JPH10176918A - ペリクル膜高さ測定方法および装置 - Google Patents

ペリクル膜高さ測定方法および装置

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JPH10176918A
JPH10176918A JP33870996A JP33870996A JPH10176918A JP H10176918 A JPH10176918 A JP H10176918A JP 33870996 A JP33870996 A JP 33870996A JP 33870996 A JP33870996 A JP 33870996A JP H10176918 A JPH10176918 A JP H10176918A
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JP
Japan
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pellicle film
height
measuring
temperature
pellicle
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Application number
JP33870996A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Suzuki
康裕 鈴木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペリクル膜を用いて、マスクやレチクルなど
のパターンを測定する際に、スループットを低下させる
ことなく、ペリクル膜と計測光学系とのワーキングディ
スタンスの確認を行う。 【解決手段】 ペリクル膜9の高さの初期値およびこの
初期値を得る際のペリクル8近傍の気圧データおよび温
度データを圧力センサ4およびサーミスタ5より得る。
その後、一定時間ごとに、ペリクル8近傍の気圧データ
および温度データを得、この気圧データと温度データと
ペリクル膜9の高さの初期値とに基づいて、ペリクル膜
9の高さを算出し、計測光学系2とペリクル8とのワー
キングディスタンスの確認を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マスクやレチクル
などのパターン位置を測定する際に、基板へのごみなど
の異物の付着を防止するために設けられるペリクル膜の
膨らみによる計測機器のワーキングディスタンスを確認
するために、ペリクル膜の高さを測定する方法および装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造に用いられるマスク、レチク
ルなどの基板(以下ではマスクと称する)のパターン面
上にごみ等が付着すると、光露光工程においてパターン
の像とともにごみの像までがウエハ上に転写されてしま
い、回路パターンに欠陥が生じるおそれがあった。従来
は、このようなごみの像の転写によるデバイスの欠陥を
減らすため、マスクのパターン面およびパターン面と反
対側の基板面の両者または一方に数mm隔ててペリクル
膜と呼ばれる厚さ数μm程度の光透過性薄膜を配し、投
影レンズの被写界深度内にごみが付着するのを防止して
いる。図5(a)に示すマスク27ではパターンPが形
成された面側にペリクル膜29およびペリクル枠30
(アルミニウムなどからなる)からなるペリクル28が
設けられる。
【0003】ところで、電子ビーム露光装置やホトリピ
ータなどにより描画されたマスク27のパターンPは、
パターン位置測定装置でパターンPの位置を測定するこ
とによって必要な精度で形成されているか否かが厳密に
管理される。このとき、パターンPの位置は数nm程度
の高精度で測定する必要がある。図6はパターン位置測
定装置の一例を示す図であり、マスク27はステージ3
6に配設されたホルダ35上に装着される。ステージ3
6はモータ37x,37yによってそれぞれx,y方向
に二次元的に駆動されるとともに、ステージ36上に固
定された各移動鏡38x,38yの位置をレーザ干渉計
40x,40yでそれぞれ測定することによってステー
ジ36の二次元位置が正確に計測される。39はレーザ
光を発生する光源である。なお、図6においてはマスク
27に設けられたペリクル28を省略している。
【0004】パターンPの位置測定の際には、マスク2
7のパターンPが形成された面に計測光学系41からの
収束光Biが照射される。パターンPのエッジに収束光
Biが照射されると散乱光の発生や正反射光の増減が生
じるので、これらの光信号を計測光学系41に内蔵され
た受光素子で検出することによりパターンPを検出する
ことができる。したがって、計測光学系41によってパ
ターンPが検出されたときのステージ36の位置をレー
ザ干渉計40x,40yで計測することにより、パター
ンPの位置を高精度に測定することができる。
【0005】一方、図5(a)のように設けられたペリ
クル28では、ペリクル膜29の内外に気圧差や温度変
化が生じたりマスク27やペリクル膜29が帯電した場
合、ペリクル膜29にたわみが生じる。図5(b)はペ
リクル膜29が上方にたわんだ状態を示している。この
状態でパターンPの位置測定を行うと、ワーキングディ
スタンスの変更により、計測光学系41がペリクル膜2
9に衝突し、ペリクル膜29を破損するのみならず、マ
スク27のパターンPを正確に測定することができな
い。
【0006】このため、マスク27などのパターンPを
測定する場合は、一定時間ごとにペリクル膜29の高さ
を光学式の変位センサなどにより直接測定し、計測光学
系41がペリクル膜29に衝突しないように、ワーキン
グディスタンスの確認をしつつ、マスク27のパターン
Pを計測する必要がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パター
ンの測定中に一定時間ごとにペリクル膜の高さを測定す
るには、パターンの測定を一旦中断し、計測光学系をマ
スク上から退避させる必要があるため、ワーキングディ
スタンスの確認のために、パターン測定のスループット
が低下するという問題がある。
【0008】本発明の目的は、スループットを低下させ
ることなく、ワーキングディスタンスを確認することが
できるペリクル膜高さ測定方法および装置を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図1
を参照して説明すると、請求項1の発明は、基板7に設
けられるペリクル膜9の高さを測定する方法に適用さ
れ、ペリクル膜9の近傍の気圧および温度に基づいて、
ペリクル膜9の高さを算出することにより上記目的を達
成する。
【0010】請求項2の発明は、基板7に設けられるペ
リクル膜9の高さを測定する方法に適用され、所定の気
圧および温度の下におけるペリクル膜9の高さの初期値
を測定し、ペリクル膜9の近傍の気圧および温度の所定
の気圧および温度からの変化量ならびに初期値に基づい
て、ペリクル膜9の高さを算出することにより上記目的
を達成する。
【0011】請求項3の発明は、基板7に設けられるペ
リクル膜9の高さを測定する装置に適用され、ペリクル
膜9の近傍の気圧を測定する気圧検出手段4と、ペリク
ル膜9の近傍の温度を測定する温度検出手段5と、気圧
検出手段4により測定される気圧および温度検出手段5
により検出される温度に基づいて、ペリクル膜9の高さ
を算出する高さ算出手段6とを備えたことにより上記目
的を達成する。
【0012】請求項4の発明は、基板7に設けられるペ
リクル膜9の高さを測定する装置に適用され、ペリクル
膜9の近傍の気圧を測定する気圧検出手段4と、ペリク
ル膜9の近傍の温度を測定する温度検出手段5と、所定
の気圧および温度の下におけるペリクル膜9の高さの初
期値を測定する初期値測定手段6と、気圧検出手段4に
より測定される気圧および温度検出手段5により検出さ
れる温度の、所定の気圧および温度からの変化量ならび
に初期値に基づいて、ペリクル膜9の高さを算出する高
さ算出手段6とを備えたことにより上記目的を達成す
る。
【0013】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図1は本発明によるペリク
ル膜高さ測定装置を用いたパターン位置測定装置の一実
施の形態を示す図である。なお、本実施の形態において
は、基板としてマスクを用いるものとする。
【0015】図1に示すように、パターン位置測定装置
は、ペリクル膜9を備えたペリクル8が取り付けられた
マスク7を載置するための試料台1と、マスク7のパタ
ーンを測定するための計測光学系2と、ペリクル膜9の
高さを測定するための光学式変位センサ3と、ペリクル
8付近の気圧を検出する圧力センサ4と、ペリクル8付
近の温度を検出するサーミスタ5と、光学式変位センサ
3、圧力センサ4およびサーミスタ5からそれぞれ出力
される変位データ、気圧データおよび温度データを処理
するとともに、これらの駆動を制御するマイクロプロセ
ッサ6とからなる。なお、光学式変位センサ3は、超音
波変位センサ、静電容量型変位センサ、磁気変位センサ
などの非接触センサであれば、いかなるものを用いても
よい。また、試料台1は、不図示のXYステージ上に設
けられており、XYステージは不図示のモータにより駆
動される。さらに、上記パターン位置測定装置は、不図
示の恒温漕内に設けられる。
【0016】図2は、マイクロプロセッサ6に記憶され
た、温度変化量および気圧変化量とペリクル膜高さ変化
量との関係を示すグラフである。図2において、Aは気
圧変化量とペリクル膜9の高さ変化量との関係を示し、
Bは温度変化量とペリクル膜9の高さ変化量との関係を
示す。ここで、AおよびBは以下の式(1),(2)に
より表される。
【0017】δh=Kp・δP (1) δh=Kt・δT (2) 但し、δh:ペリクル膜高さ変化量 δP:気圧変化量 δT:温度変化量 Kp,Kt:定数 次いで、マイクロプロセッサ6において行われる処理に
ついて説明する。図3および図4はマイクロプロセッサ
6において行われる処理を説明するフローチャートであ
る。まず、図3に示すフローチャートにより、ペリクル
膜9の高さの初期設定を行う。ステップS1において、
光学的変位センサ3によりペリクル枠(不図示)の中心
位置におけるペリクル膜9の高さhosを測定する。次
のステップS2において、測定されたペリクル膜9の高
さhosが最大許容膜高さHmaxの範囲内にあるか否
か、すなわち、 hos<Hmax (3) であるか否かの判断を行う。ステップS2が肯定された
場合は、ペリクル膜9の高さhosを得た際の、ペリク
ル8近傍の気圧データPosおよび温度データTosを
圧力センサ4およびサーミスタ5から得、高さhosの
データとともに不図示のメモリに記憶して処理を終了す
る。
【0018】一方、ステップS2が否定された場合は、
ステップS4において、不図示の入力手段から中止の入
力があったか否かが判断され、ステップS4が否定され
た場合は、ステップS4が肯定されるまでステップS4
の判断を繰り返し、ステップS4が肯定された場合は、
何らかの異常があったものとして処理を終了する。この
場合は、パターンの測定を一旦中断し、異常の原因を取
り除いた後、再度初期設定を行う。
【0019】このようにして初期設定が行われた後、図
4に示す処理を一定時間間隔にて行い、ワーキングディ
スタンスの確認を行う。まず、ステップS11におい
て、図3のステップS3と同様に、ペリクル8近傍の気
圧データPiおよび温度データTiを圧力センサ4およ
びサーミスタ5から得る。次いで、ステップS12にお
いて、以下の式(4)に示すように予測ペリクル膜高さ
hiを算出する。
【0020】 hi=hos+hpi+hti (4) 但し、hpi:気圧によってペリクル膜9の高さに影響
を与える成分hti:温度によってペリクル膜9の高さ
に影響を与える成分hpi,htiは、上記式(1),
(2)より、次式(5),(6)で表される。
【0021】 hpi=Kp・(Pos−Pi) (5) hti=Kt・(Ti−Tos) (6)このよう
に、式(4)〜(6)すなわち図2に示すグラフに基づ
いて、予測ペリクル膜高さhiが算出される。
【0022】なお、気圧が高くなった場合、あるいは温
度が低くなった場合など、式(5),(6)における気
圧の変化量および温度変化量が負となる場合がある。こ
のような場合は、ペリクル膜9の高さは低くなるため、
ペリクル膜9が光学的変位センサ3などに衝突すること
が無くなる。したがって、このようにペリクル膜9の高
さが低くなるような状況にある場合、すなわち、Pos
≦Piの時はPos−Pi=0とし、また、Ti≦To
sの時はTi−Tos=0とし、ペリクル膜9の高さに
変化がないものとして扱う。
【0023】このようにして予測ペリクル膜高さhiが
算出されると、次のステップS13において、予測ペリ
クル膜高さhiが最大許容膜高さHmaxの範囲内にあ
るか否か、すなわち、 hi<Hmax (7) であるか否かの判断を行う。ステップS13が肯定され
た場合は、ステップS14において、マスク7のパター
ンの計測が終了したか否かの判断がなされ、ステップS
14が否定されると、再度ステップS11に戻り、一定
時間ごとにステップS11からステップS13の処理を
繰り返す。一方、ステップS14が肯定された場合は、
マスク7のパターンの計測が終了したものとして処理を
終了する。ステップS13が否定された場合は、ステッ
プS15において、図3に示すフローチャートのステッ
プS1からステップS4の処理が再度実行される。すな
わち、ステップS15において、ステップS1からステ
ップS2へと進み、ステップS2においてhos<Hm
axであるか否かの判断が肯定された場合はステップS
3へ進み、その後ステップS14が否定されて再度ステ
ップS11へ戻る。また、ステップS1からステップS
2へと進み、ステップS2においてhos<Hmaxの
判断が否定された場合はステップS4へ進む。そして、
ステップS4を中止の入力があるまで繰り返し、ステッ
プS4が肯定された後はステップS14が肯定されて処
理を終了する。
【0024】このように、本実施の形態においては、一
定時間ごとに、ペリクル8近傍の気圧データおよび温度
データを測定し、この気圧データおよび温度データに基
づいて、計測光学系2や光学式変位センサ3のワーキン
グディスタンスの確認のためのペリクル膜9の高さを算
出するようにしたため、マスク7のパターン計測を中断
することなく、ペリクル膜9の高さを計測することがで
きる。したがって、計測光学系2のスループットに影響
を与えることなく、ワーキングディスタンスの確認を行
うことができる。
【0025】なお、上記実施の形態においては、ペリク
ル膜9の高さの初期値hosを測定した後に、ペリクル
8近傍の気圧データおよび温度データに基づいて、予測
ペリクル膜高さhiを算出するようにしているが、例え
ば、気圧および温度とペリクル膜9の高さとの関係をマ
イクロプロセッサ6にテーブルとして記憶しておき、ペ
リクル膜9の高さの初期値hosを計測することなく、
気圧データおよび温度データに基づいて、テーブルを参
照してペリクル膜9の高さを算出してもよい。
【0026】また、上記実施の形態においては、マスク
7のパターンを測定する装置に本発明を適用した実施の
形態について説明したが、レチクルのパターンを測定す
る装置に本発明を適用することもできる。
【0027】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、圧力センサ4が気圧検出手段を、サーミスタ5が温
度検出手段を、マイクロプロセッサ6が高さ算出手段お
よび初期値測定手段を構成する。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ペリクル膜近傍の気圧および温度に基づいてペリクル膜
の高さを算出するようにしたため、基板のパターン測定
時における計測機器のスループットを低下させることな
く、ワーキングディスタンス確認のためのペリクル膜の
高さの測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるペリクル膜高さ測定方法を適用し
たパターン位置測定装置の概略構成図
【図2】気圧変化量および温度変化量とペリクル膜高さ
変化量との関係を示すグラフ
【図3】ペリクル膜高さ測定の初期設定の手順を示すフ
ローチャート
【図4】ペリクル膜高さの測定の手順を示すフローチャ
ート
【図5】ペリクルの構成を示す断面図
【図6】パターン位置測定装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】 1 試料台 2 計測光学系 3 光学式変位センサ 4 圧力センサ 5 サーミスタ 6 マイクロプロセッサ 7 マスク 8 ペリクル 9 ペリクル膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板に設けられるペリクル膜の高さを測
    定する方法において、 前記ペリクル膜の近傍の気圧および温度に基づいて、前
    記ペリクル膜の高さを算出することを特徴とするペリク
    ル膜高さ測定方法。
  2. 【請求項2】 基板に設けられるペリクル膜の高さを測
    定する方法において、 前記所定の気圧および温度の下における前記ペリクル膜
    の高さの初期値を測定し、 前記ペリクル膜の近傍の気圧および温度の、前記所定の
    気圧および温度からの変化量ならびに前記初期値に基づ
    いて、前記ペリクル膜の高さを算出することを特徴とす
    るペリクル膜高さ測定方法。
  3. 【請求項3】 基板に設けられるペリクル膜の高さを測
    定する装置において、 前記ペリクル膜の近傍の気圧を測定する気圧検出手段
    と、 前記ペリクル膜の近傍の温度を測定する温度検出手段
    と、 前記気圧検出手段により測定される気圧および前記温度
    検出手段により検出される温度に基づいて、前記ペリク
    ル膜の高さを算出する高さ算出手段とを備えたことを特
    徴とするペリクル膜高さ測定装置。
  4. 【請求項4】 基板に設けられるペリクル膜の高さを測
    定する装置において、 前記ペリクル膜の近傍の気圧を測定する気圧検出手段
    と、 前記ペリクル膜の近傍の温度を測定する温度検出手段
    と、 前記所定の気圧および温度の下における前記ペリクル膜
    の高さの初期値を測定する初期値測定手段と、 前記気圧検出手段により測定される気圧および前記温度
    検出手段により検出される温度の、前記所定の気圧およ
    び温度からの変化量ならびに前記初期値に基づいて、前
    記ペリクル膜の高さを算出する高さ算出手段とを備えた
    ことを特徴とするペリクル膜高さ測定装置。
JP33870996A 1996-10-15 1996-12-18 ペリクル膜高さ測定方法および装置 Pending JPH10176918A (ja)

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JP27256296 1996-10-15
JP8-272562 1996-10-15
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10261031B2 (en) * 2015-11-09 2019-04-16 Acemach Co., Ltd. Mask inspection device and method thereof
KR20220037292A (ko) * 2020-09-17 2022-03-24 한양대학교 산학협력단 펠리클 홀딩 모듈, 이를 포함하는 펠리클 열적 내구성 평가 장치, 및 펠리클 열적 내구성 평가 방법

Cited By (3)

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WO2022059916A1 (ko) * 2020-09-17 2022-03-24 한양대학교 산학협력단 펠리클 홀딩 모듈, 이를 포함하는 펠리클 열적 내구성 평가 장치, 및 펠리클 열적 내구성 평가 방법

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