專利名稱：原版、曝光監(jiān)測(cè)方法、曝光方法和半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)多重曝光過程中的實(shí)效性的曝光量的原版、和曝光監(jiān)測(cè)方法。此外，還涉及使用該曝光監(jiān)測(cè)方法的曝光方法和半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
近些年來，需要進(jìn)行多次曝光過程的多重曝光法，作為微細(xì)加工技術(shù)之一受到了人們的觀注。半導(dǎo)體器件的性能，很大程度地受布線圖案的尺寸的支配。因此，在使用多重曝光法的工序中，就要求更高精度地控制目的為提高尺寸精度的控制參數(shù)。在使用多重曝光法的情況下，通常要先對(duì)各個(gè)曝光過程分別求出曝光條件，然后在所求出的曝光條件下進(jìn)行各個(gè)曝光過程來實(shí)施多重曝光。
光刻工序，是用曝光裝置向已涂敷了抗蝕劑膜的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行電路圖案的復(fù)制的工序。在使用縮小投影曝光裝置的圖案形成中，曝光裝置的分辨率，與曝光光的波長(zhǎng)λ成比例，與孔徑數(shù)NA成反比例。因此，對(duì)半導(dǎo)體器件的微細(xì)化的要求，迄今為止一直都進(jìn)行曝光波長(zhǎng)的短波長(zhǎng)化、投影透鏡的高NA化以及伴隨其的工藝改進(jìn)。但是，對(duì)于近些年來的半導(dǎo)體器件的進(jìn)一步的微細(xì)化要求來說，曝光寬余量和焦點(diǎn)深度的確保變得極其困難起來。為此，為了有效地運(yùn)用小的曝光寬余量，實(shí)現(xiàn)加工尺寸精度的提高而不會(huì)招致成品率降低，就要求更高精度的曝光量和焦點(diǎn)管理。
說到曝光量管理，人們提出了這樣的方案在要使用的縮小投影曝光裝置中，在半導(dǎo)體襯底上用不進(jìn)行析像的步距，通過配置有在1個(gè)方向上連續(xù)地改變透光部分和遮光部的尺寸比的圖案的原版，使曝光量具有傾斜分布地進(jìn)行曝光的曝光量監(jiān)測(cè)法(參看專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1)。倘采用該方法，則可以知道抗蝕劑掩模圖案形成的實(shí)效性的合適曝光量的變動(dòng)分布。此外，人們還提出了采用連續(xù)地配置透過率不同的多個(gè)圖案的辦法，形成具有照射量的傾斜分布的圖案的方法(參看非專利文獻(xiàn)2)。
特開2000-310850號(hào)公報(bào)(第5-9頁，圖1)[非專利文獻(xiàn)1]SPIE集成電路計(jì)量學(xué)、檢查和工藝控制4(Integrated CircuitMetrology，Inspection，and Process Control4)，第1261卷，1990年，315頁[非專利文獻(xiàn)2]SPIE集成電路計(jì)量學(xué)、檢查和工藝控制4(Integrated CircuitMetrology，Inspection，and Process Control4)，第2726卷，1996年，799頁發(fā)明內(nèi)容如上所述，在微細(xì)加工中，為了追求半導(dǎo)體器件的圖案尺寸的加工精度或均一性，高精度地控制光刻的曝光條件是重要的。但是，在2重曝光的情況下，存在著第1曝光過程和第2曝光過程相互間的感光過度的影響。由于該相互間的感光過度，故就會(huì)從已設(shè)定了曝光量的曝光條件偏離開來。其結(jié)果是存在著完工后的圖案尺寸與設(shè)計(jì)尺寸不同的問題。在以往一直使用著的曝光量監(jiān)測(cè)法中，盡管可以預(yù)測(cè)多重曝光法的各個(gè)曝光過程中的實(shí)效性的曝光量，但是也存在著不能預(yù)測(cè)因進(jìn)行多重曝光而對(duì)每一者的曝光量造成的影響的問題。
本發(fā)明在目的在于解決這樣的課題，提供可以高精度地監(jiān)測(cè)多重曝光過程中的實(shí)效性的曝光量的原版、曝光監(jiān)測(cè)方法和應(yīng)用曝光監(jiān)測(cè)方法的曝光方法、半導(dǎo)體器件的制造方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明的第1特征主要涉及一種原版，該原版具備(a)第1掩模部，該第1掩模部具有第1遮光部、配置在設(shè)置在第1遮光部上的第1窗口部?jī)?nèi)的，使光透過率朝向1個(gè)方向地增加的第1曝光監(jiān)測(cè)圖案，和配置在設(shè)置在第1遮光部上的第2窗口部?jī)?nèi)的，使光透過率朝向1個(gè)方向的反方向地增加的第2曝光監(jiān)測(cè)圖案，(b)第2掩模部，該第2掩模部具有第2遮光部，在與第1掩模部對(duì)準(zhǔn)時(shí)，配置在設(shè)置在與第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的第2遮光部上的第3窗口部?jī)?nèi)的，使透過率朝向1個(gè)方向地增加的第3曝光監(jiān)測(cè)圖案，以及，設(shè)置在與第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置上的第2遮光部上且配置在第4窗口部?jī)?nèi)的，使光透過率朝向反方向地增加的第4曝光監(jiān)測(cè)圖案。
倘采用本發(fā)明的第1特征，則可以提供可以高精度地監(jiān)測(cè)在多重曝光過程中的實(shí)效性的曝光量的原版。
在本發(fā)明的第1特征中，第1掩模部和第2掩模部也可以配置在同一掩模襯底上。此外，也可以將第1掩模部配置在第1掩模襯底上，將第2掩模部配置在第2掩模襯底上。
本發(fā)明的第2特征主要是涉及一種曝光監(jiān)測(cè)方法，該方法包括(a)向抗蝕劑上，從設(shè)置在第1遮光部上的第1窗口部以第1曝光量，使曝光量在1個(gè)方向上傾斜分布地復(fù)制第1曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；(b)向抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在第1遮光部上的第2窗口部以第1曝光量，使曝光量在與1個(gè)方向的反方向上傾斜分布地復(fù)制第2曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；(c)向抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在與第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的第2遮光部上的第3窗口部以可變曝光量，使曝光量在1個(gè)方向上傾斜分布地復(fù)制第3曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；(d)向抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在與第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的第2遮光部上的第4窗口部以可變曝光量，使曝光量在反方向上傾斜分布地復(fù)制第4曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；(e)測(cè)定已復(fù)制上第1和第3曝光監(jiān)測(cè)圖案的第1和第3監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜間的第1圖案變位，和已復(fù)制上第2和第4曝光監(jiān)測(cè)圖案的第2和第4監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜間的第2圖案變位的步驟；(f)求出相對(duì)于第1曝光量和可變曝光量間的曝光量差的第1和第2圖案變位間的變位的步驟；(g)根據(jù)在可變曝光量與第1曝光量相等的情況下求得的變位值計(jì)算由第1曝光量產(chǎn)生的感光過度曝光量的步驟。在這里，上述的(a)和(b)的步驟既可以是同時(shí)的，也可以是分開的。此外，(c)和(d)的步驟既可以是同時(shí)的，也可以是分開的。
倘采用本發(fā)明的第2特征，則可以提供可以高精度地監(jiān)測(cè)多重曝光過程中的實(shí)效性的曝光量的曝光監(jiān)測(cè)方法。
本發(fā)明的第3特征主要是涉及一種曝光方法，該方法包括(a)用檢查用抗蝕劑，對(duì)使第1掩模部曝光的第1曝光量，重疊到第1掩模部上后使第2掩模部曝光的第2曝光量，分別測(cè)定第1和第2感光過度曝光量的步驟；(b)準(zhǔn)備含有第1掩模部的原版和被曝光襯底的步驟；(c)用從第1曝光量中減去第2感光過度曝光量后的曝光量使第1掩模部在被曝光襯底上曝光的步驟；(d)準(zhǔn)備含有第2掩模部的原版的步驟；(e)用從第2曝光量中減去第1感光過度曝光量后的曝光量使第2掩模部在被曝光襯底上曝光的步驟。
倘采用本發(fā)明的第3特征，則可以提供適用了可以高精度地監(jiān)測(cè)多重曝光過程中的實(shí)效性的曝光量的曝光監(jiān)測(cè)方法的曝光方法。
本發(fā)明的第4特征主要是涉及半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包括(a)用檢查用抗蝕劑，對(duì)使第1掩模部曝光的第1曝光量，重疊到第1掩模部上后使第2掩模部曝光的第2曝光量，分別測(cè)定第1和第2感光過度曝光量的工序；(b)向半導(dǎo)體襯底上涂敷抗蝕劑的工序；(c)將含有半導(dǎo)體襯底和第1掩模部的原版裝設(shè)到曝光裝置上的工序；(d)用從第1曝光量中減去第2感光過度曝光量后的曝光量使第1掩模部在半導(dǎo)體襯底上曝光的工序；(e)將含有第2掩模部的原版裝設(shè)到曝光裝置上的工序；(f)用從第2曝光量中減去第1感光過度曝光量后的曝光量使第2掩模部在半導(dǎo)體襯底上曝光的的工序。
倘采用本發(fā)明的第4特征，則可以提供適用了可以高精度地監(jiān)測(cè)多重曝光過程中的實(shí)效性的曝光量的曝光監(jiān)測(cè)方法的半導(dǎo)體器件的制造方法。
在本發(fā)明的第2到第4特征中，關(guān)系優(yōu)選為關(guān)于變位的曝光量差的2次近似式。在本發(fā)明的第1～第4特征中，第1～第4曝光監(jiān)測(cè)圖案，優(yōu)選是用具有光透過率單調(diào)地變化的步距的衍射光柵圖案形成的。此外，在設(shè)光源的波長(zhǎng)為λ，透鏡的孔徑數(shù)為NA，表示光學(xué)系統(tǒng)的干涉性的相干因子為σ時(shí)，衍射光柵的步距P，優(yōu)選滿足式(1)的條件。
P＜λ/(NA×(1+σ)).........(1)倘采用本發(fā)明，則可以提供可以高精度地監(jiān)測(cè)多重曝光過程中的實(shí)效性的曝光量的原版、曝光監(jiān)測(cè)方法以及應(yīng)用了該曝光監(jiān)測(cè)方法的曝光方法、半導(dǎo)體器件的制造方法。


圖1是顯示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的原版的一個(gè)例子的布局圖。
圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的原版的一個(gè)例子的平面圖。
圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的原版的一個(gè)例子的剖面圖。
圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的2重曝光工序中的第1和第2變位監(jiān)測(cè)器的套刻的一個(gè)例子。
圖5是使用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的監(jiān)測(cè)方法的曝光裝置的概略構(gòu)成圖。
圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的原版的一個(gè)例子，(a)是平面圖，(b)是剖面圖。
圖7是用來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的監(jiān)測(cè)方法的、(a)原版的剖面圖，(b)示出了曝光光的透過特性，(c)要形成的抗蝕劑圖案的剖面圖的一個(gè)例子。
圖8是用來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的監(jiān)測(cè)方法的曝光工序剖面圖。
圖9是示出對(duì)用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行的曝光量差的變位的曲線圖。
圖10是用來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的監(jiān)測(cè)方法的工序剖面圖的一個(gè)例子。
圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的變形例涉及的原版的一個(gè)例子的平面圖。
圖12是示出本發(fā)明的另一實(shí)施形態(tài)涉及的原版的一個(gè)例子，(a)是平面圖，(b)是剖面圖。
符號(hào)說明1半導(dǎo)體襯底3布線圖案4、4a、4b原版
5、5a、5b透明襯底6、106第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6a～6m、7a～7m、8a～8m、9a～9m、106a～106m遮光膜7第2曝光監(jiān)測(cè)圖案8第3曝光監(jiān)測(cè)圖案9第4曝光監(jiān)測(cè)圖案11a第1窗口部11b第2窗口部12a第3窗口部12b第4窗口部13布線遮光部14a第1掩模部14b第2掩模部15曝光終止圖案16、65第1遮光部17a、17b布線窗口部18、85第2遮光部20傾斜側(cè)壁21第1電路圖案區(qū)域22第2電路圖案區(qū)域23布線抗蝕劑膜26第1監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜27第2監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜28第3監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜29第4監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜30抗蝕劑32、32a曝光抗蝕劑33布線潛像36、36a第1監(jiān)測(cè)器潛像
37、37a第2監(jiān)測(cè)器潛像38第3監(jiān)測(cè)遮光部38a第3監(jiān)測(cè)潛像39第4監(jiān)測(cè)遮光部39a第4監(jiān)測(cè)潛像40照明光學(xué)系統(tǒng)41光源42快門44照明透鏡系統(tǒng)46投影光學(xué)系統(tǒng)48載置臺(tái)50曝光裝置51、53第1變位監(jiān)測(cè)器52、54第2變位監(jiān)測(cè)器60第1曝光監(jiān)測(cè)器盒子61、71、81、91第1監(jiān)測(cè)器62、72、82、92第2監(jiān)測(cè)器63、73、83、93第3監(jiān)測(cè)器64、74、84、94第4監(jiān)測(cè)器70第2曝光監(jiān)測(cè)器盒子80第3曝光監(jiān)測(cè)器盒子90第4曝光監(jiān)測(cè)器盒子具體實(shí)施方式
以下，參看附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。在以下的附圖的記述中，對(duì)于那些同一或類似的部分賦予同一或類似的標(biāo)號(hào)。但是，應(yīng)當(dāng)注意圖面是模式性的，厚度與平面尺寸之間的關(guān)系，各層的厚度的比率等也和現(xiàn)實(shí)的關(guān)系和比率不同。因此，具體的厚度或尺寸應(yīng)參照以下的說明進(jìn)行判斷。此外，即便是在圖面彼此間，理所當(dāng)然地也含有彼此的尺寸的關(guān)系或比率不同的部分。
本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的2重曝光用的原版4，如圖1所示，由具有配置有要在第1曝光過程中曝光的電路圖案的第1電路圖案區(qū)域21的第1掩模部14a，和具有配置有與已用第1掩模部曝光的第1電路圖案區(qū)域重合后要在第2曝光過程中被曝光的電路圖案的第2電路圖案區(qū)域22的第2掩模部14b構(gòu)成。在第1掩模部14a上，配置有要在第1曝光過程中測(cè)定曝光量的第1變位監(jiān)測(cè)器51。在第2掩模部14b上，配置有要在第2曝光過程中測(cè)定曝光量的第2變位監(jiān)測(cè)器52。在這里，第2變位監(jiān)測(cè)器52，配置在要在第2曝光過程中重疊到已用第1曝光過程曝光的第1變位監(jiān)測(cè)器51上后進(jìn)行曝光的位置上。第1和第2變位監(jiān)測(cè)器51、52被配置在第1和第2電路圖案區(qū)域21、22中的沒有電路圖案的區(qū)域上。
在第1掩模部14a的第1變位監(jiān)測(cè)器51上，如圖2的平面圖和圖3的A-A剖面圖所示，在透明襯底5上的第1遮光部16上設(shè)置有第1窗口部11a和第2窗口部11b。在第1窗口部11a和第2窗口部11b內(nèi)，分別配置有第1和第2曝光監(jiān)測(cè)圖案6、7。第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6，由具有圖案寬度從紙面左方朝向右方的1個(gè)方向上連續(xù)地增加的多個(gè)遮光膜6a～6m的衍射光柵構(gòu)成，第2曝光監(jiān)測(cè)圖案7，由具有圖案寬度朝向反方向地連續(xù)地增加的多個(gè)遮光膜7a～7m的衍射光柵構(gòu)成。此外，在第1窗口部11a內(nèi)，本身為第1電路圖案區(qū)域21的電路圖案之一的布線圖案3等，面對(duì)紙面，與第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6相鄰接地配置在左側(cè)。
在第2掩模部14b的第2變位監(jiān)測(cè)器52上，如圖2的平面圖和圖3(b)的B-B剖面圖所示，第3窗口部12a和第4窗口部12b，被設(shè)置在透明襯底5上的第2遮光部18上。在第3和第4窗口部12a、12b內(nèi)，分別配置有第3和第4曝光監(jiān)測(cè)圖案8、9。第3曝光監(jiān)測(cè)圖案8，由具有圖案寬度從紙面左方朝向右方的1個(gè)方向上連續(xù)地增加的多個(gè)遮光膜8a～8m的衍射光柵構(gòu)成，第4曝光監(jiān)測(cè)圖案9，由具有圖案寬度朝向反方向地連續(xù)地增加的多個(gè)遮光膜9a～9m的衍射光柵構(gòu)成。此外，在第3窗口部12a的朝向紙面來說的左側(cè)，配置有被布線窗口17a、17b夾在中間的第2電路圖案區(qū)域22的布線遮光部13。在這里，第1和第3曝光監(jiān)測(cè)器6、8以及第2和第4曝光監(jiān)測(cè)器7、9的圖案，雖然反轉(zhuǎn)了180度，但是圖案尺寸是相同的。
用圖4說明第1和第2曝光過程的第1和第2變位監(jiān)測(cè)器51、52的掩模對(duì)準(zhǔn)。如圖4所示，配置在第1窗口部11a內(nèi)的第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6，被配置為使其處于與第2掩模部14b的第2遮光部18對(duì)應(yīng)的位置，例如，第3窗口部12a和布線窗口部17b之間。配置在第2窗口部11b內(nèi)的第2曝光監(jiān)測(cè)圖案7，也被配置為使其處于與第2掩模部14b的第2遮光部18對(duì)應(yīng)的位置，例如，第3和第4窗口部12a、12b之間。此外，配置在第3窗口部12a內(nèi)的第3曝光監(jiān)測(cè)圖案8，被配置為使其處于與第1掩模部14a的第1遮光部16對(duì)應(yīng)的位置，例如，第1和第2窗口部11a、11b之間。配置在第4窗口部12b內(nèi)的第4曝光監(jiān)測(cè)圖案9，被配置為使其處于與第1掩模部14a的第1遮光部16對(duì)應(yīng)的位置，例如，第2窗口部11b的朝向紙面來說的左側(cè)。此外，第1掩模部14a的布線圖案3，則被配置為使其處于被第2掩模部14b的被布線遮光部13遮光的位置。
在2重曝光工序中，首先，在第1曝光過程中，含有第1掩模部14a的布線圖案3等的電路圖案和第1變位監(jiān)測(cè)器51的第1和第2曝光監(jiān)測(cè)圖案6、7被曝光。接著，在第2曝光過程中，第3和第4曝光監(jiān)測(cè)圖案8、9，在第1曝光過程中被遮光的第1遮光部16的區(qū)域上被曝光。這時(shí)，曝光后的第1和第2曝光監(jiān)測(cè)圖案6、7，在第2曝光過程中，被第2遮光部18遮光。此外，在第1曝光過程中被曝光的第1掩模部14a的布線圖案3，在第2曝光過程中，被第2掩模部的布線遮光部13遮光。
在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的2重曝光工序的說明中使用的曝光裝置50，例如，是圖5所示那樣的縮小投影曝光裝置(分步重復(fù)曝光方式機(jī))，縮小比作成為1∶4。由光源41、快門42和照明透鏡系統(tǒng)44構(gòu)成照明光學(xué)系統(tǒng)40。作為光源41，使用波長(zhǎng)λ248nm的氟化氪(KrF)準(zhǔn)分子激光，在照明光學(xué)系統(tǒng)44中，含有蠅眼透鏡和電容透鏡。照明光學(xué)系統(tǒng)的相干因子σ為0.75。投影光學(xué)系統(tǒng)46，由投影透鏡和光闌等構(gòu)成，透鏡孔徑數(shù)NA為0.6。曝光光B將配置在照明光學(xué)系統(tǒng)45與投影光學(xué)系統(tǒng)46之間的原版4的圖案縮小投影到載置臺(tái)48上的半導(dǎo)體襯底1上。在2重曝光工序中，首先，用分步重復(fù)曝光方式將原版4上的第1掩模部14a曝光到半導(dǎo)體襯底的曝光區(qū)上。接著，原版4上的第2掩模部14b，用分步重復(fù)曝光方式被曝光到已進(jìn)行了第1掩模部14a的曝光的曝光區(qū)上。每次曝光的曝光范圍，為20mm見方。另外，為了便于說明，所以將曝光裝置50的縮小比作成為1∶4，但是理所當(dāng)然地可以是任意的縮小比。在以下的說明中，作為原版4上的圖案尺寸，除非另有說明，都采用換算成已縮小投影到半導(dǎo)體襯底1上后的尺寸的辦法進(jìn)行說明。
其次，為了簡(jiǎn)單起見，以第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6為例，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的曝光監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行說明。如圖6(a)和(b)所示，第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6，是采用以固定的步距P，以恒定的比率使配置在透明襯底5上的多個(gè)遮光膜6a～6m的寬度增加的辦法，使開口率連續(xù)地變化的衍射光柵。在朝向遮光膜6a的紙面來說的右側(cè)是開口率接近100％的最大值，在遮光膜6m處開口率為0％。對(duì)于波長(zhǎng)λ、孔徑數(shù)NA來說，步距P滿足式(1)的條件時(shí)，要進(jìn)行投影的第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6的衍射光柵圖案，在襯底上不能進(jìn)行析像。曝光光B，雖然將被第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6的衍射光柵衍射，但是，1次衍射光被曝光裝置的投影光學(xué)系統(tǒng)46的光闌遮擋起來，達(dá)不到半導(dǎo)體襯底1面上邊。就是說，在半導(dǎo)體襯底1面上，與衍射光柵圖案的開口率相對(duì)應(yīng)地僅僅產(chǎn)生0次衍射光的強(qiáng)度分布，衍射光柵圖案不能成像。就是說，由于衍射光柵圖案與開口率成比例地朝向1個(gè)方向地以恒定的比率連續(xù)地變化，故在要透過的曝光光量上就會(huì)產(chǎn)生傾斜分布。在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的說明中使用的曝光裝置50(λ＝248nm、NA＝0.6、σ＝0.75)的情況下，滿足式(1)的條件的步距P，變成為約234nm或其以下。在這里，作為步距P，作成為190nm。
在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的說明中使用的正型抗蝕劑，例如，在下限曝光量Exc或其以上具有靈敏度。在用下限曝光量Exc或其以上的曝光量進(jìn)行曝光的抗蝕劑膜，采用在顯影工序中使之溶解的辦法減小膜厚，在限值曝光量EX0或其以上的曝光量的情況下則完全溶解。通常，要考慮到寬余量地給出限值曝光量EX0或其以上的曝光量EX。在限值曝光量EXc與下限曝光量EX0之間是中間區(qū)域，抗蝕劑膜雖然要進(jìn)行減厚但卻不被除去地殘留在襯底表面上。另外，如果使曝光量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于限值曝光量EX0進(jìn)行所謂的過度曝光，則盡管抗蝕劑殘膜沒有了，但是，應(yīng)當(dāng)剩下來的抗蝕劑圖案寬度也減少了。因此，曝光量EX的設(shè)定，可以使用超出限值曝光量EX0的數(shù)10％的曝光量。
如圖7(a)所示，向具有第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6的原版4照射曝光光B，使已涂敷了抗蝕劑膜的半導(dǎo)體襯底1曝光。例如，若將第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6的遮光膜6m的左側(cè)的邊沿當(dāng)作基點(diǎn)，則如圖7(b)所示，將要得到的光學(xué)像具有這樣的分布曝光量朝向紙面右方緩慢地增加，在第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6的遮光膜6a的右側(cè)的邊緣處曝光強(qiáng)度將達(dá)到1。在這里，曝光強(qiáng)度是用曝光光的曝光量EX歸一化后的值。曝光量EX，由于比EX0充分大，故根據(jù)抗蝕劑的靈敏度曲線，對(duì)半導(dǎo)體襯底1上的抗蝕劑膜曝光，就可以得到圖7(c)所示那樣的第1監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜26。就是說，在與曝光強(qiáng)度比EXc/EX小的范圍對(duì)應(yīng)的曝光位置處，抗蝕劑膜保持原狀地剩了下來，在曝光強(qiáng)度處于EXc/EX～EX0/EX之間時(shí)則可形成第1監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜26的傾斜側(cè)壁20。另外，在與曝光強(qiáng)度為EX0/EX～1之間對(duì)應(yīng)的曝光位置處，由于抗蝕劑膜被除去，故如圖7(c)所示，第1監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜26，從第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6的遮光膜6a一側(cè)的邊緣恰好縮小后退偏差寬度Δs?；蛘撸谄毓夂蟮牡?曝光監(jiān)測(cè)圖案6的圖案中心Ca和第1監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜26的圖案中心Cb上，將產(chǎn)生圖案變位Δc(Δs/2)。因此，采用使用光學(xué)式的對(duì)準(zhǔn)偏差檢查裝置測(cè)定圖案變位Δc或偏差寬度Δs的辦法，就可以監(jiān)測(cè)曝光量。
下面，對(duì)使用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的原版4進(jìn)行2重曝光工序的情況進(jìn)行說明。在第1曝光過程中，如圖8(a)所示，例如，先用第1曝光量D1將第1掩模部14a的第1變位監(jiān)測(cè)器51曝光到抗蝕劑上。其結(jié)果是，在半導(dǎo)體襯底1上的抗蝕劑已被曝光的曝光抗蝕劑32之間，將形成未曝光部分的、與第1和第2曝光監(jiān)測(cè)圖案6、7對(duì)應(yīng)的第1和第2監(jiān)測(cè)器潛像36、37，和與第1遮光部16的一部分對(duì)應(yīng)的第3和第4監(jiān)測(cè)器遮光部38、39。第1和第2監(jiān)測(cè)器潛像36、37，就如在圖7中所說明的那樣，圖案寬度與第1曝光量D1相對(duì)應(yīng)地恰好縮小第1偏差寬度Δs1，變成為第1監(jiān)測(cè)器寬度L1。
接著，在第2曝光工序中，如圖8(b)所示，用第2曝光量D2使第2掩模部14b的第2變位監(jiān)測(cè)器52曝光。其結(jié)果是，在第1和第2曝光過程中曝光的曝光抗蝕劑32a間，除了未曝光部分的第1和第2監(jiān)測(cè)器潛像36a、37a之外，在第3監(jiān)測(cè)器遮光部38上還要形成未曝光的第3監(jiān)測(cè)器潛像38a以及在第4監(jiān)測(cè)器遮光部39上形成未曝光的第4監(jiān)測(cè)器潛像39a。第3和第4監(jiān)測(cè)器潛像38、39，圖案寬度與第2曝光量D2相對(duì)應(yīng)地恰好縮小第2偏差寬度Δs2，變成為第2監(jiān)測(cè)器寬度L2。在第1曝光過程中曝光的第1和第2監(jiān)測(cè)器潛像36、37，在第2曝光過程中被第2遮光部18遮光。在2重曝光后得到的第1和第2監(jiān)測(cè)器潛像36a、37a，比單獨(dú)地用第1曝光量D1曝光得到的圖案寬度再變窄恰好一個(gè)變位Xe，變成為第1縮小寬度La1。原因在于在第2曝光過程時(shí)，由于起因于衍射或漫反射等的雜散光，在第2遮光部18下會(huì)產(chǎn)生感光過度，變成為過度曝光。
為了對(duì)2重曝光工序的感光過度進(jìn)行評(píng)價(jià)，在圖8(a)所示的第1曝光過程中，首先，將第1曝光量D1當(dāng)作恒定值使第1變位監(jiān)測(cè)器51向半導(dǎo)體襯底1上的曝光區(qū)域上恰好曝光所希望的次數(shù)。接著，在如圖8(b)所示的第2曝光過程中，將第2曝光量D2當(dāng)作可變曝光量Dx，邊使之變化，邊使第2變位監(jiān)測(cè)器52向已使第1變位監(jiān)測(cè)器51曝光的半導(dǎo)體襯底1的曝光區(qū)域上曝光。在顯影后，如圖8(c)所示，就可以形成已復(fù)制了第1和第2變位監(jiān)測(cè)器51、52的第1～第4曝光監(jiān)測(cè)圖案6～9的第1～第4監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜26～29。第1和第3監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜26、28，例如朝向紙面地說右側(cè)的圖案邊緣將在左方向上縮小后退。反之，第2和第4監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜27、29，朝向紙面地說左側(cè)的圖案邊緣將在右方向上縮小后退。此外，第1和第2監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜26、27，因在第2曝光過程中接受可變曝光量Dx的感光過度，而彼此相互逆方向上恰好變位Xe。另一方面，在第2曝光過程中第3和第4曝光監(jiān)測(cè)圖案8、9被曝光時(shí)，將產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)偏差，第3和第4監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜28、29要向同一方向上恰好偏離由2重曝光產(chǎn)生的對(duì)準(zhǔn)偏差寬度Xa。在這里，例如，將第1監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜26縮小后退的朝向紙面來說左方向當(dāng)作正方向。因此，要在2重曝光工序中得到的第1監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜26和第3監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜28中產(chǎn)生的第1圖案變位S1，將變成為
S1＝Xe+Xa......(2)在第2監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜27和第4監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜29中產(chǎn)生的第2圖案變位S2，同樣地可用S2＝-Xe+Xa ......(3)表示。因此，變位Xe可以用式(2)和式(3)之差Xe＝(S1-S2)/2......(4)表示。
第1和第2變位S1、S2，可以用光學(xué)式的對(duì)準(zhǔn)偏差檢查裝置進(jìn)行測(cè)定。在這里，如將第1曝光量D1和第2曝光量(可變曝光量)D2之差的絕對(duì)值設(shè)為曝光量差ΔD，并對(duì)各個(gè)曝光量差ΔD畫出變位Xe，則可以得到圖9所示那樣的關(guān)系。該曝光量差ΔD和變位Xe之間的關(guān)系，可用修正系數(shù)A、B、C，用2次式Xe＝A·ΔD2+B·ΔD+C......(5)很好地近似。在這里，修正系數(shù)A、B、C，可以以測(cè)定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)借助于擬合(fitting)求得。
其次，使第1和第2曝光過程中的曝光量都變成為與曝光量D3相同，同樣地進(jìn)行2重曝光。然后，根據(jù)對(duì)準(zhǔn)偏差檢查裝置的測(cè)定結(jié)果，借助于式(4)，計(jì)算變位Xe(D3)，將所得到的變位Xe(D3)代入到式(5)內(nèi)，將所得到的ΔD當(dāng)作“感光過度曝光量E3”。在該情況下，在2重曝光工序中的第1和第2曝光過程中，由于使用的是同一曝光量，故計(jì)算出來的變位，就是由曝光量D3的感光過度產(chǎn)生的變位。因此，感光過度曝光量E3，就是用2重曝光工序中的第2曝光過程的曝光量D3產(chǎn)生的感光過度。如上所述，倘采用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的曝光監(jiān)測(cè)方法，則可以定量地評(píng)價(jià)2重曝光工序中的感光過度量E3。
其次，用圖10說明使用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的原版4的、目的為進(jìn)行電路圖案形成的曝光方法。預(yù)先決定好單獨(dú)使原版4的第1和第2掩模部14a、14b曝光的情況下的第1最佳曝光量Dm1和第2最佳曝光量Dm2。進(jìn)而，用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)涉及的曝光監(jiān)測(cè)方法，分別對(duì)第1和第2最佳曝光量Dm1、Dm2，計(jì)算第1感光過度曝光量E1和第2感光過度曝光量E2。
(a)首先，在已設(shè)置了原版4的曝光裝置50的載置臺(tái)48上，如圖10(a)所示，裝設(shè)已涂敷了正型抗蝕劑31的半導(dǎo)體襯底1。
(b)在第1曝光過程中，用第1曝光量D1，用分步重復(fù)曝光方式將第1掩模部14a，曝光到半導(dǎo)體襯底1上的曝光區(qū)域上。在這里，將第1曝光量D1，當(dāng)作從第1最佳曝光量Dm1中減去第2感光過度曝光量E2后的第1修正曝光量(Dm1-E2)。例如，如圖10(b)所示，在抗蝕劑31已曝光的曝光抗蝕劑32之間，形成未曝光部分的布線潛像33、第1監(jiān)測(cè)器潛像36、第2監(jiān)測(cè)器潛像37、第3監(jiān)測(cè)器遮光部38和第4監(jiān)測(cè)器遮光部39。
(c)接著，在第2曝光過程中，用第2曝光量D2用分步重復(fù)曝光方式將第2掩模部14b曝光到第1掩模部14a已曝光的半導(dǎo)體襯底1的各個(gè)曝光區(qū)域上。第2曝光量D2，當(dāng)作第2最佳曝光量Dm2。如圖10(c)所示，在已在第1和第2曝光過程中曝光的曝光抗蝕劑32a間，除了未曝光部分的布線潛像33a、第1和第2監(jiān)測(cè)器潛像36a、37a之外，還要在第3監(jiān)測(cè)器遮光部38上，形成第3監(jiān)測(cè)器潛像38a，以及，在第4監(jiān)測(cè)器遮光部39上，新形成第4監(jiān)測(cè)器潛像39a。另外，布線潛像33a、第1和第2監(jiān)測(cè)器潛像36a、37a，在第2曝光過程中，已用感光過度曝光量E2進(jìn)行了感光過度曝光。
(d)如上所述，使2重曝光后的半導(dǎo)體襯底1進(jìn)行顯影，如圖10(d)所示，形成布線抗蝕劑膜23、第1～第4監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜26～29。布線抗蝕劑膜23，在第1曝光過程中，由于用由在第2曝光過程中使用的第2曝光量D2產(chǎn)生的感光過度曝光量E2進(jìn)行了修正后的第1修正曝光量(Dm1-E2)進(jìn)行曝光，故變成為所希望的圖案尺寸。
倘采用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的曝光方法，則在2重曝光工序中可以高精度且控制性良好地進(jìn)行圖案形成。
另外，在上述的說明中，雖然說明的是在第1曝光過程中將布線圖案3等的電路圖案曝光到抗蝕劑31上的情況，但是，反之，也有在第2曝光過程中將布線圖案等的電路圖案曝光到在第1曝光過程中被遮光的區(qū)域上的工序。在該情況下，作為第2曝光過程的第2曝光量D2，若使用從第2最佳曝光量Dm2中減去第1感光過度曝光量E1后的第2修正曝光量(Dm2-E1)，則不言而喻可以得到同樣的效果。此外，在用第1和第2曝光過程中的每一者曝光不同的電路圖案的情況下，作為第1和第2曝光量D1、D2，若使用第1和第2修正曝光量(Dm1-E2)、(Dm2-E1)，被確認(rèn)效果是同樣的。
(變形例)其次，說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的變形例涉及的2重曝光用的原版。在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的變形例中，由于其特征在于曝光監(jiān)測(cè)圖案，除此之外與本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)是同樣的，故省略重復(fù)的說明。
在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中，要配置在第1和第2變位監(jiān)測(cè)器51、52上的第1～第4曝光監(jiān)測(cè)圖案6～8，是單一的圖案。取代單一的曝光監(jiān)測(cè)器，例如，通過測(cè)定多個(gè)曝光監(jiān)測(cè)器組的圖案變位，可提高變位測(cè)定精度。作為本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的變形例，圖11示出了具有盒子形狀的曝光監(jiān)測(cè)器的原版4a。原版4a，如圖11所示，在透明襯底5a上，具備第1變位監(jiān)測(cè)器53和第2變位監(jiān)測(cè)器54。與上述的原版4同樣，第1變位監(jiān)測(cè)器53，設(shè)置在要在第1曝光過程中使用的第1曝光掩模部上，第2變位監(jiān)測(cè)器54，則設(shè)置在要在第2曝光過程中使用的第2曝光掩模部上。
第1變位監(jiān)測(cè)器53，由配置成框狀的4個(gè)第1～第4監(jiān)測(cè)器61～64構(gòu)成的第1曝光監(jiān)測(cè)器盒子60，和配置成框狀的4個(gè)第1～第4監(jiān)測(cè)器71～74構(gòu)成的第2曝光監(jiān)測(cè)器盒子70，以及由均一的遮光膜構(gòu)成的第1遮光部65構(gòu)成。
第2變位監(jiān)測(cè)器54，由配置成框狀的4個(gè)第1～第4監(jiān)測(cè)器81～84構(gòu)成的第3曝光監(jiān)測(cè)器盒子80，和配置成框狀的4個(gè)第1～第4監(jiān)測(cè)器91～94構(gòu)成的第4曝光監(jiān)測(cè)器盒子90，以及由均一的遮光膜構(gòu)成的第2遮光部85構(gòu)成。
在這里，在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的變形例中，第1～第4監(jiān)測(cè)器61～64，71～74，81～84和91～94，在圖11中，詳細(xì)情況雖然省略了，但是，是具有與圖6所示的第1曝光監(jiān)測(cè)圖案6同樣的構(gòu)造的衍射光柵圖案的曝光監(jiān)測(cè)器。在第1和第3曝光監(jiān)測(cè)器盒子60、80中，第1和第2監(jiān)測(cè)器61、62、81、82，例如，是在紙面從右向左的方向上開口率增加的衍射光柵，第3和第4監(jiān)測(cè)器63、64、83、84是在紙面上從上到下方向上開口率增加的衍射光柵。此外，在第2和第4曝光監(jiān)測(cè)器盒子70、90中，第1和第2監(jiān)測(cè)器71、72、91、92，例如，是在圖11的紙面從左向右的方向上開口率增加的衍射光柵，第3和第4監(jiān)測(cè)器73、74、93、94是在紙面上從下到上方向上開口率增加的衍射光柵。
此外，配置在第1變位監(jiān)測(cè)器53上的、第1和第2曝光監(jiān)測(cè)器盒子60、70被重疊為使其處于被第2變位監(jiān)測(cè)器54的第2遮光部85遮光的區(qū)域內(nèi)。配置在第2變位監(jiān)測(cè)器54上的第3和第4曝光監(jiān)測(cè)器盒子80、90被重疊為使其處于被第1變位監(jiān)測(cè)器53的第1遮光部65遮光的區(qū)域內(nèi)。
在圖11中，第1和第3曝光監(jiān)測(cè)器盒子60、80，歸因于曝光在朝向紙面來看在右上方向上產(chǎn)生圖案偏移，結(jié)果變成為第2和第4曝光監(jiān)測(cè)器盒子70、90在面朝紙面來說的左下方向上產(chǎn)生圖案偏移。這樣，倘采用原版4，則作為第1和第2變位監(jiān)測(cè)器53、54的圖案的變位，不僅可以使用1維的變位，還可以使用2維的變位，因而可以更高精度地測(cè)定2重曝光的感光過度曝光量。
這樣，倘采用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的變形例，則可以簡(jiǎn)便地而且以高精度再現(xiàn)性良好地測(cè)定2重曝光工序的感光過度的影響。
(其它的實(shí)施形態(tài))如上所述，雖然用實(shí)施形態(tài)講解了本發(fā)明，但是，不應(yīng)當(dāng)將構(gòu)成本公開的一部分的論述和附圖理解為是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定。對(duì)于本專業(yè)人員來說，將會(huì)從本公開中弄明白各種各樣的代替實(shí)施形態(tài)、實(shí)施例和應(yīng)用技術(shù)。
在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中，為了使曝光光的透過率具有分布，雖然使用的是以所希望的比率使衍射光柵的開口率變化的曝光圖案，但是，并不限定于衍射光柵，只要可以用別的方法使曝光光的透過率具有分布，不言而喻不論什么方法都行。例如，如圖12(a)和(b)所示，作為要在原版4中使用的第1曝光監(jiān)測(cè)圖案106，采用以恒定的寬度、使厚度以恒定的比率變化的辦法，在透明襯底5b上，配置多個(gè)遮光膜106a～106m。由于即便是金屬，只要作成為薄膜也會(huì)產(chǎn)生光透過性，故只要使厚度具有分布地淀積作為遮光膜106a～106m使用的金屬，就可以使光透過率可變。各個(gè)遮光膜的厚度從遮光膜106a朝向遮光膜106m階梯狀增加。因此，遮光膜106a的面朝紙面來說右側(cè)是透過率接近100％的最大值，在遮光膜106m處透過率則變成為0％。這樣一來，理所當(dāng)然地可以將使遮光膜的厚度階梯狀地變化的構(gòu)造應(yīng)用于在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)和變形例中說明的曝光監(jiān)測(cè)器。此外，即便是使遮光膜的厚度在1個(gè)方向上連續(xù)地變化的構(gòu)造，用做曝光監(jiān)測(cè)器也是可能的。此外，為了使光透過率可變，使遮光材料變成為粒子狀，并使粒子密度變化的構(gòu)造，也可以得到同樣的效果，這是不言而喻的。
此外，在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中，用借助于1塊原版進(jìn)行2重曝光的例子進(jìn)行了說明。即便是在用多個(gè)原版進(jìn)行多重曝光的情況下，也可以同樣地對(duì)多個(gè)曝光過程的感光過度曝光進(jìn)行評(píng)價(jià)，這是不言而喻的。
此外，在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中，為了便于說明，雖然使用的是KrF準(zhǔn)分子激光縮小投影曝光裝置，但是，作為光源當(dāng)然也可以使用i線、g線等的紫外線、其他的準(zhǔn)分子激光，或者電子束或X射線等。此外，也可以使用接觸方式、鄰近方式或反射鏡投影方式等的曝光裝置。
如上所述，本發(fā)明理所當(dāng)然地包括在這里未講到的各種各樣的實(shí)施形態(tài)等。因此，本發(fā)明的技術(shù)范圍，根據(jù)上述的說明，僅僅可由妥當(dāng)?shù)臋?quán)利要求的范圍所涉及的發(fā)明特定事項(xiàng)決定。
權(quán)利要求
1.一種原版，其特征在于具備第1掩模部，具有第1遮光部、配置在設(shè)置在上述第1遮光部上的第1窗口部?jī)?nèi)的，光透過率朝向1個(gè)方向地增加的第1曝光監(jiān)測(cè)圖案，和配置在設(shè)置在上述第1遮光部上的第2窗口部?jī)?nèi)的，光透過率朝向上述1個(gè)方向的反方向地增加的第2曝光監(jiān)測(cè)圖案，第2掩模部，具有第2遮光部，在與上述第1掩模部對(duì)準(zhǔn)時(shí)，配置在設(shè)置在與上述第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的第2遮光部上的第3窗口部?jī)?nèi)的，使透過率朝向上述1個(gè)方向地增加的第3曝光監(jiān)測(cè)圖案，以及，設(shè)置在與上述第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的上述第2遮光部上且配置在第4窗口部?jī)?nèi)的，使光透過率朝向上述反方向地增加的第4曝光監(jiān)測(cè)圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原版，其特征在于上述第1～第4曝光監(jiān)測(cè)圖案，分別由衍射光柵構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原版，其特征在于上述衍射光柵的步距，比由用上述原版進(jìn)行曝光時(shí)使用的光源的波長(zhǎng)、透鏡的孔徑數(shù)和光學(xué)系統(tǒng)的相干因子決定的寬度更小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原版，其特征在于上述寬度，是用上述波長(zhǎng)除以上述相干因子與1之和以及上述孔徑數(shù)的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一項(xiàng)所述的原版，其特征在于上述第1掩模部和上述第2掩模部被配置在同一掩模襯底上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一項(xiàng)所述的原版，其特征在于上述第1掩模部配置在第1掩模襯底上，上述第2掩模部配置在第2掩模襯底上。
7.一種曝光監(jiān)測(cè)方法，其特征在于包括向抗蝕劑上，從設(shè)置在第1遮光部上的第1窗口部以第1曝光量，使曝光量在1個(gè)方向上傾斜分布地復(fù)制第1曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；向上述抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在上述第1遮光部上的第2窗口部以上述第1曝光量，使曝光量在與上述1個(gè)方向的反方向上傾斜分布地復(fù)制第2曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；向上述抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在與上述第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的第2遮光部上的第3窗口部以可變曝光量，使曝光量在上述1個(gè)方向上傾斜分布地復(fù)制第3曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；向上述抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在與上述第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的上述第2遮光部上的第4窗口部以可變曝光量，使曝光量在反方向上傾斜分布地復(fù)制第4曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；測(cè)定已復(fù)制了上述第1和第3曝光監(jiān)測(cè)圖案的第1和第3監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜間的第1圖案變位，和已復(fù)制了上述第2和第4曝光監(jiān)測(cè)圖案的第2和第4監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜間的圖案變位的步驟；求出對(duì)于上述第1曝光量和上述可變曝光量間的曝光量差的上述第1和第2圖案變位間的變位的步驟；根據(jù)在上述可變曝光量與上述第1曝光量相等的情況下的求得的變位值計(jì)算由上述第1曝光量產(chǎn)生的感光過度曝光量的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的曝光監(jiān)測(cè)方法，其特征在于上述變位，可以用關(guān)于上述曝光量差的2次的近似式表示。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的曝光監(jiān)測(cè)方法，其特征在于上述第1到第4曝光監(jiān)測(cè)圖案，用衍射光柵形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的曝光監(jiān)測(cè)方法，其特征在于上述衍射光柵的步距，比由在上述曝光中使用的光源的波長(zhǎng)、透鏡的孔徑數(shù)和光學(xué)系統(tǒng)的相干因子決定的寬度更小。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的曝光監(jiān)測(cè)方法，其特征在于上述寬度，是用上述波長(zhǎng)除以上述相干因子與1之和以及上述孔徑數(shù)的值。
12.一種曝光方法，其特征在于包括用檢查用抗蝕劑，對(duì)使第1掩模部曝光的第1曝光量，重疊到上述第1掩模部上后使第2掩模部曝光的第2曝光量，分別測(cè)定第1和第2感光過度曝光量的步驟；準(zhǔn)備含有上述第1掩模部的原版和被曝光襯底的步驟；用從上述第1曝光量中減去上述第2感光過度曝光量后的曝光量使上述第1掩模部在上述被曝光襯底上曝光的步驟；準(zhǔn)備含有上述第2掩模部的原版的步驟；用從上述第2曝光量中減去上述第1感光過度曝光量后的曝光量使上述第2掩模部在上述被曝光襯底上曝光的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的曝光方法，其特征在于上述第1感光過度曝光量的測(cè)定，包括如下步驟在上述檢查用抗蝕劑上設(shè)置上述第1掩模部，從設(shè)置在第1遮光部上的第1窗口部用上述第1曝光量，使曝光量在1個(gè)方向上傾斜分布地復(fù)制第1曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；向上述檢查用抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在上述第1遮光部上的第2窗口部，用上述第1曝光量，使曝光量在上述1個(gè)方向的反方向上傾斜分布地復(fù)制第2曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；向上述檢查用抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在第2掩模部上的，且設(shè)置在與上述第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的第2遮光部上的第3窗口部，用可變曝光量，使曝光量在上述1個(gè)方向上傾斜分布地復(fù)制第3曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；向上述檢查用抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在與上述第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的上述第2遮光部上的第4窗口部，用上述可變曝光量，使曝光量在上述反方向上傾斜分布地復(fù)制第4曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；測(cè)定已復(fù)制了上述第1和第3曝光監(jiān)測(cè)圖案的第1和第3監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜間的第1圖案變位，和已復(fù)制了上述第2和第4曝光監(jiān)測(cè)圖案的第2和第4監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜間的第2圖案變位的步驟；求出對(duì)于上述第1曝光量和上述可變曝光量間的曝光量差的上述第1和第2圖案變位間的變位的步驟；在上述可變曝光量與上述第1曝光量相等的情況下，根據(jù)所求的變位值計(jì)算由上述第1曝光量產(chǎn)生的感光過度曝光量的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的曝光方法，其特征在于上述第2感光過度曝光量的測(cè)定，用新的檢查用抗蝕劑，用上述第2曝光量使上述第1掩模部曝光，然后，用上述第2曝光量使上述第2掩模部曝光，求新的變位值以計(jì)算由上述第2曝光量產(chǎn)生的上述第2感光過度曝光量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的曝光方法，其特征在于上述變位，可以用關(guān)于上述曝光量差的2次的近似式表示。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的曝光方法，其特征在于上述第1到第4曝光監(jiān)測(cè)圖案，用衍射光柵形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的曝光方法，其特征在于上述衍射光柵的步距，比由在上述曝光中使用的光源的波長(zhǎng)、透鏡的孔徑數(shù)和光學(xué)系統(tǒng)的相干因子決定的寬度更小。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的曝光監(jiān)測(cè)方法，其特征在于上述寬度，是用上述波長(zhǎng)除以上述相干因子與1之和以及上述孔徑數(shù)的值。
19.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于包括用檢查用抗蝕劑，對(duì)使第1掩模部曝光的第1曝光量，重疊到上述第1掩模部上后使第2掩模部曝光的第2曝光量，分別測(cè)定第1和第2感光過度曝光量的工序；向半導(dǎo)體襯底上，涂敷抗蝕劑的工序；將含有上述半導(dǎo)體襯底和上述第1掩模部的原版裝設(shè)到曝光裝置上的工序；用從上述第1曝光量中減去上述第2感光過度曝光量后的曝光量使上述第1掩模部在上述半導(dǎo)體襯底上曝光的工序；將含有上述第2掩模部的原版裝設(shè)到上述曝光裝置上的工序；用從上述第2曝光量中減去上述第1感光過度曝光量后的曝光量使上述第2掩模部在上述半導(dǎo)體襯底上曝光的工序。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于上述第1感光過度曝光量的測(cè)定，包括如下步驟在上述檢查用抗蝕劑上設(shè)置上述第1掩模部，從設(shè)置在第1遮光部上的第1窗口部用上述第1曝光量，使曝光量在1個(gè)方向上傾斜分布地復(fù)制第1曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；向上述檢查用抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在上述第1遮光部上的第2窗口部，用上述第1曝光量，使曝光量在上述1個(gè)方向的反方向上傾斜分布地復(fù)制第2曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；向上述檢查用抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在第2掩模部上的，且設(shè)置在與上述第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的第2遮光部上的第3窗口部，用可變曝光量，使曝光量在上述1個(gè)方向上傾斜分布地復(fù)制第3曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；向上述檢查用抗蝕劑的未曝光部分上，從設(shè)置在與上述第1遮光部對(duì)應(yīng)的位置的第2遮光部上的第4窗口部，用上述可變曝光量，使曝光量在上述反方向上傾斜分布地復(fù)制第4曝光監(jiān)測(cè)圖案的步驟；測(cè)定已復(fù)制了上述第1和第3曝光監(jiān)測(cè)圖案的第1和第3監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜間的第1圖案變位，和已復(fù)制了上述第2和第4曝光監(jiān)測(cè)圖案的第2和第4監(jiān)測(cè)抗蝕劑膜間的第2圖案變位的步驟；求出對(duì)于上述第1曝光量和上述可變曝光量間的曝光量差的上述第1和第2圖案變位間的變位的步驟；在上述可變曝光量與上述第1曝光量相等的情況下，根據(jù)所求的變位值計(jì)算由上述第1曝光量產(chǎn)生的感光過度曝光量的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于上述第2感光過度曝光量的測(cè)定，用新的檢查用抗蝕劑，用上述第2曝光量使上述第1掩模部曝光，然后，用上述第2曝光量使上述第2掩模部曝光，求新的變位值以計(jì)算由上述第2曝光量產(chǎn)生的上述第2感光過度曝光量。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于上述變位，可以用關(guān)于上述曝光量差的2次的近似式表示。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于上述第1到第4曝光監(jiān)測(cè)圖案，用衍射光柵形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于上述衍射光柵的步距，比由在上述曝光中使用的光源的波長(zhǎng)、透鏡的孔徑數(shù)和光學(xué)系統(tǒng)的相干因子決定的寬度更小。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于上述寬度，是用上述波長(zhǎng)除以上述相干因子與1之和以及上述孔徑數(shù)的值。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供監(jiān)測(cè)多重曝光過程中的實(shí)效性的曝光量的原版、曝光監(jiān)測(cè)方法、曝光方法和半導(dǎo)體器件的制造方法。該原版具備第1掩模部和第2掩模部。第1掩模部，具有配置在設(shè)置在第1遮光部(16)上的第1窗口部(11a)內(nèi)的，光透過率朝向1個(gè)方向地增加的第1曝光監(jiān)測(cè)圖案(6)，和配置在設(shè)置在第1遮光部(16)上的第2窗口部(11b)內(nèi)的，光透過率朝向上述1個(gè)方向的反方向地增加的第2曝光監(jiān)測(cè)圖案(7)；以及，第2掩模部，具有在與上述第1掩模部(14a)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，配置在設(shè)置在與第1遮光部(16)對(duì)應(yīng)的位置的第2遮光部(18)上的第3窗口部(12a)內(nèi)的，使透過率朝向上述1個(gè)方向地增加的第3曝光監(jiān)測(cè)圖案(8)，和設(shè)置在與第1遮光部(16)對(duì)應(yīng)的位置的第2遮光部(18)上且配置在第4窗口部(12b)內(nèi)的，光透過率朝向反方向地增加的第4曝光監(jiān)測(cè)圖案(9)。
文檔編號(hào)G03F1/44GK1503055SQ200310115500
公開日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2003年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月26日
發(fā)明者小峰信洋 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝