JPH0113094B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0113094B2 JPH0113094B2 JP14868680A JP14868680A JPH0113094B2 JP H0113094 B2 JPH0113094 B2 JP H0113094B2 JP 14868680 A JP14868680 A JP 14868680A JP 14868680 A JP14868680 A JP 14868680A JP H0113094 B2 JPH0113094 B2 JP H0113094B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- developer
- constant temperature
- developing
- development
- temperature bath
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
- G03F7/3042—Imagewise removal using liquid means from printing plates transported horizontally through the processing stations
- G03F7/3071—Process control means, e.g. for replenishing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ポジ型フオトレジストの現像に適
した現像処理方法および装置に関するものであ
る。
した現像処理方法および装置に関するものであ
る。
半導体素子を製造する際に、Si基板上に例えば
SiO2などの層を形成し、さらにこの表面にフオ
トレジスト層を被覆し、このフオトレジスト層に
紫外線を照射し、現像処理によつて所望のフオト
レジストパターンを形成して、フオトレジストが
被覆されていない個所の下に存在するSiO2層を
その位置から腐食して除去することは公知であ
る。この際に用いるフオトレジストには、ポジ型
とネガ型の２種類があつて使用目的によつて使い
分けられている。ポジ型フオトレジストはネガ型
フオトレジストに比べ解像力の点で優れ、より微
細加工が要求されるLSIなどに導入されてきてい
る。
SiO2などの層を形成し、さらにこの表面にフオ
トレジスト層を被覆し、このフオトレジスト層に
紫外線を照射し、現像処理によつて所望のフオト
レジストパターンを形成して、フオトレジストが
被覆されていない個所の下に存在するSiO2層を
その位置から腐食して除去することは公知であ
る。この際に用いるフオトレジストには、ポジ型
とネガ型の２種類があつて使用目的によつて使い
分けられている。ポジ型フオトレジストはネガ型
フオトレジストに比べ解像力の点で優れ、より微
細加工が要求されるLSIなどに導入されてきてい
る。
ポジ型フオトレジストは、光の照射された部分
が光分解し、現像液に可溶になる性質のフオトレ
ジストである。そしてこれは一般にベンゾキノン
ジアジドまたはナフトキノンジアジドを光分解剤
として、これとアルカリ可溶性ノボラツク樹脂お
よび溶剤から構成されている。このフオトレジス
トを現像する現像液は、無機アルカリあるいは有
機アルカリの水溶液が一般的である。従来、この
系の現像液は、苛性ソーダ、ケイ酸ソーダなどの
無機アルカリ水溶液が用いられていたが、アルカ
リ金属（Na，Ｋなど）が、半導体素子製造には
特性上悪影響を及ぼすので、メタルフリーの現像
液、すなわち、有機アルカリ水溶液の現像液が開
発市販され使用されるようになつてきている。
が光分解し、現像液に可溶になる性質のフオトレ
ジストである。そしてこれは一般にベンゾキノン
ジアジドまたはナフトキノンジアジドを光分解剤
として、これとアルカリ可溶性ノボラツク樹脂お
よび溶剤から構成されている。このフオトレジス
トを現像する現像液は、無機アルカリあるいは有
機アルカリの水溶液が一般的である。従来、この
系の現像液は、苛性ソーダ、ケイ酸ソーダなどの
無機アルカリ水溶液が用いられていたが、アルカ
リ金属（Na，Ｋなど）が、半導体素子製造には
特性上悪影響を及ぼすので、メタルフリーの現像
液、すなわち、有機アルカリ水溶液の現像液が開
発市販され使用されるようになつてきている。
市販のメタルフリー現像液は、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド、あるいはエタノ
ールアミンとアルコールの水溶液よりなるものと
推測される。この系の現像液はアルカリ水溶液の
ため、空気中の炭酸ガスの影響を受け劣化する性
質があり、現像液の調製直後と使用途中の状態で
は現像液の劣化による現像能力に差異が生じ、同
一条件で露光された試料においても、所望パター
ンのパターン寸法が違うという欠点を有してい
た。
ンモニウムハイドロオキサイド、あるいはエタノ
ールアミンとアルコールの水溶液よりなるものと
推測される。この系の現像液はアルカリ水溶液の
ため、空気中の炭酸ガスの影響を受け劣化する性
質があり、現像液の調製直後と使用途中の状態で
は現像液の劣化による現像能力に差異が生じ、同
一条件で露光された試料においても、所望パター
ンのパターン寸法が違うという欠点を有してい
た。
このため、現像液の調製後、何時間以内に捨て
るとか、PHを計測するとかの管理方法が採られて
きたが、現像能力との対応がとれないで、現像後
のフオトレジストパターンの仕上がり寸法を精度
良く制御することが困難であつた。
るとか、PHを計測するとかの管理方法が採られて
きたが、現像能力との対応がとれないで、現像後
のフオトレジストパターンの仕上がり寸法を精度
良く制御することが困難であつた。
この発明は、上記公知の現像処理方法がもつ欠
点を解消した現像処理方法およびその装置の提供
を目的とし、テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド系の現像液の蛍光現像に着目して、こ
の発明を完成せしめたものである。以下、この発
明について説明するが、その前に従来の現像処理
方法について第１図により説明する。
点を解消した現像処理方法およびその装置の提供
を目的とし、テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド系の現像液の蛍光現像に着目して、こ
の発明を完成せしめたものである。以下、この発
明について説明するが、その前に従来の現像処理
方法について第１図により説明する。
第１図は従来の現像装置の概略を示す構成図で
ある。この現像装置１は、露光された基板層へ現
像液を施すに適する現像室２と、水を以て洗浄す
るための洗浄室３より構成され、現像室２には現
像液を恒温に保持するための恒温槽２１が設けら
れる。現像部の現像室２の上部には、現像液を噴
射するノズル２５が設けられている。導管２６は
恒温槽２１と連結され、恒温になつた現像液は、
導管２２、循環のためのポンプ２３および漏過器
２４を通つてノズル２５に供給される。
ある。この現像装置１は、露光された基板層へ現
像液を施すに適する現像室２と、水を以て洗浄す
るための洗浄室３より構成され、現像室２には現
像液を恒温に保持するための恒温槽２１が設けら
れる。現像部の現像室２の上部には、現像液を噴
射するノズル２５が設けられている。導管２６は
恒温槽２１と連結され、恒温になつた現像液は、
導管２２、循環のためのポンプ２３および漏過器
２４を通つてノズル２５に供給される。
現像液を恒温に保持するための冷却管２７は、
恒温槽２１の内部に挿入され、図示しない冷却ユ
ニツトに連結されている。現像された基板は、送
り速度を任意に可変できるモータ３４に連結され
た搬送系３３上に時間的に制御されて搬送され
る。
恒温槽２１の内部に挿入され、図示しない冷却ユ
ニツトに連結されている。現像された基板は、送
り速度を任意に可変できるモータ３４に連結され
た搬送系３３上に時間的に制御されて搬送され
る。
現像に引続き、洗浄室３で現像作用の停止と残
留現像液を洗い流すための洗浄水導管３０から供
給された純水をノズル３１およびノズル３２を通
して表裏両面に噴射する。洗浄後、図示されてい
ないブロワの空気の中で乾燥される。このように
して一連の現像処理が行われる。しかし、このよ
うな従来の現像処理方法では前述した欠点を免れ
なかつた。
留現像液を洗い流すための洗浄水導管３０から供
給された純水をノズル３１およびノズル３２を通
して表裏両面に噴射する。洗浄後、図示されてい
ないブロワの空気の中で乾燥される。このように
して一連の現像処理が行われる。しかし、このよ
うな従来の現像処理方法では前述した欠点を免れ
なかつた。
第２図は、この発明の現像処理方法に用いる現
像装置の概略を示す構成図である。恒温槽２１か
ら恒温になつた現像液は、導管２２、循環のため
のポンプ２３および漏過器２４を通つてノズル２
５に供給されるのは第１図の従来の現像装置と同
じであるが、この発明では分光蛍光光度計４０を
設けてある。
像装置の概略を示す構成図である。恒温槽２１か
ら恒温になつた現像液は、導管２２、循環のため
のポンプ２３および漏過器２４を通つてノズル２
５に供給されるのは第１図の従来の現像装置と同
じであるが、この発明では分光蛍光光度計４０を
設けてある。
すなわち、循環ポンプ２３と漏過器２４の間の
配管には分岐管４３が設けられ、これに石英製の
フローセル４１が接続されている。このフローセ
ル４１の中へ現像液が通過するので、分光蛍光光
度計４０により励起され蛍光を発する。この蛍光
強度は、指示計４２で読み取れるように構成され
ている。
配管には分岐管４３が設けられ、これに石英製の
フローセル４１が接続されている。このフローセ
ル４１の中へ現像液が通過するので、分光蛍光光
度計４０により励起され蛍光を発する。この蛍光
強度は、指示計４２で読み取れるように構成され
ている。
第３図は、テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド系の現像液の蛍光発光スペクトルの一
例である。この励起に用いた波長は395nmであ
る。第３図に示すように、現像液調製直後と数時
間経過したものでは蛍光発光強度が異なり、時間
の経過と共に蛍光発光強度は大となる。
オキサイド系の現像液の蛍光発光スペクトルの一
例である。この励起に用いた波長は395nmであ
る。第３図に示すように、現像液調製直後と数時
間経過したものでは蛍光発光強度が異なり、時間
の経過と共に蛍光発光強度は大となる。
このようにして、現像液の経時変化（現像能
力、保存性）が定量的に監視でき、この蛍光発光
強度変化で現像時間を増す（あるいは減ずる）よ
うに搬送系３３に連結されたモータ３４の回転数
を制御して、現像した試料のフオトレジストパタ
ーンの仕上がり寸法を高精度に、しかも再現性よ
く処理することができる。
力、保存性）が定量的に監視でき、この蛍光発光
強度変化で現像時間を増す（あるいは減ずる）よ
うに搬送系３３に連結されたモータ３４の回転数
を制御して、現像した試料のフオトレジストパタ
ーンの仕上がり寸法を高精度に、しかも再現性よ
く処理することができる。
なお、上記実施例では、現像液自身の蛍光発光
現象の強度変化を計測して監視したが、現像液に
α−ナフチルアミンを10-3〜10-4mol／ｌ程度加
えれば蛍光発光強度変化を感度よく観測すること
ができる。また、分光蛍光光度計４０で検知され
た蛍光発光強度により現像時間を変化させる制御
機構としては、第２図に示したモータ３４により
搬送系３３の制御、すなわち連続して噴出してい
る現像液中を現像すべき基板を通過させる時間を
制御するのみならず、タイマ等を用いて基板を停
止させた状態で現像液の噴出時間を制御するもの
であつてもよい。
現象の強度変化を計測して監視したが、現像液に
α−ナフチルアミンを10-3〜10-4mol／ｌ程度加
えれば蛍光発光強度変化を感度よく観測すること
ができる。また、分光蛍光光度計４０で検知され
た蛍光発光強度により現像時間を変化させる制御
機構としては、第２図に示したモータ３４により
搬送系３３の制御、すなわち連続して噴出してい
る現像液中を現像すべき基板を通過させる時間を
制御するのみならず、タイマ等を用いて基板を停
止させた状態で現像液の噴出時間を制御するもの
であつてもよい。
以上詳細に説明したように、この発明は、現像
液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド系の現像液を使用し、この現像液自体の蛍
光現象あるいは蛍光指示薬の添加による蛍光発光
強度変化を検出することにより、現像液の経時変
化を適確にとらえて現像時間を制御するようにし
たので、同一露光条件で露光したフオトレジスト
層へのパターン形成が精度よく、しかも再現性良
く得られる効果がある。
液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド系の現像液を使用し、この現像液自体の蛍
光現象あるいは蛍光指示薬の添加による蛍光発光
強度変化を検出することにより、現像液の経時変
化を適確にとらえて現像時間を制御するようにし
たので、同一露光条件で露光したフオトレジスト
層へのパターン形成が精度よく、しかも再現性良
く得られる効果がある。
第１図は従来の現像装置を示す構成図、第２図
はこの発明の一実施例を示す構成図、第３図は現
像液の蛍光発光スペクトルを示す図である。 図中、１は現像装置、２は現像室、３は洗浄
室、２１は恒温槽、２２は導管、２３はポンプ、
２５はノズル、２６は導管、２７は冷却管、３３
は搬送系、３４はモータ、４０は分光蛍光光度
計、４１はフローセル、４２は指示計、４３は分
岐管である。
はこの発明の一実施例を示す構成図、第３図は現
像液の蛍光発光スペクトルを示す図である。 図中、１は現像装置、２は現像室、３は洗浄
室、２１は恒温槽、２２は導管、２３はポンプ、
２５はノズル、２６は導管、２７は冷却管、３３
は搬送系、３４はモータ、４０は分光蛍光光度
計、４１はフローセル、４２は指示計、４３は分
岐管である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に塗布されたポジ型フオトレジストを
露光し、現像液により現像してその表面からフオ
トレジスト層の露光された領域を取り除いてフオ
トレジストパターンを形成する方法において、前
記現像液としてテトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド系の現像液を使用し、前記現像液の
蛍光発光強度変化を検出し、現像を時間的に制御
することを特徴とする現像処理方法。 ２ 現像液を恒温に保持する恒温槽、この恒温槽
から現像液を配管を介して現像室へ導入し、基板
上に塗布後露光されたポジ型フオトレジストを現
像し、その後、前記恒温槽に現像液を回収して循
環させる構成の現像装置において、前記現像液と
してテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド系の現像液を使用し、前記配管と並列にフロー
セルを設け、このフローセル中を通過する前記現
像液の蛍光発光強度を検知する分光蛍光光度計を
設け、さらに前記分光蛍光光度計により検知され
た蛍光発光強度に応じ現像時間を変化させる制御
機構を設けたことを特徴とする現像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14868680A JPS5772147A (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | Method and device for development |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14868680A JPS5772147A (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | Method and device for development |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5772147A JPS5772147A (en) | 1982-05-06 |
| JPH0113094B2 true JPH0113094B2 (ja) | 1989-03-03 |
Family
ID=15458326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14868680A Granted JPS5772147A (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | Method and device for development |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5772147A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4482424A (en) * | 1983-05-06 | 1984-11-13 | At&T Bell Laboratories | Method for monitoring etching of resists by monitoring the flouresence of the unetched material |
| JP2695215B2 (ja) * | 1988-12-20 | 1997-12-24 | 松下電器産業株式会社 | 現像装置と現像方法 |
-
1980
- 1980-10-22 JP JP14868680A patent/JPS5772147A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5772147A (en) | 1982-05-06 |
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