JPS59210442A - 表面処理方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、フォトマスクを製造する際のエツチング処
理等、基板の表面処理時の処理状態を検知し、その終点
を自動的に検出する方法に関するものである。

（ロン　従来技術 半導体の製造に使用されるフォトマスクは、通常、金属
を表面に蒸着したガラス等の基板に７オトレジスｔを塗
布する工程と、当該フォトレジスト膜へマスクパターン
全焼（Ｊけ、しかる彼所要の現像液で現像することによ
って７オトレジスト膜をパターン化する工程と、現像処
理により露出した金属７８膜をエツチングする工程等金
経て作成される。かかるフォトマスクの作成工程のうち
、特にエツチングの工程で（ｄ１高Ｖ４度な処理が請求
され、その終点の正確な制御が必要となる。このため、
従来からこのエツチング処理の終点を高Ｍ度に検出する
ための種々の試みがなされている。

例えば、特開昭５６−１５８８７２号では、］オドマス
ク面上の有効領域外にエツチングの進行度合を検出する
だめの光透過率測定用区域を設け、その区域における光
透過率を測定して、エツチングの終点を検出する方法が
提案されている。

しかしな示ら、この先Ｍ発明では、エツチングの終点を
検知する方法として、透過光量の前後２回のサンプル値
の差分をと９、それを連続した１０点位で平均化する方
法が採られているので、エツチングの進行度合が一時停
滞するような場合、例えば、蒸着された金属薄膜の下に
難溶性の酸化膜が存在するような場合には、エツチング
処理の真の終点に到る前に、上記の一時停滞をもってエ
ツチング処理の終点と見看されてし捷う惧れがある。

また、金属薄膜を蒸着したガラス基板に対する透過光量
は、当該金属の種類や該金属の酸化膜の有無、或はガラ
ス基板の材質、厚さ等により様々に変化するので、上記
のような平均化処理では、正確にエツチング処理の終点
を検出することはできない難点がある。

一方、表面処理中における回転処理装置（ヌピンナー）
へのガラス基板等の保持手段としては、スピンナーヘッ
ド部の真空チャックによる真空吸着方式が一般的である
が、その他に、ガラス基板等の四隅を固定保持する簡易
型の固定保持桟方式のものが知られている。

かかる簡易型の固定保持桟方式のものを使用する場合に
は、ガラス基板等の四隅を保５持するための桟が、当該
基板等に対する透過光量を検出するだめの光ビームを断
続的に遮断してし１つので、前述したような平均化処理
では、エツチング処理の終点の正確な検出は更に難かし
くなる。

ｅｌ）発明の目的 この発明は、かかる従来方法における不都合を解決すべ
く考えられたもので、前記簡易型の固定保持桟を用いた
場合でも、或は、エツチングの進行度合に前記した如き
一時的な停滞が生じる場合でも、さらにはいか社る透過
光量特注を有するフォトマフ、りであっても、極めて正
確にエツチング処理等の表面処理の終点を検出すること
ができる新たな方法を提供することにある。

に）　発明の４黄成 この発明は、上記目的を達成するために次のような技術
的手段を猫したもので、その要旨とするところは、被処
理物に苅する透過光量を光電変換素子で検出して、当該
検出レベルの変化から、該被処理物の表面処理状態を検
知する方法において、前記検出レベルが、段階的に設定
される所定の目標レベルを所定時１１道内に越えたか否
かを各段階ごとに検知するもので、成る段階での所定の
目標レベルを越えた場合には、当該目標レベルに所定レ
ベルを力ｉ」えたレベルを次なる段階の新たな目標レベ
ルとして設定し、再び検出レベルが所定時間内に当該新
なる［１標レベルを越えたが否かを検知し、検出レベル
が所定時間内に所定の目標レベルを越えなかった場合に
、当該時点をもって処理の終点とすることを特徴とする
ものである。換言すれば、検出レベルが所定時間内に所
定レベル幅変化したか否かを検知し、変化すれば、さら
に検出レベルが次なる所定し基ル幅を所定時間内に変化
した力・否かを検知し、こうして所定時間内という制限
の下で検出レベルの所定幅の変化を順次検知して、もは
や検出レベルが次なる所定レベル輻を越えることができ
なくなれば、その時点をもって処理の終点とするもので
ある。このように、この発明は、被処理物に対する処理
状態を、段階的に設定される目標レベルと処理時間とに
より検知しているため、適確に処理の終点を検出するこ
とができるのである。

したがって例えば、第１図に示すよりに、被処理物に対
する透過光す全特性がイ）〜に）の各線図に示すように
様々に変化する場合でも、表面処理の正確な終点検出が
できるのであるっ（ホ）発明の実施例 第３図、第４図は、この発明の実施に使用する固定保持
核酸のスピンナーヘッド部の概略構成を示すもので、そ
のうち第３図は、ヘッド部の平面図を示し、第４図は、
その側断面図を示す。

これらの肉において、被処理物（１）は、ガラス基板或
はシリコン等の半導体基板０の表面に金属薄膜を蒸着し
、その上面にフォトレジストを塗布乾燥した後、該フォ
トレジストに所要のパターンを焼付、現像したものであ
る。

ヘッド部（２）は、スピンドル（ＳＰ）に結合された中
央部（Ｃ）と、該中火部Ｃ）から水平面内において４方
に等距離延びるアーム向と、各アーム（Ｂ）の先端部に
形成された、−７１の基板保持用ピン（３）と基板載置
用ピン（４）とから構成されており、被処理物（１）は
、基板載置用ピン（４）上に載置され、その四隅全基板
保持用ビン（３）で保持された１丑、水平面内で回転せ
しめられるようになっている。光源検出部（Ｓ）は、板
状の被処理物（１）の上下面に対向配設された、一対の
受光用ファイバー（５）と投光用ファイバー（６）、並
びに、これらのファイバーｆ５＋　（６１の一端を保持
するホルダー（７）とから構成されて訃９、被処理物（
１）に対する透過光＠を検出するようにされている。

第５図は、前記スピンナーベッド部（２１ｆ：　含む全
体の概略構成図を示し、この図において、（８１０″ｉ
前記受光用フアイバー（５）によって伝導された光をそ
の光量に比例した電気量に変換する光電変換素子で、こ
の実施例では、第２図に示すように、受光用ファイバー
（５）の受光ｈｉが増すと、該変換素子（８）の出力電
圧は低下するようにロウアクティブに構成されている。

（９）は、該変換素子（８）の出力を増幅する増幅器で
、その出力（Ｖ＋）はＡ／Ｄ変換器（１０）に入力され
るとともに、比較器（ｉｌ）の一方の端子に入力される
。比峻器圓の他方の端子には、Ｄ／Ａ変換器（１２）の
出力（ｖ２）が基準電圧として入力され、前記出力（■
１）が当該基準電圧（■２）以下になると、判別信号（
Ｅｐ）を出力するよう構成されている。また、その判別
信号（ＥＰ　）は、ラッチ回路時に所定時間保持された
後、後述するＥＮＤ信号としてＣＰ”０ｆｔ４）にカ輸
れる。ＣＰ　Ｕ　Ｑ４）　ｆｄ、内蔵のメモリ（図示せ
ず）にあらかじめ設定された所定レベル値Ｅを読出して
Ｖ２−Ｖ＋　−Ｅに相当する演算を行ない、これを前記
した如（、Ｄ／Ａ変−ｉ？！器（１，２１金介し、アナ
ログ基準電圧（■２）と１２て、比較器（１１）に出力
する一方、入力された前記ＥＮＤ信号信号例制御プログ
ラムにタイマー等により、被処理物（１）の処理の終点
が検知できる構成となっている。

次に、かかる構成の装置全圧いてこの発明を実施する場
合の具体的歌手順金、第６．第７図に示すフローチャー
トに基づいて説明する。

まず初めに、図示しない入力装置？’？　ｋ用いてＣＰ
Ｕｆ１４）のメモリ装置に前記した最初の目１票レベル
値となるべき所定のレベル値Ｅと検出時間ＴＥとを設定
する（ステップＡ、、Ｂ）。。

この場合の所定のレベル値Ｅ並びに検１１１詩間ＴＢは
、実験等によってあらかじめ適宜に選定サレるべきもの
であるが、例えば第１図（ハ）に示すように被処理ｆｌ
／Ａ（１１に対する透過光量が処理進行中に一時停滞す
るような場合には、当該停滞時間（ＴＤ）よりも長くな
ければならない。

入力装置によるかかる設定が終了すると、次に被処理物
（１）の、処理前における固有の透過光量を測定し、そ
の時の検出レベ／Ｉ／（Ｖ’＋’）をＣＰＵ　（１（イ
）のメモリ装置に記憶する（ステップＣ）。次にｃｐｕ
ｊ４）は、設定された所定のレベル値Ｅを用いて、Ｖｕ
　＝　Ｖｌ’　−Ｅなる演算を行ない、該演算値を検出
レベルを、到達すべき目標レベルとしてＤ／Ａ変換変換
器弁して比較器０１）に入力する（ステップＤ）。次に
被処理物（１）に対する表面処理、例えばエツチング処
理を開始する（ステップＥ）。この場合、スピンナーヘ
ッド部（２）（は、定速回転されているので、投光ファ
イバー（６）から照射される光ビームは、ヘッド部（２
）を構成するアーム但）によって１／４回転毎に遮断さ
れ、その結果光電変換累子（８）から出力される検出レ
ベルは、第２図に示すようにＶｏとＶ＋’との間で周期
的に変化する。尚、この図において、Ｖｏけ、前記アー
ム（Ｂ）が投光ファイバー（６）からの照射光を遮断し
た時に出力される光電変換素子（８）の検出レベルであ
り、徐だ、Ｖ＋’は、投光ファイバー（６）からの光ビ
ームがエツチング処理する前に被処理物（１）全透過し
た時に出力される光電変換素子（８）の検出レベルであ
る。そして、被処理物（１）に対するエツチング処理が
進むに連れ、当該被処理物（１）に対する透過光量が漸
増し、その結果、第２図に示すようなパルス信号が検出
される。これは、被処理物（１）に施されたマスクパタ
ーン、即チ、フォ１−レジヌトが残った部分と、レジス
トが除去された部分とに応じた同隔て出力されるもので
ある。

次にＣＰＵ（１４）は、プログラムからの指令に基づい
て前記ラッチ回路（１３）からのＥＮＤ１言号全計数す
るための初期値として、例えば「３」全内蔵のレジスタ
にセットしくステップＦ）。

続いて上記ＥＮＤ信号の有無を繰ジ返しチェックする（
ステップＧ）。そして、エツチング処理が進行し、パル
ス信号のレベルが第２これがラッチ回路（１３）にいっ
たんラッチされた後、ＥＮＤ信号としてＣＰＵＱ４）に
入力される。

ＣＰＵ（１４）は、このＥＮＤ信号が入力された事を検
知すると、次のステップＨで、前記レジスタの内容全１
だけ減少させ、続いて前記ラッチ回路（１３１をリセッ
トする（ステップＩ）。

これにより、ラッチ回路０３）からＣＰＵ（１４）への
ＥＮＤ信号の入力は停止される。次に、前記ＣＰＵ（１
４）内のレジスｌの内容が０になったか否かをチェック
しくステップＪ）、０になっていなければ、再びステッ
プＧに戻って、前記ＥＮＤ信号の有無をチェックする。

また、前記レジスタの内容が０になっておれば、次ｆｘ
ル目標ｖへｔＶＶｚｘ　トＬ、”Ｃ１Ｖｘｚ　＝　Ｖｇ
＋　−Ｈの演算を行ない、該演′Ｊｆ、値をＤ／Ａ変換
変換器全２して比較器ａυに入力する（ステップＫ）。

続いて、前記ステップＦと同様に、ＥＮＤ信号を計数す
るだめの初期鎖として例えば「３」がセットされ（ステ
ップＬ）、続くステップＭでタイマーが所定の時間Ｔｉ
１．’−セットされる。

これは、以後の透過光量の変化を、前述した検出時間Ｔ
Ｅという時間を限って検知して行くためである。、これ
により、被処理物（１）に対する透過光量が第１図吋）
に示すように変化する場合でも、本発明に係る方法のよ
うに、検出時間ＴＢを一時停滞時間ＴＤよりも長く設定
しておくことにより１誤ってエツチング処理の終点を検
出することがなくなり、任意の透過光量特性を有する被
処理物（１）の場合でも処理の終点を正確に検出するこ
とができる。

次にＣＰＵ（１４）は、前記ステップＧと同様に、ＥＮ
Ｄ信号の有無をチェックしくステップＮ）、その結果、
ＥＮＤ信号がラッチ回路仏りにラッチされでおれば前記
ステップＨ，Ｉ、Ｊと同一の処理を実イデする（ステッ
プ０．Ｐ、Ｑ）。そして、ステップＱ　Ｋ　＋；けるチ
ェックの結果、レジスタの内容が０になっておれば、前
記タイマ金すセッＩ・して、再びステップにの処理に戻
る。そして、この時には、次の目標レベルとして、Ｖｚ
ｓ　＝　Ｖ１２　　Ｅを演算し、これを前記と同様に次
なる目標レベル値として比較器（１１）に入力する。

また、ステップＮにおけるチェックの結果、ＥＮＤ信号
がラッチ回路（１３）にラッチされていなければ、次の
ステップＳでタイムオーバであるか否かをチェックし、
タイムオーバでなければ再びヌデッグＮに戻って、上記
のチェック金繰り返す。

こうして、比較器（１１）からの判別信号ＥＰに応動し
て出力されるラッチ回路（Ｌ四のＥ　Ｎ　Ｄ信号がもは
や出力されなくなる寸で、前述した目標レベルを次４と
更新しながら（■！１→Ｖｕ→Ｖｇ１→・・・・・・→
Ｖｔｙ＋、　）　、上記各ステップ■（〜Ｒに対応する
処理を繰ジ返し突行する゛。

そして、ステップＳにおけるチェックの結果、タイマー
の動作時間が前記の検出時間ＴＶ。

をオーバーしていれば、エツチング処理等は、一応終了
したものと見有すことができるので、この時点をもって
処理の終点としくステップＴ）、続くステップＵでエツ
チング処理等を停止させる。

尚、被処理物の透過光量特注が第１図に示すように様々
に変化する各種の被処理物に対して、この発明方法を適
用するには、前記ステップＭの開始時期を各透過光量特
性に合せてずらせることにより、対処することができる
。唸た、この実施例では、各段階における目標レベル値
を演算するために必要なレベル値Ｅとして、一定値を設
定する場合について記載し、だが、これに限定されるも
のではなく、例えば、Ｅ１≧Ｅ２≧Ｅ８≧Ｅ４≧Ｅ６・
・・・・・・・・≧Ｅ７Ｌといった各種のレベル値を設
定し、これらを、被処理物の種類や、透過光量特性等に
よｐ５種々選択してｆ史用しても良い。

また、前記した実施例では、被処理物の表面処理をエツ
チング処理として説明したが、本発明に係る方法は、例
えば基板等の現像処理における終点の検出にも適用する
ことができる。

また、前記した実施例では、検出時間ＴＥの制限下で、
段階的に設定される所定の目標レベルを越えたか否かを
確認することにより表面処理の終点を検出するようにし
ているが、さらに別法として、例えば通常のフォトマス
クに対するエツチング開始から終了までの時間をあらか
じめ突験的に求めておき、当該時間に検出時間Ｔ、を加
算した時間が経過しても検出レベルが所定の目標レベル
ヲ綽えない時点をもってエツチング処理の終点とするよ
うにすることもできる。

（へ））発明の詳細 な説明１〜だように、この発明は、検出レベルが所定時
間内に２いて所定レベル幅変化したか否かを検知し、変
化すれば、さらに検出レベルが次なる所定レベル幅全所
定時間内において変化したか否かを検知すると云ったよ
うに所定時間内といつ制限の下で検出レベルの所定幅の
変化を段階的に順次検知し、もはや検出レベルが次なる
所定レベル幅を所定時間内に越えることができなくなる
甘で繰ジ返し、その時点をもって、処理の終点としてい
るため、被処理物に対する表面処理の終点を非常に正確
に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、各種の被処理物に対する透過光量の変化特性
を表わした特性曲線図、第２図は、光電変換素子が出力
する検出信号の波形を示す図、第３図は、この発明方法
の実施に使用する装置の特にヌピンナーヘッド部の平面
図、第４図は、同じくヌビンナーー・ラド部の側断面図
、第５図は、上記装置の全体の概略描成説明図、第６図
、第７図は、この発明の一笑施例を示したフローチャー
トである。 被処理物・・・・・・・・（１） 光電変換素子・・・・・・・・・・・・（８）目標レベ
ル・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｖ２１　
、　Ｖ２２　、　■２８所定レベル・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・Ｅ所定時間・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・ＴＦ。 第１図 第２図 終５転 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理物に対する透過光量全検出して、当該検出
   レベルの変化から、該被処理物の表面処理状態を検知す
   る方法において、前記検出レベｌしが、段階的に設定さ
   れる所定の目標レベルを所定時間内において越えたか否
   かを各段階ごとに順次検知し、前記検出レベルが所定時
   間内にその段階における目標レベルを越えない場合に、
   当該時点をもって処理の終点とすることを特徴とする表
   面処理方法。
2. （２）　　被処理物に対する表面処理がエツチング処理
   である特許請求の範囲第１項記載の表面処理方法。
3. （３）被処理物に対する表面処理が現像処理である特許
   請求の範囲第１項記載の表面処理方法。