JP2659704B2 - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JP2659704B2 JP2659704B2 JP61039127A JP3912786A JP2659704B2 JP 2659704 B2 JP2659704 B2 JP 2659704B2 JP 61039127 A JP61039127 A JP 61039127A JP 3912786 A JP3912786 A JP 3912786A JP 2659704 B2 JP2659704 B2 JP 2659704B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は集積回路等のパターン転写等に用いられる露
光装置に関する。
光装置に関する。
半導体素子製造において大規模集積回路（LSI）パタ
ーンの微細化は年々進行しており、微細化に対する要求
に答えるリソグラフィー技術の一つとして高解像性能を
有する光学式投影露光装置が広く使用されている。
ーンの微細化は年々進行しており、微細化に対する要求
に答えるリソグラフィー技術の一つとして高解像性能を
有する光学式投影露光装置が広く使用されている。
投影レンズの解像度は縮小投影型露光装置の基本性能
を決める要求の一つであり基本的には開口数（NA）と露
光波長（λ）で決まる。
を決める要求の一つであり基本的には開口数（NA）と露
光波長（λ）で決まる。
当初1.2ミクロンL/S〜1.5ミクロンL/Sといわれていた
縮小投影型露光装置の適用限界も、投影レンズの高NA
化、短波長化により、現在ではサブミクロン線幅解像が
得られている。一方高NA化に伴い投影レンズの焦点深度
は浅くなり、試料の反りや、その他の要因により試料表
面の位置（光学系に対する距離）が変動すると、描画パ
ターンに誤差が生じ、十分な解像度が得られない。そこ
で従来では試料面の位置変動量を測定し、該変動量に応
じてその補正を行なう方法を採用している。試料面の位
置測定方法として第４図と第５図に示す如く光学的手法
を利用したものがある（特開昭58−156937号公報）。
縮小投影型露光装置の適用限界も、投影レンズの高NA
化、短波長化により、現在ではサブミクロン線幅解像が
得られている。一方高NA化に伴い投影レンズの焦点深度
は浅くなり、試料の反りや、その他の要因により試料表
面の位置（光学系に対する距離）が変動すると、描画パ
ターンに誤差が生じ、十分な解像度が得られない。そこ
で従来では試料面の位置変動量を測定し、該変動量に応
じてその補正を行なう方法を採用している。試料面の位
置測定方法として第４図と第５図に示す如く光学的手法
を利用したものがある（特開昭58−156937号公報）。
この装置では発光部１における光源８から放射された
光11をレンズ９でスポット状に集束させテーブル５上の
試料面４に照射しその反射光を受光側２におけるレンズ
10を介して検出器12上に結像させる。そして、この検出
器12の検出出出を演算処理することによって試料表面４
の高さ位置を測定し該変動量に応じてＺテーブル５をＺ
方向に移動することにより、その補正を行なっていた。
尚、３は露光光学系であり、６はその光軸７は焦点位置
である。
光11をレンズ９でスポット状に集束させテーブル５上の
試料面４に照射しその反射光を受光側２におけるレンズ
10を介して検出器12上に結像させる。そして、この検出
器12の検出出出を演算処理することによって試料表面４
の高さ位置を測定し該変動量に応じてＺテーブル５をＺ
方向に移動することにより、その補正を行なっていた。
尚、３は露光光学系であり、６はその光軸７は焦点位置
である。
然しながら第６図に見られるように、（ａ）ウェハの
テーパーによる傾き、（ｂ）ウェハの反り、（ｃ）ウェ
ハ面の凸凹光学系の精度等により試料面４と投影レンズ
３の光軸６は直交しているとは限らない。
テーパーによる傾き、（ｂ）ウェハの反り、（ｃ）ウェ
ハ面の凸凹光学系の精度等により試料面４と投影レンズ
３の光軸６は直交しているとは限らない。
現在、縮小投影露光装置により露光転写において一チ
ップあたりに露光される試料面上の領域は14mm□程度で
ある。その為第５図に示されるように試料面４が投影レ
ンズ３の光軸６に対して垂直ではなく角度だけ傾いて
る場合前記の試料面位置測定装置におけるレーザ光の照
射される試料面上の露光領域β−γの中点であるαにお
いては、投影レンズにおける焦点位置と合わせても、露
光領域Ｄ内の端の点βではD/2だけ高さ方向の位置が
ずれてしまう。
ップあたりに露光される試料面上の領域は14mm□程度で
ある。その為第５図に示されるように試料面４が投影レ
ンズ３の光軸６に対して垂直ではなく角度だけ傾いて
る場合前記の試料面位置測定装置におけるレーザ光の照
射される試料面上の露光領域β−γの中点であるαにお
いては、投影レンズにおける焦点位置と合わせても、露
光領域Ｄ内の端の点βではD/2だけ高さ方向の位置が
ずれてしまう。
この為、より微細なパターン形成が要求され投影レン
ズの焦点深度が浅くなってきたため露光領域Ｄ内のすべ
ての場所で焦点合わせをすることが難しくなっており微
細なパターン形成が困難になるという問題が生じてき
た。
ズの焦点深度が浅くなってきたため露光領域Ｄ内のすべ
ての場所で焦点合わせをすることが難しくなっており微
細なパターン形成が困難になるという問題が生じてき
た。
本発明は上記問題に鑑み、試料面の露光領域の全領域
を光学系の焦点に納め、全露光領域で微細なパターン形
成を可能なものとする露光装置を提供することを目的と
する。
を光学系の焦点に納め、全露光領域で微細なパターン形
成を可能なものとする露光装置を提供することを目的と
する。
本発明の骨子は、露光を行う際に、光学的手段を用い
たＺセンサーなどの試料面位置測定装置により、試料面
の数点を測定し、試料面のテーブル移動平面との傾きを
求めて、その傾きを補正機構により補正し、光学系の光
軸と試料面を垂直にすることにある。
たＺセンサーなどの試料面位置測定装置により、試料面
の数点を測定し、試料面のテーブル移動平面との傾きを
求めて、その傾きを補正機構により補正し、光学系の光
軸と試料面を垂直にすることにある。
本発明は、実施例に従えばウェハ上に転写すべきパタ
ーンを有するマスクを露光用照明光学系により照明し、
マスクのパターンを投影光学系によりウェハ上に投影露
光して該パターンをウェハ上に転写する露光装置におい
て、試料面の高さを位置測定できる装置によって試料面
の数点を測定することによりテーブル移動平面に対する
傾きを求め、求めた傾斜量と転写実験で得られた光軸と
試料面の傾斜量を用いてティルティング補正することに
より、光学系の光軸と、試料面の露光領域を垂直に補正
し、その全領域を光学系の焦点位置とすることを可能に
した露光装置である。
ーンを有するマスクを露光用照明光学系により照明し、
マスクのパターンを投影光学系によりウェハ上に投影露
光して該パターンをウェハ上に転写する露光装置におい
て、試料面の高さを位置測定できる装置によって試料面
の数点を測定することによりテーブル移動平面に対する
傾きを求め、求めた傾斜量と転写実験で得られた光軸と
試料面の傾斜量を用いてティルティング補正することに
より、光学系の光軸と、試料面の露光領域を垂直に補正
し、その全領域を光学系の焦点位置とすることを可能に
した露光装置である。
本発明によれば露光する試料面をティルティング補正
機構で試料面の傾きを補正することにより露光領域を投
影レンズの焦点面と合わすことができる。
機構で試料面の傾きを補正することにより露光領域を投
影レンズの焦点面と合わすことができる。
また光学系やテーブル系等の経年変化や環境変化等に
よる光軸の試料面に対する傾斜を機械的加工をすること
なく補正することができる。
よる光軸の試料面に対する傾斜を機械的加工をすること
なく補正することができる。
その結果、ウェハのテーパーや反りや凹凸、光学系の
光軸に対する試料面の傾斜、テーブルの傾斜による露光
領域の局所的な焦点位置からのずれを補正することがで
きる。従って焦点深度が浅くなってきた光学投影系に対
応できる露光装置としてより高精度なパターン形成を可
能とすることができる。
光軸に対する試料面の傾斜、テーブルの傾斜による露光
領域の局所的な焦点位置からのずれを補正することがで
きる。従って焦点深度が浅くなってきた光学投影系に対
応できる露光装置としてより高精度なパターン形成を可
能とすることができる。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明す
る。第１図は本発明の一実施例の露光装置を示す概略構
成図である。
る。第１図は本発明の一実施例の露光装置を示す概略構
成図である。
試料面４の任意の点（xi,yj）での試料面の位置Zij′
を求めるため発光部１と受光部２から成る試料面位置測
定装置により数点のZij′の値をxyテーブル５を移動し
て測定する。11は光源、13はティルティング補正機構、
３は露光光学系、６はその光軸を示している。
を求めるため発光部１と受光部２から成る試料面位置測
定装置により数点のZij′の値をxyテーブル５を移動し
て測定する。11は光源、13はティルティング補正機構、
３は露光光学系、６はその光軸を示している。
試料面４の位置Zij′の値を最小二乗法等により線型
近似することにより、試料面４のテーブル移動平面ｘ・
ｙに対するｘ軸,y軸を各々回転軸とした傾斜量を求める
ことができる。
近似することにより、試料面４のテーブル移動平面ｘ・
ｙに対するｘ軸,y軸を各々回転軸とした傾斜量を求める
ことができる。
今、簡単のためｙ軸を回転軸とした傾きｘのみにつ
いて考え第２図（ａ）に示す如くＺ−ｘ平面の図で説明
する。試料面の任意の点ａで位置測定しその値をZaと
し、ｘ軸上でテーブルを移動し第２図（ｂ）の如く点ｂ
で位置測定し、その値をZbとする。点a,点ｂのｘ軸方向
の位置は別の測長系で測定できるものとすると、試料面
の傾斜量はテーブル移動方向20に対し と表わされる。
いて考え第２図（ａ）に示す如くＺ−ｘ平面の図で説明
する。試料面の任意の点ａで位置測定しその値をZaと
し、ｘ軸上でテーブルを移動し第２図（ｂ）の如く点ｂ
で位置測定し、その値をZbとする。点a,点ｂのｘ軸方向
の位置は別の測長系で測定できるものとすると、試料面
の傾斜量はテーブル移動方向20に対し と表わされる。
次にティルティング補正機構13によりｘを回転角と
するティルティング補正を行なえば試料面は第２図
（ｃ）の如くテーブル移動方向20と平行にすることがで
きる。
するティルティング補正を行なえば試料面は第２図
（ｃ）の如くテーブル移動方向20と平行にすることがで
きる。
これはｘ軸を回転軸とした傾きｙについても同様で
あり、同様のティルティング補正を行えば試料面をテー
ブル移動面と平行にすることができる。
あり、同様のティルティング補正を行えば試料面をテー
ブル移動面と平行にすることができる。
一方、テーブル移動平面は光学系の光軸に対し垂直と
なっているため、上述した方法により試料面は光学系の
光軸に垂直となる。
なっているため、上述した方法により試料面は光学系の
光軸に垂直となる。
したがって試料面の露光領域の全領域を投影レンズの
焦点位置にすることができる。
焦点位置にすることができる。
上記の実施例では光軸に対し、移動平面が垂直である
ということが、前提になっている。しかしながら、実際
の露光装置においては、光学系の精度の誤差によって、
第３図（ａ）に示すように光軸と移動平面が垂直とはな
らないことがある。このような状態で露光転写を行なう
とチップ内で局所的にパターンぼけや、パターンのゆが
みが起こる。
ということが、前提になっている。しかしながら、実際
の露光装置においては、光学系の精度の誤差によって、
第３図（ａ）に示すように光軸と移動平面が垂直とはな
らないことがある。このような状態で露光転写を行なう
とチップ内で局所的にパターンぼけや、パターンのゆが
みが起こる。
これを補正する為に、前記の実施例で示した如く、試
料面４とテーブル５移動平面を平行にする（第３図
（ｂ））。
料面４とテーブル５移動平面を平行にする（第３図
（ｂ））。
次にパターンを露光転写し、転写されたパターン寸法
や、パターンが転写されるべき位置からの位置ずれ、な
どにより、光軸６と試料面４の傾き量ｘを知ることが
でき、ティルティング補正機構13により補正を行なう。
このようにしてテーブル５移動面と光軸６が垂直からず
れていても、ティルティング補正機構13により、試料面
４とテーブル移動面の傾きｘの影響を受けることなく
光軸補正することができる（第３図（ｃ））。
や、パターンが転写されるべき位置からの位置ずれ、な
どにより、光軸６と試料面４の傾き量ｘを知ることが
でき、ティルティング補正機構13により補正を行なう。
このようにしてテーブル５移動面と光軸６が垂直からず
れていても、ティルティング補正機構13により、試料面
４とテーブル移動面の傾きｘの影響を受けることなく
光軸補正することができる（第３図（ｃ））。
尚、本発明は前記実施例に限定されない。ティルティ
ング補正の位置検出点の取り方は任意である。例えばZi
jの点を一チップ内で数点とり平面に近似して、一チッ
プごとにティルティング補正することにより局所的なウ
ェハの凹凸に対する補正なども考えられる。また、テー
ブルティルティング補正機構の構造も駆動モーター等任
意であり駆動軸の取り方も任意である。また、試料面位
置検出方法も光斜入射型に限らず、検出装置の数も限定
しない。
ング補正の位置検出点の取り方は任意である。例えばZi
jの点を一チップ内で数点とり平面に近似して、一チッ
プごとにティルティング補正することにより局所的なウ
ェハの凹凸に対する補正なども考えられる。また、テー
ブルティルティング補正機構の構造も駆動モーター等任
意であり駆動軸の取り方も任意である。また、試料面位
置検出方法も光斜入射型に限らず、検出装置の数も限定
しない。
本発明の応用例としては、光を用いた露光装置の他に
Ｘ線を用いた露光装置、電子ビームを用いた装置などが
あり、露光装置全般に適用できる。
Ｘ線を用いた露光装置、電子ビームを用いた装置などが
あり、露光装置全般に適用できる。
第１図は本発明による露光装置の一実施例を示す構成
図、第２図はティルティング補正方法を二次元的に示し
た説明図、第３図は光軸に対して、試料面をティルティ
ング補正する方法を示す説明図、第４図は従来の露光装
置を示す構成図、第５図は第４図の装置の欠点を示す説
明図、第６図は試料面の種々な変形を示す図である。 １……位置検出装置発光部、２……位置検出装置受光
部、３……投影レンズ、４……試料、５……ｘ−ｙ移動
テーブル、６……光軸、７……焦点位置、８……光源、
9,10……レンズ、11……光路、12……受光器、13……テ
ィルティング補正機構、20……テーブル移動方向。
図、第２図はティルティング補正方法を二次元的に示し
た説明図、第３図は光軸に対して、試料面をティルティ
ング補正する方法を示す説明図、第４図は従来の露光装
置を示す構成図、第５図は第４図の装置の欠点を示す説
明図、第６図は試料面の種々な変形を示す図である。 １……位置検出装置発光部、２……位置検出装置受光
部、３……投影レンズ、４……試料、５……ｘ−ｙ移動
テーブル、６……光軸、７……焦点位置、８……光源、
9,10……レンズ、11……光路、12……受光器、13……テ
ィルティング補正機構、20……テーブル移動方向。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田畑 光雄 川崎市幸区小向東芝町１ 株式会社東芝 総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−55529（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−134812（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−12725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−47731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−155919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−156937（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−142838（ＪＰ，Ｕ)
Claims (9)
- 【請求項１】所望のパターンを試料面上に露光する光学
系と、前記試料を載置し、前記光学系軸におおよそ垂直
な平面方向に移動可能なテーブルと、前記試料面の位置
を測定する手段と、前記試料面の傾きを補正する手段と
を備えた露光装置において、前記試料面と前記テーブル
移動平面との傾きを測定し前記試料面を前記テーブルの
移動平面に平行となるように傾きを補正した後に、前記
試料面と前記光学系の光軸との傾きを補正し、前記試料
面を前記光学系の光軸に垂直となるよう傾きを補正した
後にパターンを露光することを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】前記光学系の光軸の試料面に対する傾き
を、予め前記光学系を用いて他の露光されたパターンの
データに基づいて求めておくことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の露光装置。 - 【請求項３】前記パターンのデータは、露光領域内のパ
ターンの位置ずれを測定したものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載の露光装置。 - 【請求項４】前記パターンのデータは露光領域内のパタ
ーンの寸法を測定したものであることを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載の露光装置。 - 【請求項５】前記試料面とテーブルとの傾きの測定は前
記テーブルを移動し、少なくとも２箇所以上の異なるテ
ーブルの位置で前記試料面の位置を測定して行なわれる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の露光装
置。 - 【請求項６】前記パターンの露光は前記テーブルがステ
ップアンドリピート式に移動してなされることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の露光装置。 - 【請求項７】前記露光光学系は、投影光学系であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の露光装置。 - 【請求項８】前記露光光学系は、電子線露光光学系ある
いはＸ線露光光学系であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の露光装置。 - 【請求項９】試料面の位置を測定する手段は、試料面に
対し斜め方向から光を照射し、その反射光の位置を検出
することによりなされるものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039127A JP2659704B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039127A JP2659704B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62198121A JPS62198121A (ja) | 1987-09-01 |
| JP2659704B2 true JP2659704B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=12544433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61039127A Expired - Lifetime JP2659704B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659704B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101478230B1 (ko) * | 2011-05-30 | 2014-12-31 | 세메스 주식회사 | 반도체 제조 장치의 티칭 방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5555529A (en) * | 1978-10-20 | 1980-04-23 | Hitachi Ltd | Method of positioning wafer |
| JPS5612725A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-07 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for setting position of wafer in projection aligner |
| DE3070825D1 (en) * | 1979-04-02 | 1985-08-08 | Eaton Optimetrix Inc | A system for positioning a utilization device |
| JPS5737246A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-01 | Nippon Steel Corp | Method of measuring degree of gas permeation in layer of sintered material for sintering machine |
| JPS5947731A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-17 | Hitachi Ltd | 投影露光装置におけるオ−トフオ−カス機構 |
| JPS59155919A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-05 | Hitachi Ltd | 自動焦点合せ方法およびその装置 |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP61039127A patent/JP2659704B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101478230B1 (ko) * | 2011-05-30 | 2014-12-31 | 세메스 주식회사 | 반도체 제조 장치의 티칭 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62198121A (ja) | 1987-09-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |