JPH0661120A - 露光装置の焦点調節方法 - Google Patents
露光装置の焦点調節方法Info
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- JPH0661120A JPH0661120A JP4211794A JP21179492A JPH0661120A JP H0661120 A JPH0661120 A JP H0661120A JP 4211794 A JP4211794 A JP 4211794A JP 21179492 A JP21179492 A JP 21179492A JP H0661120 A JPH0661120 A JP H0661120A
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- exposed surface
- lens system
- chip
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- G—PHYSICS
- 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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
-
- G—PHYSICS
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は露光装置の焦点調節方法に関し、集
積度が高く、要求される焦点深度が小さい半導体チップ
を生産する場合でも、生産性を高水準に維持することを
目的とする。 【構成】 ウェハ14を移動台15に載置した直後に、ウェ
ハの被露光面の標準高さZ0を決めておく。ウェハの被露
光面の半導体チップを作製するチップ作製予定部面14ａ
のそれぞれについて、以下を繰り返す。チップサイズに
応じて予め記憶されたレンズ系13の像点高さf1〜fnを読
み出す。複数のサンプル点S1〜Snについて標準高さZ0か
らの相対高さZ1〜Znを測定する。そして、Z0，f1〜fn，
Z1〜Znの各値からウェハの被露光面の平均高さZaを算出
する。最後にウェハの被露光面を平均高さZaに合わせ
て、露光を行う。
積度が高く、要求される焦点深度が小さい半導体チップ
を生産する場合でも、生産性を高水準に維持することを
目的とする。 【構成】 ウェハ14を移動台15に載置した直後に、ウェ
ハの被露光面の標準高さZ0を決めておく。ウェハの被露
光面の半導体チップを作製するチップ作製予定部面14ａ
のそれぞれについて、以下を繰り返す。チップサイズに
応じて予め記憶されたレンズ系13の像点高さf1〜fnを読
み出す。複数のサンプル点S1〜Snについて標準高さZ0か
らの相対高さZ1〜Znを測定する。そして、Z0，f1〜fn，
Z1〜Znの各値からウェハの被露光面の平均高さZaを算出
する。最後にウェハの被露光面を平均高さZaに合わせ
て、露光を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は露光装置の焦点調節方法
に係り、特に作製されるチップ上の位置によるフォーカ
スずれの度合いが均一化された露光装置の焦点調節方法
に関する。
に係り、特に作製されるチップ上の位置によるフォーカ
スずれの度合いが均一化された露光装置の焦点調節方法
に関する。
【０００２】近年、半導体チップの高集積化が著しく、
これに伴って縮小投影露光装置によってウェハの被露光
面に印刷される半導体チップの回路パターンも著しく微
細化されている。このため、露光装置の縮小投影レンズ
系においてチップ作製時に要求される焦点深度もまた著
しく減少するに至っている。
これに伴って縮小投影露光装置によってウェハの被露光
面に印刷される半導体チップの回路パターンも著しく微
細化されている。このため、露光装置の縮小投影レンズ
系においてチップ作製時に要求される焦点深度もまた著
しく減少するに至っている。
【０００３】したがって、高い精度で焦点合わせを行う
ことのできる露光装置の焦点調節方法を提供することが
望まれていた。
ことのできる露光装置の焦点調節方法を提供することが
望まれていた。
【０００４】
【従来の技術】図５は従来の露光装置の焦点調節方法に
係る装置の構成を示す。
係る装置の構成を示す。
【０００５】同図中において露光装置 1は、露光に必要
な単色光（例えば、波長 365nmのｉ線など）を供給する
露光照明系11，単色光を透過させるフィルム上に単色光
を透過させないクロムまたは酸化クロムあるいはその混
合層などで作製対象の半導体チップの回路パターンが描
かれたマスクパターン12，マスクパターン12を透過した
単色光を縮小投射する縮小投影レンズ系13によって、作
製対象の半導体チップの回路パターンの情報提供に関連
する部分が構成される。
な単色光（例えば、波長 365nmのｉ線など）を供給する
露光照明系11，単色光を透過させるフィルム上に単色光
を透過させないクロムまたは酸化クロムあるいはその混
合層などで作製対象の半導体チップの回路パターンが描
かれたマスクパターン12，マスクパターン12を透過した
単色光を縮小投射する縮小投影レンズ系13によって、作
製対象の半導体チップの回路パターンの情報提供に関連
する部分が構成される。
【０００６】また、縮小投射された単色光を被露光面に
受けて作製対象の半導体チップを作り込まれるウェハ1
4，ウェハ14の被露光面がレンズ系13の光軸と常に垂直
になるようにウェハ14を載置させる移動台15，移動台15
の位置を自在に設定可能とする移動台駆動機構16によっ
て、半導体チップが作り込まれる側に関連する部分が構
成される。
受けて作製対象の半導体チップを作り込まれるウェハ1
4，ウェハ14の被露光面がレンズ系13の光軸と常に垂直
になるようにウェハ14を載置させる移動台15，移動台15
の位置を自在に設定可能とする移動台駆動機構16によっ
て、半導体チップが作り込まれる側に関連する部分が構
成される。
【０００７】さらに、ウェハ14の被露光面をチェックす
る検査光を供給する被露光面検査用光源17，ウェハ14の
被露光面による検査光の反射光を受けて被露光面の凹凸
を検出するフォトディテクタ18，光源17からの検査光を
ウェハ14の被露光面上の所定位置に誘導して反射光をフ
ォトディテクタ18に誘導する反射鏡19によって、被露光
面の高さ測定に関連する部分が構成される。
る検査光を供給する被露光面検査用光源17，ウェハ14の
被露光面による検査光の反射光を受けて被露光面の凹凸
を検出するフォトディテクタ18，光源17からの検査光を
ウェハ14の被露光面上の所定位置に誘導して反射光をフ
ォトディテクタ18に誘導する反射鏡19によって、被露光
面の高さ測定に関連する部分が構成される。
【０００８】そして、フォトディテクタ18からの検出信
号に応じて制御回路 2が移動台駆動機構16を制御し、こ
れによって移動台15が上下方向に動いて露光装置 1の焦
点合わせが行われる。
号に応じて制御回路 2が移動台駆動機構16を制御し、こ
れによって移動台15が上下方向に動いて露光装置 1の焦
点合わせが行われる。
【０００９】図６は従来の露光装置の焦点調節方法にお
ける処理フローを示し、１枚のウェハに対して複数の半
導体チップを作製する場合の処理フローを示す。なお、
マスクパターンはすでに所定位置にセットされているも
のとする。
ける処理フローを示し、１枚のウェハに対して複数の半
導体チップを作製する場合の処理フローを示す。なお、
マスクパターンはすでに所定位置にセットされているも
のとする。
【００１０】図５および図６において、露光装置 1の移
動台15上に新たなウェハ14を載置した（ステップ 201）
ときには、移動台15を上下に移動させてウェハ14の被露
光面の現在高さＺを故意に変化させ、異なる複数の現在
高さＺにおいて露光照明系11によるマスクパターン12の
像を縮小投影レンズ系13を通して投影する。
動台15上に新たなウェハ14を載置した（ステップ 201）
ときには、移動台15を上下に移動させてウェハ14の被露
光面の現在高さＺを故意に変化させ、異なる複数の現在
高さＺにおいて露光照明系11によるマスクパターン12の
像を縮小投影レンズ系13を通して投影する。
【００１１】そして、それぞれの投影像を所定の方法で
チェックして、結像状態が最良となるときのウェハ14の
被露光面の高さを決定する（ステップ 202）。この高さ
は、ウェハ14の被露光面の標準高さZ0として記憶される
（ステップ 203）。
チェックして、結像状態が最良となるときのウェハ14の
被露光面の高さを決定する（ステップ 202）。この高さ
は、ウェハ14の被露光面の標準高さZ0として記憶される
（ステップ 203）。
【００１２】この後は、ウェハ14の被露光面に作製され
るべき半導体チップの作製がすべて終了するまで、ステ
ップ 204〜ステップ 208が繰り返される。
るべき半導体チップの作製がすべて終了するまで、ステ
ップ 204〜ステップ 208が繰り返される。
【００１３】すなわち、制御回路 2によって移動台駆動
機構16を操作して移動台15を水平方向に移動させ、チッ
プ作製予定部面14ａがレンズ系13の光軸上に至るように
する（ステップ 204）ことによって、ウェハ14の被露光
面における半導体チップを作製しようとするチップ作製
予定部面14ａに対して露光操作が行われるようにする。
機構16を操作して移動台15を水平方向に移動させ、チッ
プ作製予定部面14ａがレンズ系13の光軸上に至るように
する（ステップ 204）ことによって、ウェハ14の被露光
面における半導体チップを作製しようとするチップ作製
予定部面14ａに対して露光操作が行われるようにする。
【００１４】そして、被露光面検査用光源17から供給さ
れた検査光を反射鏡19でチップ作製予定部面14ａの中央
部に誘導し、被露光面に反射された検査光の反射光を反
射鏡19でフォトディテクタ18に誘導してそのずれを検出
することによって、前述した標準高さZ0に対するチップ
作製予定部面14ａの中央部の相対高さZcを測定する（ス
テップ 205）。そして、相対高さZcの大きさを移動台15
の上下方向における調整可能な最小移動量である最小調
整量δと比較する（ステップ 206）。
れた検査光を反射鏡19でチップ作製予定部面14ａの中央
部に誘導し、被露光面に反射された検査光の反射光を反
射鏡19でフォトディテクタ18に誘導してそのずれを検出
することによって、前述した標準高さZ0に対するチップ
作製予定部面14ａの中央部の相対高さZcを測定する（ス
テップ 205）。そして、相対高さZcの大きさを移動台15
の上下方向における調整可能な最小移動量である最小調
整量δと比較する（ステップ 206）。
【００１５】相対高さZcの大きさが最小調整量δよりも
大きい場合には、移動台15を上下方向に移動させて相対
高さZcの大きさがゼロに近づくようにする。すなわち、
チップ作製予定部面14ａの中央部の高さが標準高さZ0と
ほぼ一致するように制御し（ステップ 210）た後、ステ
ップ 205に戻る。
大きい場合には、移動台15を上下方向に移動させて相対
高さZcの大きさがゼロに近づくようにする。すなわち、
チップ作製予定部面14ａの中央部の高さが標準高さZ0と
ほぼ一致するように制御し（ステップ 210）た後、ステ
ップ 205に戻る。
【００１６】また、相対高さZcの大きさが最小調整量δ
よりも小さい場合には、露光作業を行ってチップ作製予
定部面14ａに対してマスクパターン12の像を投影する
（ステップ 207）。そして、ウェハ14の被露光面に作製
すべき半導体チップがまだあればステップ 204に戻り、
ウェハ14に対する半導体チップの作製が完了すればステ
ップ 209へ進んでウェハ14への作業を終了する（ステッ
プ 208）。
よりも小さい場合には、露光作業を行ってチップ作製予
定部面14ａに対してマスクパターン12の像を投影する
（ステップ 207）。そして、ウェハ14の被露光面に作製
すべき半導体チップがまだあればステップ 204に戻り、
ウェハ14に対する半導体チップの作製が完了すればステ
ップ 209へ進んでウェハ14への作業を終了する（ステッ
プ 208）。
【００１７】図７はウェハの被露光面の表面の一例を示
す。同図中、横軸はウェハの被露光面の現在高さＺと、
縦軸はレンズ系の光軸と、それぞれ一致させてある。
す。同図中、横軸はウェハの被露光面の現在高さＺと、
縦軸はレンズ系の光軸と、それぞれ一致させてある。
【００１８】図７において、曲線IIはＺ＝Z0のときのウ
ェハの被露光面の表面曲性を表している。すなわち、曲
線IIは標準高さZ0に対するウェハの被露光面の凹凸状態
を示しており、例えばチップ作製予定部面の中央部にお
いては被露光面が標準高さよりも約 0.1μｍくらい凸状
態となっている。また、図中のZi(i=1〜5)は、ウェハの
被露光面の標準高さZ0に対するサンプル点Si(i=1〜5)の
相対高さを示しており、これについては後述する。
ェハの被露光面の表面曲性を表している。すなわち、曲
線IIは標準高さZ0に対するウェハの被露光面の凹凸状態
を示しており、例えばチップ作製予定部面の中央部にお
いては被露光面が標準高さよりも約 0.1μｍくらい凸状
態となっている。また、図中のZi(i=1〜5)は、ウェハの
被露光面の標準高さZ0に対するサンプル点Si(i=1〜5)の
相対高さを示しており、これについては後述する。
【００１９】ところで、一般的に縮小投影レンズ系はレ
ンズ系ごとに異なる像面湾曲特性を有しているが、従来
はこの特性による影響がわずかなこともあって、焦点合
わせの際には全く考慮されていなかった。
ンズ系ごとに異なる像面湾曲特性を有しているが、従来
はこの特性による影響がわずかなこともあって、焦点合
わせの際には全く考慮されていなかった。
【００２０】図８は縮小投影レンズ系13の像面湾曲特性
を示す。同図中、横軸はレンズ系の焦平面と、縦軸はレ
ンズ系の光軸と、それぞれ一致させてある。そして、曲
線Ｉが縮小投影レンズ系の像面湾曲特性を表している。
すなわち、曲線Ｉはレンズ系の焦平面に対する像点の相
対位置を示しており、例えばレンズ系の光軸から約 5mm
くらい離れた位置においては結像する位置が焦平面より
約 0.3μｍくらいレンズ系に近くなっている。
を示す。同図中、横軸はレンズ系の焦平面と、縦軸はレ
ンズ系の光軸と、それぞれ一致させてある。そして、曲
線Ｉが縮小投影レンズ系の像面湾曲特性を表している。
すなわち、曲線Ｉはレンズ系の焦平面に対する像点の相
対位置を示しており、例えばレンズ系の光軸から約 5mm
くらい離れた位置においては結像する位置が焦平面より
約 0.3μｍくらいレンズ系に近くなっている。
【００２１】図９は従来の露光装置の焦点調節方法によ
る焦点合わせの一例を示す。同図中、横軸はレンズ系の
焦平面および前述したウェハの被露光面における標準高
さZ0と、縦軸はレンズ系の光軸と、それぞれ一致させて
ある。そして、破線で示す曲線Ｉはレンズ系の焦平面に
対する像点の相対位置を、二点鎖線で示す曲線IIｂがウ
ェハの被露光面の表面曲性を、それぞれ表している。
る焦点合わせの一例を示す。同図中、横軸はレンズ系の
焦平面および前述したウェハの被露光面における標準高
さZ0と、縦軸はレンズ系の光軸と、それぞれ一致させて
ある。そして、破線で示す曲線Ｉはレンズ系の焦平面に
対する像点の相対位置を、二点鎖線で示す曲線IIｂがウ
ェハの被露光面の表面曲性を、それぞれ表している。
【００２２】ここで、曲線IIｂが図７の曲線IIと比較し
て上下方向に移動しているのは、図６に示した処理によ
ってチップ作製予定部面の中央部の高さが標準高さZ0と
ほぼ一致するようにウェハの被露光面の現在高さが調節
されたためである。したがって、チップ作製予定部面の
中央部においてはレンズ系の像点がウェハの被露光面と
ほぼ完全に重なっている。
て上下方向に移動しているのは、図６に示した処理によ
ってチップ作製予定部面の中央部の高さが標準高さZ0と
ほぼ一致するようにウェハの被露光面の現在高さが調節
されたためである。したがって、チップ作製予定部面の
中央部においてはレンズ系の像点がウェハの被露光面と
ほぼ完全に重なっている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の露光装置の焦点調節方法では、レンズ系が有する像
面湾曲特性については考慮せずに、チップ作製予定部面
の中央部のみについてレンズ系の像点がウェハの被露光
面と重なるようにウェハの被露光面の現在高さを調節し
ていたため、特にチップ作製予定部面の周辺部分におい
てレンズ系の像点がウェハの被露光面から大きく離れて
しまい、これによるピンぼけのために作製した半導体チ
ップが不良品となってしまうことがあった。
来の露光装置の焦点調節方法では、レンズ系が有する像
面湾曲特性については考慮せずに、チップ作製予定部面
の中央部のみについてレンズ系の像点がウェハの被露光
面と重なるようにウェハの被露光面の現在高さを調節し
ていたため、特にチップ作製予定部面の周辺部分におい
てレンズ系の像点がウェハの被露光面から大きく離れて
しまい、これによるピンぼけのために作製した半導体チ
ップが不良品となってしまうことがあった。
【００２４】この理由は、例えば図９において、チップ
作製予定部面の中央部においてレンズ系の像点はウェハ
の被露光面と重なっているが、レンズ系の光軸から同図
の右側に約 5mmくらい離れた位置においては、レンズ系
の像点はウェハの被露光面から約 0.5μｍほども離れて
しまうためである。
作製予定部面の中央部においてレンズ系の像点はウェハ
の被露光面と重なっているが、レンズ系の光軸から同図
の右側に約 5mmくらい離れた位置においては、レンズ系
の像点はウェハの被露光面から約 0.5μｍほども離れて
しまうためである。
【００２５】現在、半導体チップはますます高集積化が
進んでおり、作り込まれる配線パターンの幅は 0.4μｍ
程度にまで小さくなってきている。ｉ線（波長 365ｎ
ｍ）による準単色光を用いた縮小投影露光装置で上記の
幅の配線パターンを露光する場合には、許容される焦点
深度は± 0.4μｍと極めてわずかなものとなる。
進んでおり、作り込まれる配線パターンの幅は 0.4μｍ
程度にまで小さくなってきている。ｉ線（波長 365ｎ
ｍ）による準単色光を用いた縮小投影露光装置で上記の
幅の配線パターンを露光する場合には、許容される焦点
深度は± 0.4μｍと極めてわずかなものとなる。
【００２６】このため、上記従来の露光装置の焦点調節
方法で、従来より集積度の高い半導体チップを作製する
と、不良品となる比率が高まり、半導体チップの生産性
が低下してしまうという問題点があった。
方法で、従来より集積度の高い半導体チップを作製する
と、不良品となる比率が高まり、半導体チップの生産性
が低下してしまうという問題点があった。
【００２７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、集積度が高く、要求される焦点深度が小さい半
導体チップを生産する場合でも、生産性を高水準に維持
することのできる露光装置の焦点調節方法を提供するこ
とを目的とする。
であり、集積度が高く、要求される焦点深度が小さい半
導体チップを生産する場合でも、生産性を高水準に維持
することのできる露光装置の焦点調節方法を提供するこ
とを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、チップが作製されるウェハの被露光面
のチップ作製予定部面内の複数のサンプル点について前
記ウェハの被露光面の標準高さに対する相対高さを測定
し、前記標準高さと、前記相対高さと、前記チップ作製
予定部面上にマスクパターンの図形を縮小投影させる縮
小投影レンズ系の像面湾曲特性データを予め記憶してい
る像面湾曲特性データ記憶部中から選別された像点高さ
とに基づいて、前記チップ作製予定部面上の前記複数の
サンプル点における、前記相対高さと前記レンズ系の前
記像点高さとのずれを平均化する前記ウェハの被露光面
の平均高さを算出し、前記ウェハの被露光面の現在高さ
を前記平均高さに調節する。
めに本発明では、チップが作製されるウェハの被露光面
のチップ作製予定部面内の複数のサンプル点について前
記ウェハの被露光面の標準高さに対する相対高さを測定
し、前記標準高さと、前記相対高さと、前記チップ作製
予定部面上にマスクパターンの図形を縮小投影させる縮
小投影レンズ系の像面湾曲特性データを予め記憶してい
る像面湾曲特性データ記憶部中から選別された像点高さ
とに基づいて、前記チップ作製予定部面上の前記複数の
サンプル点における、前記相対高さと前記レンズ系の前
記像点高さとのずれを平均化する前記ウェハの被露光面
の平均高さを算出し、前記ウェハの被露光面の現在高さ
を前記平均高さに調節する。
【００２９】
【作用】上記の構成によれば、縮小投影レンズ系を通し
て投影されるマスクパターンの投影像のピンぼけ（フォ
ーカスずれ）は、ウェハの被露光面のチップ作製予定部
面全体にわたって平均化される。
て投影されるマスクパターンの投影像のピンぼけ（フォ
ーカスずれ）は、ウェハの被露光面のチップ作製予定部
面全体にわたって平均化される。
【００３０】
【実施例】図１は本発明になる露光装置の焦点調節方法
に係る装置の構成を示す。同図中、図５と同一構成部分
については同一符号を付し、その説明を省略する。
に係る装置の構成を示す。同図中、図５と同一構成部分
については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３１】図１において図５と異なる点は、ｎ組の被
露光面検査用光源171 〜17n およびこれに対応するｎ組
のフォトディテクタ181 〜18n と、レンズ系13に関する
像面湾曲特性データを記憶している像面湾曲特性データ
記憶部 3を具備していることである。これによって、チ
ップ作製予定部面14ａにおける複数のサンプル点S1〜Sn
について凹凸を検出し、像面湾曲特性データ記憶部 3に
記憶されたレンズ系13に関する情報を参照することがで
きる。
露光面検査用光源171 〜17n およびこれに対応するｎ組
のフォトディテクタ181 〜18n と、レンズ系13に関する
像面湾曲特性データを記憶している像面湾曲特性データ
記憶部 3を具備していることである。これによって、チ
ップ作製予定部面14ａにおける複数のサンプル点S1〜Sn
について凹凸を検出し、像面湾曲特性データ記憶部 3に
記憶されたレンズ系13に関する情報を参照することがで
きる。
【００３２】図２は本発明になる露光装置の焦点調節方
法における処理フローを示す。同図中において、ステッ
プ 101〜ステップ 104については図６中のステップ 201
〜ステップ 204と同一の処理なので、その説明を省略す
る。
法における処理フローを示す。同図中において、ステッ
プ 101〜ステップ 104については図６中のステップ 201
〜ステップ 204と同一の処理なので、その説明を省略す
る。
【００３３】ステップ 104の処理後、像面湾曲特性デー
タ記憶部 3に記憶されたレンズ系13に関するデータの中
から、作製しようとする半導体チップのサイズに応じて
レンズ系13のｎ組の像点高さf1〜fnに関するデータを選
別して読み出す（ステップ 105）。
タ記憶部 3に記憶されたレンズ系13に関するデータの中
から、作製しようとする半導体チップのサイズに応じて
レンズ系13のｎ組の像点高さf1〜fnに関するデータを選
別して読み出す（ステップ 105）。
【００３４】像面湾曲特性データ記憶部 3に記憶されて
いる各像点高さに関するデータの内容は、レンズ系13の
光軸からの距離と像点のレンズ系13の焦平面から光軸方
向へのずれの距離との対応を保証領域内の所定のサンプ
ル点について示すものである。したがって一般には保証
領域をすべて使用することは少ないので、上述のように
必要なデータのみ選別する。
いる各像点高さに関するデータの内容は、レンズ系13の
光軸からの距離と像点のレンズ系13の焦平面から光軸方
向へのずれの距離との対応を保証領域内の所定のサンプ
ル点について示すものである。したがって一般には保証
領域をすべて使用することは少ないので、上述のように
必要なデータのみ選別する。
【００３５】次に、各像点高さのデータに対応して、ｎ
組の被露光面検査用光源171 〜17nおよびｎ組のフォト
ディテクタ181 〜18n と反射鏡19によって、チップ作製
予定部面14ａ上の複数のサンプル点S1〜Snの標準高さZ0
に対する相対高さZ1〜Znをそれぞれ図６のステップ 205
と同様に測定する（ステップ 106）。
組の被露光面検査用光源171 〜17nおよびｎ組のフォト
ディテクタ181 〜18n と反射鏡19によって、チップ作製
予定部面14ａ上の複数のサンプル点S1〜Snの標準高さZ0
に対する相対高さZ1〜Znをそれぞれ図６のステップ 205
と同様に測定する（ステップ 106）。
【００３６】そして、標準高さZ0，像点高さf1〜fn，相
対高さZ1〜Znの値から、チップ作製予定部面14ａ全体に
おける結像状態を最良にするウェハ14の被露光面の平均
高さZaを後述する計算方法で算出する（ステップ 10
7）。
対高さZ1〜Znの値から、チップ作製予定部面14ａ全体に
おける結像状態を最良にするウェハ14の被露光面の平均
高さZaを後述する計算方法で算出する（ステップ 10
7）。
【００３７】続いて、ウェハ14の被露光面の現在高さＺ
および平均高さZaの値の差と移動台15の上下方向の最小
調整量δの値とを比較する（ステップ 108）。
および平均高さZaの値の差と移動台15の上下方向の最小
調整量δの値とを比較する（ステップ 108）。
【００３８】現在高さＺおよび平均高さZaの値の差が最
小調整量δよりも大きい場合には、移動台15を上下方向
に移動させて現在高さが平均高さZaとほぼ一致するよう
に制御し（ステップ 112）た後、ステップ 106に戻る。
小調整量δよりも大きい場合には、移動台15を上下方向
に移動させて現在高さが平均高さZaとほぼ一致するよう
に制御し（ステップ 112）た後、ステップ 106に戻る。
【００３９】また、現在高さＺおよび平均高さZaの値の
差が最小調整量δよりも小さい場合には、露光作業を行
ってチップ作製予定部面14ａに対してマスクパターン12
の像を投影する（ステップ 109）。そして、ウェハ14の
被露光面に作製すべき半導体チップがまだあればステッ
プ 104に戻り、ウェハ14に対する半導体チップの作製が
完了すればステップ 111へ進んでウェハ14への作業を終
了する（ステップ 110）。
差が最小調整量δよりも小さい場合には、露光作業を行
ってチップ作製予定部面14ａに対してマスクパターン12
の像を投影する（ステップ 109）。そして、ウェハ14の
被露光面に作製すべき半導体チップがまだあればステッ
プ 104に戻り、ウェハ14に対する半導体チップの作製が
完了すればステップ 111へ進んでウェハ14への作業を終
了する（ステップ 110）。
【００４０】図３は本発明になる露光装置の焦点調節方
法における相対高さの測定を示す。同図中、図１と同一
構成部分については同一符号を付し、その説明を省略す
る。また、S1〜Snは前述した標準高さZ0に対する相対高
さZ1〜Znの測定対象となるチップ作製予定部面14ａ上の
複数のサンプル点を示す。ただし、反射鏡19については
省略した。
法における相対高さの測定を示す。同図中、図１と同一
構成部分については同一符号を付し、その説明を省略す
る。また、S1〜Snは前述した標準高さZ0に対する相対高
さZ1〜Znの測定対象となるチップ作製予定部面14ａ上の
複数のサンプル点を示す。ただし、反射鏡19については
省略した。
【００４１】図３においては、上記サンプル点の個数ｎ
＝５とされており、したがってこれに対応して検査用光
源およびフォトディテクタも５組とされる。また、各サ
ンプル点はそれぞれチップ作製予定部面14ａ中央部から
の距離によって決められる。そして、各サンプル点に対
応して前述のようにレンズ系13の５組の像点高さf1〜f5
が選別される。
＝５とされており、したがってこれに対応して検査用光
源およびフォトディテクタも５組とされる。また、各サ
ンプル点はそれぞれチップ作製予定部面14ａ中央部から
の距離によって決められる。そして、各サンプル点に対
応して前述のようにレンズ系13の５組の像点高さf1〜f5
が選別される。
【００４２】図４は本発明になる露光装置の焦点調節方
法による焦点合わせの一例を示し、横軸はレンズ系の焦
平面およびウェハの被露光面における標準高さZ0と、縦
軸はレンズ系の光軸と、それぞれ一致させてある。ま
た、破線で示す曲線Ｉは図７にて示したレンズ系の焦平
面に対する像点の相対高さを、二点鎖線で示す曲線IIａ
はウェハの被露光面の現在高さを前述した平均高さZaと
ほぼ一致するように調節したときの図８にて示したウェ
ハの被露光面の表面曲性を、それぞれ示す。
法による焦点合わせの一例を示し、横軸はレンズ系の焦
平面およびウェハの被露光面における標準高さZ0と、縦
軸はレンズ系の光軸と、それぞれ一致させてある。ま
た、破線で示す曲線Ｉは図７にて示したレンズ系の焦平
面に対する像点の相対高さを、二点鎖線で示す曲線IIａ
はウェハの被露光面の現在高さを前述した平均高さZaと
ほぼ一致するように調節したときの図８にて示したウェ
ハの被露光面の表面曲性を、それぞれ示す。
【００４３】ここで改めて、チップ作製予定部面14ａ全
体における結像状態を最良にするウェハ14の被露光面の
平均高さZaを算出する方法について説明するために、Z0
はウェハの被露光面の標準高さを、fi(i=1〜5)は各サン
プル点Si(i=1〜5)におけるレンズ系の像点高さを、Zi(i
=1〜5)はＺ＝Z0であるときのウェハの被露光面の各サン
プル点Si(i=1〜5)のZ0に対する相対高さ（図７中に示し
た）を、それぞれ示すものとする。
体における結像状態を最良にするウェハ14の被露光面の
平均高さZaを算出する方法について説明するために、Z0
はウェハの被露光面の標準高さを、fi(i=1〜5)は各サン
プル点Si(i=1〜5)におけるレンズ系の像点高さを、Zi(i
=1〜5)はＺ＝Z0であるときのウェハの被露光面の各サン
プル点Si(i=1〜5)のZ0に対する相対高さ（図７中に示し
た）を、それぞれ示すものとする。
【００４４】いま、ウェハの被露光面が標準高さZ0と異
なる現在高さＺにあるとすると、このときのウェハの被
露光面の各サンプル点Si(i=1〜5)のZ0に対する相対高さ
Zi′(i=1〜5)は次式で表せる。
なる現在高さＺにあるとすると、このときのウェハの被
露光面の各サンプル点Si(i=1〜5)のZ0に対する相対高さ
Zi′(i=1〜5)は次式で表せる。
【００４５】 Zi′＝Zi＋（Ｚ−Z0） ……( 1) また、各サンプル点Si(i=1〜5)におけるウェハの被露光
面とレンズ系の像点高さとのずれΔFZi は、次式で表せ
る。
面とレンズ系の像点高さとのずれΔFZi は、次式で表せ
る。
【００４６】 ΔFZi ＝Zi′−fi＝Zi＋（Ｚ−Z0）−fi ＝Zi−fi＋Ｚ−Z0 ……( 2) ウェハの被露光面の現在高さＺが算出しようとする平均
高さに一致しているとすると、すべてのｉについての(
2)式の値のばらつきが最も少なくなる。したがって、平
均高さZaの値は次式で示されるΔFZの値が最小となると
きの現在高さＺの値と等しい。
高さに一致しているとすると、すべてのｉについての(
2)式の値のばらつきが最も少なくなる。したがって、平
均高さZaの値は次式で示されるΔFZの値が最小となると
きの現在高さＺの値と等しい。
【００４７】
【数１】
【００４８】よって、Ｚによる( 3)式の微分値がゼロと
なるときの現在高さＺの値が算出しようとする平均高さ
Zaの値となる。
なるときの現在高さＺの値が算出しようとする平均高さ
Zaの値となる。
【００４９】
【数２】
【００５０】
【数３】
【００５１】これによって、図４におけるレンズ系の像
点高さとウェハの被露光面の標準高さZ0に対する相対高
さとのずれ（フォーカスずれ）の最大値は、縦軸上のf1
とZ1′との間の 0.3μｍ未満（前述した許容限界である
0.4μｍより小さい）となり、この半導体チップは良品
となる。
点高さとウェハの被露光面の標準高さZ0に対する相対高
さとのずれ（フォーカスずれ）の最大値は、縦軸上のf1
とZ1′との間の 0.3μｍ未満（前述した許容限界である
0.4μｍより小さい）となり、この半導体チップは良品
となる。
【００５２】したがって、一般的にウェハの被露光面の
平均高さZaは、ウェハの被露光面の標準高さZ0，各サン
プル点Si(i=1〜n)におけるレンズ系の像点高さfi(i=1〜
n)，各サンプル点Si(i=1〜n)におけるウェハの被露光面
の標準高さZ0に対する相対高さZi(i=1〜n)によって、次
式のように算出できる。
平均高さZaは、ウェハの被露光面の標準高さZ0，各サン
プル点Si(i=1〜n)におけるレンズ系の像点高さfi(i=1〜
n)，各サンプル点Si(i=1〜n)におけるウェハの被露光面
の標準高さZ0に対する相対高さZi(i=1〜n)によって、次
式のように算出できる。
【００５３】
【数４】
【００５４】以上によって、ウェハのチップ作製予定部
面全体におけるウェハの被露光面とレンズ系による像点
とのずれ（フォーカスずれ）によるピンぼけは平均化さ
れて、チップ作製予定部面全体としてのレンズ系の結像
状態は最良となるため、チップ作製予定部面すなわち作
製された半導体チップの良品率が高まり、チップ作製時
に要求される焦点深度が小さい場合でも半導体チップの
生産性を高水準に維持することができる。
面全体におけるウェハの被露光面とレンズ系による像点
とのずれ（フォーカスずれ）によるピンぼけは平均化さ
れて、チップ作製予定部面全体としてのレンズ系の結像
状態は最良となるため、チップ作製予定部面すなわち作
製された半導体チップの良品率が高まり、チップ作製時
に要求される焦点深度が小さい場合でも半導体チップの
生産性を高水準に維持することができる。
【００５５】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、縮小投影レ
ンズ系の像面湾曲特性およびウェハの被露光面における
チップ作製予定部面の凹凸状態を考慮して焦点合わせを
行っているため、チップ作製予定部面全体におけるウェ
ハの被露光面とレンズ系による像点とのずれ、すなわち
フォーカスずれを平均化させることができる。
ンズ系の像面湾曲特性およびウェハの被露光面における
チップ作製予定部面の凹凸状態を考慮して焦点合わせを
行っているため、チップ作製予定部面全体におけるウェ
ハの被露光面とレンズ系による像点とのずれ、すなわち
フォーカスずれを平均化させることができる。
【００５６】したがって、チップ作製予定部面上のある
部分におけるフォーカスずれが他の部分にくらべて極端
に大きくなることが防止されてチップ作製予定部面全体
としてのレンズ系の結像状態は最良となり、チップ作製
予定部面すなわち作製された半導体チップの良品率が高
まってチップ作製時に要求される焦点深度が小さい場合
でも半導体チップの生産性を高水準に維持することがで
きる。
部分におけるフォーカスずれが他の部分にくらべて極端
に大きくなることが防止されてチップ作製予定部面全体
としてのレンズ系の結像状態は最良となり、チップ作製
予定部面すなわち作製された半導体チップの良品率が高
まってチップ作製時に要求される焦点深度が小さい場合
でも半導体チップの生産性を高水準に維持することがで
きる。
【図１】本発明になる露光装置の焦点調節方法に係る装
置の構成を示す図である。
置の構成を示す図である。
【図２】本発明になる露光装置の焦点調節方法における
処理フローを示す図である。
処理フローを示す図である。
【図３】本発明になる露光装置の焦点調節方法における
相対高さの測定を示す図である。
相対高さの測定を示す図である。
【図４】本発明になる露光装置の焦点調節方法による焦
点合わせの一例を示す図である。
点合わせの一例を示す図である。
【図５】従来の露光装置の焦点調節方法に係る装置の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図６】従来の露光装置の焦点調節方法における処理フ
ローを示す図である。
ローを示す図である。
【図７】ウェハの被露光面の表面の一例を示す図であ
る。
る。
【図８】縮小投影レンズ系の像面湾曲特性を示す図であ
る。
る。
【図９】従来の露光装置の焦点調節方法による焦点合わ
せの一例を示す図である。
せの一例を示す図である。
1 露光装置 11 露光照明系 12 マスクパターン 13 縮小投影レンズ系 14 ウェハ 14ａ チップ作製予定部面 15 移動台 16 移動台駆動機構 17，171 〜17n 被露光面検査用光源 18 181 〜18n フォトディテクタ 19 反射鏡 2 制御回路 3 像面湾曲特性データ記憶部 Ｚ ウェハの被露光面の現在高さ Z0 ウェハの被露光面の標準高さ Za ウェハの被露光面の平均高さ S1〜Sn チップ作製予定部面上の複数のサン
プル点 Z1〜Zn 各サンプル点のZ0に対する相対高さ f1〜fn 各サンプル点に対応するレンズ系の
像点高さ
プル点 Z1〜Zn 各サンプル点のZ0に対する相対高さ f1〜fn 各サンプル点に対応するレンズ系の
像点高さ
Claims (1)
- 【請求項１】 チップが作製されるウェハ（14）の被露
光面のチップ作製予定部面（14ａ）内の複数のサンプル
点（S1〜Sn）について前記ウェハ（14）の被露光面の標
準高さ（Z0）に対する相対高さ（Z1〜Zn）を測定し（ 1
06）、 前記標準高さ（Z0）と、前記相対高さ（Z1〜Zn）と、前
記チップ作製予定部面（14ａ）上にマスクパターン（1
2）の図形を縮小投影させる縮小投影レンズ系（13）の
像面湾曲特性データを予め記憶している像面湾曲特性デ
ータ記憶部（ 3）中から選別された像点高さ（f1〜fn）
とに基づいて、前記チップ作製予定部面（14ａ）上の前
記複数のサンプル点（S1〜Sn）における、前記相対高さ
（Z1〜Zn）と前記レンズ系（13）の前記像点高さ（f1〜
fn）とのずれを平均化する前記ウェハ（14）の被露光面
の平均高さ（Za）を算出し（ 107）、 前記ウェハ（14）の被露光面の現在高さ（Ｚ）を前記平
均高さ（Za）に調節する（ 108， 112）ことを特徴とす
る露光装置の焦点調節方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4211794A JPH0661120A (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 露光装置の焦点調節方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4211794A JPH0661120A (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 露光装置の焦点調節方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661120A true JPH0661120A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16611721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4211794A Withdrawn JPH0661120A (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 露光装置の焦点調節方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661120A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006140259A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置及び熱処理板上の付着物の検出方法 |
| CN115561976A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-01-03 | 广州粤芯半导体技术有限公司 | 光刻设备基准聚焦变动后产品的风险评估方法 |
-
1992
- 1992-08-07 JP JP4211794A patent/JPH0661120A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006140259A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置及び熱処理板上の付着物の検出方法 |
| CN115561976A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-01-03 | 广州粤芯半导体技术有限公司 | 光刻设备基准聚焦变动后产品的风险评估方法 |
| CN115561976B (zh) * | 2022-12-06 | 2023-03-24 | 广州粤芯半导体技术有限公司 | 光刻设备基准聚焦变动后产品的风险评估方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |