JPH02291109A - Development method - Google Patents

Development method

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JPH02291109A
JPH02291109A JP11116589A JP11116589A JPH02291109A JP H02291109 A JPH02291109 A JP H02291109A JP 11116589 A JP11116589 A JP 11116589A JP 11116589 A JP11116589 A JP 11116589A JP H02291109 A JPH02291109 A JP H02291109A
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JP
Japan
Prior art keywords
developer
resist
semiconductor wafer
supplied onto
sectional shape
Prior art date
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Pending
Application number
JP11116589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Yabuta
光男 藪田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH02291109A publication Critical patent/JPH02291109A/en
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily form a resist pattern whose cross-sectional shape is rectangular by a method wherein a cooled developer is supplied onto a resist and the resist is heated after the developer come to a standstill on a substrate. CONSTITUTION:Immediately after a developer 2 has been supplied onto a semiconductor wafer 1, the developer 2 is shaken. Since the developer 2 is held in a cooled state during this period, a dissolution speed of a resist by the developer 2 is extremely small; accordingly, a developing operation of the resist hardly progresses. After the developer 2 has been supplied onto the semiconductor wafer 1, a shake of the developer 2 is settled after a short time; the developer 2 comes to a standstill on the semiconductor wafer 1. Then, in a state that the developer 2 is at a standstill on the semiconductor wafer 1, this developer 2 is heated up to, e.g. about room temperature by using, e.g. a heating apparatus 4 which has been installed directly above the semiconductor wafer 1. The dissolution speed of the resist by the developer 2 is increased by this heating operation by means of the heating apparatus 4; the developing operation of the resist by the developer 2 progresses. Thereby, after the developing operation has been finished, it is possible to easily obtain a resist pattern whose cross-sectional shape is rectangular.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、現像方法に関し、特に、レジストの現像方法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a developing method, and particularly to a resist developing method.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、基板上に形成されたレジストを所定パターン
で露光した後、上記レジストを現像することによりレジ
ストパターンを得るようにした現像方法において、上記
レジスト上に冷却された現像液を供給し、上記現像液が
上記基板上で静止した後に上記レジストを加熱するよう
にしている。
The present invention provides a developing method in which a resist pattern is obtained by exposing a resist formed on a substrate in a predetermined pattern and then developing the resist, supplying a cooled developer onto the resist, The resist is heated after the developer comes to rest on the substrate.

これによって、断面形状が矩形のレジストパターンを容
易に得ることができる。
As a result, a resist pattern having a rectangular cross-sectional shape can be easily obtained.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体装置の製造工程におけるリソグラフィー工程にお
いては、まず半導体ウェハ上にレジストを塗布し、次い
でこのレジストを露光装置により所定パターンで露光し
た後、この露光されたレジストを現像することにより所
望のレジストパターンを得る。
In the lithography process in the manufacturing process of semiconductor devices, a resist is first applied onto a semiconductor wafer, then this resist is exposed in a predetermined pattern using an exposure device, and the exposed resist is developed to form a desired resist pattern. obtain.

従来、上述のレジストの現像方法として、レジストが形
成された半導体ウェハ上に室温の現像液を供給すること
により現像を行う方法が知られている。
Conventionally, as a method for developing the above-mentioned resist, a method is known in which development is performed by supplying a developer at room temperature onto a semiconductor wafer on which a resist is formed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、従来の現像液供給方式では、半導体ウェハ上に
現像液を供給したときに現像液が揺動してしまうのを避
けることができず、その結果、断面形状が矩形のレジス
トパターンを得ることは難しかった。以下、その理由に
ついて詳細に説明する。
However, with the conventional developer supply method, it is impossible to avoid the developer from shaking when it is supplied onto the semiconductor wafer, and as a result, a resist pattern with a rectangular cross-sectional shape cannot be obtained. was difficult. The reason for this will be explained in detail below.

近年では、パターンの微細化の進展により、レジストの
露光は縮小投影露光装置(ステッパー)を用いて行われ
ることが多い。この縮小投影露光装置による露光の際の
光強度分布は、レチクル上のマスクパターンの直下では
矩形であるが、半導体ウェハ上では通常はブロードな分
布になってしまう。
In recent years, with the progress of pattern miniaturization, resist exposure is often performed using a reduction projection exposure apparatus (stepper). The light intensity distribution during exposure by this reduction projection exposure apparatus is rectangular directly below the mask pattern on the reticle, but usually becomes a broad distribution on the semiconductor wafer.

ところで、本発明者の知見によれば、断面形状が矩形の
レジストパターンを得るためには、露光されたレジスト
を現像する際にその上層部の溶解速度を大きくする必要
がある。これは次のような理由による。すなわち、露光
された部分のレジストにおいては、現像液により溶出し
たレジストにより、その表面近傍の現像液の表面張力が
低下する。この結果、現像液のレジストに対する親和性
が向上し、レシス1〜溶解速度が大きくなる。すなわち
、レジストの下層部に現像が進行するにつれて、溶出し
たレジスト量が多くなり、レジストの溶解速度は次第に
大きくなっていく。この傾向は現像液が半導体ウェハ上
で静止した状態では特に著しくなる。この場合のレジス
ト溶解速度特性は第2図の曲線aで示されるようになる
。そして、この曲線aで示されるようなレジスト溶解速
度特性が得られれば、第3図に示すように、半導体ウェ
ハ101上に断面形状が矩形のレジストバクーンを形成
ずることができるのである。
According to the findings of the present inventors, in order to obtain a resist pattern with a rectangular cross-sectional shape, it is necessary to increase the dissolution rate of the upper layer when developing the exposed resist. This is due to the following reasons. That is, in the exposed portion of the resist, the surface tension of the developer in the vicinity of the surface decreases due to the resist eluted by the developer. As a result, the affinity of the developing solution for the resist improves, and the rate of dissolution from 1 to 1 is increased. That is, as the development progresses to the lower layer of the resist, the amount of dissolved resist increases, and the dissolution rate of the resist gradually increases. This tendency becomes particularly noticeable when the developer is stationary on the semiconductor wafer. The resist dissolution rate characteristic in this case is as shown by curve a in FIG. If a resist dissolution rate characteristic as shown by this curve a is obtained, a resist bag having a rectangular cross section can be formed on the semiconductor wafer 101 as shown in FIG. 3.

ところが、すでに述べたように、従来の現像液供給方弐
では半導体ウェハ上で現像液が揺動してしまうため、現
像液により溶出したレジストはこの揺動により現像液中
で拡散される。この結果、レジストの下層部でもレジス
ト溶解速度が大きくならない。この場合には、レジスト
溶解速度特性は第2図の曲線bで示すようになり、現像
により得られるレジストパターン102の断面形状は第
4図に示すようにテーバーの付いた形状となり、矩形と
はならない。
However, as mentioned above, in the conventional developer supply method 2, the developer oscillates on the semiconductor wafer, and the resist eluted by the developer is diffused in the developer by this oscillation. As a result, the resist dissolution rate does not increase even in the lower layer of the resist. In this case, the resist dissolution rate characteristic becomes as shown by curve b in FIG. 2, and the cross-sectional shape of the resist pattern 102 obtained by development becomes a tapered shape as shown in FIG. 4, which is different from a rectangular shape. No.

以上のように、従来の現像方法では、断面形状が矩形の
レジストパターンを得ることは難しかった。
As described above, it has been difficult to obtain a resist pattern with a rectangular cross-sectional shape using conventional development methods.

従って本発明の目的は、断面形状が矩形のレジストパタ
ーンを容易に得ることができる現像方法を提供すること
にある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a developing method that can easily obtain a resist pattern having a rectangular cross-sectional shape.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題を解決するために、本発明は、基板(1)上に
形成されたレジストを所定パターンで露光した後、レジ
ストの現像を行うことによりレジストパターンを得るよ
うにした現像方法において、レジスト上に冷却された現
像液(2)を供給し、現像液(2)が静止した後にレジ
ストを加熱するようにしている。
In order to solve the above problems, the present invention provides a developing method in which a resist pattern is obtained by exposing a resist formed on a substrate (1) in a predetermined pattern and then developing the resist. A cooled developer (2) is supplied, and the resist is heated after the developer (2) has come to rest.

ここで、現像液(2)の冷却温度は、レジストの現像の
進行が抑えられるような温度に選ばれ、例えば使用する
レジストの凝固点から凝固点+5゜C程度の範囲内の温
度に選ばれる。この冷却温度は、具体的には例えば0〜
5゜C程度の範囲内の温度に選ばれる。一方、現像液(
2)の加熱温度は、この現像液(2)によるレジスト溶
解速度が実用上十分に大きくなるように選ばれる。この
加熱温度は、冷却された現像液(2)によるレジスト溶
解速度が例えば冷却前と同程度に回復する程度の温度で
実用上は十分である。この加熱温度は、具体的には例え
ば室温程度の温度に選ばれる。
Here, the cooling temperature of the developer (2) is selected to be such a temperature that the progress of development of the resist can be suppressed, and is selected, for example, to a temperature within a range of about 5° C. from the freezing point of the resist to be used. Specifically, this cooling temperature is, for example, 0 to
The temperature is selected within a range of about 5°C. On the other hand, the developer (
The heating temperature in step 2) is selected so that the rate of resist dissolution by the developer (2) is sufficiently high for practical purposes. This heating temperature is practically sufficient at a temperature at which the resist dissolution rate by the cooled developer (2) recovers to the same level as before cooling, for example. This heating temperature is specifically selected to be about room temperature, for example.

この現像を実際に行うための現像装置としては、例えば
、通常用いられている標準的な現像装置にレジストを冷
却するための冷却器(3)及びレジストを加熱するため
の加熱装置(4)を設けた構成のものを用いることがで
きる。
As a developing device for actually carrying out this development, for example, a standard developing device that is commonly used is equipped with a cooler (3) for cooling the resist and a heating device (4) for heating the resist. The configuration provided can be used.

〔作用〕[Effect]

露光後のレジスト上に供給された現像液(2)は最初の
うちは揺動しているが、しばらくすると静止状態となる
。ここで、この現像液(2)は冷却されているので、こ
の揺動している間にレジストの現像は進行しない。
The developer (2) supplied onto the resist after exposure oscillates at first, but becomes stationary after a while. Here, since the developer (2) has been cooled, the development of the resist does not proceed while it is being oscillated.

そこで、次にこの冷却された現像液(2)を例えば室温
程度の温度に加熱すると、この現像液(2)によるレジ
スト溶解速度が増大し、レジストの現像が進行する。
Therefore, when the cooled developer (2) is then heated to, for example, room temperature, the rate of resist dissolution by the developer (2) increases and development of the resist progresses.

このように、現像液(2)は基板(1)上で揺動してい
る間は冷却された状態となっているので、この間はレジ
ストの現像は進行せず、加熱された後にはじめて現像が
進行するようになる。これによって、第2図の曲線aで
示すようなレジスト溶解速度特性が得られ、現像により
得られるレジストパターンの断面形状は第3図に示すと
同様な矩形となる。
In this way, the developing solution (2) is in a cooled state while it is rocking on the substrate (1), so the development of the resist does not proceed during this time, and development does not proceed until after it is heated. It will start to progress. As a result, a resist dissolution rate characteristic as shown by curve a in FIG. 2 is obtained, and the cross-sectional shape of the resist pattern obtained by development becomes a rectangle similar to that shown in FIG. 3.

以上のように、上記した手段によれば、断面形状が矩形
のレジス1・パターンを容易に得ることができる。
As described above, according to the above-described means, it is possible to easily obtain a resist 1 pattern having a rectangular cross-sectional shape.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

この実施例においては、後述のように現像液の冷却器及
び加熱装置を備えた枚葉型の現像装置を用いて現像を行
う。
In this embodiment, development is performed using a single-wafer type developing device equipped with a developer cooler and a heating device, as will be described later.

第1図A〜第1図Cは本発明の一実施例による現像方法
を示す。
1A to 1C illustrate a developing method according to an embodiment of the present invention.

第1図Aにおいて、符号1は例えばシリコンウェハのよ
うな半導体ウェハを示す。この半導体ウェハ1上には、
例えば縮小投影露光装置によりすでに所定パターンで露
光された例えばポジ型フォトレジストのようなレジスト
(図示せず)が塗布されている。そこで、まず図示省略
した現像液供給源より供給される現像液2を冷却器3内
を通して冷却した後、この冷却された現像液2を半導体
ウェハ1上に所定量供給する。ここで、この現像液2の
冷却温度は、この現像液2によるレジスト溶解速度が十
分に小さくなるように選ばれ、具体的には例えば0゜C
程度に選ばれる。また、この現像液2としては種々のも
のを用いることができるが、具体的には例えばテトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイドを2.38%含有
するアルカリ現像液が用いられる。
In FIG. 1A, reference numeral 1 indicates a semiconductor wafer, such as a silicon wafer. On this semiconductor wafer 1,
A resist (not shown), such as a positive photoresist, which has been exposed in a predetermined pattern using, for example, a reduction projection exposure device, is applied. Therefore, first, a developer 2 supplied from a developer supply source (not shown) is cooled by passing through a cooler 3, and then a predetermined amount of the cooled developer 2 is supplied onto the semiconductor wafer 1. Here, the cooling temperature of the developer 2 is selected so that the resist dissolution rate by the developer 2 is sufficiently low, and specifically, for example, 0°C.
selected according to degree. Further, various types of developer can be used as the developer 2, and specifically, for example, an alkaline developer containing 2.38% of tetramethylammonium hydroxide is used.

この現像液2を半導体ウェハ1上に供給した直後はこの
現像液3は揺動ずるが、この間この現像液2は冷却状態
を保持しているので、この現像液2によるレジスト溶解
速度は極めて小さく、従ってレジストの現像はほとんど
進行しない。
Immediately after the developer 2 is supplied onto the semiconductor wafer 1, the developer 3 oscillates, but during this time the developer 2 remains cooled, so the rate of resist dissolution by the developer 2 is extremely small. , therefore, the development of the resist hardly progresses.

半導体ウェハ1上に現像液2を供給した後、しばらくす
るとこの現像液2の揺動はおさまり、第1図Bに示すよ
うに、この現像液2は半導体ウェハ1上で静止状態とな
る。
After a while after the developer 2 is supplied onto the semiconductor wafer 1, the shaking of the developer 2 stops, and the developer 2 becomes stationary on the semiconductor wafer 1, as shown in FIG. 1B.

次に第1図Cに示すように、上述のように現像液2が半
導体ウエハ1上で静止した状態で、例えばこの半導体ウ
ェハ1の直上に設けられた加熱装置4によりこの現像液
2を例えば室温程度まで加熱する。ここで、この加熱装
置4としては、具体的には例えば赤外線加熱装置やマイ
クロ波加熱装置を用いることができる。この加熱装置4
による加熱により現像液2のレジスト溶解速度が増加し
、この現像液2によるレジストの現像が進行する。
Next, as shown in FIG. 1C, while the developer 2 is stationary on the semiconductor wafer 1 as described above, the developer 2 is heated, for example, by a heating device 4 provided directly above the semiconductor wafer 1. Heat to about room temperature. Here, as the heating device 4, specifically, for example, an infrared heating device or a microwave heating device can be used. This heating device 4
The resist dissolution rate of the developer 2 increases due to the heating, and the development of the resist by the developer 2 progresses.

このようにして現像が終了した後、リンス洗浄や乾燥な
どの処理を経て現像工程が終了する。
After the development is completed in this way, the development process is completed after processing such as rinsing and drying.

以上のように、この実施例によれば、所定パターンで露
光されたレジストが形成された半導体ウェハ1上にこの
レジストの現像が進行しない程度の温度に冷却された現
像液2を供給し、この現像液2の揺動がおさまって静止
状態となった後に加熱装置4によりこの現像液2を例え
ば室温程度に加熱してレジスト溶解速度を増大させ、現
像を進行させるようにしているので、第2図の曲線aで
示すようなレジスト溶解速度特性が得られ、これによっ
て現像終了後には第3図に示すと同様な断面形状が矩形
のレジストパターンを容易に得ることができる。
As described above, according to this embodiment, the developer 2 cooled to a temperature that prevents the development of the resist from proceeding is supplied onto the semiconductor wafer 1 on which a resist exposed in a predetermined pattern is formed. After the fluctuation of the developer 2 has subsided and it is in a stationary state, the developer 2 is heated by the heating device 4 to, for example, room temperature to increase the resist dissolution rate and progress the development. A resist dissolution rate characteristic as shown by curve a in the figure is obtained, and as a result, after development is completed, a resist pattern having a rectangular cross-sectional shape similar to that shown in FIG. 3 can be easily obtained.

以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

例えば、上述の実施例においては、基板が半導体ウェハ
1である場合について説明しているが、半導体ウェハ1
以外の各種の基板を用いることが可能である。
For example, in the above embodiment, the case where the substrate is the semiconductor wafer 1 is explained, but the semiconductor wafer 1
It is possible to use various types of substrates other than the above.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、以上述べたように構成されているので、断面
形状が矩形のレジストパターンを容易に得ることができ
る。
Since the present invention is configured as described above, a resist pattern having a rectangular cross-sectional shape can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図A〜第1図Cは本発明の一実施例による現像方法
を工程順に説明するための断面図、第2図はレジストの
溶解速度特性を示すグラフ、第3図及び第4図はそれぞ
れレジストパターンの断面形状を示す断面図である。 図面における主要な符号の説明 1二半導体ウェハ、 2:現像液、 3:冷却器、 4
:加熱装置。
1A to 1C are cross-sectional views for explaining the developing method according to an embodiment of the present invention in the order of steps, FIG. 2 is a graph showing the dissolution rate characteristics of the resist, and FIGS. 3 and 4 are FIG. 3 is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of each resist pattern. Explanation of main symbols in the drawings 1. 2. Semiconductor wafer, 2. Developing solution, 3. Cooler, 4.
: Heating device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 基板上に形成されたレジストを所定パターンで露光した
後、上記レジストを現像することによりレジストパター
ンを得るようにした現像方法において、 上記レジスト上に冷却された現像液を供給し、上記現像
液が上記基板上で静止した後に上記レジストを加熱する
ようにしたことを特徴とする現像方法。
[Scope of Claims] A developing method in which a resist pattern is obtained by exposing a resist formed on a substrate in a predetermined pattern and then developing the resist, wherein a cooled developer is supplied onto the resist. A developing method characterized in that the resist is heated after the developer comes to rest on the substrate.
JP11116589A 1989-04-28 1989-04-28 Development method Pending JPH02291109A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008118087A (en) * 2006-11-03 2008-05-22 Postech Foundation T-gate forming method for high electron mobility transistor and gate structure thereof
JP2011151326A (en) * 2010-01-25 2011-08-04 Tokyo Electron Ltd Development processing method, program, computer storage medium, and development processing system

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