JPH0141246B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0141246B2 JPH0141246B2 JP58076429A JP7642983A JPH0141246B2 JP H0141246 B2 JPH0141246 B2 JP H0141246B2 JP 58076429 A JP58076429 A JP 58076429A JP 7642983 A JP7642983 A JP 7642983A JP H0141246 B2 JPH0141246 B2 JP H0141246B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- dimension
- exposure time
- measuring means
- dev
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70558—Dose control, i.e. achievement of a desired dose
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
この発明はマスク寸法の設計値からのずれ量を
現像後のフオトレジストの寸法が設計寸法に等し
くなるように露光時間を調節することにより制御
している露光装置に関する。 〔発明の技術分野〕 従来、フオトリソグラフイ工程においてはネガ
タイプフオトレジストが主に使用されている。し
かし、最近の超高集積回路化に伴ない、解像寸法
が２〜3μmのフオトリソグラフイ技術が要求され
るようになり、フオトレジストもネガタイプのも
のからポジタイプに置き換わりつつある。また、
解像寸法が微細化されるにつれてフオトマスクも
従来のエマルジヨンタイプのものから金属とその
酸化物からなるハードマスクと呼ばれるものに変
化してきている。このようにフオトマスクがハー
ドマスクに変わつていく理由は、従来のエマルジ
ヨンタイプのマスクでは解像寸法精度が良くない
ということに起因している。このように、微細パ
ターン化されるにつれ、解像寸法精度に対しても
精度の良いものが要求されてきている。現在、マ
スク精度はフオトリソグラフイ工程で使用される
もので±0.2〜±0.5μm（3σの値）程度である。ま
た、微細パターン化されるにつれて当然のことな
がら転写精度、つまりフオトマスクから半導体基
板上に塗布されたフオトレジストに転写するとき
の精度に対してもマスク自体の精度と同様に正確
なものが要求されている。 〔背景技術の問題点〕 ところが、フオトリソグラフイ工程において特
に出来上がつたマスクを使つてレジスト上にパタ
ーンを転写する工程においてはマスクの精度がそ
のままフオトレジスト上に転写されるため、どん
なに精度良く転写したとしてもマスク以上の精度
は得られない。現実にはこれよりも多少悪くな
る。ここで、フオトマスクのパターンをフオトレ
ジストに転写する場合の総合転写精度をσtptalとす
ると、 σtptal＝（σnask 2＋σtra 2）1/2 ここでσnaskはマスク精度、σtraは転写精度であ
る。 このように総合転写精度はマスク精度と転写精
度により決まるわけであるが、従来マスク精度を
良くした場合でも転写精度が悪いと総合転写精度
は悪くなるという欠点があつた。このような転写
精度を悪くする原因としてマスクアライナの照度
の変動、現像液の変動、レジスト膜厚の変動等が
ある。 〔発明の目的〕 この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、
その目的はマスクの転写精度に影響するマスクア
ライナの照度の変動、現像液の変動、レジスト膜
厚の変動等の影響を露光時間を調節することによ
りなくして転写精度を改善し、総合転写精度を向
上させることができる露光装置を提供することに
ある。 〔発明の概要〕 マスクの転写精度に影響するマスクアライナの
照度の変動、現像液の変動、レジスト膜厚の変動
等の影響を露光時間を最適な時間に調節すること
によりなくして総合転写精度を向上させている。 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照してこの考案の一実施例に係
る露光装置について説明する。第１図に示すよう
に、ポジタイプのフオトレジスト１１をマスク１
２により露光現像する場合において、マスク１２
のパターン寸法をＷとし、照射エネルギーをEiと
すると、フオトレジスト１１に転写されたパター
ンの寸法とマスク１２のパターン寸法との差ΔW
は次式の如く表わされる。また、このようすは第
２図に示しておく。 ΔW＝Ａ（lnEi−Ｂ） ……(1) ここで、定数Ａ，Ｂはフオトリソグラフイ工程
の現像液の変動、塗布膜厚の変動により変化する
パラメータである。ここで、上記したようにΔW
＝WDEV−WMASKである。現像後の寸法としてはマ
スクの設計値と同じ値を得たいので、WDEVとし
てマスクの設計値を代入し、WMASKとして実際に
出来上がつたマスク寸法の平均値を代入する。こ
こで、第１式を変形すると、 Ei＝EXP(B+(WDEV-WWASK)/A) ……(2) ここで、露光エネルギEiは照度Ｉと露光時間ｔと
の積であるため、第２式を変形して露光時間ｔを
算出すると、 ｔ＝EXP〔Ｂ−lnI＋(WDEV-WMASK)／Ａ〕 ……(3) 第３式に示すように現像後の寸法とマスクの設
計値とのずれΔWは露光時間を適当に調節するこ
とにより修正することができる。つまり、フオト
リソグラフイ工程の工程パラメータＡ，Ｂを実験
的に決めておくことによりリソグラフイ工程にお
ける現像液の変動、塗布膜厚の変動による影響を
受けなくすることができる。 次に、工程パラメータＡ，Ｂを算出する場合に
ついて具体的に説明する。SiO2膜の工程パラメ
ータＡ，Ｂを算出する場合について説明する。ま
ず、シリコンウエハを1100℃の酸化性雰囲気で熱
処理を施し、約5000Åのシリコン酸化膜を形成す
る。次に、シリコン酸化膜上にポジタイプフオト
レジストをスピンコーターで約1.5μm厚に塗布
し、その後105℃の熱板で90秒間熱処理する。次
に、このウエハを露光装置で、30μmの抜きパタ
ーンを持つハードマスクを使用して露光時間を変
えて露光する。（このときの照度は502mW／cm2で
ある。）その後、スプレータイプのフオトレジス
ト現像液で現像したのち、測微計を利用して現像
された寸法を測定する。このとき得られた実験結
果を第２図に示しておく。この場合において、露
光時間を変えることにより異なつた露光エネルギ
でのパターン寸法を得ている。以下最小２乗法に
よりパラメータＡ，Ｂを算出する。この結果、Ａ
＝0.64、Ｂ＝9.63となる。 ところで、SiO2だけではなく、Si3N4、ポリシ
リコン、Al等においても同様にパラメータを算
出することができる。その様子を下表に示す。
現像後のフオトレジストの寸法が設計寸法に等し
くなるように露光時間を調節することにより制御
している露光装置に関する。 〔発明の技術分野〕 従来、フオトリソグラフイ工程においてはネガ
タイプフオトレジストが主に使用されている。し
かし、最近の超高集積回路化に伴ない、解像寸法
が２〜3μmのフオトリソグラフイ技術が要求され
るようになり、フオトレジストもネガタイプのも
のからポジタイプに置き換わりつつある。また、
解像寸法が微細化されるにつれてフオトマスクも
従来のエマルジヨンタイプのものから金属とその
酸化物からなるハードマスクと呼ばれるものに変
化してきている。このようにフオトマスクがハー
ドマスクに変わつていく理由は、従来のエマルジ
ヨンタイプのマスクでは解像寸法精度が良くない
ということに起因している。このように、微細パ
ターン化されるにつれ、解像寸法精度に対しても
精度の良いものが要求されてきている。現在、マ
スク精度はフオトリソグラフイ工程で使用される
もので±0.2〜±0.5μm（3σの値）程度である。ま
た、微細パターン化されるにつれて当然のことな
がら転写精度、つまりフオトマスクから半導体基
板上に塗布されたフオトレジストに転写するとき
の精度に対してもマスク自体の精度と同様に正確
なものが要求されている。 〔背景技術の問題点〕 ところが、フオトリソグラフイ工程において特
に出来上がつたマスクを使つてレジスト上にパタ
ーンを転写する工程においてはマスクの精度がそ
のままフオトレジスト上に転写されるため、どん
なに精度良く転写したとしてもマスク以上の精度
は得られない。現実にはこれよりも多少悪くな
る。ここで、フオトマスクのパターンをフオトレ
ジストに転写する場合の総合転写精度をσtptalとす
ると、 σtptal＝（σnask 2＋σtra 2）1/2 ここでσnaskはマスク精度、σtraは転写精度であ
る。 このように総合転写精度はマスク精度と転写精
度により決まるわけであるが、従来マスク精度を
良くした場合でも転写精度が悪いと総合転写精度
は悪くなるという欠点があつた。このような転写
精度を悪くする原因としてマスクアライナの照度
の変動、現像液の変動、レジスト膜厚の変動等が
ある。 〔発明の目的〕 この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、
その目的はマスクの転写精度に影響するマスクア
ライナの照度の変動、現像液の変動、レジスト膜
厚の変動等の影響を露光時間を調節することによ
りなくして転写精度を改善し、総合転写精度を向
上させることができる露光装置を提供することに
ある。 〔発明の概要〕 マスクの転写精度に影響するマスクアライナの
照度の変動、現像液の変動、レジスト膜厚の変動
等の影響を露光時間を最適な時間に調節すること
によりなくして総合転写精度を向上させている。 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照してこの考案の一実施例に係
る露光装置について説明する。第１図に示すよう
に、ポジタイプのフオトレジスト１１をマスク１
２により露光現像する場合において、マスク１２
のパターン寸法をＷとし、照射エネルギーをEiと
すると、フオトレジスト１１に転写されたパター
ンの寸法とマスク１２のパターン寸法との差ΔW
は次式の如く表わされる。また、このようすは第
２図に示しておく。 ΔW＝Ａ（lnEi−Ｂ） ……(1) ここで、定数Ａ，Ｂはフオトリソグラフイ工程
の現像液の変動、塗布膜厚の変動により変化する
パラメータである。ここで、上記したようにΔW
＝WDEV−WMASKである。現像後の寸法としてはマ
スクの設計値と同じ値を得たいので、WDEVとし
てマスクの設計値を代入し、WMASKとして実際に
出来上がつたマスク寸法の平均値を代入する。こ
こで、第１式を変形すると、 Ei＝EXP(B+(WDEV-WWASK)/A) ……(2) ここで、露光エネルギEiは照度Ｉと露光時間ｔと
の積であるため、第２式を変形して露光時間ｔを
算出すると、 ｔ＝EXP〔Ｂ−lnI＋(WDEV-WMASK)／Ａ〕 ……(3) 第３式に示すように現像後の寸法とマスクの設
計値とのずれΔWは露光時間を適当に調節するこ
とにより修正することができる。つまり、フオト
リソグラフイ工程の工程パラメータＡ，Ｂを実験
的に決めておくことによりリソグラフイ工程にお
ける現像液の変動、塗布膜厚の変動による影響を
受けなくすることができる。 次に、工程パラメータＡ，Ｂを算出する場合に
ついて具体的に説明する。SiO2膜の工程パラメ
ータＡ，Ｂを算出する場合について説明する。ま
ず、シリコンウエハを1100℃の酸化性雰囲気で熱
処理を施し、約5000Åのシリコン酸化膜を形成す
る。次に、シリコン酸化膜上にポジタイプフオト
レジストをスピンコーターで約1.5μm厚に塗布
し、その後105℃の熱板で90秒間熱処理する。次
に、このウエハを露光装置で、30μmの抜きパタ
ーンを持つハードマスクを使用して露光時間を変
えて露光する。（このときの照度は502mW／cm2で
ある。）その後、スプレータイプのフオトレジス
ト現像液で現像したのち、測微計を利用して現像
された寸法を測定する。このとき得られた実験結
果を第２図に示しておく。この場合において、露
光時間を変えることにより異なつた露光エネルギ
でのパターン寸法を得ている。以下最小２乗法に
よりパラメータＡ，Ｂを算出する。この結果、Ａ
＝0.64、Ｂ＝9.63となる。 ところで、SiO2だけではなく、Si3N4、ポリシ
リコン、Al等においても同様にパラメータを算
出することができる。その様子を下表に示す。
以上詳述したようにこの発明によれば、マスク
の転写精度に影響するマスクアライナの照度の変
動、レジスト膜厚等の影響を露光時間を調節する
ことによりなくしたので、転写精度の良い露光装
置を提供することができる。
の転写精度に影響するマスクアライナの照度の変
動、レジスト膜厚等の影響を露光時間を調節する
ことによりなくしたので、転写精度の良い露光装
置を提供することができる。
第１図はフオトレジストとマスクとの関係を示
す図、第２図は露光エネルギとパターン寸法を示
す図、第３図はこの発明の一実施例に係る露光装
置を示す図である。 ２１１，２１２……マスクアライナ、２５……
シヤツタ、２７……ウエハ、２８１，２８２……
シヤツタ駆動回路、３１……マスク寸法測定器、
３２……現像寸法測定器。
す図、第２図は露光エネルギとパターン寸法を示
す図、第３図はこの発明の一実施例に係る露光装
置を示す図である。 ２１１，２１２……マスクアライナ、２５……
シヤツタ、２７……ウエハ、２８１，２８２……
シヤツタ駆動回路、３１……マスク寸法測定器、
３２……現像寸法測定器。
Claims (1)
- １ 露光時間を調節するシヤツタの開閉を制御す
るシヤツタ駆動回路と、マスクの寸法Ｗ
MASKを測定するマスク寸法測定手段と、フオ
トレジストの現像後の寸法Ｗ DEVを測定する
現像寸法測定手段と、工程パラメータＡ，Ｂを算
出する工程パラメータ測定手段と、上記マスク寸
法測定手段により測定されたマスクの寸法Ｗ
MASKと上記現像寸法測定手段により測定され
たフオトレジストの寸法Ｗ DEVと上記工程パ
ラメータＡ，Ｂ及び照度よりフオトレジストの
現像後の寸法がマスク設計寸法に等しくなるよう
な露光時間ｔ＝EXP［Ｂ―lnI＋（Ｗ DEV―Ｗ
MASK）／Ａ］を算出する露光時間算出手段と、
上記露光時間算出手段により算出された露光時間
ｔをもとに上記シヤツタ駆動回路を駆動する手段
とを具備したことを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076429A JPS59201418A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076429A JPS59201418A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59201418A JPS59201418A (ja) | 1984-11-15 |
| JPH0141246B2 true JPH0141246B2 (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=13604917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58076429A Granted JPS59201418A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59201418A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03246920A (ja) * | 1990-02-26 | 1991-11-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5277725A (en) * | 1975-12-24 | 1977-06-30 | Hitachi Ltd | Automatic exposure circuit |
| JPS5453864A (en) * | 1977-10-05 | 1979-04-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Monitoring method of line widths |
| JPS57118639A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-23 | Toshiba Corp | Process control of semiconductor photo-etching |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP58076429A patent/JPS59201418A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59201418A (ja) | 1984-11-15 |
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