JPS63173323A

JPS63173323A - 投影露光装置

Info

Publication number: JPS63173323A
Application number: JP62003942A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Matsunaga; 徳彦松永; Yoshiaki Kitaura; 北浦　義昭
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-01-13
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1988-07-16

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、露光装置に係わり、特に半導体製造工程で用
いられる投影露光装置に関する。

（従来の技術）近年、半導体集積回路の高密度化が進み素子の微細化に
伴ってリソグラフィーに対する要求もミクロンオーダー
からサブミクロンオーダーに移行している。従来、例え
ば特開昭６１−１９６５３号公報に開示された投影露光
装置では、露光装置の投影光学系とは別に周辺にｍ試料
の露光領域に相当する位置に設けられるレーザー干渉計
を含むウェハ表面形状検出機構を設け、一旦投影光学系
外で試料の全表面形状を測定し、その後、試料を上記投
影光学系に移して上記測定結果に従って高さを調整しな
がら試料面上の各露光領域を連続して露光するものであ
る。

しかし、このような装置では形状（高ざ）を検出する台
あるいは光学系と、実際に試料上に露光する台あるいは
光学系が別々に設置されており、形状検出後のウェハ移
動に起因する機械的な誤差のため露光する精度に関して
問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）以上述ぺてきたように、従来の投影露光装置を発明は、
露光に際して機械的誤差が入ることなく、また各露光領
域毎に高精度な高さ調整を行うことを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明では、被露光試料を固
定する試料固定部と、この固定された試料上の露光領域
にマスクの像を露光する光学系と、前記試料の高さを検
出する際には露光光路内にあり、試料に露光する際には
露光の光路外に移動可能な機構を有する可動式距離検出
部と、試料上の露光領域の周辺の高さを検出する３個以
上の距離検出部と、これらの３個以上の距離検出部と前
記可動式距離検出部より検出された高さの平均値を算出
する算出部と、この算出された値に従って前記試料の高
さを調整する高さ制御部とを具備することを特徴とする
投影露光装置を構成している。

（作　用）以上の構成による作用を説明する。試料を試料固定部に
固定した俊、先ず焦点目標値（Ｆ）と許容誤差（δ）を
指定する。その後、各距離検出部で測定された高さを一
旦電気信号に変換して算出部で高さの平均値（Ｆ）をと
り、この値を目標として上記ウェハ固定部を移動させ焦
点目標値（Ｆ）と高さの平均値（Ｆ）との差の絶対値が
誤差（δ）より小さくなるまで、この動作はくり返えさ
れる。

その後、可動式距離検出部を露光領域外へ移動し試料上
に露光が開始される。従って、露光領域内のみならず露
光領域外でも高さを検出すると共にこれらの検出が露光
装置内で行われるので、機械的誤差が少なく高精度な高
さ調整が可能となる。

（実施例）本発明の実施例の詳細を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例による投影露光装置を示す図
である。

図において、被露光試料であるウェハ８の上方には、集
積回路の設計パターン１５及びその周辺にマーカー２を
描いたマスクであるレチクル１が配置されている。レチ
クル１上から図示しない光源縮小レンズ３で縮められた
像をウェハ８上の露光領域９へ投影するものである。露
光に先立ち、予め露光領域の高さが４個の距離検出部５
と可動式距離検出部６により測定される。この距離検出
部は例えば、エアセンサーであり、ウェハとは実際には
接近しているが、ここでは可動式距離検出部を強調する
ため離して描いている。この測定結果に基づき算出部１
１で平均値が求められる。

この平均値に基づいてウェハ８に結像状態で露光できる
ように、高さ制御部１３によりウェハを載置した試料固
定部１０が上下動される。この場合、予め指定された目
標値に平均値が入れば露光が行われる。露光する際には
、可動式距離検出部６は移動機構７により露光のための
光路外へ移動される。この移動機構７は第２図に示すよ
うに、アーム（３０）、　（３３）を回転部（３１）、
　（３２）により回転自在に支承して可動式距離検出部
を３次元的に移動させることができる。

以上のように構成された投影露光装置は第３図に示すフ
ローチャートに従って焦点合わせを行い、露光動作が行
われる。先ず、上記予め指定された基準値１２として装
置固有のレンズの焦点深度により決定される、焦点目標
値（Ｆ）と製造プロセス境によっても変動するものでお
り、予め環境に応じて定める。次にレジストが塗布され
た被露光ウェハ８をウェハ固定部１０に固定する。ざら
に、ウェハ８の露光領域９上及びその周辺の高さを距離
検出器５，６で測定し、これら高さの平均値（Ｆ）を算
出する。平均値（Ｆ）と焦点目標値（Ｆ）との差の絶対
値が許容誤差（δ）以下になるまで、試料固定部０Φを
微動させて高さの平均値（Ｆ）を算出し、ＦとＦの差の
絶対値に従って高さ制御部により固定部を動かす工程が
くり回して行われる。

が上記誤差δ内にセットされると、可動式距離検出器を
露光光路外に移動し、ウェハ８上への露光が開始される
。

第５図は本発明による投影露光装置によりＦＥＴの集積
回路のレチクルを露光した時のレジストにおけるゲート
長の分布を示したものであり、比較のために可動式距離
検出器を設けない装置を用いた場合のゲート長の分布を
第６図に示ず。横軸はレジストに形成されたゲート長を
、縦軸にその度数を示す。これらによれば、レチクル上
でゲート長が１．０＃の場合、後者は３″φウ工ハ面内
において平均Ｏ１８凱で３σ−０，１２凱であったのに
対し、本発明では３σ＝０．０７凱に向上したことが理
解できる。

以上の実施例により、半導体ウェハが試料固定部上で複
雑に変形していても露光の光路内とその周辺で測定し、
ざらにその後投影光学系部と、試料固定部を移動するこ
となくその後露光を行うので、機械的な誤差が少なく精
度向上を可能とできる。

また、本実施例の他の効果を第４図に示す。ウェハ４１
の端部を露光する場合を示し、可動式距離検出部３６は
露光領域４４内の位置４３で距離を測定し、距離検出部
５は露光領域周辺の位置４２で距離を測定するために、
常に３点以上で測定することが可能であり、露光する上
での精度向上を可能にしている。

尚、本発明は上述した実施例に限られることはなく、例
えば移動機構としてＸＹ平面とそれに垂直な方向の高さ
の微調整の可能な台を用い、この−／一台に可動式距離検出部を取り付けたものを用いることも
できる。

〔発明の効果〕

本発明の構成により、露光領域と、この周辺で焦点を測
定し、その平均値を用いて焦点合せをして露光するため
、従ってレジストの寸法精度及び均一性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す構成図、第第４図は
、本発明の曹労尖漁溝母−効果を示す図、第５図は、本
発明による一効果を説明するための図、第６図は、従来
例の効果を示す図である。４・・・投影光学系部　　　　　　５・・・距離検出部
６・・・可動式距離検出部　　　　１０・・・試料固定
部１１・・・算出部　　　　　　　　　１３・・・高さ
制御部代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　　　竹　花　喜久男Ｌ（］（）Ｊｍ）第５図第８図Ｌｇ（ｐｍ）第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被露光試料を固定する試料固定部と、この固定さ
れた試料上の露光領域にマスクの像を露光する投影光学
系と、前記ウェハの高さを検出する際には露光光路内に
あり試料に露光する際には露光の光路外に移動可能な機
構を有する可動式距離検出部と、試料上の露光領域の周
辺の高さを検出する３個以上の距離検出部と、これらの
３個以上の距離検出部と前記可動式距離検出部より検出
された高さの平均値を算出する算出部と、この算出され
た値に従つて前記試料の高さを調整する高さ制御部とを
具備することを特徴とする投影露光装置。
（２）前記距離検出部がフォーカスセンサであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の投影露光装置。
（３）前記可動式距離検出部の移動機構が可動アームで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の投影
露光装置。