JPH1097971A - フォトリソグラフィー工程におけるベストフォーカス点検出方法およびそれに用いるレチクル - Google Patents
フォトリソグラフィー工程におけるベストフォーカス点検出方法およびそれに用いるレチクルInfo
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- JPH1097971A JPH1097971A JP8250678A JP25067896A JPH1097971A JP H1097971 A JPH1097971 A JP H1097971A JP 8250678 A JP8250678 A JP 8250678A JP 25067896 A JP25067896 A JP 25067896A JP H1097971 A JPH1097971 A JP H1097971A
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- 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
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ベストフォーカス点の検出を簡単にかつ精度
良く行うことのできる方法およびそれに用いるレチクル
を提供する。 【解決手段】 ２つの三角形パターン１ａ、１ｂの一つ
の頂点同士が点接触したフォーカス管理用パターン１を
有するレチクルを用いて、レジストに対して露光装置の
フォーカス設定値を一定幅で振って露光を行う。次に、
そのレジストに現像処理を施すと、フォーカス管理用パ
ターン１が異なる解像状態で転写された複数のレジスト
パターンが形成される。そして、光学顕微鏡を用いてこ
れらレジストパターンの外観検査を行い、レジストパタ
ーンとして２つの三角形の頂点同士が点接触した状態と
なる時の露光装置のフォーカス設定値をベストフォーカ
ス点と比較する。
良く行うことのできる方法およびそれに用いるレチクル
を提供する。 【解決手段】 ２つの三角形パターン１ａ、１ｂの一つ
の頂点同士が点接触したフォーカス管理用パターン１を
有するレチクルを用いて、レジストに対して露光装置の
フォーカス設定値を一定幅で振って露光を行う。次に、
そのレジストに現像処理を施すと、フォーカス管理用パ
ターン１が異なる解像状態で転写された複数のレジスト
パターンが形成される。そして、光学顕微鏡を用いてこ
れらレジストパターンの外観検査を行い、レジストパタ
ーンとして２つの三角形の頂点同士が点接触した状態と
なる時の露光装置のフォーカス設定値をベストフォーカ
ス点と比較する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置製造プ
ロセスのフォトリソグラフィー工程におけるベストフォ
ーカス検出方法に関し、特にベストフォーカス点ならび
にフォーカスズレ量を簡便に検出する方法に関するもの
である。
ロセスのフォトリソグラフィー工程におけるベストフォ
ーカス検出方法に関し、特にベストフォーカス点ならび
にフォーカスズレ量を簡便に検出する方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置製造プロセスのフォトリソグ
ラフィー工程で用いる露光装置では、焦点深度が深く、
限界解像力も高いベストの状態で装置を使用するため
に、フォーカスの管理が重要である。そこで、そのフォ
ーカスの管理方法として、従来から下記の２つの代表的
な手法が用いられている。なお、以下の従来技術の説明
に関しては、ポジ型レジストを用いることを前提として
記述する。
ラフィー工程で用いる露光装置では、焦点深度が深く、
限界解像力も高いベストの状態で装置を使用するため
に、フォーカスの管理が重要である。そこで、そのフォ
ーカスの管理方法として、従来から下記の２つの代表的
な手法が用いられている。なお、以下の従来技術の説明
に関しては、ポジ型レジストを用いることを前提として
記述する。
【０００３】第１の方法は、図７に示すように、縦方向
と横方向にそれぞれ複数本のラインパターン１１、１２
が配置されたレチクルを用い、シリコン基板上にコート
されたレジストに対して露光装置のフォーカスを意図的
に一定幅で振って露光を行い、現像後に縦パターン１
１、横パターン１２各々の線幅ｘ、ｙの測定を行う。こ
の際には、一定幅でフォーカスを振った時の各フォーカ
ス設定値毎の線幅ｘ、ｙを電子ビーム顕微鏡（Scanning
Electron Microscope、以下、ＳＥＭと記す）を用いて
測長する。そして、図８に示すように、グラフの横軸方
向に露光装置のフォーカス設定値を、縦軸方向に測定し
た線幅をとり、測定点を打点した後、正弦波を描いて最
小分離解像ポイントからベストフォーカス点を求める、
という方法が用いられている。なお、図８に示した曲線
（以下、ＣＤ−フォーカス曲線と称する）は、ラインパ
ターンの場合のグラフであり、ラインパターン間のスペ
ースを測長して打点、グラフ化した場合には逆方向の放
物線状の曲線（ＣＤ−フォーカス曲線）が得られる。
と横方向にそれぞれ複数本のラインパターン１１、１２
が配置されたレチクルを用い、シリコン基板上にコート
されたレジストに対して露光装置のフォーカスを意図的
に一定幅で振って露光を行い、現像後に縦パターン１
１、横パターン１２各々の線幅ｘ、ｙの測定を行う。こ
の際には、一定幅でフォーカスを振った時の各フォーカ
ス設定値毎の線幅ｘ、ｙを電子ビーム顕微鏡（Scanning
Electron Microscope、以下、ＳＥＭと記す）を用いて
測長する。そして、図８に示すように、グラフの横軸方
向に露光装置のフォーカス設定値を、縦軸方向に測定し
た線幅をとり、測定点を打点した後、正弦波を描いて最
小分離解像ポイントからベストフォーカス点を求める、
という方法が用いられている。なお、図８に示した曲線
（以下、ＣＤ−フォーカス曲線と称する）は、ラインパ
ターンの場合のグラフであり、ラインパターン間のスペ
ースを測長して打点、グラフ化した場合には逆方向の放
物線状の曲線（ＣＤ−フォーカス曲線）が得られる。
【０００４】第２の方法は、第１の方法で用いたのと同
じレチクルを用い、第１の方法と同様、露光装置のフォ
ーカスを一定幅で振って露光、現像を行う。続いて、実
際に転写されたライン＆スペースの各フォーカス設定値
毎のパターンの最小分離解像寸法を光学顕微鏡を用いて
読み取り、第１の方法と同様にＣＤ−フォーカス曲線を
求めた上でベストフォーカス点を求める。なお、この第
２の方法を応用したものとして、ＣＤ−フォーカス曲線
を求めず、図７に示すレチクルの隣り合うラインパター
ン１１、１２が完全に分離、解像されている最小分離解
像ポイントからベストフォーカス点を求める簡便法も用
いられている。
じレチクルを用い、第１の方法と同様、露光装置のフォ
ーカスを一定幅で振って露光、現像を行う。続いて、実
際に転写されたライン＆スペースの各フォーカス設定値
毎のパターンの最小分離解像寸法を光学顕微鏡を用いて
読み取り、第１の方法と同様にＣＤ−フォーカス曲線を
求めた上でベストフォーカス点を求める。なお、この第
２の方法を応用したものとして、ＣＤ−フォーカス曲線
を求めず、図７に示すレチクルの隣り合うラインパター
ン１１、１２が完全に分離、解像されている最小分離解
像ポイントからベストフォーカス点を求める簡便法も用
いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フォーカス管理方法にはそれぞれ次のような問題点があ
った。上記第１の方法では、露光、現像後にＳＥＭを用
いて線幅測定を行わなければならず、極めて多くの手間
や時間が掛かる方法であった。また、電子ビームの走査
によってレジスト像を測定するために、低チャージアッ
プで高解像力を持つ高性能の測長ＳＥＭが必要であり、
コストが掛かるといった問題も有していた。
フォーカス管理方法にはそれぞれ次のような問題点があ
った。上記第１の方法では、露光、現像後にＳＥＭを用
いて線幅測定を行わなければならず、極めて多くの手間
や時間が掛かる方法であった。また、電子ビームの走査
によってレジスト像を測定するために、低チャージアッ
プで高解像力を持つ高性能の測長ＳＥＭが必要であり、
コストが掛かるといった問題も有していた。
【０００６】これに対して、第２の方法は比較的簡単に
実施することができるが、ラインパターン間のスペース
部でのレジスト残りの有無を作業者が判断する必要があ
る。ところが、この判断に関しては、作業者間のバラツ
キが非常に大きいといった精度のバラツキの問題が生じ
ていた。また、このライン＆スペースによる判定の場
合、露光装置のレンズの非点収差が存在するために、縦
パターンと横パターンの２種類の測定を行わなければな
らないという煩雑さもあった。
実施することができるが、ラインパターン間のスペース
部でのレジスト残りの有無を作業者が判断する必要があ
る。ところが、この判断に関しては、作業者間のバラツ
キが非常に大きいといった精度のバラツキの問題が生じ
ていた。また、このライン＆スペースによる判定の場
合、露光装置のレンズの非点収差が存在するために、縦
パターンと横パターンの２種類の測定を行わなければな
らないという煩雑さもあった。
【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、ベストフォーカス点の検出を簡単
にかつ精度良く行うことのできる方法、およびそれに用
いるレチクルを提供することを目的とする。
されたものであって、ベストフォーカス点の検出を簡単
にかつ精度良く行うことのできる方法、およびそれに用
いるレチクルを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１に記載のフォトリソグラフィー
工程におけるベストフォーカス点検出方法は、２つ以上
の多角形パターンからなり、隣り合う２つの多角形パタ
ーンの各々のいずれか一つの頂点同士が点接触したフォ
ーカス管理用パターンを有するレチクルを用いて、半導
体基板上のレジストに対して露光装置のフォーカス設定
値を一定幅で振って露光を行う露光工程と、露光後のレ
ジストに現像処理を施すことによりフォーカス管理用パ
ターンが異なる形状として転写された複数のレジストパ
ターンを形成する現像工程と、顕微鏡を用いて複数のレ
ジストパターンの外観検査を行うことにより、隣り合う
２つの多角形のいずれか一つの頂点同士が点接触した状
態となっているレジストパターンを露光した時の露光装
置のフォーカス設定値をベストフォーカス点と比較する
検査工程、を有することを特徴とするものである。
めに、本発明の請求項１に記載のフォトリソグラフィー
工程におけるベストフォーカス点検出方法は、２つ以上
の多角形パターンからなり、隣り合う２つの多角形パタ
ーンの各々のいずれか一つの頂点同士が点接触したフォ
ーカス管理用パターンを有するレチクルを用いて、半導
体基板上のレジストに対して露光装置のフォーカス設定
値を一定幅で振って露光を行う露光工程と、露光後のレ
ジストに現像処理を施すことによりフォーカス管理用パ
ターンが異なる形状として転写された複数のレジストパ
ターンを形成する現像工程と、顕微鏡を用いて複数のレ
ジストパターンの外観検査を行うことにより、隣り合う
２つの多角形のいずれか一つの頂点同士が点接触した状
態となっているレジストパターンを露光した時の露光装
置のフォーカス設定値をベストフォーカス点と比較する
検査工程、を有することを特徴とするものである。
【０００９】また、請求項２に記載のフォトリソグラフ
ィー工程におけるベストフォーカス点検出方法は、前記
フォーカス管理用パターンが３つ以上の多角形パターン
からなり、隣り合う多角形パターン同士の接触点の全て
が同一直線上に位置するレチクルを用いることを特徴と
するものである。
ィー工程におけるベストフォーカス点検出方法は、前記
フォーカス管理用パターンが３つ以上の多角形パターン
からなり、隣り合う多角形パターン同士の接触点の全て
が同一直線上に位置するレチクルを用いることを特徴と
するものである。
【００１０】また、請求項３に記載のフォトリソグラフ
ィー工程におけるベストフォーカス点検出方法は、前記
レチクル上の多角形パターンの一辺の寸法を、使用する
露光装置の限界解像力の２倍以上の寸法に設定すること
を特徴とするものである。
ィー工程におけるベストフォーカス点検出方法は、前記
レチクル上の多角形パターンの一辺の寸法を、使用する
露光装置の限界解像力の２倍以上の寸法に設定すること
を特徴とするものである。
【００１１】また、請求項４に記載のフォトリソグラフ
ィー工程におけるベストフォーカス点検出方法は、前記
露光工程において、設計寸法と同一のレジストパターン
寸法が得られるだけの露光量を用いて露光を行うことを
特徴とするものである。
ィー工程におけるベストフォーカス点検出方法は、前記
露光工程において、設計寸法と同一のレジストパターン
寸法が得られるだけの露光量を用いて露光を行うことを
特徴とするものである。
【００１２】本発明の請求項５に記載のレチクルは、フ
ォトリソグラフィー工程においてベストフォーカス点を
検出するためのレチクルであり、２つ以上の多角形パタ
ーンからなり、隣り合う２つの多角形パターンの各々の
いずれか一つの頂点同士が点接触したフォーカス管理用
パターンを有することを特徴とするものである。
ォトリソグラフィー工程においてベストフォーカス点を
検出するためのレチクルであり、２つ以上の多角形パタ
ーンからなり、隣り合う２つの多角形パターンの各々の
いずれか一つの頂点同士が点接触したフォーカス管理用
パターンを有することを特徴とするものである。
【００１３】また、請求項６に記載のレチクルは、前記
フォーカス管理用パターンが３つ以上の多角形パターン
からなり、隣り合う多角形パターン同士の接触点の全て
が同一直線上に位置することを特徴とするものである。
フォーカス管理用パターンが３つ以上の多角形パターン
からなり、隣り合う多角形パターン同士の接触点の全て
が同一直線上に位置することを特徴とするものである。
【００１４】また、請求項７に記載のレチクルは、前記
多角形パターンの一辺の寸法が、使用する露光装置の限
界解像力の２倍以上の寸法であることを特徴とするもの
である。
多角形パターンの一辺の寸法が、使用する露光装置の限
界解像力の２倍以上の寸法であることを特徴とするもの
である。
【００１５】本発明は、以下の手順に従ってベストフォ
ーカス点の検出を行うものである。 隣り合う２つの多角形パターンのいずれか１箇所の
頂点同士が点接触するフォーカス管理用パターンを配置
したレチクルを準備する。 露光工程前の準備作業として、上記レチクルを用い
て露光装置のフォーカス状態をベストフォーカス点とし
た上で露光条件を振って露光、現像処理を行う。そし
て、現像後に形成されたレジストパターンにおいても隣
り合う２つの多角形の頂点同士が点接触した状態となる
場合の露光条件を予め求めておく。 定期的なフォーカス管理作業として、上記レチクル
および露光条件を用いて露光装置のフォーカス設定値を
一定幅で振って露光、現像処理を行い、異なる形状を持
つ複数のレジストパターンを形成する。 顕微鏡を用いて上記レジストパターンの外観検査を
行う。この際には、複数のレジストパターンのうち、ど
のレジストパターンが隣り合う２つの多角形の頂点同士
が点接触した状態となっているかを検査する。そして、
そのレジストパターンを露光した時の露光装置のフォー
カス設定値をベストフォーカス点と比較する。
ーカス点の検出を行うものである。 隣り合う２つの多角形パターンのいずれか１箇所の
頂点同士が点接触するフォーカス管理用パターンを配置
したレチクルを準備する。 露光工程前の準備作業として、上記レチクルを用い
て露光装置のフォーカス状態をベストフォーカス点とし
た上で露光条件を振って露光、現像処理を行う。そし
て、現像後に形成されたレジストパターンにおいても隣
り合う２つの多角形の頂点同士が点接触した状態となる
場合の露光条件を予め求めておく。 定期的なフォーカス管理作業として、上記レチクル
および露光条件を用いて露光装置のフォーカス設定値を
一定幅で振って露光、現像処理を行い、異なる形状を持
つ複数のレジストパターンを形成する。 顕微鏡を用いて上記レジストパターンの外観検査を
行う。この際には、複数のレジストパターンのうち、ど
のレジストパターンが隣り合う２つの多角形の頂点同士
が点接触した状態となっているかを検査する。そして、
そのレジストパターンを露光した時の露光装置のフォー
カス設定値をベストフォーカス点と比較する。
【００１６】仮に露光装置のフォーカス状態がベストフ
ォーカス点を外れ、いわゆるデフォーカス状態となって
いた場合、または半導体基板内で局所的にデフォーカス
が発生したような場合には、上述したレジストパターン
の多角形の頂点近傍で解像力が低下し、顕微鏡を用いた
外観検査によって、ベストフォーカス時の点接触状態に
対して２つの頂点が分離したり、あるいは重複したよう
なレジストパターンが確認される。したがって、上記の
ような手順をとることにより、フォーカスズレ量の検出
も含めて、現状の露光装置のフォーカス管理を容易にか
つ精度良く行うことができる。
ォーカス点を外れ、いわゆるデフォーカス状態となって
いた場合、または半導体基板内で局所的にデフォーカス
が発生したような場合には、上述したレジストパターン
の多角形の頂点近傍で解像力が低下し、顕微鏡を用いた
外観検査によって、ベストフォーカス時の点接触状態に
対して２つの頂点が分離したり、あるいは重複したよう
なレジストパターンが確認される。したがって、上記の
ような手順をとることにより、フォーカスズレ量の検出
も含めて、現状の露光装置のフォーカス管理を容易にか
つ精度良く行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１〜図６を参照して説明する。本実施の形態のフォトリ
ソグラフィー工程におけるベストフォーカス点検出方法
では、ポジ型レジストを用いる場合を例に挙げて説明す
る。
１〜図６を参照して説明する。本実施の形態のフォトリ
ソグラフィー工程におけるベストフォーカス点検出方法
では、ポジ型レジストを用いる場合を例に挙げて説明す
る。
【００１８】図１は、本方法で用いるレチクルの第１の
形態を示すものである。このレチクルは、２つの三角形
パターン１ａ、１ｂの一つの頂点同士が点接触するよう
に配置されたフォーカス管理用パターン１を有してい
る。なお、図１では、２つの三角形パターン１ａ、１ｂ
の一組のみを示すが、レチクル内にこのパターンを複数
組設けてもよい。また、各パターンの形状は三角形に限
らず、四角形、五角形等の多角形パターンとしてもよ
い。
形態を示すものである。このレチクルは、２つの三角形
パターン１ａ、１ｂの一つの頂点同士が点接触するよう
に配置されたフォーカス管理用パターン１を有してい
る。なお、図１では、２つの三角形パターン１ａ、１ｂ
の一組のみを示すが、レチクル内にこのパターンを複数
組設けてもよい。また、各パターンの形状は三角形に限
らず、四角形、五角形等の多角形パターンとしてもよ
い。
【００１９】また、図２は、本方法で用いるレチクルの
第２の形態を示すものである。このレチクルは、３つの
四角形パターン１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃからな
り、隣り合う各四角形パターンの一つの頂点同士が点接
触し、しかもこれら接触点が同一直線上にあるように配
置されたフォーカス管理用パターン１０１を有してい
る。なお、図２も図１と同様、３つの四角形パターン１
０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの一組のみを示すが、レチ
クル内にこのパターンを複数組設けてもよい。また、各
パターンの形状は四角形に限らず、他の多角形パターン
としてもよい。
第２の形態を示すものである。このレチクルは、３つの
四角形パターン１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃからな
り、隣り合う各四角形パターンの一つの頂点同士が点接
触し、しかもこれら接触点が同一直線上にあるように配
置されたフォーカス管理用パターン１０１を有してい
る。なお、図２も図１と同様、３つの四角形パターン１
０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの一組のみを示すが、レチ
クル内にこのパターンを複数組設けてもよい。また、各
パターンの形状は四角形に限らず、他の多角形パターン
としてもよい。
【００２０】これら第１、第２の形態のレチクルとも
に、レチクル内でのフォーカス管理用パターン１、１０
１の配置は、フォーカス管理用パターンがレチクルの中
心座標を含むようにし、それ以外は所望の座標の位置に
任意に配置すればよい。また、多角形パターンの１辺の
寸法は、使用する露光装置の限界解像力の２倍以上の寸
法に設定するのが好ましい。なぜならば、仮にパターン
の寸法が限界解像力近傍に設定されていたとすると、レ
ジストパターン形成におけるシャープネスの欠如、なら
びに焦点深度の狭帯域化が生じるために、多角形パター
ンの頂点の解像状態に対してパターンの解像力の要因が
加味されてしまい、肝心なフォーカス変動の影響がわか
りにくくなるからである。
に、レチクル内でのフォーカス管理用パターン１、１０
１の配置は、フォーカス管理用パターンがレチクルの中
心座標を含むようにし、それ以外は所望の座標の位置に
任意に配置すればよい。また、多角形パターンの１辺の
寸法は、使用する露光装置の限界解像力の２倍以上の寸
法に設定するのが好ましい。なぜならば、仮にパターン
の寸法が限界解像力近傍に設定されていたとすると、レ
ジストパターン形成におけるシャープネスの欠如、なら
びに焦点深度の狭帯域化が生じるために、多角形パター
ンの頂点の解像状態に対してパターンの解像力の要因が
加味されてしまい、肝心なフォーカス変動の影響がわか
りにくくなるからである。
【００２１】まず、定期的なフォーカス管理作業に先だ
って、下記の手順によりイニシャルデータを取得する。 （１） 露光装置のベストフォーカス点を求め、装置の
フォーカスをベストフォーカス状態に調整する。この
際、露光装置のベストフォーカス点の求め方としては、
露光の際に数種類の寸法からなるラインとスペースが設
けられたレチクルを用い、任意の露光量に固定した上で
フォーカスを一定幅に振って露光、現像を行う。引き続
いて、金属顕微鏡を用いて各フォーカス点における最小
分離解像がなされている線幅を読み取り、最小線幅のも
のが分離解像されているフォーカス点をベストフォーカ
ス点として定める。 （２） 露光装置のフォーカス設定値をベストフォーカ
ス点に固定した上で、従来のフォーカス管理用のレチク
ル（図７）を用い、露光条件のうち露光量のみを任意の
ピッチで振って半導体基板上のレジストに対して露光、
現像処理を行う。そして、形成されたレジストパターン
の実寸法を測長ＳＥＭを用いて測定し、レジストパター
ンの設計寸法と同一寸法（ただし、仮に１／５縮小型露
光装置対応のレチクルであれば、レチクル上のパターン
の設計寸法はレジストパターンの設計寸法の５倍とな
る）となる露光量を求める。その露光量をＥopt と記
す。以上で事前の準備作業は終了する。
って、下記の手順によりイニシャルデータを取得する。 （１） 露光装置のベストフォーカス点を求め、装置の
フォーカスをベストフォーカス状態に調整する。この
際、露光装置のベストフォーカス点の求め方としては、
露光の際に数種類の寸法からなるラインとスペースが設
けられたレチクルを用い、任意の露光量に固定した上で
フォーカスを一定幅に振って露光、現像を行う。引き続
いて、金属顕微鏡を用いて各フォーカス点における最小
分離解像がなされている線幅を読み取り、最小線幅のも
のが分離解像されているフォーカス点をベストフォーカ
ス点として定める。 （２） 露光装置のフォーカス設定値をベストフォーカ
ス点に固定した上で、従来のフォーカス管理用のレチク
ル（図７）を用い、露光条件のうち露光量のみを任意の
ピッチで振って半導体基板上のレジストに対して露光、
現像処理を行う。そして、形成されたレジストパターン
の実寸法を測長ＳＥＭを用いて測定し、レジストパター
ンの設計寸法と同一寸法（ただし、仮に１／５縮小型露
光装置対応のレチクルであれば、レチクル上のパターン
の設計寸法はレジストパターンの設計寸法の５倍とな
る）となる露光量を求める。その露光量をＥopt と記
す。以上で事前の準備作業は終了する。
【００２２】そして、定期的なフォーカス管理作業を行
う際には、上記第１または第２の形態のレチクル、およ
びイニシャルデータとして求めた露光量を用い、露光装
置のフォーカス設定値のみを一定幅で振って、半導体基
板上にコートしたレジストに対して露光を行う（露光工
程）。
う際には、上記第１または第２の形態のレチクル、およ
びイニシャルデータとして求めた露光量を用い、露光装
置のフォーカス設定値のみを一定幅で振って、半導体基
板上にコートしたレジストに対して露光を行う（露光工
程）。
【００２３】例えば、具体的には、第２の形態のレチク
ルを用いることとし、露光装置の露光波長λ＝４３６ｎ
ｍ、開口数ＮA ＝０．５５、レジストの膜厚＝１．２μ
ｍ、Ｅth（露光によりレジストが抜けきる最低露光量）
＝８５ｍｊ、Ｅopt ＝１３０ｍｊ、限界解像力＝０．６
５μｍの場合、図２の四角形パターン１０１ａ、１０１
ｂ、１０１ｃの１辺は限界解像力寸法の２倍以上が好ま
しいため、１．３０μｍ以上、実際には２．０μｍとす
る。そして、フォーカス設定値を振る範囲は−２．０μ
ｍ〜＋０．２μｍ、ピッチは０．１μｍとし、露光量Ｅ
opt ＝１３０ｍｊで露光を行う。
ルを用いることとし、露光装置の露光波長λ＝４３６ｎ
ｍ、開口数ＮA ＝０．５５、レジストの膜厚＝１．２μ
ｍ、Ｅth（露光によりレジストが抜けきる最低露光量）
＝８５ｍｊ、Ｅopt ＝１３０ｍｊ、限界解像力＝０．６
５μｍの場合、図２の四角形パターン１０１ａ、１０１
ｂ、１０１ｃの１辺は限界解像力寸法の２倍以上が好ま
しいため、１．３０μｍ以上、実際には２．０μｍとす
る。そして、フォーカス設定値を振る範囲は−２．０μ
ｍ〜＋０．２μｍ、ピッチは０．１μｍとし、露光量Ｅ
opt ＝１３０ｍｊで露光を行う。
【００２４】次に、露光後のレジストコートに現像処理
を施し、フォーカス設定値を変えた数だけの異なる解像
状態（形状）を持つレジストパターンを形成する（現像
工程）。その後、光学顕微鏡を用いてこれらレジストパ
ターンの外観検査を行う（検査工程）。この際には、複
数のレジストパターンのうち、どのレジストパターンが
隣り合う２つの多角形の頂点同士が点接触した状態とな
っているかを検査する。そして、そのレジストパターン
を露光した際の露光装置のフォーカス設定値をベストフ
ォーカス点と比較する。
を施し、フォーカス設定値を変えた数だけの異なる解像
状態（形状）を持つレジストパターンを形成する（現像
工程）。その後、光学顕微鏡を用いてこれらレジストパ
ターンの外観検査を行う（検査工程）。この際には、複
数のレジストパターンのうち、どのレジストパターンが
隣り合う２つの多角形の頂点同士が点接触した状態とな
っているかを検査する。そして、そのレジストパターン
を露光した際の露光装置のフォーカス設定値をベストフ
ォーカス点と比較する。
【００２５】仮にデフォーカスが発生した場合、光学顕
微鏡を用いて外観検査を行った時にフォーカスズレの方
向が集光方向、分散方向それぞれの場合で、第１の形態
のレチクルを用いた際には図３、図４に示すように、第
２の形態のレチクルを用いた際には図５、図６に示すよ
うに、ベストフォーカス時の点接触状態に対して２つの
頂点が分離したレジストパターン３ａ、３ｂ、１０３
ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、あるいは重複したレジストパ
ターン２、１０２が確認される。したがって、多角形の
頂点が点接触状態となっているレジストパターンを探
し、そのレジストパターン形成時のフォーカス設定値を
確認すれば、フォーカスズレ量の検出も含めて、現状の
露光装置のフォーカス状態を把握することができる。
微鏡を用いて外観検査を行った時にフォーカスズレの方
向が集光方向、分散方向それぞれの場合で、第１の形態
のレチクルを用いた際には図３、図４に示すように、第
２の形態のレチクルを用いた際には図５、図６に示すよ
うに、ベストフォーカス時の点接触状態に対して２つの
頂点が分離したレジストパターン３ａ、３ｂ、１０３
ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、あるいは重複したレジストパ
ターン２、１０２が確認される。したがって、多角形の
頂点が点接触状態となっているレジストパターンを探
し、そのレジストパターン形成時のフォーカス設定値を
確認すれば、フォーカスズレ量の検出も含めて、現状の
露光装置のフォーカス状態を把握することができる。
【００２６】本実施の形態のベストフォーカス点検出方
法によれば、レチクルのフォーカス管理用パターン１、
１０１の形状を工夫したことにより、フォーカスズレが
直ちにレジストパターン形状の違いとして反映されるよ
うになり、光学顕微鏡を用いて露光装置のフォーカス状
態を確認することができる。したがって、高性能の測長
ＳＥＭを必要とした従来の方法に比べて作業に掛かる手
間や時間を低減でき、フォーカス管理を低コストで実施
することができる。また、ベストフォーカス時とデフォ
ーカス時でパターン形状が明確に異なるため、作業者間
の判断のばらつきが比較的少なく、フォーカス管理を精
度良く行うことができる。
法によれば、レチクルのフォーカス管理用パターン１、
１０１の形状を工夫したことにより、フォーカスズレが
直ちにレジストパターン形状の違いとして反映されるよ
うになり、光学顕微鏡を用いて露光装置のフォーカス状
態を確認することができる。したがって、高性能の測長
ＳＥＭを必要とした従来の方法に比べて作業に掛かる手
間や時間を低減でき、フォーカス管理を低コストで実施
することができる。また、ベストフォーカス時とデフォ
ーカス時でパターン形状が明確に異なるため、作業者間
の判断のばらつきが比較的少なく、フォーカス管理を精
度良く行うことができる。
【００２７】そして、特に図２に示す第２の形態のレチ
クルを用いた場合には、レジスト塗布の際の塗布むら、
下地異物起因のパターン形状異常等が生じた場合でも、
複数の接触点が連続しているために検出がしやすいとい
う利点を持っている。また、ベストフォーカス状態にお
いては点接触した複数の箇所を連続した状態で観察でき
るため、光学顕微鏡を用いた検査の際の判定を容易に行
うことができ、検査精度を向上させることが可能にな
る。
クルを用いた場合には、レジスト塗布の際の塗布むら、
下地異物起因のパターン形状異常等が生じた場合でも、
複数の接触点が連続しているために検出がしやすいとい
う利点を持っている。また、ベストフォーカス状態にお
いては点接触した複数の箇所を連続した状態で観察でき
るため、光学顕微鏡を用いた検査の際の判定を容易に行
うことができ、検査精度を向上させることが可能にな
る。
【００２８】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば本実施の形態では、ポジ型レジストを用いる例とし
て説明したが、本実施の形態とパターンの白黒を反転さ
せたレチクルを用いることによってネガ型レジストに対
応する方法とすることもできる。また、本実施の形態で
用いた露光装置条件、フォーカス管理用パターンの寸
法、フォーカス設定値の範囲、ピッチ等、具体的な数値
に関しては、適宜変更が可能である。
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば本実施の形態では、ポジ型レジストを用いる例とし
て説明したが、本実施の形態とパターンの白黒を反転さ
せたレチクルを用いることによってネガ型レジストに対
応する方法とすることもできる。また、本実施の形態で
用いた露光装置条件、フォーカス管理用パターンの寸
法、フォーカス設定値の範囲、ピッチ等、具体的な数値
に関しては、適宜変更が可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
フォトリソグラフィー工程におけるベストフォーカス点
検出方法によれば、従来の方法のように高性能の測長Ｓ
ＥＭを用いることもなく、ベストフォーカス点およびフ
ォーカスズレ量の検出を簡便に実施することができる。
また、作業者間の判断のバラツキを低減できるため、フ
ォーカス管理の精度を向上させることができる。
フォトリソグラフィー工程におけるベストフォーカス点
検出方法によれば、従来の方法のように高性能の測長Ｓ
ＥＭを用いることもなく、ベストフォーカス点およびフ
ォーカスズレ量の検出を簡便に実施することができる。
また、作業者間の判断のバラツキを低減できるため、フ
ォーカス管理の精度を向上させることができる。
【図１】 本発明の一実施の形態のベストフォーカス点
検出方法で用いる第１の形態のレチクルを示す図であ
る。
検出方法で用いる第１の形態のレチクルを示す図であ
る。
【図２】 同、第２の形態のレチクルを示す図である。
【図３】 第１の形態のレチクルを用いた場合のデフォ
ーカス時のレジストパターンを示す図である。
ーカス時のレジストパターンを示す図である。
【図４】 同図である。
【図５】 第２の形態のレチクルを用いた場合のデフォ
ーカス時のレジストパターンを示す図である。
ーカス時のレジストパターンを示す図である。
【図６】 同図である。
【図７】 従来のフォーカス管理方法で用いるレチクル
を示す図である。
を示す図である。
【図８】 同、方法におけるフォーカスとパターン線幅
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
１、１０１ フォーカス管理用パターン １ａ、１ｂ 三角形パターン（多角形パターン） １０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ 四角形パターン（多角
形パターン） ２、３ａ、３ｂ、１０２、１０３ａ、１０３ｂ、１０３
ｃ デフォーカス時のレジストパターン １１、１２ ラインパターン
形パターン） ２、３ａ、３ｂ、１０２、１０３ａ、１０３ｂ、１０３
ｃ デフォーカス時のレジストパターン １１、１２ ラインパターン
Claims (7)
- 【請求項１】 ２つ以上の多角形パターンからなり、隣
り合う２つの多角形パターンの各々のいずれか一つの頂
点同士が点接触したフォーカス管理用パターンを有する
レチクルを用いて、半導体基板上のレジストに対して露
光装置のフォーカス設定値を一定幅で振って露光を行う
露光工程と、 露光後のレジストに現像処理を施すことにより前記フォ
ーカス管理用パターンが異なる形状として転写された複
数のレジストパターンを形成する現像工程と、 顕微鏡を用いて前記複数のレジストパターンの外観検査
を行うことにより、隣り合う２つの多角形のいずれか一
つの頂点同士が点接触した状態となっているレジストパ
ターンを露光した時の露光装置のフォーカス設定値をベ
ストフォーカス点と比較する検査工程、 を有することを特徴とするフォトリソグラフィー工程に
おけるベストフォーカス点検出方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のフォトリソグラフィー
工程におけるベストフォーカス点検出方法において、 前記フォーカス管理用パターンが３つ以上の多角形パタ
ーンからなり、隣り合う多角形パターン同士の接触点の
全てが同一直線上に位置するレチクルを用いることを特
徴とするフォトリソグラフィー工程におけるベストフォ
ーカス点検出方法。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のフォトリソグ
ラフィー工程におけるベストフォーカス点検出方法にお
いて、 前記レチクル上の多角形パターンの一辺の寸法を、使用
する露光装置の限界解像力の２倍以上の寸法に設定する
ことを特徴とするフォトリソグラフィー工程におけるベ
ストフォーカス点検出方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のフ
ォトリソグラフィー工程におけるベストフォーカス点検
出方法において、 前記露光工程において、設計寸法と同一のレジストパタ
ーン寸法が得られるだけの露光量を用いて露光を行うこ
とを特徴とするフォトリソグラフィー工程におけるベス
トフォーカス点検出方法。 - 【請求項５】 フォトリソグラフィー工程においてベス
トフォーカス点を検出するためのレチクルであって、 ２つ以上の多角形パターンからなり、隣り合う２つの多
角形パターンの各々のいずれか一つの頂点同士が点接触
したフォーカス管理用パターンが形成されたことを特徴
とするレチクル。 - 【請求項６】 請求項５に記載のレチクルにおいて、 前記フォーカス管理用パターンが３つ以上の多角形パタ
ーンからなり、隣り合う多角形パターン同士の接触点の
全てが同一直線上に位置することを特徴とするレチク
ル。 - 【請求項７】 請求項５または６に記載のレチクルにお
いて、 前記多角形パターンの一辺の寸法が、使用する露光装置
の限界解像力の２倍以上の寸法であることを特徴とする
レチクル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8250678A JPH1097971A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | フォトリソグラフィー工程におけるベストフォーカス点検出方法およびそれに用いるレチクル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8250678A JPH1097971A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | フォトリソグラフィー工程におけるベストフォーカス点検出方法およびそれに用いるレチクル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1097971A true JPH1097971A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17211427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8250678A Pending JPH1097971A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | フォトリソグラフィー工程におけるベストフォーカス点検出方法およびそれに用いるレチクル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1097971A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005505929A (ja) * | 2001-10-10 | 2005-02-24 | アクセント オプティカル テクノロジーズ，インク． | 断面解析による焦点中心の決定 |
| KR100732742B1 (ko) * | 2001-06-27 | 2007-06-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | 포커스 모니터링 방법 |
-
1996
- 1996-09-20 JP JP8250678A patent/JPH1097971A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100732742B1 (ko) * | 2001-06-27 | 2007-06-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | 포커스 모니터링 방법 |
| JP2005505929A (ja) * | 2001-10-10 | 2005-02-24 | アクセント オプティカル テクノロジーズ，インク． | 断面解析による焦点中心の決定 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050310 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050322 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050927 |