JPH11109648A - レジスト層を現像する方法及び装置 - Google Patents

レジスト層を現像する方法及び装置

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JPH11109648A JP10178821A JP17882198A JPH11109648A JP H11109648 A JPH11109648 A JP H11109648A JP 10178821 A JP10178821 A JP 10178821A JP 17882198 A JP17882198 A JP 17882198A JP H11109648 A JPH11109648 A JP H11109648A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に実施でき、現像において良好な均一性
を提供するレジスト現像方法を提供する。 【解決手段】 基板を現像液を有する容器に隣接して支
持させ、レジスト層を容器内の現像液と接触させ、かつ
レジスト層が現像液と接触している間に、基板を回転さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レジストパターン
を現像する方法、より詳細には新規のアップサイドダウ
ン、スピン型現像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体工業において、ウェーハ上のフォ
トマスク及び導電性パターンの現像のためのフォトリソ
グラフィー方法が公知である。一般的に、レジスト塗膜
を基板に施し、かつパターン形成法、例えば紫外線のよ
うな電磁線に対する選択的露光法又は電子のような粒子
ビームでの描画法で処理する。その後、レジスト塗膜又
は膜を、該塗膜を化学的現像液と接触させることによっ
て現像する。半導体工業においては、種々の現像法が公
知である。
【０００３】例えば、米国特許第５,１９４,３５０号明
細書は、レジスト層を有する加工物を現像液浴中に浸漬
させることによって、レジスト層を現像する方法を開示
している。この場合には、現像中に現像液を容器から抜
き出し、かつ付加的量の現像液を容器中に導入する。こ
の浸漬式現像法は緩慢であり、比較的多量の現像液を消
費し、かつ現像液を交換するために精密でない。
【０００４】もう１つの例として、米国特許第４,６４
７,１７２号明細書は、ウェーハを保持するチャックを
回転させて、かつウェーハの上表面に現像液を噴霧する
ことによってマイクロリソグラフィーレジストを現像す
る方法を開示している。スピニングスプレー式現像は、
容易に自動化することができる迅速な方法であるが、現
像の均一性に乏しい。
【０００５】更にもう１つの例として、米国特許第５,
３４２,７３８号明細書は、レジスト膜の表面上に現像
液のパドルを施すことによりレジスト膜を現像する方法
を開示している。しかしながら、現像プロセスが進行す
るに従い、この静的なパドル中で濃度勾配が生じ、現像
プロセスの制御が悪くなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、容易に実施でき、かつ現像において良好な均一性を
提供するレジスト現像プロセスを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
るレジスト層を現像する新規方法により解決され、該方
法は、基板の表面の少なくとも一部分にレジスト塗膜を
施し、レジスト層を現像液と接触させかつレジスト層が
現像液と接触している間に、基板を回転させることによ
りレジスト塗膜を現像する工程からなる。
【０００８】特に有効な実施態様においては、該方法
は、（ａ）基板の第１の表面の少なくとも一部分の上に
形成されたレジスト層を有する基板を用意する、（ｂ）
回転している支持部材に基板を支持させる、（ｃ）基板
及びレジスト層を回転させる、（ｄ）現像液を有する容
器を用意する、及び（ｅ）回転しているレジスト層を容
器内の現像液と接触させる工程を包含する。
【０００９】更に、該方法は、回転しているレジスト層
を現像液から除去する、及びレジスト層をすすぎ溶液、
例えば脱イオン水と接触させる工程を包含する。
【００１０】本発明のもう１つの態様において、新規の
装置が開発され、該装置は、回転可能な基板ホルダ、回
転可能な基板ホルダにより保持される基板を受容するよ
うに配置及び設計された容器、回転可能な基板ホルダに
よって保持された基板上に形成されたレジスト層が容器
内に位置する第１の位置に対する、回転可能な基板ホル
ダと容器との相対位置を調整する手段、及び第１の位置
にある間に、回転可能な基板ホルダを回転させる手段か
ら構成されている。特に有効な実施態様において、該装
置は、液体（例えば現像液及び／又はすすぎ液）を容器
に供給及び該容器から排出するための液体搬送手段を有
する。
【００１１】
【実施例】次に、スピン現像方法及び該方法を実施する
ための装置の有利な実施例を図面を参照して説明する。
【００１２】図１には、例えば、半導体ウェーハのよう
な基板１０を保持するチャック２０が示されている。基
板１０は当業者に公知の技術を使用して製造することが
できる。一般的に、半導体装置の製造は連続的な工程に
おいて実施され、これらの１つ以上はマイクロリソグラ
フィー技術により表面上のパターンを形成する工程を含
むことができる。一般的に、パターンの形成は、基板の
少なくとも一部分上にレジスト材料を被覆する工程、及
びその後に適当なパターンで露光する工程を含む。その
後、レジストを本明細書に記載する方法により現像する
ことができる。レジストを現像すれば、所望のデバイス
構造を得るために半導体材料中に局所的に適当な物理学
的変化を起こさせるための後続の加工工程、例えばエッ
チングを実施することができる。レジスト層を形成及び
パターン化するために適した材料並びに現像液は当業者
に公知である。このような従来の材料をここに使用する
ことができる。
【００１３】基板１０は、レジストのフィルム又は層１
２で被覆された１表面の少なくとも一部分を有する。基
板１０をチャック２０により保持する。有利には、チャ
ック２０は基板１０の寸法より小さい寸法を有する。
【００１４】容器１５は、基板１０を受容するように配
置及び設計されている。容器１５は、浸漬法において一
般に使用される、既製の公知又は通常の容器に現在使用
されている材料から構成することができる。現像液１６
は、図２に示されているように、流入導管１４を介して
容器１５中に導入する。容器１５中に導入される現像液
１６の量は、基板の大きさ、容器の直径、及び容器を満
たす深さを包含する多数の要因に左右される。典型的に
８インチ（２０．３２ｃｍ）のウェーハに関しては、使
用される現像液の量は約１０ｍｌ〜約４００ｍｌ、かつ
有利には約５０ｍｌ〜約２００ｍｌ、最も有利には約１
００ｍｌ〜約１５０ｍｌの範囲にある。容器１５中に導
入される現像液１６の量は、容器１５の底に約１ｍｍ〜
約４ｍｍの深さの液溜を提供するだけでよい。有利に
は、現像液１６は約１５℃〜約５０℃、特に約２０℃〜
約３５℃の範囲の均一な温度に保つ。
【００１５】次に、レジスト層１２を現像液１６と接触
させる。図示の実施例では、例えば気圧シリンダを作動
させることにより、図３に示されているように、少なく
ともレジスト層１２が現像液と接触する位置に至るま
で、チャック２０を降下させる。またもちろん、レジス
ト層１２を現像液１６と接触させるために容器１５を上
昇させることもできる。特に有効な実施例においては、
基板１０の全体を現像液１６中に浸漬させる。チャック
２０は回転可能であり、かつ従って、これによって保持
されているウェーハ１０を、例えば図３の矢印Ａに示さ
れているように回転させる。チャック２０は、約５ｒｐ
ｍ〜約２０００ｒｐｍ、有利には約５０ｒｐｍ〜約２０
０ｒｐｍの範囲の速度で回転させることができる。現像
プロセスにおける均一性を保証するために、レジスト層
１２が現像液と接触している間に、チャック２０を回転
させる。チャック２０、ひいては基板１０の回転は、レ
ジスト層１２と現像液１６との最初の接触の前又は後の
いずれでも開始できると理解されるべきである。有利に
は、チャック２０の回転は、接触工程を通して継続す
る。現像の進行中に、容器１５内部の現像液１６の温度
は、例えば容器内に浸漬された温度センサ（図示せず）
により常に監視すべきである。温度が前もって設定した
範囲からそれたら、液１６の温度は、任意の公知又は通
常の方法より前もって定めた範囲に自動的に維持するこ
とができる。現像液の温度は、精確なレジストパターン
の製造のために役立つように、厳密な制御下に置くべき
である。他のパラメータ、例えば現像液の規定度に関す
る好適な値を決定することは当業者の範疇である。
【００１６】回転している基板１０及びレジスト層１２
を現像液１６中に降下させることにより、レジスト層１
２の全表面は同時に現像液１６に曝される。このこと
は、不均一な現像時間の作用を最小にし、ひいては均一
な現像プロセスを可能にする。一般的に、レジスト層１
２は、約１０秒〜約１５０秒、有利に約２０秒〜約５０
秒の範囲の時間にわたり現像液１６と接触させておく。
所望の時間にわたり、レジスト層１２を現像液１６と接
触させた後、ピストン２２を再び作動させ、かつ図４に
示されるように、基板１０を現像液１６から取り出す。
その後に、現像液１６を排出導管１９を介して、有利に
は真空の補助で容器から抜き出す。もちろん、選択的実
施例において、基板又は容器のいずれも移動させずに現
像液を容器の外に排出することにより、レジスト層と現
像液間の接触を容易に達成することができる。
【００１７】使用した現像液１６の全てを容器１５から
抜き出した後、すすぎ液２６、例えば脱イオン水を容器
１５中に例えば流入導管１８を介して導入する（図５を
参照）。現像したレジスト層１２をスピン洗浄するため
に、回転している基板１０及び現像したレジスト層１２
がすすぎ液中に浸漬するように再びチャック２０を降下
させる。現像したレジスト層１２をスピン洗浄するのに
必要な時間量は、一般的に約１０秒〜約１５０秒、有利
には約２０秒〜約５０秒の範囲内である。重要なことで
はないが、すすぎ液の温度はほぼ現像液の温度に保つべ
きである。レジスト層１２をスピン洗浄する工程は、バ
ッチ式又は連続的方法において、必要に応じて繰り返し
てよい。
【００１８】スピン洗浄が完了した後、チャック２０を
すすぎ液から持ち上げ、かつ洗浄し現像したレジスト層
１２を、約２０００ｒｐｍの速度で基板を回転させるこ
とによって乾燥させてもよい。その後、該基板は、後の
いずれの加工に対しても適当である。すすぎ液２６は、
容器１５から排出導管１９を介して、有利には真空の補
助で除去することができる。
【００１９】本発明をある程度の特殊性を伴う有利な実
施例で説明して来たが、もちろん多くの変更及び変形が
可能である。従って、本発明は、その技術思想及び範囲
から逸脱することなく、本明細書に特別に記載したもの
とは異なる形式で実施できることは自明のことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による現像方法を実施するために適当な
装置を示す概略図である。
【図２】容器中の現像液と接触させるためにレジストを
移動させる工程を示す図１の装置の概略図である。
【図３】レジスト層が現像液と接触している間に、基板
を回転させる工程を示す図１の装置の概略図である。
【図４】レジスト層を現像液との接触から離れるように
移動させる工程、及び容器から現像液を排出させる工程
を示す図１の装置の概略図である。
【図５】容器にすすぎ液を供給する工程、及びレジスト
層を現像液と接触させる工程を示す図１の装置の概略図
である。
【図６】レジスト層がすすぎ液と接触している間に、基
板を回転させる工程を示す図１の装置の概略図である。
【図７】すすぎ液を除去するために基板を回転させる工
程、及び容器からすすぎ液を排出させる工程を示す図１
の装置の概略図である。
【符号の説明】
１０ 基板、 １２ レジスト層、 １４ 流入導管
（現像液）、 １５ 容器、 １６ 現像液、 １８
流入導管（すすぎ液）、 １９ 排出導管、 ２０ チ
ャック、 ２２ ピストン、 ２６ すすぎ液

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）基板を現像液を有する容器に隣接
    して支持させる、その際該基板はその少なくとも一部分
    上に形成されたレジスト層を有する、（ｂ）レジスト層
    を容器内の現像液と接触させる、及び（ｃ）レジスト層
    が現像液と接触している間に、基板を回転させる工程か
    らなることを特徴とする、レジスト層を現像する方法。
  2. 【請求項２】 接触させる工程が、基板をレジスト層が
    現像液の上方にある第１の位置から、レジスト層が現像
    液と接触する第２の位置まで移動させることよりなる、
    請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 基板を、接触させる工程の前に回転させ
    る、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 更に、（ｄ）容器内の現像液をすすぎ液
    と入れ替える、（ｅ）レジスト層をすすぎ液と接触させ
    る、及び（ｆ）レジスト層がすすぎ液と接触している間
    に、基板を回転させる工程からなる、請求項１記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 入れ替える工程が、レジスト層を現像液
    から分離し、現像液を容器から排出させ、かつすすぎ液
    を容器に供給することよりなる、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 接触させる工程が、基板をレジスト層が
    すすぎ液と接触しない第１の位置から、レジスト層がす
    すぎ液と接触する第２の位置まで移動させることよりな
    る、請求項４記載の方法。
  7. 【請求項７】 基板を、接触させる工程の前に回転させ
    る、請求項４記載の方法。
  8. 【請求項８】 更に、レジスト層をすすぎ液から分離す
    る、及び任意の残留すすぎ液を基板から除去するために
    基板を回転させる工程からなる、請求項４記載の方法。
  9. 【請求項９】 基板上のレジスト層を現像する方法にお
    いて、レジスト層が現像液と接触する位置に基板を降下
    させる、及びレジスト層が現像液と接触している間に、
    基板を回転させる工程からなること特徴とする、レジス
    ト層を現像する方法。
  10. 【請求項１０】 基板を、降下させる工程の前に回転さ
    せる、請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 基板を、約５０〜約２００ｒｐｍの速
    度で回転させる、請求項９記載の方法。
  12. 【請求項１２】 降下させる工程が、現像液を有する容
    器中に基板を降下させることよりなる、請求項９記載の
    方法。
  13. 【請求項１３】 更に、レジスト層を現像液と接触しな
    いように基板を上昇させる、及びレジスト層をすすぎ液
    ですすぐ工程からなる、請求項９記載の方法。
  14. 【請求項１４】 すすぐ工程が、基板をすすぎ液とレジ
    スト層が接触する位置に降下させ、かつレジスト層がす
    すぎ液と接触している間に、基板を回転させることより
    なる、請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 更に、現像液を約２０℃〜約３５℃の
    温度に維持する工程からなる、請求項９記載の方法。
  16. 【請求項１６】 回転させる工程中に、基板を約５０ｒ
    ｐｍ〜約２００ｒｐｍの回転速度で回転させる、請求項
    ９記載の方法。
  17. 【請求項１７】 レジスト層を約１０秒〜約１５０秒の
    範囲の時間にわたり現像液と接触させる、請求項９記載
    の方法。
  18. 【請求項１８】 基板の少なくとも一部分上に形成され
    たレジスト層を現像する装置において、回転可能な基板
    ホルダ、回転可能な基板ホルダにより保持される基板を
    受容するように配置及び設計された容器、回転可能な基
    板ホルダによって保持された基板上に形成されたレジス
    ト層が容器内に位置する第１の位置に対する、回転可能
    な基板ホルダと容器との相対位置を調整する手段、及び
    第１の位置にある間に、回転可能な基板ホルダを回転さ
    せる手段から構成されていることを特徴とする、レジス
    ト層を現像する装置。
  19. 【請求項１９】 調整する手段が、容器に向かって回転
    可能な基板ホルダを降下させるための気圧シリンダから
    なる、請求項１８記載の装置。
  20. 【請求項２０】 更に、容器中に現像液を導入する手段
    を有している、請求項１９記載の装置。
JP10178821A 1997-06-26 1998-06-25 レジスト層を現像する方法及び装置 Withdrawn JPH11109648A (ja)

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