JP2816866B2

JP2816866B2 - 処理方法および処理装置

Info

Publication number: JP2816866B2
Application number: JP1196212A
Authority: JP
Inventors: 満牛島
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-07-29
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JPH02146720A

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、処理方法および処理装置に関する。

（従来の技術）一般に、IC又はLSI等の半導体装置例えばデバイスの
製造工程では、半導体ウエハに複数回のフォトリソグラ
フィーを施して、一枚のウエハ上に所定のパターンを有
する多数の半導体チップを形成する。

近年、半導体デバイスの累積度が高まるに従って、半
導体ウエハ上に正確に所望厚さのレジスト層を均一に形
成することが要望されている。特に、フォトリソグラフ
ィーにより超微細パターンを精密に転写するためには、
レジスト膜厚を正確に形成する必要がある。このような
要求に応えるために、現在では、レジスト膜厚のばらつ
きを４〜5nmの範囲内とすることができるスピン式塗布
装置（スピンコーター）が開発実用化されている。

ところで、上記スピン式塗布装置によりレジスト膜を
形成するときに、レジスト液、半導体ウエハ並びに塗布
雰囲気の温度や湿度が一定でないと、レジスト膜厚が変
動する。また、一枚のウエハ内であっても、中央部で膜
厚が厚くなり、周辺部で膜厚が薄くなる傾向がある。レ
ジスト膜厚が不均一であると、パターンの線幅が変化し
て、フォトリソグラフィーによって微細パターンを正確
に形成することができない。

従来においては、製品となるべきウエハのレジスト膜
厚を製造ラインで直接測定せず、ダミーウエハ（サンプ
リングウエハ）の膜厚のみを測定していた。しかしなが
ら、超微細パターンの半導体デバイスでは、レジスト膜
厚の変化がパターン線幅に重大な影響を及ぼすため製品
となるべきウエハに塗布されたレジスト膜厚を測定する
必要性が生じている。

ところで、通常、半導体ウエハに多数の半導体チップ
を形成する工程においは、複数回のフォトリソグラフィ
ー工程を経る。これらのフォトリソグラフィー工程のな
かで、ウエハ下地が平坦な状態にあるのは、多くの場
合、最初のフォトリソグラフィー工程だけである。

従来のレジスト膜厚の測定方法は、基板表面に所定波
長の光を照射し、基板表面およびレジスト膜表面からの
反射光をそれぞれ検出し、これらに基づいてレジスト膜
厚を算出決定する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来のレジスト膜厚の測定方法におい
ては、ウエハの下地が平坦でなければレジスト膜厚を正
確に測定することができない。このため、最初のフォト
リソグラフィー工程を除き、第２回目以降のフォトリソ
グラフィー工程では、ウエハ上の任意のポイントを選ん
でレジスト膜厚を測定することができない。特に、レジ
スト液の塗布工程では、周囲の温度および湿度の影響を
受けてレジスト膜厚が変化するため、製品となるべきウ
エハのレジスト膜厚を測定する必要があるが、これは正
確に測定することができない。このため、パターン線幅
が変化する可能性があり、超微細パターンの半導体デバ
イスの製造歩留まりが低下するという不都合がある。

この発明の目的は、半導体ウエハに塗布されたレジス
ト膜厚を、正確に測定して、超微細パターンの半導体製
造の歩留まり向上を図ることができる処理方法および処
理装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するために、本発明は、以下の（１）
〜（13）を提供する。

（１）塗布部により被処理体表面にレジスト膜を形成す
る成膜工程と、成膜後にレジスト膜の膜厚を測定する第１の膜厚測定
工程と、その後被処理体を露光部に搬送して露光部にてレジス
ト膜の膜厚を測定する第２の膜厚測定工程と、第１および第２の膜厚測定工程の測定結果に基づいて
露光条件を制御しつつ所定パターンを有するマスクを介
して前記レジスト膜を露光する露光工程と、被処理体を現像部に搬送し、前記第１の膜厚測定工程
の結果に基づいて現像時間を制御しつつ露光後のレジス
ト膜に対して現像処理を行う現像工程とを具備することを特徴とする処理方法。

（２）塗布部により被処理体表面にレジスト膜を塗布し
てレジスト膜を形成する成膜工程と、その後被処理体を加熱してレジスト膜を乾燥させる工
程と、その後レジスト膜の膜厚を測定する第１の膜厚測定工
程と、第１の膜厚測定工程の結果に基づいて塗布部における
塗布条件を調節する工程と、その後被処理体を露光部に搬送して露光部にてレジス
ト膜の膜厚を測定する第２の膜厚測定工程と、第１および第２の膜厚測定工程の測定結果に基づいて
露光条件を制御しつつ所定パターンを有するマスクを介
して前記レジスト膜を露光する露光工程と、被処理体を現像部に搬送し、前記第１の膜厚測定工程
の結果に基づいて現像時間を制御しつつ露光後のレジス
ト膜に対して現像処理を行う現像工程とを具備することを特徴とする処理方法。

（３）上記（２）の方法において、前記塗布部における
塗布条件を調節する工程は、第１の膜厚測定工程の測定
結果に基づいて、被処理体の回転速度を調節することを
含む特徴とする処理方法。

（４）上記（２）または（３）の方法において、前記第
１の膜厚測定工程において測定された膜厚が所定の厚さ
に達していない場合に、前記被処理体にさらにレジスト
液を塗布する工程を具備することを特徴とする処理方
法。

（５）上記（１）ないし（４）のいずれかの方法におい
て、前記被処理体はデバイス形成領域を有し、第２の膜
厚測定工程はこのデバイス形成領域の個々のデバイスを
区画するスクライブラインにおいて行われることを特徴
とする処理方法。

（６）上記（１）ないし（５）のいずれかの方法におい
て、前記現像工程は、予め設定された、現像液が前記レ
ジスト膜を現像する時のデータに基づいて、前記第１の
膜厚測定工程で測定された膜厚に対する現像時間を算出
し、この算出された時間に基づいて現像時間を制御しつ
つ前記レジスト膜を現像することを特徴とする処理方
法。

（７）上記（１）ないし（６）のいずれかの方法におい
て、前記第１および第２の膜厚測定工程は、前記レジス
ト膜を感光させない波長の光で行われることを特徴とす
る処理方法。

（８）デバイス形成領域を有する被処理体表面にレジス
ト膜を形成する成膜工程と、成膜後に被処理体のデバイス形成領域の個々のデバイ
スを区画するスクライブラインにおいてレジスト膜の膜
厚を測定する膜厚測定工程と、前記膜厚測定工程の測定結果に基づいて露光条件を制
御しつつ所定パターンを有するマスクを介して前記レジ
スト膜を露光する露光工程と、を具備することを特徴とする処理方法。

（９）上記（８）の方法において、前記膜厚測定工程
は、前記レジスト膜を感光させない波長の光で行われる
ことを特徴とする処理方法。

（10）被処理体表面にレジスト液を塗布してレジスト膜
を形成する塗布部と、成膜後に塗布部内においてレジスト膜の膜厚を測定す
る第１の膜厚測定手段と、所定パターンを有するマスク
を介して前記レジスト膜を露光する露光部と、露光部に設けられたレジスト膜の膜厚を測定する第２
の膜厚測定手段と、露光後のレジスト膜に対して現像処理を行う現像部
と、第１および第２の膜厚測定手段による測定結果に基づ
いて露光条件を制御し、第１の膜厚測定手段による測定
結果に基づいて現像部の現像時間を制御する制御手段とを具備することを特徴とする処理装置。

（11）被処理体表面にレジスト液を塗布してレジスト膜
を形成する塗布部と、被処理体を加熱してレジスト膜を乾燥させる加熱部と加熱後のレジスト膜の膜厚を測定する第１の膜厚測定
手段と、所定パターンを有するマスクを介して前記レジスト膜
を露光する露光部と、露光部に設けられたレジスト膜の膜厚を測定する第２
の膜厚測定手段と、露光後のレジスト膜に対して現像処理を行う現像部
と、第１の膜厚測定手段による測定結果に基づいて塗布部
の塗布条件および現像部の現像時間を制御し、第１およ
び第２の膜厚測定手段による測定結果に基づいて露光条
件を制御する制御手段とを具備することを特徴とする処理装置。

（12）上記（10）または（11）の装置において、前記被
処理体はデバイス形成領域を有し、第２の膜厚測定手段
はこのデバイス形成領域の個々のデバイスを区画するス
クライブラインにおいて膜厚を測定することを特徴とす
る処理装置。

（13）デバイス形成領域を有する被処理体表面にレジス
ト液を塗布してレジスト膜を形成する塗布部と、被処理体のデバイス形成領域の個々のデバイスを区画
するスクライブラインにおいてレジスト膜の膜厚を測定
する膜厚測定工程と、前記膜厚測定工程の測定結果に基づいて露光条件を制
御しつつ所定パターンを有するマスクを介して前記レジ
スト膜を露光する露光部と、を具備することを特徴とする処理装置。

（作用効果）上記（１）、（２）、（10）、（11）の発明におい
て、成膜後に第１の膜厚測定を行い、露光前に露光部に
て第２の膜厚測定を行い、第１の膜厚測定の結果に基づ
いて現像部の現像時間、または塗布部の塗布条件および
現像時間を制御し、かつ第１および第２の膜厚測定手段
による測定結果に基づいて露光条件を制御するので、レ
ジスト膜厚を高精度で測定できるとともに、レジスト膜
厚の変動（ばらつき）がパターン線幅に及ぼす影響を実
質的になくすことができ、所望の線幅の超微細パターン
を高歩留まりで形成することができる。

上記（３）の発明においては、被処理体の回転速度を
調節することにより塗布条件を調節するので、測定膜厚
が標準値（設定膜厚）より厚い場合には回転速度を高
め、薄い場合には回転速度を遅くすることにより膜厚制
御を容易に行うことができる。

また、（４）の発明においては、膜厚測定によりレジ
スト膜の厚さが所定値に達していない場合に、さらにレ
ジスト液を塗布するので、歩留まりを一層高くすること
ができる。

さらに、（５）および（12）の発明において、露光部
における第２の膜厚測定をデバイス形成領域の個々のデ
バイスを区画するスクライブラインにおいて行うので、
被処理体に形成された個々のデバイス毎に膜厚を測定す
ることができ、これに基づいて露光条件（露光量）を制
御するので、デバイス相互間に膜厚のばらつきが存在し
ていたとしても、パターン線幅を所望の範囲とすること
ができ、超微細パターンをさらに一層高歩留まりで形成
することができる。

さらにまた、（８）および（13）の発明においては、
被処理体のデバイス形成領域の個々のデバイスを区画す
るスクライブラインにおいてレジスト膜の膜厚を測定
し、その測定結果に基づいて露光条件（露光量）を制御
しつつ所定パターンを有するマスクを介して前記レジス
ト膜を露光するので、被処理体に形成された個々のデバ
イス毎に膜厚を測定することができ、これに基づいて露
光条件（露光量）を制御するので、デバイス相互間に膜
厚のばらつきが存在していたとしても、パターン線幅を
所望の範囲とすることができ、超微細パターンをさらに
一層高歩留まりで形成することができる。

（実施例）以下、この発明の方法を塗布工程における被処理体、
例えば半導体ウエハを処理するウエハ塗布方法に適用し
た一実施例について、添付の図面を参照しながら説明す
る。

第１図に示すように、ウエハ塗布装置500の基台401の
中央部には矢印Ｙ方向に延長する通路502が設けられ、
その一方の側に表面処理および温度調整装置503、加熱
装置505、現像装置506が並び、他方の側に膜厚測定装置
507及びレジスト塗布部508が並んでいる。膜厚測定装置
507及びレジスト塗布部508によりコーティングセクショ
ン509が構成されている。

通路502には、この通路502内をＹ方向に移動するウエ
ハ搬送装置510が設けられている。搬送装置510は、本体
511及び２つのウエハ吸着保持用ピンセット512,513を有
している。これらのピンセット512,513は上下に配設さ
れ、それぞれがＹ方向（横方向）、Ｘ方向（縦方向）、
Ｚ方向（垂直方向）、θ方向（回転移動）に独立の動作
することができる。

基台501の側方にはウエハの搬出搬入セクション520が
設けられている。この搬出搬入セクション520には、処
理前の半導体ウエハW_Bを収容したウエハカセット522及
び処理後のウエハW_Fを収容するウエハカセット523が設
けられている。通路502と搬出搬入セクション520とのイ
ンターフェイスにおいて前述の搬送装置510のピンセッ
ト512,513と搬出搬入セクション520のピンセットとの間
でウエハＷの受け渡しができるようになっている。

なお、露光セクション530（図示せず）の露光装置
（ステッパー）が、通路502を挾んで搬出搬入セクショ
ン520の反対側に設けられている。この露光装置は、イ
ンターフェイスにおいて前述の搬送装置510のピンセッ
ト512,513との間でウエハＷの受け渡しができるように
なっている。

第２図に示すように、コーティングセクション509に
は膜厚測定装置507及び塗布部（スピンコーティング）5
08が設置され、塗布部508の載置台10上に一枚の半導体
ウエハＷが載置されている。レジスト液供給用ノズル13
が半導体ウエハＷに対面している。このノズル13は、液
温および雰囲気を調整する調節装置を備えたレジスト液
供給源（図示せず）に連通している。載置台10は回転駆
動装置11を有している。この駆動装置11による載置台10
の回転力により、ノズル13からウエハＷ上に供給された
レジスト液が均一分散される。

膜厚測定装置507が、塗布部508に隣接配置されてい
る。膜厚測定装置507の光センサ15が、半導体ウエハＷ
の周縁部に対面配置されている。光センサ15は、光ファ
イバを介して膜厚測定装置507の入力部に接続されてい
る。

第３図に示すように、半導体ウエハＷのチップ３が形
成されていない余剰領域４に向かって、センサ15から光
が照射される。照射光は、ウエハＷ上のレジスト膜を感
光させなうような波長を採用することが望ましく、例え
ば、フィルタを介して560nm以上の波長とすることが望
ましい。また、照射光のビーム径は、約2mmとする。セ
ンサ15は受光素子を有している。この受光素子は、ウエ
ハＷから反射された光のうちフィルタによって選択した
所定波長の光のみを受光する。膜厚測定装置507では、
更に、この光信号を電気信号に変換した後に、増幅器、
A/D変換器を経て信号を所望のものに変換する。

位置検出装置16が、半導体ウエハＷのエッジと同じレ
ベルに設けられている。ウエハＷをθ回転させると、こ
の位置検出装置16によりウエハＷのオリエンテーション
フラット２の端部（ポイントＸ）が検出される。

膜厚測定装置507の出力部は、ホストコンピュータ20
の入力部に接続されている。膜厚測定装置507で変換さ
れた電気信号は、コンピュータ20の演算部に入力され、
これに基づきレジスト膜厚が求められる。

ホストコンピュータ20の出力部は、載置台駆動装置11
の駆動制御装置18に接続されている。

次に第４図を参照しながら、露光セクション530につ
いて説明する。

露光セクション530とコーティングセクション509と
は、ホストコンピュータ20により相互に接続されてい
る。すなわち、コーティングセクション509の膜厚測定
装置507で得られたウエハＷの膜厚に関する情報は、ホ
ストコンピュータ20を介して露光セクション530の制御
部36にリファレンスとして入力される。

ステッパー30は、半導体ウエハＷを保持し、Ｘ方向お
よびＹ方向に移動可能なウエハ載置台33を有する。ま
た、ウエハ載置台33の上方にはウエハＷにレチクルマス
ク（図示せず）を介して１チップごとに露光光学系34が
設けられている。これらの露光光学系34は、制御部36に
接続されている。

更に、露光光学系34はアライメント機構35を備えとい
る。アライメント機構35は、レーザ光源およびその反射
光を検出するためのTVカメラ及び画像処理装置を有す
る。このアライメント機構35は、制御部36を介してウエ
ハ載置台33に接続されている。

ステッパー30は、載置台33上のウエハＷのレジスト膜
厚を測定するための膜厚測定装置37を独自に有する。こ
の膜厚測定装置37は、前述のコーティングセクション50
9における膜厚測定装置507と同様の構成をなす。

第５図に示すように、チップ３に対して露光する位置
に、半導体ウエハＷをアライメント機構35によりアライ
メントすると、膜厚測定装置37からのビーム光７の照射
位置がスクライブライン６に設定される。すなわち、前
述のコーティングセクション509の膜厚測定装置507では
ウエハＷの余剰領域（チップ３が形成されていない領
域）４のところで膜厚測定するのに対して、露光セクシ
ョン530の膜厚測定装置37ではウエハＷのスクライブラ
イン６のところで膜厚測定するようになっている。この
理由は、露光工程では各チップ３毎に露光処理するた
め、チップ３相互間の膜厚のばらつきを考慮したからで
ある。

この場合に、ビーム光７には、レジスト膜が感光しな
いような波長、例えば560nm以上であって、そのビーム
径が50〜100μｍのエキシマレーザを用いる。

膜厚測定装置37は、スクライブライン６からの反射光
のうち、フィルタによって選択した幾つかの所定波長の
光のみを受光素子に入射させ、これを電気信号に変換す
る。この電気信号を、コーティングセクション509の膜
厚測定装置507で予め測定し記憶されたリファレンス値
と比較し、この比較結果に基づき膜厚が決定される。

なお、スクライブライン６の位置で膜厚を測定するの
は、チップ３が形成されている領域は、ウエアＷの下地
すなわちウエハ表面に凹凸が形成されているため、膜厚
測定することが困難なためである。

また、露光量（露光時間）と最適露光量（最適露光時
間）との関係は、定在波などの関係で簡単には決まらな
いため、予め実験等により経験的に求めておくことが望
ましい。

次に、第６図を参照しながら、現像装置506について
説明する。

現像装置506とコーティングセクション509とは、ホス
トコンピュータ20により相互に接続されている。すなわ
ち、コーティングセクション509の膜厚測定装置507で得
られたウエハＷの膜厚測定情報は、ホストコンピュータ
20を介して現像装置506の制御部41に入力される。

現像装置40は、半導体ウエハＷを保持し、Ｘ方向およ
びＹ方向に移動可能なウエハ載置台45を有する。この載
置台45の駆動装置44は、制御部41に接続されている。

また、ウエハ載置台45の上方には現像液供給用ノズル
43がウエハＷに対面して設けられている。このノズル43
は現像液供給源42に連通している。現像液供給源42の流
量調整弁は、制御部41に接続され、制御部41からの指令
に基づき開閉されるようになっている。現像液供給源42
には所定成分の現像液およびリンス液が貯蔵されてい
る。

次に、第７図のフローチャートを参照しながら、ある
フォトリソグラフィープロセスのなかで半導体ウエハＷ
のレジスト膜厚測定を行うことにより超微細パターンの
半導体素子を製造する場合について説明する。

（Ｉ）多数の半導体ウエハＷが収容されたカセット52
2を搬入搬出セクション520に搬入する。半導体ウエハＷ
のパターン形成面には多数のチップ３が形成されてい
る。搬送装置510によりウエハＷを一枚のみ吸着してカ
セット522から取り出し、これを温度調整装置503に搬入
する。この温度調整装置503内でウエハＷを洗浄する
（ステップ201）。

（II）次いで、半導体ウエハＷを加熱乾燥し（ステッ
プ202）、これを表面処理する。ここで表面処理液とし
てヘキサメチルジシラザン（HMDS）を用いている（ステ
ップ203）。更に、ウエハＷを加熱または冷却して、所
定温度に温度調整する（ステップ204）。

（III）調温されたウエハＷを温度調整装置503から搬
出し、これをコーティングセクション509のレジスト塗
布部508に搬入し、所定量のレジスト液をウエハＷに塗
布する（ステップ205）。次いで、これを加熱装置505の
搬入し、所定時間ベーキングする（ステップ206）。

（IV）ベーキング後のウエハＷを、コーティングセク
ション509の膜厚測定装置507に搬入し、余剰領域４の膜
厚を測定する（ステップ207）。上記コーティングセク
ション509における膜厚測定情報は、ホストコンピュー
タ20のメモリにストアされ、必要に応じて呼び出され
る。この膜厚測定情報を用いて、所望のレジスト膜厚が
得られるようにステップ205,208,211のそれぞれにおい
て最適制御がなされる。例えばステップ205では、膜厚
測定情報に基づき塗布部508のスピン速度を調節して、
レジスト膜の形成厚さを増減する。なお、塗布時にはレ
ジスト液が周囲に飛散するので、膜厚測定装置507の光
センサ15及び位置検出装置16をウエハＷの近傍から退避
させ、レジスト液の付着を防止する。更に、測定膜厚が
標準値（設定膜厚）から大幅にずれている場合には、ウ
エハＷを塗布工程（ステップ205）にもどしてレジスト
を再塗布する。

（Ｖ）膜厚測定後のウエハＷを露光セクション530に
搬送し、各チップ３毎に膜厚測定装置37により膜厚測定
する。前述の膜厚測定情報をホストコンピュータ20から
リファレンスとして呼び出し、これとそれぞれの膜厚測
定結果とを比較し、比較結果に基づき露光時間および露
光エネルギ量を適量に調節し、露光する（ステップ20
8）。

なお、膜厚測定装置37による測定は、例えば、100ミ
リ秒程度で実行することができる。これに対して、露光
光学系34による露光は、通常200ミリ秒程度を必要とす
る。このため、膜厚測定装置37による膜厚測定操作と露
光光学系34による露光操作とを同時に開始し、膜厚測定
結規が出た時点で露光時間を制御するように構成するこ
とが好ましい。これにより、ステッパー30のスループッ
トをほとんど損なうことなく、両操作を同時進行するこ
とができる。また、膜厚測定装置37による測定は、各露
光ごとに実行せずとも、例えば、１枚のウエハＷに対し
て数回行うようにしてもよい。このような工程はレジス
ト塗布装置により塗布後ベーキングした後にステッパー
30へ搬送し、露光を実行する。

（VI）露光セクション530から加熱装置505にウエハＷ
を搬送し、所定条件下でベーキングする（ステップ20
9）。

次いで、現像装置506にウエハＷを搬入し、ノズル43
から所定量の現像液をウエハＷに供給し、所定時間だけ
現像液とレジスト膜とを接触させて現像する（ステップ
210）。その後、ウエハＷにリンス液を供給すると共
に、駆動機構44によりウエハＷを回転させて、ウエハＷ
をリンシングすると共に乾燥させる。

この場合に、レジストの種類および現像液の種類ごと
に、レジスト膜厚と最適現像時間との相関関係について
のデータをとっておき、これらのデータをホストコンピ
ュータ20に予め記憶させておく。膜厚測定装置507によ
る測定データがコンピュータ20に入力されると、これに
対応する最適現像時間を探しだし、これを指令信号とし
て現像装置40に送る。これにより、現像時間が最適現像
時間にコントロールされる。

（VII）現像後、ウエハＷを所定条件下でベーキング
する（ステップ211）。次いで、ウエハＷをエッチング
処理装置（図示せず）に搬送し、エッチング処理する
（ステップ212）。

上記実施例によれば、搬送装置510および露光セクシ
ョン530のそれぞれにおいて製品ウエハＷのレジスト膜
厚をフラット領域で測定し、これらの測定データに基づ
き塗布工程（ステップ205）、露光工程（ステップ20
8）、現像工程（ステップ210）における処理操作をそれ
ぞれ最適条件にコントロールすることができる。従っ
て、従来の方法、すなわちダミーウエハのレジスト膜厚
をリファレンスとして測定する方法よりも、製品ウエハ
Ｗのレジスト膜厚を高精度に測定することができる。こ
のため、レジスト膜厚のパターン線幅に実質的に悪影響
を及ぼすことなく、所定線幅の超微細パターンを有する
半導体デバイスを高歩留りに製造することができる。

なお、上記実施例では、ウエハＷ搬送用の通路502を
中央にレイアウトした処理装置について説明したが、こ
れに限られることなく、第８図に示すように、インライ
ン型の処理装置とすることもできる。このようなインラ
イン型の処理装置は、塗布部508の前後に膜厚測定装置5
07を設け、センダー601からレシーバ602に至るまでをシ
ーケンシャルなレイアウトとする。

上記インライン型の処理装置によれば、コーティング
前後の膜厚測定結果を比較検討することにより、塗布工
程のレジスト膜を更に高精度に形成することができる。

以上説明したように、本発明の方法によれば、製品ウ
エハに塗布したレジスト膜の膜厚をオンラインで測定
し、測定膜厚に応じてフォトリソグラフィーの各工程の
処理操作をコントロールできるため、半導体デバイスの
製品歩留りを大幅に向上させることができる。特に、露
光工程では各チップごとにレジスト膜厚を測定し、それ
ぞれの露光量をコントロールするので、チップ相互間に
膜厚のばらつきが存在したとしても、パターン線幅を所
望の範囲とすることができる。このため、超微細パター
ンの半導体デバイスの生産性の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を塗布工程におけるウエハの塗布
装置に用いた一実施例の構成配置説明図、第２図は第１
図のレジスト膜厚の測定方法を説明するための搬送装置
概略説明図、第３図は第１図の方法で膜厚測定する半導
体ウエハを説明するための説明図、第４図は本発明の第
２実施例の測定方法を説明するための搬送装置概略説明
図、第５図は第３図の半導体ウエハ上に形成されたチッ
プおよびスクライブラインを説明するための説明図、第
６図は本発明の第３実施例の測定方法を説明するための
搬送装置概略説明図。第７図は第１図，第４図，第６図
の半導体デバイスのフォトリソグラフィー工程の一例を
説明するための説明図、第８図は第６図の半導体デバイ
ス製造システムの別の配置例を示すレイアウト図であ
る。 507:膜厚測定装置 508:塗布部 509:コーティングセクション

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布部により被処理体表面にレジスト膜を
形成する成膜工程と、成膜後にレジスト膜の膜厚を測定する第１の膜厚測定工
程と、その後被処理体を露光部に搬送して露光部にてレジスト
膜の膜厚を測定する第２の膜厚測定工程と、第１および第２の膜厚測定工程の測定結果に基づいて露
光条件を制御しつつ所定パターンを有するマスクを介し
て前記レジスト膜を露光する露光工程と、被処理体を現像部に搬送し、前記第１の膜厚測定工程の
結果に基づいて現像時間を制御しつつ露光後のレジスト
膜に対して現像処理を行う現像工程とを具備することを特徴とする処理方法。
【請求項２】塗布部により被処理体表面にレジスト膜を
塗布してレジスト膜を形成する成膜工程と、その後被処理体を加熱してレジスト膜を乾燥させる工程
と、その後レジスト膜の膜厚を測定する第１の膜厚測定工程
と、第１の膜厚測定工程の結果に基づいて塗布部における塗
布条件を調節する工程と、その後被処理体を露光部に搬送して露光部にてレジスト
膜の膜厚を測定する第２の膜厚測定工程と、第１および第２の膜厚測定工程の測定結果に基づいて露
光条件を制御しつつ所定パターンを有するマスクを介し
て前記レジスト膜を露光する露光工程と、被処理体を現像部に搬送し、前記第１の膜厚測定工程の
結果に基づいて現像時間を制御しつつ露光後のレジスト
膜に対して現像処理を行う現像工程とを具備することを特徴とする処理方法。
【請求項３】前記塗布部における塗布条件を調節する工
程は、第１の膜厚測定工程の測定結果に基づいて、被処
理体の回転速度を調節することを含む特徴とする請求項
２に記載の処理方法。
【請求項４】前記第１の膜厚測定工程において測定され
た膜厚が所定の厚さに達していない場合に、前記被処理
体にさらにレジスト液を塗布する工程を具備することを
特徴とする請求項２または請求項３に記載の処理方法。
【請求項５】前記被処理体はデバイス形成領域を有し、
第２の膜厚測定工程はこのデバイス形成領域の個々のデ
バイスを区画するスクライブラインにおいて行われるこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項
に記載の処理方法。
【請求項６】前記現像工程は、予め設定された、現像液
が前記レジスト膜を現像する時のデータに基づいて、前
記第１の膜厚測定工程で測定された膜厚に対する現像時
間を算出し、この算出された時間に基づいて現像時間を
制御しつつ前記レジスト膜を現像することを特徴とする
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の処理方
法。
【請求項７】前記第１および第２の膜厚測定工程は、前
記レジスト膜を感光させない波長の光で行われることを
特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記
載の処理方法。
【請求項８】デバイス形成領域を有する被処理体表面に
レジスト膜を形成する成膜工程と、成膜後に被処理体のデバイス形成領域の個々のデバイス
を区画するスクライブラインにおいてレジスト膜の膜厚
を測定する膜厚測定工程と、前記膜厚測定工程の測定結果に基づいて露光条件を制御
しつつ所定パターンを有するマスクを介して前記レジス
ト膜を露光する露光工程と、を具備することを特徴とする処理方法。
【請求項９】前記膜厚測定工程は、前記レジスト膜を感
光させない波長の光で行われることを特徴とする請求項
８に記載の処理方法。
【請求項１０】被処理体表面にレジスト液を塗布してレ
ジスト膜を形成する塗布部と、成膜後に塗布部内におい
てレジスト膜の膜厚を測定する第１の膜厚測定手段と、
所定パターンを有するマスクを介して前記レジスト膜を
露光する露光部と、露光部に設けられたレジスト膜の膜厚を測定する第２の
膜厚測定手段と、露光後のレジスト膜に対して現像処理を行う現像部と、第１および第２の膜厚測定手段による測定結果に基づい
て露光条件を制御し、第１の膜厚測定手段による測定結
果に基づいて現像部の現像時間を制御する制御手段とを具備することを特徴とする処理装置。
【請求項１１】被処理体表面にレジスト液を塗布してレ
ジスト膜を形成する塗布部と、被処理体を加熱してレジ
スト膜を乾燥させる加熱部と加熱後のレジスト膜の膜厚を測定する第１の膜厚測定手
段と、所定パターンを有するマスクを介して前記レジスト膜を
露光する露光部と、露光部に設けられたレジスト膜の膜厚を測定する第２の
膜厚測定手段と、露光後のレジスト膜に対して現像処理を行う現像部と、第１の膜厚測定手段による測定結果に基づいて塗布部の
塗布条件および現像部の現像時間を制御し、第１および
第２の膜厚測定手段による測定結果に基づいて露光条件
を制御する制御手段とを具備することを特徴とする処理装置。
【請求項１２】前記被処理体はデバイス形成領域を有
し、第２の膜厚測定手段はこのデバイス形成領域の個々
のデバイスを区画するスクライブラインにおいて膜厚を
測定することを特徴とする請求項10または請求項11に記
載の処理装置。
【請求項１３】デバイス形成領域を有する被処理体表面
にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する塗布部
と、被処理体のデバイス形成領域の個々のデバイスを区画す
るスクライブラインにおいてレジスト膜の膜厚を測定す
る膜厚測定工程と、前記膜厚測定工程の測定結果に基づいて露光条件を制御
しつつ所定パターンを有するマスクを介して前記レジス
ト膜を露光する露光部と、を具備することを特徴とする処理装置。