JP3017762B2 - レジスト塗布方法およびその装置 - Google Patents

レジスト塗布方法およびその装置

Info

Publication number
JP3017762B2
JP3017762B2 JP2005760A JP576090A JP3017762B2 JP 3017762 B2 JP3017762 B2 JP 3017762B2 JP 2005760 A JP2005760 A JP 2005760A JP 576090 A JP576090 A JP 576090A JP 3017762 B2 JP3017762 B2 JP 3017762B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
film thickness
thin film
refractive index
reflectance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005760A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03211719A (ja
Inventor
満 牛島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2005760A priority Critical patent/JP3017762B2/ja
Publication of JPH03211719A publication Critical patent/JPH03211719A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3017762B2 publication Critical patent/JP3017762B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はレジスト塗布方法およびその装置に関する。
[従来の技術及び発明が解決すべき課題] 一般に半導体製造工程では、ウェハ上にCVDやスパッ
ター等により形成されたSiO2やポリシリコン等の薄膜上
にレジストを塗布し、マスクを通して露光してレジスト
に光反応を生じさせ現像して露光(または未露光)部分
の反応したレジストを除去するリソグラフィ工程、リソ
グラフィ工程後マスクのパターンに従って残っているレ
ジスト以外の部分をエッチングして薄膜に回路パターン
を転写した後レジスト除去するエッチング工程を経て、
薄膜にパターンを形成することを反復しながらウェハ上
にパターンを形成した薄膜を多数積層して半導体チップ
を形成している。
ここで、ウェハに形成された薄膜上にレジスト塗布を
行うレジスト塗布装置には、ウェハを吸着等で支持した
チャックを回転機構により毎分数1000回転させ、ウェハ
上に滴下されたレジストをウェハ全面に均一に塗布する
スピンコータが使用されている。スピンコータで塗布さ
れるレジスト薄膜はウェハの回転速度、回転加速度、レ
ジスト温度、環境温湿度等に影響され、これらをコント
ロールしながら均一性が保持されている。また、光電的
に膜厚を測定する手段として特開昭59−112873号公報、
特開昭63−198329号公報に開示されている。
さらにまた、レジスト膜を露光する露光工程ではアラ
イメントされたウェハの例えば20mm四方の露光エリヤに
回路パターンが形成されたマスクを通して等倍または縮
少投影してステップアンドリピート方式で逐次焼付けを
行うステッパーが使用されている。ステッパーの投影レ
ンズ光学系は多数のレンズの組合せであるため、露光に
は単色光が使用され、これらの単色光をレジストに照射
すると、屈折率の差の大きいレジストと薄膜の境界面で
主に反射されるが、一部は多層薄膜中まで進みウェハ基
板で反射される。この入射光と反射光が互いに干渉しあ
い、レジスト膜中に定在波が生じることとなる。レジス
トの膜厚と多層薄膜の膜厚により同じ材質で同じ単色光
であっても反射率は変わるものである。この結果、前記
定在波の位相は変位するものである。これら下地の反射
率、屈折率、膜厚及びレジスト膜厚は形成されるパター
ン幅を規定する。レジスト膜厚と多層薄膜の膜厚の微少
な差により定在波の位相がシフトすることによって高精
度に均一なパターン幅を得ることに非常に大きく影響を
及ぼすものである。レジスト塗布装置で形成されるレジ
スト膜は、約±0.3%の誤差があり、さらに薄膜成膜装
置で形成される薄膜にいたってはロット間のバラツキが
大きく(誤差±3%位)、しかも何層にも積層されるた
め、ロットによって膜厚は非常に異なり、パターン幅を
高精度に均一に形成するのは非常に困難であった。
本発明は上記の欠点を解消するためになされたもので
あって、ロット間バラツキのある多層薄膜であっても高
精度に均一なパターン幅を有するように露光可能なレジ
スト膜を形成できるレジスト塗布方法およびその装置を
提供することを目的とする。
[課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レジスト塗布方法
は、被処理体を回転させ、この被処理体上に形成された
薄膜の上にレジスト膜を形成するレジスト塗布方法にお
いて、薄膜の反射率、屈折率、膜厚を測定する工程と、
薄膜の反射率、屈折率、膜厚の測定値に基づいて薄膜上
に塗布する所望のレジスト膜厚を求める工程と、所望の
レジスト膜厚を形成するための被処理体の回転数を設定
する工程と、所望のレジスト膜厚を形成するための回転
数で被処理体を回転させつつ薄膜の上にレジスト膜を形
成する工程とを有し、被処理体は半導体チップが形成さ
れるものであり、薄膜の反射率、屈折率、膜厚を測定す
る位置は半導体チップが形成されていない部位に配置さ
れる。
このレジスト塗布方法において、薄膜の反射率、屈折
率、膜厚の測定結果に基づいて所望のレジスト膜厚を形
成するにあたり、レジスト膜厚に影響を及ぼすレジスト
の温度、環境温度、環境湿度を制御する。
このレジスト塗布方法において、レジスト膜を形成す
る工程の後に、形成されたレジスト膜の反射率、屈折
率、膜厚を測定する工程を有する。
また、上記の目的を達成するため本発明のレジスト塗
布装置は、被処理体を保持するチャックと、チャックを
回転させる回転機構と、被処理体の上に形成された薄膜
上にレジストを供給するノズルとを有するレジスト塗布
装置において、被処理体の所定の検知部位を検出する位
置検出装置と、被処理体の所定の検知部位に所定の波長
の光を照射し、この光の反射光を受光することにより前
記所定の検知部位の前記薄膜の反射率、屈折率、膜厚を
測定する投受光装置と、薄膜の反射率、屈折率、膜厚に
基づいて薄膜上に塗布する所望のレジスト膜厚を得るた
めの回転機構の回転数を求める演算装置と、この演算装
置からの信号に基づいて回転機構の回転数を制御する制
御装置とを具備し、被処理体は半導体チップが形成され
るものであり、薄膜の反射率、屈折率、膜厚を測定する
位置は半導体チップが形成されていない部位に配置され
る。
[作用] 単色光をウエハ上に積層された薄膜上に塗布されたレ
ジストに照射する場合、レジストと多層薄膜の境界で10
0%反射されずに一部は多層薄膜中を進みウェハ基板で
反射される。そのため、種々の定在波が生じ、同じ材質
であってもレジストの膜厚、多層薄膜の膜厚により前記
定在波の位相が異なるため露光されるレジストの線幅
(パターン幅)が異なってしまう。この線幅を一定にし
て高精度に均一なパターンを形成するため、ウェハ上に
形成された多層薄膜の膜厚を測定し、この測定結果と概
算膜厚から演算装置により最適なレジストの膜厚を算出
し、最適膜厚にレジストを塗布するようウェハを支持し
たチャックの回転数を制御して、自動的に多層薄膜の膜
厚のロット間に生じる大きな誤差を相殺するものであ
る。
この時、多層薄膜の膜厚を測定するために、ウェハ上
に形成される半導体チップと同様の多層薄膜厚を有する
位置に検知部位を測定する。この部位に投受光装置によ
り光を照射し、多層薄膜の反射率、屈折率、膜厚を測定
するものである。凹凸のある半導体チップでは膜厚を測
定するのは困難であっても半導体チップのパターンが形
成されていない平坦な部位で半導体チップの膜厚と等し
い反射率、屈折率、膜厚を測定することができ、露光パ
ターンの線幅が高精度に均一な半導体回路素子を製造す
ることができる。
[実施例] 本発明のレジスト塗布方法およびその装置を適用した
一実施例について図面を参照して説明する。
第1図に図示のレジスト塗布装置は、真空吸着等によ
ってウエハ1を載置固定し、回転機構であるモータ2の
回転軸に固定される上面円板状チャック3の円板中心部
上方にノズル4が設けられる。ノズル4はスキャナ(図
示せず)に接続されダミーディスペンスを実行する場合
チャック3の上方から移動可能になっている。ノズル4
はレジスト供給系5に接続される。レジスト供給系5は
レジストを収納するレジスト容器、レジストを所望の一
定量供給するベローズポンプ、フィルタ、ベローズポン
プと連動して開閉するバルブ、レジストの液だれを防止
するサックバックバルブ等を設けている。また、レジス
ト塗布時にレジストの飛散防止のためチャック3を包囲
してカップ6が設けられ、カップ6はウェハ1の搬入出
時に下降してウェハ1の搬入出を容易にするようになっ
ている。
さらに、ウェハ1上に積層された多層薄膜7の反射
率、屈折率、膜厚を測定するための投受光装置8が設け
られる。投受光装置8はキセノン水銀ランプ等の露光に
使用される光源からの光を、光ファイバー9の先端から
所定の検知部位10に例えば500〜800nm等の直径2mm程度
のビームb1として照射し、このビームb1の反射光b2を光
ファイバー9の先端から入射し、受光素子により電気信
号に変換して薄膜7の膜厚を光干渉法を用いて測定する
ものである。また、ステッパーで露光に用いられるIラ
インやGラインを用いて薄膜中の定在波の位相を予見す
るものである。また、この投受光装置8を用いて薄膜上
に塗布されたレジストの薄膜を測定する場合は、光源か
らの光でレジストが感光しないように光源の光の波長を
例えば560nm以上とするフィルタを設ければよい。
この投受光装置8の近傍には投光素子と受光素子とを
有するウェハの位置を検出する位置検出装置11が備えら
れ、ウェハの周縁部16に設けられた所定の検知部位10を
位置検出し、投受光装置8に入力するようになってい
る。
この位置検出があったとき投受光装置8により検知さ
れた検知部位10の反射率、屈折率、膜厚の測定値に基き
最適なレジスト膜厚を演算する演算装置12に入力され、
さらにここで最適レジスト膜厚を形成するためのモータ
2の回転数が求められる。制御装置13が設けられ、演算
装置12からの信号によりモータ2の回転を制御する。な
お、投受光装置8により検知された検知部位10の反射
率、屈折率、膜厚の測定値に基き演算装置12で最適なレ
ジスト膜厚を演算する手法については前述した特開昭59
−112873号公報、特開昭63−198329号公報に開示されて
いるように公知であるので、その説明は省略する。
このような構成のレジスト塗布装置により処理される
製造途中のウェハ1は第2図に示すように、円形に形成
されその周縁の一部を切除してオリエンテーションフラ
ット14が設けられ、その中心部にはパターン形成された
膜厚が積層された半導体チップ15が多数形成される。こ
れらの半導体チップ15は矩形であるのでウェハ1の周縁
部16には余剰領域17が形成されるため、この部分に検知
部位10が設けられる。なお、この検知部位10は周辺露光
装置18によって露光される周縁部16からさらに内側でパ
ターン形成されない部位に設定される。しかも、この検
知部位10は平坦であって、パターン形成された表面が凹
凸状になっている半導体チップ15では乱反射されてしま
う測定不可能な反射光も測定可能となっている。
以上のような構成のレジスト塗布方法を用いてウェハ
上の薄膜上にレジストを塗布する方法を説明する。
まず、搬送機構によりチャック3上に載置固定された
ウェハ1上に形成された薄膜の反射率、屈折率、膜厚を
測定するため、モータ2をゆっくり回転させ位置検出装
置11によりオリエンテーションフラット14の位置から検
知部位10を検出し、検知部位10が光ファイバー9の下位
に来た時にモータ2を停止させ、投受光装置8を作動さ
せる。投受光装置8は、光ファイバー9から露光装置で
使用する単色光例えば波長436nmのg線を検知部位10に
照射させる。g線のビームb1が検知部位10で反射し反射
光b2が光ファイバー9から受光素子を備えた投受光装置
8に入射され、ここでウェハ1上に形成された薄膜7の
反射率、屈折率、膜厚が測定される。この測定値が演算
装置12に入力されると、最適レジスタ膜厚が演算され
る。
ここで、ステッパ等の露光装置で単色光がレジスト膜
に照射された場合、単色光の持つ節と腹部分のエネルギ
ー量の相違から、レジスト膜の焼付速度が節の部分は遅
く、腹の部分は速く進行するためレジスト膜の露光によ
り形成される線幅(Critical Dimension)は第3図に示
すようにレジスト膜厚に依存する。線幅はレジスト膜厚
の変化量△dに対して変化量△aが少い極値部分に設定
すれば、レジスト膜厚が多少変化しても一定の線幅を保
つことができる。このような一定の線幅の保持が容易な
範囲であって、且つ薄膜7の屈折率、反射率、膜厚を検
知して求められるレジスト膜厚から最適レジスト膜厚が
演算される。演算装置12により最適レジスト膜厚を得る
ため予め求められているモータ2の回転数を設定し、制
御装置13に入力する。制御装置13によりモータ2を駆動
させ、レジスト供給系5から最適のレジストを供給し、
ノズル4からウェハ1上に滴下させ所望の膜厚のレジス
トが塗布される。このとき、レジスト膜厚に影響を及ぼ
すレジスト温度、環境温度、湿度等の制御を行ってもよ
いことは言うまでもないことである。
レジスト塗布後、位置検出装置11により検知部位10を
検出後、検知部位10に投受光装置8からレジストが感光
しない波長(不感光波長)になるようフィルタを介して
光を照射させ、形成されたレジスト膜厚を測定しチェッ
クを行う。
このようにロット毎にウェハ1上に形成された薄膜7
の屈折率、反射率、膜厚を測定して塗布するレジスト膜
厚を設定することにより線幅が一定なパターンを自動的
に形成することができる。
[発明の効果] 以上の説明からも明らかなように本発明のレジスト塗
布方法およびその装置によれば、被処理体の半導体チッ
プが形成されていない部位に半導体チップと同様に薄膜
を積層された検知部位を設定するため、パターン形成さ
れた半導体チップでは乱反射により測定が困難であった
ウェハ上の薄膜の反射率、屈折率、膜厚が簡単に測定で
き、この反射率、屈折率、膜厚に伴い塗布されるレジス
ト膜厚を自動的に微妙に変えることができ、ロットによ
って異る薄膜の膜厚に対応してレジスト膜の塗布を行
い、そのため薄膜の膜厚に大きなバラツキがあっても高
精度に均一なパターンを自動的に形成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のレジスト塗布方法を適用した一実施例
の構成図、第2図は第1図に示す一実施例に適用される
ウェハの正面図、第3図は第1図に示す一実施例を説明
する図である。 1……ウェハ(被処理体) 2……モータ(回転機構) 3……チャック 4……ノズル 7……薄膜 8……投受光装置 10……検知部位(半導体チップが形成されていない部
位) (16……周縁部) (17……余剰領域) 11……位置検出装置 12……演算装置 13……制御装置 15……半導体チップ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被処理体を回転させ、この被処理体上に形
    成された薄膜の上にレジスト膜を形成するレジスト塗布
    方法において、前記薄膜の反射率、屈折率、膜厚を測定
    する工程と、前記薄膜の反射率、屈折率、膜厚の測定値
    に基づいて前記薄膜上に塗布する所望のレジスト膜厚を
    求める工程と、前記所望のレジスト膜厚を形成するため
    の前記被処理体の回転数を設定する工程と、前記所望の
    レジスト膜厚を形成するための前記回転数で前記被処理
    体を回転させつつ前記薄膜の上にレジスト膜を形成する
    工程とを有し、前記被処理体は半導体チップが形成され
    るものであり、前記薄膜の反射率、屈折率、膜厚を測定
    する位置は前記半導体チップが形成されていない部位に
    配置されることを特徴とするレジスト塗布方法。
  2. 【請求項2】前記薄膜の反射率、屈折率、膜厚の測定結
    果に基づいて前記所望のレジスト膜厚を形成するにあた
    り、前記レジスト膜厚に影響を及ぼすレジストの温度、
    環境温度、環境湿度を制御することを特徴とする請求項
    1または2記載のレジスト塗布方法。
  3. 【請求項3】前記レジスト膜を形成する工程の後に、形
    成された前記レジスト膜の反射率、屈折率、膜厚を測定
    する工程を有することを特徴とする請求項1〜3何れか
    1項記載のレジスト塗布方法。
  4. 【請求項4】被処理体を保持するチャックと、前記チャ
    ックを回転させる回転機構と、前記被処理体の上に形成
    された薄膜上にレジストを供給するノズルとを有するレ
    ジスト塗布装置において、前記被処理体の所定の検知部
    位を検出する位置検出装置と、前記被処理体の前記所定
    の検知部位に所定の波長の光を照射し、この光の反射光
    を受光することにより前記所定の検知部位の前記薄膜の
    反射率、屈折率、膜厚を測定する投受光装置と、前記薄
    膜の反射率、屈折率、膜厚に基づいて前記薄膜上に塗布
    する所望のレジスト膜厚を得るための前記回転機構の回
    転数を求める演算装置と、この演算装置からの信号に基
    づいて前記回転機構の回転数を制御する制御装置とを具
    備し、前記被処理体は半導体チップが形成されるもので
    あり、前記薄膜の反射率、屈折率、膜厚を測定する位置
    は前記半導体チップが形成されていない部位に配置され
    ることを特徴とするレジスト塗布装置。
JP2005760A 1990-01-12 1990-01-12 レジスト塗布方法およびその装置 Expired - Fee Related JP3017762B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005760A JP3017762B2 (ja) 1990-01-12 1990-01-12 レジスト塗布方法およびその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005760A JP3017762B2 (ja) 1990-01-12 1990-01-12 レジスト塗布方法およびその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03211719A JPH03211719A (ja) 1991-09-17
JP3017762B2 true JP3017762B2 (ja) 2000-03-13

Family

ID=11620081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005760A Expired - Fee Related JP3017762B2 (ja) 1990-01-12 1990-01-12 レジスト塗布方法およびその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3017762B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4018899B2 (ja) * 2001-11-19 2007-12-05 株式会社Sokudo 基板処理ユニット、基板処理装置及び基板処理方法
JP2004045491A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Sumitomo Bakelite Co Ltd ポジ型感光性樹脂の膜形成方法
JP2012504752A (ja) * 2008-10-01 2012-02-23 ピーター ヴォルターズ ゲーエムベーハー 円盤状加工物の厚さを測定する方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6115072U (ja) * 1984-06-29 1986-01-28 ホ−ヤ株式会社 レジスト塗布装置
JPS62235734A (ja) * 1986-04-04 1987-10-15 Nec Corp 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03211719A (ja) 1991-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5393624A (en) Method and apparatus for manufacturing a semiconductor device
JP4040697B2 (ja) 高効率フォトレジストコーティング
US7371022B2 (en) Developer endpoint detection in a track lithography system
JP2560371B2 (ja) 基板処理システム
KR20190114787A (ko) 리소그래피 장치, 패턴 형성 방법, 및 물품 제조 방법
US7238454B2 (en) Method and apparatus for producing a photomask blank, and apparatus for removing an unnecessary portion of a film
JPH09260263A (ja) 周辺露光装置
KR900001665B1 (ko) 레지스트 도포방법
US20010022897A1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP3017762B2 (ja) レジスト塗布方法およびその装置
JP2816866B2 (ja) 処理方法および処理装置
JPH1038513A (ja) 表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置
US6924072B2 (en) Method for exposing a peripheral area of a wafer and apparatus for performing the same
JPS62282445A (ja) 検査用基板とその製造方法
US20080289656A1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
US6252670B1 (en) Method for accurately calibrating a constant-angle reflection-interference spectrometer (CARIS) for measuring photoresist thickness
JPH08236419A (ja) 位置決め方法
JPH0423816B2 (ja)
JPS60177623A (ja) 露光装置
JP2000042472A (ja) 塗布異常検出手段を有す薄膜塗布装置と露光装置及び薄膜塗布方法
KR0139814B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
Metz et al. In-situ film thickness measurements for real-time monitoring and control of advanced photoresist track coating systems
KR20000018615A (ko) 반도체소자의 제조장비
JPH11340134A (ja) 基板処理装置
JPH03112121A (ja) 露光システム

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees