JPH04211110A - 投影式露光方法 - Google Patents

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】

［０００１］

【産業上の利用分野】本発明は投影式露光方法およびそ
の装置に関し、特に半導体製造工程におけるホトリソグ
ラフィ工程で用いられる投影式露光方法およびその装置
に関する。 ［０００２］

【従来の技術】半導体製造工程におけるホトリソグラフ
ィ工程では、半導体ウェーハにマスクパターンを焼付け
る投影式露光装置が使用される。この種の装置としては
、１／２．１／４．１１５．１／１０縮小アライナ、ホ
トマスク用リピータ、１：１プロジエクシヨンアライナ
等が挙げられるが、いずれのものも所定のパターンを結
像面としてのウェーハ表面（場合によってはマスク表面
）に結像させる方式を採用している。したがって、忠実
度の高いパターン形成を行なうためには、マスクとウェ
ーハとの平行度不良に伴なう歪やパターンの平面位置ず
れ等を測定かつ認識し、これら歪や位置ずれのない露光
を行なう必要がある。 ［０００３］　このため、従来ではマスクとウェーハと
の平行度や平面位置を微少に変化させて多数枚の感光材
料を塗布したウェーハに露光を行ない、これを顕像化さ
せた上でパターンを目視にて認別し、歪については統計
処理を行なってこれを検出し、位置ずれについては最適
パターンを求めてずれ量を検出する方法が採用されてい
る。 ［０００４］

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では多数枚のウェーハを露光、現像処理することから
検出時間が長くなるとともに、目視による認別であるこ
とから検出精度に高いものが得られないという問題があ
る。 ［０００５］また、この種の露光装置では鮮鋭なパター
ンを得るために所謂焦点合せを行なう必要もあり、従来
ではこの焦点合せも多数枚のウェーハに実際に露光を行
なって目視により設定しており、この作業をも含めると
ウェーハ露光全体の作業効率が極めて悪いという問題も
ある。 ［０００６１本発明の第１の目的は、精度の良い焦点合
せを行うことができる投影式露光方法を提供することで
ある。 ［０００７１本発明の第２の目的は、精度の良い焦点合
せを行うことができる投影式露光装置を提供することで
ある。 ［０００８］

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、マス
ク等の被投影体をウェーハ等の露光体上に投影露光する
投影露光方法において、前記被投影体の一部に光透過部
を形成し、又、前記露光体が載置されるテーブル上に受
光部を設け、前記被投影体の光透過部を通る光を前記受
光部で受け、この受光部の光特性を基に焦点合せを行う
ことを特徴とする投影式露光方法により達成される。 ［０００９］又、第２の目的は、マスク等の被投影体を
テーブル上に載置されたウェーハ等の露光体上に投影露
光する投影露光装置において、前記露光体を載置するテ
ーブル上にスリットと光電変換素子を有する受光部を設
け、前記被投影体に設けられた光透過部を通る光を前記
受光部で検出できるように構成されていることを特徴と
する投影式露光装置により達成される。 ［００１０１

【作用］光源８により被投影体１を照射すると光透過部
２ａ、２ｂを透過した光はレンズ９により前記結像面７
上に結像される。そこで、ＸＹ子テーブルを作動して受
光器６をＸ、　Ｙ方向に移動させると、光電変換素子４
にはスリット５を通した光のみが入射されてこれを測光
し、信号処理部１１に出力する。同時に信号処理部１１
にはそのときのＸＹ子テーブルの位置がレーザ測長機１
０から入力され、この結果、回部では図３に示すような
光景（光度）−距離の光特性を得ることができる。受光
器６を光軸方向に微少変位できるようにしておけば、受
光器上下変位に伴なって図３の光特性は同図の一点鎖や
二点鎖線のように変化する。したがって、光特性に最も
シャープなピークが得られたときが光透過部の像も鮮鋭
になったときであり、この先軸位置を所謂焦点が合わさ
れた位置として検出することができるのである。 ［００１１１ 【実施例］図１は本発明装置の全体構成図であり、１は
所要のパターンを形成したマスク等からなる被投影体で
ある。この被投影体１は歪、位置検査時には略全面を遮
光した不透明板状のものを用いており、その一部には平
面方向に適宜間隔おいた少なくとも一対の光透過部２ａ
、２ｂを形成している。この光透過部２ａ、２ｂは基準
信号を発生させ得るものであってスリットあるいはピン
ホール等の開口からなり、図２（Ａ）に示すように被投
影体１の四隅部に各辺に沿ってスリット２Ａを対向配置
した構成や同図（Ｂ）に示すように、十字形に形成した
スリット２Ｂを枡目状に配置した構成としている。特に
同図（Ｂ）の場合には任意のスリットを選択しすること
により間隔寸法の異なるものを得ることができる。 ［００１２］一方、前記被投影体１の下方位置にはＸＹ
子テーブルを設置し、その上には光電変換素子４とスリ
ット５とを有する受光器６を載置している。この受光器
６のスリン５５位置はウェーハ等の露光体（７）の表面
位置（結像面）と一致するように構成しており、前記被
投影体１の上下に配置した光源８と結像レンズ９の作用
により前記光透過部２ａ、２ｂがこの結像面７位置（厳
密に言えば面の近傍）に結像されるようにしている。そ
して、この受光器６はＸＹ子テーブルの作動に伴なって
前記結像面上をＸ、　Ｙ方向に移動され、前記光透過部
２ａ、２ｂの像２ａ−２ｂ−の光量を検出する。また、
前記ＸＹ子テーブルの一側にはＸＹ子テーブル移動量を
検出するレーザ測長機１０を配置するとともに、信号処
理部１１を介して前記受光器６に接続している。この信
号処理部１１内には前記被投影体１の光透過部２ａ、２
ｂの正確な間隔寸法等が記憶され、また図示しない処理
結果の出力（表示）手段を付設している。 ［００１３］次に以上の構成の実施装置の作用とともに
本発明方法を説明する。光源８により被投影体１を照射
すると光透過部２ａ、２ｂを透過した光はレンズ９によ
り前記結像面７上に結像される。そこで、ＸＹ子テーブ
ルを作動して受光器６をＸ、　Ｙ方向に移動させると、
光電変換素子４にはスリット５を通した光のみが入射さ
れてこれを測光し、信号処理部１１に出力する。同時に
信号処理部１１にはその時のＸＹ子テーブルの位置がレ
ーザ測長機１０から入力され、この結果、間部では図３
に示すような光景（光度）−距離の光特性を得ることが
できる。 ［００１４］Ｌがって、この光特性から最大光量２ａ、
２ｂ−の平面位置およびその間隔寸法を算出し、これを
予め記憶されている被投影体１の対応位置、寸法と比較
することにより、結像位置における像の位置ずれや歪を
検出することができる。もっとも、位置ずれは一対の光
透過部のみで検出可能であるが、歪の検出にはＸ、Ｙ方
向の位置や寸法の検出を行なう必要があり、複数対（個
）の光透過部が要求される。一方、受光器６を光軸方向
に微少変位できるようにしておけば、受光器上下変位に
伴なって図３の光特性は同図の一点鎖線や二点鎖線のよ
うに変化する。したがって、光特性に最もシャープなピ
ークが得られたときが光透過部の像も鮮鋭になったとき
であり、この光軸位置を所謂焦点が合わされた位置とし
て検出することができるのである。 ［００１５１図４には本発明装置の他の実施例を示す。 本実施例は電子線投影装置に適用した例であり、２０は
光源としての電子線源、２１は被投影体と等価のパター
ン発生部で、このパターン発生部２１では前例の光透過
部に相当する少なくとも一対の電子線を基準信号として
適宜間隔おいて発生することができる。また、２２はＸ
Ｙ子テーブルありその上にはスリット２３と電子線検出
器２４を有する受信器２５を配設してＸ、　Ｙ方向に移
動することができる。そして、この受信器２５は電子レ
ンズ２６により結像された前記一対の電子線像をその移
動に伴なって検出でき、またその移動量は前例と同様の
測長機２７により検出できる。２８は前例と同様の信号
処理部である。 ［００１６］したがってこの実施例ではパターン発生部
２１により発生された少なくとも一対の電子線の電子レ
ンズ２６による結像を受信器２５にて検出し、画像の位
置や間隔寸法を求めてこれを測長機２７からの信号とと
もに信号処理部２８において処理することにより歪や位
置ずれを検出することができるのである。電子線の強皮
ピークが最もシャープになる軸位置において焦点合せが
好適なものになることは前例と同じである。 ［００１７］　ここで、前記各実施例において受光器６
や受信器２５の分解能を高める場合には、図５（Ａ）、
（Ｂ）に示すように再結像用の光学レンズ１２や電子レ
ンズ２９を受光器６、受信器２５の各スリット５．２３
上に配置し、結像した光透過部や電子線像を拡大して受
光、受信するようにしてもよい。また本方法は同様な構
成でＸ線露光装置にも応用可能である。 ［００１８］ 【発明の効果】以上のように本発明の投影露光方法およ
びその装置によれば、結像の特性を検出することにより
精度の良い最適焦点合せ位置を検出することができる。 又、基準信号の露光体位置における結像の間隔寸法や位
置を検出してこれを被投影体側における寸法と比較する
ことにより、露光に際しての歪や位置ずれを検出でき、
露光作業効率の向上や検出精度の向上を達成できるとい
う効果を奏する。 ［００１９］

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の投影露光装置の構成図であ
る。

【図２１　　（Ａ）、　（Ｂ）は本発明の一実施例に用
いられる、夫々異なる光透過部を示す被投影体の平面図
である。 【図３】本発明の一実施例により検出される光の光特性
図である。

【図４】本発明の他の実施例の電子線投影装置の構成図
である。

【図５１　　（Ａ）、　（Ｂ）は図１および図４の実施
例の一部の変形例を示す構成図である。 【符号の説明】 ■・・・被投影体、２ａ、２ｂ・・・光透過部（基準信
号）、３・・・ＸＹ子テーブル６・・・受光器、７・・
・結像面、８・・・光源、９・・・レンズ、１０測長機
、１１・・・信号処理部、２０・・・電子線源、２１・
・・パターン発生部、２２・・・ＸＹ子テーブル２５・
・・受信器、２６・・・電子レンズ、２７・・・測長機
、２８・・・信号処理部。

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスク等の被投影体をウェーハ等の露光体
   上に投影露光する投影露光方法において、前記被投影体
   の一部に光透過部を形成し、又、前記露光体が載置され
   るテーブル上に受光部を設け、前記被投影体の光透過部
   を通る光を前記受光部で受け、この受光部の光特性を基
   に焦点合せを行うことを特徴とする投影式露光方法。
2. 【請求項２】前記被投影体の一部に形成される光透過部
   はスリットヌはピンホールからなることを特徴とする請
   求項１記載の投影式露光方法。
3. 【請求項３】前記受光部は光電変換素子とスリットとを
   有することを特徴とする請求項１記載の投影式露光方法
   。
4. 【請求項４】前記受光器は光軸方向に変位できることを
   特徴とする請求項１記載の投影式露光方法。
5. 【請求項５】マスク等の被投影体をテーブル上に載置さ
   れたウェーハ等の露光体上に投影露光する投影露光装置
   において、前記露光体を載置するテーブル上にスリット
   と光電変換素子を有する受光部を設け、前記被投影体に
   設けられた光透過部を通る光を前記受光部で検出できる
   ように構成されていることを特徴とする投影式露光装置
   。