JPS63193151A - 自動現像装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は自動現像装置に関するもので、特につ工−ハあ
るいはガラスマスクのレジスト現像処理に用いられるも
のである。

（従来の技術） ウェーハおよびマスク用ガラス基板の上に塗布されたレ
ジストをパターニングするためには露光後に現像工程を
必要とする。近年半導体装置の高密度化が進み、パター
ン寸法は非常な高精度が要求されている。一般にパター
ン幅は現像時間の影響を大きく受けることからその制御
を適切にする必要がある。

従来、この現像時間制御は作業者の経験および熟練技術
に依存することが多かった。すなわち、作業者は現像を
基準時間よりも数十秒早めに終了させ、リンスおよび乾
燥を行った後レジストパターンを顕微鏡で観察し、ある
いは測微計や寸法測定機によって寸法測定を行い、現像
が不足しているときは適正現像となるまで数回の追加現
像を行っている（マニュアル現像方式）。

このような方法では作業者の勘に頼らざるを得ないため
、適正現像点を安定して得ることは困難である。

このため、基準電極とレジストが塗布された導電体より
なる第２の電極を現像液に浸漬させ、浸漬現像中に両電
極間に流れる電流を観察することにより現像の適正な終
点を決定するようにした自動現像装置が提案されている
゛（例えば特開昭５８−１１８１１５）。

しかし、このような制御を行ったとしても使用する被現
像基板により現像の進行に差があることが多く、現像後
のパターン間の寸法精度は必ずしも良好ではない。第４
図を参照すると、設計寸法に対してマニュアル現像方式
では寸法誤差が±０．２５μｍ、電流モニタ方式でも±
０，１５μｍに及ぶことがわかる。これは製品の種類に
伴って変わるパターンの形状、密度、大きさ、および露
光装置に起因する露光量のばらつき、近接効果量、反射
電子によるいわゆるかぶり等の影響を受けるためである
。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の現像装置では製品の種類および露光装
置に伴う寸法精度のばらつきを押えることができないと
いう問題がある。

本発明はこのような問題を解決するためなされたもので
寸法精度を向上することが可能な自動現像装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明にかかる自動現像装置によれば、レジストを塗布
した被現像基板を浸漬する現像液を満たした現像槽と、
現像液に浸漬される第１の電極および基板とともにレジ
ストを塗布され現像液に浸漬される第２の電極と、これ
ら両電極間に流れる電流を検出しその変化の特異点を求
める現像終点判別回路と、特異点が検出された時点で基
板を現像槽から引上げるとともに追加現像のために基板
を現像槽に搬送する搬送手段と、引上げられた基板上に
現われた現像時間補正情報を読取る読取手段と、読取手
段で読取られた現像時間補正情報をもとに補正係数を求
め現像終点判別回路に対して追加現像時間を算出して駆
動系を駆動させる演算手段とを備えている。

（作　用） 第３図は本発明にかかる自動現像装置の動作原理を示す
グラフであって、現像時間の決定の様子を示すものであ
る。同図はレジストを塗布した電極とレジストを塗布し
ない基準電極とを現像液の中に漬けた場合の両電極間に
流れる電流の変化を現像時間の経過とともに示したもの
である。これによれば現像液を流れる電流は時間ｔ　に
おいて最大値となり微分係数の符号が反転している。実
際の最適現像時間は変曲点の時間よりも時間ｔ。

だけ長く、時間ｔａとｔ、との合計時間が最適現像時間
である。ところで、最適現像時間は前述したように製品
の種類に伴って変わるパターンの形状、密度、大きさ、
および露光装置に起因する露光量のばらつき、近接効果
量、反射電子によろいわゆるかぶり等の影響を受けて変
化するので、１５／１ａの値を製品特をの条件および露
光装置に起因する条件により補正することにより最適現
像時間を得ることが可能となる。

したがって本発明の自動現像装置では現像中に電流を測
定して変曲点を求め、次に現像された基板を読取って補
正用の情報を得、これをもとに追加現像を行うことによ
り最適現像時間を得ている。

これによりきわめて安定した現像を自動的に行うことが
可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明にかかる自動現像装置の概略構成を示す
正面図、第２図はその平面図である。これらによれば左
側に示された部分は基板をセットするステージ、右側に
示された部分は現像を行うステージとなっており、ウェ
ーハまたはガラス板よりなる基板１はセットステージで
搬送用アーム３により把持されて現像ステージへ移動さ
れる。

すなわち、２本の搬送用アーム３の先端部内方には基板
１の隅部と係合する切欠き３ａが形成されており、搬送
用アーム３が基板１を挟むように内方へ移動することに
より基板１を把持し、そのまま現像チャンバ１０へ搬送
する。搬送用アーム３の移動は例えばネジ軸４の回動に
より安定して行うことができる。また、搬送用アーム３
の先端部の切欠き３ａにはステンレス製の電極１６が取
付けられている。

セットステージの上方には照明ランプ５およびＣＣＤラ
インセンサ等のイメージセンサ６が設けられており、こ
れらは後述するように現像後の基板上の識別パターン７
を読取るものである。イメージセンサ６はセンサコント
ローラ２０により制御され、読取り出力はパターン認識
部３０に入力されている。このパターン認識部３０の出
力は補止係数算出回路４０に入力されている。

現像チャンバ１０内には現像槽１１が設けられており、
この現像槽１１内で被現像基板は基板回転用モータ１５
により回転される。現像槽１１上方には現像液を供給す
るための現像液供給ノズル１２が設けられており、現像
槽１１に満たされた現像液は現像チャンバ１０の排出口
１３より排出されるようになっている。現像槽１１の底
面の内周面にそって基準電極１７が配設されている。こ
の基準電極１７および前述したステンレス電極１６は現
像終点判別回路５０に接続されている。

また、この現像終点判別回路５０には補正係数算出回路
４０の出力も入力されている。現像チャンバ１０の内壁
にはスプレーノズル１４が設けられており、これから現
像終了後の基板に対しリンス液および乾燥用の温風が供
給される。

次にこのような自動現像装置の動作を第１図ないし第３
図を参照しながら説明する。

現像を行うべきレジスト２を塗布された基板１およびこ
の基板とともにレジストを塗布されたステンレス電極１
６は搬送アーム３により現像チャンバ１０の中へ搬送さ
れ、現像槽１１の中で現像液に浸漬される。これにより
現像が行われるが、ステンレス電極１６および基準電極
１７間に流れる電流は現像終点判別回路５０によりモニ
タされており、例えば微分係数の符号反転を検出するこ
とにより特異点としての最大値が検出される。このよう
な特異点が発見された時点で装置は一旦基板１を現像層
から引上げてリンスおよび乾燥を行い、基板１はセット
ステージの方へ退避される。

セットステージでは現像により現われた基板１上の識別
パターンが例えばＣＣＤラインセンサなどのイメージセ
ンサにより読取られる。この識別パターンの例を表に示
す。

表 この表によればこの識別パターンは製品コードおよび露
光条件コードより成っている。まず製品コ−ドはパター
ンの形状、密度、大きさなどにより異なる番号が与えら
れており、それぞれ補正係数が定められている。また、
露光条件コードは露光装置に起因する露光量のばらつき
、近接効果量、反射電子によるかぶり等を考慮していく
つかの番号が与えられており、この番号毎に補正係数が
予め与えられている。これらの補正係数は補正係数算出
回路４０内のメモリにテーブルとして記憶されており、
前述したｔ　ｂ　／　ｔ　ａの値を補正するのに用いら
れる。すなわち、標準のｔｂ／ｌａ値０、４に対して二
つの補正値を乗算することにより補正後の１５／１ａ値
が得られ、これを用いて追加現像時間が決定される。そ
して搬送用アーム３により再び現像槽１１の中に浸漬さ
れた非現像基板は求められた追加現像時間の後引上げら
れ、現像が終了する。

この様にして行われた現像結果は第４図の実線で示され
ている。このグラフによれば設計寸法との差は±０．１
μｍまで小さくなり、きわめて精度の良い現像が得られ
ることがわかる。

なお、電流変化の特異点を求めるためにはその特異点を
過ぎた時点で初めてわかることになるが、現像液から引
上げた時刻を記憶しておくことにより追加現像時間を正
確に求めることができる。また、特異点としては実施例
に示した最大値の他、最小値、傾きの変化率が変化する
変曲点などを用いることができる。

以−りの実施例におけるセンサコントローラ２０、パタ
ーン認識部３０、補正係数算出回路４０、現像終点判別
回路５０はマイクロコンピュータにより容易に実現でき
る。

また、基板上の識別情報を読取るためのセンサは実施例
に示したちの以外にエリアセンサであっても良い。

【発明の効果〕

以上実施例に基づいて詳述したように本発明によれば、
現像がある程度まで進行したことをレジストを塗布して
現像液に浸された電極を流れる電流を観察して変化の特
異点が検出されたことにより知り、この時点で一旦現像
液から基板を引上げ、基板上の現像時間補正情報を読取
ってこれをもとに追加現像時間を決定するようにしてい
るので、寸法精度が良好でばらつきの少ない現像を自動
的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる自動現像装置の概略構成を示す
正面図、第２図はその平面図、第３図は現像時間補正の
様子を示す平面図、第４図は従来技術および本発明によ
る現像後の寸法精度を比較するグラフである １・・・基板、２・・・レジスト、３・・・搬送用アー
ム、６・・・イメージセンサ、７・・・識別記号、１０
・・・現像チャンバ、１１・・・現像槽、１４・・・ス
プレーノズル、１５・・・基板回転用モータ、１６・・
・クロム電極、１７・・・基準電極、２０・・・センサ
コントローラ、３０・・・パターン認識部、４０・・・
補正係数算出回路、５０・・・現像終点判別回路。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 も３図 設計寸う去芳 処４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レジストを塗布した被現像基板を浸漬する現像液を
   満たした現像槽と、 この現像槽に浸漬される第１の電極および前記基板とと
   もにレジストを塗布され前記現像槽に浸漬される第２の
   電極と、 これら両電極間に現像時に流れる電流を検出しその変化
   の特異点を求める現像終点判別回路と、前記特異点が検
   出された時点で前記基板を前記現像槽から引上げるとと
   もに追加現像のために前記基板を前記現像槽に搬送する
   搬送手段と、前記引上げられた前記基板上に現われた現
   像時間補正情報を読取る読取手段と、 前記読取手段で読取られた現像時間補正情報をもとに補
   正係数を求め前記現像終点判別回路に対して追加現像時
   間を算出させ、駆動系を駆動させる演算手段とを備えた
   自動現像装置。 ２、電流変化の特異点が電流値の最大値あるいは最少値
   、または変曲点である特許請求の範囲第１項記載の自動
   現像装置。 ３、現像時間補正情報が製品のパターンに基づく製品情
   報と、露光装置に基づく露光条件情報より成るものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の自動現像装置。 ４、読取り手段がイメージセンサおよびパターン認識手
   段である特許請求の範囲第１項記載の自動現像装置。 ５、演算手段が予め定められた製品ごとおよび露光条件
   ごとの補正係数をテーブルとして記憶した記憶装置を備
   えたものである特許請求の範囲第１項記載の自動現像装
   置。