JP2008158056A - レチクルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 縮小投影のウエハ露光に用いるレチクルに関し、寸法均一性の良いパターンを形成できるレチクルを提供する。
【解決手段】 露光装置の露光フィールド内におけるパターン寸法のばらつきの分布を予め計測しておき、レチクルを製造するときに、そのパターン寸法のばらつきを相殺するようにパターン寸法に補正を加える。補正が加えられたレチクルを用いて、露光することにより、露光フィールド内のパターン寸法のばらつきを最小限に抑えることができ、半導体チップの歩留まりを向上することができるようになる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置の製造技術に関する。特に微細パターン形成に用いられる縮小投影のウエハ露光に用いるレチクルの製造方法に関するものである。

半導体装置は、半導体素子を含む半導体チップを複数半導体ウエハの表面に形成して製造される。半導体チップのパターン形成には縮小投影露光法が用いられている。この露光方法は、レチクル上に形成された回路パターンを、結像光学系を用いてウエハ基板上に縮小転写する方法である。

微細化された半導体チップを製造するためには、転写されたパターン寸法のばらつきをおさえる必要がある。縮小投影法においてパターン寸法の精度に影響を与える要因として、露光装置の精度や半導体ウエハ表面の段差やレジストの塗布ムラなどがある。

露光装置の精度向上のために、露光フィールド内の照度ムラや収差を抑えることが重要である。特許文献１には、レジストの塗布ムラによる寸法バラツキを、所定領域ごとに露光量を設定することで抑制する方法が開示されている。特許文献２には、レジスト膜厚を測定し、レジスト膜厚に応じて露光条件を制御する方法が開示されている。また、特許文献３には、露光装置の光近接効果によるパターン寸法のバラツキを制御するレチクルの製造方法が開示されている。
特開平１０−２７０３２０号公報 特開平０６−０２０９１３号公報 特開平０４−１７９９５２号公報

転写されたレジストのパターン寸法の線幅のばらつきを小さくするために、露光装置間の製造ばらつきを最小に抑えるだけでなく、複数の露光装置間の各種パラメータを最適化して装置間差を最小にするが、それだけではばらつきを完全になくす事はできない。最近の半導体装置に許容されるパターンの寸法ばらつきには、露光装置の各種パラメータの最適化のみでは対応できなくなってきているという問題がある。換言すれば、パターン寸法の更なる高精度化の為には、露光装置の管理以外の対応も必要になってきている。

上記課題を解決するためになされたもので、レチクル上に形成されたパターンをウエハ基板上に投影露光し、露光フィールド内に形成されたレジストパターン寸法を測定し、この測定によって得られた寸法を補正するようにレチクル内の寸法を変えてレチクルを再作成し、この再作成したレチクルを用いてパターン転写を行うことで、ばらつきの少ないレジストパターンを得ることができる。

上述した手段によれば、露光装置の露光フィールド内の収差や照度ばらつきによるパターン寸法のばらつきを、レチクルに補正をかけることで相殺できるので、パターン寸法の均一性を向上することができる。これにより、パターン寸法のバラツキによる不良を低減させることが可能となるので、その結果半導体チップの歩留まりを向上することができる。

以下、図面参考に本発明を実施例により説明する。

図１はレチクルパターン寸法を補正したレチクルの製造工程を示す工程図である。通常、レチクルには複数の半導体チップに対応するパターンが形成されおり、個々の半導体チップに対応するレチクルパターン寸法は同一寸法で形成されている。このレチクルを補正前のレチクルと呼ぶこととする。

まず、この補正前のレチクルを用いて、露光装置の露光フィールド内のパターン寸法を測定する工程１を行う。工程１ではまずレジストを塗布したウエハ基板に既知のパターン寸法が形成された補正前のレチクルを用いてパターンの露光を行い、その後、現像処理することで、レチクル上のパターンをウエハ基板上にレジストパターンとして転写する。そして、露光フィールド内を複数の領域に分割し、転写されたレジストパターンの寸法を、測長ＳＥＭを用いて各領域で測定することで工程１が終了する。

次いで、露光フィールド内のパターン寸法の誤差の分布をもとめる工程２を実施する。図２は、得られた露光フィールド内におけるパターン寸法の誤差の分布の例を示す模式図である。図２では、露光フィールド５の内部を10×10に領域を分割し、パターン寸法の測定をおこなっている。６１〜６６は、露光フィールド内の各位置におけるパターン寸法の誤差の分布の様子を視覚的捕らえることができるように色の濃淡により示したものである。

次に上記測定により得られた露光フィールド内のパターン寸法の誤差の分布を用いて、転写後のパターン寸法の変動を補償するように、レチクルの各位置のパターン寸法を補正してレチクルを製造する工程３を行う。

次いで、補正したレチクルを用いてウエハ基板上にレジストパターンを転写する工程４をおこなうと、露光フィールド内のパターン寸法のばらつきを最小にすることができる。

以上の工程により作成されたレチクルを用いて半導体チップを製造することで、寸法のばらつきに起因する欠陥を低減することが可能となり、半導体チップの製造歩留まりを向上させることができるようになる。

上記の実施例では、露光フィールドを10×10に領域を分割したが、分割数を増やせば、ばらつきのより少ないパターン形成が可能となる。

本発明の第一の実施の形態であるレチクル製造工程を示す工程図。 露光フィールド内のパターン寸法の誤差の分布例を示す模式図。

符号の説明

１ 露光フィールド内のパターン寸法を測定する工程
２ 露光フィールド内のパターン寸法の分布をもとめる工程
３ パターン寸法の分布を用いて露光フィールドの各位置のパターン寸法を補正してレチクルを製造する工程
４ レチクルパターンを転写する工程
５ 露光フィールド
６１ 各位置のパターン寸法の誤差量を示す濃淡
６２ 各位置のパターン寸法の誤差量を示す濃淡
６３ 各位置のパターン寸法の誤差量を示す濃淡
６４ 各位置のパターン寸法の誤差量を示す濃淡
６５ 各位置のパターン寸法の誤差量を示す濃淡
６６ 各位置のパターン寸法の誤差量を示す濃淡

Claims (1)

1. 縮小投影によりレチクルパターンをウエハ基板上に転写する方法で用いるレチクルの製造方法において、
   補正前の第１のレチクルを用いて転写したパターン寸法を計測する工程と、
   露光フィールド内のパターン寸法の誤差の分布をもとめる工程と、
   前記パターン寸法の誤差の分布を用いて、前記第１のレチクルの各位置のパターン寸法に補正が施された第２のレチクルを作製する工程と、
   からなることを特徴とするレチクルの製造方法。