JPH04130710A - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JPH04130710A JPH04130710A JP2250197A JP25019790A JPH04130710A JP H04130710 A JPH04130710 A JP H04130710A JP 2250197 A JP2250197 A JP 2250197A JP 25019790 A JP25019790 A JP 25019790A JP H04130710 A JPH04130710 A JP H04130710A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体等の調造に係り、特に、クエ＾上のレ
ジストに歳好なバターｙを転写露光する露光装置に関す
る。
ジストに歳好なバターｙを転写露光する露光装置に関す
る。
ウニへ下地層上に塗布したレジストへのパターン形成は
、レチクルを通して照射される光源からの光によってレ
ジストを感光し、現像を行うことによりて行われる。
、レチクルを通して照射される光源からの光によってレ
ジストを感光し、現像を行うことによりて行われる。
しかし、レジストには材質力１ら定まる最適露光量があ
り、露光量が変動するとパターン寸法が変化する。よう
て、半導体の高集積化が進むに伴い微細化するパターン
寸法を制御するための露光量最適化ｌζは、従来に比べ
て十分な注意を払う必要がある。
り、露光量が変動するとパターン寸法が変化する。よう
て、半導体の高集積化が進むに伴い微細化するパターン
寸法を制御するための露光量最適化ｌζは、従来に比べ
て十分な注意を払う必要がある。
第２図は従来の露光装置を示す模式図である。
従来の露光装置に奢ける露光量制御方式には、予め与え
られたジャツメ開閉時間になるようにシャツＩの開閉時
間を制御する時間制御方式と、レジストに入射する光の
量を一定にするようにジャツメの開閉時間を制御する入
射光量制御方式とがある。
られたジャツメ開閉時間になるようにシャツＩの開閉時
間を制御する時間制御方式と、レジストに入射する光の
量を一定にするようにジャツメの開閉時間を制御する入
射光量制御方式とがある。
第２図（ａ）は、時間制御方式の露光装置の例で決る。
水銀ランプ等の露光光源１と、コリメータレンズ１ｏと
、Ｖヤッタ２１及び駆動部２！て構成されたシャツ！機
構２とレチクル島の像を、８１ウエハ上に形成されてい
る多層の薄膜層（以下ウニ八表面層と表現する）４２に
レジスト４１を壁布したウェハ４のレジスト４１上に結
像する投影レンズ５からなり、露光開始信号で開いたシ
ャッタ２１はタイ！６からの露光終了信号によって閉じ
る。つまり、適切な露光量が得られる時間をメイマ６に
予め設定することにより、レジストへのパターン形成に
おける露光量を制御することがてきる。
、Ｖヤッタ２１及び駆動部２！て構成されたシャツ！機
構２とレチクル島の像を、８１ウエハ上に形成されてい
る多層の薄膜層（以下ウニ八表面層と表現する）４２に
レジスト４１を壁布したウェハ４のレジスト４１上に結
像する投影レンズ５からなり、露光開始信号で開いたシ
ャッタ２１はタイ！６からの露光終了信号によって閉じ
る。つまり、適切な露光量が得られる時間をメイマ６に
予め設定することにより、レジストへのパターン形成に
おける露光量を制御することがてきる。
また、１ＩＥ２図（ｂ）は入射光量制御方式の露光装置
の例である。水銀ランプ等の露光光源１と、コリメータ
レンズ１０と、Ｖヤッタ２１及び駆動部！２で構成され
たＶヤッタ機構２とレチクル島の像をウニ八表面層４２
にレジスト４１を塗布したウェハ４上に結像する投影し
ンズ５の他に、レジスト４１に入射する光を取り出すハ
ーフ建２−の作用をするペリクル７１と、この光を検出
するフォトマル等の入射光検出器７２からなる入射光検
出部７と、入射光検出部７からの出力を積算する積算回
路８１を１東した制御回路８を備えている。
の例である。水銀ランプ等の露光光源１と、コリメータ
レンズ１０と、Ｖヤッタ２１及び駆動部！２で構成され
たＶヤッタ機構２とレチクル島の像をウニ八表面層４２
にレジスト４１を塗布したウェハ４上に結像する投影し
ンズ５の他に、レジスト４１に入射する光を取り出すハ
ーフ建２−の作用をするペリクル７１と、この光を検出
するフォトマル等の入射光検出器７２からなる入射光検
出部７と、入射光検出部７からの出力を積算する積算回
路８１を１東した制御回路８を備えている。
露光開始信号で開いたシャッタ２１は、制御回路８から
の露光終了信号によりて閉じ、最適な照射露光量を積算
回路８１に予め設定しておくことによって、レジストの
パターン形成における露光量を制御することができる。
の露光終了信号によりて閉じ、最適な照射露光量を積算
回路８１に予め設定しておくことによって、レジストの
パターン形成における露光量を制御することができる。
上記従来技術は、半導体の高集積化に伴い無視できなく
なりているウニ八表面層の影善やレジスト塗布過程での
レジスト膜厚ばらつきに対して考慮がなされて怠らず、
十分なパターン寸法制御が行えないという問題があつた
。
なりているウニ八表面層の影善やレジスト塗布過程での
レジスト膜厚ばらつきに対して考慮がなされて怠らず、
十分なパターン寸法制御が行えないという問題があつた
。
ｔｓｉ図に示すようにレジスト４１に入射される光重は
、レジスト４１表面で反射光Ｒｅと透過光！０に分割さ
れる。透過光Ｔｏ’は、レジスト４１に一部吸収され、
このレジストに吸収された先は露光に寄与する。レジス
ト４１を透過しウニ八表面層４ｆｆｉＲ−到遁した光は
ウェハ真菖層４２″１ｗ反射光１′と透過光！・に分Ｉ
ｌ婁れ、反射光Ｒｏ°はレジスト４１に露光に寄与する
一部の光が吸収され、レジスト４１表面にＲ達する。レ
ジスト４１に到達した光はレジスト４１の表面て反射光
Ｒ１”と透過光ｊｈｉｃ分割される。反射光Ｒ１°はレ
ジスト４１に一部徴収され、この光は露光に寄与する。
、レジスト４１表面で反射光Ｒｅと透過光！０に分割さ
れる。透過光Ｔｏ’は、レジスト４１に一部吸収され、
このレジストに吸収された先は露光に寄与する。レジス
ト４１を透過しウニ八表面層４ｆｆｉＲ−到遁した光は
ウェハ真菖層４２″１ｗ反射光１′と透過光！・に分Ｉ
ｌ婁れ、反射光Ｒｏ°はレジスト４１に露光に寄与する
一部の光が吸収され、レジスト４１表面にＲ達する。レ
ジスト４１に到達した光はレジスト４１の表面て反射光
Ｒ１”と透過光ｊｈｉｃ分割される。反射光Ｒ１°はレ
ジスト４１に一部徴収され、この光は露光に寄与する。
レジスト４１を透過しウニ八表面層４２に到達した光は
☆ニー表藺層４で反射光Ｉ°と透過光！０に分割される
。
☆ニー表藺層４で反射光Ｉ°と透過光！０に分割される
。
このような場合、レジストに吸収された露光に寄与する
光は、入射光１−ｂｈら反射光１ｏｅＲ＋の合計値員と
透過光Ｔｏａｔ１を除いた残りの光になるが、勧、と１
１及び！０と！１の間に干渉が生じ、レジストに徴収さ
れた光Ａ、［射光Ｒ１透過光！は、レジスト膜厚４と表
面層反射率を変数とする関数で表され、ウニ八表面層や
膜厚ばらっ會の影響をうける。
光は、入射光１−ｂｈら反射光１ｏｅＲ＋の合計値員と
透過光Ｔｏａｔ１を除いた残りの光になるが、勧、と１
１及び！０と！１の間に干渉が生じ、レジストに徴収さ
れた光Ａ、［射光Ｒ１透過光！は、レジスト膜厚４と表
面層反射率を変数とする関数で表され、ウニ八表面層や
膜厚ばらっ會の影響をうける。
しふし、従来の露光装置はレジストの膜厚変動中表面層
反射率変動に関係なく、ジャツメの開閉時間を制御して
おり、膜厚変動や表面層反射率変動によって露光量が最
適値から外れる場合が生じるという問題がありた。
反射率変動に関係なく、ジャツメの開閉時間を制御して
おり、膜厚変動や表面層反射率変動によって露光量が最
適値から外れる場合が生じるという問題がありた。
本発明の目的は、レジスト膜厚や表面層反射率に合わせ
て露光量を最適化する機能を備え、露光量の最適な自動
制御を可能にする露光装置を提供することにある。
て露光量を最適化する機能を備え、露光量の最適な自動
制御を可能にする露光装置を提供することにある。
上記目的は、要求パターン寸法を得るために最適な露光
量を、露光によるレジストの反射率変化と、レジストを
塗布する前の表面層反射＊測定結果及びレジスト膜厚と
反射率変化から求められる透過率変化と、これらの変化
結果から得られるレジストに吸収された光の量を積算す
ることによって求め、この値をもとにシャツＩの開閉時
間ｔを制御することによりて達成される。
量を、露光によるレジストの反射率変化と、レジストを
塗布する前の表面層反射＊測定結果及びレジスト膜厚と
反射率変化から求められる透過率変化と、これらの変化
結果から得られるレジストに吸収された光の量を積算す
ることによって求め、この値をもとにシャツＩの開閉時
間ｔを制御することによりて達成される。
つまり、レジストは、露光されるに従ってｍ４図に示す
ように反射率Ｒが変化する。この時間的変化の様子は、
表面層反射率の変化や、レジスト膜厚変動のために異な
るが、表面層への透過率！は、レジスト塗布前の表面層
の反射率とレジスト膜厚及びレジストの反射率層から求
めることができる。つまり、第４図で表聞履反射率とレ
ジスト膜厚及びレジスト反射重態の変化より透過率！の
変化を求め、これよりレジストに徴収された積算露光量 ！＝Ｉ 、ｆ（１−ｔ−ｍ）ａｓ を求め、この積算露光量１が最適露光量１０となるまで
のシャツ／Ｍ閉時閲ｔＯを露光装置のシャッタ機構等に
ツイードバックし、クエハ毎の７ヤメ開閉時閲を制御す
ることによりパターン寸法制御を行うことができる。
ように反射率Ｒが変化する。この時間的変化の様子は、
表面層反射率の変化や、レジスト膜厚変動のために異な
るが、表面層への透過率！は、レジスト塗布前の表面層
の反射率とレジスト膜厚及びレジストの反射率層から求
めることができる。つまり、第４図で表聞履反射率とレ
ジスト膜厚及びレジスト反射重態の変化より透過率！の
変化を求め、これよりレジストに徴収された積算露光量 ！＝Ｉ 、ｆ（１−ｔ−ｍ）ａｓ を求め、この積算露光量１が最適露光量１０となるまで
のシャツ／Ｍ閉時閲ｔＯを露光装置のシャッタ機構等に
ツイードバックし、クエハ毎の７ヤメ開閉時閲を制御す
ることによりパターン寸法制御を行うことができる。
露光過程に詔けるレジストの反射事変化の様子の測定は
、クエハにレテクに上のパターンを転写露光する光の一
部を取り出し、レジストへの入射光と反射光変化を測定
することｌζよりて行なう。
、クエハにレテクに上のパターンを転写露光する光の一
部を取り出し、レジストへの入射光と反射光変化を測定
することｌζよりて行なう。
また、予め測定した表面層反射率とレジスト膜厚をもと
に反射率の変化から換算により透過率の変化を求め、こ
の反射重態の変化と透過率！の変化からレジストへの吸
収ムの変化を算出する。この算出したレジストへの吸収
五の変化からレジストに吸収された露光量 ｐ工丁ムｄ％ が求められ、最適露光量１ｏＫ対応するシャツＩｌｉ閉
時間を日が求められる。
に反射率の変化から換算により透過率の変化を求め、こ
の反射重態の変化と透過率！の変化からレジストへの吸
収ムの変化を算出する。この算出したレジストへの吸収
五の変化からレジストに吸収された露光量 ｐ工丁ムｄ％ が求められ、最適露光量１ｏＫ対応するシャツＩｌｉ閉
時間を日が求められる。
以下、第１図により本発明の実施例について説明する。
図において本発明の露光装置は水銀レンズ等の露光光ｉ
ｌｌと、＝シメー！レンズ１０と、シャッタ２１及び駆
動部２２で構成されたシャッタ機構２と、レチクル墨の
像をクエハ４のウェハ表面層４！に塗布したレジスト４
１上に結像する投影レンズ５の他に、レジスト４唱に吸
収された光ムを検出し露光量を最適化する手段を備えて
いる。
ｌｌと、＝シメー！レンズ１０と、シャッタ２１及び駆
動部２２で構成されたシャッタ機構２と、レチクル墨の
像をクエハ４のウェハ表面層４！に塗布したレジスト４
１上に結像する投影レンズ５の他に、レジスト４唱に吸
収された光ムを検出し露光量を最適化する手段を備えて
いる。
すなわち、レジスト４１に入射及び反射する光を取り出
すハーフ建ツーの作用のあるペリクル１宜により職り出
された入射光を検出するフォトマル等の入射光検出器７
２等からなる入射光検出ｓ７、反射されてレジスト４１
から戻る光を取り出すべりクルハー７電ツー１１ｍによ
り敗り出された光を結像レンズ！１を介して検出する７
オトマル等の反射光検出器！２等からなる反射光検出部
９、及び入射光検出器７！の出力と反射光検出器ｔ！の
出力から反射率を検出する反射率検出回路８１と、反射
率差検出回路８１の反射＊測定結果と、予め測定した表
面層反射率とレジスト膜厚デーメ１１を用い、反射率測
定結果から透過率変化を求める透過率検出回路８２と、
これらの変化結果からレジストに吸収される光量変化を
算出し、積算する積算回路８墨を内蔵した制御回路８を
備えている。
すハーフ建ツーの作用のあるペリクル１宜により職り出
された入射光を検出するフォトマル等の入射光検出器７
２等からなる入射光検出ｓ７、反射されてレジスト４１
から戻る光を取り出すべりクルハー７電ツー１１ｍによ
り敗り出された光を結像レンズ！１を介して検出する７
オトマル等の反射光検出器！２等からなる反射光検出部
９、及び入射光検出器７！の出力と反射光検出器ｔ！の
出力から反射率を検出する反射率検出回路８１と、反射
率差検出回路８１の反射＊測定結果と、予め測定した表
面層反射率とレジスト膜厚デーメ１１を用い、反射率測
定結果から透過率変化を求める透過率検出回路８２と、
これらの変化結果からレジストに吸収される光量変化を
算出し、積算する積算回路８墨を内蔵した制御回路８を
備えている。
かかる露光装置でレジスト膜厚と最適露光量の関係が、
制御回路８に内蔵された積算回路８ｓに予め設定されて
詔り、積算回路８墨でレジストに吸収された光が積算さ
れて最適露光量に到達すると、積算回路８墨から露光終
了信号が出力されて露光開始信号で關いたジャツメ２１
が閉鎖される。
制御回路８に内蔵された積算回路８ｓに予め設定されて
詔り、積算回路８墨でレジストに吸収された光が積算さ
れて最適露光量に到達すると、積算回路８墨から露光終
了信号が出力されて露光開始信号で關いたジャツメ２１
が閉鎖される。
このようにレジストに入射される光の量を検出する入射
光検出部７と反射されてレジストから戻る光の量を検出
する反射光検出部９と、入射光検出部の出力と反射光検
出部の出力から反射率変化を求め、この結果とレジスト
塗布前の表面層の反射率及びレジスト膜厚測定結果から
透過率変化を求め、これよりレジストに吸収される光の
量を算出し、レジストに吸収された光の量を積算する制
御回路８とを備え、レジストに１収された光の積算値を
基準としてシャッタの開閉時間を制御することによって
、レジスト膜厚やタエへ表面層反射率にあわせて露光量
を最適化する機能を備え、露光量の最適な制御を可能に
する露光装置を実現することができる。
光検出部７と反射されてレジストから戻る光の量を検出
する反射光検出部９と、入射光検出部の出力と反射光検
出部の出力から反射率変化を求め、この結果とレジスト
塗布前の表面層の反射率及びレジスト膜厚測定結果から
透過率変化を求め、これよりレジストに吸収される光の
量を算出し、レジストに吸収された光の量を積算する制
御回路８とを備え、レジストに１収された光の積算値を
基準としてシャッタの開閉時間を制御することによって
、レジスト膜厚やタエへ表面層反射率にあわせて露光量
を最適化する機能を備え、露光量の最適な制御を可能に
する露光装置を実現することができる。
本発明によれば、レジスト膜厚や下地層反射率にあわせ
て露光量を最適化する機能を備え、露光量の最適制御を
可能にする露光装置を提供することができる。
て露光量を最適化する機能を備え、露光量の最適制御を
可能にする露光装置を提供することができる。
第１ＩＩは本発明の露光装置の実施例のブーツク図、第
２図は従乗の露光装置を示す図、疼墨図はレジスト内で
の反射、透過を示す説明図、篇４図は露光によるレジス
トの反射率及び透過率変化を表す特性図である。 １・−露光光源、 ２−・シャツ！機構、 Ｓ−・レチクル、 ４・・・クエ＾ ５・−投影レンズ、 ６・・・タイマ、 ７・・・入射光検出部、 ８・・・制御回路、 ！・・・反射光検出部、 １ｏ−コリメータレンズ、 １１−・ウェハ下地層、レジスト膜厚データ。 １２−ベシクル。 第 第 （α） （ｂ） ヌ δ 第 図 露 ンゲ二 日１ｒ５ （ン
２図は従乗の露光装置を示す図、疼墨図はレジスト内で
の反射、透過を示す説明図、篇４図は露光によるレジス
トの反射率及び透過率変化を表す特性図である。 １・−露光光源、 ２−・シャツ！機構、 Ｓ−・レチクル、 ４・・・クエ＾ ５・−投影レンズ、 ６・・・タイマ、 ７・・・入射光検出部、 ８・・・制御回路、 ！・・・反射光検出部、 １ｏ−コリメータレンズ、 １１−・ウェハ下地層、レジスト膜厚データ。 １２−ベシクル。 第 第 （α） （ｂ） ヌ δ 第 図 露 ンゲ二 日１ｒ５ （ン
Claims (1)
- １、レジストを塗布した半導体等のウェハに所望のパタ
ーンを転写露光する露光装置において、前記レジストに
入射される光の量を検出する手段と、反射されてレジス
ト膜から戻る光の量を検出する手段と、前記検出手段に
より検出された出力と前記レジストを塗布する前のウェ
ハについて前記検出手段により検出された出力を用いて
前記レジストからの反射光と透過光を求めることにより
前記レジストに吸収された光を求め、前記レジストに吸
収された光の量を積算する手段と、前記レジストに吸収
された光の積算値によりてシャッタの開閉時間を制御し
て露光量を補正する手段を含むことを特徴とする露光装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2250197A JPH04130710A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2250197A JPH04130710A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130710A true JPH04130710A (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=17204266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2250197A Pending JPH04130710A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04130710A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000294480A (ja) * | 1999-04-01 | 2000-10-20 | Canon Inc | 露光量制御方法、露光装置およびデバイス製造方法 |
| WO2007094470A1 (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-23 | Nikon Corporation | 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 |
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| US9678332B2 (en) | 2007-11-06 | 2017-06-13 | Nikon Corporation | Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
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| US9885872B2 (en) | 2003-11-20 | 2018-02-06 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light |
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-
1990
- 1990-09-21 JP JP2250197A patent/JPH04130710A/ja active Pending
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