JP2723081B2 - スキャン露光方式における照度むら検出方法 - Google Patents
スキャン露光方式における照度むら検出方法Info
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- 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
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70133—Measurement of illumination distribution, in pupil plane or field plane
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
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- 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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、照度むら検出方法に関
し、例えば矩形又は円弧状等の照明領域に対してマスク
及び感光性基板を同期して走査することにより、照明領
域よりも広い面積のパターンを感光基板上に露光するい
わゆるスキャン露光方式においる照度むらを検出する方
法に関する。
し、例えば矩形又は円弧状等の照明領域に対してマスク
及び感光性基板を同期して走査することにより、照明領
域よりも広い面積のパターンを感光基板上に露光するい
わゆるスキャン露光方式においる照度むらを検出する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子製造のリソグラフィー工程で
は露光光のもとでマスク上のパターンを感光性基板（ウ
ェハー）上に投影する、投影露光装置が使用されてい
る。この投影露光装置としてはマスク上のチップパター
ンを一括してウェハー上に投影する一括露光方式のもの
や、スリット状の照明領域に対してマスクとウェハーを
同期して走査し、スリット状の照明領域よりも広い面積
のマスク上のパターンをウェハー上に投影するスキャン
露光方式のものが知られている。この投影露光装置の性
能項目の一つとして照度むらがある。照度むらとは露光
フィールド内の照度均一性のことで、これが悪いとフィ
ールド内で線幅変動を生じるため、ある規定値以下であ
る必要がある。
は露光光のもとでマスク上のパターンを感光性基板（ウ
ェハー）上に投影する、投影露光装置が使用されてい
る。この投影露光装置としてはマスク上のチップパター
ンを一括してウェハー上に投影する一括露光方式のもの
や、スリット状の照明領域に対してマスクとウェハーを
同期して走査し、スリット状の照明領域よりも広い面積
のマスク上のパターンをウェハー上に投影するスキャン
露光方式のものが知られている。この投影露光装置の性
能項目の一つとして照度むらがある。照度むらとは露光
フィールド内の照度均一性のことで、これが悪いとフィ
ールド内で線幅変動を生じるため、ある規定値以下であ
る必要がある。
【０００３】従来、投影露光の照度むらの測定は、ウェ
ハーステージ上で照度センサーを約１ｍｍステップで動
かしウェハーステージ全面の照度を測定しその結果から
計算し求めている。また、図５に示す従来技術の一例で
使用される照度むら検出用マスク（特開昭５８−１３９
４２７）では、全面に解像限界寸法の照度むら検出用パ
ターン（１０）が形成された照度むら検出用マスク
（９）を使用し、実際に露光を行ってウェハーを観察す
ることにより照度むらを検出する方法が紹介されてい
る。
ハーステージ上で照度センサーを約１ｍｍステップで動
かしウェハーステージ全面の照度を測定しその結果から
計算し求めている。また、図５に示す従来技術の一例で
使用される照度むら検出用マスク（特開昭５８−１３９
４２７）では、全面に解像限界寸法の照度むら検出用パ
ターン（１０）が形成された照度むら検出用マスク
（９）を使用し、実際に露光を行ってウェハーを観察す
ることにより照度むらを検出する方法が紹介されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の投影露光装置
は、マスク上のチップパターンの像を一括してウェハー
上に投影する一括露光方式が主流であった。ところが、
近年はマスク上のより大きいチップパターンをウェハー
上に投影する大フィールド化に対する要求も高まってお
り、これに対応してスキャン露光方式が新たに注目され
てきている。スキャン露光方式では露光光に対してマス
クとウェハーを同期して動かすため、何らかの原因でこ
の同期のタイミングのずれやスキャンスピードのむらが
生じると、これが直接、照度むらの原因となる。また、
光源としてパルス発振のレーザーを用いる場合、スキャ
ン露光中にレーザーの光強度のばらつき（ミスファイヤ
ー等）が発生するとこれも照度むらの原因となる。この
ため、一括露光方式よりもより厳しい照度むらの管理が
必要となる。
は、マスク上のチップパターンの像を一括してウェハー
上に投影する一括露光方式が主流であった。ところが、
近年はマスク上のより大きいチップパターンをウェハー
上に投影する大フィールド化に対する要求も高まってお
り、これに対応してスキャン露光方式が新たに注目され
てきている。スキャン露光方式では露光光に対してマス
クとウェハーを同期して動かすため、何らかの原因でこ
の同期のタイミングのずれやスキャンスピードのむらが
生じると、これが直接、照度むらの原因となる。また、
光源としてパルス発振のレーザーを用いる場合、スキャ
ン露光中にレーザーの光強度のばらつき（ミスファイヤ
ー等）が発生するとこれも照度むらの原因となる。この
ため、一括露光方式よりもより厳しい照度むらの管理が
必要となる。
【０００５】上述した従来技術の照度センサーでウェハ
ーステージ上の照度を測定し照度むらを検出する方法
や、図３に示されている全面に照度むら検出用パターン
を有するマスクを使用する照度むら検出方法では、スキ
ャン露光装置の定常状態の照度むらの測定は可能だが、
実際の製品パターンの露光中に前述したような理由によ
り突発的に生じる照度むらを検出することはできない。
ーステージ上の照度を測定し照度むらを検出する方法
や、図３に示されている全面に照度むら検出用パターン
を有するマスクを使用する照度むら検出方法では、スキ
ャン露光装置の定常状態の照度むらの測定は可能だが、
実際の製品パターンの露光中に前述したような理由によ
り突発的に生じる照度むらを検出することはできない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、露光光に対し
てマスクとウェハーを同期して動かすスキャン露光方式
における照度むらを検出する方法において、走査方向に
沿った主パターン外に解像限界付近の寸法を有する検出
用パターンを形成したマスクを用いることを特徴とする
スキャン露光方式における照度むら検出方法である。
てマスクとウェハーを同期して動かすスキャン露光方式
における照度むらを検出する方法において、走査方向に
沿った主パターン外に解像限界付近の寸法を有する検出
用パターンを形成したマスクを用いることを特徴とする
スキャン露光方式における照度むら検出方法である。
【０００７】また、照度むら検出用パターンが、走査方
向に平行な長いラインアンドスペースパターン、解像限
界付近の寸法のコンタクトホールパターンのいずれかで
あることを特徴とするものである。また、マスク上の照
度むら検出用パターンが走査方向に沿った主パターン外
の上端或いは下端に形成されているものである。また本
発明は、露光光に対してマスクとウェハーを同期して動
かすスキャン露光方式における照度むらを検出する方法
において、走査方向に沿った主パターン外に菱形の残し
パターンの検出用パターンを形成したマスクを用いるこ
とを特徴とするスキャン露光方式における照度むら検出
方法である。
向に平行な長いラインアンドスペースパターン、解像限
界付近の寸法のコンタクトホールパターンのいずれかで
あることを特徴とするものである。また、マスク上の照
度むら検出用パターンが走査方向に沿った主パターン外
の上端或いは下端に形成されているものである。また本
発明は、露光光に対してマスクとウェハーを同期して動
かすスキャン露光方式における照度むらを検出する方法
において、走査方向に沿った主パターン外に菱形の残し
パターンの検出用パターンを形成したマスクを用いるこ
とを特徴とするスキャン露光方式における照度むら検出
方法である。
【０００８】
【作用】本発明においては、マスク上に走査方向に沿っ
た主パターン外の上端部或いは下端部に照明むら検出用
のパターンを有することにより、照度むら検出用パター
ン領域は主パターンの配置を妨げることがなく、実際の
製品パターンの露光中に突発的に生じる照度むらを検出
することができ、より厳しい照度むらの管理をすること
ができ、製品の良品率を向上させることができるもので
ある。
た主パターン外の上端部或いは下端部に照明むら検出用
のパターンを有することにより、照度むら検出用パター
ン領域は主パターンの配置を妨げることがなく、実際の
製品パターンの露光中に突発的に生じる照度むらを検出
することができ、より厳しい照度むらの管理をすること
ができ、製品の良品率を向上させることができるもので
ある。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。 ［実施例１］図１（ａ）は、本実施例のスキャン露光用
マスクを示す上面図、（ｂ）はスキャン露光用マスク内
の照度むら検出用パターン領域部分の拡大図である。以
下に述べる寸法はウェハー上の大きさで、縮小投影露光
機の縮小倍率が１／ｘ倍であればマスク上はｘ倍の大き
さとなるとなる。図１（ａ）は、本実施例のスキャン露
光用マスクの上面図で、３２．５ｍｍ×２２ｍｍのマス
クの上端部に１ｍｍ幅のアライメントマーク用領域が設
けてある。
マスクを示す上面図、（ｂ）はスキャン露光用マスク内
の照度むら検出用パターン領域部分の拡大図である。以
下に述べる寸法はウェハー上の大きさで、縮小投影露光
機の縮小倍率が１／ｘ倍であればマスク上はｘ倍の大き
さとなるとなる。図１（ａ）は、本実施例のスキャン露
光用マスクの上面図で、３２．５ｍｍ×２２ｍｍのマス
クの上端部に１ｍｍ幅のアライメントマーク用領域が設
けてある。
【００１０】図１（ｂ）は、図１（ａ）のアライメント
マーク用領域（２）付近を拡大したものである。アライ
メントマーク用領域（２）に沿って、１０μｍ幅の照度
むら検出用パターン領域（３）をマスク内に設けてい
る。前述したようにスキャン露光方式ではスキャン方向
に沿って突発的な照度むらが発生しやすいのでこの方向
にのみ照度むら検出用パターン領域を設ければよい。１
０μｍ幅とした場合、マスク全体の面積に対する照度む
ら検出用パターン領域（３）の面積は約０．０４５％で
あり、非常に小さくて良いことが分かる。また、パター
ン領域がマスクの端であるため、主パターンの配置を妨
げず、製品用のマスクに適用可能である。
マーク用領域（２）付近を拡大したものである。アライ
メントマーク用領域（２）に沿って、１０μｍ幅の照度
むら検出用パターン領域（３）をマスク内に設けてい
る。前述したようにスキャン露光方式ではスキャン方向
に沿って突発的な照度むらが発生しやすいのでこの方向
にのみ照度むら検出用パターン領域を設ければよい。１
０μｍ幅とした場合、マスク全体の面積に対する照度む
ら検出用パターン領域（３）の面積は約０．０４５％で
あり、非常に小さくて良いことが分かる。また、パター
ン領域がマスクの端であるため、主パターンの配置を妨
げず、製品用のマスクに適用可能である。
【００１１】本実施例では、照度むら検出用パターン領
域を１０μｍ幅としているが、これは照度むら検出用パ
ターンが入る大きさであれば良く、これより狭くするこ
とも可能である。またその場所は本実施例ではアライメ
ントマーク領域の隣としたが、これに限らずマスク内の
主パターンの配置を妨げないスキャン方向に沿った場所
であれば良い。
域を１０μｍ幅としているが、これは照度むら検出用パ
ターンが入る大きさであれば良く、これより狭くするこ
とも可能である。またその場所は本実施例ではアライメ
ントマーク領域の隣としたが、これに限らずマスク内の
主パターンの配置を妨げないスキャン方向に沿った場所
であれば良い。
【００１２】［実施例２］次に、使用する照度むら検出
用パターンの例とそのパターンを使用した照度むら検出
方法について説明する。図２は、このマスクに使用する
照度むら検出用パターンの実施例であるラインアンドス
ペースパターンを示すものである。図２の照度むら検出
用パターンはマスクの長手方向に平行な長いラインアン
ドスペースパターン（４）である。
用パターンの例とそのパターンを使用した照度むら検出
方法について説明する。図２は、このマスクに使用する
照度むら検出用パターンの実施例であるラインアンドス
ペースパターンを示すものである。図２の照度むら検出
用パターンはマスクの長手方向に平行な長いラインアン
ドスペースパターン（４）である。
【００１３】本実施例では、０．２５μｍ幅のラインア
ンドスペースを示してあるが、露光装置の性能に合わせ
て解像限界付近の寸法のものを使用する。また、数種類
の寸法のラインアンドスペースパターンを使用しても良
い。本パターンを用いた照度むら検出方法は、例えば、
測長ＳＥＭを用いて一定間隔毎にレジストパターンの測
長を行い寸法の変動が基準値内であるかチェックする。
または、顕微鏡等で解像限界付近の寸法のレジストパタ
ーンが解像しているかチェックすることにより行う。
ンドスペースを示してあるが、露光装置の性能に合わせ
て解像限界付近の寸法のものを使用する。また、数種類
の寸法のラインアンドスペースパターンを使用しても良
い。本パターンを用いた照度むら検出方法は、例えば、
測長ＳＥＭを用いて一定間隔毎にレジストパターンの測
長を行い寸法の変動が基準値内であるかチェックする。
または、顕微鏡等で解像限界付近の寸法のレジストパタ
ーンが解像しているかチェックすることにより行う。
【００１４】図３は、解像限界付近の寸法のコンタクト
ホールパターン（５）を照度むら検出用パターンとして
使用する場合である。本実施例では、０．３μｍφのコ
ンタクトホールパターンを使用しているが、これもライ
ンアンドスペースの場合と同様に露光装置の性能に合わ
せて、解像限界付近の寸法のコンタクトホールパターン
を使用する。また、数種類の寸法のコンタクトホールパ
ターンを用いても良い。解像限界付近の寸法のコンタク
トホールパターンは露光量の変動に対して敏感であり、
少しの露光量の変動で開口、非開口の差が生じる。この
ため、顕微鏡により容易に照度の変動を確認できる。
ホールパターン（５）を照度むら検出用パターンとして
使用する場合である。本実施例では、０．３μｍφのコ
ンタクトホールパターンを使用しているが、これもライ
ンアンドスペースの場合と同様に露光装置の性能に合わ
せて、解像限界付近の寸法のコンタクトホールパターン
を使用する。また、数種類の寸法のコンタクトホールパ
ターンを用いても良い。解像限界付近の寸法のコンタク
トホールパターンは露光量の変動に対して敏感であり、
少しの露光量の変動で開口、非開口の差が生じる。この
ため、顕微鏡により容易に照度の変動を確認できる。
【００１５】図４は、照度むら検出用パターンとしてく
さび形のパターン（６）を用いる例である。このくさび
形パターンのくさび先端部分は露光量が最適露光量から
ずれる長さが変化するため、顕微鏡や測長ＳＥＭでパタ
ーンの長さを観察することにより露光量の変動を確認可
能である。
さび形のパターン（６）を用いる例である。このくさび
形パターンのくさび先端部分は露光量が最適露光量から
ずれる長さが変化するため、顕微鏡や測長ＳＥＭでパタ
ーンの長さを観察することにより露光量の変動を確認可
能である。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、スキャン露光に於い
て、マスクとウェハーの同期のずれやスキャンスピード
のむらやパルス発振レーザー使用時の光強度のばらつき
などにより突発的に発生する照度むらの検出を行うこと
ができるという効果を有し、また、照度むら検出用パタ
ーンの領域はスキャン方向に沿ったマスクの端部にあ
り、その占有面積も小さくて済む為、製品用マスクに適
用できる。製品用マスクに適用すると、露光後すぐに照
度むらを発見可能である。照度むらが発生した場合、レ
ジストを剥離して再露光を行うことにより、製品の良品
収率が向上するという効果を奏するものである。
て、マスクとウェハーの同期のずれやスキャンスピード
のむらやパルス発振レーザー使用時の光強度のばらつき
などにより突発的に発生する照度むらの検出を行うこと
ができるという効果を有し、また、照度むら検出用パタ
ーンの領域はスキャン方向に沿ったマスクの端部にあ
り、その占有面積も小さくて済む為、製品用マスクに適
用できる。製品用マスクに適用すると、露光後すぐに照
度むらを発見可能である。照度むらが発生した場合、レ
ジストを剥離して再露光を行うことにより、製品の良品
収率が向上するという効果を奏するものである。
【図１】本発明の一実施例の露光用マスクを示す上面図
【図２】本発明の一実施例の露光用マスクの照度むら検
出用パターンを示す図
出用パターンを示す図
【図３】本発明のもう一つの実施例の露光用マスクの照
度むら検出用パターンを示す図
度むら検出用パターンを示す図
【図４】本発明のもう一つの実施例の露光用マスクの照
度むら検出用パターンを示す図
度むら検出用パターンを示す図
【図５】従来技術で使用される照度むら検出用マスクを
示す図
示す図
１ スキャン露光用マスク ２ アライメントマーク用領域 ３ 照度むら検出用パターン領域 ４ ラインアンドスペースパターン ５ コンタクトホールパターン ６ くさび形パターン ７ 透過光部 ８ 遮光部 ９ 照度むら検出用マスク １０ 照度むら検出用パターン
Claims (3)
- 【請求項１】 露光光に対してマスクとウェハーを同期
して動かすスキャン露光方式における照度むらを検出す
る方法において、走査方向に沿った主パターン外に解像
限界付近の寸法を有する検出用パターンを形成したマス
クを用いることを特徴とするスキャン露光方式における
照度むら検出方法。 - 【請求項２】 照度むら検出用パターンが、走査方向に
平行な長いラインアンドスペースパターン、解像限界付
近の寸法のコンタクトホールパターンのいずれかである
ことを特徴とする請求項１に記載のスキャン露光方式に
おける照度むら検出方法。 - 【請求項３】 露光光に対してマスクとウェハーを同期
して動かすスキャン露光方式における照度むらを検出す
る方法において、走査方向に沿った主パターン外に菱形
の残しパターンの検出用パターンを形成したマスクを用
いることを特徴とするスキャン露光方式における照度む
ら検出方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13989395A JP2723081B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | スキャン露光方式における照度むら検出方法 |
| US08/647,705 US5709970A (en) | 1995-05-15 | 1996-05-14 | Mask having a pattern for detecting illuminance nonuniformity |
| KR1019960016179A KR0175679B1 (ko) | 1995-05-15 | 1996-05-15 | 조도 불균일 검출용 패턴을 갖는 마스크 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13989395A JP2723081B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | スキャン露光方式における照度むら検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08314118A JPH08314118A (ja) | 1996-11-29 |
| JP2723081B2 true JP2723081B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=15256069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13989395A Expired - Fee Related JP2723081B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | スキャン露光方式における照度むら検出方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5709970A (ja) |
| JP (1) | JP2723081B2 (ja) |
| KR (1) | KR0175679B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100492908B1 (ko) * | 1997-12-27 | 2005-08-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 렌즈의 수차 효과가 고려된 자동 초점 조정/편평도 조정 방법 |
| US7027130B2 (en) * | 2004-04-28 | 2006-04-11 | Advanced Micro Devices, Inc. | Device and method for determining an illumination intensity profile of an illuminator for a lithography system |
| FR2890461B1 (fr) * | 2005-09-05 | 2008-12-26 | Sagem Defense Securite | Obturateur et illuminateur d'un dispositif de photolithographie |
| EP2131245A3 (en) * | 2008-06-02 | 2012-08-01 | ASML Netherlands BV | Lithographic apparatus and its focus determination method |
| KR101891073B1 (ko) * | 2011-12-06 | 2018-08-24 | 삼성디스플레이 주식회사 | 노광 균일도 측정 방법 및 이를 수행하는 노광 시스템 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5834731U (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-07 | 三洋電機株式会社 | 電子ビ−ム露光用マスク |
| JPS58139427A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-18 | Hitachi Ltd | むら検出用マスクおよびそれを用いたむら検出装置 |
| JPS58193545A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-11 | Hitachi Ltd | ホトマスク |
| JP2675859B2 (ja) * | 1989-05-23 | 1997-11-12 | キヤノン株式会社 | Ｘ線マスクおよびこれを用いたｘ線露光方法 |
| JP3309865B2 (ja) * | 1992-10-02 | 2002-07-29 | 株式会社ニコン | 結像特性計測方法及び該方法で使用されるマスク |
| DE19512245C2 (de) * | 1994-04-01 | 2002-12-05 | Hyundai Electronics Ind | Photomaske zum Messen der Auflösung von Belichtungseinrichtungen |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP13989395A patent/JP2723081B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-05-14 US US08/647,705 patent/US5709970A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-15 KR KR1019960016179A patent/KR0175679B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5709970A (en) | 1998-01-20 |
| KR0175679B1 (ko) | 1999-04-01 |
| JPH08314118A (ja) | 1996-11-29 |
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