JPS62193247A - 現像終点決定方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 レジストを現像し所望のパターンを形成する際に、大面
積露光部（ポジ型レジストの場合）または大面積未露光
部（ネガ型レジストの場合）の開口をモニターし、この
情報を基に最適現像条件を設定する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は現像終点決定方法に関するもので、さらに詳し
く言えば高精度のレジストパターンを得るために大面積
の露光部または未露光部をモニターし現像時間を微調整
する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造においてはホトエツチング工程が重要
であり、ホトエツチングとは、絶縁物、半導体、金属等
の基板または薄膜に所望のパターンを得るために、不必
要部分を光学的、化学的方法等により除去する工程であ
る。

その工程は次のとおりである。レジスト塗布前に基板上
の吸着物を除去しレジストと基板との密着性を良くする
ために熱処理または基板洗浄を行い、レジスト塗布後に
塗布膜中に残存する溶剤を除（ためにプリベークといわ
れる熱処理（以下単にベークという）を行う。次いでマ
スク合せをなし、紫外光を照射し、露光後にアルカリ土
類金属有機溶剤等で現像してレジストパターンを得る。

さらにポストヘークと呼称される熱処理でレジストと基
板との密着性を良くし、エツチングを行い、不必要にな
ったレジストを剥離除去する。

レジストにはポジ型とネガ型があり、ポジ型とネガ型の
レジストにおいては光が照射された部分が現像によって
それぞれ溶けまたは溶けないで残る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記したレジストの現像には一般にアルカリ現像液や有
機溶剤が多く用いられ、通常の場合現像時間は一定とし
て処理されている。すなわち、現像の終点検出には標準
レジストパターンを設定し、それを現像するに要する時
間を測定し、この時間を基準にして現像をなす。

しかし、現実の現像においては、露光エネルギー、現像
液組成、現像液の液温などの変動によって、結果的に最
適なパターンが得られることもあるが、アンダー現像（
現像不十分）やオーバー現像（現像過多）となることが
あり、所望のパターンが精度良く得られない場合がある
。特に、アルカリ現像液における水とアルカリの混合比
は現像を繰り返し実施している間に経時的に変化するの
で、再現性良く高精度のパターンを得ることが難しい。

ポジ型レジストの場合には、大面積露光部が微小面積露
光部に比べて現実に受ける露光量が大きくなり、他方ネ
ガ型レジストの場合、大面積未露光部は露光エネルギー
の影響は受けないが、露光部に近接した未露光部はその
影響を受ける。

第２図を参照すると、２２は基板例えばウェハ２１上に
塗布されたレジスト膜を示し、図の左方には１０μｍの
幅の開口部２３を、また図の右方には１μｍの幅の開口
部２４を開口したいとして、一定の露光量で露光しても
、開口部２３が完全に開口しても、開口部２４は未だ完
全に開口していないことが認められ、この場合には開口
部２４が点線で示す如（開口するまで現像を続けなけれ
ばならない。そしてこの現像の時間が長すぎると、開口
部２３は点線で示す如くにパターンが変化するおそれが
ある。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、寸法
の異なるレジストパターンを現像するときに、現像終点
を高精度に検知しうる方法を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明実施例の断面図で、同図において、１１
はカップ、１２はサセプタ、「１３はモニター用のレジ
スト」、１４は例えばレーザ光の発光部、１５は受光部
である。

本発明に従う現像においては、「ウェハ２１上のモニタ
ー用のレジスト１３に光を照射し」、その反射光を受光
部１５で「モニターすることによってモニター用レジス
トが開口したことを検知し、当該モニター用レジストの
現像時間に対して」所定の現像時間を追加設定するもの
である。

〔作用〕

各び第２図を参照すると、大面積露光部である開口部２
３が開口するのに２０秒を要し、小面積露光部である開
口部２４が開口するのに３０秒要したとすると、開口部
２３と２４とが共に最適に現像されるための最適現像係
数は、（微小パターンの現像時間）／（大面積パターン
の現像時間）＝３０秒／２０秒＝１．５となる。そこで
受光部が「モニター用レジストの開口を」検知するまで
例えば１８秒要したとすると、１８秒Ｘｉ、５＝２７秒
さらに現像を続けて開口部２４を開口し、そこで現像を
停止してそれ以上のオーバー現像を回避するものである
。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

ポジ型レジストを例に再び第１図と第２図を参照して説
明すると、試料例えばウェハ２１にホトエツチング用の
「レジストを塗布するときに、例えばウェハの周縁部分
にモニター用のレジスト１３を塗布する。このレジスト
１３は」、ウェハに形成されるレジストパターンのいず
れよりも大なるバタ−ン、例えば１０μｍの幅の開口部
２３が形成されうるに十分なものとする。引続きホトエ
ノナングプロセスの一部としての露光を行う。

次いで現像に移るが、そのためにはウェハ２１をサセプ
タ１２上に置き、サセプタを静止させたまま、またはス
ピンさせ、さらには静止とスピンを交互に行いつつノズ
ル１６から現像液を噴出する。

ここで発光部１４から「モニター用レジスト１３にレー
ザ光を照射すると、モニター用レジスト１３が開口」す
るまではレーザ光はレジストによって乱反射され受光部
１５は反射光を検知しないが、レジスト１３が開口され
ウェハ面が露出されると、レーザ光は反射され前以って
設計したところに配置した受光部１５が反射光を検知す
る。現像の開始点はノズル１６のための図示しないバル
ブを開にしたときであるから、バルブを開いたときから
受光部】５が反射光を検知したときまでの時間を測る。

その時間は１８秒であるとしよう。

他方、レジスト膜２２に幅ＪＯμｍの開口部２３が開口
されるまでの時間と、幅１μｍの開口部２４が開口され
るまでの時間とを前以って測定しておき、最適現像係数
を定めておく。それば前記した如く１．５であるとしよ
う。

Ｊｌび前記の例に戻ると、開口部２３が開口されるまで
１８秒要したのであるから、■８秒Ｘ１．５＝２７秒で
幅１μｍの開口部２４が開口することになる。それ故に
、受光部１５が反射光を検知してから更に９秒現像を継
続し、９秒経過した時点（現像終点）でバルブを閉じる
。以上を要約すると、現像開始（バルブ開） 大面積部（開口部２３）開口（受光部１５が検知）最適
現像係数による時間計算 終了（バルブ閉） 最適現像係数による時間計算は例えば図示しないパソコ
ンなどで行い、そのパソコンヲ受光ｆｆ１５どノズル１
６のためのバルブに連結し、追加現像終了のためのバル
ブの閉を制御する。

本発明者の実験によると、電子ビーム用に本田ＩＨ人の
開発したクロスリンクド・メタクリレート・レジスト　
（ポジ型）をウェハ上に１．５μｍの厚さにスピンコー
ドし、２０ＫｅＶに加速された電子を３、ＯＸ　１０−
５Ｃ７ｃｍ２の露光量で露光し、現像液に酢酸エチルを
用いた。前記した如く現像中にレーザ光でモニターして
大面積露光部が開口したことを確認し、追加現像を計算
した時間行った。従来の例では、幅１．０μｍのパター
ンを作るに±０．２μｍのパターンの変動があったのに
対し、前記実験においてパターンの変動量は±０．１μ
ｍと改善され、高精度の（パターン変動量の少ない）パ
ターンが得られた。

前記した最適現像係数は、例えば１０μｍ口と１μｍ口
の開口部をそれぞれ作る場合の残膜率と露光量の関係を
示す感度曲線から求めることもできるし、または実際に
用いる現像液で第２図に示す実験を行って時間を測定し
て求めてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によれば、所望のパターン
がパターン変動率を小に精度良く形成され、半導体装置
の製造歩留りの向上に有効である。

なお、上記の例はポジ型レジストについてのものである
が、ネガ型レジストの場合は開口部とレジストの関係が
逆になる点を除き、同様の原理が適用する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例を示す図、 第２図は本発明の原理を示す図である。 第１図と第２図において、 １１はカップ、 １２はサセプタ、 「１３はモニター用レジスト」、 １４は発光部、 １５は受光部、 １６はノズル、 ２１はウェハ、 ２２はレジスト膜、 ２３は大面積露光部の開口部、 ２４は小面積露光部の開口部である。 代理人　　弁理士　　久木元　　　彰 復代理人　弁理士　　大　菅　義　之 率発明笑党側鉾幻圓 第１図 本患明の子連を米オ図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 試料（２１）に塗布されたレジスト（２２）の現像にお
   いて、 形成されるべきレジストパターンのいずれよりも大なる
   パターンが形成されうる拡がりのモニター用レジスト（
   １３）を試料（２１）上に塗布し、当該レジスト（１３
   ）の開口を検知した時点から最適現像係数によって決定
   される時間だけさらに現像を追加することを特徴とする
   現像終点決定方法。