JP2003100584A - デバイス製造方法、システムおよび装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布・露光・現像装置に代表されるフォトリ
ソグラフィ装置、およびレジストパターン線幅測定を行
う外部計測装置等からなる、半導体製造ラインにおい
て、特に新たな専用の計測装置等を用いなくても、条件
出しに用いられているデータを活用し、塗布・露光・現
像装置間で実動作に関する情報を、共通で使用可能な線
幅データに変換することで、各工程処理装置での補正値
数値を簡略化し、補正処理および管理を容易にする。 【解決手段】 塗布・露光・現像条件を振り、それぞれ
の処理条件が変化した際の処理結果を線幅測定器により
検定し、塗布・露光・現像処理の依存関係を求め、その
結果を保持する。また、各装置自身が実際の実行結果を
基に指定された指示値との差分を算出する手段からの結
果を、線幅変動の値に換算して出力する。さらに、前工
程での変動分を線幅変動の値として取得し、装置設定に
反映させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等、微細なバターンを有するデバイスの
製造方法および製造システムに関する。また、特に、半
導体素子や液晶素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイス製造
過程のフォトリソグラフィ工程において、マスク上に形
成された集積回路等のパターンを、フォトレジスト等の
感光材料が塗布されたシリコンやガラス等の基板上に投
影露光することで、基板上にマスクの投影像をレジスト
パターンとして形成するための、塗布・露光・現像装置
を用いたデバイス製造方法およびデバイス製造システム
に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年の、マイクロプロセッサや、ＤＲＡＭ
等のメモリをはじめとする、各種半導体デバイスの高集
積化、最小線幅の微細化に伴い、塗布・露光・現像を基
とするリソグラフィ工程で使用される製造装置に要求さ
れる精度は益々高まっている。そこで、その要求に応え
るべく、装置性能を最大限引き出し、性能限界付近で使
用する必要がある。

【０００３】そのため、塗布・露光・現像のそれぞれの
装置毎に、環境変化（温度・湿度）や経時変化等による
変動成分の影響をなんらかの補正手段を用いることで補
正し、各装置の処理毎に設定された制御パラメータで指
定された基板処理を安定的に行うようにしている。そう
することで、製品歩留まりの向上や、集積度を上げるこ
とが可能となり、デバイス単価の引き下げや、ひいては
製品の市場競争力の強化につなげている。

【０００４】また、実際にそのような補正制御を行う場
合、一般的にレジストプロセスにおいては、ロット処理
時に、塗布・露光・現像の処理を試験的に行い、偏向解
析法や干渉法等といった方法でレジスト膜厚測定を行
い、安定した目的の膜厚を作成するための基板回転速
度、回転時間等の各種塗布装置パラメータ設定条件を見
出す。同様に、膜厚と感度の相関図を作成し、基板状態
に合った露光量やフォーカス等の最適な露光装置パラメ
ータ設定条件を見出し、レジストの潜像と現像時間や現
像温度との相関図を作成し、基板状態に合った現像時間
や現像温度等の最適な現像装置パラメータ設定を見出し
て、処理を行うといったことが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、塗布・露光・
現像の各処理装置の再現性の問題や、補正機能の限界か
ら、ロット間およびロット内のウェハ間においてもレジ
ストパターンの線幅にばらつきが生じる。そこで、より
厳密な補正管理を行うために、例えばレジスト膜厚や屈
折率および吸収係数といったレジスト膜特性値を計測す
る装置を別途用意し、その特性値の変動に基づいて、以
降の工程に使用する装置のパラメータ制御を行い補正す
る技術がいくつも公開されている。

【０００６】しかし、そのような補正を行うためには、
各種レジスト膜特性値を計測するための専用装置もしく
は膜特性値を計測するユニットを搭載した各工程処理装
置が必要であり、かつ、その結果をもって補正するため
には、補正が必要な工程で使用する装置毎に、補正に必
要な膜特性値を選定および装置固有パラメータへの補正
値としての変換が必要になり、そのような制御を行うに
は、装置コストが高くなり、また、専用の外部計測機を
用いる場合は作業者の手順が煩雑になるといった問題が
ある。またこのことは、場合によってはデバイスの製造
コストを上げることにつながる。

【０００７】本発明の目的は、デバイス製造の際の、製
品歩留まりの向上や、集積度を上げることを可能にする
ことにある。

【０００８】

【問題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明のデバイス製造方法は、感光剤塗布装置および
現像装置の少なくとも一つと露光装置とを用いた製造ラ
インを用いて微細パターンを有するデバイスを製造する
際、前記装置のうち、より前の工程で用いられる方の装
置である第１の装置における処理実行結果の所定の処理
条件からの相違が前記パターンの線幅に与える影響を示
す線幅情報を求め、この線幅情報に基づいてより後の工
程で用いられる方の装置である第２の装置の処理条件を
補正することを特徴とする。

【０００９】前記線幅情報は、例えば、予め、塗布、露
光および現像の各処理条件をそれぞれ所定の処理条件か
ら変化させた場合の処理結果を線幅測定器により測定
し、該測定結果から線幅の塗布、露光および現像条件に
対する依存関係を求めておき、その依存関係を基に前記
線幅情報を求める。

【００１０】また、前記補正は、例えば、前記第１の装
置における処理実行結果に基づく線幅情報を前記依存関
係を基に前記第２の装置固有の動作設定パラメータに変
換して該第２の装置の装置パラメータに反映させること
で行う。

【００１１】上記の目的を達成するため本発明のデバイ
ス製造システムは、感光剤塗布装置および現像装置の少
なくとも一つと露光装置とを用いて微細パターンを有す
るデバイスを製造するシステムであって、前記塗布装置
および／または露光装置における処理実行結果の所定の
処理条件からの相違が前記パターンの線幅に与える影響
を示す線幅情報を、前記処理実行結果として出力する手
段を有することを特徴とする。

【００１２】好ましくは、予め、塗布、露光および現像
の各処理条件をそれぞれ所定の処理条件から変化させた
場合の処理結果を線幅測定器により測定し、該測定結果
から求められた線幅の塗布、露光および現像条件に対す
る依存関係を記憶する手段を有する。また、前記各装置
は、線幅に換算された前工程における変動値を受ける手
段と、その変動値を各装置固有の動作設定パラメータに
変換して反映させる手段とを有することで、装置パラメ
ータの補正を可能とする。また、前記依存関係を算出す
るための処理条件振りを自動で行い、該依存関係を自動
的に求める手段を設ける。さらに、前記塗布、露光、現
像条件を制御することで、前工程での変動を次工程処理
にて補正するために、製品処理時に前記依存関係と各処
理の実行結果から算出した線幅換算した値を、ネットワ
ーク等を介した通信、もしくは外部記録媒体を経由して
次処理へと引渡すようにするとよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の一形態で
は、塗布装置、現像装置いずれか一つあるいは双方と露
光装置で構成される半導体製造ラインにおいて、塗布条
件、露光条件、現像条件を振り、それぞれの処理条件が
変化した際の処理結果を線幅測定器により検定し、測定
結果から塗布・露光・現像処理の依存関係を求め、その
依存関係を基に、各装置が処理実行結果を線幅情報とし
て報告することを特徴とする。

【００１４】また、塗布・露光・現像装置は、線幅に換
算された前工程における変動値を受ける手段を有し、そ
の値を各装置固有の動作設定パラメータに変換して反映
させる手段を有することで、装置パラメータの補正が可
能である。また、依存関係を算出するための装置設定条
件振りを自動で行い、依存関係を自動的に求める。

【００１５】さらに、塗布、露光、現像条件を制御する
ことで、前工程での変動を次工程処理にて補正するため
に、製品処理時に上記の方法で求めた依存関係と各処理
の実行結果から算出した線幅換算した値を、ネットワー
ク等を介した通信、もしくは外部記録媒体を経由して次
処理へと引渡す。

【００１６】本実施形態では、一般に広く使用されてい
る、作成したパターンを観察するための線幅測定機を使
った装置パラメータの条件出しのデータを活用して、よ
り厳密な補正管理を行う。

【００１７】すなわち、過去の試作等で求めた基準とな
る処理パラメータ条件を基に、露光・現像条件を一定に
した状態で、塗布条件を振りながら処理した場合のレジ
ストパターンの線幅の変化に着目し観察する。続いて、
塗布・現像条件を一定にした状態で、露光条件振りを行
い処理した場合、塗布・露光条件を一定にした状態で、
現像条件を振りながら処理した場合についても、同様に
線幅観察を行う。

【００１８】上記のデバイス製造用の露光に先立って、
測定用の露光を行うことにより、ある基本処理パラメー
タ条件を基にした、塗布条件が変動した際の線幅変動
量、露光条件が変動した際の線幅変動量、現像条件が変
動した際の線幅変動量が算出可能となり、各装置間にて
共通で用いられる補正値が使用可能になる。

【００１９】また、塗布・露光装置は、指定されたパラ
メータ条件に対して、実際の処理実行結果がどれだけず
れたかを検出する手段、その検出結果を次の工程の処理
装置（露光・現像装置）に伝える手段を有し、露光・現
像装置においては、前工程にて処理された基板と、その
基板の実際の処理結果を受けて、基本となる指定された
処理パラメータ条件に対して、前工程での処理における
変動分を考慮し処理パラメータを目的の線幅になる様に
補正する手段を有する。そうすることで、前工程におけ
る実際の処理結果を受けて、次工程の処理装置が、前工
程の実処理変動分を吸収することが可能となり、ウェハ
毎で安定した処理結果を実現することが可能になる。

【００２０】

【作用】上記構成によると、特に新たな専用の計測装置
等を用意しなくても、従来の装置パラメータ条件出しデ
ータを流用することで依存関係を求めることができ、そ
の依存関係から装置の設定値に対する実動作結果の変動
分をレジストパターン線幅変動値として算出すること
で、各工程処理装置共通の表現で処理毎に必要な装置パ
ラメータ設定の補正が可能となり、管理作業を簡便にす
ることができる。さらに、共通で表現可能な値を用いる
ことで、各工程処理装置間への補正値通知が簡略化で
き、前工程での変動分を次工程にて補正することも容易
に可能となる。

【００２１】また、上記補正制御は、各工程を処理する
装置単位だけでなく、例えば塗布・現像装置におけるカ
ップやホットプレートといった並列複数基板処理を目的
とした一装置内の複数同一処理ユニット毎においても、
別々に依存関係を管理することで補正可能である。な
お、同一製品の同工程の場合や、製品が異なっても共通
で行っている同一工程でレイヤ構造が酷似していれば、
過去の履歴よりシミュレーション等による予測も可能で
あり、実際に条件振り処理が省略可能である。

【００２２】上記構成は、複数台の塗布装置、露光装
置、現像装置に代表されるフォトリソグラフィ装置、お
よびそれら装置を用いて生成したレジストパターンの線
幅測定といった外部計測装置等からなる、半導体製造の
リソグラフィ工程において、装置パラメータの条件出し
に用いられているデータを活用し、塗布・露光・現像装
置間で実動作に関する情報を、線幅という共通で使用可
能な抽象化したパラメータに変換することで、そのレジ
ストパターン線幅変動値を、次工程で使用する装置に何
らかの転送手段を用いることで転送し、装置の予定動作
制御誤差を次工程の装置が補正する、リソグラフィシス
テムおよびその製造装置、製造方法に関するものであ
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。ここでは、塗布・露光・現像装置に代表されるフォ
トリソグラフィ装置、およびレジストパターン線幅測定
を行う外部計測装置等からなる、半導体製造工程におい
て、特に新たな専用の計測装置等を用いなくても、条件
出しに用いられているデータを活用し、塗布・露光・現
像装置間で実動作に関する情報を、共通で使用可能な線
幅データに変換することで、各工程処理装置での補正値
数値を簡略化し、補正処理および管理を容易にした半導
体製造装置について説明する。

【００２４】この半導体製造装置は、塗布・露光・現像
条件を振り、それぞれの処理条件が変化した際の処理結
果を線幅測定器により検定し、塗布・露光・現像処理の
依存関係を求め、その結果を保持する手段、各装置自身
が実際の実行結果を基に指定された指示値との差分を算
出する手段からの結果を、線幅変動の値に換算する手
段、および、前工程での変動分を線幅変動の値として取
得し、装置設定に反映させる手段を有することを特徴と
する。

【００２５】図１は本発明の一実施例に係る、半導体製
造におけるリソグラフィ工程の製造ラインの構成概要を
示すブロック図である。図１において、１０１は露光装
置（ＥＸＰＯ）であり、基板上にマスクパターンを投影
露光することでレジストに潜像を生成する装置である。
１０２はコータ・デベロッパ（Ｃ／Ｄ）であり、露光装
置の露光対象である基板にレジストを塗布し、露光装置
にて露光処理後、潜像からレジストパターンを生成する
現像処理を行う装置である。

【００２６】１０３はマシン・コントローラ（ＭＣ）で
あり、露光装置１０１とコータ・デベロッパ１０２とシ
リアルケーブルやイーサネット（登録商標）等のネット
ワーク１１０にて接続されている。塗布・露光・現像
は、一連の処理工程として扱われるため、マシン・コン
トローラはその一連の処理を１工程としてとりまとめて
制御するために、露光装置１０１、コータ・デベロッパ
１０２と接続し、基板を連続的に処理可能としている。

【００２７】１０４はホスト・コンピュータであり、シ
リアルケーブルやイーサネット等のネットワーク１１０
にて、複数のマシン・コントローラ１０３と接続されて
おり、塗布・露光・現像の処理条件や、基板およびマス
クパターンの管理等、複数の塗布・露光・現像工程を統
括的に管理している。１０５は外部計測機であり、例え
ば、あるｎ回の工程にて作成したレジストパターンの線
幅を計測したり、パターン不良が無いか観察したりする
装置である。

【００２８】図２に、半導体素子製造におけるフォトリ
ソグラフィ工程の概要を示したフローチャートの一例を
示す。まずステップ２０１において、次工程以降の処理
に先立ち、処理対象である基板の洗浄を行い、基板上の
ごみ（パーティクル）や、外気に触れることで汚染され
た有機物質および自然酸化膜等の除去を行う。ステップ
２０２において、基板上に作成するパターン材料が必要
な場合は、そのパターン材料の層を作成する。例えば配
線を行うのであれば、スパッタ等の装置を用いて、配線
材料となるアルミ原子の層を形成する。

【００２９】ステップ２０３においては、先の成膜工程
２０２にてパターン材料の成膜を行った場合、作成した
パターン材料層の表面洗浄を行う。ステップ２０４にお
いて、感光材料であるレジストの塗布を行い、レジスト
膜の形成を行う。代表的な塗布方法は、基板を回転さ
せ、その基板上にレジスト液剤を滴下し、基板回転によ
る遠心力を利用して基板全面に塗り広げ、レジスト膜を
形成するものである。図１においては、コータ・デベロ
ッパ１０２がこの工程を処理する装置に該当する。

【００３０】ステップ２０５において、露光処理前ベー
クを行うことで、先にレジスト膜を形成した基板を加熱
し、残存溶剤を蒸発させる。ステップ２０６において、
目的の形成したいパターンが描かれたマスクを透過した
露光光を基板に照射することで、露光処理を行い、レジ
ストに潜像を形成する。マスクを用いずに、直接パター
ン描画を行う露光方式もある。図１においては、露光装
置１０１がこの工程を処理する装置に該当する。

【００３１】ステップ２０７において、使用するレジス
トによっては露光後ベークを行うことで、例えば先の露
光工程でＫｒＦやＡｒＦといった波長の短い露光光にて
化学増幅型レジストに潜像を形成した際に、露光光によ
る感光を促進させ、安定したパターンを形成することが
可能である。ステップ２０８において、現像処理を行
い、ネガタイプのレジストでは未露光部分のレジスト
を、ポジタイプのレジストでは露光部分のレジストを現
像液で溶解させることで、目的パターンのレジスト像を
作成する。図１においては、コータ・デベロッパ１０２
がこの工程を処理する装置に該当する。

【００３２】ステップ２０９において、検定処理を行
い、先の一連工程にて作成したレジストパターンを、外
部の線幅計測機（例えば走査型電子顕微鏡等）にて計測
し、目的の要求されている線幅に収まっているか確認
し、試作や大量処理前の確認基板（パイロット基板）の
場合であれば、要求精度を満たせていない場合などに、
塗布・露光・現像処理装置の制御パラメータに補正（修
正）をかける。同様に、以前に形成したパターンへの重
ね合わせパターン層の場合は、重ね合わせ精度の測定等
も行う。

【００３３】ステップ２１０において、エッチング処理
を行い、レジストが溶解した部分にあるパターン材料の
層を除去することで、目的のパターン材料による回路を
作成する。ステップ２１１において、イオン注入を行
い、配線等ではないゲート等の素子を作成する場合に
は、ボロンや砒素等のイオンを注入する。ステップ２１
２において、レジスト剥離を行い、不要となったレジス
トパターンを剥離することで、目的の回路および素子を
作成する。このような工程を必要に応じて複数回繰り返
すことで、最終的な目的回路を作成する。

【００３４】フォトリソグラフィ工程においてまず重要
なのは、いかに正確なレジストパターンを安定して作成
するかであり、その点において塗布・露光・現像装置は
非常に重要な役割を担っている。

【００３５】レジストパターン線幅の変動要因として、
レジスト塗布時の膜厚変動や、レジスト塗布と同時にレ
ジスト上に形成した反射防止膜の状態、レジストを塗布
する基板の下地状態の違い等によって変動することが知
られている。そして、それらを制御・補正は、塗布工程
においては、レジスト供給時の基板の回転数や加速度
等、露光工程においては、露光量やフォーカス位置等、
現像工程においては、現像時間やベーク温度・時間等の
設定にて行う。

【００３６】よって、正確なレジストパターンを作成す
るためには、試作等を行い、最適な塗布・露光・現像工
程において、先の各設定値を振りながら複数通りの組み
合わせを実際に試すことで、設定値変更によるレジスト
パターン変動の傾向を把握して、最適な設定を見出して
いる。

【００３７】しかし、試作等を繰り返して導き出した設
定値のままで大量に生産を行おうとしても、温度・気圧
・雰囲気といった環境要因や、処理ユニットの違いや装
置駆動部等の経時変化といった装置個体差によって、例
えばレジスト膜厚や下地の状態が変化してしまい、実際
には正確なレジストパターンのまま安定したレジストパ
ターンは生成できない。

【００３８】そこで、図２の検定工程（ステップ２０
９）において、一定量の基板をまとめて処理する前に、
先行して設定の変更が必要ないかテスト用の測定基板を
処理した結果や、過去の同一工程の処理結果、製品が異
なってもレイヤ構造が酷似している工程の処理結果を基
に、先の試作時等に実測したパターン変動の傾向に照合
することで、各工程毎の変動結果を予測し、その工程に
て使用する装置の設定変更を装置上もしくはホストから
行い、安定した生産を実現している。

【００３９】その際、先に述べたような試作等でレジス
トパターン変動の傾向を把握する場合に、塗布・露光・
現像の各装置設定値の最適化を行いつつ、レジストパタ
ーンの線幅の変化に着目し、塗布・露光・現像条件の実
動作変動に対し、レジストパターン線幅がどのように変
動するか調べる。

【００４０】過去の試作等で求めた基準となる処理パラ
メータ条件を基に、露光・現像条件を一定にした状態
で、塗布条件を振りながら処理した場合、レジストパタ
ーンの線幅の変化に着目し観察する。続いて、塗布・現
像条件を一定にした状態で、露光条件振りを行い処理し
た場合、塗布・露光条件を一定にした状態で、現像条件
を振りながら処理した場合についても、同様に線幅観察
を行う。

【００４１】例えば、塗布工程においては、基板の回転
数や加速度といった塗布条件設定を変化させることで、
他の工程処理装置の設定条件を一定にし、例えば図３に
示すような、塗布回転数とレジストパターン線幅の関係
を導く。同様に、露光工程においては、例えば露光量設
定に注目し、他の工程の条件を一定にすることで、図４
に示すような、露光量とレジストパターン線幅の関係を
導く。現像工程においては、例えば図５に示すような、
現像時間とレジストパターン線幅の関係を導く。

【００４２】これらの関係は、レイヤを形成するために
複数回繰り返される一連の工程毎に、ターゲットとなる
線幅が微細な場合とラフな場合、もしくは、孤立パター
ンの場合と密集パターンの場合とで、プロセスの敏感度
が異なり、かつ工程毎にも異なるので、レイヤおよび工
程の各組み合わせ分データを製品毎に用意する必要があ
る。

【００４３】そのため、関係データの量が多くなってし
まうので、管理の１例を図６に示す。工程毎に使用する
レジストパターン線幅との関係データ群をテーブルとし
てまとめ、製品毎にデータを用意することで管理を容易
にする。製品Ａ用のデータ６００は、レイヤ名６１０、
工程名６２０、テーブル名６３０から構成されており、
例えばレイヤ名６１０が「１」、工程名６２０が「１」
の工程で使用されるレジストパターン線幅の情報は、テ
ーブル名６３０の「Ｔ１」に保持されている。

【００４４】テーブル名「Ｔ１」は、工程に使用する装
置およびユニットが複数存在する場合を考慮して、複数
の装置およびユニット分情報が持てるようにしておくこ
とで、同一製品の同一工程を複数の装置を用いて処理す
る場合や、一台の装置でも、処理するユニットが複数存
在するような場合にも対応可能となる。

【００４５】さらに、テーブル管理された情報は原則、
工程に使用する装置およびユニット毎に異なる情報であ
るが、処理工程もしくは処理装置に要求されている精度
によっては装置間でテーブルの共有が可能である。その
際には、ネットワークを使用して、ホスト等の外部コン
ピュータを使用した情報の集中管理や、処理装置および
ユニット間で更新情報の通信を行うことで、あるテーブ
ルを変更したら、そのテーブルを共有しているテーブル
情報も同時に更新するといった共有管理も可能である。

【００４６】また、関係データの精度を上げたい場合
は、変更する設定条件のサンプリングを細かくする必要
があるが、作業者が各処理装置毎に細かく設定値変更を
行うのは負荷がかかるので、関係データ算出用の処理モ
ードやシーケンスを別途用意して、指定したい設定条件
振りを自動で行う機能を設けてもよい。

【００４７】例えば、図１に示されたようなリソグラフ
ィ工程においては、ホスト１０４やマシン・コントロー
ラ１０３から、処理基板に対する製品名およびレイヤ名
と処理条件を、露光装置１０１およびコータ・デベロッ
パ１０２に通知する。そして、露光・現像条件を一定に
設定し、塗布条件を変動させながら処理を行う。処理し
た基板は人や自動基板搬送装置等で外部計測装置１０５
に搬送し、生成したレジストパターンの線幅を、外部計
測器１０５にて測長する。その結果をホスト１０４は受
け取り、製品名およびレイヤ名と線幅情報をコータ・デ
ベロッパ１０２に通知する。コータ・デベロッパは、製
品名およびレイヤ名から、過去の処理履歴を参照し、そ
の時の実行処理結果ではどのようなレジストパターンが
生成されたか、結果を保持することができる。露光・現
像工程においても同様に行うことで、関係データを自動
生成することが可能になる。

【００４８】さらに、例えば図１０に示したような、露
光ユニット１００１、塗布・現像ユニット１００２、線
幅計測ユニット１００３が一体化したような装置であれ
ば、一体装置のコンソール１００４からの制御により、
ホストコンピュータやマシン・コントローラを介す必要
もなく、かつ基板搬送装置を用意することなく、先に説
明した一連の処理を容易に行えるようになる。

【００４９】このようにして求めた先の関係を、各工程
を処理する装置に設定できる手段を設け、また各工程を
処理する装置が自工程の実行結果を判断する手段を設け
ることで、設定値における理想のレジストパターン線幅
からどれだけずれているかが算出可能になる。例えば、
図３を挙げると、図２ステップ２０４のレジスト塗布工
程において、装置設定にて指示された理想の塗布回転数
はＡ０だったとする。しかし、実際の動作結果はＡ１で
あったとする。すると、線幅へはΔｄ１影響を与えるこ
とがわかる。

【００５０】図７は、各工程を処理する装置間での相互
補正を行う概要を示した図である。図７において、７０
１は塗布装置、７０２は露光装置、７０３は現像装置で
ある。塗布装置７０１は、処理基板７１０を受け取る
と、指示された値にて基板を処理し、レジスト層を作成
する。その際、塗布装置７０１は、指示値に対する実動
作結果を計測する手段を有することで、指示値に対する
実動作の変動分を算出できる様にする。実動作の検出
は、通常のユニットであれば、動作のフィードバック制
御等の目的で実動作結果を監視するシステムを本来持ち
合わせているため、新たにハードウェアを追加するよう
な必要はない。

【００５１】図８は、指示値に対する実動作の変動分を
算出する手順の一例を記したフローチャートである。図
８のステップ８０１において、設定された指示値に基づ
いて装置制御を行う。ステップ８０２において、ステッ
プ８０１における装置制御の実動作結果を計測し、取得
する。ステップ８０３において、ステップ８０１の指示
値とステップ８０２の実動作結果を比較して、指示値と
実動作の差分を算出する。ステップ８０４において、事
前に計測・設定されたレジストパターン線幅との関係を
用いることで、指示値と実動作の差分をレジストパター
ン線幅への変動へ換算する。

【００５２】このようにして求めた線幅変動の値は、図
７の塗布装置７０１から、次工程である図７の露光装置
７０２へと、処理基板の受け渡し作業と共に通知され
る。図７の露光装置７０２は、処理基板７０１を受け取
ると、指示された値に対して、前工程の処理装置である
図７の塗布装置７０１から通知された線幅変動値分を補
正することで、基板を処理し、露光処理を行う。

【００５３】図９は、通知されたレジストパターン線幅
変動値を、設定された指示値に対して補正する手段の一
例を記したフローチャートである。図９のステップ９０
１において、前工程におけるレジストパターン線幅の変
動分を取得する。ステップ９０２において、事前に計測
・設定されたレジストパターン線幅との関係を用いるこ
とで、関係する装置設定値への変化分に変換する。ステ
ップ９０３において、ステップ９０２にて算出した装置
設定値への変化分を、装置に設定された指示値に対して
加算することで、前工程での変動分を補正した設定値を
算出する。

【００５４】このようにして求めた、前工程での変動分
を補正した設定値を使用して、図７の露光装置７０２
は、露光処理を行う。この際、先の塗布処理で説明した
場合と同様に、図８に示したような処理を行い、図７の
露光装置７０２における、指示値と実動作の差分を算出
する。そして、このようにして求めた線幅変動の値は、
図７の露光装置７０２から、次工程である図７の現像装
置７０３へと、処理基板の受け渡し作業と共に通知され
る。

【００５５】図７の現像装置７０３は、処理基板７０１
を受け取ると、指示された値に対して、前工程の処理装
置である図７の露光装置７０２から通知された線幅変動
値分を補正することで、基板を処理し、現像処理を行
う。

【００５６】例えば、図２のステップ２０４のレジスト
塗布工程において、装置設定にて指示された塗布回転数
が図３のＡ０であったが、実際の動作結果としては図３
のＡ１であったとする。すなわち、以降の工程をそのま
まの設定値通りで処理すると、最終的なレジストパター
ン線幅で＋Δｄ１だけ線幅が変動する。そこで、図２の
ステップ２０６の露光工程において、先のレジスト塗布
された基板を処理する際、露光装置に設定していた露光
量を、当初の設定である図４のＢ０から、レジストパタ
ーン線幅で−Δｄ１だけ線幅を補正するような露光量で
ある図４のＢ１に変更する。

【００５７】そのようにして、露光工程において露光量
を図４のＢ１にて処理したところ、実動作としては露光
量が図４のＢ２であった場合、以降の工程をそのままの
設定値通りで処理すると、最終的なレジストパターン線
幅で−Δｄ２だけ線幅が変動してしまう。そこで、図２
のステップ２０８の現像工程において、現像装置に設定
していた現像時間を、当初の設定である図５のＣ０か
ら、レジストパターン線幅で＋Δｄ２だけ線幅を補正す
るような、現像時間図５Ｃ２に変更する。

【００５８】以上の処理を行うことで、図７の処理を終
えた基板７１１上に生成されたレジストパターンにおい
て、塗布および露光工程における処理変動分を次工程以
降で補正することが可能となる。

【００５９】なお、処理工程間でのレジストパターン線
幅情報のやり取りは、工程を処理する装置を使用する
際、装置が通常有しているコンソール画面よりオペレー
タが直接入力しても構わないし、処理基板の搬送キャリ
アに付加された記憶媒体を用いても構わないし、処理を
行う装置間およびユニット間に設けられたネットワーク
等の通信手段を用いて、ホストコンピュータおよびマシ
ン・コントローラを介して、もしくはユニット間で直接
通信しても構わないし、外部記憶メディアを介する等、
いかようでも構わない。

【００６０】以上説明したように、レジストパターン線
幅変動値という共通で用いることが可能な補正表現値を
用いることで、特に新たな専用の計測装置等を用意しな
くても、従来の装置パラメータ条件出しデータを流用す
ることで依存関係を求めることができ、また、他の工程
を処理する複数の装置間においても簡単に相互補正を行
うことが可能となり、工程毎の変動分を効率的に自動補
正し、最適な処理を行うことができる。

【００６１】本実施例では、代表的な例として、塗布・
露光・現像工程を挙げたが、他のリソグラフィ工程を処
理する装置間でも同様な機能を実現することは可能であ
る。また、工程を処理する装置は、単体の処理装置で
も、各工程を処理する単ユニットから構成される複合装
置でも構わない。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特に新たな専用の計測装置等を用意しなくても、従来の
装置パラメータ条件出しデータを流用することで依存関
係を求めることができ、その依存関係から装置の設定値
に対する実動作結果の変動分をレジストパターン線幅変
動値として算出することで、各工程処理装置共通の表現
で処理毎に必要な装置パラメータ設定の補正が可能とな
り、管理作業を簡便にすることができる。さらに、共通
で表現可能な値を用いることで、各工程処理装置間への
補正値通知が簡略化でき、前工程での変動分を次工程に
て補正することも容易に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 半導体製造におけるリソグラフィ工程の装置
構成概要の一例である。

【図２】 リソグラフィ工程の一例を示したフローチャ
ート図である。

【図３】 塗布回転数とレジストパターン線幅の関係を
示した図である。

【図４】 露光量とレジストパターン線幅の関係を示し
た図である。

【図５】 現像時間とレジストパターン線幅の関係を示
した図である。

【図６】 レジストパターン線幅と装置パラメータの関
係情報を保存するテーブル管理の一例を示した図であ
る。

【図７】 各工程を処理する装置間相互補正の概要を示
した図である。

【図８】 設定値に対する実動作変動分をレジストパタ
ーン線幅の変動分として算出する方法を示したフローチ
ャート図である。

【図９】 レジストパターン線幅の変動分を装置パラメ
ータに反映する方法を示したフローチャート図である。

【図１０】 塗布・露光・現像処理ユニットおよび、線
幅計測ユニットが一体化された装置の一例を示した図で
ある。

【符号の説明】

１０１：露光装置、１０２：コータ・デベロッパ、１０
３：マシン・コントローラ、１０４：ホストコンピュー
タ、１０５：外部計測装置、１１０：ネットワーク、６
００：製品Ａ用データ、６１０：レイヤ名、６２０：工
程名、６３０：テーブル名。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｇ ５１４Ｅ Ｆターム(参考） 2H025 AB16 AC04 AC08 AD01 AD03 EA04 FA03 FA14 2H096 AA25 BA01 BA09 BA20 CA12 EA05 EA30 FA01 GA21 LA16 5F046 AA17 DA02 DA29 DB04 DD03 JA22 LA18

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光剤塗布装置および現像装置の少なく
   とも一つと露光装置とを用いた製造ラインを用いて微細
   パターンを有するデバイスを製造する方法であって、 前記装置のうち、より前の工程で用いられる方の装置で
   ある第１の装置における処理実行結果の所定の処理条件
   からの相違が前記パターンの線幅に与える影響を示す線
   幅情報を求め、この線幅情報に基づいてより後の工程で
   用いられる方の装置である第２の装置の処理条件を補正
   することを特徴とするデバイス製造方法。
2. 【請求項２】 予め、塗布、露光および現像の各処理条
   件をそれぞれ所定の処理条件から変化させた場合の処理
   結果を線幅測定器により測定し、該測定結果から線幅の
   塗布、露光および現像条件に対する依存関係を求めてお
   き、その依存関係を基に前記線幅情報を求めることを特
   徴とする請求項１に記載のデバイス製造方法。
3. 【請求項３】 前記第１の装置における処理実行結果に
   基づく線幅情報を前記依存関係を基に前記第２の装置固
   有の動作設定パラメータに変換して該第２の装置の装置
   パラメータに反映させることで、該第２の装置の処理条
   件を補正することを特徴とする請求項２に記載のデバイ
   ス製造方法。
4. 【請求項４】 感光剤塗布装置および現像装置の少なく
   とも一つと露光装置とを用いて微細パターンを有するデ
   バイスを製造するシステムであって、 前記塗布装置および／または露光装置における処理実行
   結果の所定の処理条件からの相違が前記パターンの線幅
   に与える影響を示す線幅情報を、前記処理実行結果とし
   て出力する手段を有することを特徴とするデバイス製造
   システム。
5. 【請求項５】 予め、塗布、露光および現像の各処理条
   件をそれぞれ所定の処理条件から変化させた場合の処理
   結果を線幅測定器により測定し、該測定結果から求めら
   れた線幅の塗布、露光および現像条件に対する依存関係
   を記憶する手段を有することを特徴とする請求項４に記
   載のデバイス製造システム。
6. 【請求項６】 前記各装置は、線幅に換算された前工程
   における変動値を受ける手段と、その変動値を各装置固
   有の動作設定パラメータに変換して反映させる手段とを
   有することで、装置パラメータの補正が可能であること
   を特徴とする請求項５に記載のデバイス製造システム。
7. 【請求項７】 前記依存関係を算出するための処理条件
   振りを自動で行い、該依存関係を自動的に求める手段を
   有することを特徴とする請求項５または６に記載のデバ
   イス製造システム。
8. 【請求項８】 前記塗布、露光、現像条件を制御するこ
   とで、前工程での変動を次工程処理にて補正するため
   に、製品処理時に前記依存関係と各処理の実行結果から
   算出した線幅換算した値を、ネットワーク等を介した通
   信、もしくは外部記録媒体を経由して次処理へと引渡す
   ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のデバ
   イス製造システム。
9. 【請求項９】 微細パターンを有するデバイスを製造す
   るデバイス製造ラインを構成するための感光剤塗布装
   置、露光装置および現像装置のいずれかのデバイス製造
   装置であって、 該装置における処理実行結果の所定の処理条件からの相
   違が前記パターンの線幅に与える影響を示す線幅情報
   を、前記処理実行結果として報告する手段を有すること
   を特徴とするデバイス製造装置。