JPH0936033A - 半導体露光装置 - Google Patents
半導体露光装置Info
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- JPH0936033A JPH0936033A JP7208401A JP20840195A JPH0936033A JP H0936033 A JPH0936033 A JP H0936033A JP 7208401 A JP7208401 A JP 7208401A JP 20840195 A JP20840195 A JP 20840195A JP H0936033 A JPH0936033 A JP H0936033A
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- 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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
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- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70641—Focus
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課 題】 安定したベスト・フォーカスが得られる投
影露光装置のフォーカス制御装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】 ステージ１上にフォトクロミック材料３
を塗布した基板４を載置し、レチクル８のパターン７を
透過した露光光９を光学系６でフォトクロミック材料３
に集光させ、合焦時にパターン７に忠実な形状でフォト
クロミック材料３に潜像を形成し、非合焦時にパターン
７の形状より細い形状の潜像を形成し、潜像に対してオ
ート・フォーカス光１１を投光し、その反射光をオート
・フォーカス検出器１２で検出し、合焦と非合焦に応じ
たレベルの検出出力から、パターン測定装置１３が合焦
と非合焦の判定を行い、非合焦時に駆動装置２を駆動し
てステージ１をＺ軸方向に進退させて、露光光９をフォ
トクロミック材料３に合焦するようにフォーカス制御を
行う。
影露光装置のフォーカス制御装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】 ステージ１上にフォトクロミック材料３
を塗布した基板４を載置し、レチクル８のパターン７を
透過した露光光９を光学系６でフォトクロミック材料３
に集光させ、合焦時にパターン７に忠実な形状でフォト
クロミック材料３に潜像を形成し、非合焦時にパターン
７の形状より細い形状の潜像を形成し、潜像に対してオ
ート・フォーカス光１１を投光し、その反射光をオート
・フォーカス検出器１２で検出し、合焦と非合焦に応じ
たレベルの検出出力から、パターン測定装置１３が合焦
と非合焦の判定を行い、非合焦時に駆動装置２を駆動し
てステージ１をＺ軸方向に進退させて、露光光９をフォ
トクロミック材料３に合焦するようにフォーカス制御を
行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レチクルのパター
ンを透過する投影露光装置の露光光がステージ上に載置
される半導体ウェハ上に正確に合焦させることができる
ようにした半導体露光装置に関する。
ンを透過する投影露光装置の露光光がステージ上に載置
される半導体ウェハ上に正確に合焦させることができる
ようにした半導体露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】投影露光装置を用いて、所定形状のレチ
クルのパターンを透過した露光光がステージ上に設置さ
れた半導体ウェハ上に塗布されたフォトレジストに投影
される。このときのフォトレジストに投影される露光光
が正確にフォーカスされているか否かに応じて、半導体
装置の高密度の微細加工の加工精度に大きく影響するこ
とになる。通常の投影露光装置のフォーカス制御は、被
写界深度で１．４ミクロ程度で行わなければならない。
この精度を求めるには、投影露光装置が本来持っている
本来のベスト・フォーカスが±０．２ミクロンで管理し
なければならない。
クルのパターンを透過した露光光がステージ上に設置さ
れた半導体ウェハ上に塗布されたフォトレジストに投影
される。このときのフォトレジストに投影される露光光
が正確にフォーカスされているか否かに応じて、半導体
装置の高密度の微細加工の加工精度に大きく影響するこ
とになる。通常の投影露光装置のフォーカス制御は、被
写界深度で１．４ミクロ程度で行わなければならない。
この精度を求めるには、投影露光装置が本来持っている
本来のベスト・フォーカスが±０．２ミクロンで管理し
なければならない。
【０００３】現在の投影露光装置は、ある程度のフォー
カスの補正をかけることができる機能を有しているが、
実際には、露光光が正確にフォーカスされているか否か
を判断するためには、露光光を半導体ウェハ上に塗布さ
れたフォトレジストに投影してフォトレジストを露光し
て現像しなければ、正確に判断できない。たとえば、投
影露光装置のステージをＺ軸方向、すなわち、レチクル
方向に対して所定の距離寸法をとり、たとえば、０．３
５ミクロンのダイアヌ・スペースを作り、このダイアヌ
・スペースから現在の露光光がベスト・フォーカスに対
してどれくらいのばらつきがあるかの判断を行うように
している。この判断の結果からベスト・フォーカスに対
して、総括したフォーカスのばらつき補正を投影露光装
置にかけるようにしている。
カスの補正をかけることができる機能を有しているが、
実際には、露光光が正確にフォーカスされているか否か
を判断するためには、露光光を半導体ウェハ上に塗布さ
れたフォトレジストに投影してフォトレジストを露光し
て現像しなければ、正確に判断できない。たとえば、投
影露光装置のステージをＺ軸方向、すなわち、レチクル
方向に対して所定の距離寸法をとり、たとえば、０．３
５ミクロンのダイアヌ・スペースを作り、このダイアヌ
・スペースから現在の露光光がベスト・フォーカスに対
してどれくらいのばらつきがあるかの判断を行うように
している。この判断の結果からベスト・フォーカスに対
して、総括したフォーカスのばらつき補正を投影露光装
置にかけるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなダイアヌ・スペースにより、現在の露光光がベスト
・フォーカスに対するばらつきの判断から投影露光装置
にフォーカス補正をかける方法では、投影露光装置自体
がそのばらつき補正機能を備えていても、その補正機能
が狂っている場合もあり、正確なばらつき補正ができな
い場合もある。したがって、露光光のベスト・フォーカ
スとのオフセット値の安定性に問題があり、正確なフォ
ーカスが得られないという問題がある。
うなダイアヌ・スペースにより、現在の露光光がベスト
・フォーカスに対するばらつきの判断から投影露光装置
にフォーカス補正をかける方法では、投影露光装置自体
がそのばらつき補正機能を備えていても、その補正機能
が狂っている場合もあり、正確なばらつき補正ができな
い場合もある。したがって、露光光のベスト・フォーカ
スとのオフセット値の安定性に問題があり、正確なフォ
ーカスが得られないという問題がある。
【０００５】また、実際にはフォトレジストに投影され
る露光光を焼き付けてフォーカスのばらつきを判断して
いるわけではないので、この点からも、前記の投影露光
装置自体ばらつき補正機能が不正確であれば、露光光の
正確なフォーカスが得られないことになる。一方、投影
露光装置の露光光をフォトレジストに投影して、レチク
ルのパターンを焼き付けて、その焼き付けられたレチク
ルのパターンの大きさや、濃度から露光光がベスト・フ
ォーカスであるか、否かの判断を行うことも考えられる
が、この場合は、フォトレジストを現像しなければなら
ず、フォーカス状態の判断に時間がかかるという問題が
ある。
る露光光を焼き付けてフォーカスのばらつきを判断して
いるわけではないので、この点からも、前記の投影露光
装置自体ばらつき補正機能が不正確であれば、露光光の
正確なフォーカスが得られないことになる。一方、投影
露光装置の露光光をフォトレジストに投影して、レチク
ルのパターンを焼き付けて、その焼き付けられたレチク
ルのパターンの大きさや、濃度から露光光がベスト・フ
ォーカスであるか、否かの判断を行うことも考えられる
が、この場合は、フォトレジストを現像しなければなら
ず、フォーカス状態の判断に時間がかかるという問題が
ある。
【０００６】本発明は、前記事情に鑑み案出されたもの
であって、本発明の目的は、ベスト・フォーカスを安定
して求めることができ、フォトレジストの形状の悪化を
防止することができ、高精度の寸法制御が可能となり、
ひいては半導体装置の製造の歩留まりが向上する半導体
露光装置を提供することにある。
であって、本発明の目的は、ベスト・フォーカスを安定
して求めることができ、フォトレジストの形状の悪化を
防止することができ、高精度の寸法制御が可能となり、
ひいては半導体装置の製造の歩留まりが向上する半導体
露光装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、投影露光装置のステージ上に設置された基
板上に塗布されたフォトクロミック材料と、所定形状の
レチクルのパターンを透過した露光光を前記フォトクロ
ミック材料上に合焦させて前記レチクルのパターンの形
状の潜像を前記フォトクロミック材料に形成する光学系
と、前記フォトクロミック材料に形成された前記潜像に
対して所定の角度でオート・フォーカス光を投光するオ
ート・フォーカス光源と、前記潜像に対して投光された
前記オート・フォーカス光の前記潜像からの反射光を検
出するオート・フォーカス検出器と、このオート・フォ
ーカス検出器で検出された前記潜像からの反射光を測定
して前記露光光が前記フォトクロミック材料に対する合
焦の正否を判定するパターン測定装置と、このパターン
測定装置の測定結果に応じて露光光が前記ステージ上の
フォトクロミック材料に対して合焦するように前記光学
系と前記フォトクロミック材料との間隔を調整するよう
に前記ステージを駆動する駆動装置とを備えたものであ
る。また、本発明は、前記パターン測定装置が、前記レ
チクルのパターンの形状が前記フォトクロミック材料に
忠実に焼き付けられたときの潜像からの反射光に相当す
る前記オート・フォーカス検出器の検出出力を入力した
ときにベスト・フォーカスであると判断し、かつ前記レ
チクルのパターンの形状が前記フォトクロミック材料に
細く焼き付けられたときの潜像からの反射光に相当する
前記オート・フォーカス検出器の検出出力を入力したと
きはデフォーカスであると判断することを特徴とする。
に本発明は、投影露光装置のステージ上に設置された基
板上に塗布されたフォトクロミック材料と、所定形状の
レチクルのパターンを透過した露光光を前記フォトクロ
ミック材料上に合焦させて前記レチクルのパターンの形
状の潜像を前記フォトクロミック材料に形成する光学系
と、前記フォトクロミック材料に形成された前記潜像に
対して所定の角度でオート・フォーカス光を投光するオ
ート・フォーカス光源と、前記潜像に対して投光された
前記オート・フォーカス光の前記潜像からの反射光を検
出するオート・フォーカス検出器と、このオート・フォ
ーカス検出器で検出された前記潜像からの反射光を測定
して前記露光光が前記フォトクロミック材料に対する合
焦の正否を判定するパターン測定装置と、このパターン
測定装置の測定結果に応じて露光光が前記ステージ上の
フォトクロミック材料に対して合焦するように前記光学
系と前記フォトクロミック材料との間隔を調整するよう
に前記ステージを駆動する駆動装置とを備えたものであ
る。また、本発明は、前記パターン測定装置が、前記レ
チクルのパターンの形状が前記フォトクロミック材料に
忠実に焼き付けられたときの潜像からの反射光に相当す
る前記オート・フォーカス検出器の検出出力を入力した
ときにベスト・フォーカスであると判断し、かつ前記レ
チクルのパターンの形状が前記フォトクロミック材料に
細く焼き付けられたときの潜像からの反射光に相当する
前記オート・フォーカス検出器の検出出力を入力したと
きはデフォーカスであると判断することを特徴とする。
【０００８】上記構成の本発明においては、投影露光装
置のステージ上にフォトクロミック材料を塗布した基板
を設置し、光学系によりレチクルのパターンを透過した
露光光をフォトクロミック材料上に合焦させてレチクル
のパターンの形状の潜像をフォトクロミック材料に形成
し、この潜像に対してオート・フォーカス光源から所定
の角度でオート・フォーカス光を投光して、潜像からの
反射光をオート・フォーカス検出器で検出し、その検出
出力レベルをパターン測定装置で測定して、露光光がフ
ォトクロミック材料に対して合焦しているか否かの判断
を行い、その判断の結果が非合焦時の場合には、非合焦
値に応じて駆動装置によりステージを光学系方向に対し
て進退させることにより、露光光がステージ上のフォト
クロミック材料に対するオート・フォーカス制御を行
う。
置のステージ上にフォトクロミック材料を塗布した基板
を設置し、光学系によりレチクルのパターンを透過した
露光光をフォトクロミック材料上に合焦させてレチクル
のパターンの形状の潜像をフォトクロミック材料に形成
し、この潜像に対してオート・フォーカス光源から所定
の角度でオート・フォーカス光を投光して、潜像からの
反射光をオート・フォーカス検出器で検出し、その検出
出力レベルをパターン測定装置で測定して、露光光がフ
ォトクロミック材料に対して合焦しているか否かの判断
を行い、その判断の結果が非合焦時の場合には、非合焦
値に応じて駆動装置によりステージを光学系方向に対し
て進退させることにより、露光光がステージ上のフォト
クロミック材料に対するオート・フォーカス制御を行
う。
【０００９】したがって、ベスト・フォーカスを安定し
て求めることができ、フォトレジストの形状の悪化を防
止することができ、高精度の寸法制御が可能となり、ひ
いては半導体装置の製造の歩留まりが向上することにな
る。
て求めることができ、フォトレジストの形状の悪化を防
止することができ、高精度の寸法制御が可能となり、ひ
いては半導体装置の製造の歩留まりが向上することにな
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体露光装置の
実施例について、図面に基づき説明する。図１は、その
一実施例の概略的構成を示す構成説明図である。図１に
おける１は、投影露光装置のステージであり、このステ
ージ１はステップ・モータを主体にした駆動装置２によ
り、ステップ・モータに供給されるパルス数に応じて、
Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向に変位駆動を行うようになっ
ている。駆動装置２によるステージ１のＺ軸方向の駆動
時は、後述する投影露光装置の露光光のフォーカス制御
を行う場合である。ステージ１上には、たとえば、銀酸
化物などによるフォトクロミック材料３を塗布した基板
４がチャック５上に設置されるようになっている。フォ
トクロミック材料３の上方には、投影露光装置の光学系
６が配置されるようになっている。光学系６はたとえ
ば、１／５倍の縮小レンズを主体に構成されている。
実施例について、図面に基づき説明する。図１は、その
一実施例の概略的構成を示す構成説明図である。図１に
おける１は、投影露光装置のステージであり、このステ
ージ１はステップ・モータを主体にした駆動装置２によ
り、ステップ・モータに供給されるパルス数に応じて、
Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向に変位駆動を行うようになっ
ている。駆動装置２によるステージ１のＺ軸方向の駆動
時は、後述する投影露光装置の露光光のフォーカス制御
を行う場合である。ステージ１上には、たとえば、銀酸
化物などによるフォトクロミック材料３を塗布した基板
４がチャック５上に設置されるようになっている。フォ
トクロミック材料３の上方には、投影露光装置の光学系
６が配置されるようになっている。光学系６はたとえ
ば、１／５倍の縮小レンズを主体に構成されている。
【００１１】光学系６の上方には、所定のパターン７を
形成したレチクル８が配設されている。このレチクル８
のパターン７を投影露光装置の露光光９が透過するよう
になっており、このレチクル８のパターン７を透過した
露光光９が光学系６で集光され、ステージ１上に設置さ
れた基板４上のフォトクロミック材料３にレチクル８の
パターン７を１／５倍に縮小して結像し、フォトクロミ
ック材料３にレチクル８のパターン７の潜像を焼き付け
て形成するようになっている。結像パターンを合焦させ
るために、光学系６とフォトクロミック材料３との間隔
は所定の寸法ｈを有するように、前記駆動装置２により
ステージ１をＺ軸方向に変位可能になっている。
形成したレチクル８が配設されている。このレチクル８
のパターン７を投影露光装置の露光光９が透過するよう
になっており、このレチクル８のパターン７を透過した
露光光９が光学系６で集光され、ステージ１上に設置さ
れた基板４上のフォトクロミック材料３にレチクル８の
パターン７を１／５倍に縮小して結像し、フォトクロミ
ック材料３にレチクル８のパターン７の潜像を焼き付け
て形成するようになっている。結像パターンを合焦させ
るために、光学系６とフォトクロミック材料３との間隔
は所定の寸法ｈを有するように、前記駆動装置２により
ステージ１をＺ軸方向に変位可能になっている。
【００１２】また、投影露光装置において、光学系６の
近傍には、オート・フォーカス光源１０が設けられてい
る。オート・フォーカス光源１０から、フォトクロミッ
ク材料３の表面にオート・フォーカス光１１を投光し、
フォトクロミック材料３に形成された潜像からこのオー
ト・フォーカス光１１を反射させるようにしている。フ
ォトクロミック材料３に形成された潜像から反射された
オート・フォーカス光１１をオート・フォーカス検出器
１２で検出するようになっている。オート・フォーカス
検出器１２の検出出力はパターン測定装置１３に出力さ
れるようになっている。パターン測定装置１３の出力
は、前記駆動装置２に出力するようになっており、この
出力の基づき、ステージ１を前述のように、Ｚ軸の方向
に変位させて露光光９がフォトクロミック材料３に合焦
するようにしている。
近傍には、オート・フォーカス光源１０が設けられてい
る。オート・フォーカス光源１０から、フォトクロミッ
ク材料３の表面にオート・フォーカス光１１を投光し、
フォトクロミック材料３に形成された潜像からこのオー
ト・フォーカス光１１を反射させるようにしている。フ
ォトクロミック材料３に形成された潜像から反射された
オート・フォーカス光１１をオート・フォーカス検出器
１２で検出するようになっている。オート・フォーカス
検出器１２の検出出力はパターン測定装置１３に出力さ
れるようになっている。パターン測定装置１３の出力
は、前記駆動装置２に出力するようになっており、この
出力の基づき、ステージ１を前述のように、Ｚ軸の方向
に変位させて露光光９がフォトクロミック材料３に合焦
するようにしている。
【００１３】なお、ステージ１上には、前記チャック５
に近接してウェハ・チャック１４が配設されている。ウ
ェハ・チャック１４上には、ウェハ１５が取り付けられ
るようになっている。このウェハ１５は、前記のフォト
クロミック材料３に形成された潜像が正確に合焦されて
いる場合に、実際に露光光９によりレチクルのパターン
を露光して、半導体装置の製造に供するものである。
に近接してウェハ・チャック１４が配設されている。ウ
ェハ・チャック１４上には、ウェハ１５が取り付けられ
るようになっている。このウェハ１５は、前記のフォト
クロミック材料３に形成された潜像が正確に合焦されて
いる場合に、実際に露光光９によりレチクルのパターン
を露光して、半導体装置の製造に供するものである。
【００１４】次に、以上のように構成された本発明の動
作について説明する。ステージ１上のチャック５にフォ
トクロミック材料３を塗布した基板４を設置し、投影露
光装置における露光光９の光源（図示せず）と光学系６
との間に所定のパターン７を形成したレチクル８を装填
する。レチクル８に形成したパターン７はたとえば、１
μｍライン・アンド・スペースのパターン、すなわち、
１μｍ間隔で棒状とスペースとを交互に配列したパター
ンなどである。
作について説明する。ステージ１上のチャック５にフォ
トクロミック材料３を塗布した基板４を設置し、投影露
光装置における露光光９の光源（図示せず）と光学系６
との間に所定のパターン７を形成したレチクル８を装填
する。レチクル８に形成したパターン７はたとえば、１
μｍライン・アンド・スペースのパターン、すなわち、
１μｍ間隔で棒状とスペースとを交互に配列したパター
ンなどである。
【００１５】次に、光源から露光光９を発生させ、レチ
クル８のパターン７を透過させ、光学系６により露光光
９を絞り、パターン７の１／５倍に縮小して基板４上の
フォトクロミック材料３に露光させる。このとき、ステ
ージ１に基板４を設置した状態で駆動装置２によりステ
ージ１をＺ軸方向、すなわち、上下方向に変位させてフ
ォトクロミック材料３に露光光９を合焦させることが可
能である。同時に、オート・フォーカス光源１０からオ
ート・フォーカス光１１を潜像が形成されたフォトクロ
ミック材料３の表面に投光する。この投光されたオート
・フォーカス光１１がフォトクロミック材料３の表面か
ら反射される。この反射されたオート・フォーカス光１
１はオート・フォーカス検出器１２で受光され、潜像を
検出する。
クル８のパターン７を透過させ、光学系６により露光光
９を絞り、パターン７の１／５倍に縮小して基板４上の
フォトクロミック材料３に露光させる。このとき、ステ
ージ１に基板４を設置した状態で駆動装置２によりステ
ージ１をＺ軸方向、すなわち、上下方向に変位させてフ
ォトクロミック材料３に露光光９を合焦させることが可
能である。同時に、オート・フォーカス光源１０からオ
ート・フォーカス光１１を潜像が形成されたフォトクロ
ミック材料３の表面に投光する。この投光されたオート
・フォーカス光１１がフォトクロミック材料３の表面か
ら反射される。この反射されたオート・フォーカス光１
１はオート・フォーカス検出器１２で受光され、潜像を
検出する。
【００１６】この場合、オート・フォーカス光源１０の
設置位置が固定されており、一方、ステージ１は駆動装
置２により合焦させるためにＺ軸方向に微小寸法で上下
されるから、ステージ１と光学系６との間隔の寸法ｈが
ステージ１の上下動に応じてオート・フォーカス光１１
のフォトクロミック材料３の表面に対する入射角と反射
角がそれぞれ変化する。この変化に応じてオート・フォ
ーカス検出器１２は潜像から反射されたオート・フォー
カス光１１の変化する強度に応じた検出出力をパターン
測定装置１３に出力する。
設置位置が固定されており、一方、ステージ１は駆動装
置２により合焦させるためにＺ軸方向に微小寸法で上下
されるから、ステージ１と光学系６との間隔の寸法ｈが
ステージ１の上下動に応じてオート・フォーカス光１１
のフォトクロミック材料３の表面に対する入射角と反射
角がそれぞれ変化する。この変化に応じてオート・フォ
ーカス検出器１２は潜像から反射されたオート・フォー
カス光１１の変化する強度に応じた検出出力をパターン
測定装置１３に出力する。
【００１７】ここで、基板４上のフォトクロミック材料
３の表面に投光される露光光９の合焦と非合焦時におけ
るフォトクロミック材料３の潜像との関係について説明
する。図２はレチクル８のパターン７に対するフォトク
ロミック材料３に潜像を形成する光強度の関係を示して
いる。この図２における実線ａは基板４上のフォトクロ
ミック材料３の表面に投光される露光光９の合焦時の光
強度を示し、また、破線ｂは基板４上のフォトクロミッ
ク材料３の表面に投光される露光光９の非合焦時の光強
度を示しいる。この図２より明らかなように、基板４上
のフォトクロミック材料３の表面に投光される露光光９
の合焦時の方が非合焦時よりも光強度が大きいことがわ
かる。
３の表面に投光される露光光９の合焦と非合焦時におけ
るフォトクロミック材料３の潜像との関係について説明
する。図２はレチクル８のパターン７に対するフォトク
ロミック材料３に潜像を形成する光強度の関係を示して
いる。この図２における実線ａは基板４上のフォトクロ
ミック材料３の表面に投光される露光光９の合焦時の光
強度を示し、また、破線ｂは基板４上のフォトクロミッ
ク材料３の表面に投光される露光光９の非合焦時の光強
度を示しいる。この図２より明らかなように、基板４上
のフォトクロミック材料３の表面に投光される露光光９
の合焦時の方が非合焦時よりも光強度が大きいことがわ
かる。
【００１８】このように、フォトクロミック材料３の表
面で露光光９の合焦時と非合焦時とに応じてフォトクロ
ミック材料３が所定時間露光された場合に、図２の光強
度におけるスッレショルド・レベルＡで相反転すると、
露光光９の合焦時には、フォトクロミック材料３に形成
されるレチクル８のパターン７の潜像は図３に示すよう
に大きく（パターンの幅が大きく、かつスペースの幅ｔ
１が細く）形成される。これに対して、露光光９の非合
焦時には、基板４上のフォトクロミック材料３の表面で
の光強度が低下して、フォトクロミック材料３に形成さ
れるレチクル８のパターン７の潜像は図４に示すよう
に、小さく（パターンの幅が小さく、かつスペースの幅
ｔ２が太く）形成される。
面で露光光９の合焦時と非合焦時とに応じてフォトクロ
ミック材料３が所定時間露光された場合に、図２の光強
度におけるスッレショルド・レベルＡで相反転すると、
露光光９の合焦時には、フォトクロミック材料３に形成
されるレチクル８のパターン７の潜像は図３に示すよう
に大きく（パターンの幅が大きく、かつスペースの幅ｔ
１が細く）形成される。これに対して、露光光９の非合
焦時には、基板４上のフォトクロミック材料３の表面で
の光強度が低下して、フォトクロミック材料３に形成さ
れるレチクル８のパターン７の潜像は図４に示すよう
に、小さく（パターンの幅が小さく、かつスペースの幅
ｔ２が太く）形成される。
【００１９】このような、フォトクロミック材料３の表
面で露光光９の合焦時と非合焦時とに応じてフォトクロ
ミック材料３の表面に投光される露光光９の光強度の変
化は前述のようにオート・フォーカス光源１０のオート
・フォーカス光１１とオート・フォーカス検出器１２と
により検出する。すなわち、フォトクロミック材料３の
表面で露光光９の合焦時（ベスト・フォーカス時）に
は、フォトクロミック材料３の表面と光学系６との間隔
の寸法ｈが適正値であり、このとき、オート・フォーカ
ス光源１０からオート・フォーカス光１１をフォトクロ
ミック材料３の表面に投光すると、オート・フォーカス
光１１は適正入射角で入射され、図３に示すような太い
パターンで形成された潜像からの反射光が適正反射角で
反射されて、オート・フォーカス検出器１２で検出され
る。
面で露光光９の合焦時と非合焦時とに応じてフォトクロ
ミック材料３の表面に投光される露光光９の光強度の変
化は前述のようにオート・フォーカス光源１０のオート
・フォーカス光１１とオート・フォーカス検出器１２と
により検出する。すなわち、フォトクロミック材料３の
表面で露光光９の合焦時（ベスト・フォーカス時）に
は、フォトクロミック材料３の表面と光学系６との間隔
の寸法ｈが適正値であり、このとき、オート・フォーカ
ス光源１０からオート・フォーカス光１１をフォトクロ
ミック材料３の表面に投光すると、オート・フォーカス
光１１は適正入射角で入射され、図３に示すような太い
パターンで形成された潜像からの反射光が適正反射角で
反射されて、オート・フォーカス検出器１２で検出され
る。
【００２０】また、フォトクロミック材料３の表面で露
光光９の非合焦時には、フォトクロミック材料３の表面
と光学系６との間隔の寸法ｈが適正値からずれており、
したがって、このとき、オート・フォーカス光源１０か
らオート・フォーカス光１１をフォトクロミック材料３
の表面に投光すると、オート・フォーカス光１１は前記
寸法ｈの変化分に対応してオート・フォーカス光１１が
合焦時の入射角とは異なる入射角で入射するとともに、
反射する。したがって、非合焦時の潜像が小さいことに
加えて、オート・フォーカス光１１の反射光も潜像の形
成位置から多少ずれることになり、オート・フォーカス
検出器１２での入射光量が減少することになる。
光光９の非合焦時には、フォトクロミック材料３の表面
と光学系６との間隔の寸法ｈが適正値からずれており、
したがって、このとき、オート・フォーカス光源１０か
らオート・フォーカス光１１をフォトクロミック材料３
の表面に投光すると、オート・フォーカス光１１は前記
寸法ｈの変化分に対応してオート・フォーカス光１１が
合焦時の入射角とは異なる入射角で入射するとともに、
反射する。したがって、非合焦時の潜像が小さいことに
加えて、オート・フォーカス光１１の反射光も潜像の形
成位置から多少ずれることになり、オート・フォーカス
検出器１２での入射光量が減少することになる。
【００２１】このように、露光光９のフォトクロミック
材料３の表面での合焦時と非合焦時とに応じて、オート
・フォーカス検出器１２での入射光量が増減し、その増
減に対応してオート・フォーカス検出器１２から出力さ
れ、その出力をパターン測定装置１３に入力される。パ
ターン測定装置１３では、オート・フォーカス検出器１
２からの出力により、フォトクロミック材料３に形成さ
れた潜像の大きさに応じて、フォトクロミック材料３の
表面で露光光９が合焦さているか、否かの判断を行う。
この判断の基準は、オート・フォーカス検出器１２から
の出力が最大値のときに、フォトクロミック材料３の表
面と光学系６との間隔の寸法ｈが適正値であり、これ
は、とりもなおさず図５に示すように、潜像の寸法が最
大のときであり、フォトクロミック材料３の表面で露光
光９が合焦していると判定する。この図５は、横軸にス
テージ１と光学系６との間隔の寸法ｈをとり、縦軸に潜
像の寸法を取って示す説明図である。
材料３の表面での合焦時と非合焦時とに応じて、オート
・フォーカス検出器１２での入射光量が増減し、その増
減に対応してオート・フォーカス検出器１２から出力さ
れ、その出力をパターン測定装置１３に入力される。パ
ターン測定装置１３では、オート・フォーカス検出器１
２からの出力により、フォトクロミック材料３に形成さ
れた潜像の大きさに応じて、フォトクロミック材料３の
表面で露光光９が合焦さているか、否かの判断を行う。
この判断の基準は、オート・フォーカス検出器１２から
の出力が最大値のときに、フォトクロミック材料３の表
面と光学系６との間隔の寸法ｈが適正値であり、これ
は、とりもなおさず図５に示すように、潜像の寸法が最
大のときであり、フォトクロミック材料３の表面で露光
光９が合焦していると判定する。この図５は、横軸にス
テージ１と光学系６との間隔の寸法ｈをとり、縦軸に潜
像の寸法を取って示す説明図である。
【００２２】また、オート・フォーカス検出器１２から
の出力が最大値より漸減すれば、フォトクロミック材料
３の表面と光学系６との間隔の寸法ｈが適正値からずれ
て、前記寸法ｈより大きいか、小さい場合であり、すな
わち、非合焦時の場合であり、したがって、図５に示す
ように潜像の寸法が最大よりも小さい場合であり、フォ
トクロミック材料３の表面で露光光９が非合焦時である
と判断する。このように、前記図５からも明らかなよう
に、オート・フォーカス検出器１２からの出力が最大値
となる潜像の寸法の極大値の位置がベスト・フォーカス
の位置、すなわち最適寸法ｈであるとして、オート・フ
ォーカス測定装置１３で算出する。
の出力が最大値より漸減すれば、フォトクロミック材料
３の表面と光学系６との間隔の寸法ｈが適正値からずれ
て、前記寸法ｈより大きいか、小さい場合であり、すな
わち、非合焦時の場合であり、したがって、図５に示す
ように潜像の寸法が最大よりも小さい場合であり、フォ
トクロミック材料３の表面で露光光９が非合焦時である
と判断する。このように、前記図５からも明らかなよう
に、オート・フォーカス検出器１２からの出力が最大値
となる潜像の寸法の極大値の位置がベスト・フォーカス
の位置、すなわち最適寸法ｈであるとして、オート・フ
ォーカス測定装置１３で算出する。
【００２３】オート・フォーカス測定装置１３での算出
の結果、オート・フォーカス検出器１２からの出力がベ
スト・フォーカスの位置でない出力であると判断した場
合には、オート・フォーカス測定装置１３により駆動装
置２を駆動して、オート・フォーカス検出器１２の出力
が前記極大値が得られまで、ステージ１をＺ軸方向に前
後させて露光光９がフォトクロミック材料３の表面にベ
スト・フォーカスするようにフォーカス制御を行う。こ
のようにすることにより、、ベスト・フォーカスガ安定
して求められることになり、半導体装置の製造に際して
フォトレジストの形状悪化を防止することができ、高精
度な寸法制御が可能となり、半導体装置の歩留まりが向
上することになる。
の結果、オート・フォーカス検出器１２からの出力がベ
スト・フォーカスの位置でない出力であると判断した場
合には、オート・フォーカス測定装置１３により駆動装
置２を駆動して、オート・フォーカス検出器１２の出力
が前記極大値が得られまで、ステージ１をＺ軸方向に前
後させて露光光９がフォトクロミック材料３の表面にベ
スト・フォーカスするようにフォーカス制御を行う。こ
のようにすることにより、、ベスト・フォーカスガ安定
して求められることになり、半導体装置の製造に際して
フォトレジストの形状悪化を防止することができ、高精
度な寸法制御が可能となり、半導体装置の歩留まりが向
上することになる。
【００２４】次に、前記ベスト・フォーカスが得られる
と、駆動装置２により、今度はステージ１をＸ軸、Ｙ軸
方向に移動制御して、ステージ１上のウェハ・チャック
１４に装着されたウェハを前記露光光９の合焦位置に移
動させて、ウェハに所定のレチクルのパターンの露光を
行う半導体装置の製造工程に入る。
と、駆動装置２により、今度はステージ１をＸ軸、Ｙ軸
方向に移動制御して、ステージ１上のウェハ・チャック
１４に装着されたウェハを前記露光光９の合焦位置に移
動させて、ウェハに所定のレチクルのパターンの露光を
行う半導体装置の製造工程に入る。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ステージ上に基板に塗布したフォトクロミック材料の表
面にレチクルのパターンを露光させて潜像を形成し、そ
の潜像にオート・フォーカス光を投光させ、その検出し
た反射光から潜像の大きさを測定し、測定値が最大値で
ある場合にベスト・フォーカスであるとし、測定値が最
大値でない場合には、最大値が得られるまでステージを
Ｚ軸方向に進退さてフォーカス制御を行うようにしたの
で、ベスト・フォーカスを安定して求めることができ、
フォトレジストの形状の悪化を防止することができ、高
精度の寸法制御が可能となり、ひいては半導体装置の製
造の歩留まりが向上することができる。
ステージ上に基板に塗布したフォトクロミック材料の表
面にレチクルのパターンを露光させて潜像を形成し、そ
の潜像にオート・フォーカス光を投光させ、その検出し
た反射光から潜像の大きさを測定し、測定値が最大値で
ある場合にベスト・フォーカスであるとし、測定値が最
大値でない場合には、最大値が得られるまでステージを
Ｚ軸方向に進退さてフォーカス制御を行うようにしたの
で、ベスト・フォーカスを安定して求めることができ、
フォトレジストの形状の悪化を防止することができ、高
精度の寸法制御が可能となり、ひいては半導体装置の製
造の歩留まりが向上することができる。
【図１】本発明の半導体露光装置の一実施例の概略的構
成を示す構成説明すである。
成を示す構成説明すである。
【図２】図１の半導体露光装置を説明するためのフォト
クロミック材料の表面に形成されるレチクルのパターン
の合焦時と非合焦時とにおける光強度の関係を示す説明
図である。
クロミック材料の表面に形成されるレチクルのパターン
の合焦時と非合焦時とにおける光強度の関係を示す説明
図である。
【図３】図１の半導体露光装置におけるフォトクロミッ
ク材料の表面に形成されるレチクルのパターンの合焦時
の潜像を示す説明図である。
ク材料の表面に形成されるレチクルのパターンの合焦時
の潜像を示す説明図である。
【図４】図１の半導体露光装置におけるフォトクロミッ
ク材料の表面に形成されるレチクルのパターンの非合焦
時の潜像を示す説明図である。
ク材料の表面に形成されるレチクルのパターンの非合焦
時の潜像を示す説明図である。
【図５】図１の半導体露光装置におけるフォトクロミッ
ク材料の表面に形成されるレチクルのパターンの合焦時
と非合焦時とにおけるステージのＺ軸方向と潜像の寸法
との関係を示す説明図である。
ク材料の表面に形成されるレチクルのパターンの合焦時
と非合焦時とにおけるステージのＺ軸方向と潜像の寸法
との関係を示す説明図である。
１ ステージ ２ 駆動装置 ３ フォトクロミック材料 ４ 基板 ５ チャック ６ 光学系 ７ パターン ８ レチクル ９ 露光光 １０ オート・フォーカス光源 １１ オート・フォーカス光 １２ オート・フォーカス検出器 １３ パターン測定装置 １４ ウェハ・チャック １５ ウェハ
Claims (2)
- 【請求項１】 投影露光装置のステージ上に設置された
基板上に塗布されたフォトクロミック材料と、 所定形状のレチクルのパターンを透過した露光光を前記
フォトクロミック材料上に合焦させて前記レチクルのパ
ターンの形状の潜像を前記フォトクロミック材料に形成
する光学系と、 前記フォトクロミック材料に形成された前記潜像に対し
て所定の角度でオート・フォーカス光を投光するオート
・フォーカス光源と、 前記潜像に対して投光された前記オート・フォーカス光
の前記潜像からの反射光を検出するオート・フォーカス
検出器と、 前記オート・フォーカス検出器で検出された前記潜像か
らの反射光を測定して前記露光光が前記フォトクロミッ
ク材料に対する合焦の正否を判定するパターン測定装置
と、 前記パターン測定装置の測定結果に応じて露光光が前記
ステージ上のフォトクロミック材料に対して合焦するよ
うに前記光学系と前記フォトクロミック材料との間隔を
調整するように前記ステージを駆動する駆動装置と、 を備えた半導体露光装置。 - 【請求項２】 前記パターン測定装置は、前記レチクル
のパターンの形状が前記フォトクロミック材料に忠実に
焼き付けられたときの潜像からの反射光に相当する前記
オート・フォーカス検出器の検出出力を入力したときに
ベスト・フォーカスであると判断し、かつ前記レチクル
のパターンの形状が前記フォトクロミック材料に細く焼
き付けられたときの潜像からの反射光に相当する前記オ
ート・フォーカス検出器の検出出力を入力したときはデ
フォーカスであると判断することを特徴とする請求項１
に記載の半導体露光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7208401A JPH0936033A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 半導体露光装置 |
| KR1019960029621A KR970007504A (ko) | 1995-07-20 | 1996-07-22 | 반도체노광장치 |
| US08/685,814 US5825468A (en) | 1995-07-24 | 1996-07-24 | Exposure system for lithography apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7208401A JPH0936033A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 半導体露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936033A true JPH0936033A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16555649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7208401A Pending JPH0936033A (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-24 | 半導体露光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5825468A (ja) |
| JP (1) | JPH0936033A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000124122A (ja) * | 1998-10-19 | 2000-04-28 | Canon Inc | 半導体露光装置および同装置を用いるデバイス製造方法 |
| US7248351B2 (en) * | 2005-02-25 | 2007-07-24 | Infineon Technologies Ag | Optimizing light path uniformity in inspection systems |
| US20060192943A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | William Roberts | Optimizing focal plane fitting functions for an image field on a substrate |
| US20060193531A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | William Roberts | System for analyzing images of blazed phase grating samples |
| US20060192931A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | William Roberts | Automated focus feedback for optical lithography tool |
| US20060193532A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | William Roberts | Optimizing focal plane fitting functions for an image field on a substrate |
| US20060194130A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | William Roberts | Run to run control for lens aberrations |
| JP5498044B2 (ja) * | 2009-03-26 | 2014-05-21 | 株式会社東芝 | 自動焦点調節機構及び光学画像取得装置 |
| TW201830168A (zh) | 2016-12-08 | 2018-08-16 | 美商精微超科技公司 | 用於重構晶圓之微影製程之對焦控制的掃描方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01187924A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 露光装置 |
| US5361122A (en) * | 1990-09-06 | 1994-11-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Autofocusing device and projection exposure apparatus with the same |
| JP3158446B2 (ja) * | 1990-12-13 | 2001-04-23 | 株式会社ニコン | 表面位置検出装置及び表面位置検出方法、並びに露光装置、露光方法及び半導体製造方法 |
| JP3109852B2 (ja) * | 1991-04-16 | 2000-11-20 | キヤノン株式会社 | 投影露光装置 |
| JP2864060B2 (ja) * | 1991-09-04 | 1999-03-03 | キヤノン株式会社 | 縮小投影型露光装置及び方法 |
| US5502311A (en) * | 1992-01-17 | 1996-03-26 | Nikon Corporation | Method of and apparatus for detecting plane position |
| US5602399A (en) * | 1993-06-23 | 1997-02-11 | Nikon Corporation | Surface position detecting apparatus and method |
| JP3326902B2 (ja) * | 1993-09-10 | 2002-09-24 | 株式会社日立製作所 | パターン検出方法及びパターン検出装置及びそれを用いた投影露光装置 |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP7208401A patent/JPH0936033A/ja active Pending
-
1996
- 1996-07-24 US US08/685,814 patent/US5825468A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5825468A (en) | 1998-10-20 |
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