KR20160052364A - A resist pattern forming apparatus, a resist pattern forming method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레지스트 패턴 형성 장치 및 레지스트 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a resist pattern forming apparatus and a resist pattern forming method.
종래, 레지스트 재료를 도포하여 프리베이크한 후에 노광 및 현상한 프리패턴에 블리칭 노광을 실시함으로써, 그 프리패턴의 광 투과성이나 내구성을 향상시키는 기술이 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).Conventionally, there has been known a technique for applying a resist material to pre-bake, then subjecting the pre-pattern exposed and developed to bleaching exposure, thereby improving the light transmittance and durability of the pre-pattern (see, for example, Patent Document 1).
그러나, 상기 종래 기술에서는 블리칭 효과가 충분히 얻어지지 않아, 블리칭 노광 후의 패턴에 있어서 광 투과성 및 내구성을 양립할 수 없어, 당해 패턴을 사용하여 제조한 유기 EL 패널 또는 TFT 패널 등의 신뢰성을 저하시키는 요인이 되고 있었다.However, in the above-mentioned prior art, the bleaching effect is not sufficiently obtained, the light transmittance and durability of the pattern after bleaching exposure can not be both satisfied, and the reliability of the organic EL panel or TFT panel manufactured using the pattern is lowered It was becoming a factor.
본 발명은, 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 광 투과성 및 내구성을 양립시킨 신뢰성이 높은 패턴이 얻어지는, 레지스트 패턴 형성 장치 및 레지스트 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a resist pattern forming apparatus and a resist pattern forming method which can obtain a highly reliable pattern that combines light transmittance and durability.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 기판 상에 레지스트막을 도포하는 도포 장치와, 상기 레지스트막의 현상 처리를 실시함으로써 프리패턴을 형성하는 현상 장치와, 현상 후의 상기 프리패턴에 탈수 처리를 실시하는 탈수 장치와, 탈수 후의 상기 프리패턴에 광 조사 처리를 실시하는 광 조사 장치와, 상기 광 조사 후의 상기 프리패턴을 가열하여 경화시키는 가열 장치를 구비하는 레지스트 패턴 형성 장치가 제공된다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a developing apparatus comprising: a coating device for coating a resist film on a substrate; a developing device for forming a pre-pattern by performing development processing of the resist film; And a heating device for heating and curing the pre-pattern after the irradiation with light. The present invention also provides a resist pattern forming apparatus comprising:
제 1 양태에 관련된 레지스트 패턴 형성 장치에 의하면, 탈수 처리에 의해 프리패턴의 수분을 미리 제거함으로써 노광 후의 나프토퀴논디아지드가 인덴카르복실산으로 변화하는 것을 억제하고 있다. 카르복실산의 생성이 억제되면, 프리패턴이 양호하게 고분자화되게 된다. 따라서, 광 조사 처리 후에는 광 투과성 및 내구성을 양립시킨 프리패턴이 형성되므로, 그 프리패턴을 경화시킨 레지스트 패턴은 신뢰성이 높은 것이 된다.According to the resist pattern forming apparatus according to the first aspect, the moisture of the free pattern is removed in advance by the dehydration treatment, whereby the naphthoquinone diazide after exposure is prevented from changing to indenecarboxylic acid. When the production of the carboxylic acid is suppressed, the pre-pattern is favorably polymerized. Therefore, after the light irradiation treatment, a pre-pattern having both light transmittance and durability is formed, so that the resist pattern obtained by curing the pre-pattern becomes highly reliable.
상기 제 1 양태에 있어서, 상기 탈수 장치는, 불활성 가스를 공급한 탈수 챔버 내에서 상기 프리패턴을 가열하는 가열 기구를 포함하는 구성으로 해도 된다.In the first aspect, the dewatering device may include a heating mechanism for heating the pre-pattern in a dewatering chamber supplied with an inert gas.
이 구성에 의하면, 프리패턴 내의 수분을 양호하게 제거할 수 있다.According to this configuration, moisture in the free pattern can be satisfactorily removed.
상기 제 1 양태에 있어서, 상기 탈수 장치는, 상기 프리패턴을 수용한 공간을 진공 분위기로 하는 진공 기구를 포함하는 구성으로 해도 된다.In the first aspect, the dewatering device may include a vacuum mechanism for making a space containing the free pattern in a vacuum atmosphere.
이 구성에 의하면, 진공 분위기에 의해 수분이 증발하기 쉬워지므로, 프리패턴 내에서 수분을 양호하게 제거할 수 있다.According to this constitution, since moisture is likely to evaporate in a vacuum atmosphere, water can be satisfactorily removed in the pre-pattern.
또한, 상기 탈수 장치는, 상기 진공 분위기 내에 있어서 상기 프리패턴을 가열하는 가열 기구를 추가로 포함하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the dehydrating apparatus further includes a heating mechanism for heating the pre-pattern in the vacuum atmosphere.
이와 같이 하면, 프리패턴 내의 수분을 보다 효율적으로 제거할 수 있다.In this way, moisture in the free pattern can be removed more efficiently.
상기 제 1 양태에 있어서, 상기 탈수 장치는, 상기 프리패턴을 가열하는 가열 기구를 포함하는 구성으로 해도 된다.In the first aspect, the dewatering device may include a heating mechanism for heating the pre-pattern.
이 구성에 의하면, 프리패턴 내의 수분을 양호하게 제거할 수 있다.According to this configuration, moisture in the free pattern can be satisfactorily removed.
상기 제 1 양태에 있어서, 상기 광 조사 장치는, 상기 광 조사 처리를 실시하는 처리 챔버 내가 저(低) 이슬점 분위기인 구성으로 해도 된다.In the first aspect, the light irradiation device may have a low dew point atmosphere in the processing chamber for performing the light irradiation process.
이 구성에 의하면, 챔버 내의 수분량이 적기 때문에, 프리패턴에 포함되는 디아조나프토퀴논이 광 화학 반응을 일으켜 생성된 인덴케텐이 수지의 수산기와 결합하여 막 전체가 양호하게 고분자화한다. 따라서, 프리패턴이 양호하게 고분자화하므로, 광 투과성 및 내구성이 우수한 레지스트 패턴을 형성할 수 있다.According to this structure, because the water content in the chamber is small, the diazonaphthoquinone contained in the free pattern causes photochemical reaction, and the resulting indene ketene bonds with the hydroxyl group of the resin, so that the whole film is polymerized well. Therefore, since the pre-pattern is favorably polymerized, a resist pattern excellent in light transmittance and durability can be formed.
상기 제 1 양태에 있어서, 상기 광 조사 장치는, 상기 광 조사 처리를 실시할 때에, 20 ℃ ∼ 200 ℃ 의 처리 온도에서 상기 프리패턴을 가열하는 구성으로 해도 된다.In the first aspect, the light irradiation device may be configured to heat the pre-pattern at a treatment temperature of 20 ° C to 200 ° C when the light irradiation process is performed.
이 구성에 의하면, 프리패턴의 광 조사 처리 (블리칭 처리) 를 양호하게 실시할 수 있다.According to this configuration, the light irradiation process (bleaching process) of the pre-pattern can be satisfactorily performed.
상기 제 1 양태에 있어서, 상기 광 조사 장치는, 상기 광 조사 처리에 앞서, 상기 프리패턴이 상기 처리 온도에 도달할 때까지 저이슬점 분위기하에서 상기 기판을 유지하는 예열부를 포함하는 구성으로 해도 된다.In the first aspect, the light irradiation device may include a preheating part for holding the substrate under a low dew point atmosphere until the pre-pattern reaches the processing temperature before the light irradiation processing.
이 구성에 의하면, 프리패턴의 탈수 상태를 유지하면서, 예열부에 의해 프리패턴의 온도를 처리 온도까지 예열할 수 있다. 따라서, 프리패턴은, 표면 뿐만 아니라 내부까지 소정 온도에 도달한 상태로 광 조사가 실시되므로, 양호하게 고분자화할 수 있다.According to this configuration, the pre-pattern can be pre-heated to the processing temperature by the preheating portion while maintaining the dehydrated state of the pre-pattern. Therefore, since the pre-pattern is irradiated with light in a state of reaching a predetermined temperature not only to the surface but also to the interior thereof, the pre-pattern can be polymerized well.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 기판 상에 레지스트막을 도포하는 도포 공정과, 상기 레지스트막의 현상 처리를 실시함으로써 프리패턴을 형성하는 현상 공정과, 상기 현상 공정 후의 상기 프리패턴에 탈수 처리를 실시하는 탈수 공정과, 상기 탈수 공정 후의 상기 프리패턴에 광 조사 처리를 실시하는 광 조사 공정과, 상기 광 조사 공정 후의 상기 프리패턴을 가열하여 경화시키는 가열 공정을 구비하는 레지스트 패턴 형성 방법이 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a resist pattern, comprising: a coating step of applying a resist film on a substrate; a developing step of forming a pre-pattern by performing a developing treatment of the resist film; There is provided a resist pattern forming method comprising a dewatering step, a light irradiation step of applying light irradiation treatment to the pre-pattern after the dewatering step, and a heating step of heating and curing the pre-pattern after the light irradiation step.
제 2 양태에 관련된 레지스트 패턴 형성 방법에 의하면, 탈수 처리에 의해 프리패턴의 수분을 미리 제거함으로써 노광 후의 나프토퀴논디아지드가 인덴카르복실산으로 변화하는 것을 억제하고 있다. 카르복실산의 생성이 억제되면, 프리패턴이 양호하게 고분자화되게 된다. 따라서, 광 투과성 및 내구성을 양립시킨 프리패턴이 형성되므로, 그 프리패턴을 경화시킨 레지스트 패턴은 신뢰성이 높은 것이 된다.According to the resist pattern forming method according to the second aspect, the moisture of the pre-pattern is removed in advance by the dehydration treatment, whereby the naphthoquinone diazide after exposure is prevented from changing to indenecarboxylic acid. When the production of the carboxylic acid is suppressed, the pre-pattern is favorably polymerized. Therefore, since a pre-pattern having both light transmittance and durability is formed, the resist pattern obtained by curing the pre-pattern becomes highly reliable.
상기 제 2 양태에 있어서, 상기 탈수 공정은, 불활성 가스를 공급한 탈수 챔버 내에서 상기 프리패턴을 가열하는 가열 단계를 포함하는 구성으로 해도 된다.In the second aspect, the dewatering step may include a heating step of heating the pre-pattern in a dewatering chamber supplied with an inert gas.
이 구성에 의하면, 프리패턴 내의 수분을 양호하게 제거할 수 있다.According to this configuration, moisture in the free pattern can be satisfactorily removed.
상기 제 2 양태에 있어서, 상기 탈수 공정은, 상기 프리패턴을 수용한 공간을 진공 분위기로 하는 진공 단계를 포함하는 구성으로 해도 된다.In the second aspect, the dewatering step may include a vacuum step of setting a space containing the free pattern to a vacuum atmosphere.
이 구성에 의하면, 진공 분위기에 의해 수분이 증발하기 쉬워지므로, 프리패턴 내에서 수분을 양호하게 제거할 수 있다. According to this constitution, since moisture is likely to evaporate in a vacuum atmosphere, water can be satisfactorily removed in the pre-pattern.
또한, 상기 탈수 공정은, 상기 진공 분위기 내에 있어서 상기 프리패턴을 가열하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the dehydration step is performed by heating the pre-pattern in the vacuum atmosphere.
이와 같이 하면, 프리패턴 내의 수분을 보다 효율적으로 제거할 수 있다.In this way, moisture in the free pattern can be removed more efficiently.
상기 제 2 양태에 있어서, 상기 탈수 공정은, 상기 프리패턴을 가열함으로써 탈수 처리를 실시하는 구성으로 해도 된다.In the second aspect, the dewatering process may be configured to perform dewatering process by heating the pre-pattern.
이 구성에 의하면, 프리패턴 내의 수분을 양호하게 제거할 수 있다.According to this configuration, moisture in the free pattern can be satisfactorily removed.
상기 제 2 양태에 있어서, 상기 광 조사 공정은, 저이슬점 분위기의 처리 챔버 내에서 상기 광 조사 처리를 실시하는 구성으로 해도 된다.In the second aspect, the light irradiation step may be configured to perform the light irradiation processing in a processing chamber having a low dew point atmosphere.
이 구성에 의하면, 챔버 내의 수분량이 적기 때문에, 프리패턴에 포함되는 디아조나프토퀴논이 광 화학 반응을 일으켜 생성된 인덴케텐이 수지의 수산기와 결합하여 막 전체가 양호하게 고분자화한다. 따라서, 프리패턴이 양호하게 고분자화하므로, 광 투과성 및 내구성이 우수한 레지스트 패턴을 형성할 수 있다.According to this structure, because the water content in the chamber is small, the diazonaphthoquinone contained in the free pattern causes photochemical reaction, and the resulting indene ketene bonds with the hydroxyl group of the resin, so that the whole film is polymerized well. Therefore, since the pre-pattern is favorably polymerized, a resist pattern excellent in light transmittance and durability can be formed.
상기 제 2 양태에 있어서, 상기 광 조사 처리를 실시할 때에, 20 ℃ ∼ 200 ℃ 의 처리 온도에서 상기 프리패턴을 가열하는 구성으로 해도 된다.In the second aspect, when the light irradiation process is performed, the pre-pattern may be heated at a treatment temperature of 20 ° C to 200 ° C.
이 구성에 의하면, 프리패턴의 광 조사 처리 (블리칭 처리) 를 양호하게 실시할 수 있다.According to this configuration, the light irradiation process (bleaching process) of the pre-pattern can be satisfactorily performed.
상기 제 2 양태에 있어서, 상기 광 조사 공정은, 상기 광 조사 처리에 앞서, 상기 프리패턴이 상기 처리 온도에 도달할 때까지 저이슬점 분위기하에서 상기 기판을 유지하는 예열 단계를 포함하는 구성으로 해도 된다.In the second aspect, the light irradiation step may include a preheating step of holding the substrate under a low-dew point atmosphere until the pre-pattern reaches the processing temperature before the light irradiation processing .
이 구성에 의하면, 프리패턴의 탈수 상태를 유지하면서, 예비 가열부에 의해 프리패턴의 온도를 처리 온도까지 예열할 수 있다. 따라서, 프리패턴은, 표면 뿐만 아니라 내부까지 소정 온도에 도달한 상태로 광 조사가 실시되므로, 양호하게 고분자화할 수 있다.According to this configuration, the preheating section can preheat the temperature of the pre-pattern to the processing temperature while maintaining the dehydration state of the pre-pattern. Therefore, since the pre-pattern is irradiated with light in a state of reaching a predetermined temperature not only to the surface but also to the interior thereof, the pre-pattern can be polymerized well.
본 발명에 의하면, 광 투과성 및 내구성을 양립시킨 신뢰성이 높은 패턴이 얻어진다.According to the present invention, a highly reliable pattern that combines light transmittance and durability can be obtained.
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 패턴 형성 장치를 나타내는 평면도.
도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 탈수 유닛을 -Y 방향에서 보았을 때의 구성을 나타내는 도면.
도 3 은, 제 1 실시형태에 관련된 광 조사 유닛을 +Z 방향에서 보았을 때의 구성을 나타내는 도면.
도 4 는, 제 1 실시형태에 관련된 광 조사 유닛의 동작을 나타내는 도면.
도 5 는, 제 1 실시형태에 관련된 광 조사 유닛의 동작을 나타내는 도면.
도 6 은, 제 1 실시형태에 관련된 패턴 형성 방법을 나타내는 공정도.
도 7 은, 제 2 실시형태에 관련된 광 조사 유닛을 -Y 방향에서 보았을 때의 구성을 나타내는 도면.
도 8 은, 제 2 실시형태에 관련된 광 조사 유닛의 동작을 나타내는 도면.
도 9 는, 제 2 실시형태에 관련된 광 조사 유닛의 동작을 나타내는 도면.
도 10 은, 제 2 실시형태에 관련된 광 조사 유닛의 동작을 나타내는 도면.
도 11 은, 변형예에 관련된 탈수 유닛을 -Y 방향에서 보았을 때의 구성을 나타내는 도면.1 is a plan view showing a pattern forming apparatus according to a first embodiment;
Fig. 2 is a view showing the structure when the dewatering unit according to the first embodiment is viewed from the -Y direction; Fig.
3 is a view showing a configuration when the light irradiation unit according to the first embodiment is viewed in the + Z direction;
4 is a view showing the operation of the light irradiation unit according to the first embodiment;
5 is a view showing the operation of the light irradiation unit according to the first embodiment;
6 is a process chart showing a pattern forming method according to the first embodiment;
7 is a view showing a configuration when the light irradiation unit according to the second embodiment is viewed in the -Y direction;
8 is a view showing the operation of the light irradiation unit according to the second embodiment;
9 is a view showing an operation of the light irradiation unit according to the second embodiment;
10 is a view showing the operation of the light irradiation unit according to the second embodiment;
11 is a view showing a configuration when the dehydrating unit related to the modified example is viewed in the -Y direction.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하의 설명에 있어서는, XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대하여 설명한다. 수평면 내의 소정 방향을 X 축 방향, 수평면 내에 있어서 X 축 방향과 직교하는 방향을 Y 축 방향, X 축 방향 및 Y 축 방향의 각각과 직교하는 방향 (즉, 연직 방향) 을 Z 축 방향으로 한다. 또, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of the respective members is described with reference to the XYZ orthogonal coordinate system. The direction orthogonal to the X axis direction is defined as the Y axis direction, and the direction orthogonal to the X axis direction and the Y axis direction (i.e., the vertical direction) is defined as the Z axis direction. The directions of rotation (inclination) around the X axis, the Y axis, and the Z axis are θX, θY, and θZ directions, respectively.
(제 1 실시형태) (First Embodiment)
도 1 은 본 실시형태에 관련된 패턴 형성 장치 (SPA) 를 나타내는 평면도이다. 1 is a plan view showing a pattern forming apparatus (SPA) according to the present embodiment.
패턴 형성 장치 (SPA) 는, 예를 들어 X 방향으로 일렬로 배치된 로더·언로더 (LU), 도포 현상 처리부 (CD), 인터페이스부 (IF) 및 제어부 (CONT) 를 구비하고 있다. 패턴 형성 장치 (SPA) 는, 도포 현상 처리부 (CD) 가 로더·언로더 (LU) 와 인터페이스부 (IF) 에 의해 끼워져 배치된 구성으로 되어 있다. 제어부 (CONT) 는, 패턴 형성 장치 (SPA) 의 각 부를 통괄적으로 처리한다.The pattern forming apparatus SPA includes a loader / unloader (LU), a coating / developing processing unit (CD), an interface unit IF, and a control unit CONT arranged in a row in the X direction, for example. The pattern forming apparatus SPA has a configuration in which the coating and developing treatment section CD is sandwiched by the loader unloader LU and the interface section IF. The control section CONT processes each section of the pattern forming apparatus SPA in a general manner.
(로더·언로더) (Loader, unloader)
로더·언로더 (LU) 는, 복수의 기판 (G) 을 수용하는 카세트 (C) 의 반입 및 반출을 실시하는 부분이다. 로더·언로더 (LU) 는, 카세트 대기부 (10) 및 반송 기구 (11) 를 갖고 있다.The loader unloader (LU) is a portion for carrying in and out cassettes (C) accommodating a plurality of substrates (G). The loader / unloader (LU) has a cassette standby portion (10) and a transport mechanism (11).
카세트 대기부 (10) 는, 예를 들어 패턴 형성 장치 (SPA) 의 -X 측의 단부에 배치되어 있고, 복수의 카세트 (C) 를 수용한다. 카세트 대기부 (10) 에 수용된 카세트 (C) 는, 예를 들어 Y 방향으로 배열되도록 되어 있다. 카세트 대기부 (10) 는, -X 측에 도시하지 않은 개구부가 형성되어 있고, 당해 개구부를 통해서 패턴 형성 장치 (SPA) 의 외부와의 사이에서 카세트 (C) 의 수수 (授受) 가 실시되도록 되어 있다.The
반송 기구 (11) 는, 카세트 대기부 (10) 의 +X 측에 배치되어 있고, 카세트 (C) 와 도포 현상 처리부 (CD) 사이에서 기판 (G) 의 반송을 실시한다. 반송 기구 (11) 는, 예를 들어 Y 방향을 따라 2 개 배치되어 있고, 당해 2 개의 반송 기구 (11) 는 예를 들어 동일한 구성으로 되어 있다. -Y 측에 배치되는 반송 기구 (11a) 는, 로더·언로더 (LU) 로부터 도포 현상 처리부 (CD) 로 기판 (G) 을 반송한다. +Y 측에 배치되는 반송 기구 (11b) 는, 도포 현상 처리부 (CD) 로부터 로더·언로더 (LU) 로 기판 (G) 을 반송한다.The
반송 기구 (11) 는 반송 아암 (12 (12a, 12b)) 을 갖고 있다. 반송 아암 (12) 은, 유리 기판을 유지하는 유지부를 가지며, 예를 들어 일방향으로 신축 가능하도록 형성되어 있다. 반송 아암 (12) 은, θZ 방향으로 회전 가능하도록 형성되어 있다. 반송 아암 (12) 은, 예를 들어 θZ 방향으로 회전함으로써, 카세트 대기부 (10) 와 도포 현상 처리부 (CD) 의 각각의 방향으로 향하게 하는 것이 가능하도록 되어 있다. 반송 아암 (12) 은, 반송 아암 (12) 을 신축시킴으로써, 카세트 대기부 (10) 및 도포 현상 처리부 (CD) 의 각각에 액세스 가능하도록 되어 있다.The
(도포 현상 처리부) (Coating and development processing unit)
도포 현상 처리부 (CD) 는, 기판 (G) 에 레지스트 도포 및 현상을 포함하는 일련의 처리를 실시하는 부분이다. 도포 현상 처리부 (CD) 는, 스크러버 유닛 (SR), 탈수 베이크 유닛 (DH), 도포 유닛 (CT), 프리베이크 유닛 (PR), 인터페이스부 (IF), 현상 유닛 (DV), 탈수 유닛 (58), 광 조사 유닛 (UV) 및 포스트베이크 유닛 (PB) 을 갖고 있다.The coating and developing treatment portion CD is a portion for performing a series of treatments including coating and developing on the substrate G. [ The coating and developing unit CD includes a scrubber unit SR, a dewatering unit DH, a coating unit CT, a prebake unit PR, an interface unit IF, a developing unit DV, a dewatering unit 58 ), A light irradiation unit (UV), and a post-baking unit (PB).
도포 현상 처리부 (CD) 는, Y 방향으로 분할된 구성으로 되어 있으며, -Y 측의 부분에서는, 로더·언로더 (LU) 로부터의 기판 (G) 이 인터페이스부 (IF) 를 향해 +X 방향으로 반송되도록 되어 있다. +Y 측의 부분에서는, 인터페이스부 (IF) 로부터의 기판 (G) 이 로더·언로더 (LU) 를 향해 -X 방향으로 반송되도록 되어 있다.The coating and development processing section CD is configured to be divided in the Y direction so that the substrate G from the loader unloader LU is transported toward the interface section IF in the + . In the portion on the + Y side, the substrate G from the interface unit IF is transported in the -X direction toward the loader / unloader LU.
스크러버 유닛 (SR) 은, 로더·언로더 (LU) 의 하류에 접속되어 있고, 기판 (G) 의 세정을 실시하는 유닛이다. 스크러버 유닛 (SR) 은, 드라이 세정 장치 (41), 웨트 세정 장치 (42) 및 에어 나이프 장치 (43) 를 갖고 있다. 드라이 세정 장치 (41) 의 -X 측 및 에어 나이프 장치 (43) 의 +X 측에는, 각각 컨베이어 기구 (CV1, CV2) 가 형성되어 있다. 컨베이어 기구 (CV1, CV2) 에는, 기판 (G) 을 반송하는 도시하지 않은 벨트 기구가 형성되어 있다.The scrubber unit SR is connected downstream of the loader / unloader (LU), and is a unit for cleaning the substrate (G). The scrubber unit SR has a
드라이 세정 장치 (41) 는, 예를 들어 기판 (G) 에 엑시머 레이저 등의 자외선을 조사함으로써, 기판 (G) 상의 유기물을 제거한다. 웨트 세정 장치 (42) 는, 예를 들어 도시하지 않은 스크러빙 브러시를 갖고 있다. 웨트 세정 장치 (42) 는, 세정액 및 당해 스크러빙 브러시를 사용하여 기판 (G) 을 세정한다. 에어 나이프 장치 (43) 는, 예를 들어 도시하지 않은 에어 나이프 분사 기구를 갖고 있다. 에어 나이프 장치 (43) 는, 에어 나이프 분사 기구를 사용하여 기판 (G) 상에 에어 나이프를 형성하고, 기판 (G) 상의 불순물을 제거한다.The
탈수 베이크 유닛 (DH) 은, 스크러버 유닛 (SR) 의 하류에 접속되어 있고, 기판 (G) 상을 탈수하는 유닛이다. 탈수 베이크 유닛 (DH) 은, 가열 장치 (44), HMDS 장치 (46) 및 냉각 장치 (45) 를 갖고 있다. 가열 장치 (44) 및 HMDS 장치 (46) 는, Z 방향으로 겹쳐진 상태로 배치되어 있다. Z 방향에서 보았을 때 가열 장치 (44) 및 HMDS 장치 (46) 에 겹치는 위치에 컨베이어 기구 (CV3) 가 형성되어 있고, Z 방향에서 보았을 때 냉각 장치 (45) 에 겹치는 위치에 컨베이어 기구 (CV4) 가 형성되어 있다. 가열 장치 (44) 및 HMDS 장치 (46) 와, 냉각 장치 (45) 사이에는, 기판 (G) 을 반송하는 반송 기구 (TR1) 가 형성되어 있다. 반송 기구 (TR1) 에 대해서는, 예를 들어 로더·언로더 (LU) 에 형성된 반송 기구 (11) 와 동일한 구성으로 할 수 있다.The dewatering bake unit DH is connected to the downstream of the scrubber unit SR and is a unit for dewatering the substrate G. The dewatering baking unit DH has a heating device 44, an HMDS device 46, and a
가열 장치 (44) 는, 예를 들어 기판 (G) 을 수용 가능한 챔버 내에 히터를 갖는 구성으로 되어 있다. 가열 장치 (44) 는, Z 방향으로 예를 들어 복수단 배치되어 있다. 가열 장치 (44) 는, 기판 (G) 을 소정의 온도에서 가열한다. HMDS 장치 (46) 는, HMDS 가스를 기판 (G) 에 작용시켜 소수화 처리를 실시하고, 도포 유닛 (CT) 에 있어서 기판 (G) 에 도포하는 레지스트막과 기판 (G) 의 밀착성을 향상시키는 장치이다. 냉각 장치 (45) 는, 예를 들어 기판 (G) 을 수용 가능한 챔버 내에 온조 (溫調) 기구를 가지며, 기판 (G) 을 소정의 온도로 냉각시킨다.The heating device 44 is configured to have a heater in a chamber capable of accommodating the substrate G, for example. The heating devices 44 are arranged in a plurality of stages in the Z direction, for example. The heating device 44 heats the substrate G at a predetermined temperature. The HMDS device 46 is a device for enhancing the adhesion between the resist film to be coated on the substrate G and the substrate G in the coating unit CT by hydrophilizing the HMDS gas on the substrate G, to be. The
도포 유닛 (도포 장치) (CT) 은, 탈수 베이크 유닛 (DH) 의 하류에 접속되어 있고, 기판 (G) 상의 소정의 영역에 레지스트막을 형성한다. 도포 유닛 (CT) 은, 도포 장치 (47), 감압 건조 장치 (48), 주연부 (周緣部) 제거 장치 (49) 를 갖고 있다. 도포 장치 (47) 는, 기판 (G) 상에 레지스트막을 도포하는 장치이다. 도포 장치 (47) 로는, 예를 들어 회전식 도포 장치, 논스핀식 도포 장치, 슬릿 노즐 도포 장치 등이 사용된다. 이들 각종 도포 장치를 교환 가능한 구성이라도 상관없다. 감압 건조 장치 (48) 는, 레지스트막을 도포한 후의 기판 (G) 의 표면을 건조시킨다. 주연부 제거 장치 (49) 는, 기판 (G) 의 주연부에 도포된 레지스트막을 제거하고, 레지스트막의 형상을 정돈하는 장치이다.The coating unit (coating apparatus) CT is connected downstream of the dewatering baking unit DH to form a resist film in a predetermined area on the substrate G. [ The coating unit CT has a
프리베이크 유닛 (PR) 은, 도포 유닛 (CT) 의 하류에 접속되어 있고, 기판 (G) 에 프리베이크 처리를 실시하는 유닛이다. 프리베이크 유닛 (PR) 은, 가열 장치 (50) 및 냉각 장치 (51) 를 갖고 있다. 가열 장치 (50) 에 겹치는 위치에 컨베이어 기구 (CV5) 가 형성되어 있다. 냉각 장치 (51) 에 겹치는 위치에 컨베이어 기구 (CV6) 가 형성되어 있다. 가열 장치 (50) 와 냉각 장치 (51) 는, 반송 기구 (TR2) 를 끼우도록 Y 방향을 따라 배치되어 있다.The prebake unit PR is connected to the downstream side of the coating unit CT and is a unit for prebaking the substrate G. [ The pre-bak unit (PR) has a heating device (50) and a cooling device (51). A conveyor mechanism CV5 is formed at a position overlapping the
인터페이스부 (IF) 는, 노광 장치 (EX) 에 접속되는 부분이다. 인터페이스부 (IF) 는, 버퍼 장치 (52), 반송 기구 (TR3), 컨베이어 기구 (CV7, CV8) 및 주변 노광 장치 (EE) 를 갖고 있다. 버퍼 장치 (52) 는, 프리베이크 유닛 (PR) 의 반송 기구 (TR2) 의 +X 측에 배치되어 있다. 버퍼 장치 (52) 의 +X 측에는, 반송 기구 (TR3) 가 형성되어 있다.The interface unit IF is a part connected to the exposure apparatus EX. The interface unit IF has a
버퍼 장치 (52) 는, 기판 (G) 을 일시적으로 대기시켜 두는 장치이다. 버퍼 장치 (52) 에는, 기판 (G) 을 수용하는 도시하지 않은 챔버나, 당해 챔버 내의 온도를 조정하는 온조 장치, 챔버 내에 수용된 기판 (G) 의 θZ 방향의 위치를 조정하는 회전 제어 장치 등이 형성되어 있다. 버퍼 장치 (52) 의 챔버 내에서는, 기판 (G) 의 온도를 소정의 온도로 유지할 수 있도록 되어 있다. 컨베이어 기구 (CV7, CV8) 는, 프리베이크 유닛 (PR) 의 냉각 장치 (51) 를 X 방향으로 끼우도록 배치되어 있다.The
현상 유닛 (현상 장치) (DV) 은, 프리베이크 유닛 (PR) 의 냉각 장치 (51) 의 -X 측에 접속되어 있고, 노광 후의 기판 (G) 의 현상 처리를 실시한다. 현상 후의 기판 (G) 에는, 소정의 형상으로 패터닝된 레지스트막 (프리패턴) 이 형성된다.The developing unit (developing apparatus) DV is connected to the -X side of the
현상 유닛 (DV) 은, 현상 장치 (55), 린스 장치 (56) 및 에어 나이프 장치 (57) 를 갖고 있다. 현상 장치 (55) 는, 기판 (G) 에 현상액을 공급하여 현상 처리를 실시한다. 린스 장치 (56) 는, 현상 후의 기판 (G) 에 린스액을 공급하고, 기판 (G) 을 세정한다. 에어 나이프 장치 (57) 는, 기판 (G) 상에 에어 나이프를 형성하고, 기판 (G) 상의 프리패턴을 건조시킨다. 현상 장치 (55) 의 +X 측에는 컨베이어 기구 (CV9) 가 형성되어 있고, 에어 나이프 장치 (57) 의 -X 측에는 컨베이어 기구 (CV10) 가 형성되어 있다. 컨베이어 기구 (CV10) 는, 에어 나이프 장치 (57) 로부터의 기판 (G) 을 탈수 유닛 (58) 으로 반송한다.The developing unit DV has a developing
(탈수 유닛) (Dehydrating unit)
탈수 유닛 (58) 은, 현상 유닛 (DV) 의 -X 측에 접속되어 있고, 현상 후의 기판 (G) 의 탈수 처리를 실시한다.The
도 2 는, 탈수 유닛 (58) 을 +Y 방향을 향해 보았을 때의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a view showing the structure when the
도 2 에 나타내는 바와 같이, 탈수 유닛 (58) 은, 챔버 (탈수 챔버) (70) 와, 가스 공급부 (71) 와, 가열 기구 (72) 를 갖고 있다. 챔버 (70) 는, 탈수 처리를 실시하는 기판 (G) 을 수용한다. 가스 공급부 (71) 는, 챔버 (70) 내에 불활성 가스를 공급한다. 가스 공급부 (71) 는, 예를 들어, 질소 (N2), 헬륨 (He), 아르곤 (Ar) 등의 불활성 가스를 공급한다. 가열 기구 (72) 는, 챔버 (70) 내에서 기판 (G) 을 가열하는 히터 등의 가열부를 포함한다. 가열 기구 (72) 의 가열 온도는, 기판 (G) 에 형성된 프리패턴 중에서 수분을 증발시키는 것이 가능한 값으로 설정된다.2, the
탈수 유닛 (58) 의 -X 측에는 반송 기구 (TR4) 가 형성되어 있다. 반송 기구 (TR4) 는, 탈수 유닛 (58) 으로부터의 기판 (G) 을 포스트베이크 유닛 (PB) 으로 반송한다. 반송 기구 (TR4) 는, 기판 (G) 을 유지하면서 Z 방향으로 승강 가능한 로봇 아암을 갖고 있다.On the -X side of the
광 조사 유닛 (UV) 은, 반송 기구 (TR4) 의 +Y 측에 접속되어 있다. 광 조사 유닛 (UV) 은, 현상 후의 기판 (G) (프리패턴) 에 예를 들어 소정 파장의 광을 조사함으로써 프리패턴의 가시광 투과성을 향상시키는 블리칭 노광을 실시한다.The light irradiation unit UV is connected to the + Y side of the transport mechanism TR4. The light irradiation unit (UV) performs a bleaching exposure which improves the visible light transmittance of the pre-pattern by irradiating the developed substrate G (pre-pattern) with light of a predetermined wavelength, for example.
반송 기구 (TR4) 는, 탈수 유닛 (58) 으로부터의 기판 (G) 을 광 조사 유닛 (UV) 에 반송하고, 광 조사 유닛 (UV) 으로부터의 기판 (G) 을 포스트베이크 유닛 (PB) 으로 수수한다. 반송 기구 (TR4) 는, 기판 (G) 을 유지하면서 Z 방향으로 승강 가능한 로봇 아암을 갖고 있다.The transport mechanism TR4 transports the substrate G from the
포스트베이크 유닛 (PB) 은, 반송 기구 (TR4) 의 하류측에 접속되어 있고, 광 처리 후의 기판 (G) 을 베이크한다. 포스트베이크 유닛 (PB) 은, 가열 장치 (59) 및 냉각 장치 (60) 를 갖고 있다. 가열 장치 (59) 와 냉각 장치 (60) 사이에는 반송 기구 (TR5) 가 형성되어 있다. 반송 기구 (TR5) 는, 가열 장치 (59) 로부터 냉각 장치 (60) 로 기판 (G) 을 반송한다. 가열 장치 (59) 는, 현상 후의 기판 (G) 에 포스트베이크를 실시한다. 냉각 장치 (60) 는, 포스트베이크 후의 기판 (G) 을 냉각시킨다.The post bake unit PB is connected to the downstream side of the transport mechanism TR4 to bake the substrate G after the optical processing. The post bake unit (PB) has a heating device (59) and a cooling device (60). Between the
(광 조사 유닛) (Light irradiation unit)
도 3 은, 광 조사 유닛 (UV) 을 +Z 방향에서 보았을 때의 구성을 나타내는 도면이다. 도 4(a) 및 도 4(b) 는, 광 조사 유닛 (UV) 을 +Y 방향을 향해 보았을 때의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5(a), (b) 는 광 조사 유닛 (UV) 을 +X 방향을 향해 보았을 때의 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 3 ∼ 도 5 에 있어서는, 도면을 판별하기 쉽게 하기 위해서, 각각 일부의 구성을 생략하여 나타내고 있다.Fig. 3 is a view showing a configuration when the light irradiation unit UV is viewed in the + Z direction. Figs. 4 (a) and 4 (b) are diagrams showing the configuration when the light irradiation unit UV is viewed in the + Y direction. 5 (a) and 5 (b) are diagrams showing the configuration when the light irradiation unit UV is viewed in the + X direction. 3 to 5, a part of the configuration is omitted for easy identification of the drawings.
도 3, 4 에 나타내는 바와 같이, 광 조사 유닛 (UV) 은, 예비 장치 (80) 및 광 조사 장치 (81) 를 갖고 있다.As shown in Figs. 3 and 4, the light irradiation unit UV has a
예비 장치 (80) 는, 챔버 (82), 감압 기구 (83) 및 승강 기구 (84) 를 갖고 있다. 예비 장치 (80) 는, 예를 들어 광 조사 장치 (81) 에 반송하는 기판 (G) 을 일시적으로 수용하는 예비실로서 형성되어 있다. 물론, 다른 용도여도 상관없다. 예비 장치 (80) 는, 예를 들어 +Y 측에 기판 반출입구 (80a) 를 갖고 있다. 예비 장치 (80) 에서는, 감압 기구 (83) 에 의해 챔버 (82) 내를 감압시킨 상태로 기판 (G) 을 수용할 수 있도록 되어 있다. 감압 기구 (83) 로는, 예를 들어 펌프 기구 등이 사용된다.The
승강 기구 (84) 는, Z 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있다. 승강 기구 (84) 의 +Z 측에는, 예를 들어 복수의 지지 핀 (84a) 이 형성되어 있다. 복수의 지지 핀 (84a) 의 +Z 측의 단부는, 예를 들어 XY 평면에 평행한 동일면 내에 형성되어 있다. 이 때문에, 복수의 지지 핀 (84a) 에 의해 기판 (G) 이 XY 평면에 평행하게 지지되도록 되어 있다. 승강 기구 (84) 는, 챔버 (82) 내에 수용되는 기판 (G) 을 지지하면서, 당해 기판 (G) 을 챔버 (82) 내의 Z 방향으로 반송하도록 되어 있다.The
광 조사 장치 (81) 는, 예비 장치 (80) 에 접속되고, 기판 (G) 에 대해 광 조사를 실시하는 장치이다. 광 조사 장치 (81) 는, 챔버 (처리 챔버) (85), 광 조사부 (86), 스테이지 (87), 수수 기구 (88), 반송 기구 (기판 반송부) (89), 가열부 (90) 및 가스 공급부 (91) 를 갖고 있다. 광 조사 장치 (81) 는, 예를 들어 +X 측에 기판 반출입구 (81a) 를 갖고 있다.The
당해 기판 반출입구 (81a) 는, 예비 장치 (80) 의 -X 측에 접속되어 있어, 예비 장치 (80) 에 대해 기판 (G) 의 반입 및 반출을 실시한다. 또, 챔버 (82) 의 +X 측의 면에는, 탈수 유닛 (58) 에 접속하기 위한 접속부 (80b) 가 형성되어 있다. 접속부 (80b) 는, 챔버 (82) 를 탈수 유닛 (58) 측에 물리적으로 접속함과 함께, 챔버 (82) 의 전기적인 배선 등을 접속시킴으로써, 챔버 (82) 와 탈수 유닛 (58) 을 전기적으로도 접속하고 있다.The
챔버 (85) 는, 광 조사 처리가 실시되는 기판 (G) 을 수용한다. 챔버 (85) 는, 평면에서 보았을 때 사각형으로 형성되어 있고, 예를 들어 일방향이 긴쪽이 되도록 형성되어 있다. 챔버 (85) 의 천정부 (85a) 에는, 광 조사용의 개구부 (85b) 가 형성되어 있다. 개구부 (85b) 는, 평면에서 보았을 때는 챔버 (85) 중 광 조사부 (86) 에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또, 챔버 (85) 의 천정부 (85a) 에는, 덮개부 (85c) 가 형성되어 있다. 덮개부 (85c) 는, 복수 지점, 예를 들어 평면에서 보았을 때 챔버 (85) 의 긴쪽 방향을 따라 3 개 지점에 형성되어 있다. 덮개부 (85c) 는, 챔버 (85) 의 천정부 (85a) 중 개구부 (85b) 로부터 벗어난 위치에 형성되어 있다.The
챔버 (85) 내에는, 개구부 (85b) 를 끼우는 위치에 차광 부재 (85d) 가 형성되어 있다. 차광 부재 (85d) 는, 예를 들어 챔버 (85) 의 천정부 (85a) 에 장착되고, 광 조사부 (86) 로부터의 광을 차광하는 판상 부재이다. 차광 부재 (85d) 는, 예를 들어 챔버 (85) 내를 구획짓는 위치에 형성되어 있다. 이하, 챔버 (85) 내 중 차광 부재 (85d) 에 의해 구획지어진 부분을, 각각 제 1 기판 반송부 (85F), 처리부 (85P) 및 제 2 기판 반송부 (85S) 라고 표기한다. 제 1 기판 반송부 (85F) 는, 챔버 (85) 내 중 예비 장치 (80) 측의 부분이다. 처리부 (85P) 는, 개구부 (85b) 가 형성된 부분이다. 제 2 기판 반송부 (85S) 는, 예비 장치 (80) 로부터 가장 먼 부분이다.In the
처리부 (85P) 에 조사된 광은, 차광 부재 (85d) 에 의해 차광된다. 따라서, 광 조사부 (86) 로부터의 광은, 제 1 기판 반송부 (85F) 및 제 2 기판 반송부 (85S) 에 조사되는 일 없이, 처리부 (85P) 에만 조사되게 된다.Light irradiated to the
광 조사부 (86) 는, 챔버 (85) 의 개구부 (85b) 에 장착되어 있다. 광 조사부 (86) 는, 자외선 (예를 들어, i 선 등) 및 가시광선의 양방을 포함하는 광 (광학 필터 등에 의해 파장 300 ㎚ 미만, 바람직하게는 또한 파장 450 ㎚ 초과를 커트한 광) 을 조사하는 조사 램프를 포함한다. 조사 램프는, 예를 들어, 메탈 할라이드 램프나 LED 램프로 구성된다.The
여기서, 본 실시형태에 있어서, 「자외선」 이란, 파장 범위의 하한이 1 ㎚ 정도, 상한이 가시광선의 단파장단인 광을 의미하며, 「가시광선」 이란, 파장 범위의 하한이 360 ∼ 400 ㎚ 정도, 상한이 760 ∼ 830 ㎚ 정도인 광을 의미한다.Here, in the present embodiment, the term " ultraviolet ray " means light having a lower limit of the wavelength range of about 1 nm and an upper limit of a short wavelength of the visible ray, and " visible light " means that the lower limit of the wavelength range is 360 to 400 nm , And the upper limit is about 760 to 830 nm.
광 조사부 (86) 가 조사하는 광 (조사 광) 의 파장은, 300 ㎚ 이상이고, 바람직하게는 300 ∼ 450 ㎚ 이다. 조사 광의 파장을 300 ㎚ 이상으로 함으로써, 프리패턴의 표층측 뿐만 아니라 내부까지, 패턴 전체가 경화하기 쉬워진다. 한편, 바람직한 상한값 이하로 하면, 복사열의 발생이 억제되어, 경화시의 과도한 온도 상승을 억제할 수 있다.The wavelength of light (irradiation light) irradiated by the
스테이지 (87) 는, 챔버 (85) 내에 수용되고, 챔버 (85) 의 긴쪽 방향을 따라 형성된 판상 부재이다. 스테이지 (87) 는, 제 1 기판 반송부 (85F), 처리부 (85P) 및 제 2 기판 반송부 (85S) 에 걸쳐 배치되어 있다. 스테이지 (87) 는, 제 1 개구부 (87a), 제 2 개구부 (87b) 를 갖고 있다. 제 1 개구부 (87a) 는, 제 1 기판 반송부 (85F) 에 배치되는 부분에 형성되어 있다. 제 2 개구부 (87b) 는, 스테이지 (87) 의 거의 전체면에 걸쳐 형성되어 있다. 제 2 개구부 (87b) 는, 예를 들어 도시하지 않은 에어 공급 기구 및 흡인 기구에 접속되어 있다. 이 때문에, 제 2 개구부 (87b) 로부터는 에어가 분출되도록 되어 있고, 당해 에어에 의해 스테이지 (87) 상의 전체면에 에어의 층이 형성되도록 되어 있다.The
수수 기구 (88) 는, 기판 유지 부재 (88a), 전달 부재 (88b), 구동 기구 (88c) 및 승강 기구 (88d) 를 갖고 있다. 수수 기구 (88) 는, 예비 장치 (80) 와 광 조사 장치 (81) 의 양방의 장치 사이를 이동 가능하도록 형성되어 있다.The receiving
기판 유지 부재 (88a) 는, 빗형상부 (100) 및 이동부 (101) 를 갖고 있다. 빗형상부 (100) 는, 예를 들어 Y 방향에 있어서 빗 부분이 대향하도록 형성되어 있다. 빗형상부 (100) 에는 기판 (G) 이 유지되도록 되어 있다. 빗형상부 (100) 의 근원 부분은 이동부 (101) 에 접속되어 있다. 이동부 (101) 는, 챔버 (85) 의 +Y 측 및 -Y 측의 벽부를 관통하도록 형성되어 있다. 이동부 (101) 는, 챔버 (85) 의 +Y 측 및 -Y 측에 고정 기구 (102) 를 갖고 있다. 이동부 (101) 는, 고정 기구 (102) 를 통해서 상기 전달 부재 (88b) 에 고정되어 있다.The
전달 부재 (88b) 로는, 예를 들어 와이어 등의 선상 (線狀) 부재가 사용되고 있다. 전달 부재 (88b) 는, 적어도 챔버 (85) 의 +Y 측 및 -Y 측의 측부에 접하도록 환상 (環狀) 으로 형성되어 있다. 전달 부재 (88b) 는, 당해 챔버 (85) 의 +Y 측 및 -Y 측에 있어서는 X 방향을 따라 형성되어 있다.As the transmitting
도 3 및 도 5(b) 에 나타낸 바와 같이, 전달 부재 (88b) 는, 챔버 (85) 의 -X 측의 모서리부에 있어서 각각 풀리부 (88f, 88g) 에 의해 Y 방향으로 인회되어 있다. 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 챔버 (85) 의 -X 측 단면 (端面) 에는 풀리부 (88h) 가 복수 형성되어 있다. 전달 부재 (88b) 는, 챔버 (85) 의 -X 측 단면에 있어서 당해 풀리부 (88h) 를 통해서 구동 기구 (88c) 에 접속되어 있다. 또, 전달 부재 (88b) 의 +X 측에 있어서는, 도 3 및 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 챔버 (85) 의 +X 측의 모서리부에 형성되는 풀리부 (88i, 88j) 에 걸려 있다.As shown in Figs. 3 and 5 (b), the transmitting
구동 기구 (88c) 는, 챔버 (85) 의 외부로서 당해 챔버 (85) 의 -Z 측에 형성되어 있다. 구동 기구 (88c) 는, 도시하지 않은 모터를 갖고 있으며, 당해 모터를 회전시킴으로써 전달 부재 (88b) 를 구동시키는 구성으로 되어 있다. 도 4 에 나타낸 승강 기구 (88d) 는, 제 1 기판 반송부 (85F) 의 -Z 측에 형성되어 있고, 도시하지 않은 액츄에이터에 의해 Z 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있다. 승강 기구 (88d) 는, 복수의 지지 핀 (88e) 을 갖고 있다. 지지 핀 (88e) 은, 스테이지 (87) 에 형성된 제 1 개구부 (87a) 에 Z 방향에서 보았을 때 겹치는 위치에 배치되어 있다. 승강 기구 (88d) 가 Z 방향으로 이동함으로써, 지지 핀 (88e) 이 제 1 개구부 (87a) 에 대해 스테이지 (87) 상에 출몰하도록 되어 있다.The
수수 기구 (88) 는, 챔버 (85) 의 외부에 형성되는 구동 기구 (88c) 에 의해 전달 부재 (88b) 를 구동시킴으로써, 당해 전달 부재 (88b) 를 통해서 기판 유지 부재 (88a) 를 X 방향으로 이동하도록 되어 있다. 이와 같이, 챔버 (85) 의 외부에 형성되는 구동 기구 (88c) 의 구동에 의해, 챔버 (85) 의 내부의 기판 유지 부재 (88a) 를 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 또, 수수 기구 (88) 에서는, 승강 기구 (88d) 를 Z 방향으로 이동시킴으로써, 빗형상부 (100) 에 유지된 기판 (G) 을 수취할 수 있도록 되어 있다.The
반송 기구 (89) 는, 기판 유지 부재 (89a), 전달 부재 (89b) 및 구동 기구 (89c) 를 갖고 있다. 예를 들어 도 5(a) 등에 나타내는 바와 같이, 반송 기구 (89) 는, 수수 기구 (88) 의 -Z 측에 형성되어 있다.The
기판 유지 부재 (89a) 는, Z 방향에서 보았을 때 L 자형으로 형성되어 있고, 기판 (G) 의 모서리부에 대응하는 위치에 1 개씩, 합계 4 개 배치되어 있다. 기판 유지 부재 (89a) 는, 기판 (G) 의 모서리부를 유지 가능하도록 되어 있다. 보다 구체적으로는, 기판 유지 부재 (89a) 는, 기판 (G) 의 모서리부 중 X 측 및 Y 측의 면 (측면) 과 -Z 측의 면 (저면) 을 유지하도록 되어 있다. 4 개의 기판 유지 부재 (89a) 는, 지지용 와이어 (105) 에 고정되어 있다. 지지용 와이어 (105) 는, X 방향을 따라 형성되어 있는 와이어가 2 개, Y 방향을 따라 형성되어 있는 와이어가 4 개, 합계 6 개의 와이어에 의해 구성되어 있다. 지지용 와이어 (105) 는, 모두 장력이 가해진 상태로 되어 있다.The
X 방향을 따라 형성되어 있는 2 개의 와이어 (105X) 는, 4 개의 기판 유지 부재 (89a) 중 X 방향을 따라 배치되는 기판 유지 부재 (89a) 끼리를 접속한다. Y 방향을 따라 형성되어 있는 4 개의 와이어 (105Y) 는, 챔버 (85) 를 Y 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 4 개의 와이어 (105Y) 중 가장 +X 측의 와이어 (105Y) 는, 지지 부재 (106) 를 통해서 +X 측의 2 개의 기판 유지 부재 (89a) 에 접속되어 있다. 가장 -X 측의 와이어 (105Y) 는, 지지 부재 (107) 를 통해서 -X 측의 2 개의 기판 유지 부재 (89a) 에 접속되어 있다.The two
챔버 (85) 의 +Y 측에는 전달 부재 (89b) 에 고정되는 2 개의 고정 기구 (108) 가 형성되어 있다. 와이어 (105Y) 의 +Y 측 단부는 당해 2 개의 고정 기구 (108) 에 각각 접속되어 있다. 챔버 (85) 의 -Y 측에는 전달 부재 (89b) 에 고정되는 2 개의 고정 기구 (109) 가 형성되어 있고, 와이어 (105Y) 의 -Y 측 단부는 당해 고정 기구 (109) 에 각각 접속되어 있다.On the + Y side of the
전달 부재 (89b) 로는, 예를 들어 와이어 등의 선상 부재가 사용되고 있다. 전달 부재 (89b) 는, 예를 들어 2 개 형성되어 있다. 상기 2 개의 고정 기구 (108) 및 고정 기구 (109) 는, 각 전달 부재 (89b) 에 1 개씩 고정되어 있다. 따라서, 2 개의 전달 부재 (89b) 중 1 개가 -X 측의 2 개의 기판 유지 부재 (89a) 에 접속되어 있고, 전달 부재 (89b) 의 또다른 1 개가 +X 측의 2 개의 기판 유지 부재 (89a) 에 접속되어 있다.As the transmitting
각 전달 부재 (89b) 는, 예를 들어 챔버 (85) 의 측부에 있어서는 X 방향을 따라 형성되어 있다. 또, 각 전달 부재 (89b) 는, 적어도 챔버 (85) 의 +Y 측 및 -Y 측의 측부에 접하도록 환상으로 형성되어 있다. 각 전달 부재 (89b) 는, 당해 챔버 (85) 의 +Y 측 및 -Y 측에 있어서는 X 방향을 따라 형성되어 있다.Each of the transmitting
도 3 및 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 각 전달 부재 (89b) 는, 챔버 (85) 의 -X 측의 모서리부에 있어서 각각 풀리부 (89f, 89g) 에 의해 Y 방향으로 인회되어 있다. 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 챔버 (85) 의 -X 측 단면에는 풀리부 (89h) 가 복수 형성되어 있다. 각 전달 부재 (89b) 는, 챔버 (85) 의 -X 측 단면에 있어서 당해 풀리부 (89h) 를 통해서 구동 기구 (89c) 에 접속되어 있다. 풀리부 (89f, 89g 및 89h) 에 의해, 2 개의 전달 부재 (89b) 가 얽히지 않도록 독립적으로 이동 가능하도록 되어 있다.As shown in Figs. 3 and 5 (b), each of the transmitting
또한, 풀리부 (88f, 89f, 88g, 89g, 88h, 89h) 의 배치는, 상기 전달 부재 (88b) 및 2 개의 전달 부재 (89b) 가 각각 얽히지 않도록 독립적으로 이동할 수 있는 형태이면, 본 실시형태에서 나타낸 배치에 한정되는 일은 없고, 다른 배치이더라도 물론 상관없다.The arrangement of the
전달 부재 (89b) 로는, 예를 들어 전달 부재 (88b) 와 마찬가지로, 예를 들어 와이어 등의 선상 부재가 사용되고 있다. 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 반송 기구 (89) 에 형성되는 전달 부재 (89b) 는, 수수 기구 (88) 에 형성되는 전달 부재 (88b) 에 대해 -Z 측에 배치되어 있다.As the transmitting
또, 도 3 등에 나타내는 바와 같이, 전달 부재 (88b) 와 전달 부재 (89b) 중, 예를 들어 챔버 (85) 를 따라 형성되는 각각의 부분은, Z 방향에서 보았을 때 겹치도록 배치되어 있다. 따라서, 전달 부재 (88b) 와 마찬가지로, 전달 부재 (89b) 는, 예를 들어 챔버 (85) 의 측부에 있어서는 X 방향을 따라 형성되어 있다.3, each of the transmitting
도 3 및 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 각 전달 부재 (89b) 는, 챔버 (85) 의 -X 측의 모서리부에 있어서 각각 풀리부 (89f, 89g) 에 의해 Y 방향으로 인회되어 있다. 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 챔버 (85) 의 -X 측 단면에는 풀리부 (89h) 가 복수 형성되어 있다.As shown in Figs. 3 and 5 (b), each of the transmitting
각 전달 부재 (89b) 는, 챔버 (85) 의 -X 측 단면에 있어서 당해 풀리부 (89h) 를 통해서 구동 기구 (89c) 에 접속되어 있다. 또, 각 전달 부재 (89b) 의 +X 측에 있어서는, 도 3 및 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 챔버 (85) 의 +X 측의 모서리부에 형성되는 풀리부 (89i, 89j) 에 걸려 있다.Each transmitting
구동 기구 (89c) 는, 챔버 (85) 의 외부로서 당해 챔버 (85) 의 -Z 측에 형성되어 있다. 구동 기구 (89c) 는, 도시하지 않은 모터를 갖고 있으며, 당해 모터를 회전시킴으로써 각 전달 부재 (89b) 를 구동시키는 구성으로 되어 있다. 구동 기구 (89c) 는, 2 개의 전달 부재 (89b) 에 대해, 각각 1 개씩 형성되어 있다. 구동 기구 (89c) 를 예를 들어 동기 제어함으로써, 4 개의 기판 유지 부재 (89a) 를 동등한 속도로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.The
반송 기구 (89) 는, 구동 기구 (89c) 에 의해 전달 부재 (89b) 를 구동시킴으로써, 당해 전달 부재 (89b) 를 통해서 기판 유지 부재 (89a) 를 X 방향으로 이동하도록 되어 있다. 이와 같이, 챔버 (85) 의 외부에 형성되는 구동 기구 (89c) 의 구동에 의해, 챔버 (85) 의 내부의 기판 유지 부재 (89a) 를 이동시킬 수 있도록 되어 있다.The
가열부 (90) 는, 예를 들어 챔버 (85) 의 처리부 (85P) 의 저부 (底部) 에 형성되어 있다. 가열부 (90) 는, 내부에 예를 들어 전열선 등의 가열 장치나, 당해 가열 장치의 가열 온도를 조정하는 온도 제어 장치 등을 갖고 있다.The
가스 공급부 (91) 는, 건조 가스로서 질소 (N2), 헬륨 (He), 아르곤 (Ar) 등의 불활성 가스를 공급한다. 이에 따라, 본 실시형태의 챔버 (85) 는, 이 불활성 가스의 공급에 의해 내부 분위기의 이슬점을 제어할 수 있어, 분위기 내의 수분 농도가 조절된다.The
가스 공급부 (91) 는, 챔버 (85) 의 내부 분위기가, 예를 들어, 이슬점-80 ℃ (수분 농도 0.54 ppm 질량 기준) ∼ -5 ℃ (수분 농도 4000 ppm 질량 기준) 가 되도록 상기 건조 가스의 공급을 조정한다. 구체적으로, 가스 공급부 (91) 는, 챔버 (85) 의 내부 분위기를 이슬점-80 ℃ (수분 농도 0.54 ppm 질량 기준) 이상, -14 ℃ (수분 농도 1791 ppm 질량 기준) 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 이슬점-60 ℃ (수분 농도 10.7 ppm 질량 기준) 이상, -20 ℃ (수분 농도 1020 ppm 질량 기준) 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. The
이와 같이 프리패턴의 경화를 실시하는 분위기의 이슬점 (수분 농도) 이 바람직한 상한값 이하로 하면, 패턴의 경화가 보다 진행되기 쉽다. 한편, 바람직한 하한값 이상으로 하면, 작업성 등이 향상된다 (예를 들어, 장치 운용이 하기 쉽고, 코스트 메리트가 있는 등).If the dew point (moisture concentration) of the atmosphere in which the pre-pattern is cured is set to a preferable upper limit value or less, the pattern hardly hardens. On the other hand, when it is more than the preferable lower limit value, the workability and the like are improved (for example, the apparatus is easy to operate and cost advantage is provided).
챔버 (85) 의 내부 분위기의 산소 농도 (질량 기준) 는 낮을수록 바람직하며, 구체적인 산소 농도는 1000 ppm 이하가 바람직하고, 500 ppm 이하가 보다 바람직하다. 이와 같이 산소 농도를 바람직한 상한값 이하로 하면, 후술하는 바와 같이 패턴의 경화가 보다 진행되기 쉬워진다.The oxygen concentration (on a mass basis) in the inner atmosphere of the
광 조사 유닛 (UV) 은, 가열부 (90) 에 의해 저이슬점 분위기의 챔버 (85) 내에서 기판 (G) 을 가열한다. 가열부 (90) 는, 노광, 현상 처리에 의해 기판 (G) 상에 형성되어 있는 프리패턴을 실온 (예를 들어, 20 ℃) 보다 높고, 또한, 200 ℃ 이하의 범위에서 가열한다. The light irradiation unit (UV) heats the substrate (G) in the chamber (85) having a low dew point atmosphere by the heating unit (90). The
광 조사 유닛 (UV) 은, 가열부 (90) 에 의해 기판 (G) 을 가열한 상태로, 광 조사부 (86) 를 구동하고, 저이슬점 분위기 내에서 기판 (G) 에 소정 파장의 광을 조사한다.The light irradiation unit UV irradiates the substrate G with light of a predetermined wavelength in a low dew point atmosphere by driving the
(패턴 형성 방법) (Pattern forming method)
이상과 같이 구성된 패턴 형성 장치 (SPA) 에 의한 패턴 형성 방법을 설명한다. The pattern forming method by the pattern forming apparatus (SPA) configured as described above will be described.
도 6(a) 는 비교로서 종래의 패턴 형성 방법을 나타낸 공정도이며, 도 6(b) 는 본 실시형태에 관련된 패턴 형성 방법을 나타낸 공정도이다.FIG. 6A is a process diagram showing a conventional pattern formation method as a comparison, and FIG. 6B is a process diagram showing a pattern formation method according to the present embodiment.
도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 종래의 패턴 형성 방법은, 도포 공정 (S1) 과, 프리베이크 공정 (S2) 과, 노광 공정 (S3) 과, 현상 공정 (S4) 과, 광 조사 공정 (블리칭 노광 공정) (S5) 과, 포스트베이크 공정 (S6) 을 차례로 실시하고 있었다.6 (a), the conventional pattern forming method includes a coating step S1, a prebaking step S2, an exposure step S3, a developing step S4, a light irradiation step A bleaching exposure step) S5, and a post-baking step S6 in this order.
이에 반해, 본 실시형태의 패턴 형성 방법은, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 도포 공정 (S1) 과, 프리베이크 공정 (S2) 과, 노광 공정 (S3) 과, 현상 공정 (S4) 과, 탈수 공정 (SS1) 과, 광 조사 공정 (S5) 과, 포스트베이크 공정 (S6) 을 차례로 실시하고 있다. On the contrary, the pattern forming method of the present embodiment is characterized in that the coating step (S1), the prebaking step (S2), the exposure step (S3), the developing step (S4) A dewatering step (SS1), a light irradiation step (S5), and a post-baking step (S6).
즉, 본 실시형태의 패턴 형성 방법에서는, 종래의 패턴 형성 방법에 대해, 현상 공정 (S4) 과 광 조사 공정 (S5) 사이에 탈수 공정 (SS1) 을 가진 점이 크게 다르다.That is, in the pattern forming method of the present embodiment, the conventional pattern forming method differs greatly in that the dehydrating step (SS1) is provided between the developing step (S4) and the light irradiation step (S5).
이하, 본 실시형태의 패턴 형성 방법의 각 공정에 대하여 설명한다.Hereinafter, each step of the pattern forming method of the present embodiment will be described.
먼저, 기판 (G) 이 수용된 카세트 (C) 를 로더·언로더 (LU) 의 카세트 대기부 (10) 에 로드한다. 카세트 (C) 내의 기판 (G) 은, 반송 기구 (11) 를 통해서 스크러버 유닛 (SR) 으로 반송된다.First, the cassette C containing the substrate G is loaded on the cassette-waiting
스크러버 유닛 (SR) 에 반송된 기판 (G) 은, 컨베이어 기구 (CV1) 를 통해서 드라이 세정 장치 (41) 로 반송된다. 이 기판 (G) 은, 드라이 세정 장치 (41), 웨트 세정 장치 (42) 및 에어 나이프 장치 (43) 순으로 처리된다. 에어 나이프 장치 (43) 로부터 반출된 기판 (G) 은, 컨베이어 기구 (CV2) 를 통해서 탈수 베이크 유닛 (DH) 으로 반송된다.The substrate G conveyed to the scrubber unit SR is conveyed to the dry-
탈수 베이크 유닛 (DH) 에서는, 먼저 가열 장치 (44) 에 의해 기판 (G) 의 가열 처리가 실시된다. 가열 후의 기판 (G) 은, 예를 들어 Z 방향으로 반송되고, HMDS 장치 (46) 에 있어서 HMDS 가스에 의한 처리가 실시된다. HMDS 처리 후의 기판 (G) 은, 반송 기구 (TR1) 에 의해 냉각 장치 (45) 에 반송되고, 냉각 처리가 실시된다. 냉각 처리 후의 기판 (G) 은, 컨베이어 기구 (CV4) 에 의해 도포 유닛 (CT) 에 반송된다.In the dehydration bake unit DH, the substrate G is first subjected to the heat treatment by the heating device 44. The substrate G after the heating is transported in the Z direction, for example, and the HMDS device 46 performs the treatment with the HMDS gas. The substrate G after the HMDS processing is transported to the
(도포 공정 (S1)) (Coating step S1)
그 후, 도포 유닛 (CT) 에 있어서 레지스트 조성물을 도포하여 기판 (G) 상에 레지스트막을 형성하는 도포 공정이 실시된다.Thereafter, a coating process of applying a resist composition in the coating unit CT to form a resist film on the substrate G is carried out.
본 실시형태에서는, 노광 및 현상에 의해, 노광부가 용해 제거되어 프리패턴을 형성하는 포지티브형 레지스트 조성물을 기판 (G) 상에 도포하고 있다. 이와 같은 레지스트 조성물로는, 예를 들어, 이하에 예시하는 레지스트 조성물 (r1), (r2) 를 들 수 있다.In the present embodiment, a positive resist composition for forming a pre-pattern is coated on a substrate G by exposure and development, in which the exposed portion is dissolved and removed. Examples of such a resist composition include the following resist compositions (r1) and (r2).
<레지스트 조성물 (r1)>≪ Resist composition (r1) >
레지스트 조성물 (r1) 은, 알칼리 가용성 수지와, 감도 향상제로서 특정한 페놀 화합물과, 감광성 성분으로서 퀴논디아지드에스테르화물을 유기 용제에 용해하여 이루어지는 포지티브형 레지스트 조성물이다.The resist composition (r1) is a positive resist composition obtained by dissolving an alkali-soluble resin, a specific phenol compound as a sensitivity improving agent, and a quinone diazide esterified compound as a photosensitive component in an organic solvent.
레지스트 조성물 (r1) 에 있어서, 알칼리 가용성 수지는, 피막 형성 물질로서 통상적으로 사용될 수 있는 것 중에서 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어, 포지티브형 레지스트 조성물의 피막 형성용 수지로서 알려져 있는 페놀 수지, 아크릴 수지, 스티렌과 아크릴산의 공중합체, 하이드록시스티렌의 중합체, 폴리비닐페놀, 폴리α-메틸비닐페놀 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 특히 페놀 수지가 바람직하게 사용되고, 그 중에서도 팽윤하는 일 없이 알칼리 수용액에 용이하게 용해되어 현상성이 우수한 노볼락 수지가 적합하다.In the resist composition (r1), the alkali-soluble resin may be arbitrarily selected from those that can be commonly used as a film-forming material. Examples thereof include phenol resins, acrylic resins, copolymers of styrene and acrylic acid, polymers of hydroxystyrene, polyvinylphenol and poly-alpha-methylvinylphenol, which are known as resins for film formation of positive resist compositions . Of these, novolac resins which are particularly preferably used, and which are easily dissolved in an aqueous alkaline solution without being swollen and excellent in developability, are particularly suitable.
페놀 수지로는, 페놀류와 알데히드류의 축합 반응 생성물, 페놀류와 케톤류의 축합 반응 생성물, 비닐페놀계 중합체, 이소프로페닐페놀계 중합체, 이들 페놀 수지의 수소 첨가 반응 생성물 등을 들 수 있다.Examples of the phenol resin include a condensation reaction product of a phenol and an aldehyde, a condensation reaction product of a phenol and a ketone, a vinylphenol polymer, an isopropenylphenol polymer, and a hydrogenation reaction product of these phenol resins.
상기 축합 반응 생성물에 있어서의 페놀류로는, 예를 들어 페놀, m-크레졸, p-크레졸, o-크레졸, 2,3-자일레놀, 2,5-자일레놀, 3,5-자일레놀, 3,4-자일레놀 등의 자일레놀류;m-에틸페놀, p-에틸페놀, o-에틸페놀, 2,3,5-트리메틸페놀, 2,3,5-트리에틸페놀, 4-tert-부틸페놀, 3-tert-부틸페놀, 2-tert-부틸페놀, 2-tert-부틸-4-메틸페놀, 2-tert-부틸-5-메틸페놀 등의 알킬페놀류;p-메톡시페놀, m-메톡시페놀, p-에톡시페놀, m-에톡시페놀, p-프로폭시페놀, m-프로폭시페놀 등의 알콕시페놀류;o-이소프로페닐페놀, p-이소프로페닐페놀, 2-메틸-4-이소프로페닐페놀, 2-에틸-4-이소프로페닐페놀 등의 이소프로페닐페놀류;페닐페놀 등의 아릴페놀류;4,4'-디하이드록시비페닐, 비스페놀 A, 레조르시놀, 하이드로퀴논, 피로갈롤 등의 폴리하이드록시페놀류 등을 들 수 있다.Examples of the phenols in the condensation reaction product include phenol, m-cresol, p-cresol, o-cresol, 2,3-xylenol, 2,5- Phenols such as m-ethylphenol, p-ethylphenol, o-ethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 2,3,5-triethylphenol, 4 butylphenol, 3-tert-butylphenol, 2-tert-butylphenol, 2-tert-butyl-4-methylphenol and 2-tert- Alkoxyphenols such as phenol, m-methoxyphenol, p-ethoxyphenol, m-ethoxyphenol, p-propoxyphenol and m-propoxyphenol, o-isopropenylphenol, Isopropenylphenols such as 2-methyl-4-isopropenylphenol and 2-ethyl-4-isopropenylphenol, arylphenols such as phenylphenol, 4,4'-dihydroxybiphenyl, bisphenol A, And polyhydroxyphenols such as ricinole, hydroquinone and pyrogallol.
이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.These may be used alone or in combination of two or more.
이들 페놀류 중에서는, 특히 m-크레졸, p-크레졸, 2,5-자일레놀, 3,5-자일레놀, 2,3,5-트리메틸페놀이 바람직하다.Among these phenols, m-cresol, p-cresol, 2,5-xylenol, 3,5-xylenol and 2,3,5-trimethylphenol are particularly preferable.
상기 축합 반응 생성물에 있어서의 알데히드류로는, 예를 들어 포름알데히드, 파라포름알데히드, 트리옥산, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드, 트리메틸아세트알데히드, 아크롤레인, 크로톤알데히드, 시클로헥산알데히드, 푸르푸랄, 푸릴아크롤레인, 벤즈알데히드, 테레프탈알데히드, 페닐아세트알데히드, α-페닐프로필알데히드,β-페닐프로필알데히드, o-하이드록시벤즈알데히드, m-하이드록시벤즈알데히드, p-하이드록시벤즈알데히드, o-메틸벤즈알데히드, m-메틸벤즈알데히드, p-메틸벤즈알데히드, o-클로로벤즈알데히드, m-클로로벤즈알데히드, p-클로로벤즈알데히드, 계피알데히드 등을 들 수 있다.Examples of the aldehydes in the condensation reaction product include aldehydes such as formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propionaldehyde, butylaldehyde, trimethylacetaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, cyclohexanaldehyde, furfural, Methylbenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, Benzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde and cinnamaldehyde.
이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.These may be used alone or in combination of two or more.
이들 알데히드류 중에서는, 입수하기 쉬움으로부터 포름알데히드가 바람직하고, 특히 내열성을 향상시키기 위해서는 하이드록시벤즈알데히드류와 포름알데히드를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.Of these aldehydes, formaldehyde is preferable because of its availability, and in particular, hydroxybenzaldehyde and formaldehyde are preferably used in combination in order to improve heat resistance.
상기 축합 반응 생성물에 있어서의 케톤류로는, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디페닐케톤 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.Examples of the ketones in the condensation reaction product include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, and diphenyl ketone. These may be used alone or in combination of two or more.
페놀류와 케톤류의 조합에 있어서는, 피로갈롤과 아세톤의 조합이 특히 바람직하다.In the combination of phenols and ketones, a combination of pyrogallol and acetone is particularly preferable.
페놀류와 알데히드류 또는 케톤류의 축합 반응 생성물은, 산성 촉매의 존재하, 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 산성 촉매로는, 염산, 황산, 포름산, 옥살산, 파라톨루엔술폰산 등을 사용할 수 있다.Condensation reaction products of phenols and aldehydes or ketones can be prepared by a known method in the presence of an acidic catalyst. As the acidic catalyst, hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, paratoluenesulfonic acid and the like can be used.
이와 같이 하여 얻어진 축합 반응 생성물은, 분별 등의 처리를 실시함으로써 저분자 영역을 커트한 것이 내열성이 우수하므로 바람직하다. 분별 등의 처리는, 축합 반응에 의해 얻어진 수지를 양용매, 예를 들어 메탄올, 에탄올 등의 알코올;아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤;에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 테트라하이드로푸란 등에 용해하고, 이어서 수중에 부어 침전시키는 등의 방법에 의해 실시된다.The condensation reaction product thus obtained is preferably a product obtained by cutting the low-molecular region by treatment such as fractionation because of excellent heat resistance. The treatment such as fractionation is carried out by dissolving the resin obtained by the condensation reaction in a suitable solvent, for example, an alcohol such as methanol or ethanol, a ketone such as acetone or methyl ethyl ketone, ethylene glycol monoethyl ether acetate or tetrahydrofuran, And poured into water to effect precipitation.
상기 중에서도, 특히 전체 페놀계 반복 단위 중, p-크레졸계 반복 단위를 60 몰% 이상 함유하고, 또한, m-크레졸계 반복 단위를 30 몰% 이상 함유하고, 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량 (Mw) 이 2000 ∼ 20000 인 노볼락 수지가 바람직하다. Among them, in particular, it is preferable that the total phenolic repeating units contain 60 mol% or more of p-cresol repeating units and also contain 30 mol% or more of m-cresol repeating units and the polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) 2000 to 20000 is preferable.
p-크레졸계 반복 단위가 60 몰% 미만에서는, 가열 처리시의 온도 불균일에 대한 감도 변화가 일어나기 쉽고, 또, m-크레졸계 반복 단위가 30 몰% 미만에서는, 감도가 떨어지는 경향이 있다.When the proportion of the p-cresol-based repeating unit is less than 60 mol%, the sensitivity to temperature unevenness during the heat treatment tends to easily change. When the proportion of the m-cresol repeating unit is less than 30 mol%, the sensitivity tends to decrease.
알칼리 가용성 수지에는, 자일레놀계 반복 단위나, 트리메틸페놀계 반복 단위 등의, 다른 페놀계 반복 단위를 함유하고 있어도 된다. The alkali-soluble resin may contain other phenol-based repeating units such as xylenol-based repeating units and trimethylphenol-based repeating units.
특히 바람직하게는, p-크레졸계 반복 단위 60 ∼ 70 몰% 와, m-크레졸계 반복 단위 40 ∼ 30 몰% 로 이루어지는 2 성분계의 노볼락 수지이며, 페놀류의 2 핵체 (2 개의 페놀 핵을 갖는 축합체 분자) 함유량이 GPC (겔·퍼미에이션·크로마토그래피) 법에 있어서 10 % 이하인, 페놀류의 저분자량체 함유량이 적은 노볼락 수지가 바람직하다. 상기 2 핵체는, 고온 (예를 들어, 130 ℃) 의 프리베이크나 포스트베이크 중에 승화하여 노 (爐) 의 천판 등을 오염시키고, 나아가서는 레지스트 조성물을 도포한 유리 기판을 오염시켜, 그 수율을 낮추는 원인이 되기 때문에, 그 함유량이 적은 노볼락 수지가 바람직하다.Particularly preferably, it is a two-component novolac resin comprising 60 to 70 mol% of a p-cresol-based repeating unit and 40 to 30 mol% of an m-cresol-based repeating unit, Norbornene resin having a low content of a low molecular weight compound of phenols and having a content of 10% or less in the GPC (Gel Permeation Chromatography) method is preferable. The bipolymer is sublimated in a prebake or postbake at a high temperature (for example, 130 DEG C) to contaminate the top plate of a furnace, and further contaminates the glass substrate coated with the resist composition, It is preferable to use a novolac resin having a low content.
레지스트 조성물 (r1) 에 있어서, 감도 향상제로는, 하기 일반식 (I) 로 나타내는 페놀 화합물을 들 수 있다.Examples of the sensitivity enhancer in the resist composition (r1) include a phenol compound represented by the following general formula (I).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
[식 중, R1 ∼ R8 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 또는 탄소 원자수 3 ∼ 6 의 시클로알킬기를 나타내고;R9 ∼ R11 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고;Q 는 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알킬기, R9 와 결합하여 탄소 원자 사슬 3 ∼ 6 의 시클로알킬기를 형성하는 기, 또는 하기의 화학식 (II) 로 나타내는 기이다.]Wherein each of R 1 to R 8 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms ; R 9 ~ R 11 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group of carbon atoms from 1 to 6; Q is a hydrogen atom, a carbon atom number of 1 to 6 alkyl, in combination with R 9 carbon atoms chain 3-6 of A group forming a cycloalkyl group, or a group represented by the following formula (II).
[화학식 2](2)
(식 중, R12 및 R13 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 또는 탄소 원자수 3 ∼ 6 의 시클로알킬기를 나타내고;c 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.) 를 나타내고;a, b 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타내고;d 는 0 ∼ 3 의 정수를 나타내고;n 은 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.](Wherein R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms A and b each represent an integer of 1 to 3; d represents an integer of 0 to 3; and n represents an integer of 0 to 3.]
레지스트 조성물 (r1) 에 있어서의 감도 향상제로는, 트리스(4-하이드록시페닐)메탄, 비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)-2-하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-2,3,5-트리메틸페닐)-2-하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐)-4-하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐)-3-하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐)-2-하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-2,5-디메틸페닐)-4-하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-2,5-디메틸페닐)-3-하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-2,5-디메틸페닐)-2-하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐)-3,4-디하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-2,5-디메틸페닐)-3,4-디하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-2,5-디메틸페닐)-2,4-디하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시페닐)-3-메톡시-4-하이드록시페닐메탄, 비스(5-시클로헥실-4-하이드록시-2-메틸페닐)-4-하이드록시페닐메탄, 비스(5-시클로헥실-4-하이드록시-2-메틸페닐)-3-하이드록시페닐메탄, 비스(5-시클로헥실-4-하이드록시-2-메틸페닐)-2-하이드록시페닐메탄, 비스(5-시클로헥실-4-하이드록시-2-메틸페닐)-3,4-디하이드록시페닐메탄, 1-[1-(4-하이드록시페닐)이소프로필]-4-[1,1-비스(4-하이드록시페닐)에틸]벤젠, 1-[1-(3-메틸-4-하이드록시페닐)이소프로필]-4-[1,1-비스(3-메틸-4-하이드록시페닐)에틸]벤젠, 2-(2,3,4-트리하이드록시페닐)-2-(2',3',4'-트리하이드록시페닐)프로판, 2-(2,4-디하이드록시페닐)-2-(2',4'-디하이드록시페닐)프로판, 2-(4-하이드록시페닐)-2-(4'-하이드록시페닐)프로판, 2-(3-플루오로-4-하이드록시페닐)-2-(3'-플루오로-4'-하이드록시페닐)프로판, 2-(2,4-디하이드록시페닐)-2-(4'-하이드록시페닐)프로판, 2-(2,3,4-트리하이드록시페닐)-2-(4'-하이드록시페닐)프로판, 2-(2,3,4-트리하이드록시페닐)-2-(4'-하이드록시-3',5'-디메틸페닐)프로판, 비스(2,3,4-트리하이드록시페닐)메탄, 비스(2,4-디하이드록시페닐)메탄, 2,3,4-트리하이드록시페닐-4'-하이드록시페닐메탄, 1,1-디(4-하이드록시페닐)시클로헥산, 2,4-비스[1-(4-하이드록시페닐)이소프로필]-5-하이드록시페놀 등을 들 수 있다.Examples of the sensitivity enhancer in the resist composition (r1) include tris (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis , 3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) Phenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) Dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis 4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxyphenyl (5-cyclohexyl-4-hydroxy-2-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy -2-methylphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-2-methylphenyl) -2- hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl- Methylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [ - [1- (3-methyl-4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, 2- (2,3,4 Dihydroxyphenyl) -2- (2 ', 4'-dihydroxyphenyl) -2- (2', 3 ', 4'-trihydroxyphenyl) propane, Hydroxyphenyl) propane, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (4'-hydroxyphenyl) propane and 2- (3-fluoro- -4'-hydroxyphenyl) propane, 2- (2,4-dihydroxyphenyl) -2- (4 Hydroxyphenyl) propane, 2- (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 2- (2,3,4-trihydroxyphenyl) Bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (2, 4-dihydroxyphenyl) Di (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 2,4-bis [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -5-hydroxyphenol and the like.
이들 중에서도, 감도 향상 효과가 특히 우수한 점에서, 비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)-2-하이드록시페닐메탄, 비스(4-하이드록시-2,3,5-트리메틸페닐)-2-하이드록시페닐메탄, 2,4-비스[1-(4-하이드록시페닐)이소프로필]-5-하이드록시페놀, 1,1-디(4-하이드록시페닐)시클로헥산, 1-[1-(4-하이드록시페닐)이소프로필]-4-[1,1-비스(4-하이드록시페닐)에틸]벤젠 등이 바람직하다.Among these, bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,3,5-trimethylphenyl) -2- 1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -5-hydroxyphenol, 1,1-di (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene.
감도 향상제는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.The sensitivity improving agents may be used alone or in combination of two or more.
감도 향상제의 함유량은, 알칼리 가용성 수지 100 질량부에 대해 5 ∼ 25 질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ∼ 20 질량부의 범위이다.The content of the sensitivity improving agent is preferably 5 to 25 parts by mass, more preferably 10 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the alkali-soluble resin.
레지스트 조성물 (r1) 에 있어서, 감광성 성분으로는, 하기 일반식 (III) 으로 나타내는 퀴논디아지드에스테르화물 (감광성 성분 1), 하기 일반식 (IV) 로 나타내는 퀴논디아지드에스테르화물 (감광성 성분 2), 상기 일반식 (I) 로 나타내는 페놀 화합물과 1,2-나프토퀴논디아지드-5(또는 4)-술포닐 화합물의 에스테르화물 등을 들 수 있다.The quinone diazide esterified product (photosensitive component 1) represented by the following general formula (III), the quinone diazide esterified product represented by the following general formula (IV) (photosensitive component 2) , Esters of a phenol compound represented by the above general formula (I) with a 1,2-naphthoquinonediazide-5 (or 4) -sulfonyl compound, and the like.
[화학식 3](3)
[식 (III) 중, R14 는, 독립적으로 탄소 원자수 1 ∼ 5 의 알킬기를 나타내고, D 는, 독립적으로 수소 원자, 또는 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술포닐기를 나타내고, D 중 적어도 1 개는 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술포닐기를 나타내고, l, m 은, 각각 독립적으로 1 또는 2 를 나타낸다. 식 (IV) 중, 복수의 D 는, 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술포닐기를 나타내고, D 중 적어도 1 개는 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술포닐기이다.][In the formula (III), R 14 independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, D independently represents a hydrogen atom or a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group, At least one of D represents a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group, and l and m each independently represents 1 or 2. In formula (IV), a plurality of D's each independently represents a hydrogen atom or a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group, and at least one of D represents 1,2-naphthoquinonediazide -5-sulfonyl group.]
감광성 성분 1 의 평균 에스테르화율은, 40 ∼ 60 % 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 45 ∼ 55 % 이다. 이 평균 에스테르화율이 40 % 미만에서는, 현상 후의 막 감소가 발생하기 쉽고, 잔막률이 낮아지기 쉽다. 한편, 60 % 를 초과하면, 현저하게 감도가 떨어지는 경향이 있다.The average esterification rate of the photosensitive component 1 is preferably from 40 to 60%, more preferably from 45 to 55%. If the average esterification rate is less than 40%, the film thickness after development tends to easily occur, and the residual film ratio tends to be lowered. On the other hand, if it exceeds 60%, the sensitivity tends to remarkably decrease.
감광성 성분 1 로는, 비교적 저렴하고, 감도, 해상성, 리니어리티가 우수한 레지스트 조성물을 조제할 수 있는 점에서, 비스(2-메틸-4-하이드록시-5-시클로헥실페닐)-3,4-디하이드록시페닐메탄의 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술포닐 화합물에 의한 퀴논디아지드에스테르화물이 바람직하고, 이 중에서도 에스테르화율 50 % 의 것이 가장 바람직하다.As the photosensitive component 1, a bis (2-methyl-4-hydroxy-5-cyclohexylphenyl) -3,4-di Quinonediazide esters of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl compounds of hydroxyphenylmethane are preferable, and among them, an esterification ratio of 50% is most preferable.
감광성 성분 2 의 평균 에스테르화율은, 50 ∼ 70 % 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 55 ∼ 65 % 이다. 이 평균 에스테르화율이 50 % 미만에서는, 현상 후의 막 감소가 발생하기 쉽고, 잔막률이 낮아지기 쉽다. 한편, 70 % 를 초과하면, 보존 안정성이 저하되는 경향이 있다.The average esterification ratio of the
감광성 성분 2 로는, 매우 저렴하고, 감도가 우수한 레지스트 조성물을 조정할 수 있는 점에서, 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논의 1,2-나프토퀴논디아지트-5-술포닐 화합물에 의한 퀴논디아지드에스테르화물이 바람직하고, 이 중에서도 에스테르화율 59 % 의 것이 가장 바람직하다.As the
감광성 성분은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.The photosensitive component may be used alone or in combination of two or more.
감광성 성분의 함유량은, 알칼리 가용성 수지와 감도 향상제의 합계량 100 질량부에 대해 15 ∼ 40 질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 ∼ 30 질량부의 범위이다.The content of the photosensitive component is preferably from 15 to 40 parts by mass, more preferably from 20 to 30 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of the alkali-soluble resin and the sensitivity improver.
레지스트 조성물 (r1) 에 있어서, 유기 용제로는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸이소아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류;에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 또는 이들의 모노메틸에테르, 모노에틸에테르, 모노프로필에테르, 모노부틸에테르 혹은 모노페닐에테르 등의 다가 알코올류 및 그 유도체;디옥산과 같은 고리형 에테르류;락트산에틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 메톡시프로피온산메틸, 에톡시프로피온산에틸 등의 에스테르류;벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메틸이소부틸케톤, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 탄산메틸, 탄산에틸, 탄산프로필, 탄산부틸 등을 들 수 있다.Examples of the organic solvent in the resist composition (r1) include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, and 2-heptanone; ketones such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol mono Polyhydric alcohols and derivatives thereof such as acetate, propylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, or monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether thereof; Ethers include esters such as ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate and ethyl ethoxypropionate; benzene, toluene, xylene, methyl isobutyl ketone, methanol, ethanol , Propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, methyl carbonate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate and the like The can.
유기 용제는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.The organic solvent may be used alone or in combination of two or more.
상기 중에서도, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA) 가, 레지스트 조성물이 우수한 도포성을 부여하고, 기판 상에서의 레지스트 피막이 우수한 막두께 균일성을 부여하는 점에서 바람직하다.Of these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) is preferable because the resist composition imparts good applicability and the resist film on the substrate gives excellent film thickness uniformity.
PGMEA 는 단독 용매로 사용하는 것이 바람직하지만, PGMEA 이외의 유기 용제도 이것과 혼합하여 사용할 수 있다. 그와 같은 유기 용제로는, 예를 들어 락트산에틸, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등을 들 수 있다.PGMEA is preferably used as a sole solvent, but an organic solvent other than PGMEA may be used in combination with PGMEA. Examples of the organic solvent include ethyl lactate,? -Butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether, and the like.
레지스트 조성물 (r1) 중의, 알칼리 가용성 수지와 감도 향상제와 감광성 성분의 총량은, 지지체에 대한 도포성이 우수한 점에서, 그 조성물의 전체 질량에 대해 30 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 ∼ 28 질량% 이다.The total amount of the alkali-soluble resin, the sensitivity-enhancing agent and the photosensitive component in the resist composition (r1) is preferably not more than 30% by mass, more preferably not more than 20% by mass with respect to the total mass of the composition, To 28% by mass.
이 경우, 후술하는 임의로 사용되는 첨가제의 양도 감안하여, 유기 용제의 함유량은, 그 조성물의 전체 질량에 대해 50 ∼ 90 질량% 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 65 ∼ 85 질량% 이며, 더욱 바람직하게는 70 ∼ 75 질량% 이다.In this case, in consideration of the amount of the additive to be used, which will be described later, the content of the organic solvent is preferably 50 to 90% by mass, more preferably 65 to 85% by mass with respect to the total mass of the composition, Is 70 to 75% by mass.
레지스트 조성물 (r1) 에 있어서는, 필요에 따라, 할레이션 방지를 위한 자외선 흡수제, 예를 들어 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논, 4-디메틸아미노-2',4'-디하이드록시벤조페논, 5-아미노-3-메틸-1-페닐-4-(4-하이드록시페닐아조)피라졸, 4-디메틸아미노-4'-하이드록시아조벤젠, 4-디에틸아미노-4'-에톡시아조벤젠, 4-디에틸아미노아조벤젠, 커큐민 등을 사용할 수 있다.In the resist composition (r1), an ultraviolet absorber for preventing halation such as 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 4-dimethylamino-2', 4'- Dihydroxybenzophenone, 5-amino-3-methyl-1-phenyl-4- (4-hydroxyphenylazo) pyrazole, 4-dimethylamino-4'-hydroxyazobenzene, '-Ethoxyazobenzene, 4-diethylaminoazobenzene, curcumin and the like can be used.
또, 레지스트 조성물 (r1) 에는, 스트리에이션 방지를 위한 계면 활성제, 예를 들어 플루오라드 FC-430, FC431 (상품명, 스미토모 3M 주식회사 제조);에프탑 EF122A, EF122B, EF122C, EF126 (상품명, 토켐 프로덕츠 주식회사 제조);XR-104 (제품명, 다이닛폰 잉크 화학 공업 주식회사 제조), BYK-310 (제품명, 빅크케미·재팬 주식회사 제조) 등을 사용할 수 있다.To the resist composition (r1), a surfactant such as fluororad FC-430, FC431 (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), FFA EF122A, EF122B, EF122C, EF126 (trade name, XR-104 (trade name, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) and BYK-310 (trade name, manufactured by Vick Chemical Japan Co., Ltd.) can be used.
또, 레지스트 조성물 (r1) 에는, 벤조퀴논, 나프토퀴논, p-톨루엔술폰산 등의 보존 안정화제;또한 필요에 따라 부가적 수지, 가소제, 안정화제, 콘트라스트 향상제 등의 관용 첨가제를 필요에 따라 첨가 함유시킬 수 있다.To the resist composition (r1), a preservative stabilizer such as benzoquinone, naphthoquinone, p-toluenesulfonic acid and the like, and optionally additives such as an additive resin, a plasticizer, a stabilizer and a contrast enhancer .
<레지스트 조성물 (r2)>≪ Resist composition (r2) >
레지스트 조성물 (r2) 는, 하기의 일반식 (1) 로 나타내는 반복 단위 및 일반식 (2) 로 나타내는 반복 단위를 갖는 공중합체와, 감광성 성분을 함유하는 포지티브형 레지스트 조성물이다.The resist composition (r2) is a positive resist composition containing a copolymer having a repeating unit represented by the following general formula (1) and a repeating unit represented by the general formula (2), and a photosensitive component.
레지스트 조성물 (r2) 에 의해 형성되는 레지스트막을, 예를 들어 마이크로 렌즈에 적용한 경우에는, 내열성, 내약품성이 양호한 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다.When a resist film formed of the resist composition (r2) is applied to, for example, a microlens, a microlens having good heat resistance and chemical resistance can be formed.
[화학식 4][Chemical Formula 4]
[식 (1), (2) 중, R0 은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. R21 은, 단결합 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기를 나타낸다. R22 는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기를 나타낸다. R23 은, 열 가교성을 갖는 1 가의 유기기를 나타낸다. p 는 1 ∼ 5 의 정수를 나타내고, q 는 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, 또한, p+q 는 5 이하이다. 단, 반복에 있어서의 복수의 R0 끼리 및 R22 끼리는, 서로 상이해도 된다.][In the formulas (1) and (2), R 0 independently represents a hydrogen atom or a methyl group. R 21 represents a single bond or an alkylene group of 1 to 5 carbon atoms. R 22 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 23 represents a monovalent organic group having thermal crosslinkability. p represents an integer of 1 to 5, q represents an integer of 0 to 4, and p + q is 5 or less. Provided that a plurality of R 0 groups and R 22 groups in the repetition may be different from each other.
(일반식 (1) 로 나타내는 반복 단위) (A repeating unit represented by the general formula (1)
일반식 (1) 로 나타내는 반복 단위 (이하, 「반복 단위 (1)」 이라고도 한다.) 는, 알칼리 가용성을 나타낸다. The repeating unit represented by the general formula (1) (hereinafter also referred to as " the repeating unit (1) ") shows alkali solubility.
상기 식 (1) 중, R0 은, 메틸기인 것이 바람직하다.In the above formula (1), R 0 is preferably a methyl group.
R21 에 있어서의 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기로는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소프로필렌기, n-부틸렌기, 이소부틸렌기, tert-부틸렌기, 펜틸렌기, 이소펜틸렌기, 네오펜틸렌기 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 메틸렌기, 에틸렌기가 바람직하다.Examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms for R 21 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, an n-butylene group, an isobutylene group, a tert-butylene group, a pentylene group, Pentylene group, etc. Among them, a methylene group and an ethylene group are preferable.
반복 단위 (1) 이 갖는 벤젠 고리에는, 적어도 1 개의 수산기가 결합하고 있다. 수산기의 결합수를 나타내는 p 는, 1 ∼ 5 의 정수이며, 제조상의 점에서 1 이 바람직하다. 또, 벤젠 고리에 있어서, 수산기의 결합 위치는, 그 적어도 하나는, 「-C(=O)-O-R21-」 의 결합 위치를 1 위치로 했을 때, 4 위치의 위치인 것이 바람직하다.At least one hydroxyl group is bonded to the benzene ring of the repeating unit (1). P representing the number of bonds of hydroxyl groups is an integer of 1 to 5, and is preferably 1 in view of production. In the benzene ring, at least one of the bonding positions of the hydroxyl groups is preferably at the 4-position when the bonding position of "-C (= O) -OR 21 -" is taken as 1 position.
또한, 반복 단위 (1) 이 갖는 벤젠 고리에는, R22 로서, 탄소수 1 ∼ 5 의 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기가 결합하고 있어도 된다. 이와 같은 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기 등을 들 수 있으며, 공업적으로는 메틸기 또는 에틸기가 보다 바람직하다. q 는, 0 ∼ 4 의 정수를 나타내고, 0 인 것이 보다 바람직하다.In the benzene ring of the repeating unit (1), as R 22 , a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms may be bonded. Examples of such alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl and neopentyl. Is more preferably a methyl group or an ethyl group. q represents an integer of 0 to 4, more preferably 0.
반복 단위 (1) 은, 1 종 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The repeating unit (1) may be used singly or in combination of two or more.
반복 단위 (1) 및 반복 단위 (2) 를 갖는 공중합체에 있어서의, 반복 단위 (1) 의 함유량은, 그 공중합체를 구성하는 반복 단위의 합계에 대해 20 ∼ 50 몰% 인 것이 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 현상시의 알칼리 가용성을 확보하는 것이 용이해진다.The content of the repeating unit (1) in the copolymer having the repeating unit (1) and the repeating unit (2) is preferably 20 to 50 mol% based on the total of the repeating units constituting the copolymer. Within this range, it becomes easy to ensure alkali solubility during development.
(일반식 (2) 로 나타내는 반복 단위) (A repeating unit represented by the general formula (2)
일반식 (2) 로 나타내는 반복 단위 (이하, 「반복 단위 (2)」 라고도 한다.) 는, 열 가교기 (R23) 를 포함한다.The repeating unit represented by the general formula (2) (hereinafter also referred to as the "repeating unit (2)") includes a thermal crosslinking group (R 23 ).
상기 식 (2) 중, R0 은, 메틸기인 것이 바람직하다.In the above formula (2), R 0 is preferably a methyl group.
R21 에 있어서의 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기로는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소프로필렌기, n-부틸렌기, 이소부틸렌기, tert-부틸렌기, 펜틸렌기, 이소펜틸렌기, 네오펜틸렌기 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 메틸렌기, 에틸렌기가 바람직하다.Examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms for R 21 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, an n-butylene group, an isobutylene group, a tert-butylene group, a pentylene group, Pentylene group, etc. Among them, a methylene group and an ethylene group are preferable.
상기 식 (2) 중, R23 은, 열 가교성을 갖는 1 가의 유기기 (이하, 이 유기기를 「열 가교기」 라고 한다) 를 나타낸다. 열 가교기는, 열을 가함으로써, 가교하는 기이다.In the formula (2), R 23 represents a monovalent organic group having thermal crosslinking property (hereinafter, this organic group is referred to as a "heat crosslinking group"). The heat crosslinking group is a group which crosslinks by applying heat.
R23 으로는, 에폭시기, 옥세타닐기 중 어느 것을 포함하는 유기기인 것이 바람직하다. 이들 중에서도, R23 은, 열 처리에 의한 가교 효율을 향상시킬 수 있는 점에서, 에폭시기를 포함하는 유기기인 것이 보다 바람직하다.As R 23 , an organic group containing any of an epoxy group and an oxetanyl group is preferable. Among them, it is more preferable that R 23 is an organic group containing an epoxy group from the viewpoint of improving the crosslinking efficiency by heat treatment.
반복 단위 (2) 는, 1 종 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The repeating units (2) may be used alone or in combination of two or more.
반복 단위 (1) 및 반복 단위 (2) 를 갖는 공중합체에 있어서의, 반복 단위 (2) 의 함유량은, 그 공중합체를 구성하는 반복 단위의 합계에 대해 50 ∼ 80 몰% 인 것이 바람직하다.The content of the repeating unit (2) in the copolymer having the repeating unit (1) and the repeating unit (2) is preferably from 50 to 80 mol% based on the total of the repeating units constituting the copolymer.
그 공중합체에 있어서, 반복 단위 (2) 의 함유량을 바람직한 하한값 이상으로 함으로써, 가열 처리에 의한 투과율의 저하를 경감할 수 있음과 함께, 열 경화성을 확보하는 것이 용이해지고, 한편, 바람직한 상한값 이하로 함으로써, 현상시의 잔류물의 발생을 보다 억제할 수 있다.When the content of the repeating unit (2) in the copolymer is set to a preferable lower limit value or more, it is possible to reduce the decrease of the transmittance by the heat treatment and to secure the thermosetting property. On the other hand, The occurrence of residues during development can be further suppressed.
반복 단위 (1) 및 반복 단위 (2) 를 갖는 공중합체는, 랜덤 중합 또는 블록 중합 중 어느 것으로 이루어지는 것이어도 된다.The copolymer having the repeating unit (1) and the repeating unit (2) may be either random polymerization or block polymerization.
상기와 같이, 반복 단위 (1) 과 반복 단위 (2) 의 상이한 반복 단위를 갖는 공중합체로 함으로써, 알칼리 용해 속도의 컨트롤, 내열성의 컨트롤이 용이해진다.As described above, by controlling the copolymer to have a different repeating unit of the repeating unit (1) and the repeating unit (2), control of the alkali dissolution rate and control of heat resistance are facilitated.
그 공중합체의 질량 평균 분자량 (Mw:겔 퍼미에이션 크로마토그래피 (GPC) 의 스티렌 환산에 의한 측정값) 은, 바람직하게는 10000 ∼ 30000 이다. 그 공중합체의 Mw 가, 바람직한 하한값 이상임으로써, 내열성이 향상되고, 예를 들어 공중합체를 사용하여 마이크로 렌즈를 형성하는 경우에, 마이크로 렌즈를 경화시키기 위한 소성 처리시에도 렌즈 형상을 용이하게 유지할 수 있다. 한편, 바람직한 상한값 이하로 함으로써, 현상시의 잔류물의 발생을 억제할 수 있다.The mass average molecular weight (Mw: measured value by gel permeation chromatography (GPC) in terms of styrene conversion) of the copolymer is preferably 10,000 to 30,000. When the Mw of the copolymer is a preferable lower limit value or more, heat resistance is improved. For example, in the case of forming a microlens by using a copolymer, the lens shape can be easily maintained even during the firing treatment for hardening the microlens have. On the other hand, by setting it to be not more than the preferable upper limit value, the occurrence of residue at the time of development can be suppressed.
게다가, 레지스트 조성물 (r2) 는, 바람직하게는, 반복 단위 (1) 과 반복 단위 (2) 를 가지며, Mw 가 10000 ∼ 30000 인 공중합체를 함유함으로써, 유리 전이 온도가 높고, 고온에 노출된 경우에도 그 형상을 유지 가능한 내열성을 갖는 레지스트막을 형성할 수 있다. 또한, 레지스트 조성물 (r2) 는, 열 가교기 (R23) 를 포함하는 반복 단위를 갖고 있는 공중합체를 포함하기 때문에, 경도가 높고, 또한, 내약품성이 우수한 레지스트막을 형성할 수 있다.In addition, the resist composition (r2) preferably contains a copolymer having a repeating unit (1) and a repeating unit (2) and having a Mw of 10,000 to 30,000, whereby the glass transition temperature is high, A resist film having heat resistance capable of maintaining the shape can be formed. Since the resist composition (r2) contains a copolymer having a repeating unit containing a heat crosslinking group (R 23 ), a resist film having high hardness and excellent chemical resistance can be formed.
레지스트 조성물 (r2) 는, 상기의 반복 단위 (1) 및 반복 단위 (2) 를 갖는 공중합체와 함께, 그 공중합체 이외의 수지 성분을 병용해도 된다. 이러한 수지 성분으로는, 아크릴 수지, 하이드록시스티렌 수지, 노볼락 수지 등을 들 수 있다.The resist composition (r2) may be used in combination with a copolymer having the above-mentioned repeating unit (1) and repeating unit (2) together with a resin component other than the copolymer. Examples of such a resin component include an acrylic resin, a hydroxystyrene resin, and a novolak resin.
레지스트 조성물 (r2) 에 사용되는 감광성 성분은, 상기 서술한 레지스트 조성물 (r1) 에 사용되는 감광성 성분과 동일한 것을 들 수 있다.The photosensitive component used for the resist composition (r2) may be the same as the photosensitive component used for the above-mentioned resist composition (r1).
이 감광성 성분은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.These photosensitive components may be used alone or in combination of two or more.
레지스트 조성물 (r2) 중, 감광성 성분의 함유량은, 레지스트 조성물 (r2) 의 고형분에 대해 10 ∼ 40 질량% 의 범위 내인 것이 바람직하다. 감광성 성분의 함유량을 바람직한 하한값 이상으로 함으로써, 패턴을 양호하게 형성할 수 있다. 레지스트 조성물 (r2) 를 마이크로 렌즈 형성에 사용한 경우에는, 현상시에 양호하게 렌즈 형상을 형성할 수 있다. 한편, 감광성 성분의 함유량을 바람직한 상한값 이하로 함으로써, 현상성을 향상시키고, 현상시에 있어서의 잔류물의 발생을 억제할 수 있다.The content of the photosensitive component in the resist composition (r2) is preferably within a range of 10 to 40 mass% with respect to the solid content of the resist composition (r2). By setting the content of the photosensitive component to a preferable lower limit value or more, a good pattern can be formed. When the resist composition (r2) is used for microlens formation, a lens shape can be formed favorably at the time of development. On the other hand, by setting the content of the photosensitive component to a preferable upper limit value or less, the developing property can be improved and the occurrence of the residue at the time of development can be suppressed.
레지스트 조성물 (r2) 에 있어서는, 반복 단위 (1) 및 반복 단위 (2) 를 갖는 공중합체, 및 감광성 성분 이외의 성분을, 필요에 따라 사용할 수 있다.In the resist composition (r2), a copolymer having a repeating unit (1) and a repeating unit (2), and components other than the photosensitive component may be used if necessary.
레지스트 조성물 (r2) 에는, 예를 들어, 지지체에 대한 도포성의 점에서, 계면 활성제가 배합되어 있어도 되고, 또는, 증감제, 소포제 등의 각종 첨가제가 첨가되어 있어도 된다.The resist composition (r2) may be blended with a surfactant, for example, from the standpoint of coatability to a support, or may contain various additives such as a sensitizer and defoaming agent.
레지스트 조성물 (r2) 는, 그 공중합체와, 감광성 성분과, 필요에 따라 이들 이외의 성분을 유기 용제에 용해함으로써 조제할 수 있다.The resist composition (r2) can be prepared by dissolving the copolymer, the photosensitive component and, if necessary, other components in an organic solvent.
(프리베이크 공정 (S2)) (Pre-baking step S2)
도포 처리 후의 기판 (G) 은 프리베이크 유닛 (PR) 에 반송되고, 가열 장치 (50) 에 있어서 프리베이크 처리가 실시되고, 냉각 장치 (51) 에 있어서 냉각 처리가 실시된다. 프리베이크 유닛 (PR) 에서의 처리를 완료시킨 기판 (G) 은, 반송 기구 (TR2) 에 의해 인터페이스부 (IF) 에 반송된다.The substrate G after the coating process is transferred to the pre-baking unit PR, the pre-baking process is performed in the
(노광 공정 (S3)) (Exposure step (S3))
인터페이스부 (IF) 에서는, 예를 들어 버퍼 장치 (52) 에 있어서 온도 조정이 실시된 후, 주변 노광 장치 (EE) 에 있어서 주변 노광이 실시된다. 주변 노광 후, 기판 (G) 은, 반송 기구 (TR3) 에 의해 노광 장치 (EX) 에 반송되고, 노광 처리가 실시된다.In the interface section IF, ambient temperature is adjusted in the
(현상 공정 (S4)) (Developing step S4)
노광 처리 후의 기판 (G) 은, 가열 처리 및 냉각 처리가 실시된 후, 현상 유닛 (DV) 에 반송된다. 현상 유닛 (DV) 에 있어서, 기판 (G) 에는 현상 처리, 린스 처리 및 건조 처리가 차례대로 실시되고, 기판 (G) 상에 소정 형상의 프리패턴이 형성된다. 건조 처리 후, 컨베이어 기구 (CV10) 에 의해 기판 (G) 은 탈수 유닛 (58) 으로 반송된다.The substrate G after the exposure process is subjected to the heating process and the cooling process, and then is returned to the developing unit DV. In the developing unit DV, development processing, rinsing processing and drying processing are successively performed on the substrate G, and a pre-pattern of a predetermined shape is formed on the substrate G. [ After the drying process, the substrate G is conveyed to the
(탈수 공정 (SS1)) (Dehydration process (SS1))
탈수 유닛 (58) 에서는, 기판 (G) 은 먼저 챔버 (70) 내에 반송된다. 탈수 유닛 (58) 은, 도시하지 않은 기판 반출입구를 통해서 챔버 (70) 내에 기판 (G) 을 반입한 후, 기판 반출입구를 폐색하여 챔버 (70) 를 밀폐하고, 가스 공급부 (71) 를 작동시켜 챔버 (70) 내에 불활성 가스를 공급한다. 탈수 유닛 (58) 은, 불활성 가스가 공급됨으로써 탈수 분위기가 된 챔버 (70) 내에서 가열 기구 (72) 에 의해 기판 (G) 을 가열한다. 가열 기구 (72) 는, 기판 (G) (그 기판 (G) 에 형성된 프리패턴) 을 가열함으로써 프리패턴 중에 포함되는 수분량을 줄인다.In the
(광 조사 공정 (S5)) (Light irradiation step (S5))
탈수 처리 후의 기판 (G) 은, 반송 기구 (TR4) 에 의해 기판 (G) 은 광 조사 유닛 (UV) 으로 반송된다. 광 조사 유닛 (UV) 에서는, 기판 (G) 은 먼저 예비 장치 (80) 의 챔버 (82) 내에 반송된다. 광 조사 유닛 (UV) 은, 기판 반출입구 (80a) 를 통해서 챔버 (82) 내에 기판 (G) 을 반송한 후, 기판 반출입구 (80a) 를 폐색하여 챔버 (82) 를 밀폐하고 단시간에 저산소 분위기를 만들기 위해서 감압 기구 (83) 를 작동시켜 감압 처리를 실시한다. 감압 처리 후, 승강 기구 (84) 를 +Z 측으로 이동시키고, 지지 핀 (84a) 에 의해 기판 (G) 을 들어 올린 상태로 한다. 이 때, 수수 기구 (88) 의 기판 유지 부재 (88a) 의 높이보다 높은 위치 (+Z 측의 위치) 까지 기판 (G) 을 들어 올린다.The substrate G after the dewatering treatment is transported to the light irradiation unit UV by the transport mechanism TR4. In the light irradiation unit (UV), the substrate (G) is first conveyed into the chamber (82) of the standby device (80). The light irradiation unit UV transports the substrate G into the
기판 (G) 을 들어 올린 후, 기판 유지 부재 (88a) 의 빗형상부 (100) 를 챔버 (82) 내에 삽입시키고, 빗형상부 (100) 를 기판 (G) 의 -Z 측에 배치시킨다. 빗형상부 (100) 가 배치된 후, 승강 기구 (84) 를 -Z 측으로 이동시키고, 들어 올린 기판 (G) 을 -Z 측으로 이동시킨다. 기판 (G) 의 -Z 측에는 빗형상부 (100) 가 배치되어 있기 때문에, 지지 핀 (84a) 으로부터 빗형상부 (100) 로 기판 (G) 이 건네진다.After the substrate G is raised, the comb-
기판 (G) 을 수취한 후, 구동 기구 (88c) 의 구동에 의해 전달 부재 (88b) 를 통해서 기판 유지 부재 (88a) 를 -X 측으로 이동시키고, 기판 (G) 을 챔버 (85) 내에 반입한다. 기판 (G) 의 반입 후, 챔버 (85) 내를 밀폐하고, 가스 공급부 (91) 를 작동시켜 챔버 (85) 내를 저이슬점 분위기로 한다. 본 실시형태에 있어서, 광 조사 유닛 (UV) 은, 예를 들어, 챔버 (85) 의 내부 분위기를 이슬점-39.7 ℃, 산소 농도를 812 ppm 으로 한다. After the substrate G is received, the
또, 챔버 (85) 내를 저이슬점 분위기로 하면서 구동 기구 (88c) 를 또한 구동시키고, 제 1 기판 반송부 (85F) 의 제 1 개구부 (87a) 에 Z 방향에서 보았을 때 겹치도록 기판 (G) 을 배치한다.The
기판 (G) 의 배치 후, 승강 기구 (88d) 를 +Z 측으로 이동시키고, 지지 핀 (88e) 을 제 1 개구부 (87a) 로부터 돌출시킨다. 지지 핀 (88e) 의 +Z 측에는 기판 (G) 이 배치되어 있기 때문에, 기판 유지 부재 (88a) 로부터 지지 핀 (88e) 으로 기판 (G) 이 건네지게 된다. 기판 (G) 이 건네진 후, 구동 기구 (89c) 를 구동시키고, 기판 (G) 의 -Z 측에 기판 유지 부재 (89a) 를 이동시킨다. 이 때, 4 개의 기판 유지 부재 (89a) 가 기판 (G) 의 4 개의 모서리부에 각각 Z 방향에서 보았을 때 겹치도록 구동 기구 (89c) 를 구동시킨다.After the substrate G is disposed, the
기판 유지 부재 (89a) 를 배치시킨 후, 승강 기구 (88d) 를 -Z 측으로 이동시키고, 기판 (G) 을 -Z 측으로 이동시킨다. 기판 (G) 의 -Z 측에는 기판 유지 부재 (89a) 가 배치되어 있기 때문에, 지지 핀 (88e) 으로부터 기판 유지 부재 (89a) 로 기판 (G) 이 건네진다. 이 기판 (G) 이 건네질 때에, 예를 들어 도시하지 않은 에어 공급부를 작동시켜, 제 2 개구부 (87b) 에 있어서 소정의 분출량 및 흡인량으로 에어를 분출 및 흡인시키고, 스테이지 (87) 상에 에어의 층을 형성해 둔다. 기판 (G) 이 건네질 때, 기판 (G) 과 스테이지 (87) 사이에는 에어층이 형성되어 있기 때문에, 기판 (G) 은 에어층과 기판 유지 부재 (89a) 로 유지되게 된다. 이 때문에, 기판 유지 부재 (89a) 가 기판 (G) 의 모서리부만을 유지하는 구성이더라도, 기판 (G) 이 휘거나 균열되거나 하는 일 없이 안정적으로 유지되게 된다.After positioning the
기판 (G) 이 기판 유지 부재 (89a) 에 유지된 후, 구동 기구 (89c) 를 구동시켜 기판 (G) 을 처리부 (85P) 로 반송한다. 기판 (G) 은 에어의 층 상에 부상하여 반송되게 되기 때문에, 적은 구동력으로 기판 (G) 을 반송 가능하다. 이 때문에, 전달 부재 (89b) 의 부담이 작게 끝나게 된다.After the substrate G is held by the
기판 (G) 이 처리부 (85P) 에 반송된 후, 가열부 (90) 는, 저이슬점 분위기의 챔버 (85) 내에서 기판 (G) 이 소정의 처리 온도에 도달할 때까지 가열한 상태로 유지한다. 예를 들어, 가열부 (90) 는, 기판 (G) (그 기판 (G) 에 형성된 프리패턴) 의 온도가 100 ℃ (소정의 처리 온도) 에 도달할 때까지 예열한다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 가열부 (90) 는 프리패턴을 예열하는 예열부의 기능을 겸하고 있다. 또한, 가열부 (90) 와는 별도로 프리패턴을 예열 (가열) 가능한 예열 기구를 별도 형성하도록 해도 된다.After the substrate G is transferred to the
광 조사 유닛 (UV) 은, 기판 (G) 의 온도가 100 ℃ 에 도달한 후, 가열부 (90) 에 의해 기판 (G) (프리패턴) 을 소정의 처리 온도에서 가열하면서, 처리부 (85P) 내에서 그 기판 (G) 을 -X 측에 반송시키면서, 광 조사부 (86) 를 구동한다.The light irradiation unit UV irradiates the
이 동작에 의해, 처리부 (85P) 에서는, 기판 (G) 이 반송된 상태로 광 조사부 (86) 로부터 기판 (G) 상의 프리패턴에 소정 파장의 광이 조사되게 된다. 처리부 (85P) 의 +X 측 및 -X 측에는 차광 부재 (85d) 가 형성되어 있기 때문에, 광이 처리부 (85P) 로부터 누설되는 일 없이 처리가 실시되게 된다.With this operation, in the
광 조사 유닛 (UV) 에 의한 프리패턴의 블리칭 노광 처리에 있어서, 포지티브형 레지스트로 이루어지는 프리패턴이 함유하는 디아조나프토퀴논은 광 화학 반응에 의해 인덴케텐으로 변화한다. 인덴케텐은 수지의 수산기와 결합하여 막 전체가 고분자화하고, 디아조나프토퀴논이 소실되어 간다. 이에 따라, 디아조나프토퀴논의 색소 (담황색 내지 담갈색) 가 없어져, 프리패턴을 구성하는 막은 광 투과성이 향상된다.In the bleaching exposure treatment of the pre-pattern by the light irradiation unit (UV), the diazonaphthoquinone contained in the pre-pattern of the positive type resist is changed to indene ketene by photochemical reaction. The indenketen bonds with the hydroxyl group of the resin to polymerize the whole film, and the diazonaphthoquinone disappears. As a result, the diazonaphthoquinone dye (pale yellow to light brown) disappears, and the film constituting the free pattern has improved light transmittance.
그런데, 예를 들어, 블리칭 노광을 대기 중에서 실시하면, 인덴케텐이 대기 중의 물 (H2O) 과 반응하자마자 카르복실산이 되어 버린다. 카르복실산은, 인덴케텐과 달리, 수지와 결합하지 않아 막 전체가 고분자화하지 않는다. 그 때문에, 레지스트막에 있어서의 내구성 (내(耐)드라이 에칭성이나 내열성) 을 충분히 향상시키는 것이 어려워진다.However, for example, when the bleaching exposure is performed in the atmosphere, the indenketene is converted to carboxylic acid upon reaction with water (H 2 O) in the atmosphere. Unlike indene ketene, the carboxylic acid does not bond with the resin and does not polymerize the entire film. For this reason, it is difficult to sufficiently improve the durability (resistance to dry etching and heat resistance) of the resist film.
즉, 레지스트막의 내구성을 향상시키는 경우, 디아조나프토퀴논과 물의 반응에 의한 카르복실산의 생성을 억제하는 것이 중요해진다.That is, when the durability of the resist film is improved, it is important to inhibit the production of carboxylic acid by reaction of diazonaphthoquinone with water.
본 실시형태의 레지스트 패턴 형성 방법에서는, 광 조사 유닛 (UV) 에 의한 블리칭 노광시에 앞서, 상기 서술한 탈수 공정을 마련하고 있다. 이 탈수 공정에 의해, 프리패턴은 탈수 분위기 내에서 가열되므로, 내부에 포함되는 수분이 증발하여 프리패턴 중의 수분 함유량 (수분량) 이 감소한 상태가 된다. 따라서, 블리칭 노광시에 있어서의 디아조나프토퀴논과 물의 반응에 의한 카르복실산의 생성을 억제할 수 있다.In the resist pattern forming method of the present embodiment, the dehydration step described above is provided before the bleaching exposure by the light irradiation unit (UV). By this dewatering step, the pre-pattern is heated in the dehydration atmosphere, so that moisture contained in the pre-pattern is evaporated and the moisture content (water content) in the pre-pattern is reduced. Therefore, the production of carboxylic acid by the reaction of diazonaphthoquinone with water at the time of bleaching exposure can be suppressed.
또, 본 실시형태에서는, 저이슬점 분위기의 챔버 (85) 내에서 프리패턴에 대한 광 조사를 실시하고 있다. 그 때문에, 광 화학 반응에 의해 디아조나프토퀴논이 인덴케텐으로 변화했을 때, 프리패턴의 주변 (챔버 (85) 내) 이 수분이 적은 환경 (저이슬점 분위기) 이기 때문에, 카르복실산을 생성하는 일이 없다.In the present embodiment, light irradiation is performed on the free pattern in the
본 실시형태에서는, 상기 탈수 공정에 의해 프리패턴 중의 수분량을 미리 줄이고 있으므로, 블리칭 노광시에 있어서의 카르복실산의 생성을 더욱 억제할 수 있다.In this embodiment, since the water content in the pre-pattern is reduced in advance by the dewatering step, generation of carboxylic acid during bleaching exposure can be further suppressed.
따라서, 인덴케텐은 카르복실산으로 변화하는 일 없이 수지의 수산기와 결합하여 막 전체가 양호하게 고분자화하므로, 막 전체의 경도가 향상됨으로써 내구성이 우수한 것이 된다. 또, 고분자화함으로써 디아조나프토퀴논의 색소가 소실되기 때문에, 광 투과성이 우수한 것이 된다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 광 투과성 및 내구성을 양립시킨 프리패턴을 형성할 수 있다.Therefore, the indene ketene bonds with the hydroxyl group of the resin without changing to the carboxylic acid, and the whole film is polymerized in an excellent manner, so that the hardness of the whole film is improved and the durability is excellent. In addition, since the diazonaphthoquinone dye disappears by making it into a polymer, it is excellent in light transmittance. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to form a pre-pattern having both light transmittance and durability.
본 실시형태에 있어서, 광 조사부 (86) 는, 예를 들어, 350 ∼ 450 ㎚ 의 파장역의 광을 프리패턴에 조사한다. 이에 따라, 상기 서술한 광 화학 반응이 양호하게 발생함으로써, 프리패턴의 표층측 뿐만 아니라 내부에 걸쳐 패턴 전체를 경화시킬 수 있다. 또, 상기 파장역의 광을 조사함으로써, 복사열의 발생을 억제하면서, 경화시에 있어서의 프리패턴의 과도한 온도 상승을 억제할 수 있다.In the present embodiment, the
또, 처리부 (85P) 에서는 기판 (G) 을 반송시키면서 광이 조사되기 때문에, 기판 (G) 은 광 조사가 완료한 부분부터 서서히 제 2 기판 반송부 (85S) 로 반출되어 간다. 기판 (G) 전부 (全部) 에 대해 광 조사가 완료한 경우, 기판 (G) 전부가 제 2 기판 반송부 (85S) 에 수용되게 된다. 광 조사가 완료한 후, 광 조사부 (86) 및 가열부 (90) 의 작동을 정지시키고, 기판 (G) 을 제 1 기판 반송부 (85F) 로 반송한다.Since the
제 1 기판 반송부 (85F) 에 반송된 기판 (G) 은, 반송 기구 (89) 로부터 기판 수수 기구 (88) 로 건네지고, 기판 수수 기구 (88) 에 의해 챔버 (85) 로부터 챔버 (82) 로 반송된다. 챔버 (82) 에서는, 기판 수수 기구 (88) 로부터 승강 기구 (84) 로 기판 (G) 이 건네지고, 그 후 도시하지 않은 반송 기구를 통해서 기판 (G) 이 챔버 (82) 내로부터 기판 반출입구 (80a) 를 통해서 광 조사 유닛 (UV) 의 외부로 반출된다.The substrate G transferred to the first
(포스트베이크 공정 (S6)) (Post-baking step S6)
다음으로, 기판 (G) 은 가열 장치 (59) 에 있어서 포스트베이크 처리가 실시된다. 가열 장치 (59) 는, 소정의 처리 온도에서 기판 (G) 을 가열 (베이크) 한다. Next, in the
기판 (G) 의 처리 온도는, 예를 들어, 180 ℃ 이상으로 설정된다. 또한, 가열 장치 (59) 에 의한 처리 시간 (베이크 시간) 은, 기판 (G) 이 처리 온도에 도달 후부터 카운트한다.The processing temperature of the substrate G is set to, for example, 180 DEG C or higher. The processing time (baking time) by the
또한, 가열 장치 (59) 는, 기판 (G) 을 소정 온도까지 가열하는 경우에 있어서, 단숨에 가열하도록 해도 되고, 복수회의 가열 단계를 마련함으로써 완만하게 온도를 상승시키도록 해도 된다.The
본 실시형태에 있어서 형성된 프리패턴은, 내구성 (내열성) 이 우수하기 때문에, 고온에서 포스트베이크 처리를 실시한 경우에도 프리패턴이 변형되지 않고 형상을 유지한다. 따라서, 그 프리패턴을 경화시킨 레지스트 패턴은 포스트베이크 처리에 의해 형상이 변화하지 않기 때문에, 신뢰성이 높은 것이 된다. 또, 프리패턴은 광 투과성이 우수한 것이기 때문에, 포스트베이크 처리 후의 레지스트 패턴도 광 투과성이 우수한 것이 된다.Since the pre-pattern formed in this embodiment has excellent durability (heat resistance), the pre-pattern is not deformed even when the post-baking treatment is performed at a high temperature, and the shape remains. Therefore, since the resist pattern obtained by curing the pre-pattern does not change its shape by the post-baking treatment, the resist pattern becomes highly reliable. In addition, since the pre-pattern is excellent in light transmittance, the resist pattern after the post-baking treatment is also excellent in light transmittance.
가열 장치 (59) 에 의한 가열 후의 기판 (G) 은 냉각 장치 (60) 로 냉각된다. 냉각 처리 후, 기판 (G) 은 반송 기구 (11) 를 통해서 카세트 (C) 에 수용된다. 이와 같이 하여, 기판 (G) 에 대해 도포 처리, 노광 처리 및 현상 처리 후 일련의 처리가 실시되게 된다.After the heating by the
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 광 투과성 및 내구성 (내열성) 을 양립시킨 프리패턴을 얻기 위해서, 그 프리패턴을 포스트베이크 처리로 경화시킴으로써 신뢰성이 높은 레지스트 패턴을 형성할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, a resist pattern with high reliability can be formed by hardening the pre-pattern by post bake processing in order to obtain a pre-pattern having both light transmittance and durability (heat resistance).
본 실시형태에서 형성된 레지스트 패턴은, 내구성 (내드라이 에칭성) 및 광 투과성이 우수하기 때문에, 예를 들어, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 등에 사용되는 액티브 매트릭스 기판의 층간 절연막이나, 반도체 소자의 웨이퍼 코트 재료 (표면 커버막, 범프 보호막, MCM (multi-chip module) 층간 보호막, 정션 코트), 패키지재 (봉지재 (封止材), 다이 본딩재) 등의 영구 레지스트막으로서 적합하게 사용할 수도 있다.The resist pattern formed in this embodiment is excellent in durability (resistance to dry etching) and light transmittance, and therefore can be used as an interlayer insulating film of an active matrix substrate used for a liquid crystal display device, an organic EL display device, It can be suitably used as a permanent resist film such as a wafer coating material (a surface cover film, a bump protecting film, a multi-chip module (MCM) interlayer protective film, a junction coat), a package material (encapsulating material, die bonding material) have.
(제 2 실시형태) (Second Embodiment)
계속해서, 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described.
본 실시형태와 상기 실시형태의 차이는, 광 조사 유닛의 구조이다. 그 때문에, 이하에서는, 광 조사 유닛의 구성을 주체로 설명하고, 상기 실시형태와 동일 또는 공통 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명에 대해서는 생략하는 것으로 한다.The difference between the present embodiment and the above-described embodiment is the structure of the light irradiation unit. Therefore, in the following, the structure of the light irradiation unit will be mainly described, and the same or common components as those in the above embodiment will be denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
도 7 은, 본 실시형태의 광 조사 유닛 (UV1) 을 +Y 방향을 향해 보았을 때의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 광 조사 유닛 (UV1) 은, 챔버 (180), 광 조사부 (86), 제 1 스테이지 (182), 제 1 반송부 (183), 제 2 스테이지 (184) 및 제 2 반송부 (185) 를 갖고 있다. 챔버 (180) 는, 직방체의 박스 형상으로 형성되어 있고, 도시하지 않은 가스 공급부에 의해 불활성 가스가 공급됨으로써 내부가 저이슬점 분위기 상태로 되어 있다. 챔버 (180) 는, 현상 유닛 (DV) 의 측면 (+Y 측의 면) 에 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 광 조사 유닛 (UV1) 은, 챔버 (180) 가 탈수 유닛 (58) (도 1 참조) 의 상면 (+Z 측의 면) 에 배치되어 있다.Fig. 7 is a view showing a configuration when the light irradiation unit UV1 of the present embodiment is viewed in the + Y direction. 7, the light irradiation unit UV1 includes a
챔버 (180) 의 -X 측의 면 (소정면) (180f) 에는, 기판 반입출구 (180a) 가 형성되어 있다. 기판 반입출구 (180a) 는, 챔버 (180) 에 대해 기판 (G) 의 반입 및 반출을 실시한다. 또, 챔버 (180) 의 소정면 (180f) 에는, 탈수 유닛 (58) 에 접속하기 위한 접속부 (180b) 가 형성되어 있다. 접속부 (180b) 는, 챔버 (180) 를 탈수 유닛 (58) 측에 물리적으로 접속함과 함께, 챔버 (180) 의 전기적인 배선 등을 접속시킴으로써, 챔버 (180) 와 탈수 유닛 (58) 을 전기적으로도 접속하고 있다.A substrate carry-in / out
본 실시형태에 있어서, 광 조사부 (86) 는, 챔버 (180) 의 +Z 측의 면에 장착되어 있고, +Z 측의 단부가 챔버 (180) 의 외부에 돌출하도록 배치되어 있다.In this embodiment, the
제 1 스테이지 (182) 는, 챔버 (180) 의 내부에 형성되어 있다. 제 1 스테이지 (182) 는, 챔버 (180) 의 내부에 반입되는 기판 (G) 을 지지한다. 제 1 스테이지 (182) 는, 기판 반입출구 (180a) 의 +X 측에 배치되어 있고, 기판 반입출구 (180a) 로부터 반입되는 기판 (G) 을 지지 가능하다. 제 1 스테이지 (182) 는, 기판 (G) 을 X 방향으로 반송하는 도시하지 않은 반송 기구를 갖고 있다. 또, 제 1 스테이지 (182) 는, Z 방향으로 승강 가능하다. 제 1 스테이지 (182) 는, 제 1 반송부 (183) 에 동등한 높이 위치 (Z 방향 상의 위치) 와, 제 2 반송부 (185) 에 동등한 높이 위치 사이를 이동 가능하다. 제 1 스테이지 (182) 는, 제 2 반송부 (185) 에 동등한 높이 위치에 있어서는, 제 2 반송부 (185) 로부터의 기판 (G) 을 지지 가능하다. 또, 제 1 스테이지 (182) 는, 기판 (G) 을 지지한 상태로 승강 가능하다.The
제 1 반송부 (183) 는, 제 1 스테이지 (182) 로부터 반송되는 기판 (G) 을 반송한다. 제 1 반송부 (183) 는, 반송 기구 (183a) 및 가열 기구 (183b) 를 갖고 있다. 반송 기구 (183a) 는, 기판 (G) 의 자세를 수평면 (XY 평면) 에 평행하게 유지한 상태로 +X 방향으로 반송한다. 반송 기구 (183a) 의 동작을 정지시킨 상태에서는, 기판 (G) 의 자세를 유지한 상태로 기판 (G) 을 지지할 수 있도록 되어 있다. 가열 기구 (183b) 는, 나중에 광의 조사를 받게 되는 기판 (G) 의 온도가 적온 (適溫) 이 되도록 기판 (G) 의 온도를 조정한다. 예를 들어, 가열 기구 (183b) 는, 기판 (G) 의 온도를 100 ℃ 정도로 유지한다.The
제 2 스테이지 (184) 는, 챔버 (180) 의 내부로서 +X 측의 단부에 형성되어 있다. 제 2 스테이지 (184) 는, 제 1 반송부 (183) 로부터 반송되는 기판 (G) 을 지지한다. 제 2 스테이지 (184) 는, 기판 (G) 을 X 방향으로 반송하는 도시하지 않은 반송 기구를 갖고 있다. 또, 제 2 스테이지 (184) 는, Z 방향으로 승강 가능하다. 제 2 스테이지 (184) 는, 제 1 반송부 (183) 에 동등한 높이 위치 (Z 방향 상의 위치) 와, 제 2 반송부 (185) 에 동등한 높이 위치 사이를 이동 가능하다. 또, 제 2 스테이지 (184) 는, 기판 (G) 을 지지한 상태로 승강 가능하다. 제 2 스테이지 (184) 는, 제 2 반송부 (185) 에 동등한 높이 위치에 배치되는 경우, 제 2 반송부 (185) 로 기판 (G) 을 송출하는 것이 가능하다.The
제 2 반송부 (185) 는, 제 2 스테이지 (184) 로부터 반송되는 기판 (G) 을 반송한다. 제 2 반송부 (185) 는, 제 1 반송부 (183) 의 +Z 측에 배치되어 있다. 제 2 반송부 (185) 는, 광 조사부 (86) 에 대향하여 배치되어 있다. 제 2 반송부 (185) 는, 반송 기구 (185a) 및 가열 기구 (185b) 를 갖고 있다. 반송 기구 (185a) 는, 기판 (G) 의 자세를 수평면 (XY 평면) 에 평행하게 유지한 상태로 -X 방향으로 반송한다. 반송 기구 (185a) 의 동작을 정지시킨 상태에서는, 기판 (G) 의 자세를 유지한 상태로 기판 (G) 을 지지할 수 있도록 되어 있다. 가열 기구 (185b) 는, Z 방향에 있어서 광 조사부 (86) 와의 사이에서 기판 (G) 을 끼우는 위치에 배치되어 있다. 가열 기구 (185b) 는, 광 조사부 (86) 에 의해 광의 조사를 받는 기판 (G) 을 -Z 측으로부터 가열한다. 가열 기구 (185b) 는, 반송 기구 (185a) 에 의해 지지된 기판 (G) 을 가열한다. 반송 기구 (185a) 는, 제 2 반송부 (185) 의 -X 측에 제 1 스테이지 (182) 가 배치되어 있는 경우에는, 기판 (G) 을 제 1 스테이지 (182) 로 반송 가능하다.The
기판 반입출구 (180a) 로부터 반입된 기판 (G) 은, 제 1 스테이지 (182) 및 제 1 반송부 (183) 를 거쳐 제 2 스테이지 (184) 로 +X 방향으로 반송된다. 이와 같이, 챔버 (180) 내에는, 기판 (G) 을 일방향 (+X 방향) 으로 반송하는 제 1 기판 반송 경로 (R1) 가 형성되어 있다. 제 2 스테이지 (184) 에 지지된 기판 (G) 은, 당해 제 2 스테이지 (184) 및 제 2 반송부 (185) 를 거쳐 제 1 스테이지 (182) 로 -X 방향으로 반송된다. 이와 같이, 챔버 (180) 내에는, 기판 (G) 을 일방향 (-X 방향) 으로 반송하는 제 2 기판 반송 경로 (R2) 가 형성되어 있다. 제 2 기판 반송 경로 (R2) 는, 제 1 기판 반송 경로 (R1) 에 대해 +Z 방향으로 늘어서 배치되어 있다.The substrate G carried from the substrate loading /
본 실시형태에 있어서, 광 조사부 (86) 는, 광이 조사되는 기판 (G) 의 반송 경로 (제 2 기판 반송 경로 (R2)) 를 따라 이동 가능하게 할 수도 있다. 즉, 광 조사부 (86) 는, 도 7 에 있어서의 X 축에 평행한 방향 (D1) 및 방향 (D2) 으로 이동 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 챔버 (180) 에, 광 조사부 (86) 를 수평 이동시키는 수평 이동 기구를 형성할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 광 조사부 (86) 를 방향 (D1) 또는 방향 (D2) 으로 이동시키면서 기판 (G) 에 대해 광을 조사할 수 있다. 이에 따라, 제 2 반송부 (185) 상에서 -X 방향으로 반송되고 있는 기판 (G) 과 광 조사부 (86) 의 상대 속도를 자유롭게 변경할 수 있다. 그 결과, 기판 (G) 에 대한 광 조사량이나 택트 타임을 자유롭게 설정할 수 있다.In the present embodiment, the
구체적으로는, 광 조사부 (86) 를 기판 (G) 과 동(同) 방향 (방향 (D1)) 으로 이동시키면서 광 조사를 실시함으로써, 기판 (G) 에 대한 광 조사부 (86) 의 상대 속도가 저하되므로, 광 조사부 (86) 의 출력을 상승시키지 않아도 기판 (G) 에 대한 광 조사량을 증대시킬 수 있다. 이것은, 다른 관점에서는, 반송 속도를 상승시켜도 기판 (G) 에 대한 광 조사량을 동등하게 유지할 수 있게 되기 때문에, 장치 내에서의 기판 (G) 의 반송 속도를 상승시켜 스루풋을 향상시킬 수도 있다.Specifically, by irradiating light while moving the
한편, 광 조사부 (86) 를 기판 (G) 과 반대 방향 (방향 (D2)) 으로 이동시키면서 광 조사를 실시하면, 기판 (G) 과 광 조사부 (86) 의 상대 속도가 상승하기 때문에, 기판 (G) 으로의 광 조사에 필요로 하는 시간 (택트 타임) 이 짧아진다. 이에 따라, 광 조사 공정이 보틀넥인 경우에는 스루풋의 향상을 도모할 수 있다. 또, 광 조사부 (86) 의 이동 속도를 변경함으로써, 기판 (G) 의 반송 속도나 광 조사부 (86) 의 출력을 변경하는 일 없이, 기판 (G) 에 대한 광 조사량의 조정이 가능하다. 광 조사부 (86) 를 방향 (D2) 으로 이동시키는 경우에는, 기판 (G) 에 대한 광 조사량을 저감시키는 방향의 조정이 용이해진다.On the other hand, when light irradiation is performed while moving the
또한, 광 조사부 (86) 의 이동 방향과, 제 2 반송부 (185) 에 있어서의 기판 반송 방향은, 대체로 평행이면 된다. 구체적으로는, 광 조사부 (86) 의 이동 방향과, 제 2 반송부 (185) 에 있어서의 기판 반송 방향이 이루는 각도가 30 도 이하이면 된다.Further, the moving direction of the
계속해서, 본 실시형태의 광 조사 유닛 (UV1) 에 있어서의 광 조사 처리에 대하여 설명한다. Subsequently, the light irradiation process in the light irradiation unit UV1 of the present embodiment will be described.
도 8 내지 도 10 은 광 조사 유닛 (UV1) 의 동작 설명도이다. 이하, 광 조사 유닛 (UV1) 에 있어서, 기판 (G) 이 복수 반입되는 경우, 복수의 기판이 반입된 순서로 G1, G2, G3, … 이라고 표기한다.8 to 10 are explanatory diagrams of the operation of the light irradiation unit UV1. Hereinafter, when a plurality of substrates G are carried in the light irradiation unit UV1, a plurality of substrates G1, G2, G3,. .
제어부 (CONT) 는, 기판 (G) 을 유지하는 로봇 아암을 +Z 방향으로 이동시키고, 도 8(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (G1) 을 기판 반입출구 (180a) 로부터 챔버 (180) 의 내부에 반입시킨다. 광 조사 유닛 (UV1) 에서는, 제 1 스테이지 (182) 를 제 1 반송부 (183) 에 동등한 높이 위치에 배치시켜 둔다. 이에 따라, 챔버 (180) 에 반입된 기판 (G1) 이 제 1 스테이지 (182) 에 재치 (載置) 된다.The control unit CONT moves the robot arm holding the substrate G in the + Z direction and moves the substrate G1 from the substrate loading /
다음으로, 제어부 (CONT) 는, 도 8(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스테이지 (182) 에 재치된 기판 (G1) 을 +X 방향으로 반송시키고, 제 1 반송부 (183) 로 이동시킨다. 제어부 (CONT) 는, 제 1 반송부 (183) 의 X 방향의 거의 중앙부에 기판 (G1) 을 반송시킨 후, 반송 기구 (183a) 를 일시 정지시키고, 가열 기구 (183b) 를 작동시킨다. 이 동작에 의해, 반송 기구 (183a) 에 지지된 기판 (G1) 은, 가열 기구 (183b) 에 의해 원하는 온도로 조정된다.Next, as shown in Fig. 8 (b), the control unit CONT conveys the substrate G1 placed on the
기판 (G1) 을 일정 시간, 예비적으로 가열시킨 후, 제어부 (CONT) 는, 도 8(c) 에 나타내는 바와 같이, 반송 기구 (183a) 에 의해 기판 (G1) 을 +X 방향으로 반송시킨다. 기판 (G1) 은, 제 1 반송부 (183) 로부터 제 2 스테이지 (184) 로 수수된다. After the substrate G1 is preliminarily heated for a predetermined time, the control unit CONT conveys the substrate G1 in the + X direction by the
또, 제어부 (CONT) 는, 현상 유닛 (DV) 으로부터 반송되는 다른 기판 (G2) 을 챔버 (180) 에 반입시킨다. 제어부 (CONT) 는, 반송 기구 (TR4) 의 로봇 아암을 기판 반입출구 (180a) 까지 이동시키고, 기판 (G2) 을 기판 반입출구 (180a) 로부터 챔버 (180) 의 내부에 반입시킨다. 챔버 (180) 의 내부에 반입된 기판 (G2) 은, 제 1 스테이지 (182) 에 재치된다.The control unit CONT also loads another substrate G2 conveyed from the developing unit DV into the
다음으로, 제어부 (CONT) 는, 도 9(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (G1) 을 지지한 상태의 제 2 스테이지 (184) 를 +Z 측으로 이동시키고, 제 2 반송부 (185) 의 높이 위치에 맞춘다. 또, 제어부 (CONT) 는, 제 1 스테이지 (182) 에 재치된 기판 (G2) 을 +X 방향으로 반송시키고, 제 1 반송부 (183) 로 이동시킨다. 제어부 (CONT) 는, 제 1 반송부 (183) 의 X 방향의 거의 중앙부에 기판 (G2) 을 반송시킨 후, 반송 기구 (183a) 를 일시 정지시키고, 가열 기구 (183b) 를 작동시킨다. 이 동작에 의해, 반송 기구 (183a) 에 지지된 기판 (G2) 은, 가열 기구 (183b) 에 의해 원하는 온도로 조정된다.9 (a), the control unit CONT moves the
다음으로, 제어부 (CONT) 는, 도 9(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스테이지 (182) 를 +Z 방향으로 이동시키고, 제 2 반송부 (185) 의 높이 위치에 맞춰 둔다. 또, 제어부 (CONT) 는, 제 2 스테이지 (184) 에 재치된 기판 (G1) 을 -X 방향으로 반송시키고, 제 2 반송부 (185) 로 이동시킨다. 제어부 (CONT) 는, 제 2 반송부 (185) 에 반송된 기판 (G1) 에 대해, 광 조사부 (86) 에 의한 광 조사를 실시시킨다. 제어부 (CONT) 는, 반송 기구 (185a) 를 작동시켜 기판 (G1) 을 -X 방향으로 이동시킴과 함께, 가열 기구 (185b) 를 작동시켜, 기판 (G1) 의 온도를 100 ℃ 정도로 유지한다.Next, the control unit CONT moves the
이 상태로 제어부 (CONT) 는, 광 조사부 (86) 로부터 광을 사출시킨다. 광 조사부 (86) 로부터 사출된 광은 기판 (G1) 에 조사된다. 이 동작에 의해, 반송 기구 (185a) 에 의해 수평면으로 이동하는 기판 (G1) 에 대해 광이 조사된다. 광의 조사는, 기판 (G1) 전체가 광 조사부 (86) 를 -X 방향으로 통과할 때까지 실시된다. 제 2 반송부 (185) 에 의해 -X 방향으로 반송된 기판 (G1) 은, 도 9(c) 에 나타내는 바와 같이, 미리 배치시켜 둔 제 1 스테이지 (182) 에 재치된다. 제어부 (CONT) 는, 제 1 스테이지 (182) 에 기판 (G1) 이 재치된 후, 제 1 스테이지 (182) 를 -Z 방향으로 이동시키고, 제 1 반송부 (183) 에 높이 위치를 맞춘다.In this state, the control unit CONT causes the
다음으로, 제어부 (CONT) 는, 도 10(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스테이지 (182) 및 반송 기구 (TR4) 의 로봇 아암을 이용하여, 제 1 스테이지 (182) 상의 기판 (G1) 을 반출시킨다. 또, 제어부 (CONT) 는, 제 1 반송부 (183) 로 예비적인 가열을 실시하고 있던 기판 (G2) 을 +X 방향으로 이동시키고, 제 2 스테이지 (184) 에 재치시킨다.10 (a), the controller CONT uses the robot arms of the
다음으로, 제어부 (CONT) 는, 도 10(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (G2) 을 지지한 상태의 제 2 스테이지 (184) 를 +Z 측으로 이동시키고, 제 2 반송부 (185) 의 높이 위치에 맞춘다. 또, 제어부 (CONT) 는, 제 1 스테이지 (182) 에 재치된 기판 (G3) 을 +X 방향으로 반송시키고, 제 1 반송부 (183) 로 이동시킨다. 제어부 (CONT) 는, 제 1 반송부 (183) 의 X 방향의 거의 중앙부에 기판 (G3) 을 반송시킨 후, 반송 기구 (183a) 를 일시 정지시키고, 기판 (G3) 을 예비적으로 가열한다.10 (b), the control unit CONT moves the
이후, 제어부 (CONT) 는, 상기와 동일하게 기판 (G2), 기판 (G3) 에 대해 차례로 광의 조사를 실시하고, 기판 반입출구 (180a) 를 통해서 챔버 (180) 로부터 반출시킨다. 또, 기판 반입출구 (180a) 를 통해서 새로운 기판을 챔버 (180) 에 반입시키고, 광 (L) 의 조사를 실시시킨다. 챔버 (180) 로부터 반출된 기판 (G1 ∼ G3) 은, 반송 기구 (TR4) 를 통해서 포스트베이크 유닛 (PB) 에 반송된다. 이상의 동작을 반복 실시시킴으로써, 현상 유닛 (DV) 을 거친 기판 (G) 에 대해 광 조사 처리를 실시할 수 있다.Thereafter, the control unit CONT irradiates the substrate G2 and the substrate G3 in succession in the same manner as described above, and takes it out of the
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 기판 (G) 의 반입 및 반출이 가능한 기판 반입출구 (180a) 가 소정면 (180f) 에 형성되고, 이 기판 반입출구 (180a) 를 통과하여 챔버 (180) 의 내부에 반입되는 기판 (G) 이 기판 반입출구 (180a) 를 통과하여 챔버 (180) 의 외부로 반출되도록 챔버 (180) 의 내부에서 기판 (G) 이 이동하기 때문에, 기판 (G) 의 반입 및 반출이 챔버 (180) 의 동일면측 (소정면측) 에서 실시되게 된다. 이에 따라, 기존의 장치와의 사이의 기판 (G) 의 수수에 필요한 스페이스를 절약하는 것이 가능해지기 때문에, 풋 프린트가 작은 광 조사부 (86) 를 제공할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the substrate loading /
또한, 도 10(b) 에 나타내는 광 조사 공정에 있어서, 제어부 (CONT) 는, 광 조사부 (86) 를 방향 (D1) 또는 방향 (D2) 으로 이동시키면서, 기판 (G1) 에 대해 광을 조사시킬 수도 있다. 예를 들어, 광 조사부 (86) 를 방향 (D1) 으로 이동시키면서 기판 (G1) 에 대해 광 조사를 실시하는 경우, 제어부 (CONT) 는, 광 조사부 (86) 를 소정의 이동 개시 위치에 배치한 상태로, 제 2 스테이지 (184) 로부터 제 2 반송부 (185) 로 기판 (G1) 을 반입하고, 기판 (G1) 의 선단이 상기 이동 개시 위치에 도달했을 때에, 광 조사부 (86) 를 방향 (D1) 의 이동을 개시함과 함께 기판 (G1) 으로의 광 조사를 개시한다. 제어부 (CONT) 는 광 조사부 (86) 를 기판 (G1) 보다 느린 속도로 이동시키면서 광을 조사시킨다. 제어부 (CONT) 는, 기판 (G1) 에 뒤늦게 이동하는 광 조사부 (86) 가 기판 (G1) 의 후단에 도달하는 위치에서, 광 조사부 (86) 의 이동을 정지시킨다. 그 후, 제어부 (CONT) 는, 광 조사부 (86) 를 방향 (D2) 으로 이동시키고, 상기 이동 개시 위치로 되돌린다.10 (b), the control unit CONT controls the substrate G1 to irradiate the substrate G1 with light while moving the
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 상기 실시형태의 내용에 한정되는 일은 없고, 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 적절히 변경 가능하다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
(변형예) (Modified example)
상기 실시형태에서는, 광 조사 유닛 (UV) 에 있어서, 저이슬점 분위기 내에서 기판 (G) 을 가열한 상태로 광 조사를 실시하는 경우를 예로 들었지만, 저이슬점 분위기 내에서 기판 (G) 을 저온 (예를 들어, 상온) 으로 유지한 상태로 광 조사를 실시하도록 해도 된다. 이 경우에 있어서, 광 조사 장치 (81) 는, 가열부 (90) 가 불필요해진다. 이와 같이 하면, 가열부 (90) 가 불필요해지므로, 광 조사 장치 (81) 의 장치 구성이 간략해지고, 코스트 저감이 도모된다.In the above embodiment, the light irradiation is performed in a state that the substrate G is heated in the low dew point atmosphere in the light irradiation unit (UV). However, the substrate G may be kept at a low temperature For example, at room temperature). In this case, the
또, 가열부 (90) 대신에, 기판 (G) 을 냉각시키는 냉각 장치를 형성하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 냉각 장치가, 탈수 유닛 (58) 으로 가열됨으로써 비교적 온도가 높은 상태의 기판 (G) 을 냉각시킴으로써, 그 기판 (G) 의 온도를 단시간에 상온으로 내릴 수 있다. 따라서, 광 조사 유닛 (UV) 은, 유닛 내에 있어서의 기판 (G) 의 대기 시간 (기판 (G) 이 저온으로 내려갈 때까지의 대기 시간) 이 거의 없어지므로, 장치 전체의 택트 타임을 단축할 수 있다.Instead of the
또, 탈수 처리를 실시하는 탈수 유닛 (58) 의 구성은 상기 실시형태에 양태에 한정되지 않는다. The configuration of the
도 11 은 변형예에 관련된 탈수 유닛 (158) 을 -Y 방향에서 보았을 때의 구성을 나타내는 도면이다.Fig. 11 is a view showing a configuration when the
도 11 에 나타내는 바와 같이 탈수 유닛 (158) 은, 챔버 (170) 와, 감압 기구 (171) 와, 가열 기구 (172) 를 가지며, 프리패턴의 진공 탈수를 실시하는 것이 가능하다.As shown in Fig. 11, the dehydrating
챔버 (170) 는, 탈수 처리를 실시하는 기판 (G) 을 수용한다. 감압 기구 (171) 는, 예를 들어, 진공 펌프 등으로 구성되며, 챔버 (170) 의 내부를 감압함으로써 수증기 분압차를 인공적으로 크게 하여, 프리패턴 내의 수분을 낮은 온도에서 증발시킨다. 본 구성에서는, 챔버 (170) 내가 진공 분위기이기 때문에, 프리패턴 내의 수분은 상온 정도에서 증발한다. 그 때문에, 본 형태의 가열 기구 (17) 는, 수분이 증발함으로써 프리패턴의 온도가 저하되지 않도록 기판 (G) 의 온도를 일정하게 유지하고 있다. 이에 따라, 프리패턴 내의 수분을 효율적으로 증발시키는 것이 가능하다.The
또한, 도 11 에 나타낸 탈수 유닛 (158) 에 있어서 가열 기구 (17) 의 구성은 필수가 아니라, 가열 기구 (17) 를 구성 요소에서 생략해도 된다. 이와 같이 하면, 탈수 유닛 (158) 의 장치 구성이 간편화되므로 소형화 및 저코스트화를 도모할 수 있다.In the
또, 상기 실시형태의 탈수 유닛 (58) 에서는, 챔버 (70) 내를 저수분 분위기로 하기 위해서 불활성 가스를 공급하는 가스 공급부 (71) 를 구비한 구성을 예로 들었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가스 공급부 (71) 를 탈수 유닛 (58) 의 구성 요소에서 생략해도 된다. 이 구성에 의하면, 챔버 (70) 내에 있어서 기판 (G) 을 가열한다는 간편한 구성에 의해 프리패턴의 탈수 처리를 실시할 수 있으므로, 장치 구성이 간략화되어 코스트 저감을 도모할 수 있다.Although the
또, 상기 실시형태에 있어서, 광 조사 유닛 (UV) 내에 프리패턴의 탈수 처리를 실시하는 탈수 장치를 설치해도 된다. 예를 들어, 광 조사 유닛 (UV) 의 예비 장치 (80) 의 챔버 (82) 내에서 기판 (G) 의 탈수 처리 (기판) 를 실시하도록 해도 된다. 이 경우, 감압 기구 (83) 대신에 챔버 (82) 내에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 기구를 설치함과 함께, 챔버 (82) 내에 있어서 기판 (G) 을 가열하는 가열 장치를 설치하면 된다. In the above embodiment, a dewatering device for dehydrating the free pattern in the light irradiation unit (UV) may be provided. For example, a dehydration process (substrate) of the substrate G may be performed in the
이와 같이 하면, 도 1 에 나타낸 현상 유닛 (DV) 및 반송 기구 (TR4) 사이에 형성된 탈수 유닛 (58) 을 생략할 수 있으므로, 패턴 형성 장치 (SPA) 의 설치 면적을 억제할 수 있다.By doing so, the
또, 상기 실시형태에서는, 포지티브형 레지스트 조성물을 기판 (G) 상에 도포하여 레지스트 패턴을 형성하는 경우를 예로 들었지만, 본 발명은 포지티브형 레지스트에 한정되지 않는다. 예를 들어, 미노광부가 용해 제거되어 프리패턴을 형성하는 네거티브형 레지스트 조성물에 대해서도 본 발명은 적용 가능하다. 이와 같은 레지스트 조성물로는, 예를 들어, 이하에 예시하는 레지스트 조성물 (r3), (r4) 를 들 수 있다.In the above embodiment, the positive resist composition is applied on the substrate G to form a resist pattern. However, the present invention is not limited to the positive resist. For example, the present invention is also applicable to a negative resist composition in which the unexposed portion is dissolved and removed to form a free pattern. Examples of such a resist composition include resist compositions (r3) and (r4) exemplified below.
<레지스트 조성물 (r3)>≪ Resist composition (r3) >
레지스트 조성물 (r3) 은, 알칼리 가용성 수지와 산 발생제를 함유하는 화학 증폭형 네거티브형 레지스트 조성물이다.The resist composition (r3) is a chemically amplified negative resist composition containing an alkali-soluble resin and an acid generator.
레지스트 조성물 (r3) 에 있어서, 알칼리 가용성 수지는, 일반적으로 네거티브형의 화학 증폭형 레지스트 조성물의 베이스 수지로서 이용되고 있는 수지를, 노광에 사용하는 광원에 따라, 종래 공지된 것 중에서 임의로 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 노볼락 수지, 폴리하이드록시스티렌 수지, 아크릴 수지 등을 들 수 있다.In the resist composition (r3), the alkali-soluble resin may be selected from conventionally known resins in accordance with the light source used for exposure, in general, a resin used as a base resin of a negative-type chemically amplified resist composition It is possible to do. For example, novolak resins, polyhydroxystyrene resins, acrylic resins and the like.
알칼리 가용성 수지는, 노볼락 수지, 폴리하이드록시스티렌 수지, 아크릴 수지 등을 각각 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.As the alkali-soluble resin, a novolak resin, a polyhydroxystyrene resin, an acrylic resin and the like may be used individually or in combination of two or more.
상기 알칼리 가용성 수지의 함유량은, 예를 들어 레지스트 조성물 (r3) 이 알칼리 가용성 수지와 산 발생제와 후술하는 가소제를 함유하는 경우, 알칼리 가용성 수지와 산 발생제와 가소제의 고형분 총량 100 질량부에 대해 30 ∼ 99 질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 65 ∼ 95 질량부의 범위이다.When the resist composition (r3) contains the alkali-soluble resin, the acid generator, and the plasticizer to be described later, the content of the alkali-soluble resin is preferably in the range of about 100 parts by mass per 100 parts by mass of the total solid content of the alkali- More preferably 30 to 99 parts by mass, and still more preferably 65 to 95 parts by mass.
레지스트 조성물 (r3) 에 있어서, 산 발생제로는, 광의 조사에 의해 직접 혹은 간접적으로 산을 발생하는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 것 중에서 임의로 선택하여 사용하는 것이 가능하다. In the resist composition (r3), the acid generator is not particularly limited as long as it is a compound which generates an acid directly or indirectly by irradiation of light, and it can be arbitrarily selected and used from conventionally known ones.
산 발생제는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.The acid generators may be used alone or in combination of two or more.
레지스트 조성물 (r3) 중, 상기 산 발생제의 함유량은, 레지스트 조성물 (r3) 의 고형분 총량 100 질량부에 대해 0.01 ∼ 5 질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05 ∼ 2 질량부, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 1 질량부의 범위이다.The content of the acid generator in the resist composition (r3) is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.05 to 2 parts by mass, more preferably 0.05 to 2 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total solid content of the resist composition (r3) 0.1 to 1 part by mass.
레지스트 조성물 (r3) 에 있어서는, 알칼리 가용성 수지 및 산 발생제 이외의 성분을, 필요에 따라 사용할 수 있다. 예를 들어, 알칼리 가용성 수지 및 산 발생제에 더하여, 가소제를 배합해도 된다. 가소제를 배합함으로써, 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 가소제로는, 아크릴 수지, 폴리비닐 수지 등을 들 수 있다.In the resist composition (r3), components other than the alkali-soluble resin and the acid generator may be used as needed. For example, in addition to the alkali-soluble resin and the acid generator, a plasticizer may be added. By adding a plasticizer, generation of cracks can be suppressed. Examples of the plasticizer include an acrylic resin and a polyvinyl resin.
또, 레지스트 조성물 (r3) 에는, 알칼리 가용성 수지 및 산 발생제에 더하여, 또는, 알칼리 가용성 수지와 산 발생제와 가소제에 더하여, 가교제를 배합해도 된다.The resist composition (r3) may contain a crosslinking agent in addition to the alkali-soluble resin and the acid generator, or in addition to the alkali-soluble resin, the acid generator, and the plasticizer.
이러한 가교제로는, 아미노 화합물, 예를 들어 멜라민 수지, 우레아 수지, 구아나민 수지, 글리콜우릴-포름알데히드 수지, 숙시닐아미드-포름알데히드 수지, 에틸렌우레아-포름알데히드 수지 등을 들 수 있으며, 특히 알콕시메틸화멜라민 수지나 알콕시메틸화우레아 수지 등의 알콕시메틸화아미노 수지 등을 적합하게 사용할 수 있다.Examples of such a crosslinking agent include amino compounds such as melamine resin, urea resin, guanamine resin, glycoluril-formaldehyde resin, succinylamide-formaldehyde resin and ethylene urea-formaldehyde resin, An alkoxymethylated amino resin such as methylated melamine resin or alkoxymethylated urea resin, and the like can be suitably used.
레지스트 조성물 (r3) 에는, 상기 각 성분에 더하여, 염기 해리성기 (바람직하게는, 불소 원자를 포함하는 염기 해리성기) 를 포함하는 구성 단위를 갖는 함불소 고분자 화합물을 필요에 따라 배합해도 된다.In the resist composition (r3), a fluorinated polymer compound having a constituent unit containing a base dissociable group (preferably a base dissociable group containing a fluorine atom) may be added in addition to each of the above components, if necessary.
「염기 해리성기」 란, 염기의 작용에 의해 해리할 수 있는 유기기이다. 즉, 「염기 해리성기」 는, 알칼리 현상액 (예를 들어, 23 ℃ 에 있어서, 2.38 질량% 의 TMAH 수용액) 의 작용에 의해 해리한다.The term " base dissociative group " is an organic group capable of dissociating by the action of a base. That is, the "base dissociable group" is dissociated by the action of an alkali developer (for example, a 2.38 mass% aqueous TMAH solution at 23 ° C.).
염기 해리성기가 알칼리 현상액의 작용에 의해 해리하면, 친수성기가 나타나기 때문에, 알칼리 현상액에 대한 친화성이 향상된다. 즉, 함불소 고분자 화합물은, 소수성이 높은 「불소 원자를 갖는 고분자 화합물」 이지만, 동시에, 「염기 해리성기」 도 갖고 있기 때문에, 알칼리 현상액의 작용에 의해, 알칼리 현상액에 대한 친화성이 향상된다. 따라서, 그 네거티브형 레지스트 조성물을 사용함으로써, 침지 노광시에는 소수성이고, 현상시에는 알칼리 현상액에 양호하게 용해되는 레지스트막을 형성할 수 있다.When the base dissociable group is dissociated by the action of an alkali developing solution, a hydrophilic group appears, so that the affinity to the alkaline developer is improved. That is, the fluorinated polymer compound is a "polymer compound having a fluorine atom", which has a high hydrophobicity, but also has a "base dissociable group", so that the affinity to an alkali developer is improved by the action of an alkali developer. Therefore, by using the negative resist composition, it is possible to form a resist film that is hydrophobic at the time of immersion exposure and is well dissolved in an alkali developing solution at the time of development.
레지스트 조성물 (r3) 에는, 상기 각 성분에 더하여, 필요에 따라 트리에틸아민, 트리부틸아민, 디부틸아민, 트리에탄올아민 등의 제 2 급 또는 제 3 급 아민 등의 퀀처;계면 활성제, 접착 보조제로서 관능성 실란 커플링제, 충전재, 착색제, 점도 조정제, 소포제 등을 첨가할 수도 있다.To the resist composition (r3), in addition to the above-mentioned components, a quaternary agent such as a secondary or tertiary amine such as triethylamine, tributylamine, dibutylamine or triethanolamine, a surfactant, A functional silane coupling agent, a filler, a colorant, a viscosity adjusting agent, a defoaming agent, and the like may be added.
레지스트 조성물 (r3) 은, 알칼리 가용성 수지와, 산 발생제와, 필요에 따라 이들 이외의 성분을 유기 용제에 용해함으로써 조제할 수 있다.The resist composition (r3) can be prepared by dissolving an alkali-soluble resin, an acid generator and, if necessary, other components in an organic solvent.
<레지스트 조성물 (r4)>≪ Resist composition (r4) >
레지스트 조성물 (r4) 는, 알칼리 가용성 수지와, 카티온 중합 개시제와, 증감제를 함유하는 네거티브형 레지스트 조성물이다.The resist composition (r4) is a negative resist composition containing an alkali-soluble resin, a cationic polymerization initiator, and a sensitizer.
레지스트 조성물 (r4) 에 있어서, 알칼리 가용성 수지로는, 다관능 에폭시 수지를 들 수 있다. 다관능 에폭시 수지로는, 두꺼운 막의 레지스트 패턴을 형성하는 데에 충분한 에폭시기를 1 분자 중에 갖는 에폭시 수지이면, 특별히 한정되지 않고, 다관능 페놀·노볼락형 에폭시 수지, 다관능 오르토 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 다관능 트리페닐형 노볼락형 에폭시 수지, 다관능 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지 등을 들 수 있다.Examples of the alkali-soluble resin in the resist composition (r4) include a polyfunctional epoxy resin. The polyfunctional epoxy resin is not particularly limited as long as it is an epoxy resin having an epoxy group in one molecule sufficient for forming a resist pattern of a thick film. Examples of the polyfunctional epoxy resin include polyfunctional phenol novolak type epoxy resin, polyfunctional orthocresol novolak type epoxy Resins, polyfunctional triphenyl type novolak type epoxy resins, and polyfunctional bisphenol A novolac type epoxy resins.
또, 그 알칼리 가용성 수지로서, 광 경화성을 갖는 알칼리 가용성 기재도 사용할 수 있다.As the alkali-soluble resin, an alkali-soluble substrate having photo-curability can also be used.
레지스트 조성물 (r4) 에 있어서, 카티온 중합 개시제는, 자외선, 원자외선, KrF, ArF 등의 엑시머 레이저, X 선, 또는 전자선 등의 조사를 받아 카티온부를 발생하는 것이며, 그 카티온부가 중합 개시제가 될 수 있는 화합물이다. 이 카티온 중합 개시제로는, 종래 공지된 것 중에서 임의로 선택하여 사용하는 것이 가능하다.In the resist composition (r4), the cationic polymerization initiator generates a cationic moiety upon irradiation with an excimer laser such as ultraviolet ray, deep ultraviolet ray, KrF, ArF, X-ray or electron beam, ≪ / RTI > As the cationic polymerization initiator, any of conventionally known ones can be selected and used.
카티온 중합 개시제는, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.The cationic polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.
레지스트 조성물 (r4) 중, 상기 카티온 중합 개시제의 함유량은, 알칼리 가용성 수지 100 질량부에 대해 0.5 ∼ 20 질량부인 것이 바람직하다. 카티온 중합 개시제의 함유량을 0.5 질량부 이상으로 함으로써, 충분한 광 감도를 얻을 수 있다. 한편, 20 질량부 이하로 함으로써, 레지스트막의 특성이 향상된다.The content of the cationic polymerization initiator in the resist composition (r4) is preferably 0.5 to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of the alkali-soluble resin. When the content of the cation polymerization initiator is 0.5 part by mass or more, sufficient optical sensitivity can be obtained. On the other hand, when the amount is 20 parts by mass or less, the resist film characteristics are improved.
레지스트 조성물 (r4) 에 있어서, 증감제는, 상기의 다관능 에폭시 수지와 가교 형성 가능한, 나프탈렌 유도체 또는 안트라센 혹은 그 유도체로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 증감제의 증감 기능에 의해, 레지스트 조성물을 더욱 고감도화할 수 있다. 그 중에서도 특히, 수산기를 2 개 갖는 디하이드록시나프탈렌, 또는 안트라센으로 이루어지는 증감제를 함유하는 것이 바람직하다. 이들 증감제는, 복수의 방향 고리를 갖기 때문에, 레지스트 패턴을 고경도화할 수 있다.In the resist composition (r4), the sensitizer is preferably composed of a naphthalene derivative or an anthracene or a derivative thereof capable of forming a bridge with the above-mentioned polyfunctional epoxy resin. By such a function of increasing and decreasing the sensitizer, the sensitivity of the resist composition can be further increased. Of these, dihydroxynaphthalene having two hydroxyl groups, or a sensitizer comprising anthracene is particularly preferable. Since these sensitizers have a plurality of directional rings, the resist pattern can be hardened.
증감제는, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.The sensitizers may be used alone or in combination of two or more.
레지스트 조성물 (r4) 중, 증감제의 함유량은, 알칼리 가용성 수지 100 질량부에 대해, 바람직하게는 1 ∼ 50 질량부이다.The content of the sensitizer in the resist composition (r4) is preferably 1 to 50 parts by mass based on 100 parts by mass of the alkali-soluble resin.
레지스트 조성물 (r4) 에 있어서는, 알칼리 가용성 수지, 카티온 중합 개시제 및 증감제 이외의 성분을, 필요에 따라 사용할 수 있다.In the resist composition (r4), components other than the alkali-soluble resin, the cationic polymerization initiator and the sensitizer can be used if necessary.
예를 들어, 레지스트 패턴의 경화성을 보다 높이는 점에서, 옥세탄 유도체를 사용하는 것이 바람직하다.For example, it is preferable to use an oxetane derivative in order to further enhance the curability of the resist pattern.
또, 상기 서술한 카티온 중합 개시제 이외의, 감광성 수지 조성물용의 광 중합 개시제도 사용할 수 있다. 게다가, 노광시의 경화 불량이 잘 발생하지 않고, 충분한 내열성을 얻기 쉬운 점에서, 광 중합성 화합물을 배합해도 된다.In addition, a photopolymerization initiating system for the photosensitive resin composition other than the above-described cation polymerization initiator may be used. In addition, a photopolymerizable compound may be blended because it is hard to cause hardening defects at the time of exposure and it is easy to obtain sufficient heat resistance.
또한, 레지스트 조성물 (r4) 에는, 원하는 바에 따라, 혼화성이 있는 첨가제, 예를 들어, 레지스트 패턴의 성능을 개량하기 위한 부가적 수지, 가소제, 안정제, 착색제, 커플링제, 레벨링제 등의 종래 공지된 것을 적절히 배합할 수 있다.The resist composition (r4) may contain miscible additives such as an additive resin for improving the performance of a resist pattern, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, a coupling agent, a leveling agent, Can be appropriately blended.
레지스트 조성물 (r4) 는, 알칼리 가용성 수지와, 카티온 중합 개시제와, 증감제와, 필요에 따라 이들 이외의 성분을 유기 용제에 용해함으로써 조제할 수 있다.The resist composition (r4) can be prepared by dissolving an alkali-soluble resin, a cationic polymerization initiator, a sensitizer, and, if necessary, other components in an organic solvent.
SPA : 패턴 형성 장치 (레지스트 패턴 형성 장치)
DV : 현상 유닛 (현상 장치)
58, 158 : 탈수 유닛 (탈수 장치)
59 : 가열 장치
70 : 챔버 (탈수 챔버)
72, 172 : 가열 기구
81 : 광 조사 장치
85 : 챔버 (처리 챔버)
90 : 가열부 (예열부)SPA: Pattern forming apparatus (resist pattern forming apparatus)
DV: developing unit (developing apparatus)
58, 158: Dewatering unit (dewatering device)
59: Heating device
70: chamber (dehydration chamber)
72, 172: Heating mechanism
81: Light irradiation device
85: chamber (processing chamber)
90: heating part (preheating part)
Claims (16)
상기 레지스트막의 현상 처리를 실시함으로써 프리패턴을 형성하는 현상 장치와,
현상 후의 상기 프리패턴에 탈수 처리를 실시하는 탈수 장치와,
탈수 후의 상기 프리패턴에 광 조사 처리를 실시하는 광 조사 장치와,
상기 광 조사 후의 상기 프리패턴을 가열하여 경화시키는 가열 장치를 구비하는, 레지스트 패턴 형성 장치.A coating apparatus for coating a resist film on a substrate,
A developing device for forming the pre-pattern by performing the developing process of the resist film,
A dehydrating device for performing dehydration processing on the pre-pattern after development,
A light irradiating device for irradiating the pre-pattern after dewatering with light,
And a heating device for heating and curing the pre-pattern after the light irradiation.
상기 탈수 장치는, 불활성 가스를 공급한 탈수 챔버 내에서 상기 프리패턴을 가열하는 가열 기구를 포함하는, 레지스트 패턴 형성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the dehydrating apparatus includes a heating mechanism for heating the pre-pattern in a dehydration chamber supplied with an inert gas.
상기 탈수 장치는, 상기 프리패턴을 수용한 공간을 진공 분위기로 하는 진공 기구를 포함하는, 레지스트 패턴 형성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the dehydrating apparatus includes a vacuum mechanism for making a space containing the free pattern in a vacuum atmosphere.
상기 탈수 장치는, 상기 진공 분위기 내에 있어서 상기 프리패턴을 가열하는 가열 기구를 추가로 포함하는, 레지스트 패턴 형성 장치.The method of claim 3,
Wherein the dehydrating apparatus further comprises a heating mechanism for heating the pre-pattern in the vacuum atmosphere.
상기 탈수 장치는, 상기 프리패턴을 가열하는 가열 기구를 포함하는, 레지스트 패턴 형성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the dehydrating apparatus includes a heating mechanism for heating the pre-pattern.
상기 광 조사 장치는, 상기 광 조사 처리를 실시하는 처리 챔버 내가 저(低) 이슬점 분위기인, 레지스트 패턴 형성 장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the light irradiation device has a low dew point atmosphere in the processing chamber for performing the light irradiation process.
상기 광 조사 장치는, 상기 광 조사 처리를 실시할 때에, 20 ℃ ∼ 200 ℃ 의 처리 온도에서 상기 프리패턴을 가열하는 가열부를 포함하는, 레지스트 패턴 형성 장치.The method according to claim 6,
Wherein the light irradiation device comprises a heating portion for heating the pre-pattern at a treatment temperature of 20 占 폚 to 200 占 폚 when the light irradiation treatment is performed.
상기 광 조사 장치는, 상기 광 조사 처리에 앞서, 상기 프리패턴이 상기 처리 온도에 도달할 때까지 저이슬점 분위기하에서 상기 기판을 유지하는 예열부를 포함하는, 레지스트 패턴 형성 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the light irradiation device includes a preheating portion for holding the substrate under a low dew point atmosphere until the pre-pattern reaches the processing temperature before the light irradiation process.
상기 레지스트막의 현상 처리를 실시함으로써 프리패턴을 형성하는 현상 공정과,
상기 현상 공정 후의 상기 프리패턴에 탈수 처리를 실시하는 탈수 공정과,
상기 탈수 공정 후의 상기 프리패턴에 광 조사 처리를 실시하는 광 조사 공정과,
상기 광 조사 공정 후의 상기 프리패턴을 가열하여 경화시키는 가열 공정을 구비하는, 레지스트 패턴 형성 방법.A coating step of applying a resist film on a substrate,
A developing step of developing the resist film to form a pre-pattern,
A dehydrating step of dehydrating the pre-pattern after the developing step,
A light irradiation step of irradiating the pre-pattern after the dewatering step with a light irradiation treatment,
And a heating step of heating and curing the pre-pattern after the light irradiation step.
상기 탈수 공정은, 불활성 가스를 공급한 탈수 챔버 내에서 상기 프리패턴을 가열하는 가열 단계를 포함하는, 레지스트 패턴 형성 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the dehydrating step includes a heating step of heating the pre-pattern in a dehydration chamber supplied with an inert gas.
상기 탈수 공정은, 상기 프리패턴을 수용한 공간을 진공 분위기로 하는 진공 단계를 포함하는, 레지스트 패턴 형성 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the dehydrating step includes a vacuum step of setting a space containing the free pattern to a vacuum atmosphere.
상기 탈수 공정은, 상기 진공 분위기 내에 있어서 상기 프리패턴을 가열하는, 레지스트 패턴 형성 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the dehydrating step heats the pre-pattern in the vacuum atmosphere.
상기 탈수 공정은, 상기 프리패턴을 가열함으로써 탈수 처리를 실시하는, 레지스트 패턴 형성 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the dewatering step is performed by heating the pre-pattern.
상기 광 조사 공정은, 저이슬점 분위기의 처리 챔버 내에서 상기 광 조사 처리를 실시하는, 레지스트 패턴 형성 방법.14. The method according to any one of claims 9 to 13,
Wherein the light irradiation step performs the light irradiation treatment in a processing chamber having a low dew point atmosphere.
상기 광 조사 공정은, 상기 광 조사 처리를 실시할 때에, 20 ℃ ∼ 200 ℃ 의 처리 온도에서 상기 프리패턴을 가열하는, 레지스트 패턴 형성 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the light irradiation step heats the pre-pattern at a treatment temperature of 20 ° C to 200 ° C when the light irradiation treatment is performed.
상기 광 조사 공정은, 상기 광 조사 처리에 앞서, 상기 프리패턴이 상기 처리 온도에 도달할 때까지 저이슬점 분위기하에서 상기 기판을 유지하는 예열 단계를 포함하는, 레지스트 패턴 형성 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the light irradiation step includes a preheating step of holding the substrate under a low dew point atmosphere until the pre-pattern reaches the processing temperature before the light irradiation processing.
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