JPH01154521A - レジスト現像装置 - Google Patents

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】 〔概　要〕 半導体装置の製造におけるレジスト層の現像装置に関し
。

現像に先立ってレジスト層のネガ型あるいはボジ型を自
動的に判別可能とすることを目的とし。

水平に保持された赤外線透過性の基板に塗布されたレジ
スト層の所定位置に赤外線を照射するための赤外線光源
と、該レジスト層をｌａした該赤外線を検出するための
赤外線検出装置と、該赤外線の検出時において該赤外線
光源と赤外線検出装置が該レジスト層の所定位置を挟ん
で対向するように該赤外線光源と赤外線検出装置を該基
板の上下に配置するための支持機構を備えたことにより
構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体装置の製造におけるレジスト層の現像装
置に係り、とくに、電子ビーム露光法を用いてマスクあ
るいはレチクルを作製する場合に有効な、レジスト層の
ポジーネガ自動判別機能を備えた現像装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電子ビームを走査してレジスト層にパターンを
描画することによりマスクあるいはレチクルを作製する
場合には、マスク等における露光面積比（マスク等の全
有効面積における走査面積の割合）によって、ポジ型あ
るいはネガ型のレジストを使い分ける。これは、電子ビ
ームの走査に長時間を要するために、マスク等の作製ス
ループットを大きくするためには、走査面積ができるだ
け小さくなるようなパターンを描画するのが有利である
からである。

一方、一種類の集積回路等を製造するには、それぞれの
工程に対応するマスクやレチクルが１０ないし１５種類
程度用いられるが、これらのマスク等は、上記の理由に
より、集積回路等の製造工程順に対応して、ネガ型とポ
ジ型のレジストを交互に用いて作製されることが多い。

したがって、このような多種類のマスク等を作製する場
合には１それぞれのレジスト層を間違いなくそれぞれの
型に合った所定の条件で現像しなければならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来は、上記のような多種類のマスク等の作成に用いら
れるレジストの型を１例えば対応する工程順序を手掛か
りにして判別し、所定の現像条件で処理することが行わ
れていた。このために、何等かの理由により処理される
マスク等の順序が入れ換わったり、あるいは特別のマス
ク等が追加された場合等において、誤った現像条件で処
理するおそれがあった。

このような誤りを防止するために、マスク等を塗布され
たレジスト層の型別に分け、それぞれの型ごとに一括し
てバッチ現像する方法が考えられるが９人手が介入する
煩雑さが避けられず、また。

分別における誤りが皆無であるという保証もできない。

本発明は現像に先立って２個々の基板に塗布されたレジ
スト層の型を自動的に判別し、その結果にもとづいて現
像条件の切り替えを自動的に制御可能なレジスト現像装
置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〕

上記の目的は、水平に保持された赤外￥ｔ３透過性の基
板に塗布されたレジスト層の所定位置に赤外線を照射す
るための赤外線光源と、該レジスト層を透過した該赤外
線を検出するための赤外線検出装置と、該赤外線の検出
時において該赤外線光源と赤外線検出装置が該レジスト
層の所定位置を挟んで対向するように該赤外線光源と赤
外線検出装置を該基板の上下に配置するための支持機構
を備えたことを特徴とする１本発明に係るレジスト現像
装置によって達成される。

〔作　用〕

赤外線光源と赤外線検出装置をレジスト層が塗布された
基板を両側から挟むように対向して配置し、レジスト層
の吸収による赤外線の強度変化を検出してレジスト層の
ネガ型あるいはポジ型の別を判定し、その結果にもとづ
いてレジスト層に吹き付ける現像液の種類を自動的に切
り替えることにより、多数の基板に塗布されているそれ
ぞれのレジスト層を誤りなく所定の条件で現像すること
が可能となる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図（ａｌは半導体集積回路の製造において用いられ
る１例えばコンタクトホール形成用のレチクルにおける
パターンの模式図であって、ガラス等の基板１の一表面
にクロム（ｃｒ）！膜２が形成されており、このＣｒ薄
膜２を部分的に除去して多数のコンタクトボールパター
ン３が形成されている。

符月４は半導体チップに対応するスクライブライン（半
導体ウェハの切断個所）である。

コンタクトホールパターン３およびスクライブライン４
を電子ビームにより描画する場合、基板１の全面積に対
するコンタクトホールパターン３およびスクライブライ
ン４の総面積が占める割合が１／２以下であれば、　Ｃ
ｒ薄膜２を残す領域を電子ビームで走査するよりも、　
Ｃｒ薄膜２を除去する領域を走査する方が効率がよい。

したがって、この場合には、ポジ型レジスト層をＣｒ３
膜２上に塗布し、このレジス１−層に電子ビームでコン
タクトホールパターン３およびスクライブライン４を描
画してレジストマスクを形成したのち、このレジストマ
スクを用いてＣｒ１ＩＩ９２をエツチングする。

逆に、第２図（ｂｌの場合のように、基板１に残される
Ｃｒ薄膜パターン５の面積が基板１の全面積の１／２よ
り小さい場合には、ネガ型レジスト層を用い、このレジ
スト層に電子ビームで所望のパターンを描画してレジス
トマスクを形成する。このレジストマスクを用いてＣｒ
薄膜をエツチングすれば、電子ビームで走査されなかっ
た広い面積の領域に対応するＣｒｇＪ膜がエツチングで
除去され、　Ｃｒ薄膜パターン５が形成される。

上記のようにポジ型とネガ型のレジストが使い分けられ
るので、それぞれのレジストの型に適応した所定の現像
を誤りなく行わなければならない。

このために２本発明の現像装置においては、現像処理に
先立って、基板１上に塗布されたレジスＩ−層の型を、
レジスト層の赤外線吸収特性を利用して判別する機構が
設けられている。

第１図は本発明に係る現像装置１０の構成を示す模式図
、第４図は上記現像装Ｒ１０の制御を説明するためのブ
ロック図である。第１図および第４図を参照して、現像
装置１０は３通常の現像装置と同様に、現像槽１１の内
部には１回転軸１２によって水平に高速回転される回転
台１３と１回転台１３の回転中心近傍における上方に配
置される現像液吐出用のノズル１４および１５と洗浄液
吐出用のノズル１６を有する。ノズル１４．１５．１６
は、それぞれに対応して設けられている移動支持機構１
７に固定されたアーム１８により支持されており１選択
されたノズルに対応する移動支持機構１７を１例えば回
転駆動することによって、所定のノズルが回転台１３上
に移動される。

回転台１３上にば、基板２１が載置される。基板２１は
１例えば赤外線透過性のガラスから成り、その上面に、
第３図（ａｌに示すように、厚さ約０．１μｍのＣｒａ
　Ｗ！：２２と１例えばポジ型のレジスト層２３が形成
されている。そして、レジスト層２３には、電子ビーム
を走査することにより図示しない所定のパターンが描画
されている。

従来は、基板２１が回転台１３に載置されると、制御装
置４１にあらかじめ指示されているレジストの型に関す
る情報にしたがって１例えばポジ型現像液を吐出するノ
ズル１４が回転台１３上に移動される。

そして、基板２１が所定回転速度に達すると、レジスト
層２３面に現像液が吹き付けられ、レジスト層２３の現
像が行われていた。

本発明の現像装置においては、基板２１の例えば上方に
赤外線光源３１と、基板２１の下方に、基板２１を挟ん
で赤外線光源３１に対向するようにして、赤外線検出装
置３２が配置される。赤外線光源３１と赤外線検出装置
３２は、別の移動支持機構３３に固定されたアーム３４
および３５により、それぞれ支持されている。そして、
移動支持機構３３を１例えば回転駆動することによって
、基板２１上の所定領域１例えば、第３図（ａ）に示す
基板２１周辺部におけるＣｒｐす膜２２が形成されてい
ない領域２４．を上下から非接触で挟むように移動され
る。

基板２１が回転台１３上に載置されると、制御装置４１
の指示により、移動指示機構３３が赤外線光源３１と赤
外線検出装置３２を、上記のように基板２１の上下の所
定位置に移動する。そして、赤外線光源３１から赤外線
が射出され、この赤外線は基板２１上のレジスト層２３
を透過し、赤外線検出装置３２に入射する。このために
１回転台１３は、この上面から基板２１がはみ出すこと
ができる大きさにされている。

また、前記領域２４は、　Ｃｒ膜２２の生成時に基板２
１の周辺をマスクしておけば容易に形成できる。

赤外線光源３１としては１例えば沃素ランプを用い、こ
れとフィルタ（図示省略）を組合せて１例えば波長３．
４μｍの赤外線を取り出す。一方、赤外線検出装置３２
としては、上記波長の赤外線に対して感度を有する１例
えばＧａＡｓフォトダイオードを用いる。この赤外線光
源３１と赤外線検出装置３２を用いることにより、電子
ビーム露光において多用されているポジ型レジストであ
るＰＭＭＡ　（ポリメチルメタクリレート：３．４μｍ
近傍に強い吸収を有する）とネガ型レジストであるＣＭ
Ｓ　（クロロメチルポリスチレン）の型の判別が可能で
ある。なお。

ポジ型レジストとネガ型レジストの組合せが異なれば、
これらの吸収特性に応じて前記フィルタを選択する。

上記の方法により、レジスト層２３を透過した上記波長
の赤外線強度を測定する。この場合、基板２１による吸
収を補正するために、測定時板外において赤外線光源３
１と赤外線検出装置３２が待機する位置に、基板２１と
同等のガラス板２６を設置しておき、これを’ＳＡした
赤外線強度（Ｉｏ）に対するレジスト層２３を透過した
赤外線強度（ＩＲ）の比を用いて判別してもよい。

赤外線強度測定値■８および■。は制御装置４１に入力
され、ここで１．またはＩＲ／Ｉ。が所定値以上かどう
かが判定される。その結果１例えばポジ型レジストと判
定されると、制御装置４１は移動支持機構３３に駆動信
号を送り、これにより、赤外線光源３１と赤外線検出装
置３２は基板２１の上下から外れた位置に移動される。

同時に、制御装置４１はポジ型レジスト用の現像液吐出
機構１例えばノズル１４に対応する移動支持機構１７に
駆動信号を送り。

これにより移動支持機構１７が、ノズル１４を、基板２
１上外の待機位置から回転台１３中央部近傍の上方に移
動する。

ノズル１４が所定位置に移動されると、これを図示しな
いセンサが検知し、制御装置４１に信号を送る。制御装
置４１は回転軸１２に接続されているモータ４０を回転
始動させるとともに、前記ノズル１４の流路（図示省略
）を開く。その結果１回転台１３上の基板２１面にノズ
ル１４から現像液が吹き付けられ。

レジスト層２３が現像される。

所定時間経過後、制御装置４１はノズル１４の前記流路
を閉じるとともに、ノズル１４に対応する移動支持機構
１７に信号を送る。これにより、ノズル１４は元の待機
位置に戻される。同時に、制御装置４１は洗浄液吐出用
の１例えばノズル１６に対応する移動支持機構１７に駆
動信号を送り１　これによりノズル１Ｇが回転台１３の
中央部近傍の上方に移動される。

ノズル１６が所定位置に達すると、前記と同様に。

図示しないセンサがこれを検知し、その結果、ノズル１
６から洗浄液が吐出される。そして、所定時間経過後、
制御装置４１はノズル１６の流路を閉じるとともに、所
定の移動支持機構１７に対して、ノズル１６を元の待機
位置に戻すよう指示する。

上記のようにして、基板２１上に塗布されている。

例えばポジ型のレジスト層２３が現像および洗浄される
。ノズル１５についても上記と同様にして駆動・制御が
行われ１例えばネガ型のレジスト層の現像および洗浄が
行われる。

上記の工程により、第３図（′ｂ）に示すように、基板
２１上のレジスト層２３には１例えばコンタクトホール
パターン３およびスクライブライン４に対応する開口部
が形成される。そこで、レジスト層２３をマスクとして
、下地のＣｒＦ４膜２２を公知のエツチング方法により
エツチングしたのち、レジスＩ・層２３を除去すると、
第３図（Ｃ）に示すような、前記Ｃｒ薄膜２２から成る
Ｃｒパターン２５が得られる。

〔発明の効果〕 本発明によれば、現像処理に先立ってレジスト層の型が
直接に判別され、この結果に基づいて自動的に現像条件
が制御されるので、多品種少量生産における現像処理の
生産性を向上可能とする効果がある。

構成を示す模式図。

第２図はマスクまたはレチクルにおけるＣｒパターンの
例を示す模式図１ 第３図は本発明により基板上にＣｒパターンを形量する
ためのブロック図 である。

図において。

１と２１は基板。

２と２２はＣｒ薄膜。

３はコンタクトホールパターン。

４はスクライブライン。

５と２５はＣｒ薄膜パターン。

１０は現像装置。

１１は現像槽。

１２は回転軸。

１３は回転台１ １４と１５と１６はノズル。

１７と３３は移動支持機構。

１８と３４と３５はアーム。

２３はレジスト層。

２４は頭載。

２６はガラス板。

３１は赤外線光源。

３２は赤外線検出装置。

４０はモータ である。

ント、嘴５８月６リーｆ２で３４タリ 第１ｍ パターンの４１″Ｊ 第２仄 パターン形バエ程 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）水平に保持された赤外線透過性の基板に塗布された
   レジスト層の所定位置に赤外線を照射するための赤外線
   光源と、 該レジスト層を透過した該赤外線を検出するための赤外
   線検出装置と、 該赤外線の検出時において該赤外線光源と赤外線検出装
   置が該レジスト層の所定位置を挟んで対向するように該
   赤外線光源と赤外線検出装置を該基板の上下に配置する
   ための支持機構 を備えたことを特徴とするレジスト現像装置。 ２）該支持機構は該赤外線の非検出時には該赤外線光源
   と赤外線検出装置を該基板の上下の空間外の位置に移動
   させる第１の移動支持機構であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のレジスト現像装置。 ３）該基板を載置する上表面を有し、該上表面に垂直な
   軸を中心に回転する回転台と、 該回転台を回転させるためのモーターと、 該レジスト層に所定の現像液を吹き付けるための複数の
   現像液吐出機構と、 選択された該現像液吐出機構を該回転台の回転中心近傍
   に移動させるための第２の移動支持機構と、 該赤外線の検出結果にしたがって該現像液吐出機構を選
   択するとともに現像液の吐出を制御し、かつ、該第１お
   よび第２の移動支持機構の駆動と該モーターの回転を制
   御するための制御装置を備えたことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載のレジスト現像装置。