JPH0638396B2 - ポジタイプフオトレジストの現像方法 - Google Patents

ポジタイプフオトレジストの現像方法

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JPH0638396B2
JPH0638396B2 JP60018642A JP1864285A JPH0638396B2 JP H0638396 B2 JPH0638396 B2 JP H0638396B2 JP 60018642 A JP60018642 A JP 60018642A JP 1864285 A JP1864285 A JP 1864285A JP H0638396 B2 JPH0638396 B2 JP H0638396B2
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポジタイプフォトレジストの現像方法に関す
る。ポジタイプのフォトレジストは、例えば半導体用フ
ォトリソグラフィの工程で使用される。
〔発明の概要〕
本発明は、現像処理を2段階とし、後の段階で現像液に
界面活性剤を含有させた処理液により現像処理を行うこ
とにより、現像スカムの発生を抑制するものである。
〔従来の技術〕
半導体ウエハーの加工でフォトリソグラフィの工程に用
いられるレジストは種々あるが、露光光学系(ステッパ
ー)の都合で、現在はポジタイプが主流になってきてい
る。このポジレジスト(キノンジアド系)は主に高解像
度である事を特徴とし、精密パターンの加工用に用いら
れる。しかし、ポジタイプのフォトレジストを使用する
と、スカムと呼ばれる現像後の不定形なレジストのカス
状のものの発生が避けられない。即ちポジタイプのフォ
トレジストは、半導体フォトリソグラフィの工程中の現
像処理工程において、スカムと称されるレジスト薄膜の
カスのようなものが、現像処理後付着し、この現象は程
度の差はあれ必ず発生している。第4図に、スカムが発
生した状態の一例を示す。図中、符号1でスカムを表わ
す。また1aは基板、1bはフォトレジストである。
このようなスカムはパターンの忠実度を著しく損うばか
りか、加工方法によっては更に困難な問題を起こす。例
えばドライエッチ等の精密加工においてはスカムがマス
クとなり、その部分がエッチングされず、パターン欠陥
が発生し、歩留りの低下を招く。更にひどい時は全く良
品ができない事もあり得る。スカムの発生原因は必ずし
も明らかではないが、現像液とレジストとの反応により
現像液に溶けにくい薄膜がパターン表面や側壁部に生成
し、これが現像時または水洗時に部分的にはがれてウエ
ハ上に残ることによるものと考えられる。
従来、スカムの対策として、一般的にOプラズマによ
るディスカムと呼ばれる処理を行う事が有効とされる。
これはスカムの厚さがレジストパターンに比べて圧倒的
にうすい事から、Oプラズマを施して全体的に少しレ
ジストを灰化除去する手法である。これは、例えば、第
4図の如き状態でスカムが発生しているもの全体にO
プラズマを施すと、第6図に示すように基板2上のレジ
ストパターン3が図の実線の状態から破線の状態に全体
的に少し(図のdで示す程度)削れ、同時にスカム1も
消失して、第5図の如くスカムの無いパターンが得られ
るというものである。これは周知のOプラズマ灰化処
理(Dry Ashing)を利用した技術で、真空中に酸素を供
給し、高周波電圧を印加して酸素をプラズマ活性化さ
せ、その酸化力を用いてフォトレジストを分解除去する
ものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし上記従来の方法には、次のような問題がある。
処理工程が一つ増加し、よって工程がアップするとと
もに、比較的高価な装置を要する。
処理工程が増えた事により、それによるダスト付着に
よる歩留り低下がある。
レジストパターン全体が灰化除去されるので、レジス
ト膜厚が減少し(第6図のd参照)、加工上不利にな
る。
灰化除去の均一性が確保しにくい。即ちレジストパタ
ーン寸法の変化があり、忠実度が低下する。
このようにOプラズマによるディスカム処理は、以上
主に4点の犠牲をはらって行わねばならず、昨今のよう
により微細化高精度化が要求されるのに対して、その障
害となっている。
スカムが発生しなければ、このような不利なディスカム
工程は省略する事が出来る。
〔発明の目的〕
本発明は、現像処理後の上記スカムの発生を抑制する事
が出来るポジタイプフォトレジストの現像方法を提供す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段及びその作用〕
上記目的を達成すべく、本発明は、ポジタイプフォトレ
ジストを露光し、現像液により現像するポジタイプフォ
トレジストの現像方法において、 (a)先に界面活性剤を含まない第1の現像液による現
像処理を行う工程と、 (b)前記(a)の後、現像スカムの発生を抑制するた
めの界面活性剤を含む第2の現像液による現像処理を行
う工程の2段階現像を行う構成をとる。
本発明によると、いずれの現像方法を採用しても、スカ
ムの発生を全く抑止するか、あるいは問題の生じない程
度に抑えることができる。例えばウエハを1枚ずつ処理
するスプレイ/パドル現像(現像液をスプレイし、静止
させる方法)においても、スカム発生を効果的に抑制で
きる。
即ち、従来現像の手段としてはディップ現像(いわゆる
ドブ漬け)の方法が用いられていたが、より高精度、低
ダスト化、自動化の要求からインラインの自動現像装置
(オーブン付きのスピンナータイプの搬送タイプでウエ
ハを1枚ずつ処理するもの)の導入が必要となり、ディ
ップ現像は姿を消さざるを得なくなって、替って1枚ず
つ処理するスプレイ/パドル現像の手法を確立する必要
がでてきた。ところがスプレイ/パドル現像では、充分
なコントラストやパターン忠実度を保ちつつスカムの発
生を抑制するのはなかなか困難である。
例えば、テトラメチルアンモニアハイドロオキサイド
(TMAH)が主成分である現像液を用いたポジ型レジ
ストの現像処理の場合において、やはりスカムの問題は
依然として大きく、メーカー指定の条件を用いても、ス
カムについては抜本的な解決はなされない。
ところが、本発明の上記現像方法(つまり2段階の現像
処理を行うもの)を採用すると、単に界面活性剤を含有
させただけでは必ずしもスカム制止効果が充分でないと
きでも、有効で確実なスカム抑制が可能になる。
この現像方法によると、現像処理全体の時間も余り長く
ならず、現像液の消費も少なく、充分なコントラストや
レジストパターン忠実度を実現し得るようにすることが
できる。
これは先の段階で通常の現像処理により充分なコントラ
スト、パターン忠実度等をもつ現像がなされ、後の段階
ではスカム発生の原因となる薄膜等をリンスして除去で
きるためと考えられる。
なお、界面活性剤によるスカム発生の抑制の作用機構は
必ずしも明らかではないが、現像液に含有された界面活
性剤により浸透力が増し、前記した薄膜の溶解度が増加
すると共に、膜が生成するのも防止されるためではない
かと思われる。
本発明における第1段階の通常の現像液による現像処理
は、例えば、いわゆる最適の現像液を用いた処理で行う
ことができる。即ち、各レジストについてメーカー指定
の標準現像液があり、その最適な濃度が指定されている
ので、それを用いた処理を行えばよい。
第2段階の、界面活性剤を含有させた第2の現像液とし
ては、第1の現像液として用いる上述した通常の現像液
を希釈するとともに、これに界面活性剤を加えたものを
用いることができる。即ち、第2の現像液が、第1の現
像液と同種でかつより希釈したものに界面活性剤を添加
したものであることは、好ましい態様である。
界面活性剤は、任意のものを採用することができる。
本発明によればスカムの発生が抑制乃至抑止され、かつ
単に界面活性剤を含む現像液を用いるだけではスカム抑
制効果が不充分な場合でも、上記2段階現像により充分
な効果が発揮されるので、ディスカムを行う必要がなく
なり、工程数を少なくできる。また、第1の現像液によ
る良好な現像特性、例えば感度、コントラスト、残膜
率、レジストプロファイルつまり断面形状などの特性を
そのまま維持しつつ、かつスカムを無くするという要求
が実現できる。更に、ディスカムのための特別な装置が
不要となったことから、償却費ダウン、設備利用率向上
を図ることができる。かつダスト付着の機会減少、更に
レジスト膜厚減少がない、不均一性によるレジスト線幅
バラツキがなくなる、等従来のディスカム工程の問題点
から開放され、すっきりとしたレジストパターンが得ら
れ、歩留まり向上、品質均一性の向上が可能ならしめら
れる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例について説明する。なお当然の
ことではあるが、本発明は以下述べる実施例にのみ限定
されるものではない。
この実施例の現像処理においては、プリウェット後、現
像液(1)(通常現像液)で現像し(第1図の工程II,II
I)、その後現像液(2)(界面活性剤を含有する現像液)
で処理する(工程IV)。次いで水洗し、乾燥する。本実
施例で用いる現像液(2)は、TMAHを主成分とする現像液
を通常より更に希釈して現像能力を落とし、かつ界面活
性剤を加えたものである。
本実施例の現像工程を従来例と対比して示すと、次表の
如くである。
本例の現像工程を第1図に示す現像処理工程図を用いて
更に詳しく説明すると、次の如くである。即ち被現像部
材であるウエハを回転しつつこれに純水を滴下するプリ
ウェット工程(工程I)の後ウエハを静止して現像液
(1)を滴下し(工程II)、現像を行い(工程III)、次い
でウエハを回転しつつ現像液(2)によりこのウエハをリ
ンスする(工程IV)、かかる現像処理工程後、水洗し
(工程V)、乾燥する(工程IV)。工程V,VIはウエハ
を回転しながら行った。
本実施例では上述のとおり現像処理工程で用いる処理液
を2種用いており、現像液(1)と現像液(2)とでは違った
組成としてある。
現像液(1)は用いたレジストであるFuJiHunt製HPR−
204(商品名)に最適になるように作られた現像液
で、その主成分はTMAHで、その他添加剤が加えられてい
る。
現像液(2)はTHAHを主薬とした添加剤なしの純粋なもの
に、界面活性剤を含有させた処理液である。この現像液
(2)を調整する場合、もとの現像液(通常の現像液)は
通常50%にうすめて使用するが、これをそれ以上希釈
し、つまり33%に水でうすめ現像能力を落とし、その
後0.5%(容積比)の界面活性剤(例えば和光純薬製N
CW−601A)を添加して、本実施例における現像液
(2)とした。なお、ここで33%希釈としたのは、少な
くとも濃度を30%程度まで下げてもスカム防止効果は
充分であるので、単純に希釈しやすい比率(1:2)を
選んだためである。
この実施例によれば、現像液(1)による良好な現像特
性、例えば感度、コントラスト、残膜率、レジストプロ
ファイルつまり断面形状などの特性をそのまま維持しつ
つ、かつスカムを無くするという要求が実現できる。ま
た、現像を2段階としても、現像液(2)は希釈したもの
を用いるので現像液消費が大幅に増えることはない。現
像時間も従来と殆んど変らない。
また本実施例では、自動現像装置を用いて処理したが、
この自動現像は次のように行った。第2図に示す自動現
像装置全体概略図、及び第3図に示す処理部拡大図を用
いて説明する。本例での自動機による現像は、第3図に
示すように、ウエハ2それぞれ1枚ずつ行われる。各ノ
ズル10,11,12から、それぞれ純水、現像液
(1)、現像液(2)がウエハ2の回転中心部付近に滴下(本
例の場合スプレイ)される。ノズル10はSUSなど、
ノズル11,12はテフロンなどの材料により成る。前
述の如く、具体的には、現像時にウエハ2が静止してい
るパドル(静止)現像方式となっている。第3図中、符
号3はウエハ2を支持するカップである。第2図に示す
系において、工程Iでは純水がノズル10から回転して
いるウエハ2に滴下されてプリウェットがなされ、工程
IIではタンク21から現像液(1)がN等の不活性なガ
スで押されることにより、ノズル11からウエハ2に滴
下され、次いで工程IIIで現像処理がなされる。この工
程II,IIIではウエハ2は静止している。工程IVにおい
てタンク22から現像液(2)がやはりN等によりノズ
ル12からウエハ2に滴下され、この現像液(2)による
処理がなされる。工程IVでは、ウエハ2は回転してい
る。このような現像処理後、ノズル10からの純水によ
り水洗がなされ、更に乾燥が行われる(工程V,VI)。
このように、本実施例では全体的な自動化が可能となっ
ているものである。なお第2図中、符号4はエアーバル
ブ、5はフィルタを示す。
本実施例では前掲の表から理解されるように、現像液
(2)の滴下をわずかに2秒間追加するだけで充分なスカ
ム防止ができ、スループットの低下その他の心配もほと
んど無視できる。新に必要なものは現像液供給ラインが
1本必要になるくらいで他にはほとんどデメリットはな
い。
ブランクテストとして、現像液(2)のかわりに界面活性
剤を含まず単に水でうすめた現像液を用いた場合では、
効果がない事を確認した。
なお、上記実施例では現像液を2種類として2段階で処
理したが、専らスカム防止ということであれば、現像を
1段階とし、現像液に界面活性剤を含有させたものを用
いれば、スカム抑制効果を達成することができる。
〔発明の効果〕
上述の如く本発明は、現像処理後のスカムの発生を抑制
できるという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の一実施例を示し、第1図は
その現像処理工程図、第2図はこの例で用いる自動現像
装置全体の概略図、第3図はその現像処理部の拡大図で
ある。第4図乃至第6図は背景技術を説明する図であ
り、第4図はスカムの発生した状態を示す斜視図、第5
図はスカム除去後の状態を示す斜視図、第6図は従来技
術によるスカム除去の作用を説明するための断面図であ
る。 II,III……通常の現像液による現像処理工程、 IV……界面活性剤を含有する処理液による処理工程。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−12547(JP,A) 特開 昭60−8494(JP,A) 特開 昭60−158442(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポジタイプフォトデジストを露光し、現像
    液により現像するポジタイプフォトレジストの現像方法
    において、 (a)先に界面活性剤を含まない第1の現像液による現
    像処理を行う工程と、 (b)前記(a)の後、現像スカムの発生を抑制するた
    めの界面活性剤を含む第2の現像液による現像処理を行
    う工程の2段階現像を行うことを特徴とするポジタイプ
    フォトレジストの現像方法。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記第2
    の現像液が、前記第1の現像液と同種でかつより希釈し
    たものに界面活性剤を添加したものであることを特徴と
    するポジタイプフォトレジストの現像方法。
JP60018642A 1985-02-04 1985-02-04 ポジタイプフオトレジストの現像方法 Expired - Lifetime JPH0638396B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS608494B2 (ja) * 1978-03-01 1985-03-04 富士通株式会社 ポジ型レジスト像の形成法
CA1251350A (en) * 1983-06-17 1989-03-21 James M. Lewis High contrast photoresist developer
DE3346979A1 (de) * 1983-12-24 1985-07-04 Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt Entwickler fuer positivfotoresists

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