JPH0444263B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0444263B2 JPH0444263B2 JP61302316A JP30231686A JPH0444263B2 JP H0444263 B2 JPH0444263 B2 JP H0444263B2 JP 61302316 A JP61302316 A JP 61302316A JP 30231686 A JP30231686 A JP 30231686A JP H0444263 B2 JPH0444263 B2 JP H0444263B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- exposure amount
- resist
- pattern
- amount
- 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 - Lifetime
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明はフオトレジスト工程のおける最適露光
量を求める為の簡便化した露光量の最適値検知方
法に関する。
量を求める為の簡便化した露光量の最適値検知方
法に関する。
(ロ) 従来の技術
近年、半導体装置の高性能化と高集積化に伴
い、例えば特願昭61−145525号（特開昭62−
299969号公報）（特開昭62−299969号）に記載さ
れている如くその製造に用いられるレジストも従
来のネガ型レジストからより微細化に適したポジ
型レジストに移行しつつある。従来のネガ型レジ
ストは露光された部分が残存するので、それ用の
フオトマスクは大部分の領域が白地（透明）で拡
散窓に対応する領域が黒地の全体的に白い（透
明）パターンになる。反対にボジ型レジストは露
光された部分が除去されるので、それ用のフオト
マスクは大部分の領域が黒地で拡散窓に対応する
領域が白抜き（透明）の全体的に黒いパターンに
なる。
い、例えば特願昭61−145525号（特開昭62−
299969号公報）（特開昭62−299969号）に記載さ
れている如くその製造に用いられるレジストも従
来のネガ型レジストからより微細化に適したポジ
型レジストに移行しつつある。従来のネガ型レジ
ストは露光された部分が残存するので、それ用の
フオトマスクは大部分の領域が白地（透明）で拡
散窓に対応する領域が黒地の全体的に白い（透
明）パターンになる。反対にボジ型レジストは露
光された部分が除去されるので、それ用のフオト
マスクは大部分の領域が黒地で拡散窓に対応する
領域が白抜き（透明）の全体的に黒いパターンに
なる。
一方、光学露光装置を用いてレチクルからマス
ターマスクへ、マスターマスクからワークマスク
へ又はワークマスクから半導体ウエハへと正確な
パターン転写を行う為には露光条件を最適化する
必要があるが、そのような条件を設定した後でも
レジストのロツト変更、現像液のロツト変更及び
光学ランプの交換等の際には前記露光条件のうち
制御が容易な露光量を改めて最適化する票要が生
ずる。特に上述したポジ型レジストを用いる場合
には、露光された領域が除去されるというポジ型
レジスト特有の性質から、ネガ型より厳密な制御
が要求される。
ターマスクへ、マスターマスクからワークマスク
へ又はワークマスクから半導体ウエハへと正確な
パターン転写を行う為には露光条件を最適化する
必要があるが、そのような条件を設定した後でも
レジストのロツト変更、現像液のロツト変更及び
光学ランプの交換等の際には前記露光条件のうち
制御が容易な露光量を改めて最適化する票要が生
ずる。特に上述したポジ型レジストを用いる場合
には、露光された領域が除去されるというポジ型
レジスト特有の性質から、ネガ型より厳密な制御
が要求される。
上記露光量を最適化するに際し、ステツプ・ア
ンド・リピート方式の露光装置ではステツプ毎に
露光量を変化させることで１枚の基板で容易に調
整することが可能であるが、１枚の基板全体を１
度に露光するコンタクト方式の露光装置では同じ
ことをする為に複数枚の基板を無駄にしてしま
う。
ンド・リピート方式の露光装置ではステツプ毎に
露光量を変化させることで１枚の基板で容易に調
整することが可能であるが、１枚の基板全体を１
度に露光するコンタクト方式の露光装置では同じ
ことをする為に複数枚の基板を無駄にしてしま
う。
これを改善する手法として、従来よりステツプ
タブレツトと称されるパターンを用いる方法があ
つた。
タブレツトと称されるパターンを用いる方法があ
つた。
第４図に斯る手法に用いるパターンを示し、通
常のフオトマスクと同様にガラス基板１上にクロ
ム等の蒸着金属によつて矩形の検知パターン２を
複数個設けたものである。検知パターン２は蒸着
クロムの膜厚を互いに異ならしめて透過率を段階
的に変化させたもので、所定の露光量で露光・現
像後、検知パターン２からレジストが除去された
最低露光量を求め、その最低露光量から最適露光
量を算出するものである。
常のフオトマスクと同様にガラス基板１上にクロ
ム等の蒸着金属によつて矩形の検知パターン２を
複数個設けたものである。検知パターン２は蒸着
クロムの膜厚を互いに異ならしめて透過率を段階
的に変化させたもので、所定の露光量で露光・現
像後、検知パターン２からレジストが除去された
最低露光量を求め、その最低露光量から最適露光
量を算出するものである。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
しかしながら、ステツプタブレツトによる検知
パターン２を製造するにはクロム膜の蒸着工程を
複数回繰り返す必要があるのでコスト高になり、
しかも透過率に対応する膜厚に制御することが非
常に難しいので同一基板１上に段階を密にした検
知パターン２を多数個配列することができない。
そのため、より厳密に最低露光量を検知できない
欠点があつた。
パターン２を製造するにはクロム膜の蒸着工程を
複数回繰り返す必要があるのでコスト高になり、
しかも透過率に対応する膜厚に制御することが非
常に難しいので同一基板１上に段階を密にした検
知パターン２を多数個配列することができない。
そのため、より厳密に最低露光量を検知できない
欠点があつた。
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明は斯上した欠点に鑑みなされたもので、
検知パターン２として所定の単位面積に対する黒
地部分３と白抜き部分４との面積の割合を変えた
ものを複数個用意し、黒地部分３の形状が結像す
ることが無いような条件で露光したことを特徴と
する。
検知パターン２として所定の単位面積に対する黒
地部分３と白抜き部分４との面積の割合を変えた
ものを複数個用意し、黒地部分３の形状が結像す
ることが無いような条件で露光したことを特徴と
する。
(ホ) 作用
本発明によれば、検知パターン２の形状が結像
することの無い条件で露光したので、露光光５は
光の回折効果によつて全体に均一な強度分布を有
するようにレジスト６上に露光される。従つて白
抜き部分４の面積の割合を変えて全体の透過光量
を変えたことが検知パターン２の透過率を変えた
ことに等しくなる。
することの無い条件で露光したので、露光光５は
光の回折効果によつて全体に均一な強度分布を有
するようにレジスト６上に露光される。従つて白
抜き部分４の面積の割合を変えて全体の透過光量
を変えたことが検知パターン２の透過率を変えた
ことに等しくなる。
(ヘ) 実施例
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明
する。
する。
第１図は１乃至Ｃは本発明に用いる検知パター
ン２のパターン形状を示し、例えば10×10mm程の
単位面積の中に正方形をなす黒地部分３をタイル
状に複数個配列したものである。形状及び配列方
法としては、他に網目状、格子状等があげられ
る。第１図Ａのパターンは、CADによつて白抜
き部分４の辺Ａ，Ｂを各々5μmに設定し且つＸ方
向及びＹ方向に10μmのピツチをもつて配列した
もので、その結果、前記10×10mmの単位面積に対
する白抜き部分４の面積の割合（T1）を50％に
したものである。従つて、第１図Ａの検知パター
ン２全体の透過光量は前記10×10mmの単位面積全
てが白地である場合の全体の透過光量に対して半
分しかない。第１図Ｂのパターンは、白抜き部分
４の辺Ａ，Ｂを各々5.063μmに設定し且つ10μm
のピツチをもつて配列したもので、それによつて
白抜き部分４の面積の割合（T2）を51.25％に設
定したものである。白抜き部分４の面積を増した
結果、黒地部分３の面積は減少し、それの１個の
パターンは５×5μmより小さくなる。第１図Ｃ
は、白抜き部分４の辺Ａ，Ｂを各々5.127μmに設
定したもので、それによつて白抜き部分４の面積
の割合（T3）を52.50％に設定したものである。
ン２のパターン形状を示し、例えば10×10mm程の
単位面積の中に正方形をなす黒地部分３をタイル
状に複数個配列したものである。形状及び配列方
法としては、他に網目状、格子状等があげられ
る。第１図Ａのパターンは、CADによつて白抜
き部分４の辺Ａ，Ｂを各々5μmに設定し且つＸ方
向及びＹ方向に10μmのピツチをもつて配列した
もので、その結果、前記10×10mmの単位面積に対
する白抜き部分４の面積の割合（T1）を50％に
したものである。従つて、第１図Ａの検知パター
ン２全体の透過光量は前記10×10mmの単位面積全
てが白地である場合の全体の透過光量に対して半
分しかない。第１図Ｂのパターンは、白抜き部分
４の辺Ａ，Ｂを各々5.063μmに設定し且つ10μm
のピツチをもつて配列したもので、それによつて
白抜き部分４の面積の割合（T2）を51.25％に設
定したものである。白抜き部分４の面積を増した
結果、黒地部分３の面積は減少し、それの１個の
パターンは５×5μmより小さくなる。第１図Ｃ
は、白抜き部分４の辺Ａ，Ｂを各々5.127μmに設
定したもので、それによつて白抜き部分４の面積
の割合（T3）を52.50％に設定したものである。
第２図は斯上した検知パターン２を複数個配列
したフオトマスクを示す。同図において、１は石
英等のガラス基板、２はガラス基板１の表面にク
ロム等の蒸着金属によつて第１図Ａ乃至Ｃの如き
形状に形成した前記10×10mmの検知パターンであ
る。検知パターン２は上述した手段によつて白抜
き部分４の面積の割合（T1，T2，T3…Tn）を変
えて形成し、そのステツプは実務上40〜80％の範
囲内で任意である。前記範囲は理論上０％〜100
％の範囲をとり得るが、後述する最低露光量と最
適露光量との関係からある程度限定できる。
したフオトマスクを示す。同図において、１は石
英等のガラス基板、２はガラス基板１の表面にク
ロム等の蒸着金属によつて第１図Ａ乃至Ｃの如き
形状に形成した前記10×10mmの検知パターンであ
る。検知パターン２は上述した手段によつて白抜
き部分４の面積の割合（T1，T2，T3…Tn）を変
えて形成し、そのステツプは実務上40〜80％の範
囲内で任意である。前記範囲は理論上０％〜100
％の範囲をとり得るが、後述する最低露光量と最
適露光量との関係からある程度限定できる。
第３図は第２図のフオトマスクをコンタクト方
式の露光装置で露光する状況を示す。同図におい
て、５はガラス基板１上方より照射される露光
光、６は例えばスピンオン法により一平面７上に
塗布されたポジ型レジスト、８はガラス基板１表
面に蒸着されたクロム膜である。クロム膜８が存
在する領域が黒地部分３、無い領域が白抜き部分
４に夫々相当する。通常、コンタクト方式の露光
装置では基板１とレジスト６とを密着した状態で
露光するが、本実施例では基板１とレジスト６と
を十分離間することによつて本発明の最も特徴と
する如く黒地部分３の形状が結像することの無い
状況に設定してある。これは光の回折現象を利用
したもので、経験的にピツチ間隔の10倍以上のギ
ヤツプ、例えば前記５×5μmの形状を10μmピツ
チで形成したものでは100μm程のギヤツプをもた
せてやれば十分である。尚、ミラーブロジエクシ
ヨン方式の露光装置では焦点を故意的に外すこと
によつて本発明の特徴とする状況に設定すること
ができる。
式の露光装置で露光する状況を示す。同図におい
て、５はガラス基板１上方より照射される露光
光、６は例えばスピンオン法により一平面７上に
塗布されたポジ型レジスト、８はガラス基板１表
面に蒸着されたクロム膜である。クロム膜８が存
在する領域が黒地部分３、無い領域が白抜き部分
４に夫々相当する。通常、コンタクト方式の露光
装置では基板１とレジスト６とを密着した状態で
露光するが、本実施例では基板１とレジスト６と
を十分離間することによつて本発明の最も特徴と
する如く黒地部分３の形状が結像することの無い
状況に設定してある。これは光の回折現象を利用
したもので、経験的にピツチ間隔の10倍以上のギ
ヤツプ、例えば前記５×5μmの形状を10μmピツ
チで形成したものでは100μm程のギヤツプをもた
せてやれば十分である。尚、ミラーブロジエクシ
ヨン方式の露光装置では焦点を故意的に外すこと
によつて本発明の特徴とする状況に設定すること
ができる。
そして、基板１上方より所定強度、所定時間の
露光光５を照射することによつて、複数個の検知
パターン２を同時レジスト６上へ露光する。この
時、説明を簡単にする為に前記10×10mmの単位面
積当りに例えば100なる量の露光光５が照射され
たとする。すると、レジスト６上へは白抜き部分
４の面積の割合（T1，T2，T3…Tn）に相当する
量の露光光５しか到達せず、残りは黒地部分３に
よつて遮断されてしまう。つまり、100なる量の
露光光５が第１図Ｂの如き検知パターン２を通過
するとレジスト６上へは48.75なる量の露光光５
しか照射されないのである。そしてさらに、照射
された48.75なる量の露光光５は、同じく第３図
に示した強度分布特性から明らかな如く、光の回
折効果によつて検知パターン２全体でほぼ一様の
強度分布を持つようになる。
露光光５を照射することによつて、複数個の検知
パターン２を同時レジスト６上へ露光する。この
時、説明を簡単にする為に前記10×10mmの単位面
積当りに例えば100なる量の露光光５が照射され
たとする。すると、レジスト６上へは白抜き部分
４の面積の割合（T1，T2，T3…Tn）に相当する
量の露光光５しか到達せず、残りは黒地部分３に
よつて遮断されてしまう。つまり、100なる量の
露光光５が第１図Ｂの如き検知パターン２を通過
するとレジスト６上へは48.75なる量の露光光５
しか照射されないのである。そしてさらに、照射
された48.75なる量の露光光５は、同じく第３図
に示した強度分布特性から明らかな如く、光の回
折効果によつて検知パターン２全体でほぼ一様の
強度分布を持つようになる。
斯点は本発明の最も重要な部分であり、換言す
れば、白抜き部分４の面積の割合を変えることで
検知パターン２毎に透過光量を変え、変えた透過
光量を一様に分布するように露光することによつ
て、従来の如くクロム膜８の膜厚を変えた手段を
実務的に同等に検知パターン２の透過率をコント
ロールしたものである。
れば、白抜き部分４の面積の割合を変えることで
検知パターン２毎に透過光量を変え、変えた透過
光量を一様に分布するように露光することによつ
て、従来の如くクロム膜８の膜厚を変えた手段を
実務的に同等に検知パターン２の透過率をコント
ロールしたものである。
而して、このように露光した検知パターン２か
ら最低露光量を知るには、所定の現像処理を行つ
た後の検知パターン２を目視検査することによ
る。即ち、ポジ型レジスト６は一定の露光量に達
しないと除去されないのであるから、透過光量を
ステツプ的に異ならしめた検知パターン２配列の
中で、どこかにレジスト６が残存するパターン群
と除去されたパターン群との境界が生じるはずで
ある。それにより透過率の大きい検知パターン２
はレジスト６が全て除去され、それより透過率の
小さい検知パターン２はレジスト６が膜厚が薄く
なつた状態で残存する。そして、レジスト６が除
去されたパターンの中で最も透過率の小さい検知
パターン２を識別し、その透過率と与えた露光量
との値の積が求めた最低露光量である。例えば、
前記識別した検知パターン２の面積の割合（Tx）
が51.25％であるならば、与えた露光量100に対し
てその量の51.25％が最低露光量になる。
ら最低露光量を知るには、所定の現像処理を行つ
た後の検知パターン２を目視検査することによ
る。即ち、ポジ型レジスト６は一定の露光量に達
しないと除去されないのであるから、透過光量を
ステツプ的に異ならしめた検知パターン２配列の
中で、どこかにレジスト６が残存するパターン群
と除去されたパターン群との境界が生じるはずで
ある。それにより透過率の大きい検知パターン２
はレジスト６が全て除去され、それより透過率の
小さい検知パターン２はレジスト６が膜厚が薄く
なつた状態で残存する。そして、レジスト６が除
去されたパターンの中で最も透過率の小さい検知
パターン２を識別し、その透過率と与えた露光量
との値の積が求めた最低露光量である。例えば、
前記識別した検知パターン２の面積の割合（Tx）
が51.25％であるならば、与えた露光量100に対し
てその量の51.25％が最低露光量になる。
そうして、上述した様に求めた最低露光量に対
して一定の倍率をかけたものが第３図の露光装置
における最適露光量になる。前記最低露光量はレ
ジスト６を除去する為に必要な最小の露光量であ
るから、この値でパターン転写を行つては線幅等
のコントロールが全く不可能である。その為、コ
ントロールが容易になる露光量を求める手段とし
て、露光量とレジスト膜厚が一定の相関関係を有
する点を利用して前記一定の倍率をかける手段を
用いている。この一定の倍率は、使用するレジス
ト膜厚の線幅のコントロール性等、様々な条件に
鑑みてあらかじめ選定されているもので、大体
1.5〜4.0の範囲で変更することは無い。
して一定の倍率をかけたものが第３図の露光装置
における最適露光量になる。前記最低露光量はレ
ジスト６を除去する為に必要な最小の露光量であ
るから、この値でパターン転写を行つては線幅等
のコントロールが全く不可能である。その為、コ
ントロールが容易になる露光量を求める手段とし
て、露光量とレジスト膜厚が一定の相関関係を有
する点を利用して前記一定の倍率をかける手段を
用いている。この一定の倍率は、使用するレジス
ト膜厚の線幅のコントロール性等、様々な条件に
鑑みてあらかじめ選定されているもので、大体
1.5〜4.0の範囲で変更することは無い。
従つて、前記一定の倍率が例えば2.0で上述し
た様に最低露光量が51.25であるならば、露光時
に与えた100な露光量に対して最適露光量は102.5
となり、2.5の補正を加えればこの露光装置は以
前の状態と完全に等しい状態でパターン転写を行
うことができる。尚、一枚の基板１上に作成する
検知パターン２の白抜き部分４の面積の割合
（T1，T2，T3…Tn）は、前記一定の倍率に鑑み
てその範囲を決めれば良く、前記一定の倍率が２
であれば45〜65％程の範囲で、３であれば30〜50
％程の範囲で任意のステツプにて形成すれば良
い。
た様に最低露光量が51.25であるならば、露光時
に与えた100な露光量に対して最適露光量は102.5
となり、2.5の補正を加えればこの露光装置は以
前の状態と完全に等しい状態でパターン転写を行
うことができる。尚、一枚の基板１上に作成する
検知パターン２の白抜き部分４の面積の割合
（T1，T2，T3…Tn）は、前記一定の倍率に鑑み
てその範囲を決めれば良く、前記一定の倍率が２
であれば45〜65％程の範囲で、３であれば30〜50
％程の範囲で任意のステツプにて形成すれば良
い。
(ト) 発明の効果
以上説明した如く、本発明によれば白抜き部分
４の面積の割合（T1，T2，T3…Tn）を変えるこ
とで実質的に検知パターン２の透過率を変えるこ
とができるので、１枚の基板１上により密なるス
テツプで安価に且つ容易に検知パターン２を形成
することができ、それによつてポジ型レジストの
最低露光量を高精度に且つ容易に知ることができ
る利点を有する。そして最低露光量を高精度に検
知できるので、露光装置を常に最良の状態に設定
でき、高品質の半導体装置を提供できる利点をも
有する。
４の面積の割合（T1，T2，T3…Tn）を変えるこ
とで実質的に検知パターン２の透過率を変えるこ
とができるので、１枚の基板１上により密なるス
テツプで安価に且つ容易に検知パターン２を形成
することができ、それによつてポジ型レジストの
最低露光量を高精度に且つ容易に知ることができ
る利点を有する。そして最低露光量を高精度に検
知できるので、露光装置を常に最良の状態に設定
でき、高品質の半導体装置を提供できる利点をも
有する。
第１図乃至第３図は夫々本発明を説明する為の
拡大平面図、平面図及び概略断面図、第４図は従
来例を説明する為の平面図である。 １はガラス基板、２は検知パターン、４は白抜
き部分、５は露光光、６はポジ型のレジストであ
る。
拡大平面図、平面図及び概略断面図、第４図は従
来例を説明する為の平面図である。 １はガラス基板、２は検知パターン、４は白抜
き部分、５は露光光、６はポジ型のレジストであ
る。
Claims (1)
- １ １枚の基板上にレジストを塗布し、互いに異
る透過率を有する複数個の検知パターンを同時に
露光・現像することによつて最適の露光量を求め
る露光量の最適値検知方法において、前記検知パ
ターンとして単位面積当りの白抜き部分の面積の
割合を変えることで実質的に前記透過率をコント
ロールしたものを用い且つ露光後の露光量の強度
分布が略一様となるような条件で露光したことを
特徴とする露光量の最適値検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61302316A JPS63155614A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 露光量の最適値検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61302316A JPS63155614A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 露光量の最適値検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63155614A JPS63155614A (ja) | 1988-06-28 |
| JPH0444263B2 true JPH0444263B2 (ja) | 1992-07-21 |
Family
ID=17907481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61302316A Granted JPS63155614A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 露光量の最適値検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63155614A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02153517A (ja) * | 1988-12-05 | 1990-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造装置 |
| JP5082172B2 (ja) * | 2001-02-05 | 2012-11-28 | ソニー株式会社 | 表示装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1012822A (en) * | 1972-11-13 | 1977-06-28 | American Hoechst Corporation | Test film and method of using same |
-
1986
- 1986-12-18 JP JP61302316A patent/JPS63155614A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63155614A (ja) | 1988-06-28 |
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