JPS63153823A - フオトレジストの現像検出装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、フォトレジストの現像検出装置に係り、特に
は、半導体ウェハ表面に塗布されたフォトレジストの現
像箇所にレーザー光を照射し、前記半導体ウェハ表面お
よびフォトレジスト表面で反射されたレーザー光の干渉
波を受光し、その受光出力に基づいてフォトレジストの
現像状態を検出するための技術に関する。

〈従来の技術〉 このような従来のフォトレジストの現像検出装置の構成
を第５図に示す。

図において、ｌは半導体ウェハ、２は半導体ウェハ１の
表面に塗布されたフォトレジストである。

一方、３はＨｅ−Ｎｏレーザー管である。ＨｅＮｅレー
ザー管３から出力されたレーザー光は、レンズ系で収束
されて光ファイバ４に入射する。

５は半導体ウェハ１の表面およびフォトレジスト２の表
面で反射されたレーザー光の干渉波を入射する光ファイ
バである。光ファイバ５に入射した干渉波は、フォトダ
イオード６に伝達されて光電変換される。フォトダイオ
ード６の出力は増幅器７で増幅された後、アナログ出力
として取り出される。このアナログ出力は、例えば、レ
コーダ８に出力される。

次に、上述した従来装置の作用を説明する。

光ファイバ４から半導体ウェハ１に照射されるレーザー
光りは、フォトレジスト２を通過して半導体ウェハ１の
表面で反射される反射光Ｌｌと、フォトレジスト２の表
面で反射される反射光Ｌ２とに分かれる。これらの反射
光ＬＩ＋Ｌ！が干渉波となって光ファイバ５に入射する
。

フォトレジスト２の膜厚は、現像の進み具合によって変
化するから、前記干渉波の強度もフォトレジスト２の現
像状態によって変化する。そして、フォトレジスト２の
現像が完了すると、干渉波の強度は一定になる。換言す
れば、干渉波の強度が一定になった時点で、フォトレジ
スト２が現像されていることになる。

このように、半導体ウェハ１の表面およびフォトレジス
ト２の表面で反射されたレーザー光の干渉波の強度を監
視することによって、フォトレジストの現像状態を検出
している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、従来のフォトレジストの現像検出装置に
使用されているＨｅ−Ｎｅレーザー管は、それ事態の形
状が大きく、また、これを駆動するための電源部の形状
も大きくなるという問題点がある。

また、Ｈｅ−Ｎｅレーザー管は、振動、衝撃などの外因
的なションクに弱く、過酷な条件下では使用できないと
いう不便さもある。

さらに、Ｈｅ−Ｎｅレーザー管は、一般に高価であり、
そのため、フォトレジストの現像検出装置が高価になる
という問題点もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、小型で外因的なシッソクに強く、しかも、安価なフ
ォトレジストの現像検出装置を提供することを目的とし
ている。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

即ち、本発明は、半導体ウェハ表面に塗布されたフォト
レジストの現像箇所に、レーザー光を照射するレーザー
光照射手段と、 前記半導体ウェハ表面および前記フォトレジスート表面
で反射された前記し１−デー光の干渉波を受光する受光
手段とを含み、 前記受光手段の出力からフォトレジストの現像状態を検
出するフォトレジストの現像検出装置であって、 前記レーザー光照射手段を半導体レーザーで構成したこ
とを特徴としている。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

なお、図において、第５図と同一符号は、同一部分ある
いは相当部分を示しているから、ここでの説明は省略す
る。

玉土人搭斑 第１図は、本発明の一実施例に係るフォトレジストの現
像検出装置の構成の概略を示した説明図である。

図において、９は半導体レーザーである。この半導体レ
ーザー９の波長は、０．６μｍ〜１．３μｍの範囲が望
ましい。０．６μｍ以下の波長であるとレーザー光がフ
ォトレジストを感光してしまうおそれがある。また、１
．３μｍ以上の波長になると、半導体レーザーは相当高
価なものになる。

１０は、半導体レーザー９を安定化して、半導体レーザ
ー９の光量を一定にするための光量安定化回路である。

また、１１は半導体レーザー９から照射されたレーザー
光を収束するためのセルフォックレンズである。

半導体レーザー９は、Ｈｅ　−Ｎ　ｅレーザー管に比較
してコヒレンシーが劣るため、光ファイバ４゜５の長さ
は５ｍ以下が望ましい。光ファイバ４゜５の長さが５ｍ
以上になると、半扉体ウェハ１の表面等で反射されたレ
ーザー光の干渉が生じにくくなる。

次表は、光ファイバ４，５の長さに応じた干渉波の検出
波形の良否を判断した実験結果である。

この実験では、中心部の光ファイバ４として、コア径が
１００μｍ１フアイバ径が１５０μｍの高純度石英コア
ステップインデックス光ファイバを使用し、この光ファ
イバ４の外周に沿って、光ファイバ５として、ファイバ
径が５０μｍの多成分ガラスファイバを２４００本配置
している。また、この実験で使用した試料は、シリコン
ウェハ上にフォトレジスト（シブレイ・ファイ−スト社
製：５１４００）を約１．４５ｐｍ塗布しており、現像
液にはシブレイ・フプイースト社製のＭＦ３１２を使用
している。

検出波形の良否の判定は、アナログ出力波形の極大・極
小が現れている場合を良、そうでない場合を不良とした
。

表 第１実施例では、光ファイバを介してレーザー光を伝送
しているが、本実施例では、光ファイバを介さず半導体
レーザーを半導体ウェハ１に直接照射している。

第２図は、第２実施例の構成を示した説明図である。

１２はプローブであり、このプローブ１２には半導体レ
ーザー９．とフォトダイオード６１が収納されている。

半導体レーザー９．と光量安定化回路１０との間、およ
びフォトダイオード６Ｉと増幅器７との間は、メタルケ
ーブル１３で接続されている。このようなプローブ１２
を用いるとメタルケーブル１３を長（することができる
ので、実用上、便利である。さらにケーブルを長くした
い場合には、遮蔽効果をあげたメタルケーブルを使用す
るとよい。

なお、前述したプローブ１２を構成する場合、半導体レ
ーザー９．から照射されたレーザー光が、フォトダイオ
ード４６１に直接入射しないように配慮する必要がある
０本実施例では、第３図に示すように、半導体レーザー
９Ｉとフォトダイオード６１との間に遮光板１４を取り
つけている。この他に、半導体レーザー９１　とフォト
ダイオード６Ｉとの取り付は位置に段差（半導体レーザ
ー９．の取り付は位置をフォトダイオード６、よりも高
くする）を設けてもよい。

第４図は、本実施例によってフォトレジストの現像状態
を検出したときの干渉光の検出波形を示している。この
測定において、半導体レーザー９゜の発光波長は０．７
８μｍ１フオトレジストはシブレイ・ファイ−スト社製
の３１４００、現像液はシブレイ・ファイース社製のＭ
Ｆ３１２を用いており、半導体ウェハとプローブの距離
は５０ｍｍに設定している。この測定結果から明らかな
ように、現像開始から約１０秒で検出波形のレベルは一
定になっており、この時点でフォトレジストの現像が完
了している。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、本発明に係るフォトレ
ジストの現像検出装置は、レーザー光照射手段として半
導体レーザーを用いているから、Ｈｅ　　Ｎ　ｅレーザ
ー管を使用していた従来装置と比較して、小型で外因的
なシラツクに強く、しかも、安価なフォトレジストの現
像検出装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係るフォトレジストの現
像検出装置の説明図、第２図は本発明の第２実施例に係
るフォトレジストの現像検出装置の説明図、第３図は前
記第２実施例に使用されるプローブの説明図、第４図は
前記第２実施例で検出された干渉波の波形図、第５図は
従来のフォトレジストの現像検出装置の説明図である。 ｌ・・・半導体ウェハ、２・・・フォトレジスト、６・
・・フォトダイオード、９・・・半導体レーザー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体ウェハ表面に塗布されたフォトレジストの現像箇
   所に、レーザー光を照射するレーザー光照射手段と、 前記半導体ウェハ表面およびフォトレジスト表面で反射
   された前記レーザー光の干渉波を受光する受光手段とを
   含み、 前記受光手段の出力から前記フォトレジストの現像状態
   を検出するフォトレジストの現像検出装置であって、 前記レーザー光照射手段を半導体レーザーで構成したこ
   とを特徴とするフォトレジストの現像検出装置。