JP3202707B2 - 縮小投影露光装置を用いた計測方法及びその縮小投影露光装置 - Google Patents
縮小投影露光装置を用いた計測方法及びその縮小投影露光装置Info
- Publication number
- JP3202707B2 JP3202707B2 JP35033298A JP35033298A JP3202707B2 JP 3202707 B2 JP3202707 B2 JP 3202707B2 JP 35033298 A JP35033298 A JP 35033298A JP 35033298 A JP35033298 A JP 35033298A JP 3202707 B2 JP3202707 B2 JP 3202707B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- measurement
- exposure apparatus
- slit
- projection exposure
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は縮小投影露光装置を
用いた計測方法及びその縮小投影露光装置に関し、特に
露光光のウェハに対する垂直性を自動的に測定する機能
を持つ、縮小投影露光装置を用いた計測方法及びその縮
小投影露光装置に関する。
用いた計測方法及びその縮小投影露光装置に関し、特に
露光光のウェハに対する垂直性を自動的に測定する機能
を持つ、縮小投影露光装置を用いた計測方法及びその縮
小投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下に、図を用いて露光光の垂直性の説
明と従来技術の説明を記す。図８、従来技術を用いた縮
小投影露光装置を示す概略図である。図９、１０は、従
来技術を用いた縮小投影露光装置においてＺステージが
垂直方向に変位するときの説明図である。
明と従来技術の説明を記す。図８、従来技術を用いた縮
小投影露光装置を示す概略図である。図９、１０は、従
来技術を用いた縮小投影露光装置においてＺステージが
垂直方向に変位するときの説明図である。
【０００３】半導体ウェハ８６上に塗布された感光剤で
あるレジスト８１４に対し、光源８１より照射された光
がレチクル８３と投影レンズ８４を通して照射される。
半導体ウェハに対し光８３１が垂直な場合は、図９の
（ａ）から（ｂ）のように、Ｚステージ８７が垂直方向
に変位すると投影される像の位置は変動しない。
あるレジスト８１４に対し、光源８１より照射された光
がレチクル８３と投影レンズ８４を通して照射される。
半導体ウェハに対し光８３１が垂直な場合は、図９の
（ａ）から（ｂ）のように、Ｚステージ８７が垂直方向
に変位すると投影される像の位置は変動しない。
【０００４】しかし、図１０の（ａ）から（ｂ）のよう
に、垂直方向にＺステージがＺμｍ動き、かつ、光８３
１の傾きが垂直軸に対しθの傾きを持っている場合、結
像されるパターンの水平位置はＺｔａｎθの位置ずれを
起こす。これは半導体を製造する露光工程において、ず
れ不良を引きおこす原因となる。
に、垂直方向にＺステージがＺμｍ動き、かつ、光８３
１の傾きが垂直軸に対しθの傾きを持っている場合、結
像されるパターンの水平位置はＺｔａｎθの位置ずれを
起こす。これは半導体を製造する露光工程において、ず
れ不良を引きおこす原因となる。
【０００５】次に、従来技術を用いた縮小投影露光装置
を用いた測定方法（半導体ウェハに対する露光光の位置
を自動計測する方法）を説明する。図１１は特開昭６３
−８４０２５号公報に開示された従来の縮小投影露光装
置を説明する概略図である。図１２は図１１中の検査用
レチクル１０２、図１３は受光器１１５の拡大説明図で
ある。図１４は従来技術の縮小投影露光装置の計測方法
における作業フローチャートを示す図である。
を用いた測定方法（半導体ウェハに対する露光光の位置
を自動計測する方法）を説明する。図１１は特開昭６３
−８４０２５号公報に開示された従来の縮小投影露光装
置を説明する概略図である。図１２は図１１中の検査用
レチクル１０２、図１３は受光器１１５の拡大説明図で
ある。図１４は従来技術の縮小投影露光装置の計測方法
における作業フローチャートを示す図である。
【０００６】従来の縮小投影露光装置は、図１１に示す
ように、光源１０１と、その露光光が通される専用の結
像パターン１１６を持つ検査用レチクル１０２と、その
検査用レチクル１０２を支え、かつレチクルステージ補
正器１１０により制御されるスクリューネジ１１１を持
つレチクルステージ１０３と、投影レンズ１０４を通っ
た光の強さを受ける専用の受光素子１１７を持つ受光器
１１５と、によって構成される。
ように、光源１０１と、その露光光が通される専用の結
像パターン１１６を持つ検査用レチクル１０２と、その
検査用レチクル１０２を支え、かつレチクルステージ補
正器１１０により制御されるスクリューネジ１１１を持
つレチクルステージ１０３と、投影レンズ１０４を通っ
た光の強さを受ける専用の受光素子１１７を持つ受光器
１１５と、によって構成される。
【０００７】次に、図１２、１３を用いて受光器１１５
までの動作の説明をする。結像パターン１１６のＸ方向
の寸法ａＸと受光素子の開口部１１８の開口寸法ａｘ’
の関係は、投影レンズ１０４の縮小率をＢとするとａ
ｘ’＝Ｂａｘの関係が成り立つ。また、結像パターン１
１６のＹ方向の寸法ａｙと受光素子の開口部１１８の開
口寸法ａｙ’の関係も同様である。
までの動作の説明をする。結像パターン１１６のＸ方向
の寸法ａＸと受光素子の開口部１１８の開口寸法ａｘ’
の関係は、投影レンズ１０４の縮小率をＢとするとａ
ｘ’＝Ｂａｘの関係が成り立つ。また、結像パターン１
１６のＹ方向の寸法ａｙと受光素子の開口部１１８の開
口寸法ａｙ’の関係も同様である。
【０００８】さらに、検査用レチクル１０２上の結像パ
ターン１１６の配列と、受光器１１５上の受光素子１１
７の配列（受光器１１５上に照射される検査用レチクル
１０２の像）は光学的に相似である。検査用レチクル１
０２を通り受光器１１５に到達する結像パターン像は、
投影レンズ１０４のひずみ（以後ディストーションと称
す）が全くなければ、受光素子１１７の開口部１１８に
重なる。
ターン１１６の配列と、受光器１１５上の受光素子１１
７の配列（受光器１１５上に照射される検査用レチクル
１０２の像）は光学的に相似である。検査用レチクル１
０２を通り受光器１１５に到達する結像パターン像は、
投影レンズ１０４のひずみ（以後ディストーションと称
す）が全くなければ、受光素子１１７の開口部１１８に
重なる。
【０００９】ディストーションにより投影像がずれる
と、結像パターン像が受光素子１１７を覆い隠す。この
とき、受光素子１１７からの信号出力が変化する。この
信号出力の変化を光電変換器１０８，演算器１０９によ
って検出し（最適なディストーション状態のときには、
各受光素子１１７からの信号出力が最大になる）、レチ
クルステージ補正器１１０が、スクリューネジ１１１を
駆動させる。また同様に、各受光素子１１７からの信号
出力が最大になるようなウェハステージ１０６の高さ方
向及び傾き等を、自動的に調整することによりディスト
ーションを自動補正するものである。
と、結像パターン像が受光素子１１７を覆い隠す。この
とき、受光素子１１７からの信号出力が変化する。この
信号出力の変化を光電変換器１０８，演算器１０９によ
って検出し（最適なディストーション状態のときには、
各受光素子１１７からの信号出力が最大になる）、レチ
クルステージ補正器１１０が、スクリューネジ１１１を
駆動させる。また同様に、各受光素子１１７からの信号
出力が最大になるようなウェハステージ１０６の高さ方
向及び傾き等を、自動的に調整することによりディスト
ーションを自動補正するものである。
【００１０】図１４に以上の動作を各作業工程に分け
て、フローチャートで示した。図に示すように、従来技
術では、ウェハ露光工程ＳＴ１、現像工程ＳＴ２、測定
工程ＳＴ３の３工程が必要である。
て、フローチャートで示した。図に示すように、従来技
術では、ウェハ露光工程ＳＴ１、現像工程ＳＴ２、測定
工程ＳＴ３の３工程が必要である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術の問題点と
して以下の問題点がある。自動計測時に、ある一平面で
の光の位置ズレを計測し補正しているが、同一点におけ
る高さ方向の位置ズレ計測を行っていないため、露光光
の垂直性を補正することが出来ない。
して以下の問題点がある。自動計測時に、ある一平面で
の光の位置ズレを計測し補正しているが、同一点におけ
る高さ方向の位置ズレ計測を行っていないため、露光光
の垂直性を補正することが出来ない。
【００１２】また、レチクルステージを上下させること
でディストーション補正は一部可能であるが露光光の垂
直性を補正する事はできない。また、従来の露光光の垂
直性測定は図１１で説明した半導体ウェハへの露光パタ
ーンのずれの量を計測するしかなく、装置の測定時間、
塗布現像機やずれ測定機の占有する時間を必要とし、半
導体製造ラインの稼働率に影響を与えてしまう。
でディストーション補正は一部可能であるが露光光の垂
直性を補正する事はできない。また、従来の露光光の垂
直性測定は図１１で説明した半導体ウェハへの露光パタ
ーンのずれの量を計測するしかなく、装置の測定時間、
塗布現像機やずれ測定機の占有する時間を必要とし、半
導体製造ラインの稼働率に影響を与えてしまう。
【００１３】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、半導体ウェハに
対する露光光の垂直性を、レジスト付き半導体ウェハの
露光による計測作業を使用せず、縮小投影露光装置で自
動計測することにより、計測自体の時間短縮と、他装置
の停止時間の削減を可能とし、半導体製造ラインの装置
稼働率向上を達成できる縮小投影露光装置を用いた計測
方法及びその縮小投影露光装置を提供することである。
のであって、その目的とするところは、半導体ウェハに
対する露光光の垂直性を、レジスト付き半導体ウェハの
露光による計測作業を使用せず、縮小投影露光装置で自
動計測することにより、計測自体の時間短縮と、他装置
の停止時間の削減を可能とし、半導体製造ラインの装置
稼働率向上を達成できる縮小投影露光装置を用いた計測
方法及びその縮小投影露光装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、照明光学系の
光軸ズレによる露光光の垂直性ずれを簡単に計測するた
めに、垂直性測定レチクルを通った光の位置を、縮小投
影レンズ後の受光スリット形成手段で垂直方向別に位置
測定し、光の垂直性を自動的に計測して、計算すること
が出来るものである。
光軸ズレによる露光光の垂直性ずれを簡単に計測するた
めに、垂直性測定レチクルを通った光の位置を、縮小投
影レンズ後の受光スリット形成手段で垂直方向別に位置
測定し、光の垂直性を自動的に計測して、計算すること
が出来るものである。
【００１５】即ち、本発明に係る縮小投影露光装置を用
いた計測方法は、「入射光を部分的に透過する受光スリ
ット形成手段に、検査用スリットを有する垂直性測定レ
チクルと光学系とを透過した露光光を照明し、ステージ
に配置された前記手段をウェハに対して水平方向に移動
することで得られる前記手段を通過した光の強さのピー
クを得られる前記手段の水平位置の計測を、前記手段を
垂直方向に移動した垂直方向の複数点で行うことで前記
ウェハに対する露光光の垂直性を測定すること」（請求
項１）を特徴とするものである。
いた計測方法は、「入射光を部分的に透過する受光スリ
ット形成手段に、検査用スリットを有する垂直性測定レ
チクルと光学系とを透過した露光光を照明し、ステージ
に配置された前記手段をウェハに対して水平方向に移動
することで得られる前記手段を通過した光の強さのピー
クを得られる前記手段の水平位置の計測を、前記手段を
垂直方向に移動した垂直方向の複数点で行うことで前記
ウェハに対する露光光の垂直性を測定すること」（請求
項１）を特徴とするものである。
【００１６】また、本発明に係る縮小投影露光装置を用
いた計測方法は、「入射光を部分的に透過する受光スリ
ット形成手段に、検査用スリットを有する垂直性測定レ
チクルと光学系とを透過した露光光を照明し、ステージ
に配置された前記手段をウェハに対して水平方向にスキ
ャンすることで得られる前記手段を通過した光の強さと
前記手段の水平位置との関係の計測を、前記手段を垂直
方向に移動した垂直方向の複数点で行うことで前記ウェ
ハに対する露光光の垂直性を測定すること」（請求項
２）を特徴とする。
いた計測方法は、「入射光を部分的に透過する受光スリ
ット形成手段に、検査用スリットを有する垂直性測定レ
チクルと光学系とを透過した露光光を照明し、ステージ
に配置された前記手段をウェハに対して水平方向にスキ
ャンすることで得られる前記手段を通過した光の強さと
前記手段の水平位置との関係の計測を、前記手段を垂直
方向に移動した垂直方向の複数点で行うことで前記ウェ
ハに対する露光光の垂直性を測定すること」（請求項
２）を特徴とする。
【００１７】また、本発明に係る縮小投影露光装置を用
いた計測方法は、「光の強さが最大値又は最小値になる
前記手段の水平方向での位置を垂直方向複数点で求める
ことで露光光の垂直性を測定する」（請求項３）を特徴
とする。
いた計測方法は、「光の強さが最大値又は最小値になる
前記手段の水平方向での位置を垂直方向複数点で求める
ことで露光光の垂直性を測定する」（請求項３）を特徴
とする。
【００１８】
【００１９】（作用） 本発明は、照明光学系の光軸ズレによる露光光の垂直性
ずれを簡単に計測するために、入射光を部分的に透過す
る受光スリット形成手段に、検査用スリットを有する垂
直性測定レチクルと光学系とを透過した露光光を照明
し、ステージに配置された前記手段をウェハに対して水
平方向に移動することで得られる前記手段を通過した光
の強さのピークを得られる前記手段の水平位置の計測
を、前記手段を垂直方向に移動した垂直方向の複数点で
行うことで前記ウェハに対する露光光の垂直性を測定す
る、すなわち、光学系を通過した光をスリットに通し、
スリットを半導体ウェハに対して水平方向にスキャン
し、スリットを通過した光の強さとスリットの位置との
関係を計測し、更にこの計測を垂直方向の数点で行うも
のです。光の強さが最大値になる水平方向での位置を垂
直方向数点で求めることで光学系を通過した光の垂直性
を測定し、計算するので、レジストが塗布されたウェハ
を使用した露光光の垂直性検査工程で従来用いられてき
た、塗布機、現像機などの他装置の使用による稼働低下
や、検査作業時の人的工数を減らすことが可能となる。
ずれを簡単に計測するために、入射光を部分的に透過す
る受光スリット形成手段に、検査用スリットを有する垂
直性測定レチクルと光学系とを透過した露光光を照明
し、ステージに配置された前記手段をウェハに対して水
平方向に移動することで得られる前記手段を通過した光
の強さのピークを得られる前記手段の水平位置の計測
を、前記手段を垂直方向に移動した垂直方向の複数点で
行うことで前記ウェハに対する露光光の垂直性を測定す
る、すなわち、光学系を通過した光をスリットに通し、
スリットを半導体ウェハに対して水平方向にスキャン
し、スリットを通過した光の強さとスリットの位置との
関係を計測し、更にこの計測を垂直方向の数点で行うも
のです。光の強さが最大値になる水平方向での位置を垂
直方向数点で求めることで光学系を通過した光の垂直性
を測定し、計算するので、レジストが塗布されたウェハ
を使用した露光光の垂直性検査工程で従来用いられてき
た、塗布機、現像機などの他装置の使用による稼働低下
や、検査作業時の人的工数を減らすことが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明に係る縮
小投影露光装置を用いた計測方法及びその縮小投影露光
装置の実施の形態について説明する。図１は本発明の実
施の形態を示す概略図である。図２は第1の実施の形態
における垂直性測定レチクルを説明する図である。図３
は第２の実施の形態における垂直性測定レチクルを説明
する図である。図４は本発明の実施の形態の受光スリッ
ト形成手段から光電変換器までの光路を説明する図であ
る。図５は本発明の実施の形態の光の垂直性が傾いてい
る場合の受光スリット形成手段を通る光路の説明をする
図である。図６は本発明の実施の形態の受光スリット形
成手段Ｘ方向位置と光電変換器の出力の関係を示すグラ
フである。図７は本発明の実施の形態の縮小投影露光装
置の計測方法における作業フローチャートを示す図であ
る。
小投影露光装置を用いた計測方法及びその縮小投影露光
装置の実施の形態について説明する。図１は本発明の実
施の形態を示す概略図である。図２は第1の実施の形態
における垂直性測定レチクルを説明する図である。図３
は第２の実施の形態における垂直性測定レチクルを説明
する図である。図４は本発明の実施の形態の受光スリッ
ト形成手段から光電変換器までの光路を説明する図であ
る。図５は本発明の実施の形態の光の垂直性が傾いてい
る場合の受光スリット形成手段を通る光路の説明をする
図である。図６は本発明の実施の形態の受光スリット形
成手段Ｘ方向位置と光電変換器の出力の関係を示すグラ
フである。図７は本発明の実施の形態の縮小投影露光装
置の計測方法における作業フローチャートを示す図であ
る。
【００２１】（第１の実施の形態）本発明の縮小投影露
光装置１は、図１のように、光源２と光源２より発せら
れた光を通す照明光学系１９を有し、検査用スリット２
０（図２に示す）を有する垂直性測定レチクル１８、縮
小投影レンズ４を有する。
光装置１は、図１のように、光源２と光源２より発せら
れた光を通す照明光学系１９を有し、検査用スリット２
０（図２に示す）を有する垂直性測定レチクル１８、縮
小投影レンズ４を有する。
【００２２】さらに、Ｙステージ９及びＸステージ８上
に位置するＺステージ７上に配置されている受光スリッ
ト形成手段５の位置はレーザー干渉系によって水平位置
が管理されておりフォーカス光学系によって高さ方向の
位置も管理されている。光源２より発せられた光は照明
光学系１９、垂直性測定レチクル１８や縮小投影レンズ
４を通し受光スリット形成手段５へ到達する。
に位置するＺステージ７上に配置されている受光スリッ
ト形成手段５の位置はレーザー干渉系によって水平位置
が管理されておりフォーカス光学系によって高さ方向の
位置も管理されている。光源２より発せられた光は照明
光学系１９、垂直性測定レチクル１８や縮小投影レンズ
４を通し受光スリット形成手段５へ到達する。
【００２３】受光スリット形成手段５はＺステージ７に
よって上下方向に動くことができかつＸステージ８、Ｙ
ステージ９により水平方向に動くことができる。図４の
受光スリット形成手段５は垂直性測定レチクル１８上の
検査用スリット２０と相似形の開口部（スリット）５１
を持ちこの開口部（スリット）５１を通った光は反射ミ
ラー２１及び光ファイバー２２により光電変換器１１と
到達する。光電変換器１１により検知された光の強さと
そのときの受光スリット形成手段５の位置から光垂直性
の値を計算する演算器１２を有する。
よって上下方向に動くことができかつＸステージ８、Ｙ
ステージ９により水平方向に動くことができる。図４の
受光スリット形成手段５は垂直性測定レチクル１８上の
検査用スリット２０と相似形の開口部（スリット）５１
を持ちこの開口部（スリット）５１を通った光は反射ミ
ラー２１及び光ファイバー２２により光電変換器１１と
到達する。光電変換器１１により検知された光の強さと
そのときの受光スリット形成手段５の位置から光垂直性
の値を計算する演算器１２を有する。
【００２４】次に本実施の形態の動作について説明す
る。本発明では垂直性測定レチクル１８を通ったスリッ
ト光３１が縮小投影レンズ４を通りＺステージ７上の受
光スリット形成手段５でスキャニングしている開口部
（スリット）５１に入射する時の光の強さが最大値にな
ったときの、Ｚステージ７上の受光スリット形成手段５
の位置を、垂直方向で数点計測することにより、スリッ
ト光３１の傾きを定量化できる機能を持つ。図２の垂直
性測定レチクル１８ａ上には検査用スリット２０が測定
の必要な位置に配置されておりそれぞれの測定点ではＸ
検査スリット２０ｘとＹ検査スリット２０ｙで構成され
る。
る。本発明では垂直性測定レチクル１８を通ったスリッ
ト光３１が縮小投影レンズ４を通りＺステージ７上の受
光スリット形成手段５でスキャニングしている開口部
（スリット）５１に入射する時の光の強さが最大値にな
ったときの、Ｚステージ７上の受光スリット形成手段５
の位置を、垂直方向で数点計測することにより、スリッ
ト光３１の傾きを定量化できる機能を持つ。図２の垂直
性測定レチクル１８ａ上には検査用スリット２０が測定
の必要な位置に配置されておりそれぞれの測定点ではＸ
検査スリット２０ｘとＹ検査スリット２０ｙで構成され
る。
【００２５】検査用スリット２０を通った光を受ける側
では、図１のＹステージ９、Ｘステージ８、Ｚステージ
７上にレーザー干渉計により位置が把握された受光スリ
ット形成手段５が配置される。図４で示すように、受光
スリット形成手段５に照射されたスリット光３１を反射
ミラー２１で集光し光電変換器１１へ送る光ファイバー
２２を持つ。
では、図１のＹステージ９、Ｘステージ８、Ｚステージ
７上にレーザー干渉計により位置が把握された受光スリ
ット形成手段５が配置される。図４で示すように、受光
スリット形成手段５に照射されたスリット光３１を反射
ミラー２１で集光し光電変換器１１へ送る光ファイバー
２２を持つ。
【００２６】図５において、光の垂直性が傾いている場
合、Ｚ方向で光が収束しフォーカスが合っている場所を
０μｍの高さ（通常ベストフォーカスとなる個所）とす
る。例えば、受光スリット形成手段５がある位置（図中
の−Ｚμｍの位置）でＸ方向に５ａ、５ｂ、５ｃのよう
にスキャンすると開口部（スリット）５１を通る光の量
が変動することから、図６に示すように、−Ｚで示した
信号出力波形が得られる。
合、Ｚ方向で光が収束しフォーカスが合っている場所を
０μｍの高さ（通常ベストフォーカスとなる個所）とす
る。例えば、受光スリット形成手段５がある位置（図中
の−Ｚμｍの位置）でＸ方向に５ａ、５ｂ、５ｃのよう
にスキャンすると開口部（スリット）５１を通る光の量
が変動することから、図６に示すように、−Ｚで示した
信号出力波形が得られる。
【００２７】上記の−Ｚμｍで受光スリット形成手段５
が５ａ又は５ｃの位置では開口部（スリット）５１に入
る光は少ないため、光電変換器１１の出力は低い。光束
（スリット光）３１ｂの中心に位置する５ｂの位置では
光電変換器１１の出力は最大値が得られ、この横位置５
ｂが光束（スリット光）３１ｂの中心位置と判断でき
る。また、高さ方向０μｍの位置（図５において、一点
鎖線にて示す位置）で同じく５ａ〜５ｃの範囲で受光ス
リット形成手段５をスキャンすると、図６において、０
で示した信号出力波形が得られ、その最大値は横方向で
５０の位置であることが判断できる。なお、図６のグラ
フにおいて、受光スリット形成手段の横位置５ａに相当
する箇所は５Ａ、横位置５ｂに相当する箇所は５Ｂ、横
位置５ｃに相当する箇所は５Ｃである。図６で示すよう
に、高さ方向が上述の−Ｚと０で、それぞれの光電変換
器１１の最大値が出力される横位置の差は｜５０−５Ｂ
｜（5０−５Ｂの絶対値）であり、この値は露光平面内
における１点でのＸ方向の光束（スリット光）３１の傾
き量と判断できる。
が５ａ又は５ｃの位置では開口部（スリット）５１に入
る光は少ないため、光電変換器１１の出力は低い。光束
（スリット光）３１ｂの中心に位置する５ｂの位置では
光電変換器１１の出力は最大値が得られ、この横位置５
ｂが光束（スリット光）３１ｂの中心位置と判断でき
る。また、高さ方向０μｍの位置（図５において、一点
鎖線にて示す位置）で同じく５ａ〜５ｃの範囲で受光ス
リット形成手段５をスキャンすると、図６において、０
で示した信号出力波形が得られ、その最大値は横方向で
５０の位置であることが判断できる。なお、図６のグラ
フにおいて、受光スリット形成手段の横位置５ａに相当
する箇所は５Ａ、横位置５ｂに相当する箇所は５Ｂ、横
位置５ｃに相当する箇所は５Ｃである。図６で示すよう
に、高さ方向が上述の−Ｚと０で、それぞれの光電変換
器１１の最大値が出力される横位置の差は｜５０−５Ｂ
｜（5０−５Ｂの絶対値）であり、この値は露光平面内
における１点でのＸ方向の光束（スリット光）３１の傾
き量と判断できる。
【００２８】そして、露光ステージがあらかじめわかっ
ている垂直性測定レチクル１８のそれぞれの検査用スリ
ットから通ってくる光の下でＸ方向、Ｙ方向にスキャン
することにより、得られた露光面全体の光束の傾き量を
モニター１３に表示することが出来る。
ている垂直性測定レチクル１８のそれぞれの検査用スリ
ットから通ってくる光の下でＸ方向、Ｙ方向にスキャン
することにより、得られた露光面全体の光束の傾き量を
モニター１３に表示することが出来る。
【００２９】（第2の実施の形態）図３の垂直性測定レ
チクル１８ｂ上に検査用パターン２５（Ｘ検査用パター
ン２５ｘ、Ｙ検査用パターン２５ｙによって構成され
る）が配置されており、垂直性測定レチクル１８ａとは
クロム面の開口が反転した形状になっている。
チクル１８ｂ上に検査用パターン２５（Ｘ検査用パター
ン２５ｘ、Ｙ検査用パターン２５ｙによって構成され
る）が配置されており、垂直性測定レチクル１８ａとは
クロム面の開口が反転した形状になっている。
【００３０】この垂直性測定レチクル１８ｂを通った光
は検査用パターン部のみ遮られるたため受光スリット形
成手段が検査用パターンの位置を認識するために光強度
の最小値を計測した場合のステージ位置を認識する方法
を用いる。他の構成、動作は第１の実施の形態と同様で
ある。
は検査用パターン部のみ遮られるたため受光スリット形
成手段が検査用パターンの位置を認識するために光強度
の最小値を計測した場合のステージ位置を認識する方法
を用いる。他の構成、動作は第１の実施の形態と同様で
ある。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、照明光学系の光軸ズレによる
露光光の垂直性ずれを簡単に計測するために、「入射光
を部分的に透過する受光スリット形成手段に、検査用ス
リットを有する垂直性測定レチクルと光学系とを透過し
た露光光を照明し、ステージに配置された前記手段をウ
ェハに対して水平方向に移動することで得られる前記手
段を通過した光の強さのピークを得られる前記手段の水
平位置の計測を、前記手段を垂直方向に移動した垂直方
向の複数点で行うことで前記ウェハに対する露光光の垂
直性を測定する」、すなわち、「光学系を通過した光を
スリットに通し、スリットを半導体ウェハに対して水平
方向にスキャンし、スリットを通過した光の強さとスリ
ットの位置との関係を計測し、更にこの計測を垂直方向
の数点で行うものです。光の強さが最大値になる水平方
向での位置を垂直方向数点で求めることで光学系を通過
した光の垂直性を測定する」ので、従来の縮小投影露光
装置の光垂直性を計測する方法で使用する計測用ウェハ
が必要なくなり、コストが低減できる。
露光光の垂直性ずれを簡単に計測するために、「入射光
を部分的に透過する受光スリット形成手段に、検査用ス
リットを有する垂直性測定レチクルと光学系とを透過し
た露光光を照明し、ステージに配置された前記手段をウ
ェハに対して水平方向に移動することで得られる前記手
段を通過した光の強さのピークを得られる前記手段の水
平位置の計測を、前記手段を垂直方向に移動した垂直方
向の複数点で行うことで前記ウェハに対する露光光の垂
直性を測定する」、すなわち、「光学系を通過した光を
スリットに通し、スリットを半導体ウェハに対して水平
方向にスキャンし、スリットを通過した光の強さとスリ
ットの位置との関係を計測し、更にこの計測を垂直方向
の数点で行うものです。光の強さが最大値になる水平方
向での位置を垂直方向数点で求めることで光学系を通過
した光の垂直性を測定する」ので、従来の縮小投影露光
装置の光垂直性を計測する方法で使用する計測用ウェハ
が必要なくなり、コストが低減できる。
【００３２】また、従来技術では、ウェハ露光工程ＳＴ
１、現像工程ＳＴ２、測定工程ＳＴ３の３工程が必要で
あるのに対し、本発明においては、自動計測工程ＳＴ４
の１工程のみで計測することができるため、計測時間の
大幅な短縮が実現できる。
１、現像工程ＳＴ２、測定工程ＳＴ３の３工程が必要で
あるのに対し、本発明においては、自動計測工程ＳＴ４
の１工程のみで計測することができるため、計測時間の
大幅な短縮が実現できる。
【００３３】また、従来技術では、レジスト塗布工程、
レジスト現像工程、計測工程で必要とする塗布現像装置
やずれ計測装置の稼働を妨げていたが、本発明では妨げ
ることが無く、半導体生産ラインの稼働率向上を図るこ
とができる。
レジスト現像工程、計測工程で必要とする塗布現像装置
やずれ計測装置の稼働を妨げていたが、本発明では妨げ
ることが無く、半導体生産ラインの稼働率向上を図るこ
とができる。
【図１】本発明の実施の形態を示す概略図である。
【図２】第1の実施の形態における垂直性測定レチクル
を説明する図である。
を説明する図である。
【図３】第２の実施の形態における垂直性測定レチクル
を説明する図である。
を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態の受光スリット形成手段か
ら光電変換器までの光路を説明する図である。
ら光電変換器までの光路を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態の光の垂直性が傾いている
場合の受光スリット形成手段を通る光路の説明をする図
である。
場合の受光スリット形成手段を通る光路の説明をする図
である。
【図６】本発明の実施の形態の受光スリット形成手段Ｘ
方向位置と光電変換器の出力の関係を示すグラフであ
る。
方向位置と光電変換器の出力の関係を示すグラフであ
る。
【図７】本発明の実施の形態の縮小投影露光装置の計測
方法における作業フローチャートを示す図である。
方法における作業フローチャートを示す図である。
【図８】従来技術を用いた縮小投影露光装置を示す概略
図である。
図である。
【図９】従来技術を用いた縮小投影露光装置においてＺ
ステージが垂直方向に変位するときの説明図である。
ステージが垂直方向に変位するときの説明図である。
【図１０】従来技術を用いた縮小投影露光装置において
Ｚステージが垂直方向に変位するときの説明図である。
Ｚステージが垂直方向に変位するときの説明図である。
【図１１】特開昭６３−８４０２５号公報に開示された
従来の縮小投影露光装置を説明する概略図である。
従来の縮小投影露光装置を説明する概略図である。
【図１２】従来の縮小投影露光装置の検査用レチクルの
拡大説明図である。
拡大説明図である。
【図１３】従来の縮小投影露光装置の受光器の拡大説明
図である。
図である。
【図１４】従来技術の縮小投影露光装置の計測方法にお
ける作業フローチャートを示す図である。
ける作業フローチャートを示す図である。
１ 縮小投影露光装置 ２ 光源 ４ 縮小投影レンズ ５ 受光スリット形成手段 ５ａ、５ｂ、５ｃ 受光スリット形成手段 ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ 受光スリット形成手段の位置 ６ 半導体ウェハ ７ Ｚステージ ８ Ｘステージ ９ Ｙステージ １０ ステージ制御機構 １１ 光電変換器 １２ 演算器 １３ モニター １８、１８ａ、１８ｂ 垂直性測定レチクル １９ 照明光学系 ２０、２０ｘ、２０ｙ 検査用スリット ２１ 反射ミラー ２２ 光ファイバー ２５、２５ｘ、２５ｙ 検査用パターン ３１、３１ａ、３１ｂ スリット光 ８１ 光源 ８３ レチクル ８４ 投影レンズ ８６ 半導体ウェハ ８７ ステージ １０１ 光源 １０２ 検査用レチクル １０３ レチクルステージ １０４ 投影レンズ １０６ ウェハステージ １０８ 光電変換器 １０９ 演算器 １１０ レチクルステージ補正器 １１１ スクリューネジ １１５ 受光器 １１６ 結像パターン １１７ 各受光素子 １１７ 受光素子 １１８ 開口部 ８１４ レジスト
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 521
Claims (3)
- 【請求項１】 入射光を部分的に透過する受光スリット
形成手段に、検査用スリットを有する垂直性測定レチク
ルと光学系とを透過した露光光を照明し、ステージに配
置された前記手段をウェハに対して水平方向に移動する
ことで得られる前記手段を通過した光の強さのピークを
得られる前記手段の水平位置の計測を、前記手段を垂直
方向に移動した垂直方向の複数点で行うことで前記ウェ
ハに対する露光光の垂直性を測定することを特徴とする
縮小投影露光装置を用いた計測方法。 - 【請求項２】 入射光を部分的に透過する受光スリット
形成手段に、検査用スリットを有する垂直性測定レチク
ルと光学系とを透過した露光光を照明し、ステージに配
置された前記手段をウェハに対して水平方向にスキャン
することで得られる前記手段を通過した光の強さと前記
手段の水平位置との関係の計測を、前記手段を垂直方向
に移動した垂直方向の複数点で行うことで前記ウェハに
対する露光光の垂直性を測定することを特徴とする縮小
投影露光装置を用いた計測方法。 - 【請求項３】 光の強さが最大値又は最小値になる前記
手段の水平方向での位置を垂直方向複数点で求めること
で露光光の垂直性を測定する請求項２記載の縮小投影露
光装置を用いた計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35033298A JP3202707B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 縮小投影露光装置を用いた計測方法及びその縮小投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35033298A JP3202707B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 縮小投影露光装置を用いた計測方法及びその縮小投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000173903A JP2000173903A (ja) | 2000-06-23 |
| JP3202707B2 true JP3202707B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=18409772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35033298A Expired - Lifetime JP3202707B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 縮小投影露光装置を用いた計測方法及びその縮小投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3202707B2 (ja) |
-
1998
- 1998-12-09 JP JP35033298A patent/JP3202707B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000173903A (ja) | 2000-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4650983A (en) | Focusing apparatus for projection optical system | |
| JP2924344B2 (ja) | 投影露光装置 | |
| US5841520A (en) | Exposure apparatus and method that use mark patterns to determine image formation characteristics of the apparatus prior to exposure | |
| JP4130531B2 (ja) | 透明な基板上の構造の測定装置及び測定方法 | |
| US5661548A (en) | Projection exposure method and apparatus including a changing system for changing the reference image-formation position used to generate a focus signal | |
| JPH0837149A (ja) | 投影露光装置 | |
| JP3211491B2 (ja) | 投影露光装置及びそれを用いた半導体製造方法並びに装置 | |
| JP2011040548A (ja) | 計測装置、露光装置及びデバイスの製造方法 | |
| US6108089A (en) | Position detecting apparatus and method for projection exposure apparatus | |
| US5936711A (en) | Projection exposure method and projection exposure apparatus | |
| JP4125177B2 (ja) | 露光装置 | |
| JP3551570B2 (ja) | 走査型露光装置及び露光方法 | |
| JP3518826B2 (ja) | 面位置検出方法及び装置並びに露光装置 | |
| JP3202707B2 (ja) | 縮小投影露光装置を用いた計測方法及びその縮小投影露光装置 | |
| JP2569563B2 (ja) | 投影露光装置 | |
| JP3013463B2 (ja) | 焦点位置検出装置及び投影露光装置 | |
| JP3117095B2 (ja) | 投影光学系の検査方法 | |
| JPH05190423A (ja) | 投影露光装置 | |
| JP3219217B2 (ja) | 位置合わせ方法及び装置、並びに露光方法及び装置 | |
| JP2001185474A (ja) | アライメント方法、アライメント装置、基板、マスク、及び露光装置 | |
| JP4329146B2 (ja) | 位置検出装置及び方法、並びに露光装置 | |
| JP3376219B2 (ja) | 面位置検出装置および方法 | |
| JP6522529B2 (ja) | マスク検査方法およびマスク検査装置 | |
| JP3495868B2 (ja) | 走査型投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 | |
| JP3197629B2 (ja) | 光投影露光装置 |