JP2007256884A - 処理液吐出ノズル及びそれを用いた被処理基板の処理方法並びにフォトマスク - Google Patents

Abstract

【課題】被処理基板に対し処理液吐出ノズルから処理液を噴射して各種処理を行う際、被処理基板の処理寸法バラツキを制御できる処理液吐出ノズル及び被処理基板の処理方法並びに処理液吐出ノズル及び被処理基板の処理方法を用いて作製したフォトマスクを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の処理液吐出ノズル１００ａは、吐出ノズル１１の吐出口２１の開口形状を左側で最大の開口幅が得られるようにして処理液の吐出量を増やし、右側に行くに従って開口幅を細くして処理液の吐出量を減少させて、処理液吐出ノズルの吐出口２１の吐出量が左側で最大の吐出量が、右側に行くに従って最小の処理液の吐出量が得られるようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、被処理基板に対し処理液を噴射して各種処理を行う処理液吐出ノズルと、処理液吐出ノズルを用いて被処理基板の各種処理を行う被処理基板の処理方法と、フォトマスクブランクスの現像、エッチング処理を処理液吐出ノズルにて行い、フォトマスクを作製することを特徴とするフォトマスクとに関する。

近年の半導体集積回路の高集積化に伴い、半導体集積回路の製造に用いるフォトマスクにも、なおいっそうのパターンの微細化、高精度化が要求されている。
そのために、フォトマスクの製造工程、すなわち電子線あるいはレーザー光によるパターン描画工程、現像工程、エッチング工程においても、さらなるパターンの微細化、高精度化の対応がせまられている。

上記フォトマスクの製造工程の現像工程において、パターン寸法バラツキが発生し問題となっている。
これは、１枚のフォトマスク面内でも、面内の位置によりパターン寸法のバラツキが発生することがある。傾向をもって発生するパターン寸法バラツキは、１〜２ｎｍ程度であっても、問題となるレベルになっている。

面内のパターン寸法バラツキの原因として、フォトマスクブランクに起因する場合と、パターン描画工程におけるフオギング効果による場合と、クロムのエッチング工程におけるローディング効果による場合とがあり、クロムのエッチング工程におけるローディング効果による場合は、同心円状の寸法分布になることがある。

これらの原因による面内のパターン寸法バラツキを現像工程においてある程度制御しようという対処方法が行なわれている。
すなわち、現像工程において、回転する対象物（フォトマスク基板）の表面にファンノズルで薬液（現像液）を扇状に噴霧し、対象物と薬液を反応させる方式（ウェットプロセス）では、ノズルの向きを調節することにより、これらの原因による同心円状の寸法分布を、ある程度制御するようにしている。

また、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用の基板などの処理基板に処理を施すために使用する基板処理装置の処理液吐出ノズルとして、複数個のスリット形状の吐出口がほぼ平行に並ぶように配置して構成された処理液吐出ノズルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

これは、被処理基板の処理面に均等な現像処理を行うために、被処理基板の処理面全体に現像液を均等に吐出する。また、レジスト膜の現像反応速度などの問題から短時間内に、所定量の現像液を基板に液盛りする。さらに、基板の処理面に緩やかに現像液を吐出、すなわち、現像液の流速をできる限り遅くして基板に液盛りすることにより、現像処理の均一性を保持している。

しかしながら、ファンノズルを用いた現像、エッチング等のウエットプロセスでは、ファンノズルの位置、角度調整して被処理基板の処理面全体に現像液を均等に吐出するだけでは、面内のパターン寸法バラツキを制御するには限界があり、さらなるファンノズルの改良が望まれていた。
特開平１１−１５６２７９号公報

本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、被処理基板に対し処理液吐出ノズルから処理液を噴射して各種処理を行う際、被処理基板の処理寸法バラツキを制御できる処理液吐出ノズル及び被処理基板の処理方法並びに処理液吐出ノズル及び被処理基板の処理方法を用いて作製したフォトマスクを提供することを目的とする。

本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、被処理基板に対し処理液を吐出して各種処理を行う際に使用する処理液吐出ノズルであって、前記処理液吐出ノズルは所定の幅及び開口形状を有する吐出口からなり、前記吐出口の幅方向に対して開口形状を変えることにより、前記処理液吐出ノズルの位置による吐出量を変えられるようにしたことを特徴とする処理液吐出ノズルとしたものである。

また、請求項２においては、被処理基板に対し処理液を噴射して各種処理を行う際に使用する処理液吐出ノズルであって、前記処理液吐出ノズルは所定の幅及び開口形状を有する吐出口からなり、前記吐出口の幅方向に対して吐出圧を部分的に変えることにより、前記処理液吐出ノズルの位置による処理液の吐出量を変えられるようにしたことを特徴とする処理液吐出ノズルとしたものである。

また、請求項３においては、請求項１または２に記載の処理液吐出ノズルを用いて前記被処理基板の各種処理を行うことを特徴とする被処理基板の処理方法としたものである。

さらにまた、請求項４においては、請求項３に記載の被処理基板の処理方法にて、フォトマスクブランクスの現像処理、エッチング処理を行って、作製されたことを特徴とするフォトマスクとしたものである。

本発明の処理液吐出ノズルによれば、処理液吐出ノズルの吐出ノズルから扇状に広がる薬液の流量、庄などを処理液吐出ノズルの長さ方向に対して任意に制御することができる。
また、本発明の処理液吐出ノズルを用いて、前記被処理基板の各種処理を行うことにより、処理基板のパターン寸法バラツキを制御することができる。
さらにまた、本発明の処理液吐出ノズル及び被処理基板の処理方法を用いて現像、エッチング処理を行うことにより、面内のパターン寸法バラツキの少ないフォトマスクを得ることができる。

以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は請求項１に係る本発明の処理液吐出ノズルの一実施例を示す模式側面図である。
本発明の処理液吐出ノズル１００ａは、図１（ａ）に示すように、吐出ノズル１１の吐出口２１の開口形状を左側で最大の開口幅が得られるようにして処理液の吐出量を増やし、右側に行くに従って開口幅を細くして処理液の吐出量を減少させて、処理液吐出ノズルの吐出口２１の吐出量が左側で最大の吐出量が、右側に行くに従って最小の処理液の吐出量が得られるようにしたものである。
処理液吐出ノズル１００ａを用いた被処理基板の処理方法については後記する。

本発明の処理液吐出ノズル１００ｂは、図１（ｂ）に示すように、吐出ノズル１１の吐出口２２の開口形状を中心部で最大の開口幅になるようにして吐出口２２の中心部で最大の処理液の吐出量が得られるようにし、周辺に行くに従って開口幅を細くして処理液の吐出量を減少させて、処理液吐出ノズル１００ｂの吐出口２２の中心部で最大の吐出量が、周辺に行くに従って処理液の吐出量が減少するようにしたものである。
処理液吐出ノズル１００ｂを用いた被処理基板の処理方法については後記する。

本発明の処理液吐出ノズル１００ｃは、図１（ｃ）に示すように、処理液吐出ノズル１１の吐出口２３の開口形状を中心部で最小の開口幅になるようにして吐出口２３の中心部で最小の吐出量が得られるようにし、周辺に行くに従って開口幅を大きくして処理液の吐出量を増加させており、処理液吐出ノズル１００ｃの吐出口２３の中心部で最小の処理液の吐出量が、周辺に行くに従って最大の処理液の吐出量が得られるようにしたものである。
処理液吐出ノズル１００ｃを用いた被処理基板の処理方法については後記する。

上記処理液吐出ノズル１００ａ、１００ｂ及び１００ｃの吐出口の形状は、あくまでも一例であって、吐出液の量や圧力を場所によって変化させることができるものであれば、あらゆる形状のものが適用できる。

図２は請求項２に係る本発明の処理液吐出ノズルの一実施例を示す模式側面図である。本発明の処理液吐出ノズル２００は、図２に示すように、吐出口２４を有する吐出ノズル１２の幅方向に対して各仕切り（この事例では６個）を設け、各仕切り毎に処理液吐出ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６を接続して、処理液吐出ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６の吐出圧、吐出量を制御することによって、処理液吐出ノズル２００の吐出口２４の処理液の吐出量、吐出圧を制御しようとするものである。

上記処理液吐出ノズル２００の幅方向の吐出圧、吐出量は、吐出口２４の開口形状をあらゆる形状に設定することにより、より複雑な設定が可能となる。
また、処理液吐出ノズル２００は、各仕切り毎に処理液吐出ユニットを備えているため、吐出量と吐出圧が各々設定できるため、吐出量の制御だけでなく、幅広い吐出量、吐出圧の制御が可能となる。

請求項３に係る本発明の処理液吐出ノズルを用いたフォトマスク等の処理基板の処理方法について説明する。
本発明の処理液吐出ノズルは、被処理基板上に形成されたパターン露光されたレジストを現像処理してレジストパターンを形成したり、レジストパターンをマスクにして被処理基板上に形成された各種薄膜をエッチングする等の各種処理に使用される。

図3（ａ）は、上記で説明した本発明の処理液吐出ノズル１００ａを用いて、回転テーブル上に載置された被処理基板を処理している状態を示す説明図である。図3（ｂ）は、処理液吐出ノズル１００ａから吐出された処理液の被処理基板上での吐出量分布を模式的に示す説明図である。
図3（ａ）は、処理液吐出ノズル１００ａから処理液を被処理基板の中心に向かって吐出しているため、被処理基板上での処理液の吐出量分布は図３（ｂ）に示すような処理液の吐出量分布となり、被処理基板の中心部の反応が促進されることになる。

上記のような処理方法は、例えば、処理基板の中心部に設計寸法よりも小さいパターンが、周辺部に設計寸法よりも大きいパターンが配置されている場合に適用すると、処理基板の中心部の反応が促進されて、中央部のパターン寸法が大きくなり、処理基板面内の寸
法バラツキが改善された寸法分布になる。

図４（ａ）は、上記で説明した本発明の処理液吐出ノズル１００ｂを用いて、回転テーブル上に載置された被処理基板を処理している状態を示す説明図である。図４（ｂ）は、処理液吐出ノズル１００ｂから吐出された処理液の被処理基板上での吐出量分布を模式的に示す説明図である。
図４（ａ）は、処理液吐出ノズル１００ｂから処理液を被処理基板の中心に向かって吐出しているため、被処理基板上での処理液の吐出量分布は図４（ｂ）に示すような吐出量分布となり、吐出量分布の中心部での反応が促進されることになる。

上記のような処理方法は、例えば、処理基板の斜線部に設計寸法よりも小さいパターンが、斜線部以外にに設計寸法よりも大きいパターンが配置されている場合に適用すると、処理基板の斜線部の反応が促進されて、斜線部のパターン寸法が大きくなり、処理基板面内の寸法バラツキが改善された寸法分布になる。

図５（ａ）は、上記で説明した本発明の処理液吐出ノズル１００ｃを用いて、回転テーブル上に載置された被処理基板を処理している状態を示す説明図である。図５（ｂ）は、処理液吐出ノズル１００ｃから吐出された処理液の被処理基板上での吐出量分布を模式的に示す説明図である。
図５（ａ）は、処理液吐出ノズル１００ｃから処理液を被処理基板の中心に向かって吐出しているため、被処理基板上での処理液の吐出量分布は図４（ｂ）に示すような吐出量分布となり、被処理基板の周辺部での反応が促進されることになる。

上記のような処理方法は、例えば、処理基板の中心部に設計寸法よりも大きいパターンが、周辺部に設計寸法よりも小さいパターンが配置されている場合に適用すると、処理基板の周辺部の反応が促進されて、周辺部のパターン寸法が小さくなり、処理基板面内の寸法バラツキが改善された寸法分布になる。

以下、本発明の被処理基板の処理方法にて、フォトマスクブランクスの現像処理、エッチング処理を行って、作製された請求項４に係るフォトマスクについて説明する。
図６（ａ）〜（ｅ）は、本発明の処理液吐出ノズルを用いて被処理基板をエッチング処理してフォトマスクを作製する製造工程の一例を示す模式構成部分断面図である。
まず、ガラス基板４１上にスパッター等にて酸化クロム膜、クロム膜、酸化クロム膜を順次成膜して遮光層５１が形成されたフォトマスクブランクス４０を作製する（図６（ａ）参照）。

次に、電子ビーム露光用レジストをスピンナー等に塗布して感光層６１を形成した被処理基板５０を作製する（図６（ｂ）参照）。

次に、電子ビーム描画機を用いて電子ビーム描画を行い、所定の現像液で現像処理して遮光層５１上の所定位置にレジストパターン６１ａが形成された被処理基板６０を作製する（図６（ｃ）参照）。
ここで、被処理基板６０のレジストパターン６１ａの寸法測定を行い、設計寸法に対するパターン寸法分布を調べた結果図７（ａ）に示すような被処理基板６０の中心部が設計寸法に対して小さい分布を示している。

次に、上記、レジストパターン６１ａの設計寸法に対するパターン寸法分布を元に図３に（ａ）示す処理方法を適用し、処理液吐出ノズル１００ａを用いて、所定のエッチング液を吐出することにより、レジストパターン６１ａをマスクにして遮光層５１ａエッチングする（図６（ｄ）参照）。

次に、レジストパターン６１ａを専用の剥離液で剥離処理することにより、ガラス基板４１の所定位置に遮光パターン５１ａが形成されたフォトマスク３００を得ることができる（図６（ｅ）参照）。
フォトマスク３００の遮光パターン５１ａの寸法測定を行い、設計寸法に対するパターン寸法分布を調べた結果図７（ｂ）に示すようなパターン寸法分布図が得られ、中央部の寸法が大きくなり、面内のパターン寸法バラツキが改善されている。

（ａ）〜（ｃ）は、本発明の処理液吐出ノズルの一実施例を示す模式構成側面図である。 本発明の処理液吐出ノズルの他の実施例を示す模式斜視図である。 （ａ）は、本発明の処理液吐出ノズル１００ａを用いて被処理基板を処理している状態を示す説明図である。（ｂ）は、被処理基板上の処理液の吐出量分布を示す説明図である。 （ａ）は、本発明の処理液吐出ノズル１００ｂを用いて被処理基板を処理している状態を示す説明図である。（ｂ）は、被処理基板上の処理液の吐出量分布を示す説明図である。 （ａ）は、本発明の処理液吐出ノズル１００ｃを用いて被処理基板を処理している状態を示す説明図である。（ｂ）は、被処理基板上の処理液の吐出量分布を示す説明図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の被処理基板の処理方法にて作製されるフォトマスクの製造工程の一例を示す模式構成断面図である。 （ａ）は、レジストパターン６１ａの設計寸法に対するパターン寸法の分布図を示す説明図である。（ｂ）は、遮光パターン５１ａの設計寸法に対するパターン寸法の分布図を示す説明図である。

符号の説明

１１、１２……吐出ノズル
２１、２２、２３、２４……吐出口
３１、３２、３３、３４、３５、３６……処理液吐出ユニット
４０……フォトマスクブランクス
４１……ガラス基板
５０、６０……被処理基板
５１……遮光層
５１ａ……遮光パターン
６１……感光層
６１ａ……レジストパターン
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、２００……処理液吐出ノズル
３００……フォトマスク

Claims (4)

1. 被処理基板に対し処理液を吐出して各種処理を行う際に使用する処理液吐出ノズルであって、前記処理液吐出ノズルは所定の幅及び開口形状を有する吐出口からなり、前記吐出口の幅方向に対して開口形状を変えることにより、前記処理液吐出ノズルの位置による吐出量を変えられるようにしたことを特徴とする処理液吐出ノズル。
2. 被処理基板に対し処理液を噴射して各種処理を行う際に使用する処理液吐出ノズルであって、前記処理液吐出ノズルは所定の幅及び開口形状を有する吐出口からなり、前記吐出口の幅方向に対して吐出圧を部分的に変えることにより、前記処理液吐出ノズルの位置による処理液の吐出量を変えられるようにしたことを特徴とする処理液吐出ノズル。
3. 請求項１または２に記載の処理液吐出ノズルを用いて前記被処理基板の各種処理を行うことを特徴とする被処理基板の処理方法。
4. 請求項３に記載の被処理基板の処理方法にて、フォトマスクブランクスの現像処理、エッチング処理を行って、作製されたことを特徴とするフォトマスク。