JPS59201418A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPS59201418A
JPS59201418A JP58076429A JP7642983A JPS59201418A JP S59201418 A JPS59201418 A JP S59201418A JP 58076429 A JP58076429 A JP 58076429A JP 7642983 A JP7642983 A JP 7642983A JP S59201418 A JPS59201418 A JP S59201418A
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mask
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exposure time
time
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JP58076429A
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JPH0141246B2 (ja
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Hatsuo Nakamura
中村 初雄
Chiharu Kato
千晴 加藤
Toshio Yonezawa
敏夫 米沢
Kenichi Nitta
新田 賢市
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70558Dose control, i.e. achievement of a desired dose
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

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  • 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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔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
フォトレゾ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シ制御している露光装置に関
する。
〔発明の技術分野〕
従来、フォトリソグラフィ工程においてはネガタイプフ
ォ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) IJソグラフィ技術が要求されるよ
うになり、フォトレジストもネガタイプのものからボッ
タイプに置き換わりつつある。また、解像寸法が微細化
されるにつれてフォトマスクも従来のエマルソヨンタイ
ゾのものから金属とその酸化物から万るー・−ドマスク
と呼ばれるものに変化してきている。このようにフォト
マスクがノーードマスクに変わっていく理由は、従来の
エマルノヨ7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
フォトリングラフィ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・マ
ターン化されるにつれて当然のことながら転写精度、つ
まシフオドマスクから半導体基板上に塗布されたフォト
レゾストに転写するときの精度に対しても一スク自体の
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、フォトリングラフィ工程において特に出来上
がったマスクを使ってレノ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ォトレゾスト
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、フォトマスクの7母ターンをフ
ォトレジストに転写する場合の総合転写精度をσtot
alとすると、 σtotal = (’ mask’+cItra2)
”ここでσmaskはマスク精度、σ5、は転写精度で
ある。例えば、30μmの寸法のフォトマスクで寸法精
度が±02μm(3σの値)のものをフォトレジストに
転写する場合に転写精度を±05μm(3σの値)とす
ると総合転写精度は±057μm(3σの値)となる。
総合転写精度はマスクの影響はあまシ受けていないよう
に見えるが実際にはマスク一枚一枚で見ると寸法として
28〜3.2μmの間でバラツキ得る。最大と最小のも
のではマスク寸法の平均値で0.4μmのひらきがある
このように総合転写精度はマスク精度と転写精度によシ
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
があった。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
光時間を調節ブることによシ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シなくして総合転
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、ボッタイプ
のフォトレジスト11をマスク12によ如露光現像する
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E とすると、フォトレゾスト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 (tnF24− B )       
 ・−==−JJ)ここで、定数A、Bはフォトリング
ラフィ工程の現像液の変動、塗布膜厚の変動によシ変化
するノぞラメータである。ここで、上記したようにΔ〜
V”’ WDE’V−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、Wng
vとしてマスクの設計値を代入し、WM A S Kと
して実際に出来上がっ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、E、= EXP(B+
(WDEv−W、AsK)/A)    、、、、、・
−<2)ここで、露光エネルギE、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=gXP(B−tnI+(WD、−WMA8K)/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シ修正することができる。つまシ
、フォトリングラフィ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シリソゲラフイエ程における
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。S iO2膜の工程ノ9ラメータA、
Bを算出する場合について説明する。
まず、シリコンウェー・を1100℃の酸イヒ性雰囲気
で熱処理を施し、約500 o Xのシリコン酸化膜上
工程する。次に、シリコン酸化膜上にボッタイシフオド
レゾ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
のウニ・・を露光装置で、30μmci抜きノぐターン
を持つノヘ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502 m W/cm2であ
る。)その後、スプレータイプのフォトレゾスト現像液
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シ異
な−)fC露光エネルギでの、・クターン寸法を得てい
る。以下最小2乗法によシパラメータA、Be算出する
。この結果、ところで、S iO2だけではなく、5I
sN4 t y1’リシリコン、 AL等においても同
様にノ々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。
表 次に、第3図を参照してこの発明に係る露光装置につい
て説明する。第3図において、211はマスクアライナ
である。このマスクアライナは超高圧水銀ランf22.
凹面ミラー23.凸レンズ24.シャ、り25.ミラー
26よシなり、超高圧水銀ランフ’22から発たれる光
はシャッタ25を介してウェハ27上に発たれる。
ここで、ウェー・27には例えばSiO2膜が形成され
ておシ、このS iO2膜をパターンニングするために
8102膜上にフォトレノストを塗布し、マスクによシ
上記フォトレジストを露光している。そして、上記ウェ
ハ27に対する露光時間の調節はシャッタ駆動回路28
ノによ多制御される。
まlこ、マスクアライナ及びシャッタ駆動回路は複数個
存在しているもので、図番212・・・。
282、・・・で示しておく。また、図番291゜29
2、・・・はマスクアライナ211,212゜・・・に
対応して設けられたマスクアライナの全体の動作を制御
するマイクロコンピータである。
上記マイクロコンピュータ291,292.・・・は上
位コンピュータ30によ多制御される。壕だ、上記コン
ピュータ30はマスク寸法測定器31から出力されるマ
スク寸法WM A S Kが、現像寸法測定器32から
出力される現像後のフォトレゾストの寸法WDEvが、
前記工程パラメータ測定方法による方法で得られる工程
パラメータ”A” p(t B #及び照度6エ”が入
力される。つまシ、上記コンピュータ30はマスク寸法
測定器3)現像寸法測定器32及び入力されるマスク寸
法WMASK j現像寸法”ogv (−r スクef
d寸法)、工程・9ラメータ″′A#、′B″及び照度
” I”をもとに第3式に示した最適な露光時間を算出
している。
次に、第3図に示した露光装置の動作を説明する。例え
ば、ウェー・27上に形成されるS s O2膜をパタ
ーンニングする場合について説明する。
まず、マスク寸法測定器31により実際に出来上がった
マスク寸法が測定される。この値WM A B Kはコ
ンピュータ30に入力される。また、現像寸法測定器3
2によシ現像後の7オトレジストの寸法が測定される。
この値WDEvはコンピュータ30に入力される。さら
に、前記工程パラメータ測定方法による方法で得られた
表に示した工程パラメータ″A ” 、“B”及び超高
圧水銀ランプ22の照度Iがコンピュータ30に入力さ
れる。ここで、表に示したように工程パラメータ“A#
は’0.64”、工程パラメータ″tBsは’9.63
”である。次に、コンピュータ30はマスク寸法測定器
31.現像寸法測定器32から入力されるマスク寸法W
MAsK及びマスク設計寸法WD、V、、前記工程パラ
メータ測定方法による方法で得られた工程ノ′?ラメー
タ“A#、“B#及び照度Iをもとに第3式に示した最
適な露光時間tt−算出している。この露光時間tはマ
イクロコンピュータ291を介してシャッタ駆動回路2
8ノに出力される。そして、このシャ、り駆動回路28
1はシャッタ25に露光時間がtとなるように駆動信号
を出力する。この結果、ウェー27上に形成させる5i
02膜上に塗布されたレジストは露光時間tだけ露光さ
れる。
ところで、従来のフォトリングラフィ工程では高積度の
パターンニング性を要求される製造工程に限って、ウェ
ー・20〜30枚で構成される10ツト内の2〜3枚に
対して仮に露光時間を決めておいて、露光・現像を行な
い、フォトレノストの寸法を測定して10ツトの残pの
露光時間を決定する方法を用いていた(このような処理
を先行という)。しかし、従来の方法では10ツbib
の作業時間が60〜90分もかかっていたが、本願に係
る露光装置を用いると先行処理は必要ないために10ツ
ト当シの作業時間を30分程度で行なうことができる。
〔発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれは、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、レノスト膜
厚等の影響を露光時間を調節することによシなくしたの
で、転写精度の良い露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はフォトレノ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〜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・・・シャ
ッタ、27・・・ウェハ、2811282・・・シャッ
タ駆動回路、3ノ・・・マスク寸法測定器、32・・・
現像寸法測定器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 露光時間を調節するシャッタの開閉を制御するンヤッタ
    駆動回路と、マスクの寸法を測定するマスク寸法測定手
    段と、フォトレジストの現像後の寸法を測定する現像寸
    法測定手段と、工程ノぐラメータA、B’i)−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
    によシ測定されたマスクの寸法と上記現像寸法測定手段
    によシ測定されたフォトレジストの寸法と上記工程パラ
    メータA、B及び照度よシフォトレソストの現像後の寸
    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をもとに上記シャッタ駆動回路を駆
    動する手段を具備したことを特徴とする露光装置
JP58076429A 1983-04-30 1983-04-30 露光装置 Granted JPS59201418A (ja)

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JP58076429A JPS59201418A (ja) 1983-04-30 1983-04-30 露光装置

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JPS59201418A true JPS59201418A (ja) 1984-11-15
JPH0141246B2 JPH0141246B2 (ja) 1989-09-04

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ID=13604917

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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JPH0141246B2 (ja) 1989-09-04

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