EP0000170B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Entwicklungs-oder Ätzprozessen - Google Patents

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EP0000170B1
EP0000170B1 EP78100197A EP78100197A EP0000170B1 EP 0000170 B1 EP0000170 B1 EP 0000170B1 EP 78100197 A EP78100197 A EP 78100197A EP 78100197 A EP78100197 A EP 78100197A EP 0000170 B1 EP0000170 B1 EP 0000170B1
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light
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Holger Moritz
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/02—Local etching
    • 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
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling development or etching processes according to the preamble of claim 1 and a device for controlling development and etching processes according to the preamble of claim 9.
  • the deterioration of the tolerances that occurs during a development or etching process can be explained, among other things, by the fact that the illuminance in the edge zones of an exposed area, for example a linear area, is generally much lower than in the middle, even with the most precise illumination.
  • the. Illuminance as a function of the distance from the center of the line does not have a rectangular course or a gradual decrease towards the line edges, which has the consequence that the width of the areas exposed by a development or an etching has a strong dependence on the development or etching time .
  • Even with an approximately rectangular course of the exposure profiles the width of the exposed areas beyond the exposed areas can in some circumstances be significantly increased by so-called "under-etching".
  • the above-mentioned high demands on the accuracy of the developed or etched patterns are further increased by the fact that a large number of exposures are required in successive process steps when producing an integrated circuit.
  • the development of the exposed photoresist layer is usually controlled by precisely observing a development time determined by test series to be carried out beforehand.
  • a number of other parameters such as concentration, purity and temperature of the developer, as well as the nature, purity and thickness of the lacquer layers, but above all the illuminance during the exposure of the photoresist layers, can have a major influence on the thickness of the exposed lines Despite the most precise process monitoring, errors cannot be excluded with the necessary certainty.
  • a method for the contactless measurement of the distance between two edges, which can also be used for ongoing process monitoring, is described in US Pat. No. 3,957,376.
  • the edges to be measured which can be, for example, the boundary lines of a conductor track on a semiconductor circuit, are irradiated with parallel monochromatic light and the optical diffraction figure that is created at the edges is evaluated.
  • the entire diffraction image is scanned with the aid of a chain of photodetectors and the zeros of the diffraction are determined.
  • the outlay in terms of apparatus for carrying out this method is considerable, since both a larger number of photodetectors and a complicated evaluation circuit are required for unequivocally determining the position and the type of the zeros.
  • the invention is based on the object of a method for monitoring and controlling Specify development and / or etching processes, with the help of which it is possible, with little technical effort, to abort the development or etching process when there are precisely defined line widths and thus to be able to largely compensate for errors occurring during the exposure. This object is achieved by the invention described in claim 1.
  • the method according to the invention has the advantage that instead of a series of very exact measurements required for carrying out a development or etching process, only the intensity of one or more diffraction orders has to be measured. On the basis of this measurement, only a single parameter, for example the development time, then has to be changed in order to make changes to one or more of the above-mentioned parameters harmless. Instead of measuring and controlling a large number of parameters, only the measurement of a light intensity and the control of a single parameter are required.
  • the width of the exposed area of the semiconductor die 6 will be the same as the width of the transparent area of the mask 4.
  • this experimentally determined development time only applies if all other parameters, namely the intensity of the exposure, the duration of the exposure, the concentration, purity and temperature of the developer and the composition, purity and thickness of the photoresist layer can be kept constant with great accuracy . If the development time is increased further or the parameters listed above change in a certain direction, the exposed area of the semiconductor die 6 will gradually take up the large area between the lines 13 and 14 and, for some photoresists, after a further extension of the development time by " Undercutting "of the lacquer layer become even larger.
  • FIG. 2 a simple embodiment of the invention is shown schematically and in Fig. 3 a section of Fig. 2 is shown in perspective.
  • the apparatus bestreht from a vessel 15, in which a developer 16 is brought sub '*'.
  • a developer 16 In the developer 16 there is a semiconductor wafer 6 coated with a photoresist layer, which was exposed using the method illustrated in FIG. 1.
  • the central region of the semiconductor wafer, designated by G, and the photoresist layer thereon were exposed to a pattern consisting of a number of lines having predetermined widths and distances from one another.
  • the width of the lines and the distances between the individual lines of the grid generally correspond to the mean width of the lines and the distances between the lines in the areas S. However, these widths and distances can also be greater than the widths and distances of the lines in the area S can be selected.
  • a light source 18 is provided for generating a monochromatic collimated light beam 19, which falls through a window 17 of the vessel 15 onto the region G of the semiconductor wafer exposed with a lattice structure.
  • the device further consists of two light detectors 22 and 23, which lie in the direction of the second and third diffraction orders of the radiation 19 falling on the grating formed in region G by the development.
  • the locations of the light detectors 22 and 23 are a unique function of the lattice constant g of the lattice formed in the region G. While the position of the diffraction orders at a given direction and at a given wavelength of the radiation 19 is a clear function of the grating constant g, that is to say independent of the process, the intensity of these diffraction orders is a clear function of the width of the line areas exposed by the development process. If, during the development process, the width b of the areas between the grating lines exposed by the development process is equal to half the grating constant g, i.e. the line spacings are equal to the line widths, the intensity of the second-order diffraction maximum becomes O, as is known from diffractive optics.
  • the intensity of the second diffraction order does not become 0 in practice, but passes through a minimum.
  • the course of this intensity is shown schematically in FIG. 4 as a function of the development time.
  • an optimal grating constant can be determined experimentally, in which the minimum of certain diffraction orders is a clear criterion for the completion of the development process for the exposed circuit pattern. If the circuit patterns transferred by exposure of the photoresist layer have very large line widths and line spacings, it may be expedient to make the lattice constant smaller and thereby increase the sensitivity of the display.
  • the development process has progressed far enough and the grating exposed in the region G begins to form gradually, no light will initially be present in the region of the direction of the second diffraction order, as indicated in FIG. 4, for example by the beam 20.
  • the intensity in the region of the second diffraction order will increase very rapidly, and then decrease again rapidly.
  • the width of the exposed areas is equal to half the lattice constant, a minimum is reached. As the etching process continues, the width of the exposed areas becomes greater than half the grating constant, so that the intensity of the radiation gradually increases in the area of the second diffraction order.
  • This course of the intensity of the second diffraction order is converted by the light detector 22 into electrical signals which are transmitted via a line 24 to an evaluation circuit 26.
  • the evaluation circuit 26 is designed such that when certain intensity values in the range of one or more diffraction orders are reached, a signal which ends the development process occurs on an output line 27.
  • the invention is of course not limited to patterns transmitted by masks or other physical templates to be reproduced. Rather, it can also be used in connection with patterns generated by so-called “art work” generators, which can be designed, for example, as light or electron beam recorders.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Entwicklungsoder Ätzprozessen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Steuerung von Entwicklungs-und Ätzprozessen nach dem Oberbegriff von Anspruch 9.
  • Bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen werden Halbleiterplättchen mit einer Photolackschicht überzogen und anschließend mit Hilfe von Masken mit einem meist sehr komplizierten und sehr fein strukturierten Muster belichtet. Wegen der immer höher werdenden Packungsdichten und weil die elektrischen Eigenschaften der das Endprodukt bildenden integrierten Schaltkreise in hohem Maße von der genauen Einhaltung der vorgegebenen Linienbreiten und Linienabstände der übertragenen Lichtmuster abhängig sind, werden an die Präzision der verwendeten Masken und an die während des Belichtungsvorganges einzuhaltenden Parameter höchste Anforderungen gestellt. Es hat sich gezeigt, daß die bei der Übertragung der Lichtmuster auftretenden, meist sehr engen Toleranzen durch den Entwicklungsvorgang und durch einen unter Umständen sich anschließenden Ätzvorgang in vielen Fällen so verschlechtert werden, daß die nach diesem Verfahren erzeugten integrierten Schaltkreise nur zu einem geringen Prozentsatz verwendbar sind. Die während eines Entwicklungs- oder Ätzvorganges eintretende Verschlechterung der Toleranzen ist unter anderem damit zu erklären, daß die Beleuchtungsstärke in den Randzonen eines belichteten Bereiches, beispielsweise eines linienförmigen Bereiches, selbst bei exaktester Ausleuchtung in der Regel wesentlich niedriger ist als in der Mitte. Das hat zur Folge, daß die. Beleuchtungsstärke als Funktion des Abstandes von der Linienmitte nicht einen rechteckförmigen Verlauf sodern einen allmählichen Abfall zu den Linienrändern hin aufweist, was zur Folge hat, da die Breite der durch eine Entwicklung oder eine Ätzung freigelegten Bereiche eine starke Abhängigkeit von der Entwicklungs- bzw. Ätzdauer hat. Selbst bei angenähert rechteckigem Verlauf der Belichtungsprofile kann die Breite der freigelegten Bereiche über die belichteten Bereiche hinaus durch ein sogenanntes "Unterätzen" unter Umständen ganz wesentlich vergrößert werden. Die oben angesprochenen hohen Anforderungen an die Genauigkeit der entwickelten oder geätzten Muster werden noch dadurch erhöht, daß bei der Herstellung einer integrierten Schaltung eine Vielzahl von Belichtungen in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten erforderlich ist.
  • Die Entwicklung der belichteten Photolackschicht wird üblicherweise durch genaue Einhaltung einer durch vorher durchzuführende Versuchsreihen ermittelten Entwicklungszeit gesteuert. Da aber neben der Zeit auch eine Reihe anderer Parameter, wie Konzentration, Reinheit und Temperatur des Entwicklers sowie Beschaffenheit, Reinheit und Dicke der Lackschichten, vor allem aber die Beleuchtungsstärke während der Belichtung der Photolackschichten von großem Einfluß auf die Dicke der freigelegten Linien sind, können trotz genauester Prozeßüberwachung Fehler nicht mit der erforderlichen Sicherheit ausgeschlossen werden.
  • Aus diesem Grund hat man daher in letzter Zeit Verfahren zur Steuerung von Ätzvorgängen auf die Steuerung des Entwicklungsvorganges.übertragen. Es hat sich aber gezeigt, daß die bei der.Überwachung und Steuerung von Ätzvorgängen verwendeten Verfahren eine Reihe von Nachteilen aufweisen, die sie bei Vorliegen von höchsten Anforderungen sowohl bei der Steuerung von Ätzvorgängen als auch bei der Steuerung von Entwicklungsvorgängen in vielen Fällen unbrauchbar machen. So wird beispielsweise in der Literaturstelle "IBM Technical Disclosure Bulletin", Vol. 18, No. 6, November 1975, Seiten 1867 bis 1870 ein Verfahren beschrieben, bei dem die Reflexion eines auf das Werkstück schräg einfallenden Lichtstrahls gemessen und als Kriterium für die Beendigung eines Entwicklungsoder Ätzvorganges ausgewertet wird. Es ist leicht einzusehen, daß bei diesem Verfahren nur der erste Durchbruch durch eine geätzte Schicht oder das Aufhören der Veränderung der Breite dieser Schicht, nicht aber das Vorliegen einer bestimmten Breite festgestellt werden kann. Das gleiche gilt für die in der Literaturstelle "IBM Technical Disclosure Bulletin", Vol. 15, No. 11, April 1973, Seiten 3532 und 3533 beschriebene Vorrichtung, bei der anstelle des reflektierten Lichtes das durch das Werkstück hindurchtretende Licht zur Anzeige der Beendigung des Ätzvorganges verwendet wird.
  • Ein Verfahren zur berührungslosen Messung des Abstands zweier Kanten, das auch zur laufenden Prozeßüberwachung verwendet werden kann, ist in der US-Patentschrift 3 957 376 beschrieben. Die zu messenden Kanten, die beispielsweise die Begrenzungslinien eines Leiterzugs auf einer Halbleiterschaltung sein können, werden mit parallelem monochromatischem Licht bestrahlt und die an den Kanten entstehende optische Beugungsfigur ausgewertet. Dazu wird mit Hilfe einer Kette aus Photodetektoren das gesamte Beugungsbild abgetastet und die Nullstellen der Beugung ermittelt. Der apparative Aufwand zur Durchführung dieses Verfahrens ist erheblich, da sowohl eine größere Anzahl von Photodetektoren als auch eine komlizierte Auswerteschaltung zur zweifelsfreien Bestimmung der Lage und der Art der Nullstellen erforderlich ist.
  • Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung von Entwicklungs- und/oder Ätzvorgängen anzugeben, mit dessen Hilfe es bei niedrigem technischen Aufwand möglich ist, den Entwicklungs- oder Ätzprozeß bei Vorliegen genau definierter Linienbreiten abzubrechen und somit sogar bei der Belichtung eintretende Fehler weitgehend ausgleichen zu können. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst.
  • Gegenüber den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß anstelle einer Reihe von bei der Durchfürung eines Entwicklungsoder Ätzprozesses erforderlicher, sehr exakter Messungen nur die Intensität einer oder mehrerer Beugungsordnungen gemessen werden muß. Aufgrund dieser Messung muß dann nur ein einziger Parameter, beispielsweise die Entwicklungszeit, geändert werden, um Änderungen eines oder mehrerer der oben erwähnten Parameter unschädlich zu machen. Anstelle von Meßungen und Steuerungen einer Vielzahl von Parametern wird dadurch nur die Messung einer Lichtintensität und die Steuerung eines einzigen Parameters erforderlich. Da die "in Situ" durchführbare Meßung nicht einen für das Endergebnis des Prozesses maßgeblichen Parameter, sondern das Endergebnis selbst, nämlich die Linienbreite, erfaßt, kann die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens trotz der Einfachheit der verwendeten Mittel durch keines der bisher vorgeschlagenen Verfahren auch nur angenähert erreicht werden.
  • Die Erfindung wird anschließend anhand der Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 die schematische Darstellung des bei Belichtung durch eine vorgegebene Maske auftretenden Intensitätsverlaufs und des nach Abschluß des Entwicklungsvorganges vorliegenden Verlaufs der Lackdicke.
    • Fig. 2 die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
    • Fig. 3 die pespektivische Darstellung eines Ausschnittes des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels.
    • Fig. 4 den Verlauf der Intensität der Beugung zweiter Ordnung als Funktion der Entwicklungs- oder Ätzzeit.
  • Anhand von Fig. 1 werden die Verhältnisse bei der Belichtung einer Photolackschicht durch eine Maske erläutert. Fällt, wie in Fig. 11 dargestellt, eine kollimierte Strahlung 1 auf eine aus einem durchsichtigen Trägerelement 2 und aus einem undurchsichtigen Bereich 3 bestehende Maske 4, so ergibt sich im Bereich einer Lackschicht 5, bedingt durch die in den Randereichen der undurchsichtigen Schicht 3 auftretenden Beugungserscheinungen, der durch die Linie 10 dargestellte Intensitätsverlauf. Wird die so belichtete Lackschicht entwickelt, so wird nach einer vorgegebenen Zeit zunächst der zwischen den Linien 11 und 12 liegende Bereich eines unter der Lackschicht liegenden Halbleiterplättchens 6 fast gleichzeitig freigelegt. Es ist leicht einzusehen, daß die Breite dieses Bereiches mit der Breite des durchsichtigen Bereiches der Maske 4 nicht übereinstimmt und weitgehend durch Schwankungen der Intensität der Strahlung 1 verändert wird. Bei Fortsetzung des Entwicklungsprozesses wird nach einer nur experimentell ermittelbaren Zeit die Breite des freigelegten Bereiches des Halbleiterplättchens 6 der Breite des durchsichtigen Bereiches der Maske 4 gleich sein. Diese experimentell ermittelte Entwicklungszeit gilt aber nur, wenn alle anderen Parameter, nämlich die Intensität der Belichtung, die Dauer der Belichtung, die Konzentration, Reinheit und Temperatur des Entwicklers sowie die Zusammensetzung, die Reinheit und die Dicke der Photolackschicht mit großer Genauigkeit konstant gehalten werden können. Wird die Entwicklungszeit weiter vergrößert oder ändern sich die oben aufgezählten Parameter in einer bestimmten Richtung, so wird der freigelegte Bereich des Halbleiterplättchens 6 allmählich den granzen Bereich zwischen den Linien 13 und 14 einnehmen und, bei manchen Photolacken, nach einer weiteren Verlängerung der Entwicklungszeit durch "Unterätzen" der Lackschicht noch größer werden. Es ist leicht einzusehen, daß zu einer genauen Übertragung der durchlässigen Bereiche der Maske 4 eine ganze Reihe von zum Teil sehr schwer zu überwachenden Parametern mit größter Genauigkeit eingehalten werden muß. Jede Veränderung eines dieser Parameter kann zur Verkleinerung oder zur Vergrößerung der freigelegten Bereiche des halbleiterplättchens 6 führen, wodurch im schlimmsten Fall mehreren getrennt zu dotierende oder getrennt mit," leitenden Überzügen zu versehende Bereiche miteinander verschmelzen oder zumindest einander so nahe kommen, daß die elektrischen Eigenschaften einer mit diesem Verfahren hergestellten Halbleiterschaltung ganz wesentlich verändert werden.
  • In Fig. 2 wird ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch und in Fig. 3 ein Auschnitt aus Fig. 2 perspektivisch dargestellt. Die Vorrichtung bestreht aus einem Gefäß 15, in dem ein Entwickler 16 unter- '*' gebracht ist. Im Entwickler 16 befindet sich ein mit einer Photolackschicht überzogenes Halbleiterplättchen 6, das mit dem in Fig. 1 veranschaulichten Verfahren belichtet wurde. Die mit S bezeichneten und im verkleinerten Maßstab dargestellten Bereiche des Halbleiterplättschens 6 und der darauf befindlichen Photolackschicht wurden mit einem Muster belichtet, das die zum Aufbau einer Integrierten Schaltung in unterschiedlicher Weisq dotierten oder mit leitenden Schichten überzogenen Bereiche und Linienstrukturen enthält. Der mittlere, mit G bezeichnete Bereich des Halbleiterplättchens und die darauf befindliche Photolackschicht wurde mit einem Muster belichtet, das aus einer Anzahl von vorgegebene Breiten und Abstände voneinander aufweisenden Linien besteht. Die Breite der Linien und der Abstände zwischen den einzelnen Linien des Gitters entsprechen in der Regel der mittleren Breite der Linien und der Abstände zwischen den Linien in den Bereichen S. Diese Breiten und Abstände können aber auch größer kleiner als die Breiten und Abstände der Linien im Bereich S gewählt werden. Ferner ist eine Lichtquelle 18 zur Erzeugung eines monochromatischen kollimierten Lichtstrahls 19 vorgesehen, der durch ein Fenster 17 des Gefäßes 15 auf den mit einer Gitterstruktur belichteten Bereich G des Halbleiterplättchens fällt. Die Vorrichtung besteht weiterhin aus zwei Lichtdetektoren 22 und 23, die in der Richtung der zweiten und dritten Beugungsordnung der auf das im Bereich G durch die Entwicklung entstehende Gitter fallenden Strahlung 19 liegen.
  • Die Orte der Lichtdetektoren 22 und 23 sind eine eindeutige Funktion der Gitterkonstante g des im Bereich G entstehenden Gitters. Während die Lage der Beugungsordnungen bei vorgegebener Richtung und bei vorgegebener Wellenlänge der Strahlung 19 eine eindeutige Funktion der Gitterkonstante g, also prozeßunabhängig ist, ist der Intensität dieser Beugungsordnungen eine eindeutige Funktion der Breite der durch den Entwicklungsvorgang freigelegten Linienbereiche. Wird während des Entwicklungsvorganges die Breite b der durch den Entwicklungsvorgang freigelegten Bereiche zwischen den Gitterlinien gleich der halben Gitterkonstante g, die Linienabstände also gleich den Linienbreiten, so wird, wie aus der Beaugungsoptik bekannt, die Intensität des Beugungsmaximums zweiter Ordnung gleich O. Da die Flanken der Gitterlinien nicht exakt senkrecht sind, wird in der Praxis die Intensität der zweiten Beugungsordnung nicht gleich 0, sondern durchläuft ein Minimum. Der Verlauf dieser Intensität wird in Fig. 4 als Funktion der Entwicklungszeit schematisch dargestellt. Bei extrem fein struckturierten Lichtmustern, bei denen die Linienbreiten und Linienabstände an der Grenze des optischen Auflösungsvermögens liegen, kann es vorteilhaft sein, die Linienbreiten und Linienabstände des zur Prozeßsteuerung verwendeten Gitters größer zu machen, um zu vermeiden, daß bei dem sich in diesem Fall möglicherweise ergebenden sinusähnlichen Gittern der Intensitätsverlauf im Bereich der zweiten Beugungsordnung oder im Bereich anderer Beugungsordnungen verfälscht wird. Es hat sich herausgestellt, daß für jede Linienbreite eines zu übertragenden Schaltungsmusters eine optimale Gitterkonstante experimentell ermittelt werden kann, bei der das Minimum bestimmter Beugungsordnungen ein eindeutiges Kriterium für die Beendigung des Entwicklungsvorganges für das belichtete Schaltungsmuster ist. Weisen die durch Belichtung der Photolackschicht übertragenen Schaltungsmuster sehr große Linienbreiten und Linienabstände auf, kann es zweckmäßig, sein, die Gitterkonstante kleiner zu machen und dadurch die Empfindlichkeit Anzeige zu erhöhen.
  • Ist der Entwicklungsvorgang weit genug fortgeschritten und beginnt das im Bereich G belichtete Gitter sich allmählich auzzubilden, so wird im Bereich der beispielsweise durch den Strahl 20 angedeuteten Richtung der zweiten Beugungsordnung, wei in Fig. 4 angedeutet, zunächst kein Licht vorliegen. Bei forschreitender Ausbildung der Gitterstrucktur, nämlich bei allmählichem Breiterwerden der einzelnen Gitterlinien, wird die Intensität im Bereich der zweiten Beugungsordnung sehr rasch ansteigen, um dann wieder schnell abzufallen. Wird die Breite der freigelegten Bereiche gleich der halben Gitterkonstante, so wird ein Minimum erreicht. Bei Fortsetzung des Ätzvorganges wird die Breite der freigelegten Bereich größer als die halbe Gitterkonstante, so daß die Intensität der Strahlung im Bereich der zweiten Beugungsordnung allmählich ansteigt. Dieser Verlauf der Intensität der zweiten Beugungsordnung wird durch den Lichtdetektor 22 in elektrische Signale umgewandelt, die über eine Leitung 24 zu einer Auswertschaltung 26 übertragen werden. Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit kann es sinnvoll sein, einen weiteren Lichtdetektor 23 im Strahlengang 21 der dritten Beugungordnung anzuordnen, der den Intensitätsverlauf dieser Beugungsordnung in elektrische Signale umwandelt und über eine Leitung 25 zur Auswertschaltung 26 überträgt. Die Auswertschaltung 26 ist so ausgelegt, daß bei Erreichen bestimmter Intensitätswerte im Bereich einer oder mehrerer Beugungsordnungen auf einer Ausgangsleitung 27 ein den Entwicklungsvorgang beendendes Signal auftritt.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf durch Masken oder sonstige zu reproduzierende körperliche Vorlagen übertragene Muster beschränkt. Sie kann vielmehr auch im Zusammenhang mit durch sogenannte "Art- work"- Generatoren, die beispielsweise als Licht- oder Elektronenstrahlschreiber ausgebildet sein können, erzeugte Muster verwendet werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Steuerung von Entwicklungs- oder Ätzprozessen an einem Werkstück, das mit einem Bündel parallen monochromatischen Lichts bestrahlt wird und eine Beugungsfigur erzeugt, deren Intensität gemessen' wird, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlichzu dem zu entwickelnden oder zu ätzenden Muster ein latentes, in gleicher Weise wiedas Muster entwickel- oder ausätzbares Gitter auf das Werkstück aufgebracht wird, daß Muster und Gitter gemeinsam entwickelt oder geätzt werden, daß die Intensität einzelner oder mehrerer vom Gitter erzeugter Beugungsmaxima gemessen wird und daß die Ergebnisse zur Steuerung des zu überwachenden Prozesses ausgewertet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter im gleichen Prozeßabschnitt wie das zu entwickelnde oder zu ätzende Muster auf das Werkstück aufgebracht wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter an einer Stelle angebracht wird, die frei von dem zu entwickelnden oder zu ätzenden Muster ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftreten eines relativen Intensitätsminimums an der Stalle des Beugungsmaximums der zweiten Ordnung der am Gitter gebeugten Strahlung als Kriterium für die Beendigung des Entwicklungs- oder Ätzprozesses ausgewertet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterlinien gleiche Breiten und Abstände wie die Linien des zu entwickelnden oder zu ätzenden Musters aufweisen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterlinien größere Breiten und Abstände als die Linien des zu entwickelnden oder zu ätzenden Musters aufweisen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Gitters und der zu entwickelnden oder zu ätzenden Muster mit Hilfe von Masken erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Gitters und der zu entwickelnden oder zu ätzenden Muster durch Lichtstrahl- oder Elektronenstrahl- schreiber erfolgt.
9. Vorrichtung zur Steuerung von Entwicklungs- oder Ätzprozessen an einem Werkstück 6, mit einer Lichtquelle (18), dis das Werkstück mit einem parallelen monochromatischen Strahlenbündel bestrahlt, mit mindestens einem Lichtdetektor (22), der im Bereich des am Werkstück gebeugten Lichts angebracht ist und mit Verbindungsleitungen (24, 25) zu einer Auswerteschaltung (26), dadurch gekennzeichnet, daß für den Entwicklungs- oder Ätzprozeß ein Gefäß (15) vorgesehen ist, in dem ein Fenster (17) so angebracht ist, daß die Beleuchtungsstrahlung der Lichtquelle (18) auf ein am Werkstück (6) angebrachtes Gitter (G) fällt und die am Gitter gebeugte Strahlung (20, 21) durch das Fenster Wieder austritt, daß ein oder mehrer Lichtdetektoren (22, 23) jeweils so außerhalb des Gefäßes (15) angebracht sind, daß dieser oder diese die Intensität der zweiten oder der zweiten und dritten Beugungsordnung messen und daß die mit dem oder den Lichtdetektoren verbundene Auswerteschaltung (26) ein Steuersignal für den Entwicklungs- oder Ätzprozeß liefert.
EP78100197A 1977-06-23 1978-06-20 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Entwicklungs-oder Ätzprozessen Expired EP0000170B1 (de)

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EP0000170A1 EP0000170A1 (de) 1979-01-10
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56145332A (en) * 1980-04-12 1981-11-12 Victor Co Of Japan Ltd Detecting device for state of proper development
JPS589242A (ja) * 1981-07-08 1983-01-19 Pioneer Electronic Corp フオトレジスト湿式現像方法及び装置
JPS5814343A (ja) * 1981-07-17 1983-01-27 Pioneer Electronic Corp フオトレジスト湿式現像方法及び装置
JPS5870530A (ja) * 1981-10-22 1983-04-27 Toshiba Corp レジストパタ−ン形成方法
US4482424A (en) * 1983-05-06 1984-11-13 At&T Bell Laboratories Method for monitoring etching of resists by monitoring the flouresence of the unetched material
US4496425A (en) * 1984-01-30 1985-01-29 At&T Technologies, Inc. Technique for determining the end point of an etching process
US4636073A (en) * 1984-10-31 1987-01-13 International Business Machines Corporation Universal calibration standard for surface inspection systems
JP2509572B2 (ja) * 1985-08-19 1996-06-19 株式会社東芝 パタ−ン形成方法及び装置
JPS62193247A (ja) * 1986-02-20 1987-08-25 Fujitsu Ltd 現像終点決定方法
JPS63136625A (ja) * 1986-11-28 1988-06-08 Tokyo Univ 半導体素子の製造方法
JPH02125683A (ja) * 1988-11-04 1990-05-14 Nec Corp 回折格子の製造方法
US5264328A (en) * 1992-04-24 1993-11-23 International Business Machines Corporation Resist development endpoint detection for X-ray lithography
US20050042777A1 (en) * 2003-08-20 2005-02-24 The Boc Group Inc. Control of etch and deposition processes
DE102006037294A1 (de) * 2006-08-09 2008-02-14 Christian Spörl Verfahren und Vorrichtung zum Beobachten des Ätzvorgangs eines Substrats

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1564290C3 (de) * 1966-10-13 1975-08-07 Ernst Leitz Gmbh, 6330 Wetzlar Verfahren zum Ausrichten von Kopiermasken bei der Halbleiterfertigung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US3802940A (en) * 1969-08-18 1974-04-09 Computervision Corp Enhanced contrast semiconductor wafer alignment target and method for making same
US3957376A (en) * 1974-01-25 1976-05-18 International Business Machines Corporation Measuring method and system using a diffraction pattern
US4039370A (en) * 1975-06-23 1977-08-02 Rca Corporation Optically monitoring the undercutting of a layer being etched

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