JPS63155614A - 露光量の最適値検知方法 - Google Patents

露光量の最適値検知方法

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JPS63155614A
JPS63155614A JP61302316A JP30231686A JPS63155614A JP S63155614 A JPS63155614 A JP S63155614A JP 61302316 A JP61302316 A JP 61302316A JP 30231686 A JP30231686 A JP 30231686A JP S63155614 A JPS63155614 A JP S63155614A
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light
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JP61302316A
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Ryoji Tokari
戸河里 良治
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (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】 (イ)産業上の利用分野 本発明はフォトレジスト工程における最適露光量を求め
る為の簡便化した露光量の最適値検知方法に関する。
(ロ)従来の技術 近年、半導体装置の高性能化と高集積化に伴い、例えば
特願昭61−145525号に記載きれている如くその
製造に用いられるレジストも従来のネガ型レジストから
より微細化に適したポジ型レジストに移行しつつある。
従来のネガ型レジストは露光された部分が残存するので
、それ用のフォトマスクは大部分の領域が白地(透明)
で拡散窓に対応する領域が黒地の全体的に白い(透明)
パターンになる。反対にポジ型レジストは露光された部
分が除去されるので、それ用のフォトマスクは大部分の
領域が黒地で拡散窓に対応する領域が白抜き(透明)の
全体的に黒いパターンになる。
一方、光学露光装置を用いてレチクルからマスターマス
クへ、マスターマスクからワークマスクへ又はワークマ
スクから半導体ウェハへと正確なパターン転写を行う為
には露光条件を最適化する必要があるが、そのような条
件を設定した後でもレジストのロット変更、現像液のロ
フト変更及び光学ランプの交換等の際には前記露光条件
のうち制御が容易な露光量を改めて最適化する必要が生
する。特に上述したポジ型レジストを用いる場合には、
露光された領域が除去されるというポジ型レジスト特有
の性質から、ネガ型より厳密な制御が要求きれる。
上記露光量を最適化するに際し、ステップ・アンド・リ
ピート方式の露光装置ではステップ毎に露光量を変化さ
せることで1枚の基板で容易に調整することが可能であ
るが、1枚の基板全体を1度に露光するコンタクト方式
の露光装置では同じことをする為に複数枚の基板を無駄
にしてしまう。
これを改善する手法として、従来よりステップタブレッ
トと称されるパターンを用いる方法があった。
第4図は斯る手法に用いるパターンを示し、通常のフォ
トマスクと同様にガラス基板(1)上にクロム等の蒸着
金属によって矩形の検知パターン(2)を複数個設けた
ものである。検知パターン(2)は蒸Mクロムの膜厚を
互いに異ならしめて透過率を段階的に変化させたもので
、所定の露光量で露光・現像後、検知パターン(2)か
らレジストが除去された最低露光量を求め、その最低露
光量から最適露光量を算出するものである。
くハ)発明が解決しようとする問題点 しかしながら、ステップタブレットによる検知パターン
(2〉を製造するにはクロム膜の蒸着工程を複数回繰り
返す必要があるのでコスト高になり、しかも透過率に対
応する膜厚に制御することが非常に難しいので同一基板
(1)上に段階を密にした検知パターン(2)を多数個
配列することができない。そのため、より厳密に最低露
光量を検知できない欠点があった。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は斯上した欠点に鑑みなされたもので、検知パタ
ーン(2)として所定の単位面積に対する黒地部分(3
)と白抜き部分(4)との面積の割合を変えたものを複
数個用意し、黒地部分(3)の形状が結像することが無
いような条件で露光したことを特徴とする。
(ホ)作用 3一 本発明によれば、検知パターン(2)の形状が結像する
ことの無い条件で露光したので、露光光(5)は光の回
折効果によって全体に均一な強度分布を有するようにレ
ジスト(6)上に露光される。
従って白抜き部分(4〉の面積の割合を変えて全体の透
過光量を変えたことが検知パターン(2)の透過率を変
えたことに等しくなる。
くべ)実施例 以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
第1図はA乃至Cは本発明に用いる検知パターン(2)
のパターン形状を示し、例えば10×10m程の単位面
積の中に正方形をなす黒地部分(3)をタイル状に複数
個配列したものである。形状及び配列方法としては、他
に網目状、格子状等があげられる。第1図Aのパターン
は、CADによって白抜き部分(4)の辺A、Bを各々
5μmに設定し且つXづJ向及びY方向に10μmのピ
ッチをもって配列したもので、その結果、前記10×1
01′1IITlの単、位面積に対する白抜き部分(4
〉の面積の割合(T、)を50%にしたものである。従
って、第1図Aの検知パターン(2)全体の透過光量は
前記10XIOIIIITIの単位面積全てが白地であ
る場合の全体の透過光量に対して半分しかない。第1図
Bのパターンは、白抜き部分(4)の辺A、Bを各々5
.063μmに設定し且つ10μmのピッチをもって配
列したもので、それによって白抜き部分(4)の面積の
割合(T、)を51.25%に設定したものである。白
抜き部分(4)の面積を増した結果、黒地部分(3)の
面積は減少し、それの1個のパターンは5×5μmより
ノ」\さくなる。
第1図Cは、白抜き部分り4)の辺A、Bを各々5.1
27μmに設定したもので、それによって白抜き部分(
4)の面積の割合(T3)を52.50%に設定したも
のである。
第2図は斯上した検知パターン(2)を複数個配列した
フォトマスクを示す。同図において、(1)は石英等の
ガラス基板、(2〉はガラス基板(1)の表面にクロム
等の蒸着金属によって第1図A乃至Cの如き形状に形成
した前記10XIOIIII11の検知バターンである
。検知パターン(2)は上述した手段によって白抜、!
部分(4)の面積の割合(T l、T t。
T、・・・Tn)を変えて形成し、そのステップは実務
」二40〜80%の範囲内で任意である。前記範囲は理
論上θ%〜100%の範囲をとり得る力釈後述する最低
露光量と最適露光量との関係からある程度限定できる。
第3図は第2図のフォトマスクをコンタクト方式の露光
装置で露光する状況を示す。同図において、(5)はガ
ラス基板(1)上方より照射される露光光、(6)は例
えばスピンオン法により一平面(7)上に塗布きれたポ
ジ型レジスト、(8)はガラス基板<1)表面に蒸着さ
れたクロム膜である。クロム膜(8)が存在する領域が
黒地部分(3)、無い領域が白抜き部分(4)に夫々相
当する。通常、コンタクト方式の露光装置では基板(1
)とレジスト(6)とを密着した状態で露光するが、本
実施例では基板(1)とレジメ1〜(6)とを十分離間
することによって本発明の最も特徴とする如く黒地部分
(3〉の形状が結像することの無い状況に設定しである
。これは光の回折現象を利用したもので、経験的にピッ
チ間隔の10倍以上のギャップ、例えば前記5×5μm
の形状を10μmピッチで形成したものでは100μm
程のキャップをもたせてやれば十分である。尚、ミラー
プロジェクション方式の露光装置では焦点を故意的に外
すことによって本発明の特徴とする状況に設定すること
ができる。
そして、基板(1)上方より所定強度、所定時間の露光
光(5)を照射することによって、複数個の検知パター
ン(2)を同時にレジスト(6)上へ露光する。この時
、説明を簡単にする為に前記10×1o mm0′)j
ltl面位当りに例えば100なる量の露光光(5)が
照射されたとする。すると、レジスト(6)上へは白抜
き部分(4)の面積の割合(T I 、T ! 、 T
 s・・・Tn)に相当する量の露光光(5)シか到達
せず、残りは黒地部分(3)によって遮断きれてしまう
つまり、100なる量の露光光(5)が第1図Bの如き
検知パターン(2〉を通過するとレジスト(6)上へは
48.75なる量の露光光(5)シか照射されないので
ある。そしてさらに、照射された48.75なる量の露
光光(5)は、同じく第3図に示した強度分布特性から
明らかな如く、光の回折効果によって検知パターン(2
)全体でほぼ一様の強度分布を持つようになる。
断点は本発明の最も重要な部分であり、換言すれは、白
抜き部分(4)の面積の割合を変えることで検知パター
ン(2)毎に透過光量を変え、変えた透過光量を一様に
分布するように露光することによって、従来の如くクロ
ム膜り8)の膜厚を変えた手段と実務的に同等に検知パ
ターン(2)の透過率をコントロールしたものである。
而して、このように露光した検知パターン(2)から最
低露光量を知るには、所定の現像処理を行った後の検知
パターン(2)を目視検査することによる。即ち、ポジ
型しジス1−(6)は一定の露光量に達しないと除去さ
れないのであるから、透過光量をステップ的に異ならし
めた検知パターン〈2)配列の中で、どこかにレジスト
(6)が残存するパターン群と除去されたパターン群と
の境界が生じるはずである。それより透過率の大きい検
知バターン(2)はレジスト(6)が全て除去され、そ
れより透過率のノ」\さい検知パターン(2)はレジス
ト(6)が膜厚が薄くなった状態で残存する。そして、
レジスト(6)が除去きれたパターンの中で最も透過率
の小さい検知パターン(2〉を識別し、その透過率と与
えた露光量との値の積が求めた最低露光量である。例え
ば、前記識別した検知パターン(2)の面積の割合(’
rx)が51.25%であるならば、与えた露光量10
0に対してその量の51.25%が最低露光量になる。
そうして、上述した様に求めた最低露光量に対して一定
の倍率をかけたものが第3図の露光装置における最適露
光量になる。前記最低露光量はレジスト(6)を除去す
る為に必要な最小の露光量であるから、この値でパター
ン転写を行っては線幅等のコントロールが全く不可能で
ある。その為、コントロールが容易になる露光量を求め
る手段として、露光量とレジスト膜厚が一定の相関関係
を有する点を利用して前記一定の倍率をか(つる手段を
用いている。この一定の倍率は、使用するレジスト膜厚
や線幅のコントロール性等、様々な条件に鑑みてあらか
じめ選定されているもので、大体1.5〜4.0の範囲
で変更することは無い。
従って、前記一定の倍率が例えば2.0で上述した様に
最低露光量が51.25であるならば、露光時に与えた
100なる露光量に対して最適露光量は102.5とな
り、2.5の補正を加えれはこの露光装置は以前の状態
と完全に等しい状態でパターン転写を行うことができる
。尚、一枚の基板(1)上に作成する検知パターン(2
)の白抜き部分(4)の面積の割合(T’+ 、 Tx
 、 Ts−Tn)は、前記一定の倍率に鑑みてその範
囲を決めれば良く、前記一定の倍率が2であれば45〜
65%程の範囲で、3であれば30〜50%程の範囲で
任意のステップにて形成すれば良い。
(ト)発明の詳細 な説明した如く、本発明によれば白抜き部分(4)の面
積の割合(T8.T3.T、・・・Tn)を変えること
で実質的に検知パターン(2)の透過率を変えることが
できるので、1枚の基板(1)上により密なるステップ
で安価に且つ容易に検知パターン(2)を形成すること
ができ、それによってポジ型レジストの最低露光量を高
精度に且つ容易に知ることができる利点を有する。そし
て最低露光量を高精度に検知できるので、露光装置を常
に最良の状態に設定でき、高品質の半導体装置を提供で
きる利点をも有する。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は夫々本発明を説明する為の拡大平面
図、平面図及び概略断面図、第4図は従来例を説明する
為の平面図である。 (1)はガラス基板、  (2〉は検知パターン、(4
)は白抜き部分、 (5〉は露光光、 (6)はポジ型
のレジストである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1枚の基板上にレジストを塗布し、互いに異る透
    過率を有する複数個の検知パターンを同時に露光・現像
    することによって最適の露光量を求める露光量の最適値
    検知方法において、前記検知パターンとして単位面積当
    りの白抜き部分の面積の割合を変えることで実質的に前
    記透過率をコントロールしたものを用い且つ露光後の露
    光量の強度分布が略一様となるような条件で露光したこ
    とを特徴とする露光量の最適値検知方法。
JP61302316A 1986-12-18 1986-12-18 露光量の最適値検知方法 Granted JPS63155614A (ja)

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JPH0444263B2 JPH0444263B2 (ja) 1992-07-21

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02153517A (ja) * 1988-12-05 1990-06-13 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造装置
WO2002063388A1 (fr) * 2001-02-05 2002-08-15 Sony Corporation Affichage et procede de fabrication

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JPS4994403A (ja) * 1972-11-13 1974-09-07

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