JPH01265517A - エッチング又は現像の終点検出装置及び方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエツチング又は現像の終点検出装置及び方法に
係り、特に半導体の製造における現像工程、エツチング
工程の終点を自動的に監視する装置及び方法に関する。

［従来の技術］ 従来この種の製品は、各種の基板に所定の前処理を行な
った後、その上面にフォトレジストを塗布しく塗布工程
）、該フォトレジスト層を所望のパターンに形成するた
めに紫外線等を照射して露光しく露光工程）、更にその
基板を指定の現像液に浸してレジスト膜画像を形成した
後（現像工程）、該レジスト膜画像によってカバーされ
ていない部分をエツチング液により腐食除去（エツチン
グ工程）して、その後、残存レジスト膜を溶解剥離し、
水洗い、乾燥して得られていた。

このうち、例えば上記エツチング工程においては、エツ
チング液に浸す方法として、容器にエツチング液を満た
しその中に基板を入れる浸漬法、基板を搬送させながら
その上方（又は上下両方）からスプレィによってエツチ
ング液を吹き付けるスプレィ法等があるが、いずれもエ
ツチングが完了したかどうかを調べる方法として作業員
の目視により行なわれていた。

しかしながら現在では、電気配線の集積度が上がり、基
板上の配線は細く、且つ間隔は狭くなり、より一層複雑
、高精度が要求されるようになるに従い、従来の目視に
よる方法では、熟練者であってもオーバーエツチングに
なったり、エツチング不足になったりするおそれがあっ
た。

そこで本出願人は先に、電気的に進行状態を監視しなが
らエツチングを行なう方法を提案した（特開昭５４−１
１６１７９号）。

この出願に係る発明によれば、エツチング槽内において
基板を浸漬させ、該基板の導電層と同質の材質の物体を
該基板に接触させて一方の電極とし、この導電層とは異
なる材質の導電物質を他の極としたとき、この二極管に
流れる電流は基板上の露出した金属の面積により変化す
るから、その電流を測定することにより、エツチングの
終点を自動的にチエツクできるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の方法は、エツチング槽内に浸漬させて行なう浸漬
法において利用できるものであるが、前記スプレィ法等
のように基板にエツチング液を流下させてエツチングを
行なう方法における自動終点検出は存在しなかった。

またエツチング工程だけではなく、上記現像工程におい
ても、基板を現像液に浸す方法として浸漬法、スプレィ
法等があるが、スプレィ法等における自動終点検出は存
在しなかった。

［問題点を解決するための手段１ そこで本発明は上記の場合における自動終点検出装置又
は方法を提供するもので、表面に形成された金属層上に
レジスト層を有する基板と、該基板の前記金属層を上向
きにして水平に搬送する搬送手段と、芸搬送手段により
搬送される前記基板に対し処理液を連続流出させる流出
手段と、前記基板を挟持して前記金属層が第１の電極と
なるチャック手段と、前記金属層と異なる金属よりなり
前言已流出手段に設けられた第２の電極と、前記処理液
を介して電路を形成する前記第１・第２の電極間に接続
され、該電路を流れる電流の変動によって処理終点を検
出する検出手段とにより構成されている。

［作用］ 本発明によれば、基板を挟持して基板の金属層か一方の
電極となるチャック部材と、基板上の金属層とは異なり
他方の電極となる金属を設けた流出手段との間に処理液
を介して形成される電路に流れる電流は、エツチングの
場合、初め前記金属の面積が大きいので大きな電流が得
られるが、金属面積が少な（なるにつれて急激に減少す
る。そこで初期の電流値を基準に測定電流が所定の値以
下になったとき終点とする、或は初期の電流との比較は
行なわず電流値が充分小さな値になったとき終点とする
等によりエツチングの終了とするものである。

また現像においては、前記電流は、現像の開始時はレジ
スト層に覆われているので小さいが、現像が進み金属層
が露出するにつれて徐々に増大する。そこで上記エツチ
ング工程と同様、電流変化が最大となったとき、レベル
が一定に達したとき、或はピークに達したときに現像の
終了とするものである。

［実施例］ 以下本発明の実施例をエツチング工程を例として１図面
に基いて説明する。

第１図は本発明の終点検出を説明する模式図、第２図は
エツチングされる前の基板の断面図、第３図はエツチン
グ完了後の同上図である。

これらの図において、符合ｌは基板で、現像工程を完了
した基板をカセット２に所定枚数収納し、該カセット２
をハウジング３の搬入口にセットし、そこから任意の給
送手段により一枚づつ水平にローラ４上に配設し、モー
タ５により一定間隔ごとに図の右方向へ送るものである
。

この基板ｌは各種に使用されているどのような基板でも
よいが、例えば第２図に示すように、ガラス基板６の表
面に金属層としての蒸着アルミニューム層７と、その蒸
着アルミニューム層７の上にフォトレジスト８を配設し
たもので、これらの面を上面として搬送させる。

９は基板１の上方に配設したスプレィで、一定の圧力に
より基板１にエツチング液ｌＯを吹付ける。このエツチ
ング液１０により、前記基板ｌは第３図に示すように前
記フォトレジスト８が付加されていない部分のアルミニ
ューム層７を腐食除去するものである。

１１は基板ｌの側面から該基板ｌを挾持し、該基板上の
前記アルミニューム層７と接触して第１の電極となるチ
ャック、１２ａは前記アルミニューム層７とは異なり第
２の電極となる金属（例えば白金線）１３を収納したエ
ツチング液連続流出手段としての容器で、前記スプレィ
９へエツチング液を供給する管１４から該容器１２ａに
エツチング工程 からエツチング液１０を基板ｌ上に連続的に流下させて
いる。１５は前記チャック１１と白金線１３を接続する
リード線である４ 上記の構成により、基板ｌ、チャック１１、リード１１
１５．容器１２ａ内の白金４１１３．容器から流下する
エツチング液ｌＯにより電路が構成される。そして化学
変化による電池作用により、白金線を十極、アルミニュ
ーム線を一極として電流が流れる。この電流を測定する
ことによりエツチングの終点を検知するものである。

１６はその電流の変動を検出する検出手段であって、図
では電流計を例示した。

また１７はリード線の信号を入力とする終点検出手段で
、該終点検出手段１７の出力と追加エツチング率記憶手
段１８の出力とタイマ１９の出力をもとにして演算処理
する演算制御２０が設けられ、更にその演算制御２０の
出力にもとづいて制御するインバータ等のモーフ速度制
御手段２１を備えている。

第４図はエツチング液の前記流出手段１２の他の実施例
で、容器１２’から所望の量のエツチング液ＩＯをオー
バーフローさせて基板ｌ上に落下させる構造である。

前記の例ではエツチング液１０はスプレィ９から吹き付
けていたが、スプレィの場合、連続的に基板ｌ上に流下
させることは困難であるため、電路を構成しにくかった
。そこで容器１２ａから連続的にエツチング液を流下さ
せて電路を構成したものである。しかし１本実施例のよ
うに所望の量のエツチング液を連続的に流下させる場合
には、そ゛れにより電路を構成できるので、前記のスプ
レィを必要としない効果がある。

また上記流出手段は、エツチング液ｌＯを下方に流下さ
せる構造に限らず、側面等から任意の噴射手段等により
エツチング液ｌＯを基板ｌに連続的にかけるものでもよ
い。

上記エツチング液】０は基板１上の金属により種々異な
るものを使用もので、実施例のアルミニュームであれば
燐酸、又は燐酸と硝酸との水溶液を使用する。その伯仲
用する金属が例えばクロムの場合、使用するエツチング
液は硝酸と第二セリウムアンモンと過塩素酸との水溶液
、インジュームと錫の合金の場合は塩酸と硝酸との水溶
液等を使用する。

またスプレィ９から噴出されたエツチング液ｌＯはハウ
ジング３の下部にプールされ、ヒータ２２で所定の温度
に暖められポンプ２３によって管１４を介して再びスプ
レィ９から噴射されるものである。尚このとき、エツチ
ング液の疲労に注意し、必要に応じて再生装置、ろ過装
置を付けて。

エツチング液が常に同じ状態を維持するように管理する
ことが大切である。

第５図、第６図は前記チャック１１の一実施例を示すも
ので、２４はシリンダケース、２５は下台、２６は基板
１を挾持する口、２７はピストン、２８はばね、２９は
軸、３０はエア導入口。

３１はオーリングシールである。

搬送される基板１を挾持口２６で挟み、任意の手段でエ
ア導入口３０からエアを送りピストン２７を下動させる
ことにより下台２５を押圧し、その反力によってシリン
ダケース２４全体を軸２９を支点として反時計方向に回
動させる。そのときシリンダケース２４の先端部２４ａ
が基板１を押圧して、前記リードａｌ１５の接触部１５
ａは基板ｌ上のアルミニューム層７に強く圧着され、リ
ード線１５と該アルミニューム層７とが接続されるもの
である。

面このリード１５線はエツチングの終点検出精度を上げ
るため、基板上に設けられた金属膜（本実施例ではアル
ミニューム）と同種の材質であることが望ましい。けだ
し異種の材料の場合、基板ｌと接触させた材料が共にス
プレィからのエツチング液１０に浸されるので、そこで
電池の短絡回路が形成され、現像の正しい監視が困難に
なるからである。

図中３２はリード＄１１５のテフロン被覆線である。ま
たリード！！１５の前記接触部１５ａを弗素ゴム等でカ
バー３３し、接液しないようにして動作を安定にしても
よい。

このチャック１１は処理終了後、元の位置に戻る構造に
しても良い。その場合その間に基板を挟持する部分を水
洗し乾燥することを可とする。

上記の構造によってエツチングを行なうと、初め露出し
ているアルミニュームの面積が大きいので前述の電極間
には大きな電流が得られるが、金属面積が少なくなるに
つれて減少する。

その時間と電流との関係をグラフにしたのが第７図であ
る。

そしてリード線１５に流れる電流が前記終点検出手段１
７に入り、そこでエツチングの終点検出を行ない、その
終点検出されたときの該終点検出手段１７の出力を演算
側ｆｉ！２０に入力する。−方、基板１の最適エツチン
グを行なうため予め設定した追加エツチングを記憶させ
た追加エツチング率記憶手段１８とタイマ１９に入力さ
れた信号とを前記演算制御’ＨＪ２０に入力して演算処
理し、その出力でモータ速度制御手段２１を介してモー
タ５の回転を制御することによって、例えばこれまでの
時間の５０％の時間を追加エツチングするものである。

その他、エツチング初期の電流値を任意の手段によりメ
モリし、その後所定時間ごとに電流値を測定して初期の
メモリ値と比較してゆくことにより、電流値が初期値に
比べて小さくなったとき（例えば３７４以下）エツチン
グの終点とする、予め終点としての十分率さい電流値を
定めておき、その電流値に到達したとき終点とする、或
は最も勾配の大きい電流値Ａ（第７図）に到達したとき
終点とするものである。このとき必要に応じ作業者にブ
ザー等で知らせることも出来る。

尚基板１は流出手段１３ａを一個だけ設けて特定の区間
のみ終点を監視してもよいし、流出手段１３ａ・１３ｂ
と２個以上設けて連続的に処理状態を検出するようにし
てもよい。

またスプレィＩＯと基板Ｉとの間に遮１Ｆｉ３４を設け
、該遮蔽板３４を移動することによりエッチング時間を
調節してもよい。

上記実施例ではエツチング工程について説明したが、本
発明は現像工程においても同様に実施できる。

現像工程の場合、基板ｌは第８図に示すように、ガラス
基板６の表面にアルミニューム層７を形成し、該アルミ
ニューム層７をｉＷうように露光されたフォトレジスト
８、未露光フォトレジスト８ａが配設されている。

この基板ｌを前記実施例と同様、第１図に示すようにロ
ーラ４上を水平に搬送させると、チャック１１が基板ｌ
を挟持し、チャック１１に取り付けられている前記アル
ミニューム線１５の接触部１５ａが上記フォトレジスト
８・８ａを破りその内側のアルミニューム層７に接触し
て一方の電極となり、現像液を連続的に流出させる容器
１３内に設けられた白金線１４を他方の電極とする。

この両電極間に流れる電流は、始めアルミニューム層７
がレジストに覆われているので小さいが、時間の経過と
ともに第９図に示すようにレジスト現象によりアルミニ
ューム層７が露出し、それにより徐々に増大してゆく。

上記の現像工程における時間と電流との関係を示したの
が第１Ｏ図である。

そこで、上記の電流を例えば抵抗で電圧に変換し、増幅
器、ＡＤコンバータ、マイクロコンピユータ等を用い所
定時間毎に測定し、この電流の変化が最大となったとき
、或はピークに到達したとき、或は初期の電圧と比較し
て十分大きくなったとき（例えば２倍以上）を現像工程
の終了とするものである。

［発明の効果］ 本発明は上記の構成であるから、従来の浸漬法だけでは
なく、スプレィや容器から処理液を基板に流出させて処
理を行なう場合においても、電気化学的にエツチング、
現像の状況が自動的に検出できるので、従来の目視のよ
って行なわれた方法に比べ、最適の処理が確実に、能率
よく行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエツチング又は現像の終点を検出する
装置の模式図、第２図、第３図はエツチング工程前と工
程後の基板の断面図、第４図は処理液連続流出手段の他
の実施例を示す概略図、第５図はチャック部の一例を示
す平面図、第６図は第５図Ｖｌ　−Ｖｌ線に沿う縦断断
面図、第７図はエツチング時間と電流との関係を示すグ
ラフ、第８図、第９図は現像工程前と工程後の基板の断
面図、第１Ｏ図は現像時間と電圧との関係を示すグラフ
である。 ｌ・・・基板、　　　　　３・・・ハウジング。 ４−・−ローラ、　　　　５・・・モータ、７・・・第
１電極（アルミニューム層）、８・・・フォトレジスト
、９−スプレィ。 ＩＯ−・・エツチング液、１１・・・チャック、１２ａ
−１２ｂ−１２ノ・・・処理液連続流出手段、１３・・
・第２電極（白金）、１５・・・リード線、１６・・・
検出手段。 第２図　　第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 「 第８図　　　第９図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に形成された金属層上にレジスト層を有する
   基板と、該基板の前記金属層を上向きにして水平に搬送
   する搬送手段と、該搬送手段により搬送される前記基板
   に対し処理液を連続流出させる流出手段と、前記基板を
   挾持して前記金属層が第１の電極となるチャック手段と
   、前記金属層と異なる金属よりなり前記流出手段に設け
   られた第２の電極と、前記処理液を介して電路を形成す
   る前記第１・第２の電極間に接続され、該電路を流れる
   電流の変動によって処理終点を検出する検出手段とを具
   備したことを特徴とするエッチング又は現像の終点検出
   装置。
2. （２）基板の表面の金属層上にレジスト層を形成し、前
   記基板を搬送手段により前記金属層を上向きにして水平
   に搬送し、この搬送される基板に対し処理液を連続流出
   させ、この基板を挟持するチャック手段を一方の電極と
   なし、前記金属層と異なる金属を第２の電極として、前
   記処理液を介して電路を形成する前記第１・第２の電極
   間に接続され該電路を流れる電流の変動によって処理終
   点を検出することを特徴とするエッチング又は現像の終
   点検出方法。
3. （３）ある特定の区間のみ終点検出を行なう請求項１又
   は２記載の装置又は方法。
4. （４）流出手段を複数設置し、連続的に処理状態を検出
   する請求項１又は２記載の装置又は方法。
5. （５）前記電流の変化が所定以上又は以下となったとき
   終点とすることを特徴とする請求項１又は２記載の装置
   又は方法。
6. （６）前記電流の変化が勾配最大点となったとき終点と
   することを特徴とする請求項１又は２記載の装置又は方
   法。
7. （７）処理終了後、チャック部材を元の位置に戻す間に
   洗浄及び乾燥する請求項１又は２記載の装置又は方法。
8. （８）基板の搬送をモータにより駆動するローラにより
   行ない、該モータの回転速度により最適処理を行なうこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の装置又は方法。
9. （９）基板とスプレイとの間に遮蔽板を設け、該遮蔽板
   により最適処理を行なう請求項１又は２記載の装置又は
   方法。