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JP2002373843A - 塗布装置及び塗布膜厚制御方法 - Google Patents

塗布装置及び塗布膜厚制御方法

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Publication number
JP2002373843A
JP2002373843A JP2001180003A JP2001180003A JP2002373843A JP 2002373843 A JP2002373843 A JP 2002373843A JP 2001180003 A JP2001180003 A JP 2001180003A JP 2001180003 A JP2001180003 A JP 2001180003A JP 2002373843 A JP2002373843 A JP 2002373843A
Authority
JP
Japan
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film thickness
coating
unit
predetermined
sample
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001180003A
Other languages
English (en)
Inventor
Homare Shimane
誉 島根
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Priority to US10/171,250 priority patent/US20030017256A1/en
Priority to EP02013101A priority patent/EP1271245A3/en
Priority to KR1020020033409A priority patent/KR20020095453A/ko
Priority to TW091113114A priority patent/TW546719B/zh
Priority to CN02122589A priority patent/CN1392594A/zh
Publication of JP2002373843A publication Critical patent/JP2002373843A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
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    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】塗布装置を有効に稼働させることができる塗布
装置及び塗布膜厚制御方法を提供すること。 【解決手段】フォトレジストを塗布する塗布ユニット
と、フォトレジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット
と、を有する塗布装置において、塗布ユニットから所定
数の各サンプルについての塗布条件に係る情報を取得
し、膜厚測定ユニットから測定された前記各サンプルに
ついての膜厚に係る情報を取得し、所定の塗布条件及び
膜厚に関してプロットし、所定の塗布条件及び膜厚につ
いて近似曲線を作成し、近似曲線に基づいて予め目標値
として設定されている膜厚に対応する所定の塗布条件に
係る補正値を計算し、この所定の塗布条件に係る補正値
に基づいて塗布ユニットの所定の塗布条件を制御する制
御ユニットを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハにフ
ォトレジストを均一な膜厚に塗布する塗布装置及び塗布
膜厚制御方法に関し、特に、有効に稼働させることがで
きる塗布装置及び塗布膜厚制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置のリソグラフィ工程に
おいて半導体ウェハに塗布されるフォトレジストの膜厚
の均一性については十分な改良がなされている。一方、
膜厚はフォトレジスト塗布工程の条件設定及びパイロッ
ト等によりチェックされて安定性が保証されており、そ
のばらつきも数十マイクロメータ程度となっている。
【０００３】フォトレジスト膜の膜厚の均一性を保つ従
来の手段として、回転台に載置されて回転する半導体ウ
ェハにフォトレジストを滴下することによってフォトレ
ジストの塗布膜を形成する塗布装置を用いる手段が知ら
れており、塗布膜の膜厚を計測し、計測された数値に基
づいてモータの回転速度を補正するものが知られている
（図８参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この手段によ
ると、半導体製造工場などにおける膜厚管理では塗布回
転数、回転時間、薬液の種類、粘性、薬液滴下量、温
度、湿度その他の装置の設定条件毎に点検が必要なた
め、サンプル枚数分の作成時間や膜厚測定時間を要し、
塗布装置の稼働損が生じてしまう。
【０００５】また、一定のサンプルを基準として補正す
るため補正回転数にもバラツキがあり、塗布膜の膜厚に
ついて寸法精度に欠けるといった問題がある。
【０００６】本発明の第１の目的は、塗布装置を有効に
稼働させることができる塗布装置及び塗布膜厚制御方法
を提供することである。
【０００７】本発明の第２の目的は、塗布装置における
塗布膜の膜厚について寸法精度が安定する塗布装置及び
塗布膜厚制御方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点にお
いては、半導体ウェハにフォトレジストを塗布する塗布
ユニットと、前記塗布ユニットから取得した半導体ウェ
ハに塗布されたフォトレジストの膜厚を測定する膜厚測
定ユニットと、を有する塗布装置において、前記塗布ユ
ニットから半導体ウェハにフォトレジストを塗布した所
定の塗布条件の異なる所定数の各サンプルについての塗
布条件に係る情報を取得するとともに、前記膜厚測定ユ
ニットから測定された前記各サンプルについての膜厚に
係る情報を取得することにより、所定の塗布条件及びこ
れに対応する膜厚についてプロットし、このプロットに
基づいて所定の塗布条件及びこれに対応する膜厚につい
て近似曲線を作成する手段と、前記近似曲線に基づいて
予め目標値として設定されているフォトレジストの膜厚
に対応する所定の塗布条件に係る補正値を計算する手段
と、計算された所定の塗布条件に係る補正値に基づいて
前記塗布ユニットの所定の塗布条件を制御する制御信号
を生成する手段と、を備える制御ユニットを有すること
を特徴とする。
【０００９】本発明の第２の視点においては、半導体ウ
ェハにフォトレジストを塗布する塗布ユニットと、前記
塗布ユニットから取得した半導体ウェハに塗布されたフ
ォトレジストの膜厚を測定する膜厚測定ユニットと、を
有する塗布装置において、前記塗布ユニットから半導体
ウェハにフォトレジストを塗布した所定の塗布条件の異
なる所定数の各サンプルについての塗布条件に係る情報
を取得するとともに、前記膜厚測定ユニットから測定さ
れた前記各サンプルについての膜厚に係る情報を取得す
ることにより、所定の塗布条件及びこれに対応する膜厚
についてプロットし、このプロットに基づいて所定の塗
布条件及びこれに対応する膜厚について回帰曲線を作成
する手段と、前記回帰曲線に基づいて予め目標値として
設定されているフォトレジストの膜厚に対応する所定の
塗布条件に係る補正値を計算する手段と、計算された所
定の塗布条件に係る補正値に基づいて前記塗布ユニット
の所定の塗布条件を制御する制御信号を生成する手段
と、を備える制御ユニットを有することを特徴とする。
【００１０】また、前記塗布装置において、前記所定の
塗布条件は、前記塗布ユニットに備えられた前記半導体
ウェハを回転させるモータの回転数であることが好まし
い。
【００１１】また、前記塗布装置において、前記制御ユ
ニットは、予め設定された規格に基づいて前記近似曲線
又は回帰曲線上から外れる特異点を前記グラフにプロッ
トするデータから自動的に外す手段を備えることが好ま
しい。
【００１２】本発明の第３の視点においては、前記制御
ユニットにおいて、前記塗布ユニットから半導体ウェハ
にフォトレジストを塗布した所定の塗布条件の異なる所
定数の第１のサンプルについての塗布条件に係る情報を
取得するとともに、前記膜厚測定ユニットから測定され
た前記第１のサンプルについての半径方向の膜厚分布に
係る情報を取得することにより、前記第１のサンプルに
ついて半径方向の膜厚分布の前記所定の塗布条件依存性
に係るグラフを作成する手段と、前記塗布ユニットから
半導体ウェハにフォトレジストを塗布した第２サンプル
についての塗布条件に係る情報を取得するとともに、前
記膜厚測定ユニットから測定された前記第２のサンプル
についての半径方向の膜厚分布に係る情報を取得するこ
とにより、前記第２のサンプルの半径方向の膜厚分布を
前記第１のサンプルについてのグラフと照らし合わせ、
前記第２サンプルの所定の塗布条件が前記第１のサンプ
ルのうち最も凹凸の小さい第１のサンプルの所定の塗布
条件と一致しないときに、前記第２サンプルの所定の塗
布条件を前記最も凹凸の小さい第１のサンプルの所定の
塗布条件に補正する手段と、を備えることを特徴とす
る。
【００１３】本発明の第４の視点においては、半導体ウ
ェハに塗布するフォトレジストの膜厚を制御する塗布膜
厚制御方法において、半導体ウェハにフォトレジストを
塗布する塗布ユニットから半導体ウェハにフォトレジス
トを塗布した所定の塗布条件の異なる所定数の各サンプ
ルについての塗布条件に係る情報を取得するとともに、
前記各サンプルについての膜厚に係る情報を取得するこ
とにより、所定の塗布条件及びこれに対応する膜厚につ
いてプロットし、このプロットに基づいて所定の塗布条
件及びこれに対応する膜厚について近似曲線を作成する
工程と、前記近似曲線に基づいて予め目標値として設定
されているフォトレジストの膜厚に対応する所定の塗布
条件に係る補正値を計算する工程と、計算された所定の
塗布条件に係る補正値に基づいて前記塗布ユニットの所
定の塗布条件を制御する制御信号を生成する工程と、を
含むことを特徴とする。
【００１４】本発明の第５の視点においては、半導体ウ
ェハに塗布するフォトレジストの膜厚を制御する塗布膜
厚制御方法において、半導体ウェハにフォトレジストを
塗布する塗布ユニットから半導体ウェハにフォトレジス
トを塗布した所定の塗布条件の異なる所定数の各サンプ
ルについての塗布条件に係る情報を取得するとともに、
前記各サンプルについての膜厚に係る情報を取得するこ
とにより、所定の塗布条件及びこれに対応する膜厚につ
いてプロットし、このプロットに基づいて所定の塗布条
件及びこれに対応する膜厚について回帰曲線を作成する
工程と、前記回帰曲線に基づいて予め目標値として設定
されているフォトレジストの膜厚に対応する所定の塗布
条件に係る補正値を計算する工程と、計算された所定の
塗布条件に係る補正値に基づいて前記塗布ユニットの所
定の塗布条件を制御する制御信号を生成する工程と、を
含むことを特徴とする。
【００１５】本発明の第６の視点においては、前記塗布
膜厚制御方法において、前記塗布ユニットから半導体ウ
ェハにフォトレジストを塗布した所定の塗布条件の異な
る所定数の第１のサンプルについての塗布条件に係る情
報を取得するとともに、前記第１のサンプルについての
半径方向の膜厚分布に係る情報を取得することにより、
前記第１のサンプルについて半径方向の膜厚分布の前記
所定の塗布条件依存性に係るグラフを作成する工程と、
前記塗布ユニットから半導体ウェハにフォトレジストを
塗布した第２サンプルについての塗布条件に係る情報を
取得するとともに、前記膜厚測定ユニットから測定され
た前記第２のサンプルについての半径方向の膜厚分布に
係る情報を取得することにより、前記第２のサンプルの
膜厚分布を前記第１のサンプルについてのグラフと照ら
し合わせ、前記第２サンプルの所定の塗布条件が前記第
１のサンプルのうち最も凹凸の小さい第１のサンプルの
所定の塗布条件と一致しないときに、前記第２サンプル
の所定の塗布条件を前記最も凹凸の小さい第１のサンプ
ルの所定の塗布条件に補正する工程と、を含むことを特
徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】半導体ウェハにフォトレジストを
塗布する塗布ユニット（図１の１０）と、前記塗布ユニ
ットから取得した半導体ウェハに塗布されたフォトレジ
ストの膜厚を測定する膜厚測定ユニット（図１の３０）
と、を有する塗布装置（図１の１）において、前記塗布
ユニットから半導体ウェハにフォトレジストを塗布した
所定の塗布条件の異なる所定数の各サンプルについての
塗布条件に係る情報を取得するとともに、前記膜厚測定
ユニットから測定された前記各サンプルについての膜厚
に係る情報を取得することにより、所定の塗布条件及び
これに対応する膜厚についてプロットし、このプロット
に基づいて所定の塗布条件及びこれに対応する膜厚につ
いて近似曲線を作成する手段（図１の２１）と、前記近
似曲線に基づいて予め目標値として設定されているフォ
トレジストの膜厚に対応する所定の塗布条件に係る補正
値を計算する手段（図１の２２）と、計算された所定の
塗布条件に係る補正値に基づいて前記塗布ユニットの所
定の塗布条件を制御する制御信号を生成する手段（図１
の２３）と、を備える制御ユニット（図１の２０）を有
することにより、少数のサンプルを作成するだけで多数
枚のレジストの塗布条件の制御が可能となる。
【００１７】
【実施例】本発明の実施例について図面を用いて説明す
る。図１は、本発明の実施例１に係る塗布装置の構成を
模式的に示したブロック図である。
【００１８】塗布装置１は、塗布ユニット１０と、制御
ユニット２０と、膜厚測定ユニット３０と、を有する。
【００１９】塗布ユニット１０は、回転台１１に載置さ
れた半導体ウェハ上にフォトレジストを滴下し、回転台
１１をモータ１２で回転させてフォトレジストを半導体
ウェハ上に均一に引き伸ばし、その後フォトレジストを
乾燥するといったスピンコート法によって半導体ウェハ
上にフォトレジスト膜を塗布する。また、塗布ユニット
１０は、モータ１２以外にも制御ユニット２０の制御に
よって塗布条件を変更させる被制御部１３や、塗布条件
を検出するセンサ１４を有する。
【００２０】ここで、塗布条件とは、入力又は測定され
たモータの回転数、回転時間、薬液（フォトレジスト）
の種類、薬液の滴下量、滴下時間、滴下レート、滴下時
のウェハ回転数、温度、湿度、その他の装置の設定条件
（狙い目膜厚など）等である。また、被制御部１３は、
滴下弁、冷却器、加熱器などである。また、センサ１４
は、電圧計、電流計、流量計、温度計、湿度計などであ
る。
【００２１】制御ユニット２０は、塗布ユニット１０と
膜厚測定ユニット３０から送信された情報の含まれる値
と基準値とのズレをなくすように塗布ユニット１０のモ
ータ１２や被制御部１３にフィードバックをかけて塗布
条件を変えてフォトレジストの膜厚を制御する。これを
実現するための手段として、制御ユニット２０は、曲線
作成手段２１と、補正値計算手段２２と、制御信号生成
手段２３と、を有する。曲線作成手段２１は、塗布ユニ
ット１０から送信された塗布条件に係る情報と、膜厚測
定ユニット３０から送信された膜厚に係る情報と、を受
信することにより、これらの情報に基づいて所定の塗布
条件及びこれに対応する膜厚についてグラフ上にプロッ
トし、このプロットに基づいて所定の塗布条件及びこれ
に対応する膜厚について近似曲線又は回帰曲線を作成す
る。補正値計算手段２２は、作成された近似曲線又は回
帰曲線のうち最適なものに基づいて塗布ユニット１０に
おいて設定されているレジストの目標膜厚に対応する塗
布条件の補正値を計算する。制御信号生成手段２３は、
計算された塗布条件の補正値に基づいて塗布ユニット１
０のモータ１２や被制御部１３を制御する制御信号を生
成する。
【００２２】膜厚測定ユニット３０は、塗布ユニット１
０から搬送ベルトによって所定の位置まで搬送された半
導体ウェハにレーザ発光部３１からのレーザ光を投射
し、フォトレジスト膜の表面側の面とウェハ側の面から
の反射光をレーザ光受光部３２で受光し、レーザ光受光
部３２で検出された信号に基づいて半導体ウェハ上に塗
布されたフォトレジスト膜の膜厚を膜厚計算部３３で計
算し、計算された膜厚に係る情報を制御ユニット２０に
向けて出力する。
【００２３】次に、本実施例の動作について図面を用い
て説明する。図２は、本発明の実施例１に係る塗布装置
の膜厚補正動作を模式的に示したフローチャートであ
る。図３は、本発明の実施例１に係る塗布装置のレジス
トの膜厚と回転数との間の塗布特性を示したグラフであ
る。
【００２４】まず、塗布ユニット１０には予め狙い目と
なるフォトレジストの狙い目膜厚（例えば、ｎｍ又は
Å）を設定しておき、塗布ユニット１０において半導体
ウェハにレジストが塗布されたされた塗布条件（ここで
はモータの回転数とする）の異なる所定数のサンプルに
ついてモータの回転数（ｒｐｍ）を含むその他の塗布条
件を測定し、測定されたモータの回転数及び狙い目膜厚
を含む塗布条件に係る情報を塗布ユニット１０から制御
ユニット２０に送信する（ステップＡ１）。
【００２５】ここで、狙い目膜厚は、経験的に狙い目と
なるフォトレジストの平均膜厚であり、近似曲線又は回
帰曲線に基づいてモータの回転数の補正値を計算する際
の基礎となる。
【００２６】なお、塗布条件は、モータの回転数以外に
も、回転時間、薬液（フォトレジスト）の種類、薬液の
滴下量、滴下時間、滴下レート、滴下時のウェハ回転
数、温度、湿度等であってもよい。
【００２７】次に、塗布ユニット１０におけるサンプル
を膜厚測定ユニット３０に移動し（ステップＡ２）、膜
厚測定ユニット３０においてサンプルの平均膜厚（例え
ば、ｎｍ又はÅ）を測定し、その測定した平均膜厚を膜
厚測定ユニット３０から制御ユニット２０に送信する
（ステップＡ３）。
【００２８】次に、制御ユニット２０において、受信し
た塗布条件に含まれるモータ回転数及びこれに対応する
サンプルの平均膜厚に係るデータをグラフ上にプロット
し、このプロットに基づいて所定の塗布条件及びこれに
対応する膜厚について近似曲線又は回帰曲線を作成する
（ステップＡ４）。例えば、図３に示すようなレジスト
平均膜厚（Å）とモータ回転数（ｒｐｍ）との間の関係
のような塗布特性についてのグラフを作成する。
【００２９】ここで、近似曲線を作成するためには多く
のサンプルに係るデータが必要であるが、適宜、膜厚測
定の回数を重ねることによって制御ユニット２０内のデ
ータが蓄積し近似曲線の精度を高めることが可能とな
る。
【００３０】また、近似曲線上から外れる特異点は、予
め規格を設定することによって、蓄積されたデータから
自動的に外すことが好ましい。
【００３１】また、回帰曲線の場合は、制御ユニット２
０で計算された相関係数が小さくなるような最適なもの
（例えば、３次回帰など）を選択して求める。
【００３２】以上のようにして求められた近似曲線又は
回帰曲線に基づき、狙い目膜厚に対応する塗布条件（モ
ータの回転数）に係る補正値を計算する（ステップＡ
５）。
【００３３】次に、制御ユニット２０は、計算された塗
布条件（モータの回転数）に係る補正値に基づき塗布ユ
ニット１０のモータや被制御部を制御する制御信号を生
成し、生成した制御信号に基づいてモータや被制御部を
オンラインを介して制御し、補正された塗布条件（モー
タの回転数）にする（ステップＡ６）。
【００３４】次に、実施例２について図面を用いて説明
する。図４は、本発明の実施例２に係る塗布装置の膜厚
補正動作を模式的に示したフローチャートである。図５
は、本発明の実施例２に係る塗布装置を用いたときのレ
ジストの膜厚分布の補正前における１サンプルのグラフ
である。図６は、本発明の実施例２に係る塗布装置を用
いたときのレジストの膜厚分布の補正前における複数サ
ンプルのグラフである。図７は、本発明の実施例２に係
る塗布装置を用いたときのレジストの膜厚分布の補正後
におけるグラフである。
【００３５】稼動しているうちに塗布条件が変わってし
まい半導体ウェハの塗布均一性が悪化する場合がある。
塗布均一性の悪化を防止するため、以下のような方法を
行なう。
【００３６】まず、塗布ユニット１０は、各薬液ごとに
塗布条件を測定又は設定し、測定又は設定された塗布条
件に係る情報をオンラインを介して制御ユニット２０に
送信する（ステップＢ１）。
【００３７】次に、膜厚測定ユニット３０は、塗布ユニ
ット１０からサンプルを取得し（ステップＢ２）、取得
した各サンプルについてレジスト塗布時の回転軸を含む
断面（塗布面に垂直な断面）から見たときのレジストの
膜厚分布を測定し（例えば、図５参照）、測定した膜厚
分布に係る情報をオンラインを介して制御ユニット２０
に送信する（ステップＢ３）。
【００３８】ここで、図５において、横軸の「０」は、
レジスト塗布時の回転軸の位置を示しており、各数値
は、回転軸までの距離（ｍｍ）を示しており、正負につ
いては、断面に向かって回転軸より右側を正としたもの
である。また、図５における縦軸は、レジストの膜厚
（Å）である。図６及び図７についても同様である。
【００３９】次に、制御ユニット２０は、受信した塗布
条件の異なる所定数の膜厚分布に係る情報に基づいて膜
厚分布をプロットし（図６参照）、制御ユニット２０に
最も膜厚分布の均一性のとれた塗布条件（図７参照）に
補正するようデータベースを作成する（ステップＢ
４）。
【００４０】稼動開始後、塗布ユニット１０は、稼動時
における塗布条件に係る情報をオンラインを介して制御
ユニット２０に送信する（ステップＢ５）。
【００４１】次に、膜厚測定ユニット３０は、塗布ユニ
ット１０で製品として塗布された半導体ウェハの中から
適宜サンプルを取得し（ステップＢ６）、取得したサン
プルについてレジストの膜厚分布を測定し、測定した膜
厚分布に係る情報をオンラインを介して制御ユニット２
０に送信する（ステップＢ７）。
【００４２】次に、制御ユニット２０は、作成したデー
タベースに基づいて対応する塗布条件（例えば、温度、
滴下量、滴下時間、滴下レート、滴下時のウェハ回転数
など）に係る補正値を求める（ステップＢ８）。例え
ば、塗布条件のうち滴下時のウェハ回転数が原因となっ
て図５のように塗布均一性の悪いサンプルのような状
態になっている場合は、作成したデータベースに基づき
図７のように塗布均一性の良好なサンプルに係る滴下
時のウェハ回転数とする。
【００４３】最後に、制御ユニット２０は、補正された
塗布条件に基づいて塗布ユニット１０のモータ又は被制
御部を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号に
基づいてモータや被制御部をオンラインを介して制御
し、補正された塗布条件にする（ステップＢ９）。例え
ば、塗布条件のうち滴下時のウェハ回転数のみが補正さ
れた場合は、滴下時のウェハ回転数のみを制御する。
【００４４】これにより、平均膜厚の補正のみならず塗
布膜厚分布の均一性についての補正も可能となる。
【００４５】その他の実施例として、各塗布条件毎にも
補正回転数幅の規格を設定することが好ましい。このた
め、制御ユニットは、近似曲線のシフトに対してアラー
ム機能を持たせることが好ましい。塗布ユニット１０の
モータの最大回転数を超えるような補正回転数に関して
はアラーム機能を設けることで塗布装置を安全に使用で
きるからである。アラームが発生した場合は、自動的に
塗布作業が禁止される。
【００４６】また、補正する塗布条件、補正しない塗布
条件の区別は塗布条件にフラグを立てたり塗布条件のグ
ループを作成することが好ましい。補正の要否を識別し
やすくするためである。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、塗布ユニット、制御ユ
ニット、膜厚測定ユニットをオンラインで結び、制御ユ
ニットで塗布ユニットを制御することによって、少数の
サンプルを作成するだけで多数枚のレジストの塗布条件
の制御が可能になる。ゆえに、塗布装置を有効に稼働さ
せることができる。
【００４８】また、塗布条件（例えば、薬液の種類）の
異なる所定数のサンプルの膜厚を測定するので、塗布装
置における塗布膜の膜厚について寸法精度が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る塗布装置の構成を模式
的に示したブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係る塗布装置の膜厚補正動
作を模式的に示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１に係る塗布装置のレジストの
膜厚と回転数との間の塗布特性を示したグラフである。
【図４】本発明の実施例２に係る塗布装置の膜厚補正動
作を模式的に示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２に係る塗布装置を用いたとき
のレジストの膜厚分布の補正前における１サンプルのグ
ラフである。
【図６】本発明の実施例２に係る塗布装置を用いたとき
のレジストの膜厚分布の補正前における複数サンプルの
グラフである。
【図７】本発明の実施例２に係る塗布装置を用いたとき
のレジストの膜厚分布の補正後におけるグラフである。
【図８】従来の一例に係る塗布装置の膜厚補正動作を模
式的に示したフローチャートである。
【符号の説明】
１ 塗布装置 １０ 塗布ユニット １１ 回転台 １２ モータ １３ 被制御部 １４ センサ ２０ 制御ユニット ２１ 曲線作成手段 ２２ 補正値計算手段 ２３ 制御信号生成手段 ３０ 膜厚測定ユニット ３１ レーザ発光部 ３２ レーザ光受光部 ３３ 膜厚計算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０２ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ Ｆターム(参考） 2H025 AA01 AA02 AA03 AA04 AB16 EA05 4D075 AC64 AC73 AC92 AC94 AC96 CA48 CB07 DA08 DC22 EA07 EA45 4F042 AA02 AA07 BA05 BA12 BA15 BA19 BA20 BA21 BA22 BA25 EB29 EB30 5F046 JA01 JA13 JA21 JA24

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体ウェハにフォトレジストを塗布する
    塗布ユニットと、前記塗布ユニットから取得した半導体
    ウェハに塗布されたフォトレジストの膜厚を測定する膜
    厚測定ユニットと、を有する塗布装置において、 前記塗布ユニットから半導体ウェハにフォトレジストを
    塗布した所定の塗布条件の異なる所定数の各サンプルに
    ついての塗布条件に係る情報を取得するとともに、前記
    膜厚測定ユニットから測定された前記各サンプルについ
    ての膜厚に係る情報を取得することにより、所定の塗布
    条件及びこれに対応する膜厚についてプロットし、この
    プロットに基づいて所定の塗布条件及びこれに対応する
    膜厚について近似曲線を作成する手段と、 前記近似曲線に基づいて予め目標値として設定されてい
    るフォトレジストの膜厚に対応する所定の塗布条件に係
    る補正値を計算する手段と、 計算された所定の塗布条件に係る補正値に基づいて前記
    塗布ユニットの所定の塗布条件を制御する制御信号を生
    成する手段と、を備える制御ユニットを有することを特
    徴とする塗布装置。
  2. 【請求項２】半導体ウェハにフォトレジストを塗布する
    塗布ユニットと、前記塗布ユニットから取得した半導体
    ウェハに塗布されたフォトレジストの膜厚を測定する膜
    厚測定ユニットと、を有する塗布装置において、 前記塗布ユニットから半導体ウェハにフォトレジストを
    塗布した所定の塗布条件の異なる所定数の各サンプルに
    ついての塗布条件に係る情報を取得するとともに、前記
    膜厚測定ユニットから測定された前記各サンプルについ
    ての膜厚に係る情報を取得することにより、所定の塗布
    条件及びこれに対応する膜厚についてプロットし、この
    プロットに基づいて所定の塗布条件及びこれに対応する
    膜厚について回帰曲線を作成する手段と、 前記回帰曲線に基づいて予め目標値として設定されてい
    るフォトレジストの膜厚に対応する所定の塗布条件に係
    る補正値を計算する手段と、 計算された所定の塗布条件に係る補正値に基づいて前記
    塗布ユニットの所定の塗布条件を制御する制御信号を生
    成する手段と、を備える制御ユニットを有することを特
    徴とする塗布装置。
  3. 【請求項３】前記所定の塗布条件は、前記塗布ユニット
    に備えられた前記半導体ウェハを回転させるモータの回
    転数であることを特徴とする請求項１又は２記載の塗布
    装置。
  4. 【請求項４】前記制御ユニットは、予め設定された規格
    に基づいて前記近似曲線又は回帰曲線上から外れる特異
    点を前記グラフにプロットするデータから自動的に外す
    手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
    か一に記載の塗布装置。
  5. 【請求項５】前記制御ユニットにおいて、 前記塗布ユニットから半導体ウェハにフォトレジストを
    塗布した所定の塗布条件の異なる所定数の第１のサンプ
    ルについての塗布条件に係る情報を取得するとともに、
    前記膜厚測定ユニットから測定された前記第１のサンプ
    ルについての半径方向の膜厚分布に係る情報を取得する
    ことにより、前記第１のサンプルについて半径方向の膜
    厚分布の前記所定の塗布条件依存性に係るグラフを作成
    する手段と、 前記塗布ユニットから半導体ウェハにフォトレジストを
    塗布した第２サンプルについての半径方向の塗布条件に
    係る情報を取得するとともに、前記膜厚測定ユニットか
    ら測定された前記第２のサンプルについての膜厚分布に
    係る情報を取得することにより、前記第２のサンプルの
    半径方向の膜厚分布を前記第１のサンプルについてのグ
    ラフと照らし合わせ、前記第２サンプルの所定の塗布条
    件が前記第１のサンプルのうち最も凹凸の小さい第１の
    サンプルの所定の塗布条件と一致しないときに、前記第
    ２サンプルの所定の塗布条件を前記最も凹凸の小さい第
    １のサンプルの所定の塗布条件に補正する手段と、を備
    えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記
    載の塗布装置。
  6. 【請求項６】半導体ウェハに塗布するフォトレジストの
    膜厚を制御する塗布膜厚制御方法において、 半導体ウェハにフォトレジストを塗布する塗布ユニット
    から半導体ウェハにフォトレジストを塗布した所定の塗
    布条件の異なる所定数の各サンプルについての塗布条件
    に係る情報を取得するとともに、前記各サンプルについ
    ての膜厚に係る情報を取得することにより、所定の塗布
    条件及びこれに対応する膜厚についてプロットし、この
    プロットに基づいて所定の塗布条件及びこれに対応する
    膜厚について近似曲線を作成する工程と、 前記近似曲線に基づいて予め目標値として設定されてい
    るフォトレジストの膜厚に対応する所定の塗布条件に係
    る補正値を計算する工程と、 計算された所定の塗布条件に係る補正値に基づいて前記
    塗布ユニットの所定の塗布条件を制御する制御信号を生
    成する工程と、を含むことを特徴とする塗布膜厚制御方
    法。
  7. 【請求項７】半導体ウェハに塗布するフォトレジストの
    膜厚を制御する塗布膜厚制御方法において、 半導体ウェハにフォトレジストを塗布する塗布ユニット
    から半導体ウェハにフォトレジストを塗布した所定の塗
    布条件の異なる所定数の各サンプルについての塗布条件
    に係る情報を取得するとともに、前記各サンプルについ
    ての膜厚に係る情報を取得することにより、所定の塗布
    条件及びこれに対応する膜厚についてプロットし、この
    プロットに基づいて所定の塗布条件及びこれに対応する
    膜厚について回帰曲線を作成する工程と、 前記回帰曲線に基づいて予め目標値として設定されてい
    るフォトレジストの膜厚に対応する所定の塗布条件に係
    る補正値を計算する工程と、 計算された所定の塗布条件に係る補正値に基づいて前記
    塗布ユニットの所定の塗布条件を制御する制御信号を生
    成する工程と、を含むことを特徴とする塗布膜厚制御方
    法。
  8. 【請求項８】前記所定の塗布条件は、前記塗布ユニット
    に備えられた前記半導体ウェハを回転させるモータの回
    転数であることを特徴とする請求項６又は７記載の塗布
    膜厚制御方法。
  9. 【請求項９】予め設定された規格に基づいて前記近似曲
    線又は回帰曲線上から外れる特異点を前記グラフにプロ
    ットするデータから自動的に外す工程を含むことを特徴
    とする請求項６乃至８のいずれか一に記載の塗布膜厚制
    御方法。
  10. 【請求項１０】前記塗布ユニットから半導体ウェハにフ
    ォトレジストを塗布した所定の塗布条件の異なる所定数
    の第１のサンプルについての塗布条件に係る情報を取得
    するとともに、前記第１のサンプルについての半径方向
    の膜厚分布に係る情報を取得することにより、前記第１
    のサンプルについて半径方向の膜厚分布の前記所定の塗
    布条件依存性に係るグラフを作成する工程と、 前記塗布ユニットから半導体ウェハにフォトレジストを
    塗布した第２サンプルについての塗布条件に係る情報を
    取得するとともに、前記膜厚測定ユニットから測定され
    た前記第２のサンプルについての半径方向の膜厚分布に
    係る情報を取得することにより、前記第２のサンプルの
    半径方向の膜厚分布を前記第１のサンプルについてのグ
    ラフと照らし合わせ、前記第２サンプルの所定の塗布条
    件が前記第１のサンプルのうち最も凹凸の小さい第１の
    サンプルの所定の塗布条件と一致しないときに、前記第
    ２サンプルの所定の塗布条件を前記最も凹凸の小さい第
    １のサンプルの所定の塗布条件に補正する工程と、を含
    むことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一に記載
    の塗布膜厚制御方法。
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