KR100541908B1

KR100541908B1 - 패턴 형성 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 패턴 검사 보정 장치 및 패턴 슬리밍 장치

Info

Publication number: KR100541908B1
Application number: KR1020030022931A
Authority: KR
Inventors: 이또신이찌; 다까하시리이찌로
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2006-01-11
Also published as: JP3711083B2; KR20030081162A; US20030219660A1; CN1452215A; TW200403549A; TWI241467B; JP2003303766A

Abstract

감광성 수지 패턴의 이상을 부분적으로 보정할 수가 있어, 리워크 기판을 없애어 제조 비용의 저감을 도모한다. 본 발명은 기판 상에 피가공막을 형성하는 단계 S11과, 피가공막의 주면 상에 레지스트막을 형성하는 단계와, 레지스트막에 소망 패턴을 노광하는 단계와, 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계 S12와, 레지스트 패턴의 치수 또는 형상의 이상을 검사하는 단계 S13과, S13에 의해 검출된 이상 개소에 대하여 보정 처리를 실시하는 단계 S14와, 보정 후의 레지스트 패턴을 이용하여 피가공막을 선택 에칭하는 단계 S15를 포함하는 패턴 형성 방법으로서, S13 및 S14에 있어서 DUV 광을 광원으로 한 동일한 광학식 장치를 이용하여 S13과 S14를 연속하여 행하고, 또한 S13에서는 레지스트 표면에 질소 가스를 공급하고, S14에서는 레지스트 표면에 산소 가스를 공급한다.

슬리밍, 레지스트 패턴, 감광성 수지막, 보정 처리, 리워크

Description

패턴 형성 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 패턴 검사 보정 장치 및 패턴 슬리밍 장치{PATTERN FORMING METHOD, MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE, PATTERN TEST AND CORRECTION APPARATUS, AND PATTERN SLIMMING APPARATUS}

도 1은 실시 형태에 관계되는 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 2는 종래 방법에 따른 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 3은 제1 실시 형태에 이용되는 광학식 측정기의 일례를 도시하는 도면.

도 4는 광학식 측정기에 있어서의 분위기 제어부의 구성예를 도시하는 단면도.

도 5는 광학식 측정기에 있어서의 분위기 제어부의 구체예를 도시하는 평면도.

도 6은 레지스트 패턴의 각종 이상을 도시하는 모식도.

도 7은 DUV 조사에 의한 CD 슬리밍의 질소 분위기와 산소 분위기와의 차이를 도시하는 특성도.

도 8은 제2 실시 형태에 관계되는 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

31 : 피처리 기판

32 : 시료 스테이지

33 : 조사/가공 광원

34 : 광학계

35 : 조리개

36 : 하프 미러

37 : 대물 렌즈

38 : CCD 카메라

39 : 조사광 제어 유닛

40 : 검사/보정 위치

41, 51 : 가스 도입부

42, 52, 52a, 52b : 배기부

51a : 불활성 가스 도입부

51b : 활성 가스 도입부

61 : 레지스트 패턴

63 : 브릿징 결함

65 : 러프니스가 나쁘게 되어 있는 영역

67 : 설계 패턴

본 발명은, 반도체 디바이스, ULSI, 전자 회로 부품, 액정 표시 소자 등의 제조에 사용되는, 리소그래피 및 에칭에 의한 패턴 형성 기술에 관한 것으로, 특히 피처리 기판 상에 형성된 감광성 수지막에 소망 패턴을 형성하기 위한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 상기한 패턴 형성 방법에 의해 형성된 감광성 수지 패턴을 이용하여 피처리 기판을 가공하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기한 패턴 형성 방법을 실시하기 위한 패턴 검사 보정 장치 및 패턴 슬리밍 장치에 관한 것이다.

최근, 전자 디바이스나 집적 회로의 미세화에 따라, 노광, 현상, 에칭의 일련의 프로세스에 의한 패턴 형성 방법으로서는 제어할 수 없는, 패턴 치수나 형상의 변동이 문제가 되고 있다.

현재의 반도체 집적 회로에서는, 하나의 칩 내에 고립 패턴, 밀집 패턴, CD (Critical Dimension: 최소 치수)가 큰 패턴, 작은 패턴 등, 복수의 패턴을 포함하고 있어서 복잡한 구조를 갖는다. 고립 패턴과 밀집 패턴과의 차이 혹은 CD의 차이에 따라, 열 처리, 현상, 에칭 등의 각 공정에서의 최적의 조건은 본래 다른 것이지만, 현재, 기초막의 형성, 감광성 수지막의 도포, 열 처리, 현상, 에칭 등의 프로세스는 기판 전면에서 일괄적으로 행하고 있다. 이 때문에, 각 패턴에 대하여 여유도가 좁게 되어 있고, 예를 들면 고립 패턴의 CD 변동이나, 칩 내의 특정한 에리어에서의 CD 불균일성, 거칠기(roughness) 등이 문제가 되고 있다.

이들의 문제에 대하여 종래, OPC (Optical Proximity Compensation : 빛 근접 효과 보정) 기술 등의 노광 공정에서의 보정을 주로 행하고 있다. OPC 기술에서는, 설계의 단계부터 알고 있는 정보를 투영 노광 시에 사용하는 마스크에 미리 포함시킴으로써 보정을 행한다. 이 때문에, 미리 예상할 수 없는 프로세스의 변동 등에 기인하는 감광성 수지 패턴의 CD 이상, 형상 이상, 결함 등을 보정할 수 없다. 이들과 같은 이상을 갖는 기판은 검사에 의해 검출되어, 레지스트막 박리 제거 후, 상류 프로세스로부터 다시 반복된다. 이러한 리워크(rework) 기판을 없애기 위해서, 이상의 검출과 동시에 이상 개소의 보정을 행할 수 있는 기술이 필요로 되고 있다.

또한, 예를 들면 ArF 리소그래피 기술에서는, 선 폭 70 ㎚ 이하의 CD를 갖는 감광성 수지 패턴을 형성하는 경우, 충분한 허용 오차(tolerance)가 얻어지지 않는다. 이 때문에, 현행의 장치에 의해 충분히 허용 오차가 얻어지는 100 ㎚ 정도의 감광성 수지 패턴을 형성한 후, 에칭 공정에서 에칭 조건을 변경함으로써 70 ㎚ 이하의 CD를 갖는 패턴을 형성시키는 방법을 취하고 있다.

그러나, 선 폭 방향의 에칭량을 제어하는 것은 매우 곤란하여, CD 불균일성, 패턴 형상, 결함 등의 다수의 문제가 발생하고 있다. 그래서, 에칭과는 달리 용이하게 제어할 수 있고, 충분한 허용 오차를 갖는 CD 슬리밍(Slimming) 기술의 실현이 요망되고 있다.

이와 같이 종래, 전자 디바이스나 집적 회로의 미세화에 따라 패턴 치수나 형상의 변동이 문제로 되어 있는데, 이러한 부분적인 패턴 이상을 보정하는 것은 곤란하였다. 또한, 현행의 리소그래피 기술로 선 폭 70 ㎚ 이하의 패턴을 형성하는 CD 슬리밍 기술이 필요하지만, 충분한 허용 오차를 갖고 CD 슬리밍하는 것은 곤란하였다.

본 발명은, 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 부분은, 감광성 수지 패턴의 이상을 부분적으로 보정할 수가 있고, 리워크 기판을 없애어 제조 비용의 저감에 기여할 수 있는 패턴 형성 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 에칭과는 다른 방법으로 CD 슬리밍을 행할 수 있고, 치수를 용이하게 제어할 수 있고, 충분한 허용 오차를 갖는 패턴 형성 방법을 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 상기한 패턴 형성 방법을 이용한 반도체 장치의 제조 방법과, 상기한 패턴 형성 방법을 실시하기 위한 패턴 검사 보정 장치 및 패턴 슬리밍 장치를 제공하는 것에 있다.

(구성)

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 다음과 같은 구성을 채용하고 있다.

즉 본 발명은, 피처리 기판의 주면 상에 감광성 수지막을 형성하는 공정과, 상기 감광성 수지막에 소망 패턴을 노광하는 공정과, 상기 감광성 수지막을 현상하여 감광성 수지 패턴을 형성하는 공정과, 상기 감광성 수지 패턴의 치수 또는 형상의 이상을 검사하는 검사 공정과, 상기 검사 공정에 의해 검출된 이상 개소에 대하여 보정 처리를 실시하는 보정 공정을 구비한 패턴 형성 방법으로서,

(a) 상기 보정 공정은, 상기 감광성 수지 패턴의 이상 개소에 대하여 상기 감광성 수지가 흡수성을 갖는 파장의 빛을 조사하여 해당 패턴의 형상을 변형시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다,

(b) 상기 검사 공정 및 보정 공정에서, 상기 패턴을 노광할 때에 이용한 빛의 파장과 동등 또는 그것보다도 짧은 파장의 빛을 광원으로 한 동일한 광학식 장치를 이용하여, 동일 챔버 내에서 상기 검사 공정에 이어 상기 보정 공정을 행하는 것을 특징으로 한다.

(c) 상기 검사 공정 및 보정 공정에서 심자외광을 광원으로 한 동일한 광학식 장치를 이용하여, 동일 챔버 내에서 상기 검사 공정에 이어 상기 보정 공정을 행하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시 형태로서는 다음의 것을 들 수 있다.

(1) 피처리 기판은, 기판 상에 피가공막이 형성된 것인 것.

(2) 검사 공정은, 감광성 수지 패턴에의 광조사 관찰 영역에 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하고, 챔버 내의 분위기를 제어하면서 감광성 수지 패턴의 치수 또는 형상의 이상을 검사하는 공정인 것.

(3) 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스로서, 질소 또는, 아르곤, 네온, 크립톤, 헬륨, 크세논 중의 어느 하나를 이용한 것.

(4) 보정 공정은, 감광성 수지 패턴에의 광조사 보정 영역에 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소를 포함하는 가스를 공급하여, 챔버 내의 분위기를 제어하면서 보정 처리를 실시하는 공정인 것.

(5) 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소를 포함하는 가스로서 산소를 이용한 것.

(6) 보정 공정에서의 보정량을 설정할 때에, 가스 내의 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소의 농도, 처리 시간, 광조사 에너지 중의 어느 하나를 조정하는 것.

(7) 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하면서 검사 공정을 행하여, 감광성 수지 패턴의 치수 또는 형상의 이상을 확인한 후, 즉시 공급 가스를 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소를 포함하는 가스로 전환하여, 검출된 이상 개소에 대하여 보정 처리를 실시하는 것.

또한 본 발명은, 피처리 기판의 주면 상에 감광성 수지막을 형성하는 공정과, 상기 감광성 수지막에 소망 패턴을 노광하는 공정과, 상기 감광성 수지막을 현상하여 감광성 수지 패턴을 형성하는 공정과, 상기 감광성 수지 패턴의 슬리밍 영역을 검출하는 공정과, 상기 검출된 슬리밍 영역에 대하여 상기 감광성 수지 패턴을 원하는 치수로 완성하기 위한 슬리밍 처리를 실시하는 공정을 구비한 패턴 형성 방법으로서,

(a) 상기 슬리밍 영역을 검출하는 공정 및 슬리밍 처리를 실시하는 공정에서, 상기 패턴을 노광할 때에 이용한 빛의 파장과 동등 또는 그것보다도 짧은 파장의 빛을 광원으로 한 동일한 광학식 장치를 이용하여, 동일 챔버 내에서 상기 슬리밍 영역을 검출하는 공정에 이어 상기 슬리밍 처리를 실시하는 공정을 행하는 것을 특징으로 한다.

(b) 상기 슬리밍 영역을 검출하는 공정 및 슬리밍 처리를 실시하는 공정에서, 심자외광을 광원으로 한 동일한 광학식 장치를 이용하여, 동일 챔버 내에서 상기 슬리밍 영역을 검출하는 공정에 이어 상기 슬리밍 처리를 실시하는 공정을 행하 는 것을 특징으로 한다.

(1) 피처리 기판은 기판 상에 피가공막이 형성된 것인 것.

(2) 슬리밍 영역은, 기판 전면, 기판 내의 패턴 영역, 칩 영역, 칩 내의 특정 영역 중의 어느 하나인 것.

(3) 슬리밍 영역을 검출하는 공정은, 감광성 수지 패턴에의 광조사 영역에 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하여, 챔버 내의 분위기를 제어하면서 슬리밍 영역을 검출하는 공정인 것.

(4) 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스로서, 질소 또는, 아르곤, 네온, 크립톤, 헬륨, 크세논 중의 어느 하나를 이용한 것.

(5) 슬리밍 처리를 실시하는 공정은, 기판 상의 원하는 영역에 상기 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소를 포함하는 가스를 공급하여, 챔버 내의 분위기를 제어하면서 감광성 수지 패턴을 슬리밍 처리하는 공정인 것.

(6) 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소를 포함하는 가스로서 산소를 이용한 것.

(7) 슬리밍 처리를 실시하는 공정에 이용하는 조사광은, 조사 영역의 감광성 수지 패턴 치수가 소망 치수가 되도록, 광강도 프로파일이 조정되어 있는 것.

(8) 슬리밍 처리를 실시하는 공정은, 슬릿형의 조사광을 슬리밍 영역에 따라서 주사하는 것으로서, 조사 영역의 감광성 수지 패턴 치수가 소망 치수가 되도록, 슬릿 내의 광강도 프로파일 또는 주사 속도가 조정되는 것.

또한 본 발명은, 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 상기한 패턴 형성 방법을 이용하여 피처리 기판 상에 형성된 감광성 수지 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 피처리 기판을 선택적으로 에칭하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 패턴 검사 보정 장치에서, 주면 상에 감광성 수지 패턴이 형성된 피처리 기판을 탑재하는 스테이지와, 상기 스테이지를 수평 방향 중 적어도 2 방향으로 이동시키는 이동 수단과, 심자외광의 광원을 갖고, 상기 피처리 기판의 주면에 심자외광을 조사하면서, 상기 감광성 수지 패턴의 치수 또는 형상의 이상을 검사하는 검사 수단과, 상기 광원으로부터의 심자외광을 소정의 마스크를 개재하여 상기 피처리 기판의 보정하여야 할 영역에 선택적으로 조사하여, 상기 감광성 수지 패턴의 이상 개소를 보정하는 보정 수단과, 상기 피처리 기판의 주면 상의 공간에, 상기 검사 수단에 의한 검사 동작에 있어서는 상기 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하고, 상기 보정 수단에 의한 보정 동작에 있어서는 상기 감광성 수지의 화학 반응을 활성이 되게 하는 가스를 공급하여, 해당 피처리 기판의 주면 상의 분위기를 제어하는 분위기 제어 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 패턴 슬리밍 장치에 있어서, 주면 상에 감광성 수지 패턴이 형성된 피처리 기판을 탑재하는 스테이지와, 상기 스테이지를 수평 방향 중 적어도 2 방향으로 이동시키는 이동 수단과, 심자외광의 광원을 갖고, 상기 피처리 기판의 주면에 심자외광을 조사하면서, 상기 감광성 수지 패턴의 슬리밍하여야 할 영역을 검출하는 슬리밍 영역 검출 수단과, 상기 광원으로부터의 심자외광을 상기 피처리 기판의 슬리밍 영역에 조사하여, 상기 감광성 수지 패턴에 슬리밍 처리를 실시하는 슬리밍 처리 수단과, 상기 피처리 기판의 주면 상의 공간에, 상기 슬리밍 영역 검출 수단에 의한 검출 동작에 있어서는 상기 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하고, 상기 슬리밍 처리 수단에 의한 슬리밍 동작에 있어서는 상기 감광성 수지의 화학 반응을 활성이 되게 하는 가스를 공급하여, 해당 피처리 기판의 주면 상의 분위기를 제어하는 분위기 제어 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

(1) 분위기 제어 수단은, 검사/보정 수단(검출/처리 수단)의 동작 상황에 따라서, 해당 검사/보정 수단(검출/처리 수단)이 검사를 개시하기 전에, 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하여 분위기 형성하고, 검사(검출)가 종료하여 보정(슬리밍 처리)을 개시하기까지의 사이에, 감광성 수지의 화학 반응을 활성이 되게 하는 가스를 공급하여 분위기 형성할 수 있도록, 가스 전환 수단이 구비되어 있는 것.

가스 전환 수단은, 검사/보정 수단(검출/처리 수단)의 대물 렌즈를 사이에 두고 수평 방향으로 대향 배치된 가스 공급 수단과 배기 수단으로 구성되는 것.

(작용)

본 발명에 따르면, 감광성 수지 패턴의 이상 개소에 빛을 조사하여 패턴을 보정함으로써, 부분적으로 패턴을 보정할 수 있다. 이 때문에, 리워크 기판을 없애어 제조 비용의 저감에 기여하는 것이 가능해진다. 특히, 검사와 보정에서 가스 의 종류를 바꾸는 것만으로, 동일 챔버 내에서 동일한 광학계를 이용하여 검사와 보정을 연속하여 행할 수 있어, 이에 따라 프로세스의 간략화 및 신속화를 도모함과 함께, 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.

또한, CD 슬리밍에 관해서도 마찬가지로, 슬리밍하여야 할 영역에 빛을 조사함으로써, 패턴 치수를 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 슬리밍 영역 검출과 슬리밍 처리에서 가스의 종류를 바꾸는 것만으로, 슬리밍 영역 검출과 슬리밍 처리를 동일한 광학계를 이용하여 행할 수 있다. 이에 따라, 에칭과는 다른 방법으로 CD 슬리밍을 행할 수 있고, 치수를 용이하게 제어할 수 있어, 충분한 허용 오차를 갖고 패턴 형성하는 것이 가능해진다.

<발명의 실시 형태>

이하, 본 발명의 상세 사항을 도시의 실시 형태에 의해서 설명한다.

(제1 실시 형태)

본 실시 형태에서는, 피처리 기판 상의 원하는 영역의 소망 레지스트 패턴에 국소적으로 심자외광(DUV)을 조사함으로써, 패턴 치수 제어를 행하는 방법(기판 내 국소적 보정)에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관계되는 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 비교를 위해 종래의 패턴 형성 방법의 흐름도를 도 2에 도시한다.

우선, 본 실시 형태에서는 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 상에 피가공막을 형성한 피처리 기판을 준비한다(단계 S11). 그리고, 피가공막 상에 레지스트막(감 광성 수지막)을 형성한 후, 소망 패턴을 노광하여, 열 처리, 현상 처리를 실시함으로써 레지스트 패턴을 형성한다(단계 S12).

계속해서, DUV를 프로브로 하는 광학식 측정기에 의해, 레지스트 패턴의 치수 및 형상을 검사한다(단계 S13). 이 때, 측정과 동시에 질소 등의 불활성 가스에 의한 레지스트 표면의 분위기 제어를 행한다. 측정의 결과, 이상이 인정되면, 보정 처리를 실시한다(단계 S14). 즉, 치수, 형상에 이상이 보여지는 영역에, 다시 DUV를 조사한다. 이 때, DUV 조사 중에 레지스트 표면에 산소 등의 반응 활성의 가스를 항상 공급할 수 있도록 분위기의 제어를 행한다.

여기서, 종래 방법에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 이상이 인정되면 피처리 기판 상의 레지스트 패턴을 제거한 후, 재차 레지스트막의 형성을 행한다. 그리고, 다시 레지스트 패턴 형성의 단계 S12로 넘긴다고 하는, 소위 리워크 처리를 행한다. 이와 같이 본 실시 형태가 종래 방법과 다른 점은, 단계 S13에 있어서의 치수 및 형상의 검사의 후에 리워크하는 것이 아니고, 치수 및 형상의 검사와 거의 동시에 보정 처리를 실시하는 것이다.

다음으로, 보정 후의 레지스트 패턴을 마스크로 피가공막을 선택적으로 에칭한다(단계 S15). 이에 따라, 피가공막에 패턴이 형성되게 된다(단계 S16).

본 실시 형태에 이용되는 광학식 측정기의 일례를 도 3에 도시한다. 도 3의 31은 피처리 기판, 32는 시료 스테이지, 33은 조사/가공 광원, 34는 광학계, 35는 조리개, 36은 하프 미러, 37은 대물 렌즈, 38은 CCD 카메라, 39는 조사광 제어 유닛을 나타내고 있다. DUV 광의 조사/가공 광원(33)으로부터 발생한 관찰광(33a)은 광학계(34) 및 조리개(35)를 통하여 하프 미러(36)에서 반사되어 대물 렌즈(37)에 의해 피처리 기판(31) 상의 관찰점에 집광된다. 관찰점의 상은, 대물 렌즈(37)를 통하여 하프 미러(35)를 직진하여 CCD 카메라(38)의 수광면에 결상된다.

관찰시에는 대물 렌즈(37)와 관찰점(검사/보정 위치)(40) 사이의 공간에, 예를 들면 도 4에 도시한 바와 같은 분위기 제어부를 이용하여 질소 등의 불활성 가스를 충전하여 레지스트의 화학 반응을 억제한다. 레지스트의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스로서, 질소 대신에, Ar, Ne, Kr, He, 또는 Xe 등을 이용할 수 있다.

분위기 제어부는 가스 도입부(41)와 배기부(42)로 이루어지고, 이들은 피처리 기판(31) 상의 검사/보정 위치(40)에 근접 배치되는 대물 렌즈(37)를 사이에 두고 수평 방향으로 대향 배치되어 있다. 또한, 보정을 행할 때에는 분위기 제어부를 이용하여 산소 등의 활성 가스를 충전한다. 분위기 제어부의 구체예를 도 5a∼도 5c에 도시한다. 또, 도 5는 도 4의 A-A' 단면을 도시하고 있다.

도 5a는, 불활성 가스 도입부(51a)와 배기부(52a)를 대향 배치한 한 쌍의 불활성 가스 도입부/배기부와, 활성 가스 도입부(51b)와 배기부(52b)를 대향 배치한 한 쌍의 활성 가스 도입부/배기부로 분위기 제어부를 구성하고 있다. 각각의 가스를 도입하는 경우에는, 렌즈를 개재하여 대향하는 배기부를 동작시키면서 행한다. 대향하는 배기부를 동작시켜 가스 도입함으로써, 렌즈와 피처리 기판의 최근접부(관찰점)에서도 신속하게 행할 수 있다.

도 5b는, 하나의 배기부(52)가 있고, 그것과 대향하는 측에 복수의 불활성 가스 도입부(51a)와 복수의 활성 가스 도입부(51b)를 교대로 배치한 것이다. 도 5c는, 불활성 가스 및 활성 가스의 도입부(51)와 배기부(52)를 대향 배치한 분위기 제어부이다. 대향하는 배기부를 동작시키면서, 가스 도입부의 변을 전환하여 가스를 도입한다. 도 5b, 도 5c의 구성에 있어서도, 렌즈와 피처리 기판의 최근접부(관찰점)에서도 신속하게 치환을 행할 수 있다.

이하에, 본 발명자 등이 실제로 패턴 형성을 행한 예에 대하여 진술한다.

실리콘 기판 상에 피가공막으로서의 산화막을 형성한 후, 그 위에 반사 방지막, 화학 증폭형 레지스트를 도포하고, KrF 엑시머 레이저를 이용하여, 노광용 레티클을 통하여 원하는 패턴을 축소 투영 노광하였다. 계속해서, 이 기판을 열 처리한 후에 현상을 행하여, 해당 기판 상에 130 ㎚ 룰의 라인앤드스페이스(L/S) 형의 게이트 가공용 레지스트 패턴을 형성하였다. 계속해서, 기판 상에 형성된 레지스트 패턴의 선 폭, 형상 등을, DUV를 프로브로 하는 광학식의 치수 측정기기에 의해 검사하였다.

본 실시 형태에서는 치수 측정기기로서, 266 ㎚의 DUV를 프로브광으로 하는 현미경을 이용하였다. 현미경 프로브광의 에너지는 대략 3 ㎼이었다. 이 때, 해당 기판의 프로브광이 조사되어 있는 영역과 그 주변의 레지스트 표면은 항상 질소 에어 분위기가 되도록, 예를 들면 도 5a에 도시한 바와 같이 미리 대물 렌즈를 사이에 두고 설치된 배기부를 작동시키면서, 불활성 가스 도입 노즐로부터 질소 에어를 분무하였다. 검사의 결과, 타깃으로 하고 있던 치수보다 크게 완성되어 있는 영역, 러프니스가 나쁘게 되어 있는 영역, 및 파티클 부착 등에 의한 브릿징 결함 이 검출되었다. 이들의 영역에 대하여, 관찰점과 대물 렌즈의 사이의 분위기를 질소 분위기로부터 산소 분위기로 전환하여 수정하였다. 질소 분위기로부터 산소 분위기에 이르기까지의 상세한 공정은 다음과 같다.

1) 피처리 기판의 관찰 영역에 대한 프로브광을 차단한다. 차단은 셔터, 프로브광의 전원의 오프 등에 의해 행한다.

2)질소 에어의 공급 노즐을 폐쇄하고, 산소 에어의 공급 노즐을 개방한다.

3) 분위기가 산소로 채워진 단계에서 다시 피처리 기판의 관찰 영역에 대한 프로브광을 오픈한다. 오픈은 셔터의 개방 또는, 프로브광의 전원을 온함으로써 행하면 된다.

도 6에 검사 결과의 예를 도시한다. 도 6a는 레지스트 패턴(61) 이외에 파티클 부착 등에 의한 브릿징 결함(63)이 검출된 영역, 도 6b는 레지스트 패턴(61)의 엣지(65)의 러프니스가 악화되어 있는 영역, 도 6c는 레지스트 패턴(61)이 타깃으로 하고 있던 치수(설계 패턴)(67)보다도 크게 완성되어 있는 영역을 모식적으로 도시하고 있다.

본 실시 형태에서는, 산소 분위기 속에서의 DUV 조사 시간은 1 초 내지 30 초 정도로 행하였다. 조사 시간은, 제어하는 선 폭, 러프니스의 정도, 결함의 크기 등의 변화를 조사와 동시에 현미경으로 관찰하면서 결정하였다. 이에 따라, 이물에 의한 브릿징 결함을 완전하게 제거할 수 있었다. 또한, 소망 치수보다 굵은 부분에 대해서는 대체로 설계 치수까지 가늘어질 수 있었다.

수정을 행하는 경우에는, 상기 도 3의 장치에 있어서 조리개(35)를 보정부에 맞은 적절한 형상으로 변경하여 행한다. 예를 들면, 조사 광학계에 원판체에 다수의 구멍을 낸 니포 디스크(Nipkow Disk)를 이용한 계에서는, 가공부만 조사하는 가공 위치 조리개와 니포 디스크를 합쳐서 가공부만 조사한다. 이 가공법에서는, 가공부에 대하여 공초점(confocus)으로 DUV 광이 조사되기 때문에, 초점 위치만 높은 광강도가 얻어지고, 그것 이외의 영역은 광반응에 기여하지 않을 정도로 광강도가 감쇠하기 때문에, 피 가공 영역 이외의 부분에 DUV 광이 조사되어 패턴 열화를 미치게 할 가능성은 매우 낮다. 또, 관찰시에는 가공 위치 조리개를 완전하게 오픈으로 하여 시야 전면에서 관찰을 행한다. 이러한 컨포컬 광학계는 공초점이고, 초점이 맞은 부분에서만 높은 광강도가 얻어지는 것을 이용하여, 피처리 기판을 광축에 대하여 수직 방향으로 이동시킴으로써 레지스트의 두께 방향의 보정도 용이하게 행할 수 있다.

레이저광을 이용하여 시야 내에서 레이저광을 조작하는 방식인 경우에는, 보정 위치에 온 단계에서 레이저를 오프로 하거나, 먼저 진술한 가공 위치 조리개를 이용하여 가공부에 대해서만 조사를 행하면 된다.

또, 상술한 시간은 상술한 시간 범위에 한하는 것이 아니다. 본 실시 형태에서는 산소 에어(산소 농도 20%)로 행하고 있지만, 산소 농도 40%에서는 대략 반의 시간에, 농도 10 %에서는 대략 2배의 시간을 요하는 것을 실험에 의해 알 수 있었다. 농도를 높게 하면, 에칭 속도가 빠르게 되어 컨트롤이 어렵지만, 큰 결함의 제거에 적합하다(처리 정지의 정밀도를 별로 필요로 하지 않는 경우). 한편, 농도를 낮게 하면, 에칭 속도도 낮게 되어, 미소한 결함의 제거에 적합하다(처리 정지 의 정밀도가 필요한 경우). 이것은 산소 에어의 예이지만, 오존 가스를 이용한 경우에 있어서도 마찬가지의 경향이 보이었다. 이와 같이 피 가공 대상이 되는 결함, 치수에 의해 가스의 농도를 전환하여 가공을 행할 수도 있다. 또한, 이에 따라 처리 시간이 적시에 변하는 것은 상술한 바와 같다.

또한, 본 실시 형태에서는 DUV 조사량을 3 ㎼로 하여 행하고 있지만, 조사량 6 ㎼에서는 대략 반의 시간, 조사량 1.5 ㎼에서는 대략 2배의 시간을 요하는 것을 실험에 의해 알 수 있었다. 조사량을 높게 하면 에칭 속도가 빠르게 되어, 컨트롤이 어렵지만 큰 결함의 제거에 적합하다(처리 정지의 정밀도를 별로 필요로 하지 않는 경우). 한편, 조사량을 낮게 하면 에칭 속도도 낮게 되고, 미소한 결함의 제거에 적합하다(처리 정지의 정밀도가 필요한 경우). 이것은 266 ㎚에서의 조사의 예이지만, 다른 파장을 이용한 경우에 있어서도 마찬가지의 경향이 보이었다. 이와 같이 피 가공 대상이 되는 결함, 치수에 의해 조사량을 전환하여 가공을 행할 수도 있다. 또한, 이에 따라 처리 시간이 적시에 변하는 것은 상술한 바와 같다.

질소 에어, 산소 에어의 공급을 바람직하게는 도 5a∼도 5c와 같이, 공급 노즐에 대하여 대물 렌즈를 사이에 두고 대향하는 측에 흡인 노즐을 설치하여, 흡인 노즐로 흡기하면서 공급 노즐로부터 산소 가스를 공급하면 된다. 이렇게 함으로써 빠르게 분위기의 치환을 행할 수 있다.

본 실시 형태에서는 불활성 가스에 질소를 이용하였지만, He, Ne, Ar, Kr 등을 이용하여 350 ㎚ 이하로, 또한 각각 원소가 흡수성을 갖지 않은 파장 대역의 DUV 광을 조사하여 관찰한 경우에 있어서도 질소 가스를 이용한 경우와 같이 손상 을 주지 않고서 관찰할 수 있었다. 또한, 산소 에어는 100%의 산소일 필요는 없다. 대기 정도의 산소 농도(약20%)이더라도 충분히 수정을 행할 수 있었다. 또한, 산화성 가스 성분으로서 오존을 포함하는 것을 이용하여도 마찬가지의 효과가 얻어졌다.

또한, 본 실시 형태에서는 DUV 광으로서 266 ㎚의 빛을 이용하고 있지만, 이것에 한하는 것은 아니다. 여러 가지의 광원과 감광성 수지막을 이용하여 수정의 가부를 조사한 바, 350 ㎚ 이하의 빛으로서, 감광성 수지막이 흡수성을 갖는 파장의 빛을 산화성 분위기에서 조사하면 충분히 수정을 행할 수 있었다. 단지, 패턴의 검사에 관해서는, 패턴을 노광할 때에 이용한 노광 파장과 동등 또는 그것보다도 짧은 파장 쪽이 바람직하다.

상기한 바와 같이하여 제작한 피처리 기판에 대하여 계속해서, 해당 기판을 통상의 에칭 조건으로, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭(RIE) 처리를 행하였다. RIE 처리 후에 있어서도 브릿지 결함에 기인하는 쇼트는 전혀 보이지 않고, 또한 선 폭의 보정을 레지스트 프로세스의 단계에서 행하였기 때문에, 게이트선 폭의 정밀도도 양호하고, 신뢰성이 높은 디바이스를 제작할 수 있었다.

본 실시 형태는 감광성 수지에 레지스트를 이용한 경우이지만, 감광성 수지로서 감광성 폴리이미드를 이용한 경우에 있어서도, 불활성 가스 분위기 하에서의 DUV 광 관찰에서, 패턴에 손상을 제공하지 않고 행할 수 있어, 감광성 수지에 대한 반응이 활성인 원소를 포함하는 분위기로 전환한 수정에 의해 결함의 제거, 폴리이미드 패턴의 삭각(削刻) 수정 등을 행할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태에 있어서의 치수 보정과 CD 슬리밍에 대하여 상세히 진술한다.

치수 또는 형상의 측정은 질소 분위기에서 행하는데, 이에 따라 DUV 조사에 의한 레지스트 표면에서 발생하는 화학변화를 억제할 수가 있어, 레지스트막에의 손상을 방지할 수 있다. 실제, 질소 분위기에서의 DUV 관찰에서는 레지스트 패턴에의 손상은 없고, 또한 RIE 후의 패턴에서도 가공 불량 등의 손상은 전혀 확인되지 않았다. 실험에서는 레지스트 패턴에 대하여, 질소 가스 분위기 속에서의 DUV 조사에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 조사 30초 후에 CD 변화 1 % 이내이었다. RIE 후에는, DUV 조사 시간 30초에서 약 0.7 %로 다른 공정에 의한 치수 변동의 범위 내이었다.

치수 측정의 결과, 이상이 검출된 경우, 즉 측정치가 관리 상한보다도 큰 경우에는, DUV를 조사한 채로, 분무하는 에어를 질소로부터 산소를 포함하는 에어로 전환함으로써 즉시 보정을 행한다. DUV 조사된 영역에 산소를 공급하기를 계속함으로써, 그 영역의 레지스트, 혹은 반사 방지막 등의 기초 부분의 화학 변화를 촉진하여, RIE 시의 에칭 선택비를 변화시킬 수 있다. 이것을 이용하여 산소 분위기에서의 DUV 조사 강도와 조사 시간을 적절하게 선택함으로써, RIE 후의 패턴의 치수를 제어할 수 있다. 실험에서는, 산소 분위기에서의 DUV 30초 조사에서 레지스트 패턴의 CD 슬리밍은, 도 7에 도시한 바와 같이 15% 정도였다. 이 패턴을 마스크로 한 RIE 후의 패턴에서는, CD 슬리밍은 13% 정도였다.

또, CD 슬리밍은, 반드시 피처리 기판의 주면 전면에 걸쳐 행할 필요는 없 고, 블록, 칩, 피처리 기판 단위로 일괄해서 행하여도 된다. 디바이스와 특정한 블록만 일률 RIE한 후에 대략 20% 치수를 가늘어지게 하는 경우에는, 그 영역만 빛을 조사하도록 마스킹하여, 반응 활성 분위기 하에서 45초의 조사를 행하면 된다. 이러한 경우에는, 시스템 온 칩의 중의 로직부만 가늘어지게 하는 경우 등을 들 수 있다.

또한, 칩 단위로 일률 치수를 가늘어지게 하는 방법은, 노광 장치의 해상 한계 근처의 패턴을 제작하는 경우 등에 이용된다. 또한, 칩 내에서 서서히 치수를 가늘어지게 하는 경우가 있다. 예를 들면, 설계 상 동일 치수의 패턴이 되어야 할 것이 현상의 불균일성에 의해 칩 내에서 치수가 변화하는 경우, 칩 내의 조밀 차 때문에 RIE 공정에서 칩의 내부에서 치수가 변화하는 경우 등이다.

이들 경우에, 치수가 칩 전체에서 변동하고 있는 경우에는, 변동량에 따른 조사량 보정을 계속 행하면서 슬리밍하면 된다. 조사 광원에 슬릿 상(狀)의 조리개를 설치하고, 이 상(像)을 칩 상에 전사하여, 피처리 기판의 이동 속도를 레지스트 치수의 굵기에 따라서 변화시켜, 굵을수록 천천히 움직이면 된다. 또는, 조사량을 레지스트 치수의 굵기에 따라서 변화시키고, 굵을수록 조사량을 많게 하면 된다. 이들 어느 하나의 조작도, 나머지 패턴의 치수가 굵을수록, 조사 에너지를 높게 하도록 제어가 행하여지고 있다.

다음에, 상기 도 6b에 도시한 바와 같은 러프니스 패턴 형상의 수정에 대하여 설명한다.

질소 분위기 내에서의 레지스트 패턴 형상 측정의 결과, 허용치보다도 악화 된 레지스트 패턴 형상의 러프니스 값이 계측된 경우, 분무하는 에어를 질소로부터 산소를 포함하는 에어로 전환하고, DUV를 적당한 강도, 적당한 시간 조사함으로써 레지스트 혹은 반사 방지막 등의 기초의 화학변화를 촉진시킬 수 있다. 그리고, 레지스트 형상, RIE 내성을 변화시키기 위해서, RIE 후의 패턴 러프니스를 향상시킬 수 있다.

본 발명자 등의 실험에서는, 형상 보정을 위해 5초 정도의 DUV 조사를 실시하였다. 이에 따라, RIE 후의 패턴 CD는 3% 정도 감소하였지만, 러프니스는 약20% 개선되었다.

다음에, 상기 도 6a에 도시한 바와 같은 유기물 부착 결함을 수정하는 방법에 대하여 설명한다.

DUV를 광원으로 하는 결함 검사 장치에서, 검출된 유기물 부착 결함이나 패턴 간에 걸친 브릿징 결함 등에 대하여, 그 자리에서 산소를 포함하는 에어를 분무시키면서 DUV 조사함으로써 부착 유기물을 분해 제거할 수 있다. 동시에 모니터 관찰을 행하여, 결함 개소가 적정한 보정이 이루어졌는가를 확인하는 것이 가능함과 동시에, DUV 조사를 멈춤으로써 결함 검사와 그 보정을 동시에 행할 수 있다. 이에 따라, RIE 후의 배선 쇼트 결함을 현저히 저감시킬 수 있다. 본 발명자 등의 실험에서는, 통상 5∼10개 정도 볼 수 있고 있는 배선 쇼트 결함이, 이 방법에 의해 0개가 되었다.

이와 같이 본 실시 형태에 따르면, 레지스트 패턴이 형성된 기판을 DUV 광학 측정 기기에 의해 검사하여, 치수, 형상, 결함 등 이상이 검출된 개소를 산소 분위 기에서 DUV 조사함으로써, RIE 후의 치수, 형상, 결함의 제어를 행할 수 있다. 또한, 레지스트 패턴이나 감광성 폴리이미드 패턴 등을 형성한 후에 특정한 영역에 산소 분위기 하에서 DUV를 일괄 조사함으로써, RIE 후의 CD 슬리밍을 용이하게 행할 수 있다. 이에 따라, 리워크 저감에 의한 비용 삭감, 수율의 대폭적인 향상, 차세대 노광 장치를 필요로 하지 않는 IC의 고집적화가 가능해진다.

(제2 실시 형태)

본 실시 형태에서는, 기판면 일괄 보정에 대하여 설명한다.

제1 실시 형태에서는, DUV 램프를 이용하여, 관찰·측정과 동시에 칩 내의 국소적인 치수 보정, 형상 보정, 결함 보정을 행하는 예를 설명하였지만, 이하와 같은 경우에는, 국소적인 보정이 아니고, 피처리 기판 주면 전체 또는 특정한 벌크 영역(칩 내 전체나 칩 내의 특정한 블록)에의 DUV의 일괄 조사가 필요하다.

(1) 예를 들면 70 ㎚ 이하 CD를 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 경우, 현행의 리소그래피 기술에서는 허용 오차가 없기 때문에 100 ㎚ 정도의 레지스트 패턴을 형성하고, 그 후, 에칭에 의해 70 ㎚ 이하의 CD를 갖는 패턴을 형성시키는 방법을 취하고 있다. 이 경우, 산소 분위기 내에서 기판 전면에 DUV를 일괄 조사함으로써, 패턴 치수를 원하는 값까지 슬리밍할 수 있다.

(2) 또한, 기판 면 내에서의 CD 균일성이 유지되고 있지만 로트 내의 기판 면 간의 치수 차가 허용 범위를 넘은 경우, 기판 주면 전체를 DUV로 조사하여, 면 간의 치수 보정을 행할 수 있다. 이들은, RIE 후의 치수 변동도 고려하여 행할 수 있다.

구체적으로는, 도 8의 흐름도에 도시한 바와 같이, 우선 기판 상에 피가공막을 형성한 피처리 기판을 준비한다(단계 S81). 그리고, 피가공막 상에 레지스트막(감광성 수지막)을 형성한 후, 소망 패턴을 노광하고, 열 처리, 현상 처리를 실시함으로써 레지스트 패턴을 형성한다(단계 S82). 이 레지스트 패턴의 CD는, 현행의 리소그래피로 좋은 허용 오차로 형성할 수 있어, 예를 들면 100 ㎚으로 한다.

계속해서, DUV를 프로브로 하는 광학식 측정기에 의해, 레지스트 패턴의 치수 및 형상을 검사한다(단계 S83). 여기서, 상기 (1)과 같이 전체의 CD 슬리밍을 행하는 경우에는, 질소 등의 불활성 가스가 아니고, 레지스트 표면에 산소를 항상 공급할 수 있도록 분위기의 제어를 행한다. 이에 따라, CD 슬리밍이 행하여진다(단계 S84). 이 CD 슬리밍에 의해, 레지스트 패턴의 CD를, 예를 들면 70 ㎚으로 할 수 있다.

이것 이후에, 제1 실시 형태와 같이, CD 슬리밍 후의 레지스트 패턴을 마스크로 피가공막을 선택 에칭한다(단계 S85). 이에 따라, 종래법에서는 얻어지지 않던 높은 정밀도로 미세한 피가공막 패턴이 형성되게 된다(단계 S86).

이와 같이 본 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태와 같이, 레지스트 패턴에 DUV를 조사함으로써, 레지스트의 CD 슬리밍이 행하여진다. 그리고 이 경우, 램프광을 이용함으로써, 기판 주면 전면 혹은 특정한 벌크 영역에 균일하게 조사할 수가 있어, 기판면 상의 패턴 전체를 현행의 리소그래피의 기술적인 한계보다도 미세한 원하는 CD로 보정할 수 있다.

본 발명자 등의 실험의 결과, 제1 실시 형태와 같이 30초 조사로 약 15% CD 슬리밍을 행할 수 있었다. 조사 에너지는 1∼3 J/㎠ 정도였다. 상기한 바와 같이 30 %의 CD 슬리밍을 행하기 위해서는, 약 1분의 DUV 조사가 필요하였다. 단, 에너지의 값은 CD 슬리밍량이나 레지스트 등에 의존하기 때문에, 이 값에 한하지 않는다.

(변형예)

또, 본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것이 아니다. 피처리 기판에 조사하는 광원으로서는, 제1 실시 형태에서는 현미경에 내재하는 프로브 광원, 제2 실시 형태에서는 램프광을 이용하였지만, 균일한 조사가 가능하면 특별히 광원의 종류에는 구애받지 않는다. 균일한 조사를 위해서는, 광원으로부터 조사되는 빛의 강도가 균일한 부분을 개구나 슬릿에 의해 추출하고, 이것을 스캔법 등에 의해 피처리 기판에 조사하는 것이 바람직하다.

또한, 슬리밍 영역에 조사하는 조사광은, 조사 영역의 감광성 수지 패턴 치수가 소망 치수가 되도록, 광강도 프로파일이 조정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 슬릿형의 조사광을 슬리밍 영역에 따라서 주사하는 경우, 조사 영역의 감광성 수지 패턴 치수가 소망 치수가 되도록, 슬릿 내의 광강도 프로파일 또는 주사 속도를 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 슬리밍 영역으로서는, 기판 전면, 기판 내의 패턴 영역, 칩 영역, 혹은 칩 내의 특정 영역 중의 어느 하나 등, 필요에 따라서 적절하게 정하면 된다.

또한, 광원으로서는 제1 실시 형태에서는 266 ㎚의 단색광, 제2 실시 형태에 서는 266 ㎚을 포함하는 광대역의 빛을 이용하였지만, 레지스트에의 흡수 등에 의한 현저한 손상이 없이, 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어지면, 266 ㎚에 한하지 않고, 단색이나 백색 등에도 구애받지 않는다. 또한, 피처리 기판은 반드시 기판 상에 피가공막이 형성된 것일 필요는 없고, 기판 그 자체이더라도 된다. 이 경우, 기판 상에 직접 레지스트 패턴이 직접 형성되기 때문에, 레지스트 패턴을 마스크로 한 에칭은 기판의 가공에 제공되게 된다.

기타, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 감광성 수지 패턴의 치수 또는 형상의 이상을 검사하고, 검출된 이상 개소에 대하여, 감광성 수지가 흡수성을 갖는 파장의 빛을 조사하여 해당 패턴의 형상을 변형시킴에 따라, 감광성 수지 패턴의 이상을 부분적으로 보정할 수가 있어, 리워크 기판을 없애어 제조 비용의 저감에 기여할 수 있다.

특히, 검사 공정 및 보정 공정에서 심자외광을 광원으로 한 동일한 광학식 장치를 이용하여, 가스의 전환에 의해 동일 챔버 내에서 검사 공정에 이어 보정 공정을 행함으로써, 상기 보정을 연속하여 행할 수 있어, 이에 따라 프로세스의 간략화 및 신속화를 도모함과 함께, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

또한, 상기와 마찬가지의 방법으로, 에칭과는 다른 방법으로 CD 슬리밍을 행할 수 있어, 치수를 용이하게 제어할 수 있고, 충분한 허용 오차를 갖는 패턴 형성 을 행할 수 있다.

Claims

삭제
피처리 기판의 주면 상에 감광성 수지막을 형성하는 공정과, 상기 감광성 수지막을 노광하는 공정과, 상기 감광성 수지막을 현상하여 감광성 수지 패턴을 형성하는 공정과, 상기 감광성 수지 패턴의 치수 또는 형상의 이상을 검사하는 검사 공정과, 상기 검사 공정에 의해 검출된 타깃으로 하고 있던 치수보다도 크게 마무리된 이상 개소, 또는 러프니스(roughness)가 나빠진 이상 개소, 또는 파티클 부착 등에 의한 브리징(bridging)의 이상 개소에 대하여 보정 처리를 실시하는 보정 공정을 구비하며,

상기 검사 공정 및 보정 공정에서, 심자외광을 광원으로 한 동일한 광학식 장치 또는 상기 패턴을 노광할 때에 이용한 빛의 파장과 동등 또는 그것보다도 짧은 파장의 빛을 광원으로 한 동일한 광학식 장치를 이용하여, 동일 챔버 내에서 상기 감광성 수지 패턴에의 광조사 관찰 영역에 상기 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하여 검사를 하고, 상기 검사에 이어 상기 감광성 수지 패턴에의 광조사 보정 영역에 상기 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소를 포함하는 가스를 공급하여 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
삭제
삭제
제2항에 있어서,

상기 보정 공정에서의 보정량을 설정할 때에, 상기 가스 중의 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소의 농도, 처리 시간, 광조사 에너지 중 어느 하나를 조정하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제2항에 있어서,

공급 가스를 상기 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소를 포함하는 가스로 전환하여, 검출된 이상 개소에 대하여 보정 처리를 실시하는 공정이, 검사 공정에서 타깃으로 하고 있던 치수보다도 크게 마무리된 이상 개소, 또는 러프니스가 나빠진 이상 개소, 또는 파티클 부착 등에 의한 브리징의 이상 개소를 확인 한 후, 즉시 행하여지는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
피처리 기판의 주면 상에 감광성 수지막을 형성하는 공정과, 상기 감광성 수지막을 노광하는 공정과, 상기 감광성 수지막을 현상하여 감광성 수지 패턴을 형성하는 공정과, 상기 감광성 수지 패턴의 슬리밍 영역을 검출하는 공정과, 상기 검출된 슬리밍 영역에 대하여 상기 감광성 수지 패턴을 원하는 치수로 마무리하기 위한 슬리밍 처리를 실시하는 공정을 구비하며,

상기 슬리밍 영역을 검출하는 공정 및 슬리밍 처리를 실시하는 공정에서, 심자외광을 광원으로 한 동일한 광학식 장치 또는 상기 패턴을 노광할 때에 이용한 빛의 파장과 동등 또는 그것보다도 짧은 파장의 빛을 광원으로 한 동일한 광학식 장치를 이용하여, 동일 챔버 내에서 상기 감광성 수지 패턴에의 광조사 영역에 상기 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하면서 상기 슬리밍 영역을 검출하는 공정과, 상기 검출 공정에 이어 상기 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소를 포함하는 가스를 공급하면서 상기 슬리밍 처리를 실시하는 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제2항에 있어서,

상기 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스로서, 질소 또는, 아르곤, 네온, 크립톤, 헬륨, 크세논 중의 어느 하나를 이용한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제2항에 있어서,

상기 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소를 포함하는 가스로서 산소를 이용한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제7항에 있어서,

상기 슬리밍 영역은, 기판 전면, 기판 내의 패턴 영역, 칩 영역, 칩 내의 특정 영역 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
삭제
제7항에 있어서,

상기 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스로서, 질소 또는, 아르곤, 네온, 크립톤, 헬륨, 크세논 중의 어느 하나를 이용한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
삭제
제7항에 있어서,

상기 감광성 수지의 화학 반응을 촉진시키는 원소를 포함하는 가스로서 산소를 이용한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제7항에 있어서,

상기 슬리밍 처리를 실시하는 공정에 이용하는 조사광은, 조사 영역의 감광성 수지 패턴 치수가 설계 치수가 되도록, 광강도 프로파일이 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제7항에 있어서,

상기 슬리밍 처리를 실시하는 공정은, 슬릿형의 조사광을 슬리밍 영역을 따라서 주사하는 것이며, 조사 영역의 감광성 수지 패턴 치수가 설계 치수가 되도록, 슬릿 내의 광강도 프로파일 또는 주사 속도가 조정되는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
제2항, 제5항 내지 제10항, 제12항, 제14항 내지 제16항 중 어느 하나에 기재된 패턴 형성 방법을 이용하여 피처리 기판 상에 형성된 감광성 수지 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 피처리 기판을 선택적으로 에칭하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
피처리 기판을 탑재하는 스테이지와,

조사 광원과,

조사 광원의 광을 상기 피처리 기판의 주면에 조사하는 수단과,

상기 피처리 기판의 주면 상의 공간에, 상기 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하는 제1 가스 공급 수단과, 상기 감광성 수지의 화학 반응을 활성이 되게 하는 가스를 공급하는 제2 가스 공급 수단과, 상기 제1 가스 공급 수단과 상기 제2 가스 공급 수단을 제어하여 해당 피처리 기판의 주면 상의 분위기를 제어하는 분위기 제어 수단

을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 보정 장치.
제18항에 있어서,

상기 분위기 제어 수단은, 가스 전환 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 보정 장치.
제19항에 있어서,

상기 가스 전환 수단은, 가스 공급 수단과 배기 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 보정 장치.
주면 상에 감광성 수지 패턴이 형성된 피처리 기판을 탑재하는 스테이지와,

상기 스테이지를 수평 방향의 적어도 2 방향으로 이동시키는 이동 수단과,

심자외광의 광원을 갖고, 상기 피처리 기판의 주면에 심자외광을 조사하면서, 상기 감광성 수지 패턴의 슬리밍하여야 할 영역을 검출하는 슬리밍 영역 검출 수단과,

상기 광원으로부터의 심자외광을 상기 피처리 기판의 슬리밍 영역에 조사하여, 상기 감광성 수지 패턴에 슬리밍 처리를 실시하는 슬리밍 처리 수단과,

상기 피처리 기판의 주면 상의 공간에, 상기 슬리밍 영역 검출 수단에 의한 검출 동작에 있어서는 상기 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하고, 상기 슬리밍 처리 수단에 의한 슬리밍 동작에 있어서는 상기 감광성 수지의 화학 반응을 활성이 되게 하는 가스를 공급하여, 해당 피처리 기판의 주면 상의 분위기를 제어하는 분위기 제어 수단

을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 슬리밍 장치.
제21항에 있어서,

상기 분위기 제어 수단은, 상기 슬리밍 영역 검출/슬리밍 처리 수단의 동작 상황에 따라서, 해당 검출/처리 수단이 검출을 개시하기 전에, 상기 감광성 수지의 화학 반응을 불활성이 되게 하는 가스를 공급하여 분위기 형성하고, 검출이 종료하여 슬리밍 처리를 개시하기까지의 사이에, 상기 감광성 수지의 화학 반응을 활성이 되게 하는 가스를 공급하여 분위기 형성할 수 있도록, 가스 전환 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 슬리밍 장치.
제22항에 있어서,

상기 가스 전환 수단은, 상기 슬리밍 영역 검출/슬리밍 처리 수단의 대물 렌즈를 사이에 두고 수평 방향으로 대향 배치된 가스 공급 수단과 배기 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 패턴 슬리밍 장치.