JPH09326345A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光時の補正データ量を少なくし、露光時の
補正動作を少なくして高効率で各パターンを基板上に露
光することが可能な露光装置を提供する。 【解決手段】 マスク１上にマスクの位置を計測するた
めの複数の計測マーク１ａ〜１ｅと露光用の複数のパタ
ーンＡ〜Ｅが形成され、各パターンが基板上に露光され
る。マスク上の複数の計測マークのうち所定の計測マー
クが選択され、その選択されたマーク位置が計測され、
その計測に基づいてパターン露光に使用する補正値群が
算出される。各パターンの露光時の補正は、共通にこの
補正値群を用いて行なわれるので、マスクに対して１種
類の有効な補正値群を持つことができることにより保持
するデータ量及び補正動作を最小限に抑えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスク上の複数の
パターンを基板上に露光する露光装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の露光装置を用いて半導体チップ
あるいは液晶デバイス等の回路装置を製造する場合、マ
スク（レチクルと同義）上の各パターンを投影レンズを
介してＸ−Ｙ移動ステージに載置された基板の所定位置
に正確に露光する必要性がある。このために、マスク上
には、マスクあるいはパターン位置を計測するために複
数のマーク（以下計測マークという）が形成されてお
り、その計測マークの位置がマーク位置検出器により検
出されて、マスクの基板に対するシフト量、回転量、あ
るいは投影レンズの倍率等のずれ量が算出され補正値群
が求められている。各パターン露光時には、これら算出
された補正値群に基づいて、マスクのシフト量、回転
量、投影レンズの倍率等を補正した後、パターンの露光
が行なわれる。

【０００３】通常、１枚のマスク上には、複数のパター
ンが形成されるので、各パターン毎に補正値群が算出さ
れ、各パターン露光時には、これらパターンに固有の補
正値群に基づいて露光時の補正が行なわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、パターン毎に補正値群を持つためデータ量
が肥大化し、露光使用時にデータの管理が複雑になる。
また、露光実行時に補正動作が多くなり、スループット
に悪影響をあたえるという問題点があった。

【０００５】そこで本発明は、このような問題を解決す
るためになされたもので、露光時の補正データ量を少な
くし、露光時の補正動作を少なくして高効率で各パター
ンを基板上に露光することが可能な露光装置を提供する
ことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の露光装置は、マスク上にマスクの位置を計
測するための複数のマークと露光用の複数のパターンが
形成されるマスクを介してマスク上の各パターンを基板
上に露光する露光装置において、マスク上のマークを選
択する選択手段と、選択されたマーク位置を計測する計
測手段と、前記計測に基づいて露光に使用する補正値群
を算出する算出手段とを設け、前記補正値群に基づいて
各パターンの露光時の補正を行なうことを特徴としてい
る。

【０００７】このような構成では、各パターン毎に補正
値群をもつのではなく、１枚のマスクに対して１種類の
有効な補正値群を持つことになるので、保持するデータ
量が少なくなり、また、１枚のマスクに対して１種類の
補正値群を使用して露光するため、従来のようにパター
ン毎に補正値群を切換え補正動作をする必要がなく、補
正動作が最小限に抑えられる。また、補正値群を求める
ために有効なマークを選択して計測するため、計測に有
する時間が短縮できる。

【０００８】好ましくは、パターン毎に設定された優先
度に応じてマークが選択され、あるいは選択されたマー
クに重み係数が付されて補正値群が算出される。マーク
選択にあたって、パターンの優先度に従って補正値群を
算出することにより、あるいはマークに重み係数を付し
て補正値群を算出することにより、重要なパターンのシ
ョット誤差を小さくすることが可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施形態に基づ
いて本発明を詳細に説明する。

【００１０】図１には、本発明の１実施形態である露光
装置が図示されている。同図において、マスク１上のパ
ターンが、投影レンズ２を介してＸ−Ｙ移動ステージ３
に載置された基板４上に投影され転写される。マスク１
には、図２に示したように、露光すべき複数のパターン
Ａ〜Ｅ並びにマスク位置ないしパターン位置を計測する
ため、遮光性の材料で形成された計測マーク１ａ〜１ｅ
が形成されている。計測マークは、各パターンに関連し
て設けられ、各パターンを包囲するような配置となって
おり、各パターンの境界にある計測マークはそれぞれの
パターンに共有される。

【００１１】Ｘ−Ｙ移動ステージ３は、レーザ干渉計用
の移動鏡１２を有し、その位置はレーザ干渉計６により
計測することができ、ステージコントローラ５によりＸ
Ｙ方向に移動される。各パターンの露光時Ｘ−Ｙ移動ス
テージ３は、所定の位置に移動され、関連するパターン
を基板４の所定位置に順次露光することができる。

【００１２】また、Ｘ−Ｙ移動ステージ３には、基板４
の表面位置と一致するようなスリット板（基準部材）１
５が設けられている。スリット板１５は、光透過性のガ
ラス板にクロムなどを用いて、スリット状の窓を形成し
たもので、内部に配置された不図示の光源により露光波
長と同一波長の光で照明され、スリット像がマスク１上
に投影されることになる。

【００１３】スリット板１５を透過した光は、投影レン
ズ２，マスク１，コンデンサレンズ１３の各々を通過
し、ミラー７で反射されてディテクタ１４により受光さ
れる。Ｘ−Ｙ移動ステージ３を移動すると、マスク１上
に投影されたスリット像も移動し、マスク１の計測マー
クと重なるようになる。この重なりは光量の減少として
ディテクタ１４で感知される。マーク位置検出器８は、
光量の減少が検出されたときのＸ−Ｙ移動ステージの位
置、すなわちレーザ干渉計６の計測値よりマスク１の計
測マークの位置（ＸＹ座標）を求める。

【００１４】メインコントローラ９は、マーク位置検出
器により計測された計測マーク位置からマスクあるいは
パターンの露光装置ないし基板位置に対するシフト量、
回転量あるいは投影レンズの倍率等のずれ量を計算し、
補正値群を算出して、この補正値群に基づいて露光時の
補正を行なう。

【００１５】また、図１においてコンソール１０を介し
て図３に示したようなパターンデータ、あるいは図４に
示したようなマーク選択条件を設定することができ、こ
れら設定された画面は、表示装置１１に表示させること
ができる。

【００１６】以下に、このように構成された露光装置の
動作を説明する。

【００１７】まず、図５のステップＳ１に示したよう
に、コンソール１０から図２に図示のマスク１のパター
ンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅについて、図３に図示したような
パターンデータ設定画面でパターンそれぞれの大きさ、
位置、優先度をメインコントローラ９に設定する。その
場合、位置は座標値で与えられ、また優先度は、一番大
きなものに「３」が、続いて優先度が低くなるにつれて
小さな数字が与えられる。

【００１８】続いて、ステップＳ２において、コンソー
ル１０から図４のような計測するマークの選択条件をメ
インコントローラ９に設定する。図４において、マーク
選択方法は、例えば「自動」かあるいは「手動」等であ
る。また、マーク検索範囲は、図２に示した計測マーク
１ａ〜１ｅのどの範囲のマークを含めるかを設定するも
のである。更に、マーク選択最小数は、選択する最低限
のマーク数を設定するものである。

【００１９】次に、ステップＳ３で、メインコントロー
ラ９は、ステップＳ２で設定されたマーク選択方法が自
動か否かを判断する。自動選択であった場合、ステップ
Ｓ４において、メインコントローラ９は、ステップＳ１
で設定されたパターンデータと、ステップＳ２で設定さ
れた計測するマークの選択条件のデータにより、計測す
るマークを自動選択する（ステップＳ４）。その場合、
例えば優先度の一番大きいパターン（図２の場合には、
パターンＣ）に関連する計測マークからその８０〜９０
％のマークを選択し、また次に大きい優先度のパターン
（図２の場合、パターンＢ、Ｄ）の計測マークから残り
のパーセントを選択する。図２の例で示せば、優先度の
一番大きなパターンＣの周囲にある計測マーク１ｃのう
ち点線で囲った計測マーク１２個が、また次に大きな優
先度のパターンＢとＤの計測マーク１ｂ、１ｄのうち点
線で囲った計測マーク２個づつがそれぞれ選択される。
この場合、それぞれの個数の計測マークのうち具体的に
どの計測マークにするか（例えば、対角線上あるいはＸ
方向の計測マーク）は、図４のマーク検索範囲で指定し
ておくことができる。更に、選択されたマークが図４の
マーク選択最小数に達しない場合には、２番目に優先度
の大きなパターンに関連する計測マークを追加的に選択
することができる。

【００２０】一方、ステップＳ３で自動でない、と判断
された場合には、ステップＳ５においてマークの手動に
よる選択が行なわれる。

【００２１】次に、ステップＳ６で選択されたマーク位
置の計測が行なわれる。この計測は、次のようにして行
なわれる。Ｘ−Ｙ移動ステージ３には、照明光源（不図
示）が設けられており、この照明光源からの光が投影レ
ンズ２によりスポット状にされ、それにより各計測マー
クが照射される。ステージコントローラ５を介してＸ−
Ｙ移動ステージ３をＸＹ方向に駆動させ、選択された計
測マークがスポット状に照射されるようにする。このＸ
−Ｙ移動ステージの移動により照明スポットもマスク上
を移動する。選択された計測マークが照射されたことを
検出器８で検出したとき、そのときのＸ−Ｙ移動ステー
ジ３のＸＹ位置をレーザ干渉計６で読み取ることによ
り、選択された計測マークの位置座標を計測することが
できる。

【００２２】このようにして計測された計測マークの位
置データはメインコントローラ９に通知されて、メイン
コントローラ９に格納される。メインコントローラ９で
は、これらの計測データに基づいて、例えば最小自乗法
等の評価関数を用いてマスクないしパターンのシフト
量、回転量、あるいは投影レンズの倍率などから発生す
る位置ずれを求め、それが最小となるような補正値群を
算出する（ステップＳ７）。この最小自乗法を用いて補
正値群を算出する際、特に手動でマークを選択した場
合、マークに重み計数を付与し、マークの重み係数を乗
じて最小自乗法で補正値群を算出すると、好ましい結果
が得られる。このようにして算出された補正値群はメイ
ンコントローラ９に補正データとして登録される。

【００２３】続いて、ステップＳ８、Ｓ９で各パターン
の露光が行なわれる。この場合、上記で算出された補正
値群を使用して各パターン露光時の補正を行なう。例え
ばシフト量あるいは回転量は、Ｘ−Ｙ移動ステージを移
動あるいは回転させることにより補正し、また倍率補正
が必要な場合には、投影レンズの倍率を補正する。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マスク上の選択されたマークの位置が計測され、その計
測に基づいて算出された補正値群に基づいて各パターン
の露光時の補正が行なわれるので、マスクに対して１種
類の有効な補正値群を持たすことが可能になり、保持す
るデータ量及び補正動作を最小限に抑えることができ
る。また、補正値群を求めるために有効なマークを選択
して計測するため、計測に有する時間が短縮できる。

【００２５】更に、マーク選択にあたって、パターンの
優先度に従って補正値群を算出する場合には、重要なパ
ターンのショット誤差を小さくすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による露光装置の１実施形態を示す構成
図である。

【図２】複数のパターンと計測するマークを持つマスク
の１例を示す説明図である。

【図３】パターンのデータの設定画面の例を示す説明図
である。

【図４】計測するマークの選択条件の設定画面の例を示
す説明図である。

【図５】パターン露光の流れを示すフローチャート図で
ある。

【符号の説明】

１ マスク ２ 投影レンズ ３ Ｘ−Ｙ移動ステージ ４ 基板 ５ ステージコントローラ ６ レーザ干渉計 ８ マーク位置検出器 ９ メインコントローラ １０ コンソール １１ 表示装置 １４ ディテクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ａ ５２５Ｗ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスク上にマスクの位置を計測するため
   の複数のマークと露光用の複数のパターンが形成される
   マスクを介してマスク上の各パターンを基板上に露光す
   る露光装置において、 マスク上のマークを選択する選択手段と、 選択されたマーク位置を計測する計測手段と、 前記計測に基づいて露光に使用する補正値群を算出する
   算出手段とを設け、 前記補正値群に基づいて各パターンの露光時の補正を行
   なうことを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 パターン毎に設定された優先度に応じて
   マークが選択されることを特徴とする請求項１に記載の
   露光装置。
3. 【請求項３】 選択されたマークに重み係数が付されて
   補正値群が算出されることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の露光装置。