KR100988987B1 - 플레어 측정용 포토 마스크쌍, 플레어 측정 기구 및 플레어 측정 방법 - Google Patents
플레어 측정용 포토 마스크쌍, 플레어 측정 기구 및 플레어 측정 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100988987B1 KR100988987B1 KR1020040020171A KR20040020171A KR100988987B1 KR 100988987 B1 KR100988987 B1 KR 100988987B1 KR 1020040020171 A KR1020040020171 A KR 1020040020171A KR 20040020171 A KR20040020171 A KR 20040020171A KR 100988987 B1 KR100988987 B1 KR 100988987B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pattern
- line
- flare
- pattern portion
- center
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70591—Testing optical components
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
- G03F1/44—Testing or measuring features, e.g. grid patterns, focus monitors, sawtooth scales or notched scales
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/62—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
- G03F1/70—Adapting basic layout or design of masks to lithographic process requirements, e.g., second iteration correction of mask patterns for imaging
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
- G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
- G03F1/84—Inspecting
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70908—Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
- G03F7/70941—Stray fields and charges, e.g. stray light, scattered light, flare, transmission loss
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
본 발명의 과제는, 고차 파면 수차에 기인하는 투영 렌즈의 국소적인 플레어율을 측정하는 것이다.
기판의 중앙에 형성된 라인 패턴을 갖는 동일한 중앙 패턴부와, 이 중앙 패턴부의 주위에 형성된 주변 패턴부를 포함하는 패턴을 구비하고, 중앙 패턴부와 주변 패턴부 사이의 거리가 서로 다른 2 종류의 포토 마스크 상의 패턴을 각각 웨이퍼에 전사한다. 그 후, 각각의 포토 마스크의 라인 패턴에 대응하는 전사 패턴의 각 선폭을 측정한다. 이 각 선폭의 차를 구하여, 선폭차로부터 플레어율을 산출한다.
라인 패턴, 포토 마스크, 중앙 패턴부, 기판, 크롬막
Description
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 포토 마스크를 설명하기 위한 단면 모식도.
도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 포토 마스크를 설명하기 위한 상면 모식도.
도3은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 포토 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도4는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 포토 마스크의 각 제조 공정에 있어서의 상태를 설명하기 위한 단면 모식도.
도5는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 포토 마스크의 각 제조 공정에 있어서의 상태를 설명하기 위한 단면 모식도.
도6은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 포토 마스크의 각 제조 공정에 있어서의 상태를 설명하기 위한 단면 모식도.
도7은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 이용하는 노광 장치를 설명하기 위한 개념도.
도8은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 포토 마스크의 개구부의 크기와 전사된 패턴의 선폭과의 관계를 설명하기 위한 그래프도.
도9는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 플레어율의 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도10은 라인 패턴의 선폭차와 플레어율의 관계를 나타내는 환산표.
도11은 선폭과 개구 애퍼쳐의 크기(이하, 시그마라 함)와의 관계를 나타내는 그래프.
도12는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 노광 방법에 대해 설명하기 위한 흐름도.
도13은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서 이용하는 노광 장치에 대해 설명하기 위한 모식도.
도14는 플레어율이 0 %와 5 %일 때의 노광량과 레지스트 선폭과의 관계를 나타내는 그래프.
도15는 플레어율에 의존하는 선폭차와, 선폭차를 없애기 위한 노광량과의 관계를 나타내는 그래프.
도16은 종래의 플레어율 측정에 이용하는 포토 마스크를 설명하기 위한 단면 모식도.
도17은 종래의 플레어율 측정에 이용하는 포토 마스크를 설명하기 위한 상면 모식도.
도18은 종래의 플레어율의 측정 방법에 대해 설명하기 위한 상면 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2, 302 : 기판
4 : 중앙 패턴부
6, 306 : 개구부
8 : 주변 패턴부
10, 12 : 라인 패턴
20 : 크롬막
22 : 전자선 레지스트막
24, 26 : 레지스트 패턴
30 : 노광 광원
32 : 투영 렌즈
34 : 웨이퍼
36 : 웨이퍼 스테이지
40 : 입력 수단
42 : 산출 수단
44 : 제어 수단
100, 300 : 포토 마스크
200, 210 : 노광 장치
304 : 중앙 차광부
308 : 주변 차광부
본 발명은 포토 마스크, 플레어 측정 기구, 플레어 측정 방법 및 노광 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 반도체 제조 공정에 있어서 이용하는 노광 장치의 투영 렌즈의 수차에 기인하는 플레어를 측정하기 위해 이용하는 포토 마스크 및 이를 이용한 플레어 측정 기구, 플레어 측정 방법 및 노광 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치의 제조에 있어서는, 다양한 장면에서 리소그래피 공정에 의한 패턴 전사가 행해지고 있다. 이 공정에서는, 원하는 패턴이 형성된 포토 마스크에 노광 광원으로부터의 빛을 조사하고, 이를 투영 렌즈 내에서 수렴한 후 수렴된 빛이 웨이퍼 상에 조사된다. 이에 의해, 웨이퍼 상의 레지스트가 감광된다. 여기서 이용된 레지스트가 포지티브형인 경우에는, 현상시 노광된 영역이 부분적으로 용해되어 제거된다. 이와 같이 하여, 웨이퍼 상에 마스크 패턴의 전사가 행해진다.
그런데, 노광시 노광광이 투과하는 투영 렌즈의 미세한 요철이나 산란된 빛이 원인이 되어 플레어가 발생하는 경우가 있다. 플레어는 소자 패턴의 형성에 중요한 역할을 하는 노광광의 콘트라스트를 열화시켜, 반도체 웨이퍼의 미세 패턴의 노광 마진을 저하시키거나 미세 패턴의 열화를 초래하거나 하는 경우가 있다.
따라서, 노광 전에 마스크 패턴마다 미리 플레어의 측정을 행하고, 이 플레어의 측정에 의해 노광에 있어서 플레어가 미치는 영향을 보정하는 것이 시도되고 있다.
도16은 종래의 플레어의 측정에 이용되는 포토 마스크를 설명하기 위한 단면도이고, 도17은 이 포토 마스크의 상면도이다. 또한, 도18은 종래의 포토 마스크를 이용한 노광에 있어서, 노광량을 변화시킨 경우에 전사되는 레지스트 패턴 형상의 변화 추이를 나타내는 상면 모식도이다.
일반적으로, 플레어율을 산출하는 경우에는 Kirk법(박스 인 박스법)에 의해 정의되는 플레어율의 산출 방법이 이용되고 있다. 이하, 도16 내지 도18을 이용하여 Kirk법에 의해 플레어율의 측정에 대해 설명한다.
도16 및 도17에 도시한 바와 같이, Kirk법에 의한 플레어 측정에 이용되는 포토 마스크는, 일반적인 포토 마스크와 마찬가지로 노광광에 대해 투명한 기판에 크롬 등의 차광막에 의해 패턴을 형성함으로써 구성되어 있다. 포토 마스크(300)의 마스크 레이아웃은, 이하와 같이 구성된다. 즉, 투명 기판(302)의 중앙부 부근에 사각형의 중앙 차광부(304)가 형성되고, 그 외측에 중앙 차광부(304)를 둘러싸도록 하여 차광막이 형성되어 있지 않은 부분인 개구부(306)가 형성되어 있다. 또한, 이 개구부(306)의 외측 및 투명 기판(302) 표면의 외주 부분에 개구부(306)를 둘러싸도록 하여, 주변 차광부(308)가 형성되어 있다.
플레어율의 측정시에는 포토 마스크(300)를 이용하여 패턴의 전사를 행하지만, 이 때 노광량을 변화시켜 패턴의 전사를 행한다.
예를 들어, 도18의 (a)는 통상의 노광량에 의한 전사 패턴이며, 이 상태로부터 노광량을 증가시키면 플레어의 영향에 의해 점차 포토 레지스트의 감광량이 증 가하여, 도18의 (b)에 도시한 바와 같이 포토 레지스트가 제거되는 양이 커진다. 또한, 노광량을 증가시키면 웨이퍼 상에 형성되는 중앙 차광부(304)에 대한 전사 패턴(314)은 점차 작아져, 최종적으로는 도18의 (c)에 도시한 바와 같이 중앙 차광부(304)의 전사 패턴(314)은 소멸되어 버린다.
여기서, 통상의 노광량으로 통상의 설계대로 패턴이 전사되는 경우, 즉 도18의 (a)의 경우의 노광량을 X라 하고, 도18의 (c)에 도시한 바와 같이 중앙 차광부(304)에 대한 전사 패턴(314)이 소멸되는 경우의 노광량을 Y라 하면, Kirk법에 의한 플레어율은 다음 [수학식 1]과 같이 정의된다.
[수학식 1]
플레어율(%) = X/Y × 100(%)
즉 Kirk법에서는, 플레어는 중앙 차광부(304)에 대한 포토 레지스트의 패턴이 제거되었을 때의 노광량에 대한 차광부(304, 308)에 대한 포토 레지스트의 패턴을 적절하게 남겨, 투명 영역의 포토 마스크 레지스트가 모두 제거되었을 때의 노광량의 비율에 의해 정의된다. 이는, 노광 장치에 탑재되는 투영 렌즈의 플레어가 클수록 마스크 레이아웃 중심의 중앙 차광부(304)의 레지스트 패턴이 제거되기 쉬운 현상을 응용하여 정의한 것이다.
그러나, 상술한 바와 같이 Kirk법을 이용하는 경우, 개구부(306)의 폭이 어느 정도 작아지면 중앙 차광 부분의 레지스트가 소멸되지 않게 되어 버린다. 따라서, 최근 미세화가 진행되는 패턴 형성의 노광에 있어서, 개구부가 좁은 패턴에 대 한 플레어율의 측정은 Kirk법에서는 곤란하다.
또한, 패턴의 미세화에 수반하여 노광광의 단파장화가 진행되고, 현재 노광광으로서 F2 레이저광의 사용이 고려되고 있다. F2 레이저광을 이용하는 경우, 종래의 석영(SiO2)으로 이루어지는 투영 렌즈에서는 충분한 투과율을 얻을 수 없다. 따라서, 투영 렌즈로서는 형석(CaF2)을 이용한 것의 사용을 생각할 수 있다. 그러나, 형석(CaF2)으로 이루어지는 투영 렌즈는 그 재료에 따른 특성으로서, 복굴절에 의한 굴절율의 불균일성이나 렌즈 표면의 조도가 크다. 따라서, 투영 렌즈 재료로서 형석(CaF2)을 이용하는 경우, 종래의 석영(SiO2)의 렌즈에 비해 플레어가 더욱 커져 버린다. 또한, 그 플레어도 원인별로 몇 개의 성분으로 나누어져 복잡하게 되어 있다. 따라서, Kirk법에 의한 정확한 플레어의 측정은 더욱 곤란해진다.
그러나, 노광광이 단파장화에 수반하여 로컬 플레어광의 영향을 받는 영역은 작아지지만, 로컬 플레어광의 강도는 커지는 것으로 생각할 수 있다. 따라서, 단파장화에 수반하여 전사 패턴의 선폭에 부여하는 영향은 커져, 무시할 수는 없는 것이라 생각한다. 따라서, 로컬 플레어에 의한 영향을 정확하게 파악하는 것은 중요하다.
또한, 노광에 있어서 발생하는 플레어는, 일반적으로 롱렌지 플레어와 로컬 플레어로 이루어진다고 생각할 수 있다. 또한, 로컬 플레어는 마스크를 투과한 빛이 투영 렌즈의 굴절율의 불균일성에 의해 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 떨어진 웨이퍼 상의 노광 패턴에 대해 치수 변동을 야기하는 요인(미드 렌지 플레어)과, 본래 투영 렌즈가 갖고 있는 파면 수차(쇼트 렌지 플레어, 디포커스, 디스토션을 포함하는 비점, 콤마, 구면 등의 레티클이나, 통과한 노광 회절광이 렌즈 등의 각종 막의 투과에 의해 발생하는 위상의 어긋남)로 이루어진다. 특히, 로컬 플레어는 종래의 Kirk법에 의해 측정하는 것이 곤란하다.
따라서, 본 발명은 미세한 패턴에 대응하여 개구 부분이 작은 경우에도, 보다 정확하게 플레어율, 특히 로컬 플레어율을 측정할 수 있도록 개량한 포토 마스크 및 플레어율 측정 기구 및 플레어율 측정 방법을 제안하는 것이다.
따라서, 본 발명에 있어서의 플레어 측정용 포토 마스크쌍은 포토 마스크는 각각, 노광광을 투과하는 재료로 이루어지는 기판에, 상기 노광광을 차광하는 재료를 이용하여 차광 부분을 설치함으로써 형성된 패턴을 구비하고,
상기 패턴은,
상기 기판의 중앙 부분에 소정의 간격을 두고 상기 차광하는 재료가 배치됨으로써 형성된 복수개의 라인 패턴을 포함하는 중앙 패턴부와,
상기 중앙 패턴부의 외측을 둘러싸고 상기 기판의 외주부 부근에 형성된 주변 패턴부를 구비하고,
상기 1세트의 포토 마스크의 각각의 중앙 패턴부는 동일 형상이고,
상기 1세트의 포토 마스크 중, 한쪽의 포토 마스크의 주변 패턴부의 사이즈와, 중앙 패턴부와 주변 패턴부와의 사이의 간격은 다른 쪽의 포토 마스크와는 상이하다.
상기 패턴은,
상기 기판의 중앙 부분에 소정의 간격을 두고 상기 차광하는 재료가 배치됨으로써 형성된 복수개의 라인 패턴을 포함하는 중앙 패턴부와,
상기 중앙 패턴부의 외측을 둘러싸고 상기 기판의 외주부 부근에 형성된 주변 패턴부를 구비하고,
상기 1세트의 포토 마스크의 각각의 중앙 패턴부는 동일 형상이고,
상기 1세트의 포토 마스크 중, 한쪽의 포토 마스크의 주변 패턴부의 사이즈와, 중앙 패턴부와 주변 패턴부와의 사이의 간격은 다른 쪽의 포토 마스크와는 상이하다.
삭제
삭제
삭제
또한, 본 발명의 플레어 측정 기구는 기판의 중앙 부분에 제1 라인 패턴을 형성한 제1 중앙 패턴부와, 상기 제1 중앙 패턴부의 외측을 둘러싸도록 형성된 제1 주변 패턴부를 구비하는 제1 포토 마스크와,
기판의 중앙 부분에 상기 제1 중앙 패턴부와 동일한 형상으로 제2 라인 패턴을 형성한 제2 중앙 패턴부와, 상기 제2 중앙 패턴부의 외측을 둘러싸도록 형성된 제2 주변 패턴부를 구비하고, 상기 제2 중앙 패턴부와 상기 제2 주변 패턴부와의 거리가, 상기 제1 중앙 패턴부와 상기 제1 주변 패턴부와의 거리와는 다른 거리를 갖는 제2 포토 마스크와,
상기 제1 및 제2 포토 마스크 상의 각 패턴을 각각 전사하여 전사된 상기 제1 및 제2 라인 패턴 부분의 각 선폭을 측정하고, 이 측정한 상기 제1 라인 패턴 부분에 대응하는 패턴의 선폭과 상기 제2 라인 패턴 부분에 대응하는 패턴의 선폭과의 차를 산출함으로써, 플레어율을 측정하는 산출 수단을 구비하는 것이다.
또한, 본 발명의 플레어 측정 방법은 기판의 중앙에 형성된 제1 라인 패턴을 갖는 제1 중앙 패턴부와, 상기 제1 중앙 패턴부의 주위에 형성된 제1 주변 패턴부를 포함하는 제1 패턴을 구비하는 제1 포토 마스크의 상기 제1 패턴을 기판에 전사하는 제1 패턴 전사 공정과,
기판의 중앙에 형성되고 상기 제1 라인 패턴과 동일한 제2 라인 패턴을 갖는 제2 중앙 패턴부와, 상기 제2 중앙 패턴부의 주위에 형성된 제2 주변 패턴부를 포함하는 제2 패턴을 구비하고, 상기 제2 중앙 패턴부와 상기 제2 주변 패턴부 사이의 거리가, 상기 제1 중앙 패턴부와 상기 제1 주변 패턴부 사이의 거리와는 다른 제2 포토 마스크의 상기 제2 패턴을 기판에 전사하는 제2 패턴 전사 공정과,
상기 제1 패턴 전사 공정에 있어서, 피가공 기판에 전사된 상기 제1 라인 패턴의 선폭을 측정하는 제1 선폭 측정 공정과,
상기 제2 패턴 전사 공정에 있어서, 피가공 기판에 전사된 상기 제2 라인 패턴의 선폭을 측정하는 제2 선폭 측정 공정과,
상기 제1 선폭 측정 공정에 있어서 측정한 선폭과, 상기 제2 선폭 측정 공정에 있어서 측정한 선폭과의 차를 구함으로써 플레어율을 산출하는 산출 공정을 구비하는 것이다.
또한, 본 발명의 노광 방법은 플레어율을 입력하는 플레어율 입력 공정과,
상기 플레어율로부터 그 플레어율에 있어서의 플레어율 0 %를 기준으로 하는 선폭차를 구하는 선폭차 산출 공정과,
상기 선폭차로부터 보정 노광량을 산출하는 보정 노광량 산출 공정과,
상기 보정 노광량을 기초로 하여 노광량을 제어하고 노광을 행하는 노광 공정을 구비하는 것이다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 또, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략 내지 간략화한다.
(제1 실시 형태)
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 포토 마스크(100)를 설명하기 위한 단면 모식도이고, 도2는 포토 마스크(100)의 상면 모식도이다.
도1에 도시한 바와 같이, 포토 마스크(100)는 기판(2)과, 기판(2)의 중앙 부분에 형성된 중앙 패턴부(4) 및 중앙 패턴부(4)를 둘러싸도록 형성된 개구부(6), 또한 개구부(6)를 둘러싸도록 형성된 주변 패턴부(8)을 포함하여 구성된다.
기판(2)은, 노광광으로서 157.6 ㎚의 F2 엑시머 레이저광을 이용하는 것을 고려하여, 이들 빛에 투과율 85 % 이상을 갖는 석영 유리에 의해 형성되어 있다. 또한, 기판(2)은 6인치각, 두께 0.25인치의 크기를 갖는다.
또한, 중앙 패턴부(4)와 주변 패턴부(8)에는 각각 라인 앤드 스페이스(L/S) 패턴이 형성되어 있다. 중앙 패턴부(4)와 주변 패턴부(8)에는, 차광 재료에 의한 라인 패턴(10, 12)이 형성되어 있다. 차광 재료로서는, 157.6 ㎚의 단파장의 빛을 이용하는 것을 고려하여, 광학 농도 3 이상, 투과율 0.1 % 이하인 크롬(Cr)을 이용한다. 각 라인 패턴(10, 12)의 막 두께[도1에 있어서는 라인 패턴(10, 12)의 높이]는, 60 ㎚ 이상으로 되어 있다.
중앙 패턴부(4)에 형성된 라인 패턴(10)의 선폭은, 노광에 있어서 이용하는 노광 장치의 노광광의 파장을 λ라 하고, 투영 렌즈의 개구수를 NA라 하면, λ/NA 가 되도록 형성되어 있다. 라인 패턴(10)은, 중앙 패턴부(4)에 평행하게 λ/NA의 간격을 두고 합계 9개 배열되어 있다. 즉, 중앙 패턴부(4)는 라인폭, λ/NA의 1 : 1 라인 앤드 스페이스 패턴이 되어 있다. 또한, 라인 패턴(10)의 선 길이는 10 ㎛ 이상이다. 또한, 개구부(6)는 차광부가 형성되어 있지 않은 기판(2)만의 부분이다. 플레어 측정시에는, 이 개구부의 폭(d6)이 다른 포토 마스크를 2 종류 준비하여 이용한다. 따라서, 주변 패턴부(8)의 폭도 개구부의 폭(d6)에 수반하여 포토 마스크마다 다른 것이 된다.
또한, 주변 패턴부(8)의 라인 패턴(12)의 선폭은, 중앙 패턴부(4)의 라인 패턴(10)의 선폭과 동일한 λ/NA이고, 패턴과 패턴의 간격도 λ/NA이다. 즉, 주변 패턴부(8)는 라인폭 λ/NA의 1 : 1 라인 앤드 스페이스 패턴으로 되어 있다. 또한, 주변 패턴의 외주 부분이 긴 라인 패턴의 길이는 약 100 ㎛로 되어 있다.
도3은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 포토 마스크(100)의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또, 도4 내지 도7은 포토 마스크(100)의 각 제조 공정에 있어서의 상태를 설명하기 위한 단면 모식도이다.
이하, 도3 내지 도7을 이용하여 포토 마스크(100)의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 도4에 도시한 바와 같이 기판(2) 상에 크롬막(20)을 형성하고(스텝 S2), 또한 크롬막(20) 상에 전자선 레지스트막(22)을 형성한다(스텝 S4). 여기서, 크롬막(20)은 핀 홀 결함 등의 발생을 방지하기 위해 막 두께 60 ㎚ 이상이 되도록 형성한다. 또, 전자선 레지스트막(22)으로서는 포지티브형의 레지스트를 이용한다.
다음에, 도5에 도시한 바와 같이 전자 빔 묘화와 현상 공정에 의해, 전자선 레지스트막(22)에 각각 라인 패턴(10, 12)에 대응하도록 레지스트 패턴(24, 26)을 형성한다(스텝 S6). 여기서는, 우선 전자선 레지스트막(22)에 레지스트 해상에 필요한 전하량으로 설정한 전자 빔 묘화를 행한다. 전자선 레지스트막(22)은 포지티브형이므로, 크롬막(20)이 라인 패턴으로서 남는 부분은 미묘화이고, 중앙 패턴부(4)와 주변 패턴부(8)와의 스페이스 패턴 부분과, 개구부(6)에 전자 빔이 묘화된다.
다음에, 레지스트 패턴(26)을 마스크로 하여 크롬막(20)의 에칭을 행한다(스텝 S8). 여기서는, 평행 평판형 반응성 이온 에칭(RIE)법을 적용한다. 크롬막(20)에 대해서는, 에칭 가스는 CCl4(테트라클로로메탄)과, O2(산소) 혹은 CH2Cl2(디클로로메탄)을 유량 비율 1 : 3으로 제어하여 적용한다. 에칭시의 기판(2)과 크롬막(20)의 에칭 선택비는 충분히 확보되고, 또한 전자선 레지스트의 드라이 에칭 내성은 충분하다. 따라서, 레지스트 패턴(26)은 에칭에 대한 보호막이 되어, 도6에 도시한 바와 같이 레지스트 패턴(26)으로 덮여 있지 않은 부분에 있어서만 크롬막(20)이 에칭된다.
다음에, 레지스트 패턴(26)을 박리한다(스텝 S10). 박리액으로서는, 황산과 과산화수소수를 3 : 1의 비율로 섞은 혼합액이 이용된다. 이 때, 노출되어 있는 기판(2)과 크롬막(20)과의 에칭 내성은 충분히 확보되어 있다.
이상과 같이 하여, 도1 및 도2에 도시한 바와 같은 패턴이 형성된 포토 마스크(100)가 형성된다.
도7은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 이용하는 노광 장치(200)를 설명하기 위한 개념도이다.
도7에 도시한 바와 같이, 본 제1 실시 형태에서 이용하는 노광 장치(200)는 종래의 일반적인 노광 장치와 동일한 것이다. 구체적으로는, 노광 장치(200)에는 노광 광원(30)과, 노광 광원으로부터의 빛을 받는 투영 렌즈(32)와, 투영 렌즈에 의해 소정의 배율로 축소된 빛을 받도록 웨이퍼(34)를 적재하는 웨이퍼 스테이지(36)가 배치되어 있다.
또한, 구체적으로 제1 실시 형태에 있어서 로컬 플레어율을 측정할 때에는, 노광 광원으로서 F2 엑시머 레이저를 이용한다. 또, 투영 렌즈(32)로서는 개구수를 0.85로 하고, 시그마(σ)를 0.7로 한 것을 이용한다.
또한, 이 노광 장치의 투영 렌즈의 수차 등에 의한 로컬 플레어율을 측정하는 경우에는, 상술한 포토 마스크(100)가 노광 장치(200) 내에 포토 마스크로서 세트된다. 한편, 웨이퍼 스테이지에는 레지스트가 도포된 웨이퍼(34)가 적재된다. 또, 웨이퍼(34)는 레지스트 도포 후, 미리 약 100 ℃에서 60초간의 프리베이크를 행한 상태로 되어 있다.
노광 장치(200)를 이용한 경우, 노광 광원(30)으로부터 발사된 노광광이 포토 마스크(100)를 투과한다. 이 때, 포토 마스크(100) 중 라인 패턴(10, 12)이 형성되어 있지 않은 부분만이 포토 마스크(100)를 투과한다. 이 투과광은 투영 렌즈(32)에 입사하여 수렴되고, 이 수렴된 빛이 웨이퍼(34) 상에서 결상되어 웨이퍼(34) 상의 레지스트를 감광시킨다. 그 후, 약 100 ℃에서 60초간의 베이크를 행한 후, 농도 약 2.38 %의 현상액에 약 45초간 침지함으로써, 레지스트의 감광된 부분을 제거하여 레지스트 패턴이 형성된다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 전사되는 중앙 패턴부(4)의 라인 패턴(10)에 대응하는 마스크 패턴의 라인폭에 대해 비교한다.
도8은, 개구부(6)의 길이(d6)에 대해 라인 패턴(10)이 전사된 패턴의 선폭을 나타내는 그래프도이다.
도8에 도시한 바와 같이, 개구부(6)의 길이(d6)가 작을 때에는 라인 패턴(10)은 거의 설계대로의 이상의 선폭으로 전사된다. 그러나, 개구부(6)의 길이(d6)가 커짐에 따라, 전사된 패턴의 선폭은 작아져 설계대로의 선폭과의 차는 커진다. 또한, 개구부의 길이(d6)가 어느 정도 길어지면, 그 이상은 개구부(6)가 커져도 선폭차는 일정해진다.
본 제1 실시 형태에서는, 이를 이용하여 플레어율을 정의한다. 즉, 개구부(6)의 크기가 커질수록 플레어의 영향이 커져, 어느 정도의 크기가 되면 일정해진다. 이 일정해진 상태에서의 전사된 패턴의 선폭과, 이상 상태에서 전사된 패턴의 선폭과의 선폭차로부터 플레어율을 산출한다.
도9는, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 플레어율의 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또, 도10은 전사 패턴의 선폭차와 플레어율과의 환산표이다.
이하, 도9 및 도10을 이용하여 제1 실시 형태에 있어서의 플레어율의 측정 방법에 대해 설명한다.
플레어율의 측정에는, 2 종류의 플레어율 측정용의 포토 마스크를 이용한다. 제1 포토 마스크는, 도1에 있어서 개구부(6)의 길이(d6)가 대략 0인 패턴, 즉 중앙 패턴부(4)와 주변 패턴부(8)가 밀접하고 있어, 개구부(6)가 실제로는 형성되어 있지 않은 패턴이다. 또한, 제2 포토 마스크는 개구부(6)의 길이(d6)가 상술한 바와 같이 선폭차의 변화가 없는 정도까지 큰 길이를 갖는 포토 마스크이다. 또 제1 및 제2 포토 마스크는, 개구부(6)의 크기와 이에 수반하는 주변 패턴부(8)의 크기에만 차이가 있고, 중앙 패턴부(4)는 동일한 형상을 가져 기판(2)도 동일한 크기의 것이다.
우선, 제1 포토 마스크를 노광 장치(200)에 세트하여, 노광 장치(200)에 의해 웨이퍼(34) 상의 레지스트의 소정 영역에 제1 포토 마스크를 투과한 빛을 조사하여 노광을 행한다(스텝 S12).
다음에, 제2 포토 마스크를 노광 장치(200)에 세트하여, 마찬가지로 노광 장치(200)에 의해, 제1 포토 마스크의 패턴에 의해 노광한 웨이퍼(34)와 동일한 웨이퍼의 소정 영역과는 다른 영역에 제2 포토 마스크를 투과한 빛을 조사하여 노광한다(스텝 S14).
다음에, 웨이퍼(34) 상의 레지스트를 현상하여, 제1 포토 마스크 중 9개의 라인 패턴(10)에 대응하는 전사 패턴의 선폭을 측정한다. 마찬가지로, 제2 포토 마스크 중 9개의 라인 패턴(10)에 대응하는 전사 패턴의 각 선폭을 측정한다(스텝 S16).
여기서, 제1 포토 마스크의 전사 패턴의 각 선폭은 도8의 그래프에 있어서의 이상 상태인 선폭 A가 된다. 또한, 제2 포토 마스크의 전사 패턴의 각 선폭은 선폭차가 안정된 상태에 있어서의 선폭 B가 된다. 이 양자의 각 선폭차 A - B를 구한다.
다음에, 도10에 도시한 바와 같은 선폭차로부터 플레어율을 구하는 환산표를 이용하여, 플레어율의 환산을 행한다(스텝 S18). 이에 의해, 플레어율을 구할 수 있다. 예를 들어, 선폭차 A - B가 13 ㎚인 경우, 환산표로부터 플레어율은 5 %가 된다.
그 후, 이 플레어율로부터 보정량을 산출하여 조정을 행한다.
또, 이러한 환산표는 광학 시뮬레이터 등을 이용함으로써 용이하게 작성할 수 있다. 구체적으로는, 이하에 설명하는 바와 같다.
도11은, 선폭과 개구 애퍼쳐의 크기(이하, 시그마라 함)와의 관계를 나타내는 그래프이다.
광학계 내를 투과하는 빛은, 빛을 투과시켜야 할 표면에서 산란되거나 반사되거나 하는 경우가 있어, 그 결과 플레어라 불리우는 백그라운드의 빛이 발생한다. 플레어율은 웨이퍼에 도달하는 빛 중 플레어가 되는 빛의 비율을 나타내는 값으로, 입사 강도를 기준으로 하여 나타내고 있다. 즉, 도10은 노광하였을 때에 발생하는 플레어의 비율에 의해, 레지스트의 선폭이 변화하는 관계를 나타내고 있다.
도10에 도시한 바와 같은 환산표는, 예를 들어 우선 시뮬레이션에 의해, 도11과 같이 선폭과 시그마와의 관계를 각 플레어율마다 구한다. 도10은 이 중에서 시그마가 0.7, 플레어율이 0 % 일 때의 선폭을 기준으로 하여, 각종 플레어율에 대해 선폭차를 구하여 얻어진 환산표이다. 즉, 환산표는 어떤 기준의 조명 조건과 플레어율을 0 %를 기준으로 하였을 때의 선폭차를 나타내는 것이다.
또, 상술한 방법에 의해 중앙 패턴부(4)의 각 라인 패턴에 대응하는 선폭으로부터 각각 플레어율을 산출한다. 여기서는 1개의 그래프만 나타내었지만, 실제 로는 중앙 패턴(4)의 각 라인 패턴(10)의 배치 위치에 따라 선폭차는 다르다. 일반적으로는, 단부 부근의 라인 패턴(10)에서는 플레어의 영향은 크기 때문에 선폭차는 커지고, 중앙 부근의 라인 패턴(10)에 대해서는 선폭차는 작아지는 것이라 생각할 수 있지만, 라인 패턴(10)의 각각에 대해 플레어율을 구함으로써 보다 구체적으로, 어떤 부분이 플레어의 영향을 크게 받고 있는지 등에 대해서도 평가를 행할 수 있다.
이상과 같이 하면, 패턴이 미세화되어 종래의 Kirk법으로는 플레어율의 측정을 행하는 것이 곤란한 경우에도, 간단히 투영 렌즈의 고차 파면 수차에 기인하는 로컬 플레어율을 구할 수 있다. 또한, 플레어율과 선폭차의 관계는, 1차식으로 나타내고 있으므로 환산을 용이하게 행할 수 있다.
또, 제1 실시 형태에 있어서 중앙 패턴부의 라인폭, 길이, 혹은 개수를 구체적으로 설명하였지만, 본 발명에 있어서는 이에 한정되는 것은 아니다. 라인의 폭이나, 길이, 개수는 패턴을 전사하였을 때에 선폭의 측정을 정확하게 행할 수 있는 정도의 크기를 갖는 것이면 좋다. 구체적으로는, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이 라인폭으로서는 λ/NA 정도가 적합하지만, 예를 들어 파장 157.6 ㎚의 F2 엑시머 레이저광에 대해, 150 ㎚ 내지 250 ㎚ 정도의 라인폭이면 보다 정확하게 플레어율을 평가할 수 있다고 생각된다. 단, 이들의 값은 반드시 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
또한 마찬가지로, 본 발명에 있어서 주변 패턴부(8)의 라인폭 및 길이 등은 제1 실시 형태에 있어서 설명한 것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서 주변 패턴부(8)의 라인폭은, 예를 들어 1 : 2 라인 앤드 스페이스 패턴으로 하는 등, 중앙 패턴부의 라인폭과 다른 것으로 해도 좋다. 또, 반드시 라인 앤드 스페이스 패턴으로 한 것에 한정되는 것도 아니다. 단, 주변 패턴(8)의 패턴 형상은, 플레어를 측정하기 위한 중앙 패턴(4)의 전사 패턴의 선폭차에도 영향을 미치는 것을 생각할 수 있으므로, 주변 패턴의 형상에 따라서 선폭차로부터 플레어율을 측정하는 환산표를 준비하는 것이 바람직하다.
또한, 플레어율의 측정에 있어서 개구부(6)가 0인 제1 포토 마스크와, 일정 상태가 되는 데 충분한 정도로 큰 개구부(6)를 갖는 제2 포토 마스크를 이용하는 경우에 대해 비교하였다. 이는, 이러한 상태의 포토 마스크를 이용하는 것이 용이하고 또한 기준으로서 명확하기 때문이지만, 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 개구부(6)의 길이(d6) 폭이 다른 2 종류의 포토 마스크를 이용하여 선폭을 비교함으로써, 동일한 이론으로부터 플레어율을 측정할 수 있다. 이 경우에는, 도10에 도시한 바와 같은 환산표를 별도 작성해 둘 필요가 있다.
또한 본 발명에 있어서, 플레어율을 측정하기 위해 이용하는 노광 장치는 제1 실시 형태에 있어서 설명한 노광 장치(200)에 한정되는 것은 아니다. 렌즈의 플레어의 측정이 필요한 다른 종류의 노광 장치를 이용하여, 본 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이 플레어율을 구함으로써 그 노광 장치의 플레어가 미치는 영향을 보정할 수 있다.
또한 포토 마스크의 재료, 즉 기판(2)이나 라인 패턴 형성의 재료는 제1 실시 형태에 있어서 설명한 석영 유리나 크롬에 한정되는 것은 아니다. 이들 재료는, 노광에 이용하는 파장을 고려하여 적절한 투명도를 갖는 재료를 이용하면 좋다. 적절하게는, 기판의 재료로서는 노광광에 대해 투과율 80 % 이상의 높은 것이 좋다. 또한, 라인 패턴 형성을 위한 차광 부분의 재료로서는, 투과율 0.5 % 이하인 것이 좋다. 또한, 제1 실시 형태와 같이 크롬막(20)을 이용하는 경우의 원료는, 고순도 크롬 입자(99.999 %) 외에 요오드화 크롬도 이용되는 경우가 있다. 그러나 요오드화 크롬은, 고순도 크롬 입자에 대해 순도가 높은 크롬막을 얻을 수 있지만 고가이다. 또한, 크롬 박막은 빛을 잘 반사하기 때문에 전사 정밀도가 나빠지는 경우가 있다. 따라서, 크롬막 상에 반사 방지막으로서 30 ㎚ 정도의 산화 크롬막을 성막한 것을 이용해도 좋다.
또한, 제1 실시 형태에서는 웨이퍼(34)의 패턴을 전사한 후, 그 선폭을 측정하여 환산표로부터 플레어율을 측정하는 각 공정을 각각 필요한 장치에 의해, 혹은 사람에 의해 각각 행하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 선폭을 측정하여 플레어율을 측정하는 시스템이나 이 플레어율로부터 자동적으로 노광 장치의 노광량을 제어하는 시스템 등을 노광 장치 내에 조립하는 것도 생각할 수 있다.
(제2 실시 형태)
도12는, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 노광 방법에 대해 설명하기 위한 흐름도이다. 또, 도13은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서 이용하는 노광 장 치(210)에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 도14는, 플레어율이 0 %와 5 %일 때의 노광량과 레지스트 선폭과의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한 도15는, 플레어율에 의존하는 선폭차와 선폭차를 없애기 위한 노광량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
제2 실시 형태에 있어서 이용하는 노광 장치(210)는, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같은 일반적인 노광 장치(200)와 유사한 것이다. 그러나 도14에 도시한 바와 같이, 노광 장치(210)에는 플레어율을 입력하는 입력 수단(40)과, 입력된 플레어율로부터 보정 노광량을 산출하는 산출 수단(42)과, 이 산출 결과에 따라서 노광량을 조절하는 제어 수단(44)을 구비한다.
또한, 산출 수단(42)에 있어서는 도10에 도시한 환산표와 같은 데이터를 기초로 하여, 플레어율로부터 선폭차를 환산할 수 있다. 또, 도14에 도시하는 선폭차와 노광량과의 차를 기초로 하여, 산출한 선폭차에 있어서의 각 플레어율에 대한 노광량을 구하는 것이 가능하다. 또한 산출 수단(42)은, 도14에 도시한 바와 같은 플레어율에 대한 노광량과 선폭차와의 관계를 나타내는 데이터로부터, 도15에 도시한 바와 같이 입력된 플레어율에 있어서의 선폭차와 보정 노광량과의 관계의 데이터를 도출하여, 여기에서 보정 노광량의 산출을 할 수 있다.
이하, 이 노광 장치(210)를 이용한 경우의 노광 방법에 대해 도12 내지 도15를 이용하여 설명한다.
우선, 입력 수단(40)으로부터 노광하고자 하는 패턴에 관한 플레어율을 입력한다(스텝 S202). 여기서 입력되는 플레어율은, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같은 마스크를 이용하여, 그 노광 장치에 있어서 미리 실험에 의해 구해진 것이다. 입력된 데이터를 기초로 하여, 산출 수단(42)에 의해 선폭차가 자동적으로 계산된다(스텝 S204). 예를 들어, 플레어율이 5 %가 입력되면, 도10에 나타낸 환산표의 데이터를 기초로 하여 선폭차 13 ㎚가 자동적으로 계산된다.
다음에, 도15에 도시한 바와 같은 데이터를 기초로 하여, 산출 수단(42)에 의해 선폭차로부터 보정 노광량이 자동적으로 산출된다(스텝 S206). 상술한 예에서는, 플레어율이 5 %이고 선폭차가 13 ㎚이므로, 보정 노광량은 2.6 mJ이 계산된다. 그 후 보정 노광량은 제어 수단(44)에 전달되고, 제어 수단(44)은 이 보정 노광량만큼 또는 실제 노광량보다 작게 하도록 노광 광원(30)을 제어한다(스텝 S208). 이 상태에서 노광을 행하고(스텝 S210), 이에 의해 레지스트 선폭을 제어하여 노광을 행할 수 있다.
이상과 같이 하면, 로컬 플레어가 존재하는 경우에도 그 플레어율에 따라서 적절하게 노광량을 보정하여 노광을 행할 수 있다. 따라서, 설계에 충실한 패턴의 전사를 행할 수 있다.
또, 제2 실시 형태에 있어서는 노광 장치에 입력 수단(40), 산출 수단(42), 제어 수단(44)이 마련되어 있는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명에 있어서는 이에 한정되는 것은 아니며 입력 결과에 따라서 보정 노광량을 산출하여 제어할 수 있는 것이면 다른 노광 장치라도 좋다. 또 산출 수단(42)을 갖지 않고, 도14 및 도15에 나타낸 바와 같은 그래프로부터 사람에 의해 보정 노광량을 산출하여 노광량을 조정하는 것이라도 좋다.
또, 예를 들어 제1 실시 형태에 있어서, 도8에 있어서의 선폭 B에 도달할 때의 개구부의 길이가 본 발명에 있어서의 한계치에 해당한다. 또한, 예를 들어 제1 실시 형태에 있어서의 개구부의 길이가 d6 = 0인 제1 포토 마스크와, 개구부(6)의 길이가 이 한계치인 제2 포토 마스크와, 도10에 나타내는 환산표에 의해 본 발명의 플레어 측정 기구가 실현되어 있다.
또한 예를 들어, 제1 실시 형태에 있어서 스텝 S12 및 스텝 S14를 실행함으로써 본 발명의 제1 및 제2 패턴 전사 공정이 실행되고, 스텝 S16를 실행함으로써 제1 및 제2 선폭 측정 공정이 실행되고, 스텝 S18를 실행함으로써 산출 공정이 실행된다.
또 예를 들어, 제2 실시 형태에 있어서 스텝 S202, S204, S206을 실행함으로써 각각 본 발명에 있어서의 플레어율 입력 공정, 선폭차 산출 공정, 보정 노광량 산출 공정이 실행되고, 예를 들어 스텝 S208 및 스텝 S210을 실행함으로써 노광 공정이 실행된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 개구부의 크기가 다른 2개의 포토 마스크를 이용하여 각각 전사된 라인 패턴의 선폭을 측정하고, 그 차를 구함으로써 용이하게 플레어율을 측정할 수 있다. 따라서, 패턴이 미세화되어 개구부가 작은 패턴을 형성하는 경우라도, 미세화된 패턴에 대응하는 국소적인 플레어율을 보다 정확하게 측정할 수 있다.
Claims (20)
- 플레어 측정에 이용되는 1세트의 포토 마스크이며,포토 마스크는 각각, 노광광을 투과하는 재료로 이루어지는 기판에, 상기 노광광을 차광하는 재료를 이용하여 차광 부분을 설치함으로써 형성된 패턴을 구비하고,상기 패턴은,상기 기판의 중앙 부분에 소정의 간격을 두고 상기 차광하는 재료가 배치됨으로써 형성된 복수개의 라인 패턴을 포함하는 중앙 패턴부와,상기 중앙 패턴부의 외측을 둘러싸고 상기 기판의 외주부 부근에 형성된 주변 패턴부를 구비하고,상기 1세트의 포토 마스크의 각각의 중앙 패턴부는 동일 형상이고,상기 1세트의 포토 마스크 중, 한쪽의 포토 마스크의 주변 패턴부의 사이즈와, 중앙 패턴부와 주변 패턴부와의 사이의 간격은 다른 쪽의 포토 마스크와는 상이한 것을 특징으로 하는 플레어 측정용 포토 마스크쌍.
- 제1항에 있어서, 상기 라인 패턴의 선폭은 패턴의 전사에 이용하는 노광 장치의 노광광의 파장을 λ로 하고 투영 렌즈의 개구수를 NA로 하는 경우, λ/NA 이상인 것을 특징으로 하는 플레어 측정용 포토 마스크쌍.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라인 패턴은 그 길이가 10 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 플레어 측정용 포토 마스크쌍.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라인 패턴은 그 개수가 9개인 것을 특징으로 하는 플레어 측정용 포토 마스크쌍.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1세트의 포토 마스크 중 한쪽의 포토 마스크는 차광 부분이 형성되어 있지 않은 개구부를 더 구비하고,상기 개구부는 상기 중앙 패턴부의 외측을 둘러싸도록 배치되고,상기 주변 패턴부는 상기 개구부의 외측을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플레어 측정용 포토 마스크쌍.
- 제5항에 있어서, 상기 개구부는 한계치 이상의 폭을 갖고,상기 한계치라 함은, 상기 포토 마스크의 중앙부의 라인 패턴을 전사한 전사 패턴의 폭이 상기 포토 마스크의 개구부의 폭을 확대해도 일정해질 때의 폭인 것을 특징으로 하는 플레어 측정용 포토 마스크쌍.
- 기판의 중앙 부분에 제1 라인 패턴을 형성한 제1 중앙 패턴부와, 상기 제1 중앙 패턴부의 외측을 둘러싸도록 형성된 제1 주변 패턴부를 구비하는 제1 포토 마스크와,기판의 중앙 부분에 상기 제1 중앙 패턴부와 동일한 형상으로 제2 라인 패턴을 형성한 제2 중앙 패턴부와, 상기 제2 중앙 패턴부의 외측을 둘러싸도록 형성된 제2 주변 패턴부를 구비하고, 상기 제2 중앙 패턴부와 상기 제2 주변 패턴부와의 거리가 상기 제1 중앙 패턴부와 상기 제1 주변 패턴부와의 거리와는 다른 거리를 갖는 제2 포토 마스크와,상기 제1 및 제2 포토 마스크 상의 각 패턴을 각각 전사하여 전사된 상기 제1 및 제2 라인 패턴 부분의 각 선폭을 측정하고, 이 측정한 상기 제1 라인 패턴 부분에 대응하는 패턴의 선폭과, 상기 제2 라인 패턴 부분에 대응하는 패턴의 선폭과의 차를 산출함으로써 플레어율을 측정하는 산출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 플레어 측정 기구.
- 제7항에 있어서, 상기 제2 포토 마스크의 상기 제2 중앙 패턴부와 상기 제2 주변 패턴부와의 거리는 한계치 이상의 길이를 갖고,상기 한계치라 함은, 상기 제2 포토 마스크의 제2 중앙 패턴부의 라인 패턴을 전사한 전사 패턴의 폭이 상기 제2 중앙 패턴부와 상기 제2 주변 패턴부와의 거리를 확대해도 일정해질 때의 폭인 것을 특징으로 하는 플레어 측정 기구.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 라인 패턴의 선폭은, 패턴의 전사에 이용하는 노광 장치의 노광광의 파장을 λ로 하고, 투영 렌즈의 개구수를 NA로 하면, λ/NA 이상인 것을 특징으로 하는 플레어 측정 기구.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 라인 패턴의 선 길이는, 10 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 플레어 측정 기구.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 라인 패턴의 선의 개수는 9개 이상인 것을 특징으로 하는 플레어 측정 기구.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 산출 수단은 상기 측정 수단에 의한 선폭의 측정 결과를 바탕으로 각 선폭차를 구하고, 이 결과를 기초로 하여 플레어율을 환산하는 환산표를 포함하는 것을 특징으로 하는 플레어 측정 기구.
- 기판의 중앙에 형성된 제1 라인 패턴을 갖는 제1 중앙 패턴부와, 상기 제1 중앙 패턴부의 주위에 형성된 제1 주변 패턴부를 포함하는 제1 패턴을 구비하는 제1 포토 마스크의 상기 제1 패턴을 기판에 전사하는 제1 패턴 전사 공정과,기판의 중앙에 형성되고, 상기 제1 라인 패턴과 동일한 제2 라인 패턴을 갖는 제2 중앙 패턴부와, 상기 제2 중앙 패턴부의 주위에 형성된 제2 주변 패턴부를 포함하는 제2 패턴을 구비하고, 상기 제2 중앙 패턴부와 상기 제2 주변 패턴부 사이의 거리가 상기 제1 중앙 패턴부와 상기 제1 주변 패턴부 사이의 거리와는 다른 제2 포토 마스크의 상기 제2 패턴을 기판에 전사하는 제2 패턴 전사 공정과,상기 제1 패턴 전사 공정에 있어서, 피가공 기판에 전사된 상기 제1 라인 패턴의 선폭을 측정하는 제1 선폭 측정 공정과,상기 제2 패턴 전사 공정에 있어서, 피가공 기판에 전사된 상기 제2 라인 패턴의 선폭을 측정하는 제2 선폭 측정 공정과,상기 제1 선폭 측정 공정에 있어서 측정한 선폭과, 상기 제2 선폭 측정 공정에 있어서 측정한 선폭과의 차를 구함으로써 플레어율을 산출하는 산출 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 플레어 측정 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 제2 포토 마스크의 상기 제2 중앙 패턴부와 상기 제2 주변 패턴부와의 거리는 한계치 이상의 길이를 갖고,상기 한계치라 함은, 상기 제2 중앙 패턴부의 라인 패턴을 전사한 전사 패턴의 폭이 상기 제2 중앙 패턴부와 상기 제2 주변 패턴부와의 거리를 확대해도 일정해질 때의 폭인 것을 특징으로 하는 플레어 측정 방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 라인 패턴은 그 선폭이 전사에 이용하는 노광광의 파장을 λ로 하고, 전사에 이용하는 투영 렌즈의 개구수를 NA로 하였을 때, λ/NA 이상인 것을 특징으로 하는 플레어 측정 방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 라인 패턴은 그 선 길이가 10 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 플레어 측정 방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 라인 패턴은 그 라인 개수가 9개인 것을 특징으로 하는 플레어 측정 방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 플레어율의 산출은 상기 선폭의 차로부터 데이터를 기초로 하여 산출하는 것을 특징으로 하는 플레어 측정 방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 패턴의 전사는 1매의 웨이퍼가 다른 장소에 행하는 것을 특징으로 하는 플레어 측정 방법.
- 삭제
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2003-00085281 | 2003-03-26 | ||
JP2003085281A JP3939670B2 (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | フレア測定用フォトマスク対、フレア測定機構、及び、フレア測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040084791A KR20040084791A (ko) | 2004-10-06 |
KR100988987B1 true KR100988987B1 (ko) | 2010-10-20 |
Family
ID=33095023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040020171A KR100988987B1 (ko) | 2003-03-26 | 2004-03-25 | 플레어 측정용 포토 마스크쌍, 플레어 측정 기구 및 플레어 측정 방법 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7264907B2 (ko) |
JP (1) | JP3939670B2 (ko) |
KR (1) | KR100988987B1 (ko) |
CN (1) | CN100413026C (ko) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040021854A1 (en) * | 2000-07-26 | 2004-02-05 | Ikuo Hikima | Flare measuring method and flare measuring device, exposure method and exposure system, method of adjusting exposure system |
JP4051240B2 (ja) * | 2002-07-31 | 2008-02-20 | 富士通株式会社 | 試験用フォトマスク、フレア評価方法、及びフレア補正方法 |
SG109000A1 (en) | 2003-07-16 | 2005-02-28 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
JP4371891B2 (ja) * | 2004-04-20 | 2009-11-25 | 株式会社東芝 | パターン形成プロセスの評価方法及び評価用フォトマスク又はフォトマスクセット |
JP4481723B2 (ja) * | 2004-05-25 | 2010-06-16 | 株式会社東芝 | 評価方法、マスクパターン補正方法、半導体装置の製造方法、及びプログラム |
US7422829B1 (en) * | 2004-06-02 | 2008-09-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | Optical proximity correction (OPC) technique to compensate for flare |
US7277165B2 (en) * | 2004-06-04 | 2007-10-02 | Invarium, Inc. | Method of characterizing flare |
US7189481B2 (en) * | 2004-09-01 | 2007-03-13 | Invarium, Inc. | Characterizing flare of a projection lens |
TWI431663B (zh) * | 2004-09-30 | 2014-03-21 | 尼康股份有限公司 | Measurement method and exposure method, and component manufacturing method |
US7767363B2 (en) * | 2005-06-24 | 2010-08-03 | Micron Technology, Inc. | Methods for photo-processing photo-imageable material |
JP4882371B2 (ja) | 2005-12-27 | 2012-02-22 | 富士通セミコンダクター株式会社 | フレア量の計測方法、フレア量計測用マスク及びデバイスの製造方法 |
JP5092298B2 (ja) * | 2006-07-21 | 2012-12-05 | 富士通セミコンダクター株式会社 | フォトマスク、焦点計測装置及び方法 |
JP5015537B2 (ja) * | 2006-09-26 | 2012-08-29 | Hoya株式会社 | フォトマスクの製造方法及びパターンの転写方法 |
JP2008218577A (ja) | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Canon Inc | 測定装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
US7892705B2 (en) * | 2007-10-02 | 2011-02-22 | International Business Machines Corporation | Photomask and method of making thereof |
NL2002954A1 (nl) * | 2008-06-11 | 2009-12-14 | Asml Netherlands Bv | Sub-segmented alignment mark arrangement. |
KR101096987B1 (ko) | 2009-02-17 | 2011-12-20 | 주식회사 하이닉스반도체 | 노광마스크 및 이를 이용한 반도체소자의 형성방법 |
JP5642101B2 (ja) * | 2012-03-22 | 2014-12-17 | 株式会社東芝 | ドーズ量の補正マップの作成方法、露光方法及び半導体装置の製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030002253A (ko) * | 2001-06-30 | 2003-01-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 노광필드 외부의 플레어 노이즈 측정방법 |
KR100416613B1 (ko) | 2001-08-08 | 2004-02-05 | 삼성전자주식회사 | 플레어 측정용 마스크 및 그 제조방법, 이를 이용한웨이퍼 상에 플레어의 영향을 받는 영역 측정 방법 및플레어의 영향을 받는 영역의 패턴 보정 방법 |
JP2004064024A (ja) | 2002-07-31 | 2004-02-26 | Fujitsu Ltd | 試験用フォトマスク、フレア評価方法、及びフレア補正方法 |
JP2004205833A (ja) | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Fujitsu Ltd | フォトマスク及びパターン形成方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09270379A (ja) * | 1996-04-01 | 1997-10-14 | Miyazaki Oki Electric Co Ltd | フォーカス評価用レチクルおよびフォーカス評価方法 |
KR19980042190A (ko) * | 1996-11-07 | 1998-08-17 | 요시다쇼이치로 | 위치검출용 마크, 마크 검출방법 및 그 장치, 및 노광장치 |
JP2000267257A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-09-29 | Canon Inc | マスク及びそれを用いた露光方法 |
JP4112759B2 (ja) * | 1999-09-24 | 2008-07-02 | 株式会社東芝 | パターン測定方法 |
US7068833B1 (en) * | 2000-08-30 | 2006-06-27 | Kla-Tencor Corporation | Overlay marks, methods of overlay mark design and methods of overlay measurements |
US6778275B2 (en) * | 2002-02-20 | 2004-08-17 | Micron Technology, Inc. | Aberration mark and method for estimating overlay error and optical aberrations |
-
2003
- 2003-03-26 JP JP2003085281A patent/JP3939670B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-03-17 US US10/802,052 patent/US7264907B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-25 CN CNB2004100317499A patent/CN100413026C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-25 KR KR1020040020171A patent/KR100988987B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030002253A (ko) * | 2001-06-30 | 2003-01-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 노광필드 외부의 플레어 노이즈 측정방법 |
KR100416613B1 (ko) | 2001-08-08 | 2004-02-05 | 삼성전자주식회사 | 플레어 측정용 마스크 및 그 제조방법, 이를 이용한웨이퍼 상에 플레어의 영향을 받는 영역 측정 방법 및플레어의 영향을 받는 영역의 패턴 보정 방법 |
JP2004064024A (ja) | 2002-07-31 | 2004-02-26 | Fujitsu Ltd | 試験用フォトマスク、フレア評価方法、及びフレア補正方法 |
JP2004205833A (ja) | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Fujitsu Ltd | フォトマスク及びパターン形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3939670B2 (ja) | 2007-07-04 |
KR20040084791A (ko) | 2004-10-06 |
US20040196447A1 (en) | 2004-10-07 |
CN100413026C (zh) | 2008-08-20 |
CN1532891A (zh) | 2004-09-29 |
JP2004296648A (ja) | 2004-10-21 |
US7264907B2 (en) | 2007-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100988987B1 (ko) | 플레어 측정용 포토 마스크쌍, 플레어 측정 기구 및 플레어 측정 방법 | |
KR100714480B1 (ko) | 포토마스크의 테스트 패턴 이미지로부터 인쇄된 테스트피쳐들을 이용하는 포토리소그래피 공정에 있어서 초점변화를 측정하는 시스템 및 방법 | |
US7327436B2 (en) | Method for evaluating a local flare, correction method for a mask pattern, manufacturing method for a semiconductor device and a computer program product | |
KR101059265B1 (ko) | 마스크의 보정 방법 | |
KR100763222B1 (ko) | 향상된 포토리소그래피 공정 윈도우를 제공하는 포토마스크구조 및 그 제조 방법 | |
CN1862385B (zh) | 使用测试特征检测光刻工艺中的焦点变化的系统和方法 | |
JP2001284222A (ja) | 投影露光装置及び方法 | |
US7207030B2 (en) | Method for improving a simulation model of photolithographic projection | |
JP4329333B2 (ja) | 露光マスクの補正方法 | |
JP4620048B2 (ja) | 計測学ツール較正方法および装置 | |
JP4068281B2 (ja) | フォトマスクの製造方法 | |
US9250512B2 (en) | Exposure amount evaluation method and photomask | |
JP2019204058A (ja) | 評価方法、露光方法、および物品製造方法 | |
JP2007234716A (ja) | 露光方法 | |
JP5068357B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、フォトマスクのパターン設計方法およびフォトマスクの製造方法 | |
KR100688783B1 (ko) | 광 근접 효과 보정 방법 | |
JP2004311606A (ja) | 露光方法及びそれを用いた露光量算出システム | |
JP2002025895A (ja) | 露光量測定方法及び露光量測定装置 | |
KR20110012798A (ko) | 포토레지스트 선정을 위한 시뮬레이션 방법 | |
US20060046167A1 (en) | Characterizing flare of a projection lens | |
KR20120007978A (ko) | 리소그래피 마스크 및 반도체 디바이스의 제조 방법 | |
KR20060104825A (ko) | 포토 마스크 제조 방법 | |
KR100598252B1 (ko) | 반도체 장치의 노광 방법 | |
JP2005352365A (ja) | 半導体デバイスの製造方法、露光用マスクの製造方法および露光用マスク | |
KR20040070829A (ko) | 근접 효과 보정용 마스크를 이용한 패턴 형성용 마스크제작 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
N231 | Notification of change of applicant | ||
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130924 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141006 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |