JPH1116824A - Method and device for development - Google Patents

Method and device for development

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JPH1116824A
JPH1116824A JP17244597A JP17244597A JPH1116824A JP H1116824 A JPH1116824 A JP H1116824A JP 17244597 A JP17244597 A JP 17244597A JP 17244597 A JP17244597 A JP 17244597A JP H1116824 A JPH1116824 A JP H1116824A
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final rinse
substrate
temperature
developing
rinse liquid
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JP17244597A
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Inventor
Tetsuyoshi Ishii
Toshiaki Tamamura
敏昭 玉村
哲好 石井
Original Assignee
Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt>
日本電信電話株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a fine pattern of higher aspect ratio by preventing a resist pattern from breaking due to surface tension when a rinse liquid is dried. SOLUTION: The device is so configured as to develop a pattern on a substrate 2. Here, with heating mechanisms 18 and 24 provided, one or more of the substrate 2, a final rinse liquid, and a dry air, are heated for processing the method, a process is provided where, when the final rinse liquid 13 or the dry air is supplied to the substrate 2, the temperature of one or more of the substrate 2, the final rinse liquid 13, and the air for drying, are made higher than that of the substrate 2 and a solvent used in the process before the final rinse liquid 13 is supplied.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は超LSI等の超微細加工用のレジストを用いて微細パタンを形成する際に用いる現像装置及び現像方法に関するものである。 The present invention relates to relates to a developing apparatus and a developing method used for forming a fine pattern by using a resist for ultra-fine processing such as ultra LSI.

【0002】 [0002]

【従来の技術】超LSI加工技術ではパタンの微細化が進められ、開発段階では0.2μm以下の領域に入りつつある。 BACKGROUND OF THE INVENTION Ultra LSI processing technology advanced miniaturization of patterns, is entering into the following areas 0.2μm during development. LSIの基板加工にはドライエッチング工程が採用されており、通常、レジストをマスクとして、微細パタンが基板に転写される。 The substrate processing LSI and the dry etching process is employed, usually, a resist as a mask, a fine pattern is transferred to the substrate. このレジストパタンをドライエッチングのマスクとするためには、ある程度(通常、0.5μm程度)の膜厚が必要であり、また、レジスト塗布時のピンホール等の欠陥を無くす上でも、一定の膜厚を確保する必要がある。 The resist pattern to a mask for dry etching, to some extent (usually about 0.5 [mu] m) is necessary thickness of, also, in terms of eliminating the defects such as pinholes at the time of resist coating is also constant film it is necessary to ensure the thickness. この場合、パタンの微細化に伴い、レジストパタンの高さと幅の比(アスペクト比と呼ばれる)が高くなり、現像過程で隣接するパタン同士がくっついて崩壊する現象が生じる。 In this case, with the miniaturization of the pattern, the ratio of height to width of the resist pattern (called aspect ratio) is high, the phenomenon of collapse occurs stick is pattern adjoining each other in the development process. このパタン崩壊は最終リンス液が乾燥する際に、溶剤の表面張力により、微細なレジストパタンに機械的な力が働くことにより生じる。 When the pattern collapse of final rinse liquid is dried, the surface tension of the solvent, caused by the mechanical force exerted on the fine resist pattern. この問題を低減するために、最終リンス液を凍結乾燥する方法が提案されているが、液体窒素の使用や、真空乾燥過程が必要なことから、大幅なコスト増と残留不純物の影響が懸念される。 To reduce this problem, a method of freeze-drying a final rinse solution has been proposed, used and liquid nitrogen, since it required a vacuum drying process, the influence of the substantial cost increase and the residual impurities are concerned that. 一方、より簡便なパタン崩壊防止法としては、低表面張力溶剤を最終リンス液に使用する方法がある。 On the other hand, as a more convenient pattern collapse preventing method is to use a low surface tension solvent to the final rinse solution. このような溶剤として最適なのが、室温での表面張力が15dyn/cm以下のパーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン等のパーフルオロカーボン溶剤である。 The best as such a solvent is a perfluorocarbon solvent surface tension 15dyn / cm or less of perfluoropentane, perfluorohexane, perfluoro heptane at room temperature. パーフルオロカーボン溶剤を最終リンスに使用すると、従来、 With perfluorocarbon solvent to the final rinse, conventionally,
3〜4が限界であったアスペクト比を4〜5に向上できる。 3-4 can improve the aspect ratio was limited to 4-5.

【0003】しかしながら、現在用いられているレジスト膜厚の0.5μm前後を確保したまま、最小パタン寸法を0.1μm以下にしようとすると、アスペクト比が5以上になり、パーフルオロカーボン溶剤を通常に最終リンス液として使用しても、安定なパタン形成が困難になる。 However, while securing a 0.5μm before and after the resist film thickness currently used, when the minimum pattern dimension to try 0.1μm or less, the aspect ratio is 5 or more, perfluorocarbon solvent to normal be used as a final rinse solution, stable pattern formation becomes difficult.

【0004】超LSI以外に、0.1μm以下の極微細加工を用いて種々の微細な素子を形成する際も、微細化が進むにつれ、100nm程度の極薄いレジストを用いてもこのパタン崩壊が実質的な解像度を決めてしまうため、上記LSI製造時と本質的に同じ問題に遭遇する。 [0004] Besides super LSI, or when forming various fine elements with the following nanofabrication 0.1 [mu] m, as the miniaturization, even with very thin resist of about 100nm is this pattern collapse since thus determine the effective resolution, encounters essentially the same problems as when the LSI manufacturing.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、リンス液が乾燥する際に、表面張力によりレジストパタンが崩壊するのを防ぎ、より高いアスペクト比の微細パタンを形成するための現像装置と現像方法の提供を課題としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention, when the rinsing liquid is dried, prevents the resist pattern is to collapse due to surface tension, the developing device and the developing method for forming a fine pattern of higher aspect ratios is an object of the invention to provide a.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明では、リンス液を乾燥する際に、最終リンス液の乾燥温度を向上させることにより、最終リンス液の表面張力を低下させ、乾燥に際しパタンが崩壊するのを防ぐものである。 In order to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, when drying the rinsing liquid, by improving the drying temperature of the final rinsing liquid, it reduces the surface tension of the final rinse liquid, pattern upon drying is intended to prevent the collapse. 従来の現像方法では、被加工基板上の露光されたレジストに現像液、リンス液(中間リンスと最終リンスに分ける場合がある)を順次供給し、最後に、乾燥空気や窒素ガスで基板を乾燥させるが、この際、現像液やリンス液の温度管理を室温近辺の温度で、 In the conventional developing method, a developing solution to the exposed resist on the substrate to be processed sequentially supplies a rinse liquid (which may be divided into the intermediate rinse and final rinse), finally, drying the substrate with dry air or nitrogen gas but is, this time, the temperature control of developer or rinsing liquid at temperatures near room temperature,
一定にしている場合が多く、特に高温に加熱することはない。 Often it is constant and not be particularly heated to a high temperature. 本発明では、最終リンス液の乾燥温度を向上する手段として、被加工基板、あるいは、最終リンス液、あるいは、乾燥空気や窒素等の乾燥用の気体のいずれか、 In the present invention, as means for improving the drying temperature of the final rinsing liquid, a substrate to be processed or the final rinse liquid, or any of the gas for drying, such as dry air or nitrogen,
あるいはこれらの複数について、加熱することにより、 Alternatively These multiple, by heating,
より高アスペクト比の超微細パタンが形成出来ることを見い出した。 Ultra-fine pattern of a higher aspect ratio has been found that can be formed. 最終リンス液として用いる溶剤はレジストの種類により異なる。 The solvent used as a final rinse liquid varies depending on the type of resist. ノボラック系樹脂のようなアルカリ可溶性樹脂と感光剤とからなるホトマスクレジスト類は純水を、ポリメチルメタクリレートやCMSのような電子線レジストではイソプロピルアルコールのようなアルコール類を用いるのが通常である。 Photomask resist such consisting of alkali-soluble resin and the photosensitive agent such as a novolac resin is pure water, the electron beam resist such as polymethylmethacrylate or CMS to use alcohols such as isopropyl alcohol is usually. 物質の表面張力は温度上昇により低下することが知られている。 The surface tension of the material is known to be lowered by the temperature rise. このため、純水の室温(23℃)での表面張力は約75×10 Therefore, the surface tension at room temperature (23 ° C.) of pure water of about 75 × 10
-3 N/mであり、1℃上昇すると0.14×10 -3 N/ -3 is N / m, 1 ℃ rise to the 0.14 × 10 -3 N /
m表面張力の値が低下するため、60℃で乾燥すると約70×10 -3 N/mまで低下できる。 the value of m surface tension is lowered, it drops to and dried at 60 ° C. to about 70 × 10 -3 N / m. イソプロピルアルコールの場合は室温(23℃)で表面張力は約23×1 Surface tension at room temperature (23 ° C.) in the case of isopropyl alcohol was about 23 × 1
-3 N/mであり、1℃上昇すると約0.08×10 -3 0 -3 is N / m, 1 ℃ rise when about 0.08 × 10 -3
N/m表面張力が低下するため、45℃で乾燥すると表面張力は約21×10 -3 N/mに低下する。 Since N / m surface tension is lowered, surface tension and dried at 45 ° C. is reduced to approximately 21 × 10 -3 N / m. 一方、汎用溶剤として最も表面張力の低い溶剤系であるパーフルオロカーボン系溶剤の代表としてパーフルオロヘキサンの表面張力の値は室温(23℃)で、約14×10 -3 N/ On the other hand, the surface tension value of perfluorohexane as a representative of perfluorocarbon solvents is the most surface tension low solvent system as a general-purpose solvent at room temperature (23 ° C.), about 14 × 10 -3 N /
mであり、1℃上昇すると約0.094×10 -3 N/m m, and when 1 ℃ rises approximately 0.094 × 10 -3 N / m
表面張力の値が低下する。 The value of the surface tension is reduced. 従って、通常の現像条件である23℃を昇温して、沸点近くの55℃で乾燥すると表面張力は約11×10 -3 N/mに低下する。 Accordingly, by elevating the temperature of 23 ° C. which is a normal developing conditions, surface tension and dried at 55 ° C. of near the boiling point is reduced to approximately 11 × 10 -3 N / m. このように、最終リンス液乾燥時の温度を高くすることにより、 Thus, by increasing the temperature during the final rinse liquid drying,
かなり表面張力を低下できる効果がある。 There is an effect that can significantly reduce the surface tension.

【0007】乾燥時の加熱手段としては、3種類の方法が使用できる。 [0007] As the heating means during the drying, three methods can be used. まず、基板温度を上げておくことで、装置的には最も容易に効果が得られる。 First, by leaving the substrate temperature is raised, most easily effect is obtained in the apparatus manner. しかし、現像時の温度も高くなる可能性があり、従来の現像工程の変更が必要となる。 However, there is a possibility that even higher temperatures during development, it is necessary to change the conventional development process. 一方、最終リンス液を加熱しておく方法も有効である。 Meanwhile, a method of previously heating the final rinse liquid is also effective. 特に、純水を最終リンスとして利用する場合は装置的にも負担が少ないが、有機系のイソプロピルアルコールでは消火設備の充実が必要である。 In particular, to reduce the burden to apparatus specifically the case of using the pure water as a final rinse is necessary enhancement of fire extinguishing equipment with isopropyl alcohol organic. また、パーフルオロカーボン系溶剤は不燃性であるため、消火の問題はないが、蒸気圧が高いため、圧力に注意する必要がある。 Moreover, perfluorocarbon solvent because it is nonflammable, it has no problem of extinguishing, because of high vapor pressure, it is necessary to pay attention to the pressure. これらに比べて、最後の乾燥に用いる乾燥空気、窒素ガス、アルゴンガスは加熱も容易で、特に窒素ガスやアルゴンガスは加熱しても安全なため最も有利である。 Compared to these, dry air, nitrogen gas used for final drying, the argon gas is heated is easy, especially nitrogen gas or argon gas is most advantageous for a safe to heating. 更に、これら3種の手法の複数を組み合わせることにより、乾燥時の加熱温度を高くできる。 Further, by combining a plurality of these three approaches can increase the heating temperature during drying. 実際は、最終リンス液の種類とその性質により、加熱手段を選択する。 In fact, the type and properties of the final rinsing liquid, selects the heating means.

【0008】 [0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention. 本実施の形態の現像装置は、最終リンス液を乾燥する時に、最終リンス液の表面張力を低下させるために最終リンス液と乾燥気体とを加熱する機構を備えたことを特徴としている。 A developing device of the present embodiment, when drying the final rinse liquid is characterized by having a mechanism for heating the final rinse liquid and drying gas to lower the surface tension of the final rinse liquid. この例を図1に示す。 An example of this is shown in Figure 1.

【0009】この現像装置は、現像カップ1内に、被加工基板であるウエハ2を保持するウエハ支持台3と、該支持台3を回転軸に固定したモーター4とを配設し、該支持台3の上方に、現像液7をウエハ2上に供給するための現像液ノズル8と、最終リンス液13をウエハ2上に供給するための最終リンスノズル16と、乾燥気体をウエハ2上に吹き付ける乾燥気体ノズル23とを備えている。 [0009] The developing apparatus, the developing cup 1, arranged with the wafer support table 3 for holding a wafer 2 is a substrate to be processed, and a motor 4 fixed to the support base 3 to the rotary shaft, the support above the table 3, the developer nozzle 8 for supplying a developer 7 on the wafer 2, the final rinse liquid 13 and the final rinse nozzles 16 for supplying to the wafer 2, the drying gas on the wafer 2 and a drying gas nozzle 23 for spraying. また、現像カップ1には、カップ内の現像液やリンス液を排出するためのドレイン5が設けられている。 Further, the developing cup 1 is provided with a drain 5 for discharging the developer or rinsing liquid in the cup.

【0010】現像液ノズル8の管路は、電磁弁9を介して現像液タンク6内に挿入されている。 [0010] pipe line of the developing solution nozzle 8 is inserted into the developer tank 6 through an electromagnetic valve 9. 現像液タンク6 Developer tank 6
には、圧力計10を介してタンク内に現像液圧送用の高圧気体を供給する高圧気体供給口11が設けられている。 The high-pressure gas supply port 11 is provided for supplying high pressure gas for the developer pumped into the tank via a pressure gauge 10. この供給口11から高圧気体を供給し、電磁弁9を開くことによって、タンク6内の現像液7が現像液ノズル8を通り、ウエハ2上に供給されるようになっている。 Supplying high pressure gas from the supply port 11, by opening the solenoid valve 9, the developer 7 in the tank 6 passes through the developer nozzle 8, it is supplied onto the wafer 2.

【0011】最終リンスノズル16の管路は、電磁弁1 [0011] The conduit of the final rinse nozzle 16, the solenoid valve 1
7を介して最終リンスタンク12に挿入されている。 It is inserted into the final rinse tank 12 via a 7. 最終リンスタンク12には、圧力計14を介してタンク内に圧送用の高圧気体を供給する高圧気体供給口15が設けられている。 The final rinse tank 12, the high-pressure gas supply port 15 is provided for supplying high pressure gas for feeding into the tank through a pressure gauge 14. この供給口15から所定圧力の高圧気体を供給し、電磁弁17を開くことによって、タンク12 This supply port 15 supplies a predetermined pressure high pressure gas, by opening the solenoid valve 17, the tank 12
内の最終リンス液13がノズル16を通り、ウエハ2上に供給されるようになっている。 Final rinse liquid 13 of the inner passes through the nozzle 16, are supplied onto the wafer 2. また、最終リンスタンク12には、ヒーター18と、温度測定装置19とを備えた温度調節手段が設けられている。 In addition, the final rinse tank 12, a heater 18, the temperature adjusting means is provided with a temperature measuring device 19. この温度調節手段によって、タンク12内の最終リンス液13を一定の温度に加熱し、ノズル16からウエハ2に供給できるようになっている。 This temperature adjusting means to heat the final rinse liquid 13 in tank 12 at a constant temperature, so as to supply from the nozzle 16 to the wafer 2. この最終リンス液13としては、パーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン及びそれらの混合物が有効であるが、更に炭素数の大きい、炭素数8,9,10,11,12,13等のパーフルオロカーボン系溶剤及びそれらの混合物が使用される。 As the final rinse liquid 13, perfluoropentane, perfluorohexane, but perfluoroheptane and mixtures thereof are effective, larger number of carbon atoms, such as 8,9,10,11,12,13 carbon atoms perfluorocarbon solvents and mixtures thereof are used.

【0012】乾燥気体ノズル23の管路は、温度測定手段25、ヒーター24および圧力計22を介して高圧気体ボンベ20のガスボンベ弁21に接続されている。 [0012] conduit of the drying gas nozzle 23, the temperature measuring means 25 is connected to a gas cylinder valve 21 of the high-pressure gas canister 20 via a heater 24 and a pressure gauge 22. ガスボンベ弁21を開にすれば、高圧気体ボンベ20内から乾燥気体がノズル23を通ってウエハ2に供給される。 If the gas cylinder valve 21 in the open, dry gas from the high pressure gas cylinder 20 inside is applied to the wafer 2 through the nozzle 23. さらに、ノズル23の管路に設けられたヒーター2 Further, a heater 2 provided in the conduit of the nozzle 23
4と温度測定装置19からなる温度調節手段によって、 The temperature adjusting means consisting of 4 and a temperature measuring device 19,
ノズル23の管路を通る乾燥気体を一定の温度に加熱し、ノズル23からウエハ2に供給できるようになっている。 The dry gas through the conduit of the nozzle 23 is heated to a certain temperature, so as to supply from the nozzle 23 to the wafer 2. この乾燥気体としては、窒素ガス、アルゴンガス、乾燥空気などが用いられ、特に窒素ガスが好適に用いられる。 As the dry gas, nitrogen gas, argon gas, dry air, or is used, in particular nitrogen gas is preferably used.

【0013】最終リンス液13および乾燥気体の温度は、現像液7の温度よりも20℃以上高く、最終リンス液13の沸点よりも低い温度に調整、制御するように、 [0013] temperature of the final rinsing liquid 13 and the drying gas is higher 20 ° C. or higher than the temperature of the developer 7, adjusted to a temperature lower than the boiling point of the final rinse liquid 13, to control,
温度測定装置19,25に連動したヒーター18,24 Heater was linked to the temperature measuring device 19, 25 18, 24
で加熱、調整される。 In heating, it is adjusted. また、ウエハ2を加熱してもよく、その場合には、ウエハ支持台3にヒーターを内蔵し、ウエハ2を加熱すればよい。 It is also possible to heat the wafer 2, in this case, a built-in heater wafer support table 3, it may be heated to the wafer 2.

【0014】本発明に係る現像方法の実施の形態を、上述した現像装置を用いた場合を例として説明する。 [0014] The embodiment of the developing method according to the present invention will be described as an example the case of using the above-described developing apparatus. この実施の形態では、最終リンス液13と乾燥気体の温度を、最終リンス工程もしくは乾燥気体吹き付けによる乾燥を行う際に、最終リンス工程よりも前の工程で用いられる基板及び溶剤の温度よりも高い温度にしている工程を備えることを特徴としている。 In this embodiment, the temperature of the final rinsing liquid 13 and the drying gas, in performing the drying by spraying final rinse step or the drying gas higher than the temperature of the substrate and the solvent used in the previous step than the last rinsing step It is characterized in that it comprises a step that the temperature. 被加工基板であるウエハ2を、現像カップ1内のウエハ支持台3上に吸着保持する。 The wafer 2 is the substrate to be processed, is attracted and held on the wafer support table 3 of the development cup 1. このウエハ2は、適当な膜厚のレジストをスピンコートし、適宜な条件でベーキングした後、微細パタンを描画したものである。 The wafer 2, a resist suitable thickness by spin coating, after baking in an appropriate condition is obtained by drawing a fine pattern. モーター4を駆動し、ウエハ2 To drive the motor 4, the wafer 2
を所望の速度で回転させ、現像液ノズル8を通して現像液7をウエハ2に供給する。 It is rotated at a desired speed, and supplies the developer 7 to the wafer 2 through the developer nozzle 8. 続いて、ノズル16を通して、前の現像工程での溶剤(現像液7)よりも高い温度とした最終リンス液13を供給する。 Subsequently, through a nozzle 16, supplies the solvent (developer 7) final rinse liquid 13 which was higher temperature than in the previous development step. ノズル8から供給された現像液7や最終リンス液13は、ドレイン5から排出される。 Developer 7 and final rinse liquid 13 supplied from the nozzle 8 is discharged from the drain 5. 最終リンス液13をウエハ2に供給した後、最終リンス液13と同等の温度に加熱した乾燥気体、例えば窒素ガスや乾燥空気を吹き付けて乾燥する。 After supplying the final rinse liquid 13 to the wafer 2, the final rinse liquid 13 and the drying gas heated to an equivalent temperature, is dried by blowing, for example, nitrogen gas or dry air.

【0015】最終リンス工程および乾燥工程において、 [0015] In the final rinse and drying steps,
最終リンス液13と乾燥気体の温度を前の現像工程での溶剤(現像液7)よりも高い温度に加熱し、最終リンス液13の乾燥時の温度を高くすることによって最終リンス液13の表面張力を低下させ、パタン崩壊が生じるパタン寸法を微細化できる。 The temperature of the final rinsing liquid 13 and the drying gas is heated to a temperature higher than the solvent (a developer 7) in the previous development step, the surface of the final rinse liquid 13 by increasing the temperature during the drying of the final rinse liquid 13 reduce the tension, the pattern dimension in which a pattern collapse occurs can miniaturized. この現像方法は、どのような種類のリンス液に対しても有効であるが、中でも、最も効果の高いのは、最終リンス液の主成分が、単一のパーフルオロカーボン系溶剤、もしくは2種以上のパーフルオロカーボン系溶剤の混合物からなる場合である。 The developing method, any kind of but also effective against rinsing liquid, among others, the most effective is given, the main component of the final rinse liquid, single perfluorocarbon type solvent, or two or more a case consisting of perfluorocarbon mixtures solvent. パーフルオロカーボン系溶剤としては炭素の数が5,6,7 The perfluorocarbon type solvent in the number of carbon 5,6,7
に相当するパーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン及びそれらの混合物が有効であるが、更に炭素数の大きい、炭素数8,9,10,1 Perfluoropentane, which corresponds to the perfluorohexane, but perfluoroheptane and mixtures thereof are effective, larger number of carbon atoms, 8,9,10,1 atoms
1,12,13等のパーフルオロカーボン系溶剤及びそれらの混合物も使用可能である。 Perfluorocarbon solvent, and mixtures thereof, such as 1,12,13 can be used. また、最終リンス液1 In addition, the final rinse solution 1
3と乾燥気体の温度は、現像液7の温度よりも20℃以上高く、最終リンス液13の沸点よりも低い温度とすることが望ましい。 3 and the temperature of the drying gas, the developer 7 higher 20 ° C. or higher than the temperature, it is desirable to lower temperatures than the boiling point of the final rinse liquid 13. なお、上述した実施の形態においては、最終リンス液および乾燥気体を加熱する構成としたが、ウエハ(基板)、最終リンス液、乾燥気体のうちの少なくとも1つを加熱すれば、最終リンス液の乾燥時に表面張力を低下させる目的を達成しし、同様の効果を得ることができる。 In the embodiment described above, a configuration for heating the final rinse liquid and drying gas, the wafer (substrate), the final rinse liquid, by heating at least one of the drying gas, the final rinse liquid and to achieve the purpose of reducing the surface tension during drying, it is possible to obtain the same effect.

【0016】更に別な実施の形態として、現像工程の後、中間リンス液をウエハ2に供給し、その後、最終リンス液13を供給する場合には、現像液7を供給するための供給機構(タンク6、電磁弁7、ノズル8、圧力計10、高圧気体供給口11)と同様の構成を備えた中間リンス供給機構を配設し、かつその中間リンスノズルをウエハ2上に配置し、現像液7と同様に中間リンス液をウエハ2に供給する構成とした現像装置が用いられる。 [0016] In yet another embodiment, after the development step, and supplies an intermediate rinse liquid to the wafer 2, then, in case of supplying the final rinse liquid 13, feeding mechanism for supplying a developer 7 ( tank 6, the electromagnetic valve 7, the nozzle 8, the pressure gauge 10, is disposed intermediate rinse supply mechanism having the same configuration as the high-pressure gas supply port 11), and place the intermediate rinse nozzle onto the wafer 2, the developing developing device has a structure for supplying the intermediate rinse liquid to the wafer 2 in the same manner as the liquid 7 is used.
本実施の形態においては、ウエハ2上に、加熱していない現像液6と中間リンス液を供給した後、加熱した最終リンス液13を供給し、続いて加熱した乾燥気体を吹き付け、最終リンス液13を乾燥させる。 In the present embodiment, on the wafer 2, after supplying heat to non developer 6 and the intermediate rinsing liquid supplies the final rinse liquid 13 which is heated, spraying followed by heating the dried gas, the final rinse liquid 13 is dried. この中間リンス液を供給する工程を加入した実施の形態においても、最終リンス液13と乾燥気体の温度を前の現像工程での溶剤(現像液7及び中間リンス液)よりも高い温度に加熱し、最終リンス液13の乾燥時の温度を高くすることによって最終リンス液13の表面張力を低下させ、パタン崩壊が生じるパタン寸法を微細化できる効果が得られる。 In this intermediate rinsing liquid embodiment subscribed the step of supplying also to heat the temperature of the final rinsing liquid 13 and the drying gas to a temperature higher than the solvent (a developer 7 and an intermediate rinsing liquid) in the previous development step lowers the surface tension of the final rinse liquid 13 by increasing the temperature during the drying of the final rinse liquid 13, the effect of the pattern dimension in which a pattern collapse occurs can miniaturization is obtained.

【0017】 [0017]

【実施例】次に、実施例により本発明を更に具体的に説明する。 EXAMPLES Next, more detailed explanation of the present invention through examples. [実施例1]6インチシリコン基板上に化学増幅型X線用レジストSEPR−44−D(信越化学製)を0.5 [Example 1] for a chemically amplified X-ray to a 6-inch silicon substrate resist SEPR-44-D (manufactured by Shin-Etsu Chemical) and 0.5
μmの膜厚にスピンコートし、100℃、120秒の条件でプリベークした後、SORビームラインを用いて、 Was spin-coated to a thickness of [mu] m, 100 ° C., prebaked at 120 seconds, using a SOR beam line,
X線露光した。 And X-ray exposure. 露光後、75℃、120秒の条件でポストベークした。 After the exposure, 75 ℃, and post-baked at 120 seconds. 用いたX線マスクは20mm角のウインドウを有し、この中に100nm周期から300nm周期まで、10nm刻みで1:1のライン&スペース比を持つ0.4μm膜厚のタンタル製のライン&スペースパタンが長さ2mmにわたって形成された部分が、XY両方向10mm間隔で2×2のマトリックス上に配置されている。 X-ray mask used has a window of 20mm square, from 100nm period therein to 300nm cycle, 1 10nm increments: 0.4 .mu.m tantalum line-and-space pattern having a thickness with a 1 line-and-space ratio is formed over a length of 2mm portion is disposed on the 2 × 2 matrix in the XY directions 10mm intervals. この基板を2枚用意し、一枚は100rpmの回転速度で回転しながら、23℃のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド2.1%水溶液を供給して、 The substrate was prepared two, one while rotating at 100rpm rotational speed, by supplying a tetramethylammonium hydroxide 2.1% aqueous solution of 23 ° C.,
60秒間現像し、ついで、リンス液として23℃の純水を60秒間供給し、23℃の窒素ガスを吹き付けて乾燥した。 Developed for 60 seconds, then, pure water 23 ° C. was supplied for 60 seconds as a rinse, and dried by blowing 23 ° C. in a nitrogen gas. 2枚目の基板は100rpmの回転速度で回転しながら、23℃のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド2.1%水溶液を供給して、60秒間現像し、 Substrate of the second sheet while rotating at 100rpm rotational speed, by supplying a tetramethylammonium hydroxide 2.1% aqueous solution of 23 ° C., and developed for 60 seconds,
ついで、中間リンスとして23℃の純水を60秒間供給し、その後60℃に加熱した純水を20秒間供給し、最後に60℃の窒素ガスを吹き付けて乾燥した。 Then, pure water of 23 ° C. as the intermediate rinse is supplied for 60 seconds, after which the pure water heated to 60 ° C. was supplied for 20 seconds, and dried by blowing at the end 60 ° C. of nitrogen gas. これら2 These 2
試料を電子顕微鏡によってその解像性を比較したところ、23℃の純水でリンスして23℃の窒素ガスで乾燥した1枚目の試料は、基板の周辺部分では250nm周期のライン&スペースパタンまで、隣接パタンがくっつくパタン崩壊が生じることなく解像出来た。 Samples were compared with the resolution by electron microscopy, the first sheet of the sample dried at 23 ° C. in a nitrogen gas and rinsed with pure water 23 ° C. is of 250nm cycle at the peripheral portion of the substrate line and space pattern until, could resolution without pattern collapse adjacent pattern sticking occurs. 60℃の純水で最終リンスし、60℃の窒素ガスで乾燥した2枚目の試料は、220nm周期のライン&スペースパタンまで、隣接パタンがくっつくパタン崩壊が生じることなく解像出来た。 Finally rinsed with pure water 60 ° C., the second sheet of the sample dried at 60 ° C. of nitrogen gas, to the line and space pattern of 220nm cycle, could resolution without pattern collapse adjacent pattern sticking occurs. この結果からあきらかなように、最終リンス液である純水を加熱し、かつ、乾燥に用いる窒素ガスを加熱することにより、より微細なライン&スペースパタンが解像出来る。 As is apparent from these results, heating the pure water is the final rinsing liquid, and, by heating the nitrogen gas used for drying, finer lines and spaces pattern can resolution. これは、乾燥温度を高くすることにより、最終リンス液である純水の表面張力が低下したためである。 This can be achieved by increasing the drying temperature, the surface tension of pure water is the final rinse liquid is due to a decrease.

【0018】[実施例2]4インチシリコン基板上にZ [0018] [Example 2] 4-inch silicon substrate to Z
EP−520レジストを0.4μmの膜厚にスピンコートし、165℃のオーブンで30分間ベーキングした後、電子ビーム露光装置(日本電子製JBX−5FE) Was spin-coated EP-520 resist film thickness of 0.4 .mu.m, after baking 30 minutes at 165 ° C. oven, an electron beam exposure apparatus (JEOL JBX-5FE)
を用いて微細パタンを描画した。 Drawing a fine pattern using. 描画したパタンは、1 Drawing the pattern is, 1
00nm周期から300nm周期まで、5nm刻みでライン&スペースパタンを長さ2mmにわたって、各周期10水準の露光量で描画したものを1セットとし、これをXY両方向10mm間隔でマトリックス状にウエハ全面に描画した。 From 00nm period to 300nm cycle, draw a line and space pattern over a length of 2mm at 5nm increments, those drawn with an exposure amount of each period 10 levels as one set, which the entire surface of the wafer in a matrix in the XY directions 10mm intervals did. この基板を2枚用意し、1枚は基板温度を23℃に保ちながら、100rpmの回転速度で回転させながら、ZEP系レジストの現像液であるZED− The substrate was prepared two, one is keeping the substrate temperature at 23 ° C., while rotating at 100rpm rotational speed, a developing solution ZEP resist ZED-
N50(日本ゼオン製)を23℃で供給して、5分間現像し、ついで、リンス液としてイソプロピルアルコール(IPAと略記する)を23℃で60秒間供給し、最後に23℃で窒素ガスを吹き付けて乾燥した。 N50 is supplied with (Japan Zeon) and 23 ° C., and developed for 5 minutes, then isopropyl alcohol (abbreviated as IPA) was supplied for 60 seconds at 23 ° C. as a rinse, blowing nitrogen gas at last 23 ° C. and then dried Te. 2枚目の基板は、基板温度を23℃に保ちながら、100rpmの回転速度で、23℃のZED−N50(日本ゼオン製) Substrate of the second sheet is, while maintaining the substrate temperature at 23 ℃, at 100rpm rotational speed, of 23 ℃ ZED-N50 (manufactured by Nippon Zeon)
を供給して、5分間現像し、ついで、中間リンスとして23℃のIPAを60秒間供給しながら基板温度を45 Supplies, developed 5 minutes, then, while the IPA of 23 ° C. as the intermediate rinse is supplied for 60 seconds at a substrate temperature 45
℃まで上昇させた。 ℃ was raised to. その後、45℃のIPAを20秒間供給し、最後に45℃の窒素ガスを吹き付けて乾燥した。 Thereafter, the IPA of 45 ° C. was supplied for 20 seconds, and dried by blowing at the end 45 ° C. of nitrogen gas. これら2試料を電子顕微鏡でその解像性を比較したところ、23℃のIPAでリンスして23℃の窒素ガスで乾燥した1枚目の試料では、基板の周辺部分では20 These 2 samples were compared with the resolution with an electron microscope, the first sheet of the sample dried with nitrogen gas rinsing to 23 ° C. with IPA of 23 ° C., 20 in the peripheral portion of the substrate
0nm周期のライン&スペースパタンまで、隣接パタンがくっつくパタン崩壊が生じることなく解像出来た。 0nm until the period of the line-and-space pattern, was able to resolution without pattern collapse adjacent pattern to stick occurs. 4
5℃の基板温度で45℃のIPAを用いて最終リンスし、45℃の窒素ガスで乾燥した2枚目の試料は、17 At a substrate temperature of 5 ° C. with the IPA of 45 ° C. and a final rinse, 45 ° C. 2-th sample dried with nitrogen gas, the 17
5nm周期のライン&スペースパタンまで、隣接パタンがくっつくパタン崩壊が生じることなく解像出来た。 To the line-and-space pattern of 5nm period, it was able to resolution without pattern collapse adjacent pattern to stick occurs. この結果からあきらかなように、基板を加熱し、最終リンス液であるIPAを加熱し、かつ、乾燥に用いる窒素ガスを加熱することにより、より微細なライン&スペースパタンが解像出来る。 As it is apparent from these results, heating the substrate, heating the the final rinse liquid IPA, and, by heating the nitrogen gas used for drying, finer lines and spaces pattern can resolution. これは、乾燥温度を高くすることにより、最終リンス液であるIPAの表面張力が低下したためである。 This can be achieved by increasing the drying temperature, the surface tension of the final rinse liquid IPA is due to a decrease.

【0019】[実施例3]4インチシリコン基板上にZ [0019] [Example 3] a 4-inch silicon substrate to Z
EP−520にフラーレンC60(MER社製)をレジスト高分子の重量に対して10重量%の割合で混合したものを、0.25μmの膜厚にスピンコートし、170 Those EP-520 fullerene C60 a (MER Corp.) were mixed in a proportion of 10% by weight relative to the weight of the resist polymer, was spin-coated to a thickness of 0.25 [mu] m, 170
℃のオーブンで30分間ベーキングした後、電子ビーム露光装置(日本電子製JBX−5FE)を用いて微細パタンを描画した。 After baking for 30 minutes at ℃ oven and draw a fine pattern by using an electron beam exposure apparatus (JEOL JBX-5FE). 描画したパタンは、50nm周期から150nm周期まで、5nm刻みでライン&スペースパタンを長さ2nmにわたって、各周期10水準の露光量で描画したものを1セットとし、これをXY両方向10 The drawn pattern is from 50nm period to 150nm cycle, the line and space pattern over the length 2nm at 5nm increments, and a set of those drawn with an exposure amount of each cycle 10 levels, XY directions 10 this
mm間隔でマトリックス状にウエハ全面に描画した。 Drawn the entire surface of the wafer in a matrix in mm intervals. この基板を2枚用意し、現像した。 The substrate was prepared two, was developed. 現像方法は、1枚目は基板を23℃に保ち、100rpmの回転速度で回転させながら、ZEP系レジストの現像液であるZED−N Developing method, the first sheet keeps the substrate 23 ° C., while rotating at 100rpm rotational speed, a developing solution ZEP resist ZED-N
50(日本ゼオン製)を23℃で供給して、7分間現像し、ついで、中間リンスとしてIPAを23℃で60秒間供給し、その後、23℃のパーフルオロヘキサンを6 50 is supplied with (Japan Zeon) and 23 ° C., and developed for 7 minutes, then, IPA was supplied for 60 seconds at 23 ° C. as the intermediate rinse, then perfluorohexane of 23 ° C. 6
0秒間供給し、最後に23℃の窒素ガスを吹き付けて乾燥した。 Supplies 0 seconds and blown dry with the end 23 ° C. of nitrogen gas. 2枚目の基板は、基板を23℃に保ち、100 Substrate of the second piece is, keeping the substrate to 23 ℃, 100
rpmの回転速度で回転させながら、23℃のZED− While rotating the rpm speed of rotation of, the 23 ℃ ZED-
N50(日本ゼオン製)を供給して、7分間現像し、ついで、中間リンスとしてIPAを23℃で60秒間供給し、その後、23℃でパーフルオロヘキサンを60秒間供給し、最後に60℃の窒素ガスを吹き付けて乾燥した。 N50 supplies (Nippon Zeon), and developed for 7 minutes, then, IPA was supplied for 60 seconds at 23 ° C. as the intermediate rinse, then perfluorohexane was supplied for 60 seconds at 23 ° C., the last 60 ° C. It was blown dry with nitrogen gas. これら2枚の試料を電子顕微鏡でその解像性を比較したところ、23℃の窒素ガスで乾燥した1枚目の試料では90nm周期までのライン&スペースパタンが、隣接するパタンがくっつくパタン崩壊を生じることなく解像出来たのに対し、60℃の窒素ガスで乾燥した2枚目の試料では、75nmの周期までのライン&スペースパタンが、隣接するパタンがくっつくパタン崩壊を生じることなく解像出来た。 It was these two samples and compare the resolution with an electron microscope, the line and space patterns up to 90nm cycle with the first image of the sample dried at 23 ° C. in a nitrogen gas, a pattern collapse adjacent pattern sticks while could resolution without generating, in the second sheet of the sample dried at 60 ° C. of nitrogen gas, resolution without line-and-space pattern to the period of 75nm is, produces a pattern collapse adjacent pattern sticks done. この結果から明らかなように、用いる窒素ガスを加熱することにより、より微細なライン&スペースパタンが解像出来る。 As it is apparent from this result, by heating the nitrogen gas used, finer lines and spaces pattern can resolution. これは、乾燥温度を高くすることにより、最終リンス液であるパーフルオロヘキサンの表面張力が低下したためである。 This can be achieved by increasing the drying temperature, the surface tension of perfluorohexane is the final rinse liquid is due to a decrease. 特に本実施例では低表面張力溶剤であるパーフルオロヘキサンを最終リンス液に用い、高温乾燥を行っているため、アスペクト比6.5以上という著しく高い超微細パタンが得られ、本発明の効果が最も高い。 In particular, in this embodiment using perfluorohexane a low surface tension solvent to the final rinse solution, because a high-temperature drying, significantly higher ultrafine pattern is obtained that the aspect ratio 6.5 or more, the effect of the present invention highest.

【0020】以上、上述した実施例ではレジストとして、化学増幅系レジストSEPR−44−DをX線露光した場合と、ZEP、あるいはフラーレンC60添加Z The above, as the resist in the embodiment described above, the case where the chemically amplified resist SEPR-44-D and X-ray exposure, ZEP or fullerene C60 additive Z,
EPを電子線露光した場合について説明したが、他の種類のレジストやエキシマーレーザを用いた光露光に適用しても、高解像度が得られることは明らかである。 EP case was described in which an electron beam exposure. However, even when applied to an optical exposure using other types of resist or excimer lasers, it is clear that the high resolution can be obtained. また、乾燥ガスとして窒素ガスを用いているが、乾燥空気やアルゴン等の不活性ガスを用いても同様の効果が得られる。 Further, although using nitrogen gas as the drying gas, the same effect even by using an inert gas such as dry air or argon is obtained. また、実施例では最終リンス液としては純水、I Further, pure water as a final rinse solution in the embodiment, I
PA、パーフルオロヘキサンを用いたが、その他の溶剤でも同様の効果が得られる。 PA, was used perfluorohexane, the same effect can be obtained in other solvents. 特に、低表面張力溶剤であるパーフルオロカーボン系溶剤としては炭素の数が5, In particular, as the perfluorocarbon type solvent is a low surface-tension solvent are the number of atoms 5,
6,7に相当するパーフルオロペンタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン及びそれらの混合物が有効であるが、更に炭素数の大きい、炭素数8,9,1 Perfluoropentane corresponding to 6,7, perfluorohexane, but perfluoroheptane and mixtures thereof are effective, larger number of carbon atoms, carbon atoms 8,9,1
0,11,12,13等のパーフルオロカーボン系溶剤及びそれらの混合物も使用可能である。 Perfluorocarbon solvent, and mixtures thereof, such as 0,11,12,13 can be used. また、実施例で用いた温度だけでなく、基板、リンス液、もしくは乾燥する気体の温度として、通常用いられる温度(典型的には室温)に比べ、20℃以上の温度差を設けることにより、表面張力に明らかな減少が生じ、同様の効果が得られた。 Further, not only the temperature used in the examples, the substrate, as the temperature of the rinsing liquid or drying gas, as compared to the normal temperature used (typically room temperature), by providing a temperature difference more than 20 ° C., clear reduction in surface tension occurs, similar effects were obtained. また、温度の上限としては、リンス液の沸点とすれば良い。 The upper limit of the temperature may be the boiling point of the rinsing liquid. これらは、レジストが固化して現像により除去できなくなる温度以下とする必要があることは言うまでもない。 These, of course, is required to be below the temperature at which the resist can not be removed by development to solidify.

【0021】 [0021]

【発明の効果】本発明に従うと、超微細加工用に用いるレジストパタンの極微細領域での現像過程に基づくパタンの崩壊を防止して、実質的な解像度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent collapse of the pattern based on the development process in the ultrafine region of the resist pattern to be used for ultra-fine processing, to improve the effective resolution. この結果、超LSI製造やこれに用いるX線マスク製造、微細回折格子等の光学部品製造に大きな効果が得られる。 As a result, super LSI manufacturing or X-ray mask production using this, a great effect on the optical component manufacturing such fine diffraction grating obtained.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 本発明に係る現像装置の一例を示す概略構成図。 Schematic structural view showing an example of a developing device according to the present invention; FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 現像カップ 2 ウエハ(基板) 3 ウエハ支持台 4 モーター 5 ドレイン 6 現像液タンク 7 現像液 8 現像液ノズル 9,17 電磁弁 10,14,22 圧力計 11,15 高圧気体供給口 12 最終リンスタンク 13 最終リンス液 16 最終リンスノズル 18,24 ヒーター(加熱する機構) 19,25 温度測定装置(制御する手段) 20 高圧気体ボンベ 21 ガスボンベ弁 22 圧力計 23 乾燥気体ノズル 1 developing cup 2 wafer (substrate) 3 wafer support 4 Motor 5 drain 6 developer tank 7 developer 8 developer nozzle 9,17 solenoid valve 10,14,22 pressure gauge 11 and 15 the high-pressure gas supply port 12 final rinse tank 13 final rinse liquid 16 final rinse nozzles 18 and 24 a heater (heating for mechanism) 19, 25 temperature measuring device (control for means) 20 high-pressure gas cylinder 21 gas cylinder valve 22 pressure gauge 23 dry gas nozzles

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 レジストパタンが転写された被加工基板上に、現像液と、最終リンス液または中間リンス液と最終リンス液の2種以上のリンス液を供給し、最終リンス液を乾燥気体で乾燥して該基板上のパタンを現像する現像装置において、基板、最終リンス液、もしくは乾燥気体のうちの1つまたは複数を加熱する機構を備えたことを特徴とする現像装置。 To 1. A workpiece substrate to resist pattern is transferred, a developing solution, the final rinse liquid or two or more of the rinsing liquid in the intermediate rinse solution and final rinse liquid supplied, the final rinse liquid in dry gas in the developing device dried to develop the pattern on the substrate, the substrate, the final rinse solution, or the developing apparatus characterized by having a mechanism for heating one or more of the dry gas.
  2. 【請求項2】 請求項1記載の現像装置において、前記加熱する機構が、前記基板、前記最終リンス液、もしくは乾燥気体のうちの1つまたは複数の温度を、現像液及び中間リンス液の温度よりも20℃以上高く、最終リンス液の沸点よりも低い温度に調整、制御する手段を有することを特徴とする現像装置。 The developing device as claimed in claim 1, claim 1, wherein a mechanism for the heating, the substrate, the final rinse solution, or the one or more temperatures of the drying gas, the temperature of the developing solution and an intermediate rinsing liquid 20 ° C. or higher than high, adjusted to a temperature lower than the boiling point of the final rinse liquid, a developing device, characterized in that it comprises means for controlling.
  3. 【請求項3】 レジストパタンが転写された被加工基板上に、現像液と、最終リンス液または中間リンス液と最終リンス液の2種以上のリンス液を供給し、最終リンス液を乾燥気体で乾燥して該基板上のパタンを現像する現像方法において、基板、最終リンス液、もしくは乾燥に用いる気体の1つまたは複数の温度を、最終リンス液もしくは乾燥気体を基板に供給する際に、最終リンス液を供給するより前の工程で用いられる基板及び溶剤の温度よりも高い温度にする工程を備えることを特徴とする現像方法。 To 3. a processing substrate on which the resist pattern has been transferred, a developing solution, the final rinse liquid or two or more of the rinsing liquid in the intermediate rinse solution and final rinse liquid supplied, the final rinse liquid in dry gas dried in a developing process for developing the pattern on the substrate, the substrate, the final rinse liquid, or one or more of the temperature of the gas used for drying, the final rinse liquid or drying gas in supplying the substrate, the final developing method characterized by comprising the step of a temperature higher than the temperature of the substrate and the solvent used in the process prior to supplying the rinsing liquid.
  4. 【請求項4】 請求項3記載の現像方法において、前記高い温度が、最終リンス液を供給するより前の工程で用いられる基板及び溶剤の温度に対し20℃以上高く、最終リンス液の沸点よりも低い温度であることを特徴とする現像方法。 4. A developing method according to claim 3, wherein the high temperature, final rinse liquid higher 20 ° C. or higher to the substrate and the temperature of the solvent used in the process prior to supplying, the boiling point of the final rinse liquid developing method according to claim it is a low temperature.
  5. 【請求項5】 請求項3または4記載の現像方法において、前記最終リンス液の主成分が、単一のパーフルオロカーボン系溶剤、もしくは2種以上のパーフルオロカーボン系溶剤の混合物からなることを特徴とする現像方法。 5. A method according to claim 3 or 4 developing method according, and characterized in that the main component of the final rinsing liquid, a mixture of single perfluorocarbon solvent or two or more perfluorocarbon solvent, developing methods for.
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