JP3397654B2 - ディストーション変化量の計測方法及びそれを利用した投影露光装置並びにそれらを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents
ディストーション変化量の計測方法及びそれを利用した投影露光装置並びにそれらを用いたデバイスの製造方法Info
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- 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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70591—Testing optical components
- G03F7/706—Aberration measurement
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディストーション変
化量の計測方法及びそれを利用した投影露光装置並びに
それらを用いたデバイスの製造方法に関し、例えばＩ
Ｃ，ＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイ
ス、そして液晶パネル等の表示デバイス等のデバイスを
製造する投影露光装置において該投影露光装置における
投影光学系の照明モードの切換えに起因する該投影光学
系のディストーション変化量を正しく計測し、該投影光
学系を調整することにより第一物体面上のパターンを第
二物体面上に高精度に繰り返し投影露光ができるように
したものである。
化量の計測方法及びそれを利用した投影露光装置並びに
それらを用いたデバイスの製造方法に関し、例えばＩ
Ｃ，ＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイ
ス、そして液晶パネル等の表示デバイス等のデバイスを
製造する投影露光装置において該投影露光装置における
投影光学系の照明モードの切換えに起因する該投影光学
系のディストーション変化量を正しく計測し、該投影光
学系を調整することにより第一物体面上のパターンを第
二物体面上に高精度に繰り返し投影露光ができるように
したものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デバイス
の高集積化に対する要求が高まっている。マスク（レチ
クル）の回路パターンを投影光学系により感光基板（ウ
エハ）上に形成し、感光基板をステップアンドリピート
方式で露光する縮小型の投影露光装置（ステッパー）、
あるいはマスク（レチクル）の回路パターンと感光基板
をスキャン方式で露光する縮小型の投影露光装置（スキ
ャナー）においても、高集積化に対応するため、パター
ン像の解像度の向上と、繰り返し投影露光するときの各
パターンの重ね合わせ精度の向上がなされている。
の高集積化に対する要求が高まっている。マスク（レチ
クル）の回路パターンを投影光学系により感光基板（ウ
エハ）上に形成し、感光基板をステップアンドリピート
方式で露光する縮小型の投影露光装置（ステッパー）、
あるいはマスク（レチクル）の回路パターンと感光基板
をスキャン方式で露光する縮小型の投影露光装置（スキ
ャナー）においても、高集積化に対応するため、パター
ン像の解像度の向上と、繰り返し投影露光するときの各
パターンの重ね合わせ精度の向上がなされている。
【０００３】投影露光装置において投影パターンを繰り
返し投影するときの各パターンの重ね合わせ精度は、ス
テージ精度、アライメント精度等々、多くの要素から成
り立っている。その重ね合わせ精度に関わる重要な要素
の一つとして、投影光学系のディストーション（歪曲）
がある。
返し投影するときの各パターンの重ね合わせ精度は、ス
テージ精度、アライメント精度等々、多くの要素から成
り立っている。その重ね合わせ精度に関わる重要な要素
の一つとして、投影光学系のディストーション（歪曲）
がある。
【０００４】投影光学系のディストーションは、これが
装置間あるいは照明系によるマスクの照明方式、所謂照
明モード間で大きく異なると、それぞれの装置あるいは
照明モードでマスク（レチクル）の回路パターンを、投
影光学系により感光基板上に投影露光し重ね合わせた
際、投影パターン像が正確に重ならなくなる。その結
果、必要なデバイスの特性が得られなくなってしまうと
いう問題を起こす。そのため、たとえば、６４ＭＤＲＡ
Ｍクラスのデバイスにおいては、投影光学系のディスト
ーションを例えば５０ｎｍ以下となることが要求されて
いる。
装置間あるいは照明系によるマスクの照明方式、所謂照
明モード間で大きく異なると、それぞれの装置あるいは
照明モードでマスク（レチクル）の回路パターンを、投
影光学系により感光基板上に投影露光し重ね合わせた
際、投影パターン像が正確に重ならなくなる。その結
果、必要なデバイスの特性が得られなくなってしまうと
いう問題を起こす。そのため、たとえば、６４ＭＤＲＡ
Ｍクラスのデバイスにおいては、投影光学系のディスト
ーションを例えば５０ｎｍ以下となることが要求されて
いる。
【０００５】投影光学系のディストーションが数十ｎｍ
程度となるように設定するためには、高精度のディスト
ーション計測と、高精度の加工組立調整技術が必要とな
る。
程度となるように設定するためには、高精度のディスト
ーション計測と、高精度の加工組立調整技術が必要とな
る。
【０００６】従来より、投影光学系の照明モード切換え
に起因するディストーション変化量（以下「照明間差デ
ィストーション」と言う。）を計測する計測方法として
よく行われているものに、３通りの方法がある。図６
（Ａ）〜（Ｄ）は投影光学系の照明間差ディストーショ
ンを計測するフローチャートである。今、第一物体面上
のパターンを投影光学系で第二物体面上に投影すると
し、第一物体を照明する照明系の切替え前後の照明モー
ドを各々、照明モード１、照明モード２、とし、第一物
体に設けるパターンをパターン１，パターン２とする。
そして照明モードｉで照明したパターンｊを第二物体面
上に焼き付けたときの位置座標をＤｉ，ｊとして表す。
に起因するディストーション変化量（以下「照明間差デ
ィストーション」と言う。）を計測する計測方法として
よく行われているものに、３通りの方法がある。図６
（Ａ）〜（Ｄ）は投影光学系の照明間差ディストーショ
ンを計測するフローチャートである。今、第一物体面上
のパターンを投影光学系で第二物体面上に投影すると
し、第一物体を照明する照明系の切替え前後の照明モー
ドを各々、照明モード１、照明モード２、とし、第一物
体に設けるパターンをパターン１，パターン２とする。
そして照明モードｉで照明したパターンｊを第二物体面
上に焼き付けたときの位置座標をＤｉ，ｊとして表す。
【０００７】［計測方法１］図６（Ａ），（Ｂ）に示す
ように、照明モード１、照明モード２について同一のレ
チクルパターンを用いて各々投影露光し、焼付けられた
パターンの座標位置から各々ディストーションに基づく
位置情報Ｄ１１，Ｄ２１を求め、その差分（Ｄ２１−Ｄ
１１）により照明間差ディストーションを求める方法。
ように、照明モード１、照明モード２について同一のレ
チクルパターンを用いて各々投影露光し、焼付けられた
パターンの座標位置から各々ディストーションに基づく
位置情報Ｄ１１，Ｄ２１を求め、その差分（Ｄ２１−Ｄ
１１）により照明間差ディストーションを求める方法。
【０００８】［計測方法２］図６（Ｃ）に示すように、
照明モード１、照明モード２で各々、一定量ずらして形
成したレチクル（第一物体）上の２つのパターン（パタ
ーン１、パターン２）を投影露光して、感光基板（第二
物体）上に重なるように焼付け（Ｄ１１、Ｄ２２）、そ
の重ねた２つのパターンのずれ量（Ｄ２２−Ｄ１１）を
計測し、さらに、別途座標測定器（例えば、ライカ社製
ＬＭＳ２０２０、ニコン社製ランパス３ｉ、など）で計
測したレチクル上での２つのパターンの座標誤差の差
（ＲＰ２−ＲＰ１）／ｍを減算して、｛（Ｄ２２−Ｄ１
１）−（ＲＰ２−ＲＰ１）／ｍ｝の式により照明間差デ
ィストーションを求める方法（ｍは投影光学系の倍
率）。
照明モード１、照明モード２で各々、一定量ずらして形
成したレチクル（第一物体）上の２つのパターン（パタ
ーン１、パターン２）を投影露光して、感光基板（第二
物体）上に重なるように焼付け（Ｄ１１、Ｄ２２）、そ
の重ねた２つのパターンのずれ量（Ｄ２２−Ｄ１１）を
計測し、さらに、別途座標測定器（例えば、ライカ社製
ＬＭＳ２０２０、ニコン社製ランパス３ｉ、など）で計
測したレチクル上での２つのパターンの座標誤差の差
（ＲＰ２−ＲＰ１）／ｍを減算して、｛（Ｄ２２−Ｄ１
１）−（ＲＰ２−ＲＰ１）／ｍ｝の式により照明間差デ
ィストーションを求める方法（ｍは投影光学系の倍
率）。
【０００９】［計測方法３］計測方法２と同様にずれ量
（Ｄ２２−Ｄ１１）を求めるが、図６（Ｃ）に示すよう
にレチクル上での２つのパターンの座標誤差の差を、同
一照明モード（例えば照明モード１）で感光基板上に重
なるように焼付けた結果の差（Ｄ１２−Ｄ１１）で求
め、｛（Ｄ２２−Ｄ１１）−（Ｄ１２−Ｄ１１）｝の式
により照明間差ディストーションを求める方法。
（Ｄ２２−Ｄ１１）を求めるが、図６（Ｃ）に示すよう
にレチクル上での２つのパターンの座標誤差の差を、同
一照明モード（例えば照明モード１）で感光基板上に重
なるように焼付けた結果の差（Ｄ１２−Ｄ１１）で求
め、｛（Ｄ２２−Ｄ１１）−（Ｄ１２−Ｄ１１）｝の式
により照明間差ディストーションを求める方法。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
照明間差ディストーションの計測方法はそれぞれ以下に
示す欠点がある。
照明間差ディストーションの計測方法はそれぞれ以下に
示す欠点がある。
【００１１】［計測方法１］
（イ）各々のディストーションに基づく位置情報Ｄ１
１、Ｄ２１を感光基板上に焼付けられたパターンの座標
位置を測定して求める場合。高精度な座標測定をするた
めの座標測定器が高価で、かつ、一般に処理能力が低
い。
１、Ｄ２１を感光基板上に焼付けられたパターンの座標
位置を測定して求める場合。高精度な座標測定をするた
めの座標測定器が高価で、かつ、一般に処理能力が低
い。
【００１２】（ロ）あるひとつのパターンを干渉計で制
御されたステージで送りながら基準格子を焼付けた後、
第二パターンを一括して前記基準格子に重なるように焼
付け、その座標の差により、各々のディストーションに
基づく位置情報Ｄ１２、Ｄ２２を求める場合。一回の測
定では精度不足となる（主にステージ送りの再現性に起
因する）。そのため、高精度の測定を行うためには、精
密なステージのチューニング、数多くの焼付けおよび計
測が必要となるため、多大な労力と時間が必要となる。
御されたステージで送りながら基準格子を焼付けた後、
第二パターンを一括して前記基準格子に重なるように焼
付け、その座標の差により、各々のディストーションに
基づく位置情報Ｄ１２、Ｄ２２を求める場合。一回の測
定では精度不足となる（主にステージ送りの再現性に起
因する）。そのため、高精度の測定を行うためには、精
密なステージのチューニング、数多くの焼付けおよび計
測が必要となるため、多大な労力と時間が必要となる。
【００１３】［計測方法２］レチクル上での２つのパタ
ーンの座標誤差の差（ＲＰ２−ＲＰ１）／ｍを座標測定
器で測定した結果が、同一照明モード（例えば照明モー
ド１）で感光基板上に重なるように焼付けた結果の差
（Ｄ１２−Ｄ１１）と異なり（主にレチクルパターンの
エッジの構造に起因する）、結果として誤った答えを出
してしまう場合がある。
ーンの座標誤差の差（ＲＰ２−ＲＰ１）／ｍを座標測定
器で測定した結果が、同一照明モード（例えば照明モー
ド１）で感光基板上に重なるように焼付けた結果の差
（Ｄ１２−Ｄ１１）と異なり（主にレチクルパターンの
エッジの構造に起因する）、結果として誤った答えを出
してしまう場合がある。
【００１４】［計測方法３］レチクル上での２つのパタ
ーンの座標誤差の差を、同一照明モードで感光基板上に
重なるように焼付けた結果の差（Ｄ１２−Ｄ１１）で求
めるが、同一のレチクルを用いた場合でも、照明モード
を変えると値が異なったり、例えば、同一のレチクルを
用いて複数の装置を管理しようとする場合にも、装置に
よって同一レチクルに対する差（Ｄ１２−Ｄ１１）の値
が異なる場合があり、管理上不都合である。
ーンの座標誤差の差を、同一照明モードで感光基板上に
重なるように焼付けた結果の差（Ｄ１２−Ｄ１１）で求
めるが、同一のレチクルを用いた場合でも、照明モード
を変えると値が異なったり、例えば、同一のレチクルを
用いて複数の装置を管理しようとする場合にも、装置に
よって同一レチクルに対する差（Ｄ１２−Ｄ１１）の値
が異なる場合があり、管理上不都合である。
【００１５】本発明は、第一物体面上のパターンを投影
光学系で第二物体面上に投影露光するときの照明系の照
明モード切換えに起因する該投影光学系のディストーシ
ョン変化量を高精度に計測，及び抽出することにより、
投影光学系のディストーション性能を、各照明モードに
おいてバランス良く維持し、これによりパターンを繰り
返し投影するときの投影パターン像の重ね合わせ精度を
高く維持し、高集積度のデバイスを容易に製造すること
ができるディストーション変化量の計測方法及びそれを
利用した投影露光装置並びにそれらを用いたデバイスの
製造方法の提供を目的とする。
光学系で第二物体面上に投影露光するときの照明系の照
明モード切換えに起因する該投影光学系のディストーシ
ョン変化量を高精度に計測，及び抽出することにより、
投影光学系のディストーション性能を、各照明モードに
おいてバランス良く維持し、これによりパターンを繰り
返し投影するときの投影パターン像の重ね合わせ精度を
高く維持し、高集積度のデバイスを容易に製造すること
ができるディストーション変化量の計測方法及びそれを
利用した投影露光装置並びにそれらを用いたデバイスの
製造方法の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明のディストーショ
ン変化量の計測方法は、 （１−１）照明系からの光束で第一物体面上のパターン
を照明し、第一物体面上のパターンを投影光学系により
第二物体面上に投影露光するときの該照明系の第一照明
モードによって該第一物体面上の第一パターンを感光基
板に投影露光して得られる該第一パターンの位置情報Ｄ
１１と、第二照明モードによって該第一物体面上の第二
パターンを該感光基板に投影露光して得られる該第二パ
ターンの位置情報Ｄ２２との差分（Ｄ２２−Ｄ２１）
と、第二照明モードによって該第一物体面上の第一パタ
ーンを該感光基板に投影露光して得られる該第一パター
ンの位置情報Ｄ２１と第一照明モードによって該第一物
体面上の第二パターンを該感光基板に投影露光して得ら
れる該第二パターンの位置情報Ｄ１２との差分（Ｄ１２
−Ｄ２１）とから、 ｛（Ｄ２２−Ｄ１１）−（Ｄ１２−Ｄ２１）｝／２ の式を用いて、該投影光学系の照明モードの切り換えに
伴うディストーション変化量を計測していることを特徴
としている。
ン変化量の計測方法は、 （１−１）照明系からの光束で第一物体面上のパターン
を照明し、第一物体面上のパターンを投影光学系により
第二物体面上に投影露光するときの該照明系の第一照明
モードによって該第一物体面上の第一パターンを感光基
板に投影露光して得られる該第一パターンの位置情報Ｄ
１１と、第二照明モードによって該第一物体面上の第二
パターンを該感光基板に投影露光して得られる該第二パ
ターンの位置情報Ｄ２２との差分（Ｄ２２−Ｄ２１）
と、第二照明モードによって該第一物体面上の第一パタ
ーンを該感光基板に投影露光して得られる該第一パター
ンの位置情報Ｄ２１と第一照明モードによって該第一物
体面上の第二パターンを該感光基板に投影露光して得ら
れる該第二パターンの位置情報Ｄ１２との差分（Ｄ１２
−Ｄ２１）とから、 ｛（Ｄ２２−Ｄ１１）−（Ｄ１２−Ｄ２１）｝／２ の式を用いて、該投影光学系の照明モードの切り換えに
伴うディストーション変化量を計測していることを特徴
としている。
【００１７】本発明のディストーション変化量の計測方
法を利用した投影露光装置は、 （２−１）構成（１−１）のディストーション変化量の
計測方法を用いて得た投影光学系の照明モードの切り換
えに伴うディストーション変化量を利用して該投影光学
系のディストーションの調整を行ったことを特徴として
いる。
法を利用した投影露光装置は、 （２−１）構成（１−１）のディストーション変化量の
計測方法を用いて得た投影光学系の照明モードの切り換
えに伴うディストーション変化量を利用して該投影光学
系のディストーションの調整を行ったことを特徴として
いる。
【００１８】本発明のデバイスの製造方法は、
（３−１）構成（２−１）の投影露光装置を用いてマス
ク面上のパターンを基板面上にプリントする段階を含む
ことを特徴としている。
ク面上のパターンを基板面上にプリントする段階を含む
ことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の投影露光装置の実
施形態１の要部概略図である。同図において１は光源手
段であり、例えば高圧水銀ランプや、エキシマレーザか
ら成っている。２は照明光学系（照明系）であり、光源
手段１からの光束でレチクルステージ３に載置した被照
射面としてのレチクル（第一物体）Ｒ面上を均一に照明
している。
施形態１の要部概略図である。同図において１は光源手
段であり、例えば高圧水銀ランプや、エキシマレーザか
ら成っている。２は照明光学系（照明系）であり、光源
手段１からの光束でレチクルステージ３に載置した被照
射面としてのレチクル（第一物体）Ｒ面上を均一に照明
している。
【００２０】８は照明絞りであり、開口形状が異なる複
数の絞り、又は開口形状が可変の絞りより成り、被照射
面（レチクルＲ）の照明条件を種々と変えて、複数の照
明モードの切換えができるようになっている。
数の絞り、又は開口形状が可変の絞りより成り、被照射
面（レチクルＲ）の照明条件を種々と変えて、複数の照
明モードの切換えができるようになっている。
【００２１】４は投影光学系（投影レンズ）であり、レ
チクルＲ面上の回路パターンをウエハステージ５に載置
したウエハＷ面上に縮小投影している。
チクルＲ面上の回路パターンをウエハステージ５に載置
したウエハＷ面上に縮小投影している。
【００２２】ウエハステージ５はＸＹＺ駆動及びθ駆
動，チルト駆動等を行っている。７はミラー（干渉用ミ
ラー）であり、ウエハステージ５上に載置しており、ウ
エハステージ５の位置をレーザ測長器６でモニタし、レ
ーザ測長器６で得られる信号を用いて駆動手段（不図
示）によりウエハステージ５を駆動させてウエハＷを所
定の位置に位置決めしている。
動，チルト駆動等を行っている。７はミラー（干渉用ミ
ラー）であり、ウエハステージ５上に載置しており、ウ
エハステージ５の位置をレーザ測長器６でモニタし、レ
ーザ測長器６で得られる信号を用いて駆動手段（不図
示）によりウエハステージ５を駆動させてウエハＷを所
定の位置に位置決めしている。
【００２３】９は投光手段であり、ウエハＷの光軸Ｌａ
方向の面位置を検出するためにウエハＷに塗布したフォ
トレジストを感光させない光束でウエハＷ面を斜方向か
ら照射している。１０は検出手段（ギャップセンサー）
であり、ウエハＷ面からの反射光を検出して投影レンズ
４を介さずに投影レンズ４とウエハＷとの間の光軸方向
の距離を計測している。
方向の面位置を検出するためにウエハＷに塗布したフォ
トレジストを感光させない光束でウエハＷ面を斜方向か
ら照射している。１０は検出手段（ギャップセンサー）
であり、ウエハＷ面からの反射光を検出して投影レンズ
４を介さずに投影レンズ４とウエハＷとの間の光軸方向
の距離を計測している。
【００２４】本実施形態ではウエハＷ面に露光を行うべ
きレチクルＲ上の半導体集積回路のパターンの特殊性を
考慮した上で絞り８の開口形状を決定し、該パターンに
応じた適切なる照明モードに設定して最適の投影露光装
置を構成している。
きレチクルＲ上の半導体集積回路のパターンの特殊性を
考慮した上で絞り８の開口形状を決定し、該パターンに
応じた適切なる照明モードに設定して最適の投影露光装
置を構成している。
【００２５】絞り８の開口形状としては、例えば円形状
やリング形状や、光軸を中心として４つの方向に開口を
有する４重極開口形状等を使用している。絞り８の開口
形状を変えると（即ち、照明系の照明モードを種々と切
り換えると）、それに基づいて投影光学系のディストー
ション（歪曲）が種々と変化してくる。
やリング形状や、光軸を中心として４つの方向に開口を
有する４重極開口形状等を使用している。絞り８の開口
形状を変えると（即ち、照明系の照明モードを種々と切
り換えると）、それに基づいて投影光学系のディストー
ション（歪曲）が種々と変化してくる。
【００２６】本実施形態ではこのときの照明モードを切
り替えたときの投影光学系４のディストーション変化量
を計測し、それに基づいて投影光学系４のディストーシ
ョンの値を調整してレチクルＲ面上のパターンを繰り返
し投影するときの各パターンの重ね合わせを高く維持
し、高集積度のデバイスを製造している。
り替えたときの投影光学系４のディストーション変化量
を計測し、それに基づいて投影光学系４のディストーシ
ョンの値を調整してレチクルＲ面上のパターンを繰り返
し投影するときの各パターンの重ね合わせを高く維持
し、高集積度のデバイスを製造している。
【００２７】次に本実施形態において照明系２の照明モ
ードを種々と変えたときの投影光学系４のディストーシ
ョン変化量（照明間差ディストーション）の計測方法に
ついて説明する。
ードを種々と変えたときの投影光学系４のディストーシ
ョン変化量（照明間差ディストーション）の計測方法に
ついて説明する。
【００２８】図２は本発明による投影光学系の照明間差
ディストーションの計測方法の例を示す流れ図、図３は
本発明による照明間差ディストーションの計測のための
投影露光の様子を示した概念図である。
ディストーションの計測方法の例を示す流れ図、図３は
本発明による照明間差ディストーションの計測のための
投影露光の様子を示した概念図である。
【００２９】図４は照明間差ディストーションの計測用
のパターンの部分拡大図を示している。図４（Ａ）では
パターン１とパターン２を、それらの中心間の距離Ｓだ
けずらして基板上に重ね焼きして現像することで、ウエ
ハ上に図４（Ｂ）に示すレジストパターンが形成され、
この重なったパターン像Ｐ１，Ｐ２のずれ量を計測して
照明間差ディストーションを計測するようにしている。
のパターンの部分拡大図を示している。図４（Ａ）では
パターン１とパターン２を、それらの中心間の距離Ｓだ
けずらして基板上に重ね焼きして現像することで、ウエ
ハ上に図４（Ｂ）に示すレジストパターンが形成され、
この重なったパターン像Ｐ１，Ｐ２のずれ量を計測して
照明間差ディストーションを計測するようにしている。
【００３０】図５は照明間差ディストーションの計測用
のパターンを配置したディストーションレチクルの例を
示す全体図である。
のパターンを配置したディストーションレチクルの例を
示す全体図である。
【００３１】本実施形態では図２のフローチャートに基
づいて投影光学系の照明間差ディストーションＤＩＬを
計測している。
づいて投影光学系の照明間差ディストーションＤＩＬを
計測している。
【００３２】次に図２と図３、そして図４を参照して本
発明に係る照明間差ディストーションの計測方法につい
て示す。
発明に係る照明間差ディストーションの計測方法につい
て示す。
【００３３】図３（Ａ）では照明モード１で第一物体面
上のパターン１を感光基板Ｗａ上にパターン像Ｐ１１を
投影露光して座標の位置情報Ｄ１１を得る。
上のパターン１を感光基板Ｗａ上にパターン像Ｐ１１を
投影露光して座標の位置情報Ｄ１１を得る。
【００３４】図３（Ｂ）は図３（Ａ）において感光基板
Ｗａを載置したステージを距離ｓ／ｍ移動させた状態で
ある。図３（Ｂ）では照明モード２で第一物体上のパタ
ーン２を感光基板Ｗａ上でパターン像Ｐ１１にパターン
像Ｐ２２として投影露光して座標の位置情報Ｄ２２を得
る。
Ｗａを載置したステージを距離ｓ／ｍ移動させた状態で
ある。図３（Ｂ）では照明モード２で第一物体上のパタ
ーン２を感光基板Ｗａ上でパターン像Ｐ１１にパターン
像Ｐ２２として投影露光して座標の位置情報Ｄ２２を得
る。
【００３５】図３（Ｃ）は図３（Ｂ）において感光基板
Ｗａを載置したステージを移動させた状態である。図３
（Ｃ）では照明モード２で第一物体面上のパターン１を
感光基板Ｗａ上にパターン像Ｐ２１を投影露光して座標
の位置情報Ｄ２１を得る。
Ｗａを載置したステージを移動させた状態である。図３
（Ｃ）では照明モード２で第一物体面上のパターン１を
感光基板Ｗａ上にパターン像Ｐ２１を投影露光して座標
の位置情報Ｄ２１を得る。
【００３６】図３（Ｄ）は図３（Ｃ）において感光基板
Ｗａを載置したステージを距離ｓ／ｍ、元の方向へ移動
させた状態である。図３（Ｄ）では照明モード１で第一
物体面上のパターン１を感光基板Ｗａ上でパターン像Ｐ
２１上にパターン像Ｐ１２として投影露光して座標の位
置情報Ｄ１２を得る。
Ｗａを載置したステージを距離ｓ／ｍ、元の方向へ移動
させた状態である。図３（Ｄ）では照明モード１で第一
物体面上のパターン１を感光基板Ｗａ上でパターン像Ｐ
２１上にパターン像Ｐ１２として投影露光して座標の位
置情報Ｄ１２を得る。
【００３７】レジストレーション測定器では差（Ｄ２２
−Ｄ１１）と差（Ｄ１２−Ｄ２１）を図４（Ｂ）のパタ
ーンずれ量として計測している。その後、計算処理にて
照明間差ディストーションＤIL を ＤIL ＝｛（Ｄ２２−Ｄ１１）−（Ｄ１２−Ｄ２１）｝
／２ より求めている。
−Ｄ１１）と差（Ｄ１２−Ｄ２１）を図４（Ｂ）のパタ
ーンずれ量として計測している。その後、計算処理にて
照明間差ディストーションＤIL を ＤIL ＝｛（Ｄ２２−Ｄ１１）−（Ｄ１２−Ｄ２１）｝
／２ より求めている。
【００３８】このように本実施形態では、第一物体のパ
ターンを投影光学系により第二物体上に投影する装置に
おいて、第一照明モードによって第一物体上の第一パタ
ーンと第二パターンを感光基板上に投影露光して得られ
た座標の位置情報Ｄ１１，Ｄ１２と、第二照明モードに
よって第一物体上の第一パターンと第二パターンを感光
基板上に投影露光して得られた座標の位置情報Ｄ２１，
Ｄ２２とから｛（Ｄ２２−Ｄ１１）−（Ｄ１２−Ｄ２
１）｝／２の式により、投影光学系の照明間差ディスト
ーションを求めている。
ターンを投影光学系により第二物体上に投影する装置に
おいて、第一照明モードによって第一物体上の第一パタ
ーンと第二パターンを感光基板上に投影露光して得られ
た座標の位置情報Ｄ１１，Ｄ１２と、第二照明モードに
よって第一物体上の第一パターンと第二パターンを感光
基板上に投影露光して得られた座標の位置情報Ｄ２１，
Ｄ２２とから｛（Ｄ２２−Ｄ１１）−（Ｄ１２−Ｄ２
１）｝／２の式により、投影光学系の照明間差ディスト
ーションを求めている。
【００３９】本実施形態によれば従来の計測方法１〜３
の問題点が次のように解決されている。
の問題点が次のように解決されている。
【００４０】［計測方法１に対して］パターン１とパタ
ーン２の重ね焼き結果により照明間差ディストーション
を求めるので、 （イ）高価で、かつ、一般に処理能力が低い座標測定器
が不要となり、比較的安価で、かつ、一般に処理能力が
高いレジストレーション測定器（例えば、ＫＬＡ社製Ｋ
ＬＡ−５０１１、ＯＳＩ社製ＭＥＴＲＡ２１、など）が
使える。
ーン２の重ね焼き結果により照明間差ディストーション
を求めるので、 （イ）高価で、かつ、一般に処理能力が低い座標測定器
が不要となり、比較的安価で、かつ、一般に処理能力が
高いレジストレーション測定器（例えば、ＫＬＡ社製Ｋ
ＬＡ−５０１１、ＯＳＩ社製ＭＥＴＲＡ２１、など）が
使える。
【００４１】（ロ）同じく重ね焼きであることから、精
密なステージのチューニングや、主にステージ送りの再
現性に起因する精度不足による数多くの焼付けおよび計
測が不要となる。
密なステージのチューニングや、主にステージ送りの再
現性に起因する精度不足による数多くの焼付けおよび計
測が不要となる。
【００４２】［計測方法２に対して］レチクル上での２
つのパターンの座標誤差の差は、焼付け結果である差
（Ｄ２２−Ｄ１１）と差（Ｄ１２−Ｄ２１）の中に、各
々含まれており、これらを減算した際に消去される。従
って、従来、レチクル上の２つのパターンの座標誤差の
差を座標測定器で計測した際、主にレチクルパターンの
エッジの構造に起因する計測エラーが発生する問題がな
く、２つのパターンの座標誤差の差が処置されている。
つのパターンの座標誤差の差は、焼付け結果である差
（Ｄ２２−Ｄ１１）と差（Ｄ１２−Ｄ２１）の中に、各
々含まれており、これらを減算した際に消去される。従
って、従来、レチクル上の２つのパターンの座標誤差の
差を座標測定器で計測した際、主にレチクルパターンの
エッジの構造に起因する計測エラーが発生する問題がな
く、２つのパターンの座標誤差の差が処置されている。
【００４３】［計測方法３に対して］計測方法方法２と
同様に、レチクル上での２つのパターンの座標誤差の差
は、焼付け結果である差（Ｄ２２−Ｄ１１）と差（Ｄ１
２−Ｄ２１）を減算して照明間差ディストーションを求
める際に処置されているので、別途２つのパターンの座
標誤差の差を計測する必要がない。従って、照明モード
や複数の装置間で２つのパターンの座標誤差の差が異な
り、管理上不都合という問題も発生しない。また、別途
２つのパターンの座標誤差の差を計測する必要がないこ
とから、その際の計測誤差がのらないことも精度的に有
利である。
同様に、レチクル上での２つのパターンの座標誤差の差
は、焼付け結果である差（Ｄ２２−Ｄ１１）と差（Ｄ１
２−Ｄ２１）を減算して照明間差ディストーションを求
める際に処置されているので、別途２つのパターンの座
標誤差の差を計測する必要がない。従って、照明モード
や複数の装置間で２つのパターンの座標誤差の差が異な
り、管理上不都合という問題も発生しない。また、別途
２つのパターンの座標誤差の差を計測する必要がないこ
とから、その際の計測誤差がのらないことも精度的に有
利である。
【００４４】尚、本実施形態において、照明間差ディス
トーションの計測精度を向上させるために、計測回数を
増やしたり、焼付けのショット数を増やして平均化する
などの手段を用いても良い。
トーションの計測精度を向上させるために、計測回数を
増やしたり、焼付けのショット数を増やして平均化する
などの手段を用いても良い。
【００４５】このように、本実施形態による、投影光学
系の照明間差ディストーションの計測方法を用いれば、
従来技術の問題点が解決され、その結果、投影光学系の
照明間差ディストーションをより正しく、よりスピーデ
ィーに抽出することができる。
系の照明間差ディストーションの計測方法を用いれば、
従来技術の問題点が解決され、その結果、投影光学系の
照明間差ディストーションをより正しく、よりスピーデ
ィーに抽出することができる。
【００４６】この、より正しく分離、抽出された投影光
学系の照明間差ディストーションの結果を、投影光学系
の組立や、ディストーションの調整に反映させることに
よって、投影光学系のディストーション性能をバランス
良く維持している。これによりパターン像の重ね合わせ
性能を向上させた投影露光装置を達成している。又、本
実施形態の投影露光装置を用いれば、ＩＣ，ＬＳＩ，Ｃ
ＣＤ，撮像デバイス，液晶パネル，磁気ヘッド等の各種
高集積度のデバイスを容易に、効率よく、かつ正確に製
造することができる。
学系の照明間差ディストーションの結果を、投影光学系
の組立や、ディストーションの調整に反映させることに
よって、投影光学系のディストーション性能をバランス
良く維持している。これによりパターン像の重ね合わせ
性能を向上させた投影露光装置を達成している。又、本
実施形態の投影露光装置を用いれば、ＩＣ，ＬＳＩ，Ｃ
ＣＤ，撮像デバイス，液晶パネル，磁気ヘッド等の各種
高集積度のデバイスを容易に、効率よく、かつ正確に製
造することができる。
【００４７】図７は本発明のデバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローを示す。
の半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローを示す。
【００４８】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
スの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
【００４９】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００５０】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００５１】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５２】図８は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。
【００５３】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【００５４】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００５５】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度のデバイスを容易に製造する
ことができる。
製造が難しかった高集積度のデバイスを容易に製造する
ことができる。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、第一物体
面上のパターンを投影光学系で第二物体面上に投影露光
するときの照明系の照明モード切換えに起因する該投影
光学系のディストーション変化量を高精度に計測，及び
抽出することにより、投影光学系のディストーション性
能を、各照明モードにおいてバランス良く維持し、これ
によりパターンを繰り返し投影するときの投影パターン
像の重ね合わせ精度を高く維持し、高集積度のデバイス
を容易に製造することができるディストーション変化量
の計測方法及びそれを利用した投影露光装置並びにそれ
らを用いたデバイスの製造方法を達成することができ
る。
面上のパターンを投影光学系で第二物体面上に投影露光
するときの照明系の照明モード切換えに起因する該投影
光学系のディストーション変化量を高精度に計測，及び
抽出することにより、投影光学系のディストーション性
能を、各照明モードにおいてバランス良く維持し、これ
によりパターンを繰り返し投影するときの投影パターン
像の重ね合わせ精度を高く維持し、高集積度のデバイス
を容易に製造することができるディストーション変化量
の計測方法及びそれを利用した投影露光装置並びにそれ
らを用いたデバイスの製造方法を達成することができ
る。
【００５７】特に本発明によれば前述したディストーシ
ョン変化量の計測方法を利用することにより、投影光学
系の照明間差ディストーションをより正しく分離、抽出
することができる。
ョン変化量の計測方法を利用することにより、投影光学
系の照明間差ディストーションをより正しく分離、抽出
することができる。
【００５８】この、より正しく分離、抽出された投影光
学系の照明間差ディストーションの計測結果を、投影光
学系の組立や、ディストーションの調整に反映させるこ
とで、投影光学系のディストーションを各照明モードで
バランス良く維持することができる。その結果、重ね合
わせ性能が向上した投影露光装置の提供ができる。
学系の照明間差ディストーションの計測結果を、投影光
学系の組立や、ディストーションの調整に反映させるこ
とで、投影光学系のディストーションを各照明モードで
バランス良く維持することができる。その結果、重ね合
わせ性能が向上した投影露光装置の提供ができる。
【００５９】又本発明の投影露光装置を用いれば、Ｉ
Ｃ，ＬＳＩ，ＣＣＤ，撮像デバイス，液晶パネル，磁気
ヘッド等の各種高集積度のデバイスを容易に、効率よ
く、かつ正確に製造することができる。
Ｃ，ＬＳＩ，ＣＣＤ，撮像デバイス，液晶パネル，磁気
ヘッド等の各種高集積度のデバイスを容易に、効率よ
く、かつ正確に製造することができる。
【図１】本発明の投影露光装置の要部概略図
【図２】本発明の投影光学系の照明間差ディストーショ
ンを計測する方法フローチャート
ンを計測する方法フローチャート
【図３】本発明の投影光学系の照明間差ディストーショ
ンを計測する方法フローチャート
ンを計測する方法フローチャート
【図４】本発明の投影光学系の照明間差ディストーショ
ン計測用パターンの部分拡大図
ン計測用パターンの部分拡大図
【図５】本発明の投影光学系の照明間差ディストーショ
ン計測用のパターンを配置したディストーションレチク
ルの全体図
ン計測用のパターンを配置したディストーションレチク
ルの全体図
【図６】従来技術による投影光学系の照明間差ディスト
ーションを計測する方法の例を示すフローチャート
ーションを計測する方法の例を示すフローチャート
【図７】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
【図８】本発明のデバイスの製造方法のフローチャート
１ 光源手段
２ 照明光学系（照明系）
３ レチクルステージ
４ 投影光学系
５ ウエハステージ
６ レーザ測長器
７ ミラー
８ 可変の照明絞り
９ 投光手段
１０ 受光手段
Ｗ ウエハ
Ｒ レチクル
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
G01B 11/00
G03F 7/20
Claims (3)
- 【請求項１】 照明系からの光束で第一物体面上のパタ
ーンを照明し、第一物体面上のパターンを投影光学系に
より第二物体面上に投影露光するときの該照明系の第一
照明モードによって該第一物体面上の第一パターンを感
光基板に投影露光して得られる該第一パターンの位置情
報Ｄ１１と、第二照明モードによって該第一物体面上の
第二パターンを該感光基板に投影露光して得られる該第
二パターンの位置情報Ｄ２２との差分（Ｄ２２−Ｄ２
１）と、第二照明モードによって該第一物体面上の第一
パターンを該感光基板に投影露光して得られる該第一パ
ターンの位置情報Ｄ２１と第一照明モードによって該第
一物体面上の第二パターンを該感光基板に投影露光して
得られる該第二パターンの位置情報Ｄ１２との差分（Ｄ
１２−Ｄ２１）とから、 ｛（Ｄ２２−Ｄ１１）−（Ｄ１２−Ｄ２１）｝／２ の式を用いて、該投影光学系の照明モードの切り換えに
伴うディストーション変化量を計測していることを特徴
とするディストーション変化量の計測方法。 - 【請求項２】 請求項１のディストーション変化量の計
測方法を用いて得た投影光学系の照明モードの切り換え
に伴うディストーション変化量を利用して該投影光学系
のディストーションの調整を行ったことを特徴とする投
影露光装置。 - 【請求項３】 請求項３の投影露光装置を用いてマスク
面上のパターンを基板面上にプリントする段階を含むこ
とを特徴とするデバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28299897A JP3397654B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ディストーション変化量の計測方法及びそれを利用した投影露光装置並びにそれらを用いたデバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28299897A JP3397654B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ディストーション変化量の計測方法及びそれを利用した投影露光装置並びにそれらを用いたデバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111607A JPH11111607A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3397654B2 true JP3397654B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=17659899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28299897A Expired - Fee Related JP3397654B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ディストーション変化量の計測方法及びそれを利用した投影露光装置並びにそれらを用いたデバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397654B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012126364A1 (zh) * | 2011-03-21 | 2012-09-27 | 上海微电子装备有限公司 | 一种测量投影物镜畸变的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5213406B2 (ja) * | 2007-10-05 | 2013-06-19 | キヤノン株式会社 | 調整方法、露光装置、およびデバイス製造方法 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP28299897A patent/JP3397654B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012126364A1 (zh) * | 2011-03-21 | 2012-09-27 | 上海微电子装备有限公司 | 一种测量投影物镜畸变的方法 |
| US9256138B2 (en) | 2011-03-21 | 2016-02-09 | Shanghai Micro Electronics Equipment Co., Ltd. | Method for measuring distortion of projection objective |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11111607A (ja) | 1999-04-23 |
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