JPH0437115A - ウェーハの現像モニタ方法 - Google Patents
ウェーハの現像モニタ方法Info
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- JPH0437115A JPH0437115A JP14159990A JP14159990A JPH0437115A JP H0437115 A JPH0437115 A JP H0437115A JP 14159990 A JP14159990 A JP 14159990A JP 14159990 A JP14159990 A JP 14159990A JP H0437115 A JPH0437115 A JP H0437115A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
半導体ウェハの現像を当初から的確にモニタできる現像
モニタ方法に関し、 予め現像液の注入された液槽にウェハを落下させて現像
か進む状況を液槽の側方から取り出した干渉光により連
続的にモニタできる現像モニタ方法を提供することを目
的とし、 半導体ウェハ上のホトレジストを現像液で現像するとき
、ウェハ基板からの反射光とホトレジスト表面からの反
射光との干渉光により現像の進行状況をモニタするウェ
ハの現像モニタ装置において、現像液の注入された現像
槽にホトレジストを被覆したウェハ基板を該現像液に漬
け、前記現像槽の所定位置に設けた光線透過窓を介して
干渉光検出部で検出した信号により、現像の進行状況を
モニタすることで構成する。
モニタ方法に関し、 予め現像液の注入された液槽にウェハを落下させて現像
か進む状況を液槽の側方から取り出した干渉光により連
続的にモニタできる現像モニタ方法を提供することを目
的とし、 半導体ウェハ上のホトレジストを現像液で現像するとき
、ウェハ基板からの反射光とホトレジスト表面からの反
射光との干渉光により現像の進行状況をモニタするウェ
ハの現像モニタ装置において、現像液の注入された現像
槽にホトレジストを被覆したウェハ基板を該現像液に漬
け、前記現像槽の所定位置に設けた光線透過窓を介して
干渉光検出部で検出した信号により、現像の進行状況を
モニタすることで構成する。
本発明は半導体ウェーハの現像を当初から的確にモニタ
できる現像モニタ装置に関する。
できる現像モニタ装置に関する。
パターンを感光させたホトレジストの被覆された半導体
ウェーハを現像するとき、従来はウェーハを入れた槽内
に上方から現像液を注ぎ込み、つ工−ハ上に起こる現像
状況を干渉光によりモニタしている。このとき現像開始
時刻と、開始直後の現像状態とは、現像液の液面が上下
することにより発生する雑音のためモニタか良好にでき
なかった。短時間で現像が終了するウェーハについても
的確に現像の進行をモニタできる技術を開発することが
要望された。
ウェーハを現像するとき、従来はウェーハを入れた槽内
に上方から現像液を注ぎ込み、つ工−ハ上に起こる現像
状況を干渉光によりモニタしている。このとき現像開始
時刻と、開始直後の現像状態とは、現像液の液面が上下
することにより発生する雑音のためモニタか良好にでき
なかった。短時間で現像が終了するウェーハについても
的確に現像の進行をモニタできる技術を開発することが
要望された。
半導体ウェーハに対するホトリソグラフィ技術は、ウェ
ーハ上に被覆されたホトレジスト（光感光性樹脂）に対
し、レーザ光・Ｘ線などにより微細パターンを書込み、
次いで現像を行って不要なホトレジストを除去している
。現像処理の進行状況をモニタする装置は第５図に示す
構成となっていた。第５図において、■は現像槽、２は
半導体ウェーハ、３はホトレジスト、４はウェーハ保持
台、５は入射・干渉光用光ファイバ、６は現像液タンク
、７はハーフミラ−１８−１，８−２は光フィルタ、９
は光源、ｌＯは干渉光検出器、１１は検出器の制御部、
１２はスイッチ、１３はホトレジスト３への入射光、１
４は反射・干渉光を示す。
ーハ上に被覆されたホトレジスト（光感光性樹脂）に対
し、レーザ光・Ｘ線などにより微細パターンを書込み、
次いで現像を行って不要なホトレジストを除去している
。現像処理の進行状況をモニタする装置は第５図に示す
構成となっていた。第５図において、■は現像槽、２は
半導体ウェーハ、３はホトレジスト、４はウェーハ保持
台、５は入射・干渉光用光ファイバ、６は現像液タンク
、７はハーフミラ−１８−１，８−２は光フィルタ、９
は光源、ｌＯは干渉光検出器、１１は検出器の制御部、
１２はスイッチ、１３はホトレジスト３への入射光、１
４は反射・干渉光を示す。
光源９からのモニタ用光線は光フィルタ８−１、ハーフ
ミラ−７、光ファイバ５を介して入射光１３としてホト
レジスト３に到達する。半導体ウェーハ２は当初、現像
槽１内に在って現像液と接触していないが、ホトレジス
ト３に対し現像液タンク６から、作業者が現像液を流し
込むと現像か開始される。入射光１３はホトレジスト３
を通り、ウェーハ２の基板に当たって反射したものが、
レジスト表面からの反射光と干渉して、干渉光１４とな
る。この干渉光１４は現像の進行と共にパターンのない
所のホトレジスト３か薄くなるために強度の変化を生じ
、それか検出器ＩＯにおいて受光される。なお、このと
き検出器１０の動作は、現像液を流し込みホトレジスト
と触れた時を観察しながら、それと同期して操作された
スイッチ１２により制御部１１か処理を開始して制御さ
れる。
ミラ−７、光ファイバ５を介して入射光１３としてホト
レジスト３に到達する。半導体ウェーハ２は当初、現像
槽１内に在って現像液と接触していないが、ホトレジス
ト３に対し現像液タンク６から、作業者が現像液を流し
込むと現像か開始される。入射光１３はホトレジスト３
を通り、ウェーハ２の基板に当たって反射したものが、
レジスト表面からの反射光と干渉して、干渉光１４とな
る。この干渉光１４は現像の進行と共にパターンのない
所のホトレジスト３か薄くなるために強度の変化を生じ
、それか検出器ＩＯにおいて受光される。なお、このと
き検出器１０の動作は、現像液を流し込みホトレジスト
と触れた時を観察しながら、それと同期して操作された
スイッチ１２により制御部１１か処理を開始して制御さ
れる。
そして干渉光検出器ｌＯにおいて干渉光の強度の変化を
検出すると、第６図に示すようになっている。即ちスイ
ッチ１２を操作して現像開始と判断した時刻ｔ０以後ｔ
１まての通常３〜４秒間は、強度が大きく変動する。そ
れは現像液か当初において液面か上下に揺れるためであ
る。その後は現像の進行により膜厚か薄くなり、それと
共に干渉光は比較的ゆっくりとした強度変化をする。そ
の周期はλ／２ｎに比例している。ここてλは光源９よ
り光フィルタ８−１を透過した光の波長で、例えば６０
０ｎｍのもの、ｎはホトレジスト３の屈折率を示す。そ
して強度変化がなくなったとき現像か終了したと判断す
る。
検出すると、第６図に示すようになっている。即ちスイ
ッチ１２を操作して現像開始と判断した時刻ｔ０以後ｔ
１まての通常３〜４秒間は、強度が大きく変動する。そ
れは現像液か当初において液面か上下に揺れるためであ
る。その後は現像の進行により膜厚か薄くなり、それと
共に干渉光は比較的ゆっくりとした強度変化をする。そ
の周期はλ／２ｎに比例している。ここてλは光源９よ
り光フィルタ８−１を透過した光の波長で、例えば６０
０ｎｍのもの、ｎはホトレジスト３の屈折率を示す。そ
して強度変化がなくなったとき現像か終了したと判断す
る。
第５図の装置ではウェーハ３か保持台４により横置きさ
れているため、現像液はウェーハ３の全体にわたり同時
に浸されず、現像開始時刻か一定しない。またスイッチ
１２を操作した時刻は現像開始の時刻と必ずしも一致し
ない。現像開始後３〜４秒間は現像の処理か進行してい
ても、その状況は検出器ｌＯにより検出てきす、ホトレ
ジスト３が薄くて狭いときは、この間に現像が終了する
部分と進行中の部分とか生じることとなった。現像の初
期過程を解析することは、露光・現像の検討に重要な役
割を果たす場合が多いけれど、第５図の装置ではその解
析か出来なかった。
れているため、現像液はウェーハ３の全体にわたり同時
に浸されず、現像開始時刻か一定しない。またスイッチ
１２を操作した時刻は現像開始の時刻と必ずしも一致し
ない。現像開始後３〜４秒間は現像の処理か進行してい
ても、その状況は検出器ｌＯにより検出てきす、ホトレ
ジスト３が薄くて狭いときは、この間に現像が終了する
部分と進行中の部分とか生じることとなった。現像の初
期過程を解析することは、露光・現像の検討に重要な役
割を果たす場合が多いけれど、第５図の装置ではその解
析か出来なかった。
本発明の目的は前述の欠点を改善し、予め現像液の注入
された液槽にウェーハを落下させて現像か進む状況を液
槽の側方から取り出した干渉光により連続的にモニタで
きる現像モニタ方法を提供することにある。
された液槽にウェーハを落下させて現像か進む状況を液
槽の側方から取り出した干渉光により連続的にモニタで
きる現像モニタ方法を提供することにある。
第１図は本発明の原理構成を示す図である。第１図にお
いて、２は半導体ウェーハ、３はホトレジスト、１３は
入射光、１４は干渉光、１５は現像槽、１６は現像液、
１７は光線透過窓、１８は干渉光検出部を示す。
いて、２は半導体ウェーハ、３はホトレジスト、１３は
入射光、１４は干渉光、１５は現像槽、１６は現像液、
１７は光線透過窓、１８は干渉光検出部を示す。
半導体ウェーハ２上のホトレジスト３を現像液１６で現
像するとき、ウェーハ２基板からの反射光とホトレジス
ト表面からの反射光との干渉光１４により現像の進行状
況をモニタするウェーハの現像モニタ方法において、本
発明は下記の構成としている。即ち、 現像液１６の注入された現像槽１５にホトレジスト３を
被覆したウェーハ２基板を該現像液１６に漬け、前記現
像槽１５の所定位置に設けた光線透過窓１７を介して、
干渉光検出部１８で検出した信号により、現像の進行状
況をモニタすることで構成する。
像するとき、ウェーハ２基板からの反射光とホトレジス
ト表面からの反射光との干渉光１４により現像の進行状
況をモニタするウェーハの現像モニタ方法において、本
発明は下記の構成としている。即ち、 現像液１６の注入された現像槽１５にホトレジスト３を
被覆したウェーハ２基板を該現像液１６に漬け、前記現
像槽１５の所定位置に設けた光線透過窓１７を介して、
干渉光検出部１８で検出した信号により、現像の進行状
況をモニタすることで構成する。
現像槽１５は縦置きとされ、所定量の現像液１６を予め
注入して置く。次にホトレジスト３が被覆されたウェー
ハ２を現像槽１５内に落下させるから、現像はホトレジ
スト３の全面にわたり略同時に開始される。入射光１３
が光線透過窓１７から現像槽１５内に入射し、レジスト
表面からの反射光２３とウェーハ基板からの反射光とに
よって得られた干渉光１４は、透過窓１７から外部へ出
て干渉光検出部１８において検出される。ウェーハ２が
現像槽１５内を白矢印のように落下し、槽の底面に到達
したときは、ウェーハ２の動きは停止する。現像の開始
時からの時間経過と共に干渉光が強度変化することを調
べると、第２図に示すように初期雑音に起因するゆらぎ
は生じていない。
注入して置く。次にホトレジスト３が被覆されたウェー
ハ２を現像槽１５内に落下させるから、現像はホトレジ
スト３の全面にわたり略同時に開始される。入射光１３
が光線透過窓１７から現像槽１５内に入射し、レジスト
表面からの反射光２３とウェーハ基板からの反射光とに
よって得られた干渉光１４は、透過窓１７から外部へ出
て干渉光検出部１８において検出される。ウェーハ２が
現像槽１５内を白矢印のように落下し、槽の底面に到達
したときは、ウェーハ２の動きは停止する。現像の開始
時からの時間経過と共に干渉光が強度変化することを調
べると、第２図に示すように初期雑音に起因するゆらぎ
は生じていない。
第３図は本発明の実施例の構成を示す図である。
第３図において、１９はウェーハを現像槽１５内へ落下
させるための案内ガイド、２ｏは第２の窓で、現像槽１
５の光線透過窓１７とは現像液を介して反対側位置に設
けたものである。２１は光検知器を示し、その他、第１
図・第５図と同一の符号は同様のものを示している。現
像槽１５と窓１７の材質として高純度の石英を使用する
ことか好適である。この石英は２００ｎｍ（紫外領域）
〜１２００ｎｍ（赤外領域）の波長の光に対して吸収か
ないことを確かめて使用した。光フィルタ８−１．８−
２は中心波長８４０ｎｍの帯域通過型を用いた。
させるための案内ガイド、２ｏは第２の窓で、現像槽１
５の光線透過窓１７とは現像液を介して反対側位置に設
けたものである。２１は光検知器を示し、その他、第１
図・第５図と同一の符号は同様のものを示している。現
像槽１５と窓１７の材質として高純度の石英を使用する
ことか好適である。この石英は２００ｎｍ（紫外領域）
〜１２００ｎｍ（赤外領域）の波長の光に対して吸収か
ないことを確かめて使用した。光フィルタ８−１．８−
２は中心波長８４０ｎｍの帯域通過型を用いた。
第３図に示すように、光路より少し上のレベルまで現像
槽１５に現像液１６を満たして置く。次に入射光１３が
光検知器２１により検知されていることを確かめてから
、案内ガイド１９を使用してウェーハ２を現像槽１５内
に落下させる。光検知器２１は入射光１３がウェーハ２
により遮断されたことを検知し、その信号を制御部１１
へ送出するから、検出器１０は現像開始を正確に判断で
きる。ホトレジスト３に対する現像は、ウェーハ２が現
像槽１５内を落下して行くとき、ホトレジスト３の表面
の略全面にわたり同時に開始される。
槽１５に現像液１６を満たして置く。次に入射光１３が
光検知器２１により検知されていることを確かめてから
、案内ガイド１９を使用してウェーハ２を現像槽１５内
に落下させる。光検知器２１は入射光１３がウェーハ２
により遮断されたことを検知し、その信号を制御部１１
へ送出するから、検出器１０は現像開始を正確に判断で
きる。ホトレジスト３に対する現像は、ウェーハ２が現
像槽１５内を落下して行くとき、ホトレジスト３の表面
の略全面にわたり同時に開始される。
したがって、第２図に示すように干渉光の強度変化に雑
音などが混入されない。第３図はウェーハ２が現像槽１
５内に落下した当初の状態を示し、この後ウェーハ２は
白矢印２２のように更に落下し、現像槽１５内の底面に
到って停止する。
音などが混入されない。第３図はウェーハ２が現像槽１
５内に落下した当初の状態を示し、この後ウェーハ２は
白矢印２２のように更に落下し、現像槽１５内の底面に
到って停止する。
第３図におけるホトレジストとしてポジレジストと呼ば
れる材質を使用し、波長の特に短い紫外線により露光し
てパターンを形成したとき、或いは同材質に電子線を照
射してパターンを形成したとき、そのようなホトレジス
トを現像して現像溶解速度を解析する場合に、本発明の
方法は極めて有効である。即ち、そのような場合前記ポ
ジレジストの表面が特に光線などを吸収しているため、
第４図に示すように現像開始の当初は膜厚か速やかに薄
くなって、干渉光強度変化の繰り返しか烈しい。そして
前述の表面について現像か進んだ後は、次の現像はゆっ
くり進むため干渉光強度変化もゆっくりと繰り返すよう
になる。したかって現像開始時の初期状態か明確となり
、即ち初期雑音による妨害か除去でき、且つ現像経過を
有効に確認できる。
れる材質を使用し、波長の特に短い紫外線により露光し
てパターンを形成したとき、或いは同材質に電子線を照
射してパターンを形成したとき、そのようなホトレジス
トを現像して現像溶解速度を解析する場合に、本発明の
方法は極めて有効である。即ち、そのような場合前記ポ
ジレジストの表面が特に光線などを吸収しているため、
第４図に示すように現像開始の当初は膜厚か速やかに薄
くなって、干渉光強度変化の繰り返しか烈しい。そして
前述の表面について現像か進んだ後は、次の現像はゆっ
くり進むため干渉光強度変化もゆっくりと繰り返すよう
になる。したかって現像開始時の初期状態か明確となり
、即ち初期雑音による妨害か除去でき、且つ現像経過を
有効に確認できる。
このようにして本発明によると、現像の初期過程におけ
る高精度のモニタか可能となる。現像速度の非常に速い
系に対するモニタも可能となる。
る高精度のモニタか可能となる。現像速度の非常に速い
系に対するモニタも可能となる。
現像初期の反応速度解析による現像メカニズムの解析や
、反応の速い系に対する現像終点検出か可能となる。ま
た通常の系における初期雑音による現像開始点の誤検知
の防止か可能となるから、半導体ウェーハの微細パター
ンの高精度化や、高信頼性に大いに寄与することが出来
る。
、反応の速い系に対する現像終点検出か可能となる。ま
た通常の系における初期雑音による現像開始点の誤検知
の防止か可能となるから、半導体ウェーハの微細パター
ンの高精度化や、高信頼性に大いに寄与することが出来
る。
第１図は本発明の原理構成を示す図、
第２図は第１図の動作波形図、
第３図は本発明の実施例の構成を示す図、第４図は本発
明の他の実施例による動作波形図、第５図は従来の現像
モニタ装置の構成図、第６図は第５図の動作波形図を示
す。 ２・・・半導体ウェーハ ３・・ホトレジスタ １３・・・入射光 １４・・干渉光Ｉ５−現像
槽 １６−・・現像液１７−・・光線透過窓 １８−干渉光検出部 特許出願人 富士通株式会社 代 理 人 弁理士 鈴木栄祐 第１図 時間 第１図の動作波形図 第２図
明の他の実施例による動作波形図、第５図は従来の現像
モニタ装置の構成図、第６図は第５図の動作波形図を示
す。 ２・・・半導体ウェーハ ３・・ホトレジスタ １３・・・入射光 １４・・干渉光Ｉ５−現像
槽 １６−・・現像液１７−・・光線透過窓 １８−干渉光検出部 特許出願人 富士通株式会社 代 理 人 弁理士 鈴木栄祐 第１図 時間 第１図の動作波形図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 I 、半導体ウェーハ（２）上のホトレジスト（３）を
現像液（１６）で現像するとき、ウェーハ（２）基板か
らの反射光とホトレジスト表面からの反射光との干渉光
（１４）により現像の進行状況をモニタするウェーハの
現像モニタ方法において、 現像液（１６）の注入された現像槽（１５）にホトレジ
スト（３）を被覆したウェーハ（２）基板を該現像液（
１６）に漬け前記現像槽（１５）の所定位置に設けた光
線透過窓（１７）を介して、干渉光検出部（１８）で検
出した信号により現像の進行状況をモニタすることを特
徴とするウェーハの現像モニタ方法。 II、請求項第１項記載の現像槽には、前記光線透過窓と
現像液を介して反対側位置に第２の窓と、該第２の窓か
ら透過する光を検知する光検知器とを具備し、該光検知
器の出力により現像開始時刻を判定することを特徴とす
るウェーハの現像モニタ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14159990A JP3040134B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | ウェーハの現像モニタ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14159990A JP3040134B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | ウェーハの現像モニタ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437115A true JPH0437115A (ja) | 1992-02-07 |
| JP3040134B2 JP3040134B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=15295759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14159990A Expired - Fee Related JP3040134B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | ウェーハの現像モニタ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3040134B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9222622B2 (en) | 2007-11-26 | 2015-12-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Vessels with personnel access provisions |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP14159990A patent/JP3040134B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9222622B2 (en) | 2007-11-26 | 2015-12-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Vessels with personnel access provisions |
| US10222000B2 (en) | 2007-11-26 | 2019-03-05 | Versum Materials Us, Llc | Vessels with personnel access provisions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3040134B2 (ja) | 2000-05-08 |
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