JPH0147006B2 - - Google Patents

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JPH0147006B2
JPH0147006B2 JP60062444A JP6244485A JPH0147006B2 JP H0147006 B2 JPH0147006 B2 JP H0147006B2 JP 60062444 A JP60062444 A JP 60062444A JP 6244485 A JP6244485 A JP 6244485A JP H0147006 B2 JPH0147006 B2 JP H0147006B2
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exposed
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projection exposure
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 光学系の手前に配置したフオトマスクの位置合
わせマークと、光学系と被露光基板の間に被露光
基板に接近して配置した基準マスクの位置合わせ
マークとを一緒に被露光基板上に投影露光し、現
像した後、該被露光基板上に転写された基準マス
クの位置合わせマークに対する同フオトマスクの
位置合わせマークの位置ずれを計測することによ
つて、各露光回毎の露光精度の確認を、極めて容
易にする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は投影露光方法に係り、特に等倍の投影
露光方法における露光精度の検出方法に関す。
半導体装置或はフオトマスクの製造等において
パターンの転写に用いられる投影露光方法には、
マスクと被露光基板を密着して露光を行うコンタ
クト方式、マスクと被露光基板を接近して配置し
露光を行うプロキシミテイ方式、及びマスク像を
光学系を介し被露光基板上に投影して露光を行う
プロジエクシヨン方式がある。
しかし、コンタクト方式はマスク面と被露光基
板面が接触するので、マスク面に傷がつき易くマ
スク寿命が著しく低下し、またプロキシミテイ方
式においても、マスクが被露光基板面に触れる機
会がかなりあるために上記コンタクト方式程では
ないがマスク寿命の低下を招くという問題がある
ので、最近ではマスクと被露光基板との接触の機
会が完全に回避されてマスク寿命が向上し、製造
原価の低減が図れるプロジエクシヨン方式の露光
方法が主として用いられる。
然しながら該プロジエクシヨン方式の露光方法
においては、マスクと被露光基板との間に光学系
が介在しマスクと被露光基板が遠く離れているた
めに、外部振動や環境温度の変化によりマスク、
光学系、被露光基板の相対位置が変動し、これに
よつて転写パターンに直交度やランナウト（伸び
縮み）のずれを生じパターンの転写精度が低下す
るという難点があり、露光精度を検出することが
製造品質を維持するうえに重要な工程となる。
そこで、一回の露光毎に精度の検出が容易にな
し得るような露光方法が強く要望される。
〔従来の技術〕
第５図は上記投影露光方法に用いる反射投影型
露光装置の構成を模式的に示す側断面図で、図
中、１はマスク、５は被露光基板、１１は光源
系、１２は投影用光学系、１３はアライメント・
スコープ、１４はキセノン・水銀（Xe−Hg）ラ
ンプ、１５，１６，１７，１８は球面鏡、１９は
コールド・ミラー、２０は円弧状スリツト、２
１，２２，２３はアルミニウム（Al）ミラー、
２４はフイルタ・シヤツタ、２５はハーフ・ミラ
ー、２６は台形ミラー、２７は凹面鏡、２８は凸
面鏡、２９は対物レンズ、３０はミラー、３１は
接眼レンズ、３２はキヤリツジ、３３はマスク・
ホルダ、３４は被露光基板セツト用のデイスクを
示す。
即ち反射投影型露光装置においては、台形ミラ
ー２６、凹面鏡２７、凸面鏡２８よりなる投影用
光学系１２の周囲の矢印ｍの方向に移動するキヤ
リツジ３２の上面にマスク１を固定し、該キヤリ
ツジ３２の下面に被露光基板５を固定し、光源系
１１で形成したマスクの一片以上の長さを有する
円弧状の像を形成する平行光線ビームＬによつて
マスク１上を走査し、該マスク１の光学像を上記
投影用光学系１２を介し被露光基板５上に投影し
露光を行う。
上記反射投影露光装置を用いる従来の投影露光
方法においては、露光に先立つて、マスクに形成
されている第１の位置合わせマークと同一配設ピ
ツチで複数の第２の位置合わせマークが形成され
てなる誤差補正用の標準基板をキヤリツジ３２の
下面にセツトし、該標準基板上にマスク上の第１
の位置合わせマークの像を投影し、前記第２の位
置合わせマークと該第１の位置合わせマークの投
影像との重ね合わせ像をアライメント・スコープ
で観察し、その際検出される直交度やランナウト
等の誤差量を、キヤリツジ３２を保持するエア
ー・ベアリング（図示せず）の上下左右のバラン
ス等によつて補正した後、該標準基板を取り外
し、キヤリツジ３２に被露光基板を順次セツトし
て複数枚の異なる被露光基板に対してマスク・パ
ターンの投影露光が行われていた。
従つて露光に際しては第６図に示す投影部の模
式側断面図のように、投影用光学系１２の上部に
フオトマスク１が固定され、投影用光学系１２の
下部に該投影用光学系１２に直に対面して被露光
基板５を順次配置し、該被露光基板にマスク・パ
ターン２を直に投影し露光する方法であつた。
第６図において第５図と同一対象物は同一符号
デバイス示す。
〔発明が解決しようとする問題点〕
然し上記従来の方法においては、初期の補正後
複数枚の被露光基板に投影露光を行つている途中
で、外部振動或いは温度変化によつて新たに生じ
た直交度やランナウト等誤差量は、被露光基板に
転写されたパターンを観察しただけでは検出され
ず、一枚一枚の被露光基板に転写されているパタ
ーンの精度が不明確になつていた。
そのため該従来方法でマスタ・マスクからパタ
ーンの転写を行つて複数枚のワーク・マスクを製
造した際には、該ワーク・マスクの精度低下によ
り該マスク・パターンを用いて形成する半導体装
置等の製造歩留りや性能が低下するという問題が
生ずる。
そこで従来は上記問題を除去するために、マス
クの比較検査装置等によつて製造されたワーク・
マスクの精度検査もなされているが、この検査は
操作が複雑なために検査工数が非常に多くかかる
という問題があつた。
〔問題点を解決するための手段〕
第１図は本発明の投影露光方法の原理を示す斜
視模式図である。
上記問題点は、フオトマスク１の光学像を光学
系４を介し等倍で被露光基板５上に投影し露光を
行う投影露光方法において、第１図に示すように
該フオトマスク１上にマスク・パターン２と共
に、複数の位置合わせマーク３を分散配設してお
き、光学系４と被露光基板５との間に、複数の位
置合わせマーク６のみを該フオトマスク１と等し
い配設ピツチで形成してなる基準マスク７を配置
し、該フオトマスク１上の位置合わせマーク３と
基準マスク７上の位置合わせマーク６とを同時に
被露光基板５上に投影して露光を行い、該被露光
基板５の現像を行つた後、該被露光基板５上に転
写された該基準マスク７の複数の位置合わせマー
ク６と該フオトマスク１の複数の位置合わせマー
ク３との間の相対的な位置ずれ△ｄを計測し、こ
れによつて該被露光基板５上に転写されたマス
ク・パターン２の精度を検出する本発明による投
影露光方法によつて解決される。
〔作 用〕
即ち本発明の投影露光方法は、光学系の手前に
配置したフオトマスク上の複数の第１の位置合わ
せマークと、光学系と被露光基板の間に配置した
基準マスク上の上記第１の位置合わせマークと同
一配設ピツチ形成された複数の第２の位置合わせ
マークとをマスク・パターンの投影露光に際して
同時に被露光基板上に投影露光し、現像した後、
該被露光基板上に転写された基準マスクの位置合
わせマークに対する同フオトマスクの位置合わせ
マークの位置ずれを計測し、そのずれ量によつて
各被露光基板毎の露光精度即ちパターンの転写精
度の検出が極めて容易になされる。
かくて、例えばワーク・マスクの製造工程等に
おいて露光精度の補正が随時可能になるのでその
製造歩留りが向上し、且つ製造されたワーク・マ
スクの品質が確認出来るので、不充分な精度を有
するワーク・マスクが半導体装置等の製造工程に
用いられるのが防止され、半導体装置の製造歩留
りや性能を向上せしめる効果を生ずる。
〔実施例〕
以下本発明の投影露光方法を、マスク製造にお
ける一実施例につき図を用いて具体的に説明す
る。
第２図は上記実施例に用いるマスタ・マスクの
模式平面図ａ及び基準マスクの模式平面図ｂ、 第３図は同実施例における投影部を示す模式側
断面図、 第４図は同実施例により製造したワーク・マス
クの模式平面図である。
全図を通じ同一対象物は同一符号で示す。
本発明の投影露光方法によつてフオトマスクを
製造する際に用いるマスタ・マスク１０１には例
えば第２図ａに示すように、所定のマスク・パタ
ーン２の他にマスク・パターンの転写に支障のな
いマスクの周辺領域に所定の配設ピツチで、複数
の第１の位置合わせマーク即ち複数組のＸ、Ｙ両
方向の第１のバーニア・パターン１０３ａ及び１
０３ｂが形成される。
又本発明の方法には第２図ｂに示すように、マ
スク・パターンを有せず、周辺部の上記マスタ・
マスク１０１の第１のバーニア・パターン１０３
ａ及び１０３ｂに対向する位置に、複数の第２の
位置合わせマーク即ち第１のバーニア・パターン
１０３ａ及び１０３ｂに対して対称形の複数組の
第２のバーニア・パターン１０６ａ及び１０６ｂ
のみが形成された基準マスク１０７が用いられ
る。
そして露光に際しては第３図に示すように、上
記マスタ・マスク１０１と基準マスク１０７は光
軸に沿つて厳密に位置合わせされ、且つ光軸に対
して直角に、マスタ・マスク１０１はキヤリツジ
３２の上面に、又基準マスク１０７はキヤリツジ
３２下面の被露光基板セツト用のデイスク３４の
内部に固定され、被露光基板即ち乾板１０５は基
準マスク１０７に近接した上記デイスク３４の下
面に該基準マスク１０７と平行にセツトされ、マ
スタ・マスク１０１上を前述した円弧状の光ビー
ムＬによつて上記キヤリツジ３２の移動に伴つて
走査し、乾板１０５上にマスク・パターン２と第
１のバーニア・パターン１０３ａ，１０３ｂ及び
第２のバーニア・パターン１０６ａ，１０６ｂの
投影露光がなされる。図中、１２は投影系、２６
は台形ミラー、２７は凹面鏡、２８は凸面鏡を示
す。
次いで通常通り上記露光が終わつた乾板１０５
の現像を行つて第４図に示すように、マスク・パ
ターン２と共に、マスク機能に支障のない周辺部
に複数組の第１のバーニア・パターン１０３ａ，
１０３ｂと第２のバーニア・パターン１０６ａ，
１０６ｂとがそれぞれ対向して転写されたワー
ク・マスク２０５が形成される。
次いで上記ワーク・マスク２０５は寸法計測が
可能な顕微鏡等を用い、該ワーク・マスク２０５
上に転写されている複数組の第２のバーニア・パ
ターン１０６ａ，１０６ｂに対するマスタ・マス
クから投影転写された上記第２のバーニア・パタ
ーン１０６ａ，１０６ｂにそれぞれ対向する第１
のバーニア・パターン１０３ａ，１０３ｂの直交
度やランナウトのずれ寸法が測定されて、該ワー
ク・マスク２０５の精度が検出される。
上記ずれ寸法の測定は対物鏡の一視野内で極め
て容易に行えるので、本発明によればワーク・マ
スク一枚毎の精度検出を行うことが極めて容易に
可能になる。
なお位置合わせマークの構造は、上記実施例の
構造に限られるものではない。
また本発明の方法は上記フオト・マスクの製造
に限らず、半導体基板上にパターンを転写する際
にも勿論適用される。
〔発明の効果〕
以上説明のように本発明の投影露光方法によれ
ば被露光基板一枚毎の露光精度即ちパターンの転
写精度が容易に且つ確実に検出出来る。
従つて、例えばワーク・マスクの製造工程等に
おいて露光精度の補正が随時可能になるのでその
製造歩留りが向上し、且つ製造されたワーク・マ
スクの品質が確認出来るので、不充分な精度を有
するワーク・マスクが半導体装置等の製造工程に
用いられるのが防止され、半導体装置の製造歩留
りや性能を向上せしめる効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の投影露光方法の原理を示す斜
視模式図、第２図は実施例に用いるマスタ・マス
クの模式平面図ａ及び基準マスクの模式平面図
ｂ、第３図は同実施例における投影部を示す模式
側断面図、第４図は同実施例により製造したワー
ク・マスクの模式平面図、第５図は投影露光方法
に用いる反射投影型露光装置の構成を模式的に示
す側断面図、第６図は従来の露光方法を示す模式
側断面図である。 図において、１はフオトマスク、２はマスク・
パターン、３は第１の位置合わせマーク、４は光
学系、５は被露光基板、６は第２の位置合わせマ
ーク、７は基準マスク、３２はキヤリツジ、３４
はデイスク、１０１はマスタ・マスク、１０３
ａ，１０３ｂは第１のバーニア・パターン、１０
５は乾板、１０６ａ，１０６ｂは第２のバーニ
ア・パターン、１０７は基準マスク、２０５はワ
ーク・マスク、Ｌは光ビーム、Δdはずれ寸法を
示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ フオトマスク１の光学像を光学系４を介し等
    倍で被露光基板５上に投影し露光を行う投影露光
    方法において、 該フオトマスク１上にマスク・パターン２と共
    に、複数の第１の位置合わせマーク３を分散配設
    しておき、 光学系４と被露光基板５との間に、 複数の第２の位置合わせマーク６のみを該フオ
    トマスク１と等しい配設ピツチで形成してなる基
    準マスク７を配置し、 該フオトマスク１上の第１の位置合わせマーク
    ３と基準マスク７上の第２の位置合わせマーク６
    とを同時に被露光基板５上に投影して露光し、 該被露光基板５の現像を行つた後、 該被露光基板５上に転写された該複数の第２の
    位置合わせマーク６と該複数の第１の位置合わせ
    マーク３との間の相対的な位置ずれ（Δd）を計
    測し、 これによつて該被露光基板５上に転写されたマ
    スク・パターン２の精度を検出することを特徴と
    する投影露光方法。
JP60062444A 1985-03-27 1985-03-27 投影露光方法 Granted JPS61222128A (ja)

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