JP3164758B2 - Exposure apparatus focus management method and exposure apparatus focus management apparatus - Google Patents

Exposure apparatus focus management method and exposure apparatus focus management apparatus

Info

Publication number
JP3164758B2
JP3164758B2 JP24981795A JP24981795A JP3164758B2 JP 3164758 B2 JP3164758 B2 JP 3164758B2 JP 24981795 A JP24981795 A JP 24981795A JP 24981795 A JP24981795 A JP 24981795A JP 3164758 B2 JP3164758 B2 JP 3164758B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus
exposure
pattern
reticle
exposure apparatus
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
Application number
JP24981795A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0992606A (en
Inventor
谷 盛 治 石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP24981795A priority Critical patent/JP3164758B2/en
Publication of JPH0992606A publication Critical patent/JPH0992606A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3164758B2 publication Critical patent/JP3164758B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring

Landscapes

  • 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】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程等
において使用される露光装置のフォーカス管理方法およ
び露光装置用フォーカス管理装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus focus management method and a focus management apparatus for an exposure apparatus used in a semiconductor manufacturing process or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体製造時のリソグラフィ
工程等において、パターン露光を行うための装置が使用
されており、露光装置と称されている。また、この露光
装置の一種として縮小投影型の露光装置が知られてお
り、一般に、ステッパーと称されている。このステッパ
ーでは、光源からの光が、露光パターンが描画されたレ
ティクルを透過し、光学系で縮小された後、半導体ウエ
ハに投影される。
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus for performing pattern exposure in a lithography process or the like in the manufacture of a semiconductor has been used, and is called an exposure apparatus. A reduction projection type exposure apparatus is known as one type of the exposure apparatus, and is generally called a stepper. In this stepper, light from a light source passes through a reticle on which an exposure pattern is drawn, is reduced by an optical system, and is projected on a semiconductor wafer.

【0003】このステッパーにおいて、高解像度のパタ
ーン露光を精度よく行うためには、光学系のフォーカス
値が常に最適値に維持されていることが必要である。
In this stepper, in order to accurately perform high-resolution pattern exposure, it is necessary that the focus value of the optical system is always maintained at an optimum value.

【0004】従来、ステッパーのフォーカス調整は、1
ロットごとまたは複数ロットごとに装置の稼働を一旦停
止し、テスト用のウエハを用いて、手動で行っていた。
Conventionally, focus adjustment of a stepper is performed by 1
The operation of the apparatus is temporarily stopped for each lot or for a plurality of lots, and is manually performed using a test wafer.

【0005】このフォーカス調整においては、テスト・
ウエハとしてベア・ウエハ(Bare Wafer;表面に何も形
成されていないウエハ)にフォトレジストを形成したも
のを用い、また、レティクルとしては所定間隔(例えば
0.6μm)でライン・アンド・スペースの露光パター
ンを描画したものを用いる。そして、光学系のフォーカ
ス値を変えながら、それぞれのフォーカス値において、
テストウエハ上のフォトレジストへのパターン転写を行
う。
In this focus adjustment, a test
As a wafer, a bare wafer (wafer having no surface formed thereon) on which a photoresist is formed is used, and as a reticle, line and space exposure is performed at a predetermined interval (for example, 0.6 μm). Use a pattern drawn. Then, while changing the focus value of the optical system, at each focus value,
The pattern is transferred to the photoresist on the test wafer.

【0006】このとき、光学系のフォーカスが最適値の
近傍である場合は、フォトレジストにライン・アンド・
スペースのパターンを転写することができる。しかし、
このフォーカス値が、最適値から近距離方向または遠距
離方向に所定距離以上ずれた場合には、ラインの転写を
行うことができない。したがって、従来、フォーカスの
最適値を決定する際には、顕微鏡による目視等によっ
て、ライン・アンド・スペースのパターンを転写するこ
とができるフォーカス値の最大値と最小値とを求め、こ
れらの値の平均値を最適値として採用していた。
At this time, if the focus of the optical system is near the optimum value, the photoresist is line-and-
Space patterns can be transferred. But,
If the focus value deviates from the optimum value by a predetermined distance in the short distance direction or the long distance direction, the line cannot be transferred. Therefore, conventionally, when determining the optimum value of the focus, the maximum value and the minimum value of the focus value at which the line-and-space pattern can be transferred are determined by visual observation with a microscope or the like, and these values are determined. The average value was adopted as the optimal value.

【0007】例えば、ステッパーの規格上のフォーカス
値を「0」とし、ライン・アンド・スペースのパターン
を転写することができるフォーカス値の最大値および最
小値をそれぞれ−0.8μm,+0.6μmとすると、
最適値は−0.1μmと決定される。
For example, the standard focus value of a stepper is set to "0", and the maximum and minimum focus values at which a line and space pattern can be transferred are -0.8 μm and +0.6 μm, respectively. Then
The optimum value is determined to be -0.1 [mu] m.

【0008】従来は、このようにしてフォーカスの最適
値を求め、手動でフォーカス値の調整を行うことによ
り、パターン露光の精度を確保していた。
Conventionally, the precision of pattern exposure has been ensured by obtaining the optimum value of focus and manually adjusting the focus value.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来
は、フォーカスのずれの測定やフォーカス値の調整を行
うために、1ロットごとまたは複数ロットごとに、装置
の稼働を一旦停止しなければならなかった。また、フォ
ーカス値を変更するたびにベア・ウエハを交換する作業
や、ベア・ウエハに転写されたパターンをチェックする
作業、フォーカスの最適値を決定した後にステッパーの
フォーカスを調整する作業等はすべて手作業であるた
め、長時間を要していた。このため、従来のフォーカス
管理方法には、ステッパーの稼働率を下げてしまうとい
う欠点があった。
As described above, conventionally, in order to measure the focus shift and adjust the focus value, the operation of the apparatus must be stopped once for each lot or for each of a plurality of lots. did not become. Also, the work of replacing the bare wafer every time the focus value is changed, the work of checking the pattern transferred to the bare wafer, the work of adjusting the focus of the stepper after determining the optimum focus value, etc. are all performed manually. Since it was a task, it took a long time. For this reason, the conventional focus management method has a disadvantage that the operation rate of the stepper is reduced.

【0010】さらに、従来のフォーカス管理方法では、
フォーカスのずれの測定および調整を一定期間をおいて
行わなければならなかったので、その期間内にフォーカ
スのずれが大きくなっても、そのことを発見することは
できなかった。このため、同一のロット内での品質を一
定にすることができないので、ロットごとにウエハを抽
出して行う品質検査の信頼性が低いという欠点もあっ
た。
Furthermore, in the conventional focus management method,
Since the measurement and adjustment of the focus shift had to be performed after a certain period of time, even if the focus shift became large during that period, it could not be discovered. For this reason, since the quality within the same lot cannot be made constant, there is also a disadvantage that the reliability of the quality inspection performed by extracting wafers for each lot is low.

【0011】加えて、従来のフォーカス管理方法では、
ベア・ウエハのフォトレジストの影響によって、フォー
カスの測定結果に誤差が発生する場合があり、フォーカ
スの調整結果の信頼性が低いという欠点もあった。
In addition, in the conventional focus management method,
An error may occur in the focus measurement result due to the influence of the photoresist on the bare wafer, and the reliability of the focus adjustment result is low.

【0012】本発明は、このような従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであり、露光装置の稼働率を下げるこ
とがなく、同一ロット内での品質を一定することがで
き、且つ、フォーカスの調整結果の信頼性を向上させる
ことができる、露光装置のフォーカス管理方法および露
光装置用フォーカス管理装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and it is possible to make the quality within the same lot constant without lowering the operation rate of an exposure apparatus, and to improve the focus. It is an object of the present invention to provide a focus management method for an exposure apparatus and a focus management apparatus for an exposure apparatus, which can improve the reliability of a result of the adjustment.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)第1の発明に係る露光装置のフォーカス管理方法
は、露光パターンが描画されたレティクルに光を透過さ
せ、この透過光を光学系で縮小してから被処理基板に投
影する露光装置における、前記光学系のフォーカス管理
方法において、前記被処理基板の表面に段差を形成する
基板加工過程と、同一断面寸法の透過光が前記段差のそ
れぞれに投影されるような露光パターンを前記レティク
ルに描画するレティクル描画工程と、このレティクル描
画工程で描画された前記レティクルを用いて、前記被処
理基板の表面に形成された前記段差のそれぞれに同一断
面寸法の光を投影する露光過程と、この露光過程によっ
て前記段差のそれぞれに転写されたパターンの寸法を測
定する測定過程と、この測定過程の測定結果および前記
段差の光路差からフォーカスのずれ量を判断し、このず
れ量に基づいて前記光学系のフォーカスを補正するため
の補正データを生成するデータ生成過程と、このデータ
生成過程で得られた前記補正データに基いて前記光学系
のフォーカスを調整する調整過程と、を備えたことを特
徴とする。 (2)第2の発明に係る露光装置用フォーカス管理装置
は、露光パターンが描画されたレティクルに光を透過さ
せ、この透過光を光学系で縮小してから被処理基板に投
影する露光装置において、前記光学系のフォーカスを管
理するための露光装置用フォーカス管理装置であって、
前記レティクルを用いて、前記被処理基板の表面に形成
された段差に同一断面寸法の光を投影する露光手段と、
この露光手段によって前記段差のそれぞれに転写された
パターンの寸法を測定する測定手段と、この測定手段の
測定結果および前記段差の光路差からフォーカスのずれ
量を判断し、このずれ量に基づいて前記光学系のフォー
カスを補正するための補正データを生成するデータ生成
手段と、このデータ生成手段で得られた前記補正データ
に基いて前記光学系のフォーカスを調整する調整手段
と、を備えたことを特徴とする。
(1) A focus management method for an exposure apparatus according to a first aspect of the invention is directed to an exposure apparatus that transmits light to a reticle on which an exposure pattern is drawn, reduces the transmitted light by an optical system, and projects the reduced light on a substrate to be processed. A step of forming a step on the surface of the substrate to be processed, and writing an exposure pattern on the reticle such that transmitted light having the same cross-sectional dimension is projected onto each of the steps. A reticle drawing step, an exposure step of projecting light of the same cross-sectional dimension onto each of the steps formed on the surface of the substrate to be processed using the reticle drawn in the reticle drawing step, and an exposure step A measuring step of measuring the dimensions of the pattern transferred to each of the steps, and a measurement result of the measuring step and an optical path difference of the steps. A data generating step of determining a shift amount of the focus and generating correction data for correcting the focus of the optical system based on the shift amount; and the optical system based on the correction data obtained in the data generating step. Adjusting the focus of the system. (2) A focus management apparatus for an exposure apparatus according to a second aspect of the invention is an exposure apparatus that transmits light to a reticle on which an exposure pattern is drawn, reduces the transmitted light by an optical system, and projects the reduced light on a substrate to be processed. An exposure apparatus focus management apparatus for managing the focus of the optical system,
Using the reticle, an exposure unit that projects light having the same cross-sectional dimension on a step formed on the surface of the substrate to be processed,
Measuring means for measuring the dimension of the pattern transferred to each of the steps by the exposing means; determining the amount of focus shift from the measurement result of the measuring means and the optical path difference of the steps; and Data generating means for generating correction data for correcting the focus of the optical system, and adjusting means for adjusting the focus of the optical system based on the correction data obtained by the data generating means. Features.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る露光装置のフ
ォーカス管理方法および露光装置用フォーカス管理装置
の一実施形態について、図面を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a focus management method for an exposure apparatus and a focus management apparatus for an exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は、本実施形態に係るフォーカス管理
装置を設けたステッパーの構成を概念的に示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram conceptually showing a configuration of a stepper provided with a focus management device according to the present embodiment.

【0016】同図において、X−Yステージ11には、
シリコンウエハ12が載置される。また、光源13から
放射された光は、露光パターンが描画されたレティクル
14を透過し、光学系15で縮小された後、シリコンウ
エハ12に投影される。
In FIG. 1, an XY stage 11 includes:
The silicon wafer 12 is placed. The light emitted from the light source 13 passes through the reticle 14 on which the exposure pattern is drawn, is reduced by the optical system 15, and is projected on the silicon wafer 12.

【0017】パターン測定器(本発明の「測定手段」に
相当する)16は、後述するようにしてシリコンウエハ
12の段差に転写されたパターンの長さを測定する。こ
のパターン測定器16は、例えば、シリコンウエハ12
上の段差を電子ビームでスキャンする電子銃と、シリコ
ンウエハ12で反射した電子ビームを検知して波形を読
み取る検知器とによって構成することができる。
A pattern measuring device (corresponding to “measuring means” of the present invention) 16 measures the length of the pattern transferred to the step of the silicon wafer 12 as described later. This pattern measuring device 16 is, for example, a silicon wafer 12
An electron gun that scans the upper step with an electron beam and a detector that detects the electron beam reflected on the silicon wafer 12 and reads the waveform can be used.

【0018】CPU(Cenral Processing Unit;本発明
の「判断手段」に相当する)17は、パターン測定器1
6の測定結果を入力する。また、このCPU17は、上
述したシリコンウエハ12上の段差に基づく光路差を、
予め記憶している。そして、パターン測定器16の測定
結果と光路差とから、光学系15のフォーカスのずれ量
を判断する。さらに、このCPU17は、この判断によ
って得られたずれ量を記憶するための内部メモリを備え
ている(図示せず)。そして、この内部メモリに記憶さ
れたずれ量を統計的に処理することによって、その後の
フォーカスずれの発生を予測し、この予測に基づいて補
正データを算出する。統計的に処理する方法としては、
例えば、過去の複数回の検出によって得られたずれ量か
ら、1回の露光工程で発生するずれ量の平均値を算出す
る方法等がある。
A CPU (Central Processing Unit) 17 corresponds to the “pattern judging means” of the present invention.
6. Input the measurement result. Further, the CPU 17 calculates the optical path difference based on the step on the silicon wafer 12 described above.
It is stored in advance. Then, the amount of focus shift of the optical system 15 is determined from the measurement result of the pattern measuring device 16 and the optical path difference. Further, the CPU 17 has an internal memory (not shown) for storing the shift amount obtained by this determination. Then, by statistically processing the shift amount stored in the internal memory, a subsequent occurrence of a focus shift is predicted, and correction data is calculated based on the prediction. Statistical methods include:
For example, there is a method of calculating an average value of shift amounts generated in one exposure process from shift amounts obtained by a plurality of past detections.

【0019】フォーカス調整器(本発明の「調整手段」
に相当する)18は、CPU17が生成した補正データ
を、このCPU17から入力する。そして、この補正デ
ータに基いて、光学系15のフォーカス値を調整する。
Focus adjuster ("adjustment means" of the present invention)
The correction data 18 is input from the CPU 17 to the correction data. Then, the focus value of the optical system 15 is adjusted based on the correction data.

【0020】図2(a)は、本実施形態に係るステッパ
ーで使用されるレティクル14の全体構成の一例を概念
的に示す図である。同図において、領域21は、通常の
リソグラフィ工程のための露光パターン、すなわちシリ
コンウエハ12に集積回路を形成するための露光パター
ンが描画されている領域である。一方、領域22には、
シリコンウエハ12上に形成された段差にパターンを転
写するための露光パターンが描画されている。
FIG. 2A is a diagram conceptually showing an example of the entire configuration of the reticle 14 used in the stepper according to the present embodiment. In the figure, a region 21 is a region where an exposure pattern for a normal lithography process, that is, an exposure pattern for forming an integrated circuit on the silicon wafer 12 is drawn. On the other hand, in the area 22,
An exposure pattern for transferring a pattern to a step formed on the silicon wafer 12 is drawn.

【0021】図2(b)は、領域22を拡大して示す概
念図である。同図に示したように、領域22には、同一
形状(長さをL、幅をWとする)の菱形の露光パターン
22a,22b,22cが描画されている。これらの露
光パターン22a,22b,22cにより、シリコンウ
エハ12の段差に、それぞれ、菱形のパターンを転写す
ることができる。
FIG. 2B is a conceptual diagram showing the region 22 in an enlarged manner. As shown in the figure, in the area 22, rhombic exposure patterns 22a, 22b and 22c of the same shape (length is L and width is W) are drawn. By these exposure patterns 22a, 22b, and 22c, rhombic patterns can be transferred to the steps of the silicon wafer 12, respectively.

【0022】図3(a)は、シリコンウエハ12に形成
された転写パターンの一例を概念的に示す正面図であ
る。また、図3(b)は、図3(a)に示した領域32
の概念的な拡大側面図である。同図において、レジスト
表面の領域31には、レティクル14の領域21(図2
(a)参照)に描画された露光パターンが転写される。
一方、レジスト領域32には、段差を形成する3個のレ
ジスト面32a,32b,32cが形成されている。そ
して、これらのレジスト面32a,32b,32cに対
して、レティクル14の領域22に描画された菱形の露
光パターン22a,22b,22c(図2(b)参照)
が転写される。ここで、レジスト面32aとレジスト面
32bとの高さの差をΔh1 とし、また、レジスト面3
2bとレジスト面32cとの高さの差をΔh2 とする
と、これらの値Δh1 ,Δh2 が、露光時の光路差に相
当する。
FIG. 3A is a front view conceptually showing an example of a transfer pattern formed on the silicon wafer 12. FIG. 3B shows the region 32 shown in FIG.
It is a conceptual expansion side view of. In the figure, a region 31 of the reticle 14 (FIG.
The exposure pattern drawn in (a) is transferred.
On the other hand, in the resist region 32, three resist surfaces 32a, 32b, and 32c that form steps are formed. Then, with respect to these resist surfaces 32a, 32b, and 32c, rhombic exposure patterns 22a, 22b, and 22c drawn in the region 22 of the reticle 14 (see FIG. 2B).
Is transferred. Here, the difference between the heights of the resist surface 32a and the resist surface 32b is Δh 1 ,
Assuming that the height difference between 2b and the resist surface 32c is Δh 2 , these values Δh 1 and Δh 2 correspond to optical path differences at the time of exposure.

【0023】次に、本実施形態において、CPU17に
光学系15のフォーカスのずれ量を判断させる方法につ
いて、説明する。
Next, a method of causing the CPU 17 to determine the amount of defocus of the optical system 15 in this embodiment will be described.

【0024】シリコンウエハ12にパターン露光を行う
場合、この露光によって転写することができる最小線幅
は、フォーカスのずれ量が大きくなるにしたがって、大
きくなる。したがって、ある平面(ここでは段差につい
ては考えない)に対して、レティクル14に描画した菱
形のパターン(図2(b)参照)を転写する場合、フォ
ーカスにずれがあると、幅Wの狭い部分は転写されなく
なるので、転写された菱形パターンの長さLが小さくな
る。図4に、シリコンウエハ12上に転写されたパター
ンのパターン長Lとフォーカスのずれ量との関係を示
す。同図からわかるように、パターン長Lを、フォーカ
スが最適値のときの長さLと比較することにより、この
フォーカスのずれ量を知ることができる。
When pattern exposure is performed on the silicon wafer 12, the minimum line width that can be transferred by this exposure increases as the amount of focus shift increases. Therefore, when a rhombic pattern (see FIG. 2B) drawn on the reticle 14 is transferred to a certain plane (a step is not considered here), if there is a shift in focus, a portion having a small width W is obtained. Is not transferred, the length L of the transferred rhombic pattern is reduced. FIG. 4 shows the relationship between the pattern length L of the pattern transferred onto the silicon wafer 12 and the amount of focus shift. As can be seen from the figure, by comparing the pattern length L with the length L when the focus is at the optimum value, the amount of this focus shift can be known.

【0025】しかし、図4からは、フォーカスのずれ量
の絶対値を知ることはできても、そのずれが正方向(焦
点距離が長くなる方向)のずれであるのか或いは負方向
(焦点距離が短くなる方向)のずれであるのかを知るこ
とはできない。
However, from FIG. 4, although the absolute value of the focus shift amount can be known, whether the shift is a shift in the positive direction (a direction in which the focal length becomes longer) or a negative direction (the focal length becomes longer). It is not possible to know whether the shift is in the direction of shortening.

【0026】これに対して、本実施例では、シリコンウ
エハ12の3個の菱形パターンを転写することとし、且
つ、転写を行う3個のレジスト面32a,32b,32
cに段差(すなわち光路差)Δh1 ,Δh2 を設けるこ
ととしたので、フォーカスのずれ量の絶対値だけでな
く、そのずれの方向も知ることができる。
On the other hand, in the present embodiment, three rhombic patterns of the silicon wafer 12 are to be transferred, and three resist surfaces 32a, 32b, 32 to be transferred are used.
Since steps (that is, optical path differences) Δh 1 and Δh 2 are provided in c, not only the absolute value of the focus shift amount but also the direction of the shift can be known.

【0027】図5は、シリコンウエハ12の3個のレジ
スト面32a,32b,32cに菱形パターンを転写し
た場合の、各パターン長Lの一例を示すグラフである。
同図においては、シリコンウエハ12のレジスト面32
aに転写されるパターンの長さをL1 、レジスト面32
bに転写されるパターンの長さをL2 、レジスト面32
cに転写されるパターンの長さをL3 で示している。こ
こで、段差Δh1 ,Δh2 の絶対値を同一とすると、同
図に例示されたように、レジスト面32bのずれ量(L
2 で表される)は、L1 >L3 のときは負の値となる。
また、L1 <L3 のときは正の値となり、L2 のずれ量
が零(すなわちフォーカスが最適値)のときはL1 =L
3 となる。
FIG. 5 is a graph showing an example of each pattern length L when a rhombic pattern is transferred to three resist surfaces 32a, 32b, 32c of the silicon wafer 12.
In the figure, the resist surface 32 of the silicon wafer 12 is
L 1 the length of the pattern to be transferred to a, the resist surface 32
the length of the pattern transferred to b L 2, the resist surface 32
the length of the pattern transferred to c are indicated by L 3. Here, assuming that the absolute values of the steps Δh 1 and Δh 2 are the same, as illustrated in FIG.
2 ) is a negative value when L 1 > L 3 .
When L 1 <L 3 , the value is a positive value. When the shift amount of L 2 is zero (that is, when the focus is an optimum value), L 1 = L.
It becomes 3 .

【0028】したがって、本実施形態によれば、一回の
測定で、CPU17にフォーカスのずれ量の絶対値およ
び正負を判断させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to make the CPU 17 determine the absolute value and the sign of the focus shift amount by one measurement.

【0029】また、3種類のパターン長を測定すること
により、測定精度を高めることも可能となる。
Further, by measuring three types of pattern lengths, it is possible to increase the measurement accuracy.

【0030】なお、図5ではΔh1 ,Δh2 の絶対値を
同一としたが、異なる値であっても同様の判断は可能で
ある。
Although the absolute values of Δh 1 and Δh 2 are the same in FIG. 5, the same determination can be made even if the absolute values are different.

【0031】ここで、各レジスト面32a,32b,3
2cにおける転写パターンの長さL1 ,L2 ,L3 は、
上述のように、パターン測定器16によって測定され
る。このときの測定方法としては、例えば、各レジスト
面32a,32b,32cについて、電子ビームによる
長さ方向のスキャンを行う方法がある。各レジスト面3
2a,32b,32cを電子ビームでスキャンした場
合、露光によって変質した領域と露光していない領域と
では、反射ビームの波形が異なる。したがって、反射ビ
ームの波形によって被露光領域(すなわち、パターンが
転写された領域)を判別することができ、スキャン時の
ドット数でパターン長L1 ,L2 ,L3 を計測すること
ができる。
Here, each of the resist surfaces 32a, 32b, 3
The lengths L 1 , L 2 and L 3 of the transfer pattern in 2c are
As described above, it is measured by the pattern measuring device 16. As a measuring method at this time, for example, there is a method of scanning the resist surfaces 32a, 32b, and 32c in the length direction with an electron beam. Each resist surface 3
When 2a, 32b, and 32c are scanned with an electron beam, the reflected beam has a different waveform between a region altered by exposure and an unexposed region. Therefore, the area to be exposed (that is, the area where the pattern has been transferred) can be determined from the waveform of the reflected beam, and the pattern lengths L 1 , L 2 , and L 3 can be measured by the number of dots at the time of scanning.

【0032】次に、このような原理を用いて、図1に示
したステッパーのフォーカス状態を管理する手順につい
て、説明する。
Next, a procedure for managing the focus state of the stepper shown in FIG. 1 using such a principle will be described.

【0033】実際の露光工程を行う前に、まず、シリ
コンウエハ12の表面にフォトレジストを塗布する。そ
して、例えば通常のエッチング技術等を用いて、このレ
ジストの表面に、レジスト面32a,32b,32cか
らなる段差を形成する(図3(b)参照;基板加工過
程)。
Before performing the actual exposure step, first, a photoresist is applied to the surface of the silicon wafer 12. Then, using, for example, a normal etching technique, a step composed of resist surfaces 32a, 32b, 32c is formed on the surface of the resist (see FIG. 3B; substrate processing process).

【0034】また、レティクル14に対して通常のリ
ソグラフィ工程で使用する露光パターンの描画を行う際
に、図2(b)に示したようなフォーカス管理用の菱形
の露光パターンも、併せて描画する(図2(a)参照;
レティクル描画工程)。
When drawing an exposure pattern used in a normal lithography process on the reticle 14, a rhombic exposure pattern for focus management as shown in FIG. 2B is also drawn. (See FIG. 2 (a);
Reticle drawing process).

【0035】次に、上述のシリコンウエハ12および
レティクル14をステッパーにセットして、通常のリソ
グラフィ工程と同様の露光を行う(露光工程)。これに
より、シリコンウエハ12に形成されたフォトレジスト
に対し、通常のパターン転写を行うことができるととも
に、レジスト面32a,32b,32cのそれぞれにも
フォーカス管理用のパターンを転写することができる。
Next, the above-described silicon wafer 12 and reticle 14 are set on a stepper, and the same exposure as in a normal lithography process is performed (exposure process). As a result, normal pattern transfer can be performed on the photoresist formed on the silicon wafer 12, and a focus management pattern can be transferred onto each of the resist surfaces 32a, 32b, and 32c.

【0036】続いて、パターン測定器16が、上述の
ようにして、レジスト面32a,32b,32cに転写
されたパターンの長さL1 ,L2 ,L3 を測定する(測
定過程)。
Subsequently, the pattern measuring device 16 measures the lengths L 1 , L 2 , L 3 of the patterns transferred to the resist surfaces 32a, 32b, 32c as described above (measurement process).

【0037】その後、CPU17が、この測定データ
1 ,L2 ,L3 を入力し、上述のようにして、フォー
カスのずれ量を算出する。そして、このずれ量と、既に
内部メモリに記憶されているずれ量(過去の測定によっ
て算出したずれ量)とを用いて統計的処理を行うことに
より、補正データを生成する。この補正データは、例え
ば、フォーカスの補正を行う時期や、そのときの補正量
等によって構成することができる(データ生成過程)。
Thereafter, the CPU 17 inputs the measurement data L 1 , L 2 , L 3 and calculates the amount of focus shift as described above. Then, the correction data is generated by performing statistical processing using the shift amount and the shift amount already stored in the internal memory (the shift amount calculated by past measurement). The correction data can be constituted by, for example, the timing of performing the focus correction, the correction amount at that time, and the like (data generation process).

【0038】そして、フォーカス調整器18が、この
補正データに基づいて、光学系15のフォーカスを調整
する(調整過程)。
Then, the focus adjuster 18 adjusts the focus of the optical system 15 based on the correction data (adjustment process).

【0039】このように、本実施形態によれば、通常の
リソグラフィ工程と並行してフォーカス調整を行うこと
ができるので、このフォーカス調整のためにステッパー
の稼働を停止させる必要がない。したがって、ステッパ
ーの稼働率を向上させることが可能である。
As described above, according to the present embodiment, the focus adjustment can be performed in parallel with the normal lithography process, so that there is no need to stop the operation of the stepper for the focus adjustment. Therefore, it is possible to improve the operation rate of the stepper.

【0040】さらに、同一ロット内でフォーカスのずれ
量が徐々に大きくなっていくことを防止することができ
るので、同一のロット内での品質を一定にすることがで
き、したがって、ロットごとにウエハを抽出して行う品
質検査の信頼性を向上させることができる。
Further, since it is possible to prevent the focus shift amount from gradually increasing in the same lot, it is possible to make the quality in the same lot constant, and therefore, it is possible to set the wafer for each lot. Can be extracted to improve the reliability of the quality inspection.

【0041】加えて、ずれ量の統計的処理によって補正
データを生成するので、フォーカスの調整結果の信頼性
を向上させることもできる。
In addition, since the correction data is generated by statistical processing of the shift amount, the reliability of the focus adjustment result can be improved.

【0042】なお、本発明は、以上説明した実施形態に
限定されるものではなく、適宜変更して実施できること
はもちろんである。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be implemented with appropriate modifications.

【0043】例えば、本実施形態では、ずれ量の統計的
処理を用いて補正データを生成することとしたが、例え
ば統計的処理を用いることなく、検出したずれ量に応じ
て、その都度フォーカスの調整を行うこととしても、従
来よりも有用なフォーカス管理を行うことができる。
For example, in the present embodiment, the correction data is generated by using the statistical processing of the shift amount. However, for example, without using the statistical processing, the focus data is generated in accordance with the detected shift amount. Even when the adjustment is performed, it is possible to perform a more useful focus management than before.

【0044】また、フォーカス管理のための露光工程
を、通常のリソグラフィ工程とは別個に行うこととした
場合でも、有用なフォーカス管理を行うことができる。
Further, even when the exposure step for focus management is performed separately from a normal lithography step, useful focus management can be performed.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、露光装置の稼働率を下げることがなく、同一ロッ
ト内での品質を一定することができ、且つ、フォーカス
の調整結果の信頼性を向上させることができる、露光装
置のフォーカス管理方法および露光装置用フォーカス管
理装置を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention, the quality within the same lot can be kept constant without lowering the operation rate of the exposure apparatus, and the focus adjustment result can be obtained. It is possible to provide an exposure apparatus focus management method and an exposure apparatus focus management apparatus that can improve reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るフォーカス管理装置
を設けた露光装置の構成を概念的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram conceptually showing a configuration of an exposure apparatus provided with a focus management apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は図1に示した露光装置で使用されるレ
ティクルの全体構成の一例を概念的に示す図であり、
(b)は(a)に示したレティクルの一部を拡大して示
す概念図である。
FIG. 2A is a view conceptually showing an example of the entire configuration of a reticle used in the exposure apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 2B is a conceptual diagram showing an enlarged part of the reticle shown in FIG.

【図3】(a)はシリコンウエハに形成された転写パタ
ーンの一例を概念的に示す正面図であり、(b)は
(a)に示したシリコンウエハの段差形成領域の概念的
な拡大側面図である。
3A is a front view conceptually showing an example of a transfer pattern formed on a silicon wafer, and FIG. 3B is a conceptual enlarged side view of a step forming region of the silicon wafer shown in FIG. FIG.

【図4】シリコンウエハ上に転写されたパターンのパタ
ーン長とフォーカスのずれ量との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a pattern length of a pattern transferred onto a silicon wafer and a focus shift amount.

【図5】シリコンウエハの段差に菱形パターンを転写し
た場合の、各パターン長の一例を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an example of each pattern length when a rhombic pattern is transferred to a step of a silicon wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 X−Yステージ 12 シリコンウエハ 13 光源 14 レティクル 15 光学系 16 パターン測定器 17 CPU 18 フォーカス調整器 Reference Signs List 11 XY stage 12 Silicon wafer 13 Light source 14 Reticle 15 Optical system 16 Pattern measuring device 17 CPU 18 Focus adjuster

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】露光パターンが描画されたレティクルに光
を透過させ、この透過光を光学系で縮小してから被処理
基板に投影する露光装置における、前記光学系のフォー
カス管理方法において、 前記被処理基板の表面に段差を形成する基板加工過程
と、 同一断面寸法の透過光が前記段差のそれぞれに投影され
るような露光パターンを前記レティクルに描画するレテ
ィクル描画工程と、 このレティクル描画工程で描画された前記レティクルを
用いて、前記被処理基板の表面に形成された前記段差の
それぞれに同一断面寸法の光を投影する露光過程と、 この露光過程によって前記段差のそれぞれに転写された
パターンの寸法を測定する測定過程と、 この測定過程の測定結果および前記段差の光路差からフ
ォーカスのずれ量を判断し、このずれ量に基づいて前記
光学系のフォーカスを補正するための補正データを生成
するデータ生成過程と、 このデータ生成過程で得られた前記補正データに基いて
前記光学系のフォーカスを調整する調整過程と、 を備えたことを特徴とする露光装置のフォーカス管理方
法。
1. A focus management method for an optical system in an exposure apparatus for transmitting light to a reticle on which an exposure pattern is drawn, reducing the transmitted light by an optical system, and projecting the reduced light on a substrate to be processed. A substrate processing step of forming a step on the surface of the processing substrate; a reticle drawing step of drawing an exposure pattern on the reticle such that transmitted light having the same cross-sectional dimension is projected onto each of the steps; drawing in the reticle drawing step An exposing step of projecting light having the same cross-sectional dimension onto each of the steps formed on the surface of the substrate to be processed, using the reticle obtained, and a dimension of a pattern transferred to each of the steps by this exposing step. And measuring the focus deviation from the measurement result of the measurement process and the optical path difference of the step, and determining the deviation amount of the focus. A data generation step of generating correction data for correcting the focus of the optical system based on the correction data, and an adjustment step of adjusting the focus of the optical system based on the correction data obtained in the data generation step. And a focus management method for an exposure apparatus.
【請求項2】前記データ生成過程が、過去に得られた複
数のずれ量を統計的に処理することによってその後のず
れ量を予測し、この予測結果に基づいて前記補正データ
を生成する過程であることを特徴とする請求項1記載の
露光装置のフォーカス管理方法。
2. The method according to claim 1, wherein the data generation step predicts a subsequent shift amount by statistically processing a plurality of shift amounts obtained in the past, and generates the correction data based on the prediction result. 2. The focus management method for an exposure apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記露光過程が、前記段差に対する投影と
通常のリソグラフィ工程のための露光とを同時に行う過
程であることを特徴とする、請求項1または2に記載の
露光装置のフォーカス管理方法。
3. A focus management method for an exposure apparatus according to claim 1, wherein said exposure step is a step of simultaneously performing projection on said step and exposure for a normal lithography step. .
【請求項4】露光パターンが描画されたレティクルに光
を透過させ、この透過光を光学系で縮小してから被処理
基板に投影する露光装置において、前記光学系のフォー
カスを管理するための露光装置用フォーカス管理装置で
あって、 前記レティクルを用いて、前記被処理基板の表面に形成
された段差に同一断面寸法の光を投影する露光手段と、 この露光手段によって前記段差のそれぞれに転写された
パターンの寸法を測定する測定手段と、 この測定手段の測定結果および前記段差の光路差からフ
ォーカスのずれ量を判断し、このずれ量に基づいて前記
光学系のフォーカスを補正するための補正データを生成
するデータ生成手段と、 このデータ生成手段で得られた前記補正データに基いて
前記光学系のフォーカスを調整する調整手段と、 を備えたことを特徴とする露光装置用フォーカス管理装
置。
4. An exposure apparatus for transmitting light to a reticle on which an exposure pattern is drawn, reducing the transmitted light by an optical system, and projecting the reduced light on a substrate to be processed. An exposure unit for projecting light having the same cross-sectional dimension onto a step formed on the surface of the substrate to be processed, using the reticle, and transferring the light to each of the steps by the exposure unit. Measuring means for measuring the dimensions of the patterned pattern, and correction data for determining the amount of focus shift based on the measurement result of the measuring means and the optical path difference of the step, and correcting the focus of the optical system based on the amount of shift. And data adjusting means for adjusting the focus of the optical system based on the correction data obtained by the data generating means. An exposure device for focus management apparatus characterized by was e.
【請求項5】前記データ生成手段が、過去に得られた複
数のずれ量を統計的に処理することによってその後のず
れ量を予測し、この予測結果に基づいて前記補正データ
を生成する手段であることを特徴とする請求項4記載の
露光装置用フォーカス管理装置。
5. A data generating means for statistically processing a plurality of shift amounts obtained in the past to predict a subsequent shift amount, and for generating the correction data based on the prediction result. 5. A focus management device for an exposure apparatus according to claim 4, wherein:
【請求項6】前記露光手段が、前記段差に対する投影と
通常のリソグラフィ工程のための露光とを同時に行うこ
とを特徴とする、請求項4または5に記載の露光装置用
フォーカス管理装置。
6. A focus management apparatus for an exposure apparatus according to claim 4, wherein said exposure means simultaneously performs projection on said step and exposure for a normal lithography step.
JP24981795A 1995-09-27 1995-09-27 Exposure apparatus focus management method and exposure apparatus focus management apparatus Expired - Fee Related JP3164758B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24981795A JP3164758B2 (en) 1995-09-27 1995-09-27 Exposure apparatus focus management method and exposure apparatus focus management apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24981795A JP3164758B2 (en) 1995-09-27 1995-09-27 Exposure apparatus focus management method and exposure apparatus focus management apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0992606A JPH0992606A (en) 1997-04-04
JP3164758B2 true JP3164758B2 (en) 2001-05-08

Family

ID=17198641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24981795A Expired - Fee Related JP3164758B2 (en) 1995-09-27 1995-09-27 Exposure apparatus focus management method and exposure apparatus focus management apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3164758B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100510454B1 (en) * 1998-02-10 2005-10-24 삼성전자주식회사 Apparatus for calibrating pattern image printed by stepper and method of calibrating pattern image using the same
JP2000133569A (en) 1998-10-26 2000-05-12 Mitsubishi Electric Corp Method for correcting focusing and manufacture of semiconductor device
JP3949853B2 (en) 1999-09-28 2007-07-25 株式会社東芝 Control method for exposure apparatus and control method for semiconductor manufacturing apparatus
JP2002050562A (en) * 2000-08-03 2002-02-15 Mitsubishi Electric Corp Apparatus for manufacturing semiconductor, method for manufacturing semiconductor device and the semiconductor device
JP4588368B2 (en) 2004-06-15 2010-12-01 富士通セミコンダクター株式会社 Exposure measurement method and apparatus, and semiconductor device manufacturing method
JP6645157B2 (en) * 2015-12-10 2020-02-12 株式会社ニコン Substrate processing equipment
JP6780750B2 (en) * 2019-08-09 2020-11-04 株式会社ニコン Substrate processing equipment test method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0992606A (en) 1997-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3267414B2 (en) Scanning exposure apparatus and device manufacturing method using the scanning exposure apparatus
US9046788B2 (en) Method for monitoring focus on an integrated wafer
US7838185B2 (en) Focus measurement method and method of manufacturing a semiconductor device
JP4434372B2 (en) Projection exposure apparatus and device manufacturing method
JP2009038359A (en) Exposure apparatus and method for manufacturing device
TW201928528A (en) Voltage contrast metrology mark
JP3360760B2 (en) Exposure amount unevenness measurement method, exposure method and exposure apparatus
US6516528B1 (en) System and method to determine line edge roughness and/or linewidth
JP3164758B2 (en) Exposure apparatus focus management method and exposure apparatus focus management apparatus
US6514122B2 (en) System for manufacturing semiconductor device utilizing photolithography technique
JP2006344648A (en) Exposure method
US6414326B1 (en) Technique to separate dose-induced vs. focus-induced CD or linewidth variation
JP2008112889A (en) Focus measuring method, method of manufacturing semiconductor device, and exposure system
US20070285641A1 (en) Exposure apparatus, and device manufacturing method
JP4174324B2 (en) Exposure method and apparatus
JP3428825B2 (en) Surface position detection method and surface position detection device
US6744492B2 (en) Exposure apparatus
JPH08339954A (en) Illumination method and illumination device, and aligner using them
JP2964978B2 (en) Semiconductor manufacturing method, semiconductor manufacturing system, and semiconductor device manufactured thereby
US11886125B2 (en) Method for inferring a local uniformity metric
JP3313543B2 (en) Alignment apparatus and alignment method for exposure apparatus
JP3548323B2 (en) Scanning exposure apparatus and device manufacturing method using the same
EP3879342A1 (en) Method for inferring a local uniformity metric and associated appratuses
CN117882011A (en) Method of monitoring a lithographic process and related apparatus
TW202234173A (en) Metrology methods and appratuses

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080302

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090302

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100302

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees