特許 7564571 光照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-01

(45)【発行日】2024-10-09

(54)【発明の名称】光照射装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20241002BHJP

   G03F 7/40 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 571

G03F7/40 501

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023028973

(22)【出願日】2023-02-27

(65)【公開番号】P2024121721

(43)【公開日】2024-09-06

【審査請求日】2024-01-15

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【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

(72)【発明者】

【氏名】末兼 大輔

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－０６２２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３７１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６９９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０５０３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４０７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０１４９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１５２５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０９３１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１０４１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－００１２５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｇ０３Ｆ ７／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に光源を備え、基板上に形成されたレジスト膜の上方を水平面における所定方向に移動しつつ前記光源からの光を前記レジスト膜に照射する光照射ユニットと、
前記光源からの光の波長を選択するフィルタを保持し、前記フィルタを前記光源と前記レジスト膜との間に対して進退させるフィルタユニットと、を備え、
前記フィルタユニットは、前記光照射ユニットに設けられ、
前記フィルタユニットは、前記光照射ユニットの移動に追従して前記所定方向に移動し、前記光照射ユニットに対して前記フィルタを前記所定方向に相対的に進退移動させ、
前記基板が載置されるステージを加熱する加熱装置を更に備え、
前記光照射ユニットは、前記光源と前記レジスト膜との間が第１距離に設定された状態で前記光源からの光を照射する第１照射と、前記第１照射の後、前記光源と前記レジスト膜との間が前記第１距離より小さい第２距離に設定された状態で前記光源からの光を照射する第２照射と、を行い、
前記第１照射は、前記光源と前記レジスト膜との間に配置された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い、
前記第１照射及び前記第２照射では、前記加熱装置が前記ステージを所定の温度に維持し、
前記第１照射では、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照射のときよりも高い温度に加熱する、光照射装置。

【請求項2】

前記光照射ユニットは、前記光源から基板までの距離を維持しながら移動する、請求項１に記載の光照射装置。

【請求項3】

前記光照射ユニットの移動方向と、前記フィルタユニットの進退方向とが同一である、請求項１に記載の光照射装置。

【請求項4】

前記フィルタユニットは、前記フィルタを装着可能な支持フレームを備え、
前記フィルタは、前記支持フレームに対して交換可能である、請求項１に記載の光照射装置。

【請求項5】

前記支持フレームは、複数枚の前記フィルタを装着可能である、請求項４に記載の光照射装置。

【請求項6】

前記フィルタユニットが複数設けられている、請求項１に記載の光照射装置。

【請求項7】

複数の前記フィルタユニットには、異なる前記フィルタが装着されている、請求項６に記載の光照射装置。

【請求項8】

前記フィルタは、波長３３０ｎｍ以上の領域を減衰させる、請求項１に記載の光照射装置。

【請求項9】

前記光源は、管状のものが用いられ、
前記光照射ユニットは、前記光源の長手方向と直交する方向に移動する、請求項１に記載の光照射装置。

【請求項10】

前記光源は、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である、請求項９に記載の光照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光照射装置に関する。

【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】

【文献】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、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る光学フィルタが、光源に対して着脱可能とされている。このため、第１照射工程と第２照射工程との間で、光学フィルタを光源に対して着脱する必要がある。特に、製品を量産するため、一連の工程を繰り返し実行する場合、光学フィルタを光源に対して複数回着脱しなければならず、歩留まりの低下に繋がる。

【0005】

本発明は、レジストパターンの形成を効率よく行うことが可能な光照射装置、及び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、内部に光源を備え、基板上に形成されたレジスト膜の上方を移動しつつ前記光源からの光を前記レジスト膜に照射する光照射ユニットと、前記光源からの光の波長を選択するフィルタを保持し、前記フィルタを前記光源と前記レジスト膜との間に対して進退させるフィルタユニットと、を備え、前記フィルタユニットは、前記光照射ユニットに設けられ、前記フィルタユニットは、前記光照射ユニットの移動に追従して前記所定方向に移動し、前記光照射ユニットに対して前記フィルタを前記所定方向に相対的に進退移動させ、前記基板が載置されるステージを加熱する加熱装置を更に備え、前記光照射ユニットは、前記光源と前記レジスト膜との間が第１距離に設定された状態で前記光源からの光を照射する第１照射と、前記第１照射の後、前記光源と前記レジスト膜との間が前記第１距離より小さい第２距離に設定された状態で前記光源からの光を照射する第２照射と、を行い、前記第１照射は、前記光源と前記レジスト膜との間に配置された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い、前記第１照射及び前記第２照射では、前記加熱装置が前記ステージを所定の温度に維持し、前記第１照射では、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照射のときよりも高い温度に加熱する、光照射装置が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の態様によれば、フィルタを光源とレジスト膜との間に対して進退させることにより、光源から光を照射する際、光源からの光と、光源からの光のうち選択された波長の光とを、容易に選択することができる。従って、レジストパターンの形成を効率よく行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【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】

【0010】

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。

【0011】

＜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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。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。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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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）。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

＜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。

【0035】

＜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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

＜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。

【0045】

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。

【0046】

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１００℃以上 、より好ましくは１００～３００℃である。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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。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。

【0052】

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。

【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】

以上のように、本実施形態に係る光照射装置１は、光源５２からの光の波長を選択するフィルタ２００を、光源５２とレジスト膜（パターン）との間に対して進退させるフィルタユニット６を備える。これにより、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、フィルタ２００を着脱する必要が無く、光源５２とパターンとの間に対してフィルタ２００を進退させればよい。従って、レジストパターンの形成を効率よく行うことができる。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。
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。

【0060】

また、上記実施形態では、第１照射工程Ｓ２２と第２照射工程Ｓ２３とで、光源５２とステージ２０上の基板１００との距離を異ならせるようにしたが、第１照射工程Ｓ２２と第２照射工程Ｓ２３とで、光源５２とステージ２０上の基板１００との距離を変更しない構成としてもよい。

【符号の説明】

【0061】

１・・・光照射装置、５・・・光照射ユニット、６、６Ａ、６Ｂ・・・フィルタユニット、５２・・・光源、６１・・・支持フレーム、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）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】