導電性を
有したものとなっている。

【００２３】上記基板１６の処理を行うに際しては、ま
ず上記下部電極１４上に基板１６を載置し、この後に上
記上部電極１７を駆動させて上記基板１６の上面とこの
上部電極１７の下面との間に存する隙間が約１ｍｍとな
るように調整する。

【００２４】そして、上記基板１６の上面と上記上部電
極１７の下面の間に存する隙間に現像液の供給を行う。
この現像液２３の供給を行うに際しては、上記現像液２
３が基板１６の全面に亘って行き渡るように、上記電動
機１３を作動させて上記下部電極１４を回転させなが
ら、現像液２３の供給を行う。

【００２５】上記現像液２３が供給されるにつれて、上
記基板１６の上面と上部電極１７の下面の間が現像液２
３で充満されるようになるが、このように現像液２３が
この間に充満された場合には、表面張力によってこの間
の現像液２３が外部にこぼれないように上記基板１６の
上面と上部電極１７の下面の間隔が調整されている（図
１に示す状態）。

【００２６】上記レジストのうち露光された部分は、供
給された現像液２３により徐々に溶解されて窪み、所定
の微細パターンを形成するようになる。このとき、現像
液２３及び溶解したレジスト２４は微細パターン間に滞
留してしまう。

【００２７】そこで、上記現像液２３が上記基板１６の
上面の端部まで覆うように供給された後に、上記交流電
源１５を作動させて上記下部電極１４に交流電圧を印加
する。ここで、上記現像液２３により溶解しているレジ
スト２４が所定の電荷を帯びたものである場合には、こ
の交流電圧の印加により上記溶解しているレジスト２４
は対向している下部電極１４と上部電極１７の間で交流
の周波ごとに揺動するようになる。

【００２８】そのため、図２に示すように、溶解してい
るレジスト２４は、対向する電極１４，１７の間で揺動
するようになる。この揺動により、常にこの微細パター
ン間には新しい現像液２３が入り込むようになる。つま
り、上記レジストの微細パターン間は常に新しい現像液
２３にさらされることになり、レジストの所定パターン
への加工速度も向上するようになる。

【００２９】また、上記溶解しているレジスト２４が所
定の電荷を帯びていない場合であっても、現像液２３が
有機系アルカリ現像液であるため、交流電圧の印加によ
ってこの現像液２３が上下に揺動するようになる。これ
に伴って、上記溶解しているレジスト２４も上下に揺動
され、このため上記レジストの微細パターン間は上述の
ように新しい現像液２３にさらされて、処理速度の向
上、良好な寸法精度を得ることが可能となっている。

【００３０】さらに、上記上部電極１７にはボールねじ
２０が連結されていて、このボールねじ２０を上部電極
１７にねじ込むことにより、上部電極１７を上下方向に
駆動可能となっているため、上記基板１６を下部電極１
４に載置する場合には上部電極１７を上方に駆動させて
基板１６の載置を良好とすればよく、また交流電圧を印
加する場合には上記基板１６の上面と上部電極１７の下
面との間隔を所望の寸法に調整すればレジストの現像液
２３による処理を良好に行うことが可能となっている。

【００３１】また、電動機１３により、上記下部電極１
４を回転駆動させることが可能な構成であるため、現像
液２３をこの基板１６の全面に渡って良好に行き渡らせ
ることが可能となっている。

【００３２】更に、現像液供給ノズル１９と兼用して、
或いは別途リンス用の純水を基板１６上に供給する構成
を設けることで、レジスト除去後の基板１６の洗浄も本
装置で合わせて行うことができる。

【００３３】以上、本発明の一実施の形態について説明
したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となってい
る。以下それについて述べる。上記実施の形態では、有
機系アルカリ現像液を用いた場合について述べている
が、これ以外の導電性を有する現像液を用いた場合に
も、もちろん適用可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によると、上記基板を保持する第１の電極を有する保
持台と、上記第１の電極と近接対向配置された第２の電
極と、上記第１の電極もしくは第２の電極の少なくとも
一方と電気的に接続される交流電源と、上記基板と第２
の電極の間に処理液を供給する処理液供給手段とを具備
したため、処理液の供給により上記基板に形成された微
細なレジストパターンに滞留している溶解したレジスト
を上記交流電源による交流電圧の印加によって揺動させ
ることが可能となる。

【００３５】この揺動により、微細なレジストパターン
には他の新たな処理液が入り込むようになる。そのため
このレジストの所定パターンへの加工をより速く行うこ
とが可能となるとともに、レジストの界面が新たな処理
液に常にさらされることによって良好な寸法精度のレジ
ストパターンを得ることが可能となっている。

【００３６】請求項２記載の発明によると、上記第１の
電極及び第２の電極は相対的に接離可能に設けられてい
るため、基板を上記第１の電極に載置する場合には、上
記第１の電極もしくは第２の電極のいずれか一方を駆動
させることにより容易に基板を載置可能となるととも
に、これら電極板の間が処理液で充満されるように間隔
を調整することも容易に行うことが可能となっている。

【００３７】請求項３記載の発明によると、上記保持台
には回転駆動手段が連結され、上記基板を回転可能とし
ているため、上記保持台と第２の電極の間に供給される
処理液を均一に行き渡らせることが可能となっている。

【００３８】請求項４記載の発明によると、所定間隔離
間対向して設けられた一対の電極の一方の電極に基板を
載置する載置工程と、上記基板と他方の電極の間に処理
液を供給する処理液供給工程と、上記一対の電極のいず
れか一方に交流電圧を印加する交流電圧印加工程とを具
備しているため、上記基板に形成された微細なレジスト
パターンに滞留している溶解したレジストを上記交流電
圧印加工程による交流電源の印加によって揺動させ、こ
れによりレジストの界面に新たな処理液が入り込みレジ
ストの所定パターンへの加工をより速く行うことが可能
となるとともに、良好な寸法精度のレジストパターンを
得ることが可能となっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係わるレジスト現像装
置の構成を示す側面図。

【図２】同実施の形態に係わる基板表面に形成されたレ
ジストパターン付近の交流電圧を印加した状態を示す部
分断面図。

【符号の説明】

１０…レジスト現像処理装置 １１…ウエハ載置台 １４…下部電極 １５…交流電源 １６…基板 １７…上部電極 １９…現像液供給ノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板表面に形成されたレジストを所定パ
   ターンに加工するレジスト現像装置において、 上記基板を保持する第１の電極を有する保持台と、 上記第１の電極と近接対向配置された第２の電極と、 上記第１の電極もしくは第２の電極の少なくとも一方と
   電気的に接続される交流電源と、 上記基板と第２の電極の間に処理液を供給する処理液供
   給手段と、 を具備することを特徴とするレジスト現像装置。
2. 【請求項２】 上記第１の電極及び第２の電極は相対的
   に接離可能に設けられていることを特徴とする請求項１
   記載のレジスト現像装置。
3. 【請求項３】 上記保持台には回転駆動手段が連結さ
   れ、上記基板を回転可能としていることを特徴とする請
   求項１または請求項２記載のレジスト現像装置。
4. 【請求項４】 基板表面に形成されたレジストを所定パ
   ターンに加工するレジスト現像方法において、 所定間隔離間対向して設けられた一対の電極の一方の電
   極に基板を載置する載置工程と、 上記基板と他方の電極の間に処理液を供給する処理液供
   給工程と、 上記一対の電極のいずれか一方に交流電圧を印加する交
   流電圧印加工程と、 を具備したことを特徴とするレジスト現像方法。