JPS597953A - フォトレジストプロセスにおける露光エネルギ決定方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の対象） 本発明は、フォトレジストプロセスに係り、特に微細化
フォトレジストプロセスに好適な制御方法及び装置に関
する。

（従来技術） フォトレジストプロセスに用いられるパターン露光装置
の概略図を第１図に示す。光（ｗ、１から放射された光
は、コンデンサレンズ２により集光されマスク４を通過
し、グロジェクションレンズ５により、レジスト膜６に
投影露光される。

ウェファ９には、第１下地膜８、第２下地膜７及び、フ
ォトレジスト膜６が積層構造で形成されている。

露光時間の長さは、露光時間制御装［１０によりシャッ
タ３の開閉時間を副筒して決められる。

従来は、この露光時間の設定を人間が手作業によす行な
っていた為、娯差が大きく露光量の最適晴からのずれが
大きくなシ、現像後のウェハ上のレジストパターンのラ
イン幅のばらつきが大きく、製品の歩留りが悪くなると
いう欠点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は、フォトレジストの膜厚に応じて露光時
間を求め、その露光時間によりフォトレジストプロセス
を制御し、半導体素子の製造歩留りの向上を図ることで
ある。

（発明の特徴） 本発明は、均一照射臨界露光エネルギーにより、露光時
間を求めることができる点に注目し、フォトレジストの
光学特性と現像特性及びフォトレジスト膜厚とにより均
一照射臨界露光エネルギーを求め、該均一照射臨界露光
エネルギーに基づいて露光時間を求め制御することを特
徴としている。

尚、均一照射臨界露光エネルギーＥＴＩＩは、フォトレ
ジスト膜に均一に光を照射して現像処理する場合に、フ
ォトレジス）　ＩＩＩを完全に溶解するのに必要な最小
の露光エネルギーである。

（フォトレジストプロセス） 一般に、フォ）Ｌ／シストプロセスは、第２図に示され
る。同図に於いて、ウェファ２ｏは、レジスト塗布装置
２１により所定の厚さにフォトレジストを回転塗布され
た後、パターン露光装置２２により半導体素子パターン
を露光され、現像装置２３により現像される。

（本発明の実施例構成） 以下、本発明の一実施例を掲げ詳細に説明する。

第２図に於いて、本実施例は、レジスト乾燥温度、乾燥
時間を測定する測定装置１５と、フォトレジストの種類
及び露光波長を入力する入力装置１００と、塗布された
フォトレジスト膜厚ｄ、を測定する膜厚測定装置１６と
、これら各装置の出力會取り込む計算機２００と、計算
機２００内にプログラムとして格納される均一照射臨界
露光エネルギーＥｔ＋＋演算ルーチン１１と、以下同様
に計算機２００内のプログラム露光量演算ルーチン１２
、露光時間演算ルーチン１３、現像時間演算ルーチン１
４と、計算機２００外に設けられる照射強度Ｉｏ測定装
置１７と、露光時間Ｔ、□制御装置１８とにより構成さ
れる。

さらに、現像時間制御装置１９と、現［象装置２３とを
本実施例の構成に付加することによシ、ウェファの現像
を行なっている。

（均一照射臨界露光エネルギーを求める）以下、均一照
射臨界露光エネルギーＥＴ１１を求めるプロセスを説明
する。

均一照射臨界露光エネルギーは、フォトレジストの光学
特性及び現像特性と、フォトレジスト膜厚の測定１−と
により求められる７ ■フオトレジストの光学特性 まず、フォトレジストの光学特性である吸収係数、光感
度を求める。

吸収係数は、レジストに含まれる現像抑制剤濃度Ｍに関
連する係数Ａと、現像抑制剤濃度Ｍに無関係な係数Ｂに
分けられる。現像抑制剤は、フォトレジストが現像剤に
溶解するのを防１トする働きをする。すなわち、フォト
レジスト膜内で現１象抑制剤濃度が高い部分は現１象剤
に溶解しにくいが、現像抑制剤の濃度が低い部分は現像
剤に急速に溶解するのである。

光感度Ｃは、現像抑制剤の光による破壊のし易さを表わ
す係数である。

一般に、これらの係数Ａ、Ｂ、Ｃは、フォトレジストの
捕虜、乾燥温度、乾燥時１…及び露光する光の波長が分
かれば求められることが知られている。

例えば、第１表に示すように、係数Ａ、Ｂ、Ｃを求める
ことができる。第１表において、（（）、　（０）。

（ハ）はフォトレジストの種類を示し、乾燥時間１時間
、露光波長４０４．７０ｍの場合の係数Ａ、ｉ（、Ｃの
値を示す。

この光学特性を計算機内に記憶する。

第１４　　（１ｈ、４０４．７ｎｍ） ■フォトレジストの現像特性 現像特性は第３図に示されるように、現１象抑制剤譲度
Ｍ、現１′象速度Ｒとした時に、Ｒ”　ｅＸＩ）　ＣＥ
ｌ＋Ｅ２　・Ｍ＋Ｅ３・Ｍ”）　　　　・＝＝・（１）
で示される曲線である。

ここで係数Ｅ　１　＊　Ｅ２１　Ｅｓは、フォトレジス
トと現（象液の種類で決まる係数である。

この現像特性をｉｆｔ算機内に記憶する。

■フォトレジスト膜厚の実測 ウェファに所定の原爆に塗布されたフォトレジストの膜
厚を、フォトレジスト膜厚測定装置１６により測定し、
測定値ｄｏを求める。

この測定値ｄ。と■で求めたフォトレジストの吸収係数
Ａ、Ｂ、光感度Ｃと、■で求めた現像係数Ｅ＋　、Ｅ２
　、Ｅａを使用して均−照射臨界繕光エネルギーＥｔ、
ｔ＝均一照射臨界露光エネルギー演算ルーチン１１によ
り計算する。

■ＥＴ１演算フロー 均一照射臨界露光エネルギーＥＴ１１演算ルーチン１１
のプログラムフローチャートラ第４図に示す。

まず、ステップ３５で、フォトレジスト種類。

露光波長、乾燥温度、乾燥時間によシ、計算機内に記憶
しておいた光学特性、現像特性のレジストバラメー多會
求めプログラムの変数に設定する。

又、フォトレジスト膜厚測定１ｔ６　ｄ　Ｏ％現像時間
ｔｄａｙもプログラムの変数に設定する。

次にステップ３６で、フォトレジスト膜を第５図に示す
ように１００層程度のサブ層に分割する。

これは多膚薄膜理論を用いて、フォトレジスト膜の深さ
方向の光強度分布を計算するためである。

ステップ３７に於いて、フォトレジスト膜に照射する露
光エネルギーを微少鎗増加させる。

ステップ３８に於いて、サブ層内の現像抑制剤濃度を計
算する。以Ｆ１　このステップに於ける計算式を示す。

第ｍ番目（０＜ｍ＜ｔ　００３の界面の反射率γ１は（
２）式で示され、透過率ｔ、は（３）式で示される。

又、ｊ番目の層と（ｊ−１）番目の反射率と透過率につ
いては（４）式、（５）式が成立する。

・・・・・・・・・（４） ・・・・・・・・・（５） ここで 第ｊ番目と第Ｎ−１）番目の層のボイディング・ベクト
ルの比は（８）式で示され、それを用いて吸収度Ａ、は
（９）式で示すことができる。

Ａ、全相いてｊ番目のノーの光強度は、（１１式のよう
に示される。

第ｊ番目の層の現像抑制剤濃度Ｍｊの変化率は、（１υ
式に４＜されるように光強度ＩＪと曳像抑制削譲吸〜１
ｊの績に比例する。

（１１１式を用いて、露光時刻ｔ、から微少時間Δｔ。

経過後の現像抑制剤濃度は、（１９式で示される。

Ｍｅｌｔ、＋ΔＬ　＠　”Ｍｌ　ｌ　ｌ　＠　ｅｘｐ　
（Ｉ　３　Ｃ３Ｉ、）・・・・・・（１ｚＭ−Ｘ時刻ｔ
、が零の時の現像抑制剤濃度は、ｌであり０４式に示す
。

Ｍ、口＠−６”１　　　　　　　・・・・・・・・・０
３）（９１，（１０）、　（１２）式を用いてフォトレ
ジスト膜内部の現像抑制剤濃度Ｍ１を求めることができ
る。

ここで０２式のΔｔ、は、フォトレジストへの照射光強
度をＩＯ％露光エネルギーの微少増加値をΔ１）。、。

とすると、（１４）式で表わされる。

ΔＬ　＝　ＪＤｏａ＊／　Ｉｏ　　　　　　　　・・・
・・・・・・（１（イ）この計算を全てのサブ層につい
て行う。

ステップ３９に於いて、（Ｉ）式を用いてサブＩｎの現
１象速朋ＦＬ１に求め、ｊ’ｍ目のサブ）−の溶解する
時間ｔ　ｔｔ　１　ｆ　（１５）式により求める。

ｔｄ、−δｄ／Ｒ＋　　　　　　　　　・凹曲（１つ溶
解時ｉＪ’ｉ　ｔ　ｄ　Ｊを加えてゆき、ｎ番目のサブ
層１で加えた時に、設定しておいた露光時間に達したと
すると０６）式が成立する。

’　ａａｖ　＝　ｔ　ａＩ＋　ｔ　１１２＋・・・十ｔ
ｄ、十・・・十ｔｄ、　　曲・・（旧従って、Ｌｄ＊ｖ
時間内に溶解するサブ層のｌ’ｉｎも求めることができ
、残留するザブ層の厚さｄ。

を次式で求めることができる。

ｄ、−δｄ　・（１００ｎ　）　　　　　　　、凹曲Ｑ
７）ステップ４０に於いて、フォトレジスト膜残留厚ｄ
、さが零であるかを判断し、もし零でなければステップ
３７に戻り計算を繰り返す。又、もし零であれば、その
時の露光エネルギーが均一照射臨界露光エネルギーＥ　
Ｔｏである。

このようにして均−照射臨界露光エネルキーを求めるこ
とができる。

（露光エネルギーを求める］ フォトレジスト膜６ヘフオトマスクパターンを露光する
場合の無光エネルギーＤ０１．全露光量演四ルーチン１
２（第２図）に於いて計算する。

フォトレジスト膜へのフォトマスクパターン露光の概念
図を第６図に示す。シリコン基板９上にフォトレジスト
膜６が塗布され、ライン部４５、スペース部４４からな
るフォトマスク４の上方から露光エネルギーＤ、、、２
が照射される。フォトレジスト膜上の相対光強度分布η
は点線４６のようになり、ライン部４５のエツジ部に対
応する点４９．５０上の相対光強度はη、となる。この
η。

は、フーリエ光学理論により計算することができる。

フォトマスクパターン４に忠実なフォトレジストパター
ンを形成するための露光エネルギーＤ０．。

は、蕗光量演貞ルーチン１２において（旧式により求め
られる。

Ｄｏ、、　＝ＥＴ、、ＣＥｓ　十に＋　（ｄｏ　　ｔｏ
）　］η−１−−−−・−・−（１８）ここで、ＥＩＴ
Ｉ＋　　は均一照射臨界露光エネルギー、ｄｏはフォト
レジストｂ１厚さ、η、は第６図のラインエツジに相当
する点４９．５０の相対光５ｔ１１Ｗ、Ｅｔ＋ｋｔは露
光装置によって定まるだ数、ｔｏはフォトレジスト膜厚
の規準値である。

（露光時間を求める） このようにして得られた露光エネルギーＤ０．。

から露光時間ｔ、。を蒔元時間演算ルーチン１３（ｍ２
図）により計算する。そして、露光時間制御装置１１８
により、該露光時間ｔ　ｌ＠Ｘｎで作動するようにパタ
ーン露光装置２２を制御する。

露光時間ｔ　ｅｘｐは、露光時１ｉＪｉ演井ルーチン１
３に於いて照射強度測定装置１７により照射強度の測定
値Ｉ　ｅｘｐから０式により求められる。

Ｉ　＠ｌｊｐ　”　Ｄ　＠ａ＠　／　Ｉ　＠ｌｉｐ　　
　　　　　・・・・・・・・・■（現１家） 現像装置２３は、現像時間制御装［１９により制御され
る。現像時間は、均一照射臨界露光エネルギーＥｒａ金
求める時に用いた現像時間ｔ４．．を、現像時間設定ル
ーチン１４に設定して用いる。

（本実施例の効果） 本実施例によれば、ウェファへのフォトレジスト塗布厚
さが、規定値から大幅にずれても、均一照射臨界露光エ
ネルギー金フォトレジスト塗布厚さの測定値から求めて
いるので、誤差の少ないＶ／ストパターンオウエファ上
に形成することができる。

（１ｉｇ　ｔｙ）人ぬ例：その】） 上記実施例に於いて、光学特性會記算機内に記１、はし
ておく例を示したが、フォトレジスト膜の露光する前の
透過率、十分露光した借の透過率、４元開始時の透過率
変化率を測定することにより後述する計算方法で求める
ことができる。

第７図に本実施例の構成図ケ示す。第２図と同機能を有
するものは同符号を付しである。

同、測定装置１５に代えてレジスト透過率測定装置６０
、均一照射臨界ｇ元エネルギーｉｊｌ算ルーチン１１の
ステップ３５（第４図）に代えて第８図に示す光学特性
演算ステップとする。

光学時性の谷保数Ａ、Ｂ、Ｃは、露光時間ｔの透過率Ｔ
　（ｔ）とすると次のように求める。

Ａ＝（１／ｄ）ム［Ｔ　（ＯＯ）／Ｔ　（０）　）　　
、、、、、・（３３））ニー（１／ｄ）ムＴ（ｏｏ）・
・・・・・・・・（３４）Ｔ（０）は６元前の透過率、
′ｒ（■）は十分露光した時の透過率、ＩＯはフォトレ
ジスト膜＾面の照射強度である。

（３３）、　＜３４）、　（３５）　　式を用いて光学
特性を計算する光学特性演算ステップのフローを第８図
に示す。

ステップ７１において、フォトレジスト膜の現像特性、
フォトレジスト膜厚ｄ。、膜表面の照射強ｉＩｏｍをプ
ログラムの変数に設定する。

ステップ７２に於いて、露光時間ｔにおけるフォトレジ
スト膜透過率Ｔ（ｔ）を透過率測定装置よシ入力し、第
９図のように座標上にプロットしてゆく。

ステップ７３に於いて、座標にプロットされたグラフか
ら未露光時の透過率Ｔ　（０）、露光時間ｔが十分に長
く透過率が最大となった時の値’ｒ（ｏＱ）、フオ）Ｌ
／シスト膜の露光開始時の透過率の変化率ｄｑ％ｇ）／
ｄ　ｔ　　を求める。

ステップ７４に於いて、（３３）、　（３４１，（３５
）　式により光学時性Ａ、Ｂ、Ｃを求める。

光学特性の計算は、フォトレジストプロセスでもって、
ウエノ・全処理する場合に各ロットごとにイ１い、その
測定値を使ってフォトレジストプロセス制御を行う。

（３３）、　（３４）、　（３５）　　式金求める演算
方法は、例えばｒＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣ’ｒＩＯＮ
８　ＯＮ　ＥＬＥＣＴＲＯＮＤＥＶＩＣＥＳ、ＶＯＬ、
ＥＤ−２２，４７，ＪＵＬＹ１９７５　第４４５頁〜第
４５１頁」に、詳細に記載されているが、概略説明する
。

現１象抑制剤濃度の露光時間Ｂｅ対する変化率ｄＭ／δ
ｔは、光感度Ｃ１フォトレジスト膜内の位置Ｘに於ける
現像抑制剤濃度Ｍ（Ｘ、ｔ）、光強ＦＩ（ｘ、ｔ）によ
Ｈ２α式のように求められる。

δＭｌａｔ＝−ＣＭ（ｘ、ｔ）Ｈｘ、ｔ）　　＝−１２
（１１（澗式は、現像抑制剤濃度の減少率が現像抑制剤
濃度と光感度の積に比例することを示している。

第１Ｏ図に示すような厚さｄのフォトレジスト膜２４の
内部透過率Ｔ（ｔ）２５は、Ｃ］）式で示される。

’Ｉ”（ｔ）−ｅｘｐ［−（’　ＩＡＭ　（ｘ、　ｔ　
）＋Ｂ　）　ｄｘ　）　＝・＝Ｃ２υここでＭ（Ｘ、ｔ
）は、時刻１１衣面からの深さＸに於ける現像抑制剤＠
腿である。

フォトレジスト膜に光を照射する前の透過率は、現像抑
制剤濃度が１であるから、四式で示すことができる。

Ｔ（０）　＝　ｅｘｐ（（Ａ十Ｂ　）　ｄ　）　　　　
−−−−−聞＠次に、露光時間を無限に長くとり、フォ
トレジスト膜に十分光を照射して現像抑制剤を完全に破
壊した場合の透過率Ｔ（００）は、Ｚｌ）式に於いて、
Ｍ（Ｘ、ｔ）を零として０式として示される。

Ｔ　（ｏｏ）　＝　ｅｘｐ　［−Ｂ　ｄ　）　　　　　
　　・・−Ｃ１３０式を酸分する。

・・・・・・・・・（ハ） フォトレジスト膜内の表向から深さＸの点の時刻零にお
ける光強度工（ｘ、０　）は、Ｍ（Ｘ、０）＝１として
（５９式のように示される。

Ｉ　（ｘ、　（１１−４ｏ　ｅＸｐｃ　　（Ａ十ＢＪ　
Ｘ　）　　　＋−＋＋川・（Ａ３ここで、ＩＯはフォト
レジスト膜内の表面に於ける光強度である。

醒；さＸの点の時刻ｔに於ける現像抑制剤濃度金ｐ％Ｎ
Ｘ、ｔ）とすると内式より（ハ）式が成り立つ。

ここで、ＥＸ、ｔ）　　は深さＸの点の時刻ｔに於げろ
光強度である。

便って、深さＸの点の時刻零に於ける現像抑制剤濃度Ｍ
（ｘ、０）は、（ハ）式で示される。

（至）式ヲ一式に代入して（至）式を求める。

（至）式より、時刻零の透過率は、−１式のようになる
。

−Ｔ（０）Ａ／’ＣＩｏ　ｅｘｐ［−（Ａ十Ｂ）ｘ）ｄ
ｘ・・・・・・・・・（３１） Ｑ、（ハ）、　（３２１からフォトレジスト膜の光学特
性は、次のように計算することができる。

Ａ　−（１／ｄ　）も［Ｔ（ｏｏ）／１０））　　　　
−曲−・・（３３）Ｂ＝−（ｘ／ａ）ム’ｌ’　（ｃｏ
　）　　　　　　　　　　　−（３４）（他の実施例；
その２） 上記実施例に於いて、現像特性をＢ１算機内に記博して
おく例を示したが、以下のように計算により求めてもよ
い。

第１１図Ａに本実施例の構成図を示す。第２図と同機能
を有するものは同符号全村しである。

同、１１１１定装置１５に代えて、第２のフォトレジス
ト膜厚測セ装置１６′を設け、現像装置２３から現１家
するフォトレジスト膜残留厚４　（ｔ）を測定する。さ
らに、均−照射臨界露光工不ルギー演算ルーチン１１の
ステップ３５（第４図）に代えて第１１図Ｂに示す現１
＃特性演算ステツプとする。

現ＩＭ！籍性を計算する現滓特性演算るテップのフロー
を第１１図Ｂに示す。

ステップ８１において、フォトレジスト膜の光学特性、
現１象前のフォトレジスト膜厚ｄＯ１膜表面の照射強度
Ｉｏ等をプログラムの変数に設定する。

ステップ８２に於いて、露光時間ｔ　＠ＸＰ経過後のフ
ォトレジスト膜内部の現像抑制剤濃度分布（，１１４１
４図）會求める。そのフローは、第１３図に示され詳細
は後述する。

ステップ８３に於いて、フオトレジス）［の現像全開始
し、現像時間ｔの経過に対するフォトレジスト膜の残留
厚さｄ　（ｔ）を測定する。時間が経過するにつれ−Ｃ
フォトレジスト膜は、現像液に溶解し、その）４さが薄
くなり第１５図のような変化を示ｒ。

ステップ８４に於いて、第１５図に示した測定１＋＆　
カラ、７オトレジスト膜厚さの現像依存性曲線の顛き會
求める。この唄さは、フォトレジストｊ漠ノヴの減少率
すなわち現１ぶ速度となる。このようにしてフォトレジ
スト膜の表面からの深さＸに対する現像速度は、第１６
図のように求められる。ここで第１６図に於けるフォト
レジスト膜の表面からの深さＸは、現像前のフォトレジ
スト膜塗布厚さｄｏから第１５図に於けるフォトレジス
ト膜残留厚さｄ　（ｔ）を引いた値で（３６）式により
求められる。

ｘ　＝　ｄ　６　　ｄ　（ｔ）　　　　　　　　　・＝
（３６）ステップ８５に於いて、現像抑制剤濃度対フォ
トレジスト膜の表面からの深さ特性（第１４図）、現像
速度対フォトレジスト膜の表面からの特性（第１６図）
を利用して、現像抑制剤濃度Ｍに対する現像速度を求め
る。すなわち、第１４図と第１６図に於いて、フォトレ
ジストｍの表面からの深さＸを順次選び、その場合の現
像抑制剤濃度と現像速度Ｒｔｌ−読み取って、現像速度
ｌ（の現像抑制剤一度Ｍ依存性を描くと、第３図のよう
になり、その曲線は（３７）式で示される。

Ｈ＝ｅＸｐ（Ｅｔ＋ＥｚＭ＋ＥｓＭ”）　　　　・”＝
（３７）現１破係数Ｅ１　ｓ　ｇ、Ｉ　Ｂ３は、フォト
レジストと現像液の種類によって決まる係数で、この係
数ｔ」二記のような手順で求めることにより′ｆｊＬ１
象速度特性會求めることができる。

規１家速度ｉｔのｔｔＸ−は、フォトレジストプロセス
でもってウェファを処理する場合に各ロットごとに行い
、その計算値を用いてプロセスを制御する。

現啄抑制削ｍ興を求める方法は、例えばｒＩＥｌじＥ　
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ８　ＯＮ　ＥＬＥＣＴＲＯＮＤ
ＥＶＩＣＥＳ、ＶｏＬ、ＥＤ−２２，Ａ７．ＪＵＬＹ１
９７５　第４５６頁〜第４６４頁」に、詳細が記載され
ているが概略説明する。

第１２図に示すように基板２９上にフォトレジスト膜２
８を形成し、その上から光２７を照射する場合を考える
。この場合、フォトレジスト膜の表面付近の現１象抑制
剤は急速に破壊されてなくなり、基板に近い部分は光強
度が小さい為に現漣抑−］剤＃度が商いままで残ってい
る。

（９１，（１（１，Ｈ式を用いて露光時間ｔ　＊ｘｐ経
過後のフォトレジスト膜内部の現像抑制剤濃度分布曲線
めることができる。その計算フローチャーＩｆ第１３図
に示す。

ステップ３０で、フォト・レジスト膜を１００層程鹿の
サブ層に分割する。

ステップ３１で、そのザブ層の夫々の層について、０１
式を用いて内部光強度Ｉｊを計算する。

ステップ３２で、（１２１式を用いて、微少時間Δｔ。

経過後の現像抑制剤濃度を計算する。

ステップ３３で、露光時間に微少時間Δｔ、１加゛昇す
る。

ステップ３４で、露光時間が予め設定した最大露光時間
に達したかどうかを判定し、運していない場合にはステ
ップ３１に戻シｄｆ算を繰り返す。

このようにして計算すると、フォトレジスト膜内部に於
ける現像抑制剤濃度の分布は第１４図のようになる。

フォトレジスト膜の表面に近い部分は光強度が強い為、
現１家抑制剤は急速に破壊されて濃度が低くなる。一方
、フォトレジスト膜の底部に近い部分では光強度が弱い
為、現１抑制剤磯度は高い。

またＡ１４図に現われている現像抑制剤濃度分布曲線の
脈動は、フォトレジスト膜下部の基板がらの反射光とン
オトレジスト膜上部からの入射光とが干渉して発生する
光強度の脈動に起因す・ζ）もｑで：ｂる。

（その他の×流側の効果） 上述のその他の実施例その１、その他の実施例七の２の
計算方法を用いて、夫々光学特性、現像特性を求めて、
フォトレジストプロセスを制御し、躇光、現１象した場
合のフォトレジストラインの形状會第１７図に示す。

フォトマスク４３のマスクライン部４５に相当する部分
には、レジストライン５１が形成されている。そのライ
ン幅Ｗ、５２の設定値との誤差を第１８図に示す。処理
されたウェファの番号Ｎを横１１１１に、そのウェファ
上に形成されｆＣＶシストライン幅の誤差の平均値を゛
縦軸に示すと、本実施例によるフォトレジストプロセス
制御の場合にけ５３のようになり、従来の制御の場合に
は５２のようになる。従来のものに比べると、ライン幅
の変動が減少していることがわかる。

（本発明の効果） 本発明によれば、フォトレジスト膜の厚さを測定して露
光時間を求めているので、フォトレジスト膜厚に即した
プロセスの制御ができ、半導体素子の製造歩留りがよく
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパターン露光装置構成図、第２図は本発明の寅
流側装置構成図、第３図は現像速度の現像抑制剤依存性
を示す図、第４図は均一照射臨界露光エネルギーの計算
プログラムのフローチャート、第５図はフォトレジスト
膜をサブ層に分割しｆｃ場合の各サブノーのパラメータ
を示す図、第６図はフォトマスクパターン霧光の概念図
、第７図はその他の実施例：その１の構成図、第８図は
光学付性演算ステップのフローチャート、第９図はフォ
トレジスト膜の透過率の露光時間依存性の測定値を示す
図、第１０図はフォトレジスト膜の内部透過率を示す図
、第１１図Ａはその他の実施例：その２の構成図、第１
１図Ｂは現像特性演算ステップのフローチャー）、ｍ１
２喝は基板に塗布したフォトレジスト膜へ光照射を行う
場合の概念図、第１３図はフォトレジスト膜内部の視像
抑制剤濃度分布ヲ」算するプログラムのフローチャート
、第１４図はフォトレジスト膜内部の現像抑制剤濃度分
布を示す図、第１５図はフォトレジスト膜厚さの現１象
時間依存性を示す図、第１６図は現像速度のフォトレジ
スト膜からの深さ依存性を示す図、第１７図は現像後に
形成されたレジストラインの断面図、第１８図はその他
の実施例：その１．その２を用いてフォトレジストプロ
セスを制御した場合に形成されたレジストライン誤差を
示す図である。 １・・・光源、３・・・シャッタ、４・・・マスク、５
・・・プロジェクションレンズ、６・・・フォトレジス
ト膜、９・・・ウェファ、ｌＯ・・・露光時間制御装置
、１１・・・均−照射臨界露光エネルギー演算ルーチン
、１２・・・露光量演蜂ルーチン、１３・・・露光時間
演算ルーチン、１５・・・己吸・乾燥時間測定器、１６
・・・フォトレジスト膜厚測定装置、１７・・・照射強
度測定装置、１８・・・直光時間制御装置、２２・・・
パターン露光装置弯、２３・・・現像装置、４６・・・
相対光強度、４９１５０・・・ラインエツジ部の相対光
強度、５１・・・レジストライン、５２．５３・・・レ
ジストライン幅誤差。 第　３１２］ θＯθ・２　　　　　θ・＋　　　　　０．６　　　　
０・８　　　　　　ノ、Ｏ現イ＆抑制制濃度門 第千２ 第　Ｓ　閉 ７１’Ｌ＝ｌＱＱ ｌｆｉ３　０　　／　　２　　　　ｉ−１ｊ　　　ｍ−
ｔｍ第　６　図 第　１１　　図 Ｂ ２３　　　２γ 第　１３　　口 第　１４−口 ０．０　　　０．２　　　０．牛　　ｏ、６０．８　　
　　／、０レジｚトＲ更りネｉｂカ・らｆ）シ來之　χ
〔μｍ〕第　ＩＳ　圀 し　ジ゛又ト用（の茨飴力・らのシ寥２　χ〔Ｊ昧ル〕
第　１ｑ　　図 〔π〕　　　　第　１８０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フォトンシストプロセスを制御する方法に於いて、
   フォトレジスト膜の光学特性と現像特性及び、フォトレ
   ジスト膜厚測定値から、均一照射臨界露光エネルギーを
   求め、該均一照射臨界露光エネルギーと照射強度から露
   光時間を求め、該露光時間の間フォトレジスト膜の露光
   を行なうことを特徴としたフォトレジストプロセス制御
   方法。 ２、特許請求の範囲第１項の記載に於いて、前記フォト
   レジスト膜の光学特性としてフォトレジスト膜の吸収係
   数及び光感度を用いることを特徴とするフォトレジスト
   プロセス制御方法。 ３、特許請求の範囲第１項の記載に於いて、フォトレジ
   スト膜の現像特性としてフォトレジストの現像抑制剤に
   対する現像速度を用いることを特徴と−ｊる７オトレジ
   ストプロセス制御方法。 ４、フォトレジストプロセスの制御装置に於いて、フォ
   トレジスト膜厚を測定するフォトレジスト膜厚測定装置
   と、照射強度を測定する照射強度測定装置と、前記フォ
   トレジスト膜厚測定装置から膜厚測定値を入力し、前記
   膜厚測定値とフォトレジスト膜の光学特性と現像特性と
   を用いて均一照射臨界露光エネルギーを求め、前記照射
   強度測定装置の照射強度測定値を入力し、前記照射強度
   測定値と前記均一照射臨界露光エネルギーとから露光時
   間を求める演算手段と、前記演算手段により求めた露光
   時間の間７オ）Ｌ／シスト膜を露光する露光装置とを備
   えたことを特徴とするフォトレジストプロセス制御装置
   。