JPH0516014B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は投影式露光装置に関するものである。

半導体製造工程におけるホトリソグラフイ工程
では、半導体ウエ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、1/2，1/4，1/5，1/10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エーハ表面（場合に
よつてはマスク表面）に結像させる方式を採用し
ている。したがつて、忠実度の高いパターン形成
を行なうためには、マスクとウエーハとの平行度
不良に伴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。

このため、従来ではマスクとウエーハとの平行
度や平面位置を微少に変化させて多数枚の感光材
料を塗布したウエ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つてこれを検出し、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。しかしながら、こ
の方法では多数枚のウエーハを露光、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。

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エーハに実際に
露光を行なつて目視により設定しており、この作
業も含めるとウエ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。

したがつて本発明の目的はマスク等の被投影体
側に適宜間隔おいた少なくとも一対の基準信号を
発生させるよう構成し、ウエーハ等の露光体面上
に結像された前記基準信号の間隔寸法を測定して
これを被投影体における寸法や位置と比較するこ
とにより歪やずれ量を求めることができる投影式
露光装置を提供することにある。

以下、本発明を図面の実施例に基づいて説明す
る。

第１図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をおいた少
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
せ得るものであつてスリツトあるいはピンホール
等の開口からなり、第２図Ａに示すように被投影
体１の四隅部に各辺に沿つてスリツト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
成したスリツト２Ｂを桝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ツトを
選択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。

一方、前記被投影体１の下方位置にはXYテー
ブル３を設置し、その上には光電変換素子４とス
リツト５とを有する受光器６を載置している。こ
の受光器６のスリツト５位置はウエーハ等の露光
体の表面位置（結像面７）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２
ａ，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テーブル３の作動に伴なつて前
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テーブル３の一側にはXYテーブ
ルの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，２ｂ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。

次に以上の構成の実施例装置の作用を説明す
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テーブル
３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にはスリツト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テーブル３の位置がレーザ測長機１０から入
力され、この結果、同部では第３図に示すような
光量（光度）−移動量の特性を得ることができる。

したがつて、この特性から最大光量２a′，２
b′の結像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の間隔位置情報
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。もつとも、
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。

第４図は第１図の実施例の一部変形例を示すも
のである。前記第１図に示す実施例において受光
器６の分解能を高める場合には、第４図に示すよ
うに再結像用の光学レンズ１２を受光器６のスリ
ツト５上に配置し、結像した光透過部を拡大して
受光するようにしてもよい。

以上のように本発明の投影式露光装置によれ
ば、被投影体側に適宜間隔おいた複数の光透過部
により基準信号を発生させるよう構成し、この基
準信号の露光体位置における結像の結像位置と間
隔寸法を検出してこれを被投影体側における間隔
位置情報と比較することにより、露光に際しての
位置ずれを検出できる。特に、前記光透過部を複
数対設けることにより、歪や位置ずれを検出でき
る。これにより、露光作業効率の向上や検出精度
の向上を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の構成図、第２図Ａ，Ｂは
夫々異なる光透過部を示す被投影体の平面図、第
３図は検出した光特性図、第４図は第１図の実施
例の一部の変形例を示す構成図である。 １……被投影体、２ａ，２ｂ……光透過部（基
準信号）、３……XY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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源と、この光源からの光を透過するための
   光透過部を有する被投影体と、前記光透過部を透
   過した光を露光体上に結像させるための光学系
   と、前記露光体を載置するテーブルとを有する投
   影式露光装置において、前記被投影体は所定間隔
   を有する複数の光透過部を有し、前記テーブル上
   には前記光学系からの光を通すスリツトとこのス
   リツトを通る光を受光する光電変換素子からなる
   受光手段を設け、前記受光手段からの信号を処理
   するとともに、前記被投影体の複数の光透過部の
   間隔位置情報をあらかじめ記憶する信号処理部
   と、前記テーブルの位置を検出する手段とを有
   し、前記テーブル上の受光手段を水平方向に移動
   することにより、前記被投影体の複数の光透過部
   及び前記光学系を透過した光を前記受光手段で受
   光し、この受光手段からの出力信号と前記テーブ
   ルの位置を検出する手段により検出されるテーブ
   ルの位置信号から光量と移動量の特性を得て、こ
   の特性を基に前記複数の光透過部の像の結像位置
   及びその間隔寸法を前記信号処理部で算出し、前
   記信号処理部に記憶された複数の光透過部の間隔
   位置情報と比較することにより前記記憶された間
   隔位置情報に対する結像の位置ずれを検出するこ
   とを特徴とする投影式露光装置。 ２ 前記被投影体は複数対の光透過部を有し、か
   つ前記信号処理部には前記被投影体の複数対の光
   透過部の間隔位置情報が記憶され、前記複数対の
   光透過部の像の結像位置及びその間隔寸法を前記
   信号処理部で算出し、前記信号処理部に記憶され
   た複数対の光透過部の間隔位置情報と比較するこ
   とにより前記記憶された間隔位置情報に対する結
   像の位置ずれ及び歪を検出することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の投影式露光装置。