JPH0240909A - 半導体装置の製造方法 - 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、半導体装置を製造する方法に関する。

（従来の技術） 一般に、半導体装置の製造工程では、半導体ウェハに複
数回のフォトリソグラフィーを施して、−枚の半導体ウ
ェ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。

このような半導体装置は、近年急速に高集積化されてお
り、そのパターンも超微細化される傾向にある。

一方、フォトリソグラフィーによって微細パターンを正
確に転写するためには、クリーントラック（商標）と呼
ばれる塗布現像装置によりレジト幕を塗布現像する。こ
の工程において集積化が高くなるにつれてレジスト膜を
正確に所定膜厚に形成する必要がある。このため、コー
ティング装置の改良も進められ、現在では、膜厚のばら
付きを４〜５ｎｍ程度の誤差範囲内とすることのできる
スピンコーティング装置等が開発されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、スピンコーティング装置等によってレジ
スト膜を形成する場合、周囲のｌＨ度あるいは湿度の違
い等により形成されるレジストの膜厚はわずかながら変
化する。また−枚の半導体ウェハ内であっても、例えば
中央部で膜厚が厚くなり、周辺部で膜厚が薄くなるよう
な膜厚の勾配も生じることがあり、レジストの膜厚の変
化により、形成されるパターンの線幅が変化する。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、従来に較べてより高精度に微細パターンを形成するこ
とができ、品質の良好な半導体装置を製造することので
きる半導体装置の製造方法を提供しようとするものであ
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、レジスト膜の膜厚を４−１定し、こ
の膜厚の測定結果に基いて露光工程の露光量を制御する
こと特徴とする。

（作　用） 本発明方法によれば、レジスト膜の膜厚を測定し、膜厚
に応じて露光量を制御するので、従来に較べてより高精
度に微細パターンを形成することができ、品質の良好な
半導体装置を製造することができる。

（実施例） 本発明は、半導体ウェア１表面にレジスト膜を形成する
成膜工程と、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工程と、前記レジスト膜を現
像する現像工程とを有する半導体装置の製造方法におい
て、前記レジスト膜の膜厚を測定し、この膜厚の測定結
果に基いて前記露光工程の露光量を変化させること特徴
とする。

以下、本発明方法の実施例を図面を参照して説明する。

ステッパー（露光量＠）１には、半導体ウニ／Ｘ２を保
持し、ＸおよびＹ方向に移動可能に構成されたウェハ載
置台３が設けられている。また、この、ウェハ載置台３
の上方には、半導体ウェハ２に図示しないレチクルマス
クを介してｌチップ毎に露光を行う露光光学系４が配設
されている。さらに、この露光光学系４の側方には、例
えばレーザ光源およびその反射光を検出するためのテレ
ビカメラおよび画像処理装置等からなるアライメント機
構うが配設されており、このアライメント機構５は、制
御部６を介してウェハ載置台３を移動させることにより
、半導体ウェハ２と露光光学系４との相対的な位置を所
定位置にアライメントするよう構成されている。

また、このステッパー１には、半導体ウェハ２表面に光
を照射しその反射光を測定することにより、レジスト膜
の膜厚を測定する膜厚１１１１Ｊ定装置７が配設されて
いる。そして、この膜厚測定装置７によるレジスト膜の
膜厚値のΔ−１定結果は、制御部６に人力され、この測
定結果に基づいて制御部６は、露光光学系４による露光
量（露光時間）が最適露光量（最適露光時間）となるよ
う制御する如く構成されている。上記膜厚の測定位置は
ウェハの中央部周辺部など適宜選択され、それぞれの位
置における膜厚値に応じた露光処理を行う。

すなわち、第２図に示すように、アライメント機構５に
よって所定部位例えば半導体チップ２ｂに対して露光を
行うようアライメントを行うと、この半導体チップ２ｂ
の１周囲のスクライブライン２ａに膜厚測定装置７から
ビーム光７ａが照射されるようこれらの相対位置が設定
されている。なお、このビーム光７ａは、レジスト膜が
感光しないような波長、例えば５［ｉ０ｎｍ以上の波長
であって、ビーム径が、例えば５０〜１００μｍ程度例
えばエキシマレーザが用いられる。

そして、膜厚ｒｍ定装置７は、このスクライブライン２
ａからの反射光のうち、例えば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電気
信号に変換し、予め測定し記憶されたリファレンスの測
定結果と比較して膜厚を演算するよう構成されている。

なお、スクライブライン２ａによって膜厚を測定するの
は、半導体ウェハ２の半導体チップ２ｂが形成されてい
る領域は、下地すなわち半導体ウェハ２の表面に凹凸が
形成されているため、膜厚測定を行うことが困難なため
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、予め実験等によりテーブル等として求め
ておくことが好ましい。

すなわち、この実施例の半導体装置の製造方法では、ス
テッパー１によるｌ露光毎に、膜厚測定装置７によりし
、シスト膜の膜厚を測定し、この測定結果に応じてステ
ッパー１の露光量を最適に制御する。したがって、例え
ば−枚の半導体ウェア１２内にレジスト膜厚の勾配が存
在するような場合でも、各チップ毎に最適な露光量で露
光を行うことができ、高精度に微細パターンを形成する
ことができる。

また、この実施例では、半導体ウェハ２のスクライブラ
イン２ａの部位でレジスト膜の膜厚を測定するので、各
工程においてレジスト膜厚を測定することができ、これ
ら各工程において最適な露光量で露光を行うことができ
る。

なお、膜厚測定装置７による膜厚測定は、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４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７による膜厚測定と露
光光学系４による露光とを同時に開始し、膜厚測定結果
が出た時点で露光時間を制御するよう構成することもて
きる。この場合は、ステッパー１のスループットをほと
んど損うことなく上記方法を実行することができる。ま
た、膜厚ｉ’１ｌｌＪ定装置７による膜厚ΔＩＩＪ定は
１露光毎に行わなくとも、例えば１枚の半導体ウェハ２
に対して数回行うよう構成してもよい。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ステ
ッパヘウェハを搬送し、上記露光工程を実行する。この
露光工程後ウェハを現像工程に搬送する。

［発明の効果］ 上述のように、本発明の半導体装置の製造方法によれば
、従来に較べてより高精度に微細パターンを形成するこ
とができ、品質の良好な半導体装置を製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方法を説明するための測定装
置の構成図、第２図は本発明の一実施例方法を説明する
ための半導体ウェハの平面図である。 １・・・・・・ステッパー　２・・・・・・半導体ウェ
ハ、３・・・・・・ウェハ載置台、４・・・・・・露光
光学系、５・・・・・・アライメント機構、６・・・・
・・制御部、７・・・・・・膜厚測定装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レジスト膜の膜厚を測定し、この膜厚の測定結果
   に基いて露光工程の露光量を制御すること特徴とする半
   導体装置の製造方法。