KR20220143722A - 막 형성 장치, 막 형성 방법 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

막 형성 장치, 막 형성 방법 및 물품의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220143722A
KR20220143722A KR1020227032179A KR20227032179A KR20220143722A KR 20220143722 A KR20220143722 A KR 20220143722A KR 1020227032179 A KR1020227032179 A KR 1020227032179A KR 20227032179 A KR20227032179 A KR 20227032179A KR 20220143722 A KR20220143722 A KR 20220143722A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
substrate
exposure
forming apparatus
film forming
Prior art date
Application number
KR1020227032179A
Other languages
English (en)
Inventor
히로시 구로사와
도시키 이토
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
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 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20220143722A publication Critical patent/KR20220143722A/ko

Links

Images

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
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70191Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
    • 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
    • G03F7/16Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/168Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
    • 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
    • G03F7/70491Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70508Data handling in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. handling pattern data for addressable masks or data transfer to or from different components within the exposure apparatus
    • 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
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70283Mask effects on the imaging process
    • G03F7/70291Addressable masks, e.g. spatial light modulators [SLMs], digital micro-mirror devices [DMDs] or liquid crystal display [LCD] patterning devices
    • 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
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/703Non-planar pattern areas or non-planar masks, e.g. curved masks or substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers

Abstract

[과제]
본 발명의 과제는 노광 장치의 DOF에 기판의 노광 영역을 들어가게 하는 데 유리한 기술을 제공하는 것이다.
[해결 수단]
기판 위의 조성물에 광을 조사하여 기판 위에 조성물의 막을 형성하는 막 형성 장치이며, 기판 위에 광의 적산광량의 분포를 형성하는 광 변조부와, 광 변조부를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 조성물의 잔막률 특성과, 후속 공정에서 사용되는 형의 결상면의 만곡 형상 및 기판 위에 형성된 하지막의 표면 형상의 적어도 한쪽에 기초하여, 광 변조부의 적산광량의 분포를 제어한다.

Description

막 형성 장치, 막 형성 방법 및 물품의 제조 방법
본 발명은, 막 형성 장치, 막 형성 방법 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 물품의 제조에 있어서, 포토리소그래피 기술이 이용되고 있다. 포토리소그래피 기술은, 기판 위에 배치된 포토레지스트막에 노광 장치를 사용하여 원판(레티클)의 패턴을 전사하여 잠상 패턴을 형성하고, 이것을 현상함으로써 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 포함한다. 노광 장치의 해상도의 진화에 수반하여 노광 장치의 투영 광학계의 초점 심도가 극단적으로 좁아지고 있다. 예를 들어, 5 내지 7㎚의 라인 앤 스페이스 패턴을 형성하기 위해 사용되는 주사 노광 장치에서는, 노광 슬릿 내에 요구되는 요철 정밀도는 4㎚ 이하이다. 그래서, 기판의 표면에 존재하는 하지 패턴 위에 평탄화막이 형성되고, 그 위에 포토레지스트막이 배치될 수 있다.
특허문헌 1에는, 웨이퍼 위에 자외선 경화형 레지스트의 밀도를 변화시켜 제팅하고, 그 위에 평면의 기준이 되는 투명한 박판을 압박하여, 레지스트가 과도적인 리플로우 상태로 되어 있는 동안에 자외선을 조사하여 경화시키는 방법이 제시되어 있다.
미국 특허 제9415418호 명세서
포토리소그래피 공정에 있어서 사용되는 노광 장치는, 최소 해상 치수의 축소를 위해 투영 광학계의 고NA화가 진행되고 있고, 이에 의해 투영 광학계의 초점 심도(DOF)가 축소되어 있다. 예를 들어, NA가 0.33인 투영 광학계를 갖는 EUV 노광 장치에서는, 조명 조건에 따라 다르지만, DOF는 110㎚ 내지 300㎚이다. NA가 0.55로 되는 다음 세대에 있어서는, 조명 조건에 따라 다르지만, DOF는 40㎚ 내지 160㎚ 정도로 될 수 있다.
디포커스는 다양한 요인에 의해 발생하므로, DOF 모두를 기판의 표면의 요철(고저차)을 충분히 사용하지는 못한다. 따라서, NA가 0.55의 세대라도, 모든 조명 조건에 있어서 DOF를 만족시키기 위해서는, 기판의 표면의 요철은, 예를 들어 4㎚ 이하로 억제되어야 한다.
Figure pct00001
표 1에는, 포토리소그래피 공정에 있어서 디포커스를 발생시키는 요인이 나타나 있다. 요인 1 내지 9의 합계를 노광 장치의 DOF에 들어가게 할 필요가 있다. 요인 1 내지 7은, 레티클을 포함하는 노광 장치측의 요인이다. 요인 8, 9는 웨이퍼 요인이다. 45㎚ 노드 이후의 반도체 프로세스에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 SOC(Spin On Carbon)층은, 요인 8, 9를 개선하는 기술이다.
SOC층을 사용한 프로세스 웨이퍼의 평탄화의 사례로서는, 요철을 갖는 하지 위에 SOC층, 평탄화 SOG 중간(HM)층, 포토리소그래피 공정용의 포토레지스트층을 적층한 3층 구조가 알려져 있다. 평탄화된 포토레지스트층은, 노광 장치를 사용한 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝된다. SOC층의 평탄도의 개선예로서는, 패터닝된 웨이퍼의 표면 위에 열경화형 또는 자외선 경화형의 레지스트를 스핀 코트하고, 대략 200℃ 환경 하에서의 베이킹을 행한다. 그리고, 레지스트의 리플로우가 평형 상태에 도달한 후에 재가열 또는 UV광의 조사에 의해 경화시키는 방법이 있다.
DOF의 협소화에 수반하여, 표 1에 게재된 개개의 요인을 개선할 것이 요구되고 있다. 그러나, 노광 장치 기인의 요인에 대해서는, 이미 가능한 한 저감되어 있고, 종래와 같이 프로세스 웨이퍼의 표면의 평탄화를 추구하는 어프로치에는 한계가 있다.
본 발명은, 노광 장치의 DOF에 기판의 노광 영역을 들어가게 하는 데 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 기판 위의 조성물에 광을 조사하여 상기 기판 위에 상기 조성물의 막을 형성하는 막 형성 장치이며, 상기 기판 위에 상기 광의 적산광량의 분포를 형성하는 광 변조부와, 상기 광 변조부를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 조성물의 잔막률 특성과, 후속 공정에서 사용되는 원판의 결상면의 만곡 형상 및 상기 기판 위에 형성된 하지막의 표면 형상의 적어도 한쪽에 기초하여, 상기 광 변조부의 적산광량의 분포를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 노광 장치의 DOF에 기판의 노광 영역을 들어가게 하는 데 유리한 기술이 제공된다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 막 형성 장치 및 막 형성 방법에 있어서 제조되는 구조를 예시적으로 나타내는 모식도이다.
도 2는 초점 보상막(3)을 형성하기 위한 종래예를 나타내는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 막 형성 장치의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 4는 막 형성 장치의 상면 형상의 일례를 나타내는 등고선도이다.
도 5는 막 형성 장치의 상면 형상의 다른 예를 나타내는 등고선도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 초점 보상막 형성 프로세스를 설명하는 도면이다.
도 7은 초점 보상막 형성에 사용하는 레지스트의 잔막률 곡선의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 제어부의 소프트웨어 구성의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 9는 제1 실시 형태에 관한 노광 프로파일을 작성하는 처리의 흐름도이다.
도 10은 제2 실시 형태에 관한 초점 보상막 형성 프로세스를 설명하는 도면이다.
도 11은 제2 실시 형태에 관한 노광 프로파일을 작성하는 처리의 흐름도이다.
도 12는 제3 실시 형태에 관한 초점 보상막 형성 프로세스를 설명하는 도면이다.
도 13은 제3 실시 형태에 관한 노광 프로파일을 작성하는 처리의 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 특허 청구의 범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들 복수의 특징 모두가 발명에 필수인 것만은 아니고, 또한 복수의 특징은 임의로 조합되어도 된다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일 혹은 마찬가지의 구성에 동일한 참조 번호를 붙여, 중복된 설명은 생략한다.
제1 실시 형태
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 막 형성 장치 및 막 형성 방법에 있어서 제조되는 구조를 예시적으로 나타내는 모식도이다. 프로세스 웨이퍼(프로세스 기판)(4)는 표면에 요철을 갖는다. 본 명세서에 있어서는, 이러한 프로세스 웨이퍼(4) 표면의 요철 등도 하지막이라고 칭한다. 표면의 요철은, 프로세스 웨이퍼(4)가 갖는 패턴에 의존할 수 있다. 프로세스 웨이퍼(4)는, 예를 들어 나중에 에칭에 의해 패터닝될 층을 가질 수 있다. 프로세스 웨이퍼(4) 위에 초점 보상막(3)이 형성될 수 있다. 초점 보상막(3)은, 예를 들어 60㎚ 내지 200㎚의 범위 내의 두께를 가질 수 있지만, 다른 두께를 가져도 된다.
초점 보상막(3) 위에는, 임의적인 요소로서, SOG(Spin On Glass)막(2)이 배치될 수 있다. SOG막(2)은, 초점 보상막(3)의 아래의 층을 에칭할 때의 하드마스크로서 이용될 수 있다. 초점 보상막(3) 또는 SOG막(2) 위에는, 레지스트층(포토레지스트층)(1)이 형성될 수 있다. 레지스트층(1)에는, 노광 장치를 사용하여 실시되는 노광 공정에 있어서, 레티클(원판)의 패턴이 잠상 패턴으로서 전사되고, 그 후, 현상 공정을 거쳐서 레지스트 패턴으로 변환될 수 있다. 도 1에 있어서, 2개의 점선은, 레지스트층(1)에 대한 노광 공정에 있어서 노광 장치의 DOF를 나타내고 있다. 2개의 선으로 나타나는 DOF의 범위 내에 노광 장치의 베스트 포커스면이 위치하는 것이 바람직하다.
디바이스 애플리케이션의 일측면에 있어서, 메모리 디바이스의 적층화에 수반하여 프로세스 웨이퍼(4)의 디바이스 패턴 기인의 요철(예를 들어, 80 내지 100㎚)이 심해지는 경향이 있다. 한편, 노광 장치는, 투영 광학계의 고NA화에 수반하여 DOF가 협소화되고 있다. NA가 0.33인 투영 광학계를 갖는 EUV 노광 장치에서는, 조명 조건에 따라 다르지만, DOF는 110㎚ 내지 300㎚이다. NA가 0.55로 되는 다음 세대에 있어서는, 조명 조건에 따라 다르지만, DOF는 40㎚ 내지 160㎚ 정도로 될 수 있다. 이에 수반하여, NA=0.55세대라도 모든 조명 조건에서 DOF를 만족시키기 위해서는, 프로세스 웨이퍼(4)의 표면 요철은 4㎚ 이하로 억제할 필요가 있어, 프로세스 웨이퍼 표면만을 평탄화하는 것만으로는 불충분한 경우가 있다. 즉, 프로세스 웨이퍼(4), 후속 공정에서 사용되는 레티클(투과형 또는 반사형) 등의 형 및 투영 광학계의 3자 사이에서 보정 아이템의 트레이드오프를 행하여 DOF 요건을 충족시키는 어프로치가 필요해진다. 또한, 여기서, 후속 공정이란, 프로세스 웨이퍼(4) 위에 패턴을 전사하는 공정이다.
본 실시 형태에서는, 레티클 등을 포함하는 후속 공정에서 사용되는 장치 기인의 패턴 투영 상의 평면으로부터의 괴리분(이후, 「스캔상면」이라고 함)을 사전에 계측하고, 그 계측 결과에 기초한 스캔상면의 형상을 미리 프로세스 웨이퍼 위에 형성한다. 이에 의해, 노광 공정에 있어서의 포커스 성능의 향상을 도모한다. 바꾸어 말하면, 레티클 등을 포함하는 후속 공정에서 사용되는 장치의 DOF에 프로세스 웨이퍼(4)의 레지스트층(1)이 들어가도록, 후속 공정에서 사용되는 장치의 상면 형상에 따른 표면 형상을 갖는 초점 보상막(3)이 형성된다. 본 실시 형태에서는, 궁극적으로는, 후속 장치의 상면 형상에 레지스트층(1)의 중심이 따르도록, 초점 보상막(3)의 포지션마다의 막 두께 분포가 조정된다.
여기서, 노광 장치의 상면 형상은, 예를 들어 상면 만곡으로서 평가될 수 있는 형상이다. 노광 장치 등의 반도체 제조 장치의 투영 렌즈에 의한 레티클상의 결상면은, 이상적으로는 평면이 되도록 설계·조정되어 있다. 그러나, 레티클 패턴면의 설계상의 평면으로부터의 괴리, 렌즈 수차의 보정 나머지 등의 요인에 의해 상고(투영상의 XY 위치 좌표)에 의해 평면으로부터 벗어나는 양이 존재하고, 고차 변형 성분을 포함하여 이것을 상면 만곡이라고 칭하고 있다.
스테퍼로서 구성된 노광 장치에 있어서는, 샷 내 일괄 노광이므로, 샷 내의 결상면의 평면으로부터의 어긋남이 상면 만곡과 동일해진다. 이것은, 예를 들어 테스트 패턴을 노광한 샷 노광 결과에 있어서, 베스트 포커스면으로부터의 어긋남을 계측함으로써 구할 수 있다. 스캔 노광 장치의 경우는, 샷 사이즈보다도 작은 노광 슬릿의 결상면의 평면으로부터의 어긋남 성분이 상면 만곡에 상당한다. 또한 스테퍼와 마찬가지로 테스트 패턴을 노광한 샷 노광 결과의 베스트 포커스면으로부터의 어긋남을 계측한 것을, 상면 만곡과는 구별하여 스캔상면이라고 칭하고 있다. 그런데 스캔 노광 방향에 대해서는 노광 슬릿 짧은 변 방향의 상면 만곡은 평균화되어, 스캔 스테이지의 위치 제어 오차 요인이 상면 만곡 열화 요인에 더해진다.
도 2는, 초점 보상막(3)을 형성하기 위한 종래예를 나타내는 도면이다. 이러한 종래예는, 후속의 노광 공정(패턴의 전사 공정)에 있어서의 DOF 확보를 행하기 위해 노광 슬릿 내에 있어서의 절대적인 평면을 타깃상면이라고 상정하고, 거기에서의 기복 성분을 고르게 하여 평평하게 한다는 지표 하에 대책되어 있다. 즉, 스캔상면의 상정을 곡면으로 하는 DOF 개선 대책은 종래예에서는 행해져 있지 않았다. 노광 슬릿 내의 디포커스 요인은, 이하와 같은 것이 있다. (1) 노광 장치 등의 장치 요인(투영 광학계, 본체 변형, 웨이퍼 척 평면도, 포커스 제어 잔사, 센서 정밀도), (2) 레티클 평면도, (3) 프로세스 웨이퍼 요인(샷 내의 설계상의 패턴 요철, 웨이퍼 면내의 요철 불균일) 등. DOF의 마진이 충분히 있는 경우는, 요인마다 절대 평면을 목표로 한 종래 대책은 유효하다. 한편, DOF 마진이 충분히 부여되어 있지 않은 경우에는, 이들 버짓 배분이 성립되지 않게 되므로, 본 실시 형태가 유효한 대책이 된다.
도 3은, 제1 실시 형태에 관한 막 형성 장치(5)의 구성예를 나타내는 개략도이다. 막 형성 장치(5)는, 프로세스 웨이퍼(4)를 흡착 보유 지지하는 웨이퍼 척(303)과, 웨이퍼 척(303)이 탑재된 웨이퍼 스테이지(304)(기판 보유 지지부)를 구비한다. 웨이퍼 스테이지(304)는, 막 형성 장치(5) 내에 있어서, 평면 방향으로 이동 가능하다.
막 형성 장치(5)는, 얼라인먼트 스코프(305)를 구비할 수 있다. 얼라인먼트 스코프(305)는, 베이스 정반(302)에 결합된 브리지(301)에 의해 지지될 수 있다. 프로세스 웨이퍼(4)가 웨이퍼 척(303)으로 반송되어, 웨이퍼 척(303)에 의해 보유 지지된 후, 얼라인먼트 스코프(305)를 사용하여 프로세스 웨이퍼(4)의 위치가 계측될 수 있다. 얼라인먼트 스코프(305)는, 브리지(301)를 기준으로 웨이퍼의 위치를 계측한다. 얼라인먼트 스코프(305)에 의해 계측된 프로세스 웨이퍼(4)의 위치는, 노광 위치 구동 시의 웨이퍼 스테이지(304)의 목표값에 반영된다.
막 형성 장치(5)는, 광원(307)을 더 구비할 수 있다. 광원(307)으로부터 방사되는 노광광은 노광 영역 내에 있어서의 조도 분포를 임의의 프로파일로 변경 가능한 DMD(디지털 미러 디바이스) 모듈(306)에서 반사되고, 또한 절곡되어 프로세스 웨이퍼(4)에 조사된다. 프로세스 웨이퍼(4)는, 얼라인먼트 스코프(305)에 의해 계측된 프로세스 웨이퍼(4)의 위치에 기초하여, 노광 시에 DMD 모듈(306)에서 노광 프로파일 변경된 광속(308)이 웨이퍼 위의 패턴에 맞도록 위치 정렬된다. 막 형성 장치(5)에 의해, 프로세스 웨이퍼(4)를 노광하는 경우의 광속(308)의 노광 프로파일은 도 4에 나타난다. 도 4는, 막 형성 장치(5)의 상면 형상의 일례를 나타내는 등고선도이다. 또한, 도 4의 (B)는, 도 4의 (A)의 A-A'선에 있어서의 기판(여기서는, 프로세스 웨이퍼(4), 초점 보상막(3), SOG막(2) 및 레지스트층(1)을 포함하는 구조체)의 단면 구조의 모식도이다.
막 형성 장치(5)에 의해, 프로세스 웨이퍼(4)를 노광하는 경우의 광속(308)의 노광 프로파일의 등고선은, 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같은 분포를 갖는다. 또한, 패턴 전사 공정에서 사용되는 노광 장치는, 조명계의 조명 모드나 레티클 개체 차 및 스캔 노광에 있어서의 스캔 방향에 의해서도 상면 만곡 형상이 바뀌는 것이 알려져 있다. 도 5는, 막 형성 장치(5)의 상면 형상의 다른 예를 나타내는 등고선도이다. 이러한 케이스에 있어서도 샷마다 DMD 모듈(306)의 노광 프로파일을 미리 준비하여 전환하여 노광에 사용할 수 있으므로, 하드웨어의 변경 없이 대응 가능하다.
도 3으로 돌아가, DMD 모듈(306)은, DMD 제어부(310)에 의해 제어될 수 있다. DMD 제어부(310)는, 후술하는 제어부(309)로부터 수취한 노광 프로파일에 기초하여, DMD 모듈(306)을 제어한다.
막 형성 장치(5)는, 제어부(309)를 더 구비할 수 있다. 제어부(309)는, CPU와 메모리 등을 포함할 수 있다. CPU는, 예를 들어 메모리로부터 로드한 컴퓨터 프로그램에 따라, 막 형성 장치(5)의 전체(막 형성 장치(5)의 각 부)를 제어한다. 제어부(309)는, 예를 들어 조성물의 잔막률 특성과, 후속 공정에서 사용되는 레티클 등을 포함하는 형의 결상면의 만곡 형상 및 프로세스 웨이퍼(4) 위에 형성된 하지막의 표면 형상의 적어도 한쪽에 기초하여, DMD 모듈(306)의 적산광량의 분포를 제어한다. 제어부(309)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
본 실시 형태의 광속(308)은, 샷마다 프로세스 웨이퍼(4)에 대하여 조사되고, 샷 내에 있어서의 노광광 적산 조도 맵(=노광 프로파일)은 샷마다 변경 가능하다. 노광 프로파일은, 초점 보상막(3) 표면의 평탄화, 또는 후속의 노광 장치의 상면 만곡에 맞춘 곡면을 형성하는 것을 목적으로 하여 레지스트에 부여하는 적산 노광량을 정의한 것이다. 따라서, 조도를 컨트롤하는 실현 가능한 수단으로서, 노광광의 조도뿐만 아니라, 노광 시간(노광광의 조사 시간), 복수 파장 광원을 사용하는 경우는 각각의 파장 감수성에 대응한 적산 노광량의 합산값이 제어 노브로 될 수 있다. DMD 모듈(306)의 경우는, UV 광원(307)으로부터의 조사광이 반사되고 있는 시간과 차광되고 있는 시간의 비율을 변화시킴으로써, 적산 노광량(=조도*조사 시간)을 픽셀마다 컨트롤하여, 도 4에 나타낸 바와 같은 노광 프로파일을 실현하고 있다. 즉, DMD 모듈(306)은, 프로세스 웨이퍼(4) 위에 노광광의 적산광량의 분포를 형성하는 광 변조부일 수 있다. 그리고, 프로세스 웨이퍼(4) 위의 형성되는 상기 적산 노광량의 분포는, 조도, 파장 및 조사 시간의 적어도 하나를 조절함으로써 제어된다.
도 3에 나타낸 막 형성 장치(5)는, 일례로서, 샷마다 미리 정한 노광 프로파일을 프로세스 웨이퍼(4) 위에 조사하는 스텝·앤·리피트 방식이다. 즉, 도 3에서 나타내는 막 형성 장치(5)는, 프로세스 웨이퍼(4) 위의 복수의 샷 영역에 대하여, 샷 영역마다 초점 보상막(3)을 형성하는 처리를 행한다. 그러나, 생산성을 향상시키기 위해, 막 형성 장치(5)에 복수 샷을 1회로 노광시키거나, 웨이퍼 전체를 일괄적으로 노광하는 동등한 광화각의 조명 기능을 갖게 하거나 하는 것도 가능하다. 즉, 막 형성 장치(5)는, 프로세스 웨이퍼(4) 위의 복수의 샷 영역에 대하여 일괄하여 초점 보상막(3)을 형성하는 처리를 행하는 것도 가능하다. 또한, 샷마다의 노광 프로파일(DMD 레시피)이 동일 웨이퍼 내에서 고정한 패턴이 허용되는 경우는, 통상의 스테퍼에 그레이스케일 톤이 묘화된 레티클을 로드하여 마찬가지의 노광 처리를 행해도 된다. 또한, 여기서 샷 영역이란, 프로세스 웨이퍼 위의, 패턴이 형성되는 단위 영역이다.
또한, 실시 형태에 관한 막 형성 장치(5)에 사용하는 레지스트는, 노광광에 대하여 감도를 갖는 현상형 레지스트라면, 포지티브형이어도 되고 네가티브형이어도 된다.
도 6은, 제1 실시 형태에 관한 초점 보상막 형성 프로세스를 설명하는 도면이다. 도 6의 (A) 내지 (F)는, 시계열순으로 프로세스 웨이퍼 위의 1샷에 착안한 초점 보상막 형성의 순서를 나타내고 있다. 도 6의 (A)는, 요철 패턴이 형성된 프로세스 웨이퍼의 하지(하지막)(401)이다. 도 6의 (B)의 공정에서 SOC를 스핀 코트하여, SOC층(402)을 형성한다. 이 SOC층(402)은, 프로세스 웨이퍼의 요철 주기가 짧은 성분을 평활화할 것을 목표로 한 것이다. SOC에 의한 평탄화는, 요철 주기가 긴 성분은 적용이 곤란하다(예를 들어, 오목부(404)). SOC에 의한 평탄화에서는, XY 방향의 폭 5㎛를 초과하는 오목부는 도 6의 (B)의 SOC층(402)의 단면도에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 패턴의 주기가 낮은 요철 형상으로 SOC층(402)의 표면 형상이 따라가 버림으로써, 표면 형상의 평탄성을 충분히 보상할 수 없는 문제가 있다. 그래서, 도 6의 (C)에 나타내는 공정에 있어서 레지스트(403)를 스핀 코터나 진공 증착 등의 수단을 사용하여 도포한다. 또한, SOC층(402)은, 최종적으로 요구되는 레지스트층(1)의 표면 프로파일의 요구 정밀도에 따라서는 반드시 필수적인 것은 아니다.
도 7은, 초점 보상막 형성에 사용하는 레지스트(403)의 잔막률 곡선의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 일례로서, 화학 증폭형 레지스트와 용해 저해형 레지스트를 사용한다. 레지스트의 잔막률을 노광량으로 제어할 수 있다는 특성을 이용하면, 웨이퍼(샷) 내의 각 위치에 있어서 노광량을 제어함으로써, 웨이퍼 위에 남는 현상 후의 레지스트막 두께를 임의의 위치에서 원하는 두께로 컨트롤할 수 있다. 레지스트의 잔막률 곡선이 완만할수록, 현상 후의 막 두께를 제어하기 쉽다. 즉, 화학 증폭형 레지스트보다도 용해 저해형 레지스트를 사용하는 것이 바람직하다.
도 6의 설명으로 돌아가, 도 6의 (D)에 나타내는 공정에서는, 레지스트(403)를 도포한 프로세스 웨이퍼의 각 샷에 대하여, 소정의 노광 프로파일을 형성한 노광광을 조사한다. 소정의 노광 프로파일의 형성은, 대략 균일한 조도 불균일을 가진 광원(307)의 노광광을 반사·제어하는 DMD306에 대하여, 현상 후의 잔막량이 원하는 두께 분포로 되는 적산 노광량 프로파일을 부여함으로써 실현된다. 본 실시 형태에 있어서, 노광 프로파일은 2차원이다.
본 실시 형태에서는, 도 6의 (D)에 나타내는 공정에 있어서, 표면을 평탄화 하고자 한 경우는 레지스트가 도포된 i) 및 iv)의 부분은 현상에 의한 잔막률을 낮게, ii)는 그것보다도 두껍게, iii)은 ii)보다도 더 두껍게 남길 필요가 있다. 그것을 위해서는 도 7에 나타내는 예와 같은, 레지스트(403)의 적산 노광량과 잔막률 특성에 기초하여, SOC층(402)의 표면 요철을 매립하는 두께 분포가 되도록, 샷 내에 있어서의 국소마다의 최적의 적산 노광량을 구해 둔다. SOC층(402)의 표면 요철은, 예를 들어 미리 계측 또는 계산하여 준비해 둔다.
지정된 노광 프로파일(410)로 노광된 웨이퍼는, 도 6의 (E)에 나타낸 바와 같이, 현상되면, 레지스트 표면에 적산 노광량 분포에 기초한 표면 프로파일이 나타난다. 본 실시 형태에서는 평면으로 된다. 또한 이것을 도 6의 (F)에 나타낸 바와 같이 에치 백함으로써 막 두께를 원하는 두께로 조정할 수 있다. 이렇게 하여, 프로세스 웨이퍼의 하지(401)의 표면 단차의 기복 피치가 미세한 성분(예를 들어, 5㎛ 미만)은, SOC에서 평탄화된다. 그 위에 남은 완만한 기복 피치의 잔차는, 도 6의 (D)에 나타내는 공정에 의해 임의의 막 두께 분포의 초점 보상막(3)이 형성됨으로써 최종적으로 평탄화된다. 즉, 프로세스 웨이퍼(4) 위에 평탄화막이 형성된다.
도 8은, 제어부(309)의 소프트웨어 구성의 일례를 나타내는 개략도이다. 제어부(309)는, 토포그래프 계산부(1104)와, 프로파일 계산부(1105)를 포함할 수 있다. 제어부(309)는, 외부 계측기 및 후속 공정에서 사용되는 장치에 있어서의 자기 계측값의 적어도 한쪽에 기초하여, 노광 프로파일, 즉 DMD 레시피(1106)를 생성한다. 프로세스 웨이퍼(4)의 요철 정보는, 본 실시 형태에서는 프로세스 웨이퍼(4)에 대하여 AFM(Atomic Force Microscope)을 사용하여 웨이퍼 내 복수 샷 계측한 계측 정보를 사용하는 것이라고 상정하고 있다. AMF로 계측한 프로세스 웨이퍼(4)의 요철 정보는, 샷 사이에서 공통의 패턴 기인 성분과, 에칭 깊이의 웨이퍼 면내 변동 등에 의해 발생하는 샷 사이에서 다른 성분으로 나뉜다. 전자는 프로세스 웨이퍼의 샷 지형 정보(1102), 후자는 웨이퍼면의 에칭 깊이의 분포 정보(1101)로서 토포그래프 계산부(1104)에 부여된다. 한편, 다음 공정에서 사용할 노광 장치의 스캔상면은, 예를 들어 노광 장치마다, 레티클마다, 조명 모드마다, 스캔 방향마다 다른 것으로 하여 부여된다(1103). 이들 변동 요인에 대하여 공통의 프레임으로서 사용하면, 토포그래프 계산부(1104)의 입력은 샷마다 변경할 수 있는 스캔상면으로서 취급할 수 있는 것이 바람직하다. 토포그래프 계산부(1104)에 있어서, 계산 처리를 행하면, 샷마다의 초점 보상막(3)의 두께 맵이 얻어진다. 그 값과 레지스트(403)의 적산 노광량과 잔막률 특성 및 제어 대상이 되는 DMD 모듈(306)의 입력 인터페이스 및 제어 성능에 기초하여, 프로파일 계산부(1105)가 샷 내 적산 노광량 프로파일의 계산을 행한다. 이에 의해, 샷마다 정의된 DMD 레시피(1106)가 출력된다.
도 9는, 제1 실시 형태에 관한 노광 프로파일을 작성하는 처리의 흐름도이다. 이 흐름도에서 나타내는 각 동작(스텝)은, 제어부(309)에 의해 실행될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제어부(309)는, 조성물의 잔막률 특성과, 프로세스 웨이퍼(4)의 요철 정보, 즉, 프로세스 웨이퍼의 샷 지형 정보(1102) 및 웨이퍼면의 에칭 깊이의 분포 정보(1101)에 기초하여, DMD 모듈(306)의 적산광량의 분포를 제어한다.
S1001에서는, 예를 들어 외부 기기에 의해 패턴 기인의 지형도 정보를 사전 계측하고, 제어부(309)는 이것을 취득한다(S1003). 웨이퍼 표면의 요철은, 샷 단위로 반복되는 회로 패턴 기인의 단차와, 샷 내 동일 포지션에서 샷의 위치가 웨이퍼 중심 부근과 웨이퍼 에지 부근에서 다른 에칭 기인의 단차가 알려져 있다. 표면 단차의 정보를 구하기 위해서는, 예를 들어 하지 레이어의 마스크 패턴과 에칭 프로세스파라미터에 기초하여 계산으로 구하는 방법과, AFM이나 단면 SEM의 화상으로부터 프로세스 웨이퍼를 직접 계측하는 방법을 들 수 있다. 여기서 얻어진 프로세스 웨이퍼 표면의 요철 정보에 기초하여, 제어부(309)는 이것을 평탄화하기 위한 요철 보정 정보(보정량)를 계산한다(S1002). 이 계산 공정에 있어서, 0차, 1차 성분 등의 제거를 행한다.
S1003에서는, 제어부(309)는, S1002에서 얻어진 요철 보정량에 기초하여, 초점 보상막의 형상의 목표값을 계산한다. 그 후, S1004에서는, 제어부(309)는, 도 7에 예시한 레지스트(403)의 적산 노광량과 잔막률 특성에 기초하여 필요해지는 DMD 조명계의 노광 프로파일을 계산한다. 그리고, 제어부(309)는, 계산한 노광 프로파일을 DMD 제어부(310)로 전달하고, S1005에서 노광 처리가 행해진다. 그 후, S1006에 있어서 현상 처리가 행해져, 처리가 종료된다.
본 실시 형태에 따르면, 기판 위에 있어서의 주기가 긴 요철에 대해서도 평탄화하는 것이 가능해져, 노광 장치의 DOF에 기판의 노광 영역을 들어가게 하는 점에서 유리해진다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 후속 공정, 즉, 프로세스 웨이퍼(4) 위에 패턴을 형성하는 공정에서 사용되는 장치는, 막 형성 장치(5)와는 다른 장치인 것을 상정하고 있지만 동일한 막 형성 장치(5)에 의해, 후속 공정을 실시해도 된다. 또한, 패턴 기인 성분 등, 샷 사이에서 공통의 프로세스 웨이퍼(4) 표면의 요철을 평탄화하는 경우에는, 광 변조부로서 프로세스 웨이퍼(4)의 표면 형상을 따른 마스크를 사용하는 것도 가능하다. 또한, DMD 모듈(306)과 상술한 마스크를 병용해도 된다. 또한, 제어부(309)와 DMD 제어부(310)는, 별체일 필요는 없고, 하나의 제어부여도 된다.
또한, 막 형성 장치(5)는, 형성된 초점 보상막(3)의 표면 형상 및 두께의 적어도 한쪽을 계측하는 계측부를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 예를 들어 제어부(309)는 계측부에 의한 계측 결과에 기초하여, 노광 프로파일이나, 초점 보상막(3)의 레지스트의 막 두께로 피드백을 한다. 이러한 구성으로 함으로써, 프로세스 웨이퍼(4)의 표면의 평탄화 제도를 향상시키는 것이 가능해져, 노광 장치의 DOF에 기판의 노광 영역을 들어가게 하는 점에서 더 유리해진다.
제2 실시 형태
제2 실시 형태에서는, 제어부(309)는, 조성물의 잔막률 특성과, 전사에서 사용되는 레티클 등의 결상면의 만곡 형상에 기초하여, DMD 모듈(306)의 적산광량의 분포를 제어한다. 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 다른 점에 대하여, 주로 설명을 한다.
도 10은, 제2 실시 형태에 관한 초점 보상막 형성 프로세스를 설명하는 도면이다. 도 10의 (A) 내지 (E)는, 시계열순으로 프로세스 웨이퍼 위의 1샷에 착안한 초점 보상막 형성의 순서를 나타내고 있다.
제2 실시 형태는, 프로세스 웨이퍼의 평탄화가 아니라, 프로세스 웨이퍼의 표면에 후속 공정에서 사용할 노광 장치의 스캔상면을 따른 곡면을 형성하는 것을 목적으로 한 프로세스이다. 프로세스 웨이퍼에 초점 보상막을 형성한 후에는, 도 1에 있어서 설명한 레지스트층(1)을 도포하고, 노광 장치에 의한 패턴 전사를 행한다.
도 10의 (A)의 공정은, 레지스트를 도포하기 전의 프로세스 웨이퍼(501)의 상태이고, 표면 상태는 예를 들어 웨이퍼 에칭을 행하기 전, 또는 도 6에 나타낸 프로세스에 의해 표면이 평탄화된 상태를 상정하고 있다. 도 10의 (B)의 공정에서는, 평탄화된 프로세스 웨이퍼(501) 위에 레지스트(403)를 도포한다. 도 10의 (C)에 나타내는 공정에서는, 도포된 레지스트(403)에 대하여 미리 준비한 노광 프로파일에 기초한 노광광을 조사한다. 노광 프로파일(510)인 적산 노광량 맵은, 후속의 노광 장치에 있어서의 패턴의 전사 공정에서 사용하는 스캔상면 만곡과, 레지스트의 노광량과 잔막률의 특성(도 7에 나타냄)에 기초하여 계산되어, DMD 제어부(310)에 넘겨진다. 노광 프로파일은, 샷 내 국소마다의 적산 노광량 목표값을 정의한 목표값 데이터군이다. 본 실시 형태에 나타낸 레지스트(403)는, 일례로서, 노광 에너지를 부여한 곳의 잔막률은 적고, 노광하지 않는 부분의 잔막률이 많아지는 관계에 있는 것을 사용한다. 따라서, DMD 모듈(306)에 부여되는 노광 프로파일(510)은, 얻고 싶은 웨이퍼 표면의 기복 프로파일의 역상의 목표값으로 된다.
도 10의 (D)에 나타내는 공정에서는, 상기 노광 완료의 웨이퍼의 현상을 행하고, 도 10의 (E)에 나타내는 공정에서는 최박부의 레지스트의 막 두께가 원하는 높이로 될 때까지 에치 백한다. 상기 설명한 바와 같이, 도 10의 (A)의 프로세스 웨이퍼(501)의 표면 상태는 본 제2 실시 형태를 적용하는 데 있어서 평탄화되어 있는 것이 전제로 되어 있다. 패터닝된 웨이퍼를 평탄화하는 방법은, 상술한 제1 실시 형태에 개시한 방법을 사용해도 된다. 또한, 평탄화 기준이 되는 유리 평판의 슈퍼 스트레이트라고 불리는 형을, 레지스트를 도포한 웨이퍼에 압박하여 레지스트의 리플로우를 일으키게 한다. 그리고, 레지스트가 유리 기판의 표면을 따르는 상태에 도달한 시점에서 UV광을 조사하여 레지스트 경화시켜, 슈퍼 스트레이트를 이형하는 방법을 사용해도 된다. 또한 CMP(Chemical mechanical polishing), SOC 등의 기술을 사용해도 된다. 즉, 패턴 형성된 프로세스 웨이퍼의 처리로서, (1) 평탄화 (2) 다음 공정의 스캔상면에 맞춘 기복 형성의 순번으로 적용함으로써, 본래의 목적인 협DOF 시스템에 대한 포커스 마진의 확보를 실현할 수 있다.
도 11은, 제2 실시 형태에 관한 노광 프로파일을 작성하는 처리의 흐름도이다. 이 흐름도로 나타내는 각 동작(스텝)은, 제어부(309)에 의해 실행될 수 있다. 도 9에 나타낸 스텝과 마찬가지의 스텝에 대해서는 동일한 스텝 번호를 붙여, 중복되는 설명은 생략한다. 본 실시 형태의 처리를 적용하기 위해서는, 다음 공정에서 사용할 노광 장치 및 레티클을 미리 특정해 두는 것이 필요하다.
S2001에서는, 제어부(309)는, 특정한, 즉 후속 공정에서 사용되는 노광 장치와 레티클의 조합에 의한 베스트 포커스면을 구한다.
S2002에서는, 제어부(309)는, 평면이라고 가정한 웨이퍼 표면이 스캔상면을 따르기 위한 보정량을 계산한다. 구체적으로는, 제어부(309)는, S2001에서 구한 베스트 포커스면으로부터 서보 추종에서 보정되는 0차, 1차 성분, 후속의 노광 장치에 있어서의 스캔 방향에 관한 저차 비평면 성분(예를 들어, 2차까지)을 빼고 스캔상면으로 한다. S1003 내지 S1006에 대해서는, 도 9와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 따르면, 후속 공정에서 사용되는 장치의 상면 형상을 따른 표면 형상을 갖는 초점 보상막을 형성할 수 있어, 노광 장치의 DOF에 기판의 노광 영역을 들어가게 하는 것이 가능하게 된다.
제3 실시 형태
제3 실시 형태는, 프로세스 웨이퍼의 평탄화가 아니라, 프로세스 웨이퍼의 표면에 패턴을 기판 위에 전사하는 후속 공정에서 사용할 노광 장치의 스캔상면을 따른 곡면을 형성하는 것을 목적으로 한 프로세스이다. 프로세스 웨이퍼에 초점 보상막 형성을 형성한 후에는, 도 1에 있어서 설명한 레지스트층(1)을 도포하여, 노광 장치에 의한 패턴 전사를 행한다.
도 12는, 제3 실시 형태에 관한 초점 보상막 형성 프로세스를 설명하는 도면이다. 도 12의 (A) 내지 (F)는, 시계열순으로 프로세스 웨이퍼 위의 1샷에 착안한 초점 보상막 형성의 순서를 나타내고 있다.
도 12의 (A)는, 요철 패턴이 형성되어 있는 프로세스 웨이퍼의 하지(401)를 나타내는 도면이다. 도 12의 (B)의 공정에서 SOC를 스핀 코트하여 SOC층(402)을 형성한다. 이 SOC층(402)은, 제1 실시 형태의 도 6에 나타낸 것과 동일하며, 프로세스 웨이퍼(4)의 요철 주기가 짧은 성분을 평활화하는 것을 목표로 한 것이다. 이 SOC층(402)은, 프로세스 웨이퍼의 요철 주기가 짧은 성분을 평활화하는 것을 목표로 한 것이지만, 도 6과 마찬가지로, 최종적으로 요구되는 레지스트층(1)의 표면 프로파일의 요구 정밀도에 따라서는 반드시 필수의 것은 아니다. 도 12의 (C)에 나타내는 공정에 있어서, 레지스트(403)도 도 6에서 설명한 것과 동일하고, 스핀 코터나 진공 증착 등의 수단을 사용하여 도포한다.
도 12의 (D)에 나타내는 공정에서는, 레지스트를 도포한 프로세스 웨이퍼의 각 샷에 대하여, 소정의 노광 프로파일을 형성한 노광광을 조사한다. 소정의 노광 프로파일의 형성은 대략 균일한 조도 불균일을 가진 광원(307)의 노광광을 반사·제어하는 DMD 모듈(306)에 대하여, 현상 후의 잔막량이 원하는 두께 분포가 되는 적산 노광량 프로파일을 부여함으로써 실현된다. 본 실시 형태에 있어서, 노광 프로파일은 2차원이다. 제1 실시 형태의 도 6과, 제3 실시 형태에서는, 노광 프로파일이 다르다. 제3 실시 형태의 노광 프로파일(610)은, SOC층(402)의 표면에 남은 주기가 긴 요철을 보정하기 위한 노광 프로파일(410)과, 후속 공정에서 사용할 노광 장치의 스캔상면에 맞춘 기복을 작성하기 위한 노광 프로파일(510)의 합산값으로 되어 있다. 도 12의 (E)에 나타내는 공정에서는, 상기 노광 완료된 웨이퍼의 현상을 행하고, 도 12의 (F)에 나타내는 공정에서는 최박부의 레지스트막 두께가 원하는 높이로 될 때까지 에치 백한다.
도 13은, 제3 실시 형태에 관한 노광 프로파일을 작성하는 처리의 흐름도이다. 이 흐름도에서 나타내는 각 동작(스텝)은, 제어부(309)에 의해 실행될 수 있다. 도 9 및 도 11에 나타내는 스텝과 마찬가지의 스텝에 대해서는 동일한 스텝 번호를 붙여, 중복되는 설명은 생략한다. 본 실시 형태의 처리를 적용하기 위해서는, 다음 공정에서 사용할 노광 장치 및 레티클을 미리 특정해 두는 것이 필요하다.
본 실시 형태에 있어서의 플로에서는, S1001 내지 1002와, 2001 내지 S2002의 양쪽의 공정이 행해진다. 또한, S1001 내지 1002와, S2001 내지 S2002는, 병행하여 행해져도 된다. 상세한 설명에 대해서는 도 9 및 도 11과 마찬가지이기 때문에 생략한다. S1003 내지 S1006에 대해서도, 도 9와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태의 도 6에 나타낸 프로세스 웨이퍼의 평탄화와, 제2 실시 형태에 나타낸 후속 공정에서 사용할 노광 장치의 스캔상면에 맞춘 기복을 작성하는 공정을 한번의 초점 보상막의 형성 프로세스로 대응할 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이 상술한 실시 형태는, ArF 액침 노광 장치, EUV 노광 장치와 같은 DOF가 좁은 리소그래피 장치에 있어서의 노광 처리에 앞서 행하는 것이다. 상술한 실시 형태는, 노광 대상이 되는 프로세스 웨이퍼의 프로세스 기인의 표면 단차를 평탄화하고, 그것에 더하여 상기한 리소그래피 장치의 재현성이 있는 스캔상면 성분을 보상하는 곡면 형상의 박막(초점 보상막)을 미리 형성한다. 그리고, 그 위에 포토레지스트층을 형성함으로써, 리소그래피 장치측의 디포커스 요인을 피드 포워드 보정하는 것이다. 특히 초점 보상막의 형성에 있어서는, 흡수한 노광 에너지에 대하여 비례적으로 변화되는 구간이 SOC보다도 긴 레지스트를 사용한다. 그리고, 동 레지스트를 노광하는 적산 노광량을 국소마다 변경하여, 임의의 막 두께를 형성함으로써 상기 피드 포워드해야 할 웨이퍼 표면 형상을 형성하는 것이다.
물품의 제조 방법의 실시 형태
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 물품 제조 방법을 설명한다. 해당 물품 제조 방법은, 상기한 막 형성 장치 또는 막 형성 방법에 의해 기판 위에 막을 형성하는 공정과, 기판 위의 상기 막 위에 포토레지스트막을 배치하는 공정을 포함할 수 있다. 해당 포토레지스트막은, 예를 들어 스핀 코터 등의 도포 장치를 사용하여 해당 막 위에 배치될 수 있다. 또한, 해당 물품 제조 방법은, 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상 프로세스에 의해 패터닝하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 해당 포토레지스트 패턴을 사용하여 기판을 처리하는 공정을 포함할 수 있다. 해당 포토레지스트막의 노광은, 노광 장치, 바람직하게는 주사 노광 장치를 사용하여 이루어질 수 있다. 해당 물품 제조 방법에서는, 이상의 공정을 거친 기판 S로부터 물품이 제조된다.
〔그 밖의 실시 형태〕
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 이들 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태의 하나 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 통해 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 있어서의 하나 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어내어 실행하는 처리에서도 실현 가능하다. 또한, 하나 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실현 가능하다.
본 출원은, 앞서 출원된, 2020년 2월 25일에 출원된 일본 특허 출원 제2020-29576호의 이익을 주장하는 것이다. 또한, 이 일본 특허 출원의 내용은 본 명세서에 있어서 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
4: 프로세스 웨이퍼
5: 막 형성 장치
306: DMD 모듈
309: 제어부
310: DMD 제어부

Claims (14)

  1. 기판 위의 조성물에 광을 조사하여 상기 기판 위에 상기 조성물의 막을 형성하는 막 형성 장치이며,
    상기 기판 위에 상기 광의 적산광량의 분포를 형성하는 광 변조부와,
    상기 광 변조부를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 조성물의 잔막률 특성과, 후속 공정에서 사용되는 원판의 결상면의 만곡 형상 및 상기 기판 위에 형성된 하지막의 표면 형상의 적어도 한쪽에 기초하여, 상기 광 변조부의 적산광량의 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는, 막 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후속 공정은, 노광 장치에 의해, 상기 원판의 패턴을 상기 기판에 전사하는 공정인 것을 특징으로 하는, 막 형성 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 결상면의 만곡 형상에 기초하여, 상기 기판 위에 상기 결상면의 만곡 형상을 따른 막을 형성하도록, 상기 적산광량의 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는, 막 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결상면의 만곡 형상을 따른 막은, 평탄화막 위에 형성되는 것을 특징으로 하는, 막 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판 위에 형성된 상기 하지막의 표면 형상에 기초하여, 상기 기판 위에 평탄화막을 형성하도록, 상기 적산광량의 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는, 막 형성 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 적어도 상기 광의 조도, 파장 및 조사 시간의 적어도 하나를 사용하여 상기 적산광량을 제어하는 것을 특징으로 하는, 막 형성 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 복수의 샷 영역에 대하여 일괄하거나 또는 상기 샷 영역마다 상기 막을 형성하는 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 막 형성 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 위에 형성된 상기 조성물의 막의 표면 형상 및 두께의 적어도 한쪽을 계측하는 계측부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 계측부에 의한 계측 결과에 기초하여, 상기 적산광량을 보정하는 것을 특징으로 하는, 막 형성 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판 위에 형성된 상기 하지막의 표면의 요철의 깊이에 기초하여 상기 적산광량을 제어하는, 막 형성 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물은, 용해 저해형 레지스트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 막 형성 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물의 패턴이 형성된 상기 기판을 보유 지지하여 이동하는 기판 보유 지지부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 패턴의 형상과, 상기 기판 위에 형성하는 상기 적산광량의 분포에 기초하여 상기 기판 보유 지지부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 막 형성 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 변조부는, 디지털 미러 디바이스 및 상기 적산광량의 분포를 형성하기 위한 마스크의 어느 한쪽을 포함하는, 막 형성 장치.
  13. 기판 위의 조성물에 광을 조사하여 상기 기판 위에 상기 조성물의 막을 형성하는 막 형성 방법이며,
    상기 기판 위에 상기 광의 적산광량의 분포를 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 적산광량의 분포는, 상기 조성물의 잔막률 특성과, 후속 공정에서 사용되는 원판의 결상면의 만곡 형상 및 상기 기판 위에 형성된 하지막의 표면 형상의 적어도 한쪽에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 막 형성 방법.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 막 형성 장치에 의해 기판 위에 조성물의 막을 형성하는 공정과,
    상기 막 위에 포토레지스트막을 배치하는 공정과,
    상기 포토레지스트막을 노광 및 현상 프로세스에 의해 패터닝하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 포토레지스트 패턴을 사용하여 상기 기판을 처리하는 공정을 포함하고,
    상기 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는, 물품 제조 방법.
KR1020227032179A 2020-02-25 2021-02-09 막 형성 장치, 막 형성 방법 및 물품의 제조 방법 KR20220143722A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2020-029576 2020-02-25
JP2020029576A JP2021135334A (ja) 2020-02-25 2020-02-25 膜形成装置、膜形成方法、および物品の製造方法
PCT/JP2021/004765 WO2021172003A1 (ja) 2020-02-25 2021-02-09 膜形成装置、膜形成方法、および物品の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220143722A true KR20220143722A (ko) 2022-10-25

Family

ID=77491825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227032179A KR20220143722A (ko) 2020-02-25 2021-02-09 막 형성 장치, 막 형성 방법 및 물품의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220357667A1 (ko)
JP (1) JP2021135334A (ko)
KR (1) KR20220143722A (ko)
CN (1) CN115151867A (ko)
TW (1) TW202136927A (ko)
WO (1) WO2021172003A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9415418B2 (en) 2013-08-19 2016-08-16 Board Of Regents, The University Of Texas System Programmable deposition of thin films of a user-defined profile with nanometer scale accuracy

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001144009A (ja) * 1999-11-18 2001-05-25 Nikon Corp 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP2007140166A (ja) * 2005-11-18 2007-06-07 Shinko Electric Ind Co Ltd 直接露光装置および照度調整方法
JP2008134614A (ja) * 2006-10-10 2008-06-12 Canon Inc パターン形成方法及びこれを用いたデバイスの製造方法
JP5697188B2 (ja) * 2009-09-15 2015-04-08 国立大学法人東北大学 露光装置および露光方法
JP2013171984A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Pmt:Kk パターン投影装置およびパターン投影方法
JP2014066870A (ja) * 2012-09-26 2014-04-17 Hitachi High-Technologies Corp パターン形成方法及び装置、露光装置並びに表示用パネル製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9415418B2 (en) 2013-08-19 2016-08-16 Board Of Regents, The University Of Texas System Programmable deposition of thin films of a user-defined profile with nanometer scale accuracy

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021172003A1 (ja) 2021-09-02
TW202136927A (zh) 2021-10-01
CN115151867A (zh) 2022-10-04
JP2021135334A (ja) 2021-09-13
US20220357667A1 (en) 2022-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW445212B (en) Lithographic projection apparatus, correction device for the same, and method for manufacturing semiconductor devices
US6309809B1 (en) Multi-layer integrated imaging/image recording process with improved image tolerances
JP4482543B2 (ja) リソグラフィ基板の露光方法
TWI432913B (zh) 微影系統、元件製造方法、設定點資料最佳化方法及產生最佳化設定點資料的裝置
JP4473840B2 (ja) リソグラフィ装置及び装置製造方法
CN1916770A (zh) 选择栅格模型以修正工艺配方的方法及其光刻组件
US9046788B2 (en) Method for monitoring focus on an integrated wafer
JP2007318131A (ja) リソグラフィ装置および熱ひずみを小さくする方法
US7184124B2 (en) Lithographic apparatus having an adjustable projection system and device manufacturing method
JP6656267B2 (ja) 基板サポート、基板の上面の非平坦性を補償する方法、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2012104853A (ja) リソグラフィ装置および二重露光オーバレイ制御を用いたデバイス製造方法
TW200935186A (en) Lithographic apparatus, stage system and stage control method
JP5068844B2 (ja) リソグラフィ方法及びリソグラフィ装置
KR20050026887A (ko) 기판노광방법 및 리소그래피 투영장치
JP2020118983A (ja) リソグラフィ装置用基板テーブル、および基板の装填方法
KR20210015665A (ko) 물품 제조 방법, 막 형성 방법, 몰드 제조 방법, 노광 장치, 정보 처리 방법 및 프로그램
TW201809858A (zh) 用於微影程序之判定護膜補償校正之方法、度量衡裝置及電腦程式
KR20010006578A (ko) 광학 보정 플레이트, 및 전사 투영 장치에의 적용
JP4567658B2 (ja) デバイス製造方法およびコンピュータプログラム製品
TWI359335B (en) Lithographic processing cell and device manufactur
WO2021172003A1 (ja) 膜形成装置、膜形成方法、および物品の製造方法
JP5127684B2 (ja) 露光スリットの形状が調整された、基板トポロジーによる焦点誤差の抑制を可能にするリソグラフィ装置およびデバイス製造方法
JP4848229B2 (ja) リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
TWI752604B (zh) 微影製程之子場控制及其相關設備
JP7178932B2 (ja) 露光装置、および物品製造方法