(57)【要約】      （修正有）【課題】感光層の異なるフィールドを照射するための光源と照射されたフィールドの実際の露光量を測定するための光インテグレータを有するホトリソグラフィ・システムの光インテグレータをモニタする方法を提供する。【解決手段】本方法は、連続して感光層１２の異なるフィールドを照射するステップを有する。各々の照射するステップにおいて、実際の露光量が光インテグレータ１８によって測定される。実際の露光時間は、感光層１２のフィールドが露光される実際の露光量が所望の露光量に相当するように制御され、実際の露光時間は、フィールドの照射中光インテグレータ１８をインライン・モニタするモニタ・システム２４に供給される。【選択図】図１
2007110055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層（１２）の異なるフィールドを照射する光源及び前記照射されたフィールドの実際の露光量を測定するための光インテグレータ（１８）とを有するホトリソグラフィ・システムの光インテグレータをモニタする方法であって、
前記感光層の異なるフィールドを連続して照射するステップを有し、
各々の照射において、前記実際の露光量は、前記光インテグレータによって測定され、前記実際の露光時間は、前記感光層のフィールドが露光される前記実際の露光量は、所望の露光量に相当するように制御され、且つ、前記実際の露光時間は、前記フィールドの照射の間前記光インテグレータをインラインモニタするモニタ・システム（２４）に供給されることを特徴とする方法。
【請求項２】
各照射ステップに対して、前記所望の露光時間は、前記ホトリソグラフィ・システムから前記モニタ・システムに供給され、且つ、比（Ｚn）は、前記感光層のフィールドが前記相当する所望の露光時間によって照射される前記実際の露光時間を割算することによって求められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
商（Ａ）は、前の照射すテップから相当する直前の比（Ｚ(n-1)）によって前記比（Ｚn）を割算することによって求められ、且つ、前記商（Ａ）をスレッショルド値（Ｂ）と比較することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記商（Ａ）を上のスレッショルド値（Ｂ+）及び下のスレッショルド値（Ｂ-）と比較し、且つ、誤差は、もし前記商（Ａ）が前記上のスレッショルド値（Ｂ+）以上か、または前記商（Ａ）が前記下のスレッショルド値（Ｂ-）以下である場合に表示されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記上のスレッショルド値（Ｂ+）は、１.０３であり、前記下のスレッショルド値（Ｂ-）は、０.９７であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記誤差の表示に対する電子メールが送られることを特徴とする請求項１または請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記感光層は、シリコン基板上のホトレジスト層であり、且つ、前記光インテグレータによって測定された前記実際の露光量が前記所望の露光量に相当するときに、前記ホトリソグラフィ・システムの光路に配置されたシャッタが閉じられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホトリソグラフィ・システムの光インテグレータをモニタする方法に関し、ホトリソグラフィ・システムは、感光層の異なるフィールドを照射するための光源及び照射されたフィールドの露光量を測定する光インテグレータを有することを特徴とする。
【背景技術】
【０００２】
感光層の異なるフィールドが連続して照射され、各々の照射すテップにおいて、実際の露光量は、光インテグレータによって測定され、且つ、実際の露光時間は、感光層のフィールドが露光される実際の露光量が所望の露光量に相当するように制御される。
【０００３】
ホトリソグラフィ・システムにおいて、マスクパターンが集積回路を製造するために使用される基板上、例えばシリコンウェハ上にある感光層のフィールド上に表される。この基板上に良く画定されたパターンを形成するために、感光層は、エネルギーの正確に定められた量、即ち正確な露光量で照射されることが重要である。光源のエージングの間その強度は減少する。正確な露光量での照射を確かにするために、照射中の実際の露光量は、光インテグレータによって測定される。実際の露光量が所望の露光量に相当すると、感光層の露光は停止される。したがって、光インテグレータの信頼性は、正確な露光量にとって重要である。光インテグレータの故障は、実際の露光量の、所望の露光量からのずれを生じる。
【０００４】
光インテグレータをテストする既知の方法は、それらが非常に時間を消費するので、２週間ごとに行なわれる。通常、このテストは、チェックされるべき光インテグレータを測定する第２のメモリを調整された光インテグレータを備える。光インテグレータの故障が検出されたときには、多分、多くのウエハのロットが既に間違った露光量で露光されていて、多くの誤って処理されたロットをもたらすことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、光インテグレータが故障した場合、直ちにエラー情報を提供するホトリソグラフィ・システムの光インテグレータをモニタする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方法によれば、照射すテップの実際の露光時間は、フィールドの照射の間光インテグレータをインライン・モニタするためのモニタ・システムに供給される。したがって、既知の方法とは違って、ホトリソグラフィ・システムにおける光インテグレータの可能な故障を検出するために、メモリを調整した光インテグレータに頼る必要がない。代わりに、可能な故障は、従来のホトリソグラフィ・プロセスにおける既知のパラメータである実際の露光時間に基づいて検出される。ウエハの誤った処理を防ぐために、ホトリソグラフィ・システムを直ちに停止することができるように光インテグレータの可能な故障についての直接の情報が得られる。光インテグレータは、プロセス環境においてリアルタイムでモニタされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１に示されたホトリソグラフィは、基板１４上の感光層１２を照射する光源を有する。基板１４は、集積回路を製造するためのシリコンウエハである。光源１０は、例えば、水銀ランプまたはレーザである。光学素子１６が光源１０と感光層１２間の光路に配置され、一般にはマスクの構造を感光層１２のフィールド状に投射するレンズを有する。この光学素子１６は、一般にマスクの均一な照射を確実にする照射光学子も有する。感光層１２の照射されたフィールドが露光される光の量、即ち実際の露光量を測定するために、光インテグレータ１８が設けられる。実際の露光量は、良く画定された臨界寸法(critical dimensions)を有する構造を形成する所望の露光量に相当する必要がある。所望の露光量は、例えば、層の厚さ及び下にある層の性質に依存する。光インテグレータ１８は、光の所望量がウエハに入射するように露出を制御する。所望の露光量が光インテグレータ１８によって測定されると、光路に配置されたシャッタが閉じ、感光層１２のフィールドの照射が停止される。
【０００８】
図１の配列において、光の一部は、光インテグレータ１８に指向されるように光学素子２２、例えば、プリズムによって光路外に結合される。光源１０、シャッタ２０、光インテグレータ１８及び光学素子１６は、従来のアライメント及び露光ツール、例えば、ウエハスッテパーの一部である。
【０００９】
基板１４、マスク及び光源１０の相対的位置は、いろいろなアライメント技術に対して異なっている。一般に、接触プリンティング・ツール、接近プリンティング・ツール及び投射システムの間で区別される。投射システムは、最も普通の露光ツールであり、投射プリンティング（projection printing: PP）・ツール及びウエハ上の直接ステップ(direct step on wafer: DSW)・ツールにおいて分けられることができる。投射プリンティング(PP)・ツールは、ウエハの全体サイズを有するホトマスクを用いる。ウエハとマスクは、光路を通して同期して移動されるか、あるいは、ウエハとマスクは固定され、且つ光源と光学素子が移動されるかのいずれかであり、マスクの像をウエハに移転する。ウエハ上の直接ステップ(DSW)・ツールは、２μｍ以下の形状に対して用いられる。マスクは、単一デバイスの像で、通常最終のデバイスサイズの４倍から５倍に拡大される。像は、縮小光学素子を用いて、投射プリンティングより大きな解像度でウエハ上に投射される。
【００１０】
光インテグレータ１６をモニタするために、各照射ステップの実際の露光時間がホトリソグラフィ・システムからモニタ・システム２４へ供給される。更に、それぞれの照射すテップの所望の露光時間がホトリソグラフィ・システムからモニタ・システム２４へ供給される。所望の露光時間は、光源の光強度と所望の露光量との積に比例する。実際の露光時間の、所望の露光時間のずれは、実際の値と、光インテグレータに欠陥がない場合に所望の露光時間を計算するために用いられる値の間における光強度におけるずれによる。
【００１１】
図２において、光インテグレータ１８をモニタするための例示方法のステップが図式的に示されている。モニタ・システム２４において、照射すテップの実際の露光時間（actual Time）は、対応する所望の露光時間(Expo Time)によって割算され、それによって実際の比Ｚnを形成する。直前の照射すテップからの対応する前の比Ｚ(n-1)がモニタ・システム２４のメモリにストアされる。その後、商Ａが実際の比Ｚnを直前の比Ｚ(n-1)で割算することによって求められる。それから光インテグレータ１８の可能性の故障の存在を決めるために、この商Ａがスレッショルド値Ｂ+、Ｂ-と比較される。商Ａは、上のスレッショルド値Ｂ+と比較され、もし商Ａが上のスレッショルド値Ｂ+以上であれば、エラーが表示される。同様な方法で、商Ａが下のスレッショルド値Ｂ-と比較され、もし商が下のスレッショルド値Ｂ-以下であれば、同様にエラーが表示される。商Ａが上と下のスレッショルド値Ｂ+とＢ-間の範囲にあるならば、エラーは表示されない。例示方法の上と下のスレッショルド値は、それぞれ１.０３と０.９７であることができる。
【００１２】
商Ａの、上と下のスレッショルド値Ｂ+、Ｂ-との比較に続いて、実際の比Ｚnが直前の比Ｚ(n-1)として新しくメモリにストアされ、上述の手続がその後の照射すテップに対して繰り返される。
【００１３】
光インテグレータに欠陥がなく、光源のエージングによる光強度に変動がないならば、商Ａは“１”に等しい（Ａ＝１）。強度は、２つの連続的な照射すテップ間の時間期間と比較される時間において非常にゆっくりと減少するので、光源のエージングによる“１”からのずれは非常に小さく、したがって、上と下のスレッショルド値間の範囲にある。露光量の依存性は、実際の比Ｚnと前の比Ｚ(n-1)を形成することによって除かれるので、商Ａの値は、連続的な照射すテップの露光量と無関係である。更に、所望の露光時間を計算するための一定ファクタによって光の強度の誤った推定は、連続的な照射すテップの露光時間の比較により、商Ａの値に影響を及ぼさない。したがって、上と下のスレッショルド値からのずれ、即ち、実際の比と対応する前の比間の劇的な変化は、譬え連続的な照射すテップが異なる露光量、例えばロットからロットへの照射で処理されたとしても、光インテグレータの故障を表示する。
【００１４】
単一の照射すテップの露光時間を供給し、評価するこのプロセスは、ウエハの処理中続けられるので、光インテグレータの故障は直ちに検出され、多くのウエハの間違った処理が防止される。
【００１５】
エラーが検出されると、そのエラーは、責任者、例えば問題のホトグラフィ・ツールのプロセス性能に対して責任のあるプロセス・エンジニアに電子メールを直ちに送ることによって表示されることができる。代わりに、或いは電子メールの送信に加えて、エラーは、エラーシンボル及び／または音響信号でモニタ・システム２４の表示パネル上に表示させることもできる。
【００１６】
実際の露光時間と所望の露光時間の両方は、従来の露光プロセスの既知のパラメータである。それらは、ホトリソグラフィ・ツール、例えばステッパからインタフェース、例えばSECS/GEMを介してモニタ・システムへ送られる。モニタ・システムは、"Tool Interdiction and Monitoring System (ツール禁止及び監視システム：TIMS（登録商標）)を有することができ、それによって、多くの資源からのデータフィード（データの給送装置）が結合され、データがリアルタイムで解析される。
【００１７】
本発明が関係する当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく記載された実施の態様に対する変更及び付加を行なうことができることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】感光層上にマスクパターンを形成するホトリソグラフィ・システムの概略図である。
【図２】本発明の原理による光インテグレータをモニタする方法を示す概略図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  光源
１２  感光層
１４  基板
１６  光学素子
１８  光インテグレータ
２０  シャッタ
２２  光学素子
２４  モニタ・システム
【図１】
2007110055.tif 000003
【図２】
2007110055.tif 000004
【外国語明細書】
2007110055.tif 000005
2007110055.tif 000006
2007110055.tif 000007
2007110055.tif 000008
2007110055.tif 000009
2007110055.tif 000010
2007110055.tif 000011
2007110055.tif 000012