JP4158418B2

JP4158418B2 - Adjustment method of resist pattern width dimension

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Publication number: JP4158418B2
Application number: JP2002155678A
Authority: JP
Inventors: 登内田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP2003347201A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジスト膜が塗布されたウエハに対し、露光装置から照射され、かつライン状又は円状のマスクパターンを反射した光又は透過した光を露光することで形成されるレジストパターンの長手方向と直交する幅方向の寸法又は径方向の寸法であるレジストパターン幅寸法の調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体集積回路（ＬＳＩ）の製造過程では、半導体集積回路基板（以下、「ウエハ」という）上に、集積回路パターンの転写像であるレジストパターンを形成するフォトリソグラフィ工程と、フォトリソグラフィ工程で形成したレジストパターンを阻止部として機能させて、下地膜の不要部分を除去するエッチング工程とを繰返し行うことによって、ウエハ上にＬＳＩの立体構造を形成する。
【０００３】
フォトリソグラフィ工程では、より詳しくは、ウエハ上に感光性高分子膜（以下、「レジスト膜」という）を塗布した後、紫外線などの露光光を、ガラス基板上に露光光に対して遮光性を有するクロム等により集積回路パターンを形成したホトマスク（以下、「レチクル」という）に照射し、等倍又は縮小光学系によりその反射光又は透過光をウエハ表面上に結像させて露光することで集積回路パターンを転写する。これをＸ軸方向及びＹ軸方向にウエハを移動させながら繰返し行うことでウエハ全面を露光したら、アルカリ現像して、ウエハ上に集積回路パターンの転写像であるレジストパターンを形成する。
【０００４】
ここで、ＬＳＩが作り上げられるまでに幾多のフォトリソグラフィ工程を経るが、各フォトリソグラフィ工程では、それ以前に行ったフォトリソグラフィ工程で形成されたレジストパターン（以下、「下地パターン」という）と、高精度で位置合わせを行ってレジストパターンを形成する必要がある。このため、フォトリソグラフィ工程で使用する露光装置では、ウエハとレチクルの位置を正確に検出する機構が備えられている。
【０００５】
前記ウエハとレチクルとの位置合わせを行い、露光が行われると、ウエハ面上に結像して形成される実際のレチクルパターンの転写像（レジストパターン）が形成される。
【０００６】
ここで、例えば細幅線状のラインパターンをレジストパターンとしてウエハ上に形成する際、前記レジストパターンの長手方向と直交する幅方向の寸法（レジストパターン幅寸法）を所望の寸法に調整する必要があり、従来より公知のレジストパターン寸法の調整方法は、次に述べるような方法により行われている。
【０００７】
まず、半導体デバイスの製造ロット毎に任意の１枚又は２枚程度のウエハを用いて前記ウエハ上にレジストパターンの形成（以下、「レジストパターン形成」という。）が行われる（以下、「テスト露光」という。）。前記レジストパターン形成は、レジスト膜の塗布、露光装置によって前記レジスト膜への露光、及び前記露光された後に前記レジスト膜に露光された潜像をアルカリ現像することにより行われる。
【０００８】
次に、前記レジストパターンが形成されたウエハに対して、前記ウエハ面内の複数の露光ショット、及び同一の露光ショット（以下、「同一露光ショット」という。）の内部に設けられた１ポイント又は複数のポイントのレジストパターンの幅寸法（以下、「レジストパターン寸法」という。）が、寸法測定機（一例として、ＳＥＭ）により測定される。
【０００９】
レジストパターン幅寸法は、露光量によって変化することから、前記測定されたレジストパターン幅寸法（以下、「実測レジスト幅寸法」という。）と目標としている所望のレジスト幅寸法（以下、「目標レジスト幅寸法」という。）との差に基づいて、テスト露光の際の露光量に対する補正が行われる。
【００１０】
上述のレジストパターン幅寸法の調整方法では、前記レジストパターン幅寸法の調整を行うパラメータが、露光装置の露光量のみとなっている。すなわち、露光装置の露光量のみを調整することで、上述のレジストパターン幅寸法の調整が行われる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のレジストパターン幅寸法に影響を及ぼすパラメータは上述した露光量以外にも様々存在し、前記レジストパターン幅寸法への影響が顕著なものに露光装置の焦点位置がある。前記露光装置の焦点位置が変化すると、同一の露光量でレジストパターン形成を行った場合でもレジストパターン幅寸法が変化してしまう。このため、隣り合うレジストパターン同士がつながったり、前記レジストパターンが十分に形成されず、倒れたりする等の不良（いわゆるパターン不良）が生じる場合がある。また、露光装置には、レジストパターン形成に最適な焦点位置として予め基本設定焦点位置が設定されている。しかしながら、前記露光装置では、前記露光装置の安定性の問題によって、前記基本設定焦点位置が変動してしまう場合がある。このため、露光装置の露光量を調整するだけでは、実測レジスト幅寸法が目標レジスト幅寸法とならない場合があった。
【００１２】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、レジストパターン幅寸法を調整する精度が向上するレジストパターン幅寸法の調整方法を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、レジスト膜が塗布されたウエハに対し、露光装置から照射され、かつライン状又は円状のマスクパターンを反射した光又は透過した光を露光することで形成されるレジストパターンの長手方向と直交する幅方向の寸法又は径方向の寸法であるレジストパターン幅寸法の調整方法であって、前記マスクパターンの長手方向と直交する幅方向又は前記径方向に対し、互いに隣り合うマスクパターンとマスクパターンとが周期的に形成されている寸法であるパターンピッチ、或いは前記幅方向又は前記径方向に対し、互いに隣り合うマスクパターンとマスクパターンとの間の寸法であるパターン間隔が異なり、かつ前記マスクパターンの前記幅方向の寸法又は前記径方向の寸法であるマスクパターン幅寸法が同一である２種類のマスクパターンを反射した光又は透過した光で前記２種類のマスクパターンと対応する２種類のレジストパターンを前記ウエハ上に形成し、前記２種類のレジストパターンのレジストパターン幅寸法を各々測定し、前記レジストパターン幅寸法同士の差及び予め取得された前記２種類のレジストパターンの形状データに基づいて、前記２種類のレジストパターンを前記ウエハ上に形成した際の実際の焦点位置である実測焦点位置を求め、前記露光装置の予め設定された焦点位置である基本設定焦点位置と前記実測焦点位置とのずれ量に基づいて前記基本設定焦点位置を補正して前記ウエハに対して露光することによってレジストパターンを形成することを特徴としている。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、テスト露光として２種類のレジストパターンが前記ウエハ上に形成される。形成された前記２種類のレジストパターンのレジストパターン幅寸法は、例えばＳＥＭ（電子顕微鏡）等によって測定されればよい。測定された前記レジストパターン幅寸法に基づいて、前記露光装置の予め設定された基本設定焦点位置からのずれ量を求め、前記基本設定焦点位置からのずれ量に基づいて、前記基本設定焦点位置からのずれ量分を補正して前記ウエハに対して露光し、レジストパターンが形成される。基本設定焦点位置からのずれ量に基づいて、露光装置の前記基本設定焦点位置からのずれ量分を補正することで、前記露光装置の露光量を調整できる範囲が従来よりも拡大され、レジストパターン幅寸法を調整する精度が向上する。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記レジストパターン幅寸法同士の差、前記露光装置により基本設定露光量で前記２種類のレジストパターンを前記ウエハ上に形成した際の焦点位置と当該２種類のレジストパターン幅寸法同士の差との関係を示すデータ、及び予め取得された前記２種類のレジストパターンの形状データに基づいて、前記２種類のレジストパターンを前記ウエハ上に形成した際の実際の焦点位置である実測焦点位置を求めるものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、レジスト膜が塗布されたウエハに対し、露光装置から照射され、かつライン状又は円状のマスクパターンを反射した光又は透過した光を露光することで形成されるレジストパターンの長手方向と直交する幅方向の寸法又は径方向の寸法であるレジストパターン幅寸法の調整方法であって、前記マスクパターンの長手方向と直交する幅方向又は前記径方向に対し、互いに隣り合うマスクパターンとマスクパターンとが周期的に形成されている寸法であるパターンピッチ、或いは前記幅方向又は前記径方向に対し、互いに隣り合うマスクパターンとマスクパターンとの間の寸法であるパターン間隔が異なり、かつ前記マスクパターンの前記幅方向の寸法又は前記径方向の寸法であるマスクパターン幅寸法が同一である２種類のマスクパターンを反射した光又は透過した光で前記２種類のマスクパターンと対応する２種類のレジストパターンを前記ウエハ上の同一の露光ショット内の複数のポイントで形成し、前記複数のポイントにおいて、前記２種類のレジストパターンのレジストパターン幅寸法を各々測定し、前記複数のポイント毎の前記レジストパターン幅寸法同士の差及び予め取得された前記２種類のレジストパターンの形状データに基づいて、前記複数のポイント毎の、前記２種類のレジストパターンを前記ウエハ上に形成した際の実際の焦点位置である実測焦点位置を求め、前記露光装置の予め設定された焦点位置である基本設定焦点位置と前記実測焦点位置との第１ずれ量を求め、前記第１ずれ量及び前記複数のポイントの座標データに基づいて前記同一の露光ショット内の全域での基本焦点位置であるトータル基本設定焦点位置からの第２ずれ量を求め、前記第１ずれ量及び前記第２ずれ量に基づいて、前記基本設定焦点位置及び前記トータル基本設定焦点位置を補正して前記ウエハに対して露光することによってレジストパターンを形成することを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様にして、レジストパターンの形成される同一の露光ショット内の複数のポイントにおいて、レジストパターン幅寸法が測定される。前記レジストパターン幅寸法に基づいて、前記露光装置の基本設定焦点位置からのずれ量及び前記露光ショット内全域の基本設定焦点位置からのずれ量（トータル基本設定焦点位置からのずれ量）が求められる。前記基本設定焦点位置からのずれ量と前記トータル基本設定焦点位置からのずれ量とに基づいて、前記基本設定焦点位置からのずれ量分及び前記トータル基本設定焦点位置からのずれ量分が補正される。これにより、前記露光装置の露光量を調整できる範囲が従来よりも拡大され、レジストパターン幅寸法を調整する精度が向上する。
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記複数のポイント毎の前記レジストパターン幅寸法同士の差、前記露光装置により基本設定露光量で前記２種類のレジストパターンを前記ウエハ上に形成した際の焦点位置と当該２種類のレジストパターン幅寸法同士の差との関係を示すデータ、及び予め取得された前記２種類のレジストパターンの形状データに基づいて、前記複数のポイント毎の、前記２種類のレジストパターンを前記ウエハ上に形成した際の実際の焦点位置である実測焦点位置を求めるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の第１の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１に本発明が適用された露光装置の概略構成図を示す。図１に示すように、露光装置１０は、予めレジスト膜が塗布されたウエハ１２を支持するためウエハ支持手段としてのウエハステージ１４と、ウエハステージ１４に支持されたウエハ１２の位置を検出するためのウエハ位置検出器１６と、集積回路パターンが形成されたレチクル１８を支持するためレチクル支持手段としてのレチクルステージ２０と、レチクルステージ２０に支持されたレチクル１８の位置を検出するためのレチクル位置検出器２２と、レチクルステージ２０に支持されたレチクルに向けて露光光を照射する光源２４と、レチクルの透過光をウエハステージ１４上のウエハ表面に結像させるための結像光学系２６と、ウエハステージ１４及びレチクルステージ２０によるウエハ及びレチクルの支持位置を制御するためのコントローラ２８と、を備えて構成されている。また、前記コントローラ２８は、前記光源２４に接続されており、前記光源２４の露光量を制御するようになっている。
【００１９】
また、本実施の形態では、レチクルの透過光を結像光学系でウエハ表面に結像させる所謂投影型の露光装置を例に説明するが、反射型でもよい。
【００２０】
以下、各部材について詳細に説明する。
【００２１】
ウエハステージ１４は、ウエハ１２を支持する支持面を結像光学系の光軸方向（以下、Ｚ軸）、及びＺ軸に直交する平面を規定するＸ、Ｙ軸の各々に沿って平行移動させたり、各軸回りに回転させたりする従来公知の位置調整部１４Ａを備えている（各軸方向は図２参照）。
【００２２】
ウエハステージ１４では、この位置調整部１４Ａにより、支持面をＺ軸に沿って平行移動させて、支持中のウエハ１２表面を結像光学系２６へ向けて近付けたり遠ざけたりしてフォーカス位置の調整をすることができる。また、支持面をＸ、Ｙ軸回りに回転させてウエハ表面を水平（Ｚ軸に対して垂直）に保ったり、Ｘ、Ｙ軸方向に平行移動させたり、Ｚ軸回りに回転させたりして、ウエハ１２の位置決めを行うことができる。更に、各露光ショット毎にＸ、Ｙ軸方向に沿って支持面を平行移動させることで、ウエハ１２表面上の露光位置を移動させることもできる。なお、ウエハステージ１４の位置調整部１４Ａの駆動は、コントローラ２８によって制御される。
【００２３】
ウエハ位置検出器１６には、例えばＣＣＤカメラなどの撮像装置を用いることができ、ウエハステージ１４上を撮影可能な位置に設置されている。この撮影結果は、Ａ／Ｄ変換器（図示省略）を介してコントローラ２８に入力され、コントローラ２８による位置調整部１４Ａの制御に用いられる。
【００２４】
詳しくは、コントローラ２８は、ウエハステージ１４が該ステージ上に搬送されてきたウエハ１２を支持しているときに撮影した撮影結果データを用いて、この撮影結果データに画像処理を施すなどして、ウエハ１２に形成されているアライメントマークを検出してウエハの位置を検出（把握）する。コントローラ２８は、このアライメントマークの検出結果に基づいて、アライメントマークが予め定められた所定の基準位置に合うようにウエハステージ１４の位置調整部１４Ａの駆動を制御することで、ウエハの精密な位置合わせを行う。ここで、前記位置調整部１４ＡのＺ方向の位置を調整することで、ウエハ１２に対する焦点位置が変更されるようになっている。
【００２５】
なお、ウエハ１２は、図示しないプリアライメント装置によって、ウエハ１２の外周面に設けられている切り欠き部３０（図２参照）をＣＣＤカメラやレーザビーム位置装置などを用いて検出して、大まかな位置合わせが行われた後、ウエハステージ１４に搬送されるようになっている。
【００２６】
レチクルステージ２０は、レチクル１８を支持する支持面をＸ、Ｙ軸に沿って移動させたり、Ｚ軸回りに回転させる従来公知の位置調整部２０Ａを有している。レチクルステージ２０では、この位置調整部２０Ａにより、支持面をＸ、Ｙ軸に沿って平行移動させたり、Ｚ軸回りに回転させたりして、レチクル１８の位置決めを行うことができる。なお、レチクルステージ２０の位置調整部２０Ａの駆動は、コントローラ２８によって制御される。
【００２７】
ここで、図２に示すように、本実施の形態で用いるレチクル１８は、矩形状に成形され、且つその表面には少なくとも２箇所にレチクルアライメントマーク３２が形成されている。
【００２８】
レチクル位置検出器２２は、レチクルステージ２０にこのレチクル１８が支持されたときに、該レチクル１８表面上からレチクルアライメントマーク３２を検出するための少なくとも２つのレチクル顕微鏡３４で構成されている。
【００２９】
このレチクル位置検出器２２の検出結果は、Ａ／Ｄ変換器（図示省略）を介してコントローラ２８に入力され、コントローラ２８による位置調整部２０Ａ、１４Ａの制御に用いられる。
【００３０】
コントローラ２８は、レチクル位置検出器２２の検出結果が入力され、この検出結果に基づいて、レチクルステージ２０の位置調整部２０Ａを制御する。
【００３１】
光源２４には、ＫｒＦエキシマレーザなどの従来より露光装置に用いられている一般的な光源を用いることができる。また、結像光学系２６も、レチクル１８に形成されている回路パターンを縮小して結像させる縮小レンズなどの従来より露光装置に用いられている一般的な結像光学系を用いることができる。
【００３２】
ところで、ウエハ１２上には、１回の露光で光が照射される領域である露光ショット１２Ａが設けられている。本実施の形態では、前記露光ショット１２Ａに形成されるレジストパターンとして、細幅線状のラインパターンを用いている。
【００３３】
図１に示される如く、前記ウエハ１２が現像装置３５に搬送されると、上述した露光装置１０によりウエハ１２上に記録された潜像は、アルカリ現像される。
【００３４】
また、ウエハ１２上に形成されたレジストパターン（ラインパターン）の長手方向と直交する幅方向の寸法（以下、「レジストパターン幅寸法」という。）は、測長機３６により測定される。なお、測長機３６には、例えばＳＥＭ（電子顕微鏡）などが用いられればよい。
【００３５】
図３（Ａ）には、本実施の形態に係るレジストパターン幅寸法を調整するために用いる、レチクル１８に形成されたマスクパターン１８Ａ及び１８Ｂが示されている。
【００３６】
上述したマスクパターン１８Ａ又は１８Ｂは、光源２４からの光を遮光する遮光部３８Ａ又は３８Ｂと、前記光源２４からの光を透過させる領域である透過部４０Ａ又は４０Ｂと、から構成されている。前記レチクル１８のマスクパターン１８Ａ又は１８Ｂの遮光部３８Ａ又は３８Ｂは、図３（Ａ）に示される如く、ラインパターンとなっており、前記ラインパターンの長手方向と直交する幅方向の寸法（以下、「マスクパターン幅寸法」という。）が同じとなっている。ここでは、前記遮光部３８Ａ及び３８Ｂのマスクパターン幅寸法が共にｌに設定されている。
【００３７】
また、マスクパターン１８Ａとマスクパターン１８Ｂとでは、上述した幅方向に対し、互いに隣り合うラインパターンとラインパターンとが形成されている寸法（パターンピッチ）４２Ａの値と４２Ｂの値とが異なっている。また、前記幅方向に対し、互いに隣り合うラインパターンとラインパターンとの間の寸法（パターン間隔）４４Ａの値と４４Ｂの値とが異なる。すなわち、レチクル１８には、マスクパターン幅寸法は同一であるが、パターンピッチとパターン間隔とが互いに異なる２種類のマスクパターン１８Ａ及び１８Ｂが設けられている。なお、図３（Ａ）において、上述したレチクル１８に形成されたマスクパターン１８Ａ及び１８Ｂは、細幅線状のラインパターンとなっているが、これに代えて円状のコンタクトホールパターンでもよい。コンタクトホールパターンが用いられる場合には、前記コンタクトホールパターンの径方向の寸法（直径）をレジストパターン幅寸法とすればよい。
【００３８】
図３（Ｂ）には、マスクパターン１８Ａに対応するレジストパターン２００Ａと、マスクパターン１８Ｂに対応するレジストパターン２００Ｂと、が示されている（以下、レジストパターン２００Ａ及び２００Ｂを総称して「特定レジストパターン」ともいう。）。ここで、ウエハ１２上に形成された前記レジストパターン２００Ａ及び２００Ｂの各々のレジストパターン幅寸法が、上述した測長機３６によって測定される。なお、ここでは、レジストパターン２００Ａ及び２００Ｂは、説明の便宜上、マスクパターン１８Ａ及び１８Ｂよりも大きく図示されている。
【００３９】
ここでは、ウエハ１２上に形成されたレジストパターン２００Ａ及び２００Ｂのそれぞれのレジストパターン幅寸法がＬ、Ｌ´である場合が示されている。一般に、マスクパターン１８Ａ及び１８Ｂのマスクパターン幅寸法が共に同一であっても、ウエハ１２上に形成されたレジストパターン２００Ａ及び２００Ｂのレジストパターン幅寸法が異なってしまう。
【００４０】
図４には、レジストパターン幅寸法の焦点位置依存性を示すグラフが示されている。
【００４１】
前記レジストパターン幅寸法Ｌ及び前記レジストパターン幅寸法Ｌ´は、露光装置１０の露光量及び焦点位置によって、値が変動する。図４では、前記レジストパターン２００Ａ又は前記レジストパターン２００Ｂを形成した際における露光量をパラメータとして、前記レジストパターン２００Ａ又はレジストパターン２００Ｂを形成した際の焦点位置と、測長機３６によって測定された前記レジストパターン幅寸法Ｌ又は前記レジストパターン幅寸法Ｌ´と、の関係が示されている。ここでは、２０個のレジストパターン幅寸法を測定して得られた幅寸法の焦点位置依存性を示すデータ（以下、「幅寸法データ」という。）をグラフ化している。図４に示されるグラフは、異なる４種類の露光量に対し、それぞれ焦点位置を５段階に変更して得られたものである。なお、図４では、２０個の幅寸法データが示されているが、これに限らず、後述する幅寸法差ΔＬのデータを得られるために十分な個数であればよい。
【００４２】
本実施の形態では、上述したレジストパターン幅寸法Ｌとレジストパターン幅寸法Ｌ´との差（以下、「幅寸法差」という。）の絶対値をΔＬとし、
ΔＬ＝｜Ｌ´−Ｌ｜
で表す。
【００４３】
本実施の形態では、上述したレジストパターン２００Ａのレジストパターン幅寸法Ｌを基準として、上述した幅寸法差ΔＬの値を利用して、レジストパターン幅寸法の調整を行う。すなわち、前記レジストパターン２００Ａを基準とするレジストパターン（以下、「基準レジストパターン」ともいう。）として、レジストパターン幅寸法の調整を行うようにしている。
【００４４】
図５には、幅寸法差ΔＬの焦点位置依存性を示すグラフが示されている。
【００４５】
図５では、前記レジストパターン２００Ａ及び前記レジストパターン２００Ｂを形成した際における露光量をパラメータとして、前記レジストパターン２００Ａ及びレジストパターン２００Ｂを形成した際の焦点位置と、前記幅寸法差ΔＬと、の関係が示されている。ここでは、３０個（レジストパターン２００Ａ及びレジストパターン２００Ｂで構成される１５組）のレジストパターン幅寸法から得られた幅寸法差の焦点位置依存性を示すデータ（以下、「幅寸法差データ」という。）をグラフ化している。
【００４６】
なお、本実施の形態では、レジストパターン２００Ａを基準レジストパターンとしているが、レジストパターン２００Ｂを基準パターンとしてもよい。また、マスクパターン１８Ａ又は１８Ｂとは異なるマスクパターンを用意し、前記異なるマスクパターンと対応するレジストパターンが基準レジストパターンとなるようにしても良い。
【００４７】
以下に、第１の実施の形態の作用について説明する。
【００４８】
図６には、第１の実施の形態におけるレジストパターン幅寸法を調整する際のフローチャートが示されている。
【００４９】
ウエハステージ１４上にウエハ１２が載置されると（ステップ１００）、ステップ１０２へ移行し、幅寸法差ΔＬのデータが取得済みであるか否かが判断される。前記判断が肯定されると後述するステップ１１２へ移行し、前記判断が否定されるとステップ１０４へ移行する。
【００５０】
ステップ１０４では、半導体デバイスの製造ロットあるいは成膜済みでレジストパターンが形成されていないウエハ１２に対して、前記露光装置１０の露光量及びレジストパターンの焦点位置を露光ショット１２Ａ毎に変更して特定レジストパターン（レジストパターン２００Ａ及び２００Ｂ）を形成する。前記特定レジストパターンが形成されると、ステップ１０６へ移行する。
【００５１】
ステップ１０６では、前記露光ショット１２Ａ毎に形成された特定レジストパターンのレジストパターン幅寸法が測長機３６により測定される。より詳細には、レジストパターン２００Ａのレジストパターン幅寸法Ｌと、レジストパターン２００Ｂのレジストパターン幅寸法Ｌ´とが測定される。前記レジストパターン幅寸法Ｌと前記レジストパターン幅寸法Ｌ´とが測定されると、ステップ１０８へ移行する。
【００５２】
ステップ１０８では、前記レジストパターン２００Ａ及び前記レジストパターン２００Ｂを形成した際における露光量をパラメータとして、前記レジストパターン２００Ａ及びレジストパターン２００Ｂを形成した際の焦点位置と、測長機３６によって測定された前記レジストパターン幅寸法Ｌ及び前記レジストパターン幅寸法Ｌ´と、の関係を示す幅寸法データが、作成される。前記幅寸法データは、図４に示される如く、露光量が異なると、焦点位置が同じであってもレジストパターン幅寸法が異なることを示す。前記幅寸法データが作成されると、ステップ１１０へ移行する。
【００５３】
ステップ１１０では、ステップ１０８において求められた前記レジストパターン２００Ａ及びレジストパターン２００Ｂを形成した際における焦点位置と、幅寸法差ΔＬと、の関係を示す幅寸法差データが、上述したステップ１０８で求められた幅寸法データに基づいて作成される。ここで、上述した幅寸法データ及び幅寸法差データは、レジストパターンのレジストパターン幅寸法を調整する際、一度だけ得られればよい。前記幅寸法差データが作成されると、ステップ１１２へ移行する。
【００５４】
ステップ１１２では、ウエハ１２上にレジストパターン２００Ａとレジストパターン２００Ｂとを形成する際の製造条件、規格等に応じて、基本設定露光量及び基本設定焦点位置が設定される。前記ウエハ１２に対する露光が基本設定露光量及び基本設定焦点位置６０（図５参照）で行われ、上述した２種類のレジストパターンであるレジストパターン２００Ａとレジストパターン２００Ｂとがウエハ１２上に形成される。前記レジストパターン２００Ａとレジストパターン２００Ｂとがウエハ１２上に形成されると、ステップ１１４へ移行する。
【００５５】
ステップ１１４では、ステップ１１２において形成された２種類のレジストパターン２００Ａのレジストパターン幅寸法Ｌとレジストパターン２００Ｂのレジストパターン幅寸法Ｌ´とが、測長機３６によって測定される。前記レジストパターン幅寸法Ｌと前記レジストパターン幅寸法Ｌ´とが測定されると、ステップ１１６へ移行する。
【００５６】
ステップ１１６では、ステップ１１４における前記測定の結果として取得されたデータから基準レジストパターンであるレジストパターン２００Ａのレジストパターン幅寸法Ｌのウエハ１２面内平均値と前記レジストパターン２００Ｂのレジストパターン幅寸法Ｌ´のウエハ１２面内平均値とが求められる。これは、ウエハ１２に反りが生じている場合等があることから、前記レジストパターン幅寸法Ｌのウエハ１２面内平均値と前記レジストパターン幅寸法Ｌ´のウエハ１２面内平均値とを求めることで、ウエハ１２の全ての露光ショット１２Ａにレジストパターンを形成する際における最適な焦点位置が求められるようにしているからである。前記レジストパターン幅寸法Ｌのウエハ１２面内平均値と前記レジストパターン幅寸法Ｌ´のウエハ１２面内平均値とが求められると、ステップ１１８へ移行する。
【００５７】
ステップ１１８では、ステップ１１０で作成した幅寸法差ΔＬのデータに基づき、基本設定焦点位置からのずれ量を求める処理を行う。
【００５８】
具体的には、前記レジストパターン幅寸法Ｌのウエハ１２面内平均値と前記レジストパターン幅寸法Ｌ´のウエハ１２面内平均値との幅寸法差ΔＬを上述した幅寸法差データ（図５参照）における幅寸法差６２とし、曲線５４乃至５８のうち前記基本設定露光量と対応した曲線と前記幅寸法差６２との交点からステップ１１４での実際の焦点位置（以下、「実測焦点位置」という。）が求められる。
【００５９】
ここで、図５には、前記基本設定露光量と対応した曲線が曲線５６である場合が示されている。ここで、基本設定焦点位置からのずれが生じている場合には、ステップ１１２での実測焦点位置は、実測焦点位置の第１候補６４又は実測焦点位置の第２候補６６の何れか一方となるが、ステップ１１２での実測焦点位置を決定するための判断は、予め取得されたレジストパターン２００Ａ及びレジストパターン２００Ｂの形状データ（パターン形状データ）に基づいて行われる。
【００６０】
より詳細には、基本設定焦点位置からのずれが生じている場合、実測焦点位置が基本設定焦点位置に対する前記第１候補６４であるか前記第２候補６６であるかによって、測定されたレジストパターン２００Ａ及びレジストパターン２００Ｂの形状が異なる。例えば、基本設定焦点位置に対する前記第１候補６４でのレジストパターン形成と前記第２候補６６でのレジストパターン形成とでは、レジストパターン２００Ａ及びレジストパターン２００Ｂの断面形状が異なる。
【００６１】
そこで、実測焦点位置によってレジストパターン２００Ａ及びレジストパターン２００Ｂの形状が異なる性質を、上述したパターン形状データとしておく。前記パターン形状データを用いて、テスト露光された際の実測焦点位置が前記第１候補６４であるか前記第２候補６６であるかの判断を行う。
【００６２】
基本設定焦点位置と求められた実測焦点位置とから、前記基本設定焦点位置からのずれ量が求められる。
【００６３】
より詳細には、前記パターン形状データに基づいて、テスト露光時の実測焦点位置が前記第１候補６４の場合、基本設定焦点位置からのずれがなければ、テスト露光時の前記第１候補６４と基本設定焦点位置６０は一致する。しかしながら、露光装置１０の基本設定焦点位置にずれが生じている場合には、図５に示される如く、前記第１候補６４と基本設定焦点位置６０とが一致しないことになる。前記第１候補６４と前記基本設定焦点位置６０との差が、基本設定焦点位置からのずれ量となる。前記基本設定焦点位置からのずれ量が、基本設定焦点位置を補正する補正量である焦点位置補正量６８となる。
【００６４】
ところで、前記基本設定焦点位置の焦点位置補正量６８が求められると、ステップ１２０へ移行する。
【００６５】
ステップ１２０では、ステップ１１８で求められた焦点位置補正量６８に応じて、前記ステップ１１２で設定された基本設定焦点位置６０が補正される。すなわち、前記基本設定焦点位置６０を前記焦点位置補正量６８に応じて補正し、前記第１候補６４が新たな焦点位置（以下、「補正焦点位置」という。）として設定される。前記補正焦点位置が設定されると、ステップ１２２へ移行し、テスト露光を終了し、レジストパターン幅寸法の調整が終了する。前記レジストパターン幅寸法の調整が終了すると、ステップ１２２へ移行する。
【００６６】
ステップ１２２では、上述した補正焦点位置で、レジストパターンの形成が行われる。ここで、補正焦点位置を前記第１候補６４に固定し、新たなレジストパターン形成が行われる。これにより、従来よりもレジストパターン幅寸法の調整の精度が向上する。
【００６７】
第１の実施の形態のレジストパターン幅寸法の調整方法では、２種類のレジストパターン２００Ａの幅寸法Ｌとレジストパターン２００Ｂの幅寸法Ｌ´との寸法差ΔＬに基づいて、露光装置１０の最適焦点位置として予め設定されている基本設定焦点位置からのずれが求められる。このため、上述したレジストパターン幅寸法Ｌ及びレジストパターン幅寸法Ｌ´の焦点位置依存性が大きくなるようなマスクパターンでレジストパターンを形成すると、基本設定焦点位置からのずれの検出感度が比較的高くなる。前記焦点位置依存性が大きくなるレジストパターンには、例えば上述の２種類のレジストパターンのうち一方のレジストパターンをパターン間隔の十分広い（数μｍ以上）レジストパターン、他方のレジストパターンを解像限界に近いパターンピッチを持つレジストパターンが用いられればよい。
【００６８】
なお、第１の実施の形態では、マスクパターン１８Ａ及び１８Ｂを透過した光を露光することによってレジストパターン２００Ａ及び２００Ｂが形成されるものとしたが、これに限らず、前記マスクパターン１８Ａ及び１８Ｂを反射した光を露光することによってレジストパターン２００Ａ及び２００Ｂが形成されるようにしてもよい。
【００６９】
以上説明した如く、第１の実施の形態によれば、露光装置１０の焦点位置が基本設定焦点位置を定めた時から半導体デバイスの製造ロット処理時までの間に変動してしまう場合があるが、前記基本設定焦点位置からのずれ量分を補正するため、前記露光装置の露光量を調整できる範囲が従来よりも拡大され、レジストパターン幅寸法を調整する精度が向上する。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７０】
以後、上述した第１の実施の形態と同一構成・同一作用の箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００７１】
第２の実施の形態は、基本設定として、ウエハ１２上の露光ショット１２Ａ内でのレジストパターン形成に最適な傾斜オフセットを行う場合に行われるものである。
【００７２】
ここで、「傾斜オフセット」とは、同一の露光ショット１２Ａ内の複数のポイントにおいて焦点位置を調整することをいう。
【００７３】
図７（Ａ）には、本実施の形態に係る、マスクパターン１８Ａ及び１８Ｂのレチクル１８上での配置箇所（ポイント）７０Ａ〜７０Ｅが示されている。また、図７（Ｂ）には、レジストパターン２００Ａと２００Ｂとを１組としたレジストパターンの露光ショット１２Ａ上での形成位置であるポイント７２Ａ〜７２Ｅが示されている。
【００７４】
前記ポイント７２Ａ〜７２Ｅは、順に上述したポイント７０Ａ〜７０Ｅと対応している。前記ポイント７０Ａ〜７０Ｅに配置されたマスクパターン１８Ａ及び１８Ｂと対応する、レジストパターン２００Ａと２００Ｂとを１組としたレジストパターンが、前記ポイント７２Ａ〜７２Ｅに形成されるようになっている。
【００７５】
すなわち、前記ウエハ１２の各露光ショット１２Ａにおいて、前記ポイント７０Ａ〜７０Ｅと対応する箇所であるポイント７２Ａ〜７２Ｅの各々に前記マスクパターン１８Ａ及び１８Ｂに対応したレジストパターン２００Ａ及び２００Ｂが形成されるようになっている。
【００７６】
第２の実施の形態では、同一の露光ショット１２Ａ内の５つのポイントにおいて、第１の実施の形態で説明したレジストパターン２００Ａとレジストパターン２００Ｂとで構成されるレジストパターンの組が形成されるようになっている。
【００７７】
ウエハ１２上の同一露光ショット１２Ａ内に形成されたレジストパターンのレジストパターン寸法は、上述した組ごとに測定され、それぞれの露光ショット内位置での幅寸法差データとして計算される。
【００７８】
前記幅寸法データ、幅寸法差データ、及びポイント７２Ａ〜７２Ｅの座標のデータに基づいて、同一の露光ショット１２Ａ内での結像光学系２６に起因して発生する基本焦点位置からのずれ量と、前記露光ショット１２Ａ内全域での基本焦点位置（以下、「トータル基本設定焦点位置」という。）からのずれ量が求められる。
【００７９】
前記演算を行う際には、例えば最小二乗法により一次近似平面を求めればよい。露光装置１０では、前記基本設定焦点位置からのずれ量と前記トータル基本設定焦点位置からのずれ量とに基づいて、前記露光装置１０の焦点位置が補正できるようになっている。
【００８０】
以下に、第２の実施の形態の作用について説明する。
【００８１】
図８には、第２の実施の形態におけるレジストパターン幅寸法を調整する際のフローチャートが示されている。
【００８２】
図７に示される如く、上述の第１の実施の形態で用いたマスクパターン１８Ａ及び１８Ｂを用いて、前記ポイント７０Ａ〜７０Ｅと対応する露光ショット１２Ａ内のポイント７２Ａ〜７２Ｅにレジストパターン２００Ａとレジストパターン２００Ｂとが形成される。ここで、予め前記露光ショット１２Ａ内のポイント７２Ａ〜７２Ｅについてそれぞれ露光装置１０の露光量及び焦点位置を変えた場合の幅寸法データを取得し、上述した第１の実施の形態で用いた手法と同じ手法により、半導体デバイスの製造ロット処理時の実測焦点位置により、基本設定焦点位置からのずれ量を露光ショット１２Ａ内の５箇所のポイント７２Ａ〜７２Ｅについて求める（ステップ１００〜１１８）。
【００８３】
求められた露光ショット１２Ａ内の各ポイントでの焦点位置補正量６８と前記露光ショット１２Ａ内での前記各ポイントの座標のデータとから、例えば最小二乗法により一次近似平面を求めれば、トータル基本設定焦点位置からのずれ量が求められる（ステップ１２６）。
【００８４】
ステップ１２６における処理が終了すると、ステップ１２８へ移行し、前記露光ショット１２Ａ内での基本焦点位置からのずれ量と前記トータル基本設定焦点位置からのずれ量との２つのパラメータに応じて、テスト露光時の基本設定焦点位置及び前記基本設定焦点位置に基づくトータル基本設定焦点位置を補正する。すなわち、前記２つのパラメータに応じて新たな焦点位置（補正焦点位置）が設定される。前記補正焦点位置が設定されると、上述したステップ１２２での処理を経てステップ１２４へ移行し、レジストパターン幅寸法の調整が終了する。
【００８５】
第２の実施の形態のレジストパターン幅寸法の調整方法では、２種類のレジストパターン２００Ａの幅寸法Ｌとレジストパターン２００Ｂの幅寸法Ｌ´との幅寸法差ΔＬに基づいて、露光装置１０の最適な焦点位置として予め設定されている基本設定焦点位置からのずれ量が求められる。このため、上述した幅寸法Ｌ及び幅寸法Ｌ´の焦点位置依存性が大きくなるようなレジストパターンを用いると、基本設定焦点位置からのずれ及び同一露光ショット１２Ａ内での前記基本設定焦点位置からのずれの検出感度が比較的高くなる。このようなレジストパターンとしては、例えば上述の２種類のレジストパターンのうち一方のレジストパターンをパターン間隔の十分広い（数μｍ以上）レジストパターンとし、他方のレジストパターンを解像限界に近いパターンピッチを持つレジストパターンとすればよい。
【００８６】
なお、第２の実施の形態では、マスクパターン１８Ａ及び１８Ｂを透過した光を露光することによってレジストパターン２００Ａ及び２００Ｂが形成されるものとしたが、これに限らず、前記マスクパターン１８Ａ及び１８Ｂを反射した光を露光することによってレジストパターン２００Ａ及び２００Ｂが形成されるようにしてもよい。
【００８７】
以上説明した如く、第２の実施の形態によれば、露光装置１０の焦点位置が基本設定焦点位置及びトータル基本設定焦点位置を定めた時から半導体デバイスの製造ロット処理時までの間に変動してしまう場合があるが、前記基本設定焦点位置からのずれ量分及び前記トータル基本設定焦点位置からのずれ量分を補正するため、前記露光装置の露光量を調整できる範囲が従来よりも拡大され、レジストパターン幅寸法を調整する精度が向上する。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、露光装置の露光量を調整できる範囲が従来よりも拡大され、レジストパターン幅寸法を調整する精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１及び第２の実施の形態に係るレチクル位置検出器及びレチクルの詳細構成と、結像光学系、ウエハとの位置関係を示す図である。
【図３】本発明の第１及び第２の実施の形態に係るレジストパターン（特定パターン）を示す図である。
【図４】本発明の第１及び第２の実施の形態に係るレジストパターン幅寸法の焦点位置依存性を示すグラフである。
【図５】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る２種類のレジストパターンの幅寸法差の焦点位置依存性を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるレジストパターン幅寸法を調整する際のフローチャートである。
【図７】（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るマスクパターンのレチクル上での配置箇所を示す図であり、（Ｂ）は、レジストパターンの露光ショット上での形成箇所を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるレジストパターン幅寸法を調整する際のフローチャートである。
【符号の説明】
１０露光装置
１２ウエハ
１２Ａ露光ショット
１４Ａ位置調整部
１８レチクル
１８Ａマスクパターン
１８Ｂマスクパターン
２４光源
２６結像光学系
２８コントローラ
３５現像装置
３６測長機
７０Ａポイント
７０Ｂポイント
７０Ｃポイント
７０Ｄポイント
７０Ｅポイント
７２Ａポイント
７２Ｂポイント
７２Ｃポイント
７２Ｄポイント
７２Ｅポイント
２００Ａレジストパターン
２００Ｂレジストパターン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a longitudinal direction of a resist pattern formed by exposing a wafer coated with a resist film to light that has been irradiated from an exposure apparatus and reflected or transmitted through a linear or circular mask pattern. The present invention relates to a method for adjusting a resist pattern width dimension, which is a width direction dimension or a radial dimension perpendicular to the pattern.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit (LSI), a photolithography process for forming a resist pattern, which is a transfer image of an integrated circuit pattern, on a semiconductor integrated circuit substrate (hereinafter referred to as a “wafer”), and a photolithography process The LSI three-dimensional structure is formed on the wafer by repeatedly performing the etching process for removing the unnecessary portion of the base film by causing the resist pattern formed in step 1 to function as a blocking portion.
[0003]
More specifically, in the photolithography process, after a photosensitive polymer film (hereinafter referred to as “resist film”) is applied on the wafer, exposure light such as ultraviolet rays is shielded against exposure light on the glass substrate. It is integrated by irradiating a photomask (hereinafter referred to as “reticle”) with an integrated circuit pattern formed of chromium or the like, and forming an image of the reflected or transmitted light on the surface of the wafer by the same magnification or reduction optical system. Transfer the circuit pattern. This is repeated while moving the wafer in the X-axis direction and the Y-axis direction to expose the entire surface of the wafer. Then, alkali development is performed to form a resist pattern, which is a transfer image of the integrated circuit pattern, on the wafer.
[0004]
Here, a number of photolithography processes are performed until the LSI is completed. In each photolithography process, a resist pattern (hereinafter referred to as a “underlying pattern”) formed in a photolithography process performed before that, It is necessary to perform alignment with accuracy to form a resist pattern. For this reason, the exposure apparatus used in the photolithography process is provided with a mechanism for accurately detecting the positions of the wafer and the reticle.
[0005]
When the wafer and the reticle are aligned and exposed, a transfer image (resist pattern) of an actual reticle pattern formed by imaging on the wafer surface is formed.
[0006]
Here, for example, when forming a narrow line pattern as a resist pattern on a wafer, it is necessary to adjust the dimension in the width direction (resist pattern width dimension) perpendicular to the longitudinal direction of the resist pattern to a desired dimension. There is a conventionally known method for adjusting a resist pattern dimension by the following method.
[0007]
First, a resist pattern is formed on the wafer (hereinafter referred to as “resist pattern formation”) using any one or two wafers for each semiconductor device production lot (hereinafter referred to as “test exposure”). "). The resist pattern is formed by applying a resist film, exposing the resist film with an exposure apparatus, and developing the latent image exposed to the resist film after the exposure with an alkali.
[0008]
Next, with respect to the wafer on which the resist pattern is formed, one point provided inside a plurality of exposure shots within the wafer surface and the same exposure shot (hereinafter referred to as “same exposure shot”) or The width dimension of the resist pattern at a plurality of points (hereinafter referred to as “resist pattern dimension”) is measured by a dimension measuring machine (for example, SEM).
[0009]
Since the resist pattern width dimension varies depending on the exposure dose, the measured resist pattern width dimension (hereinafter referred to as “measured resist width dimension”) and a desired resist width dimension (hereinafter referred to as “target resist width”). Based on the difference from the “dimension”), the exposure amount at the time of test exposure is corrected.
[0010]
In the above-described method for adjusting the resist pattern width dimension, the parameter for adjusting the resist pattern width dimension is only the exposure amount of the exposure apparatus. That is, the above-mentioned resist pattern width dimension is adjusted by adjusting only the exposure amount of the exposure apparatus.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are various parameters that affect the resist pattern width dimension in addition to the exposure amount described above, and the focal position of the exposure apparatus is one that significantly affects the resist pattern width dimension. When the focal position of the exposure apparatus changes, the resist pattern width dimension changes even when the resist pattern is formed with the same exposure amount. For this reason, defects (so-called pattern defects) may occur such that adjacent resist patterns are connected to each other, or the resist pattern is not sufficiently formed and falls. In the exposure apparatus, a basic set focal position is set in advance as a focal position optimal for resist pattern formation. However, in the exposure apparatus, the basic setting focal position may fluctuate due to the stability problem of the exposure apparatus. For this reason, the measured resist width dimension may not be the target resist width dimension only by adjusting the exposure amount of the exposure apparatus.
[0012]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a method for adjusting a resist pattern width dimension that improves the accuracy of adjusting the resist pattern width dimension.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  The invention described in claim 1 is formed by exposing a wafer coated with a resist film to light that has been irradiated from an exposure apparatus and reflected or transmitted through a linear or circular mask pattern. A resist pattern width dimension adjusting method, which is a width direction dimension or a radial dimension perpendicular to a longitudinal direction of a resist pattern, and is adjacent to the width direction or the radial direction perpendicular to the longitudinal direction of the mask pattern. A pattern pitch, which is a dimension in which a matching mask pattern and a mask pattern are periodically formed, or a pattern interval, which is a dimension between mask patterns adjacent to each other in the width direction or the radial direction, 2 and the mask pattern width dimension which is the dimension in the width direction or the dimension in the radial direction of the mask pattern is the same 2 Two types of resist patterns corresponding to the two types of mask patterns are formed on the wafer with light reflected or transmitted through the same type of mask pattern, and the resist pattern width dimensions of the two types of resist patterns are respectively measured. The difference between the resist pattern width dimensionsAnd the shape data of the two types of resist patterns acquired in advanceOn the basis of the,An actually measured focal position, which is an actual focal position when the two types of resist patterns are formed on the wafer, is obtained, and is a preset focal position of the exposure apparatus.Basic setting focus positionAnd the measured focal positionBased on deviationBeforeBasic focus positionPlaceA resist pattern is formed by correcting and exposing the wafer.
[0014]
  According to the first aspect of the present invention, two types of resist patterns are formed on the wafer as test exposure. The resist pattern width dimension of the two types of resist patterns formed may be measured by, for example, SEM (Electron Microscope). Based on the measured resist pattern width dimension, a deviation amount from a preset basic setting focal position of the exposure apparatus is obtained, and based on the deviation amount from the basic setting focal position, from the basic setting focal position. The amount of deviation is corrected and the wafer is exposed to form a resist pattern. By correcting the amount of deviation from the basic setting focal position of the exposure device based on the amount of deviation from the basic setting focal position, the range in which the exposure amount of the exposure apparatus can be adjusted is expanded compared to the prior art, and the resist pattern The accuracy of adjusting the width dimension is improved.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the two types of resist patterns are formed on the wafer at a basic set exposure amount by the difference between the resist pattern width dimensions and the exposure apparatus. That shows the relationship between the focal position and the difference between the two resist pattern width dimensions,And the shape data of the two types of resist patterns acquired in advanceOn the basis of the,The actual focus position, which is the actual focus position when the two types of resist patterns are formed on the wafer, is obtained.
[0015]
  Claim3The invention described in 1) is a resist pattern formed by exposing a wafer coated with a resist film to light that has been irradiated from an exposure apparatus and reflected from a linear or circular mask pattern or transmitted light. A method of adjusting a resist pattern width dimension, which is a width direction dimension or a radial dimension perpendicular to the longitudinal direction, and is a mask pattern adjacent to the width direction or the radial direction perpendicular to the longitudinal direction of the mask pattern. And a pattern pitch which is a dimension in which the mask pattern is periodically formed, or a pattern interval which is a dimension between mask patterns adjacent to each other with respect to the width direction or the radial direction, and Two types of masks having the same mask pattern width dimension which is the dimension in the width direction or the dimension in the radial direction of the mask pattern. Two types of resist patterns corresponding to the two types of mask patterns are formed at a plurality of points in the same exposure shot on the wafer with light reflected or transmitted through the mask pattern, and at the plurality of points, Measure the resist pattern width dimension of each of the two types of resist patterns,For each of the plurality of pointsDifference between resist pattern width dimensionsAnd the shape data of the two types of resist patterns acquired in advanceOn the basis of the,For each of the plurality of points, an actual focus position that is an actual focus position when the two types of resist patterns are formed on the wafer is obtained,SaidThis is the preset focal position of the exposure deviceBasic setting focus positionAnd the measured focal positionofFirstDeviation amountAnd is a basic focal position in the entire area in the same exposure shot based on the first shift amount and the coordinate data of the plurality of points.From the total basic setting focus positionSecondSlipDetermining the amount, and based on the first deviation amount and the second deviation amount,Basic setting focal positionPlace and frontTotal basic setting focal positionPlaceA resist pattern is formed by correcting and exposing the wafer.
[0016]
  Claim3According to the invention described above, the resist pattern width dimension is measured at a plurality of points in the same exposure shot on which the resist pattern is formed in the same manner as in the invention described in claim 1. Based on the resist pattern width dimension, a deviation amount from the basic setting focal position of the exposure apparatus and a deviation amount from the basic setting focal position in the entire area of the exposure shot (deviation amount from the total basic setting focal position) are obtained. . Based on the deviation amount from the basic setting focal position and the deviation amount from the total basic setting focal position, the deviation amount from the basic setting focal position and the deviation amount from the total basic setting focal position are corrected. The Thereby, the range in which the exposure amount of the exposure apparatus can be adjusted is expanded as compared with the conventional case, and the accuracy of adjusting the resist pattern width dimension is improved.
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the two kinds of resist patterns are obtained with a difference between the resist pattern width dimensions for each of the plurality of points, and with a basic set exposure amount by the exposure apparatus. Showing the relationship between the focal point position when the wafer is formed on the wafer and the difference between the two types of resist pattern width dimensions, and the shape data of the two types of resist patterns acquired in advanceOn the basis of the,An actual measurement focus position, which is an actual focus position when the two types of resist patterns are formed on the wafer, for each of the plurality of points is obtained.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic block diagram of an exposure apparatus to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, an exposure apparatus 10 detects a position of a wafer stage 14 as a wafer support means for supporting a wafer 12 on which a resist film has been applied in advance, and a position of the wafer 12 supported on the wafer stage 14. Wafer position detector 16, reticle stage 20 as a reticle support means for supporting reticle 18 on which an integrated circuit pattern is formed, and reticle position detection for detecting the position of reticle 18 supported on reticle stage 20. A light source 24 for irradiating exposure light toward the reticle supported by the reticle stage 20, an imaging optical system 26 for imaging the transmitted light of the reticle on the wafer surface on the wafer stage 14, and a wafer A controller for controlling the wafer and reticle support positions by the stage 14 and the reticle stage 20. And it is configured to include a roller 28, a. The controller 28 is connected to the light source 24 and controls the exposure amount of the light source 24.
[0019]
In this embodiment, a so-called projection type exposure apparatus that forms an image of the transmitted light of the reticle on the wafer surface with an imaging optical system will be described as an example.
[0020]
Hereinafter, each member will be described in detail.
[0021]
The wafer stage 14 translates the support surface that supports the wafer 12 along the optical axis direction of the imaging optical system (hereinafter referred to as the Z axis) and the X and Y axes that define a plane orthogonal to the Z axis. Or a conventionally known position adjusting unit 14A that rotates around each axis (see FIG. 2 for each axis direction).
[0022]
In the wafer stage 14, the position adjustment unit 14 </ b> A translates the support surface along the Z-axis, and adjusts the focus position by moving the surface of the wafer 12 being supported toward or away from the imaging optical system 26. Can do. Also, the support surface is rotated around the X and Y axes to keep the wafer surface horizontal (perpendicular to the Z axis), translated in the X and Y axis directions, and rotated around the Z axis. The wafer 12 can be positioned. Further, the exposure position on the surface of the wafer 12 can be moved by translating the support surface along the X and Y axis directions for each exposure shot. The driving of the position adjusting unit 14A of the wafer stage 14 is controlled by the controller 28.
[0023]
For the wafer position detector 16, for example, an imaging device such as a CCD camera can be used. This imaging result is input to the controller 28 via an A / D converter (not shown), and is used for controlling the position adjusting unit 14A by the controller 28.
[0024]
Specifically, the controller 28 performs image processing on the photographing result data using photographing result data photographed when the wafer stage 14 supports the wafer 12 that has been transferred onto the stage, and the like. The alignment mark formed on the wafer 12 is detected to detect (grab) the position of the wafer. Based on the detection result of the alignment mark, the controller 28 controls the driving of the position adjusting unit 14A of the wafer stage 14 so that the alignment mark matches a predetermined reference position. Align. Here, the focal position with respect to the wafer 12 is changed by adjusting the position of the position adjusting unit 14A in the Z direction.
[0025]
The wafer 12 is roughly detected by detecting a notch 30 (see FIG. 2) provided on the outer peripheral surface of the wafer 12 using a CCD camera, a laser beam position device, or the like by a pre-alignment apparatus (not shown). After the alignment, the wafer stage 14 is transported.
[0026]
The reticle stage 20 has a conventionally known position adjustment unit 20A that moves the support surface that supports the reticle 18 along the X and Y axes, and rotates the support surface around the Z axis. In the reticle stage 20, the position adjustment unit 20A can position the reticle 18 by translating the support surface along the X and Y axes or rotating it around the Z axis. The driving of the position adjustment unit 20A of the reticle stage 20 is controlled by the controller 28.
[0027]
Here, as shown in FIG. 2, the reticle 18 used in the present embodiment is formed in a rectangular shape, and at least two reticle alignment marks 32 are formed on the surface thereof.
[0028]
The reticle position detector 22 includes at least two reticle microscopes 34 for detecting a reticle alignment mark 32 from the surface of the reticle 18 when the reticle 18 is supported on the reticle stage 20.
[0029]
The detection result of the reticle position detector 22 is input to the controller 28 via an A / D converter (not shown), and is used for controlling the position adjusting units 20A and 14A by the controller 28.
[0030]
The controller 28 receives the detection result of the reticle position detector 22, and controls the position adjustment unit 20A of the reticle stage 20 based on the detection result.
[0031]
As the light source 24, a general light source conventionally used in an exposure apparatus such as a KrF excimer laser can be used. The imaging optical system 26 can also be a general imaging optical system conventionally used in an exposure apparatus such as a reduction lens that reduces the circuit pattern formed on the reticle 18 to form an image. .
[0032]
By the way, an exposure shot 12 </ b> A that is an area irradiated with light by one exposure is provided on the wafer 12. In this embodiment, a narrow line pattern is used as the resist pattern formed on the exposure shot 12A.
[0033]
As shown in FIG. 1, when the wafer 12 is transported to the developing device 35, the latent image recorded on the wafer 12 by the exposure device 10 described above is alkali-developed.
[0034]
The dimension in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the resist pattern (line pattern) formed on the wafer 12 (hereinafter referred to as “resist pattern width dimension”) is measured by the length measuring machine 36. For the length measuring device 36, for example, an SEM (electron microscope) may be used.
[0035]
FIG. 3A shows mask patterns 18A and 18B formed on reticle 18 used for adjusting the resist pattern width dimension according to the present embodiment.
[0036]
The mask pattern 18A or 18B described above includes a light shielding portion 38A or 38B that shields light from the light source 24, and a transmission portion 40A or 40B that is a region that transmits light from the light source 24. As shown in FIG. 3A, the light shielding portion 38A or 38B of the mask pattern 18A or 18B of the reticle 18 is a line pattern, and the dimension in the width direction (hereinafter referred to as the longitudinal direction of the line pattern). "Mask pattern width dimension") is the same. Here, the mask pattern width dimensions of the light shielding portions 38A and 38B are both set to l.
[0037]
Further, the mask pattern 18A and the mask pattern 18B have different dimensions (pattern pitches) 42A and 42B in which the adjacent line patterns and line patterns are formed in the width direction described above. . Also, the dimension (pattern interval) 44A and the value 44B between line patterns adjacent to each other are different from each other in the width direction. That is, the reticle 18 is provided with two types of mask patterns 18A and 18B having the same mask pattern width dimension but different pattern pitches and pattern intervals. In FIG. 3A, the mask patterns 18A and 18B formed on the reticle 18 described above are narrow line patterns, but may be circular contact hole patterns instead. When a contact hole pattern is used, the dimension (diameter) in the radial direction of the contact hole pattern may be the resist pattern width dimension.
[0038]
FIG. 3B shows a resist pattern 200A corresponding to the mask pattern 18A and a resist pattern 200B corresponding to the mask pattern 18B (hereinafter, the resist patterns 200A and 200B are collectively referred to as “specific resists”). Also called “pattern”.) Here, the resist pattern width dimension of each of the resist patterns 200A and 200B formed on the wafer 12 is measured by the length measuring machine 36 described above. Here, the resist patterns 200A and 200B are shown larger than the mask patterns 18A and 18B for convenience of explanation.
[0039]
Here, a case where the resist pattern width dimensions of the resist patterns 200A and 200B formed on the wafer 12 are L and L ′ is shown. In general, even if the mask pattern width dimensions of the mask patterns 18A and 18B are the same, the resist pattern width dimensions of the resist patterns 200A and 200B formed on the wafer 12 are different.
[0040]
FIG. 4 shows a graph showing the dependence of the resist pattern width dimension on the focal position.
[0041]
The values of the resist pattern width dimension L and the resist pattern width dimension L ′ vary depending on the exposure amount and the focal position of the exposure apparatus 10. In FIG. 4, the exposure position when the resist pattern 200A or the resist pattern 200B is formed is used as a parameter, and the focal position when the resist pattern 200A or the resist pattern 200B is formed and the length measured by the length measuring machine 36 are used. The relationship between the resist pattern width dimension L or the resist pattern width dimension L ′ is shown. Here, data indicating the focal position dependence of the width dimension obtained by measuring the width dimensions of the 20 resist patterns (hereinafter referred to as “width dimension data”) is graphed. The graph shown in FIG. 4 is obtained by changing the focal position in five stages for four different types of exposure amounts. In FIG. 4, 20 width dimension data are shown. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the number is sufficient to obtain data of a width dimension difference ΔL described later.
[0042]
In the present embodiment, the absolute value of the difference between the resist pattern width dimension L and the resist pattern width dimension L ′ (hereinafter referred to as “width dimension difference”) is ΔL,
ΔL = | L′−L |
Represented by
[0043]
In the present embodiment, the resist pattern width dimension is adjusted using the value of the width dimension difference ΔL described above with reference to the resist pattern width dimension L of the resist pattern 200A described above. That is, the resist pattern width dimension is adjusted as a resist pattern based on the resist pattern 200A (hereinafter also referred to as “reference resist pattern”).
[0044]
FIG. 5 shows a graph showing the focal position dependency of the width dimension difference ΔL.
[0045]
In FIG. 5, the relationship between the focal position when the resist pattern 200A and the resist pattern 200B are formed, and the width dimension difference ΔL, using the exposure amount when forming the resist pattern 200A and the resist pattern 200B as a parameter. It is shown. Here, data indicating the focal position dependency of the width dimension difference obtained from 30 resist pattern width dimensions (15 sets composed of the resist pattern 200A and the resist pattern 200B) (hereinafter referred to as “width dimension difference data”). .) Is graphed.
[0046]
In the present embodiment, the resist pattern 200A is used as a reference resist pattern, but the resist pattern 200B may be used as a reference pattern. Further, a mask pattern different from the mask pattern 18A or 18B may be prepared, and a resist pattern corresponding to the different mask pattern may be a reference resist pattern.
[0047]
The operation of the first embodiment will be described below.
[0048]
FIG. 6 shows a flowchart for adjusting the resist pattern width dimension in the first embodiment.
[0049]
When the wafer 12 is placed on the wafer stage 14 (step 100), the process proceeds to step 102, and it is determined whether or not the data of the width dimension difference ΔL has been acquired. If the determination is affirmative, the routine proceeds to step 112 described later, and if the determination is negative, the routine proceeds to step 104.
[0050]
In step 104, the exposure amount of the exposure apparatus 10 and the focal position of the resist pattern are changed for each exposure shot 12A and specified for the semiconductor device manufacturing lot or the wafer 12 on which the resist pattern has not been formed. Resist patterns (resist patterns 200A and 200B) are formed. When the specific resist pattern is formed, the process proceeds to step 106.
[0051]
In step 106, the length measuring device 36 measures the resist pattern width dimension of the specific resist pattern formed for each exposure shot 12A. More specifically, the resist pattern width dimension L of the resist pattern 200A and the resist pattern width dimension L ′ of the resist pattern 200B are measured. When the resist pattern width dimension L and the resist pattern width dimension L ′ are measured, the routine proceeds to step 108.
[0052]
In step 108, using the exposure amount when the resist pattern 200A and the resist pattern 200B are formed as parameters, the focal position when the resist pattern 200A and the resist pattern 200B are formed and the length measured by the length measuring machine 36 are used. Width dimension data indicating the relationship between the resist pattern width dimension L and the resist pattern width dimension L ′ is created. As shown in FIG. 4, the width dimension data indicates that when the exposure amount is different, the resist pattern width dimension is different even if the focal position is the same. When the width dimension data is created, the process proceeds to step 110.
[0053]
In step 110, the width dimension difference data indicating the relationship between the focal position when the resist pattern 200A and the resist pattern 200B obtained in step 108 are formed and the width dimension difference ΔL is obtained in step 108 described above. Created based on the measured width dimension data. Here, the width dimension data and the width dimension difference data described above need only be obtained once when the resist pattern width dimension of the resist pattern is adjusted. When the width dimension difference data is created, the process proceeds to step 112.
[0054]
In step 112, the basic setting exposure amount and the basic setting focal position are set according to the manufacturing conditions, standards, and the like when forming the resist pattern 200A and the resist pattern 200B on the wafer 12. Exposure to the wafer 12 is performed at a basic setting exposure amount and a basic setting focal position 60 (see FIG. 5), and the above-described two types of resist patterns, the resist pattern 200A and the resist pattern 200B, are formed on the wafer 12. . When the resist pattern 200A and the resist pattern 200B are formed on the wafer 12, the process proceeds to step 114.
[0055]
In step 114, the length measuring device 36 measures the resist pattern width dimension L of the two types of resist patterns 200A formed in step 112 and the resist pattern width dimension L ′ of the resist pattern 200B. When the resist pattern width dimension L and the resist pattern width dimension L ′ are measured, the process proceeds to step 116.
[0056]
In step 116, the average value in the wafer 12 of the resist pattern width dimension L of the resist pattern 200A which is a reference resist pattern from the data acquired as a result of the measurement in step 114 and the resist pattern width dimension L ′ of the resist pattern 200B. The average value in the wafer 12 plane is obtained. This is because the wafer 12 may be warped or the like, and the average value in the wafer 12 surface of the resist pattern width dimension L and the average value in the wafer 12 surface of the resist pattern width dimension L ′ are obtained. This is because the optimum focal position for forming the resist pattern on all the exposure shots 12A of the wafer 12 is obtained. When the average value in the wafer 12 plane of the resist pattern width dimension L and the average value in the wafer 12 plane of the resist pattern width dimension L ′ are obtained, the process proceeds to step 118.
[0057]
In step 118, based on the data of the width dimension difference ΔL created in step 110, a process for obtaining a deviation amount from the basic setting focal position is performed.
[0058]
Specifically, the width dimension difference data ΔL described above is the width dimension difference ΔL between the average value in the wafer 12 plane of the resist pattern width dimension L and the average value in the wafer 12 plane of the resist pattern width dimension L ′ (see FIG. 5). ) And the actual focal position in step 114 (hereinafter referred to as “actually measured focal position”) from the intersection of the curve 54 to 58 and the width dimension difference 62 corresponding to the basic set exposure amount. ) Is required.
[0059]
Here, FIG. 5 shows a case where the curve corresponding to the basic set exposure amount is a curve 56. Here, when a deviation from the basic setting focus position occurs, the actually measured focus position in step 112 is either the first candidate 64 of the actually measured focus position or the second candidate 66 of the actually measured focus position. However, the determination for determining the actually measured focal position in step 112 is performed based on the resist pattern 200A and resist pattern 200B shape data (pattern shape data) acquired in advance.
[0060]
More specifically, when there is a deviation from the basic setting focal position, the measured resist pattern is determined depending on whether the actually measured focal position is the first candidate 64 or the second candidate 66 with respect to the basic setting focal position. The shapes of 200A and resist pattern 200B are different. For example, the resist pattern 200A and the resist pattern 200B have different cross-sectional shapes in the resist pattern formation with the first candidate 64 and the resist pattern formation with the second candidate 66 with respect to the basic setting focal position.
[0061]
Therefore, the above-described pattern shape data has the property that the shapes of the resist pattern 200A and the resist pattern 200B differ depending on the actually measured focal position. Using the pattern shape data, it is determined whether the actually measured focus position when the test exposure is performed is the first candidate 64 or the second candidate 66.
[0062]
A deviation amount from the basic setting focal position is obtained from the basic setting focal position and the obtained actual measurement focal position.
[0063]
More specifically, based on the pattern shape data, when the actual focus position at the time of test exposure is the first candidate 64, if there is no deviation from the basic setting focus position, the first candidate 64 at the time of test exposure and The basic setting focal positions 60 are the same. However, if there is a deviation in the basic setting focal position of the exposure apparatus 10, the first candidate 64 and the basic setting focal position 60 do not coincide as shown in FIG. The difference between the first candidate 64 and the basic setting focal position 60 is the amount of deviation from the basic setting focal position. A deviation amount from the basic setting focal position becomes a focal position correction amount 68 which is a correction amount for correcting the basic setting focal position.
[0064]
By the way, when the focal position correction amount 68 for the basic setting focal position is obtained, the routine proceeds to step 120.
[0065]
In step 120, the basic setting focal position 60 set in step 112 is corrected in accordance with the focal position correction amount 68 obtained in step 118. That is, the basic setting focal position 60 is corrected according to the focal position correction amount 68, and the first candidate 64 is set as a new focal position (hereinafter referred to as “corrected focal position”). When the corrected focal position is set, the process proceeds to step 122, the test exposure is finished, and the adjustment of the resist pattern width dimension is finished. When the adjustment of the resist pattern width dimension is completed, the routine proceeds to step 122.
[0066]
In step 122, a resist pattern is formed at the corrected focal position described above. Here, the corrected focus position is fixed to the first candidate 64, and a new resist pattern is formed. Thereby, the accuracy of adjustment of the resist pattern width dimension is improved as compared with the conventional case.
[0067]
In the method for adjusting the resist pattern width dimension according to the first embodiment, the optimum focus of the exposure apparatus 10 is based on the dimension difference ΔL between the width dimension L of the two types of resist patterns 200A and the width dimension L ′ of the resist pattern 200B. A deviation from the basic setting focal position preset as the position is obtained. For this reason, when the resist pattern is formed with a mask pattern in which the above-described resist pattern width dimension L and resist pattern width dimension L ′ have a large focal position dependency, the detection sensitivity of the deviation from the basic set focal position is relatively high. Become. For example, one of the two types of resist patterns described above is a resist pattern having a sufficiently wide pattern interval (several μm or more), and the other resist pattern is set to a resolution limit. A resist pattern having a close pattern pitch may be used.
[0068]
In the first embodiment, the resist patterns 200A and 200B are formed by exposing light transmitted through the mask patterns 18A and 18B. However, the present invention is not limited to this, and the mask patterns 18A and 18B are not limited to the above. The resist patterns 200A and 200B may be formed by exposing the reflected light.
[0069]
As described above, according to the first embodiment, the focal position of the exposure apparatus 10 may fluctuate between the time when the basic setting focal position is determined and the time when the semiconductor device manufacturing lot is processed. In order to correct the amount of deviation from the basic setting focal position, the range in which the exposure amount of the exposure apparatus can be adjusted is expanded as compared with the conventional case, and the accuracy of adjusting the resist pattern width dimension is improved.
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0070]
Hereinafter, parts having the same configuration and action as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0071]
The second embodiment is performed when a tilt offset optimum for resist pattern formation in the exposure shot 12A on the wafer 12 is performed as a basic setting.
[0072]
Here, “tilt offset” refers to adjusting the focal position at a plurality of points in the same exposure shot 12A.
[0073]
FIG. 7A shows arrangement positions (points) 70A to 70E on the reticle 18 of the mask patterns 18A and 18B according to the present embodiment. Also, FIG. 7B shows points 72A to 72E that are positions where the resist pattern 200A and 200B are formed as a set on the exposure shot 12A.
[0074]
The points 72A to 72E correspond to the points 70A to 70E described above in order. A pair of resist patterns 200A and 200B corresponding to the mask patterns 18A and 18B arranged at the points 70A to 70E is formed at the points 72A to 72E.
[0075]
That is, in each exposure shot 12A of the wafer 12, resist patterns 200A and 200B corresponding to the mask patterns 18A and 18B are formed at points 72A to 72E corresponding to the points 70A to 70E, respectively. It has become.
[0076]
In the second embodiment, a set of resist patterns composed of the resist pattern 200A and the resist pattern 200B described in the first embodiment is formed at five points in the same exposure shot 12A. It has become.
[0077]
The resist pattern dimension of the resist pattern formed in the same exposure shot 12A on the wafer 12 is measured for each group described above, and is calculated as width dimension difference data at each position in the exposure shot.
[0078]
Based on the width dimension data, the width dimension difference data, and the coordinate data of the points 72A to 72E, the amount of deviation from the basic focus position caused by the imaging optical system 26 in the same exposure shot 12A The amount of deviation from the basic focal position (hereinafter referred to as “total basic set focal position”) in the entire area within the exposure shot 12A is obtained.
[0079]
When performing the calculation, for example, a linear approximation plane may be obtained by the least square method. The exposure apparatus 10 can correct the focal position of the exposure apparatus 10 based on the deviation amount from the basic setting focal position and the deviation quantity from the total basic setting focal position.
[0080]
The operation of the second embodiment will be described below.
[0081]
FIG. 8 shows a flowchart for adjusting the resist pattern width dimension in the second embodiment.
[0082]
As shown in FIG. 7, using the mask patterns 18A and 18B used in the first embodiment, a resist pattern 200A and a resist are formed at points 72A to 72E in the exposure shot 12A corresponding to the points 70A to 70E. A pattern 200B is formed. Here, with respect to the points 72A to 72E in the exposure shot 12A, the width dimension data when the exposure amount and the focal position of the exposure apparatus 10 are respectively changed are acquired, and the method used in the first embodiment described above is used. By the same method, the deviation amount from the basic setting focal position is obtained for the five points 72A to 72E in the exposure shot 12A based on the actually measured focal position at the time of processing the semiconductor device manufacturing lot (steps 100 to 118).
[0083]
From the obtained focal position correction amount 68 at each point in the exposure shot 12A and the coordinate data of each point in the exposure shot 12A, for example, a primary approximation plane is obtained by the least square method, for example, the total basic setting The amount of deviation from the focal position is obtained (step 126).
[0084]
When the processing in step 126 is completed, the process proceeds to step 128, and test exposure is performed according to two parameters, the amount of deviation from the basic focal position in the exposure shot 12A and the amount of deviation from the total basic setting focal position. The basic setting focus position at the time and the total basic setting focus position based on the basic setting focus position are corrected. That is, a new focal position (corrected focal position) is set according to the two parameters. When the corrected focus position is set, the process proceeds to step 124 through the process in step 122 described above, and the adjustment of the resist pattern width dimension is completed.
[0085]
In the method of adjusting the resist pattern width dimension according to the second embodiment, the exposure apparatus 10 is optimized based on the width dimension difference ΔL between the width dimension L of the two types of resist patterns 200A and the width dimension L ′ of the resist pattern 200B. The amount of deviation from the basic setting focal position which is preset as a specific focal position is obtained. For this reason, if a resist pattern in which the above-described dependency of the width dimension L and the width dimension L ′ on the focal position becomes large is used, the deviation from the basic setting focal position and the basic setting focal position in the same exposure shot 12A. The detection sensitivity of deviation is relatively high. As such a resist pattern, for example, one of the two types of resist patterns described above is a resist pattern having a sufficiently wide pattern interval (several μm or more), and the other resist pattern has a pattern pitch close to the resolution limit. What is necessary is just a resist pattern.
[0086]
In the second embodiment, the resist patterns 200A and 200B are formed by exposing light transmitted through the mask patterns 18A and 18B. However, the present invention is not limited thereto, and the mask patterns 18A and 18B are not limited to the above. The resist patterns 200A and 200B may be formed by exposing the reflected light.
[0087]
As described above, according to the second embodiment, the focal position of the exposure apparatus 10 fluctuates from the time when the basic setting focal position and the total basic setting focal position are determined to the time when the semiconductor device manufacturing lot is processed. However, in order to correct the amount of deviation from the basic setting focal position and the amount of deviation from the total basic setting focal position, the range in which the exposure amount of the exposure apparatus can be adjusted is expanded compared to the conventional case. The accuracy of adjusting the resist pattern width dimension is improved.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the range in which the exposure amount of the exposure apparatus can be adjusted is expanded as compared with the prior art, and the accuracy of adjusting the resist pattern width dimension is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of an exposure apparatus according to first and second embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of a reticle position detector and reticle according to first and second embodiments of the present invention, and a positional relationship between an imaging optical system and a wafer.
FIG. 3 is a diagram showing resist patterns (specific patterns) according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the focal position dependence of the resist pattern width dimension according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the focal position dependence of the width dimension difference between two types of resist patterns according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for adjusting a resist pattern width dimension according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7A is a view showing a placement position on a reticle of a mask pattern according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a formation place on an exposure shot of a resist pattern. FIG.
FIG. 8 is a flowchart for adjusting a resist pattern width dimension according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Exposure equipment
12 wafers
12A exposure shot
14A Position adjustment unit
18 reticle
18A mask pattern
18B mask pattern
24 Light source
26 Imaging optical system
28 controller
35 Development device
36 Measuring machine
70A points
70B points
70C points
70D points
70E points
72A points
72B points
72C points
72D points
72E points
200A resist pattern
200B resist pattern

Claims

The width perpendicular to the longitudinal direction of the resist pattern formed by exposing the wafer coated with the resist film to light that has been irradiated from the exposure apparatus and reflected or transmitted through the linear or circular mask pattern. A method of adjusting a resist pattern width dimension which is a dimension in a direction or a dimension in a radial direction,
In the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the mask pattern or the radial direction, a pattern pitch that is a dimension in which a mask pattern and a mask pattern adjacent to each other are periodically formed, or in the width direction or the radial direction On the other hand, there are two types in which the pattern interval which is the dimension between the mask patterns adjacent to each other is different, and the mask pattern width dimension which is the dimension in the width direction or the dimension in the radial direction of the mask pattern is the same. Two types of resist patterns corresponding to the two types of mask patterns are formed on the wafer with light reflected or transmitted through the mask pattern;
Measure the resist pattern width dimension of each of the two types of resist patterns,
Based on the difference between the resist pattern width dimensions and the shape data of the two types of resist patterns acquired in advance , an actual focus position that is an actual focus position when the two types of resist patterns are formed on the wafer. Seeking
Resist pattern by exposing to the wafer by correcting the previous SL basic setting focus position location based basic setting the focal position to be a preset focal position shift amount between the measured focal position of the exposure apparatus Forming a resist pattern width dimension.

The difference between the resist pattern width dimensions, and the relationship between the focal position and the difference between the two resist pattern width dimensions when the two types of resist patterns are formed on the wafer at the basic exposure amount by the exposure apparatus. the based data, and the previously acquired shape data of the two kinds of the resist pattern was shown, claim to obtain the measured focal position is the actual focal position when the two kinds of resist patterns formed on the wafer The method for adjusting the resist pattern width dimension according to 1.

The width perpendicular to the longitudinal direction of the resist pattern formed by exposing the wafer coated with the resist film to light that has been irradiated from the exposure apparatus and reflected or transmitted through the linear or circular mask pattern. A method of adjusting a resist pattern width dimension which is a dimension in a direction or a dimension in a radial direction,
In the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the mask pattern or the radial direction, a pattern pitch that is a dimension in which a mask pattern and a mask pattern adjacent to each other are periodically formed, or in the width direction or the radial direction On the other hand, there are two types in which the pattern interval which is the dimension between the mask patterns adjacent to each other is different, and the mask pattern width dimension which is the dimension in the width direction or the dimension in the radial direction of the mask pattern is the same. Two types of resist patterns corresponding to the two types of mask patterns are formed at a plurality of points in the same exposure shot on the wafer with light reflected or transmitted through the mask pattern of
At each of the plurality of points, the resist pattern width dimension of each of the two types of resist patterns is measured,
Based on the difference between the resist pattern width dimensions for each of the plurality of points and the shape data of the two types of resist patterns acquired in advance, the two types of resist patterns for the plurality of points are placed on the wafer. Find the actual focus position that is the actual focus position when forming,
Obtaining a first deviation amount between a basic set focus position which is a preset focus position of the exposure apparatus and the actually measured focus position ;
Based on the first deviation amount and the coordinate data of the plurality of points, a second deviation amount from a total basic setting focal position, which is a basic focal position in the entire area in the same exposure shot, is obtained.
Based on the first shift amount and the second shift amount, forming a resist pattern by exposing to the wafer by correcting the basic setting focus position location and previous SL Total basic setting focus position location A method for adjusting a resist pattern width dimension.

The difference between the resist pattern width dimensions for each of the plurality of points, the focal position and the two resist pattern width dimensions when the two types of resist patterns are formed on the wafer with the basic setting exposure amount by the exposure apparatus. When the two types of resist patterns for each of the plurality of points are formed on the wafer based on the data indicating the relationship between the two and the shape data of the two types of resist patterns acquired in advance . 4. The method of adjusting a resist pattern width dimension according to claim 3, wherein an actually measured focal position which is an actual focal position is obtained.