JP2787904B2 - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
- Publication number
- JP2787904B2 JP2787904B2 JP23802095A JP23802095A JP2787904B2 JP 2787904 B2 JP2787904 B2 JP 2787904B2 JP 23802095 A JP23802095 A JP 23802095A JP 23802095 A JP23802095 A JP 23802095A JP 2787904 B2 JP2787904 B2 JP 2787904B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- stage
- wafer
- reference mark
- stepping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
に用いられる露光装置に関する。
に用いられる露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においてはウエー
ハ上に複数のパターン形成が行なわれるが、このパター
ンの転写には一般に縮小投影型の露光装置が用いられて
いる。この露光装置においては、ウエーハの全面にパタ
ーンを焼付ける為に、ウエーハをステージに載せて一定
距離（ステッピング間隔）移動させては露光を繰り返
す、いわゆるステップアンドリピート方法が用いられて
いる。素子パターンの微細化に伴いパターンの重ね合せ
誤差を少くすることが求められているが、この誤差は露
光装置のステップアンドリピート動作におけるステージ
の位置決め精度（以下ステッピング精度という）で決ま
る。ステッピング精度が悪い場合には、露光ショットが
ずれてしまい、製品不良が起こる。このため定期的にモ
ニタする必要がある。
ハ上に複数のパターン形成が行なわれるが、このパター
ンの転写には一般に縮小投影型の露光装置が用いられて
いる。この露光装置においては、ウエーハの全面にパタ
ーンを焼付ける為に、ウエーハをステージに載せて一定
距離（ステッピング間隔）移動させては露光を繰り返
す、いわゆるステップアンドリピート方法が用いられて
いる。素子パターンの微細化に伴いパターンの重ね合せ
誤差を少くすることが求められているが、この誤差は露
光装置のステップアンドリピート動作におけるステージ
の位置決め精度（以下ステッピング精度という）で決ま
る。ステッピング精度が悪い場合には、露光ショットが
ずれてしまい、製品不良が起こる。このため定期的にモ
ニタする必要がある。
【０００３】従来の露光ステージのステッピング精度の
確認は、所定のパターンを有する検査用レチクルを使用
し、フォトレジスト塗布済のウエーハ上に露光ショット
と次の露光ショットとが決められた間隔で重なり合うよ
うに露光をし、ウエーハの現像を行い、ウエーハ現像終
了後このショットとショットの重なり合った特定のマー
クの重ね合わせずれ量を測定器で測定を行うか、もしく
は重ね合わせ露光時にできた所定の目盛のずれ量を目で
読み測定結果を計算することにより行っていた。
確認は、所定のパターンを有する検査用レチクルを使用
し、フォトレジスト塗布済のウエーハ上に露光ショット
と次の露光ショットとが決められた間隔で重なり合うよ
うに露光をし、ウエーハの現像を行い、ウエーハ現像終
了後このショットとショットの重なり合った特定のマー
クの重ね合わせずれ量を測定器で測定を行うか、もしく
は重ね合わせ露光時にできた所定の目盛のずれ量を目で
読み測定結果を計算することにより行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来のウエーハの
露光をし、ステッピング精度を確認する方法では、ステ
ージの精度とは無関係にウエーハの平坦性により測定値
にばらつきが生じる。これはウエーハの平坦性が悪いと
このウエーハに転写される検査用レチクルのパターン形
状やマークが精度良く形成されない為である。また露光
後のウエーハの現像及び測定の時間が必要であり、長時
間装置を停止させる原因となり、スループットを低下さ
せていた。
露光をし、ステッピング精度を確認する方法では、ステ
ージの精度とは無関係にウエーハの平坦性により測定値
にばらつきが生じる。これはウエーハの平坦性が悪いと
このウエーハに転写される検査用レチクルのパターン形
状やマークが精度良く形成されない為である。また露光
後のウエーハの現像及び測定の時間が必要であり、長時
間装置を停止させる原因となり、スループットを低下さ
せていた。
【０００５】本発明の目的は、ウエーハを用いることな
くステッピング精度を測定できる露光装置を提供するこ
とにある。
くステッピング精度を測定できる露光装置を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、透
明基板上に所定のステッピング間隔で形成されたスリッ
ト状の複数の遮光用パターンを有する検査用レチクル
と、ウエーハを載置するステージに前記遮光用パターン
に対応して前記ステッピング間隔で設けられ、前記遮光
用パターンが重って一定方向に移動した場合照射された
光の透過量が除々に変化するような形状に形成された透
光パターンからなる基準マークと、前記ステージの下面
に設けられ前記基準マークを透過する光の量を測定する
為の光検出器とを有し、前記ステージのステッピング精
度を測定可能に構成したことを特徴とするものである。
明基板上に所定のステッピング間隔で形成されたスリッ
ト状の複数の遮光用パターンを有する検査用レチクル
と、ウエーハを載置するステージに前記遮光用パターン
に対応して前記ステッピング間隔で設けられ、前記遮光
用パターンが重って一定方向に移動した場合照射された
光の透過量が除々に変化するような形状に形成された透
光パターンからなる基準マークと、前記ステージの下面
に設けられ前記基準マークを透過する光の量を測定する
為の光検出器とを有し、前記ステージのステッピング精
度を測定可能に構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施の形態を説明する為
の露光装置のウエーハステージ近傍の斜視図、図２はウ
エーハステージの断面図である。
て説明する。図１は本発明の一実施の形態を説明する為
の露光装置のウエーハステージ近傍の斜視図、図２はウ
エーハステージの断面図である。
【０００８】図１において、露光用光源からの光１０は
コンデンサレンズ等により収束され、スリット状の細長
い遮光パターン４が形成された検査用レチクル１を通過
し、投影レンズ２に入り、透光パターンからなる基準マ
ーク５が形成されウエーハを載せるウエーハステージ３
を照射する。ウエーハステージの下面には図２に示すよ
うに、各基準マーク５を透過した光を検出しその光量を
測定する光検出器６が設けられている。ウエーハステー
ジ３はセラミック等から形成され、干渉計７等により制
御され平行移動するＸＹテーブル上に設けられている。
このステージ３は普段はウエーハを載せてステッピング
する。そして素子形成用の転写用パターンが形成された
レチクル（マスク）によりウエーハに露光が行なわれ
る。
コンデンサレンズ等により収束され、スリット状の細長
い遮光パターン４が形成された検査用レチクル１を通過
し、投影レンズ２に入り、透光パターンからなる基準マ
ーク５が形成されウエーハを載せるウエーハステージ３
を照射する。ウエーハステージの下面には図２に示すよ
うに、各基準マーク５を透過した光を検出しその光量を
測定する光検出器６が設けられている。ウエーハステー
ジ３はセラミック等から形成され、干渉計７等により制
御され平行移動するＸＹテーブル上に設けられている。
このステージ３は普段はウエーハを載せてステッピング
する。そして素子形成用の転写用パターンが形成された
レチクル（マスク）によりウエーハに露光が行なわれ
る。
【０００９】検査用レチクル１には図３に示すように、
ステッピング間隔ｌでＸ軸方向及びＹ軸方向のステッピ
ング精度を測定する為の遮光パターン４Ａ，４Ｂが形成
されている。そしてウエーハステージ３には、この遮光
パターン４Ａ，４Ｂに対応するようにステッピング間隔
で、遮光パターンが重って一定方向に移動した場合、照
射された光１０の透過量が除々に変化するような形状に
形成された基準マーク５が形成されている。この基準マ
ークとしては図４（ａ），（ｂ）に示すように、例えば
Ｘ軸方向用及びＹ軸方向用の三角形の基準マーク５Ａ，
５Ｂを用いる。次にこのように構成された露光装置のス
テッピング精度の測定について説明する。
ステッピング間隔ｌでＸ軸方向及びＹ軸方向のステッピ
ング精度を測定する為の遮光パターン４Ａ，４Ｂが形成
されている。そしてウエーハステージ３には、この遮光
パターン４Ａ，４Ｂに対応するようにステッピング間隔
で、遮光パターンが重って一定方向に移動した場合、照
射された光１０の透過量が除々に変化するような形状に
形成された基準マーク５が形成されている。この基準マ
ークとしては図４（ａ），（ｂ）に示すように、例えば
Ｘ軸方向用及びＹ軸方向用の三角形の基準マーク５Ａ，
５Ｂを用いる。次にこのように構成された露光装置のス
テッピング精度の測定について説明する。
【００１０】まず、ステッピング精度測定前に検査用レ
チクル１のパターン４Ａ，４Ｂがウエーハステージ３の
基準マーク５Ａ，５Ｂに重ならないようにステージ３を
ずらし露光光１０を基準マーク５Ａ，５Ｂに照射させ、
基準マーク５Ａ，５Ｂからの透過光量を光検出器６によ
り測定し基準値として認識させる。この基準値は光源の
ランプ等の劣化による光量の変化を検出する為に用い
る。次に、例えば図６（ａ）に示すように、Ｘ軸方向用
の三角形の基準マーク５Ａの先端にＸ軸方向用の遮光パ
ターン４Ａを接触させ、この位置Ａより遮光パターンが
基準マーク５Ａの末端に接する位置Ｂまで遮光パターン
４ＡをＸ軸方向に移動させると、この時の透過光量は図
６（ｂ）に示すような折れ線となる。精度測定はこの関
係を用いる。
チクル１のパターン４Ａ，４Ｂがウエーハステージ３の
基準マーク５Ａ，５Ｂに重ならないようにステージ３を
ずらし露光光１０を基準マーク５Ａ，５Ｂに照射させ、
基準マーク５Ａ，５Ｂからの透過光量を光検出器６によ
り測定し基準値として認識させる。この基準値は光源の
ランプ等の劣化による光量の変化を検出する為に用い
る。次に、例えば図６（ａ）に示すように、Ｘ軸方向用
の三角形の基準マーク５Ａの先端にＸ軸方向用の遮光パ
ターン４Ａを接触させ、この位置Ａより遮光パターンが
基準マーク５Ａの末端に接する位置Ｂまで遮光パターン
４ＡをＸ軸方向に移動させると、この時の透過光量は図
６（ｂ）に示すような折れ線となる。精度測定はこの関
係を用いる。
【００１１】次にステッピング精度の測定操作に移る。
まず検査用レチクル１の遮光パターン４Ａをステージ３
の基準マーク５Ａのほぼ中央部に重ね、この時の透過光
量を光検出器６で測定し初期値とする。次で設定してあ
るステッピング間隔ｌで露光しながらステップし、各ス
テップにおける透過光量を順次測定する。このようにし
てステップした時の透過光量を初期値と比較しずれ量を
検出することにより、Ｘ軸方向のステッピング精度を算
出することができる。
まず検査用レチクル１の遮光パターン４Ａをステージ３
の基準マーク５Ａのほぼ中央部に重ね、この時の透過光
量を光検出器６で測定し初期値とする。次で設定してあ
るステッピング間隔ｌで露光しながらステップし、各ス
テップにおける透過光量を順次測定する。このようにし
てステップした時の透過光量を初期値と比較しずれ量を
検出することにより、Ｘ軸方向のステッピング精度を算
出することができる。
【００１２】上記測定の説明はＸ軸方向のステッピング
精度を測定する為の遮光パターン４Ａと基準マーク５Ａ
を用いた場合であるが、実際にはＹ軸方向の遮光パター
ン４Ｂと基準マーク５Ｂを用いることによりＹ軸方向の
ステッピング精度も同時に測定できる。
精度を測定する為の遮光パターン４Ａと基準マーク５Ａ
を用いた場合であるが、実際にはＹ軸方向の遮光パター
ン４Ｂと基準マーク５Ｂを用いることによりＹ軸方向の
ステッピング精度も同時に測定できる。
【００１３】このように本実施の形態によれば、従来の
ようにウエーハを露光せずに露光ステージ上で検査用レ
チクルとの重ね合わせずれ量を測定できるため、ウエー
ハのフラットネスによる測定精度劣化を防止でき、又メ
ンテナンス時間の短縮を図ることができる。
ようにウエーハを露光せずに露光ステージ上で検査用レ
チクルとの重ね合わせずれ量を測定できるため、ウエー
ハのフラットネスによる測定精度劣化を防止でき、又メ
ンテナンス時間の短縮を図ることができる。
【００１４】図５は基準マークの他の例を示したもので
あり、基準マークを菱形に形成したものである。この基
準マーク１５Ａは菱形のため、露光量だけでは中央部よ
りプラス方向、マイナス方向同じだけずれていた場合同
じ光量になり、どちらの方向にずれているがわからなく
なる。このためスリット状の副基準マーク１５Ｂを設け
副基準マーク１５Ｂに検査用レチクル１の遮光パターン
４がかかるかからないかでプラス、マイナスの方向を判
断できるようにしている。
あり、基準マークを菱形に形成したものである。この基
準マーク１５Ａは菱形のため、露光量だけでは中央部よ
りプラス方向、マイナス方向同じだけずれていた場合同
じ光量になり、どちらの方向にずれているがわからなく
なる。このためスリット状の副基準マーク１５Ｂを設け
副基準マーク１５Ｂに検査用レチクル１の遮光パターン
４がかかるかからないかでプラス、マイナスの方向を判
断できるようにしている。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、検査用レ
チクルに遮光パターンを又ウエーハステージに透光パタ
ーンからなる基準マークをそれぞれステッピング間隔で
設け、基準マークに遮光パターンを重ねてステッピング
露光し透過光量を測定することにより、従来のようにウ
エーハを露光することなくウエーハステージ上でレチク
ルとの重ね合せずれ量を求めることができるという効果
がある。
チクルに遮光パターンを又ウエーハステージに透光パタ
ーンからなる基準マークをそれぞれステッピング間隔で
設け、基準マークに遮光パターンを重ねてステッピング
露光し透過光量を測定することにより、従来のようにウ
エーハを露光することなくウエーハステージ上でレチク
ルとの重ね合せずれ量を求めることができるという効果
がある。
【図１】本発明の実施の形態を説明する為の露光装置の
ウエーハステージ近傍の斜視図。
ウエーハステージ近傍の斜視図。
【図２】ウエーハステージの断面図。
【図３】検査用レチクルの上面図。
【図４】ウエーハステージの基準マークを示す図。
【図５】ウエーハステージの他の基準マークを示す図。
【図６】基準マーク上に遮光パターンを重ねて移動させ
た場合の光量の変化を説明する為の図。
た場合の光量の変化を説明する為の図。
１ 検査用レチクル ２ 投影レンズ ３ ウエーハステージ ４，４Ａ，４Ｂ 遮光パターン ５，５Ａ，５Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ 基準マーク ６ 光検出器 ７ 干渉計
Claims (3)
- 【請求項１】 透明基板上に所定のステッピング間隔で
形成されたスリット状の複数の遮光用パターンを有する
検査用レチクルと、ウエーハを載置するステージに前記
遮光用パターンに対応して前記ステッピング間隔で設け
られ、前記遮光用パターンが重って一定方向に移動した
場合照射された光の透過量が除々に変化するような形状
に形成された透光パターンからなる基準マークと、前記
ステージの下面に設けられ前記基準マークを透過する光
の量を測定する為の光検出器とを有し、前記ステージの
ステッピング精度を測定可能に構成したことを特徴とす
る露光装置。 - 【請求項２】 Ｘ軸方向とＹ軸方向のステッピング精度
を測定する為の遮光用パターン及び基準マークが検査用
レチクル及びステージにそれぞれ設けられている請求項
１記載の露光装置。 - 【請求項３】 基準マークは三角形又は菱形を含む形状
を有する請求項１又は請求項２記載の露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23802095A JP2787904B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23802095A JP2787904B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982611A JPH0982611A (ja) | 1997-03-28 |
| JP2787904B2 true JP2787904B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=17023973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23802095A Expired - Fee Related JP2787904B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787904B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP23802095A patent/JP2787904B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0982611A (ja) | 1997-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980506 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |