JPH10232485A - レティクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 量産ロット処理中にフォーカス値の変動を把
握できるようにする。 【解決手段】 レティクルのガラス基板１０の厚み方向
の深さの異なる位置に、段階的に深さを異ならせ、平面
内では互いに接近した異なる位置に複数の解像力モニタ
パターン１２が形成されて、フォーカス値点検モニタ１
４が構成されている。解像力モニタパターン１２はライ
ン／スペースの異なった複数のパターンがクロム膜によ
り形成されている。各解像力モニタパターン１２は、ガ
ラス基板１０の深さの異なる位置に形成され、転写され
た状態でのフォーカスオフセット値が０.１μｍ単位で
ずれるように深さが設定されている。このフォーカス値
点検モニタ１４は、半導体装置製造用パターンを備えた
量産用レティクルに組み込んで使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は縮小投影露光装置
（ステッパ）などの投影露光装置でウエハにパターンを
転写するのに用いるレティクルに関し、特にベストフォ
ーカスの位置を確認するための解像力モニタパターンを
備えたレティクルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】解像力モニタパターンは線幅の異なる複
数のライン／スペースパターンなどのモニタ用のパター
ンを含む１組のパターンである。そのような解像力モニ
タパターンを備えたレティクルはフォーカス値点検用レ
ティクルとして用いられる。図１（Ａ），（Ｂ）に示さ
れるように、フォーカス値点検用レティクルの解像力モ
ニタパターンは、ステッパによりフォーカスが複数段階
に異ならされて、すなわちフォーカスオフセットされな
がら、レジスト層を形成したウエハ４上の異なる位置に
ステッパにより転写されていく。図１（Ｂ）のそれぞれ
のパターン６は１回の露光で転写されたパターンを示し
ている。それらの転写パターンからどのオフセット値で
ベストフォーカスが得られるかが判断される。すなわ
ち、解像力チェックパターンを１ショットごとにステッ
パ上でフォーカスを段階的にオフセットして露光を行
い、最小寸法パターンを分離解像したフォーカスオフセ
ット位置をベストフォーカス位置と認識している。従来
のフォーカス値点検用レティクルは、ガラス基板の表面
にクロム膜により解像力モニタパターンを形成したもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のフォーカス値点
検用レティクルを用いた方法では、ウエハをレティクル
から段階的に遠ざけながら、かつウエハ上での転写位置
を移動させながら複数回にわたって露光を行わなければ
ならないため、操作が煩わしくなる。また、そのような
フォーカス値の点検は、量産ロット処理の間でフォーカ
ス値点検用レティクルを量産用のレティクルと交換し、
点検用のプログラムを入力し直して実行させなければな
らないので、工数が多くかかる。

【０００４】そしてまた、工数が多くかかる結果、フォ
ーカス値点検の間隔が長くなってしまう。フォーカス値
点検から次のフォーカス値点検までの間で経時的に変化
するフォーカス値は管理することができない。フォーカ
スは気圧、温度、湿度などの変動により変化するが、特
に気圧による変化が著しい。フォーカス値点検の間隔が
長くなると、その間の気圧変動にともなってフォーカス
がずれる確率が高くなる。

【０００５】近年、ウエハ径は大きくなりつつあるにも
かかわらず、従来の方法ではウエハ上でフォーカス値を
オフセットさせながらステップ・アンド・リピートさせ
なければならないので、ウエハ全体のフォーカス値しか
判らず、ウエハの局部的なフォーカス値のバラツキが判
らない。そのため、露光装置の修理後、ウエハ上のポイ
ントごとのフォーカス値を知りたいことがあるが、その
ような点検は行なうことができない。レティクルとウエ
ハは微視的にみると必ずしも平行ではないため、決定さ
れたフォーカス値によりレティクルとウエハ間の距離を
決定し、固定して露光を行なうと、レティクルとウエハ
間の距離はオートフォーカス機構により制御されるが、
局所的な傾きの違いまでは調整されず、誤差となる。

【０００６】本発明の第１の目的は、量産ロット処理中
にフォーカス値の変動を把握できるようにすることであ
る。本発明の第２の目的は、ウエハ上の局所的なフォー
カス値を知ることができるようにすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のレティクルは、
露光波長に対して透明な基板に、複数個の解像力モニタ
パターンが平面内では互いに接近した異なる位置で、基
板厚み方向の深さを段階的に異ならせて形成されている
フォーカス値点検モニタを備えている。そのレティクル
では、狭い領域内でフォーカスのオフセット値をずらす
ことができるので、ウエハの傾き等に影響されずにベス
トフォーカス値を正確に把握することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のレティクルは、半導体装
置製造用のパターンを備えた量産用レティクルであって
もよい。その場合には、そのダイシングラインにフォー
カス値点検モニタが形成されており、半導体装置製造用
のパターンは基板に埋め込まれており、その深さはフォ
ーカス値点検モニタのオフセット値が０の解像力モニタ
パターンと同じ深さである。

【０００９】フォーカス値点検モニタを量産用のパター
ンとともに備えたレティクルでは、量産ロットの処理時
にフォーカスチェックができるようになるため、フォー
カスの経時変化を詳細に把握でき、迅速にフィードバッ
クをかけることができる。そしてフォーカス値点検のた
めに露光装置を開ける必要がなくなるため、製造装置の
稼動率が向上し、工数削減につながる。

【００１０】さらに、半導体装置製造用パターンは、フ
ォーカス値点検モニタのオフセット値が０の解像力モニ
タパターンと同じ深さのパターンのほかに、部分的に深
さ位置を異ならせたパターンも含んでいてもよい。これ
により、量産用のパターンにおいて部分的なフォーカス
のオフセットを行なうことができるようになり、露光動
作に対する柔軟性が増す。

【００１１】本発明では、基板にフォーカス値点検モニ
タのみを形成したレティクルとしてもよい。その場合
は、フォーカス値点検モニタは、基板の四隅及び中央に
配置するのが好ましい。このように、フォーカス値点検
モニタのみを複数個配置したレティクルを用いると、露
光のショット内でのフォーカスのバラツキやウエハの湾
曲によるフォーカスのずれを的確に把握できるようにな
る。

【００１２】

【実施例】図２は一実施例におけるフォーカス値点検モ
ニタ１４を表わしたものである。（Ａ）はその断面図、
（Ｂ）はその平面図である。レティクルのガラス基板１
０の厚み方向の深さの異なる位置に、段階的に深さを異
ならせ、平面内では互いに接近した異なる位置に複数の
解像力モニタパターン１２が形成されている。解像力モ
ニタパターン１２は基板１０中に埋め込まれたもののほ
か、この実施例のフォーカスオフセット値が＋０.３μ
ｍのように基板上に形成されたものを含んでいてもよ
い。解像力モニタパターン１２の一例は、図３に示され
るものであり、ライン／スペースの異なった複数のパタ
ーンがクロム膜により形成されている。各解像力モニタ
パターン１２のフォーカス値が判るように、フォーカス
オフセット値もクロム膜により形成されている。このフ
ォーカス値点検モニタがウエハ上のレジストに転写され
ると、各解像力モニタパターンとそれぞれのオフセット
値が同時に転写される。ライン／スペースパターンの上
部の数値は、ライン幅をμｍ単位で表わしたものであ
る。各解像力モニタパターン１２は、図２（Ａ）に示さ
れるように、ガラス基板１０の深さの異なる位置に埋め
込まれ、転写された状態でのフォーカスオフセット値が
０.１μｍ単位でずれるように埋め込む深さが設定され
ている。

【００１３】このようなパターンを基板内部に埋め込む
には種々の方法を用いることができる。例えば、ガラス
基板上にクロム膜パターンを形成し、その上にＳＯＧ
（スピン・オン・ガラス）等でガラス層を形成し、その
ガラス層を所定の厚さになるように研磨した後、その積
層されたガラス層上に次のクロム膜パターンを形成す
る。そのように、ガラス層形成とクロム膜パターン形成
とを交互に繰り返していくことによって、深さ方向の異
なる複数のパターンを備えたレティクルを形成すること
ができる。他の形成方法としては、一定厚さの透明フイ
ルム上にクロム膜パターンを形成したものを積層して透
明基板とすることによっても、基板中にパターンが埋め
込まれたレティクルを形成することができる。

【００１４】図４（Ａ）は、そのフォーカス値点検モニ
タ１４を、半導体装置製造用パターンを備えた量産用レ
ティクルに組み込んだ実施例を示したものである。１枚
のレティクル２０には製品のチップを作り込むためのパ
ターン２２が４組形成されており、そのレティクル２０
のパターン２２から外れたガラス基板上にフォーカス値
点検モニタ１４を配置する。フォーカス値点検モニタ１
４は、ガラス基板の周辺部と斜線で示されたダイシング
ラインの任意の位置に配置することができる。この例で
は、ガラス基板の周辺部の四隅の位置と、ダイシングラ
イン中である中心位置に配置している。

【００１５】図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＸ−Ｘ’線位置
での断面図を表わしたものである。製品を作り込むため
のパターン２２はフォーカス値点検モニタ１４のオフセ
ット値が０の深さ位置にあわせてガラス基板２０中に埋
め込まれている。パターン２２で部分的にフォーカスを
ずらしたい場合には、一部のパターン２２ａを基板の深
さ方向の異なる位置に埋め込むことによって、部分的に
フォーカスをオフセットさせることができるようにな
る。量産用のレティクルは、例えばステッパにより１／
５に縮小されて、図４（Ｃ）のように、ウエハ４上に転
写パターン２４として転写されていく。

【００１６】図５は本発明によるフォーカス値点検モニ
タ１４がウエハ４上に転写された状態を示したものであ
る。図５（Ａ）のように、フォーカス値点検モニタ１４
を備えたレティクル３０のパターンが縮小されてウエハ
４上に転写されると、図５（Ｂ）に示されるように、そ
のフォーカス値点検モニタ１４のパターン３２はウエハ
４上の一部に局在化したパターンとして転写される。そ
の限られた小さい領域内でオフセット値が変化している
ことにより、ウエハ４の傾きなどによる誤差を防ぐこと
がでる。すなわち、従来の場合は図１に示されるよう
に、ウエハの広い領域にわたって解像力モニタパターン
が転写されるので、ウエハの傾きによる誤差が生じる
が、本発明では図５に示されるように、狭い領域に限定
されることにより、ウエハの傾きの影響が除かれる。

【００１７】図６はレティクルにフォーカス値点検モニ
タ１４のみを備えた点検用レティクル３４の実施例を示
したものである。フォーカス値点検モニタ１４は、少な
くとも、ガラス基板の四隅と中央に配置するのが好まし
い。この点検用レティクルは従来の解像力モニタパター
ンのレティクルと同様に、量産ロット処理の間に量産用
レティクルをこの点検用レティクルと交換し点検用のプ
ログラムを入力して行なうものであるが、このレティク
ルを用いるとワンショット内での各部分のウエハの傾斜
によるフォーカスのバラツキやレンズ収差によるフォー
カスのずれを把握することができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明のフォーカス値点検モニタを備え
たレティクルでは、狭い領域内でフォーカスのオフセッ
ト値をずらすことができるので、ウエハの傾き等に影響
されずにベストフォーカス値を正確に把握することがで
きる。そのフォーカス値点検モニタを量産用のパターン
とともに備えたレティクルでは、量産ロットの処理時に
フォーカスチェックができるようになるため、フォーカ
スの経時変化を詳細に把握でき、迅速にフィードバック
をかけることができる。そしてフォーカスチェックのた
めに露光装置を開ける必要がなくなるため、露光装置の
稼動率が向上し、工数削減につながる。量産用のパター
ンは基板の厚さ方向の中央部に埋め込まれるため、その
パターンが破損するのを防ぐことができる。従来のよう
に量産用のパターンを基板の表面のみに形成したレティ
クルでは、ショット全体でフォーカスをずらすことしか
できなかったが、本発明によれば量産用のパターンでも
部分的にオフセット値をずらせたパターンを設けること
により、部分的なフォーカスのオフセットを行なうこと
ができるようになる。フォーカス値点検モニタのみを複
数個配置した点検用レティクルを用いると、近年のよう
にウエハ径及び露光フィールドが大きくなってきた場合
でも、その点検用レティクルでウエハ上を露光すること
により、ショット内でのフォーカスのバラツキやウエハ
の湾曲によるフォーカスのずれを的確に把握できるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は従来のフォーカス値点検用レティクル
を用いた露光方法を示す概略正面図、（Ｂ）はオフセッ
ト値を変えて転写された解像力モニタパターンを示す平
面図である。

【図２】一実施例におけるフォーカス値点検モニタを示
す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。

【図３】一実施例における解像力モニタパターンを示す
平面図である。

【図４】（Ａ）はフォーカス値点検モニタを量産用レテ
ィクルに組み込んだ実施例を示す概略平面図、（Ｂ）は
そのＸ−Ｘ’線位置での断面図、（Ｃ）はウエハに転写
されたパターンを示す概略平面図である。

【図５】本発明でのフォーカス値点検モニタがウエハに
転写される露光方法を示す概略正面図、（Ｂ）はウエハ
上に転写されたフォーカス値点検モニタパターンを示す
概略平面図である。

【図６】レティクルにフォーカス値点検モニタのみを備
えた点検用レティクルの実施例を示す概略平面図であ
る。

【符号の説明】

１０ ガラス基板 １２ 解像力モニタパターン １４ フォーカス値点検モニタ ２０ 量産用レティクル ２２ 製品のチップを作り込むためのパターン ３０ フォーカス値点検モニタを備えたレティクル ３２ 転写されたフォーカス値点検モニタパターン ３４ 点検用レティクル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光波長に対して透明な基板に、複数個
   の解像力モニタパターンが平面内では互いに接近した異
   なる位置で、基板厚み方向の深さを段階的に異ならせて
   形成されているフォーカス値点検モニタを備えているこ
   とを特徴とするレティクル。
2. 【請求項２】 レティクルが半導体装置製造用のパター
   ンを備えた量産用レティクルであり、そのダイシングラ
   インに前記フォーカス値点検モニタが形成されており、 半導体装置製造用のパターンは前記基板に埋め込まれて
   おり、その深さは前記フォーカス値点検モニタのオフセ
   ット値が０の解像力モニタパターンと同じ深さである請
   求項１に記載のレティクル。
3. 【請求項３】 半導体装置製造用パターンは、前記フォ
   ーカス値点検モニタのオフセット値が０の解像力モニタ
   パターンと同じ深さのパターンのほかに、部分的に深さ
   位置を異ならせたパターンも含んでいる請求項２に記載
   のレティクル。
4. 【請求項４】 前記基板には前記フォーカス値点検モニ
   タのみが形成されている請求項１に記載のレティクル。
5. 【請求項５】 前記フォーカス値点検モニタは、前記基
   板の四隅及び中央に配置されている請求項４に記載のレ
   ティクル。