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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024121720
(43)【公開日】2024-09-06
(54)【発明の名称】光照射方法及び光照射装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/027 20060101AFI20240830BHJP
G03F 7/40 20060101ALI20240830BHJP
【ＦＩ】
H01L21/30 571
G03F7/40 501
【審査請求】有
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023028972
(22)【出願日】2023-02-27
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-08-01
(71)【出願人】
【識別番号】316011226
【氏名又は名称】ＡＩメカテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107836
【弁理士】
【氏名又は名称】西 和哉
(72)【発明者】
【氏名】丸山 健治
【テーマコード（参考）】
2H196
5F146
【Ｆターム（参考）】
2H196AA25
2H196HA01
2H196HA03
5F146KA04
5F146KA10
(57)【要約】
【課題】レジストパターンの形成を良好な品質で行う。
【解決手段】光照射方法は、基板１００上に形成されたレジスト膜に対して露光及び現像することでパターンを形成することと、パターンに対して光源５２から光を照射してパターンを硬化させることと、を含み、光源５２からの光の照射は、光源５２とパターンとの間を第１距離Ｄ１に設定して光源５２から光を照射する第１照射工程Ｓ２２と、第１照射工程Ｓ２２の後、光源５２とパターンとの間を第１距離Ｄ１より小さい第２距離Ｄ２として光源５２から光を照射する第２照射工程Ｓ２３と、を含む。
【選択図】図１１
【解決手段】光照射方法は、基板１００上に形成されたレジスト膜に対して露光及び現像することでパターンを形成することと、パターンに対して光源５２から光を照射してパターンを硬化させることと、を含み、光源５２からの光の照射は、光源５２とパターンとの間を第１距離Ｄ１に設定して光源５２から光を照射する第１照射工程Ｓ２２と、第１照射工程Ｓ２２の後、光源５２とパターンとの間を第１距離Ｄ１より小さい第２距離Ｄ２として光源５２から光を照射する第２照射工程Ｓ２３と、を含む。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に形成されたレジスト膜に対して露光及び現像することでパターンを形成することと、
前記パターンに対して光源から光を照射して前記パターンを硬化させることと、を含み、
前記光源からの光の照射は、
前記光源と前記パターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射工程と、
前記第１照射工程の後、前記光源と前記パターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離として前記光源から光を照射する第２照射工程と、を含む、光照射方法。
前記パターンに対して光源から光を照射して前記パターンを硬化させることと、を含み、
前記光源からの光の照射は、
前記光源と前記パターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射工程と、
前記第１照射工程の後、前記光源と前記パターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離として前記光源から光を照射する第２照射工程と、を含む、光照射方法。
【請求項2】
前記第１照射工程及び前記第２照射工程は、前記パターンに対して前記光源を移動させつつ光を照射することにより行う、請求項１に記載の光照射方法。
【請求項3】
前記光源は、基板までの距離を維持しながら移動する、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項4】
前記第２距離は、前記第１距離に対して８０％以上１００％未満の長さである、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項5】
前記光源からの光の照射に先立って、基板をステージに載置し、前記ステージに備える加熱装置により基板を加熱することを含む、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項6】
前記ステージに基板を載置した際、前記ステージに備える吸着装置により基板を前記ステージに吸着させる、請求項５に記載の光照射方法。
【請求項7】
前記第１照射工程は、前記ステージに載置した基板に対して行う、請求項５に記載の光照射方法。
【請求項8】
前記第２照射工程は、前記ステージに備えるリフトピンによって前記ステージから上昇させた基板に対して行う、請求項５に記載の光照射方法。
【請求項9】
前記光源は、前記第１照射工程と前記第２照射工程とで、異なる照射エネルギで光を照射する、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項10】
前記光源は、前記第１照射工程と前記第２照射工程とで、同一の照射エネルギで光を照射する、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項11】
前記第１照射工程と前記第２照射工程とで照射する光の波長が異なる、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項12】
前記第１照射工程と前記第２照射工程とで照射する光の波長が同一である、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項13】
前記光源と前記パターンとの間にフィルタを進退させることにより、前記第１照射工程と前記第２照射工程とで照射する光の波長を変更する、請求項１１に記載の光照射方法。
【請求項14】
前記第１照射工程は、前記光源と前記パターンとの間に前記フィルタを配置した状態で行う、請求項１３に記載の光照射方法。
【請求項15】
前記第１照射工程は、前記フィルタにより波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させた光を照射することにより行う、請求項１４に記載の光照射方法。
【請求項16】
前記第２照射工程は、前記光源と前記パターンとの間から前記フィルタを退避させた状態で行う、請求項１３に記載の光照射方法。
【請求項17】
前記第２照射工程での基板温度は、前記第１照射工程での基板温度より５０～２００℃高い、請求項１又は２に記載の光照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光照射方法に関する。
【背景技術】
【0002】
レジストパターン形成後の製造工程におけるレジストの耐熱性等の性能向上のために、基板に形成したレジスト膜を露光した後、現像により形成したプレパターンを硬化させる工程で、紫外線及び可視光線のうち波長３３０ｎｍ未満の領域を減衰させた光でプレパターンを照射する第１照射工程と、第１照射工程の後、紫外線及び可視光線の両方を含む光でプレパターンを照射する第２照射工程と、を含む方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－９３１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１に開示されたような方法では、レジスト膜の膜厚等によっては、レジストパターンの内部までレジスト材料が十分に硬化せず、レジストパターンの形成後に熱処理などを行った際に、シワや熱変形が生じてしまうことがある。
【0005】
以上のような事情に鑑み、本発明は、レジストパターンの形成を良好な品質で行うことが可能な光照射方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第１態様では、基板上に形成されたレジスト膜に対して露光及び現像することでパターンを形成することと、前記パターンに対して光源から光を照射して前記パターンを硬化させることと、を含み、前記光源からの光の照射は、前記光源と前記パターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射工程と、前記第１照射工程の後、前記光源と前記パターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離として前記光源から光を照射する第２照射工程と、を含む、光照射方法が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、第１照射工程に対して、第２照射工程で光源とパターンとを近づけて光源から光を照射することにより、光源から光によるレジスト膜への入熱量が多くなり、レジスト膜の効果が促進される。従って、レジストパターンの形成を良好な品質で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態に係る光照射装置の一例を示す立面図である。
【図2】光照射装置の一例を示す平面図である。
【図3】光照射装置の一例を示す側面図である。
【図4】フィルタユニットを示す平面図である。
【図5】フィルタユニットをＹ方向から見た断面図である。
【図6】複数枚のフィルタを保持するフィルタユニットを示す断面図である。
【図7】フィルタユニットを進退させるフィルタ駆動部の構成を示す図であり、フィルタユニットを光源と基板との間に配置した状態を示す平面図である。
【図8】フィルタ駆動部により、フィルタユニットを光源と基板との間の位置から退避させた状態を示す平面図である。
【図9】フィルタ駆動部により、フィルタユニットを光源と基板との間に位置させた状態を示す立断面図である。
【図10】フィルタ駆動部により、フィルタユニットを光源と基板との間の位置から退避させた状態を示す立断面図である。
【図11】実施形態に係る光照射方法の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこの実施形態に限定されない。また、図面においては実施形態の各構成をわかりやすくするために、一部を大きく又は強調して、あるいは一部を簡略化して表しており、実際の構造又は形状、縮尺等が異なっている場合がある。以下の各図において、ＸＹＺ直交座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ直交座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面において基板１００に対する光照射ユニット５のスキャン方向に平行な方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とする。また、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向（上下方向）と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の指す方向が＋方向であり、矢印の指す方向とは反対の方向が－方向であるとして説明する。
【0010】
＜光照射装置＞
実施形態に係る光照射装置１について説明する。図１は、実施形態に係る光照射装置の一例を示す立面図である。図２は、光照射装置の一例を示す平面図である。図３は、光照射装置の一例を示す側面図である。光照射装置１は、基板上に形成されたレジスト膜に対し、紫外線を含む光を照射する。図１～図３に示すように、光照射装置１は、チャンバー部２と、基板リフト部４と、光照射ユニット５と、フィルタユニット６と、制御部（図示無し）と、を主に備える。光照射装置１は、ステージ２０で載置した基板１００に対し、紫外線を含む光を照射する。
実施形態に係る光照射装置１について説明する。図１は、実施形態に係る光照射装置の一例を示す立面図である。図２は、光照射装置の一例を示す平面図である。図３は、光照射装置の一例を示す側面図である。光照射装置１は、基板上に形成されたレジスト膜に対し、紫外線を含む光を照射する。図１～図３に示すように、光照射装置１は、チャンバー部２と、基板リフト部４と、光照射ユニット５と、フィルタユニット６と、制御部（図示無し）と、を主に備える。光照射装置１は、ステージ２０で載置した基板１００に対し、紫外線を含む光を照射する。
【0011】
チャンバー部２はステージ２０と、扉２２と天窓２４と、を備える。チャンバー部２は、不活性ガス（例えば、窒素）をチャンバー内に供給するガス供給ライン２３ａと、チャンバー内に供給された不活性ガスをチャンバー外に排出するガス排出ライン２３ｂとが接続される。天窓２４は、チャンバー部２の上部を覆うように設けられており、例えば石英等の材質により形成されている。扉２２は、チャンバー部２の－Ｘ側の側面の一部に、Ｚ方向に移動可能に設けられている。扉２２は、基板１００をチャンバー部２に搬入又はチャンバー部２から搬出する際に、下方（－Ｚ方向）に移動し、チャンバー開口部２１を形成する。基板１００の搬入、搬出後は、扉２２が上方（＋Ｚ方向）に移動し、チャンバー開口部２１が閉じられる。
【0012】
ステージ２０は、加熱装置２６と、吸着部２７と、を備える。ステージ２０は、基板１００を載置する。本実施形態では、基板１００は、平面視において（上方から見て）、例えば円形状の円形基板であるが、円形基板に限定されず、平面視において、矩形状（長方形状、正方形状）の角形基板、楕円形状、長円形状等であってもよい。図１、図３に示すように、ステージ２０は、側面視において（－Ｙ側から見て）凹形状をしている。また、上方から見て例えば円形状であるが、この形態に限定されず、例えば、矩形状（長方形状、正方形状）、多角形状、円形状、楕円形状、長円形状等であってもよい。ステージ２０は、例えば、金属、樹脂、セラミックス等の材質により形成されている。ステージ２０は、基板１００より大きい外径寸法に設定されている。
【0013】
加熱装置２６は、例えば、内部に電熱線等の熱源を有するホットプレートである。なお、加熱装置２６は、シート状の熱源を挟んで積層された積層構造体であってもよい。加熱装置２６は、ステージ２０を所定の温度に加熱することで、ステージ上に支持される基板１００を加熱する。
【0014】
図３に示すように、吸着部２７は、ステージ２０に形成された基板吸着溝２７ｍを有する。基板吸着溝２７ｍは、ステージ２０の上面に同心円状に複数形成される。複数の基板吸着溝２７ｍは、ステージ２０の内部に形成された吸着流路２７ｒを介し、真空ポンプ（図示無し）等の負圧発生源に接続される。真空ポンプで発生した負圧を複数の基板吸着溝２７ｍに作用させることで、ステージ２０上に載置された基板１００は吸着保持される。
【0015】
基板リフト部４は、ステージ２０の下方に設けられる。基板リフト部４は、ステージ２０の上方において基板１００を支持し、この基板１００を昇降させる。基板リフト部４は、複数のリフトピン４１と、移動部４２と、リフトピン駆動部４３と、を有する。複数のリフトピン４１は、例えばチャンバー部２の中央部に配置される。リフトピン４１は、ステージ２０をＺ方向に貫通する。複数のリフトピン４１は、基板１００の中央部に下方から突き当たることで、基板１００を支持する。複数のリフトピン４１の上端の高さは同一又はほぼ同一に揃えられている。リフトピン４１は、例えば、非導電性を有する材質（例えば樹脂、金属、セラミックスなど）で形成されてもよい。
【0016】
移動部４２は、複数のリフトピン４１の下端に連結されている。リフトピン駆動部４３は、移動部４２、及び複数のリフトピン４１をＺ方向に昇降させる。リフトピン駆動部４３は、例えば電動の回転モータ、リニアモータ、エアシリンダ装置、油圧シリンダ装置などが用いられ、図示しない伝達機構により駆動力が移動部４２に伝達される。複数のリフトピン４１は、リフトピン駆動部４３により、ステージ２０の上面４１ａから上方に出没する。移動部４２を下降させた状態では、複数のリフトピン４１は、ステージ２０の上面４１ａから突出していない。
【0017】
複数のリフトピン４１が、ステージ２０の上面４１ａより上方に突出していない状態では、基板１００は、ステージ２０の上面４１ａに接触する。リフトピン駆動部４３を伸長させ、複数のリフトピン４１をステージ２０の上面４１ａから上方に突出させると、ステージ２０上に載置された基板１００が、複数のリフトピン４１によって上方にリフトアップされ、ステージ２０の上面４１ａから上方に離間する。
【0018】
光照射ユニット５は、ステージ２０の上方に設けられる。図１～図３に示すように、光照射ユニット５は、ステージ２０に支持されるステージ２０上の基板１００に光を照射する。光照射ユニット５は、フレーム５１と、フレーム支持部５１ａと、光源５２と、シャッター５３とを主に備える。フレーム５１は、光源５２を囲むように配置される。フレーム支持部５１ａは、架台２５上に設けられる一対のガイド部材２８に沿って、Ｘ方向に移動可能に設けられる。
【0019】
一対のガイド部材２８は、Ｘ方向から見て、ステージ２０に対してＹ方向の両側に配置される。各ガイド部材２８は、Ｘ方向に延びる。各ガイド部材２８は、例えば、リニアガイドである。各ガイド部材２８は、リニアガイドに限らず、ガイドレール等であってもよい。各ガイド部材２８上には、スライドベース２９が設けられる。スライドベース２９は、ボールネジ等の駆動機構（図示無し）により、ガイド部材２８に沿ってＸ方向にスライド移動可能に設けられる。フレーム支持部５１ａは、一対のスライドベース２９上に支持される。これにより、光照射ユニット５は、一対のスライドベース２９の移動により、スライドベース２９と一体にＸ方向にスライド移動可能に構成される。光照射ユニット５は、後述の光源５２の長手方向（Ｙ方向）と直交するＸ方向に移動する。
【0020】
光源５２は、基板１００に対して紫外線及び可視光線の一方又は両方の光を照射する。光源５２としては、例えば、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、又はメタルハライドランプ等が挙げられる。光源５２は、ステージ２０上の基板１００に対し、上方に離間した位置に配置される。光源５２は、管状で、Ｙ方向に延びる。光源５２は、フレーム支持部５１ａに、適宜のブラケット（図示無し）を介して支持される。光源５２は、紫外線及び可視光線の一方又は両方の光を、下方に向けて照射する。光源５２は、フレーム支持部５１ａと一体に、光源５２の長手方向（Ｙ方向）と直交するＸ方向にスライド移動する。これにより、光源５２は、ステージ２０上の基板１００に対し、光をＸ方向にスキャンさせながら照射可能とされる。
【0021】
シャッター５３は、光照射ユニット５内に、＋Ｘ方向、－Ｘ方向に移動可能に設けられている。基板１００に対して、光源５２からの紫外線及び可視光線の一方又は両方の光を照射しない場合は、閉じられており（図１参照）、照射する場合は、中央より＋Ｘ方向、－Ｘ方向に移動して両開きとなるように設けられている（図９参照）。
【0022】
フィルタユニット６は、Ｚ方向において、ステージ２０上の基板１００と、光源５２との間に配置される。フィルタユニット６は、光照射ユニット５に設けられる。フィルタユニット６は、フィルタ２００を支持する。フィルタ２００は、光源５２から照射される光（紫外線及び可視光線の一方又は両方）の一部の波長域を減衰させるバンドパスフィルタである。
【0023】
図４は、フィルタユニットを示す平面図である。図５は、フィルタユニットをＹ方向から見た断面図である。図６は、複数枚のフィルタを保持するフィルタユニットを示す断面図である。図４、図５に示すように、フィルタユニット６は、支持フレーム６１を有する。支持フレーム６１は、フィルタ２００を支持する。支持フレーム６１は、上方から見て矩形の板状で、上下に貫通する開口部６１ｋを有している。したがって、支持フレーム６１は、開口部６１ｋを有する枠形状を有している。
【0024】
本実施形態において、支持フレーム６１は、例えば５枚のフィルタ２００をＹ方向に並べた状態で支持する。各フィルタ２００は、Ｘ方向の両側で、支持フレーム６１上に開口部６１ｋを跨ぐように載置される。各フィルタ２００は、Ｘ方向の両側において支持フレーム６１に固定部材６２により固定される。固定部材６２は、例えばビス等により、支持フレーム６１に着脱可能である。図５に示すように、固定部材６２は、支持フレーム６１のＸ方向の両側から上方に立ち上がる基部６２ａと、基部６２ａの上端からＹ方向に延びる固定部６２ｂと、を一体に有する。固定部材６２は、支持フレーム６１と固定部６２ｂとの間にフィルタ２００の外周端部を挟み込んで固定する。
【0025】
ここで、フィルタ２００と支持フレーム６１との間、及びフィルタ２００と固定部６２ｂとの間には、保護シート３０１を挟み込むようにしてもよい。また、図６に示すように、フィルタユニット６は、複数枚（例えば２枚）のフィルタ２００を重ねて支持することもできる。この場合、上下に重なるフィルタ２００同士の間に、保護シート３０２を挟み込むのが好ましい。保護シート３０２は、中央部に開口３０２ｋを有し、互いに上下に位置するフィルタ２００の外周部同士の間のみに配置するようにしてもよい。このような保護シート３０１、３０２としては、例えば、PTFE（polytetrafluoroethylene/ポリテトラフルオロエチレン）製のものが用いられる。
【0026】
本実施形態では、フィルタ２００として、例えば、波長３３０ｎｍ以上の領域の光を減衰させる第１フィルタ２００Ａと、波長３３０ｎｍ未満の領域を減衰させる第２フィルタ２００Ｂとが選択的に使用可能である。フィルタ２００としての第１フィルタ２００Ａ、第２フィルタ２００Ｂは、固定部材６２を第１枠部６１ａに対して着脱することで、支持フレーム６１に対して交換可能とされる。つまり、フィルタ２００として第１フィルタ２００Ａを用いる場合、固定部材６２により第１フィルタ２００Ａを支持フレーム６１に取り付ける。フィルタ２００として第２フィルタ２００Ｂを用いる場合、固定部材６２により第２フィルタ２００Ｂを支持フレーム６１に取り付ける。
【0027】
本実施形態では、フィルタユニット６は、複数設けられるようにしてもよい。すなわち、フィルタ２００として第１フィルタ２００Ａが支持フレーム６１に取り付けられたフィルタユニット６と、フィルタ２００として第２フィルタ２００Ｂが支持フレーム６１に取り付けられたフィルタユニット６とを個別に用意しておいてもよい。第１フィルタ２００Ａを用いる場合、第１フィルタ２００Ａが予め取り付けられたフィルタユニット６を光照射装置１に装着する。第２フィルタ２００Ｂを用いる場合、予め第２フィルタ２００Ｂが取り付けられたフィルタユニット６を光照射装置１に装着する。また、フィルタユニット６には、異なるフィルタを装着するようにしてもよい。
【0028】
図７は、フィルタユニットを進退させるフィルタ駆動部の構成を示す図であり、フィルタユニットを光源と基板との間に配置した状態を示す平面図である。図８は、フィルタ駆動部により、フィルタユニットを光源と基板との間の位置から退避させた状態を示す平面図である。図９は、フィルタ駆動部により、フィルタユニットを光源と基板との間に位置させた状態を示す立断面図である。図１０は、フィルタ駆動部により、フィルタユニットを光源と基板との間の位置から退避させた状態を示す立断面図である。フィルタユニット６は、フィルタ駆動部６６により、Ｘ方向に進退される。光照射ユニット５の移動方向と、フィルタユニット６の進退方向は、いずれも同じＸ方向である。図７、図８に示すように、フィルタ駆動部６６は、一対のガイドレール６７と、駆動部材６８と、を備える。
【0029】
一対のガイドレール６７は、支持フレーム６１に対してＹ方向の両側に配置される。各ガイドレール６７は、ブラケット６９を介して、スライドベース２９に支持される。各ガイドレール６７は、Ｘ方向に延びる。支持フレーム６１は、リニアブッシュ７０を介してガイドレール６７に支持される。リニアブッシュ７０は、ガイドレール６７に沿ってＸ方向にスライド移動自在である。これにより、支持フレーム６１は、リニアブッシュ７０とともに、光照射ユニット５に対して、ガイドレール６７に沿ってＸ方向にスライド移動自在とされる。
【0030】
駆動部材６８は、例えばエアシリンダ、油圧シリンダ、ボールネジ等であり、支持フレーム６１をＸ方向に進退駆動させる。本実施形態において、駆動部材６８は、エアシリンダである。駆動部材６８の一端は、ブラケット７２を介してスライドベース２９に固定される。駆動部材６８の他端は、ブラケット７３を介して支持フレーム６１に連結される。駆動部材６８は、Ｘ方向に伸縮することで、支持フレーム６１をガイドレール６７に沿ってＸ方向に進退駆動させる。これにより、フィルタユニット６は、光照射ユニット５に対してＸ方向に相対的に進退移動可能となる。
【0031】
このようなフィルタ駆動部６６により、支持フレーム６１は、図７、図９に示すように、光照射ユニット５内に位置した状態Ｐ１と、図８、図１０に示すように、光照射ユニット５内からＸ方向に退避した状態Ｐ２との間で、進退される。光照射ユニット５内に位置した状態Ｐ１では、支持フレーム６１に支持されたフィルタ２００は、光源５２とステージ２０上の基板１００との間に配置される。この状態Ｐ１で、光源５２からの光は、フィルタ２００を透過して基板１００に照射される。状態Ｐ２では、支持フレーム６１に支持されたフィルタ２００は、光源５２とステージ２０上の基板１００との間の位置からＸ方向に退避する。この状態Ｐ２で、光源５２からの光は、フィルタ２００を透過せず、直接基板１００に照射される。
【0032】
＜光照射方法＞
図１１は、実施形態に係る光照射方法の流れを示す図である。光照射装置１は、予め設定されたプログラムに基づいて制御部（図示無し）が各部の動作を制御することで、以下に示すような光照射方法を実現する。図１１に示すように、本実施形態の光照射方法は、パターンを形成する工程Ｓ１と、パターンを硬化させる工程Ｓ２と、を含む。
図１１は、実施形態に係る光照射方法の流れを示す図である。光照射装置１は、予め設定されたプログラムに基づいて制御部（図示無し）が各部の動作を制御することで、以下に示すような光照射方法を実現する。図１１に示すように、本実施形態の光照射方法は、パターンを形成する工程Ｓ１と、パターンを硬化させる工程Ｓ２と、を含む。
【0033】
＜パターンを形成する工程Ｓ１＞
パターンを形成する工程Ｓ１では、基板１００上に形成されたレジスト膜に対して露光及び現像することでパターンを形成する。工程Ｓ１では、レジスト組成物を用いて基板１００に形成したレジスト膜を露光した後、現像によりパターニングしてパターン（プレパターン）を形成する。なお、本発明において「パターン」とは、工程Ｓ１で形成されるレジストパターンをいう。パターンの形成は、例えば以下のようにして行うことができる。
パターンを形成する工程Ｓ１では、基板１００上に形成されたレジスト膜に対して露光及び現像することでパターンを形成する。工程Ｓ１では、レジスト組成物を用いて基板１００に形成したレジスト膜を露光した後、現像によりパターニングしてパターン（プレパターン）を形成する。なお、本発明において「パターン」とは、工程Ｓ１で形成されるレジストパターンをいう。パターンの形成は、例えば以下のようにして行うことができる。
【0034】
まず、基板１００上に、レジスト組成物をスピンナーなどで塗布する。次いで、レジスト組成物が塗布された基板１００に対し、ベーク（ポストアプライベーク（ＰＡＢ））処理を施す。ベーク処理は、たとえば９０～１３０℃の温度条件にて、好ましくは４０～１２０秒間、より好ましくは６０～９０秒間実施する。これにより、基板１００上にレジスト膜が形成される。その際、レジスト膜の厚さは、０．５～３０μｍ程度が好ましく、より好ましくは１．０～２０μｍ程度である。
【0035】
次に、基板１００上に形成されたレジスト膜に対し、紫外線を発光する光源、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ等を用い、所定のパターンが形成されたマスク（マスクパターン）を介して選択的露光を行う。その後、露光後のレジスト膜を現像処理する。現像処理では、まず、例えば、１～１０質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液のようなアルカリ性水溶液を、基板１００の一方の端部から他方の端部に液盛りする、又は、中心付近の上部に設置された現像液滴下ノズルより基板１００表面全体に行き渡らせる。
【0036】
その後、５０～９０秒間程度静置し、露光後のレジスト膜を現像する。現像処理後、好ましくはリンス処理を行う。リンス処理は、例えば、パターン表面に残った現像液を、リンス液（純水、有機溶剤など）を用いて洗うことにより行う。また、現像処理後又はリンス処理後、加熱（ポストベーク）処理を施してもよい。これにより、基板１００上に形成されたレジスト膜にパターンが形成される。
【0037】
基板１００としては、特に限定されず、従来公知のものが用いられる。基板１００としては、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等が例示される。より具体的には、基板１００として、例えば、シリコンウエハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
【0038】
また、基板１００としては、その表面に、無機系及び／又は有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜（無機ＢＡＲＣ）が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜（有機ＢＡＲＣ）や多層レジスト法における下層有機膜等の有機膜が挙げられる。ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜（下層有機膜）と、少なくとも一層のレジスト膜（上層レジスト膜）とを設け、上層レジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層有機膜のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。
【0039】
すなわち、多層レジスト法によれば、下層有機膜により所要の厚みを確保できるため、レジスト膜を薄膜化でき、高アスペクト比の微細なパターン形成が可能となる。多層レジスト法には、基本的に、上層レジスト膜と下層有機膜との二層構造とする方法（２層レジスト法）と、上層レジスト膜と下層有機膜との間に一層以上の中間層（金属薄膜等）を設けた三層以上の多層構造とする方法（３層レジスト法）と、に分けられる。
【0040】
露光は、特に限定されず、例えばｇ線、ｈ線、ｉ線等の放射線を用いて行うことができる。また、放射線としては、ｇ線、ｈ線若しくはｉ線の単独光、又は、これらのうち任意の２種以上の混合光などを採用できる。混合光を採用することにより、露光時間を短縮できる。各光線のスペクトル強度は、基板の種類等により適宜選択可能である。
【0041】
現像処理は、アルカリ現像に限定されず、有機溶剤を含有する現像液（有機系現像液）を用いて行う溶剤現像も挙げられ、レジスト組成物に合わせて選択すればよい。アルカリ現像処理に用いるアルカリ現像液としては、例えば０．１～１０質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液が挙げられる。溶剤現像処理に用いる有機系現像液が含有する有機溶剤としては、レジスト組成物中の基材成分を溶解し得るものであればよく、公知の有機溶剤の中から適宜選択できる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、ニトリル系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤、又は炭化水素系溶剤等が挙げられる。
【0042】
＜パターンを硬化させる工程Ｓ２＞
パターンを硬化させる工程Ｓ２では、紫外線及び可視光線の一方又は両方を照射してパターンを硬化させる。ここで、「紫外線」とは、波長範囲の下限が１ｎｍ程度、上限が可視光線の短波長端の光を意味し、「可視光線」とは、波長範囲の下限が３６０～４００ｎｍ程度、上限が７６０～８３０ｎｍ程度の光を意味する。
パターンを硬化させる工程Ｓ２では、紫外線及び可視光線の一方又は両方を照射してパターンを硬化させる。ここで、「紫外線」とは、波長範囲の下限が１ｎｍ程度、上限が可視光線の短波長端の光を意味し、「可視光線」とは、波長範囲の下限が３６０～４００ｎｍ程度、上限が７６０～８３０ｎｍ程度の光を意味する。
【0043】
パターンを硬化させる工程Ｓ２は、基板加熱工程Ｓ２１と、第１照射工程Ｓ２２と、第２照射工程Ｓ２３と、を含む。本実施形態では、第１照射工程Ｓ２２と、第２照射工程Ｓ２３とで、照射する光の波長域が異なる。また、本実施形態では、第１照射工程Ｓ２２と、第２照射工程Ｓ２３とで、照射に際しての光源５２からパターンまでの距離が異なる。
【0044】
基板加熱工程Ｓ２１では、まず、光源５２からの光の照射に先立って、基板１００をステージ２０に載置する。次いで、ステージ２０に基板１００を載置した際、ステージ２０に備える吸着部２７により、基板１００をステージ２０に吸着させる。なお、吸着部２７により、基板１００をステージ２０に吸着させなくてもよい。その後、ステージ２０に備える加熱装置２６により、基板１００を加熱する。基板１００を加熱する温度は、例えば、好ましくは５０～１５０℃、より好ましくは８０～１２０℃である。本実施形態では、基板１００を、例えば１００℃程度に加熱する。なお、基板加熱工程Ｓ２１で加熱した基板１００は、第１照射工程Ｓ２２、及び第２照射工程Ｓ２３の間、その温度を維持させる。
【0045】
第１照射工程Ｓ２２では、光源５２からの光のうち選択された波長の光を照射する。第１照射工程Ｓ２２では、紫外線及び可視光線のうち、一部の波長領域を減衰させた光で、パターンを照射する。これには、図７、図９に示すように、フィルタユニット６の支持フレーム６１を、光照射ユニット５に対してＸ方向に進行させ、光照射ユニット５内に位置した状態Ｐ１とする。これにより、フィルタ２００を、光源５２とステージ２０上の基板１００との間に配置する。この状態Ｐ１で、光源５２からの光は、フィルタ２００を透過して基板１００に照射される。
【0046】
本実施形態において、第１照射工程Ｓ２２では、波長３３０ｎｍ未満の領域を減衰させた光でパターンを照射する。このため、第１照射工程Ｓ２２では、波長３３０ｎｍ未満の領域を減衰させる第１フィルタ２００Ａを、光源５２と基板１００との間に配置しておく。また、実施形態において、第１照射工程Ｓ２２では、波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させた光でパターンを照射するようにしてもよい。この場合、第１照射工程Ｓ２２では、波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させる第２フィルタ２００Ｂを、光源５２と基板１００との間に配置しておく。
【0047】
また、第１照射工程Ｓ２２では、ステージ２０に載置した基板１００に対して光を照射する。この場合、図９に示すように、第１照射工程Ｓ２２では、光源５２とパターンとの間を第１距離Ｄ１に設定して光源５２から光を照射する。第１照射工程Ｓ２２では、基板１００上のパターンに光を照射することで、パターンの表層部を硬化させる。
【0048】
第２照射工程Ｓ２３では、第１照射工程Ｓ２２の後、光源５２からの光でパターンを照射する。第２照射工程Ｓ２３では、紫外線及び可視光線の両方を含む光でパターンを照射する。第２照射工程Ｓ２３では、図８、図１０に示すように、フィルタユニット６の支持フレーム６１を、光照射ユニット５に対してＸ方向に進行させ、光照射ユニット５内からＸ方向に退避した状態Ｐ２とする。状態Ｐ２では、支持フレーム６１に支持されたフィルタ２００を、光源５２とステージ２０上の基板１００との間からＸ方向に退避させる。この状態Ｐ２で、光源５２からの光は、フィルタ２００を透過せず、直接基板１００に照射される。
【0049】
また、第２照射工程Ｓ２３では、基板リフト部４のリフトピン４１によって基板１００をステージ２０から上昇させる。第２照射工程Ｓ２３では、ステージ２０から上昇させた基板１００のパターンに光を照射する。図１０に示すように、第２照射工程Ｓ２３では、光源５２とパターンとの間を、第１距離Ｄ１より小さい第２距離Ｄ２として光源５２から光を照射する。ここで、第２距離Ｄ２は、第１距離Ｄ１に対して８０％以上１００％未満の長さとするのが好ましい。さらに、第２距離Ｄ２は、第１距離Ｄ１に対して９０％以上９５％以下の長さとするのが特に好ましい。
【0050】
このように、第２照射工程Ｓ２３では、基板１００をステージ２０から上昇させることで、光源５２までの距離（第２距離Ｄ２）が、第１照射工程Ｓ２２よりも小さくなる。従って、光源５２からの光によって加熱される基板１００（パターン）の温度が、第１照射工程Ｓ２２よりも高くなる。第２照射工程Ｓ２３での基板温度は、第１照射工程Ｓ２２での基板温度より５０～２００℃高くなる。これにより、基板１００上のパターン全体の硬化が第１照射工程よりも更に促進される。第２照射工程Ｓ２３での基板温度は、第１照射工程Ｓ２２での基板温度よりも、例えば４０～６０℃高くなるように、第２距離Ｄ２を設定するのがより好ましい。
【0051】
このようにして、基板加熱工程Ｓ２１で基板１００を例えば１００℃程度に加熱しておき、第１照射工程Ｓ２２で光源５２から第１距離Ｄ１での光の照射を行なった後に、第２照射工程Ｓ２３で光源５２から第２距離Ｄ２での光の照射を行う。このとき、第２距離Ｄ２を、第１距離Ｄ１に対して小さくするほど、つまり基板１００をステージ２０から上昇させる寸法が大きくなるほど、光源５２からの光により基板温度が上昇する。一方、基板１００をステージ２０から上昇させる距離が過度に大きくなると、基板１００を複数のリフトピン４１で支持した状態での基板１００の安定性が低下する。
【0052】
このため、第２距離Ｄ２は、第１距離Ｄ１に対し、例えば、０．５ｍｍ～２０ｍｍ程度小さくするのが好ましい。つまり、基板１００をステージ２０から０．５ｍｍ～２０ｍｍ上昇させる（リフトアップさせる）のが好ましい。これにより、第２照射工程Ｓ２３での基板温度が、第１照射工程Ｓ２２での基板温度に対し、例えば、５０～１１０℃程度高くなる。従って、第２距離Ｄ２は、第１距離Ｄ１に対して、例えば０．５ｍｍ～２０ｍｍ程度小さくなるように、第２照射工程Ｓ２３で基板１００をステージ２０から上昇させるのが好ましい。特に、第２距離Ｄ２が、第１距離Ｄ１に対して、例えば５ｍｍ～１０ｍｍ程度小さくなるように、第２照射工程Ｓ２３で基板１００をステージ２０から上昇させるのが好ましい。
【0053】
このように、第１照射工程Ｓ２２と第２照射工程Ｓ２３とでは、光源５２からの光によって加熱される温度が異なる。第１照射工程Ｓ２２における基板温度よりも、第２照射工程Ｓ２３における基板温度よりも高くなる。これにより、第１照射工程Ｓ２２では、基板１００上のパターンの表層部のみを硬化させた後、第２照射工程Ｓ２３で、パターンの全体を硬化させる。
【0054】
第１照射工程Ｓ２２及び第２照射工程Ｓ２３は、パターンに対して光源５２を移動させつつ光源５２から光を照射してパターンを硬化させる。このとき、第１照射工程Ｓ２２と第２照射工程Ｓ２３との各々において、光源５２は、基板１００までの距離を維持しながら移動する。つまり、第１照射工程Ｓ２２では、光源５２は、基板１００までの距離を第１距離Ｄ１に維持しながら移動する。第２照射工程Ｓ２３では、光源５２は、基板１００までの距離を第２距離Ｄ２に維持しながら移動する。これにより、基板１００上のパターンに対し、光を均等に照射する。
【0055】
また、第１照射工程Ｓ２２と第２照射工程Ｓ２３とでは、照射する光の波長が異なる。なお、照射する光の波長については同じであってもよい。第１照射工程Ｓ２２と第２照射工程Ｓ２３とでは、光源５２とパターンとの間にフィルタ２００を進退させることにより、照射する光の波長を異ならせる。第１照射工程Ｓ２２と第２照射工程Ｓ２３とでは、光源５２から光を照射する際、光源５２からの光と、光源５２からの光のうち選択された波長の光とのいずれかを照射するために、光源５２とパターンとの間に対してフィルタ２００を進退させる。このとき、光源５２は、第１照射工程Ｓ２２と第２照射工程Ｓ２３とで、異なる照射エネルギで光を照射するようにしてもよい。また、光源５２は、第１照射工程Ｓ２２と第２照射工程Ｓ２３とで、同一の照射エネルギで光を照射するようにしてもよい。
【0056】
（レジスト組成物）
本開示の実施形態で用い得るレジスト組成物は、工程Ｓ１での露光及び現像により、露光部が溶解除去されてプレパターンを形成するポジ型レジスト組成物である。レジスト組成物は、工程Ｓ１での露光及び現像により、未露光部が溶解除去されてプレパターンを形成するネガ型レジスト組成物であってもよい。かかるレジスト組成物としては、例えば、以下に例示するレジスト組成物（ｒ１）～（ｒ４）が挙げられる。
本開示の実施形態で用い得るレジスト組成物は、工程Ｓ１での露光及び現像により、露光部が溶解除去されてプレパターンを形成するポジ型レジスト組成物である。レジスト組成物は、工程Ｓ１での露光及び現像により、未露光部が溶解除去されてプレパターンを形成するネガ型レジスト組成物であってもよい。かかるレジスト組成物としては、例えば、以下に例示するレジスト組成物（ｒ１）～（ｒ４）が挙げられる。
【0057】
＜レジスト組成物（ｒ１）＞
レジスト組成物（ｒ１）は、樹脂と、感度向上剤として特定のフェノール化合物と、感光性成分としてキノンジアジドエステル化物と、を有機溶剤に溶解してなるポジ型レジスト組成物である。レジスト組成物（ｒ１）において、樹脂は、被膜形成物質として通常用いられ得るものの中から任意に選ぶことができる。例えば、ポジ型レジスト組成物の被膜形成用樹脂として知られているフェノール樹脂、アクリル樹脂、スチレンとアクリル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重合体、ポリビニルフェノール、ポリα－メチルビニルフェノール等が挙げられる。これらの中でも、特にフェノール樹脂が好ましく用いられ、中でも膨潤することなくアルカリ水溶液に容易に溶解し現像性に優れるノボラック樹脂が好適である。
レジスト組成物（ｒ１）は、樹脂と、感度向上剤として特定のフェノール化合物と、感光性成分としてキノンジアジドエステル化物と、を有機溶剤に溶解してなるポジ型レジスト組成物である。レジスト組成物（ｒ１）において、樹脂は、被膜形成物質として通常用いられ得るものの中から任意に選ぶことができる。例えば、ポジ型レジスト組成物の被膜形成用樹脂として知られているフェノール樹脂、アクリル樹脂、スチレンとアクリル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重合体、ポリビニルフェノール、ポリα－メチルビニルフェノール等が挙げられる。これらの中でも、特にフェノール樹脂が好ましく用いられ、中でも膨潤することなくアルカリ水溶液に容易に溶解し現像性に優れるノボラック樹脂が好適である。
【0058】
＜レジスト組成物（ｒ２）＞
レジスト組成物（ｒ２）は、下記の一般式（１）で表される繰返し単位及び一般式（２）で表される繰返し単位を有する共重合体と、感光性成分と、を含有するポジ型レジスト組成物である。レジスト組成物（ｒ２）によって形成されるレジスト膜を、例えばマイクロレンズに適用した場合には、耐熱性、耐薬品性の良好なマイクロレンズを形成することができる。
レジスト組成物（ｒ２）は、下記の一般式（１）で表される繰返し単位及び一般式（２）で表される繰返し単位を有する共重合体と、感光性成分と、を含有するポジ型レジスト組成物である。レジスト組成物（ｒ２）によって形成されるレジスト膜を、例えばマイクロレンズに適用した場合には、耐熱性、耐薬品性の良好なマイクロレンズを形成することができる。
【0059】
【化1】
【0060】
式（１）、（２）中、Ｒ０は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表す。Ｒ２１は、単結合又は炭素数１～５のアルキレン基を表す。Ｒ２２は、炭素数１～５のアルキル基を表す。Ｒ２３は、熱架橋性を有する１価の有機基を表す。ｐは１～５の整数を表し、ｑは０～４の整数を表し、かつ、ｐ＋ｑは５以下である。但し、繰返しにおける複数のＲ０同士及びＲ２２同士は、互いに異なっていてもよい。
【0061】
＜レジスト組成物（ｒ３）＞
レジスト組成物（ｒ３）は、樹脂と、酸発生剤と、を含有するネガ型レジスト組成物である。レジスト組成物（ｒ３）において、樹脂は、一般にネガ型の化学増幅型レジスト組成物のベース樹脂として用いられている樹脂を、露光に使用する光源５２に応じて、従来公知のものの中から任意に選択して使用することが可能である。例えば、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。樹脂は、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂、アクリル樹脂などをそれぞれ単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。上記樹脂の含有量は、例えばレジスト組成物（ｒ３）が樹脂と酸発生剤と後述の可塑剤とを含有する場合、樹脂と酸発生剤と可塑剤との固形分総量１００質量部に対して３０～９９質量部が好ましく、より好ましくは６５～９５質量部の範囲である。
レジスト組成物（ｒ３）は、樹脂と、酸発生剤と、を含有するネガ型レジスト組成物である。レジスト組成物（ｒ３）において、樹脂は、一般にネガ型の化学増幅型レジスト組成物のベース樹脂として用いられている樹脂を、露光に使用する光源５２に応じて、従来公知のものの中から任意に選択して使用することが可能である。例えば、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。樹脂は、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂、アクリル樹脂などをそれぞれ単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。上記樹脂の含有量は、例えばレジスト組成物（ｒ３）が樹脂と酸発生剤と後述の可塑剤とを含有する場合、樹脂と酸発生剤と可塑剤との固形分総量１００質量部に対して３０～９９質量部が好ましく、より好ましくは６５～９５質量部の範囲である。
【0062】
＜レジスト組成物（ｒ４）＞
レジスト組成物（ｒ４）は、樹脂と、重合開始剤と、を含有するネガ型レジスト組成物である。レジスト組成物（ｒ４）において、樹脂としては、多官能エポキシ樹脂が挙げられる。多官能エポキシ樹脂としては、厚膜のレジストパターンを形成するのに充分なエポキシ基を１分子中に有するエポキシ樹脂であれば、特に限定されず、多官能フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、多官能オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、多官能トリフェニル型ノボラック型エポキシ樹脂、多官能ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。また、該樹脂として、光硬化性を有する基材も用いることができる。さらに、該重合開始剤は、カチオン重合開始剤が好ましい。レジスト組成物（ｒ４）は、増感剤を含むことが好ましい。
レジスト組成物（ｒ４）は、樹脂と、重合開始剤と、を含有するネガ型レジスト組成物である。レジスト組成物（ｒ４）において、樹脂としては、多官能エポキシ樹脂が挙げられる。多官能エポキシ樹脂としては、厚膜のレジストパターンを形成するのに充分なエポキシ基を１分子中に有するエポキシ樹脂であれば、特に限定されず、多官能フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、多官能オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、多官能トリフェニル型ノボラック型エポキシ樹脂、多官能ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。また、該樹脂として、光硬化性を有する基材も用いることができる。さらに、該重合開始剤は、カチオン重合開始剤が好ましい。レジスト組成物（ｒ４）は、増感剤を含むことが好ましい。
【0063】
上記レジスト組成物（ｒ１）～（ｒ４）の中でも、レジスト組成物（ｒ１）又はレジスト組成物（ｒ３）が好ましい。
【0064】
以上のように、本実施形態に係る光照射方法は、光源５２とパターンとの間を第１距離Ｄ１に設定して光源５２から光を照射する第１照射工程Ｓ２２の後、第２照射工程Ｓ２３で、光源５２とパターンとの間を第１距離Ｄ１より小さい第２距離Ｄ２として光源５２から光を照射する。第２照射工程Ｓ２３では、光源５２からの光によって加熱される基板１００（パターン）の温度が、第１照射工程Ｓ２２よりも高くなる。これにより、基板１００上のパターンの全体が硬化する。結果として、レジストパターンの形成を良好な品質で行うことが可能となる。加えて、ステージ温度を昇温・降温する時間が無くなるため複数枚連続処理する際に大幅にスループットが向上する。
【0065】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態に限定されない。上記した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは当業者において明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。上記した実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記した実施形態で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、実施形態において示した各動作の実行順序は、前の動作の結果を後の動作で用いない限り、任意の順序で実現可能である。また、上記した実施形態における動作に関して、便宜上「先ず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須ではない。
【0066】
例えば、上記した実施形態では、第１フィルタ２００Ａ、第２フィルタ２００Ｂを選択的にフィルタユニット６に装着する構成、第１フィルタ２００Ａを用いたフィルタユニット６と第２フィルタ２００Ｂを用いたフィルタユニット６とを選択的に光照射装置１に装着する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、第１フィルタ２００Ａを用いたフィルタユニット６と第２フィルタ２００Ｂを用いたフィルタユニット６とのそれぞれを、上下に重ねて光照射ユニット５内に位置した状態Ｐ１と、図８、図１０に示すように、光照射ユニット５内からＸ方向に退避した状態Ｐ２との間で、進退できるような機構を備えるようにしてもよい。
【0067】
また、上記実施形態では、第２照射工程Ｓ２３で、基板１００を基板リフト部４でリフトアップするようにしたが、基板１００をステージ２０からリフトアップできるのであれば、基板リフト部４の構成はいかなる構成としてもよい。
【0068】
また、第２照射工程Ｓ２３で、基板１００を載置したステージ２０ごと、リフトアップさせるようにしてもよい。さらに、第２照射工程Ｓ２３で、基板１００に対して光源５２を下降させ、光源５２とパターンとの距離を小さくするようにしてもよい。
【0069】
（実施例）
上記したような光照射方法について検証を行ったので、その結果を以下に示す。
試験体として、表１に示すような、比較例１～７、及び実施例１～９を用意した。
上記したような光照射方法について検証を行ったので、その結果を以下に示す。
試験体として、表１に示すような、比較例１～７、及び実施例１～９を用意した。
【0070】
【表1】
【0071】
比較例１～３、及び実施例１～４、６～９は、基板上のレジスト膜の膜厚を２μｍとし、比較例４～７、及び実施例５は、基板上のレジスト膜の膜厚を１５μｍとした。
【0072】
ここで、レジスト組成物（ｐ１）～（ｐ４）は、表２に示す各成分を混合して溶解することで調整した。
【0073】
【表2】
【0074】
表２における各略号はそれぞれ以下の意味を有する。また、表２において［ ］内の数値は配合量（質量部）である。
Ａ－（１）：ｍ－クレゾールとｐ－クレゾールが重量比３５：６５であるノボラック樹脂。ＧＰＣ測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は４５００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．２。
Ａ－（２）：ｍ－クレゾールとｐ－クレゾールが重量比６０：４０であるノボラック樹脂。ＧＰＣ測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は１５０００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．８。
Ａ－（３）：下記の高分子化合物（Ａ－３）。ＧＰＣ測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は４６００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．２。１３Ｃ－ＮＭＲにより求めた共重合組成比（構造式中の各構成単位の割合（モル比））はｌ／ｍ＝８５／１５。
Ｂ－（１）：下記の化合物（Ｂ－１）１モルと、１，２－ナフトキノンジアジド－５－スルホン酸クロリド２．３４モルと、のエステル化物（エステル化率５９モル％）。
Ｂ－（２）：下記の化合物（Ｂ－２）。
Ｂ－（３）：下記の化合物（Ｂ－３）。
Ｄ－（１）：下記の化合物（Ｄ－１）。
Ｃ－（１）：ヘキサメトキシメチル化メラミン。
Ｃ－（２）：下記の化合物（Ｃ－２）。
Ｗ－（１）：下記の化合物（Ｗ－１）。
Ｗ－（２）：下記の高分子化合物（Ｗ－２）。ＧＰＣ測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は１００００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．９。１３Ｃ－ＮＭＲにより求めた共重合組成比（構造式中の各構成単位の割合（モル比））はｌ／ｍ／ｏ＝６０／２０／２０。
Ｗ－（３）：ポリシロキサンポリマーＫＰ－３４１（信越化学工業（株）製；シリコン系）。
Ｓ－（１）：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート。
Ａ－（１）：ｍ－クレゾールとｐ－クレゾールが重量比３５：６５であるノボラック樹脂。ＧＰＣ測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は４５００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．２。
Ａ－（２）：ｍ－クレゾールとｐ－クレゾールが重量比６０：４０であるノボラック樹脂。ＧＰＣ測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は１５０００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．８。
Ａ－（３）：下記の高分子化合物（Ａ－３）。ＧＰＣ測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は４６００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．２。１３Ｃ－ＮＭＲにより求めた共重合組成比（構造式中の各構成単位の割合（モル比））はｌ／ｍ＝８５／１５。
Ｂ－（１）：下記の化合物（Ｂ－１）１モルと、１，２－ナフトキノンジアジド－５－スルホン酸クロリド２．３４モルと、のエステル化物（エステル化率５９モル％）。
Ｂ－（２）：下記の化合物（Ｂ－２）。
Ｂ－（３）：下記の化合物（Ｂ－３）。
Ｄ－（１）：下記の化合物（Ｄ－１）。
Ｃ－（１）：ヘキサメトキシメチル化メラミン。
Ｃ－（２）：下記の化合物（Ｃ－２）。
Ｗ－（１）：下記の化合物（Ｗ－１）。
Ｗ－（２）：下記の高分子化合物（Ｗ－２）。ＧＰＣ測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は１００００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．９。１３Ｃ－ＮＭＲにより求めた共重合組成比（構造式中の各構成単位の割合（モル比））はｌ／ｍ／ｏ＝６０／２０／２０。
Ｗ－（３）：ポリシロキサンポリマーＫＰ－３４１（信越化学工業（株）製；シリコン系）。
Ｓ－（１）：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート。
【0075】
【化2】
【0076】
【化3】
【0077】
【化4】
【0078】
【化5】
【0079】
【化6】
【0080】
比較例１～７、実施例１～６については、表２に示すレジスト組成物を、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）処理を施したシリコンウエハ上に、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で１１０℃、９０秒間プレベークして乾燥させることにより、表１に示す膜厚のレジスト膜を形成した。次いで、露光装置（商品名Ｇ７Ｅ、株式会社ニコン製；ＮＡ０．５４）により、所定のマスクパターンを介して露光した。その後、温度２３℃にて２．３８質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で６５秒間のアルカリ現像を行った。その結果、ライン＆スペースのプレパターンが形成された。
【0081】
実施例７～９については、表２に示すレジスト組成物を、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）処理を施しシリコンウエハ上に、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で１１０℃、９０秒間プレベークして乾燥させることにより、表１に示す膜厚のレジスト膜を形成した。次いで、露光装置（ＫｒＦエキシマレーザースキャナー（ＡＳＭＬ製、ＰＡＳ５５００／８５０Ｃ波長２４８ｎｍ））により、所定のマスクパターンを介して露光した。その後、温度２３℃にて２．３８質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で６５秒間のアルカリ現像を行った。その結果、ライン＆スペースのプレパターンが形成された。
【0082】
比較例１、２、４～６及び実施例１～９の各々は、基板加熱工程Ｓ２１で基板を１００℃、比較例３、７の各々は、基板加熱工程Ｓ２１で基板を２００℃に加熱した状態で、第１照射工程Ｓ２２で光源５２からの光を照射した。このとき、比較例１，３、４、及び実施例１では、フィルタを用いずに光源５２からの光を照射した。比較例２、及び実施例２～４、６～９では、フィルタ２００として、波長３３０ｎｍ未満の領域の光を減衰する第１フィルタ２００Ａを用いて光源５２からの光を照射した。比較例５～７、及び実施例５では、フィルタ２００として、波長３３０ｎｍ以上の領域の光を減衰する第２フィルタ２００Ｂを用いて光源５２からの光を照射した。
【0083】
次いで、比較例１～３、６、７及び実施例１～９の各々に対し、第２照射工程Ｓ２３で、光源５２からの光を照射した。このとき、実施例１～９では、上記したように、第１距離Ｄ１を１００％としたとき、第１距離Ｄ１に対して第２距離Ｄ２の割合を表２の通りになるように、基板１００をステージ２０から上昇させた状態で、光源５２からの光を照射した。第２距離Ｄ２が１００％とは、第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２が同一の場合である。比較例１～７では、基板１００をステージ２０から上昇させず、ステージ２０に接触したママの状態で、光源５２からの光を照射した。このうち、比較例１、２、４～６は、加熱装置２６で、基板１００を、１００℃のままに維持し、比較例３、７では、加熱装置２６で、基板１００を２００℃に昇温させた。
【0084】
比較例１～３、６、７、及び実施例１～９は、第２照射工程Ｓ２３の後、２５０℃で熱処理を行った後、形成されたレジストパターンについて、発泡、シワ、変形（熱変形）の有無を評価した。表１に示すように、第２照射工程Ｓ２３で、基板１００をステージ２０から上昇させ、光源５２までの距離を近づけて光を照射した実施例１～９においては、発泡、シワ、変形のいずれも認められなかった。これに対し、比較例１～３、５～７については、発泡は認められなかったものの、シワ、及び変形の発生が認められた。比較例４では、レジストパターンの発泡が認められた。
【符号の説明】
【0085】
１・・・光照射装置、２０・・・ステージ、２６・・・加熱装置、２７・・・吸着部、４１・・・リフトピン、５２・・・光源、１００・・・基板、２００・・・フィルタ、２００Ａ・・・第１フィルタ（フィルタ）、２００Ｂ・・・第２フィルタ（フィルタ）、Ｄ１・・・第１距離、Ｄ２・・・第２距離
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【手続補正書】
【提出日】2024-01-15
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に形成されたレジスト膜に対して露光及び現像することでパターンを形成することと、
前記パターンに対して光源から光を照射して前記パターンを硬化させることと、を含み、
前記光源からの光の照射は、
前記光源と前記パターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射工程と、
前記第１照射工程の後、前記光源と前記パターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離として前記光源から光を照射する第２照射工程と、を含む、光照射方法。
前記パターンに対して光源から光を照射して前記パターンを硬化させることと、を含み、
前記光源からの光の照射は、
前記光源と前記パターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射工程と、
前記第１照射工程の後、前記光源と前記パターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離として前記光源から光を照射する第２照射工程と、を含む、光照射方法。
【請求項2】
前記第１照射工程及び前記第２照射工程は、前記パターンに対して前記光源を移動させつつ光を照射することにより行う、請求項１に記載の光照射方法。
【請求項3】
前記光源は、基板までの距離を維持しながら移動する、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項4】
前記第２距離は、前記第１距離に対して８０％以上１００％未満の長さである、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項5】
前記光源からの光の照射に先立って、基板をステージに載置し、前記ステージに備える加熱装置により基板を加熱することを含む、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項6】
前記ステージに基板を載置した際、前記ステージに備える吸着装置により基板を前記ステージに吸着させる、請求項５に記載の光照射方法。
【請求項7】
前記第１照射工程は、前記ステージに載置した基板に対して行う、請求項５に記載の光照射方法。
【請求項8】
前記第２照射工程は、前記ステージに備えるリフトピンによって前記ステージから上昇させた基板に対して行う、請求項５に記載の光照射方法。
【請求項9】
前記光源は、前記第１照射工程と前記第２照射工程とで、異なる照射エネルギで光を照射する、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項10】
前記光源は、前記第１照射工程と前記第２照射工程とで、同一の照射エネルギで光を照射する、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項11】
前記第１照射工程と前記第２照射工程とで照射する光の波長が異なる、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項12】
前記第１照射工程と前記第２照射工程とで照射する光の波長が同一である、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項13】
前記光源と前記パターンとの間にフィルタを進退させることにより、前記第１照射工程と前記第２照射工程とで照射する光の波長を変更する、請求項１１に記載の光照射方法。
【請求項14】
前記第１照射工程は、前記光源と前記パターンとの間に前記フィルタを配置した状態で行う、請求項１３に記載の光照射方法。
【請求項15】
前記第１照射工程は、前記フィルタにより波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させた光を照射することにより行う、請求項１４に記載の光照射方法。
【請求項16】
前記第２照射工程は、前記光源と前記パターンとの間から前記フィルタを退避させた状態で行う、請求項１３に記載の光照射方法。
【請求項17】
前記第２照射工程での基板温度は、前記第１照射工程での基板温度より５０～２００℃高い、請求項１又は２に記載の光照射方法。
【請求項18】
基板上に形成されたレジストパターンに対して光源から光を照射させることで前記レジストパターンを硬化させる光照射装置であって、
前記光源と前記レジストパターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射と、前記第１照射の後、前記光源と前記レジストパターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離に設定して前記光源から光を照射する第２照射と、を行い、
前記第１照射及び前記第２照射は、前記レジストパターンに対して前記光源を移動させつつ光を照射する、光照射装置。
前記光源と前記レジストパターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射と、前記第１照射の後、前記光源と前記レジストパターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離に設定して前記光源から光を照射する第２照射と、を行い、
前記第１照射及び前記第２照射は、前記レジストパターンに対して前記光源を移動させつつ光を照射する、光照射装置。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
本発明は、光照射方法及び光照射装置に関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明の第１態様では、基板上に形成されたレジスト膜に対して露光及び現像することでパターンを形成することと、前記パターンに対して光源から光を照射して前記パターンを硬化させることと、を含み、前記光源からの光の照射は、前記光源と前記パターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射工程と、前記第１照射工程の後、前記光源と前記パターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離として前記光源から光を照射する第２照射工程と、を含む、光照射方法が提供される。また、本発明の第２態様では、基板上に形成されたレジストパターンに対して光源から光を照射させることで前記レジストパターンを硬化させる光照射装置であって、前記光源と前記レジストパターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射と、前記第１照射の後、前記光源と前記レジストパターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離に設定して前記光源から光を照射する第２照射と、を行い、前記第１照射及び前記第２照射は、前記レジストパターンに対して前記光源を移動させつつ光を照射する。
【手続補正書】
【提出日】2024-05-09
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に形成されたレジスト膜に対して露光及び現像することでパターンを形成することと、
前記パターンに対して光源から光を照射して前記パターンを硬化させることと、を含み、
前記光源からの光の照射は、
前記光源と前記パターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射工程と、
前記第１照射工程の後、前記光源と前記パターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離として前記光源から光を照射する第２照射工程と、を含み、
前記第１照射工程は、前記光源と前記パターンとの間に配置されたフィルタにより波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させた光を照射することにより行う、光照射方法。
前記パターンに対して光源から光を照射して前記パターンを硬化させることと、を含み、
前記光源からの光の照射は、
前記光源と前記パターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射工程と、
前記第１照射工程の後、前記光源と前記パターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離として前記光源から光を照射する第２照射工程と、を含み、
前記第１照射工程は、前記光源と前記パターンとの間に配置されたフィルタにより波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させた光を照射することにより行う、光照射方法。
【請求項2】
前記第１照射工程及び前記第２照射工程は、前記パターンに対して前記光源を移動させつつ光を照射することにより行う、請求項１に記載の光照射方法。
【請求項3】
前記第１照射工程と前記第２照射工程とのそれぞれにおいて、前記光源は、基板までの距離を維持しながら移動させつつ前記基板へ光を照射する、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項4】
前記第２距離は、前記第１距離に対して８０％以上１００％未満の長さである、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項5】
前記光源からの光の照射に先立って、基板をステージに載置し、前記ステージに備える加熱装置により基板を加熱することを含む、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項6】
前記ステージに基板を載置した際、前記ステージに備える吸着装置により基板を前記ステージに吸着させる、請求項５に記載の光照射方法。
【請求項7】
前記第１照射工程は、前記ステージに載置した基板に対して行う、請求項５に記載の光照射方法。
【請求項8】
前記第２照射工程は、前記ステージに備えるリフトピンによって前記ステージから上昇させた基板に対して行う、請求項５に記載の光照射方法。
【請求項9】
前記光源は、前記第１照射工程と前記第２照射工程とで、異なる照射エネルギで光を照射する、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項10】
前記光源は、前記第１照射工程と前記第２照射工程とで、同一の照射エネルギで光を照射する、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項11】
前記第１照射工程と前記第２照射工程とで照射する光の波長が異なる、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項12】
前記第１照射工程と前記第２照射工程とで照射する光の波長が同一である、請求項１又は請求項２に記載の光照射方法。
【請求項13】
前記光源と前記パターンとの間にフィルタを進退させることにより、前記第１照射工程と前記第２照射工程とで照射する光の波長を変更する、請求項１１に記載の光照射方法。
【請求項14】
前記第１照射工程及び前記第２照射工程では、加熱装置がステージを所定の温度に維持し、
前記第１照射工程では、前記ステージ上に載置された前記基板に対して前記光を照射するとともに、前記加熱装置によって前記基板を加熱し、
前記第２照射工程では、前記ステージから上方へ離間させた前記基板に対して前記光を照射することで、前記加熱装置による加熱ではなく当該光の照射によって前記基板を前記第１照射工程のときよりも高い温度に加熱する、請求項１又は２に記載の光照射方法。
前記第１照射工程では、前記ステージ上に載置された前記基板に対して前記光を照射するとともに、前記加熱装置によって前記基板を加熱し、
前記第２照射工程では、前記ステージから上方へ離間させた前記基板に対して前記光を照射することで、前記加熱装置による加熱ではなく当該光の照射によって前記基板を前記第１照射工程のときよりも高い温度に加熱する、請求項１又は２に記載の光照射方法。
【請求項15】
前記第２照射工程は、前記光源と前記パターンとの間から前記フィルタを退避させた状態で行う、請求項１３に記載の光照射方法。
【請求項16】
前記第２照射工程での基板温度は、前記第１照射工程での基板温度より５０～２００℃高い、請求項１又は２に記載の光照射方法。
【請求項17】
基板上に形成されたレジストパターンに対して光源から光を照射させることで前記レジストパターンを硬化させる光照射装置であって、
前記光源と前記レジストパターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射と、前記第１照射の後、前記光源と前記レジストパターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離に設定して前記光源から光を照射する第２照射と、を行い、
前記第１照射及び前記第２照射は、前記レジストパターンに対して前記光源を移動させつつ光を照射し、
前記第１照射は、前記光源と前記レジストパターンとの間に配置されたフィルタにより波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させた光を照射することにより行う、光照射装置。
前記光源と前記レジストパターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射と、前記第１照射の後、前記光源と前記レジストパターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離に設定して前記光源から光を照射する第２照射と、を行い、
前記第１照射及び前記第２照射は、前記レジストパターンに対して前記光源を移動させつつ光を照射し、
前記第１照射は、前記光源と前記レジストパターンとの間に配置されたフィルタにより波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させた光を照射することにより行う、光照射装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明の第１態様では、基板上に形成されたレジスト膜に対して露光及び現像することでパターンを形成することと、前記パターンに対して光源から光を照射して前記パターンを硬化させることと、を含み、前記光源からの光の照射は、前記光源と前記パターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射工程と、前記第１照射工程の後、前記光源と前記パターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離として前記光源から光を照射する第２照射工程と、を含み、前記第１照射工程は、前記光源と前記パターンとの間に配置されたフィルタにより波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させた光を照射することにより行う、光照射方法が提供される。また、本発明の第２態様では、基板上に形成されたレジストパターンに対して光源から光を照射させることで前記レジストパターンを硬化させる光照射装置であって、前記光源と前記レジストパターンとの間を第１距離に設定して前記光源から光を照射する第１照射と、前記第１照射の後、前記光源と前記レジストパターンとの間を前記第１距離より小さい第２距離に設定して前記光源から光を照射する第２照射と、を行い、前記第１照射及び前記第２照射は、前記レジストパターンに対して前記光源を移動させつつ光を照射し、前記第１照射は、前記光源と前記レジストパターンとの間に配置されたフィルタにより波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させた光を照射することにより行う。