JPH03101215A - 転写誤差調整方法 - Google Patents

転写誤差調整方法

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JPH03101215A
JPH03101215A JP2209592A JP20959290A JPH03101215A JP H03101215 A JPH03101215 A JP H03101215A JP 2209592 A JP2209592 A JP 2209592A JP 20959290 A JP20959290 A JP 20959290A JP H03101215 A JPH03101215 A JP H03101215A
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JP2209592A
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Minoru Yomoda
四方田 実
Izumi Tsukamoto
泉 塚本
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    • 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
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体製造工程で使用する転写誤差調整方法
に関するものである。
[従来の技術] 半導体集積回路等を製造のための転写工程では、マスク
のパターンをウェハーに転写する前に、マスクとウェハ
ーを正確に整合することが要求される。
マスクとウェハーを整合するための方法としては1例え
ば第1図(al に示すアライメントマークlをマスク
に設け、第1図(b)に示すアライメントマーク2をウ
ェハーに設けると共に、アライメントマークl、2を第
1図(c)に示すように、つまりアライメントマーク1
の間にアライメントマーク2が等間隔で位置するように
マスクとウェハーを相対移動して、マスクとウェハーを
整合する方法が知られている。
[発明が解決しようとしている問題点]しかしながら、
従来のこのような方法では、転写倍率や転写歪等による
転写誤差を補正することが困難である。また、光電測定
装置でマスクとウェハーのそれぞれに設けられているマ
ークが実際に位置合わせされたことが検出されるまで、
マスりとウェハーの間に介在されている結像対物レンズ
やウェハーを、結像対物レンズの光軸方向に移動させる
ことにより所望の調整を行うことが、例λば特公昭49
−22587号公報で知られている。しかし、この方法
は光電測定装置で各マークを常に検出しながら、結像対
物レンズやウェハーを光軸方向に移動させることが必要
となるため、光電測定装置の測定処理動作と、結像対物
レンズやウェハーを光軸方向に移動させる際の移動動作
の間で、常に一方が他方に干渉するので、調整を行うこ
とが困難となる。
本発明の目的は、このような事情に鑑みなされたもので
、転写光学系を有する転写装置において、転写倍率や転
写歪みを迅速に調整することを可能にした転写誤差調整
方法を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 上述の目的を達成するための本発明に係る転写誤差調整
方法は、マスクとウェハーの間に介在する転写光学系を
通して複数のマークな光電検出し、この光電検出により
得られたマーク信号を用いて前記マークごとにマーク位
置誤差に関連する値を求め、前記マーク位置誤差に関連
する稙を前記マークごとに求めた後に、演算処理手段に
より前記マーク間の距離に関連する値と前記マーク位置
誤差に関連する値を所定の演算式を用いて演算処理し、
前記転写光学系の転写倍率又は転写歪みを調整するため
の調整量に関連する値を算出することを特徴とする。
[実施例] 以下に、本発明を第2図以下に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。
第2図は本発明に係る転写装置の光学的な構成図であり
、レーザ光源1oがら発せられるレーザ光βの光路に沿
って、順次にコンデンサレンズ11、光源を走査するた
めのポリゴン鏡12、f・θ特性レンズ13、ハーフミ
ラ−14、対物レンズ15、複数個所に正確なアライメ
ントマークlを有する標準マスク16、転写光学系17
、複数個所に正確なアライメントマーク2を有する標準
ウェハー18が配列されている。また、マスク16等か
らの反射光の一部はハーフミラ−14で側方に反射され
、この反射光の光路に沿ってコンデンサレンズ19、光
電変換素子20が配置され、光電変換素子20の出力に
より所定の演算式に基づいて測定量を演算し制御信号を
出力する演算処理回路21を介して、転写光学系17の
倍率調整を実施する調整駆動機構22に接続されている
。標準マスク16と標準ウェハー18は、調整に際して
転写装置に取り付けられるものであり、実際の転写時に
は他のマスク、ウェハーに交換される。
レーザ光源10から発せられたレーザ光βはポリゴン鏡
12によって走査され、ハーフミラ−14を通過し標準
マスク16等に向かう。標準マスク16のアライメント
マーク1と標準ウェハー18のアライメントマーク2と
は転写光学系17を介してレーザ光2によって走査され
、アライメントマーク1.2を走査したレーザ光βは再
びハーフミラ−14に達し、ここで一部は光電変換素子
20の方向に反射される。このとき、標準マスク16の
アライメントマーク1と標準ウェハー18のアライメン
トマーク2とは、例えば第3図(a)に示すように位置
している。即ち、標準マスク16のアライメントマーク
la、lbの間に標準ウェハー18のアライメントマー
ク2aが存在し、アライメントマークlc、1dの間に
アライメントマーク2bが位置している。そして、レー
ザ光βは左から右に方向Aに沿って走査される。
そして、光電変換素子2oは第3図(alのA上のレー
ザ光ρがアライメントマーク1.2と交差する個所でパ
ルス状の出力を検出し、第3図(b)に示すような出力
電圧波形が得られる。wlW、、・・・、W6はパルス
信号の間隔であり、この時間々隔W + 、W−、・・
・、w8を測定することにより整合ずれが求められる。
即ち、第3図(alのX方向のずれをΔx、y方向のず
れをΔyとすると、 Δx =  (W+  −Wx  +W4   W!l
 ) / 4・・・(11 Δy=  (W+  +W*  +W4 −Ws  )
/4・・・(2) となる。整合された状態では、W、=W、:W、=W、
であるから、ΔX、Δyは共に零となる。
第4図に示すような標準マスク16、標準ウェハー18
におけるX方向に距離Cだけ離れた2個所のアライメン
トマーク1.2をそれぞれ測定し、整合ずれ量を+11
   [21式で求め、その量)R1を(ΔXR+  
 ΔYRI)L、を(ΔXL+ΔYL、 )とすると、
X方向に関する倍率Mxは次式%式% ) (3) また、X方向に距離りだけ離れた2個所のアライメント
マーク1.2を測定し、整合ずれ量R2を(ΔXR* 
、ΔYRx ) 、L*を(ΔXL、 、  ΔYL*
 )  とすると、X方向に関する倍率uyは次式とな
る。
My= (1/D)  ・((ΔXL、 −ΔXL、 
) ”+ (D + ΔYL+ −ΔYLt ) ” 
) ””−(4) これらの演算は演算処理回路21で行われ、(3)式、
(4)式で求めた倍率Mx、 Myに基づいて調整駆動
機構22により、転写光学系17の倍率を自動調整する
。かくすることにより、倍率に伴う転写誤差をな(すこ
とが可能となるが、現実にはこれらの操作を数回試みて
、確認をとりながら調整を実施することが好適である。
次に第2の実施例を説明すると、第5図は転写光学系と
して反射投影型を用いた転写装置の光学的な構造図であ
り、第2図と同一の符号は同一の部材を示している。標
準マスク16とウェハー18とはキャリッジ30により
連結されており、これらの間には転写光学系17が介在
されている。この転写光学系17は台形ミラー31、凹
面ミラー32、凸面ミラー33から成り、調整駆動機構
34により標準マスク16、標準ウェハー18の面と平
行に回転し得るようになっている。
台形ミラー31の反射面31a、31bに対向して凹面
ミラー32が配置され、更に台形ミラー31と凹面ミラ
ー32との間には凸面ミラー33が凹面ミラー32側を
見るように配置されている。f・θレンズ13とハーフ
ミラ−14との間には分割プリズム35が挿入され、レ
ーザ光2を2分割してX方向に距離Cだけ離れた2個所
において、同時にアライメントマーク1.2の測定を行
う。対物レンズ15、コンデンサレンズ19゜光電変換
素子20は2系列設けられ、光電変換素子20.20の
出力は演算処理回路21に送られ、更に演算処理回路2
1の出力は調整駆動機構34及びキャリッジ30を矢印
B方向に移動するキャリッジ駆動機構36に送信されて
いる。
従って、レーザ光源10から発しポリゴン鏡12によっ
て走査され、分割プリズム35で分割されたレーザ光ε
のそれぞれは、ハーフミラ−14、対物レンズ15、標
準マスク16を経由して台形ミラー31の一方の反射面
31aに入射して凹面ミラー32、凸面ミラー33、凹
面ミラー32、台形ミラー31の他の反射面31bと反
射を繰り返しながら進行し、標準ウェハー18に到達す
る。そして、標準マスク16と標準ウェハー18のアラ
イメントマーク1.2の情報を含んだレーザ光2は元の
光路を戻り、ハーフミラ−14により光電変換素子20
に送出される。この光路は前述したように2系列存在し
、2個の光電変換素子20.20の出力が同時に演算処
理回路21に入力することになる。
第6図の例では転写光学系17の水平面内の軸x゛、軸
y°とキャリッジ3oの走査方向Bである軸yと軸Xの
関係を示している。この場合に転写光学系17の軸x°
、軸y°と走査軸x、yとのなす角度θによる像面歪が
発生している。第6図において、10mmおきに描かれ
ている矢印37は転写歪みの方向と大きさを示している
。このとき、第7図(a)に示すようなL字のパターン
38は、転写光学系17の像として、第7図(blに示
すようにウェハー上で左右に像反転をし、なおかつy軸
方向に20だけ傾くことになる。
X方向の2組のアライメントマーク1.2が2個の対物
レンズ15の光軸に位置するようにすると、光電変換素
子20.20と演算処理回路21とによって整合状態が
検出され、左側の整合ずれ量ΔXL+ 、 ΔYL、 
、右側のずれ量ΔXR,、ΔYR。
が求められる。続いて、演算処理回路21の指令により
キャリッジ駆動機構36を介してキャリッジ30を矢印
B方向に距離りだけ移動し、別のアライメントマーク1
.2の整合状態を測定し、同様にそのずれ量ΔXLi 
、ΔYLg 、ΔXR,、ΔYR。
を得る。ここで、標準マスク16、標準ウェハー18の
X方向に距離Cだけ離れたアライメントマーク1.2の
左右間のずれ角θXは近似的に次式で表される。
θx=(1/2G)   (ΔYL、−ΔYR。
+ΔYL8−ΔYR,)     ++・(5)また、
X方向に距HDだけ離れたアライメントマーク1.2の
上下間のずれ角θyは近似的に次式で表される。
θy = (1/2D)   (ΔXR+ +ΔXLt
−ΔXR1−Δxi、、 )     ・(6)これら
の計算は演算処理回路21でなされ、このずれ角を減少
するように調整駆動機構34を介して転写光学系17を
回動し、転写歪み誤差を解消することができる。この駆
動すべき角度は、θ=(θy−θx)/2      
・・・(7)であり、θXはミスアライメントで光軸と
走査軸が水平面内で平行になっていない成分である。
[発明の効果] 以上説明したように本発明に係る転写誤差調整方法は、
マスク側の複数のマークとウェハー側の複数のマークの
整合ずれを所定の演算式で処理し、この処理結果に基づ
いて転写光学系の転写倍率を調整、又は転写光学系を移
動して転写歪みを調整するようにしているので、転写倍
率誤差や転写歪み誤差がある場合にもマスクとウェハー
を正確に整合でき、その整合動作を迅速に行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
図面第1図(al   (bl   (clはマスクと
ウェハーの整合状態を説明するための説明図、第2図以
下は本発明に係る転写誤差調整方法の実施例を示し、第
2図及び第5図は光学的構成図、第3図はアライメント
マークに対する光電変換素子の出力特性図、第4図はマ
スクとウェハーのアライメントマークの整合状態を示す
平面図、第6図及び第7図は転写歪の説明図である。 符号1.2はアライメントマーク、Aはレーザ走査方向
、10はレーザ光源、11はコンデンサレンズ、12は
ポリゴン鏡、13はf・θレンズ、14はハーフミラ−
16は標準マスク、17は転写光学系、18は標準ウェ
ハー 20は光電変換素子、21は演算処理回路、22
.34.36やは駆動機構、30はキャリッジ、31は
台形ミラー 32は凹面ミラー 33は凸面ミラー 3
4は調整機動機構、35は分割プリズムである。 図面   第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、マスクとウェハーの間に介在する転写光学系を通し
    て複数のマークを光電検出し、この光電検出により得ら
    れたマーク信号を用いて前記マークごとにマーク位置誤
    差に関連する値を求め、前記マーク位置誤差に関連する
    値を前記マークごとに求めた後に、演算処理手段により
    前記マーク間の距離に関連する値と前記マーク位置誤差
    に関連する値を所定の演算式を用いて演算処理し、前記
    転写光学系の転写倍率又は転写歪みを調整するための調
    整量に関連する値を算出することを特徴とする転写誤差
    調整方法。
JP2209592A 1990-08-07 1990-08-07 転写誤差調整方法 Granted JPH03101215A (ja)

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JPS4922587A (ja) * 1972-06-26 1974-02-28

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