JPH0764296A - 感光性ポリマの現像方法 - Google Patents

感光性ポリマの現像方法

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JPH0764296A
JPH0764296A JP21574293A JP21574293A JPH0764296A JP H0764296 A JPH0764296 A JP H0764296A JP 21574293 A JP21574293 A JP 21574293A JP 21574293 A JP21574293 A JP 21574293A JP H0764296 A JPH0764296 A JP H0764296A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
developing
developing solution
developer
photosensitive polymer
Prior art date
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Pending
Application number
JP21574293A
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English (en)
Inventor
Katsuhiro Niwa
勝弘 丹羽
Yasuko Tachibana
康子 立花
Yasuo Miura
康男 三浦
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】露光処理の施された感光性ポリマの現像方法に
おいて、該感光性ポリマの形成された基板を現像液中に
浸漬する操作と現像液から引き上げる操作を交互に2回
以上繰り返すことを特徴とする感光性ポリマの現像方
法。 【効果】本発明の感光性ポリマの現像方法によると、従
来のディップ現像技術では良好なパターンを得るのが困
難であった厚膜の現像においても、溶解されたポリマを
完全に基板から除去できるので、面内の解像度のばらつ
きがなく高解像度のパターンを得ることができる。ま
た、一度に多数枚の基板を現像処理できるなどの顕著な
実用効果を奏するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は感光性ポリマの現像方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】感光性ポリマは化学線照射後、現像する
ことにより、パターン加工ができる特徴を有する。その
例として、ノボラック樹脂やポリビニルフェノールなど
をベースをしたフォトレジスト、感光性ポリイミド、感
光性ポリアミドなどをあげることができる。特に最近、
感光性ポリイミド前駆体は半導体分野において、層間絶
縁膜、バッファーコート、アルファ線遮蔽膜などの形成
に利用され注目されている。
【0003】感光性ポリマの現像方法としては、例えば
スプレー現像、パドル現像、ディプ現像などがある。ス
プレー現像は、一度に多数の現像が可能であるが、スプ
レー後の現像液は回収されないので現像液が大量に必要
であること、厚膜が厚くなると現像性が低下するという
欠点を持つ。パドル現像は、厚膜に対しても、解像度の
高い良好なパターンが得られるものの、スピナーを用い
て現像するため、一度に多数枚の基板の現像は困難であ
る。そこで、現像液をそれほど大量に必要とせず、一度
に多数枚の基板の現像処理が可能で、しかも厚膜に対し
ても現像性の良いディップ現像方法の開発が望まれてい
る。
【0004】ディップ現像とは、感光性ポリマが塗布さ
れ、その後露光された基板を、一枚または多数枚現像液
中に浸漬し、現像する方法である。この現像方法は、大
きく4つの過程に分けられる。すなわち、パターン状に
ポリマが徐々に溶解して行く「ポリマ溶解過程」、溶解
したポリマを基板の外へ追い出す「溶解ポリマの除去過
程」、現像液を洗い落とす「リンス過程」、ポリマを乾
燥させる「乾燥過程」である。このうち溶解ポリマの除
去過程は、非常に重要であり、これが不十分であると、
たとえポリマがパターン通り溶解したとしても、できあ
がったパターンにおいて、溶解ポリマの付着やパターン
の詰まりが起こり、高い解像度を持つ良好なパターンは
得られない。そのため従来のディップ現像方法では、基
板を現像液中で揺動したり、超音波振動を現像液に与え
るなどして、溶解ポリマの除去を行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の感光性ポリマの現像方法では、基板を現像液中で
揺動するだけなので、特に多数枚を一度に現像する際、
感光性ポリマ表面付近の現像液の置換が悪く、溶解ポリ
マの除去効果が著しく低下し、溶解ポリマの付着やパタ
ーンの詰まりが起こり、高い解像度を持つ良好なパター
ンは得られないという事態が発生した。また面内の解像
度がばらつくという問題も発生した。
【0006】本発明はかかる従来の諸欠点に鑑み創案さ
れたもので、その目的とするところは、感光性ポリマの
現像において、溶解ポリマを完全に基板から除去でき、
溶解ポリマの付着がなく面内の解像度のばらつきのない
高解像度のパターンを得ることができる感光性ポリイミ
ド前駆体の現像方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
露光処理の施された感光性ポリマの現像方法において、
該感光性ポリマの形成された基板を現像液中に浸漬する
操作と現像液から引き上げる操作を交互に2回以上繰り
返すことを特徴とする感光性ポリマの現像方法により達
成される。
【0008】本発明における感光性ポリマとしては、化
学線照射後、現像することにより、パターン加工可能な
ポリマを全て使用することができる。その例として、ノ
ボラック樹脂やポリビニルフェノールなどをベースをし
たフォトレジスト、感光性ポリイミド、感光性ポリアミ
ドなどをあげることができる。中でも、感光性ポリイミ
ド(前駆体)は、半導体分野において層間絶縁膜、バッ
ファーコート、アルファ線遮蔽膜などの形成に好ましく
使用される。
【0009】感光性ポリイミド前駆体としては、例え
ば、ポリアミド酸に化学線により2量化または重合可能
な炭素−炭素2重結合およびアミノ基またはその4級化
塩を含む化合物を添加した組成物(例えば特公昭59−
52822号公報)、あるいはポリアミド酸にエステル
基で感光基を導入した組成物(例えばUSP39575
12,USP4040831号明細書)などを挙げるこ
とができるが、これに限定されない。
【0010】これらの感光性ポリマを基板上に形成し、
露光処理を施した後、現像を行なう。基板上に感光性ポ
リマを形成するには、感光性ポリマのワニスを基板上に
塗布し、乾燥すれば良い。露光処理は、所望のパターン
の形成されたマスクを介する等して、化学線を選択的に
照射することにより行なう。化学線としては、紫外線が
一般的である。基板としては、シリコンウエハ、アルミ
ナ基板、ガラス基板などが一般的である。
【0011】本発明は、現像をいわゆるディップ現像で
行い、その際に、基板を現像液中に浸漬する操作と現像
液から引き上げる操作を交互に2回以上繰り返すことを
特徴とする。
【0012】ディップ現像とは、現像槽内に供給された
現像液中に、感光性ポリマの塗布された基板を浸漬する
ことによって現像を行う現像方法をいう。ディップ現像
では、1枚の基板を処理してもよいし、同時に多数枚の
基板を処理してもよい。多数枚の基板を同時に処理する
には、基板ホルダーを用いると便利である。基板ホルダ
ーは、一枚以上の基板を現像液中で支持することができ
るものであれば特に限定されないが、好ましい一例を図
1に示す。すなわち、複数枚の基板を収容可能で、現像
液の出入りが容易であり、かつ現像液中で基板ホルダー
を揺動した際に基板が飛び出さない形状を有するもので
ある。また、揺動を容易に行なうために、取手2を備え
ていることが好ましい。基板ホルダーの材質としては、
現像液に腐食されないような材質が好ましい。例えばテ
フロン、ステンレスなどが挙げられる。
【0013】本発明において、基板を現像液中に浸漬す
る操作とは、基板ホルダーを現像液中に浸漬する際、現
像液の液面よりも下に、基板ホルダーにセットされてい
る基板全体を浸漬させることをいう。また、基板を現像
液から引き上げる操作とは、基板ホルダーを引き上げる
際、現像液の液面よりも上に、基板ホルダーにセットさ
れている基板を引き上げることをいう。このとき、基板
を完全に引き上げることが好ましい。すなわち、基板全
体を現像液の液面より上に引き上げることが好ましい。
【0014】図2は、基板ホルダー1中の基板6が、現
像槽3に供給された現像液4中に浸漬された状態を示
し、図3は現像液4から完全に引き上げられた状態を示
している。図2、3において、5は現像液の液面を示
す。
【0015】基板を現像液中に浸漬する操作、および現
像液から引き上げる操作は、手動で行なってもよいし、
機械により自動で行なってもよい。例えば、図1に示さ
れる基板ホルダー1の取手2を手で握り上下に揺動した
り、上下運動するフックを備えた機械に基板ホルダー1
の取手2を引っ掛け、自動で上下の揺動を行なってもよ
い。
【0016】これらの浸漬する操作と引き上げる操作
を、交互に2回以上繰り返すことにより、感光性ポリイ
ミド前駆体表面付近の現像液の置換が起こり易くなり、
溶解ポリマの除去効果が著しく高くなり、溶解ポリマの
付着やパターンの詰まりが起こらず、面内における解像
度のばらつきのない、しかも高い解像度を有する良好な
パターンを得ることができるのである。
【0017】本発明において、基板を現像液中に浸漬す
る操作と現像液から引き上げる操作を交互に繰り返すサ
イクルとは、基板を下方向に移動させ始めてから、基板
を現像液中に浸漬し、さらに現像液から引き上げ終わる
までの時間をいう。1サイクルの時間としては5秒以内
が好ましく、より好ましくは4秒以内であり、より好ま
しくは3秒以内である。基板は現像液中に浸漬した際、
一定時間静止させても良いし、ピストン運動のごとく一
定時間の静止無しでも構わない。
【0018】
【実施例】
実施例1 4インチシリコンウエハー上に、感光性ポリイミド前駆
体のワニス(東レ(株)“フォトニース”UR−318
0)をプリベーク後の膜厚が40μmとなるように塗布
し、ついで通風オーブンを用いて、80℃で90分プリ
ベークすることにより、感光性ポリイミド前駆体被膜を
得た。ついで、露光機(キャノン(株)PLA501
F)に、パターンの切られたマスクをセットし、i線を
カットして露光量1000 mJ/cm2 (405nmの強
度)で露光を行った。同様の方法により合計4枚の試料
を作製し、得られたシリコンウエハー4枚を図1に示さ
れる基板ホルダーにセットした。ついで、現像槽に5L
の専用現像液(東レ(株)DV−605)を入れた後、
現像液中に基板ホルダー中のウエハーを浸す操作と現像
液から完全に引き上げる操作を交互に繰り返すことによ
り、約10分間現像を行なった。ウエハーを下方向に移
動させ始めてから、基板を現像液中に浸漬し、さらに現
像液から引き上げ終わるまでの時間(1サイクル)は約
1秒であった。その後基板ホルダーを現像槽より引上
げ、ウエハーをイソプロピルアルコールでリンスし、つ
づいて窒素を吹き付けることにより乾燥を行なった。
【0019】この様にして現像されたパターンを光学顕
微鏡により観察した。得られたパターンには、溶解ポリ
マの付着が全く見られず、ウエハー面内の解像度のばら
つきのない良好なパターンが得られた。
【0020】比較例1 実施例1と全く同様な方法により、感光性ポリイミド前
駆体被膜を4インチウエハ上に形成し、全く同様な方法
により露光を行った。この方法により合計4枚の試料を
作製した。ついでテフロン製の基板ホルダに該4枚のウ
エハーをセットし、超音波現像槽に5Lの専用現像液
(東レ(株)DV−605)を入れた後、現像液中に基
板ホルダー中のウエハーを浸漬させ、現像液からウエハ
ーを完全に引き上げることなく、現像液中で上下の揺動
を繰り返すことにより、約10分間現像を行なった。基
板ホルダーを現像液中で下方向に移動させ始めてから、
上方向に移動し終わるまでの時間は約1秒であった。そ
の後基板ホルダーを現像槽より引上げ、ウエハーをイソ
プロピルアルコールでリンスし、窒素を吹き付けにより
乾燥を行なった。
【0021】この様にして現像されたパターンを光学顕
微鏡により観察した。得られたパターンには、溶解ポリ
マの付着およびパターンの詰まりが見られ、ウエハー面
内における解像度のばらつきが大きく、良好なパターン
は得られなかった。
【0022】実施例2 実施例1でウエハーを下方向に移動させ始めてから、基
板を現像液中に浸漬し、さらに現像液から引き上げ終わ
るまでの時間(1サイクル)が約0.5秒であったこと
以外は、全く実施例1と全く同様な方法で現像を行っ
た。この様にして現像されたパターンを、光学顕微鏡に
より観察した。得られたパターンには、溶解ポリマの付
着が全く見られず、ウエハー面内の解像度のばらつきの
ない良好なパターンが得られた。
【0023】比較例2 比較例2で現像液中に基板ホルダー中のウエハーを浸漬
させ、現像液からウエハーを完全に引き上げることな
く、現像液中で上下の揺動を繰り返すことにより、約1
0分間現像を行なった代わりに、現像液からウエハーを
完全に引き上げることなく、現像液中で左右に揺動を繰
り返すことにより、約10分間現像したこと以外は全く
比較例1と全く同様な方法で現像を行った。この様にし
て現像されたパターンを、光学顕微鏡により観察した。
【0024】この様にして現像されたパターンを光学顕
微鏡により観察した。得られたパターンには、溶解ポリ
マの付着およびパターンの詰まりが見られ、ウエハー面
内における解像度のばらつきが大きく、良好なパターン
は得られなかった。
【0025】
【発明の効果】本発明の感光性ポリマの現像方法による
と、従来のディップ現像技術では良好なパターンを得る
のが困難であった厚膜の現像においても、溶解されたポ
リマを完全に基板から除去できるので、面内の解像度の
ばらつきがなく高解像度のパターンを得ることができ
る。また、一度に多数枚の基板を現像処理できるなどの
顕著な実用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例において使用される基板ホル
ダーの一例を示す斜視図である。
【図2】基板ホルダー中の基板が現像液中に浸漬された
状態を示す現像槽の断面図である。
【図3】基板ホルダー中の基板が現像液から完全に引き
上げられた状態を示す現像槽の断面図である。
【符号の説明】
1:基板ホルダー 2:取手 3:現像槽 4:現像液 5:現像液の液面 6:基板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】露光処理の施された感光性ポリマの現像方
    法において、該感光性ポリマの形成された基板を現像液
    中に浸漬する操作と現像液から引き上げる操作を交互に
    2回以上繰り返すことを特徴とする感光性ポリマの現像
    方法。
  2. 【請求項2】基板を現像液から引き上げる際に、基板を
    完全に引き上げることを特徴とする請求項1記載の感光
    性ポリマの現像方法。
  3. 【請求項3】基板を現像液中に浸漬する操作と現像液か
    ら引き上げる操作を交互に繰り返すサイクルが5秒以下
    であることを特徴とする請求項1記載の感光性ポリマの
    現像方法。
  4. 【請求項4】2枚以上の基板上に形成された感光性ポリ
    マを同時に現像することを特徴とする請求項1記載の感
    光性ポリマの現像方法。
  5. 【請求項5】感光性ポリマが感光性ポリイミド前駆体で
    あることを特徴とする請求項1記載の感光性ポリマの現
    像方法。
JP21574293A 1993-08-31 1993-08-31 感光性ポリマの現像方法 Pending JPH0764296A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009141329A (ja) * 2007-10-23 2009-06-25 Applied Materials Inc 液浸リソグラフィーにおけるパターン崩壊を防止するためのプラズマ表面処理
CN104977817A (zh) * 2015-08-10 2015-10-14 乐山无线电股份有限公司 一种芯片显影定影装置
CN109254505A (zh) * 2018-11-29 2019-01-22 吉林麦吉柯半导体有限公司 一种晶圆显影承载机构及显影机

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