JPH0697151A - エッチングパターンの作成方法 - Google Patents
エッチングパターンの作成方法Info
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- JPH0697151A JPH0697151A JP24361692A JP24361692A JPH0697151A JP H0697151 A JPH0697151 A JP H0697151A JP 24361692 A JP24361692 A JP 24361692A JP 24361692 A JP24361692 A JP 24361692A JP H0697151 A JPH0697151 A JP H0697151A
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Abstract
の新規な方法の提供。 【構成】 エッチングパターンの作成方法であって、
a)エッチング中の基板に上部から光を投射し、b)そ
の反射光または透過光強度の変化を測定し、c)強度が
一定になった点をブレークスルーポイントとし、d)エ
ッチング開始からブレークスルーポイントまでの時間
に、あらかじめ求められたオーバーエッチング係数を乗
じた時間をエッチング終点として、エッチングを終了す
るエッチングパターンの作成方法。
Description
製作に際して使用するフォトエッチングの終点を検出
し、エッチング後のパターン寸法を制御する方法及び、
その装置に関する。
る。石英基板上にクロム(Cr)を付け、その上にレジ
ストを塗布し、必要な回路パターンを電子線描画装置又
は、紫外線投影装置により、焼き付ける。これを現像し
て回路として残す部分以外のCrを除去する。次いで、
エッチング液にこの基板を漬け、回路として残す部分以
外のCrをエッチング除去する。その後、レジストを剥
離してホトマスクが完成する。Crエッチングは通常固
定された時間エッチングを行う。この方法では、エッチ
ングの条件が変化した場合(エッチング液の濃度及び温
度の変化、被エッチング物であるCrの膜質の変化)、
仕上がったCrパターンの寸法が所望する寸法からずれ
て仕上がってしまう。これを防ぐために、Crエッチン
グの終点を検出する方法が発表されている(特開平4−
176880号『パターン形成方法及び装置』)。しか
し、この方法では、エッチング終点を検出できるが、C
rパターンを所望する寸法に制御する事は出来ない。
イナミックラム)では、実際の回路パターンは、最小寸
法で0.35〜0.40μmである。5対1の縮小投影
露光法を考えた場合のマスク寸法は、1.75〜2.0
μmとなり、ウエハ上の焼き付けパターンを±10%に
押さえるためには、マスク上のCrパターン寸法は、所
望寸法に対して±0.175〜0.20μm以内に押さ
える必要がある。この様な高い寸法制御性を達成するた
めの、寸法制御方法及び装置を提供する。
を解決すべく研究を行った結果、a)エッチング中の基
板に上部から光を投射し、b)その反射光または透過光
強度の変化を測定し、c)強度が一定になった点をブレ
ークスルーポイントとし、d)エッチング開始からブレ
ークスルーポイントまでの時間に、あらかじめ求められ
たオーバーエッチング係数を乗じた時間をエッチング終
点として、エッチングを終了することにより、エッチン
グパターンの寸法を良好に制御できることを見いだし本
発明を完成した。
基板界面で反射され干渉を起こす。ただし、Cr膜が
0.1μm以上の厚さではCr膜の光吸収が大きく干渉
は現れない。Cr膜がエッチングされ、基板面が露出さ
れると信号強度は一定になる。本明細書においては、こ
の点をブレークスルーポイントと呼び、エッチング開始
からブレークスルーポイントまでの時間をブレークスル
ータイム(BTT)と呼ぶ。
1−相対反射率の関係が成り立つので、反射光が干渉す
れば透過光も干渉する。材料に吸収がある場合にも強度
は変化するが同様に干渉が起こる。
ば図1に示す装置を使用することにより行うことができ
る。
あり、回転軸2によって回転させられる。13はスピン
装置のモータを回転させるモータ駆動回路である。チャ
ック1には吸引機構が備えられ、下地基板3は吸引して
装着するようになっている。下地基板3の上方にはエッ
チング液供給機構4とリンス液供給機構5とが備えられ
ている。エッチング液供給機構4からは下地基板3の半
径方向に幅1cm程度、長さ10cm程度の帯状にエッ
チング液が吹きつけられ、下地基板3がスピン装置によ
って回転させられることにより下地基板3上に均一にエ
ッチング液が液盛りされる。リンス液供給機構5も同様
にリンス液を下地基板3上に吹きつけることができる。
る光学系の長波長を有する光源であり、例えばタングス
テンランプや水銀灯などが用いられる。
に導く光ファイバ束であり、下地基板3上での光の直径
が例えば10mm程度になるように照射する。
反射光を導く役目もしている。光ファイバ8で導かれた
反射光はフィルタ11を経てフォトトランジスタ10で
受光される。フィルタ11は特定の波長範囲の光のみを
透過させる狭帯域バンドパスフィルタであり、下地基板
3の種類などによって最もS/N比の大きくなるような
波長を選択できるものを使用する。フォトトランジスタ
10の検出信号はA/Dコンバータ15を経てデジタル
信号に変換され、コンピュータ12に取り込まれて茨形
の解析が行われ、その波形解析の結果からリンス液供給
機構5やモータ駆動回路13を制御する。コンピュータ
12としては市販のパーソナルコンピュータを使用する
ことができる。
せ、エッチング液供給機構4からエッチング液を吹きつ
けてエッチング液を液盛りした後、コンピュータ12は
時間の計測を開始し、スピン装置を停止し、フォトトラ
ンジスタ10からA/Dコンバータ15を経てデータを
取り込む。
を検出するプログラムを実行する。
ントを検出すると、エッチング開始からがブレークスル
ーポイントが検出されるまでの時間CPTを計測し、予
め実験的に定められて設定されたオーバーエッチング係
数Aを剰じて総エッチング時間を算出する。その算出さ
れた総エッチング時間が経過した時点でエッチングを停
止する。エッチングの停止は、リンス液供給機構5から
リンス液(例えば純水)を吹きつけるとともに、モータ
駆動回路13を経てスピン装置を回転させて現像液を除
去することにより行なう。
基板3の回転を続けて下地基板3を乾燥させる。
ーフリンジアルゴリズムにより行うことができる。
に適用される。
t)の時間による2次微分を求め、2次微分が極大とな
る点をBTTとして算出する。
示す。
の極小点からノーフリンジアルゴリズムを適用し、ブレ
ークスルーポイントを検出する。
透過光の強度変化の例を示す。
ノーフリンジアルゴリズムが適用される。
するかは任意であり、終点検出のしやすい方を選べばよ
い。又、両者を同時に測定し、その平均を求めてもよ
い。
BTTと実際のエッチングパターン寸法とを関係付ける
ために実験的に決定される。すなわち、いくつかの条件
下でエッチングを行い、BTTと得られたエッチングパ
ターン寸法とを測定し、両者の関係を求めることにより
決定される。Aは定数またはBTTの関数として決定さ
れる。
近似およびその補間は、以下の方法のいずれか、または
これらの組み合わせにより行うことができる。
ることにより、AとCPTとの関係を式化できる。次数
を上げると近似の精度がより向上することは当然である
が、精度よい近似を求められる場合でも高々10次であ
れば良く、通常の場合は5ないし6次式で充分である。
発明による効果は得られる。近似式の次数の決定はあく
までも製品管理上において許容される管理巾により決定
されるものであり、近似精度すなわち近似式の次数によ
り本発明の範囲が制限されるものではない。
めによる補間 式の形によっては適当な変数変換を行うことにより直線
関係で表現できる場合がある。
lny=lna+bxとなり、これをY=A+BXと比
較すれば上表に記載されている関係となる。
である。 Lagrange補間式を用いる場合には、
1組でも信頼性の低いデータが含まれていると補間式全
体の精度が低下するので注意が必要である。
よって示され、Cox2)とde Boor3)は、スプラ
インの数値計算に有効な反復計算式を求めた、曲線の定
義、Bスプライン基底関数を応用したのはRiesen
feld4)である。
ライン曲線P(t)は次式であらわされる。
らわす。
ン基底関数Ni,k (t)はつぎに示す反復公式により
与えられる。
いは「コンピュータグラフィックス」(山口富士夫訳昭
和54年5月30日、日刊工業新聞社発行)に記載され
ている。
“Contributions tothe Prob
lem of Approximation of E
quidistant Data by Analyt
ic Functions”Q,Appl.Mat
h.,Vo1.4(1946)p.45〜99,112
〜141。
erical Evaluationof B−Spl
ines”National Physical La
boratory DNAC4,August(197
1)。
Calculating withB−Spline
s”J,Approx,Theory,Vo1.6(1
972)p.50〜62。
“Berstein−Bezier Methods
for the Computer−Aided De
signof Free:Form Curves S
urfaces”、Ph,D.Thesis,Syra
cuse University,March(197
3)。
り、任意のBTTに対するAを決定することができる。
BTTとA値データをBTTについて最小単位0.01
秒毎にテーブル化し、コンピューターにファイルしてお
くと瞬時のデータアクセスが可能となるので好ましい。
ッチング終点が変化し、パターン密度が密になるとエッ
チング終点が早くなることを発見した。このような現象
はレジストの現像などの場合には見られず、エッチング
に特有のものである。
係を測定したところ、以下の表のような結果が得られ
た。
れるエッチング終点が変化することになる。このこと
は、モニターしたパターン部分については適切なエッチ
ング終点でエッチングを終了しても、パターン密度が異
なる他の部分については不十分なエッチングやオーバー
エッチングの状態になっていることを意味する。
で最も正確にエッチングしたい箇所と同じパターンまた
は同じ密度を有する所定のパターンをモニターパターン
として基板上に設け、これをモニターすることが好まし
い。モニターパターンは製品となるエッチングパターン
領域外に設けられる。一般的には基板の隅に設けられ、
その数は任意である。フォトカップラーのような、基板
を回転させるスピンモーターから同期信号を得る手段を
設け、この信号とデータサンプリングを同期させること
によりモニターパターンのみをモニターすることができ
る。回転同期サンプリング機構についての図を図2とし
て示す。
し、エッチング液として硝酸第二セリウムアンモニウム
水溶液を使用してエッチングを行った。
してエッチング終点を決定し、オーバーエッチング係数
を2.3BTT+0.02とした場合と、3.4BTT
とした場合、さらに一定時間(90秒)でエッチングを
終了した場合の結果を比較した。エッチング終点を変化
させるため、エッチング液温度を10、20、および3
0°Cと変化させた。それぞれの場合において、基板の
パターンのうち、2.0μmにエッチングすべき部分の
仕上がり寸法(ボトム寸法)を評価した。その結果を図
6に示す。
mL//Sモニターパターンを使用してエッチング終点
を決定した場合、5μmL/Sモニターパターンを使用
してエッチング終点を決定した場合、および一定時間
(90秒)でエッチングを終了した場合の結果を比較し
た。
ング液温度を10、20、および30°Cと変化させ
た。それぞれの場合において、基板のパターンのうち、
5.0μmにエッチングすべき部分の仕上がり寸法を評
価した。その結果を図7に示す。
エッチング終点を決定することにより、エッチング条件
が変動しても一定の線幅にエッチングできることがわか
る。さらに、オーバーエッチング係数やモニターパター
ンのラインスペースを変化させることにより、得られる
線幅を調節できる。例えば、実施例1の結果からはAを
3.4BTTとすることにより、線幅を2μmより若干
狭い領域で調節できることがわかる。また、実施例2の
結果からはモニターパターンを2μmL/Sとすること
により、線幅を5μmより若干太い領域で調節できるこ
とがわかる。すなわち、オーバーエッチング係数などを
変化させることにより、得られる線幅の微調整ができ
る。
装置の例である。
方法の例を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 エッチングパターンの作成方法であっ
て、 a)エッチング中の基板に上部から光を投射し、 b)その反射光または透過光強度の変化を測定し、 c)強度が一定になった点をブレークスルーポイントと
し、 d)エッチング開始からブレークスルーポイントまでの
時間に、あらかじめ求められたオーバーエッチング係数
を乗じた時間をエッチング終点として、エッチングを終
了するエッチングパターンの作成方法。 - 【請求項2】 基板上にモニターパターンを作成し、該
モニターパターン部分からの反射光または透過光強度の
変化を測定することを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 スピンモーターにより回転される基板に
光源からの光を照射し、その反射光または透過光強度の
変化を測定するエッチングパターン作成装置であって、
前記基板上にモニターパターンを設け、スピンモータか
ら回転同期信号を得て、モニターパターン部分からの反
射光または透過光強度をサンプリングすることにより、
モニター部分からの反射または透過光強度の変化を測定
することを特徴とする前記装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4243616A JP2831882B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | エッチングパターンの作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0697151A true JPH0697151A (ja) | 1994-04-08 |
JP2831882B2 JP2831882B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=17106475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4243616A Expired - Fee Related JP2831882B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | エッチングパターンの作成方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2831882B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010046064A (ko) * | 1999-11-10 | 2001-06-05 | 황인길 | 반도체 웨이퍼 스피너 회전속도 제어 장치 |
US6406641B1 (en) | 1997-06-17 | 2002-06-18 | Luxtron Corporation | Liquid etch endpoint detection and process metrology |
WO2004102307A3 (en) * | 2003-05-06 | 2005-08-18 | Tokyo Electron Ltd | Method and system for monitoring and control of a chamber process |
JP2011222790A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置。 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61121339A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-09 | Matsushita Electronics Corp | エツチング終点検出方法 |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP4243616A patent/JP2831882B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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