JP2003100615A - 基板現像装置および基板現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確なレジストパターンを得ることができる
基板現像装置および基板現像方法を提供する。 【解決手段】 現像処理の間、基板Ｗに近接して位置す
るプローブ８１によって、レーザー光が基板Ｗに照射さ
れるとともに、基板Ｗに盛られた現像液からの散乱光が
捉えられ、ラマン分光処理ユニット８５により、現像液
中のベンゼン環の濃度が測定され、それを基にレジスト
膜から現像液中に溶出するベンゼン環の溶出量が常時モ
ニタされる。この溶出量は現像の進行とともに増加する
ため、現像を終了すべき時点である現像終点に対応する
溶出量に至った段階で現像を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、液晶
表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光
ディスク用基板等（以下、「基板」と称する）上に形成
されたレジスト膜に露光されたパターンを現像液によっ
て現像する基板現像装置および基板現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体等のフォトリソグラフィー工程に
おいて、パターン寸法の微細化によって、基板ごとの現
像により形成されるパターンの線幅均一性を得ることが
次第に難しくなりつつある。均一な線幅を得るために
は、基板ごとの現像終点を等しくすることが重要であ
る。そこで、最近では現像の進捗状況をモニタリングす
ることによって、基板ごとに異なる可能性がある現像終
点を検出する方法が、幾つか提案されている。ここで、
現像終点とは、現像処理によりレジスト膜にパターンを
形成する際に、目標とする現像の進行度に達する時点、
すなわち、現像処理を終了させるべき時点を表す。

【０００３】従来より行われていた現像の進捗状況をモ
ニタリングする手法としては主に以下のようなものがあ
る。

【０００４】第１従来例として、現像中にレジスト面に
光を照射し、その反射光をＣＣＤで検出し、その強度変
化から現像終点を検出する方法（特許第２８５８８１２
号）が挙げられる。

【０００５】第２従来例として、一般に、露光によって
形成された潜像部分は露光されていない部分と比べてそ
の高さ（厚み）が異なるが、その潜像の高さである潜像
高さを原子間力顕微鏡で測定し、予め求めておいた潜像
高さと現像後のパターンとの相関関係から現像時間等を
制御する方法（特許第３１１５５１７号）が挙げられ
る。

【０００６】第３従来例として、現像液に電極を浸漬
し、その現像液に流れる電流変化から現像終点を検出す
る方法（特開平８-６４４９８号）が挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
従来技術には、以下のような問題があった。

【０００８】第１従来例では、パターン形状や下地膜厚
によって反射光、散乱光または回折光の強度が変化し、
現像終点の検出に影響を与えてしまう。

【０００９】第２従来例では、下地に段差を有する基板
に対して現像処理を行う場合、潜像高さと下地段差によ
るレジストの段差との判別が困難である。

【００１０】第３従来例では、現像液に電極を浸すため
に、基板を汚染する可能性がある。また、枚葉式に現像
を行う場合、基板に盛られる現像液の厚みが１〜２mmと
薄いため、電極を基板に接触させないで現像液に浸漬す
ることが困難であり、電極が基板に接触した状態で電流
変化を測定した場合、正確な電流変化を求めることがで
きない。

【００１１】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、正確な現像終点で現像処理を終了させて均一な
線幅を得ることができる基板現像装置および基板現像方
法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、基板上に形成されたレジスト膜
に露光されたパターンを現像液によって現像する基板現
像装置において、前記レジスト膜に含有される成分のう
ち、基板上に盛られた現像液中に溶出する溶出成分の一
つを特定成分とし、前記レジスト膜から前記現像液中に
溶出した前記特定成分の溶出量を検出する溶出量検出手
段と、前記溶出量検出手段によって検出された前記特定
成分の溶出量に基づいて、現像処理を終了させるべき時
点である現像終点に現像処理が到達しているか否かを判
断する現像終点判断手段と、を備えている。

【００１３】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
に係る基板現像装置において、前記溶出量検出手段に、
前記現像液中の前記特定成分の濃度を測定することによ
って前記特定成分の溶出量を検出させ、前記現像終点判
断手段に、前記現像液中の前記特定成分の濃度が所定の
値に到達したときに、現像処理が現像終点に到達したと
判断させている。

【００１４】また、請求項３の発明は、請求項１の発明
に係る基板現像装置において、前記溶出量検出手段に、
前記レジスト膜中の前記特定成分の濃度を測定すること
によって前記特定成分の溶出量を検出させ、前記現像終
点判断手段に、前記レジスト膜中の前記特定成分の濃度
が所定の値に到達したときに、現像処理が現像終点に到
達したと判断させている。

【００１５】また、請求項４の発明は、請求項１から請
求項３のいずれかの発明に係る基板現像装置において、
レーザ光が照射された基板から放射される光を受光する
受光手段をさらに備え、前記溶出量検出手段に、前記受
光手段が受光した光からラマン分光法によって前記特定
成分の溶出量を検出させている。

【００１６】また、請求項５の発明は、請求項１から請
求項３のいずれかの発明に係る基板現像装置において、
前記特定成分を、ベンゼン環としている。

【００１７】また、請求項６の発明は、請求項４または
請求項５の発明に係る基板現像装置において、前記レー
ザ光が照射された基板から反射される光の反射強度を測
定する反射強度測定手段をさらに備え、前記溶出量検出
手段に、前記反射強度測定手段が測定した反射強度に基
づいて、ラマン分光法によって検出された前記特定成分
の溶出量を補正させている。

【００１８】さらに、請求項７の発明は、基板上に形成
されたレジスト膜に露光されたパターンを現像液によっ
て現像する基板現像方法において、前記レジスト膜に含
有される成分のうち、基板上に盛られた現像液中に溶出
する溶出成分の一つを特定成分とし、前記レジスト膜か
ら前記現像液中に溶出した前記特定成分の溶出量に基づ
いて、現像処理を終了させるべき時点である現像終点に
現像処理が到達しているか否かを判断する工程を備えて
いる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００２０】＜１．第１実施形態＞ （１−１．基板現像装置１の装置構成）図１は、第１実
施形態に係る基板現像装置１を示す概略構成図である。
また、図２は濃度検出部８０の主要部とプローブ８１の
内部構成を示す概略構成図である。以下、図１および図
２を用いて基板現像装置１の装置構成について説明す
る。

【００２１】基板現像装置１は、基板Ｗを水平姿勢で回
転保持する回転保持部４０と、回転保持部４０によって
保持された基板Ｗの主面に現像液を供給する現像液供給
部５０と、現像液の供給後の基板Ｗの主面にリンス液
（本実施形態では純水）を供給するリンス液供給部６０
と、濃度検出部８０と、上記基板現像装置１に備えられ
た各機構の動作を制御する制御部１１０とを備えてい
る。なお、濃度検出部８０と制御部１１０を併せたもの
が本発明の溶出量検出手段に相当し、さらに、制御部１
１０は現像終点判断手段にも相当する。

【００２２】図１に示すように、制御部１１０はＣＰＵ
１１０ａ、メモリ１１０ｂ、ハードディスク１１０ｃを
備えたマイクロコンピュータである。なお、制御部１１
０による各部の制御の詳細は後述する。

【００２３】回転保持部４０は、基板Ｗを水平姿勢に吸
着保持する回転台４１と、回転台４１の下面側中央に垂
設された回転軸４２と、回転軸４２を介して回転台４１
を鉛直方向を軸として回転駆動するスピンモータ４３と
により構成される。

【００２４】また、基板Ｗの周辺を覆うようにして飛散
防止カップ７０が配置されており、基板Ｗの回転によっ
て飛散した現像液やリンス液は当該飛散防止カップ７０
によって回収される。さらに、飛散防止カップの外側に
は外壁７５が配置されている。

【００２５】現像液供給部５０は、現像液供給ノズル５
１と、現像液供給源５６と、現像液供給配管５８と、開
閉バルブ５７と、水平アーム５２と、水平駆動部５４と
により構成される。

【００２６】現像液供給ノズル５１は、その基板Ｗに対
向する下面に基板と同等以上の長さを有するスリット状
の現像液供給口５１ａを、紙面に対して垂直方向がその
長手方向となるように有する。

【００２７】現像液供給源５６は現像液供給ノズル５１
に対して現像液を供給する。現像液供給配管５８は現像
液供給ノズル５１と現像液供給源５６とを連通接続する
現像液の配管である。

【００２８】開閉バルブ５７は現像液供給配管５８の途
中に設けられ、電気的に接続された制御部１１０による
制御に基づいて現像液供給源５６からの現像液の供給お
よび停止を行う。

【００２９】水平アーム５２は現像液供給ノズル５１を
保持する。水平駆動部５４は水平アーム５２に連結する
とともに、図示しないが、モータに回転駆動されるボー
ルネジを備え、現像液供給ノズル５１を水平移動させ
る。なお、図示を省略しているが、該モータも制御部１
１０と電気的に接続され制御部１１０により制御され
る。

【００３０】リンス液供給部６０は図１において紙面に
おける基板Ｗの上部側に配置され、主に基板Ｗの主面に
対してリンス液を供給するリンス液供給ノズル６１と、
リンス液供給ノズル６１に対してリンス液を供給するリ
ンス液供給源６５と、リンス液供給ノズル６１とリンス
液供給源６５とを連通接続するリンス液供給配管６４
と、リンス液供給配管６４内の途中に設けられて電気的
に接続された制御部１１０による制御に基づいてリンス
液の供給および停止を行う開閉バルブ６６と、リンス液
供給ノズル６１を支持するノズル支持部６２と、ノズル
支持部６２をその上端部に固設する支柱６７と、電気的
に制御部１１０と接続され、制御部１１０による制御に
基づいてリンス液供給ノズル６１が基板上で回動可能な
ようにリンス液供給ノズル６１を駆動するノズル回動モ
ータ６３とにより構成される。

【００３１】濃度検出部８０は、図１および図２に示す
ように、プローブ８１とレーザー光源８２とが光ファイ
バー８３により接続され、プローブ８１内のＣＣＤアレ
イ９１がラマン分光処理ユニット８５に電気的に接続さ
れ、さらにラマン分光処理ユニット８５が制御部１１０
に電気的に接続されている。また、プローブ８１はプロ
ーブ支持部８６の一端に連結され、プローブ支持部８６
は支柱８７の上端部に連結され、支柱８７はその下端に
おいてプローブ回動モータ８８の鉛直方向に設けられた
回動軸（図示省略）に連結され、さらに、プローブ回動
モータ８８は電気的に制御部１１０と接続されている。

【００３２】そして、制御部１１０の制御によるプロー
ブ回動モータ８８の駆動により、プローブ８１の対物レ
ンズ９２が基板上の端縁部付近において基板Ｗの主面に
近接して対向する測定位置と、基板上以外の、現像液供
給ノズル５１やリンス液供給ノズル６１と干渉せず、現
像液やリンス液等のミストがかからないような退避位置
との間で回動可能とされている。

【００３３】また、後述する特定成分の濃度測定時には
レーザー光源８２から発せられたレーザー光は、光ファ
イバー８３を通じてプローブ８１内において、レンズ９
３およびハーフミラー９５を経由し、対物レンズ９２に
よって基板Ｗ表面に盛られた現像液に集光される。ここ
で用いられるレーザー光は、ラマン分光に適するととも
にレジストを露光しないことに加え、現像液や膜などを
加熱することのない所定の波長のものが用いられる。

【００３４】逆に、現像液によって生じた散乱光はプロ
ーブ８１に至り、対物レンズ９２、ハーフミラー９５を
通過して、レンズ９７を経由してＣＣＤアレイ９１に捉
えられる。このように、プローブ８１の焦点は第１実施
形態の基板現像装置では、測定位置において基板Ｗに盛
られた現像液に合わせられている。具体的には、プロー
ブ８１の対物レンズ９２と基板Ｗ上に盛られた現像液と
の距離がプローブ８１の焦点距離と等しくなるよう、プ
ローブ支持部８６の高さが微調整されている。

【００３５】そして、受光により生じたＣＣＤアレイ９
１の出力信号はラマン分光処理ユニット８５に入力され
る。ラマン分光処理ユニット８５は、図示しないがその
内部にＣＰＵ、メモリやハードディスク等の記憶手段を
備えたマイクロコンピュータを備え、ＣＣＤアレイ９１
の出力信号からラマン分光法を用いて、後述する現像液
中の特定成分の濃度を検出し、その結果の濃度信号を制
御部１１０に送る。

【００３６】ここで、ラマン分光法とは、分子にレーザ
を照射すると分子の振動により、特定の波長の光に散乱
が生じるという原理を用いて、分子の同定と定量とを行
う方法である。上記分子振動は、分子中の原子の質量と
配置等によって決定されるため、分子の同定および定量
が可能なのである。このラマン分光法は、固体だけでな
く、液体に対しても利用可能であり、溶質による溶媒の
状態変化等の溶液構造の分析にも利用可能である。加え
て、光学式であるため、非接触での測定が可能であり、
さらに、測定時間が約１秒程度と高速に測定が行え、リ
アルタイムな測定が可能である。

【００３７】また、特定成分とは、レジスト膜に含有さ
れる成分のうち、基板上に盛られた現像液中に溶出する
溶出成分の一つを表す。この特定成分の溶出量は現像処
理の進行とともに増加していくので、現像処理が進むに
つれて現像液中の特定成分の濃度は増加していく。そこ
で、この発明の基板現像装置では特定成分の溶出量を常
時ラマン分光法を用いて監視することによって現像処理
の終了時を制御している。すなわち、ラマン分光処理ユ
ニット８５からの濃度信号を受けた制御部１１０が、そ
れを基に溶出量を監視し、現像処理を終了させるべき時
点である現像終点において現像処理を終了させる。な
お、第１実施形態では、特定成分をベンゼン環とし、現
像液中のベンゼン環に起因する複数の散乱光のピーク高
さを測定している。

【００３８】また、制御部１１０はＣＰＵ１１０ａによ
る計時機能も備えており、所定時間を経過してなお、特
定成分の現像液中への溶出量が所定量未満である場合に
は、現像より前の処理、例えばレジスト塗布処理や露光
処理等に問題があった可能性があるので、異常ありと判
断する。そして、異常検出時には現像処理を中止する。

【００３９】（１−２．第１実施形態における現像処
理）図３は、現像処理の処理手順を示すフローチャート
である。以下、図３を参照しつつ基板現像処理の手順お
よびその制御の詳細について説明する。

【００４０】まず、目標線幅設定工程が実行される（ス
テップＳ１）。ここで、線幅とは、現像処理により得ら
れるパターン寸法を示す指標の一つである。また、目標
線幅とは、現像処理によって得るべき目標とする線幅で
ある。なお、現像の進行によって線幅は変化するが、ネ
ガ型のレジストの場合は現像の進行にともなってレジス
トのパターン寸法は太くなるのに対し、ポジ型のレジス
トの場合は現像の進行にともなってパターン寸法は細く
なる。そのため、レジストがポジ型かネガ型かで線幅の
変化も異なる。以下においては、便宜上、ネガ型レジス
トを用いた場合を前提に説明し、必要に応じて、ポジ型
レジストに関する説明を行う。

【００４１】目標線幅設定工程では、現像処理に先だっ
てオペレータが図示しない入力手段を通じて目標線幅を
入力する。すると、この入力信号は制御部１１０に送信
される。また、制御部１１０内の記憶手段としてのハー
ドディスク１１０ｃには、現像の進行の各時点において
形成されるパターンの線幅と濃度との相関曲線（各線幅
に対応する特定成分の濃度のデータ群）が記憶されてい
る。この相関曲線は、予め現像処理を行おうとする基板
と同一サンプルを用いて実験によって測定されたもので
ある。

【００４２】図４は、現像液中の特定成分の濃度とパタ
ーンの線幅との相関曲線を模式的に示す図である。図４
はレジスト中の特定成分の濃度と前述の線幅（したがっ
て、現像の進行度）とが比例的な関係、すなわち、特定
成分の現像液中の濃度が増加すると形成されるパターン
の線幅も太くなることを表している。なお、ポジ型レジ
ストの場合はこれと逆の関係（反比例的な関係）にな
る。

【００４３】そして、制御部１１０では現像処理開始前
に、このような相関曲線を用いて、設定された目標線幅
に対応する現像液中の特定成分の濃度である終点濃度を
求め、さらに、その終点濃度に対応する特定成分の現像
液中への溶出量である終点溶出量を求め、それを制御部
１１０内の記憶手段としてのメモリ１１０ｂに記憶す
る。すなわち、基板Ｗ上に盛られる現像液の量は一定で
あるため、終点濃度が分かれば終点溶出量を算出するこ
とでき、本実施形態ではその終点溶出量を判断の基準に
している。

【００４４】次に、オペレータの操作による現像処理開
始の指示に応じて、現像液供給工程が実行される（ステ
ップＳ２）。すなわち、図１において制御部１１０の制
御により現像液供給ノズル５１が基板Ｗの左端上方の待
機位置から現像液の供給を開始し、現像液供給ノズル５
１が基板Ｗの右端上方を通過した後に現像液の供給を停
止することによって、基板Ｗに対して現像液を供給す
る。

【００４５】次に、特定成分の溶出量検出工程が実行さ
れる（ステップＳ３）。すなわち、前述のように濃度検
出部８０においてラマン分光法により現像液中のベンゼ
ン環の濃度を測定し、その結果を基に制御部１１０が特
定成分の現像液中への溶出量を求める。すなわち、基板
Ｗ上に盛られる現像液の量は一定であるため、現像液中
のベンゼン環の濃度が分かれば、その溶出量も算出する
ことができる。

【００４６】次に、現像終点判断工程が実行される（ス
テップＳ４）。具体的には、制御部１１０が、測定され
た溶出量と、記憶されていた終点溶出量とを比較し、終
点溶出量に到達したかどうかで判断する。そして、現像
終点に達していないと判断された場合にはステップＳ６
に進み、逆に、現像終点に到達したと判断された場合に
は制御部１１０の制御に基づいてリンス液供給部６０に
より洗浄工程が実行され（ステップＳ５）現像処理が終
了する。

【００４７】次に、現像終点に達していないと判断され
た場合には、異常判断工程が実行される（ステップＳ
６）。すなわち、制御部１１０がハードディスク１１０
ａに予め記憶されていた異常判定を行うべき所定時間が
経過したか否かを判定し、所定時間が経過していた場合
には、特定成分の溶出量が所定量に達したか否かを判定
する。そして、所定時間が経過し、かつ溶出量が所定量
未満の場合には異常と判断するのである。ここで、溶出
量の所定量とは、設定される最低の線幅（ポジ型レジス
トの場合は最高の線幅）に対応する現像液中への特定成
分の溶出量より少ない溶出量である。

【００４８】そして、異常ありと判断された場合には、
現像処理を中止すべく、制御部１１０の制御により図示
しない表示手段にその旨を表示する異常表示工程が実行
される（ステップＳ７）。これ以外の場合、すなわち所
定時間が未経過の場合、ステップＳ３に戻り、ステップ
Ｓ３〜Ｓ６の工程が繰り返される。

【００４９】以上、説明したように、第１実施形態によ
れば、レジスト膜から現像液中に溶出した特定成分の溶
出量に基づいて、現像終点に現像処理が到達しているか
否かを判断するため、パターン形状や下地段差、現像液
の厚さ等に依存せずに現像終点に到達したか否かを判断
することができ、現像終点で現像処理を終了させて、均
一な線幅を得ることができる。すなわち、基板間での線
幅均一性を得ることができる。

【００５０】また、レーザ光が照射された基板から放射
される光を用いたラマン分光法によって特定成分の溶出
量を検出するため、基板を汚染することなく正確に現像
終点に到達したか否かを判断することができる。

【００５１】また、特定成分がベンゼン環であり、現像
液にはもともと含まれない成分を測定対象としているの
で、バックグランドとして測定結果に現れる、現像液中
にもともとある成分に影響されることなく溶出する特定
成分の濃度が求められ、容易かつ正確に現像終点に到達
したか否かを判断することができる。

【００５２】＜２．第２実施形態＞第２実施形態の基板
現像装置は、装置構成としては第１実施形態と全く同様
である。ただし、第２実施形態の装置ではレジスト膜か
らの現像液への特定成分の溶出量の検出を、現像液では
なくレジスト膜の特定成分の濃度変化を監視することに
よって行っている。具体的には、測定位置におけるプロ
ーブ８１の焦点位置を現像液ではなく、レジスト膜に合
わせてある。具体的には、プローブ８１の対物レンズ９
２と基板Ｗ上のレジスト膜との距離がプローブ８１の焦
点距離と等しくなるよう、プローブ支持部８６の高さが
微調整されている。また、特定成分は第１実施形態と同
様にベンゼン環としている。

【００５３】図５は、レジスト膜中の特定成分の濃度と
パターンの線幅との相関曲線を模式的に示す図である。
図５はレジスト膜中の特定成分の濃度と前述の線幅（現
像の進行度）とが反比例的な関係、すなわち、特定成分
のレジスト膜中の濃度が低下すると形成されるパターン
の線幅が太くなることを表している。

【００５４】そして、この基板現像装置でも、第１実施
形態とほぼ同様の制御を行うが、以下の各点が異なる。

【００５５】目標線幅設定工程（ステップＳ１）におい
て、目標線幅に対応するレジスト膜中の特定成分の現像
液中への溶出量である終点溶出量を求める際に、図５の
ようなレジスト膜中の特定成分の濃度とパターンの線幅
との相関曲線を用いる。具体的には、設定された目標線
幅に対応するレジスト中の特定成分の濃度である終点濃
度（図５参照）を求め、さらに、その終点濃度に対応す
る特定成分の現像液中への溶出量である終点溶出量を求
め、それを制御部１１０内の記憶手段としてのメモリ１
１０ｂに記憶する。

【００５６】また、前述のように特定成分の溶出量検出
工程（ステップＳ３）における溶出量の検出が、レジス
ト膜中の特定成分の濃度を測定することによる。具体的
には、ＣＣＤアレイ９１の出力信号からラマン分光処理
ユニット８５がレジスト膜中の特定成分の濃度を検出
し、その濃度信号が制御部１１０に送られると、制御部
１１０は特定成分の現像液中への溶出量を求めるのであ
る。

【００５７】その他の装置構成および処理は第１実施形
態と同様である。以上、説明したように本発明の第２実
施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ること
ができる。

【００５８】＜３．第３実施形態＞第３実施形態の基板
現像装置は、装置構成としては濃度検出部以外は第２実
施形態と全く同様である。

【００５９】図６は第３実施形態の基板現像装置におけ
る濃度検出部の主要部とプローブ８１の内部構成を示す
概略構成図である。なお、図６において、第１実施形態
と全く同様の構成要素には第１実施形態と同様の参照符
号を付した。

【００６０】第３実施形態ではＣＣＤアレイ９１に、ラ
マン分光処理ユニット８５以外に反射強度測定ユニット
８４も電気的に接続され、その反射強度測定ユニット８
４が電気的に制御部１１０に接続されていることが異な
る。また、現像中はプローブ８１が基板Ｗ上の測定位置
に位置し、その焦点はレジスト膜に合わせられること
は、第２実施形態と同様である。

【００６１】そして、ＣＣＤアレイ９１の出力信号か
ら、特定成分の溶出量を求めるためにラマン分光処理ユ
ニット８５においてレジスト膜中の特定成分の濃度、具
体的にはベンゼン環の濃度を求める。これも第２実施形
態と同様である。

【００６２】さらに、第３実施形態では、ＣＣＤアレイ
９１の出力信号が反射強度検出ユニット８４にも入力さ
れる。反射強度測定ユニット８４も、図示しないがその
内部にＣＰＵおよびメモリやハードディスク等の記憶手
段を備えたマイクロコンピュータを備え、ＣＣＤアレイ
９１の出力信号から反射強度を求め、その反射強度から
レジスト膜の溶解速度、さらにはそれを用いてレジスト
膜の溶解の程度を求める。この反射強度からレジスト膜
の溶解の程度を求める方法としては従来より公知の種々
の技術を採用することができる。

【００６３】そして、制御部１１０は特定成分の溶出量
検出工程（ステップＳ３）において、ラマン分光処理ユ
ニット８５から得られたレジスト膜中の特定成分の濃度
の測定値から得られた現像液中への特定成分の溶出量
を、反射強度測定ユニット８４から得られたレジスト膜
の溶解の程度を基に補正する。

【００６４】その他の装置構成および処理は第２実施形
態と同様である。

【００６５】以上説明したように、第３実施形態によれ
ば第２実施形態と同様の効果を奏するとともに、反射強
度に基づいて、ラマン分光法を用いて検出された前記特
定成分の溶出量を補正するため、より正確に現像終点に
到達したか否かを判断することができる。

【００６６】＜４．変形例＞以上、この発明の３つの実
施形態について説明したが、この発明はこれらの構成に
限定されるものではない。

【００６７】上記各実施形態では特定成分をベンゼン環
としたが、レジスト中に含まれ現像の進行とともに現像
液に溶出する特徴的成分であれば、その他の成分でもよ
く、例えば炭素Ｃの濃度としてもよく、具体的にはベン
ゼン環の濃度を検出して炭素Ｃの濃度に換算する等によ
り測定すればよい。さらに、特定成分として金属等の現
像液に溶出する成分としてもよい。ただし、レジストに
含まれる金属は微量なのでベンゼン環の方がその濃度変
化を捉えやすい。

【００６８】また、上記各実施形態では、現像終点への
到達の判断を特定成分の現像液中への溶出量を用いて行
うものとしたが、ラマン分光法により求められた濃度を
そのまま利用して判断してもよい。すなわち、常時検出
される特定成分の濃度（現像液中またはレジスト中）
と、終点濃度とを比較して終点濃度に到達していれば現
像終点に達したと判断し、現像処理を終了する。また、
異常の判断も、設定される最低の線幅（ポジ型レジスト
の場合は最高の線幅）に対応する現像液中の特定成分の
濃度より低い濃度値またはレジスト膜中の特定成分の濃
度より高い濃度値である所定濃度に達しているか否かで
判断する。この場合、現像液中の特定成分の濃度を検出
する場合にはその所定濃度より低い濃度値であれば異常
と判断し、レジスト膜中の特定成分の濃度を検出する場
合にはその所定濃度より高い濃度値であれば異常と判断
する。

【００６９】さらにまた、現像進行に伴って経時的に変
化する濃度、溶出量の基本曲線に対し、ある程度の許容
範囲を定め、例えば傾きが大きく異なった場合等その許
容範囲をこえた場合に異常と判断することもできる。

【００７０】また、上記各実施形態では、線幅と特定成
分の溶出量との相関曲線を用い、設定された目標線幅か
ら終点溶出量を求めるものとしたが、所定（固定）の線
幅に現像する装置とし、その所定線幅に対応する溶出量
（濃度）のデータ、すなわち予め決められた終点溶出量
（終点濃度）のみを記憶しておき、現像処理の度にその
濃度に達したか否かを判断するものとしてもよい。

【００７１】また、異常判断工程において異常と判断さ
れた場合に異常表示工程で異常発生の表示を行うものと
したが、レジスト塗布装置、露光装置、搬送ロボット等
を備えた装置に、本発明の基板現像装置を備えるものと
した場合に、異常と判断された基板に対して、現像処理
を中止してレジスト塗布処理や露光処理に戻して、それ
らから処理をやり直すものとしてもよい。

【００７２】さらに、上記第３実施形態において、特定
成分の溶出量を反射強度に基づいて補正するものとした
が、回折光や散乱光、その他の従来手法（第２従来例、
第３従来例）等その他の現像の進行度を検出する方法と
組み合わせて現像終点到達の判断を行うものとしてもよ
い。

【００７３】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１から請
求項７の発明によれば、レジスト膜から現像液中に溶出
した特定成分の溶出量に基づいて、現像終点に現像処理
が到達しているか否かを判断するため、パターン形状や
下地段差、現像液の厚さ等に依存せずに現像終点に到達
したか否かを判断することができ、正確な現像終点で現
像処理を終了させて、均一な線幅を得ることができる。

【００７４】また、請求項４の発明によれば、レーザ光
が照射された基板から放射される光を用いたラマン分光
法によって特定成分の溶出量を検出するため、基板を汚
染することなく正確に現像終点に到達したか否かを判断
することができる。

【００７５】また、請求項５の発明によれば、特定成分
がベンゼン環であるため、現像液にはもともと含まれな
い成分を測定対象としているので、バックグランドに影
響されることなく特定成分の溶出量が求められ、容易か
つ正確に現像終点を検出することができる。

【００７６】また、請求項６の発明によれば、反射強度
に基づいて、ラマン分光法によって検出された前記特定
成分の溶出量を補正するため、より正確に現像終点に到
達したか否かを判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る基板現像装置を示す概略構
成図である。

【図２】濃度検出部の主要部とプローブ８１の内部構成
を示す概略構成図である。

【図３】現像処理の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図４】現像液中の特定成分の溶出量とパターンの線幅
との相関曲線を模式的に示す図である。

【図５】レジスト膜中の特定成分の濃度とパターンの線
幅との相関曲線を模式的に示す図である。

【図６】第３実施形態の基板現像装置における濃度検出
部とプローブ８１の内部構成を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 基板現像装置 ８０ 濃度検出部 ８１ プローブ ８２ レーザー光源 ８４ 反射強度検出ユニット ８５ ラマン分光処理ユニット １１０ 制御部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成されたレジスト膜に露光さ
   れたパターンを現像液によって現像する基板現像装置で
   あって、 前記レジスト膜に含有される成分のうち、基板上に盛ら
   れた現像液中に溶出する溶出成分の一つを特定成分と
   し、前記レジスト膜から前記現像液中に溶出した前記特
   定成分の溶出量を検出する溶出量検出手段と、 前記溶出量検出手段によって検出された前記特定成分の
   溶出量に基づいて、現像処理を終了させるべき時点であ
   る現像終点に現像処理が到達しているか否かを判断する
   現像終点判断手段と、を備えることを特徴とする基板現
   像装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の基板現像装置において、 前記溶出量検出手段は、前記現像液中の前記特定成分の
   濃度を測定することによって前記特定成分の溶出量を検
   出し、 前記現像終点判断手段は、前記現像液中の前記特定成分
   の濃度が所定の値に到達したときに、現像処理が現像終
   点に到達したと判断することを特徴とする基板現像装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の基板現像装置において、 前記溶出量検出手段は、前記レジスト膜中の前記特定成
   分の濃度を測定することによって前記特定成分の溶出量
   を検出し、 前記現像終点判断手段は、前記レジスト膜中の前記特定
   成分の濃度が所定の値に到達したときに、現像処理が現
   像終点に到達したと判断することを特徴とする基板現像
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   の基板現像装置において、 レーザ光が照射された基板から放射される光を受光する
   受光手段をさらに備え、 前記溶出量検出手段は、前記受光手段が受光した光から
   ラマン分光法によって前記特定成分の溶出量を検出する
   ことを特徴とする基板現像装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   の基板現像装置において、 前記特定成分は、ベンゼン環であることを特徴とする基
   板現像装置。
6. 【請求項６】 請求項４または請求項５記載の基板現像
   装置において、 前記レーザ光が照射された基板から反射される光の反射
   強度を測定する反射強度測定手段をさらに備え、 前記溶出量検出手段は、前記反射強度測定手段が測定し
   た反射強度に基づいて、ラマン分光法によって検出され
   た前記特定成分の溶出量を補正することを特徴とする基
   板現像装置。
7. 【請求項７】 基板上に形成されたレジスト膜に露光さ
   れたパターンを現像液によって現像する基板現像方法で
   あって、 前記レジスト膜に含有される成分のうち、基板上に盛ら
   れた現像液中に溶出する溶出成分の一つを特定成分と
   し、前記レジスト膜から前記現像液中に溶出した前記特
   定成分の溶出量に基づいて、現像処理を終了させるべき
   時点である現像終点に現像処理が到達しているか否かを
   判断する工程を備えることを特徴とする基板現像方法。