JP3163147B2 - Resist evaluation apparatus, resist coating apparatus and resist coating method using the same - Google Patents
Resist evaluation apparatus, resist coating apparatus and resist coating method using the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造など
に利用されるフォトマスク基板や半導体基板の上に形成
されるレジストの塗布装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for applying a resist formed on a photomask substrate or a semiconductor substrate used for manufacturing a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】LSI(Large Scale Integrated Circu
it)など半導体装置の高集積化は著しく、3年で4倍の
割合で進んでいる。そのため、半導体基板上に形成する
配線パターン等の欠陥の発生を低く抑えることは、高い
歩留まりを得る上で、極めて重要となっている。半導体
装置を製造する工程において、配線パターン等の形成
は、レジスト液を適当な回転数でスピンしているフォト
マスク基板や半導体基板など基板上に滴下してレジスト
膜を得ている。そして、このレジスト膜に所望の配線パ
ターンなどを有するマスクを露光転写し、適当な現像処
理をして、レジスト像を得ている。この様にして得られ
たレジスト像は、基板上に形成された下地、例えばSi
O2やAl等のメタルをエッチング加工する際のマスク
として用いられる。したがって、形成したレジスト像の
パターン間やその中に欠陥があると、欠陥が下地にエッ
チング転写されてしまい、配線の短絡(ショート)やオ
ープンが生じてLSIの歩留りを低下させる。即ち、L
SIの製造において高歩留りを達成するためには、基板
上に形成したレジスト像(レジストパターン)の欠陥を
少なくすることが重要である。レジストパターン間に欠
陥が発生する要因の1つにレジスト膜中のパーティクル
がある。このパーティクルは、レジスト製造メーカーか
ら供給されたレジスト液や、図2に示すようなレジスト
供給システム内で、発塵することにより発生する。パー
ティクル自身は、レジスト液中の組成が化学的もしくは
物理的に偏析したものと、レジスト膜製造時や前述した
レジスト供給システム内のレジスト塗布装置での製造容
器、ポンプ、バルブ等の接触材料から発生するリジッド
なダストに大別される。なお、前述のレジストもしくは
レジスト膜等は、露光に対するものであり、ここでは、
フォトレジストを意味している。本発明においては、光
による露光だけでなく、X線や電子ビ−ムなどのビ−ム
露光に対するレジストにも適用することが可能である。2. Description of the Related Art LSI (Large Scale Integrated Circuit)
High integration of semiconductor devices such as it) is remarkably progressing four times in three years. Therefore, it is extremely important to suppress the occurrence of defects such as wiring patterns formed on a semiconductor substrate to obtain a high yield. In the process of manufacturing a semiconductor device, in forming a wiring pattern and the like, a resist film is obtained by dropping a resist solution onto a substrate such as a photomask substrate or a semiconductor substrate which is spinning at an appropriate rotation speed. Then, a mask having a desired wiring pattern or the like is exposed and transferred to the resist film, and is subjected to an appropriate developing process to obtain a resist image. The resist image obtained in this manner is applied to an underlayer formed on the substrate, for example, Si
It is used as a mask when etching metal such as O 2 or Al. Therefore, if there is a defect between or in the patterns of the formed resist image, the defect is etched and transferred to the base, causing a short circuit or open circuit of the wiring, thereby lowering the yield of the LSI. That is, L
In order to achieve high yield in the manufacture of SI, it is important to reduce defects in a resist image (resist pattern) formed on a substrate. One of the factors that cause defects between resist patterns is particles in the resist film. The particles are generated by dust generation in a resist solution supplied from a resist manufacturer or in a resist supply system as shown in FIG. Particles themselves are chemically or physically segregated in the composition of the resist solution, and are generated from contact materials such as manufacturing vessels, pumps, valves, etc. during the production of the resist film or in the resist coating system in the resist supply system described above. It is roughly divided into rigid dust. The above-described resist or resist film is for exposure, and here,
Photoresist. The present invention can be applied not only to light exposure but also to a resist for beam exposure such as X-rays and electron beams.
【0003】従来のレジスト供給システムは、図2に示
すように、まず、レジストタンクにレジスト液1が貯留
されている。この中のレジスト液1は、パイプ2を通じ
て、吐出ノズル7からスピンしている半導体基板(ウェ
−ハ)などに滴下されて、基板上にレジスト膜が形成さ
れる。タンクと吐出ノズルを結ぶパイプ2には、ポンプ
3、フィルタ4、サックバックバルブ5およびストップ
バルブ6が形成されている。そして、これらバルブ5、
6とポンプ3とは制御部を介して結合されており、レジ
スト液供給の調整を行っている。このフィルタ4によっ
てレジスト膜製造時やレジスト塗布装置での製造容器、
ポンプ、バルブ等の接触材料から発生するリジッドなダ
ストを除去する。この様に、リジッドなダストないしパ
ーティクルは、フィルタ4により除去可能であるが、レ
ジスト組成物が偏析して形成されたものは、ポンプなど
により受けた圧力により、メンブランフィルタのポアズ
応力変形を受けて容易にフィルタを通過してしまう。In a conventional resist supply system, first, a resist solution 1 is stored in a resist tank, as shown in FIG. The resist solution 1 therein is dropped onto a semiconductor substrate (wafer) or the like which is spinning from a discharge nozzle 7 through a pipe 2, and a resist film is formed on the substrate. A pump 3, a filter 4, a suck-back valve 5, and a stop valve 6 are formed in a pipe 2 connecting the tank and the discharge nozzle. And these valves 5,
The pump 6 and the pump 3 are connected via a control unit, and adjust the supply of the resist solution. The filter 4 is used for manufacturing a resist film or a manufacturing container in a resist coating apparatus.
Removes rigid dust generated from contact materials such as pumps and valves. In this manner, the rigid dust or particles can be removed by the filter 4, but the one formed by segregating the resist composition is subjected to Poise stress deformation of the membrane filter by the pressure received by a pump or the like. It easily passes through the filter.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】レジスト組成物が偏析
して形成された応力変形を伴うパターティクルは、ゲル
状であり、メンブランのポアサイズを可能な限り小さく
しても、ある一定のレジスト流量を取るためには大きな
圧力で押し出さなくてはならず、増々応力による変形に
よってフィルタを容易に通過してしまうようになる。こ
のゲル状パーティクルは、レジストの保存や使用状態に
依存し、経時的に発生するものであり、基板に形成され
たレジスト膜によって作られる配線パタ−ンなどの欠陥
の原因になっている。レジスト膜の良否を判定する事
は、これまでにも行われていることである。例えば、特
開平1−178958号公報には、レジスト膜内外の異
物を検知する方法が記載されている。この方法は、異物
の検出を容易にするために、レジスト膜を改質しようと
するものであり、さらに、検出光に散乱光を用いている
ので、本発明が目的としているレジストの中にあるゲル
状のダストを検出することは、非常に困難なことであ
る。本発明は、この様な事情によって成されたものであ
り、基板上に形成された配線パタ−ンの欠陥を少なくす
るようなレジスト評価装置、この評価装置を用いたレジ
スト塗布装置およびレジスト塗布方法を提供することを
目的としている。[0007] A stress-deformable particle formed by segregation of the resist composition is gel-like and has a certain resist flow rate even if the pore size of the membrane is as small as possible. In order to remove it, it must be extruded with a large pressure, and easily passes through the filter due to deformation due to increasing stress. The gel-like particles are generated over time depending on the storage and use conditions of the resist, and cause defects such as wiring patterns formed by the resist film formed on the substrate. Determining the quality of the resist film has been performed so far. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-178958 discloses a method for detecting foreign matter inside and outside a resist film. This method is intended to modify the resist film in order to facilitate the detection of foreign matter, and furthermore, scattered light is used for detection light. Detecting gelled dust is very difficult. The present invention has been made in view of such circumstances, and a resist evaluation apparatus for reducing defects in a wiring pattern formed on a substrate, a resist coating apparatus and a resist coating method using the evaluation apparatus. It is intended to provide.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、レジスト液を
試料に塗布する前に、レジスト液のパーティクル数を測
定し、その数によってレジスト液の特性を評価すること
を特徴としている。すなわち、本発明のレジスト評価装
置は、レジスト液を供給する手段と、前記レジスト液が
塗布される透明なモニタ基板と、前記モニタ基板上の前
記レジスト液から形成されるレジスト膜に照射され、か
つ前記モニタ基板を透過する光を発生する光源と、前記
モニタ基板を透過する光を検知する光検知器とを備えて
いることを特徴としている。前記レジスト液を供給する
手段は、前記レジスト液を前記モニタ基板に自由落下さ
せる手段を有することを特徴としている。また、前記光
源としては、レ−ザビ−ムを用いることができる。前記
レジスト液を供給する手段から自由落下する場合は、前
記モニタ基板を水平にたいして傾斜させることができ
る。本発明のレジスト塗布装置は、レジスト液を供給す
る手段、前記レジスト液が塗布される透明なモニタ基
板、前記モニタ基板上の前記レジスト液から形成される
レジスト膜に照射され、かつ、前記モニタ基板を透過す
る光を発生する光源、前記モニタ基板を透過する光を検
知する光検知器とを有するレジスト評価装置と、前記レ
ジスト液が塗布される試料を支持する試料支持台と、前
記レジスト液を供給する手段を前記モニタ基板上もしく
は試料上に移動する装置とを備えていることを特徴とし
ている。前記試料支持台は、前記レジスト液を供給する
手段から生じる余分なレジスト液を受け、さらに、この
余分なレジスト液を排出するコ−タ−(塗布)カップの
中に置かれ、このコ−タ−カップの中には、前記レジス
ト評価装置の前記モニタ基板が配置されている。さら
に、本発明のレジスト塗布方法は、レジスト液を透明な
モニタ基板の表面上に塗布してレジスト膜を形成する工
程と、前記レジスト膜に光を照射する工程と、前記レジ
スト膜に照射した光を前記モニタ基板の裏側から検知
し、この検知した光の散乱状態からレジスト膜のパ−テ
ィクル数をカウントする工程と、前記レジスト膜のパ−
ティクル数が許容値以下である場合のみ、モニタ基板に
塗布した前記レジスト液と同じレジスト液を試料上に塗
布してレジスト膜を形成する工程とを備えていることを
特徴としている。The present invention is characterized in that before applying a resist solution to a sample, the number of particles in the resist solution is measured and the characteristics of the resist solution are evaluated based on the number. That is, the resist evaluation apparatus of the present invention is a unit for supplying a resist solution, a transparent monitor substrate to which the resist solution is applied, and a resist film formed from the resist solution on the monitor substrate is irradiated, and A light source for generating light transmitted through the monitor substrate and a light detector for detecting light transmitted through the monitor substrate are provided. The means for supplying the resist liquid has a means for allowing the resist liquid to freely fall on the monitor substrate. Further, a laser beam can be used as the light source. When the monitor substrate falls freely from the means for supplying the resist liquid, the monitor substrate can be inclined horizontally. The resist coating apparatus according to the present invention includes a means for supplying a resist liquid, a transparent monitor substrate on which the resist liquid is coated, a resist film formed on the monitor substrate formed from the resist liquid, and the monitor substrate A light source that generates light that transmits light, a resist evaluation device that has a light detector that detects light that transmits through the monitor substrate, a sample support table that supports a sample to which the resist liquid is applied, and the resist liquid. A device for moving the supply means on the monitor substrate or the sample. The sample supporter receives an excess resist solution generated from the means for supplying the resist solution, and is further placed in a coater (coating) cup for discharging the excess resist solution. The monitor substrate of the resist evaluation device is arranged in the cup; Further, the resist coating method of the present invention includes a step of forming a resist film by applying a resist liquid on a surface of a transparent monitor substrate; a step of irradiating the resist film with light; and a step of irradiating the resist film with light. Detecting the number of particles of the resist film from the state of scattering of the detected light, and detecting the number of particles of the resist film from the back side of the monitor substrate.
A step of applying the same resist liquid as the resist liquid applied to the monitor substrate to the sample to form a resist film only when the number of ticles is equal to or less than an allowable value.
【0006】[0006]
【作用】レジスト液を基板に塗布する前にレジスト液を
評価できるので、特性の良いレジスト液を常にレジスト
供給システムに使用することが可能になる。Since the resist solution can be evaluated before the resist solution is applied to the substrate, a resist solution having good characteristics can always be used for the resist supply system.
【0007】[0007]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は、本発明に係る第1の実施例のレジスト塗
布装置の断面図である。試料である、例えば、シリコン
ウェ−ハ13は、スピンモ−タ15によって回転してい
るスピンチャック14によって保持されている。ウェ−
ハ13は、水平にスピンチャックに置かれている。この
回転するウェ−ハ13の上に吐出ノズル7からレジスト
液を滴下する。ウェ−ハ13は、回転しているので、レ
ジスト液は均一に塗布され均一な厚さのレジスト膜が形
成される。吐出ノズル7から滴下されるレジスト液のう
ちレジスト膜の形成に寄与しない余分なレジスト液は、
排出される。そのために、ウェ−ハ13、スピンチャッ
ク14およびスピンモ−タ15を収容するコ−タ−カッ
プ17には、その底部に排出孔(ドレイン)16を形成
する。コ−タ−カップ17には、さらに、副室が在り、
そこに評価装置が配置されている。副室の上面には、吐
出ノズル7から滴下されるレジスト液を内部にいれる吐
出口8が在り、その下に透明な硝子板からなるモニタ基
板9が傾斜して配置されている。滴下されたレジスト液
は、傾斜しているモニタ基板9の表面に均一に塗布さ
れ、余分なレジスト液は、自然に副室の底部に落下し、
主室にあるドレイン16から排出される。この様に、評
価装置は、塗布が行われるコ−タ−カップ17内に塗布
装置と共に設置されるので、吐出ノズル7の移動を効率
的に行えると共に装置全体が小形化される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a resist coating apparatus according to a first embodiment of the present invention. A sample, for example, a silicon wafer 13 is held by a spin chuck 14 which is rotated by a spin motor 15. Way
The c 13 is placed horizontally on the spin chuck. A resist liquid is dropped from the discharge nozzle 7 onto the rotating wafer 13. Since the wafer 13 is rotating, the resist solution is uniformly applied to form a resist film having a uniform thickness. Of the resist liquid dropped from the discharge nozzle 7, an extra resist liquid that does not contribute to the formation of the resist film is
Is discharged. For this purpose, a discharge hole (drain) 16 is formed at the bottom of the coater cup 17 which accommodates the wafer 13, the spin chuck 14 and the spin motor 15. The coater cup 17 further has a sub chamber.
The evaluation device is arranged there. On the upper surface of the sub-chamber, there is a discharge port 8 into which a resist liquid dropped from a discharge nozzle 7 is put, and a monitor substrate 9 made of a transparent glass plate is arranged below the discharge port 8. The dropped resist solution is uniformly applied to the inclined surface of the monitor substrate 9, and the excess resist solution naturally falls to the bottom of the sub chamber,
It is discharged from the drain 16 in the main chamber. As described above, since the evaluation device is installed together with the coating device in the coater 17 where the coating is performed, the movement of the discharge nozzle 7 can be efficiently performed, and the entire device can be downsized.
【0008】この実施例では、モニタ基板9を傾斜さ
せ、重力を利用してレジスト液を均一に塗布するように
しているが、コーターカップ17の主室でウェーハ13
に対して行っているように、スピンコートしてもよい。
傾斜しているモニタ基板9の表面に対向して光源10が
配置されている。傾斜しているモニタ基板9に対向して
いるので、この光源は、副室に対しては斜めに設けてい
る。評価装置に光源を用いる以上、スピンコートを用い
ないでモニタ基板を傾斜させることは有利な手段であ
る。光源、すなわち、光照射部10としては、半導体レ
ーザを用いるが、これに限定する必要はなく、アルゴン
レーザやヘリウム−ネオンレーザなど波長が500〜8
00nm程度の光を発生させる光源ならどのようなもの
を用いてもよい。この実施例のフォトレジストは、現在
普通に用いられている材料である。光源からの光の波長
が上記のような範囲にあれば、この現在普通に用いられ
ている材料に対して光は、十分透過することができる
が、波長が450nm程度以下の光を用いると現在の材
料では吸収が始まってしまう。しかし、将来は、光の波
長が300nm程度以下でも使用が可能な材料が開発さ
れる可能性が十分高い。吐出ノズル7は、図2に示すよ
うに、従来のレジスト供給システムに接続されており、
さらに、ウェーハなどの試料の上は勿論、評価装置にも
レジスト液を供給しなければならないので、移動機構も
備えている。評価装置には、また、モニタ基板9の裏面
に受光素子を含む散乱光検出部(受光素子)11を設
け、光源からモニタ基板を透過してきた透過散乱光を検
知する。また、モニタ基板に滴下された余分なレジスト
液はモニタ基板近傍に備えられた洗浄ノズル12で洗浄
されて除去される。さて、吐出ノズル7を副室の入口の
吐出口8まで移動させてから、レジスト液を、例えば、
ガラスを材料とする透明なモニタ基板9上に滴下してレ
ジスト膜を形成する。ついで、このレジスト膜に、光照
射部10からレーザダイオードの発する波長λが780
nmの光を照射し、その光がモニタ基板を透過し、散乱
して受光素子11で検出される。この検出された透過散
乱光は、光電変換して分析され、その結果、レジスト膜
中のダストのパーティクル径とその数を知ることができ
る。モニタ基板9は、レジスト膜、例えば、キノンジア
ジド類を感光剤とする ノボラック樹脂系レジストを溶解
させるエチルセロソルブアセテートや3−メトキシメチ
ルピロピオネート等の溶剤で溶解除去して繰り返し使用
できるようにする。前述の洗浄ノズル12は、このとき
に使用される。ダストの大きさや数などのパーティクル
レベルを測定し、パーティクルレベルが所期の目標値以
下であると、吐出ノズル7は、試料であるウェーハ13
上に移動機構によって移し、ウェーハ13への塗布を実
行する。In this embodiment, the monitor substrate 9 is tilted and the resist solution is applied uniformly using gravity.
May be spin coated.
A light source 10 is arranged to face the inclined surface of the monitor substrate 9. Since the light source is opposed to the monitor substrate 9 which is inclined, the light source is provided obliquely with respect to the sub chamber. As long as a light source is used in the evaluation device, it is advantageous to tilt the monitor substrate without using spin coating. A semiconductor laser is used as the light source, that is, the light irradiating unit 10, but it is not necessary to limit to this, and a wavelength of 500 to 8
Any light source that generates light of about 00 nm may be used. The photoresist of this embodiment is a commonly used material at present. If the wavelength of the light from the light source is within the above range, light can be sufficiently transmitted through the materials commonly used at present. Absorption starts with the material. However, in the future, there is a high possibility that a material that can be used even when the light wavelength is about 300 nm or less will be developed. The discharge nozzle 7 is connected to a conventional resist supply system as shown in FIG.
Further, since a resist solution must be supplied not only to a sample such as a wafer but also to an evaluation device, a moving mechanism is provided. The evaluation device is further provided with a scattered light detector (light receiving element) 11 including a light receiving element on the back surface of the monitor substrate 9 to detect transmitted scattered light transmitted from the light source through the monitor substrate. Excess resist solution dropped on the monitor substrate is cleaned and removed by a cleaning nozzle 12 provided near the monitor substrate. Now, after moving the discharge nozzle 7 to the discharge port 8 at the entrance of the sub-chamber, the resist solution is, for example,
A resist film is formed by being dropped on a transparent monitor substrate 9 made of glass. Next, the wavelength λ emitted from the laser diode from the light irradiation section 10 is 780
The light is transmitted through the monitor substrate, scattered, and detected by the light receiving element 11. The detected transmitted scattered light is analyzed by photoelectric conversion, and as a result, the particle diameter and the number of dust particles in the resist film can be known. The monitor substrate 9 is made of a resist film, for example, quinonedia.
A solvent such as ethyl cellosolve acetate or 3-methoxymethylpyrionate, which dissolves a novolak resin-based resist using a zide as a photosensitizing agent, is dissolved and removed so that it can be used repeatedly. The aforementioned cleaning nozzle 12 is used at this time. The particle level such as the size and number of dust is measured, and when the particle level is lower than an intended target value, the discharge nozzle 7
The wafer 13 is moved upward by the moving mechanism, and the application to the wafer 13 is performed.
【0009】この実施例の評価装置を備えた塗布装置に
よる塗布方法は、図3および図4に示すフロ−チャ−ト
図に従って実行される。まず、吐出ノズルをモニタ基板
の上に移動させる(1)。ついで、モニタ基板上に吐出
ノズルからレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する
(2)。ついで、モニタ基板上のレジスト膜へ、半導体
レ−ザなどの光源から光を照射する(3)。ついで、モ
ニタ基板の裏側からレジスト膜を透過した透過散乱光を
受光素子などにより受光する(4)。受光した光の散乱
状態によりレジスト膜中のダストの大きさや数などのパ
−ティクルレベルを検知する(5)。レジスト膜中のパ
−ティクルレベルが基準以上、即ち、パ−ティクル数が
一定の基準より多ければ、レジストタンクのレジスト液
を使用しないで液交換を行う(6)。そのパ−ティクル
レベルが基準以下ならば、吐出ノズルを試料であるウェ
−ハ上に移動させる(7)。そして、ウェ−ハに吐出ノ
ズルからレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する
(8)。このように、本発明においては、常に、レジス
トを塗布する前にレジスト液をチェックするシステムに
なっているので、安定したレジスト液を供給することが
でき、その結果、例えば、欠陥の少ない配線パタ−ンを
何時でも形成することが可能になる。The coating method using the coating apparatus provided with the evaluation apparatus of this embodiment is executed according to the flowcharts shown in FIGS. First, the discharge nozzle is moved above the monitor substrate (1). Next, a resist liquid is applied on the monitor substrate from a discharge nozzle to form a resist film (2). Next, the resist film on the monitor substrate is irradiated with light from a light source such as a semiconductor laser (3). Next, the transmitted scattered light transmitted through the resist film from the back side of the monitor substrate is received by a light receiving element or the like (4). The particle level such as the size and number of dust in the resist film is detected based on the scattering state of the received light (5). If the particle level in the resist film is higher than the reference, that is, if the number of particles is higher than a certain reference, the liquid is changed without using the resist liquid in the resist tank (6). If the particle level is lower than the reference, the discharge nozzle is moved onto the wafer as the sample (7). Then, a resist liquid is applied to the wafer from a discharge nozzle to form a resist film (8). As described above, in the present invention, since the system always checks the resist solution before applying the resist, a stable resist solution can be supplied. As a result, for example, a wiring pattern with few defects can be provided. -Can be formed at any time.
【0010】図5は、レジスト膜上もしくはレジスト膜
内のダスト数(個)と電気的に測定した配線間の短絡
(ショ−ト)との関係を示す特性図を表している。縦軸
は、良品率(%)を表し、100%は、短絡が0を意味
している。横軸は、0.3μm以上のダストの一定領域
(この場合、6インチ径のシリコンウェ−ハ上のレジス
ト膜全域)内の数を表している。ここで測定した配線
は、配線間隔および配線幅が約0.8μmのリン拡散し
たポリシリコンを材料としている。この配線は、シリコ
ン半導体基板上に形成されるものを用いる。その形成方
法は、次のとうりである。このシリコン半導体基板にリ
ン拡散したポリシリコン膜を形成する。この上に、前記
実施例による方法で、レジスト膜を形成する。このあと
レジスト膜をパタ−ニングしてレジストパタ−ンを形成
する。そして、レジストパタ−ンの下にあるポリシリコ
ン膜をエッチングする。最後に、レジストパタ−ンを剥
離除去してポリシリコンからなる配線パタ−ンを形成す
る。電気的測定は、この配線パタ−ンに対して行う。こ
の測定結果からダスト量が多いほど短絡発生率が高い事
が分かる。特に、レジスト膜上のダスト数が100個を
越えると良品率が6割を割るようになる。この実施例で
は、配線幅が0.8μm程度の配線パタ−ンついて述べ
た。その時の対象とするダストの大きさは、およそ0.
3μm以上であるが、半導体装置の微細化がさらに進ん
で、配線幅が0.8μmより狭くなると、この程度では
短絡事故は防げなくなって、対象とするダストの大きさ
を0.1μm程度以下にする必要も生じてくる。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of dusts (pieces) on or in a resist film and a short circuit (short) between wirings electrically measured. The vertical axis represents the non-defective rate (%), and 100% means that there is no short circuit. The horizontal axis represents the number of particles of 0.3 μm or more in a certain area (in this case, the entire area of the resist film on a 6-inch diameter silicon wafer). The wiring measured here is made of phosphorus-diffused polysilicon having a wiring interval and a wiring width of about 0.8 μm. As the wiring, a wiring formed on a silicon semiconductor substrate is used. The forming method is as follows. A polysilicon film diffused with phosphorus is formed on the silicon semiconductor substrate. On this, a resist film is formed by the method according to the above embodiment. Thereafter, the resist film is patterned to form a resist pattern. Then, the polysilicon film under the resist pattern is etched. Finally, the resist pattern is peeled off to form a wiring pattern made of polysilicon. Electrical measurement is performed on this wiring pattern. From this measurement result, it can be seen that the larger the amount of dust, the higher the short circuit occurrence rate. In particular, when the number of dusts on the resist film exceeds 100, the yield rate falls below 60%. In this embodiment, the wiring pattern having the wiring width of about 0.8 μm has been described. The size of the target dust at that time is about 0.
Although it is 3 μm or more, when the miniaturization of the semiconductor device further advances and the wiring width becomes narrower than 0.8 μm, a short circuit accident cannot be prevented at this level, and the size of the target dust is reduced to about 0.1 μm or less. Need to be done.
【0011】ついで、図6を参照して第2の実施例を説
明する。図は、レジスト供給システムの断面図であり、
前実施例の塗布装置に接続させることができる。図2に
示すレジスト供給システムは、コントロ−ルされたポン
プによって吐出ノズルからレジスト液が押し出されるよ
うになっているのに対し、この実施例では、ポンプは使
わず重力を利用したことに特徴がある。図示のように、
レジスト液1を収容したレジストタンクは、最上位にあ
り、一番下にある吐出ノズル7とは、パイプ2によって
繋がれている。パイプ2には、ストップバルブ6が設け
られており、レジスト液の放出をコントロ−ルするよう
になっている。この供給システムでは、図2に示すよう
な供給システムで使用するポンプ、バルブ、製造容器な
どレジスト液と接触する材料が、かなり少なくすること
ができる。これら接触材料は、その接触によってリジッ
ドなダストが発生するので、その存在は、レジストを利
用する分野においては、好ましいものではない。したが
って、この実施例では、リジッドなダストは、かなり少
なくすることができるので、これが原因でレジスト液が
しよう不可と評価されることはほとんど考えられない。
勿論、フィルタなどを取付けてダストを取除く事もでき
るが、接触材料が増えることになるので、とくに付ける
必要はない。Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The figure is a cross-sectional view of the resist supply system,
It can be connected to the coating apparatus of the previous embodiment. The resist supply system shown in FIG. 2 is characterized in that the resist liquid is pushed out from the discharge nozzle by a controlled pump, whereas in this embodiment, the pump is not used and gravity is used. is there. As shown,
The resist tank containing the resist solution 1 is at the top and is connected to the discharge nozzle 7 at the bottom by the pipe 2. The pipe 2 is provided with a stop valve 6 for controlling the discharge of the resist solution. In this supply system, the amount of materials that come into contact with the resist solution, such as pumps, valves, and manufacturing containers, used in the supply system as shown in FIG. 2 can be considerably reduced. These contact materials generate rigid dust due to the contact, and their presence is not preferable in the field of utilizing resist. Therefore, in this embodiment, since the rigid dust can be considerably reduced, it is hardly considered that the resist liquid is evaluated as unusable due to this.
Of course, dust can be removed by attaching a filter or the like, but it is not necessary to attach it especially since the contact material increases.
【0012】前述の実施例では、光源11として、波長
λが780nmの半導体レ−ザによるレ−ザビ−ムを用
いたが、レ−ザビ−ムのみに依存する必要はなく、ま
た、上記した波長に限定されず、電磁波であればどのよ
うなものでも良い。光源を移動させたり、光ビームを反
射操作させることもできる。モニタ基板に照射放射線を
透過させるのが最も効果てきである。In the above-described embodiment, a laser beam using a semiconductor laser having a wavelength λ of 780 nm is used as the light source 11, but it is not necessary to rely solely on the laser beam. The wavelength is not limited, and any electromagnetic wave may be used. The light source can be moved or the light beam can be reflected. It is most effective to transmit the irradiation radiation to the monitor substrate.
【0013】[0013]
【発明の効果】本発明によれば、ウェ−ハなどの基板上
に塗布する前に、レジスト中のパーティクルレベルをチ
ェックをするので、所望のパーティクルレベルを有する
レジスト液を使用する事ができ、均一で安定なレジスト
膜が得られる。また、パーティクルレベルをモニタでき
るので、ポンプ、フィルタ、バルブ類といった、それら
自身からの発塵の恐れのあるものを用いないシンプルな
レジスト供給システムが提供できる。According to the present invention, the particle level in the resist is checked before coating on a substrate such as a wafer, so that a resist solution having a desired particle level can be used. A uniform and stable resist film can be obtained. In addition, since the particle level can be monitored, a simple resist supply system can be provided that does not use pumps, filters, valves, and the like that may generate dust from themselves.
【図1】本発明に係る実施例のレジスト塗布装置の断面
図。FIG. 1 is a sectional view of a resist coating apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明および従来のレジスト供給システム構成
図。FIG. 2 is a configuration diagram of the present invention and a conventional resist supply system.
【図3】本発明のレジスト塗布方法の塗布工程図。FIG. 3 is a coating process diagram of the resist coating method of the present invention.
【図4】本発明のレジスト塗布方法の塗布工程図。FIG. 4 is a coating process diagram of the resist coating method of the present invention.
【図5】良品率のレジスト膜中のダスト数依存性を示す
特性図。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the dependency of the yield rate on the number of dusts in a resist film.
【図6】本発明の第2の実施例に用いるレジスト供給シ
ステム構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a resist supply system used in a second embodiment of the present invention.
1 レジスト液 2 パイプ 3 ポンブ 4 フィルタ 5 サックバックバルブ 6 ストップバルブ 7 吐出ノズル 8 吐出口 9 モニタ基板 10 光照射部(光源) 11 散乱光検出部 12 洗浄ノズル 13 試料(ウェ−ハ) 14 スピンチャック 15 スピンモータ 16 ドレイン 17 コ−タ−カップ REFERENCE SIGNS LIST 1 resist solution 2 pipe 3 pump 4 filter 5 suck back valve 6 stop valve 7 discharge nozzle 8 discharge port 9 monitor substrate 10 light irradiation unit (light source) 11 scattered light detection unit 12 cleaning nozzle 13 sample (wafer) 14 spin chuck 15 Spin motor 16 Drain 17 Coat cup
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027
Claims (6)
スト膜に照射し、かつ前記モニタ基板を透過する光を発
生する光源と、 前記モニタ基板を透過する光を検知する光検知器とを備
えていることを特徴とするレジスト評価装置。A means for supplying a resist solution; a transparent monitor substrate on which the resist solution is applied; and a resist film formed from the resist solution on the monitor substrate, which is irradiated and transmitted through the monitor substrate. And a light detector for detecting light passing through the monitor substrate.
レジスト液を前記モニタ基板に自由落下させる手段を有
することを特徴とする請求項1に記載のレジスト評価装
置。2. The resist evaluation apparatus according to claim 1, wherein the means for supplying the resist liquid has a means for allowing the resist liquid to freely fall on the monitor substrate.
ていることを特徴とする請求項2に記載のレジスト評価
装置。3. The resist evaluation apparatus according to claim 2, wherein the monitor substrate is inclined with respect to the horizontal.
ト液が塗布される透明なモニタ基板、前記モニタ基板上
の前記レジスト液から形成されるレジスト膜に照射さ
れ、かつ、前記モニタ基板を透過する光を発生する光源
および前記モニタ基板を透過する光を検知する光検知器
を有するレジスト評価装置と、 前記レジスト液が塗布される試料を支持する試料支持台
と、 前記レジスト液を供給する手段を前記モニタ基板上もし
くは試料上に移動する装置とを備えていることを特徴と
するレジスト塗布装置。4. A means for supplying a resist solution, a transparent monitor substrate on which the resist solution is applied, and a resist film formed on the monitor substrate formed from the resist solution is irradiated and transmitted through the monitor substrate. A resist evaluation device having a light source that generates light and a photodetector that detects light transmitted through the monitor substrate; a sample support table that supports a sample to which the resist solution is applied; and a unit that supplies the resist solution. A device for moving on the monitor substrate or the sample.
給する手段から生じる余分なレジスト液を受け、さら
に、この余分なレジスト液を排出するコ−タ−カップの
中に置かれ、このコ−タ−カップの中には、前記レジス
ト評価装置の前記モニタ基板が配置されていることを特
徴とする請求項4に記載のレジスト塗布装置。5. The sample supporter receives an excess resist solution generated from the means for supplying the resist solution, and is further placed in a coater for discharging the excess resist solution. The resist coating device according to claim 4, wherein the monitor substrate of the resist evaluation device is disposed in the tar cup.
に塗布してレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に光を照射する工程と、 前記レジスト膜に照射した光を前記モニタ基板の裏側か
ら検知し、この検知した光の散乱状態からレジスト膜の
パ−ティクル数をカウントする工程と、 前記レジスト膜のパ−ティクル数が許容値以下である場
合のみ、モニタ基板に塗布した前記レジスト液と同じレ
ジスト液を試料上に塗布してレジスト膜を形成する工程
とを備えていることを特徴とするレジスト塗布方法。6. A step of applying a resist liquid on a surface of a transparent monitor substrate to form a resist film; a step of irradiating the resist film with light; and a step of applying light irradiating the resist film to the monitor substrate. Detecting from the back side, counting the number of particles of the resist film from the detected scattering state of the light, the resist applied to the monitor substrate only when the number of particles of the resist film is equal to or less than an allowable value. Applying the same resist solution as the solution onto the sample to form a resist film.
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|---|---|---|---|
| JP04619692A JP3163147B2 (en) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | Resist evaluation apparatus, resist coating apparatus and resist coating method using the same |
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|---|---|---|---|---|
| US6873408B2 (en) * | 2002-01-08 | 2005-03-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Photoresist mist auto detection system |
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1992
- 1992-01-31 JP JP04619692A patent/JP3163147B2/en not_active Expired - Fee Related
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