JP2538935B2 - レジスト現像方法 - Google Patents
レジスト現像方法Info
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- JP2538935B2 JP2538935B2 JP21937187A JP21937187A JP2538935B2 JP 2538935 B2 JP2538935 B2 JP 2538935B2 JP 21937187 A JP21937187 A JP 21937187A JP 21937187 A JP21937187 A JP 21937187A JP 2538935 B2 JP2538935 B2 JP 2538935B2
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- Japan
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- resist
- development
- polarization
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 レジスト現像方法、特にレジスト現像における終点を
精度良く検出する方法に関し、 レジスト膜の現像を適正化してマスクが高精度に転写
さた高精度のレジストパターンを形成し、該レジストパ
ターンをマスクにしてエッチング形成される各種パター
ンの寸法及び形状の精度を高め、これによってLSI等の
半導体装置の性能及び歩留りを向上することを目的と
し、 レジストの非感光波長を有し、且つｘ若しくはｙ方向
の一偏光面を有するレーザパルスを現像を行っているレ
ジスト膜上に照射し、該レジスト膜近傍の現像液から周
辺部に散乱してくる該レーザ光のｘ方向とｙ方向の偏光
成分の比を該レーザパルスに同期して検出し、該偏光成
分の比の値が急激に上昇する時点を該現像の終点として
検出し、該終点から所定の過現像を行った後該現像の停
止を行う構成を有する。
精度良く検出する方法に関し、 レジスト膜の現像を適正化してマスクが高精度に転写
さた高精度のレジストパターンを形成し、該レジストパ
ターンをマスクにしてエッチング形成される各種パター
ンの寸法及び形状の精度を高め、これによってLSI等の
半導体装置の性能及び歩留りを向上することを目的と
し、 レジストの非感光波長を有し、且つｘ若しくはｙ方向
の一偏光面を有するレーザパルスを現像を行っているレ
ジスト膜上に照射し、該レジスト膜近傍の現像液から周
辺部に散乱してくる該レーザ光のｘ方向とｙ方向の偏光
成分の比を該レーザパルスに同期して検出し、該偏光成
分の比の値が急激に上昇する時点を該現像の終点として
検出し、該終点から所定の過現像を行った後該現像の停
止を行う構成を有する。
〔産業上の利用分野〕 本発明はレジスト現像方法に係り、特にレジスト現像
における終点を精度良く検出する方法に関する。
における終点を精度良く検出する方法に関する。
IC、LS1等の半導体装置の製造工程における微細加工
は専らレジストとエッチングを用いる加工技術であるフ
ォトリソグラフィによって行われている。
は専らレジストとエッチングを用いる加工技術であるフ
ォトリソグラフィによって行われている。
即ち、有機溶剤に溶けたレジストをエッチング加工し
ようとする基板上に塗布し、プリベーク処理を行って溶
剤を除去して該基板上にレジスト膜を形成し、このレジ
スト膜にマスクを通して露光を行い次いで現像を行う。
ここでポジ型のレジストにおいては光が当たった部分、
ネガ型においては光の当たらなかった部分がそれぞれ溶
解除去されて該基板上にレジストパターンが形成され
る。次いで該レジストパターンをマスクにしてエッチン
グ処理を行うことよてフォトリングラフィ工程は完了す
る。
ようとする基板上に塗布し、プリベーク処理を行って溶
剤を除去して該基板上にレジスト膜を形成し、このレジ
スト膜にマスクを通して露光を行い次いで現像を行う。
ここでポジ型のレジストにおいては光が当たった部分、
ネガ型においては光の当たらなかった部分がそれぞれ溶
解除去されて該基板上にレジストパターンが形成され
る。次いで該レジストパターンをマスクにしてエッチン
グ処理を行うことよてフォトリングラフィ工程は完了す
る。
かかるフォトリングラフィ技術において、特に微細パ
ターンを配設して高集積化が図られるLSI等において
は、特性の均一化、製造歩留りの向上のためにマスクパ
ターンの転写精度を高めて、精度の良いエッチング処理
がなされることが要望される。
ターンを配設して高集積化が図られるLSI等において
は、特性の均一化、製造歩留りの向上のためにマスクパ
ターンの転写精度を高めて、精度の良いエッチング処理
がなされることが要望される。
レジスト膜上に精度良くマスクパターンを転写するに
は、該レジスト膜に対する露光及び現像の処理が適正に
行われることが重要である。
は、該レジスト膜に対する露光及び現像の処理が適正に
行われることが重要である。
従来行われていたフォトリソグラフィ技術において
は、レジストの露光、現像条件の決定にはモニタ法が用
いられていた。即ち、所定の厚さを有するレジスト膜上
に露光時間を順次延長した複数の所定形状パターンを露
光し、そのレジスト膜厚に対する適正現像時間で現像を
行い、各露光パターンにおけるレジストの残膜厚をしら
べて残膜厚が０になった最初のパターンの露光時間を検
出し、この露光時間に露光条件のばらつきをカバーする
ように若干の余裕時間を見込んだ実露光時間を設定し、
この一定した実露光時間で露光を行い、前記モニタ試験
に用いた前記適正な現像条件により該レジスト膜の現像
を行う方法であった。
は、レジストの露光、現像条件の決定にはモニタ法が用
いられていた。即ち、所定の厚さを有するレジスト膜上
に露光時間を順次延長した複数の所定形状パターンを露
光し、そのレジスト膜厚に対する適正現像時間で現像を
行い、各露光パターンにおけるレジストの残膜厚をしら
べて残膜厚が０になった最初のパターンの露光時間を検
出し、この露光時間に露光条件のばらつきをカバーする
ように若干の余裕時間を見込んだ実露光時間を設定し、
この一定した実露光時間で露光を行い、前記モニタ試験
に用いた前記適正な現像条件により該レジスト膜の現像
を行う方法であった。
しかしかかる従来の方法においては、現像液の温度変
化、レジスト膜厚及びプリベーキング条件のバラツキ、
露光エネルギーの不安定さ等の外部条件のばらつきによ
って形成されたレジストパターンのプロファイル（断面
形状）が第３図に示すように変動する。なお同図におい
て、（ａ）は適正に現像されたレジストパターン、
（ｂ）は現像不足により未露光のレジスト残渣51が存在
するレジストパターン、（ｃ）は現像オーバにより断面
が台形状に形成されたレジストパターン、（ｄ）更に現
像オーバにより円形アーチ状に形成され且つ幅も縮小さ
れたレジストパターンを示している。
化、レジスト膜厚及びプリベーキング条件のバラツキ、
露光エネルギーの不安定さ等の外部条件のばらつきによ
って形成されたレジストパターンのプロファイル（断面
形状）が第３図に示すように変動する。なお同図におい
て、（ａ）は適正に現像されたレジストパターン、
（ｂ）は現像不足により未露光のレジスト残渣51が存在
するレジストパターン、（ｃ）は現像オーバにより断面
が台形状に形成されたレジストパターン、（ｄ）更に現
像オーバにより円形アーチ状に形成され且つ幅も縮小さ
れたレジストパターンを示している。
そして上記のように現像不足或いは現像オーバになっ
たレジストパターンをマスクにしてエッチング形成され
る微細パターンには形状或いは寸法のばらつきを生じ、
これによって特に高集積化されるLSI等の半導体装置に
おいては、性能及び製造歩留りが低下するという問題が
あった。
たレジストパターンをマスクにしてエッチング形成され
る微細パターンには形状或いは寸法のばらつきを生じ、
これによって特に高集積化されるLSI等の半導体装置に
おいては、性能及び製造歩留りが低下するという問題が
あった。
そこで本発明は、レジスト膜の現像を適正化してマス
クが高精度に転写さた高精度のレジストパターンを形成
し、該レジストパターンをマスクにしてエッチング形成
される各種パターンの寸法及び形状の精度を高め、これ
によってLSI等の半導体装置の性能及び歩留りを向上す
ることを目的とする。
クが高精度に転写さた高精度のレジストパターンを形成
し、該レジストパターンをマスクにしてエッチング形成
される各種パターンの寸法及び形状の精度を高め、これ
によってLSI等の半導体装置の性能及び歩留りを向上す
ることを目的とする。
上記問題点は、レジストの非感光波長を有し、且つｘ
若しくはｙ方向の一偏光面を有するレーザパルスを現像
を行っているレジスト膜上に照射し、該レジスト膜近傍
の現像液から周辺部に散乱してくる該レーザ光のｘ方向
とｙ方向の偏光成分の比を該レーザパルスに同期して検
出し、該偏光成分の比の値が急激に上昇する時点を該現
像の終点として検出し、該終点から所定の過現像を行っ
た後該現像の停止を行う本発明によるレジスト現像方法
によって解決される。
若しくはｙ方向の一偏光面を有するレーザパルスを現像
を行っているレジスト膜上に照射し、該レジスト膜近傍
の現像液から周辺部に散乱してくる該レーザ光のｘ方向
とｙ方向の偏光成分の比を該レーザパルスに同期して検
出し、該偏光成分の比の値が急激に上昇する時点を該現
像の終点として検出し、該終点から所定の過現像を行っ
た後該現像の停止を行う本発明によるレジスト現像方法
によって解決される。
停止している現像液でレジスト膜の現像を行った時、
現像即ち現像液による感光レジストの溶解が活発に行わ
れている時には、レジスト膜近傍の現像液中には施光性
を持ったコロイド状のレジスト分子が多量に含まれ且つ
活発に運動しており、感光レジストの溶解が完了した時
点即ち現像が完了した時点では、上記コロイド状分子は
現像液に完全に溶解して施光性を殆ど有しない微小の分
子に分解される。
現像即ち現像液による感光レジストの溶解が活発に行わ
れている時には、レジスト膜近傍の現像液中には施光性
を持ったコロイド状のレジスト分子が多量に含まれ且つ
活発に運動しており、感光レジストの溶解が完了した時
点即ち現像が完了した時点では、上記コロイド状分子は
現像液に完全に溶解して施光性を殆ど有しない微小の分
子に分解される。
従ってレジストの現像を行っている現像液に一方向の
偏光面を有する偏光を照射した場合、現像が活発に行わ
れ現像液中に施光性を有するレジスト分子が多量に含ま
れる状態では、該現像液の周囲に散乱してくる光に含ま
れる入射光と等しい偏光面を有する偏光の量は減少し、
該入射光と等しい偏光面を有する偏光の量と該入射光と
90°異なる偏光面を有する偏光の量との比率は小さい値
になる。
偏光面を有する偏光を照射した場合、現像が活発に行わ
れ現像液中に施光性を有するレジスト分子が多量に含ま
れる状態では、該現像液の周囲に散乱してくる光に含ま
れる入射光と等しい偏光面を有する偏光の量は減少し、
該入射光と等しい偏光面を有する偏光の量と該入射光と
90°異なる偏光面を有する偏光の量との比率は小さい値
になる。
そして現像が完了し、施光性を有するコロイド状のレ
ジスト分子が完全に溶解され微小分子に分解された時点
では入射光の偏光面はそのまま維持されて現像液の周囲
に散乱されるので該散乱光の入射光と等しい偏光面を有
する偏光の量と、これと90°異なる偏光面を有する偏光
の量との比率は極端に大きな値となる。
ジスト分子が完全に溶解され微小分子に分解された時点
では入射光の偏光面はそのまま維持されて現像液の周囲
に散乱されるので該散乱光の入射光と等しい偏光面を有
する偏光の量と、これと90°異なる偏光面を有する偏光
の量との比率は極端に大きな値となる。
本発明の方法においては、この２方向の偏光面を有す
る偏光量の比率の急激な増大によって現像の完了時点を
高精度に検出し、所要の過現像を行って現像を停止す
る。
る偏光量の比率の急激な増大によって現像の完了時点を
高精度に検出し、所要の過現像を行って現像を停止す
る。
これによって、被処理基板面内で現像不足や極端な過
度現像の領域を生ぜずにレジスト現像が行えるので、得
られるレジストパターンの外形精度が向上し、フォトリ
ソグラフィ処理で形成されるパターンの精度が向上す
る。
度現像の領域を生ぜずにレジスト現像が行えるので、得
られるレジストパターンの外形精度が向上し、フォトリ
ソグラフィ処理で形成されるパターンの精度が向上す
る。
なおレーザを光源として用いるのは、コヒーレントな
光が得られて指向性が良いことで、感度が高められるこ
とによる。
光が得られて指向性が良いことで、感度が高められるこ
とによる。
以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。
第１図は本発明の方法の一実施例に用いたレジスト現
像装置の模式図、 第２図は同実施例における散乱光のｘ偏光量とｙ偏光
量の比の値の変化を示す図である。
像装置の模式図、 第２図は同実施例における散乱光のｘ偏光量とｙ偏光
量の比の値の変化を示す図である。
第１図において、１は回転機能を有するステージ、２
は被処理基板、３は露光された厚さ１〜２μｍ程度のレ
ジスト膜、４は現像液、５は250〜260nm程度の波長を有
するアルゴンパルスレーザ発生装置、６は偏光プリズ
ム、7Aはｘ方向の偏光面を有する第１の検光子（偏光
板）、7Bはｙ方向の偏光面を有する第２の検光子（偏光
板）、8A及び8Bは集光レンズ、9A及び9Bはミラー、10A
及び10Bは第１及び第２の光電子増倍管を示す。
は被処理基板、３は露光された厚さ１〜２μｍ程度のレ
ジスト膜、４は現像液、５は250〜260nm程度の波長を有
するアルゴンパルスレーザ発生装置、６は偏光プリズ
ム、7Aはｘ方向の偏光面を有する第１の検光子（偏光
板）、7Bはｙ方向の偏光面を有する第２の検光子（偏光
板）、8A及び8Bは集光レンズ、9A及び9Bはミラー、10A
及び10Bは第１及び第２の光電子増倍管を示す。
本発明の方法においては、例えば同図に示すような装
置を用い、露光を終わったレジスト膜３をし有する被処
理基板２をステージ１上に搭載し、該基板２上に図示し
ないノズルから規定量の現像液を注下し、ステージを低
速で暫時回転させて該現像液４をレジスト膜３の全面上
に拡げた後、ステージの回転を停止し現像が行われる。
この際、現像液は表面張力によって、レジスト膜３上に
例えば6in基板において２〜3mm程度の高さに盛られるよ
うに現像液の粘度が調節されることが望ましい。
置を用い、露光を終わったレジスト膜３をし有する被処
理基板２をステージ１上に搭載し、該基板２上に図示し
ないノズルから規定量の現像液を注下し、ステージを低
速で暫時回転させて該現像液４をレジスト膜３の全面上
に拡げた後、ステージの回転を停止し現像が行われる。
この際、現像液は表面張力によって、レジスト膜３上に
例えば6in基板において２〜3mm程度の高さに盛られるよ
うに現像液の粘度が調節されることが望ましい。
そして上記現像が行われている状態で該基板１上へ、
偏光プリズム６を介して30Hz程度の上記アルゴンレーザ
パルスのｘ偏光（LB1）を照射し、現像液４からその周
囲に散乱してくるレーザ光（LB2）のｘ偏光成分をｘ方
向の偏光面を有する第１の検光子（偏光板）7A、集光レ
ンズ8A、ミラー9Aを介して第１の光増倍管10Aで検出
し、且つこれと同時にｙ偏光成分をｙ方向の偏光面を有
する第２の検光子（偏光板）7B、集光レンズ8B、ミラー
9Bを介して第２の光増倍管10Bで検出する。
偏光プリズム６を介して30Hz程度の上記アルゴンレーザ
パルスのｘ偏光（LB1）を照射し、現像液４からその周
囲に散乱してくるレーザ光（LB2）のｘ偏光成分をｘ方
向の偏光面を有する第１の検光子（偏光板）7A、集光レ
ンズ8A、ミラー9Aを介して第１の光増倍管10Aで検出
し、且つこれと同時にｙ偏光成分をｙ方向の偏光面を有
する第２の検光子（偏光板）7B、集光レンズ8B、ミラー
9Bを介して第２の光増倍管10Bで検出する。
そして図示しない減算回路によってｘ偏光の量とｙ偏
光の量との比の値が算出され、図示しない比較回路によ
って該ｘ偏光量とｙ偏光量との比の値が経時的に比較さ
れ、該比の値が急激に増大する変曲点を検出する。
光の量との比の値が算出され、図示しない比較回路によ
って該ｘ偏光量とｙ偏光量との比の値が経時的に比較さ
れ、該比の値が急激に増大する変曲点を検出する。
この状態を示したのが第２図のカーブCDで、図中、Ａ
は現像開始点、Ｂは変曲点即ち現像終了点を示してい
る。
は現像開始点、Ｂは変曲点即ち現像終了点を示してい
る。
そしてこの変曲点の検出と同時に所定の過現像時間に
設定された図示しないオンタイマーを始動し、該設定時
間を経た後、ステージ１を高速に回転して現像液４を振
り払うと同時に図示しないシャワーノズルから純水を注
下して現像液４を完全に除去し、現像を停止させる。
設定された図示しないオンタイマーを始動し、該設定時
間を経た後、ステージ１を高速に回転して現像液４を振
り払うと同時に図示しないシャワーノズルから純水を注
下して現像液４を完全に除去し、現像を停止させる。
上記現像処理において、現像即ち露光領域の溶解が行
われている状態では前述したように現像液中に多量の施
光性を有するレジスト分子が存在するため該現像液から
散乱されるｘ偏光の量は極度に減少し、現像が完了した
時点即ち露光されたレジストの溶解が完了した時点で現
像液中に存在する施光性を有するレジスト分子が急激に
減少するために該現像液から散乱されるｘ偏光の量は急
激に増大する。このため前記第２図に示すように、散乱
光LB2のｘ偏光量とｙ偏光量の比の値は急激に増大し、
現像終了点が検出される。
われている状態では前述したように現像液中に多量の施
光性を有するレジスト分子が存在するため該現像液から
散乱されるｘ偏光の量は極度に減少し、現像が完了した
時点即ち露光されたレジストの溶解が完了した時点で現
像液中に存在する施光性を有するレジスト分子が急激に
減少するために該現像液から散乱されるｘ偏光の量は急
激に増大する。このため前記第２図に示すように、散乱
光LB2のｘ偏光量とｙ偏光量の比の値は急激に増大し、
現像終了点が検出される。
なおレーザ光は指向性を有するので、露光パターンが
高密度に形成され、現像が遅延しそうな場所に選択的に
レーザ光を照射してその場所の現像完了時点を特に検出
することが可能であるので、過現像時間を余り長くとら
なくても現像不足領域が形成されることがなくなる。
高密度に形成され、現像が遅延しそうな場所に選択的に
レーザ光を照射してその場所の現像完了時点を特に検出
することが可能であるので、過現像時間を余り長くとら
なくても現像不足領域が形成されることがなくなる。
以上実施例に示したように本発明の方法においては、
現像の終点が精度よく検出され、且つ大幅な過現像を行
わずに現像不足領域を生ぜしめないレジスト現像を行う
ことができる。
現像の終点が精度よく検出され、且つ大幅な過現像を行
わずに現像不足領域を生ぜしめないレジスト現像を行う
ことができる。
以上説明のように本発明によれば、レジスト現像の終
点が精度良く検出され、且つ大幅な過現像を行わないで
も現像不足が防止できるので、基板面全面にわたって精
度の良いレジストパターンを形成することができる。
点が精度良く検出され、且つ大幅な過現像を行わないで
も現像不足が防止できるので、基板面全面にわたって精
度の良いレジストパターンを形成することができる。
従って本発明によればフォトリソグラフィにおけるパ
ターン形成精度を向上し、半導体装置の性能及び歩留り
を向上することができる。
ターン形成精度を向上し、半導体装置の性能及び歩留り
を向上することができる。
第１図は本発明の実施例に用いたレジスト現像装置の模
式図、 第２図は同実施例における散乱光のｘ偏光量とｙ偏光量
の比の値の変化を示す図、 第３図は従来方法におけるレジストパターン形状の変動
を示す図 である。 図において、 １はステージ、 ２は被処理基板、 ３は露光されたレジスト膜、 ４は現像液、 ５はアルゴンパルスレーザ発生装置、 ６は偏光プリズム、 7Aはｘ方向の偏光面を有する第１の検光子、 7Bはｙ方向の偏光面を有する検光子、 8A及び8Bは集光レンズ、 9A及び9Bはミラー、 10A及び10Bは光電子増倍管、 LB1はレーザ入射光、 LB2はレーザ散乱光 を示す。
式図、 第２図は同実施例における散乱光のｘ偏光量とｙ偏光量
の比の値の変化を示す図、 第３図は従来方法におけるレジストパターン形状の変動
を示す図 である。 図において、 １はステージ、 ２は被処理基板、 ３は露光されたレジスト膜、 ４は現像液、 ５はアルゴンパルスレーザ発生装置、 ６は偏光プリズム、 7Aはｘ方向の偏光面を有する第１の検光子、 7Bはｙ方向の偏光面を有する検光子、 8A及び8Bは集光レンズ、 9A及び9Bはミラー、 10A及び10Bは光電子増倍管、 LB1はレーザ入射光、 LB2はレーザ散乱光 を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】レジストの非感光波長を有し、且つｘ若し
くはｙ方向の一偏光面を有するレーザパルスを現像を行
っているレジスト膜上に照射し、 該レジスト膜近傍の現像液から周辺部に散乱してくる該
レーザ光のｘ方向とｙ方向の偏光成分の比を該レーザパ
ルスに同期して検出し、 該偏光成分の比の値が急激に上昇する時点を該現像の終
点として検出し、 該終点から所定の過現像を行った後該現像の停止を行う
ことを特徴とするレジスト現像方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21937187A JP2538935B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | レジスト現像方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21937187A JP2538935B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | レジスト現像方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6461916A JPS6461916A (en) | 1989-03-08 |
| JP2538935B2 true JP2538935B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=16734367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21937187A Expired - Fee Related JP2538935B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | レジスト現像方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538935B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5783367A (en) * | 1989-09-20 | 1998-07-21 | Fujitsu Limited | Process for production of semiconductor device and resist developing apparatus used therein |
| KR100772014B1 (ko) * | 2006-07-14 | 2007-10-31 | 한국전기연구원 | 보조 클러스트빔 분사에 의한 고온 초전도막 제조방법,제조장치, 이 방법에 의해 제조되는 고온 초전도막 |
-
1987
- 1987-09-02 JP JP21937187A patent/JP2538935B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6461916A (en) | 1989-03-08 |
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