JPH0544170B2 - - Google Patents

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JPH0544170B2
JPH0544170B2 JP3056476A JP5647691A JPH0544170B2 JP H0544170 B2 JPH0544170 B2 JP H0544170B2 JP 3056476 A JP3056476 A JP 3056476A JP 5647691 A JP5647691 A JP 5647691A JP H0544170 B2 JPH0544170 B2 JP H0544170B2
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JP
Japan
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light
projection
exposure
receiving section
light receiving
Prior art date
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JP3056476A
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English (en)
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JPH04211110A (ja
Inventor
Susumu Komorya
Hiroshi Maejima
Nobuyuki Irikita
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3056476A priority Critical patent/JPH04211110A/ja
Publication of JPH04211110A publication Critical patent/JPH04211110A/ja
Publication of JPH0544170B2 publication Critical patent/JPH0544170B2/ja
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Variable Magnification In Projection-Type Copying Machines (AREA)

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イ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されている。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。
【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。
【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、この作業を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。
【0006】 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。
【0007】 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エーハ等の露光体上
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エーハ等の露光体
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ツトと光電変換
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。
【0010】
【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、同部では図3に示すよ
うな光量(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つて図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。したがつて、光特性に最もシヤープなピーク
が得られたときが光透過部の像も鮮鋭になつたと
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。
【0011】
【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つてスリツトあるいはピン
ホール等の開口からなり、図2A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ツ
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。
【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を照射しすると光透過部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にはその時の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
では図3に示すような光量(光度)−距離の光特
性を得ることができる。
【0014】 しがつて、この光特性から最大光量2
a′,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。 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つて図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。したがつて、光特性に最もシヤープなピ
ークが得られたときが光透過部の像も鮮鋭になつ
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。
【0015】 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XYテーブル
でありその上にはスリツト23と電子線検出器2
4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つて検出でき、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】 したがつ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、両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。電子線の強度ピークが最
もシヤ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
ツト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2】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5】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】
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、 20……電子線源、 21……パターン発生部、 22……XYテーブル、 25……受信器、 26……電子レンズ、 27……測長機、 28……信号処理部。

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エーハ等
    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】 前記投影体の一部に形成される光
    透過部はスリツト又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
    ツ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
    に載置されたウエ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
    テーブル上にスリツ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。
JP3056476A 1991-03-20 1991-03-20 投影式露光方法 Granted JPH04211110A (ja)

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JPH04211110A JPH04211110A (ja) 1992-08-03
JPH0544170B2 true JPH0544170B2 (ja) 1993-07-05

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