明 細 書 Specification
露光条件補正方法、基板処理装置、およびコンピュータプログラム 技術分野 Exposure condition correction method, substrate processing apparatus, and computer program
[0001] 本発明は、半導体ウェハやフラットパネルディスプレイ (FPD)用基板に形成された レジスト膜を露光する際の露光条件を最適に設定することができる露光条件補正方 法、当該露光条件補正方法を実施するための基板処理装置、当該露光条件補正方 法を実行するためのコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to an exposure condition correction method capable of optimally setting an exposure condition when exposing a resist film formed on a semiconductor wafer or a flat panel display (FPD) substrate, and the exposure condition correction method The present invention relates to a substrate processing apparatus for carrying out the above and a computer program for executing the exposure condition correction method.
背景技術 Background art
[0002] 例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、ゥェ ハの表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を所定のパター ンで露光し、現像処理することにより、レジスト膜にパターンを形成している。 [0002] For example, in a photolithography process in a semiconductor device manufacturing process, a resist solution is applied to the wafer surface to form a resist film, and the resist film is exposed to a predetermined pattern and developed. Thus, a pattern is formed on the resist film.
[0003] フォトリソグラフィー工程にぉ 、て、形成されたレジストパターンが所望の線幅、形状 を有しているかを確認するために、レジストパターンの線幅や LER (Line Edge Rough ness)を、定期的に測定している。そして、レジストパターンが所望の線幅、形状から 外れている場合には、露光条件の補正を行う。 In order to confirm whether the formed resist pattern has a desired line width and shape during the photolithography process, the resist pattern line width and LER (Line Edge Roughness) are regularly checked. Is measured. If the resist pattern deviates from the desired line width and shape, the exposure conditions are corrected.
[0004] このようなレジストパターンの線幅等の測定には、 SEMが一般的に使用されている 。しかし、 SEMによる観察は、レジストパターンを直視することができる利点はあるも のの、測定に長い時間を要すること、装置操作や形状観察に経験が求められること、 観察者の主観が入りやすいこと、 LERのために線幅の信頼性を維持することが困難 になっていること等の欠点がある。そこで、近年、 SEMに代えて、スキヤテロメトリ(Sea tterometry)技術を用いた方法が用いられるようになってきて!/、る。 [0004] SEM is generally used for measuring the line width and the like of such a resist pattern. However, although SEM observation has the advantage that the resist pattern can be viewed directly, it takes a long time for measurement, experience is required for device operation and shape observation, and observer's subjectivity is easy to enter. There are disadvantages such as difficulty in maintaining the reliability of line width due to LER. Therefore, in recent years, instead of SEM, a method using a skitterometry technique has come to be used! /
[0005] スキヤテロメトリ技術とは、任意のパターン形状に対して回折光強度分布を計算して 、例えば、予めライブラリを作成しておき、測定対象のノターンに光を入射し、回折光 強度の角度方向分布を検出し、その検出結果と上記のライブラリとのパターンマッチ ングにより測定対象のパターンの幅、高さ等を推定するものであり、例えば特許文献 1に開示されている。 [0005] Sky telometry technology is to calculate the diffracted light intensity distribution for an arbitrary pattern shape, for example, to create a library in advance and to enter the light into the measurement target, and to measure the diffracted light intensity. An angular direction distribution is detected, and the width, height, etc. of the pattern to be measured are estimated by pattern matching between the detection result and the above-mentioned library.
[0006] 一方、レジスト塗布'現像装置と露光装置とは、現状、メーカーが異なっており、これ
らはそれぞれ別個に制御されていることから、露光条件の補正は、従来から、所定の テストパターンで露光量とフォーカス値を変化させて露光されたレジストパターンを準 備し、その形状測定を SEM観察により行って適正露光条件を把握し、装置オペレー タが露光装置にその適正露光条件を入力することにより行われている。 [0006] On the other hand, there are currently different manufacturers of resist coating and developing devices and exposure devices. Are controlled separately, the correction of exposure conditions has conventionally been done by preparing an exposed resist pattern by changing the exposure amount and focus value with a predetermined test pattern, and measuring its shape by SEM. This is done by observing the appropriate exposure conditions and inputting the appropriate exposure conditions to the exposure equipment by the equipment operator.
[0007] しかし、このような手法では、 SEM観察による形状測定の際におけるミスや、人手を 介してデータを入力する際における、正負号の逆入力、小数点の位置違い等の入力 ミス等の人為的ミスが発生し、製品とならない無駄な処理が行われたり、製品の品質 が低下する等の問題が生じる。 [0007] However, in such a method, human error such as an error in shape measurement by SEM observation, an input error such as reverse input of the positive / negative sign, misplacement of decimal point, etc. when data is input manually. A mistake occurs and wasteful processing that does not result in a product is performed, and the quality of the product deteriorates.
[0008] 上記特許文献 1には、上述したスキヤテロメトリによる測定結果により露光時間およ び露光量を制御することが可能であることが記載されているが、この技術を用いて露 光条件を補正する具体的な手法にっ 、ては何ら開示されて 、な 、。 [0008] Patent Document 1 describes that it is possible to control the exposure time and the exposure amount based on the measurement results obtained by the above-described sky telometry. There is no specific method for correcting this.
特許文献 1:特開 2002— 260994号公報 Patent Document 1: JP 2002-260994 A
発明の開示 Disclosure of the invention
[0009] 本発明の目的は、人為的なミスを生じさせずに、レジストパターンの形状測定結果 から、最適な露光条件を露光装置に設定することができる露光条件補正方法を提供 することにある。 [0009] An object of the present invention is to provide an exposure condition correction method capable of setting an optimal exposure condition in an exposure apparatus from a resist pattern shape measurement result without causing an artificial mistake. .
[0010] また、本発明の他の目的は、この露光条件補正方法を実行するための基板処理装 置およびコンピュータプログラムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a computer program for executing this exposure condition correction method.
[0011] 本発明の第 1の観点によれば、基板にレジスト膜を形成することと、前記レジスト膜 の複数の部位を同一パターンで露光パラメータを変えて逐次露光することと、前記露 光後の基板を現像することと、現像により形成されたレジストパターンの形状をスキヤ テロメトリ技術により測定することと、前記スキヤテロメトリ技術により測定された形状デ ータと用いられた露光パラメータとの関係力 最適露光パラメータを決定することと、 以後の基板が前記最適露光パラメータで露光されるように露光条件を補正することと を有する露光条件補正方法が提供される。 [0011] According to a first aspect of the present invention, a resist film is formed on a substrate, a plurality of portions of the resist film are sequentially exposed with different exposure parameters in the same pattern, and after the exposure The relationship between the development of the substrate, the shape of the resist pattern formed by the development using the skier telometry technique, and the shape data measured by the skier telometry technique and the exposure parameters used There is provided an exposure condition correction method comprising: determining an optimum exposure parameter; and correcting an exposure condition so that a subsequent substrate is exposed with the optimum exposure parameter.
[0012] 本発明の第 2の観点によれば、基板にレジスト膜を形成するレジスト膜形成部と、基 板に形成されたレジスト膜を所定のパターンで露光する露光処理部と、露光処理さ れた基板を現像する現像処理部と、現像されたレジストパターンの形状をスキヤテロ
メトリ技術により測定するパターン形状測定部と、前記レジスト膜形成部、前記現像処 理部、および前記パターン形状測定部を制御する第 1制御部と、前記露光処理部を 制御する第 2制御部と、前記第 1制御部と前記第 2制御部との間でデータ通信を行う ためのインターフェースとを具備し、前記第 1制御部と前記第 2制御部は、前記インタ 一フェースを介してデータ通信を行いながら、基板にレジスト膜を形成し、このレジス ト膜の複数の部位を同一パターンで露光パラメータを変えながら逐次露光し、現像し 、形成されたレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定し、測定された 形状データと用いられた露光パラメータとの関係力 最適露光パラメータを決定し、 以後の基板にっ ヽて決定された最適露光パラメータで露光されるように露光条件を 補正する制御を行う、基板処理装置を提供する。 [0012] According to a second aspect of the present invention, a resist film forming unit that forms a resist film on a substrate, an exposure processing unit that exposes the resist film formed on the substrate in a predetermined pattern, and an exposure processing The development processing section that develops the developed substrate and the shape of the developed resist pattern A pattern shape measuring unit for measuring by a measurement technique, a first control unit for controlling the resist film forming unit, the development processing unit, and the pattern shape measuring unit; a second control unit for controlling the exposure processing unit; An interface for performing data communication between the first control unit and the second control unit, and the first control unit and the second control unit communicate data via the interface. A resist film is formed on the substrate, and multiple portions of the resist film are successively exposed while changing the exposure parameters in the same pattern, developed, and the shape of the formed resist pattern is measured by the skiterometry technique. The relationship between the measured shape data and the exposure parameters used The optimum exposure parameters are determined and exposure is determined with the optimum exposure parameters determined for the subsequent substrates. Provided is a substrate processing apparatus that performs control to correct exposure conditions so that light is emitted.
[0013] 本発明の第 3の観点によれば、基板にレジスト膜を形成する塗布膜形成部と、基板 に形成されたレジスト膜を所定のパターンで露光する露光処理部と、露光処理された 基板を現像する現像処理部と、現像されたレジストパターンの形状データをスキヤテ ロメトリ技術により測定するパターン形状測定部と、を有する基板処理装置を用い、基 板にレジスト膜を形成することと、前記レジスト膜の複数の部位を同一パターンで露 光パラメータを変えて逐次露光することと、露光後の基板を現像することと、現像によ り形成されたレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定することと、測定 された形状データと用いられた露光パラメータとの関係から最適露光パラメータを決 定することと、以後の基板をその最適露光パラメータで露光するために露光条件を補 正することとを含む処理が実行されるように、コンピュータに前記基板処理装置を制 御させるソフトウェアを含むコンピュータプログラムが提供される。 [0013] According to a third aspect of the present invention, a coating film forming unit that forms a resist film on a substrate, an exposure processing unit that exposes the resist film formed on the substrate in a predetermined pattern, and an exposure process Forming a resist film on a substrate using a substrate processing apparatus having a development processing unit that develops the substrate and a pattern shape measurement unit that measures shape data of the developed resist pattern by a skitometry technique; Sequential exposure of multiple parts of the resist film using the same pattern with different exposure parameters, development of the exposed substrate, and measurement of the shape of the resist pattern formed by development using the scan telometry technique Determining the optimum exposure parameter from the relationship between the measured shape data and the exposure parameter used, and determining the optimum exposure pattern for subsequent substrates. As processing including the method comprising compensation exposure conditions to the exposure in meter is executed, the computer program including software for the cause substrate processing apparatus control is control in a computer is provided.
[0014] 本発明にお 、て、露光処理にぉ 、て補正の対象とする露光パラメータとしては露光 量とフォーカス値を用いることができ、露光量を一定としてフォーカス値を変化させて 最適フォーカス値を求めるか、または、露光量とフォーカス値をそれぞれ変化させて 最適露光量と最適フォーカス値を求めることが可能である。 In the present invention, the exposure amount and the focus value can be used as exposure parameters to be corrected in the exposure process, and the optimum focus value can be obtained by changing the focus value while keeping the exposure amount constant. It is possible to obtain the optimum exposure value and the optimum focus value by changing the exposure amount and the focus value, respectively.
[0015] スキヤテロメトリ技術によるレジストパターンの形状測定は、基板における露光の 1シ ヨット領域内の決められた位置関係にある複数のポイントに所定波長の光を照射し、 そのポイント毎に分光反射スペクトルを測定し、得られた分光反射スペクトルを、予め
作成された分光反射スペクトルとレジストパターンの線幅とを対比させて構成されるラ イブラリと照合することにより、そのポイントにおけるレジストパターンの線幅を求めるよ うにすることが好ましい。 [0015] The resist pattern shape measurement using the skier telometry technology irradiates light of a predetermined wavelength to a plurality of points having a predetermined positional relationship within one shot area of exposure on the substrate, and spectral reflection is performed at each point. The spectrum is measured, and the obtained spectral reflection spectrum is calculated in advance. It is preferable to obtain the line width of the resist pattern at that point by collating with the library configured by comparing the created spectral reflection spectrum and the line width of the resist pattern.
[0016] 本発明によれば、複数の部位を同一パターンで露光パラメータを変えて露光し、現 像して形成されたレジストパターンの形状をスキヤテロメトリ技術により測定し、この形 状データと露光パラメータとの関係力 最適露光パラメータを決定して露光条件を補 正するので、形状測定や露光装置への入力に人手を介在させる必要がない。このた め、露光条件の補正に人為的なミスが介入することを防止することができる。また、ス キヤテロメトリ技術を用いることによって補正条件を短時間で計算することができるの で、従来よりも頻繁に露光条件のチェックを行うことが可能となる。このため、レジスト ノターンを高精度で形成することが可能となり、製品の品質を高く保持することができ るよつになる。 [0016] According to the present invention, a plurality of parts are exposed with the same pattern while changing the exposure parameters, and the shape of the resist pattern formed by the present image is measured by the skier telometry technique. Relationship with parameters Since the optimum exposure parameters are determined and the exposure conditions are corrected, it is not necessary to intervene manually for shape measurement or input to the exposure equipment. For this reason, it is possible to prevent human error from intervening in the correction of exposure conditions. In addition, since the correction conditions can be calculated in a short time by using the sky telometry technique, the exposure conditions can be checked more frequently than in the past. As a result, resist patterns can be formed with high accuracy, and product quality can be maintained at a high level.
[0017] また、上述のような、予め作成された分光反射スペクトルとレジストパターンの線幅と を対比させてライブラリを構成し、上記分光反射スペクトルをそのライブラリと照合する 手法を、例えば、露光量を一定としてフォーカス値を変化させて最適フォーカス値を 求める方法に適用した場合、得られた線幅を Y軸に、用いられたフォーカス値を X軸 にそれぞれとって、これらの関係を求めると、線幅の値が極大値または極小値を有す る曲線となるので、例えば、各ポイントでの極大値または極小値を与えるフォーカス値 の平均を最適フォーカス値とすることができる。このような計算は、コンピュータで自動 的に行われ、計算された最適フォーカス値は、コンピュータから直接に露光装置にデ ータ転送され、露光装置においてその制御部が露光条件を補正するようにすること ができる。 [0017] Further, the above-described technique for constructing a library by comparing the spectral reflection spectrum prepared in advance with the line width of the resist pattern and collating the spectral reflection spectrum with the library, for example, exposure amount Is applied to the method to find the optimum focus value by changing the focus value, and the relationship between the obtained line width on the Y-axis and the focus value used on the X-axis. Since the line width value is a curve having a maximum value or a minimum value, for example, the average of the focus values giving the maximum value or the minimum value at each point can be set as the optimum focus value. Such calculation is automatically performed by a computer, and the calculated optimum focus value is directly transferred from the computer to the exposure apparatus so that the control unit corrects the exposure condition in the exposure apparatus. be able to.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[0018] [図 1]レジスト塗布'現像処理システムの概略構成を示す平面図。 FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a resist coating / development processing system.
[図 2]レジスト塗布 ·現像処理システムの概略構成を示す正面図。 FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of a resist coating / development processing system.
[図 3]レジスト塗布 ·現像処理システムの概略構成を示す背面図。 FIG. 3 is a rear view showing a schematic configuration of a resist coating / developing system.
[図 4]レジスト塗布 ·現像処理システムと露光装置の制御系を示す図。 FIG. 4 is a diagram showing a control system for a resist coating / developing system and an exposure apparatus.
[図 5]露光量を固定し、フォーカス値を補正する方法を適用した場合のフローチャート
[図 6]ウェハにおける露光エリアの設定形態と露光順序を示す図。 [Fig.5] Flowchart when the method of correcting the focus value and fixing the exposure value is applied FIG. 6 is a diagram showing exposure area setting forms and exposure order on a wafer.
[図 7]露光エリアにおける線幅測定点の設定例を示す図。 FIG. 7 is a diagram showing a setting example of line width measurement points in an exposure area.
[図 8]レジストパターンの線幅とフォーカス値との関係を示すグラフ。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the line width of the resist pattern and the focus value.
[図 9]ウェハにおける露光エリア、露光値、フォーカス値の設定形態を示す図。 FIG. 9 is a diagram showing a setting form of an exposure area, an exposure value, and a focus value on a wafer.
[図 10]露光量毎に線幅とフォーカス値との関係を示すグラフ。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the line width and the focus value for each exposure amount.
[図 11]スキヤテロメトリ技術により測定可能なレジストパターンのパラメータを示す図。 発明を実施するための最良の形態 FIG. 11 is a diagram showing resist pattern parameters that can be measured by the skier telometry technique. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0019] 以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0020] 図 1は、レジスト膜の形成,露光後の基板の現像を行うレジスド塗布 Z現像処理シス テム 1の概略構成を示す平面図であり、図 2はその正面図であり、図 3はその背面図 である。図 1には、レジスト塗布 Z現像処理システム 1と露光装置 14とを組み合わせ た構成を示している。 FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a resist coating Z development processing system 1 for forming a resist film and developing a substrate after exposure, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. FIG. FIG. 1 shows a configuration in which the resist coating Z development processing system 1 and the exposure apparatus 14 are combined.
[0021] このレジスト塗布 Z現像処理システム 1は、搬送ステーションであるカセットステーシ ヨン 11と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション 12と、処理ステーション 12に 隣接して設けられる露光装置 14と処理ステーション 12との間でウェハ Wを受け渡す ためのインターフェイスステーション 13とを有している。 This resist coating Z development processing system 1 includes a cassette station 11 as a transfer station, a processing station 12 having a plurality of processing units, an exposure apparatus 14 and a processing station 12 provided adjacent to the processing station 12. And an interface station 13 for transferring the wafer W to and from the terminal.
[0022] カセットステーション 11において、複数枚 (例えば、 25枚)のウェハ Wが収容された ウェハカセット (CR)の搬入出が行われる。カセット載置台 20上には、ウェハカセット( CR)を載置するための位置決め突起 20aが、 X方向に沿って 1列に複数(図 1では 5 個)設けられている。ウェハカセット(CR)はウェハ搬入出口を処理ステーション 12側 に向けて載置される。 In the cassette station 11, a wafer cassette (CR) containing a plurality of (for example, 25) wafers W is loaded and unloaded. On the cassette mounting table 20, a plurality (five in FIG. 1) of positioning protrusions 20a for mounting a wafer cassette (CR) are provided in one row along the X direction. The wafer cassette (CR) is placed with the wafer loading / unloading port facing the processing station 12 side.
[0023] カセットステーション 11は、ウェハ搬送用ピック 21aを有するウェハ搬送機構 21を 備えている。このウェハ搬送用ピック 21aは、いずれかのウェハカセット(CR)に対し て選択的にアクセスでき、また、後述する処理ステーション 12の第 3処理ユニット群 G に設けられたトランジシヨンユニット(TRS— G )にアクセスできるようになっている。 The cassette station 11 includes a wafer transfer mechanism 21 having a wafer transfer pick 21a. The pick 21a for wafer transfer can selectively access any one of the wafer cassettes (CR), and a transition unit (TRS-G) provided in the third processing unit group G of the processing station 12 described later. ) Can be accessed.
3 3 3 3
[0024] 処理ステーション 12は、システム背面側(図 1上方)に、カセットステーション 11側か ら順に、第 3処理ユニット群 G、第 4処理ユニット群 Gおよび第 5処理ユニット群 Gを
備えている。また第 3処理ユニット群 Gと第 4処理ユニット群 Gとの間に第 1主搬送部 The processing station 12 has a third processing unit group G, a fourth processing unit group G, and a fifth processing unit group G in order from the cassette station 11 side on the rear side of the system (upper side in FIG. 1). I have. In addition, the first main transport unit is disposed between the third processing unit group G and the fourth processing unit group G.
3 4 3 4
Aが設けられ、第 4処理ユニット群 Gと第 5処理ユニット群 Gとの間に第 2主搬送部 A is provided, and the second main transport unit is disposed between the fourth processing unit group G and the fifth processing unit group G.
1 4 5 1 4 5
Aが設けられている。さらにシステム前面側(図 1の下側)に、カセットステーション 11 A is provided. In addition, on the front side of the system (lower side of Fig. 1), the cassette station 11
2 2
側から順に、第 1処理ユニット群 Gと第 2処理ユニット群 Gが設けられている。 In order from the side, a first processing unit group G and a second processing unit group G are provided.
1 2 1 2
[0025] 第 3処理ユニット群 Gでは、ウェハ Wに加熱処理を施す高温度熱処理ユニット(BA [0025] In the third processing unit group G, a high temperature heat treatment unit (BA
3 Three
KE)、高精度でウェハ Wの温調を行う高精度温調ユニット(CPL— G )、温調ュ-ッ KE), a high-precision temperature control unit (CPL-G) that controls the temperature of the wafer W with high accuracy,
3 Three
ト (TCP)、カセットステーション 11と第 1主搬送部 A1との間でのウェハ Wの受け渡し 部となるトランジシヨンユニット (TRS— G )が、例えば 10段に重ねられている。 A transition unit (TRS-G) serving as a wafer W transfer unit between the cassette station 11 and the first main transfer unit A1 is stacked in, for example, 10 stages.
3 Three
[0026] 第 4処理ユニット群 Gでは、例えば、レジスト塗布後のウェハ Wに加熱処理を施す In the fourth processing unit group G, for example, a heat treatment is performed on the wafer W after resist application.
4 Four
プリベータユニット(PAB)、現像処理後のウェハ Wに加熱処理を施すポストべークュ ニット(POST)、高精度温調ユニット(CPL— G )が、例えば 10段に重ねられている A pre-beta unit (PAB), a post-bake unit (POST) that heat-processes the developed wafer W, and a high-precision temperature control unit (CPL-G), for example, are stacked in 10 steps.
4 Four
。第 5処理ユニット群 Gでは、例えば、露光後現像前のウェハ Wに加熱処理を施す . In the fifth processing unit group G, for example, heat treatment is performed on the wafer W after exposure and before development.
5 Five
ポストェクスポージャーべークユニット(PEB)、高精度温調ユニット(CPL— G )が、 Post-exposure bake unit (PEB), high-precision temperature control unit (CPL-G)
5 例えば 10段に重ねられている。 5 For example, 10 layers are stacked.
[0027] 第 1主搬送部 Aの背面側には、アドヒージョンユニット (AD)と、ウェハ Wを加熱す る加熱ユニット (HP)とを有する第 6処理ユニット群 Gが設けられている。また、第 2主 On the back side of the first main transfer part A, a sixth processing unit group G having an adhesion unit (AD) and a heating unit (HP) for heating the wafer W is provided. Second main
6 6
搬送部 Aの背面側には、ウェハ Wのエッジ部を選択的に露光する周辺露光装置( On the back side of the transfer unit A, a peripheral exposure device that selectively exposes the edge of the wafer W (
2 2
WEE)と、レジストパターンの線幅をスキヤテロメトリ技術により測定する線幅測定装 置 (ODP)と、をレジスト膜厚を測定する膜厚測定装置 (FTI)とを有する第 7処理ュニ ット群 Gが設けられている。 (WEE), a line width measuring device (ODP) for measuring the line width of a resist pattern by a scan telometry technique, and a film thickness measuring device (FTI) for measuring a resist film thickness. G group G is provided.
[0028] 第 1処理ユニット群 Gでは、レジスト膜を成膜する 3つのレジスト塗布ユニット(COT )と、反射防止膜を成膜するボトムコーティングユニット (BARC)が計 5段に重ねられ ている。なお、図 1に示される' CP'はコーターカップを、 'SP'はスピンチャックを示し ている。第 2処理ユニット群 Gでは、現像ユニット(DEV)が 5段に重ねられている。 [0028] In the first processing unit group G, three resist coating units (COT) for forming a resist film and a bottom coating unit (BARC) for forming an antireflection film are stacked in a total of five stages. In FIG. 1, “CP” indicates a coater cup, and “SP” indicates a spin chuck. In the second processing unit group G, development units (DEV) are stacked in five stages.
2 2
[0029] 第 1主搬送部 Aには第 1主ウェハ搬送装置 16が設けられている。この第 1主ウェハ 搬送装置 16は、ウェハ Wを保持する 3本のアームを備えており、これらのアームは、 一体的に Z軸回りに回転し、 Z軸方向に昇降し、別々に水平方向(X—Y面内)で伸 縮自在である。これにより第 1主ウェハ搬送装置 16は、第 1処理ユニット群 G、第 3処
理ユニット群 G、第 4処理ユニット群 Gと第 6処理ユニット群 Gの各ユニットに選択的A first main wafer transfer unit 16 is provided in the first main transfer unit A. The first main wafer transfer device 16 includes three arms for holding the wafer W. These arms rotate integrally around the Z axis, move up and down in the Z axis direction, and separately in the horizontal direction. Stretchable (in the XY plane). As a result, the first main wafer transfer device 16 is connected to the first processing unit group G and the third processing unit. Selectable for each of the physical unit group G, the fourth processing unit group G, and the sixth processing unit group G
3 4 6 にアクセス可能である。第 2主搬送部 Aには、第 1主ウェハ搬送装置 16と同様の構 3 4 6 is accessible. The second main transfer unit A has the same configuration as the first main wafer transfer unit 16.
2 2
造を有する第 2主ウェハ搬送装置 17が設けられており、第 2主ウェハ搬送装置 17は 、第 2処理ユニット群 G、第 4処理ユニット群 G、第 5処理ユニット群 G、第 7処理ュ A second main wafer transfer device 17 having a structure is provided. The second main wafer transfer device 17 includes a second processing unit group G, a fourth processing unit group G, a fifth processing unit group G, and a seventh processing unit.
2 4 5 2 4 5
ニット群 Gの各ユニットに選択的にアクセス可能である。 Each unit of the knit group G can be selectively accessed.
[0030] 第 1処理ユニット群 Gとカセットステーション 11との間および第 2処理ユニット群 Gと [0030] Between the first processing unit group G and the cassette station 11 and the second processing unit group G
1 2 インターフェイスステーション 13との間にはそれぞれ、第 1,第 2処理ユニット群 G , G に処理液を供給する液温調ポンプ 24, 25と、レジスト塗布 Z現像処理システム 1外 1 2 Between the interface station 13 and the temperature control pumps 24 and 25 for supplying the processing liquid to the first and second processing unit groups G and G, respectively, and the resist coating Z developing processing system 1
2 2
の空調器からの清浄な空気を各処理ユニット群 G〜Gの内部に供給するためのダ For supplying clean air from each air conditioner to each processing unit group G to G
1 5 1 5
タト 28, 29力設けられている。 Tato 28, 29 forces are provided.
[0031] 第 1および第 2処理ユニット群 G , Gのそれぞれの最下段には、これらに薬液を供 [0031] At the lowest stage of each of the first and second processing unit groups G 1 and G, a chemical solution is supplied to them.
1 2 1 2
給するケミカルユニット(CHM) 26, 27が設けられている。また、カセットステーション 11の下側には、レジスト塗布 Z現像処理システム 1全体を制御する第 1制御部 31が 設けられている。 Chemical units (CHM) 26 and 27 are provided. A first control unit 31 that controls the resist coating Z development processing system 1 as a whole is provided below the cassette station 11.
[0032] 処理ステーション 12の背面側のパネルおよび第 1処理ユニット群 G〜第 7処理ュ ニット群 Gは、メンテナンスのために取り外しが可能となっている。 [0032] The rear panel and the first processing unit group G to the seventh processing unit group G of the processing station 12 can be removed for maintenance.
[0033] インターフェイスステーション 13は、処理ステーション 12側の第 1インターフェイスス テーシヨン 13aと、露光装置 14側の第 2インターフェイスステーション 13bとから構成さ れている。第 1インターフェイスステーション 13aには第 5処理ユニット群 Gの開口部 [0033] The interface station 13 includes a first interface station 13a on the processing station 12 side and a second interface station 13b on the exposure apparatus 14 side. The first interface station 13a has an opening for the fifth processing unit group G.
5 と対面するように第 1ウェハ搬送体 18が配置され、第 2インターフェイスステーション 1 3bには X方向に移動可能な第 2ウェハ搬送体 19が配置されている。 A first wafer carrier 18 is arranged so as to face 5, and a second wafer carrier 19 which is movable in the X direction is arranged at the second interface station 13 b.
[0034] 第 1ウェハ搬送体 18の背面側には、上力も順に、周辺露光装置 (WEE)、露光装 置 14に搬送されるウェハ Wを一時収容するイン用バッファカセット (INBR)、露光装 置 14力も搬出されたウェハ Wを一時収容するアウト用バッファカセット(OUTBR)が 積み重ねられた、第 8処理ユニット群 Gが設けられている。第 1ウェハ搬送体 18の正 [0034] On the back side of the first wafer transfer body 18, in the order of the upper force, the peripheral exposure apparatus (WEE), the in-buffer cassette (INBR) that temporarily stores the wafer W transferred to the exposure apparatus 14, and the exposure apparatus An eighth processing unit group G is provided in which out-out buffer cassettes (OUTBR) for temporarily storing the wafers W that have been unloaded are stacked. First wafer carrier 18 positive
8 8
面側には、上力も順に、トランジシヨンユニット (TRS— G )と、 2段の高精度温調ュ- On the surface side, the upper force is also in order, with a transition unit (TRS-G) and two stages of high-precision temperature control
9 9
ット(CPL— G )が積み重ねられた、第 9処理ユニット群 Gが設けられている。 A ninth processing unit group G is provided, in which stacks (CPL-G) are stacked.
9 9 9 9
[0035] 第 1ウェハ搬送体 18は、ウェハ受け渡し用のフォーク 18aを有している。このフォー
ク 18aは、第 5処理ユニット群 G、第 8処理ユニット群 G、第 9処理ユニット群 Gの各 The first wafer transfer body 18 has a fork 18a for wafer transfer. This four 18a includes the fifth processing unit group G, the eighth processing unit group G, and the ninth processing unit group G.
5 8 9 ユニットに対してアクセスし、各ユニット間でウェハ Wを搬送する。また、第 2ウェハ搬 送体 19は、ウェハ受け渡し用のフォーク 19aを有している。このフォーク 19aは、第 9 処理ユニット群 Gの各ユニットと、露光装置 14のインステージ 14aおよびアウトステー 5 8 9 Access the unit and transfer the wafer W between each unit. Further, the second wafer transport body 19 has a fork 19a for wafer transfer. The fork 19a includes the units of the ninth processing unit group G, the in-stage 14a and the out-stay of the exposure apparatus 14.
9 9
ジ 14bに対してアクセス可能であり、これら各部の間でウェハ Wを搬送する。 14b is accessible, and the wafer W is transferred between these parts.
[0036] なお、露光装置 14のインステージ 14aにはウェハ Wを搬入可 Z不可を示すランプ 等力 アウトステージ 14bにはウェハ Wを搬出可 Z不可を示すランプ等がそれぞれ 設けられており、第 2インターフェイスステーション 13bにはこれらのランプの表示状態 を認識するセンサが設けられており、ウェハ Wを保持したフォーク 19aはこのセンサ の認識結果にしたがってインステージ 14aにウェハ Wを搬入し、空のフォーク 19aは このセンサの認識結果にしたがってアウトステージ 14bにアクセスしてウェハ Wを搬 出する構成となっている。 It should be noted that the instage 14a of the exposure apparatus 14 is capable of carrying in the wafer W with a lamp isometric force indicating that Z is not possible. The outstage 14b is provided with a lamp or the like indicating that the wafer W can be unloaded and Z is not possible. (2) The interface station 13b is provided with a sensor for recognizing the display state of these lamps. The fork 19a holding the wafer W carries the wafer W into the in-stage 14a according to the recognition result of this sensor, and the empty fork 19a is configured to access the outstage 14b and carry out the wafer W according to the recognition result of the sensor.
[0037] このように構成されるレジスト塗布 Z現像処理システム 1においては、ウェハカセット [0037] In the resist coating Z development processing system 1 configured as described above, the wafer cassette
(CR)から取り出された 1枚のウェハ Wは、例えば、処理ステーション 12のトランジショ ンユニット(TRS— G )に搬送され、温調ユニット(TCP)での温調、アドヒージョンュ One wafer W taken out from (CR) is transferred to, for example, the transition unit (TRS-G) of the processing station 12, and temperature control and adhesion control in the temperature control unit (TCP) are performed.
3 Three
ニット(AD)でのアドヒージョン処理、ボトムコーティングユニット(BARC)での反射防 止膜の形成、加熱ユニット (HP)における加熱処理、高温度熱処理ユニット(BAKE) におけるベータ処理、高精度温調ユニット(CPL— G )での温調、レジスト塗布ュ-ッ Adhesion treatment in knit (AD), formation of anti-reflection film in bottom coating unit (BARC), heat treatment in heating unit (HP), beta treatment in high temperature heat treatment unit (BAKE), high precision temperature control unit ( Temperature control with CPL-G), resist coating tool
3 Three
ト(COT)でのレジスト液の塗布処理、プリベータユニット (PAB)でのプリベータ処理 、周辺露光装置 (WEE)での周辺露光処理を経て、露光装置 14内に搬送される。そ して、ウェハ Wは、露光装置 14での露光後、トランジシヨンユニット(TRS— G )への The resist solution is applied to the exposure apparatus 14 after undergoing a resist solution coating process at the COT, a pre-beta process at the pre-beta unit (PAB), and a peripheral exposure process at the peripheral exposure apparatus (WEE). Then, the wafer W is exposed to the transition unit (TRS-G) after exposure by the exposure apparatus 14.
9 搬送、ポストェクスポージャーベータユニット(PEB)でのポストェクスポージャーべ一 ク処理、現像ユニット(DEV)での現像処理、ポストベータユニット(POST)でのポスト ベータ処理を経て、ウェハカセット(CR)へ戻される。 9 After transport, post-exposure bake processing in post-exposure beta unit (PEB), development processing in development unit (DEV), post-beta processing in post-beta unit (POST), wafer cassette (CR) Returned to
[0038] 次に、レジスト塗布 Z現像処理システム 1と露光装置 14の制御系について図 4を参 照しながら説明する。レジスト塗布 Z現像処理システム 1は第 1制御部 31により制御 され、露光装置 14は第 2制御部 32により制御される。 Next, the control system of the resist coating Z development processing system 1 and the exposure apparatus 14 will be described with reference to FIG. The resist coating Z development processing system 1 is controlled by the first control unit 31, and the exposure apparatus 14 is controlled by the second control unit 32.
[0039] 第 1制御部 31は、第 1プロセスコントローラ(CPU) 35と、工程管理者がレジスト塗
布/現像処理システム 1を管理するためにコマンド入力操作等を行うキーボードゃレ ジスド塗布 Z現像処理システム 1の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を 有する第 1データ入出力部 36と、レジスド塗布 Z現像処理システム 1で実行される各 処理条件を第 1プロセスコントローラ(CPU) 35の制御にて実行するための制御プロ グラム 38aおよび制御プログラム 38aを実行するためのデータであるレシピ 38bなら びに線幅測定装置 (ODP)にお ヽて測定された分光反射スペクトルを解析するため の解析プログラム 39aおよびライブラリ(データベース) 39bが記録された第 1記録部 3 7と、を有している。 [0039] The first control unit 31 includes a first process controller (CPU) 35 and a process manager who applies resist coating. A keyboard that performs command input operations to manage the fabric / development processing system 1 is applied to the keyboard. Z The first data input / output unit 36 having a display that visualizes and displays the operation status of the development processing system 1, and the registered Recipe 38b, which is data for executing the control program 38a and control program 38a for executing each processing condition executed in the coating Z development processing system 1 under the control of the first process controller (CPU) 35 An analysis program 39a for analyzing the spectral reflection spectrum measured by the line width measuring device (ODP), and a first recording unit 37 in which a library (database) 39b is recorded.
[0040] ライブラリ 39bは、任意のパターン形状に対して回折光強度分布をコンピュータシミ ユレーシヨンにより求め、その分光反射スペクトルとレジストパターンの形状とをリンクさ せたデータベースである。このライブラリ 39bに記録されているデータは、実際に所定 の条件によりレジスト膜をパターユングし、そのパターンの分光反射スペクトルを測定 し、 SEM観察により形状が確認されて、信頼性が高められたものであることが好まし い。ただし、このようなことが適用されるのは、 SEM観察で良好に観察が行える線幅 に限られる。 [0040] The library 39b is a database in which the diffracted light intensity distribution is obtained by computer simulation for an arbitrary pattern shape, and the spectral reflection spectrum and the resist pattern shape are linked. The data recorded in this library 39b was obtained by actually patterning a resist film under specified conditions, measuring the spectral reflection spectrum of the pattern, confirming the shape by SEM observation, and improving reliability. Is preferred. However, this applies only to line widths that can be observed well with SEM observation.
[0041] なお、図 4では、第 1制御部 31が制御する一部の処理ユニット等を例示しており、 全ての制御対象は図示しては!ヽな ヽ。 [0041] Note that FIG. 4 illustrates a part of the processing units and the like controlled by the first control unit 31, and all the control targets are illustrated.
[0042] 第 2制御部 32は、第 2プロセスコントローラ (CPU) 41と、工程管理者が露光装置 1 4を管理するためにコマンド入力操作等を行うキーボードや露光装置 14の稼働状況 を可視化して表示するディスプレイ等を有する第 2データ入出力部 42と、露光装置 1 4で実行される各処理条件を第 2プロセスコントローラ (CPU) 41の制御にて実行す るための制御プログラム 44aおよびレシピ 44bが記録された第 2記録部 43とを有して いる。第 2プロセスコントローラ (CPU) 41から露光装置 14内の駆動部(例えば、フォ 一カスを調整するためのウェハ Wの位置またはレンズ位置を調整する機構、光量の しぼり調整等を行うための機構等)へ制御信号が送られる。 [0042] The second control unit 32 visualizes the operating status of the second process controller (CPU) 41, the keyboard on which the process manager performs command input operations to manage the exposure apparatus 14 and the exposure apparatus 14. A control program 44a and a recipe for executing each processing condition executed by the exposure apparatus 14 under the control of a second process controller (CPU) 41 and a second data input / output unit 42 having a display for displaying And a second recording section 43 in which 44b is recorded. Drive unit in the exposure apparatus 14 from the second process controller (CPU) 41 (for example, a mechanism for adjusting the position of the wafer W or the lens position for adjusting the focus, a mechanism for adjusting the amount of light, etc.) ) Is sent to the control signal.
[0043] 露光装置 14における露光パラメータを補正するための処理を行うために、第 1制御 部 31と第 2制御部 32との間で露光処理に関するデータの双方向通信力インターフエ ース 33を介して行われるようになつている。これについては、後に詳細に説明する。
[0044] レジスト塗布'現像処理システム 1と露光装置 14を用いて、製品となるウェハ Wを処 理するにあたって、その前にダミーウェハを用いてレジスト膜形成、テストパターンで の露光、現像処理を行い、得られた現像パターンの線幅 (CD)を測定して露光条件 を確認し、露光条件が不適切であると判断される場合には露光条件を補正する。次 に、レジスト塗布 ·現像処理システム 1と露光装置 14による露光装置 14の露光条件 の補正方法にっ 、て説明する。 In order to perform the process for correcting the exposure parameter in the exposure apparatus 14, a bidirectional communication power interface 33 for data related to the exposure process is provided between the first control unit 31 and the second control unit 32. Is going to be done through. This will be described in detail later. [0044] Before processing the wafer W as a product using the resist coating and developing system 1 and the exposure apparatus 14, a dummy wafer is used to form a resist film, perform exposure with a test pattern, and develop the wafer. Then, measure the line width (CD) of the developed pattern to confirm the exposure conditions. If the exposure conditions are judged to be inappropriate, correct the exposure conditions. Next, a method for correcting the exposure conditions of the exposure apparatus 14 by the resist coating / development processing system 1 and the exposure apparatus 14 will be described.
[0045] 図 5に、露光パラメータの 1つである露光量を固定し、別の露光パラメータであるフ オーカス値を補正する方法のフローチャートを示す。まず、ダミーウェハ Wの表面に レジスト膜を形成する (ステップ 1)。ダミーウエノ、 Wとしては、できるだけ厚みが均一 で平坦度の高いものを用いる。これは、ダミーウェハ Wそのものの表面に凹凸があつ たり、厚みが不均一で表面が傾斜していると、正確な露光条件を決定することができ ないからである。 FIG. 5 shows a flowchart of a method for correcting the focus value as another exposure parameter while fixing the exposure amount as one of the exposure parameters. First, a resist film is formed on the surface of the dummy wafer W (Step 1). The dummy weno, W, should be as uniform as possible and have a high degree of flatness. This is because if the surface of the dummy wafer W itself has irregularities, or if the thickness is uneven and the surface is inclined, the exact exposure conditions cannot be determined.
[0046] 次!、で、ダミーウェハ Wに形成されたレジスト膜を、テストパターンでフォーカス値を 変えて逐次露光する (ステップ 2)。このステップ 2では、露光量は、生産現場で最も製 造余裕のない条件、例えば、 65nmLZSが形成可能な露光量 (以下「露光量 E」と Next, the resist film formed on the dummy wafer W is sequentially exposed by changing the focus value with the test pattern (step 2). In this step 2, the exposure dose is determined under the conditions that have the least manufacturing margin at the production site, for example, the exposure dose that can form 65 nmLZS (hereinafter referred to as `` exposure dose E '').
0 する)に固定する。 To 0).
[0047] 一方、フォーカス値は、製品製造のために設定されて!、るフォーカス値 (以下「フォ 一カス値 F」とする)を中心として、例えば、図 6に示すように縦横に設定された複数 [0047] On the other hand, the focus value is set for manufacturing the product !, and the focus value (hereinafter referred to as “focus value F”) is set to be vertical and horizontal as shown in FIG. 6, for example. Multiple
0 0
の露光エリア Sを一筆書きで移動させながら、フォーカス値 F ±0. 5 mの範囲で 0 While moving the exposure area S with a single stroke, the focus value is F within the range of ± 0.5 m.
0 0
. 05 mずつフォーカス値をずらして、露光エリア S毎に 1ショットの露光を行う。露光 エリア Sの面積は、露光装置 14の最大フィールドサイズに合わせることが好ま 、。 . Shift the focus value by 05 m and perform one shot exposure for each exposure area S. The area of the exposure area S is preferably matched to the maximum field size of the exposure device 14.
[0048] 続!、て、このようにして露光が終了したウェハ Wを現像処理する(ステップ 3)。これ によりレジスト膜にパターンが形成されるので、このレジストパターンの線幅を線幅測 定装置 (ODP)を用いて測定する (ステップ 4)。この線幅測定装置 (ODP)における 線幅測定は、概略、次のようにして行われる。すなわち、まず図 7に示すように、 1つ の露光エリア S内に複数の測定点、例えば、中央と四隅の合計 5点(P [0048] Next, the wafer W that has been exposed in this way is developed (step 3). As a result, a pattern is formed on the resist film, and the line width of this resist pattern is measured using a line width measuring device (ODP) (step 4). The line width measurement in this line width measuring device (ODP) is generally performed as follows. First, as shown in FIG. 7, a plurality of measurement points within one exposure area S, for example, a total of 5 points (P
1〜P )を定め 5 る。次に、点 Pに所定波長の光をあてて、分光反射スペクトルを測定する。そして、得 られた分光反射スペクトルに最も形の近いスペクトルをライブラリ 39bの分光反射スぺ
クトルカ 検索することによって、点 Pでのレジストパターンの線幅を求める。点 P Set 1 ~ P). Next, light of a predetermined wavelength is applied to the point P, and the spectral reflection spectrum is measured. Then, the spectrum with the closest shape to the obtained spectral reflectance spectrum is selected as the spectral reflectance spectrum of Library 39b. The line width of the resist pattern at point P is obtained by searching for Kutulka. Point P
1 2〜 1 2 ~
Pについても同様の処理を行い、 1点毎にレジストパターンの線幅を求める。さらに、The same process is performed for P, and the line width of the resist pattern is obtained for each point. further,
5 Five
このような分光反射スペクトルの測定と線幅の決定を各露光エリア sに対して行う。 Such spectral reflection spectrum measurement and line width determination are performed for each exposure area s.
[0049] 次に、第 1制御部 31は、解析プログラム 39aを用いて、各露光エリア Sに設定された 点 P〜Pのレジストパターンの線幅と各露光エリア Sを露光した際に用いられたフォ [0049] Next, the first control unit 31 is used when the line width of the resist pattern of the points P to P set in each exposure area S and each exposure area S are exposed using the analysis program 39a. Fo
1 5 1 5
一カス値との関係を求める (ステップ 5)。これにより図 8に示すグラフが得られる。この ステップ 5のために、露光装置 14の第 2制御部 32から各露光エリア Sでの露光条件 力 Sインターフェース 33を介して第 1制御部 31へ送られる。 Find the relationship with the single value (Step 5). This gives the graph shown in FIG. For this step 5, it is sent from the second controller 32 of the exposure apparatus 14 to the first controller 31 via the exposure condition force S interface 33 in each exposure area S.
[0050] 例えば、ポジ型レジストの場合には、レジスト膜において露光された部分が現像時 に溶解するために、フォーカス値が適切でないと、露光される範囲が拡がってしまい 、これにより溝幅が広くなつて、線幅は狭くなる。したがって、図 8に示すように、点 P 〜P毎に、フォーカス値が適切な部分で線幅が極大を示すような曲線が描かれる。 [0050] For example, in the case of a positive resist, the exposed portion of the resist film dissolves during development, and therefore, when the focus value is not appropriate, the exposed range is widened, thereby increasing the groove width. As it becomes wider, the line width becomes narrower. Therefore, as shown in FIG. 8, for each of the points P to P, a curve is drawn in which the line width is maximum at a portion where the focus value is appropriate.
5 Five
なお、ネガ型レジストの場合には、フォーカス値が適切な部分で線幅が極小を示すよ うな曲線が描かれる。 In the case of a negative resist, a curve is drawn so that the line width is minimal at an appropriate focus value.
[0051] 第 1制御部 31は、点 P〜P毎に得られる計 5本の曲線の極大値を与えるフォー力 [0051] The first control unit 31 is a force that gives the maximum value of a total of five curves obtained at points P to P.
1 5 1 5
ス値の最低値 F と最高値 F の平均値を最適フォーカス値 Fとして決定する (ステ The average value of the minimum and maximum focus values F and F is determined as the optimum focus value F.
min max B min max B
ップ 6)。なお、点 P 6). Note that point P
1〜P毎に得られる計 5本の曲線の極大値を与える各フォーカス Each focus that gives the maximum value of a total of 5 curves obtained every 1 to P
5 Five
値の平均値を最適フォーカス値 Fとして決定してもよい。 The average value may be determined as the optimum focus value F.
B B
[0052] 次に、このようにして決定された最適フォーカス値 Fとフォーカス値 Fとの差の絶対 [0052] Next, the absolute difference between the optimum focus value F and the focus value F determined in this way
B 0 B 0
値 fが、予め設定されている許容値 δ 以下である力否力 すなわち f≤ δ を満たす か否かを判断する (ステップ 7)。 f≤ δ を満たしている場合には、フォーカス値の補 正は行わず、 Fのまま製品としてのウェハ Wの露光処理が開始される(ステップ 8)。 It is determined whether or not the value f satisfies a force force that is equal to or smaller than a preset allowable value δ, that is, f≤δ (step 7). If f≤ δ is satisfied, the focus value is not corrected, and exposure processing of the wafer W as a product is started without changing F (step 8).
0 0
[0053] 一方、 f≤ δ を満たさない場合には、さらに最適フォーカス値 Fとフォーカス値 Fと [0053] On the other hand, when f≤δ is not satisfied, the optimum focus value F and the focus value F are
1 Β 0 の差の絶対値 fが許容値 δ より大きぐダミーウエノ、 Wの一連の処理に異常があると 推測される値である警告値 δ 未満の範囲内力否か、すなわち δ <f< δ を満たす The absolute value f of the difference of 1 Β 0 is a dummy weno whose value is greater than the allowable value δ.Warning value that is estimated to be abnormal in a series of processing of W. Meet
2 1 2 か否かを判断する (ステップ 9)。 Determine whether 2 1 2 (step 9).
[0054] δ く ίぐ δ を満たしている場合には、製品たるウェハ Wの露光を行う際のフォー力 [0054] If δ satisfies δ, the force required to perform exposure of wafer W as a product
1 2 1 2
ス値をフォーカス値 Fとするように、露光装置 14を補正する (ステップ 10)。露光装置
14におけるフォーカス値の補正は、第 1制御部 31から第 2制御部 32にフォーカス値 の補正信号力 sインターフェース 33を介して直接送信され、第 2制御部 32はこの補正 信号に基づいて露光装置 14における露光条件を補正する。露光装置 14においてフ オーカス値が補正されたら、上記ステップ 8の製品としてのウェハ Wの露光処理が開 始される。 The exposure apparatus 14 is corrected so that the focus value is the focus value F (step 10). Exposure equipment The focus value correction in 14 is directly transmitted from the first control unit 31 to the second control unit 32 via the focus value correction signal force s interface 33, and the second control unit 32 determines the exposure apparatus based on this correction signal. Correct the exposure conditions in step 14. When the focus value is corrected in the exposure apparatus 14, the exposure processing of the wafer W as the product in step 8 is started.
[0055] δ ぐ ίぐ δ を満たさない場合、すなわち、最適フォーカス値 Fとフォーカス値 Fと [0055] If δ is not satisfied and δ is not satisfied, that is, the optimum focus value F and the focus value F are
1 2 Β 0 の差の絶対値 fが警告値 δ 以上となった場合には、第 1制御部 31の指令に基づき 1 If the absolute value f of the difference between 2 and 0 is greater than or equal to the warning value δ,
2 2
警報 (例えば、音、光、第 1データ入出力部 36でのディスプレイ表示等)が発せられ て、工程管理者にシステムの異常を警告する (ステップ 11)。工程管理者は、この警 報を受けてレジスト塗布 ·現像処理システム 1と露光装置 14とを点検する (ステップ 12 ) οそして、システムの異常が解消された後に、再びステップ 1からの最適フォーカス 値を決めるために、ダミーウェハ Wの処理を開始する。 An alarm (for example, sound, light, display on the first data input / output unit 36, etc.) is issued to warn the process manager of the system abnormality (step 11). In response to this warning, the process manager inspects the resist coating / development processing system 1 and the exposure device 14 (step 12) .ο After the system abnormality is resolved, the optimum focus value from step 1 is again checked. In order to decide, the processing of the dummy wafer W is started.
[0056] 従来は、露光装置とレジスト塗布 ·現像処理システムとの間で露光条件に関するデ ータの送受信は行われていな力つたために、工程管理者は、各露光エリアのフォー カス値を露光装置力 読み取って、そのデータをレジスト塗布 Ζ現像処理システムに 入力し、その結果得られた最適フォーカス値を読み取って、露光装置に入力しなけ ればならな力つた。このため、データ入力作業等において正負号の逆入力、小数点 の位置違い等の入力ミスが発生し、露光装置が適切に補正されず、製品不良が発生 する問題があった。しかし、上述したように、レジスト塗布 Ζ現像処理システム 1と露光 装置 14との間でダイレクトに露光条件に関するデータを送受信させて露光条件を補 正することにより、前述の問題の発生を防止することができ、ひいては製品不良の発 生等を防止することができる。 [0056] Conventionally, since data relating to exposure conditions has not been transmitted and received between the exposure apparatus and the resist coating / development processing system, the process manager determines the focus value of each exposure area. The power of the exposure device was read and the data was input to the resist coating and development system, and the optimum focus value obtained as a result was read and input to the exposure device. For this reason, input errors such as reverse input of positive and negative signs and misalignment of the decimal point occur in data input work, etc., and the exposure apparatus is not properly corrected, resulting in product defects. However, as described above, the above-mentioned problems can be prevented by correcting the exposure conditions by directly transmitting / receiving data on the exposure conditions between the resist coating / developing system 1 and the exposure apparatus 14. As a result, product defects can be prevented.
[0057] 上述した露光装置 14の露光パラメータの補正方法では、フォーカス値のみを補正 の対象とした力 露光量とフォーカス値をそれぞれ補正の対象とすることもできる。 In the exposure parameter correction method of the exposure apparatus 14 described above, the force exposure amount and the focus value that are corrected only for the focus value can be set as correction targets.
[0058] その際の露光パラメータの補正方法につ!、て以下に説明する。 An exposure parameter correction method at that time will be described below.
[0059] まず、厚みが均一で平坦度の高 、ダミーウェハ Wの表面にレジスト膜を形成し、こ のレジスト膜をテストパターンで露光量とフォーカス値を変えて逐次露光する。ここで は、図 9に示すようにダミーウェハ Wに縦横に分割された露光エリア Sを設け、横方向
では製品製造のために設定されている露光量 Eを中心として、例えば、露光量 E First, a resist film is formed on the surface of the dummy wafer W with a uniform thickness and high flatness, and this resist film is sequentially exposed by changing an exposure amount and a focus value with a test pattern. Here, as shown in FIG. 9, the dummy wafer W is provided with an exposure area S divided vertically and horizontally, and the horizontal direction Then, with the exposure amount E set for product manufacture as the center, for example, the exposure amount E
0 -3 0 -3
〜E で露光量を変化させる。また、縦方向ではフォーカス値 Fを中心としてフォーChange the exposure with ~ E. In the vertical direction, the focus value F is the center.
+ 3 0 + 3 0
カス値 F 〜F の範囲でフォーカス値を変化させる。 The focus value is changed in the range of the residue values F to F.
-4 +4 -4 +4
[0060] 続いて、露光が終了したウェハ Wを現像処理する。これによりレジスト膜にパターン が形成されるので、例えば、各露光エリアの中心におけるレジストパターンの線幅を 線幅測定装置 (ODP)を用いて、先に説明した測定方法に準じて測定し、露光量 E_ 〜E 毎に線幅とフォーカス値との関係を求める。これにより、図 10に示すグラフが Subsequently, the wafer W that has been exposed is developed. As a result, a pattern is formed on the resist film. For example, the line width of the resist pattern at the center of each exposure area is measured according to the measurement method described above using the line width measuring device (ODP), and the exposure is performed. The relationship between the line width and the focus value is obtained for each amount E_ to E. This makes the graph shown in Figure 10
3 + 3 3 + 3
得られる。 can get.
[0061] 図 10では曲線 E 〜E がそれぞれ露光量 E 〜E に対応している。曲線 E In FIG. 10, curves E to E correspond to exposure amounts E to E, respectively. Curve E
-3 +3 - 3 +3 -3 -3 +3-3 +3 -3
〜E の中力 フォーカス値の変化に対して線幅(CD)の変化が緩やかであり、かつMedium power of ~ E The change of line width (CD) is gradual with respect to the change of focus value, and
+ 3 + 3
、所望の線幅 Wに近接する曲線、図 10では曲線 E の露光量を最適露光量 Eに , The curve close to the desired line width W, in Fig. 10, the exposure of curve E is set to the optimal exposure E
0 + 1 B 決定する。また、この曲線 E の極小値 (選ばれた曲線が上に凸の場合には極大値 0 + 1 B Determine. Also, the minimum value of this curve E (or the maximum value if the selected curve is convex upward)
+ 1 + 1
となる)を与えるフォーカス値を最適フォーカス値 Fに決定する。 Is determined as the optimum focus value F.
B B
[0062] なお、 LERが大きくなると、 SEMによる測定では、例えば図 10に示すグラフを得よ うとすると、各曲線がギザギザした線となるので、各曲線の極大、極小値が判別し難く 、そのために最適フォーカス値を決定し難くなる。一方、スキヤテロメトリ技術によれば 、 LERには殆ど感度がないのでその影響を受けず、精度の高い、例えば図 10に示 したような滑らかなグラフを得ることができるので、最適フォーカス値の決定が容易と なる。 [0062] When the LER increases, in the measurement by SEM, for example, when trying to obtain the graph shown in Fig. 10, each curve becomes a jagged line, so it is difficult to determine the maximum and minimum values of each curve. It becomes difficult to determine the optimum focus value. On the other hand, according to the skier telometry technology, LER has almost no sensitivity and is not affected by it, and a high-accuracy smooth graph such as that shown in FIG. 10 can be obtained. Makes decisions easier.
[0063] こうして決定された最適フォーカス値 Fとフォーカス値 Fとの差 fが許容差 δ の範 [0063] The difference f between the optimum focus value F and the focus value F determined in this way is the range of the tolerance δ.
Β 0 1 囲内であればフォーカス値の修正は行わず、最適フォーカス値 Fとフォーカス値 Fと If it is within the range of 0 1, the focus value is not corrected, and the optimum focus value F and focus value F
Β 0 の差 fが許容差 δ より大きぐ警告範囲 δ 未満の場合には、第 1制御部 31から第 2 差 If the difference f of 0 is greater than the tolerance δ and less than the warning range δ, the first control unit 31
1 2 1 2
制御部 32にフォーカス値の補正信号力インターフェース 33を介して直接送信され、 第 2制御部 32はこの補正信号に基づいて露光装置 14のフォーカス値を最適フォー カス値 Fに補正し、最適フォーカス値 Fとフォーカス値 Fとの差 fが警告範囲 δ より Directly transmitted to the control unit 32 via the correction signal force interface 33 for the focus value.The second control unit 32 corrects the focus value of the exposure apparatus 14 to the optimum focus value F based on this correction signal, and the optimum focus value. Difference between F and focus value F is from warning range δ
Β Β 0 2 も大きい場合には、第 1制御部 31は警報を発する。また、上記例では、最適露光量 Ε は当初の設定露光値 Εではないために、第 1制御部 31から第 2制御部 32に露光If Β Β 0 2 is also larger, the first control unit 31 issues an alarm. In the above example, since the optimum exposure amount Ε is not the initial set exposure value Ε, the exposure is performed from the first control unit 31 to the second control unit 32.
Β 0 Β 0
値の補正信号力 Sインターフェース 33を介して直接送信され、第 2制御部 32はこの補
正信号に基づいて露光装置 14における露光条件を補正する。勿論、最適露光量 E The correction signal force of the value is transmitted directly via the S interface 33, and the second control unit 32 Based on the positive signal, the exposure condition in the exposure apparatus 14 is corrected. Of course, the optimal exposure E
B B
が当初の設定露光値 Eの場合には露光量の補正は行われない。 If is the initially set exposure value E, the exposure dose is not corrected.
0 0
[0064] なお、以上説明した実施形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにするこ とを意図するものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるも のではなぐ本発明の精神とクレームに述べる範囲で、種々に変更して実施すること ができるものである。 It should be noted that the embodiment described above is intended to clarify the technical contents of the present invention, and the present invention is construed as being limited only to such specific examples. However, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention and the scope described in the claims.
[0065] 例えば、上記説明にお 、ては、レジストパターンの線幅を露光パラメータである露 光量とフォーカス値の補正の指標とした力 スキヤテロメトリ技術を用いると、図 11に 示すように、線幅(CD)だけでなく、レジストパターンの底幅(Cび )、傾斜角 Θ、レジ スト膜厚 (D)をも測定することができるので、例えば、ある一定の線幅 (CD)が得られ るフォーカス値の範囲を定め、そのフォーカス値の範囲の中で、次に傾斜角 Θが良 好であるものを逐次選び出して、それらの中でフォーカス値の中心値を選び、それを 最終的に最適フォーカス値 Fとして決定するようにしてもよい。 [0065] For example, in the above description, when using the force skiterometry technique in which the line width of the resist pattern is an index for correcting the exposure amount and the focus value as exposure parameters, as shown in FIG. Not only the line width (CD) but also the bottom width (C), tilt angle Θ, and resist film thickness (D) of the resist pattern can be measured. For example, a certain line width (CD) Determine the range of the focus value to be obtained, and then sequentially select the focus value range in which the inclination angle Θ is good, select the center value of the focus value among them, and finalize it. Alternatively, the optimum focus value F may be determined.
B B
[0066] また図 8に示す結果からは、露光処理時のウェハ Wのチルト状態を検出することも できるので、その結果を露光装置 14にフィードバックして、露光条件が補正される構 成とすることもできる。さらにまた、露光量とフォーカス値をそれぞれ変化させて得られ たレジストパターン力も露光量とフォーカス値を補正する場合には、図 10の曲線 E Further, from the result shown in FIG. 8, the tilt state of the wafer W during the exposure process can also be detected, and the result is fed back to the exposure apparatus 14 so that the exposure condition is corrected. You can also. Furthermore, when the resist pattern force obtained by changing the exposure amount and focus value respectively corrects the exposure amount and focus value, the curve E in FIG.
-3 -3
〜E 毎に極大値または極小値を与えるフォーカス値を算出し、それらの平均値をCalculate the focus value that gives the maximum or minimum value every ~ E, and calculate the average value
+ 3 + 3
最適フォーカス値 Fとしてもよい。露光量を補正する場合には、各変形照明条件によ The optimum focus value F may be used. When correcting the amount of exposure, it is possible to
B B
つて異なる結果が得られることが予想されるので、変形照明条件毎に露光条件を検 証することが好ましい。 Since different results are expected, it is preferable to verify the exposure conditions for each modified illumination condition.
[0067] さらに、上記実施形態では、本発明を半導体ウェハに適用した場合について示し たが、液晶表示装置に代表される FPD (フラットパネルディスプレイ)用のガラス基板 におけるフォトリソグラフィー技術にも適用することができる。さらにまた、上記実施形 態では、線幅測定装置 (ODP)を主搬送装置により搬送可能な位置に配置したが、 ウェハ搬送機構 21がアクセスできるように、レジスト塗布'現像処理システム 1の X方 向側面に取り付けてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a semiconductor wafer has been described. However, the present invention is also applicable to a photolithography technique on a glass substrate for FPD (flat panel display) typified by a liquid crystal display device. Can do. Furthermore, in the above-described embodiment, the line width measuring device (ODP) is arranged at a position where it can be transferred by the main transfer device. However, the resist coating and development processing system 1 in the X direction can be accessed so that the wafer transfer mechanism 21 can be accessed. It may be attached to the opposite side.
産業上の利用可能性
本発明は、半導体装置の製造、 FPDの製造する際のレジストパターンの高精度化 に好適である。
Industrial applicability The present invention is suitable for improving the accuracy of resist patterns when manufacturing semiconductor devices and FPDs.