DE69110369T2 - Überwachungsmethode von latenten Photolack-Bildern. - Google Patents

Überwachungsmethode von latenten Photolack-Bildern.

Info

Publication number
DE69110369T2
DE69110369T2 DE69110369T DE69110369T DE69110369T2 DE 69110369 T2 DE69110369 T2 DE 69110369T2 DE 69110369 T DE69110369 T DE 69110369T DE 69110369 T DE69110369 T DE 69110369T DE 69110369 T2 DE69110369 T2 DE 69110369T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
resist
latent image
pulsed
exposure
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 - Fee Related
Application number
DE69110369T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69110369D1 (de
Inventor
Konstantinos Petros Giapis
Richard Alan Gottscho
Christian Astor Green
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AT&T Corp filed Critical AT&T Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69110369D1 publication Critical patent/DE69110369D1/de
Publication of DE69110369T2 publication Critical patent/DE69110369T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • 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
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70653Metrology techniques
    • G03F7/70675Latent image, i.e. measuring the image of the exposed resist prior to development
    • 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
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30Imagewise removal using liquid means
    • G03F7/3021Imagewise removal using liquid means from a wafer supported on a rotating chuck
    • G03F7/3028Imagewise removal using liquid means from a wafer supported on a rotating chuck characterised by means for on-wafer monitoring of the processing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/146Laser beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein photolithographisches Verfahren
  • Hintergrund der Erfindung
  • Photolithographische Verfahren, bei denen Photoresists verwendet werden, sind für die Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie z.B. von integrierten Schaltkreisen, von beträchtlicher kommerzieller Bedeutung. Bei der Herstellung von Halbleitern wird typischerweise ein Halbleiterwerkstück, wie z.B. ein mit einer Oxidschicht überzogener Siliciumwafer, mit einer dünnen Schicht eines Photoresits beschichtet. Nun werden ausgewählte Bereiche des mit dem Resist beschichteten Wafers belichtet, indem man Licht durch eine Maske auf den Wafer fallen läßt. Da das Photoresist photosensitiv ist, entsteht in der Resistschicht ein dem Belichtungsmuster entsprechendes latentes Bild. Dieses latente Bild wird nun entwickelt, so daß auf dem darunterliegenden Wafer eine Resistmaske entsteht. Aufgrund dieser Maske sind lediglich ausgewählte Bereiche des Wafers einer chemischen Reaktion, wie z.B. einem Ätzen der Oxidbeschichtung, oder einer Datierung, wie z.B. einer Ionenimplantation, zugänglich.
  • Es gibt zwei verbreitete Arten von Photoresists: positiv arbeitende und negativ arbeitende. Ein positiv arbeitendes Resist wird in einem Entwickler löslicher, nachdem es ultraviolettem Licht ausgesetzt war, so daß belichtete Bereiche weggewaschen werden. Im Unterschied hierzu wird ein negatives Resist nach einer Belichtung weniger löslich, so daß die nicht belichteten Bereiche weggewaschen werden.
  • Da sich die Halbleitertechnologie zu immer kleineren Bauelementen hin entwickelt, wird die Überwachung und die Feinregulierung der Resistbelichtung immer wichtiger. Bei positiven Resists führt eine Unterbelichtung zu einer übermäßigen Verbreiterung feiner Linien. Bei der Herstellung leitender Bereiche eines integrierten Schaltkreises kann eine Unterbelichtung zudem zu einer Begrenzung der kleinsten Abmessungen führen und sogar unerwünschte Kürzschlüsse verursachen. Durch eine Überbelichtung können entsprechend unerwünschte offene Stromkreise entstehen.
  • Zur besseren Steuerung des Belichtungsverfahrens wurde vorgeschlagen, die Bildung latenter Bilder in dem Photoresist durch Überwachung des von dem latenten Bild eines Beugungsmusters gestreuten Lichtes zu überwachen. Es wurden vorläufige Ergebnisse berichtet, bei denen ein kontinuierlicher, roter Heliumneonlaser verwendet wurde, um die Bildung eines 1,7 um Gitters zu überwachen. Das entstehende latente Bild wirkt in zunehmenden Maße als Beugungsgitter, das beim Beugungswinkel erster Ordnung einen Peak aufweist. Das Photoresist, das durch eine UV- Strahlungsquelle bestrahlt wird, absorbiert kein rotes Laserlicht.
  • Dieser experimentelle Ansatz trifft jedoch auf technische Schwierigkeiten bei den kleineren Abmessungen der Technologie an vorderster Front. Wenn sich die Linienbreite dem Submikronbereich nähert, muß sowohl der Gitterabstand des Testgitters als auch die Wellenlänge des Lasers immer kleiner werden. Die Wellenlänge muß insbesondere kleiner sein als der doppelte Gitterabstand. Bei vielen Resists wird jedoch Licht mit einer solch kurzen Wellenlänge zunehmend durch das Resist absorbiert, wodurch in dem Photoresist Streubilder entstehen, die sich mit dem zu überwachenden Parameter überlagern.
  • Wenn die Intensität der Überwachungsstrahlung auf einen Pegel verringert wird, bei dem das Photoresist nicht mehr belichtet wird, verringert sich zudem das Signal- Rauschverhältnis. Infolgedessen ist es außerordentlich schwer, aus dem gebeugten Strahl nützliche Informationen abzuleiten. Es ist daher ein neuer Ansatz erforderlich.
  • In den Patent Abstracts of Japan, Band 12, Nr. 395 (E671) vom 20. Oktober 1988 und in der JP-A-63 136 625 wird ein Verfahren zur Schaffung eines qualitativ hochwertigen Halbleiterelementes offenbart. Das Substrat wird hierbei mit einem Photoresist beschichtet. Nach Beendigung der Belichtung wird das Bild während des Entwicklungsschrittes überwacht.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren gemäß Anspruch 1 geschaffen.
  • Die Anmelder der vorliegenden Erfindung haben entdeckt, daß latente Bilder in einem Photoresist, einschließlich solcher Bilder, die im Submikronbereich liegen, während der Belichtung überwacht werden können. Genauer ausgedrückt wird ein Werkstück, dessen Oberfläche mit einem Photoresist beschichtet ist, mittels eines ultravioletten Lichtmusters belichtet. Bei der Belichtung wird ein gepulster Strahl aus monochromatischem Licht auf den von dem ultravioletten Licht bestrahlten Bereich gerichtet. Das von dem bestrahlten Bereich gebeugte Licht des gepulsten Strahls wird selektiv nachgewiesen. Dieses Verfahren ermöglicht die Verwendung eines Strahls ausreichend hoher Intensität, um nützliche Informationen bezüglich der im Submikronbereich liegenden Bilder abzuleiten, wobei die Gesamtbelichtungsstärke unterhalb der zur Erzeugung von Streubildern in dem Resist erforderlichen Belichtungsstärke liegt. Für eine vorgegebene Anwendung läßt sich die optimale Belichtung mit dem Peak der gestreuten Lichtintensität als Funktion der Zeit korrelieren, wodurch die Möglichkeit zur automatischen Belichtungssteuerung geschaffen wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Vorteile, das Wesen und verschiedene zusätzliche charakteristische Eigenschaften der Erfindung ergeben sich etwas besser aus der Betrachtung der Ausführungsbeispiele, die nun in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 ein Flußdiagramm, in dem die einzelnen Schritte eines bevorzugten Verfahrens zur erfindungsgemäßen Überwachung latenter Bilder dargestellt sind;
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, mit der sich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung latente Bilder in einem Resist überwachen lassen;
  • Fig. 3 eine graphische Darstellung, in der für die Vorrichtung gemäß Fig. 1 die Intensität als Funktion des Streuwinkels qualitativ aufgetragen ist;
  • Fig. 4 eine graphische Darstellung in der für die Überwachungsvorrichtung gemäß Fig. 1 die Intensität des Beugungspeaks als Funktion der Belichtungszeit qualitativ dargestellt ist; und
  • Fig. 5 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die bei der Herstellung eines Halbleiterlasers mit verteilter Rückkopplung verwendet wird.
  • Es sei bemerkt, daß diese Figuren lediglich dazu dienen, die Konzepte der Erfindung zu veranschaulichen und daher nicht maßstabsgerecht sind.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Fig. 1 zeigt ein Flußdiagramm, in dem die einzelnen Schritte eines bevorzugten Verfahrens zur erfindungsgemäßen Überwachung latenter Bilder in einem Photoresist dargestellt sind. Wie zu erkennen ist, besteht der erste Schritt darin, ein mit einem Resist beschichtetes Werkstück, wie z.B. einen herkömmlichen Siliciumwafer, dessen Hauptoberfläche mit einer dünnen Schicht aus einem aufgeschleuderten Photoresist beschichtet ist, bereitzustellen. Bei dem Photoresist kann es sich um ein herkömmliches, kommerziell erhältliches Resist, wie z.B. das von der Shipley Co., Inc., Newton, Mass., vertriebene Microposit S-1400-3-Photoresist handeln. Die Resistschicht weist typischerweise eine gleichemäßige Dicke im Bereich von ein paar hundert bis ein paar tausend Å auf (1 Å = 0,1 nm).
  • Der in Fig. 1 dargestellte nächste Schritt besteht darin, durch Belichtung des Werkstückes mit einem Lichtmuster ein latentes Bild in dem Photoresist zu erzeugen. Das Licht liegt typischerweise im UV-Bereich, wobei die Wellenlänge einige tausend Å beträgt. Das Licht wird mittels einer Projektion durch eine Maske in einem gewünschten Muster auf das Werkstück projiziert, um ein gewünschtes Muster in dem Werkstück selektiv zu belichten. Bei einem alternativ verwendeten Verfahren zur Herstellung eines Beugungsgitters wird das Werkstück beispielsweise dadurch mit einem Lichtmuster belichtet, daß auf dem Werkstück ein Interferenzmuster erzeugt wird. Typische Belichtungszeiten liegen im Bereich von einigen Minuten. Sie können auch weniger als eine Minute betragen. Bei anderen Verfahren, die bei Fachleuten bekannt sind, können die latenten Bilder durch einen Abtastlaserstrahl oder durch einen Abtastelektronenstrahl gebildet werden.
  • Der nächste Schritt, der gleichzeitig mit der Belichtung durchgeführt werden kann, besteht darin, einen gepulsten Strahl aus monochromatischem Licht auf den belichteten Bereich des Werkstückes zu richten. Der gepulste Überwachungsstrahl weist eine Wellenlänge auf, die geringer ist als der kleinste doppelte Gitterabstand des belichteten Musters. Das Tastverhältnis, der Strahlquerschnitt und die Strahlintensität werden bezogen auf das Absorptionsspektrum des Photoresists so gewählt, daß die Gesamtbelichtung durch den Überwachungsstrahl wesentlich geringer ist als eine Belichtung, die in dem Resist ein entwicklungsfähiges Bild erzeugen würde. Bei typischen Anwendungen zur Überwachung von Gitterlinien im Submikronbereich kann es sich bei der Strahlquelle um einen 0,2 uJ Farbstofflaser mit einer Wellenlänge von 2600 Å, einer Pulsdauer von 10 ns, einem Tastverhältnis von 2 x 10&supmin;&sup7; und einem Querschnitt von 1 cm² handeln. Bei diesen Parametern kann der Strahl zur Überwachung des Resists während einer Belichtungsdauer von mehreren Minuten verwendet werden, wobei weniger als 10% der Belichtungsstärke zur Verfügung stehen, die zur Erzeugung einer entwickelten Linie erforderlich ist.
  • Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird das von dem belichteten Bereich des Werkstückes gebeugte Licht des Überwachungsstrahls selektiv nachgewiesen. Sowohl die Wellenlänge als auch die zeitliche Trennwirkung lassen sich beeinflussen. Die Detektoren können selektiv auf die Wellenlänge des Überwachungsstrahls ansprechen oder aber es können Lichtfilter vorgesehen sein, um Licht mit einer anderen Wellenlänge, wie z.B. das Belichtungslicht, auszufiltern. Zusätzlich hierzu wird die Quelle des gepulsten Überwachungsstrahls vorzugsweise über die Detektoren oder über ihre Ausgänge angesteuert, so daß die Detektoren entweder nur dann betrieben werden, wenn der Strahl "eingeschaltet ist" oder ihre Ausgangssignale nur dann gemessen werden, wenn der Strahl eingeschaltet ist.
  • Der letzte Schritt, der ebenfalls gleichzeitig mit der Belichtung stattfinden kann, besteht in einer Analyse der Eigenschaften des gebeugten Strahls, um ein Maß für das Ausmaß der Belichtung des Photoresists bereitzustellen. Solch eine Analyse kann durch einen Peakdetektor oder durch einen Detektor zur Bestimmung der Steigung bestimmt werden, die auf die normierte Beugungsintensität (normiert auf die einfallende oder auf die reflektierte Intensität) als Funktion der Zeit ansprechen. Wenn die normierte Beugungsintensität einen Maximalwert erreicht, nähert sich die Belichtung des Photoresists einem optimalen Wert.
  • Die praktische Verwirklichung dieses Verfahrens ergibt sich etwas deutlicher aus den Fig. 2 und 5, die Vorrichtungen zur erfindungsgemäßen Überwachung latenter Bilder in einem Resist darstellen. In Fig. 2 umfaßt die Vorrichtung einen gepulsten Laser 100 zur Erzeugung eines gepulsten kohärenten Lichtstrahles sowie eine (nicht dargestellte) Einrichtung, wie z.B. eine einstellbare Laserbefestigung, um den gepulsten Strahl auf einen vorher ausgewählten Bereich 111 der Resistschicht 110 zu richten, der latente Bilder 112 umfaßt. Die Bilder 112 können minimale Abmessungen von weniger als 1 um aufweisen. Bei typischen Anwendungen ist die Schicht 110 auf einem Substrat 120, wie z.B. auf einem Halbleiterwafer, angeordnet. Die latenten Bilder 112 werden durch Belichtung des Resists mit einem ultravioletten Licht aus einer Quelle 130 über eine Kollimationslinse 135 und einer Projektionsmaske 140 gebildet. Durch die Belichtung wird die Absorption und der Brechungsindex des belichteten Resists als Funktion der Belichtungszeit verändert, so daß ein nachweisbares latentes Bild entsteht.
  • Ein oder mehrere Detektoren 150a und 150b sind so angeordnet und ausgerichtet, daß sie das von dem Bereich 111 der Resistschicht 110 gestreute Licht des Lasers 100 empfangen. Einer der Detektoren 150A ist vorzugsweise so angeordnet, daß er das von dem Bereich 111 reflektierte Licht empfängt, während der andere Detektor 1508 so angeordnet ist, daß er das von dem Bereich 111 gebeugte Licht empfängt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Bereich 111 um einen Gitterbereich aus zueinander beabstandeten Linien, die einen gleichmäßigen Abstand S von weniger als 1 um aufweisen. Die Photoresistschicht 110 weist eine Dicke in der Größenordnung von einigen hundert Å auf, während die Wellenlänge des gepulsten Lasers 100 kleiner ist als der von Mittelpunkt-zu-Mittelpunkt gemessene doppelte Abstand zwischen den Linien S. Bei den Detektoren 150A und 150B handelt es sich vorzugsweise um Photomultiplier. Die Ausgangssignale der Detekoren 150A und 150B liegen bequemerweise an einem Vergleichsglied oder an einem Komparator 170 an, um entsprechend dem Verhältnis zwischen der gebeugten Intensität und der Intensität des Überwachungsstrahls ein normiertes Ausgangssignal zu erzeugen, wenn der Strahl "eingeschaltet" ist. Um dieses Ergebnis zu erreichen, wird der Laser 100 entsprechend den aus dem Stand der Technik bekannten Ansteuerungsverfahren vorzugsweise über den Leiter 160 durch die Schaltung 170 angesteuert, so daß die Meßwerte nur während der Dauer der Laserpulse miteinander verglichen werden.
  • Die latenten Bilder 112, die aus einem Muster bestehen, das aus Veränderungen des optischen Brechungsindexes in der Resistschicht gebildet wird, wirken auf den Laserstrahl wie ein oder mehrere überlagerte Beugungsgitter, die eine charakteristische Verteilung der gestreuten Lichtintensität I als Funktion des Winkels φ bezüglich der Senkrechten erzeugen. Die gestreute Lichtintensität ist normalerweise eine Funktion der räumlichen Frequenz f=mλ/S=sinθ-sinφ, wobei S der Gitterabstand in Mikrometer ist, während θ und φ der Einfallswinkel bzw. der Streuwinkel ist. X ist die Laserwellenlänge in Mikrometer und m ist eine ganze Zahl, m=0, ±1, ±2, ..., die als Ordnungszahl bekannt ist. Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung, der die qualitativen Eigenschaften dieser Verteilung zu entnehmen sind. Das latente Bild besteht hierbei aus einer Vielzahl von gleichmäßig zueinander beabstandeten Linien, die ein einziges Gitter bilden. Wie zu erkennen ist, ist der Peak höchster Intensität der Reflexionspeak A, der dem Wert m=0 entspricht. Bei den zweithöchsten Peaks handelt es sich um die Beugungspeaks B erster Ordnung, die den Werten m=±1 entsprechen. In Abhängigkeit von der Wellenlänge des Laserstrahls im Vergleich zu dem Abstand der Linien können auch Beugungspeaks höherer Ordnung C, D, usw. erzeugt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das latente Bild mittels eines in einem flachen Winkel einfallenden Lichtstrahl, bei dem θ etwa 80º beträgt, überwacht.
  • Die Veränderungen der Absorption und des Brechungsindexes in den latenten Bilden verändern sich mit der Belichtung durch ultraviolettes Licht aus der Quelle 130. Durch die Veränderungen des Brechungsindexes verändert sich umgekehrt wiederum die Intensität des durch das latente Bildmuster gestreuten Lichts aus dem Laser 100. Diese Veränderung in der Intensität des gestreuten Lichtes kann dazu verwendet werden, das Ausmaß der Belichtung zu messen. Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung, der die qualitativen Eigenschaften der Intensität eines normierten Beugungspeaks, d.h. des Peaks B in Fig. 3, zu entnehmen sind, die für die Apparatur gemäß Fig. 2 als Funktion der Belichtungszeit dargestellt ist. Wie aus Fig. 4 zu erkennen ist, beginnt die Beugungsintensität im wesentlichen bei 0 und nimmt mit zunehmender Belichtungszeit bis zu einem Maximalwert zu. Anschließend fällt die Intensität mit zunehmender Belichtungszeit wieder ab. Es hat sich gezeigt, daß der Anfangsbereich, in dem die Intensität mit zunehmender Zeit anwächst, einer Unterbelichtung des Photoresists entspricht, während die maximale Intensität einer optimalen Belichtung entspricht. Der Bereich, in dem die Intensität mit zunehmender Zeit wieder abnimmt, entspricht einer Überbelichtung.
  • Das Verfahren gemäß Fig. 1 und die Vorrichtung gemäß Fig. 2 können mit geringfügigen Veränderungen dazu verwendet werden, um die Entwicklung eines belichteten Bildes in einem Photoresist zu überwachen. In diesem Fall ist das mit einem Resist beschichtete Werkstück bereits belichtet, so daß es anstatt durch ein Lichtmuster belichtet zu werden mit einem Entwickler, wie z.B. dem Shipley 352-Entwickler oder dem Shipley 452-Entwickler, behandelt wird, während gleichzeitig das sich entwickelnde Bild, wie zuvor beschrieben, überwacht wird.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung, die dazu verwendet wird, die Bildung einer im Submikronbereich liegenden Gitterstruktur zu überwachen, so wie sie typischerweise auf einem Halbleiterlaser mit verteilter Rückkopplung gebildet wird. Bei dieser Anordnung handelt es sich bei dem Substrat 220 typischerweise um einen Halbleiterlaser mit einem Heteroübergang, der eine dünne Resistschicht 210 von etwa 400 Å Dicke umfaßt. Das mit einem Resist beschichtete Substrat wird nicht mittels einer Maske, sondern stattdessen mittels eines Interferenzmusters mit veränderlicher Lichtintensität belichtet. Das beschichtete Substrat 220 ist insbesondere auf einer Halterung angeordnet, die winkelförmig zu einem Reflektor 225 versetzt ist. Sowohl der Reflektor als auch das Substrat werden durch monochromatisches UV-Licht aus einer mit einer Lochblende versehenen Quelle 230 bestrahlt, so daß das reflektierte Licht und das direkt einfallende Licht auf der Photoresistschicht ein Interferenzmuster 212 ausbilden. Bei der bevorzugten Anordnung beträgt die winkelförmige Versetzung zwischen dem Substrat 220 und dem Reflektor 225 900. Die mit einer Lochblende versehene Quelle 230 umfaßt vorzugweise einen HeCd-Laser 231 mit einer Wellenlänge von etwa 3250 A. Das auf dem Photoresist entstehende resultierende Interferenzmuster weist Intensitätspeaks auf, die durch einen Mittenabstand S von etwa 2500 Å voneinander getrennt sind. Durch eine nach der Entwicklung erfolgende optische Belichtung des Photoresists entsteht ein Muster aus Resistlinien, die eine Linienbreite zueinander beabstandet sind (d.h., daß die Gitterstruktur ein Tastverhältnis von 50% aufweist).
  • Die Belichtung des Resists wird in dieser Vorrichtung erfindungsgemäß durch einen gepulsten Laser 200 mit einer Wellenlänge von 2600 Å überwacht, von dem ein gepulster Strahl auf die Resistschicht 210 gerichtet wird. Bei dem Laser 200 handelt es sich vorzugsweise um einen 0,2 uJ-Laser mit einer Pulsdauer von etwa 10 ns und einem Strahlquerschnitt von 1 cm². Eine erste Detektoreinrichtung, wie z.B. der Photomultiplier 240A, ist so angeordnet, daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, das zu der reflektierten Lichtintensität proportional ist, während ein zweiter Photomultiplier 240B so angeordnet ist, daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, das proportional zu der Intensität des gebeugten Lichtes ist. Die Ausgangssignale der Detektoren 240A und 240B liegen an einem Vergleichsglied oder Komparator 270 an, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das proportional ist zu der normierten Beugungsintensität. Der Laser 200 wird vorzugsweise über den Leiter 260 durch die Schaltung 270 angesteuert, so daß die 5-Werte nur dann rniteinander verglichen werden, wenn der Laser 200 "eingeschaltet" ist. Das Ausgangssignal des Vergleichsgliedes oder Komparators kann an einer Peaknachweisschaltung 280 angeliegen, um den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem die normierte Beugungsintensität einen Maximalwert erreicht. Die Belichtung durch die Quelle 230 kann dann in Abhängigkeit von der Ermittlung des Maximalwertes automatisch beendet werden, um eine optimale Belichtung sicherzustellen. Nun wird das Resist entwickelt und das gewünschte Beugungsmuster wird durch aus dem Stand der Technik bekannte photolithographische Verfahren in das Substrat geätzt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Überwachen der Ausbildung eines latenten Bildes (112) in einer Resistschicht (110), umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Werkstücks (120) mit einer mit Resist (110) beschichteten Oberfläche, und Belichten des Resistes zum Ausbilden eines latenten Bildes in einem seiner Bereiche, wobei während der Belichtung ein Strahl (100) monochromatischen Lichtes auf den Bereich des Resists gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl gepulst wird, der Strahl ein Tastverhältnis, einen Strahlquerschnitt und eine Strahlintensität so hat, daß die gesamte Belichtung von dem gepulsten Strahl niedriger als diejenige ist, die ein entwickelbares Bild in dem Resist erzeugen würde, und wobei das Verfahren den Schritt des selektiven Erfassens von Licht (150B) von dem gepulsten Strahl, der aus dem Bereich (111) des Resistes gebeugt wird, um das latente Bild betreffende Information bereitzustellen, umfaßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei welchem Licht von dem gepulsten Strahl nur während Zeitdauern, während welcher der Strahl gepulst wird, selektiv erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
bei welchem die Energie pro Einheitsfläche des gepulsten Strahls monochromatischen Lichtes niedriger als 10 % der benötigten Energie für die Bereitstellung eines entwickelbaren Bildes in dem Fotoresist beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
bei welchem das latente Bild ausgebildet wird durch Belichten der Fotoresist-beschichteten Oberfläche mit einem Muster von Licht durch Projektion ultravioletten Lichtes durch eine Maske.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
bei welchem das latente Bild durch Belichten der Fotoresist-beschichteten Oberfläche mit einem Muster von Licht durch Bilden eines Interferenzmusters an der belichteten Oberfläche ausgebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Erfassens des Auftretens eines Spitzenwertes von gebeugter Lichtintensität als Funktion der Zeit.
7. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Beendens der Ausbildung des latenten Bildes beim Erfassen des Spitzenwertes von gebeugter Lichtintensität.
DE69110369T 1990-07-31 1991-07-22 Überwachungsmethode von latenten Photolack-Bildern. Expired - Fee Related DE69110369T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/560,712 US5124216A (en) 1990-07-31 1990-07-31 Method for monitoring photoresist latent images

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69110369D1 DE69110369D1 (de) 1995-07-20
DE69110369T2 true DE69110369T2 (de) 1996-02-29

Family

ID=24239024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69110369T Expired - Fee Related DE69110369T2 (de) 1990-07-31 1991-07-22 Überwachungsmethode von latenten Photolack-Bildern.

Country Status (4)

Country Link
US (2) US5124216A (de)
EP (1) EP0469765B1 (de)
JP (1) JPH0740584B2 (de)
DE (1) DE69110369T2 (de)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69032005T2 (de) * 1990-04-13 1998-09-17 Hitachi Ltd Verfahren zum Kontrollieren der Dicke einer Dünnschicht während ihrer Herstellung
US5124216A (en) * 1990-07-31 1992-06-23 At&T Bell Laboratories Method for monitoring photoresist latent images
US5674652A (en) * 1991-02-28 1997-10-07 University Of New Mexico Diffracted light from latent images in photoresist for exposure control
EP0502679B1 (de) 1991-03-04 2001-03-07 AT&T Corp. Herstellungsverfahren von integrierten Halbleiterschaltungen unter Anwendung von latenten Bildern
US5830611A (en) * 1992-03-05 1998-11-03 Bishop; Kenneth P. Use of diffracted light from latent images in photoresist for optimizing image contrast
US6709790B1 (en) * 1992-08-26 2004-03-23 Goodrich Corporation Method and apparatus for generating periodic structures in substrates by synthetic wavelength holograph exposure
GB9307239D0 (en) * 1993-04-07 1993-06-02 Nimbus Communications Int Ltd Method and apparatus for process control
DE4312812C2 (de) * 1993-04-20 2001-02-22 Deutsche Telekom Ag Verfahren und Anordnung zur Endpunkt-Bestimmung von Silylierungs-Prozessen belichteter Lacke für Maskierungen
US5516608A (en) * 1994-02-28 1996-05-14 International Business Machines Corporation Method for controlling a line dimension arising in photolithographic processes
JP3297545B2 (ja) * 1994-09-02 2002-07-02 キヤノン株式会社 露光条件及び投影光学系の収差測定方法
US5656182A (en) * 1995-02-21 1997-08-12 Lucent Technologies Inc. Process for fabricating a device in which the process is controlled by near-field imaging latent features introduced into energy sensitive resist materials
JPH0945604A (ja) * 1995-07-28 1997-02-14 Nec Corp 露光方法及び露光装置
US5988896A (en) * 1996-10-26 1999-11-23 Applied Science Fiction, Inc. Method and apparatus for electronic film development
US6069714A (en) 1996-12-05 2000-05-30 Applied Science Fiction, Inc. Method and apparatus for reducing noise in electronic film development
US6017688A (en) 1997-01-30 2000-01-25 Applied Science Fiction, Inc. System and method for latent film recovery in electronic film development
US6658144B1 (en) * 1997-05-23 2003-12-02 Micron Technology, Inc. Diffraction tomography for monitoring latent image formation
US6063530A (en) * 1997-06-23 2000-05-16 Siemens Aktiengesellschaft Control of critical dimensions through measurement of absorbed radiation
WO1999043149A1 (en) 1998-02-23 1999-08-26 Applied Science Fiction, Inc. Progressive area scan in electronic film development
EP0947881B1 (de) * 1998-03-30 2004-10-27 Infineon Technologies AG Regelung kritischer Abmessungen
EP0985977A1 (de) * 1998-09-11 2000-03-15 Lucent Technologies Inc. Analyse von latenten Bildern bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen
TW401587B (en) * 1998-10-02 2000-08-11 United Microelectronics Corp Method for monitoring the dosage/focus/leveling
US6552776B1 (en) 1998-10-30 2003-04-22 Advanced Micro Devices, Inc. Photolithographic system including light filter that compensates for lens error
US6594041B1 (en) 1998-11-20 2003-07-15 Applied Science Fiction, Inc. Log time processing and stitching system
US6404516B1 (en) 1999-02-22 2002-06-11 Applied Science Fiction, Inc. Parametric image stitching
US6781620B1 (en) 1999-03-16 2004-08-24 Eastman Kodak Company Mixed-element stitching and noise reduction system
AU6202100A (en) 1999-06-29 2001-01-31 Applied Science Fiction, Inc. Slot coating device for electronic film development
EP1232418B1 (de) 1999-08-17 2004-10-13 Eastman Kodak Company Verfahren und gerät zur benutzung von eichungszonen bei elektronischer filmbearbeitung
JP2001168159A (ja) * 1999-12-03 2001-06-22 Sony Corp 検査装置及び検査方法
AU2054401A (en) * 1999-12-17 2001-06-25 Applied Science Fiction, Inc. Method and system for selective enhancement of image data
US6788335B2 (en) 1999-12-30 2004-09-07 Eastman Kodak Company Pulsed illumination signal modulation control & adjustment method and system
AU2463501A (en) * 1999-12-30 2001-07-24 Applied Science Fiction, Inc. Methods and apparatus for transporting and positioning film in a digital film processing system
US20010030685A1 (en) * 1999-12-30 2001-10-18 Darbin Stephen P. Method and apparatus for digital film processing using a scanning station having a single sensor
WO2001050194A1 (en) 1999-12-30 2001-07-12 Applied Science Fiction, Inc. System and method for digital film development using visible light
US6707557B2 (en) 1999-12-30 2004-03-16 Eastman Kodak Company Method and system for estimating sensor dark current drift and sensor/illumination non-uniformities
US6965692B1 (en) 1999-12-30 2005-11-15 Eastman Kodak Company Method and apparatus for improving the quality of reconstructed information
US6864973B2 (en) 1999-12-30 2005-03-08 Eastman Kodak Company Method and apparatus to pre-scan and pre-treat film for improved digital film processing handling
AU2465001A (en) 1999-12-30 2001-07-16 Applied Science Fiction, Inc. System and method for digital color dye film processing
WO2001050193A1 (en) 1999-12-30 2001-07-12 Applied Science Fiction, Inc. Improved system and method for digital film development using visible light
US6554504B2 (en) 1999-12-30 2003-04-29 Applied Science Fiction, Inc. Distributed digital film processing system and method
US6813392B2 (en) 1999-12-30 2004-11-02 Eastman Kodak Company Method and apparatus for aligning multiple scans of the same area of a medium using mathematical correlation
US6447178B2 (en) 1999-12-30 2002-09-10 Applied Science Fiction, Inc. System, method, and apparatus for providing multiple extrusion widths
WO2001050192A1 (en) * 1999-12-31 2001-07-12 Applied Science Fiction, Inc. Digital film processing method
US6475711B1 (en) 1999-12-31 2002-11-05 Applied Science Fiction, Inc. Photographic element and digital film processing method using same
WO2001095028A2 (en) 2000-02-03 2001-12-13 Applied Science Fiction Method and system for self-service film processing
US20010040701A1 (en) * 2000-02-03 2001-11-15 Edgar Albert D. Photographic film having time resolved sensitivity distinction
US6619863B2 (en) 2000-02-03 2003-09-16 Eastman Kodak Company Method and system for capturing film images
AU2001238039A1 (en) 2000-02-03 2001-08-14 Applied Science Fiction Method, system and software for signal processing using sheep and shepherd artifacts
WO2001057796A2 (en) 2000-02-03 2001-08-09 Applied Science Fiction Method, system, and software for signal processing using pyramidal decomposition
AU2001238021A1 (en) 2000-02-03 2001-08-14 Applied Science Fiction Match blur system and method
US6599036B2 (en) 2000-02-03 2003-07-29 Applied Science Fiction, Inc. Film processing solution cartridge and method for developing and digitizing film
US6429667B1 (en) * 2000-06-19 2002-08-06 International Business Machines Corporation Electrically testable process window monitor for lithographic processing
US20060182337A1 (en) * 2000-06-28 2006-08-17 Ford Benjamin C Method and apparatus for improving the quality of reconstructed information
US6635412B2 (en) * 2000-07-11 2003-10-21 Martin A. Afromowitz Method for fabricating 3-D structures with smoothly-varying topographic features in photo-sensitized epoxy resists
US20020118402A1 (en) * 2000-09-19 2002-08-29 Shaw Timothy C. Film bridge for digital film scanning system
JP2004517384A (ja) * 2000-09-21 2004-06-10 アプライド・サイエンス・フィクション 動的な画像訂正および画像システム
US20020146171A1 (en) * 2000-10-01 2002-10-10 Applied Science Fiction, Inc. Method, apparatus and system for black segment detection
US6888997B2 (en) * 2000-12-05 2005-05-03 Eastman Kodak Company Waveguide device and optical transfer system for directing light to an image plane
AU2002240344A1 (en) 2001-02-09 2002-08-28 Eastman Kodak Company Digital film processing solutions and method of digital film processing
US6805501B2 (en) 2001-07-16 2004-10-19 Eastman Kodak Company System and method for digital film development using visible light
US7263240B2 (en) * 2002-01-14 2007-08-28 Eastman Kodak Company Method, system, and software for improving signal quality using pyramidal decomposition
DE10245128A1 (de) 2002-09-27 2004-04-08 Infineon Technologies Ag Fotoempfindlicher Lack zum Beschichten eines Substrates und Verfahren zum Belichten des mit dem Lack beschichteten Substrates
WO2005079061A1 (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Sony Corporation 画像処理装置と画像処理方法およびプログラム
US8237138B2 (en) 2005-09-08 2012-08-07 X-Rite, Inc. Systems and method for optical scatter imaging of latent image plates
EP1934653A2 (de) 2005-09-08 2008-06-25 X-Rite, Inc. Einrichtungen und verfahren zum targeting von druckplatten und zur messung der punktabdeckung darauf
US8184264B2 (en) 2008-12-01 2012-05-22 Micron Technologies, Inc. Calibration methods and devices useful in semiconductor photolithography

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142107A (en) * 1977-06-30 1979-02-27 International Business Machines Corporation Resist development control system
JPS5851514A (ja) * 1981-09-22 1983-03-26 Toshiba Corp ウエハ露光方法及びその装置
EP0155000B1 (de) * 1984-03-16 1991-08-14 Sharp Kabushiki Kaisha Verfahren zur Herstellung eines optischen Speicherelements
JPS61201427A (ja) * 1985-03-04 1986-09-06 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 位置ずれ検出方法
US4851311A (en) * 1987-12-17 1989-07-25 Texas Instruments Incorporated Process for determining photoresist develop time by optical transmission
US5124216A (en) * 1990-07-31 1992-06-23 At&T Bell Laboratories Method for monitoring photoresist latent images

Also Published As

Publication number Publication date
US5288572A (en) 1994-02-22
EP0469765B1 (de) 1995-06-14
US5124216A (en) 1992-06-23
EP0469765A1 (de) 1992-02-05
JPH0740584B2 (ja) 1995-05-01
DE69110369D1 (de) 1995-07-20
JPH04312947A (ja) 1992-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69110369T2 (de) Überwachungsmethode von latenten Photolack-Bildern.
DE69020484T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Beschreibung von fotolithografischen Systemen.
DE10059268C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Koppelgitters für einen Wellenleiter
EP0203215B1 (de) Verfahren zur Reparatur von Transmissionsmasken
DE69435070T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer photolithographischen Maske
DE10346561B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Photomaske mit einer Transparenzeinstellschicht
DE2825546A1 (de) Verfahren zur ueberwachung des entwicklungsfortgangs bei einer photolackschicht
DE2260229C3 (de)
DE10142316A1 (de) Halbleiterstruktur und Verfahren zur Bestimmung kritischer Dimensionen und Überlagerungsfehler
DE102008019341A1 (de) Verfahren zur Analyse von Masken für die Photolithographie
DE4430253C2 (de) Verkleinerndes Musterprojektionsgerät mit einem Raumfilter
DE10142317B4 (de) Vorrichtung zur Bestimmung eines Überlagerungsfehlers und kritischer Dimensionen in einer Halbleiterstruktur mittels Streuungsmessung
DE4136698A1 (de) Musterdefekt-nachweiseinrichtung und raeumliches frequenzfilter zur verwendung in dieser
DE3735154A1 (de) Verfahren und einrichtung zum ermitteln der lage eines objektes
DE69838564T2 (de) Detektor mit mehreren Öffnungen für die Photolithographie
DE4334084A1 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung eines mehrfachen holografischen Elements
EP0040704B1 (de) Verfahren zur Moiré-metrischen Prüfung
DE69115999T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Maskenmusters
DE68926721T2 (de) Verfahren und Gerät zur Charakterisierung von optischen Systemen
DE2948646A1 (de) Automatisch arbeitende vorrichtung zum ausrichten einer photomaske
WO2007121990A1 (de) Projektionsbelichtungssystem und verwendung desselben
DE102004010363B4 (de) Verfahren zur Bestimmung einer örtlichen Variation des Reflektions- oder Transmissionsverhaltens über die Oberfläche einer Maske
DE10338048A1 (de) Phasenverschiebungsmaske, Verfahren zumBilden eines Musters mit einer Phasenverschiebungsmaske, Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Vorrichtung
DE1572868A1 (de) Einrichtung zur Erzeugung mehrerer Abbildungen
DE19857094B4 (de) Verfahren zum Verringern/zum lokalen Verringern eines Resistmusters in einer Hableitervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: BLUMBACH, KRAMER & PARTNER, 65193 WIESBADEN

8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee