JPH02137852A - フォトレジストの現像終点検出方法 - Google Patents

フォトレジストの現像終点検出方法

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JPH02137852A
JPH02137852A JP63293201A JP29320188A JPH02137852A JP H02137852 A JPH02137852 A JP H02137852A JP 63293201 A JP63293201 A JP 63293201A JP 29320188 A JP29320188 A JP 29320188A JP H02137852 A JPH02137852 A JP H02137852A
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JP63293201A
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Masahiro Mimasaka
昌宏 美作
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/013—Devices or means for detecting lapping completion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0683—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating measurement during deposition or removal of the layer
    • 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
    • G03F7/3021—Imagewise removal using liquid means from a wafer supported on a rotating chuck
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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〉 この発明は、回路パターンなどが露光されたフォトレジ
スト膜を現像する際の現像終点を光学的に検出する方法
の改良に関する。
〈従来の技術〉 従来、この種の現像終点を光学的に検出する方法として
、光干渉を利用した手段が例えば、特開昭６２−６３４
３１号公報で知られている。
第３図は、この手段の原理を示すものである。
半導体ウェハなどの基板ｌに塗布された露光済みのフォ
トレジスト膜２に可干渉光（一般にレーザ光）Ｌを入射
すると、フォトレジスト膜２の表面からの反射光り、と
基板１の表面からの反射光り、とが干渉する０反射光り
、、Ｌｂの干渉光の光強度は、フォトレジスト膜２の膜
厚ｄに応じて変化する。すなわち、現像の進行に伴って
フォトレジスト膜２のパターン開口部（現像によってフ
ォトレジストが除去される部分）では、フォトレジスト
膜２の膜厚ｄが減少するから、それに応して干渉光の強
度が変化し、フォトレジスト膜２がほぼ除去されて貫通
すると、膜ｗ−減少に起因する干渉光の強度変化が無く
なる。なお、膜厚減少に起因する干渉光の強度変化が無
くなっても、干渉光の強度は、干渉光測定手段が受ける
外乱ノイズ等その他各種要因のために、わずかではある
が変動し続け、少しも変動しない状態にはならない。
第５図はこのような干渉光の強度変化を示している。
ここで、従来方法では、光強度変化が少な（なった時点
Ｆ（以下、変動減少時点と称する）を現像終点りを検出
する基準とし、この時点Ｆから予め設定した余剰現像時
間Ｌ０を経過した時点りを現像終点として検出している
。
なお、余剰現像時間む。は、例えば次のようにして、決
定される。
つまり、実際に現像処理を受ける基板（被処理基板）と
同じ仕様の複数枚のシミュレーション基板に、被処理基
板と同一条件でフォトレジスト膜の形成および露光など
を施し、各シミュレーション基板を、それぞれ現像時間
を異ならせて現像処理を行う。このとき、干渉光の強度
変化のデータをそれぞれ採取し、各シミュレーション基
板の現像後のパターンを観察比較して、最も現像結果の
良かったものを選択する。ここで、選択されたシミュレ
ーション基板の現像時点をＤ′とし、その基板の干渉光
強度のデータから干渉光変動終了時点Ｆ′を割り出し、
Ｆ’＋ｔｏ’＝Ｄ’の弐に基づいて、余剰現像時間Ｌ０
′を算出し、この１゜を被処理基板の現像における余剰
現像時間ｔ０と設定する。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、変動減少時点Ｆは、例えばどの程度に変
化が少なくなった時点を変動減少時点Ｆとして検出する
か等によって、検出時点が前後し、不安定であり、必ず
しも膜厚減少に起因する干渉光の強度変化が無くなった
時点に一致するとは限らない。また、パターン開口部に
てフォトレジストがほぼ除去されてフォトレジスト膜２
が貫通する際の干渉光の挙動は不安定であって、干渉光
の強度変化が少なくなったことに基づいて現像の進行状
況を知ることに少々無理がある。これらのことから、変
動減少時点Ｆを基準として現像終点りを決定している従
来方法によれば、現像終点りが不正確になりがちであり
、現像処理の再現性が悪いという問題点がある。
本発明は、このような従来方法に見られた不具合を解消
して、より精度の高い現像終点を検出することを目的と
している。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記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、現像中の基板に対して可干渉光を入射
し、フォトレジスト膜の表面からの反射光と基板表面か
らの反射光との干渉光の強度を検知することによってフ
ォトレジスト膜の現像終点を検出するフォトレジストの
現像終点検出方法において、干渉光強度の変化が少なく
なった時点の直前における干渉光強度の極小値または極
大値の発生した時点を基準として、現像終点を決定して
いる。
具体的には、干渉光強度の変化が少なくなった時点の直
前における干渉光強度の極小値または極大値の発生した
時点Ｃｉ、：基づいて、現像終点りを例えば、次式 Ｄ＝ａ　・Ｔｃ　＋ｂ　（ａ、ｂは定数、Ｔｃは現像開
始より時点Ｃまでの時間） によって決定している。
なお、定数ａ、ｂは、被処理基板と同一の条件で現像処
理したシミュレーション基板の現像状態に基ツいて予め
設定されている。
〈作用〉 上述のように、干渉光の強度変化が少なくなる時点の検
出は不安定であるが、干渉光の強度変化が少なくなる際
の直前における干渉光強度の極大値または極小値は、比
較的安定して検出される。
したがって、本発明方法によると、″干渉光の強度変化
が少なくなったところで、その直前の干渉光強度の極大
値または極小値は検出し、その極大値または極小値が現
れる時点を現像終点りを求めるための基準としているか
ら、適正な現像終点が検出される。
〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第２図は、本発明方法を実施する装置の概略構成を示し
ている。
フォトレジスト膜２の塗布および露光処理等の前処理を
受けた基板１は、現像装置３においてスピンチャック４
上に吸着支持され、水平回転されながら現像液の滴下を
受けて現像されてゆく、なお、現像液は基板の回転を停
止した状態で供給し、回転することにより現像液を振り
切るようにしてもよく、現像液の供給と基板の回転とは
、その両者のタイミングが限定されない、また、後述す
る本発明に係るフォトレジストの現像終点検出作業は、
基板の回転中ないし、回転停止中のどちらで実施しても
よい。
基板１の上方には光フアイバプローブ５が適当な距離を
隔てて、基板表面にほぼ直角に配置されている。光フア
イバプローブ５は、レーザ発振部６から投光用ファイバ
コード７を介して送られてきたレーザ光（可干渉光）Ｌ
を、基板ｌ上のフォトレジスト膜２における現像除去部
位に向けて射出する。
第３図において説明したように、射出されたレーザ光り
は、フォトレジスト膜２の表面および基板１とフォトレ
ジスト膜２との界面でそれぞれ反射される０反射された
レーザ光は相互に干渉し、その干渉光が光フアイバプロ
ーブ５に入射して受光用ファイバコード８を介して光電
変換部９に伝送される。
干渉光は、光電変換部９において電気信号に変換されて
、データ処理部１０に与えられる。データ処理部ｌＯは
、第１図に示す手順で入力された電気信号を処理して、
現像終点りを決定する。
以下、第１図および第４図を参照して、そのデータ処理
手順について説明する。
Ｎ１．Ｎ２：現“像が開始されると、微小時間Δ１＋　
　（例えば、０．１秒）ごとに干渉光強度の値が計測さ
れて、そのデータがデータ処理部１０内のメモリ（図示
せず）に順に記憶される。
Ｎ３：実測されたデータは、そのバラツキを補正するた
めに、平滑化処理され、実測点の平滑化データＳの微小
時間Δ１１　　（例えば、０．１秒）おきの１次差分Ｓ
′および２次差分３　ｔｔを算出する。
Ｎ４：実測点の平滑化データＳと、これより２秒前の平
滑化データＳとの差の絶対値１ｓ−！Ｚｌを算出する。
Ｎ５：この差の絶対値１ｓ−！；ｌを５０個積算する。
Ｎ６：積算の和が予め定められた値以下になった時点を
変動減少時点Ｆとする（第４図参照）。
Ｎ７：変動減少時点Ｆを始点として、時間の進行と逆の
方向へＳ′およびＳ　ＩＩを検索し、Ｓ′の符号が正か
ら負に変わり、しかも、その時点でのＳ　ＩＩの値が予
め定められた値以上となる条件を満足する時点が初めて
現れる時点を、変動減少時点Ｆの直前の極小値が発生し
た時点Ｃとして検出する（第４図参照）。
ＮＢｊ時点時点らＴｃを決定し、これを次式％式％ に代入して、現像終点りを決定する。ただし、Ｔｃは現
像開始より時点Ｃまでの時間である。
ここで、定数ａおよびｂは次のように予め設定される。
つまり、実際に現像処理を受ける基Ｆｉ（被処理基板）
と同じ仕様の複数枚のシミュレーション基板に、被処理
基板と同一条件でフォトレジスト膜の形成および露光な
どを施し、各シミュレーション基板を、それぞれ現像時
間を異ならせて現像処理を行う、このとき、干渉光の強
度変化のデータをそれぞれ採取し、各シミュレーション
基板の現像後のパターンを観察比較して、最も現像結果
の良かったものを選択する。ここで、選択されたシミュ
レーション基板の現像停止時点をＤ　ＩＩとし、その基
板の干渉光強度のデータからＣ”を割り出し、Ｄ”＝ａ
−Ｔｃ・の式に基づいて、定数ａを算出する。
なお、本実施例では定数すを零に設定している。
定数すは例えば、被処理基板のフォトレジスト膜形成や
露光、現像等の各種プロセス条件を若干変更した場合に
、新たにシミュレーション基板を用いて定数ａを求めな
おす代わりに、現像終点を少しばかり前後変更させるの
に付加されるもので５、通常の現像時にはｂ＝ｏとする
。
因みに、ＵＶ系のポジレジストをアルカリ現像液で処理
した場合の各時点の具体値は次のとおりである。
Ｃ＝１５〜２５秒目 Ｃ−Ｆ間の時間：約５秒 Ｄ＝４０〜６０秒目 ａ＝２．４ ｂ＝。
Ｎ９．ＮｌＯ：現像開始からＤに到達したかどうかを判
断し、Ｄを経過したところで現像を停止する。
なお、上記実施例では、現像終点り算出の基となる時点
Ｃを変動減少時点Ｆの直前の極小値の発生時点としてい
るが、Ｆ直前の極大値の発生時点とするこきもできる（
ただし、この場合には、前記ステップＮ７において、変
動減少時点Ｆを始点として時間の進行と逆の方向へＳ′
およびＳＩＩを検索し、Ｓ′の符号が負から正に変わり
、しかも、その時点でのＳ　ＩＩＯ値が予め定められた
値以上となる条件を満足する時点を時点Ｃとして検出す
ることになる）。
また、時点Ｃから現像終点りを求めるための演算式は上
述したものに限られず、適宜に設定された演算式を使用
できることはいうまでもない。
〈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
ジストの現像終点検出方法は、時間的バラツキの少ない
、干渉光の強度変化が少なくなる際の直前における干渉
光強度の極大値または極小（直の発生時点を基準として
現像終点を決定しているから、現像終点が現像の進行状
況を正確に反映して検出され、各基板に対して過不足の
ない適正な現像を行うことができる。
また、干渉光強度の変化が少なくなった時点の直前にお
ける干渉光強度の極小値または極大値の発生した時点Ｃ
を基準として、現像終点りを次式Ｄ＝ａ−Ｔｃ＋ｂ　（
ａ、ｂは定数、Ｔｃは現像開始より時点Ｃまでの時間）
によって決定し、かつ、定数ａ、ｂを、被処理基板と同
一の条件で現像処理したシミュレーション基板の現像状
態に基づいて予め設定した場合には、現像終点をより一
層正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るフォトレジストの現像終点検出方
法の一実施例の手順を示すフローチャート、第２図は本
実施例に係る方法を実施する装置の要部概略図、第３図
はフォトレジスト膜が形成された基板からの反射光の説
明図、第４日は本実施例における現像終点の検出手順の
説明に供する干渉光強度の変化特性を示す線図である。 第５図は従来方法における現像終点の検出手順の説明に
供する干渉光強度の変化特性を示す線図である。 １・・・基板　　　　　　２・・・フォトレジスト膜３
・・・現像装置　　　　４・・・スピンチャック５・・
・光フアイバプローブ ６・・・レーザ発振部 ７・・・投光用ファイバコード ８・・・受光用ファイバコード ９・・・光電変換部 １０・・・データ処理部 出願人　大日本スクリーン製造株式会社代理人　弁理士
　　杉　　谷　　　勉 第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）現像中の基板に対して可干渉光を入射し、フォト
    レジスト膜の表面からの反射光と基板表面からの反射光
    との干渉光の強度を検知することによってフォトレジス
    ト膜の現像終点を検出するフォトレジストの現像終点検
    出方法において、干渉光強度の変化が少なくなった時点
    の直前における干渉光強度の極小値または極大値の発生
    した時点を基準として、現像終点を決定することを特徴
    とするフォトレジストの現像終点検出方法。
  2. （２）請求項（１）に記載のフォトレジストの現像終点
    検出方法において、 干渉光強度の変化が少なくなった時点の直前における干
    渉光強度の極小値または極大値の発生した時点Ｃに基づ
    いて、現像終点Ｄを次式 Ｄ＝ａ・Ｔ＿ｃ＋ｂ（ａ、ｂは定数、Ｔ＿ｃは現像開始
    より時点Ｃまでの時間） によって決定し、 かつ、前記定数ａ、ｂは、被処理基板と同一の条件で予
    め現像処理したシミュレーション基板の現像状態に基づ
    いて設定されているフォトレジストの現像終点検出方法
    。
JP63293201A 1988-11-18 1988-11-18 フォトレジストの現像終点検出方法 Pending JPH02137852A (ja)

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