JP2602417B2 - 投影式露光装置 - Google Patents
投影式露光装置Info
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- JP2602417B2 JP2602417B2 JP6158382A JP15838294A JP2602417B2 JP 2602417 B2 JP2602417 B2 JP 2602417B2 JP 6158382 A JP6158382 A JP 6158382A JP 15838294 A JP15838294 A JP 15838294A JP 2602417 B2 JP2602417 B2 JP 2602417B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、投影式露光装置に関
し、特に半導体製造工程におけるホトリソグラフイ工程
で用いられる投影式露光装置に関する。
し、特に半導体製造工程におけるホトリソグラフイ工程
で用いられる投影式露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程におけるホトリソグラフ
イ工程では、半導体ウェーハにマスクパターンを焼付け
る投影式露光装置が使用される。この種の装置として
は、１／２、１／４、１／５、１／１０縮小アライナ、
ホトマスク用リピータ、１：１プロジェクションアライ
ナ等が挙げられるが、いずれのものも所定のパターンを
結像面としてのウェーハ表面（場合によってはマスク表
面）に結像させる方式を採用している。したがって、忠
実度の高いパターン形成を行なうためには、マスクとウ
ェーハとの平行度不良に伴なう歪やパターンの平面位置
ずれ等を測定かつ認識し、これら歪や位置ずれのない露
光を行なう必要がある。
イ工程では、半導体ウェーハにマスクパターンを焼付け
る投影式露光装置が使用される。この種の装置として
は、１／２、１／４、１／５、１／１０縮小アライナ、
ホトマスク用リピータ、１：１プロジェクションアライ
ナ等が挙げられるが、いずれのものも所定のパターンを
結像面としてのウェーハ表面（場合によってはマスク表
面）に結像させる方式を採用している。したがって、忠
実度の高いパターン形成を行なうためには、マスクとウ
ェーハとの平行度不良に伴なう歪やパターンの平面位置
ずれ等を測定かつ認識し、これら歪や位置ずれのない露
光を行なう必要がある。
【０００３】このため、従来ではマスクとウェーハとの
平行度や平面位置を微少に変化させて多数枚の感光材料
を塗布したウェーハに露光を行ない、これを顕像化させ
た上でパターンを目視にて認別し、歪については統計処
理を行なってこれを検出し、位置ずれについては最適パ
ターンを求めてずれ量を検出する方法が採用されてい
る。
平行度や平面位置を微少に変化させて多数枚の感光材料
を塗布したウェーハに露光を行ない、これを顕像化させ
た上でパターンを目視にて認別し、歪については統計処
理を行なってこれを検出し、位置ずれについては最適パ
ターンを求めてずれ量を検出する方法が採用されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では多数枚のウェーハを露光、現像処理することから
検出時間が長くなるとともに、目視による認別であるこ
とから検出精度に高いものが得られないという問題があ
る。
法では多数枚のウェーハを露光、現像処理することから
検出時間が長くなるとともに、目視による認別であるこ
とから検出精度に高いものが得られないという問題があ
る。
【０００５】また、この種の露光装置では鮮鋭なパター
ンを得るために所謂焦点合わせを行なう必要もあり、従
来ではこの焦点合わせも多数枚のウェーハに実際に露光
を行なって目視により設定しており、この作業をも含め
るとウェーハ露光全体の作業効率が極めて悪いという問
題もある。
ンを得るために所謂焦点合わせを行なう必要もあり、従
来ではこの焦点合わせも多数枚のウェーハに実際に露光
を行なって目視により設定しており、この作業をも含め
るとウェーハ露光全体の作業効率が極めて悪いという問
題もある。
【０００６】本発明の目的は、精度の良い焦点合わせを
行なうことができる投影式露光装置を提供することであ
る。
行なうことができる投影式露光装置を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、マスク等の
被投影体をテーブル上に載置されたウエーハ等の露光体
上に投影露光する投影式露光装置において、前記被投影
体に形成され、前記投影露光に用いる光を透過させる光
透過部と、前記露光体を載置するテーブル上に設けら
れ、前記光透過部を通る光を検出できるスリットと光電
変換素子を有する受光部と、前記テーブルの作動量を測
るレーザー測長機と、前記受光部からの出力信号と前記
レーザー測長機からの出力信号とを入力し、光量−距離
の光特性を出力する信号処理部とから構成されているこ
とを特徴とする投影式露光装置により達成される。
被投影体をテーブル上に載置されたウエーハ等の露光体
上に投影露光する投影式露光装置において、前記被投影
体に形成され、前記投影露光に用いる光を透過させる光
透過部と、前記露光体を載置するテーブル上に設けら
れ、前記光透過部を通る光を検出できるスリットと光電
変換素子を有する受光部と、前記テーブルの作動量を測
るレーザー測長機と、前記受光部からの出力信号と前記
レーザー測長機からの出力信号とを入力し、光量−距離
の光特性を出力する信号処理部とから構成されているこ
とを特徴とする投影式露光装置により達成される。
【０００８】
【作用】光源８にり被投影体１を照射すると光透過部２
ａ，２ｂを透過した光はレンズ９により前記結像面７上
に結像される。そこでＸＹテーブル３を作動して受光器
６をＸ，Ｙ方向に移動させると、光電変換素子４にはス
リット５を通した光のみが入射されてこれを測光し、信
号処理部１１に出力する。同時に信号処理部１１にはそ
のときのＸＹテーブル３の位置がレーザ測長機１０から
入力され、この結果、同部では図３に示すような光量
（光度）−距離の光特性を得ることができる。受光器６
を光軸方向に微少変位できるようにしておけば、受光器
上下変位に伴って図３の光特性は同図の一点鎖や二点鎖
線のように変化する。したがって、光特性に最もシャー
プなピークが得られたときが光透過部の像も鮮鋭になっ
たときであり、この光軸位置を所謂焦点が合わされた位
置として検出することができるのである。
ａ，２ｂを透過した光はレンズ９により前記結像面７上
に結像される。そこでＸＹテーブル３を作動して受光器
６をＸ，Ｙ方向に移動させると、光電変換素子４にはス
リット５を通した光のみが入射されてこれを測光し、信
号処理部１１に出力する。同時に信号処理部１１にはそ
のときのＸＹテーブル３の位置がレーザ測長機１０から
入力され、この結果、同部では図３に示すような光量
（光度）−距離の光特性を得ることができる。受光器６
を光軸方向に微少変位できるようにしておけば、受光器
上下変位に伴って図３の光特性は同図の一点鎖や二点鎖
線のように変化する。したがって、光特性に最もシャー
プなピークが得られたときが光透過部の像も鮮鋭になっ
たときであり、この光軸位置を所謂焦点が合わされた位
置として検出することができるのである。
【０００９】
【実施例】図１は本発明装置の全体構成図であり、１は
所要のパターンを形成したマスク等からなる被投影体で
ある。この被投影体１は歪、位置検査時には略全面を遮
光した不透明板状のものを用いており、その一部には平
面方向に適宜間隔おいた少なくとも一対の光透過部２
ａ，２ｂを形成している。この光透過部２ａ，２ｂは基
準信号を発生させ得るものであってスリットあるいはピ
ンホール等の開口からなり、図２（Ａ）に示すように被
投影体１の四隅部に各辺に沿ってスリット２Ａを対向配
置した構成や同図（Ｂ）に示すように、十字形に形成し
たスリット２Ｂを桝目状に配置した構成としている。特
に同図（Ｂ）の場合には任意のスリットを選択しするこ
とにより間隔寸法の異なるものを得ることができる。
所要のパターンを形成したマスク等からなる被投影体で
ある。この被投影体１は歪、位置検査時には略全面を遮
光した不透明板状のものを用いており、その一部には平
面方向に適宜間隔おいた少なくとも一対の光透過部２
ａ，２ｂを形成している。この光透過部２ａ，２ｂは基
準信号を発生させ得るものであってスリットあるいはピ
ンホール等の開口からなり、図２（Ａ）に示すように被
投影体１の四隅部に各辺に沿ってスリット２Ａを対向配
置した構成や同図（Ｂ）に示すように、十字形に形成し
たスリット２Ｂを桝目状に配置した構成としている。特
に同図（Ｂ）の場合には任意のスリットを選択しするこ
とにより間隔寸法の異なるものを得ることができる。
【００１０】一方、前記被投影体１の下方位置にはＸＹ
テーブル３を設置し、その上には光電変換素子４とスリ
ット５とを有する受光器６を載置している。この受光器
６のスリット５位置はウェーハ等の露光体（７）の表面
位置（結像面）と一致するように構成しており、前記被
投影体１の上下に配置した光源８と結像レンズ９の作用
により前記光透過部２ａ，２ｂがこの結像面７位置（厳
密に言えば面の近傍）に結像されるようにしている。そ
して、この受光器６はＸＹテーブル３の作動に伴って前
記結像面上をＸ，Ｙ方向に移動され、前記光透過部２
ａ，２ｂの像２ａ’２ｂ’の光量を検出する。また、前
記ＸＹテーブル３の一側にはＸＹテーブルの移動量を検
出するレーザ測長機１０を配置するとともに、信号処理
部１１を介して前記受光器６に接続している。この信号
処理部１１内には前記被投影体１の光透過部２ａ，２ｂ
の正確な間隔寸法等が記憶され、また図示しない処理結
果の出力（表示）手段を布設している。
テーブル３を設置し、その上には光電変換素子４とスリ
ット５とを有する受光器６を載置している。この受光器
６のスリット５位置はウェーハ等の露光体（７）の表面
位置（結像面）と一致するように構成しており、前記被
投影体１の上下に配置した光源８と結像レンズ９の作用
により前記光透過部２ａ，２ｂがこの結像面７位置（厳
密に言えば面の近傍）に結像されるようにしている。そ
して、この受光器６はＸＹテーブル３の作動に伴って前
記結像面上をＸ，Ｙ方向に移動され、前記光透過部２
ａ，２ｂの像２ａ’２ｂ’の光量を検出する。また、前
記ＸＹテーブル３の一側にはＸＹテーブルの移動量を検
出するレーザ測長機１０を配置するとともに、信号処理
部１１を介して前記受光器６に接続している。この信号
処理部１１内には前記被投影体１の光透過部２ａ，２ｂ
の正確な間隔寸法等が記憶され、また図示しない処理結
果の出力（表示）手段を布設している。
【００１１】次に以上の構成の実施装置の作用とともに
本発明を説明する。光源８により被投影体１を照射する
と光透過部２ａ，２ｂを透過した光はレンズ９により前
記結像面７上に結像される。そこで、ＸＹテーブル３を
作動して受光器６をＸ，Ｙ方向に移動させると、光電変
換素子４にはスリット５を通した光のみが入射されてこ
れを測光し、信号処理部１１に出力する。同時に信号処
理部１１にはその時のＸＹテーブル３の位置がレーザ測
長機１０から入力され、この結果、同部では図３にしめ
すような光量（光度）−距離の光特性を得ることができ
る。
本発明を説明する。光源８により被投影体１を照射する
と光透過部２ａ，２ｂを透過した光はレンズ９により前
記結像面７上に結像される。そこで、ＸＹテーブル３を
作動して受光器６をＸ，Ｙ方向に移動させると、光電変
換素子４にはスリット５を通した光のみが入射されてこ
れを測光し、信号処理部１１に出力する。同時に信号処
理部１１にはその時のＸＹテーブル３の位置がレーザ測
長機１０から入力され、この結果、同部では図３にしめ
すような光量（光度）−距離の光特性を得ることができ
る。
【００１２】したがって、この光特性から最大光量２
ａ’，２ｂ’の平面位置およびその間隔寸法を算出し、
これを予め記憶されている被投影体１の対応位置、寸法
と比較することにより、結像位置における像の位置ずれ
や歪を検出することができる。もっとも、位置ずれは一
対の光透過部のみで検出可能であるが、歪の検出には
Ｘ，Ｙ方向の位置や寸法の検出を行なう必要があり、複
数対（個）の光透過部が要求される。
ａ’，２ｂ’の平面位置およびその間隔寸法を算出し、
これを予め記憶されている被投影体１の対応位置、寸法
と比較することにより、結像位置における像の位置ずれ
や歪を検出することができる。もっとも、位置ずれは一
対の光透過部のみで検出可能であるが、歪の検出には
Ｘ，Ｙ方向の位置や寸法の検出を行なう必要があり、複
数対（個）の光透過部が要求される。
【００１３】一方受光器６を光軸方向に微少変位できる
ようにしておけば、受光器上下変位に伴なって図３の光
特性は同図の一点鎖線や二点鎖線のように変化する。し
たがって光特性に最もシャープなピークが得られたとき
が光透過部の最も鮮鋭になったときであり、この光軸位
置を所謂焦点が合わされた位置として検出することがで
きるのである。
ようにしておけば、受光器上下変位に伴なって図３の光
特性は同図の一点鎖線や二点鎖線のように変化する。し
たがって光特性に最もシャープなピークが得られたとき
が光透過部の最も鮮鋭になったときであり、この光軸位
置を所謂焦点が合わされた位置として検出することがで
きるのである。
【００１４】図４には本発明装置の他の実施例を示す。
本実施例は電子線投影装置に適用した例であり、２０は
光源としての電子線源、２１は被投影体と等価のパター
ン発生部で、このパターン発生部２１では前例の光透過
部に相当する少なくとも一対の電子線を基準信号として
適宜間隔おいて発生することができる。また、２２はＸ
Ｙテーブルでありその上にはスリット２３と電子線検出
器２４を有する受信器２５を配設してＸ，Ｙ方向に移動
することができる。そして、この受信器２５は電子レン
ズ２６により結像された前記一対の電子線像をその移動
に伴なって検出でき、またその移動量は前例と同様の測
長機２７により検出できる。２８は前例と同様の信号処
理部である。
本実施例は電子線投影装置に適用した例であり、２０は
光源としての電子線源、２１は被投影体と等価のパター
ン発生部で、このパターン発生部２１では前例の光透過
部に相当する少なくとも一対の電子線を基準信号として
適宜間隔おいて発生することができる。また、２２はＸ
Ｙテーブルでありその上にはスリット２３と電子線検出
器２４を有する受信器２５を配設してＸ，Ｙ方向に移動
することができる。そして、この受信器２５は電子レン
ズ２６により結像された前記一対の電子線像をその移動
に伴なって検出でき、またその移動量は前例と同様の測
長機２７により検出できる。２８は前例と同様の信号処
理部である。
【００１５】したがってこの実施例ではパターン発生部
２１により発生された少なくとも一対の電子線の電子レ
ンズ２６による結像を受信器２５にて検出し、両像の位
置や間隔寸法を求めてこれを測長機２７からの信号とと
もに信号処理部２８において処理することにより歪や位
置ずれを検出することができるのである。電子線の強度
ピークが最もシャープになる軸位置において焦点合わせ
が好適なものになることは前例と同じである。
２１により発生された少なくとも一対の電子線の電子レ
ンズ２６による結像を受信器２５にて検出し、両像の位
置や間隔寸法を求めてこれを測長機２７からの信号とと
もに信号処理部２８において処理することにより歪や位
置ずれを検出することができるのである。電子線の強度
ピークが最もシャープになる軸位置において焦点合わせ
が好適なものになることは前例と同じである。
【００１６】ここで、前記各実施例において受光器６や
受信器２５の分解能を高める場合には、図５（Ａ），
（Ｂ）に示すように再結像用の光学レンズ１２や電子レ
ンズ２９を受光器６、受信器２５の各スリット５、２３
上に配置し、結像した光透過部や電子線像を拡大して受
光、受信するようにしてもよい。また本発明は同様な構
成でＸ線露光装置にも応用可能である。
受信器２５の分解能を高める場合には、図５（Ａ），
（Ｂ）に示すように再結像用の光学レンズ１２や電子レ
ンズ２９を受光器６、受信器２５の各スリット５、２３
上に配置し、結像した光透過部や電子線像を拡大して受
光、受信するようにしてもよい。また本発明は同様な構
成でＸ線露光装置にも応用可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明の投影式露光装置に
よれば、結像の特性を検出することにより精度の良い最
適焦点合わせ位置を検出することができる。又、基準信
号の露光体位置における結像の間隔寸法や位置を検出し
てこれを被投影体側における寸法と比較することによ
り、露光に際しての歪や位置ずれを検出でき、露光作業
効率の向上や検出精度の向上を達成できるという効果を
奏する。
よれば、結像の特性を検出することにより精度の良い最
適焦点合わせ位置を検出することができる。又、基準信
号の露光体位置における結像の間隔寸法や位置を検出し
てこれを被投影体側における寸法と比較することによ
り、露光に際しての歪や位置ずれを検出でき、露光作業
効率の向上や検出精度の向上を達成できるという効果を
奏する。
【図１】本発明の一実施例の投影式露光装置の構成図で
ある。
ある。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例に用いられ
る、夫々異なる光透過部を示す被投影体の平面図であ
る。
る、夫々異なる光透過部を示す被投影体の平面図であ
る。
【図３】本発明の一実施例により検出される光の光特性
図である。
図である。
【図４】本発明の他の実施例の電子線投影装置の構成図
である。
である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は図１及び図４の実施例の一部
の変形例を示す構成図である。
の変形例を示す構成図である。
１…被投影体、２ａ，２ｂ…光透過部（基準信号）、３
…ＸＹテーブル、６…受光器、７…結像面、８…光源、
９…レンズ、１０…測長機、１１…信号処理部、２０…
電子線源、２１…パターン発生部、２２…ＸＹテーブ
ル、２５…受信器、２６…電子レンズ、２７…測長機、
２８…信号処理部。
…ＸＹテーブル、６…受光器、７…結像面、８…光源、
９…レンズ、１０…測長機、１１…信号処理部、２０…
電子線源、２１…パターン発生部、２２…ＸＹテーブ
ル、２５…受信器、２６…電子レンズ、２７…測長機、
２８…信号処理部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入来 信行 東京都小平市上水本町1450番地 株式会 社日立製作所武蔵工場内 (56)参考文献 特開 昭47−45577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−117565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−59883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−120180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−136577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−96374（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 マスク等の被投影体をテーブルの上に載
置されたウエーハ等の露光体上に投影露光する投影式露
光装置において、前記被投影体に形成され、前記投影露
光に用いる光を透過させる光透過部と、前記露光体を載
置するテーブル上に設けられ、前記光透過部を通る光を
検出できるスリットと光電変換素子を有する受光部と、
前記テーブルの作動量を測るレーザー測長機と、前記受
光部からの出力信号と前記レーザー測長機からの出力信
号とを入力し、光量−距離の光特性を出力する信号処理
部とを有し、前記受光部を光軸方向に変位させて前記信
号処理部で得られる光特性を基に焦点が合わされた位置
を検出できるように構成されていることを特徴とする投
影式露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158382A JP2602417B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 投影式露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158382A JP2602417B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 投影式露光装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3056476A Division JPH04211110A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 投影式露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758005A JPH0758005A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2602417B2 true JP2602417B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=15670500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6158382A Expired - Lifetime JP2602417B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 投影式露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2602417B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4443096A (en) * | 1981-05-18 | 1984-04-17 | Optimetrix Corporation | On machine reticle inspection device |
-
1994
- 1994-07-11 JP JP6158382A patent/JP2602417B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0758005A (ja) | 1995-03-03 |
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