JP2001044096A - 臨界寸法を制御する方法と装置 - Google Patents
臨界寸法を制御する方法と装置Info
- Publication number
- JP2001044096A JP2001044096A JP11199560A JP19956099A JP2001044096A JP 2001044096 A JP2001044096 A JP 2001044096A JP 11199560 A JP11199560 A JP 11199560A JP 19956099 A JP19956099 A JP 19956099A JP 2001044096 A JP2001044096 A JP 2001044096A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflectance
- critical dimension
- reflectivity
- exposure energy
- test wafer
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 データベースを利用し、テストウェハーの反
射率を測定するだけで、全ロットのウェハーに対するフ
ォトリソグラフィーを実施できるようにする。 【解決手段】 臨界寸法と反射率との関係をデータベー
スとして構築してコンピューターに保存しておき、フォ
トリソグラフィーを行う時に、ロット全体のウェハーの
中から１枚をテストウェハーとして取り出して、テスト
ウェハーの反射率を測定し、その測定値をコンピュータ
ーに入力して、コンピュータープログラムにより対応す
る臨界寸法を算出するとともに、その臨界寸法に対応す
る最適な露光エネルギー量をデータベースから探し出し
て、ロット全体のウェハーに対して最適な露光エネルギ
ー量でフォトリソグラフィーを行う。
射率を測定するだけで、全ロットのウェハーに対するフ
ォトリソグラフィーを実施できるようにする。 【解決手段】 臨界寸法と反射率との関係をデータベー
スとして構築してコンピューターに保存しておき、フォ
トリソグラフィーを行う時に、ロット全体のウェハーの
中から１枚をテストウェハーとして取り出して、テスト
ウェハーの反射率を測定し、その測定値をコンピュータ
ーに入力して、コンピュータープログラムにより対応す
る臨界寸法を算出するとともに、その臨界寸法に対応す
る最適な露光エネルギー量をデータベースから探し出し
て、ロット全体のウェハーに対して最適な露光エネルギ
ー量でフォトリソグラフィーを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、フォトリソグラ
フィーの方法と装置に関し、特に、フォトリソグラフィ
ーを行う時に使用する臨界寸法を制御する方法と装置に
関する。
フィーの方法と装置に関し、特に、フォトリソグラフィ
ーを行う時に使用する臨界寸法を制御する方法と装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】フォトリソグラフィー (photolithograp
hy) は、半導体製造プロセスにおいて、最も重要なステ
ップの１つであり、半導体デバイスの構造に関連するも
の、例えば薄膜のパターン (pattern) およびドーパン
ト (dopants) 領域は、いずれもフォトリソグラフィー
により形成されるものであり、フォトリソグラフィーの
目的はマスク上のパターンをウェハー上のフォトレジス
ト膜に転写することにある。
hy) は、半導体製造プロセスにおいて、最も重要なステ
ップの１つであり、半導体デバイスの構造に関連するも
の、例えば薄膜のパターン (pattern) およびドーパン
ト (dopants) 領域は、いずれもフォトリソグラフィー
により形成されるものであり、フォトリソグラフィーの
目的はマスク上のパターンをウェハー上のフォトレジス
ト膜に転写することにある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】半導体デバイスを製造
する時には、先ず線幅またはコンタクトホール開口など
につき、１つの臨界寸法 (Critical Dimension = CD)
を設定しておき、フォトリソグラフィー完了後の測定に
より、測定結果と設定値とが一致することを確認してい
た。ロット (lot) 全体のウェハーに対してフォトリソ
グラフィーを行う時、ウェハーの数量が多いため、フォ
トリソグラフィーを行ったウェハーの全数に対して臨界
寸法の測定を実施するのは実際的ではないから、現在行
われている手法は、テストウェハー (test wafer) と呼
ばれるウェハーを抽出してテストすることであり、露光
エネルギー量を設定してフォトレジスト膜を形成したテ
ストウェハーに対してフォトリソグラフィーを行い、現
像後におけるフォトレジスト膜の臨界寸法を測定し、こ
の測定された臨界寸法と設定値とを比較して、もしも偏
差が小さければ、設定された露光エネルギー量が正確で
あるので、設定された露光エネルギー量によりロット全
体のウェハーに対してフォトリソグラフィーを実施して
いた。しかし、偏差が大きければ、最適な露光エネルギ
ー量を探し出すとともに、テストウェハーのフォトレジ
スト膜を剥ぎ取り (strip) 再度フォトリソグラフィー
を実施しなければならず、このようになやり直し (rewo
rk) を行って、最適な露光エネルギー量を確定し、この
最適な露光エネルギー量によりロット全体のウェハーに
対してフォトリソグラフィーを実施しなければならなか
った。
する時には、先ず線幅またはコンタクトホール開口など
につき、１つの臨界寸法 (Critical Dimension = CD)
を設定しておき、フォトリソグラフィー完了後の測定に
より、測定結果と設定値とが一致することを確認してい
た。ロット (lot) 全体のウェハーに対してフォトリソ
グラフィーを行う時、ウェハーの数量が多いため、フォ
トリソグラフィーを行ったウェハーの全数に対して臨界
寸法の測定を実施するのは実際的ではないから、現在行
われている手法は、テストウェハー (test wafer) と呼
ばれるウェハーを抽出してテストすることであり、露光
エネルギー量を設定してフォトレジスト膜を形成したテ
ストウェハーに対してフォトリソグラフィーを行い、現
像後におけるフォトレジスト膜の臨界寸法を測定し、こ
の測定された臨界寸法と設定値とを比較して、もしも偏
差が小さければ、設定された露光エネルギー量が正確で
あるので、設定された露光エネルギー量によりロット全
体のウェハーに対してフォトリソグラフィーを実施して
いた。しかし、偏差が大きければ、最適な露光エネルギ
ー量を探し出すとともに、テストウェハーのフォトレジ
スト膜を剥ぎ取り (strip) 再度フォトリソグラフィー
を実施しなければならず、このようになやり直し (rewo
rk) を行って、最適な露光エネルギー量を確定し、この
最適な露光エネルギー量によりロット全体のウェハーに
対してフォトリソグラフィーを実施しなければならなか
った。
【０００４】ポジ型フォトレジストを例に取れば、露光
後の開口寸法が設定値よりも大きければ、露光エネルギ
ー量が大きすぎるので小さくしなければならず、露光後
の開口寸法が設定値よりも小さければ、露光エネルギー
量が小さすぎるので、露光光源の強度または露光時間を
長くしなければならなかった。従って、通常は、テスト
ウェハーに対して反復したフォトリソグラフィーを行っ
て最適な露光条件を確定していたが、このようなテスト
ウェハー方式ではプロセス時間が増大するので、生産能
力が低下するものとなっていた。
後の開口寸法が設定値よりも大きければ、露光エネルギ
ー量が大きすぎるので小さくしなければならず、露光後
の開口寸法が設定値よりも小さければ、露光エネルギー
量が小さすぎるので、露光光源の強度または露光時間を
長くしなければならなかった。従って、通常は、テスト
ウェハーに対して反復したフォトリソグラフィーを行っ
て最適な露光条件を確定していたが、このようなテスト
ウェハー方式ではプロセス時間が増大するので、生産能
力が低下するものとなっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、上記した課題を
解決するために、この発明にかかる臨界寸法を制御する
方法と装置は、臨界寸法と基板の反射率との関係を利用
するとともに、臨界寸法と反射率との関係をデータベー
スとして構築し、コンピューターに保存するものであ
り、フォトリソグラフィーを行う時、ロット全体から１
つ枚のウェハーを取り出して反射率を測定し、測定値を
コンピューターに入力して、コンピュータープログラム
により対応する臨界寸法を算出するとともに、その臨界
寸法に対応する最適な露光エネルギー量をデータベース
から探し出し、ロット全体のウェハーを最適な露光エネ
ルギー量によりフォトリソグラフィーを実施するもので
ある。
解決するために、この発明にかかる臨界寸法を制御する
方法と装置は、臨界寸法と基板の反射率との関係を利用
するとともに、臨界寸法と反射率との関係をデータベー
スとして構築し、コンピューターに保存するものであ
り、フォトリソグラフィーを行う時、ロット全体から１
つ枚のウェハーを取り出して反射率を測定し、測定値を
コンピューターに入力して、コンピュータープログラム
により対応する臨界寸法を算出するとともに、その臨界
寸法に対応する最適な露光エネルギー量をデータベース
から探し出し、ロット全体のウェハーを最適な露光エネ
ルギー量によりフォトリソグラフィーを実施するもので
ある。
【０００６】
【作用】上記手段によって、この発明にかかる臨界寸法
を制御する方法と装置は、ステッパーならびにフォトレ
ジスト膜の厚さおよび工程パラメーターが一定である状
況において、基板の反射率と露光後のパターン臨界寸法
との間に準拠するに足りる密接な相関関係が存在するの
で、先ず反射率と臨界寸法の変化との関係をデータベー
スとして構築しておき、フォトリソグラフィーを行う際
に、測定手段によりテストウェハーの反射率を測定する
とともに、測定した反射率をコンピューターに入力して
データベースと照合して、最適な露光エネルギー量を探
し出してから、この最適な露光エネルギー量をステッパ
ーに送って、ロット全体のウェハーに対するフォトリソ
グラフィーを実施するものである。
を制御する方法と装置は、ステッパーならびにフォトレ
ジスト膜の厚さおよび工程パラメーターが一定である状
況において、基板の反射率と露光後のパターン臨界寸法
との間に準拠するに足りる密接な相関関係が存在するの
で、先ず反射率と臨界寸法の変化との関係をデータベー
スとして構築しておき、フォトリソグラフィーを行う際
に、測定手段によりテストウェハーの反射率を測定する
とともに、測定した反射率をコンピューターに入力して
データベースと照合して、最適な露光エネルギー量を探
し出してから、この最適な露光エネルギー量をステッパ
ーに送って、ロット全体のウェハーに対するフォトリソ
グラフィーを実施するものである。
【０００７】この発明にかかる臨界寸法を制御する方法
と装置は、テストウェハーに対するフォトリソグラフィ
ーを行って、測定されたテストウェハーの臨界寸法がプ
ロセスニーズに適合するか否かを検査し、テストウェハ
ーに使用した露光エネルギー値が最適な露光エネルギー
値であることを確認する必要がないから、この発明で
は、テストウェハーに対するフォトリソグラフィー工程
を省略することができ、テストウェハーの反射率を測定
するだけで、反射率から最適な露光エネルギー量を探し
出して、ロット全体のウェハーに対するフォトリソグラ
フィーを行うことができるため、プロセス時間を短縮し
て、生産能力を向上させることができる。
と装置は、テストウェハーに対するフォトリソグラフィ
ーを行って、測定されたテストウェハーの臨界寸法がプ
ロセスニーズに適合するか否かを検査し、テストウェハ
ーに使用した露光エネルギー値が最適な露光エネルギー
値であることを確認する必要がないから、この発明で
は、テストウェハーに対するフォトリソグラフィー工程
を省略することができ、テストウェハーの反射率を測定
するだけで、反射率から最適な露光エネルギー量を探し
出して、ロット全体のウェハーに対するフォトリソグラ
フィーを行うことができるため、プロセス時間を短縮し
て、生産能力を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる好適な実
施形態を図面に基づいて説明する。図４（ａ），（ｂ）
において、フォトレジスト膜を塗布しないウェハー基板
の反射率と露光現像後の臨界寸法（ＣＤ）との間に密接
な相関関係があることが分かる。この実施形態では、ウ
ェハー基板をチタン／酸化チタン膜としており、一定値
を示すポジ型フォトレジスト膜の厚さおよび露光エネル
ギー量においては、配線パターンにつき、基板の反射率
が大きいほど、その臨界寸法が小さいものとなり、開口
パターンについては、基板の反射率が大きいほど、その
臨界寸法が小さいものとなる。言い換えれば、もしも臨
界寸法が一定であれば、どのようなパターンであって
も、基板の反射率が大きいほど、必要とする露光エネル
ギー量が小さいものとなる。何故ならば、基板反射率が
大きいほど、入射光エネルギー量が基板によりフォトレ
ジスト膜中に反射されて吸収されやすくなるので、配線
パターンの臨界寸法が小さくなり、開口パターンの臨界
寸法が大きくなるからである。
施形態を図面に基づいて説明する。図４（ａ），（ｂ）
において、フォトレジスト膜を塗布しないウェハー基板
の反射率と露光現像後の臨界寸法（ＣＤ）との間に密接
な相関関係があることが分かる。この実施形態では、ウ
ェハー基板をチタン／酸化チタン膜としており、一定値
を示すポジ型フォトレジスト膜の厚さおよび露光エネル
ギー量においては、配線パターンにつき、基板の反射率
が大きいほど、その臨界寸法が小さいものとなり、開口
パターンについては、基板の反射率が大きいほど、その
臨界寸法が小さいものとなる。言い換えれば、もしも臨
界寸法が一定であれば、どのようなパターンであって
も、基板の反射率が大きいほど、必要とする露光エネル
ギー量が小さいものとなる。何故ならば、基板反射率が
大きいほど、入射光エネルギー量が基板によりフォトレ
ジスト膜中に反射されて吸収されやすくなるので、配線
パターンの臨界寸法が小さくなり、開口パターンの臨界
寸法が大きくなるからである。
【０００９】従って、図３において、生産ラインでの生
産、つまりフォトリソグラフィー工程以前に、反射率と
臨界寸法との関係データを入手して、得られた結果をデ
ータベース２５として構築しておく必要がある。データ
ベース２５には、各種のパラメーター条件において、異
なる露光エネルギー量により露光を行って、ウェハーの
反射率と露光後の臨界寸法とをデータとして記録したも
のであり、このデータベース２５をコンピューター２０
に保存しておく。露光エネルギー量と臨界寸法との密接
な相関関係により、ポジ型フォトレジストについて言え
ば、露光エネルギー量が大きほど、保留される部分の臨
界寸法が小さいものとなり、例えば、図４（ａ），
（ｂ）の結果が示すように、臨界寸法と反射率とが同様
に密接な相関関係を有しているから、反射率が大きいほ
ど、ポジ型フォトレジストの保留される部分の臨界寸法
が小さいものとなる。
産、つまりフォトリソグラフィー工程以前に、反射率と
臨界寸法との関係データを入手して、得られた結果をデ
ータベース２５として構築しておく必要がある。データ
ベース２５には、各種のパラメーター条件において、異
なる露光エネルギー量により露光を行って、ウェハーの
反射率と露光後の臨界寸法とをデータとして記録したも
のであり、このデータベース２５をコンピューター２０
に保存しておく。露光エネルギー量と臨界寸法との密接
な相関関係により、ポジ型フォトレジストについて言え
ば、露光エネルギー量が大きほど、保留される部分の臨
界寸法が小さいものとなり、例えば、図４（ａ），
（ｂ）の結果が示すように、臨界寸法と反射率とが同様
に密接な相関関係を有しているから、反射率が大きいほ
ど、ポジ型フォトレジストの保留される部分の臨界寸法
が小さいものとなる。
【００１０】そして、ロット全体のウェハーに対するフ
ォトリソグラフィーを実施する前に、１枚のテストウェ
ハーを測定ユニットに入れるが、この測定ユニットをウ
ェハー反射率を測定する手段１０（例えばＯＰ−２６０
０ＵＶ）として、測定する手段１０により測定された反
射率をコンピューター２０に入力しておくことで、フォ
トリソグラフィーを実施したい時に、露光後に達成した
い臨界寸法が反射率に基づいてコンピューター２０のプ
ログラムより自動設定されるとともに、コンピューター
２０が得られた反射率ならびに設定された臨界寸法に基
づいて、データベース２５中に保存された同一パラメー
ター条件（例えばフォトレジスト材料、厚さ、基板の材
質）のデータと照合し、臨界寸法および反射率につき、
データベース２５から最適な露光エネルギー量を探し出
してステッパー３０に送り、ロット全体のウェハーに同
一厚さのフォトレジスト膜を塗布した後に、反射率を測
定する手段１０で得られた反射率に基づく最適な露光エ
ネルギー量によってフォトリソグラフィーを実施するこ
とができる。
ォトリソグラフィーを実施する前に、１枚のテストウェ
ハーを測定ユニットに入れるが、この測定ユニットをウ
ェハー反射率を測定する手段１０（例えばＯＰ−２６０
０ＵＶ）として、測定する手段１０により測定された反
射率をコンピューター２０に入力しておくことで、フォ
トリソグラフィーを実施したい時に、露光後に達成した
い臨界寸法が反射率に基づいてコンピューター２０のプ
ログラムより自動設定されるとともに、コンピューター
２０が得られた反射率ならびに設定された臨界寸法に基
づいて、データベース２５中に保存された同一パラメー
ター条件（例えばフォトレジスト材料、厚さ、基板の材
質）のデータと照合し、臨界寸法および反射率につき、
データベース２５から最適な露光エネルギー量を探し出
してステッパー３０に送り、ロット全体のウェハーに同
一厚さのフォトレジスト膜を塗布した後に、反射率を測
定する手段１０で得られた反射率に基づく最適な露光エ
ネルギー量によってフォトリソグラフィーを実施するこ
とができる。
【００１１】ここで、反射率と露光強度との関係は、事
前にフォトレジストを塗布しないものとは少し異なって
おり、反射率と露光エネルギー量との関係を応用時にさ
らに正確なものとするためには、フォトレジスト膜の局
部的な厚さの違い、フォトレジスト溶剤の残留濃度など
のような、フォトレジスト膜の塗布ならびにソフトベー
ク（プリベークともいう）の効果を考慮する必要があ
る。そのため、１枚のウェハーをテストウェハーとし
て、ウェハー上にフォトレジストを塗布するとともにソ
フトベークしてから反射率を測定する手段１０に入れて
反射率を測定し、コンピューター２０のプログラムによ
り自動設定された臨界寸法に基づいて、コンピューター
２０を介してデータベース２５と照合して最適な露光エ
ネルギー量を探し出すとともに、この最適な露光エネル
ギー量をステッパー３０に伝達して、後続するロット全
体のウェハーに対するフォトリソグラフィー工程を実施
する。ここで、反射率と露光強度との関係は、事前にフ
ォトレジストを塗布しないものとは少し異なっており、
図１に示すように、１つの波形曲線を形成しており、フ
ォトレジスト膜が厚いほど、反射率が低いという傾向が
分かり、図２に示すように、１つの波形曲線を形成して
おり、フォトレジスト膜の厚いさが大きいほど、必要と
する露光エネルギー量が大きいということが分かる。図
１および図２において、その上点と下点とが完全に一致
しているので、反射率と露光エネルギー量との間に密接
な相関関係があることが証明される。従って、所定の臨
界寸法について言えば、反射率が大きいほど、必要とす
る露光エネルギー量が大きいことがわかる。反射率と必
要とする露光エネルギー量との関係は、事前にフォトレ
ジストを塗布しないものとは正反対なものとなってい
る。その主要な原因は、ここで言う反射率がフォトレジ
スト膜上における全体としての反射率を指しているの
で、反射率が大きいほど、入射される光エネルギー量が
フォトレジスト膜の外へ反射されてフォトレジスト膜に
吸収されないためである。図１および図２から分かるよ
うに、フォトレジスト膜の厚さ変化が大きくない範囲に
おいては、反射率と露光エネルギー量とが正相関を示し
ており、１つの簡単な多項式曲線により両者の関係をフ
ィッティング (fitting) させることができる。
前にフォトレジストを塗布しないものとは少し異なって
おり、反射率と露光エネルギー量との関係を応用時にさ
らに正確なものとするためには、フォトレジスト膜の局
部的な厚さの違い、フォトレジスト溶剤の残留濃度など
のような、フォトレジスト膜の塗布ならびにソフトベー
ク（プリベークともいう）の効果を考慮する必要があ
る。そのため、１枚のウェハーをテストウェハーとし
て、ウェハー上にフォトレジストを塗布するとともにソ
フトベークしてから反射率を測定する手段１０に入れて
反射率を測定し、コンピューター２０のプログラムによ
り自動設定された臨界寸法に基づいて、コンピューター
２０を介してデータベース２５と照合して最適な露光エ
ネルギー量を探し出すとともに、この最適な露光エネル
ギー量をステッパー３０に伝達して、後続するロット全
体のウェハーに対するフォトリソグラフィー工程を実施
する。ここで、反射率と露光強度との関係は、事前にフ
ォトレジストを塗布しないものとは少し異なっており、
図１に示すように、１つの波形曲線を形成しており、フ
ォトレジスト膜が厚いほど、反射率が低いという傾向が
分かり、図２に示すように、１つの波形曲線を形成して
おり、フォトレジスト膜の厚いさが大きいほど、必要と
する露光エネルギー量が大きいということが分かる。図
１および図２において、その上点と下点とが完全に一致
しているので、反射率と露光エネルギー量との間に密接
な相関関係があることが証明される。従って、所定の臨
界寸法について言えば、反射率が大きいほど、必要とす
る露光エネルギー量が大きいことがわかる。反射率と必
要とする露光エネルギー量との関係は、事前にフォトレ
ジストを塗布しないものとは正反対なものとなってい
る。その主要な原因は、ここで言う反射率がフォトレジ
スト膜上における全体としての反射率を指しているの
で、反射率が大きいほど、入射される光エネルギー量が
フォトレジスト膜の外へ反射されてフォトレジスト膜に
吸収されないためである。図１および図２から分かるよ
うに、フォトレジスト膜の厚さ変化が大きくない範囲に
おいては、反射率と露光エネルギー量とが正相関を示し
ており、１つの簡単な多項式曲線により両者の関係をフ
ィッティング (fitting) させることができる。
【００１２】この方法は、全てのパラメーターが一定で
あることを前提とするものであって、ロット全体のウェ
ハーに塗布されるフォトレジスト膜の厚さが一定であ
り、ロット全体のウェハーを露光する時のパラメーター
条件も同一でなければならない。もしもフォトリソグラ
フィーを行う時に全てのパラメーターを一定にできない
場合には、図３に示すように、反射率を測定する手段１
０でパラメーター条件の異なるウェハーごとに反射率を
測定し、コンピューター２０ならびにデーターベース２
５の助けを借りて、各ウェハーごとにフォトリソグラフ
ィーを行う時の最適な露光エネルギー量を探し出してか
ら、その結果をステッパー３０に送って、最適な露光エ
ネルギー量によりフォトリソグラフィーを行うようにす
る。
あることを前提とするものであって、ロット全体のウェ
ハーに塗布されるフォトレジスト膜の厚さが一定であ
り、ロット全体のウェハーを露光する時のパラメーター
条件も同一でなければならない。もしもフォトリソグラ
フィーを行う時に全てのパラメーターを一定にできない
場合には、図３に示すように、反射率を測定する手段１
０でパラメーター条件の異なるウェハーごとに反射率を
測定し、コンピューター２０ならびにデーターベース２
５の助けを借りて、各ウェハーごとにフォトリソグラフ
ィーを行う時の最適な露光エネルギー量を探し出してか
ら、その結果をステッパー３０に送って、最適な露光エ
ネルギー量によりフォトリソグラフィーを行うようにす
る。
【００１３】また、反射率を測定する手段１０が使用す
る波長は露光波長と同一でなければならず、例えばｉ線
の３６５ｎｍ、ＤＵＶ（遠紫外線）の２４８ｎｍとし、
同時に反射率を測定する位置も臨界寸法を測定する位置
に近づけることにより、反射率と臨界寸法との関係をよ
り正確なものとしなければならない。なお、反射率を測
定する光の強度は弱いので、フォトレジスト膜が反応す
ることはない。
る波長は露光波長と同一でなければならず、例えばｉ線
の３６５ｎｍ、ＤＵＶ（遠紫外線）の２４８ｎｍとし、
同時に反射率を測定する位置も臨界寸法を測定する位置
に近づけることにより、反射率と臨界寸法との関係をよ
り正確なものとしなければならない。なお、反射率を測
定する光の強度は弱いので、フォトレジスト膜が反応す
ることはない。
【００１４】この発明が提供する臨界寸法を制御する方
法は、先ずデータベースを構築するものであって、デー
タベースには、各種のパラメーター条件において、異な
る露光エネルギー量により露光を行い、ウェハーの反射
率ならびに露光後の臨界寸法を記録したものであるが、
露光エネルギー量と臨界寸法とは密接な相関関係を有し
ていて、ポジ型フォトレジストについて言えば、露光エ
ネルギー量が大きいほど、保留された部分の臨界寸法が
小さいものとなる。また、この実施形態から分かるよう
に、臨界寸法と反射率もまた密接な相関関係があるか
ら、フォトリソグラフィーを行う時、理想的な臨界寸法
を得たい場合には、最適な露光エネルギー量のより露光
を行う必要がある。従来技術では、テストウェハーに対
して繰り返し露光を行って、露光後のフォトレジストパ
ターンの臨界寸法を測定することにより、製造プロセス
に使用する露光エネルギー量が最適であることをその都
度確認する必要があったが、この発明が提供する方法に
おいては、フォトリソグラフィーを行う前にテストウェ
ハーの反射率を測定するだけでよく、その反射率からデ
ータベース中の同一パラメーターでのデータ（例えばフ
ォトレジストの材質、厚さ、基板の材質など）を照合
し、設定した臨界寸法に対応する露光エネルギー量を探
し出して、ロット全体のウェハーに対するフォトリソグ
ラフィー工程を実施するものである。
法は、先ずデータベースを構築するものであって、デー
タベースには、各種のパラメーター条件において、異な
る露光エネルギー量により露光を行い、ウェハーの反射
率ならびに露光後の臨界寸法を記録したものであるが、
露光エネルギー量と臨界寸法とは密接な相関関係を有し
ていて、ポジ型フォトレジストについて言えば、露光エ
ネルギー量が大きいほど、保留された部分の臨界寸法が
小さいものとなる。また、この実施形態から分かるよう
に、臨界寸法と反射率もまた密接な相関関係があるか
ら、フォトリソグラフィーを行う時、理想的な臨界寸法
を得たい場合には、最適な露光エネルギー量のより露光
を行う必要がある。従来技術では、テストウェハーに対
して繰り返し露光を行って、露光後のフォトレジストパ
ターンの臨界寸法を測定することにより、製造プロセス
に使用する露光エネルギー量が最適であることをその都
度確認する必要があったが、この発明が提供する方法に
おいては、フォトリソグラフィーを行う前にテストウェ
ハーの反射率を測定するだけでよく、その反射率からデ
ータベース中の同一パラメーターでのデータ（例えばフ
ォトレジストの材質、厚さ、基板の材質など）を照合
し、設定した臨界寸法に対応する露光エネルギー量を探
し出して、ロット全体のウェハーに対するフォトリソグ
ラフィー工程を実施するものである。
【００１５】また、この発明が提供する臨界寸法を制御
する装置は、測定ユニットを備えて、ステッパーと接続
し、フォトリソグラフィーを行う前にテストウェハーの
反射率を測定するとともに、その結果をコンピュータプ
ログラムを利用して、事前に構築されたデータベース中
のデータを照合し、測定した反射率に対応する最適な露
光エネルギー量を探し出してから、その結果をステッパ
ーに送り、この最適な露光エネルギー量によりロット全
体のウェハーに対するフォトリソグラフィー工程を実施
するものである。
する装置は、測定ユニットを備えて、ステッパーと接続
し、フォトリソグラフィーを行う前にテストウェハーの
反射率を測定するとともに、その結果をコンピュータプ
ログラムを利用して、事前に構築されたデータベース中
のデータを照合し、測定した反射率に対応する最適な露
光エネルギー量を探し出してから、その結果をステッパ
ーに送り、この最適な露光エネルギー量によりロット全
体のウェハーに対するフォトリソグラフィー工程を実施
するものである。
【００１６】以上のごとく、この発明を好適な実施形態
により開示したが、当業者であれば容易に理解できるよ
うに、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変
更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その
特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均
等な領域を基準として定めなければならない。
により開示したが、当業者であれば容易に理解できるよ
うに、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変
更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その
特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均
等な領域を基準として定めなければならない。
【００１７】
【発明の効果】この発明は、反射率と臨界寸法と露光エ
ネルギー量との密接な相関関係を利用して実用的なデー
タベースを構築することによって、ステッパーの状況と
フォトレジスト膜の厚さと製造パラメーターとがいずれ
も一定であるという前提のもとに、反射率を測定するだ
けで、ある設定された臨界寸法において必要とされる最
適な露光エネルギー量を正確に探し出すことができる。
従って、フォトリソグラフィーに必要な所用時間を短縮
することができ、生産能力を向上させることができるの
で、産業上の利用価値が高い。
ネルギー量との密接な相関関係を利用して実用的なデー
タベースを構築することによって、ステッパーの状況と
フォトレジスト膜の厚さと製造パラメーターとがいずれ
も一定であるという前提のもとに、反射率を測定するだ
けで、ある設定された臨界寸法において必要とされる最
適な露光エネルギー量を正確に探し出すことができる。
従って、フォトリソグラフィーに必要な所用時間を短縮
することができ、生産能力を向上させることができるの
で、産業上の利用価値が高い。
【図１】 図１は、この発明にかかる、ウェハー上にフ
ォトレジスト膜を塗布した後で測定して得られた反射率
とフォトレジスト膜の厚さとの関係を示す波形グラフで
ある。
ォトレジスト膜を塗布した後で測定して得られた反射率
とフォトレジスト膜の厚さとの関係を示す波形グラフで
ある。
【図２】 図２は、この発明にかかる、フォトレジスト
膜の厚さとフォトレジスト膜を完全に露光する露光エネ
ルギー量との関係を示す波形グラフである。
膜の厚さとフォトレジスト膜を完全に露光する露光エネ
ルギー量との関係を示す波形グラフである。
【図３】 この発明にかかる装置の構成例を示す機能ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】 （ａ），（ｂ）は、フォトレジスト膜を塗布
する前のウェハー上の基板および反射率とウェハーを露
光現像した後の臨界寸法との偏差を示す折線グラフであ
る。
する前のウェハー上の基板および反射率とウェハーを露
光現像した後の臨界寸法との偏差を示す折線グラフであ
る。
１０ 反射率を測定する手段 ２０ コンピューター ２５ 反射率と臨界寸法の関係に関するデータベース ３０ ステッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598113542 シーメンス アクチエンゲゼルシャフト Ｓｉｅｍｅｎｓ ＡＧ ドイツ連邦共和国 ミュンヘン，ウィッテ ルスッバッチャープラッズ２，Ｄ−80333 (72)発明者 ▲だん▼ 敦建 台湾台北縣新店市和成街18巷27號 Ｆターム(参考） 5F046 AA18 DA02 DB01 DB05 DB11
Claims (6)
- 【請求項１】 異なる露光エネルギー量における反射率
ならびに臨界寸法の関係についてのデータベースを構築
するステップと、 １ロットのウェハーから１枚のテストウェハーを取り出
して、このテストウェハーの反射率を測定するステップ
と、 前記テストウェハーの反射率および前記データベースを
対照するステップと、 臨界寸法を前記反射率により設定し、前記テストウェハ
ーから得られた反射率を前記データベースに照合して、
最適な露光エネルギー量を探し出し、前記ロットのウェ
ハーに対するフォトリソグラフィー工程を実施するステ
ップと、 を具備する臨界寸法を制御する方法。 - 【請求項２】 上記フォトリソグラフィー工程を実施す
るステップが、さらに、上記ロットのウェハー上にそれ
ぞれフォトレジスト膜を塗布するステップを含むもので
ある請求項１記載の臨界寸法を制御する方法。 - 【請求項３】 異なる露光エネルギー量における反射率
ならびに臨界寸法の関係についてのデータベースを構築
するステップと、 それぞれフォトレジスト膜を塗布した１ロットのウェハ
ーを提供するステップと、 前記１ロットのウェハーから１枚のテストウェハーを取
り出して、このテストウェハーの反射率を測定するステ
ップと、 前記テストウェハーの反射率および前記データベースを
対照するステップと、 臨界寸法を前記反射率により設定し、前記テストウェハ
ーから得られた反射率を前記データベースに照合して、
最適な露光エネルギー量を探し出し、前記ロットのウェ
ハーに対するフォトリソグラフィー工程を実施するステ
ップと、 を具備する臨界寸法を制御する方法。 - 【請求項４】 上記フォトレジスト膜を塗布するステッ
プが、その後に、さらに、前記フォトレジスト膜をベイ
クするステップを含むものである請求項３記載の臨界寸
法を制御する方法。 - 【請求項５】 少なくとも、 ステッパーに接続された測定ユニットを備えるものであ
って、 前記測定ユニットが、反射率を測定する手段ならびにコ
ンピューターを有し、前記コンピューターが、反射率と
臨界寸法との関係を記録したデータベースを備え、前記
した反射率を測定する手段がテストウェハーの反射率を
測定した後、このテストウェハーの反射率を前記コンピ
ューターに入力し、前記データベースの記録に基づい
て、最適な露光エネルギー量を探し出し、この最適な露
光エネルギー量をステッパーに伝送する、臨界寸法を制
御する装置。 - 【請求項６】 上記臨界寸法を制御する装置が、さら
に、臨界寸法を前記反射率により設定し、測定された上
記テストウェハーの反射率と照合して、上記した最適な
露光エネルギー量を探し出すものである請求項５記載の
臨界寸法を制御する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199560A JP2001044096A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 臨界寸法を制御する方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199560A JP2001044096A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 臨界寸法を制御する方法と装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044096A true JP2001044096A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16409867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11199560A Pending JP2001044096A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 臨界寸法を制御する方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001044096A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100677995B1 (ko) | 2005-12-27 | 2007-02-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 포토리소그래피 공정의 제어 방법 |
| KR101018724B1 (ko) * | 2006-03-06 | 2011-03-04 | 가부시키가이샤 토프콘 | 반도체 디바이스의 제조 방법 |
| CN102200692A (zh) * | 2010-03-26 | 2011-09-28 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 曝光能量的控制方法 |
| US20230063001A1 (en) * | 2021-08-30 | 2023-03-02 | Changxin Memory Technologies, Inc. | Control method and system for critical dimension (cd) |
-
1999
- 1999-07-13 JP JP11199560A patent/JP2001044096A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100677995B1 (ko) | 2005-12-27 | 2007-02-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 포토리소그래피 공정의 제어 방법 |
| KR101018724B1 (ko) * | 2006-03-06 | 2011-03-04 | 가부시키가이샤 토프콘 | 반도체 디바이스의 제조 방법 |
| CN102200692A (zh) * | 2010-03-26 | 2011-09-28 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 曝光能量的控制方法 |
| US20230063001A1 (en) * | 2021-08-30 | 2023-03-02 | Changxin Memory Technologies, Inc. | Control method and system for critical dimension (cd) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6032875B2 (ja) | リソグラフィ・プロセス制御のための方法およびシステム | |
| TWI412900B (zh) | 用於雙重圖案成形之電場導向曝光後烘烤 | |
| US20020072003A1 (en) | Process control for micro-lithography | |
| US20100291490A1 (en) | Resist pattern slimming treatment method | |
| JPH08339074A (ja) | 露光マスクの製造方法 | |
| KR20050063786A (ko) | 회로 내의 구조의 측정을 획득하기 위한 표준 입자 크기측정법의 사용 | |
| TWI719242B (zh) | 半導體製造程序中的疊對量測及補償 | |
| JPH097924A (ja) | 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 | |
| US20060001846A1 (en) | Exposure system and method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2003057801A (ja) | マスクデータの補正方法、その装置、およびフォトマスク製造方法 | |
| JP4456313B2 (ja) | フォトレジストベーキングプロセスを制御するための方法および装置 | |
| US20100291491A1 (en) | Resist pattern slimming treatment method | |
| JP2001044096A (ja) | 臨界寸法を制御する方法と装置 | |
| US6762133B1 (en) | System and method for control of hardmask etch to prevent pattern collapse of ultra-thin resists | |
| Leang et al. | A novel in-line automated metrology for photolithography | |
| JPH11119443A (ja) | レジストパタンの形成方法 | |
| JPH0423816B2 (ja) | ||
| JPH1174176A (ja) | 半導体装置の製造方法、膜厚最適化装置および膜厚最適化方法 | |
| US6641963B1 (en) | System and method for in situ control of post exposure bake time and temperature | |
| US7492465B2 (en) | Method for determining optimal resist thickness | |
| JP2001318471A (ja) | リソグラフィー方法 | |
| US6629786B1 (en) | Active control of developer time and temperature | |
| JP3013393B2 (ja) | フォトレジスト塗布手段 | |
| Jakatdar et al. | In-situ metrology for deep-ultraviolet lithography process control | |
| TWI841450B (zh) | 度量衡方法及設備 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010313 |