JPS6270843A - フオトレジスト感度測定装置 - Google Patents

フオトレジスト感度測定装置

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Publication number
JPS6270843A
JPS6270843A JP21144885A JP21144885A JPS6270843A JP S6270843 A JPS6270843 A JP S6270843A JP 21144885 A JP21144885 A JP 21144885A JP 21144885 A JP21144885 A JP 21144885A JP S6270843 A JPS6270843 A JP S6270843A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoresist
wafer
exposure
film thickness
sensitivity
Prior art date
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Pending
Application number
JP21144885A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Iri
井利 英二
Kiyoshi Yamazaki
山崎 潔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority to JP21144885A priority Critical patent/JPS6270843A/ja
Publication of JPS6270843A publication Critical patent/JPS6270843A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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】 く技術分野〉 本発明は、フォトレジストの感度特性を測定するのに好
適なフォトレジスト感度測定装置に関する。
〈従来技術〉 フォトエツチング技術によって集積回路を製作する場合
には、一般にフォトレジストが使用されるが、このフォ
トレジストの露光条件によって、最終曲に謬昨される回
路パターンの饋1!?#<駁椰六れるため、現像むら等
を生じさせないためにも予めフォトレノストの感度特性
を把握しておく必要がある。たとえば、ポジ型のフォト
レジストの感度を知るには、第8図に示すような露光エ
ネルギー、または、露光エネルギーに対応する物理量と
フォトレジストの残膜率(残膜厚、現像されたレジスト
膜厚、または、この膜厚率でも表示できる。
第8図では残膜率で表示した。)の関係を示す感度曲線
Cを求め、その感度曲線Cのある位置、たとえば残膜率
O%における露光エネルギーEoと、接線りと残膜率1
00%部の接線Mとの交点部の露光エネルギーElとの
比(γ−1og (E a / E + )から感度を
求めている。従来、上記のような感度曲線Cを得るには
、同一条件で塗布されたフォトレジストを種々の露光条
件(たとえば、露光エネルギー)で露光する。たとえば
、多数の試料に同一条件で塗布したフォトレジストに対
してそれぞれ光透過度の異なるマスクを通して各試料の
フォトレジストを一定条件下で露光する。その後、マス
クを取り除くと、露光量が互いに異なるフォトレジスト
を有する試料が得られるので、これらを現像の後、各試
料のフォトレノストの残膜厚を一点ずつ測定し、得られ
た露光量と残膜率の関係をプロットすることで求めてい
た。
〈従来技術の問題点〉 従来の感度曲線の測定は、上述のごとく露光条件を変え
た多数のフォトレジストについて、その膜厚を一点ずつ
測定する必要があるので、測定のための時間と手間がか
かるという難点がある。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって
、フォトレジストの感度曲線を短時間の内に自動的に求
めることができるようにすることを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉 本発明は上述の目的を達成するため、所定の露光領域を
露光する露光装置、現像されたウェーハのフォトレジス
トの膜厚を検出する膜厚検出装置および前記ウェーハを
移動させるための搬送装置を備える測定手段と、この測
定手段の各装置を制御信号に基づいて駆動する駆動手段
と、前記測定手段による測定の条件を設定入力するため
の入力手段と、この入力手段からの測定条件に基づいて
ウェーハを前記所定の露光領域に移動させて全面露光を
行なうとともに、露光量が連続的に変化するよう前記ウ
ェーハを露光領域から該露光領域外に移動させ、また、
現像されたウェーハのフォトレジストの膜厚を検出する
ために、該ウェーハをフォトレノストの露光量が連続的
に変化する方向に沿って前記膜厚検出装置の検出領域へ
移動させるための制御信号を前記駆動手段に与えるとと
もに、測定手段からの測定データに基づいてフォトレジ
ストの感度を求めるための所定の演算処理を行なう制御
手段と、この制御手段からの演算結果を出力表示する出
力手段とを設けている。
〈実施例〉 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。第1図は、本発明の一実施例の概略構成図である
。なお、この実施例の説明においては、露光後、現像す
ることによって溶解する、する。勿論、露光後現像する
ことにより上記とは逆に不溶になるネガ型フォトレジス
トを用いても逆の現象が起こるだけである。したがって
、本発明は両タイプのフォトレジストに適用できること
は言うまでもない。
この実施例のフォトレジスト感度測定装置1は、後述す
る露光装置や現像後のフォトレノストの膜厚を検出する
膜厚検出装置等を備える測定手段としてのメカニカルユ
ニット2と、このメカニカルユニット2を構成する各装
置を駆動する駆動手段としてのドライバユニット3と、
メカニカルユニット2による測定の条件を設定入力する
ための入力手段としてのデジタルインプットユニット4
と、このデジタルインプットユニット4からの入力に基
づいてフォトレジストの膜厚を測定するための所定の制
御を行なうとともに、フォトレジストの感度を求めるた
めの演算処理を行なう制御手段としてのCPUユニット
5と、このCPUユニット5からの演算結果を出力表示
する出力手段としてのが一77ノ1.)7ぞノスブ1ツ
ノに、、、 )、 I’i松上rドハ−トコピーユニソ
l−7とを備えている。
メカニカルユニット2は、第2図に示されるように、フ
ォトレジストが塗布さ机たウェーハ10を露光するため
の露光装置8と、ウェーハIOを移動させるための搬送
装置9と、現像されたつ工−ハlOの膜厚を測定するた
めの膜厚検出装置Ilとを備えている。
露光装置8は、水銀灯などの光源12から放射した光を
所定の露光領域に導くためのレンズ13、ミラー14お
よび特定の波長光を取り出すためのフィルタI5とから
成る。16は、この露光装置8からの光を導通・遮断す
るためのンヤッタである。
搬送装置9は、後述するように試料台17に載置された
ウェーハ10を露光領域Sに移動させて全面露光を行な
うとともに、露光量が連続的に変化するようウェーハl
Oを露光領域Sから該露光領域S外に矢符で示されるよ
うに移動させ、また、現像された後のウェーハ10の膜
厚を検出するために膜厚検出装置11の検出領域に移動
させる。
膜厚検出装置11は、現像後のウェーハ10にレーザ光
を照射するとともに、フォトレジストから反射されるレ
ーザ光の干渉光を受光する投受光プローブ18と、この
干渉光の強度を検出する光検出器19とから成る。光検
出器I9で検出された干渉光の強度は、後述のようにフ
ォトレノストの残膜厚の変化に伴なって変化するので、
フォトレジストの膜厚変化を測定することができる。
ドライバユニット3は、CPUユニット5からの制御信
号に基づいてメカニカルユニット2の露光装置8、搬送
装置9および膜厚検出装置11等を駆動するためのイン
ターフェース回路を内蔵している。
デジタルインプットユニット4は、キーボードを備えて
おり、このキーボードから前記メカニカルユニット2に
よる膜厚測定の際の条件を設定したり、あるいは、CP
Uユニット5で演算処理された結果をグラフィックディ
スプレイユニット6に出力表示させるためのユニットで
ある。
このデジタルインプットユニット4からの入力に基づい
てフォトレジストの膜厚を測定するための所定の制御を
行なうとともに、フォトレジストの感度を求めるための
演算処理を行なう制御手段としてのCPUユニット5は
、データを収納するためのフロッピーディスクドライブ
装置を備えている。
このCPUユニット5による所定の制御によって膜厚の
測定は次のような手順に従って行なわれる。第2図を参
照して、フォトレジストを塗布したウェーハ10を搬送
装置9により、所定の露光領域S内に配置しておく。こ
の状態では、シャッタ16は閉じており、露光は開始さ
れていない。
次に、ンヤッタ16を開いて、全面露光を行なうととも
に、露光量が連続的に変化するように搬送装置9により
、ウェーハlOを矢符で示されるように露光領域Sから
該露光領域S外に一定速度で移動させる。このように全
面露光を開始してウェーハlOを移動させることにより
、光の少ない部分におけるバラツキを低減することが可
能となる。
この移動速度は、例えば、50〜1000mm/seC
である。この結果、ウェーハIOの後端部I(に塗布さ
れたフォトレジストが一番長く露光され、ウェーハ10
1の先端部Tになるにしたがって露光時間が短くなる。
次に、上記ウェーハlOを一定の条件下で現像する。こ
の現像条件は変動しないように規格化された一定の条件
下で行なわれることが好ましい。
現像の結果、ウェーハ10上のフォトレジストの残膜厚
は、第3図に示すように、露光量が少ないところでは厚
く、露光量が多くなるにしたがって連続的に薄くなる。
現像後のウェーハ10を再び搬送装置9の試料台17上
に載置する。そして、この搬送装置9を第2図の仮想線
で示されるように膜厚検出装置Ilの検出領域へ移動さ
せ、さらに、投受光プローブ18からレーザ光を照射し
、レーザ光がフォトレジストの露光量が少ないところ(
残膜厚の厚い側)から露光量が多いところ(残膜厚の薄
い側)に向けて走査されるように、矢符方向へ移動させ
る。
このときの移動速度は、例えば、5〜100mm/se
cである。そして、レーザ光かフォトレジスト上を走査
される間、フォトレノストから反射されるレーザ光の干
渉光を投受光プローブ18で連続的に受光し、受光した
干渉光の強度を光検出器19で検出する。この場合、光
検出器19で検出された干渉光の強度は、フォトレジス
トの残膜厚の変化に伴なって変化する。すなわち、第4
図に示すように、全く露光されていない部分、および完
全に露光されて現像によりフォトレジストが残存してい
ない部分では膜厚変化かないので光強度も変化しないが
、両者間では残膜厚がλ/2N(ここに、λはレーザ光
の波長、Nはフォトレジストの屈折率)ずつ変化するご
とに検出ビークPが現われる。つまり、露光量の最小部
分から最大部分までの間の検出ビークPの表われる状態
により膜厚変化を測定することができる。
また、露光時のウェーハ10の移動速度からフォトレジ
ストの各部における露光時間が分かるので、これからフ
ォトレジストに対する露光エネルギーが求まる。したが
って、光検出器19で検出した什渉光の検出ビークのデ
ータとウェーハ10の露光時間のデータとをCPUユニ
ット5で演算処理することによって、第5図および第6
図に示されるような露光量と残膜厚との関係、露光量と
膜減り速度との関係を示す感度曲線のグラフが求められ
る。
このようにCPUユニット5では、ウェーハIOを所定
の露光領域Sに移動させて全面露光を行なうとともに、
露光量が連続的に変化するよう前記ウェーハ10を露光
領域Sから該露光領域S外に移動させ、また、現像され
たウェーハ10のフォトレジストの膜厚を検出するため
に、該ウェーハ10をフォトレジストの露光量が連続的
に変化する方向に沿って前記膜厚検出装置11の検出領
域へ移動させるように制御信号をドライバユニット3に
与えるとともに、メカニカルユニット2からの測定デー
タに基づいてフォトレジストの感度等の所望のデータを
求めるための演算処理を行なう。
この所望のデータとしては、第5図および第6図に示さ
れる上述の露光量と残膜厚との関係、露光量と膜減り速
度との関係を示すグラフ、残膜厚50%のときの傾きα
およびレジスト感度係数γγ= l og (E o 
/ Eυ等である。
このCPUユニット5からの演算結果を出力表示する出
力手段としてのグラフィックディスプレイユニット6は
、上述の露光量と残膜厚との関係を示すグラフ、露光量
と膜減り速度との関係を示すグラフ等を出力表示する。
同じく出力手段としてのハードコピーユニット7は、プ
リンタ、プロッタおよびレコーダで構成されており、設
定入力条件やグラフ等をハードコピーする。
第7図は上述の制御動作のフローチャートである。スタ
ートしてステップnlでは、デジタルインプットユニッ
ト4からメカニカルユニット2の駆動条件等の膜厚測定
のための条件を入力し、ステップn2に移ってメカニカ
ルユニット2の搬送装置9にウェーハ10を取付て露光
を行なう。ステップn3では、現像したウェーハ10の
フォトレジストの膜厚を検出し、この膜厚の変動状態を
CPUユニット5へ取り込み、ステップn4へ移る。ス
テップn4では、所定の演算処理を行ない、グラフィッ
クディスプレイユニット6にてグラフを表示し、ステッ
プn5に移る。ステップn5では、そのグラフが適当で
あるかどうかを判断し、適当であると判断したときには
、ステップn6に移り、デジタルインプットユニット4
による設定条件およびグラフをCPUユニット5のフロ
ッピーディスクに格納するとともに、ハードコピーユニ
ット7よりハードコピーを出力して終了する。
〈発明の効果〉 以上のように本発明によれば、ウェーハ上に塗布された
フォトレジストの感度を測定するためのフォトレジスト
感度測定装置を、所定の露光領域を露光する露光装置、
現像されたウェーハのフォトレジストの膜厚を検出する
膜厚検出装置および前記ウェーハを移動させるための搬
送装置を備える測定手段と、この測定手段の各装置を制
御信号に基づいて駆動する駆動手段と、前記測定手段に
よる測定の条件等を設定入力するための入力手段と、こ
の入力手段からの測定条件に基づいてウェーハを前記所
定の露光領域に移動させて全面露光を行なうとともに、
露光量が連続的に変化するよう前記ウェーハを露光領域
から該露光領域外に移動させ、また、現像されたウェー
ハのフォトレジストの膜厚を検出するために、該ウェー
ハをフォI・レジストの露光量が連続的に変化する方向
に沿って前記膜厚検出装置の検出領域へ移動させるため
の制御信号を前記駆動手段に与えるとともに、測定手段
からの測定データに基づいてフォトレジストの感度を求
めるための所定の演算処理を行なう制御手段と、この制
御手段からの演算結果を出力表示する出力手段とによっ
て構成したので、フォトレジストの感度曲線が短時間の
内に自動的に求めることができるようになり、従来例に
比べてフォトレジストの評価が容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概略構成図、第2図はメカ
ニカルユニット2の構成図、第3図は現像後の残膜厚の
分布状態を示す特性図、第4図はフォトレジストの残膜
厚の変化に伴なって得られる干渉光の検出パターンを示
す特性図、第5図は露光量と残膜厚との関係を示す特性
図、第6図は露光量と膜減り速度との関係を示す特性図
、第7図は動作説明に供するフローチャート、第8図は
露光エネルギーと残膜率との関係を示す特性図である。 I・・・フォトレジスト感度測定装置、2・・・メカニ
カルユニット、3 ・ドライバユニッ)・、4・デジタ
ルインプットユニット、5・・・CPUユニット、6・
・・グラフィックディスプレイユニソト、7 ハードコ
ピーユニット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ウェーハ上に塗布されたフォトレジストの感度を
    測定するためのフォトレジスト感度測定装置であって、 所定の露光領域を露光する露光装置、現像されたウェー
    ハのフォトレジストの膜厚を検出する膜厚検出装置およ
    び前記ウェーハを移動させるための搬送装置を備える測
    定手段と、 この測定手段の各装置を制御信号に基づいて駆動する駆
    動手段と、 前記測定手段による測定の条件等を設定入力するための
    入力手段と、 この入力手段からの測定条件に基づいてウェーハを前記
    所定の露光領域に移動させて全面露光を行なうとともに
    、露光量が連続的に変化するよう前記ウェーハを露光領
    域から該露光領域外に移動させ、また、現像されたウェ
    ーハのフォトレジストの膜厚を検出するために、該ウェ
    ーハをフォトレジストの露光量が連続的に変化する方向
    に沿って前記膜厚検出装置の検出領域へ移動させるため
    の制御信号を前記駆動手段に与えるとともに、測定手段
    からの測定データに基づいてフォトレジストの感度を求
    めるための所定の演算処理を行なう制御手段と、 この制御手段からの演算結果を出力表示する出力手段と
    を備えることを特徴とするフォトレジスト感度測定装置
JP21144885A 1985-09-24 1985-09-24 フオトレジスト感度測定装置 Pending JPS6270843A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112129237A (zh) * 2020-08-17 2020-12-25 江苏大学 基于石英晶体微天平评估光刻胶光刻效率的方法
CN114242609A (zh) * 2021-12-16 2022-03-25 武汉新芯集成电路制造有限公司 光刻胶灵敏度的检测方法及检测系统

Cited By (3)

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CN112129237B (zh) * 2020-08-17 2022-05-20 江苏大学 基于石英晶体微天平评估光刻胶光刻效率的方法
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