JPH0511304B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は現像の終点検出方法に係り、特に半導
体装置の製造の際に用いられるホトプロセスにお
いてホトレジストの現像の終点を確実に検出する
方法に関するものである。

従来の技術 ホトプロセスはホトレジストにマスクパターン
を転写する第のプロセスと、レジストのパター
ンを用いてその下地の膜を選択エツチング除去す
る第のプロセスとに大別される。

上記第のプロセスはレジスト塗布、露光、現
像そしてポストベーク迄の各工程を含む。レジス
ト塗布工程で用いられるホトレジストは周知のよ
うにネガ型とポジ型があり、例えばポジ型のホト
レジストでは光照射部分はアルカリ系の現像液に
可溶となり、未露光部が不溶性であるため溶解度
の差を生ずる点を利用してパターンが形成され
る。

現像工程ではネガ型、ポジ型とも市販の専用現
像液を用いる。レジストパターンの現像は前述の
ように、露光部と未露光部の溶解度の差を利用し
て行なわれる。現在の現像は、何んら終了判定を
行わず単に予め定めた時間、温度で行うか、また
は終了判定を行うにしても目視で行つている。現
像の方法としては浸漬による方法とスプレーによ
る方法等があるが、現像液の温度、濃度、経時変
化等の管理が困難であり、最適現象時間の決定に
も多くの現像を行い試行錯誤してなされる。ホト
レジストは無色透明なので現像終点の目視判定が
非常に困難であり、オーバー現像で対処してい
る。しかしながら最近ではレジストパターンの微
細化に伴なつて、単なる視覚的な検査によるオー
バー現像も不具合となつてきた。特に、水晶基板
にアルミニウムパターンを作成して発振周波数を
変化させる水晶発振器や、タンタル酸リチウムの
基板にアルミニウムパターンを作成し、共振周波
数を変化させて電気信号のフイルタとする表面弾
性波フイルタでは、現像過不足によりアルミニウ
ムの線幅が変化するので周波数が変化し目的とす
る周波数の製品ができないという欠陥がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記のようなホトレジスト現像の終点
判定の不安定さ、非能率性を解決しようとするも
のである。

本発明の目的は人間の感覚に依存しない定量的
な現像終点検出方法を提供することである。

本発明の他の目的は常に同一レベルの現像を実
行可能にする現像終点検出方法を提供することで
ある。

本発明の更に他の目的は自動化を可能とする現
像終点検出方法を提供することである。

問題点を解決するための手段 上記問題点は、基板上に形成された金属膜の上
にレジスト層を形成し、該レジスト層を所望のパ
ターンに形成するために露光し、次に該露光した
該レジスト層の現像の終点検出方法において、本
発明によれば前記露光したレジスト層下の該金属
膜を一方の電極となし、該金属膜と異なる金属材
料からなる物体を他の電極として現像液に浸漬
し、前記二つの電極間に発生する電圧または電流
の変化を検出して主現像の終了点とし、更に追加
現像フアクタに基づいて追加現像を行い該追加現
像終了点を現像の終了点とすることを特徴とする
現像の終点検出方法によつて解決される。

作 用 本発明によれば、レジスト層を通して接続され
る金属膜の電極と他の電極との間に発生する電圧
または電流は、レジスト現像の開始時はほゞ０な
いし小さいがレジスト現像が進むにつれて徐々に
増大し、電圧（電流）変化が最大となつた時を現
像（主現像）の終了とみなすことができる。ある
いは電圧（電流）がピーク（最大）値に達した時
を主現像の終了としてもよく、また所定値に到達
した時を主現像の終了としてもよい。

この主現像終了時点では、まだレジストの現像
残りがある箇所があるので、さらに現像を続け
（追加現像を行なつて）最適現像を行つて、レジ
スト現像を完了する。この追加現像は実際の現像
に基づいて適切に設定することになる。

第１図は本発明の方法を説明するためのレジス
ト現像装置の模式図である。第２Ａ図および第２
Ｂ図はレジストの現像工程を示す概略断面図であ
る。

第１図において、容器１内に、例えば、水酸化
ナトリウムを主成分とする現像液２が収納されて
おり、該現像液２内には、例えば300Å〜1μm厚
の蒸着アルミニウム膜（第２Ａ，２Ｂ図で２１）
と該アルミニウム層上に露光工程を完了したポジ
型ホトレジスト層（第２Ａ図において露光された
ホトレジスト２２、未露光ホトレジスト２３）と
を配設した例えばシリコンからなる基板３が浸漬
されている。また、現像液２中に白金線４も挿入
されている。

基板３上のレジスト露光部（第２Ａ図、２２）
の現像液２による現像の進行状態を監視するため
に、先端に保持具５を設けた被覆銅線６をアルミ
ニウム膜２１にレジスト層を貫通して接触させ
る。該アルミニウム膜２１を一方の電極とし、白
金線４を他方の電極とする。該保持具５の先端は
ホトレジスト層を容易に貫通することが可能な力
を加えることが出来る電極コネクタが好ましい。
被覆銅線６と白金線４のそれぞれの上方端はリー
ド線７ａおよび７ｂによつて増幅器９に、さら
に、ADコンバータ１０につながつている。電圧
を監視するためには、リード線７ａと７ｂとが抵
抗８を介して接続されている。

第１図のように基板３と白金線４とを現像液２
内に浸漬して、現像によりアルミニウム膜２１が
表出すると、化学変化による電池作用により、白
金線４を＋極、アルミニウム膜２１を−極として
電圧が発生し、電流が流れる。

基板３上の金属膜に接続させる導電線は検出精
度を上げるために、塩化ビニル樹脂、フツ素樹脂
などで被覆された金属線（例えば、銅、アルミニ
ウムなどの線材）であるのが好ましい。金属膜と
同種または異種の導電線を被覆なしに使用するこ
とも可能であるが、現像液の中に同時に浸漬せし
められて、他の電極（白金線）との間で電圧（電
流）が発生して、検出電圧（電流）に誤差が生
じ、検出値補正のわずらわしさがある。

基板３を現像液２中に浸漬して起動スイツチ１
６を押すとタイマが動作して時間計測を行い、例
えば、１秒ごとに、演算制御機能を備えた処理装
置（CPU）１１に割り込み、発生した現像電圧
を測定する。現像電圧は増幅器９で増幅され、
ADコンバータ１０を介して電気信号として処理
装置（CPU）１１に入力され、現像電圧記憶回
路１２に電圧のプロフイルを記憶する。現像電圧
の変動が最大になつた時（電圧変化の最大勾配点
の時）の電圧E₁時（第３図のＡ点）に、主現像
が終点に達したと判断する。この時点ではまだレ
ジストの現像残りがあるので、更に現像を続け点
Ｂを追加現像の終点として現像の完了とすること
ができる。この追加現像時間は条件出しの現像に
基づいて一定の時間を設定してもよく、又主現像
時間に対する時間％を設定してもい。また、現像
電圧のピーク値（最大値Ｅ）Ｐ点を検出した時点
を主現像の終点として、更に追加現像を行うこと
によつても、本発明を実現できることは明らかで
ある。主現像の終了点を電圧変化最大勾配時点、
又はピーク値のいずれで決めるかは、レジスト材
料、金属膜材質などによつて適宜設定する。ま
た、上述の説明では抵抗８を用いて発生している
電圧を検出しているが、抵抗８を用いずに発生し
た電流を直接に電流増幅器に入力して検出電流を
電気信号としてもよい。この場合には、現像電流
の変化を上述した現像電圧の場合と同様にしてレ
ジスト現像終点を監視することができる。なお図
で１４は現像終了を知らせるブザー等の機構であ
る。

本実施例では基板上の金属膜に相対する電極と
して白金線を用いたが、該金属膜と異なる材料の
導電材料なら全て可能であり、更にレジスト層下
の金属膜としてアルミニウム以外、例えば、モリ
ブデン、タングステン、ステンレス鋼、クロム等
の他の金属でも勿論可能である。

第４図は本発明の方法を実施するための現像装
置の一実施例を示した模式図である。

第４図によれば、現像液容器は外槽３０、内槽
３１からなり、内槽３１内には現像液２が充たさ
れ、該現像液２内にキヤリア３２によつて搬送さ
れる複数枚のウエハ３３（金属膜及びレジスト層
が形成されている）が浸漬されている。該キヤリ
ア３２は搬送機構３４を介してモータ３５と接続
され、上下に揺動させることによつて現像効率を
高めウエハ上の均一性を向上させている。複数枚
のウエハ３３の個々に、被覆銅線をウエハの金属
膜であるアルミニウム膜に接続するようにして接
続されている。また現像液２には他方の電極とな
る白金線４が第１図に示したと同様に浸漬され、
該被覆銅線及び白金線は検出装置へ接続される。
現像液２ａは内槽３１の上部からオーバーフロー
しポンプ３６によつて吸上げられ再び内槽３１内
にその下部から供給することによつて現像液を攪
拌し現像効率とウエハの現像の均一性を高めてい
る。

発明の効果 以上説明したように、本発明の方法によつて電
気化学的に現像状況が検出されるので再現性のよ
い且つ能率的な最適現像および自動化が可能とな
る。更に本発明は水晶発振器、弾性表面波フイル
タ等周波数の制御も可能となる。

すなわち、目視によらず電気化学的に終点を検
出するので再現性がよく、その後に行うエツチン
グを精度良く行うことができるので発振周波数の
バラツキを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を説明するためのレジス
ト現像装置の模式図であり、第２Ａ図及び第２Ｂ
図はレジストの現像工程を示す概略断面図であ
り、第３図は現像時間と現像電圧の関係を示すグ
ラフであり、第４図は本発明の方法を実施するた
めの現像装置の一実施例を示した模式図である。 １……容器、２……現像液、３……基板、４…
…白金線、５……保持具、６……アルミニウム
線、７ａ，７ｂ……リード線、８……抵抗、９…
…増幅器、１０……ADコンバータ、１１……演
算制御機能を備えた処理装置（CPU）、１２……
現像電流記憶回路、１３……追加現像フアクタ記
憶回路、１４……ブザー、１６……起動スイツ
チ、２１……アルミニウム層、２２……ポジ型レ
ジスト露光部、２３……ポジ型レジスト非露光
部、３０……外槽、３１……内槽、３２……キヤ
リア、３３……ウエハ、３４……搬送機構、３５
……モータ、３６……ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に形成された金属膜の上にレジスト層
   を形成し、該レジスト層を所望のパターンに形成
   するために露光し、次に該露光したレジスト層の
   現像の終点検出方法において； 前記露光したレジスト層下の該金属膜を一方の
   電極となし、該金属膜と異なる金属材料からなる
   物体を他の電極として現像液に浸漬し、前記二つ
   の電極間に発生する電圧または電流の変化を検出
   して主現像の終了点とし、更に追加現像フアクタ
   に基づいて追加現像を行い該追加現像終了点を現
   像の終了点とすることを特徴とする現像の終点検
   出方法。 ２ 前記電圧または電流の最大勾配点を前記主現
   像の終了点となることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３ 前記電圧または電流のピーク値を前記主現像
   の終了点となることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ４ 前記電圧または電流の監視を、電気信号変換
   手段と、追加現像フアクタ記憶手段と、演算制御
   手段とを具備する手段を用いて行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。