JP5056582B2 - 塗布、現像装置、塗布、現像方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
基板に薬液を供給して塗布膜である下地膜を形成する下地膜形成モジュールと、
前記下地膜を形成するときの処理パラメータに応じて基板面内の下地膜の膜厚分布を求める手段と、
レジストパターンが形成された基板表面に光を照射するための光照射部と、
この光照射部の照射領域から反射された光を受光する受光部と、
この受光部が受光した光についてその波長と光に含まれる情報との関係を示す光情報プロファイルを取得する手段と、
レジストパターンの少なくとも線幅を含むパターン情報と、下地膜の膜厚と、前記光情報プロファイルとを対応付けたデータが記憶された第1の記憶部と、
前記光照射部の光の照射位置における下地膜の膜厚を前記膜厚分布から求め、その下地膜の膜厚と取得した光情報プロファイルとに対応するパターン情報を前記データに基づいて求める手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記処理パラメータは、この薬液ノズルから薬液が供給されているときの基板の回転数及び薬液の供給が停止した後で薬液を乾燥させるための基板の回転数を含んでいてもよく、前記下地膜は例えば反射防止膜である。
基板にレジストを供給して、塗布膜であるレジスト膜を形成するレジスト膜形成モジュールと、
前記レジスト膜を形成するときの処理パラメータに応じて基板面内のレジスト膜の膜厚分布を求める手段と、
レジストパターンが形成された基板表面に光を照射するための光照射部と、
この光照射部の照射領域から反射された光を受光する受光部と、
この受光部が受光した光についてその波長と光に含まれる情報との関係を示す光情報プロファイルを取得する手段と、
レジストパターンの少なくとも線幅を含むパターン情報と、レジスト膜の膜厚と、前記光情報プロファイルとを対応付けたデータが記憶された第1の記憶部と、
前記光照射部の光の照射位置におけるレジスト膜の膜厚を前記膜厚分布から求め、そのレジスト膜の膜厚と取得した光情報プロファイルとに対応するパターン情報を前記データに基づいて求める手段と、
を備えたことを特徴とする。
基板に薬液を供給して塗布膜である下地膜を形成する工程と、
前記下地膜を形成するときの処理パラメータに応じて基板面内の下地膜の膜厚分布を求める工程と、
レジストパターンが形成された基板表面に光を照射する工程と、
前記基板表面の光の照射領域から反射された光を受光する工程と、
この受光した光についてその波長と光に含まれる情報との関係を示す光情報プロファイルを取得する工程と、
前記基板表面の光の照射位置における下地膜の膜厚を前記膜厚分布から求める工程と、
その下地膜の膜厚と取得した光情報プロファイルとレジストパターンの少なくとも線幅を含むパターン情報とを対応付けたデータに基づいて、前記光の照射位置における下地膜の膜厚と、前記光情報プロファイルとに対応する前記パターン情報を求める工程と、
を備えたことを特徴とする。
基板にレジストを供給して、塗布膜であるレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜を形成するときの処理パラメータに応じて基板面内のレジスト膜の膜厚分布を求める工程と、
レジストパターンが形成された基板表面に光を照射する工程と、
前記基板表面の光の照射領域から反射された光を受光する工程と、
この受光した光についてその波長と光に含まれる情報との関係を示す光情報プロファイルを取得する工程と、
前記基板表面の光の照射位置におけるレジスト膜の膜厚を前記膜厚分布から求める工程と、
そのレジスト膜の膜厚と取得した光情報プロファイルとレジストパターンの少なくとも線幅を含むパターン情報とを対応付けたデータに基づいて、前記光の照射位置におけるレジスト膜の膜厚と、前記光情報プロファイルとに対応する前記パターン情報を求める工程と、
を備えたことを特徴とする。
本発明の記憶媒体は、その表面にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜が露光された後の基板を現像して基板表面にレジストパターンを形成する塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の塗布、現像方法を実施するためのものであることを特徴とする。
下地膜の代わりにレジスト膜の膜厚分布を求め、それに基づいて照射位置のレジスト膜の膜厚を得る場合も、レジストの膜厚分布による前記照射位置のレジストの膜厚の誤差が抑えられるので、同様に精度高くパターン情報を得ることができる。
図1は塗布、現像装置2に露光装置C4が接続されたレジストパターン形成システムの平面図であり、図2は同システムの斜視図である。また、図3は同システムの縦断面図である。この現像装置2にはキャリアブロックC1が設けられており、その載置台21上に載置された密閉型のキャリア20から受け渡しアーム22がウエハWを取り出して検査ブロックC5を介して処理ブロックC2に受け渡し、処理ブロックC2から検査ブロックC5を介して受け渡しアーム22が処理済みのウエハWを受け取ってキャリア20に戻すように構成されている。
ウエハWを載置するためのステージ41を備えており、ステージ41の下方には当該ステージ41を鉛直軸周りに回転させる回転駆動部42が設けられ、回転駆動部42はXY駆動部43上に設けられており、XY駆動部43は回転駆動部42と共にステージ41を水平面において縦横(図中XY方向)に移動させる。
ところで、現実にはレシピとして設定されているものとは異なる成膜条件で反射防止膜を成膜する場合がある。このような場合において、前記照射領域46における反射防止膜の膜厚を求めることができる塗布、現像装置の制御部8の構成について図12に示している。図で制御部7と同様に構成されている部分については同じ符号を付している。この制御部8のバス71には、記憶部81が接続されている。この記憶部81には、反射防止膜の成膜条件ごとに、その成膜条件の変動に対する反射防止膜の膜厚分布の変動を算出するためのデータが記憶されており、図13はそのデータのイメージを示したものである。
また、上記実施形態では反射防止膜の膜厚分布を、その反射防止膜を形成する際の成膜条件から決定しているが、このように反射防止膜の膜厚分布を決定する代わりに、レジスト膜の膜厚分布について当該レジスト膜を形成する際の成膜条件(処理パラメータ)から決定するようにしてもよい。図14は第1の実施形態と同様にレシピを指定することで、そのレシピに応じたレジスト膜の膜厚分布が決定され、その膜厚分布に基づいて光の照射領域46のレジスト膜の膜厚が決定される構成を有する制御部9を示したものである。
評価試験1
評価試験1−1として、シミュレーションによりシリコン膜、反射防止膜、レジスト膜が下から上に向けてこの順に積層されたウエハを設定し、そのウエハにおいて検査用パターンとして上部CDを30nm、下部CDを70nm、レジスト膜厚を110nm、ピッチを100nmに夫々設定すると共に反射防止膜の膜厚を75nmに設定した。ただし、ウエハの面内で反射防止膜は最大2nm程度の誤差が発生するものとして設定した。また、この試験では背景技術の欄に示したようにウエハWに光を照射して得られた光情報プロファイルのみを、光情報プロファイルと反射防止膜の膜厚とパターン情報とが対応付けられて記憶された記憶部1Cに照合するようにして、レジストパターン情報と共に反射防止膜の膜厚も決定するようにした。つまりこの評価試験1−1では反射防止膜の膜厚をパラメータとしている。そして、設定されたウエハの各部について繰り返し検査を行い、検査により決定されたパターン情報と上記のように設定された検査用パターンとの誤差の程度について測定した。
検査用パターンとして上部CDを32nm、下部CDを32nm、レジスト膜厚を80nm、ピッチを64nmに夫々設定すると共に反射防止膜の膜厚を64nmに夫々設定した他は、評価試験1−1、1−2と同様にシミュレーションを行った。評価試験2−1では評価試験1−1と同様に反射防止膜の膜厚をパラメータとし、評価試験2−2では評価試験1−2と同様に反射防止膜の膜厚を設計値である64nmに固定して、検査を行った。
背景技術の欄で説明したように、反射防止膜に対して上記のスキャトロメトリを利用した検査を行い反射防止膜の膜厚を決定後、レジストパターンに光を照射し、得られた光情報プロファイルと決定された反射防止膜の膜厚とに基づいてレジストパターン情報を求める検査方法(評価試験3−1)のスループットと、本発明の実施形態の検査方法(評価試験3−2)とのスループットとについてシミュレーションを行うことにより比較した。評価試験3−1では、反射防止膜と、それに近接するレジストパターンとについて夫々5カ所、つまり計10カ所に光を照射して検査を行い、その5カ所についてのパターン情報を得ている。評価試験3−2においては、レジストパターンの5カ所に光を照射し、これら各所についてパターン情報を得ている。最初の測定を行い、次の測定箇所へ移動するまでの時間を2.8秒、ウエハの搬入搬出に要する時間を6.5秒、その他の例えば搬入されたウエハWを識別する時間を1秒として設定した。
評価試験4として、シミュレーションによりシリコン膜、反射防止膜、レジスト膜が下から上に向けてこの順に積層されたウエハを設定し、そのウエハにおいて検査用パターンとして上部CDを30nm、下部CDを70nm、レジスト膜厚を110nm、ピッチを100nmに夫々設定すると共に反射防止膜の膜厚を75nmに設定した。そしてシミュレーションにより光照射部からこのウエハに光を照射したときに得られる光情報プロファイルの波形データ(理論波形)を算出した。続いて反射防止膜の膜厚に±2nmの誤差があったとした場合、つまり実際の反射防止膜の膜厚が73nmあるいは77nmであったとした場合に前記理論波形から得られるレジストパターン情報と上記の設定された検査用パターンとを比較した。その結果、上部CD、下部CD、レジスト膜厚について、いずれも誤差が生じていた。このことから上述のように反射防止膜の膜厚を固定するにあたり、固定した値が実際の膜厚からずれていると得られるパターン情報は実際のパターン情報からずれてしまうことが確認された。しかし本発明は膜厚分布を求めているので、実際の反射防止膜の膜厚と、記憶部のデータに参照する膜厚との間の誤差が抑えられ、得られるレジストパターン情報の精度を向上させることができると考えられる。
C1 キャリアブロック
C2 処理ブロック
C5 検査ブロック
3 反射防止膜形成モジュール
31 塗布部
4 検査モジュール
44 光照射部
45 受光部
46 光照射領域
50 コントローラ
61 反射防止膜
62 レジスト膜
63 レジストパターン
7 制御部
Claims (17)
- その表面に下地膜が形成された基板にレジスト膜を積層し、そのレジスト膜が露光された後の基板を現像してレジストパターンを形成する塗布、現像装置において、
基板に薬液を供給して塗布膜である下地膜を形成する下地膜形成モジュールと、
前記下地膜を形成するときの処理パラメータに応じて基板面内の下地膜の膜厚分布を求める手段と、
レジストパターンが形成された基板表面に光を照射するための光照射部と、
この光照射部の照射領域から反射された光を受光する受光部と、
この受光部が受光した光についてその波長と光に含まれる情報との関係を示す光情報プロファイルを取得する手段と、
レジストパターンの少なくとも線幅を含むパターン情報と、下地膜の膜厚と、前記光情報プロファイルとを対応付けたデータが記憶された第1の記憶部と、
前記光照射部の光の照射位置における下地膜の膜厚を前記膜厚分布から求め、その下地膜の膜厚と取得した光情報プロファイルとに対応するパターン情報を前記データに基づいて求める手段と、
を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。 - 前記下地膜の膜厚分布を求める手段は、前記処理パラメータと膜厚分布とを対応付けたデータを記憶する第2の記憶部を備え、処理パラメータとこの第2の記憶部に記憶されているデータとに基づいて膜厚分布を求めるものであることを特徴とする請求項1記載の塗布、現像装置。
- 前記下地膜の膜厚分布を求める手段は、前記処理パラメータに基づいて演算により膜厚分布を求めるものであることを特徴とする請求項1記載の塗布、現像装置。
- 前記下地膜形成モジュールは基板の中央部に前記薬液を供給する薬液ノズルと、基板の裏面中央部を保持し、鉛直軸回りに当該基板を回転させて、遠心力により前記薬液を基板の中央部から周縁部に広げる保持部とを備え、
前記処理パラメータは、この薬液ノズルから薬液が供給されているときの基板の回転数及び薬液の供給が停止した後で薬液を乾燥させるための基板の回転数を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。 - 前記下地膜は反射防止膜であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
- 基板の表面にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜が露光された後の基板を現像してレジストパターンを形成する塗布、現像装置において、
基板にレジストを供給して、塗布膜であるレジスト膜を形成するレジスト膜形成モジュールと、
前記レジスト膜を形成するときの処理パラメータに応じて基板面内のレジスト膜の膜厚分布を求める手段と、
レジストパターンが形成された基板表面に光を照射するための光照射部と、
この光照射部の照射領域から反射された光を受光する受光部と、
この受光部が受光した光についてその波長と光に含まれる情報との関係を示す光情報プロファイルを取得する手段と、
レジストパターンの少なくとも線幅を含むパターン情報と、レジスト膜の膜厚と、前記光情報プロファイルとを対応付けたデータが記憶された第1の記憶部と、
前記光照射部の光の照射位置におけるレジスト膜の膜厚を前記膜厚分布から求め、そのレジスト膜の膜厚と取得した光情報プロファイルとに対応するパターン情報を前記データに基づいて求める手段と、
を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。 - 前記レジスト膜の膜厚分布を求める手段は、前記処理パラメータと膜厚分布とを対応付けたデータを記憶する第2の記憶部を備え、処理パラメータとこの第2の記憶部に記憶されているデータとに基づいて膜厚分布を求めるものであることを特徴とする請求項6記載の塗布、現像装置。
- 前記レジスト膜の膜厚分布を求める手段は、前記処理パラメータに基づいて演算により膜厚分布を求めるものであることを特徴とする請求項6記載の塗布、現像装置。
- 前記レジスト膜の膜厚分布は、現像処理後におけるレジスト膜の膜厚分布であることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
- 前記光情報プロファイルは、光の波長と、反射率あるいは偏光成分との関係であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
- その表面に下地膜が形成された基板にレジスト膜を積層し、そのレジスト膜が露光された後の基板を現像してレジストパターンを形成する塗布、現像方法において、
基板に薬液を供給して塗布膜である下地膜を形成する工程と、
前記下地膜を形成するときの処理パラメータに応じて基板面内の下地膜の膜厚分布を求める工程と、
レジストパターンが形成された基板表面に光を照射する工程と、
前記基板表面の光の照射領域から反射された光を受光する工程と、
この受光した光についてその波長と光に含まれる情報との関係を示す光情報プロファイルを取得する工程と、
前記基板表面の光の照射位置における下地膜の膜厚を前記膜厚分布から求める工程と、
その下地膜の膜厚と取得した光情報プロファイルとレジストパターンの少なくとも線幅を含むパターン情報とを対応付けたデータに基づいて、前記光の照射位置における下地膜の膜厚と、前記光情報プロファイルとに対応する前記パターン情報を求める工程と、
を備えたことを特徴とする塗布、現像方法。 - 前記下地膜の膜厚分布を求める工程は、前記処理パラメータと膜厚分布とを対応付けたデータに基づいて膜厚分布を求める工程であることを特徴とする請求項11記載の塗布、現像方法。
- 前記下地膜の膜厚分布を求める工程は、前記処理パラメータに基づいて演算により膜厚分布を求める工程であることを特徴とする請求項10記載の塗布、現像方法。
- 基板の表面にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜が露光された後の基板を現像してレジストパターンを形成する塗布、現像方法において、
基板にレジストを供給して、塗布膜であるレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜を形成するときの処理パラメータに応じて基板面内のレジスト膜の膜厚分布を求める工程と、
レジストパターンが形成された基板表面に光を照射する工程と、
前記基板表面の光の照射領域から反射された光を受光する工程と、
この受光した光についてその波長と光に含まれる情報との関係を示す光情報プロファイルを取得する工程と、
前記基板表面の光の照射位置におけるレジスト膜の膜厚を前記膜厚分布から求める工程と、
そのレジスト膜の膜厚と取得した光情報プロファイルとレジストパターンの少なくとも線幅を含むパターン情報とを対応付けたデータに基づいて、前記光の照射位置におけるレジスト膜の膜厚と、前記光情報プロファイルとに対応する前記パターン情報を求める工程と、
を備えたことを特徴とする塗布、現像方法。 - 前記レジスト膜の膜厚分布を求める工程は、前記処理パラメータと膜厚分布とを対応付けたデータに基づいて膜厚分布を求める工程であることを特徴とする請求項14記載の塗布、現像方法。
- 前記レジスト膜の膜厚分布を求める工程は、前記処理パラメータに基づいて演算により膜厚分布を求める工程であることを特徴とする請求項14記載の塗布、現像方法。
- その表面にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜が露光された後の基板を現像して基板表面にレジストパターンを形成する塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項11ないし16のいずれか一つに記載の塗布、現像方法を実施するためのものであることを特徴とする記憶媒体。
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