JPS62219620A - レジスト現像方法 - 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〕 半導体装置製造のためのレジストプロセスにおいて、レ
ジスト膜の現像に際してそのレジスト膜に温度分布をも
たせ、よって、パターン形状をコントロールできかつ解
像性も高めることができるようにする。本発明は、露光
源のタイプに関係なく、ポジ及びネガの両方のレジスト
に適用可能である。

（産業上の利用分野） 本発明はレジスト現像方法に関する。本発明は、さらに
詳しく述べると、例えば集積回路、バブルメモリー素子
などのような半導体装置をリソグラフィー技術を用いて
製造する場合の、特にレジストプロセスにおける改良さ
れたレジスト現像方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置製造のためのリソグラフィー技術を工程を追
って説明すると、通常、ウェハ前処理、レジスト塗布、
ソフトベーク、マスク合せ、露光、現像、ウェハ検査、
ハードベークと続き（ここまでがレジストプロセス）、
さらにエツチング、ウェハ検査及びレジスト除去（まと
めてエツチングプロセス）がある。ここで、露光後のウ
ェハ（基板中レジスト膜）は、現在、いろいろな手法を
用いて現像することができる。現像の方法には、大別し
て、浸漬によるものと滴下によるものとスプレーによる
ものとがあるが、現在では滴下方式とスプレ一方式でイ
ンライン化した装置が広く用いられている（本願発明も
、この後者の方式の改良に関する）。現像工程は、パタ
ーンの解像度や感度等を最終的に決定する、非常に重要
な工程である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

レジストの現像方法は現在かなり改良されているという
ものの、露光方法等によってパターン形状のコントロー
ル可能性や解像性か依然として制限を受けているという
こともまた現実である。この制限は、ポジ型及びネガ型
のレジストに共通的に、そして光、Ｘ線、電子線（ＢＢ
）等の露光方法にも共通的に認められる。−例を第３Ａ
図及び第３Ｂ図を参照して説明すると、基板１上のポジ
型レジスト膜２に露光を施した場合（第３Ａ図）、現像
後のウェハには第３Ｂ図に示されるように不所望なレジ
ストパターンが形成される。同様に、基板ｌ上のネガ型
レジスト膜３に露光を施した場合（第４Ａ図）、すそ広
がりの不十分なレジストパターンが形成される（第４Ｂ
図）。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した従来の技術の問題点は、本発明によれば、半導
体装置製造のためのレジストプロセスにおいて、露光後
のレジスト膜を現像液で現像するに際して、該レジスト
膜の厚さ方向に温度分布をもたせた状態で現像を行なう
ことを低温となす、レジスト現像方法によって解決する
ことができる。

本発明の実施において、レジスト膜の基板に接する側の
領域を高温となしかつその膜の被現像側（ｎ光面）の領
域を低温となすのが好ましい。このようなレジスト膜に
おける温度分布の形成は、例えば、基板をヒーターのよ
うな手段を用いて加熱する一方、現像チャンバ内の雰囲
気を例えば冷却空気の導入によって低温に保つことによ
って実施することができる。

本発明の実施において、レジスト膜がポジ型であるかネ
ガ型であるかということは問題でなく、また、露光方法
が光、Ｘ線、ＥＢ等のいずれであるかということも問題
でない。このような本発明方法の多面性は、以下に記載
する実施例からより明白となるであろう。

〔作　用〕

本発明は、いままでの説明から理解されるように、解像
部位の温度が高ければ高いほど現像が顕著に進行すると
いう知見に由来している。例えば、第１Ａ図に示されて
いるように、基板ｌ上のポジ型レジスト膜２をその露光
後に高温Ｍ域Ｈ（基板側）及び低温領域Ｌ（露光側）に
二分した場合、第１Ｂ図に示されるような満足のいくポ
ジレジストパターン２が現像後に形成される。同様に、
第２Ａ図に示されているように基板１上のネガ型レジス
ト膜３をその露光後に高−ｉ領域１１及び低温領域りに
二分した場合、第２Ｂ図に示されるような満足のいくポ
ジレジストパターン３が現像後に形成される。

〔実施例〕

本発明の効果を確認するため、同一の現像装置を使用し
て、但し、使用する露光方法及びレジスト等を変更して
、レジストの現像を行なった。使用した滴下式現像装置
は、第５図に略示して示されるように、滴下ノズル付き
現像液装入管７及び冷却空気装入管８を装備した現像チ
ャンバ６と、基Ｆｉ１及びレジスト膜２からなろウェハ
を支承するための回転可能なウェハ固定チャック４とか
らなっている。固定チャック４には加熱源としてのヒー
ター５が接続されている。　　　゛共通の処理条件等は
次の通りである。

１、　レジスト膜厚　　　　　　　０．５〜３．０μｍ
２、現像チャンバ内（雰囲気）温度 ５〜２０℃ ３、　ウェハ固定チャック 温度　　　　　　　　　２０〜５０℃ 回転数　　　　　　　　３０Ｏｒｐｍ ４、現像液 温度　　　　　　　　　　２１℃±２℃流量（ノズルか
らの滴下）　２００ｃｃ／５ｉｎｓ、水洗（必要時のみ
実施） ディップ式 ６、　ポストベーク 温風循環式オープン ■−土 本例では電子ｖＡ（ＥＢ）レジストの場合を評価する。

ｆジＬＤむと成上 １、　ポリメチルメタクリレート（商品名：　０ＥＢＲ
−ｔｏｏｏ、東京応化製）をＭｉＢＫで滴下式で２分間
現像し、そして８０℃で２０分間ボストベークした。

主友工ど２久上 １、　ポリグリシジルメタクリレート（商品名：０ＥＢ
Ｒ１００、東京応化製）をメチルエチルケトン：エタノ
ール−３：２混合液で滴下式で１分３０秒間現像し、そ
して１２０℃で２０分間ポストベークした。

２、　クロロメチル化ポリスチレン（商品名：ＣＭＳ。

東洋曹達製）をメチルエチルケトン：エタノール−３：
２混合液で滴下式で１分３０秒間現像し、そして１２０
℃で２０分間ボストベークした。

いずれの場合にも、解像性にすぐれた満足すべきレジス
トパターンが形成された。なお、ポジ型レジストとして
ポリメタクリルアミド、ポリシアノアクリレート、ポリ
メチルイソプロペニルケトンを、そしてネガ型レジスト
としてポリグリシジルメタクリレートーコーエチルアセ
テートを、用いてもそれぞれ良好な結果が期待される。

桝−１ 本例ではフォトレジストの場合を評価する。

並グ皿と区ムト １、　ノボラック系レジスト（商品名：０ＦＰＲ−８０
０、東京応化製）を現像液（商品名：ＮＭＤ−３、東京
応化製；テトラメチルアミンハイドロオキサイドを純水
中に２５重量％の濃度で含む溶液）で滴下式で１０分間
現像し、純水（２２±２℃）でディップ式で５分間洗浄
し、そして１３０℃で３０分間ボストベークした。

主丸皿乞／丞上 １、合成ゴム系レジスト（商品名：ＯＭＲ−８３、東京
応化製）をキシレン又はｎ−へブタンで滴下式で４０秒
間現像し、そして１４０℃で３０分間ボストベークした
。

いずれの場合にも、解像性にすぐれた満足すべきレジス
トパターンが形成された。なお、ポジ型レジストとして
他のノボラック系レジスト、例えばシソプレー社製のＡ
Ｚ−シリーズ、ハント・ケミカル社製のウェイコートＨ
ＰＩＩシリーズ、コダソク社製の＃８０９を、そしてネ
ガ型レジストとして天然ゴム系のレジスト、例えばコダ
ソク社製のＫＭＥＲ１東京応化製のＯＭＲやポリ桂皮酸
ビニル、例えばコダック社製の）［ＰＲを、用いてもそ
れぞれ良好な結果が期待される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レジスト現像時にウェハに温度分布を
もたせることの結果、得られるレジストパターンの形状
をコントロールすることが可能になり、また、解像性の
良好なパターンを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図及び第１Ｂ図は、本発明によるポジ型レジスト
の現像を順を追って示す断面図、第２Ａ図及び第２Ｂ図
は、本発明によるネガ型レジストの現像を順を追って示
す断面図、第３Ａ図及び第３Ｂ図は、従来方法によるポ
ジ型レジストの現像を順を追って示す断面図、第４Ａ図
及び第４Ｂ図は、従来方法によるネガ型レジストの現像
を順を追って示す断面図、そして 第５図は、本発明の実施において用いられる現像装置の
略系図である。 図中、ｌは基板、２はポジ型レジスト膜、３はネガ型レ
ジスト膜、４はウェハ固定チャック、５はヒーター、６
は現像チャンバ、７は現像液装入管、そして８は冷却空
気装入管である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体装置製造のためのレジストプロセスにおいて
   露光後のレジスト膜を現像液で現像するに際して、該レ
   ジスト膜の厚さ方向に温度分布をもたせた状態で現像を
   行なうことを特徴とするレジスト現像方法。 ２、レジスト膜の基板に接する側の領域を高温となしか
   つその膜の被現像側の領域を低温となす、特許請求の範
   囲第１項に記載のレジスト現像方法。 ３、基板を加熱する一方、現像チャンバ内の雰囲気を冷
   却する、特許請求の範囲第２項に記載のレジスト現像方
   法。