JPH0697036A - 投影露光装置の焦点合わせ装置 - Google Patents
投影露光装置の焦点合わせ装置Info
- Publication number
- JPH0697036A JPH0697036A JP4247607A JP24760792A JPH0697036A JP H0697036 A JPH0697036 A JP H0697036A JP 4247607 A JP4247607 A JP 4247607A JP 24760792 A JP24760792 A JP 24760792A JP H0697036 A JPH0697036 A JP H0697036A
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- JP
- Japan
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- light
- wafer
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、最適露光焦点位置（合焦点位置）を
求めるための先行評価作業を無くし、ＬＳＩ製造におけ
る高スループット化と最適露光焦点位置（合焦点位置）
を高精度に求めるための投影露光装置の焦点合わせ装置
を提供することを目的とする。 【構成】可動テーブルを投影光学系の光軸方向にステッ
プ移動あるいは連続移動し、移動に同期してスリットパ
ターンを透過する光を光検出器により光量検出し、その
最大光量位置を検出すことにより合焦点位置を検出，補
正する投影露光装置の焦点合わせ装置。
求めるための先行評価作業を無くし、ＬＳＩ製造におけ
る高スループット化と最適露光焦点位置（合焦点位置）
を高精度に求めるための投影露光装置の焦点合わせ装置
を提供することを目的とする。 【構成】可動テーブルを投影光学系の光軸方向にステッ
プ移動あるいは連続移動し、移動に同期してスリットパ
ターンを透過する光を光検出器により光量検出し、その
最大光量位置を検出すことにより合焦点位置を検出，補
正する投影露光装置の焦点合わせ装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＩＣ，ＬＳＩ製造用の投
影露光装置に関わり、特にマスク上の回路パターンを半
導体ウェハ（ウェハ）上に投影して露光する際の露光焦
点位置合わせ精度および上記露光焦点位置合わせ精度の
安定性を向上することのできる投影露光装置の焦点合わ
せ装置に関する。
影露光装置に関わり、特にマスク上の回路パターンを半
導体ウェハ（ウェハ）上に投影して露光する際の露光焦
点位置合わせ精度および上記露光焦点位置合わせ精度の
安定性を向上することのできる投影露光装置の焦点合わ
せ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの高集積度化に伴なう回路パター
ンの微細化に対応するため、投影露光装置に用いる投影
レンズの開口数（ＮＡ）を大きくしたり、露光に使用す
る光の波長の短波長化が図られている。このため、上記
投影レンズの焦点深度は小さくなり、露光焦点合わせ技
術の高精度化が必要となっている。
ンの微細化に対応するため、投影露光装置に用いる投影
レンズの開口数（ＮＡ）を大きくしたり、露光に使用す
る光の波長の短波長化が図られている。このため、上記
投影レンズの焦点深度は小さくなり、露光焦点合わせ技
術の高精度化が必要となっている。
【０００３】従来、上記露光焦点合わせは、マスク上の
回路パターンを半導体ウェハ（ウェハ）上に投影して露
光する際に、投影露光装置における投影露光光学系の合
焦点位置を求めるため、先行作業としてウェハ上に評価
パターンを露光し、合焦点位置の評価を実施し、その評
価値により上記投影光学系の合焦点位置を求め、最適露
光焦点位置としてウェハ露光時に補正していた。
回路パターンを半導体ウェハ（ウェハ）上に投影して露
光する際に、投影露光装置における投影露光光学系の合
焦点位置を求めるため、先行作業としてウェハ上に評価
パターンを露光し、合焦点位置の評価を実施し、その評
価値により上記投影光学系の合焦点位置を求め、最適露
光焦点位置としてウェハ露光時に補正していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては、最適露光焦点位置（合焦点位置）を求めるため先
行作業でウェハ上に評価パターンを露光しなければなら
ず、先行評価に時間を要し、ＬＳＩ製造におけるスルー
プットが低下してしまう。また、露光評価はウェハ上に
露光した評価パターンを光学顕微鏡により観察しパター
ンニングの良否により読み取り判断しながら実施してお
り、評価における最適露光焦点位置（合焦点位置）を求
める精度が低下し、露光焦点位置合わせの高精度化が図
られていない。
ては、最適露光焦点位置（合焦点位置）を求めるため先
行作業でウェハ上に評価パターンを露光しなければなら
ず、先行評価に時間を要し、ＬＳＩ製造におけるスルー
プットが低下してしまう。また、露光評価はウェハ上に
露光した評価パターンを光学顕微鏡により観察しパター
ンニングの良否により読み取り判断しながら実施してお
り、評価における最適露光焦点位置（合焦点位置）を求
める精度が低下し、露光焦点位置合わせの高精度化が図
られていない。
【０００５】本発明の目的は、最適露光焦点位置（合焦
点位置）を求めるため先行評価作業を無くし、ＬＳＩ製
造におけるスループットと最適露光焦点位置（合焦点位
置）を求める精度の向上を実現するための投影露光装置
の焦点合わせ装置を提供することにある。
点位置）を求めるため先行評価作業を無くし、ＬＳＩ製
造におけるスループットと最適露光焦点位置（合焦点位
置）を求める精度の向上を実現するための投影露光装置
の焦点合わせ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、投影露光装置において、マスク上にテストパターン
を配置し上記テストパターン像を投影光学系を通してウ
ェハを搭載する可動テーブル上に設けたプレート上に結
像し、上記可動テーブルを移動して上記プレートに設け
たテストパターン像と光学的に等価なスリットパターン
を透過する光を光検出器により検出するように構成し、
かつ、上記可動テーブルを上記投影光学系の光軸方向に
ステップ移動あるいは連続移動し、移動に同期して上記
スリットパターンを透過する光を上記光検出器により光
量検出し、その最大光量位置を求め合焦点位置を自動で
検出する検出処理系を備え、かつ最適露光焦点位置とし
て自動補正する焦点位置補正処理系を備えたことであ
る。
め、投影露光装置において、マスク上にテストパターン
を配置し上記テストパターン像を投影光学系を通してウ
ェハを搭載する可動テーブル上に設けたプレート上に結
像し、上記可動テーブルを移動して上記プレートに設け
たテストパターン像と光学的に等価なスリットパターン
を透過する光を光検出器により検出するように構成し、
かつ、上記可動テーブルを上記投影光学系の光軸方向に
ステップ移動あるいは連続移動し、移動に同期して上記
スリットパターンを透過する光を上記光検出器により光
量検出し、その最大光量位置を求め合焦点位置を自動で
検出する検出処理系を備え、かつ最適露光焦点位置とし
て自動補正する焦点位置補正処理系を備えたことであ
る。
【０００７】
【作用】上記テストパターン像を上記可動テーブル上に
設けたプレート上に結像し、上記可動テーブルを投影光
学系の光軸方向にステップ移動あるいは連続移動し、移
動に同期して上記プレート上に設けたスリットパターン
を透過する光を光検出器により光量検出し、その最大光
量位置を求め、合焦点位置を自動検出し、最適露光焦点
位置として自動補正することにより、マスク上の回路パ
ターンをウェハ上に投影して露光する際に高精度かつ安
定に露光焦点位置合わせを行うことが達成される。
設けたプレート上に結像し、上記可動テーブルを投影光
学系の光軸方向にステップ移動あるいは連続移動し、移
動に同期して上記プレート上に設けたスリットパターン
を透過する光を光検出器により光量検出し、その最大光
量位置を求め、合焦点位置を自動検出し、最適露光焦点
位置として自動補正することにより、マスク上の回路パ
ターンをウェハ上に投影して露光する際に高精度かつ安
定に露光焦点位置合わせを行うことが達成される。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１〜図３により説
明する。
明する。
【０００９】図１おいて、光源１からの照明光は、マス
ク２上に配置されたテストパターン３を照明する。照明
されたテストパターン３は、投影光学系４を介してウェ
ハ６を載せてＸ／Ｙ／Ｚ方向に移動するステージ５上に
設けたウェハ６と同一平面上にあるプレート７上に投影
像８として結像する。ステージ５は、プレート７に設け
たテストパターン３と光学的に共役なスリットパターン
９とプレート上に結像した投影像８とのＸ／Ｙ方向の位
置合わせを行う。投影像８とスリットパターン９のＸ／
Ｙ方向の位置合わせ後、ステージ５を投影光学系の光軸
方向（Ｚ方向）にＺ駆動制御系１２により任意のピッチ
でステップ、あるいは連続に移動させる。予め設定した
任意のＺ方向移動量毎に、スリットパターン９を透過す
る投影像８の光量を検出し、同時にステージ５のＺ方向
位置はＺ駆動制御系１２により検出し、データ処理系１
４に転送する。スリットパターン９を透過する投影像８
の光量検出は受光器１０により受光検出し、電気増幅器
１１により増幅し、アナログ／デジタル変換器１３によ
りデジタル変換され、データ処理系１４に転送される。
ク２上に配置されたテストパターン３を照明する。照明
されたテストパターン３は、投影光学系４を介してウェ
ハ６を載せてＸ／Ｙ／Ｚ方向に移動するステージ５上に
設けたウェハ６と同一平面上にあるプレート７上に投影
像８として結像する。ステージ５は、プレート７に設け
たテストパターン３と光学的に共役なスリットパターン
９とプレート上に結像した投影像８とのＸ／Ｙ方向の位
置合わせを行う。投影像８とスリットパターン９のＸ／
Ｙ方向の位置合わせ後、ステージ５を投影光学系の光軸
方向（Ｚ方向）にＺ駆動制御系１２により任意のピッチ
でステップ、あるいは連続に移動させる。予め設定した
任意のＺ方向移動量毎に、スリットパターン９を透過す
る投影像８の光量を検出し、同時にステージ５のＺ方向
位置はＺ駆動制御系１２により検出し、データ処理系１
４に転送する。スリットパターン９を透過する投影像８
の光量検出は受光器１０により受光検出し、電気増幅器
１１により増幅し、アナログ／デジタル変換器１３によ
りデジタル変換され、データ処理系１４に転送される。
【００１０】図２および図３にステージ５のＺ移動と投
影像８のスリットパターン９を透過する光量の関係を示
す。図２において、投影像８はステージ５の投影光学系
の光軸方向移動により投影像８の強度分布は合焦点位置
において８ａとなり、投影光学系の光軸方向移動、即ち
焦点ずれ位置において８ｂのように低コントラストな分
布を示す。また、受光器１０の検出光量Ｐｉはスリット
パターン９の開口幅（Ｘ0−Ｘ1）を透過する光量Σｐｉ
により決定される。これにより、ステージ５を投影光学
系の光軸方向（Ｚ方向）にＺ駆動制御系１２により任意
のピッチでステップ、あるいは連続に移動することによ
り、ステージ５のＺ位置Ｚｉと投影像８の検出光量Ｐｉ
の関係は、ステージ５のＺ方向移動により透過する光量
Σｐｉは図２に示すように変化し、図３に示す２次関数
的な変化曲線となる。データ処理系１４は、転送された
ステージ５のＺ位置ＺｉおよびこのＺ位置での投影像８
の検出光量Ｐｉから最大値検出あるいは２次関数近似処
理により最大光量ＰｍとなるＺ位置Ｚｍを算出する。算
出したＺ位置Ｚｍが、投影光学系の合焦点位置となる。
データ処理系１４により算出した合焦点位置ＺｍをＺ駆
動制御系１２に転送し、マスク２上の回路パターンをウ
ェハ６上に投影露光する際の最適露光焦点位置として補
正する。
影像８のスリットパターン９を透過する光量の関係を示
す。図２において、投影像８はステージ５の投影光学系
の光軸方向移動により投影像８の強度分布は合焦点位置
において８ａとなり、投影光学系の光軸方向移動、即ち
焦点ずれ位置において８ｂのように低コントラストな分
布を示す。また、受光器１０の検出光量Ｐｉはスリット
パターン９の開口幅（Ｘ0−Ｘ1）を透過する光量Σｐｉ
により決定される。これにより、ステージ５を投影光学
系の光軸方向（Ｚ方向）にＺ駆動制御系１２により任意
のピッチでステップ、あるいは連続に移動することによ
り、ステージ５のＺ位置Ｚｉと投影像８の検出光量Ｐｉ
の関係は、ステージ５のＺ方向移動により透過する光量
Σｐｉは図２に示すように変化し、図３に示す２次関数
的な変化曲線となる。データ処理系１４は、転送された
ステージ５のＺ位置ＺｉおよびこのＺ位置での投影像８
の検出光量Ｐｉから最大値検出あるいは２次関数近似処
理により最大光量ＰｍとなるＺ位置Ｚｍを算出する。算
出したＺ位置Ｚｍが、投影光学系の合焦点位置となる。
データ処理系１４により算出した合焦点位置ＺｍをＺ駆
動制御系１２に転送し、マスク２上の回路パターンをウ
ェハ６上に投影露光する際の最適露光焦点位置として補
正する。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、可動テーブルを投影光
学系の光軸方向にステップ移動あるいは連続移動し、移
動に同期して上記プレート上に設けたスリットパターン
を透過する光を光検出器により光量検出し、その最大光
量位置を求め、合焦点位置を自動で検出し、最適露光焦
点位置として補正することにより、最適露光焦点位置
（合焦点位置）を求めるため先行評価作業を無くし、Ｌ
ＳＩ製造における高スループット化と最適露光焦点位置
を高精度に求めることができる。かつ、マスク上の回路
パターンをウェハ上に投影して露光する際に高精度かつ
安定に露光焦点位置合わせを行うことができる。
学系の光軸方向にステップ移動あるいは連続移動し、移
動に同期して上記プレート上に設けたスリットパターン
を透過する光を光検出器により光量検出し、その最大光
量位置を求め、合焦点位置を自動で検出し、最適露光焦
点位置として補正することにより、最適露光焦点位置
（合焦点位置）を求めるため先行評価作業を無くし、Ｌ
ＳＩ製造における高スループット化と最適露光焦点位置
を高精度に求めることができる。かつ、マスク上の回路
パターンをウェハ上に投影して露光する際に高精度かつ
安定に露光焦点位置合わせを行うことができる。
【図１】本発明による装置構成図である。
【図２】投影像８の光強度分布図である。
【図３】ステージ５のＺ位置Ｚｉと投影像８の検出光量
Ｐｉの関係図である。
Ｐｉの関係図である。
１…光源、２…マスク、３…テストパターン、４…投影
光学系、５…ステージ、６…ウェハ、７…プレート、８
…投影像、９…スリットパターン、１０…受光器、１１
…電気増幅器、１２…Ｚ駆動制御系、１３…アナログ／
デジタル変換器、１４…データ処理系。
光学系、５…ステージ、６…ウェハ、７…プレート、８
…投影像、９…スリットパターン、１０…受光器、１１
…電気増幅器、１２…Ｚ駆動制御系、１３…アナログ／
デジタル変換器、１４…データ処理系。
Claims (2)
- 【請求項１】マスク上にある回路パターンをウェハ上に
投影露光する投影露光装置において、マスク上にテスト
パターンを配置し上記テストパターン像を投影光学系を
通してウェハを搭載する可動テーブル上に設けたプレー
ト上に結像し、上記可動テーブルを移動して上記プレー
トに設けたテストパターン像と光学的に等価なスリット
パターンを透過する光を光検出器により検出するように
した投影露光装置の焦点合わせ装置において、上記可動
テーブルを上記投影光学系の光軸方向にステップ移動あ
るいは連続移動し、移動に同期して上記スリットパター
ンを透過する光を上記光検出器により光量検出し、その
最大光量位置を検出することにより合焦点位置を検出，
補正することを特徴とする投影露光装置の焦点合わせ装
置。 - 【請求項２】請求項１において、上記テストパターンを
マスク上に複数個配置し投影光学系の像面形状を測定す
ることを特徴とする投影露光装置の焦点合わせ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247607A JPH0697036A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 投影露光装置の焦点合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247607A JPH0697036A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 投影露光装置の焦点合わせ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697036A true JPH0697036A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17166027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4247607A Pending JPH0697036A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 投影露光装置の焦点合わせ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697036A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100554258B1 (ko) * | 2000-09-07 | 2006-02-24 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 투영장치 교정방법 및 상기 방법을 적용할 수있는 장치 |
| JP2009071103A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Panasonic Corp | 露光システムおよび半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4247607A patent/JPH0697036A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100554258B1 (ko) * | 2000-09-07 | 2006-02-24 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 투영장치 교정방법 및 상기 방법을 적용할 수있는 장치 |
| JP2009071103A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Panasonic Corp | 露光システムおよび半導体装置の製造方法 |
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