JPH07262623A - フォトレジストの現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本パターンの現像を過不足なく正確に行うこ
とができるようにする。 【構成】 集光ビーム１をフォトレジスト３に対して、
隣合う集光ビームの軌跡が一部重なるように繰り返し相
対的走査露光によって所望の本パターン２および現像制
御用露光パターン４形成し、本パターン２と現像制御用
露光パターン４とを同時に現像するとともに、現像制御
用露光パターン３に制御用光ビーム１を照射する現像工
程を採り、現像制御用露光パターン３を、その現像によ
ってこれに照射する制御用光ビームの１次回折光が発生
するパターンに選定しておき、現像時に、現像制御用露
光パターン４によって生じる制御用光ビームの１次回折
光を検出して、現像状態を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトレジストの現像
方法、例えば光ディスクの作製に用いられるフォトレジ
スト原盤の現像方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】微細パターンの加工、成形等において、
フォトレジストに対するパターン露光、現像の工程を採
ってフォトレジストの微細パターンの形成が広く行われ
ている。

【０００３】例えば、光ディスク等の情報記録媒体の作
製においても、アドレス用、クロックのタイミング用、
トラッキング用等の溝、凹凸等が形成された例えば光デ
ィスクを形成するためのフォトレジスト原盤の作製がな
される。

【０００４】情報記録記録媒体において、その現像の進
行に伴うピットの輪郭の発生によってレーザ光照射によ
る回折光の発生によって現像の進行をモニターする現像
装置は、例えば実公平４−３７２９４号公報等に開示さ
れているところである。

【０００５】しかしながら、この場合、その目的とする
パターン（本明細書においては本パターンという）自体
が、回折現象が生じるようなパターンであることの制約
を受ける。

【０００６】また、目的とする本パターンとともにモニ
ターパターンを形成し、このモニターパターンの現像状
態を回折光の観察によって検出して、この現像と同時に
現像する本パターンの現像状態を間接的に知って、現像
の続行、停止その他の現像条件の制御を行って本パター
ンを最適な状態で現像するという方法の提案もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した本
パターンの露光とともにモニターパターンを露光し、こ
のモニターパターンの現像状態を回折光の観察によって
検出して、本パターンを最適な状態で現像するという方
法を採るものであるが、特にこの場合において、その本
パターンの微細化に伴って露光スポットが微細化された
集光ビームを、露光面上に走査する態様をとる場合にお
いて、そのモニターを確実に行うことができるようにす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、図１に
露光パターンの一例を模式的に示すように、集光ビーム
１をフォトレジスト３に対して、隣合う集光ビームの軌
跡が一部重なるように繰り返し相対的走査露光すること
によって所望の本パターン２の露光がなされたフォトレ
ジストの現像方法において、本パターン２と同一露光条
件で、フォトレジスト３に、隣合う集光ビームの軌跡が
一部重なるように繰り返し相対的走査露光によって現像
制御用露光パターン４を形成する。

【０００９】そして、この本パターン２と現像制御用露
光パターン４とを同時に現像するとともに、現像制御用
露光パターン３に制御用光ビーム１を照射する現像工程
を採る。

【００１０】ここで、現像制御用露光パターン３は、そ
の現像によって現出するパターンによって、これに照射
される制御用光ビームの１次回折光が発生するパターン
に選定される。

【００１１】このようにして、その現像時に、現像制御
用露光パターン４によって生じる制御用光ビームの１次
回折光を検出して、現像状態を制御する。

【００１２】尚、ここで相対的走査露光とは、露光のた
めの集光ビーム１が固定された露光面に対して移行する
場合と、固定された集光ビーム１に対して露光面が移動
するようにして結果的に集光ビームが露光面上を走査す
る態様を言う。

【００１３】第２の本発明は、上述の現像方法におい
て、その１次回折光の強度が極大となるときに現像を停
止させる。

【００１４】

【作用】本発明方法においては、本パターン２と現像制
御用露光パターン４とを同時に現像するものであり、こ
のときに現像制御用露光パターン４には制御用光ビーム
を照射して現像制御用露光パターン４が現像されてくる
に伴って回折格子を発生させ、この回折格子の発生によ
って生じる制御用光ビームの１次回折光を検出して、そ
の現像状態を判知し、これにより本パターン２の現像状
態を推量してこの現像状態の制御例えば現像処理の続
行、停止、現像液の温度等の制御を行う。

【００１５】上述したように、本発明方法では、本パタ
ーン２と、そのモニターパターンの現像制御用露光パタ
ーン４を、同一条件による露光ビームによって露光し、
同一条件下で現像するので、本パターン２の現像状態を
現像制御用露光パターン４の現像状態によって、正確に
把握することができるものである。

【００１６】そして、このモニターは現像制御用露光パ
ターン４の現像に伴って発生する回折格子を用い、これ
によって発生する制御用光ビームの１次回折光をもって
モニターするので、その情報はきわめて正確となる。

【００１７】また、本パターン２および現像制御用露光
パターン４を、共に集光ビームすなわち微細スポットに
より、その隣り合う集光ビームの軌跡が一部重なり合う
露光態様を採るので、微細複雑なパターンといえども正
確に各パターンを形成できる。すなわち、いま集光ビー
ム１の相対的走査方向が図１に矢印をもって示すように
ｙ軸方向であるとすると、図２に示すように、このｙ軸
と直交するｘ軸方向に関する露光エネルギーは、集光ビ
ームの１走査線当たりの露光エネルギー分布が図２中実
線図示すように隣合う走査線に関してそのピーク部以外
の一部が互いに重なり合い、全体としては同図中破線図
示のように所要の幅Ｗをもって平坦な露光エネルギー分
布をもって露光されるパターンに形成されるので、微細
パターンといえどもいわゆる切れのよい露光パターンを
正確に形成できる。

【００１８】そして、本パターン４と同一条件の露光、
および現像によるのの、本パターン２とは別に、現像制
御用露光パターン４を形成するので、この現像制御用露
光パターン４においては、本パターン４の形状に関わり
なく、現像によって制御用光ビームに関して回折格子を
形成することのできるパターンに選定できることから正
確な現像制御を行うことができる。

【００１９】そして、この現像状態の制御において、そ
の現像制御用露光パターン４の露光部と未露光部との比
（以下パターンデューティという）が１：１である場
合、後述するところから明らかとなるように、上述した
１次回折光の強度が最大となった状態で現像を停止する
ようにするときは、本パターンを過不足なく現像する制
御を容易、確実に行うことができる。

【００２０】

【実施例】本発明によるの現像方法の実施例を説明す
る。先ず、本発明方法を実施する露光装置について説明
する。図３は、露光ビーム走査型の露光装置の概略構成
図で、図４はフォトレジスト走査型の露光装置の概略構
成図で、いづれも露光光源例えばレーザ（図示せず）か
らの露光光を集光レンズ系５によって集光する。そし
て、このようにして得た集光ビーム１をフォトレジスト
３に集光するようになされる。

【００２１】フォトレジスト３は、例えば光ディスクを
作製するいわゆるフォトレジスト原盤である場合は、例
えばディスク状基板１３上に塗布されてなる。

【００２２】そして、図３においては、露光処理時フォ
トレジスト３は例えば停止状態にあり、集光ビーム１が
フォトレジスト３の露光面上を例えば図１に示すｘおよ
びｙ方向に走査できるようになされる。

【００２３】また、図４においては、露光処理時集光ビ
ーム１が固定され、フォトレジスト３が、集光ビーム１
の集光面に沿って図１のｘおよびｙ方向に関して移動し
てフォトレジスト３の露光面に対して集光ビームがｘお
よびｙ方向に走査できるようになされる。

【００２４】そして、図３および図４のいづれにおいて
も、集光ビーム１とフォトレジスト３との相対的移行に
よって、フォトレジスト３の露光面に対して、例えばｙ
方向走査に関して図２で説明したように走査線（走査軌
跡）を描き、ｘ方向移動によってその隣り合う各走査線
の光分布の一部が重なり合って走査できるようになされ
る。

【００２５】また、これら露光装置は、集光ビームのｘ
およびｙ方向の相対的走査位置に応じて目的とする露光
パターンに応じて例えば露光光源が変調されて露光光の
オン・オフがなされてフォトレジスト３に対し、例えば
図１で示す所望のパターンの本パターン２の露光を行
う。

【００２６】この本パターン２の露光は、図１に示すよ
うに、集光ビーム１の１本の走査線による露光幅より大
なる幅による複数の露光軌跡が隣り合って形成された、
すなわち図２で説明した互いに光分布の一部が重なり合
うように繰り返し露光すなわち重ね書きによる。

【００２７】そして、本発明においては、特にこの本パ
ターン２を露光する集光ビーム１によりフォトレジスト
３上の他の位置において、集光ビーム１の軌跡が一部重
なるように繰り返し相対的走査露光して現像制御用露光
パターン４を形成する。

【００２８】この現像制御用露光パターン４のパターン
は、例えば図１に示すように、フォトレジスト面に沿い
互いに直交するｘ軸およびｙ軸方向の両方向に関して現
像後に回折格子を構成する所定の周期構造を有するパタ
ーンに形成する。

【００２９】このように、本パターン２と現像制御用露
光パターン４とが形成されたフォトレジスト３に対して
同時に現像処理する。

【００３０】この現像処理を行う現像装置は、例えば図
５に示すように、そのフォトレジスト層に上述の本パタ
ーン２と現像制御用露光パターン４との露光処理のなさ
れたフォトレジスト３が形成された例えばフォトレジス
ト原盤１３を回転台６上に設定して、その中心軸を中心
に回転させる。

【００３１】一方、フォトレジスト３に対向してこれに
洗浄水を噴出する水洗用ノズル７と、現像液を噴出する
現像用ノズル６と、清浄な乾燥空気を供給する乾燥用ノ
ズル９とが設けられている。

【００３２】そして、この現像制御用露光パターン４に
制御用光ビーム１０例えばレーザ１１からのレーザ光を
照射するようになされる。そして、現像用ノズル８から
現像液を３に噴出させて、本パターン２と、現像制御用
露光パターン４の現像を行う。

【００３３】この現像によって現像制御用露光パターン
４の現像が進行し、これに回折格子が生じるとき、これ
によりこの現像制御用露光パターン４に照射された制御
用光ビーム１０に回折現象が生じて１次光が生じるよう
にする。

【００３４】一方、現像装置においては、図５に示すよ
うに、制御用光ビーム１０の回折０次光および１次光を
検出する検出手段例えばフォトダイオードＰＤ₀ および
ＰＤ ₁ を配置する。ここに１次光を検出するＰＤ₁ は、
現像制御用露光パターン４が図１で示した例のように、
ｘおよびｙ軸方向の２次元的回折格子である場合は、少
なくとも１次光を検出する検出手段例えばフォトダイオ
ードＰＤ₁ はｘ方向おｙ方向に関してそれぞれ少なくと
も１個づつ、すなわちダイオードＰＤ₁ に関して２個以
上配置する。図５においては、例えばｘ軸方向に関する
検出態様のみを示し、１対のフォトダイオードＰＤ₀ お
よびＰＤ₁ のみが示されている。

【００３５】この現像装置によって、各ｘ方向およびｙ
方向に関してそれぞれ１次光および０次光の強度Ｉ₁ お
よびＩ₀ を検出できるようになされる。そして、例えば
いま、現像制御用露光パターン４においてそのパターン
デューティが１：１とすると、その現像の進行と回折光
量およびパターンデューティとの関係は図６に示すよう
に、Ｉ₁ ／Ｉ₀ が最大でその現像が露光パターンにほぼ
一致した現像が行われたことになる。したがって、この
時点ｔで現像を停止する。

【００３６】尚、この場合の現像停止時点の検出すなわ
ちＩ₁ ／Ｉ₀ が最大となったことの検出方法の一例は、
例えば図７に示すように、Ｉ₁ ／Ｉ₀ の微分、ｄ（Ｉ₁
／Ｉ ₀ ）／ｄｔを求め、その０点を現像停止時点ｔとす
るとか、図８に示すように、ように２階の微分ｄ² （Ｉ
₁ ／Ｉ₀ ）／ｄｔ² を求め、これが負になった時点ｔと
して検出することができる。

【００３７】上述した例では、現像制御用露光パターン
４の現像と、目的とする本パターン２の現像との各最適
現像時点が一致するものとした場合であるが、本パター
ン２と、現像制御用露光パターン４とのパターンが相違
することによって両者の最適現像状態が一致しないおそ
れがある場合には、予めその差を実際の現像において求
めておいて、図６〜図８で説明した現像制御用露光パタ
ーン４に対する最適現像時点ｔに対する補正を行って置
く。

【００３８】そして、この現像処理を行って後は、例え
ば水洗用ノズル７から洗浄水を噴出して３の洗浄を行
い、その後乾燥用ノズル９から乾燥用の例えば温風を供
給してその乾燥を行う。

【００３９】尚、フォトレジスト３としては、露光部が
現像によって除去されるいわゆるポジ型のもの、あるい
はその逆に未露光部が現像によって除去されるいわゆる
ネガ型のいずれのものにも適用できるものである。

【００４０】また、上述した例では、現像制御用露光パ
ターン４が、ｘおよびｙ方向の両方向に関して現像時回
折格子を形成するパターンとした場合で、この場合両者
の検出によってｘおよびｙの両方向を勘案した最適現像
の設定をおこなうことができる。この場合、例えば光デ
ィスク作製用のフォトレジスト原盤を得る場合における
ように、例えばそのアドレス用、クロックのタイミング
用、トラッキング用等の溝ないしは凹凸を有するディス
クを形成する場合においてｘおよびｙ方向に関して所要
のパターンを有する本パターン２を形成する場合におい
ては、両方向に関する現像状態を観察することができ
る。そして、その現像の制御においては、ｘ方向もしく
はｙ方向のいづれか一方の重要な制御を必要とする方向
の制御を行う。

【００４１】しかしながら、目的とする本パターン２の
形状に応じては、例えばこの本パターンの形状が、ｙ方
向あるいはｘ方向に延びるストライプ状をなす場合等に
おいては、一方向のｘあるいはｙ方向に関してのみ１次
元的な回折格子を形成するパターンとすることもでき
る。

【００４２】例えば図９に示すように、ｘ方向に関して
のみ前述した重ね書きによる現像制御用露光パターン４
を形成することもできるし、図１０に示すように、ｙ方
向に関してのみ前述したいわゆる重ね書きによる現像制
御用露光パターン４を形成することもできる。

【００４３】そして、上述したように、本発明によれ
ば、現像制御用露光パターンいわゆるモニターパターン
の形成をいわゆる重ね書きによって形成したので、確実
にその現像によって回折格子を形成できるパターンとし
て露光することができ、その現像時における回折光発生
が確実に生じるパターンを形成できることから、本パタ
ーン２の現像の監視を正確に行うことができることにな
る。

【００４４】

【発明の効果】上述したように、本発明方法において
は、本パターン２と現像制御用露光パターン４とを同一
の露光条件と、現像条件で露光および現像するものであ
り、その現像に当たって、現像制御用露光パターン４に
は制御用光ビームを照射し、この現像制御用露光パター
ン４が現像されてくるに伴って回折格子を発生させ、こ
の回折格子の発生によって生じる制御用光ビームの１次
回折光を検出して、その現像状態を判知し、これにより
本パターン２の現像状態を推量してこの現像状態の制御
例えば現像処理の続行、停止、現像液の温度等の制御を
行うものであるので、正確な現像制御を行うことができ
る。

【００４５】そして、その本パターン２と現像制御用露
光パターン４とを、ともに、集光ビームすなわち微細ス
ポット径を有する露光光を使用してその隣合う走査軌跡
が一部重なり合う重ね書き露光によるので、本パターン
２はもとより、回折格子を形成する現像制御用露光パタ
ーンにおいても微細で正確な切れの良いパターンを形成
できるので、正確に過不足なく現像制御を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の一例の露光パターンの模式的平面
図である。

【図２】露光位置と露光エネルギーとの関係を示す図で
ある。

【図３】本発明方法を実施する露光態様の一例の説明図
である。

【図４】本発明方法を実施する露光態様の一例の説明図
である。

【図５】本発明方法を実施する現像装置の一例の構成図
である。

【図６】現像状態の検出方法の説明に供する現像時間と
Ｉ₁ ／Ｉ₀ との関係を示す図である。

【図７】現像状態の検出方法の説明に供する現像時間と
ｄ（Ｉ₁ ／Ｉ₀ ）／ｄｔとの関係を示す図である。

【図８】現像状態の検出方法の説明に供する現像時間と
ｄ² （Ｉ₁ ／Ｉ₀ ）／ｄｔ² との関係を示す図である。

【図９】現像制御用露光パターンの一例のパターン図で
ある。

【図１０】現像制御用露光パターンの一例のパターン図
である。

【符号の説明】

１ 集光ビーム ２ 本パターン ３ フォトレジスト ４ 現像制御用露光パターン １０ 制御用光ビーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集光ビームをフォトレジストに対して、
   隣合う集光ビームの軌跡が一部重なるように繰り返し相
   対的走査露光し所望の本パターン露光がなされたフォト
   レジストの現像方法において、 上記本パターンと同一露光条件で、上記フォトレジスト
   に、隣合う集光ビームの軌跡が一部重なるように繰り返
   し相対的走査露光によって現像制御用露光パターンを形
   成し、 上記本パターンと上記現像制御用露光パターンとを同時
   に現像するとともに、上記現像制御用露光パターンに制
   御用光ビームを照射する現像工程を採り、 上記現像制御用露光パターンは、上記現像によって現出
   するパターンによって、これに照射される上記制御用光
   ビームの１次回折光が発生するパターンに選定され、 上記現像時に上記現像制御用露光パターンによって生じ
   る上記制御用光ビームの１次回折光を検出して、現像状
   態を制御することを特徴とするフォトレジストの現像方
   法。
2. 【請求項２】 上記１次回折光の強度が極大となるとき
   に現像を停止させることを特徴とする請求項１に記載の
   フォトレジストの現像方法。