JPS6216523A

JPS6216523A - レジストパタ−ンの現像方法および現像装置

Info

Publication number: JPS6216523A
Application number: JP60156391A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Shigemitsu; 重光　文明
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-07-16
Filing date: 1985-07-16
Publication date: 1987-01-24

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】〔発明の技術分野〕本発明はレジストパターンの現像方法および現像装置、
特に半導体基板上に形成されたレジストパターンの現像
方法および現像装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

半導体装置の集積度が益々高まる中で、微細にしてかつ
高精度のパターン形成技術が要求されている。、また、
Ｒ産効果を高め、再現性のよいパターン形成を達成し、
更に人為作業によるダスト付着を防止するためには、半
導体装ｌめ製造プロセスの自動化が必要不可欠の状況と
なってきている。

半導体基板−Ｌのレジストパターンの形成は、一般に次
のような方法が採られている。まず、半導体ウェハある
いはマスクブランクス等の被処理基板の上に、電子線感
応レジストを回転塗布法や浸漬法等によって塗布する。

次にこのレジスト膜をオーブンあるいは熱板等の加熱手
段によって所定８ｉ度で加熱し、プリベークを行った後
、このレジスト膜に応じた所定の露光儂で電子線露光を
行い、更に現像処理、リンス処理を施してレジストパタ
ーンを形成する。

最近では高スループツトを得るために高感度レジスト、
例えば電子線感応レジストのポリ（フロロエチルαクロ
ロアクリレート）等を用いたレジストパターン形成が行
われているが、このような高感度レジストは感度変化が
激しいため現像が非常に不安定になりやすく、従来は基
板を１枚ずつ手作業で現像処理していた。高感度レジス
トの不安定な感度変化が生じる要因としては、（１）湿
度、湿度等の環境条件、（２）レジストの緩和現象によ
ると考えられている経時変化、（３）パターンの疎密に
よる基板間の相対的な吸収エネルギーの差、等が挙げら
れる。いずれにせよ、このような手作業による現像処理
では、（１）パターン寸法の確認作業、追加現像作業が
必要となるためスルーブツトが低い、（２）手作業であ
るため、現像中にダスト混入が起こり、これによる欠陥
が多くなる、（３）処理ミスが発生しゃすい、等の問題
がある。

〔発明の目的〕

そこで本発明は高精度のパターンを高スループツトで形
成させることのできるレジストパターンの現像方法およ
び現像装置を提供することを目的とする。

（発明の概要）本発明の第１の特徴は、表面に形成されたレジスト膜に
所定のビームを選択的に照射してパターン露光を行った
基板を現像する現像方法において、基板の表面に向かい
あうように電極を設け、基板の表面と電極との間にレジ
スト膜を現像するための現像液を満たして現像処理を開
始し、この現像処理によって流れる電極と基板との間の
電流値に基づいて現像処理時間を決定するようにし、高
精度のパターンを高スループツトで形成できるようにし
た点にある。

本発明の第２の特徴は、レジストパターンの現像装置に
おいて、レジストパターンを有する被処理基板を支持す
る支持装置と、この支持装置上に載せられた被処理基板
の表面に向かいあうように設けられた電極と、被処理基
板と電極との間に現像液を供給する現像液供給装置と、
被処理基板と電極との間に流れる電流を測定する電流測
定装置と、を設け、高精度のパターンを高スループツト
で形成できるようにした点にある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第１
図は本発明に係る現像方法の原理図である。いま、ブラ
ンクスとしての被処理基板１が、ガラス基板１ａ、Ｃｒ
、Ｓｉ、Ａｎ等の金属膜１ｂおよびレジスト１１１Ｇか
ら構成されているものとし、このレジスト膜１ｃに形成
されているレジストパターンを現像するものとする。ま
ず、この基板１の表面に向かいあうように電極２を設け
る。この電極２はｐｔ等の不活性金属にするのが好まし
く、また図のようなメツシュ構造とするのがよい。次に
この電極２と基板１との間に現像液を満たして現像を行
う。現像液が一様に満たされるように、現像液ｌおよび
電極と基板間の間隔１を調整する。このとき基板１と電
極２との間を流れる電流をＴｉ流測測定装置ｆｆ３測定
し、この測定結果を検出器４および増幅温５を介してデ
ータ処理系に転送する。電流測定装Ｍ３は電源３ａと抵
抗３ｂを有し、基板１とｆｆｉ極２との間に流れる電流
を抵抗３ｂに導き、この抵抗３ｂの両端子ＡＢ間の電圧
値として測定結果を検出１４に与える。電源３ａは基板
１と電極２との間に所定の電圧を印加する働きをする。

電源３ａを設けずに測定を行なうこともできるが、電源
３ａによって所定の電圧を印加することにより両端子Ａ
Ｂ閤の電圧値が増大し、より正確な測定を行うことが゛
できる。

基板１と電極２との間に起電力が発生するのは、現像液
の電気化学反応に起因する。例えば金属膜１ｂ＄Ｃｒで
あり、電極２がＰｔである場合は、Ｃ−令。　。−−ｃ
ｒ” なる反応が生じ起電力が発生する。現像液を満たした後
の両端子ＡＢ間の出力電圧の変化は第２図のようになる
。まず現像を開始するとレジスト膜１Ｃ中の電荷が逃げ
、時間１−０〜ｔ、までは出力電圧が低下してゆく。ｔ
　””　ｔ　ｓにおいてレジス１−１１１ｃが除去され
金属膜１ｂ、即ち、Ｃｒ面が露出するとＣｒが現像液中
に表出し、前述した電気化学反応によって起電力が生じ
、出力電圧は上昇してゆく。この１−１．以後の電圧変
化のグラフは、レジストパターンのパターン構成が同一
であれば非常に再現性よく得られることが実験的に確め
られている。そこで、テスト用の基板を用い、各パター
ンについての最適現像時＠ｔＥを測定しておけば、その
パターンについてはＣｒ表出後Δ１−１［−１，だけの
時開現像すれば、常に最適の現像結果が得られることに
なる。あらかじめ疎密度の異なるいくつかのパターンに
ついて、このΔｔを求めテーブル化しておけば、どのよ
うなパターンについてもほぼ最適な現像時間を得ること
ができる。

続いて具体的な現像処理の一例を示す。まず電子線感応
レジストとしてポリ（７０ロエチルαり０ロアクリレー
ト）□をマスクブランクス上に！！□転塗布し、０．６
μｍ程度のレジスト膜を形成し、このレジスト膜を１８
０℃のオープン内で１時間プリベークした。その後、ビ
ーム電流４４０ｎＡ。

ビーム径０．５μｍ１加速電圧２０ＫＶの条件で所定の
パターンを露光した。このようにして形成したレジスト
パターンを前述した方法で現像処理した。現像液にはＭ
ＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、リンス液にはＩＰ
Ａ（イソプロピルアルコール）を用い、現像液温は２５
℃±０．２℃とした。レジストパターンのエリアは５イ
ンチ乾板上の５０−の部分である。データ部と非データ
部との比が１：１であるようなパターンの場合、。

Δｔ＝４Ｑｓｅｃ（パドル方式の現像液供給管を用いた
とき）またはΔｔ＝３４８０ｃ（スプレー方式の現像液
供給管を用いたとき）という結果が得られた。同一のパ
ターンを用いて再現性を確認したところ、Δｔが、±１
Ｑｓｅｃ以内であれば形成されたパターンの寸法が±０
．２μｍ以内におさまることがわかった。上述のテスト
では、データ部と非データ部との比が１：１の場合につ
いてのΔｔを求めたが、この比を変化させてそれぞれの
Δｔを求めテーブル化してお番プばよい。

第３図に本発明に係る現像装置の一実施例を示す。チャ
ンバ６内には支持装置ｔ！７が設けられており、この上
に処理すべき基板１が載置される。支持装置Ｉ７は駆動
部８によって回転する。電極２′はこの回転中は彼処“
理基板１からはずれる。現像液供給管［９からは電磁弁
１０を介して現像液がチＶンバ６内に導入される。この
導入はスプレーノズル１１またはパドルオリフィス１２
を通じて行われる。スプレーノズル１１はチＶンバ６内
に現像液を噴霧し、パドルオリフィス１２は現像液を滴
下する。チャンバ６内の雰囲気は吸引装置１３によって
吸引されている。基板１の上方には電極２が設けられて
いるが、この電極は第１図に示したようにメツシュ構造
のものであるため、現像液の噴霧または滴下が妨げられ
ることはない。

前述のように基板１と電極部２との間の電流は電流測定
装置１３で測定され、測定結果は検出器４、増幅Ｍ５を
介してデータ処１！回路１４に与えられる。このような
系によって現像テストを行い、いくつかのパターンにつ
いて求めたΔｔを中央制御回路１５にテーブルとして記
憶させておく。このとぎ、各パターンについてのデータ
部と非データ部との比、用いたレジスト、露光条件、露
光エリア、等の諸条件もいっしょに入出力装置１６から
データとして入力しておく。

このようにして各条件におけるΔｔのテーブルが求まれ
ば、自動的に現像を行うことができるようになる。即ち
、被処理基板をチャンバ６内にセットして現像を開始し
た後、第２図に示すように両端子ＡＢ間の出力電圧をモ
ニタすれば、出力電圧の変極点として時刻ｔｓが求まる
。従ってこのｔ、の時点から、テーブルより求めたΔｔ
の時間だけ現像処理を行えばよいことになる。このよう
にして現像処理の終点を正確に知ることができるように
なるため、パターンの寸法精度が向上することになり、
また追加現像の必要がなくなるため高スルーブツトで生
産を行うことができる。更に、従来のような手作業によ
る処理ではないため、処理中のダスト混入も防止でき、
チャンバ内で現像処理からリンス処理への切換えも瞬時
に行うことができるようになる。

〔発明の効果〕

以上のとおり本発明によればレジストパターンの現像に
おいて、被処理基板とこれに対向して設しプた電極との
間の電流値に基づいて現像処理時間を決定するようにし
たため、高精度のパターンを高スルーブツトで形成でき
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す説明図、第２図は本発明に
係る方法を説明するグラフ、第３図は本発明に係る装置
の一実施例の説明図である。１・・・被処理基板、１ａ・・・ガラス基板、１ｂ・・
・金属膜、１Ｃ・・・レジスト膜、２・・・電極、３・
・・電流測定装置、３ａ・・・′Ｉ８源、３ｂ・・・抵
抗、４・・・検出器、５・・・増幅器、６・・・チャン
バ、７・・・支持装置、８・・・駆動部、９・・・現像
液供給装置、１０・・・Ｔｉ磁弁、１１・・・スプレー
ノズル、１２・・・オリフィス、１３・・・吸引装置、
１４・・・データ処理回路、１５・・・中央制御回路、
１６・・・入出力装置。

Claims

【特許請求の範囲】１、表面に形成されたレジスト膜に所定のビームを選択
的に照射してパターン露光を行つた基板を現像する現像
方法であって、前記基板の表面に向かいあうように電極
を設け、前記基板の表面と前記電極との間に前記レジス
ト膜を現像するための現像液を満たして現像処理を開始
し、この現像処理によって流れる前記電極と前記基板と
の間の電流値に基づいて前記現像処理時間を決定するこ
とを特徴とするレジストパターンの現像方法。２、レジストパターンを有する被処理基板を支持する支
持装置と、この支持装置上に載せられた被処理基板の表
面に向かいあうように設けられた電極と、前記被処理基
板と前記電極との間に現像液を供給する現像液供給装置
と、前記被処理基板と前記電極との間に流れる電流を測
定する電流測定装置と、をそなえることを特徴とするレ
ジストパターンの現像装置。３、電極がメッシュ構造をしていることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載のレジストパターンの現像装置
。４、現像液供給装置がパドル方式の供給管を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項記載の
レジストパターンの現像装置。５、現像液供給装置がスプレー方式の供給管を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項乃至第４項のいず
れかに記載のレジストパターンの現像装置。６、電流測定装置が、被処理基板と電極との間に電圧を
印加する電圧印加装置を有することを特徴とする特許請
求の範囲第２項乃至第５項のいずれかに記載のレジスト
パターンの現像装置。