JP2008053413A - Focal deviation measuring method, and focal alignment method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、フォトリソグラフィ工程において、半導体ウエハ上に形成されたレジスト層を露光する際の、半導体ウエハの表面に垂直な方向の基板表面の位置を決定するための焦点ずれ測定方法と、その焦点ずれ測定方法で得られた焦点のずれ量を利用して焦点位置合せを行う、焦点位置合せ方法に関するものである。 The present invention relates to a defocus measurement method for determining a position of a substrate surface in a direction perpendicular to a surface of a semiconductor wafer when a resist layer formed on the semiconductor wafer is exposed in a photolithography process, and its focus The present invention relates to a focus alignment method for performing focus alignment using a focus shift amount obtained by a shift measurement method.
半導体装置の製造にあたり、一般にフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により、半導体ウエハに対して所定のパターニングを行っている。近年の半導体装置の微細化に伴い、フォトリソグラフィ工程によって半導体ウエハ上に形成されるレジストパターンも微細化されつつある。 In manufacturing a semiconductor device, a predetermined patterning is generally performed on a semiconductor wafer by a photolithography process and an etching process. With the recent miniaturization of semiconductor devices, the resist pattern formed on a semiconductor wafer by a photolithography process is also being miniaturized.
レジストパターンを形成するため、半導体ウエハの表面上に形成されたレジスト層に対し、半導体ウエハ表面に対し垂直方向からマスクパターンの投影露光を行っている。半導体ウエハ上に形成されるレジストパターンの品質に影響を与える要因として、半導体ウエハ表面に垂直な方向における当該半導体ウエハ表面の最適露光位置に対する、半導体ウエハ表面の位置のずれがある(例えば、特許文献1又は2参照)。 In order to form a resist pattern, projection exposure of a mask pattern is performed on the resist layer formed on the surface of the semiconductor wafer from a direction perpendicular to the surface of the semiconductor wafer. As a factor that affects the quality of the resist pattern formed on the semiconductor wafer, there is a shift in the position of the semiconductor wafer surface with respect to the optimum exposure position of the semiconductor wafer surface in a direction perpendicular to the semiconductor wafer surface (for example, Patent Documents). 1 or 2).
ここで、最適露光位置は、露光装置の縮小投影レンズの焦点位置、基板表面に塗布されたレジストの屈折率及び厚さで定まる位置であって、半導体ウエハ表面が最適露光位置に一致している時に焦点が合っている。 Here, the optimum exposure position is a position determined by the focal position of the reduction projection lens of the exposure apparatus, the refractive index and the thickness of the resist applied to the substrate surface, and the semiconductor wafer surface coincides with the optimum exposure position. Sometimes it is in focus.
半導体ウエハは、露光装置のウエハステージに載せられて露光される。このとき、ウエハステージの傾きや表面の凹凸、又は半導体ウエハ表面の凹凸などによって、一度に露光される領域ごとに焦点ずれが生じる場合がある。 The semiconductor wafer is placed on the wafer stage of the exposure apparatus and exposed. At this time, there may be a case where a focus shift occurs in each region exposed at a time due to the tilt of the wafer stage, the surface unevenness, or the semiconductor wafer surface unevenness.
そこで、露光ショット毎に、半導体ウエハ表面の位置を最適露光位置に合わせるために、露光装置の解像限界以下の幅のサブパターンを複数、互いに離間して平行に配列させてなる計測用パターンを用いて、半導体ウエハ表面の位置の変化に対する計測用レジストパターンの長さの変化を用いる焦点ずれ測定方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, for each exposure shot, in order to align the position of the semiconductor wafer surface with the optimum exposure position, a measurement pattern in which a plurality of sub-patterns having a width equal to or smaller than the resolution limit of the exposure apparatus are arranged in parallel and separated from each other. A defocus measurement method using a change in the length of a resist pattern for measurement with respect to a change in the position of the semiconductor wafer surface has been proposed (for example, see Patent Document 1).
また、半導体ウエハ表面の位置の上下限を、レジストパターンの断面のエッジ寸法と当該表面の位置との関係から求める方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
上述の特許文献1に開示されている方法では、半導体ウエハ表面の最適露光位置からのずれ量、すなわち焦点のずれ量が0.4μm以上あれば、充分、ずれ量を求めることができる。しかしながら、現在、焦点のずれ量として、0.1μm程度が許容範囲として要求される工程が増えつつある。ずれ量が0.4μm以下の場合は、基板表面に垂直な方向の当該表面位置の変化に対する計測用レジストパターンの長さの変化が小さく、しかも、直線性が悪いため、特許文献1に開示されている焦点ずれ測定方法で、ずれ量を要求される精度で求めるのは難しい。また、焦点のずれ量の許容範囲が0.1μm程度であるのに対し、ずれ量を充分な精度で測定できるのは、ずれ量が0.4μm以上のときである。従って、ずれ量の測定を行うためのレジストパターンの形成と、回路パターンを形成するためのレジストパターンの形成を1つのマスクを用いて同一工程で行うのは困難である。 In the method disclosed in Patent Document 1 described above, if the amount of deviation from the optimum exposure position on the surface of the semiconductor wafer, that is, the amount of focus deviation is 0.4 μm or more, the amount of deviation can be obtained sufficiently. However, at present, the number of processes requiring an allowable range of about 0.1 μm as the amount of defocus is increasing. When the deviation amount is 0.4 μm or less, the change in the length of the measurement resist pattern with respect to the change in the surface position in the direction perpendicular to the substrate surface is small, and the linearity is poor. It is difficult to obtain the amount of deviation with the required accuracy by the defocus measurement method. Further, while the allowable range of the focus shift amount is about 0.1 μm, the shift amount can be measured with sufficient accuracy when the shift amount is 0.4 μm or more. Therefore, it is difficult to form a resist pattern for measuring a deviation amount and a resist pattern for forming a circuit pattern in the same process using one mask.
そこで、この出願に係る発明者が鋭意研究を行って、特許文献1に開示されている計測用パターンと同様の、複数の計測用サブマスクパターンからなる計測用マスクパターンを備えるフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィ工程を行えば、計測用マスクパターンが転写された一体連続的な計測用レジストパターンのボトム長さLb、及びトップ長さLtの差分ΔLが、焦点のずれ量ΔFに対して、直線的に変化することを見出した。この結果、予め、同じ露光条件でのレジストの屈折率及び厚さが等しい場合の、計測用レジストパターンのトップ長さLtとボトム長さLbの差分ΔLとずれ量ΔFの関係式を求めておき、その後、測定により得られた差分ΔLを、上述の関係式に代入することで、露光ショットごとに焦点のずれ量を取得することができる。 Therefore, the inventor according to this application has conducted intensive research and uses a photomask having a measurement mask pattern composed of a plurality of measurement submask patterns similar to the measurement pattern disclosed in Patent Document 1. When the photolithography process is performed, the difference ΔL between the bottom length Lb and the top length Lt of the integral continuous measurement resist pattern to which the measurement mask pattern is transferred is linear with respect to the focus shift amount ΔF. Found to change. As a result, a relational expression between the difference ΔL between the top length Lt and the bottom length Lb of the measurement resist pattern and the deviation amount ΔF in the case where the refractive index and thickness of the resist under the same exposure conditions are equal is obtained in advance. Thereafter, by substituting the difference ΔL obtained by the measurement into the above-described relational expression, it is possible to acquire the defocus amount for each exposure shot.
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、計測用レジストパターンのトップ長さLtとボトム長さLbの差分ΔLと、焦点のずれ量ΔFとの関係を利用して、測定された差分ΔLから焦点のずれ量ΔFを取得する焦点ずれ測定方法、及びこの焦点ずれ測定方法を用いた焦点位置合せ方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is the relationship between the difference ΔL between the top length Lt and the bottom length Lb of the measurement resist pattern and the focus shift amount ΔF. Is used to provide a defocus measurement method for obtaining the defocus amount ΔF from the measured difference ΔL, and a focus alignment method using this defocus measurement method.
上述した目的を達成するために、この発明の焦点ずれ測定方法は、以下の工程を備えている。 In order to achieve the above-described object, the defocus measurement method of the present invention includes the following steps.
先ず、それぞれ平行かつ露光装置の解像限界よりも短い配列周期で配列された、複数の細長の直角四辺形状の計測用サブマスクパターンからなる計測用マスクパターンであって、直角四辺形の中央領域を挟む位置に計測用サブマスクパターンの長手方向に離間して設けられている、一対の計測用マスクパターンを備える第1フォトマスクを用意する。次に、下地基板上にレジストを塗布して第1レジスト層を形成した後に、第1フォトマスクを用いて、第1レジスト層全体を露光ショットごとに、下地基板の表面の、当該表面に垂直な方向の位置である基板露光位置を変えて露光する。次に、露光された第1レジスト層を現像して、それぞれ計測用マスクパターンに対応する、計測用サブマスクパターンの間が埋め込まれた一体連続的な、一対の計測用レジストパターンを得る。次に、一対の計測用レジストパターンの、計測用サブマスクパターンの長手方向に対応する方向に測った、最外側壁間での最大離間距離をボトム長さLbとし、及び最小離間距離をトップ長さLtとしたとき、ボトム長さLbと基板露光位置から焦点が合っている基準露光位置を決める。次に、ボトム長さLb及びトップ長さLtの差分ΔL(=Lb−Lt)と、基板露光位置の、基準露光位置からのずれ量ΔFとの関係式を得る。次に、下地基板上にレジストを塗布して第2レジスト層を形成した後に、第1フォトマスクと同一の形態の第2フォトマスクを用いて、第2レジスト層全体を、基板露光位置を基準露光位置に固定して露光する。次に、露光された第2レジスト層を現像して計測用レジストパターンを得る。次に、上述の関係式を用いて、計測用レジストパターンのボトム長さLb、及びトップ長さLtの差分ΔLから、露光ショットごとに焦点のずれ量ΔFを得る。 First, a measurement mask pattern composed of a plurality of elongated rectangular quadrilateral measurement submask patterns arranged in parallel and with an arrangement period shorter than the resolution limit of the exposure apparatus, and a central region of the rectangular quadrilateral A first photomask having a pair of measurement mask patterns provided in a position in the longitudinal direction of the measurement submask pattern at a position sandwiching the measurement mask is prepared. Next, after a resist is applied on the base substrate to form a first resist layer, the entire first resist layer is perpendicular to the surface of the base substrate for each exposure shot using the first photomask. The exposure is performed by changing the substrate exposure position, which is a position in a different direction. Next, the exposed first resist layer is developed to obtain a pair of continuous measurement resist patterns in which the space between the measurement submask patterns corresponding to the measurement mask pattern is embedded. Next, the maximum separation distance between the outermost walls of the pair of measurement resist patterns measured in the direction corresponding to the longitudinal direction of the measurement submask pattern is defined as the bottom length Lb, and the minimum separation distance is defined as the top length. When the length Lt is set, the reference exposure position in focus is determined from the bottom length Lb and the substrate exposure position. Next, a relational expression is obtained between the difference ΔL (= Lb−Lt) between the bottom length Lb and the top length Lt and the shift amount ΔF of the substrate exposure position from the reference exposure position. Next, after applying a resist on the base substrate to form the second resist layer, the second resist layer having the same form as the first photomask is used, and the entire second resist layer is referenced to the substrate exposure position. Exposure is performed with the exposure position fixed. Next, the exposed second resist layer is developed to obtain a measurement resist pattern. Next, using the above-described relational expression, a focus shift amount ΔF is obtained for each exposure shot from the difference ΔL between the bottom length Lb and the top length Lt of the measurement resist pattern.
この発明の焦点ずれ測定方法によれば、フォトマスクが備える計測用マスクパターンとして、平行かつ露光装置の解像限界よりも短い配列周期で配列された、複数の直角四辺形状の計測用サブマスクパターンからなるものを用いている。このため、計測用マスクパターンが転写された計測用レジストパターンのトップ長さLtとボトム長さLbの差分ΔLが、下地基板の表面位置の最適露光位置からのずれ量、すなわち焦点のずれ量ΔFに対して直線的に変化し、その傾きが大きい。従って、ずれ量ΔFが小さい場合であっても、上下方向のどちらにずれているのかも含めて、ずれ量ΔFを求めることができる。 According to the defocus measurement method of the present invention, a plurality of right-sided quadrilateral measurement sub-mask patterns arranged in parallel and with an arrangement period shorter than the resolution limit of the exposure apparatus as the measurement mask pattern provided in the photomask The thing which consists of is used. For this reason, the difference ΔL between the top length Lt and the bottom length Lb of the measurement resist pattern to which the measurement mask pattern is transferred is the amount of deviation from the optimum exposure position of the surface position of the base substrate, that is, the amount of focus deviation ΔF. Changes linearly with a large inclination. Therefore, even when the deviation amount ΔF is small, the deviation amount ΔF can be obtained including whether the deviation amount is in the vertical direction.
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係についてはこの発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の組成(材質)及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されない。なお、平面図に一部ハッチングを付している部分があるが、構成要素を強調して示すためのものであり、断面を示すものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the shape, size, and arrangement relationship of each component are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood. In the following, a preferred configuration example of the present invention will be described. However, the composition (material) and numerical conditions of each component are merely preferred examples. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, although there is a part which is hatched in the plan view, it is for emphasizing and showing the constituent elements, and does not show a cross section.
(フォトマスク)
図1を参照して、焦点ずれ測定方法及び焦点位置合せ方法に用いられる、フォトマスクについて説明する。図1は、この発明で使用されるフォトマスクを説明するための図である。図1(A)はフォトマスクの模式的な拡大平面図であり、図1(B)は、図1(A)のA−A線に沿った断面の切り口を示す図である。
(Photomask)
With reference to FIG. 1, a photomask used in the defocus measurement method and the focus alignment method will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining a photomask used in the present invention. FIG. 1A is a schematic enlarged plan view of a photomask, and FIG. 1B is a view showing a cross section cut along the line AA in FIG.
フォトマスク100は、石英ガラスなどの透明基板210と、透明基板210上に設けられている遮光膜240及びマスクパターン260とを備えている。フォトマスク100の基板面に平行な領域は、遮光領域110と、この遮光領域110で画成されるパターン領域120とに区分されている。遮光領域110の透明基板210上には、遮光膜240が形成されている。また、パターン領域120の透明基板210上には、マスクパターン260が形成されている。この構成例では、パターン領域120を直角四辺形状としてある。なお、ここで直角四辺形状とは、正方形状又は長方形状のいずれかを示している。
The
遮光膜240及びマスクパターン260は、透明基板210上に例えばクロムを蒸着して遮光用膜を形成した後、この遮光用膜をパターニングすることによって得られる。
The
パターン領域120の中央には、直角四辺形状の中央領域140が設定されている。中央領域140の周囲に、中央領域140の各辺に対応して計測用領域130がそれぞれ設定されている。各計測用領域130に、計測用マスクパターン250が1つずつ形成されている。中央領域140には、半導体ウエハに形成される回路パターンに対応する、回路用マスクパターン230が遮光膜を用いて形成されている。
In the center of the
計測用マスクパターン250は、複数の細長の直角四辺形状の計測用サブマスクパターン220を備えている。計測用サブマスクパターン220は、平行かつ等間隔に配列されている。また、これらの計測用サブマスクパターン220は、それぞれの長手方向が、中央領域140の辺に対して直角に設けられている。また、計測用サブマスクパターン220は、対向する中央領域140の辺と平行な方向に端を揃えて配列されている。これらの計測用サブマスクパターン220の配列周期を、露光装置の解像限界よりも短い周期としている。
The
半導体ウエハ上に、レジストを塗布してレジスト層を形成した後に、上述のフォトマスクを用いた露光及び現像を行うと、フォトマスクのマスクパターンが、レジストに転写されてレジストパターンが形成される。 After applying a resist on a semiconductor wafer to form a resist layer and then performing exposure and development using the above-described photomask, the mask pattern of the photomask is transferred to the resist to form a resist pattern.
図2を参照して、計測用サブマスクパターン220に対応して形成される計測用レジストパターンに注目して説明する。図2は、計測用レジストパターンを主に説明するための図である。図2(A)は計測用レジストパターンと回路用レジストパターンを含むレジストパターンの模式的な拡大平面図であり、図2(B)及び図2(C)は、それぞれ図2(A)のB−B線及びC−C線に沿った断面の切り口を示す図である。
With reference to FIG. 2, the measurement resist pattern formed corresponding to the
下地基板310上に形成されるレジストパターン320は、中央の回路用マスクパターンに対応する回路用レジストパターン300と、その周辺の計測用レジストパターン330とからなっている。
The resist
ここで、図1を参照して説明した、フォトマスク100が備える計測用サブマスクパターン220は、露光装置の解像限界よりも短い配列周期で配列されている。このため、レジスト層へのマスクパターンの転写の際、計測用サブマスクパターン220が解像されない。従って、レジスト層を現像しても、個々の計測用サブマスクパターン220に一対一で対応する個別のレジストパターンに分離されない。そのために、計測用マスクパターン250のそれぞれに、計測用サブマスクパターン220の間が埋め込まれた一つの一体連続的な計測用レジストパターン330として形成される。例えば、露光装置として波長が248nmのKrFエキシマステッパを用いる場合は、半導体ウエハ上の寸法に換算して、計測用サブマスクパターンの幅を0.1μm、間隔を0.1μm、長さ4μmで作成する。
Here, the
計測用レジストパターン330は、側壁が傾斜した台形状のパターンとして形成される。従って、レジストパターン330の底面と上面は相似形であるが、底面の面積は上面の面積より大である。そこで、回路用レジストパターン300を挟んで対向する2つの計測用レジストパターン330のそれぞれの最外側壁間での最大離間距離をLbとし、最小離間距離をLtとする。ここで最外側壁は、対向する2つの計測用レジストパターン330のそれぞれについて、対向する面(330a)とは反対側の面(330b)の側壁を示している。
The measurement resist
この最大離間距離Lbは、計測用レジストパターン330のボトム長さ、すなわち半導体ウエハ側の下側表面の長さであり、また、最小離間距離Ltは、計測用レジストパターン330のトップ長さ、すなわち下側表面に対向する上側表面の長さである。これら長さは、計測用サブマスクパターンの長尺方向に対応した方向に沿った長さである。これらの長さLt及びLbを利用して、焦点ずれを測定する。なお、ここではボトム長さLbとトップ長さLtを、レジストパターンに含まれる、回路レジストパターン300を挟む部分、すなわち、一対の計測用レジストパターンを用いて測定するものとして説明したが、1つの計測用レジストパターンを用いても良い。この場合、計測用サブマスクパターンの長手方向に対応する方向に測った最大幅をボトム長さLb´とし、また、最小幅をトップ長さLt´とする。
The maximum separation distance Lb is the bottom length of the measurement resist
なお、露光装置の解像限界より細い幅のパターンでは、焦点ずれによる先端部の長さ変化、すなわち、計測用サブマスクパターンの長手方向に対応する方向の長さの変化が大きいので、ボトム長さLb(Lb´)及びトップ長さLt(Lt´)の測定を、変化の大きい計測用サブマスクパターンの長手方向に対応する方向で行うのが良い。 Note that in a pattern with a width narrower than the resolution limit of the exposure apparatus, the change in the length of the tip due to defocusing, that is, the change in the length in the direction corresponding to the longitudinal direction of the measurement submask pattern is large. The measurement of the length Lb (Lb ′) and the top length Lt (Lt ′) is preferably performed in a direction corresponding to the longitudinal direction of the measurement submask pattern having a large change.
また、露光装置の投影レンズは、横方向と縦方向(図1中、X方向とY方向)で焦点位置に差を生じさせる収差があるので、フォトマスクは、X方向及びY方向の2組の計測用マスクパターンを備えるのが良い(図1(A)参照)。なお、フォトマスクとして1組の計測用マスクパターンを備える構成として、X方向とY方向の一方ずつ測定を行っても良い。 Further, since the projection lens of the exposure apparatus has an aberration that causes a difference in focal position in the horizontal direction and the vertical direction (X direction and Y direction in FIG. 1), the photomask has two sets in the X direction and the Y direction. The measurement mask pattern may be provided (see FIG. 1A). Note that, as a configuration including a set of measurement mask patterns as a photomask, measurement may be performed for each of the X direction and the Y direction.
(焦点ずれ測定方法)
図3〜5を参照して、焦点ずれ測定方法について説明する。なお、フォトマスク及びレジストパターンについて図1及び図2を参照することもある。図3は、露光装置を用いて露光を行っている状態を示す模式図である。
(Defocus measurement method)
The defocus measurement method will be described with reference to FIGS. Note that the photomask and the resist pattern may be referred to FIGS. FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which exposure is performed using an exposure apparatus.
この発明の焦点ずれを測定する方法によれば、予め、同じ露光条件でのレジストの屈折率及び厚さが等しい場合の、計測用レジストパターンのトップ長さLtとボトム長さLbの差分ΔLとずれ量ΔFの関係式を求めておき、その後、測定で得られた差分ΔLを、この関係式に代入することで、露光ショットごとに焦点のずれ量を取得することができる。以下、詳細に説明する。 According to the method for measuring defocus of the present invention, the difference ΔL between the top length Lt and the bottom length Lb of the resist pattern for measurement when the refractive index and the thickness of the resist under the same exposure conditions are equal in advance. By obtaining a relational expression of the deviation amount ΔF and then substituting the difference ΔL obtained by the measurement into this relational expression, the focal deviation amount can be acquired for each exposure shot. Details will be described below.
なお、以下の説明において、トップ長さLtとボトム長さLbを、レジスト長さLと総称することがある。 In the following description, the top length Lt and the bottom length Lb may be collectively referred to as a resist length L.
レジスト長さLとずれ量ΔFとの関係式を得る工程は、以下のステップ(以下、ステップをSで表す。)10〜S40の工程を含む。 The process of obtaining the relational expression between the resist length L and the shift amount ΔF includes the following steps (hereinafter, steps are represented by S) 10 to S40.
S10の工程では、先ず、下地基板310上にレジストを塗布して第1レジスト層340を形成した後、露光装置のウエハステージ(図示を省略する。)に、第1レジスト層340を備える下地基板310を固定する。ここで、下地基板として半導体基板、又は半導体基板上にフォトリソグラフィ及びエッチングでパターニングされる層を備える基板を用いることができる。以下の説明では、この基板を半導体ウエハと称することもある。また、露光装置のレチクルステージ(図示を省略する。)に計測用マスクパターンが形成されている第1フォトマスク100aを固定する。第1フォトマスクとしては、図1を参照して説明したフォトマスクを用いることができる。
In step S10, first, a resist is applied to the
第1フォトマスク100aを縮小投影レンズ400で第1レジスト層340に投影して露光を行う。この露光は、ウエハステージを、水平方向に一回の露光で露光される領域分ずつずらしながら、下地基板310上の第1レジスト層340の領域全体について行う。このとき、露光ショットごとに、基板露光位置Fmを変化させる。基板露光位置Fmは、下地基板310の表面の、当該表面に垂直な方向(Z方向)の位置であって、露光装置の縮小投影レンズの焦点位置、レジストの屈折率や厚さに依存して定まる。S10の工程では、下地基板の表面を仮想的に凹凸の無い平坦面と仮定する。基板露光位置Fmは、例えば、レチクルステージとウエハステージの距離と下地基板の平均の厚さで定まる。なお、基板露光位置Fmが最適な露光位置に一致する場合の位置を、基準露光位置F0と称する。
The
S20では、露光された第1レジスト層340を現像して、第1レジストパターンを得た後、第1レジストパターンに含まれる計測用レジストパターンのボトム長さLbとトップ長さLtのレジスト長さLを測定する。なお、第1レジストパターンに含まれる計測用レジストパターンを計測用第1レジストパターンと称することもある。
In S20, the exposed first resist
第1フォトマスク100aとして、図1を参照して説明したフォトマスクを用いる場合、第1レジストパターンとして、図2を参照して説明したレジストパターンが得られる。レジスト長さLの測定は、光学顕微鏡を備える測定装置、例えば、半導体装置の製造に当たり、下地基板と下地基板上に形成する層の重ね合わせ測定に一般に利用されている重ね合わせ測定装置を用いて行うことができる。
When the photomask described with reference to FIG. 1 is used as the
S30では、焦点のずれ量ΔFとレジスト長さLを直交座標面上にプロットして基準露光位置を取得する。図4は、プロットにより得られる焦点のずれ量ΔF(単位:μm)と、レジスト長さL(単位:μm)の関係を示す特性図である。図4では、横軸にずれ量ΔFを取って示し、及び、縦軸にレジスト長さLをとって示している。図4中、曲線Iはボトム長さLbを示し、曲線IIはトップ長さLtを示している。ここで、ボトム長さLbが最大となるのは、基板露光位置Fmが基準露光位置F0に一致する場合であり、このときのずれ量ΔFを0とする。また、基板露光位置Fmが、基準露光位置F0に対して上方、すなわち、縮小投影レンズ400に近い方にずれている場合(図3参照)にずれ量ΔFを正の値とし、基準露光位置F0に対して下方にずれている場合にずれ量ΔFを負の値とする。図4の曲線I及びIIが示すように、トップ長さLtが最大となる基板露光位置Fmは、ボトム長さLbが最大となる基板露光位置、すなわち基準露光位置F0と異なっている。 In S30, the reference deviation position ΔF and the resist length L are plotted on the orthogonal coordinate plane to obtain the reference exposure position. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the defocus amount ΔF (unit: μm) obtained by plotting and the resist length L (unit: μm). In FIG. 4, the horizontal axis indicates the shift amount ΔF, and the vertical axis indicates the resist length L. In FIG. 4, the curve I indicates the bottom length Lb, and the curve II indicates the top length Lt. Here, the bottom length Lb is maximum when the substrate exposure position Fm coincides with the reference exposure position F0, and the shift amount ΔF at this time is set to zero. Further, when the substrate exposure position Fm is shifted upward from the reference exposure position F0, that is, closer to the reduction projection lens 400 (see FIG. 3), the shift amount ΔF is set to a positive value, and the reference exposure position F0. In contrast, the shift amount ΔF is set to a negative value when it is shifted downward. As shown by curves I and II in FIG. 4, the substrate exposure position Fm at which the top length Lt is maximum is different from the substrate exposure position at which the bottom length Lb is maximum, that is, the reference exposure position F0.
S40では、基板露光位置Fmの基準露光位置F0からのずれ量ΔFとレジスト長さの差分ΔL(=Lb−Lt)を直交座標面上にプロットして、ずれ量ΔFとレジスト長さの差分ΔLの関係を得る。図5は、焦点のずれ量ΔFと、レジスト長さの差分ΔLの関係を示す特性曲線図である。図5では、横軸にずれ量ΔF(単位:μm)を取って示し、及び、縦軸にレジスト長さの差分ΔL(単位:μm)をとって示している。 In S40, the deviation amount ΔF of the substrate exposure position Fm from the reference exposure position F0 and the resist length difference ΔL (= Lb−Lt) are plotted on the orthogonal coordinate plane, and the deviation amount ΔF and the resist length difference ΔL are plotted. Get a relationship. FIG. 5 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the focus shift amount ΔF and the resist length difference ΔL. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the deviation amount ΔF (unit: μm), and the vertical axis indicates the resist length difference ΔL (unit: μm).
図5に示す結果によれば、曲線IIIが示すように、差分ΔLは、ずれ量ΔFが0の付近、すなわち、基準露光位置F0付近で右上がりの単調増加を示す。特に、−0.4μm〜+0.6μmの範囲では、ずれ量ΔFに対する差分ΔLは、15%程度の誤差の範囲内で直線近似することができる。すなわち、ずれ量ΔFに対する差分ΔLは、傾きをAとし、切片をBとして、下記の(1)式に近似される。 According to the result shown in FIG. 5, as indicated by the curve III, the difference ΔL shows a monotonous increase that rises to the right near the deviation amount ΔF of 0, that is, near the reference exposure position F0. In particular, in the range of −0.4 μm to +0.6 μm, the difference ΔL with respect to the shift amount ΔF can be linearly approximated within an error range of about 15%. That is, the difference ΔL with respect to the deviation amount ΔF is approximated by the following equation (1), where the slope is A and the intercept is B.
ΔL=A×ΔF+B (1)
なお、このグラフの形状は、同じ露光装置を用いた場合、レジストの材質、レジストパターンの形状、下地基板の構造、露光強度及び露光時間が等しければ、ほとんど変化しない。図5中、この(1)式の直線を点線IVで示してある。
ΔL = A × ΔF + B (1)
It should be noted that the shape of this graph hardly changes when the same exposure apparatus is used as long as the resist material, the shape of the resist pattern, the structure of the underlying substrate, the exposure intensity, and the exposure time are the same. In FIG. 5, the straight line of the equation (1) is indicated by a dotted line IV.
レジスト長さの差分ΔLと、基板露光位置Fmの基準露光位置F0からのずれ量ΔFとの関係式を得た後、この関係式を用いて以下のS50〜S70の工程で、露光ショットごとにレジスト長さLから焦点ずれの大きさであるずれ量ΔFを求める。 After obtaining a relational expression between the resist length difference ΔL and the deviation amount ΔF of the substrate exposure position Fm from the reference exposure position F0, this relational expression is used for each exposure shot in the following steps S50 to S70. From the resist length L, a deviation amount ΔF, which is a magnitude of defocus, is obtained.
S50の工程では、S10の工程と同様に、先ず、下地基板上にレジストを塗布して第2レジスト層を形成した後、露光装置のウエハステージに、第2レジスト層を備える下地基板を固定する。また、露光装置のレチクルステージに、第1フォトマスクと同一形態の、計測用マスクパターンを備える第2フォトマスクを固定する。 In step S50, as in step S10, first, a resist is applied on the base substrate to form a second resist layer, and then the base substrate including the second resist layer is fixed to the wafer stage of the exposure apparatus. . A second photomask having a measurement mask pattern having the same form as the first photomask is fixed to the reticle stage of the exposure apparatus.
次に、ウエハステージを水平方向に一回に露光される領域分ずつずらしながら、下地基板上の第2レジスト層の領域全体について露光を行う。このとき、基板露光位置は、例えばS30の工程で得られた基準露光位置F0に固定する。その後、第2レジスト層の現像を行って、計測用レジストパターンを含む第2レジストパターンを得る。なお、第2レジストパターンに含まれる計測用レジストパターンを計測用第2レジストパターンと称することもある。 Next, the entire region of the second resist layer on the base substrate is exposed while shifting the wafer stage in the horizontal direction by the region exposed at a time. At this time, the substrate exposure position is fixed at the reference exposure position F0 obtained in the step S30, for example. Thereafter, the second resist layer is developed to obtain a second resist pattern including a measurement resist pattern. The measurement resist pattern included in the second resist pattern may be referred to as a measurement second resist pattern.
このとき、ウエハステージの傾きや、下地基板又はウエハステージの凹凸によって、基板露光位置Fmが基準露光位置F0に一致していても、露光ショットごとに、下地基板の表面が最適露光位置からずれる、すなわち焦点が合わない場合がある。この場合、計測用第2レジストパターンのレジスト長さLも露光ショットごとに異なる値になる。 At this time, even if the substrate exposure position Fm coincides with the reference exposure position F0 due to the tilt of the wafer stage or the unevenness of the base substrate or the wafer stage, the surface of the base substrate deviates from the optimum exposure position for each exposure shot. That is, the focus may not be achieved. In this case, the resist length L of the second resist pattern for measurement is also different for each exposure shot.
S60では、計測用第2レジストパターンのボトム長さLbとトップ長さLtを測定する。 In S60, the bottom length Lb and the top length Lt of the second resist pattern for measurement are measured.
S70では、測定したボトム長さLb及びトップ長さLtの差分ΔLから、(1)式を用いて、露光ショットごとに、下地基板の表面の焦点のずれ量ΔFを得る。 In S70, the amount of focus shift ΔF on the surface of the base substrate is obtained for each exposure shot from the difference ΔL between the measured bottom length Lb and top length Lt using equation (1).
この焦点ずれ測定方法によれば、平行かつ露光装置の解像限界以下の配列周期で配列された複数の計測用サブマスクパターンを備える計測用マスクパターンを用いていることにより、計測用レジストパターンのトップ長さLtとボトム長さLbの差分ΔLが、焦点のずれ量ΔFに対して、直線的に変化し、その変化が大きいことを利用している。従って、焦点のずれ量が小さい場合であっても、下地基板の表面が最適露光位置から上下方向のどちらにずれているのかも含めて、正確に焦点のずれ量を求めることができる。 According to this defocus measurement method, by using a measurement mask pattern having a plurality of measurement submask patterns arranged in parallel and with an arrangement period equal to or less than the resolution limit of the exposure apparatus, This utilizes the fact that the difference ΔL between the top length Lt and the bottom length Lb changes linearly with respect to the focal shift amount ΔF, and the change is large. Therefore, even when the focus shift amount is small, the focus shift amount can be accurately obtained including whether the surface of the base substrate is shifted in the vertical direction from the optimum exposure position.
なお、露光装置やレジストの条件が同じ場合、一度、上述の(1)式を得た後は、この(1)式を用いてS50〜S70の工程を、複数の下地基板について繰り返し行うことができる。 When the conditions of the exposure apparatus and the resist are the same, once the above equation (1) is obtained, the steps S50 to S70 can be repeated for a plurality of base substrates using the equation (1). it can.
この焦点ずれ測定方法では、レジスト長さの差分ΔLとずれ量ΔFとの関係式を得る際に用いる第1フォトマスクと、差分ΔLからずれ量ΔFを求める際に用いる第2フォトマスクとは、同じ形状及び大きさの計測用レジストパターンを備えていれば良く、第1フォトマスクと第2フォトマスクとを、同じフォトマスクにしても良い。 In this defocus measurement method, the first photomask used for obtaining the relational expression between the resist length difference ΔL and the deviation amount ΔF and the second photomask used for obtaining the deviation amount ΔF from the difference ΔL are: It is sufficient if the measurement resist patterns having the same shape and size are provided, and the first photomask and the second photomask may be the same photomask.
また、焦点のずれ量として、複数の露光ショットで得られたずれ量ΔFを平均した平均ずれ量を求めることができる。 Further, an average shift amount obtained by averaging the shift amounts ΔF obtained by a plurality of exposure shots can be obtained as the focus shift amount.
ここで、上述した焦点ずれ測定方法で求められる焦点のずれ量は、半導体ウエハに起因するものと、露光装置に起因するものが合算されたものである。このため、1回の操作だけでは、この発明の焦点ずれ測定方法で得られた焦点のずれ量が、露光装置に起因するものか、半導体ウエハに起因するものかを区別することはできない。そこで、露光装置に起因する焦点のずれ量を得るためには、異なる半導体ウエハに対して、複数回の操作を行ってその平均を取る必要がある。 Here, the amount of defocus obtained by the above-described defocus measurement method is the sum of the amount due to the semiconductor wafer and the amount due to the exposure apparatus. For this reason, it is impossible to distinguish whether the amount of defocus obtained by the defocus measurement method of the present invention is caused by the exposure apparatus or the semiconductor wafer by only one operation. Therefore, in order to obtain the amount of defocus due to the exposure apparatus, it is necessary to perform an average operation by performing a plurality of operations on different semiconductor wafers.
(焦点位置合せ方法)
焦点位置合せ方法は、S10〜S80の工程を備えている。S70までの工程は、上述した焦点ずれ測定方法と同様であるので、説明を省略する。焦点位置合せ方法では、S10〜S70の工程で得られた、焦点のずれ量ΔFに基づいて、焦点位置合わせを行う。
(Focus alignment method)
The focus alignment method includes steps S10 to S80. Since the steps up to S70 are the same as the above-described defocus measurement method, description thereof is omitted. In the focus alignment method, focus alignment is performed based on the focus shift amount ΔF obtained in steps S10 to S70.
S80では、下地基板上に新たに塗布されたレジスト層全体を、回路用マスクパターンを備える第3フォトマスクを用いて、露光ショットごとに基板露光位置を基準露光位置F0からずれ量ΔFだけ変位させて露光及び現像を行う。例えば、焦点ずれ測定の結果、ある露光ショットでのレジスト長さLの差分がΔLmであり、このときのずれ量がΔFmであるとする。この露光ショットの露光を行う場合、基板露光位置を、基準露光位置F0からΔFmだけずらして露光を行う。 In S80, the entire resist layer newly applied on the base substrate is displaced from the reference exposure position F0 by a deviation amount ΔF for each exposure shot using a third photomask having a circuit mask pattern. Exposure and development. For example, as a result of defocus measurement, it is assumed that the difference in resist length L in a certain exposure shot is ΔLm, and the shift amount at this time is ΔFm. When performing exposure of this exposure shot, exposure is performed by shifting the substrate exposure position by ΔFm from the reference exposure position F0.
この焦点位置合せ方法によれば、露光ショットごとに正確に求められたずれ量ΔFを用いて位置合せを容易に行うことができる。 According to this focus alignment method, alignment can be easily performed using the deviation amount ΔF accurately obtained for each exposure shot.
なお、ここでは、S80の工程において、露光ショットごとに基板露光位置Fmを基準露光位置F0からずれ量ΔFだけ変位させて露光を行った例を示しているが、これに限定されない。複数の露光ショットで得られたずれ量ΔFを平均した平均ずれ量を求めて、基板露光位置を、基準露光位置から平均ずれ量だけずらした位置に固定して、レジスト層全体の露光を行っても良い。 Here, in the step S80, an example is shown in which exposure is performed by shifting the substrate exposure position Fm from the reference exposure position F0 by the shift amount ΔF for each exposure shot, but the present invention is not limited to this. An average deviation amount obtained by averaging deviation amounts ΔF obtained by a plurality of exposure shots is obtained, the substrate exposure position is fixed at a position shifted from the reference exposure position by the average deviation amount, and the entire resist layer is exposed. Also good.
S10〜S40のずれ量ΔFと差分ΔLとの関係式を得る工程で用いられる第1フォトマスクと、S50〜S70のレジスト長さLからずれ量ΔFを求める工程で用いられる第2フォトマスクは、いずれも計測用マスクパターンを備える必要がある。また、S80の工程で用いられる第3フォトマスクは、回路用マスクパターンを備える必要がある。 The first photomask used in the step of obtaining the relational expression between the deviation amount ΔF and the difference ΔL in S10 to S40, and the second photomask used in the step of obtaining the deviation amount ΔF from the resist length L in S50 to S70. In either case, it is necessary to provide a measurement mask pattern. Further, the third photomask used in step S80 needs to have a circuit mask pattern.
そこで、第1フォトマスクを、計測用マスクパターンと回路用マスクパターンの両者を備える構成にすれば、共通のフォトマスク、ここでは第1フォトマスクを用いて、焦点ずれ測定と焦点位置合わせを行うことができる。このとき、S70の工程で得られた焦点のずれ量ΔFが、要求される基準を満たしていれば、S80の工程を行うことなく、第2レジストパターンをマスクとして用いたエッチングを行って、下地基板のパターニングを行うことができる。すなわち、焦点ずれ測定と、回路パターンの形成とを同一の基板を用いて同一工程で行うことができる。 Therefore, if the first photomask is configured to include both the measurement mask pattern and the circuit mask pattern, the defocus measurement and the focus alignment are performed using the common photomask, here the first photomask. be able to. At this time, if the defocus amount ΔF obtained in step S70 satisfies the required standard, etching using the second resist pattern as a mask is performed without performing step S80. The substrate can be patterned. That is, defocus measurement and circuit pattern formation can be performed in the same process using the same substrate.
なお、露光装置やレジストの条件が同じ場合、一度、S40の工程において上述の(1)式を得た後は、この(1)式を用いてS50〜S80の工程を、複数の下地基板について繰り返し行うことができる。 When the conditions of the exposure apparatus and resist are the same, once the above equation (1) is obtained in the step S40, the steps S50 to S80 are performed on the plurality of base substrates using the equation (1). Can be repeated.
100 フォトマスク
100a 第1フォトマスク
110 遮光領域
120 パターン領域
130 計測用領域
140 中央領域
210 透明基板
220 計測用サブマスクパターン
230 回路用マスクパターン
240 遮光膜
250 計測用マスクパターン
260 マスクパターン
300 回路用レジストパターン
310 下地基板
320 レジストパターン
330 計測用レジストパターン
340 第1レジスト層
400 縮小投影レンズ
DESCRIPTION OF
Claims (13)
下地基板上にレジストを塗布して第1レジスト層を形成する工程と、
前記第1フォトマスクを用いて、前記第1レジスト層全体を露光ショットごとに、前記下地基板の表面の、該表面に垂直な方向の位置である基板露光位置を変えて露光する工程と、
露光された前記第1レジスト層を現像して、前記計測用マスクパターンに対応する、それぞれ前記計測用サブマスクパターンの間が埋め込まれた一体連続的な、一対の計測用第1レジストパターンを得る工程と、
前記一対の計測用第1レジストパターンの、前記計測用サブマスクパターンの長手方向に対応する方向に測った、最外側壁間での最大離間距離をボトム長さLbとし、及び最小離間距離をトップ長さLtとしたとき、前記ボトム長さLbと前記基板露光位置から焦点が合っている基準露光位置を決める工程と、
前記ボトム長さLb及び前記トップ長さLtの差分ΔL(=Lb−Lt)と、前記基板露光位置の前記基準露光位置からのずれ量ΔFとの関係式を得る工程と、
下地基板上にレジストを塗布して第2レジスト層を形成する工程と、
前記第1フォトマスクと同一形態の第2フォトマスクを用いて、該第2レジスト層全体を、基板露光位置を前記基準露光位置に固定して露光する工程と、
露光された前記第2レジスト層を現像して、それぞれ一体連続的な一対の計測用第2レジストパターンを得る工程と、
前記関係式を用いて、前記一対の計測用第2レジストパターンのボトム長さLb、及びトップ長さLtの差分ΔLから、露光ショットごとにずれ量ΔFを得る工程と
を備えることを特徴とする焦点ずれ測定方法。 Measurement mask patterns each consisting of a plurality of elongated rectangular quadrilateral measurement submask patterns arranged in parallel and with an arrangement period shorter than the resolution limit of the exposure apparatus, and sandwiching a rectangular quadrilateral central region Preparing a first photomask having a pair of measurement mask patterns provided at positions spaced apart in the longitudinal direction of the measurement submask pattern;
Applying a resist on the base substrate to form a first resist layer;
Using the first photomask, exposing the entire first resist layer for each exposure shot by changing the substrate exposure position of the surface of the base substrate in a direction perpendicular to the surface;
The exposed first resist layer is developed to obtain a pair of first continuous measurement resist patterns corresponding to the measurement mask pattern, each embedded between the measurement submask patterns. Process,
The maximum separation distance between the outermost walls of the pair of measurement first resist patterns measured in the direction corresponding to the longitudinal direction of the measurement submask pattern is a bottom length Lb, and the minimum separation distance is a top. Determining a reference exposure position in focus from the bottom length Lb and the substrate exposure position when the length Lt is set;
Obtaining a relational expression between a difference ΔL (= Lb−Lt) between the bottom length Lb and the top length Lt and a shift amount ΔF of the substrate exposure position from the reference exposure position;
Applying a resist on the underlying substrate to form a second resist layer;
Using the second photomask having the same form as the first photomask, exposing the entire second resist layer with the substrate exposure position fixed at the reference exposure position;
Developing the exposed second resist layer to obtain a pair of measurement-specific second resist patterns, respectively;
And a step of obtaining a deviation amount ΔF for each exposure shot from the difference ΔL between the bottom length Lb and the top length Lt of the pair of second resist patterns for measurement using the relational expression. Defocus measurement method.
下地基板上にレジストを塗布して第1レジスト層を形成する工程と、
前記第1フォトマスクを用いて、前記第1レジスト層全体を露光ショットごとに、前記下地基板の表面の、該表面に垂直な方向の位置である基板露光位置を変えて露光する工程と、
露光された前記第1レジスト層を現像して、前記計測用マスクパターンに対応する、前記計測用サブマスクパターンの間が埋め込まれた一体連続的な、計測用第1レジストパターンを得る工程と、
前記計測用第1レジストパターンの、前記計測用サブマスクパターンの長手方向に対応する方向に測った最大幅をボトム長さLbとし、及び最小幅をトップ長さLtとしたとき、前記ボトム長さLbと基板露光位置から焦点が合っている基準露光位置を決める工程と、
前記ボトム長さLb及び前記トップ長さLtの差分ΔL(=Lb−Lt)と、基板露光位置の、前記基準露光位置からのずれ量ΔFとの関係式を得る工程と、
下地基板上にレジストを塗布して第2レジスト層を形成する工程と、
前記第1フォトマスクと同一形態の第2フォトマスクを用いて、該第2レジスト層全体を、基板露光位置を前記基準露光位置に固定して露光する工程と、
露光された前記第2レジスト層を現像して、一体連続的な計測用第2レジストパターンを得る工程と、
前記関係式を用いて、前記計測用第2レジストパターンのボトム長さLb、及びトップ長さLtの差分ΔLから、露光ショットごとにずれ量ΔFを得る工程と
を備えることを特徴とする焦点ずれ測定方法。 Preparing a first photomask having a measurement mask pattern comprising a plurality of elongated rectangular quadrilateral measurement submask patterns arranged in parallel and with an arrangement period shorter than the resolution limit of the exposure apparatus;
Applying a resist on the base substrate to form a first resist layer;
Using the first photomask, exposing the entire first resist layer for each exposure shot by changing the substrate exposure position of the surface of the base substrate in a direction perpendicular to the surface;
Developing the exposed first resist layer to obtain a first continuous measurement resist pattern corresponding to the measurement mask pattern and embedded between the measurement submask patterns;
When the maximum width of the first resist pattern for measurement measured in the direction corresponding to the longitudinal direction of the measurement submask pattern is the bottom length Lb and the minimum width is the top length Lt, the bottom length Determining a reference exposure position in focus from Lb and the substrate exposure position;
Obtaining a relational expression between a difference ΔL (= Lb−Lt) between the bottom length Lb and the top length Lt and a shift amount ΔF of the substrate exposure position from the reference exposure position;
Applying a resist on the underlying substrate to form a second resist layer;
Using the second photomask having the same form as the first photomask, exposing the entire second resist layer with the substrate exposure position fixed at the reference exposure position;
Developing the exposed second resist layer to obtain an integrated continuous measurement second resist pattern;
A step of obtaining a shift amount ΔF for each exposure shot from the difference ΔL between the bottom length Lb and the top length Lt of the second resist pattern for measurement using the relational expression. Measuring method.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の焦点ずれ測定方法。 The defocus measurement method according to claim 1 or 2, wherein the first photomask is used instead of the second photomask.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の焦点ずれ測定方法。 3. The defocus measurement method according to claim 1, wherein a photomask on which a circuit mask pattern is formed is prepared as the second photomask. 4.
ことを特徴とする請求項3に記載の焦点ずれ測定方法。 The defocus measurement method according to claim 3, wherein a photomask on which a circuit mask pattern is formed is prepared as the first photomask.
前記ずれ量ΔFが−0.4μmから+0.6μmの範囲での前記トップ長さLt及びボトム長さLbの差分ΔLを用いて、前記関係式として、傾きがA及び切片がBの一次直線に近似した下記の(1)式を得る
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の焦点ずれ測定方法。
ΔF=A×ΔL+B (1) In obtaining the relational expression,
Using the difference ΔL between the top length Lt and the bottom length Lb when the deviation amount ΔF is in the range of −0.4 μm to +0.6 μm, the relation is expressed as a linear straight line with an inclination of A and an intercept of B. The approximated following (1) Formula is obtained, The defocus measuring method as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
ΔF = A × ΔL + B (1)
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の焦点ずれ測定方法。 The focus shift measurement according to any one of claims 1 to 6, wherein after obtaining the shift amount ΔF for each exposure shot, the shift amount ΔF for each exposure shot is averaged to obtain an average shift amount. Method.
回路用マスクパターンを備える第3フォトマスクを用いて、下地基板上に新たに塗布されたレジスト層全体を、露光ショットごとに、基板露光位置を前記基準露光位置から露光ショットごとに得られたずれ量ΔFだけ変位させることにより、焦点を合わせて露光する
ことを特徴とする焦点位置合わせ方法。 After performing the step of obtaining the shift amount ΔF for each exposure shot by the defocus measurement method according to any one of claims 1 to 6,
Using a third photomask having a circuit mask pattern, the entire resist layer newly applied on the base substrate is exposed for each exposure shot, and the substrate exposure position is shifted from the reference exposure position for each exposure shot. A focus alignment method, wherein exposure is performed with a focus adjusted by displacing by an amount ΔF.
前記第1フォトマスクを用いて、下地基板上に新たに塗布されたレジスト層全体を、露光ショットごとに、基板露光位置を前記基準露光位置から露光ショットごとに得られたずれ量ΔFだけ変位させることにより、焦点を合わせて露光する
ことを特徴とする焦点位置合わせ方法。 After performing the step of obtaining the shift amount ΔF for each exposure shot by the defocus measurement method according to claim 5,
Using the first photomask, the entire resist layer newly applied on the base substrate is displaced for each exposure shot, and the substrate exposure position is displaced from the reference exposure position by the shift amount ΔF obtained for each exposure shot. Thus, the focus alignment method is characterized in that exposure is performed with the focus adjusted.
前記ずれ量ΔFが−0.4μmから+0.6μmの範囲での前記トップ長さLt及びボトム長さLbの差分ΔLを用いて、前記関係式として、傾きがA及び切片がBの一次直線に近似した下記の(1)式を得る
ことを特徴とする請求項9に記載の焦点位置合せ方法。
ΔF=A×ΔL+B (1) In obtaining the relational expression,
Using the difference ΔL between the top length Lt and the bottom length Lb when the deviation amount ΔF is in the range of −0.4 μm to +0.6 μm, the relation is expressed as a linear straight line with an inclination of A and an intercept of B. 10. The focus alignment method according to claim 9, wherein the following expression (1) is obtained.
ΔF = A × ΔL + B (1)
露光ショットごとのずれ量ΔFを平均して、平均ずれ量を得る工程と、
回路用マスクパターンを備える第3フォトマスクを用いて、下地基板上に新たに塗布されたレジスト層全体を、基板露光位置を基準露光位置から平均ずれ量だけ変異させた位置に固定して露光する工程と
を備えることを特徴とする焦点位置合せ方法。 After obtaining the shift amount ΔF for each exposure shot by the defocus measurement method according to claim 1,
Averaging the amount of deviation ΔF for each exposure shot to obtain an average amount of deviation;
Using a third photomask having a circuit mask pattern, the entire resist layer newly applied on the underlying substrate is exposed at a position where the substrate exposure position is changed by an average deviation amount from the reference exposure position. A focus alignment method comprising: a step.
露光ショットごとのずれ量ΔFを平均して、平均ずれ量を得る工程と、
前記第1フォトマスクを用いて、下地基板上に新たに塗布されたレジスト層全体を、基板露光位置を前記基準露光位置から前記平均ずれ量だけ変異させた位置に固定して露光する
ことを特徴とする焦点位置合せ方法。 After obtaining the shift amount ΔF for each exposure shot by the defocus measurement method according to claim 5,
Averaging the amount of deviation ΔF for each exposure shot to obtain an average amount of deviation;
Using the first photomask, the entire resist layer newly applied on the base substrate is exposed at a position where the substrate exposure position is changed by the average deviation amount from the reference exposure position. Focus focusing method.
前記ずれ量ΔFが−0.4μmから+0.6μmの範囲での前記トップ長さLt及びボトム長さLbの差分ΔLを用いて、前記関係式として、傾きがA及び切片がBの一次直線に近似した下記の(1)式を得る
ことを特徴とする請求項12に記載の焦点位置合せ方法。
F=A×ΔL+B (1) In obtaining the relational expression,
Using the difference ΔL between the top length Lt and the bottom length Lb when the deviation amount ΔF is in the range of −0.4 μm to +0.6 μm, the relation is expressed as a linear straight line with an inclination of A and an intercept of B. 13. The focus alignment method according to claim 12, wherein the following expression (1) is obtained.
F = A × ΔL + B (1)
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