JP3003896B2 - 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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路の製
造に用いられる投影露光装置および投影露光方法に関
し、特に、回路パターンの重ね合わせ時の重ね合わせず
れを最小にする投影露光装置および投影露光方法を提供
することを目的とする。
造に用いられる投影露光装置および投影露光方法に関
し、特に、回路パターンの重ね合わせ時の重ね合わせず
れを最小にする投影露光装置および投影露光方法を提供
することを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路は、たとえば図５
〜図１３に示す工程を経て、種々なパターンを積層する
ことにより製造されている。
〜図１３に示す工程を経て、種々なパターンを積層する
ことにより製造されている。
【０００３】まず、図５を参照して、半導体基板１００
の上に、感光性物質１０１が所定厚さ形成される。その
後、図６を参照して、感光性物質１０１の所定の箇所
に、露光光１０２を照射し、露光を行なう。
の上に、感光性物質１０１が所定厚さ形成される。その
後、図６を参照して、感光性物質１０１の所定の箇所
に、露光光１０２を照射し、露光を行なう。
【０００４】次に、図７を参照して、前記感光性物質１
０１の現像を行ない、所定のパターンを有する感光性物
質１０１を形成する。
０１の現像を行ない、所定のパターンを有する感光性物
質１０１を形成する。
【０００５】その後、図８を参照して、この感光性物質
１０１をマスクとして、エッチングを行ない、半導体基
板１００に所定のパターンを形成し、その後この感光性
物質１０１を除去する。
１０１をマスクとして、エッチングを行ない、半導体基
板１００に所定のパターンを形成し、その後この感光性
物質１０１を除去する。
【０００６】次に、図９を参照して、半導体基板１００
の上に、新たな層間膜１０３を形成する。その後、図１
０を参照して、この層間膜１０３の上に、感光性物質１
０５を塗布する。
の上に、新たな層間膜１０３を形成する。その後、図１
０を参照して、この層間膜１０３の上に、感光性物質１
０５を塗布する。
【０００７】次に、図１１を参照して、感光性物質１０
５の所定の箇所に、露光光１０６を露光し、感光性物質
１０５の露光を行なう。
５の所定の箇所に、露光光１０６を露光し、感光性物質
１０５の露光を行なう。
【０００８】その後、感光性物質１０５の現像を行な
い、所定のパターンを有する感光性物質１０５を形成す
る。その後、図１３を参照して、所定のパターンを有す
る感光性物質１０５をマスクとして、層間絶縁膜１０３
のエッチングを行なうことにより、所定のパターンを有
する層間膜１０３が完成する。その後、感光性物質１０
５を除去する。
い、所定のパターンを有する感光性物質１０５を形成す
る。その後、図１３を参照して、所定のパターンを有す
る感光性物質１０５をマスクとして、層間絶縁膜１０３
のエッチングを行なうことにより、所定のパターンを有
する層間膜１０３が完成する。その後、感光性物質１０
５を除去する。
【０００９】以上の工程を経ることにより、半導体基板
１００の凹部１００ａからなるパターンの間に、層間絶
縁膜１０３の溝部１０３ａを有するパターンを形成する
ことが可能となる。
１００の凹部１００ａからなるパターンの間に、層間絶
縁膜１０３の溝部１０３ａを有するパターンを形成する
ことが可能となる。
【００１０】次に、図１４を参照して、上記製造工程に
用いられる投影露光装置について説明する。
用いられる投影露光装置について説明する。
【００１１】まず、所定の露光光を発する光源１と、所
定のパターンが形成されたフォトマスク３とを有してい
る。光源１とフォトマスク３との間には、フォトマスク
３への露光光の光強度を均一化するための光強度均一化
光学系２が設けられている。
定のパターンが形成されたフォトマスク３とを有してい
る。光源１とフォトマスク３との間には、フォトマスク
３への露光光の光強度を均一化するための光強度均一化
光学系２が設けられている。
【００１２】フォトマスク３は、フォトマスク３のＸ，
Ｙ，Θ方向の位置決めを行なうためのマスクステージ４
の上に載置されている。このマスクステージ４は、マス
クステージコントローラ５により位置が制御されてい
る。
Ｙ，Θ方向の位置決めを行なうためのマスクステージ４
の上に載置されている。このマスクステージ４は、マス
クステージコントローラ５により位置が制御されてい
る。
【００１３】所定の感光性物質７が塗布された半導体基
板８は、この半導体基板８のＸ，Ｙ方向の位置決めを行
なうための基板ステージ１０の上に載置されている。基
板ステージ１０は、基板ステージコントローラ１１によ
り制御されている。
板８は、この半導体基板８のＸ，Ｙ方向の位置決めを行
なうための基板ステージ１０の上に載置されている。基
板ステージ１０は、基板ステージコントローラ１１によ
り制御されている。
【００１４】フォトマスク３と半導体基板８との間に
は、レンズまたはミラーなどにより構成された投影光学
手段６が設けられている。投影光学手段６内には、気体
を密閉することができる気体室１４が設けられている。
は、レンズまたはミラーなどにより構成された投影光学
手段６が設けられている。投影光学手段６内には、気体
を密閉することができる気体室１４が設けられている。
【００１５】上記構成よりなる投影露光装置の動作は、
まず、光源１から発せられた露光光は、光強度均一化光
学系２により空間的に光強度が均一化される。この均一
化された露光光は、フォトマスク３を照射する。フォト
マスク３は、マスクステージ４およびマスクステージコ
ントローラ５により所定の位置に保持されている。フォ
トマスク３上のパターンは、投影光学手段６により、半
導体基板８上の感光性物質７上において結像し、感光性
物質７を露光し、潜像を形成する。
まず、光源１から発せられた露光光は、光強度均一化光
学系２により空間的に光強度が均一化される。この均一
化された露光光は、フォトマスク３を照射する。フォト
マスク３は、マスクステージ４およびマスクステージコ
ントローラ５により所定の位置に保持されている。フォ
トマスク３上のパターンは、投影光学手段６により、半
導体基板８上の感光性物質７上において結像し、感光性
物質７を露光し、潜像を形成する。
【００１６】半導体基板８は、基板ステージコントロー
ラ１１により位置制御された基板ステージ１０により、
随時移動しながら露光される。これにより、半導体基板
８上に、複数個のパターンが露光される。このとき、気
圧や温度の変化による投影倍率の変動は、投影倍率コン
トローラ９により、気圧室１４内の気体の圧力を調整す
ることにより制御される。
ラ１１により位置制御された基板ステージ１０により、
随時移動しながら露光される。これにより、半導体基板
８上に、複数個のパターンが露光される。このとき、気
圧や温度の変化による投影倍率の変動は、投影倍率コン
トローラ９により、気圧室１４内の気体の圧力を調整す
ることにより制御される。
【００１７】その後、感光性物質７を現像し、エッチン
グ等の処理を施すことにより、半導体基板８に所定のパ
ターンが形成される。
グ等の処理を施すことにより、半導体基板８に所定のパ
ターンが形成される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記投
影露光装置における投影光学系６には、いわゆるディス
トーションが存在する。このディストーションについて
図１５〜図１７を参照して説明する。
影露光装置における投影光学系６には、いわゆるディス
トーションが存在する。このディストーションについて
図１５〜図１７を参照して説明する。
【００１９】まず、図１５は、たとえばフォトマスク上
で理想格子状に配列されたドットパターン２００を示し
ている。このドットパターン２００を、ディストーショ
ンのない理想的な投影光学系を用いて露光した場合のパ
ターンは、図１６に示すように、図１５と同じパターン
となる。しかし、投影光学系にディストーションが含ま
れる場合、パターンは図１７に示すように、図１５に示
す理想格子パターン２００の位置からＸi ，Ｙi （ｉ＝
１，２，３，…，ｎ）ずれた位置にドットパターン２０
０が形成されることになる。
で理想格子状に配列されたドットパターン２００を示し
ている。このドットパターン２００を、ディストーショ
ンのない理想的な投影光学系を用いて露光した場合のパ
ターンは、図１６に示すように、図１５と同じパターン
となる。しかし、投影光学系にディストーションが含ま
れる場合、パターンは図１７に示すように、図１５に示
す理想格子パターン２００の位置からＸi ，Ｙi （ｉ＝
１，２，３，…，ｎ）ずれた位置にドットパターン２０
０が形成されることになる。
【００２０】このために、パターンが形成されてはなら
ない領域に、上層パターンが形成されてしまうという問
題が生じている。
ない領域に、上層パターンが形成されてしまうという問
題が生じている。
【００２１】また、半導体集積回路は、種々のパターン
を積層することにより形成されている。このために、パ
ターンの積層時に、パターンの重ね合わせずれが発生す
る。この重ね合わせずれの発生原因として、 （１） 上述した投影光学系によるディストーションの
差 （２） フォトマスクの露光光の光軸に垂直な面内での
回転 （３） パターンの中心位置の層間でのずれ がある。
を積層することにより形成されている。このために、パ
ターンの積層時に、パターンの重ね合わせずれが発生す
る。この重ね合わせずれの発生原因として、 （１） 上述した投影光学系によるディストーションの
差 （２） フォトマスクの露光光の光軸に垂直な面内での
回転 （３） パターンの中心位置の層間でのずれ がある。
【００２２】近年、半導体集積回路の集積度の向上に伴
うパターンの微細化により、上述した（１）〜（３）の
重ね合わせずれ量が、パターン寸法と比較して大きくな
るために、所定のパターンが得られないという問題があ
った。また、（１）の問題は、特に大きな問題となって
きている。
うパターンの微細化により、上述した（１）〜（３）の
重ね合わせずれ量が、パターン寸法と比較して大きくな
るために、所定のパターンが得られないという問題があ
った。また、（１）の問題は、特に大きな問題となって
きている。
【００２３】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたもので、従来よりも重ね合わせずれが少ない重
ね合わせ露光が行なえる投影露光装置および投影露光方
法を提供することを目的とする。
なされたもので、従来よりも重ね合わせずれが少ない重
ね合わせ露光が行なえる投影露光装置および投影露光方
法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】この発明に基づいた投影
露光装置の１つの局面においては、所定の露光光を発す
る光源と、所定のパターンが形成されたフォトマスク
と、このフォトマスクを載置し、このフォトマスクの位
置決めを行なうためのマスクステージと、このマスクス
テージの位置の制御を行なうマスクステージ制御手段
と、前記フォトマスクを透過した前記露光光を半導体基
板に投影するための投影光学手段と、この投影光学手段
の投影倍率を制御するための投影倍率手段と、前記半導
体基板を載置し、この半導体基板のＸ，Ｙ方向の位置決
めを行なうための基板ステージと、この基板ステージの
位置の制御を行なう基板ステージ制御手段と、前記半導
体基板の所定の露光領域における前記投影光学手段のデ
ィストーション量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段
に保存された前記投影光学手段のディストーション情報
に基づき、露光工程間でのパターンの重ね合わせずれ量
が最小となるような、前記マスクステージのＸ，Ｙ，θ
の３軸方向の移動量、前記投影倍率および前記基盤ステ
ージのＸ，Ｙの２軸方向の移動量を演算する演算手段と
を備える、投影露光装置であって、 露光時に前記算出結
果に基づき前記基板ステージ制御手段、前記投影倍率手
段および基板ステージ制御手段の各々を行なうことを特
徴としている。
露光装置の１つの局面においては、所定の露光光を発す
る光源と、所定のパターンが形成されたフォトマスク
と、このフォトマスクを載置し、このフォトマスクの位
置決めを行なうためのマスクステージと、このマスクス
テージの位置の制御を行なうマスクステージ制御手段
と、前記フォトマスクを透過した前記露光光を半導体基
板に投影するための投影光学手段と、この投影光学手段
の投影倍率を制御するための投影倍率手段と、前記半導
体基板を載置し、この半導体基板のＸ，Ｙ方向の位置決
めを行なうための基板ステージと、この基板ステージの
位置の制御を行なう基板ステージ制御手段と、前記半導
体基板の所定の露光領域における前記投影光学手段のデ
ィストーション量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段
に保存された前記投影光学手段のディストーション情報
に基づき、露光工程間でのパターンの重ね合わせずれ量
が最小となるような、前記マスクステージのＸ，Ｙ，θ
の３軸方向の移動量、前記投影倍率および前記基盤ステ
ージのＸ，Ｙの２軸方向の移動量を演算する演算手段と
を備える、投影露光装置であって、 露光時に前記算出結
果に基づき前記基板ステージ制御手段、前記投影倍率手
段および基板ステージ制御手段の各々を行なうことを特
徴としている。
【００２５】次に、この発明に基づいた投影露光方法に
おいては、投影光学手段を用いて、基準となる層の露光
を行なった基準投影露光装置の露光領域内の所定の位置
のディストーション量と重ね合わせ露光を行なう投影露
光装置の露光領域内の所定の位置のディストーション量
とから、重ね合わせずれ量を計算し、上記露光領域内の
所定の位置の上記重ね合わせずれ量が、上記重ね合わせ
ずれ量を代表する１つの数値指標を用いて、評価され
る。その後、重ね合わせ露光を行なうマスクに、露光光
の光軸に垂直な面内でマスクを所定角度回転させたとき
の前記重ね合わせずれ量が前記数値指標を用いて再評価
され、回転角に変化を与える前の評価結果と、与えた後
の評価結果が比較される。
おいては、投影光学手段を用いて、基準となる層の露光
を行なった基準投影露光装置の露光領域内の所定の位置
のディストーション量と重ね合わせ露光を行なう投影露
光装置の露光領域内の所定の位置のディストーション量
とから、重ね合わせずれ量を計算し、上記露光領域内の
所定の位置の上記重ね合わせずれ量が、上記重ね合わせ
ずれ量を代表する１つの数値指標を用いて、評価され
る。その後、重ね合わせ露光を行なうマスクに、露光光
の光軸に垂直な面内でマスクを所定角度回転させたとき
の前記重ね合わせずれ量が前記数値指標を用いて再評価
され、回転角に変化を与える前の評価結果と、与えた後
の評価結果が比較される。
【００２６】次に、上記比較を、所定回数繰返し演算し
て、上記数値指標が最小となるマスク回転角が求められ
る。
て、上記数値指標が最小となるマスク回転角が求められ
る。
【００２７】次に、上記求められたマスク回転角を与え
た状態において、重ね合わせを行なう投影露光装置に、
所定の投影倍率の変化を与えて上記重ね合わせずれ量を
上記数値指標を用いて再評価を行ない、投影倍率に変化
を与える前の重ね合わせずれ量の上記数値指標による評
価結果との比較を、所定回数繰返し演算して、上記数値
指標が最小となる投影倍率が算出される。その後、上記
算出されたマスク回転角および投影倍率を与えた状態
で、重ね合わせずれ量の水平方向および垂直方向の各々
についての平均値を求め、半導体基板に対する露光光の
光軸に垂直な面内での平行移動量が求められる。また、
この発明に基づいた投影露光装置の他の局面において
は、投影光学手段を用いて、基準となる層の露光を行な
った基準投影露光装置の露光領域内の所定の位置のディ
ストーション量と重ね合わせ露光を行なう投影露光装置
の露光領域内の所定の位置のディストーション量とか
ら、重ね合わせずれ量を計算し、上記露光領域内の所定
の位置の上記重ね合わせずれ量を、上記重ね合わせずれ
量を代表する１つの数値指標を用いて評価する第１評価
手段と、重ね合わせ露光を行なうマスクに、露光光の光
軸に垂直な面内でマスクを所定角度回転させ、上記重ね
合わせずれ量を上記数値指標を用いて再評価する第２評
価手段と、上記第１評価手段によって得られた評価結果
と、上記第２評価手段によって得られた評価結果とを比
較する工程とを、所定回数繰返し演算して、上記数値指
標が最小となるマスク回転角を求めるマスク回転角演算
手段と、求められた上記マスク回転角を与えた状態にお
いて、重ね合わせを行なう投影露光装置に、所定の投影
倍率の変化を与えて上記重ね合わせずれ量を上記数値指
標を用いて再評価を行なう第３評価手段と、投影倍率に
変化を与える前の重ね合わせずれ量の上記数値指標によ
る評価結果と、上記第３評価手段によって得られた評価
結果とを比較する工程とを、所定回数繰返し演算して、
上記数値指標が最小となる投影倍率を求める投影倍率演
算手段と、算出された上記マスク回転角および投影倍率
を与えた状態で、重ね合わせずれ量の水平方向および垂
直方向の各々についての平均値を求め、半導体基板に対
する露光光の光軸に垂直な面内での平行移動量を求める
平行移動量演算手段とを備えている。
た状態において、重ね合わせを行なう投影露光装置に、
所定の投影倍率の変化を与えて上記重ね合わせずれ量を
上記数値指標を用いて再評価を行ない、投影倍率に変化
を与える前の重ね合わせずれ量の上記数値指標による評
価結果との比較を、所定回数繰返し演算して、上記数値
指標が最小となる投影倍率が算出される。その後、上記
算出されたマスク回転角および投影倍率を与えた状態
で、重ね合わせずれ量の水平方向および垂直方向の各々
についての平均値を求め、半導体基板に対する露光光の
光軸に垂直な面内での平行移動量が求められる。また、
この発明に基づいた投影露光装置の他の局面において
は、投影光学手段を用いて、基準となる層の露光を行な
った基準投影露光装置の露光領域内の所定の位置のディ
ストーション量と重ね合わせ露光を行なう投影露光装置
の露光領域内の所定の位置のディストーション量とか
ら、重ね合わせずれ量を計算し、上記露光領域内の所定
の位置の上記重ね合わせずれ量を、上記重ね合わせずれ
量を代表する１つの数値指標を用いて評価する第１評価
手段と、重ね合わせ露光を行なうマスクに、露光光の光
軸に垂直な面内でマスクを所定角度回転させ、上記重ね
合わせずれ量を上記数値指標を用いて再評価する第２評
価手段と、上記第１評価手段によって得られた評価結果
と、上記第２評価手段によって得られた評価結果とを比
較する工程とを、所定回数繰返し演算して、上記数値指
標が最小となるマスク回転角を求めるマスク回転角演算
手段と、求められた上記マスク回転角を与えた状態にお
いて、重ね合わせを行なう投影露光装置に、所定の投影
倍率の変化を与えて上記重ね合わせずれ量を上記数値指
標を用いて再評価を行なう第３評価手段と、投影倍率に
変化を与える前の重ね合わせずれ量の上記数値指標によ
る評価結果と、上記第３評価手段によって得られた評価
結果とを比較する工程とを、所定回数繰返し演算して、
上記数値指標が最小となる投影倍率を求める投影倍率演
算手段と、算出された上記マスク回転角および投影倍率
を与えた状態で、重ね合わせずれ量の水平方向および垂
直方向の各々についての平均値を求め、半導体基板に対
する露光光の光軸に垂直な面内での平行移動量を求める
平行移動量演算手段とを備えている。
【００２８】
【作用】この発明に基づいた投影露光装置および投影露
光方法によれば、投影光学手段のディストーション量を
記憶する記憶手段と、この記憶手段からの情報に基づ
き、マスクステージ制御手段、投影倍率手段および基板
ステージ制御手段を制御する演算手段とを備えている。
光方法によれば、投影光学手段のディストーション量を
記憶する記憶手段と、この記憶手段からの情報に基づ
き、マスクステージ制御手段、投影倍率手段および基板
ステージ制御手段を制御する演算手段とを備えている。
【００２９】これにより、基準となる層の露光に用いた
投影露光装置の投影光学系のディストーションを基準と
して、基準となる層以降の層の露光工程で使用する露光
装置の投影倍率と、フォトマスクの光軸に垂直な面内で
の回転量と、半導体基板の光軸に垂直な面内での平行移
動量の各々の調整により重ね合わせずれが最小になるよ
うに重ね合わせ露光が行なわれる。よって、各層間での
重ね合わせずれが最小となり、露光不良の発生を未然に
防止することが可能となる。
投影露光装置の投影光学系のディストーションを基準と
して、基準となる層以降の層の露光工程で使用する露光
装置の投影倍率と、フォトマスクの光軸に垂直な面内で
の回転量と、半導体基板の光軸に垂直な面内での平行移
動量の各々の調整により重ね合わせずれが最小になるよ
うに重ね合わせ露光が行なわれる。よって、各層間での
重ね合わせずれが最小となり、露光不良の発生を未然に
防止することが可能となる。
【００３０】
【実施例】以下、この発明に基づいた実施例について説
明する。まず、図１を参照して、この実施例における投
影露光装置の全体構成について説明する。
明する。まず、図１を参照して、この実施例における投
影露光装置の全体構成について説明する。
【００３１】所定の露光光を発する光源１と、所定のパ
ターンが形成されたフォトマスク３とを有している。光
源１とフォトマスク３との間には、フォトマスク３への
露光光の光強度が均一となるための光強度均一化光学系
２が設けられている。
ターンが形成されたフォトマスク３とを有している。光
源１とフォトマスク３との間には、フォトマスク３への
露光光の光強度が均一となるための光強度均一化光学系
２が設けられている。
【００３２】フォトマスク３は、フォトマスク３のＸ，
Ｙ，Θ方向の位置決めを行なうためのマスクステージ４
の上に載置されている。マスクステージ４は、マスクス
テージコントローラ５により制御されている。
Ｙ，Θ方向の位置決めを行なうためのマスクステージ４
の上に載置されている。マスクステージ４は、マスクス
テージコントローラ５により制御されている。
【００３３】また、所定の感光性物質７が塗布された半
導体基板８は、この半導体基板８のＸ，Ｙ方向の位置決
めを行なうための基板ステージ１０の上に載置されてい
る。基板ステージ１０は、基板ステージコントローラ１
１により制御されている。
導体基板８は、この半導体基板８のＸ，Ｙ方向の位置決
めを行なうための基板ステージ１０の上に載置されてい
る。基板ステージ１０は、基板ステージコントローラ１
１により制御されている。
【００３４】フォトマスク３と、半導体基板８との間に
は、レンズまたはミラーなどにより構成された投影光学
手段６が設けられている。投影光学手段６内には、気体
を密閉することができる気体室１４が設けられている。
は、レンズまたはミラーなどにより構成された投影光学
手段６が設けられている。投影光学手段６内には、気体
を密閉することができる気体室１４が設けられている。
【００３５】この投影光学手段６の気圧や温度の変化に
よる投影倍率の変動は、投影倍率コントローラ９により
制御されている。
よる投影倍率の変動は、投影倍率コントローラ９により
制御されている。
【００３６】さらに、本実施例においては、半導体基板
８の所定の露光領域における投影光学手段６のディスト
ーション量を記憶する記憶手段１２と、この記憶手段１
２からの情報に基づき、上記マスクステージ制御手段
５，投影倍率手段９，基板ステージ制御手段１１をそれ
ぞれ制御する演算手段１３とが備えられている。
８の所定の露光領域における投影光学手段６のディスト
ーション量を記憶する記憶手段１２と、この記憶手段１
２からの情報に基づき、上記マスクステージ制御手段
５，投影倍率手段９，基板ステージ制御手段１１をそれ
ぞれ制御する演算手段１３とが備えられている。
【００３７】次に、上述した投影露光装置を用いた場合
の露光方法について説明する。まず、記憶手段１２は、
各露光工程で用いる投影露光装置の露光領域内の所定の
位置のディストーション領域を記憶するためのものであ
る。演算手段１３は、重ね合わせずれが最小になる投影
倍率と、フォトマスク３の光軸に垂直な面内での回転量
と、半導体基板８の光軸に垂直な面内での平行移動量と
を算出するためのものである。
の露光方法について説明する。まず、記憶手段１２は、
各露光工程で用いる投影露光装置の露光領域内の所定の
位置のディストーション領域を記憶するためのものであ
る。演算手段１３は、重ね合わせずれが最小になる投影
倍率と、フォトマスク３の光軸に垂直な面内での回転量
と、半導体基板８の光軸に垂直な面内での平行移動量と
を算出するためのものである。
【００３８】次に、図２を参照して、上記記憶手段１２
および演算手段１３における計算について、フローチャ
ートを参照して説明する。まず、演算が開始され、ステ
ップ１０（以下Ｓ１０と称す）において、基準となる層
の露光を行なった基準投影露光装置の露光領域内の所定
の位置のディストーション量と、重ね合わせ露光を行な
う投影露光装置の露光領域内の所定の位置のディストー
ション量とを記憶部１２より読出して、それぞれのディ
ストーション量の差を求める。このディストーション量
の差がいわゆる重ね合わせずれ量となる。
および演算手段１３における計算について、フローチャ
ートを参照して説明する。まず、演算が開始され、ステ
ップ１０（以下Ｓ１０と称す）において、基準となる層
の露光を行なった基準投影露光装置の露光領域内の所定
の位置のディストーション量と、重ね合わせ露光を行な
う投影露光装置の露光領域内の所定の位置のディストー
ション量とを記憶部１２より読出して、それぞれのディ
ストーション量の差を求める。このディストーション量
の差がいわゆる重ね合わせずれ量となる。
【００３９】次に、露光領域内の所定の位置の前記重ね
合わせずれ量の標準偏差を求める。
合わせずれ量の標準偏差を求める。
【００４０】次に、Ｓ２０により、重ね合わせ露光を行
なうフォトマスクに、露光光の光軸に垂直な面内で回転
を与えたときの上記重ね合わせずれ量を再び求める。そ
の後Ｓ４０により、露光領域内の所定の位置の上記ずれ
量の標準偏差を求める。
なうフォトマスクに、露光光の光軸に垂直な面内で回転
を与えたときの上記重ね合わせずれ量を再び求める。そ
の後Ｓ４０により、露光領域内の所定の位置の上記ずれ
量の標準偏差を求める。
【００４１】その後、Ｓ５０により、上記Ｓ２０〜Ｓ４
０のフローを適宜繰返すことにより、標準偏差が最小に
なるマスク回転角を演算により算出する。
０のフローを適宜繰返すことにより、標準偏差が最小に
なるマスク回転角を演算により算出する。
【００４２】次に、上記算出されたマスク回転角を与え
た状態において、Ｓ６０により、重ね合わせを行なう投
影露光装置にある一定の投影倍率の変化を与える。その
後、Ｓ７０により、上記投影倍率の変化を与えたときの
上記ずれ量を再び求める。
た状態において、Ｓ６０により、重ね合わせを行なう投
影露光装置にある一定の投影倍率の変化を与える。その
後、Ｓ７０により、上記投影倍率の変化を与えたときの
上記ずれ量を再び求める。
【００４３】次に、Ｓ８０において、露光領域内の所定
の位置の前記ずれ量の標準偏差を求める。
の位置の前記ずれ量の標準偏差を求める。
【００４４】次に、Ｓ９０において、上述したＳ６０〜
Ｓ８０のフローを適宜繰返し、上記標準偏差が最小にな
る投影倍率を算出する。
Ｓ８０のフローを適宜繰返し、上記標準偏差が最小にな
る投影倍率を算出する。
【００４５】次に、上記算出されたマスク回転角と上記
投影倍率を与えた状態において、重ね合わせずれ量の水
平，垂直方向の各々についての平均値を求め、半導体基
板の光軸に垂直な面内での平行移動量を計算する。
投影倍率を与えた状態において、重ね合わせずれ量の水
平，垂直方向の各々についての平均値を求め、半導体基
板の光軸に垂直な面内での平行移動量を計算する。
【００４６】以上のフローにより算出されたマスク回転
角、投影倍率および半導体基板平行移動量を基に、マス
クステージコントローラ５によりフォトマスクの位置決
めを行ない、投影倍率コントローラ９により投影倍率を
設定し、基板ステージコントローラ１１により、基板ス
テージ１０の位置決めをそれぞれ調整し重ね合わせ露光
を行なう。
角、投影倍率および半導体基板平行移動量を基に、マス
クステージコントローラ５によりフォトマスクの位置決
めを行ない、投影倍率コントローラ９により投影倍率を
設定し、基板ステージコントローラ１１により、基板ス
テージ１０の位置決めをそれぞれ調整し重ね合わせ露光
を行なう。
【００４７】以上により、基準となる層の露光に用いた
投影露光装置の投影光学系のディストーションを基準と
して、基準となる層以降の層の露光工程で使用する露光
装置の投影倍率と、フォトマスクの露光光の光軸に垂直
な面内での回転量と、半導体基板の露光光の光軸に垂直
な面内での平行移動量の各々の調整により重ね合わせず
れが最小になるように重ね合わせ露光を行なうことによ
り、各層間での重ね合わせずれが最小にでき、露光不良
の発生を防止することが可能となる。
投影露光装置の投影光学系のディストーションを基準と
して、基準となる層以降の層の露光工程で使用する露光
装置の投影倍率と、フォトマスクの露光光の光軸に垂直
な面内での回転量と、半導体基板の露光光の光軸に垂直
な面内での平行移動量の各々の調整により重ね合わせず
れが最小になるように重ね合わせ露光を行なうことによ
り、各層間での重ね合わせずれが最小にでき、露光不良
の発生を防止することが可能となる。
【００４８】なお、上記実施例において、ディストーシ
ョン量を取得する位置として特に指定は行なわなかった
が、図３に示すように、必要とされる露光領域の最外周
の四隅と、少なくとも各辺それぞれ１点以上の合計８点
以上を用いることにより、ディストーション量を計測す
ることが可能となる。
ョン量を取得する位置として特に指定は行なわなかった
が、図３に示すように、必要とされる露光領域の最外周
の四隅と、少なくとも各辺それぞれ１点以上の合計８点
以上を用いることにより、ディストーション量を計測す
ることが可能となる。
【００４９】また、上記最適な投影倍率、回転角の算出
基準として、ずれ量の標準偏差が最小になる場合とした
が、これに限られず、図４に示すフロー図のＳ４５，Ｓ
５５，Ｓ８５およびＳ９５に示すように、算出基準とし
てずれ量の最大値と最小値の差が最小になる場合として
も上記実施例と同様の作用および効果を得ることが可能
である。
基準として、ずれ量の標準偏差が最小になる場合とした
が、これに限られず、図４に示すフロー図のＳ４５，Ｓ
５５，Ｓ８５およびＳ９５に示すように、算出基準とし
てずれ量の最大値と最小値の差が最小になる場合として
も上記実施例と同様の作用および効果を得ることが可能
である。
【００５０】
【発明の効果】この発明に基づいた投影露光装置および
投影露光方法においては、投影光学手段のディストーシ
ョン量を記憶する記憶手段と、この記憶手段からの情報
に基づきマスクステージ制御手段、投影倍率手段および
基板ステージ制御手段を制御する演算手段とを備えてい
る。これにより、基準となる層の露光に用いた投影露光
装置の投影光学系のディストーションを基準として、基
準となる層以降の層の露光工程で使用する露光装置の投
影倍率と、マスクの光軸に垂直な面内での回転量と、基
板の光軸に垂直な面内での平行移動量の各々の調整によ
り重ね合わせずれが最小になるように重ね合わせ露光を
行なうことが可能となり、各層間での重ね合わせずれが
最小となる。よって、露光不良の発生を未然に防止する
ことができ、半導体装置の製造工程における歩留りの向
上を可能とする。
投影露光方法においては、投影光学手段のディストーシ
ョン量を記憶する記憶手段と、この記憶手段からの情報
に基づきマスクステージ制御手段、投影倍率手段および
基板ステージ制御手段を制御する演算手段とを備えてい
る。これにより、基準となる層の露光に用いた投影露光
装置の投影光学系のディストーションを基準として、基
準となる層以降の層の露光工程で使用する露光装置の投
影倍率と、マスクの光軸に垂直な面内での回転量と、基
板の光軸に垂直な面内での平行移動量の各々の調整によ
り重ね合わせずれが最小になるように重ね合わせ露光を
行なうことが可能となり、各層間での重ね合わせずれが
最小となる。よって、露光不良の発生を未然に防止する
ことができ、半導体装置の製造工程における歩留りの向
上を可能とする。
【図１】この発明に基づいた投影露光装置の構造を示す
全体構成図である。
全体構成図である。
【図２】この発明に基づいた投影露光方法の演算アルゴ
リズムを示すフロー図である。
リズムを示すフロー図である。
【図３】この発明に基づいたディストーション情報の取
得位置を示す図である。
得位置を示す図である。
【図４】この発明に基づいた投影露光方法の他の演算ア
ルゴリズムを示すフロー図である。
ルゴリズムを示すフロー図である。
【図５】半導体集積回路の第１製造工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】半導体集積回路の第２製造工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図７】半導体集積回路の第３製造工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図８】半導体集積回路の第４製造工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図９】半導体集積回路の第５製造工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図１０】半導体集積回路の第６製造工程を示す断面図
である。
である。
【図１１】半導体集積回路の第７製造工程を示す断面図
である。
である。
【図１２】半導体集積回路の第８製造工程を示す断面図
である。
である。
【図１３】半導体集積回路の第９製造工程を示す断面図
である。
である。
【図１４】従来技術における投影露光装置の構造を示す
全体模式図である。
全体模式図である。
【図１５】格子状に形成されたドットパターンを示す図
である。
である。
【図１６】図１５に示すドットパターンが理想的に露光
された場合の状態を示す図である。
された場合の状態を示す図である。
【図１７】図１５に示すドットパターンが投影光学系の
ディストーションによりずれた位置に露光された場合の
状態を示す図である。
ディストーションによりずれた位置に露光された場合の
状態を示す図である。
１ 光源 ２ 光強度均一化光学系 ３ フォトマスク ４ マスクステージ ５ マスクステージコントローラ ６ 投影光学手段 ７ 感光性物質 ８ 半導体基板 ９ 投影倍率コントローラ １０ 基板ステージ １１ 基板ステージコントローラ １２ 記憶手段 １３ 演算手段１４ 気圧室 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−24624（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 9/00
Claims (3)
- 【請求項１】 所定の露光光を発する光源と、 所定のパターンが形成されたフォトマスクと、 このフォトマスクを載置し、このフォトマスクの位置決
めを行なうためのマスクステージと、 このマスクステージの位置の制御を行なうマスクステー
ジ制御手段と、 前記フォトマスクを透過した前記露光光を半導体基板に
投影するための投影光学手段と、 この投影光学手段の投影倍率を制御するための投影倍率
手段と、 前記半導体基板を載置し、この半導体基板のＸ，Ｙ方向
の位置決めを行なうための基板ステージと、 この基板ステージの位置の制御を行なう基板ステージ制
御手段と、 前記半導体基板の所定の露光領域における前記投影光学
手段のディストーション量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に保存された前記投影光学手段のディスト
ーション情報に基づき、露光工程間でのパターンの重ね
合わせずれ量が最小となるような、前記マスクステージ
のＸ，Ｙ，θの３軸方向の移動量、前記投影倍率および
前記基盤ステージのＸ，Ｙの２軸方向の移動量を演算す
る演算手段とを備える、投影露光装置であって、 露光時に前記算出結果に基づき前記基板ステージ制御手
段、前記投影倍率手段および基板ステージ制御手段の各
々を行なうことを特徴とする、投影露光装置。 - 【請求項２】 投影光学手段を用いて、基準となる層の
露光を行なった基準投影露光装置の露光領域内の所定の
位置のディストーション量と重ね合わせ露光を行なう投
影露光装置の露光領域内の所定の位置のディストーショ
ン量とから、重ね合わせずれ量を計算し、前記露光領域
内の所定の位置の前記重ね合わせずれ量を、前記重ね合
わせずれ量を代表する１つの数値指標を用いて評価す
る、第１の工程と、 重ね合わせ露光を行なうマスクに、露光光の光軸に垂直
な面内でマスクを所定角度回転させ、前記重ね合わせず
れ量を前記数値指標を用いて再評価する第２の工程と、 前記第１の工程の評価結果と、前記第２の工程の評価結
果とを比較する工程とを、所定回数繰返し演算して、前
記数値指標が最小となるマスク回転角を求める第３の工
程と、 求められた前記マスク回転角を与えた状態において、重
ね合わせを行なう投影露光装置に、所定の投影倍率の変
化を与えて前記重ね合わせずれ量を前記数値指標を用い
て再評価を行なう第４の工程と、 投影倍率に変化を与える前の重ね合わせずれ量の前記数
値指標による評価結果と、前記第４の工程の評価結果を
比較する工程とを、所定回数繰返し演算して、前記数値
指標が最小となる投影倍率を求める第５の工程と、 算出された前記マスク回転角および投影倍率を与えた状
態で、重ね合わせずれ量の水平方向および垂直方向の各
々についての平均値を求め、半導体基板に対する露光光
の光軸に垂直な面内での平行移動量を求める第６の工程
と、 を備えた投影露光方法。 - 【請求項３】 投影光学手段を用いて、基準となる層の
露光を行なった基準投影露光装置の露光領域内の所定の
位置のディストーション量と重ね合わせ露光を行なう投
影露光装置の露光領域内の所定の位置のディストーショ
ン量とから、重ね合わせずれ量を計算し、前記露光領域
内の所定の位置の前記重ね合わせずれ量を、前記重ね合
わせずれ量を代表する１つの数値指標を用いて評価す
る、第１評価手段と、 重ね合わせ露光を行なうマスクに、露光光の光軸に垂直
な面内でマスクを所定角度回転させ、前記重ね合わせず
れ量を前記数値指標を用いて再評価する第２評価手段
と、 前記第１評価手段によって得られた評価結果と、前記第
２評価手段によって得られた評価結果とを比較する工程
とを、所定回数繰返し演算して、前記数値指標が最小と
なるマスク回転角を求めるマスク回転角演算手段と、 求められた前記マスク回転角を与えた状態において、重
ね合わせを行なう投影露光装置に、所定の投影倍率の変
化を与えて前記重ね合わせずれ量を前記数値指標を用い
て再評価を行なう第３評価手段と、 投影倍率に変化を与える前の重ね合わせずれ量の前記数
値指標による評価結果と、前記第３評価手段によって得
られた評価結果とを比較する工程とを、所定回数繰返し
演算して、前記数値指標が最小となる投影倍率を求める
投影倍率演算手段と、 算出された前記マスク回転角および投影倍率を与えた状
態で、重ね合わせずれ量の水平方向および垂直方向の各
々についての平均値を求め、半導体基板に対する露光光
の光軸に垂直な面内での平行移動量を求める平行移動量
演算手段と、 を備えた投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4324195A JP3003896B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP4324195A JP3003896B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 投影露光装置および投影露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177001A JPH06177001A (ja) | 1994-06-24 |
| JP3003896B2 true JP3003896B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=18163131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4324195A Expired - Fee Related JP3003896B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 投影露光装置および投影露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3003896B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USD765339S1 (en) | 2014-09-17 | 2016-08-30 | Actuant Corporation | Base member of a portable lift system |
| US9568029B2 (en) | 2010-12-22 | 2017-02-14 | Actuant Corporation | Hydraulic cylinder position sensing and locking system and corresponding method |
| US10173872B2 (en) | 2014-09-17 | 2019-01-08 | Actuant Corporation | Portable self-locking lift system |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP4324195A patent/JP3003896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9568029B2 (en) | 2010-12-22 | 2017-02-14 | Actuant Corporation | Hydraulic cylinder position sensing and locking system and corresponding method |
| USD765339S1 (en) | 2014-09-17 | 2016-08-30 | Actuant Corporation | Base member of a portable lift system |
| US10173872B2 (en) | 2014-09-17 | 2019-01-08 | Actuant Corporation | Portable self-locking lift system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06177001A (ja) | 1994-06-24 |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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