JPH0414235A - レジスト膜欠陥の検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素体を覆う膜にエツチングにより所望
のパターンを形成するりソグラフィ技術のためのレジス
ト膜欠陥の検出方法に関する。

〔従来の技術〕

リソグラフィ技術は、半導体素子の製造工程に広く用い
られている。すなわち、例えば半導体基板表面上の酸化
膜に所望のパターンを形成するためには、酸化膜の上に
ある種の光あるいはＸｖＡ電子線、イオン線などに惑す
るレジストと呼ばれる物質を薄く塗り、これに上述の光
などを所望のパターンを有するマスクを介して照射して
露光し、黴細なパターンをレジストに形成する。このレ
ジスト膜パターンは酸化膜のエツチングのためのマスク
として用いられる。エツチングにより所望の酸化膜パタ
ーンが形成できる。しかし、レジスト膜にピンホールな
どの欠陥が生ずるときには、酸化膜に望ましくない穴が
明くため、同様な方法で形成されたレジスト膜の欠陥を
検出して欠陥発生の原因を解明し、欠陥発生の防止を行
う必要がある。

レジスト膜の欠陥の検出方法としては、従来は一般に表
面を熱酸化したＳ１基Ｆｉ（以下ウェーハと記す）を用
い、この上にレジストを塗布し、レジストがネガ型の場
合は全面露光、現像、ポストベークを行い、ポジ型の場
合は現像、ボストベークのみ行い、次にＨＦなどの酸化
膜のエツチング液に数分間浸し、酸化膜にあいた穴の数
を測定する方法が行われる。また、Ａ−Ｐ−Ｗエッチ法
と呼ばれるものは、酸化膜を溶解せずにその下側のＳｉ
を熔解するエツチング液で処理し、酸化膜の穴より広い
面積のビットをつくり、その数を測定する。

あるいは、比較的容易な方法として、熱酸化膜の代わり
にＣＶＤ−りんガラス膜を用い、上と同様にレジスト膜
を形成し、ＨＦまたはＨＦ＋ＨＮＯ３のようなエツチン
グ液で処理するだけでりんガラス膜の穴を数える方法が
ある。この他、Ｓｉウェーハ上に直接レジスト膜を形成
し、さらにこの上に多数の円形Ａ７を極を形成し、Ｓｌ
−レジスト膜−Ｍ構造のコンデンサの耐圧を求めるピン
ホール検出方法がある。つまり、レジスト腹厚が４００
０人のコンデンサの場合は１７５■の耐圧をもつが、耐
圧が４０Ｖ以下の場合はピンホールが存在するものとし
て欠陥のあるコンデンサの割合いを求める０以上４通り
がこれまでいろいろな文献等で紹介されている一般的な
レジスト膜の欠陥検出方法の実例である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかじながら、上記の方法では種々の問題点があげられ
る。たとえば、最初に挙げた方法では、酸化膜に作成し
た穴は非常に小さいものであるため、高倍率の顕微鏡を
使用しても検出が容易ではなく、塵埃等の識別も容易で
はない。また、Ａ−Ｐ−Ｗエッチ法の場合は、Ｓｉウェ
ーハ上に特殊なエッチビットが形成されるために塵埃等
との識別は容易ではあるが、この測定方法はＳｉを溶解
するのにエチレンジアミン、カテコールのような特殊な
薬品の使用と長時間のエツチングを要する。ウェーハを
前記のエツチング液に浸し、１１０℃で数時間還流冷却
器を付けて液の蒸発を防ぎながら加熱しなければならな
い。また、この方法はエツチング時間が長くなればピッ
トが漸次増加する傾向があるため、エツチング時間の設
定にも不確定要因がある。りんガラス膜を用いる方法は
、容易に短時間でピンホールの検出は可能であるが、Ｃ
ＶＤ−りんガラス膜の突起、粗さ等の欠陥がレジスト膜
の欠陥の原因になるので、これを差し引くなどの注意が
必要になる。最後の円形Ａ７電掻を製作する方法は、Ａ
７電極製作のためにメタルマスク１着法を用いる。これ
により簡単に円形のり膜を堆積できるが、直径５〇−以
下の穴をもつメタルマスクの製作はむずかしくなってく
る。そのため、検出の精度を高めるにはり円形ｔ８ｉの
フォトエンチングが必要になってきて、簡単に実施でき
ない。

そこで、本発明は上記の種々の問題点を解決し、既存の
半導体素子の製造プロセス内の装置を用い、レジスト膜
の欠陥を容易にかつ正確に検出するための方法を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するために本発明は、第一導電形の半
導体基板の一面上に全面、酸化膜を形成し、その上にレ
ジストを塗布し、レジスト膜を現像液に不溶化したのち
現像、硬化し、前記酸化膜形成面に酸化膜エンチング液
をレジスト塗布面に露出した酸化膜の除去に必要な時間
以上接触させたのちレジス）Ｉｌｌを除去し、次いで酸
化膜形成面に露出した半導体基板に第二導電形領域を形
成するのに十分な不純物イオンの注入、注入不純物の拡
散を行ったのち、半導体基板表面上の酸化膜を除去し、
さらに酸化膜除去後の半導体基板にスティンエツチング
を施し、光学顕微鏡により着色された第二導電形領域を
見出すものとする。

〔作用〕

ふガ型レジスト膜は全面露光することにより、ポジ型レ
ジスト膜は露光しないことにより現像液に不溶化となり
、現像後酸化膜上に残留し、硬化させることができる。

従って、レジスト膜に欠陥があれば次の酸化膜エツチン
グ液接触の際にその欠陥部を通ったエンチング液により
酸化膜の露出した部分が除去される。不純物イオン注入
時にはこの酸化膜が除去された部分から半導体基板の露
出した部分にイオンが注入され、拡散によって第二導電
形領域が第一・導電形基板に生ずる。この第二導電形領
域は不純物拡散のため欠陥の寸法が拡大され、スティン
エツチングで着色されるから光学顕微鏡で容易に見出す
ことができるので、着色部の存在からレジスト膜の欠陥
を検出することが可能になる。

Ｃ実施例〕 第１図（８）〜（ｆ）は本発明の一実施例のレジスト膜
欠陥検出過程を示す、シリコン基板１としてｎ型基板を
用いその上に熱酸化膜２を形成する　（図＋ａｌ）。

熱酸化膜２の厚さは、のちのイオン注入、拡散の際不純
物がつきぬけないように厚くし、例えば８０００人の厚
さにする。この熱酸化膜の上にレジスト３を塗布する。

この実施例ではネガ型レジストを用いた。レジスト膜３
にピンホール４がある場合を例示する　（図（′ｂ））
。次いで、フォトリソグラフィの装置を用いて全面露光
、現像およびボストヘークを行ったのち、ＨＦとＨ２Ｏ
の比がｌ：８の溶液中に浸漬する。浸漬時間は酸化膜２
がエツチングされるに必要な時間の２倍とする。すなわ
ち、温度３０℃でエッチアウトする時間が５分であると
すれば１０分間浸漬する。これにより、レジスト膜３の
ピンホール４の下にそのピンホールより大キい穴５を生
ずる　（図［０１）、次に１常の方法でレジスト膜３を
除去する　（図（ｄ））　　　このあと、基板全面にわ
たってＢ゛イオン５　ｘ　１ＱＩ４　／−のドーズ量で
注入し、熱処理により拡散させると、ｎ形番板１の表面
にｐ　８ｉ域６が生ずる　（図ｔｅ＋）、基板１上の酸
化膜は前記のＨＦ溶液を用いて除去する（図（ｆ））、
最後にＨＦとＨＮ（ｈの混合液を用いて数十秒間のステ
ィンエツチングを行うと、ｐ　ｔ＋ｉ域６の表面はｎＳ
Ｉ域と大きく異なる着色をされ、光学顕微鏡で識別でき
る。そこで、ｐ　ｔｉｌｌ域６の数。

寸法を測定することによりレジスト膜３のピンホールの
数、大きさを検出することができる。ｐ６１域６の寸法
は、識別しやすくするため、第１図ｆｅｌにおける酸化
膜２のオーバーエツチング、第１図ｔｅｌにおけるＢの
拡散によってピンホール３の大きさより拡大されている
が、その拡大率は予めの実験によって求めておくことが
できる。

第１図に示した欠陥検出過程に用いる酸化炉、フォトリ
ソグラフィのためのレジスト塗布装置、露光装置、現像
装置、ヘーキング装置、あるいは不純物注入装置、拡散
炉などは、半導体素子製造工程に用いる装置をそのまま
使用することができる。レジストにポジ型を用いたとき
は、上記の実施例の全面露光を除き、他の過程を同様に
行うことによってレジスト膜欠陥を検出できる。

なお、レジストに光取外のＸ線、電子線、イオン線など
に感する物質を用いたときには、露光を対応する線の照
射により行うことにより本発明を実施できることはいう
までもない。

本発明に基づく方法でレジスト膜の欠陥を検出した場合
、レジスト膜厚の管理あるいはレジスト液の濾過などの
方法で欠陥数を減らし、最終的に欠陥を零にする。第２
図は、レジスト膜厚の増加により１／シスト膜のピンホ
ール密度が減少することを示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レジスト膜に欠陥がある場合、その欠
陥を通して下層の酸化膜に穴ができることを利用し、半
導体基板のその穴の位！に不純物イオンの注入、拡散に
より他導電形の領域を形成し、スティンエツチングでの
着色によりその領域を見出すことによって欠陥の検出を
行うことができる。

この方法は、通常のウェーハプロセスに用いる装置を用
いるので特別の装置の必要はない。そして、検出過程で
小さい欠陥の寸法も拡大されるので、容易かつ正確に欠
陥の検出が可能であることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のレジスト膜欠陥検出過程を
（ａｌ〜ｆｆ）の順に示す断面図、第２図はレジスト膜
厚とレジスト膜ピンホール密度の関係線図である。 １：０形シリコン基板、２二酸化膜、３ニレジスト膜、
４：ピュ７ホール、５二酸化膜穴、５＋ｐ８Ｉｙ域。　
　　　　　　　　　　　　　　　　−−一代二！人ｍ　
Ｊｘ士　山　口　　巖 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）第一導電形の半導体基板の一面上に全面、酸化膜を
   形成し、その上にレジストを塗布し、レジスト膜を現像
   液に不溶化したのち現像、硬化し、前記酸化膜形成面に
   酸化膜エッチング液をレジスト塗布面に露出した酸化膜
   の除去に必要な時間以上接触させたのちレジスト膜を除
   去し、次いで酸化膜形成面に露出した半導体基板に第二
   導電形領域を形成するのに十分な不純物イオンの注入、
   注入不純物の拡散を行ったのち、半導体基板表面上の酸
   化膜を除去し、さらに酸化膜除去後の半導体基板にステ
   インエッチングを施し、光学顕微鏡により着色された第
   二導電形領域を見出すことを特徴とするレジスト膜欠陥
   の検出方法。