JP2724979B2 - 投影露光装置および投影露光方法 - Google Patents
投影露光装置および投影露光方法Info
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- measuring beam
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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
- 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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は投影露光装置および投影
露光方法に係り、特に、簡単な操作で高精度な投影露光
を可能にした投影露光装置および投影露光方法に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来の投影露光装置の概略を図３に示
す。水銀ランプ１からの光２は、コンデンサレンズ３に
より集光され、フォトマスク４を透過したのち、縮小レ
ンズ５を通してウエハー６上にフォトマスク４の縮小像
を投影露光する。 【０００３】図４にステージの概略を示す。ステージ１
０はその下部にＶ字状案内溝１１を有し、Ｖ案内１２と
係合して移動する。ステージ１０の位置は、レーザー測
長器７で精確に計測される。Ｌ字形ミラー８は、レーザ
ー測定器７の基準ミラーであり、テーブル１０上に固定
される。Ｌ字形ミラー８は、その面精度がλ／１０以下
に加工された超精密ミラーである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置におい
て、Ｖ案内１２が正しく真直に加工されている場合は、
投影像２０がウエハー６上に、図６に示すように正しく
配列されるが、図５に示すように、Ｖ案内１２が真直に
加工されていない場合には、その投影像２０は、図７に
示すように乱れた配列となる。半導体素子の製造には、
一般に複数回の露光工程が必要である。夫々の工程は、
同一機種で露光されるとも限らず複数台にまたがって露
光される場合が往々にしてある。この場合、ヨーイング
が装置によりばらつくので、複数台にまたがって露光す
る場合、例えば、図６と図７とを重ね合わせた場合、正
しい重ね合わせが得られないことは明白である。 【０００５】したがって、従来、ヨーイングを極力小さ
くするため、Ｖ案内１２の製作に長時間を必要とし原価
高となっていた。一方、Ｖ案内１２の真直度の向上には
限界があり、その加工限界は１×１０~6red.程度であ
る。この程度に加工された面であっても、重ね合わせ精
度は、１５０ｍｍウエハーの場合、最悪０.３μｍの誤
差が生ずる。超大規模集積回路においては、重ね合わせ
精度は０.１μｍ以下が要求され、上記誤差は、受け入
れられない数値となる。 【０００６】この種の装置に、特開昭６０−１７３５５
０号公報、或いは特開昭６１−８７３３０号公報に記載
のものがある。しかし、いずれもウエハーのアライメン
トマークを検出してずれの調整をするもので、アライメ
ントマークのないウエハー、或いは一層目露光に対して
は適用することができなかった。 【０００７】本発明の目的は、ウエハステージの移動に
伴うヨーイング量は、各位置で再現性があることに着目
し、ウエハステージの移動案内の加工精度に依存するこ
となく、簡単な操作で、一層目の露光工程からでも正確
な描画ができ、半導体素子を高精度で製作することので
きる投影露光装置および投影露光方法を提供するにあ
る。 【０００８】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の投影露光装置は、ＸおよびＹ方向に
それぞれ独立して移動するＸ−Ｙステージ上に半導体ウ
エハーを載置し、ステップアンドリピート動作により、
フォトマスク像を前記半導体ウエハー面に投影露光させ
る投影露光装置において、前記Ｘ−Ｙステージのヨーイ
ング量をレーザー測長器からの距離測長用ビームおよび
ヨーイング測定用ビームを使用して計測し、少なくとも
複数の露光位置で所定の一点を中心として、前記ヨーイ
ング量を補正するように前記フォトマスク像を微小回転
させる構成を有することを特徴とするものである。 【０００９】また、上記目的は、ＸおよびＹ方向にそれ
ぞれ独立して移動するＸ−Ｙステージ上に半導体ウエハ
ーを載置し、レーザー測長器からの距離測長用ビームお
よびヨーイング測定用ビームを使用して前記Ｘ−Ｙステ
ージ上のヨーイング量を計測し、少なくとも複数の露光
位置で所定の一点を中心として前記ヨーイング量を補正
するように前記フォトマスク像を微小回転させ、ステッ
プアンドリピート動作により前記フォトマスク像を前記
半導体ウエハー面に投影露光させることを特徴とする投
影露光方法により達成される。 【００１０】 【作用】上記構成によれば、ウエハーステージのヨーイ
ングを予め測定し、その測定データに基づいて、各露光
ショット毎にフォトマスクを所定の一点を中心にして回
転させるのみで、ステージに生じたヨーイングにしたが
って、フォトマスクの位置を補正することができる。こ
の場合、レーザー測長器からの距離測長用ビームおよび
ヨーイング測定用ビームを使用するので、極めて正確に
ヨーイングを計測できる。 【００１１】そのため、１層目、または２層目以降の露
光を問わず、また、ウエハーステージ上のウエハーに
は、アライメントマークが描かれていなくても、簡単な
操作で、しかも正確な配列で、フォトマスク像をウエハ
ーに描画することができる。また、そのために、各ショ
ット毎にアライメントマークを検出する必要がなく、ス
ループットを大幅に向上させることができる。 【００１２】 【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。図１に示すように、レーザー測長器７からのビ
ームは、第１ビームスプリッタ３１により、Ｘ，Ｙ両軸
に分割されるようになっている。Ｙ軸方向に分割された
Ｙビーム３２は第２ビームスプリッタ３３により、距離
測長用ビーム３４とヨーイング測定用ビーム３５に分割
されるようになっている。距離測長用ビーム３４および
ヨーイング測定用ビーム３５は、それぞれＬ字形ミラー
８に入射し、ステージ１０の移動量を、０.０１μｍの
精度で計測するようになっている。 【００１３】ステージ１０が、Ｙ方向にヨーイングを生
ずることなく正確に移動するときは、距離測長用ビーム
３４とヨーイング測定用ビーム３５とがそれぞれ計測す
るテーブルの移動量に対する測長量は同一であり、２つ
のビーム３４、３５間に差が生じないことになる。一
方、ステージ１０がヨーイング運動しながら移動する場
合は、距離測長用ビーム３４とヨーイング測定用ビーム
３５との測長量に、差を生ずることになる。 【００１４】距離測長用ビーム３４とヨーイング測定用
ビーム３５との間隔を、仮に５０ｍｍとすると、前述の
ようにレーザー測長器の計測精度は０.０１μｍであ
り、角度に直すと２×１０~7rad.となり、極めて正確に
ヨーイングを計測できる。ステージ１０にヨーイングが
生ずると、ウエハー６上には、回転した素子が転写され
る。これを防ぐため、露光直前に、ステージ１０のヨー
イング量に相当する角度だけ、フォトマスク４を回転さ
せて補正すればよいことになる。 【００１５】フォトマスク４の回転は以下に示すように
なっている。フォトマスク４を、開口部３６を有する円
板３７上に載置する。円板３７とフォトマスク４の中心
は一致させてある。また円板３７は、その外周部を３個
の溝付きローラ３８で支えられている。一個所の溝付き
ローラ３８は、ステッピングモータ３９によって円板３
７を回転させる。今、ステージ１０にヨーイングが生じ
ると、ヨーイングはレーザー測長器７が計測し、このデ
ータにしたがってステッピングモータ３９が回転する。
この動作は、ステージ１０が移動するたびごとに行われ
る。 【００１６】図２は、本発明の他の実施例を説明するた
めの図である。前述の説明では、フォトマスク４が円板
３７上で回転する場合について述べたが、図２に示すよ
うに、フォトマスク４を角形テーブル４０上に乗せて、
支点４１を回転中心として回転させても、円板上に乗せ
た場合と同様の補正ができる。 【００１７】以上の説明は、ステージのヨーイングを露
光地点でその都度測定し補正を行うものであったが、こ
れに限定されるものでなく、ステージ１０のヨーイング
量は、各位置で再現性があるので、これを前もって測っ
ておき、露光直前に、このデータでフォトマスクを補正
させることもできる。 【００１８】 【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による投影露光装置または投影露光方法によれ
ば、Ｘ−Ｙステージの移動案内の加工精度に依存するこ
となく、簡単な操作でステージのヨーイングに合わせて
像の投影を補正できるので、高精度にしかもスループッ
トを大幅に向上させて、半導体素子を製作することがで
きる。
露光方法に係り、特に、簡単な操作で高精度な投影露光
を可能にした投影露光装置および投影露光方法に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来の投影露光装置の概略を図３に示
す。水銀ランプ１からの光２は、コンデンサレンズ３に
より集光され、フォトマスク４を透過したのち、縮小レ
ンズ５を通してウエハー６上にフォトマスク４の縮小像
を投影露光する。 【０００３】図４にステージの概略を示す。ステージ１
０はその下部にＶ字状案内溝１１を有し、Ｖ案内１２と
係合して移動する。ステージ１０の位置は、レーザー測
長器７で精確に計測される。Ｌ字形ミラー８は、レーザ
ー測定器７の基準ミラーであり、テーブル１０上に固定
される。Ｌ字形ミラー８は、その面精度がλ／１０以下
に加工された超精密ミラーである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置におい
て、Ｖ案内１２が正しく真直に加工されている場合は、
投影像２０がウエハー６上に、図６に示すように正しく
配列されるが、図５に示すように、Ｖ案内１２が真直に
加工されていない場合には、その投影像２０は、図７に
示すように乱れた配列となる。半導体素子の製造には、
一般に複数回の露光工程が必要である。夫々の工程は、
同一機種で露光されるとも限らず複数台にまたがって露
光される場合が往々にしてある。この場合、ヨーイング
が装置によりばらつくので、複数台にまたがって露光す
る場合、例えば、図６と図７とを重ね合わせた場合、正
しい重ね合わせが得られないことは明白である。 【０００５】したがって、従来、ヨーイングを極力小さ
くするため、Ｖ案内１２の製作に長時間を必要とし原価
高となっていた。一方、Ｖ案内１２の真直度の向上には
限界があり、その加工限界は１×１０~6red.程度であ
る。この程度に加工された面であっても、重ね合わせ精
度は、１５０ｍｍウエハーの場合、最悪０.３μｍの誤
差が生ずる。超大規模集積回路においては、重ね合わせ
精度は０.１μｍ以下が要求され、上記誤差は、受け入
れられない数値となる。 【０００６】この種の装置に、特開昭６０−１７３５５
０号公報、或いは特開昭６１−８７３３０号公報に記載
のものがある。しかし、いずれもウエハーのアライメン
トマークを検出してずれの調整をするもので、アライメ
ントマークのないウエハー、或いは一層目露光に対して
は適用することができなかった。 【０００７】本発明の目的は、ウエハステージの移動に
伴うヨーイング量は、各位置で再現性があることに着目
し、ウエハステージの移動案内の加工精度に依存するこ
となく、簡単な操作で、一層目の露光工程からでも正確
な描画ができ、半導体素子を高精度で製作することので
きる投影露光装置および投影露光方法を提供するにあ
る。 【０００８】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の投影露光装置は、ＸおよびＹ方向に
それぞれ独立して移動するＸ−Ｙステージ上に半導体ウ
エハーを載置し、ステップアンドリピート動作により、
フォトマスク像を前記半導体ウエハー面に投影露光させ
る投影露光装置において、前記Ｘ−Ｙステージのヨーイ
ング量をレーザー測長器からの距離測長用ビームおよび
ヨーイング測定用ビームを使用して計測し、少なくとも
複数の露光位置で所定の一点を中心として、前記ヨーイ
ング量を補正するように前記フォトマスク像を微小回転
させる構成を有することを特徴とするものである。 【０００９】また、上記目的は、ＸおよびＹ方向にそれ
ぞれ独立して移動するＸ−Ｙステージ上に半導体ウエハ
ーを載置し、レーザー測長器からの距離測長用ビームお
よびヨーイング測定用ビームを使用して前記Ｘ−Ｙステ
ージ上のヨーイング量を計測し、少なくとも複数の露光
位置で所定の一点を中心として前記ヨーイング量を補正
するように前記フォトマスク像を微小回転させ、ステッ
プアンドリピート動作により前記フォトマスク像を前記
半導体ウエハー面に投影露光させることを特徴とする投
影露光方法により達成される。 【００１０】 【作用】上記構成によれば、ウエハーステージのヨーイ
ングを予め測定し、その測定データに基づいて、各露光
ショット毎にフォトマスクを所定の一点を中心にして回
転させるのみで、ステージに生じたヨーイングにしたが
って、フォトマスクの位置を補正することができる。こ
の場合、レーザー測長器からの距離測長用ビームおよび
ヨーイング測定用ビームを使用するので、極めて正確に
ヨーイングを計測できる。 【００１１】そのため、１層目、または２層目以降の露
光を問わず、また、ウエハーステージ上のウエハーに
は、アライメントマークが描かれていなくても、簡単な
操作で、しかも正確な配列で、フォトマスク像をウエハ
ーに描画することができる。また、そのために、各ショ
ット毎にアライメントマークを検出する必要がなく、ス
ループットを大幅に向上させることができる。 【００１２】 【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。図１に示すように、レーザー測長器７からのビ
ームは、第１ビームスプリッタ３１により、Ｘ，Ｙ両軸
に分割されるようになっている。Ｙ軸方向に分割された
Ｙビーム３２は第２ビームスプリッタ３３により、距離
測長用ビーム３４とヨーイング測定用ビーム３５に分割
されるようになっている。距離測長用ビーム３４および
ヨーイング測定用ビーム３５は、それぞれＬ字形ミラー
８に入射し、ステージ１０の移動量を、０.０１μｍの
精度で計測するようになっている。 【００１３】ステージ１０が、Ｙ方向にヨーイングを生
ずることなく正確に移動するときは、距離測長用ビーム
３４とヨーイング測定用ビーム３５とがそれぞれ計測す
るテーブルの移動量に対する測長量は同一であり、２つ
のビーム３４、３５間に差が生じないことになる。一
方、ステージ１０がヨーイング運動しながら移動する場
合は、距離測長用ビーム３４とヨーイング測定用ビーム
３５との測長量に、差を生ずることになる。 【００１４】距離測長用ビーム３４とヨーイング測定用
ビーム３５との間隔を、仮に５０ｍｍとすると、前述の
ようにレーザー測長器の計測精度は０.０１μｍであ
り、角度に直すと２×１０~7rad.となり、極めて正確に
ヨーイングを計測できる。ステージ１０にヨーイングが
生ずると、ウエハー６上には、回転した素子が転写され
る。これを防ぐため、露光直前に、ステージ１０のヨー
イング量に相当する角度だけ、フォトマスク４を回転さ
せて補正すればよいことになる。 【００１５】フォトマスク４の回転は以下に示すように
なっている。フォトマスク４を、開口部３６を有する円
板３７上に載置する。円板３７とフォトマスク４の中心
は一致させてある。また円板３７は、その外周部を３個
の溝付きローラ３８で支えられている。一個所の溝付き
ローラ３８は、ステッピングモータ３９によって円板３
７を回転させる。今、ステージ１０にヨーイングが生じ
ると、ヨーイングはレーザー測長器７が計測し、このデ
ータにしたがってステッピングモータ３９が回転する。
この動作は、ステージ１０が移動するたびごとに行われ
る。 【００１６】図２は、本発明の他の実施例を説明するた
めの図である。前述の説明では、フォトマスク４が円板
３７上で回転する場合について述べたが、図２に示すよ
うに、フォトマスク４を角形テーブル４０上に乗せて、
支点４１を回転中心として回転させても、円板上に乗せ
た場合と同様の補正ができる。 【００１７】以上の説明は、ステージのヨーイングを露
光地点でその都度測定し補正を行うものであったが、こ
れに限定されるものでなく、ステージ１０のヨーイング
量は、各位置で再現性があるので、これを前もって測っ
ておき、露光直前に、このデータでフォトマスクを補正
させることもできる。 【００１８】 【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による投影露光装置または投影露光方法によれ
ば、Ｘ−Ｙステージの移動案内の加工精度に依存するこ
となく、簡単な操作でステージのヨーイングに合わせて
像の投影を補正できるので、高精度にしかもスループッ
トを大幅に向上させて、半導体素子を製作することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はステージ誤差補正手段を設けた本発明の
投影露光装置の一実施例を示す構成図である。 【図２】図２は本発明の他の実施例を示す構成図であ
る。 【図３】図３は従来の投影露光装置の一例を示す構成図
である。 【図４】図４は従来の装置において配慮されていない部
分を説明する図である。 【図５】図５は同様に従来の装置において配慮されてい
ない部分を説明する図である。 【図６】図６は同様に従来の装置において配慮されてい
ない部分を説明する図である。 【図７】図７は同様に従来の装置において配慮されてい
ない部分を説明する図である。 【符号の説明】 １ 水銀ランプ ２ 光 ３ コンデンサレンズ ４ フォトマスク ５ 縮小レンズ ６ ウエハー ７ レーザー測長器 ８ Ｌ字形ミラー １０ ステージ １１ Ｖ字状案内溝 １２ Ｖ案内 ２０ 投影像 ３１ 第１ビームスプリッタ ３２ Ｙビーム ３３ 第２ビームスプリッタ ３４ 距離測長用ビーム ３５ ヨーイング測定用ビーム ３６ 開口部 ３７ 円板 ３８ 溝付きローラ ３９ ステッピングモータ ４０ 角形テーブル ４１ 支点
投影露光装置の一実施例を示す構成図である。 【図２】図２は本発明の他の実施例を示す構成図であ
る。 【図３】図３は従来の投影露光装置の一例を示す構成図
である。 【図４】図４は従来の装置において配慮されていない部
分を説明する図である。 【図５】図５は同様に従来の装置において配慮されてい
ない部分を説明する図である。 【図６】図６は同様に従来の装置において配慮されてい
ない部分を説明する図である。 【図７】図７は同様に従来の装置において配慮されてい
ない部分を説明する図である。 【符号の説明】 １ 水銀ランプ ２ 光 ３ コンデンサレンズ ４ フォトマスク ５ 縮小レンズ ６ ウエハー ７ レーザー測長器 ８ Ｌ字形ミラー １０ ステージ １１ Ｖ字状案内溝 １２ Ｖ案内 ２０ 投影像 ３１ 第１ビームスプリッタ ３２ Ｙビーム ３３ 第２ビームスプリッタ ３４ 距離測長用ビーム ３５ ヨーイング測定用ビーム ３６ 開口部 ３７ 円板 ３８ 溝付きローラ ３９ ステッピングモータ ４０ 角形テーブル ４１ 支点
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ＸおよびＹ方向にそれぞれ独立して移動するＸ−Ｙ
ステージ上に半導体ウエハーを載置し、ステップアンド
リピート動作により、フォトマスク像を前記半導体ウエ
ハー面に投影露光させる投影露光装置において、前記Ｘ
−Ｙステージのヨーイング量をレーザー測長器からの距
離測長用ビームおよびヨーイング測定用ビームを使用し
て計測し、少なくとも複数の露光位置で所定の一点を中
心として、前記ヨーイング量を補正するように前記フォ
トマスク像を微小回転させる構成を有することを特徴と
する投影露光装置。 ２．ＸおよびＹ方向にそれぞれ独立して移動するＸ−Ｙ
ステージ上に半導体ウエハーを載置し、レーザー測長器
からの距離測長用ビームおよびヨーイング測定用ビーム
を使用して前記Ｘ−Ｙステージ上のヨーイング量を計測
し、少なくとも複数の露光位置で所定の一点を中心とし
て前記ヨーイング量を補正するように前記フォトマスク
像を微小回転させ、ステップアンドリピート動作により
前記フォトマスク像を前記半導体ウエハー面に投影露光
させることを特徴とする投影露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10966595A JP2724979B2 (ja) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | 投影露光装置および投影露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10966595A JP2724979B2 (ja) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | 投影露光装置および投影露光方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61190063A Division JPS6345819A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 投影露光装置におけるステ−ジ誤差測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0855787A JPH0855787A (ja) | 1996-02-27 |
| JP2724979B2 true JP2724979B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=14516068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10966595A Expired - Lifetime JP2724979B2 (ja) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | 投影露光装置および投影露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2724979B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60249323A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-10 | Hitachi Ltd | 縮小投影露光装置 |
-
1995
- 1995-05-08 JP JP10966595A patent/JP2724979B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0855787A (ja) | 1996-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |