DE69032005T2

DE69032005T2 - Verfahren zum Kontrollieren der Dicke einer Dünnschicht während ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69032005T2
Application number: DE69032005T
Authority: DE
Inventors: Susumu Komoriya; Yashuhiko Nakayama; Masataka Shiba
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-10-10
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: US5409538A; US5747201A; EP0451329A2; DE69032005D1; EP0451329B1; EP0451329A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung einer Halbleitervorrichtung oder ähnlichem und insbesondere auf ein Steuerverfahren zum Bilden eines dünnen Filmes, das zur Stabilisierung der Bildung oder der Behandlung eines dünnen Filmes eines Halbleiters geeignet ist, ein Belichtungsverfahren und ein System für das Belichtungsverfahren.
Mit dem Fortschritt der hohen Integrierung von Halbleitervorrichtungen ist die Mustergröße feiner geworden, die Vorrichtungsstruktur wurde dreidimensional und die Herstellungsverfahren von Halbleitervorrichtungen wurden mehr und mehr kompliziert. Es ist daher notwendig, mehr als früher die Stabilisierung der Bedingungen des Herstellungsprozesses von Vorrichtungen, die bei den Herstellungsschritten von Halbleitervorrichtungen verwendet werden, zu beachten.
Beispielsweise wird beim Projizieren eines Musters, das auf eine Strichplatte gezeichnet ist, auf einen Wafer durch einen Projektionsausrichter, belichtendes Licht mit einer einzigen Wellenlange in einer vergleichsweisen engen Wellenlängenbandbreite verwendet. Daher, wie in Fig. 2a gezeigt, unterläuft das Belichtungslicht 71 eine vielfache Reflexion in einem Photoresist-Filin 72 oder einem lichtübertragenden eine Unterschicht bildenden Film 74, wenn vorhanden. Als Ergebnis tritt eine wechselseitige Interferenz von Licht auf und die Intensität des Lichtes variiert in der Richtung der Tiefe innerhalb des Photoresist-Filmes 72. Demgemäß wird die Belichtungsenergie in der Richtung der Tiefe variiert und nach der Entwicklung erscheint der Querschnitt des Photoresist-Filmes gewellt, wie in Fig. 2b gezeigt. Wenn die Verfahrensbedingungen bei verschiedenen Herstellungsapparaten variiert sind, ist die Dicke des Photoresist-Filmes t oder die gebildete Bedingung der lichtübertragenden Unterbeschichtung 74 variiert. Demzufolge ist nach dem Belichten eines Photoresistes unter der gleichen Belichtungsenergie, die Breite W des Photoresistes in Kontakt mit der obersten Schicht der Unterbeschichtung 73 unter der Wirkung von stehenden Wellen variiert, was eine variierte Mustergröße ergibt. Um die Mustergröße W zu stabilisieren, sollte daher eine optimale Belichtungsenergie gemäß der Variation der Dicke des Photoresist-Filmes t und der gebildeten Bedingungen der Unterbeschichtung 74 eingestellt werden.
Außerdem, wenn die optische Eigenschaft oder Dicke des Photoresist-Filmes aufgrund von Variationen in der Photoresist-Beschichtung oder den Backbedingungen in einer Photoresist-Beschichtungsmaschine variiert ist, variiert die Mustergröße, auch wenn die gebildete Bedingung der Unterbeschichtung auf dem Wafer oder die Belichtungs- und Entwicklungsbedingungen die gleichen sind. Es ist daher notwendig, auch in der Photoresist-Beschichtungsmaschine das Überwachen der Variation der Beschichtungs- und Backbedingungen aufrechtzuerhalten, die die Hauptursachen von Variationen in der Dicke und den optischen Eigenschaften des Photoresist-Filmes sind.
Auch bei den Schritten des Bildens und Behandelns eines dünnen Fihnes, wie z.B. einem Schritt zum Bilden eines Films und einem Ätzschritt vor oder nach dem Belichtungsschritt, wie in Fig. 4 gezeigt, sind aufgrund des Anwachsens im Durchmesser des gebildeten und behandelten Wafers und dem Abnehmen der Dicke des Filmes, die Dicke und die optischen Eigenschaften des dünnen Filmes, der gebildet und behandelt wird, mit leichten Variationen bei den Herstellungsprozeßbedingungen variiert. Daher ist es bei einer Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes notwendig, konstant die Dicke und die optischen Eigenschaften des dünnen Filmes, der geformt oder behandelt wird, zu überwachen und die Prozeßbedingungen zu steuern, um die Dicke und die optischen Eigenschaften des dünnen Filmes konstant zu halten.
Als ein Verfahren zum Aufrechterhalten einer konstanten Mustergröße in, beispielsweise, einem Belichtungsschritt beim Vorhandensein von Variationen in der Prozeßbedingung einer verwendbten Vorrichtung bei jedem Herstellungsschritt, ist gewöhnlicherweise eine sogenannte Voroperation durchgeführt worden, bei der die Belichtung und die Entwicklung von einem oder mehreren Waferblättern auf eine Versuchsbasis durchgeführt worden ist, wobei die Mustergröße durch ein Meßinstrument gemessen wird, um die Akzeptierbarkeit der Belichtungsenergie durch die Meßresultate zu beurteilen, und die Beurteilung wird zu den Öffiiungsund Verschlußzeiten für Verschlüsse in einem optischen System zur Beleuchtung oder ähnlichem zurückgeführt.
Bei der Herstellung von kleinen Mengen von vielen Typen von Produkten, wie z.B. bei ASIC (Application Specific Integrated Circuit), muß jedoch die Voroperation jedesmal ausgeführt werden, wenn der Produkttyp geändert wird. Das Erfordernis hat die Anzahl von Arbeitsschritten erhöht und war die Hauptursache des Absinkens der Betriebseffizienz einer Belichtungsvorrichtung. Mit dem Trend in Richtung höherer Integration ist zusätzlich das Verfahren zum Korrigieren von Variationen in den Prozeßbedingungen durch solche Voroperationen ungeeignet geworden, um eine ausreichende Genauigkeit zu ergeben.
Um die Voroperationen zu eliminieren, ist das Verfahren aufgeteilt worden, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 63-31116 (1988) offenbart. Bei dem Verfahren, unter der Annahme, daß die Beziehung zwischen der Dicke eines Photoresist-Filmes und der Mustergröße und die Beziehung zwischen der Belichtungsenergie und der Mustergröße bekannt sind, wird die Dicke eines Photoresist-Filmes auf einem Wafer, der belichtet werden soll, durch eine Vorrichtung zum Messen der Dicke des Photoresist-Filmes gemessen, der in einer Reduktions-Projektions-Ausrichtvorrichtung eingebaut ist, und das Meßergebnis wird zu der Belichtungsenergie zurückgeführt, um Variationen in der Mustergröße zu reduzieren und die Mustergröße zu stabilisieren.
Bei einem Schritt des Bildens ünd Behandelns eines dünnen Filmes ist auch ein Verfallren verwendet worden, bei dem die Dicke eines Photoresist-Filmes für einen vorangehenden Wafer durch eine Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes gemessen wird und bei dem die Prozeßbedingungen zur Herstellung des beabsichtigten Produktes basierend auf der so gemessenen Filmdicke eingestellt wird.
Bei dem oben erwähnten Stand der Technik ist die Stabilisierung der Mustergröße durch Messen von Variationen der Dicke eines Photoresist-Filmes ausgeführt worden, der durch Beschichten gebildet ist, dann durch Bestimmen einer optimalen Belichtungsenergie basierend auf den Meßergebnissen und durch Steuern der Mustergröße. Es ist jedoch mit der seit neuestem ansteigenden höheren Integration von Halbleitervorrichtungen unmöglich geworden, die Wirkungen der Variationen bei den Herstellungsprozeßbedingungen zu ignorieren, wie z.B. Variationen des gebildeten Zustandes einer Unterbeschichtung aufgrund von Variationen in den Bedingungen beim Bilden und Behandeln bei dem Schritt des Bildens und Behandelns des dünnen Filmes, Variationen der optischen Eigenschaften eines Photoresist-Filmes, aufgrund von Variationen in den Beschichtungs- und Backbedingungen in dem Beschichtungsschritt des Photoresists usw.
Außerdem wird bei dem Schritt des Bildens und Behandelns des dünnen Filmes gemaß dem Stand der Technik der Betrieb mit der derzeitigen Vorrichtung zum Messen der Filmdicke direkt durch Variationen in dem gebildeten Zustand einer Unterbeschichtung beeinflußt, die in dem vorangehenden Schritt gebildet worden ist, mit dem Ergebnis von Fehlern in den gemessenen Werten der Filmdicke. Es ist daher schwierig, basierend auf den Messungen der Filmdicke genau die optimalen Prozeßbedingungen einzustellen.
Aus US-A-4 308 586 ist ein Verfahren zum Bestimmen der präzisen Belichtung für eine Photoresist-Beschichtung durch Messen der Beschichtungsdicke mit einem Mikrospektrophotometer bekannt, das Daten zum Ausdrucken einer beinahe sinusförmigen Kurve der prozentualen Reflektivität gegenüber der Wellenlänge bereitgestellt ist. Die nominale Belichtung, die von der Messung der Dicke abgeleitet wird, wird dann auf einen genauen Wert durch Extrapolation und Normierung der Kurve der photosensitiven Wellenlänge des Photoresists korrigiert.
Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Steuerverfahren zum Bilden eines dünnen Filmes bereitzustellen, um Variationen in den Einstellungen der Prozeßbedingungen für die oben erwahnten Prozesse zu reduzieren und um eine Stabilität der Bildung und Behandlung eines dünnen Filmes zu gewahrleisten.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren erreicht, wie es in Anspruch 1 defmiert ist. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 defmiert.
Beispielsweise kann bei einem Belichtungsschritt zum Projizieren eines Musters auf ein Photoresist, der ein lichtdurchlässiger dünner Film mit einem komplexen Reftaktionsindex (die optische Eigenschaft, die hier von Interesse ist) ist, der durch die Bildung und Behandlung des dünnen Filmes variiert wird, eine optimale Belichtungsenergie zum Erhalten einer erforderten Mustergröße erhalten werden, durch Messen der optischen Eigenschaft einer Unterbeschichtung vor der Aufbringung des Photoresists, dann durch Messen der Variation in der optischen Eigenschaft aufgrund der Belichtung eines Wafers, der mit dem Photoresist beschichtet worden ist, und Bestimmen der Variation der optischen Eigenschaft des Photoresists.
Wenn die Belichtung eines Photoresists fortschreitet, werden die optischen Eigenschaften des Photoresists, wie z.B. der Absorptionskoeffizient (ic) und der Reftaktionsindex (n) variiert, wie in den Figuren 5a und 5b gezeigt. Die Art und Weise, wie die optischen Eigenschaften mit der Zeit variiert werden, hängt beispielsweise von den Variationen in dem Reflexionsvermögen der Unterbeschichtung ab, die von Variationen in den Prozeßbedingungen der Herstellungsvorrichtung in dem Schritt herrühren, der der Belichtungsschritt vorangeht. Die optischen Eigenschaften jedoch, wie z.B. der Absorptionskoeffizient und der Refralltionsindex des Photoresists nach Beendigung der Projizierung des Musters auf den Wafer sind im wesentlichen konstant. Wie in den Figuren 5a und 5b gezeigt, sind, obwohl die optimale Zeit, um die Belichtung zu beenden, zwischen T&sub1; über T&sub2; bis T&sub3; unter dem Einfluß von Variationen bei den Prozeßbedingungen variiert, der Absorptionskoeffizient K&sub1; und der Refraktionsindex n&sub1; nach der Beendigung der Belichtung im wesentlichen konstant. Im Hinblick auf diese Tatsache, können die Variationen der optischen Eigenschaften, wie z.B. der Absorptionskoeffizient (κ) und der Refraktionsindex ün des Photoresists mit der Zeit wahrend der Belichtung durch Messen der Variationen bei diesen optischen Eigenschaften mit der Zeit während einer vorläufigen Belichtung bestimmt werden, die über einen Teil eines mit einem Photoresist beschichteten Wafers vor dem Schritt des Musterprojizierens durchgeführt wird. Die optischen Eigenschaften des Photoresists können jedoch nicht direkt gemessen werden. Daher werden die Werte dieser Eigenschaften durch Messen der optischen Eigenschaften der Unterbeschichtung vor der Aufbringung des Photoresists erhalten, dann durch Korrigieren, basierend auf den gemessen Ergebnissen, des komplexen Refraktionsindex N (= n - i κ) des Photoresists, der von der Variation in dem Reflexionsvermögen R des Wafers nach dem Beschichten mit dem Photoresist abgeleitet worden ist, und Reduzieren des korrigierten komplexen Refraktionsindex N in den Absorptionskoeffizienten (κ) und den Refraktionsindex (n). Basierend auf den so erhaltenen Werten der optischen Eigenschaft, die so erhalten worden sind, werden eine Belichtungsenergie T, Bedingungen für die Photoresist-Beschichtung (die Rotationsfrequenz einer Schleuder zum Aufbringen des Photoresists, die Temperatur, die Feuchtigkeit oder der Gasdruck in der Schleuder, oder ähnliches) oder Bedingungen zum Backen des Photoresists (Backtemperatur oder Backzeit zum Backen des aufgebrachten Photoresists), die notwendig für den Photoresist auf dem Wafer sind, um die Genauigkeitserfordernisse der Mustergröße zu erfüllen, berechnet. Die Ergebnisse der Berechnung werden zu einem Beleuchtungssystem in einer Projektionsausrichtvorrichtung zurückgeführt, die zur tatsächlichen Musterprojektion verwendet wird, einer Photoresist-Beschichtungsmaschine, oder ähnlichem, wodurch eine Stabilisierung der Steuerung der Mustergröße erreichbar ist.
Ähnlich kann ein Verfahren angewandt werden, bei dem eine Belichtungsenergie T, Bedingungen zum Beschichten des Photoresists oder Bedingungen zum Backen des Photoresists, die notwendig für ein Photoresist sind, der auf einem Wafer gebildet wird, um die Genauigkeitsanforderungen für die Mustergröße zu erfüllen, durch Messen sowohl des spektralen Lichtdurchlaßgrades einer Unterbeschichtung vor dem Beschichten mit dem Photoresist als auch der Variation mit der Zeit des spektralen Lichtdurchlassungsgrades aufgrund der Belichtung des Wafers nach dem Beschichten mit dem Photoresist, und durch Berechnen der Variation des spektralen Lichtdurchlaßgrades des Photoresists mit der Zeit basierend auf den Meßergebnissen, bestimmt werden.
Außerdem ist in einem Schritt des Bildens eines dünnen Films, der Lichtdurchlaßeigenschaften aufweist, z.B. eine optimale Bedingung zum Bilden eines Films zum Erhalten der erforderlichen Dicke des geformten Filmes durch Bestimmen der Art und Weise erreichbar, in der eine optische Eigenschaft des Filmes, der gebildet wird, variiert, basierend auf sowohl den optischen Eigenschaften der Unterbeschichtung vor der Filmbildung als auch Variationen in den optischen Eigenschaften des Wafers während der Filmbildung.
Wenn ein Film auf einem Wafer gebildet wird, variiert das Reflexionsvermögen Rd des Wafers, wie in Fig. 6 gezeigt. Die Art und Weise, wie das Reflexionsvermögen variiert, wird durch Variationen in den Prozeßbedingungen einer Vorrichtung beeinflußt, die in dem Schritt vorangehend dem Schritt zum Bilden des Filmes verwendet wird. Wenn die Zeit zum Bilden des Filmes basierend auf der Variation des Reflexionsvermögens des Wafers gesteuert wird, variiert daher die Zeit zum Bilden des Filmes in dem Bereich von T&sub0; bis T&sub1;. Das heißt, unter variierenden Prozeßbedingungen variiert das Reflexionsvermögen Rd in dem Bereich der Kurve R'&sub0; zur Kurve R0' und daher wird eine Steuerung der Zeit zum Bilden des Filmes zu einem Zeitpunkt, wenn ein bestimmtes Reflexionsvermögen erhalten ist, zu einer Variation der Zeit zum Bilden des Filmes in dem Bereich von T&sub0; bis T&sub1; erhalten werden, was eine entsprechende Variation der Dicke des gebildeten Filmes ergibt. Wenn die optische Eigenschaft der Unterbeschichtung vor der Filmbildung (die optische Eigenschaft ist eine Ursache von Variationen in den Prozeßbedingungen) gemessen wird, ist die Beziehung zwischen dem Reflexionsvermögen Rd des Wafers und der Dicke d des Filmes, der gebildet wird, wie in Fig. 7 gezeigt; daher, wenn die Variation des Reflexionsvermögens des Wafers während der Filmbildung auf die Variation der Dicke des Filmes reduziert ist, der gebildet wird, durch die Verwendung des Reflexionsvermögens der Unterbeschichtung, das vor der Filmbildung gemessen worden ist, kann die Beziehung zwischen dem Reflexionsvermögen des Wafers und die Zeit zum Bilden des Filmes, der in Fig. 6 gezeigt ist, auf die Beziehung zwischen der Dicke des Filmes, der geformt wird, und der Zeit zum Bilden des Filmes reduziert werden. Daher ist es durch die Verwendung der Beziehungen möglich, auf einer Fchtzeitbasis die Dicke des Filmes zu bestimmen, der gebildet wird. Demgemäß ist es möglich, durch Umwandeln der Rate der Filmbildung und der Dicke des geformten Filmes, die so erhalten worden sind, in Prozeßbedingungsvariabeln in einer Vorrichtung zum Bilden eines Filmes und durch Steuern der Variabeln, den Betrieb der Vorrichtung zu stabilisieren. Die oberen und unteren Kurven in Fig. 7 entsprechen jeweils Kurve R&sub0; und Kurve R'&sub0; in Fig. 6.
Wie oben beschrieben, ist es möglich, durch zuvoriges Messen einer optischen Eigenschaft vor der Bildung und der Behandlung eines gewünschten dünnen Filmes und durch Korrigieren der Werte der optischen Eigenschaft, die während oder nach der Bildung oder der Behandlung des dünnen Filmes gemessen werden, genau die Prozeßbedingungen zu steuern und zu stabilisieren.
Die optischen Eigenschaften eines dünnen Filmes in einem Schritt zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes werden jetzt unten erklärt werden, wobei das Reflexionsvermögen als Beispiel genommen wird.
Die Bestimmung der optischen Eigenschaften des dünnen Filmes in dem Schritt zum Bilden und Behandeln des dünnen Filmes wird durch Messen des Reflexionsvermögens R des Wafers vor der Bildung oder der Behandlung des dünnen Filmes auf dem Wafer und auch während oder nach der Bildung oder der Behandlung des dünnen Filmes auf dem Wafer an der gleichen Position durchgeführt. Basierend auf Parametern, die zuvor gegeben worden sind, wie z.B. dem komplexen Refraktionsindex n' der obersten Schicht einer Unterbeschichtung, usw., werden Variationen in den optischen Eigenschaften des dünnen Filmes, der gebildet oder behandelt wird, (die Dicke d, der Absorptionskoeffizient κ oder der Refraktionsindex n des dünnen Filmes) analysiert aus dem Reflexionsvermögens R des Wafers unter Verwendung der Meßergebnisse des Reflexionsvermögens R' der Unterbeschichtung. Durch die Analyse können Variationen in den optischen Eigenschaften des dünnen Filmes, der gebildet und behandelt wird, bestimmt werden, und Variationen in den Prozeßbedingungen können daraus genau bestimmt werden.
Gemäß Hiroshi Kubota, Hadoh-Kohgaku (Wave Optics), Iwanami Shoten Publishers, Tokyo, ist das Reflexionsvermögen R eines lichtdurchlassenden dünnen Filmes gegeben durch
R = F(N, n', R', I&sub2;, d) (1)
wobei N: komplexer Refraktionsindex des dünnen Filmes, der gebildet und behandelt wird,
N = n - i κ
n: Refraktionsindex des dünnen Filmes, der gebildet und behandelt wird
κ: Absorptionskoeffizient des dünnen Filmes, der gebildet und behandelt wird
n': komplexer Refraktionsindex der obersten Schicht der Unterbeschichtung neben der dünnen Schicht, die gebildet und behandelt wird
R': Reflexionsvermögen der Unterbeschichtung neben dem dünnen Film, der gebildet und behandelt wird
I&sub2;: Bestrahlungsbeleuchtung
d: Dicke des dünnen Filmes, der gebildet und behandelt wird.
Daher können, wenn n' und I&sub2; zuvor gemessen werden, Variationen mit der Zeit der optischen Eigenschaften des dünnen Filmes, der gebildet und behandelt wird, genau bestimmt werden, indem R' vor der Bildung oder mit der Behandlung des dünnen Filmes gemessen wird und indem die Messungen der Variationen des Reflexionsvermögens R mit der Zeit korrigiert werden.
Beispielsweise, da die Dicke eines Photoresists, das mit Belichtungslicht bestrahlt wird, nicht durch die Bestrahlung verändert wird, machen es die zuvorige Messung von n', I&sub2; und d in der Gleichung (1) und die Korrektur der Messungen der Variation des Reflexionsvermögens R möglich, genau die Variation des komplexen Refraktionsindexes N (N = n - i κ) des Photoresists mit der Zeit zu bestimmen, auch wenn das Reflexionsvermögen der Unterbeschichtung aufgrund von Variationen der Prozeßbedingungen variiert. Daher, wenn eine Belichtungsenergie E&sub1; = E&sub2; (Beleuchtung) x T&sub2; (Zeit) entsprechend solch einem komplexen Reftaktionsindex N&sub1; (= n&sub1; - i κ&sub1;) des Photoresists bestimmt ist, um die gewünschte Mustergröße zu ergeben, ist die Belichtungsenergie E&sub1; die optimale Belichtungsenergie.
Außerdem konvergieren die optischen Eigenschaften, z.B. der Absorptionskoeffizient und der Refraktionsindex des Photoresists schließlich zu bekannten festen Werten bzw n hin wie in den Figuren 5a und 5b gezeigt. Daher, wenn das schließlich konvergierende Reflexionsvermögen R für eine Variation der Dicke d des Photoresist-Filmes unter dieser Bedingung gemessen wird, basierend auf der Beziehung, die durch die Gleichung (1) dargestellt ist, kann die Filmdicke d genau aus dem Reflexionsvermögen durch Verwendung der Beziehung, die in Fig. 11 gezeigt ist, berechnet werden, ohne eine vorangehende Messung, wie oben erwahnt, und unabhängig von Variationen in dem Reflexionsvermögen der Unterbeschichtung aufgrund von Variationen in den Prozeßbedingungen.
Unterdessen ist der spektrale Lichtdurchlaßgrad eines Photoresists vor und nach der Belichtung im allgemeinen, wie in Fig. 12 gezeigt. Die Krümmung der Kurven variiert, wenn das Reflexionsvermögen der Unterbeschichtung mit den Prozeßbedingungen variiert. Daher ergibt eine vorangehende Messung des spektralen Lichtdurchlaßgrades der Unterbeschichtung vor dem Beschichten mit dem Photoresist und eine Korrektur der Messungen des spektralen Lichtdurchlaßgrades während der Belichtung, die Variation des spektralen Lichtdurchlaßgrades des Photoresists mit der Zeit. Wenn die Daten eines Standardmusters des spektralen Lichtdurchlaßgrades, der am Ende der Belichtung erhalten werden soll, zuvor gespeichert werden, dann werden die Daten eines Standardmusters des spektralen Lichtdurchlaßgrades, die tatsächlich am Ende der Belichtung gemessen werden, mit den zuvor gespeicherten Daten verglichen, und die Zeit, die benötigt wird, damit die beiden Datentypen miteinander übereinstimmen, wird gemessen, und die optimale Belichtungsenergie E [I (Beleuchtung) x T (Zeit)] kann genau bestimmt werden.
Durch Rückkopplung der optimalen Belichtungsenergie, die so erhalten worden ist, zu einer Schaltung zum Öffnen und Schließen einer Blende in einem Beleuchtungssystem zur Belichtung in einer Projektionsausrichtvorrichtung, kann eine genaue und stabile Steuerung der Mustergröße in der Projektion des beabsichtigten Musters erhalten werden, auch wenn das Reflexionsvermögen der Unterbeschichtung variiert aufgrund von Variationen in den Prozeßbedingungen.
Es ist bekannt, daß bei einem Schritt zum Beschichten eines Photoresists, die Dicke eines Photoresist-Filmes, sein anfänglicher Absorptionskoeffizient und ähnliches von Wafer zu Wafer oder von Los zu Los aufgrund der Instabilität der Prozeßbedingungen variieren. Es ist jedoch möglich, den Schritt der Photoresist Beschichtung zu stabilisieren, wenn eine Korrektur der Messungen der Variationen der optischen Eigenschaften über eine teilweise Belichtung des Photoresists an einem Ort auf einer eingeschriebenen Linie oder ahnlichem des Wafers durch das oben erwahhte Verfahren ausgeführt wird und die korrigierten Werte zu einem Schleuderschritt oder einem Backschritt zurückgeführt werden, um ein konstantes Ergebnis zu erzielen. Dieses Verfahren ermöglicht eine weitere Reduktion der Variationen der Mustergröße, die von Variationen in den Prozeßbedingungen herrühren.
Auf der anderen Seite, wenn der dünne Film, der gebildet und behandelt werden soll, einer ist, der durch eine Vorrichtung zum Bilden eines dünnen Filmes, die eine andere ist, als die Photoresist-Beschichtungsmaschine, gebildet und behandelt worden ist, wird der komplexe Refraktionsindex N (= n - i κ) des dünnen Filmes wänrend der Bildung oder der Behandlung variiert. Daher ist es möglich, die Variation mit der Zeit der Dicke d des dünnen Filmes, der gebildet und behandelt wird, aus der Gleichung (1) durch vorangehendes Messen von n', I&sub2; und N, durch Messen des Reflexionsvermögens R' des Wafers vor der Bildung und der Behandlung des dünnen Filmes und durch Korrigieren der Messungen der Variation des Reflexionsvermögens R mit der Zeit während der Bildung und des Behandelns des dünnen Filmes zu bestimmen. Demgemäß gewährleistet eine Rückkopplungssteuerung der Prozeßbedingungen der Vorrichtung zum Bilden und Behandeln, um die Filmdicke konstant zu machen, die auf die oben erwahnte Weise bestimmt worden ist, die Stabilisierung der Vorrichtung zum Bilden und Behandeln, auch wenn das Reflexionsvermögen des Wafers vor der Bildung und Behandlung des dünnen Filmes aufgrund von Variationen in den Prozeßbedingungen variiert ist.
Das Verfahren zum Messen der optischen Eigenschaften ist außerdem auf den Lichtdurchlaßgrad, die Polarisationseigenschaft oder ahnliches anwendbar, wodurch es auch möglich ist, Variationen in den Prozeßbedingungen genau durch eine Korrektur ahnlich der oben erwähnten Korrektur der Werte des Reflexionsvermögens zu bestimmen und die Vorrichtung zum Bilden und Behandeln zu stabilisieren.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den allgemeinen Aufbau eines Steuersystems zum Bilden eines dünnen Filmes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2a ist eine Veranschaulichung der Bedingung der vielfachen Reflexion in einem Photoresist und einem Film, der eine Unterbeschichtung bildet und eine Lichtübertragungseigenschaft aufweist;
Fig. 2b ist eine Schnittansicht, die die Form eines Photoresist-Filmes zeigt, der nach der Belichtung entwickelt worden ist, die in Fig. 2a gezeigt ist;
Fig. 3 ist ein Graph, der die Art und Weise zeigt, in der die Mustergröße mit der Dicke eines Photoresist-Filmes aufgrund eines stationären Welleneffektes variiert;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm eines Schrittes des Bildens eines dünnen Filmes mit einer vorbestimmten Form durch Photoätzen;
Fig. 5a ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Absorptionskoeffizienten κ eines Photoresists und der Belichtungszeit, nämlich der akkumulierten Belichtungsenergie zeigt;
Fig. 5b ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Refraktionsindex n des Photoresists und der Belichtungszeit, nämlich der akkumulierten Belichtungsenergie zeigt;
Fig. 6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Reflexionsvermögen Rd eines Wafers und der Zeit zeigt, die erforderlich ist, um einen Film auf dem Wafer zu bilden;
Fig. 7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Reflexionsvermögen Rd eines Wafers und der Dicke eines Filmes auf dem Wafer zeigt;
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das den allgemeinen Aufbau eines Steuersystems zum Bilden eines dünnen Filmes gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das den allgemeinen Aufbau eines Steuersystems zum Bilden eines dünnen Filmes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist eine schematische Veranschaulichung einer Ausführüngsform einer praktischen Form eines Systems zum Messen einer optischen Eigenschaft, das als Steuersystem zum Bilden eines dünnen Filmes gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist;
Fig. 11 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Reflexionsvermögen R∞ eines Photoresists, der der Belichtung ausgesetzt ist, bis das Reflexionsvermögen zu einem festen Wert konvergiert, und der Dicke des Photoresist-Filmes zeigt;
Fig. 12 ist ein Graph, der die Variation des spektralen Lichtdurchlaßgrades eines Photoresists aufgrund der Belichtung zeigt;
Fig. 13 ist eine schematische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des Systems zum Messen der optischen Eigenschaft in der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ist eine schematische Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform des Systems zum Messen der optischen Eigenschaft in der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 ist eine schematische Veranschaulichung eines Steuersystems zum Bilden eines dünnen Filmes gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 ist eine schematische Veranschaulichung noch einer anderen Ausführungsform des Systems zum Messen der optischen Eigenschaft in der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm, das den allgemeinen Aufbau eines Steuersystems zum Bilden eines dünnen Filmes gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das den allgemeinen Aufbau eines Steuersystems zum Bilden eines dünnen Filmes gemäß einem zusätzlichen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Eüiige bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden jetzt mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden.

Beispiel 1

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem zum Bilden eines dünnen Filmes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Figur wird ein Wafer, der längs eines Pfades zum Transferieren von Wafern 104 zu einem System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft geführt wird, einer Messung der optischen Eigenschaft in dem Zustand unterworfen, bevor ein dünner Film darauf gebildet und behandelt worden ist. Das Ergebnis der Messung wird über eine Schnittsstelle 103 zu einem Prozeßsteuersystem 45 gesandt. Der Wafer, dessen optische Eigenschaft so durch das System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft gemessen worden ist, wird längs des Pfades zum Transferieren von Wafern 104 zu einer Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes 107 geführt, wo ein dünner Film auf dem Wafer gebildet und behandelt wird. Der Wafer, auf dem der dünne Film durch die Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes 107 gebildet und behandelt worden ist, wird längs des Pfades zum Transferieren von Wafem 104 zu einem System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft geführt, wo die optische Eigenschaft in der gleichen Position wie bei der Messung der optischen Eigenschaft durch das System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft gemessen wird. Das Ergebnis der Messung durch das System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft wird über eine Schnittsstelle 101 zu dem Prozeßsteuersystem 45 gesandt, wo das Meßergebnis gemäß Daten korrigiert wird, die von dem System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft gesandt worden sind. Von den so durch Korrektur erhaltenen Daten werden Variationen in den Prozeßbedingungen einer Vorrichtung zum Bilden eines dünnen Filmes berechnet. Die Variationen in den Prozeßbedingungen werden durch eine Schnittsstelle 102 zu der Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes 107 zurückgesandt, um die Prozeßbedingungen zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes zu steuern, und dadurch zu einer Stabilisierung der Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes beizutragen.
In diesem Ausführungsbeispiel können das System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft und das System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft mit einer Vielzahl von Geräten zum Bilden eines dünnen Filmes verbunden werden, für die die Stabilisierung der Bedingungen zum Bilden und Behandeln des Filmes vorgesehen ist.
Die Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes in diesem Ausführungsbeispiel kann eine Maschine zum Beschichten mit einem Photoresist sein, wobei die Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes 107 in der obigen Beschreibung als die Maschine zum Beschichten eines Photoresists genommen wird und die Variationen in den Prozeßbedingungen, die durch das Prozeßsteuersystem 45 berechnet werden sollen, die Variationen der Bedingungen des Beschichtens und Backens des Photoresists sind. Auch kann die Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes in diesem Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zum Bilden eines dünnen Filmes sein; in diesem Falle ist die Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes 107 eine Ätzvorrichtung. Außerdem kann die Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes in diesem Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zum Beschichten mit einem dünnen Film sein, um einen dünnen Film aufzubringen, dessen optische Eigenschaften nicht variieren, auch wenn er mit Licht bestrahlt wird; in diesem Falle ist die Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes 107 die Vorrichtung zum Beschichten des dünnen Filmes.

Beispiel 2

Bezugnehmend auf Figur 8 ist dort eine Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes eine Photoresist- Beschichtungsmaschine 49 ist und die zu steuemde Vorrichtung eine Projektions- Ausrichtungsvorrichtung ist. Daten, die durch Messung durch ein System zum Messen einer optischen Eigenschaft 108 erhalten worden sind, werden durch ein Prozeß-Steuersystem 45 zum Korrigieren von Daten verwendet, die durch die Messung durch ein System 56 zum Messen einer optischen Eigenschaft erhalten worden sind. Aus dem korrigierten Daten wird nur die optische Eigenschaft des Photoresists extrahiert und eine optimale Belichtungsenergie zum Bilden eines Musters, wie erfordert, wird basierend auf den extrahierten Daten der optischen Eigenschaft eingestellt. Die Belichtungsenergie wird durch eine Schnittsstelle 57 zu einer Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58 zurückgeführt. Wenn ein Wafer, dessen optische Eigenschaft durch die Systeme 108 und 56 zum Messen der optischen Eigenschaft gemessen worden ist, in die Projektions- Ausrichtungsvorrichtung 58 geführt wird, wird eine Belichtung mit der Belichtungsenergie für den Wafer ausgeführt, um die Größe eines Musters zu stabilisieren, das durch die Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58 gebildet ist.

Beispiel 3

Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorrichtung zum Bilden und Behandeln eines dünnen Filmes eine Photoresist-Beschichtungsmaschine ist und das zu steuernde Gerät ein Entwicklungsgerät ist. Durch Verwenden von Daten, die durch die Messung durch ein System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft erhalten worden sind, werden die Daten, die bei der Messung durch ein System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft erhalten worden sind, durch ein Prozeß- Steuersystem 45 korrigiert. Nur die optische Eigenschaft des Photoresists wird von den korrigierten Daten extrahiert und eine optimale Entwicklungsbedingung zum Bilden eines Musters, wie erfordert, wird gemäß den extrahierten Daten eingestellt. Die Entwicklungsbedingung wird zu dem Entwicklungsgerät 109 bei einer Schnittsstelle 110 zurückgeführt. Wenn ein Wafer, dessen optische Eigenschaft durch die Systeme 108 und 56 zum Messen der optischen Eigenschaft gemessen worden ist, in das Entwicklungsgerät 109 geführt wird, wird eine Entwicklung unter der Entwicklungsbedingung für den Wafer durchgeführt, um dadurch die Größe eines Musters zu stabilisieren, das durch das Entwicklungsgerät 109 gebildet ist.

Beispiel 4

Fig. 10 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung, die eine praktische Form des Systems 56 zum Messen der optischen Eigenschaft im Beispiel 1 und eine Schnittsstelle 57 aufweist. In der Figur wird Belichtungslicht, das von einer Lichtquelle 26, wie z.B. einer Quecksilberdampfiampe ausgesandt wird, durch eine Linse 81 zu einer optischen Faser oder ahnlichem geführt und in zwei Lichtstrahlen verzweigt. Die Lichtstrahlen werden durch Linsen 82 und 83 geführt und verlaufen durch Verschlüsse 29 und 30, um herausgenommen zu werden, nachdem sie durch ein Interferenzfilter 27, das einen Durchgang des Lichtstrahles mit der Belichtungsquellenlänge erlaubt, in einen Lichtstrahl mit einer Belichtungswellenlänge umgewandelt worden sind, und durch ein scharf begrenztes Filter 28, das den Lichtstrahl mit einer Wellenlänge überträgt, die irrelevant für die Belichtung ist, in einen Lichtstrahl, der nicht Teil an der Belichtung hat. Die so herausgenommenen Lichtstrahlen werden durch Umschalten der Verschlüsse 29 und 30 ein- und ausgeschaltet. Die beiden Lichtstrahlen werden durch einen Strahlaufspalter 31 geführt, durch den die optischen Achsen kombiniert werden. Der kombinierte Lichtstrahl wird durch einen Strahlaufspalter 85 gerichtet, um einen Wafer damit zu bestrahlen. Eine Linse 84 ist ein Objektiv. Eine Sehfeldblende 55 ist bereitgestellt, um den Bereich der Bestrahlung des Wafers mit dem Lichtstrahl, der die Belichtungswellenlänge aufweist, zu verengen und zu begrenzen. Wenn der Verschluß 29 geschlossen ist und der Verschluß 30 geöffnet ist, wird der Wafer mit dem Lichtstrahl bestrahlt, der nicht an der Belichtung teilnimmt. Daher ist es durch Bewegen einer X-Y-Bühne 36 unter Beobachtung des Lichtes, das durch den Strahlaufteiler 85 übertragen und durch einen Strahlaufteiler 86 reflektiert wird, durch ein Ausrichtungs-Erfassungssystem (Fernsehkamera) 32 möglich, einen bestimmten Bereich auf dem Wafer ohne Belichtung des Photoresists herauszufinden. Wenn die Bühne angehalten wird und der Verschluß 29 geöffnet ist, wänrend der Verschluß 30 geschlossen ist, ist es möglich, den Ort zu bestrahlen, der wie oben mit dem Belichtungslicht herausgefünden worden ist.
Auf der anderen Seite werden Daten über den komplexen Refraktionsindex n' eine Unterbeschichtung, die Bestrahlungsilluminanz I&sub0;, die durch ein Lichünengen- Meßsystem 35 erfaßt worden ist (wird später beschrieben) und die Dicke des Photoresists-Filmes d zuvor gemessen und in ein System 37 zum Erfassen der optimalen Belichtung eingegeben. Das Reflexionsvermögen R' der Unterbeschichtung wird zuvor durch ein System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft bestimmt und in ein System 37 zum Erfassen der optimalen Belichtung eingegeben. Das System 37 zum Erfassen der optimalen Belichtung berechnet daher die Änderung mit der Zeit des komplexen Refraktionsindex N des Photoresists aus der oben erwähnten Formel (1), basierend auf der Änderung des Reflexionsvermögens R des Photoresists, was eine sekundäre optische Eigenschaft wänrend der Belichtung ist und durch ein System zum Messen der optischen Eigenschaft (Photosensor) 33 gemessen wird. Eine optimale Belichtungsenergie E&sub1; (= Belichtungszeit T&sub2; x Bestrahlungsilluminanz I&sub2;) wird basierend auf der Belichtungszeit T&sub2; erhalten, die notwendig für den komplexen Refraktionsindex N des Photoresists ist, um einen gewünschten Wert N&sub1; (= n&sub1; - i κ) zu erreichen und die Bestrahlungsilluminanz 12, die durch das System 35 zum Messen der Lichtmenge erfaßt ist, wie hiernach beschrieben.
Die optischen Eigenschaften des Photoresists konvergieren schließlich zu festen Werten κ∞ und n∞, wie in den Figuren 5a und 5b gezeigt. Auf der Grundlage der Beziehung, die durch die Formel (1) dargestellt ist (worin N∞ = n∞ - i κ∞ einen bekannten Wert hat), ist daher die Variation des Reflexionsvermögens R∞ mit der Dicke des Photoresist-Filmes d in dieser Bedingung wie in Fig. 11 gezeigt. Daher ist es möglich, durch Belichten eines Photoresists und durch Messen des Reflexionsvermögens R∞ in dem Augenblick, in dem die optische Eigenschaften zu einem bestimmten Wert konvergiert, die Dicke des Photoresists d aus dem Reflexionsvermögens gemäß der Beziehung, die in Fig. 11 gezeigt ist, zu bestimmen, ohne die oben erwähnte vorangehende Messung. Es ist demgemäß möglich, die Dicke des Photoresist-Filmes d aus der Variation des Refiektionsvermögens R des Photoresists, wie oben erwähnt, zu bestimmen, ohne Notwendigkeit einer vorangehenden Messung der Dicke des Photoresist-Filmes. Die Dicke des Photoresist-Filmes d, die so erhalten wird, kann verwendet werden, um die Variation mit der Zeit des komplexen Refraktionsindex N des Photoresists in einem System 37 zum Erfassen der optimalen Belichtung zu berechnen.
Eine Vorrichtung 34 zum Erfassen der Illuminanz ist ein photoelektrischer Wandler zum Messen der Illuminanz an der Waferposition. Wenn die Vorrichtung zur Erfassung der Illuminanz 34 auf eine Belichtungsposition unter Verwendung der X- Y-Bühne bewegt wird (die Position, an der die Variation im Reflexionsvermögen R des Photoresists zu erfassen ist), ist das System 35 zum Messen der Lichtmenge in der Lage, die Illuminanz des Belichtungslichtes (Bestrahlungsilluminanz) basierend auf einem Signal zum Messen, das von der Vorrichtung zum Erfassen der Illuminanz 34 erhalten ist. Dann berechnet das System zum Erfassen der optimalen Belichtung 37 die Variation in der Zeit des komplexen Refraktionsindex N des Photoresists aus den Daten des komplexen Refraktionsindex n' der Unterbeschichtung, der zuvor gemessen und eingegeben worden ist, des Reflexionsvermögens R' der Unterbeschichtung, der Bestrahlungsilluminanz I&sub2;, die durch das System 35 zum Messen der Lichtmenge erfaßt worden ist, und der Dicke des Photoresists d, und der Variation im Reflexionsvermögen R des Photoresists, die durch das System zum Messen der optischen Eigenschaft (Photosensor) 33 gemessen worden ist, basierend auf der oben erwähnten Formel (1). Das System zur Erfassung der optimalen Belichtung 37 bestimmt die optimale Belichtungsenergie E&sub1; (= Belichtungszeit T&sub2; x Bestrahlungsilluminanz I&sub2;) basierend auf der Belichtungszeit T&sub2;, die notwendig ist für den komplexen Refraktionsindex N des Photoresists, um einen gewünschten Wert N&sub1; (= n&sub1; -i κ) und die Bestrahlungsilluminanz I&sub2; zu erreichen, die durch die Vorrichtung 34 zum Erfassen der Illuminanz erfaßt worden ist und von dem System zum Messen der Lichtmenge 35 geliefert worden ist. Die optimale Belichtungsenergie E&sub1; wird als Daten zu einem System 38 zum Steuern der Beleuchtung in einer Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58 ubertragen.
Beim Betrieb wird zuerst ein Wafer 18, der mit einem Photoresist beschichtet ist, in die Vorrichtung eingeführt. Dann wird der Verschluß 29 geschlossen, wohingegen der Verschluß 30 geöffnet ist, um den Wafer 18 mit Licht zu bestrahlen, das nicht zur Belichtung beiträgt. Unter dieser Bedingung wird ein Bereich auf dem Wafer, beispielsweise ein Teil einer eingeschriebenen Lime auf dem Wafer, der nicht den Ort beeinflußt, auf den eine Schaltung projiziert wird, durch ein System zum Erfassen der Ausrichtung (Fernsehkamera) 32 gesucht, während der Wafer 18 durch die X-Y-Bühne 36 bewegt wird. An dieser Position ist ein Belichtungsbereich durch eine Sehfeldblende 55 begrenzt, der Verschluß 30 ist geschlossen, wohingegen der Verschluß 29 geöffnet ist, und der Wafer 18 ist Licht mit einer Belichtungswellenlänge ausgesetzt. Die Variation im Reflexionsvermögen R des Photoresists, die die sekundäre optische Eigenschaft des Wafers während der Belichtung ist, wird durch das System zum Messen der optischen Eigenschaft (Photosensor) 33 gemessen. Das System 37 zur Erfassung der optimalen Belichtung berechnet die Variation mit der Zeit des komplexen Refraktionsindex N des Photoresists aus den Daten des komplexen Refraktionsindex n' der Unterbeschichtung, der zuvor gemessen und eingegeben worden ist, des Reflexionsvermögens R' der Unterbeschichtung, der Bestrahlungsilluminanz I&sub2;, die durch das System 35 zum Messen der Lichtmenge erfaßt worden ist, und der Dicke des Photoresist-Filmes d, und die Variation des Reflexionsvermögens R des Photoresists, die durch das System zum Messen der optischen Eigenschaft (Photosensor) 33 gemessen worden ist, basierend auf der Beziehung der oben erwähnten Formel (1). Dann wird die optimale Belichtungszeit T&sub2; für den komplexen Refraktionsindex N des Photoresists erhalten, um den gewünschten Wert N&sub1; (= n&sub1; - i κ) zu erreichen, nämlich für die Belichtung des Wafers 18. Als nächstes wird die Vorrichtung 34 zum Erfassen der Illuminanz zu der Belichtungsposition durch den Strahlaufteiler 36 bewegt und die Illuminanz des Belichtungslichtes wird von dem System 35 zum Messen der Lichtmenge durch die Erfassung über die Vorrichtung 34 zum Erfassen der Illuminanz erhalten. Daher bestimmt das System 37 zum Erfassen der optimalen Belichtung die optimale Belichtungsenergie E&sub1; (= Belichtungszeit T&sub2; x Bestrahlungsillumlnanz I&sub2;) basierend auf der Bestrahlungsilluminanz I&sub2;, die von dem System 35 zum Messen der Lichtmenge und der optimalen Belichtungszeit T&sub2; erhalten worden ist, und überträgt die optimale Belichtungsenergie E&sub1; zu der Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58. Wenn der Wafer 18, dessen optimale Belichtungsenergie E&sub1; wie oben bestimmt worden ist, in die Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58 eingeführt wird, wird eine Belichtungszeit T&sub1; gemäß der Energie durch das System 38 zum Steuern der Beleuchtung basierend auf der Belichtungslicht-Illuminanz I&sub1; eingestellt, die durch eine Vorrichtung zum Erfassen der Belichtungslicht-Illuminanz (nicht in Fig. 10 gezeigt, aber durch 9 in Fig. 9 gekennzeichnet), die in der Projektions- Ausrichtungsvorrichtung 58 angeordnet ist, erfaßt worden ist und der Verschluß in dem Beleuchtungssystem für die Beleuchtung 39 wird angetrieben.
Bei dieser Ausführungsform kann das System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft mit einer Vielzahl von Projektions-Ausrichtungsvorrichtungen, die mit den Wafern gespeist werden, für die die optimale Belichtungsenergie E&sub1; bestimmt worden ist, über eine Schnittsstelle 57 verbunden werden.

Beispiel 5

Wenn ein Spektroskop anstelle des Photosensors 33 in Beispiel 3 verwendet wird, kann der spektrale Lichtdurchlaßgrad während des Belichtungsprozesses als eine sekundäre optische Eigenschaft gemessen werden. In diesem Falle wird zuerst der Verschluß 29 geschlgssen und der Verschluß 30 geöffnet, auf die gleiche Weise wie in dem oben erwähnten Beispiel, wodurch der Wafer 18 mit Licht bestrahlt wird, das nicht nur zur Belichtung beiträgt. Unter dieser Bedingung wird ein Bereich auf dem Wafer, z.B. ein Teil einer eingeschriebenen Linie auf dem Wafer, der nicht den Ort beeinflußt, auf dem ein Schaltkreis projiziert wird, durch ein System zum Erfassen der Ausrichtung (Fernsehkamera) 32 durchsucht, wänrend der Wafer 18 durch die X-Y-Bühne 36 bewegt wird. An dieser Position ist ein Ausrichtungsbereich durch eine Sehfeldblende 55 begrenzt, der Verschluß 30 ist geöffnet, der Verschluß 29 ist auch geöffnet und der Wafer wird mit Licht belichtet, das eine Vielzahl von Wellenlängenkomponenten enthält, und Licht mit der Belichtungswellenlänge. Dann wird der spektrale Lichtdurchlaßgrad durch das Spektroskop erfaßt, wobei der spektrale Lichtdurchlaßgrad mit der Zeit von einem Wert vor der Belichtung zu einem Wert nach der Belichtung, wie in Fig. 12 gezeigt, variiert. Daten des spektralen Lichtdurchlaßgrades nach der Belichtung, die einen festen Wert zeigen (spektraler Referenz-Lichtdurchlaßgrad) werden zuvor zu dem System 37 zum Erfassen der optimalen Belichtung eingegeben, das die Variation mit der Zeit des spektralen Lichtdurchlaßgrades, der durch das Spektroskop erfaßt worden ist, mit den Daten des spektralen Lichtdurchlaßgrades nach der Belichtung (spektraler Referenz-Lichtdurchlaßgrad) vergleicht und eine optimale Belichtungszeit T&sub2; für den variierenden spektralen Lichtdurchlaßgrad bestimmt, um mit dem spektralen Referenz-Durchlaßgrad übereinzustimmen. Als nächstes wird die Vorrichtung 34 zum Erfassen der Illuminanz zu der Belichtungsposition durch die X-Y-Bühne 36 bewegt und die Illuminanz des Belichtungslichtes wird durch das System zum Messen der Lichtmenge 35 über die Erfassung durch die Vorrichtung 34 zum Erfassen der Illuminanz bestimmt. Daher bestimmt das System 37 zum Erfassen der optimalen Belichtung die optimale Belichtungsenergie E&sub1; (= Belichtungszeit T&sub2; x Bestrahlungsilluminanz I&sub2;) basierend auf der Bestrahlungsilluminanz I&sub2;, die von dem System 35 zum Messen der Lichtmenge und der optimalen Belichtungszeit T&sub2; erhalten worden ist, und überträgt die optimale Belichtungszeit T&sub2; zu dem System 38 zum Steuern der Beleuchtung in der Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58. Daher, wie in dem oben erwähnten Beispiel, wird, wenn der Wafer 18, dessen optimale Belichtungsenergle E&sub1; so erhalten worden ist, in die Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 48 eingeführt wird, eine Belichtungszeit T&sub1; gemäß der Energie durch das System 38 zum Steuern der Beleuchtung eingestellt, basierend auf der Bestrahlungsilluminanz I&sub1;, die durch eine Vorrichtung zum Erfassen der Belichtungslicht-Illuminanz erfaßt worden ist (nicht in Fig. 10 gezeigt, aber durch 9 in Fig. 16 gekennzeichnet), die in der Projektions- Ausrichtungsvorrichtung 58 angeordnet ist, und der Verschluß in dem Beleuchtungssystem zur Belichtung 39 wird angetrieben.

Beispiel 6

Modifikationen des Beispiels 4 sind in den Figuren 13 und 14 gezeigt, in denen der grundlegende Aufbau gleich dem in Fig. 10 ist. In Fig. 13 wird Licht mit Wellenlängen, die nicht an der Belichtung teilnehmen, das zur Messung der sekundären optischen Eigenschaft verwendet wird, schräg projiziert und wird schräg durch einen Photosensor 33' erfaßt. Durch Untersuchen der Polarisationseigenschaft, des Reflexionsvermögens oder ähnlichem ist es in diesem Falle möglich, die optische Eigenschaft unter geringem Einfluß der Unterbeschichtung auf die Messung zu messen. In Fig. 14 können die Variationen des Lichtdurchlaßgrades oder des spektralen Lichtdurchlaßgrades des Photoresists auf dem Substrat aufgrund der Belichtung unter Verwendung von Photosensoren 33 und 33' gemessen werden. Dieser Prozeß ist effektiv beim Projizieren eines Musters auf eine lichtübertragende Substanz 90, wie z.B. Glas, oder einer TFT- Flüssigkristallanzeige oder ähnlichem.

Beispiel 7

Ein Ausführungsbeispiel, bei dem, anders als bei den obigen Ausführungsbeispielen, die Vorrichtung, die durch ein System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft gesteuert ist, eine Photoresist-Beschichtungsmaschine 49 ist, ist in Fig. 15 veranschaulicht. Daten werden von einem System 45 zum Steuern des Prozesses zu einer Schnittsstelle 102 gesandt, so daß die Variation in der optischen Eigenschaft, die durch das System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft gemessen worden, konstant sein wird, und es werden, beispielsweise, die Rotationsfrequenz einer Schleuder 41, die Temperatur in dem Backofen 42 oder die Backzeit gesteuert, wodurch es möglich ist, einen Schritt der Photoresist-Beschichtung zu stabilisieren. In diesem Ausführungsbeispiel kann das System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft durch eine Schnittsstelle 57 mit einer Vielzahl von Photoresist- Beschichtungsmaschinen verbunden werden, deren Photoresist-Beschichtungsschritte stabilisiert werden müssen. Mit 40 ist ein Waferspeicher bezeichnet.
Es ist auch möglich, sowohl die Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58 als auch die Photoresist-Beschichtungsmaschine 59 durch Verwendung des Systems 56 zum Messen der optischen Eigenschaft zu steuern.

Beispiel 8

Fig. 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein System zum Messen der Variation der optischen Eigenschaft aufgrund der Belichtung eines Wafers auf eine Reduktions-Projektionsausrichtvorrichtung montiert ist. In der Figur wird das Beleuchtungslicht von einer Quecksilberdampflampe 1 durch ein System 2 zum Steuern der Energiezuführ gesteuert, so daß es eine feste Illuminanz aufweist. Auf der anderen Seite ist das Licht von der Quecksilberdampflampe 1 mit einem Belichtungssystem und einem Vorausrichtungssystem durch einen Strahlaufteiler 3 verbunden. Das Licht, das durch den Strahlaufteiler 3 übertragen wird, wird durch Steuern der Öffnungs- und Schließzeiten eines Verschlusses 5 durch ein Verschlußsteuersystem 4 ein- und ausgeschaltet. In diesem System wird nur die Belichtungswellenlänge durch einen Interferenzfilter 59 extrahiert. Das Licht, das durch eine Kondensorlinse 6 übertragen wird, wird auf eine Strichplatte 7 projiziert, die mit einem erforderten Muster versehen ist, und ein Bild auf der Strichplatte wird auf einen Wafer 18 durch eine Reduktions-Projektionslinse 8 fokusiert. Auf der anderen Seite wird das Licht, das durch den Strahlaufteiler 3 reflektiert wird, zu dem Vorausrichtungssystem über eine Sehfeldblende 55 unter Verwendung einer optischen Faser 90 oder ähnlichen Einrichtungen geführt. Das Licht, das zu dem Vorausrichtungssystem geführt wird, wird entweder zu einem scharfbegrenzenden Filter 12 geführt, das nur das Licht mit solch einer Wellenlänge überträgt, die nicht zur Belichtung beiträgt, oder einem Interferenzfilter 13 für eine Belichtungswellenlänge durch Umschalten der Filter 12 und 13, wodurch das Licht, das durch den Filter 12 oder 13, übertragen wird, ausgewählt wird. Wenn das scharfbegrenzende Filter 12 als Filter ausgewahlt ist, kann ein Ausrichtungsmuster auf dem Wafer 18 durch ein System 32 zur Erfassung der Vorausrichtung erfaßt werden, ohne das Muster auf dem Photoresist zu belichten, und ein kondensierter Lichtstrahl mit der Belichtungswelleniänge kann auf eine vorgezeichnete Linienposition auf dem Wafer 18 eingestellt werden. Dann wird das Filter von dem scharfbegrenzenden Filter 12 zu dem Interferenzfilter 13 gewechselt, wodurch eine teilweise Belichtung des Wafers 18 durchgeführt werden kann, und der Bereich der Bestrahlung mit dem Belichtungslicht kann durch eine Sehfeldblende 55 begrenzt werden. Die Variation mit der Zeit des Reflexionsvermögens R des Photoresists wänrend des Belichtungsprozesses wird durch einen Photosensor 33 gemessen. Das System 37 zum Erfassen der optimalen Belichtung berechnet die Variation mit der Zeit des komplexen Refraktionsindex N des Photoresists aus dem komplexen Refraktionsindex n' der Unterbeschichtung, der zuvor gemessen und eingegeben worden ist, der Dicke des Photoresist-Films d, dem Reflexionsvermögen R' der Unterbeschichtung, das durch das System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft gemessen worden ist, den Reflexionsvermögen R des Photoresists, das durch den Photosensor 33 gemessen worden ist und der Illuminanz I&sub2;, die durch das System 35 zum Messen der Lichunenge erfaßt worden ist, dem eine Ausgabe von einer Illuminanz-Erfassungsvorfichtung 9 geliefert wird, basierend auf der oben erwähnten Formel (1). Eine optimale Belichtungszeit T&sub2; für den komplexen Refraktionsindex N des Photoresists, um den gewünschten Wert N&sub1; (= n&sub1; - i κ) zu erreichen, wird bestimmt und eine optimale Belichtungsenergie E&sub1; wird basierend auf der optimalen Belichtungszeit T&sub2; bestimmt und der Illuminanz I&sub2;, die durch das System 35 zum Messen der Lichtmenge erfaßt worden ist. Eine Belichtungslicht- Illuminanz I&sub2; zum Zeitpunkt des tatsächlichen Projizierens eines Schaltungsmusters in eine Strichplatte 7 durch eine Reduktions-Projektionslinse 8 auf dem Wafer 18, für den die optimale Belichtungsenergie E&sub1; bestimmt worden ist, wird durch eine Vorrichtung 9 zum Erfassen der Illuminanz gemessen. Dann wird eine Belichtungsilluminanz oder Belichtungszeit T&sub1; zum Erhalten der optimalen Belichtungsenergie E&sub1; basierend auf einer Belichtungslicht-Illuminanz I&sub1; bestimmt, die durch das System 35 zum Messen der Lichtmenge erhalten worden ist, und die so erhaltenen Daten werden durch eine Schnittsstelle 57 gesandt, um die Spannung einer Energiequelle durch ein System 2 zum Steuern der Energiezufhhr zu steuern, das ein System zum Steuern der Illuminanz ist, und um die Öffnungs- und Schließzeiten von Verschlüssen durch ein Verschlußsteuersystem 4 auf die gleiche Weise wie in den obigen Ausführungsbeispielen zu steuern. Die Vorrichtung 9 zum Erfassen der Illuminanz ist ein photoelektrischer Wandler zum Messen der Illuminanz an der Bild-Bildungsposition und die Illuminanz wird durch das System zum Messen der Lichtmenge 35 gemessen. Außerdem ist die Vorrichtung 9 zum Erfassen der Illuminanz in der Lage, die Illuminanz in dem Vorausrichtungssystem durch Bewegen einer X-Y-Bühne 11 zu messen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist es unnötig, die absolute Illuminanz zu messen. Das heißt, die Illuminanz an der Belichtungsposition zum Projizieren eines Musters, das auf der Strichplatte 7 gezeichnet ist, auf den Wafer 18 wird durch die Vorrichtung 9 zum Erfassen der Illuminanz erfaßt, die dann zu der Vorausrichtungsposition bewegt wird, und die Illuminanz des Lichtes, das zu dem Vorausrichtungssystem geführt wird, wird bestimmt. Dann ist die optimale Belichtungszeit T&sub1; an der Belichtungsposition zum Projizieren des Musters, das auf der Strichplatte 7 gezeichnet ist, auf dem Wafer 18 durch die folgende Formel (2) gegeben:
T&sub1; = (I&sub2;/I&sub1;)xT&sub2; (2)
wobei I&sub1; die Illuminanz an der Belichtungsposition ist, I&sub2; die Illuminanz an der Vorausrichtungsposition ist und T&sub2; die optimale Belichtungszeit für das Licht ist, das zu dem Vorausrichtungssystem geführt wird.
Daher kann die optimale Belichtungszeit T&sub1; an der Belichtungsposition zum Projizieren des Musters, das auf die Strichplatte 7 gezeichnet ist, auf den Wafer 18 aus der optischen Eigenschaft (Reflexionsvermögen, spektraler Durchlaßgrad oder ahnliches) erhalten werden, die durch das System zum Messen der optischen Eigenschaft (Photosensor) 33 in dem System 37 zum Erfassen der optimalen Belichtung gemessen worden sind, und der Illuminanz, die durch die Vorrichtung 9 zum Erfassen der Illuminanz gemessen worden ist. Um die so bestimmte Belichtungszeit bereitzustellen, steuert ein Steuersystem 4 die Illuminanz einer Quecksilberdampflampe über eine Energiequellensteuerung 2 in dem Beleuchtungssystem und die Öffnungs- und Verschlußzeit des Verschlusses 9, wodurch das Muster, das auf die Strichplatte gezeichnet ist, auf den Wafer 18 für die optimale Belichtungszeit projiziert wird. Daher kann das Muster auf der Strichplatte 7 konform mit dem geforderten Muster projiziert werden. In diesem Ausführungsbeispiel, wird außerdem die optimale Belichtungsenergie für den Wafer unmittelbar vor der Belichtung bestimmt und es gibt nur eine kurze Zeit von der Bestimmung der optimalen Belichtungsenergie bis zu der tatsächlichen Belichtung; daher gibt es geringe Einflüsse der Variationen in den Prozeßbedingungen. In Fig. 16 ist ein Verschluß durch 19 gekennzeichnet.

Beispiel 9

Fig. 17 zeigt ein Ausfüluungsbeispiel in dem ein System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft auf eine Photoresist-Beschichtungsmaschlne 49 montiert ist. In der Figur wird die optische Eigenschaft einer Unterbeschichtung eines Wafers 18 durch ein System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft gemessen und der Wafer 18 wird von einem Waferspeicher 40 eingespeist, um durch eine Schleuder 41 zum Aufbringen eines Photoresists und durch einen Backofen 42 zu laufen. Danach werden Variationen in dem Reflexionsvermögen des Photoresists während eines Belichtungsprozeß durch ein System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft gemessen. Das aus dem System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft erhaltene Meßergebnis und das Meßergebnis, das von dem System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft erhalten worden ist, wird über Schnittsstellen 57 und 103 zu einem Prozeßsteuersystem 45 eingegeben, das Variationen in den Prozeßbedingungen steuert (z.B. Beschichtungsgewicht an der Schleuder 41, Backbedingungen in dem Backofen 42, usw.).
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können Variationen in der Dicke des Photoresist-Filmes und Variationen in der optischen Eigenschaft, wie z.B. dem Absorptionskoeffizienten, aufgrund von Variationen in den Prozeßbedingungen in dem Photoresist-Beschichtungsprozeß reduziert werden und der Photoresist- Beschichtungsprozeß kann stabilisiert werden. Demzufolge kann eine gleichmäßige Belichtung für Wafer erreicht werden, die in dem Photoresist-Beschichtungsprozeß stabilisiert ist.
Obwohl in dem obigen Ausführungsbeispiel der komplexe Refraktionsindex N des Photoresists aus dem Reflexionsvermögens R des Photoresists berechnet wird, ist es offensichtlich, daß eine direkte Messung des komplexen Reflexionsindexes N des Photoresists ausreicht.

Beispiel 10

Fig. 18 ist eine schematische Veranschaulichung eines Systems zum Stabilisieren einer Photoresist-Beschichtung, des Backens und des Belichtungsprozesses, bei der die Vorrichtung, für die die Variationen in den Prozeßbedingungen korrigiert werden, eine Photoresist-Beschichtungsmaschine 49 und eine Projektions- Ausrichtungsvorrichtung 58 sind. In der Figur wird der Wafer, der in den Belichtungsprozeß eingespeist wird, zu einem System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft geführt, wodurch die optische Eigenschaft des Wafers, der nicht mit dem Photoresist beschichtet ist, gemessen wird. Die sich ergebenden Daten werden über eine Schnittsstelle 103 zu einem Prozeßsteuersystem 45 gesandt. Nach der Messung der optischen Eigenschaft wird der Wafer längs eines Pfades zum Übertragen von Wafern 104 in die Photoresist-Beschichtungsmaschine 49 geführt, wodurch das Photoresist auf den Wafer aufgebracht wird und gebacken wird. Der Wafer, der mit dem Photoresist beschichtet ist, wird längs des Pfades zum Transferieren der Wafer 104 in ein System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft geführt, wo die optische Eigenschaft des Wafers durch das System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft gemessen wird, bevor der Wafer mit dem Photoresist beschichtet wird. Die so erhaltenen Daten werden über eine Schnittsstelle 101 zu dem Prozeßsteuersystem 45 gesandt. Die von dem System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft gesandten Daten werden verwendet, um die Daten zu korrigieren, die von dem System zum Messen der optischen Eigenschaft 56 gesandt worden sind. Basierend auf den Ergebnissen der Korrektur berechnet das Prozeßsteuersystem 45 die optimale Belichtungsenergie als eine Prozeßvariable für den Belichtungsschritt und berechnet auch Variationen in den Prozeßbedingungen für den Schritt des Photoresist-Beschichtens. Wenn der Wafer, dessen optische Eigenschaft gemessen worden ist, längs des Pfades zum Transferieren von Wafern 104 in die Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58 geführt worden ist, wird die optimale Belichtungsenergie, die dem Wafer entspricht, von dem Prozeßsteuersystem 45 in der Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58 über eine Schnittsstelle 57 eingegeben. Dann wird die Belichtung für die optimale Belichtungszeit gemaß der Energie ausgeführt, wodurch eine Stabilisierung der Mustergröße vorgesehen ist. Die Variationen in den Prozeßbedinungen für den Photoresist-Beschichtungsschritt, die durch das Prozeßsteuersystem 45 erhalten worden sind, werden durch eine Schnittsstelle 102 zu der Photoresist- Beschichtungsmaschine 49 zurückgeführt, um die Photoresist-Beschichtungs- und Backbedingungen zu stabilisieren.
In diesem Ausführungsbeispiel können das System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft und das System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft auch mit einer Vielzahl von Photoresist-Beschichtungsmaschinen verbunden werden, deren Photoresist-Beschichtungs- und Backbedingungen, die die Produktionsprozeßbedingungen bilden, stabilisiert werden sollen, und mit einer Vielzahl von Projektions-Ausrichtungsvorrichtungen, die mit Wafern gespeist werden, für die die optimale Belichtungsenergie bestimmt worden ist.
Wenn die Belichtungs-, Beschichtungs- und Backbedingungen einmal für einige Wafer gesteuert worden sind, wird eine Automatisierungswirkung der konventionellen vorangehenden Operationen erhalten. Wo die Prozeßbedingungen in dem gleichen Herstellungsgerät auf einer Waferbasis variieren und die Variationen in Betracht gezogen werden sollen, ist es möglich, die Belichtungs-, die Beschichtungs- und Backbedingungen auf einer Waferbasis zu steuern. Außerdem, wo die Variationen in den Prozeßbedingungen in einem Wafer wichtig sind, ist es möglich, die Belichtungsbedingungen auf einer Chipbasis zu steuern und die Beschichtungs- und Backbedingungen in dem Wafer zu steuern.
In dem obigen Ausführungsbeispiel kann das System 108 zum Messen der optischen Eigenschaft in die Photoresist-Beschichtungsmaschine 49 eingebaut sein und das System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft kann in die Photoresist- Beschichtungsmaschine 49 oder die Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58 eingebaut sein. Wenn das System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft in die Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58 eingebaut ist, kann die optimale Belichtungsenergie für einen Wafer unmittelbar vor dem Projizieren eines Musters auf den Wafer durch die Projektions-Ausrichtungsvorrichtung 58 eingestellt werden. Daher ist die Zeitperiode von der Bestimmung der optimalen Belichtungsenergie bis zu der Belichtung so kurz, daß kein Einfluß von Variationen in den Prozeßbedingungen in der Periode von der Photoresist-Beschichtung bis zu der Belichtung auftritt. Außerdem ist der Pfad zum Transferieren der Wafer kurz, was den Vorteil hat, die Effizienz des Schrittes zu erhöhen und eine Ablagerung vom Fremdmaterial auf dem Wafer wänrend dem Einspeisen zu unterdrücken.
Außerdem, wenn das System 56 zum Messen der optischen Eigenschaft in die Photoresist-Beschichtungsmaschine 49 eingebaut ist, wie in dem obigen Beispiel, ist es möglich, die optische Eigenschaft des Photoresist unmittelbar beim Backen nach dem Beschichten zu messen. Es ist daher möglich, die Variationen in den Prozeßbedingungen für die Photoresist-Beschichtungsmaschine 49 auf einer Echtzeitbasis zu steuern und Wafer stabil zu bilden.
In den gesamten Zeichnungen zeigen identische Bezugszeichen im wesentlichen die gleichen Abschnitte an.
Wie oben erklärt worden ist, werden gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Schritt zum Bilden und Behandeln eines lichtübertragenden dünnen Filmes auf einem Wafer die optische Eigenschaft des Wafers vor der Bildung und Behandlung des dünnen Filmes gemessen, dann werden die gemessenen Daten bezüglich der optischen Eigenschaft des gebildeten und behandelten dünnen Filmes korrigiert, um nur die Daten über den dünnen gebildeten und behandelten Film zu extrahieren. Basierend auf den Meßergebnissen werden die Variationen in den Prozeßbedingungen der Vorrichtung zum Bilden und Behandeln bestimmt und gesteuert, wodurch eine Stabilisierung der Vorrichtung zum Bilden und Behandeln erreicht werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Steuern der Dicke eines dünnen Filmes, wenn dieser dünne Film (72) gebildet wird, das die Schritte aufweist:

a) Messen (108) einer optischen Eigenschaft (R') eines Substrates (73) vor der Bildung (49) des dünnen Filmes, der eine lichtübertragende Eigenschaft auf das Substrat aufweist, oder vor einer Behandlung (58, 109) des dünnen Filmes;

b) Messen (56) der gleichen optischen Eigenschaft (R) des dünnen Filmes während oder nach der Bildung (49) oder der Behandlung (58, 109) des dünnen Filmes auf dem Substrat;

c) Korrigieren (45) der optischen Eigenschaft des dünnen Filmes, die in Schritt (13) gemessen worden ist, durch die optische Eigenschaft des Substrates, die in Schritt (a) gemessen worden ist, um dadurch eine genaue optische Eigenschaft des dünnen Filmes zu bestimmen, der gebildet wird oder behandelt wird oder gebildet worden ist oder behandelt worden ist;

d) Steuern (45, 37) einer Bedingung (E&sub1;) einer Vorrichtung (107) zum Bilden oder Behandeln des dünnen Filmes basierend auf der genauen optischen Eigenschaft des dünnen Filmes, die genau bestimmt worden ist.

2. Steuerverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der dünne Film ein Photoresist (72) ist, und die gesteuerte Bedingung die Quantität der Expositionenergie (El), eine Bedingung (Rotationsfrequenz einer Schleuder) zum Beschichten mit dem Photoresist oder eine Bedingung (Temperatur, Zeit) zum Backen des Photoresists oder eine Bedingung zum Entwickeln (Fig. 9) ist.

3. Steuerverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der dünne Film ein dünner Unterschichtfilm ist und die gesteuerte Bedingung eine Bedingung zum Bilden des dünnen Filmes, eine Bedingung zum Ätzen des dünnen Filmes und eine Bedingung zum Beschichten des dünnen Filmes ist.

4. Steuerverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten optischen Eigenschaften durch Messen des Reflektionsvermögens, des Refraktionsindex, des Lichtdurchlaßgrades, der Polarisationseigenschaft, des spektralen Lichtdurchlaßgrades oder des Absorptionskoeffizienten gemessen werden.

5. Steuerverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten optischen Eigenschaften auf der Basis der Zeitvariation gemessen werden.

6. Steuerverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten optischen Eigenschaften durch die Verwendung von Licht gemessen werden, das die Expositionswellenlänge aufweist, und zumindest eine Art von Licht, das eine Wellenlänge aufweist, die unterschiedlich von der Expositionswellenlänge ist.

7. Steuerverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten optischen Eigenschaften basierend auf dem Unterschied zwischen der optischen Eigenschaft des Photoresists vor der Exposition und der optischen Eigenschaft des Photoresists nach der Exposition gemessen werden.