曝光条件设定方法、衬底处理装置和计算机程序制造方法及图纸

一种曝光条件设定方法、衬底处理装置和计算机程序，在具有被刻蚀层的测试衬底的该被刻蚀层上形成抗蚀剂膜，分别改变曝光量和聚焦值，以预定的测试图形对抗蚀剂膜的多个部位进行逐次曝光、显影，在上述多个部位形成抗蚀剂图形。然后，对被刻蚀膜进行刻蚀，剥离抗蚀剂图形，通过散射测量技术测定上述多个部位的被刻蚀膜的图形的形状，根据逐次曝光的曝光量以及聚焦值、抗蚀剂图形的线宽和刻蚀图形的线宽，决定为了得到所希望形状的刻蚀图形所允许的曝光量和聚焦值的组合的管理范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在制造半导体装置等的步骤中为了形成有良好形状的 刻蚀图形而对以预定图形对用作刻蚀掩模的抗蚀剂膜进行曝光时的最 佳曝光条件进行设定的曝光条件设定方法、以及为了执行该曝光条件 设定方法所用的衬底处理装置和计算机程序。
技术介绍
在具有嵌入式结构等多层布线结构的半导体装置的制造工艺中， 例如，在层间绝缘膜上形成抗蚀剂膜，以用预定图形对抗蚀剂膜进行 曝光、显影后所形成的抗蚀剂图形作为刻蚀掩模，对层间绝缘膜进行 等离子体刻蚀，进行层间绝缘膜的构图。另外，在光掩模的制作中， 在设置于衬底上的遮光层上形成抗蚀剂图形，用干法刻蚀对遮光层进 行构图。如下述的专利文献1所述的那样，可通过定期对刻蚀图形的形状 进行SEM观察来进行这样形成的刻蚀图形的线宽等的管理。而且，当 刻蚀图形的形状在既定的尺寸范围之外的情况下，操作人员根据过去 的处理数据等，改变刻蚀条件或形成作为刻蚀掩模的抗蚀剂图形用的 光刻步骤中的处理条件(曝光量或聚焦值)等，由此，进行刻蚀图形 的尺寸改变。然而，存在如下问题由于SEM观察必须熟练、对形状判断因人 而异，所以，为了决定曝光条件，需要较长的时间。另外，可用上述 尺寸改变方法进行调整的刻蚀图形的尺寸仅限于每1枚晶片(或每批) 的平均尺寸，无法改善l枚晶片的面内的尺寸的分散性。专利文献l:特开2003 - 59990号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于容易得到所希望形状的刻蚀图形 的曝光条件设定方法。本专利技术的另一目的在于提供一种用于在衬底的整个面内得到所希 望形状的刻蚀图形的曝光条件设定方法。本专利技术的另 一 目的在于提供一种用于执行这样的曝光条件设定方 法的衬底处理装置和计算机程序。按照本专利技术的第一方面，提供一种曝光条件设定方法，具有如下步骤在具有被刻蚀层的测试衬底的该被刻蚀层上形成抗蚀剂膜，分 别改变曝光量和聚焦值，以预定的测试图形对上述抗蚀剂膜的多个部 位逐次进行膝光、显影，在上述多个部位形成抗蚀剂图形；通过散射 测量(7年亇亍口^卜!；)技术测定上述多个部位的抗蚀剂图形的形状； 使用形成有上述抗蚀剂图形的抗蚀剂膜作为刻蚀掩模，对上述被刻蚀 层进行刻蚀，从上述衬底上剥离上述抗蚀剂膜，在上述多个部位形成 刻蚀图形；通过散射测量技术测定上述多个部位的刻蚀图形的形状； 根据对上述多个部位进行逐次曝光时的上述各部位的啄光量和聚焦值 的组合、上述多个部位的上述抗蚀剂图形的形状测定结果和上述多个 部位的上述刻蚀图形的形状测定结果，决定为了得到所希望形状的刻 蚀图形所允许的曝光量和聚焦值的组合的管理范围。在上述第一方面中，还可以具有如下步骤在决定了上述管理范 围后，决定上述管理范围内的1组曝光量和聚焦值的组合；在具有被 刻蚀层的产品衬底的该被刻蚀层上形成抗蚀剂膜，根据上述所决定的 曝光量和聚焦值以预定的产品图形对该抗蚀剂膜进行曝光、显影，对 上述被刻蚀层进行刻蚀，剥离上述抗蚀剂膜，形成刻蚀图形；通过散 射测量技术测定上述刻蚀图形的形状；判断上述刻蚀图形的形状是否 在预定的允许尺寸范围内；在上述刻蚀图形的形状在上述允许尺寸范 围之外的情况下，决定属于上述管理范围的新的曝光量和聚焦值的组 合，以使其后处理的另外的产品衬底上所形成的刻蚀图形的形状落在 上述允许尺寸范围内。另外，在上述第一方面中，还可以具有如下步骤在决定了上述 管理范围后，决定上述管理范围内的1组曝光量和聚焦值的组合；在 具有被刻蚀层的产品衬底的该被刻蚀层上形成抗蚀剂膜，根据上述所决定的曝光量和聚焦值以预定的产品图形对该抗蚀剂膜进行曝光、显影，对上述被刻蚀层进行刻蚀，剥离上述抗蚀剂膜，形成刻蚀图形； 通过散射测量技术测定上述刻蚀图形的形状；判断上述刻蚀图形的形 状是否在预定的允许尺寸范围内；当形成在上述产品衬底上的刻蚀图 形的形状在预定的允许尺寸范围之外而且要改变曝光量和聚焦值使得 其后处理的另外的产品衬底上所形成的刻蚀图形的形状落在上述允许 尺寸范围内时，在该新的啄光量和聚焦值的组合在上述管理范围之外 的情况下，以该新的膝光量和聚焦值使用上述产品图形对上述另外的 产品衬底进行曝光、显影，测定所得到的抗蚀剂图形的形状；在上述 抗蚀剂图形的形状在预定的尺寸范围内的情况下，根据上述测试图形 的目标尺寸、形成在上述测试衬底上的抗蚀剂图形的形状、以及上述 逐次曝光中所使用的曝光量和聚焦值的组合，决定曝光量和聚焦值的 组合的新的管理范围；在上述抗蚀剂图形的形状在上述尺寸范围外的 情况下，再执行用于使用新的测试衬底决定曝光量和聚焦值的组合的 新的管理范围的一系列处理。此时，在使用上述新的测试衬底决定新的管理范围的情况下，在 新的测试衬底的处理之前，优选对从形成抗蚀剂膜至刻蚀处理后的抗 蚀剂图形剥离的一系列处理中所用的装置进行检查。另外，在上述第一方面中，优选上述多个部位构成以曝光量和聚 焦值为要素的矩阵，优选上述图形的测定对象包含图形的线宽。按照本专利技术的第二方面，提供一种衬底处理装置，其具备曝光 处理部，以预定的图形对形成在具有被刻蚀层的村底的该被刻蚀层上 的抗蚀剂膜进行膝光；图形形状测定部，通过散射测量技术测定抗蚀 剂图形的形状和刻蚀图形的形状；控制部，控制上述曝光处理部和上 述图形形状测定部，其中，上述控制部根据如下内容决定为了得到所 希望的刻蚀图形所允许的曝光量和聚焦值的组合的管理范围，即用 上述图形形状测定部测定上述多个部位的抗蚀剂图形的形状的结果， 该多个部位的抗蚀剂图形的形状是分别改变曝光量和聚焦值以预定的 测试图形对形成在衬底上的抗蚀剂膜的多个部位进行逐次曝光、显影 而得到的；用上述图形形状测定部测定上述多个部位的刻蚀图形的形 状的结果，该多个部位的刻蚀图形的形状是通过以形成有上述抗蚀剂 图形的抗蚀剂膜为刻蚀掩模对上述被刻蚀层进行刻蚀而形成的；以及对上述多个部位逐次曝光时的上述各部位的曝光量和聚焦值的组合。在上述第二方面中，当形成在以上述管理范围内的一组曝光量和 聚焦值的组合进行曝光后的产品衬底上的刻蚀图形的形状在预定的允 许尺寸范围之外时，上述控制部决定属于上述管理范围的新的曝光量 和聚焦值的组合，以使其后进行的另外的产品衬底上所形成的刻蚀图 形的形状落在上述允许尺寸范围内。另外，在上述第二方面中，当形成在使用上述管理范围内的一组 曝光量和聚焦值的组合进行曝光后的产品衬底上的刻蚀图形的形状在 预定的允许尺寸范围之外、而且要改变曝光量和聚焦值以使其后所处 理的另外的产品衬底上所形成的刻蚀图形的形状落在上述允许尺寸范 围内时，在该新的啄光量和聚焦值的组合在上述管理范围之外的情况 下，上述控制部控制上述曝光处理部，以使以该新的曝光量和聚焦值 对上述另外的产品衬底进行膝光，在以新的膝光量和聚焦值进行曝光 处理后的另外的产品衬底上所形成的抗蚀剂图形的形状落在预定的尺 寸范围内的情况下，根据形成在上述逐次膝光后的衬底上的抗蚀剂图 形的形状、形成该抗蚀剂图形所使用的光掩模的目标尺寸、以及上述 逐次曝光所使用的啄光量与聚焦值的组合，决定啄光量和聚焦值的组 合的新的管理范围。此外，在上述第二方面中，上述图形形状测定部以具有测定抗蚀 剂图形的形状的第一测定部和测定刻蚀图形的形状的第二测定部的方 式构成。按照本专利技术的第三方面，提供一种计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底处理装置，其具备：曝光处理部，以预定的图形对形成在具有被刻蚀层的衬底的该被刻蚀层上的抗蚀剂膜进行曝光；图形形状测定部，通过散射测量技术测定抗蚀剂图形的形状和刻蚀图形的形状；以及控制部，控制上述曝光处理部和上述图形形状测定部，其特征在于，　上述控制部根据如下内容，在上述刻蚀图形之中存在其形状在预定的允许尺寸范围外的区域的情况下，改变上述测试衬底的曝光量和聚焦值的组合，以使全部刻蚀图形的形状落在上述允许尺寸范围内，即：用上述图形形状测定部测定上述多个部位的抗蚀剂图形的形状的结果，该多个部位的抗蚀剂图形的形状是分别改变曝光量和聚焦值、以预定的测试图形对形成在测试衬底上的抗蚀剂膜的多个部位进行逐次曝光、显影而得到的；对上述多个部位进行逐次曝光时的上述各部位的曝光量和聚焦值的组合；用上述图形形状测定部测定上述被刻蚀层的刻蚀图形的形状的结果，该被刻蚀层的刻蚀图形的形状是以预定的产品图形按预定的曝光量和聚焦值对具有被刻蚀层和抗蚀剂膜的产品衬底的该抗蚀剂膜进行曝光、显影、刻蚀并剥离上述抗蚀剂膜而得到的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：泽井和夫，园田明弘，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]