JPS61210627A - 有効光源測定用ピンホ−ル板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する分野］ 本発明は、照明光学系により照明された所望のパターン
を有するマスクの像を結像光学系により形成する投影結
像光学系において、照明光学系により作られる有効光源
の、結像光学系の射出瞳に対する位置、大きざ、形状を
測定するためのピンホール板に関する。

［従来の技術の説明］ 近年、ＩＣ，ＬＳＩの高密度化に伴って、マスク転写露
光装置により転写されるパターンの微細化が急速に進ん
でおり、マスクからウェハにパターンを転写する方法も
、プロキシミティ法やコンタクト法からプロジェクショ
ン方法へと移り変わっている。特に最近では、ミラープ
ロジェクション法と呼ばれるミラー投影光学系を用いる
方法やステッパーと呼ばれるレンズ投影光学系を用いる
方法が、ＩＣ，ＬＳＩのパターニング方式の主流となっ
ている。ミラー投影光学系やレンズ投影光学系のいずれ
の場合でも、マスクを照明する照明光学系により作られ
る有効光源と、投影光学系の瞳の位置関係や、形状、大
きさは投影光学系の結像性能を決定する極めて大きな要
因であることは周知の通りである。

従来、この有効光源と投影光学系の瞳の測定は、マスク
面またはウェハ面にピンホール板を配置し、ウェハ面か
らデフォーカスした位置に感光紙を首ぎ、感光紙に形成
された投影光学系の射出瞳と有効光源を同時に焼き付け
る方法により行なってい１こ　。

この方法の場合、投影光学系の射出瞳と有効光源の光の
強度差が大きいため、射出瞳の形を焼ぎ付けようとする
と、有効光源が露光オーバとなり、形状が不鮮明になる
。一方、有効光源の形状が鮮明になるようにすると、射
出瞳が露光不足で焼付けられない。すなわら、従来より
行なわれているような射出瞳と有効光源を同時に見るこ
とのできる露光時間で焼付ける方法では、射出瞳と有効
光源の形状が不鮮明となってしまい、測定精度が低いと
いう不都合があった。

［発明の目的］ 本発明は、照明系により形成された有効光源と投影光学
系の射出瞳の大ぎさ、形状、位置を簡便に、しかも高い
精度で測定することを目的とする。

［実施例の説明］ 第１図は、本発明の一実施例に係る投影露光装置の構成
を示す。同図において、１は照明系の］リメータレンズ
、２はマスク面、３はマスク面２上のパターンをウェハ
而に転写するための投影光学系、４はウェハ而に相当す
る像面である。５は本発明の特徴どするピンホール板で
、両面に後述するパターンが配置されている。６は感光
層、７は感光材が塗布された基板である。また、ａは光
軸上物点において投影光学系に入射し得る最大光束（以
下、入射最大光束と称す）、ａ′は照明光学系により照
射される光束（以下、照明光束と称す）、ｂ、ｃ、ｂ’
　、ｃ’　は各々軸外物点に対する入射最大光束および
照明光束を示す。

照明光学系の有効光源と投影光学系の瞳との関係を論す
る場合は、前記の照明光束と入ｒＪＪ最大光束との関係
に置き換えて論することができる。すなわち、 有効光源の大きさくσ） 一照明光束径／入射最大光東径 有効光源と瞳の偏心 一照明光束の光強度での重心と入射最大光束の重心との
ズレ である。ゆえに以後、有効光源といえば、ａ′。

ｂ’　、ｃ’を示し、瞳と言えばａ、ｂ、ｃを示すこと
にする。

第２図は、照明光学系の有効光度と投影光学系の瞳を示
す。同図において、Ａは第１図の感光層６に投影される
瞳の像、Ｂは同じく感光層に投影される有効光源の像で
ある。

第３図は、ビンボール板５（第１図）の上面側のビンボ
ール８．９の配置、第４図はピンホール板５の下面側の
パターン１ｏ、　ｉｉの配置を示す。図において、ピン
ホール板５の上面、下面とも５個のピンホール８．９ま
たはパターン１ｏ、　ｉｉが一絹で、五組が形成されて
いる。ここで、互いに隣り合うピンホールは、対応する
瞳の像が重ならない距離だ【プ離れている。

第５図は、第１図におけるビンホール板５、感光層６お
にび基板７の部分を拡大した断面図である。８．９はピ
ンホール、ｂ’、５”はピンホール板５の両面に形成さ
れた遮光層、１０はピンホール板５の下面に配置された
ピンホールであり感光４一 層上の瞳Ａよりも大きくなっている。１１は同じくピン
ホール板５の下面に配置された基準マークである。

第６図は、感光層に焼付けられた有効光源の像Ｂ′を示
し、１１′　は基準マークの像、１０′　はピンホール
１０の像で、通常１０′　は観察できない。

第７図は、同じく感光層に焼イ１けられた瞳の像Ａ′を
示し、１０’　、　１１’　は第６図と同じものである
。

以下、第５図〜第７図にしたがい、本発明による有効光
源の測定方法について述べる。まず、ピンホール板５の
上面５′を投影光学系の像面位置に配置し、ビンボール
板５の下面５″に感光材６を塗布した基板７を、ビンボ
ール板の下面５″と感光材が密着するように配置した後
、照明系のシャッターを開くと感光材に有効光源が焼付
けられる。次に、同様にピンホール板および感光材をセ
ットした後、レチクル面に拡散板を挿入し、シャッター
を聞くと、投影光学系の射出瞳が感光材に焼付けられる
。感光材には有効光源と射出瞳の他に基準マークが焼付
りられるので、基準マークと有効光源の相対位置および
基準マークと射出瞳の相対位置を測定Ｊることにより、
有効光源と射出瞳の相対位置を知ることかできる。

以下、第５図〜第７図にしたがいｉｌｌ！Ｉ定原理を述
べる。

第５図中、ピンホール８．９に入射した入ＤＡ最大光束
および照明光束は、ピンホールカメラの原理ににす、遮
光層５″に瞳の像おにび有効光源の像を形成する。遮光
層５″には瞳の像より大ぎなピンホール１０ど基準マー
クが存在しているので、感光層に形成されるのは、ピン
ホール８に入射した大剣最大光束による瞳の像Ａと、同
じくピンホール８に入射した照明光束による有効光源の
像ＢおＪ：び基準マークの像１１′である。測定に際し
ては瞳と有効光源を別々に焼付けるので、瞳の像と有効
光源の像を直接比較することはできない。しかし、瞳を
焼付ける場合でも、有効光源を焼（＝Ｉりる場合でも、
基準パターンは同一のちのを用いるので、基準パターン
の像と瞳の像の相対位置関係および基準パターンの像と
有効光源の像の相対位置関係を測定することにより、間
接的に、有効光源と瞳の相対位置関係および面積比を知
ることができる。

［実施例の変形例］ 上記実施例では感光材としてホトレジストを用いている
が、代わりに電気的な光センサーを用いてもよい。例え
ば、ラティチュードの大きい２次元ＣＣＤを用いれば、
投影光学系の瞳と照明系の有効光源の相対位置、大きさ
等は、拡散板を挿入することなしにリアルタイムで測定
することが可能である。

［発明の効果］ 以上のように本発明のピンホール板によれば、照明系に
より形成された有効光源と、投影光学系の射出瞳の大き
ざ、形状、位置を簡便に、しかも高い精度で測定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプロジェクション方式の光学的原理図、第２図
は照明光学系の有効光源ど投影光学系の瞳を示す図、 第３図はビンボール板の上面側のパターン配置図、 第４図はビンボール板の下面側のパターン配置図、 第５図は第１図のピンホール板５．感光層６および基板
７の部分の拡大断面図、 第６図は感光層に焼付番プられた有効光源像の図、第７
図は感光層に焼付けられた瞳の図である。 Ａ：投影光学系の瞳の像、Ｂ：照明光学系の有効光源の
像、５：ビンボール板、６；感光層、７：基板、３．９
．１０：ビンボール、１１：基準マーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 投影露光焼付装置の有効光源を測定する際この焼付装置
   のウェハ面位置に配置されるピンホール板であって、透
   明平板の表裏に、表面には複数のピンホールを有する遮
   光層を設け、裏面には上記ピンホールの１つに正対し該
   ピンホールによる上記焼付装置の瞳の像より大きな光透
   過部と他のピンホールを通過する光束内に位置する位置
   確認用パターンとを有する遮光層を設けたことを特徴と
   する有効光源測定用ピンホール板。