JP3012636U - 露光用マスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単且つ正確に、個人差なく、適切なフォー
カス条件を設定できる露光用マスク、容易に且つ正確
に、本来の製品となるレジストパターンの寸法良否を判
定できるような露光用マスクを得る。 【構成】 パターン幅が少しずつ異なり、且つ露光時に
必要な寸法精度に対応した線幅と同じかあるいは該線幅
よりも狭いパターン幅と、該線幅よりも広いパターン幅
を有するような３〜６個の矩形部が、そのパターン幅の
大きさの順に一列に連続した階段状パターン３２を有す
る露光用マスクである。このマスクには、階段状パター
ンが縦方向に複数列、横方向に複数行にわたって規則的
に多数配列されたフォーカス位置合わせ用の他、階段状
パターンを本来の製品として必要なマスクパターンから
外れた位置にダミーパターンとして設けるものもある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、薄膜磁気ヘッドのウエハープロセスにおける露光工程などで用いる 露光用マスクに関し、更に詳しく述べると、パターン幅の異なる数個の矩形部が 一列に連続するような階段状パターンを有する露光用マスクに関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

薄膜磁気ヘッドのウエハープロセスの露光工程において、レジストパターン幅 の寸法精度の要求が厳しい場合には、フォーカス位置合わせのための露光用マス クを用いてフォーカス条件の設定（ジャスト・フォーカスのポイントを見つける こと）を行い、その条件で露光を行っている。具体的には、ウエハーにレジスト を塗布した後、露光（パターニング）し、現像し、顕微鏡によりレジストパター ンを確認し、ジャストフォーカスのポイントを見出し、露光装置の設定値を調整 するという手順で行っている。

【０００３】 露光システムは、模式的には例えば図４に示すようなものであり、光源１０か らの光が露光用マスク１２を通過後、数個のミラー及びレンズ光学系１４によっ てウエハー１６上に結像するようにして露光させる。その際、露光用マスク１２ に対してウエハー１６を意図的に傾け、フォーカスの値が＋側から−側まで幅を 持つようにして行っている。これに用いている露光用マスク１２は、図５に示す ように、マスク基材２０上に数μｍの幅の矩形部が５列程度、縦方向、横方向、 斜め方向に並べた調整用パターン２２を配列したものである。そしてフォーカス の良否は、レジストトップの有無により判断している。レジストトップの有無と は、図６に示すように、ジャストフォーカスの場合は、レジスト２４のトップが 平坦面でエッジも直角であるが（図６のＡ参照）、ジャストフォーカスからずれ てくると、レジストトップが徐々に丸くなって（図６のＢからＣへ）、やがて幅 が狭くなってくる。このレジストトップの状態からフォーカスの良否を判定して いたのである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、数μｍの幅のレジストトップの有無（丸みの有無）は、顕微鏡で見 ても判断し難い。そのため、ある程度熟練した技術を必要とするし、例え熟練し た作業者であっても個人差があり、全ての作業者が１回見て良否を確実に判断で きるものではなかった。

【０００５】 本考案の目的は、簡単且つ正確に、個人差なく、適切なフォーカス条件を設定 できる露光用マスクを提供することである。また本考案の他の目的は、フォトリ ソグラフィー技術を用いたプロセスにおいて、容易に且つ正確に、本来の製品と なるレジストパターンの寸法良否を判定できるような露光用マスクを提供するこ とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、パターン幅が少しずつ異なり、且つ露光時に必要な寸法精度に対応 した線幅と同じかあるいは該線幅よりも狭いパターン幅と、該線幅よりも広いパ ターン幅を有するような３〜６個の矩形部が、そのパターン幅の大きさの順に一 列に連続した階段状パターンを有する露光用マスクである。この露光用マスクに は、上記のような階段状パターンが縦方向に複数列、横方向に複数行にわたって 規則的に多数配列されてフォーカス位置合わせを行うのに用いるもの、及び階段 状パターンが本来の製品として必要なマスクパターンから外れた位置にダミーパ ターンとして設けられているものも含まれる。なお本考案において露光用マスク という用語は、ウエハー上に形成するパターンサイズと同じ１対１の一括露光用 のフォトマスクのみならず、ウエハー上に形成するパターンの数倍の縮小投影露 光用のレクチルも含む広い概念の用語として用いている。

【０００７】

【作用】

例えばフォーカス位置合わせ用の場合、ジャストフォーカスのポイントから外 れると、余分な光を受けるためにパターンが小さくなり、幅の狭い矩形部は無く なってしまう。そのため、レジストトップの状態ではなく、階段状に形成された レジストパターンの長さを見ることで、フォーカス条件の良否を容易に決定でき るようになる。ダミーパターンの場合も同様で、本来の製品となるレジストパタ ーンの寸法を精密測定装置で測定しなくても、階段状ダミーパターンの長さをチ ェックすれば、露光工程や現像工程などが適切であったか否かを容易に判定でき るようになる。

【０００８】

【実施例】

図１は本考案に係る露光用マスクの一実施例を示す説明図であり、フォーカス 位置合わせ用の例である。この露光用マスクは、ガラスなどのマスク基材３０上 に、階段状パターン３２が縦方向に３列、横方向に２行にわたって規則的に多数 配列された構造である。階段状パターン３２は、パターン幅が少しずつ異なり、 且つ露光時に必要な寸法精度に対応した線幅と同じかあるいは該線幅よりも狭い パターン幅と、広いパターン幅を有するような３〜６個の矩形部が、そのパター ン幅の大きさの順に一列に連続するような形状である。

【０００９】 図１に示す実施例では、同一長さであるが、幅が５〜１μｍと１μｍずつ５段 階にわたって順次狭くなる５個の矩形部を連接した階段状パターンを使用してい る。前述のように、縦方向については、中央部と左右両方に３列、階段状パター ン３２が横に長い向きで規則的に配列されている。また横方向については、上下 両方に２列、階段状パターン３２が縦に長い向きで規則的に配列されている。

【００１０】 このような露光用マスクを用いて、図４に示す従来の露光システムにより露光 を行うと、図２に示したような状態が得られる。図２において、Ａはマスクパタ ーン３２を、Ｂは現像したレジストパターン３４を示している。ジャストフォー カスのポイントでは段階状パターンの最狭幅の矩形部まで綺麗にレジストが残っ ているが、それから外れたポイントでは余分光を受けてレジストパターンが小さ くなり、最狭幅の矩形部は無くなってしまう。このように、露光用マスクに形成 する階段状パターンの幅を適切な値、即ち露光時に必要な寸法精度に対応した線 幅の近傍に設定することにより、フォーカス条件の良否を階段状レジストパター ンの長さで判定することができる。つまり、露光用マスクに形成した階段状パタ ーンに近い長さ、言い換えると、その列で一番長いレジストパターンの位置がフ ォーカス良好と判定する。これによってフォーカス条件出しが顕微鏡を使って容 易にできる。また階段状パターンの長いところを見つけるだけでよいので、作業 者の個人差も低減する。

【００１１】 本考案の階段状パターンは通常のフォトリソグラフィー法による製品の製造工 程でも有用である。フォトリソグラフィー法を用いた基本製造プロセスでは、レ ジスト塗布、プリベーク、露光、現像の順に処理される。特に精度が要求される ものについては、パターニング後すぐに寸法を測定し良否を判定している（パタ ーニング後であれば、やり直しが可能であるため）。このレジストパターンの寸 法測定は、光学顕微鏡写真からのスケールによる方法、レーザ形状観察装置によ る方法など、複雑煩瑣な方法あるいは高価な装置が必要であった。

【００１２】 レジストパターンの寸法が変動する要因としては、レジスト膜厚、プリベーク 温度、フォーカス、露光量、現像時間、現像液の濃度、現像液の温度などがばら つくことが考えられる。本考案では、図３に示すような階段状パターン３６を、 本来の製品として必要なマスクパターンから外れた位置に、ダミーパターンとし て設けておく。そして通常の露光−現像工程を経るようにする。レジストパター ンのレジストが残る部分が減る時は、例えばｃの部分まで現像後に無くなってし まう。逆にレジストパターンのレジストが残る部分が増える時は、例えばａの部 分だけ現像後に無くなるとする。この条件が良品の範囲であるということが、予 めパターン形状との関係で求められているとすると、良品の判定は単に現像後に ａの部分が取れてｄの部分が残っていれば良いということになる。これによって レジストパターンの寸法測定を行わなくても、容易に工程の良否を判定できるよ うになる。パターン幅の異なる部分にそれぞれ符号や番号などをふっておけば、 一層見分け易くなり好ましい。

【００１３】

【考案の効果】

本考案は上記のように、幅の異なる数個の矩形部が一列に連続するような階段 状パターンを有する露光用マスクであるので、フォーカス調整用として多数の階 段状パターンを配列することにより、簡単且つ正確に、個人差なく、適切なフォ ーカス条件を設定できる露光用マスクが得られる。また階段状パターンをダミー パターンとして設けておけば、フォトリソグラフィー法を利用するプロセスにお いて、容易に且つ正確に、本来の製品として必要なレジストパターンの寸法の良 否を判定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る露光用マスクの一実施例を示す説
明図。

【図２】それによるフォーカス条件設定方法を示す説明
図。

【図３】本考案に係る露光用マスクの階段状パターンの
一例を示す説明図。

【図４】フォーカス条件設定システムの概略図。

【図５】従来のフォーカス条件設定用マスクの一例を示
す説明図。

【図６】そのレジストトップの状況を示す説明図。

【符号の説明】

１０ 光源 １２ 露光用マスク １４ ミラー及びレンズ光学系 １６ ウエハー ３０ マスク基材 ３２ 階段状パターン ３４ レジストパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ１１Ｂ 5/31 Ｚ 8935−5Ｄ (72)考案者 鈴木 茂徳 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 パターン幅が少しずつ異なり、且つ露光
   時に必要な寸法精度に対応した線幅と同じかあるいは該
   線幅よりも狭いパターン幅と、該線幅よりも広いパター
   ン幅を有するような３〜６個の矩形部が、そのパターン
   幅の大きさの順に一列に連続した階段状パターンを有す
   ることを特徴とする露光用マスク。
2. 【請求項２】 階段状パターンが、縦方向に複数列、横
   方向に複数行にわたって規則的に多数配列され、フォー
   カス位置合わせを行うのに用いる請求項１記載の露光用
   マスク。
3. 【請求項３】 階段状パターンが、本来の製品として必
   要なマスクパターンから外れた位置にダミーパターンと
   して設けられている請求項１記載の露光用マスク。