JPH0620913A - 露光方法及び装置 - Google Patents
露光方法及び装置Info
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- JPH0620913A JPH0620913A JP4178046A JP17804692A JPH0620913A JP H0620913 A JPH0620913 A JP H0620913A JP 4178046 A JP4178046 A JP 4178046A JP 17804692 A JP17804692 A JP 17804692A JP H0620913 A JPH0620913 A JP H0620913A
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- JP
- Japan
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- film thickness
- exposure
- photoresist
- wafer
- resist
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- Pending
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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
- 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
-
- 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
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70608—Monitoring the unpatterned workpiece, e.g. measuring thickness, reflectivity or effects of immersion liquid on resist
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Exposure In Printing And Copying (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウエハ上に塗布されたフォトレジスト膜厚の
変化にかかわらず、所望するフォトレジストパターン寸
法を形成する。 【構成】 ウエハステージ２３がフォトレジスト膜厚測
定用パターン３４を膜厚測定装置３０が膜厚を測定でき
る位置に移動し、フォトレジスト２２の膜厚を測定す
る。膜厚測定装置３０より得られたフォトレジスト２２
の膜厚はマイクロコンピュータ３２により、あらかじめ
実験で得られている記憶装置３１に記憶されているフォ
トレジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法の関係
と、露光量とフォトレジストパターン寸法の関係より所
望するフォトレジストパターン寸法を形成するのに必要
な露光量を求める。したがって、所望すフォトレジスト
パターン寸法が形成できる露光量で露光を行うことがで
きる。
変化にかかわらず、所望するフォトレジストパターン寸
法を形成する。 【構成】 ウエハステージ２３がフォトレジスト膜厚測
定用パターン３４を膜厚測定装置３０が膜厚を測定でき
る位置に移動し、フォトレジスト２２の膜厚を測定す
る。膜厚測定装置３０より得られたフォトレジスト２２
の膜厚はマイクロコンピュータ３２により、あらかじめ
実験で得られている記憶装置３１に記憶されているフォ
トレジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法の関係
と、露光量とフォトレジストパターン寸法の関係より所
望するフォトレジストパターン寸法を形成するのに必要
な露光量を求める。したがって、所望すフォトレジスト
パターン寸法が形成できる露光量で露光を行うことがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造分野におけ
る露光方法及び装置に関するものである。
る露光方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体製造分野で用いられる露光
では、一般に縮小投影露光が用いられる。これは、レチ
クル（ホトマスク）に形成されている微細なパターンを
精度よくステップアンドリピート（繰り返し）で露光し
ていき、フォトレジストを塗布したウエハ全面にパター
ンを配列して焼き付ける。このような露光を可能にする
装置として、ステッパと呼ばれる縮小投影露光装置があ
る。
では、一般に縮小投影露光が用いられる。これは、レチ
クル（ホトマスク）に形成されている微細なパターンを
精度よくステップアンドリピート（繰り返し）で露光し
ていき、フォトレジストを塗布したウエハ全面にパター
ンを配列して焼き付ける。このような露光を可能にする
装置として、ステッパと呼ばれる縮小投影露光装置があ
る。
【０００３】一般に、半導体装置では、半導体装置内に
構成されている素子の素子面積を小さくすると、素子内
の電気的抵抗および容量が減少し素子を稼働させるのに
必要な電力を少なくでき、ひいては半導体装置全体の消
費電力を少なくすることができる。また、配線を短くす
ることで信号伝達の遅延時間を短くし、半導体装置の動
作速度を速くできる。さらに、トランジスタのゲート長
を短くすると、トランジスタの駆動能力を向上させ得
る。このように半導体装置は半導体装置内に構成されて
いる素子及び配線等の単位面積当りの集積度を高くする
ことで、その性能を向上できる。このように素子を微細
化するための露光方法や露光装置の開発が活発に行われ
ている。
構成されている素子の素子面積を小さくすると、素子内
の電気的抵抗および容量が減少し素子を稼働させるのに
必要な電力を少なくでき、ひいては半導体装置全体の消
費電力を少なくすることができる。また、配線を短くす
ることで信号伝達の遅延時間を短くし、半導体装置の動
作速度を速くできる。さらに、トランジスタのゲート長
を短くすると、トランジスタの駆動能力を向上させ得
る。このように半導体装置は半導体装置内に構成されて
いる素子及び配線等の単位面積当りの集積度を高くする
ことで、その性能を向上できる。このように素子を微細
化するための露光方法や露光装置の開発が活発に行われ
ている。
【０００４】従来の半導体装置製造に用いられる露光装
置の構成を図８に示す。１１は超高圧水銀ランプ等の光
源、１２は光源１１から放射された光束を有効に集光す
るための楕円鏡、次いで光路に沿つて順に、１３は赤外
光の大部分を透過し紫外光を反射するためのコールドミ
ラー、１４は風車状に開口部をつけた円盤からなり、回
転数を制御する事で露光時間だけ光源１１から光を通過
させるシャッター、１５は光束の配光特性を均一にする
ためのフライアイレンズ、１６は反射鏡、１７はコンデ
ンサレンズ、１８はレチクル、１９はレチクル１８上に
形成されたマスクパターン、２０は投影レンズ、２１は
ウエハ、２２はウエハ２１上に塗布されたフォトレジス
ト、２３はウエハステージである。
置の構成を図８に示す。１１は超高圧水銀ランプ等の光
源、１２は光源１１から放射された光束を有効に集光す
るための楕円鏡、次いで光路に沿つて順に、１３は赤外
光の大部分を透過し紫外光を反射するためのコールドミ
ラー、１４は風車状に開口部をつけた円盤からなり、回
転数を制御する事で露光時間だけ光源１１から光を通過
させるシャッター、１５は光束の配光特性を均一にする
ためのフライアイレンズ、１６は反射鏡、１７はコンデ
ンサレンズ、１８はレチクル、１９はレチクル１８上に
形成されたマスクパターン、２０は投影レンズ、２１は
ウエハ、２２はウエハ２１上に塗布されたフォトレジス
ト、２３はウエハステージである。
【０００５】以上のように構成された半導体装置製造に
用いられる露光装置について、以下その動作を説明す
る。まず、光源１１から発した紫外光は、楕円鏡１２に
より集光される。この後、光路に沿つてコールドミラー
１３で紫外光が反射され、シャッター１４に到達する。
シャッター１４に到達した紫外光は、シャッター１４の
開口部が光路に来たときのみシャッター１４を通過す
る。次に、フライアイレンズ１５で配光特性を均一化さ
れ、反射鏡１６、コンデンサレンズ１７を経てウエハ２
１上に転写される。この時、紫外光はレチクル１８上の
マスクパターン１９の情報を備え、投影レンズ２０によ
り、ウエハ２１に投影される。所定の時間露光したのち
ウエハステージ２３を移動させ、スッテプアンドリピー
ト（繰り返し）露光によりウエハ全面にパターンを配列
して焼き付けていく。
用いられる露光装置について、以下その動作を説明す
る。まず、光源１１から発した紫外光は、楕円鏡１２に
より集光される。この後、光路に沿つてコールドミラー
１３で紫外光が反射され、シャッター１４に到達する。
シャッター１４に到達した紫外光は、シャッター１４の
開口部が光路に来たときのみシャッター１４を通過す
る。次に、フライアイレンズ１５で配光特性を均一化さ
れ、反射鏡１６、コンデンサレンズ１７を経てウエハ２
１上に転写される。この時、紫外光はレチクル１８上の
マスクパターン１９の情報を備え、投影レンズ２０によ
り、ウエハ２１に投影される。所定の時間露光したのち
ウエハステージ２３を移動させ、スッテプアンドリピー
ト（繰り返し）露光によりウエハ全面にパターンを配列
して焼き付けていく。
【０００６】この時、フォトレジスト膜厚にかかわらず
露光量は一定に設定されている。このためフォトレジス
トパターン寸法のフォトレジスト膜厚依存性に対し露光
量を変化させることができない。このため所望する寸法
をもつフォトレジストパターンを形成することができな
いという問題があった。
露光量は一定に設定されている。このためフォトレジス
トパターン寸法のフォトレジスト膜厚依存性に対し露光
量を変化させることができない。このため所望する寸法
をもつフォトレジストパターンを形成することができな
いという問題があった。
【０００７】フォトレジストパターン寸法のフォトレジ
スト膜厚依存性は、主に２つの要因に分かれる。１つは
フォトレジストに露光光が吸収される度合によるもの
で、一定の露光量で露光する場合、フォトレジスト膜厚
に比例してフォトレジストパターン寸法が増加するバル
ク効果と、もう１つはウエハからの反射光と露光光との
干渉によって起こる定在波効果である。特に、定在波効
果はフォトレジストの屈折率が１．６４、露光光がたと
えばＧ線とよばれる４３６ｎｍの波長を持つ紫外線で露
光する場合、およそ１３０ｎｍごとに定在波の振幅が繰
り返される。このためフォトレジスト膜厚を変えて一定
の露光量で露光した場合、ノボラック系のフォトレジス
トでは、フォトレジストパターンの寸法が０．１μｍ以
上も変動する。
スト膜厚依存性は、主に２つの要因に分かれる。１つは
フォトレジストに露光光が吸収される度合によるもの
で、一定の露光量で露光する場合、フォトレジスト膜厚
に比例してフォトレジストパターン寸法が増加するバル
ク効果と、もう１つはウエハからの反射光と露光光との
干渉によって起こる定在波効果である。特に、定在波効
果はフォトレジストの屈折率が１．６４、露光光がたと
えばＧ線とよばれる４３６ｎｍの波長を持つ紫外線で露
光する場合、およそ１３０ｎｍごとに定在波の振幅が繰
り返される。このためフォトレジスト膜厚を変えて一定
の露光量で露光した場合、ノボラック系のフォトレジス
トでは、フォトレジストパターンの寸法が０．１μｍ以
上も変動する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
半導体装置の性能を向上させるのに、１μｍ幅より細い
フォトレジストパターンを形成する場合、たとえば半導
体装置のトランジスタ部のゲートを形成するためのフォ
トレジストパターンの幅が０．８μｍであるとする。こ
のパターン幅が０．１μｍ細くなると、そのパターンを
用いて形成されたトランジスタは０．８μｍのフォトレ
ジストパターン幅で形成されたトランジスタと性能が著
しく低下し、トランジスタのゲートとして使えない。こ
のように定在波効果で起こる０．１μｍの寸法変動はウ
エハ上に形成させる素子や配線の性能に対し品質のばら
つきや性能を満たさないために起こる分留りの低下など
を起こすという問題がある。
半導体装置の性能を向上させるのに、１μｍ幅より細い
フォトレジストパターンを形成する場合、たとえば半導
体装置のトランジスタ部のゲートを形成するためのフォ
トレジストパターンの幅が０．８μｍであるとする。こ
のパターン幅が０．１μｍ細くなると、そのパターンを
用いて形成されたトランジスタは０．８μｍのフォトレ
ジストパターン幅で形成されたトランジスタと性能が著
しく低下し、トランジスタのゲートとして使えない。こ
のように定在波効果で起こる０．１μｍの寸法変動はウ
エハ上に形成させる素子や配線の性能に対し品質のばら
つきや性能を満たさないために起こる分留りの低下など
を起こすという問題がある。
【０００９】さらに、半導体装置の微細化が進むに連
れ、装置の高精度化が必要になり、そのために半導体装
置製造装置の容積が大きくなり、単位面積あたりの半導
体装置の生産量を制限し、半導体装置の生産コストがあ
がるという問題があった。
れ、装置の高精度化が必要になり、そのために半導体装
置製造装置の容積が大きくなり、単位面積あたりの半導
体装置の生産量を制限し、半導体装置の生産コストがあ
がるという問題があった。
【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、フォトレジストパターンを所望する寸法に形成する
ことができ、半導体装置の分留りと品質を向上させるこ
とのできる露光方法及び装置を提供することを目的とす
る。
で、フォトレジストパターンを所望する寸法に形成する
ことができ、半導体装置の分留りと品質を向上させるこ
とのできる露光方法及び装置を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の露光方法は、半導体基板上に塗布されたレジ
ストの膜厚を測定する工程と、あらかじめ求めたレジス
トパターンの特性と前記測定された膜厚とから適正な露
光量を算出する工程と、前記露光量で露光する工程を有
する。
に本発明の露光方法は、半導体基板上に塗布されたレジ
ストの膜厚を測定する工程と、あらかじめ求めたレジス
トパターンの特性と前記測定された膜厚とから適正な露
光量を算出する工程と、前記露光量で露光する工程を有
する。
【００１２】また、この目的を達成するために本発明の
露光装置は、光源から放出された光が、レチクルを介し
て照射される半導体基板と、前記半導体基板への前記光
の照射時間を調整するシャッターと、前記半導体基板に
形成されたレジストと、前記半導体基板を移動させるス
テージと、前記レジストの膜厚を測定する膜厚測定装置
と、少なくとも前記レジストのパターン寸法との関係を
記憶する記憶装置と、前記膜厚測定装置と前記記憶装置
とから適正な露光量を得るマイクロコンピューターと、
前記適正な露光量に合わせて前記シャッターを制御する
シャッター制御装置とを備えている。
露光装置は、光源から放出された光が、レチクルを介し
て照射される半導体基板と、前記半導体基板への前記光
の照射時間を調整するシャッターと、前記半導体基板に
形成されたレジストと、前記半導体基板を移動させるス
テージと、前記レジストの膜厚を測定する膜厚測定装置
と、少なくとも前記レジストのパターン寸法との関係を
記憶する記憶装置と、前記膜厚測定装置と前記記憶装置
とから適正な露光量を得るマイクロコンピューターと、
前記適正な露光量に合わせて前記シャッターを制御する
シャッター制御装置とを備えている。
【００１３】
【作用】この構成により、ウエハ上のフォトレジスト膜
厚を測定することができ、フォトレジスト膜厚が所望す
る膜厚と異なった場合には、フォトレジスト膜厚とフォ
トレジストパターン寸法の関係及び露光量のフォトレジ
ストパターン寸法の関係を用いて所望する寸法のフォト
レジストパターンを形成でき、露光量のフォトレジスト
パターン寸法の関係を用いても所望する寸法のフォトレ
ジストパターンを形成できない場合は、たとえば露光以
降の工程に進める前にフォトレジストを除去し再度フォ
トレジストを所望する膜厚で塗布することにより、半導
体装置の品質と分留りを向上させることができる。
厚を測定することができ、フォトレジスト膜厚が所望す
る膜厚と異なった場合には、フォトレジスト膜厚とフォ
トレジストパターン寸法の関係及び露光量のフォトレジ
ストパターン寸法の関係を用いて所望する寸法のフォト
レジストパターンを形成でき、露光量のフォトレジスト
パターン寸法の関係を用いても所望する寸法のフォトレ
ジストパターンを形成できない場合は、たとえば露光以
降の工程に進める前にフォトレジストを除去し再度フォ
トレジストを所望する膜厚で塗布することにより、半導
体装置の品質と分留りを向上させることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１５】図１は本実施例における露光装置の要部の
一例を示すものである。図において、３０はウエハステ
ージ２１の移動範囲に位置している膜厚測定装置、３１
は記憶装置で、実験によって得られた、フォトレジスト
膜厚とフォトレジストパターン寸法の関係と、露光量と
フォトレジストパターン寸法の関係を記憶している。３
２はマイクロコンピューターで膜厚測定装置３０により
得たレジスト膜厚から記憶装置３１に記憶されているフ
ォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法の関係
からフォトレジストパターン寸法の膜厚依存性を計算
し、さらに記憶装置３１に記憶されている露光量とフォ
トレジストパターン寸法の関係から目的のパターン寸法
を形成できる露光量を算出する。３３はシャッター制御
装置でマイクロコンピュータ３２より得られた露光量だ
けシャッター１４の開口時間を制御する。３４はウエハ
２１上に形成されたフォトレジスト膜厚測定用パターン
である。なお、１１は超高圧水銀ランプ等の光源、１２
は光源１１から放射された光束を有効に集光するための
楕円鏡、次いで光路に沿って順に、１３は赤外光の大部
分を透過し紫外光を反射するためのコールドミラー、１
４は風車状に開口部をつけた円盤からなり、回転数を制
御する事で露光時間だけ光源１１から光を通過させるシ
ャッター、１５は光束の配光特性を均一にするためのフ
ライアイレンズ、１６は反射鏡、１７はコンデンサレン
ズ、１８はレチクル、１９はレチクル１８上に形成され
たマスクパターン、２０は投影レンズ、２１はウエハ、
２２はウエハ２１上に塗布されたフォトレジスト、２３
はウエハステージで従来例と同じ構成である。また、図
中の矢印はウエハステージの移動方向を示す。
一例を示すものである。図において、３０はウエハステ
ージ２１の移動範囲に位置している膜厚測定装置、３１
は記憶装置で、実験によって得られた、フォトレジスト
膜厚とフォトレジストパターン寸法の関係と、露光量と
フォトレジストパターン寸法の関係を記憶している。３
２はマイクロコンピューターで膜厚測定装置３０により
得たレジスト膜厚から記憶装置３１に記憶されているフ
ォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法の関係
からフォトレジストパターン寸法の膜厚依存性を計算
し、さらに記憶装置３１に記憶されている露光量とフォ
トレジストパターン寸法の関係から目的のパターン寸法
を形成できる露光量を算出する。３３はシャッター制御
装置でマイクロコンピュータ３２より得られた露光量だ
けシャッター１４の開口時間を制御する。３４はウエハ
２１上に形成されたフォトレジスト膜厚測定用パターン
である。なお、１１は超高圧水銀ランプ等の光源、１２
は光源１１から放射された光束を有効に集光するための
楕円鏡、次いで光路に沿って順に、１３は赤外光の大部
分を透過し紫外光を反射するためのコールドミラー、１
４は風車状に開口部をつけた円盤からなり、回転数を制
御する事で露光時間だけ光源１１から光を通過させるシ
ャッター、１５は光束の配光特性を均一にするためのフ
ライアイレンズ、１６は反射鏡、１７はコンデンサレン
ズ、１８はレチクル、１９はレチクル１８上に形成され
たマスクパターン、２０は投影レンズ、２１はウエハ、
２２はウエハ２１上に塗布されたフォトレジスト、２３
はウエハステージで従来例と同じ構成である。また、図
中の矢印はウエハステージの移動方向を示す。
【００１６】以上のように構成された露光装置につい
て、以下その動作を説明する。まず、フォトレジスト２
２を塗布されたウエハ２１はウエハステージ２３に搬送
される。次に、ウエハステージ２３がフォトレジスト膜
厚測定用パターン３４を膜厚測定装置３０が膜厚を測定
できる位置に移動し、フォトレジスト２２の膜厚を測定
する。膜厚測定装置３０より得られたフォトレジスト２
２の膜厚値はマイクロコンピュータ３２により、あらか
じめ実験で得られている記憶装置３１に記憶されている
フォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法の関
係と、露光量とフォトレジストパターン寸法の関係より
所望するフォトレジストパターン寸法を形成するのに必
要な露光量を求める。つぎに、ウエハステージ２３はレ
チクル１７上のマスクパターン１８を露光する位置に移
動する。そして光源１１から発した紫外光は、楕円鏡１
２により集光される。次に、光路に沿ってコールドミラ
ー１３で紫外光が反射され、シャッター１４に到達す
る。シャッター１４に到達した光はマイクロコンピュー
タ３２が算出した露光時間だけ開口した光路を通過し、
フライアイレンズ１５で配光特性を均一化され、反射鏡
１５、コンデンサレンズ１６を経て、レチクル１７上の
マスクパターン１８を、投影レンズ１９により、ウエハ
２０に投影する。マイクロコンピュータ３２の算出した
露光量で露光したのちウエハステージ２１を移動させる
ことによりスッテプアンドリピート（繰り返し）露光を
行いウエハ全面にパターンを配列して焼き付ける。
て、以下その動作を説明する。まず、フォトレジスト２
２を塗布されたウエハ２１はウエハステージ２３に搬送
される。次に、ウエハステージ２３がフォトレジスト膜
厚測定用パターン３４を膜厚測定装置３０が膜厚を測定
できる位置に移動し、フォトレジスト２２の膜厚を測定
する。膜厚測定装置３０より得られたフォトレジスト２
２の膜厚値はマイクロコンピュータ３２により、あらか
じめ実験で得られている記憶装置３１に記憶されている
フォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法の関
係と、露光量とフォトレジストパターン寸法の関係より
所望するフォトレジストパターン寸法を形成するのに必
要な露光量を求める。つぎに、ウエハステージ２３はレ
チクル１７上のマスクパターン１８を露光する位置に移
動する。そして光源１１から発した紫外光は、楕円鏡１
２により集光される。次に、光路に沿ってコールドミラ
ー１３で紫外光が反射され、シャッター１４に到達す
る。シャッター１４に到達した光はマイクロコンピュー
タ３２が算出した露光時間だけ開口した光路を通過し、
フライアイレンズ１５で配光特性を均一化され、反射鏡
１５、コンデンサレンズ１６を経て、レチクル１７上の
マスクパターン１８を、投影レンズ１９により、ウエハ
２０に投影する。マイクロコンピュータ３２の算出した
露光量で露光したのちウエハステージ２１を移動させる
ことによりスッテプアンドリピート（繰り返し）露光を
行いウエハ全面にパターンを配列して焼き付ける。
【００１７】なお、マイクロコンピュータ３２によるウ
エハ２１上のフォトレジスト２２の膜厚と露光量の関係
は実験によって得ることが望ましい。
エハ２１上のフォトレジスト２２の膜厚と露光量の関係
は実験によって得ることが望ましい。
【００１８】本実施例ではフォトレジスト膜厚を１．２
μｍ、露光量は１平方センチメートルあたり２００ｍＪ
で行った。所望するフォトレジストパターン寸法が１．
０μｍの場合、露光量１平方センチメートルあたり２０
０ｍＪでフォトレジスト膜厚を１．０μｍから１．４μ
ｍまで０．０２μｍごとに膜厚を変えフォトレジスト膜
厚とフォトレジストパターン寸法の関係をもとめてお
く。
μｍ、露光量は１平方センチメートルあたり２００ｍＪ
で行った。所望するフォトレジストパターン寸法が１．
０μｍの場合、露光量１平方センチメートルあたり２０
０ｍＪでフォトレジスト膜厚を１．０μｍから１．４μ
ｍまで０．０２μｍごとに膜厚を変えフォトレジスト膜
厚とフォトレジストパターン寸法の関係をもとめてお
く。
【００１９】フォトレジスト膜厚とフォトレジストパタ
ーン寸法との関係を図２に示す。その両者の間の関係
は、１次関数と正弦関数の和で示される。本実施例では
１次関数と正弦関数の和で最小自乗法を用い近似を行な
い、フォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法
の関係式をもとめた。また、露光量を１平方センチメー
トルあたり１５０ｍＪから２５０ｍＪまで１０ｍＪごと
に露光量を変えて、フォトレジストパターン寸法を測定
し、露光量とフォトレジストパターン寸法の関係をもと
める。
ーン寸法との関係を図２に示す。その両者の間の関係
は、１次関数と正弦関数の和で示される。本実施例では
１次関数と正弦関数の和で最小自乗法を用い近似を行な
い、フォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法
の関係式をもとめた。また、露光量を１平方センチメー
トルあたり１５０ｍＪから２５０ｍＪまで１０ｍＪごと
に露光量を変えて、フォトレジストパターン寸法を測定
し、露光量とフォトレジストパターン寸法の関係をもと
める。
【００２０】露光量とフォトレジストパターン寸法の関
係を図３に示す。この両者の関係は、対数関数で示さ
れ、本実施例で用いようとする範囲では１次関数で近似
できる。本実施例では所望する寸法から０．１μｍの範
囲を１次関数で最小自乗法を用い近似を行ない、露光量
とフォトレジストパターン寸法の関係式をもとめた。な
お、フォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法
の関係と、露光量とフォトレジストパターン寸法の関係
は、所望するフォトレジストパターンに応じて、測定範
囲を変えてもかまわないし、近似する式の次数をあげて
もかまわないことは言うまでもない。さらに、近似式を
用いず、フォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン
寸法と露光量の３次元表を作製し、フォトレジストの測
定膜厚と所望するフォトレジストパターン寸法に最も近
い露光量を参照しその露光量で露光しフォトレジストパ
ターンを形成してもかまわない。また、フォトレジスト
の測定膜厚と所望するフォトレジストパターン寸法から
補完法を用いて露光量を算出しその露光量で露光しフォ
トレジストパターンを形成してもかまわない。
係を図３に示す。この両者の関係は、対数関数で示さ
れ、本実施例で用いようとする範囲では１次関数で近似
できる。本実施例では所望する寸法から０．１μｍの範
囲を１次関数で最小自乗法を用い近似を行ない、露光量
とフォトレジストパターン寸法の関係式をもとめた。な
お、フォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法
の関係と、露光量とフォトレジストパターン寸法の関係
は、所望するフォトレジストパターンに応じて、測定範
囲を変えてもかまわないし、近似する式の次数をあげて
もかまわないことは言うまでもない。さらに、近似式を
用いず、フォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン
寸法と露光量の３次元表を作製し、フォトレジストの測
定膜厚と所望するフォトレジストパターン寸法に最も近
い露光量を参照しその露光量で露光しフォトレジストパ
ターンを形成してもかまわない。また、フォトレジスト
の測定膜厚と所望するフォトレジストパターン寸法から
補完法を用いて露光量を算出しその露光量で露光しフォ
トレジストパターンを形成してもかまわない。
【００２１】また、本実施例では、半導体装置を形成す
るためのウエハで膜厚を測定したが、膜厚測定用に作成
されたウエハを用いてもよい。また、ウエハステージ２
３を移動させ膜厚測定装置で膜厚を測定できる位置にウ
エハ２１を移動させたが、膜厚測定装置３０を移動させ
てもよい。
るためのウエハで膜厚を測定したが、膜厚測定用に作成
されたウエハを用いてもよい。また、ウエハステージ２
３を移動させ膜厚測定装置で膜厚を測定できる位置にウ
エハ２１を移動させたが、膜厚測定装置３０を移動させ
てもよい。
【００２２】図４は本実施例における膜厚測定装置３０
の要部の一例を示した図である。以下、図４を参照しな
がら説明すると、４１はヘリウムネオンレーザー等の光
源、４２は偏光子で光源４１から発した光を変更させ
る、４３は検光子でウエハ２１より反射した光を受光し
強度を測定する。ウエハ２１、フォトレジスト２２、マ
イクロコンピュータ３２は図１とおなじである。
の要部の一例を示した図である。以下、図４を参照しな
がら説明すると、４１はヘリウムネオンレーザー等の光
源、４２は偏光子で光源４１から発した光を変更させ
る、４３は検光子でウエハ２１より反射した光を受光し
強度を測定する。ウエハ２１、フォトレジスト２２、マ
イクロコンピュータ３２は図１とおなじである。
【００２３】以上のように構成された異物付着検出装置
３０について、以下その動作を説明する。
３０について、以下その動作を説明する。
【００２４】膜厚測定装置３０は、光源４１から発した
光を偏光子４２で偏向させ、フォトレジスト２２を塗布
したウエハ２１に照射し、ウエハ２１から反射した光を
検光子４３で受光する。検光子４３で受光された光の強
度と偏光子４２の偏向の関係から算出されたフォトレジ
スト２２の膜厚は、マイクロコンピュータ３２におくら
れ、露光量を算出する。
光を偏光子４２で偏向させ、フォトレジスト２２を塗布
したウエハ２１に照射し、ウエハ２１から反射した光を
検光子４３で受光する。検光子４３で受光された光の強
度と偏光子４２の偏向の関係から算出されたフォトレジ
スト２２の膜厚は、マイクロコンピュータ３２におくら
れ、露光量を算出する。
【００２５】なお、本実施例ではエリプソメーターと呼
ばれる膜厚測定装置を用いたが、他の膜厚測定装置を用
いてもよい。
ばれる膜厚測定装置を用いたが、他の膜厚測定装置を用
いてもよい。
【００２６】図５は本実施例における膜厚測定パターン
の一例を示した図である。以下、図５にもとづいて説明
すると、５１は半導体装置を形成するパターン、５２は
フォトレジスト膜厚を測定するためのパターンである。
ウエハ２１，フォトレジスト２２は図１と同様である。
の一例を示した図である。以下、図５にもとづいて説明
すると、５１は半導体装置を形成するパターン、５２は
フォトレジスト膜厚を測定するためのパターンである。
ウエハ２１，フォトレジスト２２は図１と同様である。
【００２７】フォトレジスト膜厚を測定するためのパタ
ーンはウエハ２１の中心を通る十字上に位置しており、
その領域を避けて半導体装置を形成するパターンが形成
されている。このようにフォトレジスト膜厚を測定する
ためのパターンを形成することによって、ウエハ２１上
でのフォトレジスト２２の膜厚の分布を求めることがで
き各露光ごとに目的のフォトレジストパターン寸法を形
成する露光時間を求められる。また、多くの半導体装置
を１枚のウエハ２１に形成する必要がある場合には図６
に示すように膜厚測定用パターンの数や面積を減らして
もかまわないし、パターンの位置を変えてもかまわな
い。
ーンはウエハ２１の中心を通る十字上に位置しており、
その領域を避けて半導体装置を形成するパターンが形成
されている。このようにフォトレジスト膜厚を測定する
ためのパターンを形成することによって、ウエハ２１上
でのフォトレジスト２２の膜厚の分布を求めることがで
き各露光ごとに目的のフォトレジストパターン寸法を形
成する露光時間を求められる。また、多くの半導体装置
を１枚のウエハ２１に形成する必要がある場合には図６
に示すように膜厚測定用パターンの数や面積を減らして
もかまわないし、パターンの位置を変えてもかまわな
い。
【００２８】以上のように本実施例によれば、膜厚測定
装置を設けたことにより、半導体装置製造装置の容積を
増やすことなく、ウエハ上のフォトレジスト膜厚を測定
することができる。また、フォトレジスト膜厚が所望す
る膜厚と異なるか、基準となる露光時間ではウエハ上に
形成されるフォトレジストパターン寸法が所望の寸法と
異なることが予想される場合でも、所望のフォトレジス
トパターン寸法が形成できる露光量で露光を行うことが
できる。さらに、あらかじめ設定したレジスト膜厚の範
囲より外れた場合でも、露光を中止し後工程の進める前
に処理を付すことにより、フォトレジストパターンを所
望する寸法で形成することができ、半導体装置の品質と
歩留りを向上することができる。
装置を設けたことにより、半導体装置製造装置の容積を
増やすことなく、ウエハ上のフォトレジスト膜厚を測定
することができる。また、フォトレジスト膜厚が所望す
る膜厚と異なるか、基準となる露光時間ではウエハ上に
形成されるフォトレジストパターン寸法が所望の寸法と
異なることが予想される場合でも、所望のフォトレジス
トパターン寸法が形成できる露光量で露光を行うことが
できる。さらに、あらかじめ設定したレジスト膜厚の範
囲より外れた場合でも、露光を中止し後工程の進める前
に処理を付すことにより、フォトレジストパターンを所
望する寸法で形成することができ、半導体装置の品質と
歩留りを向上することができる。
【００２９】同様の要領で本発明の第２の実施例を図面
を参照しながら説明する。第２の実施例の露光方法に用
いる露光装置の要部は第１の実施例の膜厚測定装置と記
憶装置とマイクロコンピュータが露光装置外にある他
は、第１の実施例と同様である。従って膜厚測定につい
てだけ説明する。図７は、本実施例の第２の実施例の要
部示した図である。以下、図７にもとずいて説明する
と、６０は露光装置で膜厚測定装置と記憶装置とマイク
ロコンピュータが露光装置外にある他は第１の実施例と
同様である。
を参照しながら説明する。第２の実施例の露光方法に用
いる露光装置の要部は第１の実施例の膜厚測定装置と記
憶装置とマイクロコンピュータが露光装置外にある他
は、第１の実施例と同様である。従って膜厚測定につい
てだけ説明する。図７は、本実施例の第２の実施例の要
部示した図である。以下、図７にもとずいて説明する
と、６０は露光装置で膜厚測定装置と記憶装置とマイク
ロコンピュータが露光装置外にある他は第１の実施例と
同様である。
【００３０】図において、６１は膜厚測定機で露光機外
に設置されている。６２は膜厚測定装置で膜厚測定機６
１内にある。６３はウエハステージ、６４は記憶装置で
あって実験によって得られたフォトレジスト膜厚と、フ
ォトレジストパターン寸法との関係と、露光量とフォト
レジストパターン寸法との関係を記憶している。６５は
マイクロコンピューターであって、膜厚測定装置６２に
より得たフォトレジスト膜厚から記憶装置６４に記憶さ
れているフォトレジスト膜厚と、フォトレジストパター
ン寸法の関係からフォトレジストパターン寸法の膜厚依
存性を計算する、さらに記憶装置６２に記憶されている
露光量とフォトレジストパターン寸法の関係から所望す
るフォトレジストパターン寸法を形成できる露光量を算
出する。なお、２１はウエハ、２２はウエハ２１上に塗
布されたフォトレジスト、３３はシャッター制御装置で
マイクロコンピュータ６５より得られた露光量だけシャ
ッターの開口時間を制御する、３４はウエハ２１上に形
成されたフォトレジスト膜厚測定用パターンで、第１の
実施例と同様である。
に設置されている。６２は膜厚測定装置で膜厚測定機６
１内にある。６３はウエハステージ、６４は記憶装置で
あって実験によって得られたフォトレジスト膜厚と、フ
ォトレジストパターン寸法との関係と、露光量とフォト
レジストパターン寸法との関係を記憶している。６５は
マイクロコンピューターであって、膜厚測定装置６２に
より得たフォトレジスト膜厚から記憶装置６４に記憶さ
れているフォトレジスト膜厚と、フォトレジストパター
ン寸法の関係からフォトレジストパターン寸法の膜厚依
存性を計算する、さらに記憶装置６２に記憶されている
露光量とフォトレジストパターン寸法の関係から所望す
るフォトレジストパターン寸法を形成できる露光量を算
出する。なお、２１はウエハ、２２はウエハ２１上に塗
布されたフォトレジスト、３３はシャッター制御装置で
マイクロコンピュータ６５より得られた露光量だけシャ
ッターの開口時間を制御する、３４はウエハ２１上に形
成されたフォトレジスト膜厚測定用パターンで、第１の
実施例と同様である。
【００３１】以上のように構成された露光方法につい
て、以下その動作を説明する。まず、フォトレジスト２
２を塗布されたウエハ２１はウエハステージ６３に搬送
される。次に、ウエハステージ６３がフォトレジスト膜
厚測定用パターン３２を膜厚測定装置６２が膜厚を測定
できる位置に移動し、フォトレジスト２２の膜厚を測定
する。膜厚測定装置６２より得られたフォトレジスト２
２の膜厚はマイクロコンピュータ６５により、あらかじ
め実験で得られ、記憶装置６４に記憶されているフォト
レジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法との関係
と、露光量とフォトレジストパターン寸法との関係から
所望するフォトレジストパターン寸法を形成するのに必
要な露光量を求める。求めた露光量は膜厚測定機６１か
ら露光機６０内にあるシャッター制御装置３３に転送さ
れ、第１の実施例と同様に得られた露光量でスッテプア
ンドリピート（繰り返し）露光を行う。
て、以下その動作を説明する。まず、フォトレジスト２
２を塗布されたウエハ２１はウエハステージ６３に搬送
される。次に、ウエハステージ６３がフォトレジスト膜
厚測定用パターン３２を膜厚測定装置６２が膜厚を測定
できる位置に移動し、フォトレジスト２２の膜厚を測定
する。膜厚測定装置６２より得られたフォトレジスト２
２の膜厚はマイクロコンピュータ６５により、あらかじ
め実験で得られ、記憶装置６４に記憶されているフォト
レジスト膜厚とフォトレジストパターン寸法との関係
と、露光量とフォトレジストパターン寸法との関係から
所望するフォトレジストパターン寸法を形成するのに必
要な露光量を求める。求めた露光量は膜厚測定機６１か
ら露光機６０内にあるシャッター制御装置３３に転送さ
れ、第１の実施例と同様に得られた露光量でスッテプア
ンドリピート（繰り返し）露光を行う。
【００３２】なお、本実施例では露光するウエハのフォ
トレジスト膜厚をすべて測定したが一部のウエハだけを
測定してもかまわない。
トレジスト膜厚をすべて測定したが一部のウエハだけを
測定してもかまわない。
【００３３】また、本実施例では求めた露光量を複数の
露光機に転送できるようにしてあるが、１台だけに転送
できるようにしてもかまわない。
露光機に転送できるようにしてあるが、１台だけに転送
できるようにしてもかまわない。
【００３４】さらに、本実施例では記憶装置とマイクロ
コンピュータを膜厚測定機内に設置したが、露光機内に
設置してもかまわない。
コンピュータを膜厚測定機内に設置したが、露光機内に
設置してもかまわない。
【００３５】以上のように本実施例によれば、フォトレ
ジスト膜厚膜厚測定する工程と、測定したフォトレジス
ト膜厚から所望するフォトレジストパターン寸法を形成
するのに必要な露光量を求める工程を有することで標準
の露光時間ではウエハ上に形成されるフォトレジストパ
ターン寸法が目的の寸法と異なることが予想される場合
には、所望するフォトレジストパターン寸法が形成でき
る露光時間で露光を行うことができ、さらにあらかじめ
設定したレジスト膜厚の範囲より外れた場合は、露光を
中止し、後工程を進める前に処理を施すことで、フォト
レジストパターンを目的の寸法に形成でき、半導体装置
の品質と歩留りを向上することができる。
ジスト膜厚膜厚測定する工程と、測定したフォトレジス
ト膜厚から所望するフォトレジストパターン寸法を形成
するのに必要な露光量を求める工程を有することで標準
の露光時間ではウエハ上に形成されるフォトレジストパ
ターン寸法が目的の寸法と異なることが予想される場合
には、所望するフォトレジストパターン寸法が形成でき
る露光時間で露光を行うことができ、さらにあらかじめ
設定したレジスト膜厚の範囲より外れた場合は、露光を
中止し、後工程を進める前に処理を施すことで、フォト
レジストパターンを目的の寸法に形成でき、半導体装置
の品質と歩留りを向上することができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、フォトレジスト膜厚測定装置
を有することにより、ウエハ上に塗布されたフォトレジ
スト膜厚の変動にかかわらずとウエハ上に形成されるフ
ォトレジストパターンを所望する寸法で形成することが
でき、半導体装置の品質と歩留りを向上させる半導体装
置製造に用いられる露光方法及び露光装置を実現できる
ものである。
を有することにより、ウエハ上に塗布されたフォトレジ
スト膜厚の変動にかかわらずとウエハ上に形成されるフ
ォトレジストパターンを所望する寸法で形成することが
でき、半導体装置の品質と歩留りを向上させる半導体装
置製造に用いられる露光方法及び露光装置を実現できる
ものである。
【図１】本発明の第１の実施例における露光装置の要部
の一例を示す構成図
の一例を示す構成図
【図２】フォトレジスト膜厚とフォトレジストパターン
寸法の関係の一例を示す図
寸法の関係の一例を示す図
【図３】露光量とフォトレジストパターン寸法の関係の
一例を示す図
一例を示す図
【図４】第１の実施例における膜厚測定装置の要部の一
例を示す構成図
例を示す構成図
【図５】第１の実施例における膜厚測定用パターンの一
例を示す図
例を示す図
【図６】第１の実施例における膜厚測定用パターンの一
例を示す図
例を示す図
【図７】本発明のの第２の実施例の露光方法の要部の一
例を示す構成図
例を示す構成図
【図８】従来の露光装置および露光方法の要部の一例を
示す構成図
示す構成図
１１ 光源 １２ 楕円鏡 １３ コールドミラー １４ シャッター １５ フライアイレンズ １６ 反射鏡 １７ コンデンサレンズ １８ レチクル １９ マスクパターン ２０ 投影レンズ ２１ ウエハ ２２ フォトレジスト ２３ ウエハステージ ３０ 膜厚測定装置 ３１ 記憶装置 ３２ マイクロコンピュータ ３３ シャッター制御装置 ３４ 膜厚測定用パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ 9122−2Ｈ
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板上に塗布されたレジストの膜厚
を測定する工程と、あらかじめ求めたレジストパターン
の特性と前記測定された膜厚とから適正な露光量を算出
する工程と、前記露光量で露光する工程を有することを
特徴とする露光方法。 - 【請求項２】光源から放出された光が、レチクルを介し
て照射される半導体基板と、前記半導体基板への前記光
の照射時間を調整するシャッターと、前記半導体基板に
形成されたレジストと、前記半導体基板を移動させるス
テージと、前記レジストの膜厚を測定する膜厚測定装置
と、少なくとも前記レジストのパターン寸法との関係を
記憶する記憶装置と、前記膜厚測定装置と前記記憶装置
とから適正な露光量を得るマイクロコンピューターと、
前記適正な露光量に合わせて前記シャッターを制御する
シャッター制御装置とを備えたことを特徴とする露光装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4178046A JPH0620913A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 露光方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4178046A JPH0620913A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 露光方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620913A true JPH0620913A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16041653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4178046A Pending JPH0620913A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 露光方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620913A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010803A1 (fr) * | 2001-07-26 | 2003-02-06 | Seiko Epson Corporation | Dispositif d'exposition, procede d'exposition, procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteur, dispositif electro-optique, et equipement electronique |
| JP2003151893A (ja) * | 2001-11-19 | 2003-05-23 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理ユニット、基板処理装置及び基板処理方法 |
| KR100558508B1 (ko) * | 1999-10-25 | 2006-03-07 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판의 처리시스템 및 기판의 처리방법 |
| JP2009290210A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Asml Netherlands Bv | 基板内の欠陥を判定する方法およびリソグラフィプロセスにおいて基板を露光するための装置 |
| WO2010067484A1 (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-17 | パナソニック株式会社 | 半導体基板の露光方法及び半導体装置製造システム |
| JP2010171219A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Ushio Inc | 光源装置および当該光源装置を備える露光装置 |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP4178046A patent/JPH0620913A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100558508B1 (ko) * | 1999-10-25 | 2006-03-07 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판의 처리시스템 및 기판의 처리방법 |
| WO2003010803A1 (fr) * | 2001-07-26 | 2003-02-06 | Seiko Epson Corporation | Dispositif d'exposition, procede d'exposition, procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteur, dispositif electro-optique, et equipement electronique |
| JPWO2003010803A1 (ja) * | 2001-07-26 | 2004-11-18 | セイコーエプソン株式会社 | 露光装置、露光方法、半導体装置の製造方法、電気光学装置、及び電子機器 |
| JP4861605B2 (ja) * | 2001-07-26 | 2012-01-25 | セイコーエプソン株式会社 | 露光装置 |
| JP2003151893A (ja) * | 2001-11-19 | 2003-05-23 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理ユニット、基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2009290210A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Asml Netherlands Bv | 基板内の欠陥を判定する方法およびリソグラフィプロセスにおいて基板を露光するための装置 |
| US8345231B2 (en) | 2008-05-30 | 2013-01-01 | Asml Netherlands B.V. | Method of determining defects in a substrate and apparatus for exposing a substrate in a lithographic process |
| WO2010067484A1 (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-17 | パナソニック株式会社 | 半導体基板の露光方法及び半導体装置製造システム |
| JP2010171219A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Ushio Inc | 光源装置および当該光源装置を備える露光装置 |
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